JP5217811B2 - ワイヤー送給ライナーチューブ - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤー送給ライナーチューブに関し、特に、溶接ワイヤーを溶接位置まで送給するためのワイヤー送給ライナーチューブに関する。

従来より、溶接ワイヤーの送給用として、フレキシブルパイプを使用したワイヤー送給用チューブが使用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のワイヤー送給用チューブでは、フレキシブルパイプの内部を、ワイヤーがパイプの内面と接触しつつ送給されている。
特開２００７−１９６２５２号公報

しかし、特許文献１に記載のワイヤー送給用チューブでは、ワイヤーがパイプの内面と接触するため、ワイヤーとパイプの接触抵抗が大きく、送給時の安定性が損なわれる。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、ワイヤーの安定した送給が可能なワイヤー送給ライナーチューブを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係るワイヤー送給ライナーチューブは、供給されるワイヤーを挿通させて導く複数に分割された屈曲可能なライナーと、前記ライナーの延在方向に沿って前記ライナーの各々を連結するように少なくとも１つ設けられ、前記ライナーと連通するとともに当該ライナーよりも内径の小さいガイド孔を備えたワイヤーガイドとを有している。

上記のように構成した本発明に係るワイヤー送給ライナーチューブは、ライナーよりも内径の小さいガイド孔を備えたワイヤーガイドを有しているため、ワイヤーがワイヤーガイド内で接触し、ライナー内での接触が低減される。これにより、ワイヤーを送給する際の接触抵抗が減少し、例えば屈曲したワイヤーでも安定して送給することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るワイヤー送給ライナーチューブを備えた溶接装置を示す概略図、図２は、同ワイヤー送給ライナーチューブを示す部分拡大断面図、図３は、同ワイヤー送給ライナーチューブのワイヤーガイドが設けられる部位を示す部分拡大断面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、図５は、ワイヤーガイドを示す斜視図である。

本発明の実施形態に係るワイヤー送給ライナーチューブ１は、溶接ワイヤーＷを送給するために用いられる屈曲可能なチューブである。

ワイヤー送給ライナーチューブ１は、図１に示すように、一端側からワイヤー送給装置４により溶接ワイヤーＷが送給され、多端側で溶接トーチ２に連結されている。溶接トーチ２は、先端部から被溶接部材Ａに対して溶接ワイヤーＷを送給し、シールドガスを吹き付けながら溶接を行うものである。溶接トーチ２は、溶接ロボット３等の自動溶接機に取り付けられるが、手動で溶接するものであってもよい。

ワイヤー供給装置４は、溶接ワイヤーＷが巻回されたボビン状のスプール５と、スプール５から溶接ワイヤーＷを引き出して送給するローラ６を備えている。

ワイヤー送給ライナーチューブ１は、図２〜４に示すように、溶接ワイヤーＷが挿通されるインナーライナー１０と、インナーライナー１０の外側に設けられた筒状体であるパワーケーブル１１を備える。パワーケーブル１１は、一端側の固定部１２において固定されており、多端側で溶接トーチ２に連結する。パワーケーブル１１は、屈曲可能であり、内面に、供給側と溶接側の間を導通可能な、複数の導線を筒状に編み上げた導体１３が設けられる。導体１３は、固定部１２側で電源１４の正極（または負極）と接続し、溶接トーチ２側で、溶接トーチ２内に設けられる筒状のコンタクトチップ１５と接続する。コンタクトチップ１５は、内部を挿通する溶接ワイヤーＷと接触する。なお、電源１４の負極（または正極）は、溶接される被溶接部材Ａに接続される。

インナーライナー１０は、延在方向に複数に分割されて設けられ、各々の間に、インナーライナー１０の内径と連通するガイド孔１７を備えたワイヤーガイド１８が設けられる。インナーライナー１０は屈曲可能であり、筒状のフッ素樹脂より形成される。フッ素樹脂は、例えばテフロン（登録商標）等からなるが、他のフッ素樹脂でもよい。なお、インナーライナー１０の材質はフッ素樹脂に限定されず、また完全な筒状でなくてもよい。例えば、インナーライナー１０は、金属製のコイルにより形成することもできる。

インナーライナー１０の外径は、パワーケーブル１１の内径よりも小さく、インナーライナー１０とパワーケーブル１１の間に、ガス流路１９が形成される。ガス流路１９は、固定部１２側でガス供給源２０に接続し、溶接トーチ２側で、供給されたガスをシールドガスとして溶接部に吐出するためのノズルに連通する。

ワイヤーガイド１８は、図２〜５に示すように、パワーケーブル１１の内面と摺動可能な程度に、パワーケーブル１１の内径に略一致する外径を備えた略筒形状の部材である。ワイヤーガイド１８は、両端に、インナーライナー１０の端部に形成されるネジ部と螺合するネジ孔２１が形成されており、この両端のネジ孔２１を連通するようにガイド孔１７が形成される。複数のワイヤーガイド１８およびインナーライナー１０は、互いに螺合することで一列に連結され、固定部１２側で、固定部１２にビス留めされる。

ガイド孔１７は、貫通方向の両外側から内側へ向かって内径がテーパ状に小さくなる２つのテーパ部２２Ａ，２２Ｂを有している。両テーパ部２２Ａ，２２Ｂの間には、内径がインナーライナー１０の内径よりも小さいガイド部２３が形成されている。テーパ部２２Ａ，２２Ｂは、一端側（貫通方向内側）がガイド部２３の内径と一致し、他端側（貫通方向外側）がインナーライナー１０の内径と略一致する。なお、テーパ形状は、直線的に傾斜するのではなく、曲率を有していてもよい。

ガイド部２３の内径は、溶接ワイヤーＷの挿通および送給が阻害されないよう溶接ワイヤーＷと摺動可能に、溶接ワイヤーＷの外径と極力一致することが好ましい。一例として、インナーライナー１０の内径が１．６ｍｍである場合に、溶接ワイヤーＷの外径が１．２ｍｍであり、ガイド部２３の内径は１．３ｍｍである。

ワイヤーガイド１８は、パワーケーブル１１の内面と対向する外周面に、ガイド孔１７の貫通方向（パワーケーブル１１の延在方向）に沿ってワイヤーガイド１８の一端側から他端側まで達する切り欠き溝２５（流路）が形成される。この切り欠き溝２５は、インナーライナー１０とパワーケーブル１１の間に形成されるガス流路１９を連通させて、シールドガスの流路の一部を構成する。

なお、切り欠き溝２５は、本実施形態では周方向に４つ形成されるが、必ずしも４つに限定されず、１つ以上であればよい。また、ワイヤーガイド１８の一端側から他端側まで達する流路であれば、切り欠き溝２５でなくてもよく、例えばワイヤーガイド１８を貫通する貫通孔であってもよい。

ワイヤーガイド１８は、摩擦係数の低い低摩擦部材により形成されることが好ましく、例えばフッ素樹脂より形成される。フッ素樹脂は、例えばテフロン（登録商標）等からなるが、他のフッ素樹脂でもよい。また、ワイヤーガイド１８は、金属や他の樹脂等で形成されてもよい。

また、ワイヤーガイド１８のガイド孔１７を含む一部のみを、低摩擦部材により形成してもよい。このために、例えば金属等からなる部材でワイヤーガイド１８の外周部を形成し、この内部に、少なくともガイド孔１７の表面が形成された低摩擦部材からなる部材を圧入してもよい。または、例えば金属等によりワイヤーガイド１８を形成し、この少なくともガイド孔１７の表面を含む部位（全体であってもよい）に、低摩擦部材をコーティングしてもよい。

なお、１つのワイヤー送給ライナーチューブ１に設けられるワイヤーガイド１８の数は、特に限定されないが、一例として、１．２ｍのワイヤー送給ライナーチューブ１に、８個のワイヤーガイド１８が設けられる。

次に、本ワイヤー送給ライナーチューブ１の作用について説明する。

まず、溶接する前に、溶接ロボット３にて溶接トーチ２を被溶接部材Ａの近傍に移動させる。このとき、ワイヤー送給ライナーチューブ１が屈曲しつつ追従する。

次に、ワイヤー供給装置４から溶接ワイヤーＷを送り出し、図２に示すように、屈曲したインナーライナー１０の内部およびワイヤーガイド１８のガイド孔１７を挿通させて、溶接ワイヤーＷを溶接トーチ２まで送給する。このとき、ワイヤーガイド１８のガイド孔１７の内径が、インナーライナー１０の内径よりも小さいため、溶接ワイヤーＷは、インナーライナー１０の内面に接することなく、もしくは極力インナーライナー１０の内面に接することなしに、ワイヤーガイド１８のガイド孔１７と接する。このとき、ガイド孔１７と溶接ワイヤーＷの接触部位は、ワイヤー送給ライナーチューブ１の長さと比較して非常に短いため、点接触に近似する。また、ワイヤー送給ライナーチューブ１が屈曲している場合でも、溶接ワイヤーＷは、インナーライナー１０の内面に極力接することなしに、ワイヤーガイド１８のガイド孔１７と接する。したがって、ワイヤーガイド１８が設けられずに溶接ワイヤーＷがインナーライナーの内面と接する場合と比較して、溶接ワイヤーＷとワイヤー送給ライナーチューブ１の間の接触抵抗が大幅に減少され、溶接ワイヤーＷの送給が安定化される。これにより、パワーケーブル１１内におけるインナーライナー１０の接触抵抗による伸縮動作が低減され、溶接ワイヤーＷの溶接部への突き出し長さの変化を低減させて、溶接を安定化することができる。

また、ワイヤーガイド１８が、パワーケーブル１１の内面と摺動可能な程度に、パワーケーブル１１の内径に略一致する外径を有するため、インナーライナー１０の伸縮動作を抑制でき、溶接ワイヤーの突き出し長さの変化を低減させて、溶接を安定化することができる。

なお、このように溶接ワイヤーＷがワイヤーガイド１８のガイド孔１７のみと接するようにするには、ワイヤーガイド１８を増やすことが望ましいが、ワイヤーガイド１８の数を増やすと、溶接ワイヤーＷとワイヤーガイド１８間の接触抵抗が増加する。したがって、溶接ワイヤーＷをインナーライナー１０の内面と極力接触させないようにしつつ、溶接ワイヤーＷとワイヤーガイド１８の接触抵抗を極力減少させるように、ワイヤーガイド１８の数を設定することが好ましい。

また、溶接ワイヤーＷには、図６に示すような波状の線グセがある場合が多い。このような溶接ワイヤーＷを送給すると、ワイヤーガイド１８が設けられない場合には、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶接ワイヤーＷとインナーライナー３０の接触位置が一定しない。すなわち、インナーライナー３０内にて、溶接ワイヤーＷが内接（図７（Ａ）の内接部３１参照）、外接（図７（Ｂ）の外接部３２参照）の変化を生じ、送給抵抗の変化となって、送給が安定しない。

しかし、本ワイヤー送給ライナーチューブ１では、ガイド部２３の内径が溶接ワイヤーＷの外径と略一致するため、図７に示すような溶接ワイヤーＷの線グセによる外接、内接の変化が抑制され、送給抵抗の変化が低減し、送給の安定化が実現できる。

また、ワイヤーガイド１８には、テーパ部２２Ａ，２２Ｂが設けられるため、インナーライナー１０の内径よりも径の小さいガイド部２３へ、溶接ワイヤーＷを容易に挿通させることができる。また、溶接ワイヤーＷは、ガイド孔１７のガイド部２３と接し、テーパ部２２Ａ，２２Ｂと接しないため、テーパ部２２Ａ，２２Ｂを設けることで溶接ワイヤーＷとガイド孔１７の接触面積が小さくなり、送給抵抗を減少させて、送給をより安定化できる。

送給された溶接ワイヤーＷは、溶接トーチ２において、正極と接続されたコンタクトチップ１５と接触し、負極と接続された被溶接部材Ａに送給されて溶接が行われる。このとき、溶接トーチ２のノズルからシールドガスが吹き出される。シールドガスは、インナーライナー１０とパワーケーブル１１の間のガス流路１９を通って供給されるが、ワイヤーガイド１８に切り欠き溝２５（流路）が設けられるため、シールドガスの流路を阻害することなしに、ワイヤーガイド１８を設けることができる。

また、ワイヤーガイド１８が、摩擦係数の低い低摩擦部材により形成されることで、より送給抵抗を低減することができる。また、ワイヤーガイド１８のガイド孔１７を含む一部のみを、低摩擦部材により形成することで、例えば加工性に優れない低摩擦部材（例えばテフロン（登録商標））のみでワイヤーガイド１８を作成する必要がなくなり、加工性を向上できる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、シールドガスを別の管等で溶接部に供給する場合には、ワイヤー送給ライナーチューブ１内にガス流路１９が必要ないため、ワイヤーガイド１８に切り欠き溝２５を設けなくてもよい。また、例えば電圧を供給するための導体を別のケーブル等で供給する場合等には、インナーライナー１０の外側に設けられる筒状体は、導体１３が設けられるパワーケーブル１１でなくてもよく、更には、インナーライナー１０の外側に筒状体が設けない構成としてもよい。また、本実施形態に係るワイヤー送給ライナーチューブ１は、溶接ワイヤーＷだけでなく、例えば糸等の線形状の種々の材料の送給に適用可能である。

本発明の実施形態に係るワイヤー送給ライナーチューブを備えた溶接装置を示す概略図である。 同ワイヤー送給ライナーチューブを示す部分拡大断面図である。 同ワイヤー送給ライナーチューブのワイヤーガイドが設けられる部位を示す部分拡大断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 ワイヤーガイドを示す斜視図である。 線グセを有する溶接ワイヤーを示す正面図である。 ワイヤーガイドが設けられないインナーライナーと溶接ワイヤーの接触を示す断面図であり、（Ａ）は内接部、（Ｂ）は外接部を示す。

符号の説明

１ ワイヤー送給ライナーチューブ、
１０ インナーライナー（ライナー）、
１１ パワーケーブル（筒状体）、
１７ ガイド孔、
１８ ワイヤーガイド、
１９ ガス流路、
２２Ａ，２２Ｂ テーパ部、
２３ ガイド部、
２５ 切り欠き溝、
Ｗ 溶接ワイヤー。

Claims (8)

1. 供給されるワイヤーを挿通させて導く複数に分割された屈曲可能なライナーと、
   前記ライナーの延在方向に沿って前記ライナーの各々を連結するように少なくとも１つ設けられ、前記ライナーと連通するとともに当該ライナーよりも内径の小さいガイド孔を備えたワイヤーガイドと、を有することを特徴とするワイヤー送給ライナーチューブ。
2. 前記ガイド孔は、貫通方向の外側から内側へ向かって内径がテーパ状に小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤー送給ライナーチューブ。
3. 前記ライナーおよびワイヤーガイドは、筒状体の内側に収容され、
   前記ワイヤーガイドは、前記筒状体の延在方向に沿って形成される流路を有することを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤー送給ライナーチューブ。
4. 前記流路は、前記筒状体の内面と対向する前記ワイヤーガイドの外周面に形成される切り欠き溝であることを特徴とする請求項３に記載のワイヤー送給ライナーチューブ。
5. 前記ワイヤーガイドの外径は、前記筒状体と摺動可能な程度に、当該筒状体の内径と一致することを特徴とする請求項３または４に記載のワイヤー送給ライナーチューブ。
6. 前記ガイド孔の内径は、前記ワイヤーと摺動可能な程度に、当該ワイヤーの外径と一致することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のワイヤー送給ライナーチューブ。
7. 前記ワイヤーガイドの少なくともガイド孔の表面を含む部位が、当該ワイヤーガイドの他の部位よりも摩擦係数の低い低摩擦部材で形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のワイヤー送給ライナーチューブ。
8. 前記ワイヤーガイドの少なくともガイド孔の表面を含む部位が、フッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のワイヤー送給ライナーチューブ。

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