JP2000136070A - スプール巻き溶接用ワイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプールに溶接用ワイヤをコイル状に巻いて
なるスプール巻き溶接用ワイヤにおいて、溶接用ワイヤ
がフラックス入りワイヤの場合でも、スプールに対して
外れることなく確実に止めることができる構造のワイヤ
始端部を有したスプール巻き溶接用ワイヤを提供するこ
と。 【解決手段】 スプール１０の巻き胴部１２に設けられ
たワイヤ挿入用の孔１２ａを通って巻き胴部内側に形成
されたワイヤ始端部ＷＳがループ状をなしていることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプール（巻き
枠）に溶接用ワイヤをコイル状に巻いてなるスプール巻
き溶接用ワイヤの改良に関するもので、特に溶接用ワイ
ヤがフラックス入りワイヤ（薄肉鋼製外皮にフラックス
を充填してなるワイヤ）の場合でも、スプールに対して
巻き始め側のワイヤ始端部を外れることなく確実に止め
ることができるようにしたスプール巻き溶接用ワイヤに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アーク溶接部に消耗性電極として連続的
に供給される溶接用ワイヤは、スプール巻きしたスプー
ル巻き溶接用ワイヤの形態で使用に供される。すなわ
ち、消耗電極式アーク溶接では、ワイヤ径がφ１．２ｍ
ｍ，φ１．４ｍｍ，φ１．６ｍｍのいわゆる細径の溶接
用ワイヤ（ソリッドワイヤ，フラックス入りワイヤ）が
最も広範によく使用されており、この細径の溶接用ワイ
ヤは、プラスチック製のスプール（巻き枠）に定格重量
例えば２０ｋｇにて多層に巻回された状態でワイヤ送給
装置のスプール軸に装着され、ワイヤ送給装置の作動に
よりスプールからその最外ワイヤ層より順に巻き解かれ
溶接トーチへ送給され、溶接が行われる。

【０００３】図１はスプールの正面図、図２は図１に示
すスプールの巻き胴部に設けられたワイヤ挿入用の孔の
一例を示す平面図である。図１に示すように、一般にス
プール１０は、円筒状の軸部１１と、該軸部１１の外側
にこれと同軸芯状に配され、溶接用ワイヤを巻き付ける
円筒状の巻き胴部１２と、この巻き胴部１２の軸方向両
端それぞれより外方へ延びる円環状をなす二つのフラン
ジ部１３と、軸部１１の外周のこの例では六等分角度位
置に配されて半径方向外方へ延び、軸部１１と巻き胴部
１２とを連結する六つの放射状連結板部１４とを有して
おり、例えばポリプロピレン樹脂より一体成形されてな
るものである。また、図２に示すように、巻き胴部１２
にはワイヤ挿入用の小さい孔１２ａが設けられている。
巻き胴部１２の孔１２ａはこの例では一方側のフランジ
部１３に沿って設けられており、この例では巻き胴部１
２の円周方向を長辺Ｌ、軸方向を短辺ｗとする平面視矩
形の形状をしている。スプール巻き溶接用ワイヤは、こ
のようなスプール１０に溶接用ワイヤを多層にわたって
コイル状に巻いてなるもので、ワイヤ送給装置のスプー
ル軸にスプール１０の前記軸部１１を外嵌することでワ
イヤ送給装置に装着されるようになっている。

【０００４】このようなスプール巻き溶接用ワイヤで
は、スプール１０に溶接用ワイヤＷを巻く場合、そのワ
イヤ始端部をスプール１０に対して止めておく必要があ
る。このため、従来、図１１に示すような構造のワイヤ
始端部を持つスプール巻き溶接用ワイヤが提案されてい
る（実開昭５７−１１６７３号公報）。図１１は従来の
スプール巻き溶接用ワイヤのワイヤ始端部を示す図、図
１２は該スプール巻き溶接用ワイヤにおけるワイヤ始端
部のスプールへの止着の説明図である。

【０００５】図１１に示すように、このスプール巻き溶
接用ワイヤのワイヤ始端部は、溶接用ワイヤＷのワイヤ
先端Ｃに近いＡ１点で、ワイヤ部分Ｂ１とＢ２とで形成
する角度αが鋭角になるように折り曲げ、次にワイヤ部
分Ｂ２の長さＬ２がワイヤ部分Ｂ１の長さＬ１より長く
なるようにＡ２点で前記Ａ１点の折り曲げ方向と同方向
に略直角に折り曲げることにより、Ｐ形に曲げてなるワ
イヤ始端部となされている。そして、図１２に示すよう
に、このスプール巻き溶接用ワイヤは、スプール１０の
巻き胴部１２に設けられた孔１２ａに前記Ｐ形ワイヤ始
端部を挿通し、矢印Ｒ方向にスプール１０を回転させ巻
き取りを開始すると、Ｐ形ワイヤ始端部の先端Ｃが巻き
胴部１２内周面に押し付けられることになり、これによ
ってワイヤ始端部をスプール１０に止めるようにしたも
のである。この例では、巻き胴部１２の孔１２ａの短辺
ｗはワイヤ径とほぼ同程度とし、また長辺ＬはＰ形に折
り曲げてなるワイヤ始端部が貫通できるだけの長さとし
てある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述した従来の
スプール巻き溶接用ワイヤでは、溶接用ワイヤがソリッ
ドワイヤに比べて剛性が小さく可撓性に乏しいフラック
ス入りワイヤの場合、前記図１１に示したＰ形ワイヤ始
端部を形成する際に、ワイヤ先端が巻き胴部内周面に当
接しうるように該ワイヤ先端に近い方のＡ１点部分を角
度αが鋭角をなすように折り曲げようとすると、Ａ１点
の曲げ半径が小さいため該Ａ１点部分が折れてしまうこ
とがしばしばある。また、この折れを防ぐためにＡ１点
での前記曲げ角度αを大きくし９０°に近づけると、ス
プール１０にワイヤを巻回するワイヤ巻取り開始時に、
あるいは溶接時に巻き解かれてワイヤ残量が少なくなっ
た時に、Ｐ形ワイヤ始端部にかかる引張力によって前記
折り曲げ点Ａ１が曲げ戻されて、該ワイヤ始端部が巻き
胴部１２の孔１２ａから抜けてしまうことがしばしば起
こる。このため、巻取り開始時には溶接用ワイヤの巻取
りが不可能となり、また、溶接時には緩みによる溶接用
ワイヤの「ばらけ」が生じ、「ばらけ」によってスプー
ル１０から垂れ下がった溶接用ワイヤとワイヤ送給装置
との間で電気的短絡が発生し、溶接アークが消弧すると
いう不具合があった。

【０００７】そこで本発明の目的は、スプールに溶接用
ワイヤをコイル状に巻いてなるスプール巻き溶接用ワイ
ヤにおいて、溶接用ワイヤがフラックス入りワイヤの場
合でも、スプールに対して外れることなく確実に止める
ことができる構造のワイヤ始端部を有したスプール巻き
溶接用ワイヤを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、スプールに溶接用ワイヤをコ
イル状に巻いてなるスプール巻き溶接用ワイヤにおい
て、スプールの巻き胴部のワイヤ挿入用の孔を通って巻
き胴部内側に形成されたワイヤ始端部が、ループ状をな
しているスプール巻き溶接用ワイヤである。

【０００９】請求項２の発明は、前記請求項１の発明に
よるスプール巻き溶接用ワイヤにおいて、前記溶接用ワ
イヤがフラックス入りワイヤであることを特徴とするも
のである。請求項３の発明は、前記請求項１又は２の発
明によるスプール巻き溶接用ワイヤにおいて、前記ルー
プの曲げ半径が３．５ｍｍ以上であることを特徴とする
ものである。

【００１０】本発明によるスプール巻き溶接用ワイヤで
は、スプールの巻き胴部に設けられたワイヤ挿入用の孔
を通って巻き胴部内側に形成されたワイヤ始端部が、曲
げられて閉じたループ状をなしており、このループ状ワ
イヤ始端部は、これに引張力が作用した時には、該ワイ
ヤ始端部全体が絞られる状態となることでループ形状が
くずれることなく保持されるので、ワイヤ挿入用の孔か
ら抜けて外れるようなことがなく、スプールに対してル
ープ状ワイヤ始端部を確実に止めることができる（図８
〜図１０参照）。

【００１１】本発明によるスプール巻き溶接用ワイヤで
は、このようにワイヤ始端部がループ状をなしたもので
あるから、従来のＰ形ワイヤ始端部とは違って小さい曲
げ半径で鋭角的に折り曲げる必要がなく、よって、ソリ
ッドワイヤはいうまでもなく、溶接用ワイヤがフラック
ス入りワイヤによるものにも適用できる。

【００１２】本発明によるスプール巻き溶接用ワイヤで
は、ループ状ワイヤ始端部のループの曲げ半径は３．５
ｍｍ以上がよい。ワイヤ径がφ１．２ｍｍ，φ１．４ｍ
ｍ，φ１．６ｍｍの細径で、軟鋼・４９０Ｎ／ｍｍ² 級
高張力鋼用のソリッドワイヤ，フラックス入りワイヤの
場合、ループの曲げ半径が３．５ｍｍを下回ると折れが
生じてループを形成できないことがあるためである。な
お、フラックス入りワイヤについては、個々のワイヤの
品質のバラツキを考慮してより確実にループ形成を行う
点から、ループの曲げ半径は５ｍｍ以上がより好まし
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図３は本発明のスプール巻き溶接用ワイヤ
の製造に用いるワイヤ始端部形成・止着装置の構成説明
図である。なお、スプールについては前記図１及び図２
に示したものと同一であり説明を省略する。

【００１４】図３において、２１はスプール装着用フラ
ンジであり、該フランジ２１の側面には、スプール１０
側の端部に後述する一対のループ形成用ピン２３ａ，２
３ｂが固着されるとともにスプール１０とは反対側の端
部に従動歯車２４が固着された断面円形のピン回転軸２
２が、回転自在に支持されている。２５はモータ軸に駆
動歯車２６が固着された減速機付きモータである。この
減速機付きモータ２５の作動により駆動歯車２６が回転
して該歯車２６と噛み合う前記従動歯車２４を介してピ
ン回転軸２２が回転されることにより、該ピン回転軸２
２の軸心を回転中心としてループ形成用ピン２３ａ，２
３ｂが一定方向に回転し、これによって後述するように
ループ状をなすワイヤ始端部ＷＳが形成されるようにな
っている。なお、ループ状ワイヤ始端部ＷＳの形成後、
スプール１０に溶接用ワイヤＷを巻回する際には、スプ
ール１０とスプール装着用フランジ２１とが一体に回転
されるので、邪魔になる減速機付きモータ２５を図示し
ない固定台に取り付けられたシリンダ２７により後退移
動させるようにしている。

【００１５】前記一対のループ形成用ピンは、スプール
１０の巻き胴部１２の内側位置であってワイヤ挿入用孔
１２ａの近傍に、巻き胴部１２の軸線と各ピンの軸線と
が略平行となる姿勢で位置されるようになっている。こ
の一対のループ形成用ピンは、図４に示すように、点
Ｃ’を中心とする半径寸法Ｒ１の円形の断面形状を有し
円柱状をなすループ形成用ピン２３ａと、点Ｃ”を中心
とする半径寸法Ｒ１の半円形の断面形状を有し半円柱状
をなすループ形成用ピン２３ｂとにより構成され、点Ｃ
を中心とする半径寸法が２×Ｒ１の円形の断面形状を有
する前記ピン回転軸２２の円形端面に固着されている。
すなわち、本例の一対をなすピン２３ａ，２３ｂは、平
面視において、円柱状のピン２３ａの前記中心点Ｃ’と
半円柱状のピン２３ｂの前記中心点Ｃ”との距離が２×
Ｒ１であり、かつ、前記両中心点Ｃ’，Ｃ”を結ぶ直線
の二等分点と両ピン２３ａ，２３ｂの回転中心点となる
ピン回転軸２２の前記中心点Ｃとが一致し、また、半円
柱状のピン２３ｂの周曲面が円柱状のピン２３ａとは反
対側に位置するように、ピン回転軸２２の円形端面に固
着されている。ここで本例の場合、溶接用ワイヤ：ワイ
ヤ径が１．２〜１．６ｍｍφのソリッドワイヤ，フラッ
クス入りワイヤ、スプールのワイヤ挿入用孔の寸法：短
辺ｗは４．０ｍｍ，長辺Ｌは６．５ｍｍ、ループの曲げ
半径である前記Ｒ１の寸法は３．５ｍｍである。

【００１６】次に、このような装置を用いて行うワイヤ
始端部の形成について図５を参照して説明する。図５は
本発明のスプール巻き溶接用ワイヤでのワイヤ始端部の
形成を説明するための図で、図３におけるＡ矢視方向か
らみた説明図である。

【００１７】まず、図５に示すように、スプール装着
用フランジ２１に装着されたスプール１０のワイヤ挿入
用孔１２ａから溶接用ワイヤＷの先端部分を巻き胴部１
２内側へ差し入れ、該ワイヤ先端部分を相対向するルー
プ形成用ピン２３ａ，２３ｂの間を通した状態で該ピン
２３ａ，２３ｂに対してセットする。次いで、減速機付
きモータ２５でピン回転軸２２を図における時計方向に
回転させることにより、該ピン回転軸２２の中心点Ｃを
回転中心としてループ形成用ピン２３ａ，２３ｂが時計
方向に回転し、図５に示すように少なくとも３／４回
転（２７０°回転）させることにより、平面視で閉じた
ループ状をなすワイヤ始端部ＷＳが形成される。点Ｃを
回転中心としてピン２３ａ，２３ｂを、図５は１回転
させて形成したワイヤ始端部ＷＳ、図５は１．５回転
させて形成したワイヤ始端部ＷＳ、図５は２回転させ
て形成したワイヤ始端部ＷＳ、をそれぞれ示している。

【００１８】そして、図５のピン３／４回転によるも
の、及び図５のピン１回転によるものでは、ループ状
ワイヤ始端部ＷＳは平面視でティア・ドロップ形（涙滴
形）をなしている。また、図５のピン１．５回転によ
るもの、及び図５の２回転によるものでは、ループ状
ワイヤ始端部ＷＳは平面視でティア・ドロップ形とレー
ストラック形（長円形）とを重畳した形状をなしてい
る。なお、図５〜図５に示すループ状ワイヤ始端部
ＷＳおける平面視で重なる部分は、側面からみると接触
しているか、あるいは接触せずにワイヤ径程度離れてい
る状態となっている。

【００１９】このようにして、ループ形成用ピン２３
ａ，２３ｂを例えば１回転させて図５に示すようなル
ープ状ワイヤ始端部ＷＳを形成する。次いで、シリンダ
２７を作動させることにより、駆動歯車２６とピン回転
軸２２の従動歯車２４との噛み合いを外して減速機付き
モータ２５を後退移動させる。しかる後、一対をなすピ
ン２３ａ，２３ｂからループ状ワイヤ始端部ＷＳを外さ
ないままの状態で、スプール１０と該ピン２３ａ，２３
ｂを支持するスプール装着用フランジ２１とを一体に回
転させることにより、巻取りによる引張力でループ状ワ
イヤ始端部ＷＳが巻き胴部１２の内周面に押し付けられ
ることなく（図６参照）、スプール１０に溶接用ワイヤ
Ｗを巻回するワイヤ巻取りが行われる。このワイヤ巻取
りの終了後、溶接用ワイヤＷが巻かれたスプール１０を
スプール装着用フランジ２１から取り外すことで、ピン
２３ａ，２３ｂからループ状ワイヤ始端部ＷＳが外され
るようになっている。図６は本発明例によるスプール巻
き溶接用ワイヤであって、ピン１回転でループ状ワイヤ
始端部を形成し、しかる後に溶接用ワイヤを複数層巻い
た状態を示す図である。また、図７は本発明例によるス
プール巻き溶接用ワイヤであって、ピン１．５回転でル
ープ状ワイヤ始端部を形成し、しかる後に溶接用ワイヤ
を複数層巻いた状態を示す図である。

【００２０】図８は本発明例によるスプール巻き溶接用
ワイヤであって、溶接時に巻き解かれてワイヤ残量が少
なくなり、ピン３／４回転で形成されたループ状ワイヤ
始端部に引張力が作用した時の状態を説明するための
図、同様に図９は本発明例によるスプール巻き溶接用ワ
イヤであって、溶接時に巻き解かれてワイヤ残量が少な
くなり、ピン１回転で形成されたループ状ワイヤ始端部
に引張力が作用した時の状態を説明するための図であ
る。また同様に、図１０は本発明例によるスプール巻き
溶接用ワイヤであって、溶接時に巻き解かれてワイヤ残
量が少なくなり、ピン１．５回転で形成されたループ状
ワイヤ始端部に引張力が作用した時の状態を説明するた
めの図である。

【００２１】前記のように構成されたスプール巻き溶接
用ワイヤにおいて、溶接時に溶接用ワイヤＷが引き出さ
れてワイヤ残量が少なくなり、ループ状ワイヤ始端部Ｗ
Ｓにワイヤ引出しによる引張力が作用した時には、図８
〜図１０に示すように、ループ状ワイヤ始端部ＷＳは、
スプール１０の巻き胴部１２内周面に該ループ状ワイヤ
始端部ＷＳ全体が絞られるように複数点接触あるいは線
状接触してそのループ形状がくずれることなく保持され
るので、ワイヤ挿入用の孔１２ａから抜けて外れるよう
なことがなく、スプール１０に対してループ状ワイヤ始
端部ＷＳを確実に止めることができる。

【００２２】なお、ループ状ワイヤ始端部ＷＳとして
は、ループ形成用ピン２３ａ，２３ｂの回転制御のやり
易さなどの点から整数回の回転によるものが良いもの
の、ピン２３ａ，２３を２回転させると時間がかかるの
で、１回転させて形成したものが良い。また、前記一対
をなすループ形成用ピンとしては、この例では一方を所
定ループ曲げ半径を持つ円柱状のピン２３ａとし、他方
を所定ループ曲げ半径を持つ半円柱状のピン２３ｂとし
たものを用いるようにしたが、これに限定されず、所定
間隔を隔てて円柱状のピン同士、あるいは半円柱状のピ
ン同士を用いるようにしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によるスプー
ル巻き溶接用ワイヤによると、ワイヤ始端部がループ状
をなしたものであるから、このループ状ワイヤ始端部
は、これに引張力が作用した時には、該ループ状ワイヤ
始端部全体が絞られる状態となることでループ形状がく
ずれることなく保持されるので、スプールのワイヤ挿入
用の孔から抜けて外れるようなことがなく、スプールに
対してループ状ワイヤ始端部を確実に止めることができ
る。よって、従来のＰ形ワイヤ始端部とは違って小さい
曲げ半径で鋭角的に折り曲げる必要がなく、溶接用ワイ
ヤがソリッドワイヤに比べて折れてしまい易いフラック
ス入りワイヤの場合でも、折れることなくループ状ワイ
ヤ始端部を形成することができ、スプールに対してルー
プ状ワイヤ始端部を確実に止めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スプール巻き溶接用ワイヤのスプールの正面図
である。

【図２】図１に示すスプールの巻き胴部に設けられたワ
イヤ挿入用の孔の一例を示す平面図である。

【図３】本発明のスプール巻き溶接用ワイヤの製造に用
いるワイヤ始端部形成・止着装置の構成説明図である。

【図４】図３におけるピン回転軸及び一対のループ形成
用ピンを示す図である。

【図５】本発明のスプール巻き溶接用ワイヤでのワイヤ
始端部の形成を説明するための図で、図３におけるＡ矢
視方向からみた説明図である。

【図６】本発明例によるスプール巻き溶接用ワイヤであ
って、ピン１回転でループ状ワイヤ始端部を形成し、し
かる後に溶接用ワイヤを複数層巻いた状態を示す図であ
る。

【図７】本発明例によるスプール巻き溶接用ワイヤであ
って、ピン１．５回転でループ状ワイヤ始端部を形成
し、しかる後に溶接用ワイヤを複数層巻いた状態を示す
図である。

【図８】本発明例によるスプール巻き溶接用ワイヤであ
って、溶接時に巻き解かれてワイヤ残量が少なくなり、
ピン３／４回転で形成されたループ状ワイヤ始端部に引
張力が作用した時の状態を説明するための図である。

【図９】本発明例によるスプール巻き溶接用ワイヤであ
って、溶接時に巻き解かれてワイヤ残量が少なくなり、
ピン１回転で形成されたループ状ワイヤ始端部に引張力
が作用した時の状態を説明するための図である。

【図１０】本発明例によるスプール巻き溶接用ワイヤで
あって、溶接時に巻き解かれてワイヤ残量が少なくな
り、ピン１．５回転で形成されたループ状ワイヤ始端部
に引張力が作用した時の状態を説明するための図であ
る。

【図１１】従来のスプール巻き溶接用ワイヤのワイヤ始
端部を示す図である。

【図１２】該スプール巻き溶接用ワイヤにおけるワイヤ
始端部のスプールへの止着の説明図である。

【符号の説明】

１０…スプール １１…軸部 １２…巻き胴部 １２ａ
…ワイヤ挿入用孔 １３…フランジ部 １４…放射状連
結板部 ２１…スプール装着用フランジ ２２…ピン回
転軸 ２３ａ，２３ｂ…ループ形成用ピン ２４…従動
歯車 ２５…減速機付きモータ ２６…駆動歯車 ２７
…シリンダ Ｗ…溶接用ワイヤ ＷＳ…ループ状ワイヤ
始端部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプールに溶接用ワイヤをコイル状に巻
   いてなるスプール巻き溶接用ワイヤにおいて、スプール
   の巻き胴部のワイヤ挿入用の孔を通って巻き胴部内側に
   形成されたワイヤ始端部がループ状をなしていることを
   特徴とするスプール巻き溶接用ワイヤ。
2. 【請求項２】 前記溶接用ワイヤがフラックス入りワイ
   ヤであることを特徴とする請求項１記載のスプール巻き
   溶接用ワイヤ。
3. 【請求項３】 前記ループの曲げ半径が３．５ｍｍ以上
   であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプー
   ル巻き溶接用ワイヤ。