JPH1099969A

JPH1099969A - 溶接用トーチ

Info

Publication number: JPH1099969A
Application number: JP27739296A
Authority: JP
Inventors: Motoji Hotta; 元司堀田; Hiroyuki Mochizuki; 浩行望月; Shinya Makita; 慎也牧田; Takuma Morishita; 琢磨森下
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】溶接ワイヤに対する給電及び挿通動作の円滑
化を図り、もって給電性及び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】軸芯に沿って溶接ワイヤ挿通孔３ａを備
えた給電チップ３と、この給電チップ３と同軸上に配設
定され当該給電チップ３を着脱自在に保持するトーチ本
体１とを有する。トーチ本体１内には、給電チップ３側
の溶接ワイヤ挿通孔３ａに通ずる溶接ワイヤ挿通孔２Ｓ
を備えたワイヤ供給チューブ２を装備し、当該溶接ワイ
ヤ挿通孔２Ｓを給電チップ３の溶接ワイヤ挿通孔３ａに
対して幾分偏心した位置に形成する。そして、ワイヤ供
給チューブ２に対して外部操作によりトーチ本体１内で
の上下動を可能にする供給チューブ移送保持機構１０を
トーチ本体１に装備したこと。

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シ
ステムに使用され、溶接ワイヤに対する給電および繰り
出しを行う溶接用トーチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

〔背景技術〕一般に、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
接ワイヤを溶かしながらアーク溶接する溶極式のマグ
（ＭＡＧ：Ｍetal Ａctive Ｇas）溶接，同じく溶極式
のミグ（ＭＩＧ：ＭetalＩnert Ｇas）溶接が知られて
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７にミグ・マグ溶接法の一例を示す。こ
の図７におけるミグ・マグ溶接法では、まず、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、記号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
囲み所定の間隙をおいて円筒状のノズル部１０７が装備
され、このノズル部１０７と給電チップ１０４とによっ
て溶接トーチ１０８が構成されている。そして、この給
電チップ１０４の先端からは、前述した給電チップ１０
４と円筒状のノズル部１０７との間の間隙（空間）を介
してシールド用のガス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、上述した溶接用トーチ部分の従来
例を、更に詳述する。

【０００９】〔従来例（１）〕図８にこれを示す。この
図８に示す従来例（１）は、溶接用トーチの基本的構造
を簡略化したものである。この図８において、符号１１
１は円筒状の支持体１１１を示す。この支持体１１１に
は、環状係合部材１１１Ａを介して円筒状のノズル１１
２が着脱自在に装備されている。円筒状の支持体１１１
の中心軸上には、中心軸上に溶接ワイヤ１０１を挿通す
るワイヤ挿通孔１１３ａを備えた銅又は銅合金等よりな
るトーチ本体１１３が装備されている。このトーチ本体
１１３の図８における下端部は、前述した円筒状のノズ
ル１１２の内部に突出した構造となっている。そして、
このトーチ本体１１３の下端部に且つ同軸上に、給電チ
ップ１１４が着脱自在に螺合されている。

【００１０】この給電チップ１１４の中心軸上にも、前
述したトーチ本体１１３のワイヤ挿通孔１１３ａに連通
したワイヤ挿通孔１１４ａが設けられ、これらのワイヤ
挿通孔１１３ａ，１１４ａを介して溶接ワイヤ１０１が
溶接箇所に順次送り込まれるようになっている。また、
円筒状のノズル１１２で囲まれた給電チップ１１４の周
囲には、前述した支持体１１１で囲まれてなるトーチ本
体１１３の周囲の空間領域から、シールド用ガスＧａが
所定の溶接領域に向けて噴射され（図８参照）、これに
よって、ミグ・マグ溶接が実行されるようになってい
る。

【００１１】また、図８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１１４ａ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、
アーク溶接が行われる。ここで、給電チップ１１４の全
長は４５〔ｍｍ〕に設定されている。また、溶接ワイヤ
挿通孔１１４ａの内径Ｄは、挿通される溶接ワイヤ１０
１の直径をｄとすると、Ｄ＝ｄ＋α（α＝０．２〜０．
４〔ｍｍ〕）となっている。

【００１２】一方、この図８に示す従来例（１）にあっ
ては、後述するように給電チップ１１４内における給電
ポイントが一定せず、このため、給電通路が断続的とな
るという事態が生じていた。

【００１３】〔従来例（２）〕図９（Ａ）（Ｂ）に、溶
接用トーチの主要部である給電チップ１２１を示す。こ
の図９（Ａ）（Ｂ）に示す給電チップ１２１は、特開昭
６４ー１８５８２号公報に開示されているように、前述
した図８における従来例の不都合を改善するためのもの
で、板ばね１２１Ａ及びネジ１２１Ｂを用いて、溶接ワ
イヤ１０１をワイヤ挿通孔１２１ａの内壁に押し付ける
という手法を採っている。符号１２１Ｃはワイヤ押圧部
材を示す。このワイヤ押圧部材１２１Ｃは、給電チップ
１２１の側面の一部にワイヤ挿通孔１２１ａに至る深さ
の長穴１２１Ｄ内に配設されている。

【００１４】このため、この図９（Ａ）（Ｂ）における
給電チップ１２１にあっては、ワイヤ押圧部材１２１Ｃ
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。

【００１５】〔従来例（３）〕図１０にこれを示す。こ
の図１０に示す従来例は、実開昭６４ー５４９８０号公
報に開示されているように、環状のトーチ本体１３１
と、このトーチ本体１３１にチップホルダ１３２を介し
て装備された給電チップ１３３とを備えている。そし
て、この給電チップ１３３の中心軸上に形成された溶接
ワイヤ挿通孔１３３ａに溶接ワイヤ１０１が挿通される
ようになっている。

【００１６】更に、チップホルダ１３２内には、軸方向
に移動可能に支持部材１３４が螺設されている。この支
持部材１３４には、前述した給電チップ１３３の軸心に
対して偏心した貫通孔１３４Ａが形成されている。

【００１７】この貫通孔１３４Ａを貫挿して屈曲自在の
可とう性管状部材（密集したコイルばね状のもの）１３
５を摺動自在に，且つ先端部を給電チップ１３３の方向
に突出させて装備されている。符号１３６は屈曲自在の
可とう性管状部材１３５の先端部（図１０の下端部）に
装備された耐磨耗性チューブを示す。また、符号１３７
は筒状のノズル部を示す。このノズル部１３７は、絶縁
性ブッシュ１３７Ａを介して前述したチップホルダ１３
２に着脱自在に装備されている。符号１３２ａは、チッ
プホルダ１３２ａの周囲に形成されたシールドガス導入
ガイド穴を示す。このシールドガス導入ガイド穴１３２
ａを介して、アーク溶接用のシールドガスがノズル１３
７部内に導入されるようになっている。

【００１８】そして、給電チップ１３３の溶接ワイヤ挿
通孔１３３ａのワイヤ導入口部分はテーパ状に形成さ
れ、これによって、偏心した位置から送り込まれる溶接
ワイヤ１０１を給電チップ１３３の溶接ワイヤ挿通孔１
３３ａに円滑に案内し得るようになっている。同時に、
支持部材１３４を回すことにより可とう性管状部材１３
５の長さや弾力性に変化を持たせることができ、これに
よって当該可とう性管状部材１３５内に挿通される溶接
ワイヤ１０１を湾曲した状態で給電チップ１３３の溶接
ワイヤ挿通孔１３３ａに送り込むことができようになっ
ている。

【００１９】このため、この従来例（３）にあっては、
溶接ワイヤ１０１が、給電チップ１３３の溶接ワイヤ挿
通孔１３３ａに斜めに送り込まれることから、この溶接
ワイヤ挿通孔１３３ａ部分で確実に接することができ、
従って、確実に給電ポイントを得られるようになってい
る。

【００２０】

【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）〜（３）にあっては、以下に示す不都
合が生じていた。

【００２１】即ち、図８に示す従来例（１）にあって
は、給電チップ１１４の溶接ワイヤ挿通孔１１４ａが、
溶接ワイヤ１０１の直径より０．２〜０．４〔ｍｍ〕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、溶接線
が蛇行するという不都合があった。

【００２２】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１１４ａ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。

【００２３】図９に示す従来例２にあっては、前述した
図８における不都合が改善されアーク溶接を安定した状
態で行う事が可能であるが、一方では、加工費が高騰
し、更に、溶接ワイヤ１０１に付された押し出し力に抗
して板ばね１２１Ａにより押圧するため、経時的に、ワ
イヤ押圧部材１２１ｃ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。

【００２４】又、ワイヤ押圧部材１２１ｃ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１０
１の押し出し動作がかかる点においても阻害され、同時
に摩擦の増加等も重なって溶接ワイヤ１０１が溶接ワイ
ヤ挿通孔１２１ａの内壁に溶着し易い。このため、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。

【００２５】更に、図１０に示す従来例３にあっては、
可とう性管状部材１３５に湾曲等の変化をもたせるため
に支持部材１３４を回す必要が生じるが、支持部材に対
するかかる操作は組立時以外は困難な構造となっている
ばかりでなく、構造が複雑で装置全体が大型化するとい
う欠点がある。

【００２６】また、可とう性管状部材１３５は、一般に
耐磨耗性が悪い。また、この可とう性管状部材１３５と
してスプリング状の鉄材を使用すると金属粉が発生し易
く、これが給電チップ１３３内の溶接ワイヤ挿通孔１３
３ａ内で引っ掛かるという事態が生じ、かかる点におい
て溶接ワイヤ１０１の挿通動作の円滑化が阻害されると
いう不都合が生じる。

【００２７】更に、可とう性管状部材１３５内に溶接ワ
イヤ１０１が挿通される構造であるため、この可とう性
管状部材１３５自体が溶接ワイヤ１０１の挿通動作時に
抵抗となり座屈状態が生じ、溶接ワイヤ１０１の挿通動
作（補給動作）の円滑化が阻害され、また、補修に多く
の手間がかかるという不都合があった。

【００２８】

【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、とくに生産性が良好で、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、これによって給電性および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。

【００２９】

【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、軸芯に沿って溶接ワイヤ
挿通孔が形成された導電性部材から成る給電チップと、
この給電チップと同軸上に配設され当該給電チップに溶
接ワイヤを送り込む溶接ワイヤ挿通孔を備えたワイヤ供
給チューブを有している。また、給電チップ側の溶接ワ
イヤ挿通孔のワイヤ挿入口は、ワイヤ供給チューブ側の
溶接ワイヤ挿通孔のワイヤ送出口に対して、相対的に偏
心した位置に形成する。そして、前述した給電チップと
ワイヤ供給チューブとの間に所定の隙間を設けると共
に、この隙間の間隔を可変可能な構造とする、という構
成を採っている。

【００３０】このため、この請求項１記載の発明では、
溶接ワイヤの送給方向を、ワイヤ供給チューブのワイヤ
送出口と給電チップのワイヤ挿入口との間で強制的に偏
心させることができ、これにより、給電チップと溶接ワ
イヤとの接触が確実となり、溶接時に確実に給電を行う
ことができ、溶接不良の発生を有効に回避することがで
きる。

【００３１】請求項２記載の発明では、前述した請求項
１記載の溶接用トーチにおいて、ワイヤ供給チューブを
円筒状のトーチ本体内に装備すると共に、給電チップを
トーチ本体の先端部に装着する、という構成を採ってい
る。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、トーチ本体
の先端部に給電チップを装備するに際し、その突出量を
適当に設定するとができ、これにより当該給電チップの
ワイヤ挿入口とワイヤ供給チューブのワイヤ送出口との
間隔を任意に設定することができる。

【００３２】請求項３記載の発明では、軸芯部分に溶接
ワイヤ挿通孔を備えた導電性部材から成る給電チップ
と、この給電チップと同軸上に配設され当該給電チップ
を先端部で着脱自在に保持す円筒状のトーチ本体とを有
している。このトーチ本体内には、前述した給電チップ
の溶接ワイヤ挿通孔に通ずる溶接ワイヤ挿通孔を備えた
ワイヤ供給チューブを装備する。同時に、このワイヤ供
給チューブの溶接ワイヤ挿通孔を給電チップの溶接ワイ
ヤ挿通孔に対して相対的に偏心した位置に形成する。そ
して、前述したワイヤ供給チューブに対して外部操作に
よりトーチ本体内での軸芯に沿った往復移動および停止
位置を設定する供給チューブ移送保持機構を、トーチ本
体に装備する、という構成を採っている。

【００３３】このため、請求項３記載の発明では、図１
乃至図２に示すように、まず、溶接ワイヤ１０１を溶接
ワイヤ供給チューブとしてのインナーチューブ２内に挿
通した後、給電チップ３の溶接ワイヤ挿通孔３ａの先端
部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。

【００３４】この場合、ミグ・マグ溶接法では、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。この場合、イ
ンナーチューブ２内の溶接ワイヤ挿通孔２Ｓｂは給電チ
ップ３の溶接ワイヤ挿通孔３ａに対して偏心させてある
ので、溶接ワイヤ１０１は、インナーチューブ２側の偏
心した位置から給電チップ３の溶接ワイヤ挿通孔３ａに
送り出される。このため、溶接ワイヤ１０１は、少なく
とも給電チップ３の溶接ワイヤ挿通孔３ａの挿入口部分
では確実に当該溶接ワイヤ１０１を給電チップ３に当接
せしめることができる。

【００３５】また、トーチ本体１の図１における上端部
に、供給チューブ移送保持機構１０を装備したので、こ
の供給チューブ移送保持機構１０を操作することによ
り、インナーチューブ２の先端部（図１の下端部）の位
置を図３に示すように、ａ，ｂ，ｃ，ｄ・・・等，任意
の位置に設定し且つ保持することができ、溶接ワイヤ１
０１の直径や硬度が変化したもの，及び溶接速度等の溶
接条件の変更に対応することができる。

【００３６】請求項４記載の発明では、前述した請求項
１，２又は３記載の溶接用トーチにおいて、給電チップ
は、そのトーチ本体側に、ワイヤ供給チューブの先端部
を遊挿可能に収納する供給チューブ先端部収納穴を備え
ている、という構成を採っている。このため、この請求
項４記載の発明にあっては、前述した請求項１，２又は
３記載の発明と同等に機能するほか、とくに、溶接ワイ
ヤ１０１は、図２に示すように少なくとも溶接ワイヤ挿
通孔３ａの内壁二箇所１０１Ｐ，１０１Ｑで当該ワイヤ
挿通孔３ａの内壁に当接する。溶接ワイヤ１０１を給電
チップ３に確実に当接せしめることができ、給電チップ
３から溶接ワイヤ１０１への通電を良好に且つ確実に実
行することができる。

【００３７】請求項５記載の発明では、前述した請求項
４記載の溶接用トーチにおいて、給電チップの供給チュ
ーブ先端部収納穴は、その深部が当該給電チップの先端
部に近い位置まで深く形成されている、という構成を採
っている。このため、この請求項５記載の発明にあって
は、前述した請求項４記載の発明と同等に機能するほ
か、とくに、同時に給電チップ３の先端部の内部で溶接
ワイヤ１０１に当接するようにしたことから、溶接ワイ
ヤ１０１内における通電距離が短かくなり、これがため
安定したアークを得ることができ、従って、溶接ワイヤ
１０１の過熱による溶断等を有効に回避し得る。

【００３８】請求項６記載の発明では、前述した請求項
１，２，３，４又は５記載の溶接用トーチにおいて、ワ
イヤ供給チューブは、その先端部に、セラミック等の絶
縁部材によって着脱自在に形成された筒状先端部を備え
ている、という構成を採っている。このため、この請求
項６記載の発明にあっては、前述した請求項１，２，
３，４又は５記載の発明と同等に機能するほか、とくに
耐久性の増大を図ることができる。

【００３９】請求項７記載の発明では、前述した請求項
１，２，３，４，５又は６記載の溶接用トーチにおい
て、ワイヤ供給チューブの溶接ワイヤ挿通孔は、当該ワ
イヤ供給チューブ内では、給電チップの溶接ワイヤ挿通
孔に対して二段にわたって順次偏心した位置に形成す
る、という構成を採っている。

【００４０】このため、この請求項７記載の発明にあっ
ては、前述した請求項１，２，３，４，５又は６記載の
発明と同等に機能するほか、更に、図１に示すように、
溶接ワイヤ１０１のインナーチューブ（ワイヤ供給チュ
ーブ）２内における溶接ワイヤ挿通孔２Ｓ内において
も、上側のワイヤ挿通孔２Ｓａから直径が比較的小さい
下側のワイヤ挿通孔２Ｓｂに円滑に溶接ワイヤ１０１を
挿通することができ、かかる点において、溶接ワイヤ１
０１の給電チップ３に対する偏位設定を何らの操作を要
することなく単に溶接ワイヤ１０１を挿入するだけで設
定することができ、かかる点において作業がいたって単
純化され、作業性を大幅に改善することが可能となる。

【００４１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００４２】〔第１の実施の形態〕図１乃至図３に第１
の実施形態を示す。この図１乃至図３において、符号１
は上端部が角型筒状で全体的には円筒状のトーチ本体を
示す。このトーチ本体１内には、同軸上に比較的長さの
長いワイヤ供給チューブとしてのインナーチューブ２が
装備されている。このインナーチューブ（ワイヤ供給チ
ューブ）２は、溶接ワイヤを供給する供給チューブとし
て機能するものである。また、トーチ本体１の図１にお
ける下端部には、同軸上に、給電チップ３が着脱自在に
装備されている。

【００４３】この給電チップ３は、軸芯上に溶接ワイヤ
挿通孔３ａを備えている。また、この給電チップ３は、
図１における上端部側には、インナーチューブ２の先端
部を遊挿可能に収納する供給チューブ先端部収納穴３Ａ
が設けられている。この供給チューブ先端部収納穴３Ａ
は、その深部が当該給電チップ３の先端部（図１の下端
部）に近い位置まで深く形成されている。そして、この
供給チューブ先端部収納穴３Ａの深部と溶接ワイヤ挿通
孔３ａとの間は、テーパ状に形成され、インナーチュー
ブ２の先端部から送り出される溶接ワイヤ１０１が給電
チップ３の溶接ワイヤ挿通孔３ａに円滑に送り込まれる
ようになっている。

【００４４】ここで、給電チップ３の溶接ワイヤ挿通孔
３ａの直径Ｄは、溶接ワイヤ１０１の直径をｄとする
と、「（ｄ＋０．２）＜Ｄ＜（ｄ＋０．４）〔ｍｍ〕」
の関係を維持した大きさに設定されている。また、トー
チ本体１の図１における下端部には、同軸上に前述した
給電チップ３用の外径に合わせた嵌合穴１Ｂが設けら
れ、この嵌合穴１Ｂに前述した給電チップ３の図１にお
ける上端部が遊挿されている。

【００４５】ここで、符号５は、給電チップ３をトーチ
本体１に固定するチップ固定機構を示す。このチップ固
定機構５は、給電チップ３の外周囲に装備され且つ管状
で下端部周囲に軸方向に沿った複数の割り溝６ａが設け
られた締め付け部材６と、この締め付け部材６を給電チ
ップ３に押付けると共に当該締め付け部材６を介して給
電チップ３を前述したトーチ本体１に連結する管状連結
部材７とにより構成されている。また、締め付け部材６
の割り溝６ａは、外周囲がテーパ状に形成され且つ内側
周囲が環状に切除されて薄肉部を成す箇所に設けられて
いる。

【００４６】上記管状連結部材７は、図１の下端部に前
述した締め付け部材６の複数の割り溝６ａに対応して直
径が下方に向けて徐々に小さくなるように管状傾斜面を
もって形成された締め付け部７Ａを備え、図１の上端部
が前述したトーチ本体１の外周囲に螺合し得るようにな
っている。

【００４７】インナーチューブ２の中心軸領域には、溶
接ワイヤ挿通孔２Ｓが設けられている。この溶接ワイヤ
挿通孔２Ｓは、インナーチューブ２の中央部に設けられ
た段部２Ｄを境として、直径が比較的大きい上側のワイ
ヤ挿通孔２Ｓａと、直径が比較的小さい下側のワイヤ挿
通孔２Ｓｂとにより構成されている。この場合、上側の
ワイヤ挿通孔２Ｓａは、その中心軸がインナーチューブ
２の中心軸と一致した状態で形成されている。また、下
側のワイヤ挿通孔２Ｓｂは、その中心軸がインナーチュ
ーブ２の中心軸とは幾分偏心して形成されている。

【００４８】この場合、本実施形態にあっては、溶接ワ
イヤ１０１として直径１．２〔ｍｍ〕のものを使用した
場合、下側のワイヤ挿通孔２Ｓｂは、上側のワイヤ挿通
孔２Ｓａに対してその中心軸が０．６〔ｍｍ〕程度偏心
されている。また、下側の溶接ワイヤ挿通孔２Ｓｂは、
その直径Ｄは、溶接ワイヤ１０１の直径をｄとすると、
「ｄ＋０．２〔ｍｍ〕≦Ｄ≦ｄ＋０．４〔ｍｍ〕」に設
定されている。

【００４９】トーチ本体１の図１における上端部には、
供給チューブ移送保持機構１０が装備されている。

【００５０】この供給チューブ移送保持機構１０は、イ
ンナーチューブ（供給チューブ）２の外面に設けられた
ラック（図示せず）と、当該ラックに噛合するピニオン
１１Ａと、このピニオン１１Ａを駆動する絶縁部材から
成る可動ハンドル１１Ｃとによって構成される上下駆動
部１１を備えている。また、この供給チューブ移送保持
機構１０は、上下駆動部１１で設定されたインナーチュ
ーブ２の水平方向の位置を固定する供給チューブ保持部
１２を備えている。これにより、インナーチューブ２の
上下移送が円滑になされ、当該インナーチューブ２を所
定位置に停止させることができるようになっている。符
号２Ｈはインナーチューブ２の上端部に装備された円筒
状のワイヤ導入部材を示す。

【００５１】次に、上記第１実施形態の作用効果等につ
いて説明する。まず、溶接ワイヤ１０１をインナーチュ
ーブ２内に挿通した後、給電チップ３の溶接ワイヤ挿通
孔３ａの先端部（図１の下端部）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（図２参照）。

【００５２】この場合、ミグ・マグ溶接法では、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、インナーチューブ２側の偏心した位置か
ら給電チップ３のワイヤ挿通孔３ａに送り出される。

【００５３】このため、図２に示すように溶接ワイヤ１
０１は、少なくとも溶接ワイヤ挿通孔３ａの内壁二箇所
１０１Ｐ，１０１Ｑで当該溶接ワイヤ挿通孔３ａの内壁
に当接する。これにより、溶接ワイヤ１０１に対する給
電チップ３からの給電が確実に実行される。同時に給電
チップ３の先端部内側で溶接ワイヤ１０１と給電チップ
３とが確実に当接するようになっていることから、溶接
ワイヤ１０１内における通電距離が小さくなり、このた
め、溶接ワイヤ１０１の過熱による溶断等の発生を予め
有効に回避することができる。

【００５４】また、給電チップ３がチップ固定機構５に
よってトーチ本体１に直接連結されるので、この間の通
電回路も有効に確保することができ、かかる点におい
て、溶接作業時の通電状態を常に良好に維持することが
できる。

【００５５】更に、溶接ワイヤ１０１の挿入インナーチ
ューブ２内における溶接ワイヤ挿通孔２Ｓ内において
も、上側のワイヤ挿通孔２Ｓａから直径が比較的小さい
下側のワイヤ挿通孔２Ｓｂにも、円滑に溶接ワイヤ１０
１を挿通することができ、かかる点において、溶接ワイ
ヤ１０１の給電チップ３に対する偏位設定を何らの操作
を要することなく単に溶接ワイヤ１０１を挿入するだけ
で設定することができ、かかる点において作業がいたっ
て単純化され、作業性が大幅に改善される。

【００５６】また、この図１に示す第１実施形態にあっ
ては、トーチ本体１の図１における上端部に供給チュー
ブ移送保持機構１０を装備したので、この供給チューブ
移送保持機構１０を操作することにより、インナーチュ
ーブ２の先端部（図１の下端部）の位置を図３に示すよ
うに、ａ，ｂ，ｃ，ｄ・・・等，任意の位置に設定し且
つ保持することができ、これによって、溶接ワイヤ１０
１の直径や硬度が変化したものを使用しても、又溶接条
件が変化しても、十分これに対応することができる。

【００５７】この場合、例えば溶接ワイヤ１０１の直径
が比較的大きい場合には図３におけるｃ，ｄ・・・等の
位置にインナーチューブ２の先端部を配置し、溶接ワイ
ヤ１０１の直径が比較的小さい場合には図３における
ａ，ｂ等の位置にインナーチューブ２の先端部を配置す
る等によって、適正で安定した給電状態を設定すること
ができる。更に、硬度が高い場合にはｃ，ｄに、又硬度
が低い場合にはａ，ｂ二移動させることで給電状態を安
定させることができる。又、アーク溶接を継続中であっ
ても当該操作を行うことができ、常に最適な通電状態を
予め若しくはその後であっても設定することが可能とな
る。

【００５８】ここで、上記インナーチューブ（ワイヤ供
給チューブ）２の先端部（図１の下端部）については、
図４（Ａ）に示すように、セラミック等の絶縁部材によ
って形成された筒状先端部２Ｋを着脱自在に装備しても
よい。この図４（Ａ）では、筒状先端部２Ｋをインナー
チューブ２の先端部に適当な押圧力をもって圧入した場
合を示す。このようにすると、インナーチューブ２の耐
磨耗性が向上し、トーチ全体の耐久性向上を図ることが
できる。

【００５９】また、上記第１実施形態にあっては、イン
ナーチューブ２内の溶接ワイヤ挿通孔２Ｓを、一箇所の
段部２Ｄを介して一回だけ偏位させた場合を例示した
が、図４（Ｂ）に示すように二箇所の断部３Ｄ，４Ｄを
介して二回偏位させるように構成（三段に構成）しても
よい。ここで、この溶接ワイヤ挿通孔８Ｓは、インナー
チューブ８内に設けられた段部３Ｄ，４Ｄを境として、
直径が比較的大きい上側のワイヤ挿通孔８Ｓａと、直径
がワイヤ挿通孔８Ｓａより幾分小さい中断のワイヤ挿通
孔８Ｓｂと、直径が比較的小さい下側のワイヤ挿通孔８
Ｓｃとにより構成されている。

【００６０】この場合、上側のワイヤ挿通孔８Ｓａは、
その中心軸がインナーチューブ８の中心軸と一致した状
態で形成されている。また、中段のワイヤ挿通孔８Ｓｂ
および下側のワイヤ挿通孔８Ｓｃは、その中心軸がイン
ナーチューブ８の中心軸とは順次すこしづつ偏心した状
態にて形成され、全体的には前述した図１の場合と同程
度の偏位量が設定されている。

【００６１】このようにすると、溶接ワイヤ１０１の挿
通抵抗をより低減することができ、従って、溶接ワイヤ
１０１の切り屑や切り粉等の発生を少なくし、これによ
って給電チップ３の溶接ワイヤ挿通孔３ａの目詰まりを
少なくすることができ、溶接ワイヤ１０１の挿通動作を
円滑に継続することができる。

【００６２】〔第２の実施の形態〕図５乃至図６に第２
の実施形態を示す。この図５乃至図６において、符号１
１はトーチ本体を示す。このトーチ本体１１内には、同
軸上に、比較的長さの長いワイヤ供給チューブとしての
インナーチューブ１２が装備されている。また、トーチ
本体１１の図５，図６（Ａ）における下端部には、同軸
上に給電チップ１３が着脱自在に装備されている。

【００６３】この給電チップ１３は、中心軸上に溶接ワ
イヤ１０１用のワイヤ挿通孔１３ａを備えている。ま
た、この給電チップ１３の図６（Ａ）の上側に、前述し
たインナーチューブ１２の先端部を遊挿可能に収納する
供給チューブ先端部収納穴１３Ａの挿入口（図示省略）
を備えている。この供給チューブ先端部収納穴１３Ａ
は、その深部が当該給電チップ１３の先端部（図６
（Ａ）の下側方向）に近い位置まで深く形成されてい
る。そして、この供給チューブ先端部収納穴１３Ａの深
部と溶接ワイヤ挿通孔１３ａとの間は、テーパ状に形成
され、インナーチューブ１２の先端部から送り出される
溶接ワイヤ１０１が給電チップ１３のワイヤ挿通孔１３
ａに円滑に送り込まれるようになっている。

【００６４】また、トーチ本体１１の図６における下端
部には、同軸上に前述した給電チップ１３用の外径に合
わせた嵌合穴１１Ｂが設けられ、この嵌合穴１１Ｂに、
前述した給電チップ１３の上端部が遊挿されている。符
号１５は、給電チップ１３をトーチ本体１１に固定する
チップ固定機構を示す。

【００６５】このチップ固定機構１５は、トーチ本体１
１の下端部周囲の同一円周上に等間隔に形成された***
内に回転自在に装備された４個の小球部材１６と、図６
（Ａ）の下方にスライドすることによって４個の小球部
材１６を給電チップ１３側に押圧する管状押えリング１
７と、この管状押えリング１７を図６（Ａ）の下方に常
時付勢するコイルばね１８と、このコイルばね１８の装
備箇所を設定する環状保持体１９とを備えている。この
場合、環状保持体１９は、管状押えリング１７の図５に
おける上側に配設されて前述したトーチ本体１１に外周
囲に螺合され固定されている。

【００６６】ここで、小球部材１６が装備された部分の
トーチ本体１１の下端部の肉厚は、小球部材１６の直径
よりも小さく設定されている。この小球部材１６は、ト
ーチ本体１１の***内に内側には落下しないように外周
囲から挿入されるようになっている。同時に、この小球
部材１６に当接する給電チップ１３の図６（Ａ）におけ
る上端部には、図６（Ｂ）に示すようにその周囲に、前
述した小球部材１６に係合する環状溝１３ｋが設けられ
ている。

【００６７】符号１７Ａは、管状押えリング１７の図６
（Ａ）における下端部内側に設けられた環状切除部を示
す。この環状切除部１７Ａによって形成される当該管状
押えリング１７の内径側とトーチ本体１１の下端部の外
径側との空隙幅は、前述した小球部材１６の直径よりも
小さく設定され、これによって、管状押えリング１７を
上方向に押し上げた時に小球部材１６がトーチ本体１１
の下端部から落下するのが防止されている。

【００６８】また、符号１７ａは、管状押えリング１７
の側面に中心軸に沿って形成された長穴を示す。また、
この長穴１７ａに係合して前述した管状押えリング１７
が必要以上に下方に移動するのを阻止するストッパピン
１７ｂが、トーチ本体１１の下端部外周に装備されてい
る。図６（Ａ）は、管状押えリング１７がコイルばね１
８により下方に押し下げられて給電チップ１３が係止さ
れた状態を示す。

【００６９】そして、給電チップ１３を取り外すには、
まず、管状押えリング１７をコイルばね１８の押圧力に
抗して上方向にスライドさせる。これにより、トーチ本
体１１の下端部に装備された小球部材１６が管状押えリ
ング１７の環状切除部１７Ａ部分に配置されて当該小球
部材１６が外周囲に向けて移動し易くなる。この状態下
で給電チップ１３を下方に引き抜くと、小球部材１６が
給電チップ１３の押し下げ力によって外周囲の環状切除
部１７Ａ部分に押し出されて、給電チップ１３は極く容
易に取り外される。給電チップ１３を装着する場合は、
この逆の操作を行えばよい。

【００７０】インナーチューブ１２の溶接ワイヤ挿通孔
１２Ｓは、インナーチューブ１２の中央部に設けられた
段部１２Ｄを境として、直径が比較的大きい上側のワイ
ヤ挿通孔１２Ｓａと、直径が比較的小さい下側のワイヤ
挿通孔１２Ｓｂとにより構成されている。この場合、上
側のワイヤ挿通孔１２Ｓａは、その中心軸がインナーチ
ューブ１２の中心軸と一致した状態で形成されている。
又、下側のワイヤ挿通孔１２Ｓｂは、その中心軸がイン
ナーチューブ１２の中心軸とは幾分偏心して形成されて
いる。その他の構成は、前述した図１の第１実施形態と
同一となっている。

【００７１】このようにしても、前述した図１乃至図３
に示す第１実施形態とほぼ同等の作用効果を有するほ
か、給電チップ１３の着脱を単に管状押えリング１７を
押し上げるというワンタッチ動作で行うことができ、作
業性が大幅に改善され、作業能率を十分に向上させるこ
とができるという利点を備えている。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、給電チ
ップ側の溶接ワイヤ挿通孔のワイヤ挿入口とワイヤ供給
チューブ側の溶接ワイヤ挿通孔のワイヤ送出口とを，そ
の各軸芯が一致しないように相対的に偏位した位置に形
成したので、当該ワイヤ供給チューブ側のワイヤ送出口
と給電チップ側のワイヤ挿入口との間で溶接ワイヤの送
給方向を強制的に偏心させることができ、このため、給
電チップと溶接ワイヤとを確実に接触させることがで
き、このため、溶接時の不良の発生を有効に排除するこ
とができる。

【００７３】また、給電チップ側のワイヤ挿入口をワイ
ヤ供給チューブ側のワイヤ送出口に対してその間隔を変
更可能としたので、当該給電チップとワイヤ供給チュー
ブとの間のワイヤ挿通領域での当該溶接ワイヤの曲折の
程度を、当該溶接ワイヤの直径や材質やその時の溶接条
件に応じて適正に変更させることが可能となり、同時に
そのための機構の装備もよういに成し得ることとなる。

【００７４】更に、アーク溶接の進行とともに溶接ワイ
ヤが順次繰り出される状態にあっても、前述したように
ワイヤ供給チューブ側の偏心した位置から給電チップの
溶接ワイヤ挿通孔に送り出されるため、当該溶接ワイヤ
挿通孔の内壁に確実に当接させることができ、これによ
り、溶接ワイヤに対する給電チップからの通電が常に適
正に実行されることとなり、このため、アークが途切れ
ることなく常に適正なアーク溶接を実行することができ
る。

【００７５】同時に、給電チップの内側先端部で溶接ワ
イヤに当接するようにしたので、溶接ワイヤ内における
電流通過距離が短くなり、このため安定したアークを得
ることができ、溶接ワイヤの過熱による溶断等の発生を
予め有効に回避することができ、消費電力を節減するこ
とができ、更に、給電チップの小型化が可能となる。

【００７６】また、給電チップがトーチ本体に直接連結
されるので、この間の通電回路も有効に確保することが
でき、かかる点において、溶接作業時の通電状態を常に
良好に維持することができる。

【００７７】更に、ワイヤ供給チューブ内における溶接
ワイヤ挿通孔を給電チップに対して相対的に偏位した位
置に設定したので、当該溶接ワイヤ挿通孔の偏位設定に
際しては何らの操作を要することなく単に溶接ワイヤを
挿入するだけで溶接ワイヤを給電チップに対して偏位設
定することができ、かかる点において作業がいたって単
純化され、作業性を大幅に改善することができる。

【００７８】また、トーチ本体に、外部操作可能な供給
チューブ移送保持機構を装備したので、この供給チュー
ブ移送保持機構を操作することにより、インナーチュー
ブの先端部の位置を、任意の位置に設定し且つ保持する
ことができ、これによって、溶接ワイヤの直径や硬度が
変化したものを使用しても、十分これに対応してインナ
ーチューブ先端部を適正な位置に設定することができ、
常に最適な通電状態を予め若しくはその後であっても設
定することができるという従来にない優れた溶接用トー
チを提供することができる。

【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内に開示した給電チップとインナーチュー
ブ（ワイヤ供給チューブ）との相互間の動作を示す説明
図である。

【図３】図１内に開示した供給チューブ移送保持機構の
作用を示す説明図である。

【図４】図１内に開示したインナーチューブの他の例を
示す図で、図４（Ａ）は先端部を絶縁体で形成した場合
の例を示す説明図、図４（Ｂ）はインナーチューブ内の
ワイヤ挿通孔の中心軸を二段階にわたって偏心させた場
合の例を示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施形態を示す一部省略した正
面図である。

【図６】図５の内部構造を示す図で、図６（Ａ）は図５
のＡーＡ線に沿ってみた一部省略した縦断面図、図６
（Ｂ）は図６（Ａ）内に開示した給電チップを示す一部
断面した正面図である。

【図７】従来より知られているミグ・マグ溶接法を示す
説明図である。

【図８】図７内に開示された溶接用トーチ部分の従来例
（１）を示す一部断面した正面図である。

【図９】図７内に開示された溶接用トーチ部分の要部を
成す給電チップの従来例（２）を示す図で、図９（Ａ）
は正面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＡーＡ線に沿った
縦断面図である。

【図１０】図７内に開示された溶接用トーチ部分の従来
例（３）を示す一部省略した縦断面図である。

【符号の説明】

１トーチ本体２，８，１２ワイヤ供給チューブとしてのインナーチ
ューブ２Ｋ筒状先端部２Ｓ，３ａ，８Ｓ，１２Ｓ，１３ａ溶接ワイヤ挿通孔３，１３給電チップ３Ａ供給チューブ先端部収納穴１０供給チューブ移送保持機構１０１溶接ワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧田慎也静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号日本軽金属株式会社グループ技術センター内 (72)発明者森下琢磨静岡県志太郡大井川町高新田485−１みずほ産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸芯に沿って溶接ワイヤ挿通孔が形成さ
れた導電性部材から成る給電チップと、この給電チップ
と同軸上に配設され当該給電チップに溶接ワイヤを送り
込む溶接ワイヤ挿通孔を備えたワイヤ供給チューブを有
し、前記給電チップ側における溶接ワイヤ挿通孔のワイヤ挿
入口を、前記ワイヤ供給チューブ側における溶接ワイヤ
挿通孔のワイヤ送出口に対して相対的に偏心した位置に
形成し、前記給電チップとワイヤ供給チューブとの間に所定の隙
間を設けると共に、この隙間の間隔を可変設定可能とし
たことを特徴とする溶接用トーチ。
【請求項２】前記ワイヤ供給チューブを円筒状のトー
チ本体内に装備すると共に、前記給電チップを前記トー
チ本体の先端部に装着したことを特徴とする請求項１記
載の溶接用トーチ。
【請求項３】軸芯部分に溶接ワイヤ挿通孔を備えた導
電性部材から成る給電チップと、この給電チップと同軸
上に配設され当該給電チップを先端部で着脱自在に保持
す円筒状のトーチ本体とを有し、このトーチ本体内に、前記給電チップ側の溶接ワイヤ挿
通孔に通ずる溶接ワイヤ挿通孔を備えたワイヤ供給チュ
ーブを装備すると共に、このワイヤ供給チューブの溶接
ワイヤ挿通孔を前記給電チップの溶接ワイヤ挿通孔に対
して相対的に偏心した位置に形成し、前記ワイヤ供給チューブに対して外部操作により前記ト
ーチ本体内での軸芯に沿った往復移動および停止位置を
設定する供給チューブ移送保持機構を、前記トーチ本体
に装備したことを特徴とする溶接用トーチ。
【請求項４】前記給電チップは、そのトーチ本体側
に、前記ワイヤ供給チューブの先端部を遊挿可能に収納
する供給チューブ先端部収納穴を備えていることを特徴
とした請求項１，２又は３記載の溶接用トーチ。
【請求項５】前記給電チップの供給チューブ先端部収
納穴は、その深部が当該給電チップの先端部に近い位置
まで深く形成されていることを特徴とした請求項４記載
の溶接用トーチ。
【請求項６】前記ワイヤ供給チューブは、その先端部
に、セラミック等の絶縁部材によって着脱自在に形成さ
れた筒状先端部を備えていることを特徴とした請求項
１，２，３，４又は５記載の溶接用トーチ。
【請求項７】前記ワイヤ供給チューブの溶接ワイヤ挿
通孔は、当該ワイヤ供給チューブ内では、前記給電チッ
プの溶接ワイヤ挿通孔に対して二段にわたって順次偏心
した位置に形成したものであることを特徴とした請求項
１，２，３，４，５又は６記載の溶接用トーチ。