(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴体および該胴体の両側に設けられたフランジを備え、前記胴体の円周方向にかつフランジ側面に沿って溝孔を設けた溶接ワイヤ巻取り用スプールにおいて、前記溝孔の底部から溶接ワイヤが巻き取られる胴体円周方向のフランジに沿って胴体表面に延びるガイド溝を設け、該ガイド溝の長さＬはワイヤ径ｄの５ｄ以上であり、さらに該ガイド溝の胴体側厚さ面が外方に向かって傾斜構造であることを特徴とする細径溶接ワイヤ巻取り用スプール。
【請求項２】
請求項１記載のスプールにおける細径溶接ワイヤの巻構造であって、前記胴体内側のワイヤ始端部は胴体内側面に沿って屈曲し、該屈曲部はガイド溝に食い込み状態で保持されて、屈曲部に続くワイヤはガイド溝に沿って前記胴体表側に導かれ、胴体表面に整列に巻かれるようにしたことを特徴とする細径溶接用ワイヤのスプール巻構造。
【請求項３】
スプールの胴体表面に巻かれる第１層のワイヤのキャスト径が胴体外径Ｄの０．８Ｄ〜１．１Ｄであることを特徴とする請求項２記載の細径溶接用ワイヤのスプール巻構造。
【請求項４】
スプールの胴体内側のワイヤ始端部の曲げ角度は、胴体円周方向に対して２０°〜１６０°の範囲とすることを特徴とする請求項２または３記載の細径溶接用ワイヤのスプール巻構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼のソリッドワイヤやフラックス入りワイヤなど、細径溶接ワイヤの先端部をスプールに固定して溶接ワイヤを巻き取るための、溶接ワイヤ巻取り用スプールおよびスプール整列巻構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤ径０．８〜２．０ｍｍ程度の細径溶接用ワイヤの場合、通常は重量約１０〜２０ｋｇをスプールに自動的に巻き取って、その後の運搬、溶接、処理などの作業を容易にできるようにしている。
このような溶接用ワイヤの巻取り用スプールは、図３に示すように、円筒状の胴体２および該胴体２の胴軸に直交して両側に設けたフランジ３とからなっている。そして胴体２には、円周方向に延びると共にフランジ側面４に沿って開口する溝孔５が設けられている。
【０００３】
このような構造において、ワイヤ６をスプール１に巻き取るには、まずワイヤ６の先端部を溝孔５に差し込み、先端部を胴体２の内部で折り曲げてスプール１に固定している。その後スプール１を回転させ、所定量のワイヤを複数層で整列に巻き取る。ワイヤ６をスプール１に整列巻きするには、最初の１巻き分のワイヤ６が溝孔５のある側のフランジ側面、すなわち胴体２とフランジ３で構成されるコーナーに押し付け接触するようにして巻取りを開始しなければならない。  また、巻取り途中のワイヤは隣り合うワイヤ同士が接触状態を保って連続巻取りを維持する必要があるし、次層のワイヤは下層の整列巻きの隣り合う接触状態のワイヤ間に形成される谷間に嵌まり合う構造の整列巻きとする必要がある。
【０００４】
上記した整列巻き状態で溶接用ワイヤをスプールに巻き取る方法として、特公平３−４０６４９号公報で開示された「線材の先端部をスプールに係止する巻き取り方法」がある。
この方法では、フランジに接するスプール端縁部の胴周面に、一辺がフランジに接して開口すると共に、巻付き方向側に次第に狭まるＶ字形開口を有する係止孔（溝孔）を設け、この係止孔内に先端部を予め折り曲げた線材を差し込んで引張ることにより、係止孔の特に前記Ｖ字形開口部に線材を噛み込ませると同時に、線材屈曲部を前記係止孔に引掛けて係止し、次いでスプールを回転して線材を巻き取っている。
【０００５】
また、ワイヤを自動的に巻き取る場合は、ワイヤ先端部の折り曲げ機構の点から、ワイヤの先端部を胴体内に挿入後、胴体内周面に沿い胴体の軸方向に９０°折り曲げて溝孔に引掛けることが行われている。
【０００６】
一方、スプールにはポリスチレン樹脂が使用されているが、経済性その他の観点から、ポリスチレンに代わって材質的に硬度の低いポリプロピレン製スプールが用いられてきている。
【０００７】
このような上記従来技術では、次のような問題点があった。
すなわち、ワイヤ始端部を予め折り曲げて開口部に差し込み引張って係止する方法は、折り曲げ加工の自動化の複雑化、折り曲げたワイヤ先端を開口部に挿入することの自動化が困難である。
【０００８】
また図２（ｂ）に示すように、溝孔５に噛み込む前に、巻取り開始の引張力であるバックテンションによってワイヤ６の折曲げ部（第１屈曲部）が開くことがあった。このように第１屈曲部が開くと、ワイヤ６の巻き始め部分は図２（ａ）に示すようにフランジ側面４から離れて、２巻目あるいは３巻目から巻き始まって整列状態とならず、２層目以降の上層部で乱巻となる。
【０００９】
この巻き始端部がトラバーサーのフランジ方向への引張力で１巻目から巻き始まったとしても、その引張力で第２の屈曲部７が生じ、図２（ｃ）に示すように２巻目のワイヤ８が第２屈曲部７に接して３巻目の位置に巻かれるようになる。さらに前記第２屈曲部７は、図２（ｄ）に示すように胴体２の表面から浮き上がった状態になって、２層目以後のワイヤが定位置に巻き取られず、上層部で乱巻となる。
【００１０】
この乱巻状態のワイヤは、ワイヤ巻取り時には４〜６ｋｇ程度のバックテンションで引張られた状態で巻き取るので、乱巻のワイヤの上下によって食い込みの発生、ワイヤの曲り変形の発生があり、溶接時のワイヤ送給性が悪くなるか、送給できなくなる。
【００１１】
また、このような巻取り始端部の状態で整列に巻き終ったスプールの溶接用ワイヤを用いて溶接した時、ワイヤが無くなるのを気付かずに溶接を続けた場合、ワイヤ巻取り第１層（ワイヤ最終層）近くなるとＶ字形開口部に噛み込んでいるワイヤ始端部が面で接触しているため、ワイヤ始端部が緩んだり、はずれたりして第１層部分のワイヤがばらけ、ワイヤ始端部がスプールの溝孔から抜けてスプール周辺の非絶縁体に接触して短絡したりして、溶接できなくなることがある。
【００１２】
上記の場合、巻取り始端部の不良、乱巻となったスプール巻ワイヤは、人手によって巻始めの手直しや自動巻取機での巻直し、又は別の巻替機による巻直しを行っている。従って、手直し時間による歩留りの低下、またワイヤ始端部の不良を見逃した場合に溶接中の思いがけないトラブルが発生することがあった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような問題点を解決するものであって、細径溶接ワイヤの巻取り始端部を確実に係止できるスプールの形状、及びワイヤを整列状態で自動的に巻き取ること、巻き取ったスプール巻ワイヤによる溶接中のトラブル、事故の発生しない溶接ワイヤのスプール巻構造を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶接ワイヤ巻取り用スプール及びスプール巻構造は、以下の構成を要旨とする。すなわち、
（１）円筒状の胴体および該胴体の両側に設けられたフランジを備え、前記胴体の円周方向にかつフランジ側面に沿って溝孔を設けた溶接ワイヤ巻取り用スプールにおいて、前記溝孔の底部から溶接ワイヤが巻き取られる胴体円周方向のフランジに沿って胴体表面に延びるガイド溝を設け、該ガイド溝の長さＬはワイヤ径ｄの５ｄ以上であり、さらに該ガイド溝の胴体側厚さ面が外方に向かって傾斜構造であることを特徴とする細径溶接ワイヤ巻取り用スプール。
（２）前記（１）  記載のスプールにおける細径溶接ワイヤのスプール巻構造であって、前記胴体内側のワイヤ始端部は胴体内側面に沿って屈曲し、該屈曲部はガイド溝に食い込み状態で保持されて、屈曲部に続くワイヤはガイド溝に沿って前記胴体表側に導かれ、胴体表面に整列に巻かれるようにしたことを特徴とする細径溶接用ワイヤのスプール巻構造。
（３）スプールの胴体表面に巻かれる第１層のワイヤのキャスト径が胴体外径Ｄの０．８Ｄ〜１．１Ｄであることを特徴とする前記（２）  記載の細径溶接用ワイヤのスプール巻構造。
（４）スプールの胴体内側のワイヤ始端部の曲げ角度は、胴体円周方向に対して２０°〜１６０°の範囲とすることを特徴とする前記（２）  または（３）  記載の細径溶接用ワイヤのスプール巻構造、である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、溝孔５の底部５ａから胴体２の円周方向のフランジ３に沿ってガイド溝９が延び、ガイド溝９の胴部側の面９ａがフランジ３側に向かって傾斜する傾斜構造としたので、図１（ｂ）に示すようにワイヤ６の第１屈曲部がガイド溝９の底部で点で接する。すなわち、溝孔５の先端部分のガイド溝９は胴体２の表側に拡がり、かつ巻き方向に向かって細くしてあるので、送り込まれてきたワイヤ６の巻始め先端部は溝孔５に挿入されて溝孔５の内側に突出し、突出した先端部は自動的に押し曲げられ、次いでワイヤ６にバックテンションがかかりスプールは回転して巻き始める。
ワイヤ先端部はガイド溝９ａに食い込む状態ですべり移動なく固定できるので、安定した巻始めが完了して定常の整列巻取りができる。
【００１６】
前記ガイド溝９の長さＬは、ワイヤ径ｄの５ｄ以上とする必要がある。この長さＬがワイヤ径ｄの５ｄ未満であるとガイド溝が短かすぎて、ワイヤ巻始め時に図２（ａ）〜（ｄ）のように先端がスプール胴部に食い込んだり、第１の屈曲部の屈曲角が開き、さらに屈曲部が開いてトラバーサーのフランジ方向へのバックテンションで第２の屈曲部が形成され、さらにその部分が浮き上がった状態が生じ、いずれもガイド溝９で矯正できず、整列巻状態での巻取りが開始できずに、上層部になるにつれて乱巻となる。
従って、緩やかな傾斜を確保するため、ガイド溝９はワイヤ径ｄに対し５ｄ以上の長さとする。なお、ガイド溝長さの上限は特に限定しないが、長すぎると１巻目のワイヤの上に２巻目のワイヤが集まる場合があるので、ワイヤ径ｄの１０ｄ以下が好ましい。
【００１７】
次に、ワイヤ巻始めの１層目のワイヤキャスト径は、スプール胴体部直径Ｄの０．８Ｄ〜１．１Ｄが好ましい。ワイヤキャスト径の付与方法は図４に示す方法で行う。すなわち、３点ローラー１０，１１，１２を具備し、固定ローラー１０，１２間の中央にある押付けローラー１１は、シリンダー１３によって上下動して、破線で示すローラー１１′の位置に移動する。ローラー１０，１２とローラー１１によってワイヤ６を挟みながら押し付ける状態で通過させ、その際ローラー１２の押付け量を調整することにより所定のワイヤ径を得る。
【００１８】
この方法により溶接用ワイヤの初層部を巻き取る際に、溶接用ワイヤに巻胴体部直径Ｄの０．８Ｄ〜１．１Ｄ径のワイヤキャスト径を付与する。それにより、巻きスタートから第１層ワイヤの整列巻きが容易にできるため、第２層以降の整列巻取りが確実にできる。
このようにして巻き取った巻構造のワイヤは、ワイヤが少なくなるのを気付かずに溶接を続けても、ワイヤ初層部のばらけ、ワイヤ巻取り始端部がガイド溝から外れることがなく、アーク切れを起こして溶接を中断することがない。
【００１９】
胴体内側に突出したワイヤ始端部の曲げ角度は、ワイヤ巻方向に対して２０°〜１６０°の範囲となるようにするのが好ましい。２０°〜１６０°に曲げられた第１屈曲部のワイヤは、ガイド溝９への食い込みとの作用で巻始めのバックテンションに耐えてワイヤ始端部が外れ難く、整列巻取りを円滑に開始できる。  また、溶接ワイヤをほぼ使い切り、残ったワイヤを取り外す際は、曲げ構造が簡単であるので、ガイド溝９から外れて溝孔５より簡単に取り出すことができ、プラスチックスプールから金属ワイヤが取り除かれて、スプールの廃処理も容易になる。
【００２０】
【実施例】
図４に示す構造のスプール１を用い、溝孔５の先端部に図１に示す形状のガイド溝９を設け、ガイド溝の長さは表１に示す各寸法に形成したポリプロピレン製スプールを試作した。スプール１のサイズは、フランジ３の外径を２７０ｍｍ、胴体２の外径を１４８ｍｍ、胴体の厚さを３．５ｍｍとした。
このスプールにＪＩＳ  Ｚ３３１２で規定されるＹＧＷ１１のソリッドワイヤ・ワイヤ径１．２ｍｍ及び１．６ｍｍの２種類を各１０ｋｇずつ、全自動整列巻取装置によってそれぞれスプールを４０コイル巻き取った。各試験のスプールにソリッドワイヤが巻き取られた後、乱巻発生、ワイヤ最終層のばらけ、及びワイヤ始端部の外れの数を調査した。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１の結果から明らかなように、本発明例である  Ｎｏ．１，２，３はいずれも乱巻発生がなく、溶接中のトラブルもなく極めて満足し得るものであった。
比較例中の  Ｎｏ．４はガイド溝の無い例であり、乱巻が５コイル、ワイヤばらけが５コイル、端部抜けが１コイル生じた。比較例  Ｎｏ．５，６は、ワイヤ径に対するガイド溝長さが小さいため、乱巻が３コイル、キャスト径も大きいためワイヤ始端部外れ抜けが５個生じた。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の細径溶接用ワイヤ巻取り用スプール及び整列巻き構造において、溝孔の底部から胴体表面に延びるガイド溝を設け、ガイド溝の胴部側の面を傾斜構造とし、第１層のキャスト径についてはワイヤ始端部の曲げ角度を所定範囲にすることにより、ワイヤ先端部はガイド溝に沿ってフランジに密着するように巻き始められ、巻終りまで整列巻状態で自動的に巻き取ることができる。また、巻取り第１層のキャスト径を制限しているため、溶接が進んで最終層近くなってもばらけることもないので、ワイヤ始端部が溝から抜けることもなく、確実な溶接作業が最後まで安心してできるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施例であるスプールのガイド溝構造の概念を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図を示す。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は従来のワイヤ係止方法による溝孔とワイヤ先端部との関係を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図。
【図３】通常のワイヤ巻始め時のスプールの斜視図。
【図４】通常のワイヤ巻始めの際の矯正付けローラー概念図。
【符号の説明】
１：スプール
２：胴体
３：フランジ
４：フランジ側面
５：溝孔
６：ワイヤ
７：第１屈曲部
８：２巻目のワイヤ
９：ガイド溝
１０，１２：ローラー
１１：押付けローラー
１３：シリンダー
【図１】
0003608922.tif 000003
【図２】
0003608922.tif 000004
【図３】
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【図４】
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