JP5421330B2 - 溶接トーチ - Google Patents

Description

本発明は、溶接ワイヤが接触パイプ内に送られる型式を持つ溶接トーチに関する。

溶接ワイヤを供給装置によって接触パイプに供給する溶接トーチは既に知られている。これらの溶接トーチは、溶接ワイヤの供給装置を配置した本体からなっている。この供給装置は、接触パイプを受ける接続部品に接合される。溶接ワイヤの案内作用を更に良好とするため、例えば、銅製のパイプからなる供給装置は、案内装置を内蔵している。この目的のために、案内装置は供給装置の内径よりも小さな外径を持つように設計される。更に、案内装置の内径は、溶接ワイヤが案内装置内を正確に案内されるように、多かれ少なかれ、溶接ワイヤの外径に対応している。案内装置は溶接トーチに接続されたホースパック（hose pack）から接触パイプまで延びている。

この型式の溶接トーチの不利な点は、溶接ワイヤが溶接ワイヤ用の曲がりやすいホースパックを通して供給されるため、溶接ワイヤに曲がりを発生し易くなり、接触パイプへの溶接ワイヤの自動導入を妨げる点にある。

本発明の基礎にある目的は、溶接ワイヤの供給及び接触位置が改良された溶接トーチを提供することにある。

この目的は、本発明の溶接トーチによって達成される。このシステムの利点は、溶接ワイヤが正確な位置決めを与える接触パイプの整合孔を通して供給され、そのまま供給装置を離れる点にある。もう一つの利点は、案内装置は接触パイプの孔の長さに亘って正確な案内作用を与えるため、溶接ワイヤの直線化、特に溶接ワイヤの曲がりの除去が可能となるため、溶接ワイヤは捩れを起こすことなく接触パイプの孔に入り、これによって少なくとも接触パイプの孔に於ける溶接ワイヤの摩擦を減少する点にある。

また、本発明は、他の型式を持つ溶接トーチに関する。この溶接トーチは、他の特徴部分によって特徴づけられる。この構成の利点は、案内装置と接触パイプの間にブリッジ部品を配置し、このブリッジ部品の案内成分を適切に設計することによって、溶接ワイヤの曲がりに作用する簡単な手段を構成している点である。もう一つの利点は、たとえ使用者が溶接トーチについて特別な知識を持たなくても、単にブリッジ部品を交換するだけで、外径の異なる溶接ワイヤを使うことができる点にある。

本発明の実施例によって与えられる溶接トーチのもう一つの利点は、接触パイプに対する溶接ワイヤの正確な位置決めを可能にする点である。
本発明の他の実施例による溶接トーチの利点は、溶接ワイヤが案内装置から出たとき、円錐状のテーパ設計によって溶接ワイヤを接触パイプの孔方向に寄せて行き、溶接ワイヤの自動送りを可能にする点である。

さらに他の実施例による溶接トーチは、ブリッジ部品を形成する際、溶接ワイヤの案内に使用する部分だけを高品質の材料、好ましくは高い耐摩耗性材料で形成すれば良いので、製作費が安価となる利点を有している。
さらに他の実施例による溶接トーチは、溶接ワイヤを接触パイプに対し、正確に位置決めする簡単な方法を提供する点で有利である。

さらに他の実施例による溶接トーチの利点は、溶接ワイヤを線状で案内する際の抵抗を低くする点である。
さらに規定される型式の実施例は、ブリッジ部品の案内成分が異なる溶接ワイヤに容易に適合できる点で有利である。
さらに規定される実施例は、ブリッジ部品の移動を防止する点で有利である。

さらに規定される実施例の利点は、案内装置が供給装置から出る際の案内装置の曲げ半径が小さすぎない点であって、さもないと、溶接ワイヤの接触パイプへの自動供給が不可能になる。
さらに規定されるもう一つの実施例は、溶接ワイヤの引出し、押込み運動による案内装置のブリッジ部品からの弛みを防止する利点を有している。

さらに規定される実施例の利点は、案内装置が柔軟に設計されているため、溶接ワイヤの曲がりに適応でき、これによって、確実に溶接ワイヤを接触パイプまで容易に案内できる点にある。
さらに規定される実施例は、溶接ワイヤに電流を通すことなく接触パイプまで案内するため、溶接トーチ、供給装置、又はホースパック内に於ける如何なる火花放電又はアーク放電を防止する利点を有する。

本発明の溶接トーチにおいて、その概略を示す型式の設計には、案内装置を通して溶接ワイヤを供給する際の抵抗を低く保てる利点がある。
また、本発明の実施例は、溶接ワイヤと接触パイプとの間に確実な接触を形成し、接触パイプへの電流移行を可能にする点で有利である。
本発明の実施例によれば、溶接トーチを溶接ロボットに用いた場合、溶接ロボットは容易には近づけない溶接点に到達して、正しく位置決めできる。

本発明による実施例の利点は、溶接工程の溶接時間を大きく増加することができる点である。
本発明による実施例は、溶接トーチ又は接触パイプ内に不活性ガス雰囲気を創生し、溶接トーチ及びその個々の成分の腐食を防止する利点を有している。

最後に、本発明によるもう一つの実施例は、本来低い硬度をもつアルミニウム製の溶接ワイヤと共にブリッジ部品を使用すれば、溶接ワイヤは正しく位置決め又は直線化することが出来る利点を有する。
以下、添付図面に示す実施例を参照して本発明を説明する。

図１は本発明が提供する溶接トーチの概略側断面図である。 図２は本発明が提供する溶接トーチの他の実施例の概略側断面図である。 図３はブリッジ部品の詳細を示す側断面図である。 図４は本発明が提供する溶接トーチのブリッジ部品に使用可能な異なる設計例を示す概略図である。 図５は本発明が提供する溶接トーチに使用できるブリッジ部品の他の実施例を示す概略図である。 図６はブリッジ部品の更に他の実施例を示す概略図である。

以下に述べる、異なる実施例の内、同一部分は同一の参照番号又は同一成分名に依って示されている。このことは、以下の説明を通して行われる開示は、同一参照番号又は同一成分名を持つ同一部分はその意味に関して置き換え可能であることを意味する。以下の説明に於いて参照される上部、底部、側部等の位置は特に述べられている図面に関係し、異なる位置が述べられているとき、新たな位置とその意味に関して置き換えが可能である。更に、図示の異なる実施例のそれぞれの特色は、それら自身の価値に於いて、本発明が提供する解決策を表すものと考える。
図１は、例えば、ＭＩＧ／ＭＡＧ溶接に使用する溶接トーチ１を示し、溶接ロボット用に設計されている。
溶接トーチ１は本体２からなり、この本体は単一成分から構成されても良いが、幾つかの部分からなるのが好ましい。図示の実施例では、本体２は接続部品３、中間部品４、及び終端部品５から成っている。本体２のそれぞれの部分は、例えば、真鍮製であって、それぞれビード６によって互いに溶接又は接合される。その他どのような材料も、本体２の構成用として使用できることは明らかである。また、本体２はその外側表面に、プラスチック材料製の絶縁層を有することも可能である。

溶接トーチ１は、接続部品３を用いて、溶接装置又は電流源のホースパックに接続できる。ホースパックは、溶接トーチ１に必要な種々の追加材料、例えば、溶接ワイヤ７、不活性ガス８、及び、溶接トーチ１を冷却するための冷却流体等の供給に用いられる。また、溶接トーチ１は、このホースパックを介して、エネルギー、特に溶接装置又は電源からの電流、電圧の供給を受ける。

例えば、プラスチック材料製の絶縁層９は本体２の内部に形成される。この絶縁層９の目的は、溶接トーチ内部を流れる電流を外側表面、即ち、本体２から絶縁し、使用者が溶接トーチ１に触れても感電しないようにすることにある。
また、溶接トーチ１は、その本体２の内部に、銅チューブ１１及びブリッジ要素１２から成る供給装置１０を有している。この供給装置１０は、その一端で接続部品３に接続されると共に、その他端で本体２の終端部品５に接続されている。供給装置の銅チューブ１１及びブリッジ要素１２は、押込ばめ、はんだ付、或いは溶接を用いて接続部品３そして／又は終端部品５に接合される。

ブリッジ要素１２は、その中心部を通る孔１３を有する。図示の溶接トーチ１の実施例では、この孔１３は、溶接トーチ１の中心部を通る長手方向中心軸１４の長手方向に配置される。ブリッジ要素１２の、接続部品３の側において隣り合って、銅チューブ１１がブリッジ要素１２に接続され、銅チューブ１１の内部に配置された空洞１５がブリッジ要素１２の孔１３と同心又は一線になるようにブリッジ要素１２に接続される。即ち、銅チューブ１１はブリッジ要素１２の孔１３の直径に合う内径１６を有している。銅チューブ１１はブリッジ要素１２に、例えば、はんだ付けされても良く、又は、ビード１７を用いてブリッジ要素１２に接合されても良い。

図示の実施例に於いて、銅チューブ１１は中間領域から延在するように設計される。言い換えれば、溶接トーチ１の長手方向中心軸１４の長手方向に、本体２の内面に向かう方向に或る角度を持って延び、その後中間部品４と平行に、特に絶縁層９と平行に延在するように設計される。即ち、銅チューブ１１は中心位置、特に長手方向に延びる長手方向中心軸１４に沿う中心位置から曲がるか、偏るかしながら、長手方向中心軸１４に平行な位置に入るように設計される。

溶接トーチ１の中心位置から長手方向中心軸１４と平行に走る位置又は点に曲がるか、又は、偏る結果、本体２の内部には、冷却装置１８の配置を可能にする自由空間が形成される。冷却装置１８は複数の供給パイプ１９を含んでいる。図示の断面図では、これら供給パイプ１９の内の一つだけが示されている。本体２の内部に冷却装置１８を配置することによって、溶接トーチ１の内部容積には供給パイプ１９を介して、冷却材をポンプで注入又は搬送することが出来る。注入された冷却材は、供給パイプ１９（図示せず）によって溶接トーチ１から送り返される。溶接トーチ１はこの種の回路設計を用いて冷却することが出来る。

供給装置１０が溶接トーチ１の長手方向、言い換えれば、長手方向中心軸１４と整列する方向に延びることができるのは明らかであり、この場合、個々の供給パイプ１９は長手方向中心軸１４と平行に配置される。
接続部品３と反対の方向に配置される接続部品２１は、溶接トーチ１の端部領域２０、言い換えれば、終端部品５の領域に設けられる。接続部品２１は供給装置１０のブリッジ要素１２に接続される。この目的のため、ブリッジ要素１２はネジ付取り付け具（thread fitting）２２を用いて接続部品２１に接合される。この場合、接続部品２１はブリッジ要素１２と螺合できるように、ブリッジ要素１２は雄ネジを有し、接続部品２１は雌ネジを有している。接続部品２１の目的は、溶接処理に必要な接触パイプ２３を受けることである。この目的のため接続部品２１もネジ付取り付け具２４を有し、これを用いて接触パイプ２３は接続部品２１に接続又は取り付けることができる。このネジ付取り付け具２４を用いることによって、使用者は技術者の手を借りずに、容易に接触パイプ２３の交換ができる。

図示の溶接トーチ１に於いて、溶接スポット領域を不活性ガスで遮蔽するのに使用する不活性ガス８は、供給装置１０を介して送られる。即ち、不活性ガス８は溶接トーチ１の端部領域２０に向かう方向に、銅チューブ１１を介して接続部品３から送られ、供給装置１０から流れ出ながら、溶接点に不活性ガスによる遮蔽を形成することができる。この目的のため、ブリッジ要素１２は溶接トーチ１の端部領域２０に、溶接トーチ１の長手方向中心軸１４の周囲に半径方向に延びる複数の孔２５を有している。更に、接続部品２１には空洞２６が設けられているので、不活性ガス８は供給装置１０から、特に、ブリッジ要素１２から孔２５を通して、接続部品２１の空洞２６に流れることができる。不活性ガス８が確実に空洞２６から溶接点に流れるようにするため、接続部品２１は長手方向中心軸１４の周りに半径方向に延びる孔２７を更に備えている。孔２７は接続部品２１の空洞２６の領域に配置されるから、不活性ガス８は孔２７を通して空洞２６から溶接点に流れることができる。

不活性ガス８を接触パイプ２３の周囲、即ち溶接点に集中するため、溶接トーチ１はガスノズル２８を有している。このガスノズル２８は本体２の終端部品５に接続され、そして、終端部品５に接続するためのネジを備えている。また、このガスノズル２８を本体２の終端部品５に簡単な滑りばめによって取り付けることも可能であることは明らかである。ガスノズル２８は、送られてきた不活性ガス８がガスノズル２８の内部２９に集まり、次いで、接触パイプ２３の方向に流れるように配置されているので、不活性ガス雰囲気が接触パイプ２３、即ち、溶接点の周囲に形成される。この目的のため、例えば接続部品２１を囲む絶縁キャップ３０を備えることができる。この絶縁キャップ３０は接続部品２１の孔２７の領域内に、半径方向に延びる孔３１を有している。不活性ガス８は供給装置１０から、それぞれの孔２５、２７、３１を介してガスノズル２８の内部２９に流れ込み、不活性ガス雰囲気を形成する。

供給装置１０を通して不活性ガス８を流す利点は次の事実にある。即ち、不活性ガス８が孔２５、２７、３１を通して流れるのに加えて、不活性ガス８は溶接スポットの方向に接触パイプ２３を通って流れることができ、接触パイプの領域にさらに不活性ガス雰囲気を形成し、接触パイプ２３の腐食を防ぐと言う事実にある。

また、接触パイプ２３の領域に於ける不活性ガス雰囲気の形成を可能にするため、不活性ガス供給ラインを追加して不活性ガス８を供給することも可能であることは明らかである。
溶接ワイヤ７を溶接トーチ１を通して供給できるように、供給装置１０には溶接ワイヤ７の案内装置３２が設けられる。案内装置３２は、例えば、プラスチック材料製の柔軟なパイプ又はコイルスプリングから形成される。柔軟性を示す材料ならどのようなものでも使用できるのは明らかである。また、案内装置３２を非導電性材料、即ち、電流無しで溶接トーチ１まで溶接ワイヤ７を供給することができる非導電性材料で作ることも可能である。更に、案内装置３２は供給装置１０、特に、銅チューブ１１の内径１６より小さい外径３３を有している。この点、案内装置３２の外径３３は、供給装置１０の内径１６に較べて、１０％から５０％、好ましくは、２５％小さい。

案内装置３２の内径３４は溶接ワイヤ７の外径３５に較べて少なくとも僅かに大きい。斯うした設計に依れば、案内装置３２は銅チューブ１１の内側にそして供給装置１０内に押入される。同時に、溶接ワイヤ７は内径３４との整合配置によって楽に搬送される。
この様に配置した案内装置３２の利点は、この種の溶接トーチ１を、外径３５の異なる溶接ワイヤ７を使用することが必要な、種々の溶接処理に使用できる点にある。このことは、移動不能な供給装置１０は、特に、その内径１６に関して、然るべく寸法取りをしなければならないことを意味する。このシステムに依れば、溶接ワイヤ７の殆どの変化に適応するため、溶接トーチ１の使用者にとって必要なことは案内装置３２を変えることだけである。異なる外径３５を持つ幾つかの溶接ワイヤ７は、その外径に見合う内径３４を持つ適当な案内装置３２と共に使用することができる。

実際、もし、案内装置３２が供給装置１０に挿入されていなければ、供給装置１０の比較的大きな内径１６のために、接触パイプ２３の方向に溶接ワイヤ７を挿入又は導入する際に失敗が起こる。供給装置１０の大きな内径１６は溶接ワイヤ７をそれなりに進ませたり、曲げたりして、溶接トーチ１の中で溶接ワイヤ７に捩れを起こさせ、そのため、溶接ワイヤ７の自動送りを妨げる。

案内装置３２は溶接トーチ１の中で、接続部品３から接触パイプ２３に向かう方向に、供給装置１０、特に、銅チューブ１１を通るホースパック、ブリッジ要素１２を通って延在するように配置される。この場合、接触パイプ２３は溶接ワイヤ７用の孔３６及び案内装置３２用の案内孔３７を備えるように設計されている。案内装置３２用の案内孔３７は、ブリッジ要素１２から孔３６の方向、特に、ブリッジ要素１２から溶接点に向かう方向に長さ３８に亘って延びている。接触パイプ２３の孔３６と案内孔３７の相違点は、溶接ワイヤ７用の孔３６が溶接ワイヤ７の外径３５に較べて僅かに大きい径３９を有し、案内装置３２用の接触パイプ２３の他の案内孔３７の径４０は、案内装置３２の外径３３に較べて僅かに大きくなっている点である。この結果、案内装置３２は接触パイプ２３の案内孔３７に挿入又は押入することができるから、案内装置３２は長さ３８に亘って接触パイプ２３に対して正確に位置決めすることができる。

更に、孔３６への移行領域に於いて、案内孔３７は円錐状のテーパ４２を有しているため、溶接ワイヤ７が案内装置３２から出たところには、鋭く立ち上るエッジはなく、接触パイプの孔３６へ移行され、従って、溶接ワイヤ７の自動送りが可能になる。
案内装置３２の位置決め、即ち、案内装置３２が接触パイプ２３へ挿入されているため、溶接ワイヤ７は接触パイプ２３の孔３６に対し長さ３８に亘って正確に位置決めされる。即ち、案内装置３２の内径３４は接触パイプ２３の孔３６と整列した位置を保ち、溶接ワイヤ７は案内装置３２から接触パイプ２３の孔３６に正確に供給される。案内装置３２のこの様な構成は、例えば、案内装置３２がプラスチックのような柔軟で、非導電性材料で作られている場合には、電流は接触パイプ２３の領域までは届かないことを意味する。このことの利点は、もし火花放電又はアーク放電があっても、エネルギーは短い長さの溶接ワイヤ７よって運ばれるため、電力損失が起こらない点にある。

また、実際には、溶接トーチ１、言い換えれば、供給装置１０内の溶接ワイヤ７によって電流を送ることも可能なことは明らかである。また、溶接ワイヤ７を介して溶接装置から溶接トーチ１に電流が流れるように、溶接装置又は電流源から溶接ワイヤ７にエネルギーを適用することも考えられる。
案内装置３２が接触パイプ２３内に位置するように設計した溶接トーチ１のもう一つの利点、特に、案内装置３２を接触パイプ２３の案内孔３７に挿入する形に設計した場合のもう一つの利点は、以下の点を防止する点にある。例えば、アルミニウム溶接ワイヤ等の変形し易い材料からなる溶接ワイヤ７を使用するとき、それをホースパックを通して供給する際、溶接ワイヤ７は捩れ易く、個々の部品の径に大きな差があれば、鋭く立ち上るエッジが形成されるから、溶接ワイヤが案内装置３２から現れて、接触パイプ２３の孔３６に入る際に、溶接ワイヤ７の正確な位置決め無しにはその供給又は溶接も不可能になる。

図１の実施例に於いて、溶接トーチ１の個々の部品は丸み付け処理するのが好ましい。
図２は本発明による溶接トーチ１の他の実施例を示す。この実施例では、溶接トーチ１の端部領域２０だけを図示してある。この例では、溶接トーチ１は曲げた形、即ち、或る角度を付けた形に形成される。即ち、本体２の中間部品４は溶接トーチ１の端部領域２０に半径４３で曲げた部分を有している。

この溶接トーチ１は、本体２と供給装置１０、特に、銅チューブ１１との間に絶縁層９を設けていない点を除いて、図１に図示のものと同じ構造を持っている。溶接トーチ１は同じ構成成分を有しているが、個々の構成成分の形状は異なっている。即ち、溶接トーチ１は銅チューブ１１及びブリッジ要素１２から成る供給装置１０、接続部品２１及びこの接続部品２１に接合された接触パイプ２３を含んでいる。図示のように、この実施例でも不活性ガスは供給装置１０を経由して溶接トーチ１に送られる。従って、ブリッジ要素１２の孔２５は半径方向に配置されると共に、接続部品２１の孔２７も溶接トーチ１の長手方向中心軸１４に関して半径方向に配置されるから、不活性ガス８は孔２５、２６、及び絶縁キャップ３０の孔３１を通して逃げることができる。次いで、不活性ガス８は溶接領域、言い換えれば接触パイプ２３の周囲にあるガスノズル２８によって集められ、これによって、溶接領域に不活性ガス雰囲気を形成する。

図１に図示の実施例との唯一の違いは、図１に図示のように案内装置３２が接触パイプ２３の案内孔３７に挿入されず、その代わりブリッジ部品４４が案内装置３２と接触パイプ２３との間に配置される点である。図示の実施例ではブリッジ部品４４は二つの部品から構成されているが、一部品で構成することもできる。この実施例では、ブリッジ部品４４は保持部材４５と案内部材４６を有している。

このブリッジ部品４４は、案内装置３２が保持部材４５内に突出し、案内部材４６が接触パイプ２３の案内孔３７に位置するように設計される。ブリッジ部品４４、特に、その保持部材４５は溶接トーチ１の供給装置１０内に少なくとも一部を突き出させて、供給装置１０上に保持部材４５用の固定座を形成する。このため、ブリッジ部品４４、特に、保持部材４５と案内部材４６は、一つは案内装置３２用、そして他の一つは溶接ワイヤ７用の異なる孔を有する。ブリッジ部品４４については、図３を参照して以下に詳しく述べる。

ブリッジ部品４４の目的は、接触パイプ２３、特に、接触パイプ２３の孔３６に対する溶接ワイヤ７の正確な位置決めを確実にすることにある。ブリッジ部品４４を使用する設計の利点は、案内装置３２を通してブリッジ部品４４の案内部材４６に供給される溶接ワイヤ７が、この案内部材４６によって正しく直線化されること、即ち、溶接ワイヤ７が、溶接トーチ１の半径４３で曲がった部分によって適当に直線状態から外れ、柔軟に曲がりながら案内装置３２を通り、案内部材４６によって直線化、即ち再直線化されるから、比較的僅かに直線状態から外れた状態で接触パイプ２３の孔３６に入る。

斯うした理由から、案内部材４６は、保持部材４５と案内部材４６との間の移行領域４１に円錐状のテーパを有しても良い。即ち、案内部材４６は円錐状のテーパを有しているので、溶接ワイヤ７が案内装置３２を離れて、案内部材４６の孔に入る際、円錐状に延びたテーパ４２によって案内部材４６の方向に寄せられ、何の問題もなく案内部材４６に入ることができる。

ブリッジ部品４４が二つの部分からできている場合、保持部材４５を銅で形成し、案内部材４６を耐摩耗性の材料で形成しても良い。例えば、案内部材４６を非導電性の抗摩擦性の高い材料で形成すれば、案内部材４６には摩耗がなく、溶接ワイヤ７は案内部材４６に於ける溶接ワイヤ７の直線化作用によって損傷を受けることがない。非導電性材料からなる案内部材４６を使用するもう一つの利点は、溶接ワイヤ７が接触パイプ２３に到達するまでは、溶接ワイヤ７には電流、即ちエネルギーが与えられず、案内部材４６、即ち、溶接トーチ１の領域内に於ける如何なる短絡回路の発生も防ぐことができる。

図３はブリッジ部品４４の側断面図を示す。このブリッジ部品４４もまた保持部材４５及び案内部材４６を含んでいる。
図３から分かるように、ブリッジ部品４４は直径４８の保持孔４７を有している。また、保持部材４５は保持孔４７の一部領域又は全領域に亘ってネジ付取り付け具４９、特に、内部ネジ部（internal thread）を備えている。

案内部材４６はチューブ状部材の形で用意され、その長さ５０の一部領域に亘ってネジ部を有しているので、案内部材４６は保持部材４５の保持孔４７に螺合することが出来る。次いで、案内部材４６はブリッジ部品４４の長手方向に直径５２の矯正孔５１を有しているが、案内装置３２の保持孔４７の直径４８は、溶接ワイヤ７用のブリッジ部品４４の矯正孔５１の直径５２よりも大きい。ネジ付取り付け具４９を設けることは、ブリッジ部品４４を種々の材料で形成できることを意味する。この点、保持部材４５を銅製とし、案内部材４６を抗摩擦性の高い材料、好ましくは、非導電性の材料で形成するのが好ましい。

また、ブリッジ部品４４は、保持部材４５と案内部材４６の間の移行領域に於いて立ち上げ部分５３、特に支持面（bearing face）５４を有し、さらに、案内部材４６が、保持部材４５と案内部材４６との間の移行領域６１に円錐状のテーパ５５を有している。この支持面５４の目的は、ブリッジ部品４４をブリッジ要素１２に位置させたとき、ブリッジ部品４４が保持部材４５、特に、保持部材４５の外側面によってブリッジ要素１２の孔１３を貫通でき、支持面５４がブリッジ部品４４に支持を与えることである。これと同時に、支持面５４はもう一つの機能を有している。即ち、溶接ワイヤ７が接触パイプ２３の方向に移動している間、支持面５４は接触パイプ２３に抗して、案内部材４６が接触パイプ２３の案内孔３７に入りすぎることを防止する。

ブリッジ部品４４、特に保持部材４５の保持孔４７の直径４８は、案内装置３２が保持部材４５の保持孔４７を貫通できるような寸法に形成されるので、保持部材４５及びブリッジ部品４４のための固定座が案内装置３２に形成される。案内部材４６の矯正孔５１の直径５２は、溶接ワイヤ７の外径３５より僅かに大きく設計されているから、溶接ワイヤ７がブリッジ部品４４の矯正孔５１に入るとき、溶接ワイヤ７は然るべく直線化される。

溶接ワイヤ７の直線化は案内部材４６の長さ５０の寸法の結果として制御することが出来る。即ち、案内部材４６の長さ次第で制御できる。案内部材４６の長さ５０がより長ければ、より短い場合に較べて溶接ワイヤ７の長さ５０は再直線化することが出来るので、溶接ワイヤ７を可変的に直線化することができる。
ブリッジ部品４４はどの様な形にすることも可能であることは明らかである。例えば、ブリッジ部品４４、特に、その保持部材４５は２種類の異なる保持孔４７を有することができる。この場合、一つの保持孔４７、特に、案内装置３２を挿入する保持孔４７は、案内装置３２の外径３３に整合する直径４８を有している。他のもう一つの保持孔４７は例えば、より大きいサイズの案内部材４６のためのより大きい直径４８を有している。しかし、このためには、案内孔３７は接触パイプ２３の所で案内部材４６の適当な直径に適応しなければならない。

図４及び図５はブリッジ部品４４を備えた溶接トーチ１の更に他の実施例を示す。ここに図示の実施例では、ブリッジ部品４４に接続した接触パイプ２３と、ブリッジ部品４４とブリッジ要素１２との間の接続状態だけが示されている。
図４から更に明確に分かるように、案内装置３２は保持部材４５の保持孔４７に挿入される。この目的のため、例えば、保持孔４７には内部ネジが設けられ、案内装置３２にはその外周に配置したネジが設けられ、これらネジを介して両者は螺合することができる。案内装置３２をブリッジ部品４４にネジ付取り付け具を用いて接続することによって、案内装置３２は保持部材４５にしっかりと据え付けられ、溶接ワイヤ７の押し出し運動又は引き出し運動の際に、案内装置３２とブリッジ部品４４との間の一致状態が緩むのを防止する。次いで、案内部材４６はネジ付取り付け具４９を用いて保持部材４５の保持孔４７と螺合しているため、溶接ワイヤ７の案内断面は減少する。即ち、溶接ワイヤ７の移行は溶接ワイヤ７の案内動作中に、案内装置３２の内径３４と案内部材４６の矯正孔５１の直径５２との間で行われる。案内断面の減少は、溶接ワイヤ７が案内部材４６の長さ５０を渡って供給される際に、溶接ワイヤに起こるどの様な非直線性も確実に矯正する。即ち、溶接ワイヤ７は長さ５０を渡りながら再直線化され、確実に接触パイプ２３の孔３６に正確に供給される。

案内装置３２の内径３４から案内部材の矯正孔５１の径５２への円滑な溶接ワイヤの移行を行うため、案内部材４６の端部領域、言い換えれば、案内部材４６と案内装置３２の間の移行領域６１は、溶接トーチ１の長手方向中心軸１４に関して円錐状に延びるテーパ５５を備えている。この結果、溶接ワイヤ７が案内装置３２から供給されるとき、案内部材４６への移行には障害となるエッジはないので、溶接ワイヤがテーパ５５に到達すると、溶接ワイヤ７は自動的にテーパを辿り、案内部材４６の矯正孔５１に位置する。その後、溶接ワイヤ７は案内部材４６の長さ５０を渡りながら直線化される。

案内部材４６の直径５２の寸法は、溶接ワイヤ７の調整、特に、その直線化に作用する。即ち、溶接ワイヤ７の外径３５に対する直径５２のサイズは、溶接ワイヤ７の直線化を予め決める手段として使うことができ、これによって、溶接ワイヤ７は接触パイプ２３に於いて、接触パイプ２３の孔３６の表面との完全接触を形成し、確実に接触パイプ２３の領域に電流が流れるようにする。

図５はブリッジ部品４４のもう一つの適用分野、及びもう一つの実施例を示す。案内装置３２は、この例でも保持部材４５に挿入されるが、この場合、保持部材４５は図４に示すようにネジ止めではなく、滑りばめによって案内装置３２に接続され、この例でも案内装置３２と保持部材４５との間にしっかりとした固定座を作る。図５に図示の実施例では、案内部材４６は溶接ワイヤ７を直線化する適当な長さ５０を持つように設計される。この長さ５０は、溶接ワイヤ７に直線化作用を与えることのできる長さである。

この場合、案内部材４６の矯正孔５１の直径５２は、図４に図示の実施例の場合のように、案内部材４６が溶接ワイヤ７を直線化する決定的手段ではないが、その代わり、案内部材４６の長さ５０が溶接ワイヤ７の直線化に影響を与える。即ち、溶接ワイヤ７は案内部材４６の中のより長い直線区間を通って、より正確に供給されるから、溶接ワイヤ７、特に溶接ワイヤ７の直線性が修正され、溶接ワイヤ７は案内部材４６を出て、概ね直線コースに従い、接触パイプ２３の孔３６を介して正確に供給することができる。

しかし、この実施例では、断面は溶接ワイヤ７のコースを調節する手段として減らされる。即ち、案内装置３２の内径３４は、矯正孔５１と同様に直径５２に減少されるが、この場合、矯正孔５１とその直径５２が溶接ワイヤ７の外径３５に正確に整合している必要はない。その理由は、ブリッジ部品４４は、例えば外径３５を異にする異なる溶接ワイヤ７を提供するのに挿入できるので、直線化作用は案内部材４６の対応する長さ５０に渡って与えられるからである。

図４及び図５について説明した上記の実施例は、本来高い硬度を有する溶接ワイヤ７にも、又は、例えば、アルミニウム溶接ワイヤのように本来低い硬度を有する溶接ワイヤにも使用することができる。この種の溶接ワイヤ７を用いる場合、ホースパークを介して溶接ワイヤをそのロールから溶接トーチ１へ供給し、次いで、案内装置３２を通して接触パイプ２３に供給する過程は、溶接ワイヤに然るべき捩れを与える。その理由は、溶接ワイヤ７はホースパックを通過する際、ホースパック、案内装置３２、並びに溶接トーチの角度（湾曲）設計部で起こる可撓変形に従う傾向があるからである。

ブリッジ部品４４を設けることの利点は、ブリッジ部品４４の挿入によって、溶接ワイヤ７は接触パイプ２３に供給される以前に直線化され、これによって、溶接ワイヤ７が正確に位置付けされ、案内される点にある。もう一つの利点は、案内装置３２を非導電性材料で形成し、ブリッジ部品４４を二つの部品から形成し、案内成分４６も非導電性材料で形成した場合に得られる。その理由は、溶接ワイヤの供給には如何なる電流も付随させず、そして、溶接ワイヤが接触パイプ２３に入るか、又は接触パイプ２３を離れるまでは電流は流さなければ、溶接ワイヤ７を介して電流を送った場合の電力損失を防止できるからである。溶接ワイヤ７に電流を通さずに接触パイプ２３に供給することのもう一つの利点は、溶接トーチ１及びホースパック内での火花放電が避けられ、溶接ワイヤ７が溶接トーチ１内で溶けるのを防止できる点である。このことは、この種の溶接トーチ１を用いて長期間に亘る溶接処理が可能になることを意味する。

この設計による溶接トーチ１を手持ち溶接機として使用できるのは明らかである。即ち、溶接ワイヤを接触パイプ２３に供給するブリッジ部品４４及び案内装置３２を手持ち溶接機に使用することが可能である。
図６はブリッジ部品４４のもう一つの実施例を示す側断面図である。図４及び図４を参照して述べたように、ブリッジ部品４４を接触パイプ２３に接続する重要な部材と案内装置３２だけを図示している。

ここに図示の実施例では、ブリッジ部品４４は二つの部品だけで形成されているのではなく、幾つかの部品、特に、三つの部品から成っている。また、接続は保持部材４５の案内装置３２に対して用意されている。ここでもまた、案内部材４６は保持部材４５に挿入又はネジ止めされる。断面は案内装置３２から案内部材４６に減少される。つまり、案内装置３２の内径３４から案内部材４６の矯正孔５１の直径５２への断面の減少がある。

次いで、もう一つの案内部材５６が、例えば、雄ねじを用いて案内部材４６に接続される。案内部材５６は溶接トーチ１の軸方向に延びる直径５８の矯正孔５７及び案内部材４６の矯正孔５１を有している。矯正孔５７の直径５８は矯正孔５１の直径５２よりも小さく、溶接ワイヤ７を案内する断面で更に減少する。
矯正孔５１から矯正孔５７への移行を確実に摩擦もなく、エッジもないものとするため、案内部材４６から案内部材５６に向かう移行領域には、円錐状に延びるテーパ５９が設けられる。次いで、接触パイプ２３が案内部材５６に隣接して設けられる。この時、案内部材５６は接触パイプ２３の案内孔３７に挿入され、案内部材５６の出口から接触パイプ２３への正確な案内を与える。

図示の実施例では、溶接ワイヤ７を接触パイプ２３の孔３６に案内するため、段階的設計の断面が応用される。即ち、断面を段階的に減少することによって、ブリッジ部品４４に溶接ワイヤを通しながら直線化する。
この段階的設計を孔３６の断面に応用することのもう一つの利点は、外径３５が変わる異なる溶接ワイヤ７を用いる場合、もう一つの外径を持つ異なる溶接ワイヤ７を使用するのにブリッジ部品４４全体を交換する必要はなく、溶接ワイヤ７の異なる外径３５に適合するには、案内部材５６だけを交換すれば済む点にある。

溶接ワイヤ７を正確に直線化するのに用いられる案内部材４６、案内部材５６、特に、矯正孔５７を用いて、予め溶接ワイヤ７を直線化することによって、長さ６０は案内部材４６の長さ５０より短くすることができる。これが可能である理由は、溶接ワイヤ７は案内部材４６の長さ５０を通りながら既に予め直線化され、より短い長さ６０は完全な位置決めを確実にするのに必要なだけだからである。

上記図面にもあるように、ブリッジ部品４４は幾つかの個々の部品から構成されるよりは、単品で構成されてもよい。
ブリッジ部品４４の代わりに、案内装置３２はその端部領域でその断面を減少させた内部直径３４を持つこともできる。言い換えれば、接触パイプ２３への移行領域に於いて、溶接ワイヤ７はこのテーパによって再度直線化される。この目的のため、案内装置３２をテーパ設計にすれば、この部品、即ちテーパ設計の部品は接触パイプ２３に押入することが出来、その場合、案内孔３７は案内装置３２の直径に整合する。

案内装置３２が接触パイプ２３に至る移行領域で、プラスチック材料で形成されている場合には、案内装置がその領域で直線で延びる様な金属製の鞘を設けることができ、この金属製の鞘は、この領域で溶接ワイヤ７を直線化するために、案内装置３２に押入される。
最後に、これまでの話を整理するため、以下の点を指摘しておく。図面に描かれた個々の構成部材及びそのグループは、相互に釣り合いを取って描いたものではなく、一定のスケールで描いたものでもない。本発明のより明確な理解を得るためのものである。

特に、図１から図６に図示の各実施例は、紛れもなく本発明に対する個々の解決策を示すものである。本発明の求める目的及び求める解決策は、これら図面に関する詳細な説明から理解される。

１ 溶接トーチ
２ 本体
３ 接続部品
４ 中間部品
５ 終端部品
６、１７ ビード
７ 溶接ワイヤ
８ 不活性ガス
９ 絶縁層
１０ 供給装置
１１ 銅チューブ
１２ ブリッジ要素
１３、２５、２７、３１、３６ 孔
１４ 長手中心軸
１５、２６ 空洞
１６、３４ 内径
１８ 冷却装置
１９ 供給パイプ
２０ 端部領域
２１ 接続部品
２２、２４、４９ ネジ付取り付け具
２３ 接触パイプ
２８ ガスノズル
２９ 内部
３０ 絶縁キャップ
３２ 案内装置
３３、３５ 外径
３７ 案内孔
３８、５０、６０ 長さ
３９、４０、４８、５２、５８ 直径
４１、６１ 移行領域
４２、５５、５９ テーパ
４３ 半径
４４ ブリッジ部品
４５ 保持部材
４６、５６ 案内部材
４７ 保持孔
５１、５７ 矯正孔
５３ 立ち上げ部
５４ 支持面

Claims (23)

1. アルミニウム溶接ワイヤを供給するための供給機構が少なくとも一部分に配置された本体で構成された溶接トーチであって、前記供給機構が、接触パイプを受け入れる接続部品に結合され、前記接触パイプには前記アルミニウム溶接ワイヤのための孔が設けられ、前記接触パイプから遠い方向に前記接続部品から延びている前記供給機構内にはアルミニウム溶接ワイヤのための案内機構が配置された溶接トーチであり、
   前記孔（３６）と同心でありより大きい直径（４０）を有する案内孔（３７）が前記案内機構（３２）のために前記接触パイプ（２３）に設けられ、前記案内機構（３２）が前記接触パイプ（２３）の前記案内孔（３７）内に延在することで前記アルミニウム溶接ワイヤ（７）を方向づけることを特徴とする溶接トーチ。
2. アルミニウム溶接ワイヤを供給するための供給機構が少なくとも一部分の内部に配置された本体で構成された溶接トーチであって、前記供給機構が、接触パイプを受け入れる接続部品に結合され、前記接触パイプには前記アルミニウム溶接ワイヤのための孔が設けられ、前記接触パイプから遠い方向に前記接続部品から延びている前記供給機構内にはアルミニウム溶接ワイヤのための案内機構が配置された溶接トーチであり、
   前記孔（３６）と同心でありより大きい直径（４０）を有する案内孔（３７）が前記案内機構（３２）のために前記接触パイプ（２３）に設けられることでアルミニウム溶接ワイヤ（７）を方向づけ、前記案内機構（３２）は前記接続部品（２１）の領域においてブリッジ部品（４４）に接続され、該ブリッジ部品（４４）が、前記接触パイプ（２３）の案内孔（３７）内に突出していることを特徴とする溶接トーチ。
3. 前記ブリッジ部品（４４）が、溶接ワイヤ（７）用の矯正孔（５１）と前記案内機構（３２）用の保持孔（４７）を有することを特徴とする請求項２記載の溶接トーチ。
4. 前記保持孔（４７）の直径（４８）が、前記溶接ワイヤ（７）用の矯正孔（５１）の直径（５２）よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の溶接トーチ。
5. 前記接触パイプ（２３）の前記案内孔（３７）と前記孔（３６）との間の移行領域（４１）において、円錐状のテーパ（４２）が設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
6. 前記ブリッジ部品（４４）は保持部材（４５）および案内部材（４６，５６）を含むいくつかの部品で構成されることを特徴とする請求項２または３記載の溶接トーチ。
7. 前記ブリッジ部品（４４）の前記保持孔（４７）と矯正孔（５１）との間の移行領域（４１）が円錐状のテーパ（４２）を有することを特徴とする請求項３記載の溶接トーチ。
8. 前記保持部材（４５）と前記案内部材（４６，５６）が異なる材料で作られていることを特徴とする請求項６記載の溶接トーチ。
9. 前記ブリッジ部品（４４）は保持部材（４５）と案内部材（４６，５６）とからなり、該案内部材（４６，５６）が、前記接触パイプ（２３）の前記案内機構用の前記案内孔（３７）内に突出することを特徴とする請求項８記載の溶接トーチ。
10. 前記接触パイプ（２３）における前記案内孔（３７）の直径（４０）が、前記案内部材（４６、５６）の外径又は前記案内機構（３２）の外径（３３）よりもわずかに大きいことを特徴とする請求項８または９記載の溶接トーチ。
11. 前記案内部材（４６、５６）の内径が前記溶接ワイヤ（７）の外径（３５）よりもわずかに大きいことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
12. 前記案内部材（４６、５６）がネジを用いて前記保持部材（４５）に接続されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
13. 前記保持部材（４５）は、前記案内部材（４６，５６）への移行領域において案内部材（４６、５６）が前記接触パイプ（２３）の前記案内孔（３７）に入りすぎることを防止する支持面（５４）を有することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
14. 前記保持部材（４５）の少なくとも一部は前記溶接トーチの前記供給機構（１０）内に突出することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
15. 前記保持部材（４５）及び前記案内機構（３２）が互いにネジにより結合されることを特徴とする請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
16. 前記案内機構（３２）がプラスチック材料又は弾性をもつ材料で作られた弾性チューブ又はコイルスプリングであることを特徴とする請求項２乃至１５のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
17. 前記案内機構（３２）が電気絶縁材料で作られていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
18. 前記案内機構（３２）が、前記供給機構（１０）の銅チューブ（１１）による前記供給機構（１０）の内径よりも小さい外径（３３）を有し、前記案内機構（３２）の内径（３４）が前記溶接ワイヤ（７）の外径（３５）よりも少なくともわずかに大きいことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
19. 前記案内機構（３２）の外径（３３）は、前記供給機構（１０）の内径（１６）よりも１０％乃至５０％小さいことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
20. 前記接触パイプ（２３）における前記孔（３６）の直径（３９）が、前記溶接ワイヤ（７）の外径（３５）よりもわずかに大きいことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
21. 前記溶接トーチ（１）は端部領域において、曲がっていることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
22. 少なくとも２本の供給パイプ（１９）からなる冷却装置（１８）を有することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の溶接トーチ。
23. 不活性ガス（８）が前記供給機構（１０）を用いて送出され、
    前記供給機構（１０）及び前記接続部品（２１）には、孔（２５，２７）が設けられ、 前記孔（２５，２７）は、前記供給機構（１０）の終端領域と前記接続部品（２１）の間の移行領域内に互いに半径方向に配置されていることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の溶接トーチ。

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