JP2721703B2

JP2721703B2 - ティグ溶接トーチ

Info

Publication number: JP2721703B2
Application number: JP1155768A
Authority: JP
Inventors: 俊幸川端
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH0323076A

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
コレットボディ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、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）前述の構成よりなる従来のティグ溶接トーチを用いて
溶接作業を行っている際、溶接母材４の材質や溶接箇所
の寸法等の溶接条件が変わることがある。この場合、効
率良くきれいに溶接を行うために前記溶接条件に適した
直径のタングステン電極に交換しなくてはならない。

これにはまず、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を外し、前記溶接条件に適
したタングステン電極をコレット17に挿入する。この
後、ノズル22の先端からのタングステン電極18の突出寸
法を治具等を用いて所定の寸法に調整しなくてはならな
い。このため、非常に手間がかかり、非能率的であっ
た。

特に溶接作業が自動化されている場合には、タングス
テン電極18の交換や調整による溶接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、溶接条件に適し
た直径のタングステン電極を容易に着脱できると共に、
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）本発明は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着脱自在に保持
する筐体とを備えると共に、前記筐体に設けられている
開口部に嵌合する形状であって、電気絶縁材よりなる外
壁とこの外壁に密着された導電材よりなる内壁とから構
成されているカバーであって、このカバーの前記内壁の
内面には、導電材よりなる突出部が設けられ、更に、前
記内壁の内面の所定位置に水平片と垂直片を有する導電
材よりなるＬ字形の押さえバネが設けられ、前記タングステン電極を保持する前記電極ホルダを前
記筐体の開口部から前記トーチ本体内の所定位置に取り
付け、前記カバーの突出部を前記筐体の内面に当接させるよ
うに前記カバーを前記筐体の開口に嵌合させ、前記電極
ホルダの端部は前記カバーの押さえバネの垂直片によ
り、前記トーチ本体に押し付け固定されるティグ溶接ト
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。また、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。このとき
前記トーチ本体は前記筐体に着脱自在に保持されている
ため、前記トーチ本体を前記筐体から取りはずすことに
より、前記トーチ本体と共に前記タングステン電極も取
りはずされる。従って、異なる直径のタングステン電極
が装着されたトーチ本体を別に準備しておけば、容易に
タングステン電極の交換を行うことができる。このと
き、予め治具等によってトーチ本体から突出するタング
ステン電極の寸法を所定の寸法に設定しておくことによ
り、前記ノズルの先端から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
の一辺に凹部115が、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、電気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は弾性を有する導電
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、垂直片172の先端部172
a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、タングンステン電極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1
50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。

また、溶接母材の材質や溶接箇所の寸法等の溶接条件
に対応したタングステン電極150、電極ホルダ140及びト
ーチ本体120が準備されている。即ち、前記溶接条件に
対応してタングステン電極150の直径には、0.5,1.0,1.
6,2.4、,3.2,4.0,4.8,6.4（mm）の８種類が準備されて
いる。さらに、タングステン電極150の直径に対応した
口径の電極ガイド穴125を有するトーチ本体120と、タン
グステン電極150の直径に対応した内径の電極ホルダ140
が準備されている。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。従って、溶接作業中に溶接条件が変わり、
タングステン電極150を直径の異なるタングステン電極1
50に交換する際には、まずノズル130をねじってトーチ
本体120から分離させる。次に、ユニオン継手181を図示
せぬガスパイプから切り離した後、トーチ本体をねじっ
て筐体110から分離させる。この後、別に準備してある
タングステン電極150が装着してあるトーチ本体120を筐
体110にねじ込み、さらにトーチ本体120にノズル130を
取付ける。さらに前記ガスパイプにユニオン継手181を
連結する。このように簡単な操作によって容易に短時間
で異なる直径のタングステン電極150に交換することが
できる。また、タングステン電極150の先端が磨耗した
ため、同じ直径のタングステン電極150に交換する際に
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、予め準備して
ある電極ホルダ140に装着されたタングステン電極150を
前述した手順にてトーチ本体120に取付ければ、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。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、タングステン電
極を保持した電極ホルダはトーチ本体に着脱可能に保持
される。また、電極ホルダとノズルとトーチ本体のそれ
ぞれは筐体の所定位置に着脱自在に保持され、特に筐体
の開口部に着脱自在に設けられたカバーであって、この
カバーの内側に設けられた突出部と押さえバネにより、
電極ホルダとカバー自体を筐体に保持されており、容易
にこのカバーの着脱が行えるので、前記タングステン電
極を装着した前記トーチ本体を圧縮空気等を使うような
特別な装置を用いることなく前記筐体から容易に取りは
ずすことができる。このため、予め異なる複数の直径の
タングステン電極が装着されたトーチ本体を別に準備し
ておくことにより、容易に短時間で溶接条件に適した直
径のタングステン電極に交換することができる。さら
に、予め治具等によってトーチ本体から突出するタング
ステン電極の寸法を所定の寸法に設定しておくことによ
り、前記ノズルの先端から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。これにより、タングス
テン電極の交換作業によって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ものであ
る。さらに、タングステン電極の突出寸法は、溶接作業
とは別の場所の工程にて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
断面図である。 110……筐体、111……外壁、112……内壁、113……ねじ
部、114……開口部、120……トーチ本体、121……第１
の案内部、121a……ねじ部、122……第２の案内部、122
a……ねじ部、123……電極ガイド部、124……電極セッ
ト穴、125……電極ガイド穴、130……ノズル、131……
ねじ部、140……電極ホルダ、150……タングステン電
極、160……カバー、180……ガス管、181……ユニオン
継手。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、導電材よりなる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
れを所定位置に着脱自在に保持する筐体とを備えると共
に、前記筐体に設けられている開口部に嵌合する形状で
あって、電気絶縁材よりなる外壁とこの外壁に密着され
た導電材よりなる内壁とから構成されているカバーであ
って、このカバーの前記内壁の内面には、導電材よりな
る突出部が設けられ、更に、前記内壁の内面の所定位置
に水平片と垂直片を有する導電材よりなるＬ字形の押さ
えバネが設けられ、前記タングステン電極を保持する前記電極ホルダを前記
筐体の開口部から前記トーチ本体内の所定位置に取り付
け、前記カバーの突出部を前記筐体の内面に当接させるよう
に前記カバーを前記筐体の開口に嵌合させ、前記電極ホ
ルダの端部は前記カバーの押さえバネの垂直片により、
前記トーチ本体に押し付け固定されることを特等とするティグ溶接トーチ。