JP4046036B2 - 冷媒循環トーチ - Google Patents

Description

本発明は、シールドガスと溶接用ワイヤを溶接部分に供給し、トーチボディに冷媒を循環させる冷却通路を設けた冷媒循環トーチに関する。

従来、この種の冷媒循環トーチとしては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図５は前記特許文献に記載された従来の冷媒循環トーチをロボット装置に保持させた構成図を示している。図５において、５０はマニピュレータで、その先端にトーチホルダ５１が取り付けられ、そこに冷媒循環トーチ５２が保持されている。冷媒循環トーチ先端のトーチボディ５３には冷媒を供給する給水ホース５４、冷媒を排出する排水ホース５５、シールドガス用のガスチューブ５６、消耗電極式の溶接用ワイヤ（以下、ワイヤという）５７をガイドするワイヤケーブル５８が接続されている。５９はワイヤ送給装置で、ワイヤリールスタンド６０に保持されているワイヤ５７をモータ駆動で冷媒循環トーチ５２に送給するものである。６１は冷媒装置で、冷媒の循環を行う。冷媒（例えば冷却水）の循環経路は、冷媒装置６１から供給された冷却水は給水ホース５４を通り、トーチボディ５３に供給され溶接作業により高温となるトーチボディ及びトーチ先端部の熱を吸収し排水ホース５５を通り冷媒装置６１に戻ってくる。

図６はトーチボディ５３に接続されるケーブル及びホースの断面図を示し、シールドガスの通路となるガスチューブ５６、冷却水を供給する給水ホース５４、冷却水を排出する排水ホース５５、ワイヤ５７をガイドするワイヤケーブル５８及び、これら４本のケーブル及びホースを保護するホースカバー６２で構成されている。ワイヤ５７は溶接条件、ワークによりワイヤ径、ワイヤ材質が異なり、また、ワイヤ５７の通路はワイヤ５７の送給により磨耗するので、ワイヤケーブル５８に交換可能なライナ６３でガイドしている。ライナ６３はワイヤ径、ワイヤ材質に適切なライナ内径、ライナ材料を採用している。また、排水ホース５５内には溶接電力を通電するパワーケーブル６４が設けてあり冷却水で冷却することによりパワーケーブル６４の断面積を小さくしている。
特許第３３１３５９５号公報（第４頁、第５図）

しかしながら、前記従来の構成では、溶接作業によりマニピュレータ５０が動作を繰り返すことによってケーブルに過負荷が加わり、パワーケーブル６４が断線し、パワーケーブル６４を内蔵した排水ホース５５を交換する場合、排水ホース５５内には冷却水が充填しているため交換時に冷却水が漏水し、ワークが汚損したり、ワーク表面に付着した冷却水が次の溶接作業において溶接部に混入し溶接欠陥が発生していた。

また、ガスチューブ５６、給水ホース５４、排水ホース５５、ワイヤケーブル５８の折損等によりそれぞれを交換する場合、これらのケーブル及びホースを保護しているホースカバー６２を外した後に損傷したケーブル及びホースを交換するため長い交換時間を要していた。

また、従来の冷媒循環トーチのトーチボディ５３にケーブル、ホース類を接続する組立て作業においては、ガスチューブ５６、給水ホース５４、排水ホース５５、ワイヤケーブル５８の４本ケーブル及びホースをトーチボディ５３後部に接続した後、ホースカバー６２をこれら４本のケーブル及びホースに被せてトーチボディ５２後部に接続するため組立て工数が長いという問題もあった。

したがって本発明は、上記従来の課題を解消しパワーケーブル交換時に漏水せず、トーチボディ後部に接続されたケーブル及びホースの交換時間を短縮し、トーチボディにケーブル及びホースを接続する組立て工数を削減する冷媒循環トーチを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するため、本発明の冷媒循環トーチの第１手段は、ワイヤを通すライナとシールドガスを通す内管と溶接電力を通電するパワーケーブルと、ライナ、内管、パワーケーブルを内部に配置する絶縁体からなるシースを有した溶接ケーブルと、溶接ケーブルの端部を内在させたケーブル接続部を設け、内部にワイヤとシールドガスを通す穴と冷却水を循環させる冷却通路を設けたトーチボディにケーブル接続部を着脱自在に接続し、冷却通路に冷却水を供給する給水ホース及び排出する排水ホースのそれぞれのホースを着脱自在に接続する接続口をトーチボディに設けた冷媒循環トーチであって、前記冷媒により前記トーチボディと前記トーチボディに接続されたトーチ先端部を冷却し、前記溶接ケーブルと前記給水ホースと前記排水ホースは前記トーチボディに接続され、その接続位置は前記トーチボディ後部である。

この構成によれば、パワーケーブルと冷却水の経路である給水ホース及び排水ホースは別経路となるためパワーケーブル交換時に漏水することはない。また、トーチボディに接続されるケーブル、ホース類はワイヤ通路とシールドガス通路とパワーケーブルが一体になった溶接ケーブル、給水ホース及び排水ホースの３本であるため、ケーブル及びホースの折損等による交換時間は短縮し、更にトーチボディにケーブル及びホースを接続する組立て工数も削減することができる。

また、本発明の第２手段は、給水ホース及び排水ホースにインナチューブとアウタチューブを設けており、前記インナチューブ内に水を通し、前記インナチューブの材料を耐水性に優れたものとし、前記アウタチューブの材料を溶接作業により発生するスパッタに耐えうる耐熱性を有したものとした。

この構成によれば、給水ホース及び排水ホースの構造が強固となるため、これらを覆うホースカバーが不要となりホースの折損等による交換時間は短縮すると共にホースの強固な構造によりホース自体の寿命も伸びる。また、トーチボディにホース類を接続する組立て工数も削減することができる。

以上のように、本発明の冷媒循環トーチによれば、パワーケーブルと冷却水の経路である給水ホース及び排水ホースは別経路となるためパワーケーブル交換時に漏水することはない。

また、トーチボディに接続されるケーブル、ホース類はワイヤ通路とシールドガス通路とパワーケーブルが一体になった溶接ケーブル、給水ホース及び排水ホースの３本であるため、ケーブル及びホースの折損等による交換時間は短縮し、更にトーチボディにケーブル及びホースを接続する組立て工数も削減することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷媒循環トーチの構成図で、図２は本発明の冷媒循環トーチをロボット装置に保持させた構成図ある。図１、２において、図５と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。

図１において、１はトーチボディで内部にワイヤ５７とシールドガスを通す穴と冷媒を循環させる冷却通路を設けている。２は溶接ケーブル３の先端部を内在させたケーブル接続部４と着脱自在に接続できるトーチボディ１後部に設けたトーチボディ接続部である。トーチボディ接続部２とケーブル接続部４はねじ構造等で接合される。５は冷媒を供給する給水ホース６及び冷媒を排出する排水ホース７のそれぞれのホースを着脱自在に接続できるトーチボディ１後部に設けた接続口である。接続口５と給水ホース６の先端部８及び排水ホース７先端部９はカプラとなっており、給水ホース先端部８はソケット構造でこれに接続する給水側の接続口５はプラグ構造になっている。また、排水ホース先端部９をプラグ構造とし、これに接続する排水側の接続口５をソケット構造にすることにより、給水ホース６と排水ホース７のトーチボディ１への誤接続の防止となる。更に給水ホース先端部８を弁機構が付いたソケットにすることにより、給水ホース６をトーチボディ１から外したときに冷媒装置６１の電源を切らないで冷媒を送水した状態でもソケットの弁機構により給水ホース６からの漏水を防ぐことができる。１０はシールドガスの通路となるガスホースで、シールドガスはガスホース１０、溶接ケーブル３、トーチボディ１内のガス通孔を経て溶接部に供給され、溶接部に欠陥が無いようにシールドする。

図２において、ワイヤ５７はワイヤ送給装置５９のモータ駆動で冷媒循環トーチ１１を経て溶接部に送給される。また、冷媒（例えば冷却水）の循環経路は、冷媒装置６１から供給された冷却水は給水ホース６を通り、トーチボディ１に供給され溶接作業により高温となるトーチボディ１及びトーチ先端部の熱を吸収し排水ホース７を通り冷媒装置６１に戻ってくる。

図３は本発明の実施の形態１におけるトーチボディに接続されるケーブル及びホースの断面図である。図３において、図６と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。

図３において、３は溶接ケーブルで、内管１２の外周に複数条の溶接電力を通電するパワーケーブル１３を撚り合わせ、パワーケーブル１３の外周に絶縁体からなるシース１４を設けている。溶接ケーブル３の中央にはワイヤ５７とワイヤ５７をガイドするライナ６３が配置され、内管１２とライナ６３の空間１５がシールドガスの通路となる。６は給水ホースで、７は排水ホースである。

この実施の形態１によれば、パワーケーブル１３と冷却水の経路である給水ホース６及び排水ホース７は別経路となるためパワーケーブル１３交換時に漏水することはない。

また、トーチボディ１に接続されるケーブル、ホース類はワイヤ５７通路とシールドガス通路とパワーケーブル１３が一体になった溶接ケーブル３、給水ホース６及び排水ホース７の３本であるため、ケーブル及びホースの折損等による交換時間は短縮し、更にトーチボディ１にケーブル及びホースを接続する組立て工数も削減することができる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２におけるトーチボディに接続されるケーブル及びホースの断面図である。図４において、実施の形態１の図３と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。

図４において、実施の形態１と異なるのは、給水ホース６及び排水ホース７をインナチューブ１６，１８とアウタチューブ１７，１９で構成した点である。

チューブの２重構造によりインナチューブ１６，１８のチューブ材料を耐水性に優れたものとし、アウタチューブ１７，１９のチューブ材料を溶接作業により発生するスパッタに耐えうる耐熱性を有したものとすることが可能となるため、給水ホース６及び排水ホース７の性能が向上することになる。

この実施の形態２によれば、給水ホース６及び排水ホース７の構造が強固となるため、これらを覆うホースカバーが不要となりホースの折損等による交換時間は短縮すると共にホースの強固な構造によりホース自体の寿命も伸びる。

また、トーチボディ１にホース類を接続する組立て工数も削減することができる。

本発明の冷媒循環トーチは、パワーケーブルと冷却水の経路である給水ホース及び排水ホースは別経路となるためパワーケーブル交換時に漏水することがなく、また、トーチボディに接続されるケーブル、ホース類はワイヤ通路とシールドガス通路とパワーケーブルが一体になった溶接ケーブル、給水ホース及び排水ホースの３本であるため、ケーブル及びホースの折損等による交換時間は短縮し、更にトーチボディにケーブル及びホースを接続する組立て工数も削減することができるので、特にロボットによる溶接に用いられる冷媒循環トーチとして有用である。

本発明の実施の形態１における冷媒循環トーチの構成図 本発明の冷媒循環トーチをロボット装置に保持させた構成図 本発明の実施の形態１におけるトーチボディに接続されるケーブル 及びホースの断面図 本発明の実施の形態２におけるトーチボディに接続されるケーブル 及びホースの断面図 従来の冷媒循環トーチをロボット装置に保持させた構成図 従来のトーチボディに接続されるケーブル及びホースの断面図

符号の説明

１ トーチボディ
３ 溶接ケーブル
４ ケーブル接続部
５ 接続口
６ 給水ホース
７ 排水ホース
１１ 冷媒循環トーチ
１２ 内管
１３ パワーケーブル
１４ シース
１６，１８ インナチューブ
１７，１９ アウタチューブ
５７ 溶接用ワイヤ
６３ ライナ

Claims (3)

1. 溶接用ワイヤを通すライナとシールドガスを通す内管と溶接電力を通電するパワーケーブルと、前記ライナ、内管、パワーケーブルを内部に配置する絶縁体からなるシースを有した溶接ケーブルと、前記溶接ケーブルの端部を内在させたケーブル接続部を設け、内部に前記溶接用ワイヤと前記シールドガスを通す穴と冷媒を循環させる冷却通路を設けたトーチボディに前記ケーブル接続部を着脱自在に接続し、前記冷却通路に冷媒を供給する給水ホース及び排出する排水ホースのそれぞれのホースを着脱自在に接続する接続口を前記トーチボディに設けた冷媒循環トーチであって、前記冷媒により前記トーチボディと前記トーチボディに接続されたトーチ先端部を冷却し、前記溶接ケーブルと前記給水ホースと前記排水ホースは前記トーチボディに接続され、その接続位置は前記トーチボディ後部である冷媒循環トーチ。
2. 給水ホース及び排水ホースをインナチューブとアウタチューブで構成し、前記インナチューブ内に水を通し、前記インナチューブの材料を耐水性に優れたものとし、前記アウタチューブの材料を溶接作業により発生するスパッタに耐えうる耐熱性を有したものとした請求項１記載の冷媒循環トーチ。
3. 溶接ケーブルは、溶接用ワイヤを通すライナと、シールドガスを通す内管と、溶接電力を通電するパワーケーブルと、これらを内部に配置する絶縁体からなるシースとが一体になっており、前記内管の外周に前記パワーケーブルが配置され、前記パワーケーブルの外周にシースが設けられ、溶接ケーブルの中央には前記ライナが配置され、前記内管と前記ライナとの間の空間が前記シールドガスの通路となる請求項１または２記載の冷媒循環トーチ。

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