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公開番号2025059387
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169450
出願日2023-09-29
発明の名称溶接トーチのノズルアタッチメント
出願人プレス工業株式会社
代理人個人
主分類B23K 9/29 20060101AFI20250403BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】既存の溶接トーチに旋回流を生成してシールドガスの使用量を削減でき、溶接スパッタの付着積層によって旋回流の生成が妨げられた場合に最小限のコストで旋回流の生成を回復できる溶接トーチのノズルアタッチメントを提供する。
【解決手段】先端部から溶接ワイヤ2を送り出す棒状のチップ3と、チップ3の周囲を囲繞する筒状のノズル4とを備え、ノズル4とチップ3との間に流したシールドガスGをノズル4の開口5から溶接箇所7へ噴出してアーク溶接を行う溶接トーチ1のノズル4に着脱されるノズルアタッチメント12であって、ノズル4の開口5からノズル4の内周面に接するように着脱自在に差し入れられる筒状の挿入筒部13と、挿入筒部13とチップ3との間を流れるシールドガスGに旋回流を付与するため挿入筒部13の内周面に螺旋状に形成された螺旋部14とを有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
先端部から溶接ワイヤを送り出す棒状のチップと、該チップの周囲を囲繞する筒状のノズルと、を備え、該ノズルと前記チップとの間に流したシールドガスを前記ノズルの開口から溶接箇所へ噴出してアーク溶接を行う溶接トーチの前記ノズルに着脱されるノズルアタッチメントであって、
前記ノズルの開口から前記ノズルの内周面に接するように着脱自在に差し入れられる筒状の挿入筒部と、該挿入筒部と前記チップとの間を流れるシールドガスに旋回流を付与するため前記挿入筒部の内周面に螺旋状に形成された螺旋部とを有する、ことを特徴とする溶接トーチのノズルアタッチメント。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記螺旋部は、前記挿入筒部と前記チップとの間を流れるシールドガスの上流側から下流側に向かって、螺旋ピッチが狭くなるように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の溶接トーチのノズルアタッチメント。
【請求項３】
前記螺旋部は、前記挿入筒部と前記チップとの間を流れるシールドガスの上流側から下流側に向かって、前記螺旋部を構成する山の高さが高くなって山の頂部における前記挿入筒部の内径が徐々に小さくなるように形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接トーチのノズルアタッチメント。
【請求項４】
前記挿入筒部の先端に、前記挿入筒部を前記溶接トーチの前記ノズルの開口に差し入れる際に作業者の手指で把持される把持部が設けられており、該把持部は、前記挿入筒部の先端から径方向外方に延出されたフランジ部と、該フランジ部の外縁から前記ノズルの外周面に接するように前記挿入筒部の軸方向に延出された外筒部とを有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接トーチのノズルアタッチメント。
【請求項５】
前記挿入筒部、前記螺旋部及び前記把持部の材質が、前記ノズルの材質よりも溶接時に飛散するスパッタが付着し難い材質である、ことを特徴とする請求項４に記載の溶接トーチのノズルアタッチメント。
【請求項６】
前記挿入筒部、前記螺旋部及び前記把持部の材質が、絶縁皮膜付ステンレス、シリコーンゴム、樹脂又はセラミックである、ことを特徴とする請求項５に記載の溶接トーチのノズルアタッチメント。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接トーチのノズルに着脱されるノズルアタッチメントに係り、特に、ノズルから被溶接部材の溶接箇所に向けて噴射されるシールドガスの消費量を効率よく低減できる溶接トーチのノズルアタッチメントに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、アーク溶接に用いる溶接トーチ１は、先端部から溶接ワイヤ２を送り出す棒状のチップ３と、チップ３の周囲を囲繞する筒状のノズル４とを備えており、ノズル４とチップ３との間に流したシールドガスＧ（例えばＣＯ2ガス）をノズル４の開口５から被溶接部材６の溶接箇所７へ噴出してアーク溶接を行うものである。
【０００３】
すなわち、チップ３の先端部から溶接ワイヤ２を被溶接部材６の溶接箇所７に形成した開先８へ向けて送り出しつつ、溶接ワイヤ２と被溶接部材６との間に電圧を印加してアーク９を発生させ、開先８を溶接ワイヤ２と共に溶融させる。この際、溶接箇所７の溶融金属が空気と触れると溶接欠陥の原因となるため、チップ３の基端部に装着されたオリフィス１０の噴出口１１から噴出されたシールドガスＧを、チップ３とノズル４との間に流してノズル４の開口５から溶接箇所７に向けて噴射し、溶接箇所７の溶融金属が空気と接触することを抑えている。
【０００４】
しかし、図１に示すように、一般的な溶接トーチ１のノズル４の内周面は滑らかな筒状となっているため、ノズル４とチップ３との間を流れるシールドガスＧは、ノズル４の開口５から噴出された直後に破線矢印Ｇに示すように四方八方に拡散してしまい、溶接箇所７におけるシールドガスＧのガス濃度が薄まりシールド効果が低下する。また、ノズル４の開口５からシールドガスＧが拡散すると、溶接箇所７へ向けたガスＧの勢い（慣性力）が低下するめ、風等の外的要因により溶接箇所７まで適切に届かない虞がある。このため、溶接品質の低下が懸念される。
【０００５】
この結果、適切な溶接品質を確保できるシールド効果を得るためには多量のシールドガスＧをノズル４の開口５から噴射させる必要があり、シールドガスＧの使用量が増大してコストアップの原因となっていた。また、シールドガスＧにＣＯ2ガス等の温暖化ガスを用いた場合、地球環境保護に悪影響を及ぼす原因となる。
【０００６】
この対策として、溶接トーチ１のノズル４の内周面に螺旋状の溝を形成し、シールドガスＧに旋回流を付与することでシールドガスＧの広がりを抑制し、高いシールド効果を得るようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２１－１８６８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、文献１の螺旋状の溝は、溶接トーチのノズル自体の内周面に形成されているため、図１に示すような既存の溶接トーチ１のノズル４に付与することができず、既存の溶接トーチ１に後発的に旋回流を発生させられない。従って、既存の溶接トーチ１に対してシールドガスＧの使用量を削減することはできない。また、経年使用した場合、溶接時に飛散するスパッタがノズル４の内周面に形成された螺旋溝に付着積層して旋回流の生成が妨げられることが考えられる。この場合、適切な旋回流を回復させるためには、ノズル４を溶接トーチ１から取り外して新品と交換する必要が生じ、一定のコストが避けられない。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、既存の溶接トーチに後付けすることで既存の溶接トーチについて旋回流を生成してシールドガスの使用量を削減でき、加えて、溶接スパッタの付着積層によって旋回流の生成が妨げられた場合に最小限のコストで旋回流の生成を回復できる溶接トーチのノズルアタッチメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく創案された本発明によれば、先端部から溶接ワイヤを送り出す棒状のチップと、チップの周囲を囲繞する筒状のノズルと、を備え、ノズルとチップとの間に流したシールドガスをノズルの開口から溶接箇所へ噴出してアーク溶接を行う溶接トーチのノズルに着脱されるノズルアタッチメントであって、ノズルの開口からノズルの内周面に接するように着脱自在に差し入れられる筒状の挿入筒部と、挿入筒部とチップとの間を流れるシールドガスに旋回流を付与するため挿入筒部の内周面に螺旋状に形成された螺旋部とを有する、ことを特徴とする溶接トーチのノズルアタッチメントが提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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