説明

溶接トーチ

【課題】ハンドルの表面の温度が上昇することを空冷式で抑制することができる溶接トーチを提供する。
【解決手段】トーチボディホルダ37の基端部に一線式パワーケーブル8が接続され、先端部にトーチボディ16が接続され、ハンドル52が左右の外部ハンドル部材31、34から成り、いずれか一方の外部ハンドル部材31の内部に内部ハンドル部材32を設け、外部ハンドル部材31と内部ハンドル部材32とでシールドガス流通室33を形成する。一線式パワーケーブル8からトーチボディホルダ37へ供給されたシールドガスが、トーチボディホルダの流出孔38から流出して内部ハンドル部材の流出路39を通過してシールドガス流通室33に流入し、内部ハンドル部材の流入路43を通過してトーチボディホルダの流入孔42からトーチボディホルダ37へ流入し、トーチボディ16へ供給される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接作業者が手で操作して溶接を行う半自動アーク溶接における溶接トーチに関するものである。
【背景技術】
【0002】
図4は、半自動アーク溶接装置の構成を示す図である。同図において、ワイヤリール1に巻かれた溶接ワイヤがワイヤ送給機2から送給されて一線式パワーケーブル8によってガイドされて溶接トーチ3まで送給される。ガスボンベ4からシールドガスがワイヤ送給機2を介して溶接トーチ3に供給され、溶接用電源5からワイヤ送給機2を介して溶接トーチ3と被溶接物6との間に電力が供給される。リモコンボックス7によって、溶接電流と溶接電圧が設定される。
【0003】
次に一線式パワーケーブル8の構造を説明する。図5は、溶接トーチに使用される一線式パワーケーブルの断面図であり、同図(A)は長軸方向の断面図であり、同図(B)は長軸の直角方向の断面図である。同図において、一線式パワーケーブル8内のコイルライナ9は、内部に溶接ワイヤを通すために金属線材をコイル状に形成したものである。このコイルライナ9は、ゴムで形成された中心管10の中を挿通され、コイルライナ9の外壁と中心管10の内壁との間のドーナツ状の空間をシールドガスが流れている。また、中心管10の周囲に多数の銅より線で形成された導電体11が設けられていて、この導電体11に電力が供給される。この導電体11をゴムで形成された絶縁外被12が被覆して保護している。
【0004】
次に、従来技術の溶接トーチの構造を説明する。図6は、従来技術の溶接トーチの断面図であり、同図(A)は溶接トーチ全体の断面図であり、同図(B)は溶接トーチのハンドル内の構造を説明するための断面図である。同図において、溶接トーチ3のハンドル22内に設けられたトーチボディホルダ15の基端部に一線式パワーケーブル8が接続され、先端部にトーチボディ16が接続され、このトーチボディ16の先端部にオリフィス17及び給電チップ18が取り付けられ、この給電チップ18がノズル19で取り囲まれている。一線式パワーケーブル8の先端部(X1方向)は、導電体11をトーチボディホルダ15に固定するために、導電体11が絶縁外皮12からむき出しの状態にある。中心管10の先端部(X1方向)の内部に、変形防止用の金属で形成された補強パイプ20がX2方向に挿入され、この補強パイプ20の先端部(X1方向)の周囲に電力を供給するためのトーチボディホルダ15の基端部(X2方向)が被せられている。むき出しの状態にある導電体11の先端部(X1方向)がトーチボディホルダ15の基端部(X2方向)の周囲に密接するように被せられている。
【0005】
そして、この導電体11の先端部(X1方向)の周囲に銅合金で形成された筒状のかしめ用部材21が当てられて、導電体11の先端部がトーチボディホルダ15の基端部の周囲にかしめられて固定されている。また、絶縁外皮12の先端部もかしめ用部材21でかしめられて導電体11の周囲に固定されている。トーチボディホルダ15を二つ割り構造のハンドル22で固定している。ハンドル22は右ハンドル部材23及び左ハンドル部材24から成り、トーチボディホルダ15を両側面から覆い、周囲を作業者が把持する。
【0006】
一線式パワーケーブル8の中心管10内を流れて供給されたシールドガスは、トーチボディホルダ15内を流れ、トーチボディ16とオリフィス17とを流れ、ノズル19から溶融池へ噴出される。また、一線式パワーケーブル8の導電体11によって供給された電力はトーチボディホルダ15とトーチボディ16とを介して給電チップ18へ供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2008−246528号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述した従来技術の溶接トーチ3は、一線式パワーケーブル8の導電体11とトーチボディホルダ15とをかしめている通電箇所が抵抗発熱し、その熱がハンドル22内部で逃げ場がなくハンドル22全体に伝わって、ハンドル22表面の温度が高温となる。そのために、高使用率で使用すると作業者がハンドル22を継続して把持することが困難となり、作業効率が低下していた。
【0009】
そこで、水冷式の溶接トーチを使用することが考えられるが、水冷式溶接トーチは構造が複雑になり、製作コストが高くなる。また一線式パワーケーブルが曲がり難いために、溶接作業時の溶接トーチの操作性が低下する。また冷却水が漏れた場合、漏れ出た冷却水が溶接部に付着すると、溶接ビードの外観を損ない、溶接不良を起こす場合がある。さらに冷却水循環装置が必要となるために、導入時にコストが掛かり、またメンテナンスの必要もあり作業者の作業負担が増える。
【0010】
本発明は、溶接トーチのハンドル表面の温度が上昇することを、水冷式ではなく空冷式で抑制することができる溶接トーチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
シールドガスが供給される一線式パワーケーブルと、
先端部に給電チップが取り付けられたトーチボディと、
基端部に前記一線式パワーケーブルが接続され、先端部に前記トーチボディが接続されたトーチボディホルダと、
左右の外部ハンドル部材から成り、前記トーチボディホルダを覆い、周囲を作業者が把持するハンドルとを備え、
前記一線式パワーケーブルによって供給されたシールドガスが前記トーチボディホルダを介して前記トーチボディへ供給される溶接トーチにおいて、
前記左右の外部ハンドル部材のいずれか一方の外部ハンドル部材の内部に設けられた内部ハンドル部材と、
前記外部ハンドル部材と前記内部ハンドル部材とで形成されたシールドガス流通室とを備え、
前記トーチボディホルダの前記内部ハンドル部材側の基端部側にシールドガスの流出孔を形成し、
前記内部ハンドル部材に前記流出孔と連通するシールドガスの流出路を形成し、
前記トーチボディホルダの前記内部ハンドル部材側の先端部側にシールドガスの流入孔を形成し、
前記内部ハンドル部材に前記流入孔と連通するシールドガスの流入路を形成し、
前記一線式パワーケーブルから前記トーチボディホルダへ供給されたシールドガスが、前記トーチボディホルダの前記流出孔から流出して前記内部ハンドル部材の前記流出路を通過して前記シールドガス流通室に流入し、前記内部ハンドル部材の前記流入路を通過して前記トーチボディホルダの前記流入孔から前記トーチボディホルダへ流入し、前記トーチボディへ供給されることを特徴とする溶接トーチである。
【0012】
請求項2の発明は、
前記左右の外部ハンドル部材の内部にそれぞれ設けられた左右の内部ハンドル部材と、
前記左右の外部ハンドル部材と前記左右の内部ハンドル部材とでそれぞれ形成された左右のシールドガス流通室とを備え、
前記トーチボディホルダの基端部側の前記左右の内部ハンドル部材側にシールドガスの左右の流出孔をそれぞれ形成し、
前記左右の内部ハンドル部材の前記左右の流出孔とそれぞれ連通するシールドガスの左右の流出路をそれぞれ形成し、
前記トーチボディホルダの先端部側の前記左右の内部ハンドル部材側にシールドガスの左右の流入孔をそれぞれ形成し、
前記左右の内部ハンドル部材の前記左右の流入孔とそれぞれ連通するシールドガスの左右の流入路をそれぞれ形成し、
前記一線式パワーケーブルから前記トーチボディホルダへ供給されたシールドガスが、前記トーチボディホルダの前記左右の流出孔からそれぞれ流出して前記左右の内部ハンドル部材の前記左右の流出路をそれぞれ通過して前記左右のシールドガス流通室にそれぞれ流入し、前記左右の内部ハンドル部材の前記左右の流入路をそれぞれ通過して前記トーチボディホルダの前記左右の流入孔から前記トーチボディホルダへそれぞれ流入し、前記トーチボディへ供給されることを特徴とする請求項1記載の溶接トーチである。
【0013】
請求項3の発明は、
前記シールドガス流通室の中に設けられた複数の仕切り部材を備え、
この複数の仕切り部材の一方の側面が前記外部ハンドル部材に当接し他方の側面が前記内部ハンドル部材に当接し、
前記複数の仕切り部材のそれぞれの上端部又は下端部の一端部を前記外部ハンドル部材に当接し、この一端部と相対するそれぞれの他端部と前記外部ハンドル部材とを離間させて、前記複数の仕切り部材の隣接する仕切り部材の上端部又は下端部を交互に前記外部ハンドル部材に当接したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の溶接トーチである。
【0014】
請求項4の発明は、
前記シールドガス流通室の中に設けられた複数のシールドガス流通孔が形成された整流部材を備え、
この整流部材が前記トーチボディホルダの長手軸方向と直角方向に設けられ、この整流部材の周囲が前記外部ハンドル部材又は前記内部ハンドル部材に当接したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の溶接トーチである。
【発明の効果】
【0015】
本発明の溶接トーチは、水冷による冷却方法ではなく、空冷による冷却方法での溶接が可能になり、シールドガス流通室にシールドガスを通すことによって、ハンドルの冷却効果を高め、高使用率に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の溶接トーチのハンドル構造を示す図である。
【図2】本発明の溶接トーチのハンドル内の構造を説明するための断面図である。
【図3】本発明の溶接トーチのハンドル内に整流部材を設けた場合の構造を示す部分断面図である。
【図4】半自動アーク溶接装置の構成を示す図である。
【図5】溶接トーチに使用される一線式パワーケーブルの断面図である。
【図6】従来技術の溶接トーチの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図1は、本発明の溶接トーチのハンドル構造を示す図であり、図2は、本発明の溶接トーチのハンドル内の構造を説明するための断面図である。図1(A)に示すように、本発明の溶接トーチは、右外部ハンドル部材31の内部に右内部ハンドル部材32を設けて、右外部ハンドル部材31と右内部ハンドル部材32とで取り囲まれる右シールドガス流通室33を形成している。同様に図1(B)に示すように、左外部ハンドル部材34の内部に左内部ハンドル部材35を設けて、左外部ハンドル部材34と左内部ハンドル部材35とで取り囲まれる左シールドガス流通室36を形成している。図1(B)は、ハンドルを一線式パワーケーブル8側から見た断面図である。そして、図2(A)に示すように、トーチボディホルダ37の右内部ハンドル部材32側の基端部側(X2方向)にシールドガスの右流出孔38を形成し、図1(C)に示すように、右内部ハンドル部材32にトーチボディホルダの右流出孔38と連通するシールドガスの右流出路39を形成している。
【0018】
また同様に、トーチボディホルダ37の左内部ハンドル部材35側の基端部側(X2方向)にシールドガスの左流出孔40を形成し、左内部ハンドル部材35にトーチボディホルダ37の左流出孔40と連通するシールドガスの左流出路41を形成している。
【0019】
そして、図2(A)に示すように、トーチボディホルダ37の右内部ハンドル部材32側の先端部側(X1方向)にシールドガスの右流入孔42を形成し、図1(C)に示すように、右内部ハンドル部材32にトーチボディホルダ37の右流入孔42と連通するシールドガスの右流入路43を形成している。また同様に、トーチボディホルダ37の左内部ハンドル部材35側の先端部側(X1方向)にシールドガスの左流入孔44を形成し、左内部ハンドル部材35にトーチボディホルダの左流入孔44と連通するシールドガスの左流入路45を形成している。上述したシールドガスの左右の流出孔38、40とシールドガスの左右の流出路39、41との間には、それぞれOリングが設けられている。また、左右の流入孔42、44と左右の流入路43、45との間にも、それぞれOリングが設けられている。
【0020】
ハンドルの冷却効果を高めるために、図1(C)に示すように、右のシールドガス流通室33の中にシールドガスを隅々まで充満させるために、複数の右仕切り部材46を設けても良い。これらの複数の右仕切り部材46は、右の内部ハンドル部材32のシールドガスの右の流出孔38と右の流入孔42との間にそれぞれ設けられている。そして、複数の右仕切り部材46の一方の側面が右の外部ハンドル部材31にそれぞれ当接し、他方の側面が右の内部ハンドル部材32にそれぞれ当接している。
【0021】
そして例えば、複数の右仕切り部材46のうち、右内部ハンドル部材32の右流出孔39側の第1の仕切り部材47の上端部47aを右外部ハンドル部材31の上端部に当接して、第一の右仕切り部材47の下端部47bと右外部ハンドル部材31の下端部とを離間させて、第一の右仕切り部材47の下端部47bと外部ハンドル部材31の下端部との間にシールドガスの流路47cを形成している。
【0022】
次に、第1の右仕切り部材47の右シールドガス流通室33の先端部側に設けられた第2の右仕切り部材48の下端部48bを外部ハンドル部材31の下端部に当接して、第2の右仕切り部材48の上端部48aと外部ハンドル部材31の上端部とを離間させて、第2の右仕切り部材48の上端部48aと外部ハンドル部材31の上端部との間にシールドガスの流路48cを形成している。そして、第3の右仕切り部材49以降も交互に上端部又は下端部を右外部ハンドル部材31の上端部又は下端部に当接して設けている。
【0023】
なお、第1の右仕切り部材47の上端部47aを右外部ハンドル部材31の上端部に当接した例を示したが、第1の右仕切り部材47の下端部47bを右外部ハンドル部材31の下端部に当接して、第一の右仕切り部材47の上端部47aと右外部ハンドル部材31の上端部とを離間させて、第一の右仕切り部材47の上端部47aと右外部ハンドル部材31の上端部との間にシールドガスの流路を形成し、隣接する複数の右仕切り部材46の上端部又は下端部を交互に右外部ハンドル部材31に当接しても良い。
【0024】
図示を省略した複数の左仕切り部材についても、上述した複数の右仕切り部材46と同様に、左外部ハンドル部材34と左内部ハンドル部材35との間に設けられている。
【0025】
また、トーチボディホルダ37の左右の流出孔38、40と左右の流入孔42、44との間におけるトーチボディホルダ37の内径を、コイルライナ9の外径とほぼ等しくし、この部分におけるコイルライナ9の外周面とトーチボディホルダ37の内周面との間を狭くすることによって、トーチボディホルダ37に流入したシールドガスが、左右の流出孔38、40から左右の内部ハンドル部材32、35の左右の流出路39、41へそれぞれ流れやすくしている。
【0026】
以下、動作を説明する。図2(B)に斜線で示す空間部にシールドガスが充満されるが、このシールドガスの流れは、図2(C)に示すように、一線式パワーケーブル8の中心管10を流れてトーチボディホルダ37へ供給されたシールドガスが、トーチボディホルダ37の左右の流出孔38、40から流出して左右の内部ハンドル部材32、35の左右の流出路39、41を通過して左右のシールドガス流通室33、36に流入する。これらの左右のシールドガス流通室33、36において、図1(C)に示すように、シールドガスが複数の仕切り部材46に沿って流れることによって、シールドガスをシールドガス流通室33、36内の隅々まで効率よく充満させることができ、冷却効果を高めることができる。
【0027】
左右のシールドガス流通室33、36をそれぞれ流れたシールドガスは、左右の内部ハンドル部材32、35の流入路43、45をそれぞれ通過してトーチボディホルダ37の左右の流入孔42、44からトーチボディホルダ37へそれぞれ流入し、トーチボディ16へ供給される。また、一線式パワーケーブル8のコイルライナ9内からもシールドガスがトーチボディホルダ37へ流れて来るが、このシールドガスは、トーチボディホルダ37内を挿通するコイルライナ9内を継続して流れて、トーチボディ16へ供給される。
【0028】
この結果、本発明の溶接トーチ51は、水冷による冷却方法ではなく、空冷による冷却方法での溶接が可能になり、左右のシールドガス流通室33、36にシールドガスを通すことによって、ハンドル52の冷却効果を高め、高使用率に耐えることができる。
【0029】
なお、上述した複数の仕切り部材46を左右のシールドガス流通室33、36内に設ける代わりに、図3に示すように、複数のシールドガス流通孔54が形成された右整流部材53と左整流部材55とを左右のシールドガス流通室33、36にそれぞれ設けても良い。図3は、本発明の溶接トーチのハンドル内に整流部材を設けた場合の構造を示す部分断面図であり、同図(A)はハンドルの斜視図であり、同図(B)は部分断面図であり、同図(C)はハンドル内の空間部を斜線で示している。同図において、左右の整流部材53、55は、左右のシールドガス流通室33、36内でトーチボディホルダ37の長手軸方向と直角方向にそれぞれ設けられ、これらの左右の整流部材53、55の周囲が左右の外部ハンドル部材31、34又は左右の内部ハンドル部材32、35にそれぞれ当接している。
【0030】
左右の整流部材53、55を左右のシールドガス流通室33、36に設けることによって、シールドガスを左右のシールドガス流通室33、36内の隅々まで効率よく充満させることができる。また、左右の整流部材53、55によって左右のシールドガス流通室33、36がそれぞれ仕切られて、左右のシールドガス流通室33、36の仕切られた基端部側(X2方向)がチャンバ構造となって、ここにシールドガスが一端留まり、左右の整流部材53、55に設けられた複数のシールドガス流通孔54からシールドガスが流出されることによって、その流速が低減される。そして、この流速が低減されたシールドガスがトーチボディ16を流れてノズル19から噴出されるために、シールドガスの流れが層流となって、溶融池のシールド性を向上させることもできる。
【0031】
上述した本発明の溶接トーチは、左右の外部ハンドル部材31、34に左右のシールドガス流通室33、36をそれぞれ形成してシールドガスを流して冷却しているが、右外部ハンドル部材31と左外部ハンドル部材34のいずれか一方のみにシールドガス流通室を形成して、シールドガスを流して冷却しても良い。この場合でもハンドルの冷却効果を高め、高使用率にも耐えることができる。
【符号の説明】
【0032】
1 ワイヤリール
2 ワイヤ送給機
3 溶接トーチ
4 ガスボンベ
5 溶接用電源
6 被溶接物
7 リモコンボックス
8 一線式パワーケーブル
9 コイルライナ
10 中心管
11 導電体
12 絶縁外被
15 トーチボディホルダ
16 トーチボディ
17 オリフィス
18 給電チップ
19 ノズル
20 補強パイプ
21 かしめ用部材
22 ハンドル
23 右ハンドル部材
24 左ハンドル部材
31 右外部ハンドル部材
32 右内部ハンドル部材
33 右シールドガス流通室
34 左外部ハンドル部材
35 左内部ハンドル部材
36 左シールドガス流通室
37 トーチボディホルダ
38 右流出孔
39 右流出路
39 右流出孔
40 左流出孔
41 左流出路
42 右流入孔
43 右流入路
44 左流入孔
45 左流入路
46 仕切り部材
47 第1の仕切り部材
47a 第1の仕切り部材の上端部
47b 第1の仕切り部材の下端部
47c シールドガスの流路
48 第2の右仕切り部材
48a 第2の右仕切り部材の上端部
48b 第2の右仕切り部材の下端部
48c シールドガスの流路
49 第3の右仕切り部材
51 溶接トーチ
52 ハンドル
52 整流部材
52 ハンドル
53 整流部材
54 シールドガス流通孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シールドガスが供給される一線式パワーケーブルと、
先端部に給電チップが取り付けられたトーチボディと、
基端部に前記一線式パワーケーブルが接続され、先端部に前記トーチボディが接続されたトーチボディホルダと、
左右の外部ハンドル部材から成り、前記トーチボディホルダを覆い、周囲を作業者が把持するハンドルとを備え、
前記一線式パワーケーブルによって供給されたシールドガスが前記トーチボディホルダを介して前記トーチボディへ供給される溶接トーチにおいて、
前記左右の外部ハンドル部材のいずれか一方の外部ハンドル部材の内部に設けられた内部ハンドル部材と、
前記外部ハンドル部材と前記内部ハンドル部材とで形成されたシールドガス流通室とを備え、
前記トーチボディホルダの前記内部ハンドル部材側の基端部側にシールドガスの流出孔を形成し、
前記内部ハンドル部材に前記流出孔と連通するシールドガスの流出路を形成し、
前記トーチボディホルダの前記内部ハンドル部材側の先端部側にシールドガスの流入孔を形成し、
前記内部ハンドル部材に前記流入孔と連通するシールドガスの流入路を形成し、
前記一線式パワーケーブルから前記トーチボディホルダへ供給されたシールドガスが、前記トーチボディホルダの前記流出孔から流出して前記内部ハンドル部材の前記流出路を通過して前記シールドガス流通室に流入し、前記内部ハンドル部材の前記流入路を通過して前記トーチボディホルダの前記流入孔から前記トーチボディホルダへ流入し、前記トーチボディへ供給されることを特徴とする溶接トーチ。
【請求項2】
前記左右の外部ハンドル部材の内部にそれぞれ設けられた左右の内部ハンドル部材と、
前記左右の外部ハンドル部材と前記左右の内部ハンドル部材とでそれぞれ形成された左右のシールドガス流通室とを備え、
前記トーチボディホルダの基端部側の前記左右の内部ハンドル部材側にシールドガスの左右の流出孔をそれぞれ形成し、
前記左右の内部ハンドル部材の前記左右の流出孔とそれぞれ連通するシールドガスの左右の流出路をそれぞれ形成し、
前記トーチボディホルダの先端部側の前記左右の内部ハンドル部材側にシールドガスの左右の流入孔をそれぞれ形成し、
前記左右の内部ハンドル部材の前記左右の流入孔とそれぞれ連通するシールドガスの左右の流入路をそれぞれ形成し、
前記一線式パワーケーブルから前記トーチボディホルダへ供給されたシールドガスが、前記トーチボディホルダの前記左右の流出孔からそれぞれ流出して前記左右の内部ハンドル部材の前記左右の流出路をそれぞれ通過して前記左右のシールドガス流通室にそれぞれ流入し、前記左右の内部ハンドル部材の前記左右の流入路をそれぞれ通過して前記トーチボディホルダの前記左右の流入孔から前記トーチボディホルダへそれぞれ流入し、前記トーチボディへ供給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】
前記シールドガス流通室の中に設けられた複数の仕切り部材を備え、
この複数の仕切り部材の一方の側面が前記外部ハンドル部材に当接し他方の側面が前記内部ハンドル部材に当接し、
前記複数の仕切り部材のそれぞれの上端部又は下端部の一端部を前記外部ハンドル部材に当接し、この一端部と相対するそれぞれの他端部と前記外部ハンドル部材とを離間させて、前記複数の仕切り部材の隣接する仕切り部材の上端部又は下端部を交互に前記外部ハンドル部材に当接したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の溶接トーチ。
【請求項4】
前記シールドガス流通室の中に設けられた複数のシールドガス流通孔が形成された整流部材を備え、
この整流部材が前記トーチボディホルダの長手軸方向と直角方向に設けられ、この整流部材の周囲が前記外部ハンドル部材又は前記内部ハンドル部材に当接したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の溶接トーチ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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