JPH0211989Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、溶接用ワイヤを消耗性電極として用
いる溶接用トーチに関するものである。

従来技術 一般に消耗性電極を用いる場合、電極ワイヤと
当接する接触部材を介して電極ワイヤへの給電が
行なわれているが、電極ワイヤの送給位置が変動
しないものおよび接触部材の摩耗が激しいため高
寿命のものが嘱望されている。これに対処するた
め、本考案の出願人は、特願昭56−193138号（特
開昭58−93580号）に示される溶接用トーチを提
供している。すなわち、第１図乃至第３図におい
て、消耗性電極ワイヤ用の透孔６０１を有する給
電用部材６と該給電用部材６を支持する筒状の支
持部材５とで接触部材７を構成し、電極ワイヤ２
６を案内する固定のガイド部材４の自由端部を接
触部材７の内方に挿入すると共に溶接用トーチの
基部側、即ちX₂方向側に配設された給電用接続
部材１２と接触部材７の支持部材５とを可撓性の
連結部材９で連結し、溶接用トーチの基部側より
可撓性の連結部材９と接触部材７の基部側とを覆
う固定の筒状体１１を設け、筒状体１１に配設し
た相対向する支持ピン１８，１８により電極ワイ
ヤ２６の軸線を含む平面上で接触部材７をＺ方向
に傾動自在に支持すると共に該平面と略直交する
方向、即ちＹ方向に接触部材７を拘束支持し、か
つ支持ピン１８，１８を回動中心として接触部材
７を電極ワイヤ側に付勢させる加圧手段２３を配
設していた。このため接触部材７の摩耗に拘わら
ず給電が定常状態で行なわれ、しかも電極ワイヤ
の狙い位置が略一定するため良好な溶接が行なわ
れていた。

ところで、上記溶接用トーチにおいては、接触
部材７の給電用部材６を介して加圧手段２３の加
圧力が電極ワイヤ２６に作用するが、この付勢力
を固定のガイド部材４により拘束して電極ワイヤ
２６の位置決めを行なつていた。この場合、電極
ワイヤ２６の材質や電極ワイヤの曲りグセ等から
加圧力が適宜に変化するが、これにも拘わらず電
極ワイヤの位置決めを確実に行なうためには固定
のガイド部材４自体の剛性を大きくしなければな
らなかつた。即ち上記溶接用トーチにおける固定
のワイヤガイド部材４は片持支持であり、その長
さＬに対する加圧力の相対関係から、確実に電極
ワイヤ２６の狙い位置を一定に維持するために
は、固定のワイヤガイド部材４自体の剛性を大き
く、即ち断面積を大きくしなければならず、従つ
て溶接用トーチが太くかつ重くなるという欠点が
あつた。

一般にこの種の溶接用トーチを用いて狭小部の
溶接を行なうことが多いため、溶接用トーチが太
くかつ重くなることは好ましくなかつた。

考案の目的 本考案は、かかる問題に鑑みてなされたもので
あつて、接触部材の摩耗に拘わらず給電が定常状
態で行なわれ、しかも電極ワイヤの狙い位置が一
定するとともに可及的にコンパクトにかつ軽量化
することのできる溶接用トーチを提供することを
目的としている。

実施例 以下図示の実施例を参照して本考案を詳細に説
明する。第４図乃至第８図において、１は軸芯部
に貫通孔１０１が穿設されたトーチボデイ、２は
貫通孔１０１に着脱自在に配設された耐摩耗性の
ガイドチユーブで、例えば略軸芯部に断面円状の
孔が穿設されている。３は略軸芯部に貫通孔３０
１が穿設された耐摩耗性のガイドブロツクで、例
えばこのガイドブロツク３はトーチボデイ１の
X₁方向の端部に螺着されている。上記トーチボ
デイ１、ガイドチユーブ２およびガイドブロツク
３により、電極ワイヤ２６を案内するための固定
ガイド部材４が構成されている。５は筒状の支持
部材、６は略軸芯部に貫通孔６０１が穿設され、
かつX₂方向に開口する有底状の孔６０２を有す
る給電用部材で、例えばこの給電用部材６は支持
部材５のX₁方向の端部に螺着されている。この
支持部材５と給電用部材６とにより接触部材７が
構成されていて、接触部材７は良導電性材料、例
えば銅又は銅系統の合金により形成されている。
この接触部材７の内方に固定ガイド部材４の自由
端部が挿入されている。８は中間部材で、この中
間部材と支持部材５とは可撓性の連結部材９、例
えば筒状に形成された銅又は銅系統の合金よりな
る編組線により連結されている。１１は接触部材
７の基部側を覆う固定の筒状体、１２は給電具接
続部材で、この給電具接続部材１２と固定の筒状
体１１とは、回転方向の位置決め具１３１、例え
ばキー材により相互に位置設定されて締着具１４
１、例えばナツトにより一体的に支持されてい
る。また中間部材８と固定の筒状体１１とは回転
方向の位置決め具１３２、例えばキー材により相
互に位置設定されて締着具１４２、例えば袋ナツ
トにより一体的に支持されている。トーチボデイ
１は中間部材８の略軸芯部に挿通されて締着具１
４３、例えば中間部材８のX₂方向の端部に螺着
するアダプターにより、中間部材８と一体となる
よう支持されている。１５はトーチボデイ１の基
部側において外周部に配設された溝で、この溝１
５はトーチボデイ１の外周部に配設された軸方向
に延びる溝１５１，１５１に連通して、トーチボ
デイ１と支持部材５とにより形成された筒状空間
３１に連通している。１６は、例えば給電具接続
部材１２に穿設されたシールド用ガスの接続口
で、この接続口１６とトーチボデイ１の外周部に
配設された溝１５とは、適宜の部材を貫通する穿
設孔１７により連通されている。１８は、固定の
筒状体１１に螺着された支持ピンでこの支持ピン
１８は相対向して、例えばＹ方向に相離間して固
定の筒状体１１に配設されている。例えば、支持
ピン１８の先端部に配設された段部１８１が支持
部材５に穿設された孔に係入して支持部材５をＸ
方向およびＺ方向に位置決めすると共に、支持ピ
ン１８，１８の位置を夫々適宜にＹ方向に調整す
ることにより支持部材５がＹ方向に対しても略位
置決めされる。勿論支持部材５は、支持ピン１８
の軸芯を中心としてＺ方向に対して傾動自在に支
持されている。１９は、支持ピン１８，１８に対
応する位置で固定のガイド部材４の外部に配設さ
れた球状体で、この球状体１９の半径は筒状の支
持部材５の半径と実質的に同一に形成されてい
る。第７図に示されるごとく球状体１９はY₁方
向およびY₂方向に向つて適宜に除去されている。
すなわち、球状体１９，１９は相対向する支持ピ
ン１８，１８と略直交する位置で支持部材の内面
に当接している。２３は加圧手段で、例えば支持
ピン１８よりもX₂方向側の位置において固定の
筒状体１１に螺着されたブツシユ２３１と、この
ブツシユ２３１に螺着された調整ネジ２３２と、
この調整ネジ２３２と支持部材５との間に配設さ
れたバネ部材２３３、例えば圧縮バネ部材と、位
置調整後に調整ネジ２３２をロツクするロツクナ
ツト２３４とにより加圧手段２３が構成されてい
る。なおバネ部材２３３を電気的に保護するため
にブツシユ２３１を電気絶縁材により形成した
り、バネ部材２３３の支持部材５側又は調整ネジ
２３２側に電気絶縁材よりなるバネ受けを設けた
方が好ましい。２４は“Ｏ”リング又はガスケツ
トなど適宜に弾性を有する気密部材、２５は支持
部材５の自由端部に着脱自在に支持されたガスノ
ズルで、例えばこのガスノズル２５は電気絶縁製
のノズル２５１と金属製のノズル２５２とにより
構成されている。シールド用ガスの接続口１６に
ガス供給管を連結すると共に取付孔１２０を介し
て給電具を給電具接続部材１２に連結する。上記
溶接用トーチは電気絶縁部材２７を介して取付部
材２８により適宜に支持される。

上記構成において、図示しないワイヤ送給装置
により電極ワイヤ２６を送給し、電極ワイヤ２６
が給電用部材６の穿設孔６０１に到達した後に給
電具を介して接触部材７に給電し、かつシールド
用ガスを流出させつつ電極ワイヤ２６を送給して
溶接を行なう。

なお、図示の場合、溶接用トーチの基部には適
宜に気密部材２９１，２９２，２９３が配設され
ていて、接続口より供給されるシールド用ガス
は、穿設孔１７→溝１５→溝１５１，１５１，…
…を経て支持部材５とトーチボデイ１とにより形
成される筒状空間３１に流入し、トーチボデイ１
の周部に略等間隔で半径方向に配設された２個以
上の穿設孔３２，３２、例えば４個の孔および同
様の穿設孔３３，３３を経てガスノズル２５内の
筒状空間３４に流入する。

ところで溶接の進行と共に給電用部材６の給電
位置相当部が徐々に摩耗するが、支持部材５に支
持された給電用部材６は加圧手段２３によりZ₂方
向に付勢された状態となつているため、給電用部
材６の摩耗に拘わらず常時給電用部材６と電極ワ
イヤ２６とが当接して給電が定常状態で確実に行
なわれる。しかもガスノズル２５は接触部材７の
自由端部に支持されて、ガスノズル２５と接触部
材７とは支持ピン１８を回動中心として一体的に
回動するため、給電用部材６の摩耗に拘わらず、
ガスノズル２５と接触部材７とで区画される筒状
空間３４は常に一定の形状に維持される。このよ
うにガスノズル２５内の筒状空間３４が一定の状
態に維持されれば、当然シールド用ガスの噴出流
も一定に維持されて均一な溶接を行なうことがで
きる。なお電極ワイヤ２６は固定のガイド部材
４、特にガイドブロツク３により拘束されている
ため、給電用部材６の摩耗の如何に拘わらずＺ方
向の一定位置に送給されるが、これに対して給電
用部材６が摩耗するにつれてガスノズル２５およ
び接触部材７は、支持ピン１８を中心としてZ₂方
向に一体的に回動し、電極ワイヤ２６の軸線とガ
スノズル２５より流出されるシールド用ガスの噴
出流の軸線とが一致しなくなる懸念がある。しか
し一般に給電用部材６と被溶接物との間隔は10〜
30mm位に選定され、かつガスノズル２５より噴出
されるシールド用ガスは環状の層流であつて、溶
接点を含む比較的広い領域に噴出されるため、シ
ールド用ガスの噴出流の軸線と電極ワイヤの軸線
とが一致しなくなつても、ガスシールド効果が実
質的に変化することはない。さらに、特に本考案
においては、固定の筒状体１１に配設した相対向
する支持ピン１８，１８により接触部材７を傾動
自在に支持すると共に固定のガイド部材４に配設
した球状体１９，１９を、相対向する支持ピン１
８，１８と略直交する位置で支持部材５の内面に
当接させている。このため、固定のガイド部材４
の自由端部にZ₂方向の力、すなわち接触部材７と
電極ワイヤ２６との当接による加圧手段２３の加
圧力が作用した場合、球状体１９，１９、支持部
材５および支持ピン１８，１８の各構成により、
固定のガイド部材４はあたかも支持ピン１８，１
８の軸芯：Ｏを中心としてZ₂方向に傾動するよう
に支持された状態となる。そこで第９図に示され
るごとく固定のガイド部材４の先端をＡ、固定支
持部をＢ、先端Ａに作用する加圧手段２３の加圧
力をＷ、点Ｏに作用する反力をＲとし、Ｗの作用
にも拘わらずＢおよびＯが同一水平線上に維持さ
れるものとする。ただしＥ：ヤング係数、Ｉ：断
面の慣性モーメントである。

まず、点Ｏの自由支持が行なわれていない状態
でＷにより変位する点Ｏ、点Ａ相当位置における
夫々のたわみをY_O，Y_Aとすると次式が成り立つ。

Y_A＝WL³／3EI ……(1) Y_O＝WL³／3EI（１−3l／2L＋l³／2L³ ……(2) 次にＷを無視し、自由支持点Ｏに作用するＲに
よる点Ｏ、点Ａ相当位置における夫々のたわみを
Y_O′，Y_A′とすると次式が成り立つ。は直線
となる。

Y_A′＝Ｒ・a³／3EI＋Ｒ・ｌ・a²／2EI ……(3) Y_O′＝Ｒ・a³／3EI ……(4) 点Ｂ、点Ｏは同一水平線上に維持されるから、 Y_O＝Y_O′ ……(5) であり、上記(2)，(4)，(5)式から Ｒ＝3L−ａ／２・ａＷ ……(6) となる。上記(1)，(3)，(6)式から、Ｗによる点Ａの
実際のたわみΔY_Aは △Y_A＝Y_A−Y_A′＝Ｗ／12EIl²（4L−ａ） ……(7) となる。今仮に第４図において、 ｌ＝0.6L，ａ＝0.4L ……(8) の関係が成り立つものとした場合、上記(7)，(8)式
から △Y_A＝WL³／3EI×0.324 ……(9) となる。即ち上記(1)，(9)式から次式が成り立つ △Y_A≒１／３Y_A ……(10) 上記のごとく、例えば自由端から0.6Lの位置に
自由支持点：Ｏを設けたときの固定のガイド部材
４の自由端部のたわみは、自由支持点を設けな
い、いわゆる片持支持の場合のときの約1/3とな
る。従つて固定のガイド部材４の剛性を小さく選
定することができ、このように溶接用トーチの軸
芯部に配設される固定のガイド部材４の断面積を
小さく選定すれば、固定のガイド部材４の外方に
順次配設される支持部材５および固定の筒状体１
１をコンパクトにすることができる。即ち溶接用
トーチを可及的にコンパクトにかつ軽量化するこ
とができる。

なお、球状体１９と固定のガイド部材４とを一
体に形成することができるが、球状体１９を固定
のガイド部材４に対して着脱自在に構成すれば、
球状体１９の摩耗時における取替部品を少なくす
ることができ、しかも球状体１９の製作が容易で
ある。また、固定の筒状体１１に対して支持ピン
１８，１８を着脱自在に構成すれば溶接トーチと
してのメンテナンス上有利であるが、これにも拘
わらず支持ピン１８，１８を固定の筒状体１１に
固定とすることができる。

なお、第１図に示される溶接トーチにおいて、
第７図および第８図に示される球状体１９を固定
のガイド部材４に配設すれば本願考案の範畴に包
含されることは勿論である。すなわち、支持ピン
１８，１８の軸芯：Ｏを中心として固定のガイド
部材４が自由支持されるため、自由端部のたわみ
が小さくなり、従つて各部の断面積を小さくする
ことができ、溶接用トーチを可及的にコンパクト
にかつ軽量化することができる。この場合、固定
の筒状体１１４の内部の筒状空間３４′にシール
ド用ガスを適宜に流入させるものにおいては、給
電用部材６が摩耗するに従つて接触部材７がZ₂方
向に傾動するため筒状空間３４′の形状が変化す
る。このためシールド用ガスの噴流は給電用部材
６の摩耗に相応して変化するが、シールド用ガス
の流量が多い場合やCO₂ガスなどのいわゆる低級
溶接を行なう場合に適用することができる。これ
に対処するため、筒状部材１１３，１１４を取外
して、シールド用ガスを溶接部に向つて供給する
ための供給管を配設した、いわゆるサイドシール
ド型のものに本考案を適用することができる。ま
た本考案に係る溶接用トーチをいわゆるノーガス
用およびサブマーシドアーク用として適用するこ
とができる。

考案の効果 以上の如く、本考案によれば、接触部材の摩耗
に拘わらず給電が定常状態で行なわれ、しかも電
極の狙い位置が一定し、かつ支持部材を傾動自在
に支持する支持ピンと支持部材の内面に当接する
球状体とにより、固定のガイド部材は自由端部に
おいてあたかも支持ピンの軸芯を中心として自由
支持されるため、各部の断面積を小さくすること
ができ、全体として可及的にコンパクトにかつ軽
量化することのできる高寿命の溶接用トーチを実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す正面断面図、第２図およ
び第３図は夫々第１図の−線および−線
断面図、第４図は本考案の実施例を示す正面断面
図、第５図乃至第７図は夫々第４図の−線、
−線、および−線断面図、第８図は第７
図の−線断面拡大図、第９図は第４図の要部
を概略的に説明するための図である。 １……トーチボデイ、４……固定のガイド部
材、５……支持部材、６……給電用部材、７……
接触部材、９……可撓性の連結部材、１１……固
定の筒状体、１２……給電具接続部材、１８……
支持ピン、１９……球状体、２３……加圧手段、
２６……電極ワイヤ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 消耗性電極ワイヤ用の透孔を有する給電用部材
   と該給電用部材を支持する筒状の支持部材とで接
   触部材を構成し、電極ワイヤを案内する固定のガ
   イド部材の自由端部を前記接触部材の内方に挿入
   すると共に溶接用トーチの基部側に配設された給
   電具接続部材と前記接触部材の支持部材とを可撓
   性の連結部材で連結し、溶接用トーチの基部側よ
   り前記可撓性の連結部材と前記接触部材の基部側
   とを覆う固定の筒状体を設け、前記筒状体に配設
   した相対向する支持ピンにより電極ワイヤの軸線
   を含む平面上で接触部材を傾動自在に支持すると
   共に該平面と略直交する方向に接触部材を拘束支
   持し、かつ前記支持ピンを回動中心として前記接
   触部材を電極ワイヤ側に付勢させる加圧手段を配
   設してなる溶接用トーチにおいて、前記相対向す
   る支持ピンと略直交する位置で前記支持部材の内
   面に当接する球状体を前記固定のガイド部材に配
   設してなる溶接用トーチ。