JP2004268105A

JP2004268105A - 溶接用ケーブル

Info

Publication number: JP2004268105A
Application number: JP2003063872A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oe; 武大江
Original assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】ホース類およびケーブル類の複合化をコンパクトな構成により達成し、溶接時および収納時における取扱いが容易で、捩れや潰れ等に対する強度および絶縁性が高く、作業性および安全性の向上が図れるとともに、軽量化による作業能率の向上、溶接電流低減率の抑制および制御信号のノイズ低減等による溶接品質の向上にも適する溶接用ケーブルを提供する。
【解決手段】ケーブル要素として、絶縁電線である溶接電流供給用のパワーケーブル２および接地用のアースケーブル３と、シールドガスを流通させるガスホース４と、制御信号を伝送するための制御ケーブル５とを備える。パワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５は、各１本ずつ順次に隣接して平行かつ略横一列に配列され、それらが外表面全体に形成された絶縁被覆６によって一体化されている。溶接用ケーブル１は、軸方向直角断面が扁平な形状の複合ケーブルとして構成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアーク溶接用２次ケーブルとして適用される溶接用ケーブルに係り、特に電線類およびホース類をコンパクトに複合一体化した溶接用ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、ＭＩＧ溶接およびＴＩＧ溶接等におけるアーク溶接用２次ケーブルは、パワーケーブルおよびアースケーブルの２本の独立した絶縁電線を個別に引き回し、あるいはこれら両ケーブルを撚線状に組合せて溶接機に導かれている。各絶縁電線は、それぞれ絶縁チューブに導電線を挿通した構成とされ、このような独立構成の２次ケーブルにおいては、放熱性を考慮して、導電線として断面積３８〜８０ｍｍ^２（概略平均断面６０ｍｍ^２）という太径のものが用いられている。
【０００３】
また、遮蔽ガスおよび冷却水等の供給用ホースについても、互いに独立したホースとして構成され、それぞれ別個に取扱われている。
【０００４】
さらに、自動溶接機等においては、制御装置から溶接機に制御信号を伝送する制御ケーブルが絶縁チューブに複数本の通信線を挿通した構成とされており、この制御ケーブルが前記の絶縁電線および各ホースとは別の独立配線とされ、収納時には単独でリールに巻取る等、個別に取扱われるのが一般的である。
【０００５】
なお、スポット溶接機における従来技術として、絶縁チューブ内における導電線の周囲の間隙を冷却水流路とし、パワーケーブルと冷却水供給ホースとを兼用する水冷式パワーケーブルが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、ＴＩＧ溶接機における従来技術として、シールドホース、センターガスホース、水冷溶接ケーブルホース等を束ねて太径の円管状チューブ内に収納する構成も提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０８−６６７７８号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００１−１１３３７０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の一般的技術においては、２次ケーブル、制御ケーブルおよびホース類が分離独立した構成とされているため、溶接時および収納時等の取扱いが煩雑となり、作業能率の低下を来たし易く、また捩れや潰れ等により安全性を損なう場合がある。また、このような２次ケーブルの導電線の導電線としては、平均的に断面積が６０ｍｍ^２という太径のものが用いられることから、重量が大きく、引き回しや搬送時等の作業に余分な労力的負担が強いられる。さらに、２次ケーブルとしてのパワーケーブルとアースケーブルとを個別に引き回した場合や、両ケーブルを撚線状に組合せた場合には、導電線間の間隔が種々変化するため、溶接電流が相互作用により低減することがあり、またノイズの発生により制御信号が不安定化することがある。このように、従来の一般的技術においては、溶接条件が比較的不安定となる作業環境が形成され、作業能率の低下を来したり、溶接性能の低下ひいては溶接品質の低下を招く場合がある。
【００１０】
また、上述した特許文献１等に記載された従来技術においては、数ｍ以上の長い距離を引き回した場合にホースが潰れたり、折れ曲がり等により水路が遮断し、焼き付けが生じる可能性がある。
【００１１】
一方、特許文献２等に記載された従来技術のように、各ホース類およびケーブル類を単に束ねる構成においては、ホース類やケーブルの相互配置、間隔等が必ずしも一定とはならず、溶接電流低減、ノイズ発生等の可能性がある。また、束となった太径の円管状配線の場合には、作業時の引き回しや収納時のリール巻取りが煩雑となり、溶接作業現場等における取扱いに不便を生じることがある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ホース類およびケーブル類をコンパクトな構成として複合化し、溶接時および収納時における取扱いが容易で、捩れや潰れ等に対する強度および絶縁性が高く、作業性および安全性の向上が図れ、軽量化による作業能率の向上、溶接電流低減率の抑制および制御信号のノイズ低減等による溶接品質の向上にも適合する溶接用ケーブルを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に係る発明では、絶縁チューブに導電線を挿通した絶縁電線と、絶縁チューブに通信線を挿通した制御ケーブルと、冷却水・ガス等を流通させるホースとを備え、前記被覆電線、制御ケーブルおよびホースを互いに隣接させて平行かつ略一列に配列し、それらを外表面全体に形成した絶縁被覆により一体化し、扁平な複合ケーブルとして構成したことを特徴とする溶接用ケーブルを提供する。
【００１４】
請求項２に係る発明では、前記絶縁電線における絶縁チューブの内径を導電線の外径よりも大きくし、その両者間の間隙を冷却水流路とすることにより前記絶縁電線を水冷ケーブルとし、前記絶縁チューブを前記冷却水流通用のホースとして兼用する構成とした請求項１記載の溶接用ケーブルを提供する。
【００１５】
請求項３に係る発明では、前記絶縁電線は、溶接電流供給用のパワーケーブルと接地用のアースケーブルとをもって１組とし、これらパワーケーブルの導電線とアースケーブルの導電線との間隔を一定とした請求項１記載の溶接用ケーブルを提供する。
【００１６】
請求項４に係る発明では、前記絶縁被覆は、前記絶縁電線、前記制御ケーブルおよび前記ホースの外周面に個々に形成された樹脂被膜であり、これら各被膜の相互に隣接するもの同士を、熱溶着により一体化した請求項１記載の溶接用ケーブルを提供する。
【００１７】
請求項５に係る発明では、熱溶着により一体化された前記各絶縁被膜は、一定以上の引き裂き力により前記熱溶着部から分離可能である請求項４記載の溶接用ケーブルを提供する。
【００１８】
請求項６に係る発明では、請求項１から５までのいずれかに記載の溶接用ケーブルを、扁平な面を巻回面としてリールに巻き付けてなる溶接用ケーブル装置を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る溶接用ケーブルの一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、溶接用ケーブルをリールに巻装した状態を示す概略構成図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。図３〜図５は、各部を拡大して示す縦断面図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、本実施形態の溶接用ケーブル１は、絶縁電線としての溶接電流供給用パワーケーブル２および接地用アースケーブル３と、シールドガスを流通させるガスホース４と、制御信号を伝送するための制御ケーブル５とを備えている。
【００２１】
そして、パワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５は、各１本ずつ順次に隣接して平行かつ略横一列に配列され、それらが外表面全体に形成された絶縁被覆６によって一体化されている。これにより、溶接用ケーブル１は、軸方向直角断面が扁平な形状の複合ケーブルとして構成され、この扁平な面を巻回面として、携帯用のリール７に巻き付けられている。リール７には、図示を省略するが、例えば電源、冷却水源、ガス源、制御装置等への接続用端子が設けられ、これらの接続用端子に、パワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５の巻き付け端部が連結されている。なお、リール７の外周には、図示しないが、ケーブルの巻取りガイドとして、カバーを取付ける場合もある。また、これらパワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５の先端側には、溶接機側に設けられる電流供給部、アース接続部、冷却部およびガス供給部等に接続するための端子金具１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄがそれぞれ設けられている。
【００２２】
パワーケーブル２は、図２および図３に示すように、円管状の柔軟な絶縁チューブ８内に銅撚線からなる１本の導電線９を挿通した構成とされており、この絶縁チューブ８は、例えば耐熱性ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、耐熱柔軟性（耐油性）ビニル材等の絶縁樹脂製とされている。絶縁チューブ８の内径は、導電線９の外径よりも大きく、その両者間の間隙が冷却水流路１０とされている。すなわち、パワーケーブル２は内部に冷却水１１を流通させる水冷ケーブルとして構成されており、これによりパワーケーブル３の絶縁チューブ８が冷却水流通用のホースを兼用する構成となっている。なお、パワーケーブル２を水冷ケーブルとして構成したことにより、導電線９の断面積は水冷放熱効果により低減可能となり、導電線９の断面積は例えば１２．５ｍｍ^２のように、従来の導電線の平均断面積である６０ｍｍ^２に比して大幅に低減されている。
【００２３】
アースケーブル３は、図２に示すように、パワーケーブル２と略同様の構成のものであり、絶縁チューブ１２内に銅撚線からなる１本の導電線１３を挿通した構成とされ、耐熱性ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、耐熱柔軟性（耐油性）ビニル材等の絶縁樹脂製とされている。絶縁チューブ１２の内径は、導電線１３の外径よりも大きく、その両者間の間隙が冷却水流路１４とされている。すなわち、アースケーブル３も内部に冷却水１１を流通させる水冷ケーブルとして構成されており、これによりアースケーブル３の絶縁チューブ１２が冷却水流通用のホースを兼用する構成となっている。なお、アースケーブル３を水冷ケーブルとして構成したことにより、導電線１３の断面積も水冷放熱効果により低減可能となり、導電線１３の断面積も例えば１２．５ｍｍ^２のように、従来の導電線の平均断面積に比して大幅に低減されている。
【００２４】
絶縁電線は、このようなパワーケーブル２とアースケーブル３とをもって１組として構成されており、このパワーケーブル２の導電線９とアースケーブル３の導電線１３との間隔は、ケーブル軸方向の全体に亘って一定とされている。
【００２５】
ガスホース４は、図２および図４に示すように、例えばパワーケーブル２およびアースケーブル３の絶縁チューブ８，１２と略同径の円管状チューブ４ａからなっている。この円管状チューブ４ａは、例えば耐熱性ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）等により構成され、内部のガス流路１４にシールドガスとして不活性ガス１５が流通するようになっている。なお、このガスホース４の円管状チューブ４ａは、絶縁材によって構成する必要はなく、耐熱性、柔軟性、および所定強度を有するものであれば、絶縁材以外の種々の材料を適用することが可能である。
【００２６】
制御ケーブル５は、図２および図５に示すように、パワーケーブル２およびアースケーブル３の絶縁チューブ８，１２と略同径かつ同材製の絶縁チューブ１６内に、複数本の通信線１７を挿通した構成とされている。なお、本実施形態では通信線１７として、被覆電線が適用されるが、光ファイバ（図示せず）を適用することもできる。
【００２７】
これらパワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５の外表面全体に亘って形成される絶縁被覆６は、例えば耐熱ＰＶＣシースとされ、パワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５の外周面に、同一肉厚の被膜６ａとして個々に形成した後、これら各被膜６ａの相互に隣接するもの同士を溶着した熱溶着部６ｂにより、一体化されている。
【００２８】
このように、絶縁被覆６により一体化された本実施形態の溶接用ケーブル１は、図２に示すように、水冷ケーブルとしてのパワーケーブル２およびアースケーブル３、ガスホース４、および制御ケーブル５が順次に隣接して平行に配列されていることから、横長一列構造の扁平な複合ケーブルとして構成される。
【００２９】
また、熱溶着部６ｂにより一体化された各絶縁被膜６ａは、一定以上の引き裂き力により熱溶着部６ｂから分離可能とされている。すなわち、パワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５の各端部に設けられた端子金具１ａ〜１ｄは、図示省略の溶接機の各部にそれぞれ接続されることから、各被膜６ａを熱溶着部６ｂから所定長さに亘り、隣接するもの同士を引き裂いて相互に分離させることにより、パワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５の接続をそれぞれ容易に行なえるようにしてある。
【００３０】
なお、図１に仮想線で示すように、溶接ケーブル１の端部位置における分離および非分離の境界部分には拘束具１８、例えば粘着テープなどを巻装することにより、不要な分離を抑制し、分離の拡大を防止するようになっている。
【００３１】
このように構成された本実施形態の溶接用ケーブル１を使用する場合には、溶接ケーブル１の先端側をリール７から所要長さ引出して溶接機側に接続する。この場合、パワーケーブル２、アースケーブル３および制御ケーブル５の導電線９，１３および通信線は、それぞれ絶縁チューブ８，１２，１６および絶縁被覆６によって２重の絶縁構造とされているため、溶接用ケーブル１の絶縁部が厚くなり、これにより、安全性の向上が図れるようになる。
【００３２】
また、本実施形態の溶接用ケーブル１においては、パワーケーブル２、アースケーブル３、ガスホース４および制御ケーブル５が、横長１列に平行配列されて一体構造となっているため、作業現場の床上等に安定的に配置され、かつ定形状態が確実に保持される。すなわち、各ケーブル等が保護ガイドとなる。したがって、ケーブル引き回し操作が容易に行なえるとともに、引き回した溶接ケーブル１には、捩れや絡まり等が発生し難いため、使用時の作業能率向上を図ることができる。
【００３３】
また、水冷ケーブルとしてのパワーケーブル２およびアースケーブル３と、ガスホース４と、制御ケーブル５とを、一体化した構造とすることにより、溶接ケーブル１の中間等において折れ曲がり等を防止することができ、冷却水流路１０の形状を確実に維持することができる。
【００３４】
また、パワーケーブル２およびアースケーブル３を水冷ケーブルとしたにより、ケーブル径を縮小することができるため、軽量化、溶接能率の向上等を図ることができる。
【００３５】
さらに、パワーケーブル２およびアースケーブル３の２本の導電線間距離がケーブル長さ方向全体に亘って一定に保持されるため、電流低減率を抑制することができ、溶接品質の向上および作業能率の向上等が図れるとともに、制御信号に対するノイズ等の影響も軽減され、この点によっても同様に溶接品質の向上が図れる。
【００３６】
また、溶接使用後においては、溶接用ケーブル１をリール７に巻き取る際、熱溶着ケーブルとしての外観形状（幅、高さ）が均一に固定されていることから、重ねて巻き取ることが容易である。したがって、ケーブルの絡みなどなく、移動、設置、収納等を行なうことができ、これらの作業能率を向上することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態においては、被覆電線としてのパワーケーブル２およびアースケーブル３を水冷ケーブルとして構成したが、本発明においては、パワーケーブル２およびアースケーブル３と、冷却水ホースとを分離し、冷却水ホースをガスホース４と同様に、別要素として備えることも可能である。
【００３８】
また、溶接ケーブル全体の平坦度を失わない範囲で、例えば小径のホースを２本以上、縦配列として組込んでもよい。すなわち、複合ケーブルとしての溶接ケーブルは、全体として各要素が略一列となる構成であればよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、溶接機に溶接用電流、制御信号、冷却水、ガス等を供給する全てのケーブルおよびホースを平行配列し、絶縁被覆によって一体化することにより、溶接ケーブルを扁平な構成として安定設置および巻取り等の容易なものとし、かつケーブル状態を容易に把握することができるようになる。また、絶縁被覆の形成によって絶縁物の肉厚を増すことができ、安全性の向上が図れる。さらに、扁平な一体化により、折れ曲がり防止が図れるとともに、水冷ケーブルを採用した場合には、軽量化も容易に可能となる。さらにまた、パワーケーブルとアースケーブルとの導電線間の間隔を一定化することにより、電流低減率を抑制し、耐ノイズの軽減も容易に可能となる。また、外観形状が均一化することにより、ケーブルの絡みなどを生じることなく、引き回しおよびリールへの巻取りを容易に行なうことができ、安全性の確保、能率向上および溶接品質の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による溶接用ケーブルをリールに巻装した状態を示す概略構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図３】図２に示したパワーケーブルを拡大して示す縦断面図。
【図４】図２に示したガスホースを拡大して示す縦断面図。
【図５】図２に示した制御ケーブルを拡大して示す縦断面図。
【符号の説明】
１溶接用ケーブル
２パワーケーブル
３アースケーブル
４ガスホース
４ａ円管状チューブ
５制御ケーブル
６絶縁被覆
７リール
８絶縁チューブ
９導電線
１０冷却水流路
１１冷却水
１２絶縁チューブ
１３導電線
１４冷却水流路
１５不活性ガス
１６絶縁チューブ
１７通信線

Claims

絶縁チューブに導電線を挿通した絶縁電線と、絶縁チューブに通信線を挿通した制御ケーブルと、冷却水・ガス等を流通させるホースとを備え、前記被覆電線、制御ケーブルおよびホースを互いに隣接させて平行かつ略一列に配列し、それらを外表面全体に形成した絶縁被覆により一体化し、扁平な複合ケーブルとして構成したことを特徴とする溶接用ケーブル。
前記絶縁電線における絶縁チューブの内径を導電線の外径よりも大きくし、その両者間の間隙を冷却水流路とすることにより前記絶縁電線を水冷ケーブルとし、前記絶縁チューブを前記冷却水流通用のホースとして兼用する構成とした請求項１記載の溶接用ケーブル。
前記絶縁電線は、溶接電流供給用のパワーケーブルと接地用のアースケーブルとをもって１組とし、これらパワーケーブルの導電線とアースケーブルの導電線との間隔を一定とした請求項１記載の溶接用ケーブル。
前記絶縁被覆は、前記絶縁電線、前記制御ケーブルおよび前記ホースの外周面に個々に形成された樹脂被膜であり、これら各被膜の相互に隣接するもの同士を、熱溶着により一体化した請求項１記載の溶接用ケーブル。
熱溶着により一体化された前記各絶縁被膜は、一定以上の引き裂き力により前記熱溶着部から分離可能である請求項４記載の溶接用ケーブル。
請求項１から５までのいずれかに記載の溶接用ケーブルを、扁平な面を巻回面としてリールに巻き付けてなる溶接用ケーブル装置。