JP2010260059A - コンジットケーブル及びコイルライナ - Google Patents

Abstract

【課題】溶接ワイヤ１２の送給性を低下させることのないコンジットケーブル２８を提供する。
【解決手段】第１コイルライナ２１と第２コイルライナ２５との間を調整ばね２３が接続したコイルライナ２７と、コイルライナ２７が挿通されるライナ挿通部６とを備え、ライナ挿通部６の基端部及びコイルライナ２７の基端部が溶接ワイヤ送給機７に固定され、ライナ挿通部６の先端部が溶接トーチ８内で固定され、コイルライナ２７の先端部がチップボディ１１の基端部に当接しているコンジットケーブルである。ライナ挿通部６が伸びる前は、圧縮ばね２３が圧縮された状態であり、ライナ挿通部６が伸びたときは、調整ばね２３のばね力によって第２コイルライナ２５が押し出されて、その先端部がチップボディ１１に当接し続けている。この結果、溶接ワイヤ１２を安定して送給することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力を供給するための改良されたコンジットケーブルに関するものである。

従来、溶接トーチに溶接ワイヤ及び電力を供給するためのコンジットケーブルとして、図３に示すものが提案されていた。（例えば、特許文献１参照。）。図３は、従来技術のコンジットケーブルを示す図であって、同図（Ａ）は、長軸方向の断面図であり、同図（Ｂ）は、長軸の直角方向の断面図である。

図３において、コンジットケーブル５内のコイルライナ１は、内部に溶接ワイヤを通すために金属線材をコイル状に形成したものであり、密巻きにしている。このコイルライナ１は、中心管２の中を挿通され、コイルライナ１の外壁と中心管２の内壁との間のドーナツ状の空間を、シールドガスが流れている。また、中心管２の周囲に多数の銅より線から形成された導電体３が設けられていて、この導電体３に電力が供給される。この導電体３を樹脂で形成された外被覆４が被覆して保護している。以下、上述した中心管２、導電体３及び外被覆４を、ライナ挿通部６という。

図４は、コンジットケーブルの一般的な使用状態を示す図であり、コンジットケーブル５のライナ挿通部６は、その基端部が溶接ワイヤ送給機７のワイヤ送出部に接続されて固定されていて、先端部は、溶接トーチ８内のトーチホルダ９内でトーチボディ１０の基端部に接続されて固定されている。一方、コンジットケーブル５のコイルライナ１の基端部は、ライナ挿通部６と共に溶接ワイヤ送給機７のワイヤ送出部に接続されて固定されているが、コイルライナ１の先端部は、溶接トーチ８のトーチボディ１０を挿通して、トーチボディ１０の先端部に取り付けられたチップボディ１１まで延びている。ここで、コイルライナ１の先端部は、チップボディ１１の基端部に当接しているが、固定されていない。

そして、ライナ挿通部６の中心管２及び外被覆４は、溶接作業中の熱による影響の経年変化によって伸びると共に、導電体３の銅より線が戻ることによって、ライナ挿通部６全体が伸びることになる。この場合、コイルライナ１は、中心管２の内部を挿通しているが中心管２と一体ではなく、また、金属線材をコイル状に形成したものであるために伸びることがない。そのために、ライナ挿通部６が伸びたときには、コイルライナ１の基端部が溶接ワイヤ送給機７のワイヤ送出部に固定されているために、コイルライナ１の先端部は溶接トーチ８内のチップボディ１１から離れることになる。このとき、コイルライナ１の先端部とチップボディ１１の基端部との間で、溶接ワイヤ１２を安定して送給することができず、溶接ワイヤ１２の送給に不具合が発生する。

そこで従来、この不具合を発生させないために、コイルライナ１を所定の長さよりも予め長くしてライナ挿通部６に挿通し、ライナ挿通部６が伸びたときにも、コイルライナ１の先端部が溶接トーチ８内のチップボディ１１の基端部に当接するようにして、溶接ワイヤ１２の送給を容易にしていた。

上述した構成によって、ワイヤリール１４から引き出された溶接ワイヤ１２は、溶接ワイヤ送給機７によって送出されて、コンジットケーブル５のコイルライナ１によってガイドされて溶接トーチ８のチップボディ１１の先端部に取り付けられたコンタクトチップ１３まで供給される。

特開２００７−１６７８７２号公報

上述した従来技術のコンジットケーブル５は、コンジットケーブル５が全く使用されていない、いわゆる新品の状態のときは、ライナ挿通部６が伸びた状態ではない。そのためにコイルライナ１を所定の長さよりも予め長くしてライナ挿通部６に挿通していることから、コイルライナ１が溶接ワイヤ送給機７のワイヤ送出部と溶接トーチ内のチップボディ１１の基端部との間で押圧されて、いわゆるコイルライナ１が突っ張った状態になる。この場合、コイルライナ１に剛性が発生して硬くなるために、コンジットケーブル５の柔軟性が低下して溶接トーチ８の操作性が低下する。さらに、コイルライナ１が中心管２内でＳ字状に湾曲することがあり、この場合、溶接ワイヤ１２の送給抵抗が増加して、溶接ワイヤ１２の送給性が著しく低下して、溶接ビードの不良が発生するという不具合がある。

本発明は、溶接ワイヤの送給性を低下させることのないコンジットケーブルを提供することを目的としている。

第１の発明は、
溶接ワイヤ送給機から送出された溶接ワイヤを溶接トーチまでガイドするコイルライナと、
前記コイルライナが挿通される中心管、この中心管の周囲に設けられて電力を供給する導電体及びこの導電体を被覆する外被覆からなるライナ挿通部とを備え、
前記ライナ挿通部の基端部及び前記コイルライナの基端部が前記溶接ワイヤ送給機のワイヤ送出部に固定され、前記ライナ挿通部の先端部が前記溶接トーチ内で固定され、前記コイルライナの先端部が前記溶接トーチ内のチップボディの基端部に当接しているコンジットケーブルにおいて、
前記コイルライナが前記溶接ワイヤ送給機側の第１コイルライナと前記溶接トーチ側の第２コイルライナとからなるコイルライナであり、
前記第１コイルライナと前記第２コイルライナとの間を接続する調整ばねを備え、
前記ライナ挿通部が伸びる前は、前記コイルライナが前記溶接ワイヤ送給機のワイヤ送出部と前記チップボディとで押圧されて、前記圧縮ばねが圧縮された状態であり、
前記ライナ挿通部が伸びたときは、前記調整ばねのばね力によって前記第２コイルライナが前記中心管内で押し出されて、その先端部がチップボディの基端部に当接し続けていることを特徴とするコンジットケーブルである。

第２の発明は、
第１の発明に記載の調整ばねの長軸方向の間隙は、自然長のときに溶接ワイヤの直径未満であり、
前記調整ばねのばね力は、前記ライナ挿通部が伸びたときに、前記第２コイルライナの先端部が前記チップボディの基端部に当接するように、前記中心管の内面との摩擦力に抗して前記第２コイルライナを押し出すことができる力であることを特徴とするコンジットケーブルである。

第３の発明は、
溶接ワイヤ送給機から送出された溶接ワイヤを溶接トーチまでガイドするコイルライナと、

前記コイルライナが挿通される中心管、この中心管の周囲に設けられて電力を供給する導電体及びこの導電体を被覆する外被覆からなるライナ挿通部とを備え、
前記ライナ挿通部の基端部及び前記コイルライナの基端部が前記溶接ワイヤ送給機のワイヤ送出部に固定され、前記ライナ挿通部の先端部が前記溶接トーチ内で固定され、前記コイルライナの先端部が前記溶接トーチ内のチップボディの基端部に当接しているコンジットケーブルに使用されるコイルライナにおいて、
前記コイルライナが前記溶接ワイヤ送給機側の第１コイルライナと前記溶接トーチ側の第２コイルライナとからなるコイルライナであり、
前記第１コイルライナと前記第２コイルライナとの間を接続する調整ばねを備え、
前記ライナ挿通部が伸びる前は、前記コイルライナが前記溶接ワイヤ送給機のワイヤ送出部と前記チップボディとで押圧されて、前記圧縮ばねが圧縮された状態であり、
前記ライナ挿通部が伸びたときは、前記調整ばねのばね力によって前記第２コイルライナが前記中心管内で押し出されて、その先端部がチップボディの基端部に当接し続けていることを特徴とするコイルライナである。

第４の発明は、
第３の発明に記載の調整ばねの長軸方向の間隙は、自然長のときに溶接ワイヤの直径未満であり、
前記調整ばねのばね力は、前記ライナ挿通部が伸びたときに、前記第２コイルライナの先端部が前記チップボディの基端部に当接するように、前記中心管の内面との摩擦力に抗して前記第２コイルライナを押し出すことができる力であることを特徴とするコイルライナである。

本発明のコンジットケーブルは、ライナ挿通部が伸びたときも、調整ばねのばね力によって第２コイルライナが中心管の内面との摩擦力に抗して押し出されて、第２コイルライナの先端部が溶接トーチ内のチップボディの基端部に当接し続けているので、第２コイルライナの先端部がチップボディから離れることがなく、溶接ワイヤを安定して送給することができる。

本発明のコンジットケーブルの断面図である。 本発明のコンジットケーブルのコイルライナの動作を説明するための図である。 従来技術のコンジットケーブルを示す図である。 コンジットケーブルの一般的な使用状態を示す図である。

発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は、本発明のコンジットケーブルの断面図であり、図２は、本発明のコンジットケーブルのコイルライナの動作を説明するための図である。図１において、図３に示した従来技術と同機能に同符号を付して説明を省略し、異なる符号について説明する。ライナ挿通部６は、その基端部が図４に示した溶接ワイヤ送給機７のワイヤ送出部に接続されて固定されていて、先端部は、溶接トーチ８内のトーチボディ１０の基端部に接続されて固定されている。

一方、本発明のコイルライナは、溶接ワイヤ送給機７側の第１コイルライナ２１と溶接トーチ８側の第２コイルライナ２５からなるコイルライナ２７であり、これらの第１コイルライナ２１と第２コイルライナ２５との間を調整ばね２３が接続している。第１コイルライナ２１の基端部は図２に示すストップナット２２を介して、ライナ挿通部６と共に溶接ワイヤ送給機７のワイヤ送出部に接続されて固定されていて、第１コイルライナ２１の先端部は、調整バネ２３の基端部に第１接続金具２４を介して接続されている。この調整バネ２３の先端部は、第２コイルライナ２５の基端部に第２接続金具２６を介して接続されていて、第２コイルライナ２５の先端部は、溶接トーチ８内に挿入されて、チップボディ１１の基端部に当接しているが、固定されていない。

第１コイルライナ２１の先端部と調整バネ２３の基端部とを第１接続金具２４を介して接続する方法は、溶接ワイヤが挿通されるときの抵抗を少なくするために、例えば、環状の第１接続金具２４の内部に第１コイルライナ２１の先端部と調整バネ２３の基端部とを挿入して、その中に芯金を挿入して、第１接続金具２４の周囲に圧着用ダイスを設けて円周状にカシメて接合する。調整バネ２３の先端部と第２コイルライナ２５の基端部とを第２接続金具２６を介して接続する方法も同様である。

上述した調整ばね２３の直径は、第１コイルライナ２１及び第２コイルライナ２５の直径と同じである。また、調整ばね２３の長軸方向の間隙は、溶接ワイヤ１２が外に出ないようにするために、調整ばね２３が自然長のときに溶接ワイヤ１２の直径未満である。また、この調整ばね２３のばね力は、ライナ挿通部６が溶接作業中の熱による影響の経年変化によって伸びたときに、第２コイルライナ２５の先端部がチップボディ１１の基端部に当接するように、調整ばね２３が中心管２の内面との摩擦力に抗して第２コイルライナ２５を押し出すことができる力である。この調整ばね２３が溶接トーチ８に近いほど、第２コイルライナ２５の長さが短くなるので、ばね力が弱い調整ばね２３を使用することができる。

調整ばね２３が自然長のときの長さは、ライナ挿通部６が伸びる長さと同じ長さに設定する必要があり、この長さはコンジットケーブル２８の長さに対応して設定されていて、例えば、ライナ挿通部６が伸びる前のコンジットケーブル２８の長さが６ｍのときは、調整ばね２３の伸びる長さが１５ｍｍに設定される。また、ライナ挿通部６が伸びる前のコンジットケーブル２８の長さが３ｍのときは、調整ばね２３の伸びる長さが１０ｍｍに設定される。

以下、動作を説明する。図１に示したコンジットケーブル２８が、全く使用されていない、いわゆる新品の状態のときは、ライナ挿通部６が伸びていない状態で、コイルライナ２７は、溶接ワイヤ送給機７のワイヤ送出部と溶接トーチ８内のチップボディ１１の基端部との間で押圧されているので、図２（Ａ）に示すように、調整ばね２３は圧縮された状態である。

そして、ライナ挿通部６が溶接作業中の熱による影響の経年変化によって伸びたときに、調整ばね２３のばね力によって、中心管２の内面との摩擦力に抗して第２コイルライナ２５を押し出して、図２（Ｂ）に示すように調整ばね２３が伸びて、第２コイルライナ２５の先端部を溶接トーチ８内のチップボディ１１の基端部に当接し続けている。

この結果、コンジットケーブル２８が全く使用されていない、いわゆる新品の状態のときは、コイルライナ２７が溶接ワイヤ送給機７のワイヤ送出部と溶接トーチ８内のチップボディ１１の基端部との間で押圧されるが、調整ばね２３が圧縮されているので、第１コイルライナ２１及び第２コイルライナ２５は圧縮されない。そのために、コイルライナ２７に剛性が発生することがないので、コンジットケーブル２８の柔軟性が低下して溶接トーチ８の操作性が低下することがない。また、コイルライナ２７が中心管２内でＳ字状に湾曲することもないので、溶接ワイヤ１２の送給抵抗が増加して、溶接ワイヤ１２の送給性が著しく低下することがなく、溶接ビードの不良が発生することもない。

また、ライナ挿通部６が溶接作業中の熱による影響の経年変化によって伸びると共に、導電体３の銅より線が戻ることによって、ライナ挿通部６が伸びたときも、調整ばね２３のばね力によって第２コイルライナ２５が中心管２の内面との摩擦力に抗して押し出されて、第２コイルライナ２５の先端部が溶接トーチ内のチップボディ１１の基端部に当接し続けているので、第２コイルライナ２５の先端部がチップボディ１１から離れることがなく、溶接ワイヤ１２を安定して送給することができる。

本発明のコンジットケーブル２８は、溶接ワイヤの送給を自動で行い、作業者が溶接トーチを手に持って溶接を行う半自動溶接機に適用されるだけではなく、台車に溶接機を搭載して溶接トーチの移動も自動で行う全自動溶接機や、ロボットのマニピュレータに溶接トーチを取り付けて自動で溶接を行うものにも適用することができる。

１ コイルライナ
２ 中心管
３ 導電体
４ 外被覆
５ コンジットケーブル
６ ライナ挿通部
７ 溶接ワイヤ送給機
８ 溶接トーチ
９ トーチホルダ
１０ トーチボディ
１１ チップボディ
１２ 溶接ワイヤ
１３ コンタクトチップ
１４ ワイヤリール
２１ 第１コイルライナ
２２ ストップナット
２３ 調整バネ
２４ 第１接続金具
２５ 第２コイルライナ
２６ 第２接続金具
２７ コイルライナ
２８ コンジットケーブル

Claims (4)

1. 溶接ワイヤ送給機から送出された溶接ワイヤを溶接トーチまでガイドするコイルライナと、
   前記コイルライナが挿通される中心管、この中心管の周囲に設けられて電力を供給する導電体及びこの導電体を被覆する外被覆からなるライナ挿通部とを備え、
   前記ライナ挿通部の基端部及び前記コイルライナの基端部が前記溶接ワイヤ送給機のワイヤ送出部に固定され、前記ライナ挿通部の先端部が前記溶接トーチ内で固定され、前記コイルライナの先端部が前記溶接トーチ内のチップボディの基端部に当接しているコンジットケーブルにおいて、
   前記コイルライナが前記溶接ワイヤ送給機側の第１コイルライナと前記溶接トーチ側の第２コイルライナとからなるコイルライナであり、
   前記第１コイルライナと前記第２コイルライナとの間を接続する調整ばねを備え、
   前記ライナ挿通部が伸びる前は、前記コイルライナが前記溶接ワイヤ送給機のワイヤ送出部と前記チップボディとで押圧されて、前記圧縮ばねが圧縮された状態であり、
   前記ライナ挿通部が伸びたときは、前記調整ばねのばね力によって前記第２コイルライナが前記中心管内で押し出されて、その先端部がチップボディの基端部に当接し続けていることを特徴とするコンジットケーブル。
2. 請求項１記載の調整ばねの長軸方向の間隙は、自然長のときに溶接ワイヤの直径未満であり、
   前記調整ばねのばね力は、前記ライナ挿通部が伸びたときに、前記第２コイルライナの先端部が前記チップボディの基端部に当接するように、前記中心管の内面との摩擦力に抗して前記第２コイルライナを押し出すことができる力であることを特徴とするコンジットケーブル。
3. 溶接ワイヤ送給機から送出された溶接ワイヤを溶接トーチまでガイドするコイルライナと、
   前記コイルライナが挿通される中心管、この中心管の周囲に設けられて電力を供給する導電体及びこの導電体を被覆する外被覆からなるライナ挿通部とを備え、
   前記ライナ挿通部の基端部及び前記コイルライナの基端部が前記溶接ワイヤ送給機のワイヤ送出部に固定され、前記ライナ挿通部の先端部が前記溶接トーチ内で固定され、前記コイルライナの先端部が前記溶接トーチ内のチップボディの基端部に当接しているコンジットケーブルに使用されるコイルライナにおいて、
   前記コイルライナが前記溶接ワイヤ送給機側の第１コイルライナと前記溶接トーチ側の第２コイルライナとからなるコイルライナであり、
   前記第１コイルライナと前記第２コイルライナとの間を接続する調整ばねを備え、
   前記ライナ挿通部が伸びる前は、前記コイルライナが前記溶接ワイヤ送給機のワイヤ送出部と前記チップボディとで押圧されて、前記圧縮ばねが圧縮された状態であり、
   前記ライナ挿通部が伸びたときは、前記調整ばねのばね力によって前記第２コイルライナが前記中心管内で押し出されて、その先端部がチップボディの基端部に当接し続けていることを特徴とするコイルライナ。
4. 請求項３記載の調整ばねの長軸方向の間隙は、自然長のときに溶接ワイヤの直径未満であり、
   前記調整ばねのばね力は、前記ライナ挿通部が伸びたときに、前記第２コイルライナの先端部が前記チップボディの基端部に当接するように、前記中心管の内面との摩擦力に抗して前記第２コイルライナを押し出すことができる力であることを特徴とするコイルライナ。

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