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発明の名称 スプール巻き溶接用ワイヤ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2000−136070(P2000−136070A)
公開日 平成12年5月16日(2000.5.16)
出願番号 特願平10−310089
出願日 平成10年10月30日(1998.10.30)
代理人 【識別番号】100105692
【弁理士】
【氏名又は名称】明田 莞
【テーマコード(参考)】
3F058
【Fターム(参考)】
3F058 AA04 AB03 BB19 CA05 DA05 DB05 HA06 HB02 HB07 
発明者 連 健二 / 吾妻 千秋
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【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。
【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。
【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。
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φ1.2mm,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12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3.5mm以上がよい。ワイヤ径がφ1.2mm,φ1.4mm,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,23b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22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22の軸心を回転中心としてループ形成用ピン23a,23b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12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23a,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,23b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WS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。




 

 


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