JPS60184422A - 溶接用ワイヤのキヤスト形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接用ワイヤに任意径のキャストを与えながら
スプール等に巻取るキャスト形成方法に関し、詳細には
巻取終期において小径の第１キヤストローラに供給され
る溶接用ワイヤの入線方向調節して溶接ワイヤ径に応じ
た所望のキャス、トを形成して巻取る方法に関するもの
である。

自動乃至半自動溶接に用いる長尺の溶接用ワイヤは、１
０〜２０ｋｇまたはそれ以上の単位でスプールに巻取っ
て提供されており、その巻姿は例えば第１図に示す一部
切除側面図に表わされる如く、スプール２の巻胴周面３
ａから巻層の最外周面３ｂへ向けて１層ずつ順序よく巻
取られたものである。ところで溶接用ワイヤを個々のス
プールに巻取る場合、溶接時における巻戻し段階で溶接
用ワイヤがスプリングバックして溶接ワイヤ同士のから
みによる溶接ワイヤ送給性の低下を防止するために十分
な張力を付与し、かつ比較的ゆるやかな曲げ歪み（キャ
スト）を付与しながら巻取ることが行なわれている。さ
らにまた、この巻取りの終了時において溶接ワイヤが切
断されると溶接ワイヤに掛けられていたテンションが解
除されて溶接ワイヤの弾性によって最終層が巻きほぐれ
ることになり、次工程における包装作業等に支障を防止
するために、溶接ワイヤの終端部における数巻乃至士数
巻を巻取るに際しては前述するキャスト径よりも小さめ
のキャスト径を与えることによって溶接ワイヤを巻き締
める様に、即ち換言すれば溶接ワイヤ自身の変形（キャ
スト）によって最外周面へ抱き付かせる様にすることが
必要となる。これを溶接ワイヤの巻取り技術から見れば
、巻取り過程において溶接ワイヤに異った径のキャスト
を付与することを意味するもので、本出願人はこの様な
観点から［ワイヤの巻取り方法」と［２て特開昭５８−
５０１２３号を提案した。

即ち、前記ワイヤの巻取り方法の従来法を示す第２図お
よび第３図に準拠して説明すると、直径の異なる２つの
ローラを用い所望のキャスト径に応じてワイヤの走行経
路言いかえれば、ワイヤの巻回順序を変更することによ
って大小２様のキャスト径をワイヤに付与せんとするも
のである。即ち、通常も巻取り時においてはワイヤｌを
ワイヤ供給位置から比較的大径の第２キャストローラ５
の周面に沿って反転せしめた後スプール側へ送出し、こ
の第２キヤストローラ５によって比較的大きな径のキャ
ストを付与せしめると共にワイヤに張力を作用させつつ
巻取りを行ない、また巻取り終期にいたると第２キヤス
トローラの側方に待機せしめた第２キヤストローラより
も小径の第１キヤストローラ６を第３図の１点鎖線矢印
の方向、即ちスプール側へ移動せしめ、ワイヤを一１第
１ギヤストローラ６に周回せしめたのち第２キヤストロ
ーラ５に巻回し、第１キヤストローラ６によって小径の
キャストを形成せしめるようにしたものである。この様
なワイヤに対するキャスト成形方法によれば、第２キヤ
ストローラ５および第１ギヤストローラ６の径によって
定まる２種のキャストが形成されるのみであって、例え
ば前述のワイヤ終端部における巻きほぐれを確実に防止
するためには、ワイヤ径に対応したキャスト径を付与し
なければならないがこのためには従来第２キヤストロー
ラ、第１キヤストローラのそれぞれを要求キャスト径を
付与せしめ得る径のキャストローラに変更しなければな
らなかった。例えば、ワイヤ径が大きくなると所要のキ
ャストを付与するためにはギヤストローラ径を小さくし
なければならないが、ギヤストローラ径を小さくするこ
とは巻取り時にワイヤの腰折れ状態（曲がり）を招き、
円滑な巻取り作業を阻害するのみならず、製品に曲がり
を生ずるために使用時においてスムーズな引き出しを困
難ならしめ、また溶接機におけるチップの送給抵抗を生
じ、ビードに蛇行を生ずる等溶接作業性を阻害し、各種
寸法の第２キャストローラ及び第１キヤストローラを準
備する必要があり、その交換に労力を要するのみならず
その管理に繁雑さをもたらすことになる。

本発明者等は、溶接ワイヤの巻取り時における溶接ワイ
ヤの塑性変形メカニズムをさらに追求し、その結果極め
て簡便な手段により効果的に任意のキャストを形成せし
める新規な技術的手段を提供しようとするものである。

即ち上記目的を達成し得た本発明の構成とは、溶接用ワ
イヤを小径の第１キヤストローラに供給しその周方向に
沿わせる様に一定長さ走行させてキャストを与えつつ方
向転換させた後、更に大径の第２キヤストローラに供給
してその周方向に沿わせつつ再び方向転換させ巻付装置
方向へ供給するに当たり、前記第１キヤストローラへの
溶接用ワイヤの入線方向を調節して任意径のキャストを
午えることを要旨とするものである。

以下図面に基づいて本発明の構成及び作用効果を具体的
に説明するが、下記実施例は一具体例に過ぎず、前・後
記の趣旨に従って本発明の設計を変更することはいずれ
も本発明の技術的範囲に含まれる。

第４，５図は本発明に係る巻取終期における溶接用ワイ
ヤのキャスト成形方法を説明するもので、５は固定位置
で回転する第２キヤストローラ、６は従来例と同じく旋
回変位可能に構成された第１キヤストローラを示してい
る。７ａは第１キヤストローラ６を中心として旋回変位
可使に設けられたワイヤ供給点を示す。ワイヤ供給点７
ａは第５図に示す様に供給点７ａ（１から７ａｎまで連
続的又は段階的に変位可能であるが、第４図には実際の
巻取りに当たって必要とされるキャスト径を得るために
選択された供給点７ａｌ、７ａ及び７ａ２を記載してい
る。第１キヤストローラ６をスプール側に移動せしめた
場合、ワイヤｌは供給点７ａから第１キヤストローラ６
に供給され強い張力下に第１キヤストローラ６の周面に
沿って且つその周面と一定長（８ａ）に亘って接触され
ることによって一定のキャスト径を与えつつ方向転換し
、次に第１キヤストローラ６よりも大径の第２キヤスト
ローラ５に供給され、その面に沿わせて反転させること
によって更に方向転換を受けスプール２ｇＪ１へ送り出
される様に構成されている。いま第４図のように第１キ
ヤストローラ６をスプール側に移動せしめて、ワイヤｌ
をまず第１キヤストローラ６に巻掛け、次いで第２キヤ
ストローラ５に巻回させて張力を付午しつつ巻取る場合
に、ワイヤの塑性変形はワイヤの降伏応力を（ｆｅとし
、ワイヤの曲げ半径をρ、ワイヤ径をＴ、ワイヤのヤン
グ率をＥ、ワイヤに作用する張力をｔｆとするときこれ
らの間に下記（１）弐Ｔ σ８≦２．　十　ｔ（・・・・・（１）で示す関係が生
じたときにはワイヤに塑性変形が与えられる。換言すれ
ばワイヤに付与されるキャスト径は一義的にはワイヤの
曲げ半径ρ、即ちギヤストローラ径によって付与される
ワイヤの曲げ半径（キャスト径）によって支配されるこ
とになる。従ってワイヤ特にワイヤの巻取終端部に所要
のキャスト径を付与するためには、ワイヤ径に対応して
前記（１）式の右辺第１項における分母の成分、即ちキ
ャストローラ径を変更すれば良いわけであるがキャスト
ローラの小径化には前述の様に繁雑さを伴なうのみなら
ず、大径のワイヤに対しては限界を生ずることになる。

一方、このキャスト成形時におけるワイヤの曲げ半径と
ギヤストローラ径との関係につきさらに検討を加えると
、キャストローラに巻きついたワイヤのキャスト径はギ
ヤストローラ径とｌ＝１に対応しておらず１通常キャス
トローラ径の数倍の大きさを有するものでありワイヤは
見かけ上ギヤストローラ径に湾曲されているに過ぎず、
このキャスト径を如何にして小さくするかが問題であり
、換言すればワイヤの見かけ上の湾曲を如何に脱却して
真に必要な湾曲径をＨ４するかが課題となる。この様な
課題に対する回答の一つが本発明であって、令弟１ギヤ
ストローラ６から第２ギヤストローラ５へ供給されるワ
イヤと供給点７ａから第１キヤストローラ６に供給され
るワイヤとのなす角θを入線角と定義するとワイヤｌが
第１キヤストローラ６に□巻きつくときに第１キヤスト
ローラ６との接触範囲を大きくし、かつ第１ギヤストロ
ーラ６に対する湾曲を大きくすること、換言すれば、第
１キヤストローラ６に対するワイヤの入線角を調整する
ことによって第１ギヤストローラ６に巻きついたワイヤ
の真の曲げ半径が小さくなり、結果としてワイヤにより
小さなキャスト径を付午し得ることを見出したのである
。即ち、第１キヤストローラ６に対するワイヤｌの入線
角を変化せしめたとき、ワイヤｌに付午される曲げ半径
がどの様に変化するかを、キャストローラ径とワイヤの
曲げ半径さらには入線角との関係において定義すること
は困難なものであるが、前述するように第１キヤストロ
ーラ６に対するワイヤ１の入線角を変化させることによ
って、ワイヤ１がＭｌキャストローラ６になじみやすく
、即ち、ワイヤ１の曲げ半径が第１ギヤストローラ径に
近づくことになり、この結果、（１）式における曲げ半
径ρが小さくなるものと推定される。また、このとき、
第１キヤストローラ６により付与されたワイヤのキャス
トは次のワイヤが第２キヤストローラ５に巻回すること
によって復元力を受けるこのと考えられるが、第１キヤ
ストローラ６による変形（キャスト径）は第２キヤスト
ローラ径よりも大きいため、さらに、図からも判るよう
にワイヤの第２キヤストローラ５に対する入線角が変り
、前述するとは逆に第２キヤストローラ５による曲げ半
径が大きくなることとあいまって、第２キヤストローラ
５による復元は無視しうると推定される。

今仮に第４図の供給点７ａの位置を第５図の様に第１ギ
ヤストローラ６を中心とする円周」二に沿って７ａｏか
ら７ａｎまで旋回変位したとする。供給点７ａ□は、入
線角が００になる様に選択された第１キヤストローラ６
の接線延長−ヒの点である。又７ａ、は第１キャストロ
ーラ６から第２ギヤストローラ５にむかって走行するワ
イヤ１の軌跡文と平行な接線−Ｌの点とする。該供給点
７ａ、）、７ａｏの中間点として第１キヤストローラ６
を中心とする同一円周Ｆに供給点７ａｌ及び７ａ２を想
定すると、入線角は供給点７ａｏから軌跡見に向うとき
が明らかに一番大きくワイヤ供給点を中１１１１点に沿
って７ａｌ、７ａ２と変更していくに従って前記入線角
は次第に小さくなり供給点７ａｏに至ると一番小さくな
る。又第１キヤストローラ６との接触長８ａは供給点７
ａ（１から供給したときが最も小さく供給点を中間点７
ａｚ及び７ａ２と移動させていくにつれて夫々の接触長
さは８ａ１，８ａ２と次第に大きくなり供給点７ａｎに
至って最も大きくなる。入線角θが小さいほど第１ギヤ
ストローラ６との接触長さ８ａが大きくなることになり
、ワイヤｌと第１キヤストローラ６との接触時になじみ
性が大きくなり塑性変形を助長せしめて強い巻きぐせを
与え得ることが理解される。即ちワイヤの入線方向を変
更することによってキャスト径の変更されることが理解
できる。太いワイヤに対しては入線角θを小さめにして
塑性変形を助長させて強い巻きぐせを与え、逆に細いワ
イヤに対しては入線角θをやや大きめにしても強い巻き
ぐせを与え得るし、入線角θを調整することによってワ
イヤに必要なキャスト径を与えることができることとな
った。スプール巻層の最外周面の巻き終り端に小径キャ
ストを与えるに際しては、ワイヤｌの供給点として例え
ば入線角θの小さい位置７ａ２を選んで供給する。この
位置では第１キヤストローラ６上におけるワイヤｌの接
触長さ８ａ２も大きいから相当大きい曲りぐせ、即ち小
キャスト径が与えられる。

そして第１キヤストローラ６を通過したワイヤｌはその
キャスト径を内在したままでスプール２の最表層部へ送
給される。

ちなみに０．＋１　ｔｍ■φ乃至１．６膳膳φのワイヤ
に要求されるキャスト径について、従来法および本発明
方法によって得られるキャスト径を比較すると第１ １表の様になる。尚表中要求キャスト径とはスプール巻
取り後解きほぐれのない状態のキャスト径を実験的にめ
たものである。又本発明方法において用いた第１キヤス
トローラ径は４０■、第２キヤストローラ径は７０ｍｍ
とし、入線角をθを８５〜６５″の範囲で調整したもの
である。

２ 第１表から明らかなように、従来方法によるとワイヤ終
端部に所要のキャスト径を付与することが困難であり、
ワイヤ終端部の解きほぐれの危険性を有するものであっ
たが、本発明方法によればキャストローラに対するワイ
ヤの入線角を調整することによって小キャスト径が得ら
れて、ワイヤ終端部□は巻取られたワイヤ外周面にしっ
かりと抱きつくようになり、解きほぐれの恐れはない。

また夫々単一のローラ、即ち第２キヤストローラならび
に第１キヤストローラによりキャスト径を種々に調整し
得ることになり、操業−ヒローラ管理・保守の手間を省
き得ることが理解ｙれる。

第６図は他の実施例を示す図で、第１キヤストローラ６
を第４，５図の第１キヤスＩ・ローラ６の様に連続的に
変位せずに固定位置、換言すれば段階的（ステップ的）
に移動できる様に構成しており、第１ギヤストローラ６
をこれらの各位置においてワイヤ径に対応させて各巻層
部や巻き終り端部にそれぞれ最適のキャスト半径を与え
る様にしたもので、例えば同じキャスト径を与える場合
であっても大径のワイヤについては供給点７ｂ３からワ
イヤを供給し、中間径のワイヤについては供給点７ｂ２
からワイヤを供給し、細物のワイヤについては供給点７
ｂ１から供給する様に予めキャストローラに対するワイ
ヤの入線角を設定する様に構成したものである。

この様に本発明は小キャスト径及び大キャスト径の形成
を第１キヤストローラへの溶接ワイヤの入線方向を調整
して変更し得る様に構成したから、大きいキャスト径か
ら相当に小さいキャスト径の範囲に亘って自由なキャス
ト径を与えることが可能となった。従ってワイヤ径に応
じて最適のキャストを与え、巻取り終了時にワイヤに付
加されている張力が解除されたときスプリングバック等
の現象によるワイヤ終端部の解きほぐれを無くすことが
でき、巻取終了時の解きほぐれを防止することによる次
工程の乱れをも回避し得るものである。さらに要求キャ
スト径に対応する大きさの径のキャストローラの準備を
不要とし、保守を容易にする等の効果を奏するものであ
る。

６

【図面の簡単な説明】

第１図はスプールに巻取られたワイヤを示す一部切除側
面図、第２，３図は従来のキャストローラにおけるワイ
ヤ走行状況を示す説明図、第４゜５図は本発明に係るワ
イヤ走行状況を示す説明図、第６図は他の実施例を示す
説明図である。 ｌ・・・ワイヤ　２・・・スプール ３・・・巻胴　５・・・第２キヤストローラ６・・・第
１ギヤストロ−ラ フ・・・ワイヤ供給点 出願人　株式会社　神戸製鋼所 ７ 手続補正書（自船 昭和５８年７月１８日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第３９５６８号 ２、発明の名称 溶接用ワイヤのキャスト形成方法 ３、補正をする者　□ 事件との関係　特許出願人 神戸市中央区脇浜町−丁目３番１８号 （１１９）株式会社　神戸製鋼所 代表者　牧　冬　彦 ４、代理人〒５３０ 大阪市北区堂島２丁目３番７号 シンコービル 明細書の「発明の詳細な説明」の欄及び図面８、補正の
内容 （１）明細書の所定箇所を別紙正誤表の通り訂正します
。 （２）別紙朱書の通り第５図の符号「７ａ」を「７ａｎ
」に訂正します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接用ワイヤを小径の第１キヤストローラに供給しその
   周方向に沿わせる様に一定長さ走行させてキャストを与
   えつつ方向転換させた後、更に大径の第２キヤストロー
   ラに供給してその周方向に沿わせつつ再び方向転換させ
   巻付装置方向へ供給するに当たり、前記第１ギヤストロ
   ーラへの溶接用ワイヤの入線方向を調節して任意径のキ
   ャストを与えることを特徴とする溶接用ワイヤのキャス
   ト形成方法。