JP2011177744A - アーク溶接用ワイヤ矯正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトチップの先端からから供給されるワイヤの狙い位置ズレ及び給電不良を防止することができるアーク溶接用ワイヤ矯正装置を提供する。
【解決手段】隣接して回転自在に配設された２個の受けローラー６と、前記２個の受けローラー６の中間位置に、前記２個の受けローラー６と対向して回転自在に配設された加圧ローラー７とからなる矯正部を、前記２個の受けローラー６と加圧ローラー７の間に形成されるワイヤ送給路を回転軸中心として回転自在に固定部材１に取り付け、矯正部を固定部材１に対して固定させるロック機構を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、アーク溶接に用いられるワイヤの曲がり癖を矯正する装置に関する。

従来から、半自動アーク溶接を行うには、図１３に示されるようなアーク溶接装置５０が用いられている。このようなアーク溶接装置５０は、ワイヤ矯正装置５５、送給装置５６、トーチ５７とからなる。ワイヤ矯正装置５５は、ワイヤリールやワイヤパック５１に巻かれたソリッドワイヤ（以下単にワイヤ５２と略す）の巻癖を矯正するとともに、ワイヤ５２を所定の曲率半径に曲げる装置である。このようなワイヤ矯正装置５５は、一般的にワイヤ５２の進行方向に隣接して配設された２つのローラー５５ａと、これらのローラー５５ａの中間位置に、対向して配設されたローラー５５ｂとから構成されている。なお、ワイヤ矯正装置としては、特許文献１に示されるような装置が従来から知られている。

ワイヤリールやワイヤパック５１から送給されたワイヤ５２は、一対のローラー５５ａとローラー５６ｂと間を通過する際に、巻癖が矯正されるとともに、所定の曲率半径に曲げられる。ワイヤ矯正装置５５によって所定の曲率半径に曲げられたワイヤ５２は、送給装置５６によって、アーク溶接用のトーチ５７に送給される。送給装置５６は、対向する一対のローラー５６ａ、５６ｂとから構成され、一方のローラーはモーターにより回転力が付与されるようになっている。一般的に、ワイヤ送給装置５６は、図１３に示されるように、一対の対向するローラー５６ａ、５６ｂが隣接して２組配設されている。そして、ワイヤ５２ａは、トーチ５７の先端に取り付けられたコンタクトチップ５７ａ内を挿通し、溶接箇所に供給される。この際に、ワイヤ５２は、コンタクトチップ５７ａと接触して、コンタクトチップ５７ａから給電される。

ところで、ワイヤ矯正装置５５での曲げ量が不十分である場合には（ワイヤの曲率半径が大きい場合には）、送給装置５６での送給時にワイヤが真っ直ぐにされてしまい、ワイヤ５２とコンタクトチップ５７ａとの接触が不安定となり、コンタクトチップ５７ａによる給電が不安定になってしまう。一方で、ワイヤ矯正装置５５での曲げ量が過大である場合には（ワイヤの曲率半径が小さい場合には）、コンタクトチップ５７ａの先端から送給されるワイヤ５２の狙い位置がズレてしまうだけでなく、ワイヤ５２と接触するコンタクトチップ５７ａの消耗が激しくなってしまう。このため、ワイヤ矯正装置５５によって、矯正されるワイヤ５２の曲率半径を５００〜８００φとなるように設定していた。

上記説明したように、ワイヤ５２は所定の曲率半径に曲がった状態で、コンタクトチップ５７ａの先端から溶接箇所に送給されるが、トーチ５７の移動方向にワイヤ５２が曲がっている場合には、ワイヤ５２の狙い位置がズレないので問題とならないが、トーチ５７の進行方向と直交する方向にワイヤ５２が曲がっている場合には、ワイヤ５２の狙い位置が大きくズレてしまい、所望の位置を溶接することができないという問題があった。そこで、前述したワイヤ矯正装置５５を、９０°ずらして直列に２つ設け、ワイヤ５２の巻癖を完全に矯正することも考えられるが、前述したように、ワイヤ５２が真っ直ぐに矯正されると、コンタクトチップ５７ａによる給電が不安定となってしまう。
また、近年では、アーク溶接用のトーチは、ロボットアームに取り付けられる場合が多く、ワイヤがロボットアームに形成された送給路を送給されている間に、ワイヤ矯正装置５５で曲げられた方向と逆の方向に曲げられると、真っ直ぐな状態でワイヤがコンタクトチップ５７ａに供給されて、給電不良となってしまう。近年では、ロボットアームに形成された送給路も複雑化しているため、設計時にワイヤ矯正装置５５で曲げられる方向を適切に設定することは困難であった。

特開平６−３２８２４９号公報

本発明は、上記問題を解決し、コンタクトチップの先端からから供給されるワイヤの狙い位置ズレ及び給電不良を防止することができるアーク溶接用ワイヤ矯正装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
アーク溶接用のワイヤの曲がり癖を矯正するアーク溶接用ワイヤ矯正装置において、
隣接して回転自在に配設された２個の受けローラーと、前記２個の受けローラーの中間位置であり且つ前記２個の受けローラーと対向する位置に回転自在に配設された加圧ローラーとからなる矯正部を、前記２個の受けローラーと加圧ローラーの間に形成されるワイヤ送給路を回転軸中心として回転自在に固定部材に取り付けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
矯正部を固定部材に対して固定させるロック機構を設けたことを特徴とする。
これにより、ロック機構を解除して回転部材を回転させるという簡単な操作で、ワイヤの曲がり方向をトーチの進行方向に変更させることができ、コンタクトチップの先端からから供給されるワイヤの狙い位置ズレを防止することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、
矯正部は、円盤状の回転部材に取り付けられ、
前記回転部材の外縁には、外側に向かって徐々に板厚が薄くなるテーパー面が形成され、
固定部材には、外縁に支持溝が凹陥形成された支持ローラーが複数回転自在に取り付けられ、
前記回転部材は、前記テーパー面で、前記複数の支持ローラーの支持溝に挟持されて、固定部材に回転自在に取り付けられていることを特徴とする。
このため、回転部材は、外側から支持ローラーで挟持されて、固定部材に取り付けられているので、回転部材に取り付けられた矯正部が、固定部材に対してぐらつくことなく、精度高くワイヤの曲がり癖を矯正することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、
矯正部は、固定部材に取り付けられた軸受部材に取り付けられていることを特徴とする。
このため、簡単な構造で、矯正部を固定部材に回転自在に取り付けることが可能となり、製造コストを低減することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４に記載の発明において、
複数の矯正部を直列に配設したことを特徴とする。
これにより、コンタクトチップに送給されるワイヤをより所望の曲線に形成することが可能となり、よりワイヤの狙い位置ズレや給電不良を防止することが可能となる。

本発明によれば、矯正部を、前記２個の受けローラーと加圧ローラーの間に形成されるワイヤ送給路を回転軸中心として回転自在に固定部材に取り付けたので、矯正部を固定部材に対して回転させることにより、ワイヤの曲がり方向をトーチの進行方向に変更させることができ、コンタクトチップの先端からから供給されるワイヤの狙い位置ズレを防止することが可能となる。

第１の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置の上面図である。 第１の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置の後面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ―Ｃ断面図である。 第２の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置の上面図である。 第２の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置の後面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 第３の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置の側面図である。 第３の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置の後面図である。 複数の複数の矯正部を直列にワイヤ送給路を回転軸中心として回転自在に配設した実施形態の説明図である。 アーク溶接装置の説明図である。

（第１の実施形態）
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態（第１の実施形態）を示す。図１〜図５に示されるように、本発明のアーク溶接用ワイヤ矯正装置２０は、固定部材１、回転部材２、複数の支持ローラー３、ブラケット５、２個の受けローラー６、加圧ローラー７、ローラー取付部材８、調整部材９、ロック部材１０とから構成されている。なお、本明細書において、前後方向とは、ワイヤの進行方向であり、ワイヤが進む方向を前方としている。

固定部材１は、ワイヤリール５１と送給装置５６（図１３に示す）の間に設置される。固定部材１は、本実施形態では、板状である。固定部材１の中央には、ワイヤ挿通穴１ａが形成されている。固定部材１の後面には、複数の支持ローラー３が回転自在に取り付けられている。本実施形態では、３個の支持ローラー３が固定部材１の裏面に取り付けられている。なお、支持ローラー３は、正三角形のそれぞれの頂点上に、取り付けられている。支持ローラー３の外縁には、全周に渡って、支持溝３ａが凹陥形成されている。

回転部材２は、円盤形状である。回転部材２の外縁部には、外側に向かって徐々に板厚が薄くなるテーパー面２ｃが形成されている。図４に示されるように、回転部材２のテーパー面２ｃは、３個の支持ローラー３の支持溝３ａで挟持されている。このような構成により、回転部材２は、固定部材１に回転自在に配設されている。回転部材２の外縁には、周方向一定角度をおいてロック溝２ａが形成されている。回転部材２の中心には、ワイヤ挿通穴２ｂが形成されている。

図１、図２、図４に示されるように、固定部材１には、ロック部材１０が取り付けられている。ロック部材１０は、棒状のロック部１０ａと、このロック部１０ａの基端に取り付けられたノブ１０ｂを有している。ロック部１０ａは、図示しない付勢部材により、回転部材２の外側から、回転部材２の外縁方向に付勢されている。ロック部１０ａの先端は、回転部材２のロック溝２ａと係合している。この状態では、回転部材２は固定部材１に対して回転することなく固定した状態となっている。ユーザーが、ノブ１０ｂを引っ張ると、ロック部１０ａとロック溝２ａの係合が外れ、固定部材１に対して回転部材２が回転自在となる。

ブラケット５は板状である。ブラケット５は、回転部材２と直交するように取り付けられている。図３に示されるように、ブラケット５には、前後方向隣接して２個の受けローラー６が回転自在に取り付けられている。２個の受けローラー６の中間位置のブラケット５には、スライド凹部５ａが形成されている。本実施形態では、スライド凹部５ａは、ブラケット５の板厚方向に連通形成されているブラケット５には、前後方向と直交する向きに、支持穴５ｂが形成されている。支持穴５ｂは、スライド凹部５ａに連通している。スライド凹部５ａには、ローラー取付部材８が取り付けられている。ローラー取付部材８は、受けローラー６と離接する方向にスライド可能となっている。ローラー取付部材８には、前後方向と直交する向きにネジ穴８ａが形成されている。調整部材９は、ネジ部９ａと、ネジ部９ａの基端に形成されたノブ９ｂとから構成されている。調整部材９のネジ部９ａは、ブラケット５の支持穴５ｂに回転自在に取り付けられ、ローラー取付部材８のネジ穴８ａに螺入している。ローラー取付部材８には、加圧ローラー７が回転自在に取り付けられている。加圧ローラー７は、ブラケット５の前後方向に関し、２個の受けローラー６の中間であり、且つ、前記２個の受けローラー６と対向する位置に配設されている。加圧ローラー７の外縁には、全周に渡って、係合溝７ａが凹陥形成されている。ユーザーは、調整部材９のノブ９ａを回転させると、加圧ローラー７が２個の受けローラー６と離接する方向に移動する。このように、本発明のアーク溶接用ワイヤ矯正装置２０は、ブラケット５、受けローラー６、加圧ローラー７、ローラー取付部材８、調整部材９とから構成される矯正部を、２個の受けローラー６と加圧ローラー７の間に形成されるワイヤ送給路を回転軸中心として回転自在に固定部材１に取り付けた構造である。

本発明のアーク溶接用ワイヤ矯正装置２０を使用するには、図３に示されるように、ワイヤ５２を２個の受けローラー６と加圧ローラー７の間に通す。この状態では、ワイヤ５２は、加圧ローラー７の係合溝７ａと係合している。そして、ワイヤ５２を、回転部材２のワイヤ挿通穴２ａ及び固定部材１のワイヤ挿通穴１ａに挿通させる。巻癖がついたワイヤ５２は、対向する受けローラー６と加圧ローラー７の間を通過する際に、ある一定の曲率半径に矯正される。ユーザーは、調整部材９のノブ９ａを回転させて、加圧ローラー７を受けローラー６と離接させることにより、前記曲率半径を変更させることができる。

アーク溶接時に、トーチの進行方向と直交する方向にワイヤ５２が曲がって供給された場合には、ユーザーは調整部材１０のノブ１０ｂを引っ張り、ロック部１０ａとロック溝２ａの係合を外して、回転部材２を回転させることにより、ワイヤ５２の曲がり方向を、トーチの進行方向に変更させ、ワイヤの狙い位置ズレ及び給電不良を解消させることが可能となる。近年では、アーク溶接用のトーチは、ロボットアームに取り付けられる場合が多く、ワイヤ５２の経路も複雑化していることから、設計時にコンタクトチップから供給されるワイヤ５２の曲がり方向をトーチの進行方向に設定することは困難であった。本発明のアーク溶接用ワイヤ矯正装置２０を使用すると、簡単な操作で、コンタクトチップから供給されるワイヤの曲がり方向を変更することが可能となる。

なお、図に示される実施形態では、固定部材１に３個の支持ローラー３を回転自在に取り付けているが、固定部材１に４個以上の支持ローラー３を回転自在に取り付けても差し支えない。

（第２の実施形態）
図６〜図９を用いて、以下、第２の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置３０について第１の実施形態と異なる点について説明する。第２の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置３０は、前記矯正部を円盤状の回転部材１２に取り付け、回転部材１２を固定部材１１に取り付けられた軸受部材１３に取り付けた実施形態である。軸受部材１３は、図に示される実施形態では、大径のボールベアリングである。このような構成により、回転部材１２は固定部材１１に対して回転自在となっている。

（第３の実施形態）
図１０、図１１を用いて、以下、第３の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置４０について第２の実施形態と異なる点について説明する。第３の実施形態のアーク溶接用ワイヤ矯正装置４０は、矯正部を回転させるアクチュエータ１７を有している。アクチュエータ１７には、回転角度を制御することができるサーボモーターやパルスモータが含まれる。アクチュエータ１７は、固定部材１４に取り付けられている。第３の実施形態の回転部材１５の外縁には、ギア１５ａが形成されている。ギア１５ａは、アクチュエータ１７の回転軸に取り付けられたギア部材１６と噛合している。このような構造により、アクチュエータ１７が作動すると、矯正部が回転するようになっている。アクチュエータ１７は、アーク溶接用トーチを取り付けるロボットアームの動きと連動して作動するようになっている。このため、ロボットアームがどのような姿勢をとった場合であっても、コンタクトチップの先端からから供給されるワイヤの狙い位置ズレ及び給電不良を防止することが可能となる。

（総括）
なお、図１２に示されるように、複数の矯正部を直列にワイヤ送給路を回転軸中心として回転自在に配設したアーク溶接用ワイヤ矯正装置であっても差し支えない。このように構成した場合には、それぞれの矯正部をそれぞれ回転させることにより、コンタクトチップに送給されるワイヤをより所望の曲線に形成することが可能となり、よりワイヤの狙い位置ズレや給電不良を防止することが可能となる。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うアーク溶接用ワイヤ矯正装置もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

１ 固定部材（第１の実施形態）
１ａ ワイヤ挿通穴
２ 回転部材（第１の実施形態）
２ａ ロック溝
２ｂ ワイヤ挿通穴
２ｃ テーパー面
３ 支持ローラー
３ａ 支持溝
５ ブラケット
５ａ スライド凹部
５ｂ 支持穴
６ 受けローラー
７ 加圧ローラー
７ａ 係合溝
８ ローラー取付部材
８ａ ネジ穴
９ 調整部材
９ａ ネジ部
９ｂ ノブ
１０ ロック部材
１０ａ ロック部
１０ｂ ノブ
１１ 固定部材（第２の実施形態）
１２ 回転部材（第２の実施形態）
１３ 軸受部材
１４ 固定部材（第３の実施形態）
１５ 回転部材（第３の実施形態）
１５ａ ギア
１６ ギア部材
１７ アクチュエータ
２０ アーク溶接用ワイヤ矯正装置（第１の実施形態）
３０ アーク溶接用ワイヤ矯正装置（第２の実施形態）
４０ アーク溶接用ワイヤ矯正装置（第３の実施形態）
５０ アーク溶接装置
５２ ソリッドワイヤ
５１ ワイヤリール
５５ ワイヤ矯正装置
５６ 送給装置
５７ トーチ
５７ａ コンタクトチップ

Claims (5)

1. アーク溶接用のワイヤの曲がり癖を矯正するアーク溶接用ワイヤ矯正装置において、
   隣接して回転自在に配設された２個の受けローラーと、前記２個の受けローラーの中間位置であり且つ前記２個の受けローラーと対向する位置に回転自在に配設された加圧ローラーとからなる矯正部を、前記２個の受けローラーと加圧ローラーの間に形成されるワイヤ送給路を回転軸中心として回転自在に固定部材に取り付けたことを特徴とするアーク溶接用ワイヤ矯正装置。
2. 矯正部を固定部材に対して固定させるロック機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接用ワイヤ矯正装置。
3. 矯正部は、円盤状の回転部材に取り付けられ、
   前記回転部材の外縁には、外側に向かって徐々に板厚が薄くなるテーパー面が形成され、
   固定部材には、外縁に支持溝が凹陥形成された支持ローラーが複数回転自在に取り付けられ、
   前記回転部材は、前記テーパー面で、前記複数の支持ローラーの支持溝に挟持されて、固定部材に回転自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアーク溶接用ワイヤ矯正装置。
4. 矯正部は、固定部材に取り付けられた軸受部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアーク溶接用ワイヤ矯正装置。
5. 複数の矯正部を直列に配設したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のアーク溶接用ワイヤ矯正装置。

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