JPS6261495B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接用ワイヤをペイルパツクに装填す
る装置、特に捩り入りの溶接用ワイヤを花模様状
態にペイルパツク内に積層収納する装填装置に関
する。

一般に大容量の溶接用ワイヤ収納容器として内
筒と外筒からなるペイルパツクが使用されるが、
該ペイルパツクからのワイヤの取出しはワイヤル
ープ積層体をその上部ループから順にペイルパツ
ク外上方へ引出し、必要に応じてワイヤ矯正器で
曲がりぐせを除去したのちコンジツトチユーブで
溶接トーチへと導くという順序で行なう。ところ
がこのようにして取出したワイヤは取出し時にワ
イヤ１巻について360゜の捩りを受けるために溶
接トーチから出て溶接を行なうワイヤ先端が反り
返り、溶接点が変動して溶接ビードが蛇行すると
いう欠点があるので、ペイルパツクに溶接用ワイ
ヤを装填する時に予めワイヤに弾性限界の範囲内
で逆の捩りを与え、この逆の捩りを持つ状態でペ
イルパツクに装填しておき、取出し時にはこの時
受ける前記捩りと装填中保持していた捩りとを相
殺させ、こうして溶接トーチから出るワイヤには
捩れをなくす方法が実用化されている。

逆の捩りを与える方法としては、ワイヤを回転
するワイヤガイドを通してペイルパツク内に装入
する、等の方法があるが、こうして捩りを与えら
れた溶接用ワイヤは上記利点を有する反面、ペイ
ルパツク内のワイヤには常時元に戻ろうとする力
が働き、このため溶接に際してワイヤを取出す
時、からみ、もつれ等の不都合を生じやすいとい
う問題がある。

本発明者等はこの不都合をおさえて円滑なるワ
イヤ取出しを実現するペイルパツク内捩り入りワ
イヤの好ましい積層状態を種々工夫し、試行錯誤
の末に遂に好結果が得られる積層状態を見出し
た。それを第１図に示す。第１図ａは溶接用ワイ
ヤの装填物の断面図であり、ｂはａにおけるＡ−
A′線断面図である。図に示す如くペイルパツク
１は外筒２と、下端が外筒２の底板部４に固着さ
れた内筒３を備え、これらは同心円状に配置さ
れ、これらの内、外筒の間の空間に溶接用ワイヤ
が、弾性限界の範囲内において例えばワイヤ１タ
ーン当り270゜〜360゜の割合で捩りを与えられて
ループ状にされそのループの多数が積層収納され
る。このワイヤの積層収納状態はａに示すように
ワイヤ積層体W″の外周部がペイルパツク１の外
筒２内壁と密接し、又その内周部と内筒３外壁の
間に所定の間隙（この間隙は、からみ防止に有
効）を有している。又積層されたワイヤの各層に
おける状態はｂに示すように花模様形状を呈して
おり、その各ワイヤループＬの中心はペイルパツ
ク１の中心軸Ｃを中心とする円Ｂを描いて収納さ
れており、そして積層されたワイヤ全体について
みると連続した各ワイヤループＬの中心を描く軌
跡はペイルパツクの中心軸Ｃを軸とする螺旋状に
なる。このように捩り入り溶接用ワイヤがペイル
パツク内に積層収納されていれば、ワイヤ取出し
時におけるからみ、もつれ等がなく一層円滑にワ
イヤをペイルパツク外上方へと取り出し得る。

本発明は、捩り入り溶接用ワイヤのペイルパツ
ク内における積層収納状態が上記した理想的な状
態になるようにワイヤをペイルパツク内に装填す
るのに最適な溶接用ワイヤの装填装置を提供せん
とするものである。また本発明の他の目的は能率
的かつ円滑にペイルパツクへのワイヤ装填を可能
にし、しかも構造が簡単な溶接用ワイヤの装填装
置を提供することにある。この目的を達成するた
めの本発明の装填装置はペイルパツクに捩り入り
溶接用ワイヤをループ状で積層収納する溶接用ワ
イヤの装填装置であつて、ワイヤを送給するワイ
ヤ送給機構と、該ワイヤ送給機構のワイヤ出側に
入口を、ペイルパツク内に出口を有し、該出口が
水平面に対して傾斜し所定速度で回転するガイド
パイプと、該ガイドパイプ下方に設けられ前記速
度より遅い速度で緩やかに回転するガイド筒と、
該ガイド筒下端部周面に斜め下方に突出して取付
けられた突出部材と、ペイルパツクを載置される
昇降台を備えペイルパツクにワイヤが装填される
につれて該昇降台を下降する昇降機構とを備えた
ことを特徴とするが、以下本発明を図面に示す具
体例に基いて説明する。

第２図は本発明装置の一例を示す概略側面図で
一部は断面で示しており、そしてｂ図の上にａ図
を重ねて一つの図面を構成する。図においてＷは
図示しないワイヤ供給源から送られてくる溶接用
ワイヤであり、該ワイヤＷはこれを数回巻き付け
るワイヤ引取りキヤプスタン５と押えローラ６と
からなるワイヤ送給機構４２により手張られてペ
イルパツク１内へ送給される。引取りキヤプスタ
ン５はベルト９を介して駆動モータ１０により矢
印方向に回転され、その回転速度はペイルパツク
内へ送られるワイヤＷの送給速度を決定する。１
１はワイヤＷをキヤプスタン５からペイルパツク
１まで案内するガイドパイプであり、該ガイドパ
イプの入口１２はワイヤ送給機構４２のワイヤ出
側に又出口１３はペイルパツク１の内筒３と外筒
２の間に図示の如く水平面に対して傾斜した状態
で配置される。ガイドパイプ１１の上部は回転軸
１４の中空内部に一体的に取付けられ、該回転軸
１４は固定支持架台２４にベアリングを介して取
付けられ、プーリ１５，１６、ベルト１７、減速
機１８を介して駆動モータ１０により駆動され、
所定速度で回転する。又ガイドパイプ１１の下部
は、回転軸１４に固定された遊星歯車機構１９の
回転部材２１ａ，２１ｂの一方２１ｂに取付けら
れた支持筒２０に、図示の如く螺旋状に巻き付い
て取り付けられる。

遊星歯車機構１９は、回転軸１４に固定された
前記一対の回転部材（円板）２１に、遊星歯車２
２を上下端に配した複数本の遊星軸２２ａをベア
リングを介して取付けるとともに、該遊星歯車２
２，２２とかみ合う内歯車２３ａおよび２３ｂを
上下部に備えてなる。上部内歯車２３ａは支持架
台２４に固定され、又下部内歯車２３ｂは回転軸
１４の下端にベアリングを介して取付けられる。
遊星歯車機構１９は回転軸１４が回転すると円板
２１ａ，２１ｂおよび複数本の遊星軸２２ａも共
に回転し、上部内歯車２３ａは固定されて静止し
ているから遊星歯車２２は回転し、結局該遊星歯
車２２および遊星軸２２ａは軸１４を中心とする
公転と、歯車２３ａに噛合つて歯車２２が廻わる
自転とを行なう。下部内歯車２３ｂは静止してい
る上部内歯車２３ａに対応するものであるから、
該下部内歯車２３ｂは静止する。

この静止下部内歯車２３ｂに第２の減速機３０
の筐体２８を固定する。この減速機３０は減速歯
車列３１を備え、その入側歯車３１ａの軸は継手
２９を介して回転軸１４に連結され、出側歯車３
１ｂはガイド筒２５の支持筒２６の軸３２に連結
される。この結果支持筒２６およびガイド筒２５
は回転軸１４より減速機３０の減速比で定まる遅
い速度でゆつくりと回転し、これらの外側の支持
筒２０およびガイドパイプ１１は回転軸１４と同
じ速度で回転する。支持筒２６の下部に取付けら
れたガイド筒２５はガイドパイプの出口１３から
出たワイヤをガイドするもので、支持筒２０に連
続するようにその下部に、ペイルパツク１の内筒
３と外筒２との間に位置する如く取付けられる。

ガイド筒２５はその下端部周面に、ガイドパイ
プの出口１３から出てガイド筒２５に巻付きなが
ら螺旋状になつて落下するワイヤの落下位置を規
制し、ワイヤ積層部W′上端に着地するワイヤル
ープを外筒２内壁に接するようにするための突出
部材４１を、斜め下方に突出させて取付けてい
る。該突出部材は例えば径が4.0mmφの鋼線材と
する。

ペイルパツク１は昇降機構３３の昇降台３４上
に載置される。昇降機構３３はワイヤＷのガイド
パイプ１１の出口１３とペイルパツク内のワイヤ
積層部W′上端面との間の距離詳しくはガイド筒
２５の下端とワイヤ積層部上端面との間の距離を
一定に保持すべく、積層部W′の高さが高くなる
に従つて徐々にペイルパツクを鉛直方向に降下さ
せるためのもので、図示の如くＸ型に配置され軸
３８で回動自在に枢着された支持部材３６，３７
を備える。支持部材３６，３７はその両端におい
て摺動可能な如く昇降台３４と基台３５に取付け
られ、軸３８は鉛直方向にのみ移動可能にそして
水平方向には移動不可能に運動制御され、支持部
材の一方、本例では３６と基台３５の間に油圧シ
リンダが配設される。従つてこの油圧シリンダ４
０がその操作棒４０ａを突出させると昇降台３４
は下降し、操作棒を引込めると昇降台３４は上昇
する。入口１２附近に設けられた３９は昇降機構
に降下指令を発するための検知手段で本例では近
接スイツチであり、この近接スイツチ３９は遊星
歯車機構の回転軸１４上端の突起１２ａに近接し
て設けられ、該回転軸１４の回転数を検知して所
定の回転数毎に昇降機構３３に降下指令を発信す
る。該発信を受ける毎に昇降機構は油圧シリンダ
４０の操作棒が少しずつ突出して昇降台３４を降
下させ、ガイドパイプ１１の出口１３とワイヤ積
層部W′上端面との距離を一定に保つ。

上記検知手段には近接スイツチ方式の他に光電
管方式、電磁方式、リミツトスイツチ方式等があ
り、また取付け方法には検知手段をガイド筒２５
の内側にワイヤ積層部W′上端面と向かい合う如
く設けて、ワイヤ積層部W′上端面の上昇を検知
し、昇降機構３３に降下指令を発するようにして
もよい。なお回転軸１４とガイド筒２５とペイル
パツク１はそれらの軸心または回転軸心が同一中
心線C′上にあるように配置されている。

このように構成された本発明の装填装置によ
り、ペイルパツク内に捩り入り溶接用ワイヤを装
填する操作について説明する。駆動モータ１０に
より回転する引取りキヤプスタン５に数回巻かれ
て送給速度Ｖで送られる溶接用ワイヤＷは、回転
軸１４を中心として所定の回転速度v₁で回転する
ガイドパイプ内へ入口１２から挿入され、出口１
３から出たワイヤＷは、回転する該出口１３とペ
イルパツク内のワイヤ積層部W′上端面（装填開
始時においてはペイルパツク底面）との間におい
てガイド筒２５に螺旋状に巻き付きながら順次下
方へと移動し、ガイド筒下端に半径方向外方に突
出して取付けた突出部材４１によりワイヤ積層部
W′の上端面における落下位置を規制され、該上
端面にペイルパツク外筒内壁に接するワイヤルー
プを形成して着地する。つまりワイヤループはガ
イド筒２５に案内されてその直下へ落ちようとす
るが、突出部材４１があるので全体が該突出部材
の方へシフトされ、該部材４１は外筒２の内壁を
指向しているのでループの該部材４１と接触した
部分が外筒内壁に接触し、反対側の部分は外筒内
壁からそのシフト分だけ大きく離れた状態で積層
部W′の上端面に収まる。そして昇降台３４上の
ペイルパツク１は静止し、ガイド筒２５は所定の
回転速度v₂でゆるやかに回転しているので、ワイ
ヤ積層部W′の上端面に形成するワイヤループは
順次その着地点が所定のピツチでずれる。その結
果ワイヤＷは第１図ｂに示すような整然とした花
模様を描いて積層されることになる。又ペイルパ
ツク１はガイドパイプ１１の出口１３とワイヤ積
層部W′上端面との距離が一定となるように降下
するので、ワイヤ落下状態は常に安定している。

ワイヤＷはワイヤ送給機構４２とワイヤ積層部
W′上端面の間において捩れを与えられることに
なるが、この間におけるワイヤ上端はワイヤ送給
機構４２に又下端は積層部W′上端面に固定され
ているので、ガイドパイプ１回転につき２π
（360゜）の捩りがワイヤに与えられることにな
る。

なお第１図に示す如くペイルパツクの内筒と外
筒の間に積層されるワイヤループＬのループ径Ｄ
およびピツチ角度（隣り合うループの各中心とペ
イルパツクの中心軸Ｃとを結んでできる角度）Ｐ
とはワイヤ送給速度Ｖ（ｍ／min）、ガイドパイ
プ１１の回転速度v₁（rpm）およびガイド筒２５
の回転速度v₂（rpm）により決定される。すなわ
ちループ径Ｄとピツチ角度Ｐは Ｄ＝Ｖ／πｖ_１、Ｐ＝２πｖ_２／ｖ_１ により決まるのであり、所望のループ径Ｄ、ピツ
チ角度Ｐを得るための諸条件すなわちＶ、v₁、v₂
は上記式から適宜定める。又ワイヤ積層体W′の
内周部とペイルパツクの内筒外壁との間に所定の
間隔を形成させるために、ループ径Ｄとペイルパ
ツクの外筒内壁径d₁と内筒外壁径d₂との間に Ｄ＞d₂＋ｄ_１−ｄ_２／２ なる関係を満足するように、ループ径Ｄを決め
る。

第３図は本発明の変形例を示す。本例では上部
内歯車２３ａは支持架台２４に固定せず、代つて
プーリ４５が取付けられ、このプーリが回転軸１
４にベアリングを介して取付けられ、ベルト４
８、減速機４７、ベルト４６を介してモータ１０
により緩やかに回転される。従つてこの上部内歯
車２３ａに対応する下部内歯車２３ｂも同方向に
緩やかに回転し、支持筒２６はその中空軸部２６
ａにより下部内歯車２３ｂに固定されるので該支
持筒２６も緩やかに回転する。中空軸部２６ａの
内部には回転軸１４が挿入され、中空軸部内壁と
の間にはベアリングが設けられる。この方式によ
れば第２図のように減速機３０を回転軸１４と支
持筒２６の間に設ける必要がなく、支持筒２６の
回転速度調整が容易である。なおこの第３図では
支持筒２０，２６の下部部分は図示を省略してい
るが、この省略した部分は第２図と同じである。

なお上記の具体例は内筒を備えたペイルパツク
に溶接用ワイヤを装填する例であるが、本発明の
装置はペイルパツクの内筒の有無を問わず適用で
きることは言うまでもない。

以上説明したように本発明の溶接用ワイヤの装
填装置によれば、捩り入り溶接用ワイヤのペイル
パツク内における積層収納状態が第１図に示す理
想的な状態になるように装填でき、又この装填を
正確かつ円滑に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは溶接用ワイヤの装填物の断面図で、
ｂはａにおけるＡ−A′線断面図である。第２図
は本発明装置の一実施例の概略側面図で一部は断
面にしてある。第３図は第２図の変形例を示す要
部側面図で、一部は断面にしてある。 １……ペイルパツク、２……外筒、３……内
筒、５……引取りキヤプスタン、１０……駆動モ
ータ、１１……ガイドパイプ、１４……回転軸、
１９……遊星歯車機構、２５……ガイド筒、２０
……ガイドパイプの支持筒、１８，３０，４７…
…減速機、２６……ガイド筒の支持筒、３３……
昇降機構、３４……昇降台、３９……検知手段、
４２……ワイヤ送給機構、４１……突出部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ペイルパツクに捩り入り溶接用ワイヤをルー
   プ状で積層収納する溶接用ワイヤの装填装置であ
   つて、ワイヤを送給するワイヤ送給機構と、該ワ
   イヤ送給機構のワイヤ出側に入口を、ペイルパツ
   ク内に出口を有し、該出口が水平面に対して傾斜
   し所定速度で回転するガイドパイプと、該ガイド
   パイプ下方に設けられ前記速度より遅い速度で緩
   やかに回転するガイド筒と、該ガイド筒下端部周
   面に斜め下方に突出して取付けられた突出部材
   と、ペイルパツクを載置される昇降台を備えペイ
   ルパツクにワイヤが装填されるにつれて該昇降台
   を下降する昇降機構とを備えたことを特徴とする
   溶接用ワイヤの装填装置。