JP3816028B2

JP3816028B2 - 容器入り溶接用ワイヤ

Info

Publication number: JP3816028B2
Application number: JP2002180000A
Authority: JP
Inventors: 敏満永井; 光萩野谷; 慎太郎尾崎; 徹金森
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP2004017140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器と内筒との間にループ状で且つ円筒状に積層された溶接用ワイヤと、このワイヤ積層体の上面に載置されたワイヤ押え治具とを備えた容器入り溶接用ワイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、アーク溶接ロボット等の自動溶接装置による自動溶接では、溶接用ワイヤの交換頻度を減らして溶接作業効率の向上を図るため、容器内に大容量の溶接用ワイヤ（例えば、鋼溶接用の場合、ワイヤ径１．２ｍｍφで２００ｋｇ）をループ状で且つ円筒状に積層し収納してなる容器入り溶接用ワイヤが使用されている。このような容器入り溶接用ワイヤでは、積層面に対して垂直方向に、すなわち、円筒状をなすワイヤ積層体の軸線方向（容器軸線方向）に溶接用ワイヤ（以下、単にワイヤという）が引き出されるように容器内に収納されているので、このワイヤを引き出したときに、ワイヤ周方向に捻れが発生することになる。そこで、容器入り溶接用ワイヤでは、容器にワイヤを収納する際に、ワイヤを引き出した後の捻れが相殺されてゼロとなるようにすべく、予めワイヤに捻れを与えて収納するようになされている。
【０００３】
容器入り溶接用ワイヤでは、容器内にこのように予め捻れを与えた状態でワイヤをループ状で且つ円筒状に積層し収納している。このため、容器入り溶接用ワイヤでは、収納した最後尾のループ状ワイヤから１ループずつ（１輪ずつ）巻き解いて順序よく引き出す必要性があり、その際、今回のループ状ワイヤを引き出す時に次に引き出されるループ状ワイヤの収納状態に悪影響を与えてトラブルを引き起こすことなく円滑に引き出すようにする必要がある。
【０００４】
そして従来、この種の容器入り溶接用ワイヤに関する代表的な先行技術として、特開２０００−２０２６３０号公報に溶接ワイヤ充填ペイルが開示されている。図６は従来の溶接ワイヤ充填ペイルを示す図であって、内・外筒の軸線と垂直方向の断面図である。図７は図６における押え治具の斜視図である。
【０００５】
この従来の溶接ワイヤ充填ペイルは、図６及び図７に示すように、同心状に配置された内筒５６及び外筒５２と、これらの間にループ状で且つ円筒状に積層された溶接ワイヤＷと、この溶接ワイヤＷの上面に載置された押え治具６０とを備えている。外筒５２は有底円筒状をなし、内筒５６は円筒状をなしている。また、押え治具６０が、外筒５２の内周面寄りに位置するリング６２と、このリング６２の内周縁から求心状に突設され平面視で略三角形を呈し且つ先細の先端部を内筒５６の外周面に接触可能とした複数のガイド片６４とを有して構成されている。符号６８は、リング６２の外周縁に沿って立設され、外筒２の内周面に接触する接触帯である。
【０００６】
このような溶接ワイヤ充填ペイルにおいては、内筒５６と外筒５２間から引出される溶接ワイヤＷは、内筒５６寄りの位置と外筒５２寄りの位置との間を繰返し略ジグザグ状に移動するが、複数のガイド片６４の形状がこのようなワイヤの引出し時の動きに対応しているため、押え治具６０を跳ね上げ難くする。これにより、引出される途中におけるワイヤに細かな絡みやもつれが生じるのを防止するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前述した従来の溶接ワイヤ充填ペイルでは、容器内から溶接用ワイヤを引き出すに際し、ワイヤ積層体でのワイヤ引き出し点から容器上方のワイヤ引き出し治具のワイヤ引き出し口に至る間で溶接用ワイヤのたるみが生じ、該たるみに起因するワイヤ同士の絡みが発生することについては、考慮されておらず、改善の余地があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、容器と内筒との間にループ状で且つ円筒状に積層された溶接用ワイヤと、このワイヤ積層体の上面に載置されたワイヤ押え治具とを備え容器入り溶接用ワイヤにおいて、ワイヤ積層体から引き出された直後の内筒外周面との接触点から容器上方に位置するワイヤ引き出し口に至る間での溶接用ワイヤのたるみの発生をなくしてワイヤ同士の絡みを確実に防いで、溶接用ワイヤの円滑な引き出しを行うことができるようにした容器入り溶接用ワイヤを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願発明では次の技術的手段を講じている。請求項１の発明は、容器と、この容器内にこれと同心状に設けられた内筒と、前記容器と前記内筒との間にループ状で且つ円筒状に積層された溶接用ワイヤと、このワイヤ積層体の上面に載置されたワイヤ押え治具とを備え、前記溶接用ワイヤを容器軸線方向に引き出す容器入り溶接用ワイヤにおいて、前記ワイヤ押え治具が、前記容器の内周面に沿って位置する環状枠体と、前記環状枠体から内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなし、先端部が前記内筒の外周面に近接する弾性変形可能な複数のワイヤ押え片と、前記環状枠体から内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなし、弾性変形した状態にて先端部が前記内筒の外周面に上向きに接触する弾性変形可能な複数のワイヤたるみ防止片とにより構成されていることを特徴とする容器入り溶接用ワイヤである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の容器入り溶接用ワイヤにおいて、前記容器の上端面から３０ｍｍ以上下方の位置に前記内筒の上端面が位置するように前記容器に対して前記内筒が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の容器入り溶接用ワイヤにおいて、溶接用ワイヤがアルミニウム又はアルミニウム合金ワイヤであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明による容器入り溶接用ワイヤでは、ワイヤ積層体の上面に載置されるワイヤ押え治具が、容器の内周面に沿って位置する環状枠体と、この環状枠体から内方に内歯車状に突設された弾性変形可能なワイヤ押え片及びワイヤたるみ防止片とにより構成されており、ワイヤ押え片及びワイヤたるみ防止片による複合構造となされている。このワイヤ押え治具は、ワイヤ積層体を形成しているワイヤが順次引き出されて該ワイヤ積層体が徐々に減るに従って下降して行くものである。
【００１３】
この場合、本発明による容器入り溶接用ワイヤは、ワイヤ押え片とワイヤたるみ防止片とを両者が円周方向において同一位置に位置するように構成してよい。すなわち、ワイヤ押え治具は、容器の内周面に沿って位置する環状枠体と、前記環状枠体から内方に内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなし、先端部が内筒外周面に近接する状態でワイヤ積層体の上面に位置する弾性変形可能な複数のワイヤ押え片と、前記環状枠体から内方に内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなすとともに、前記ワイヤ押え片より長尺をなし、ワイヤ押え片の上面に重ねられて位置して途中より斜め上方に延び、弾性変形した状態にて先端部が内筒外周面に上向きに接触する弾性変形可能な複数のワイヤたるみ防止片とにより構成することができる。
【００１４】
また、本発明による容器入り溶接用ワイヤは、ワイヤ押え片とワイヤたるみ防止片とを両者が円周方向において交互に位置するように構成してもよい。すなわち、ワイヤ押え治具は、容器の内周面に沿って位置する環状枠体と、前記環状枠体から内方に内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなし、先端部が内筒外周面に近接する状態でワイヤ積層体の上面に位置する弾性変形可能な複数のワイヤ押え片と、前記環状枠体から前記ワイヤ押え片とは位相をずらせ重ならない状態にて内方に内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなすとともに、前記ワイヤ押え片より長尺をなし、ワイヤ積層体の上面に位置して途中より斜め上方に延び、弾性変形した状態にて先端部が内筒外周面に上向きに接触する弾性変形可能な複数のワイヤたるみ防止片とにより構成することができる。
【００１５】
このように、前記弾性変形可能な複数のワイヤ押え片は、環状枠体から内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなし、先端部が内筒外周面に近接する構成となされている。これにより、ワイヤ積層体からワイヤが引き出される際にはその引き出し部位のワイヤ押え片のみが弾性変形してワイヤの引き出しを可能とする一方、他の部位に位置する残りのワイヤ押え片により、ワイヤ積層体を形成するループ状ワイヤの跳ね上がりを防止することができる。この場合、ワイヤ押え片は、ワイヤが捻れを与えられて収納されていることから、ワイヤ引き出し時にはワイヤが捻れを解除して元に戻ろうとする力以上の力でもって弾性変形可能となされている。
【００１６】
また、弾性変形可能な複数のワイヤたるみ防止片は、環状枠体から内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなすとともに、前記ワイヤ押え片より長尺をなし、弾性変形した状態にて先端部が内筒外周面に上向きに接触する構成となされている。このように、ワイヤ押え片とワイヤたるみ防止片とによる複合構造となっており、先端部が内筒外周面に上向きに接触するワイヤたるみ防止片により、ワイヤ引き出し時にはワイヤ積層体からのワイヤが内筒側へ向かって導かれる。その結果、容器と内筒間の半径方向における中央位置より内筒側寄り位置においてワイヤ押え片が弾性変形してワイヤ積層体からのワイヤが開放され、該ワイヤがワイヤたるみ防止片と内筒外周面との接触点へと導かれ、内筒外周面に沿って上方へ引き上げられることになる。
【００１７】
さて、ワイヤの引き出しを行う場合、ワイヤ積層体から引き出された直後の内筒外周面との接触点から容器上方に位置するワイヤ引き出し口に至る間においてワイヤにたるみが発生すると、予めワイヤに捻れを与えて収納していることから、前記たるみを利用してワイヤが回転（回動）することでワイヤ同士の絡みが生じることになる。本発明による容器入り溶接用ワイヤでは、先端部を内筒外周面に接触させている前記ワイヤたるみ防止片を備えているので、ワイヤ積層体からのワイヤが内筒外周面と各ワイヤたるみ防止片との接触点を該ワイヤたるみ防止片に接触しながら順々に通過して、各ワイヤたるみ防止片がたるみの発生を防ぐためのワイヤの突発的引き出しを防止する間欠的ブレーキの役目をなす。これにより、ワイヤ積層体から引き出された直後の内筒外周面との接触点から容器上方の引き出し治具のワイヤ引き出し口に至る間での溶接用ワイヤのたるみの発生をなくすことができ、該たるみに起因するワイヤの回転（回動）によるワイヤ同士の絡みを確実に防止することができる。
【００１８】
本発明による容器入り溶接用ワイヤにおいては、内歯車状をなす複数のワイヤ押え片の各々を２枚重ね以上の多重構成とすることが可能であり、これにより、ワイヤの剛性に応じてこれに合わせて、ワイヤ積層体の上面にかかる押え力であるワイヤ押圧力を、ワイヤに塑性変形を生じさせることなく調整可能に設定することができる。また、同様に、内歯車状をなす複数のワイヤたるみ防止片の各々を２枚重ね以上の多重構成とすることが可能である。これにより、ワイヤの剛性に応じてこれに合わせて、ワイヤ積層体から引き出されるワイヤにかかる先端部による押え力を、ワイヤに塑性変形を生じさせることなく調整可能に設定することができる。
【００１９】
本発明による容器入り溶接用ワイヤにおいては、円筒状のワイヤ積層体から引き出されて内筒外周面に沿って上方へ引き上げられてきたワイヤは、内筒上端周縁部と接触しながら、さらに容器上方に位置するワイヤ引き出し治具のワイヤ引き出し口（ワイヤ引き出し孔）へと導かれる。この場合、本発明による容器入り溶接用ワイヤでは、容器の上端面から３０ｍｍ以上下方の位置に内筒の上端面が位置するように容器に対して内筒を設けて、前記引き出し治具のワイヤ引き出し口に向かって導かれているワイヤが内筒上端周縁部との接触で大きく曲げられることのないようにしている。これにより、本発明による容器入り溶接用ワイヤでは、ワイヤが内筒上端周縁部との接触による大きな変形力を受けることがなく、ワイヤ引き出し抵抗を小さくできるとともに、溶接時のワイヤ直進性を損なうような曲がりなどの塑性変形が発生することを確実に防ぐことができる。
【００２０】
なお、本発明による容器入り溶接用ワイヤにおいては、内筒の高さは定格ワイヤ量収納時におけるワイヤ積層体の上面より高くなるように設定されている。また、容器と内筒との間には、ほぼ一定の径のループ状をなすワイヤが円筒状に積層されており、このワイヤ積層体内周面と内筒外周面の間、及び、ワイヤ積層体外周面と容器内周面の間は、ループ状ワイヤが落ち込まないようにすべく、ほとんど隙間がないようにワイヤが収納されている。
【００２１】
本発明による容器入り溶接用ワイヤは、特に、アルミニウム又はアルミニウム合金ワイヤに対して好適である。アルミニウム又はアルミニウム合金ワイヤは、鋼製ワイヤと比較すると、比重が約１／３で軽く、また、軟らかいことから、容器内を自由に動き易いので、より適切な容器入り溶接用ワイヤが必要となる。特に、軟質系アルミニウム合金ワイヤ（１０００系、４０００系）は、塑性変形を生じさせないようにして引き出す必要がある。本発明による容器入り溶接用ワイヤによれば、前述した構成を有しているので、アルミニウム又はアルミニウム合金の溶接用ワイヤであっても、ワイヤ積層体から引き出された直後の内筒外周面との接触点から容器上方のワイヤ引き出し口に至る間でのワイヤのたるみの発生をなくして塑性変形を生じさせるワイヤ同士の絡みを確実に防止することができ、また、ワイヤ積層体から引き出されて上方に引き上げられるワイヤに内筒上端周縁部との接触による曲がりなどの塑性変形が生じることを防いで、ワイヤの円滑な引き出しを行うことができ、その結果、溶接時に溶接トーチからのワイヤの直進性に優れ、溶接作業を安定して行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施形態による容器入り溶接用ワイヤを模式的に示す一部破断斜視図、図２は図１に示す容器入り溶接用ワイヤの断面図である。また、図３は図１におけるワイヤ押え治具を模式的に示す平面図、図４は図１におけるワイヤ押え治具を模式的に示す断面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、有底円筒をなす容器１の内側に、容器１と同心状に円筒形をなす内筒２が設けられている。容器１及び内筒２は、例えば積層紙材からなっている。この容器１と内筒２との間に、ワイヤＷをループ状で且つ円筒状に積層して充填している。ワイヤＷは、例えば、ワイヤ径１．２ｍｍφのアルミニウム合金のワイヤである。なお、内筒２の上端面は、容器１上端面より３０ｍｍ以上下方に位置するように設定されており、この実施形態では、軸線方向における容器１上端面と内筒２上端面間の距離Ｈは、６０ｍｍに設定されている。
【００２４】
さらに、容器１と内筒２との間に積層充填されたワイヤＷによる円筒状をなすワイヤ積層体Ｗ’の上面に、ワイヤＷがループ状のまま上昇することを防ぐなどするための、全体として環状をなすワイヤ押え治具３が載置されている。
【００２５】
ワイヤ押え治具３は、図１、図３及び図４に示すように、容器１の内周面に沿って位置する環状枠体４と、この環状枠体４から内方に内歯車状に突設された弾性変形可能な複数のワイヤ押え片５及びワイヤたるみ防止片６とにより構成されている。弾性変形可能で内歯車状をなす複数のワイヤ押え片５は、平面視で先細の略三角形状をなし、先端部が内筒２の外周面に近接する状態でワイヤ積層体Ｗ’の上面に位置する構成となされている。また、弾性変形可能で内歯車状をなす複数のワイヤたるみ防止片６は、ワイヤ押え片５とほぼ同一形状で平面視で先細の略三角形状をなすとともに、ワイヤ押え片５より長尺をなし、ワイヤ押え片５の上面に重ねられて位置して途中より斜め上方に延び、弾性変形した状態にて先端部が内筒２外周面に上向きに接触する構成となされている。そして、対をなす（1組をなす）ワイヤ押え片５及びワイヤたるみ防止片６同士の垂直上方に延びる基端部が、重ねられた状態で環状枠体４の外周面に固着されている。なお、図３では、ワイヤ押え片５及びワイヤたるみ防止片６の基端部については図示省略している。
【００２６】
ここで、これらのワイヤ押え片５及びワイヤたるみ防止片６は、図３に示すように、平面視において、容器１(内筒２)の円中心点に向かって求心状をなすのではなく、ワイヤ積層体Ｗ’からワイヤＷが巻き解かれる方向（図１及び図３における反時計方向）に傾斜させて設けられている。このように平面視においてワイヤ押え片５及びワイヤたるみ防止片６を傾斜させ、これによってワイヤ積層体Ｗ’からのワイヤＷの引き出しに伴ってワイヤ押え治具３が回転（回動）可能となされているので、万が一、ワイヤ押え治具３がワイヤ積層体Ｗ’の上面から浮き上がって傾斜しても、この状態を直ちに解消してワイヤ押え治具３をワイヤ積層体Ｗ’の上面に位置させることができるようになされている。
【００２７】
前記環状枠体４は、比較的薄肉のリング状をなし、例えば積層紙材からなっている。また、ワイヤ押え片５及びワイヤたるみ防止片６は、弾性材製の薄いシートからなっている。ワイヤ押え片５及びワイヤたるみ防止片の弾性材の材質としては、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニール樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の適度な弾性を有し、繰り返し曲げに対しても十分な強度を持つ材料が好適である。
【００２８】
このように構成される本実施形態の容器入り溶接用ワイヤにおいては、ワイヤ積層体Ｗ’からワイヤＷが引き出されるに際し、その引き出し部位のワイヤ押え片５のみが弾性変形してワイヤＷの引き出しを可能とする一方、他の部位に位置する残りのワイヤ押え片５により、ワイヤ積層体Ｗ’を形成するループ状ワイヤの跳ね上がりを防止することができる。また、先端部が内筒２外周面に上向きに接触するワイヤたるみ防止片６により、ワイヤ引き出し時にはワイヤ積層体Ｗ’からのワイヤＷ’が内筒２側へ向かって導かれる。その結果、容器１と内筒２間の半径方向における中央位置より内筒２側寄り位置においてワイヤ押え片５が弾性変形してワイヤ積層体Ｗ’からのワイヤＷが開放され、該ワイヤＷがワイヤたるみ防止片６と内筒２外周面との接触点へと導かれ、内筒２外周面に沿って上方へ引き上げられることになる。
【００２９】
このように、この容器入り溶接用ワイヤでは、内歯車状をなし、先端部を内筒２外周面に接触させている複数のワイヤたるみ防止片６を備えているので、ワイヤ積層体Ｗ’からのワイヤＷが内筒２外周面と各ワイヤたるみ防止片６との接触点を該ワイヤたるみ防止片６に接触しながら順々に通過して、各ワイヤたるみ防止片６がたるみの発生を防ぐためのワイヤの突発的引き出しを防止する間欠的ブレーキの役目をなす。これにより、ワイヤ積層体Ｗ’から引き出された直後の内筒２外周面との接触点から容器上方の円錐状のワイヤ引き出し治具７（図２参照）のワイヤ引き出し口に至る間でのワイヤＷのたるみの発生をなくすことができ、該たるみに起因するワイヤＷの回転（回動）によるワイヤ同士の絡みを確実に防止することができる。
【００３０】
また、この容器入り溶接用ワイヤでは、容器１の上端面から３０ｍｍ以上下方の位置に内筒２の上端面が位置するように容器１に対して内筒２を設けて、ワイヤ引き出し治具７のワイヤ引き出し口に向かって導かれているワイヤＷが内筒２上端周縁部との接触で大きく曲げられることのないようにしている。これにより、ワイヤＷが内筒２上端周縁部との接触による大きな変形力を受けることがなく、ワイヤ引き出し抵抗を小さくできるとともに、溶接時のワイヤ直進性を損なうような曲がりなどの塑性変形が発生することを確実に防ぐことができる。
【００３１】
なお、ワイヤ押え治具として、前記ワイヤ押え治具３に代えて、図５に示すワイヤ押え治具３’を備えるようにしてもよい。このワイヤ押え治具３’は、図５に示すように、環状枠体４から内歯車状に突設されたワイヤ押え片５’と、環状枠体４から内歯車状に突設されたワイヤたるみ防止片６’とを両者が円周方向において交互に位置するように構成してなるものである。このようなワイヤ押え治具３’を備えることによっても、前記図３に示すワイヤ押え治具３と同様に、ワイヤＷの回転に起因するワイヤ同士の絡みを確実に防止することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の容器入り溶接用ワイヤによれば、ワイヤ積層体から引き出された直後の内筒外周面との接触点から容器上方に位置するワイヤ引き出し口に至る間での溶接用ワイヤのたるみの発生をなくしてワイヤ同士の絡みを確実に防止することができるので、溶接用ワイヤの円滑な引き出しを行うことができ、溶接作業を安定して行うことができる。また、請求項２の容器入り溶接用ワイヤによれば、前記効果に加え、ワイヤ積層体から引き出されて上方に引き上げられる溶接用ワイヤに内筒上端周縁部との接触による曲がりなどの塑性変形が生じることを確実に防いで、溶接時に溶接用ワイヤの直進性に優れた溶接作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による容器入り溶接用ワイヤを模式的に示す一部破断斜視図である。
【図２】図１に示す容器入り溶接用ワイヤの模式的断面図である。
【図３】図１におけるワイヤ押え治具の模式的平面図である。
【図４】図１におけるワイヤ押え治具の模式的断面図である。
【図５】別の実施形態によるワイヤ押え治具の模式的平面図である。
【図６】従来の溶接ワイヤ充填ペイルを示す図であって、内・外筒の軸線と垂直方向の断面図である。
【図７】図６における押え治具の斜視図である。
【符号の説明】
１…容器２…内筒３，３’…ワイヤ押え治具４…環状枠体５，５’…ワイヤ押え片６，６’…ワイヤたるみ防止片７…ワイヤ引き出し治具Ｗ…溶接用ワイヤＷ’…ワイヤ積層体

Claims

容器と、この容器内にこれと同心状に設けられた内筒と、前記容器と前記内筒との間にループ状で且つ円筒状に積層された溶接用ワイヤと
、このワイヤ積層体の上面に載置されたワイヤ押え治具とを備え、前記溶接用ワイヤを容器軸線方向に引き出す容器入り溶接用ワイヤにおいて、
前記ワイヤ押え治具が、前記容器の内周面に沿って位置する環状枠体と、前記環状枠体から内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなし、先端部が前記内筒の外周面に近接する弾性変形可能な複数のワイヤ押え片と、前記環状枠体から内歯車状に突設され平面視で先細の略三角形状をなし、弾性変形した状態にて先端部が前記内筒の外周面に上向きに接触する弾性変形可能な複数のワイヤたるみ防止片とにより構成されていることを特徴とする容器入り溶接用ワイヤ。
前記容器の上端面から３０ｍｍ以上下方の位置に前記内筒の上端面が位置するように前記容器に対して前記内筒が設けられていることを特徴とする請求項１記載の容器入り溶接用ワイヤ。
溶接用ワイヤがアルミニウム又はアルミニウム合金ワイヤであることを特徴とする請求項１又は２記載の容器入り溶接用ワイヤ。