JPH084219Y2 - Ｔｉｇ溶接トーチの位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、TIG（タングステン電極イナートガス）ア
ーク溶接における溶接トーチの位置決め装置に関する。

〔従来の技術〕

TIG溶接においては、一般に第10図に示すように、電
極１をコレットチャック２に保持したコレット組立体３
をトーチ本体４内に挿入し、トーチ本体４を溶接機のト
ーチ微調整ユニット５に固定し、第11図に示すように、
母材６の溶接部７を基準にして、電極１の先端位置決め
を行う。

つまり、電極先端の溶接部からの高さｈを予め決めら
れた値に設定するとともに、母材６の溶接線に対し電極
先端が左右にずれていないこと、即ち溶接線に平行に進
むトーチの進行方向に対し直角な水平（図のＸ−Ｘ線）
方向にずれないように位置決めすることが必要である。

〔考案が解決しようとする課題〕

TIG溶接の電極は、溶接作業を数10回繰り返すと、酸
化、異物の付着などにより機能が劣化してくるので、先
端部を矢形に研磨した新しい電極と交換することが必要
となるが、その場合に、 （Ｉ） 電極そのものの寸法精度が高くない、 （II） 電極をコレットチャックの先端より30〜40mm突
出させるために、電極先端は必ずしもコレットチャック
の中心と一致しない、 （III） 電極の先端を鋭利な矢形を研磨する際、先端
位置が変動する， 等の理由によって電極を交換した場合に位置の再現性が
悪いという問題があった。

また、第10図に示すように、トーチ本体４を溶接装置
本体のトーチ微調整ユニット５に取り付けた状態で電極
先端の上下、左右の位置決めを行うため、調整が困難で
長時間を要するという問題があり、調整が容易で精度の
高いトーチ位置決め装置の実現が要望されていた。

〔課題を解決するための手段〕

本考案によるTIG溶接トーチの電極取替作業時におけ
る位置決め装置は、母材の材質、寸法、溶接継手の種
類、寸法などの条件に対し、母材から電極先端までの高
さ、溶接線に垂直な水平方向のズレの許容範囲につき最
適条件を設定するため多数の実験を反復し、その中で溶
接品質、再現性の高い場合の位置データを位置決め基準
台で測定し、結果を位置データとしてメモリしておく。

実際の溶接施工を反復した結果、酸化や異物付着など
により機能が劣化すると、その電極は取り外し、先端を
矢形に研磨した新電極を装着したトーチ／微調整ユニッ
トを、位置決め基準台に取り付け、トーチ／微調整ユニ
ット自体に設けられている微調整ネジなどを使用して、
装着された電極の先端の位置を、位置決め基準台の前記
のメモリーされた基準位置に設定された指標の先端に合
致させれば、装着された新しい電極の先端は基準位置に
設置されることになる。

トーチ／微調整ユニットの取り付けブロックは位置決
め基準台と溶接装置の双方に対し、高い精度の互換性を
有するようにし、トーチ／微調整ユニットを位置決め基
準台から取外し、溶接装置に取り付けても、交換結合に
よる寸法誤差は無視できる程度の微小なものとし位置の
再現性を確保出来るようにして上記課題を解決した。

〔作用〕

電極取替に際し、今迄使用していたトーチ／微調整ユ
ニットを溶接装置本体から取り外し、先端を矢形に研磨
などした新たな電極を別体のユニットとして位置決め用
基準台に取り付けトーチ／調整ユニットの微調整ネジを
操作して、電極先端の位置を、この位置決め用基準台に
備えられ、あらかじめ基準位置にセットされた位置決め
指標に合致させるだけで、次々に交換される電極を高度
の再現性を保って同一位置にセットして、溶接品質の高
い能率的な溶接施工を可能にする。

〔実施例〕

第４図は、本考案によるトーチ／微調整ユニット組立
体の正面図であり、符号10はこの組立体全体を示す。図
において、溶接トーチ11とトーチ調整ユニット12とは、
一体のユニットとして、溶接装置と位置決め用基準台の
それぞれに対して、同一の寸法精度で着脱可能に構成さ
れている。

理解し易くするため、図面ではスリーブ、ナットなど
は除いて示してあり、第５図は、第４図の一部切断側面
図を示している。

溶接トーチ11は、従来のものとして第10図に示したよ
うに、コレット組立体３をトーチ本体に挿入し組み立て
たものと同様である。

第５図中の符号13は、本考案のトーチ／微調整ユニッ
ト組立体を、溶接装置本体と位置決め用基準台とに対
し、同一の寸法精度を保って選択的に置換し組み付ける
ための結合部材として機能するブロックで、結合される
側の側面には２個のパイロットピン穴15が、反対側面に
はこの組立体を水平方向に微動調整するための摺動面の
一方となるあり溝14が設けられている。

第４図において、ブロック13の左、右の両耳部16,17
には、それぞれ取付穴18,18が設けられ、図で左耳部16
の端面にはプレート19がねじ止めされ、調整ねじ20がプ
レート19に対し回転可能に取り付けられ、第５図に示さ
れるように、前記のあり溝14に係合するばち形のあり部
22を有するトーチホルダ21を紙面に直角に、第４図で見
て左右に移動させ微調整するようになっている。

トーチホルダ21の上面から下方に、その左右移動方向
と直角に貫通するねじ孔23が設けられ、このねじ孔23
に、軸方向に貫通する孔を有するナット24がねじ込まれ
て、ナット24の貫通孔内にはスリーブ25が挿入され、ス
リーブ25の内孔には溶接トーチ11が挿入されている。

スリーブ25はその下端で、止めピン27により溶接トー
チ11との相対運動がロックされ、ナット24はその下端で
止め輪26により、その上端ではスリーブ25のつば部25′
の下面により上下の動きは止められ、回転運動だけが可
能にされている。

溶接トーチ11、従って、これに固定されたスリーブ25
は、止めピン27を緩めれば、トーチホルダ21に対する上
下運動が可能になり、止めピン27を締めると上下運動は
不能にされる。

ボルト28は、トーチホルダ21を第４図で左右に動かな
いように固定し、または固定を解除する。

第６図と第７図は、それぞれ、基準台31の正面図と側
面図であるが、理解し易くするためマイクロ測定メータ
を除いた状態を示してある。

平坦な矩形のベースプレート32に対し、断面が角形の
ベースブロック33が直立して、ボルトで固定されベース
ブロック33の一方（第７図で左方）の側面の両端縁に沿
って、上端面の少し下までリブ34が設けられ、リブ34の
上端部近くには、切落し部35があり、左右の両リブ34
の、この切落し部35の上、下の外表面36には、リブ巾よ
り少し大きい巾を有する上、下２対のプレート37,38が
ねじ止めされている。

ベースブロック33の中心線上のやや上方寄りには、ト
ーチ／微調整ユニットが結合された際に、トーチと電極
の先端部を目視で観察し、マイクロメータ型の測定器で
電極先端の位置データを定量的に測定するための観測孔
39が明けられている。

ベースブロック33の、リブ34と反対側の面の上端部近
くに矩形プレート40がボルト止めされ、２本のパイロッ
トピン15Aが、左、右で上、下が互い違い（左が上、左
が下）に水平方向にナット止めされ、第４図と第５図に
示されたトーチ／微調整ユニット12のパイロットピン孔
15と係合して取り付け位置が正確に決められる。

左右の１対のねじ孔41には、ボルト62の先端の螺子部
がブロック13のねじ孔を貫通してねじ込まれトーチ／調
整ユニット12がブロック13と矩形プレート40を介して、
正確かつ強固に結合される。

ベースブロック33のリブ34が設けられている側の表面
42と、プレート37,38の裏面との間には、変形Ｈ形のス
ライド44（第８図、第９図参照）が上下方向に滑動可能
に挿入され、その下端部は前記の表面42に固定されたマ
イクロ測定メータ43により受けられて、マイクロ測定メ
ータ43の微調整動作により上下に滑動可能にされてい
る。

一方、変形Ｈ形のスライド44には、スライド44の上下
滑動方向に対しては、ベースブロック33の側表面42に垂
直に固定されたガイドピン45に案内される長孔溝46を有
し、前記マイクロ測定メータ43によるスライド44の上下
滑動を案内するとともに上下滑動の範囲を限定してい
る。一方、前記の変形Ｈ形のスライド44には、前述の長
孔溝46の方向に直角に角形断面を有する溝47が設けら
れ、この角形断面の溝47の一部に蓋をする形でプレート
47′がねじ止めされ、この溝47′内と溝47との間に位置
決め組立体48が滑動可能に挿入され、前記のプレート4
7′により、位置決め組立体48が溝47からの脱出が阻止
される。

この位置決め組立体48は、角棒形の本体49と、この本
体49の一側面中央にねじ止めされた上向きの鋭い先端の
逆Ｖ字形指標50とから構成され、その一端部はベースブ
ロック33の切落し部35にボルト止めされたプレート51に
保持されるコイルばね52に押され、反対端部は、反対
（右）側の切落し部35にボルト止めされたＬ字形断面を
有するサポート53に支持された左右動マイクロ測定メー
タ54の先端で受けられている。

以下に、本考案によるTIG溶接トーチの位置決め方法
を説明する。

電極位置決めテスト中、溶接品質と再現性が高い位置
データを位置決め基準台にメモリーさせておく。それに
は第７図に２点鎖線で示すように、位置決め基準台31の
矩形プレート40にトーチ／微調整ユニット12を、パイロ
ットピン15Aを基準とし、ボルト62により取り付け、マ
イクロ測定メータ43,54（第６図参照）を操作して指標5
0を上下８、左右に移動させて電極先端に合致させて電
極先端の位置データを記録する。

この際、指標50は下方向にはスライド43と位置決めブ
ロック組立体48との重量を受けマイクロ測定メータ43で
支えられて上、下動が可能にされ、右方向にはコイルば
ね52のばね力で、常時右方向に押圧され、マイクロ測定
メータ43により左、右に動かされ、指標50の先端と電極
の先端が合致した時点で、電極先端の位置データが定量
的に測定され記録も可能である。

使用の反復により電極の溶接性能が低下した場合に
は、当該電極を装着しているトーチ／微調整ユニット
を、ボルト62を緩めてその侭一体ユニットとして取り外
す。先端が研磨された電極を装着したトーチ／微調整ユ
ニットを、第７図に示すように位置決め基準台31の矩形
プレート40に取り付け、指標50を前記のデータによる位
置に設定して新しい電極の先端の上下方向の動きは第５
図に示す止めピン27を緩めナット24を回転して行い、左
右方向の動きはボルト28を緩め、調整ねじ20（第４図参
照）を回転して行い、電極の先端を指標50の先端に合致
させる。

位置が決定した所で、止めピン27、ボルト28を締めて
溶接トーチ11の上下及び左右方向の動きを停止させ、位
置データを読み取る。

次に、ボルト62を緩めてトーチ／微調整ユニットを基
準台11から取り外し、第１図、第２図及び第３図に示す
ように、溶接装置60の取付ブラケット61に取り付ける。
これにより、新たに装着された電極の先端は、その母材
からの高さと溶接線に対する水平位置がメモリーされた
基準位置に合致され、以後続行される電極交換も同一要
領で、同一精度を保って反復される。

前記の新しい電極を指標50に合致させる場合、第６図
で溶接線、つまり、紙面に直角方向の誤差を生じても、
第11図に示すように溶接装置の進行方向なので装置に取
り付け後に装置の移動で容易に調整できる。

〔考案の効果〕

上記の通り、トーチ／調整ユニットは、別体として設
置された精度の良好な位置決め基準台を介して正確な電
極位置を容易に確定できるので、電極取替作業が正確
に、しかも能率的に行われ位置の再現性が得られ、溶接
部の品質が安定する。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本考案による溶接トーチとトーチ調整ユニッ
トとを一体化したトーチ／調整ユニットを溶接装置に取
り付け、一部部品を除去して示した正面図、 第２図は、第１図の一部切断側面図、 第３図は、本考案の第２図の平面図、 第４図は、本考案の一体化されたトーチ／調整ユニット
の一部部品を除去して示した正面図、 第５図は、第４図の一部切断側面図、 第６図は、本考案による基準台の正面図、 第７図は第６図の一部部品を除去した側面図、 第８図は、基準台の部品、スライドの正面図、 第９図は第８図の側面図、 第10図は、従来のコレット組立体、トーチ本体およびト
ーチ微調整ユニットの説明図、 第11図は、電極と母材との関係位置を示す説明図であ
る。 （符号の説明） １……電極、２……コレットチャック、３……コレット
組立体、４……トーチ本体、５……トーチ微調整ユニッ
ト、６……母材、７……溶接部、11……溶接トーチ、12
……トーチ／微調整ユニット、13……ブロック、14……
あり溝、15……パイロットピン穴、15A……パイロット
ピン、16,17……耳部、18……取付穴、19……プレー
ト、20……調整ねじ、21……トーチホルダ、22……ばち
形あり部、23……ねじ穴、24……ナット、25……スリー
ブ、26……止め輪、27……止めピン、28……ボルト、31
……基準台、32……ベースプレート、33……ベースブロ
ック、34……リブ、35……切落し部、36……上表面、3
7,38……プレート、39……貫通穴、40……プレート、41
……ねじ穴、42……側表面、43……マイクロ測定メー
タ、44……スライド、45……ガイドピン、46……長孔
溝、47……溝、48……プレート、49……本体、50……指
標、51……プレート、52……コイルばね、53……サポー
ト、54……マイクロ測定メータ、60……溶接装置本体、
61……取付ブラケット、62……ボルト。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】TIG溶接において使用済のタングステン電
   極を取り外し、整備済の電極と交換するに際し、前記電
   極の先端から母材表面までの距離を所定の長さにすると
   ともに、溶接線に直角な方向への水平方向の変位を無視
   できる程度に低減するTIG溶接トーチの位置決め装置に
   おいて、 電極をコレットにより把持しトーチ本体内に挿入したト
   ーチ組立体とトーチ微調整ユニットとを一体化したトー
   チ／微調整ユニットと， 前記トーチ／微調整ユニットとは別体に、前記トーチ／
   微調整ユニットを着脱可能に装着する位置決め基準台と
   を有し、 前記トーチ／微調整ユニットは、前記トーチ本体の長手
   軸線方向の移動を可能にするトーチホルダと、このトー
   チホルダを、前記トーチ本体と一体に水平方向に移動可
   能に保持するとともに、前記の位置決め基準台と溶接装
   置本体とに選択的に互換結合可能に保持するブロックと
   を有し、 前記の位置決め基準台は、直立して設けられたベースブ
   ロックと、このベースブロックの上端に設けられ前記ト
   ーチ／微調整ユニットを着脱可能に結合し、前記トーチ
   本体の電極の先端が中心軸上のほぼ中央になるように保
   持するプレートと、前記ベースブロックに装着され上下
   方向マイクロ測定メータにより上下動可能にされ、水平
   方向に延在する水平溝を明けられたスライドと、 前記スライドの前記水平溝に滑動可能に挿入され、一方
   端をバネに押圧され、他方端が水平方向マイクロ測定メ
   ータにより受けられ水平方向に可動にされ、中央部に電
   極先端を位置決めするのための指標が取り付けられた位
   置決め組立体と、 を有し、所定の溶接施工条件に基ずいて行なわれた試験
   結果中の最良とされた位置データを定量的に測定し基準
   位置としてメモリーすることが可能にされ、 新たに準備した電極を装着したトーチ／微調整ユニット
   を、前記の位置決め基準台に装着し微調整ユニットによ
   り電極先端の位置をメモリーされた基準位置に合致させ
   調整した後、位置決め基準台から取り外して、次の溶接
   のため溶接装置に装着することを特徴とするTIG溶接ト
   ーチの位置決め装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のTIG溶接トーチの位置決め
   装置において、 前記位置決め基準台のベースブロック部材は、長手方向
   中心線上やや上方の位置に、トーチに装着された電極先
   端部を目視で観察するための貫通孔を有し、 前記矩形プレートは、前記のトーチ／微調整ユニットの
   ブロックに対し、前記トーチホルダとの結合面の反対側
   の面において、上下の位置が左右で反対に明けられたパ
   イロットピン孔に、案内位置決め部材としてのパイロッ
   トピンを挿入することにより着脱可能に結合する結合機
   構を有し、 ていることを特徴とするTIG溶接トーチの位置決め装
   置。