JP2021030278A - 溶接ワイヤ送給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送給ローラとの間の滑りの発生をなくし、精度良いワイヤの送給を行うことができる溶接ワイヤ送給装置を提供する。【解決手段】 支持部材１と、当該支持部材１に回転駆動可能に支持された送給ローラ２と、支持部材１に回転可能に支持され、送給ローラ１の周面に向けて加圧される加圧ローラ３と、を備え、送給ローラ２の周面と加圧ローラ３の周面との間に溶接ワイヤＷを挟持して当該溶接ワイヤＷをその軸線方向に送給する溶接ワイヤ送給装置Ａ１において、送給ローラと２加圧ローラ３に対して溶接ワイヤＷの送給上流側に、送給ローラ２の回転軸心２１と加圧ローラ３の回転軸心３１ａとを結ぶ直線と送給ローラ２の周面との交点における送給ローラ２の周面に対する接線Ｌに対し、掛け回し部６１が送給ローラ２の回転軸心２１側に変位した位置をとる送給パス変更ローラ６を設け、当該送給パス変更ローラ６を掛け回した溶接ワイヤＷを送給ローラ２の周面と加圧ローラ３の周面との間に進入させる。【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おいて、溶接ワイヤを送給するための溶接ワイヤ送給装置に関する。

例えば特許文献１に示されているように、溶接ワイヤ送給装置は、回転駆動される送給ローラと、この送給ローラの周面に加圧接触させられる加圧ローラとを有し、これら送給ローラと加圧ローラとの間に挟持しつつワイヤをその軸線方向に送給するように構成されている。

溶接ワイヤは、送給ローラの接線方向に送給パスが設定され、送給ローラとの間の摩擦力により、送給ローラの回転にともなって送給される。

ところで、近時、消耗電極ガスシールドアーク溶接において、溶接電流の大電流化に伴うワイヤの送給速度の増大化、送給距離の長大化、トーチケーブルを複雑形状の構造物へ引き回す必要性等から、ワイヤの送給抵抗が増大する傾向にあり、このような傾向に対処して溶接品位と効率をさらに向上させるための改良が要求されている。

しかしながら、上記した構成の溶接ワイヤ送給装置におけるワイヤは、上記したことから分かるように、送給ローラの外周のわずかな領域での接触による摩擦力を受けて送給されるため、送給ローラとの間に滑りが生じ、上記したワイヤの送給抵抗の増大傾向に対処してワイヤの送給を精度良く行えない場合が生じ得る。

特開２０１５−５８４５３号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、送給ローラとの間の滑りの発生をなくし、精度良いワイヤの送給を行うことができる溶接ワイヤ送給装置を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

すなわち、本発明によって提供される溶接ワイヤ送給装置は、支持部材と、当該支持部材に回転駆動可能に支持された送給ローラと、上記支持部材に回転可能に支持され、上記送給ローラの周面に向けて加圧される加圧ローラと、を備え、上記送給ローラの周面と上記加圧ローラの周面との間に溶接ワイヤを挟持して当該溶接ワイヤをその軸線方向に送給する溶接ワイヤ送給装置において、上記送給ローラと上記加圧ローラに対して上記溶接ワイヤの送給上流側に、上記送給ローラの回転軸心と上記加圧ローラの回転軸心とを結ぶ直線と上記送給ローラの周面との交点における送給ローラの周面に対する接線に対し、掛け回し部が上記送給ローラの回転軸心側に変位した位置をとる送給パス変更ローラを設け、当該送給パス変更ローラを掛け回した溶接ワイヤを上記送給ローラの周面と上記加圧ローラの周面との間に進入させることを特徴とする。

好ましい実施の形態では、上記送給ローラと上記加圧ローラに対して上記溶接ワイヤの送給下流側に、上記支持部材に回転駆動可能に支持された追加の送給ローラと、上記支持部材に上記追加の送給ローラの回転軸心と平行な回転軸心を中心として回転可能に支持され、上記追加の送給ローラの周面に向けて加圧される追加の加圧ローラと、をさらに備える。

好ましい実施の形態では、上記加圧ローラは、その周面が上記送給ローラの周面に接する閉状態と、その周面が上記送給ローラの周面から離間する状態との間を移動可能とするように上記支持部材に設けた回動アームに支持されている。

好ましい実施の形態では、上記送給パス変更ローラは、上記支持部材の適部に設けた支軸に回転可能に支持されている。

好ましい実施の形態では、上記送給パス変更ローラは、上記回動アームに支持されている。

上記構成の溶接ワイヤ送給装置によれば、駆動ローラと加圧ローラとの間に溶接ワイヤが進入する際、溶接ワイヤは加圧ローラによる加圧点よりも上流側から所定の張力を受けつつ駆動ローラの周面に接触させられる。したがって、溶接ワイヤは加圧ローラとの間により大きな摩擦力を受けつつ、下流側に向けて送給される。そのため、溶接ワイヤは、駆動ローラとの間の滑りの発生が軽減され、もしくはなくなり、精度良く送給される。

本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置の正面図である。 図１のII-II線に沿う断面図である。 図１に示した溶接ワイヤ送給装置の作用説明図である。 本発明の第２実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置の正面図である。 図１に示した溶接ワイヤ送給装置の変形例の正面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、本発明の第１実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置Ａ１を示す。この溶接ワイヤ送給装置Ａ１は、支持部材１と、送給ローラ２と、加圧ローラ３と、追加の送給ローラ４と、追加の加圧ローラ５と、送給パス変更ローラ６と、を有する。

支持部材１は、例えば金属製の部材であり、上記送給ローラ２、加圧ローラ３、追加の送給ローラ４および追加の加圧ローラ５を支持している。

送給ローラ２と追加の送給ローラ４は、同一外径を有し、同一高さ位置において、各回転軸心２１，４１を中心として回転駆動可能に支持部材１に対して支持されている。送給ローラ２と追加の送給ローラ４には、同径のギヤ２２，４２が付設されており、これらのギヤ２２，４２が両送給ローラ２，４の間に位置する駆動ギヤ１１に噛み合わされている。図示しない駆動モータにより駆動ギヤ１１が回転駆動させられることにより、送給ローラ２および追加の送給ローラ４は、同一方向に同一速度で回転させられる。また、送給ローラ２および追加の送給ローラ４の周面２３，４３には、溶接ワイヤＷの周面の一部が嵌り込む凹溝２３ａ（図２）が形成されている。

加圧ローラ３は送給ローラ２の垂直方向上位位置において、送給ローラ２との間に溶接ワイヤＷを挟持し得るようにして、従動回転可能に設けられている。追加の加圧ローラ５は加圧ローラ３と同一外径を有し、追加の送給ローラ５の垂直方向上位位置において、追加の送給ローラ５との間に溶接ワイヤＷを挟持し得るようにして、従動回転可能に設けられている。本実施形態では、加圧ローラ３および追加の加圧ローラ５は、支持部材１に対して開閉回動可能に連結された各回動アーム１２，１３に支軸３１，５１を設け、これらの支軸３１，５１に対して回転可能に支持されている。各回動アーム１２，１３は、支持部材１の中央付近上部を支点として開閉回動可能となっており、当該回動アーム１２．１３の端部に支持したネジ部材１２１，１３１を支持部材１の適部にねじ付けることにより、当該回動アーム１２，１３の閉状態を維持するとともに、閉状態において、送給ローラ２および追加の送給ローラ４との間に加圧ローラ３および追加の加圧ローラ５により挟持される溶接ワイヤＷに対する加圧力を調節できるようになっている。

図１において符号１４は、送給ローラ２と加圧ローラ３による溶接ワイヤＷの挟持部ａ１と、追加の送給ローラ４と追加の加圧ローラ５による溶接ワイヤＷの挟持部ａ２との間において溶接ワイヤＷを案内するガイド部材を示し、当該ガイド部材１４の中心孔１４１に溶接ワイヤＷを通すことにより、各挟持部ａ１，ａ２間において、溶接ワイヤＷがその軸線方向が水平方向を向いて安定的に送られるようになっている。図１に示すように、溶接ワイヤＷは、送給上流側においては送給ローラ２と加圧ローラ３との間に挟持され、送給下流側においては追加の送給ローラ４と追加の加圧ローラ５との間に挟持された状態において、送給ローラ２および追加の送給ローラ４が矢印Ｎ方向に回転することにより、下流側に向けて軸線方向に送給される。

送給パス変更ローラ６は、送給ローラ２および加圧ローラ３の上流側に、次のようにして配置される。すなわち、この送給パス変更ローラ６は、送給ローラ２の回転軸心２１と加圧ローラ３の回転軸心３１ａとを結ぶ直線（本実施形態では加圧ローラ３の回転軸心３１ａを通る垂線）と送給ローラ２の周面との交点（本実施形態では送給ローラ２と加圧ローラ３による溶接ワイヤＷの挟持部ａ１）における接線Ｌ（本実施形態では上記挟持部ａ１を通る水平線）に対し、掛け回し部６１が送給ローラ２の回転軸心側に変位した位置（本実施形態では上記接線Ｌよりも下方）をとるようにして回転可能に設けられる。本実施形態ではまた、送給パス変更ローラ６は、加圧ローラ３を支持する回動アーム１２にブラケット１２２を取付け、このブラケット１２２を介して設けられている。

次に、上記構成の溶接ワイヤ送給装置Ａ１の作用について、説明する。

図示しないワイヤロールから繰り出された溶接ワイヤＷは、送給パス変更ローラ６の下部（掛け回し部６１）を掛け回された後、送給ローラ２と加圧ローラ３との間にこれらに挟持されるようにして進入させられ、次いでガイド部材１４を通り、次いで追加の送給ローラ４と追加の加圧ローラ５との間をこれらに挟持されつつ通される。溶接ワイヤＷを上記した経路にセットするには、図３に示すように、各回動アーム１２，１３を跳ね上げ回動させ、送給ローラ２に対して加圧ローラ３を上方に離間させ、追加の送給ローラ４に対して追加の加圧ローラ５を上方に離間させた状態において、溶接ワイヤＷを送給ローラ２および追加の送給ローラ４の上部に沿わせ、各回動アーム１２，１３を閉位置まで回動させるとよい。上記したように、ネジ部材１２１，１３１の締め付け力を調節することにより、加圧ローラ３および追加の加圧ローラ５の加圧力を適切に調整することができる。このとき、図１および図２に示すように、溶接ワイヤＷは送給ローラ２の周面の凹溝２３ａに嵌りつつ、送給ローラ２と加圧ローラ３との間に適正圧力で挟持される。同様に、溶接ワイヤＷは、追加の送給ローラ４の周面の凹溝（図に表れず）に嵌りつつ、追加の送給ローラ４と追加の加圧ローラ５との間に適正圧力で挟持される。

送給ローラ２および追加の送給ローラ４が図１の矢印Ｎ方向に回転駆動させられると、溶接ワイヤＷは、送給ローラ２の周面と追加の送給ローラ４の周面との間の摩擦力により、軸線方向に送給される。

このとき、送給パス変更ローラ６が溶接ワイヤＷを送給ローラ２の上流側において押し下げているため、送給ローラ２の駆動時、所定の張力を受ける溶接ワイヤＷは、送給ローラ２との関係において送給ローラ２と加圧ローラ３との間の挟持部ａ１だけではなく、この挟持部ａ１よりも送給上流側の所定中心角範囲αにわたって、凹溝２３ａ内に嵌りつつ送給ローラ２の周面に接触することになる。この状態において溶接ワイヤＷと送給ローラ２との間に生じる摩擦力は、挟持部ａ１のみにおいて生じる摩擦力より大きくなる。したがって、溶接ワイヤＷは、送給ローラ２との間の滑りの発生が軽減され、もしくはなくなり、より精度良く送給されるようになる。

図４は、本発明の第２実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置Ａ２を示す。第１実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置Ａ１においては、送給ローラ２と加圧ローラ３に加え、追加の送給ローラ４と追加の加圧ローラ５を設け、溶接ワイヤＷに対し、その軸線方向に離れた２か所において送給ローラ２および追加の送給ローラ４により送給力を与えるように構成していたが、本実施形態では、追加の送給ローラ２と追加の加圧ローラ５を省略し、１つの送給ローラ２のみによって溶接ワイヤＷに対して送給力を与えるようにしている。なお、図４においては、第１実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置Ａ１と同等の部材または部分には、同一の符号を付してある。

すなわち、本実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置Ａ１は、支持部材１と、送給ローラ２と、加圧ローラ３と、送給パス変更ローラ６と、を有する。

支持部材１は、例えば金属製の部材であり、送給ローラ２および加圧ローラ３を支持している。

送給ローラ２は、回転軸心２１を中心として、図示しない駆動モータにより回転駆動させられる。

加圧ローラ３は送給ローラ２の垂直方向上位位置において、送給ローラ２との間に溶接ワイヤＷを挟持し得るようにして、従動回転可能に設けられている。本実施形態では、加圧ローラ３は、支持部材１に対して開閉回動可能に連結された回動アーム１２に支軸３１を設け、この支軸３１に対して回転可能に支持されている。回動アーム１２の先端には、ネジ部材１２１が支持されており、このネジ部材１２１を支持部材１の適部にねじ付けることにより、当該回動アーム１２の閉状態を維持するとともに、閉状態において、送給ローラ２と加圧ローラ３とにより挟持される溶接ワイヤＷに対する加圧力を調節できるようになっている。溶接ワイヤＷは、送給ローラ２と加圧ローラ３との間に挟持された状態において、送給ローラ２が矢印Ｎ方向に回転することにより、下流側に向けて軸線方向に送給される。

送給パス変更ローラ６は、送給ローラ２および加圧ローラ３の上流側に、次のようにして配置される。すなわち、この送給パス変更ローラ６は、送給ローラ２の回転軸心２１と加圧ローラ３の回転軸心３１ａとを結ぶ直線（本実施形態では加圧ローラ３の回転軸心３１ａを通る垂線）と送給ローラ２の周面との交点（本実施形態では送給ローラ２と加圧ローラ３による溶接ワイヤＷの挟持部ａ１）における接線Ｌ（本実施形態では上記挟持部ａ１を通る水平線）に対し、掛け回し部６１が送給ローラ２の回転軸心側に変位した位置（本実施形態では上記接線Ｌよりも下方）をとるようにして回転可能に設けられる。本実施形態ではまた、送給パス変更ローラ６は、加圧ローラ３を支持する開閉アーム１２にブラケット１２２を取付け、このブラケット１２２を介して設けられている。

次に、上記構成の溶接ワイヤ送給装置Ａ２の作用について、説明する。

送給ローラ２が図４の矢印Ｎ方向に回転駆動させられると、溶接ワイヤＷは、送給ローラ２の周面との間の摩擦力により、軸線方向に送給される。

このとき、送給パス変更ローラ６が溶接ワイヤＷを送給ローラ２の上流側において押し下げているため、送給ローラ２の駆動時、所定の張力を受ける溶接ワイヤＷは、送給ローラ２との関係において送給ローラ２と加圧ローラ３との間の挟持部ａ１だけではなく、この挟持部ａ１よりも送給上流側の所定中心角範囲αにわたって、送給ローラ２の周面に接触することになる。この状態において溶接ワイヤＷと送給ローラ２との間に生じる摩擦力は、挟持部ａ１のみにおいて生じる摩擦力より大きくなる。したがって、溶接ワイヤＷは、送給ローラ２との間の滑りの発生が軽減され、もしくはなくなり、より精度良く送給されるようになる。

もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されることはなく、各請求項に記載した範囲内でのあらゆる設計変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。

例えば、各実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置Ａ１，Ａ２において、送給パス変更ローラ６は、加圧ローラを支持する回動アーム１２にブラケット１２２を介して支持させているが、第１実施形態の変形例（Ａ１’）を示す図５に表れているように、当該送給パス変更ローラ６は、支持部材１自体に、ブラケット１２２を介するなどして設けた支軸６１に回転可能に支持してもよい。図５においては、図１に示した第１実施形態と同様の部材または部分に同一の符号を付して説明を省略するが、図１に示した第１実施形態に係る溶接ワイヤ送給装置Ａ１と同様の作用を奏することは、明らかであろう。

Ａ１，Ａ２：溶接ワイヤ送給装置、Ｗ：溶接ワイヤ、Ｌ：接線、ａ１：挟持部、ａ２：挟持部、α：中心角範囲、１：支持部材、１１：駆動ギヤ、１２：回動アーム、１２１：ネジ部材、１３：回動アーム、１３１：ネジ部材、１３２：ブラケット、１４：ガイド部材、１４１：中心孔、２：送給ローラ、２１：支軸、２１ａ：回転軸心、２２：ギヤ、２３：周面、２３ａ：凹溝、３：加圧ローラ、３１：支軸、３１ａ：回転軸心、４：追加の送給ローラ、４１：回転軸心、４２：ギヤ、４３：周面、４３ａ：凹溝、５：追加の加圧ローラ、５１：支軸、５１ａ：回転軸心、６：送給パス変更ローラ、６１：掛け回し部

Claims (5)

1. 支持部材と、当該支持部材に回転駆動可能に支持された送給ローラと、上記支持部材に回転可能に支持され、上記送給ローラの周面に向けて加圧される加圧ローラと、を備え、上記送給ローラの周面と上記加圧ローラの周面との間に溶接ワイヤを挟持して当該溶接ワイヤをその軸線方向に送給する溶接ワイヤ送給装置において、
   上記送給ローラと上記加圧ローラに対して上記溶接ワイヤの送給上流側に、上記送給ローラの回転軸心と上記加圧ローラの回転軸心とを結ぶ直線と上記送給ローラの周面との交点における送給ローラの周面に対する接線に対し、掛け回し部が上記送給ローラの回転軸心側に変位した位置をとる送給パス変更ローラを設け、当該送給パス変更ローラを掛け回した溶接ワイヤを上記送給ローラの周面と上記加圧ローラの周面との間に進入させることを特徴とする、溶接ワイヤ送給装置。
2. 上記送給ローラと上記加圧ローラに対して上記溶接ワイヤの送給下流側に、上記支持部材に回転駆動可能に支持された追加の送給ローラと、上記支持部材に上記追加の送給ローラの回転軸心と平行な回転軸心を中心として回転可能に支持され、上記追加の送給ローラの周面に向けて加圧される追加の加圧ローラと、をさらに備える、請求項１に記載の溶接ワイヤ送給装置。
3. 上記加圧ローラは、その周面が上記送給ローラの周面に接する閉状態と、その周面が上記送給ローラの周面から離間する状態との間を移動可能とするように上記支持部材に設けた回動アームに支持されている、請求項１または２に記載の溶接ワイヤ送給装置。
4. 上記送給パス変更ローラは、上記支持部材の適部に設けた支軸に回転可能に支持されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の溶接ワイヤ送給装置。
5. 上記送給パス変更ローラは、上記回動アームに支持されている、請求項３に記載の溶接ワイヤ送給装置。

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