特許 7144865 溶接用のトーチ

(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】2022-09-21

(45)【発行日】2022-09-30

(54)【発明の名称】溶接用のトーチ

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/29 20060101AFI20220922BHJP

【ＦＩ】

B23K9/29 B

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019550173

(86)(22)【出願日】2018-03-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-02

(86)【国際出願番号】 KR2018003113

(87)【国際公開番号】W WO2018174479

(87)【国際公開日】2018-09-27

【審査請求日】2021-03-05

(31)【優先権主張番号】10-2017-0034425

(32)【優先日】2017-03-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2018-0002562

(32)【優先日】2018-01-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】515266407

【氏名又は名称】ヤン、テ ハン

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】ヤン、テハン

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－０６６８７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】再公表特許第２０１３／１５７０３６（ＪＰ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００５０８２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０８６２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０５０７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１９８１３４１９（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ９／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接用のトーチであって、
中空の胴体管から構成され、この胴体管の内部に第１の斜面が形成された本体と、
前記胴体管の一方の側に螺合方式により組み付けられるジョイントの前記第１の斜面に寄る側にコレットチャックを有し、このジョイントを緩めたり締めたりしてコレットチャックを移動させ、コレットチャックに嵌め込まれた電極棒を固定するか、または長さが調節されるようにするが、前記コレットチャックが前記第１の斜面に密着されれば電極棒を締め、第１の斜面から離れれば拡開されて電極棒が調節されるようにする電極棒キャップと、
前記胴体管の対向側に配備されて供給されたガスを四方に噴射するソケットを有し、このソケットの外面に組み付けられるノズルから形成されたヘッドと、
前記胴体管へのガスの供給を案内し、電気的に連結されて点火及び溶接が行われるようにするコネクターと、
を備え、
溶接作業に際して、前記ソケットを介してノズルの内部の四方に噴射されるガスの一部がノズルと接触して熱を冷やすことを特徴とする溶接用のトーチ。

【請求項2】

溶接用のトーチであって、
中空の胴体管を有し、前記胴体管の内部に前方に向かって狭くなる第１の斜面が形成され、前記胴体管の内部空間に連結された第２のコネクティング管を介してガス及び電源が供給される本体と、
前記本体の内側に電極棒の嵌め込まれたコレットチャックを組み付けるようにするが、前記本体にコレットチャックが組み付けられる過程において、前記コレットチャックの外周に設けられた第２の傾斜部が前記第１の斜面に接触されて圧迫される作用により前記コレットチャックに嵌め込まれた電極棒が任意の突出長さに調節された後に支持・固定されるようにする電極棒キャップと、
前記電極棒キャップの他方の端にソケットを用いて多数のノズルのうちのいずれか一つが連結されて、供給されるガス及び電源を用いて溶接を行う火炎が生成され、前記多数のノズルは、規格化した火口の大きさに対応してそれぞれ異なる直径を有する着脱溝がそれぞれ形成され、前記ソケットは、前記着脱溝に対応して組み立て可能な大きさに形成される着脱部が設けられて、前記着脱溝と着脱部の組み立て構造を通じて一つのトーチにおいて多数のノズルのうちのいずれか一つを取り替えて使用可能にするヘッドと、
前記胴体管へのガスの供給を案内し、電気的に連結されて点火及び溶接が行われるようにするコネクターと、
を備え、
前記コレットチャックは、内部に電極棒が嵌入するように貫通形成された嵌入孔及び、前記嵌入孔の前方に放射状に形成された破断溝を通じて形成されて、本体の胴体管の内部に設けられた第１の斜面の圧迫作用により内側に縮む作動をする第２の傾斜部をさらに備え、
前記第２の傾斜部の内側には前方に向かって次第に広くなる斜面を有することにより、前記第２の傾斜部が縮む作動をすれば、前記電極棒の外周に面接触状に支持されて固定力が発揮されるようにする接触部をさらに備える溶接用のトーチ。

【請求項3】

前記コレットチャックは、内部に電極棒が嵌入するように貫通形成された嵌入孔及び、前記嵌入孔の前方に放射状に形成された破断溝を通じて形成されて、本体の胴体管の内部に設けられた第１の斜面の圧迫作用により内側に縮む作動をする第２の傾斜部をさらに備え、
前記第２の傾斜部の内側には前方に向かって次第に広くなる斜面を有することにより、前記第２の傾斜部が縮む作動をすれば、前記電極棒の外周に面接触状に支持されて固定力が発揮されるようにする接触部をさらに備える請求項１に記載の溶接用のトーチ。

【請求項4】

前記ソケットが胴体管に一体にまたは組み付け式により配設されることを特徴とする請求項１または２に記載の溶接用のトーチ。

【請求項5】

前記ソケットの内面に第４の雌ねじが形成されて胴体管に形成された第１の雄ねじに螺合されるようにし、このソケットの外面に着脱ねじが配備されてノズルが結合されるようにすることを特徴とする請求項１または２に記載の溶接用のトーチ。

【請求項6】

前記ソケットにノズルの内壁に向かってガスが噴射されるようにする直角口が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の溶接用のトーチ。

【請求項7】

前記ソケットは、ノズルの内壁に対して斜め方向に貫通する傾斜口とノズルの内壁に対して直角方向に貫通する直角口が形成され、
前記傾斜口及び直角口を介して本体に供給されるガスがノズルの内壁に噴射されてガスを用いたノズルの冷却機能を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の溶接用のトーチ。

【請求項8】

前記本体は、ヘッドのソケットが組み付けられる部分の間に熱伝導性の低い非金属材質から作製されて嵌入して前記ヘッドからの熱伝導時間を遅らせる仕切りリングをさらに備える請求項１または２に記載の溶接用のトーチ。

【請求項9】

前記コネクターは、第２のコネクティング管の内側の第２の連結部に接続される第１の連結部が上部に上向き斜面として設けられ、第１の連結部の下部に第１の圧迫部が下向き斜面として設けられた頭を有し、前記頭の下部に突出した連結竿に第１のホースが連結されながらガスが流入してトーチにガスを供給する第１のケーブルと、
前記第１のホースに導線の中央部分が同軸状に嵌め込まれて連結されるが、前記導線が前記第２のコネクティング管に電気的に接続されて電源をトーチに供給する第２のケーブルと、
前記第１及び第２のケーブルが同軸状に中央に挿通されるが、前記第２のコネクティング管の内側の第２の雌ねじに第２の雄ねじを用いて締め付けられ、前記第２の雄ねじの上部に設けられた第２の圧迫部が前記第１のケーブルの頭を押して前記第１の連結部と第２の連結部とを互いに密着させて第１のケーブルが接続されるようにし、前記第１の圧迫部と第２の圧迫部との間に導線が嵌め込まれて固定されて前記第２のケーブルが接続されるようにする第１のコネクティング管と、
をさらに備える請求項１または２に記載の溶接用のトーチ。

【請求項10】

前記ジョイントの内側にコレットチャックを第１の斜面の向きに押して電極棒が安定して固定されるようにする弾性部材が配備されることを特徴とする請求項１に記載の溶接用のトーチ。

【請求項11】

前記弾性部材は、バネから構成されることを特徴とする請求項１０に記載の溶接用のトーチ。

【請求項12】

前記コレットチャックが胴体管に嵌り込んで第１の斜面に接触されるようにするジョイントを備えるが、
前記コレットチャックとジョイントのそれぞれに矩形状または台形状のねじ山が形成されて結合されることを特徴とする請求項１または２に記載の溶接用のトーチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接を行うものであって、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス及び電極棒と母材との間にアークを生じさせる電源を円滑に供給しながらガス及び電源ケーブルを簡便に連結できるようにする溶接用のトーチに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、溶接方式としては、電気溶接、ガス溶接などが広く採用されるが、中でも、電気、ガスを同時に用いるティグ溶接は、アルゴンまたはヘリウムなどの不活性ガスの中で電極棒と母材との間に電源の供給によるアークを生じさせて、母材を溶接する溶接方式の一つであり、気体成分の量が少なく、清浄な高品質の溶接部が得られることから、低温用の鋼と耐熱合金などの厚い板材の溶接にも用いられ、高い靭性、高い強度の溶接を行うのに適している。

【0003】

このようなティグ溶接では、ガス及び電源を供給するためのトーチを用いるが、その溶接用のトーチは、タングステンなどの電極棒が嵌入しつつアークを生じさせて溶接のための火炎が生じるノズルと、不活性ガス及び電源を供給するケーブルが連結され、溶接のための柄となる本体と、を備える。

【0004】

例えば、従来の韓国公開特許公報第１０－２００９－００７０５７９号を参照すると、ヘッド部、本体部、ホルダー部を備えてなる溶接用のトーチについて記載されており、同文献には、前記ホルダー部の下部の周面に多数の通風口が形成された構成を有し、前記通風口は、ホルダー部の周面に傾斜を有するように斜めに形成され、前記ホルダー部の下部に形成された通風口に対応するように溶接棒の内部に連結されてアルゴンガスと電源及び冷却水などを供給する供給管が通風口の形成位置まで延設された構造が開示されている。

【0005】

しかしながら、従来には、改善すべき技術的な問題が露出されているのが現状である。

【0006】

これについて述べると、従来の場合、溶接のためのトーチは、火炎が生じるノズルの火口に対する大きさを、溶接対象、溶接面積に対応してトーチごとにそれぞれ異なる火口の大きさのノズルを有するように規格化させて作製する構造を有するため、トーチを用いる作業者は、溶接対象、溶接面積に使用可能な火口の大きさを有する一つ以上のトーチをそれぞれ備えなければならないという煩雑さがあり、溶接対象、溶接面積が変更されれば、それに見合うトーチを再び備えることを余儀なくされ、これに伴い、さらなるコストの発生を引き起こすなど使い勝手に格段に劣っているという問題があった。

【0007】

また、従来の場合、溶接のためのトーチにおいて、アークの発生のための電極棒は、コレットチャックに支持されながらトーチの内部に嵌入するが、普通、その電極棒の支持面積が点接触状に支持されて形成されるという構造を有するため、トーチの特性からみて、高熱が発生すれば、点接触状の電極棒の支持部分に熱変形が生じることにより、支持力が低下し、これにより、溶接中に電極棒が動くことがあり、溶接を容易に行うことができないという構造的な問題があった。

【0008】

さらに、従来の場合、トーチのノズル側に噴射されるガスは、噴射方向が前方に直線状に噴射される構造を有するため、アーク火炎がノズルの内部において直ちに生じてノズルが容易に高熱に加熱され、その加熱作用により本体に熱が伝導されるため、酷い場合は、溶接を持続的に行うことができず、本体から発せられる高熱によりトーチを用いる作業者が火傷をしたり火災が生じたりするなどの安全事故を引き起こすという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】韓国公開特許公報第１０－２００９－００７０５７９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、従来の諸問題を解決するためのものであって、溶接対象、溶接面積に応じた火口の大きさのノズルを有するトーチをそれぞれ備えないようにしつつ、一つのトーチを用いて、溶接対象、溶接面積に対応して使用できるようにしてトーチの汎用性に対する煩雑さを解消し、溶接対象、溶接面積が変更されれば、用いているトーチにおいて簡便にノズルのみを取り替えて使用できるようにして、さらなるコストが生じないようにする溶接用のトーチを提供するところにその目的がある。

【0011】

また、本発明は、トーチのアークの発生のための電極棒の支持部分に対する熱変形を極力抑えるようにして電極棒の支持部分に対する支持力の低下を防止し、これに伴う電極棒の動きを抑えて溶接を行い易くするところに他の目的がある。

【0012】

さらに、本発明は、トーチに供給されるガスを用いて、それ自体が冷却機能を行うようにして溶接を持続的に行わせつつ、熱伝導率を下げてトーチを用いる作業者の火傷及び火災などの安全事故を防止するところにさらに他の目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、溶接用のトーチであって、中空の胴体管から構成され、この胴体管の内部に第１の斜面が形成された本体と、前記胴体管の一方の側に螺合方式により組み付けられるジョイントの手前側にコレットチャックを有し、このジョイントを緩めたり締めたりしてコレットチャックを移動させ、コレットチャックに嵌め込まれた電極棒を固定するか、または長さが調節されるようにするが、前記コレットチャックが前記第１の斜面に密着されれば電極棒を締め、第１の斜面から離れれば拡開されて電極棒が調節されるようにする電極棒キャップと、前記胴体管の対向側に配備されて供給されたガスを四方に噴射するソケットを有し、このソケットの外面に組み付けられるノズルから形成されたヘッドと、前記胴体管へのガスの供給を案内し、電気的に連結されて点火及び溶接が行われるようにするコネクターと、を備え、溶接作業に際して前記ソケットを介してノズルの内部の四方に噴射されるガスの一部がノズルと接触して熱を冷やすところに技術的な特徴を有する。

【発明の効果】

【0014】

このような本発明によれば、溶接対象、溶接面積に対応してそれぞれ異なる火口の大きさを有する多数のノズルを一つのトーチにおいて取り替えて使用できるようにノズルの規格化した大きさに対応して作製されるソケットを用いて、一つのトーチに多数のノズルが連結可能なように構造を改善することにより、一つのトーチを用いてそれぞれ異なる溶接対象、溶接面積に対応してノズルを取り替えて用いることから、トーチの汎用性が向上し、溶接対象、溶接面積が変更されれば、用いているトーチにおいて簡便に火口の大きさのみを変更して更なるコストが生じないようにするという効果がある。

【0015】

また、トーチのアークの発生のための電極棒が面接触状にトーチに支持されるようにするコレットチャックを設けて構造を改善することにより、面接触状のコレットチャックにより電極棒の支持面積が広くなることから、電極棒の支持部分が高熱により容易に変形しないので、支持力の低下を防止し、これに伴う電極棒の動きを抑えて溶接を容易に行うことができるという他の効果がある。

【0016】

さらに、トーチのノズルに噴射されるガスをノズルの内壁に噴射して冷却を兼ねるようにする傾斜状の噴射口を設けて構造を改善することにより、自体的な冷却機能を行って溶接を持続的に行わせながら、熱伝導率を下げてトーチを用いる作業者の火傷及び火災などの安全事故を防止するというさらに他の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る溶接用のトーチの一例を示す断面図。

【図2】本発明に係る溶接用のトーチの一例を示す断面図。

【図3】本発明に係る溶接用のトーチの実施形態を示す断面図。

【図4】本発明に係る溶接用のトーチの実施形態を示す断面図。

【図5】本発明に係る溶接用のトーチの実施形態を示す断面図。

【図6】本発明に係る溶接用のトーチの実施形態を示す断面図。

【図7】本発明に係る溶接用のトーチの実施形態を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１及び図２は、本発明の各実施形態に係る溶接用のトーチを説明するために示す図である。

【0019】

これらに示すトーチ１について概略的に述べると、ガス及び電源が供給される本体１００と、電極棒１０が任意の突出長さに調節された後に支持・固定されるようにする電極棒キャップ２００と、供給されるガス及び電源を用いて溶接を行う火炎が生成され、一つのトーチ１において多数のノズル３２０のうちのいずれか一つを取り替えて使用可能にするヘッド３００と、を備えてなる。

【0020】

以下、本発明の基本的な構成要素であって、第１の実施形態に係る溶接用のトーチに対する各部の構成について図１及び図２に基づいて具体的に説明する。図１は、トーチの側断面図であり、図２は、トーチの分解図である。

【0021】

まず、前記本体１００は、中空の胴体管１１０を有し、前記胴体管１１０の内部に前方に向かって狭くなる第１の斜面１１２が形成され、前記胴体管１１０の内部空間に連結された第２のコネクティング管１２０を介してガス及び電源が供給されるようにするものである。

【0022】

本発明の基本的な実施形態に係る本体１００は、胴体管１１０、第２のコネクティング管１２０、第１のカバー１３０、仕切りリング１４０、コネクター１５０を備える。

【0023】

例えば、前記本体１００は、前方の外側にヘッド３００の結合のための第１の雄ねじ１１３が形成され、後方の内側に電極棒キャップ２００の結合のための第１の雌ねじ１１４が形成され、中央に前方に向かって狭くなる第１の斜面１１２が形成された胴体管１１０をさらに備える。

【0024】

前記胴体管１１０は、中空の管であって、電気伝導性に優れた金属材質から作製されるが、好ましくは、横銅から作製される。前記胴体管１１０の中央の側壁には、第２のコネクティング管１２０の連結のための流路１１１が貫通形成される。

【0025】

前記流路１１１の隣り合う内周には前記第１の斜面１１２が形成されるが、前記第１の斜面１１２は、前方に向かって次第に狭くなる斜面を有する形状であって、ベンチュリー効果を誘導して前記流路１１１を介して流入するガスの流速を上昇させてガスの流れを円滑にするものである。

【0026】

また、前記本体１００は、前記胴体管１１０の流路１１１に管路１２３により内部空間に連結され、内側の奥側に第１のケーブル１６０の第１の連結部１６１ａが接続される第２の連結部１２１が上向き斜面として形成され、前記第２の連結部１２１の下部に第１のコネクティング管１７０の第２の雄ねじ１７２が締め付けられる第２の雌ねじ１２２が形成され、コネクター１５０を介して接続される第１及び第２のケーブル１６０、１８０のガス及び電源を供給する第２のコネクティング管１２０をさらに備える。

【0027】

前記第２のコネクティング管１２０は、中空の管路であって、前記胴体管１１０と同じ材質から作製されるが、前記胴体管１１０の流路１１１に連結される管路１２３を長く形成して溶接を行う作業者が手で把持する空間を提供する。前記第２のコネクティング管１２０の下部の内側の第２の雌ねじ１２２により形成された管状の内側部分には第２の連結部１２１が上向き斜面として形成されるが、前記第２の連結部１２１は、第１のケーブル１６０の第１の連結部１６１ａを包み込んで完璧に密着されるように丸みの帯びた斜面であることが好ましく、前記第２の連結部１２１は、管路１２３と連結されて、供給されるガスが管路１２３を介して前記胴体管１１０の流路１１１に流入するようにする。

【0028】

また、前記本体１００は、前記胴体管１１０と第２のコネクティング管１２０を包み込む絶縁機能をする第１のカバー１３０をさらに備える。

【0029】

前記第１のカバー１３０は、前記胴体管１１０及び第２のコネクティング管１２０の全体を任意の厚さで包み込んで形成され、供給される電源及び溶接中に生じる熱に対する絶縁のためにゴムまたはウレタンなどの非金属材質から作製される。前記第１のカバー１３０は、作業者が自ら把持する部分となる。

【0030】

さらに、前記本体１００は、ヘッド３００のソケット３１０が組み付けられる部分の間に熱伝導性の低い非金属材質から作製されて嵌入して前記ヘッド３００からの熱伝導時間を遅らせる仕切りリング１４０をさらに備える。

【0031】

前記仕切りリング１４０は、前記胴体管１１０の第１の雄ねじ１１３に嵌合するように中央が貫通した円形の板材により作製され、絶縁のために非金属材質からなり、好ましくは、合成樹脂であり、前記第１の雄ねじ１１３に組み付けられるソケット３１０と胴体管１１０とを仕切ってヘッド３００から伝えられる熱を遅延させる機能をする。

【0032】

さらにまた、前記本体１００は、ガスが流入する第１のケーブル１６０及び、電気が流れる第２のケーブル１８０が互いに同軸状に連結されてなるが、前記同軸状に連結された第１のケーブル１６０及び第２のケーブル１８０を本体１００の第２のコネクティング管１２０に接続してガスと電源が本体１００に供給されるようにするコネクター１５０をさらに備える。

【0033】

前記コネクター１５０は、同軸状に互いに連結された第１のケーブル１６０及び第２のケーブル１８０を同時に胴体管１１０に連結する機能をする。

【0034】

ここで、前記コネクター１５０は、第２のコネクティング管１２０の内側の第２の連結部１２１に接続される第１の連結部１６１ａが上部に上向き斜面として設けられ、その下部に第１の圧迫部１６１ｂが下向き斜面として設けられた頭１６１を有し、前記頭１６１の下部に突出した連結竿１６２に第１のホース１６３が連結されながらガスが流入してトーチ１にガスを供給する第１のケーブル１６０と、前記第１のホース１６３に導線１８１の中央部分が同軸状に嵌め込まれて連結されるが、前記導線１８１が前記第２のコネクティング管１２０に電気的に接続されて電源をトーチ１に供給する第２のケーブル１８０と、前記第１及び第２のケーブル１６０、１８０が同軸状に中央に挿通されるが、前記第２のコネクティング管１２０の内側の第２の雌ねじ１２２に第２の雄ねじ１７２を用いて締め付けられるが、前記第２の雄ねじ１７２の上部の第２の圧迫部１７１が前記第１のケーブル１６０の頭１６１を押して前記第１の連結部１６１ａと第２の連結部１２１を互いに密着させて第１のケーブル１６０が接続されるようにし、前記第１の圧迫部１６１ｂと第２の圧迫部１７１との間に導線１８１が嵌め込まれて固定されて前記第２のケーブル１８０が接続されるようにする第１のコネクティング管１７０と、をさらに備える。

【0035】

前記第１のケーブル１６０は、頭１６１と前記頭１６１の下部連結竿１６２は横銅材質から作製し、前記頭１６１は、上部に第１の連結部１６１ａが上向き斜面として形成され、前記第１の連結部１６１ａの下部に第１の圧迫部１６１ｂが下向き斜面として形成される一方で、前記第１の圧迫部１６１ｂの下部の終端に連結竿１６２が頭１６１の中央管路に連結されてなる。前記連結竿１６２の外周には、ガスの供給のための第１のホース１６３が嵌合してガスが連結竿１６２を介して頭１６１を経て第１のコネクティング管１７０に流入するようにする。

【0036】

前記第２のケーブル１８０は、電気が流れる導線１８１の外周に第２のホース１８２が設けられてなり、前記導線１８１の中央に前記第１のホース１６３が嵌入するので、前記第１のケーブル１６０と第２のケーブル１８０が同軸状に一つのラインとして備えられ、前記導線１８１の末端部分は第１のケーブル１６０の頭１６１の部分まで位置しつつ、第１の圧迫部１６１ｂを包み込む形状となる。

【0037】

前記第１のコネクティング管１７０は、中空の管であって、横銅材質から作製されるが、前記第１のコネクティング管１７０の上部の外周に前記第２のコネクティング管１２０の第２の雌ねじ１２２に締め付けられる第２の雄ねじ１７２が形成され、前記第２の雄ねじ１７２の上端に第２の圧迫部１７１が下向き斜面として形成されるので、前記第１のコネクティング管１７０が第２のコネクティング管１２０に組み付けられれば、前記第１の圧迫部１６１ｂと第２の圧迫部１７１が斜面により互いに接触されながら圧迫力が作用し、これらの間に嵌入した導線１８１が圧迫・固定されて導線１８１の電気が第２のコネクティング管１２０を介して胴体管１１０に流れるようにする。

【0038】

このとき、前記第１の圧迫部１６１ｂと第２の圧迫部１７１との間に固定されて突出する導線１８１の残りの部分は、前記第２の雌ねじ１２２と第２の雄ねじ１７２との締結部の間に螺旋状に巻き付けられながら完全に固定される。

【0039】

したがって、本発明は、同軸状の第１のケーブル、第２のケーブル１８０を同時に連結するコネクター１５０をさらに付加することにより、一本の管状のラインがトーチ１に連結されるので、ガス及び電源の供給のためのケーブルの連結が非常に簡便であり、トーチ１の全体的な構造もまた単純化してトーチ１の作製に伴う生産性が向上する。

【0040】

また、電源の供給のための第２のケーブル１８０の導線１８１が第１の圧迫部１６１ｂと第２の圧迫部１７１との間に嵌め込まれて固定されるので、電源接続される構造をさらに付加することにより、溶接中に動きによる応力が導線１８１の連結部分に集中しないので、導線１８１が容易に途切れることがなく、もし、老巧などにより導線１８１が損傷されたとしても、第１のケーブル１６０を全体的に切断した後に同軸状に第１のケーブル１６０に再び簡便に連結して用いることにより、メンテナンスの効率がよくなる。

【0041】

そして、前記電極棒キャップ２００は、前記本体１００の内側に電極棒１０の嵌め込まれたコレットチャック２２０が組み付けられるようにするが、前記本体１００にコレットチャック２２０が組み付けられる過程において、前記コレットチャック２２０の外周に設けられた第２の傾斜部２２３が前記第１の斜面１１２に接触されて圧迫される作用により前記コレットチャック２２０に嵌め込まれた電極棒１０が任意の突出長さに調節された後に支持・固定されるようにするものである。

【0042】

本発明の基本的な実施形態に係る電極棒キャップ２００は、ジョイント２１０、コレットチャック２２０、第２のカバー２３０を備える。

【0043】

例えば、前記電極棒キャップ２００は、本体１００の胴体管１１０に締め付けられる作用を用いてコレットチャック２２０を胴体管１１０の内部に組み付けて胴体管１１０の内部に第１の斜面１１２を用いた圧迫作用を導くジョイント２１０をさらに備える。

【0044】

前記ジョイント２１０は、中空の管であって、内側に電極棒１０の一部が嵌入できるように作製され、前方の外周に形成された第３の雄ねじ２１２を用いて、前記本体１００の胴体管１１０に設けられた第１の雌ねじ１１４に締め付けられることが可能になり、前記第３の雄ねじ２１２の内周に形成された第３の雌ねじ２１１にコレットチャック２２０の第４の雄ねじ２２１が締め付けられながら、ジョイント２１０とコレットチャック２２０が互いに組み立てられるようにする。前記ジョイント２１０の後方には、第２のカバー２３０の結合のために突出した管部分を有する。

【0045】

また、前記電極棒キャップ２００は、前記ジョイント２１０を介して本体１００の胴体管１１０の内部に組み付けられるが、前記胴体管１１０の内部の第１の斜面１１２に密着されながら圧迫力が作用すれば、内部に嵌入した電極棒１０を任意の突出長さに調節した後に固定されるように支持するコレットチャック２２０をさらに備える。

【0046】

ここで、前記コレットチャック２２０は、内部に電極棒１０が嵌入するように貫通形成された嵌入孔２２２及び、前記嵌入孔２２２の前方に放射状に形成された破断溝２２５を通じて形成されて本体１００の胴体管１１０の内部に設けられた第１の斜面１１２の圧迫作用により内側に縮む作動をする第２の傾斜部２２３を有し、前記第２の傾斜部２２３の内側には前方に向かって次第に広くなる斜面を有するので、前記第２の傾斜部２２３が縮む作動をすれば、前記電極棒１０の外周に面接触状に支持されて固定力が発揮されるようにする接触部２２４を有する。

【0047】

このとき、前記第２の傾斜部２２３が縮む作動をすれば、接触部２２４の傾斜構造により電極棒１０の外周に広い面積にて面接触されて支持されることが可能になって、固定力が向上する。前記コレットチャック２２０に支持される電極棒１０は、尖った部分を有するピン状の棒であって、アーク放電のために広く用いられるため、これについての説明は省略する。

【0048】

したがって、本発明は、コレットチャック２２０をさらに付加することにより、面接触状のコレットチャックにより電極棒１０の支持面積が広くなることから、電極棒１０の支持部分が高熱により容易に熱変形しないので、支持力の低下を防止し、これに伴う電極棒１０の動きを抑えて溶接を行い易くする。

【0049】

また、前記電極棒キャップ２００は、前記ジョイント２１０の後方に固定・結合され、前記ジョイント２１０を第３の雄ねじ２１２及び第１の雌ねじ１１４に沿って螺旋回転させる作用により本体１００に結合される位置を前後に変化しながらコレットチャック２２０が電極棒１０を支持する圧迫力が調節されるようにする第２のカバー２３０をさらに備える。

【0050】

前記第２のカバー２３０は、棒状にジョイント２１０の後方に結合されるが、前記ジョイント２１０を回転させることができて、第３の雄ねじ２１２及び第２の雌ねじ１２２に沿ってジョイント２１０が本体１００に結合される位置が変化し、その位置の変化に伴い、コレットチャック２２０の第２の傾斜部２２３が胴体管１１０の第１の斜面１１２に密着される位置が変化しながら圧迫力が調節される。前記圧迫力の調節により電極棒１０の支持力が増減するので、電極棒１０の固定位置を簡便に変えることが可能になる。

【0051】

そして、前記ヘッド３００は、前記電極棒キャップ２００の他方の端にソケット３１０を用いて多数のノズル３２０のうちのいずれか一つが連結されて、供給されるガス及び電源を用いて溶接を行う火炎が生成され、前記多数のノズル３２０は、規格化した火口の大きさに対応してそれぞれ異なる直径を有する着脱溝３２１がそれぞれ形成され、前記ノズル３２０は、前記着脱溝３２１に対応して組み立て可能な大きさに形成される着脱部３１２が設けられて、前記着脱溝３２１と着脱部３１２の組み立て構造を通じて一つのトーチにおいて多数のノズル３２０のうちのいずれか一つを取り替えて使用可能にするものである。

【0052】

本発明の基本的な実施形態に係るヘッド３００は、ソケット３１０、ノズル３２０を備える。

【0053】

例えば、前記ヘッド３００は、規格化した火口の大きさに対応してそれぞれ異なる直径を有する多数のノズル３２０が本体１００に連結されるようにするソケット３１０をさらに備える。

【0054】

前記ソケット３１０は、中空の管体から作製されるが、その外周に多数のノズル３２０にそれぞれ異なる直径に形成される着脱溝３２１に対応して着脱部３１２が締め付け可能な大きさに変化しながら螺旋状に形成され、前記着脱部３１２の内周に前記本体１００の第１の雄ねじ１１３に締め付けられる第４の雌ねじ３１１が形成される。

【0055】

ここで、前記ソケット３１０は、ノズル３２０の内壁に対して斜め方向に貫通する傾斜口３１３及びノズル３２０の内壁に対して直角方向に貫通する直角口３１４をさらに備え、前記傾斜口３１３及び直角口３１４を介して本体１００に供給されるガスがノズル３２０の内壁に噴射されてガスを用いたノズル３２０の冷却機能を行うことを特徴とする。

【0056】

前記傾斜口３１３は、ノズル３２０の内側の側壁に供給されるガスを斜めに噴射してガスの自体温度によるノズル３２０の冷却を行うようにし、前記直角口３１４は、ノズル３２０の内側の側壁に供給されるガスを直角状に噴射してガスの自体温度によるノズル３２０の冷却を行うようにする。

【0057】

このとき、前記ソケット３１０の前方には、ガスをノズル３２０の前方に噴射する側口３１５が形成され、前記側口３１５は、アーク放電のためのガスの供給が円滑に行われるようにするものである。

【0058】

使用者の選択に応じて、前記傾斜口３１３または側口３１５のうちのどちらか一方を選択して用いてもよく、前記傾斜口３１３と側口３１５を同時に用いてもよい。

【0059】

したがって、本発明は、傾斜口３１３、直角口３１４を有するソケット３１０をさらに付加することにより、自体的な冷却機能を行って溶接を持続的に行うようにしながら、熱伝導率を下げてトーチ１を用いる作業者の火傷及び火災などの安全事故を防止する。

【0060】

このとき、前記着脱部３１２は、図２に示すように、ノズル３２０のそれぞれ異なる直径の着脱溝３２１に対応するので、可変的に、複数の大きさの着脱部３１２を有するソケット３１０を当該ノズル３２０に対応して個別的に備えてノズル３２０の取り替えを行う。

【0061】

したがって、本発明は、溶接対象、溶接面積に対応してそれぞれ異なる火口の大きさを有する多数のノズル３２０を一つのトーチ１において取り替えて使用できるようにノズル３２０の規格化した大きさに対応して作製されるソケット３１０を用いて一つのトーチ１に多数のノズル３２０が連結可能なように可変式のソケット３１０を付加することにより、一つのトーチ１を用いてそれぞれ異なる溶接対象、溶接面積に対応して多数のノズル３２０のうちのいずれか一つを取り替えて使用することから、トーチ１の汎用性が向上し、溶接対象、溶接面積が変更されれば、用いているトーチ１において簡便に火口の大きさのみを変更してさらなるコストが生じなくなる。

【0062】

さらに、前記ヘッド３００は、ガス及び電源の供給による電極棒１０のアーク放電により火炎が生成される火口となるノズル３２０をさらに備える。

【0063】

前記ノズル３２０は、中空の管であって、高熱が生じるので、耐熱性に優れた材質から作製されるが、好ましくは、セラミックスから作製される。前記ノズル３２０は、規格化した火口の大きさに対応してそれぞれ異なる直径の螺旋である着脱溝３２１を有するように多数のノズル３２０を備え、前記着脱溝３２１と着脱部３１２の組み立て構造を通じて一つのトーチにおいて多数のノズル３２０のうちのいずれか一つを取り替えて使用可能にする。

【0064】

一方、本発明の他の構成であって、図３から図７は、本発明の他の実施形態を示すものである。

【0065】

まず、図３の実施形態について説明する。

【0066】

例えば、前述した構造を有するトーチ１のうち、前記ヘッド３００は、ノズル３２０の内部にへこんだ空間を有するようにノズル３２０の側壁に形成されてソケット３１０から噴射されるガスがへこんだ空間にぶつかって渦流が形成されるようにする凹状の空間部３２２をさらに備える。

【0067】

前記凹状の空間部３２２は、ノズル３２０の側壁の内周にへこんだ溝として形成されてなり、ソケット３１０の傾斜口３１３及び直角口３１４を介して噴射されるガスが前記凹状の空間部３２２にぶつかりながらノズル３２０の内部空間に渦流を形成しつつノズル３２０の前方に排出されることから、ノズル３２０の内部の渦流によりガスを用いた冷却効率が向上するとともに、ノズル３２０の前方の開口部から流入する外部の空気を遮断してアーク放電の効率もまた向上させることが可能になる。

【0068】

また、添付の図４を参照すると、前述した構造を有するトーチ１のうち、前記コネクター１５０は、第１のケーブル１６０を構成する頭１６１の上端に第２のコネクティング管１２０の管路１２３の内部に嵌り込むことによりガス供給の気密性が保持されるようにする突起１６１ｃをさらに備える。

【0069】

前記突起１６１ｃは、第１のケーブル１６０の頭１６１の上端の中央に中空を有しながら管状に一体に突設されるが、その大きさは、前記第２のコネクティング管１２０の管路１２３の大きさに対応し、前記突起１６１ｃの上端の周りに丸みを帯びた形状のガイド部１６１ｄを有するので、前記管路１２３になお一層容易に嵌り込むようにする。前記突起１６１ｃは、管路１２３の内側にしまり嵌めの状態で嵌入することが好ましい。

【0070】

このとき、前記突起１６１ｃが管路１２３の内側に嵌め込まれて頭１６１が接続されることから、ガスが供給される管路の連結部分が重合部となって気密性を保持することができ、コネクター１５０を用いた連結部分のガスの漏出を遮断する。

【0071】

添付の図５及び図６は、本発明のさらに他の実施形態であって、図５は、ジョイントの内部に弾性部材２３０、すなわち、バネを備えてコレットチャック２２０を第１の斜面１１２に密着させることを示している。

【0072】

このために、ジョイントの内部には段差２１２が設けられて弾性部材を支持し、このとき、ジョイントとコレットチャック２２０には、ねじ山が三角形に形成されるわけではなく、図６に示すようにしてねじ山が形成されることが好ましい。

【0073】

すなわち、ジョイントの内側面に形成された雌ねじとコレットチャックの外面に形成された雄ねじのそれぞれを、ねじ山の角度が２９°～３０°に形成される台形状のねじ、またはねじ山の角度が９０°に近い矩形状のねじから形成して、弾性部材の弾性力に耐えるようにする。

【0074】

図７は、本発明のさらに他の実施形態を示すものである。

【0075】

前述した構造を有する溶接用のトーチ１のうち、前記コレットチャック２２０に係合部４６０を備えて組み立てる。

【0076】

前記係合部４６０は、コレットチャック２２０の後方の外側に突出する係止突起４６１及びジョイント２１０の前方の内側に段差を有する溝により形成されて、前記係止突起４６１が嵌入すれば、係止機能の支持力が発揮されるようにする係止溝４６２を備える。

【0077】

このとき、前記コレットチャック２２０とジョイント２１０との結合部分として係合部４６０を選択して用いる場合、前記コレットチャック２２０は、係止突起４６１がジョイント２１０の係止溝４６２にはまり込んで引っかかりながら支持されることから、コレットチャック２２０がジョイント２１０から抜脱しないつつも、係止溝４６２の余裕空間によりコレットチャック２２０の前後方に自由に遊動可能であり、前記コレットチャック２２０とジョイント２１０との間に嵌入する弾性体３２０によりコレットチャック２２０は前方に弾性力により圧迫された状態を保持して、第１の傾斜１１１と第２の傾斜２１１との密着は同様に行うことができ、前記弾性体３２０の弾性力の強度は、ジョイント２１０がベース１１０に結合される深さに対応して弾性力が増減して簡便に弾性体３２０の弾性力を調節することが可能である。

【0078】

例えば、本発明は、コレットチャック２２０とジョイント２１０との結合部分として係合部４６０を用いて両者が結合された状態で、前記コレットチャック２２０は前後に自由に遊動可能になることにより、熱膨張による遊隙によりコレットチャック２２０が動くと、弾性体３２０の弾性力によりコレットチャック２２０は前方に持続的に圧迫された状態を保持することから、コレットチャック２２０による電極棒１０の固定力は低下しないつつも、熱膨張による遊隙はコレットチャック２２０の前後の動きにより補正されて打ち消されるようにする。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明は、溶接機と連結されて溶接に用いられるトーチであって、機械部品及び建設現場、配管の溶接に用いられるものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】