JP2667005B2 - ティグ溶接トーチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電極を容易に交換可能なティグ溶接（Tung
sten Inert Gas Arc Welding）トーチに関するものであ
る。

（従来の技術） 第２図は本発明に係る従来のティグ溶接機の概略構成
図である。

同図において、１はティグアーク制御装置、２はアル
ゴンガスからなるシールドガスを貯蔵しているガスボン
ベ、３はティグ溶接トーチ、４は溶接対象の母材、５は
溶加棒である。

ティグアーク制御装置１は、電流−電圧特性が垂下特
性をなした溶接電源（図示せず）と、陽性の開始時にテ
ィグ溶接トーチ３と母材４の間でアークを発生させるた
めに必要な高周波の高電圧を発生する高周波発生装置
（図示せず）を備え、前記陽性電源の接地側は母材接続
ケーブル６を介して母材４に接続され、前記溶接電源の
非接地側と、前記高周波発生装置の出力端は、溶接ケー
ブル７を介して、ティグ溶接トーチ３に接続されてい
る。

シールドガスはガスボンベ２に取り付けられたガスレ
ギュレータ８によって圧力調整され、ガスパイプ９を介
してティグ溶接トーチ３に供給される。

ティグ溶接トーチ３にはトーチスイッチ10が設けられ
ており、該スイッチ10はスイッチケーブル11を介してテ
ィグアーク制御装置１に接続されている。

ティグアーク制御装置１はトーチスイッチ10の操作に
従ってティグ溶接トーチ３にシールドガス供給すると共
に、高周波電圧を印加してアークを発生させ且つ溶接電
流を供給する。

第３図は従来のティグ溶接トーチ３の製造を示す分解
断面図である。同図において、12は導電材よりなるトー
チ本体で、コレットボディ13を形成するとともに、コレ
ットボディ13の側部から分岐された矢印で示すガス道路
を形成している。14は電気絶縁材よりなるフレーム部
で、トーチ本体12の外周を被って外部に対して絶縁して
いる。15は電気絶縁材よりなるトーチキャップで、長手
方向の一端側に導電材よりなるねじ部16をインサートし
て備え、ねじ部16の先端に電極ホルダとしてコレット17
を押圧接続している。コレット17はタングステン電極18
を着脱可能にており、トーチキャップ15をねじ込むとコ
レットボディ13を形成されてねじ部19にトーチキャップ
15のねじ部16がねじ込まれてコレット17の一端が押圧さ
れ、他端のテーパ部20がコレットボディ13のテーパ面21
に押付けられることにより、タングステン電極18を締付
けて固定する。

22はノズルで、シールドガスをタングステン電極18の
先端部に向けて噴出させる。タングステン電極18はノズ
ル22の先端から突出しており、その突出寸法はアーク長
を決定する要因をなしているので摩耗などに対処して常
に所定の寸法範囲に管理される。

トーチ本体12の分岐部分の端部には、フレアナット23
を形成している。24は導電材よりなる導体パイプで、一
端にフレア管継手25を形成していて、該レア管継手25が
フレアナット23にねじ込まれて接続されている。導体パ
イプ24の他端（図示せず）には、可撓性の溶接ケーブル
７とガスパイプ９とが接続され、トーチ本体12に溶接電
流とシールドガスを供給する。導体パイプ24の外周には
一部分に把手用のすべり止めを施したゴム製のホルダ26
を取付けている。

（発明が解決しようとする課題） 前述のティグ溶接トーチにおいては、溶接作業に伴っ
て、タングステン電極18の先端部が不活性ガスのシール
ド不良、溶加材や母材との接触などにより損傷したり摩
耗したりする。このような場合、溶接作業中、トーチ本
体12からタングステン電極18を取りはずして、その先端
部を研削した後、ノズル22より必要な寸法だけ突出させ
た状態で、タングステン電極18をトーチ本体12に取付け
る作業を行わなくてならない。即ち、トーチキャップ15
をつまみ、ねじ部16を緩めてタングステン電極18を外
す。外に、タングステン電極18の先端部をグラインダを
用いて所定の形状に加工する。この後、タングステン電
極18をコレット17に挿入し、治具等を用いてノズル22の
先端から突出したタングステン電極18の寸法を所定の寸
法に調整した後に固定する。

溶接作業中に、前述したような手間をかけるのは非能
率的である。特に、溶接作業が自動化されている場合に
おいては、タングステン電極の取換えや取付け調整によ
る作業の中断時間が長いと自動作業工程に支障を来すと
いう問題点があった。

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、タングステン電
極のトーチ本体への着脱を容易に行うことができると共
に、タングステン電極の突出寸法を溶接作業とは別の場
所の工程で調整できるティグ溶接トーチを提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 本発明の上記の目的を達成するために、導電材からな
り、タングステン電極を着脱可能に保持する電極ホルダ
と、溶接用のシールドガスを噴出するノズルと、導電材
よりなりガス通路を有して所定位置に前記電極ホルダを
着脱可能に保持し、前記電極ホルダのタングステン電極
に溶接用電流を通電すると共に、前記ノズルにシールド
ガスを導くトーチ本体と、前記電極ホルダと前記ノズル
と前記トーチ本体のそれぞれを所定位置に保持する筐体
とを備え、前記トーチ本体に保持された電極ホルダに対
応した前記筐体の一側面を開口し、該開口を開閉する蓋
を設けると共に、該蓋に前記電極ホルダを前記トーチ本
体に固定する押え部材を設けたティグ溶接トーチを提案
する。

（作 用） 本発明によれば、電極ホルダによってタングステン電
極は着脱可能に保持される。前記電極ホルダはトーチ本
体の所定位置に着脱可能に保持され、トーチ本体より前
記タングステン電極に溶接用電流が通電される。また、
前記トーチ本体によりノズルに溶接用のシールドガスが
導かれ、該ノズルから噴出される。

前記電極ホルダと前記ノズルと前記トーチ本体のそれ
ぞれは筐体の所定位置に保持され一体となる。前記トー
チ本体の所定位置に保持された前記電極ホルダは、前記
筐体の開口に蓋を閉めることにより、該蓋に設けられた
押え部材によって前記トーチ本体に固定される。

また、前記タングステン電極を交換する際には、前記
蓋を開くと、前記押え部材がはずれて、トーチ本体から
電極ホルダと共にタングステン電極を容易に取りはずす
ことができる。この際、交換用として別に、タングステ
ン電極の所定位置に電極ホルダを取付けたものを用意し
ておい、このタングステン電極を保持した電極ホルダを
前記トーチ本体に前記押え部材によって固定すれば、タ
ングステン電極の交換は終了する。このとき、予め治具
等によって測定されたタングステン電極の所定位置に電
極ホルダが取付けられているため、前記ノズルの先端部
を突出するタングステン電極の寸法は所定の寸法に設定
される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の要部を示す分解斜視図、
第４図は一実施例の断面図である。これら第１図及び第
４図に示すティグ溶接トーチは第２図の構成におけるテ
ィグ溶接トーチ３に代えて使用するものである。

以下、本実施例を第１図及び第４図に基づいて説明す
る。図において、110は筐体で、円筒状の形状を有し、
電気絶縁材よりなる外壁111と、この外壁の内面に密着
した導電材よりなる内壁112とから構成されている。ま
た、筐体110の長手方向一端側の内周面にはねじ部113が
設けられている。さらに、ねじ部113の近傍の筐体110側
面には開口部114が設けられ、ねじ部113側の開口部114
の一辺には凹部115が、またこの凹部115に対向する開口
部114の一辺の中央には所定長の溝116がそれぞれ設けら
れている。

120は導電材からなるトーチ本体で、外周壁に前記ね
じ部113に螺合するねじ部121aを有する円筒状の第１の
案内部121と、この第１の案内部121よりも小さな外径を
有し、第１の案内部121に軸心に合わせて隣接した第２
の案内部122と、この第２の案内部122に軸心を合わせて
隣接した円筒状の電極ガイド部123とから構成されてい
る。第２の案内部122の外周壁には所定のねじ部122aが
設けられている。また、第１、第２の案内部121,122及
び電極ガイド部123の軸心には、所定径の電極セット穴1
24が設けられていると共に、電極ガイド部123の先端に
おいては、この電極セット穴124の直径は徐々にせばま
り、使用するタングステン電極の外径に対応した直径を
有する電極ガイド穴125が形成されている。また、電極
ガイド部123の先端部側壁には複数のガス流通口126が設
けられている。さらに、トーチ本体120にはガス通路127
が設けられており、ガス通路127の一端側には第１の案
内部121の電極セット穴124の近傍に形成され、他端側は
電極セット穴124の長手方向の中部に連絡している。ま
た、第１の案内部121の電極セット穴124の入口近くには
円形状の断面を有するシール用Ｏリング128が設けてあ
る。

130は一端側がテーパ状にすぼまった円筒状の磁器か
らなるノズルである。このノズル130の内径は、外形の
大きい他端側からトーチ本体120を挿入できるように形
成されると共に、トーチ本体120の第２の案内部122のね
じ部122aに螺合するねじ部131が設けられている。ま
た、ノズル130の一端側（先端部）の内壁は、トーチ本
体120の電極ガイド部123のガス流通口126から流出する
シールドガスを外部に噴出できるように形成されてい
る。

140は導電材からなる電極ホルダと、円筒状の第１、
第２の案内部141,142とボス部143からなり、第２の案内
部142と中央に配置し、それぞれの軸心を合わせて密着
されている。

第２の案内部142の外部は第１の案内部141の外径より
も大きく形成され、ボス部143の外径は第２の案内部142
の外径よりも大きく形成されると共に、第２の案内部14
2はトーチ本体120の電極セット穴124に嵌入できるよう
になっている。また、電極ホルダ140の内径は、円柱状
のタングステン電極150の外径よりやや大きい径を有
し、このタングステン電極150はボス部143に螺合して設
けられたねじ144にて固定されるようになっている。

160は筐体110の開口部114に嵌合する形状のカバー
で、電極絶縁材よりなる外壁161とこの外壁に密着され
た導電材よりなる内壁162とから構成されている。ま
た、内壁162の内面の長手方向一端側には導電材よりな
る突出部163が設けられている。さらに、内壁162の内面
の所定位置にはＬ形部材からなる押えバネ170の水平片1
71が固着されている。押えバネ170の弾性を有する導電
材からなり、その垂直片172には先端部172aに所定長の
溝172bが形成されていると共に、この先端172aは水平片
171の側にやや折り曲げられている。

180は所定の直径を有するガス管で、その一端側はト
ーチ本体120のガス通路127に連結され、他端側にはユニ
オン継手181が設けてある。

前述の構成よりなる本実施例によれば、筐体が110の
ねじ部113にトーチ本体120のねじ部121aが螺合され、ト
ーチ本体120のねじ部122aにノズル130のねじ部131が螺
合されて、筐体110とトーチ本体120とノズル130が一体
化される。このとき筐体110の内壁112とトーチ本体120
は電気的な導通状態となる。また、ガス管180は開口部1
14とは反対側に位置するようになっている。

作業者は、タングステン電極150の所定位置に予め電
極ホルダ140を取付けておく。このタングステン電極150
を筐体110の開口部114を介して、トーチ本体120の電極
セット穴124に挿入する。このとき、電極ホルダ140の第
１の案内部141の外径が電極セット穴124の内径よりも小
さいので、第２の案内部142を容易に電極セット穴124に
嵌入することができる。また、開口部114から筐体110内
にタングステン電極150を入れる際に、容易に行えるよ
うにタングステン電極150が通過できる溝116が設けてあ
る。

電極ホルダ140の第２の案内部142を電極セット穴124
に嵌入させた状態にて、タングステン電極150の先端部
は電極ガイド穴125によって支持され、ノズル130の先端
より所定の寸法だけ突出される。この突出寸法は、タン
グステン電極150への電極ホルダ140の取付け位置によっ
て決まる。さらにこの状態で、カバー160の突出部163を
筐体110の溝116を有する内面に当接させるように、カバ
ー160を筐体110に嵌合させる。このときタングステン電
極150は押えバネ170の溝172bに挿入されると共に、電極
ホルダ140のボス部143は押えバネ170の垂直片172によっ
てトーチ本体120に押し付けられて固定される。カバー1
60を筐体110に嵌合させる際、押えバネ170の垂直片172
の先端はやや折り曲げられているので、この垂直片172
の先端がボス部143に引掛ることはない。このように、
タングステン電極15尾０の取付けを容易に行うことがで
きる。

また、前述したティグ溶接トーチを使用する際には、
筐体110の内壁112に図示せぬケーブルが、接続されて、
溶接用の電流が供給される。さらに、この電流はトーチ
本体120、及びカバー160の内壁162、押えバネ170を介し
てタングステン電極150に供給される。また、ユニオン
継手181に図示せぬガスパイプが継続され、シールドガ
スが供給される。このシールドガスは、ガス管180、ガ
ス通路127、電極セット穴124及びガス流通口126を介し
てノズル130の先端部からタングステン電極150を包むよ
うに噴出する。この際、Ｏリング128が電極ホルダ140の
第２の案内部142とトーチ本体120の第１の案内部121と
の隙間からのガス漏れを防止している。

溶接作業中にタングステン電極150の先端部が破損し
たり磨耗した場合には、筐体110の凹部115に爪等を引掛
けてカバー160を取りはずせば、電極ホルダ140と共にタ
ングステン電極150を容易に取りはずすことができる。
この後、予め容易してある電極ホルダ140に取付けたタ
ングステン電極150を前述した手順にて取付ければ、タ
ングステン電極150の交換を極めて短時間にて行うこと
ができる。これにより溶接作業に支障を来すことがなく
なる。また、ノズル130の先端からのタングステン電極1
50の突出寸法は、前述したようにタングステン電極150
への電極ホルダ140の取付け位置によって決まるため、
溶接作業とは別の場所の工程で調整することができる。

また、第５図に示すようにトーチ本体120の電極セッ
ト穴124の入口と、電極ホルダ140のボス部143の第２の
案内部142側の端面のそれぞれにテーパ状の面取り施し
ても良い。これにより、トーチ本体120と電極ホル140と
の接触面積が大きくなる。従って、トーチ本体120と電
極ホルダ140との間の電気的な接触抵抗が小さくなり、
トーチ本体120から電極ホルダ140に電流を有効に流すこ
とができる。

尚、本実施例では押え部材を導電材からなる押えバネ
170によって構成したが、トーチ本体120にボス部143を
押し付けることが可能な弾性を有する導電材以外の部材
によって構成しても良い。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、ノズルの先端か
ら突出するタングステン電極の寸法は、該タングステン
電極への電極ホルダの取付け位置によって決まる。ま
た、筐体に設けた開口を介してトーチ本体より電極ホル
ダと共にタングステン電極を容易に取り外すことができ
るため、タングステン電極の交換作業を極めて短時間に
て行うことができる。これにより、溶接作業に支障を来
すことがなくなるという非常に優れた効果を発揮する。

さらに、前記ノズルの先端からのタングステン電極の
突出寸法の調整は、溶接作業とは別の場所の工程で容易
に行うことができるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示す分解斜視図、第
２図は従来のティグ溶接機の概略構成図、第３図は従来
のティグ溶接トーチの分解断面図、第４図は一実施例の
断面図、第５図はトーチ本体と電極ホルダの他の実施例
を示す図である。 110……筐体、111……外壁、112……内壁、114……開口
部、120……トーチ本体、130……ノズル、140……電極
ホルダ、150……タングステン電極、160……カバー
（蓋）、170……押えバネ、180……ガス管。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電材からなり、タングステン電極を着脱
   可能に保持する電極ホルダと、 溶接用のシールドガスを噴出するノズルと、 導電材よりなりガス通路を有して所定位置に前記電極ホ
   ルダを着脱可能に保持し、前記電極ホルダのタングステ
   ン電極に溶接用電流を通電すると共に、前記ノズルにシ
   ールドガスを導くトーチ本体と、 前記電極ホルダと前記ノズルと前記トーチ本体のそれぞ
   れを所定位置に保持する筐体とを備え、 前記トーチ本体に保持された電極ホルダに対応した前記
   筐体の一側面を開口し、 該開口を開閉する蓋を設けると共に、 該蓋に前記電極ホルダを前記トーチ本体に固定する押え
   部材を設けた、 ことを特徴とするティグ溶接トーチ。