JPS649912B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は巻き癖等によつて湾曲するワイヤ、例
えば溶接ワイヤ等を矯正するためのワイヤ矯正方
法及びその装置に関する。

消耗電極ワイヤを用いる自動アーク溶接や添加
ワイヤを併用するテイグ溶接、プラズマ溶接等に
おいて、溶接ワイヤを連続的に所定の速度で溶接
継手部の正確な位置に円滑に送給する必要がある
ことは云うまでもない。

ところで、これらの溶接ワイヤは通常ワイヤリ
ールにコイル状に巻回されていたり、ペイル罐に
コイル状に巻いて装填されているため、必然的に
円弧状または螺旋状の湾曲したいわゆる巻き癖を
有しているものであつて、このような溶接ワイヤ
を精度よく溶接位置に送給することは実際には相
当困難なことである。

特に、ペイル罐に装填されている溶接ワイヤを
この罐の上部から引き出して、ワイヤガイドチユ
ーブを経て溶接部まで導き出すような場合、溶接
ワイヤはループ状の巻き癖の１円周長さを１ピツ
チとする螺旋状に湾曲して送給されるため、トー
チの先端出た部分ではワイヤの先端部が絶えず回
転してその送給位置が定まらず、溶接線が規制で
きないことになる。

これを解決するために従来より種々の工夫がな
されていて、例えば１方向に矯正する機能のある
矯正ロール機構を複数個組み合せるようなことも
試みられている。しかしながら湾曲方向が連続的
に絶えず変化するような溶接ワイヤを正確に矯正
することは未だ成功していないのが現状であつ
て、これは実体ワイヤでもさることながら巻き癖
の生じやすい複合ワイヤの場合には更に重大な問
題となつている訳である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、溶接ワイヤのみならず各種ワイヤの巻き癖を
極めて効果的に除去し得る画期的なワイヤ矯正方
法及びその装置を提供するものであつて、その要
旨とするところはワイヤの送給経路の途中におい
て、送給されつつあるワイヤをその円周方向に沿
つて一定方向に捩ることによつて効果的な矯正効
果を得ようとする点にある。

また、ワイヤ矯正装置としては、ワイヤの送給
経路の途中において該ワイヤを挿通する挿通孔が
軸心部に設けられ外周には歯車が設けられた回転
体と、この回転体の歯車に駆動歯車を歯合させて
該駆動歯車を駆動モータで回転させることにより
前記回転体をワイヤのまわりに回転させる駆動機
構と、前記回転体の挿通孔の出口から出たワイヤ
送給位置においてワイヤを送給可能に挾む一対の
ねじりロールを支持アームを介して前記回転体に
連結し前記回転体の回転によりワイヤをその円周
方向に捩じる捩り機構とを具備させたものであ
る。

以下、本発明の１実施例を図面を参照し具体的
に説明する。

第１図は本発明に基づくワイヤ矯正装置１を自
動アーク溶接装置に適用した場合の概略図を示し
ており、２は溶接ワイヤ３を装填したペイル罐で
あり、このペイル罐２から引き出された溶接ワイ
ヤ３はワイヤガイドチユーブ４内を挿通し、ワイ
ヤ駆動装置５によつて溶接トーチ部６に送給され
被溶接物７との間にアーク８を点じて溶接が行な
われる。

尚、上記ワイヤ駆動装置５はいわゆる汎用的な
従来から周知の駆動装置であつて溶接ワイヤ３を
挾着する１対のロール、つまり駆動ロール１０及
び加圧ロール１１を有し、該駆動ロール１０を駆
動モータ１２によつて減速器１３を介して回転駆
動すると共に、上記加圧ロール１１を加圧スプリ
ング１４を介して溶接ワイヤ３に加圧せしめてい
る。

ところで上記ワイヤ矯正装置１はねじり回転装
置部２０と保持ロール部２１からなり、まずねじ
り回転装置部２０から説明する。

第２図において、２２は軸心部に溶接ワイヤ３
を挿通する挿通孔２２ａを設けた棒状の回転であ
り、その一端部側において支持フレーム２３に一
定間隔を隔てて嵌着した１対のベアリング２４，
２５によつて回転自在に支持される。また上記回
転体２２の他端部に該回転体２２の軸心を挾んで
互いに相反する外方に突出する一対の支持突部２
６，２６を一体に設けると共に、この支持突部２
６，２６の先端部にワイヤの捩り機構を構成する
支持アーム２７，２７を、その略中間位置でピン
２７ａ，２７ａを介して回動可能に連結してい
る。

ところで、上記支持アーム２７，２７の各一端
部に、つまり前記回転体２２の挿通孔２２ａの出
口から出たワイヤ送給位置にワイヤ３を送給可能
に挾むためのワイヤの捩り機構を構成する一対の
ねじりロール２８，２８を軸部２９，２９を介し
て回転自在に枢支すると共に、該支持アーム２
７，２７の各他端部に倣いロール３０，３０を軸
部３１，３１を介して回転自在に枢支し、該倣い
ロール３０，３０を前記回転体２２にスライド自
在に嵌挿したテーパ環３２の外周部に形成される
テーパ面３２ａ上に転接させている。

また上記テーパ環３２の前記ねじりロール２８
側開口端内周に切欠溝３２ｂを設け、この切欠溝
３２ｂに前記回転体２２にスライド自在に巻装し
たスプリング３３の一端部を挿入するとともに該
スプリング３３の他端部を前記支持突部２６，２
６に当接させて、上記テーパ環３２を反ねじりロ
ール方向に弾性偏倚させている。

また上記テーパ環３２の反ねじりロール側開口
端面に前記回転支持体２２に螺挿した調節リング
３４の環状突部３４ａを当接し、該調節リング３
４の回動操作によつてテーパ環３２をねじりロー
ル２８方向に進退移動できるようにしている。

また前記回転体２２の外周に平歯車３５を嵌着
によつて設けているとともにこの平歯車３５に駆
動機構を構成する駆動歯車３６を歯合させ、この
駆動歯車３６に接続される駆動機構の減速器及び
駆動モータ（共に図示せず）によつて上記回転体
２２を矢印α方向に回転駆動するようにしてい
る。

なお、上記ねじりロール２８，２８の外周面を
第３図に示すように凹曲面状となし、溶接ワイヤ
３を挾圧した状態で該溶接ワイヤ３をねじりロー
ル２８，２８から外れることなく確実に保持でき
るようにしている。

また上記ベアリング２４，２５の各外方端面に
回転体２２に螺挿した抜止めリング３７，３８を
当接し、回転体２２のベアリング２４，２５に対
する抜け出しを防止するようにしている。

一方、前記保持ロール部２１は溶接ワイヤ３を
一対の保持ロール４０及び４１によつて挾圧し、
所定方向、つまりワイヤ送給方向βに送給するこ
とにより該溶接ワイヤ３の円周方向に対する回転
を阻止しようとするもので一方の保持ロール４０
を支持フレーム４２に軸部４３を介して回転自在
に枢支すると共に、他方の保持ロール４１を一端
部を支持フレーム４２にピン４４を介して回動自
在に枢着した加圧アーム４５の略中間位置に軸部
４６を介して回転自在に枢支し、上記加圧アーム
４５の他端部に設けた締着手段４７によつて、溶
接ワイヤ３に対する加圧力を付与し、かつその付
与した状態を保持できるようにしている。

すなわち、上記締着手段４７は一端部をピン４
８を介して支持フレーム４２に回動可能に枢着し
たねじ棒４９を上記加圧アーム４５の他端部に設
けたＵ字形の切欠凹部５０に係脱自在に係合さ
せ、上記ねじ棒４９の他端部に螺挿した調節ハン
ドル５１の回動操作によつて該調節ハンドル５１
と加圧アーム４５間に介挿した座金５２及び加圧
スプリング５３を介して加圧力の調節を行なえる
ようにしている。なお支持フレーム４２の溶接ワ
イヤ挿入孔５４に溶接ワイヤ３を案内するガイド
スリーブ５５を嵌着している。

次に、上記実施例に係るワイヤ矯正装置１を用
いた場合の作用効果について以下に述べる実験結
果に基づいて説明する。

通常、この溶接ワイヤ３の湾曲に対する矯正作
用を試験する方法として第４図に略記するよう
に、溶接トーチ６０の先端部に設けたチツプ６１
から出た溶接ワイヤ３を通常の溶接作業で適用さ
れる突出し長さよりも相当長く突出して湾曲の状
態を見易く拡大し、溶接ワイヤ３の先端部をその
直下に配置した記録紙６２に突きさして記録す
る、いわゆる通常パンチテストと呼ばれる方法が
しばしば用いられる。そして溶接ワイヤ３の送給
に対応させて記録紙６２を一定速度で横方向に移
動させることにより溶接位置の偏位する状態が拡
大されて記録紙６２上に記録される訳である。

第５図はこのパンチテスト法に基づくテスト結
果の一例を示すもので、第４図に示す突出し長さ
Ｌを15cmとし、溶接ワイヤ３としては汎用的な銘
柄の径1.0mmのCO₂溶接用鋼ワイヤを用いている。

第５図ａはペイル罐に装填され直径60cm程度の
ループ状の巻き癖を有している溶接ワイヤ３を第
１図に示すワイヤ駆動装置５によつて長さ３ｍの
ワイヤガイドチユーブ４内を挿通し、溶接トーチ
部６の先端まで送給した場合のものであつて本発
明に係るワイヤ矯正装置１を使用しない場合につ
いてのものである。

つまりこのテスト結果からもわかるように溶接
ワイヤ３の先端部は半径約２cm程度の円弧を描
き、溶接ワイヤ３が螺旋状に湾曲しながら送給さ
れている状況がよくわかる。もちろんこのような
状態では溶接の実用作業に適用することはできな
い。

第５図ｂは第２図に示すワイヤ矯正装置１にお
いてねじり回転装置部２０側に設けたねじりロー
ル２８，２８の溶接ワイヤ３に対する接触位置Ａ
―A′と保持ロール部２１側に設けた保持ロール
４０，４１の溶接ワイヤ３に対する接触位置Ｂ―
B′との間の距離ＸをＸ＝50cmとし、ワイヤ駆動
装置５によつて溶接ワイヤ３が5.0ｍ／分で送給
駆動されるように設定し、かつねじり回転装置部
２０側に設けた駆動モータによつて回転体２２
を、つまりねじりロール２８，２８を20回／分の
速度で矢印α方向にねじり回転するようにした場
合のものである。

なお、この場合溶接ワイヤ３の供給側端は保持
ロール部２１の保持ロール４０，４１によつて挾
圧保持され該溶接ワイヤ３がその円周方向に捩れ
ないように確実に保持される。

このテスト結果から明らかなように、溶接ワイ
ヤ３の湾曲程度はワイヤ矯正装置１を用いない第
５図ａの場合に比してはるかに向上しており、ワ
イヤ先端部の偏倚の程度は±0.4cm以内に収まつ
ている。

更に第５図ｃはねじりロール２８，２８を100
回／分の速度でねじり回転するようにし、他の条
件はすべて第５図ｂにおける場合と同一とした場
合についてのものであつて、溶接ワイヤ３が15cm
の突出し長さの先端部分においても殆んど偏倚が
なく極めて正確に矯正され真直ぐな溶接ワイヤと
して送給されている状況がよく分る。

したがつて、上記ワイヤ矯正装置１を溶接ワイ
ヤ３の送給経路の途中に設け溶接ワイヤ３の一端
部側を保持ロール部２１で保持した状態で捩じり
ながら送給することにより、従来では殆んど不可
能と考えられていた程度にまで真直ぐな溶接ワイ
ヤに矯正することができ、溶接線に沿つた正確な
溶接作業が行えるものである。

尚、上記実施例ではワイヤ駆動装置５に使用す
る駆動モータ１２とワイヤ矯正装置１に使用する
駆動モータに各々独立した別個のものを使用して
いるが、簡単化のために例えば第６図ａに示すよ
うに共通の駆動モータ１００を使用し、各々適当
比率の減速機構１０１及び１０２を介してワイヤ
駆動装置１０３及びワイヤ矯正装置１０４に回転
力を伝達するようにしてもよい。

また、上記実施例ではワイヤ矯正装置１に保持
ロール部２１を設け、ねじり回転装置部２０によ
つて溶接ワイヤ３に与えられた捩り力が供給側に
波及するのを阻止し、比較的正確な捩りピツチで
矯正作用を行なわしめんとするものである。しか
しながら既述の実験結果からも分るごとく、捩り
変形がある程度以上に与えられるならば、常に実
用的な範囲において満足すべき矯正効果が得られ
るものであつて、特殊な場合以外は第６図ｂに示
すごとく保持ロール部２１を省略しワイヤガイド
チユーブ４の曲りや、溶接ワイヤ３自体の剛性に
よつて捩り力を保持するようにしてもよい。

また、比較的大径な鋼ワイヤのように剛性の大
きい材質の溶接ワイヤでは、第１図に示すワイヤ
駆動装置５を第２図に示す保持ロール部２１を設
けるべき位置に配設し、ワイヤ駆動装置と保持ロ
ール部の両機能を兼ねるようにしてもよい。この
場合の構成を第６図ｃに示している。

また更に上記実施例は溶接ワイヤを矯正する場
合について説明したものであるが、必ずしもこの
ような溶接ワイヤの矯正に限定されるものでな
く、巻き癖を有するワイヤの矯正に広く応用でき
るものである。

本発明は以上詳述した如く、ワイヤの送給経路
の途中においてそのワイヤを円周方向に沿つて一
定方向に捩じることにより、従来では殆んど不可
能とされていた程度にまで真直ぐなワイヤに矯正
できるものであつて、溶接ワイヤのみならず広く
ワイヤの矯正に適用することができる極めて画期
的なワイヤ矯正方法及びその装置を提供するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す概略図、第２
図は同実施例の断面図、第３図は同実施例のねじ
りロールの断面図、第４図は同実施例に基づくワ
イヤ矯正装置の作用効果を試験するための試験装
置の概略図、第５図ａ，ｂ，ｃは同装置による試
験結果を示すグラフ、第６図ａ，ｂ，ｃは本発明
の他の実施例を示す概略図である。 ３……ワイヤ、２２……回転体、２２ａ……挿
通孔、３５……歯車、３６……駆動機構を構成す
る駆動歯車、２７，２７……捩り機構を構成する
支持アーム、２８，２８……捩り機構を構成する
一対のねじりロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤの送給経路の途中において、該ワイヤ
   をそのワイヤの円周方向に沿つて一定方向に捩じ
   りながら矯正することを特徴とするワイヤ矯正方
   法。 ２ ワイヤの送給経路の途中において該ワイヤを
   挿通する挿通孔が軸心部に設けられ外周には歯車
   が設けられた回転体と、この回転体の歯車に駆動
   歯車を歯合させて該駆動歯車を駆動モータで回転
   させることにより前記回転体をワイヤのまわりに
   回転させる駆動機構と、前記回転体の挿通孔の出
   口から出たワイヤ送給位置においてワイヤを送給
   可能に挾む一対のねじりロールを支持アームを介
   して前記回転体に連結し前記回転体の回転により
   ワイヤをその円周方向に捩じる捩り機構とを具備
   したことを特徴とするワイヤ矯正装置。