JP5845041B2

JP5845041B2 - ワイヤ送給コンジット

Info

Publication number: JP5845041B2
Application number: JP2011216962A
Authority: JP
Inventors: 大西村
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: JP2013075319A

Description

本発明は、ワイヤ送給コンジットに関し、たとえば、消耗電極ガスシールドアーク溶接を行う溶接装置において、ワイヤリールから溶接トーチまでの間のワイヤ送給通路を構成するのに適したワイヤ送給コンジットに関する。

消耗電極ガスシールドアーク溶接を行う溶接装置においては、定位置に設置されたワイヤリールから繰り出された溶接ワイヤを多関節ロボットなどに搭載されて位置や向きが変化させられる溶接トーチまで送給するために、コンジットと呼ばれる可撓性チューブを用いてワイヤ送給通路の一部または全部が形成される。このようなワイヤ送給コンジットは、たとえば、特許文献１の第４図に示されているように、樹脂製のチューブの内部に金属製のコイルライナを挿通させた構成のものが一般的である。

しかしながら、上記従来のコンジットでは、溶接ワイヤがコイルライナの内部を摺動して案内されるため、送給抵抗が生じ、しかも、この送給抵抗は、ロボットの作動によってコンジットの撓曲の程度が変わると頻繁に変化する。そのため、スパッタの発生を極力抑制するために行う溶接ワイヤの送給の精密な制御が困難となる。

また、溶接ワイヤがコイルライナの内部を摺動することから、溶接ワイヤのメッキが削れるなどして発生した削り粉が溶接トーチの先端まで運ばれて堆積し、これがワイヤ送給不良を引き起し、溶接欠陥につながることがある。

さらに、コイルライナは、溶接ワイヤの摺動を受けて磨耗し、送給抵抗が次第に増大してゆくので、たとえば、一定期間ごとに溶接装置を停止させてコンジットを交換する必要がでてくる。このようなことは、溶接装置の作動効率の低下につながる。

コイルライナによって溶接ワイヤを摺動案内する一般的なワイヤ送給コンジットを用いる場合の上記の問題は、たとえば、造船所等に溶接装置を配備する場合等、ワイヤ送給コンジットが長大化する場合に顕著となる。

また、特許文献１の第１図〜第３図には、複数のローラで溶接ワイヤをガイドするように構成したコンジットが示されている。このようなコンジットにおいては、溶接ワイヤとローラとの間に生じる抵抗は転がり抵抗であるので、コイルライナによって溶接ワイヤを摺動案内する場合の上記した問題は軽減される。

しかしながら、特許文献１には、コンジット全体としての可撓性を担保しつつ、複数のローラを回転可能に支持するための具体的構成までは示されていない。

特開平３−２１０９７１号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ワイヤを複数のローラによって案内するワイヤ送給コンジットにおいて、重量増加を招くことなく、安価に提供できる簡易な構造を提供することをその課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明によって提供されるワイヤ送給コンジットは、可撓性のガイドチューブと、このガイドチューブの内部に設けられた複数のローラと、を備え、内部に挿通されて軸線方向に移動させられるワイヤを上記複数のローラによって案内支持するワイヤ送給コンジットであって、上記軸線方向視において環をなして折曲している線材からなり、上記軸線方向に並ぶ複数の支持部と、上記複数の支持部の上記軸線方向の間隔を規定する間隔規制手段と、を備え、上記複数の支持部の各々には、上記環の中心を取り囲むようにして、複数の上記ローラが上記線材周りに回転可能に支持されていることを特徴としている。

好ましい実施の形態では、上記環は、多角形をなしており、上記複数のローラは、上記複数の支持部の各々における上記多角形の各辺において回転可能に支持されており、上記多角形の各頂点は、上記ガイドチューブに内接させられている。

好ましい実施の形態ではまた、上記多角形は、三角形または四角形である。

好ましい実施の形態ではさらに、上記複数の支持部および上記間隔規制手段は、連続する線材からなる。

好ましい実施の形態ではまた、上記連続する線材は、全体として螺旋を形成している。

好ましい実施の形態では、上記連続する線材に関し、上記軸線方向に延びる第１部分と、上記軸線方向と直交する方向に延びる第２部分とが交互に繰り返すつづらおり状となるように上記連続する線材が折曲しており、上記各第２部分が上記多角形をなす上記複数の支持部を形成しており、上記各第１部分が上記間隔規制手段を形成している。

他の好ましい実施の形態では、上記複数の支持部の各々は、閉じた多角形に形成されているとともに、上記各多角形の頂点において、上記軸線方向に延びる支持ワイヤに連結されており、この支持ワイヤが上記間隔規制手段を形成している。

他の好ましい実施の形態ではさらに、上記複数の支持部の各々は、上記各多角形のすべての頂点において、複数の上記支持ワイヤに連結されている。

さらに他の好ましい実施の形態では、上記ガイドチューブの内面に沿って上記軸線方向に延びる複数本の支持ワイヤと、上記軸線方向に間隔をあけて位置するとともに、上記複数の支持ワイヤを相互に拘束し、かつ上記ガイドチューブに内接する複数のリテーナと、を備え、上記複数の支持部の各々は独立しており、上記軸線方向に隣り合う上記リテーナ間において当該リテーナによって上記軸線方向の位置を規定され、かつ上記複数本の支持ワイヤのうちのいずれか１本に支持されている。

さらに他の好ましい実施の形態ではまた、上記複数の支持部の各々は、円環をなしているとともに、この円環を形成する上記線材を延長して上記軸線方向に延びるコイル部が形成されており、このコイル部が上記複数の支持ワイヤのうちのいずれか１本に套嵌されることにより、当該支持ワイヤに揺動可能に支持されている。

このような構成によれば、このワイヤ送給コンジット内を軸線方向に送給されるワイヤは、これに転がり接触する複数のローラによって案内支持されるので、ワイヤの送給抵抗を低減することができる。また、複数のローラの支持構造は、環をなすように折曲された線材にローラを回転可能に支持するという簡易な構造である。そのため、ワイヤ送給コンジットの軽量化および低廉化に寄与する。さらに、上記構成のローラの支持構造は、ガイドチューブの撓み変形にもしなやかに追従して変形することができ、したがって、ワイヤ送給コンジットの取り回し性を向上させることができる。

本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。

第１の実施形態に係るワイヤ送給コンジットの要部透視斜視図である。図１のII-II線に沿う断面図である。図２のIII-III線に沿う断面図であり、ローラの断面を示す。第１の実施形態の変形例に係るワイヤ送給コンジットの要部透視斜視図である。図４のV-V線に沿う断面図である。第２の実施形態に係るワイヤ送給コンジットの要部透視斜視図である。第２の実施形態に係るワイヤ送給コンジットにおける線材の折曲方法の説明図である。第３の実施形態に係るワイヤ送給コンジットの要部透視斜視図である。図８のIX-IX線に沿う断面図である。第４の実施形態に係るワイヤ送給コンジットを、ガイドチューブおよびローラを省略して示す斜視図である。図１０における支持部要素の拡大斜視図である。図１０のXII-XII線断面に相当する図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤ送給コンジットＡ１を示す。このワイヤ送給コンジットＡ１は、たとえば、合成樹脂や合成ゴムなどの弾性材料からなり、長手軸線をもって延びる可撓性のガイドチューブ１００と、このガイドチューブ１００の内部において回転可能に支持された複数のローラ１５０とを備え、複数のローラ１５０は、たとえばピアノ線などの弾性をもった線材２１０を折曲して形成される支持部２００に支持されている。

線材２１０は、一連に連続しており、全体として螺旋状となるように折曲されている。そして螺旋の１周分に相当する部分が本発明における支持部２００に相当し、この支持部２００は、図２に表れているように、ワイヤ送給コンジットＡ１の軸線方向視において、正三角形をなしている。複数のローラ１５０は、それぞれ、中心孔１５１を有する円筒状に形成されており、上記正三角形の各辺２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに相当する部分において、線材２１０に回転可能に套嵌支持されている。したがって、各支持部２００において、上記軸線方向視において正三角形の中心を取り囲むようにして、３つのローラ１５０が上記正三角形の各辺２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃを回転軸心として回転可能に支持されることになる。なお、上記ローラ１５０は、図３によく表れているように、たとえば、円筒の側面に、軸方向に延び、かつ、線材２１０の径より幅の小さいスリット１５２を入れた断面略Ｃ字状の形態に形成することにより、スリット１５２に線材２１０を側方から通すようにすることにより、容易に線材２１０に支持させることができる。なお、ローラ１５０の材質としては、溶接ワイヤＢがアルミニウム製である場合には合成樹脂が用いられ、溶接ワイヤＢが鉄製である場合には金属が用いられる。

そして、螺旋のピッチを所定のように設定することにより、各支持部２００において、上記軸線方向に隣接する辺（２１０ａ…，２１０ｂ…，２１０ｃ…）が、所定間隔に規定される。すなわち、この実施形態では、線材２１０の螺旋ピッチを所定のように設定することが、各支持部２００の上記軸線方向の間隔を規定する間隔規制手段３００に相当する。また、図２に示すように、線材２１０の各三角形の頂点に相当する部位をガイドチューブ１００に内接させておくことが好ましく、このことによっても、各支持部２００の上記軸線方向の間隔を規定する間隔規制手段３００としての機能を一部実現することができる。

溶接ワイヤＢは、各支持部２００において、正三角形の内部を通るようにしてワイヤ送給コンジットＡ１に通挿される。溶接ワイヤＢは、各支持部２００において、３つのローラ１５０のうちのいずれか１つ、または２つに接触して案内される。溶接ワイヤＢが軸線方向に送給されると、各支持部２００において、溶接ワイヤＢが接触するローラ１５０が回転する。すなわち、溶接ワイヤＢの送給抵抗は、各支持部２００におけるローラ１５０の転がり抵抗の総和となる。各ローラ１５０における転がり抵抗はきわめて小さいため、ワイヤ送給コンジットＡ１全体としてのワイヤ送給抵抗は、このワイヤ送給コンジットＡ１をたとえば造船所における溶接装置に対応させて長大化したとしても、それほど上昇しない。

この実施形態において、複数のローラ１５０を支持するための機構は、螺旋状に折曲した連続する線材２１０を用いているだけである。螺旋状に折曲した線材２１０は、全体として自由に撓曲できるため、ガイドチューブ１００の撓みにしなやかに追従することができる。したがって、ワイヤ送給コンジットＡ１の撓曲性を高く維持して、その取り回し性を向上させることができる。また、複数のローラ１５０を支持するための機構は、上記したように、螺旋状に折曲した線材２１０と、軽量安価な樹脂などでできたローラ１５０により構成されるため、安価、かつ軽量であり、このことは、ワイヤ送給コンジットＡ１の軽量化および低廉化に寄与する。

なお、本実施形態において、線材２１０を上記軸線方向視正三角形状に形成しているが、これに限定されず、たとえば、上記軸線方向視正方形状、正五角形状等の多角形状に形成してもよい。この場合においても、各支持部２００において、多角形の辺に相当する部分の線材２１０にローラ１５０が回転可能に支持される。

図４および図５は、上記第１の実施形態の変形例に係るワイヤ送給コンジットＡ１′を示す。

このワイヤ送給コンジットＡ１′においては、各支持部２００を形成する正三角形が、上記軸線方向と直交する平面内において閉じた正三角形をなすようにし、上記軸線方向に隣り合う正三角形の１つの頂点間を上記軸線方向に延びて結ぶ連結部２１０ｄが形成されるようにして、一連の線材２１０を全体として螺旋をなすように折曲している。各支持部２００において、正三角形の辺２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに相当する部分の線材２１０にローラ１５０を回転可能に支持する点、およびローラ１５０の構成は、上記ワイヤ送給コンジットＡ１の場合と同様である。また、各支持部２００において、三角形の頂点がガイドチューブ１００に内接するようにすべき点も同様である。このワイヤ送給コンジットＡ１′においては、各支持部２００をつなぐ連結部２１０ｄが、各支持部２００の上記軸線方向の間隔を規定する間隔規制手段３００として機能することになる。

このワイヤ送給コンジットＡ１′においても、上記したワイヤ送給コンジットＡ１について説明したのと同様の利点を享受することができ、各支持部２００は、正三角形以外の多角形としてもよい。

図６および図７は、本発明の第２の実施形態に係るワイヤ送給コンジットＡ２を示す。

このワイヤ送給コンジットＡ２は、図４のワイヤ送給コンジットＡ１′と同様、各支持部２００を形成する正三角形がワイヤ送給コンジットＡ２の軸線方向と直交する平面内において閉じた正三角形をなすようにし、上記軸線方向に隣り合う正三角形の一つの頂点間を上記軸線方向に延びて結ぶ連結部２１０ｄが形成されるようにして、一連の線材２１０を折曲しているが、折曲方法が異なる。

すなわち、この実施形態では、図７に示すように、上記軸線方向に延びる第１部分２１１と、上記軸線方向と直交する方向に延びる第２部分２１２とが交互に繰り返すつづら折り状となるように一連の線材２１０を折曲した後、図７のＬ１，Ｌ２で示すラインに沿って各第２部分２１２が閉じた正三角形をなすように折曲している。各支持部２００を形成する正三角形の各辺に上記ローラ１５０を回転可能に支持させる点、およびローラ１５０の構成は、図１に示したワイヤ送給コンジットＡ１と同様であり、各支持部２００において、三角形の頂点がガイドチューブ１００に内接するようにすべき点も同様である。この実施形態では、各第１部分２１１が連結部２１０ｄとなり、間隔規制手段３００を形成している。この構成においては、一連の線材２１０の折曲工程をより簡便に行いうる。このワイヤ送給コンジットＡ２においても、上記したワイヤ送給コンジットＡ１について説明したのと同様の利点を享受することができる。各支持部２００は、正三角形以外の多角形に形成してももちろんよい。

図８および図９は、本発明の第３の実施形態にかかるワイヤ送給コンジットＡ３を示す。

このワイヤ送給コンジットＡ３では、各支持部２００は、一定長さの独立した線材２１０を正三角形に形成するとともに、所定間隔で配置した複数の支持部２００をそれらの三角形の頂点を上記軸線方向に延びる支持ワイヤ３１０にたとえば溶接によって連結している。各支持部２００を形成する正三角形の各辺２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに上記ローラ１５０を回転可能に支持させる点、およびローラ１５０の構成は、上記した各ワイヤ送給コンジットＡ１,Ａ１′,Ａ２と同様である。各支持部２００において、三角形の頂点（すなわち、３本の支持ワイヤ３１０）がガイドチューブ１００に内接するようにすべき点も同様である。この実施形態に係るワイヤ送給コンジットＡ３では、軸線方向に一連に延びる支持ワイヤ３１０が間隔規制手段３００として機能する。なお、この実施形態では、３本の支持ワイヤ３１０を各支持部２００の三角形の３つの頂点に連結しているが、１本の支持ワイヤ３１０が各支持部２００の三角形の一つの頂点を連結するようにしても、もちろんよい。このワイヤ送給コンジットＡ３においても、上記したワイヤ送給コンジットＡ１について説明したのと同様の利点を享受することができる。各支持部２００は、正三角形以外の多角形に形成してももちろんよい。

図１０ないし図１２は、本発明の第４の実施形態に係るワイヤ送給コンジットＡ４を示す。なお、図１０においては、図の理解を容易にするため、ガイドチューブ１００と各ローラ１５０を省略して示している。

この実施形態に係るワイヤ送給コンジットＡ４では、独立した線材２１０を円環状に成形して支持部２００を形成するとともに、環を形成する部分の両端から上記軸線方向に延びる一対の小径のコイル部２２０を同じ線材２１０により一体に形成した複数の支持部要素２００ａ（図１１参照）と、少なくとも３本の支持ワイヤ３１０と、複数のリテーナ４００とを備える。支持部２００を形成する線材２１０には、複数のローラ１５０が回転可能に支持される。リテーナ４００は、上記３本の支持ワイヤ３１０を通挿保持する３つの孔４１０と、溶接ワイヤＢが通るための孔４２０とを有する板状であり、３つの孔４１０は、正三角形の頂点位置に配置されている。各支持部要素２００ａは、隣り合うリテーナ４００間において、上記一対の小径コイル部２２０，２２０をいずれかの支持ワイヤ３１０に套挿することによって、組み合わされる。各リテーナ４００は、図１０および図１２に表れているように、たとえば略正三角形の外形をしており、頂点部分においてガイドチューブ１００に内接させられる。なお、各支持部要素２００ａは、上記軸線方向に隣接する３つの支持部要素２００ａを繰り返し単位として、その３つの支持部要素２００ａのコイル部２２０は、互いに異なる支持ワイヤ３１０に套挿される。そして、各支持部要素２００ａは、コイル部２２０の移動がリテーナ４００によって阻止されることから、隣り合う支持部２００間の間隔が規定される。すなわち、この実施形態では、支持ワイヤ３１０に套挿されたコイル部２２０の移動がリテーナ４００によって阻止される構成が間隔規制手段３００として機能する。

溶接ワイヤＢは、各リテーナ４００の孔４２０および各支持部要素２００ａの各支持部２００の円環に通挿され、軸線方向に送給される際、各支持部２００において、ローラ１５０に接触して案内される。このとき、溶接ワイヤＢが受ける抵抗は、ローラ１５０の転がり抵抗であるため、送給抵抗を小さくできる。この点は上記した各実施形態と同様である。

なお、この実施形態においては、各支持部要素２００ａは、そのコイル部２２０が套挿される支持ワイヤ３１０を中心として搖動可能であるが、軸線方向に隣り合う３つの支持部要素２００ａの搖動中心が三角形の頂点位置となるので、通挿される溶接ワイヤＢを介して搖動範囲が規制され、特定の支持部要素２００ａがガイドチューブ１００の内面に接触する程度まで搖動するということはない。

もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されることはなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。

たとえば、実施形態において、ローラ１５０は、線材２１０に対する組み付け作業を容易にするため、側面にスリット１５２を設けたものが使用されているが、スリットを設けず、予め、線材に複数のローラ１５０を套挿しておき、その状態で線材２１０を折曲してもよい。

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ワイヤ送給コンジット
Ｂワイヤ（溶接ワイヤ）
１００ガイドチューブ
１５０ローラ
２００支持部
２００ａ支持部要素
２１０線材
２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ辺
２１０ｄ連結部
２１１第１部分
２１２第２部分
２２０コイル部
３００間隔規制手段
３１０支持ワイヤ
４００リテーナ
４１０孔

Claims

可撓性のガイドチューブと、このガイドチューブの内部に設けられた複数のローラと、を備え、内部に挿通されて軸線方向に移動させられるワイヤを上記複数のローラによって案内支持するワイヤ送給コンジットであって、
上記軸線方向視において環をなして折曲している線材からなり、上記軸線方向に並ぶ複数の支持部と、
上記複数の支持部の上記軸線方向の間隔を規定する間隔規制手段と、を備え、
上記複数の支持部の各々には、上記環の中心を取り囲むようにして、複数の上記ローラが上記線材周りに回転可能に支持されていることを特徴とする、ワイヤ送給コンジット。
上記環は、多角形をなしており、上記複数のローラは、上記複数の支持部の各々における上記多角形の各辺において回転可能に支持されており、上記多角形の各頂点は、上記ガイドチューブに内接させられている、請求項１に記載のワイヤ送給コンジット。
上記多角形は、三角形または四角形である、請求項２に記載のワイヤ送給コンジット。
上記複数の支持部および上記間隔規制手段は、連続する線材からなる、請求項２または３に記載のワイヤ送給コンジット。
上記連続する線材は、全体として螺旋を形成している、請求項４に記載のワイヤ送給コンジット。
上記軸線方向に延びる第１部分と、上記軸線方向と直交する方向に延びる第２部分とが交互に繰り返すつづらおり状となるように上記連続する線材が折曲しており、上記各第２部分が上記多角形をなす上記複数の支持部を形成しており、上記各第１部分が上記間隔規制手段を形成している、請求項４に記載のワイヤ送給コンジット。
上記複数の支持部の各々は、閉じた多角形に形成されているとともに、上記各多角形の頂点において、上記軸線方向に延びる支持ワイヤに連結されており、この支持ワイヤが上記間隔規制手段を形成している、請求項２に記載のワイヤ送給コンジット。
上記複数の支持部の各々は、上記各多角形のすべての頂点において、複数の上記支持ワイヤに連結されている、請求項７に記載のワイヤ送給コンジット。
上記ガイドチューブの内面に沿って上記軸線方向に延びる複数本の支持ワイヤと、上記軸線方向に間隔をあけて位置するとともに、上記複数の支持ワイヤを相互に拘束し、かつ上記ガイドチューブに内接する複数のリテーナと、を備え、
上記複数の支持部の各々は独立しており、上記軸線方向に隣り合う上記リテーナ間において当該リテーナによって上記軸線方向の位置を規定され、かつ上記複数本の支持ワイヤのうちのいずれか１本に支持されている、請求項１に記載のワイヤ送給コンジット。
上記複数の支持部の各々は、円環をなしているとともに、この円環を形成する上記線材を延長して上記軸線方向に延びるコイル部が形成されており、このコイル部が上記複数の支持ワイヤのうちのいずれか１本に套嵌されることにより、当該支持ワイヤに揺動可能に支持されている、請求項９に記載のワイヤ送給コンジット。