JP2015063372A - ワイヤリール支持装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】溶接ワイヤを安定して送給することができる溶接ワイヤ送給装置のワイヤリール支持装置を提供する。
【解決手段】ワイヤリール支持装置21は、支柱板23がワイヤリール支持装置本体22に取り付けられ、固定軸24にガイド部材29が取り付けられ、ワイヤリール26が取り付けられる回転軸25が、固定軸24に回転自在に支持されている。支柱板23に、ガイド部材29が挿入されて上下に摺動する溝が形成されている。ワイヤリール26のブレーキ機構28が、ワイヤリール26を押圧する押圧部材51と押圧力調整機構52とから成る。押圧力調整機構52は、溶接ワイヤが消耗するに従って溶接ワイヤが巻かれたワイヤリール26の重さが減少することに対応して押圧部材51の押圧力が減少する。この結果、溶接ワイヤ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、消耗電極ガスシールドアーク溶接に使用される溶接ワイヤ送給装置のワイヤリール支持装置に関するものである。
消耗電極ガスシールドアーク溶接において、安定して溶接ワイヤを送給するために溶接ワイヤ送給装置が使用されている。図3は、一般的な溶接ワイヤ送給装置31を示す図である。同図において、ワイヤ送給装置本体32に回転可能に取り付けられた回転軸3にワイヤリール13が取り付けられている。ワイヤ送給部33に取り付けられたモータ34に連結された駆動ギヤー35によって、第1の送給ロール36a及び第2の送給ロール36bが回転して、これらの第1の送給ロール36a及び第2の送給ロール36bと第1の加圧ロール37a及び第2の加圧ロール37bとによって、溶接ワイヤ16がそれぞれ挟まれて引っ張り出される。これによってワイヤリール13が回転して溶接ワイヤ16が送り出される。この送り出された溶接ワイヤ16はアウトレットガイド38によってガイドされ、パワーケーブル39によって溶接トーチ40までガイドされる。
溶接を終了して、第1の送給ロール36a及び第2の送給ロール36bの回転が停止した後もワイヤリール13は慣性力で回り続けようとする力が働くため、ワイヤリール13は空回りして、溶接ワイヤ16がたるんだり、ほつれたりすることになる。そのために、ワイヤリール13に適切なブレーキ力を与える必要がある。従来、溶接ワイヤ送給装置31には、溶接ワイヤ16がワイヤリール13から安定して引き出されるように、ワイヤリール13の回転にブレーキ力を与えるためのブレーキ機構がワイヤリール13の軸の内部に備えられている。(例えば、特許文献1参照。)。
図4は、従来技術の溶接ワイヤ送給装置31にワイヤリール13を取り付ける方法を説明するための図であり、図5は、従来技術のワイヤリール支持装置41の断面図であり、図6は、従来技術のワイヤリール支持装置41の主要部品の分解斜視図である。図4において、ワイヤリール支持装置41の支柱板1に図5に示す固定軸2が固定され、この固定軸2に中空円筒形に形成された回転軸3が回転自在に支持されている。回転軸3内には、後述する回転軸3のブレーキ機構が設けられている。また、この回転軸3には、回り止めピン3bが設けられていて、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール13に設けられている回り止め穴13aに、この回り止めピン3bが挿入されるように、ワイヤリール13が回転軸3に取り付けられる。そして、固定キャップ12が、回転軸3の先端部3aにねじ込められて、ワイヤリール13が回転軸3に固定される。
次に、図5及び図6を参照して回転軸3のブレーキ機構を説明する。支柱板1に固定軸2が固定され、この固定軸2の内部にナット4が嵌められ、固定軸2の軸部に回転軸3が取り付けられている。バネ受け6が摩擦板5を介して回転軸3内の突壁3cに当接して、バネ受けの突起部6aが固定軸の先端部2aに嵌め込まれる。固定軸の先端部2aと突起部6aとに回り止めがついている。このために、バネ受け6は固定軸2に固定され、樹脂で形成された摩擦板5が、回転軸3内の突壁3cとバネ受け6との間で接触してすり動いている。また、ボルト8の頭部8a側に座金18を介してバネ7を挿通したボルト8が、上記の摩擦板5及びバネ受け6を挿通して、固定軸2に挿入されたナット4にねじ込まれている。
これらのナット4、摩擦板5、バネ受け6、バネ7、座金18及びボルト8によって回転軸3のブレーキ機構が構成されており、ボルト8のねじ込み量で決まるバネ7のバネ力で、バネ受け6が摩擦板5を介して回転軸3内の突壁3cに押し付けられるとともに、回転軸3のフランジ内面が固定軸2のフランジ面に押し付けられて、回転軸3の回転にブレーキが与えられている。
この結果、溶接中は、ワイヤ送給部33によってワイヤリール13の溶接ワイヤ16が引っ張られて、固定軸2を中心として、回転軸3とワイヤリール13とが一体に回転し、溶接が終了すると、これらが一体に停止する。また、ボルト8のねじ込み量で決まるバネ7の圧力で、回転軸3の回転にブレーキが与えられ、ワイヤリール13から溶接ワイヤ16が安定して引き出される。
特開2005−52882号公報
回転軸3のブレーキ機構が、ボルト8のねじ込み量を一度調整すると、再調整しない限りボルト8のねじ込み量で決まるバネ7のバネ力が一定で溶接ワイヤ16が送給され続ける。本来、溶接ワイヤ16の残量による重さを考慮して、溶接ワイヤ16が緩みすぎないように、ブレーキ力を徐々に弱める必要がある。しかし、上述した従来技術のワイヤリール支持装置41は、ボルト8のねじ込み量を調整するには、溶接ワイヤ16の送給を停止させて、固定キャップ12を外してワイヤリール13の回転軸3の中に設けられたボルト8のねじ込み量を調整する必要がある。そのために、実際の溶接現場でブレーキ力を溶接ワイヤ16の残量に応じて調整することはほとんど無かった。
その結果、溶接ワイヤ16を使用する前の溶接ワイヤ16が新品のときは、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール13は重たいために慣性力が大きい。このときに回転軸3のブレーキ機構のブレーキ力を調整すると、溶接ワイヤ16が消耗して、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール13の重量が減少して、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール13の慣性力が小さくなったときには、ブレーキ力が適切なブレーキ力よりも大きくなりすぎる。そのために、ワイヤリール13の回転がスムーズでなくなり、特に低速での送給においては、溶接ワイヤ16の送給が不安定になる場合があり、溶接品質に悪影響を及ぼす場合があった。逆に、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール13の重さに対してブレーキ力が弱い場合、モータ34を停止させて溶接ワイヤ16の送給を停止させようとするとき、ワイヤリール13が慣性力で回転してすぐには停止しないために、溶接ワイヤ16がたるむ場合がある。その場合、溶接を再開して溶接ワイヤ16の送給を開始したときに、溶接ワイヤ16の送給が不安定になるという不具合があった。
本発明は、溶接ワイヤの使用始めから溶接ワイヤの使用終わりまで、溶接ワイヤを安定して送給することができる溶接ワイヤ送給装置のワイヤリール支持装置を提供することを目的としている。
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
ワイヤリール支持装置本体と、
前記ワイヤリール支持装置本体に取り付けられた支柱板と、
ガイド部材が取り付けられた固定軸と、
前記固定軸に回転自在に支持されて、ワイヤリールが取り付けられる回転軸と、
前記ワイヤリールのブレーキ機構とを備え、
前記支柱板に、前記ガイド部材が挿入されて前記ガイド部材が上下に摺動する溝が形成され、
前記ブレーキ機構が、前記ワイヤリールを押圧する押圧部材と、
溶接ワイヤが消耗するに従って前記溶接ワイヤが巻かれた前記ワイヤリールの重さが減少することに対応して前記押圧部材の押圧力が減少する押圧力調整機構と、
を備えたことを特徴とするワイヤリール支持装置である。
請求項2の発明は、
前記押圧部材が前記ワイヤリールの側面を押圧し、
前記押圧力調整機構が、前記固定軸の下端部に取り付けられた加圧板と、
前記押圧部材が取り付けられた押圧部材移動板と、
断面がコの字形状に形成されて、内部に空気が充満し、一端部に前記加圧板が摺動する加圧板摺動筒が形成され、他端部に前記押圧部材移動板が摺動する押圧部材移動板摺動筒が形成され、前記加圧板が移動すると内部に充満された空気によって前記押圧部材移動板が移動する押圧力調整機構本体と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載のワイヤリール支持装置である。
請求項3の発明は、
前記押圧部材が前記ワイヤリールの下端部を押圧し、
前記押圧力調整機構が、先端部が前記押圧部材の下端部に当接し、下端部が前記ワイヤリール支持装置本体に固定されたバネであることを特徴とする請求項1記載のワイヤリール支持装置である。
本発明のワイヤリール支持装置は、溶接ワイヤの使用始めから溶接ワイヤの使用終わりまで、溶接ワイヤの消耗量に対応したワイヤリールのブレーキ力が得られるので、溶接ワイヤの使用始めから溶接ワイヤの使用終わりまで、溶接ワイヤを安定して送給することができる。
本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置21を示す図である。 本発明の実施の形態2のワイヤリール支持装置61を示す図である。 一般的な溶接ワイヤ送給装置31を示す図である。 従来技術の溶接ワイヤ送給装置31にワイヤリール13を取り付ける方法を説明するための図である。 従来技術のワイヤリール支持装置41の断面図である。 従来技術のワイヤリール支持装置41の主要部品の分解斜視図である。
[実施の形態1]
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、本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置21を示す図である。同図において、ワイヤリール支持装置21のワイヤリール支持装置本体22に支柱板23が取り付けられている。固定軸24に回転軸25が回転自在に支持されていて、この回転軸25にワイヤリール26が取り付けられている。固定キャップ27が、回転軸25の先端部にねじ込められて、ワイヤリール26が回転軸25に固定される。ワイヤリール26のブレーキ機構28が、ワイヤリール支持装置本体22に取り付けられている。
図5に示した従来技術のワイヤリール支持装置41の回転軸のブレーキ機構が、ワイヤリール13の軸の内部に設けられているのに対して、図1に示す本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置21のワイヤリール26のブレーキ機構28は、ワイヤリール26の軸の外部に設けられている。固定軸24の支柱板23側の基端部にガイド部材29が取り付けられている。支柱板23に溝(図示を省略)が形成されていて、この溝に固定軸24のガイド部材29が挿入されて、溝をガイド部材29が上下に摺動する。ワイヤリール26のブレーキ機構28は、ワイヤリール26の側面を押圧する押圧部材51と、溶接ワイヤ16が消耗するに従って溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが減少することに対応して押圧部材51の押圧力が減少する押圧力調整機構52とから成る。
押圧力調整機構52は、下記の加圧板連結軸53と、加圧板54と、押圧部材移動板55と、押圧部材連結軸56と、シリンダーで形成された押圧力調整機構本体57とから成る。固定軸24の下端部に加圧板連結軸53の基端部が固定され、加圧板連結軸53の先端部に加圧板54が固定されている。押圧部材51の基端部に押圧部材連結軸56の先端部が固定され、押圧部材連結軸56の基端部に押圧部材移動板55が固定されている。押圧力調整機構本体57は、断面がコの字状に形成されて、内部に空気が充満し、一端部に加圧板54が摺動する加圧板摺動筒58が形成され、他端部に押圧部材移動板55が摺動する押圧部材移動板摺動筒59が形成されている。加圧板54が移動すると内部に充満された空気によって押圧部材移動板55が押されて移動する。
押圧力調整機構本体57の形状は、ワイヤリール26の重さがかかった固定軸24によって加圧板54が押圧力調整機構本体57内の空気を加圧すると押圧部材移動板55が移動することによって、ワイヤリール26の重さに対応して押圧部材51がワイヤリール26の側面を適切な加圧力で押圧するように設定されている。
以下、動作を説明する。本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置21は、溶接ワイヤ16の使用始めには、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが重いために、ワイヤリール26の慣性力が大きいので、大きなワイヤリール26のブレーキ力が必要となる。一方、溶接ワイヤ16の使用始めには、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが重いために、固定軸24が加圧板54を押す力が大きい。そのために、押圧力調整機構本体57内において、加圧板54が固定軸24によって押されて加圧板摺動筒58内を図1において下方向へ移動すると、内部に充満された空気によって押圧部材移動板55が押されて、押圧部材移動板55が押圧部材移動板摺動筒59内を図1において左方向へ移動する。その結果、押圧部材51がワイヤリール26の側面を大きな押圧力で押圧して、大きなワイヤリール26のブレーキ力が発生する。このブレーキ力は、ワイヤリール26の重さに対応したブレーキ力である。
溶接を行って溶接ワイヤ16が消耗するに従って、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが減少すると、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の慣性力も減少するので、溶接ワイヤ16を安定して送給するために必要なワイヤリール26のブレーキ力も減少させる必要がある。一方、溶接を行って溶接ワイヤ16が消耗するに従って、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが減少して、固定軸24が加圧板54を押す力も減少する。そのために、押圧力調整機構本体57内において、加圧板54が加圧板摺動筒58内を図1において上方向へ移動すると、内部に充満された空気によって押圧部材移動板55が押されて、押圧部材移動板55が押圧部材移動板摺動筒59内を図1において右方向へ移動する。その結果、押圧部材51がワイヤリール26の側面を押圧する押圧力が減少して、ワイヤリール26のブレーキ力が減少する。従って、ワイヤリール26のブレーキ力は、溶接ワイヤ16が消耗することに対応して、溶接ワイヤ16を安定して送給するために必要なブレーキ力に達する。
この結果、本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置21は、溶接ワイヤ16の使用始めから溶接ワイヤ16の使用終わりまで、溶接ワイヤ16の消耗量に対応したワイヤリール26のブレーキ力が得られるので、従来技術のワイヤリール支持装置41のように、溶接ワイヤ16が消耗するに従って、溶接作業者がブレーキ機構のバネ7のバネ力を調整する必要が無く、溶接ワイヤ16を安定して送給することができる。
また、従来技術のワイヤリール支持装置41は、回転軸3のブレーキ機構がワイヤリール13の軸の内部にあるために、摩擦板5の消耗度合いを確認するには、回転軸3のブレーキ機構を分解する必要があった。これに対して、本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置21は、ワイヤリール26のブレーキ機構28がワイヤリール26の軸の外部にあるために、押圧部材51の消耗度合いを容易に確認することができる。
さらに、従来技術のワイヤリール支持装置41は、バネ7が大きなバネ力で回転軸3を押圧していたために、摩擦板5の削れ粉が発生するときがあり、この場合、回転軸3のブレーキ機構がワイヤリール13の軸の内部にあるために、この削れ粉が固定軸2と回転軸3との間に入ってしまう。この場合、固定軸2と回転軸3との間の摩擦抵抗が部分的に増大して、溶接ワイヤ16の送給が不安定になるという不具合があった。これに対して、本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置21は、押圧部材51が削れた場合でも、ワイヤリール26のブレーキ機構28がワイヤリール26の軸の外部にあるために、押圧部材の削れ粉は、容易にワイヤリール26のブレーキ機構28から外に押し出される。この結果、従来技術のワイヤリール支持装置41のように、固定軸2と回転軸3との間の摩擦抵抗が部分的に増大して、溶接ワイヤ16の送給が不安定になるという不具合が無い。
さらに、従来技術のワイヤリール支持装置41は、回転軸3のブレーキ機構が、ボルト8のねじ込み量を一度調整すると、再調整しない限りボルト8のねじ込み量で決まるバネ7のバネ力が一定で溶接ワイヤ16が送給され続ける。そのために、溶接ワイヤ16を使用する前の溶接ワイヤ16が新品のときに回転軸3のブレーキ機構のブレーキ力を調整すると、溶接ワイヤ16が消耗して、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール13の重量が減少して、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール13の慣性力が小さくなったときには、ブレーキ力が適切なブレーキ力よりも大きくなりすぎる。そのために、ワイヤリール13の回転がスムーズでなくなり、特に低速での送給においては、安定した送給に影響を及ぼす場合があった。これに対して、本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置21は、溶接ワイヤ16の消耗量に対応したワイヤリール26のブレーキ力が得られるので、従来技術のワイヤリール支持装置41と比較して、押圧部材51の消耗度合いを抑えることができる。
[実施の形態2]
図2は、本発明の実施の形態2のワイヤリール支持装置61を示す図である。同図において、ワイヤリール支持装置61のワイヤリール支持装置本体62に支柱板63が取り付けられ、この支柱板63に固定軸64が取り付けられている。この固定軸64に回転軸(図示を省略)が回転自在に支持されていて、この回転軸にワイヤリール26が取り付けられている。固定キャップ27が、回転軸の先端部にねじ込められて、ワイヤリール26が回転軸に固定される。ワイヤリール26のブレーキ機構65が、ワイヤリール支持装置本体62に取り付けられている。
図6に示した従来技術のワイヤリール支持装置41の回転軸のブレーキ機構が、ワイヤリール13の軸の内部に設けられているのに対して、図2に示す本発明の実施の形態2のワイヤリール支持装置61のワイヤリール26のブレーキ機構65は、ワイヤリール26の軸の外部に設けられている。固定軸64の基端部にガイド部材(図示を省略)が取り付けられている。支柱板63に溝(図示を省略)が形成されていて、この溝に固定軸64のガイド部材が挿入されて、溝をガイド部材が上下に摺動する。ワイヤリール26のブレーキ機構65は、ワイヤリール26の下端部を押圧する押圧部材66と、溶接ワイヤ16が消耗するに従って溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが減少することに対応して押圧部材66の押圧力が減少する押圧力調整機構67とから成る。
押圧力調整機構67であるバネ68の先端部が押圧部材66の下端部に当接し、バネ68の下端部がワイヤリール支持装置本体62に固定されている。
バネ68のバネ力は、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さによって押圧部材66が押されてバネ68が縮むことによって、バネ力が増加して、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さに対応して押圧部材66がワイヤリール26を適切な加圧力で上方向に押圧するように設定されている。
以下、動作を説明する。本発明の実施の形態2のワイヤリール支持装置61は、溶接ワイヤ16の使用始めには、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが重いために、ワイヤリール26の慣性力が大きいので、大きなワイヤリール26のブレーキ力が必要となる。一方、溶接ワイヤ16の使用始めには、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが重いために、ワイヤリール26が押圧部材66を押す力が大きい。そのために、バネ68が押されて縮むことによってバネ力が増加して、大きなワイヤリール26のブレーキ力が発生する。このブレーキ力は、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さに対応したブレーキ力である。
溶接を行って溶接ワイヤ16が消耗するに従って、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが減少すると、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の慣性力も減少するので、溶接ワイヤ16を安定して送給するために必要なワイヤリール26のブレーキ力も減少させる必要がある。一方、溶接を行って溶接ワイヤ16が消耗するに従って、溶接ワイヤ16が巻かれたワイヤリール26の重さが減少する。そのために、バネ68が伸びてバネ力が減少して押圧部材66が上方向へ移動する。その結果、押圧部材66がワイヤリール26の下端部を押圧する押圧力が減少して、ワイヤリール26のブレーキ力が減少する。その結果、ワイヤリール26のブレーキ力は、溶接ワイヤ16が消耗することに対応して、溶接ワイヤ16を安定して送給するために必要なブレーキ力に達する。
この結果、本発明の実施の形態2のワイヤリール支持装置は、上述した本発明の実施の形態1のワイヤリール支持装置が奏する効果と同様の効果を奏するので、説明を省略する。
1 支柱板
2 固定軸
2a 固定軸の先端部
3 回転軸
3a 回転軸の先端部
3b 回り止めピン
3c 突壁
4 ナット
5 摩擦板
6 バネ受け
6a 突起部
7 バネ
8 ボルト
8a ボルトの頭部
12 固定キャップ
13 ワイヤリール
13a 回り止め穴
16 溶接ワイヤ
18 座金
21 ワイヤリール支持装置
22 ワイヤリール支持装置本体
23 支柱板
24 固定軸
25 回転軸
26 ワイヤリール
27 固定キャップ
28 ブレーキ機構
29 ガイド部材
31 溶接ワイヤ送給装置
32 ワイヤ送給装置本体
33 ワイヤ送給部
34 モータ
35 駆動ギヤー
36a 第1の送給ロール
36b 第2の送給ロール
37a 第1の加圧ロール
37b 第2の加圧ロール
38 アウトレットガイド
39 パワーケーブル
40 溶接トーチ
41 ワイヤリール支持装置
51 押圧部材
52 押圧力調整機構
53 加圧板連結軸
54 加圧板
55 押圧部材移動板
56 押圧部材連結軸
57 押圧力調整機構本体
58 加圧板摺動筒
59 押圧部材移動板摺動筒
61 ワイヤリール支持装置
62 ワイヤリール支持装置本体
63 支柱板
64 固定軸
65 ブレーキ機構
66 押圧部材
67 押圧力調整機構
68 バネ

Claims (3)

  1. ワイヤリール支持装置本体と、
    前記ワイヤリール支持装置本体に取り付けられた支柱板と、
    ガイド部材が取り付けられた固定軸と、
    前記固定軸に回転自在に支持されて、ワイヤリールが取り付けられる回転軸と、
    前記ワイヤリールのブレーキ機構とを備え、
    前記支柱板に、前記ガイド部材が挿入されて前記ガイド部材が上下に摺動する溝が形成され、
    前記ブレーキ機構が、前記ワイヤリールを押圧する押圧部材と、
    溶接ワイヤが消耗するに従って前記溶接ワイヤが巻かれた前記ワイヤリールの重さが減少することに対応して前記押圧部材の押圧力が減少する押圧力調整機構と、
    を備えたことを特徴とするワイヤリール支持装置。
  2. 前記押圧部材が前記ワイヤリールの側面を押圧し、
    前記押圧力調整機構が、前記固定軸の下端部に取り付けられた加圧板と、
    前記押圧部材が取り付けられた押圧部材移動板と、
    断面がコの字形状に形成されて、内部に空気が充満し、一端部に前記加圧板が摺動する加圧板摺動筒が形成され、他端部に前記押圧部材移動板が摺動する押圧部材移動板摺動筒が形成され、前記加圧板が移動すると内部に充満された空気によって前記押圧部材移動板が移動する押圧力調整機構本体と、
    を備えたことを特徴とする請求項1記載のワイヤリール支持装置。
  3. 前記押圧部材が前記ワイヤリールの下端部を押圧し、
    前記押圧力調整機構が、先端部が前記押圧部材の下端部に当接し、下端部が前記ワイヤリール支持装置本体に固定されたバネであることを特徴とする請求項1記載のワイヤリール支持装置。
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CN106825852A (zh) * 2016-10-19 2017-06-13 武船重型工程股份有限公司 一种u肋内焊焊丝余量的控制方法及装置
CN117585522A (zh) * 2024-01-19 2024-02-23 山东大业股份有限公司 一种胶管钢丝的自动收卷机

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