JP2000117440A - 溶接トーチ - Google Patents
溶接トーチInfo
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- JP2000117440A JP2000117440A JP10315351A JP31535198A JP2000117440A JP 2000117440 A JP2000117440 A JP 2000117440A JP 10315351 A JP10315351 A JP 10315351A JP 31535198 A JP31535198 A JP 31535198A JP 2000117440 A JP2000117440 A JP 2000117440A
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Abstract
ともに、溶接ワイヤの送りを簡単に且つ効率的に行うこ
とができ、さらに耐磨耗性及び絶縁性にも優れた溶接ト
ーチを提供する。 【解決手段】 溶接トーチ1のワイヤ屈曲部13は、溶
接ワイヤ2が屈曲される曲げアールの内径側に配置され
た1個の内ガイドローラ17と、外周に配置された4個
の外ガイドローラ15とを備えている。内ガイドローラ
17は、セラミックス製であり、モータ駆動機構121
により回転駆動する。外ガイドローラ15−1、15−
2は、回動可能なスイングアーム160に軸支されてい
る。また、外ガイドローラ15−3はプッシュ機構70
に取り付けられ、外ガイドローラ15−4はスライド機
構70に取り付けられて、それぞれ退避可能に構成され
ている。
Description
接装置等の溶接ヘッドにおける溶接トーチに関する。特
には、溶接ヘッドの高さを低くすることができるととも
に、溶接ワイヤの送りを簡単に且つ効率的に行うことが
でき、さらに耐磨耗性及び絶縁性に優れた溶接トーチに
関する。
イヤをコンジットケーブルを介して自動的に溶接トーチ
に送る機構を有する溶接ヘッドにおいては、ワイヤリー
ルから溶接トーチまでのワイヤ送り方式に2つの方式が
ある。1つはプッシュ方式であり、他の1つはプル方式
である。プッシュ方式では、リールからほぐしたワイヤ
を矯正した後、コンジットケーブルの手前でプッシュロ
ーラによりワイヤをコンジットケーブルに押し込む。プ
ル方式では、コンジットケーブル出側の溶接トーチにプ
ルローラを付設して、コンジットケーブル内のワイヤを
引っ張る。
型軽量とできるが、ワイヤがコンジットケーブル中で座
屈しやすいため、ワイヤの送りにスムーズさが欠けやす
い。プル方式は、その逆に、トーチの構造が複雑で重く
なりやすいが、ワイヤがコンジットケーブル中で座屈し
ないので、ワイヤ送りがスムーズになるとともにアーク
へのワイヤ供給も安定する。
われることにより、アークの不安定や溶融池の乱れ等が
引き起こされ、様々な溶接不良につながることが指摘さ
れている(溶接学会誌、第41巻、第9号、1055
〜)。したがって、安定的に高品質の溶接を行うには、
ワイヤ送給機構のさらなる改良が求められている。特
に、コンジットケーブルのアール部におけるワイヤとケ
ーブルとの摩擦が大きく、アールを小さくしようとする
と、この摩擦は急に顕著となる。
ス等のパイプライン用のパイプ円周自動溶接装置の場
合、溶接ヘッドの高さを極力低くすることが求められ
る。これは、パイプ敷設のために掘削すべきトンネルの
径が、パイプの径に溶接ヘッドの高さの2倍を加えた値
によって規定されるが、工事費を安くするためには、ト
ンネルの径をできるだけ小さくする必要があるからであ
る。
溶接トーチへの入口部におけるワイヤ屈曲部のアールを
小さくする必要がある。溶接トーチは基本的にパイプの
外周面に対して直角であるが、このトーチの真上にワイ
ヤ供給リールを配置すると、溶接ヘッドの高さが著しく
高くなるのでそのようにはできない。したがって、どこ
か別の所に置いたリールから導いてきたワイヤを、パイ
プ外周面に直角に立っている溶接ヘッドに屈曲させなが
ら供給してやる必要がある。このワイヤ屈曲部のアール
にトーチの長さを足した寸法が、直接的に溶接ヘッドの
高さを規定する寸法となる。そこで、ワイヤ屈曲部にお
けるコンジットケーブルのアールをできるだけ小さくし
ようとするのであるが、そうすると上述のようにコンジ
ットケーブル内におけるワイヤの摩擦が著しく大きくな
って、ワイヤ送りのスムーズさを阻害する要因となる。
ヤ送りのスムーズさを増進することは、互いに矛盾する
要因をはらむテーマである。しかし、溶接ヘッドの高さ
をより一層低くすることができ、しかも溶接ワイヤの送
りを簡単に且つ効率的に行うことができるような溶接ト
ーチが提供されるとすれば、それは画期的なことであ
る。このような溶接トーチが実現されると、パイプライ
ンの敷設のために必要なスペースを小さくすることがで
き、パイプライン敷設工事費用を低減するのに貢献でき
る。本発明は、このような観点に着目してなされたもの
であり、溶接ヘッドの高さをより一層低くすることがで
きるとともに、溶接ワイヤの送りを簡単に且つ効率的に
行うことができ、さらに耐磨耗性及び絶縁性にも優れた
溶接トーチを提供することを目的とする。
め、本発明の第1態様の溶接トーチは、 溶接ワイヤを
屈曲させて溶接チップに送り込むワイヤ屈曲部を備える
溶接トーチであって;該ワイヤ屈曲部が、 屈曲される
曲げアールの内径側に配置された、該曲げアールとほぼ
同じ半径の内ローラと、 該内ローラの外周に配置され
た、溶接ワイヤを内ローラ方向に押す複数の外ローラ
と、 を備えることを特徴とする。曲げアールとほぼ同
じ半径の内ローラを備えることで、溶接ヘッドの高さを
必要最小限に低く抑えることができる。
は、上記内ローラが回転駆動されることが好ましく、ま
た、上記内ローラがセラミックス製であることが好まし
い。これにより、内ローラを回転駆動させることで、溶
接ワイヤの送り駆動力を向上させることができる。ま
た、内ローラをセラミックス製にすると、溶接ワイヤに
対する耐磨耗性及び絶縁性を同時に向上させることがで
きる。
おいては、上記内ローラの出側に、溶接ワイヤを真直に
矯正するストレートナーローラを設けることができる。
これにより、溶接ヘッドの高さを一層低く抑えることが
できる。
溶接ワイヤを屈曲させて溶接チップに送り込むワイヤ
屈曲部を備える溶接トーチであって; 該ワイヤ屈曲部
が、屈曲される曲げアールの内径側に配置された内ロー
ラと、 該内ローラの外周に配置された、溶接ワイヤを
内ローラ方向に押す複数の外ローラと、 を備え、上記
外ローラが内ローラに対して退避可能に設けられている
ことを特徴とする。ワイヤ屈曲部に溶接ワイヤを通すと
きには、外ローラを退避させる。すると、外ローラと内
ローラとの間のスペースが確保できるから、溶接ワイヤ
を簡単且つ効率的に通すことができる。
は、 上記ワイヤ屈曲部入側の外ローラが、回動可能な
スイングアームに軸支されていることが好ましい。スイ
ングアームを回動させる簡単な操作で、外ローラを退避
させることができる。
る。図1は本発明に係る溶接トーチの一例を示す一部断
面正面図である。図2は溶接トーチの一部断面側面図で
ある。図3は溶接トーチの一部断面平面図である。図4
は溶接トーチの上面図である。図5(a)は溶接トーチ
のスライド機構の詳細を示す断面平面図、図5(b)は
同断面側面図である。図6は溶接トーチのプッシュ機構
の詳細断面図である。図7(a)〜(e)はそれぞれ溶
接トーチのガイドローラの詳細断面図である。これらの
図に示す溶接トーチ1においては、右上のコンジットケ
ーブル3から供給された溶接ワイヤ2は、ワイヤ屈曲部
13で下向きに屈曲され、ストレートナーローラ25を
通って、溶接チップ37から下に突き出される。
イドハウジング100を備えている。このガイドハウジ
ング100は、アルミニウム製の平板からなるフレーム
110と、このフレーム110に対向したカバー120
と、これらフレーム110及びカバー120間のローラ
ユニット130とを備えている。ローラユニット130
は、フレーム110の図1における左端寄りに固定され
た基体140と、同フレーム110の図1における右端
寄りに固定された絶縁ブロック150と、これら基体1
40及び絶縁ブロック150間のスイングアーム160
とからなる。スイングアーム160は、支軸151によ
り基体140に回動可能に取り付けられている。また、
同スイングアーム160は、蝶ネジ155により絶縁ブ
ロック150に固定される。
イヤ屈曲部13が設けられている。ワイヤ屈曲部13
は、図1に示すように、ワイヤ屈曲の経路の外側に沿っ
て配置された4個の外ガイドローラ15−1〜4と、同
経路の内側に配置された1個の内ローラ17と、同経路
の内側で且つ最も出側に配置されたストレートナーロー
ラ25とから構成されている。これら各ローラは、ガイ
ドハウジング100において回転可能に支持されている
が、外ガイドローラ15−1〜4とストレートナーロー
ラ25は非駆動で、内ローラ17のみが回転駆動する。
各外ガイドローラ15及びストレートナーローラ25は
材質SK3(表面焼入れ)であり、内ローラ17はセラ
ミックス製である。外ガイドローラ15−1、15−
2、15−4とストレートナーローラ25の外周には、
ワイヤ2を中央にガイドするためのグルーブ15a、2
5aが形成されている。なお、外ガイドローラ15−3
のみはグルーブのないローラである。
説明する。まず、外ガイドローラ15−1、15−2
(図7(a)、(b)参照)について説明する。これら
は、スイングアーム160の内側スペースに個別に配置
されている。特に、同ローラ15−1、15−2のスイ
ングアーム160への取付構造は同一であるから、図7
(a)を用いて外ガイドローラ15−1についてのみ説
明し、図7(b)の外ガイドローラ15−2については
同一符号を付すことにより省略する。
軸61が固設されている。この支軸61の軸方向中央に
はベアリング63が外嵌されている。また、このベアリ
ング63の両側には、つば付きスリーブ状のカラー6
5、66が外嵌され、各カラー65、66は、ベアリン
グ63の左右端面とスイングアーム160の内側面との
間に挟まれている。同ベアリングの周面には、カラー6
7を介して外ガイドローラ15−1が外嵌されている。
カラー67と外ガイドローラ15−1とは、かしめ材に
より一体化されている。各カラー65〜67は、溶接ト
ーチ1の絶縁材であるベークライト(フェノール樹脂)
製からなる。カラー65〜67により、溶接電圧の印加
されているワイヤ2との間が絶縁される。
参照)について説明する。外ガイドローラ15−3は、
基体140に設けたプッシュ機構70に支持されてい
る。プッシュ機構70は、図6に最もよく示すように、
基体140の内外面に亘って貫通した穴141に取り付
けられている。同プッシュ機構70はスリーブ71を備
えている。このスリーブ71は、右端側(図6の右側)
に突出した2つの突片71aを有する。そして、この突
片71aに横方向に平行に支軸81が固設されている。
この支軸81には、順に、ベークライト製の絶縁カラー
83、ベアリング85を介して外ガイドローラ15−3
が外嵌されている。
側)には、径方向に張り出した突片71bが一体的に形
成されている。この突片71bを含むスリーブ71の最
大幅は穴141の内径より若干小さく、スリーブ71は
穴141内を軸方向に摺動可能になっている。また、ス
リーブ71には、軸心に沿って内孔71cが形成されて
いる。この内孔71cには、軸73の右端(図6の右
端)が挿通されている。この軸73は、長手方向中途に
おいて半径方向に張り出した段部73aを有し、さらに
左端(図6の左側)にはノブ75が固着されている。段
部73aとノブ75間において、軸73の周面にはおね
じ73bが螺刻されている。
び軸73が配設された状態で、開口部分が固定片72、
76により覆われている。固定片72(図6の左側)
は、ボルト72´により基体140に固定されている。
一方、固定片76(図6の右側)は、ボルト76´によ
り基体140に固定されている。特に、固定片76に
は、軸73のおねじ73bと螺合するめねじ孔76aが
形成されている。そして、固定片72とスリーブ71の
突片71bとの間には、戻しバネ(コイルバネ)74が
弾設されている。一方、スリーブ71と軸73の段部7
3aとの間には、押しバネ(皿バネ)79が弾設されて
いる。戻しバネ74は、スリーブ71を穴141内に引
き込む方向(したがって外ガイドローラ15−3を基体
140に近付ける方向)に付勢している。
ブ75を回すと、段部73aにより押しバネ79が縮
み、これにより生じる弾性力がスリーブ71を押し出す
方向に付勢する。これと同時に戻しバネ74も縮むが、
これにより生じる弾性力はスリーブ71を引き込む方向
に付勢する。これら相反する弾性力が釣り合った状態
で、外ガイドローラ15−3の位置が決まる。
参照)について説明する。外ガイドローラ15−4は、
スライド機構90に支持されている。このスライド機構
90は、図5に最もよく示すように、基体140の一部
に取り付けられたスライドノブ91を備えている。この
スライドノブ91は、ノブ本体92と、このノブ本体9
2にピン91aで取り付けられた軸体93を備えてい
る。軸体93の軸方向中途には、半径方向に張り出した
ストッパ93aが一体的に形成されている。このストッ
パ93aは、基体140に当接し、スライドノブ91の
軸方向への移動を阻止する。
5(a)の左側)において、周面におねじ93bが螺刻
されている。そして、このおねじ93bには、フレーム
110のテーパ孔112に係合されたテーパカム95が
螺合している。テーパカム95のテーパは、軸体93の
軸心に対して30°である。同テーパカム95は、外ガ
イドローラ15−4を支持する支持ブラケット97に当
接している。ここで、外ガイドローラ15−4の支持ブ
ラケット97への取付構造は図7(d)に示す通りであ
り、外ガイドローラ15−1、15−2と同一である。
それゆえ、図7(a)、(b)と同一符号を付して説明
は省略する。
穴145にスライド可能に取り付けられている。同支持
ブラケット97は、右端側(図1の右側)に突出した2
つの突片97aを有する。この突片71aに外ガイドロ
ーラ15−4が取り付けられている。また、支持ブラケ
ット97には、径方向に張り出した突片97bが一体的
に形成されている。この突片97bを含む支持ブラケッ
ト97の最大幅は係合穴145の内径より若干小さく、
支持ブラケット97は係合145内を軸方向に摺動可能
になっている。
構70における穴141と同様の仕方で、開口部分が固
定片87、88により覆われている。そして、固定片8
7と支持ブラケット97の突片97bとの間には、戻し
バネ(コイルバネ)98が弾設されている。戻しバネ9
8と支持ブラケット97は、戻しバネ74とスリーブ7
1の関係と同様の意味を持つ。一方、固定片88には、
ストッパ99が螺着されている。ストッパ99は、ハン
ドル99a及び軸99bを備える。軸99bの端部は、
支持ブラケット97の端面に当接可能である。
スライドノブ91のノブ本体92を回す。すると、スラ
イドノブ91は軸方向へ移動しないから、テーパカム9
5が上記おねじ93bの螺進方向とは逆側に移動する。
これと同時に、テーパカム95が支持ブラケット97を
押し出す。このとき、戻しバネ98も縮み、これにより
生じる弾性力は支持ブラケット97を引き込む方向に付
勢する。テーパカム95による支持ブラケット97の押
し出し量が決まった時点で、ストッパ99を操作して支
持ブラケット97の移動を阻止する。これにより、外ガ
イドローラ15−4の位置が決まる。
(e)参照)について説明する。ストレートナーローラ
25は、内ローラ17の直下で調整プレート115に取
り付けられている。この調整プレート115には、横方
向に平行にボルト27が植設されている。ボルト27の
外周には、調整プレート115側から順に、つば付きス
リーブ状をしたベークライト製のスペーサ28、ベアリ
ング29が外嵌され、ボルト頭27aとの間に挟まれて
いる。ベアリング29には、絶縁カラー30を介してス
トレートナーローラ25が外嵌されている。調整プレー
ト115は、横方向に延びる2つの長穴115a(図1
参照)を有し、これら長穴115aにおいてプレート1
10に取り付けられている。この調整プレート115
は、長穴115aに沿って横方向に変位可能である。ス
トレートナーローラ25は、左上の外ガイドローラ15
−4と対をなして、ワイヤ屈曲部13で付けられたワイ
ヤ2の曲りグセを矯正するストレートナーの役割を果た
す。
ーラ17は、図2及び3に示すように、モータ駆動機構
121に連結されている。このモータ駆動機構121
は、カバー127内に収納されている。カバー127
は、フレーム110の外側で、ベークライト製のブッシ
ュ123を介してボルトにより取り付けられている。内
ローラ17とモータとは、シャフト43により連結され
ている。このシャフト43は、内ローラ17には固定さ
れ、逆側(モータ駆動機構121側)ではギア47と連
結されている。このギア47は、下方のギア49と噛み
合っている。ギア49はもう一本のシャフト51と連結
されている。このシャフト51は、左方に延びるトーチ
アーム53内を通ってサーボモータ(図示されず)まで
延びている。したがって、内ローラ17は任意の回転数
で回転駆動される。なお、ギア49と47は同じ歯数で
あり、減速のためのものではなく、シャフトの位置をオ
フセットさせるためのものである。
は、ロート口部26からシールドガスノズル35内に入
り、同ノズル内下端の溶接チップ37を通って下方に突
き出され、パイプの開先内に供給される。ノズル35と
チップ37の間にはシールドガス通路36が形成されて
いる。なお、符号31は、ワイヤ2に溶接電流を供給す
る給電部である。
ある。 (1)内ローラ17を従来の複数個から1個だけに削減
したことで、溶接ヘッドの高さを必要最小限に低く抑え
ることができる。具体的には、従来のトーチの全高が1
78mmに対して、本事例では132mmとなった。 (2)内ローラ17をモータ駆動機構121により回転
駆動させることで、ワイヤ送りの駆動力を向上させるこ
とができる。したがって、ワイヤ送りがスムーズで、溶
接池へのワイヤ2の送給が安定する。 (3)外ガイドローラ15の突き出し量を可変として、
ワイヤ径等が変化した場合もワイヤ2の直進性を保証で
きるようにした。
ることで、ワイヤ2に対する耐磨耗性及び絶縁性を同時
に向上させた。 (5)溶接トーチ1にワイヤ2を通す際には、スイング
アーム160を回動させて開放し、プッシュ機構70及
びスライド機構90を操作することにより、外ガイドロ
ーラ15を退避させる。これにより、ワイヤ2を通す作
業が著しく簡単且つ容易になった。
によれば、ワイヤ屈曲部のアールを小さくして溶接ヘッ
ドの高さをより一層低く抑えながら、かつスムーズなワ
イヤ送りによる高い溶接品質を確保できる。しかも溶接
ワイヤの送り操作は、簡単且つ効率的に行うことが可能
である。さらに、耐磨耗性及び絶縁性の向上も図ること
ができる。
例を示す一部断面正面図である。
を示す断面平面図、図5(b)は同断面側面図である。
る。
イドローラの詳細断面図である。
部 15 外ガイドローラ 17 内ローラ 25 ストレートナーローラ 37 溶接チッ
プ 70 プッシュ機構 71 スリーブ 73 軸 74 戻しバネ 79 押しバネ 90 スライド
機構 91 スライドノブ 95 テーパカ
ム 97 支持ブラケット 99 ストッパ 100 ガイドハウジング 115 調整プ
レート 121 モータ駆動機構 140 基体 150 絶縁ブロック 155 蝶ネジ 160 スイングアーム
Claims (13)
- 【請求項1】 溶接ワイヤを屈曲させて溶接チップに送
り込むワイヤ屈曲部を備える溶接トーチであって;該ワ
イヤ屈曲部が、 屈曲される曲げアールの内径側に配置された、該曲げア
ールとほぼ同じ半径の内ローラと、 該内ローラの外周に配置された、溶接ワイヤを内ローラ
方向に押す複数の外ローラと、 を備えることを特徴とする溶接トーチ。 - 【請求項2】 上記内ローラが回転駆動されることを特
徴とする請求項1記載の溶接トーチ。 - 【請求項3】 上記内ローラがセラミックス製であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の溶接トーチ。 - 【請求項4】 上記内ローラの出側に、溶接ワイヤを真
直に矯正するストレートナーローラが設けられているこ
とを特徴とする請求項1、2又は3記載の溶接トーチ。 - 【請求項5】 溶接ワイヤを屈曲させて溶接チップに送
り込むワイヤ屈曲部を備える溶接トーチであって;該ワ
イヤ屈曲部が、 屈曲される曲げアールの内径側に配置された内ローラ
と、 該内ローラの外周に配置された、溶接ワイヤを内ローラ
方向に押す複数の外ローラと、 を備え、 上記外ローラが内ローラに対して退避可能に設けられて
いることを特徴とする溶接トーチ。 - 【請求項6】 上記ワイヤ屈曲部入側の外ローラが、回
動可能なスイングアームに軸支されていることを特徴と
する請求項5記載の溶接トーチ。 - 【請求項7】 電気絶縁材からなる上記スイングアーム
の固定手段を備えることを特徴とする請求項6記載の溶
接トーチ。 - 【請求項8】 上記ワイヤ屈曲部出側の外ローラが、上
記ワイヤに近づく側及び遠ざかる側にスライド移動可能
に設けられていることを特徴とする請求項5〜7記載の
溶接トーチ。 - 【請求項9】 回転可能な回転軸と、 この回転軸の回転運動を直線運動に変換するカムと、 このカムの直線運動によりスライド移動するブラケット
と、 を備えたスライド機構を備え、 このスライド機構の上記ブラケットに上記外ローラのう
ちの少なくとも1個を支持させたことを特徴とする請求
項5〜8記載の溶接トーチ。 - 【請求項10】 上記ブラケットのスライド移動を規制
するストッパを設けたことを特徴とする請求項9記載の
溶接トーチ。 - 【請求項11】 回転可能な回転軸と、 この回転軸に係合したスリーブと、 これら回転軸及びスリーブ間に介装された、回転軸から
離れる側にスリーブを付勢する弾性体と、 を備えたプッシュ機構を備え、 このプッシュ機構の上記スリーブに上記外ローラのうち
の少なくとも1個を支持させたことを特徴とする請求項
5〜10記載の溶接トーチ。 - 【請求項12】 上記回転軸に近付く側に上記スリーブ
を付勢する弾性体を備えたことを特徴とする請求項11
記載の溶接トーチ。 - 【請求項13】 上記スリーブに支持された外ローラの
周面を平坦にしたことを特徴とする請求項11又は12
記載の溶接トーチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10315351A JP2000117440A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 溶接トーチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10315351A JP2000117440A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 溶接トーチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000117440A true JP2000117440A (ja) | 2000-04-25 |
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JP10315351A Pending JP2000117440A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 溶接トーチ |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2000117440A (ja) |
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