(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用のワイヤを送り出すための送給ローラと、上記送給ローラを回転駆動させる回転駆動機構と、を備えたワイヤ送給装置であって、
上記回転駆動機構は、
駆動モータと、
上記駆動モータによって回転させられる第1ギアと、
上記第１ギアの回転軸心と同一の回転軸心周りに回転可能であるとともに上記送給ローラを一体的に有する支持部材と、
上記支持部材に対して回転自由に支持され、上記第１ギアに噛み合う１または複数の第２ギアと、
上記第１ギアの回転軸心と同一の回転軸心周りに回転可能であり、上記第２ギアに噛み合う第３ギアと、
上記第３ギアの回転を制御する制御手段と、を備え、
上記制御手段は、上記第３ギアを回転させる追加の駆動モータを備えることを特徴とする、ワイヤ送給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接用のワイヤを送給するためのワイヤ送給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＡＧ溶接やＣＯ2溶接などの消耗電極ガスシールドアーク溶接において、一般に、ワイヤリールに巻回された溶加材としてのワイヤがワイヤ送給装置により溶接トーチに送り出される。ワイヤ送給装置は、一般に、ワイヤを送り出すための送給ローラと、この送給ローラを駆動モータの動力によって回転駆動させる回転駆動機構とを備えて構成される。多関節型ロボットなどのマニピュレータを備えた自動溶接を行うための溶接装置では、ワイヤ送給装置はマニピュレータに搭載され、マニピュレータの手首部には溶接トーチが設けられる。このような溶接装置に適用されるワイヤ送給装置においては、駆動モータは、たとえば、溶接トーチの近傍部位または溶接トーチから離間する部位、あるいはその両方の部位に設けられ、駆動モータを制御することにより、溶接トーチへのワイヤの送給を安定的に行うとともに、ワイヤの送給速度を適宜変化させるなどして、溶接品質の維持に努めている。ワイヤ送給装置に関する技術は、たとえば下記の特許文献１に記載されている。
【０００３】
消耗電極ガスシールドアーク溶接においては、溶接トーチの給電チップに保持されたワイヤと、溶接対象である母材との間にアークを適切に発生させる必要がある。溶接時には、アークの熱によりワイヤの先端が順次溶融して母材上に溶滴として落下するが、この溶滴を介してワイヤ先端と母材とが短絡すると、溶接スパッタの発生により溶接品質の低下を招く場合がある。このような溶接時の不都合を回避するためには、ワイヤの送給速度を、比較的に高速できめ細かく制御することが求められており、また、送給ローラを反転させてワイヤを少し戻すことも望まれる。送給ローラの回転方向を切り換えるためには、駆動モータを正転方向および逆転方向に切り換えるように制御すればよいが、駆動モータの慣性モーメントの影響により、駆動モータの正転および逆転の切り換えを高速で瞬時に行うことは、実質的に困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２６７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、溶接用のワイヤの送給を瞬時に反転させるのに適したワイヤ送給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００７】
本発明よって提供されるワイヤ送給装置は、溶接用のワイヤを送り出すための送給ローラと、上記送給ローラを回転駆動させる回転駆動機構と、を備えた溶接ワイヤ送給装置であって、上記回転駆動機構は、駆動モータと、上記駆動モータによって回転させられる第１ギアと、上記第１ギアの回転軸心と同一の回転軸心周りに回転可能であるとともに上記送給ローラを一体的に有する支持部材と、上記支持部材に対して回転自由に支持され、上記第１ギアに噛み合う１または複数の第２ギアと、上記第１ギアの回転軸心と同一の回転軸心周りに回転可能であり、上記第２ギアに噛み合う第３ギアと、上記第３ギアの回転を制御する制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記第３ギアを回転させる追加の駆動モータを備えることを特徴としている。
【０００８】
好ましい実施の形態においては、上記第２ギアの回転軸心は、上記第１ギアの回転軸心と平行であり、上記第３ギアは、内周が上記第２ギアに噛み合う、リングギアである。
【０００９】
好ましい実施の形態においては、上記第１ギアは、ベベルギアであり、上記第２ギアは、上記第１ギアに噛み合うベベルギアであり、上記第３ギアは、上記第２ギアに噛み合うベベルギアである。
【００１１】
好ましい実施の形態においては、上記制御手段は、上記駆動モータの回転駆動力の分配を受けて作動し、上記第３ギアを間欠回転させる間欠駆動機構を備える。
【００１２】
好ましい実施の形態においては、上記制御手段は、上記駆動モータの回転駆動力の分配を受けて作動し、上記第３ギアを間欠回転させる間欠駆動機構を備え、上記間欠駆動機構は、上記第１ギアの回転軸心と平行な回転軸心周りに回転可能であるとともに、上記駆動モータの回転駆動力が伝達されて回転し、側面に突起を有する第１中間回転体と、上記第１ギアの回転軸心と平行な回転軸心周りに所定方向のみに回転可能であるとともに、上記第１中間回転体の回転による上記突起の押圧を受けて上記所定方向に間欠回転させられ、この間欠回転によって上記第３ギアを所定方向に間欠回転させる第２中間回転体と、を備えている。
【００１３】
好ましい実施の形態においては、上記第２中間回転体の間欠回転の上記第３ギアの間欠回転への伝達は、両者に設けたギアが噛み合うことにより行われる。
【００１４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のワイヤ送給装置を備えた溶接装置の一例を示す全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るワイヤ送給装置を示す斜視図である。
【図３】図２に示すワイヤ送給装置を模式的に表した概略構成図である。
【図４】図２に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図５】図２に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図６】図２に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図７】図２に示すワイヤ送給装置の駆動時のワイヤ送給速度線図である。
【図８】図２に示すワイヤ送給装置の駆動時のワイヤ送給速度線図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るワイヤ送給装置を示す側面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図１１】図９に示すワイヤ送給装置を模式的に表した概略構成図である。
【図１２】図１０に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図１３】図１０に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るワイヤ送給装置を模式的に表した概略構成図である。
【図１５】図１４に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係るワイヤ送給装置を模式的に表した概略構成図である。
【図１７】図１６に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図１８】図１６に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図１９】本発明の第５実施形態に係るワイヤ送給装置を模式的に表した概略構成図である。
【図２０】図１９に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【図２１】図１９に示すワイヤ送給装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本発明のワイヤ送給装置を用いた溶接装置１００の一例を示す全体構成図である。溶接装置１００は、複数のアームからなる多関節型ロボットとして構成されたマニピュレータ１１０を備える。マニピュレータ１１０にはワイヤ送給装置２００（２０１〜２０５）が搭載され、マニピュレータ１１０の手首部には、溶接トーチ３００が取り付けられている。ワイヤリール１２０に巻かれた溶加材としてのワイヤは、コンジットパイプ１３０に通され、ワイヤ送給装置２００によって溶接トーチ３００に送給される。ワイヤ送給装置２００を経たワイヤは、一線式パワーケーブル１４０にガイドされてその内部を送給される。
【００１８】
溶接トーチ３００には、溶接用電源装置１９０から一線式パワーケーブル１４０を介して電力が供給され、この電力は、溶接トーチ３００内部の図示しない給電チップを介してワイヤに供給される。溶接トーチ３００にはまた、ガスボンベ１５０からのシールドガスと、圧縮空気発生源１６０からのエアブロー用の圧縮空気が供給される。シールドガスの供給および停止、圧縮空気の供給および停止は、図示しない弁装置を切り替えて行う。
【００１９】
ティーチペンダント１７０からロボット制御装置１８０に指令信号が入力され、このロボット制御装置１８０からの信号がマニピュレータ１１０に入力されて、溶接トーチ３００の先端位置が制御される。ロボット制御装置１８０はまた、ワイヤの送給、シールドガスの送給、およびエアブロー用の圧縮空気の送給をも制御する。
【００２０】
図２は、本発明の第１実施形態に係るワイヤ送給装置を示す斜視図である。本実施形態のワイヤ送給装置２０１は、送給ローラ２１０と、加圧ローラ２２０と、回転駆動機構２３０とを備えている。送給ローラ２１０は、所定の回転軸心周りに回転可能とされており、回転駆動機構２３０によって回転駆動させられる。加圧ローラ２２０は、所定の回転軸心周りに回転自在となっている。送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０の間にワイヤＷが挟まれており、送給ローラ２１０の回転によって、ワイヤＷが送給される。なお、図３は、ワイヤ送給装置２０１を模式的に表した概略構成図である。
【００２１】
回転駆動機構２３０は、送給ローラ２１０を回転駆動させるものであり、駆動モータ２４０，２５０と、駆動モータ２４０，２５０の出力軸に設けられたピニオンギア２４１，２５１と、支持部材２４２と、ギア２４３，２４４と、リングギア２４５と、アイドルギア２５２とを備えている。
【００２２】
駆動モータ２４０，２５０は、出力軸の回転速度をパルス制御可能なサーボモータであり、図１を参照して上記したロボット制御装置１８０によって制御される。詳細は後述するが、駆動モータ２４０，２５０は、それぞれ、出力軸を一方向のみに回転させて使用するモータである。駆動モータ２４０は、送給ローラ２１０を、ワイヤＷの送り方向（正転方向）に回転させるためのものである。また、駆動モータ２５０は、送給ローラ２１０を、ワイヤＷの戻り方向（逆転方向）に回転させるためのものである。
【００２３】
支持部材２４２は、一対の棒状部材からなり、その一端部において送給ローラ２１０を一体的に有し、ピニオンギア２４１の回転軸心と同一の回転軸心周りに回転可能である。ギア２４３，２４４は、支持部材２４２の他端部に回転自由に支持されており、ピニオンギア２４１に噛み合っている。図２から理解されるように、ギア２４３，２４４の回転軸心は、ピニオンギア２４１の回転軸心と平行であり、ギア２４３，２４４は、ピニオンギア２４１を挟んで向かい合う位置に配置されている。ギア２４３，２４４は、本発明でいう第２ギアの一例である。リングギア２４５は、ピニオンギア２４１の回転軸心と同一の回転軸心周りに回転可能であり、内周ギア２４５ａおよび外周ギア２４５ｂを有する。内周ギア２４５ａは、ギア２４３，２４４に噛み合っている。上記構成のピニオンギア２４１、ギア２４３，２４４、およびリングギア２４５は、遊星歯車機構を構成しており、ピニオンギア２４１が太陽歯車に相当し、ギア２４３，２４４が遊星歯車に相当する。
【００２４】
アイドルギア２５２は、駆動モータ２５０側のピニオンギア２５１と、リングギア２４５の外周ギア２４５ｂとに噛み合っている。
【００２５】
上記構成のワイヤ送給装置２０１の動作について説明する。
【００２６】
ワイヤＷを溶接トーチ３００の方へ送給する場合には、駆動モータ２４０を、図４において矢印Ｎ１で示す方向に回転駆動させる。このとき、駆動モータ２５０は、停止している。ここで、駆動モータ２５０のピニオンギア２５１は、サーボロックによって停止状態にあり、アイドルギア２５２を介してピニオンギア２５１と連係するリングギア２４５（外周ギア２４５ｂ）も停止状態にある。これにより、駆動モータ２４０の矢印Ｎ１方向への回転にともない、ピニオンギア２４１と噛み合うギア２４３，２４４は、それぞれが矢印Ｎ２方向に回転しながら、停止状態にあるリングギア２４５の内周ギア２４５ａによる反力を受けて、ピニオンギア２４１の周りを矢印Ｎ３方向（図４において反時計回り）に移動する。これに伴い、ギア２４３，２４４を支持する支持部材２４２、およびこの支持部材２４２と一体な送給ローラ２１０は、矢印Ｎ３方向（図４において反時計回り）に回転する。この矢印Ｎ３方向が送給ローラ２１０の正転方向であり、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは図中矢印Ｎ４方向（溶接トーチ３００側）に送り出される。
【００２７】
一方、ワイヤＷを溶接トーチ３００とは反対側へ戻す場合には、駆動モータ２５０を、図５において矢印Ｎ５で示す方向に回転駆動させる。このとき、駆動モータ２４０は、停止している。ここで、駆動モータ２４０のピニオンギア２４１は、サーボロックによって停止状態にある。これにより、駆動モータ２５０の矢印Ｎ５方向の回転にともない、アイドルギア２５２を介してピニオンギア２５１と連係するリングギア２４５（外周ギア２４５ｂ）が矢印Ｎ６方向に回転する。そして、リングギア２４５の内周ギア２４５ａと噛み合うギア２４３，２４４は、それぞれが矢印Ｎ７方向に回転しながら、停止状態にあるピニオンギア２４１の周りを矢印Ｎ８方向（図５において時計回り）に移動する。これに伴い、ギア２４３，２４４を支持する支持部材２４２、およびこの支持部材２４２と一体な送給ローラ２１０は、矢印Ｎ８方向（図５において時計回り）に回転する。この矢印Ｎ８方向が送給ローラ２１０の逆転方向であり、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは図中矢印Ｎ９方向（溶接トーチ３００とは反対側）に戻される。
【００２８】
駆動モータ２４０，２５０を同時に回転駆動させると、図６に示すように、駆動モータ２４０の駆動によって送給ローラ２１０が送り方向へ回転する成分（図６において矢印Ｎ１０で示す）と、駆動モータ２５０の駆動によって送給ローラ２１０が戻り方向に回転する成分（図６において矢印Ｎ１１で示す）とが生ずる。この場合、送給ローラ２１０については、上記送り方向の回転速度成分と上記戻し方向の回転速度成分との差分（合成成分）によって、回転速度および回転方向が決定される。
【００２９】
図７および図８は、駆動モータ２４０，２５０の駆動態様に応じたワイヤ送給速度線図を示す。図７に示す例では、送り用の駆動モータ２４０を一定の回転速度で駆動させる一方、戻り用の駆動モータ２５０を、一定の低速回転状態と、瞬時に行う高速回転状態とを繰り返すようにパルス制御する。駆動モータ２５０の低速および高速での駆動は、たとえば１００ヘルツ程度の周波数で行う。駆動モータ２５０の高速駆動時には、この駆動モータ２５０による送給ローラ２１０の戻り方向の回転速度の最大値が、駆動モータ２４０による送給ローラ２１０の送り方向の回転速度よりも大となるように制御される。その結果、同図の下方に示された合成成分から理解されるように、送給ローラ２１０によるワイヤＷの送給において、一定速度での送りと、瞬時に反転しての戻りとが繰り返され、高速でのワイヤＷの送りおよび戻しが可能である。
【００３０】
図８に示す例では、送り用の駆動モータ２４０を、一定の高速回転状態と、瞬時に行う低速回転状態とを繰り返すようにパルス制御する。また、戻り用の駆動モータ２５０を、一定の低速回転状態と、瞬時に行う高速回転状態とを繰り返すようにパルス制御する。ここで、駆動モータ２４０の低速回転と駆動モータ２５０の高速回転のタイミングを同期させる。その結果、同図の下方に示された合成成分から理解されるように、送給ローラ２１０によるワイヤの送給において、一定速度での送りと、瞬時に反転しての戻りとが繰り返され、高速でのワイヤの送りおよび戻しが可能である。
【００３１】
次に、上記した実施形態に係るワイヤ送給装置２０１の作用を説明する。
【００３２】
送給ローラ２１０を回転駆動させるための回転駆動機構２３０において、支持部材２４２は送給ローラ２１０を一体的に有し、この支持部材２４２に対して回転自在に支持されたギア２４３，２４４は、駆動モータ２４０によって回転させられるピニオンギア２４１に噛み合っている。このため、上記したように、駆動モータ２４０の回転駆動によって、ギア２４３，２４４がピニオンギア２４１の周りを一方向に移動し、送給ローラ２１０を正転方向に回転させる。一方、ギア２４３，２４４は、リングギア２４５の内周ギア２４５ａにも噛み合っており、このリングギア２４５は、駆動モータ２５０によって回転が制御される。このため、駆動モータ２５０の回転駆動によって、ギア２４３，２４４がリングギア２４５の内周を上記一方向とは反対の方向に移動し、送給ローラ２１０を逆転方向に回転させる。
【００３３】
そして、本実施形態において、駆動モータ２４０，２５０は、いずれも一方向のみに回転させて使用するので、たとえばモータを正転ないし逆転に切り換えて使用する場合と異なり、瞬時に回転速度を増速ないし減速するパルス制御が可能である。したがって、駆動モータ２４０，２５０の回転速度を適宜制御することにより、送給ローラ２１０によるワイヤＷの送給を瞬時に逆転（反転）することが可能である。このようなワイヤ送給装置２０１は、溶接時におけるワイヤＷ先端と母材との間に発生する短絡現象を回避するのに適しており、溶接品質を高めるうえで好ましい。
【００３４】
図９〜図２１は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００３５】
図９〜図１１は、本発明の第２実施形態に係るワイヤ送給装置を示している。本実施形態のワイヤ送給装置２０２は、回転駆動機構２３０の構成が上述した実施形態と大きく異なっている。
【００３６】
本実施形態の回転駆動機構２３０は、駆動モータ２４０と、ピニオンギア２４１と、ギア２４１Ａと、支持部材２４２と、ギア２４３，２４４と、リングギア２４５と、中間回転体２４６，２４７とを備えている。本実施形態においては、ワイヤ送給のための駆動源として１つの駆動モータ２４０のみを備え、上記実施形態の駆動モータ２５０を備えていない。また、上記実施形態のアイドルギア２５２を具備しない代わりに、２つの中間回転体２４６，２４７を備えている。
【００３７】
ギア２４１Ａは、駆動モータ２４０の出力軸に設けられており、ピニオンギア２４１とは軸方向における位置が異なっている。
【００３８】
中間回転体２４６は、ピニオンギア２４１（ギア２４１Ａ）の回転軸心と平行な回転軸心周りに回転可能とされており、外周に設けられたギア２４６ａと、側面に設けられた一対の突起２４６ｂとを有する。ギア２４６ａは、ギア２４１Ａに噛み合っている。これにより、駆動モータ２４０が回転駆動すると、中間回転体２４６は、駆動モータ２４０の回転駆動力が伝達されて回転する。一対の突起２４６ｂは、中間回転体２４６の回転軸心を挟んで向かい合う位置に配置されている。
【００３９】
中間回転体２４７は、ピニオンギア２４１（ギア２４１Ａ）の回転軸心と平行な回転軸心周りに回転可能とされており、外周には、トグルギア２４７ａとギア２４７ｂとが設けられている。トグルギア２４７ａには、所定方向（図１０において反時計回り）のみの回転を許容しつつ、反対方向（時計回り）の回転を阻止する係止爪２４８が係合している。これにより、中間回転体２４７は、所定方向のみに回転可能となっている。トグルギア２４７ａはまた、中間回転体２４６に設けられた突起２４６ｂの移動経路上にあり、中間回転体２４６の回転による突起２４６ｂの押圧を受ける。これより、中間回転体２４６が回転すると、中間回転体２４７は、上記所定方向に間欠回転させられる。ギア２４７ｂは、リングギア２４５の外周ギア２４５ｂに噛み合っている。これにより、中間回転体２４７が上記したように間欠回転すると、リングギア２４５も間欠回転する。
【００４０】
このようなことから理解されるように、リングギア２４５は、駆動モータ２４０の回転駆動力によって作動し、中間回転体２４６，２４７および係止爪２４８は、リングギア２４５を間欠回転させる間欠駆動機構を構成している。
【００４１】
次に、上記構成のワイヤ送給装置２０２の動作について説明する。
【００４２】
図１２に示すように、駆動モータ２４０を矢印Ｎ２０で示す方向に回転駆動させると、ピニオンギア２４１と噛み合うギア２４３，２４４は、それぞれが矢印Ｎ２１方向に回転する。また、駆動モータ２４０の回転駆動に伴い、ギア２４１Ａを介して中間回転体２４６が回転させられる。
【００４３】
ここで、中間回転体２４６の突起２４６ｂが中間回転体２４７のトグルギア２４７ａを押圧していないとき、中間回転体２４７は、係止爪２４８によって反対方向（図１２における時計回り）の回転が阻止されて停止状態にあり、リングギア２４５も停止状態にある。これにより、駆動モータ２４０の矢印Ｎ２０方向への回転にともない、ピニオンギア２４１と噛み合うギア２４３，２４４は、それぞれが矢印Ｎ２１方向に回転しながら、停止状態にあるリングギア２４５の内周ギア２４５ａによる反力を受けて、ピニオンギア２４１の周りを矢印Ｎ２２方向（図１２において反時計回り）に移動する。これに伴い、ギア２４３，２４４を支持する支持部材２４２、およびこの支持部材２４２と一体な送給ローラ２１０は、矢印Ｎ２３方向（図１２において反時計回り）に回転する。この矢印Ｎ２３方向が送給ローラ２１０の正転方向であり、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは図中矢印Ｎ２４方向（溶接トーチ３００側）に送り出される。
【００４４】
一方、図１３に示すように、中間回転体２４６の突起２４６ｂが中間回転体２４７のトグルギア２４７ａを押圧するとき、中間回転体２４７は、矢印Ｎ２５方向に回転し、リングギア２４５も回転する。リングギア２４５の矢印Ｎ２６方向への回転は、送給ローラ２１０の戻り方向への回転速度成分として寄与する。ここで、リングギア２４５の回転速度（ギア数）は、ピニオンギア２４１の回転速度（ギア数）よりも速くされている。このため、リングギア２４５の間欠回転時には、送給ローラ２１０は瞬時に戻り方向に逆転（反転）する。このとき、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは図中矢印Ｎ２７方向（溶接トーチ３００とは反対側）に戻される。
【００４５】
本実施形態のワイヤ送給装置２０２においては、駆動モータ２４０の一方向の回転駆動によって、送給ローラ２１０を正転方向に回転させてワイヤＷを送給することができる。また、駆動モータ２４０の回駆駆動力の分配を受けて作動する中間回転体２４６，２４７の間欠回転時には、送給ローラ２１０によるワイヤＷの送給を瞬時に逆転（反転）することが可能である。このようなワイヤ送給装置２０２は、溶接時におけるワイヤＷ先端と母材との間に発生する短絡現象を回避するのに適しており、溶接品質を高めるうえで好ましい。
【００４６】
図１４は、本発明の第３実施形態に係るワイヤ送給装置を示している。本実施形態のワイヤ送給装置２０３は、回転駆動機構２３０の構成が上記実施形態と異なっている。
【００４７】
本実施形態の回転駆動機構２３０は、駆動モータ２４０と、ピニオンギア２４１と、支持部材２４２と、ギア２４３，２４４と、リングギア２４５と、中間回転体２４７とを備えている。本実施形態においては、ワイヤ送給のための駆動源として１つの駆動モータ２４０のみを備える。
【００４８】
本実施形態においては、上記第２実施形態と同様に間欠歯車機構を有するが、中間回転体２４６が省略されており、１つの中間回転体２４７のみを有する。より具体的には、駆動モータ２４０の出力軸に対して、中間回転体２４７のトグルギア２４７ａを押圧するための突起２４１ｂが設けられている。リングギア２４５は、上記実施形態の外周ギア２４５ｂを有しておらず、これに代えて、内周ギア２４５ｃを有する。内周ギア２４５ｃと内周ギア２４５ａとは、軸方向の位置が異なっている。中間回転体２４７のギア２４７ｂは、リングギア２４５の内周ギア２４５ｃに噛み合っている。
【００４９】
次に、上記構成のワイヤ送給装置２０３の動作について説明する。
【００５０】
図１４に示すように、駆動モータ２４０を矢印Ｎ３０で示す方向に回転駆動させると、ピニオンギア２４１と噛み合うギア２４３，２４４は、それぞれが矢印Ｎ３１方向に回転する。また、駆動モータ２４０の回転駆動に伴い、突起２４１ｂが回転させられる。
【００５１】
ここで、突起２４１ｂが中間回転体２４７のトグルギア２４７ａを押圧していないとき、リングギア２４５は、係止爪２４８によって反対方向の回転が阻止されて停止状態にある。これにより、駆動モータ２４０の矢印Ｎ３０方向への回転にともない、ピニオンギア２４１と噛み合うギア２４３，２４４は、それぞれが矢印Ｎ３１方向に回転しながら、停止状態にあるリングギア２４５の内周ギア２４５ａによる反力を受けて、ピニオンギア２４１の周りを矢印Ｎ３２方向に移動する。これに伴い、ギア２４３，２４４を支持する支持部材２４２、およびこの支持部材２４２と一体な送給ローラ２１０は、矢印Ｎ３２方向に回転する。この矢印Ｎ３２方向が送給ローラ２１０の正転方向であり、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは、溶接トーチ３００側に送り出される。
【００５２】
一方、図１５に示すように、突起２４１ｂが中間回転体２４７のトグルギア２４７ａを押圧するとき、中間回転体２４７は、矢印Ｎ３３方向に回転し、リングギア２４５も矢印Ｎ３４方向に回転する。リングギア２４５の矢印Ｎ３４方向への回転は、送給ローラ２１０の戻り方向への回転速度成分として寄与する。ここで、リングギア２４５の回転速度（ギア数）は、ピニオンギア２４１の回転速度（ギア数）よりも速くされている。このため、リングギア２４５の間欠回転時には、送給ローラ２１０は瞬時に戻り方向（矢印３５方向）に逆転（反転）する。このとき、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは、溶接トーチ３００とは反対側に戻される。
【００５３】
本実施形態のワイヤ送給装置２０３においては、駆動モータ２４０の一方向の回転駆動によって、送給ローラ２１０を正転方向に回転させてワイヤＷを送給することができる。また、駆動モータ２４０の回駆駆動力の分配を受けて作動する中間回転体２４７の間欠回転時には、送給ローラ２１０によるワイヤＷの送給を瞬時に逆転（反転）することが可能である。このようなワイヤ送給装置２０３は、溶接時におけるワイヤＷ先端と母材との間に発生する短絡現象を回避するのに適しており、溶接品質を高めるうえで好ましい。
【００５４】
図１６は、本発明の第４実施形態に係るワイヤ送給装置を示している。本実施形態のワイヤ送給装置２０４は、回転駆動機構２３０の構成が上記実施形態と大きく異なっている。
【００５５】
本実施形態の回転駆動機構２３０は、駆動モータ２４０，２５０と、駆動モータ２４０，２５０の出力軸に設けられたべベルギア２６０，２７０と、支持部材２８０と、一対のベベルギア２８１，２８２と、を備えている。
【００５６】
支持部材２８０は、送給ローラ２１０に対して一体的に固定された枠状部材からなり、ベベルギア２６０の回転軸心と同一の回転軸心周りに回転可能とされている。ベベルギア２８１，２８２は、支持部材２８０に対して回転自由に支持されており、それぞれがベベルギア２６０，２７０に噛み合っている。ベベルギア２８１，２８２は、本発明でいう第２ギアの一例である。
【００５７】
次に、上記構成のワイヤ送給装置２０４の動作について説明する。
【００５８】
図１７に示すように、駆動モータ２４０を矢印Ｎ４０で示す方向に回転駆動させると、ベベルギア２６０と噛み合うベベルギア２８１，２８２は、それぞれが矢印Ｎ４１方向に回転する。
【００５９】
ここで、駆動モータ２５０は、停止状態にあるか、または駆動モータ２４０よりも低速で矢印Ｎ４２方向に回転している。このとき、駆動モータ２４０（ベベルギア２６０）の回転速度が駆動モータ２５０（ベベルギア２７０）の回転速度よりも高速であるので、ベベルギア２８１，２８２を支持する支持部材２８０、およびこの支持部材２８０と一体な送給ローラ２１０は、矢印Ｎ４３方向に回転する。この矢印Ｎ４３方向が送給ローラ２１０の正転方向であり、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは、溶接トーチ３００側に送り出される。
【００６０】
一方、図１８に示すように、駆動モータ２５０を駆動モータ２４０よりも高速で矢印Ｎ４２方向に回転させると、支持部材２８０、およびこの支持部材２８０と一体な送給ローラ２１０は、矢印Ｎ４４方向に回転する。この矢印Ｎ４４方向が送給ローラ２１０の逆転方向であり、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは、溶接トーチ３００とは反対側に戻される。
【００６１】
本実施形態のワイヤ送給装置２０４において、支持部材２８０は送給ローラ２１０を一体的に有し、この支持部材２８０に対して回転自在に支持されたベベルギア２８１，２８２は、駆動モータ２４０によって回転させられるベベルギア２６０に噛み合っている。このため、上記したように、駆動モータ２４０の回転駆動によって、支持部材２８０が一方向に回転し、送給ローラ２１０を正転方向に回転させる。一方、ベベルギア２８１，２８２は、ベベルギア２７０にも噛み合っており、このベベルギア２７０は、駆動モータ２５０によって回転が制御される。このため、駆動モータ２５０の回転駆動によって、支持部材２８０が上記一方向とは反対の方向に移動し、送給ローラ２１０を逆転方向に回転させる。
【００６２】
そして、本実施形態において、駆動モータ２４０，２５０は、いずれも一方向のみに回転させて使用するので、たとえばモータを正転ないし逆転に切り換えて使用する場合と異なり、瞬時に回転速度を増速ないし減速するパルス制御が可能である。したがって、駆動モータ２４０，２５０の回転速度を適宜制御することにより、送給ローラ２１０によるワイヤＷの送給を瞬時に逆転（反転）することが可能である。このようなワイヤ送給装置２０４は、溶接時におけるワイヤＷ先端と母材との間に発生する短絡現象を回避するのに適しており、溶接品質を高めるうえで好ましい。
【００６３】
図１９は、本発明の第５実施形態に係るワイヤ送給装置を示している。本実施形態のワイヤ送給装置２０５は、回転駆動機構２３０の構成が上記実施形態と異なっている。
【００６４】
本実施形態の回転駆動機構２３０は、駆動モータ２４０と、駆動モータ２４０の出力軸に設けられたべベルギア２６０と、ギア２６１と、支持部材２８０と、一対のベベルギア２８１，２８２と、アイドルギア２６２と、増速ギア２６３と、アイドルギア２６４と、クラッチ２６５と、ベベルギア２６６と、ブレーキ２６７と、を備えている。本実施形態においては、ワイヤ送給のための駆動源として１つの駆動モータ２４０のみを備え、上記第４実施形態の駆動モータ２５０を備えていない。
【００６５】
ギア２６１は、駆動モータ２４０の出力軸に設けられており、ベベルギア２６０とは軸方向における位置が異なっている。
【００６６】
アイドルギア２６２は、ベベルギア２６０（ギア２６１）の回転軸心と平行な回転軸心周りに回転可能とされており、ギア２６１に噛み合っている。増速ギア２６３は、外周ギア２６３ａ，２６３ｂを備える。外周ギア２６３ａは、アイドルギア２６２に噛み合っており、外周ギア２６３ｂは、アイドルギア２６４に噛み合っている。外周ギア２６３ｂの歯数は、外周ギア２６３ａの歯数よりも大とされており、駆動モータ２４０の回転駆動時には、ベベルギア２６０（ギア２６１）の回転速度よりもアイドルギア２６４の回転速度の方が大となっている。クラッチ２６５は、アイドルギア２６４およびベベルギア２６６の間を、接続状態と分離状態とに切り換えるためのものである。ブレーキ２６７は、ベベルギア２６６を制動して当該ベベルギア２６６を停止させるものである。
【００６７】
支持部材２８０は、送給ローラ２１０に対して一体的に固定された枠状部材からなり、ベベルギア２６０の回転軸心と同一の回転軸心周りに回転可能とされている。ベベルギア２８１，２８２は、支持部材２８０に対して回転自由に支持されており、それぞれがベベルギア２６０，２６６に噛み合っている。ベベルギア２８１，２８２は、本発明でいう第２ギアの一例である。
【００６８】
次に、上記構成のワイヤ送給装置２０５の動作について説明する。
【００６９】
図２０に示すように、駆動モータ２４０を矢印Ｎ５０で示す方向に回転駆動させると、ベベルギア２６０と噛み合うベベルギア２８１，２８２は、それぞれが矢印Ｎ５１方向に回転する。また、駆動モータ２４０の回転駆動に伴い、ギア２６１，アイドルギア２６２、および増速ギア２６３を介してアイドルギア２６４が矢印Ｎ５２方向に高速回転させられる。
【００７０】
ここで、クラッチ２６５を分離状態とし、かつブレーキ２６７を作動させると、ベベルギア２６６は停止状態にある。このとき、ベベルギア２８１，２８２を支持する支持部材２８０、およびこの支持部材２８０と一体な送給ローラ２１０は、矢印Ｎ５３方向に回転する。この矢印Ｎ５３方向が送給ローラ２１０の正転方向であり、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは、溶接トーチ３００側に送り出される。
【００７１】
一方、図２１に示すように、クラッチ２６５を接続状態とし、かつブレーキ２６７を開放させると、ベベルギア２６６は、アイドルギア２６４とともに矢印Ｎ５４方向に高速回転する。すなわち、ベベルギア２６６は、駆動モータ２４０の回転駆動力の分配を受けて作動する。このとき、ベベルギア２６６はベベルギア２６０よりも高速で回転しているので、支持部材２８０、およびこの支持部材２８０と一体な送給ローラ２１０は、矢印Ｎ５５方向に回転する。この矢印Ｎ５５方向が送給ローラ２１０の逆転方向であり、送給ローラ２１０および加圧ローラ２２０に挟まれたワイヤＷは、溶接トーチ３００とは反対側に戻される。
【００７２】
本実施形態のワイヤ送給装置２０５においては、駆動モータ２４０の一方向の回転駆動によって、送給ローラ２１０を正転方向に回転させてワイヤＷを送給することができる。また、駆動モータ２４０の回駆駆動力の分配を受けて作動するベベルギア２６６の回転時には、送給ローラ２１０によるワイヤＷの送給を瞬時に逆転（反転）することが可能である。このようなワイヤ送給装置２０２は、溶接時におけるワイヤＷ先端と母材との間に発生する短絡現象を回避するのに適しており、溶接品質を高めるうえで好ましい。
【００７３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るワイヤ送給装置の各部の具体的な構成は、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１００      溶接装置
１８０      ロボット制御装置（制御手段）
２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５    ワイヤ送給装置
２１０      送給ローラ
２２０      加圧ローラ
２３０      回転駆動機構
２４０      駆動モータ
２４１      ピニオンギア（第１ギア）
２４１Ａ    ギア
２４２      支持部材
２４３，２４４    ギア（第２ギア）
２４５      リングギア（第３ギア）
２４５ａ    内周ギア
２４５ｂ    外周ギア
２４５ｃ    内周ギア
２４６      中間回転体（第１中間回転体）
２４６ａ    ギア
２４６ｂ    突起
２４７      中間回転体（第２中間回転体）
２４７ａ    トグルギア
２４７ｂ    ギア
２４８      係止爪
２５０      （追加の）駆動モータ（制御手段）
２５１      ピニオンギア
２５２      アイドルギア
２６０      ベベルギア（第１ギア）
２６１      ギア
２６２      アイドルギア
２６３      増速ギア
２６４      アイドルギア
２６５      クラッチ
２６６      ベベルギア（第３ギア）
２６７      ブレーキ
２７０      ベベルギア（第３ギア）
２８０      支持部材
２８１，２８２    ベベルギア（第２ギア）
【図１】
0005852832.tif 000002
【図２】
0005852832.tif 000003
【図３】
0005852832.tif 000004
【図４】
0005852832.tif 000005
【図５】
0005852832.tif 000006
【図６】
0005852832.tif 000007
【図７】
0005852832.tif 000008
【図８】
0005852832.tif 000009
【図９】
0005852832.tif 000010
【図１０】
0005852832.tif 000011
【図１１】
0005852832.tif 000012
【図１２】
0005852832.tif 000013
【図１３】
0005852832.tif 000014
【図１４】
0005852832.tif 000015
【図１５】
0005852832.tif 000016
【図１６】
0005852832.tif 000017
【図１７】
0005852832.tif 000018
【図１８】
0005852832.tif 000019
【図１９】
0005852832.tif 000020
【図２０】
0005852832.tif 000021
【図２１】
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