JP2025016114A - Welding torch - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図るのに適した溶接トーチを提供する。
【解決手段】溶接トーチA1は、軸線方向zに延びる非消耗電極25と、非消耗電極25の軸線方向一方側z1の端部において非消耗電極25に対して径方向の外側に配置された内側ノズル30および外側ノズル31と、内側ノズル30および外側ノズル31に対して軸線方向他方側z2に配置され、導電性材料により構成された接続部材21を含むトーチボディ2と、各々が接続部材21に接続された第1ガス配管41および第2ガス配管42と、を備え、第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々は、導電性材料により構成される。
【選択図】図3
A welding torch suitable for miniaturization is provided.
[Solution] The welding torch A1 comprises a non-consumable electrode 25 extending in an axial direction z, an inner nozzle 30 and an outer nozzle 31 arranged radially outward from the non-consumable electrode 25 at the end of the non-consumable electrode 25 on one axial side z1, a torch body 2 arranged on the other axial side z2 from the inner nozzle 30 and the outer nozzle 31 and including a connecting member 21 made of a conductive material, and a first gas pipe 41 and a second gas pipe 42 each connected to the connecting member 21, and each of the first gas pipe 41 and the second gas pipe 42 is made of a conductive material.
[Selected figure] Figure 3
Description
本開示は、溶接トーチに関する。 This disclosure relates to a welding torch.
非消耗電極を備えた溶接トーチを用いて行う溶接(TIG溶接法やプラズマ溶接法)では、通常、タングステンで形成された電極(非消耗電極)と被溶接物との間にアークを発生させ、そのアークの熱で被溶接物を溶融する。TIG溶接法では、ガスノズルと電極の間にシールドガスが流される。プラズマ溶接法では、シールドガスに加えて、電極の周囲に配置されたプラズマチップの内部にプラズマガスを流すとことで、アーク(プラズマアーク)が拘束される。その結果、集中性の良い高温プラズマ流が発生され、その保有エネルギを利用して溶接を行う。特許文献1には、TIG溶接法およびプラズマ溶接法を使い分けて溶接作業を行うことが可能な溶接トーチが開示されている。
In welding (TIG welding or plasma welding) using a welding torch equipped with a non-consumable electrode, an arc is generated between an electrode (non-consumable electrode) made of tungsten and the workpiece, and the heat of the arc melts the workpiece. In TIG welding, a shielding gas is flowed between the gas nozzle and the electrode. In plasma welding, in addition to the shielding gas, plasma gas is flowed inside a plasma tip arranged around the electrode, thereby constraining the arc (plasma arc). As a result, a highly concentrated high-temperature plasma flow is generated, and the stored energy is used to perform welding.
特許文献1に記載された溶接トーチは、内側ノズルおよび外側ノズルを備える。内側ノズルは着脱可能に設けられており、たとえば内側ノズルが取り付けられた状態で行うプラズマ溶接と、内側ノズルが取り外された状態で行うTIG溶接と、を使い分けることができる。同文献に記載の溶接トーチにおいて、トーチボディには、2つのガス入口(第1ガス入口および第2ガス入口)が設けられている。これらガス入口それぞれには、たとえばゴムホースなどのガス配管から互いに異なるガスが供給される。また、トーチボディは、導電性材料らかなるブロック部材を有し、当該ブロック部材は、給電ケーブル等を介して電源部から電力供給を受ける(特許文献1の図1および図5を参照)。しかしながら、作業者が溶接トーチを把持して溶接作業を行う手溶接では、当該溶接トーチの小型化の要請が強く、上記の特許文献1に記載された溶接トーチにおいては改善の余地があった。
The welding torch described in
本開示は、このような事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図るのに適した溶接トーチを提供することを主たる課題とする。 This disclosure was conceived under these circumstances, and its main objective is to provide a welding torch that is suitable for miniaturization.
上記の課題を解決するため、本開示では、次の技術的手段を採用した。 To solve the above problems, this disclosure employs the following technical solutions:
本開示によって提供される溶接トーチは、軸線方向に延びる非消耗電極と、前記非消耗電極の前記軸線方向の一方側の端部において前記非消耗電極に対して径方向の外側に配置されたノズルと、前記ノズルに対して前記軸線方向の他方側に配置され、導電性材料により構成された接続部材を含むトーチボディと、各々が前記接続部材に接続された第1ガス配管および第2ガス配管と、を備え、前記第1ガス配管および前記第2ガス配管の各々は、導電性材料により構成される。 The welding torch provided by the present disclosure comprises a non-consumable electrode extending in an axial direction, a nozzle disposed radially outward from the non-consumable electrode at one end of the non-consumable electrode in the axial direction, a torch body disposed on the other side of the nozzle in the axial direction and including a connecting member made of a conductive material, and a first gas pipe and a second gas pipe each connected to the connecting member, each of the first gas pipe and the second gas pipe being made of a conductive material.
好ましい実施の形態においては、前記第2ガス配管の断面積は、前記第1ガス配管の断面積よりも大きい。 In a preferred embodiment, the cross-sectional area of the second gas pipe is larger than the cross-sectional area of the first gas pipe.
好ましい実施の形態においては、前記第2ガス配管は、一方側の端部が前記接続部材に接続された小径管部と、一方側の端部が前記小径管部の他方側の端部に接続され、且つ前記小径管部よりも外径が大きい大径管部と、を有する。 In a preferred embodiment, the second gas pipe has a small diameter pipe section having one end connected to the connecting member, and a large diameter pipe section having one end connected to the other end of the small diameter pipe section and having an outer diameter larger than that of the small diameter pipe section.
好ましい実施の形態においては、前記第1ガス配管および前記第2ガス配管の双方に電気的に導通する導電部材をさらに備える。 In a preferred embodiment, the device further includes a conductive member that is electrically connected to both the first gas pipe and the second gas pipe.
好ましい実施の形態においては、前記トーチボディは、前記軸線方向に沿って延びる第1筒状部と、前記第1筒状部につながり、且つ前記軸線方向に対して交差する方向に延びる第2筒状部と、を含み、前記第1筒状部および前記第2筒状部は、絶縁性材料により構成されており、前記接続部材は、前記第1筒状部の径方向の内側に配置されており、前記第1ガス配管および前記第2ガス配管は、前記第2筒状部の内部を挿通している。 In a preferred embodiment, the torch body includes a first cylindrical portion extending along the axial direction and a second cylindrical portion connected to the first cylindrical portion and extending in a direction intersecting the axial direction, the first cylindrical portion and the second cylindrical portion are made of an insulating material, the connecting member is disposed radially inside the first cylindrical portion, and the first gas pipe and the second gas pipe pass through the inside of the second cylindrical portion.
好ましい実施の形態においては、冷却機構を備えていない。 In the preferred embodiment, no cooling mechanism is provided.
本開示に係る溶接トーチによれば、第1ガス配管および第2ガス配管の各々は、ガス流路および電流経路の双方の役割を担うことが可能である。これにより、トーチボディのサイズを小さくすることができ、溶接トーチの小型化を図ることができる。 According to the welding torch of the present disclosure, each of the first gas pipe and the second gas pipe can serve as both a gas flow path and a current path. This allows the size of the torch body to be reduced, and the welding torch to be made more compact.
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
以下、本開示の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。以下の説明における「第1」、「第2」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。 Below, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, terms such as "first" and "second" are used merely as labels and are not necessarily intended to assign a rank to their objects.
図1~図7は、本開示の第1実施形態に係る溶接トーチを示している。本実施形態の溶接トーチA1は、ハンドル1、トーチボディ2、絶縁リング23,24、非消耗電極25、コレットボディ26、コレット27、コレット押え部材28、キャップ29、内側ノズル30、外側ノズル31、ノズルホルダ32、係止部材33、電極芯出し部材34、第1ガス配管41、第2ガス配管42、および導電部材43を備えている。本実施形態の溶接トーチA1は、作業者が手で把持して溶接作業を行うように構成されている。また、詳細は後述するが、溶接トーチA1においては、所定の溶接用ガスを流すための2つのガス流路(第1ガス流路G1および第2ガス流路G2)が形成されている。また、溶接トーチA1は、冷却機構を備えていない。
1 to 7 show a welding torch according to the first embodiment of the present disclosure. The welding torch A1 of this embodiment includes a
なお、溶接トーチA1の説明において、図1、図3における図中上下方向は、本開示の「軸線方向」の一例であり、「軸線方向z」と呼ぶ。図3、図7において軸線方向zに対して直交する方向(図中左右方向)は、「第1方向x」と呼ぶ。また、図1、図3において図中下側は本開示の「軸線方向の一方側」の一例であり、「軸線方向一方側z1」と呼び、図中上側は本開示の「軸線方向の他方側」の一例であり、「軸線方向他方側z2」と呼ぶ。 In the description of welding torch A1, the up-down direction in Figures 1 and 3 is an example of the "axial direction" of this disclosure, and is referred to as the "axial direction z." In Figures 3 and 7, the direction perpendicular to the axial direction z (the left-right direction in the figures) is referred to as the "first direction x." In addition, the lower side in Figures 1 and 3 is an example of the "one side of the axial direction" of this disclosure, and is referred to as the "one axial side z1," and the upper side in the figures is an example of the "other axial side" of this disclosure, and is referred to as the "other axial side z2."
ハンドル1は、作業者が手で把持するための部位である。図3に示すように、ハンドル1は、絶縁性材料からなる筒状部材である。
The
トーチボディ2は、筒状であり、端部がハンドル1に保持されている。トーチボディ2は、ボディ本体20および接続部材21を含む。ボディ本体20は、溶接トーチA1の構成要素を適宜内部に収容している。ボディ本体20は、絶縁性材料からなる。ボディ本体20は、第1筒状部20Aおよび第2筒状部20Bを有する。
The
第1筒状部20Aは、軸線方向zに沿って延びている。第2筒状部20Bは、第1筒状部20Aに対して分岐状につながっている。第2筒状部20Bは、軸線方向zに対して交差する方向(図3においては図中右上方向)に延びている。図示した例では、第1筒状部20Aが延びる方向(軸線方向z)と第2筒状部20Bが延びる方向とのなす角度は、約70°である。なお、第1筒状部20Aが延びる方向(軸線方向z)と第2筒状部20Bが延びる方向とのなす角度は特に限定されず、たとえば直角(90°)であってもよい。第2筒状部20Bの端部(図3の右上側の端部)は、ハンドル1の端部に保持されている。図示した例では、第2筒状部20Bの端部とハンドル1の端部とが、互いにねじ接続により固定されている。
The first
接続部材21は、第1筒状部20Aの径方向内側に配置されている。接続部材21は、図示しない電源部からの電力供給を受ける部材であり、導電性材料よりなる。接続部材21を構成する導電性材料としては、たとえば銅が挙げられる。接続部材21は、全体として筒状をなしている。図7に示すように、接続部材21は、第1ガス流入口211、第2ガス流入口212、テーパー面214および雌ねじ部215を有する。
The
絶縁リング23,24は、それぞれ、絶縁性材料からなる筒状部材である。絶縁リング23は、第1筒状部20Aに対して軸線方向他方側z2に隣接して配置される。絶縁リング24は、第2筒状部20Bに対して軸線方向一方側z1に隣接して配置される。
The
非消耗電極25は、軸線方向z(軸線CLが延びる方向)に沿って延びる棒状の導体である。非消耗電極25は、たとえばタングステンからなる。非消耗電極25は、接続部材21を介して電源部と電気的に導通しており、被溶接物との間にアーク電圧を印加した際には被溶接物との間にアークを発生させる。
The
非消耗電極25は、外径寸法が一定とされた円柱状である。なお、非消耗電極25は、設計上において外径寸法が一定となるように形成されており、製造上における多少の誤差を含み得る。非消耗電極25の外径寸法は特に限定されず、本実施形態においては、たとえば約1.0~4.0mmである。
The
コレットボディ26、コレット27およびコレット押え部材28は、これらが互いに協働することにより非消耗電極25を保持するものである。コレットボディ26、コレット27およびコレット押え部材28は、導電性材料よりなる。コレットボディ26、コレット27およびコレット押え部材28を構成する導電性材料としては、たとえば銅が挙げられる。
The
コレット27は、非消耗電極25を囲んでいる。コレットボディ26は、コレット27の径方向外側に配置されている。また、コレットボディ26は、接続部材21の径方向内側に配置されている。詳細な図示説明は省略するが、コレットボディ26は、接続部材21に対して、たとえばねじ接続などにより固定されている。
The
コレット押え部材28は、コレット27に対して軸線方向他方側z2に配置されている。詳細な図示説明は省略するが、コレット押え部材28は、接続部材21に対してねじ部が螺合している。図7に示すように、接続部材21の上端部(軸線方向他方側z2の端部)には雌ねじ部215が形成されており、コレット押え部材28の上記ねじ部は、雌ねじ部215に螺合している。コレット押え部材28の軸線方向他方側z2にはキャップ29が設けられている。このキャップ29を回すことによって、コレット押え部材28は、コレットボディ26に対する軸線方向zの位置の調整が可能である。コレット押え部材28の軸線方向一方側z1の端部は、コレット27の軸線方向他方側z2の端部に当接している。コレット押え部材28を軸線方向一方側z1に移動させると、コレット27は軸線方向一方側z1に押し付けられる。
The
コレット27は、先端側(軸線方向一方側z1)において軸線方向zに延びる複数のスリットが形成されており、隣接する相互のスリットの間に位置する複数ずつの可動片271を有する。上述のように、コレット押え部材28を軸線方向一方側z1に移動させると、コレット27は軸線方向一方側z1に押し付けられる。そして、コレット27先端の複数の可動片271がコレットボディ26の先端部に押し付けられて縮径し、コレット27が非消耗電極25を挟んで保持する。このように、コレットボディ26、コレット27およびコレット押え部材28が互いに協働することによって、非消耗電極25が保持される。
The
図3に示すように、内側ノズル30は、非消耗電極25の先端部(軸線方向一方側z1の端部)の周囲に配置されている。内側ノズル30は、コレットボディ26に対して軸線方向一方側z1に配置されている。内側ノズル30は、略円筒状とされており、非消耗電極25の径方向外側に配置されている。本実施形態では、内側ノズル30と非消耗電極25との間には、電極芯出し部材34が介在している。
As shown in FIG. 3, the
係止部材33は、コレットボディ26および内側ノズル30の双方に跨って外嵌されている。より具体的には、係止部材33は、コレットボディ26の軸線方向一方側z1の端部と、内側ノズル30の軸線方向他方側z2の端部とに跨って外嵌されている。図示した例において、係止部材33は、袋ナット構造とされている。
The locking
本実施形態においては、図3に示すように、係止部材33とコレットボディ26の軸線方向一方側z1の端部とは、ねじ接続されている。たとえばコレットボディ26の軸線方向一方側z1の端部の外周には雄ねじ部261が形成されており、係止部材33に形成された雌ねじ部331がコレットボディ26の雄ねじ部261に螺合している。一方、係止部材33の軸線方向一方側z1の部位は、内側ノズル30に外嵌されるとともに、内側ノズル30の軸線方向他方側z2の外周の大径部によって係止部材33が係止されている。これにより、内側ノズル30および係止部材33の軸線方向zへの相対移動が制限されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the locking
電極芯出し部材34は、概略円筒状とされており、非消耗電極25の径方向外側で、且つ内側ノズル30の径方向内側に配置されている。内側ノズル30における軸線方向他方側z2の内周にはテーパー凹部が形成されており、このテーパー凹部に電極芯出し部材34のテーパー凸部が嵌まっている。電極芯出し部材34の内径寸法は非消耗電極25(電極主部251)の外径寸法よりも僅かに大きい。これにより、電極芯出し部材34は、非消耗電極25に対して同心円状に外嵌されている。また、内側ノズル30の上記テーパー凹部に電極芯出し部材34の上記テーパー凸部が嵌まっている。これにより、内側ノズル30は、電極芯出し部材34に対して同心円状に外嵌されている。したがって、内側ノズル30は、電極芯出し部材34を介して、非消耗電極25に対して同心円状に配置されている。図6に示すように、電極芯出し部材34の外周部には、複数の凹溝341が形成されている。これら凹溝341は、電極芯出し部材34の周方向に一定間隔で設けられている。凹溝341が形成された部位は、内側ノズル30との間に隙間が形成されており、当該隙間が後述の第1ガス流路G1を構成している。
The
本実施形態において、非消耗電極25の先端は、軸線方向zにおいて内側ノズル30の先端と一致する、あるいは内側ノズル30の先端から軸線方向一方側z1に少し突出している。非消耗電極25の先端が内側ノズル30の先端から軸線方向一方側z1に突出する突出長さは、たとえば0~5mmの範囲である。
In this embodiment, the tip of the
ノズルホルダ32は、筒状とされている。ノズルホルダ32は、コレットボディ26の軸線方向zの中間部の外周に、たとえばろう付け等の手段によって一体に連結されている。
The
図3に示すように、外側ノズル31は、内側ノズル30の径方向外側に配置されている。外側ノズル31は、第1筒状部20Aに対して軸線方向一方側z1に配置されており、外側ノズル31と第1筒状部20Aとの間に絶縁リング24が介在している。図示した例では、外側ノズル31は、概略円筒状とされており、先端側(軸線方向一方側z1)が他の部位と比べて小径とされている。本実施形態において、外側ノズル31は、非消耗電極25および内側ノズル30に対して同心円状に配置されている。外側ノズル31は、たとえばノズルホルダ32の外周にねじ接続により取り付けられている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、本実施形態において、内側ノズル30の先端は、外側ノズル31の先端から軸線方向一方側z1に突出している。内側ノズル30の先端が外側ノズル31の先端から軸線方向一方側z1に突出する突出長さは、たとえば0~5mmの範囲である。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the tip of the
図3~図7に示すように、本実施形態において、溶接トーチA1には、第1ガス流路G1および第2ガス流路G2が形成されている。 As shown in Figures 3 to 7, in this embodiment, the welding torch A1 is formed with a first gas flow path G1 and a second gas flow path G2.
本実施形態において、溶接トーチA1に供給される溶接用ガスは、ガス種や流量などのガス供給態様が異なる2種類の不活性ガスを含む。当該2種類の不活性ガスは、説明の便宜上、適宜「第1不活性ガス」および「第2不活性ガス」と区別する。 In this embodiment, the welding gas supplied to the welding torch A1 includes two types of inert gas that differ in gas supply manner, such as gas type and flow rate. For convenience of explanation, the two types of inert gas are appropriately distinguished as a "first inert gas" and a "second inert gas."
第1ガス流路G1は、第1不活性ガスを流すための流路である。図3において、第1不活性ガスの流れを二点鎖線の矢印で示す。第1ガス流路G1は、コレット27とコレットボディ26との間、非消耗電極25とコレット27との間、非消耗電極25とコレットボディ26との間、電極芯出し部材34と内側ノズル30との間、および非消耗電極25と内側ノズル30との間、にそれぞれ形成されている。
The first gas flow path G1 is a flow path for flowing the first inert gas. In FIG. 3, the flow of the first inert gas is indicated by the two-dot chain arrows. The first gas flow paths G1 are formed between the
本実施形態では、図3、図7に示すように、トーチボディ2(接続部材21)には、第1不活性ガスを導入する第1ガス流入口211が設けられている。第1ガス流入口211は第1ガス流路G1に通じている。第1ガス流入口211から第1不活性ガスが導入されると、当該第1不活性ガスは、第1ガス流路G1において軸線方向他方側z2から軸線方向一方側z1に流れ、非消耗電極25と内側ノズル30との間を通過した後に内側ノズル30の先端の開口から噴出する。
In this embodiment, as shown in Figures 3 and 7, the torch body 2 (connecting member 21) is provided with a
第2ガス流路G2は、第2不活性ガスを流すための流路である。図3において、第2不活性ガスの流れを点線の矢印で示す。第2ガス流路G2は、コレットボディ26と接続部材21との間、コレットボディ26と絶縁リング24との間、ノズルホルダ32、係止部材33と外側ノズル31との間、および内側ノズル30と外側ノズル31との間、にそれぞれ形成されている。
The second gas flow path G2 is a flow path for flowing the second inert gas. In FIG. 3, the flow of the second inert gas is indicated by dotted arrows. The second gas flow paths G2 are formed between the
本実施形態では、図3、図7に示すように、トーチボディ2(接続部材21)には、第2不活性ガスを導入する第2ガス流入口212が設けられている。第2ガス流入口212は第2ガス流路G2に通じている。第2ガス流入口212から第2不活性ガスが導入されると、当該第2不活性ガスは、第2ガス流路G2において軸線方向他方側z2から軸線方向一方側z1に流れ、内側ノズル30と外側ノズル31との間を通過した後に外側ノズル31の先端の開口から噴出する。
In this embodiment, as shown in Figures 3 and 7, the torch body 2 (connecting member 21) is provided with a
図7等を参照して、接続部材21の第1ガス流入口211、第2ガス流入口212、テーパー面214および雌ねじ部215について説明する。図7に示すように、第1ガス流入口211は、第2ガス流入口212に対して軸線方向他方側z2に位置する。第1ガス流入口211は、第1方向xに沿って延びる。
The
第2ガス流入口212は、第1方向xに対して傾斜している。第2ガス流入口212は、第1方向xにおいて非消耗電極25に近づくにつれて軸線方向一方側z1に位置するように傾斜している。接続部材21の径方向外側にある第1筒状部20Aは、軸線方向zにおいて第1ガス流入口211および第2ガス流入口212を跨いで配置されている。
The
テーパー面214には、第2ガス流入口212の開口端が位置する。テーパー面214は、非消耗電極25に近づくにつれて軸線方向他方側z2に位置するように傾斜している。図7に示した断面において、テーパー面214と第2ガス流入口212とのなす角度は、略直角である。
The opening end of the
図7に示すように、雌ねじ部215は、第1ガス流入口211に対して軸線方向他方側z2に隣接している。この雌ねじ部215には、上述のようにコレット押え部材28のねじ部が螺合している。
As shown in FIG. 7, the female threaded
図3、図7に示すように、第1ガス配管41および第2ガス配管42は、第2筒状部20Bの内部を挿通する。第1ガス配管41は、第1不活性ガスを流す配管であり、接続部材21の第1ガス流入口211に通じている。第1ガス配管41は、導電性材料により構成される。第1ガス配管41を構成する導電性材料は特に限定されず、たとえば銅が挙げられる。第1ガス配管41の太さは特に限定されず、図示した例では、第1ガス配管41の外径寸法が4mm程度、内径寸法が2mm程度であり、第1ガス配管41の厚さが約1mmである。第1ガス配管41は、適宜屈曲している。第1ガス配管41において第1ガス流入口211に通じる側の端部は、第1方向xに沿って延びる。第1ガス配管41の一方側の端部(第1ガス流入口211に通じる側の端部)は、接続部材21にろう付け等の手段によって接続されている。これにより、第1ガス配管41は、接続部材21に電気的に導通している。
3 and 7, the
第2ガス配管42は、第2不活性ガスを流す配管であり、接続部材21の第2ガス流入口212に通じている。本実施形態においては、第2ガス配管42は第1ガス配管41よりも太く、第2ガス配管42の断面積は、第1ガス配管41の断面積よりも大きい。また、本実施形態では、第2ガス配管42は、小径管部421および大径管部422を含む。小径管部421は、接続部材21の第2ガス流入口212に通じている。小径管部421の一方側の端部(第2ガス流入口212に通じる側の端部)は、接続部材21にろう付け等の手段によって接続されている。これにより、小径管部421は、接続部材21に電気的に導通している。大径管部422は、小径管部421よりも太く、大径管部422の断面積は、小径管部421の断面積よりも大きい。大径管部422の一方側の端部は、小径管部421の他方側の端部(接続部材21とは反対側の端部)にろう付け等の手段によって接続されている。これにより、大径管部422は、小径管部421に電気的に導通している。第2ガス配管42(小径管部421および大径管部422)の太さは特に限定されない。図示した例では、小径管部421の外径寸法が6mm程度、内径寸法が2mm程度であり、小径管部421の厚さが約2mmである。また、大径管部422の外径寸法が8mm程度、内径寸法が4mm程度であり、大径管部422の厚さが約2mmである。
The
図3に示すように、導電部材43は、第1ガス配管41および第2ガス配管42に取り付けられている。本実施形態では、導電部材43は、第1ガス配管41の他方側の端部(接続部材21とは反対側の端部)、および大径管部422の中間部に取り付けられている。導電部材43は、たとえばろう付け等の手段によって第1ガス配管41および大径管部422に固定されている。これにより、導電部材43は、第1ガス配管41および大径管部422(第2ガス配管42)の双方に電気的に導通している。
As shown in FIG. 3, the
大径管部422(第2ガス配管42)の他方側の端部(接続部材21とは反対側の端部)には、コネクタを介して給電ケーブル(図示略)が接続される。第2ガス配管42は、当該給電ケーブルを介して電源部と電気的に導通している。第2ガス配管42、および当該第2ガス配管42と導電部材43を介して電気的に導通する第1ガス配管41は、溶接時に電流が流れる電流経路である。
A power supply cable (not shown) is connected via a connector to the other end (the end opposite the connection member 21) of the large diameter tube section 422 (second gas pipe 42). The
第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々の導体断面積は、以下の通りである。第1ガス配管41の導体断面積は、約9.4mm2である。第2ガス配管42のうち、小径管部421の導体断面積は約25.1mm2であり、大径管部422の導体断面積は約37.7mm2である。第1ガス配管41および第2ガス配管42は、導電部材43によって二股状の電流経路を構成している。したがって、溶接時の電流経路の導体断面積は、第1ガス配管41の導体断面積と第2ガス配管42の導体断面積との合計値になり、小径管部421では約34.6mm2、大径管部422では約47.1mm2になる。これにより、溶接時の電流経路(第1ガス配管41および第2ガス配管42)の導体断面積は、200Aの電流を流すパワーケーブルに必要な導体断面積(30mm2)よりも大きく、十分な導体断面積が確保されている。
The conductor cross-sectional areas of the
溶接トーチA1に供給される第1不活性ガスおよび第2不活性ガスの各々のガス種は特に限定されず、たとえばアルゴン(Ar)ガスおよびヘリウム(He)ガスより選択される少なくとも1種を含むガスである。溶接トーチA1に供給される第1不活性ガスのおよび第2不活性ガスの流量は、溶接条件等により適宜個別に調整される。 The type of each of the first inert gas and the second inert gas supplied to the welding torch A1 is not particularly limited, and may be, for example, a gas containing at least one selected from argon (Ar) gas and helium (He) gas. The flow rates of the first inert gas and the second inert gas supplied to the welding torch A1 are individually adjusted as appropriate depending on the welding conditions, etc.
次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.
本実施形態の溶接トーチA1は、軸線方向zに延びる非消耗電極25と、内側ノズル30および外側ノズル31と、トーチボディ2と、第1ガス配管41および第2ガス配管42と、を備えている。内側ノズル30および外側ノズル31は、非消耗電極25の軸線方向一方側z1の端部において非消耗電極25に対して径方向外側に配置されている。非消耗電極25と内側ノズル30との間には、第1ガス流路G1が形成されている。外側ノズル31は、内側ノズル30の径方向外側に配置されており、内側ノズル30と外側ノズル31との間には、第2ガス流路G2が形成されている。このような構成によれば、溶接作業時には、第1ガス流路G1を流れて内側ノズル30の先端から噴出する第1不活性ガスがプラズマガスとして機能し、かつ第2ガス流路G2を流れて外側ノズル31の先端から噴出する第2不活性ガスがシールドガスとして機能する。これにより、被溶接物と非消耗電極25先端との間に発生するアークが絞られ、エネルギ密度の高いアーク(プラズマアーク)を利用して、溶接を効率よく行うことができる。
The welding torch A1 of this embodiment includes a
トーチボディ2は、内側ノズル30および外側ノズル31に対して軸線方向他方側z2に配置されており、接続部材21を含む。接続部材21は導電性材料により構成されており、この接続部材21に第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々が接続されている。第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々は、導電性材料により構成されている。このような構成によれば、第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々は、第1不活性ガスおよび第2不活性ガスを流すガス流路と、溶接時の電流経路と、の双方の役割を担うことが可能である。これにより、トーチボディ2(第1筒状部20A、第2筒状部20Bおよび接続部材21)のサイズを小さくすることができ、溶接トーチA1の小型化を図ることができる。本実施形態の溶接トーチA1は、作業者が手で把持して溶接作業を行うハンド仕様である。溶接トーチA1の小型化は作業者の負担軽減に寄与し、溶接作業の向上が期待できる。
The
本実施形態の溶接トーチA1は、上述のように冷却機構を備えていない。このため、トーチボディ2(ボディ本体20)の第2筒状部20Bにおいては冷却水を送るための冷却水配管が配置されておらず、トーチボディ2(接続部材21)においては、冷却水を流すための冷却水流路が設けられていない。このことは、溶接トーチA1の小型化を図る上で、より好ましい。
As described above, the welding torch A1 of this embodiment does not have a cooling mechanism. For this reason, no cooling water piping for sending cooling water is arranged in the second
溶接トーチA1が冷却機構を備えていないため、溶接時に電流が流れる電流経路では、抵抗発熱による温度上昇を招きやすい。本実施形態においては、2本の第1ガス配管41および第2ガス配管42が、いずれも溶接時の電流経路として機能する。このことは、電流経路の導体断面積を大きくするのに適する。これにより、溶接時の第1ガス配管41および第2ガス配管42における抵抗発熱を抑制することができる。
Because the welding torch A1 does not have a cooling mechanism, the current path through which current flows during welding is prone to temperature rise due to resistance heating. In this embodiment, the two
第2ガス配管42の断面積は、第1ガス配管41の断面積よりも大きい。このような構成によれば、溶接トーチA1(トーチボディ2の第2筒状部20B)の小型化を図りつつ、溶接時の電流経路である第1ガス配管41および第2ガス配管42の導体断面積を大きくすることができる。
The cross-sectional area of the
第2ガス配管42は、小径管部421と、この小径管部421よりも外径が大きい大径管部422と、を含む。小径管部421の一方側の端部(第2ガス流入口212に通じる側の端部)は接続部材21に接続されており、大径管部422の一方側の端部は、小径管部421の他方側の端部(接続部材21とは反対側の端部)に接続されている。このような構成によれば、溶接時の電流経路(第1ガス配管41および第2ガス配管42)の導体断面積を大きく確保するとともに、トーチボディ2(第2筒状部20Bおよび接続部材21)のサイズの小型化を図ることができる。
The
溶接トーチA1は、導電部材43を備える。導電部材43は、第1ガス配管41および第2ガス配管42に取り付けられ、第1ガス配管41および第2ガス配管42の双方に電気的に導通している。このような構成によれば、第1ガス配管41および第2ガス配管42による二股状の電流経路を適切に形成することができる。
The welding torch A1 includes a
ボディ本体20(トーチボディ2)は、第1筒状部20A、およびこの第1筒状部20Aにつながる第2筒状部20Bを含む。第1筒状部20Aは、軸線方向zに沿って延びており、第2筒状部20Bは軸線方向zに対して交差する方向に延びている。ボディ本体20(第1筒状部20Aおよび第2筒状部20B)は、絶縁性材料により構成されている。接続部材21は、第1筒状部20Aの径方向内側に配置されている。第1ガス配管41および第2ガス配管42は、第2筒状部20Bの内部を挿通している。このような構成によれば、絶縁性の第1筒状部20Aおよび第2筒状部20Bの内部に接続部材21、第1ガス配管41および第2ガス配管42を効率よく配置することができる。このことは、溶接トーチA1の小型化を図る上でより好ましい。
The main body 20 (torch body 2) includes a first
図8および図9は、本開示の第2実施形態に係る溶接トーチを示している。図8は、本実施形態の溶接トーチA2を示す断面図であり、図3と同様の断面を表す。図9は、図8のIX-IX線に沿う断面図である。なお、図8および図9において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。 Figures 8 and 9 show a welding torch according to a second embodiment of the present disclosure. Figure 8 is a cross-sectional view showing a welding torch A2 of this embodiment, and shows a cross section similar to that of Figure 3. Figure 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX of Figure 8. Note that in Figures 8 and 9, elements that are the same as or similar to those in the above embodiment are given the same reference numerals as those in the above embodiment, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
本実施形態の溶接トーチA2は、第2ガス配管42の構成が上記実施形態と異なるとともに、2つの導電棒材44,45をさらに備えている。第2ガス配管42の太さは、上記実施形態よりも細くされており、全体が一定の太さである。本実施形態では、第2ガス配管42の外径寸法および内径寸法は、第1ガス配管41と同一とされている。
The welding torch A2 of this embodiment differs from the above embodiment in the configuration of the
導電棒材44,45は、第2筒状部20Bの内部を挿通する。各導電棒材44,45は、導電性材料により構成されており、中実の金属棒である。導電棒材44,45を構成する導電性材料は特に限定されず、たとえば銅が挙げられる。導電棒材44,45の太さは特に限定されず、図示した例では、各導電棒材44,45の外径寸法が3mm程度である。各導電棒材44,45の一方側の端部(接続部材21側の端部)は、接続部材21にろう付け等の手段によって接続されている。これにより、導電棒材44,45は、接続部材21に電気的に導通している。
The
本実施形態において、導電部材43は、導電棒材44,45にも取り付けられている。導電部材43は、導電棒材44,45の各々の他方側の端部(接続部材21とは反対側の端部)に取り付けられている。導電部材43は、たとえばろう付け等の手段によって導電棒材44,45に固定されている。これにより、導電部材43は、第1ガス配管41、第2ガス配管42および導電棒材44,45のいずれにも電気的に導通している。
In this embodiment, the
第2ガス配管42の他方側の端部(接続部材21とは反対側の端部)には、コネクタを介して給電ケーブル(図示略)が接続される。第2ガス配管42は、当該給電ケーブルを介して電源部と電気的に導通している。第2ガス配管42、ならびに当該第2ガス配管42と導電部材43を介して電気的に導通する第1ガス配管41および導電棒材44,45は、溶接時に電流が流れる電流経路である。
A power supply cable (not shown) is connected via a connector to the other end of the second gas pipe 42 (the end opposite the connection member 21). The
第1ガス配管41、第2ガス配管42および導電棒材44,45の各々の導体断面積は、以下の通りである。第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々の導体断面積は、約9.4mm2である。導電棒材44,45の各々の導体断面積は、約7.1mm2である。第1ガス配管41、第2ガス配管42および導電棒材44,45は、導電部材43によって電気的に導通しており、電流経路を構成している。したがって、溶接時の電流経路の導体断面積は、第1ガス配管41、第2ガス配管42および導電棒材44,45の各々の導体断面積の合計値になり、約33.0mm2になる。これにより、溶接時の電流経路(第1ガス配管41、第2ガス配管42および導電棒材44,45)の導体断面積は、200Aの電流を流すパワーケーブルに必要な導体断面積(30mm2)よりも大きく、十分な導体断面積が確保されている。
The conductor cross-sectional areas of the
溶接トーチA2において、トーチボディ2は、内側ノズル30および外側ノズル31に対して軸線方向他方側z2に配置されており、接続部材21を含む。接続部材21は導電性材料により構成されており、この接続部材21に第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々が接続されている。第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々は、導電性材料により構成されている。このような構成によれば、第1ガス配管41および第2ガス配管42の各々は、第1不活性ガスおよび第2不活性ガスを流すガス流路と、溶接時の電流経路と、の双方の役割を担うことが可能である。これにより、トーチボディ2(第1筒状部20A、第2筒状部20Bおよび接続部材21)のサイズを小さくすることができ、溶接トーチA1の小型化を図ることができる。本実施形態の溶接トーチA2は、作業者が手で把持して溶接作業を行うハンド仕様である。溶接トーチA1の小型化は作業者の負担軽減に寄与し、溶接作業の向上が期待できる。
In the welding torch A2, the
本実施形態の溶接トーチA2は、冷却機構を備えていない。このため、溶接時に電流が流れる電流経路では、抵抗発熱による温度上昇を招きやすい。本実施形態においては、2本の第1ガス配管41、第2ガス配管42、および2本の導電棒材44,45が、いずれも溶接時の電流経路として機能する。このことは、電流経路の導体断面積を大きくするのに適する。これにより、溶接時の電流経路(第1ガス配管41、第2ガス配管42および導電棒材44,45)における抵抗発熱を抑制することができる。
The welding torch A2 of this embodiment does not have a cooling mechanism. Therefore, the current path through which current flows during welding is prone to temperature rise due to resistance heating. In this embodiment, the two
本開示に係る溶接トーチは、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係る溶接トーチの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The welding torch according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the welding torch according to the present disclosure can be freely designed in various ways.
A1,A2:溶接トーチ、2:トーチボディ、20A:第1筒状部、20B:第2筒状部、21:接続部材、25:非消耗電極、30:内側ノズル(ノズル)、31:外側ノズル(ノズル)、41:第1ガス配管、42:第2ガス配管、421:小径管部、422:大径管部、43:導電部材、z:軸線方向、z1:軸線方向一方側、z2:軸線方向他方側 A1, A2: welding torch, 2: torch body, 20A: first cylindrical portion, 20B: second cylindrical portion, 21: connecting member, 25: non-consumable electrode, 30: inner nozzle (nozzle), 31: outer nozzle (nozzle), 41: first gas pipe, 42: second gas pipe, 421: small diameter tube portion, 422: large diameter tube portion, 43: conductive member, z: axial direction, z1: one side of axial direction, z2: other side of axial direction
Claims (5)
前記非消耗電極の前記軸線方向の一方側の端部において前記非消耗電極に対して径方向の外側に配置されたノズルと、
前記ノズルに対して前記軸線方向の他方側に配置され、導電性材料により構成された接続部材を含むトーチボディと、
各々が前記接続部材に接続された第1ガス配管および第2ガス配管と、を備え、
前記第1ガス配管および前記第2ガス配管の各々は、導電性材料により構成される、溶接トーチ。 a non-consumable electrode extending in an axial direction;
a nozzle disposed radially outwardly of the non-consumable electrode at one end of the non-consumable electrode in the axial direction;
a torch body including a connecting member made of a conductive material, the connecting member being disposed on the other side of the nozzle in the axial direction;
a first gas pipe and a second gas pipe each connected to the connection member;
A welding torch, wherein each of the first gas pipe and the second gas pipe is made of a conductive material.
一方側の端部が前記小径管部の他方側の端部に接続され、且つ前記小径管部よりも外径が大きい大径管部と、を有する、請求項2に記載の溶接トーチ。 The second gas pipe has a small diameter pipe portion connected to the connecting member at one end thereof.
3. The welding torch according to claim 2, further comprising: a large diameter tubular portion having an outer diameter larger than that of the small diameter tubular portion, the large diameter tubular portion having one end connected to the other end of the small diameter tubular portion.
前記第1筒状部および前記第2筒状部は、絶縁性材料により構成されており、
前記接続部材は、前記第1筒状部の径方向の内側に配置されており、
前記第1ガス配管および前記第2ガス配管は、前記第2筒状部の内部を挿通している、請求項1ないし3のいずれかに記載の溶接トーチ。 The torch body includes a first cylindrical portion extending along the axial direction, and a second cylindrical portion connected to the first cylindrical portion and extending in a direction intersecting the axial direction,
the first cylindrical portion and the second cylindrical portion are made of an insulating material,
The connection member is disposed radially inside the first cylindrical portion,
The welding torch according to claim 1 , wherein the first gas pipe and the second gas pipe extend through the second cylindrical portion.
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