JP2667006B2 - 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、溶接の開始時にテ
ィグ溶接トーチ３と母材４と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、前記溶接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。

ティグアーム制御装置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にシールドガスを供給すると
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の構造を示す分解
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を形成すると共に、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通路を
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のコレット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
を着脱可能にしており、トーチキャップ15をねじ込むと
コレッドボディ13に形成されたねじ部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
されて他端のテーパ部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を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、該フレア管継手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） 従来、溶接作業を行っていると、タングステン電極18
の先端部は不活性ガスのシールド不良、溶加材や母材の
接触などにより損傷したり摩耗したりする。このため、
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、タングステ電極18をトーチ本体12に
取付ける作業を行わなくてはならない。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。次に、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
定の寸法の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中いと自動作業公定に支障を来すと
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行溶接作業とは物の
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） 本発明は上記の目的を達成するために、導電材よりな
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
よりなるガス通路を有して所定の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過すると共に、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の位置に保持する
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に開閉可能な開口部を設け
ると共に、前記筐体側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ている。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
筐体の側面の開口部を開くことにより、前記押えバネに
よってトーチ本体に固定された電極ホルダが露出される
ので、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き、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に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側壁111と、この外側壁の内面に
密着した導電材よりなる内側壁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、このねじ部113側
の一辺に耐候する開口部114の一辺の中央には所定の長
さと幅を有する溝116が設けられている。さらに、溝116
の他端側近傍の外壁111の外周面には段付部117が設け
ら、この段付117より他端側の外壁111の外径は、段付部
117の一端側の外壁111の外径よりも小さく形成されてい
る。

また、開口部114に対向する内壁112の内面の所定の位
置には、導電材からなる押えバネ118が取付けられてい
る。押えバネ118は内壁112の曲率に対応して湾曲した蝶
番118aと蝶番118aの一方の可動片118bに固定されて略Ｌ
字形状の舌状片118cとによって構成されている。舌状片
118cにはその曲折した先端部118dに所定の幅と長さとを
有する溝118eが設けられていると共に、その先端はやや
折り曲げられている。またこの蝶番118aを閉じた状態に
おいて、舌状片118cの先端部118dは電極セット穴124に
所定の間隔を置いて対向するようになっている。

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に軸心を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
電極セットで穴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気か
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）の内壁には、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で、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を中央に配置し、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の外径は第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、電源ホルダ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はカバーで、筐体180の外径に対応した内径の所定
の長さとを有する電気絶縁材の円筒からなっている。ま
た、カバー160の側面には、筐体110の開口部1114と溝11
6とに対応させて開口部161と溝162が設けられている。
さらに、カバー160の溝162に対応する一端側内周面には
段付部163が設けられ、このカバー160内に筐体110を挿
入したときに段付部117と当接するようになっている。

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がトーチ本体120は
電気的な導通状態となる。また、ガス管180は開口部114
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と所定位置に予め電
極ホルダ140を取付けておく。さらに、カバー160を回転
させて開口部161と溝162を開口部114と溝116に一致さ
せ、蝶番118aを開く。この状態で、タングステン電極15
0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
に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、押えバネ118の蝶番118
aを閉じる。このときタングステン電極150は押えバネ11
8の舌状片118cの溝118e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118の舌状片118cの先端部1
18dによってトーチ本体120に押し付けられて固定され
る。電極ホルダ140を固定する際、押えバネ118の舌状片
118cの先端は先端はやや折り曲げられているので、この
舌状片118cの先端がボス部143に引掛けることはない。
このように、タングステン電極150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、電極ホルダ140及び押えバネ118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接続され、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
たり摩耗した場合には、カバー160を回転させて開口部1
61、溝162を開口部114、溝116に一致させれば、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14
0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150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を施
しても良い。これにより、トーチ本体120と電極ホルダ1
40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
118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。

さらに、カバー160の開口部161の大きさを、筐体110
の開口部114と溝116とが同時に臨むことができる長さを
有する大きさにしておけば、カバー160から溝162を省く
ことができるのは言うまでもない。

（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、筐体に設けた開口部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、118……押えバネ、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、180……ガス管。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電材よりなり、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、 導電材よりなるガス通路を有して所定の位置に前記電極
   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
   れを所定の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
   筐体の一側面に開閉可能な開口部を設けると共に、 前記筐体側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。