WO2008018594A1

WO2008018594A1 - Torche de soudure d'arc de protection du gaz d'électrode consommable et puce d'alimentation électrique

Info

Publication number: WO2008018594A1
Application number: PCT/JP2007/065749
Authority: WO
Inventors: Masaru Nishimura
Original assignee: Daihen Corporation
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2008-02-14
Also published as: US9889518B2; EP2050531A1; US20100038345A1; EP2050531A4; EP2050531B1; KR20090038939A; CN101500740A; JP4993770B2; KR101387722B1; JPWO2008018594A1

Description

明細書

消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ及び給電チップ

技術分野

[0001] 本発明は、産業用ロボットの手首部に取り付けた消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ（以下、溶接トーチとレ、う）に関するものである。

背景技術

[0002] 今日、溶接の作業能率を向上させるために、溶接用ロボットを用いて溶接を自動化することが広く行われている。図 10は、多関節ロボットを使用したときの溶接用ロボットの一般的な構成を示す図である。同図において、マニピュレータ 1の手首部 2の先端に、溶接トーチ 3が取り付けられている。そして、ワイヤリール 4に巻かれた溶接ワイャ 5が、マニピュレータ 1に取り付けたワイヤ送給装置 6によって溶接トーチ 3に送給される。また、溶接用電源装置 7から溶接トーチ 3に電力が供給され、ガスボンベ 8から溶接トーチ 3にシールドガスが供給される。ティーチペンダント 9からロボット制御装置 10に指令信号が入力され、このロボット制御装置 10からの信号がマニピュレータ 1に入力される。これにより、第 1軸乃至第 6軸から成る 6つの軸を回転させて、溶接トーチ 3の先端位置が制御される。

[0003] 従来力使用されている溶接トーチ 3を、図 11の断面図を参照して説明する。同図において、トーチボディ 12にチップボディ 13が取り付けられ、このチップボディの先端部 13aに給電チップ 14が取り付けられている。これらのトーチボディ 12、チップボディ 13及び給電チップ 14には、軸芯部にワイヤ揷通孔が形成されている。溶接ワイャ 5がこれらのワイヤ揷通孔を揷通して、給電チップ 14と内接触することによって、溶接ワイヤ 5に電力が供給される。

[0004] オリフィス 17はチップボディ 13の下方に設けられて、ノズル 16が給電チップ 14とォリフィス 17とを取り囲んでいる。シールドガスがオリフィス 17に設けられた噴出孔 17a を通して噴出されて、このシールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気中の窒素及び酸素から遮蔽している。チップボディ 13の周りに絶縁ブッシュ 18が設けられている。 [0005] 溶接トーチ 3に送給される溶接ワイヤ 5は、通常、ワイヤリール 4に巻かれているために曲力 Sり癖がついている。この溶接ワイヤ 5の曲力 Sり癖は一定ではないために、給電チップ 14から送出される溶接ワイヤ 5の先端位置を、所望の溶接狙!/、位置に一致させることが困難である。また、たとえ溶接ワイヤ 5の曲がり癖を一定にして溶接トーチ 3 に送給しても、次のような問題がある。すなわち、ロボットの姿勢が複雑に変化した場合、溶接ワイヤ 5をガイドするワイヤガイドライナ（図示を省略）が捻れ、溶接トーチ 3に送給する溶接ワイヤ 5が捻れることになる。この結果、溶接ワイヤ 5の先端位置を、所望の溶接狙レ、位置に一致させることができなくなり、均一で美麗な溶接ビードを得ることができない。

[0006] また、上述のとおり、給電チップ 14に、溶接ワイヤ 5が内接触することによって溶接ワイヤ 5に電力が供給される。ここで、溶接ワイヤ 5の曲がりが一定でなければ、溶接ワイヤ 5と給電チップ 14との接触点が一定にならず、溶接ワイヤの突出し長さ (溶接ヮィャ 5と給電チップ 14との接触点から溶接ワイヤの先端部 5aまでの長さ）が変動する。この変動によって溶接ワイヤ 5の突出し長さ部分の抵抗発熱が変動し、溶接ワイヤ 5 の溶融量が変化する。その結果、アーク長が変動して溶接結果が一定にならない。

[0007] さらに、溶接ワイヤ 5をワイヤリール 4の代わりにペールパックに収納した場合には、溶接ワイヤ 5の曲がり癖が小さい。そのために、溶接ワイヤ 5と給電チップ 14との接触点が変動し、溶接ワイヤ 5と給電チップ 14の内面とで火花が発生するときがある。このとき、この火花の熱によって給電チップ 14が摩耗したり、溶接ワイヤ 5が給電チップ 1 4の内面に溶着したりして、給電チップ 14の寿命が短くなる。これにより、給電チップ 14の交換回数が増加する。本来、ロボットは給電チップ 14の交換等によるロボットの動作停止回数を、低減させることが要求されている力上記従来の構成では、この要求を満たすことができない。

[0008] 上述した課題を解決するために、下記の溶接トーチが提案されている。即ち、給電チップを外側チップと内側チップとに分割し、この内側チップに先端部からワイヤ揷通孔に沿って延びる縦すり割りを形成して、チップボディの内部に設けられたスプリングでこの内側チップを押圧する構造の溶接トーチである。（例えば、特許文献 1参照。

)。しかし、下記に説明するように、この構成では、内側チップに対するアーク熱の影響を軽減することができないために、内側チップの寿命の改善を図ることができない。

[0009] 特許文献 1：特開 2002— 59265号公報

[0010] 溶接点で発生する熱は、数千度から数万度と!/、われて!/、る。この輻射熱によって給電チップの先端部は高温にさらされ、数百度から 1千度近い温度に上昇する。給電チップは一般的に銅合金を使用している力 S、給電チップの温度上昇に従って、表面硬度が下がり、軟化する。そのために、給電チップの摩耗が加速的に増大し、給電チップの寿命の改善を図ることができな!/、。

発明の開示

[0011] 本発明は、上述した事情のもとで考え出されたものである。そこで本発明は、溶接トーチの先端に取り付けた給電チップの寿命の改善を図ることができる溶接トーチを提供することをその課題として!/、る。

[0012] 本発明の第 1の側面により提供される消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチは、軸芯部にワイヤ揷通孔を有するトーチボディと、前記トーチボディの先端部に取り付けられて軸芯部にワイヤ揷通孔を有するチップボディと、前記チップボディの先端部に取り付けられて軸芯部にワイヤ揷通孔を有するチップホルダと、前記チップボディの内部に設けられて前記トーチボディの先端部に当接して軸芯部にワイヤ揷通孔を有するスプリングと、前記チップボディの内部に設けられて前記スプリングの先端部に当接して軸芯部にワイヤ揷通孔を有する加圧シャフトと、前記加圧シャフトと前記チップホルダとで押圧されて軸芯部にワイヤ揷通孔を有する給電チップとを備える。前記チップホルダに前記給電チップの先端部が挿入されたときに前記チップホルダの内面と前記給電チップの先端部との間に空間が形成されるように、前記給電チップの側面には、前記チップホルダの基端部に当接する突起部が形成されている。

[0013] 好ましくは、前記給電チップには、この給電チップの前記先端部から当該チップの前記ワイヤ揷通孔に沿って延びる少なくとも 1本の縦すり割りが形成されている。また、前記給電チップの前記突起部は、前記チップホルダの前記基端部と当接するテーパ部を含んでいる。前記スプリングが前記加圧シャフトを押圧して、この加圧シャフトが前記給電チップを押圧することにより、この給電チップの前記ワイヤ揷通孔の内面が溶接ワイヤを押圧する構成とされてレ、る。 [0014] 好ましくは、前記給電チップには、前記縦すり割りの終端部近傍において、前記縦すり割りに直角に延びる横すり割りが形成されている。あるいは、前記給電チップには、前記縦すり割りの終端部近傍において薄肉部が形成されている。

[0015] 好ましくは、前記チップホルダが耐熱性を有する。

[0016] 好ましくは、前記チップホルダの先端部には、軸芯部にワイヤ揷通孔を有する耐熱部材が埋め込まれている。

[0017] 好ましくは、前記チップホルダの前記基端部には、前記給電チップの前記テーパ部と接触する傾斜面が形成されてレ、る。

[0018] 好ましくは、前記給電チップの基端部にテーパ部が形成されており、前記加圧シャフトの先端部には、前記給電チップの前記基端部の前記テーパ部と接触する傾斜面が形成されている。

[0019] 本発明の第 2の側面によれば、消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに用いられる給電チップが提供される。この消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチは、トーチボディと、このトーチボディの先端部に取り付けられるチップボディと、このチップボディの先端部に取り付けられるチップホルダと、前記チップボディの内部に設けられて前記トーチボディの先端部に当接するスプリングと、前記チップボディの内部に設けられて前記スプリングの先端部に当接する加圧シャフトとを備える。本発明の給電チップは、前記加圧シャフトと前記チップホルダとで押圧される構成であって、前記チップホルダに揷入される先端部と、当該給電チップの軸芯に沿って延びるワイヤ揷通孔と、当該給電チップの前記先端部から前記ワイヤ揷通孔に沿って延びる少なくとも 1本の縦すり割りと、前記チップホルダに当該給電チップの前記先端部が挿入されたときに前記チップホルダの内面と当該給電チップの前記先端部との間に空間が形成されるようにすべく前記チップホルダの基端部と当接するテーパ部とを具備している。

[0020] 好ましくは、本発明の給電チップは、前記縦すり割りの終端部近傍において、この縦すり割りに直角に延びる少なくとも 1本の横すり割りをさらに備える。あるいは、本発明の給電チップは、前記縦すり割りの終端部近傍において形成された薄肉部をさらに備える。

[0021] 本発明の第 3の側面によれば、消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに用いられるチップホルダが提供される。この消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチは、トーチボディと、このトーチボディの先端部に取り付けられるチップボディと、このチップボディの内部に設けられて前記トーチボディの先端部に当接するスプリングと、前記チップボディの内部に設けられて前記スプリングの先端部に当接する加圧シャフトと、その軸芯周りに設けられたテーパ部を有する給電チップとを備える。本発明のチップホルダは、前記チップボディの先端部に取り付けられる構成であって、当該チップホルダの軸芯に沿って延びる貫通孔を具備しており、この貫通孔に、前記給電チップの先端部が挿入される。また、本発明のチップホルダは、前記給電チップの前記先端部が前記貫通孔に揷入されたときに、当該チップホルダの内面と前記給電チップの前記先端部との間に空間が形成されるようにすベぐ前記給電チップの前記テーパ部に当接する基端部を具備して!/、る。

[0022] 好ましくは、本発明のチップホルダは、耐熱性材料から形成されて!/、る。

[0023] 好ましくは、本発明のチップホルダの先端部には、ワイヤ揷通孔を有する耐熱部材が埋め込まれている。

[0024] 好ましくは、本発明のチップホルダの前記基端部には、前記給電チップの前記テーパ部と接触する傾斜面が形成されて!/、る。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の第 1実施例に基づく溶接トーチを示す断面図である。

[図 2]上記第 1実施例の溶接トーチに用いる給電チップを示す図である。

[図 3]本発明の第 2実施例に基づく溶接トーチを示す断面図である。

[図 4]上記第 2実施例の溶接トーチの分解断面図である。

[図 5]上記第 2実施例の溶接トーチに用いる給電チップの例を示す図である。

[図 6]上記第 2実施例の溶接トーチに用いる給電チップの他の例を示す図である。

[図 7]チップボディからの脱落防止手段を備える給電チップを示す。

[図 8]図 7の給電チップを用いた溶接トーチを示す分解図である。

[図 9]図 8の溶接トーチの組み立て状態を示す断面図である。

[図 10]多関節ロボットの形態を使用したときの溶接用ロボットの一般的な構成を示す図である。 [図 11]従来技術の溶接トーチの断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 本発明の実施例について、図面を参照しつつ以下において説明する。図 1は、本発明の第 1実施例に基づく溶接トーチ 20の断面図である。図 2は、溶接トーチ 20の給電チップ 28を示す図であり、同図（A)は平面図であり、同図（B)は正面図であり、同図（C)は底面図である。図 1に示すように、トーチボディ 21の先端部にチップボディ 22を取り付け、このチップボディ 22の先端部にチップホルダ 23を取り付けている。このチップホルダ 23の先端部には耐熱部材 24を埋め込み、この耐熱部材 24をリング 25で固定している。これは、溶接点で発生する熱の給電チップ 28への伝わり方を鈍くし、給電チップ 28の摩耗軽減の効果を発揮し、寿命を延ばすためである。これらのトーチボディ 21、チップボディ 22、チップホルダ 23、耐熱部材 24及びリング 25は、軸芯部にワイヤ揷通孔が形成されて!/、る。

[0027] スプリング 26がチップボディ 22の内部に設けられている。スプリング 26の基端部（図 1における上端部）は、トーチボディ 21の先端部 (図 1における下端部)に当接している。加圧シャフト 27がチップボディ 22の内部に設けられている。カロ圧シャフト 27の基端部は、スプリング 26の先端部に当接している。これらのスプリング 26及び加圧シャフト 27は、軸芯部にワイヤ揷通孔が形成されている。

[0028] 給電チップ 28は、軸芯部にワイヤ揷通孔が形成されている。給電チップ 28は、チップボディ 22の内部に設けられており、また給電チップ 28の先端部が、チップホルダ 2 3内の貫通孔に揷入されている。そして、給電チップ 28の基端部が、加圧シャフト 27 の先端部に当接している。即ち、給電チップ 28は、加圧シャフト 27とチップホルダ 23 とで押圧されている。オリフィス 17とを取り囲んでいる。シールドガスがオリフィス 17の噴出孔 17aを通して噴出されて、このシールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気中の窒素及び酸素から遮蔽する。チップボディ 22の周りに絶縁ブッシュ 18が設けられている。

[0030] 次に、図 2を参照して給電チップ 28を説明する。同図に示すように、給電チップ 28 は、軸芯部にワイヤ揷通孔 28fが形成されていて、側面にはチップホルダの基端部 2 3a (図 1参照）に引つ力、かる突起部 28dが形成されている。この突起部 28dの位置は、チップホルダ 23に給電チップの先端部 28aが揷入されたときに、チップホルダ 23の内面と給電チップの先端部 28aとの間に空間 29が形成されるように設定されている。好ましくは、この空間 29は、チップホルダ 23の内面と給電チップ 28の側面との間にも形成される。このような構成は、チップホルダ 23の貫通孔（給電チップの先端部 28a を揷入するための孔であって、当該給電チップの軸芯に沿って延びる）の内径を、給電チップの先端部 28aの外径よりも適宜大きく設定することで実現される。上記空間 2 9の存在により、溶接時に発生する熱が給電チップ 28に直接伝わることが防止されるので、給電チップ 28の温度上昇を抑えることができる。

[0031] 給電チップ 28の基端部にはテーパ部 28eが形成されている。また、加圧シャフト 27 の先端部には、給電チップ 28の基端部のテーパ部 28eと面接触する傾斜面 27aが形成されている。このような構成によれば、スプリング 26によって押圧された加圧シャフト 27が、給電チップ 28を安定して押圧する。

[0032] 以下、上記第 1実施例の動作を説明する。上述のとおり、トーチボディ 21の先端部に、チップボディ 22が取り付けられ、このチップボディ 22の先端部にチップホルダ 23 が取り付けられている。また、スプリング 26及びカロ圧シャフト 27力チップボディ 22の内部に設けられて、トーチボディ 21の先端部にスプリング 26の基端部が当接し、スプリング 26の先端部に加圧シャフト 27の基端部が当接している。

[0033] また、給電チップ 28が、チップボディ 22の内部に設けられて、給電チップ 28の先端部が、チップホルダ 23に揷入されている。このとき、給電チップ 28の側面に形成した突起部 28dがチップホルダの基端部 23aに引つかかっている。このために、チップホルダ 23の内面と給電チップの先端部 28aとの間に空間 29が形成されている。

[0034] さらには、オリフィス 17がチップボディ 13の下方に設けられて、ノズル 16がチップホルダ 23とオリフィス 17とを取り囲んでいる。シールドガスがオリフィスの噴出孔 17aを通して噴出されて、このシールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気中の窒素及び酸素から遮蔽している。チップボディ 13の周りに絶縁ブッシュ 18が設けられてい

[0035] 上述した構造において、スプリング 26が加圧シャフト 27を押圧して、この加圧シャフト 27とチップホルダ 23とで給電チップ 28を押圧する。また、トーチボディ 21に供給された電力が、チップボディ 22を流れて、チップホルダ 23に流れ、給電チップ 28へ電力が供給される。

[0036] チップホルダ 23の内面と給電チップの先端部 28aとの間に形成された空間 29によつて、溶接時に発生する熱が、給電チップ 28に直接伝わらない構成とされている。従つて、給電チップ 28がアーク熱を直接的に受けない構造であり、給電チップ 28の軟化を防ぎ、給電チップ 28の摩耗が軽減し、寿命を延ばすこと力 Sできる。さらに、給電チップ 28が高温にならないために、給電チップ 28の表面に酸化膜が形成されることを防ぐことができ、良好な電力の供給を維持することができる。

[0037] また、従来から行われていた給電チップ 28の基端部のネジ加工を不要とし、単純な加工による形状としているために、加工時間を削減することができる。そして、給電チップ 28は、ネジ加工等が困難な銅タングステン等の硬度の高い材質も使用すること力 Sできる。

[0038] また、給電チップ 28は、チップホルダ 23及びチップボディ 22の先端部内での取付位置を回転させることにより、溶接ワイヤ 5との内接触点が変化し、再利用することができる。また、チップホルダ 23にメツキ処理を行うことによって、スパッタの付着を防止すること力 Sでさる。

[0039] 図 3は、本発明の第 2実施例に基づく溶接トーチ 30の断面図であり、図 4は、溶接トーチ 30の分解断面図である。図 5及び図 6は、溶接トーチ 30に用いられる給電チップを示す図である。図 5及び図 6において、（A)は平面図であり、（B)は正面図であり、（C)は底面図である。図 3及び図 4において、図 1に示した第 1実施例の溶接トーチと機能が異なる給電チップ 31及びチップホルダ 32を主として説明する。第 1実施例の溶接トーチの機能と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。

[0040] 図 3に示すように、チップボディ 22の先端部にチップホルダ 32を取り付けている。このチップホルダ 32の先端部には耐熱部材 24を埋め込み、この耐熱部材 24をリング 2 5で固定している。これは、溶接点で発生する熱の給電チップ 31への伝わり方を鈍くし、給電チップ 31の摩耗軽減の効果を発揮し、寿命を延ばすためである。これらのチップホルダ 32、耐熱部材 24及びリング 25は、軸芯部にワイヤ揷通孔が形成されてい

[0041] 給電チップ 31は、軸芯部にワイヤ揷通孔 31fが形成されていて、チップボディ 22の内部に設けられている。給電チップ 31の先端部は、チップホルダ 32に揷入されている。そして、給電チップ 31の基端部が、加圧シャフト 27の先端部に当接している。即ち、給電チップ 31は、加圧シャフト 27とチップホルダ 23とで押圧されている。

[0042] 図 5 (1)に示すように、給電チップ 31には、先端部 31aからワイヤ揷通孔 31fに沿つて延びる縦すり割り 3 lbが形成されている。この縦すり割り 3 lbの終端部近傍で、この縦すり割り 31bと直角方向に延びる横すり割り 31cが形成されている。

[0043] また、給電チップ 31の側面には、チップホルダ 32の基端部と当接するテーパ部 31 dが形成されている。これにより、チップホルダ 32に給電チップ 31の先端部が揷入されたときに、チップホルダ 32の内面と給電チップの先端部 31aとの間に空間 33が形成される (図 3参照)。この空間 33は、好ましくは、チップホルダ 32の内面と給電チップ 31の側面にも形成される。この空間 33は、第 1実施例の場合と同じぐ溶接時に発生する熱が、給電チップ 31に直接伝わらな!/、ようにすべく設けられて!/、る。

[0044] また、チップホルダ 32の基端部に、給電チップ 31のテーパ部 3 Idと面接触する傾斜面 32aを形成することが好ましい。これによつて、トーチボディ 21に供給された電力 1S チップボディ 22及びチップホルダ 32を介して、給電チップ 31へ適切に供給され

[0045] また、給電チップ 31の基端部にテーパ部 31eを形成し、加圧シャフト 27の先端部に給電チップ 31のテーパ部 31eと面接触する傾斜面 27aを形成することが好ましい。この場合、スプリング 26によって押圧された加圧シャフト 27が、給電チップ 31を安定して押圧すること力 Sでさる。

[0046] 次に、図 5及び図 6を参照して、給電チップを説明する。図 5 (1)に示す給電チップ 31は、上述したように、縦すり割り 31b及び横すり割り 31cが形成されている。そのため、給電チップ 31の先端部をチップホルダ 32に揷入して、加圧シャフト 27とチップホルダ 32とで給電チップ 31を押圧すると、給電チップ 31のワイヤ揷通孔の内面力溶接ワイヤ 5を押圧することになる。 [0047] 図 5 (2)に示す給電チップ 34は、上記給電チップ 31の変形例である。給電チップ 3 4においては、給電チップ 31と同じぐ軸芯部にワイヤ揷通孔 34fが形成されていて、先端部 34aからワイヤ揷通孔 34fに沿って延びる縦すり割り 34bが形成されている。一方、縦すり割り 34bの終端部近傍位置 34cは、横すり割り 31cを形成する代わりに、給電チップ 34の肉厚を部分的に減らしている。給電チップ 34の側面に形成されたテーパ部 34d及び基端部に形成されたテーパ部 34eは、上記給電チップ 31のテーパ部 31d及びテーパ部 31eと同機能である。図 5 (2)に示す構成は、機械加工が容易であり、コストを低減させることカできる。

[0048] 図 6 (1)に示す給電チップ 35は、図 5 (2)に示す給電チップ 34の変形例である。給電チップ 35においては、軸芯部にワイヤ揷通孔 35fが形成されていて、先端部 35a 力もワイヤ揷通孔 35fに沿って延びる縦すり割り 35bが 2箇所形成されている。また、この縦すり割り 35bの終端部近傍位置 35cは、給電チップ 35の肉厚を部分的に減らしている。給電チップ 35の側面に形成されたテーパ部 35d及び基端部に形成されたテーパ部 35eは、図 5 (1)に示した給電チップ 31のテーパ部 31d及びテーパ部 31e と同機能である。これによつて、給電チップのワイヤ揷通孔 35fの内面力溶接ワイヤ 5をより均等に押圧することができ、給電が安定する。

[0049] 図 6 (2)に示す給電チップ 36は、上記給電チップ 35の変形例である。給電チップ 3 6においては、軸芯部にワイヤ揷通孔 36fが形成されていて、先端部 36aからワイヤ揷通孔 36fに沿って延びる縦すり割り 36bが 2箇所形成されている。この縦すり割り 3 6bの終端部近傍から中間部までの範囲（テーパ部 36dの上端より上の部分） 36cでは、給電チップ 35の肉厚を内部からほぼ均一に減らしており、その結果、ワイヤ揷通孔 36はりも内径の大きな孔が形成されている。給電チップ 36の側面に形成されたテーパ部 36d及び基端部に形成されたテーパ部 36eは、給電チップ 31のテーパ部 31 d及びテーパ部 31eと同機能である。このような構成は、機械加工が容易であり、コストを低減させること力 Sできる。

[0050] 上述した給電チップ 31乃至 36は、縦すり割りが 1本又は 2本の場合を示した。本発明では、縦すり割りの本数は、これらに限定されるものではなぐ 3本以上の縦すり割りを形成してもよい。 [0051] 以下、上記第 2実施例の動作を説明する。トーチボディ 21の先端部にチップボディ 22が取り付けられ、このチップボディ 22の先端部に、チップホルダ 32が取り付けられている。また、スプリング 26及びカロ圧シャフト 27力チップボディ 22の内部に設けられて、トーチボディ 21の先端部にスプリング 26の基端部が当接し、スプリング 26の先端部に加圧シャフト 27の基端部が当接している。

[0052] 給電チップ 31がチップボディ 22の内部に設けられて、給電チップ 31の先端部がチップホルダ 32に揷入されている。このとき、給電チップ 31の側面に形成したテーパ部 31 dがチップホルダ 32の基端部に形成された傾斜面 32aと当接している。このために、チップホルダ 32の内面と給電チップの先端部 31aとの間に空間 33が形成される。また、給電チップ 31の基端部に形成したテーパ部 31eが、加圧シャフト 27の先端部に形成した傾斜面 27aに当接している。オリフィス 17とを取り囲んでいる。シールドガスがオリフィス 17の噴出孔を通して噴出されて、このシールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気中の窒素及び酸素力も遮蔽している。チップボディ 22の周りに絶縁ブッシュ 18が設けられている

[0054] 上述した構造を有することによって、スプリング 26が加圧シャフト 27を押圧して、この加圧シャフト 27とチップホルダ 32とで給電チップ 31を押圧する。このとき、この給電チップ 31には、縦すり割り 31b及び横すり割り 31cが形成されているので、給電チップ 31のワイヤ揷通孔の内面力溶接ワイヤ 5を押圧する。また、トーチボディ 21に供給された電力が、チップボディ 22を流れて、チップホルダ 32に流れ、給電チップ 3 1へ電力が供給される。

[0055] この結果、チップホルダ 32の内面と給電チップの先端部 31aとの間に形成された空間 33によって、溶接時に発生する熱が、給電チップ 31に直接伝わらないよう構成されている。従って、給電チップ 31がアーク熱を直接的に受けない構造のために、給電チップ 31の軟化を防ぎ、給電チップ 31の摩耗が軽減し、寿命を延ばすことができる。さらに、給電チップ 31が高温にならないために、給電チップ 31の表面に酸化膜力形成されることを防ぐこと力でき、良好な電力の供給を維持することができる。

[0056] また、溶接ワイヤ 5の送給時には、ワイヤ送給装置 6 (図 10参照）からワイヤガイドライナ（図示を省略）にガイドされて溶接ワイヤ 5が給電チップ 31まで送給される。このとき、溶接ワイヤ 5には少なからず、摩擦が発生している。この摩擦によって、溶接ワイャ 5の表面が傷つき、場合によっては削られ、このとき、肖 IJり粉が発生する。この削り粉は、ワイヤガイドライナを経て給電チップ 31の先端部まで送られる。通常、給電チップ 31のワイヤ揷通孔と溶接ワイヤ 5との隙間は、例えば、 0. 1mm程度で、ほとんど隙間がない。そのために、この削り粉が給電チップ 31のワイヤ揷通孔に入り込むと、送給抵抗が増大し、正常な溶接ワイヤ 5の送りができない状態になり、適切な溶接が行われなレヽ。

[0057] しかし、本発明の第 2実施例の溶接トーチ 30は、溶接ワイヤ 5の削り粉力給電チップ 31の縦すり割り 31b及び横すり割り 31cの隙間を通って外部へ押し出されて、内部へ残らない構造を取っている。このために、溶接ワイヤ 5の削り粉が給電チップ 31の内部でつまって、送給不良を起こすことがない。

[0058] また、給電チップ 31によって溶接ワイヤ 5を強制的に押圧しているので、常に、安定した給電を行うこと力 Sできる。また、溶接ワイヤ 5の動きに対して、給電チップ 31の縦すり割り 31b及び横すり割り 31cによって、常に柔軟に給電チップ 31が動く構造のために、給電が安定し、均一な溶接ビードを形成することができる。

[0059] また、従来の給電チップは、給電チップのワイヤ揷通孔と溶接ワイヤ 5との間に隙間があるために、溶接ワイヤ 5の狙い位置がずれていた。しかし、本発明の第 2実施例の溶接トーチ 30は、給電チップ 31がチップホルダ 32に揷入されて、給電チップ 31によって溶接ワイヤ 5を強制的に押圧しているので、溶接ワイヤ 5は、常に、センタリングされ、溶接ワイヤ 5の狙い位置のズレ防止に著しい効果を奏することができる。

[0060] また、従来から行われていた給電チップの基端部のネジ加工を不要とし、単純加工のみの形状としているために、加工時間を削減することができる。また、給電チップ 3 1は、ネジ加工等が困難であった銅タングステン等の硬度の高い材質も使用することができる。

[0061] また、給電チップ 31は、チップホルダ 32及びチップボディ 22の先端部内での取付位置を回転させることにより、溶接ワイヤ 5との内接触点が変化し、再利用することができる。また、チップホルダ 32にメツキ処理を行うことによって、スパッタの付着を防止すること力 Sでさる。

[0062] 上述した第 1及び第 2実施例にお!/、て、耐熱部材 24をチップホルダの先端部に埋め込む代わりに、チップホルダ全体を耐熱性を有するセラミック又はステンレス等の材質で形成しても良い。

[0063] また、本発明においては、上述した給電チップ 31乃至 36の各々について、チップボディ 22からの脱落を防止するための係合手段を設けてもよい。その一例を図 7に示す。図示された給電チップ 37においては、軸芯部にワイヤ揷通孔 37fが形成されていて、先端部 37aからワイヤ揷通孔 37fに沿って延びる縦すり割り 37bが 2箇所形成されている（図では 1つの縦すり割りのみが示されている）。また、この縦すり割り 37 bの終端部近傍位置 37cは、給電チップ 37の肉厚を部分的に減らしている。給電チップ 37の側面に形成されたテーパ部 37d及び基端部に形成されたテーパ部 37eは、図 5 (1)に示した給電チップ 31のテーパ部 31d及びテーパ部 31eと同機能である。給電チップ 37には、チップボディからの脱落を防止するための係合部 37gが設けられている。図 7から理解されるように、係合部 37gは、その外径が、給電チップ 37の他の部分の外径よりも大きくなるように構成されている。給電チップ 37において、係合部 37gとテーパ部 37dとの間の部分は外径が一定の筒状部（以下、「中央筒状部」と言う。）である。同様に、テーパ部 37dとテーパ部 37aとの間の部分も、外径が一定の筒状部 (以下、「先端筒状部」と言う。）である。係合部 37g、中央筒状部および先端筒状部の外径をそれぞれ d , d , dとすると、 dが最も大きぐ dが最も小さい（すなわ

1 2 3 1 3

ち、 d > d > dである）。

1 2 3

[0064] 図 8は、給電チップ 37を用いた溶接トーチ 40の構成を示す分解断面図であり、図 4 に対応するものである。ただし、図 8では、トーチボディ 21は図示していない（図 9参照）。図 4の溶接トーチ 30と同様に、図 8の溶接トーチ 40は、スプリング 26、チップボディ 22、絶縁ブッシュ 18、カロ圧シャフト 27、才リフィス 17、給電チップ 37、チップホノレダ 32、およびノズル 16を備えている。これらの要素の構成および機能は、図 4に示す対応要素のものと実質的に同じであるが、主たる相違点として以下の 2つが挙げられる。第 1に、給電チップ 37には、上述のとおり、チップボディ 22からの脱落を防止するための係合部 37gが設けられている。第 2に、溶接トーチ 40では、チップボディ 22が、 2つの要素、すなわち相対的に長い第 1部材 22aおよびこの第 1部材 22aよりも短い第 2部材 22bから構成されている。第 2部材 22bの基端部には、第 1部材 22aの先端部を収容しうる大きさの収容孔（第 1収容孔）が形成されてレ、る。この第 1収容孔の内壁には、たとえばネジ切りが施されており、第 1部材 22aの先端部を第 2部材 22b の基端部（第 1収容孔）に螺合させることで、第 1部材 22aおよび第 2部材 22bを相互に着脱自在に固定することが可能である（図 9参照）。

[0065] 図 9は、溶接トーチ 40の組み立て状態を示す断面図である。同図および図 8から理解されるように、当該組み立て状態において、給電チップ 37は、チップボディ 22の第 2部材 22b内部に形成された第 2収容孔に嵌入されている。より具体的には、給電チップ 37の上記中央筒状部がこの第 2収容孔に嵌入されている。第 2収容孔の内径は、上記第 1収容孔 (すなわち、第 1部材 22aの先端部を固定する部分）の内径よりも小さく設定されている。また、第 2収容孔の内径は、給電チップ 37の係合部 37gの外径よりも小さい。

[0066] 上記構成によれば、給電チップ 37の係合部 37gは、第 2部材 22bの内部に形成された段部 22cに当接し、第 2収容孔を通り抜けることができない。したがって、チップホルダ 32を第 2部材 22bの先端部から外しても、給電チップ 37が、チップボディ 22 の第 2部材 22bから抜け落ちることはない。一般に、チップホルダは、スパッタの付着や熱の影響により、給電チップよりも交換頻度が高くなる。そのため、給電チップがチップボディから脱落しな!/、構成を採用することで、チップホルダの交換作業を効率よく fiうこと力 Sでさる。

[0067] 上述した実施例では、ロボットを使用して溶接を行う場合について説明した。しかしながら、本発明の溶接トーチは、ロボットによる自動溶接に限定されるものではなぐ手溶接の半自動溶接トーチにも適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 軸芯部にワイヤ揷通孔を有するトーチボディと、

前記トーチボディの先端部に取り付けられて軸芯部にワイヤ揷通孔を有するチップボディと、

前記チップボディの先端部に取り付けられて軸芯部にワイヤ揷通孔を有するチップホルダと、

前記チップボディの内部に設けられて前記トーチボディの先端部に当接して軸芯部にワイヤ揷通孔を有するスプリングと、

前記チップボディの内部に設けられて前記スプリングの先端部に当接して軸芯部にワイヤ揷通孔を有する加圧シャフトと、

前記加圧シャフトと前記チップホルダとで押圧されて軸芯部にワイヤ揷通孔を有する給電チップとを備え、

前記チップホルダに前記給電チップの先端部が挿入されたときに前記チップホルダの内面と前記給電チップの先端部との間に空間が形成されるように、前記給電チップの側面に前記チップホルダの基端部に当接する突起部が形成されている、消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。

[2] 前記給電チップには、この給電チップの前記先端部から当該チップの前記ワイヤ揷通孔に沿って延びる少なくとも 1本の縦すり割りが形成されており、前記給電チップの前記突起部は、前記チップホルダの前記基端部と当接するテーパ部を含んでおり、前記スプリングが前記加圧シャフトを押圧して、この加圧シャフトが前記給電チップを押圧することにより、この給電チップの前記ワイヤ揷通孔の内面が溶接ワイヤを押圧する構成とされて!/、る、請求項 1に記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ

[3] 前記給電チップには、前記縦すり割りの終端部近傍において、前記縦すり割りに直角に延びる横すり割りが形成されて!/、る、請求項 2に記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。

[4] 前記給電チップには、前記縦すり割りの終端部近傍において薄肉部が形成されて V、る、請求項 2に記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。

[5] 前記チップホルダが耐熱性を有することを特徴とする、請求項 1に記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。

[6] 前記チップホルダの先端部には、軸芯部にワイヤ揷通孔を有する耐熱部材が埋め込まれて!/、る、請求項 1に記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。

[7] 前記チップホルダの前記基端部には、前記給電チップの前記テーパ部と接触する傾斜面が形成されて!/、る、請求項 2に記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。

[8] 前記給電チップの基端部にテーパ部が形成されており、前記加圧シャフトの先端部には、前記給電チップの前記基端部の前記テーパ部と接触する傾斜面が形成されて!/、る、請求項 1に記載の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。

[9] トーチボディと、このトーチボディの先端部に取り付けられるチップボディと、このチップボディの先端部に取り付けられるチップホルダと、前記チップボディの内部に設けられて前記トーチボディの先端部に当接するスプリングと、前記チップボディの内部に設けられて前記スプリングの先端部に当接する加圧シャフトと、を備える消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに用いられるとともに、前記加圧シャフトと前記チップホルダとで押圧される給電チップであって、

前記チップホルダに揷入される先端部と、

当該給電チップの軸芯に沿って延びるワイヤ揷通孔と、

当該給電チップの前記先端部から前記ワイヤ揷通孔に沿って延びる少なくとも 1本の縦すり割りと、

前記チップホルダに当該給電チップの前記先端部が挿入されたときに前記チップホルダの内面と当該給電チップの前記先端部との間に空間が形成されるようにすベく前記チップホルダの基端部と当接するテーパ部と、

を具備する、給電チップ。

[10] 前記縦すり割りの終端部近傍において、この縦すり割りに直角に延びる少なくとも 1 本の横すり割りをさらに備える、請求項 9に記載の給電チップ。

[11] 前記縦すり割りの終端部近傍において形成された薄肉部をさらに備える、請求項 9 に記載の給電チップ。

[12] 前記チップボディの一部に係合する脱落防止部をさらに備える、請求項 9に記載の糸 P ノシノ。

[13] トーチボディと、このトーチボディの先端部に取り付けられるチップボディと、このチップボディの内部に設けられて前記トーチボディの先端部に当接するスプリングと、前記チップボディの内部に設けられて前記スプリングの先端部に当接する加圧シャフトと、その軸芯周りに設けられたテーパ部を有する給電チップと、を備える消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに用いられるとともに、前記チップボディの先端部に取当該チップホルダの軸芯に沿って延びる、前記給電チップの先端部を揷入するための貫通孔と、

前記給電チップの前記先端部が前記貫通孔に揷入されたときに、当該チップホルダの内面と前記給電チップの前記先端部との間に空間が形成されるように、前記給電チップの前記テーパ部に当接する基端部と、

を具備する、チップホルダ。

[14] 耐熱性材料から形成されている、請求項 13に記載のチップホルダ。

[15] ワイヤ揷通孔を有する耐熱部材が先端部に埋め込まれている、請求項 13に記載のチップホルダ。

[16] 前記基端部には、前記給電チップの前記テーパ部と接触する傾斜面が形成されている、請求項 13に記載のチップホルダ。