JP2989570B2 - ワイヤを陰極清掃するための装置 - Google Patents
ワイヤを陰極清掃するための装置Info
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- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤを清掃するた
めの装置に関し、詳しくは、電流を使用して細長いワイ
ヤ素材、例えば溶接ワイヤから不純物を陰極清掃するた
めのワイヤクリーナーに関する。
めの装置に関し、詳しくは、電流を使用して細長いワイ
ヤ素材、例えば溶接ワイヤから不純物を陰極清掃するた
めのワイヤクリーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】陰極清掃は通常、アルミニューム或は超
合金を溶接作業に先立って或は溶接作業中に清掃するた
めに使用する。陰極清掃を実施するに際しては、素材表
面と電極との間に確立される電気的アークにより素材表
面から電子が放出される（即ち、素材が陰極を構成する
ので“陰極”清掃と称される）。素材から放出される電
子が素材表面から汚染物を除去することで素材から不純
物が清掃除去される。しかしながら、細長い溶接ワイヤ
を溶接作業に先立って或は溶接作業中に連続して陰極清
掃するための装置は無い。溶接アークのようなアーク放
電に作用してそうしたアーク放電を溶接作業中に回転さ
せるために、しばしば磁界が使用される。この場合、溶
接アークは固定された或は移動する磁界を外部から受け
る。こうした方策の１つは、MagneticallyImpelled Arc
Burt(MIAB)溶接法と称される。冷間スパッタリング形
式のワイヤクリーナーが米国特許第４，９３５，１１５
号に記載され、このワイヤクリーナーでは、“長い金属
物質”がスパッタリングチャンバ真空を介して連続的に
送られ、この金属物質と陽極との間に生じる高い電位が
不活性ガスのイオンを金属物質に激突させる。この不活
性ガスのイオンによるスパッタリングにより、金属物
質、即ちワイヤから不純物が清掃されるのであるが、こ
のワイヤクリーナーではワイヤを清掃するためのアーク
は形成されず、運転に際して真空も必要とされる。従っ
て、この真空を維持するために、長いワイヤセグメント
をシールを貫いてスパッタリングチャンバに送り込まな
くてはならない。既知のその他のワイヤクリーナーは機
械的或は化学的処理を通して溶接ワイヤを清掃する。こ
うした方法は比較的時間浪費的であり、煩わしく非効率
的でもある。機械的処理を含むワイヤクリーナーにはワ
イヤとの摩耗接触が関与し、一方、化学的処理を含むワ
イヤクリーナーではワイヤを酸或は溶剤浴中に没入させ
てワイヤ表面から汚染物を取り除くことが含まれる。溶
接ワイヤその他のワイヤをその使用直前に高速で清掃
し、真空環境或は酸その他溶剤の化学的溶液を必要とし
ないワイヤ清掃装置が工業的に待望されている。
合金を溶接作業に先立って或は溶接作業中に清掃するた
めに使用する。陰極清掃を実施するに際しては、素材表
面と電極との間に確立される電気的アークにより素材表
面から電子が放出される（即ち、素材が陰極を構成する
ので“陰極”清掃と称される）。素材から放出される電
子が素材表面から汚染物を除去することで素材から不純
物が清掃除去される。しかしながら、細長い溶接ワイヤ
を溶接作業に先立って或は溶接作業中に連続して陰極清
掃するための装置は無い。溶接アークのようなアーク放
電に作用してそうしたアーク放電を溶接作業中に回転さ
せるために、しばしば磁界が使用される。この場合、溶
接アークは固定された或は移動する磁界を外部から受け
る。こうした方策の１つは、MagneticallyImpelled Arc
Burt(MIAB)溶接法と称される。冷間スパッタリング形
式のワイヤクリーナーが米国特許第４，９３５，１１５
号に記載され、このワイヤクリーナーでは、“長い金属
物質”がスパッタリングチャンバ真空を介して連続的に
送られ、この金属物質と陽極との間に生じる高い電位が
不活性ガスのイオンを金属物質に激突させる。この不活
性ガスのイオンによるスパッタリングにより、金属物
質、即ちワイヤから不純物が清掃されるのであるが、こ
のワイヤクリーナーではワイヤを清掃するためのアーク
は形成されず、運転に際して真空も必要とされる。従っ
て、この真空を維持するために、長いワイヤセグメント
をシールを貫いてスパッタリングチャンバに送り込まな
くてはならない。既知のその他のワイヤクリーナーは機
械的或は化学的処理を通して溶接ワイヤを清掃する。こ
うした方法は比較的時間浪費的であり、煩わしく非効率
的でもある。機械的処理を含むワイヤクリーナーにはワ
イヤとの摩耗接触が関与し、一方、化学的処理を含むワ
イヤクリーナーではワイヤを酸或は溶剤浴中に没入させ
てワイヤ表面から汚染物を取り除くことが含まれる。溶
接ワイヤその他のワイヤをその使用直前に高速で清掃
し、真空環境或は酸その他溶剤の化学的溶液を必要とし
ないワイヤ清掃装置が工業的に待望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ワイヤ表面から不純物
を取り除くための、効率的で比較的簡単な新たなワイヤ
クリーナーを提供することであり、ワイヤを再汚染させ
ることなくワイヤを迅速且つ連続的に清掃することので
きるワイヤクリーナーを提供することである。
を取り除くための、効率的で比較的簡単な新たなワイヤ
クリーナーを提供することであり、ワイヤを再汚染させ
ることなくワイヤを迅速且つ連続的に清掃することので
きるワイヤクリーナーを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の１様相に従え
ば、チャンバを有し、ワイヤーを引き通すための環状の
アークリングを有するワイヤクリーナーが提供される。
ワイヤと環状のアークリングとに逆の電位を与えること
により、ワイヤから環状のアークリングに向かうアーク
放電が生じ、このアーク放電がワイヤ表面から不純物を
取り去る。ワイヤの酸化を防ぐために、ワイヤからのア
ーク放電中及びアーク放電後にチャンバをパージするた
めに不活性ガスが使用される。環状のアークリングの各
側で、ワイヤに沿って一対の環状の永久磁石が位置決め
され、これら永久磁石がワイヤと平行な磁界を創出す
る。この磁界は、アーク放電と相互作用することにより
アークを、ワイヤの円周方向並びに環状のアークリング
に沿って回転させ、ワイヤ表面全体を清掃させる。本発
明の別の様相によれば、一対の環状の永久磁石に代え
て、単独の、可変長さの電磁石が環状のアークリングと
ワイヤ通路とを取り巻いて配置される。
ば、チャンバを有し、ワイヤーを引き通すための環状の
アークリングを有するワイヤクリーナーが提供される。
ワイヤと環状のアークリングとに逆の電位を与えること
により、ワイヤから環状のアークリングに向かうアーク
放電が生じ、このアーク放電がワイヤ表面から不純物を
取り去る。ワイヤの酸化を防ぐために、ワイヤからのア
ーク放電中及びアーク放電後にチャンバをパージするた
めに不活性ガスが使用される。環状のアークリングの各
側で、ワイヤに沿って一対の環状の永久磁石が位置決め
され、これら永久磁石がワイヤと平行な磁界を創出す
る。この磁界は、アーク放電と相互作用することにより
アークを、ワイヤの円周方向並びに環状のアークリング
に沿って回転させ、ワイヤ表面全体を清掃させる。本発
明の別の様相によれば、一対の環状の永久磁石に代え
て、単独の、可変長さの電磁石が環状のアークリングと
ワイヤ通路とを取り巻いて配置される。
【０００５】
【発明の実施の形態】同じ或は機能的に類似の要素を同
じ参照番号で表した図面、特に図１を参照するに、本発
明の陰極ワイヤクリーナー（以下、単にワイヤクリーナ
ーとも称する）の第１実施例が全体を番号１０で示され
ている。図示されるように、ワイヤクリーナー１０には
細長いワイヤ２０（以下、単にワイヤ２０とも称する）
が貫かれ清掃されるべく位置決めされている。ワイヤク
リーナー１０は、細長い、実質的に中空円筒形状のハウ
ジング３０を有している。ハウジング３０は、有益には
銅のような導電性且つ伝熱性を有する材料から作製さ
れ、既知の送り手段（図示しない溶接装置のワイヤ送り
機構のような）を介してワイヤ２０を受ける第１の端部
４０と、清掃されたワイヤ２０の出る第２の端部５０と
を有する。ハウジング３０の中空部分の中央には清掃チ
ャンバ６０が画定される。ハウジング３０を電源に接続
するための陽極（電子の流れに関して正の）連結部、例
えばボルト或はスクリュー７０がハウジング３０の外側
表面上に位置付けられる。
じ参照番号で表した図面、特に図１を参照するに、本発
明の陰極ワイヤクリーナー（以下、単にワイヤクリーナ
ーとも称する）の第１実施例が全体を番号１０で示され
ている。図示されるように、ワイヤクリーナー１０には
細長いワイヤ２０（以下、単にワイヤ２０とも称する）
が貫かれ清掃されるべく位置決めされている。ワイヤク
リーナー１０は、細長い、実質的に中空円筒形状のハウ
ジング３０を有している。ハウジング３０は、有益には
銅のような導電性且つ伝熱性を有する材料から作製さ
れ、既知の送り手段（図示しない溶接装置のワイヤ送り
機構のような）を介してワイヤ２０を受ける第１の端部
４０と、清掃されたワイヤ２０の出る第２の端部５０と
を有する。ハウジング３０の中空部分の中央には清掃チ
ャンバ６０が画定される。ハウジング３０を電源に接続
するための陽極（電子の流れに関して正の）連結部、例
えばボルト或はスクリュー７０がハウジング３０の外側
表面上に位置付けられる。
【０００６】有益には一対の中空の、環状の永久磁石の
形態の永久磁石８０、８０ａが提供される。これら一対
の永久磁石はアルニコ５から作製し、各磁極は、Ｎ−Ｓ
−Ｎ−Ｓ或はＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎの順に配列するのが有益で
ある。環状のアークリング９０（以下、単にアークリン
グ９０とも称する）は銅製とし、永久磁石８０、８０ａ
間に位置付けし、永久磁石８０、８０ａそしてアークリ
ング９０の全てを、中央の清掃チャンバ６０内に位置付
けるのが有益である。各永久磁石８０、８０ａは、実質
的に円筒形状の中央孔１００を有し、ワイヤ２０はこれ
らの中央孔１００を通して送られる。同様に、銅製のア
ークリング９０もまた、実質的に円筒形状の孔１１０を
有する。孔１１０は中央孔１００と同中心であり、ワイ
ヤ２０はここを通しても送られる。孔１１０の直径は、
そこに通すワイヤ２０の直径よりも若干大きくなるよう
に選択しそれにより、ワイヤ２０がアークリング９０に
接触せずに通過することができるようにする。銅製のア
ークリング９０はハウジング３０に直接接触させ、ハウ
ジング３０と電気的に連結させる。アークリング９０を
１本以上のボルト或はスクリュー１２０を使用してハウ
ジング３０に固定するのが有益である。
形態の永久磁石８０、８０ａが提供される。これら一対
の永久磁石はアルニコ５から作製し、各磁極は、Ｎ−Ｓ
−Ｎ−Ｓ或はＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎの順に配列するのが有益で
ある。環状のアークリング９０（以下、単にアークリン
グ９０とも称する）は銅製とし、永久磁石８０、８０ａ
間に位置付けし、永久磁石８０、８０ａそしてアークリ
ング９０の全てを、中央の清掃チャンバ６０内に位置付
けるのが有益である。各永久磁石８０、８０ａは、実質
的に円筒形状の中央孔１００を有し、ワイヤ２０はこれ
らの中央孔１００を通して送られる。同様に、銅製のア
ークリング９０もまた、実質的に円筒形状の孔１１０を
有する。孔１１０は中央孔１００と同中心であり、ワイ
ヤ２０はここを通しても送られる。孔１１０の直径は、
そこに通すワイヤ２０の直径よりも若干大きくなるよう
に選択しそれにより、ワイヤ２０がアークリング９０に
接触せずに通過することができるようにする。銅製のア
ークリング９０はハウジング３０に直接接触させ、ハウ
ジング３０と電気的に連結させる。アークリング９０を
１本以上のボルト或はスクリュー１２０を使用してハウ
ジング３０に固定するのが有益である。
【０００７】銅製のアークリング９０がハウジング３０
と電気的に直接連結される一方で、永久磁石８０、８０
ａはハウジング３０と直接電気的に連結されることはな
い。永久磁石８０は、有益にはテフロン（商標名）、ナ
イロン、或は類似の材料で作製することにより電気的に
絶縁させた絶縁カップ１３０の内部に位置付けられる。
絶縁カップ１３０は永久磁石８０の外側円周部分と整合
し且つこの永久磁石８０を、隣接するアークリング９０
の一方の表面から分離する。同様に、永久磁石８０ａ
は、有益にはテフロン（商標名）ナイロン、或は類似の
材料から作製することにより電気的に絶縁させた絶縁カ
ップ１４０の内部に位置付けられる。この絶縁カップ１
４０は永久磁石８０ａの外側円周部分と整合し且つこの
永久磁石８０ａを、隣接するアークリング９０の前記一
方の面と反対側の面から分離する。絶縁カップ１３０及
び１４０は、永久磁石８０、８０ａの夫々の端部を越え
て伸延し、これらの永久磁石とハウジング３０との間に
おけるアーク発生を防止するのが好ましい。同様に、各
永久磁石８０、８０ａの中央孔１００の直径は、これら
の永久磁石と、以下に説明するワイヤガイドとの間での
アーク発生を防止するために十分に大きくする。
と電気的に直接連結される一方で、永久磁石８０、８０
ａはハウジング３０と直接電気的に連結されることはな
い。永久磁石８０は、有益にはテフロン（商標名）、ナ
イロン、或は類似の材料で作製することにより電気的に
絶縁させた絶縁カップ１３０の内部に位置付けられる。
絶縁カップ１３０は永久磁石８０の外側円周部分と整合
し且つこの永久磁石８０を、隣接するアークリング９０
の一方の表面から分離する。同様に、永久磁石８０ａ
は、有益にはテフロン（商標名）ナイロン、或は類似の
材料から作製することにより電気的に絶縁させた絶縁カ
ップ１４０の内部に位置付けられる。この絶縁カップ１
４０は永久磁石８０ａの外側円周部分と整合し且つこの
永久磁石８０ａを、隣接するアークリング９０の前記一
方の面と反対側の面から分離する。絶縁カップ１３０及
び１４０は、永久磁石８０、８０ａの夫々の端部を越え
て伸延し、これらの永久磁石とハウジング３０との間に
おけるアーク発生を防止するのが好ましい。同様に、各
永久磁石８０、８０ａの中央孔１００の直径は、これら
の永久磁石と、以下に説明するワイヤガイドとの間での
アーク発生を防止するために十分に大きくする。
【０００８】ハウジング３０の第１の端部４０及び第２
の端部５０の各々には、清掃チャンバ６０を外部環境に
対して閉じるサイドカバー１５０、１６０を設ける。サ
イドカバー１５０、１６０はまた、ハウジング３０の外
側表面の一方側１７０においてこの外側表面を越えて伸
延し、底部支持プレート１８０と連結される。底部支持
プレート１８０はサイドカバー１５０、１６０間に位置
決めされ、有益には、導電性の締め具、例えばスチール
製のねじ或はボルト１９０によりこれらのサイドカバー
１５０、１６０に固定される。サイドカバー１６０には
清掃チャンバ６０と流体的に連結する不活性ガス入口２
００を設けるのが有益である。この不活性ガス入口２０
０には、アルゴンのような不活性ガスの供給源（図示せ
ず）に連結させるための、市販入手可能なフィッティン
グを設けるのが有益である。他方のサイドカバー１５０
には、相当する不活性ガス出口２１０を設ける。不活性
ガス出口２１０もまた清掃チャンバ６０と流体的に連結
し、不活性ガスや、ワイヤ２０を清掃することにより生
じた含有汚染物をそこから排出させる。ワイヤ２０と、
ワイヤクリーナー１０を通しての不活性ガスとの各送り
方向は、図では夫々反対の方向として示されている。こ
うした送り方向は、不活性ガスの流れが、ワイヤクリー
ナー１０を出るワイヤ２０から除去された汚染物を、清
掃され図１で右側方向に送り出されるワイヤ２０を再汚
染することなく搬送させるようにする上で好ましいもの
である。
の端部５０の各々には、清掃チャンバ６０を外部環境に
対して閉じるサイドカバー１５０、１６０を設ける。サ
イドカバー１５０、１６０はまた、ハウジング３０の外
側表面の一方側１７０においてこの外側表面を越えて伸
延し、底部支持プレート１８０と連結される。底部支持
プレート１８０はサイドカバー１５０、１６０間に位置
決めされ、有益には、導電性の締め具、例えばスチール
製のねじ或はボルト１９０によりこれらのサイドカバー
１５０、１６０に固定される。サイドカバー１６０には
清掃チャンバ６０と流体的に連結する不活性ガス入口２
００を設けるのが有益である。この不活性ガス入口２０
０には、アルゴンのような不活性ガスの供給源（図示せ
ず）に連結させるための、市販入手可能なフィッティン
グを設けるのが有益である。他方のサイドカバー１５０
には、相当する不活性ガス出口２１０を設ける。不活性
ガス出口２１０もまた清掃チャンバ６０と流体的に連結
し、不活性ガスや、ワイヤ２０を清掃することにより生
じた含有汚染物をそこから排出させる。ワイヤ２０と、
ワイヤクリーナー１０を通しての不活性ガスとの各送り
方向は、図では夫々反対の方向として示されている。こ
うした送り方向は、不活性ガスの流れが、ワイヤクリー
ナー１０を出るワイヤ２０から除去された汚染物を、清
掃され図１で右側方向に送り出されるワイヤ２０を再汚
染することなく搬送させるようにする上で好ましいもの
である。
【０００９】ワイヤ２０は、第１のワイヤガイド２２０
を通して清掃チャンバ６０に挿通する。第１のワイヤガ
イド２２０は、永久磁石８０、８０ａの中央孔１００及
びアークリング９０の孔１１０と同中心の中央開口２３
０を有する。第１のワイヤガイド２２０はワイヤクリー
ナー１０の第１の端部４０に位置付けたサイドカバー１
５０（図１で左側）と、永久磁石８０の中央孔１００と
を貫いてアークリング９０に向けて伸延し、サイドカバ
ー１５０によって支持される。しかしこの第１のワイヤ
ガイド２２０はアークリング９０とは接触せず、しかも
このアークリングから、その間部分にアークが発生しな
いような十分な距離離間される。ワイヤ２０は第１のワ
イヤガイド２２０を貫き、永久磁石８０の中央孔１００
の一部分に入り込んだ状態でこの第１のワイヤガイド２
２０により支持される。次いで、第１のワイヤガイド２
２０によっては支持されない状態でアークリング９０の
孔１１０を通過した後は、（ワイヤクリーナー１０の第
２の端部５０側のサイドカバー１６０を貫き且つこのサ
イドカバー１６０により支持された）第２のワイヤガイ
ド２２０ａの端部に入り込むまで、ワイヤクリーナー１
０の構造部分と物理的に接触することがない。清掃され
ワイヤクリーナー１０を出るワイヤ２０を案内し且つ支
持する第２のワイヤガイド２２０ａは、アークリング９
０に向けて伸延するが、やはりこのアークリング９０と
接触することは無い。第１及び第２の各ワイヤガイド２
２０、２２０ａは軟質で導電性の、清掃されワイヤクリ
ーナー１０を出るワイヤ２０に対して、認識し得る程の
損耗を与えることの無い材料、例えば、真鍮製とするの
が有益である。図１に示す実施例ではサイドカバー１５
０、１６０もまた、銅のような導電性の材料から作製さ
れるが、これらのサイドカバーは絶縁用のねじ式締め具
２４０（有益にはナイロン製）や絶縁用のガスケット材
料２５０（有益にはミカルタ（商標名）或は類似材料）
により電気的に絶縁される様式でハウジング３０の各端
部に固定される。
を通して清掃チャンバ６０に挿通する。第１のワイヤガ
イド２２０は、永久磁石８０、８０ａの中央孔１００及
びアークリング９０の孔１１０と同中心の中央開口２３
０を有する。第１のワイヤガイド２２０はワイヤクリー
ナー１０の第１の端部４０に位置付けたサイドカバー１
５０（図１で左側）と、永久磁石８０の中央孔１００と
を貫いてアークリング９０に向けて伸延し、サイドカバ
ー１５０によって支持される。しかしこの第１のワイヤ
ガイド２２０はアークリング９０とは接触せず、しかも
このアークリングから、その間部分にアークが発生しな
いような十分な距離離間される。ワイヤ２０は第１のワ
イヤガイド２２０を貫き、永久磁石８０の中央孔１００
の一部分に入り込んだ状態でこの第１のワイヤガイド２
２０により支持される。次いで、第１のワイヤガイド２
２０によっては支持されない状態でアークリング９０の
孔１１０を通過した後は、（ワイヤクリーナー１０の第
２の端部５０側のサイドカバー１６０を貫き且つこのサ
イドカバー１６０により支持された）第２のワイヤガイ
ド２２０ａの端部に入り込むまで、ワイヤクリーナー１
０の構造部分と物理的に接触することがない。清掃され
ワイヤクリーナー１０を出るワイヤ２０を案内し且つ支
持する第２のワイヤガイド２２０ａは、アークリング９
０に向けて伸延するが、やはりこのアークリング９０と
接触することは無い。第１及び第２の各ワイヤガイド２
２０、２２０ａは軟質で導電性の、清掃されワイヤクリ
ーナー１０を出るワイヤ２０に対して、認識し得る程の
損耗を与えることの無い材料、例えば、真鍮製とするの
が有益である。図１に示す実施例ではサイドカバー１５
０、１６０もまた、銅のような導電性の材料から作製さ
れるが、これらのサイドカバーは絶縁用のねじ式締め具
２４０（有益にはナイロン製）や絶縁用のガスケット材
料２５０（有益にはミカルタ（商標名）或は類似材料）
により電気的に絶縁される様式でハウジング３０の各端
部に固定される。
【００１０】図１の実施例の運転中、ワイヤクリーナー
１０は底部支持プレート１８０位置の溶接電源の接地側
クランプ（負極側導線として設定される、図示せず）
に、或はサイドプレート１５０、１６０の何れかと電気
的に接続される。底部支持プレート１８０もまた第１及
び第２の各ワイヤガイド２２０、２２０ａと電気的に接
続されることから、これら第１及び第２の各ワイヤガイ
ド２２０、２２０ａと物理的に接触するワイヤ２０もま
た、サイドプレート１５０、１６０と電気的に接触され
ることになる。かくしてワイヤ２０は陰極（−）を形成
する。溶接電源の正極側の導線（図示せず）は、陽極連
結部としてのボルト７０の位置でハウジング３０に接続
される。電気的接続部が賦活されると、底部支持プレー
ト１８０或はサイドプレート１５０、１６０からワイヤ
ガイド２２０を経てワイヤ２０に電子が流れ込み、ワイ
ヤ２０とアークリング９０との間に電気的アークが発生
する。アークリング９０とワイヤ２０の表面との間の間
隙は約０．０２５から０．０３０インチ（約０．６３５
から０．７６２ｍｍ）であるのが好ましい。この間隙を
飛び越えた電子はアークリング９０からハウジング３０
を通り、陽極連結部であるボルト７０の位置で正極側の
導線に入る。
１０は底部支持プレート１８０位置の溶接電源の接地側
クランプ（負極側導線として設定される、図示せず）
に、或はサイドプレート１５０、１６０の何れかと電気
的に接続される。底部支持プレート１８０もまた第１及
び第２の各ワイヤガイド２２０、２２０ａと電気的に接
続されることから、これら第１及び第２の各ワイヤガイ
ド２２０、２２０ａと物理的に接触するワイヤ２０もま
た、サイドプレート１５０、１６０と電気的に接触され
ることになる。かくしてワイヤ２０は陰極（−）を形成
する。溶接電源の正極側の導線（図示せず）は、陽極連
結部としてのボルト７０の位置でハウジング３０に接続
される。電気的接続部が賦活されると、底部支持プレー
ト１８０或はサイドプレート１５０、１６０からワイヤ
ガイド２２０を経てワイヤ２０に電子が流れ込み、ワイ
ヤ２０とアークリング９０との間に電気的アークが発生
する。アークリング９０とワイヤ２０の表面との間の間
隙は約０．０２５から０．０３０インチ（約０．６３５
から０．７６２ｍｍ）であるのが好ましい。この間隙を
飛び越えた電子はアークリング９０からハウジング３０
を通り、陽極連結部であるボルト７０の位置で正極側の
導線に入る。
【００１１】電気的アークが発生している間、アルゴン
ガスのような不活性ガスが、不活性ガス入口２００を通
して清掃チャンバ６０に送り込まれ、清掃チャンバ６０
から汚染物を連続的にフラッシュする。これにより、加
熱されたワイヤ２０の表面の酸化が防止される。不活性
ガスは電気的アークのための良好なイオン化用媒体をも
提供する。不活性ガスは不活性ガス出口２１０から排出
される。アークを安定させるために、アークリング９０
の孔１１０を円錐形状とし、アークがワイヤ２０とアー
クリング９０との間に集中しないようにするのが好まし
い。孔１１０は、図示されるようにアークリング９０の
一方の側からのみ円錐形状となるように形成するか、或
は両側とも円錐形状とし、アークリング９０の実質的に
中央の位置に鋭い縁部が形成されるようにしても良い。
この縁部は鋭いナイフエッジとして良く、或はまた、孔
１１０の内側周囲部分を形成する小平坦面、即ち、面取
りされた或は傾斜された表面を持つ縁部としても良い。
ガスのような不活性ガスが、不活性ガス入口２００を通
して清掃チャンバ６０に送り込まれ、清掃チャンバ６０
から汚染物を連続的にフラッシュする。これにより、加
熱されたワイヤ２０の表面の酸化が防止される。不活性
ガスは電気的アークのための良好なイオン化用媒体をも
提供する。不活性ガスは不活性ガス出口２１０から排出
される。アークを安定させるために、アークリング９０
の孔１１０を円錐形状とし、アークがワイヤ２０とアー
クリング９０との間に集中しないようにするのが好まし
い。孔１１０は、図示されるようにアークリング９０の
一方の側からのみ円錐形状となるように形成するか、或
は両側とも円錐形状とし、アークリング９０の実質的に
中央の位置に鋭い縁部が形成されるようにしても良い。
この縁部は鋭いナイフエッジとして良く、或はまた、孔
１１０の内側周囲部分を形成する小平坦面、即ち、面取
りされた或は傾斜された表面を持つ縁部としても良い。
【００１２】ワイヤ２０とアークリング９０との間に発
生した電気的アークは、永久磁石８０、８０ａにより確
立される磁界の影響を受ける。この磁界の一部の磁気力
は、ワイヤクリーナー１０から出るワイヤ２０と実質的
に平行な方向性を有する。アーク電流はこの方向性を有
する磁気力部分と実質的に直交する状態でこの磁気力部
分を横断し、その結果、アークにローレンツ力が行使さ
れる。アークに行使されるローレンツ力は、アークをし
てワイヤ２０の周囲をワイヤの円周方向に回転せしめ
る。ワイヤ２０は、ワイヤ２０の特定部分の周囲全体
に、この特定部分がアークリング９０を通り過ぎる前
に、磁界との相互作用によってアークが回転されるに十
分な速度で、ワイヤクリーナー１０を通して引き出すこ
とができる。アークを形成する電子はワイヤ２０の外側
表面から不純物を運び去り、そうした外側表面を摩耗さ
せることなく清掃し、溶接その他プロセス処理で使用す
るに適したものとする。向流方向で流れる不活性ガスが
これらの不純物を清掃チャンバ６０からフラッシュし、
清掃されたワイヤ２０の表面の再汚染を防止する。
生した電気的アークは、永久磁石８０、８０ａにより確
立される磁界の影響を受ける。この磁界の一部の磁気力
は、ワイヤクリーナー１０から出るワイヤ２０と実質的
に平行な方向性を有する。アーク電流はこの方向性を有
する磁気力部分と実質的に直交する状態でこの磁気力部
分を横断し、その結果、アークにローレンツ力が行使さ
れる。アークに行使されるローレンツ力は、アークをし
てワイヤ２０の周囲をワイヤの円周方向に回転せしめ
る。ワイヤ２０は、ワイヤ２０の特定部分の周囲全体
に、この特定部分がアークリング９０を通り過ぎる前
に、磁界との相互作用によってアークが回転されるに十
分な速度で、ワイヤクリーナー１０を通して引き出すこ
とができる。アークを形成する電子はワイヤ２０の外側
表面から不純物を運び去り、そうした外側表面を摩耗さ
せることなく清掃し、溶接その他プロセス処理で使用す
るに適したものとする。向流方向で流れる不活性ガスが
これらの不純物を清掃チャンバ６０からフラッシュし、
清掃されたワイヤ２０の表面の再汚染を防止する。
【００１３】図２にはワイヤクリーナーの第２実施例が
全体を番号３００で示されている。導電性の第１のシリ
ンダ３１０がその第１の端部３２０に一体の環状のアー
クリング９０を有し、導電性の第２のシリンダ３３０と
連結される。しかしながら、図１に示す第１の実施例と
は対照的に、導電性の第１のシリンダ３１０は電気絶縁
性の材料から作製され、アークリング９０と反対側の第
１の端部をシールする。ここでも、第１の導電性のワイ
ヤガイド２２０が不活性ガス出口３５０と共にサイドカ
バー３４０に設けられる。導電性の第２のシリンダ３３
０もまた、第１のシリンダ３１０と連結する側と反対側
の第２の端部３７０をシールする、電気絶縁性材料から
作製したサイドカバー３６０を有する。サイドカバー３
６０にもやはり不活性ガス入口３８０が設けられるが、
ワイヤ２０は、電気絶縁性の（有益にはセラミック製
の）ワイヤガイド３９０を通して引出される。
全体を番号３００で示されている。導電性の第１のシリ
ンダ３１０がその第１の端部３２０に一体の環状のアー
クリング９０を有し、導電性の第２のシリンダ３３０と
連結される。しかしながら、図１に示す第１の実施例と
は対照的に、導電性の第１のシリンダ３１０は電気絶縁
性の材料から作製され、アークリング９０と反対側の第
１の端部をシールする。ここでも、第１の導電性のワイ
ヤガイド２２０が不活性ガス出口３５０と共にサイドカ
バー３４０に設けられる。導電性の第２のシリンダ３３
０もまた、第１のシリンダ３１０と連結する側と反対側
の第２の端部３７０をシールする、電気絶縁性材料から
作製したサイドカバー３６０を有する。サイドカバー３
６０にもやはり不活性ガス入口３８０が設けられるが、
ワイヤ２０は、電気絶縁性の（有益にはセラミック製
の）ワイヤガイド３９０を通して引出される。
【００１４】第１のワイヤガイド２２０及び電気絶縁性
のワイヤガイド３９０は、ワイヤ２０が、各導電性の第
１のシリンダ３１０及び第２のシリンダ３３０並びにそ
れらのサイドカバー３４０及び３６０によって画定され
るところの中央の清掃チャンバ４００、４１０を通過す
るに際してワイヤを支持する。電気絶縁性のワイヤガイ
ド３９０が、ワイヤの出る側の清掃チャンバ４１０内部
でワイヤに電流が流れないようにすると共に、この清掃
チャンバ４１０内でアーク或は放電が生じるのを防止す
る。これにより、ワイヤ２０を再度酸化せしめ得るとこ
ろのワイヤ２０の加熱量が最小化される。運転中、ワイ
ヤ２０は負の電位状態に維持され、一方、第１のシリン
ダ３１０とアークリング９０とは正の電位状態に維持さ
れる。これによりワイヤ２０が清掃チャンバ４００と４
１０とを隔てるアークリング９０の孔１１０を通過する
と、ワイヤ２０とアークリング９０との間にアークを生
じせしめられ、ワイヤ２０の表面が清掃される。ワイヤ
２０の直径と孔１１０の直径との間の寸法関係は、各構
成部品間のその他の距離関係と共に、所望されざる位置
でのアーク発生を防止するために前述の如く維持され
る。
のワイヤガイド３９０は、ワイヤ２０が、各導電性の第
１のシリンダ３１０及び第２のシリンダ３３０並びにそ
れらのサイドカバー３４０及び３６０によって画定され
るところの中央の清掃チャンバ４００、４１０を通過す
るに際してワイヤを支持する。電気絶縁性のワイヤガイ
ド３９０が、ワイヤの出る側の清掃チャンバ４１０内部
でワイヤに電流が流れないようにすると共に、この清掃
チャンバ４１０内でアーク或は放電が生じるのを防止す
る。これにより、ワイヤ２０を再度酸化せしめ得るとこ
ろのワイヤ２０の加熱量が最小化される。運転中、ワイ
ヤ２０は負の電位状態に維持され、一方、第１のシリン
ダ３１０とアークリング９０とは正の電位状態に維持さ
れる。これによりワイヤ２０が清掃チャンバ４００と４
１０とを隔てるアークリング９０の孔１１０を通過する
と、ワイヤ２０とアークリング９０との間にアークを生
じせしめられ、ワイヤ２０の表面が清掃される。ワイヤ
２０の直径と孔１１０の直径との間の寸法関係は、各構
成部品間のその他の距離関係と共に、所望されざる位置
でのアーク発生を防止するために前述の如く維持され
る。
【００１５】第１の実施例におけるように、清掃チャン
バ４００、４１０は、運転中、アルゴンガスのような不
活性ガスの向流方向流れ（清掃チャンバ４１０側から４
００側への）により連続的にフラッシュされる。先に説
明したように、不活性ガスは不活性ガス入口３８０位置
から清掃チャンバ４１０に入り、不活性ガス出口３５０
位置で清掃チャンバ４００を出る。この第２実施例で
は、図１に示す第１実施例と更に対照的なことには、導
電性の第１及び第２の各シリンダ３１０、３３０を取り
巻いて、一対の永久磁石８０、８０ａに代わる電磁石４
２０が配設される。電磁石４２０により創出される磁界
の強さは、電気的アークと、この磁界との間に於ける相
互作用中に創生されるローレンツ力を一層大きくするべ
く変動させることができる。ローレンツ力が大きくなる
程、ワイヤ２０の周囲を回転するアークの速度が増大
し、ワイヤ２０を清掃し且つワイヤクリーナー３００か
ら一段と早く引き出すことができるようにもなる。各実
施例において、清掃チャンバ６０、４００、４１０の長
さを、ワイヤ２０を不活性ガス環境中で冷却し、清掃さ
れたワイヤ表面の酸化を防止させ得る、もっと長い或は
短い寸法に変更しても良い。ワイヤ２０の清掃された表
面が室温に冷却されるよりもずっと早くワイヤ２０を清
掃チャンバ６０、４１０から引出すと、ワイヤ２０の清
掃された表面は空気に触れた時に再び酸化してしまう。
バ４００、４１０は、運転中、アルゴンガスのような不
活性ガスの向流方向流れ（清掃チャンバ４１０側から４
００側への）により連続的にフラッシュされる。先に説
明したように、不活性ガスは不活性ガス入口３８０位置
から清掃チャンバ４１０に入り、不活性ガス出口３５０
位置で清掃チャンバ４００を出る。この第２実施例で
は、図１に示す第１実施例と更に対照的なことには、導
電性の第１及び第２の各シリンダ３１０、３３０を取り
巻いて、一対の永久磁石８０、８０ａに代わる電磁石４
２０が配設される。電磁石４２０により創出される磁界
の強さは、電気的アークと、この磁界との間に於ける相
互作用中に創生されるローレンツ力を一層大きくするべ
く変動させることができる。ローレンツ力が大きくなる
程、ワイヤ２０の周囲を回転するアークの速度が増大
し、ワイヤ２０を清掃し且つワイヤクリーナー３００か
ら一段と早く引き出すことができるようにもなる。各実
施例において、清掃チャンバ６０、４００、４１０の長
さを、ワイヤ２０を不活性ガス環境中で冷却し、清掃さ
れたワイヤ表面の酸化を防止させ得る、もっと長い或は
短い寸法に変更しても良い。ワイヤ２０の清掃された表
面が室温に冷却されるよりもずっと早くワイヤ２０を清
掃チャンバ６０、４１０から引出すと、ワイヤ２０の清
掃された表面は空気に触れた時に再び酸化してしまう。
【００１６】ワイヤ２０とアークリング９０との間に創
出される直流（ＤＣ）の電圧値は約５乃至２０ボルトの
間であるのが好ましい。約１０及び約２５アンペアの電
流を使用し得るが、電圧及び電流の各値は、ワイヤ２０
とアークリング９０との間にアークが形成される限りに
於て、清掃するべきワイヤ２０の特定の必要性に合わせ
てその高低を調節することができる。不活性ガスの流量
は毎時約３及び約１５立方フィート（約０．０８５及び
約０．４２５ｍ3 ）の間であるが、その他の流量を使用
しても良い。以上本発明を具体例を参照して説明した
が、本発明の内で多くの変更を成し得ることを理解され
たい。
出される直流（ＤＣ）の電圧値は約５乃至２０ボルトの
間であるのが好ましい。約１０及び約２５アンペアの電
流を使用し得るが、電圧及び電流の各値は、ワイヤ２０
とアークリング９０との間にアークが形成される限りに
於て、清掃するべきワイヤ２０の特定の必要性に合わせ
てその高低を調節することができる。不活性ガスの流量
は毎時約３及び約１５立方フィート（約０．０８５及び
約０．４２５ｍ3 ）の間であるが、その他の流量を使用
しても良い。以上本発明を具体例を参照して説明した
が、本発明の内で多くの変更を成し得ることを理解され
たい。
【００１７】
【発明の効果】ワイヤ表面から不純物を取り除くため
の、効率的で比較的簡単な新規なワイヤクリーナーが提
供され、ワイヤが再度汚染されることなくワイヤを迅速
且つ連続的に清掃することのできるワイヤクリーナーが
提供される。
の、効率的で比較的簡単な新規なワイヤクリーナーが提
供され、ワイヤが再度汚染されることなくワイヤを迅速
且つ連続的に清掃することのできるワイヤクリーナーが
提供される。
【図１】本発明に従う陰極ワイヤクリーナーの縦断面図
である。
である。
【図２】本発明の別態様での陰極ワイヤクリーナーの縦
断面図である。
断面図である。
１０ ワイヤクリーナー ２０ 細長いワイヤ ３０ ハウジング ４０，３２０ 第１の端部 ５０，３７０ 第２の端部 ６０，４００，４１０ 清掃チャンバ ７０，１２０，１９０ ボルト ８０，８０ａ 永久磁石 ９０ 環状のアークリング １００ 中央孔 １１０ 孔 １３０，１４０ 絶縁カップ １５０，１６０，３６０ サイドカバー １８０ 底部支持プレート ２００，３８０ 不活性ガス入口 ２１０，３５０ 不活性ガス出口 ２２０ 第１のワイヤガイド ２２０ａ 第２のワイヤガイド ２３０ 中央開口 ２４０ 絶縁用のねじ式締め具 ２５０ 絶縁用のガスケット材料 ３１０ 導電性の第１のシリンダ ３３０ 導電性の第２のシリンダ ３９０ 電気絶縁性のワイヤガイド ４２０ 電磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｔ 13/42 Ｈ０１Ｔ 13/42 21/04 21/04 (56)参考文献 特開 平６−57467（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−220616（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−238521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−128392（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−220665（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−227585（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236909（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−275920（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 9/12 B23K 9/32 C23F 4/00 C23G 5/00 B23K 9/08 H01T 13/42 H01T 21/04
Claims (11)
- 【請求項１】 細長いワイヤの表面から不純物を取り除
くための陰極ワイヤクリーナであって、 第１及び第２の各端部を有し、チャンバを画定する細長
いハウジングと、 ハウジングの第１及び第２の各端部間でチャンバ内に位
置決めされ、ワイヤが清掃されるに際して通過する中央
孔を有する環状のアークリングと、 環状のアークリングの各側に位置付けられ、各々中央開
口を有し、各中央開口が環状のアークリングの中央孔と
同中心に整合する一対の環状の永久磁石と、 ワイヤを、チャンバの第１の端部から入り、一対の環状
の永久磁石と、該一対の環状の永久磁石間の環状のアー
クリングとを貫き、次いで第２の端部から出るように案
内するためのワイヤ案内手段にして、前記一対の永久磁
石の各中央開口の長さの一部分において前記ワイヤを支
持するワイヤ案内手段と、 チャンバを不活性ガスによりパージするためのパージ手
段と、 ワイヤがチャンバを貫いて案内されるに際し該ワイヤと
環状のアークリングとの間にアーク放電を生じさせ、生
じたアーク放電をして、一対の環状の永久磁石の創出す
る電界によりワイヤの周囲を回転せしめそれにより、ワ
イヤを清掃させるよう、ワイヤに環状のアークリングに
おける正の電位に関連する負の電位を印加するための手
段と、 を含む陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項２】 チャンバが実質的に円筒形状である請求
項１の陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項３】 一対の環状の永久磁石が、一方の環状の
永久磁石のＮ極が他方の環状の永久磁石のＳ極に隣り合
うようにして環状のアークリングの各側に配列される請
求項１の陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項４】 一対の環状の永久磁石を、ハウジングと
環状のアークリングとから電気的に絶縁するための絶縁
手段を更に有している請求項１の陰極ワイヤクリーナ
ー。 - 【請求項５】 環状のアークリングがハウジングと一体
形成されている請求項１の陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項６】 細長いワイヤの表面から不純物を取り除
くための陰極ワイヤクリーナーであって、 第１の端部及び第２の端部を有し、第１のチャンバを画
定する細長い第１のハウジングにして、第２の端部に
は、中央孔を有する環状のアークリングが一体的に連結
された第１のハウジングと、 第３の端部及び第４の端部を有し、第３の端部が環状の
アークリングに付設され、第２のチャンバを画定する細
長い第２のハウジングと、 第１のチャンバ、環状のアークリング、第２のチャン
バ、の各々を貫いてワイヤを案内するためのワイヤ案内
手段にして、前記ワイヤが前記第１のチャンバ及び前記
第２のチャンバを通過するに際してワイヤを支持するワ
イヤ案内手段と、 第１のチャンバ及び第２のチャンバの各々にパージ用の
不活性ガスを提供しそして該不活性ガスを除去するため
のパージ手段と、 第１のハウジング及び第２のハウジングの少なくとも一
部分を取り巻く磁石手段にして、ワイヤが環状のアーク
リング内部にある時に該ワイヤと実質的に平行な磁界を
創出するための磁石手段と、 環状のアークリングにおける正の電位に関する負の電位
をワイヤに印加しそれにより、ワイヤが環状のアークリ
ングを貫いて案内されるに際してワイヤと環状のアーク
リングとの間に電気的なアーク放電を創出させ、磁界に
より該アーク放電をしてワイヤの周囲を回転せしめ、ワ
イヤを清掃させる手段と、 から構成される陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項７】 磁石手段が電磁石を含んでいる請求項６
の陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項８】 第１のハウジングが導電体を含んでいる
請求項６の陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項９】 第２のハウジングが伝熱体を含んでいる
請求項６の陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項１０】 第１のハウジング及び第２のハウジン
グ、磁石手段の夫々が実質的に円筒形状を有している請
求項６の陰極ワイヤクリーナー。 - 【請求項１１】 案内手段が、貫通孔を各々有する細長
い一対のボルトを含み、一方のボルトが第１のハウジン
グの第１の端部を貫いて伸延し、他方のボルトが第２の
ハウジングの第４の端部を貫いて伸延し、各ボルトの貫
通孔が、環状のアークリングの中央孔と実質的に同中心
状態で整合し且つ該環状のアークリングの中央孔に向け
て伸延され、ワイヤが各ボルトの貫通孔と、環状のアー
クリングの中央孔とを貫いて伸延する時、環状のアーク
リング内部にあるワイヤが露呈される請求項６の陰極ワ
イヤクリーナー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/706,124 US5948294A (en) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Device for cathodic cleaning of wire |
| US706124 | 1996-08-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10193111A JPH10193111A (ja) | 1998-07-28 |
| JP2989570B2 true JP2989570B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=24836303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9247455A Expired - Lifetime JP2989570B2 (ja) | 1996-08-30 | 1997-08-29 | ワイヤを陰極清掃するための装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5948294A (ja) |
| JP (1) | JP2989570B2 (ja) |
| CA (1) | CA2214250A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| DE19907911C2 (de) * | 1999-02-24 | 2003-02-27 | Mag Maschinen Und Appbau Ag Gr | Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von elektrisch leitfähigem Endlosmaterial |
| US6365864B1 (en) * | 2000-04-26 | 2002-04-02 | Lincoln Global, Inc. | Cleaning device for welding wire and method of cleaning welding wire |
| US8680432B2 (en) | 2005-04-20 | 2014-03-25 | Illinois Tool Works Inc. | Cooperative welding system |
| DE102006062375B4 (de) * | 2006-12-19 | 2017-05-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung und Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen oder Modifizierung von Oberflächen von Substraten mittels elektrischer Bogenentladung |
| RU2509824C1 (ru) * | 2012-07-24 | 2014-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Способ обработки поверхности изделий дуговым разрядом в вакууме |
| US9352423B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-05-31 | Alcotec Wire Corporation | System and method for polishing and lubricating aluminum welding wire |
| EP3129833B1 (en) | 2014-04-09 | 2018-05-02 | ASML Netherlands B.V. | Apparatus for cleaning an object |
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| US2743342A (en) * | 1952-04-15 | 1956-04-24 | Edward S Bettis | Magnetic arc-welder |
| US3146336A (en) * | 1962-11-15 | 1964-08-25 | Donald P Whitacre | Method and apparatus for heat treating metal |
| US3211886A (en) * | 1963-05-06 | 1965-10-12 | Gen Electric | Arc-cleaning and arc-plasma generating apparatus |
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1996
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1997
- 1997-08-29 CA CA002214250A patent/CA2214250A1/en not_active Abandoned
- 1997-08-29 JP JP9247455A patent/JP2989570B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-02-27 US US09/031,650 patent/US5981904A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US5981904A (en) | 1999-11-09 |
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