JP5908220B2 - ワイヤガイド - Google Patents

Description

本発明は、溶接ワイヤスプール又はパックワイヤと溶接ワイヤ送給装置との間に配置されるワイヤガイド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は、溶接ワイヤスプールやパックワイヤ（以下、ワイヤ供給源とする）から、溶接ワイヤがワイヤガイドを通って溶接ワイヤ送給装置によって導出され、溶接トーチに送り込まれる。（例えば、特許文献１参照。）図６は、従来のワイヤガイドの部分断面図である。図６において、溶接ワイヤ送給装置１の内部に、モータ等によって回転する送給ロール１ａと、送給ロール１ａと対向して加圧ロール１ｂが配置されている。ワイヤ供給源２と溶接ワイヤ送給装置１との間に、ワイヤガイド５０が取り付けられている。ワイヤガイド５０は円筒状部材であり、内径部に送出穴５３が形成され、送出穴５３のワイヤ供給源側には、テーパ５１が形成されている。溶接ワイヤ３は、ワイヤ供給源２から引き出され、ワイヤガイド５０の送出穴５３を通って、送給ロール１ａと加圧ロール１ｂ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て、図示しない溶接トーチに導出される。

特開２００１−３００７７号公報

溶接ワイヤ３がワイヤ供給源２から引き出されて送出穴５３に挿入されるとき、ワイヤ供給源２において、ワイヤの巻始めから巻き終わりに至る巻径方向の変化や巻幅方向の変化によって、送出穴５３への溶接ワイヤ３の挿入角度が変化する。このため、送出穴５３のワイヤ供給源２側にはテーパ５１が形成されている。しかし、溶接ワイヤ３がテーパ５１及び送出穴５３を通過するときに、送出穴５３部で曲げやこすれが起こるため、送給抵抗が大きいという問題があった。また、ワイヤガイド５０の送出穴５３が溶接ワイヤ３によって摩耗して表面粗さが粗くなると、送給抵抗がさらに増大する。送出穴５３での曲げやこすれにより、ワイヤガイド５０の摩耗分や、溶接ワイヤ３の摩耗分が発生する。この摩耗粉が送出穴５３に堆積すると、送出穴５３の内径が小さくなり、送給抵抗がさらに増大する。このような送給抵抗の増大により、溶接ワイヤの送給が不安定となる問題があった。

本発明は、ワイヤ供給源と溶接ワイヤ送給装置との間に設けられたワイヤガイドにおける送給抵抗の増大を防止することを目的としている。

第１の発明は、溶接ワイヤスプール又はパックワイヤと溶接ワイヤ送給装置との間のワイヤ送給通路に配置されたワイヤガイドにおいて、前記溶接ワイヤスプール又は前記パックワイヤから送出された溶接ワイヤが外接する溝を外周部に備えたガイドロールと、
基端側で、溶接ワイヤの送給に伴って回転可能に前記ガイドロールを保持するガイド本体と、
前記溶接ワイヤが前記ガイドロールに外接した後送出される送出穴が形成され、前記ガイド本体の先端側を前記送出穴と平行な軸回りに回転可能に保持する回転機構と、を備え、
前記ガイドロールへの前記溶接ワイヤの挿入角度が変化した場合に、前記挿入角度の変化に追従して前記ガイド本体が前記送出穴と平行な軸回りに回転し、前記溶接ワイヤの前記溶接ワイヤスプール又は前記パックワイヤからの引き出し方向と前記ガイドロールの傾きが一致したところで前記ガイドロールの回転が停止することを特徴とするワイヤガイドである。

第２の発明は、前記ガイド本体の基端側に、前記溶接ワイヤに対して前記ガイドロールと対向する位置に補助ガイドロールを備えたことを特徴とする、第１の発明に記載のワイヤガイドである。

溶接ワイヤのガイドロールへの挿入角度が変化した場合に、挿入角度の変化に追従してガイドロール部が送出穴と平行な軸回りに回転するため、送給抵抗の増大を防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態１のワイヤガイドの使用状態図である。 図２は、本発明の実施の形態１のワイヤガイドの部分断面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ断面部分拡大図であり、本発明の実施の形態１のワイヤガイドの動作を示す。 図４は、本発明の実施の形態２のワイヤガイドの部分断面図である。 図５は、本発明の実施の形態３のワイヤガイドの部分断面図である。 図６は、従来のワイヤガイドの部分断面図である。

［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２は、本発明の実施の形態１のワイヤガイドの部分断面図である。図２において溶接ワイヤ送給装置１に備えられている送給ロール１ａ及び加圧ロール１ｂによって、溶接ワイヤ３が溶接トーチ（図示しない）側に送出される方向をＸ１方向、その逆をＸ２方向とする。Ｘ１方向に対して、直角上方向をＺ１方向、直角下方向をＺ２方向とする。

溶接ワイヤ送給装置１とワイヤ供給源２との間に、保持部材１６が備えられており、保持部材１６の内径部には、ベアリング１５を介して挿通部材１４が取り付けられている。挿通部材１４の内径部には、溶接ワイヤ３が挿通する送出穴１３が備えられている。送出穴１３の内径は、溶接ワイヤ３が接触しない大きさに設定されている。ガイド本体１１の先端側に挿通部材１４が一体に形成されており、ガイド本体１１の基端側には、円筒状部材であるガイドロール１２が回転可能に取り付けられている。ガイドロール１２の外周には溶接ワイヤ３が入る溝１２ａが形成されている。

ベアリング１５の回転軸は、送出穴１３の軸心と平行に設けられているため、ガイド本体１１、挿通部材１４及びガイドロール１２が送出穴１３の軸心と平行な軸回りに回転可能になっている。保持部材１６、ベアリング１５及び送出穴１３が形成された挿通部材１４によって回転機構１０ａが構成されている。

ベアリング１５の回転軸は、送出穴１３の内径を通り、溝１２ａから離間した位置に設けることが望ましい。

以下、動作を説明する。
図２に示すように、ワイヤ供給源２から引き出された溶接ワイヤ３は、ガイドロール１２の溝１２ａに入って従動回転可能なガイドロール１２に外接し、送出穴１３を通って、溶接ワイヤ送給装置１に備えられた送給ロール１ａと加圧ロール１ｂとで挟まれて送給され、溶接トーチ（図示しない）に送られる。送出穴１３の内径は溶接ワイヤ３が接触しない大きさに設定されているので、ワイヤ供給源２から引き出された溶接ワイヤ３は、送出穴１３にこすれることなく送給される。

溶接ワイヤ３がワイヤ供給源２からから巻ほぐされてワイヤ残量が減ると、図２の二点鎖線で示すように、溶接ワイヤ３の引き出し位置がＺ１方向に移動する。この場合でも、ワイヤ供給源２から引き出された溶接ワイヤ３は、ガイドロール１２に外接して送出穴１３を通って溶接ワイヤ送給装置１に送られるため、送出穴１３にこすれることなく送給される。

次に、溶接ワイヤ３の引き出し位置がワイヤ供給源２の幅方向に変化した場合の動作を説明する。図１は、本発明の実施の形態１のワイヤガイドの使用状態図である。図１において、Ｘ１−Ｘ２方向に直角な方向をＹ１−Ｙ２方向とし、Ｘ１方向に向かって左側をＹ１方向とする。図１（ｂ）は、溶接ワイヤ３がワイヤ供給源２から引き出されてガイドロール１２の溝１２ａに入っていく方向が、Ｘ１−Ｘ２方向と平行な状態を示している。図１（ａ）は、溶接ワイヤ３がワイヤ供給源２のＹ１側から引き出されている状態、図１（ｃ）は、溶接ワイヤ３がワイヤ供給源２のＹ２側から引き出されている状態を示す。

溶接ワイヤ３のワイヤ供給源２からの引き出し位置が、図１（ｂ）の状態からＹ１側に向かう場合のワイヤガイドの動作を図３によって説明する。図３は、図２のＡ−Ａ断面部分拡大図である。図３（ａ）は、溶接ワイヤ３のワイヤ供給源２からの引き出し位置が図１（ｂ）のときの、溶接ワイヤ３のガイドロール１２の溝１２ａにおける位置を示す。図３において、Ｐ２は溶接ワイヤ３と溝１２ａとの接触点であり、Ｐ１はベアリング１５（図２）の回転中心である。

溶接ワイヤ３のワイヤ供給源２からの引き出し位置が、図１（ｂ）の状態からＹ１側に向かい始めると、図３（ｂ）に示すように、点Ｐ２で溶接ワイヤ３から溝１２ａにＦなる力が作用する。これによって、ガイドロール１２は点Ｐ１を中心にＲ１方向に回転し始めて、図３（ｃ）に示すように、溶接ワイヤ３のワイヤ供給源２からの引き出し方向とガイドロール１２の傾きが略一致したところでガイドロール１２の回転は停止する。

溶接ワイヤ３のワイヤ供給源２からの引き出し位置が、図１（ｂ）の状態からＹ２側に向かう場合も同様に、ガイドロール１２が溶接ワイヤ３の引き出し位置の変化に追従して点Ｐ１を中心に回転する。

この結果、本発明の実施の形態１のワイヤガイドは、ワイヤ供給源２からから引き出された溶接ワイヤ３が、送給に伴って従動回転可能なガイドロール１２でガイドされこすれることなく溶接ワイヤ送給装置１に送られる。これによって、送給抵抗の増大を防止することができる。

本発明の実施の形態１のワイヤガイドは、ワイヤ供給源２のどの方向から溶接ワイヤが引き出されても、引き出し方向の変化に追従してガイドロール１２が、送出穴１３と平行な軸心回りに回転するので、溶接ワイヤ３がこすれることなく溶接ワイヤ送給装置１に送られる。これによって、送給抵抗の増大を防止することができる。

［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２のワイヤガイドを示す部分断面図である。溶接ワイヤ送給装置１とワイヤ供給源２との間に、保持部材１６が備えられており、保持部材１６の基端側に挿通部材１４が一体に形成されている。挿通部材１４の内径部には、溶接ワイヤ３が挿通する送出穴１３が備えられている。送出穴１３の内径は、溶接ワイヤ３が接触しない大きさに設定されている。ガイド本体１１の先端側内径部は、ベアリング１５を介して挿通部材１４の外周部に回転可能に取り付けられている。ガイド本体１１の基端側には、円筒状部材であるガイドロール１２が回転可能に取り付けられている。ガイドロール１２の外周には溶接ワイヤ３が入る溝１２ａが形成されている。

ベアリング１５の回転軸は、送出穴１３の軸心と平行に設けられているため、ガイド本体１１、挿通部材１４及びガイドロール１２が送出穴１３の軸心と平行な軸回りに回転可能になっている。保持部材１６、ベアリング１５及び送出穴１３が形成された挿通部材１４によって回転機構１０ａが構成されている。

動作は実施の形態１のワイヤガイドと同様であるので、同機能に同符号を付し、説明を省略する。効果も実施の形態１のワイヤガイドと同様の効果を奏する。

［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３のワイヤガイドの部分断面図である。実施の形態３は、実施の形態１におけるガイド本体１１の基端側の幅をＺ１方向に広げて、ガイドロール１２と対向する位置に補助ガイドロール２２を回転可能に設けたものである。

図５では、補助ガイドロール２２は、ガイドロール１２と対向する位置に設けているが、補助ガイドロール２２の外周が、ガイドロール１２と送出穴１３とを結ぶ直線に接する位置であれば、ガイドロール１２の位置に対してＸ２方向にオフセットした位置に設けてもよい。

補助ガイドロール２２の外径はガイドロール１２の外径と異なってもよい。補助ガイドロール２２の質量はガイドロール１２の質量とほぼ同じであることが望ましい。

以下、動作を説明する。図５の二点鎖線で示すように、溶接ワイヤ３がワイヤ供給源２からから引き出される位置が、ガイドロール１２の上端と送出穴１３とを結ぶ直線よりＺ１方向に移動した場合、溶接ワイヤ３は補助ガイドロール２２に外接して、ガイドロール１２の溝部１２ａに入る。

実施の形態３では補助ガイドロール２２を設けているため、ガイドロール１２に対するワイヤ供給源２の位置がどこにあっても、溶接ワイヤ３がガイドロール１２の溝部１２ａに入る。このため、実施の形態１より溶接ワイヤ３の引き出し位置の変化が大きなものにもガイドロール１２が追従して、送出穴１３と平行な軸回りにガイド本体１１が回転するので、溶接ワイヤ３は送出穴１３にこすれることなく送給され、送給抵抗の増大を防止できるという効果を奏する。

補助ガイドロール２２の質量をガイドロール１２の質量と同じに形成すると、補助ガイドロール２２とガイドロール１２との、ベアリング１５の回転中心回りの重力が釣り合う。従って、重力の影響を受けることがないため、実施の形態１よりもスムーズに、溶接ワイヤ３の引き出し方向の変化に追従して送出穴１３と平行な軸回りにガイド本体１１が回転する。このため、溶接ワイヤ３は送出穴１３にこすれることなく送給され、送給抵抗の増大を防止できるという効果を奏する。

従来、パックワイヤと溶接ワイヤ送給装置との間の送給通路としてコンジットケーブルが主に使われていたが、本発明のワイヤガイドをパックワイヤと溶接ワイヤ送給装置との間の送給通路複数個配置すれば、溶接ワイヤが送出穴にこすれることなくパックワイヤから溶接ワイヤ送給装置に送出でき、送給抵抗の増大を防止することができるという効果を奏する。

本発明のワイヤガイドは、ＴＩＧ溶接用フィラワイヤにも使用することができ、ワイヤをこすることなく送給できるので、送給抵抗の増大を防止する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
１ａ 送給ロール
１ｂ 加圧ロール
２ ワイヤ供給源
３ 溶接ワイヤ
１１ ガイド本体
１２ ガイドロール
１２ａ 溝
１２ａ 溝部
１３ 送出穴
１４ 挿通部材
１５ ベアリング
１６ 保持部材
２２ 補助ガイドロール
５０ ワイヤガイド
５１ テーパ
５３ 送出穴

Claims (2)

1. 溶接ワイヤスプール又はパックワイヤと溶接ワイヤ送給装置との間のワイヤ送給通路に配置されたワイヤガイドにおいて、前記溶接ワイヤスプール又は前記パックワイヤから送出された溶接ワイヤが外接する溝を外周部に備えたガイドロールと、
   基端側で、溶接ワイヤの送給に伴って回転可能に前記ガイドロールを保持するガイド本体と、
   前記溶接ワイヤが前記ガイドロールに外接した後送出される送出穴が形成され、前記ガイド本体の先端側を前記送出穴と平行な軸回りに回転可能に保持する回転機構と、を備え、
   前記ガイドロールへの前記溶接ワイヤの挿入角度が変化した場合に、前記挿入角度の変化に追従して前記ガイド本体が前記送出穴と平行な軸回りに回転し、前記溶接ワイヤの前記溶接ワイヤスプール又は前記パックワイヤからの引き出し方向と前記ガイドロールの傾きが一致したところで前記ガイドロールの回転が停止することを特徴とするワイヤガイド。
2. 前記ガイド本体の基端側に、前記溶接ワイヤに対して前記ガイドロールと対向する位置に補助ガイドロールを備えたことを特徴とする、請求項１に記載のワイヤガイド。

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