JP6398092B2 - 溶接機用コンタクトチップ - Google Patents

Description

本発明は、チップ形状が略直角に曲がっているにもかかわらず、ワイヤが詰まることなく円滑に供給できる溶接機用コンタクトチップに関するものである。

従来から、各種の機械部品の組み立て作業などの際に、不活性ガスやＣＯ２ガスをシールドガスとして溶接を行うガスシールドアーク溶接が広く利用されている（例えば、特許文献１、２を参照）。このガスシールドアーク溶接機では、筒状のアダプタの先端に、中心部にワイヤ送り出し孔が形成されたコンタクトチップを装着した構造となっていて、コンタクトチップの先端に自動供給される前記ワイヤを通電・溶融することにより連続的に溶接処理を行っている。

前記アダプタとコンタクトチップとは、一直線状に連結されているのが一般的であり、溶接個所が正面から見える部分では前記コンタクトチップを近づけて支障なく溶接処理を行うことができる。しかし、最近では手前に障害物がある箇所の溶接や、裏面側で正面からは見えない箇所の溶接などを行う要求も増えており、この場合は直線状のコンタクトチップでは先端が被溶接箇所まで届かないか、あるいは届きにくいため、的確に溶接処理を施すことが難しかった。

そこで、出願人は対応策としてコンタクトチップを略直角に曲げたものを開発し、手前に障害物がある箇所などの溶接処理を試みた。しかしながら、この場合はコンタクトチップの先端部を溶接すべき位置まで届かせることができるものの、コンタクトチップの屈曲部分でワイヤが座屈等を生じて詰まってしまい、ワイヤの円滑な送り出しを行うことができないという現象が生じた。この結果、連続かつ安定して溶接処理を行うことができないという問題が発生した。
特に、自動車部品の組み立て作業等では、ロボットアームの先端にアーク溶接機を装着して高速かつ連続的に溶接処理を行っているのが普通である。従って、ワイヤが詰まると溶接作業がストップしてしまい、組み立て工程全体の作業効率を著しく低下させることに繋がるため、ワイヤを連続して円滑に供給することはロボットを利用する溶接作業においては必ずクリアすべき技術課題であった。

特開平５−２６９５８０号公報 特開２０００−６１６３９号公報

本発明は上記のような問題点を解決して、チップ形状が略直角に曲がっているにもかかわらず、ワイヤが詰まることなく連続的、かつ円滑に供給することができ、この結果、手前に障害物がある箇所の溶接や裏面側に位置する箇所の溶接も確実に行うことができる溶接機用コンタクトチップを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明の溶接機用コンタクトチップは、溶接機のアダプタの先端に装着され、このアダプタに接する側の基端部から先端部にかけて溶接用のワイヤを挿通するための断面円形のワイヤ送り出し孔が形成された溶接機用コンタクトチップであって、コンタクトチップ本体の中間部に、基端部に対して先端部の方向を直角に変更するための円弧状に曲がった屈曲部が形成されているとともに、この屈曲部が円弧面に直交する方向の両側から押し潰されることにより、前記ワイヤ送り出し孔が断面長円形に変形されていることを特徴とするものである。

また、前記屈曲部におけるワイヤ送り出し孔の外側アール形状は、押し潰される前の外側アール形状よりも大きくなるように変形されており、また、ワイヤ送り出し孔の短径側内径は押し潰される前のワイヤ送り出し孔の内径よりも小さくなるように変形されているものが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。

更に、前記コンタクトチップ本体の先端部には、ワイヤ送り出し孔の内径がワイヤ直径に等しいか僅かに大きい径のワイヤ保持部が設けられていることが好ましく、これを請求項３に係る発明とする。

請求項１に係る発明では、コンタクトチップ本体の中間部に円弧状に曲がった屈曲部が形成されているとともに、この屈曲部が円弧面に直交する方向の両側から押し潰されることにより、ワイヤ送り出し孔が断面長円形に変形されているので、溶接用のワイヤが前記ワイヤ送り出し孔に沿って先端部へ移動する際に、断面長円形の屈曲部に案内されてスムーズに移動するため、ワイヤが詰まって送り出しができないという状態が生じるのを防ぐことができる。

また、請求項２に係る発明では、屈曲部におけるワイヤ送り出し孔の外側アール形状は、押し潰される前の外側アール形状よりも大きくなるように変形されており、また、ワイヤ送り出し孔の短径側内径は押し潰される前のワイヤ送り出し孔の内径よりも小さくなるように変形されているので、溶接用のワイヤは屈曲部の大きなアール形状に沿ってスムーズに移動することなる。しかも、ワイヤ送り出し孔の内径の短径側長さが所定値よりも小さくて、ワイヤが左右にバタつくことも防止されるので、前記アール形状との相乗効果により、屈曲部においてワイヤが詰まるのを防止して円滑かつ連続的に送り出すことができる。

また、請求項３に係る発明では、コンタクトチップ本体の先端部には、ワイヤ送り出し孔の内径がワイヤ直径に等しいか僅かに大きい径のワイヤ保持部が設けられているので、先端部から突出するワイヤは前記ワイヤ保持部にしっかりと保持され、ブレることがなく高精度に溶接を行うことができる。

本発明の実施の形態を示す正面断面図である。 図１の平面図である。 （ａ）は図１におけるＡ−Ａ端面図、（ｂ）はＢ−Ｂ端面図、（ｃ）はＣ−Ｃ端面図である。 屈曲部を変形加工する前の形態を示すコンタクトチップの正面断面図である。 屈曲部においてワイヤが挿通している形態を示す端面図である。 本発明の使用状況を示す説明図である。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
本発明は、例えば、不活性ガスをシールドガスとして溶接を行うＭＩＧ溶接や、ＣＯ２ガスをシールドガスとして溶接を行うＭＡＧ溶接などのガスシールドアーク溶接、あるいはその他の溶接用ワイヤを用いた溶接に用いられるコンタクトチップに関するものであり、図１は、その一例を示す正面断面図、図２はその平面図である。

図１において、１はクロム銅やクロムジルコニウム銅などの材質からなるコンタクトチップ本体である。このコンタクトチップ本体１は溶接機のアダプタ（図示せず）の先端に装着されて使用に供されるものであり、前記アダプタに接する側の基端部１ａから先端部１ｂにかけて溶接用のワイヤ（図示せず）を挿通するためのワイヤ送り出し孔２が形成されている。このワイヤ送り出し孔２は、原則として断面円形である。

前記コンタクトチップ本体１の中間部には、基端部１ａに対して先端部１ｂの方向を略直角に変更するための円弧状に曲がった屈曲部３が形成されている。また、この屈曲部３は、図２の矢印で示すように、円弧面に直交する方向の両側から押し潰されることにより、屈曲部３における前記ワイヤ送り出し孔２が断面長円形の縦孔状に変形された構造となっている。
図３に、各部位における端面を示す。図３（ａ）のＡ−Ａ端面図、および図３（ｃ）のＣ−Ｃ端面図に示すように、この部位では変形が加えられていないため、ワイヤ送り出し孔２は断面円形を保っているが、屈曲部３におけるワイヤ送り出し孔２は、図３（ｂ）のＢ−Ｂ端面図に示すように、この部位では変形が加えられて、断面長円形の縦孔状に変形されている。

前記屈曲部３におけるワイヤ送り出し孔２の変形は、外側アール形状が押し潰される前の外側アール形状よりも大きくなるように変形されており、同時に、ワイヤ送り出し孔２の短径側内径が押し潰される前のワイヤ送り出し孔の内径よりも小さくなるように変形されている。
図４は、屈曲部を変形加工する前の形態を示すコンタクトチップの正面断面図を示している。なお、破線は変形加工した後の形態を示している。例えば、押し潰される前の外側アール形状を４０ｍｍアールとすると、変形後の外側アール形状は５０ｍｍアールと２０％以上大きくて緩やかな曲面を形成するように拡開変形されている。そして、この外側アールの内周面が、挿通されるワイヤを屈曲部において詰まることなくスムーズにガイドするように案内している。本発明者の実験によると、ワイヤをスムーズにガイドするには、２０％以上大きくすることが好ましいことが判明している。
一方、内側アール形状はワイヤのガイドには何ら影響しないと思われるので、アールの変形条件の規制はない。

更には、前記ワイヤ送り出し孔２の短径側内径の変形は、屈曲部３が押し潰される前のワイヤ送り出し孔の内径よりも小さくなるように変形されている。図示のものでは、屈曲部３が押し潰される前のワイヤ送り出し孔の内径は直径４０ｍｍの円形状であったが、変形加工した後は、図３（ｂ）に示すように、短径側内径（Ｗ）が１．３ｍｍの断面長円形の縦孔状に変形されている。
この短径側内径（Ｗ）は、ワイヤ直径よりも僅かに大きくて、ワイヤ直径の２倍よりは小さいことが好ましい。これにより、ワイヤが屈曲部３の外側アール形状に沿いつつ移動する際、左右にブレることがないので、詰まるのが防止されてよりスムーズに移動できることとなる。

前記コンタクトチップ本体１の先端部１ｂには、ワイヤ送り出し孔２の内径がワイヤ直径に等しいか、０．１〜０．２ｍｍ程度、僅かに大きい径のワイヤ保持部４が設けられている。これにより、先端部から突出するワイヤ（図示せず）が前記ワイヤ保持部４にしっかりと保持されて、高精度に溶接を行うことができることとなる。なお、その他の部分のワイヤ送り出し孔２の内径はワイヤ直径の２倍以上と十分に大きな径となっており、ワイヤの挿通、移動が容易な構造となっている。
図示のものでは、基端部１ａの内径は４ｍｍ、先端部１ｂの内径は１．３ｍｍである。また、後述するワイヤの直径は１．２ｍｍである。

以上のように構成した本発明のコンタクトチップを、不活性ガスを利用するガスシールドアーク溶接に用いた場合について説明する。
図６は、使用状況を示す説明図であり、コンタクトチップ本体１の基端部１ａは、連結部材１２により溶接機（図示せず）のアダプタ１１の先端に装着されている。また、コンタクトチップ本体１の外周は筒状のノズル１３によって囲われており、両者の隙間にアルゴン等の不活性ガスが流されてノズル先端から噴出する不活性ガスで溶接部をシールドするよう構成されている。２０は、鋼板などの被溶接母材である。

なお、コンタクトチップ本体１の基端部外周にはネジを設けてないので、前記連結部材１２の内周に内ネジを設けアダプタ１１の外周に設けた外ネジとの螺合により連結する構造としたり、更にアダプタ１１の先端に縦スリットを形成しておき、連結部材１２の締め付けによりアダプタ先端部を縮径させて連結する構造とする等、種々の連結機構を採用することができる。これにより、コンタクトチップ本体１の先端部の方向を任意の方向に向けて取り付けることができる。

前記コンタクトチップ本体１の基端部１ａから先端部１ｂにかけては、断面円形のワイヤ送り出し孔２が形成されており、この孔内に溶接用のワイヤ１０が挿通されている。この溶接用のワイヤ１０は、コンタクトチップ本体１の先端から所定長さだけ突出されており、給電により溶融され、アーク１４を発生して被溶接母材２０の溶接処理を行う。この時、アーク１４はノズル先端から噴出する不活性ガス流路の内側にあって大気より遮断されているため、アーク１４が安定しスパッタの発生が少なくなっている。

前記溶接用のワイヤ１０は、送給装置（図示せず）により連続的に所定量ずつ送り込まれるが、コンタクトチップ本体１の中間部において略直角に曲がる屈曲部３が形成されており、単に曲げ加工しただけの屈曲部の場合は、屈曲部において溶接用のワイヤ１０が詰まってしまい、ワイヤの円滑な送り出しを行うことができなかった。
これに対して、本発明ではワイヤ送り出し孔２が断面長円形に変形され、屈曲部３におけるワイヤ送り出し孔２の外側アール形状は、押し潰される前の外側アール形状よりも大きくなるように変形されており、更に、ワイヤ送り出し孔２の短径側内径は押し潰される前のワイヤ送り出し孔２の内径よりも小さくなるように変形されているので、溶接用のワイヤ１０は屈曲部３の外側アールに案内されてスムーズに移動し、全く詰まることがなく連続的、かつ円滑に供給されることとなる。また、溶接用のワイヤ１０はワイヤ保持部４にしっかりと保持されているので、高精度に溶接を行うことができる。

以上のように、本発明ではチップ形状が略直角に曲がっているにもかかわらず、ワイヤが詰まることなく連続的、かつ円滑に供給することが可能であり、従って、手前に障害物がある箇所の溶接や裏面側に位置する箇所の溶接も連続して確実に行うことができることとなる。

１ コンタクトチップ本体
１ａ 基端部
１ｂ 先端部
２ ワイヤ送り出し孔
３ 屈曲部
４ ワイヤ保持部
１０ ワイヤ
１１ アダプタ
１２ 連結部材
１３ ノズル
１４ アーク
２０ 被溶接母材
Ｗ 短径側内径の長さ

Claims (3)

1. 溶接機のアダプタの先端に装着され、このアダプタに接する側の基端部から先端部にかけて溶接用のワイヤを挿通するための断面円形のワイヤ送り出し孔が形成された溶接機用コンタクトチップであって、コンタクトチップ本体の中間部に、基端部に対して先端部の方向を直角に変更するための円弧状に曲がった屈曲部が形成されているとともに、この屈曲部が円弧面に直交する方向の両側から押し潰されることにより、前記ワイヤ送り出し孔が断面長円形に変形されていることを特徴とする溶接機用コンタクトチップ。
2. 屈曲部におけるワイヤ送り出し孔の外側アール形状は、押し潰される前の外側アール形状よりも大きくなるように変形されており、また、ワイヤ送り出し孔の短径側内径は押し潰される前のワイヤ送り出し孔の内径よりも小さくなるように変形されている請求項１に記載の溶接機用コンタクトチップ。
3. コンタクトチップ本体の先端部には、ワイヤ送り出し孔の内径がワイヤ直径に等しいか僅かに大きい径のワイヤ保持部が設けられている請求項１または２に記載の溶接機用コンタクトチップ。