JP2001047238A - 消耗電極式アーク溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップの交換頻度を大幅に減少させ、かつワ
イヤを溶接トーチに円滑に送給して高品質に溶接できる
ようにする。 【解決手段】 ワイヤリール４１の回転抵抗をベアリン
グ（６１，６２）等を用いて減ずる回転抵抗減少手段６
０を設けるとともに、ワイヤ供給部３０のワイヤリール
４１等の構成部品を外部から覆って密閉する密閉カバー
７０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤリールから
ワイヤを連続的に溶接トーチへ送給して溶接を行う消耗
電極式アーク溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】消耗電極式アーク溶接装置は、ワイヤリ
ールから引き出されたワイヤが溶接トーチへ連続的に送
給され、ワイヤ自体が電極となって被溶接部との間にア
ークを発生し、被溶接部とワイヤとを溶融して接合する
ものである。

【０００３】消耗電極式アーク溶接装置には、半自動の
ものと全自動のものとがある。図７および図８に、半自
動の消耗電極式アーク溶接装置の従来構成を示す。

【０００４】半自動の消耗電極式アーク溶接装置は、図
７に示すように、溶接トーチ１０、ワイヤ供給部３０
Ｐ、溶接電源供給部８０、シールドガス供給部９０等か
ら形成されている。

【０００５】溶接トーチ１０は、図８に示すように、筒
状に形成され後端部にコンジットケーブル２０が接続さ
れたトーチ本体１１と、このトーチ本体１１の先端部に
装着されワイヤ４５を導出するチップ１２と、このチッ
プ１２を囲んでシールドガス流路を形成するノズル１３
と、トーチ本体１１を保持するトーチグリップ１４等か
ら形成されている。なお、溶接時には、チップ１２を介
して溶接電源供給部８０からワイヤ４５へ給電される。

【０００６】また、ワイヤ供給部３０Ｐは、図７に示す
ように、溶接トーチ１０へコンジットケーブル２０を介
してワイヤ４５を送る手段である。具体的には、ワイヤ
供給部３０Ｐは、本体（図示省略）と、この本体に支持
軸３５を介して回転可能に装着されたワイヤリール４１
と、このワイヤリール４１からワイヤ４５を引き出して
溶接トーチ１０へ向けて送給可能な送給手段５１とを備
えている。

【０００７】ワイヤリール４１は、筒状に形成された芯
部（筒状芯部４２）と、この筒状芯部４２の両端部に設
けられた側板４４とから形成されており、筒状芯部４２
に支持軸３５を相対回転可能に被嵌させることにより本
体に装着されている。通常、ワイヤリール４１は、プラ
スチック製とされており、巻かれたワイヤ４５が未使用
の状態では重量が例えば２０ｋｇ程とされている。

【０００８】なお、支持軸３５は、横方向（図７中紙面
と直交する方向）に張り出すように基端部が本体に固定
されており、かつ軽量化を図るために軽金属（アルミニ
ウム合金等）製とされている。これにより、ワイヤリー
ル４１を、その筒状芯部４２の内面４３を支持軸３５と
摺接させつつ回転させることができる。

【０００９】次に、送給手段５１は、ワイヤリール４１
から引き出したワイヤ４５を挟持可能な一対の送給ロー
ラ（５２，５３）と、この送給ローラ（５２，５３）を
回転駆動する駆動モータ５４とを含み、ワイヤリール４
１からワイヤ４５を引き出して溶接トーチ１０へ向けて
送給可能に形成されている。図７中、５６はワイヤ４５
の曲り癖を矯正するための矯正ローラである。

【００１０】なお、溶接時には、溶接電源供給部８０
〔電源８１、電源ケーブル（８２，８３）等〕からワイ
ヤ４５および被溶接部材５に電圧（正電圧、負電圧）が
印加されるとともに、シールドガス供給部９０（ガスボ
ンベ９１、供給管９２等）からシールドガスがコンジッ
トケーブル２０等を介して溶接トーチ１０のノズル１３
内へ供給される。

【００１１】ここに、上記消耗電極式アーク溶接装置で
は、作業者がトーチグリップ１４を握りスイッチレバー
１５を引くことによって、溶接トーチ１０のノズル１３
内に活性または不活性のシールドガスが流れるとともに
ワイヤ４５が送給され、シールドガスでワイヤ４５およ
び溶融金属を被包しつつ被溶接部５ａで溶接が連続的に
行われる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記消耗電
極式アーク溶接装置では、プラスチック製のワイヤリー
ル４１の筒状芯部４２が、ワイヤ４５の重みで支持軸３
５に強く押しつけられて、いびつになってしまうことが
ある。

【００１３】ここで、ワイヤリール４１の筒状芯部４２
がいびつになってしまうと、ワイヤ４５の送給がぎくし
ゃくしてしまい（すなわち、ノッキングしてしまい）、
アーク長が大きく変動してしまうことがある。その結
果、溶接電流と電圧とがアンバランスとなり、美しいビ
ート波の確保が難しくなってしまう。

【００１４】また、ワイヤ先端部４５ａがチップ１２か
ら十分に突出しない状態で溶接が行われ、当該ワイヤ先
端部４５ａとチップ１２の先端部とが溶融して接合され
てしまう事態が生じることがある。かかる事態が生じた
場合には、溶接作業を一旦中断してワイヤ４５とチップ
１２とをヤスリ等を用いて削って分離するなどの修復作
業を行わなければならず、溶接作業効率が低下すること
になる。また、チップ１２の消耗が早まることになり、
ランニングコストが嵩むことになる。

【００１５】なお、溶接トーチ１０をロボットに装着し
て溶接作業を行う全自動の消耗電極式アーク溶接装置の
場合には、修復作業後にロボットの運転を再開するまで
にはかなりの時間を費やさなければならず、作業効率が
大幅に低下することになる。

【００１６】また、上記溶接作業が行われる現場では、
空気中にゴミや埃等の異物（鉄粉、土埃等）が浮遊して
いることが多い。ここで、ワイヤ４５には製造段階で付
着した油がそのまま付いているので、当該ワイヤ４５に
は異物が付着しやすい。特に、溶接時には、ワイヤ４５
に電流が流れるため磁界が生成される（特に、ワイヤリ
ール４１にコイル状に巻かれたワイヤ４５部分の周辺に
は強い磁界が生成される）が、かかる磁界によって鉄粉
等が更に付着しやすくなる。

【００１７】ここにおいて、ワイヤ４５が異物を付けた
状態でコンジットケーブル２０内を通って溶接トーチ１
０へ送給されると、コンジットケーブル２０内に金属製
摩耗粉等が発生して大きな摩擦抵抗が形成される。その
結果、焼き付き現象が発生してワイヤ４５の送給が不能
となったり、チップ１２の通し穴が摩耗して穴径が拡大
し溶接線のズレ等が発生することになる。また、チップ
１２を早期に交換せざるをえなくなる。

【００１８】本発明の目的は、チップの交換頻度を大幅
に減少させることができ、かつワイヤを溶接トーチへ円
滑に送給して高品質に溶接できる消耗電極式アーク溶接
装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ワイヤを導出
するチップが装着された溶接トーチと、この溶接トーチ
にコンジットケーブルを介してワイヤを送り可能なワイ
ヤ供給部とを有し、ワイヤ供給部が、本体と、この本体
に支持軸を介して回転可能に装着されたワイヤリール
と、このワイヤリールからワイヤを引き出して溶接トー
チへ向けて送給可能な送給手段とを備えた消耗電極式ア
ーク溶接装置において、ワイヤリールの回転抵抗をベア
リングまたはブッシュを用いて減ずる回転抵抗減少手段
を設けるとともに、ワイヤ供給部のワイヤリール等の構
成部品を外部から覆って密閉しワイヤリールからコンジ
ットケーブルの入口部までのワイヤ部分にゴミ・埃等の
異物が外部から付着するのを阻止する密閉カバーを設け
たことを特徴とする。

【００２０】かかる発明の場合、ワイヤリールの回転抵
抗は回転抵抗減少手段によって減じられているので、ワ
イヤをワイヤリールから円滑に引き出して溶接トーチへ
送ることができる。したがって、溶接電流と電圧とがア
ンバランスとなるようなことはなく、美しいビート波を
確保できる。また、ワイヤのチップからの突出長が不足
した状態で溶接が行われるようなことはなく、ワイヤの
先端部とチップ先端部とが溶融して接合されてしまうよ
うな事態は生じない。

【００２１】また、密閉カバーによってワイヤリールか
ら引き出されたワイヤ部分にゴミ・埃等の異物が付着す
るのが阻止される。したがって、ワイヤが通るコンジッ
トケーブル内やチップ内で金属製摩耗粉等が発生して大
きな摩擦抵抗が形成され焼き付き現象を起こしてしまう
ような事態の発生が抑えられる。

【００２２】その結果、チップの交換頻度を大幅に減少
させることができ、かつワイヤを溶接トーチへ円滑に送
給して高品質に溶接できる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００２３】本発明に係る消耗電極式アーク溶接装置
は、図１〜図５に示すように、基本的構成は従来例（図
７、図８）と同様であるが、回転抵抗減少手段６０と密
閉カバー７０とを設け、ワイヤリール４１の回転抵抗を
減少可能かつワイヤリール４１からコンジットケーブル
２０の入口部２１までのワイヤ４５部分にゴミ・埃等の
異物が外部から付着するのを阻止可能に構成されてい
る。

【００２４】なお、従来例（図７、図８）と共通する構
成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化
又は省略する。また、溶接電源供給部およびシールドガ
ス供給部は、従来例の溶接電源供給部８０およびシール
ドガス供給部９０と同様構成であるので図示を省略す
る。

【００２５】本実施形態では、ワイヤ供給部３０は、ボ
ックス構造とされ、かつ移動しやすいように車輪３９を
用いて走行可能に形成されている。

【００２６】次に、本発明の特徴部である回転抵抗減少
手段６０は、ワイヤリール４１の回転抵抗をベアリング
６１またはブッシュ（図示省略）を用いて減ずる手段で
ある。この実施形態では、回転抵抗減少手段６０は、図
３に示すように、支持軸３５の基端部３６と本体３１の
軸受部３２との間に介装された２個のベアリング６１か
ら形成されている。

【００２７】支持軸３５の係合部３７は、ワイヤリール
４１の筒状芯部４２をガタの出ない状態で係止できるよ
うに形成されている。この実施形態では、支持軸３５の
係合部３７の外径が、ワイヤリール４１の筒状芯部４２
の内面４３と密着するように選定されている。なお、支
持軸３５の係合部３７の先端部には、ワイヤリール４１
が当該係合部３７から外れてしまうのを防ぐ止具（図示
省略）が着脱自在に装着されている。

【００２８】ここに、ワイヤリール４１を、支持軸３５
の係合部３７に一段と確実に係止させるために、図３中
１点鎖線で示すように、当該係合部３７の周面に係合突
部（例えば、キー６６）を設けるとともに、ワイヤリー
ル４１の筒状芯部４２の内面４３に上記係合突部（６
６）と対応した係合溝（例えばキー溝６５）を設けても
よい。

【００２９】また、図４に示すように、支持軸３５の係
合部３７の周面およびワイヤリール４１の筒状芯部４２
の内面４３をテーパー状に形成してもよい。また、ベア
リング６１の代わりにブッシュ（図示省略）を介装させ
てもよい。

【００３０】次に、密閉カバー７０は、図１に示すよう
に、ワイヤ供給部３０のワイヤリール４１等の各構成部
品を外部から覆って密閉し、ワイヤリール４１からコン
ジットケーブル２０の入口部２１までのワイヤ４５部分
にゴミ・埃等の異物が外部から付着するのを阻止する手
段である。

【００３１】この実施形態では、密閉カバー７０は、ワ
イヤ供給部３０の本体３１とワイヤリール４１と送給手
段５１等とを覆って密閉可能なカバー本体７１と、この
カバー本体７１の開口部７１Ｓを開閉可能な開閉カバー
部７２とを含み、ワイヤリール４１の交換やメンテナン
ス等を容易に実行可能かつワイヤ４５への異物の付着を
阻止可能に形成されている。この密閉カバー７０は、金
属（例えば、鉄板、アルミニウム合金等）製とされてい
る。なお、プラスチック製としてもよい。

【００３２】より具体的には、カバー本体７１の開口部
７１Ｓは、ワイヤリール４１を余裕を持って通し可能に
形成されており、当該開口部７１Ｓの上下左右の縁部分
には内方へ張り出すように被シール部３３が形成されて
いる。

【００３３】また、開閉カバー部７２は、カバー本体７
１の開口部７１Ｓの上縁にヒンジ７３を介して回動可能
に取付けられており、その内面には上記被シール部３３
と接触してシール機能を発揮するシール部材７４が貼付
されている。なお、開閉カバー部７２は、蝶形ボルト７
６でカバー本体７１に係止されている。

【００３４】ここで、ワイヤリール４１を交換する場合
には、蝶形ボルト７６を取外した後、開閉カバー部７２
を図２中２点鎖線で示すように跳ね上げる。次に、その
状態で支持軸３５から使用済みのワイヤリール４１を抜
き出し、開閉カバー部７２を通過させて密閉カバー７０
の外部へ取り出す。そして、新品のワイヤリール４１
を、筒状芯部４２を支持軸３５と整合させた状態で開閉
カバー部７２を通過させて支持軸３５へ装着する。装着
後は、開閉カバー部７２を閉めて蝶形ボルト７６でカバ
ー本体７１に係止する。

【００３５】上記構成の消耗電極式アーク溶接装置で
は、ワイヤリール４１の回転抵抗は回転抵抗減少手段６
０（ベアリング６１）によって減じられるので、ワイヤ
４５をワイヤリール４１から円滑に引き出して溶接トー
チ１０へ送ることができる。したがって、溶接電流と電
圧とがアンバランスとなるようなことはなく、美しいビ
ート波を確保できる。また、ワイヤ４５のチップ１２か
らの突出長が不足した状態で溶接が行われるようなこと
はなく、ワイヤ先端部４５ａとチップ１２の先端部とが
溶融して接合されてしまう事態は生じない。

【００３６】また、密閉カバー７０によってワイヤ４５
にゴミ・埃等の異物が付着するのが阻止される。したが
って、ワイヤ４５が通るコンジットケーブル２０内やチ
ップ１２内で金属製摩耗粉等が発生して大きな摩擦抵抗
が形成され焼き付き現象を起こしてしまうような事態の
発生が抑えられる。

【００３７】而して、ワイヤリール４１の回転抵抗をベ
アリング６１またはブッシュを用いて減ずる回転抵抗減
少手段６０を設けるとともに、ワイヤ供給部３０のワイ
ヤリール４１等の各構成部品を外部から覆って密閉する
密閉カバー７０を設けたので、ワイヤ４５をワイヤリー
ル４１から円滑に引き出して溶接トーチ１０へ送ること
ができるとともに、ワイヤリール４１から引き出された
ワイヤ４５部分にゴミ・埃等の異物が付着するのが阻止
される。したがって、チップ１２の交換頻度を大幅に減
少させることができ、かつワイヤ４５を溶接トーチ１０
へ円滑に送給して高品質に溶接できる。

【００３８】また、密閉カバー７０を、カバー本体７１
と、このカバー本体７１の一側面の開口部７１Ｓを開閉
可能な開閉カバー部７２とから形成したので、ワイヤリ
ール４１の交換作業を一段と容易に行える。

【００３９】なお、上記実施形態では、回転抵抗減少手
段６０を支持軸３５の基端部３６と本体３１の軸受部３
２との間に介装されたベアリング６１（又はブッシュ）
から形成したが、図５に示すように、支持軸３５の基端
部３６を本体３１の軸受部３２に固定するとともに、当
該支持軸３５の係合部３７とワイヤリール４１の筒状芯
部４２の内面４３との間に内側係合筒６７と外側係合筒
６８とを介して配設されたベアリング６２（又はブッシ
ュ）から回転抵抗減少手段６０を構成してもよい。この
場合、内側係合筒６７は、支持軸３５を被嵌可能かつ係
止して同期回転可能に形成する。なお、両係合筒（６
７，６８）は金属製としたほうがよい。かかる構成によ
り、従来の消耗電極式アーク溶接装置を殆ど改良するこ
となく高品質溶接が実現できる。

【００４０】この場合、支持軸３５の係合部３７に係合
突部（キー等）を、ワイヤリール４１の筒状芯部４２の
内面４３に係合溝部（キー溝等）を、それぞれ設けても
よい。また、支持軸３５の係合部３７およびワイヤリー
ル４１の筒状芯部４２の内面４３を先細りとなるテーパ
ー形状としてもよい。

【００４１】また、支持軸３５を軸線が横方向に伸延す
るように本体３１に設けたが、軸線が縦方向に伸延する
ように設けてもよい。

【００４２】また、消耗電極式アーク溶接装置が使用さ
れる作業場には通常クレーンが設置されていることに鑑
み、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、ワイヤ供給部３
０をクレーンのワイヤ１０５で吊るして移送させるため
のワイヤ引掛け部１００を密閉カバー７０の上部に設け
てもよい。これにより、ワイヤ供給部３０の移動を一段
と簡単に行える。なお、ワイヤ引掛け部１００を、図６
（Ｂ）に示すように、保持ボックス１０１内の２個の保
持筒１０２を用いて上下方向に移動可能に保持すること
により、不使用時には引っ込められるように形成しても
よい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、ワイヤリールの回転抵
抗をベアリングまたはブッシュを用いて減ずる回転抵抗
減少手段を設けるとともに、ワイヤ供給部のワイヤリー
ル等の構成部品を外部から覆って密閉する密閉カバーを
設けたので、ワイヤをワイヤリールから円滑に引き出し
て溶接トーチへ送ることができるとともに、ワイヤリー
ルから引き出されたワイヤ部分にゴミ・埃等の異物が付
着するのを阻止できる。したがって、チップの交換頻度
を大幅に減少させることができ、かつワイヤを溶接トー
チに円滑に送給して高品質に溶接できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための図である。

【図２】同じく、密閉カバーを説明するための図であ
る。

【図３】同じく、回転抵抗減少手段の具体的構成を説明
するための図である。

【図４】同じく、回転抵抗減少手段の変形例（１）を説
明するための図である。

【図５】同じく、回転抵抗減少手段の変形例（２）を説
明するための図である。

【図６】同じく、密閉カバーの上面に設けられたクレー
ン用のワイヤ引っ掛け部を説明するための図である。

【図７】消耗電極式アーク溶接装置の従来構成を説明す
るための図である。

【図８】同じく、溶接トーチを説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０ 溶接トーチ １２ チップ ２０ コンジットケーブル ３０ ワイヤ供給部 ３１ 本体 ４１ ワイヤリール ４２ 筒状芯部 ４５ ワイヤ ５１ 送給手段 ６０ 回転抵抗減少手段 ６１，６２ ベアリング ７０ 密閉カバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤを導出するチップが装着された溶
   接トーチと、この溶接トーチにコンジットケーブルを介
   してワイヤを送り可能なワイヤ供給部とを有し、ワイヤ
   供給部が、本体と、この本体に支持軸を介して回転可能
   に装着されたワイヤリールと、このワイヤリールからワ
   イヤを引き出して溶接トーチヘ向けて送給可能な送給手
   段とを備えた消耗電極式アーク溶接装置において、 ワイヤリールの回転抵抗をベアリングまたはブッシュを
   用いて減ずる回転抵抗減少手段を設けるとともに、ワイ
   ヤ供給部のワイヤリール等の構成部品を外部から覆って
   密閉しワイヤリールからコンジットケーブルの入口部ま
   でのワイヤ部分にゴミ・埃等の異物が外部から付着する
   のを阻止する密閉カバーを設けたことを特徴とする消耗
   電極式アーク溶接装置。