JP2024065575A

JP2024065575A - Welding torch

Info

Publication number: JP2024065575A
Application number: JP2022174508A
Authority: JP
Inventors: 主税高田; Chikara Takada
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2024-05-15

Abstract

To provide a welding torch suitable for achieving down-sizing and structure simplification.SOLUTION: A welding torch A1 comprises: an electrode 25 extending in an axial direction z; an inner nozzle 30 located outside an end of the electrode 25 on axial direction one side z1; an outer nozzle 31 located outside the inner nozzle 30; and a torch body 2 located on axial direction other side z2 of the inner nozzle 30. A first gas passage G1 is formed between the electrode 25 and the inner nozzle 30, and a second gas passage G2 is formed between the inner nozzle 30 and the outer nozzle 31. The torch body 2 has a first gas inflow port 211 communicating with the first gas passage G1, and a second gas inflow port 212 communicating with the second gas passage G2. The first gas inflow port 211 is positioned on axial direction other side z2 of the second gas inflow port 212. The first gas inflow port 211 is inclined so as to be positioned on axial direction one side z1 as approaching the electrode 25 in a first direction x orthogonal to the axial direction z.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、溶接トーチに関する。 The present invention relates to a welding torch.

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。 In welding (TIG welding and plasma welding) using a welding torch equipped with a non-consumable electrode, an arc is generated between the electrode (non-consumable electrode) made of tungsten and the workpiece, and the heat of the arc melts the workpiece. In TIG welding, shielding gas is flowed between the gas nozzle and the electrode. In plasma welding, in addition to the shielding gas, plasma gas is flowed inside the insert tip placed around the electrode, thereby constraining the arc (plasma arc). As a result, a highly concentrated high-temperature plasma flow is generated, and the stored energy is used to perform welding.

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。 When welding metals with a relatively low melting point (low melting metals) such as zinc-plated steel sheets, zinc vapor and fumes are generated by the welding heat. If metals such as fumes adhere to the electrode, the arc generated during welding becomes unstable. In TIG welding, the tip of the electrode usually protrudes from the tip of the nozzle, and if the tip of the electrode is covered with metals such as fumes, there is a risk of poor ignition at the start of welding. In plasma welding, the tip of the electrode is usually retracted from the tip of the insert tip that surrounds the electrode. In addition, plasma gas is flowed inside the insert tip (around the electrode). For this reason, when welding low melting metals such as zinc-plated steel sheets, metals such as fumes are less likely to adhere to the electrode in plasma welding than in TIG welding. On the other hand, in plasma welding, metals such as fumes may adhere to the tip of the insert tip, which then alloys with the tip of the insert tip. This alloying of the tip of the insert tip may cause poor arcing or poor welding.

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。 Patent Document 1 discloses a configuration in which multiple side plasma gas ejection holes made of small diameter holes are provided around the plasma gas ejection hole at the tip of the insert tip. By providing these multiple additional side plasma gas ejection holes, it is possible to reduce the adhesion of fumes and the like to the tip of the insert tip during welding. However, the structure described in Patent Document 1 makes the insert tip structure complex and leads to an increase in the size of the tip of the insert tip (welding torch).

特開２００９－１７２６４４号公報JP 2009-172644 A

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、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ことを主たる課題とする。 The present invention was conceived under these circumstances, and its main objective is to provide a welding torch that is suitable for miniaturization and simplified structure.

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。 To solve the above problems, the present invention employs the following technical means:

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、前記非消耗電極の前記軸線方向の一方側の端部において径方向の外側に配置された内側ノズルと、前記内側ノズルに対して径方向の外側に配置された外側ノズルと、前記内側ノズルに対して前記軸線方向の他方側に配置されたトーチボディと、を備え、前記非消耗電極と前記内側ノズルとの間には、第１ガス流路が形成され、前記内側ノズルと前記外側ノズルとの間には、第２ガス流路が形成されており、前記トーチボディは、前記第１ガス流路に通じる第１ガス流入口と、前記第２ガス流路に通じる第２ガス流入口と、を有し、前記第１ガス流入口は、前記第２ガス流入口に対して前記軸線方向の他方側に位置し、前記第１ガス流入口は、前記軸線方向と直交する第１方向において前記非消耗電極に近づくにつれて前記軸線方向の一方側に位置するように傾斜している。 The welding torch provided by the present invention comprises a non-consumable electrode extending in the axial direction, an inner nozzle disposed radially outward at one end of the non-consumable electrode in the axial direction, an outer nozzle disposed radially outward relative to the inner nozzle, and a torch body disposed on the other side of the axial direction relative to the inner nozzle, a first gas flow path is formed between the non-consumable electrode and the inner nozzle, a second gas flow path is formed between the inner nozzle and the outer nozzle, the torch body has a first gas inlet leading to the first gas flow path and a second gas inlet leading to the second gas flow path, the first gas inlet is located on the other side of the axial direction relative to the second gas inlet, and the first gas inlet is inclined so as to be located on one side of the axial direction as it approaches the non-consumable electrode in a first direction perpendicular to the axial direction.

好ましい実施の形態においては、前記第２ガス流入口は、前記第１方向において前記非消耗電極に近づくにつれて前記軸線方向の一方側に位置するように傾斜している。 In a preferred embodiment, the second gas inlet is inclined to one side of the axial direction as it approaches the non-consumable electrode in the first direction.

好ましい実施の形態においては、前記トーチボディは、前記第１ガス流入口に対して前記軸線方向の他方側に隣接する雌ねじ部を有し、前記雌ねじ部に螺合するねじ部材をさらに備える。 In a preferred embodiment, the torch body has a female threaded portion adjacent to the other side of the first gas inlet in the axial direction, and further includes a screw member that screws into the female threaded portion.

好ましい実施の形態においては、前記トーチボディは、前記軸線方向において前記第１ガス流入口および前記第２ガス流入口の間に位置し、且つ前記非消耗電極の周方向に沿って形成された冷却水流路を有する。 In a preferred embodiment, the torch body has a cooling water passage located between the first gas inlet and the second gas inlet in the axial direction and formed along the circumferential direction of the non-consumable electrode.

好ましい実施の形態においては、前記トーチボディは、前記軸線方向に沿って延びる第１筒状部と、前記第１筒状部につながり、且つ前記軸線方向に対して交差する方向に延びる第２筒状部と、を含み、前記第１筒状部は、前記軸線方向において前記第１ガス流入口および前記第２ガス流入口を跨いで配置されており、各々が前記第２筒状部の内部を挿通し、前記第１ガス流入口に通じる第１ガス配管と、前記第２ガス流入口に通じる第２ガス配管と、をさらに備える。 In a preferred embodiment, the torch body includes a first cylindrical portion extending along the axial direction, and a second cylindrical portion connected to the first cylindrical portion and extending in a direction intersecting the axial direction, and the first cylindrical portion is disposed across the first gas inlet and the second gas inlet in the axial direction, and further includes a first gas pipe leading to the first gas inlet and a second gas pipe leading to the second gas inlet, each of which passes through the inside of the second cylindrical portion.

本発明に係る溶接トーチによれば、トーチボディに設けられた第１ガス流入口の開口端を、軸線方向において内側ノズル側（軸線方向の一方側）に近づけることが可能である。これにより、トーチボディの軸線方向の寸法を小さくすることができ、溶接トーチの小型化を図ることができる。 The welding torch of the present invention allows the opening end of the first gas inlet provided in the torch body to be brought closer to the inner nozzle side (one side in the axial direction) in the axial direction. This allows the axial dimension of the torch body to be reduced, making it possible to miniaturize the welding torch.

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。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

本発明に係る溶接トーチの一例を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an example of a welding torch according to the present invention. 図１に示す溶接トーチの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the welding torch shown in FIG. 1 . 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 図３のＶ－Ｖ線に沿う拡大断面図である。4 is an enlarged cross-sectional view taken along line VV in FIG. 3. 図３のＶＩ－ＶＩ線に沿う拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 図３の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3 .

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。 The preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the following description, terms such as "first" and "second" are used merely as labels and are not necessarily intended to assign any order to the objects they refer to.

図１～図８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。 Figures 1 to 8 show an example of a welding torch according to the present invention. The welding torch A1 of this embodiment includes a handle 1, a torch body 2, insulating rings 23 and 24, a non-consumable electrode 25, a collet body 26, a collet 27, a collet retainer 28, a cap 29, an inner nozzle 30, an outer nozzle 31, a nozzle holder 32, a locking member 33, an electrode centering member 34, a first gas pipe 41, a second gas pipe 42, a first cooling water pipe 43, and a second cooling water pipe 44. The welding torch A1 of this embodiment is configured so that an operator can hold it by hand to perform welding work. In addition, as will be described in detail later, the welding torch A1 has two gas flow paths (a first gas flow path G1 and a second gas flow path G2) for flowing a predetermined welding gas.

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８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、本発明の「第１方向」の一例であり、「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。 In the explanation of welding torch A1, the up-down direction in Fig. 1 and Fig. 3 is an example of the "axial direction" of the present invention, and is referred to as the "axial direction z". In Fig. 3 and Fig. 8, the direction perpendicular to the axial direction z (the left-right direction in the figures) is an example of the "first direction" of the present invention, and is referred to as the "first direction x". In Fig. 1 and Fig. 3, the lower side in the figures is an example of the "one side of the axial direction" of the present invention, and is referred to as the "one axial side z1", and the upper side in the figures is an example of the "other axial side" of the present invention, and is referred to as the "other axial side z2".

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。 The handle 1 is the part that the operator holds with his/her hand. As shown in FIG. 3, the handle 1 is a cylindrical member made of an insulating material.

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。 The torch body 2 is cylindrical, and one end is held by the handle 1. The torch body 2 includes a main body 20, a cylindrical member 21, and a cylindrical member 22. The main body 20 appropriately houses the components of the welding torch A1 inside. The main body 20 is made of an insulating material. The main body 20 has a first cylindrical portion 20A and a second cylindrical portion 20B.

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。 The first cylindrical portion 20A extends along the axial direction z. The second cylindrical portion 20B is connected to the first cylindrical portion 20A in a branched manner. The second cylindrical portion 20B extends in a direction intersecting the axial direction z (the upper right direction in FIG. 3). In the illustrated example, the angle between the direction in which the first cylindrical portion 20A extends (axial direction z) and the direction in which the second cylindrical portion 20B extends is about 65°. The angle between the direction in which the first cylindrical portion 20A extends (axial direction z) and the direction in which the second cylindrical portion 20B extends is not particularly limited, and may be, for example, a right angle (90°). The end of the second cylindrical portion 20B (the end on the upper right side in FIG. 3) is held by the end of the handle 1. In the illustrated example, the end of the second cylindrical portion 20B and the end of the handle 1 are fixed to each other by a screw connection.

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８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。 The cylindrical member 21 is disposed radially inside the first cylindrical portion 20A. The cylindrical member 21 is a member that receives power from a power source unit (not shown) and is made of a conductive material. An example of the conductive material that constitutes the cylindrical member 21 is copper. As shown in FIG. 8, the cylindrical member 21 has a first gas inlet 211, a second gas inlet 212, a groove 213, a tapered surface 214, and a female threaded portion 215. The cylindrical member 22 is disposed radially outside the cylindrical member 21. The cylindrical member 21 and the cylindrical member 22 will be described in detail later.

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。 The insulating rings 23 and 24 are each a cylindrical member made of an insulating material. The insulating ring 23 is disposed adjacent to the other axial side z2 of the first cylindrical portion 20A. The insulating ring 24 is disposed adjacent to one axial side z1 of the second cylindrical portion 20B.

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。 The non-consumable electrode 25 is a rod-shaped conductor extending along the axial direction z (the direction in which the axis CL extends). The non-consumable electrode 25 is made of, for example, tungsten. The non-consumable electrode 25 is connected to a power supply (not shown) via, for example, a conduit cable (not shown), and generates an arc between the non-consumable electrode 25 and the workpieces when an arc voltage is applied between the non-consumable electrode 25 and the workpieces.

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１．０～４．０ｍｍ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。 The non-consumable electrode 25 has an electrode main portion 251 and an electrode tapered portion 252. The electrode main portion 251 is a portion with a constant outer diameter, and occupies most of the non-consumable electrode 25 except for the tip. The electrode main portion 251 is a portion formed in an approximately cylindrical shape so that the outer diameter is constant in design, and may include some manufacturing errors. The outer diameter of the electrode main portion 251 is not particularly limited, and in this embodiment, it is, for example, about 1.0 to 4.0 mm. The electrode tapered portion 252 is connected to the tip side (one axial side z1) of the non-consumable electrode 25 relative to the electrode main portion 251. The electrode tapered portion 252 has a diameter that decreases toward the tip side (one axial side z1) of the non-consumable electrode 25, and is approximately conical.

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。 The collet body 26, collet 27, and collet pressing member 28 cooperate with each other to hold the non-consumable electrode 25. The collet body 26, collet 27, and collet pressing member 28 are made of a conductive material. An example of the conductive material that constitutes the collet body 26, collet 27, and collet pressing member 28 is copper.

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。 The collet 27 surrounds the non-consumable electrode 25. The collet body 26 is disposed radially outward of the collet 27. The collet body 26 is disposed radially inward of the cylindrical member 21. Although detailed illustrations are omitted, the collet body 26 is fixed to the cylindrical member 21, for example, by a screw connection.

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。 The collet holding member 28 is disposed on the other axial side z2 relative to the collet 27. Although detailed illustrations are omitted, the collet holding member 28 has a screw portion that is screwed into the cylindrical member 21. As shown in FIG. 8, a female screw portion 215 is formed at the upper end (the end on the other axial side z2) of the cylindrical member 21, and the above-mentioned screw portion of the collet holding member 28 is screwed into the female screw portion 215. A cap 29 is provided on the other axial side z2 of the collet holding member 28. By turning this cap 29, the position of the collet holding member 28 in the axial direction z relative to the collet body 26 can be adjusted. The end of the collet holding member 28 on the one axial side z1 abuts against the end of the collet 27 on the other axial side z2. When the collet holding member 28 is moved to the one axial side z1, the collet 27 is pressed against the one axial side z1.

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。 The collet 27 has multiple slits formed at its tip (one axial side z1) that extend in the axial direction z, and has multiple movable pieces 271 located between adjacent slits. As described above, when the collet pressing member 28 is moved toward one axial side z1, the collet 27 is pressed toward one axial side z1. Then, the multiple movable pieces 271 at the tip of the collet 27 are pressed against the tip of the collet body 26, reducing its diameter, and the collet 27 holds the non-consumable electrode 25 by sandwiching it. In this way, the collet body 26, collet 27, and collet pressing member 28 cooperate with each other to hold the non-consumable electrode 25.

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、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。 As shown in FIG. 3, the inner nozzle 30 is disposed around the tip of the non-consumable electrode 25 (the end on one axial side z1). The inner nozzle 30 is disposed on one axial side z1 relative to the collet body 26. The inner nozzle 30 is substantially cylindrical, and disposed radially outward of the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251). In this embodiment, an electrode centering member 34 is interposed between the inner nozzle 30 and the non-consumable electrode 25.

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の端部と、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の端部とに跨って外嵌されている。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。 The locking member 33 is fitted over both the collet body 26 and the inner nozzle 30. More specifically, the locking member 33 is fitted over the end of the collet body 26 on one axial side z1 and the end of the inner nozzle 30 on the other axial side z2. In the illustrated example, the locking member 33 has a cap nut structure.

本実施形態においては、図３に示すように、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２６１が形成されており、係止部材３３に形成された雌ねじ部３３１がコレットボディ２６の雄ねじ部２６１に螺合している。一方、係止部材３３の軸線方向一方側ｚ１の部位は、内側ノズル３０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の外周の大径部によって係止部材３３が係止されている。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いる。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the locking member 33 and the end of the collet body 26 on one axial side z1 are screwed together. For example, a male thread 261 is formed on the outer periphery of the end of the collet body 26 on one axial side z1, and the female thread 331 formed on the locking member 33 is screwed into the male thread 261 of the collet body 26. Meanwhile, the portion of the locking member 33 on one axial side z1 is fitted onto the inner nozzle 30, and the locking member 33 is locked by the large diameter portion of the outer periphery on the other axial side z2 of the inner nozzle 30. This limits the relative movement of the inner nozzle 30 and the locking member 33 in the axial direction z.

電極芯出し部材３４は、概略円筒状とされており、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。内側ノズル３０における軸線方向他方側ｚ２の内周にはテーパー凹部が形成されており、このテーパー凹部に電極芯出し部材３４のテーパー凸部が嵌まっている。電極芯出し部材３４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の上記テーパー凹部に電極芯出し部材３４の上記テーパー凸部が嵌まっている。これにより、内側ノズル３０は、電極芯出し部材３４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。図７に示すように、電極芯出し部材３４の内周部には、複数の凹溝３４１が形成されている。これら凹溝３４１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３４１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。 The electrode centering member 34 is roughly cylindrical and is disposed radially outside the non-consumable electrode 25 and radially inside the inner nozzle 30. A tapered recess is formed on the inner circumference of the inner nozzle 30 on the other axial side z2, and the tapered protrusion of the electrode centering member 34 fits into this tapered recess. The inner diameter dimension of the electrode centering member 34 is slightly larger than the outer diameter dimension of the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251). As a result, the electrode centering member 34 is concentrically fitted around the non-consumable electrode 25. In addition, the tapered protrusion of the electrode centering member 34 fits into the tapered recess of the inner nozzle 30. As a result, the inner nozzle 30 is concentrically fitted around the electrode centering member 34. Therefore, the inner nozzle 30 is disposed concentrically around the non-consumable electrode 25 via the electrode centering member 34. As shown in FIG. 7, a plurality of grooves 341 are formed on the inner circumference of the electrode centering member 34. These grooves 341 are provided at regular intervals around the circumference of the electrode core member 34. A gap is formed between the non-consumable electrode 25 and the portion where the grooves 341 are formed, and this gap constitutes the first gas flow path G1, which will be described later.

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は、たとえば０～２ｍｍの範囲である。 In this embodiment, the tip of the non-consumable electrode 25 coincides with the tip of the inner nozzle 30 in the axial direction z, or protrudes slightly from the tip of the inner nozzle 30 to one axial side z1. The protruding length by which the tip of the non-consumable electrode 25 protrudes from the tip of the inner nozzle 30 to one axial side z1 is, for example, in the range of 0 to 2 mm.

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。 The nozzle holder 32 is cylindrical. The nozzle holder 32 is integrally connected to the outer periphery of the middle part of the collet body 26 in the axial direction z by means of, for example, brazing.

図３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。 As shown in FIG. 3, the outer nozzle 31 is disposed radially outward of the inner nozzle 30. The outer nozzle 31 is disposed on one axial side z1 of the first cylindrical portion 20A, and an insulating ring 24 is interposed between the outer nozzle 31 and the first cylindrical portion 20A. In the illustrated example, the outer nozzle 31 is generally cylindrical, and the tip side (one axial side z1) has a smaller diameter than other portions. In this embodiment, the outer nozzle 31 is disposed concentrically with the non-consumable electrode 25 and the inner nozzle 30. The outer nozzle 31 is attached, for example, by a screw connection to the outer periphery of the nozzle holder 32.

図３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は、たとえば０～５ｍｍの範囲である。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, the tip of the inner nozzle 30 protrudes from the tip of the outer nozzle 31 to one axial side z1. The protruding length by which the tip of the inner nozzle 30 protrudes from the tip of the outer nozzle 31 to one axial side z1 is, for example, in the range of 0 to 5 mm.

図３～図８に示すように、本実施形態において、溶接トーチＡ１には、第１ガス流路Ｇ１、第２ガス流路Ｇ２および冷却水流路Ｗが形成されている。 As shown in Figures 3 to 8, in this embodiment, the welding torch A1 is formed with a first gas flow path G1, a second gas flow path G2, and a cooling water flow path W.

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。 In this embodiment, the welding gas supplied to the welding torch A1 includes two types of inert gas that differ in gas supply manner, such as gas type and flow rate. For convenience of explanation, the two types of inert gas are appropriately distinguished as a "first inert gas" and a "second inert gas."

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との間、および非消耗電極２５（電極主部２５１）と内側ノズル３０との間、にそれぞれ形成されている。 The first gas flow path G1 is a flow path for flowing the first inert gas. In FIG. 3, the flow of the first inert gas is indicated by the two-dot chain arrows. The first gas flow paths G1 are formed between the collet 27 and the collet body 26, between the non-consumable electrode 25 (electrode main part 251) and the collet 27, between the non-consumable electrode 25 (electrode main part 251) and the collet body 26, between the non-consumable electrode 25 (electrode main part 251) and the electrode centering member 34, and between the non-consumable electrode 25 (electrode main part 251) and the inner nozzle 30.

本実施形態では、図３、図８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の先端の開口から噴出する。 In this embodiment, as shown in Figures 3 and 8, the torch body 2 (cylindrical member 21) is provided with a first gas inlet 211 for introducing a first inert gas. The first gas inlet 211 is connected to the first gas flow passage G1. When the first inert gas is introduced from the first gas inlet 211, the first inert gas flows in the first gas flow passage G1 from the other axial side z2 to the one axial side z1, passes between the non-consumable electrode 25 (electrode main portion 251) and the inner nozzle 30, and then is ejected from the opening at the tip of the inner nozzle 30.

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。 The second gas flow path G2 is a flow path for flowing the second inert gas. In FIG. 3, the flow of the second inert gas is indicated by dotted arrows. The second gas flow paths G2 are formed between the collet body 26 and the cylindrical member 21, between the collet body 26 and the insulating ring 24, between the nozzle holder 32, the locking member 33 and the outer nozzle 31, and between the inner nozzle 30 and the outer nozzle 31.

本実施形態では、図３、図８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の先端の開口から噴出する。 In this embodiment, as shown in Figures 3 and 8, the torch body 2 (cylindrical member 21) is provided with a second gas inlet 212 for introducing a second inert gas. The second gas inlet 212 is connected to the second gas flow passage G2. When the second inert gas is introduced from the second gas inlet 212, the second inert gas flows from the other axial side z2 to the one axial side z1 in the second gas flow passage G2, passes between the inner nozzle 30 and the outer nozzle 31, and is then ejected from the opening at the tip of the outer nozzle 31.

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。 The cooling water flow path W is a flow path for flowing cooling water. As shown in FIG. 4, the cooling water flow path W is formed along the circumferential direction of the non-consumable electrode 25. The cooling water flow path W is formed mainly between the cylindrical member 21 and the cylindrical member 22.

図８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８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。 The first gas inlet 211, the second gas inlet 212, the groove 213, the tapered surface 214, and the female threaded portion 215 of the cylindrical member 21 will be described with reference to FIG. 8 and other figures. As shown in FIG. 8, the first gas inlet 211 is located on the other axial side z2 relative to the second gas inlet 212. The first gas inlet 211 is inclined with respect to the first direction x. The first gas inlet 211 is inclined to be located on one axial side z1 as it approaches the non-consumable electrode 25 in the first direction x.

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。 The second gas inlet 212 is inclined with respect to the first direction x. The second gas inlet 212 is inclined so as to be located on one axial side z1 as it approaches the non-consumable electrode 25 in the first direction x. The first cylindrical portion 20A, which is located radially outside the cylindrical member 21, is positioned across the first gas inlet 211 and the second gas inlet 212 in the axial direction z.

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８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。 The opening end of the second gas inlet 212 is located on the tapered surface 214. The tapered surface 214 is inclined so as to be located on the other axial side z2 as it approaches the non-consumable electrode 25. In the cross section shown in FIG. 8, the angle between the tapered surface 214 and the second gas inlet 212 is approximately a right angle.

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８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８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。 The recessed groove 213 is a portion of the outer circumferential surface of the tubular member 21 recessed radially inward. The tubular member 22 is roughly cylindrical and is disposed radially outward of the tubular member 21. The tubular member 22 blocks the recessed groove 213 from the radially outward side. As shown in Figures 4 and 8, in this embodiment, the cooling water flow path W is formed by the space between the recessed groove 213 and the tubular member 22 that blocks it. Also, in this embodiment, as shown in Figure 8, the cooling water flow path W is located between the first gas inlet 211 and the tubular member 22 in the axial direction z.

図８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。当該ねじ部を有するコレット押え部材２８は、本発明の「ねじ部材」の一例に相当する。 As shown in FIG. 8, the female threaded portion 215 is adjacent to the first gas inlet 211 on the other axial side z2. As described above, the threaded portion of the collet holding member 28 is screwed into this female threaded portion 215. The collet holding member 28 having this threaded portion corresponds to an example of the "screw member" of the present invention.

図３、図８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。 3 and 8, the first gas pipe 41 and the second gas pipe 42 pass through the inside of the second cylindrical portion 20B. The first gas pipe 41 is a pipe that flows through the first gas flow path G1 and is connected to the first gas inlet 211 of the cylindrical member 21. The second gas pipe 42 is a pipe that flows through the second gas flow path G2 and is connected to the second gas inlet 212 of the cylindrical member 21. The second cylindrical portion 20B has a narrowed shape in which the portion closer to the first cylindrical portion 20A has a smaller diameter than the portion closer to the handle 1. In the illustrated example, the first gas pipe 41 and the second gas pipe 42 are appropriately bent in accordance with the narrowed shape of the second cylindrical portion 20B. The end of the first gas pipe 41 that is connected to the first gas inlet 211 extends along the first direction x.

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。 As shown in FIG. 4, the first cooling water pipe 43 and the second cooling water pipe 44 pass through the inside of the second cylindrical portion 20B. In the illustrated example, the first cooling water pipe 43 is a pipe for sending cooling water toward the above-mentioned cooling water flow path W. The second cooling water pipe 44 is a pipe for sending the cooling water that has flowed through the cooling water flow path W to the outside. The end of the first cooling water pipe 43 on the first cylindrical portion 20A side is connected to one end of the cooling water flow path W. The end of the second cooling water pipe 44 on the first cylindrical portion 20A is connected to the other end of the cooling water flow path W. As a result, as shown in FIG. 4, the cooling water flows in the order of the first cooling water pipe 43, the cooling water flow path W, and the second cooling water pipe 44. In FIG. 4, the flow of the cooling water is represented by solid arrows.

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。 The type of each of the first inert gas and the second inert gas supplied to the welding torch A1 is not particularly limited, and may be, for example, a gas containing at least one selected from argon (Ar) gas and helium (He) gas. The flow rates of the first inert gas and the second inert gas supplied to the welding torch A1 are individually adjusted as appropriate depending on the welding conditions, etc.

次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

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、内側ノズル３０と、外側ノズル３１と、を備えている。内側ノズル３０は、非消耗電極２５の径方向外側に同心円状に配置されており、非消耗電極２５と内側ノズル３０との間には、第１ガス流路Ｇ１が形成されている。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。 The welding torch A1 of this embodiment includes a non-consumable electrode 25 extending in the axial direction z, an inner nozzle 30, and an outer nozzle 31. The inner nozzle 30 is arranged concentrically on the radial outside of the non-consumable electrode 25, and a first gas flow path G1 is formed between the non-consumable electrode 25 and the inner nozzle 30. The outer nozzle 31 is arranged on the radial outside of the inner nozzle 30, and a second gas flow path G2 is formed between the inner nozzle 30 and the outer nozzle 31. With this configuration, during welding, the first inert gas flowing through the first gas flow path G1 and ejected from the tip of the inner nozzle 30 functions as a plasma gas, and the second inert gas flowing through the second gas flow path G2 and ejected from the tip of the outer nozzle 31 functions as a shielding gas. As a result, the arc generated between the workpiece and the tip of the non-consumable electrode 25 is narrowed, and welding can be performed efficiently using an arc (plasma arc) with high energy density.

トーチボディ２は、内側ノズル３０に対して軸線方向他方側ｚ２に配置されている。トーチボディ２（筒状部材２１）は、第１ガス流路Ｇ１に通じる第１ガス流入口２１１と、第２ガス流路Ｇ２に通じる第２ガス流入口２１２と、を有する。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、軸線方向ｚと直交する第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。このような構成によれば、トーチボディ２（筒状部材２１）に設けられた第１ガス流入口２１１の開口端を、軸線方向ｚにおいて内側ノズル３０側（軸線方向一方側ｚ１）に近づけることが可能である。これにより、トーチボディ２（第１筒状部２０Ａ）の軸線方向ｚの寸法を小さくすることができ、溶接トーチＡ１の小型化を図ることができる。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ハンド仕様である。溶接トーチＡ１の小型化は作業者の負担軽減に寄与し、溶接作業の向上が期待できる。 The torch body 2 is disposed on the other axial side z2 relative to the inner nozzle 30. The torch body 2 (cylindrical member 21) has a first gas inlet 211 that leads to the first gas flow passage G1 and a second gas inlet 212 that leads to the second gas flow passage G2. The first gas inlet 211 is located on the other axial side z2 relative to the second gas inlet 212. The first gas inlet 211 is inclined so as to be located on one axial side z1 as it approaches the non-consumable electrode 25 in the first direction x perpendicular to the axial direction z. With this configuration, it is possible to move the opening end of the first gas inlet 211 provided in the torch body 2 (cylindrical member 21) closer to the inner nozzle 30 side (one axial side z1) in the axial direction z. This makes it possible to reduce the dimension of the torch body 2 (first cylindrical portion 20A) in the axial direction z, thereby making it possible to miniaturize the welding torch A1. The welding torch A1 of this embodiment is a hand-held type that is held by the worker while performing welding work. The miniaturization of the welding torch A1 contributes to reducing the burden on the worker and is expected to improve welding work.

本実施形態において、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。このような構成によれば、第２ガス流入口２１２の開口端が位置する部位をたとえばテーパー面２１４とすることで、筒状部材２１（トーチボディ２）における第２ガス流入口２１２の周辺部の小型化を図ることができる。 In this embodiment, the second gas inlet 212 is inclined in the first direction x so as to be positioned on one axial side z1 as it approaches the non-consumable electrode 25. With this configuration, the area where the opening end of the second gas inlet 212 is located can be, for example, a tapered surface 214, thereby making it possible to reduce the size of the peripheral portion of the second gas inlet 212 in the cylindrical member 21 (torch body 2).

筒状部材２１（トーチボディ２）は、雌ねじ部２１５を有する。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。溶接トーチＡ１は、雌ねじ部２１５に螺合するコレット押え部材２８（ねじ部材）を備える。このような構成によれば、雌ねじ部２１５の軸線方向ｚの長さを確保しつつコレット押え部材２８の取り付け位置を軸線方向他方側ｚ２にシフトさせることができる。そして、雌ねじ部２１５に螺合するコレット押え部材２８によって第２ガス流入口２１２が塞がれるのを回避することができる。このような構造は、溶接トーチＡ１の小型化を図る上でより好ましい。 The cylindrical member 21 (torch body 2) has a female threaded portion 215. The female threaded portion 215 is adjacent to the first gas inlet 211 on the other axial side z2. The welding torch A1 is provided with a collet holding member 28 (screw member) that screws into the female threaded portion 215. With this configuration, the attachment position of the collet holding member 28 can be shifted to the other axial side z2 while ensuring the length of the female threaded portion 215 in the axial direction z. In addition, it is possible to prevent the second gas inlet 212 from being blocked by the collet holding member 28 that screws into the female threaded portion 215. This structure is more preferable in terms of miniaturizing the welding torch A1.

トーチボディ２は、冷却水流路Ｗを有する。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との間に位置しており、非消耗電極２５の周方向に沿って形成されている。このような構成によれば、溶接トーチＡ１の小型化を図りつつ、溶接トーチＡ１において冷却機能を持たせることができる。 The torch body 2 has a cooling water flow passage W. The cooling water flow passage W is located between the first gas inlet 211 and the cylindrical member 22 in the axial direction z, and is formed along the circumferential direction of the non-consumable electrode 25. With this configuration, the welding torch A1 can be made compact while still providing a cooling function to the welding torch A1.

トーチボディ２は、第１筒状部２０Ａ、およびこの第１筒状部２０Ａにつながる第２筒状部２０Ｂを含む。第１筒状部２０Ａは、軸線方向ｚに沿って延びており、第２筒状部２０Ｂは軸線方向ｚに対して交差する方向に延びている。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。また、第２筒状部２０Ｂの内部を挿通する第１ガス配管４１および第２ガス配管４２が設けられている。第１ガス配管４１は第１ガス流入口２１１に通じており、第２ガス配管４２は第２ガス流入口２１２に通じている。このような構成によれば、第１ガス配管４１および第２ガス配管４２を介して、第１ガス流路Ｇ１および第２ガス流路Ｇ２に異なるガス（たとえば上記の第１不活性ガスおよび第２不活性ガス）を適切に供給することができる。 The torch body 2 includes a first cylindrical portion 20A and a second cylindrical portion 20B connected to the first cylindrical portion 20A. The first cylindrical portion 20A extends along the axial direction z, and the second cylindrical portion 20B extends in a direction intersecting the axial direction z. The first cylindrical portion 20A is disposed across the first gas inlet 211 and the second gas inlet 212 in the axial direction z. In addition, a first gas pipe 41 and a second gas pipe 42 are provided that pass through the inside of the second cylindrical portion 20B. The first gas pipe 41 is connected to the first gas inlet 211, and the second gas pipe 42 is connected to the second gas inlet 212. With this configuration, different gases (for example, the above-mentioned first inert gas and second inert gas) can be appropriately supplied to the first gas flow passage G1 and the second gas flow passage G2 via the first gas pipe 41 and the second gas pipe 42.

本実施形態において、溶接トーチＡ１は、電極芯出し部材３４および係止部材３３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は、電極芯出し部材３４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の軸線方向一方側ｚ１の端部と、内側ノズル３０の軸線方向他方側ｚ２の端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。 In this embodiment, the welding torch A1 includes an electrode centering member 34 and a locking member 33. The electrode centering member 34 is concentrically fitted around the non-consumable electrode 25. The inner nozzle 30 is also concentrically fitted around the electrode centering member 34. As a result, the inner nozzle 30 is arranged concentrically around the non-consumable electrode 25 via the electrode centering member 34. The locking member 33 is fitted across the end of the collet body 26 on one axial side z1 and the end of the inner nozzle 30 on the other axial side z2, and locks onto both the collet body 26 and the inner nozzle 30. With this configuration, some radial flexibility can be provided between the locking member 33 and the collet body 26 or the inner nozzle 30. Therefore, for example, even if the non-consumable electrode 25 is slightly bent due to manufacturing errors, the inner nozzle 30 can be arranged concentrically around the non-consumable electrode 25.

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。 In addition, since the inner nozzle 30 is arranged concentrically on the radial outside of the non-consumable electrode 25, the gas (first inert gas) flowing through the first gas flow passage G1 between the non-consumable electrode 25 and the inner nozzle 30 becomes a substantially uniform and relatively high-speed airflow around the non-consumable electrode 25 and is ejected from the opening at the tip of the inner nozzle 30. As a result, even when welding a workpiece made of a low-melting metal such as a zinc-plated steel sheet, fumes and the like generated during welding are blown away by the high-speed airflow of the first inert gas flowing around the non-consumable electrode 25. Therefore, it is possible to prevent fumes and the like from adhering to the tip of the non-consumable electrode 25 or the tip of the inner nozzle 30.

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。 Furthermore, the tip of the non-consumable electrode 25 coincides with the tip of the inner nozzle 30 in the axial direction z, or protrudes slightly from the tip of the inner nozzle 30 to one axial side z1. The length by which the tip of the non-consumable electrode 25 protrudes from the tip of the inner nozzle 30 to one axial side z1 is in the range of 0 to 2 mm. With such a tip position of the non-consumable electrode 25, the gap between the non-consumable electrode 25 and the inner nozzle 30 is kept approximately constant and narrow in the range from the middle of the axial direction z of the inner nozzle 30 to the vicinity of the tip. Therefore, the high-speed airflow of the first inert gas flowing around the non-consumable electrode 25 is ejected from the opening at the tip of the inner nozzle 30 with almost no decrease in flow rate. This is preferable in terms of preventing adhesion of fumes, etc. to the tip of the non-consumable electrode 25 and the tip of the inner nozzle 30. In addition, the above-mentioned action and effect are realized by ingenuity in the shape and arrangement of the inner nozzle 30, making it possible to relatively simplify the structure of the welding torch A1 and to reduce the size of the tip of the welding torch A1.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and all modifications within the scope of the matters described in each claim are included in the scope of the present invention.

上記実施形態の溶接トーチＡ１において、外側ノズル３１が内側ノズル３０に対して同心円状に配置される場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。外側ノズル３１が内側ノズル３０に対して径方向にオフセットして配置されていてもよい。また、上記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ハンド仕様として構成される場合の一例であったが、本発明はこれに限定されない。本発明に係る溶接トーチは、たとえば溶接ロボット（多関節ロボットなど）に装備されるロボット仕様として構成してもよい。 In the above embodiment of the welding torch A1, the outer nozzle 31 is arranged concentrically with the inner nozzle 30, but the present invention is not limited to this. The outer nozzle 31 may be arranged offset radially from the inner nozzle 30. In addition, the welding torch A1 in the above embodiment is an example of a hand-operated torch that is held by a worker to perform welding work, but the present invention is not limited to this. The welding torch according to the present invention may be configured as a robot torch that is equipped on a welding robot (such as an articulated robot), for example.

Ａ１：溶接トーチ、２：トーチボディ、２０Ａ：第１筒状部、２０Ｂ：第２筒状部、２１１：第１ガス流入口、２１２：第２ガス流入口、２１５：雌ねじ部、２５：非消耗電極、２８：コレット押え部材（ねじ部材）、３０：内側ノズル、３１：外側ノズル、４１：第１ガス配管、４２：第２ガス配管、Ｇ１：第１ガス流路、Ｇ２：第２ガス流路、Ｗ：冷却水流路、ｚ：軸線方向、ｚ１：軸線方向一方側、ｚ２：軸線方向他方側、ｘ：第１方向 A1: welding torch, 2: torch body, 20A: first cylindrical part, 20B: second cylindrical part, 211: first gas inlet, 212: second gas inlet, 215: female thread, 25: non-consumable electrode, 28: collet retainer (threaded member), 30: inner nozzle, 31: outer nozzle, 41: first gas pipe, 42: second gas pipe, G1: first gas flow path, G2: second gas flow path, W: cooling water flow path, z: axial direction, z1: one side of axial direction, z2: other side of axial direction, x: first direction

Claims

a non-consumable electrode extending in an axial direction;
an inner nozzle disposed radially outwardly of the non-consumable electrode at one end in the axial direction;
an outer nozzle disposed radially outward relative to the inner nozzle;
a torch body disposed on the other side of the inner nozzle in the axial direction,
a first gas flow passage is formed between the non-consumable electrode and the inner nozzle;
A second gas flow passage is formed between the inner nozzle and the outer nozzle,
the torch body has a first gas inlet communicating with the first gas passage and a second gas inlet communicating with the second gas passage;
the first gas inlet is located on the other side of the second gas inlet in the axial direction,
A welding torch, wherein the first gas inlet is inclined in a first direction perpendicular to the axial direction so as to be positioned on one side of the axial direction as it approaches the non-consumable electrode.

The welding torch of claim 1, wherein the second gas inlet is inclined to be located on one side of the axial direction as it approaches the non-consumable electrode in the first direction.

the torch body has a female thread portion adjacent to the other side of the first gas inlet in the axial direction,
The welding torch of claim 1 , further comprising a threaded member that threadably engages with the female threaded portion.

The welding torch according to any one of claims 1 to 3, wherein the torch body has a cooling water flow passage located between the first gas inlet and the second gas inlet in the axial direction and formed along the circumferential direction of the non-consumable electrode.

The torch body includes a first cylindrical portion extending along the axial direction, and a second cylindrical portion connected to the first cylindrical portion and extending in a direction intersecting the axial direction,
the first cylindrical portion is disposed across the first gas inlet and the second gas inlet in the axial direction,
4. The welding torch according to claim 1, further comprising: a first gas pipe that passes through the second cylindrical portion and leads to the first gas inlet; and a second gas pipe that leads to the second gas inlet.