JP7818445B2 - 溶接トーチシステム - Google Patents

Description

本発明は、溶接トーチシステムに関する。

溶接トーチシステムを開示した先行技術文献として、特表２０２１－５２６９７５号公報（特許文献１）、特開２０１８－０２７５５５号公報（特許文献２）、および、特開２００９－２６２２２６号公報（特許文献３）が挙げられる。

これらの溶接トーチシステムに採用される溶接トーチは、溶接者が把持するハンドルの先端側に溶接ノズルが設けられ、ハンドルの溶接ノズルとは反対側には、外部に設けられた本体装置（送給装置等）に連結されたトーチケーブルが連結されている。

特表２０２１－５２６９７５号公報 特開２０１８－０２７５５５号公報 特開２００９－２６２２２６号公報

溶接者の作業効率を向上させるために、本体装置と溶接トーチとの間は、例えば、１０ｍを超えるトーチケーブルを用いることにより、本体装置（送給装置）を移動させる負担を軽減させ、作業範囲を大幅に拡大させている。その結果、高所での溶接作業、長尺物の溶接作業、大型構造物に対する溶接作業、および、狭い領域での溶接作業等、溶接作業範囲の拡大を図っている。

しかし、トーチケーブル内には、溶接トーチへ、溶接ワイヤを供給する溶接ワイヤ供給管（コンジット）、電力供給のための電力供給線、保護ガスを供給するための保護ガス供給管が配置される。そのため、トーチケーブルの管径は大きくなり、その結果、溶接者が把持する溶接トーチのハンドルの外形も大きくなり、溶接者の溶接トーチの取り回しを困難なものとしていた。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、トーチケーブルの管径を小さくするとともに、好ましくは、溶接トーチ内の空間の小型化を図ることが可能な構成を備える溶接トーチシステムを提供することを目的とする。

本開示の溶接トーチシステムは、先端に溶接ノズルが設けられた溶接トーチと、上記溶接トーチにその一端が連結されるトーチケーブルと、上記トーチケーブルの他端が連結される本体側装置と、を備える。

上記トーチケーブル内には、上記本体側装置から延び、上記溶接トーチに電力を供給する電力供給線、および、上記溶接トーチに保護ガスを供給する保護ガス供給管が配置され、上記保護ガス供給管は、上記電力供給線内に配置されている。

本開示の一形態においては、上記溶接トーチは、溶接者が把持するハンドル部と、上記溶接ノズルが連結される溶接ノズル連結部と、上記トーチケーブルが連結されるトーチケーブル連結部と、を含み、上記ハンドル部の内部空間において、上記保護ガス供給管が内部に配置された上記電力供給線が、上記溶接ノズル連結部の上記溶接ノズルに到達するまで延伸して配置されている。

本開示の溶接トーチシステムによれば、トーチケーブルの管径を小さくすることを可能とする。また、好ましくは、溶接トーチ内の空間の小型化を図ることを可能とする。

本実施の形態の溶接システムの全体構成の概略構成を示す図である。 本実施の形態の溶接トーチの構造を示す部分断面図である。 図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。 参考例における、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視に対応する断面図である。 本実施の形態の溶接トーチの内部に配置される保護ガス供給管の斜視図である。 他の実施の形態の溶接トーチの内部に配置される保護ガス供給管および電力供給線の斜視図である。

以下、本実施の形態の溶接システム１０００について、以下、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

（溶接システム１０００の全体構成）
図１および図２を参照して、溶接システム１０００の全体構成の概略について説明する。図１は、溶接システム１０００の全体構成の概略構成を示す図、図２は、溶接トーチ１００の構造を示す部分断面図である。図１に示すように、溶接システム１０００は、溶接電源装置５、ワイヤ送給装置６、保護ガスボンベ１０、および、溶接トーチ１００を備える。

溶接電源装置５とワイヤ送給装置６との間は、トーチ制御ケーブル２、送給装置側制御ケーブル７、および、パワーケーブル８により連結されている。溶接電源装置５と母材２００との間は、パワーケーブル８で連結されている。

ワイヤ送給装置６と保護ガスボンベ１０との間は、保護ガス配管９により連結されている。

溶接トーチ１００とワイヤ送給装置６とは、トーチケーブル１１０により連結されている。トーチケーブル１１０内には、後述するように、保護ガス供給管１４０、電力供給線１５０、溶接ワイヤ供給管１６０、および、制御線１７０、１８０が配置されている。

溶接電源装置５は、母材２００へのアーク溶接のための電力を溶接トーチ１００に供給する。溶接電源装置５は、電力系統から入力される三相交流電力をアーク溶接に適した電力に変換する。溶接電源装置５は、電力系統から入力される三相交流電力を、ワイヤ送給装置６の送給モータなどを駆動するための直流電力に変換して、パワーケーブル８を介してワイヤ送給装置６に出力する。

溶接電源装置５は、溶接条件などに応じて電力を出力するように制御されており、溶接条件などは、図示しない操作部の操作に応じて変更される。溶接電源装置５は、トーチ制御ケーブル２を介して溶接トーチ１００から入力される信号に応じて、溶接条件などを変更する。

ワイヤ送給装置６は、溶接ワイヤを溶接トーチ１００に送り出すものである。溶接ワイヤは、トーチケーブル１１０および溶接トーチ１００の内部に設けられている溶接ワイヤ供給管１６０の内部を通って、溶接トーチ１００の溶接ノズル１２０に導かれる。ワイヤ送給装置６は、送給装置側制御ケーブル７から供給される電力で、送給モータなどを駆動させる。

この電力は、ワイヤ送給装置６からトーチケーブル１１０内部に設けられている電力供給線１５０を介して、溶接トーチ１００に供給される。ワイヤ送給装置６は、送給装置側制御ケーブル７を介して、溶接電源装置５と通信を行う。ワイヤ送給装置６は、トーチケーブル１１０内部に設けられている制御線１７０，１８０を介して、溶接トーチ１００と通信を行う。溶接トーチ１００と溶接電源装置５とは、ワイヤ送給装置６を仲介することで、通信を行う。

（トーチケーブル１１０の内部構造）
次に、図３および図４を参照して、トーチケーブル１１０の内部構造について説明する。図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図、図４は、参考例における、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視に対応する断面図である。

トーチケーブル１１０の内部においては、本体側装置であるワイヤ送給装置６から延びる、溶接トーチ１００に保護ガスを供給する保護ガス供給管１４０、溶接トーチ１００に電力を供給する電力供給線１５０、溶接トーチ１００に溶接ワイヤを供給する溶接ワイヤ供給管１６０、および、制御線１７０、１８０が配置されている。さらに、保護ガス供給管１４０は、電力供給線１５０内に配置されている。

このように、本実施の形態では、トーチケーブル１１０の内部において、保護ガス供給管１４０を、電力供給線１５０内に配置している。これにより、トーチケーブル１１０の内部空間の管径を小さくすることが可能となり、トーチケーブル１１０の外径を小さくすることができる。

さらに、電力供給線１５０は発熱するが、保護ガスが流れる保護ガス供給管１４０を電力供給線１５０の内部に配置することで、電力供給線１５０を冷却する効果を期待することができる。

たとえば、図４に示すように、電力供給線１５０を保護ガス供給管１４０の外に配置した場合には、その分、トーチケーブル１１０の外径が大きくなる。さらに、電力供給線１５０を冷却する効果を期待することもできない。

（溶接トーチ１００の概略構成）
図２、図５および図６を参照して、溶接トーチ１００の概略構成について説明する。図５は、本実施の形態の溶接トーチ１００の内部に配置される保護ガス供給管１４０の斜視図、図６は、他の実施の形態の溶接トーチ１００の内部に配置される保護ガス供給管１４０および電力供給線１５０の斜視図である。

図２を参照して、溶接トーチ１００は、溶接者が把持するハンドル部１１０Ａと、溶接ノズル１２０が連結される溶接ノズル連結部１１０Ｂと、トーチケーブル１１０が連結されるトーチケーブル連結部１１０Ｃとを含む。

図２および図５を参照して、ハンドル部１１０Ａの内部空間において、電力供給線１５０が内部に配置された保護ガス供給管１４０が、溶接ノズル連結部１１０Ｂの溶接ノズル１２０に到達するまで延伸して配置されている。保護ガス供給管１４０と溶接ノズル１２０とは、ジョイントベース１９０により連結される。

この構成により、ハンドル部１１０Ａの内部空間においても、保護ガス供給管１４０を、電力供給線１５０内に配置している。これにより、ハンドル部１１０Ａの内部空間を小さくすることが可能となり、ハンドル部１１０Ａの外径を小さくすることができる。

さらに、溶接トーチ１００の内部においても、保護ガス供給管１４０を、電力供給線１５０内に配置することで、電力供給線１５０を冷却する効果を期待することができる。

なお、図６に示すように、ハンドル部１１０Ａの内部空間においては、保護ガス供給管１４０と電力供給線１５０とを別経路とする構成を採用することも可能である。

以上、実施の形態において本開示の溶接トーチシステムについて説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

２ トーチ制御ケーブル、５ 溶接電源装置、６ ワイヤ送給装置、７ 送給装置側制御ケーブル、８ パワーケーブル、９ 保護ガス配管、１０ 保護ガスボンベ、１００ 溶接トーチ、１１０ トーチケーブル、１１０Ａ ハンドル部、１１０Ｂ 溶接ノズル連結部、１１０Ｃ トーチケーブル連結部、１２０ 溶接ノズル、１４０ 保護ガス供給管、１５０ 電力供給線、１６０ 溶接ワイヤ供給管、１７０，１８０ 制御線、１９０ ジョイントベース、２００ 母材、１０００ 溶接システム。

Claims (2)

1. 先端に溶接ノズルが設けられた溶接トーチと、
   前記溶接トーチにその一端が連結されるトーチケーブルと、
   前記トーチケーブルの他端が連結される本体側装置と、
   を備え、
   前記トーチケーブル内には、前記本体側装置から延び、前記溶接トーチに電力を供給する電力供給線、前記溶接トーチに溶接ワイヤを供給する溶接ワイヤ供給管、および、前記溶接トーチに保護ガスを供給する保護ガス供給管が配置され、
   前記保護ガス供給管は、前記電力供給線内に配置され、前記溶接ワイヤ供給管は、前記電力供給線とは別に設けられている、溶接トーチシステム。
2. 前記溶接トーチは、
   溶接者が把持するハンドル部と、
   前記溶接ノズルが連結される溶接ノズル連結部と、
   前記トーチケーブルが連結されるトーチケーブル連結部と、
   を含み、
   前記ハンドル部の内部空間において、前記保護ガス供給管が内部に配置された前記電力供給線が、前記溶接ノズル連結部の前記溶接ノズルに到達するまで延伸して配置されている、請求項１に記載の溶接トーチシステム。