JP3222313U - 溶接トーチ及びアーク溶接ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】非鉄金属と鋼の異材を、強固かつ信頼性の高い品質で接合できる溶接トーチを提供する。【解決手段】非鉄金属製の第１の板４０に、軸部３１及びフランジ部を持った段付き外形形状を有する鋼製の接合補助部材３０が嵌合又は固定され、かつ、第１の板４０と鋼製の第２の板５０とが互いに重ね合わされる板組に対して、第２の板５０及び接合補助部材３０をアーク溶接するための溶接トーチであって、溶接トーチは、接合補助部材３０と当接すると共に、接合補助部材３０を介して第１の板４０を第２の板５０に向けて押圧するノズル１５を有し、ノズル１５の軸方向端部１５ｅは、フランジ部の上面を押圧する押圧部１５ｐと、該押圧部１５ｐより外径側で、フランジ部の外周面と対向する突出部１５ｄと、を備え、突出部１５ｄの軸方向長さは、フランジ部の厚さよりも短い。【選択図】図４

Description

本考案は、異材を溶接によって接合する溶接トーチ及びアーク溶接ロボットに関する。

従来、溶接による異材接合技術として、例えば、アルミ合金素材（非鉄金属）と鋼材を接合する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。この技術は、アルミ合金素材と鋼材を接合する際に、アルミ合金素材に貫通穴を設け、この貫通穴に、円筒形で一端側にフランジが形成されたワッシャを挿通し、このワッシャの外周をノズル先端部分で押さえながらワッシャ内側に配置される電極によってアーク溶接を行うものである。すなわち、鋼材製のワッシャと鋼材の間で溶接を実施し、アルミ合金素材と鋼材の異材接合による金属間化合物の生成を防止しながら、高い金属結合力が得られる接合を行うものである。

米国特許第３０９５９５１号明細書

ここで、特許文献１に開示されたノズル先端部の構造は、ワッシャのフランジの上端面を押さえる部分と、フランジの外周面の外周側に位置する突出部分と、からなる段差構造を有している。このような段差構造によってワッシャを押える際、突出部分（ノズルの先端面）が第１の部材である上側のアルミ合金素材に接触するように設計されている（特許文献１のＦｉｇ.３等を参照）。

このため、ワッシャの板厚のばらつきにより、例えば、ワッシャの板厚が突出部分の軸方向長さより短い場合には、ワッシャを十分に押圧することができず、ワッシャがガタ付いて、溶接不良となる場合があった。

本考案は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、非鉄金属と鋼材の異材を、強固かつ信頼性の高い品質で接合できる、溶接トーチ及びアーク溶接ロボットを提供することにある。

本考案の上記目的は、溶接トーチに係る下記（１）の構成により達成される。
（１） 非鉄金属製の第１の板に、軸部及びフランジ部を持った段付き外形形状を有する鋼製の接合補助部材が嵌合又は固定され、かつ、前記第１の板と鋼製の第２の板とが互いに重ね合わされる板組に対して、前記第２の板及び前記接合補助部材をアーク溶接するための溶接トーチであって、
前記溶接トーチは、前記接合補助部材に当接すると共に、前記接合補助部材を介して前記第１の板を前記第２の板に向けて押圧可能なノズルを有し、
前記ノズルの軸方向端部は、前記フランジ部の上面を押圧する押圧部と、該押圧部より外径側で、前記フランジ部の外周面と対向する突出部と、を備え、
前記突出部の軸方向長さは、前記フランジ部の厚さよりも短い、
溶接トーチ。

溶接トーチに係る本考案の好ましい実施形態は、下記（２）〜（９）に関する。
（２） 前記突出部の軸方向長さは、０．２ｍｍ以上である、上記（１）に記載の溶接トーチ。
（３） 前記突出部の内径をＤｎ、前記フランジ部の外径をＤｅとした場合、
Ｄｅ≦Ｄｎ≦Ｄｅ＋２．０ｍｍを満たす、上記（１）又は（２）に記載の溶接トーチ。
（４） 前記押圧部の内径をＤｎ´、前記フランジ部の外径をＤｅとした場合、
７ｍｍ≦Ｄｎ´＜Ｄｅを満たす、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の溶接トーチ。
（５） 前記ノズルは、前記軸方向端部から基端部側に向かう切欠き、又は、前記ノズルの側面部に穴を有する、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の溶接トーチ。
（６） 前記突出部の内周面は、前記ノズルの先端に向かって拡径する傾斜面である、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の溶接トーチ。
（７） 前記ノズルの軸方向端部が前記ノズルの先端に向かって縮径するテーパ状である、上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の溶接トーチ。
（８） 前記ノズルの軸方向端部は、前記ノズルの周方向に連続している、上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の溶接トーチ。
（９） 前記溶接トーチに設けられたコンタクトチップの先端部から、前記ノズルの前記押圧部までの距離をＥｘ、前記フランジ部の厚さをｔ、前記第１の板の厚さをＴとした場合、
Ｅｘ≧５ｍｍ、かつ、Ｅｘ＋ｔ＋Ｔ≦２０ｍｍを満たす、上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載の溶接トーチ。

また、本考案の上記目的は、アーク溶接ロボットに係る下記（１０）の構成により達成される。
（１０） 上記（１）〜（９）のいずれか１つに記載の溶接トーチを用いた、アーク溶接ロボット。

本考案によれば、ノズルは、その押圧部により接合補助部材のフランジ部を押える際、フランジ部の外周側に位置する突出部が第１の板（非鉄金属）に接触することがない。これにより、ノズルの押圧力が接合補助部材を介してのみ伝達されるため、接合補助部材、第１の板（非鉄金属）及び第２の板（鋼）の三部材は、板厚方向において確実に密着された状態で保持される。よって、三部材の密着状態が保証されるため、第１の板（非鉄金属）と第２の板（鋼）の異材を、強固かつ信頼性の高い品質で接合できる溶接トーチを提供することができる。

図１は、本考案の第１実施形態に係る溶接トーチを用いたアーク溶接ロボットを示す概略図である。 図２は、図１に示すアーク溶接ロボットに用いる溶接トーチを示す図である。 図３は、接合補助部材の斜視図及び断面図である。 図４は、第１実施形態に係る溶接トーチのノズル、接合補助部材及び接合部材を示す斜視図である。 図５Ａは、第１実施形態に係る溶接トーチを用いた場合の、アーク溶接時におけるノズル、接合補助部材及び接合部材の要部断面図である。 図５Ｂは、図５ＡにおけるＸ部分の拡大断面図である。 図６は、第１実施形態に係る接合補助部材及び接合部材の溶接後の状態を示す溶接部分の断面図である。 図７は、本考案の第２実施形態に係るノズルの要部拡大断面図である。 図８Ａは、本考案の第３実施形態の要部斜視図である。 図８Ｂは、本考案の第３実施形態の変形例を示す要部斜視図である。 図９は、本考案の第４実施形態に係るノズル、接合補助部材及び接合部材の要部断面図である。

［第１実施形態］
以下、本考案の第１実施形態に係る溶接トーチ及びアーク溶接ロボットについて、図１〜図６を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、溶接トーチの一例として、溶極式ガスシールドアーク溶接法を用いたアーク溶接ロボット（以後、単に、「溶接ロボット」ともいう）に適応した場合について説明する。ただし、本考案に係る溶接トーチは、溶接ロボットの先端部に設けられ、溶接ロボットによる自動溶接が行われる場合に限定されず、例えば、作業者の手に保持され、作業者による半自動溶接が行われる場合にも適用可能である。

本実施形態に適用される溶接ロボット１の構成例について、図１を参照して説明する。図１に示すように、溶接ロボット１は、ワイヤパック２と、コンジットケーブル３と、ワイヤ送給装置４と、溶接電源５と、マニピュレータ６と、溶接トーチ１０とを備えて構成される。

＜ワイヤパック＞
ワイヤパック２は、図１に示すように、溶接ワイヤＷＲの供給源であり、所定量の溶接ワイヤＷＲが格納されるものである。溶接ワイヤＷＲは、例えば、銅めっきワイヤ、銅めっきなしワイヤ、銅めっきなしワイヤ（ＳＥワイヤ）等を用いることができる。なお、本実施形態に係る溶接トーチ１０を半自動溶接で用いる場合には、スプールワイヤを用いることができる。

＜コンジットケーブル＞
コンジットケーブル３（トーチケーブル）は、溶接電源５から供給される溶接電流、ワイヤパック２に格納される溶接ワイヤＷＲ、及び、図示しないシールドガス格納手段に格納されるシールドガスを、溶接トーチ１０に供給するものである。コンジットケーブル３は、一端がワイヤ送給装置４に接続され、他端が溶接トーチ１０に接続されている。

＜ワイヤ送給装置＞
ワイヤ送給装置４は、コンジットケーブル３を介して、溶接ワイヤＷＲをローラ等により繰り出して、ケーブル内を通して溶接トーチ１０に送給するものである。溶接ロボット１は、このワイヤ送給装置４を備えることにより、溶接ワイヤＷＲを溶接トーチ１０に自動的に供給することができる。

＜溶接電源＞
溶接電源５は、溶接電流の供給源であり、ワイヤ送給装置４及びコンジットケーブル３を介して溶接トーチ１０に溶接電流を供給するものである。なお、溶接対象物である第１の板４０（以下、「上板」ともいう）及び第２の板５０（以下、「下板」ともいう）の一端（本実施形態では下板５０側）には、溶接電源５から延在する電源用のケーブルが接続されている。

＜マニピュレータ＞
マニピュレータ６は、溶接トーチ１０を支持する多関節ロボットである。このマニピュレータ６は、例えば、離れた場所に設置されたコンピュータ等の制御装置８を通じて、操作及び制御され、作業者の代わりに溶接作業を行うことができる。

＜溶接トーチ＞
溶接トーチ１０は、図２に示すように、トーチ銃身１４とノズル１５とを備えており、溶接ワイヤＷＲが筒内に自動的に送給され、溶接ワイヤＷＲを用いてアーク溶接を行うことができる。溶接トーチ１０には、通電金具１１、トーチクランプ１２、及びゴムカバー１３が装着されている。通電金具１１は、ノズル１５と溶接対象物との接触を検知するために使用する微弱な電流を、ノズル１５に流すためのものである。トーチクランプ１２は、溶接トーチ１０をマニピュレータ６に固定するものである。ゴムカバー１３は、溶接トーチ１０とコンジットケーブル３との接続部を保護するためのものである。

＜トーチ銃身＞
トーチ銃身１４は、トーチクランプ１２に支持されると共に、ノズル１５、及びチップボディ１８を支持する機構を備えている。より具体的に、円筒形状を有するトーチ銃身１４の先端内面には、チップボディ１８が螺合されており、また、チップボディ１８の先端内面に中空筒状のコンタクトチップ１７が螺合されている。トーチ銃身１４の先端側においては、チップボディ１８及びコンタクトチップ１７と同軸に中空円筒状のノズル１５が螺合されている。すなわち、トーチ銃身１４の先端側においては、ノズル１５が、チップボディ１８及びコンタクトチップ１７の回りを囲むようにして、後述する接合補助部材３０に接する軸方向端部１５ｅを備えて溶接空間を形成している。トーチ銃身１４の後端側においては、コンジットケーブル３に接続されるコンジットケーブル接続部１９が形成されている。

トーチ銃身１４は、コンジットケーブル３より供給される溶接ワイヤＷＲを、チップボディ１８内の不図示のインナチューブを介してコンタクトチップ１７まで供給すると共に、該コンタクトチップ１７から突出させている。また、トーチ銃身１４は、コンジットケーブル接続部１９を介して溶接電流を導電性であるチップボディ１８に通電し、さらに、インナチューブとチップボディ１８との間に形成される空間と通して、ノズル１５内部にシールドガスを供給する。なお、オリフィス１６は、シールドガスの整流を行う機構を備えている。

＜コンタクトチップ＞
コンタクトチップ１７は、溶接電流を溶接ワイヤＷＲに給電すると共に、溶接対象物へ溶接ワイヤＷＲを供給する際にガイドする機構を備えている。コンタクトチップ１７は、金属等の通電性を有する材料で形成されている。

また、コンタクトチップ１７は、その内径が溶接ワイヤＷＲの外径よりもわずかに大きい細長の筒状をなし、先端方向に向かうにつれて外径が小さく形成されている。チップボディ１８側からインナチューブを介して送られる溶接ワイヤＷＲが、コンタクトチップ１７の内周面に接触した状態で内部空間を摺動できる。これにより、コンタクトチップ１７は、溶接対象物に対して溶接ワイヤＷＲを供給することができる。また、溶接ワイヤＷＲがコンタクトチップ１７の内周面に接触して送られる為、コンタクトチップ１７は、チップボディ１８側から供給される溶接電流を、内面を介して溶接ワイヤＷＲに供給することができる。

＜接合補助部材＞
図３に、本実施形態で用いる接合補助部材３０の斜視図（図３上側）及び断面図（図３下側）を示す。図３に示すように、鋼製の接合補助部材３０は、小径で溶接対象物に挿入される軸部３１と、該軸部３１よりも大径のフランジ部３２とが同軸に連続して設けられた段付きの外形形状を有する。また、接合補助部材３０には、軸部３１及びフランジ部３２を貫通する中空部３３が形成されている。

なお、鋼製の接合補助部材３０の材質は、純鉄又は鉄合金であれば、特に制限されるものでなく、例えば、軟鋼、炭素鋼、ステンレス鋼などがあげられる。

＜ノズル＞
ノズル１５は、トーチ銃身１４の先端側に取付けられた円筒形状の部材である。また、ノズル１５は、溶接対象物に対して、図示しないガス供給装置から供給されたアルゴン（Ａｒ）や炭酸ガス（ＣＯ_２）等のシールドガスを噴出する機構を備えている。ノズル１５は、オリフィス１６により整流されたシールドガスを用いて、溶接部を外気から遮断する機能を有する。これにより、ノズル１５は、大気中の窒素が溶接対象物に溶け込むことによる溶接欠陥（ブローホール）を防止する。

ノズル１５は、図２及び図４に示すように、このノズル１５の軸方向端部１５ｅから基端部１５ｂ側に向かう切欠１５ｈが２つ形成されている。すなわち、ノズル円周方向において向き合う位置に形成された切欠１５ｈによって、２つの脚部１５ｆが形成されている。この脚部１５ｆは、溶接ロボット１を適宜駆動させることにより、軸方向端部１５ｅを、接合補助部材３０（図５Ａ参照）のフランジ部３２に押し付けることができる。

脚部１５ｆの先端部分である軸方向端部１５ｅは、図５Ａに示すように、先端側に向かって平面を構成する押圧部１５ｐと、この押圧部１５ｐよりもノズル径方向外側において先端方向に突出する突出部１５ｄと、を備える。すなわち、ノズル１５の軸方向端部１５ｅは、図５Ｂに拡大して示すように、接合補助部材３０のフランジ部３２の上面３２ｕを押圧する押圧部１５ｐと、この押圧部１５ｐより外径側で、フランジ部３２の外周面３２ｓと対向する突出内面１５ｄｓを有する突出部１５ｄと、からなる段差構造を備えている。
また、突出部１５ｄは、その軸方向長さｈがフランジ部３２の厚さｔよりも短く構成されている（図５Ａ参照）。すなわち、押圧部１５ｐがフランジ部３２の上面３２ｕに当接した状態において、突出部１５ｄの先端面１５ｄｍは、上板４０の上面４０ｕに接触することがない。

ここで、突出部１５ｄの軸方向長さｈは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。突出部１５ｄの軸方向長さｈが０．２ｍｍ未満であると、接合補助部材３０のフランジ部３２に対して、突出部１５ｄが確実に係合できないおそれがある。

また、図５Ａに示すように、突出部１５ｄの内径をＤｎ、フランジ部３２の外径をＤｅとした場合、Ｄｅ≦Ｄｎ≦Ｄｅ＋２．０ｍｍの関係式を満足することが好ましい。突出部１５ｄの内径Ｄｎがフランジ部３２の外径Ｄｅよりも２．０ｍｍ超であると、ノズル１５の径方向の位置ズレが大きくなり、溶接不良を起こすおそれがある。また、突出部１５ｄによって、フランジ部３２を押え易さ及び押さえ位置精度を良くできるように考慮された構成となっている。

また、図５Ａに示すように、押圧部１５ｐの内径をＤｎ´、フランジ部３２の外径をＤｅとした場合、７ｍｍ≦Ｄｎ´＜Ｄｅの関係式を満足することが好ましい。Ｄｎ´が７ｍｍ未満であると、ノズル１５の内径寸法を所定以上に確保し、ノズル１５に溶接アークＥＡ及び溶接金属７０（図６参照）に接しないようにすることができないおそれがある。また、Ｄｎ´がＤｅ以上であると、押圧部１５ｐがフランジ部３２の押圧を行うことができない。

また、図５Ａに示すように、コンタクトチップ１７の先端部１７ｅから、ノズル１５の押圧部１５ｐまでの距離をＥｘ、フランジ部３２の厚さをｔ、第１の板４０の厚さをＴとした場合、Ｅｘ≧５ｍｍ、かつ、Ｅｘ＋ｔ＋Ｔ≦２０ｍｍを満たすことが好ましい。Ｅｘが５ｍｍ未満であると、コンタクトチップ１７が溶接アークＥＡによって形成される余盛りＷａ（図６参照）と接触するおそれがある。また、Ｅｘ＋ｔ＋Ｔが２０ｍｍ超であると、溶接ワイヤＷＲの曲がり癖による溶接位置のセンターズレの大きさが２．０ｍｍを超え、溶接品質が低下するおそれがある。すなわち、コンタクトチップ１７の先端部１７ｅの下方側の空間サイズが、溶接アークＥＡによって形成される余盛りＷａの大きさとの関係を考慮した大きさに構成されている。

次に、上述の溶接トーチ１０を用いたアーク溶接工程について、図４〜図６を用いて説明する。

まず、図４に示すように、上板４０には板厚方向に貫通して、下板５０の重ね合わせ面に臨む穴４１（図６参照）が設けられる。そして、図４に示すように、穴４１に、接合補助部材３０の軸部３１が挿入され、接合補助部材３０、上板４０及び下板５０が互いに重ね合され板組が構成される。

次いで、制御装置８によって、溶接ロボット１のマニピュレータ６を介して溶接トーチ１０を３次元的に移動させて、図５Ａに示すように、ノズル１５の軸方向端部１５ｅによって、接合補助部材３０のフランジ部３２を、上板４０側に押し付ける。
このとき、図５Ｂに示すように、接合補助部材３０のフランジ部３２に対して押圧部１５ｐが当接している。一方、突出部１５ｄの先端面１５ｄｍは、上板４０の上面４０ｕとは離間している。したがって、ノズル１５による押圧力Ｆ（図５Ａ参照）は、接合補助部材３０を介して上板４０と下板５０に加えられ、板組である接合補助部材３０、上板４０及び下板５０は密着した状態が維持される。

その後、ノズル１５は、接合補助部材３０を押圧した状態で、ノズル１５内にシールドガスＳＧを供給し、ワイヤ送給装置４により溶接ワイヤＷＲを接合補助部材３０の中空部３３内に供給し、コンタクトチップ１７の先端から突き出た溶接ワイヤＷＲを通電する。これにより、アーク放電ＥＡが生じると共に、アーク放電ＥＡの周囲にはシールドガスＳＧが流れて、溶極式のガスシールドアーク溶接が行われる。このとき供給されたシールドガスＳＧは、切欠１５ｈを介して外部へと漏出する。

なお、この場合、接合補助部材３０の中空部３３内をフィラー材（溶接材料）で充填するが、一般的にフィラーワイヤの狙い位置は移動させる必要がなく、適切な送給時間を経てアークを切って溶接を終了させる。

以上により、接合補助部材３０の中空部３３には、アーク溶接によってフィラー材が溶融した、鉄合金又はＮｉ合金の溶接金属７０が充填されると共に、溶接金属７０と、溶融された下板５０及び接合補助部材３０の一部とによって、表面に余盛りＷａを有する形成溶融部Ｗが形成される。図６に示すように、溶接金属７０が冷却固化し、接合補助部材３０を介して上板４０と下板５０が強固に接合され、異材溶接継手６０が形成される。

以上説明したように、本実施形態の溶接トーチ１０によれば、ノズル１５は、その押圧部１５ｐにより接合補助部材３０のフランジ部３２を押える際に、フランジ部３２の外周側に位置する突出部１５ｄが上板４０に接触することがない。これにより、ノズル１５の押圧力は、押圧部１５ｐと接合補助部材３０の当接のみにより伝達されるため、接合補助部材３０、上板４０及び下板５０の三部材は、板厚方向に確実に密着状態で保持される。この結果、押し付け手段を別途設ける必要がなく、三部材の密着状態を保証し、上板４０（非鉄金属）と下板５０（鋼）の異材を、強固かつ信頼性の高い品質で接合できる溶接トーチを提供することができる。

本実施形態において、突出部１５ｄの軸方向長さｈが０．２ｍｍ以上に形成されていることで、押圧部１５ｐと突出部１５ｄの段差による接合補助部材３０の外周縁との引っ掛かりが確実になり、接合補助部材３０を、突出部１５ｄの内側に確実に納めることができる。この結果、ノズル１５による確実な押圧ができ、良好な溶接を行うことができる。

本実施形態において、突出部１５ｄの内径Ｄｎが、フランジ部３２の外径Ｄｅ＋２．０ｍｍより大きく形成されないため、ノズル１５の径方向の位置ズレを小さくでき、溶接ズレを小さくして良好な溶接を行うことができる。

本実施形態において、押圧部１５ｐの内径Ｄｎ´が、７ｍｍ以上に構成されることで、ノズル１５が溶接時の溶接アークＥＡ及び溶接金属７０に接する危険を回避できる。また、押圧部１５ｐの内径Ｄｎ´がフランジ部３２の外径Ｄｅよりも小さく構成されるので、押圧部１５ｐによるフランジ部３２の押圧は確実に行われる。

本実施形態において、ノズル１５は、軸方向端部１５ｅに切欠き１５ｈを有するので、溶接時のシールドガスＳＧの排出が円滑に行われ、また、溶接部分を視認することができる。

本実施形態において、コンタクトチップ１７の先端部１７ｅから、ノズル１５の押圧部１５ｐまでの距離をＥｘ、フランジ部３２の厚さをｔ、第１の板４０の厚さをＴとした場合、Ｅｘ≧５ｍｍ、かつ、Ｅｘ＋ｔ＋Ｔ≦２０ｍｍを満たすことで、距離Ｅｘを５ｍｍ以上に確保できるため、コンタクトチップ１７の先端部１７ｅが溶接後の余盛りＷａとの接触を回避することができ良好な溶接を行うことができる。この結果、強度的にも優れ良好な溶接を行うことができる。
また、コンタクトチップ１７の先端部１７ｅから下板５０の表面５１までの距離を２０ｍｍ以下としたため、溶接ワイヤＷＲの曲がり癖による溶接位置のセンターズレの大きさを２．０ｍｍ以下に小さく抑えることができ、溶接品質を高めることができる。

本実施形態において、ノズル１５は、その押圧部１５ｐにより接合補助部材３０のフランジ部３２を押える際に、フランジ部３２の外周側に位置する突出部１５ｄが上板４０に接触せず、ノズル１５の押圧力を、接合補助部材３０を介して、上板４０及び下板５０を、板厚方向に確実に密着保持できる溶接トーチ１０を備えるアーク溶接ロボット１を提供することができる。

［第２実施形態］
本考案の第２実施形態について、図７を参照して説明する。なお、図７は、ノズル１５の軸方向端部の断面拡大図である。また、図７に示す本実施形態においては、第１実施形態と同じ構成要素については、同符号を付して説明を省略する。

本実施形態においては、溶接トーチ１０のノズル１５は、その軸方向端部１５ｅの形状が第１実施形態とは相違する。すなわち、突出部１５ｄは、その突出内面１５ｄｓがノズル１５の先端に向かって内径が拡径する傾斜面に構成されている。また、本実施形態においては、接合補助部材３０のフランジ部３２の外周面３２ｓは、突出内面１５ｄｓの傾斜に倣うような傾斜面に構成されている。

本実施形態によれば、突出部１５ｄは、その突出内面１５ｄｓが先端に向かって拡径する傾斜面となっているため、ノズル１５が接合補助部材３０に当接するときに、ノズル１５の径方向の位置ズレを修正することができる。すなわち、例えば、ノズル１５の軸方向端部１５ｅが位置ズレ（接合補助部材３０の径方向の位置ズレ）を生じた状態でフランジ部３２に突出内面１５ｄｓが当接したとき、押圧力Ｆに基づいて、突出内面１５ｄｓの傾斜により分力（径方向の力）が生じて位置ズレが修正される。この結果、ノズル１５と接合補助部材３０と位置合わせができ、良好な溶接を行うことができる。

［第３実施形態］
本考案の第３実施形態について、図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、ノズル１５の軸方向端部の拡大斜視図である。また、図８Ａ及び図８Ｂに示す本実施形態においては、第１実施形態と同じ構成要素については、同符号を付して説明を省略する。

前述の第１実施形態の溶接トーチ１０は、ノズル１５の軸方向端部１５ｅに、切欠１５ｈが形成されていたが、本実施形態においては、ノズル１５の側面部１５ｊに穴１５ｉが形成されている。すなわち、図８Ａに示す構造の場合は、例えば２つの円形又は楕円形の穴１５ｉが略向き合う位置に設けられている。したがって、軸方向端部１５ｅは、ノズルの周方向に連続した円形端面１５ｃとして構成されている。

図８Ｂに示す構造は、図８Ａに示した穴１５ｉの変形例を示す構造であり、例えば４つの矩形状の穴１５ｉが設けられている。

本実施形態によれば、第１実施形態における切欠１５ｈと同様な効果を有するだけでなく、ノズル１５の軸方向端部１５ｅがその円周方向に連続した円形端面１５ｃであるため、ノズル１５の先端部分の強度が向上し、ノズル１５による接合補助部材３０の押圧力を大きくできる。

［第４実施形態］
本考案の第４実施形態について、図９を参照して説明する。なお、図９は、ノズルの軸方向端部の拡大斜視図である。また、図９に示す本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素については、同符号を付して説明を省略する。

本実施形態においては、溶接トーチ１０は、ノズル１５の脚部１５ｆが先端に向かって縮径するテーパ状に構成されている。

本実施形態によれば、ノズル１５の脚部１５ｆが先端に向かって縮径するテーパ状であるので、接合補助部材３０が小さい場合でもノズル１５の軸方向端部１５ｅのサイズを対応して小さく構成することができる。

本考案は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。なお、フランジ部３２の外形形状は、図３に示すような円形に限定されず、任意の形状とすることができる。また、中空部３３の形状も、円形に限定されず、楕円や四角形以上の多角形など任意の形状とすることができる。

また、第２実施形態における接合補助部材３０の外周面３２ｓは、テーパ面として構成されたが、必ずしもテーパ面でなくても良い。また、上述した実施形態における切欠１５ｈ又は穴１５ｉの形成数は、２つ又は３つに限定されるものでなく、形状についても図示のものに何ら制限されるものではない。

１ 溶接ロボット（アーク溶接ロボット）
１０ 溶接トーチ
１５ ノズル
１５ｄ 突出部
１５ｄｓ 突出内面
１５ｅ 軸方向端部
１５ｈ 切欠
１５ｉ 穴
１５ｊ 側面部
１５ｐ 押圧部
１７ コンタクトチップ
１７ｅ 先端部
３０ 接合補助部材
３１ 軸部
３２ フランジ部
３２ｓ 外周面
４０ 上板（第１の板）
５０ 下板（第２の板）

Claims (10)

1. 非鉄金属製の第１の板に、軸部及びフランジ部を持った段付き外形形状を有する鋼製の接合補助部材が嵌合又は固定され、かつ、前記第１の板と鋼製の第２の板とが互いに重ね合わされる板組に対して、前記第２の板及び前記接合補助部材をアーク溶接するための溶接トーチであって、
   前記溶接トーチは、前記接合補助部材に当接すると共に、前記接合補助部材を介して前記第１の板を前記第２の板に向けて押圧可能なノズルを有し、
   前記ノズルの軸方向端部は、前記フランジ部の上面を押圧する押圧部と、該押圧部より外径側で、前記フランジ部の外周面と対向する突出部と、を備え、
   前記突出部の軸方向長さは、前記フランジ部の厚さよりも短い、
   溶接トーチ。
2. 前記突出部の軸方向長さは、０．２ｍｍ以上である、請求項１に記載の溶接トーチ。
3. 前記突出部の内径をＤｎ、前記フランジ部の外径をＤｅとした場合、
   Ｄｅ≦Ｄｎ≦Ｄｅ＋２．０ｍｍを満たす、請求項１又は２に記載の溶接トーチ。
4. 前記押圧部の内径をＤｎ´、前記フランジ部の外径をＤｅとした場合、
   ７ｍｍ≦Ｄｎ´＜Ｄｅを満たす、請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接トーチ。
5. 前記ノズルは、前記軸方向端部から基端部側に向かう切欠き、又は、前記ノズルの側面部に穴を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶接トーチ。
6. 前記突出部の内周面は、前記ノズルの先端に向かって拡径する傾斜面である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶接トーチ。
7. 前記ノズルの軸方向端部が前記ノズルの先端に向かって縮径するテーパ状である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の溶接トーチ。
8. 前記ノズルの軸方向端部は、前記ノズルの周方向に連続している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の溶接トーチ。
9. 前記溶接トーチに設けられたコンタクトチップの先端部から、前記ノズルの前記押圧部までの距離をＥｘ、前記フランジ部の厚さをｔ、前記第１の板の厚さをＴとした場合、
   Ｅｘ≧５ｍｍ、かつ、Ｅｘ＋ｔ＋Ｔ≦２０ｍｍを満たす、請求項１〜８のいずれか１項に記載の溶接トーチ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の溶接トーチを用いた、アーク溶接ロボット。

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