JPH0330471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はガスシールドアーク溶接用ノズルに
関するものであつて、特にその耐久性と溶接の作
業性とが改善されたガスシールドアーク溶接用ノ
ズルに係る。

（従来の技術） 従来より用いられているガスシールドアーク溶
接用ノズルは、金属（銅）によつて一体に形成さ
れたもので、溶接トーチの先端部に螺着して使用
するものである。

（発明が解決しようとする問題点） このガスシールドアーク溶接用ノズルにおいて
は、使用中にノズル先端部が摩耗することが原因
となつて、溶接スパツタが付着し易くなり、スパ
ツタ除去のために溶接作業を中断したり、強固に
付着したスパツ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、付着したスパツタによ
つて溶接チツプとノズルとの間がブリツジされ、
溶接作業中にノズルが被溶接物に接触することに
よつて、溶接チツ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
因ともなつている。

また、近年急速にその適用の拡大が進められて
いるロボツト等による自動溶接においても、長時
間にわたつ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ツタの付着や、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つている。

上記のような欠点を防止するために、ガスシー
ルドアーク溶接用ノズル全体をセラミツク等の非
導電性材料によつて形成することも考えられる
が、セラミツクは、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ガスシールドアー
ク溶接用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−
200573号（特開昭60−92086号公報参照））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、一方セラミツクス製のノズル
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つてノズル部材
を溶接トーチに固定する構造の溶接用ノズルを提
案した。

この溶接用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つてしまうとい
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、スパツタが付着しにくく、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、しかも安価に製造可能であると共に、そ
の耐久性を向上し得るガスシールドアーク溶接用
ノズル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ガスシールドアーク
溶接用ノズルは、溶接トーチの先端部に装着され
る支持リングと、支持リングの先端側に装着され
る筒状のノズル部材と、ノズル部材を支持リング
に固定するための保持手段とを有し、上記ノズル
部材はセラミツクスによつて形成されたものであ
つて、その一端側には円弧状断面の凹溝が周設さ
れると共に、この凹溝内に断面円形の弾性リング
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、さらに上記支持リングと保持手段と
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
材をセラミツクにて形成してあるので、スパツタ
は付着しにくく、その剥離性も良好なものとな
り、またチツ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、ガスシールドアーク溶
接用ノズル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
を常に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用ノズル全体を安価
に提供することが可能となる。

またノズル部材には、エツジ部が存在しないこ
とから、応力集中に起因する割れ等の不具合を防
止し得る。

（実施例） 次ぎにこの発明のガスシールドアーク溶接用ノ
ズルの具体的な実施例の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は溶接トーチであつて、そ
の先端部には支持リング２が螺着されており、こ
の支持リング２の先端部には筒状のノズル部材３
が装着されると共に、支持リング２の外周部には
保持手段としての保持リング４が螺着されてい
る。上記支持リング２は、その内周部及び外周部
にそれぞれねじ部５，６が設けられており、内周
ねじ部５が溶接トーチ１の先端部に螺着されてい
る。また上記支持リング２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３の一端側が嵌入されてい
る。

上記ノズル部材３は、筒状の部材であつて、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内にはリングバネ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３を形成するに
は、セラミツクス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ゼラ
ミツクスは、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３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Si₃N₄等と共に、Al₂O₃製のノズ
ル部材３を用いたテストも行つたが、スパツタ付
着量、スパツタの剥離性ともに、Si₃N₄製等のノ
ズル部材３がはるかに優れていることを確認し
た。

上記保持リング４は、その基部内周に、上記支
持リング２の外周部に設けたねじ部と螺合し得る
ねじ部１０が設けられており、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１１
となされている。

なお、上記支持リング２及び保持リング４を形
成する材料としては、種々のものを用いることが
可能であるが、加工性が良好でしかも溶接トーチ
本体側からノズル部材３を有効に冷却し得る程度
に熱伝導が良好であるという点において、銅、黄
銅等の銅系材料が特に適している。

上記ガスシールドアーク溶接用ノズルは、次の
ような手順で組立てる。まず支持リング２の内周
ねじ部５を溶接トーチ１の先端部に螺着すると共
に、支持リング２の先端部に設けられた段部７内
にノズル部材３の一端部を嵌入する。そしてこの
状態で支持リング２の外周ねじ部６に保持リング
４を螺着する。この場合、保持リング４を回転さ
せると、保持リング４はトーチ１側へと移動し、
これに伴つて係合面１１もトーチ１側へと移動す
る。そして係合面１１がノズル部材３のリングバ
ネ９に接触し、この状態からさらに保持リング４
を回転させると、ノズル部材３はリングバネ９を
介してトーチ１側へと押圧され、支持リング２の
段部７内にて押圧された状態で保持されることに
なる。

上記のような溶接用ノズルにおいては、その先
端部にセラミツクス製のノズル部材３を配置して
あるので、スパツクが付着しにくく、また付着し
ても剥離製が良好であり、さらにチツプと被溶接
物との間の短絡現象を防止することができ、溶接
用ノズル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、かつアーク長を常
に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３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３、ひいては溶接用ノズルを安価に提供す
ることが可能となる。

第２図には支持リング２と保持リング４との変
更例を示す。すなわち上記実施例においては、両
リング２，４のねじ部６，１０を螺合することに
より係合面１１と移動させる構造を示したが、こ
の実施例においては支持リング２の外周面に突部
１２を設け、一方保持リング４には上記突部１２
の嵌入するガイド溝１３を設けてある。この場合
にも上記実施例と同様にノズル部材３を保持する
ことが可能である。なおガイド溝１３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１３ａのよ
うに直線状に形成することもある。また場合によ
つては、図示しないが、突部１２にバネを取着
し、バネの弾力性を利用してノズル部材３を保持
するような構造を採用することもある。

第３図には保持リング４のさらに他の変更例を
示す。この場合の保持リング４は、支持リング２
の外周部に回転自在に支持された筒状部材１４
と、この筒状部材１４の先端内周に螺着されたリ
ング片１５とより成るもので、筒状部材１４又は
リング片１５を回転させることにより、ねじを介
してリング片１５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４図には保持リング４の変更例を示すが、こ
の保持リング４においては、係合面１１がテーパ
状に形成されている。このように係合面１１をテ
ーパ状にすることにより、リングバネ９、すなわ
ちノズル部材３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３をより一層確実に保持することが可能とな
る。なお、ノズル部材３を上記のように径方向内
方へも押圧、保持するのは、ノズル部材３に一体
的に突部を形成すると共に、この突部と保持リン
グの係合面とを共にテーパ状に形成することによ
つても可能である。

第５図には保持リング４の変更例を示す。この
場合の保持リング４は、第３図において示したも
のと同様に、筒状部材１４とリング片１５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１６を形成し、このテーパ面１６によつてノズ
ル部材３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３に
は、両端部近傍にて２条の凹溝８，８を設けてあ
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３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。

以上にこの発明のガスシールドアーク溶接用ノ
ズルの一実施例の説明をしたが、この発明のガス
シールドアーク溶接用ノズル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
をセラミツクスにより一体的に形成した例を示し
ているが、第６図に示すように金属製筒体１９の
内外に溶射等によつてセラミツクス層２０を形成
したノズル部材を用いることもある。

（発明の効果） この発明のガスシールドアーク溶接用ノズルは
上記のように構成されたものであり、したがつて
この発明のガスシールドアーク溶接用ノズルによ
れば、スパツタが付着しにくく、その剥離性も良
好なものとなり、またチツ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、ガスシールドアーク溶接用ノズルの耐久性を
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、かつアーク長を常に一定に保持できる
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、この発明のガスシールドアー
ク溶接用ノズルの平均耐用期間は、従来のノズル
の数倍以上に達することを確認している。しか
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、ひいては溶接用ノズ
ルを安価に提供することが可能となる。

またノズル部材には、エツジ部が存在しないこ
とから、応力集中に起因する割れ等の発生を防止
でき、ノズル部材の耐久性、ひいてはノズル全体
の寿命を向上し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のガスシールドアーク溶接用
ノズルの一実施例の中央縦断面図、第２図ａ，ｂ
は支持リングと保持リングの変更例を示す部分断
面図、第３図は保持リングの他の変更例を示す要
部の縦断面図、第４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５図は保持リン
グの変更例を示す要部の縦断面図、第６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……支持リング、３……
ノズル部材、４……保持リング、６……ねじ部、
８……凹溝、９……リングバネ、１０……ねじ
部、１１……係合面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接トーチの先端部に装着される支持リング
   と、支持リングの先端側に装着される筒状のノズ
   ル部材と、ノズル部材を支持リングに固定するた
   めの保持手段とを有し、上記ノズル部材はセラミ
   ツクスによつて形成されたものであつて、その一
   端側には円弧状断面の凹溝が周設されると共に、
   この凹溝内に断面円形の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、
   さらに上記支持リング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
   とするガスシールドアーク溶接用ノズル。