(57)【要約】  記載の発明は、一般に、既存のバルクワイヤ移送法を改善する方法及び装置に関し、より具体的には、エンドレスワイヤ容器として用いられる溶接ワイヤパッケージに関する。係る溶接ワイヤパッケージは、複数の容器（１６、１８）の溶接ワイヤを互いにつなげて、溶接ワイヤ移送ガイド部（３８）を用いることにより溶接作業にむけて途切れのない溶接ワイヤの流れを生成できるように使用されるものである。ガイド部は外側を向いた曲線状の溝（５２）を有し、前記溶接ワイヤ移送ガイド部の前記溝の一端は、使用中のワイヤコイル（１２）の外径の間を通る接線に沿って位置し、前記溝の他端は予備の溶接ワイヤのコイル（１４）の内径を通る接線に沿って位置している。装置はさらに少なくとも２つの、好ましくは各バルク溶接ワイヤ容器（１６、１８）の上に磁気的に配置可能なワイヤガイドアームをさらに含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対のエンドレス溶接ワイヤ容器と共に用いる溶接ワイヤ移送システムであって、前記容器のうちの少なくとも一方は、溶接ワイヤのコイルを含む使用中の供給容器であり、前記容器のうちの少なくとも他方は溶接ワイヤのコイルを含む予備の供給容器であり、該予備の容器の溶接ワイヤの開始端は前記使用中の容器の溶接ワイヤの後端に突き合わせ溶接されており、当該溶接ワイヤ移送システムは、
垂直シャフトと、
前記垂直シャフトに対して垂直に延び、溶接ワイヤ移送ガイド部を含む水平シャフトと、
を含み、
前記溶接ワイヤ移送ガイド部は外側を向いた曲線状の溝を有し、前記溶接ワイヤ移送ガイド部の前記溝の一端は前記使用中の溶接ワイヤのコイルの外径に大体接して位置し、前記溝の他端は前記予備の溶接ワイヤのコイルの内径に大体接して位置している、溶接ワイヤ移送システム。
【請求項２】
前記溶接ワイヤ移送ガイド部は、前記水平シャフトに固定されている、請求項１に記載の溶接ワイヤ移送システム。
【請求項３】
前記溶接ワイヤ移送ガイド部は、前記水平シャフトに沿って水平方向に配置可能である、請求項１に記載の溶接ワイヤ移送システム。
【請求項４】
磁気的に配置可能なワイヤ移送アームをさらに含み、
前記垂直シャフトは、少なくとも１つの磁石を有する枢動可能なカラーと間隔を空けて配置された少なくとも２つの磁石を有する固定カラーとを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ移送システム。
【請求項５】
磁気的に配置可能なワイヤ移送アームをさらに含み、
前記垂直シャフトは、少なくとも１つの磁石を有する枢動可能なカラーと間隔を空けて配置された少なくとも４つの磁石を有する固定カラーとを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ移送システム。
【請求項６】
前記使用中の溶接ワイヤのコイルの容器及び前記予備の溶接ワイヤのコイルの容器のそれぞれは、少なくとも２つのスロットを少なくとも一方側に有するドーム部をさらに含み、前記少なくとも２つのスロットは、前記使用中の溶接ワイヤのコイルの外径に大体接して位置する前記溶接ワイヤ移送ガイド部の前記溝の一端が、前記少なくとも２つのスロットのうちの少なくとも一方にアクセスできるような幾何学的関係を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ移送システム。
【請求項７】
前記溶接ワイヤ移送ガイド部は、前記溶接ワイヤが前記予備のコイル容器から前記使用中のコイル容器に移動するときに前記溶接ワイヤのための保持手段としての役割を果たす、請求項１〜６のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ移送システム。
【請求項８】
前記保持手段は前記外側を向いた曲線状の溝である、請求項７に記載の溶接ワイヤ移送システム。
【請求項９】
少なくとも一対のエンドレス溶接ワイヤ容器と共に用いる溶接ワイヤ移送スタンドであって、前記容器のうちの少なくとも一方は、溶接ワイヤのコイルを含む使用中の供給容器であり、前記容器のうちの少なくとも他方は溶接ワイヤのコイルを含む予備の供給容器であり、該予備の容器の溶接ワイヤの開始端は前記使用中の容器の溶接ワイヤの後端に突き合わせ溶接されており、当該溶接ワイヤ移送スタンドは、
垂直シャフトと、
前記垂直シャフトの上部に近接した磁気的に配置可能なワイヤ移送アームと、
を含み、
前記垂直シャフトは、少なくとも１つの磁石を有する枢動可能なカラーと間隔を空けて配置された少なくとも２つの磁石を有する固定カラーとを有する、溶接ワイヤ移送スタンド。
【請求項１０】
前記固定カラーは間隔を空けて配置された少なくとも４つの磁石を有する、請求項９に記載の溶接ワイヤ移送スタンド。
【請求項１１】
前記垂直シャフトに対して垂直に延び、溶接ワイヤ移送ガイド部を含む水平シャフトをさらに含み、
前記溶接ワイヤ移送ガイド部は外側を向いた曲線状の溝を有し、前記溶接ワイヤ移送ガイド部の前記溝の一端は前記使用中の溶接ワイヤのコイルの外径に大体接して位置し、前記溝の他端は前記予備の溶接ワイヤのコイルの内径に大体接して位置している、請求項９又は１０に記載の溶接ワイヤ移送スタンド。
【請求項１２】
溶接ワイヤ保持手段をさらに含む、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の溶接ワイヤ移送スタンド。
【請求項１３】
前記溶接ワイヤ移送ガイド部は前記溶接ワイヤ保持手段である、請求項１２に記載の溶接ワイヤ移送スタンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１２年１０月９日に出願された係属中の米国特許出願第６１／７１１５５８号の優先権を主張する。係る特許出願の内容は、参照により本願に全体的に組み込まれる。
【０００２】
本明細書に記載の発明は、一般に、既存のバルクワイヤ移送法（transfer  methodologies）を改善する方法及び装置に関し、より具体的には、エンドレスワイヤ容器として用いられる溶接ワイヤパッケージに関する。係る溶接ワイヤパッケージは、複数の容器の溶接ワイヤを互いにつなげて、溶接作業にむけて途切れのない溶接ワイヤの流れを生成できるように使用されるものである。
【背景技術】
【０００３】
ロボット溶接ステーション等の高生産作業で用いられる溶接ワイヤは、２００ポンド超のワイヤを有する大きなパッケージの形で提供される。これらのパッケージ内の溶接ワイヤは渦巻状のワイヤループに巻回され、係るワイヤループは中核部又は中心の隙間穴（clearance  bore）の周わりに広がるワイヤコイルを形成する。
【０００４】
しかしながら、大きなパッケージを使用しても、パッケージ又は容器の溶接ワイヤが使い果たされた場合は溶接作業の中断時間を解消することができない。新しい容器に素早く切り替えるために溶接ワイヤの新しい容器が準備されていたとしても、新しい容器の溶接ワイヤを送給装置及び溶接トーチに通す必要がある。これは、特に大量の溶接ワイヤが消費される溶接作業の場合に大きな中断時間の原因になり得ることが分かる。従って、一方の容器の溶接ワイヤの後端を他方の容器の溶接ワイヤの先端に突き合わせ溶接することが提案されてきた（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第２０１０／００７２３１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記一方の容器のワイヤが使い果たされると、最後に残ったループがその容器内で上に上がり、ワイヤ同士が折り重なってｅ字状にもつれた状態（e-script  tangle  condition）が生じる。このｅ字状のもつれが生じると、ｅ字状のもつれを除去するために作業が中断されてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、請求項１に記載の溶接ワイヤ移送システム又は請求項９に記載の溶接ワイヤ移送スタンドによってもつれ力（tangle  forces）のリスクが解消されるか又は少なくとも軽減される。好ましい実施形態は従属項で開示されている。具体的には、少なくとも一対のエンドレス溶接ワイヤ容器と共に用いる溶接ワイヤ移送システムが提供され得る。前記容器のうちの少なくとも一方は、ワイヤのコイルを含む使用中の（in-process）供給容器であり、前記容器のうちの少なくとも他方はワイヤのコイルを含む予備の（staged）供給容器であり、該予備の容器の溶接ワイヤの開始端は前記使用中の容器の溶接ワイヤの後端に突き合わせ溶接されている。当該溶接ワイヤ移送システムは、垂直シャフトと、前記垂直シャフトに対して垂直に延び、溶接ワイヤ移送ガイド部を含む水平シャフトと、を含む。前記ガイド部は外側を向いた曲線状の溝（outwardly-facing  curvilinear  groove）を有し、前記溶接ワイヤ移送ガイド部の前記溝の一端は前記使用中のワイヤのコイルの外径に大体接して位置し、前記溝の他端は前記予備の溶接ワイヤのコイルの内径に大体接して位置している。本発明の一態様では前記溶接ワイヤ移送ガイド部は、前記水平シャフトに固定され、本発明の他の態様では前記溶接ワイヤ移送ガイド部は、前記水平シャフトに沿って水平方向に配置可能である。
【０００８】
一実施形態では、前記溶接ワイヤ移送システムはさらに磁気的に配置可能なワイヤ移送アームをさらに含み、前記垂直シャフトは、少なくとも１つの磁石を有する枢動可能なカラーと間隔を空けて配置された少なくとも２つの磁石を有する固定カラーとを有する。別の実施形態では、前記固定カラーは間隔を空けて配置された少なくとも４つの磁石を有する。
【０００９】
各溶接ワイヤ容器には、少なくとも２つのスロットを少なくとも一方側に有する任意のドーム部が装着され得る。前記少なくとも２つのスロットは、前記使用中のワイヤのコイルの外径に大体接して位置する前記溶接ワイヤ移送ガイド部の前記溝の一端が、前記少なくとも２つのスロットのうちの少なくとも一方にアクセスできるような幾何学的関係を有する。
【００１０】
本発明の他の態様では、前記溶接ワイヤ移送ガイド部は、前記溶接ワイヤが前記予備のコイル容器から前記使用中のコイル容器に移動するときに前記溶接ワイヤのための保持手段としての役割を果たす。
【００１１】
本発明のさらなる実施形態では、少なくとも一対のエンドレス溶接ワイヤ容器と共に用いる溶接ワイヤ移送スタンドを説明する。前記容器のうちの少なくとも一方は、ワイヤのコイルを含む使用中の供給容器であり、前記容器のうちの少なくとも他方はワイヤのコイルを含む予備の供給容器であり、該予備の容器の溶接ワイヤの開始端は前記使用中の容器の溶接ワイヤの後端に突き合わせ溶接されている。当該溶接ワイヤ移送スタンドは、垂直シャフトと、前記上部に近接した磁気的に配置可能なワイヤ移送アームと、を含む。前記垂直シャフトは少なくとも１つの磁石を有する枢動可能なカラーと間隔を空けて配置された少なくとも２つの磁石を有する固定カラーとを有する。前記固定カラーは間隔を空けて配置された少なくとも４つの磁石を有し得る。
【００１２】
溶接ワイヤ移送スタンドは、前記垂直シャフトに対して垂直に延び、溶接ワイヤ移送ガイド部を含む水平シャフトをさらに含み得る。前記ガイド部は外側を向いた曲線状の溝を有し、前記溶接ワイヤ移送ガイド部の前記溝の一端は前記使用中のワイヤのコイルの外径に大体接して位置し、前記溝の他端は前記予備の溶接ワイヤのコイルの内径に大体接して位置している。前記移送スタンドは溶接ワイヤ保持手段を含み得る。前記溶接ワイヤ保持手段は前記溶接ワイヤ移送ガイド部であり得る。
【００１３】
本発明のこれらの及び他の目的は、図面、詳細な説明及び添付の請求項に照らして考えた場合に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明は、特定の部分及び部分の構成において物理的な形態を取り得る。その好ましい実施形態が本明細書に詳述され、本願の一部を成す添付の図面に図示されている。
【図１】図１は、溶接ワイヤを含む一対のワイヤパッケージを示すワイヤ供給システムの正面図である。
【図２】図２は、外側を向いた曲線状の移送管を示す可逆溶接ワイヤ移送プレートの拡大上面図である。
【図３】図３は、溶接ワイヤ容器の蓋又はドーム部の斜視図である。
【図４】図４は、関連する切り欠き部を有する図３のバルク溶接ワイヤ容器の蓋又はドーム部の上面図である。
【図５】図５は、外側を向いた曲線状の移送管が適切に配置された状態の、隣接する２つのワイヤ供給パッケージを示す上面図であり、この図では溶接ワイヤが左から右に供給され、そのために使用中のワイヤコイルが右側に位置し、予備のワイヤコイルが左側に位置し、移送管の入口及び出口は使用中のワイヤコイルの外径と予備のワイヤコイルの内径との間を通る接線に沿って位置している。
【図６】図６は、外側を向いた曲線状の移送管が適切に配置された状態の、隣接する２つのワイヤ供給パッケージを示す上面図であり、この図では溶接ワイヤが右から左に供給され、そのために使用中のワイヤコイルが左側に位置し、予備のワイヤコイルが右側に位置し、移送管の入口及び出口は使用中のワイヤコイルの外径と予備のワイヤコイルの内径との間を通る接線に沿って位置している。
【図７】図７は、Ｖ字状に連続したスロットを示す溶接ワイヤ容器の蓋又はドーム部の代替的な実施形態の上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本特許出願の出願時に出願人が知っていた本発明を実施するための最良の形態を説明する目的で、係る最良の形態を以下で説明する。実施例及び図面は例示のためのものに過ぎず、本発明を限定することを意図するものではない。本発明は請求項の範囲及び精神によって評価される。
【００１６】
図１に最も分かり易く示すように、本発明は「エンドレス」ワイヤ移送スタンド１０に関する。ワイヤ移送スタンド１０は、少なくとも２つの溶接ワイヤのワイヤコイル１２、１４を含み、溶接ワイヤのワイヤコイル１２、１４はそれぞれ溶接ワイヤ容器１６、１８内に位置している。ワイヤ移送スタンド１０は、フレーム２０、ワイヤ移送アーム２２、ワイヤ送給装置２４及びワイヤガイド管２６、２８を含む。フレーム２０は、少なくとも一対の溶接ワイヤコイル１２、１４を隣り合わせの位置で配置できるようにする。図面に示すように、フレーム２０は、水平サイドアーム３０及びセンターアーム３２により、ワイヤコイル１２、１４をそれぞれ含む溶接ワイヤ容器１６、１８の位置決めを可能にする。物理的空間や形状が許せば、それぞれが溶接ワイヤコイルを有するさらなる溶接ワイヤ容器をワイヤ移送スタンド１０の周りに配置してもよいことが分かる。これらのさらなる溶接ワイヤ容器のそれぞれに含まれる溶接ワイヤは、溶接作業の要件を満たすために必要に応じて「連結されている（daisy-chained）」か又は溶接されていることがある。ワイヤ移送スタンド１０は、少なくとも２つの溶接ワイヤ容器１６、１８の間に位置する垂直な中央柱３４を含む。
【００１７】
図３、図４及び図７に示すように、少なくとも２つの溶接ワイヤ容器１６、１８のそれぞれは、各容器の上に配置される着脱可能で一般に半球状の蓋又は他の幾何学的形状のドーム部（removable  generally  hemispherical  top  or  other  geometrically-shaped  dome）３６を任意でさらに含み得る。なお、蓋を含むことは任意であり、本発明の必須の態様ではないことを認識されたい。一般に、蓋は、溶接汚染物質が溶接ワイヤに接触するのを防止する役割を果たす。本発明の一態様では、各溶接ワイヤ容器の蓋は実質的に同じであり、各容器の上面の周辺の周りで左右対称な形（mirror  image  fashion）に配置される。ドーム部は少なくとも部分的な切り欠き部４８を有する。切り欠き部４８は、ワイヤガイド移送部品３８が左から右又は右から左のいずれかの向きで配置され、シャフト４０上に位置し且つシャフト４０に取り付けられた場合に（図２）、ガイド管２８に加えてワイヤガイド移送部品３８も切り欠き部４８にアクセスできる十分な大きさを有する。図７に示すように、１つのＶ字状開口部（wishbone  aperture）が図示されており、係る開口部は前記の構成を可能にする。しかしながら、複数の容器を任意の蓋又はドーム部と共に用いる場合、複数のＶ字状開口が蓋又はドーム部の中心の周りに位置し得ることが分かる。
【００１８】
図２に分かり易く示すように、ワイヤガイド移送部品３８は、ワイヤ移送プレート４４が取り付けられたトッププレート４２を含む。トッププレート４２及びワイヤ移送プレート４４の組み合せは、当業者に知られている既知の機械的取り付け方法を用いてシャフト４０上に又はシャフト４０内に挿入可能な固定ワイヤ移送プレート４６を形成する。限定されないが、例えばシャフト４０はｎ個の面（ｎは少なくとも３）を持つシャフトであり、シャフトに対応するシャフト開口部がトッププレート４２の底部にある。あるいは、シャフト４０は実質的に円形で、シャフトに対応するシャフト開口部がトッププレート４２の底部にあり、位置決めネジを含めることによって回転が防止され得る。さらに別のアプローチは、切り欠きによる静止（notched  rest）の概念を含む。ワイヤ移送プレート４４の上部には保持溝５２がある。溶接ワイヤ５０は、予備の１つの溶接ワイヤ容器から使用中の容器へと移るときに保持溝５２を通って移動する。溝５２の向きは、発生し得る様々な溶接ワイヤのもつれ、特に繰出時にバルク溶接ワイヤが「ｅ字」を形成する傾向等を最小限に抑える役割を少なくとも果たすように決定されている。図５に分かり易く示すように、ワイヤ移送プレート４４は、左から右への移送、即ち、使用中のワイヤコイルが右側に位置し、予備のワイヤコイルが左側に位置することを想定して方向付けられており、溝５２の位置は使用中のワイヤコイルの外径と予備のワイヤコイルの内径との間を通る略接線からであり、この位置は移送の方向によって決まる。説明した接線は、空になったばかりのワイヤパッケージからワイヤを満載したエンドレスワイヤパッケージに移送されるときに溶接ワイヤがたどる自然な線であり、もつれの発生の機会につながることが多いワイヤ移送ループにおいてかかる応力エネルギーを低減する役割を果たす。それに加えて、また反直感的（counterintuitively）に、湾曲した保持溝５２は曲線状（curvilinear  manner）に方向付けられており、その場合曲線の方向は外側を向き、湾曲した保持溝の入口及び出口は、使用中のワイヤコイルの外径と予備のワイヤコイルの内径との間の接線に大体沿って位置している。図６に示すように、可逆ワイヤ移送プレート４６を再配置し、回転軸を中心に１８０°回転させることにより、右から左の方向にワイヤを繰り出すことができるようになる。シャフト４０は、高さの異なるワイヤ容器を使えるようにするために垂直方向に位置調整可能であり、垂直な中央柱３４に固定可能であることがさらに分かる。可逆ワイヤ移送プレート４６の回転軸も垂直方向に調整可能であることがさらに分かる。
【００１９】
図１に示すように、ドーム部３６は任意であり、一般に半球状のものとして図示している。しかしながら、図３、図４及び図７に示すように、その形状は半球状以外であってもよく、基部が矩形でドーム部が頂上に近づくほど戴頭円錐台（frusto-conical）になるような形状であってもよい。どのような形状にしても、ドーム部３６は、ドーム部の頂部からドーム部の基部に切り欠き部４８が広がった開口側を有する。図５及び図６に示すように、バルクワイヤ供給容器の上にドーム部が配置されていない移送システムが図示されているが、容器は蓋を有さないか又は容器間でのワイヤの移送を可能にするのに十分な寸法を持つ適切な切り欠き部を有する部分的な蓋を有する。
【００２０】
本発明の一実施形態では、ワイヤ移送アーム２２は垂直な中央柱３４に枢動可能に取り付けられ、３６０°回転する。係るアームはベアリングによって回転する。この構成は、中央柱３４の周りに３つ以上の溶接ワイヤ容器を予め配置し、アレイ状につなげることができ、より大量のワイヤを連続的に送ることができる。その結果、パッケージをセットアップする技術者が付き添う時間が短縮される。
【００２１】
図８に分かり易く示すように、本実施形態の一実施例では、導管支持アーム２２はフレーム２０を中心に枢動し、ベアリングブロックカラー（bearing  block  collar）６４内の少なくとも１つの磁石６０と、フレーム２０の上部の固定位置磁石６２とを合わせることにより規定の固定位置に移ることができる。この構成により、爪にあてることなく磁気止め具を連結でき、通常の供給のときには必要な位置決めができるが、移送ワイヤに従うために連結を解消できる。従って、使用中のワイヤコイルパッケージから溶接ワイヤが完全に供給されると、そのパッケージの上でワイヤ移送アームを保持するための磁力が克服されて、ワイヤ移送アームはそれまで予備のワイヤコイルパッケージであったパッケージの上に枢動する。ワイヤ移送アームについての順序は後続のワイヤパッケージに対しても繰り返される。図８に図示のものは約９０°である。
【００２２】
本願の出願時に出願人が知っていた本発明を実施するための最良の形態を説明する目的で、最良の形態を説明してきた。実施例は例示に過ぎず、本発明を限定することを意図したものではない。本発明は請求項の範囲及び価値によって評価される。好ましい実施形態及び代替的な実施形態を参照して本発明を説明してきた。当業者であれば、本明細書を読んで理解した際に修正及び変更を明らかに思い付く。そのような修正及び変更は、それらが添付の請求項又はその同等物の範囲に含まれる限りそれらの全てが本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  移送又は供給スタンド
１２  ワイヤコイル
１４  ワイヤコイル
１６  ワイヤ容器
１８  ワイヤ容器
２０  フレーム
２２  移送アーム
２４  ワイヤ送給装置
２６  ガイド管
２８  ガイド管
３０  サイドアーム
３２  センターアーム
３４  中央柱
３６  ドーム部
３８  ワイヤ移送部品又はガイド部
４０  シャフト
４２  トッププレート
４４  移送プレート
４６  移送プレート
４８  切り欠き部
４８Ａ  スロット
４８Ｂ  スロット
５０  溶接ワイヤ
５２  溝
６０  磁石
６２  磁石
６４  カラー
【図１】
2015530261.tif 000003
【図２】
2015530261.tif 000004
【図３】
2015530261.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015530261.tif 000008
【図７】
2015530261.tif 000009
【図８】
2015530261.tif 000010
【国際調査報告】
2015530261.tif 000011
2015530261.tif 000012
2015530261.tif 000013
2015530261.tif 000014