JP6300690B2 - 溶接ワイヤ送給装置 - Google Patents

Description

本発明は、消耗電極ガスシールドアーク溶接に使用される溶接ワイヤ送給装置に関するものである。

消耗電極ガスシールド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。従来、図４及び図５に示す溶接ワイヤ送給装置１が提案されていた。図４（Ａ）は、従来技術の溶接ワイヤ送給装置１を後方から見たときのワイヤリール３とワイヤスタンド５を示す図であり、図４（Ｂ）は、従来技術の溶接ワイヤ送給装置１の構成を示す図であり、図５は、従来技術の溶接ワイヤ送給装置１のワイヤ送給部４を示す図である。

図４及び図５において、ワイヤ送給装置本体２に取り付けられたワイヤリール３から溶接ワイヤ１６が送り出される。ワイヤリール３から送り出された溶接ワイヤ１６は、ワイヤ送給装置本体２に取り付けられたワイヤ送給部４に挿入される。

図４及び図５において、ワイヤ送給部４は、モータ６によって送給ロール８ａ、８ｂが回転して、送給ロール８ａ、８ｂと加圧ロール９ａ、９ｂとによって、溶接ワイヤ１６がそれぞれ挟まれて加圧されて送給される。インレットガイド１０は、ワイヤ送給部４の溶接ワイヤ１６の送入部に設けられていて、センターガイド１１は、送給ロール８ａと送給ロール８ｂの間に設けられて、インレットガイド１０から挿入された溶接ワイヤ１６をガイドする。アウトレットガイド１２は、ワイヤ送給部４の溶接ワイヤ１６の送出部に設けられていて、溶接ワイヤ１６をガイドする。一線式パワーケーブル１５がアウトレットガイド１２から送出された溶接ワイヤ１６を溶接トーチ７までガイドしている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００９−１３１８７３号公報

従来の溶接ワイヤ送給装置１は、溶接ワイヤ１６が送給中に、溶接ワイヤ１６がアウトレットガイド１２に引っ掛かったり、一線式パワーケーブル１５内のコイルライナーの曲がりが大きくなって送給抵抗が大きくなったりすると、溶接ワイヤ１６が座屈を生じて送給不良が発生していた。溶接ワイヤ１６の送給不良が発生した場合、電気的には、溶接ワイヤ１６の送給不良によって溶接電源からエラー警告の信号が出力されて、溶接ワイヤ１６の送給を停止していた。しかし、機械的には、溶接ワイヤ１６の送給不良を回避する手段が無かったために、継続して溶接ワイヤ１６は送給ロール８ａ，８ｂによって送給されていた。そのために、溶接作業者が溶接ワイヤ１６の送給異常に気付いたときは、意図的に溶接作業を中止していた。しかし、溶接作業者が溶接ワイヤ１６の送給異常に気付かないときには、溶接ワイヤ１６が座屈した状態で溶接ワイヤ１６が送給され続けられるという問題点があった。

本発明は、溶接ワイヤ１６の座屈を低減す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。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
送給ロールと加圧ロールとの間に溶接ワイヤが挟まれて送給される溶接ワイヤ送給装置において、
軸心部方向の先端部に送給ロール軸が設けられ、軸心部からずれた位置の先端部に突起部が設けられた駆動軸と、
先端部にばね押さえが設けられ、ばねが挿通されて、基端部が前記送給ロール軸の先端部に取り付けられたばね挿通軸と、
前記溶接ワイヤの送給方向で前記送給ロールの前後にそれぞれ設けられた第１のワイヤガイドと第２のワイヤガイドとを備え、
前記送給ロールの外周面に溶接ワイヤ用溝が形成されて、前記溶接ワイヤ用溝と前記送給ロールの前記駆動軸側の一方の側面との間に段部が形成されて、前記送給ロールの軸心部に前記送給ロール軸が挿通する軸挿通孔が形成されて、前記送給ロールの前記駆動軸側の一方の側面に前記突起部が挿入される突起部挿入孔が形成され、
前記送給ロールの前記突起部挿入孔に前記突起部が挿入されて、前記ばねのばね力によって前記送給ロールが前記駆動軸方向に付勢されていることを特徴とする溶接ワイヤ送給装置である。

請求項２の発明は、
前記溶接ワイヤの送給経路における送給抵抗が、前記駆動軸による前記送給ロールの送給力よりも大と成ったときに、前記駆動軸の前記突起部が前記送給ロールの前記突起部挿入孔から外れるように、前記突起部の形状が形成されていることを特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤ送給装置である。

請求項３の発明は、
前記突起部の先端部にテーパーが形成されているか、又は前記突起部の先端部が湾曲に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の溶接ワイヤ送給装置である。

請求項４の発明は、
前記送給ロールの一方の側面に、前記送給ロールの軸心部に対して前記突起部挿入孔の軸心部と同心円上の位置に軸心部が位置するくぼみが形成され、
前記くぼみに前記突起部の先端部が挿入されたときに、前記送給ロールの一方の側面が前記駆動軸の先端部から離間するように前記くぼみが形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ送給装置である。

請求項５の発明は、
前記送給ロールの一方の側面の前記突起部挿入孔と前記くぼみとの間に、前記送給ロールの軸心部に対して同心円上の円弧形状の突起部用溝を形成し、
前記突起部用溝の深さが前記くぼみ側よりも前記突起部挿入孔側が深いことを特徴とする請求項１〜４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、溶接ワイヤ１６の送給不良が発生した状態で溶接ワイヤ１６の送給が継続することを減少させることができる。

本発明の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール２３等を示す図である。 本発明の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール２３等の動作を説明する部分断面図である。 本発明の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール２３等の動作を説明する図である。 従来技術の溶接ワイヤ送給装置１を示す図である。 従来技術の溶接ワイヤ送給装置１のワイヤ送給部４を示す図である。

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、本発明の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール２３等を示す図であって、同図（Ａ）は正面図であり、同図（Ｂ）は側面図であり、同図（Ｃ）は平面図である。図１において、駆動軸２２の軸心部方向の先端部に送給ロール軸２７が設けられている。駆動軸２２の先端部で、駆動軸２２の軸心部からずれた位置に突起部２６が設けられている。突起部２６の先端部にはテーパーが形成されているか、又は突起部２６の先端部が湾曲に形成されている。送給ロール２３の軸心部に送給ロール軸２７が挿通する軸挿通孔２３ａが形成されていて、送給ロール２３が駆動軸２２の送給ロール軸２７にはめ込まれている。送給ロール２３の外周面に溶接ワイヤ用溝２３ｃが形成されている。送給ロール２３の溶接ワイヤ用溝２３ｃと駆動軸２２側の送給ロール２３の一方の側面との間に段部２３ｄが形成されている。送給ロール２３の駆動軸２２側の一方の側面に、駆動軸２２の突起部２６が挿入される突起部挿入孔２３ｂが形成されている。

送給ロール２３の一方の側面に、くぼみ２３ｅが形成されている。くぼみ２３ｅの軸心部は送給ロール２３の軸心部に対して、突起部挿入孔２３ｂの軸心部と同心円上の位置にある。くぼみ２３ｅに突起部２６の先端部が挿入されたときに、送給ロール２３の一方の側面が駆動軸２２の先端部から離間する方向へ移動するように、くぼみ２３ｅの形状が形成されている。また、送給ロール２３の一方の側面の突起部挿入孔２３ｂとくぼみ２３ｅとの間に、送給ロール２３の軸心部に対して同心円上の円弧形状の突起部用溝２３ｆを形成している。送給ロール２３の一方の側面の突起部用溝２３ｆの深さは、くぼみ２３ｂ側よりも突起部挿入孔２３ｂ側が深く形成されている。

ばね挿通軸２４の先端部にばね押さえ２５が設けられて、ばね挿通軸２４の基端部に雄ねじが形成されている。送給ロール軸２７の先端部には、ばね挿通軸２４の雄ねじに対応する雌ねじが形成されている。ばね挿通軸２４にばね２８が挿通されて、ばね挿通軸２４が送給ロール軸２７にねじこまれて固定されている。ばね２８の先端部は、ばね押さえ２５に当接し、ばね２８の基端部は送給ロール２３の他方の側面に当接している。送給ロール２３の突起部挿入孔２３ｂに突起部２６が挿入されて、ばね２８のばね力によって送給ロール２３が駆動軸２２方向に付勢されている。送給ロール２３と加圧ロール３１との間に溶接ワイヤ１６が挟まれて送給される。溶接ワイヤ１６の送給方向で送給ロール２３の前後に、第１のワイヤガイド２９及び第２のワイヤガイド３０がそれぞれ設けられている。その他の機能は、図４及び図５に示した従来技術の溶接ワイヤ送給装置１の機能と同じであるので、説明を省略する。

以下、動作を説明する。図２は、本発明の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール２３等の動作を説明する部分断面図であり、図３は、本発明の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール２３等の動作を説明する図である。図１〜図３において、送給ロール２３及び加圧ロール３１がそれぞれ１個の場合を示しているが、送給ロール２３及び加圧ロール３１がそれぞれ２個の場合も動作及び効果は、以下に説明する送給ロール２３及び加圧ロール３１がそれぞれ１個の場合の動作及び効果と同様であるので、説明を省略する。

本発明の溶接ワイヤ送給装置において、溶接が開始されて、溶接ワイヤ１６が送給ロール２３と加圧ロール３１との間に挟まれて送給されている。溶接ワイヤ１６の座屈が発生したときは、溶接ワイヤ１６の送給が停止して、送給ロール２３が溶接ワイヤ１６との摩擦によって回転が不安定になったり停止したりする。この場合、駆動軸２２は回転し続ける。この動作を容易に説明するために、図２においては、駆動軸２２を固定させて、送給ロール２３を回転させたときの状態を示している。

図２（Ａ）において、送給ロール２３が駆動軸２２の送給ロール軸２７にはめ込まれて、ばね挿通軸２４にばね２８が挿通されて、ばね挿通軸２４が送給ロール軸２７にねじこまれて固定されている。駆動軸２２の先端部に設けられた突起部２６が、送給ロール２３の突起部挿入孔２３ｂに挿入されている。この状態で、溶接ワイヤ１６が送給されて溶接が行われる。

溶接中に、溶接ワイヤ１６の送給経路における不具合によって、溶接ワイヤ１６の送給が不安定になったり、停止したりすると、溶接ワイヤ１６の送給経路における送給抵抗が、駆動軸２２による送給ロール２３の送給力よりも大と成り、図２（Ｂ）に示すように、駆動軸２２が紙面の後方へ１／８回転して、駆動軸２２の突起部２６が送給ロール２３の突起部挿入孔２３ｂから外れそうになる。ここで、溶接ワイヤ１６の送給経路における送給抵抗が、駆動軸２２による送給ロール２３の送給力よりも大と成ったときに、駆動軸２２の突起部２６が送給ロール２３の突起部挿入孔２３ｂから外れるように、突起部２６の先端部にはテーパーが形成されているか、又は突起部２６の先端部が湾曲に形成されている。そして、送給ロール２３が矢印で示す駆動軸２２から離れる方向に押さえばね２８を圧縮して、送給ロール２３が移動する。このとき、突起部用溝２３ｆの深さがくぼみ２３ｅ側よりも突起部挿入孔２３ｂ側が深いので、駆動軸２２の突起部２６が送給ロール２３の突起部挿入孔２３ｂから容易に外れる。またこのとき、溶接ワイヤ１６の送給方向で送給ロール２３の前後に、第１のワイヤガイド２９及び第２のワイヤガイド３０がそれぞれ設けられて、送給ロール２３の溶接ワイヤ１６の挿入側と送出側における溶接ワイヤ１６の位置が固定されているために、送給ロール２３の溶接ワイヤ用溝２３ｃにあった溶接ワイヤ１６のみが溶接ワイヤ用溝２３ｃから外れて、溶接ワイヤ１６が送給ロール２３の溶接ワイヤ用溝２３ｃの縁に乗り上げている。このとき、加圧ロール３１は、矢印で示す上の方向に移動している。

駆動軸２２が、紙面の後方へさらに１／８回転して図２（Ｃ）の状態になると、駆動軸２２の突起部２６は、送給ロール２３の突起部挿入孔２３ｂとくぼみ２３ｅとの間に形成された円弧形状の突起部用溝２３ｆを摺動しているので、送給ロール２３が矢印で示す駆動軸２２から離れる方向にさらに移動する。この結果、図３にも示すように、溶接ワイヤ１６が送給ロール２３の溶接ワイヤ用溝２３ｃの縁を乗り越えたのちに、溶接ワイヤ１６が送給ロール２３の段部２３ｄに落ちて、溶接ワイヤ１６が溶接ワイヤ用溝２３ｃから完全に外れる。このとき、加圧ロール３１は、矢印で示す下の方向に移動している。

駆動軸２２が、紙面の後方へさらに１／８回転して図２（Ｄ）の状態になると、駆動軸２２の突起部２６は、送給ロール２３のくぼみ２３ｅに挿入されて、送給ロール２３が矢印で示す駆動軸２２方向に移動する。この状態で、送給ロール２３が駆動軸２２によって回転されると、溶接ワイヤ１６は段部２３ｄに落ちているために、溶接ワイヤ１６が、送給ロール２３と加圧ロール３１との間で損傷することが軽減される。

駆動軸２２が、紙面の後方へさらに１／８回転して図２（Ｅ）の状態になった場合、駆動軸２２の突起部２６が、送給ロール２３の別の突起部挿入孔２３ｂに挿入される。

その後、溶接作業者が、溶接ワイヤ１６の座屈の不具合を改善して、溶接を再開する。

この結果、本発明の溶接ワイヤ送給装置は、溶接ワイヤ１６の送給中に、溶接ワイヤ１６の送給経路における不具合によって、溶接ワイヤ１６に対して過度な送給抵抗が働いたときに、特別な制御回路を設けることなく、簡易な機構で溶接ワイヤ１６の送給を停止させることができる。そのために、溶接ワイヤ１６が座屈を起こす前に機械的に溶接ワイヤ１６の送給を停止することができるので、溶接ワイヤ１６の送給不良が発生した状態で溶接ワイヤ１６の送給が継続することを減少させることができ、溶接品質を低下させることがない。従って、溶接不良による手直し工数を削減することができる。また、溶接ワイヤ１６の送給経路にあるるセンタ―ガイド１１、アウトレットガイド１２及び一線式パワーケーブル１５内のコイルライナ等の組込部品が損傷することを減少させることが出来るので、組込部品の損傷による部品交換作業の工数を短縮することができる。

１ 溶接ワイヤ送給装置
２ ワイヤ送給装置本体
３ ワイヤリール
４ ワイヤ送給部
５ ワイヤスタンド
６ モータ
７ 溶接トーチ
８ａ，８ｂ 送給ロール
９ａ，９ｂ 加圧ロール
１０ インレットガイド
１１ センターガイド
１２ アウトレットガイド
１５ 一線式パワーケーブル
１６ 溶接ワイヤ
２２ 駆動軸
２３ 送給ロール
２３ａ 軸挿通孔
２３ｂ 突起部挿入孔
２３ｃ 溶接ワイヤ用溝
２３ｄ 段部
２３ｅ くぼみ
２３ｆ 突起部摺動用溝
２４ ばね挿通軸
２５ ばね押さえ
２６ 突起部
２７ 送給ロール軸
２８ ばね
２９ 第１のワイヤガイド
３０ 第２のワイヤガイド
３１ 加圧ロール

Claims (5)

1. 送給ロールと加圧ロールとの間に溶接ワイヤが挟まれて送給される溶接ワイヤ送給装置において、
   軸心部方向の先端部に送給ロール軸が設けられ、軸心部からずれた位置の先端部に突起部が設けられた駆動軸と、
   先端部にばね押さえが設けられ、ばねが挿通されて、基端部が前記送給ロール軸の先端部に取り付けられたばね挿通軸と、
   前記溶接ワイヤの送給方向で前記送給ロールの前後にそれぞれ設けられた第１のワイヤガイドと第２のワイヤガイドとを備え、
   前記送給ロールの外周面に溶接ワイヤ用溝が形成されて、前記溶接ワイヤ用溝と前記送給ロールの前記駆動軸側の一方の側面との間に段部が形成されて、前記送給ロールの軸心部に前記送給ロール軸が挿通する軸挿通孔が形成されて、前記送給ロールの前記駆動軸側の一方の側面に前記突起部が挿入される突起部挿入孔が形成され、
   前記送給ロールの前記突起部挿入孔に前記突起部が挿入されて、前記ばねのばね力によって前記送給ロールが前記駆動軸方向に付勢されていることを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
2. 前記溶接ワイヤの送給経路における送給抵抗が、前記駆動軸による前記送給ロールの送給力よりも大と成ったときに、前記駆動軸の前記突起部が前記送給ロールの前記突起部挿入孔から外れるように、前記突起部の形状が形成されていることを特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤ送給装置。
3. 前記突起部の先端部にテーパーが形成されているか、又は前記突起部の先端部が湾曲に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の溶接ワイヤ送給装置。
4. 前記送給ロールの一方の側面に、前記送給ロールの軸心部に対して前記突起部挿入孔の軸心部と同心円上の位置に軸心部が位置するくぼみが形成され、
   前記くぼみに前記突起部の先端部が挿入されたときに、前記送給ロールの一方の側面が前記駆動軸の先端部から離間するように前記くぼみが形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ送給装置。
5. 前記送給ロールの一方の側面の前記突起部挿入孔と前記くぼみとの間に、前記送給ロールの軸心部に対して同心円上の円弧形状の突起部用溝を形成し、
   前記突起部用溝の深さが前記くぼみ側よりも前記突起部挿入孔側が深いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ送給装置。

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