特許 6118093 溶接ワイヤの収納容器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6118093

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】溶接ワイヤの収納容器

(51)【国際特許分類】

   B65H 75/16 20060101AFI20170410BHJP

   B23K 9/133 20060101ALI20170410BHJP

   B23K 9/12 20060101ALI20170410BHJP

【ＦＩ】

   B65H75/16

   B23K9/133 503C

   B23K9/12 301P

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-269664(P2012-269664)

(22)【出願日】2012年12月10日

(65)【公開番号】特開2014-114118(P2014-114118A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100086793

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅士

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154771

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(72)【発明者】

【氏名】松本 武志

(72)【発明者】

【氏名】荻原 翔

(72)【発明者】

【氏名】小椋 晃司

(72)【発明者】

【氏名】上場 貴博

【審査官】 松井 裕典

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−００８９６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１７９４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００２３３９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０１４８０７２８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０２０１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１４７９３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第８８／０１０２３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 英国特許出願公告第００６６７１８３（ＧＢ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６５０８４３４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第３９０７２２８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｈ ４９／００−４９／３８

Ｂ６５Ｈ ５４／５６−５４／８８

Ｂ６５Ｈ ５９／００−５９／４０

Ｂ６５Ｈ ７５／００−７５／３２

Ｂ２３Ｋ ９／１２

Ｂ２３Ｋ ９／１３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接に使用されるアルミニウム合金のワイヤを収納し、ここから前記ワイヤが引き出される容器であって、
内筒と外筒の間の環状の収納部に前記ワイヤが巻回状態で収納される胴体と、
中央部に前記ワイヤを上方へ引き出すための引出し孔を有する傘形のカバーと、
前記胴体と前記カバーの間に挿入される円筒状のスペーサとを備え、
前記胴体と前記スペーサは、前記外筒の開口周縁部に設けた連結フランジと、前記スペーサの下端の開口周縁部に設けた連結用フランジとで連結され、
前記スペーサと前記カバーとは、前記スペーサの上端の開口周縁部に設けた連結フランジと、前記カバーの下端の開口周縁部に設けた連結用フランジとで連結され、
前記胴体と前記カバーとは、それぞれの連結用フランジで連結可能に設定されている、溶接ワイヤの収納容器。

【請求項2】

請求項１に記載の溶接ワイヤの収納容器において、前記スペーサに開閉自在な窓が設けられている溶接ワイヤの収納容器。

【請求項3】

請求項１または２に記載の溶接ワイヤの収納容器において、前記カバーと前記スペーサが結合されて上部アセンブリが形成されており、この上部アセンブリが前記胴体の上に連結されている溶接ワイヤの収納容器。

【請求項4】

請求項３に記載の溶接ワイヤの収納容器において、前記上部アセンブリが前記胴体に、それぞれの連結用フランジを重ね合わせた状態で連結する環状の連結バンドにより、分離可能に連結されている溶接ワイヤの収納容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動溶接設備に用いられる溶接ワイヤを収納する収納容器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、自動溶接設備の溶接ワイヤは、供給リールに螺旋状に巻回して収納され、ワイヤ送給装置により供給リールから順次引き出されて供給されるようになっていた。このリール式ワイヤ収納装置では、供給リールへの溶接ワイヤの巻き数が少ないことから、供給リールを交換する頻度が比較的多くなり、その交換毎に溶接作業を停止することになって自動溶接設備の稼働率が低下する。そこで、近年では、図３に示すような収納容器Ｋ１が用いられている。この収納容器Ｋ１は、同心状に配置された外筒３１と内筒３２との間に環状の収納部３３を有する胴体３０を有し、収納部３３に溶接ワイヤ５０を螺旋状に巻回して収納している。溶接ワイヤ５０を収納した胴体３０が納入業者から溶接現場に納入され、溶接現場において、外筒３１の上部にカバー３８を連結することにより、溶接ワイヤ５０の収納容器Ｋ１が組み立てられる（特許文献１参照）。

【0003】

カバー３８は、外筒３１の上端開口と同一径の下端開口を有する、上方に向かって先細りの円錐台形状の傘形に形成されて、その下端縁に設けられた連結用フランジ４１と外筒３１の連結用フランジ４２とを突き合わせた状態で、環状の連結バンド４３により分離可能に連結される。胴体３０は、外筒３１および内筒３２が後述する一定寸法に設定された規格品であり、リール式ワイヤ収納装置に比べて格段に多い巻き数の溶接ワイヤ５０を収納できるものである。

【0004】

自動溶接設備を用いて自動溶接を行う溶接現場では、購入した胴体３０の外筒３１上に上述のようにカバー３８を連結したのち、カバー３８に設けられた窓３７を覆う開閉蓋３９を開け、窓３７から中を覗きながら手を入れて、胴体３０に収納されている溶接ワイヤ５０の先端部を、カバー３８の中央部（頂部）に形成された引出し孔４０に挿通させて外部に引出す。この引き出された溶接ワイヤ５０の先端部はワイヤ送給装置（図示せず）に順次引出せる状態に取り付けられる。また、胴体３０内の溶接ワイヤ５０の全てが使用されたときには、カバー３８を胴体３０から分離して、空の胴体３０が溶接ワイヤ５０の収納済みの新たな胴体３０と交換される。

【0005】

自動溶接設備によるアルミニウム合金溶接を行う場合、線径が１．２ｍｍのアルミニウム合金の溶接ワイヤ５０が一般的に用いられている。この溶接ワイヤ５０を収納した自動用溶接用の胴体３０として、外径ｒ１が５１０ｍｍで高さｈ１が７５０ｍｍの外筒３１と、外径ｒ２が３０５ｍｍで高さｈ２が７００ｍｍの外筒４２とを有するものが規格品として存在する。この胴体３０に収納されている溶接ワイヤ５０が、ワイヤ送給装置によりカバー３８の引出し孔３９から順次引き出される際に、摺接する内筒３２の上端縁とカバー３８の引出し孔４０を結ぶ引出しラインの水平面に対する角度α１は約６４°程度であり、溶接ワイヤ５０が引出し孔４０から円滑に順次引き出される。

【0006】

ところで、近年では、板厚の大きなアルミニウム合金部材の自動溶接を線径が太い２ｍｍの溶接ワイヤを用いて行われており、図４に示す収納容器Ｋ２の胴体２に上述の線径が２ｍｍの溶接ワイヤ５１を収納したものが規格品として存在する。この規格品の胴体２は、外径Ｒ１が６６０ｍｍで高さＨ１が７５０ｍｍの外筒３と、外径Ｒ２が４５０ｍｍで高さＨ２が７００ｍｍの内筒４とを有している。このように、胴体２は、線径が大きな溶接ワイヤ５１を所要長さだけ収納するために、外筒３の外径Ｒ１および内筒４の外径Ｒ２が、図２の収納容器Ｋ１よりも大きく設定されている。カバー８は、連結すべき外筒３の形状が大きくなったのに伴い、下端開口が外筒３の外径Ｒ１に対応する大きな開口径を有する形状になっており、このカバー８にも、窓７、その開閉蓋９、および引出し孔１０が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００１−１７９４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上述の線径が２．０ｍｍのアルミニウム合金の溶接ワイヤ５１を収納した収納容器Ｋ１から溶接ワイヤ５１が引き出される場合、溶接ワイヤ５１に捩れが生じて、カバー８の引出し孔１０から溶接ワイヤ５１が円滑に引き出されない事態が生じることがある。このような事態が溶接用ロボットによるＴＩＧ溶接やガスアーク溶接などの自動溶接を行っている際に発生すると、溶接ワイヤ５１が供給されないことによって溶接が不能となり、溶接対象物に孔が開くなどの溶接不良が発生する。これに対し、引用文献１に開示されているワイヤ押えの技術、つまり収納容器内に収納されている溶接ワイヤの上面にガラス玉を敷き詰めて、収納容器内に残存する溶接ワイヤがカバーの引出し孔へ向けた引っ張り力に抗して浮き上がらないように押える技術は、２．０ｍｍもの大きな線径の溶接ワイヤ５１に対しては捩れの発生を防止できない。

【0009】

上述の溶接ワイヤ５１の捩れの発生は、収納する溶接ワイヤ５１の線径が大きくなったのに伴って内筒４の外径Ｒ２も大きくなったことにより、その内筒４の上端縁とカバー８の引出し孔１０を結ぶ引出しラインの水平面に対する角度α２が約５２°程度と小さくなる結果、溶接ワイヤ５１が急峻な角度でに引き上げられることが一因であると思われる。そこで、内筒４の高さＨ２を低くして前記角度α２を大きくすることを試みたが、溶接ワイヤ５１の捩れの発生を抑制できなかった。

【0010】

そこで、本発明は、コスト高とならない簡単な構成としながらも、線径の大きな溶接ワイヤをこれに捩れを生じることなく円滑に引き出すことができる溶接ワイヤの収納容器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明に係る溶接ワイヤの収納容器は、溶接に使用されるアルミニウム合金のワイヤを収納する容器であって、内筒と外筒の間の環状の収納部に前記ワイヤが巻回状態で収納される胴体と、中央部に前記ワイヤを上方へ引き出すための引出し孔を有する傘形のカバーと、前記胴体と前記カバーの間に挿入される円筒状のスペーサとを備えている。

【0012】

この溶接ワイヤの収納容器では、胴体とカバーの間に円筒状のスペーサが挿入されることにより、カバーの胴体に対する取付位置がスペーサの高さ分だけ高くなるから、胴体における溶接ワイヤが引き上げられる際に摺接する内筒の上端縁からカバーの引出し孔までの距離がスペーサの高さ分だけ長くなるとともに、内筒の上端縁とカバーの引出し孔を結ぶ引出しラインの水平面に対する角度が大きくなる。その結果、内筒の上方に溶接ワイヤが周囲に触れないフリーとなる長い空間が生じるとともに、溶接ワイヤが急峻な角度で引き上げられることがなくなる。したがって、大きな線径の溶接ワイヤを引き出す場合であっても、大きな捩れが生じにくく、小さな捩れは、引出し孔に達するまでの長い空間内で十分に回復する。これにより、捩れのない溶接ワイヤを円滑に引出し孔から引き出すことができる。しかも、この収納容器は、一定寸法の規格品である既存の胴体とこれに対応する寸法に形成された既存のカバーとをそのまま使用して、この胴体とカバーとの間に挿入するスペーサを付設するだけの簡単な構成であるから、コストの上昇を抑制できる。

【0013】

本発明において、前記スペーサに開閉自在な窓が設けられていることが好ましい。既存のカバーに設けられている窓を利用すると、窓がスペーサの高さ分だけ高い位置となって作業性が悪くなる。これに代えて、スベーサに窓を設けたことにより、窓の高さを従来のカバーに設けられていた窓と同じにすることができるので、好適な高さ位置の窓から中を覗きながら手を入れて溶接ワイヤをカバーの引出し孔から引き出す作業を行う際の作業性が向上する。

【0014】

本発明において、前記カバーと前記スペーサが結合されて上部アセンブリが形成されており、この上部アセンブリが前記胴体の上に載置されている構成とすることが好ましい。これにより、納入業者から納品される溶接ワイヤ入りの規格品の胴体に、カバーとスペーサが結合されてなる単一の上部アセンブリを被せればよいので、収納容器の組立作業性が向上する。

【0015】

上部アセンブリが胴体の上に載置される構成において、前記上部アセンブリが前記胴体に環状の連結バンドにより分離可能に連結されていることが好ましい。これにより、上部アセンブリを胴体に容易、かつ確実に取り付けることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、カバーの胴体に対する取付位置がスペーサの高さ分だけ高くなるから、溶接ワイヤが引き上げられる際に摺接する内筒の上端縁からカバーの引出し孔までの距離がスペーサの高さ分だけ長くなって、その間に長い空間が確保されるとともに、内筒の上端縁とカバーの引出し孔を結ぶ引出しラインの水平面に対する角度が大きくなる。その結果、線径の大きな溶接ワイヤを引き出す場合であっても、捩れが生じることなく円滑に引き出すことができる。しかも、この収納容器は、一定寸法の規格品である既存の胴体とこれに対応する寸法に形成された既存のカバーとをそのまま使用して、この胴体とカバーとの間にスペーサを挿入するだけの簡単な構成であるから、コストの上昇を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る溶接ワイヤの収納容器が設けられた溶接設備を示す概略図である。

【図2】同収納容器を示す一部破断した正面図である。

【図3】従来の溶接ワイヤの収納容器を示す一部破断した正面図である。

【図4】従来の他の溶接ワイヤの収納容器を示す一部破断した正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、アルミニウム合金の溶接ワイヤ５１が収納容器Ｋからワイヤ送給装置２６により引き出されて溶接用ロボット２７に供給され、アルミニウム合金製の溶接対象物２８に対する溶接が行われる。

【0019】

図２は収納容器Ｋの詳細を示し、同図において、図４と同一のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この収納容器Ｋに収納される溶接ワイヤ５１は、アルミニウム溶接材として一般的なＡ５３５６を材質として、横断面円形の２．０ｍｍの線径に形成されたものであり、捩れ易い性質を有する。収納容器Ｋは、規格品の胴体２と、図４に示した既存のものと同一形状の傘形のカバー８と、胴体２とカバー８との間に挿入された円筒状のスペーサ１１とを備えている。後述するように、カバー８とスペーサ１１とが結合されて上部アセンブリ２０が形成される。

【0020】

外筒３および内筒４は、図４に示した規格品と同じ一定寸法の外径Ｒ１，Ｒ２および高さＨ１，Ｈ２を有する円筒であり、図２の外筒３と内筒４との間に溶接ワイヤ５１の収納部１２が形成されている。内筒４は、外筒３の内部に同心状に配置されて、内筒４の底壁部４ａが外筒３の底板部３ａに止め金（図示せず）により固定されている。カバー８は、引出し孔１０を有しているが、窓７は備えていない。

【0021】

外筒３および内筒４は、いずれも段ボールのような紙を素材として有底円筒状に形成され、外筒３の開口周端部には、銅のような金属により形成された縁金状の連結用フランジ１３が設けられている。この連結用フランジ１３は、規格品の胴体２に設けられている既存のものである。図２のカバー８は、樹脂を素材として下端開口した円錐台状の傘形に形成され、下端の開口周端部には、銅のような金属により形成された横断面Ｌ字状の連結用フランジ１４が設けられている。この連結用フランジ１４は、図４にも示したように、従来のカバー８にも設けられている既存のものである。

【0022】

図２に示す新たに付設されたスペーサ１１は、段ボールのような紙を素材として、外筒３の外径およびカバー３の開口端の外径に等しい外径を有する円筒状に形成され、所定箇所に窓１７が設けられている。この窓１７は、ヒンジ１８により開閉動作される開閉蓋１９により手動で開閉自在となっている。このスペーサ１１の下端および上端の各開口周縁部にはそれぞれ、銅のような金属により形成された連結用フランジ２１，２２が設けられている。

【0023】

スペーサ１１の上端の連結用フランジ２２にカバー８の連結用フランジ１４を重ね合わせた状態で、バックル２３を有する環状の連結バンド２４により両連結フランジ２２，１４が互いに連結されて、上部アセンブリ２０が形成される。また、スペーサ１１の下端の連結フランジ２１を胴体２の連結用フランジ１３に重ね合わせた状態で、バックル２３を有する環状の連結バンド２４により両連結フランジ２１，１３が互いに連結されて、スペーサ１１を含む上部アセンブリ２０が胴体２における外筒３に連結される。これにより、胴体２、スペーサ１１およびカバー８からなる収納容器Ｋが組み立てられる。

【0024】

収納されている溶接ワイヤ５１の全てを使用したときに胴体２の納入業者に返却する胴体２とは異なり、上部アセンブリ２０は溶接現場に常時置かれている。したがって、溶接ワイヤ５１が入った新しい胴体２の上に上部アセンブリ２０を連結するだけで、つまり１回の連結作業で、３つの部分である胴体２、スペーサ１１およびカバー８を有する収納容器Ｋを組み立てることができ、作業性がよい。

【0025】

窓１７は、組み立て状態の収納容器Ｋにおいて、図４に示す従来の収納容器Ｋ２におけるカバー８に設けられた窓７と同一高さとなる、図２のスペーサ１１上の位置に形成されている。溶接ワイヤ５１の納入業者から納入された新たな胴体２に、スペーサ１１とカバー３とを含む上部アセンブリ２０を連結バンド２４により連結して、収納容器Ｋの組み立てが完了したのちに、カバー８の開閉蓋１９の開放により開いた窓１７から中を覗きながら手を入れて、溶接ワイヤ５１の先端部をカバー８の引出し孔１０から引き出して、この溶接ワイヤ５１の先端部を図１の自動溶接設備のワイヤ送給装置２６に連結する。こうして、溶接ワイヤ５１のセットが終了すると、溶接ワイヤ５１が、ワイヤ送給装置２６により収納容器Ｋから順次引き出されて、溶接用ロボット２７の溶接トーチに所定速度で供給され、ＭＩＧ溶接またはＴＩＧ溶接が自動的に行われる。

【0026】

図２に示す収納容器Ｋでは、胴体２とカバー８の間に円筒状のスペーサ１１が挿入されることにより、カバー８の胴体２に対する取付位置がスペーサ１１の高さ分だけ高くなるから、胴体２における溶接ワイヤ５１が引き上げられる際に摺接する内筒４の上端縁から
カバー８の引出し孔１０までの距離がスペーサ１１の高さ分だけ長くなるとともに、内筒４の上端縁とカバー８の引出し孔１０を結ぶ引出しラインの水平面に対する角度αが大きくなる。その結果、内筒４の上方に溶接ワイヤ５１が周囲に触れないフリーとなる長い空間が生じるとともに、溶接ワイヤ５１が急峻な角度で引き上げられることがなくなる。したがって、大きな捩れが生じにくく、小さな捩れは、引出し孔１０に達するまでの長い空間内で十分に回復する。これにより、大きな線径の溶接ワイヤ５１を引き出す場合であっても、捩れのない溶接ワイヤ５１を円滑に引出し孔１０から引き出すことができる。

【0027】

上記角度αは、実施形態において７１°に設定したが、６８°〜８０°の範囲内に設定すれば、溶接ワイヤ５１の捩れの発生を抑制する効果が得られる。この範囲内の角度αを設定するためには、上述のような外径Ｒ１＝６６０ｍｍ、Ｒ２＝４５０ｍｍ、高さＨ１＝７５０ｍｍ、Ｈ２＝７００ｍｍを有する外筒３および内筒４を含む規格品の胴体２に対して、付設するスペーサ１１は、高さＨ３が２００〜４００ｍｍの範囲内のものを用いる必要がある。

【0028】

また、この収納容器Ｋは、一定寸法の規格品である既存の胴体２とこれに対応する寸法に形成された既存のカバー８とをそのまま使用して、この胴体２とカバー８との間に挿入するスペーサ１１を付設するだけの簡単な構成であるから、コストの上昇を抑制できる。これに対し、上述の６８°〜８０°の範囲内の角度αを設定できる高さを有する外筒を新たに設ける構成とした場合には、現存の規格品の胴体２とは異なる寸法の胴体を新たに作る必要があり、胴体２の種類の増大によってコスト高となる。

【0029】

また、スペーサ１１を胴体２とカバー８との間に挿入することによってカバー８の位置が高くなるが、図４の従来のカバー８に設けられていた窓７と、図２のスペーサ１１における窓１７とを同じ高さとすることにより、窓１７の位置が高くなり過ぎるのを防止している。これにより、作業に好適な高さの窓１７から中を覗きながら手を入れて溶接ワイヤ５１をカバー８の引出し孔１０から引き出す作業の能率が向上するとともに、溶接ワイヤ５１の残量も確認しやすい。

【0030】

収納済みの溶接ワイヤ５１の全てを使用したときに溶接ワイヤ５１の納入業者に返却する胴体２とは異なり、カバー８とスペーサ１１とを結合した上部アセンブリ２０は溶接現場に常時備えられている。したがって、納入業者から納入された溶接ワイヤ５１入りの新しい胴体２に単一の上部アセンブリ２０を溶接現場で被せて連結するだけで収納容器Ｋの組み立てが完了するので、収納容器Ｋの組立作業性が向上する。

【0031】

また、上部アセンブリ２０が胴体２に環状の連結バンド２４により分離可能に連結されているので、上部アセンブリ２０を胴体２に容易、かつ確実に取り付けて収納容器Ｋを迅速に組み立てることができる。

【0032】

本発明は上述した実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0033】

２ 胴体
３ 外筒
４ 内筒
８ カバー
１０ 引出し孔
１１ スベーサ
１２ 収納部
１７ 窓
２０ 上部アセンブリ
２４ 連結バンド
５１ 溶接ワイヤ
Ｋ 収納容器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】