JPS6133779A - 溶接ト−チ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は溶接トーチに関するものであって、特にその
耐久性と溶接の作業性とが改善された溶接トーチに係る
。

（従来の技術） 従来より用いられている溶接トーチは、トーチ本体先端
側のコレット部に絶縁部材を螺着し、この絶縁部材に金
属（銅）製のノズルを螺着した構造を有している。

（発明が解決しようとする問題点） ところでこの溶接トーチにおいては、使用中に上記金属
製のノズル先端部が摩耗することが原因となって、溶接
スパッタが付着し易くなり、スパッタ除去のために溶接
作業を中断したり、強固に付着したスパッタの除去に多
大の労力を要するという欠点がある。しかも、付着した
スパッタによって溶接チップとノズルとの間がブリッジ
され、溶接作業中にノズルが被溶接物に接触することに
よって、溶接チップと被溶接物とがノズルを介して短絡
し、ノズルはもちろんのことトーチ本体まで損傷してし
まうという不具合を招いていた。このことは、機器の損
傷による経済的損失という欠点を招くと共に、作業者が
、溶接作業中に、上記のような短絡現象を常に配慮しな
がら作業を行なわなければならないという心理的な圧迫
を招く要因ともなっている。

また、近年急速にその適用の拡大が進められているロボ
ット等による自動溶接においても、長時間にわたって連
続作業を行うという観点から、上記のようなノズルへの
スパッタの付着や、これに伴う機器の損傷を防止すると
いうことは重要な技術的課題の一つとなっている。

上記のような欠点を防止するために、溶接ノズル全体を
セラミック等の非導電性材料によって形成することも考
えられるが、セラミックは、周知のように、ノツチ等が
ある場合には破損し易い材料であるために、この材料を
用いて従来と同様な形状の溶接ノズルを形成しても、こ
れをそのまま実用に供することはきわめて困難であると
考えられる。

そこで本出願人は、先の出願（特願昭５８〜２００５７
３号）にて、溶接トーチの先端部に支持リングを螺着す
ると共に、この支持リングの先端部に係合突部を有する
把持爪部を形成し、一方セラミノクス製のノズル部材の
一端外周部には凹溝を周設し、上記凹溝内に係合突部を
嵌入させることによってノズル部材を溶接トーチに固定
する構造の溶接ノズルを提案した。

この溶接ノズルによれば上記欠点を解消し得るものの、
上記のような凹凸嵌合を利用する関係上、ノズル部材に
高い寸法精度が要求されるため、その機械加工に多大の
時間を要し、その結果、ノズル部材が高価なものになっ
てしまうという欠点が生じている。

この発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、ス
パッタが付着しにくく、またその剥離性が良好で、上記
のような短絡現象を防止することのでき、しかも安価に
製造することのできる溶接トーチを提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 上記目的に沿うこの発明の溶接トーチは、溶接トーチ先
端側のコレット部に装着される絶縁部材と、絶縁部材の
先端側に装着される筒状のノズル部材と、ノズル部材を
絶縁部材に固定するための保持手段とを有し、上記ノズ
ル部材はセラミックス等の非導電性材料によって形成さ
れたものであって、その一端側には凹溝が周設されると
共に、この凹溝内に弾性リングを嵌入することにより径
方向外方への突部が形成され、上記保持手段は上記突部
と係合する係合面が形成され、さらに上記絶縁部材と保
持手段との間には、上記突部に係合する係合面を溶接ト
ーチ側うと押動するための押動機構が設けられているこ
とを特徴とするものとなる。

（作用） 上記のようにノ、ズル部材を用い、このノズル部材をセ
ラミック等の非導電性材料にて形成しであるので、スパ
ッタは付着しにくく、その＃離性も良好なものとなり１
．またチップと被溶接物との間の短絡現象を防止實るこ
とが可能となり、溶接トーチの耐久性を向上することが
可能となる。しかもノズル部材を被溶接部材に接触さ、
せた状態で溶接を行うことが可能となる、ので、風の影
響にょるシールド不良を防止でき、かつアーク長を一定
に保持できることになるので、溶接作業能率を向上する
ことが可能となる。

しかも、上記のような構造を採用したため、ノズル部材
に高い寸法精度が要求されることがなく、ノズル部材ひ
いては溶接トーチ全体を安価に提供することが可能とな
る。

（実施例） 次ぎにこの発明の溶接トーチの具体的な実施例につき図
面を参照しつつ詳細に説明する。

、第１図において、１は溶接トーチ本体であって、その
先端部にコレット２が装着されている。そしてこのコレ
ット２の外周部には絶縁部材３が螺着されており、この
絶縁部材３の先端部には筒状のノズル部材４が装着され
ると共に、絶縁部材３の外周部には保持手段としての保
持リング５が配置されている。上記絶縁部材３は、その
内周部にねじ部６が設けられており、内周ねじ部６がコ
レット２の外周部に螺着されている。また上記絶縁部材
３の先端部には、その軸方向へ向かう段部７が形成され
ており、この段部７内に上記ノズル部材４の一端側が嵌
入されている。なお上記コレット２の先端には、図示し
ないが、溶接チップが取着されているものとする。

」１記ノズル部材４は、筒状の部材であって、その両端
部近傍における外周部には凹溝８．８がそれぞれ周設さ
れている。そしてこのうち一方の凹部８内にはリングハ
ネ９が嵌入されており、このリングバネ９が後記する係
合面の係合する突部となされている。このノズル部材４
を形成するには、セラミック等の非導電性材料を用いる
訳であるが、中でもＳｉ３Ｎ４及びそれを主体とするセ
ラミックスは、高温強度、耐摩耗性及び耐熱衝撃性のす
ぐれた材料であり、ノズル部材４用の材料として特に好
ましいものであることを確認している。なお、上記Ｓｉ
３　Ｎ４等と共に、Ａｌ工ｏ３製のノズル部材４を用い
たテストも行ったが、スパッタ付着量、スパッタの剥離
性ともに、Ｓｉ、Ｎ、等製のノズル部材４がはるかに優
れていることを確認している。

上記絶縁部材３には、径方向内方へと向がう凹部１０が
形成されており、この凹部１０内にボール１１が嵌入さ
れている。このボール１１はバネ１２によって径方向外
方へと付勢され、上記絶縁部材３の外周部から突出する
ような状態に配置されている。

一方上記保持リング５には、上記絶縁部材３に設けであ
るボール１１の嵌入し得る透孔１３が穿設されており、
またその先端部には径方向内方への突部が形成され、こ
の突部の内側面が上記リングバネ９と係合し得る係合面
１４となされている。

この場合、上記透孔１３は第２図に示すように、保持リ
ング５の周側部の径方向に沿って複数の透孔１３が穿設
されており、各透孔１３は軸方向に所定のピンチＰだけ
ずらしてそれぞれ配置されている。このピッチＰは、た
とえばボール１１の突出部の直径をＤ、透孔１３の直径
をｄとした場合に、ｐ＜（Ｄ−ｄ）／２となるように定
めておくのが好ましい。なおこの理由については後で説
明する。

なお、上記絶縁部材３はその全体を絶縁材料によって形
成する場合もあるが、要は上記ボール１１も含めた外周
部が、上記コレット２から絶縁されておればよい訳であ
って、必ずしもその全体を絶縁材料によって形成するこ
とを要しない。

上記溶接トーチは、次のような手順で組立てる。

まず絶縁部材３の内周ねじ部６を溶接トーチ本体１のコ
レット２外周部に螺着すると共に、絶縁部材３の先端部
に設けられた段部７内にノズル部材４の一端部を嵌入す
る。そしてこの状態で絶縁部材３の外周部に保持リング
５を被嵌する。この場合、保持リング５を回転させ、上
記ボール１１の突出部を最適な透孔１３内に嵌入させる
。この状態では、係合面１４がノズル部材４のリングバ
ネ９に接触し、ノズル部材４はリングバネ９を介してト
ーチ１側へと押圧され、絶縁部材３の段部７内にて押圧
された状態で保持されるこ吉になる。

上記のような溶接トーチにおいては、その先端部にセラ
ミックス製のノズル部材４を配置しであるので、スパッ
クが付着しにくく、また付着しても剥離製が良好であり
、さらにチップと被溶接物との間の短絡現象を防止する
ことができ、溶接トーチの耐久性を向上することが可能
となる。しかもノズル部材を被溶接部材に接触させた状
態で溶接を行うことが可能となるので、風−の影響によ
るシールド不良を防止でき、かつアーク長を一定に保持
できることになるので、溶接作業能率を向上することが
可能となる。

また上記のような取着構造を採用したために、従来のよ
うにノズル部材４に高い寸法精度が要求されることがな
く、機械加工が容易となり、ノズル部材４、ひいては溶
接トーチを安価に提供することが可能となる。

さらに上記のように、ボール１１を透孔１３内に嵌入す
るような構造であるために、ノズル部材４を、いわゆる
ワンタンチで取着することが可能となる。しかも複数の
透孔１３を上記のようなピッチＰで配置しであるため、
各部材に寸法誤差の存する場合にでも、常に最適な状態
で、ボール１１を透孔１３内に嵌入することができる。

これは透孔１４３の配置が断続的であるものの、そのピ
ッチＰを上記のように定めたため、連続的な位置決めが
行えることによるものである。

第３図には上記のようにノズル部材４の突部に係合する
係合面１４を、トーチ本体１側へと押動するための押動
機構の変更例を示すが、これは上記のようなボール１１
と透孔１３に替えて、絶縁部材３の外周部と保持リング
４の内周部とに、そさぞれねじ部１５．１６を設けた構
造のものである。

第４図には絶縁部材３と保持リング５との変更例を示が
、これは絶縁部材３の外周部に突部１７を設け、−刃保
持リング５には上記突部１７の嵌入するガイド溝１８を
設けである。この場合にも上記実施例と同様にノズル部
材４を保持することが可能である。なおガイド溝１８は
、同図において実線で示すように傾斜して設ける場合も
あるし、また同図において破線で示す溝１８ａのように
直線状に形成することもある。また場合によっては、図
示しないが、突部１７にバネを取着し、バネの弾力性を
利用してノズル部材４を保持するような構造を採用する
こともある。

第５図には保持リング５のさらに他の変更例を示す。こ
の場合の保持リング５は、絶縁部材３の外周部に回転自
在に支持された筒状部材１９と、この筒状部材１９の先
端内周に螺着されたリング片２０とより成るもので、筒
状部材１９又はリング片２０を回転させることにより、
ねじを介してリング片２０をトーチ１側へと移動させる
ような構造のものである。

第６図には保持リング５の変更例を示すが、この保持リ
ング５においては、係合面１４がテーバ状に形成されて
いる。このように係合面１４をテーバ状にすることによ
り、リングバネ９、すなわちノズル部材４は軸方向のみ
ならず、径方向内方にも押圧、保持されることになるの
で、ノズル部材４をより一層確実に保持することが可能
となる。

なお、上記のようにノズル部材４を径方向内方にも押圧
、保持するのは、ノズル部材４に一体的に突部を設ける
と共に、この突部と保持リング５の係合面とを共にテー
バ状に形成することによっても可能である。

第７図には保持リング５の変更例を示す。この場合の保
持リング５は、第５図において示したものと同様に、筒
状部材１９とリング片２０とより成るもので、上記リン
グ片の先端内周側にテーパ面２１を形成し、このテーパ
面２１によってノズル部材４を軸方向と径方向内方とに
押圧、保持するような構造のものである。

なお、上記第１実施例におけるノズル部材４には、両端
部近傍にて２条の凹溝８．８を設けであるが、これはア
ークに近い一端部が摩耗した際に、ノズル部材４を反転
し、再度使用し得るようにするためで、一端部にのみ凹
溝８を設けて実施することももちろん可能である。

以上にこの発明の溶接トーチの一実施例の説明をしたが
、この発明の溶接トーチは上記実施例に限られるもので
はなく、種々変更して実施することが可能である。例え
ば上記においては、ノズル部材をセラミックスにより一
体的に形成した例を示しているが、第８図に示すように
金属製筒体２４の内外に溶射等によってセラミックス１
ｆ２５を形成したノズル部材を用いることもある。また
上記突部と係合面との間にバネ等の弾性体を介設して、
各部材の寸法誤差を吸収すると共に、ノズル部材をその
弾力性でもって保持するようにして実施することもある
。

（発明の効果） この発明の溶接トーチは上記のように構成されたもので
あり、したがってこの発明の溶接トーチによれば、スパ
ッタが付着しにくく、その剥離性も良好なものとなり、
またチップと被溶接物との間の短絡現象を防止すること
が可能となり、その結果、溶接トーチの耐久性を向上す
ることが可能となる。しかもノズル部材を被溶接部材に
接触させた状態で溶接を行うことが可能となるので、風
の影響によるシールド不良を防止でき、かつアーク長を
一定に保持できることになるので、溶接作業能率を向上
することが可能となる。なお、この発明の溶接トーチの
平均耐用期間は、従来のノズルの数倍以上に達すること
を確認している。しがも、ノズル部材には従来のように
高い寸法精度が要求されることにはないため、機械加工
が容易となり、そのためノズル部材、ひいては溶接ｌ・
−チを安価に提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の溶接トーチの一実施例の中央縦断面
図、第２図（ａｌ　（ｂｌは上記における透孔の配置例
を示す説明図、第３図は押動機構の変更例を示す中央縦
断面図、第４図ｆａ）　（ｂｌは絶縁部材と保持リング
の変更例を示す部分断面図、第５図は保持リングの他の
変更例を示す要部の縦断面図、第６図は保持リングのさ
らに他の変更例を示す要部の縦断面図、第７図は保持リ
ングの変更例を示す要部の縦断面図、第８図はノズル部
材の変更例を示す部分断面図である。 １・・・溶接トーチ、２・・・コレット、３・・・絶縁
部材、４・・・ノズル部材、５・・・保持部材、８・・
・凹溝、９・・・リングバネ、１１・・・ボール、１３
・・・透孔、１４・・・係合面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、溶接トーチ本体先端側のコレット部に装着される絶
   縁部材と、絶縁部材の先端側に装着される筒状のノズル
   部材と、ノズル部材を絶縁部材に固定するための保持手
   段とを有し、上記ノズル部材はセラミックス等の非導電
   性材料によって形成されたものであって、その一端側に
   は凹溝が周設されると共に、この凹溝内に弾性リングを
   嵌入することにより径方向外方への突部が形成され、上
   記保持手段は上記突部と係合する係合面が形成され、さ
   らに上記絶縁部材と保持手段との間には、上記突部に係
   合する係合面を溶接トーチ側へと押動するための押動機
   構が設けられていることを特徴とする溶接トーチ。