特開 2024-142596 溶接トーチボディ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142596

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】溶接トーチボディ

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/29 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

B23K9/29 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054803

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武井 優子

【テーマコード（参考）】

4E001

【Ｆターム（参考）】

4E001LB06

4E001LD02

4E001LH02

4E001LH06

4E001MA02

4E001NA01

(57)【要約】

【課題】ガス供給ノズルの全長が長くなることを抑制する水冷構造を備えた、溶接トーチボディを提供する。
【解決手段】この溶接トーチボディ１は、パイプ１５ｃの先端部には、第１冷媒通路Ｗ１に連通する第１開口１５ｃｈ１および第２冷媒通路Ｗ２に連通する第２開口１５ｃｈ２が設けられ、インシュレータ１５ｋには、フロントボディ１５ｎの内面とともに環状冷媒通路Ｒ１を形成する凹部壁１５ｋ２が設けられ、凹部壁１５ｋ２には、第１開口１５ｃｈ１および第２開口１５ｃｈ２に連通する複数の連通穴１５ｋｈ１が設けられている。さらに、インシュレータ１５ｋを覆うようにして配置され、先端側において、インシュレータ１５ｋを後端側に押さえ込むように保持し、後端側は、外側ジャケット１５ａに固定されるフロントボディ１５ｎを有する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスシールドアーク溶接に用いられる溶接トーチボディであって、
軸方向に延びるトーチボディ組体と、
前記トーチボディ組体の先端に装着されるガス供給ノズルと、
を備え、
前記トーチボディ組体は、
円筒状の外側ジャケットと、
前記外側ジャケット内に配置されるパイプと、
前記パイプ内に配置されるトーチボディと、
前記トーチボディ内に配置されるインナーライナと、
前記パイプと前記トーチボディとの間に設けられ、前記ガス供給ノズル側に向かって冷媒を通過させる第１冷媒通路および前記ガス供給ノズル側から後端側に戻る冷媒を通過させる第２冷媒通路と、
を含み、
前記ガス供給ノズルの内部には、
軸方向に沿って、先端側から、コンタクトチップと、チップボディと、がこの順に連結配置され、
前記コンタクトチップと前記トーチボディとの連結部を取り囲むように配置されるオリフィスと、
前記オリフィスの後端側において、前記トーチボディを取り囲むように配置されるインシュレータと、
前記インシュレータを覆うようにして配置され、先端側において、前記インシュレータを後端側に押さえ込むように保持し、後端側は、前記外側ジャケットに固定されるフロントボディと、
が配置され、
前記ガス供給ノズルの後端側は、前記フロントボディの前端側に固定され、
前記パイプの先端部には、前記第１冷媒通路に連通する第１開口および前記第２冷媒通路に連通する第２開口が設けられ、
前記インシュレータには、前記フロントボディの内面とともに環状冷媒通路を形成する凹部壁が設けられ、前記凹部壁には、前記第１開口および前記第２開口に連通する複数の連通穴が設けられている、
溶接トーチボディ。

【請求項2】

前記フロントボディの前端側には、前記インシュレータを後端側に押さえ込むための環状の押え片が設けられ、
前記フロントボディの後端側の内周面には雌ネジが設けられ、前記外側ジャケットの先端側の外周面には、前記雌ネジが螺合する雄ネジが設けられ、前記フロントボディを前記外側ジャケットに対して締め付けることにより、前記フロントボディの前記押え片により、前記インシュレータを後端側に押さえ込む、
請求項１に記載の溶接トーチボディ。

【請求項3】

前記オリフィスの後端側には、環状のフランジ部が設けられ、
前記インシュレータの先端側には、内周面が前記トーチボディの外周面に接するとともに、外周面が環状の前記押え片の内周面に接するとともに、環状の前記フランジ部の内周面に接する環状の立壁部が設けられている、
請求項１または請求項２に記載の溶接トーチボディ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、消耗電極アーク溶接トーチに使用される溶接トーチボディの構成に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、溶接トーチボディにおいては、先端部において電極が高温化することから冷却構造が採用されている。たとえば、実開昭６１－１８２６７８号公報（特許文献１）に開示される冷却構造が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭６１－１８２６７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ワークへのアプローチ性および操作性の向上を図るためには、溶接トーチボディの全長は短い方が好ましく、ガス供給ノズルの全長も短い方が好ましい。他方、ガス供給ノズルは、先端部において電極が高温化することから、冷却構造をガス供給ノズルに搭載しようとした場合には、全長が長くなる傾向にある。

【0005】

この開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、ガス供給ノズルの全長が長くなることを抑制する水冷構造を備えた、溶接トーチボディを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

［１］本開示の溶接トーチボディにおいては、ガスシールドアーク溶接に用いられる溶接トーチボディであって、軸方向に延びるトーチボディ組体と、上記トーチボディ組体の先端に装着されるガス供給ノズルと、を備え、上記トーチボディ組体は、円筒状の外側ジャケットと、上記外側ジャケット内に配置されるパイプと、上記パイプ内に配置されるトーチボディと、上記トーチボディ内に配置されるインナーライナと、上記パイプと上記トーチボディとの間に設けられ、上記ガス供給ノズル側に向かって冷媒を通過させる第１冷媒通路および上記ガス供給ノズル側から後端側に戻る冷媒を通過させる第２冷媒通路と、を含み、上記ガス供給ノズルの内部には、軸方向に沿って、先端側から、コンタクトチップと、チップボディと、がこの順に連結配置され、上記コンタクトチップと上記トーチボディとの連結部を取り囲むように配置されるオリフィスと、上記オリフィスの後端側において、上記トーチボディを取り囲むように配置されるインシュレータと、上記インシュレータを覆うようにして配置され、先端側において、上記インシュレータを後端側に押さえ込むように保持し、後端側は、上記外側ジャケットに固定されるフロントボディと、が配置され、上記ガス供給ノズルの後端側は、上記フロントボディの前端側に固定され、上記パイプの先端部には、上記第１冷媒通路に連通する第１開口および上記第２冷媒通路に連通する第２開口が設けられ、上記インシュレータには、上記フロントボディの内面とともに環状冷媒通路を形成する凹部壁が設けられ、上記凹部壁には、上記第１開口および上記第２開口に連通する複数の連通穴が設けられている。

【0007】

［２］：［１］に記載の溶接トーチボディにおいて、上記フロントボディの前端側には、上記インシュレータを後端側に押さえ込むための環状の押え片が設けられ、上記フロントボディの後端側の内周面には雌ネジが設けられ、上記外側ジャケットの先端側の外周面には、上記雌ネジが螺合する雄ネジが設けられ、上記フロントボディを上記外側ジャケットに対して締め付けることにより、上記フロントボディの上記押え片により、上記インシュレータを後端側に押さえ込む。

【0008】

［３］：［１］または［２］に記載の溶接トーチボディにおいて、上記オリフィスの後端側には、環状のフランジ部が設けられ、上記インシュレータの先端側には、内周面が上記トーチボディの外周面に接するとともに、外周面が環状の上記押え片の内周面に接するとともに、環状の上記フランジ部の内周面に接する環状の立壁部が設けられている。

【発明の効果】

【0009】

本開示の溶接トーチボディによれば、ガス供給ノズルの全長が長くなることを抑制する水冷構造を備えた、溶接トーチボディの提供を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態の溶接トーチボディの全体構成を示す第１斜視図である。

【図2】実施の形態の溶接トーチボディの分解構造を示す第２斜視図である。

【図3】実施の形態のトーチボディ組体の内部構造を示す斜視図である。

【図4】実施の形態のガス供給ノズルの内部構造を示す第１分解斜視図である。

【図5】実施の形態のガス供給ノズルの内部構造を示す第２分解斜視図である。

【図6】実施の形態の溶接トーチボディの内部構造を示す縦断面図である。

【図7】図６中のＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面図である。

【図8】実施の形態のガス供給ノズルの内部構造を示す第１縦断面図である。

【図9】実施の形態のガス供給ノズルの内部構造を示す第２縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本実施の形態の溶接トーチボディについて、以下、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

【0012】

以下の説明で、先端側とは、トーチボディ組体１５から見てガス供給ノズル１１が設けられる側を意味し、後端側とは、トーチボディ組体１５から見てノズル２４が設けられる側を意味する。

【0013】

（溶接トーチボディ１の外観）
図１および図２を参照して、本実施の形態の溶接トーチボディ１の概略構造について説明する。図１および図２は、溶接トーチボディ１の全体構成を示す第１および第２斜視図である。

【0014】

図１および図２に示すように、この溶接トーチボディ１は、軸ａ１方向に延びるトーチボディ組体１５と、トーチボディ組体１５の先端に装着されるガス供給ノズル１１とを備えている。軸ａ１は、トーチボディ組体１５の先端側において、若干湾曲しながら軸方向が変更されて先端側に向けて延びている。

【0015】

図２に示すように、トーチボディ組体１５の先端部分には、ガス供給ノズル１１が装着されている。トーチボディ組体１５の後端部分には、ガス供給ノズル１１を冷却するための冷媒を循環させるための冷媒ノズル２１および冷媒ノズル２２が設けられている。本実施の形態では、冷媒には冷却水を用いている。冷媒ノズル２１は、ガス供給ノズル１１側に冷却水を送水するためのノズルであり、冷媒ノズル２２は、ガス供給ノズル１１側から戻る冷却水を排出するためのノズルである。また、冷媒ノズル２１および冷媒ノズル２２は、アーク溶接トーチのハンドル（図示省略）に溶接トーチボディ１を固定する際の位置決めとしても用いられる。

【0016】

トーチボディ組体１５の後端部分には、インナーライナ１５ｅ（後述）のノズル２４が露出している。インナーライナ１５ｅは、ワイヤをガス供給ノズル１１の先端部分にまでガイドして送給し、また、外部に設けられたショックセンサーへのガス漏れを軽減する。

【0017】

トーチボディ組体１５の後端部分の冷媒ノズル２１および冷媒ノズル２２の間には、プラグノズル２３が設けられている。プラグノズル２３は、ガス供給ノズル１１への溶接ガスの供給に用いられ、また、アーク溶接トーチのハンドル（図示省略）に溶接トーチボディ１を固定する際の位置決めとしても用いられる。

【0018】

（溶接トーチボディ１の内部構造）
次に、図３から図５を参照して、溶接トーチボディ１の内部構造について説明する。図３は、トーチボディ組体１５の内部構造を示す斜視図、図４および図５は、ガス供給ノズル１１の内部構造を示す第１および第２分解斜視図である。

【0019】

図３を参照して、トーチボディ組体１５は、円筒状の外側ジャケット１５ａと、外側ジャケット１５ａの内側に配置されるチューブ１５ｂと、チューブ１５ｂの内側に配置されるパイプ１５ｃと、パイプ１５ｃの内側に配置されるトーチボディ１５ｄと、トーチボディ１５ｄの内側に配置されるインナーライナ１５ｅとを備える。

【0020】

外側ジャケット１５ａは、外部との接触保護、帯電部の保護、および、トーチボディ組体１５の強度を確保する機能を有する。チューブ１５ｂは、絶縁物質で構成され、溶接電流をパイプ１５ｃから絶縁する。パイプ１５ｃは、その内面とトーチボディ１５ｄとの外面とにより、冷媒を通過させるための冷媒通路を構成する。トーチボディ１５ｄには、両側に平坦面１５ｄ１が設けられており、パイプ１５ｃの内面と平坦面１５ｄ１との間で冷媒通路を構成される。詳細については後述する。

【0021】

トーチボディ１５ｄは、溶接電流のチップボディ１４（図４参照）への供給、溶接ガスのチップボディ１４への供給、冷媒のインシュレータ１５ｋ（図５参照）への供給、インナーライナ１５ｅのガイドの機能を有する。

【0022】

図４を参照して、外側ジャケット１５ａの先端部分には、フロントボディ１５ｎが連結され、このフロントボディ１５ｎには、ガス供給ノズル１１が装着される。ガス供給ノズル１１の内部には、軸ａ１方向に沿って、先端側から、コンタクトチップ１２と、チップボディ１４と、ガイドチップ１５ｑとがこの順に連結配置されている。さらに、オリフィス１３が、コンタクトチップ１２とトーチボディ１５ｄとの連結部を取り囲むように配置されている。

【0023】

図５を参照して、フロントボディ１５ｎの内部においては、先端側から、Ｏリング１５ｍ、インシュレータ１５ｋ、Ｏリング１５ｊ、Ｏリング１５ｇ、および、樹脂ワッシャ１５ｆが配置されている。インシュレータ１５ｋは、オリフィス１３の後端側において、チップボディ１４およびトーチボディ１５ｄを取り囲むように配置されている。

【0024】

（冷媒通路）
図６および図７を参照して、冷媒通路について説明する。図６は、溶接トーチボディ１の内部構造を示す縦断面図、図７は、図６中のＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面図である。図中の矢印Ｙ１、矢印Ｙ２は、冷却水の流れる方向を示す。

【0025】

上記したように、トーチボディ１５ｄには、両側に平坦面１５ｄ１が設けられており、パイプ１５ｃの内面と平坦面１５ｄ１との間で冷媒通路が構成される。図７において、図示左側の第１冷媒通路Ｗ１は、冷媒ノズル２１に連結されており、ガス供給ノズル１１側に冷却水を送水する。図示右側の第２冷媒通路Ｗ２は、冷媒ノズル２２に連結されており、ガス供給ノズル１１側から戻る冷却水を送水する。

【0026】

（ガス供給ノズル１１内の詳細構造）
図８および図９を参照して、ガス供給ノズル１１内の詳細構造について説明する。図８および図９は、ガス供給ノズル１１の内部構造を示す第１および第２縦断面図である。図９の断面図は、図８の断面位置から軸ａ１周りに４５度回転させた位置での縦断面図である。図中の矢印Ｙ１、矢印Ｙ２は、冷却水の流れる方向を示す。

【0027】

ガス供給ノズル１１の後端側は、フロントボディ１５ｎの前端側に固定され、パイプ１５ｃの先端部には、第１冷媒通路Ｗ１に連通する第１開口１５ｃｈ１および第２冷媒通路Ｗ２に連通する第２開口１５ｃｈ２が設けられている（図５、図８参照）。

【0028】

インシュレータ１５ｋには、フロントボディ１５ｎの内面とともに環状冷媒通路Ｒ１を形成する凹部壁１５ｋ２が設けられている。凹部壁１５ｋ２には、第１開口１５ｃｈ１および第２開口１５ｃｈ２に連通する複数の連通穴１５ｋｈ１が設けられている（図５、図８参照）。

【0029】

図９によく現れるように、第１冷媒通路Ｗ１から送られた冷却水は、パイプ１５ｃの先端部に設けられた第１開口１５ｃｈ１から連通穴１５ｋｈ１を介して環状冷媒通路Ｒ１に流れ込む。環状冷媒通路Ｒ１は、インシュレータ１５ｋを取り囲むように設けられていることから、反対側に達した冷却水は、連通穴１５ｋｈ１から第２開口１５ｃｈ２を介して第２冷媒通路Ｗ２に流出する。このようにして、冷媒通路の循環路が構成され、ガス供給ノズル１１側に、順次、冷却効果の高い冷却水の供給を可能とする。

【0030】

次に、フロントボディ１５ｎの前端側には、インシュレータ１５ｋを後端側に押さえ込むための環状の押え片１５ｎ１が設けられている。フロントボディ１５ｎの後端側の内周面には雌ネジが設けられ、外側ジャケット１５ａの先端側の外周面には、雌ネジが螺合する雄ネジが設けられている。具体的には、外側ジャケット１５ａの先端側の外周面には、スクリューリング１５ａ１が溶接により固定され、このスクリューリング１５ａ１の外面に、雄ネジが設けられている。

【0031】

フロントボディ１５ｎを外側ジャケット１５ａに対して締め付けることにより、フロントボディ１５ｎの押え片１５ｎ１により、インシュレータ１５ｋを後端側に押さえ込む。これにより、外側ジャケット１５ａによる冷却水のシール性能をより高めることができる。さらに、フロントボディ１５ｎの外側ジャケット１５ａへの固定と、インシュレータ１５ｋの固定を同時に行なうことを可能とする。

【0032】

次に、オリフィス１３の後端側には、環状のフランジ部１３ａが設けられ（図３参照）、インシュレータ１５ｋの先端側には、内周面がトーチボディ１５ｄの外周面に接するとともに、外周面が環状の押え片１５ｎ１の内周面に接するとともに、環状のフランジ部１３ａの内周面に接する環状の立壁部１５ｋ１が設けられている（図５参照）。

【0033】

インシュレータ１５ｋの立壁部１５ｋ１がオリフィス１３のフランジ部１３ａの内周面に内接して位置することで、オリフィス１３とインシュレータ１５ｋとの芯出を容易に実現させることが可能となる。また、オリフィス１３側に延びるような立壁部１５ｋ１を設け、立壁部１５ｋ１の内面とトーチボディ１５ｄの外面との接触長さが長くなることで、沿面距離を長くすることができ、絶縁性能を向上させることが可能となる。

【0034】

このように本開示における溶接トーチボディによれば、ガス供給ノズル１１の内部に様々な機能を兼ね備えた部品を配置することで、ガス供給ノズル１１に要求される機能を低下させることなく、ガス供給ノズル１１の全長が長くなることを抑制する水冷構造を備えた、溶接トーチボディ１の提供を可能とすることができる。

【0035】

以上、実施の形態において溶接トーチボディについて説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0036】

１ 溶接トーチボディ、１１ ガス供給ノズル、１２ コンタクトチップ、１３ オリフィス、１３ａ フランジ部、１４ チップボディ、１５ トーチボディ組体、１５ａ１ スクリューリング、１５ａ 外側ジャケット、１５ｂ チューブ、１５ｃ パイプ、１５ｃｈ１ 第１開口、１５ｃｈ２ 第２開口、１５ｄ トーチボディ、１５ｄ１ 平坦面、１５ｅ インナーライナ、１５ｆ 樹脂ワッシャ、１５ｇ，１５ｊ，１５ｍ Ｏリング、１５ｋ インシュレータ、１５ｋ２ 凹部壁、１５ｋ１ 立壁部、１５ｋｈ１ 連通穴、１５ｎ１ 押え片、１５ｎ フロントボディ、１５ｑ ガイドチップ、２１，２２ 冷媒ノズル、２３ プラグノズル、２４ ノズル、Ｒ１ 環状冷媒通路、Ｗ１ 第１冷媒通路、Ｗ２ 第２冷媒通路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】