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(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】P2024065576
(43)【公開日】2024-05-15
(54)【発明の名称】溶接トーチ
(51)【国際特許分類】
B23K 9/29 20060101AFI20240508BHJP
【ＦＩ】
B23K9/29 L
B23K9/29 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022174509
(22)【出願日】2022-10-31
(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】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(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】高田 主税
【テーマコード（参考）】
4E001
【Ｆターム（参考）】
4E001LB02
4E001LD05
4E001LH04
4E001LH08
4E001MA02
4E001NA01
4E001NA05
(57)【要約】
【課題】小型化および構造の簡素化を図るのに適した溶接トーチを提供する。
【解決手段】溶接トーチＡ１は、軸線方向ｚに延びる電極２５と、電極２５の外側に配置された第１部材２６と、電極２５の外側に配置されたノズル３０と、第１部材２６とノズル３０に跨って外嵌され、第１部材２６とノズル３０の双方に係止する係止部材３３と、電極２５の外側且つノズル３０の内側に配置された芯出し部材３４と、を備え、芯出し部材３４は電極２５に対して同心円状に外嵌され、ノズル３０は芯出し部材３４に対して同心円状に外嵌される。芯出し部材３４は、ｚ２側の端部が第１部材２６のｚ１側の端部に当接することでｚ２側への移動が阻止され、芯出し部材膨出部３４２とノズル主部３０１とが当接することでｚ１側への移動が阻止される。ノズル３０は、ノズル膨出部３０２と中間段部３３３とが当接することでｚ１側への移動が阻止される。
【選択図】図８
【解決手段】溶接トーチＡ１は、軸線方向ｚに延びる電極２５と、電極２５の外側に配置された第１部材２６と、電極２５の外側に配置されたノズル３０と、第１部材２６とノズル３０に跨って外嵌され、第１部材２６とノズル３０の双方に係止する係止部材３３と、電極２５の外側且つノズル３０の内側に配置された芯出し部材３４と、を備え、芯出し部材３４は電極２５に対して同心円状に外嵌され、ノズル３０は芯出し部材３４に対して同心円状に外嵌される。芯出し部材３４は、ｚ２側の端部が第１部材２６のｚ１側の端部に当接することでｚ２側への移動が阻止され、芯出し部材膨出部３４２とノズル主部３０１とが当接することでｚ１側への移動が阻止される。ノズル３０は、ノズル膨出部３０２と中間段部３３３とが当接することでｚ１側への移動が阻止される。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線方向に延びる非消耗電極と、
前記非消耗電極の径方向外側に配置された筒状の第１部材と、
前記非消耗電極の径方向外側で、且つ前記第１部材に対して前記軸線方向の一方側に配置された筒状の第１ノズルと、
前記第１部材における前記軸線方向の一方側の第１部、および前記第１ノズルにおける前記軸線方向の他方側の第２部に跨って外嵌され、前記第１部材および前記第１ノズルの双方に係止する筒状の係止部材と、
前記非消耗電極の径方向外側で、且つ前記第２部の径方向内側に配置された筒状の電極芯出し部材と、を備え、
前記電極芯出し部材は、前記非消耗電極に対して同心円状に外嵌されており、
前記電極芯出し部材は、円筒状の芯出し部材主部と、前記芯出し部材主部から径方向外方に膨出する芯出し部材膨出部と、を含み、
前記第２部は、前記芯出し部材主部において前記芯出し部材膨出部よりも前記軸線方向の一方側に位置する部位に対して同心円状に外嵌されており、
前記第２部は、円筒状のノズル主部と、前記ノズル主部の前記軸線方向の他方側から径方向外方に膨出するノズル膨出部と、を含み、
前記係止部材は、前記ノズル膨出部に外嵌される大径筒状部と、前記大径筒状部よりも内径寸法が小さく、前記ノズル主部に外嵌される小径筒状部と、前記大径筒状部および前記小径筒状部の双方につながる中間段部と、を含み、
前記電極芯出し部材は、前記軸線方向の他方側の端部が前記第１部に当接することで前記軸線方向の他方側への移動が阻止されており、
前記電極芯出し部材は、前記芯出し部材膨出部と前記第２部とが当接することで前記軸線方向の一方側への移動が阻止されており、
前記第１ノズルは、前記ノズル膨出部と前記中間段部とが当接することで前記軸線方向の一方側への移動が阻止されている、溶接トーチ。
前記非消耗電極の径方向外側に配置された筒状の第１部材と、
前記非消耗電極の径方向外側で、且つ前記第１部材に対して前記軸線方向の一方側に配置された筒状の第１ノズルと、
前記第１部材における前記軸線方向の一方側の第１部、および前記第１ノズルにおける前記軸線方向の他方側の第２部に跨って外嵌され、前記第１部材および前記第１ノズルの双方に係止する筒状の係止部材と、
前記非消耗電極の径方向外側で、且つ前記第２部の径方向内側に配置された筒状の電極芯出し部材と、を備え、
前記電極芯出し部材は、前記非消耗電極に対して同心円状に外嵌されており、
前記電極芯出し部材は、円筒状の芯出し部材主部と、前記芯出し部材主部から径方向外方に膨出する芯出し部材膨出部と、を含み、
前記第２部は、前記芯出し部材主部において前記芯出し部材膨出部よりも前記軸線方向の一方側に位置する部位に対して同心円状に外嵌されており、
前記第２部は、円筒状のノズル主部と、前記ノズル主部の前記軸線方向の他方側から径方向外方に膨出するノズル膨出部と、を含み、
前記係止部材は、前記ノズル膨出部に外嵌される大径筒状部と、前記大径筒状部よりも内径寸法が小さく、前記ノズル主部に外嵌される小径筒状部と、前記大径筒状部および前記小径筒状部の双方につながる中間段部と、を含み、
前記電極芯出し部材は、前記軸線方向の他方側の端部が前記第１部に当接することで前記軸線方向の他方側への移動が阻止されており、
前記電極芯出し部材は、前記芯出し部材膨出部と前記第２部とが当接することで前記軸線方向の一方側への移動が阻止されており、
前記第１ノズルは、前記ノズル膨出部と前記中間段部とが当接することで前記軸線方向の一方側への移動が阻止されている、溶接トーチ。
【請求項2】
前記芯出し部材膨出部は、前記軸線方向の一方側に位置する第１当接面を有し、
前記第２部は、前記第１当接面に当接する第２当接面を有し、
前記第１当接面および前記第２当接面の各々は、前記軸線方向の一方側に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜している、請求項１に記載の溶接トーチ。
前記第２部は、前記第１当接面に当接する第２当接面を有し、
前記第１当接面および前記第２当接面の各々は、前記軸線方向の一方側に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜している、請求項１に記載の溶接トーチ。
【請求項3】
前記係止部材の前記大径筒状部と前記第１部材の前記第１部とは、ねじ接続されている、請求項１または２に記載の溶接トーチ。
【請求項4】
前記第１ノズルは、絶縁性材料により構成される、請求項３に記載の溶接トーチ。
【請求項5】
前記第１ノズルおよび前記係止部材の径方向外側に配置された筒状の第２ノズルをさらに備える、請求項４に記載の溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接トーチに関する。
【背景技術】
【0002】
非消耗電極を備えた溶接トーチを用いて行う溶接（ＴＩＧ溶接法やプラズマ溶接法）では、通常、タングステンで形成された電極（非消耗電極）と被溶接物との間にアークを発生させ、そのアークの熱で被溶接物を溶融する。ＴＩＧ溶接法では、ガスノズルと電極の間にシールドガスが流される。プラズマ溶接法では、シールドガスに加えて、電極の周囲に配置されたインサートチップの内部にプラズマガスを流すとことで、アーク（プラズマアーク）が拘束される。その結果、集中性の良い高温プラズマ流が発生され、その保有エネルギを利用して溶接を行う。
【0003】
亜鉛めっき鋼板などの比較的融点が低い金属（低溶融金属）を溶接する場合、溶接熱によって亜鉛蒸気やヒュームが生じる。ヒューム等の金属が電極に付着すると、溶接時に発生するアークが不安定となる。ＴＩＧ溶接法においては、通常、電極の先端がノズル先端から突出しており、当該電極の先端がヒューム等の金属で覆われてしまうと、溶接開始時に着火不良が生ずるおそれがある。プラズマ溶接法においては、通常、電極を囲むインサートチップの先端よりも電極の先端が退避している。また、インサートチップの内部（電極の周囲）にプラズマガスが流される。このため、亜鉛めっき鋼板などの低溶融金属を溶接する場合、プラズマ溶接法では、ＴＩＧ溶接法と比べてヒューム等の金属は電極に付着しにくい。その一方、プラズマ溶接法では、上記ヒューム等の金属がインサートチップの先端に付着する場合があり、そうするとインサートチップ先端と合金化する。このインサートチップ先端の合金化によって、アーク不良や溶接不良を招くおそれがある。
【0004】
特許文献１においては、インサートチップの先端のプラズマガス噴出孔の周囲に、小径孔からなる複数のサイドプラズマガス噴出孔を設けた構成が開示されている。これら複数のサイドプラズマガス噴出孔を追加的に設けることで、溶接時において、インサートチップの先端へのヒューム等の付着の低減が図られている。しかしながら、特許文献１に記載された構造では、インサートチップの構造が複雑になるとともに、インサートチップ（溶接トーチ）の先端の大型化を招いてしまう。また、電極の周囲に隙間を設けて配置されたインサートチップの軸線が電極の軸芯からずれていると、インサートチップの先端から噴出するプラズマガスに偏流が生じ、溶接品質の低下を招くおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００９－１７２６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、構造の簡素化、および小型化を図るのに適した溶接トーチを提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【0008】
本発明によって提供される溶接トーチは、軸線方向に延びる非消耗電極と、前記非消耗電極の径方向外側に配置された筒状の第１部材と、前記非消耗電極の径方向外側で、且つ前記第１部材に対して前記軸線方向の一方側に配置された筒状の第１ノズルと、前記第１部材における前記軸線方向の一方側の第１部、および前記第１ノズルにおける前記軸線方向の他方側の第２部に跨って外嵌され、前記第１部材および前記第１ノズルの双方に係止する筒状の係止部材と、前記非消耗電極の径方向外側で、且つ前記第２部の径方向内側に配置された筒状の電極芯出し部材と、を備え、前記電極芯出し部材は、前記非消耗電極に対して同心円状に外嵌されており、前記電極芯出し部材は、円筒状の芯出し部材主部と、前記芯出し部材主部から径方向外方に膨出する芯出し部材膨出部と、を含み、前記第２部は、前記芯出し部材主部において前記芯出し部材膨出部よりも前記軸線方向の一方側に位置する部位に対して同心円状に外嵌されており、前記第２部は、円筒状のノズル主部と、前記ノズル主部の前記軸線方向の他方側から径方向外方に膨出するノズル膨出部と、を含み、前記係止部材は、前記ノズル膨出部に外嵌される大径筒状部と、前記大径筒状部よりも内径寸法が小さく、前記ノズル主部に外嵌される小径筒状部と、前記大径筒状部および前記小径筒状部の双方につながる中間段部と、を含み、前記電極芯出し部材は、前記軸線方向の他方側の端部が前記第１部に当接することで前記軸線方向の他方側への移動が阻止されており、前記電極芯出し部材は、前記芯出し部材膨出部と前記第２部とが当接することで前記軸線方向の一方側への移動が阻止されており、前記第１ノズルは、前記ノズル膨出部と前記中間段部とが当接することで前記軸線方向の一方側への移動が阻止されている。
【0009】
好ましい実施の形態においては、前記芯出し部材膨出部は、前記軸線方向の一方側に位置する第１当接面を有し、前記第２部は、前記第１当接面に当接する第２当接面を有し、前記第１当接面および前記第２当接面の各々は、前記軸線方向の一方側に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜している。
【0010】
好ましい実施の形態においては、前記第１部は、前記軸線方向の一方側に位置する第３当接面を有し、前記芯出し部材膨出部は、前記軸線方向の他方側に位置し、且つ前記第３当接面に当接する第４当接面を有し、前記第３当接面および前記第４当接面の各々は、前記軸線方向の一方側に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように傾斜している。
【0011】
好ましい実施の形態においては、前記ノズル膨出部は、前記軸線方向の一方側に位置する第５当接面を有し、前記中間段部は、前記第５当接面に当接する第６当接面を有し、前記第５当接面および前記第６当接面の各々は、前記軸線方向の一方側に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜している。
【0012】
好ましい実施の形態においては、前記係止部材の前記大径筒状部と前記第１部材の前記第１部とは、ねじ接続されている。
【0013】
好ましい実施の形態においては、前記第１ノズルは、絶縁性材料により構成される。
【0014】
好ましい実施の形態においては、前記第１ノズルおよび前記係止部材の径方向外側に配置された筒状の第２ノズルをさらに備える。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る溶接トーチにおいて、第１ノズルは、電極芯出し部材を介して非消耗電極に対して同心円状に配置されている。係止部材は、第１部材における軸線方向の一方側の第１部と、第１ノズルにおける軸線方向の他方側の第２部とに跨って外嵌されており、第１部材および第１ノズルの双方に係止する。このような構成によれば、係止部材と第１部材あるいは第１ノズルとの間には、径方向に多少の融通を持たせることができる。したがって、たとえば非消耗電極が製造誤差等に起因して多少曲がっていても、第１ノズルを非消耗電極に対して同心円状に配置することができる。第１ノズルが芯ずれを起こすと非消耗電極と第１ノズルとの間を流れるガスの偏流を招きやすいが、上述のように電極芯出し部材よび係止部材を具備する構造により、第１ノズルが非消耗電極に対して同心円状に配置されることが担保されている。このことは、溶接品質の向上に適する。
【0016】
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】
【0017】
【図1】本発明に係る溶接トーチの一例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。以下の説明における「第１」、「第２」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
【0019】
図１～図９は、本発明に係る溶接トーチの一例を示す。本実施形態の溶接トーチＡ１は、ハンドル１、トーチボディ２、絶縁リング２３，２４、非消耗電極２５、コレットボディ２６、コレット２７、コレット押え部材２８、キャップ２９、内側ノズル３０、外側ノズル３１、ノズルホルダ３２、係止部材３３、電極芯出し部材３４、第１ガス配管４１、第２ガス配管４２、第１冷却水配管４３および第２冷却水配管４４を備えている。本実施形態の溶接トーチＡ１は、作業者が手で把持して溶接作業を行うように構成されている。また、詳細は後述するが、溶接トーチＡ１においては、所定の溶接用ガスを流すための２つのガス流路（第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２）が形成されている。
【0020】
なお、溶接トーチＡ１の説明において、図１、図３における図中上下方向は、本発明の「軸線方向」の一例であり、「軸線方向ｚ」と呼ぶ。図３、図９において軸線方向ｚに対して直交する方向（図中左右方向）は、「第１方向ｘ」と呼ぶ。また、図１、図３において図中下側は本発明の「軸線方向の一方側」の一例であり、「軸線方向一方側ｚ１」と呼び、図中上側は本発明の「軸線方向の他方側」の一例であり、「軸線方向他方側ｚ２」と呼ぶ。
【0021】
ハンドル１は、作業者が手で把持するための部位である。図３に示すように、ハンドル１は、絶縁性材料からなる筒状部材である。
【0022】
トーチボディ２は、筒状であり、端部がハンドル１に保持されている。トーチボディ２は、ボディ本体２０、筒状部材２１および筒状部材２２を含む。ボディ本体２０は、溶接トーチＡ１の構成要素を適宜内部に収容している。ボディ本体２０は、絶縁性材料からなる。ボディ本体２０は、第１筒状部２０Ａおよび第２筒状部２０Ｂを有する。
【0023】
第１筒状部２０Ａは、軸線方向ｚに沿って延びている。第２筒状部２０Ｂは、第１筒状部２０Ａに対して分岐状につながっている。第２筒状部２０Ｂは、軸線方向ｚに対して交差する方向（図３においては図中右上方向）に延びている。図示した例では、第１筒状部２０Ａが延びる方向（軸線方向ｚ）と第２筒状部２０Ｂが延びる方向とのなす角度は、約６５°である。なお、第１筒状部２０Ａが延びる方向（軸線方向ｚ）と第２筒状部２０Ｂが延びる方向とのなす角度は特に限定されず、たとえば直角（９０°）であってもよい。第２筒状部２０Ｂの端部（図３の右上側の端部）は、ハンドル１の端部に保持されている。図示した例では、第２筒状部２０Ｂの端部とハンドル１の端部とが、互いにねじ接続により固定されている。
【0024】
筒状部材２１は、第１筒状部２０Ａの径方向内側に配置されている。筒状部材２１は、図示しない電源部からの電力供給を受ける部材であり、導電性材料よりなる。筒状部材２１を構成する導電性材料としては、たとえば銅が挙げられる。図９に示すように、筒状部材２１は、第１ガス流入口２１１、第２ガス流入口２１２、凹溝２１３、テーパー面２１４および雌ねじ部２１５を有する。筒状部材２２は、筒状部材２１の径方向外側に配置されている。筒状部材２１および筒状部材２２の詳細については後述する。
【0025】
絶縁リング２３，２４は、それぞれ、絶縁性材料からなる筒状部材である。絶縁リング２３は、第１筒状部２０Ａに対して軸線方向他方側ｚ２に隣接して配置される。絶縁リング２４は、第２筒状部２０Ｂに対して軸線方向一方側ｚ１に隣接して配置される。
【0026】
非消耗電極２５は、軸線方向ｚ（軸線ＣＬが延びる方向）に沿って延びる棒状の導体である。非消耗電極２５は、たとえばタングステンからなる。非消耗電極２５は、たとえばコンジットケーブル（図示略）を介して図示しない電源部に接続されており、被溶接物との間にアーク電圧を印加した際には被溶接物との間にアークを発生させる。
【0027】
非消耗電極２５は、電極主部２５１および電極テーパー部２５２を有する。電極主部２５１は、外径寸法が一定とされた部位であり、非消耗電極２５の先端を除いた大部分を占める。なお、電極主部２５１は、設計上において外径寸法が一定となるように略円柱状に形成された部位であり、製造上における多少の誤差を含み得る。電極主部２５１の外径寸法は特に限定されず、本実施形態においては、たとえば約１．６．～４．０ｍｍである。電極テーパー部２５２は、電極主部２５１に対して非消耗電極２５の先端側（軸線方向一方側ｚ１）につながっている。電極テーパー部２５２は、非消耗電極２５の先端側（軸線方向一方側ｚ１）に向かうにつれて径寸法が小とされており、略円錐形状である。
【0028】
コレットボディ２６、コレット２７およびコレット押え部材２８は、これらが互いに協働することにより非消耗電極２５を保持するものである。コレットボディ２６、コレット２７およびコレット押え部材２８は、導電性材料よりなる。コレットボディ２６、コレット２７およびコレット押え部材２８を構成する導電性材料としては、たとえば銅が挙げられる。
【0029】
コレット２７は、非消耗電極２５を囲んでいる。コレットボディ２６は、コレット２７の径方向外側に配置されている。また、コレットボディ２６は、筒状部材２１の径方向内側に配置されている。詳細な図示説明は省略するが、コレットボディ２６は、筒状部材２１に対して、たとえばねじ接続などにより固定されている。
【0030】
コレット押え部材２８は、コレット２７に対して軸線方向他方側ｚ２に配置されている。詳細な図示説明は省略するが、コレット押え部材２８は、筒状部材２１に対してねじ部が螺合している。図８に示すように、筒状部材２１の上端部（軸線方向他方側ｚ２の端部）には雌ねじ部２１５が形成されており、コレット押え部材２８の上記ねじ部は、雌ねじ部２１５に螺合している。コレット押え部材２８の軸線方向他方側ｚ２にはキャップ２９が設けられている。このキャップ２９を回すことによって、コレット押え部材２８は、コレットボディ２６に対する軸線方向ｚの位置の調整が可能である。コレット押え部材２８の軸線方向一方側ｚ１の端部は、コレット２７の軸線方向他方側ｚ２の端部に当接している。コレット押え部材２８を軸線方向一方側ｚ１に移動させると、コレット２７は軸線方向一方側ｚ１に押し付けられる。
【0031】
コレット２７は、先端側（軸線方向一方側ｚ１）において軸線方向ｚに延びる複数のスリットが形成されており、隣接する相互のスリットの間に位置する複数ずつの可動片２７１を有する。上述のように、コレット押え部材２８を軸線方向一方側ｚ１に移動させると、コレット２７は軸線方向一方側ｚ１に押し付けられる。そして、コレット２７先端の複数の可動片２７１がコレットボディ２６の先端部に押し付けられて縮径し、コレット２７が非消耗電極２５を挟んで保持する。このように、コレットボディ２６、コレット２７およびコレット押え部材２８が互いに協働することによって、非消耗電極２５が保持される。
【0032】
図３に示すように、内側ノズル３０は、非消耗電極２５の先端部（軸線方向一方側ｚ１の端部）の周囲に配置されている。内側ノズル３０は、コレットボディ２６に対して軸線方向一方側ｚ１に配置されている。内側ノズル３０は、概略円筒状とされており、非消耗電極２５（電極主部２５１）の径方向外側に配置されている。本実施形態では、内側ノズル３０と非消耗電極２５との間には、電極芯出し部材３４が介在している。
【0033】
図８に示すように、内側ノズル３０は、ノズル主部３０１、ノズル膨出部３０２および先端側円筒部３０３を含む。ノズル主部３０１は、軸線方向他方側ｚ２寄りに位置し、略円筒状である。ノズル膨出部３０２は、ノズル主部３０１の軸線方向他方側ｚ２から径方向外方に膨出している。先端側円筒部３０３は、ノズル主部３０１の軸線方向一方側ｚ１につながり、軸線方向一方側ｚ１に延びる。ノズル主部３０１は、第２当接面３０１ａを有する。第２当接面３０１ａは、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜するテーパー面である。ノズル膨出部３０２は、第５当接面３０２ａを有する。ノズル膨出部３０２は、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜するテーパー面である。上記構成の内側ノズル３０は、絶縁性材料により構成される。内側ノズル３０の構成材料は特に限定されず、たとえばアルミナなどのセラミックス材料や耐熱フェノールなどの樹脂材料が挙げられる。なお、内側ノズル３０は、本発明の「第１ノズル」の一例に相当する。
【0034】
図８に示すように、係止部材３３は、コレットボディ２６および内側ノズル３０の双方に跨って外嵌されている。より具体的には、係止部材３３は、コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）と、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の端部（第２部）とに跨って外嵌されている。
【0035】
係止部材３３は、大径筒状部３３１、小径筒状部３３２および中間段部３３３を含む。大径筒状部３３１は、軸線方向他方側ｚ２に位置し、ノズル膨出部３０２に外嵌されている。小径筒状部３３２は、大径筒状部３３１よりも内径寸法が小さくされている。小径筒状部３３２は、軸線方向一方側ｚ１に位置し、ノズル主部３０１に外嵌されている。中間段部３３３は、係止部材３３における軸線方向ｚの中央に設けられており、大径筒状部３３１および小径筒状部３３２の双方につながる。大径筒状部３３１は、雌ねじ部３３１ａを有する。雌ねじ部３３１ａは、大径筒状部３３１の内周に形成されている。中間段部３３３は、第６当接面３３３ａを有する。第６当接面３３３ａは、中間段部３３３の内周に形成されている。第６当接面３３３ａは、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜するテーパー面である。第６当接面３３３ａは、ノズル膨出部３０２の第５当接面３０２ａに当接している。図示した例において、係止部材３３は、袋ナット構造とされている。
【0036】
本実施形態においては、図３、図８に示すように、係止部材３３（大径筒状部３３１）とコレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）とは、ねじ接続されている。たとえばコレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部の外周には雄ねじ部２６１ａが形成されており、係止部材３３（大径筒状部３３１）に形成された雌ねじ部３３１ａがコレットボディ２６の雄ねじ部２６１ａに螺合している。一方、図８に示すように、係止部材３３の軸線方向一方側ｚ１の小径筒状部３３２は、ノズル主部３０１に外嵌されるとともに、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２のノズル膨出部３０２（第５当接面３０２ａ）と中間段部３３３（第６当接面３３３ａ）とが当接している。これにより、内側ノズル３０および係止部材３３の軸線方向ｚへの相対移動が制限されており、内側ノズル３０は、軸線方向一方側ｚ１への移動が阻止されている。なお、上記構成のコレットボディ２６は、本発明の「第１部材」の一例に相当する。
【0037】
図８に示すように、電極芯出し部材３４は、筒状とされており、非消耗電極２５の径方向外側で、且つ内側ノズル３０の径方向内側に配置されている。電極芯出し部材３４は、芯出し部材主部３４１および芯出し部材膨出部３４２を含む。芯出し部材主部３４１は、概略円筒状とされている。内側ノズル３０におけるノズル主部３０１の内周には凹部３０１ｂが形成されており、この凹部３０１ｂに芯出し部材主部３４１が内嵌されている。芯出し部材膨出部３４２は、芯出し部材主部３４１から径方向外方に膨出している。図示した例では、芯出し部材膨出部３４２は、芯出し部材主部３４１の軸線方向他方側ｚ２から径方向外方に膨出している。
【0038】
芯出し部材膨出部３４２は、第１当接面３４２ａおよび第４当接面３４２ｂを有する。第１当接面３４２ａおよび第４当接面３４２ｂは、芯出し部材膨出部３４２の外周に形成されている。第１当接面３４２ａは、軸線方向一方側ｚ１に位置し、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜するテーパー面である。第１当接面３４２ａは、ノズル主部３０１の第２当接面３０１ａに当接している。第４当接面３４２ｂは、軸線方向他方側ｚ２に位置し、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように傾斜するテーパー面である。コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）には、第３当接面２６２ａが形成されている。第３当接面２６２ａは、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように傾斜するテーパー面であり、コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端縁につながる。この第３当接面２６２ａに、第４当接面３４２ｂが当接している。
【0039】
電極芯出し部材３４（芯出し部材主部３４１）の内径寸法は非消耗電極２５（電極主部２５１）の外径寸法よりも僅かに大きい。これにより、電極芯出し部材３４は、非消耗電極２５に対して同心円状に外嵌されている。また、内側ノズル３０のノズル主部３０１（凹部３０１ｂ）の内径寸法は芯出し部材主部３４１の外径寸法よりも僅かに大きい。これにより、内側ノズル３０は、電極芯出し部材３４（芯出し部材主部３４１）に対して同心円状に外嵌されている。したがって、内側ノズル３０は、電極芯出し部材３４を介して、非消耗電極２５に対して同心円状に配置されている。
【0040】
図示した内側ノズル３０、係止部材３３、電極芯出し部材３４の取り付け構造において、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２（第１当接面３４２ａ）と内側ノズル３０のノズル主部３０１（第２部、第２当接面３０１ａ）とが当接している。これにより、電極芯出し部材３４および内側ノズル３０の軸線方向ｚへの相対移動が制限されており、電極芯出し部材３４は、軸線方向一方側ｚ１への移動が阻止されている。また、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２（第４当接面３４２ｂ）とコレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部、第３当接面２６２ａ）とが当接している。これにより、電極芯出し部材３４およびコレットボディ２６の軸線方向ｚへの相対移動が制限されており、電極芯出し部材３４は、軸線方向他方側ｚ２への移動が阻止されている。
【0041】
図７に示すように、電極芯出し部材３４（芯出し部材主部３４１）の内周部には、複数の凹溝３４１ａが形成されている。これら凹溝３４１ａは、電極芯出し部材３４の周方向に一定間隔で設けられている。凹溝３４１ａが形成された部位は、非消耗電極２５との間に隙間が形成されており、当該隙間が後述の第１ガス流路Ｇ１を構成している。
【0042】
図８に示すように、本実施形態において、非消耗電極２５の先端は、軸線方向ｚにおいて内側ノズル３０の先端と一致する、あるいは内側ノズル３０の先端から軸線方向一方側ｚ１に少し突出している。非消耗電極２５の先端が内側ノズル３０の先端から軸線方向一方側ｚ１に突出する突出長さＰ１は、たとえば０～２ｍｍの範囲である。
【0043】
ノズルホルダ３２は、筒状とされている。ノズルホルダ３２は、コレットボディ２６の軸線方向ｚの中間部の外周に、たとえばろう付け等の手段によって一体に連結されている。
【0044】
図３、図８に示すように、外側ノズル３１は、内側ノズル３０の径方向外側に配置されている。外側ノズル３１は、第１筒状部２０Ａに対して軸線方向一方側ｚ１に配置されており、外側ノズル３１と第１筒状部２０Ａとの間に絶縁リング２４が介在している。図示した例では、外側ノズル３１は、概略円筒状とされており、先端側（軸線方向一方側ｚ１）が他の部位と比べて小径とされている。本実施形態において、外側ノズル３１は、非消耗電極２５および内側ノズル３０に対して同心円状に配置されている。外側ノズル３１は、たとえばノズルホルダ３２の外周にねじ接続により取り付けられている。なお、外側ノズル３１は、本発明の「第２ノズル」の一例に相当する。
【0045】
図８に示すように、本実施形態において、内側ノズル３０の先端は、外側ノズル３１の先端から軸線方向一方側ｚ１に突出している。内側ノズル３０の先端が外側ノズル３１の先端から軸線方向一方側ｚ１に突出する突出長さＰ２は、たとえば０～５ｍｍの範囲である。
【0046】
【0047】
本実施形態において、溶接トーチＡ１に供給される溶接用ガスは、ガス種や流量などのガス供給態様が異なる２種類の不活性ガスを含む。当該２種類の不活性ガスは、説明の便宜上、適宜「第１不活性ガス」および「第２不活性ガス」と区別する。
【0048】
第１ガス流路Ｇ１は、第１不活性ガスを流すための流路である。図３、図８において、第１不活性ガスの流れを二点鎖線の矢印で示す。第１ガス流路Ｇ１は、コレット２７とコレットボディ２６との間、非消耗電極２５（電極主部２５１）とコレット２７との間、非消耗電極２５（電極主部２５１）とコレットボディ２６との間、非消耗電極２５（電極主部２５１）と電極芯出し部材３４（芯出し部材主部３４１）との間、および非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）との間、にそれぞれ形成されている。
【0049】
本実施形態では、図３、図９に示すように、トーチボディ２（筒状部材２１）には、第１不活性ガスを導入する第１ガス流入口２１１が設けられている。第１ガス流入口２１１は第１ガス流路Ｇ１に通じている。第１ガス流入口２１１から第１不活性ガスが導入されると、当該第１不活性ガスは、第１ガス流路Ｇ１において軸線方向他方側ｚ２から軸線方向一方側ｚ１に流れ、非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０との間を通過した後に内側ノズル３０の先端の開口３０５から噴出する。
【0050】
第２ガス流路Ｇ２は、第２不活性ガスを流すための流路である。図３、図８において、第２不活性ガスの流れを点線の矢印で示す。第２ガス流路Ｇ２は、コレットボディ２６と筒状部材２１との間、コレットボディ２６と絶縁リング２４との間、ノズルホルダ３２、係止部材３３と外側ノズル３１との間、および内側ノズル３０と外側ノズル３１との間、にそれぞれ形成されている。
【0051】
本実施形態では、図３、図９に示すように、トーチボディ２（筒状部材２１）には、第２不活性ガスを導入する第２ガス流入口２１２が設けられている。第２ガス流入口２１２は第２ガス流路Ｇ２に通じている。第２ガス流入口２１２から第２不活性ガスが導入されると、当該第２不活性ガスは、第２ガス流路Ｇ２において軸線方向他方側ｚ２から軸線方向一方側ｚ１に流れ、内側ノズル３０と外側ノズル３１との間を通過した後に外側ノズル３１の先端の開口３１５から噴出する。
【0052】
冷却水流路Ｗは、冷却水を流すための流路である。図４に示すように、冷却水流路Ｗは、非消耗電極２５の周方向に沿って形成されている。冷却水流路Ｗは、主に筒状部材２１と筒状部材２２との間に形成されている。
【0053】
図９等を参照して、筒状部材２１の第１ガス流入口２１１、第２ガス流入口２１２、凹溝２１３、テーパー面２１４および雌ねじ部２１５について説明する。図９に示すように、第１ガス流入口２１１は、第２ガス流入口２１２に対して軸線方向他方側ｚ２に位置する。第１ガス流入口２１１は、第１方向ｘに対して傾斜している。第１ガス流入口２１１は、第１方向ｘにおいて非消耗電極２５に近づくにつれて軸線方向一方側ｚ１に位置するように傾斜している。
【0054】
第２ガス流入口２１２は、第１方向ｘに対して傾斜している。第２ガス流入口２１２は、第１方向ｘにおいて非消耗電極２５に近づくにつれて軸線方向一方側ｚ１に位置するように傾斜している。筒状部材２１の径方向外側にある第１筒状部２０Ａは、軸線方向ｚにおいて第１ガス流入口２１１および第２ガス流入口２１２を跨いで配置されている。
【0055】
テーパー面２１４には、第２ガス流入口２１２の開口端が位置する。テーパー面２１４は、非消耗電極２５に近づくにつれて軸線方向他方側ｚ２に位置するように傾斜している。図９に示した断面において、テーパー面２１４と第２ガス流入口２１２とのなす角度は、略直角である。
【0056】
凹溝２１３は、筒状部材２１の外周面の一部が径方向内側に凹んだ部位である。筒状部材２２は、概略円筒状であり、筒状部材２１の径方向外側に配置されている。筒状部材２２は、凹溝２１３を径方向外側から塞いでいる。図４、図９に示すように、本実施形態においては、凹溝２１３とこれを塞ぐ筒状部材２２との間の空間により、冷却水流路Ｗが構成される。また、本実施形態では、図９に示すように、冷却水流路Ｗは、軸線方向ｚにおいて第１ガス流入口２１１と筒状部材２２との間に位置する。
【0057】
図９に示すように、雌ねじ部２１５は、第１ガス流入口２１１に対して軸線方向他方側ｚ２に隣接している。この雌ねじ部２１５には、上述のようにコレット押え部材２８のねじ部が螺合している。
【0058】
図３、図９に示すように、第１ガス配管４１および第２ガス配管４２は、第２筒状部２０Ｂの内部を挿通する。第１ガス配管４１は、第１ガス流路Ｇ１を流す配管であり、筒状部材２１の第１ガス流入口２１１に通じている。第２ガス配管４２は、第２ガス流路Ｇ２を流す配管であり、筒状部材２１の第２ガス流入口２１２に通じている。第２筒状部２０Ｂは、第１筒状部２０Ａ寄りの部位がハンドル１寄りの部位よも小径とされた括れ形状である。図示した例では、この第２筒状部２０Ｂの括れ形状に対応して、第１ガス配管４１および第２ガス配管４２は適宜屈曲している。第１ガス配管４１において第１ガス流入口２１１に通じる側の端部は、第１方向ｘに沿って延びる。
【0059】
図４に示すように、第１冷却水配管４３および第２冷却水配管４４は、第２筒状部２０Ｂの内部を挿通する。図示した例では、第１冷却水配管４３は、上述の冷却水流路Ｗに向けて冷却水を送るための配管である。第２冷却水配管４４は、冷却水流路Ｗを流れた冷却水を外部に送り出すための配管である。第１冷却水配管４３の第１筒状部２０Ａ側の端部は、冷却水流路Ｗの一方の端部に通じている。第２冷却水配管４４の第１筒状部２０Ａの端部は、冷却水流路Ｗの他方の端部に通じている。これにより、図４に示すように、冷却水は、第１冷却水配管４３、冷却水流路Ｗ、第２冷却水配管４４の順に流れる。図４において、冷却水の流れを実線の矢印で表す。
【0060】
溶接トーチＡ１に供給される第１不活性ガスおよび第２不活性ガスの各々のガス種は特に限定されず、たとえばアルゴン（Ａｒ）ガスおよびヘリウム（Ｈｅ）ガスより選択される少なくとも１種を含むガスである。溶接トーチＡ１に供給される第１不活性ガスのおよび第２不活性ガスの流量は、溶接条件等により適宜個別に調整される。
【0061】
図８に示すように、第１ガス流路Ｇ１における非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）との隙間は、第２ガス流路Ｇ２における内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）と外側ノズル３１との隙間よりも小さい。第１ガス流路Ｇ１において非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）との最小隙間Ｌ１は、たとえば０．４～１．８ｍｍ程度である。第２ガス流路Ｇ２において内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）と外側ノズル３１との最小隙間Ｌ２は、たとえば１～４ｍｍ程度である。最小隙間Ｌ２に対する最小隙間Ｌ１の割合について、最小隙間Ｌ１は、たとえば最小隙間Ｌ２の０．２～０．５倍であり、好ましくは最小隙間Ｌ２の０．２～０．３倍である。
【0062】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0063】
本実施形態の溶接トーチＡ１は、軸線方向ｚに延びる非消耗電極２５と、コレットボディ２６（第１部材）と、内側ノズル３０（第１ノズル）と、係止部材３３と、電極芯出し部材３４と、を備える。電極芯出し部材３４は、非消耗電極２５に対して同心円状に外嵌されている。また、内側ノズル３０（ノズル主部３０１）は、電極芯出し部材３４（芯出し部材主部３４１）に対して同心円状に外嵌されている。これにより、内側ノズル３０は、電極芯出し部材３４を介して、非消耗電極２５に対して同心円状に配置されている。係止部材３３は、コレットボディ２６（第１部材）の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）と、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の端部（第２部）とに跨って外嵌されており、コレットボディ２６および内側ノズル３０の双方に係止する。このような構成によれば、係止部材３３とコレットボディ２６あるいは内側ノズル３０との間には径方向に多少の融通を持たせることができる。したがって、たとえば非消耗電極２５が製造誤差等に起因して多少曲がっていても、内側ノズル３０を非消耗電極２５に対して同心円状に配置することができる。
【0064】
内側ノズル３０が非消耗電極２５に対して芯ずれを起こすと、内側ノズル３０の先端の開口３０５から噴出する第１不活性ガス（プラズマガス）に偏流が生じる。第１ガス流路Ｇ１を構成する非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）との最小隙間Ｌ１は狭く、内側ノズル３０が芯ずれを起こすと第１不活性ガス（プラズマガス）の偏流を招きやすいが、上述のように電極芯出し部材３４および係止部材３３を具備する構造により、内側ノズル３０が非消耗電極２５に対して同心円状に配置されることが担保されている。このことは、溶接品質の向上に適する。
【0065】
また、内側ノズル３０が非消耗電極２５の径方向外側に同心円状に配置されているため、非消耗電極２５と内側ノズル３０との間の第１ガス流路Ｇ１を流れるガス（第１不活性ガス）については、非消耗電極２５の周囲において略均一で比較的に高速な気流となって、内側ノズル３０先端の開口３０５から噴出する。これにより、亜鉛めっき鋼板などの低溶融金属よりなる被溶接物を溶接する場合においても、非消耗電極２５の周囲を流れた高速気流の第１不活性ガスによって、溶接時に生じたヒューム等が吹き飛ばされる。したがって、非消耗電極２５先端や内側ノズル３０先端へのヒューム等の付着を防止することができる。
【0066】
係止部材３３とコレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）とは、ねじ接続されている。このような構成によれば、比較的簡単な構造によって、係止部材３３とコレットボディ２６との間に適度な寸法の融通を持たせることができる。また、内側ノズル３０を交換する際には、係止部材３３の雌ねじ部３３１ａを緩めることで内側ノズル３０を容易に取り外すことが可能であり、内側ノズル３０の交換作業性に優れる。
【0067】
内側ノズル３０、係止部材３３、電極芯出し部材３４の取り付け構造において、電極芯出し部材３４の軸線方向他方側ｚ２の端部（芯出し部材膨出部３４２）は、コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）に当接している。これにより、電極芯出し部材３４は、軸線方向他方側ｚ２への移動が阻止されている。また、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２と、内側ノズル３０のノズル主部３０１（第２部）とが当接している。これにより、電極芯出し部材３４は、軸線方向一方側ｚ１への移動が阻止されている。また、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２のノズル膨出部３０２と係止部材３３の中間段部３３３とが当接している。これにより、内側ノズル３０は、軸線方向一方側ｚ１への移動が阻止されている。このような構成により、係止部材３３（大径筒状部３３１）の雌ねじ部３３１ａとコレットボディ２６の雄ねじ部２６１ａとを締め込むと、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の部位（ノズル主部３０１の一部とノズル膨出部３０２）は、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２と係止部材３３の中間段部３３３とにより軸線方向ｚの両側から圧縮力が作用し、強固に保持される。
【0068】
本実施形態においては、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２は、軸線方向一方側ｚ１に位置する第１当接面３４２ａを有する。内側ノズル３０のノズル主部３０１は、第１当接面３４２ａに当接する第２当接面３０１ａを有する。第１当接面３４２ａおよび第２当接面３０１ａの各々は、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜している。このような構成によれば、電極芯出し部材３４に対する内側ノズル３０の芯出し精度を向上することができる。
【0069】
本実施形態においては、コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）は、第３当接面２６２ａを有する。電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２は、軸線方向他方側ｚ２に位置する第４当接面３４２ｂを有する。第４当接面３４２ｂは、第３当接面２６２ａに当接しており、第３当接面２６２ａおよび第４当接面３４２ｂの各々は、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように傾斜している。このような構成によれば、非消耗電極２５に対する電極芯出し部材３４の芯出し精度を向上することができる。
【0070】
本実施形態においては、内側ノズル３０のノズル膨出部３０２は、軸線方向一方側ｚ１に位置する第５当接面３０２ａを有する。係止部材３３の中間段部３３３は、第５当接面３０２ａに当接する第６当接面３３３ａを有する。第５当接面３０２ａおよび第６当接面３３３ａの各々は、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜している。このような構成によれば、電極芯出し部材３４に対する内側ノズル３０の芯出し精度をより向上することができる。
【0071】
内側ノズル３０は、絶縁性材料により構成される。絶縁性材料は、圧縮強度が引張り強度よりも高い。本実施形態では、上述のように、係止部材３３（大径筒状部３３１）の雌ねじ部３３１ａとコレットボディ２６の雄ねじ部２６１ａとを締め込。これにより、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の部位（ノズル主部３０１の一部とノズル膨出部３０２）は、電極芯出し部材３４（芯出し部材膨出部３４２）と係止部材３３（中間段部３３３）とにより軸線方向ｚの両側から圧縮力が作用して、強固に保持される。このような構成は、内側ノズル３０の耐久性を高めるうえで好ましい。
【0072】
本実施形態においては、外側ノズル３１は、内側ノズル３０の径方向外側に配置されており、内側ノズル３０と外側ノズル３１との間には、第２ガス流路Ｇ２が形成されている。このような構成によれば、溶接作業時には、第１ガス流路Ｇ１を流れて内側ノズル３０の先端から噴出する第１不活性ガスがプラズマガスとして機能し、かつ第２ガス流路Ｇ２を流れて外側ノズル３１の先端から噴出する第２不活性ガスがシールドガスとして機能する。これにより、被溶接物と非消耗電極２５先端との間に発生するアークが絞られ、エネルギ密度の高いアーク（プラズマアーク）を利用して、溶接を効率よく行うことができる。
【0073】
さらに、非消耗電極２５の先端は軸線方向ｚにおいて内側ノズル３０の先端と一致する、あるいは内側ノズル３０の先端から軸線方向一方側ｚ１に少し突出している。非消耗電極２５の先端が内側ノズル３０の先端から軸線方向一方側ｚ１に突出する突出長さＰ１は、０～２ｍｍの範囲である。このような非消耗電極２５の先端位置によれば、非消耗電極２５と内側ノズル３０との隙間については内側ノズル３０の軸線方向ｚの中間から先端近傍に至る範囲において略一定に狭く保たれる。したがって、非消耗電極２５の周囲を流れる高速気流の第１不活性ガスは、内側ノズル３０先端の開口３０５から、流速が殆ど低下せずに噴出する。このことは、非消耗電極２５先端や内側ノズル３０先端へのヒューム等の付着を防止する上で好ましい。また、上述の作用効果は内側ノズル３０の形状や配置の工夫により実現され、溶接トーチＡ１の構造を比較的簡素にし、かつ溶接トーチＡ１の先端部の小型化を図ることが可能である。
【0074】
溶接トーチＡ１において、第１ガス流路Ｇ１における非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）との最小隙間Ｌ１は、第２ガス流路Ｇ２における内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）と外側ノズル３１との最小隙間Ｌ２よりも小さい。このような構成によれば、非消耗電極２５と内側ノズル３０との間を流れる第１不活性ガスの流速を効率よく速めることが可能である。したがって、非消耗電極２５先端や内側ノズル３０先端へのヒューム等の付着が適切に防止されるとともに被溶接物と非消耗電極２５との間に生ずるアーク（プラズマアーク）が緊縮され、当該アークの集中性がより高まる。
【0075】
図１０は、本発明に係る溶接トーチの変形例を示している。図１０に示した溶接トーチＡ１１においては、コレットボディ２６、内側ノズル３０、係止部材３３および電極芯出し部材３４の構成が上記実施形態の溶接トーチＡ１と異なっている。
【0076】
溶接トーチＡ１１においては、コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部には、上記実施形態の第３当接面２６２ａが形成されていない。電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２には、第４当接面３４２ｂが形成されていない。そして、電極芯出し部材３４（芯出し部材主部３４１および芯出し部材膨出部３４２）の軸線方向他方側ｚ２を向く環状の平端面が、コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１を向く環状の平端面に当接している。また、内側ノズル３０のノズル膨出部３０２には、上記実施形態の第５当接面３０２ａが形成されていない。係止部材３３の中間段部３３３には、第６当接面３３３ａが形成されていない。そして、ノズル膨出部３０２の軸線方向一方側ｚ１を向く環状の平端面と、中間段部３３３の軸線方向他方側ｚ２を向く環状の平端面とが当接している。
【0077】
本変形例の溶接トーチＡ１１においては、上記実施形態の溶接トーチＡ１と同様に、内側ノズル３０は、電極芯出し部材３４を介して、非消耗電極２５に対して同心円状に配置されている。係止部材３３は、コレットボディ２６（第１部材）の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）と、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の端部（第２部）とに跨って外嵌されており、コレットボディ２６および内側ノズル３０の双方に係止する。このような構成によれば、係止部材３３とコレットボディ２６あるいは内側ノズル３０との間には径方向に多少の融通を持たせることができる。したがって、たとえば非消耗電極２５が製造誤差等に起因して多少曲がっていても、内側ノズル３０を非消耗電極２５に対して同心円状に配置することができる。
【0078】
内側ノズル３０が非消耗電極２５に対して芯ずれを起こすと、内側ノズル３０の先端の開口３０５から噴出する第１不活性ガス（プラズマガス）に偏流が生じる。第１ガス流路Ｇ１を構成する非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）との最小隙間Ｌ１は狭く、内側ノズル３０が芯ずれを起こすと第１不活性ガス（プラズマガス）の偏流を招きやすいが、上述のように電極芯出し部材３４および係止部材３３を具備する構造により、内側ノズル３０が非消耗電極２５に対して同心円状に配置されることが担保されている。このことは、溶接品質の向上に適する。
【0079】
溶接トーチＡ１１において、電極芯出し部材３４の軸線方向他方側ｚ２の端部（芯出し部材主部３４１および芯出し部材膨出部３４２）は、コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）に当接している。これにより、電極芯出し部材３４は、軸線方向他方側ｚ２への移動が阻止されている。また、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２と、内側ノズル３０のノズル主部３０１（第２部）とが当接している。これにより、電極芯出し部材３４は、軸線方向一方側ｚ１への移動が阻止されている。また、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２のノズル膨出部３０２と係止部材３３の中間段部３３３とが当接している。これにより、内側ノズル３０は、軸線方向一方側ｚ１への移動が阻止されている。このような構成により、係止部材３３（大径筒状部３３１）の雌ねじ部３３１ａとコレットボディ２６の雄ねじ部２６１ａとを締め込むと、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の部位（ノズル主部３０１の一部とノズル膨出部３０２）は、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２と係止部材３３の中間段部３３３とにより軸線方向ｚの両側から圧縮力が作用し、強固に保持される。
【0080】
溶接トーチＡ１１においては、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２は、軸線方向一方側ｚ１に位置する第１当接面３４２ａを有する。内側ノズル３０のノズル主部３０１は、第１当接面３４２ａに当接する第２当接面３０１ａを有する。第１当接面３４２ａおよび第２当接面３０１ａの各々は、軸線方向一方側ｚ１に向かうにつれて径方向寸法が小さくなるように傾斜している。このような構成によれば、電極芯出し部材３４に対する内側ノズル３０の芯出し精度を向上することができる。その他にも、溶接トーチＡ１１は、上記実施形態の溶接トーチＡ１と同様の構成の範囲において、上記実施形態の溶接トーチＡ１と同様の作用効果を奏する。
【0081】
図１１は、本発明に係る溶接トーチの他の変形例を示している。図１１に示した溶接トーチＡ１２においては、内側ノズル３０および電極芯出し部材３４の構成が、図１０に示した上記変形例の溶接トーチＡ１１と異なっている。
【0082】
溶接トーチＡ１２においては、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２には、第１当接面３４２ａが形成されていない。また、内側ノズル３０のノズル主部３０１には、第２当接面３０１ａが形成されていない。そして、芯出し部材膨出部３４２の軸線方向一方側ｚ１を向く環状の平端面と、ノズル主部３０１の軸線方向他方側ｚ２を向く環状の平端面とが当接している。
【0083】
本変形例の溶接トーチＡ１２においては、上記実施形態の溶接トーチＡ１と同様に、内側ノズル３０は、電極芯出し部材３４を介して、非消耗電極２５に対して同心円状に配置されている。係止部材３３は、コレットボディ２６（第１部材）の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）と、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の端部（第２部）とに跨って外嵌されており、コレットボディ２６および内側ノズル３０の双方に係止する。このような構成によれば、係止部材３３とコレットボディ２６あるいは内側ノズル３０との間には径方向に多少の融通を持たせることができる。したがって、たとえば非消耗電極２５が製造誤差等に起因して多少曲がっていても、内側ノズル３０を非消耗電極２５に対して同心円状に配置することができる。
【0084】
内側ノズル３０が非消耗電極２５に対して芯ずれを起こすと、内側ノズル３０の先端の開口３０５から噴出する第１不活性ガス（プラズマガス）に偏流が生じる。第１ガス流路Ｇ１を構成する非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０（先端側円筒部３０３）との最小隙間Ｌ１は狭く、内側ノズル３０が芯ずれを起こすと第１不活性ガス（プラズマガス）の偏流を招きやすいが、上述のように電極芯出し部材３４および係止部材３３を具備する構造により、内側ノズル３０が非消耗電極２５に対して同心円状に配置されることが担保されている。このことは、溶接品質の向上に適する。
【0085】
溶接トーチＡ１２において、電極芯出し部材３４の軸線方向他方側ｚ２の端部（芯出し部材主部３４１および芯出し部材膨出部３４２）は、コレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部（第１部）に当接している。これにより、電極芯出し部材３４は、軸線方向他方側ｚ２への移動が阻止されている。また、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２と、内側ノズル３０のノズル主部３０１（第２部）とが当接している。これにより、電極芯出し部材３４は、軸線方向一方側ｚ１への移動が阻止されている。また、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２のノズル膨出部３０２と係止部材３３の中間段部３３３とが当接している。これにより、内側ノズル３０は、軸線方向一方側ｚ１への移動が阻止されている。このような構成により、係止部材３３（大径筒状部３３１）の雌ねじ部３３１ａとコレットボディ２６の雄ねじ部２６１ａとを締め込むと、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の部位（ノズル主部３０１の一部とノズル膨出部３０２）は、電極芯出し部材３４の芯出し部材膨出部３４２と係止部材３３の中間段部３３３とにより軸線方向ｚの両側から圧縮力が作用し、強固に保持される。その他にも、溶接トーチＡ１２は、上記実施形態の溶接トーチＡ１と同様の構成の範囲において、上記実施形態の溶接トーチＡ１と同様の作用効果を奏する。
【0086】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。
【0087】
上記実施形態においては、係止部材３３（大径筒状部３３１）の雌ねじ部３３１ａとコレットボディ２６の雄ねじ部２６１ａとが螺合することで係止部材３３がコレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部に係止していたが、この構成に限定されない。たとえばコレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部と係止部材３３（大径筒状部３３１）とを圧入状態に嵌合することで、係止部材３３がコレットボディ２６の軸線方向一方側ｚ１の端部に係止する構成としてもよい。
【符号の説明】
【0088】
Ａ１，Ａ１１，Ａ１２：溶接トーチ、２５：非消耗電極、２６：コレットボディ（第１部材）、３０：内側ノズル（第１ノズル）、３０１：ノズル主部、３０１ａ：第２当接面、３０２：ノズル膨出部、３１：外側ノズル（第２ノズル）、３３：係止部材、３３１：大径筒状部、３３２：小径筒状部、３３３：中間段部、３４：電極芯出し部材、３４１：芯出し部材主部、３４２：芯出し部材膨出部、３４２ａ：第１当接面、ｚ：軸線方向、ｚ１：軸線方向一方側、ｚ２：軸線方向他方側
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】