JPH091346A - アーク溶接機のトーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接ワイヤとの適切な接触を得て摩耗および
スパーク放電を防止しながら良好な給電を確保する。 【構成】 コンタクトチップが良電導材のチップ本体３
１と高硬度のガイドとこれらを保持するチップカバーに
分割され、Ｗ溶接ワイヤへの給電はチップ本体部で確実
になされるとともに、ガイドにより先端部穴径拡大が防
止される。溶接ワイヤはトーチジョイント４０内のパイ
プ４６を通してチップ本体へ案内される。パイプはトー
チジョイントの孔６７から通穴４１を横切るように配置
したテンションワイヤの緊張力により支持ヘッド４５を
中心に回動され、チップ本体の貫通孔３３に対して偏心
するので、溶接ワイヤとチップ本体３１との確実な接触
が得られる。パイプの回動角度はエアシリンダ等でテン
ションワイヤの引っ張りを制御することにより調節で
き、適切な接触状態を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接機の消耗電
極としての溶接ワイヤに給電しながらこれを被溶接材へ
送り出すコンタクトチップを含むアーク溶接機のトーチ
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に用いられたこの種のトーチ、
とくにそのコンタクトチップは、例えば図８に示される
ように、一端にトーチ本体接続のためのねじ８１を有す
る単体チップ８０の中心に溶接ワイヤＷより若干大きい
内径の直線状貫通穴８２を設け、ワイヤの送り出しの際
その内壁面と自然に接触させて当該ワイヤに給電を行な
うようになっていた。

【０００３】しかしこのようなコンタクトチップの構造
では、ワイヤとの接触が単なる自然接触であるため、給
電される大電流に対して接触抵抗が大きく、また、接触
状態が不安定なためアークの安定持続の確保が難しい。
その結果、スパッタの多量発生やトーチの発熱から逃れ
られない。あるいはまた、同じく接触状態の不安定に起
因してコンタクトチップ貫通穴８２内接触部でのアーク
発生によるワイヤ溶着の問題や、逆にスパーク放電によ
る貫通穴内壁の消耗も加わった摩耗のため穴径が拡大し
てワイヤの振れが大きくなるという問題もあった。穴径
が拡大してワイヤの振れが大きくなると、いわゆる狙い
ずれを起こし、溶接不良品を発生させることになる。し
かも、これらの問題に対処して給電性、耐消耗性に対処
するにはそれぞれに適した材料を用いるべきであるが、
コンタクトチップが単体構造のため、それぞれに最適の
素材を選べず、中間的な材料を使用せざるを得なかっ
た。

【０００４】この対策として、例えば特公平５−３８６
７４号公報には、ボールで溶接ワイヤを押しつけるよう
にしたコンタクトチップの構造が提案されている。これ
は、図９に示されるように、チップ本体８６に溶接ワイ
ヤ用の貫通穴８７と交差する収納孔８９を形成してキャ
ップ９０を固定してある。チップ本体８６にはトーチへ
の取り付け用に雄ねじ９３を形成してある。そしてキャ
ップ９０内にボール９１とコイルスプリング９２を配置
して、ボール９１を貫通穴８７側へ付勢し、貫通穴を通
る溶接ワイヤＷを貫通穴８７内壁に押しつける。これに
より、チップ本体８６とワイヤＷとの接触を強化し、接
触状態の安定を得ようとするものである。溶接ワイヤに
対する同様の加圧機構はその他実開昭６２−１７４７８
５号公報にも開示されている。

【０００５】またこのほか、実開昭５７−１１６３８１
号公報には、図１０に示すように、先端にコンタクトチ
ップ９５を取り付けたトーチ９４内にワイヤガイド９６
を設け、このワイヤガイドのコンタクトチップ９５側を
湾曲させて、ワイヤガイド９６先端からコンタクトチッ
プ９５の貫通穴９７へ向けて送り出される溶接ワイヤＷ
の向きが貫通穴９７の軸線と一致しないように構成した
ものが開示されている。これにより、コンタクトチップ
の貫通穴内でその内壁に溶接ワイヤを積極的に接触させ
ようとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
５−３８６７４号公報に開示されたコンタクトチップで
は、小さなチップ本体８６に収納孔８９を加工しキャッ
プ９０を取り付けなければならず、加工精度を要し、し
かもキャップ内部にボール９１とコイルスプリング９２
を収納するから所定の容積を得るためキャップ９０がチ
ップ本体８６側面から突出せざるを得ず、チップ本体周
りをコンパクトに構成する自由度が制限されるという問
題を有している。さらにボールとコイルスプリングを組
み付けた後はその押しつけ力は固定され、調整ができ
ず、しかもコイルスプリングが熱影響を受けて、使用の
経過とともに劣化してその機能を果たさなくなることも
あり、市場に普及していないのが実情である。

【０００７】また、チップ本体後端の取付用ねじは、雄
ねじ９３となっているので、溶接ワイヤがその端面に衝
突して貫通穴に入り難いという不都合がある。貫通穴へ
の導入を容易とするため貫通穴入り口をテーパ面とする
場合にも、チップ本体をできるだけ小径のものとすると
き当該雄ねじもさらに小径となるので、実効のある大径
のテーパ面は得られず、依然として貫通穴への溶接ワイ
ヤ導入は円滑でない。

【０００８】また実開昭５７−１１６３８１号公報に開
示されたものでは、ワイヤガイド９６の先端部が湾曲し
ているので、溶接ワイヤのコンタクトチップ貫通穴との
接触抵抗以外に、その湾曲部での溶接ワイヤとワイヤガ
イドとの大きな接触抵抗が発生し、溶接ワイヤの円滑な
送り出しが阻害されるという問題がある。 なお、当該
公報には直線状のワイヤガイドをコンタクトチップ貫通
穴に対して偏心させる構成も記載されているが、この偏
心量はワイヤガイドを側方からねじで押さえることによ
って行なわれており、使用中これを随時調節して押しつ
け力を調整することはできない。

【０００９】また、前記公報のものと同様に、コンタク
トチップ後端が雄ねじであるから、溶接ワイヤ導入用に
実効のある大径のテーパ面が得られないという問題があ
る。したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、溶
接ワイヤとの適切な接触を得て良好な給電が確保され、
不要なスパーク放電を解消して、安定で精度良く溶接が
できるアーク溶接機のトーチおよびこれに用いるコンタ
クトチップユニットを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため請求項１記載の
アーク溶接機のトーチは、良電導材で形成され溶接ワイ
ヤ用の貫通孔を備えるチップ本体と、高硬度材料で形成
され溶接ワイヤ用の貫通孔を備えるガイドと、該ガイド
を前記チップ本体の前端に配置して両者を内部に収納保
持するチップカバーとを有するコンタクトチップと、該
コンタクトチップをトーチ本体に接続するとともに、通
穴を備えるトーチジョイントと、前記通穴内に配置さ
れ、当該通穴の軸心からずれる方向に回動可能のパイプ
とを有し、さらに、前記トーチジョイントの通穴壁には
少なくも通穴の軸心を挟んで略対向する２個の孔が設け
られ、該孔間を通して通穴を横切り、前記パイプと係合
するテンションワイヤと、前記孔からトーチジョイント
の外部へ引き出されたテンションワイヤに所定の緊張を
与える緊張手段とを有し、溶接ワイヤがテンションワイ
ヤの緊張により回動した前記パイプを通して前記コンタ
クトチップへ案内されるように構成されたものとした。

【００１１】上記トーチジョイントは前端に雄ねじを有
し、チップカバーは、トーチジョイントの前記雄ねじと
結合する雌ねじと、該雌ねじに順次続く円錐穴および円
筒穴を有し、チップ本体は、チップカバーの円筒穴にフ
ィットする筒状部と円錐穴にフィットするコーン部を有
し、その筒状部に前記溶接ワイヤ用の貫通孔を備え、コ
ーン部において前記貫通孔に連続する円錐状の導入口を
備えるのが好ましい。また、緊張手段は、トーチ本体に
取り付けられたエアシリンダとすることができる。さら
に、トーチジョイントは前記通穴の後端に続いて通穴よ
り大径のガイド穴を有し、パイプは、その後端に外径が
前記ガイド穴内周面にフィットする球面を有する支持ヘ
ッドを備え、該支持ヘッドを中心に回動するものとする
のが望ましい。

【００１２】また、トーチジョイントの外周に該トーチ
ジョイントから絶縁された雄ねじ部を備えるホルダを設
けるとともに、該ホルダの雄ねじ部に結合する雌ねじを
後端に備え、前記トーチジョイントの前端側部分および
前記コンタクトチップを囲むノズルを有し、ホルダの雄
ねじ部には、テンションワイヤ引き出し用の溝が軸方向
に形成され、支持ヘッドにはパイプの周りに軸方向の貫
通小孔が形成され、トーチジョイントのノズルに囲まれ
た領域には通穴の壁を貫通して周方向に複数の孔が設け
られて、シールドガスがガイド穴側から前記支持ヘッド
の貫通小孔、通穴、通穴壁の複数の孔を経てノズル内に
導入されるよう構成することができる。

【００１３】この際、シールドガス導入用の前記通穴壁
の複数の孔は、前記テンションワイヤを通す少なくも通
穴の軸心を挟んで略対向する２個の孔を兼ねることがで
きる。さらに、トーチジョイントの前端側部分とノズル
の間に、前記通穴壁の複数の孔と軸方向にずらせた位置
に設けられた複数の孔を備えるバッフルを配置すること
もできる。

【００１４】請求項８記載のアーク溶接機のコンタクト
チップユニットは、良電導材で形成され溶接ワイヤ用の
貫通孔を備えるチップ本体と、高硬度材料で形成され溶
接ワイヤ用の貫通孔を備えるガイドと、該ガイドを前記
チップ本体の前端に配置して両者を内部に収納保持する
とともに後端に雌ねじを備えるチップカバーとを有する
コンタクトチップと、後端にトーチ本体接続用のねじ
を、前端にチップカバーの雌ねじと結合する雄ねじを備
えるとともに、通穴およびその後端に通穴より大径のガ
イド穴を備えるトーチジョイントと、前記通穴内に配置
され、後端に外径が前記ガイド穴内周面にフィットする
球面を有する支持ヘッドを備え、該支持ヘッドを中心に
通穴の軸心からずれる方向に回動可能のパイプとを有
し、前記チップカバーは、前記雌ねじに順次続く円錐穴
および円筒穴を有し、前記チップ本体は、前記チップカ
バーの円筒穴にフィットする筒状部と円錐穴にフィット
するコーン部を有し、その筒状部に前記溶接ワイヤ用の
貫通孔を備え、コーン部において前記貫通孔に連続する
円錐状の導入口を備え、前記トーチジョイントの通穴壁
には少なくも通穴の軸心を挟んで略対向する２個の孔が
設けられているものとした。

【００１５】このコンタクトチップユニットにおいては
さらに、トーチジョイントの外周に設けられ該トーチジ
ョイントから絶縁された雄ねじ部を備えるホルダと、該
ホルダの雄ねじ部に結合する雌ねじを後端に備え、前記
トーチジョイントの前端側部分および前記コンタクトチ
ップを囲むノズルを有し、前記ホルダの雄ねじ部には、
軸方向の溝が形成され、前記支持ヘッドにはパイプの周
りに軸方向の貫通小孔が形成されているものとすること
ができる。

【００１６】

【作用】請求項１のトーチでは、コンタクトチップがチ
ップ本体と、ガイドならびにチップカバーとに分割さ
れ、溶接ワイヤへの給電は専ら良電導材のチップ本体部
でなされ、確実な給電が行なわれる。そして、溶接ワイ
ヤを送り出す最先端に高硬度材料のガイドを配置してあ
るので、とくにワイヤ振れへの影響の大きい先端部穴径
の摩耗等による拡大が防止される。さらに、溶接ワイヤ
はトーチジョイント内のパイプを通してチップ本体へ案
内される。ここで、パイプはトーチジョイントの通穴を
横切るように配置したテンションワイヤの緊張力により
回動され、チップ本体の貫通孔に対して偏心するので、
溶接ワイヤとチップ本体との確実な接触が得られる。上
記パイプの回動角度はテンションワイヤの緊張力により
調節でき、したがってチップ本体に対する押しつけ力
（接触力）を制御することができる。これにより、スパ
ーク放電の発生を防止しながら接触抵抗は最小としつ
つ、確実な給電が行なえる適切な接触状態を得ることが
できる。

【００１７】チップカバーにトーチジョイントと結合す
る雌ねじを設けるとともに該雌ねじに順次続く円錐穴お
よび円筒穴を設け、チップ本体は、チップカバーの円筒
穴にフィットする筒状部と円錐穴にフィットするコーン
部を有し、その筒状部に貫通孔を備え、コーン部におい
て貫通孔に連続する円錐状の導入口を備えるものとする
ことにより、チップカバーの端部口径が大きくでき、内
部に保持するチップ本体の導入口も溶接ワイヤ導入に余
裕のある大きさが得られる。また、チップ本体やガイド
には単に貫通孔など最小限の加工のみ施せばよい。

【００１８】さらに、トーチジョイントは通穴の後端に
続いて通穴より大径のガイド穴を有し、パイプはその後
端に外径が前記ガイド穴内周面にフィットする球面を有
する支持ヘッドを備え、該支持ヘッドを中心に回動する
ものとすることにより、パイプ内を通される溶接ワイヤ
はなめらかに経路偏向され、その際の抵抗が小さい。

【００１９】また、トーチジョイントの外周にホルダを
設け、これにねじ結合するノズルを設け、支持ヘッドに
貫通小孔を、トーチジョイントの通穴壁に複数の孔をそ
れぞれ設けて、シールドガスがガイド穴側からノズル内
に導入されるよう構成することにより、構造を複雑にす
ることなくシールドガスを溶接部のコンタクトチップま
わりに噴出させることができる。この際、シールドガス
導入用の通穴壁の複数の孔で、テンションワイヤを通す
孔を兼ねれば、加工工数が低減される。なお、トーチジ
ョイントの前端側部分とノズルの間に、前記通穴壁の複
数の孔と軸方向にずらせた位置に設けられた複数の孔を
備えるバッフルを配置することにより、シールドガスが
一層均一で滑らかに供給される。

【００２０】請求項８のコンタクトチップユニットで
は、上述と同様、溶接ワイヤとチップ本体との確実な接
触により確実な給電が行なわれ、摩耗等による先端部穴
径の拡大が防止される。そして、トーチジョイントの通
穴壁の２個の孔にテンションワイヤを通してパイプと係
合させることにより、テンションワイヤの緊張力を調節
してパイプの回動を制御し、溶接ワイヤとチップ本体の
適切な接触状態を得ることができる。そして、そのトー
チジョイントが後端にトーチ本体接続用のねじを備えて
いるので、このねじを汎用のトーチ本体に対応させるこ
とにより簡便に従来機種のコンタクトチップと置き換え
ることができる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す外観斜視図であ
り、図２は要部の外観側面を示し、図３、図４は図２に
おけるＡおよびＢ部分の断面を示す。図１、図２に示す
ように、トーチ１は、トーチ本体２にトーチジョイント
４０でねじこみ結合されるコンタクトチップユニット３
からなり、コンタクトチップユニット３は前端部にチッ
プ本体３１を囲んで配置されるノズル５０と、このノズ
ル５０を電気絶縁的に支持するホルダ５５を備え、該ホ
ルダ５５が上記トーチジョイント４０を介してトーチ本
体２に結合される。トーチ本体２には、エアシリンダ１
０が取り付けられ、後述するようにコンタクトチップユ
ニット３と接続されたテンションワイヤ１１を駆動する
ようになっている。

【００２２】図３、図４に示すように、トーチジョイン
ト４０は、ノズル５０の内側をその前半部まで延びてお
り、後端側途中から前端まで軸方向の通穴４１を有して
いる。トーチジョイント４０の後端にはトーチ本体２と
の結合のための雌ねじ４２が形成され、これに続いて雌
ねじ４２の径より若干小径のガイド穴４３が形成され、
ガイド穴４３と通穴４１後端とが円錐面４４で接続され
ている。 ここで、トーチ本体２の先端のトーチジョイ
ント４０との結合部は従来一般のトーチ本体と同一でよ
く、したがって上記トーチジョイントの雌ねじ４２はト
ーチ本体２の雄ねじ２０に対応するものとされる。

【００２３】トーチ本体２の先端とトーチジョイントの
円錐面４４の間に、外径がガイド穴４３内周面にフィッ
トする球面を有する支持ヘッド４５が配置され、この支
持ヘッド４５からはステンレス鋼のパイプ４６がトーチ
ジョイント４０の前端位置まで延びている。パイプの４
６後端は支持ヘッド４５を貫通し、支持ヘッドの後面は
パイプ４６の穴に連なる末広がりの円錐面４５ａとなっ
ている。パイプ４６の穴は溶接ワイヤの径よりわずかに
大きい内径を有する。そしてトーチジョイントの通穴４
１は、このパイプ４６の外径の略２倍程度の内径を有
し、これにより、パイプ４６は支持ヘッド４５を中心と
して通穴４１内で回動可能となっている。図５に示すよ
うに、支持ヘッド４５には周方向に複数の軸方向の貫通
小孔４７が形成されている。

【００２４】トーチジョイント４０の前端にはその外周
に雄ねじ４８が形成され、チップ本体３１を保持するチ
ップカバー３６が取り付けられる。チップカバー３６
は、クロム銅製で、先端部が小径となるせつ頭円錐形の
基本外形を有し、スパナ掛け用の平面加工３７を施して
あり、後端にトーチジョイント４０の雄ねじ４８と結合
する雌ねじ３８を備えている。チップカバー３６はま
た、中間部に軸方向の円筒穴３９ａを有し、円筒穴３９
ａの前端にはチップカバーの前端面に開口する先細の円
錐穴３９ｃが続き、円筒穴３９ａの後端には雌ねじ３８
の径まで拡大する円錐穴３９ｂが続いている。

【００２５】チップ本体３１は、銅など良電導材で作成
され、チップカバー３６の円筒穴３９ａにフィットする
筒状部３２ａと円錐穴３９ｂにフィットするコーン部３
２ｂからなる外形を備える。そして、その筒状部３２ａ
には溶接ワイヤの径よりわずかに大きい内径の貫通孔３
３を有し、コーン部３２ｂにおいて略外形にそった円錐
状の導入口３４を有する。チップ本体３１はチップカバ
ー３６内に挿入されて保持され、チップ本体３１の前端
とチップカバー３６の前端部円錐穴３９ｃ壁面の間に
は、ガイド３５が間挿される。ガイドは高硬度のベリリ
ウム銅製で、チップ本体３１と同じく溶接ワイヤの径よ
りわずかに大きい内径の貫通孔６０を有し、チップ本体
側に円錐状の導入口６１を有している。チップカバー３
６の前端は若干量だけノズル５０の前端面より突出して
いる。

【００２６】ノズル５０は上記チップカバー３６周囲を
間隙をもって囲み、後端に形成された雌ねじ５１をホル
ダ５５の前部の雄ねじ５６にねじ込んで保持される。ホ
ルダ５５はその後端部に形成された雌ねじ５７をトーチ
ジョイント４０の軸方向中間部に形成された雄ねじ４９
にねじ込んでトーチジョイントに結合される。ホルダ５
５は電気的絶縁のため絶縁体からなる内筒５８を金属製
の外筒５９で包んだ構成をとり、上記の雄ねじ５６は外
筒５９に、雌ねじ５７は内筒５８にそれぞれ形成されて
いる。

【００２７】ノズル５０内側の軸方向、チップカバー３
６の後端とホルダ５５の前端に挟まれる空間には、筒状
の樹脂製バッフル６５が配置される。バッフル６５はそ
の前端で内径面がトーチジョイント４０に接し、後端で
外径面がノズル５０に接するクランク状断面を有して、
上記空間をトーチジョイント側スペースＳ１とノズル側
スペースＳ２に区画する。トーチジョイント４０にはそ
の通穴４１と上記トーチジョイント側スペースＳ１とを
連通する直径約２ｍｍの孔６７が周方向に複数個形成さ
れ、またバッフル６５には両スペース間を連通する同じ
く直径約２ｍｍの孔６９が上記孔６７と軸方向の位置を
ずらせて周方向に複数個設けられている。

【００２８】トーチジョイント４０に設けられた孔６７
のうち通穴４１の軸心を挟んで略対向する２個には、通
穴４１を横切って０．５ｍｍ径のテンションワイヤ１１
が通され、それぞれの孔から出たこのテンションワイヤ
１１を後方へ案内するガイド溝７０がホルダ５５の雄ね
じ５６部および該雄ねじ部に連なる肩部に軸対称に形成
されている。テンションワイヤ１１は、図６に示される
ように、トーチジョイント４０の通穴４１内において、
パイプ４６と干渉するため孔６７間を結ぶ直線状を保て
ず、互いに接触状態でパイプ４６を回り込んだ形状に曲
げ変形される。

【００２９】トーチ本体２に取り付けられたエアシリン
ダ１０は、そのエア圧制御により伸縮するロッド１２を
備え、このロッドの先端にトーチジョイント４０の孔６
７から延びるテンションワイヤ１１の両端部が連結され
ている。そして、テンションワイヤ１１を引っ張ること
によりテンションワイヤに緊張力を与えると、テンショ
ンワイヤ１１はトーチジョイントの通穴４１内において
直線状になろうとし、これによりパイプ４６は付勢力を
受けてパイプ前端が通穴４１内壁面に近づく方向に回動
する。

【００３０】なお、トーチジョイント４０あるいはトー
チ本体２には、図示しない管継手が取り付けられ、トー
チジョイントのガイド穴４３にシールドガスが導かれる
ようになっている。このシールドガスは、支持ヘッド４
５の貫通小孔４７を経て通穴４１内に入り、孔６７およ
びバッフル６５の孔６９を順次通過して、チップカバー
３６を包囲するノズル５０内空間に導かれ、噴出する。

【００３１】上記構成になるトーチ１の使用において
は、図７に示すように、トーチ本体２側から繰り出され
る溶接ワイヤは支持ヘッド４５からパイプ４６の穴に入
り、パイプからチップカバー３６に保持されたチップ本
体３１を通って、ガイド３５を経て被溶接材側へ順次送
り出される。この間、溶接ワイヤへの給電は、とくに良
電導体で形成されたチップ本体３１部で行なわれる。ま
た、シールドガスは上述のように支持ヘッド４５の貫通
小孔４７から通穴４１内に入り、トーチジョイントの孔
６７、バッフルの孔６９を順次通過して、ノズル５０前
端から外部に噴出され、このガスで溶接ワイヤの先端周
囲をシールドしながらアーク溶接が行なわれる。

【００３２】ここで、エアシリンダ１０によりテンショ
ンワイヤ１１に所定の引っ張り力が与えられることによ
り、テンションワイヤ１１がトーチジョイント４０の通
穴４１内において直線状になろうとする緊張力によりパ
イプ４６は通穴４１の軸心に対して所定角度傾斜した位
置に回動する。これにより、パイプ４６に案内された溶
接ワイヤＷはチップ本体３１の貫通孔３３に整合するこ
となく、導入口３４の円錐面方向へ偏向され、この結
果、溶接ワイヤＷはチップ本体３１に押しつけられる。
この押しつけ力はエアシリンダ１０のエア圧を制御して
テンションワイヤ１１への引っ張り力を調節することに
より任意に制御でき、接触抵抗が小さくしかも確実な給
電が行なわれるレベルを得ることができる。

【００３３】本実施例は以上のように構成され、コンタ
クトチップを銅などの良電導体で形成されたチップ本体
３１と、高硬度材料のベリリウム銅で形成したガイド３
５と、これらを保持するチップカバー３６とに分割し、
溶接ワイヤへの給電は専らチップ本体３１部で行なう一
方、溶接ワイヤを送り出す最先端にガイド３５を配置す
るものとしたから、確実な給電が行なわれるとともに、
とくにワイヤ振れへの影響の大きい先端部穴径の摩耗等
による拡大が防止される。

【００３４】また、チップカバー３６の後端を雌ねじと
してトーチジョイント４０に結合するようにしたので、
チップカバーの端部口径が大きく、内部に保持するチッ
プ本体３１後端にも溶接ワイヤ導入に余裕のある大きな
導入口３４が得られた。そして、非消耗材のチップカバ
ーに上記雌ねじやそのほか結合の際のスパナ掛け面を形
成し、消耗材に位置づけされるチップ本体３１やガイド
３５は単にチップカバー内に挿入して保持するものとし
たので、消耗材側には最小限の加工のみ施せばよく、効
率の高い加工経済が得られる。

【００３５】さらに、溶接ワイヤをトーチジョイント４
０内に設けた回動可能のパイプ４６に通してチップ本体
の貫通孔３３に対して偏心させるので、給電部材である
チップ本体３１との確実な接触が得られる。そして、上
記パイプ４６の回動角度をトーチジョイントの通穴４１
を横切るように配置したテンションワイヤ１１の緊張力
により調節可能としたので、チップ本体に対する押しつ
け力（接触力）を制御することができる。これにより、
スパーク放電の発生を防止しながら接触抵抗は最小とし
つつ、確実な給電が行なえる適切な接触状態を得ること
ができる。

【００３６】とくに、溶接ワイヤ径１．０ｍｍで、チッ
プ本体材料を銅、ガイド材料をベリリウム銅とし、その
各貫通孔径を１．１１ｍｍとし、チップカバーの雌ねじ
径を９ｍｍとした本実施例の具体例について、クロム銅
製で同じく貫通孔径を１．１１ｍｍとした単体コンタク
トチップの従来例と比較したところ、それぞれ溶接ワイ
ヤの長さ３１５ｍ分の溶接実施後つぎのような結果が得
られた。すなわち、ガイドの貫通孔の拡大率は従来例の
先端部における拡大率の１／２３、チップ本体の貫通孔
の拡大率は従来例の貫通孔前半部における拡大率の１／
６であった。アーク溶接における狙いずれはコンタクト
チップ先端部での孔拡大の影響が大きいので、したがっ
て本実施例によれば約２０倍の寿命が得られたことにな
る。また、消耗材であるチップ本体およびガイドを小型
で単純形状としたため、単体コンタクトチップに対して
約３０％のコスト低減が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、コンタクトチ
ップが良電導材のチップ本体と、高硬度材料のガイド
と、これらをガイドを前端側にして収納保持するチップ
カバーとに分割されているので、溶接ワイヤへの給電は
チップ本体部でなされて確実な給電が行なわれる一方、
最先端のガイドは摩耗等に強く容易に穴径拡大しないか
らワイヤ振れが生じず長期間にわたって高い溶接品質が
維持される。また、溶接ワイヤはトーチジョイント内で
回動可能のパイプを通してチップ本体へ案内されるの
で、チップ本体の貫通孔に対して偏心し、溶接ワイヤと
チップ本体との確実な接触が得られる。このパイプの回
動角度はテンションワイヤの緊張力により調節でき、チ
ップ本体に対する押しつけ力（接触力）を制御すること
ができるので、スパーク放電の発生を防止しながら接触
抵抗を最小とし、しかも確実な給電が行なえる適切な接
触状態を得ることができるという効果を有する。

【００３８】また、チップカバーに雌ねじを設けてトー
チジョイントと結合するとともに該雌ねじに続く円錐穴
を設けることにより、チップ本体は、この円錐穴に合わ
せて大きな口径の円錐状の導入口を備えることができ、
溶接ワイヤが余裕をもって滑らかにチップ本体の貫通孔
に導入されるという効果が得られる。そしてコンタクト
チップは、チップカバーによりトーチジョイントに結合
されるので、チップ本体やガイドには単に貫通孔など最
小限の加工のみ施せばよく、相対的に消耗材にあたる部
材にスパナ掛け面やその他の加工を施す必要がなく、低
コストで加工経済に優れる。

【００３９】さらに、トーチジョイントに通穴の後端に
続いて通穴より大径のガイド穴を設け、パイプはガイド
穴内周面にフィットする球面を有する支持ヘッドを中心
に回動するものとすることにより、パイプ内を通される
溶接ワイヤはなめらかに経路偏向され、その際の抵抗が
小さくなるという効果が得られる。

【００４０】また、トーチジョイントの外周にホルダを
設け、これにねじ結合するノズルを設け、支持ヘッドに
貫通小孔を、トーチジョイントの通穴壁に複数の孔をそ
れぞれ設けて、シールドガスがガイド穴側からノズル内
に導入されるよう構成することにより、構造を複雑にす
ることなくシールドガスを溶接部のコンタクトチップま
わりに噴出させることができる。この際、シールドガス
導入用の通穴壁の複数の孔で、テンションワイヤを通す
孔を兼ねれば、加工工数が低減される。なお、トーチジ
ョイントの前端側部分とノズルの間に、前記通穴壁の複
数の孔と軸方向にずらせた位置に設けられた複数の孔を
備えるバッフルを配置することにより、シールドガスが
一層均一でなめらかに供給される。

【００４１】さらに、コンタクトチップとトーチジョイ
ントとパイプとからなり、トーチジョイントが後端にト
ーチ本体接続用のねじを備えるコンタクトチップユニッ
トは、上記ねじを汎用のトーチ本体に対応させることに
より簡便に従来機種のコンタクトチップと置き換えるこ
とができるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す外観斜視図である。

【図２】実施例要部の外観側面図である。

【図３】図２におけるＡ部分の断面図である。

【図４】図２におけるＢ部分の断面図である。

【図５】支持ヘッドの正面図である。

【図６】テンションワイヤとパイプの関係を示す断面図
である。

【図７】溶接ワイヤの経路を示す図である。

【図８】従来例を示す図である。

【図９】他の従来例を示す図である。

【図１０】他の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ トーチ ２ トーチ本体 ３ コンタクトチップユニット １０ エアシリンダ １１ テンションワイヤ １２ ロッド ３１ チップ本体 ３２ａ 筒状部 ３２ｂ コーン部 ３３ 貫通孔 ３４、６１ 導入口 ３５ ガイド ３６ チップカバー ３８、４２、５１、５７ 雌ねじ ３９ａ 円筒穴 ３９ｂ 円錐穴 ３９ｃ 円錐穴 ４０ トーチジョイント ４１ 通穴 ４３ ガイド穴 ４４、４５ａ 円錐面 ４５ 支持ヘッド ４６ パイプ ４７ 貫通小孔 ４８、４９、５６ 雄ねじ ５０ ノズル ５５ ホルダ ５８ 内筒 ５９ 外筒 ６０ 貫通孔 ６５ バッフル ６７、６９ 孔 ７０ ガイド溝 Ｗ 溶接ワイヤ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 良電導材で形成され溶接ワイヤ用の貫通
   孔を備えるチップ本体と、高硬度材料で形成され溶接ワ
   イヤ用の貫通孔を備えるガイドと、該ガイドを前記チッ
   プ本体の前端に配置して両者を内部に収納保持するチッ
   プカバーとを有するコンタクトチップと、該コンタクト
   チップをトーチ本体に接続するとともに、通穴を備える
   トーチジョイントと、前記通穴内に配置され、当該通穴
   の軸心からずれる方向に回動可能のパイプとを有し、さ
   らに、前記トーチジョイントの通穴壁には少なくも通穴
   の軸心を挟んで略対向する２個の孔が設けられ、該孔間
   を通して通穴を横切り、前記パイプと係合するテンショ
   ンワイヤと、前記孔からトーチジョイントの外部へ引き
   出されたテンションワイヤに所定の緊張を与える緊張手
   段とを有し、溶接ワイヤがテンションワイヤの緊張によ
   り回動した前記パイプを通して前記コンタクトチップへ
   案内されるように構成されたことを特徴とするアーク溶
   接機のトーチ。
2. 【請求項２】 前記トーチジョイントは前端に雄ねじを
   有し、前記チップカバーは、トーチジョイントの前記雄
   ねじと結合する雌ねじと、該雌ねじに順次続く円錐穴お
   よび円筒穴を有し、前記チップ本体は、前記チップカバ
   ーの円筒穴にフィットする筒状部と円錐穴にフィットす
   るコーン部を有し、その筒状部に前記溶接ワイヤ用の貫
   通孔を備え、コーン部において前記貫通孔に連続する円
   錐状の導入口を備えることを特徴とする請求項１記載の
   アーク溶接機のトーチ。
3. 【請求項３】 前記緊張手段が、トーチ本体に取り付け
   られたエアシリンダであることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のアーク溶接機のトーチ。
4. 【請求項４】 前記トーチジョイントは前記通穴の後端
   に続いて通穴より大径のガイド穴を有し、前記パイプ
   は、その後端に外径が前記ガイド穴内周面にフィットす
   る球面を有する支持ヘッドを備え、該支持ヘッドを中心
   に回動するものであることを特徴とする請求項１、２ま
   たは３記載のアーク溶接機のトーチ。
5. 【請求項５】 前記トーチジョイントの外周に設けられ
   該トーチジョイントから絶縁された雄ねじ部を備えるホ
   ルダと、該ホルダの雄ねじ部に結合する雌ねじを後端に
   備え、前記トーチジョイントの前端側部分および前記コ
   ンタクトチップを囲むノズルを有し、前記ホルダの雄ね
   じ部には、前記テンションワイヤ引き出し用の溝が軸方
   向に形成され、前記支持ヘッドにはパイプの周りに軸方
   向の貫通小孔が形成され、トーチジョイントのノズルに
   囲まれた領域には通穴の壁を貫通して周方向に複数の孔
   が設けられて、シールドガスがガイド穴側から前記支持
   ヘッドの貫通小孔、通穴、通穴壁の複数の孔を経てノズ
   ル内に導入されるよう構成されていることを特徴とする
   請求項４記載のアーク溶接機のトーチ。
6. 【請求項６】 シールドガス導入用の前記通穴壁の複数
   の孔が、前記テンションワイヤを通す少なくも通穴の軸
   心を挟んで略対向する２個の孔を兼ねていることを特徴
   とする請求項５記載のアーク溶接機のトーチ。
7. 【請求項７】 前記トーチジョイントの前端側部分とノ
   ズルの間に、前記通穴壁の複数の孔と軸方向にずらせた
   位置に設けられた複数の孔を備えるバッフルが配置され
   ていることを特徴とする請求項５または６記載のアーク
   溶接機のトーチ。
8. 【請求項８】 アーク溶接機のトーチ本体に取り付けら
   れるコンタクトチップユニットであって、良電導材で形
   成され溶接ワイヤ用の貫通孔を備えるチップ本体と、高
   硬度材料で形成され溶接ワイヤ用の貫通孔を備えるガイ
   ドと、該ガイドを前記チップ本体の前端に配置して両者
   を内部に収納保持するとともに後端に雌ねじを備えるチ
   ップカバーとを有するコンタクトチップと、後端にトー
   チ本体接続用のねじを、前端にチップカバーの雌ねじと
   結合する雄ねじを備えるとともに、通穴およびその後端
   に通穴より大径のガイド穴を備えるトーチジョイント
   と、前記通穴内に配置され、後端に外径が前記ガイド穴
   内周面にフィットする球面を有する支持ヘッドを備え、
   該支持ヘッドを中心に通穴の軸心からずれる方向に回動
   可能のパイプとを有し、前記チップカバーは、前記雌ね
   じに順次続く円錐穴および円筒穴を有し、前記チップ本
   体は、前記チップカバーの円筒穴にフィットする筒状部
   と円錐穴にフィットするコーン部を有し、その筒状部に
   前記溶接ワイヤ用の貫通孔を備え、コーン部において前
   記貫通孔に連続する円錐状の導入口を備え、前記トーチ
   ジョイントの通穴壁には少なくも通穴の軸心を挟んで略
   対向する２個の孔が設けられていることを特徴とするア
   ーク溶接機のコンタクトチップユニット。
9. 【請求項９】 前記トーチジョイントの外周に設けられ
   該トーチジョイントから絶縁された雄ねじ部を備えるホ
   ルダと、該ホルダの雄ねじ部に結合する雌ねじを後端に
   備え、前記トーチジョイントの前端側部分および前記コ
   ンタクトチップを囲むノズルを有し、前記ホルダの雄ね
   じ部には、軸方向の溝が形成され、前記支持ヘッドには
   パイプの周りに軸方向の貫通小孔が形成されていること
   を特徴とする請求項８記載のアーク溶接機のコンタクト
   チップユニット。