JP2011088181A - 溶接ワイヤ送給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接ワイヤが送給経路内で座屈を起こすことを防止する溶接ワイヤ送給装置を提供する。
【解決手段】モータ７によって駆動される内輪２２の周囲に外輪２３が嵌め合わせ、この外輪２３と加圧ロール５との間で溶接ワイヤ１１を挟んで送給する溶接ワイヤ送給装置である。加圧バネ２５と係止球２６とから成る加圧係止部材２４を内輪２２と外輪２３との間に設け、内輪２２に加圧バネ２５と係止球２６の基端部とが収納される収納孔２７が形成されて、外輪２３に係止球２６の先端部が収納される凹部２８が形成されている。溶接ワイヤ１１が正常に送給されているときは、係止球２６が凹部２８に係止して内輪２２が外輪２３を回転させ、溶接ワイヤ１１が送給経路内で引っかかって、溶接ワイヤ１１の送給抵抗が増加して外輪２３に過負荷がかかったときに、係止球２６が凹部２８から外れて外輪２３の回転が停止する。
【選択図】図１

Description

消耗電極ガスシールドアーク溶接に使用され、溶接ワイヤを送給する送給ロールが改善された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。（例えば、特許文献１参照。）従来、この溶接ワイヤ送給装置として、図７に示す装置が提案されていた。図７は、従来技術の溶接ワイヤ送給装置を示す図である。同図において、溶接ワイヤ送給装置１に取り付けられたモータ７に駆動ギヤー２が連結されている。第１の送給ロール３ａ及び第２の送給ロール３ｂが送給装置本体８に回転可能に支持されている。これらの送給ロール３ａ、３ｂには、ギヤー４ａ、４ｂがそれぞれ同軸に取り付けられていて、これらのギヤー４ａ、４ｂが駆動ギヤー２とそれぞれ歯合されている。

第１の加圧ロール５ａ及び第２の加圧ロール５ｂは、第１の加圧ホルダ６ａ及び第２の加圧ホルダ６ｂに、それぞれ取り付けられている。二つの送給ロール３ａ、３ｂには、溶接ワイヤ１１が挟まれて加圧されて送給されるための溝が、それぞれ形成されている。９はワイヤ挿入口であり、センターガイド１０は、溶接ワイヤ１１がガイドされるために設けられている。アウトレットガイド１２は、溶接ワイヤ送給装置１の溶接ワイヤ１１の送出部に取り付けられていて、第１の送給ロール３ａ及び第２の送給ロール３ｂと第１の加圧ロール５ａ及び第２の加圧ロール５ｂとによってそれぞれ挟まれて送出された溶接ワイヤ１１をガイドする。

図示を省略したコンジットケーブル又は一線式パワーケーブルがシールドガス供給部材１３内に挿入されて、アウトレットガイド１２の先端部と接続されて、アウトレットガイド１２から送出された溶接ワイヤ１１が溶接トーチまでガイドされ、シールドガスが溶接トーチへ供給される。

以下、動作を説明する。図７において、溶接ワイヤ送給装置１に取り付けられたモータ７によって、第１の送給ロール３ａ及び第２の送給ロール３ｂが回転して、これらの第１の送給ロール３ａ及び第２の送給ロール３ｂと第１の加圧ロール５ａ及び第２の加圧ロール５ｂとによって、溶接ワイヤ１１がそれぞれ挟まれて送出される。この送出された溶接ワイヤ１１はアウトレットガイド１２によってガイドされる。このアウトレットガイド１２によってガイドされた溶接ワイヤ１１は、コンジットケーブルによって、溶接トーチまでガイドされる。

特開平６−７１４４４号公報

溶接ワイヤ送給装置１は、図８に示すように、モータ７から駆動ギヤ２を介して送給ロール３ａ、３ｂに伝達された回転力が、送給ロール３ａ、３ｂ円周の接線方向の直線的な送給力に変換されて、溶接ワイヤ１１が送給されるものである。図８は、送給ロールの回転力が、送給ロール円周の接線方向の直線的な送給力に変換されることを説明するための図である。一方、溶接中に溶接ワイヤ送給装置１によって送給された溶接ワイヤ１１は、アウトレットガイド１２の挿入部に引っかかったり、コンジットケーブル内を挿通しているコイルライナ内で引っかかったりすることがある。また、溶接トーチの先端部に取り付けられた給電チップの先端部で、溶接ワイヤ１１がアーク熱で燃え上がって給電チップの先端部に溶着することがある。これらの場合、従来の溶接ワイヤ送給装置１は、溶接ワイヤ１１に送給方向とは逆の方向の負荷がかかるが、送給ロール３ａ、３ｂは回転し続けるために、モータ７が過負荷運転になってモータ７の回転が不安定となったり、溶接ワイヤ１１が送給ロール３ａ、３ｂの円周上でスリップしたりすることがあった。

その結果、溶接ワイヤ１１の送給が不安定となって、溶接不良が生じることになる。さらに、溶接ワイヤ１１が溶接ワイヤ送給装置１から溶接トーチまでの送給経路内で引っかかった後、送給ロール３ａ、３ｂが回転し続けて、溶接ワイヤ１１が送給されようとするために、溶接ワイヤ１１が折れ曲がって座屈を起こすときがある。このような場合、溶接作業者は、溶接ワイヤ１１の送給状態が不安定になった事を感覚的に判断して、溶接トーチの起動スイッチをＯＦＦにして、溶接作業を中止し、座屈を除去していた。

本発明は、溶接ワイヤが送給経路内で折れ曲がって座屈を起こすことを防止することができ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。

第１の発明は、
モータと、
このモータによって駆動される内輪と、
この内輪の周囲に嵌め合わされた外輪と、
この外輪との間で溶接ワイヤを挟んで送給する加圧ロールと、
前記内輪と前記外輪との間に設けられた加圧係止部材とを備え、
前記加圧係止部材が加圧バネとこの加圧バネの先端部に設けられた係止球とから成り、
前記内輪に前記加圧バネと前記係止球の基端部とが収納される収納孔が形成されて、
前記外輪に前記係止球の先端部が収納される凹部が形成されて、
前記溶接ワイヤが正常に送給されているときは、前記係止球が前記外輪の凹部に係止して前記内輪が前記外輪を回転させ、前記溶接ワイヤが送給経路内で引っかかって、前記溶接ワイヤの送給抵抗が増加して前記外輪に過負荷がかかったときに、前記係止球が前記外輪の前記凹部から外れて前記外輪の回転が停止することを特徴とする溶接ワイヤ送給装置である。

第２の発明は、
前記内輪の外周面が前記外輪の内周面に接するように、前記内輪が前記外輪に嵌め合わされ、
前記収納孔が、前記内輪の外周部で前記内輪の中心軸と直角方向に形成され、
前記外輪の内周部で前記内輪の前記収納孔に対応する位置に前記凹部が形成されたことを特徴とする第１の発明に記載の溶接ワイヤ送給装置である。

第３の発明は、
前記外輪の中心軸方向の断面形状がＬ字形状を形成し、
前記内輪の外周面及び前記外輪側の片側面が前記外輪のＬ字形状の内面に接するように前記内輪が前記外輪に嵌め合わされ、
前記内輪の前記片側面で前記内輪の中心軸方向に前記収納孔が形成され、
前記外輪の前記Ｌ字形状の内面で前記内輪の前記収納孔に対応する位置に前記凹部が形成されたことを特徴とする第１の発明に記載の溶接ワイヤ送給装置である。

溶接ワイヤの送給経路において溶接ワイヤが引っかかったときに、加圧係止部材の動作によって内輪の回転力が外輪に伝達されなくなるために、溶接ワイヤが引っかかった後にも、溶接ワイヤがさらに送給され続けて、溶接ワイヤが送給経路において折れ曲がって座屈することを防ぐことができる。このために、溶接中に溶接ワイヤが送給経路内で引っかかったとき、溶接ワイヤが座屈して、座屈した溶接ワイヤを除去する手間がなくなり、溶接作業の効率を著しく向上させることができる。

本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の送給ロールを示す図である。 本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の加圧係止部材の動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の外輪を内輪から取り外した後に再度取り付ける方法を示す図である。 本発明の実施の形態２の溶接ワイヤ送給装置の送給ロールを示す図である。 本発明の実施の形態２の溶接ワイヤ送給装置の加圧係止部材の動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態３の溶接ワイヤ送給装置の送給ロールを示す図である。 従来技術の溶接ワイヤ送給装置を示す図である。 送給ロールの回転力が、送給ロール円周の接線方向の直線的な送給力に変換されることを説明するための図である。

［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１は、本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の送給ロールを示す図であって、同図（Ａ）は、送給ロールの中心軸と直角方向の断面図であり、同図（Ｂ）は、送給ロールの中心軸方向の断面図である。本発明の実施の形態１溶接ワイヤ送給装置は、送給ロール２１以外の機能は、図７に示した従来技術の溶接ワイヤ送給装置の機能と同じであるので、説明を省略する。図１において、図７に示した従来技術の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール３ａ、３ｂに、本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール２１ａ、２１ｂが対応するが、以下の実施の形態１〜３において、説明を容易にするために、例えば送給ロール２１ａ、２１ｂを送給ロール２１と記載し、その他の関係する機能についても同様に記載するものとする。送給ロール２１は、内輪２２と外輪２３とから成り、この内輪２２の外周面が外輪２３の内周面に接するように、内輪２２が外輪２３に嵌め合わされている。この内輪２２は、駆動ギヤー２とそれぞれ歯合されているギヤー４と同軸に取り付けられていて、連動している。外輪２３は、加圧ロール５との間で溶接ワイヤ１１を挟んで送給する。

加圧係止部材２４は、加圧バネ２５とこの加圧バネ２５の先端部に設けられた係止球２６とから成る。この係止球２６は、金属で耐摩耗性を有する材質である。この加圧バネ２５と係止球２６の基端部とが収納される収納孔２７が、内輪２２の外周部で内輪２２の中心軸と直角方向に形成されている。また、外輪２３の内周部で内輪２２の収納孔２７に対応する位置で、係止球２６の先端部が収納されるように、係止球２６の形状に対応した凹部２８が形成されている。この加圧係止部材２４を介して内輪２２側から外輪２３側に回転力が伝達されている。

加圧係止部材２４の加圧バネのバネ力は、溶接ワイヤ１１が正常に送給されているときは、係止球２６が外輪２３の凹部２８に係止して、内輪２２が外輪２３と一体となって内輪２２が外輪２３を回転させるバネ力以上であり、かつ、溶接ワイヤ１１が溶接ワイヤ送給装置から溶接トーチまでの送給経路内で引っかかって、溶接ワイヤ１１の送給抵抗が増加して外輪２３に逆回転の負荷がかかって、外輪２３の回転が内輪２２の回転よりも遅くなったときに、係止球２６が外輪２３の凹部２８から外れるバネ力以下に、予め調整されている。外輪２３の内周面には、後述する図３に示すように、溶接ワイヤ１１が正常に送給されているときに、係止球２６に例えば斜め方向の外力がかかって係止球２６が凹部２８から外れようとしたときに、外れることを防止するためにガイド溝２９が形成されている。加圧係止部材２４は、内輪２２の回転力を外輪２３に効率よく伝達するために、例えば４箇所設けられている。

以下、動作を説明する。図７で示した溶接ワイヤ送給装置１に取り付けられたモータ７によって、図１に示した送給ロール２１が回転して、この送給ロール２１と加圧ロール５とによって、溶接ワイヤ１１が挟まれて送出される。この送出された溶接ワイヤ１１はアウトレットガイド１２によってガイドされる。このアウトレットガイド１２によってガイドされた溶接ワイヤ１１は、コンジットケーブルによって、溶接トーチまでガイドされる。

溶接中に溶接ワイヤ送給装置によって送給された溶接ワイヤ１１が、アウトレットガイド１２の挿入部に引っかかったり、コンジットケーブル内を挿通しているコイルライナ内で引っかかったりすることがある。また、溶接トーチの先端部に取り付けられた給電チップの先端部で溶接ワイヤ１１がアーク熱で燃え上がって給電チップの先端部に溶着することがある。これらの場合、溶接ワイヤ１１に送給方向とは逆の方向の負荷がかかり、溶接ワイヤ１１によって外輪２３に過度の送給負荷がかかる。そして、外輪２３の回転力を阻止しようとする負荷が加圧係止部材２４の係止球２６を介して加圧バネ２５に伝わって、この加圧バネ２５を縮める方向に加圧力が働く。

これによって、図２（Ａ）に示すように、係止球２６が内輪２２の収納孔２７に押し込まれながら、図２（Ｂ）に示すように、この係止球２６が外輪２３の凹部２８から外れて、内輪２２と外輪２３との連結が解除され、内輪２２の回転力が外輪に伝達されなくなって、外輪２３の回転が停止して溶接ワイヤ１１の送給が停止される。図２は、本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の加圧係止部材の動作を説明するための図である。

そして、溶接作業者が溶接トーチの起動スイッチをＯＦＦにして、溶接作業を中止し、溶接ワイヤ１１の送給経路において溶接ワイヤ１１が引っかかった箇所を調べて、その不具合を修正する。その後、内輪２２と外輪２３とをわずかに回転させて、内輪２２の収納孔２７に押し込まれた係止球２６を外輪２３の凹部２８に係止させて、内輪２２の回転力が外輪２３に伝達されるようにして、溶接作業を再開する。

この結果、溶接ワイヤ１１の送給経路において溶接ワイヤ１１が引っかかったときに、加圧係止部材２４の動作によって内輪２２の回転力が外輪２３に伝達されなくなって、溶接ワイヤ１１の送給が停止されるので、溶接ワイヤ１１が引っかかった後にも、溶接ワイヤ１１がさらに送給され続けて、溶接ワイヤ１１が送給経路において折れ曲がって座屈することを防ぐことができる。このために、溶接中に溶接ワイヤ１１が送給経路内で引っかかったとき、溶接ワイヤ１１が座屈して、座屈した溶接ワイヤ１１を除去する手間がなくなり、溶接作業の効率を著しく向上させることができる。

また、溶接ワイヤ１１の送給経路において溶接ワイヤ１１が引っかかったとき、内輪２２の回転力が外輪２３に伝達されなくなって、溶接ワイヤ１１の送給が停止されるので、送給ロール２１の外周で溶接ワイヤ１１がスリップすることを無くすことができ、スリップによる送給ロール２１の摩耗を低減することができ、送給ロール２１の寿命を伸ばすことができる。

また、溶接ワイヤ１１の送給経路において溶接ワイヤ１１が引っかかったとき、内輪の回転力が外輪に伝達されなくなって、溶接ワイヤ１１の送給が停止されるので、従来のようにガイドライナ１２やコイルライナに過度の負荷がかかって、損傷させることを防ぐことができる。また、溶接ワイヤ１１の送給経路において溶接ワイヤ１１が引っかかった後に、溶接作業者が不具合に気付かずに、さらに継続して溶接ワイヤ１１が送給されることが無くなるので、溶接ワイヤ１１の送給が不安定な状態で溶接が継続されることが無くなり、溶接ビードの手直し作業が低減される。

なお、加圧係止部材２４の係止球２６が外輪２３との摩擦で摩耗したときは、図３（Ａ）に示すように、外輪２３を内輪２２から取りはずして、係止球２６を交換して、図３（Ｂ）に示すように、外輪２３を内輪２２に嵌め込んで、係止球２６が外輪２３の凹部２８に嵌るように調整して外輪２３を内輪２２に取り付ける。これによって、内輪２２の回転力が外輪２３に伝達される。図３は、本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の外輪を内輪から取り外した後に再度取り付ける方法を示す図である。

［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２の溶接ワイヤ送給装置の送給ロールを示す図であって、同図（Ａ）は、送給ロールの中心軸と直角方向の断面図であり、同図（Ｂ）は、送給ロールの中心軸方向の断面図である。また、図５は、本発明の実施の形態２の溶接ワイヤ送給装置の加圧係止部材の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態２の溶接ワイヤ送給装置は、送給ロール以外の機能は、図７に示した従来技術の溶接ワイヤ送給装置の機能と同じであるので、説明を省略する。図４において、送給ロール３０の外輪３２の中心軸方向の断面形状がＬ字形状に形成され、内輪３１の外周面及び外輪３２側の片側面が、外輪３２のＬ字形状の内面に接するように、内輪３１が外輪３２に嵌め合わされている。

加圧係止部材２４は、加圧バネ２５とこの加圧バネ２５の先端部に設けられた係止球２６とから成る。この加圧バネ２５と係止球２６の基端部とが収納される収納孔２７が、内輪３１の外輪３２側の片側面で内輪３１の中心軸方向に形成され、外輪３２のＬ字形状の内面で、内輪３１の収納孔２７に対応する位置に、係止球２６の先端部が収納されるように、係止球２６の形状に対応した凹部２８が形成されている。また、外輪３２の内周面には、溶接ワイヤ１１が正常に送給されているときに、係止球２６に例えば斜め方向の外力がかかって係止球２６が凹部２８から外れようとしたときに、外れることを防止するためにガイド溝が形成されている。その他の機能、動作及び効果は、図１に示した本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の機能と同じであるので、説明を省略する。なお、内輪と外輪とを固定する固定部材を設けて、外輪が内輪から外れないようにしても良い。

［実施の形態３］
図６は、本発明の実施の形態３の溶接ワイヤ送給装置の送給ロールを示す図であって、同図（Ａ）は、送給ロールの中心軸と直角方向の断面図であり、同図（Ｂ）は、送給ロールの中心軸方向の断面図である。図６に示す送給ロール４０は、図４に示した本発明の実施の形態２の溶接ワイヤ送給装置の送給ロール３０と比較して、外輪４２のＬ字形状の送給ロール軸側の端部を、送給ロール軸まで伸ばしている。これによって、外輪４２及び内輪４１の製作を容易にすることができる。その他の機能、動作及び効果は、図１に示した本発明の実施の形態１の溶接ワイヤ送給装置の機能と同じであるので、説明を省略する。

１ 溶接ワイヤ送給装置
２ 駆動ギヤー
３ａ、３ｂ 送給ロール
４ａ、４ｂ ギヤー
５ 加圧ロール
５ａ、５ｂ 加圧ロール
６ａ、６ｂ 加圧ホルダ
７ モータ
８ 送給装置本体
９ ワイヤ挿入口
１０ センターガイド
１１ 溶接ワイヤ
１２ アウトレットガイド
１２ ガイドライナ
１３ シールドガス供給部材
２１ 送給ロール
２２ 内輪
２３ 外輪
２４ 加圧係止部材
２５ 加圧バネ
２６ 係止球
２７ 収納孔
２８ 凹部
２９ ガイド溝
３０ 送給ロール
３１ 内輪
３２ 外輪
４０ 送給ロール
４１ 内輪
４２ 外輪

Claims (3)

1. モータと、
   このモータによって駆動される内輪と、
   この内輪の周囲に嵌め合わされた外輪と、
   この外輪との間で溶接ワイヤを挟んで送給する加圧ロールと、
   前記内輪と前記外輪との間に設けられた加圧係止部材とを備え、
   前記加圧係止部材が加圧バネとこの加圧バネの先端部に設けられた係止球とから成り、
   前記内輪に前記加圧バネと前記係止球の基端部とが収納される収納孔が形成されて、
   前記外輪に前記係止球の先端部が収納される凹部が形成されて、
   前記溶接ワイヤが正常に送給されているときは、前記係止球が前記外輪の凹部に係止して前記内輪が前記外輪を回転させ、前記溶接ワイヤが送給経路内で引っかかって、前記溶接ワイヤの送給抵抗が増加して前記外輪に過負荷がかかったときに、前記係止球が前記外輪の前記凹部から外れて前記外輪の回転が停止することを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
2. 前記内輪の外周面が前記外輪の内周面に接するように、前記内輪が前記外輪に嵌め合わされ、
   前記収納孔が、前記内輪の外周部で前記内輪の中心軸と直角方向に形成され、
   前記外輪の内周部で前記内輪の前記収納孔に対応する位置に前記凹部が形成された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. 前記外輪の中心軸方向の断面形状がＬ字形状を形成し、
   前記内輪の外周面及び前記外輪側の片側面が前記外輪のＬ字形状の内面に接するように前記内輪が前記外輪に嵌め合わされ、
   前記内輪の前記片側面で前記内輪の中心軸方向に前記収納孔が形成され、
   前記外輪の前記Ｌ字形状の内面で前記内輪の前記収納孔に対応する位置に前記凹部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤ送給装置。

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