JP3940302B2 - 半自動スパッタ除去装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接トーチのノズルに付着したスパッタを除去するスパッタ除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来技術のロボット用溶接トーチの自動スパッタ除去装置の概略外観図である。図２に示すように自動スパッタ除去装置は、モータ６、回転駆動部７、２枚刃で形成された回転工具８及び筐体９によって形成されている。
【０００３】
図示省略の溶接ロボットの動作に伴ってロボット用溶接トーチのノズル１が下降してくると、上記のようにモータ６及び回転駆動部７によって２枚刃の回転工具８を高トルクで低速回転（例えば１秒に１回転）させる。上記２枚刃の回転工具８は表面がクロムメッキされておりノズル１の内側に沿うように湾曲した形状になっている。上記回転工具８が低速回転しながらノズル１の内側に挿入されてスパッタ２を回転トルクの力によって刃先で掻き落とすようにして除去する。
【０００４】
上記自動スパッタ除去装置を用いて半自動溶接時のスパッタ２を除去するには、溶接トーチを手で保持しなければならないために回転工具８の挿入方向及び挿入角度を一定にして回転工具８をノズル１の内部に正確に挿入することが難しい。よって、半自動溶接時の溶接トーチのスパッタ除去作業は、作業者が溶接トーチ４からノズル１を取り外してその内部のスパッタをヘラ等で除去して、除去終了後ノズル１を溶接トーチ４に取り付けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
溶接時に溶接トーチのノズル１の先端及び内部内面にスパッタ２（溶融金属のカスが高温状態で飛散して付着したもの）が付着すると、ノズル１から放流されるシールドガスの層流が乱れて空気を巻き込み、溶接欠陥である気孔が発生する。よって、良好な溶接を得るにはノズル１の先端及び内面に付着したスパッタ２を頻繁に除去する必要がある。また、スパッタ２の除去頻繁度は、溶接電流及び施工条件によって異なるが、一般的にはアーク発生時間１０分〜２０分に１回の割合で実施する必要がある。
【０００６】
上述の自動スパッタ除去装置を用いて、半自動溶接時に付着するスパッタ２の除去を行うと、ノズル１の内部に正確に回転工具８を挿入させることが困難であり、溶接トーチに不要な力が掛かり破損する恐れがある。よって、半自動溶接時のスパッタ２を除去するには、作業者がトーチからノズル１を取り外してノズル１内部に付着したスパッタ２をヘラ等を用いて手作業で除去し、除去終了後再びノズル１を溶接トーチに取り付けることが行われていた。この作業方法では、溶接熱で高温になったノズル１を外すときに火傷の危険性があり、火傷の危険性を回避して作業するにはノズル１の温度を下げる必要があり、溶接作業の生産性を低下させてしまう問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
出願時請求項１の発明は、図１に示すように、溶接トーチ４の先端部に取り付けてあるノズル１の内部に付着するスパッタ２を除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズル１をノズルガイド部に挿入したときにスパッタ２をスクレーパ（スパッタを除去するための刃）１３に容易に導くようにした３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ１３並びに第１のロッド１４、第２のロッド１５及び第３のロッド１６によって形成されるノズルガイド部と、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６と第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２との間に掛着した３本のバネ２３乃至バネ２５と、上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６が第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９によって形成される上部回転部と、上記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２を予め定めた間隔で周設した下部回転板２７によって形成される下部回転部と、上記ノズル１をノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズル１の内部に付着したスパッタ２を２枚のスクレーパ１３によりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置である。
【０００８】
出願時請求項２の発明は、図１に示すように、溶接トーチ４の先端部に取り付けてあるノズル１の内部に付着するスパッタ２を除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズル１をノズルガイド部に挿入したときにスパッタ２をスクレーパ１３に容易に導くようにした３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ１３並びに第１のロッド１４、第２のロッド１５及び第３のロッド１６によって形成されるノズルガイド部と、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６と第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２との間に掛着した３本のバネ２３乃至バネ２５と、上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６が第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９によって形成される上部回転部と、上記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜が予め定めた同一角度の傾斜面を有し、その傾斜面の方向がノズルガイド部を中心として同一回転方向に予め定めた間隔で周設した下部回転板２７によって形成される下部回転部と、上記ノズル１をノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズル１の内部に付着したスパッタ２を２枚のスクレーパ１３によりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置である。
【０００９】
出願時請求項３の発明は、図１に示すように、溶接トーチ４の先端部に取り付けてあるノズル１の内部に付着するスパッタ２を除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズル１をノズルガイド部に挿入したときにスパッタ２をスクレーパ１３に容易に導くようにした３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ１３並びに３枚のノズルガイドの外部に取り付けてある第１のロッド１４、第２のロッド１５及び第３のロッド１６の相対角度が１２０°に設定して形成されるノズルガイド部と、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６と第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２との間に掛着した３本のバネ２３乃至バネ２５と、上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６が第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９によって形成される上部回転部と、上記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面が予め定めた同一角度の傾斜面を有し、その傾斜面の方向がノズルガイド部を中心として同一回転方向に予め定めた間隔で周設した下部回転板２７によって形成される下部回転部と、上記ノズル１をノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズル１の内部に付着したスパッタ２を２枚のスクレーパ１３によりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置である。
【００１０】
出願時請求項４の発明は、上記下部回転板２７に逆回転防止用ストッパを設けて上記下部回転部が予め定めた一方向のみ回転する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１１】
出願時請求項５の発明は、上記ノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜部付スクレーパ２９に置換えて、上記ノズルガイド部の傾斜部付スクレーパ２９が、２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１を形成し、上記スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜が予め定めた値の傾斜角である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１２】
出願時請求項６の発明は、上記ノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜部付スクレーパ２９に置換えて、上記ノズルガイド部の傾斜部付スクレーパ２９が２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１を形成し、上記スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが２０°以上であり７０°以下である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１３】
出願時請求項７の発明は、上記ノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０に置換えて、上記ノズルガイド部の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０が、２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１と１ヶ所のスクレーパ曲げ加工部端面３２を形成し、上記スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角及びスクレーパ曲げ加工部端面３２の曲げ角度が予め定めた値の角度である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１４】
出願時請求項８の発明は、上記ノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０に置換えて、上記ノズルガイド部の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０が２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１と１ヶ所のスクレーパ曲げ加工部端面３２を形成し、上記スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角α及びスクレーパ曲げ加工部端面３２の曲げ角度βが２０°以上であり７０°以下である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、当該出願に係る発明の特徴を最も良く表す図である。後述する図３と同じなので、説明は図３で後述する。
【００１６】
本発明の実施の形態は、出願時請求項１の発明であって、溶接トーチ４の先端部に取り付けてあるノズル１の内部に付着するスパッタ２を除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズル１をノズルガイド部に挿入したときにスパッタ２をスクレーパ（スパッタを除去するための刃）１３に容易に導くようにした３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ１３並びに第１のロッド１４、第２のロッド１５及び第３のロッド１６によって形成されるノズルガイド部と、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６と第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２との間に掛着した３本のバネ２３乃至バネ２５と、上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６が第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９によって形成される上部回転部と、上記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２を予め定めた間隔で周設した下部回転板２７によって形成される下部回転部と、上記ノズル１をノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズル１の内部に付着したスパッタ２を２枚のスクレーパ１３によりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置である。
【００１７】
【実施例】
本発明は、上述した課題を解決した半自動スパッタ除去装置である。まず、図３乃至図１１を参照して本発明について説明する。
【００１８】
図３及び図４に示すように本発目の半自動スパッタ除去装置はノズルガイド部、上部回転部、下部回転部及び筐体で形成され、ノズルガイド部は３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ（スパッタを除去するための刃）１３並びに３つのロッド挿設穴１２に挿設する第１のロッド１４乃至第３のロッド１６で形成され、上部回転部は上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７、第２のロッド拘束板１８及び第３のロッド拘束板１９で形成され、下部回転部は下部回転板２７に予め定めた間隔で周設した第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２３並びに第１のバネ２３乃至第３のバネ２５で形成されている。
【００１９】
２枚のスクレーパ１３を収納したノズルガイド部は、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために３本のロッドを３つのロッド挿設穴１２に挿設して外部に向けてある。また各ロッドの相対角度を１２０°に設定し、上記３本のロッドを支持するために予め定めた同一傾斜角度をもった第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２を設けてある。そして、上記第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の傾斜する方向はノズルガイド部を中心として反時計回り方向に設定され、上記第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の上部に設けた３本のバネの引っ張り力によって引き上げられノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持する。
【００２０】
図４はスパッタ２が付着したノズル１がノズルガイド部に挿入したときの詳細図である。図４において２枚のスクレーパ１３の先端を尖らせているのは、スパッタ２が付着したノズル１の内面にスクレーパ１３が入り易くするためである。また、ノズルガイド部の内面は３枚のノズルガイド１０の３つの面で構成され各面に１つずつスクレーパ１３を取り付けることも可能だが２面のみ取り付けてあるのは、スクレーパ１３によってノズル１の内面から離脱したスパッタ２を下方へ追い出す空間を設けるためである。
【００２１】
下部回転部は、図示省略の下部回転板２７に逆回転防止用のストッパーを設けることにより、半自動スパッタ除去装置を上から見て反時計回りにのみ回転する機構となっている。
【００２２】
上部回転部は、筐体２８の上部にぶら下がるように掛着させ、上部回転板２６と筐体２８の上部との間に回転力が加わると反時計回りに回転する機構となっている。
【００２３】
第１のロッド１４乃至第３のロッド１６を支持するための第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２には、傾斜面に予め定めた同一傾斜角が設けられており、上記３本のロッドはこの傾斜面に沿って自由に滑る機構となっている。
【００２４】
溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入すると、この挿入によって発生する押しつけ力は１のロッド１４乃至第３のロッド１６を第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の傾斜面に沿って滑る力とノズルガイド部を回転する力とに変換される。また、第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２から離脱しないように充分な長さを有しているため、上記ノズル１の押しつけ力が３本のロッドのいずれか一方向にずれてもノズルガイド部が回転することができる。
【００２５】
ノズルガイド部はノズル１の挿入角度が変動しても予め定めた変動範囲であれば挿入が可能であり、溶接トーチを手で持ってノズル１をノズルガイド部に押しつけたときに生じる挿入角度の変動に対して柔軟な対応が可能となる。
【００２６】
図５は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入する前の状態を示す斜視図である。図５に示すノズルガイド部に挿設した第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の傾斜のついた傾斜面の上端付近に静止する。これは各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５の引っ張り力によって第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の上端部に引き寄せられるためである。
【００２７】
図６は、溶接トーチをノズル１のノズルガイド部に挿入したときの状態を示す斜視図であり、図１１は、スクレーパ１３がノズル内部に挿入したときの状態を示す図である。ノズル１をノズルガイド部に挿入したとき、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタが、スクレーパ１３のスクレーパ平行部端面３３とノズル先端面３４と接触部が面で接触して挿入を妨げる抵抗力が生じる。
【００２８】
さらに、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２が２枚のスクレー１３のスクレーパ平行部端面３３と面接触した状態でノズル１をノズルガイド部に押しつけると、上記ノズルガイド部に取付られた第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、上記各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネ力に抗して各ロッドガイド板の傾斜面に沿って滑り落ちる。このとき下部回転板２７の回転は固定されている。上記３枚のロッドガイド板の傾斜面はノズルガイド部を中心にし反時計方向に設定されているので、上記３本のロッドの滑りはノズルガイド部及び内部に設置された２枚のスクレーパ１３を反時計回りに回転させながら下に移動し、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２を上記２枚のスクレーパ１３の２ヶ所のスクレーパ平行部端面３２によりノズル円周方向に掻き落とす。
【００２９】
図７は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部から引き上げたときの状態を示す斜視図である。図７に示すノズル１をノズルガイド部から引き上げると、上記ノズルガイド部に挿設された第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネの引っ張り力によってロッドガイド板の傾斜面に沿って上昇する。このとき上部回転板２６及び第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９の回転は固定された状態となり、ノズルガイド部は回転を停止した状態を維持しながら所定の位置まで上昇する。また、第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２及び下部回転板２７は、第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネの引っ張り力によって各ロッドを追従するように回転移動する。
【００３０】
図８は、上述した一連の動作を第２のロッド１５、第２のロッド拘束板１８及び第２のロッドガイド板２１の動作に絞って模式化したである。図８を用いて力学的に動作について説明する。図８（Ａ）は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入する前の状態を示し、図８（Ｂ）は、ノズル１をノズルガイド部の予め定めた最終位置まで挿入した状態を示し、図８（Ｃ）は、ノズル１をノズルガイド部から引き上げて元の位置にもどったときの状態を示す。
【００３１】
図８（Ｂ）に示すようにノズル１が予め定めた最終位置まで挿入されると、第２のロッド１５と第２のロッド拘束板１８とは一体で第２のロッドガイド板２１の傾斜面に沿って滑って降下する。この傾斜面の移動量は、第２のロッド１５の水平方向の移動量と垂直方向の移動量に分散され、この第２のロッド１５の水平方向の移動量はノズルガイド部及び上部回転板２６の回転量となり、垂直方向の移動量はノズルガイド部の降下量となる。
【００３２】
図８（Ｃ）に示すようにノズル１が引き上げられて元の位置にもどると、第２のロッドガイド板２１はバネの引き寄せ力によって移動し、その移動量が下部回転板２７の回転量となる。このとき第２のロッド１５は第２のロッド拘束板１８によって水平方向の移動が拘束されているために垂直方向のみ移動し、この垂直方向の移動量がノズルガイド部の上昇量となる。
【００３３】
図９はノズル内部に付着したスパッタ２を除去するのに要する時間を測定して比較した図である。図５において、本発明は半自動スパッタ除去装置を用いたときのスパッタ除去時間を示し、従来技術は上記除去装置を使用しないで溶接トーチからノズルを取り外してその内部のスパッタ２をヘラ等で除去する時間を示したものである。
【００３４】
（実施例２）
図１２は、傾斜部付スクレーパ２９（スパッタを除去するための刃）の詳細図であり、図１３は、本発明の半自動スパッタ除去装置のノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜部付スクレーパ２９に置換えて、傾斜部付スクレーパ２９がノズル１の内部に挿入したときの状態を示す詳細図である。図３及び図４に示すように本発目の半自動スパッタ除去装置と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略して相違する動作について説明する。
【００３５】
図１２に示す、傾斜部付スクレーパ２９は２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１を形成し、傾斜角αが２０°＜α＜７０°の範囲で形成している。
【００３６】
図１３は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入したときの状態を示す詳細図である。ノズル１をノズルガイド部に挿入したとき、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタが、図１３に示す傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１とノズル先端内角部３５との接触線で接触して挿入を妨げる抵抗力が生じる。
【００３７】
さらに、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２が２枚の傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１とノズル先端内角部３５との接触線で接触した状態でノズル１をノズルガイド部に押しつけると、上記ノズルガイド部に取付られた第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、上記各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネ力に抗して各ロッドガイド板の傾斜面に沿って滑り落ちる。このとき下部回転板２７の回転は固定されている。上記３枚のロッドガイド板の傾斜面はノズルガイド部を中心にし反時計方向に設定されているので、上記３本のロッドの滑りはノズルガイド部及び内部に設置された２枚の傾斜部付スクレーパ２９を反時計回りに回転させながら下に移動し、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２を上記２枚の傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１の４ヶ所の接触線によりノズル円周方向に掻き落とす。
【００３８】
図１２に示す、傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが２０°以下のとき、図１３に示す、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２にスクレーパ傾斜部端面３１の接触線が広い範囲（スクレーパ傾斜部端面の面）で接触し、ノズル先端内角部３５への力の集中性が弱くなり、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２の剥離性が低下する。
【００３９】
傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが７０°以上のとき、図１３のノズル内壁面に付着したスパッタ２にスクレーパ傾斜部端面３１の接触線が広い範囲（スクレーパ傾斜部端面の面）で接触し、ノズル先端内角部３５への力の集中性が弱くなり、ノズル内壁面に付着したスパッタ２の剥離性が低下する。
【００４０】
上述より、傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが、２０°＜α＜７０°の範囲のとき、スクレーパ傾斜部端面３１とノズル先端内角部３５との接触部が線となり良好なスパッタ２の剥離性が得られる。
【００４１】
（実施例３）
図１４は、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０（スパッタを除去するための刃）の詳細図であり、図１５は、本発明の半自動スパッタ除去装置のノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０に置換えて、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０がノズル１の内部に挿入したときの状態を示す詳細図である。図３及び図４に示すように本発明の半自動スパッタ除去装置と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略して相違する動作について説明する。
【００４２】
図１４に示す、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０はスクレーパ曲げ加工部端面３２と２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１とを形成し、傾斜角αが２０°＜α＜７０°、曲げ角度角βが２０°＜β＜７０°の範囲で形成している。
【００４３】
図１５は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入したときの状態を示す詳細図である。ノズル１をノズルガイド部に挿入したとき、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタが、図１５に示す傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ曲げ加工部端面３２とノズル先端内角部３５との接触点で接触して挿入を妨げる抵抗力が生じる。
【００４４】
さらに、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２が２枚の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ曲げ加工部端面３２とノズル先端内角部３５との接触点で接触した状態でノズル１をノズルガイド部に押しつけると、上記ノズルガイド部に取付られた第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、上記各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネ力に抗して各ロッドガイド板の傾斜面に沿って滑り落ちる。このとき下部回転板２７の回転は固定されている。上記３枚のロッドガイド板の傾斜面はノズルガイド部を中心にし反時計方向に設定されているので、上記３本のロッドの滑りはノズルガイド部及び内部に設置された２枚の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０を反時計回りに回転させながら下に移動し、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２を上記２枚の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ曲げ加工部端面３２の４ヶ所の接触点によりノズル円周方向に掻き落とす。
【００４５】
図１４に示す、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ傾斜部端面の傾斜角αが２０°＜α＜７０°の範囲であって、スクレーパ曲げ加工部端面の曲げ角度βが２０°以下のとき、図１５に示す、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２にスクレーパ曲げ加工部端面３２の接触点が広い範囲（スクレーパ曲げ加工部端面の面）で接触し、ノズル先端内角部３５への力の集中性が弱くなり、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２の剥離性が低下する。
【００４６】
傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ傾斜部端面の傾斜角αが２０°＜α＜７０°の範囲であって、スクレーパ曲げ加工部端面の曲げ角度βが７０°以上のとき、図１５に示す、ノズル内壁面に付着したスパッタ２にスクレーパ曲げ加工部端面３２の接触点が広い範囲（スクレーパ曲げ加工部端面の面）で接触して、ノズル先端内角部３５への力の集中性が弱くなり、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２の剥離性が低下する。
【００４７】
上述より、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０は、スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが２０°＜α＜７０°の範囲であり、スクレーパ曲げ加工部端面３２の曲げ角度角βが２０°＜β＜７０°の範囲のとき、スクレーパ曲げ加工部端面３２とノズル先端内角部３５との接触部が点となり更に良好なスパッタ２の剥離性が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の半自動スパッタ除去装置を用いれば、▲１▼ノズルの挿入角度、挿入位置が定まりにくい手動でのスパッタ除去作業も容易になる。▲２▼高温のノズルを溶接トーチから外す必要がなく、作業者が火傷をする危険性を回避できる。▲３▼スクレーパの回転には外部動力が不要であり、手によるノズル押しつけ力で行え、操作が簡単である。▲４▼スパッタを削除するのに要する時間が大幅に改善できる。更に、▲５▼スクレーパを傾斜部付スクレーパ又は傾斜・曲げ加工部付スクレーパに置換えることによって、ノズル先端部とスクレーパとの接触部との接触面積が非常に小さくなるので、ノズル先端部に付着したスパッタの固まりの局部に力を集中することが可能となり、ノズル先端面に付着した硬いスパッタを破壊することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、当該出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。
【図２】図２は、従来技術の自動溶接のときに使用する自動スパッタ除去装置の概略外観図である。
【図３】図３は、本発明の半自動スパッタ除去装置の構成を示した斜視図である。
【図４】図４は、半自動スパッタ除去装置の一部であるノズルガイド部の詳細図である。
【図５】図５は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、溶接トーチをノズルガイド部に挿入前の状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、溶接トーチをノズルガイド部に挿入したときの状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、溶接トーチをノズルガイド部から引き上げたときの状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の半自動スパッタ除去装置の動作部分の一部に絞って、動作を模式化した図である。
【図９】図９は、ノズル内部に付着したスパッタを削除するのに要する時間を、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いた場合、上記装置を用いないで従来の作業での時間を比較したものである。
【図１０】図１０は、本発明の半自動スパッタ除去装置のスクレーパの詳細図である。
【図１１】図１１は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、スクレーパがノズル内部に挿入したときの状態を示す図である。
【図１２】図１２は、傾斜部付スクレーパの詳細図である。
【図１３】図１３は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、傾斜部付スクレーパがノズル内部に挿入したときの状態を示す図である。
【図１４】図１４は、傾斜・曲げ加工部付スクレーパの詳細図である。
【図１５】図１５は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、傾斜・曲げ加工部付スクレーパがノズル内部に挿入したときの状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２ スパッタ
３ コンタクトチップ
４ 溶接トーチ
５ ワイヤ
６ モータ
７ 回転駆動部
８ 回転工具
９ 筐体
１０ ノズルガイド
１１ ロッド固定板
１２ ロッド挿設穴
１３ スクレーパ（スパッタを除去するための刃）
１４ 第１のロッド
１５ 第２のロッド
１６ 第３のロッド
１７ 第１のロッド拘束板
１８ 第２のロッド拘束板
１９ 第３のロッド拘束板
２０ 第１のロッドガイド板
２１ 第２のロッドガイド板
２２ 第３のロッドガイド板
２３ 第１のバネ
２４ 第２のバネ
２５ 第３のバネ
２６ 上部回転板
２７ 下部回転板
２８ 筐体
２９ 傾斜部付スクレーパ（スパッタを除去するための刃）
３０ 傾斜・曲げ加工部付スクレーパ（スパッタを除去するための刃）
３１ スクレーパ傾斜部端面
３２ スクレーパ曲げ加工部端面
３３ スクレーパ平行部端面
３４ ノズル先端面
３５ ノズル先端内角部
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接トーチのノズルに付着したスパッタを除去するスパッタ除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来技術のロボット用溶接トーチの自動スパッタ除去装置の概略外観図である。図２に示すように自動スパッタ除去装置は、モータ６、回転駆動部７、２枚刃で形成された回転工具８及び筐体９によって形成されている。
【０００３】
図示省略の溶接ロボットの動作に伴ってロボット用溶接トーチのノズル１が下降してくると、上記のようにモータ６及び回転駆動部７によって２枚刃の回転工具８を高トルクで低速回転（例えば１秒に１回転）させる。上記２枚刃の回転工具８は表面がクロムメッキされておりノズル１の内側に沿うように湾曲した形状になっている。上記回転工具８が低速回転しながらノズル１の内側に挿入されてスパッタ２を回転トルクの力によって刃先で掻き落とすようにして除去する。
【０００４】
上記自動スパッタ除去装置を用いて半自動溶接時のスパッタ２を除去するには、溶接トーチを手で保持しなければならないために回転工具８の挿入方向及び挿入角度を一定にして回転工具８をノズル１の内部に正確に挿入することが難しい。よって、半自動溶接時の溶接トーチのスパッタ除去作業は、作業者が溶接トーチ４からノズル１を取り外してその内部のスパッタをヘラ等で除去して、除去終了後ノズル１を溶接トーチ４に取り付けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
溶接時に溶接トーチのノズル１の先端及び内部内面にスパッタ２（溶融金属のカスが高温状態で飛散して付着したもの）が付着すると、ノズル１から放流されるシールドガスの層流が乱れて空気を巻き込み、溶接欠陥である気孔が発生する。よって、良好な溶接を得るにはノズル１の先端及び内面に付着したスパッタ２を頻繁に除去する必要がある。また、スパッタ２の除去頻繁度は、溶接電流及び施工条件によって異なるが、一般的にはアーク発生時間１０分〜２０分に１回の割合で実施する必要がある。
【０００６】
上述の自動スパッタ除去装置を用いて、半自動溶接時に付着するスパッタ２の除去を行うと、ノズル１の内部に正確に回転工具８を挿入させることが困難であり、溶接トーチに不要な力が掛かり破損する恐れがある。よって、半自動溶接時のスパッタ２を除去するには、作業者がトーチからノズル１を取り外してノズル１内部に付着したスパッタ２をヘラ等を用いて手作業で除去し、除去終了後再びノズル１を溶接トーチに取り付けることが行われていた。この作業方法では、溶接熱で高温になったノズル１を外すときに火傷の危険性があり、火傷の危険性を回避して作業するにはノズル１の温度を下げる必要があり、溶接作業の生産性を低下させてしまう問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
出願時請求項１の発明は、図１に示すように、溶接トーチ４の先端部に取り付けてあるノズル１の内部に付着するスパッタ２を除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズル１をノズルガイド部に挿入したときにスパッタ２をスクレーパ（スパッタを除去するための刃）１３に容易に導くようにした３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ１３並びに第１のロッド１４、第２のロッド１５及び第３のロッド１６によって形成されるノズルガイド部と、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６と第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２との間に掛着した３本のバネ２３乃至バネ２５と、上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６が第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９によって形成される上部回転部と、上記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２を予め定めた間隔で周設した下部回転板２７によって形成される下部回転部と、上記ノズル１をノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズル１の内部に付着したスパッタ２を２枚のスクレーパ１３によりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置である。
【０００８】
出願時請求項２の発明は、図１に示すように、溶接トーチ４の先端部に取り付けてあるノズル１の内部に付着するスパッタ２を除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズル１をノズルガイド部に挿入したときにスパッタ２をスクレーパ１３に容易に導くようにした３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ１３並びに第１のロッド１４、第２のロッド１５及び第３のロッド１６によって形成されるノズルガイド部と、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６と第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２との間に掛着した３本のバネ２３乃至バネ２５と、上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６が第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９によって形成される上部回転部と、上記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜が予め定めた同一角度の傾斜面を有し、その傾斜面の方向がノズルガイド部を中心として同一回転方向に予め定めた間隔で周設した下部回転板２７によって形成される下部回転部と、上記ノズル１をノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズル１の内部に付着したスパッタ２を２枚のスクレーパ１３によりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置である。
【０００９】
出願時請求項３の発明は、図１に示すように、溶接トーチ４の先端部に取り付けてあるノズル１の内部に付着するスパッタ２を除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズル１をノズルガイド部に挿入したときにスパッタ２をスクレーパ１３に容易に導くようにした３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ１３並びに３枚のノズルガイドの外部に取り付けてある第１のロッド１４、第２のロッド１５及び第３のロッド１６の相対角度が１２０°に設定して形成されるノズルガイド部と、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６と第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２との間に掛着した３本のバネ２３乃至バネ２５と、上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６が第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９によって形成される上部回転部と、上記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面が予め定めた同一角度の傾斜面を有し、その傾斜面の方向がノズルガイド部を中心として同一回転方向に予め定めた間隔で周設した下部回転板２７によって形成される下部回転部と、上記ノズル１をノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズル１の内部に付着したスパッタ２を２枚のスクレーパ１３によりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置である。
【００１０】
出願時請求項４の発明は、上記下部回転板２７に逆回転防止用ストッパを設けて上記下部回転部が予め定めた一方向のみ回転する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１１】
出願時請求項５の発明は、上記ノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜部付スクレーパ２９に置換えて、上記ノズルガイド部の傾斜部付スクレーパ２９が、２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１を形成し、上記スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜が予め定めた値の傾斜角である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１２】
出願時請求項６の発明は、上記ノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜部付スクレーパ２９に置換えて、上記ノズルガイド部の傾斜部付スクレーパ２９が２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１を形成し、上記スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが２０°以上であり７０°以下である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１３】
出願時請求項７の発明は、上記ノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０に置換えて、上記ノズルガイド部の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０が、２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１と１ヶ所のスクレーパ曲げ加工部端面３２を形成し、上記スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角及びスクレーパ曲げ加工部端面３２の曲げ角度が予め定めた値の角度である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１４】
出願時請求項８の発明は、上記ノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０に置換えて、上記ノズルガイド部の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０が２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１と１ヶ所のスクレーパ曲げ加工部端面３２を形成し、上記スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角α及びスクレーパ曲げ加工部端面３２の曲げ角度βが２０°以上であり７０°以下である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、当該出願に係る発明の特徴を最も良く表す図である。後述する図３と同じなので、説明は図３で後述する。
【００１６】
本発明の実施の形態は、出願時請求項１の発明であって、溶接トーチ４の先端部に取り付けてあるノズル１の内部に付着するスパッタ２を除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズル１をノズルガイド部に挿入したときにスパッタ２をスクレーパ（スパッタを除去するための刃）１３に容易に導くようにした３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ１３並びに第１のロッド１４、第２のロッド１５及び第３のロッド１６によって形成されるノズルガイド部と、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６と第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２との間に掛着した３本のバネ２３乃至バネ２５と、上記第１のロッド１４乃至第３のロッド１６が第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９によって形成される上部回転部と、上記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２を予め定めた間隔で周設した下部回転板２７によって形成される下部回転部と、上記ノズル１をノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズル１の内部に付着したスパッタ２を２枚のスクレーパ１３によりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置である。
【００１７】
【実施例】
本発明は、上述した課題を解決した半自動スパッタ除去装置である。まず、図３乃至図１１を参照して本発明について説明する。
【００１８】
図３及び図４に示すように本発目の半自動スパッタ除去装置はノズルガイド部、上部回転部、下部回転部及び筐体で形成され、ノズルガイド部は３枚のノズルガイド１０、３枚のロッド固定板１１及び２枚のスクレーパ（スパッタを除去するための刃）１３並びに３つのロッド挿設穴１２に挿設する第１のロッド１４乃至第３のロッド１６で形成され、上部回転部は上部回転板２６に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板１７、第２のロッド拘束板１８及び第３のロッド拘束板１９で形成され、下部回転部は下部回転板２７に予め定めた間隔で周設した第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２３並びに第１のバネ２３乃至第３のバネ２５で形成されている。
【００１９】
２枚のスクレーパ１３を収納したノズルガイド部は、上記ノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持するために３本のロッドを３つのロッド挿設穴１２に挿設して外部に向けてある。また各ロッドの相対角度を１２０°に設定し、上記３本のロッドを支持するために予め定めた同一傾斜角度をもった第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２を設けてある。そして、上記第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の傾斜する方向はノズルガイド部を中心として反時計回り方向に設定され、上記第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の上部に設けた３本のバネの引っ張り力によって引き上げられノズルガイド部を筐体２８の所定の位置に保持する。
【００２０】
図４はスパッタ２が付着したノズル１がノズルガイド部に挿入したときの詳細図である。図４において２枚のスクレーパ１３の先端を尖らせているのは、スパッタ２が付着したノズル１の内面にスクレーパ１３が入り易くするためである。また、ノズルガイド部の内面は３枚のノズルガイド１０の３つの面で構成され各面に１つずつスクレーパ１３を取り付けることも可能だが２面のみ取り付けてあるのは、スクレーパ１３によってノズル１の内面から離脱したスパッタ２を下方へ追い出す空間を設けるためである。
【００２１】
下部回転部は、図示省略の下部回転板２７に逆回転防止用のストッパーを設けることにより、半自動スパッタ除去装置を上から見て反時計回りにのみ回転する機構となっている。
【００２２】
上部回転部は、筐体２８の上部にぶら下がるように掛着させ、上部回転板２６と筐体２８の上部との間に回転力が加わると反時計回りに回転する機構となっている。
【００２３】
第１のロッド１４乃至第３のロッド１６を支持するための第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２には、傾斜面に予め定めた同一傾斜角が設けられており、上記３本のロッドはこの傾斜面に沿って自由に滑る機構となっている。
【００２４】
溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入すると、この挿入によって発生する押しつけ力は１のロッド１４乃至第３のロッド１６を第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の傾斜面に沿って滑る力とノズルガイド部を回転する力とに変換される。また、第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２から離脱しないように充分な長さを有しているため、上記ノズル１の押しつけ力が３本のロッドのいずれか一方向にずれてもノズルガイド部が回転することができる。
【００２５】
ノズルガイド部はノズル１の挿入角度が変動しても予め定めた変動範囲であれば挿入が可能であり、溶接トーチを手で持ってノズル１をノズルガイド部に押しつけたときに生じる挿入角度の変動に対して柔軟な対応が可能となる。
【００２６】
図５は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入する前の状態を示す斜視図である。図５に示すノズルガイド部に挿設した第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の傾斜のついた傾斜面の上端付近に静止する。これは各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５の引っ張り力によって第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２の上端部に引き寄せられるためである。
【００２７】
図６は、溶接トーチをノズル１のノズルガイド部に挿入したときの状態を示す斜視図であり、図１１は、スクレーパ１３がノズル内部に挿入したときの状態を示す図である。ノズル１をノズルガイド部に挿入したとき、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタが、スクレーパ１３のスクレーパ平行部端面３３とノズル先端面３４と接触部が面で接触して挿入を妨げる抵抗力が生じる。
【００２８】
さらに、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２が２枚のスクレー１３のスクレーパ平行部端面３３と面接触した状態でノズル１をノズルガイド部に押しつけると、上記ノズルガイド部に取付られた第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、上記各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネ力に抗して各ロッドガイド板の傾斜面に沿って滑り落ちる。このとき下部回転板２７の回転は固定されている。上記３枚のロッドガイド板の傾斜面はノズルガイド部を中心にし反時計方向に設定されているので、上記３本のロッドの滑りはノズルガイド部及び内部に設置された２枚のスクレーパ１３を反時計回りに回転させながら下に移動し、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２を上記２枚のスクレーパ１３の２ヶ所のスクレーパ平行部端面３２によりノズル円周方向に掻き落とす。
【００２９】
図７は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部から引き上げたときの状態を示す斜視図である。図７に示すノズル１をノズルガイド部から引き上げると、上記ノズルガイド部に挿設された第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネの引っ張り力によってロッドガイド板の傾斜面に沿って上昇する。このとき上部回転板２６及び第１のロッド拘束板１７乃至第３のロッド拘束板１９の回転は固定された状態となり、ノズルガイド部は回転を停止した状態を維持しながら所定の位置まで上昇する。また、第１のロッドガイド板２０乃至第３のロッドガイド板２２及び下部回転板２７は、第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネの引っ張り力によって各ロッドを追従するように回転移動する。
【００３０】
図８は、上述した一連の動作を第２のロッド１５、第２のロッド拘束板１８及び第２のロッドガイド板２１の動作に絞って模式化したである。図８を用いて力学的に動作について説明する。図８（Ａ）は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入する前の状態を示し、図８（Ｂ）は、ノズル１をノズルガイド部の予め定めた最終位置まで挿入した状態を示し、図８（Ｃ）は、ノズル１をノズルガイド部から引き上げて元の位置にもどったときの状態を示す。
【００３１】
図８（Ｂ）に示すようにノズル１が予め定めた最終位置まで挿入されると、第２のロッド１５と第２のロッド拘束板１８とは一体で第２のロッドガイド板２１の傾斜面に沿って滑って降下する。この傾斜面の移動量は、第２のロッド１５の水平方向の移動量と垂直方向の移動量に分散され、この第２のロッド１５の水平方向の移動量はノズルガイド部及び上部回転板２６の回転量となり、垂直方向の移動量はノズルガイド部の降下量となる。
【００３２】
図８（Ｃ）に示すようにノズル１が引き上げられて元の位置にもどると、第２のロッドガイド板２１はバネの引き寄せ力によって移動し、その移動量が下部回転板２７の回転量となる。このとき第２のロッド１５は第２のロッド拘束板１８によって水平方向の移動が拘束されているために垂直方向のみ移動し、この垂直方向の移動量がノズルガイド部の上昇量となる。
【００３３】
図９はノズル内部に付着したスパッタ２を除去するのに要する時間を測定して比較した図である。図５において、本発明は半自動スパッタ除去装置を用いたときのスパッタ除去時間を示し、従来技術は上記除去装置を使用しないで溶接トーチからノズルを取り外してその内部のスパッタ２をヘラ等で除去する時間を示したものである。
【００３４】
（実施例２）
図１２は、傾斜部付スクレーパ２９（スパッタを除去するための刃）の詳細図であり、図１３は、本発明の半自動スパッタ除去装置のノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜部付スクレーパ２９に置換えて、傾斜部付スクレーパ２９がノズル１の内部に挿入したときの状態を示す詳細図である。図３及び図４に示すように本発目の半自動スパッタ除去装置と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略して相違する動作について説明する。
【００３５】
図１２に示す、傾斜部付スクレーパ２９は２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１を形成し、傾斜角αが２０°＜α＜７０°の範囲で形成している。
【００３６】
図１３は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入したときの状態を示す詳細図である。ノズル１をノズルガイド部に挿入したとき、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタが、図１３に示す傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１とノズル先端内角部３５との接触線で接触して挿入を妨げる抵抗力が生じる。
【００３７】
さらに、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２が２枚の傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１とノズル先端内角部３５との接触線で接触した状態でノズル１をノズルガイド部に押しつけると、上記ノズルガイド部に取付られた第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、上記各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネ力に抗して各ロッドガイド板の傾斜面に沿って滑り落ちる。このとき下部回転板２７の回転は固定されている。上記３枚のロッドガイド板の傾斜面はノズルガイド部を中心にし反時計方向に設定されているので、上記３本のロッドの滑りはノズルガイド部及び内部に設置された２枚の傾斜部付スクレーパ２９を反時計回りに回転させながら下に移動し、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２を上記２枚の傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１の４ヶ所の接触線によりノズル円周方向に掻き落とす。
【００３８】
図１２に示す、傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが２０°以下のとき、図１３に示す、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２にスクレーパ傾斜部端面３１の接触線が広い範囲（スクレーパ傾斜部端面の面）で接触し、ノズル先端内角部３５への力の集中性が弱くなり、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２の剥離性が低下する。
【００３９】
傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが７０°以上のとき、図１３のノズル内壁面に付着したスパッタ２にスクレーパ傾斜部端面３１の接触線が広い範囲（スクレーパ傾斜部端面の面）で接触し、ノズル先端内角部３５への力の集中性が弱くなり、ノズル内壁面に付着したスパッタ２の剥離性が低下する。
【００４０】
上述より、傾斜部付スクレーパ２９のスクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが、２０°＜α＜７０°の範囲のとき、スクレーパ傾斜部端面３１とノズル先端内角部３５との接触部が線となり良好なスパッタ２の剥離性が得られる。
【００４１】
（実施例３）
図１４は、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０（スパッタを除去するための刃）の詳細図であり、図１５は、本発明の半自動スパッタ除去装置のノズルガイド部のスクレーパ１３を傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０に置換えて、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０がノズル１の内部に挿入したときの状態を示す詳細図である。図３及び図４に示すように本発明の半自動スパッタ除去装置と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略して相違する動作について説明する。
【００４２】
図１４に示す、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０はスクレーパ曲げ加工部端面３２と２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面３１とを形成し、傾斜角αが２０°＜α＜７０°、曲げ角度角βが２０°＜β＜７０°の範囲で形成している。
【００４３】
図１５は、溶接トーチのノズル１をノズルガイド部に挿入したときの状態を示す詳細図である。ノズル１をノズルガイド部に挿入したとき、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタが、図１５に示す傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ曲げ加工部端面３２とノズル先端内角部３５との接触点で接触して挿入を妨げる抵抗力が生じる。
【００４４】
さらに、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２が２枚の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ曲げ加工部端面３２とノズル先端内角部３５との接触点で接触した状態でノズル１をノズルガイド部に押しつけると、上記ノズルガイド部に取付られた第１のロッド１４乃至第３のロッド１６は、上記各ロッドに接続された第１のバネ２３乃至第３のバネ２５のバネ力に抗して各ロッドガイド板の傾斜面に沿って滑り落ちる。このとき下部回転板２７の回転は固定されている。上記３枚のロッドガイド板の傾斜面はノズルガイド部を中心にし反時計方向に設定されているので、上記３本のロッドの滑りはノズルガイド部及び内部に設置された２枚の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０を反時計回りに回転させながら下に移動し、ノズル１のノズル先端面３４及び内部に付着したスパッタ２を上記２枚の傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ曲げ加工部端面３２の４ヶ所の接触点によりノズル円周方向に掻き落とす。
【００４５】
図１４に示す、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ傾斜部端面の傾斜角αが２０°＜α＜７０°の範囲であって、スクレーパ曲げ加工部端面の曲げ角度βが２０°以下のとき、図１５に示す、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２にスクレーパ曲げ加工部端面３２の接触点が広い範囲（スクレーパ曲げ加工部端面の面）で接触し、ノズル先端内角部３５への力の集中性が弱くなり、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２の剥離性が低下する。
【００４６】
傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０のスクレーパ傾斜部端面の傾斜角αが２０°＜α＜７０°の範囲であって、スクレーパ曲げ加工部端面の曲げ角度βが７０°以上のとき、図１５に示す、ノズル内壁面に付着したスパッタ２にスクレーパ曲げ加工部端面３２の接触点が広い範囲（スクレーパ曲げ加工部端面の面）で接触して、ノズル先端内角部３５への力の集中性が弱くなり、ノズル先端面３４に付着したスパッタ２の剥離性が低下する。
【００４７】
上述より、傾斜・曲げ加工部付スクレーパ３０は、スクレーパ傾斜部端面３１の傾斜角αが２０°＜α＜７０°の範囲であり、スクレーパ曲げ加工部端面３２の曲げ角度角βが２０°＜β＜７０°の範囲のとき、スクレーパ曲げ加工部端面３２とノズル先端内角部３５との接触部が点となり更に良好なスパッタ２の剥離性が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の半自動スパッタ除去装置を用いれば、▲１▼ノズルの挿入角度、挿入位置が定まりにくい手動でのスパッタ除去作業も容易になる。▲２▼高温のノズルを溶接トーチから外す必要がなく、作業者が火傷をする危険性を回避できる。▲３▼スクレーパの回転には外部動力が不要であり、手によるノズル押しつけ力で行え、操作が簡単である。▲４▼スパッタを削除するのに要する時間が大幅に改善できる。更に、▲５▼スクレーパを傾斜部付スクレーパ又は傾斜・曲げ加工部付スクレーパに置換えることによって、ノズル先端部とスクレーパとの接触部との接触面積が非常に小さくなるので、ノズル先端部に付着したスパッタの固まりの局部に力を集中することが可能となり、ノズル先端面に付着した硬いスパッタを破壊することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、当該出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。
【図２】図２は、従来技術の自動溶接のときに使用する自動スパッタ除去装置の概略外観図である。
【図３】図３は、本発明の半自動スパッタ除去装置の構成を示した斜視図である。
【図４】図４は、半自動スパッタ除去装置の一部であるノズルガイド部の詳細図である。
【図５】図５は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、溶接トーチをノズルガイド部に挿入前の状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、溶接トーチをノズルガイド部に挿入したときの状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、溶接トーチをノズルガイド部から引き上げたときの状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の半自動スパッタ除去装置の動作部分の一部に絞って、動作を模式化した図である。
【図９】図９は、ノズル内部に付着したスパッタを削除するのに要する時間を、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いた場合、上記装置を用いないで従来の作業での時間を比較したものである。
【図１０】図１０は、本発明の半自動スパッタ除去装置のスクレーパの詳細図である。
【図１１】図１１は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、スクレーパがノズル内部に挿入したときの状態を示す図である。
【図１２】図１２は、傾斜部付スクレーパの詳細図である。
【図１３】図１３は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、傾斜部付スクレーパがノズル内部に挿入したときの状態を示す図である。
【図１４】図１４は、傾斜・曲げ加工部付スクレーパの詳細図である。
【図１５】図１５は、本発明の半自動スパッタ除去装置を用いて、傾斜・曲げ加工部付スクレーパがノズル内部に挿入したときの状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２ スパッタ
３ コンタクトチップ
４ 溶接トーチ
５ ワイヤ
６ モータ
７ 回転駆動部
８ 回転工具
９ 筐体
１０ ノズルガイド
１１ ロッド固定板
１２ ロッド挿設穴
１３ スクレーパ（スパッタを除去するための刃）
１４ 第１のロッド
１５ 第２のロッド
１６ 第３のロッド
１７ 第１のロッド拘束板
１８ 第２のロッド拘束板
１９ 第３のロッド拘束板
２０ 第１のロッドガイド板
２１ 第２のロッドガイド板
２２ 第３のロッドガイド板
２３ 第１のバネ
２４ 第２のバネ
２５ 第３のバネ
２６ 上部回転板
２７ 下部回転板
２８ 筐体
２９ 傾斜部付スクレーパ（スパッタを除去するための刃）
３０ 傾斜・曲げ加工部付スクレーパ（スパッタを除去するための刃）
３１ スクレーパ傾斜部端面
３２ スクレーパ曲げ加工部端面
３３ スクレーパ平行部端面
３４ ノズル先端面
３５ ノズル先端内角部
Claims (8)
- 溶接トーチの先端部に取り付けてあるノズルの内部に付着するスパッタを除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズルをノズルガイド部に挿入したときにスパッタをスクレーパに容易に導くようにした３枚のノズルガイド、３枚のロッド固定板及び２枚のスクレーパ並びに第１のロッド、第２のロッド及び第３のロッドによって形成されるノズルガイド部と、前記ノズルガイド部を筐体の所定の位置に保持するために前記第１のロッド乃至第３のロッドと第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板との間に掛着した３本のバネと、前記第１のロッド乃至第３のロッドが第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板乃至第３のロッド拘束板によって形成される上部回転部と、前記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板を予め定めた間隔で周設した下部回転板とによって形成される下部回転部と、前記ノズルをノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズルの内部に付着したスパッターを２枚のスクレーパによりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置。
- 溶接トーチの先端部に取り付けてあるノズルの内部に付着するスパッタを除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズルをノズルガイド部に挿入したときにスパッタをスクレーパに容易に導くようにした３枚のノズルガイド、３枚のロッド固定板及び２枚のスクレーパ並びに第１のロッド、第２のロッド及び第３のロッドによって形成されるノズルガイド部と、前記ノズルガイド部を筐体の所定の位置に保持するために前記第１のロッド乃至第３のロッドと第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板との間に掛着した３本のバネと、前記第１のロッド乃至第３のロッドが第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板乃至第３のロッド拘束板によって形成される上部回転部と、前記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板の各傾斜が予め定めた同一角度の傾斜面を有しその傾斜面の方向がノズルガイド部を中心として同一回転方向に予め定めた間隔で周設した下部回転板によって形成される下部回転部と、前記ノズルをノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズルの内部に付着したスパッタを２枚のスクレーパによりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置。
- 溶接トーチの先端部に取り付けてあるノズルの内部に付着するスパッタを除去する半自動スパッタ除去装置において、ノズルをノズルガイド部に挿入したときにスパッタをスクレーパに容易に導くようにした３枚のノズルガイド、３枚のロッド固定板及び２枚のスクレーパ並びに３枚のノズルガイドの外部に取り付けてある第１のロッド、第２のロッド及び第３のロッドの相対角度が１２０°に設定して形成されるノズルガイド部と、前記ノズルガイド部を筐体の所定の位置に保持するために前記第１のロッド乃至第３のロッドと第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板との間に掛着した３本のバネと、前記第１のロッド乃至第３のロッドが第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板の各傾斜面からの離脱を防止するために上部回転板に予め定めた間隔で周設した第１のロッド拘束板乃至第３のロッド拘束板によって形成される上部回転部と、前記ノズルガイド部の３本のロッドを支持する第１のロッドガイド板乃至第３のロッドガイド板の各傾斜が予め定めた同一角度の傾斜面を有しその傾斜面の方向がノズルガイド部を中心として同一回転方向に予め定めた間隔で周設した下部回転板によって形成される下部回転部と、前記ノズルをノズルガイド部に押しつけたとき、その押しつけ力を回転力に変換させてノズルの内部に付着したスパッタを２枚のスクレーパによりノズル円周方向に掻き落とすことを特徴とする半自動スパッタ除去装置。
- 前記下部回転板に逆回転防止用ストッパを設けて前記下部回転部が予め定めた一方向のみ回転する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置。
- 前記ノズルガイド部のスクレーパを傾斜部付スクレーパに置換えて前記ノズルガイド部の傾斜部付スクレーパが、２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面を形成し、前記スクレーパ傾斜部端面の傾斜が予め定めた値の傾斜角である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置。
- 前記ノズルガイド部のスクレーパを傾斜部付スクレーパに置換えて前記ノズルガイド部の傾斜部付スクレーパが、２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面を形成し、前記スクレーパ傾斜部端面の傾斜角が２０°以上であり７０°以下である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置。
- 前記ノズルガイド部のスクレーパを傾斜・曲げ加工部付スクレーパに置換えて前記ノズルガイド部の傾斜・曲げ加工部付スクレーパが、２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面と１ヶ所のスクレーパ曲げ加工部端面を形成し、前記スクレーパ傾斜部端面の傾斜角及びスクレーパ曲げ加工部端面の曲げ角度が予め定めた値の角度である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置。
- 前記ノズルガイド部のスクレーパを傾斜・曲げ加工部付スクレーパに置換えて前記ノズルガイド部の傾斜・曲げ加工部付スクレーパが２ヶ所のスクレーパ傾斜部端面と１ヶ所のスクレーパ曲げ加工部端面を形成し、前記スクレーパ傾斜部端面の傾斜角及びスクレーパ曲げ加工部端面の曲げ角度が２０°以上であり７０°以下にある請求項１又は請求項２又は請求項３記載の半自動スパッタ除去装置。
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