特許 6200311 トーチ、ロボット、アーク処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6200311

(24)【登録日】2017年9月1日

(45)【発行日】2017年9月20日

(54)【発明の名称】トーチ、ロボット、アーク処理システム

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/29 20060101AFI20170911BHJP

   B23K 9/00 20060101ALI20170911BHJP

   B23K 9/167 20060101ALI20170911BHJP

   B23K 9/173 20060101ALI20170911BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/29 L

   B23K9/00 109

   B23K9/167 E

   B23K9/173 E

【請求項の数】15

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-262533(P2013-262533)

(22)【出願日】2013年12月19日

(65)【公開番号】特開2015-116597(P2015-116597A)

(43)【公開日】2015年6月25日

【審査請求日】2016年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100161274

【弁理士】

【氏名又は名称】土居 史明

(74)【代理人】

【識別番号】100168099

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 伸太郎

(72)【発明者】

【氏名】宮原 寿朗

(72)【発明者】

【氏名】西村 大

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平５−２２０５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９０９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−３９６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４６−３５１２８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 実開平６−７３１５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−３１１４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２４６４４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／２９

Ｂ２３Ｋ ９／００

Ｂ２３Ｋ ９／１６７

Ｂ２３Ｋ ９／１７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極が挿通される第１トーチと、
第２電極が挿通される第２トーチと、
前記第１トーチおよび前記第２トーチが挿通された整流部材と、
ノズル内側面を有し、ノズル開口が形成されたノズルと、を備え、
前記ノズル内側面は、前記第１トーチおよび前記第２トーチのうち、前記整流部材よりも第１方向側に位置する部位を包囲しており、前記第１方向は、前記整流部材から前記ノズル開口に向かう方向であり、
前記整流部材には、シールドガスが流入するガス流入口と、前記ガス流入口から流入したシールドガスを流出させるガス流出口と、が形成され、
前記ガス流出口から流出したシールドガスは、前記ノズル内側面に沿って前記ノズル開口に向かう、アーク処理用のトーチ。

【請求項2】

前記整流部材には整流用気室が形成されており、
前記整流用気室は、前記ガス流入口および前記ガス流出口に通じており、
前記整流部材は、前記第１方向側を向く第１気室面と、前記第１気室面に対向する第２気室面と、を有し、
前記整流用気室の一部は、前記第１気室面と前記第２気室面とによって規定されており、
前記ガス流入口は、前記第１方向視において、前記第２気室面に重なる位置に位置している、請求項１に記載のトーチ。

【請求項3】

前記整流部材によって一部が規定されたガス流通空間が形成されており、
前記ガス流通空間は、前記整流部材に対し前記第１方向とは反対の第２方向側に位置しており、
前記ガス流通空間は、前記ガス流入口に通じている、請求項１または請求項２に記載のトーチ。

【請求項4】

前記ガス流出口は、前記整流部材における周端部に形成されており、
前記ノズルには、前記ノズル内側面によって規定されたノズル内部空間が形成されており、
前記整流部材から前記ノズル内部空間に流出するシールドガスは、前記ガス流出口から流出するシールドガスのみである、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のトーチ。

【請求項5】

前記ガス流出口は、前記第１方向周りの周方向において離間配置された複数のガス流出孔を有し、
前記複数のガス流出孔は各々、前記整流部材における周端部に形成されており、
前記複数のガス流出孔はいずれも、前記整流用気室に通じている、請求項２に記載のトーチ。

【請求項6】

前記ノズル内側面は、前記整流用気室に臨んでいる、請求項２または請求項５に記載のトーチ。

【請求項7】

前記ガス流入口は、前記第１方向視において、前記ガス流出口とは重ならない位置に位置している、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のトーチ。

【請求項8】

前記整流部材は、前記第１方向側を向き且つ耐熱性材料よりなる面を有する、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のトーチ。

【請求項9】

前記耐熱性材料は、セラミック、樹脂、あるいは金属である、請求項８に記載のトーチ。

【請求項10】

前記第１トーチおよび前記第２トーチを保持する保持部材を更に備え、
前記整流部材は、前記保持部材よりも前記第１方向側に配置されている、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトーチ。

【請求項11】

前記第１トーチは、導電性の材料よりなる第１導電部位を含み、前記第１導電部位は、前記整流部材に接しており、
前記第２トーチは、導電性の材料よりなる第２導電部位を含み、前記第２導電部位は、前記整流部材に接しており、
前記整流部材は、絶縁材料よりなる絶縁部位を含み、
前記第１導電部位および前記第２導電部位は、前記絶縁部位によって、互いに絶縁されている、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のトーチ。

【請求項12】

前記整流部材は、第１部品および第２部品を含み、
前記第１部品には、断面形状が半円形状の第１内面を有する２つの第１凹部が形成されており、
前記第２部品には、断面形状が半円形状の第２内面を有する２つの第２凹部が形成されており、
前記２つの第１凹部の一方と前記２つの第２凹部の一方とは、前記第１トーチを包囲しており、
前記２つの第１凹部の他方と前記２つの第２凹部の他方とは、前記第２トーチを包囲している、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のトーチ。

【請求項13】

前記第１部品および前記第２部品を挟み込み、前記第１部品および前記第２部品を把持する把持部材を更に備え、
前記第１部品には第１溝が形成されており、前記第２部品には第２溝が形成されており、
前記把持部材は、前記第１溝および前記第２溝に嵌まりこんでいる、請求項１２に記載のトーチ。

【請求項14】

請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載のトーチと、
前記トーチを保持するマニピュレータと、を備える、ロボット。

【請求項15】

請求項１４に記載のロボットと、
前記第１電極および被処理部材の間に電圧を印加する第１電源と、
前記第２電極および前記被処理部材の間に電圧を印加する第２電源と、を備える、アーク処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トーチと、ロボットと、アーク処理システムと、に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、アークを用いて被処理部材に、溶接等のアーク処理を行う方法が知られている。特許文献１には、２つの電極を用いて溶接を行う２電極アーク溶接方法が開示されている。同文献に開示の方法においては、ノズルから２つの電極（ワイヤ）が送給されることにより、母材の溶接が行われる。従来から、より適切に溶接を行うことのできる技術の開発がなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−５５４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、被処理部材に対してより適切なアーク処理を行うことが可能なアーク処理用のトーチを提供することをその主たる課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の側面によると、第１電極が挿通される第１トーチと、第２電極が挿通される第２トーチと、前記第１トーチおよび前記第２トーチが挿通された整流部材と、ノズル内側面を有し、ノズル開口が形成されたノズルと、を備え、前記ノズル内側面は、前記第１トーチおよび前記第２トーチのうち、前記整流部材よりも第１方向側に位置する部位を包囲しており、前記第１方向は、前記整流部材から前記ノズル開口に向かう方向であり、前記整流部材には、シールドガスが流入するガス流入口と、前記ガス流入口から流入したシールドガスを流出させるガス流出口と、が形成され、前記ガス流出口から流出したシールドガスは、前記ノズル内側面に沿って前記ノズル開口に向かう、アーク処理用のトーチが提供される。

【0006】

好ましくは、前記整流部材には整流用気室が形成されており、前記整流用気室は、前記ガス流入口および前記ガス流出口に通じており、前記整流部材は、前記第１方向側を向く第１気室面と、前記第１気室面に対向する第２気室面と、を有し、前記整流用気室の一部は、前記第１気室面と前記第２気室面とによって規定されており、前記ガス流入口は、前記第１方向視において、前記第２気室面に重なる位置に位置している。

【0007】

好ましくは、前記整流部材によって一部が規定されたガス流通空間が形成されており、前記ガス流通空間は、前記整流部材に対し前記第１方向とは反対の第２方向側に位置しており、前記ガス流通空間は、前記ガス流入口に通じている。

【0008】

好ましくは、前記ガス流出口は、前記整流部材における周端部に形成されており、前記ノズルには、前記ノズル内側面によって規定されたノズル内部空間が形成されており、前記整流部材から前記ノズル内部空間に流出するシールドガスは、前記ガス流出口から流出するシールドガスのみである。

【0009】

好ましくは、前記ガス流出口は、前記第１方向周りの周方向において離間配置された複数のガス流出孔を有し、前記複数のガス流出孔は各々、前記整流部材における周端部に形成されており、前記複数のガス流出孔はいずれも、前記整流用気室に通じている。

【0010】

好ましくは、前記ノズル内側面は、前記整流用気室に臨んでいる。

【0011】

好ましくは、前記ガス流入口は、前記第１方向視において、前記ガス流出口とは重ならない位置に位置している。

【0012】

好ましくは、前記整流部材は、前記第１方向側を向き且つ耐熱性材料よりなる面を有する。

【0013】

好ましくは、前記耐熱性材料は、セラミック、樹脂、あるいは金属である。

【0014】

好ましくは、前記第１トーチおよび前記第２トーチを保持する保持部材を更に備え、前記整流部材は、前記保持部材よりも前記第１方向側に配置されている。

【0015】

好ましくは、前記第１トーチは、導電性の材料よりなる第１導電部位を含み、前記第１導電部位は、前記整流部材に接しており、前記第２トーチは、導電性の材料よりなる第２導電部位を含み、前記第２導電部位は、前記整流部材に接しており、前記整流部材は、絶縁材料よりなる絶縁部位を含み、前記第１導電部位および前記第２導電部位は、前記絶縁部位によって、互いに絶縁されている。

【0016】

好ましくは、前記整流部材は、第１部品および第２部品を含み、前記第１部品には、断面形状が半円形状の第１内面を有する２つの第１凹部が形成されており、前記第２部品には、断面形状が半円形状の第２内面を有する２つの第２凹部が形成されており、前記２つの第１凹部の一方と前記２つの第２凹部の一方とは、前記第１トーチを包囲しており、前記２つの第１凹部の他方と前記２つの第２凹部の他方とは、前記第２トーチを包囲している。

【0017】

好ましくは、前記第１部品および前記第２部品を挟み込み、前記第１部品および前記第２部品を把持する把持部材を更に備え、前記第１部品には第１溝が形成されており、前記第２部品には第２溝が形成されており、前記把持部材は、前記第１溝および前記第２溝に嵌まりこんでいる。

【0018】

本発明の第２の側面によると、本発明の第１の側面によって提供されるトーチと、前記トーチを保持するマニピュレータと、を備える、ロボットが提供される。

【0019】

本発明の第３の側面によると、本発明の第２の側面によって提供されるロボットと、前記第１電極および被処理部材の間に電圧を印加する第１電源と、前記第２電極および前記被処理部材の間に電圧を印加する第２電源と、を備える、アーク処理システムが提供される。

【0020】

本発明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。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態にかかるアーク処理システムを示す図である。

【図2】図１に示したアーク処理システムにおけるトーチの正面図である。

【図3】図２に示したトーチの断面図である。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶ線の沿う断面図（第１トーチおよび第２トーチの内部は省略）である。

【図5】図４において、ガス流出口を透視化して示した断面図である。

【図6】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図（第１トーチおよび第２トーチの内部は省略）である。

【図7】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図（第１トーチおよび第２トーチの内部は省略）である。

【図8】整流部材における第１部品および第２部品を分解して示す分解斜視図である。

【図9】本発明の第２実施形態にかかるアーク処理システムにおけるトーチを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

【0023】

＜第１実施形態＞
図１〜図８を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。

【0024】

図１は、本発明の第１実施形態にかかるアーク処理システムを示す図である。

【0025】

同図に示すアーク処理システムＡ１は、被処理部材Ｗ１に対してアーク処理を行うものである。本実施形態では、アーク処理はアーク溶接である。被処理部材Ｗ１は、金属よりなる。

【0026】

図１に示すアーク処理システムＡ１は、ロボット１と、第１電源３１と、第２電源３２と、を備える。

【0027】

ロボット１は、マニピュレータ１１と、アーク処理用のトーチ１２と、を含む。

【0028】

マニピュレータ１１は、たとえば多関節ロボットである。マニピュレータ１１が駆動することにより、トーチ１２が上下前後左右に自在に移動できる。

【0029】

図２は、図１に示したアーク処理システムにおけるトーチの正面図である。図３は、図２に示したトーチの断面図である。

【0030】

図１〜図３に示すトーチ１２は、第１トーチ２１と、第２トーチ２２と、整流部材２３と、把持部材２５（図３の上側の拡大図を参照）と、保持部材２６と、ノズル２８と、を有する。

【0031】

図１、図３に示すように、第１トーチ２１には第１電極１９１が挿通されている。本実施形態では、第１電極１９１は消耗電極（すなわちワイヤ）である。第１トーチ２１は、送給装置（図示略）から送給された消耗電極たる第１電極１９１を、被処理部材Ｗ１に案内する。第１トーチ２１には、第１挿通孔２１１と第１開口２１３とが形成されている。第１挿通孔２１１は第１電極１９１の延びる方向（本実施形態では、消耗電極たる第１電極１９１の送給方向）に沿って延びる形状である。第１開口２１３は第１挿通孔２１１に通じている。第１開口２１３から第１電極１９１が送り出される。後述もするが、第１トーチ２１は第１導電部位２１５を有している。第１導電部位２１５は導電性の材料よりなる。

【0032】

本実施形態では、たとえば第１トーチ２１は以下の構成となっている。

【0033】

図３に示すように、第１トーチ２１は、トーチボディ２１Ａと、チップボディ２１Ｂと、チップ２１Ｄと、を有する。

【0034】

トーチボディ２１Ａは筒状を呈している。トーチボディ２１Ａは導電性の材料よりなる。トーチボディ２１Ａには、上述の第１挿通孔２１１が形成されている。トーチボディ２１Ａに形成された第１挿通孔２１１内を、シールドガスＧ１が流れる。シールドガスＧ１は不活性ガスである。このような不活性ガスとしては、たとえばＡｒ、あるいは、ＡｒとＣＯ₂との混合気体が挙げられる。

【0035】

チップボディ２１Ｂは筒状を呈している。チップボディ２１Ｂは、トーチボディ２１Ａに固定されている。チップボディ２１Ｂは導電性の材料よりなる。チップボディ２１Ｂを構成する導電性の材料としては、たとえば、銅が挙げられる。チップボディ２１Ｂには、上述の第１挿通孔２１１が形成されている。本実施形態では、チップボディ２１Ｂが、上述の第１導電部位２１５を構成している。チップボディ２１Ｂには、ガス流通穴２１Ｃが形成されている。トーチボディ２１Ａによって形成される第１挿通孔２１１内を流れてきたシールドガスＧ１が、ガス流通穴２１Ｃから、チップボディ２１Ｂの外部に流出する。

【0036】

チップ２１Ｄは筒状を呈している。チップ２１Ｄはチップボディ２１Ｂに固定されている。チップ２１Ｄは導電性の材料よりなる。チップ２１Ｄを構成する導電性の材料としては、たとえば、銅タングステン等の硬度の高い焼結材や、クローム銅、ベリリウム銅等の銅合金、および、導電性のセラミックが挙げられる。チップ２１Ｄは、送給されている第１電極１９１に接触する。チップ２１Ｄは、送給されている第１電極１９１に接触することにより、第１電極１９１に電力を供給する。チップ２１Ｄには、上述の第１挿通孔２１１および第１開口２１３が形成されている。

【0037】

なお、アーク処理システムＡ１の使用時においては、チップ２１Ｄの先端から第１電極１９１が送り出される。そして、チップ２１Ｄから送り出された第１電極１９１の先端と、被処理部材Ｗ１との間には、第１アークａ１が発生した状態となる。

【0038】

図１、図３等に示す第２トーチ２２は第１トーチ２１に並列して配置されている。第２トーチ２２には第２電極１９２が挿通されている。本実施形態では、第２電極１９２は非消耗電極である。第２トーチ２２には、第２挿通孔２２１と第２開口２２３とが形成されている。第２挿通孔２２１は第２電極１９２の延びる方向に沿って延びる形状である。第２開口２２３は第２挿通孔２２１に通じている。後述もするが、第２トーチ２２は第２導電部位２２５を有している。第２導電部位２２５は導電性の材料よりなる。

【0039】

本実施形態では、たとえば第２トーチ２２は以下の構成となっている。

【0040】

図３に示すように、第２トーチ２２は、トーチボディユニット２２Ａと、保持部２２Ｂと、プラズマチップ２２Ｃと、を有する。

【0041】

トーチボディユニット２２Ａは筒状を呈する。本実施形態においてトーチボディユニット２２Ａは導電性材料よりなる。トーチボディユニット２２Ａには、上述の第２挿通孔２２１が形成されている。本実施形態では、トーチボディユニット２２Ａが、上述の第２導電部位２２５を構成している。

【0042】

保持部２２Ｂは、トーチボディユニット２２Ａ内に配置されている。保持部２２Ｂはトーチボディユニット２２Ａに固定されている。保持部２２Ｂは、第２電極１９２を保持するためのものである。詳細な図示は省略するが、保持部２２Ｂは、コレットおよびコレットボディを有する。コレットには第２電極１９２が挿通されており、コレットボディはコレットを第２電極１９２に対し締め付け、第２電極１９２を所望の位置に固定する役割を果たす。

【0043】

プラズマチップ２２Ｃは筒状を呈する。プラズマチップ２２Ｃはトーチボディユニット２２Ａに固定されている。プラズマチップ２２Ｃには、上述の第２挿通孔２２１および第２開口２２３が形成されている。第２挿通孔２２１にはプラズマガスＧ２が流れ、第２開口２２３から第２トーチ２２の外部に流出する。

【0044】

第２電極１９２は棒状の導体である。第２電極１９２は、たとえば、タングステンからなる。アーク処理システムＡ１の使用時においては、第２電極１９２および被処理部材Ｗ１の間に、第２アークａ２が発生している状態となる。

【0045】

図１〜図３に示す保持部材２６は、第１トーチ２１および第２トーチ２２を保持している。本実施形態では、保持部材２６に第１トーチ２１および第２トーチ２２が挿通された状態で、保持部材２６は第１トーチ２１および第２トーチ２２を保持している。保持部材２６は、たとえば絶縁性の材料よりなり、具体的には、樹脂よりなる。本実施形態では、保持部材２６は、トーチボディ２１Ａおよびトーチボディユニット２２Ａを保持している。

【0046】

図１〜図３に示すノズル２８は保持部材２６に固定されている。ノズル２８は筒状である。ノズル２８は第１トーチ２１および第２トーチ２２を囲んでいる。本実施形態では、ノズル２８は導電性の材料よりなる。本実施形態とは異なり、ノズル２８がセラミック等の絶縁性の材料よりなっていてもよい。

【0047】

ノズル２８には、ノズル内部空間２８１とノズル開口２８４とが形成されている。ノズル内部空間２８１はノズル２８の内側に形成されている。ノズル内部空間２８１には第１トーチ２１および第２トーチ２２が配置されている。ノズル開口２８４はノズル内部空間２８１に通じる。ノズル開口２８４は、図３の下方に開放している。整流部材２３からノズル開口２８４に向かう方向を、第１方向Ｘ１としている。第１方向Ｘ１の反対方向を第２方向Ｘ２としている。

【0048】

ノズル２８は先端２８６を有する。先端２８６はノズル２８において最も第１方向Ｘ１側に位置している。先端２８６に上述のノズル開口２８４が形成されている。アーク処理システムＡ１の使用時には、図３に示すように、先端２８６は、側面視において、被処理部材Ｗ１に対し傾斜した状態に維持される。これは、アーク処理システムＡ１の使用時に生じうるスパッタが先端２８６に付着することを防止するためである。ノズル２８はノズル内側面２８２を有する。ノズル内側面２８２は上述のノズル内部空間２８１を規定している。ノズル内側面２８２は、第１トーチ２１および第２トーチ２２のうち、整流部材２３よりも第１方向Ｘ１側に位置する部位を包囲している。

【0049】

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線の沿う断面図（第１トーチ２１および第２トーチ２２の内部は省略）である。図５は、図４において、ガス流出口２３２を透視化して示した断面図である。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図（第１トーチ２１および第２トーチ２２の内部は省略）である。図７は、図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図（第１トーチ２１および第２トーチ２２の内部は省略）である。図８は、整流部材２３を分解して示す分解斜視図である。

【0050】

図１、図３〜図８に示す整流部材２３には、第１トーチ２１および第２トーチ２２が挿通されている。整流部材２３は、保持部材２６よりも第１方向Ｘ１側に配置されている。図１、図３に示すように、整流部材２３と保持部材２６とは、ガス流通空間２９を規定している。すなわち、整流部材２３は、ガス流通空間２９の一部を規定している。ガス流通空間２９は、整流部材２３に対し第１方向Ｘ１とは反対の第２方向Ｘ２側に位置している。また、ガス流通空間２９は、整流部材２３および保持部材２６の間に形成されている。ガス流通空間２９には、第１挿通孔２１１内のシールドガスＧ１が、ガス流通穴２１Ｃから流れてくる。

【0051】

本実施形態では、整流部材２３は保持部材２６に接している。本実施形態では、整流部材２３の全体は絶縁性の材料よりなる。整流部材２３を構成する絶縁性の材料としては、たとえば、セラミックや絶縁性の樹脂が挙げられる。このようなセラミックとしては、たとえばアルミナやジルコニアが挙げられる。このような絶縁性の樹脂としては、たとえば、ベスペル（登録商標）やポリイミドやポリアミドが挙げられる。図３〜図７に示すように、整流部材２３は、第１トーチ２１における第１導電部位２１５と、第２トーチ２２における第２導電部位２２５と、に接している。本実施形態では、整流部材２３の全体が絶縁性の材料よりなるため、整流部材２３は、第１導電部位２１５および第２導電部位２２５を、互いに絶縁している。すなわち、本実施形態においては、整流部材２３の全体が、本発明の絶縁部位の一例に相当する。

【0052】

図３〜図８に示すように、整流部材２３は、第１面２３５Ａと、第２面２３５Ｂと、周面２３５Ｃと、を有する。第１面２３５Ａは第１方向Ｘ１側を向く面である。第１面２３５Ａは耐熱性材料よりなる面である。具体的には、第１面２３５Ａは、整流部材２３を構成する上記材料により構成されている。第２面２３５Ｂは、整流部材２３において第１面２３５Ａとは反対側に位置する面である。第２面２３５Ｂはガス流通空間２９の一部を規定している。周面２３５Ｃはノズル２８（本実施形態ではノズル内側面２８２）に当接している。

【0053】

図３〜図８に示すように、整流部材２３には、ガス流入口２３１と、ガス流出口２３２と、整流用気室２３７と、が形成されている。

【0054】

ガス流入口２３１にはシールドガスＧ１が流入する。本実施形態においては、ガス流入口２３１はガス流通空間２９に通じている。そのため、ガス流入口２３１には、ガス流通空間２９内のシールドガスＧ１が流入する。本実施形態においては、ガス流入口２３１は、整流部材２３における周端部に形成されている。ガス流入口２３１は、第１方向Ｘ１周りの周方向において離間配置された複数（本実施形態では６つ）のガス流入孔２３１Ａを有する。複数のガス流入孔２３１Ａは各々、整流部材２３における周端部に形成されている。複数のガス流入孔２３１Ａはいずれも、ガス流通空間２９に通じている。

【0055】

なお、ガス流入口２３１は、整流部材２３における周端部に形成されている必要は必ずしもない。たとえば、本実施形態とは異なり、ガス流入口２３１が、第１方向Ｘ１視において、整流部材２３の中央に形成されていてもよい。

【0056】

ガス流出口２３２はガス流入口２３１から流入したシールドガスＧ１を流出させる。ガス流出口２３２から流出したシールドガスＧ１は、ノズル内側面２８２に沿ってノズル開口２８４に向かう。本実施形態においては、ガス流出口２３２はノズル内部空間２８１に通じている。そのため、ガス流出口２３２からは、ノズル内部空間２８１にシールドガスＧ１が流出する。図５〜図８によく表れているように、本実施形態においては、ガス流出口２３２は、整流部材２３における周端部に形成されている。ガス流出口２３２は、第１方向Ｘ１周りの周方向において離間配置された複数（本実施形態では６つ）のガス流出孔２３２Ａを有する。複数のガス流出孔２３２Ａは各々、整流部材２３における周端部に形成されている。複数のガス流出孔２３２Ａはいずれも、ノズル内部空間２８１に通じている。図５に示すように、ガス流出口２３２は、第１方向Ｘ１視において、ガス流入口２３１と重ならない位置に位置している。

【0057】

整流用気室２３７は、ガス流入口２３１およびガス流出口２３２に通じている。具体的には、整流用気室２３７は、ガス流入口２３１における複数のガス流入孔２３１Ａと、ガス流出口２３２における複数のガス流出孔２３２Ａと、に通じている。図８によく表れているように、本実施形態では、整流用気室２３７は、整流部材２３の周面２３５Ｃから凹む凹部として構成されている。当該凹部は、周面２３５Ｃの全周にわたって形成されている。図３に示すように、本実施形態では、整流用気室２３７にはノズル内側面２８２が臨んでいる。

【0058】

図３、図８に示すように、整流部材２３は、第１気室面２３７Ａおよび第２気室面２３７Ｂを有する。第１気室面２３７Ａおよび第２気室面２３７Ｂは整流用気室２３７の一部を規定している。第１気室面２３７Ａは第１方向Ｘ１側を向く。第１方向Ｘ１視において、第１気室面２３７Ａに重なる位置に、ガス流出口２３２（本実施形態では複数のガス流出孔２３２Ａ）が位置している。第２気室面２３７Ｂは第１気室面２３７Ａに対向する。第１方向Ｘ１視において、第２気室面２３７Ｂに重なる位置に、ガス流入口２３１（本実施形態では複数のガス流入孔２３１Ａ）が位置している。

【0059】

本実施形態とは異なり、整流用気室２３７が整流部材２３内部に形成されており、整流用気室２３７にノズル内側面２８２が臨んでいなくてもよい。

【0060】

本実施形態においては、ガス流通空間２９内のシールドガスＧ１が、ガス流入口２３１を通り、整流用気室２３７に至る。シールドガスＧ１は整流用気室２３７にて留まった後、ガス流出口２３２からノズル内部空間２８１に流出する。ノズル内部空間２８１のシールドガスＧ１は、ノズル開口２８４から被処理部材Ｗ１に向けて噴出する。本実施形態では、整流部材２３からノズル内部空間２８１に流出するシールドガスＧ１は、ガス流出口２３２から流出するシールドガスのみである。

【0061】

図８に示すように、整流部材２３は、第１部品２３８および第２部品２３９を含む。

【0062】

本実施形態では第１部品２３８および第２部品２３９は対称形状であるが、第１部品２３８と第２部品２３９とが対称形状でなくてもよい。

【0063】

第１部品２３８は、上述の第１面２３５Ａの半分と、上述の第２面２３５Ｂの半分と、上述の周面２３５Ｃの半分とを構成している。第１部品２３８には、２つの第１凹部２３８Ａが形成されている。各第１凹部２３８Ａは、断面形状が半円形状の第１内面２３８Ｂを有する。第１部品２３８には第１溝２３８Ｓが形成されている。具体的には、第１部品２３８の構成する周面２３５Ｃに、第１溝２３８Ｓが形成されている。

【0064】

第２部品２３９は、上述の第１面２３５Ａの残り半分と、上述の第２面２３５Ｂの残り半分と、上述の周面２３５Ｃの残り半分とを構成している。第２部品２３９には、２つの第２凹部２３９Ａが形成されている。各第２凹部２３９Ａは、断面形状が半円形状の第２内面２３９Ｂを有する。第２部品２３９には第２溝２３９Ｓが形成されている。具体的には、第２部品２３９の構成する周面２３５Ｃに、第２溝２３９Ｓが形成されている。

【0065】

図４〜図７に示すように、２つの第１凹部２３８Ａの一方と２つの第２凹部２３９Ａの一方とは、第１トーチ２１を包囲している。また、２つの第１凹部２３８Ａの他方と２つの第２凹部２３９Ａの他方とは、第２トーチ２２を包囲している。

【0066】

本実施形態では、整流部材２３は、別部品たる第１部品２３８および第２部品２３９からなるが、本実施形態とは異なり、整流部材２３は１つの部品であってもよい。

【0067】

図３に示す把持部材２５は、第１部品２３８および第２部品２３９を挟み込み、第１部品２３８および第２部品２３９を把持する。把持部材２５は、いわゆる金属製のクリップである。図示は省略するが、把持部材２５は、たとえばＵ字状を呈する。把持部材２５は、第１溝２３８Ｓおよび第２溝２３９Ｓに嵌まりこんでいる。

【0068】

図１に示す第１電源３１は、第１電極１９１および被処理部材Ｗ１の間に電圧を印加し、第１電極１９１および被処理部材Ｗ１の間に電流を流す。第２電源３２は、第２電極１９２および被処理部材Ｗ１の間に電圧を印加し、第２電極１９２および被処理部材Ｗ１の間に電流を流す。

【0069】

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

【0070】

本実施形態においては、トーチ１２が整流部材２３を備える。整流部材２３には、シールドガスＧ１が流入するガス流入口２３１と、ガス流入口２３１から流入したシールドガスＧ１を流出させるガス流出口２３２と、が形成されている。ガス流出口２３２から流出したシールドガスＧ１は、ノズル内側面２８２に沿ってノズル開口２８４に向かう。このような構成によると、ガス流出口２３２から流出したシールドガスＧ１をより層流化することが可能となる。これにより、第１アークａ１および第２アークａ２のシールド性を向上させることが可能となる。その結果、被処理部材Ｗ１に対してより適切なアーク処理（本実施形態ではアーク溶接）を行うことが可能となる。たとえば、シールドガスＧ１が層流である空間で第１アークａ１および第２アークａ２を発生しておけば外気の混入が少なく、外気（主として空気中の窒素）の混入によるブローホールの発生を防ぐことができる。

【0071】

また、ガス流出口２３２から流出したシールドガスＧ１は、第１アークａ１および第２アークａ２のいずれをもシールドする。そのため、第１アークａ１および第２アークａ２を別個にシールドガスによってシールドする必要がない。よって、シールドガスの独立したガス経路数を削減することができ、トーチ１２への配管作業が容易になる。ガス経路数の削減は、トーチ１２の部品点数の削減にも寄与する。

【0072】

ノズル内側面２８２に沿わせてシールドガスＧ１を流すことにより、輻射熱によって熱せられたノズル２８の排熱を促すことができ、ノズル２８の先端２８６の熱影響を抑制することができる。

【0073】

本実施形態においては、整流部材２３には整流用気室２３７が形成されている。整流用気室２３７は、ガス流入口２３１およびガス流出口２３２に通じている。整流部材２３は、第１方向Ｘ１側を向く第１気室面２３７Ａと、第１気室面２３７Ａに対向する第２気室面２３７Ｂと、を有する。整流用気室２３７の一部は、第１気室面２３７Ａと第２気室面２３７Ｂとによって規定されている。ガス流入口２３１は、第１方向Ｘ１視において、第２気室面２３７Ｂに重なる位置に位置している。このような構成によると、ガス流入口２３１に流入したシールドガスＧ１は、第２気室面２３７Ｂに当たり、整流用気室２３７にて一旦留まる。これにより、シールドガスＧ１をノズル内側面２８２に沿ってより均一に流すことが可能となる。

【0074】

本実施形態においては、ガス流出口２３２は、第１方向Ｘ１周りの周方向において離間配置された複数のガス流出孔２３２Ａを有する。複数のガス流出孔２３２Ａは各々、整流部材２３における周端部に形成されている。複数のガス流出孔２３２Ａはいずれも、整流用気室２３７に通じている。このような構成によると、ガス流入口２３１に流入したシールドガスＧ１を、整流用気室２３７を経由させて、様々なガス流出孔２３２Ａから流出させることが可能となる。これにより、シールドガスＧ１をノズル内側面２８２に沿って更に均一に流すことが可能となる。

【0075】

本実施形態においては、ノズル内側面２８２は、整流用気室２３７に臨んでいる。このような構成によると、ノズル２８の熱を、整流用気室２３７内のシールドガスＧ１に伝えることができる。これにより、ノズル２８の排熱効果を向上させることができる。その結果、ノズル２８が熱により悪影響を受けることを防止できる。

【0076】

本実施形態においては、整流部材２３は、第１方向Ｘ１側を向き且つ耐熱性材料よりなる面（第１面２３５Ａ）を有する。このような構成によると、被処理部材Ｗ１へのアーク処理時、高温のスパッタが整流部材２３に飛んできたとしても、整流部材２３自体の損傷を防止できる。また、被処理部材Ｗ１から飛んでくる高温のスパッタは整流部材２３に付着するため、保持部材２６に付着することを防止できる。これにより、保持部材２６の熱による損傷を防止できる。

【0077】

本実施形態においては、第１導電部位２１５および第２導電部位２２５は、絶縁部位（本実施形態では整流部材２３）によって、互いに絶縁されている。このような構成によると、第１トーチ２１における第１導電部位２１５と、第２トーチ２２における第２導電部位２２５と、が導通することを防止できる。

【0078】

本実施形態においては、整流部材２３は、第１部品２３８および第２部品２３９を含む。第１部品２３８には、断面形状が半円形状の第１内面２３８Ｂを有する２つの第１凹部２３８Ａが形成されている。第２部品２３９には、断面形状が半円形状の第２内面２３９Ｂを有する２つの第２凹部２３９Ａが形成されている。２つの第１凹部２３８Ａの一方と２つの第２凹部２３９Ａの一方とは、第１トーチ２１を包囲している。２つの第１凹部２３８Ａの他方と２つの第２凹部２３９Ａの他方とは、第２トーチ２２を包囲している。このような構成によると、第１部品２３８と第２部品２３９とによって第１トーチ２１および第２トーチ２２を挟み込むことにより、第１トーチ２１および第２トーチ２２の周囲に整流部材２３を取り付けることができる。このことは、整流部材２３の取り付けの容易化に適する。

【0079】

本実施形態においては、トーチ１２は、第１部品２３８および第２部品２３９を挟み込み、第１部品２３８および第２部品２３９を把持する把持部材２５を備える。このような構成によると、第１部品２３８および第２部品２３９が第１トーチ２１および第２トーチ２２の周囲に固定された状態を維持できる。これにより、第１トーチ２１および第２トーチ２２から、第１部品２３８や第２部品２３９が落下する不具合を防止できる。特に、セラミックよりなる部材は落下すると割れやすいため、本実施形態の当該構成は、整流部材２３がセラミックよりなる場合に特に好適である。

【0080】

＜第２実施形態＞
図９を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。

【0081】

なお、以下の説明では、上記と同一または類似の構成については上記と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

【0082】

図９は、本発明の第２実施形態にかかるアーク処理システムにおけるトーチを示す断面図である。

【0083】

本実施形態では、上述の実施形態と比較して、整流部材２３の構成が一部異なっている。本実施形態では、整流部材２３は、絶縁部位２３３および導電部位２３４を含む。絶縁部位２３３は、第１トーチ２１および第２トーチ２２の周囲に位置している。絶縁部位２３３は、たとえばセラミック等の絶縁材料よりなり、第１導電部位２１５および第２導電部位２２５を、互いに絶縁している。本実施形態では、絶縁部位２３３は筒状を呈している。導電部位２３４は、整流部材２３のうち、絶縁部位２３３以外の部位である。

【0084】

このような構成によっても、第１実施形態で述べた作用効果と同様の作用効果を奏する。

【0085】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【0086】

上述の説明においては、アーク処理としてアーク溶接を行う例を示したが、本発明はこれに限定されない。アーク処理は、たとえば、溶射や溶断であってもよい。

【0087】

上述の説明においては、第１電極１９１が消耗電極であり、第２電極１９２が非消耗電極である例を示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第１電極１９１および第２電極１９２のいずれもが消耗電極であってもよいし、第１電極１９１および第２電極１９２のいずれもが非消耗電極であってもよい。

【0088】

上述の説明においては、第１トーチ２１が、整流部材２３に接する第１導電部位２１５を含み、第２トーチ２２が、整流部材２３に接する第２導電部位２２５を含む例を示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、整流部材２３に接するトーチボディユニット２２Ａが、セラミック等の絶縁性の材料から構成されていてもよい。この場合には、整流部材２３の全体を、導電性の材料により形成できる。

【符号の説明】

【0089】

１ ロボット
１１ マニピュレータ
１２ トーチ
１９１ 第１電極
１９２ 第２電極
２１ 第１トーチ
２１１ 第１挿通孔
２１３ 第１開口
２１５ 第１導電部位
２１Ａ トーチボディ
２１Ｂ チップボディ
２１Ｃ ガス流通穴
２１Ｄ チップ
２２ 第２トーチ
２２１ 第２挿通孔
２２３ 第２開口
２２５ 第２導電部位
２２Ａ トーチボディユニット
２２Ｂ 保持部
２２Ｃ プラズマチップ
２３ 整流部材
２３１ ガス流入口
２３１Ａ ガス流入孔
２３２ ガス流出口
２３２Ａ ガス流出孔
２３３ 絶縁部位
２３４ 導電部位
２３５Ａ 第１面
２３５Ｂ 第２面
２３５Ｃ 周面
２３７ 整流用気室
２３７Ａ 第１気室面
２３７Ｂ 第２気室面
２３８ 第１部品
２３８Ａ 第１凹部
２３８Ｂ 第１内面
２３８Ｓ 第１溝
２３９ 第２部品
２３９Ａ 第２凹部
２３９Ｂ 第２内面
２３９Ｓ 第２溝
２５ 把持部材
２６ 保持部材
２８ ノズル
２８１ ノズル内部空間
２８２ ノズル内側面
２８４ ノズル開口
２８６ 先端
２９ ガス流通空間
３１ 第１電源
３２ 第２電源
Ａ１ アーク処理システム
ａ１ 第１アーク
ａ２ 第２アーク
Ｇ１ シールドガス
Ｇ２ プラズマガス
Ｗ１ 被処理部材
Ｘ１ 第１方向
Ｘ２ 第２方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】