JP2003251467A - 消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシー
ルドアーク溶接トーチのノズルは金属製であるために、
スパッタがノズルに付着すると手で擦った程度では除去
することが困難である。 【解決手段】本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極ガ
スシールドアーク溶接トーチは、カーボンをカーボンノ
ズル１３に使用し、従来の金属ノズルを２分割してノズ
ルの先端のみをカーボン製にし、このカーボンノズル１
３を金属製のノズルホルダ１２に結合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消耗電極ガスシー
ルドアーク溶接において、１トーチ内で２本の消耗電極
（以下、ワイヤという）を送給して溶接を行う消耗電極
ガスシールドアーク溶接トーチの改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種溶接構造物の建造において、
薄板高速溶接又は厚板高溶着溶接の作業能率の向上を図
るために１本のトーチから２本のワイヤを送給する２電
極１トーチ方式の消耗電極ガスシールドアーク溶接方法
が採用されている。図２は、従来の２電極１トーチ方式
の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチの外形図であ
って、同図（Ａ）は正面図であり、同図（Ｂ）は側面図
である。同図において、溶接トーチ１０のトーチボディ
１の先端にノズル２がノズル固定ネジ１６、１７によっ
て固定されている。

【０００３】図３は、従来の２電極１トーチ方式の消耗
電極ガスシールドアーク溶接トーチにおいて、ノズル固
定ネジ１６，１７を外してノズル２を取り外した状態を
説明する図であって、同図（Ａ）は正面図であり、同図
（Ｂ）は側面図である。同図において、トーチボディ１
の先端にチップボディ４、５が装着され、これらのチッ
プボディ ４と５とは絶縁されている。また、給電チッ
プ６、７がチップボディ４、５の先端にそれぞれネジ結
合されていて、ワイヤを溶接部に案内すると共にワイヤ
が給電チップ６、７に内接することによって、図示を省
略した溶接用電源装置からトーチボディ１、チップボデ
ィ４、５を通じて給電チップ６、７にそれぞれ供給され
る電流がワイヤに供給される。また、チップボディ４、
５の周囲にシールドガスの流れをより安定化させるため
にオリフィス８、９がそれぞれ結合されていて、ノズル
２がチップボディ４、５と給電チップ６、７とを囲繞し
ている。溶接トーチ１０は、通常、図示していない溶接
ロボットのマニピュレータ先端に装着され、溶接ロボッ
トの操作性を高めるために溶接トーチ１０を小型化する
必要があり、ノズル２の断面は長円形の中空体である。

【０００４】図４は、従来の２電極１トーチ方式の消耗
電極ガスシールドアーク溶接トーチのノズル２の断面図
であって、同図（Ａ）は正面図であり、同図（Ｂ）は側
面図である。同図において、ノズル２は、例えば真鍮な
どの金属製であって一体型の構造で製作される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】消耗電極ガスシールド
アーク溶接中に、溶滴及び溶融地の一部がスパッタとし
て周囲に飛散する場合がある。この場合、従来の２電極
１トーチ方式の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ
のノズル２は金属製であるために、スパッタがノズル２
に付着すると手で擦った程度では除去することが困難で
ある。また、２電極であるために、１電極に比べてアー
ク熱の影響が大きく、このアーク熱によってノズルが変
形する場合がある。

【０００６】そこで従来、ノズルの内部の先端まで水を
流して冷却する水冷式のノズルが利用されているが、水
漏れ又は、冬季に水滴が発生する等の他に、水冷にして
も効果が十分ではなく、ノズルに付着したスパッタの除
去が困難であった。

【０００７】また従来、１電極１トーチ方式の消耗電極
ガスシールドアーク溶接トーチにおいて、ノズルをカー
ボン製にしたトーチが提案されている。この場合、カー
ボンを円形に加工して、一端の外部にネジ溝を設けてト
ーチボディとネジ結合している。カーボンはこのように
加工することは容易であるが、２電極の場合、前述した
ように、通常、ノズルの断面が長円形の中空体であるた
めに、カーボンを長円形の中空体に加工して一端の外部
にネジ溝を設けることは困難である。また、たとえカー
ボンを長円形の中空体に加工して一端の外部にネジ溝を
設けることができても、カーボン製のノズルをトーチボ
ディにネジで締め付ける構造にすると、ネジで締め付け
る部分にノズルの重さが掛かり、カーボンはねじれ等の
機械的強度が低いために、破損する場合がある。したが
って、カーボンを円形に加工して、一端の外部にネジ溝
を設けてノズルにネジ結合した１電極１トーチ方式のト
ーチを２電極１トーチ方式に適用することはできない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】出願時の請求項１に記載
の発明は、ワイヤ挿通用の軸方向の挿通孔を有する２本
のチップボディ４、５を並設し、上記チップボディ４、
５の先端部にワイヤが給電チップ６，７に内接すること
によってワイヤに電力を供給する給電チップ６，７をネ
ジ結合し、給電チップ６，７をノズルが囲繞し、上記ノ
ズルの内部にシールドガスを供給する消耗電極ガスシー
ルドアーク溶接トーチにおいて、上記ノズルの外形断面
を２本のチップボディが一体に囲繞される中空体を形成
すると共にカーボンを材質としたカーボンノズル１３を
ノズルホルダ１２に結合したノズルである消耗電極ガス
シールドアーク溶接トーチである。

【０００９】出願時の請求項２に記載の発明は、図９に
示すように、カーボンノズル１３の断面と相似する帯状
体の軸方向にスリット１４を形成し、上記スリット１４
を押し縮めてノズルホルダ１２に押込んでノズルホルダ
１２に内接させるスペーサ１５を上記ノズルホルダ１２
に挿入し、上記押し縮めたスリット１４が広がろうとす
るバネ力によってノズルホルダ１２に内接密着してカー
ボンノズル１３を固定する出願時の請求項１に記載の消
耗電極ガスシールドアーク溶接トーチである。

【００１０】出願時の請求項３に記載の発明は、出願時
の請求項１に記載のカーボンノズル１３が長円形の中空
体であり、ノズルホルダ１２が長円形の中空体である消
耗電極ガスシールドアーク溶接トーチである。

【００１１】出願時の請求項４に記載の発明は、出願時
の請求項２に記載のカーボンノズル１３の断面が長円形
の中空体であり、かつスペーサ１５がカーボンノズル１
３に内接する長円形の中空体である消耗電極ガスシール
ドアーク溶接トーチである。

【００１２】出願時の請求項５に記載の発明は、図８に
示すように、出願時の請求項４に記載のカーボンノズル
１３の軸方向一端の外周面に形成された突出部13aがノ
ズルホルダ１２の軸方向一端の内周面に形成された突出
部12aに当接してカーボンノズル１３がノズルホルダ１
２に係止された消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ
である。

【００１３】出願時の請求項６に記載の発明は、図６に
示すよに、出願時の請求項５に記載のノズルホルダ１２
がノズル固定ネジ１６、１７によってトーチボディ１に
固定された消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本出願に係る発明の特徴
を最もよく表す図である。後述する図６と同じなので、
説明は図６で後述する。発明の実施の形態は、出願時の
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
チであって、ワイヤ挿通用の軸方向の挿通孔を有する２
本のチップボディ４、５を並設し、上記チップボディ
４、５の先端部にワイヤが給電チップ６，７に内接する
ことによってワイヤに電力を供給する給電チップ６，７
をネジ結合し、給電チップ６，７をノズルが囲繞し、上
記ノズルの内部にシールドガスを供給する消耗電極ガス
シールドアーク溶接トーチにおいて、上記ノズルの外形
断面を２本のチップボディが一体に囲繞される中空体を
形成すると共にカーボンを材質としたカーボンノズル１
３をノズルホルダ１２に結合したノズルである消耗電極
ガスシールドアーク溶接トーチである。

【００１５】

【実施例】図５は、本発明の２電極１トーチ方式の消耗
電極ガスシールドアーク溶接トーチの外形図であり、図
６は本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシール
ドアーク溶接トーチの部分断面図である。図６におい
て、溶接トーチ１１は、従来のノズルを金属製で長円形
の中空体ノズルホルダ１２とカーボン製で長円形の中空
体のカーボンノズル１３とに分割して、ノズルホルダ１
２の軸方向一端の内周面に突起部12aを設け、カーボン
ノズル１３の軸方向一端の外周面に突起部13aを設けて
いる。また、スペーサ１５は、後述する図９に示すスリ
ット１４を設けた金属製で長円形の帯状態であって、こ
のスリット１４を押し縮めてノズルホルダ１２に押込ん
でノズルホルダ１２に内接密着させる。その他の機能に
ついては、図３に示す機能と同一機能に同一符号を付し
て、説明を省略する。

【００１６】図６に示すように、本発明の２電極１トー
チ方式の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチは、カ
ーボンノズル１３の軸方向一端の外周面に突出部１３ａ
を形成すると共に、ノズルホルダ１２の軸方向一端の内
周面に突出部１２ａを形成して、カーボンノズルの突起
部13aをノズルホルダの突起部12aに当接している。そし
て、上記スリット１４を押し縮めてスペーサ１５をノズ
ルホルダ１２に押込み、このスペーサ１５のスリット１
４が広がろうとするバネ力によってカーボンノズル１３
を押圧している。さらに、ノズルホルダ１２がノズル固
定ネジ１６、１７によってトーチボディ１に固定されれ
ば、より完全になる。

【００１７】図７乃至図９は、本発明の２電極１トーチ
方式の消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチのノズル
ホルダ１２、カーボンノズル１３及びスペーサ１５を組
立てる手順を説明する図であって、図７（Ａ）及び
（Ｂ）は外形図の正面図であり、図７（Ｃ）及び（Ｄ）
は外形図の側面図であり、図８（Ａ）及び（Ｂ）は断面
図の正面図であり、図８（Ｃ）及び（Ｄ）は断面図の側
面図であり、図９は断面図の平面図である。図７及び図
８の（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、カーボンノズル１
３をノズルホルダ１２に挿入させて、スペーサ１５をノ
ズルホルダ１２に押込む。その結果、図７及び図８の
（Ｂ）及び（Ｄ）に示すように、カーボンノズルの突起
部13aがノズルホルダの突起部12aに当接し、図９に示す
スペーサ１５のスリット１４が広がろうとするバネ力に
よってカーボンノズル１３を固定している。

【００１８】また、図８及び図９において、図８に示す
位置ａ乃至位置ｄが図９に示す位置ａ乃至位置ｄに対応
している。図９において、カーボンノズル１３がノズル
ホルダ１２に挿入され、スペーサ１５のスリット１４が
広がろうとするバネ力によってノズルホルダ１２に内接
密着し、さらに、カーボンノズル１３を押圧して固定し
ている。

【００１９】本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極ガ
スシールドアーク溶接トーチのカーボンノズル１３に使
用するカーボンは、金属と比べて耐熱性に優れ、さら
に、スパッタが付着しても容易に取れ易い。また、カー
ボンを長円形の中空体に加工して一端の外部にネジ溝を
設けることが困難であるので、従来の金属ノズルを２分
割してノズルの先端のみをカーボン製にし、このカーボ
ンノズル１３を金属製のノズルホルダ１２に結合してい
る。したがって、カーボンノズル１３のカーボンの加工
を容易にし、さらに、カーボンノズル１３の交換作業も
容易にしている。また、カーボン製のノズルをトーチボ
ディにネジで締め付ける構造ではないので、カーボンを
破損することがない。

【００２０】

【発明の効果】本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極
ガスシールドアーク溶接トーチは、カーボンをカーボン
ノズル１３に使用しているので、金属と比べて耐熱性に
優れ、さらに、スパッタが付着しても容易に取れ易い。
また、従来の金属ノズルを２分割してノズルの先端のみ
をカーボン製にし、このカーボンノズル１３を金属製の
ノズルホルダ１２に結合している。したがって、カーボ
ンノズル１３のカーボンの加工を容易にし、さらに、カ
ーボンノズル１３の交換作業も容易にしている。また、
カーボン製のノズルをトーチボディにネジで締め付ける
構造ではないので、カーボンを破損することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本出願に係る発明の特徴を最もよく表す図であ
る。

【図２】従来の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシー
ルドアーク溶接トーチの外形図である。

【図３】従来の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシー
ルドアーク溶接トーチにおいて、ノズル固定ネジ１６，
１７を外してノズル２を取り外した状態を説明する図で
ある。

【図４】従来の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシー
ルドアーク溶接トーチのノズル２の断面図である。

【図５】本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシ
ールドアーク溶接トーチの外形図である。

【図６】本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシ
ールドアーク溶接トーチの部分断面図である。

【図７】本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシ
ールドアーク溶接トーチのノズルホルダ１２、カーボン
ノズル１３及びスペーサ１５を組立てる手順を説明する
外形図である。

【図８】本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシ
ールドアーク溶接トーチのノズルホルダ１２、カーボン
ノズル１３及びスペーサ１５を組立てる手順を説明する
断面図である。

【図９】本発明の２電極１トーチ方式の消耗電極ガスシ
ールドアーク溶接トーチのノズルホルダ１２、カーボン
ノズル１３及びスペーサ１５を組立てる手順を説明する
断面図の平面図である。

【符号の説明】

１ トーチボディ ２ ノズル ４、５ チップボディ ６，７ 給電チップ ８，９ オリフィス １０ （従来技術の）溶接トーチ １１ （本発明の）溶接トーチ １２ ノズルホルダ 12a ノズルホルダの突出部 １３ カーボンノズル 13a カーボンノズルの突出部 １４ スリット １５ スペーサ １６、１７ ノズル固定ネジ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ挿通用の軸方向の挿通孔を有する
   ２本のチップボディを並設し、前記チップボディの先端
   部にワイヤが給電チップに内接することによってワイヤ
   に電力を供給する給電チップをネジ結合し、前記給電チ
   ップをノズルが囲繞し、前記ノズルの内部にシールドガ
   スを供給する消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに
   おいて、前記ノズルの外形断面を２本のチップボディが
   一体に囲繞される中空体を形成すると共にカーボンを材
   質としたカーボンノズルをノズルホルダに結合したノズ
   ルである消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。
2. 【請求項２】 カーボンノズルの断面と相似する帯状体
   の軸方向にスリットを形成し、前記スリットを押し縮め
   てノズルホルダに押込んで前記ノズルホルダに内接させ
   るスペーサを前記ノズルホルダに挿入し、前記押し縮め
   たスリットが広がろうとするバネ力によって前記ノズル
   ホルダに内接密着して前記カーボンノズルを固定する請
   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。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のカーボンノズルが長円
   形の中空体であり、ノズルホルダが長円形の中空体であ
   る消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のカーボンノズルの断面
   が長円形の中空体であり、かつスペーサが前記カーボン
   ノズルに内接する長円形の中空体である消耗電極ガスシ
   ールドアーク溶接トーチ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のカーボンノズルの軸方
   向一端の外周面に形成された突出部がノズルホルダの軸
   方向一端の内周面に形成された突出部に当接して前記カ
   ーボンノズルが前記ノズルホルダに係止された消耗電極
   ガスシールドアーク溶接トーチ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のノズルホルダがノズル
   固定ネジによってトーチボディに固定された消耗電極ガ
   スシールドアーク溶接トーチ。