JP2687580B2

JP2687580B2 - アーク溶接機の溶接ガン保護装置

Info

Publication number: JP2687580B2
Application number: JP1121734A
Authority: JP
Inventors: 信哉浜田
Original assignee: 株式会社豊田自動織機製作所
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1997-12-08
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JPH02299779A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、アーク溶接機、たとえばスタッド溶接機の
溶接ガンに係り、詳しくは溶接時に発生する溶接スパッ
タあるいは高熱による影響から溶接ガンを保護するため
の装置に関する。

（従来の技術）第４図は従来のスタッド溶接機の溶接ガンを示したも
のである。

図示のように、溶接ガンにおけるハウジング１内に上
下動可能に組込まれたシリンダ２の下端にはピストン３
の上昇状態において図示省略のフィーダチューブを経て
給送される溶接材料としてのボルトあるいはピンＢ（以
下、単にボルトという）を受けるボルトレシーバ４が取
付けられ、このボルトレシーバ４の下端にはボルトＢを
保持するコレットチャック５がコレットナット６によっ
て取付けられている。そして、ボルトレシーバ４及びコ
レットチャック５は共に導電材料からなり、溶接電源装
置に接続されている。つまり、ボルトレシーバ４及びコ
レットチャック５は溶接電源装置の電極となっている。

一方、コレットチャック５の上部及びボルトレシーバ
４の下部には、ボデーアースされた母材Ａに当接するこ
とによって溶接体勢が整ったことを検出するための導電
材料からなる確認センサ７の円筒部分が絶縁材料からな
る円筒形のガイドブッシュ９を介して取囲むように配置
されており、そして確認センサ７の円筒部分は前記ハウ
ジング１の下端部に連結ボルト10によって連結固定され
ている。ガイドブッシュ９は確認センサ７とコレットチ
ャック５間の通電を遮断するとともに、該コレットチャ
ック５の上下動を案内する機能を有する。また、確認セ
ンサ７は溶接制御装置と接続されている。つまり、確認
センサ７は溶接制御装置の１つの電極となっており、そ
の一部にコレットチャック５と平行して下方へ延出する
脚片８を有し、この脚片８が溶接作業に際して母材Ａと
接触することにより、溶接体勢が整ったことを確認す
る。

そして、このような構成の溶接ガンによる溶接作業は
次のように行なわれる。

溶接すべきボルトＢはシリンダ２のピストン３が引上
げられたときに、ボルトレシーバ４からコレットチャッ
ク５へ落下されるとともにチャック先端にて保持され
る。その状態でピストン３が下降してボルトＢを上方か
ら押え込むことによりその先端がチャック先端から所定
量突出した状態とし、そのもとでハウジング１と共にガ
ン全体が母材Ａに向かって下降する。

そして、ボルトＢが母材Ａに当接し、かつ確認センサ
７の脚片８が母材Ａに接触すると、該確認センサ７の検
出信号に基づいてガン全体の下降が停止されるととも
に、起動信号が出力されてボルトＢに溶接電流が通電さ
れると同時にシリンダ２、ボルトレシーバ４、コレット
チャック５及びボルトＢがパイロットアークを発生しな
がら所定量だけ引上げられる。この状態においてアーク
電流によって母材表面が溶融され、そして溶融後は上記
の部材全体が再度下降してボルトＢを母材Ａに押付け
る。その後、所定時間経過してから溶接ガン全体が上昇
され、スタッド溶接が完了する。

（発明が解決しようとする課題）ところが、一般に溶接作業時にはスパッタが発生し、
このスパッタが溶接電源装置の電極であるコレットチャ
ック５の外周や溶接制御装置の１つの電極である確認セ
ンサ７の脚片８に向かって飛散する。そしてスパッタが
コレットチャック５やセンサ７の脚片８に大量に付着あ
るいは溶着したときは、それらの間で放電することがあ
り、このような異常放電が行なわれると、所定の溶接作
業ができないことは勿論のこと、電極材を損傷すること
になる。従って、電極材の損傷事故を防ぐにはスパッタ
を除去するための掃除を頻繁に行なう必要がある。

ところが、前記電極の冷却に関しては特別な対策が講
じられておらず、自然冷却に任せているのが普通であ
り、そのため連続作業によって電極材自体が相当の高温
状態となり、これに1000℃を越えるような高熱のスパッ
タが付着すると単なる付着に止まらず、電極材に溶け込
んで溶着してしまい、その除去がすこぶる困難あるいは
不可能となるという問題がある。

そこで本発明は、以上の問題に鑑み、溶接時に発生す
るスパッタ及び高熱から溶接ガンの、とくに電極材を保
護する上で有効な装置を提供することを、その目的とす
る。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を解決するために、溶接材料を保
持するとともに溶接電源装置の電極として機能する溶接
材料保持部材と、この溶接材料保持部材に所定の間隔を
置いて平行状に設置されるとともに母材に当接すること
によって溶接体勢が整ったことを検出する溶接制御装置
の電極として機能する確認センサとを備え、前記確認セ
ンサには、圧力気体を前記溶接材料保持部材の先端に向
かって横方向から噴射する噴射口を設けたことを特徴と
する。

（作用）上述のように構成した本発明によれば、溶接作業時に
溶接材料と母材との間で発生するスパッタを側方へ吹き
飛ばすように噴射気体を作用させることによりスパッタ
が溶接電源装置の電極である溶接材料保持部材や溶接制
御装置の電極である確認センサに向かって飛散すること
を抑制し、とくに確認センサ側から圧力気体を噴射する
ため、確認センサ側へのスパッタの飛散を合理的に抑え
ることが可能となる。また、噴射気体はスパッタの吹き
飛ばし作用と同時に電極材を強制冷却し、電極材にスパ
ッタが付着したときの溶け込み、つまり溶着を防止して
溶接ガンを保持する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

＜実施例１＞まず、第１図及び第２図に基づいて実施例１を説明す
る。なお、第４図に示した従来と同一部材については同
一符号を付してその説明を省略し、溶接ガンの保護装置
について説明する。図示のように、絶縁材料からなるガ
イドブッシュ９には溶接制御装置の１つの電極である確
認センサ７の脚片８の内面に沿ってほぼ同様の横幅を有
する防御片11が脚片８の内面に接触した状態で延在さ
れ、この防御片11の下端部はコレットチャック５の下端
とほぼ同一高さに設定されている。

そして、前記確認センサ７の脚片８の上部には圧力気
体（たとえば空気、窒素ガス、二酸化炭素等）の噴射口
12が形成され、この噴射口12には圧力気体供給源に通じ
る圧力気体給送チューブ13が接続されている。また、防
御片11の脚片８との接触面側には上端部において前記噴
射口12と連通する断面コ字形あるいは半円弧形等の案内
溝14が下向きに形成されており、この案内溝14は脚片８
の内面と共同して下端部を開放する気体通路15を構成し
ている。また、脚片８の下端部内面にはガス通路15から
噴射した気体をコレットチャック５側に向けて案内する
ための湾曲状の誘導面16が形成されている。さらに、防
御片11には噴射口12と対向する部位に分流口17が同心的
に形成され、この分流口17は第２図に示すようにコレッ
トチャック５のスリット5aに対向している。

上述のように構成された本実施例において、母材Ａに
対するボルトＢの溶接作業が開始されると、圧縮気体供
給源より圧送された圧力気体が確認センサ７の噴出口12
から噴射され、一部は気体通路15を通り、脚片８の下端
部から溶接部位に向けてほぼ水平方向に吹き付けられ
る。そして、この噴出気体は溶接時に発生するスパッタ
を多くは脚片８の反対側へ吹き飛ばし、スパッタが確認
センサ７の脚片８側あるいはコレットチャック５の外周
側へ飛散してそれらに付着するのを抑制する。また、圧
力気体はスパッタのランダムな飛散を抑えることに加
え、確認センサ７の脚片８及びコレットチャック５の、
とくに先端部分を冷却する。

また、噴射口12から噴射された圧力気体の一部は防御
片11に形成された分流口17からコレットチャック５に向
けて噴出される。この気体はコレットチャック５の周囲
にスパッタが飛散することを抑えるようにも作用するほ
か、コレットチャック５をその外周面からあるいはスリ
ット5aを通して内面から冷却する。

なお、圧力気体の噴射時期については、たとえば確認
センサ７の脚片８が母材Ａに接触することによって出力
される溶接体勢確認信号の出力直後あるいは適宜間を置
いてから噴射を開始し、溶接終了と同時に噴射を終了す
るような形で圧力気体給送系のバルブ制御が行なわれる
よう定められる。しかし、これはあくまでも一例であっ
て、必要に応じて適宜変更することが可能であり、たと
えば溶接ガンが母材Ａに向けて下降する段階で噴射する
ように設定すれば、母材Ａの溶接すべき表面の掃除が可
能となる。

＜実施例２＞つぎに、第３図に基づいて本発明の実施例２を説明す
る。この実施例ではガイドブッシュ９は従来と同様に円
筒形の態様であり、確認センサ７における脚片８の下部
に圧力気体の噴出口12が形成されている。このような構
成のときは、前述の実施例１に比べて構造がコンパクト
化されるという利点がある。そして、溶接時に発生する
スパッタを脚片８の反対側へ吹き飛ばして脚片８やコレ
ットチャック５に対するスパッタの付着を抑制するこ
と、また脚片８やコレットチャック５を冷却できること
についても実施例１と同等あるいはそれに近い効果が期
待できるものである。

なお、本発明スタッド溶接機の溶接ガンに限らず、確
認センサを備えた溶接ガンであれば、他種のアーク溶接
機であっても適用することが可能である。

（発明の効果）以上詳説したように、本発明によれば、アーク溶接時
に発生するスパッタが溶接電源装置の電極である溶接材
料保持部材や溶接体勢が整ったことを検出する溶接制御
装置の電極である確認センサの周囲に付着することを低
減し、スパッタ付着に起因して生ずる上記両電極間の異
常放電を抑えてそれらを保護することができる。また、
強制冷却によってスパッタが電極に溶着することを防止
するとともに、電極を高熱の悪影響から保護することに
より、早期摩耗や破損を防止して溶接ガンとしての耐久
性を高めることができる。さらには電極に対するスパッ
タ付着の減少が図られ、かつスパッタ溶着が防止される
ことにより、スパッタ除去のための掃除回数が大幅に減
少できるとともに、メンテナンスが簡便化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す縦断面図、第２図は第
１図のII−II線断面図、第３図は本発明の実施例２を示
す縦断面図、第４図は従来例を示す縦断面図である。５……コレットチャック、７……確認センサ８……脚片、９……ガイドブッシュ 12……噴射口

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接材料を保持するとともに溶接電源装置
の電極として機能する溶接材料保持部材と、この溶接材
料保持部材に所定の間隔を置いて平行状に設置されると
ともに母材に当接することによって溶接体勢が整ったこ
とを検出する溶接制御装置の電極として機能する確認セ
ンサとを備え、前記確認センサには、圧力気体を前記溶
接材料保持部材の先端に向かって横方向から噴射する噴
射口を設けたアーク溶接機の溶接ガン保護装置。