JP3629808B2 - 多電極溶接トーチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーク溶接装置に係り、特に多電極溶接トーチの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多電極溶接トーチは、本発明者により発明され、特願平６−０４４７３０号の特許出願により開示された溶接トーチであり、狭い場所で幅広開先の溶接ができ、大電流を流しながら高速溶接ができる等優れた効果を有する。
【０００３】
この多電極溶接トーチは、絶縁板の周囲に複数の電極を断面略円形状かつそれぞれ絶縁して取付けてなる多電極構造体と、上記それぞれの電極を固定するトーチブロックと、上記それぞれの電極とトーチブロックとの間に配設される分割コレットとからなり、電極の数だけある各々独立した外部電源からそれぞれの電源に対応する電極へトーチブロック及び分割コレットを介して流すようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多電極構造体は、各トーチブロックを組み付けてなるトーチ本体内に形成される断面略円形の電極挿通孔に挿入されるものであり、多電極構造体の各電極と各トーチブロックとの間に配置される分割コレットは、下端が窄んだ金属管を電極の数に応じて径方向に切断して円周方向に分割した形状を有するものであるため、トーチ本体内に多電極構造体を取り付ける際に分割コレットを電極に対応する所定の位置に回転方向にずらすことなく配置することが困難であった。このため、万一分割コレットが回転して所定の位置からずれると、回転した分割コレットが複数のトーチブロックに跨がって接する可能性があり、各電源の電流回路に短絡を発生させる可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、分割コレットの回転による電流回路の短絡を防ぐことのできる多電極溶接トーチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、略断面円形にそれぞれ絶縁して配置される複数の電極をそれぞれトーチブロックにコレットを介して固定する多電極溶接トーチにおいて、上記コレットを電極数に応じて絶縁分離して分割コレットを形成し、その分割コレットとトーチブロック間に分割コレットの回転を防止するコレット回転規制手段を設けたものである。
【０００７】
また、上記コレット回転規制手段は、分割コレットの外周に形成された上下方向に延びるスリットと、トーチ本体の内周に形成され上記スリット内に係合する突起とからなるものとすることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００９】
図１に示すように、多電極溶接トーチ１は、アークを発生させるための２つの電極２ａ，２ｂと、これらの電極２ａ，２ｂを離間させて絶縁する電極絶縁板３と、電極２ａ，２ｂを支持するトーチ本体４と、トーチ本体４と電極２ａ，２ｂとの間に配置される分割コレット５ａ，５ｂとからなる。
【００１０】
図１及び図２に示すように、電極２ａ，２ｂは、それぞれ上下方向（図１の上方を上方とする）に長いタングステン等の非消耗材からなる板を平面視円弧状に湾曲させてなるものであり、電極２ａ，２ｂの内側の側面に凸面が形成されると共に外側の側面に凹面が形成されている。また、電極２ａ，２ｂの下端は、平面視中央部を下方に突出させて形成されている。
【００１１】
電極絶縁板３は、絶縁材からなる上下方向に長い板であり、それぞれの面には電極２ａ，２ｂの凹部内に収容される芯部突起体６ａ，６ｂが形成されている。この芯部突起体６ａ，６ｂは、電極絶縁板３の平面視中央に電極２ａ，２ｂの凹部に収容される突起を一体的に形成してなるものである。
【００１２】
トーチ本体４は、左右一対のトーチブロック７ａ，７ｂと、これらトーチブロック７ａ，７ｂを互いに絶縁するためにそれぞれのトーチブロック７ａ，７ｂ間に挟まれたトーチ絶縁板８とからなる。トーチブロック７ａ，７ｂは、それぞれ対応する電極（トーチブロック７ａには電極２ａ、トーチブロック７ｂには電極２ｂが対応）に外部から供給される電気を通すためのものであり、内部には図示しないイナートガス等の流通経路が形成されている。トーチ絶縁板８は、それぞれ独立した別の外部電源（図示せず）が接続されるトーチブロック７ａ，７ｂを互いに絶縁するためのものであり、後述する電極挿通孔９を挟んで前後に位置される２枚の絶縁板からなる。
【００１３】
図３にも示すように、トーチ本体４の平面視中央には、電極２ａ，２ｂを上下方向に挿通させつつ保持するための電極挿通孔９が形成されており、電極絶縁板３を挟んだ状態の電極２ａ，２ｂを後述する分割コレット５ａ，５ｂを介して電極挿通孔９内に固定するようになっている。電極挿通孔９の内周面には、後述する分割コレット５ａ，５ｂのスリット１４ａ，１４ｂ内に係合されて分割コレット５ａ，５ｂの回転を防止するための突起１０ａ，１０ｂが設けられている。これらの突起１０ａ，１０ｂは、電極挿通孔９の内周面から径方向内方に向けて上下一直線状に突出させてなるものであり、電極挿通孔９の左右の端にそれぞれ互いに向き合うように形成されている。
【００１４】
また、電極挿通孔９の下部には、分割コレット５ａ，５ｂの下端を支持するためのコレットボディー１１が設けられている。このコレットボディー１１は、絶縁体からなり、下方に向けて縮径する筒状の形状を有する。コレットボディー１１の下部は、電極挿通孔９の中からトーチ本体４の下方に突出させて設けられており、イナートガスの脈流をなくし整流するためのガスレンズ１２がコレットボディー１１の下端外周を囲むようにして設けられている。そして、電極挿通孔９の上部には、分割コレット５ａ，５ｂを押えて電極挿通孔９内に固定するためのトーチキャップ２１が下部を電極挿通孔９の中に埋め込まれた状態でトーチ本体４に螺合されて固定されている。
【００１５】
図４に示すように、分割コレット５ａ，５ｂは、それぞれ平面視中央を円弧状に湾曲させてなる金属板であり、その凹面１５ａ，１５ｂは、電極２ａ，２ｂの凸面に重ね合わせられる大きさの径に形成されている。分割コレット５ａ，５ｂの上部には、電極挿通孔９の内周面１６に重ね合わされる拡径部１３ａ，１３ｂがそれぞれ形成されており、これら拡径部１３ａ，１３ｂが電極挿通孔９の内周面１６に径方向内方に押されることにより分割コレット５ａ，５ｂが電極２ａ，２ｂに押し付けられるようになっている。
【００１６】
また、分割コレット５ａ，５ｂの下部には、分割コレット５ａ，５ｂの凸面１７ａ，１７ｂをそれぞれ径方向内方に窄ませてテーパ部１８ａ，１８ｂが形成されている。このテーパ部１８ａ，１８ｂは、分割コレット５ａ，５ｂをそれぞれ電極２ａ，２ｂに押し付けて固定するためのものであり、コレットボディー１１の内周面１９に重ね合って当たるようになっている。そして、テーパ部１８ａ，１８ｂは、分割コレット５ａ，５ｂが下方に押されることにより分割コレット５ａ，５ｂの下端に径方向内方に向かう力を生じさせ、分割コレット５ａ，５ｂの下端側を電極２ａ，２ｂに押し付けるようになっている。
【００１７】
そして、分割コレット５ａ，５ｂの凸面中央には電極挿通孔９の突起１０ａ，１０ｂを係合させるためのスリット１４ａ，１４ｂがそれぞれ上下方向一直線状に形成されている。このスリット１４ａ，１４ｂは、分割コレット５ａ，５ｂの凸面の窄まる下部から拡径部１３ａ，１３ｂの近傍にかけて形成されており、電極絶縁板３及び電極２ａ，２ｂを分割コレット５ａ，５ｂの内側に挟んだ状態で電極挿通孔９内下方に移動されるときに、突起１０ａ，１０ｂをそれぞれスリット１４ａ，１４ｂ内に入れて分割コレット５ａ，５ｂを円周方向所定の位置に案内するようになっている。すなわち、スリット１４ａ，１４ｂ及び突起１０ａ，１０ｂは、分割コレット５ａ，５ｂと、トーチブロック７ａ，７ｂの間に設けたコレット回転規制手段２２であり、分割コレット５ａ，５ｂの位置決めをするためのガイドである。
【００１８】
次に作用を述べる。
【００１９】
トーチ本体４に電極２ａ，２ｂを装着する場合、まず電極絶縁板３をそれぞれの電極２ａ，２ｂで挾み込む。このとき、電極絶縁板３の芯部突起体６ａ，６ｂが電極２ａ，２ｂの凹部内にそれぞれ収容されるようにし、それぞれの電極２ａ，２ｂと電極絶縁板３とが一本の束となるようにする。
【００２０】
そして、電極絶縁板３を挟んだ状態の電極２ａ，２ｂの外周側に分割コレット５ａ，５ｂを重ね合わせる。このとき、電極２ａ，２ｂの外周面である凸面に分割コレット５ａ，５ｂの凹面が重ね合わされるようにすると共に、分割コレット５ａ，５ｂの側縁２０ａ，２０ｂがそれぞれ電極絶縁板３を挟んで絶縁されるようにする。
【００２１】
このようにして電極絶縁板３、電極２ａ，２ｂ及び分割コレット５ａ，５ｂが断面略円柱状の束に組み付けられたら、トーチ本体４の電極挿通孔９内に電極２ａ，２ｂを電極挿通孔９の上方から挿入し、さらに、電極２ａ，２ｂの外周に組み付けられた分割コレット５ａ，５ｂも電極挿通孔９内に収まるように挿入する。このとき、分割コレット５ａ，５ｂのスリット１４ａ，１４ｂを電極挿通孔９内の突起１０ａ，１０ｂの真上となるように位置合わせをし、その後、スリット１４ａ，１４ｂ内に突起１０ａ，１０ｂが入るように電極挿通孔９内下方に押し込む。このとき、分割コレット５ａ，５ｂは、スリット１４ａ，１４ｂ内に突起１０ａ，１０ｂを係合させるため、電極挿通孔９内を円周方向にずれて移動することなく所定の位置に正確に案内されることとなる。また、分割コレット５ａ，５ｂの拡径部１３ａ，１３ｂがそれぞれ電極挿通孔９の内面１６に当たり分割コレット５ａ，５ｂの上部を径方向内方に押えることとなる。
【００２２】
そして、分割コレット５ａ，５ｂのテーパ部１８ａ，１８ｂがコレットボディー１１に当たったら、更にトーチキャップ２１を電極挿通孔９内に上方から下方に向けて挿入し、互いのネジ部を螺合させる。このとき、トーチキャップ２１は下方に移動しながら分割コレット５ａ，５ｂを更に下方に押し付けることとなり、テーパ部１８ａ，１８ｂがコレットボディー１１に押し付けられる。コレットボディー１１は、下方に向けて縮径する筒状の形状をしているため、テーパ部１８ａ，１８ｂは径方向内方に向けて押し付けられ電極２ａ，２ｂを互いに向き合う方向に締め付けることとなる。
【００２３】
また、多電極溶接トーチ１を使用する際に、たとえ分割コレット５ａ，５ｂに円周方向に向かう何等かの力がかかったとしてもスリット１４ａ，１４ｂ内に突起１０ａ，１０ｂを係合させているため、分割コレット５ａ，５ｂが円周方向にずれ動くことはなく、２つのトーチブロック７ａ，７ｂに跨がって接することもない。
【００２４】
このように、コレットを電極数に応じて絶縁分離して分割コレット５ａ，５ｂを形成し、その分割コレット５ａ，５ｂとトーチブロック７ａ，７ｂ間に分割コレット５ａ，５ｂの回転を防止するコレット回転規制手段２２を設けたため、分割コレット５ａ，５ｂが円周方向に回転するのを防ぐことができ、各外部電源からそれぞれ対応する電極２ａ，２ｂへ電気を流す電流回路同志の短絡を防ぐことができる。
【００２５】
また、コレット回転規制手段２２を、分割コレット５ａ，５ｂの外周に形成された上下方向に延びるスリット１４ａ，１４ｂと、トーチ本体４の内周に形成されスリット１４ａ，１４ｂ内に係合する突起１０ａ，１０ｂとからなるものとしたため、簡易な構造で分割コレット５ａ，５ｂの円周方向への回転を防ぐことができ、突起１０ａ，１０ｂの位置にスリット１４ａ，１４ｂの位置を合わせて電極挿通孔９内に押し込むだけで簡単に係合させることができる。
【００２６】
なお、上記の突起は、分割コレットの外周に形成してもよく、この場合、スリットを電極挿通孔内の突起に対応する位置に設ければよい。また、突起の形状は、図２に示すような断面矩形状のものでなくともよく、断面三角のものでも半円状のものでも分割コレットの上下方向の移動を妨げず、かつ、分割コレットの円周方向の移動を防ぐものであればよい。この場合、スリットは、突起を中に係合させることのできるもので、かつ、突起の形状と同じ形状を有するものであることが好ましい。
【００２７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を奏する。
【００２８】
（１）請求項１に記載の発明によれば、分割コレットが円周方向に回転するのを防ぐことができる。
【００２９】
（２）請求項２に記載の発明によれば、コレット回転規制手段を簡易な構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す多電極溶接トーチの側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】電極及び分割コレット等を取り外した多電極溶接トーチの要部拡大図である。
【図４】分割コレットの立体図である。
【符号の説明】
１ 多電極溶接トーチ
２ａ 電極
２ｂ 電極
３ 電極絶縁板
４ トーチ本体
５ａ 分割コレット
５ｂ 分割コレット
７ａ トーチブロック
７ｂ トーチブロック
１０ａ 突起
１０ｂ 突起
１４ａ スリット
１４ｂ スリット
２２ コレット回転規制手段

Claims (2)

1. 略断面円形にそれぞれ絶縁して配置される複数の電極をそれぞれトーチブロックにコレットを介して固定する多電極溶接トーチにおいて、上記コレットを電極数に応じて絶縁分離して分割コレットを形成し、その分割コレットとトーチブロック間に分割コレットの回転を防止するコレット回転規制手段を設けたことを特徴とする多電極溶接トーチ。
2. 上記コレット回転規制手段が、分割コレットの外周に形成された上下方向に延びるスリットと、トーチ本体の内周に形成され上記スリット内に係合する突起とからなる請求項１に記載の多電極溶接トーチ。

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