JP5349200B2 - 溶接ワイヤ送給装置 - Google Patents

Description

本発明は、消耗電極式アーク溶接に使用する溶接ワイヤ送給装置の改良に関するものである。

消耗電極式アーク溶接において、安定して溶接ワイヤを送給するために溶接ワイヤ送給装置が使用されている。（例えば、特許文献１参照。）従来、この溶接ワイヤ送給装置として、図７に示す装置が広く用いられている。図７は、従来の溶接ワイヤ送給装置の構成を示す部分断面図である。同図において、溶接ワイヤ送給装置１に取り付けられた送給ロール１２は送給モータ軸１１で回転する。送給ロール１２に対向して加圧ロール１３が配置されている。溶接ワイヤ４は、送給ロール１２と加圧ロール１３とで挟まれて加圧され図の左方向から右方向に送給される。送給ロール１２と加圧ロール１３との溶接ワイヤ送出側には、溶接ワイヤを溶接トーチのコンジットケーブル３へとガイドするワイヤガイド２１と、ワイヤガイド２１を保持するとともに溶接ワイヤ送給装置１とコンジットケーブル３とを連結する部材であるガイドアダプタ２２とガイドアダプタ端部材２３とが取り付けられている。なお、従来の溶接ワイヤ送給装置では、通常、ガイドアダプタ２２とガイドアダプタ端部材２３とは、一体に形成されている。

消耗電極式アーク溶接において、溶接条件に応じて太径から細径まで種々の径の溶接ワイヤが用いられる。上記ワイヤガイド２１は溶接ワイヤ径に適した内径のものを使用する必要がある。溶接ワイヤ径に対してワイヤガイド２１の内径が小さすぎる場合には、溶接ワイヤ表面が剥がれて、この削れカスがワイヤガイド２１の入り口に堆積して溶接ワイヤの送給変動を引き起こし、安定したアーク溶接を行えなくなるおそれがある。溶接ワイヤ径に対しワイヤガイド２１の内径が大きすぎる場合には、溶接トーチ内を溶接ワイヤが送給される際に、何らかの原因により溶接トーチ内において挿通抵抗が増大したとき、両ロールの挟持部から送出される溶接ワイヤが、ワイヤガイド２１と両ロールとの間で座屈してワイヤ送給が不可能になり、安定したアーク溶接を行えなくなるおそれがある。

特開平６−７１４４４号公報 特開平５−１１１７６９号公報

溶接条件を変えるため異なる外径の溶接ワイヤに交換する場合は、上記ワイヤガイド２１を溶接ワイヤ径に適した内径のものに交換する必要がある。この場合、固定ねじ１５を取り外し、ガイドアダプタ２２を送給装置本体のガイドアダプタ固定部１４から取り外し、ガイドアダプタ端部材２３をコンジットケーブル３から取り外して、ワイヤガイド２１をガイドアダプタ２２から取り出す。この後、適正な内径のワイヤガイド２１をガイドアダプタ２２に挿入し、ガイドアダプタ端部材２３をコンジットケーブル３に取付けて、ガイドアダプタ２２を送給装置本体のガイドアダプタ固定部１４に挿入して、固定ねじ１５を取り付けるという一連の交換作業が必要となり、溶接前の準備作業に時間がかかるという問題があった。

本発明は、異なる溶接ワイヤ径に交換する場合に、ワイヤガイドの内径を容易に変更できる溶接ワイヤ送給装置を提供することを目的としている。

第1の発明は、
溶接ワイヤをコンジットケーブルに送出するワイヤ通路部材であるワイヤガイドと、
ワイヤガイドを保持しかつコンジットケーブルを溶接ワイヤ送給装置に取り付けるための連結部材であるガイドアダプタと、
ガイドアダプタ端部材とを備えた溶接ワイヤ送給装置において、
ワイヤ送出部に設けられ、中心に前記溶接ワイヤをコンジットケーブルにガイドする穴と外周面の中央部から両端へ向けたテーパとが形成され、一端側から他端側へ向けて軸方向に加工されたスリットと他端側から一端側へ向けて軸方向に加工されたスリットとが形成されて、縮径可能なワイヤガイドと、
前記ワイヤガイドの一方のテーパに対応するテーパ穴を設けて前記ワイヤガイドのテーパにはめ合わされるガイドアダプタと、
前記ワイヤガイドの他方のテーパに対応するテーパ穴を設けて前記ワイヤガイドのテーパにはめ合わされる加圧調整部材と、
前記加圧調整部材の軸方向摺動手段とを備え、
前記加圧調整部材を軸方向に摺動させることにより前記ワイヤガイドの内径を縮径または拡径することを特徴とする溶接ワイヤ送給装置である。

第２の発明は、
請求項１に記載の加圧調整部材の軸方向摺動手段は、
先端部に雄ねじが形成されて円周方向に突出する突起片を有する前記加圧調整部材と、
前記突起片が挿入されて軸心回りに回転不能にかつ軸方向に沿って移動できるように配置した切り欠き部を有する前記ガイドアダプタと、
前記雄ねじにねじ込まれ前記ガイドアダプタ外周部に形成されたフランジと前記ガイドアダプタ端部材に形成されたフランジとの間に挟まれて軸心回りに回転可能でかつ軸方向への移動が不能に取り付けられた操作部材とを備え、
前記操作部材を軸心回りに回転させることにより前記加圧調整部材を軸方向に摺動させることを特徴とする、請求項１に記載の溶接ワイヤ送給装置である。

第３の発明は、
前記加圧調整部材を軸方向に移動させるアクチュエータを備える請求項１または２のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ送給装置である。

第４の発明は、
前記アクチュエータがモータによって作動するものである請求項３に記載の溶接ワイヤ送給装置である。

第５の発明は、
前記ワイヤガイドの内径寸法を検出する手段と、
溶接ワイヤ径と最適なワイヤガイドの内径寸法とを記憶する記憶部と、
使用する溶接ワイヤ径を設定する溶接ワイヤ径設定部とを備え、
設定された溶接ワイヤ径に最適なワイヤガイド内径に自動的に縮径または拡径することを特徴とした請求項３または４のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ送給装置である。

本発明の溶接ワイヤ送給装置は、加圧調整部材を軸方向に動かすことにより、ワイヤガイドの内径を自在に変えることができるため、異なる外径の溶接ワイヤに交換する場合に、ワイヤガイドの交換作業をする必要がない。

本発明の実施の形態1の溶接ワイヤ送給装置の構成を示す部分断面図である。 本発明の内径調整機構の主な部材の分解斜視図である。 本発明の内径調整機構の動作を説明する図である。 本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の別の構成を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態２の溶接ワイヤ送給装置の構成を一部模式的に示す部分断面図である。 本発明の実施の形態３の溶接ワイヤ送給装置の構成を一部模式的に示す部分断面図である。 従来の溶接ワイヤ送給装置の構成を示す部分断面図である。

［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態1の溶接ワイヤ送給装置の構成を示す部分断面図であり、図２は、本発明の内径調整機構の主な部材の分解斜視図である。溶接ワイヤ送給装置１に取り付けられた送給ロール１２は送給モータ軸１１で回転する。送給ロール１２に対向して加圧ロール１３が配置されている。溶接ワイヤ４は、送給ロール１２と加圧ロール１３とで挟まれて加圧され図の左方向から右方向に送給される。送給ロール１２と加圧ロール１３との溶接ワイヤ送出側には、溶接ワイヤを溶接トーチのコンジットケーブル３へとガイドするワイヤガイド２１が設けられ、ワイヤガイド２１を保持するガイドアダプタ２２は、ガイドアダプタ固定部１４に挿入され、固定ねじ１５で着脱可能に固定されている。

ワイヤガイド２１は、中心に溶接ワイヤ４をガイドする穴があけられており、一端側から他端側へ向けて軸方向に加工されたスリット２１ａと、他端側から一端側へ向けて軸方向に加工されたスリット２１ｂとが形成されていて、外周面が押圧されたときに内径が縮径し押圧力を開放したときに元の内径に拡径するようになっている。ワイヤガイド２１は外周面のほぼ中央部から両端へ向けてテーパ２１ｃとテーパ２１ｄとを有している。

ガイドアダプタ２２の内面にテーパ２１ｃに対応するテーパ穴２２ｂが設けられており、ワイヤガイド２１のテーパ２１ｃにはめ合わされている。

加圧調整部材２４の内面にテーパ２１ｄに対応するテーパ穴が設けられており、ワイヤガイド２１のテーパ２１ｄにはめ合わされている。

ガイドアダプタ２２は、ガイド穴２２ｄが設けられ、切り欠き２２ｅが２箇所軸方向に沿って形成されていて、ガイド穴２２ｄと連通している。ガイドアダプタ２２には切り欠き２２ｅを２箇所有することにより、ガイド片２２ｆが２箇所形成されている。

加圧調整部材２４は、外周面に円筒状の摺接部２４ａと、この摺接部２４ａの周囲に偏平状をなす２個の突起片２４ｂとを有し、突起片２４ｂの先端部には雄ねじ２４ｃが形成されている。摺接部２４ａはガイド穴２２ｄに軸方向に摺動自在にはめ合わされている。突起片２４ｂは、２箇所の切り欠き２２ｅそれぞれに挿入されてガイド片２２ｆの切り欠き面に摺接可能となっているとともに、加圧調整部材２４に軸心回りの回転力が付与された際、ガイド片２２ｆの切り欠き面に当たって軸心回りに回転しないようになっている。なお、切り欠き２２ｅ、ガイド片２２ｆおよび突起片２４ｂはそれぞれ３箇所以上形成してもよい。

操作部材２５の内周面には雌ねじ２５ａが形成されていて加圧調整部材２４の雄ねじ２４ｃにねじ込まれている。ガイドアダプタ２２のガイド片２２ｆのワイヤ送給方向先端部端面にガイドアダプタ端部材２３が取り付けられている。ガイドアダプタ２２およびガイドアダプタ端部材２３にはそれぞれフランジ２２ａとフランジ２３ａとが形成されていて、フランジ２２ａとフランジ２３ａとの距離が操作部材２５の幅とほぼ等しくなるように取り付けられている。このため、操作部材２５は加圧調整部材２４の軸心の回りに回転可能でかつ軸方向には移動不能になっている。この結果、操作部材２５を加圧調整部材２４の軸心回りに回転させると、加圧調整部材２４が軸心回りに回転せず軸方向に沿って移動する。

ガイドアダプタ端部材２３には溶接トーチのコンジットケーブル３を接続するための雄ねじ２３ｂを有しており、コンジットケーブル３が着脱可能に取り付けられている。

以下、動作を説明する。
図３は本発明の内径調整機構の動作を説明する図であり、図３（ａ）はワイヤガイド内径を縮経させた状態を示す断面図であり、図３（ｂ）はワイヤガイド内径を拡経させた状態を示す断面図である。図３（ａ）のように、操作部材２５を加圧調整部材２４の軸心の回りに回転させ、加圧調整部材２４を軸方向に沿ってＸ２からＸ１方向に移動させると、ワイヤガイド２１のテーパ２１ｃがガイドアダプタ２２の内面テーパに押し込まれて、ワイヤガイド２１のテーパ２１ｄが加圧調整部材２４の内面テーパに押し込まれることにより、ワイヤガイド２１を縮径させることができる。

ワイヤガイド２１が縮径した状態から、図３（ｂ）のように、操作部材２５を加圧調整部材２４の軸心の回りに回転させ、加圧調整部材２４を軸方向に沿ってＸ１からＸ２方向に移動させると、加圧調整部材内面テーパがワイヤガイド２１のテーパ２１ｄから遠ざかることにより、ワイヤガイド外周面への押圧力が開放されるため、ワイヤガイドの内径は拡径されて元の内径に戻る。

上述したように、本発明の溶接ワイヤ送給装置１は、操作部材２５を回転させて加圧調整部材２４をＸ方向に動かすことにより、ワイヤガイドの２１内径を自在に変えることができる。従って、溶接条件を変えるために異なる外径の溶接ワイヤに交換する場合でも、時間のかかるワイヤガイドの交換作業をする必要がなく、しかも迅速にワイヤガイドの内径調整を行うことができるという効果を奏する。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば図４のように構成してもよい。図４は本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の別の構成を示す部分断面図である。すなわち、操作部材２５を、加圧調整部材２４の突起片２４ｂを加圧調整部材２４の軸方向に対して左右から挟み込むように形成し、加圧調整部材２４の軸方向に設けた長穴２５ｃに固定ねじ２５ｄを通して、固定部１６に固定ねじ２５ｄをねじ込むように構成する。

操作部材２５を左方向または右方向に動かすことにより加圧調整部材２４も操作部材２５と同じ方向に移動する。これにより上記実施形態と同様の効果を奏する。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２の溶接ワイヤ送給装置の構成を一部模式的に示す部分断面図である。操作部材２５の外周面に歯車２５ｂが形成されている。ピニオン２６は歯車２５ｂにかみ合っており、アクチュエータ２７の回転駆動軸に取り付けられていて、アクチュエータ２７は、動力供給部２８を介して操作スイッチ２９が取り付けられている。この結果、操作スイッチ２９によりアクチュエータ２７を回転駆動させると、アクチュエータ２７の回転力により操作部材２５を回転させて加圧調整部材２４を軸方向に動かすことにより、ワイヤガイド２１の内径を自在に変えることができる。

上記アクチュエータ２７はモータを用いてもよいし、回転揺動型のシリンダを用いても同様に構成することができる。

［実施の形態３］
図６は、本発明の実施の形態３の溶接ワイヤ送給装置の構成を一部模式的に示す部分断面図である。操作部材２５の外周面に歯車２５ｂが形成されている。ピニオン２６は歯車２５ｂにかみ合っており、アクチュエータ２７の回転駆動軸に取り付けられている。アクチュエータ２７にはアクチュエータの軸回転角度を検出する回転角度検出部３０が取り付けられている。記憶部３２は、回転角度検出部３０と、アクチュエータ２７に動力を供給する動力供給部２８と、溶接ワイヤ径設定部３１と、に接続されている。

ワイヤガイド２１の内径寸法は溶接ワイヤ外径に応じた適正値が決まっている。一方、ピニオン２６と歯車２５ｂとの減速比と、加圧調整部材２４の雄ねじ２４ｃとかみ合う雌ねじ２５ａのねじピッチと、ワイヤガイド２１のテーパ２１ｃおよび２１ｄのテーパ角度とを適宜に設計することにより、アクチュエータ２７の回転角度とワイヤガイド２１の内径寸法との関係を一次関数として決めることができる。この結果、溶接ワイヤ外径とアクチュエータ２７の回転角度との関係を一次関数として決めておくことができ、この関数を記憶部３２に記憶しておく。

記憶部３２は、溶接ワイヤ径設定部３１に設定された溶接ワイヤ外径から決まるアクチュエータ２７の回転角度を指令値として、回転角度検出部３０の回転角度と上記指令値とを比較し、上記指令値と等しくなるまで動力供給部２８を作動させてアクチュエータ２７を回転させ、回転角度検出部３０の回転角度が上記指令値と一致すれば動力供給部２８の作動を停止させるという機能を持っている。

以下、動作を説明する。
溶接作業者は、溶接作業開始前に使用する溶接ワイヤ外径を、溶接ワイヤ径設定部３１に設定する。記憶部３２は、溶接ワイヤ径設定部３１で設定された溶接ワイヤ外径から決まるアクチュエータ２７の回転角度θｃと回転角度検出部３０から送られるアクチュエータ２７の回転角度θａを比較して、θａがθｃと等しくなるようにアクチュエータ２７を回転させる。この結果、作業者が溶接ワイヤ外径を設定すると自動的にワイヤガイド２１の内径が適正値に拡縮されるので、ワイヤガイドの交換作業をする必要がなくなって作業効率が改善されるだけでなく、ワイヤガイド２１の内径変更忘れを防止することにより溶接不良を減らすことができるという効果を奏する。

１ 溶接ワイヤ送給装置
３ コンジットケーブル
４ 溶接ワイヤ
１１ 送給モータ軸
１２ 送給ロール
１３ 加圧ロール
１４ ガイドアダプタ固定部
１５ 固定ねじ
１６ 固定部
２１ ワイヤガイド
２１ａ スリット
２１ｂ スリット
２１ｃ テーパ
２１ｄ テーパ
２２ ガイドアダプタ
２２ａ フランジ
２２ｂ テーパ穴
２２ｄ ガイド穴
２２ｅ 切り欠き
２２ｆ ガイド片
２３ ガイドアダプタ端部材
２３ａ フランジ
２３ｂ 雄ねじ
２４ 加圧調整部材
２４ａ 摺接部
２４ｂ 突起片
２４ｃ 雄ねじ
２５ 操作部材
２５ａ 雌ねじ
２５ｂ 歯車
２５ｃ 長穴
２５ｄ 固定ねじ
２６ ピニオン
２７ アクチュエータ
２８ 動力供給部
２９ 操作スイッチ
３０ 回転角度検出部
３１ 溶接ワイヤ径設定部
３２ 記憶部
θａ 回転角度
θｃ 回転角度

Claims (5)

1. 溶接ワイヤをコンジットケーブルに送出するワイヤ通路部材であるワイヤガイドと、
   ワイヤガイドを保持しかつコンジットケーブルを溶接ワイヤ送給装置に取り付けるための連結部材であるガイドアダプタと、
   ガイドアダプタ端部材とを備えた溶接ワイヤ送給装置において、
   ワイヤ送出部に設けられ、中心に前記溶接ワイヤをコンジットケーブルにガイドする穴と外周面の中央部から両端へ向けたテーパとが形成され、一端側から他端側へ向けて軸方向に加工されたスリットと他端側から一端側へ向けて軸方向に加工されたスリットとが形成されて、縮径可能なワイヤガイドと、
   前記ワイヤガイドの一方のテーパに対応するテーパ穴を設けて前記ワイヤガイドのテーパにはめ合わされるガイドアダプタと、
   前記ワイヤガイドの他方のテーパに対応するテーパ穴を設けて前記ワイヤガイドのテーパにはめ合わされる加圧調整部材と、
   前記加圧調整部材の軸方向摺動手段とを備え、
   前記加圧調整部材を軸方向に摺動させることにより前記ワイヤガイドの内径を縮径または拡径することを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
2. 請求項１に記載の加圧調整部材の軸方向摺動手段は、
   先端部に雄ねじが形成されて円周方向に突出する突起片を有する前記加圧調整部材と、
   前記突起片が挿入されて軸心回りに回転不能にかつ軸方向に沿って移動できるように配置した切り欠き部を有する前記ガイドアダプタと、
   前記雄ねじにねじ込まれ前記ガイドアダプタ外周部に形成されたフランジと前記ガイドアダプタ端部材に形成されたフランジとの間に挟まれて軸心回りに回転可能でかつ軸方向への移動が不能に取り付けられた操作部材とを備え、
   前記操作部材を軸心回りに回転させることにより前記加圧調整部材を軸方向に摺動させることを特徴とする、請求項１に記載の溶接ワイヤ送給装置。
3. 前記加圧調整部材を軸方向に移動させるアクチュエータを備える請求項１または２のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ送給装置。
4. 前記アクチュエータがモータによって作動するものである請求項３に記載の溶接ワイヤ送給装置。
5. 前記ワイヤガイドの内径寸法を検出する手段と、
   溶接ワイヤ径と最適なワイヤガイドの内径寸法とを記憶する記憶部と、
   使用する溶接ワイヤ径を設定する溶接ワイヤ径設定部とを備え、
   設定された溶接ワイヤ径に最適なワイヤガイド内径に自動的に縮径または拡径することを特徴とした請求項３または４のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ送給装置。

Images