(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は曲げや捻りに強く寿命の長い溶接用ケーブルを提供する。【解決手段】溶接トーチに電力を供給する溶接用ケーブル３８であって、電力を供給する複数の導電体４と、この複数の導電体４を１つに束ねるように重ねて巻きつけた押え巻きテープ５と、この押え巻きテープ５を被覆するシース１０とを備えた溶接用ケーブル３８において、前記溶接用ケーブルに外力が働いたときに前記シース１０との間で滑りにくく前記押え巻きテープ５との間で滑りやすい摩擦係数を有しこの押え巻きテープの外周面に重ねて巻きつけた介在テープ６を備えたことを特徴とする溶接用ケーブル。【選択図】図１
2006231367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチに電力を供給する溶接用ケーブルであって、前記電力を供給する複数の導電体と、この複数の導電体を１つに束ねるように重ねて巻きつけた押え巻きテープと、この押え巻きテープを被覆するシースとを備えた溶接用ケーブルにおいて、
前記溶接用ケーブルに外力が働いたときに前記シースとの間で滑りにくく前記押え巻きテープとの間で滑りやすい摩擦係数を有しこの押え巻きテープの外周面に重ねて巻きつけた介在テープを備えたことを特徴とする溶接用ケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の押え巻きテープはテトロンテープであり、介在テープは紙テープであることを特徴とする溶接用ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接トーチに電力を供給するための溶接用ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から溶接の作業効率を向上させるために、溶接ロボットを用いて溶接を自動化することが広く行われている。図３は、溶接トーチを多関節ロボットのアーム先端に取り付けて、アーク溶接を行うときの溶接ロボットの一般的な構成を示す図である。
【０００３】
同図において、多関節ロボット３１の上部アーム３２の先端に、旋回、振り、及び回転の３自由度を持つ手首部３３が取り付けられている。ワイヤ送給機３４は上部アーム３２に固定されていて、ワイヤリール３５に巻かれた溶接ワイヤを溶接用ケーブル３７を挿通して、溶接トーチ３６に供給する。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図４は、従来技術の溶接用ケーブル３７の横断面図である。同図において、コイルライナ２は、溶接ワイヤ１をガイドする。ガスホース３は、コイルライナ２の外周に設けられて、シールドガスを流す。複数の導電体４は、ガスホース３の外周に設けられて、電力を供給する。
【０００５】
押え巻きテープ５を、複数の導電体４を１つに束ねるように巻きつけている。複数の導電体４を固定するために、この紙テープ５を、例えば、３ｋｇｆ前後の引張荷重で強固に巻きつけている。また、この押え巻きテープ５として、導電体４を絶縁する機能も果たすために、通常、紙テープ（例えば、株式会社奥田製の絶縁紙）を採用している。
【０００６】
シース１０は、押え巻きテープ５を被覆して導電体４を絶縁している。このシース１０は合成ゴムを素材としたものを採用している。この合成ゴムは、紙と吸いつき易い性質が有る。従って、紙を素材とした押え巻きテープ５の周囲に合成ゴムを素材としたシース１０を被覆すると、シース１０と押え巻きテープ５とが吸いつくために、ほぼ一体と成って動作するように成る。この結果、複数の導電体４と押え巻きテープ５とシース１０とは、ほぼ一体と成って動作する。
【０００７】
上述したように、溶接用ケーブル３７は多重構造であるために、曲げ剛性が高く、曲げ難い。そのために、図３に示した手首部３３が旋回、振り及び回転の動作を行うときに、溶接用ケーブル３７が柔軟に動作するように、ケーブル長に余裕を持たせて取り付けている。
【０００８】
以下、図３及び図４を参照して、動作を説明する。
ワイヤ送給機３４によって、ワイヤリール３５に巻かれた溶接ワイヤ１が送給されて、溶接用ケーブル３７内のコイルライナ２によってガイドされて、溶接トーチ３６へ送給される。ガスボンベ（図示を省略）から噴出されたシールドガスが、溶接用ケーブル３７内のガスホース３を通って溶接トーチ３６に噴出される。溶接用電源装置（図示を省略）から供給された電力が、溶接用ケーブル３７内の導電体４によって溶接トーチ３６へ供給される。
【０００９】
そして、多関節ロボット３１の手首部３３が旋回、振り及び回転の動作を行っても、溶接用ケーブル３７のケーブル長に余裕を持たせているので、溶接用ケーブル３７は柔軟に動作することができる。しかし、後述する課題を有する。
【特許文献１】特開２００３−２３０９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、溶接用ケーブル３７は、多関節ロボット３１の動作に応じて柔軟に動作するように取り付けられている。しかし、作業者が教示するタスクプログラムに従って、多関節ロボット３１を連続運転するとき、３自由度を持つ手首部３３は、旋回、振り及び回転の動作を頻繁に繰り返すので、溶接用ケーブル３７に、捻り、曲げ及び引っ張り等の外力が継続して働く。これらの外力が溶接用ケーブル３７に働いたときの動作を図５を参照して説明する
【００１１】
図５（Ａ）は、溶接用ケーブル３７にねじりの外力が働いたときの動作を説明するための横断面図であって、同図（Ｂ）は、溶接用ケーブル３７に曲げの外力が働いたときの動作を説明するための縦断面図である。同図において、説明を容易にするために、図４に示した押え巻きテープ５によって１つに束ねられた導電体４を、導電体・紙テープ部１１とし、また、溶接ワイヤ１、コイルライナ２及びガスホース３を省略している。
【００１２】
図５（Ａ）において、溶接用ケーブル３７にねじりの外力１２が加わって、シース１０がねじられると、上述したように、導電体・紙テープ部１１とシース１０とは、ほぼ一体と成って動作するために、導電体・紙テープ部１１も同様にねじられる。従って、溶接用ケーブル３７にねじりの外力１２が加わると、導電体・紙テープ部１１にも略同等の捻りの外力１３が働く。
【００１３】
図５（Ｂ）において、溶接用ケーブル３７に曲げの外力１４が加わったときも同様に、導電体・紙テープ部１１も曲げられる。従って、溶接用ケーブル３７に曲げの外力１４が加わると、導電体・紙テープ部１１にも略同等の曲げの外力１５が働く。
【００１４】
従って、多関節ロボット３１の手首部３３が、旋回、振り及び回転の動作を頻繁に繰返して、溶接用ケーブル３７に、捻り、曲げ及び引っ張り等の外力が継続して働くと、押え巻きテープ５によって束ねられた導電体４に、捻り、曲げ及び引っ張り等の外力がほぼそのまま加わることになる。その結果、連続運転を続けるうちに押え巻きテープ５及び導電体４が摩耗し、導電体４が断線したり、導電体がむき出しに成る問題が発生していた。そのため、溶接用ケーブル３７の交換周期が短く、コストや交換の工数が掛かり、作業効率が低下している。
【００１５】
さらに、近年のロボットには溶接用ケーブル３７が周辺治具や溶接対象となるワークと干渉しないように、ロボットの上部アームに溶接用ケーブル３７を内蔵させたものも提案されている。図６は、このロボットの構成を示している。同図の溶接用ケーブル３７は、上部アーム３２に内蔵させているために、図３に示した溶接ロボットよりも溶接用ケーブル３７の曲げ半径を小さくして、たるみの持たせ方を小さくせざるを得ないために、ロボットの動作に応じてやや変形しにくい構造となっている。即ち、図３の構成にした場合よりも余分な外力が働くことになるために、溶接用ケーブル３７の寿命がさらに短くなる問題を有していた。本発明は曲げや捻りに強く寿命の長い溶接用ケーブルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、第１の発明は、溶接トーチに電力を供給する溶接用ケーブルであって、前記電力を供給する複数の導電体と、この複数の導電体を１つに束ねるように重ねて巻きつけた押え巻きテープと、この押え巻きテープを被覆するシースとを備えた溶接用ケーブルにおいて、
前記溶接用ケーブルに外力が働いたときに前記シースとの間で滑りにくく前記押え巻きテープとの間で滑りやすい摩擦係数を有しこの押え巻きテープの外周面に重ねて巻きつけた介在テープを備えたことを特徴とする溶接用ケーブルである。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明に記載の押え巻きテープはテトロンテープであり、介在テープは紙テープであることを特徴とする溶接用ケーブルである。
【発明の効果】
【００１８】
この結果、多関節ロボット３１の手首部３３が、旋回、振り及び回転の動作を頻繁に繰返して、溶接用ケーブル３８に、捻り、曲げ及び引っ張り等の外力が継続して働いても、押え巻きテープ５によって束ねられた導電体４に働く外力は、シース１０に働くよりも著しく小さい外力と成る。従って、多関節ロボット３１を連続して長時間運転しても、押え巻きテープ５及び導電体４が摩耗することを大幅に減少することができるので、導電体４が断線したり、導電体４がむき出しに成ることを減少させることができる。そのため、溶接用ケーブル３８の交換周期が長く成り、コストや交換の工数を低減することができ、作業効率を向上させることができる。
【００１９】
例えば、数十台の多関節ロボット３１を同時に稼働させて自動車の部品などを加工する生産ラインにおいて、わずか１台でも多関節ロボット３１の溶接用ケーブル３８の導電体４が断線したり、むき出しに成ると、溶接用ケーブル３８の交換のために生産ライン全体を停止する必要があるために、生産量に悪影響を及ぼす。しかし、溶接用ケーブル３８の交換周期が長く成ることで交換頻度が下がるため、コストや交換の工数を低減することができ、作業効率を向上させることができる。さらに、多関節ロボット３１の手首部３３が、旋回、振り及び回転の動作を行うときに、従来技術の溶接用ケーブル３７よりも柔軟に動作させることができる。
【００２０】
また、溶接用ケーブル３８が周辺治具や被溶接物と干渉して、シース１０が破れることがある。作業者がこのことに気付かずに連続運転を繰り返し、シースの破れた部分が周辺治具やワークと干渉を続けると、導電体を断線させることに成る。本発明の溶接用ケーブル３８は、導電体４に、押え巻きテープ５と介在テープ６との２種類のテープを巻いているので、シース１０が破れた場合でも、導電体４を従来よりも、より保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図１は本発明の溶接用ケーブルの横断面図である。同図において、押え巻きテープ５の外周面に介在テープ６を重ねて巻きつけている。その他の機能は、図４の従来技術の溶接用ケーブルの同機能に同符号を付して、説明を省略する。
【００２２】
発明者らは、溶接用ケーブルにねじりや曲げの外力が働いたときに、その外力が押え巻きテープ５及び導電体４に伝わることを減少させる方法として、押え巻きテープ５の外周面に介在テープ６を重ねて巻きつける。そして、押え巻きテープ５と導電体４とが一体として動作し、また介在テープ６とシース１０とが一体として動作し、かつ押え巻きテープ５と介在テープ６との間の摩擦を減少させて、滑りが発生する方法を発明した。そして、この方法を実現するための各テープの素材を選定するために種々の実験を重ねた結果、以下の素材に決定した。
【００２３】
押え巻きテープ５は、網目状に織り込まれたテトロンを素材とし、かつ、その片面がゴム引き加工されているテトロンテープとする。（例えば、福岡クロス工業株式会社製のテトロンゴム引テープ（商品名））。このテトロンテープのゴム引き加工された面を、導電体４に接するように重ねて巻きつける。巻きつけるときの引張荷重による巻きつけ強度に加えて、ゴム引き加工面が導電体４との接触によって摩擦が発生することによって、導電体４と押え巻きテープ５とが一体化して動作することができる。
【００２４】
また、介在テープ６は、紙テープ（例えば、株式会社奥田製の絶縁紙）とする。この紙テープは、押え巻きテープに使用するテトロンテープとの接触面で滑りが発生し易い。また、この紙テープは、シース１０の素材である合成ゴムと吸いつき易い。そのために、介在テープ６として紙テープを使用し、押え巻きテープ５の外周面に重ねて巻き、この介在テープ６をシース１０が被覆すると、介在テープ６は、シース１０と略一体と成って動作し、介在テープ６と抑え巻きテープとの間で滑りが発生する。
【００２５】
本発明の溶接用ケーブルの動作において、溶接トーチ３６へ溶接ワイヤ１が送給され、シールドガスが噴出され、電力が供給される動作は、図３及び図４を参照して説明した従来技術の動作と同じであるので説明を省略する。その他の多関節ロボット３１の手首部３３が旋回、振り及び回転の動作を行うときに、溶接用ケーブル３８に外力が働くが、そのときの溶接用ケーブル３８の動作を、以下、図２を参照して説明する。
【００２６】
図２（Ａ）は、本発明の溶接用ケーブル３８にねじりの外力が働いたときの動作を説明するための横断面図であって、同図（Ｂ）は、溶接用ケーブル３８に曲げの外力が働いたときの動作を説明するための縦断面図である。同図において、説明を容易にするために、図１に示した押え巻きテープ５によって１つに束ねられた導電体４を、導電体・巻きテープ部１１とし、溶接ワイヤ１、コイルライナ２及びガスホース３を省略している。
【００２７】
図２（Ａ）において、溶接用ケーブル３８にねじりの外力２２が働いて、シース１０がねじられると、上述したように、介在テープ６は、シース１０と略一体と成って動作するので、介在テープ６へもねじりの外力１２が加わる。このとき、導電体・巻きテープ部１１と介在テープ６との間において滑りが発生するので、導電体・巻きテープ部１１に働く外力２３は、シース１０に働く外力２２よりも著しく小さい外力となる。
【００２８】
図２（Ｂ）において、溶接用ケーブル３８に曲げの外力２５が働いたときも同様に、導電体・巻きテープ部１１と介在テープ６との間において滑りが発生するので、導電体・巻きテープ部１１に働く外力２４は、シース１０に働く外力２５よりも著しく小さい外力と成る。
【００２９】
従って、多関節ロボット３１の手首部３３が、旋回、振り及び回転の動作を頻繁に繰返して、溶接用ケーブル３８に、捻り、曲げ及び引っ張り等の外力が継続して働いても、押え巻きテープ５によって束ねられた導電体４に働く外力は、シース１０に働くよりも著しく小さい外力と成る。その結果、多関節ロボット３１を連続して長時間運転しても、押え巻きテープ５及び導電体４が摩耗することを大幅に減少することができるので、導電体４が断線したり、導電体４がむき出しに成ることを減少させることができる。そのため、溶接用ケーブル３８の交換周期が長く成り、コストや交換の工数を低減することができ、作業効率を向上させることができる。
【００３０】
例えば、数十台の多関節ロボット３１を同時に稼働させて自動車の部品などを加工する生産ラインにおいて、わずか１台でも多関節ロボット３１の溶接用ケーブル３８の導電体４が断線したり、むき出しに成ると、溶接用ケーブル３８の交換のために生産ライン全体を停止する必要があるために、生産量に悪影響を及ぼす。しかし、溶接用ケーブル３８の交換周期が長く成ることで交換頻度が下がるため、コストや交換の工数を低減することができ、作業効率を向上させることができる。さらに、多関節ロボット３１の手首部３３が、旋回、振り及び回転の動作を行うときに、従来技術の溶接用ケーブル３７よりも柔軟に動作させることができる。
【００３１】
また、溶接用ケーブル３８が周辺治具や被溶接物と干渉して、シース１０が破れることがある。作業者がこのことに気付かずに連続運転を繰り返し、シースの破れた部分が周辺治具やワークと干渉を続けると、導電体を断線させることに成る。本発明の溶接用ケーブル３８は、導電体４に、押え巻きテープ５と介在テープ６との２種類のテープを巻いているので、シース１０が破れた場合でも、導電体４を従来よりも、より保護することができる。また、シース１０として、例えば、ハイパロンシース（商品名）を使用すると、より、耐久性を向上させることができる。
【００３２】
上述した本発明の溶接用ケーブルは、溶接トーチを多関節ロボットのアーム先端に取り付けて、アーク溶接を行うときについて説明したが、本発明の溶接用ケーブルは、作業者が溶接トーチを操作して溶接を行う手動溶接用の溶接トーチに接続する溶接用ケーブルにも適用することができる。
【００３３】
また、本発明の溶接用ケーブルは、消耗電極を使用する溶接トーチだけでなく、非消耗電極を使用するＴＩＧ溶接トーチにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態を示す溶接用ケーブルの横断面図である。
【図２】本発明の溶接用ケーブルに対する捻りや曲げの外力が押え巻きテープによって１つに束ねられた導電体に働く様子を説明する横断面図及び縦断面図である。
【図３】溶接トーチを多関節ロボットのアーム先端に取り付けアーク溶接を行うときの溶接ロボットの一般的な構成を示す図である。
【図４】従来技術の溶接用ケーブルの横断面図である。
【図５】従来技術の溶接用ケーブルに対する捻りや曲げの外力が押え巻きテープによって１つに束ねられた導電体に働く様子を説明する横断面図及び縦断面図である。
【図６】ロボットの上部アームに溶接用ケーブルを内蔵させた溶接ロボットの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１            溶接ワイヤ
２            コイルライナ
３            ガスホース
４            導電体
５            押え巻きテープ
６            介在テープ
１０            シース
１１            導電体・紙テープ部
１２            外力
１３            外力
１４            外力
１５            外力
２２            外力
２３            外力
２４            外力
２５            外力
３１            多関節ロボット
３２            上部アーム
３３            手首部
３４            ワイヤ送給機
３５            ワイヤリール
３６            溶接トーチ
３７            溶接用ケーブル
３８            溶接用ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006231367.tif 000006
【図５】
2006231367.tif 000007
【図６】
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