JPH0615875U - 消耗電極式トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トーチ本体の外径寸法の増大化を招かず、か
つコンタクトティップの頻繁な交換を抑制して生産性の
向上を図れる消耗電極式トーチを提供する。 【構成】 トーチ本体１及びティップアダプタ３に、突
き合わせ部を通過させて冷却水通路35を形成し、突き合
わせ部における冷却水通路35より外側部分に外側Ｏリン
グ42を納めるテーパ面38及び壁部39を設け、トーチ本体
１の下端側内壁1aに、内側Ｏリング41を納めるテーパ面
1bを設けた。コンタクトティップ２はティップアダプタ
３に直接冷却されて温度上昇ひいてはその孔部やねじ部
の摩耗が抑えられるので、コンタクトティップ２等の交
換頻度が少なくなって良好な生産性を維持できる。テー
パ面38，1bを設けたので、突き合わせ部における冷却水
通路35より内側、外側部分にＯリング収納用凹所を設け
る場合に比してトーチ本体１の外径寸法を大きくしなく
て済み、作業性の低下を招くことがない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、アーク溶接装置等に用いられる消耗電極式トーチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、消耗電極式トーチは、ワイヤ等の消耗電極への給電のためにトーチ本 体の先端部にコンタクトティップ（給電子）を螺合して取付けている。通常300A 以上の大電流を用いるアーク溶接等を行なう当該トーチはトーチ本体あるいはシ ールドガスを吐出するノズルの冷却を図るために夫々に、冷却水通路を形成した 構造になっている。

【０００３】 ところで、コンタクトティップは、溶接アークの極く近傍にて消耗電極に給電 する部品であり、アークの輻射熱や消耗電極の給電時における接触抵抗による発 熱等により温度上昇して劣化し、ついには使用に耐えなくなって交換される。こ のような状況の繰り返しによってトーチ本体のコンタクトティップ固定用のねじ 部も次第に摩耗して当該部における接触抵抗も増加し、このねじ部の劣化を助長 しトーチ自体の損耗を早めることになっていた。

【０００４】 上述したような問題点を改善する消耗電極式トーチの一例として、その先端部 分を図６に示した。この消耗電極式トーチは、トーチ本体１とコンタクトティッ プ２との間にティップアダプタ３を介装した構造になっている。トーチ本体１は 、ワイヤ等の消耗電極４を挿入する孔５を有した外径寸法Ａの筒形状で、その下 端部の中央部にはトーチ本体雌ねじ部６を形成し、かつ内部には冷却水通路７が 形成されている。冷却水通路７は、軸方向にそれぞれ延びる供給側通路８及び排 出側通路９と、下端部近傍に位置して供給側通路８及び排出側通路９を連通する 環状のギャップ10とから大略構成されており、冷却水を供給側通路８、ギャップ 10及び排出側通路９を通すことによりトーチ本体１を冷却するようにしている。

【０００５】 コンタクトティップ２は、略円錐形状のコンタクトティップ本体部11を有し、 その底部中央には雄ねじ部（以下、コンタクトティップ雄ねじ部という。）12を 突出して形成し、コンタクトティップ雄ねじ部12及びコンタクトティップ本体部 11を貫通して消耗電極４を挿通する貫通孔13を形成した構造になっている。貫通 孔13は、コンタクトティップ雄ねじ部12側に開口する略円錐形状の入口側貫通孔 14と、この入口側貫通孔14に連接して設けられ、内径寸法が消耗電極４の外径寸 法より若干大なる径の電極接触用貫通孔15とから構成されている。コンタクトテ ィップ２は、電極接触用貫通孔15に消耗電極４が連続的に送給される時、この孔 15に接触し、ティップアダプタ３を介してトーチ本体１から供給されるアーク電 流を消耗電極４に給電するようになっている。

【０００６】 ティップアダプタ３は、トーチ本体雌ねじ部６及びコンタクトティップ雄ねじ 部12にそれぞれ螺合するアダプタ雄ねじ部16及びアダプタ雌ねじ部17を両端側そ れぞれの中央に設けた構造で、アダプタ雄ねじ部16の周囲にはトーチ本体１の端 部（以下、トーチ本体当接部という。）18に当接するトーチ本体側アダプタ当接 部19を形成し、アダプタ雌ねじ部17を形成する端部には、コンタクトティップ２ のコンタクトティップ雄ねじ部12の周囲に形成されるコンタクトティップ当接部 20に当接するコンタクトティップ側アダプタ当接部21を形成した構造になってい る。

【０００７】 この消耗電極式トーチでは、コンタクトティップの損耗更新に伴いその都度受 けるアダプタ雌ねじ部17の損耗はトーチ本体１の雌ねじ部６に代わって生じるた め、ティップアダプタ３を交換することにより機能の回復を図れることになるの で、高価であるトーチ本体１の交換頻度が少なくなることにより生産コストを低 減できることになる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した図６に示す消耗電極式トーチでは、トーチ本体１とコンタ クトティップ２との間にティップアダプタ３を介装したため、トーチ本体１の冷 却水通路７に冷却水を流すことにより得られるコンタクトティップ２の冷却効果 は大きく低減してコンタクトティップ２の損耗が大きくなってコンタクトティッ プ２の交換頻度が高くなり、頻繁にコンタクトティップ２を交換することに伴っ て生産ラインが停止して生産性の低減を招く虞があった。なお、消耗電極式トー チでは、トーチ本体の外径寸法即ちトーチ本体の外形形状を大きくすると、作業 性が低下する等の問題が発生する。このような問題の発生を防止するためにアー ク電流通電許容範囲内でトーチ本体１の外形形状の増大を抑えることが望まれて いる。

【０００９】 本考案は、上記問題点に鑑みてなされたもので、トーチ本体の外径寸法の増大 化を招かず、かつコンタクトティップの頻繁な交換を抑制して生産性の向上を図 ることができる消耗電極式トーチを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記目的を達成するために、トーチ本体とティップアダプタとを、 前記トーチ本体に形成したねじ部に前記ティップアダプタに形成したねじ部を螺 合することにより前記ティップアダプタのねじ部の外周側の端面と前記トーチ本 体のねじ部の外周側の端面とを突き合わせて結合し、前記ティップアダプタにコ ンタクトティップを連結した消耗電極式トーチにおいて、前記トーチ本体及び前 記ティップアダプタに、それぞれの突き合わせ部を通過して軸方向に延びる冷却 水通路を形成し、前記突き合わせ部における前記冷却水通路より外側部分に、Ｏ リングを納める環状のテーパー付凹所を設け、前記トーチ本体のねじ部と前記テ ィップアダプタのねじ部とのねじ螺合部に、Ｏリングを納める環状のテーパー付 凹所を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

このような構成とすれば、コンタクトティップはこのティップアダプタに直接 冷却されるようになって効果的に温度上昇を防止できてコンタクトティップの電 極接触用の孔やねじ部の摩耗を抑えられる。また、Ｏリングを納める環状のテー パー付凹所を設けたので、突き合わせ部における冷却水通路にＯリングを納める 通常の凹所を設ける場合に比して、液漏れ防止を図る上で、軸と直交する方向の 長さ、ひいてはトーチ本体の外径寸法を大きくしなくて済む。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例の消耗電極式トーチを図１及び図２に基づいて説明す る。なお、図６に示す部材及び部分と同一の部材及び部分は同一の符号で示し、 その説明は省略する。

【００１３】 トーチ本体１には、図６の供給側通路８及び排出側通路９に対応するトーチ本 体内供給側通路及び排出側通路30，31が、軸方向に延び、かつトーチ本体当接部 18に開口して形成されている。 ティップアダプタ３には、トーチ本体側アダプタ当接部19に環状の開口部を有 し軸方向に延びるティップアダプタ内冷却水循環ギャップ34が前記開口部を介し て前記トーチ本体内供給側通路及び排出側通路30，31に連通可能に設けられてい る。即ちティップアダプタ内冷却水循環ギャップ34を設けたことによりトーチ本 体雌ねじ部６と、ティップアダプタ雄ねじ部16とを螺合した時、常に冷却水通路 35が形成される。

【００１４】 トーチ本体１の下端側内壁1aには、軸と直交する方向に対して50°の傾斜角を 持ったテーパ面（凹所）1bが形成されている。アダプタ雄ねじ部16の基部は小径 になっており、この小径部36と、前記テーパ面1bと、トーチ本体側アダプタ当接 部19との閉成により内側空隙部37が形成されている。

【００１５】 ティップアダプタ３のティップアダプタ内冷却水循環ギャップ34の環状の開口 部の外側部分には、斜め下方に向けて軸方向に対して80°の傾斜角を持つテーパ 面38が形成され、かつこのテーパ面38の底部に連接してトーチ本体側アダプタ当 接部19まで軸方向に延びてテーパ面38と共に凹所を構成する壁部39が形成されて おり、前記テーパ面38と、壁部39と、トーチ本体当接部18とに囲まれて外側空隙 部40が形成されている。

【００１６】 内側空隙部37及び外側空隙部40のそれぞれには、断面形状が初期状態で図２に 一点鎖線で示すように円形状を成す内側用Ｏリング41及び外側用Ｏリング42が配 置されている。なお、トーチ本体１にティップアダプタ３をねじ込むことにより 、トーチ本体当接部18とトーチ本体側アダプタ当接部19とが当接してトーチ本体 １にティップアダプタ３が接合されることになり、このようにトーチ本体当接部 18とトーチ本体側アダプタ当接部19とが当接した際、内側用Ｏリング41及び外側 用Ｏリング42は変形するが、この変形分はテーパ面1b及びテーパ面38を形成した ことにより吸収されるように設定されている。

【００１７】 このように構成された消耗電極式トーチでは、ティップアダプタ３を設けてい るので、コンタクトティップ２の電極接触用貫通孔15やコンタクトティップ雄ね じ部12が劣化し、その更新による影響はティップアダプタ３が受けることとなっ て、トーチ本体１の損耗を招くことがない。

【００１８】 また、ティップアダプタ３にトーチ本体内供給側通路及び排出側通路30，31に それぞれ連通させてティップアダプタ内冷却水循環ギャップ34を形成し、前記ト ーチ本体内供給側通路及び排出側通路30，31、ティップアダプタ内冷却水循環ギ ャップ34から冷却水通路35を構成しているので、冷却水通路35に冷却水を通すこ とにより、アーク発生時の発熱分を冷却水が奪ってトーチ本体１及びティップア ダプタ３が冷却され、ひいてはティップアダプタ３に結合したコンタクトティッ プ２が冷却される。

【００１９】 図６に示す消耗電極式トーチでは、冷却水通路７をトーチ本体１に設けており 、コンタクトティップ２の冷却がティップアダプタ３を介して行なわれるため、 その冷却効果が小さくてアークからの輻射熱やジュール熱等に伴う温度上昇によ ってコンタクトティップ２の電極接触用貫通孔15や雄ねじ部12の摩耗が進みやす く、ひいてはコンタクトティップ２及びティップアダプタ３等の交換を強いるこ ととなり交換による作業中断に伴って生産性が低減する問題があったが、本実施 例では上述したようにトーチ本体１及びティップアダプタ３に設けた冷却水通路 35に冷却水を流すことにより、コンタクトティップ２はこのティップアダプタ３ に直接冷却されるようになって効果的に温度上昇を防止できてコンタクトティッ プ２の電極接触用貫通孔15や雄ねじ部12の摩耗を抑え、ひいてはコンタクトティ ップ２及びティップアダプタ３等の交換頻度を小さくして良好な生産性を維持で きることになる。

【００２０】 ところで、冷却水通路の水漏れを防止するために、図４及び図５に示すように 前記トーチ本体内供給側通路及び排出側通路30，31に連接してトーチ本体側アダ プタ当接部19にそれぞれ幅寸法Ｇが深さ寸法に比して長いリング状の溝50，51を 形成して、溝50，51内に内側用Ｏリング41及び外側用Ｏリング42をそれぞれ収納 し、内側用Ｏリング41及び外側用Ｏリング42それぞれの変形分を、軸と直交する 方向に形成される空隙部で吸収するようにして消耗電極式トーチを構成すること が考えられる。しかしながら、冷却水通路のトーチ本体とティップアダプタとの 突き合わせ部の軸と直交する方向の長さは、充分な液漏れ防止効果を得るために Ｏリングの変形を見込んで幅寸法Ｇを長く設定するとトーチ本体１の外径寸法が 大きくなってしまい、作業性の低下を招くという問題を惹起する虞がある。これ に対し、本実施例の消耗電極式トーチでは、トーチ本体１の下端側内壁1aにテー パ面1bを形成し、このテーパ面1b及び小径部36等により構成される内側空隙部37 に内側用Ｏリング41を収納するようにしているので、液漏れ防止を図る上で、軸 と直交する方向の長さ、ひいてはトーチ本体１の外径寸法を大きくしなくて済み 、作業性の低下を招くことがない。

【００２１】 本実施例では、外側用Ｏリング42を収納する上でテーパ面38を設けたことによ り、軸と直交する方向の長さを長くせずに大きなスペースの外側空隙部40を確保 できるので、外側用Ｏリング42の変形分を吸収するためにトーチ本体１の外径寸 法を大きくしなくて済み、作業性の低下防止を図れることになる。

【００２２】 なお、本考案に基づいて水圧３Kg／cm² に耐え、 600Ａの溶接電流を通電でき 、かつトーチ本体１の外径寸法を19mmとして図１及び図２に示すような消耗電極 式トーチを構成し、この消耗電極式トーチと図６に示す消耗電極式トーチとを対 象にしてコンタクトティップ２の交換頻度について比較検証を行ったところ、図 １及び図２に基づいて得た消耗電極式トーチのコンタクトティップ２の交換頻度 が、図６に示す消耗電極式トーチのコンタクトティップ２の交換頻度に比して１ ／２になる結果を得られ、図６に示す消耗電極式トーチでは不可能であった約８ 分間の連続アーク発生時間にも耐えることができた。この様に本考案の実施によ り生産性の向上を図れることを検証できた。

【００２３】 上記実施例では、トーチ本体１の下端側内壁1aにテーパ面1bを形成した場合を 例にしたが、これに代えて図３に示すようにトーチ本体１の下端側内壁1aにトー チ本体雌ねじ部６のねじ穴6aの内径が大きくなるように環状の凹所1cを形成し， この凹所1c及び小径部36等から内側Ｏリング41を収納する内側空隙部60を形成さ せるように構成すると、冷却水通路35との間の肉厚Ｔが小さく、この部の剛性を なくし変形を起こすので望ましくない。又、肉厚Ｔを大きくするとトーチ本体１ の外径を大きくしてしまう。

【００２４】 なお、上記実施例では、ティップアダプタ３にアダプタ雄ねじ部16を設け、ト ーチ本体１にアダプタ雄ねじ部16に螺合するトーチ本体雌ねじ部６を形成した場 合を例にしたが、トーチ本体１に雄ねじを設け、ティップアダプタ３にこのトー チ本体１の雄ねじに螺合する雌ねじを形成するようにしてもよい。このように構 成した場合、上記実施例においてトーチ本体１に設けられたテーパ面（凹所）は ティップアダプタ３に形成されることになる。

【００２５】 上記実施例では、消耗電極式トーチをアーク溶接に用いた場合を例にしたが、 本考案はこれに限定されるものではなく、例えばプラズマ溶射あるいはその他類 似の工法に適用することができる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成された消耗電極式トーチであるから、コン タクトティップはこのティップアダプタに結合したコンタクトティップに直接冷 却されるようになって効果的に温度上昇を防止できてコンタクトティップの電極 接触用の孔及びねじ部の摩耗を抑えるので、コンタクトティップ及びティップア ダプタ等の交換頻度が小さくなって良好な生産性を維持できる。

【００２７】 また、トーチ本体のねじ部とティップアダプタのねじ部とのねじ螺合部や冷却 通路より外側部分には夫々、Ｏリングを納める環状のテーパー付凹所を設けてお り、突き合わせ部における冷却水通路より内側ならびに外側部分にＯリングを納 める通常の凹所を設ける場合に比して、軸と直交する方向の長さ、ひいてはトー チ本体の外径寸法を大きくしなくて済むので、作業性の低下を招くことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の消耗電極式トーチの先端部
を示す断面図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】ねじ穴の内径が大きくなるように下端側内壁を
形成したトーチ本体を有する消耗電極式トーチの部分拡
大断面図である。

【図４】ティップアダプタに溝を設けたことを示す断面
図である。

【図５】図４の部分拡大図である。

【図６】従来の消耗電極式トーチの一例（先端部）を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ トーチ本体 1a 下端側内壁 1b テーパ面 ２ コンタクトティップ ３ ティップアダプタ ４ 消耗電極 ６ トーチ本体雌ねじ部 16 アダプタ雄ねじ部 18 トーチ本体当接部 19 トーチ本体側アダプタ当接部 35 冷却水通路 38 テーパ面 39 壁部 41 内側Ｏリング 42 外側Ｏリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 トーチ本体とティップアダプタとを、前
   記トーチ本体に形成したねじ部に前記ティップアダプタ
   に形成したねじ部を螺合することにより前記ティップア
   ダプタのねじ部の外周側の端面と前記トーチ本体のねじ
   部の外周側の端面とを突き合わせて結合し、前記ティッ
   プアダプタにコンタクトティップを連結した消耗電極式
   トーチにおいて、前記トーチ本体及び前記ティップアダ
   プタに、それぞれの突き合わせ部を通過して軸方向に延
   びる冷却水通路を形成し、前記突き合わせ部における前
   記冷却水通路より外側部分に、Ｏリングを納める環状の
   テーパー付凹所を設け、前記トーチ本体のねじ部と前記
   ティップアダプタのねじ部とのねじ螺合部に、Ｏリング
   を納める環状のテーパー付凹所を設けたことを特徴とす
   る消耗電極式トーチ。