(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペイル容器内に溶接用ワイヤをコイル状に積層収容し、該コイル状ワイヤ積層体上に押さえ部材を載置してなる溶接用ペイル容器入りワイヤにおいて、前記押さえ部材は、溶接用ワイヤが収納されるペイル容器の外筒内壁に当接される帯板状の縦壁部と、この縦壁部の下端から所要間隔を存して内向きに折れ曲がって延び、かつ、前記縦壁部の下端に連なる底辺部分から先端部の頂角部分に向け先細り状を成す複数の弾性内向片とを有し、前記弾性内向片が、前記底辺部分の中心点から該内向片の面内に直角方向に延びる基準線に対して前記頂角部分を溶接用ワイヤの引出し方向にずらした略不等辺三角形状に形成されるとともに、ワイヤ押圧力が５グラム以上１００グラム以下に設定されてなり、前記頂角部分の前記基準線に対するずらし量ｌと前記底辺部分の辺長Ｌとの間に、０．４×Ｌ≦ｌ≦Ｌの関係式が満たされること、前記頂角部分と前記底辺部分の間に亘る二つの斜辺のうち溶接用ワイヤの引出し方向の上手側に位置する長い方の斜辺と前記基準線との交差角度θが１３°〜５０°の範囲内を満たすこと、前記弾性内向片の長さＨ（底辺部分からの頂角部分の高さ）と溶接用ワイヤの積層幅Ｗ（積層体の外径φo と内径φi の差の１／２）との間に、Ｗ≦Ｈ≦１．８×Ｗの関係式が満たされることを特徴とする溶接用ペイル容器入りワイヤ。
【請求項２】
前記縦壁部は、溶接用ワイヤが収納されるペイル容器の外筒内周長に比して長い帯板状を成している請求項１に記載の溶接用ペイル容器入りワイヤ。
【請求項３】
前記交差角度θが２０°〜４０°である請求項１に記載の溶接用ペイル容器入りワイヤ。
【請求項４】
溶接用ワイヤがフラックス入りワイヤである請求項１、２または３に記載の溶接用ペイル容器入りワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接用ワイヤを円滑に順次引き出すことができるようにした溶接用ペイル容器入りワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ペイル容器内にコイル状に積層した状態で収納された溶接用ワイヤを、跳ね上がり及び飛び出しはもとより、躍りや絡みなどをも有効に阻止しながら連続した引出しを可能とするためのこの種の溶接用ペイル容器入りワイヤに関する典型的な先行技術が実公平 3− 13489号公報に挙げられるように公知である。
【０００３】
上記先行技術によれば、図６に示されるように押さえ部材１３は、巻回積層したワイヤ上に載置され、容器の外筒１１（図５参照）の内壁に沿って配設される環状の縦壁部１４と、この縦壁部１４の下端より内向きに延びて容器の内筒（図示せず）の外壁に弾性的に当接し且つこの当接の反発力により縦壁部１４を外筒１１の内壁に当接させる多数の弾性内向片１５とにより形成される。
【０００４】
このような押さえ部材において、弾性内向片１５は略二等辺三角形の先細り状を成しており、容器内のコイル状溶接用ワイヤ上に円環状に丸めて載置すると、多数の弾性内向片１５は、先端部の頂角部分１５Ｂを容器の中心に向けた筒径方向に整列して溶接用ワイヤ上に配設されることになり、引き出される溶接用ワイヤの跳ね上がりを防止するように作用する。
【０００５】
この押さえ部材を、外筒だけで内筒を有しないペイルパックと通称される容器に適用した場合、頂角部分は当接する部材がなくて自由端となっているのと、溶接用ワイヤに作用する弾性内向片１５の押圧力を適正な値に保持するのが容易なことでないのとによって、押さえ部材が設けられているにもかかわらずワイヤが２〜３ループ纏まって引き出され、絡みやもつれを生じる問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決する手段として前記先行技術にも開示されるように、押さえ部材とは別体の環状を成すワイヤ押さえ用おもりを多数の弾性内向片１５の上面に載置させて、引き出されるワイヤが作用する押し上げ力によって弾性内向片１５の前記頂角部分が必要以上に湾曲変形するのを防止するようにしている。しかしながら、ワイヤ押さえ用おもりは、軽いとこの変形防止作用が十分に発揮されないし、反対に重いとワイヤの引出しに大きな力が必要となって円滑な引出しが行われないだけでなく、ワイヤに曲がりなどの塑性変形が与えられ、ワイヤ送給時の直進性が劣る等の問題があって、ワイヤ押さえ用おもりの設計に細心の注意を払う必要があって面倒である。
【０００７】
一方、このようなワイヤ押さえ用おもりを使用しないで、押さえ部材だけで所期の円滑な引出しを可能とするためには、その材質、重量などの素材面について種々の検討を重ねることによりある程度解決が図れるが、それ以上に形状、大きさ、数などの前記弾性内向片１５についての形態がワイヤの躍り、絡みや飛び出し等の異常引出しを有効に阻止する上に多大の影響を及ぼすものであることが判ってはいるが、現在のところこれを技術的に解明するには至っていないのが実状である。
【０００８】
本発明は、このような問題点の解消を図るために成されたものであり、したがって、本発明の主たる目的は、溶接用ワイヤの引出しの際にワイヤの跳ね上がり、飛び出しの発生を未然に防ぎ、また、ワイヤ同士の絡み合いが生じるのも確実に防止するとともに、ワイヤに曲がりなどの塑性変形が与えられるのを防いで、円滑なワイヤ引出しを行い得るようにした溶接用ペイル容器入りワイヤを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、従来は必要部材とされていたワイヤ押さえ用おもりを使用しなくてもワイヤの跳ね上がり、飛び出しを確実に防止することを可能とし、安定したワイヤ引出しを実現し得る溶接用ペイル容器入りワイヤを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、押さえ部材における特に弾性内向片の形態に関して特定の条件を見出してなることによって、ワイヤの絡み、ワイヤの塑性変形などの不正常な状態の発生を防いで円滑なワイヤ送給の実現を図ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、ペイル容器内に溶接用ワイヤをコイル状に積層収容し、該コイル状ワイヤ積層体上に押さえ部材を載置してなる溶接用ペイル容器入りワイヤにおいて、前記押さえ部材は、溶接用ワイヤが収納されるペイル容器の外筒内壁に当接される帯板状の縦壁部と、この縦壁部の下端から所要間隔を存して内向きに折れ曲がって延び、かつ、前記縦壁部の下端に連なる底辺部分から先端部の頂角部分に向け先細り状を成す複数の弾性内向片とを有し、前記弾性内向片が、前記底辺部分の中心点から該内向片の面内に直角方向に延びる基準線に対して前記頂角部分を溶接用ワイヤの引出し方向にずらした略不等辺三角形状に形成されるとともに、ワイヤ押圧力が５グラム以上１００グラム以下に設定されてなり、前記頂角部分の前記基準線に対するずらし量ｌと前記底辺部分の辺長Ｌとの間に、０．４×Ｌ≦ｌ≦Ｌの関係式が満たされること、前記頂角部分と前記底辺部分の間に亘る二つの斜辺のうち溶接用ワイヤの引出し方向の上手側に位置する長い方の斜辺と前記基準線との交差角度θが１３°〜５０°の範囲内を満たすこと、前記弾性内向片の長さＨ（底辺部分からの頂角部分の高さ）と溶接用ワイヤの積層幅Ｗ（積層体の外径φo と内径φi の差の１／２）との間に、Ｗ≦Ｈ≦１．８×Ｗの関係式が満たされることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記弾性内向片において「先細り状」の意は、底辺部分から厳密に先細りになっていなくても良く、弾性内向片の長さＨ（図３参照）の先端側１／２以上が先細りになっていれば良い。要はワイヤ引き出し時に引き出されるワイヤが接触する部分が先細りになっていれば事足りるものである。また、「略不等辺三角形状」とは、厳密な三角形に限るものでなく、斜辺が円弧状になっていても良く、不等辺三角形並びにこれに近似する形状を包含する広い範囲のものを意味する。
【００１３】
なお、前記ワイヤ押圧力とは、ワイヤ引出し時に押さえ部材の弾性内向片によるワイヤに掛かる押さえ力を意味する。この力が小さすぎるとワイヤの跳ね上がりを防止できず、大きすぎるとワイヤに曲げを与えて塑性変形を生じてしまう。ワイヤ押圧力は、図７に示すように、弾性内向片５を底辺部分の端から１０mmの範囲ハの底辺部分で固定して水平状態となるように片持ち状態に保持し、弾性内向片５の底辺部分の端から８０mmの位置ニに分銅を吊るしたときの変位量Ｘが６０mmになるときの分銅の重さをいう。
【００１４】
このように形成すると、ワイヤに曲げ等の塑性変形を与えることなく、基準線に対して頂角部分のずれ量が無い略二等辺三角形状の弾性内向片を備えた従来の押さえ部材に比べて、引き出されるワイヤをより多くの弾性内向片で押さえることが可能となり、スムーズなワイヤ送給ができるとともに、収納ペイル容器上ワイヤ引出し点とコイル状積層ワイヤの引出し開始部の間のワイヤたるみ量を減らせてキンクやもつれの発生を未然に防止できる。
【００１５】
基準線に対する頂角部分のずれ量は大きい程引き出されるワイヤを押さえる弾性内向片は増える傾向になるが、他方、ワイヤを押さえ付ける力が減少して、ワイヤのもつれ、絡みの原因になる。従って、本願請求項１に記載の発明の構成のように、ずらし量ｌ（スモールエル、以下同じ、図３参照）と前記底辺部分の辺長Ｌとの間に、０．４×Ｌ≦ｌ≦Ｌの関係式が満たされること、ワイヤの引出し方向の上手側に位置する長い方の斜辺と基準線との交差角度θを１３°〜５０°、好ましくは２０°〜４０°の範囲内を満たすこと、弾性内向片の長さＨと溶接用ワイヤの積層幅Ｗとの間に、Ｗ≦Ｈ≦１．８×Ｗの関係式が満たされること、の特有の各条件を設定することによって、よりスムーズで、かつ、安定性が高いワイヤ送給を行わせることが可能である。更に、本発明は押さえ部材の弾性内向片による押圧力を適正に設定しているので、請求項４に記載のように塑性変形し易いフラックス入りワイヤへの適用が特に有効である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。各図面において、図１は溶接用ペイル容器入りワイヤの断面図、図２は押さえ部材の側面図、図３は同じく平面図、図４は図１に対応する平面図である。
【００１７】
図１において、１は外筒、例えば有底直立円筒の外筒を備えるペイル容器であって、該容器１の内部空間に捩り入りの溶接用ワイヤがコイル状に積層して収納されている。２は溶接用ペイル容器入りワイヤ（以降、ワイヤと略称する）を示している。ワイヤ２の上端部には押さえ部材３が載置され、ワイヤ引出しの際のワイヤ跳ね上がりを防止するようになっている。
【００１８】
押さえ部材３は、好ましくは弾性材料から成り、一つの縦壁部４と複数の弾性内向片５とを備える所望の形状に一体で成形される。縦壁部４は、帯板状を成していて、ペイル容器１の外筒内壁に面接触により当接される部分であって、ペイル容器１の外筒内周長に比して若干長だけ長い帯板状を成していることが望ましい。複数の弾性内向片５は、縦壁部４の下端から所要間隔を存して内向きに直角方向に折れ曲がって延びて、縦壁部４の下端に連なる底辺部分５Ａから先端部の先が丸まった頂角部分５Ｂに向けて先細り状を成していて、ペイル容器１内の前記ワイヤ２上面に沿わせて載置される部分である。
【００１９】
このような構造になる押さえ部材３において、前記弾性内向片５は略不等辺三角形状を成しており、底辺部分５Ａの中心点から該内向片５の面内に底辺と直角方向に延ばした基準線７に対して、頂角部分５Ｂをワイヤ２の引出し方向にずらした形状となっており、底辺部分５Ａと頂角部分５Ｂの間に亘る二つの斜辺は、ワイヤ２の引出し方向を基準として上手側斜辺６Ａが下手側斜辺６Ｂよりも長くなっている。
【００２０】
上記押さえ部材３の材質としては、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニール樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の適度な弾性を有し、繰り返し曲げに対しても十分な強度を持つ材料が好適である。また、比較的寒冷な場所で使用される機会も多いことから、低温使用条件下における強度を十分に備えた材料を使用することも好ましい手段である。また、本発明において弾性内向片５とは、ワイヤ引出しにより曲げられても元に戻るものを意味し、樹脂に限定されず薄い金属板状のものを使用しても良い。
【００２１】
このような押さえ部材３をペイル容器１内のワイヤ２上面に円環状に丸めて載置することにより、ワイヤ２は、コイル状ワイヤ積層体の上端から押さえ部材３の弾性内向片５の周縁に接触移動しながら回転して上方に引き出される。このとき、ワイヤ２に接する弾性内向片５が多少の変形を受け、これによって、対応する位置の縦壁部４が外筒の内壁により強く当接されて、ワイヤ２が必要以上に長く引き出されるのを防ぐと共に、押さえ部材３の降下を良好に行わせ、かくして、ワイヤ２の引出しを円滑、かつ、絡みやもつれがない状態で安定的に行わせることができる。
【００２２】
ところで、押さえ部材３における弾性内向片５の形状は、ワイヤ２の絡み、もつれに対して少なからぬ影響を与えるものであり、頂角部分５Ｂの基準線７に対するずらし量ｌが０である従来品と比べて、ずらし量ｌを適当に設定した本発明品の方がスムーズなワイヤ送給を行わせる上で有効であることが種々の実験を行ったことから判明した。前記ずらし量ｌとワイヤ送給のスムーズさを調べた実験結果は、下記の〔表１〕に示される通りである。
【００２３】
【表１】
0004060956.tif 000002
【００２４】
〔表１〕から明らかなように、ずらし比（ずらし量ｌと底辺部分５Ａの辺長Ｌの％比）が１６７％のように大きすぎると、ワイヤを押さえ付ける力が減少して絡みやもつれの原因となり、ワイヤ送給のスムーズさの点については、ずらし比（上手側斜辺６Ａと基準線７との交差角度θ）が、ずらし比：１７％（交差角度θ：１６°）からずらし比：１５０％（交差角度θ：４６°）までの範囲で効果があり、更にずらし比：６７％（交差角度θ：３０°）前後で最も効果が顕著であることが判った。
【００２５】
本発明においては、押さえ部材の有するワイヤ押圧力が５グラム以上１００グラム以下であることが必要である。ワイヤ押圧力は、図７に示す前述の方法で測定した弾性内向片１枚あたりの押圧力で定義される。この場合、押圧力が５グラム未満であると、ワイヤを押さえる力が小さすぎるためワイヤの跳ね上がり等を防止できずワイヤ引出し時に絡み、もつれ等が発生する。一方、押圧力が１００グラムを超えると、ワイヤに必要以上の曲げを与えてワイヤに塑性変形が生じ、ワイヤの直進性が劣化する。
【００２６】
本発明者等は種々の実験を重ねた結果、ワイヤ引出し時に引き出されるワイヤに掛かる押圧力を１００グラム以内にすればワイヤに塑性変形が生じないことを知見し、押圧力の上限を１００グラムとした。尚、押圧力の測定位置を弾性内向片の底辺部から８０mmの位置にしたのは、この位置がコイル状ワイヤ積層体の最内側部（積層体の内径φｉ）に対応し、ワイヤが主としてこの位置から弾性内向片と接触を開始し、押圧力を受けるからである。
【００２７】
本発明において、押圧力の上限を１００グラムとすることにより、仮にワイヤが１２０グラムの力で反撥したとしても押さえ部材の弾性内向片が大きく変形し、１００グラム以上の力でワイヤを押さえないので、ワイヤに曲げ（塑性変形）を生じることがない。
【００２８】
本発明においては、押さえ部材が部材（弾性内向片）の変形のみでワイヤを拘束し、押さえ部材全体がワイヤを引き出すときに浮き上がることを防止する。したがって、ワイヤの跳ね上がり力の強さに応じて、押さえ部材全体の重さを適宜調整しても良い。重さ調整の手段としては、例えば押さえ部材の縦壁部周面に沿って重さ調整用の帯状の厚紙を接合したり、押さえ部材の最外周部に樹脂、金属等の環状部材を載置しても良い。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。
本発明に係る溶接用ペイル容器入りワイヤにおいて押さえ部材３は、所定長さの有端帯状に形成されていることが望ましい。有端帯状とすることにより、無端環状のものに比べてペイル容器１の外筒の径が多少変化しても使用可能であり、また、保管、運搬に際してもスペースを取らない利点がある。そして、ペイル容器１へのセット時には両端部分を重ね合わせることによって円環状で使用するものである。勿論、ペイル容器１へのセット時に端部を結合して無端帯状にしても差し支えない。
【００３０】
本発明に係る溶接用ペイル容器入りワイヤにおいて押さえ部材３の具体的態様については、例えば、縦壁部４の高さを５５mmとしたときに、弾性内向片５の底辺部分５Ａの辺長Ｌを６０mm、長さを１１０mmとし、また、円環状で使用するときの両端部分における重ね代を辺長Ｌの２倍の１２０mmとして、縦壁部４の全長をペイル容器１の外筒周長と１２０mmの和に略相当する長さに選定するのが適当である。
【００３１】
弾性内向片５の長さＨ（底辺部分５Ａからの頂角部分５Ｂの高さ）とワイヤ２の積層幅Ｗ（コイル状ワイヤ積層体の外径φo と内径φi の差の１／２）は、Ｗ≦Ｈ≦１．８×Ｗの関係式を満たすことが望ましく、Ｈ＝１．２５Ｗが最適とされる条件である。また、一般的に弾性内向片５の長さＨが短すぎるとワイヤ２が弾性内向片５の上に乗り越えてしまい、キンクやもつれの原因になることがあり、一方、Ｈが長すぎるとワイヤ２と弾性内向片５の当たりが強くなり、弾性内向片５破損の原因となる。したがって、上述の式を満足する範囲内が良く、弾性内向片５の長さＨがワイヤ２の積層幅Ｗの２５％増付近が最適であることが判っている。
【００３２】
円環状に載置した押さえ部材３における弾性内向片５の前記交差角度θとワイヤ２への押さえとの関係について、ワイヤ２が収納されるペイル容器１の態様を平面図で示す図４及び従来の押さえ部材を用いた場合の図４に対応する平面図である図５を参照して説明する。通常、引き出されるワイヤ２は、引き出される位置イに対しては約１８０°手前側位置ロで、一旦、ペイル容器１の内壁に押し付けられてその後引き出される。また、押さえ部材３も同様に位置イの約半環手前の位置ロに略相当する位置でワイヤ２の引き出される力の反力によってペイル容器１の内壁に押し付けられる。
【００３３】
ところが、押さえ部材３がペイル容器１の内壁に押え付けられる位置は、交差角度θによって異なることが判った。即ち、前記〔表１〕に示すように実験の結果から明らかであるが１６°〜４６°の間が適当であって、このときの押さえ部材３がペイル容器１の内壁に押え付けられる位置は、従来の押さえ部材１３の場合のその位置に比べてワイヤ２が引き出される位置イより離れるようになり、これによって、押さえ部材３の押さえがスムーズになってワイヤ送給の安定性が向上するのである。
【００３４】
【表２】
0004060956.tif 000003
【００３５】
上記の〔表２〕は、押さえ部材３の弾性内向片５におけるワイヤ押圧力を種々変化させたときのワイヤの直進性とワイヤの絡み、もつれの発生状況を調査した結果を示す。直進性の評価は、ワイヤを収納したペイル容器より溶接を行うと同じ状態でワイヤを引出し、溶接チップ先端よりワイヤの振れを一定間隔で測定し、押圧力０のときをベースとしてワイヤの振れ範囲を面積で現し、評価した。
使用したワイヤは、ＪＩＳ  Ｚ３３１３  ＹＦＷ−Ｃ５０ＤＲ該当  ワイヤ径１．２mmで、押圧力は押さえ部材３の厚さ、材質、交差角度θを変化させることにより調整した。
【００３６】
〔表２〕から明らかなように、押圧力が５グラム未満である試験番号１１は直進性は良好であったが押圧力が小さすぎるため、絡み、もつれが発生した。試験番号７〜１０は押圧力が１００グラムを超え大きすぎるため直進性が悪い。押圧力が特に大きい試験番号９、１０については絡み、もつれも発生した。
【００３７】
これに対して、本発明例を示す試験番号２〜６のものは直進性が良好であり、押圧力が５〜６０グラムの試験番号２〜４のものは直進性が特に良好であった。
尚、〔表２〕において、直進性の評価ではベースの試験番号１に対して面積の増加が５％以内のものを○○、１５％以内のものを○とした。また、試験はワイヤ５０kgについて実施した。
【００３８】
本発明の溶接用ペイル容器入りワイヤにおいては上述の構成としたことによって、ワイヤの円滑な引出しを押さえ部材３だけの使用で確実に行わせることが可能であるが、勿論、ワイヤ押さえ用おもりの併用を妨げるものではない。また、縦壁部４を弾性内向片５に比して肉厚に形成したり、厚紙を接合して自重を持たせることにより、ワイヤ２の降下に対して押さえ部材３を追随性良く降下させることも可能であって、このような変形もまた本発明の範囲に包含されるものである。また、本発明はフラックス入りワイヤに限らず、ソリッドワイヤにも適用できることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は以上述べた構成を有し、作用を成すものであって、溶接用ペイル容器入りワイヤにおいて、積層して収納された溶接用ワイヤの引出しに優れた効果を奏し、絡みやもつれを発生させることなく円滑に溶接用ワイヤを順次引き出して溶接部に安定送給させることが可能である。また、引き出されたワイヤの直進性も良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例に係る溶接用ペイル容器入りワイヤの断面図である。
【図２】図１に示される押さえ部材の側面図である。
【図３】図１に示される押さえ部材の平面図である。
【図４】図１に対応する平面図である。
【図５】従来の押さえ部材を用いた場合の図４に対応する平面図である。
【図６】従来の押さえ部材の平面図である。
【図７】押圧力の測定方法を示す図で、（イ）は側面図、（ロ）は平面図である。
【符号の説明】
１…ペイル容器                    ２…ペイル巻き溶接用ワイヤ、
３…押さえ部材、                  ４…縦壁部、
５…弾性内向片、                ５Ａ…底辺部分、
５Ｂ…頂角部分、                  ６Ａ…上手側斜辺、
６Ｂ…下手側斜辺、                  ７…基準線、
【図１】
0004060956.tif 000004
【図２】
0004060956.tif 000005
【図３】
0004060956.tif 000006
【図４】
0004060956.tif 000007
【図５】
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【図６】
0004060956.tif 000009
【図７】
0004060956.tif 000010