JPH1071471A

JPH1071471A - 溶接用トーチ

Info

Publication number: JPH1071471A
Application number: JP24710196A
Authority: JP
Inventors: Motoji Hotta; 元司堀田
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】特に生産性が良好で、溶接ワイヤに対する通
電動作を確実に成し得ると共に挿通動作の円滑化を図
り、これによってアーク溶接の性能向上を図った溶接用
トーチを提供すること。【解決手段】内部に溶接ワイヤを供給する挿通孔３ａ
が形成された給電チップ保持体３と、内部に挿通孔５ａ
を有すると共に溶接ワイヤに電力を供給する給電チップ
５とを備えた溶接用トーチ１において、給電チップ保持
体３の挿通孔３ａと給電チップ５の挿通孔５ａの相互間
に、各挿通孔３ａ，５ａの中心軸方向に対して所定の傾
斜を有する傾斜孔７ａが形成された傾斜孔ピース７を装
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接用トーチに係
り、特に自動化もしくは半自動化されたアーク溶接に使
用される溶接ワイヤ案内用の溶接用トーチに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスシールドアーク溶接にあっては、従
来より、タングステン電極を装備した非溶極式のティグ
（ＴＩＧ：Tungsten Inert Gas）溶接と、溶接ワイヤ自
体を電極として用い、この溶接ワイヤを溶融しながらア
ーク溶接する溶極式のマグ（ＭＡＧ：Metal Active Ga
s）溶接，同じく溶極式のミグ（ＭＩＧ：Metal Inert G
as）溶接が、一般に知られている。

【０００３】この内、溶極式のミグ溶接とマグ溶接は、
使用するシールドガスによって区別される溶接法であ
り、両者間には本質的な相違はない。このため、この種
の溶極式アーク溶接は、従来よりミグ・マグ溶接法と呼
ばれている。

【０００４】図９にミグ・マグ溶接法の一例を示す。こ
の図９におけるミグ・マグ溶接法では、先ず、電極とし
て機能する溶接ワイヤ１０１が、モータ１０２によって
駆動される送給ローラ１０３によって給電チップ（溶接
用給電チップ装置）１０４内を通して母材１０５に向け
て連続的に送られる。そして、溶接ワイヤ１０１が、給
電チップ１０４内を通過する際に溶接機１０６からの電
流が当該溶接ワイヤ１０１に通電され、溶接ワイヤ１０
１の先端部１０１Ａと母材１０５との間にアークＡc が
発生する。ここで、符号Ｇa はシールド用ガスの流れを
示す。

【０００５】そして、このアークＡc が熱源となって溶
接ワイヤ１０１の先端部１０１Ａと母材１０５とを溶融
させ、溶けたワイヤ先端が溶滴となって母材１０５に移
行して溶融池１０５Ａが形成される。この溶融池１０５
Ａが冷却されて溶接金属１０５Ｂとなり、継手が完成す
る。

【０００６】更に、給電チップ１０４の外側周囲を取り
囲んで溶接トーチ（シールドノズル部）１０７が装備さ
れ、ここからシールド用のガスＧa が溶接箇所に向けて
噴射され、これによって、アークＡc と溶融池１０５Ａ
とが周囲の空気に触れないように遮蔽されるようになっ
ている。

【０００７】一方、上記従来例にあっては、給電チップ
１０４における溶接ワイヤ１０１の繰り出しに際して、
同時に高密度電流を効率良く溶接ワイヤ１０１に印加し
なければならない。この場合、先端部からあまり離れた
位置に溶接ワイヤ１０１への通電箇所を設定すると、先
端部以外で溶接ワイヤ１０１が発熱して溶ける恐れがあ
る。このため、かかる発熱等を回避しつつ高密度電流を
効率良く且つ確実に溶接ワイヤ１０１に印加するため、
多くの場合、溶接箇所に近い給電チップ１０４部分で高
密度電流を溶接ワイヤ１０１に印加するように工夫され
ている。

【０００８】ここで、上記給電チップ（溶接用給電チッ
プ装置）１０４部分の従来例を更に詳述する。

【０００９】〔給電チップの従来例１〕図１０（Ａ），
（Ｂ）に示す給電チップ１１１は、中心軸上に溶接ワイ
ヤ挿通孔１１１ａを備えた円筒状に形成され、図１０
（Ａ），（Ｂ）に示すように上端部に取り付け用のねじ
部１１１Ａが設けられ、下端部周囲にはテーパ１１１Ｂ
が付された形状となっている。この場合、長さＬは約４
０〜４５〔ｍｍ〕に設定され、直径Ｄは約１０〔ｍｍ〕
に設定されている。また、中央部の溶接ワイヤ挿通孔１
１１ａの直径は、挿通される溶接ワイヤ１０１の直径を
Ｄ₀とすると、Ｄ₀＋α（α＝０．２〜０．４〔ｍ
ｍ〕）となっている。

【００１０】そして、実際の使用に際しては、図１１に
示すように給電チップ保持体１１２に保持されて溶接ト
ーチ１０７内に装備され、又溶接ワイヤ１０１が溶接ワ
イヤ挿通孔１１１ａに挿通され、しかる後、図９の状態
に設定されるようになっている。この図１１において、
符号１０１Ｐは溶接ワイヤ１０１が湾曲され溶接ワイヤ
挿通孔１１１ａ内の内壁面に当接して形成される給電ポ
イントを示す。これにより、母材（図示略）との間でア
ークＡc が発生し前述したようにアーク溶接が行われ
る。

【００１１】しかしながら、この図１０の従来例１にあ
っては、後述するように給電ポイントが一定せず、この
ため、溶接ワイヤ１０１への給電が断続的となるという
事態が生じていた。

【００１２】〔給電チップの従来例２〕図１２にこれを
示す。この図１２に示す従来例（給電チップ１２１）
は、前述した図１０ないし図１１に於ける上記不都合を
改善するためのもので、特開昭６４ー１８５８２号公報
および実開昭６２ー１７４７８５号公報に開示されてい
るように、板ばね１２１Ａ及びネジ１２１Ｂを用いて、
溶接ワイヤ１０１を溶接ワイヤ挿通孔１２１ａの内壁に
押し付けるという手法を採っている。符号１２１ｂはワ
イヤ押圧部材を示す。

【００１３】このため、この図１２における従来例にあ
っては、ワイヤ押圧部材１２１ｂの押圧作用によって給
電ポイント１０１Ｐを確実に形成し、これによって安定
した給電を継続し得るようになっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各従来例１または２にあっては、以下に示す不都合が
生じていた。

【００１５】即ち、図１０〜図１１に示す従来例１にあ
っては、給電チップ１１１の溶接ワイヤ挿通孔１１１ａ
が、溶接ワイヤ１０１の直径より０．２〜０．４〔ｍ
ｍ〕程度大きく設定されていることから、連続溶接によ
ってワイヤ先端にズレ（中心位置から偏心）を生じ，同
時に振動によって溶接箇所からはずれ易く、このため、
ビードが蛇行するという不都合があった。

【００１６】更に、例えば真っ直ぐの溶接ワイヤ１０１
を使用すると、溶接ワイヤ挿通孔１１１ａが大きいため
給電ポイントが得にくくなり、通電が安定せず、このた
め不安定なアークを生じ、溶接欠陥（品質不良）を起こ
し易い。

【００１７】また、図１２に示す従来例２にあっては、
図１０における不都合が改善されアーク溶接を安定した
状態で行うことが可能であるが、一方では、加工費が高
騰し、更に、板ばね１２１Ａにより溶接ワイヤ１０１に
負荷された押し圧力に抗して溶接ワイヤ１０１に押し圧
力を加えるため、経時的に、ワイヤ押圧部材１２１ｂに
よる噛み込みが発生し、溶接ワイヤ１０１を円滑に押し
出すことができないという不都合が生じていた。

【００１８】更に又、ワイヤ押圧部材１２１ｂに対する
噛み込みによって切り粉や切り屑等の異物が発生し、こ
れが溶接ワイヤ挿通孔１２１ａ内に蓄積して溶接ワイヤ
１０１の押し出し動作がかかる点においても阻害された
り、同時に摩擦の増加等も重なって溶接ワイヤ１０１が
座屈することがあった。また、溶接ワイヤ１０１が溶接
ワイヤ挿通孔１２１ａの内壁に溶着し易い等のため、溶
接ワイヤ１０１の送出の円滑化が阻害され、時には溶接
ワイヤ１０１が不足して溶接箇所の品質低下をきたすと
いう不都合が生じていた。

【００１９】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に生産性が良好で、溶接ワイヤに対する給
電動作を確実に成し得ると共に挿通動作の円滑化を図
り、これによってアーク溶接の性能向上を図った溶接用
トーチを提供することを、その目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、内部に溶接ワイヤを供給
する挿通孔が形成された給電チップ保持体と、内部に挿
通孔を有すると共に溶接ワイヤに電力を供給する給電チ
ップとを備えた溶接用トーチにおいて、給電チップ保持
体の挿通孔と給電チップの挿通孔との相互間に、挿通孔
の中心軸方向に対して所定の傾斜を有する傾斜孔が形成
された傾斜孔ピースを装備する、という構成を採ってい
る。

【００２１】以上のように構成したことで、溶接ワイヤ
１０１はアーク溶接の進行とともに溶融消費されるた
め、その所定量が順次繰り出される。同時に溶接ワイヤ
１０１は多くの場合、その先端部がアークの発生位置の
変化に応じて偏心することになる。しかし、この時、溶
接ワイヤ１０１は、図１における各挿通孔３ａ，５ａの
相互間に配設されている傾斜孔ピース７の傾斜孔７ａを
貫通している。そして、この傾斜に沿って挿通方向が強
制的に僅かに偏向される。これにより、給電チップ５の
挿通孔５ａの内周壁に確実に当接することとなる。

【００２２】この結果、溶接ワイヤ１０１に何らかの外
力が加わった場合及び溶接ワイヤ自体の真直性が高い場
合でも、溶接ワイヤ１０１と給電チップ５との通電状態
が確実に維持される。また、傾斜孔ピース７に形成され
た傾斜孔７ａの傾斜は、各挿通孔３ａ，５ａに対して僅
かなものであるので、溶接ワイヤの繰り出しの際にも摩
擦抵抗とはならない。

【００２３】請求項２記載の発明では、傾斜孔の傾斜角
θ°は、溶接ワイヤの直径をＤ₀，傾斜孔の直径を
Ｄ₁，傾斜孔の長さをＬとし、Ｒ＝ｔａｎ^-1｛（Ｄ₁−
Ｄ₀）／Ｌ｝とした場合に、「０＜θ°≦２．５Ｒ」の
関係を維持するように構成する、という手段を採ってい
る。

【００２４】このため、この請求項２記載の発明では、
前述した請求項１記載の発明と同等に機能するほか、溶
接ワイヤの直径及び傾斜孔の直径及び長さの関係から適
切に設定されるため、溶接ワイヤの繰り出しの際にも摩
擦抵抗とはならない。ここで、θ°が零度の場合には、
通常の給電チップと同じ効果となり、溶接ワイヤへの給
電性が向上しない。また、θ°が２．５Ｒ以上となる
と、摩擦抵抗が大きくなり、溶接ワイヤの座屈やアーク
停止が発生し、不適切となることが種々の実験から明ら
かになった。従って、上記したように、θ°は２．５Ｒ
以下が好ましい。

【００２５】請求項３記載の発明では、傾斜孔ピースに
おいて、傾斜孔の内周壁を耐摩耗性の材料で構成すると
いう手段を採っている。このため、溶接ワイヤが傾斜孔
の一部分に継続的に接触している場合でも、傾斜孔の内
周壁が摩耗することなく、長期間にわたり連続的に溶接
作業することができる。

【００２６】請求項４記載の発明では、傾斜孔ピースに
おいて、前記傾斜孔の傾斜角を調整可能に構成する、と
いう手段を採っている。このため、この請求項４記載の
発明では、溶接作業に際して溶接ワイヤの材質や直径に
応じて適切に傾斜孔の傾斜角を設定できる。また、同一
の溶接ワイヤを使用する場合でも、傾斜角を変更するこ
とで、給電チップに対する当接圧力を自由に制御でき
る。

【００２７】請求項５記載の発明によれば、傾斜孔ピー
スの傾斜孔端面にテーパー座ぐりを形成したので、特に
溶接作業の準備に際して溶接ワイヤの挿通が容易とな
る。

【００２８】請求項６記載の発明では、給電チップ保持
体を、円筒状の外筒体と、この外筒体の内部に配設され
る挿通孔を具備した案内チューブとにより構成するとい
う手段を採り、その他の構成は請求項１，２，３，４ま
たは５記載の発明と同様である。

【００２９】請求項７記載の発明では、給電チップを前
記外筒体に直接固定するという構成を採り、その他の構
成は請求項６記載の発明と同様である。

【００３０】請求項８記載の発明では、給電チップを前
記外筒体に所定のアダプタ部材を介して固定するという
構成を採り、その他の構成は請求項６記載の発明と同様
である。

【００３１】請求項９記載の発明では、給電チップを前
記案内チューブに直接固定するという構成を採り、その
他の構成は請求項６記載の発明と同様である。

【００３２】更に、請求項１０記載の発明では、前記給
電チップを前記案内チューブに所定のアダプタ部材を介
して固定するという構成を採り、その他の構成は請求項
６記載の発明と同様である。

【００３３】以上の請求項６，７，８，９または１０記
載の発明によれば、従来より知られているインナーチュ
ーブ方式またはコンタクトチューブ方式の溶接用トーチ
に対する僅かの改良で本発明を適切に利用することがで
きる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。

【００３５】〔第１の実施形態〕図１に第１の実施形態
を示す。この図１において、溶接用トーチ１は、内部に
溶接ワイヤを供給する挿通孔３ａが形成された給電チッ
プ保持体３と、内部に挿通孔５ａを有すると共に溶接ワ
イヤに電力を供給する給電チップ５とを備えている。そ
して、溶接用トーチ１は、給電チップ保持体３と給電チ
ップ５の挿通孔３ａ，５ａの相互間に、この挿通孔３
ａ，５ａの中心軸方向に対して所定の傾斜を有する傾斜
孔７ａが形成された傾斜孔ピース７を装備している。

【００３６】以上を詳細に説明すると、先ず、給電チッ
プ保持体３は中空の円筒状の外筒体３Ａと案内チューブ
９の二つの部材で構成されている。この案内チューブ９
は外筒体３Ａの内部に配設されている。更に、案内チュ
ーブ９の内部には、溶接ワイヤを供給するための挿通孔
３ａが形成されている。ここで、案内チューブ９の端部
の位置は、図１に示すように、外筒体３Ａの端部より内
側（図中の上方）となっている。これは、後述する傾斜
孔ピース７を給電チップ保持体３の下方から挿入して内
部に固定するためである。また、この案内チューブは従
来のインナーチューブ方式の溶接用トーチと同様の方式
で、図中省略されている上方部で固定される。

【００３７】また、外筒体３Ａの端部の内周壁には、所
定の雌ネジ部１１が形成されている。この雌ネジ部１１
は、給電チップ保持体３の端部に対して後述する給電チ
ップ５をネジ込み固定するためのものである。そして、
これと同時に、傾斜孔ピース７を外筒体３Ａ内に挿入で
きるように、十分なネジ径が確保されている。尚、外筒
体３Ａと案内チューブ９を別体としたのは、製造の容易
性とワイヤ径の変更時の交換部品を安価にするためであ
る。即ち、案内チューブ９は、本実施形態では単なるパ
イプ部材で構成することができ、ワイヤ径変更時や破損
時にも低コストで交換できるものである。

【００３８】次に、給電チップ５について説明する。こ
の給電チップ５は、円筒形に構成されており、内部に溶
接ワイヤを供給するための挿通孔５ａが形成されてい
る。そして、この給電チップ５は、溶接ワイヤに対する
給電を行うと共に溶接ワイヤを溶接箇所に近接させるた
めのものであり、溶接用トーチ１の内側先端部に装着さ
れている。従って、図１に示すように、トーチボディ１
３の端部とほぼ同等の位置にワイヤ突出部１５が位置す
るように構成されている。また、給電チップ５の他端部
には、所定の雄ネジ部が形成されている。この雄ネジ部
は、上述した外筒体３Ａの端部に形成された雌ネジ部１
１に嵌合させるためのものである。

【００３９】また、本実施形態では、案内チューブ９と
給電チップ５の内部に形成されているそれぞれの挿通孔
３ａ，５ａの中心軸とは、図１に示すように、相互に略
同一直線上に位置決めされている。但し、本発明はこれ
に限定されるものではなく、両挿通孔３ａ，５ａの中心
軸の位置がずれていても良いし、また、中心軸の方向が
相互に平行である必要もない。

【００４０】次に傾斜孔ピース７について、図２に基づ
いて説明する。ここで、図２は、本実施形態にかかる溶
接用トーチ１の給電チップ保持体３と給電チップ５に溶
接ワイヤ１０１が挿通されている状態を示している。先
ず、傾斜孔ピース７は、円筒形に構成されており、内部
に所定の傾斜孔７ａが形成されている。この傾斜孔７ａ
は、供給される溶接ワイヤ１０１の進行方向を僅かに偏
向させるためのものである。

【００４１】傾斜孔７ａの傾斜は、案内チューブ９及び
給電チップ５の挿通孔３ａ，５ａの方向に対して所定の
角度となっている。即ち、傾斜孔７ａの傾斜角θ°は、
溶接ワイヤ１０１の直径をＤ₀，傾斜孔７ａの直径をＤ
₁，傾斜孔ピース７の長さをＬとし、Ｒ＝ｔａｎ
^-1｛（Ｄ₁−Ｄ₀）／Ｌ｝とした場合に、「０＜θ°≦
２．５Ｒ」の関係を維持するように形成されている。本
実施形態では溶接ワイヤ１０１の直径Ｄ₀が1.2〔ｍ
ｍ〕であり、傾斜孔の直径Ｄ₁ が1.5〔ｍｍ〕、また傾
斜孔ピースの長さＬは約５．７〔ｍｍ〕となっている。
そして、傾斜孔７ａの各挿通孔３ａ，５ａに対する傾き
は３〔°〕となっている。また、給電チップ５の挿通孔
５ａの内径は約１．５〔ｍｍ〕，案内チューブ９の内径
は約２．５〔ｍｍ〕とした。

【００４２】また、傾斜孔ピース７はセラミックスで構
成されている。これは、溶接ワイヤ１０１の移動に伴う
傾斜孔ピース７の内周壁７ｂの摩耗を防止するためであ
る。但し、傾斜孔ピース７の全体をセラミックスで構成
する必要は無く、例えば、傾斜孔７ａの内周壁７ｂのみ
に耐摩耗性材料を配設するようにしても良い。また、内
周壁７ｂ全体でなく、溶接ワイヤが主に接触する部位の
み耐摩耗性材料を配設するようにしてもよい。また、傾
斜孔ピース７の傾斜孔端部には、テーパー座ぐり７ｃが
施され、スタート時の溶接ワイヤの挿通を容易にしてい
る。また、給電チップ５及び案内チューブ９の端部にも
テーパー座ぐりが形成され、溶接ワイヤの移動に引っか
かりが生じないようになっている。

【００４３】次に、本実施形態にかかる溶接用トーチ１
の組立方法について説明する。先ず、図１に示すよう
に、給電チップ保持体３を構成する案内チューブ９の先
端と外筒体３Ａの先端内部に形成された空間に傾斜孔ピ
ース７を挿入する。この特、傾斜孔ピース７に形成され
た傾斜孔７ａを、外筒体３Ａ内の案内チューブ９に形成
された挿通孔３ａに対向する向きに挿入する。そして、
傾斜孔ピース７を案内チューブ９の端面に当接させる。

【００４４】そして、その後、給電チップ５の雄ネジ部
を外筒体３Ａの雌ネジ部１１にねじ込む。これにより、
給電チップ５の上端と傾斜孔ピース７の下端部とが当接
して、傾斜孔ピース７が外筒体３Ａ内に固定される。最
後にトーチボディ１３で給電チップ保持体３及び給電チ
ップ５を覆うことで、溶接用トーチ１が完成する。そし
て、溶接作業の準備の際に、図２に示すように、案内チ
ューブ９の挿通孔３ａから傾斜孔ピース７の傾斜孔７ａ
を介して、給電チップ５の挿通孔５ａに溶接ワイヤを挿
通させる。

【００４５】次に、上記第１の実施形態の作用を図２に
基づいて説明する。

【００４６】給電チップ保持体３を構成する案内チュー
ブ９と給電チップ５に囲まれて形成される挿通孔３ａ，
５ａに溶接ワイヤ１０１を挿通し、給電チップ５のワイ
ヤ突出部１５からアーク溶接に適した所定長さに突出さ
せ、しかるのち所定の溶接動作に移行する。

【００４７】この場合、溶接ワイヤ１０１は、アーク溶
接の進行とともに溶融消費されるため、その所定量が順
次繰り出される。同時に溶接ワイヤ１０１は多くの場
合、その先端部がアークの発生位置の変化に応じて偏心
することになる。しかし、この時、溶接ワイヤ１０１は
各挿通孔３ａ，５ａの相互間に配設されている傾斜孔ピ
ース７の傾斜孔７ａを貫通している。このため、溶接ワ
イヤ１０１は、図２に示すように、挿通方向が僅かに偏
向され、給電チップ５の挿通孔５ａの内周壁に確実に当
接することとなる。ここで、図２中の符号Ｐは、給電ポ
イントを示している。

【００４８】この結果、溶接ワイヤ１０１に外力が加わ
って上記した偏心現象が生じた場合でも、溶接ワイヤ１
０１と給電チップ５との通電状態が確実に維持される。
また、傾斜孔ピース７の傾斜孔７ａにより溶接ワイヤの
通路はほぼ一定の位置に規制される。このため、給電チ
ップ５の挿通孔５ａの内径内を不規則に振れることが無
くなるために、上記した偏心の程度も小さくなる。ま
た、傾斜孔ピース７に形成された傾斜孔７ａの傾斜は、
各挿通孔３ａ，５ａに対して僅かなものであるので、溶
接ワイヤ１０１の繰り出しの際にも摩擦抵抗とはならな
い。

【００４９】ここで、図２における傾斜孔７ａは、図中
の左斜め下方に向かって傾斜しているので、給電チップ
５の挿通孔５ａの内周壁の左方と当接している。従っ
て、長期間の溶接作業によって給電チップ５の内周壁の
一部が摩耗した場合には、傾斜孔ピース７を水平方向に
回転させることで、当接する位置を変化させることがで
きる。例えば、傾斜孔ピース７を１８０〔°〕回転させ
ることによって、傾斜孔７ａが右斜め下方に傾斜する。
これにより、挿通孔５ａの内周壁の右方に当接すること
となる。尚、案内チューブ９の挿通孔３ａの径が給電チ
ップ５の挿通孔５ａの径より大きいのは、使用される溶
接ワイヤの径の変更があった場合でも、案内チューブ９
をそのまま使用できるようにするためである。

【００５０】また、本実施形態にかかる溶接用トーチ１
と従来の溶接用トーチとを比較した結果を図３に示す。
本実施形態では、一例として、材質ＪＩＳ・Ａ５３５６
ＷＹの溶接ワイヤ１０１の直径Ｄ₀を１．２〔ｍｍ〕と
し、傾斜孔７ａの直径Ｄ₁を１．５〔ｍｍ〕としてい
る。また、傾斜孔ピースの長さＬは約５．７〔ｍｍ〕
で、挿通孔３ａの内径が約２．５〔ｍｍ〕，挿通孔５ａ
の内径は１．５〔ｍｍ〕としている。そして、傾斜孔７
ａの傾斜角度は３〔°〕としている。本実施形態につい
ての経過時間と溶接電流の関係を表すグラフを図３
（Ａ）に示す。また、図３（Ｂ）は、従来例として上記
実施形態と同様の挿通孔径１．５〔ｍｍ〕を有する給電
チップと内径２．５〔ｍｍ〕の案内チューブを用い、上
記傾斜孔ピース７を用ず案内チューブと給電チップが当
接した状態の場合を示している。このとき、図３から明
らかなように、従来の溶接用トーチと比較して、溶接電
流の変動幅は３０〔Ａ〕（従来は１００Ａ）に低減され
ている。このことからも、本発明にかかる溶接用トーチ
１では、溶接ワイヤ１０１に対して安定した給電が行わ
れることがわかる。

【００５１】〔第２の実施形態〕図４に第２の実施形態
を示す。この図４において、第１の実施形態と同様の構
成については同一の符号を付している。

【００５２】本実施形態のものは、給電チップ保持体２
３の構造及びこれと給電チップ２５との結合構造が第１
の実施形態と相違している。溶接用トーチ２１は、内部
に溶接ワイヤを供給する挿通孔２３ａが形成された案内
チューブ９が配設された給電チップ保持体２３と、内部
に挿通孔２５ａを有すると共に溶接ワイヤに電流を供給
する給電チップ２５とを備えている。そして、給電チッ
プ保持体２３の案内チューブ９と給電チップ２５の挿通
孔２３ａ，２５ａの相互間に、この挿通孔２３ａの中心
軸方向に対して所定の傾斜を有する傾斜孔７ａが形成さ
れた傾斜孔ピース７及びアダプタ部材２９を装備してい
る。

【００５３】以上を詳細に説明すると、先ず、給電チッ
プ保持体２３は中空の円筒状の外筒体３Ａと、外筒体３
Ａの筒内に嵌め込まれた案内チューブ９とで構成されて
いる。そして、その案内チューブ９の内部には、溶接ワ
イヤを供給するための挿通孔２３ａが形成されている。
また、給電チップ保持体２３の外筒体３Ａの下端部に
は、所定の雄ネジ部２７が形成されている。この雄ネジ
部２７は、給電チップ保持体２３の端部に対してアダプ
タ部材２９をネジ込み固定するためのものである。

【００５４】次に、上記したアダプタ部材２９について
説明する。このアダプタ部材２９は、上記した給電チッ
プ保持体２３と給電チップ２５とを結合するために、両
者の相互間に配設されるものである。これと同時に、ア
ダプタ部材２９は、所定の傾斜孔７ａが形成された傾斜
孔ピース７を内部に担持する役割も併せ持っている。

【００５５】アダプタ部材２９の具体的な形状について
詳細に説明すると、アダプタ部材２９はその外形が円筒
形状で構成されている。そして、その上端部は、上記し
た外筒体３Ａの雄ネジ部２７が嵌合されるための雌ネジ
部が形成されている。この雌ネジ部の更に下方には、傾
斜孔ピース７が設置固定されるための空間が形成されて
いる。また、アダプタ部材２９の下端部には、給電チッ
プ２５の雄ネジ部２５ｂが嵌合されるための雌ネジ部が
形成されている。

【００５６】次に、本実施形態にかかる溶接用トーチ２
１の組立方法について説明する。先ず、図４に示すよう
に、外筒体３Ａと案内チューブ９が組み立てられた給電
チップ保持体２３に、アダプタ部材２９を外筒体３Ａの
雄ネジ部２７を利用して固定し、アダプタ部材２９の空
間に傾斜孔ピース７を設置する。そして、給電チップ２
５の雄ネジ部２５ｂをアダプタ部材２９の雌ネジ部にネ
ジ込み固定する。最後にトーチボディ１３で給電チップ
保持体２３，アダプタ部材２９及び給電チップ２５を覆
うことで、溶接用トーチ２１が完成する。

【００５７】ここで、第１の実施形態との相違点は、案
内チューブ９が外筒体３Ａに嵌め込まれている点と、ア
ダプタ部材２９が用いられている点である。尚、アダプ
タ部材に形成される雌ネジは、傾斜孔ピースが配置され
る部分も通して連続して形成してもよい。

【００５８】以上のように構成したことで、前述した図
１に示す第１の実施形態と同等の作用効果を有する。ま
たこれに加えて、傾斜孔ピース７を簡単に交換すること
ができるため、溶接ワイヤの直径や材質に適合した傾斜
角を有する傾斜孔ピースを適宜選択使用することができ
る。また、何らかの理由によって、傾斜孔ピース７が破
損した場合でも、これを容易に修復することができる。

【００５９】〔第３の実施形態〕上記した第１及び第２
の実施形態は、外筒体に給電チップを固定するインナー
チューブタイプの溶接用トーチを用いたが、図５に示す
第３の実施形態では、コンタクトチューブタイプの溶接
用トーチに本発明を用いた例を示す。ここで、第１の実
施形態と同様の構成部分には同じ符号を用いて説明す
る。

【００６０】先ず、符号２１は溶接用トーチ全体で、符
号３Ｂは案内チューブであり外筒体２３Ａと共に給電チ
ップ保持体２３を構成する。この例において、上記した
両実施例とは異なり、給電チップ２５は外筒体２３Ａに
固定されず、案内チューブ３Ｂに固定される点である。
尚、案内チューブ３Ｂは外筒体２３Ａに固定されてい
る。また、符号２９はアダプタ部材であり、案内チュー
ブ３Ｂと給電チップ２５を第２の実施形態と同様に、間
に傾斜孔ピース７を挟んで固定するものである。他の点
は、第２の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略す
る。この例によれば、上記した実施形態の奏する効果に
加えて、従来のコンタクトチューブタイプの溶接用トー
チをほぼそのまま利用でき、市販のトーチに本発明を適
用することが容易である。

【００６１】〔第４の実施形態〕図６及び図７に第４の
実施形態を示す。この第４の実施形態にかかる溶接用ト
ーチ３１は、内部に溶接ワイヤを供給する挿通孔３３ａ
が形成された給電チップ保持体３３と、内部に挿通孔３
５ａを有すると共に溶接ワイヤに溶接電流を供給する給
電チップ３５とを備えている。また、給電チップ保持体
３３は外筒体３３Ａと挿通孔３３ａが形成された案内チ
ューブ３９とで構成されている。そして、溶接用トーチ
３１は、給電チップ保持体３３と給電チップ３５の挿通
孔３３ａ，３５ａの相互間に、円柱状の円柱状傾斜孔ピ
ース３７を装備している。

【００６２】以上を詳細に説明すると、先ず、給電チッ
プ保持体３３は外筒体３３Ａと案内チューブ３９で構成
されている。更に、案内チューブ３９の内部には、溶接
ワイヤを供給するための挿通孔３３ａが形成されてい
る。ここで、案内チューブ３９の下端部の位置は、図６
に示すように、外筒体３３Ａの端部より内側（図中の上
方）となっている。即ち、外筒体３３Ａの内部に形成さ
れた底部３６に案内チューブ３９の下端部が当接するよ
うになっている。

【００６３】次に円柱状傾斜孔ピース３７について説明
する。ここで、円柱状傾斜孔ピース３７は、円柱形に構
成されている。そして、この円柱状傾斜孔ピース３７
は、その円状断面の中心軸が挿通孔３３ａ，３５ａの方
向と垂直となる方向に設置される。即ち、図６において
は紙面に対して垂直の方向に円柱状傾斜孔ピース３７の
上面と下面が位置するようになっている。そして、円柱
状傾斜孔ピース３７内部には、所定の貫通孔３７ａが形
成されている。この貫通孔３７ａは、給電チップ保持体
３３の挿通孔３３ａ側から供給される溶接ワイヤの進行
方向を僅かに変更させる第１から第３の実施形態におい
て示した傾斜孔を構成するためのものである。

【００６４】また、外筒体３３Ａの内側の底部３６の中
央領域は、上記した円柱状傾斜孔ピース３７を回転可能
に挿入保持できるように、円筒状のピース保持孔３６ａ
が形成されている。一方、案内チューブ３９の下端部も
同様に円弧状のピース支持部３６ｂが形成されている。
このため、円柱状傾斜孔ピース３７は図６中の矢印３２
の方向に回転できるようになっている。

【００６５】また、円柱状傾斜孔ピース３７のＸ−Ｘ線
水平断面を示す図７から判るように、円柱状傾斜孔ピー
ス３７の一方端には所定の突起部３７ｂが形成されてお
り、この突起部３７ｂが外筒体３３Ａの外面に当接して
いる。そして、円柱状傾斜孔ピース３７の他方の端部に
は、所定のバネ部材３８ａを介してボルト部材３８ｂが
係合されている。また、円柱状傾斜孔ピース３７の中央
部には、図７に示すように、溶接ワイヤを挿通させるた
めの貫通孔３７ａが形成されている。

【００６６】次に、本実施形態における溶接用トーチ３
１の作用について説明する。ここで、図６は、円柱状傾
斜孔ピース３７の貫通孔３７ａと給電チップ保持体３３
の案内チューブ３９に形成された挿通孔３３ａ及び給電
チップ３５の挿通孔３５ａの方向とが一致している場合
を記載している。しかし、実際に溶接ワイヤを挿入して
溶接作業を行う場合には、予め円柱状傾斜孔ピース３７
を僅かに回転させ、挿通孔３３ａ，３５ａの方向に対し
て所定の傾斜角をつける。傾斜角については、第１の実
施形態と同様にしても良い。

【００６７】傾斜角が決定した場合には、ボルト部材３
８ｂ（図７参照）を締め付けて円柱状傾斜孔ピース３７
を固定する。このとき、円柱状傾斜孔ピース３７に対し
てはバネ部材３８ａによる弾性力が加わるので、給電チ
ップ保持体３３の外筒体３３Ａに対して適切に固定され
る。

【００６８】円柱状傾斜孔ピース３７の貫通孔３７ａを
通過した溶接ワイヤは、その傾斜に沿って方向が偏向さ
れ、給電チップ３５の挿通孔３５ａと確実に当接する。
例えば、円柱状傾斜孔ピース３７が矢印３２の右側方向
に回転した状態に固定されている場合を考える。この場
合には、貫通孔３７ａが左側斜め下方に向くこととなる
ので、溶接ワイヤは挿通孔３５ａの左方の内周壁と当接
することとなる。

【００６９】以上のように構成されたことで、給電チッ
プ３５から溶接ワイヤへの給電が安定してなされる。こ
れと同時に、本溶接用トーチ３１は、使用する溶接ワイ
ヤの材質や直径に応じて適切な傾斜角度を設定すること
ができる。特に、円柱状傾斜孔ピース３７を、ボルト部
材３８ｂを緩めることによって容易に傾斜角度を変更で
きるので、求められる溶接条件の変化に対して迅速且つ
柔軟に対応することができる。

【００７０】〔第５の実施形態〕図８に第５の実施形態
を示す。この第５の実施形態にかかる溶接用トーチ４１
は、内部に溶接ワイヤを供給する挿通孔４３ａが形成さ
れた給電チップ保持体４３と、内部に挿通孔４５ａを有
すると共に溶接ワイヤに電力を供給する給電チップ４５
とを備えている。そして、溶接用トーチ４１は、給電チ
ップ保持体４３と給電チップ４５の挿通孔４３ａ，４５
ａの相互間に、円柱状の円柱状傾斜孔ピース４７及びア
ダプタ部材４２を備えている。また、給電チップ保持体
４３は外筒体４３Ａと挿通孔４３ａを形成した案内チュ
ーブ４９とにより形成されている。

【００７１】以上を詳細に説明すると、本実施形態で
は、上記したように給電チップ保持体４３と給電チップ
４５との相互間にアダプタ部材４２が設けられている。
このアダプタ部材４２は、給電チップ保持体４３と対向
する側の内周壁に所定の雌ネジ部が形成されている。そ
して、このアダプタ部材４２の内部には、円柱状傾斜孔
ピース４７を挿入保持するためのピース保持孔４６ｂが
円筒状に形成されている。一方、案内チューブ４９及び
外筒体４３Ａの下端面にも円柱状傾斜孔ピース４７を固
定するためのピース支持面４６ａが円弧状に構成されて
いる。このため、円柱状傾斜孔ピース４７は、アダプタ
部材４２と案内チューブ４９及び外筒体４３Ａの相互間
で回転できるようになっている。尚、円柱状傾斜孔ピー
ス４７は、アダプタ部材４２を給電チップ保持体４３に
固定した後に組み立てられる。

【００７２】そして、その他の構成は第４の実施形態と
同様である。以上のように構成されたことで、第４の実
施形態の奏する効果に加えて、円柱状傾斜孔ピース４７
及びアダプタ部材４２を容易に取り外すことができ、溶
接ワイヤの直径や材質に適合した傾斜角を有する円柱状
傾斜孔ピース４７を適宜選択使用することができる。ま
た、何らかの理由によって、円柱状傾斜孔ピース４７が
破損したり、また摩耗したりした場合でも、これを容易
に修復することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、溶接ワ
イヤ挿通孔の途中領域に挿通孔の方向に対して所定の傾
斜を有する傾斜孔が形成された傾斜孔ピースを配設し
た。このため、溶接ワイヤは傾斜孔によって常時給電チ
ップの挿通孔の内周壁に当接する。このため、給電チッ
プから溶接ワイヤに対する給電が確実に行われる、とい
う優れた効果を生じる。また、このため、挿通孔径を大
きくすることも可能となり、溶接ワイヤの挿通孔内への
詰まりを防止することができる。また、傾斜孔ピースに
より溶接ワイヤの通路がほぼ一定の位置に規制されるの
で、給電チップの挿通孔内を自由に振れることがなくな
り、給電チップ先端での溶接ワイヤの振れが抑制され、
良好なビードを得ることができる、という優れた効果を
生じる。

【００７４】また、傾斜孔の傾斜角θ°を、溶接ワイヤ
の直径をＤ₀，前記傾斜孔の直径をＤ₁，前記傾斜孔の
長さをＬとし、Ｒ＝ｔａｎ^-1｛（Ｄ₁−Ｄ₀）／Ｌ｝とし
た場合に、「０＜θ°≦２．５Ｒ」の関係を維持するよ
うにした。このため、溶接ワイヤに対して傾斜孔ピース
の傾斜が抵抗とならず、円滑に溶接ワイヤを繰り出すこ
とができる、という優れた効果を生じる。

【００７５】また、傾斜孔ピースの傾斜孔に耐摩耗性材
料を使用することとしたので、長期間の溶接作業によっ
ても傾斜孔ピースの傾斜孔が摩耗せず、溶接作業効率を
向上させることができる、という優れた効果を生じる。

【００７６】更に、傾斜孔の挿通孔に対する傾斜角を調
整可能に構成したので、異なる材質や異なる直径の溶接
ワイヤに対しても同じ溶接用トーチで柔軟に対応するこ
とができる、という優れた効果を生じる。また、同一の
溶接ワイヤを使用する場合でも、傾斜角を適切に変更す
ることができるので、溶接ワイヤの給電チップに対する
接触圧を積極的に制御でき、確実で且つ安定した給電が
可能となる、という優れた効果を生じる。加えて、給電
チップ保持体を外筒体と案内チューブにより形成し、案
内チューブに挿通孔を形成することにより、従来の溶接
用トーチに簡単な改良を加えることにより、本発明を利
用することができる、という優れた効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す一部省略した縦
断面図である。

【図２】図１に開示した溶接用トーチの傾斜孔ピース部
分を拡大した縦断面図である。

【図３】図１に開示した溶接用トーチと従来の溶接用ト
ーチを用いた場合の溶接電流の変動を示す図であり、図
３（Ａ）は本発明の溶接用トーチの場合を示し、図３
（Ｂ）は従来の溶接用トーチの場合を示す。

【図４】本発明の第２の実施形態を示す一部省略した縦
断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態を示す一部省略した縦
断面図である。

【図６】本発明の第４の実施形態を示す一部省略した縦
断面図である。

【図７】図６に開示した溶接用トーチのＸ−Ｘ線におけ
る横断面図である。

【図８】本発明の第５の実施形態を示す一部省略した縦
断面図である。

【図９】ミグ・マグ溶接法を示す説明図である。

【図１０】図９内に開示された給電チップの従来例１を
示す図で、図１０（Ａ）は縦断面図、図１０（Ｂ）は図
１０（Ａ）の底面図である。

【図１１】図１０における従来例１の使用状態を示す一
部省略した説明図である。

【図１２】給電チップの従来例２を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１溶接用トーチ３給電チップ保持体３Ａ外筒体３ａ挿通孔５給電チップ５ａ挿通孔７傾斜孔ピース７ａ傾斜孔７ｂ内周壁９案内チューブ１０１溶接ワイヤＤ₀ 溶接ワイヤ直径Ｄ₁ 傾斜孔直径Ｌ傾斜孔ピース長さ θ 傾斜孔の傾斜角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に溶接ワイヤを供給する挿通孔が形
成された給電チップ保持体と、内部に挿通孔を有すると
共に溶接ワイヤに電力を供給する給電チップとを備えた
溶接用トーチにおいて、前記給電チップ保持体の挿通孔と前記給電チップの挿通
孔との相互間に、前記各挿通孔の中心軸方向に対して所
定の傾斜を有する傾斜孔が形成された傾斜孔ピースを装
備することを特徴とした溶接用トーチ。
【請求項２】前記傾斜孔の傾斜角θ°は、前記溶接ワ
イヤの直径をＤ₀，前記傾斜孔の直径をＤ₁，前記傾斜
孔ピースの長さをＬとし、Ｒ＝ｔａｎ^-1｛（Ｄ₁−Ｄ₀）
／Ｌ｝とした場合に、「０＜θ°≦２．５Ｒ」の関係を
維持した大きさであることを特徴とした請求項１記載の
溶接用トーチ。
【請求項３】前記傾斜孔ピースにおいて、傾斜孔の内
周壁を耐摩耗性の材料で構成することを特徴とした請求
項１または２記載の溶接用トーチ。
【請求項４】前記傾斜孔ピースにおいて、前記傾斜孔
の傾斜角を調整可能に構成することを特徴とした請求項
１，２または３記載の溶接用トーチ。
【請求項５】前記給電チップ保持体に形成される挿通
孔と前記給電チップに形成される挿通孔を同一軸線上に
構成し、前記傾斜孔ピースの傾斜孔端面にテーパー座ぐ
りを形成することを特徴とした請求項１，２，３または
４記載の溶接用トーチ。
【請求項６】前記給電チップ保持体を、円筒状の外筒
体と、この外筒体の内部に配設される挿通孔を具備した
案内チューブとにより構成することを特徴とした請求項
１，２，３，４または５記載の溶接用トーチ。
【請求項７】前記給電チップを前記外筒体に直接固定
することを特徴とした請求項６記載の溶接用トーチ。
【請求項８】前記給電チップを前記外筒体に所定のア
ダプタ部材を介して固定することを特徴とした請求項６
記載の溶接用トーチ。
【請求項９】前記給電チップを前記案内チューブに直
接固定することを特徴とした請求項６記載の溶接用トー
チ。
【請求項１０】前記給電チップを前記案内チューブに
所定のアダプタ部材を介して固定することを特徴とした
請求項６記載の溶接用トーチ。