特許 7048119 エアーガウジング工具

(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】

(24)【登録日】2022-03-28

(45)【発行日】2022-04-05

(54)【発明の名称】エアーガウジング工具

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/013 20060101AFI20220329BHJP

【ＦＩ】

B23K9/013 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020525215

(86)(22)【出願日】2018-06-22

(86)【国際出願番号】 JP2018023901

(87)【国際公開番号】W WO2019244359

(87)【国際公開日】2019-12-26

【審査請求日】2020-09-17

(73)【特許権者】

【識別番号】513306590

【氏名又は名称】株式会社ＫＭＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100137338

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 朋子

(72)【発明者】

【氏名】長田 聡司

【審査官】奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】特許第５６４５１８０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】実開昭４９－０１９０３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１９６０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４９－０１８７２５（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開昭６４－０２７７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１５６２８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５８－１８５３７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１５／１２１９５１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ９／０１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接用トーチに取付可能な工具本体を備え、
前記工具本体は、溶接用トーチの給電チップに接触可能な給電電極が設けられた導電部と、ガウジング棒を着脱可能な着脱機構と、圧縮空気を前記ガウジング棒の先端に向けて噴射可能な気体噴射機構と、を有し、
前記導電部は、前記給電チップと前記ガウジング棒が前記給電電極を介して導電可能に接続するように構成され、
前記気体噴射機構には、前記圧縮空気が流入する流入部と、前記圧縮空気が噴射される噴射口と、前記流入部と前記噴射口を連通させる流路と、前記流入部に着脱可能に取付けられ、前記流路を延長する継手部と、前記継手部に設けられ、前記流路の開度を調節可能な調節弁と、が設けられ、
前記調節弁には、前記流路の内部に形成された弁体と、前記弁体の回転動作を制御する操作部と、が形成され、
前記操作部は、回転摘まみであり、
前記操作部には、前記操作部の回転動作を所定の角度の範囲内に拘束する係止突起が設けられ、
前記係止突起には、第一係止面と、第二係止面と、が形成され、
前記第一係止面は、前記流路を前記弁体で完全に塞いだ閉状態となった際に、前記継手部の外面に当接し、
前記第二係止面は、前記流路の流れ方向と前記弁体の貫通孔の貫通方向とが垂直となる開状態となった際に、前記継手部の外面に当接することを特徴とする、エアーガウジング工具。

【請求項2】

前記給電電極は、前記流路の一部を形成している、請求項１に記載のエアーガウジング工具。

【請求項3】

前記気体噴射機構には、噴射口が複数設けられていることを特徴とする、請求項1又は２に記載のエアーガウジング工具。

【請求項4】

前記着脱機構には、前記ガウジング棒を挟着保持する可動部材が設けられ、
前記可動部材は、雄ねじ部と雌ねじ部とが形成されたねじ機構を含むことを特徴とする、請求項１～３の何れかに記載のエアーガウジング工具。

【請求項5】

前記雄ねじ部の先端には、皿部が形成され、
前記皿部の直径は、前記雄ねじ部のねじ径よりも大径であることを特徴とする、請求項４に記載のエアーガウジング工具。

【請求項6】

前記雄ねじ部の基端には、前記皿部よりも大径の操作部が形成されている、請求項５に記載のエアーガウジング工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接作業を行う際に、溶接用トーチに取り付けて用いられるエアーガウジング工具に係るものである。

【背景技術】

【0002】

金属を溶融させることにより、溝堀や開先加工、裏はつり、穴開け等の加工を施す、所謂ガウジングと呼ばれる工程が、溶接箇所に生じる欠陥部を除去する目的で、従来から頻繁に行われている。

【0003】

通常、このようなガウジングは、ガウジング装置からガウジングトーチに配備されたガウジング棒に給電し、このガウジング棒を電極として母材との間にアークを発生させ、そのアーク熱により母材やビードを溶融させることによって行われる。

【0004】

そして、特に、溶融した母材やビードを、ガウジングトーチからガウジング棒に沿って噴射される圧縮空気により吹き飛ばして除去する工程を含むガウジングを、エアーガウジングと呼ぶ。

【0005】

このエアーガウジングにおいて、溶接機は、作業者毎に一台ずつ配備されるものの、ガウジング装置は、欠陥部を除去にのみ用いられることから、作業者に一台ずつ配備されるものではない。このため、作業者は、ガウジングを行う度に、溶接作業位置からガウジング装置の設置場所まで歩いて行くこととなり、電源ケーブル及びガウジングトーチ等作業道具を持ち運ぶ必要があった。

【0006】

このような実情から、溶接作業の作業効率が低下するという不都合が生じていた。

【0007】

これに対し、本発明者等は、溶接作業の作業効率の向上及び設備コストの低下を実現させるべく、特許文献１に示されるエアーガウジング工具を提案した。

【0008】

このエアーガウジング工具は、溶接用トーチに取り付け可能であり、溶接用トーチの給電チップに給電電極を接触させることで、ガウジング棒に給電を行うことができる。
そして、作業者は、給電されたガウジング棒を母材に接触させアークを発生させることで、アーク熱により母材やビードを溶融し、さらに、溶融金属をコンプレッサーからの圧縮空気で吹き飛ばすことにより、エアーガウジング作業を行うことができる。
また、作業者は、着脱機構により、ガウジング棒の取り替え交換を容易に行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特許第５６４５１８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

前述した本発明者等による先の提案によって、作業者は、溶接用トーチを溶接作業及びガウジング作業に兼用することができ、溶接作業の作業効率の向上及び設備コストの低下が実現された。

【0011】

しかしながら、先の提案によっても、なお、以下のような改善すべき問題点が残されている。

【0012】

即ち、作業状況により圧縮空気の供給を停止したい場合に、作業者は、圧縮空気を供給するためのエアーホースとエアーガウジング工具とを連結する金具を取り外す必要があり、この動作を起因として作業効率が悪化してしまうという問題点である。

【0013】

本発明は上記のような実状に鑑みてなされたものであり、手元で圧縮空気の供給量を調節可能とすることで、エアーガウジング作業の作業効率を大幅に向上させたエアーガウジング工具を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するために、本発明は、
溶接用トーチに取付可能な工具本体を備え、
前記工具本体は、溶接用トーチの給電チップに接触可能な給電電極が設けられた導電部と、ガウジング棒を着脱可能な着脱機構と、圧縮空気を前記ガウジング棒の先端に向けて噴射可能な気体噴射機構と、を有し、
前記導電部は、前記給電チップと前記ガウジング棒が前記給電電極を介して導電可能に接続するように構成され、
前記気体噴射機構には、前記圧縮空気が流入する流入部と、前記圧縮空気が噴射される噴射口と、前記流入部と前記噴射口を連通させる流路と、前記流路の開度を調節可能な調節弁が設けられ、
前記調節弁には、前記流路の内部に形成された弁体と、前記弁体の回転動作を制御する操作部と、が形成されていることを特徴とする。

【0015】

本発明によれば、気体噴射機構に調節弁が設けられているため、作業者は、圧縮空気の供給量を手元で自在に調節することができ、エアーガウジング作業の作業効率を大幅に向上させることが可能となる。

【0016】

本発明の好ましい形態では、前記操作部は、回転摘まみであり、前記操作部には、前記操作部の回転動作を所定の角度の範囲内に拘束する係止突起が設けられていることを特徴とする

【0017】

このような構成とすることで、操作部の不意の回転を抑制することができるため、作業効率の悪化を防ぐとともに、作業時のストレスを低減させることが可能となる。

【0018】

本発明の好ましい形態では、前記気体噴射機構には、前記流入部に着脱可能に取付けられ、前記流路を延長する継手部が設けられ、前記調節弁は、前記継手部に形成されていることを特徴とする。

【0019】

このような構成とすることで、作業者は、エアーガウジング作業の他送風作業全般を行う場合に、継手部単体をエアブローガンとして用いることができるため、本発明に係るエアーガウジング工具の汎用性が大きく向上する。

【0020】

本発明の好ましい形態では、前記気体噴射機構には、噴射口が複数設けられていることを特徴とする。

【0021】

このような構成とすることで、ガウジング棒の先端に噴射される圧縮空気の質量が増加し安定するため、作業者は、エアーガウジングにおける溶融金属の吹き飛ばしを、より効率的に行うことが可能となる。

【0022】

本発明の好ましい形態では、前記着脱機構には、前記ガウジング棒を挟着保持する可動部材が設けられ、前記可動部材は、雄ねじ部と雌ねじ部とが形成されたねじ機構を含むことを特徴とする。

【0023】

このような構成とすることで、作業者は、ガウジング棒の着脱を、雄ねじ部の回転動作のみで容易に行うことが可能となる。

【0024】

本発明の好ましい形態では、前記雄ねじ部の先端には、皿部が形成され、前記皿部の直径は、前記雄ねじ部のねじ径よりも大径であることを特徴とする。

【0025】

このような構成とすることで、ガウジング棒と雄ねじ部の先端との接地面積が増大するため、作業者は、ガウジング棒の折損を防ぎつつ、ガウジング棒を着脱機構に強固に固定することが可能となる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、手元で圧縮空気の供給量を調節可能とすることで、エアーガウジング作業の作業効率を大幅に向上させたエアーガウジング工具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係るエアーガウジング工具の概略斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係るエアーガウジング工具の工具本体を示す図である

【図3】本発明の実施形態に係るエアーガウジング工具の工具本体を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係るエアーガウジング工具の継手部を示す図である。

【図5】本発明の実施形態に係るエアーガウジング工具の継手部を示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係るエアーガウジング工具の使用方法を示す図である。

【図7】本発明の実施形態に係るエアーガウジング工具の使用方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図１～図７を用いて、本発明の実施形態に係るエアーガウジング工具について説明する。
なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、これらの図において、符号１は、本実施形態に係るエアーガウジング工具を示す。

【0029】

図１は、エアーガウジング工具１の概略斜視図であり、（ａ）工具本体１１に継手部Ｓを装着した際の概略斜視図、（ｂ）工具本体１１から継手部Ｓを脱離させた際の概略斜視図である。

【0030】

図１に示すように、エアーガウジング工具１は、工具本体１１を備え、溶接用トーチＴ（図６参照）の給電チップＴ２（図６参照）に接触可能な給電電極１１ａ１（図３参照）が設けられた導電部１１ａと、ガウジング棒Ｇ（図６参照）を着脱可能な着脱機構１１ｂと、圧縮空気Ｃ（図７参照）をガウジング棒Ｇの先端に向けて噴射可能な気体噴射機構１１ｃと、を有している。

【0031】

導電部１１ａは、給電チップＴ２とガウジング棒Ｇが給電電極１１ａ１を介して導電可能に接続するように構成されている。

【0032】

以下、図２及び図３を用いて、工具本体１１の構成部材の具体的な態様について、さらに詳述する。
なお、図３において、噴射口Ｏは点線で示している。また、図３において、雄ねじ部ｍ及び操作部ｗは、断面で示されていない。

【0033】

導電部１１ａは、図２及び図３に示すように、２つの給電電極１１ａ１と、２つの略円筒状のカバー部１１ａ２と、を有している。
詳述すれば、カバー部１１ａ２は、ノズルＴ１（図６参照）を有する溶接用トーチＴに取付可能であり、ノズルＴ１に外嵌可能な第一カバー部ａ２１と、第一カバー部に略垂直に連結される第二カバー部ａ２２と、により形成されている。給電電極１１ａ１は、第一カバー部ａ２１の内部に設けられる第一給電電極ａ１１と、第二カバー部ａ２２の内部に設けられ、第一給電電極ａ１１に接触する第二給電電極ａ１２と、により形成されている。
なお、給電電極１１ａ１には、導電性材料として、銅やアルミニウム、銅と亜鉛の合金である真鍮材等が好適に用いられる。また、カバー部１１ａ２には、耐熱性材料として、ポリアセタール樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂が好適に用いられる。

【0034】

また、着脱機構１１ｂには、ガウジング棒Ｇが挿通される挿通孔１１ｂ１と、ガウジング棒Ｇを挟着保持可能な可動部材１１ｂ２と、が設けられている。
可動部材１１ｂ２は、雄ねじ部ｍと雌ねじ部ｆとが設けられたねじ機構Ｂを含んでいる。また、可動部材１１ｂ２は、ねじ機構Ｂの他に、雄ねじ部ｍの先端に設けられた皿部ｄ、雄ねじ部ｍの基端に設けられ、雄ねじ部ｍの回転動作を容易に行うための操作部ｗを含んでいる。
皿部ｄの直径Ｄ２は、雄ねじ部ｍのねじ径Ｄ１よりも大径である。

【0035】

また、気体噴射機構１１ｃは、継手部ＳやコンプレッサーのエアーホースＨ（図６参照）が接続され、圧縮空気Ｃが流入する流入部Ｉと、圧縮空気Ｃが噴射される噴射口Ｏと、流入部Ｉと噴射口Ｏを連通させる流路Ｒと、が設けられている。

【0036】

以下、図４を用いて、継手部Ｓの具体的な態様について、詳述する。
なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＹＹ´線断面図である。また、継手部本体Ｓ１及び操作部Ａ２は、断面で示されていない。

【0037】

図４に示すように、継手部Ｓは、流入部Ｉに接続される継手部本体Ｓ１と、調節弁Ａが設けられた略六角柱状の調節部Ｓ２と、コンプレッサーのエアーホースＨが接続される接続部Ｓ３と、を有している。

【0038】

調節弁Ａは、調節部Ｓ２及び流路Ｒの内部に形成された弁体Ａ１と、弁体Ａ１の回転動作を制御する操作部Ａ２と、が設けられている。

【0039】

弁体Ａ１には、貫通孔ｒが形成されている。

【0040】

操作部Ａ２は、回転摘まみであり、弁体Ａ１と連結する略円柱状の軸部Ａ２ａと、軸部Ａ２ａから流路Ｒの流れ方向に突設された摘まみ部Ａ２ｂと、により構成されている。
また、操作部Ａ２には、操作部Ａ２の回転動作を所定の角度の範囲内に拘束する係止突起Ｐが設けられている。

【0041】

詳述すれば、係止突起Ｐは、操作部Ａ２から流路Ｒの流れ方向対して略垂直方向に突設され、流路Ｒを開状態及び閉状態とした際に、調節部Ｓ２の一側面に当接するように構成されている。

【0042】

以下、図５を用いて、調節弁Ａを用いた流路Ｒの開度の調節方法について説明する。

【0043】

作業者は、摘まみ部Ａ２ｂを、摘まみ部Ａ２ｂの突設方向と流路Ｒの流れ方向とが略平行となっている状態から時計回りに回転させることで、図５（ａ）に示す状態から、図５（ｂ）に示す状態とする。即ち、作業者は、摘まみ部Ａ２ｂの突設方向と流路Ｒの流れ方向とを略垂直とする。
このようにすることで、流路Ｒの流れ方向と貫通孔ｒの貫通方向とが垂直となり、流路Ｒは、完全な開状態から完全な閉状態となる。また、このとき、係止突起Ｐの第一係止面Ｐ１が調節部Ｓ２の一側面に当接し、作業者は、図５（ｂ）に示す状態から、さらに調節弁Ａを時計回りに回転させることができなくなる。

【0044】

そして、上記した手順と逆の手順を行えば、流路Ｒの流れ方向と貫通孔ｒの貫通方向とが一致し、流路Ｒは、完全な閉状態から完全な開状態となる。また、このとき、係止突起Ｐの第二係止面Ｐ２が調節部Ｓ２の一側面に当接し、作業者は、図５（ａ）に示す状態から、さらに調節弁Ａを反時計回りに回転させることができなくなる。

【0045】

即ち、調節弁Ａは、係止突起Ｐにより、その回転動作を９０度の範囲に拘束されている。

【0046】

継手部本体Ｓ１は、一般的な差込接続型のワンタッチ継手であり、作業者は、内部に設けられた着脱機構（図示せず）により、継手部Ｓを容易に流入部Ｉに着脱することができる。

【0047】

なお、カバー部１１ａ１、流入部Ｉ、操作部ｗ及び継手部Ｓは、絶縁材により被覆されている。被覆手段として、例えばアルマイト加工が挙げられる。

【0048】

以下、図６及び図７を用いて、エアーガウジング工具１の使用方法について説明する。
なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）の部分拡大図である。また、図６（ａ）において、噴射口Ｏ及び流路Ｒの一部は点線で示している。また、図６（ａ）及び（ｂ）において、溶接用トーチＴの構成部材の内、ノズルＴ１及び給電チップＴ２のみが断面で示されている。

【0049】

まず、作業者は、工具本体１１を溶接用トーチＴに取付け、溶接用トーチＴの給電チップＴ２に第一給電電極ａ１１を接触させ、ワイヤ送給装置（図示せず）からの溶接ワイヤＷの送給を停止する。
なお、溶接用トーチＴは、半自動溶接機（図示せず）に用いられ、その先端にはノズルＴ１及び給電チップＴ２が設けられ、給電チップＴ２には溶接ワイヤＷを送給可能な送給孔Ｔ３が形成されている。

【0050】

次に、作業者は、着脱機構１１ｂにガウジング棒Ｇを取り付ける。
詳述すれば、作業者は、ガウジング棒Ｇを、挿通孔１１ｂ１に挿通させ、操作部ｗにより雄ねじ部ｍを回転させることで、ガウジング棒Ｇを、皿部ｄと挿通孔１１ｂ１の内周面とで狭着させる。

【0051】

次に、作業者は、溶接電源装置（図示せず）から溶接用トーチＴの給電チップＴ２に給電を行う。こうすることで、電力が、給電電極１１ａ１を介してガウジング棒Ｇに給電される。

【0052】

次に、作業者は、継手部Ｓの接続部Ｓ３に、エアーホースＨを接続し、流路Ｒが開状態となるように調節弁Ａの操作部Ａ２を操作する。こうすることで、コンプレッサーからの圧縮空気Ｃは、流入部Ｉから流路Ｒを通り、噴射口Ｏから流出することで、ガウジング棒Ｇの先端部に向けて噴射されることとなる。

【0053】

以上の手順により、作業者は、図７に示すように、ガウジング棒Ｇを母材Ｚに接触させ、アーク熱を発生させることができる。
なお、圧縮空気Ｃは、一点鎖線で示している。

【0054】

そして、作業者は、アーク熱により母材や溶接ビードが溶融させつつ、ガウジング棒Ｇの先端部に向けて噴射される圧縮空気Ｃにより溶融金属の吹き飛ばしを行うことができ、エアーガウジング作業を良好に行うことが可能となる。

【0055】

本実施形態によれば、気体噴射機構１１ｃに調節弁Ａが設けられているため、作業者は、圧縮空気Ｃの供給量を手元で自在に調節することができ、エアーガウジング作業の作業効率を大幅に向上させることが可能となる。

【0056】

また、係止突起Ｐにより操作部の不意の回転を抑制することができるため、作業効率の悪化を防ぐとともに、作業時のストレスを低減させることが可能となる。

【0057】

また、作業者は、エアーガウジング作業の他送風作業全般を行う場合に、継手部Ｓ単体をエアブローガンとして用いることができるため、エアーガウジング工具１の汎用性が大きく向上する。

【0058】

気体噴射機構１１ｃに噴射口Ｏが２つ設けられていることで、ガウジング棒Ｇの先端に噴射される圧縮空気Ｃの質量が増加し安定するため、作業者は、エアーガウジングにおける溶融金属の吹き飛ばしを、より効率的に行うことが可能となる。

【0059】

また、雄ねじ部ｍと雌ねじ部ｆとが設けられたねじ機構Ｂにより、作業者は、ガウジング棒Ｇの着脱を、容易に行うことが可能となる。

【0060】

雄ねじ部ｍの先端に、皿部ｄが形成されていることで、ガウジング棒Ｇと雄ねじ部ｍの先端との接地面積が増大するため、作業者は、ガウジング棒Ｇの折損を防ぎつつ、ガウジング棒Ｇを着脱機構１１ｂに強固に固定することが可能となる。

【0061】

なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。

【符号の説明】

【0062】

１ エアーガウジング工具
１１ 工具本体
１１ａ 導電部
１１ａ１ 給電電極
ａ１１ 第一給電電極
ａ１２ 第二給電電極
１１ａ２ カバー部
ａ２１ 第一カバー部
ａ２２ 第二カバー部
１１ｂ 着脱機構
１１ｂ１ 挿通孔
１１ｂ２ 可動部材
Ｂ ねじ機構
ｍ 雄ねじ部
ｄ 皿部
ｗ 操作部
ｆ 雌ねじ部
１１ｃ 気体噴射機構
Ｉ 流入部
Ｏ 噴射口
Ｒ 流路
Ｓ 継手部
Ｓ１ 継手部本体
Ｓ２ 調節部
Ｓ３ 接続部
Ａ 調節弁
Ａ１ 弁体
ｒ 貫通孔
Ａ２ 操作部
Ａ２ａ 軸部
Ａ２ｂ 摘まみ部
Ｐ 係止突起
Ｐ１ 第一係止面
Ｐ２ 第二係止面
Ｔ 溶接用トーチ
Ｔ１ ノズル
Ｔ２ 給電チップ
Ｔ３ 送給孔
Ｗ 溶接ワイヤ
Ｇ ガウジング棒
Ｃ 圧縮空気
Ｈ エアーホース
Ｚ 母材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】