JP3732375B2 - 貯蔵ドラムにワイヤを充填するための方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小径溶接ワイヤを集積貯蔵容器すなわちドラム内に包装する技術に関するものであり、さらに詳しくは溶接ワイヤを貯蔵ドラム内に密に詰めて、量産溶接のため容器から繰り出される製品の究極の使用に影響を及ぼさずに貯蔵ドラムを占めるワイヤの量を増大させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
小径溶接ワイヤは一般に、自然の「外形」（ｃａｓｔ）をもつ単スプール状態で容器内に詰められる。このことは、自由な状態でワイヤは一般に直線状になりやすいということを意味している。本発明は特に、溶接ワイヤの層内に形成される大スプール収容渦巻きとして貯蔵される自然形状タイプの溶接ワイヤに関して記述される。使用される間、スプールを貯蔵する容器の上部を通してスプールの内径からワイヤが繰り出される。
【０００３】
自動的に、あるいは半自動的に（ロボット溶接を含んで）溶接されるとき、大多数の溶接ワイヤがねじれず、歪まず、傾かない状態で溶接操作に連続供給されることにより、溶接操作が手動介入および／または検査なしに長時間にわたって均一になされることが必須である。このような溶接で難しいことの１つは、溶接操作に供給されるワイヤがねじれない、あるいは少しだけねじれた状態で供給されることにより、所定の自然状態を求めようとするワイヤの自然な傾向が滑らかで均一な溶接を損なわないということを保証することである。この課題を成し遂げるため、溶接ワイヤは自然のキャスト（ｃａｓｔ）、すなわちねじれの少ない状態をもつように作られる。このことは、もしワイヤの一部が長く切られ、かつ床の上に置かれたなら、溶接ワイヤによってなされる自然形状は一般に直線になるということを意味している。この溶接ワイヤは自動あるいは半自動溶接のため、数百ポンドのワイヤを収納する大容器（通常はドラム）内のスプールに巻かれる。直線状、すなわちねじれない状態のままであろうとするワイヤの自然の傾向により、容器内に置かれる間、不自然な一連の渦巻き状に巻かれるとき、ワイヤはいくぶん「生きる」ようになり、自然の状態からワイヤを歪ませる。そのため、ねじれの少ない状態で自動あるいは半自動溶接操作にワイヤを繰り出すように、容器内でのワイヤの置き方というものに多大な努力が払われる。ワイヤが正しく容器内に収納されなければ、大量のワイヤと多くの時間を費やす大量溶接操作が不均一で、高価な再処理を要する。この問題は、自動あるいは半自動溶接に対して繰り出されるための大スプール内に溶接ワイヤを収納するため、溶接ワイヤの製造業者によって解決されねばならない。
【０００４】
近年、より大量の溶接ワイヤをもつより大きなパッケージに向かう傾向が続いている。大量パッケージは溶接操作の際、供給容器の交換に要する時間を減らしやすい。大量供給容器に対する増大する要求は、溶接ワイヤの自然の流れを乱すことなく、すなわち隣接渦巻きをもつ溶接ワイヤをねじることなくスムーズに回収する能力に反し、それを減らす。こうして、大量高密度貯蔵供給容器はワイヤを溶接操作に供給する際、致命的な失敗を起こさないように保証するように構成されねばならない。容器の繰り出し配列は、ワイヤの自由な直線の流れにおいていささかも歪のないように保証されねばならない。その第１ステップは、ワイヤを容器から好ましい状態で引き出させるように容器内にワイヤを少しのねじれもなく置くことである。
【０００５】
供給容器に貯蔵されている溶接ワイヤは、底から頂へと積まれた多層のワイヤ渦巻をもつスプール形状をしている。スプールの内径は容器の径よりも実質的に小さい。ワイヤ自身の固有の剛性により、多層をなす渦巻は、渦巻の径を広げようとする力の影響を絶えず受けている。この傾向を説明するため、溶接ワイヤは所望のループ径で供給容器内に置かれ、ループ径は供給容器の内径よりも小さい。一般に、ループ径はドラム内径よりも少なくとも１５％小さい。
【０００６】
溶接ワイヤは製造プロセスから引き出され、一連の踊りロール上に供給され、貯蔵容器に隣接するキャプスタンによって引き取られる。キャプスタンから、溶接ワイヤは回転可能な敷設（ｌａｙｉｎｇ）ヘッド内に供給される。ヘッドは一般に、底にあるいは底と隣り合う円筒に沿って開口部を有する円筒状である。ワイヤは円筒を通って開口部から伸び、貯蔵容器内に入る。
【０００７】
ヘッドは貯蔵容器内に伸び、一般に該容器の軸と平行な軸のまわりに回転する。キャプスタンによってヘッド内に供給されるワイヤは、ヘッドの回転速度とは異なる回転速度で供給される。ヘッドとキャプスタンの各回転速度の比は、貯蔵容器内のワイヤのループ径を決定する。ワイヤは容器内に置かれるので、その重さによって容器が徐々に下方に動く。その結果、ヘッドは回転し続け、貯蔵ドラムをその容量まで満たす。ドラムは、ドラム内に置かれたワイヤの各一杯のループに対し、１回転の一部を増して回転する。これにより、ワイヤ・ループの接線部分が容器の内径部に触れ、ループの反対側は容器の側面から間隔があいている。これはループ径と容器径との差の１／２だけヘッドを容器の中心線から動かすことによって成し遂げられる。
【０００８】
この従来技術による貯蔵容器の充填方法の成就は図６に最もよく示されている。この方法は溶接プロセスの間、ワイヤを効率よく引き取るために重要である。
しかし、図７・８のように、この方法はまた、容器内でワイヤのゆるんだ密度の詰め方に終わる。貯蔵容器に関して使われた直径に依存して、スプール空洞に隣接するスプール自身の内径に対し、容器の端部に沿ってワイヤは高密度をもつ。これはワイヤがスプール空洞に沿って置かれるよりも多く容器の端部に沿って置かれるためである。からみやねじれという問題なしに、ワイヤにおける正味の効果によって容器から引っ張り出され得るが、低密度パッキングは溶接プロセスにおける中断がより頻繁に生じることを意味している。したがって、溶接操作での容器の交換と手動介入が必要なため、溶接プロセスのためのより多くの故障時間とより多くの労働コストがかかる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は貯蔵容器内に溶接ワイヤを密に詰めるための改善された方法と装置を有利に提供するものであり、従来技術の方法と装置の欠点を克服するものである。
【００１０】
これに関しさらに詳しくは、本発明は自動あるいは半自動溶接プロセスの間、溶接ワイヤをスムーズに引き取る能力に影響することなく、より小さいがより密に詰められる容器内にワイヤをより多く充填するために用いられる。
本発明に於けるワイヤを密に詰めるための装置は、基本的には、以下に示すような技術構成を有するものである。
即ち、本発明に於ける当該ワイヤを密に詰めるための装置は、
溶接ワイヤを引っ張り出すためのキャプスタン、
該キャプスタンからワイヤを受け取るための第１軸線を中心として回転可能な敷設ヘッド、
ワイヤを充填するためのドラムを支持する支持部材、
当該支持部材に設けられており、当該第１の軸線とは異なり且つ当該第１の軸線と平行な該第２軸線を中心として回転する回転部材、
当該回転部材に接合されており、当該ドラムの中心軸線を当該第２の軸線と一致させた状態で当該ドラムを搭載して当該第２の軸線を中心として回転する回転テーブル、及び
該回転テーブルが回転する間に、当該ドラムの中心軸線と当該第１の軸線との相対的位置関係が当該第２の軸線は固定したままの状態で変化する様に当該回転テーブルを変位させる変位部材、
とから構成されている貯蔵ドラムにワイヤを密に充填するための装置である。
即ち、本発明に於ける当該装置に於いては、溶接ワイヤを製造プロセスから引っ張るためのキャプスタン、該キャプスタンからワイヤを受け取るための第１軸線上の回転可能な敷設ヘッド、およびワイヤ貯蔵ドラムを支持する移転可能に支持する回転テーブルからなる。溶接ワイヤは、ヘッドを第１回転速度で回転させ、キャプスタンを第２回転速度で回転させてループ径を決めることにより、ドラム内に充填される。回転テーブルは実施例のもとで、第１軸線と平行な軸線、つまり第２の軸線のまわりに第３回転速度で回転する。一般に、ドラム内に置かれたワイヤの各ループに対し、回転テーブルは１回転の一部を回転することにより、ループの円周のほんの一部だけがドラムの内面に触れることになる。回転テーブルを１回転の一部だけ回転させることにより、ドラム内に置かれた次のループがドラム内側に沿い、かつ前のループの第１位置に隣接した第２位置でドラムの内面と触れる。重要なのは、変位手段（ indexing apparatus ）により当該ワイヤ貯蔵ドラムの中心軸線と当該敷設ヘッドの回転軸との相対的な位置を、ワイヤが当該自転中のドラムからなる容器内に詰められる間、当該第２の軸線を固定したままで、所定の期間、所定の量で逐次的或は間歇的に相対的に動かし得ることである。当該回転可能な敷設ヘッド若しくは回転テーブルに、当該ワイヤを当該ワイヤ貯蔵ドラムの中の異なった位置にそれぞれ配置させる様に処理する変位手段（ｉｎｄｅｘｅｒ）を使うことが好ましく、それにより従来技術の欠点の多くが克服される。特に、容器内に於いて、ワイヤの配置位置を同じ回転軸による配置位置から異ならせる事によって、容器内にワイヤをより密に詰めることができる。本発明は軸位置変更ステップと組み合わせて、容器内のワイヤのループ径を断続的に変えることにより、より良く実施される。正味の効果は容器内でワイヤの縞のある（ｓｔｒｉａｔｅｄ）層を作ることであり、この各層は容器内で隣接層とは異なる半径位置で最大密度をもつ。この軸位置変更ステップおよび／またはループ径の変化によって、ワイヤ容器は従来技術の配列よりも密に詰められ、溶接ワイヤは同一容積の容器内により多く詰められる。
【００１１】
本発明の好ましい方法において、キャプスタンがドラムの上方に設けられ、一定速度で回転してワイヤを製造プロセスから引っ張る。当該敷設ヘッドはキャプスタンがそのまわりに回転する軸と直交することが好ましい第１軸線上に設けられる。当該敷設ヘッドはキャプスタンと異なる速度に回転する。当該敷設ヘッド回転速度に対するキャプスタン回転速度の比がドラム内に置かれるループの大きさを決める。ワイヤはキャプスタンから当該敷設ヘッドに供給され、当該敷設ヘッドは貯蔵ドラム内に挿入されている。ワイヤ貯蔵ドラムは敷設ヘッドの各１フル回転に対し１回転の一部だけ自転回転する回転テーブルの上に支持されている。当該敷設ヘッドと回転テーブルは平行な軸のまわりを回転することが好ましい。周期的にループが当該ワイヤ貯蔵ドラム内に配置されるとき、当該ワイヤ貯蔵ドラムと当該敷設ヘッドの１つが第１位置から、該第１位置に対して横方向にずれた、回転テーブルの回転軸と一般に直交する線に沿う第２位置に変位される。この変位操作ステップと組み合わせて、第１または第２回転速度も変えられ、それによって回転速度比を変え、ドラム内に置かれるループの径を変える。さらに、実施例によれば、当該変位操作ステップは回転テーブルの回転数の関数として第１軸線に対して相対的にワイヤ貯蔵ドラムを動かすことを含む。これにより、容器内に縞のある、すなわち層のある効果を有利にもたらし、密なパッキングを行わせる。
つまり、本発明に於ける好ましい態様としては、当該敷設ヘッドの回転軸線（第１の回転軸線）と当該ワイヤ貯蔵ドラムを自転可能な状態で支持して回転する回転テーブルを回転させる回転部材の回転軸線（第２の回転軸線）とを相互に異ならせた上に、更に、当該回転テーブルに搭載された当該ワイヤ貯蔵ドラムの中心軸線を、当該回転テーブルを回転させる回転部材の回転軸線（第２の回転軸線）と一致させる状態と、当該回転部材の回転軸線（第２の回転軸線）の位置はそのままの状態に維持しながら、当該回転テーブルを変位させ、その結果により当該ワイヤ貯蔵ドラムの中心軸線を当該回転部材の回転軸線（第２の回転軸線）に対して、所定のタイミングで水平方向に予め定められた所定の距離だけ変位（indexing) させる様に構成されているものである。
尚、本発明に於いては、当該変位させる所定の距離は、１種類のみに限るものではなく、複数種の距離のそれぞれを任意のタイミングで任意に選択して変位させる様に構成する事も可能である。
【００１２】
それゆえ本発明の重要な目的は、従来技術によるよりもはるかに多量の溶接ワイヤを充填できるワイヤ貯蔵ドラムを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、自動または半自動溶接プロセスの間、故障時間が少なく労力の少ないワイヤ貯蔵ドラムを提供することにある。
【００１４】
さらに本発明の他の目的は、より多くのワイヤをより狭い空間に詰めることにより従来よりも狭い貯蔵空間しか要しないワイヤ貯蔵ドラムを提供することにある。
【００１５】
さらに他の本発明の目的は、より密に詰められた容器となる貯蔵ドラム内に溶接ワイヤを密に詰めるための装置を提供することにある。
【００１６】
さらに他の本発明の目的は、溶接プロセスの間、ワイヤをスムーズに引き取る能力に影響することなくドラム内にワイヤを密に詰めるための方法を提供することにある。
【００１７】
さらに他の本発明の目的は、溶接プロセスの間、容器を取り替えることに伴うダウン時間と労力コストを減らすことにある。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の目的は、以下の詳細な説明を読んで理解すれば当業者に明らかになるであろう。
【００１９】
【実施例】
以下、図面を用いて説明するが、これらは本発明の実施例を説明するためのものであって、本発明をこれらと同一のものに限定する目的ではない。図１はドラム巻回システム１０を示し、これは製造プロセス（図示せず）から連続溶接ワイヤ１１を引き出すものである。ワイヤ１１はベルト１５を駆動するプリー１６につながれたワイヤ供給モータ１４によって駆動されるキャプスタン１２によって引き出される。ワイヤは、製造プロセスとキャプスタン１２の間でワイヤ１１への張力を維持するための一連のロールおよび踊りロール１７ａ・１７ｂ・１７ｃを通って引き出される。図１と図２Ｂからわかるように、ワイヤ１１はキャプスタン１２のまわりに約２７０°巻き付けられる。これによりワイヤ１１をダンサロール１７ａ〜１７ｃを介して引き出すための適切な摩擦と駆動力が与えられる。ワイヤ１１は巻回ビーム２２から吊り下げられた回転可能な敷設（ｌａｙｉｎｇ）ヘッド２１内に供給される。ヘッド２１は巻回ビーム２２から吊り下がった軸受ハウジング２３内で回転する。ヘッド２１は敷設チューブ２４と、そこから伸びフランジ２６によって回転を支持されるジャーナル部２５、およびそれぞれ軸受ハウジング２３の頂端と底端にある頂軸受２７、底軸受２８を有する。ジャーナル部２５は軸受２７・２８と接触するための外円筒面３１と、ワイヤ１１をキャプスタン１２からチューブ２４へ通過させる中空軸内部を区切る内円筒面３２の双方を有する。
【００２０】
プリー３３は軸受ハウジング２３の下でジャーナル部２５の外円筒面３１内にキー締めされている。対応するプリー３４が層駆動モータ３６の軸３５から伸びている。ベルト３７がプリー３３と３４をつないでモータ３６がジャーナル部２５とヘッド２１を駆動する。
【００２１】
制御パネル４１がモータ３６とモータ１４の速度を管理するとともに、これら２つのモータの速度比を調整する。モータ速度はヘッド２１の回転速度とキャプスタン１２の回転速度に影響する。ヘッドとキャプスタンの回転速度比が以下説明するようにワイヤ１１のループ径を決める。
【００２２】
敷設チューブ２４は外円筒面４２、内円筒面４３、およびそれぞれ内面４５と外面４６をもつ一般に閉じた上端４４を有する。チューブ２４の中心軸Ａのまわりに中心のある小穴４７が内面４５と外面４６の間に伸びている。ジャーナル部２５の低端が小穴４７を通って伸び、小フランジ５１によって支持されている。チューブ２４の底端はその低端の円周のまわりに伸びるリング５２を有する。リング５２は、それを通ってワイヤ１１が充填操作の間、チューブ２４から通り抜ける開口部５３をもつ。
【００２３】
回転テーブル５４はテーブル支持５５上に設けた回転部材を介して自転可能に回転支持されている。テーブル支持５５は案内トラック５６、力シリンダ５７、およびＬ形ビーム部５８を有する。支持５５はその上で回転テーブル５４を回転させ、特にＬ形ビーム部５８の水平ビーム６１上で回転させる。ワイヤ１１の重量がドラム６２内に印加されると、ゴム案内車６４に付けられた垂直ビーム部６３がＨビームとして示されている案内トラック上を下方方向に降下し、それによってＬ形ビーム部５８はドラム６２が満たされる間、案内トラック５６に沿って徐徐に下方方向に移動せしめられる。
【００２４】
垂直ビーム部６３はそこから外に伸びるフィンガー６５を有し、圧力シリンダ・アセンブリ７２の一部であるロッド７１の外端６８にピン６７で回転可能に付けられている。圧力シリンダ・アセンブリ７２は圧力シリンダ７３を有する。シリンダ７３はドラム６２が空のとき、シリンダ７３が平衡にありＬ形ビーム部５８が案内トラック５６上で最高位置にあるように圧力を加えられる。ドラム６２がワイヤ１１で満たされると、回転テーブル５４上にかかる付加重量によりピストン・ロッド７１を矢印Ｘのように案内トラック５６の下方に制御して伸びさせる。シリンダ７３内の圧力は圧力比に対する予め定められた重量に基づいている。制御された下降により、ワイヤ１１が回転テーブル５４に隣接するドラム６２の底からドラム６２の頂へとドラム内に置かれる。こうして、実施例ではヘッド２１は垂直方向には動かないが、代わりに回転テーブル５４がチューブ２４の中心軸線Ａと平行な垂直方向に動く。
【００２５】
回転テーブル５４はチューブ２４と同様にして回転駆動される。軸受ハウジング８４がＬ形ビーム部５８の水平ビーム６１上に装着されている。ジャーナル部８５が回転テーブル５４から下方に伸び、軸受８６と８７によって自由に回転させられる。本発明によれば、ジャーナル部８５はシリンダで外円筒面８８と内円筒面８９をもっている。歯車ベルト・プリー９２はジャーナル部８５の底端にキー締めされている。プリー９２はベルト９４によってプリー９３につながれている。プリー９３はギヤボックス９６を通ってモータ９５によって駆動される。回転テーブルモータ９５は実質的に敷設チューブ２４からギヤ・ダウンされ、チューブ２４のフル回転に関し、回転テーブル５４が１回転の一部だけ回転するようにする。
本発明に於いては、当該軸受ハウジング８４、当該ジャーナル部８５、当該軸受８６と８７及び例えば上記した様なプリー９２、９３、ベルト９４及びモーター９５等で構成されている適宜の回転駆動機構とで回転部材を構成する。
従って、当該回転テーブル５４は、少なくとも当該回転駆動機構と当該ジャーナル部８５の回転駆動軸、即ち当該第２の軸を介して回転せしめられる。
【００２６】
図２Ａ、図３および図４に最もよく示されているように、回転テーブル５４、即ち回転中にスライドが可能なスライドテーブル１０３はジャーナル部８５の頂端キー・アセンブリ１０２によって回転駆動される底プラットフォーム１０１と係合している。
図４のように、回転テーブルを構成する当該スライドテーブル１０３の底端１０５内に切り込まれたキーウェイ１０４（スライド係合部）によって当該底プラットフォーム１０１上に摺動可能に装着されている。
底プラットフォーム１０１のキー１０６、つまりスライド部は当該スライド係合部１０４を介して当該回転テーブルであるスライドテーブル１０３を保持する。スライドテーブル１０３はキー１０６上のキーウェイ１０４のスライドによって、底プラットフォーム１０１に対して動くことができる。キー１０６とキーウェイ１０４はナイロンなどのような摩擦の小さな面でコーティングされ得る。さらに、キー１０６の軸受面１０７はスライドテーブル１０３と底プラットフォーム１０１の間の移動を容易にするトラックとボール軸受のようなもの（図示せず）を備え得る。
上記から明らかな通り、本願発明に於ける当該底底プラットフォーム１０１は、当該回転部材の第２の軸線を中心として回転するものである。
【００２７】
スライド・テーブル１０３の運動はそれとともに働くインデクサー（変位手段）によって引き起こされる。当該変位手段は好ましくは、回転テーブル５４から下方にあるスライド部を有する底プラットフォーム１０１とピストンとシリンダのアセンブリ１１０を有する変位部材とで構成される。該アセンブリ１１０は、一般に２つの同一のロッドとピストン１１１と１１２を有し、これらは共通に駆動ロッド１１４につながれている。ロッドとピストン１１１・１１２の各々は回転テーブル５４のジャーナル部８５から等距離ずつ離れて置かれ、図３のようにキー１０６とキーウェイ１０４の間の移動の方向と一般に平行である。
即ち、本願発明に於ける当該変位部材は、 該回転テーブルが回転する間に、当該ドラムの中心軸線と当該第１の軸線との相対的位置関係が当該第２の軸線は固定したままの状態で変化する様に当該回転テーブルを変位させる機能を有するものである。
更に、本願発明に於ける当該変位部材は、当該ドラムを自転可能に搭載保持するための当該回転テーブルと当該回転部材との間に設けられており、当該変位部材には、例えば当該底プラットフォームに設けられている様なスライド部が設けられており、該スライド部を介して当該回転テーブルが当該第１軸線に対して当該第１の軸線と直交する方向に動くことが出来る様に構成されている。
【００２８】
ロッドとピストン１１１について説明する。ロッドとピストン１１２は１１１と同一で、図面でその他は同じ番号を付されている。ロッドとピストン１１１はピボットピン１１７で底プラットフォーム１０１から下方に依るブラケット１１６に回転可能に付けられたピストン部１１５を有する。ロッド部１１８はピストン部１１５の対向端からその中に駆動ロッド１１４を保持するブロック１２１へ伸びている。今度は駆動ロッド１１４は一般にロッド部１１８に直交し、ロッドとピストン１１２から伸びる同一のブロック１２１につながれている。ブロック１２１の間で、駆動ロッド１１４は低端１２３でレバー１２２につながれている。レバー１２２の中間部１２４で、レバー１２２はピン１２５で、底プラットフォーム１０１の底端から伸びるブラケット１２６に回転可能につながれている。レバー１２２の上端部１２７で、レバー１２２はピン１２８でスライドテーブル１０３に回転可能につながれている。図４に最もよく示すように、レバー１２２は底プラットフォーム１０１を通って、スロット１３１と１３２を通るスライドテーブル１０３まで伸びている。ロッドとピストン１１１・１１２はそれぞれ（圧縮）空気によって駆動される。圧空源（図示せず）はジャーナル部８５の底で圧空供給チューブ１３３につながれている。内円筒面８９はそれを通って圧空が圧空供給ホース１３４・１３５（図３）、およびシリンダ入口１３６へと上方に供給される圧空通路として働く。このような配列をもって、圧空供給によりロッドとピストン１１１・１１２のロッド部１１８を駆動でき、次にレバー１２２を駆動してスライドテーブル１０３とキーウェイ１０４をキー１０６と底プラットフォーム１０１に対して水平方向に動かすことができる。この配列により、回転テーブル５４と底プラットフォーム１０１の回転能力に影響することなく、このスライド移動を成し遂げられる。
即ち、本願発明に於いては、上記した様に、当該回転テーブル５４は、当該テーブル支持部５５に搭載されている固定された第２の回転軸線を有する回転部材と直接接続されていて、当該回転部材の第２の回転軸線の周りに回転する底プラットフォーム１０１を介して配置されている。
従って、当該回転テーブル５４に搭載されたドラム６２は、当初は、その中心軸線Ｂは、当該第２の回転軸線と一致させた状態で、当該回転部材の回転に伴って当該第２の回転軸線の周りで回転している当該底プラットフォーム１０１と共に回転するが、当該変位手段 ( インデックス手段 ) を所定のタイミングで所定の期間、所定の変位量で作動せると、当該回転テーブルを構成する当該スライドテーブル１０３が、当該第２の軸線を固定したまま、当該第２の軸線と直交する方向に移動するので、当該回転テーブル５４に搭載された当該ドラムも同じ様に移動され、当該ドラムの中心軸線Ｂは、当該回転部材が回転している間でも、当該第２の回転軸線が固定された状態のまま、当該第２の回転軸線と直交する方向に移動するので、当該第１の軸線Ａとの相対的な距離が変化することになる。図５に十分に充填されたドラム６２を示す。
【００２９】
本発明はこのように回転テーブル５４上に、特に図９〜１３の方法に従って充填されるスライドテーブル１０３へクリップ１３７を用いてドラム６２を充填させる。溶接ワイヤ１１は軸線Ａのまわりに敷設チューブ２４を回転させることにより、ドラム６２内に載置される。チューブ２４の回転は図９〜１１の矢印Ｃで示す。チューブの軸線Ａはドラム６２の中心軸線Ｂからずれている。
【００３０】
図９乃至図１１に示されている具体例に有っては、当該溶接ワイヤを当該ドラム６２内部に収容する場合に於いて、予め定められた時間の間は、当該変位手段を稼動させず、従って軸位置変更操作は行わず、当該第２の回転軸線と当該ドラムの中心軸線Ｂとを一致させた状態で、予め定められた所定の時間で当該溶接ワイヤの引き取りを行う第１の処理を実行し第１の層を形成する。
本具体例では、当該第１の層を構成する各ループのループ径は図９に示す様に実質的に同一である。
例えば、５０．８ｃｍ（２０インチ）の貯蔵ドラム６２が使われている。チューブ２４の各１回の３６０°回転毎に、４１．９ｃｍ（１６．５インチ）径のループのワイヤ１１が置かれる。同時に回転テーブル５４が１回転の一部分、好ましくは１度と２度の間で、矢印Ｍの回転方向に回転させられる。ドラム６２内に展開されるパターンは図９Ｂに示される。
その後、ドラム６２の約９〜１０回転の後、当該変位手段を稼動させて、予め定められた期間、当該回転部材が回転している間に、該ドラム６２の中心軸線Ｂを当該第２の回転軸線を固定したまま、当該第１の回転軸線Ａに対して当該第１の回転軸線Ａと直交する方向に所定の距離だけ移動させ、当該第１の回転軸線Ａと当該ドラム６２の中心軸線Ｂとの相対的な位置関係を変更して当該溶接ワイヤの引き取りを行う第２の処理を実行し、第２の層を形成する。
その後、再び第１の処理操作に戻って以後上記第１と第２の処理操作を繰り返すものである。
図７・８の断面は、図６の回転法を使って展開され、ドラム６２の中心軸Ｂに向かって密度を低めながら、ドラム６２の最外端で高密度のワイヤを示している。
【００３１】
本発明は、および特にロッドとピストン１１１・１１２は、チューブ２４の静止中心軸Ａに対するドラム６２の中心軸Ｂの移動を許す。図１１Ａ・１１Ｂのように、この運動はキャプスタン１２とチューブ２４の間の回転速度比の調整とともに、ドラム６２内の敷設パターンを変える。ドラム６２の中心軸を対応させてシフトさせることなく、溶接ワイヤ１１のループ径だけを変えるのは、ループ径が少なくとも１点でドラム６２の内面に接線接触するので、好ましくない。ワイヤ１１はいくぶん「生きて」いるので、故意にそこに置かれないとしても、内面を探そうとする。この敷設が制御されないと、ワイヤのスムーズな引き取りが保証されない。
【００３２】
図１２のように、本発明は独自に、ドラム６２内に置かれる、ワイヤ１１の同一のループ径を有するループ群で構成された第１の層を構成するループの層と、当該第１の層を構成するループ形状とは異なるループ形状を有するループ群で構成された第２の層を構成するループ層とが交互に積層されて形成された層を形成している。
図１３は、通常のワイヤ巻き取り操作と２種類の軸変位操作を間歇的に実施した場合には、３種類の層が交互に形成される事を示している。
これによって、ドラム６２内のパッキング密度を大いに増す。パッキング密度は同一ドラム内に５０％以上多くワイヤを置くことにより、同一容積の容器内で５０％向上することが分かった。
各ループ径はドラムの中心線から等しく離れた点で異なる密度をもつので、異なる密度と重量がドラム６２内により密にワイヤ１１を詰め、より少ない空きスペースが同一容積内に作られる。
図１３に示す様に、変位手段の操作を異ならせることによって異なる他のパターンが展開され得ることが理解されるであろう。本発明は各ドラム６２の容量を従来技術の方法と装置よりも５０％増加させる。上記実施例が変形され得ることは理解されるであろう。最適密度はドラム径とループ径とによって決められる。
【００３３】
本発明を実施例にもとづいて説明してきた。明らかに、ここで論じた以外の変形と変更が、本明細書を読んで理解した当業者に起こるであろう。それらが本発明の範囲内にある限り、それらの変形のすべては本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による充填装置の正面図である。
【図２】（Ａ）は図１の下半分の正面図、（Ｂ）は図１の上半分の正面図である。
【図３】図３は、図２（Ａ）の３−３矢視平面図である。
【図４】図４は、図２（Ａ）の４−４矢視の回転テーブル装置の正面図である。
【図５】図５は、本発明によるワイヤを充填した貯蔵ドラムの正面図である。
【図６】図６は、従来技術によるワイヤ敷設方法を示す平面図である。
【図７】図７は、従来技術による充填ワイヤの密度変化を示す一部平面断面図である。
【図８】図８は、従来技術による充填ワイヤの密度変化を示す一部平面断面図である。
【図９】図９（Ａ）（Ｂ）は、本発明による単ループ径層の形成ステップを示す平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）（Ｂ）は、本発明による他の実施例よりなる単一ループ径層の形成ステップを示す平面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、図９（Ａ）（Ｂ）のループ径形成方法を示す正面断面図、図１１（Ｂ）は、図１０（Ａ）（Ｂ）のループ径形成方法を示す正面断面図である。
【図１２】図１２は、図９〜１１のワイヤの交互層の効果を示す一部正面断面図である。
【図１３】図１３は、他の実施例よりなるワイヤの交互層の例を示す一部正面断面図である。
【符号の説明】
１０：ドラム巻回システム
１１：溶接ワイヤ
１２：キャプスタン
１６：プリー
２１：敷設ヘッド
２４：敷設チューブ
５４：回転テーブル
６２：貯蔵ドラム
７２：圧空シリンダ・アセンブリ
８５：ジャーナル部
１０３：スライドテーブル

Claims (25)

1. 溶接ワイヤを引っ張り出すためのキャプスタン、
   該キャプスタンからワイヤを受け取るための第１軸線を中心として回転可能な敷設ヘッド、
   ワイヤを充填するためのドラムを支持する支持部材、
   当該支持部材に設けられており、当該第１の軸線とは異なり且つ当該第１の軸線と平行な該第２軸線を中心として回転する回転部材、
   当該回転部材に設けられており、当該ドラムの中心軸線を当該第２の軸線と一致させた状態で当該ドラムを搭載して当該第２の軸線を中心として回転する回転テーブル、及び
   当該回転テーブルが回転する間に、当該ドラムの中心軸線と当該第１の軸線との相対的位置関係が当該第２の軸線は固定したままの状態で変化する様に当該回転テーブルを変位させる変位部材、
   とから構成されている事を特徴とする貯蔵ドラムにワイヤを密に充填するための装置。
2. 当該装置は、当該変位部材の変位時に当該ドラム内にループ状に充填されるワイヤーが形成する個々のループ径を適宜に変える為のループ径変更部材を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 当該ドラムの中心軸線を当該第１の軸線に対して相対的に変位させるための当該変位部材は、ピストンとシリンダとのアセンブリからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 当該変位部材は、前記ドラムを搭載保持する当該回転テーブルを、当該ドラムの中心軸線が当該第１軸線に対して当該第１の軸線と直交する方向に動かす様に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の何れかに記載の装置。
5. 当該変位部材は、当該ドラムを自転可能に搭載保持するための当該回転テーブルと当該回転部材との間に設けられており、当該変位部材にはスライド部が設けられており、該スライド部を介して当該回転テーブルが当該第１軸線に対して当該第１の軸線と直交する方向に動くことが出来る様に構成されていることを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 当該スライド部は、当該第２軸線を中心として回転する当該回転部材に設けられた回転可能な底プラットフォーム部に設けられていることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. ピストンとシリンダのアセンブリが当該底プラットフォーム上に装着されていることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 当該ドラムを搭載保持するための当該回転テーブルの一部に当該スライド部と係合するスライド係合部が形成されており、かつ当該回転テーブルは、当該スライド部を介して当該第２の軸線に対して相対的に動くことのできることを特徴とする請求項１記載の装置。
9. 当該回転テーブルを回転させるための当該回転部材が当該スライド部の下方に配置された、回転駆動機構と回転駆動軸とで構成されていることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 溶接ワイヤを引っ張り出すためのキャプスタン、
    該キャプスタンからワイヤを受け取るための第１軸線上の回転可能な敷設ヘッド、
    ワイヤを充填するためのワイヤドラムを搭載保持するドラム搭載保持部分を有する回転テーブル、
    当該回転テーブルを当該第１の軸線とは異なる当該第１の軸線と平行な第２軸線のまわりに回転させるための回転部材、および
    該回転テーブルの回転の間、当該第２の軸線を固定したまま、当該ワイヤドラムの中心軸線を当該第１の軸線に対して相対的に変位させるための変位部材とからなる、貯蔵ドラムにワイヤを密に充填するための装置。
11. 当該変位部材は、当該回転テーブルと当該回転部材の回転軸との間に設けられており、且つ当該変位部材はスライド部を含んでおり、当該回転テーブルは、 当該スライド部を介して当該第２軸線に対して動くことのできることを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 当該変位部材が更にピストンとシリンダのアセンブリを含んでいることを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 当該回転部材が当該スライド部の下方に装着された回転駆動機構と回転駆動軸を有することを特徴とする請求項１１記載の装置。
14. 当該ワイヤドラムの中心軸線を当該第１の軸線に対して相対的に変位させるための変位部材が当該回転テーブルの下方にあるスライド部及びピストンとシリンダのアセンブリとからなることを特徴とする請求項１０記載の装置。
15. 回転テーブルのドラム搭載保持部分にスライド部と係合するスライド係合部が形成されており、該スライド部を介して当該回転テーブルのドラム搭載保持部分が当該第１の軸線に対して該軸と直交する方向に動くことのできることを特徴とする請求項１０記載の装置。
16. 当該スライド部が底プラットフォーム上に置かれ、該底プラットフォームが第２の軸線のまわりに回転できることを特徴とする請求項１５記載の装置。
17. キャプスタンを備え、
    供給源から溶接ワイヤを引っ張り出すため該キャプスタンを回転させ、
    第１の軸線上に敷設ヘッドを備え、
    キャプスタンから該敷設ヘッドにワイヤを供給し、
    ワイヤドラムを支持するための当該第１の軸線と異なり当該第１の軸線と平行な第２の軸線を中心に回転する回転テーブルを備え、
    ワイヤドラム内にワイヤを巻くため敷設ヘッドを当該第１の軸線を中心に回転させるステップと
    当該ワイヤドラムの中心軸線と当該回転テーブルの回転中心軸線である当該第２の軸線とが一致するように当該回転テーブルに搭載保持されたワイヤドラム内にワイヤを巻くステップと、
    ワイヤドラム内にワイヤを巻く間、所定のタイミングで、第２の軸線を固定したまま、当該第２の軸線に一致している当該ワイヤドラムの中心軸線を当該敷設ヘッドの回転軸である当該第１の軸線に対して相対的に変位させるステップとからなる、
    貯蔵ドラムに溶接ワイヤを密に充填するための方法。
18. 当該ワイヤドラムの中心軸線が当該第１軸線に対して間歇的に変位せしめられることを特徴とする請求項１７記載の方法。
19. 回転テーブルがスライド部を有し、ワイヤドラムの中心軸線が第１軸線に対して変位せしめられるステップは、当該第１軸に対してスライド部を変位させることを含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
20. 敷設ヘッドを回転させるステップの間、回転テーブルを回転させることを特徴とする請求項１７記載の方法。
21. 当該敷設ヘッドを第１回転速度で回転させると共に、当該回転テーブルを第３回転速度で回転させ、且つ当該第１回転速度を当該第３回転速度よりも大きく設定することを特徴とすることを特徴とする請求項２０記載の方法。
22. 当該キャプスタンを第２回転速度で回転させると共に、当該第２回転速度に対する第１回転速度の比を固定することにより、ワイヤドラムの内のワイヤのループの大きさを制御することを特徴とする請求項２１記載の方法。
23. 当該ドラムの中心軸線を変位させるステップが回転テーブルの回転数の関数として、第１軸線に対してワイヤドラムを動かすことを含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
24. 溶接ワイヤを引っ張り出すためのキャプスタン、
    該キャプスタンからワイヤを受け取るための第１軸上の回転可能な敷設ヘッド、
    第２軸線のまわりに回転テーブルを回転させるための回転部材と接合された、ワイヤを充填するためのドラムを搭載保持するための回転テーブル、および
    該回転テーブルの回転の間、当該第２の軸線を固定したまま、ドラムの位置を、回転可能な敷設ヘッドの第１の軸に対して直交する方向に相対的に動かすために回転テーブル上に装着された変位手段（ｉｎｄｅｘｅｒ）、と
    からなる貯蔵ドラムにワイヤを密に充填するための装置。
25. 当該変位手段（ｉｎｄｅｘｅｒ）がピストンとシリンダのアセンブリからなることを特徴とする請求項２４記載の装置。

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