JPH1024373A

JPH1024373A - 溶接チップ

Info

Publication number: JPH1024373A
Application number: JP17814296A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Fushimi; 義光伏見
Original assignee: MIZUHO SANGYO KK
Current assignee: MIZUHO SANGYO KK
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】異物の排除が容易で、ワイヤの送給性、溶接
アークの安定性、耐摩耗性に優れた、低コストの溶接チ
ップを提案する。【解決手段】内側チップと外側チップとからなる複合
型とし、内側チップは、ガイド孔を有し、外側チップは
軸方向に貫通した孔を有し、かつ内側チップと外側チッ
プがともに一体形状で形成されるかあるいは内側チップ
と外側チップのうち少なくとも一方が２以上に分割可能
な部材から構成され、外側チップ孔内に内側チップを着
脱可能に装着する。ワイヤのガイド孔は円形または非円
形の断面形状で、外側チップには水冷回路を敷設する。
銅または銅合金により形成されるのが好ましく、また、
焼結材としてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動アーク溶接装
置の電極先端に備えられ、ワイヤを案内しワイヤに通電
するための溶接チップに関する。

【０００２】

【従来の技術】消耗電極式アーク溶接に用いられるワイ
ヤの断面形状は円形であり、従来から、通電のために使
用される溶接用チップの孔形状も円形であった。また、
非消耗電極式アーク溶接に用いられる添加ワイヤの断面
形状もほとんどの場合が円形であり、そのワイヤを溶接
部に案内するチップも、円形が通常である。

【０００３】図１３（ａ）は、従来より消耗電極式溶接
で用いられている溶接用チップを示す断面図である。溶
接チップ11は一体であり、中心軸方向にチップ入口側３
ａが大径Ｄで出口側３ｂが小径ｄとなる段付の円形のワ
イヤガイド孔３が形成されている。溶接チップは、図示
しない溶接トーチに取りつけられ、ワイヤをガイド孔に
挿通し、自動溶接に利用される。

【０００４】サブマージアーク溶接では、図１３（ｂ）
に示すように、溶接チップ１１にチップボディ１６を取
り付けて使用される場合がある。チップボディ１６は溶
接チップ11を保持するのみの働きを有している。溶接チ
ップのワイヤガイド孔径は、通常、サブマージアーク溶
接用では、ワイヤ外径より0.2 〜0.4mm 程度、マグ溶接
用では0.1 〜0.2mm 程度大きく製作されている。通電を
確実に行うためには、できるだけクリアランスの少ない
孔を有する溶接チップを用いるのが望ましいが、ワイヤ
を円滑に送給するためには、ある程度のクリアランスを
必要とするのである。ワイヤの送給が円滑に行われない
と溶接が不安定となる。しかし、クリアランスが大きく
なりすぎると、通電性が損なわれまたアークが不安定と
なる。

【０００５】溶接チップに送給されるワイヤ表面には、
錆やゴミが付着したり、錆どめの銅めっきが剥離し付着
したりしている。このようなワイヤ表面の付着物および
溶接ワイヤを送給する際に発生する削りくず（銅めっき
および鉄で構成される）等の異物が、ワイヤとともに溶
接チップに送給され、溶接チップの孔とワイヤとの間に
挟まって、ワイヤの円滑な送給や、チップからワイヤへ
の通電を妨げる。

【０００６】ガスシールド消耗電極式アーク溶接の場合
には、アーク切れを発生し、スパッタが多発しアークが
不安定になるなどの問題があった。また、サブマージア
ーク溶接の場合も、同様であるが、サブマージアーク溶
接の場合には、さらに、短絡を起こすとアークが中断す
る。サブマージアーク溶接の場合にはアークスタート時
に溶接欠陥が発生しやすいため、アークが中断し、溶接
が中断することは致命的になるといった問題があった。

【０００７】異物の排出を容易にするために、例えば、
実開昭56-142880 号公報には、図１４に示すように、通
電チップ１８のワイヤガイド孔３の途中に空間８を設け
るとともに該空間８から通電チップ１８の周面に貫通す
る横穴７を設け、そこから異物を排出する構造の通電チ
ップが提案されている。しかし、この方法でも、チップ
先端部の孔径自体は、通常のクリアランスを持たせてお
り、やはり異物による詰まりは発生する。

【０００８】また、特開平6-304761号公報には、ワイヤ
のガイド孔の断面形状をワイヤを挿通可能な非円形で、
好ましくはワイヤ外径よりも0.05〜0.20mm大きい円に外
接する多角形とする溶接用チップが提案され、ワイヤの
がたつきを減少できると同時にガイド孔の内面にワイヤ
を少なくとも２点以上接触させることができ、異物の噛
み込みも減少でき、接触が１点で行われる従来の円形孔
に比較し、通電がより安定するとしている。

【０００９】しかし、溶接チップは、溶接に必要な電流
をワイヤに供給するため、ワイヤと接触しているが、ワ
イヤとの接触によりガイド孔が摩耗し、ガイド孔径が拡
大する。チップのガイド孔径が大きくなり、ワイヤとチ
ップ間の隙間が拡大すると、放電が生じ易くなり、放電
が起こると瞬間的に融着するため、チップを交換する必
要が生じる。チップの交換には、数分〜10分の作業時間
を要し、しかもチップ全体を交換しなければならなく、
とくに、サブマージアーク溶接では、コスト的にも高く
なるという問題があった。

【００１０】このようなことから、溶接チップには、通
電が安定しアークが安定することと、耐摩耗性が高いこ
とが要求されている。

【００１１】

【発明が解決しょうとする課題】本発明は、上記した問
題点を有利に解決し、異物の排除が容易で、ワイヤの送
給性、溶接アークの安定性、耐摩耗性に優れた、低コス
トの溶接チップを提案することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、内側チップと
外側チップとからなる複合型溶接チップにおいて、前記
内側チップは、ワイヤのガイド孔を有し、前記外側チッ
プは、中心軸方向に貫通した孔を有し、かつ、前記内側
チップと前記外側チップがそれぞれ一体形状で形成さ
れ、該外側チップ孔内に前記内側チップを着脱可能に装
着してなることを特徴とする複合型溶接チップである。

【００１３】また、本発明は、内側チップと外側チップ
とからなる複合型溶接チップにおいて、前記内側チップ
は、ワイヤのガイド孔を有し、前記外側チップは中心軸
方向に貫通した孔を有し、かつ前記内側チップと前記外
側チップのうち少なくとも一方が２以上に分割可能な部
材から構成され、該外側チップ孔内に前記内側チップを
着脱可能に装着してなることを特徴とする複合型溶接チ
ップである。

【００１４】また、本発明では、前記内側チップは、中
心軸線に沿って形成されるワイヤのガイド孔をその軸線
に対し直角の面で切断したときの断面形状が円形または
非円形に形成されてなることが好ましい。また、本発明
では、前記内側チップの外側形状は中心軸線を含む面で
切断したときの断面形状で長方形に形成され、前記外側
チップの孔は、前記内側チップを差し込み可能な同一寸
法形状の、中心軸線を含む面で切断したときの断面形状
で長方形に形成され、かつ該内側チップが該外側チップ
の孔内に差し込み保持されてなる複合型溶接チップが好
ましい。

【００１５】また、本発明では、前記内側チップの外側
形状は中心軸線を含む面で切断したときの断面形状でワ
イヤ送給入口側で広く出口側で狭くなる台形に形成さ
れ、前記外側チップの孔は前記内側チップを差し込み可
能な同一寸法形状の、中心軸線を含む面で切断したとき
の断面形状でワイヤ送給入口側で広く出口側で狭くなる
台形に形成され、かつ該内側チップが該外側チップの孔
内に差し込み保持されてなる複合型溶接チップが好まし
い。

【００１６】また、本発明では、前記内側チップ外面お
よび前記外側チップ孔内面が、ねじ加工を施してもよ
い。また、本発明では、前記内側チップは、ワイヤ送給
入口側で太く出口側で小さくなる円錐台あるいは角錐台
に形成され、前記外側チップは、該内側チップを差し込
み可能な同一寸法形状の孔形状を有し、該外側チップに
該内側チップを差し込み保持されてなる複合型溶接チッ
プが好ましい。

【００１７】また、本発明では、前記内側チップは、固
定保持のための肩部を有し、前記肩部のワイヤ送給入口
側には太い径の円柱または角柱を、前記肩部のワイヤ送
給出口側には細い径の円柱または角柱を積み重ねた形状
を有し、前記外側チップは、前記内側チップの肩部に対
応し、該内側チップを保持できる段付を有し、前記内側
チップを差し込み可能な同一寸法形状の孔形状を有し、
さらに、該外側チップに、前記内側チップを差し込み固
定してなる複合型溶接チップが好ましい。

【００１８】また、本発明では、前記溶接チップは、前
記外側チップの外側から内側チップを一本または複数本
のネジで固定されてなる複合型溶接チップが好ましい。
また、本発明では、前記外側チップには、水冷回路を敷
設してもよい。また、本発明では、前記複合型溶接チッ
プは銅または銅合金、あるいは銅焼結材または銅合金焼
結材により形成されるのが好ましい。

【００１９】また、本発明の複合型溶接チップは、異物
排出口を有していることが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の溶接チップは、内側チッ
プと外側チップとからなることを特徴とする複合型溶接
チップである。本発明の溶接チップは、消耗電極式アー
ク溶接、非消耗電極式アーク溶接の溶接チップとしてい
ずれの溶接方法にも適用できるが、なかでも、サブマー
ジアーク溶接用として好適である。サブマージアーク溶
接は、通常、図１６に示す形式で溶接が行われるが、太
径の電極ワイヤを用い大電流で溶接するため、溶接チッ
プの摩耗損傷が著しく、高い耐久性を有する溶接チップ
が要求されていた。

【００２１】本発明の溶接チップは内側チップと外側チ
ップとから構成される複合型溶接チップで、ワイヤとの
接触で摩耗し孔径が拡大した内側チップのみを交換する
ことも、また、スパークや短絡で損耗した外側チップの
みを交換することもできる。損耗していない他の部材は
そのまま使用を継続でき、コスト的に有利である。本発
明の複合型溶接チップは、内側チップ、外側チップそれ
ぞれがいずれも一体形状で形成される。

【００２２】また、本発明の複合型溶接チップは、内側
チップ、外側チップのうち少なくとも一方が２以上に分
割可能な部材で構成されてもよい。内側チップおよび外
側チップを分割できない一体形状で形成しても、内側チ
ップ又は外側チップを２以上に分割し、複数の部材で構
成してもよい。分割することにより、ガイド孔の加工を
含めチップの製作が容易となり、また、摩耗が一個所に
偏在している場合には分割部材の一部だけを交換すれば
よく経済的である。

【００２３】もちろん、内側チップ又は外側チップを分
割できない一体形状として、内側チップが分割、外側チ
ップが一体の場合、あるいは内側チップが一体、外側チ
ップが分割、あるいは内側チップ、外側チップとも分割
とする場合、いずれでもよい。内側チップには、ワイヤ
のガイド孔が形成される。ワイヤのガイド孔は、中心軸
線に対し直角の面で切断したときの断面形状を、例え
ば、図１２に示すように、円形（図１２（ａ））または
非円形に形成する。ワイヤガイド孔は、円形断面より、
非円形断面のほうが好ましい。非円形の断面形状として
は、多角形が好ましく、例えば、図１２に示すように、
（ｂ）三角形、（ｃ）正方形、（ｄ）菱形、三角形、
（ｆ）六角形が挙げられる。そのほか、（ｅ）楕円形、
（ｇ）十字形などでもよい。いずれも、ワイヤ外径より
0.1 〜0.5mm 大きい円に外接する面をもつことが好まし
い。円形断面では、図１５に示すように、溶接ワイヤ６
はワイヤガイド孔３の１点でチップと接触している。一
方、図１２（ｈ）に示すように、ワイヤ外径より大きい
外接円９に外接する面をもつようにワイヤガイド孔３を
形成することにより、円形断面に比べ、接触点が２点以
上となり、溶接電流が安定して供給できアークが安定す
るとともに、異物を搬送するための空隙が形成されやす
く異物の排出が容易になる。

【００２４】外側チップは、中心軸方向に貫通した孔を
有し、前記内側チップを該孔内に着脱可能に装着する。
そのため、外側チップの孔形状は、内側チップの形状と
対応して決定されることは言うまでもない。例えば、内
側チップの形状が円錐台であれば、外側チップの孔形状
も、同一寸法の円錐台とする。これにより、内側チップ
が外側チップの孔内に装入でき、ワイヤの挿通に際し、
安定して固定保持ができる。

【００２５】なお、内側チップを外側チップに装着した
際に、ワイヤ送給出口側で内側チップ端面が外側チップ
の端面と同一面となるのが好ましいが、内側チップを外
側チップから外す場合の作業のやりやすさからは、外側
チップの端面から内側のチップ端面がわずかに突出した
ほうがより好ましい。内側チップの形状は、外側チップ
に着脱可能に装入でき、ワイヤの送給に支障がないよう
に安定に保持できればよく、とくに限定するものではな
いが、なかでも、円錐台、多角錐台が好適である。多角
錐台では、三角錐台、四角錐台、六角錐台が好適であ
る。これら以外でも、内側チップを中心軸線を含む面で
切断したときの断面形状でワイヤ送給入口側で広く、出
口側で狭くなる台形状となる形状であればよい。例え
ば、円錐台、角錐台であれば、ワイヤ入口側が太径で、
出口側が小径とすることにより、ワイヤの送給時に安定
して内側チップを固定保持でき、また、着脱も容易とな
る。

【００２６】つぎに、分割された構成の内側チップにつ
いて説明する。図１０には、分割した部材の合体後の内
側チップの形状が円錐台で、（ａ）は２分割した内側チ
ップ部材１Ａ、１Ｂを合体し、（ｂ）は４分割し内側チ
ップ部材１Ａ〜１Ｄを合体し内側チップ１とした場合の
例を示す。図１０のワイヤガイド孔３は菱形の例である
が、必ずしも、菱形に限定されるものではなく、円形で
も、三角形でも、四角形でもよい。

【００２７】内側チップの分割の方法はとくに規定しな
いが、ガイド孔に沿って分割するのがよい。図１０に示
す部材合体後の内側チップは、円錐台の中心軸線に沿っ
てワイヤガイド孔３を設け、ワイヤガイド孔に沿って２
あるいは４分割した例である。図１０（ｃ）は、２分割
された内側チップ部材の斜視図を示すが、ワイヤガイド
孔の断面形状は菱形で、菱形の頂点で分割している。

【００２８】なお、一体形状の内側チップは、形状は分
割する場合と同一でよく、特に説明を必要としないた
め、図示を省略した。図１０（ａ）、（ｂ）に対応する
外側チップの例を図６（ａ）に示す。外側チップは内側
チップの形状に対応し、外側チップ円錐台状孔４Ａが形
成されている。

【００２９】図１１（ａ）には、２分割した内側チップ
部材１Ａ、１Ｂを合体して内側チップ１とした、内側チ
ップ１の形状が四角錐台の場合を示す。ガイド孔も菱形
の例を示した。また、部材合体後の内側チップの形状を
円柱または角柱としてもよい。角柱は、三角柱、四角柱
等いずれでも好適である。

【００３０】図１１（ｂ）には、２分割した内側チップ
部材１Ａ、１Ｂを合体して内側チップ１とした、内側チ
ップ１の形状が円柱の場合を示す。ガイド孔は菱形の例
を示した。この例は、頭付円柱の場合である。この内側
チップに対応する外側チップの例を図６（ｄ）に示す。
また、図１１（ｃ）には、内側チップ１の形状が円柱
で、ガイド孔が円形の例を示した。

【００３１】内側チップ１の形状が円柱または角柱の場
合には、内側チップの外側チップ内での保持は、図示さ
れていないが、外側チップの外側からねじ留めするか、
あるいは頭付内側チップとして外側チップに形成された
頭部溝（図６（ｄ）４Ｇ）にはめ込み保持してもよ
い。また、部材合体後の内側チップの形状を円柱状とし
て、外面にねじ加工を施してもよい。ねじ加工を施すこ
とにより、外側チップにねじ込み可能となる。外面にね
じ加工を施した内側チップ１の例を内側チップ部材１
Ａ、１Ｂを合体させた状態で図９（ｄ）に示す。この例
は２分割の場合の例である。なお、内側チップには、ね
じ込み容易とするために、外面にスパナ溝１５を形成す
るとよい。

【００３２】この場合には、もちろん外側チップの内面
にもねじ加工は施されていることは言うまでもない。ね
じ加工された内側チップに適応できる外側チップの例
を、図６（ｅ）に示す。また、内側チップは、固定保持
のための内側チップ肩部１ｄを有し、肩部のワイヤ送給
入口側で太径、肩部のワイヤ送給出口側で細径の、径の
異なる円柱または角柱を積み重ねた形状としてもよい。
図９（ｂ）に異なる径の円柱を積み重ねた、内側チップ
肩部１ｄを有する形状の内側チップ１の例を示す。この
形状の内側チップに対応する外側チップは、図６（ｂ）
に示すように、外側チップの孔内に内側チップを差し込
み可能とし、内側チップの肩部１ｄに対応し、内側チッ
プを保持できる外側チップ孔段付４ｄを有し、外側チッ
プ孔段付４ｄを介し、ワイヤ送給出口側に小径の外側チ
ップ円柱状孔４Ｅを、入口側に太径の外側チップ円柱状
孔４Ｄを積み重ねた形状の孔形状となっている。この場
合は、さらに、外側チップの外側から内側チップを固定
してもよい。固定の方法は、図６（ｂ）に図示するよう
に、外側チップの外側からねじ孔２８ａ、２８ｂを開口
し、ねじ留めとするのが好適である。また、ねじ留めは
必ずしも必要でないのは言うまでもない。

【００３３】また、内側チップを、ワイヤ送給入口側を
太径の円柱または角柱とし、肩部を介し、ワイヤ送給出
口側に向かって小径となる円錐台または角錐台を積み重
ねた形状の内側チップとして、内側チップに対応して外
側チップの孔形状を段付のワイヤ送給出口側で円錐台ま
たは角錐台としてもよい。内側チップ円柱１ｂと内側チ
ップ円錐台１ｃを内側チップ肩部１ｄを介して積み重ね
た形状の内側チップ１の例を図９（ｃ）に示す。この内
側チップ１は分割された内側チップ部材１Ａ、１Ｂを合
体させた状態で示されている。この内側チップ１に対応
する外側チップ２の例を、図６（ｃ）に示す。外側チッ
プの孔は、ワイヤ送給出口側で外側チップ円錐台状孔４
Ｃ、外側チップ孔段付４ｄを介しワイヤ送給入口側では
外側チップ円柱状孔４Ｂとなっている。

【００３４】外側チップのワイヤ送給入口側には、溶接
トーチに接続するための接続用ねじ５が施されている。
図６（ａ）〜（ｅ）では、雌ねじの場合についてのみ、
図示しているが、溶接機によっては、雄ねじを必要とす
る場合もあり、雄ねじを加工してもよいのは言うまでも
ない。外側チップを分割する場合には、内側チップと同
様に、２以上の部材に分割するのが好ましい。分割した
外側チップの形状は、上記した一体形状のものと全く同
一でよく、外側チップの分割方法は、２分割がチップの
保持上最も好ましいが、それ以上の分割でも何ら問題は
ない。

【００３５】外側チップ部材の合体後の固定方法は、特
に限定しないが、公知の合せ部材の固定方法がいずれも
適用できるが、なかでもねじ留め、ハンド留めが好まし
い。例えば、外側チップ部材は、合せ面に垂直に外側チ
ップ部材の外側でねじまたはねじ孔を加工し、ねじ留め
する。外側チップを２分割して、外側チップ部材２Ａ、
２Ｂとし、２Ａ、２Ｂを合体した状態で図７に示す。

【００３６】図７に示す例は、外側チップの外側４個所
にねじ加工を施し、ねじ留めしたものである。本発明で
は、この例に限定されるものではなく、ねじ留めの個所
は中心に対し、反対側に少なくとも各１個所以上あれば
良い。ねじ加工でなく、孔加工を施し、ボルトとナット
で固定しても何ら不都合はない。また、合せ材各部材の
半径方向のずれを防止するよう合せ面に段差を設けても
よい。

【００３７】外側チップでは、スパーク、短絡は局部的
であり、外側チップを分割することにより、スパーク、
短絡等により損傷した部材のみを交換でき、損傷した他
の部材はそのまま使用できるという経済的効果が期待で
きる。本発明では、外側チップに、水冷回路を敷設して
もよい。溶接チップは、ワイヤに電流を流すため、接触
抵抗による発熱や溶接アークの輻射熱により高温に加熱
される。溶接チップが高温に加熱されると、アークが不
安定になると同時に溶接チップの耐摩耗性が劣化し、チ
ップの寿命が短くなる。このため、溶接チップは、冷却
し、低温で使用することが重要になる。

【００３８】しかし、マグ溶接用のチップは、小さすぎ
て水冷するのは技術的に困難であり、また、かりに水冷
溶接チップが実現しても重くなりすぎ、半自動溶接では
作業がしにくくなるという問題がある。そのため、マグ
溶接で高電流（400 Ａ以上）で連続溶接する場合は溶接
トーチを水冷している。これに対し、サブマージアーク
溶接では、ほとんどが全自動溶接で、しかも連続して長
時間( 数分〜数十分間）、高電流（500 〜2800Ａ）で溶
接が行われている。そのため、溶接チップはマグ溶接の
場合に比べ、接触抵抗による発熱や溶接アークの輻射熱
により高温に曝されるため、溶接チップを水冷する効果
はマグ溶接より大きいと言える。しかし、溶接チップは
消耗品であり、水冷構造にすると、高価となるため、溶
接チップ自体への水冷は実施せず、ワイヤガイドノズル
を水冷しているのが現状である。

【００３９】消耗電極式アーク溶接では、実際にワイヤ
に通電するのは溶接チップであり、溶接トーチやワイヤ
ガイドノズルを水冷してもその効果は少ない。本発明の
ような複合型溶接チップであれば、外側チップに冷却の
ための水路を敷設することが可能となる。とくに、大電
流が流れるサブマージアーク溶接では、水冷式溶接チッ
プによれば、温度上昇を抑えることができ、アークの安
定性が数段向上するとともに、チップの寿命延長に多大
の効果が期待できる。

【００４０】図８に、外側チップに水路を敷設した例を
示す。外側チップ２に冷却水水路１４を敷設し、冷却水
１０を冷却水入口１２から流し、冷却水出口１３から排
出して、外側チップ２を冷却する。冷却水水路１４は、
金属パイプを外側チップ２中に埋め込む方式（図８
（ａ））でも、外側チップ２の表面にパイプを巻き付
け、ロウ付で固定しても、また、外側チップ２の表面に
パイプ外径に相当する溝を加工し、溝中にパイプを埋め
込み、ロウ付で固定する方式（図８（ｂ））でもよい。

【００４１】本発明の溶接チップは、電気の良導体であ
る金属であれば、とくに、制限はないが、電気抵抗の低
い銅または銅合金が、チップの発熱という点からは好ま
しい。銅合金としては、Cr-Cu 合金、Cr-Zr-Cu合金、Cr
-Zr-Be-Cu 合金、Cr-Be-Cu合金等が好適である。また、
本発明のチップでは、図１１（ｃ）に示すように、内側
チップの先端部を耐摩耗性の優れたセラミック２９とし
てもよい。

【００４２】また、本発明の溶接チップは、粉末原料を
混合、混練したのち、圧粉成型し、成型体として、還元
雰囲気中で焼結して、焼結体として、この焼結体から所
定の寸法の溶接チップに加工してもよい。加工は、通常
の切削加工、旋盤加工、プレス加工等、いずれの加工で
もよいが、焼結体でほぼ製品形状とすることができる射
出成型で、製造するのがとくに好ましい。

【００４３】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図５に示す。図１
（ａ）は、本発明の複合型溶接チップを示し、２分割し
た内側チップ部材１Ａ、１Ｂを合体し、内側チップ１と
し、外側チップ２の外側チップ孔４に装着した状態を示
す断面図である。内側チップ１は、その中心軸線に沿っ
てワイヤガイド孔３を設け、ワイヤ送給入口側で太径で
入口側で細径の円錐台の形状を呈している。外側チップ
２の外側チップ孔４は、内側チップ１に対応した円錐台
の形状を有している。

【００４４】図１に示す複合型溶接チップは、銅合金
（Cr−Cu合金）製であり、銅合金素材から、切削加工に
より製造されたものである。この形状であれば、ワイヤ
の送給により内側チップ１は外側チップ２に強く押付ら
れ、安定して保持できる。また、チップの交換も内側チ
ップのみでよく、内側チップ１を図面上方に押し上げる
ことにより簡単に外側チップ２から外せる。

【００４５】図１（ｂ）は、本発明の複合型溶接チップ
図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。ワイヤガイド孔は菱
形であり、菱形の頂点で２分割している。図２（ａ）
は、本発明の複合型溶接チップを示し、内側チップ１
Ａ、１Ｂを合体し、内側チップ１とし、外側チップ２に
装着した状態を示す断面図である。内側チップ１は、円
柱形状とし、その中心軸線に沿ってワイヤガイド孔３を
設け、さらに外面にねじ加工を施され、外側チップ２
は、中心軸線に沿って円柱状の外側チップ孔４を設け、
内面に同じねじ加工を施されて、内側チップをスパナ溝
１５を用いて外側チップ２にねじ込み、装着する。図２
に示す複合型溶接チップは、銅合金（Cr−Cu合金）粉末
を所定寸法の金型に射出成型し、外側チップおよび内側
チップ部材を製造した。

【００４６】図２（ｂ）は、本発明の複合型溶接チップ
図２（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。ワイヤガイド孔の断
面形状は三角形であり、三角形の底面で２分割してい
る。図３（ａ）は、本発明の複合型溶接チップであり、
内側チップ１Ａ、１Ｂを合体し、内側チップ１とし、外
側チップ２の外側チップ孔４に装着した状態を示す断面
図である。内側チップ１は、その中心軸線に沿ってワイ
ヤガイド孔３を設け、内側チップ肩部１ｄを介しワイヤ
送給入口側の太径の円柱と、入口側の細径の円錐台とを
積み重ねた形状を呈している。この形状であれば、ワイ
ヤの送給により内側チップは外側チップ２に強く押付ら
れ、外側チップ孔段付４ｄと内側チップ肩部１ｄとで安
定して保持でき、しかもワイヤ送給出側での円錐台の嵌
め合いで、安定して保持できる。

【００４７】図３に示す複合型溶接チップは、銅合金
（Cr−Cu合金）製であり、所定の寸法（25mmφ）に切削
加工した。図３（ｂ）は、本発明の複合型溶接チップ図
３（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。ワイヤのガイド孔は菱
形であり、菱形の頂点で２分割している。図４（ａ）
は、本発明の複合型溶接チップであり、内側チップ１
Ａ、１Ｂを合体し、内側チップ１とし、外側チップ２の
外側チップ孔４に装着した状態を示す断面図である。内
側チップ１は、円柱形状を呈しその中心軸線に沿ってワ
イヤガイド孔３を設け、ワイヤ送給入口側に頭部１ｅを
有し、外側チップ２の頭部溝にはめ込み安定して保持で
きる構造となっている。ワイヤガイド孔３は三角形断面
を有している。図４（ａ）に示す複合型溶接チップは、
銅合金（Cr−Cu合金）製であり、所定の寸法（25mmφ）
に切削加工した。

【００４８】図４（ｂ）は、本発明の複合型溶接チップ
であり、図４（ａ）のチップ形状と同じであるが、外側
チップを２Ａ、２Ｂに２分割し合体し、部材を合体した
内側チップ１を外側チップ２の孔に装着した状態を示
す。なお、この例では、内側チップ端面と外側チップ端
面は、ワイヤ送給出口側で同一面となっている。外側チ
ップは図示しないねじ留めで固定している。

【００４９】図４（ｃ）は、本発明の複合型溶接チップ
であり、内側チップ１および外側チップ２とも一体形状
に形成されている。内側チップ１も外側チップ２も内側
チップ１が分割されていないだけで図４（ａ）と同じ形
状の例である。図４（ｄ）は、本発明の複合型溶接チッ
プであり、内側チップ１Ａ、１Ｂを合体し、内側チップ
１とし、外側チップ２の外側チップ孔４に装着した状態
を示す断面図である。内側チップ１は、円柱形状を呈
し、その中心軸線に沿ってワイヤガイド孔３を設けてい
る。内側チップ１の保持は、ねじ２８により外側チップ
２の外側から行う構造となっている。ワイヤガイド孔３
は菱形断面形状を有している。図４（ｃ）に示す複合型
溶接チップは、銅合金（Cr−Cu合金）製であり、所定の
寸法（25mmφ）に切削加工した。

【００５０】図４（ｅ）には、図４（ｄ）と同じ形状の
内側チップ１、外側チップ２に異物排出口３０が設置さ
れた例を示している。なお、図中には１個所しか異物排
出口３０が図示されていないが、複数個所設置してもよ
い。図５（ａ）は、図１と同じ形状の溶接チップに冷却
水水路１４を敷設した複合型溶接チップの例を示す。内
側チップ部材１Ａ、１Ｂを合体し、中心軸線に沿って菱
形断面のワイヤガイド孔３を有する内側チップ１を、冷
却水入口１２と冷却水出口１３を有する冷却水水路１４
を敷設された外側チップ２に装着した状態を示してい
る。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【００５１】図５に示す複合型溶接チップは、銅パイプ
を図１と同じ形状の溶接チップの外側チップ表面に加工
した溝内に設置し、ロウ付けして冷却水水路１４を形成
した例である。また、内側チップは、切削、プレス加工
により内側チップ部材１Ａ、１Ｂの形状にした。つぎ
に、図５に示す形状の水冷式複合型溶接チップを用い
て、サブマージアーク溶接機で自動溶接を行った。溶接
チップは呼び径25mmφとし、ガイド孔は、菱形断面で外
径6.4 mmのワイヤが外接可能となっている。なお、比較
として、図１３（ｂ）に示す形状をした呼び径25mmφの
銅製のワイヤガイド孔が円形の溶接チップを用いて、同
様の自動溶接を行った。

【００５２】この結果、本発明の複合型溶接チップは、
従来の溶接チップに比べ、チップの摩耗量は大幅に減少
し、チップの寿命延長が顕著であった。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、自動溶接において、チ
ップ内からの異物の排除が容易となり、さらに、ワイヤ
の送給性が安定して、溶接アークが安定し、したがっ
て、溶接チップの摩耗量が減少し、溶接チップの寿命が
向上するとともに、溶接チップ全体を交換する必要がな
くなり、低コスト化が図れるという経済的にも大きな効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例である複合型溶接チップの
（ａ）断面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図２】本発明の１実施例である複合型溶接チップの
（ａ）断面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】本発明の１実施例である複合型溶接チップの
（ａ）断面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】本発明の１実施例である複合型溶接チップの断
面図である。

【図５】本発明の１実施例である複合型溶接チップの
（ａ）側面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図６】本発明の複合型溶接チップの外側チップの例を
示す断面図である。

【図７】本発明の複合型溶接チップの外側チップの例を
示す（ａ）側面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ矢視図であ
る。

【図８】本発明の複合型溶接チップの外側チップの一例
を示す側面図である。

【図９】本発明の複合型溶接チップの内側チップの一例
を、内側チップ部材を合体した状態で示す側面図であ
る。

【図１０】本発明の複合型溶接チップの内側チップの一
例を、内側チップ部材を合体した状態で示す側面図
（（ａ）および（ｂ））および内側チップ部材の斜視図
（（ｃ））である。

【図１１】本発明の複合型溶接チップの内側チップの一
例を、内側チップ部材を合体した状態で示す側面図であ
る。

【図１２】本発明の内側チップガイド孔に好適なガイド
孔の断面形状の例（（ａ）〜（ｇ））を示す説明図およ
びガイド孔と溶接ワイヤとの接触状況を示し概略断面図
（ｈ）である。

【図１３】従来の溶接チップの断面図である。

【図１４】従来の溶接チップの一例を示す断面図であ
る。

【図１５】従来の溶接チップにおける円形ワイヤガイド
孔におけるワイヤとチップの接触状況を示す概略断面図
である。

【図１６】サブマージアーク溶接法を説明する概略説明
図である。

【符号の説明】

１内側チップ１Ａ内側チップ部材１Ｂ内側チップ部材１Ｃ内側チップ部材１Ｄ内側チップ部材１ｂ内側チップ円柱１ｃ内側チップ円錐台１ｄ内側チップ肩部１ｅ内側チップ頭部２外側チップ２Ａ外側チップ部材２Ｂ外側チップ部材３ワイヤガイド孔３ａワイヤ送給入口側３ｂワイヤ送給出口側４外側チップ孔４Ａ外側チップ円錐台状孔４Ｂ外側チップ円柱状孔４Ｃ外側チップ円錐台状孔４Ｄ外側チップ円柱状孔４Ｅ外側チップ円柱状孔４Ｆ外側チップ円柱状孔４Ｇ頭部溝４ｄ外側チップ孔段付４ｆ外側チップねじ部５接続用ねじ６溶接ワイヤ７横穴８空間９外接円１０冷却水１１溶接チップ１２冷却水入口１３冷却水出口１４冷却水水路１５スパナ溝１６チップボディ１８通電チップ２８ねじ２８ａねじ孔２８ｂねじ孔２９セラミック３０異物排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側チップと外側チップとからなる複合
型溶接チップにおいて、前記内側チップは、ワイヤのガ
イド孔を有し、前記外側チップは、中心軸方向に貫通し
た孔を有し、かつ、前記内側チップと前記外側チップが
それぞれ一体形状で形成され、該外側チップ孔内に前記
内側チップを着脱可能に装着してなることを特徴とする
複合型溶接チップ。
【請求項２】内側チップと外側チップとからなる複合
型溶接チップにおいて、前記内側チップは、ワイヤのガ
イド孔を有し、前記外側チップは、中心軸方向に貫通し
た孔を有し、かつ、前記内側チップと前記外側チップの
うち少なくとも一方が２以上に分割可能な部材から構成
され、該外側チップ孔内に前記内側チップを着脱可能に
装着してなることを特徴とする複合型溶接チップ。
【請求項３】前記内側チップは、中心軸線に沿って形
成されるワイヤのガイド孔をその軸線に対し直角の面で
切断したときの断面形状が円形に形成されてなることを
特徴とする請求項１または２記載の複合型溶接チップ。
【請求項４】前記内側チップは、中心軸線に沿って形
成されるワイヤのガイド孔をその軸線に対し直角の面で
切断したときの断面形状が非円形に形成されてなること
を特徴とする請求項１または２記載の複合型溶接チッ
プ。
【請求項５】前記内側チップの外形は中心軸線を含む
面で切断したときの断面形状で長方形に形成され、前記
外側チップの孔は、前記内側チップを差し込み可能な同
一寸法形状の中心軸線を含む面で切断したときの断面形
状で長方形に形成され、かつ該内側チップが該外側チッ
プの孔内に差し込み保持されてなることを特徴とする請
求項１、２、３または４記載の複合型溶接チップ。
【請求項６】前記内側チップの外形は中心軸線を含む
面で切断したときの断面形状でワイヤ送給入口側で広く
出口側で狭くなる台形に形成され、前記外側チップの孔
は前記内側チップを差し込み可能な同一寸法形状の中心
軸線を含む面で切断したときの断面形状でワイヤ送給入
口側で広く出口側で狭くなる台形に形成され、かつ該内
側チップが該外側チップの孔内に差し込み保持されてな
ることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の複
合型溶接チップ。
【請求項７】前記内側チップ外面および前記外側チップ
孔内面が、ねじ加工を施され、該外側チップに該内側チ
ップをねじ込んでなる請求項１、２、３、４または５記
載の複合型溶接チップ。
【請求項８】前記内側チップは、ワイヤ送給入口側で
太く出口側で小さくなる円錐台あるいは角錐台に形成さ
れ、前記外側チップは、該内側チップを差し込み可能な
同一寸法形状の孔形状を有し、かつ該外側チップに該内
側チップを差し込み保持されてなることを特徴とする請
求項１、２、３または４記載の複合型溶接チップ。
【請求項９】前記内側チップは、固定保持のための肩
部を有し、前記肩部のワイヤ送給入口側には太い径の円
柱または角柱を、前記肩部のワイヤ送給出口側には細い
径の円柱または角柱を積み重ねた形状を有し、前記外側
チップは、前記内側チップの肩部に対応し、該内側チッ
プを保持できる段付を有し、前記内側チップを差し込み
可能な同一寸法形状の孔形状を有し、さらに、該外側チ
ップに、前記内側チップを差し込み固定してなることを
特徴とする請求項１、２、３または４記載の複合型溶接
チップ。
【請求項１０】前記溶接チップは、前記外側チップの
外側から内側チップを一本または複数本のネジで固定す
ることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または９
記載の複合型溶接チップ。
【請求項１１】前記外側チップには、水冷回路が敷設
されてなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
に記載の複合型溶接チップ。
【請求項１２】前記複合型溶接チップが、銅または銅
合金または銅焼結材または銅合金焼結材により形成され
ていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記
載の複合型溶接チップ。
【請求項１３】前記複合型溶接チップが、異物排出口
を有していることを特徴とする請求項１〜１２のいずれ
かに記載の複合型溶接チップ。