专利名称：焊丝用卷盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用于连续向焊接部供给焊丝的焊丝用卷盘，具体涉及一种作为卷取架呈线圈状多层卷取焊丝的塑料制(合成树脂制)的焊丝用卷盘。
背景技术：
众所周知，在熔化电极式电弧焊接中，最广泛使用丝径(直径)0.6、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6mm的所谓细径的焊丝(实心焊丝或药芯焊丝)，这种细径的焊丝，以按额定重量(例如20kg)多层卷绕在卷取架即合成树脂制的焊丝用卷盘上的状态，装在送丝装置的卷盘轴上，通过操作送丝装置，从卷盘，由其最外的焊丝层顺序开卷，供给焊枪，进行焊接。
焊丝用卷盘，如图26中剖视图所示，基本上具有由圆筒状的卷筒部101和从该卷筒部的两端部分别向外方延伸的圆环状的凸缘部102构成的结构。另外，利用注射成形等方法将PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、ABS树脂(丙烯腈·丁二烯·苯乙烯的共聚物)等塑料一体成形成上述结构。
图26所示的、多层卷取焊丝103的焊丝用卷盘，一般以其卷筒部的轴心线呈水平的姿势，可转动地支撑在丝卷取装置或丝供给装置的卷盘轴上。
如此合成树脂制的焊丝用卷盘，在焊丝的自动化生产线中，在自动卷取制造的焊丝的时候，不产生种种故障地整齐排列卷绕焊丝，而且要求具有能够多层卷绕的功能。此外，如此排列卷绕的焊丝的多层卷取，对于在依次从卷盘开卷叠层的焊丝，供给焊接作业线时不引起送丝不良是非常重要的。
在自动卷取制造的焊丝时，重要的是防止焊丝的乱卷。此外，重要的是防止会导致焊丝的卷取不良或焊丝的供应不良(开卷不良)的“落层”的发生。
其中，焊丝的落层，如图25中剖视图所示，在细径的焊丝103以逐层排列卷取状态多层卷绕(以下也称为重卷)时，本来应位于最外焊丝层的端部的焊丝103b(图26中，如黑点所示的焊丝)向下方嵌入，即一层以上地进入内侧的焊丝层的状态。该落层也成为卷取制造的焊丝的时候焊丝乱卷的原因，此外，在发货的卷盘的运输中或焊接时从卷盘引出焊丝等中，也发生此落层。作为产生该落层的主要原因，可列举由某种原因引起对焊丝施加大的张力等、卷盘的凸缘部无故被向外侧挤压扩大。
因此，以往，提出了多种提案，改进整齐排列卷绕焊丝的卷盘结构或改进防止上述焊丝落层的卷盘结构等。
例如，为紧密整齐卷取焊丝，如上述图25或图26所示，提出了在圆筒状的卷筒部101的周面(表面)，设置防止焊丝乱卷用的导槽104的卷盘(参照，实公昭49-35080号公报、实公昭51-7299号公报、实开昭58-18676号公报、特开平7-310174号公报、实公平7-12381号公报)。这些导槽，按与要在卷盘上卷取的焊丝的线径大致相同的间距形成。焊丝嵌入该导槽内，第一层沿卷筒部的圆周面排列紧密地卷取，第二层以后，嵌入在紧密卷取的下层的焊丝的之间，而能够紧密卷取。
此外，以防止发生上述“落层”为目的，提出了为了提高卷盘的弯曲强度、而控制凸缘挠曲量的方法(参照，特开平10-34337号公报)。其中，对于卷盘的各圆板状凸缘，在与该凸缘内面的、卷绕额定重量份的焊丝时的最外丝层对应的位置，以凸缘部水平姿势朝下施加10kg的点负荷时的上述最外焊丝层对应位置上的挠曲量δA设定为6mm以下，而且，以上述最外焊丝层对应位置为中心，每半径方向的10mm长度的凸缘挠曲量δB设定在2mm以下。
作为如此的凸缘挠曲量，为提高卷盘的弯曲强度，有效的方法是加强凸缘。例如，也如上述特开平10-34337号公报中所公开，在与卷绕额定重量(20kg)份的焊丝时的最外丝层位置附近对应的外面部位，沿外周形成作为凸缘加强部的、厚度比其他部位厚的环状加厚部。另外，为提高卷盘的弯曲强度，提出了向各卷筒部侧的内侧分别倾斜(不可倒下)卷盘上对置的一对凸缘、或在凸缘上设置斜度的方法(参照，特开平10-34337号公报、实用新案登录第2556548号公报)。这是因为，在卷取丝时越往凸缘的上层部、施加给凸缘的力越大成楔形效果，抵抗该楔形效果，而抑制卷取后的凸缘的外端缘扩大。
上述实公昭49-35080号公报、实公昭51-7299号公报、实开昭58-18676号公报、特开平7-310174号公报、实公平7-12381号公报中公开的、在圆筒状卷筒部的圆周面(表面)设置焊丝乱卷防止用的导槽的卷盘，不能与焊丝的线径的偏差对应，从而不能防止由此引起的焊丝的乱卷。
焊丝经过拉丝加工等工序制造，但其线径的偏差比较大。例如，在是线径的标称值为1.2mm的焊丝的情况下，制造时的实际的线径也可以不需要严格控制在1.2mm，允许有某种程度的偏差。另外，在制造焊丝时，由于拉丝模的磨损等，也必然产生线径偏差。为此，例如，在一对凸缘间的间隔为88.2mm的卷盘上卷取线径的标称值为1.2mm的丝时，在实际焊丝的线径为1.21mm的情况下，在凸缘间不能按规定的圈数收纳焊丝。
此外，在实际线径为1.19mm的焊丝的情况下，由于与槽间距的差，凸缘附近的转换部(tirn部)的丝的卷绕稳定性差。即，如上述图25中的箭头所示，由于对配置在第二层的最端部的丝103b作用朝卷筒部101的轴中心方向的力，所以配置在第一层的最端部的丝103a，被配置在第二层的最端部的丝挤压，朝卷筒部101的宽度方向移动。
因此，打乱丝的卷取，丝不能形成固定的卷绕高度。另外，该丝的卷绕高度的偏差，越往上层越大。在以往的卷盘中，标称值和实际的线径的差如果在大约0.01mm以下，则不产生乱卷，但在标称值和实际的线径的差大于此值的情况下，会产生乱卷。
另外，上述实公平7-12381号公报，为克服如此的乱卷，使设在卷筒部的端部的导槽的槽间距比设在卷筒部的中央部的上述导槽的槽间距小。由此，通过减小卷筒部的端部的转换部的槽间距，在该部分紧密卷丝，能谋求卷绕的稳定化。此外，另一方面，增大中央部的导槽的槽间距，利用该部分吸收丝的线径偏差。由此，在丝径的偏差比较大时，也能够继续抑制乱卷的产生，卷取焊丝。
但是，即使采用实公平7-12381号公报那样的导槽，在线径细，焊丝的线径的偏差大的情况，不能对应，有时也产生乱卷。即，这些导槽，在卷筒部的圆周面始终平行配置。因此，导入一个导槽内的焊丝，由于要连续卷绕，需要换绕到相邻的导槽内。此时，线径越细，焊丝的线径的偏差越大，该换绕越困难，越容易产生乱卷。另外，该换绕时的焊丝的乱卷，特别容易发生在作为圆周卷绕焊丝的上述换绕部位的、相当于初绕的卷筒部位。
另外，特开平10-34337号公报、实用新案登录第2556548号公报等的提高卷盘的弯曲强度的方法，确实有防止上述“落层”产生的效果。但是，如果只采用提高该卷盘的弯曲强度的手段，不能防止上述焊丝的乱卷。
发明内容
本发明是针对上述问题而提出的，目的是提供一种焊丝卷盘，其在轻量化基础上，对线径偏差的允许量增大，并可抑制乱卷的发生，一并能够提高卷盘的弯曲强度，而防止“落层”的产生。
为达到此目的，本发明的要旨，在由圆筒状轴部、呈同心圆状位于上述轴部的外周侧的圆筒状的卷筒部、接合这些轴部和卷筒部的板状中间肋、分别立设在上述卷筒部的宽度方向两端部的一对圆板状的凸缘、构成的塑料制一体成型的焊丝用卷盘上，上述板状中间肋，从上述轴部外周，向上述卷筒部内周放射状延伸，同时具有在卷盘的轴向延伸的形状，在上述轴部的整个外周以规定间距配置多根；上述凸缘，具有在上述凸缘的外面以规定间距设置多根向其径向延伸的加厚的增强肋；上述卷筒部，在上述凸缘的任一方的侧端部具有焊丝始端部插入用的槽孔，并且，在其圆周面上沿圆周方向延伸设置焊丝的导槽；上述导槽，在整个卷筒部的宽度方向设置多条，同时，以沿上述导槽卷绕在卷筒部上的相邻的焊丝彼此间相隔一定间隔的方式，并排上述各导槽；在具有上述槽孔的卷筒部位的、相当于焊丝的初绕的卷筒部位，被形成无上述导槽的平滑的表面。
在本发明中，由圆筒状轴部、圆筒状的卷筒部、板状中间肋、圆板状凸缘构成的焊丝用卷盘的塑料制一体成型的基本构成，与以往相同。但是，其中，通过板状中间肋或圆板状凸缘的上述构成，在使卷盘轻量化后，还能提高弯曲强度。
此外，除上述的焊丝的导槽外，还通过将相当于焊丝的初绕的卷筒部位形成无上述导槽的平滑的表面，能够顺利进行焊丝的导槽的换绕。即，被导槽引导、环绕在卷筒部上的焊丝，在上述平滑的表面部位，能够在卷筒部的宽度方向上滑动(横滑)，能够顺利地转换到相邻的导槽内。所以，不产生乱卷，能够进行焊丝的连续或自动的卷绕或开卷。
另外，在本发明中，当在卷筒部圆周面设置上述导槽时，以沿该导槽卷绕在卷筒部上的相邻焊丝相互相隔一定间隔的方式并排各导槽。该第一层焊丝间的间隔，在第一层焊丝的上方，起到作为第二层卷绕的焊丝的导槽的作用。因此，能够以该间隔作为导槽，排列(并排)卷绕在第二层上卷取的焊丝。在叠层第二层以上的焊丝时也同样。
对此，如上述以往的技术那样，在不在相邻的焊丝之间相隔一定的间隔而紧密卷绕时，在第一层焊丝的上方，没有作为第二层卷绕的焊丝的导槽。因此，焊丝向卷筒部宽度方向窜动(产生线窜动)，不能依次排列(并排)卷绕，在卷筒部宽度方向留出空间等，产生焊丝的乱卷。
图1是本发明焊丝用卷盘的斜视图。
图2是图1的侧视图。
图3是图1的主视图。
图4是图3的A-A线剖视图。
图5是表示本发明卷盘的导槽的一方式的剖视图。
图6是表示本发明卷盘的导槽的另一方式的剖视图。
图7是表示本发明卷盘的导槽的再一方式的剖视图。
图8是表示本发明卷盘的导槽的又一方式的剖视图。
图9是表示本发明卷盘的导槽的另一方式的剖视图。
图10是表示本发明卷盘的导槽的再一方式的剖视图。
图11是表示本发明卷盘的导槽的局部放大剖视图。
图12是表示本发明卷盘的换绕导向的局部放大剖视图。
图13是表示本发明卷盘的焊丝插入用槽孔的局部放大俯视图。
图14是表示本发明卷盘的中间肋的剖视图。
图15是表示本发明卷盘的中间肋的一方式的剖视图。
图16是表示本发明卷盘的中间肋的另一方式的剖视图。
图17是表示本发明卷盘的中间肋的再一方式的剖视图。
图18是表示本发明卷盘的中间肋的又一方式的剖视图。
图19是表示本发明卷盘的凸缘根部的一方式的剖视图。
图20是表示本发明卷盘的凸缘的一方式的剖视图。
图21是表示本发明卷盘的凸缘的一方式的剖视图。
图22是表示本发明卷盘的凸缘外缘部的一方式的剖视图。
图23是表示本发明卷盘的凸缘挠曲量测定的方式的说明图。
图24是表示本发明卷盘的轴部的方式的剖视图。
图25是表示以往的卷盘的剖视图。
图26是表示以往的卷盘的剖视图。
图27是本发明卷盘的照片。
图28是本发明卷盘的照片。
具体实施例方式
下面，参照附图，具体说明本发明的实施方式。其中所需说明的是，本发明基本上不受下述实施方式的限制，在符合本发明的宗旨的范围内不当然也可实施适当的变更，而这些变更都包含在本发明的技术范围内。
(卷盘的基本构成)首先，前提先就本发明的焊丝用卷盘的基本构成采用图1～4进行说明。图1是本发明焊丝用卷盘的斜视图，图2是图1侧视图，图3是图1的主视图，图4是图3的A-A线剖面图。
在图1、2中，本发明的卷盘1，由例如内径52～53mm的圆筒状轴部2、同心圆状位于其外周侧的例如外径140～200mm的圆筒状的卷筒部3、接合上述轴部和卷筒部的板状中间肋4、分别立起设在上述卷筒部的宽度方向两端部的例如外周径270～285mm的一对圆板状凸缘5构成。此外，在图1中，凸缘5、5的内面间的距离例如为87～90mm。
轴部2，卡合在焊丝的卷取机或焊丝的供给机(重卷机)的支撑轴(旋转轴)使卷盘转动。卷筒部3，在制造的焊丝的卷取中，通过使卷盘旋转，在其外周表面3a整齐多层排列地卷绕焊丝。此外，卷筒部3，在供给焊丝时的开卷中，通过卷盘的旋转，依次打开被整齐多层的卷绕的焊丝，送给焊接装置。
在图1、2中，14是第二圆筒状轴部，与上述圆筒状轴部2平行地设在一个板状中间肋4上，该轴部14防止上述圆筒状轴部2的滑动，可更准确地高精度转动卷盘。
在图1、2中，7是焊丝始端部插入用的槽孔，设在卷筒部3的任何一方的圆板状凸缘5侧端部上。此外，15a、15b是设在圆板状凸缘5上的焊丝终端部插入用的终端孔。在焊丝用卷盘中，必须设置插入这些焊丝始端部或终端部的孔或洞。在卷筒部内周面侧折弯并约束插入到这些槽孔内的焊丝始端部。此外，在凸缘5外面侧折弯并约束插入这些终端孔15a、15b中的焊丝终端部。
终端孔15a、15b，用于重卷机的始端、终端孔位置检测机构，但是，例如也用于自动重卷机的定位，在相对于上述第二圆筒状轴部14的位置在凸缘5的圆周方向上大致错开90°的位置的各圆板状凸缘5的缘部附近部分，该终端孔15a、15b分别设置在上述增强肋部及除增强肋部(后述)之外的部分2处，此外，在相对侧的凸缘5的缘部附近的2处也分别辅助地设置有终端孔15c、15d。
另外，这些终端孔15a～15d，不是仅仅穿过凸缘5的孔，如图1所示，形成具有从凸缘5的外侧表面凸起的厚壁的孔缘部分的带台座的孔。这是因为在自动运转中，防止在机械地向终端孔内插入焊丝时，施加给终端孔的应力损坏终端孔。如果终端孔是仅仅穿过凸缘5的孔，则在机械地向终端孔内插入焊丝时，有可能破损。
基本上由上述轴部2、卷筒部3、中间肋4、凸缘5构成的本发明卷盘1，包括后述的各部的详细的结构或构成，通过用注射成形等方法成形塑料，而一体制作。作为使用的塑料的种类，可列举出在卷盘上常用的、上述的PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、ABS树脂(丙烯腈·丁二烯·苯乙烯的共聚物)等树脂。卷盘1的重量，例如按丝径1.2mm、20kg卷用，在采用PP制的时候，大致为650～700g/个。
以上的本发明以焊丝卷盘的基本构成为前提进行说明，下面，详细说明本发明的特征的各部的形状、构成和其技术的意义。
(卷筒部的导槽)在图1中，卷筒部3，在其圆周面(外周表面)3a上沿圆周方向延伸设置焊丝的导槽8。另外，该导槽8多个(多条)并排配置在卷筒部3的整个宽度方向。
该导槽8，对于整齐排列卷绕焊丝是重要的。导槽8具有导向的功能，能够使沿该导槽8卷绕在卷筒部3上的相邻的焊丝相互相隔一定间隔地排列卷绕。因此，导槽8，为了具有该导向功能，而如后述那样与焊丝的线径或排列数对应地排列。
但是，如图1所示，此外，在本发明中，该导槽8的特征是，并不是连续延伸设在卷筒部3的整个圆周面(圆周方向)上，而是不连续地延伸设在卷筒部3的整个圆周面(圆周方向)上。即，特别是，如图3、4所示，具有焊丝始端部插入用的槽孔7的卷筒部位3c、即相当于焊丝的初绕的卷筒部位3c，在规定范围内，至少形成无上述导槽8的平滑的表面10。
如上所述，如以往的导槽8那样，在卷筒部3的整个圆周面(圆周方向)上连续延伸的情况下，在线径细、焊丝的线径的偏差大的情况下，由于不能对应，有时产生乱卷。即，在从相互平行排列在卷筒部的圆周面的导槽，换绕到相邻的导槽时，焊丝需要顺利地在卷筒部3的宽度方向上进行滑动(平行移动)的动作。但是，焊丝的线径越细、并且焊丝的线径的偏差越大，其从凹凸连续的导槽滑动到导槽的换绕越困难，从而越容易产生乱卷。另外，该换绕时的焊丝的乱卷，特别容易产生在作为沿卷筒部3圆周卷绕焊丝的上述换绕部位的、相当于初绕的卷筒部位。
对此，如本发明，在将相当于焊丝的初绕的卷筒部位3c形成无导槽8的平滑的表面10的时候，在该平滑的表面部分，赋予以一定的张力卷取的焊丝向宽度方向滑动的驱动力，能够使焊丝顺利地向卷筒部3的宽度方向滑动(平行移动)。而且，即使焊丝的线径细、焊丝的线径的偏差大，在无导槽的凹凸的、平滑的表面部分，也能够减小对上述焊丝的顺利滑动的不良影响。因此，不会产生焊丝的乱卷。
另外，形成这些无导槽8的平滑的表面10的卷筒部位，此外，为了进一步赋予焊丝向宽度方向滑动的驱动力，可以设在相当于上述焊丝的初绕的卷筒部位3c以外的卷筒部位。作为此例，特别是，如图3、4所示那样，除在上述卷筒部位3c以外，相对于该卷筒部位3c的位置(卷筒部3的具有槽孔7的位置)在圆周方向上大致错开90°的位置的各卷筒部位3d、3e的表面，也形成无导槽8的平滑的表面10。由此，能够进一步消除焊丝的线径的粗细或焊丝线径的偏差的大小的不良影响。
具有上述的无导槽8的平滑的表面10的卷筒部位3c、3d、3e的宽度(圆周面长度)，根据焊丝的线径的粗细或焊丝线径的偏差的大小的不良影响的大小来适当设计。此外，设在卷筒部位3c以外的卷筒部位3d或3e的数量或位置也同样。但是，如果这些平滑的表面部位的圆周面长度过大，会丧失导槽8提供的焊丝的排列导向效果，与整个圆周无导槽8的卷筒部无太大的差别。
(导槽的具体构成)图5～图10是表示导槽8的多种方式的剖视图。如图5～图10所示，导槽8共通的是在整个圆周方向上延伸在卷筒部3的圆周面上，并且，由在整个卷筒部3的宽度方向上平行排列设置的多个的凸条(或棱)11区划出。
该凸条11的剖面形状或由凸条11区划的导槽8的剖面形状，根据焊丝条件或焊丝的卷取及开卷条件等适当选择。
在图5中，利用由R(半圆)状的剖面形状构成的凸条11区划的导槽8的剖面(底面)形状被构成平面(平坦)。
在图6中，利用由顶部平坦、具有大致圆弧状的棱线的剖面形状构成的凸条11区划的导槽8的剖面(底面)形状被构成R(半圆)状的凹面。
在图7中，利用由三角状的剖面形状构成的凸条11区划的导槽8的剖面(底面)形状被构成平面(平坦)。
在图8中，利用由梯形状的剖面形状构成的凸条11区划的导槽8的剖面(底面)形状被构成倒三角形状的凹面。
在图9中，利用由R(半圆)状的剖面形状构成的凸条11区划的导槽8的剖面(底面)形状被构成R(半圆)状的凹面。
在图10中，利用由梯形状的剖面形状构成的凸条11区划的导槽8的剖面(底面)形状被构成平面(平坦)。
但是，在卷筒部圆周面上设置上述导槽8的时候，需要以沿该导槽8卷绕在卷筒部3上的相邻的焊丝9之间相隔一定间隔1的方式并排各导槽8彼此间。该焊丝9之间的间隔1，在第一层焊丝9的上方起到作为第二层卷绕的焊丝的导槽的作用。因此，能够以该间隔1作为导槽，排列(并排)卷取第二层的焊丝。随之，在叠层第二层以上的情况下，下层的焊丝9之间的间隔也起到导槽的作用，也能够以该间隔1作为导槽，排列卷取依次叠层并卷绕的焊丝。
另外，如上述的以往技术，在相邻的焊丝9之间不相隔一定的间隔1而相互紧密卷绕的情况下，在第一层焊丝9的上方无作为第二层卷绕的焊丝9的导槽。因此，焊丝向卷筒部宽度方向窜动(产生线窜动)，不能依次排列(并排)卷绕，在卷筒部宽度方向留出空间等会，产生焊丝的乱卷。如此的焊丝的乱卷，即使在第二层以后的焊丝的卷绕中也同样产生。如此，第一层的相邻的焊丝9之间的间隔1，对依次叠层并卷绕的焊丝的排列卷取影响较大。
为了以卷绕在卷筒部3上的相邻的焊丝9之间相隔一定间隔1的方式、换句话讲，不产生焊丝的乱卷地排列卷绕焊丝，如图11中的局部放大剖视图所示，重要的是设定导槽8(凸条11)的高度H和导槽8(凸条11)的间距P。
如果假设卷绕通常的20kg左右的额定重量份的焊丝的时候，导槽8(凸条11)的高度H与焊丝线径D(相当于以本发明的焊丝用卷盘为对象的标准的焊丝线径的常数。在以下中，按该意思，只称为“焊丝线径D”)的关系，优选在0.15D≤H≤0.25D的范围。在H小于0.15D的时候，焊丝9之间的间隔1过小，增加焊丝的线窜动的可能性。另外，如果H超过0.25D，由于凸条11的高度过高，所以在作为第二层卷绕的焊丝环绕时，增加不能越过该高度而越到相邻的间隔上的可能性。
此外，同样，导槽8(凸条11)的间距P与焊丝线径D的关系，优选在D≤P≤1.03D的范围。在P小于D的时候，本身就不能整齐排列卷取焊丝9。另外，如果P增大、超过1.030D，则焊丝9彼此间的间隔1过大，作为第二层卷绕的焊丝环绕时，增加插入该间隙的可能性。
(第二层卷绕导槽用加厚部)在本实施方式中，图3以及图12表示详细的剖视图，如图所示，设置焊丝的第二层卷绕引导用加厚部。该加厚部12，在卷筒部3的宽度方向端部，即在与设置上述槽孔7的端部相对侧的凸缘5侧的端部，沿凸缘5的卷筒部侧根部设在卷筒部3的整个圆周方向上。
详细如图12所示，该加厚部，引导焊丝9a将与之连续的焊丝9b导向第一层卷绕的终端即焊丝9a的上方的第二层卷绕的始端位置。因此，容易将与焊丝9a连续的焊丝9b换绕到第二层卷绕的始端位置。在卷盘上无如此的引导用加厚部12的情况下，焊丝9b难于换绕到第二层卷绕的始端位置，不能整齐排列卷绕焊丝，在该第二层卷绕的始端位置上容易产生焊丝多层叠层的乱卷。因此，在以往技术中，需要用前端细的小勺状的工具，从外侧强制地辅助、介入焊丝9b向第二层卷绕的始端位置的换绕，因此卷盘的卷取不能够自动化。
为发挥如此的加厚部12的功能，导向用加厚部12的高度h和宽度w，按与焊丝线径D的关系，优选高度在D/2≤h≤Dcos30°的范围，宽度w为D/3≤w≤D/2。在加厚部12的h低于D2、或宽度w低于D/3的时候，加厚部12的高度或宽度不足，起不到上述导向的作用，增加了焊丝窜线的可能性。
另一方面，在加厚部12的h超过Dcos30时，加厚部12的高度过高，因此增加了作为第2层卷绕的焊丝9b落层的可能性。另外，在加厚部12的宽度w大、超过D/2时，同样，起不到上述导向的作用，在加厚部12上容易发生几层叠层的乱卷。
(焊丝用引导路)如图1、3以及图13中的俯视图详细所示，必须在焊丝用卷盘的卷筒部3的任一方的圆板状凸缘5侧端部设置插入固定焊丝始端部的槽孔7。在卷筒部内周面侧，折弯并约束插入到槽孔7中的焊丝始端部。
关于该槽孔7的形状，为了顺利地进行焊丝始端部插入，通常形成比焊丝线径大的槽孔宽度，同时，形成在卷筒部圆周方向长的(延伸的)大致矩形形状。另外，构成槽孔7的侧壁也可以不是垂直的而形成朝凸缘侧向下方倾斜的锥形壁。
此外，在该槽孔7的前面也设置由从卷筒部表面朝槽孔倾斜下降的焊丝用引导路13，以顺利进行焊丝始端部向槽孔7的插入。由于槽孔的筒体侧侧面朝凸缘侧倾斜，因此引导线材的前端部沿倾斜面朝凸缘侧面被引导插入。所以，焊丝前端部靠近凸缘侧面、能够容易插入导槽孔7内。
但是，如此，在构成焊丝始端部插入用的引导路或槽孔的情况下，当焊丝始端部插入时，大的应力集中负载到引导路13的卷筒部表面侧始端部13a、槽孔7的角部7a、7b。因此，容易以这些地方为起点产生卷盘的裂纹。
为防止在始端部13a、槽孔7的角部7a、7b处集中应力，防止产生卷盘的裂纹，优选将上述的平面形状形成圆弧状，设置R。这些圆弧的半径R1设定在0.5mm≤R1≤0.8mm的范围。如果R1低于0.5mm，不能防止应力集中，在R1超过0.8mm时，难于引导焊丝或插入焊丝。
(中间肋)以下，说明中间肋的优选方式。中间肋4，如图1、2所示，从轴部朝卷筒部内周3b呈放射状延伸，同时具有在卷盘轴的轴向呈板状延伸的形状。如此结构的中间肋4，在图1、2中，在整个轴部2的外周2a，以60°的规定间隔配置6根在圆周方向上。作为如此的中间肋4的形状及分割结构，为的是即使卷盘轻量化，也能够确保卷盘的弯曲强度等必要的强度。此外，还具有吸收施加给卷盘的冲击的效果。
如图1、2所示，分割中间肋4，在相互间设置空间，例如，在将中间肋设置成一片(一根)板状时，牺牲卷盘的轻量化。另外，在将中间肋形成沿卷盘的径向(与凸缘相同的方向)呈板状延伸的形状时，牺牲了卷盘的强度。
关于中间肋4的根数，为了在使卷盘轻量化后，也确保必要的强度，选择必要的根数。但是，如果假设卷绕通常的20kg程度的额定重量份的焊丝时，中间肋4的根数，选择4～12根左右。
作为在使卷盘轻量化后也确保必要强度的中间肋4的形状，如图14中剖视图所示的基本形状，优选具有轴部2的轴向的板宽小的细颈部分。上述图1、2的中间肋也形成该形状。
在图14中，除此之外，也表示出中间肋4在上述卷筒部侧的上部具有与上述卷盘宽度a的板宽相当的板宽扩张部分4b的方式。通过该扩张部分4b，能够确保卷盘的弯曲强度，提高焊丝的多层卷绕时的抗嵌入性。发挥该效果的扩张部分4b的卷盘径向(图的上下方向)的扩张长度b2的范围从0mm到上述板状中间肋4的卷盘径向(图的上下方向)的长度b3。
在图15、16、17、18中用剖视图例示了具有上述细颈部分4a的各种方式。在这些任何一形状的情况中，作为共通的优选细颈部分4a的板宽b1，在由一对上述圆板状凸缘5彼此间的间隔规定的卷盘宽度a的1/2以上并不到卷盘宽度a。此外，细颈部分相对图中上方部的水平方向的倾斜角θ在5～90°(小于90°)的范围选择。
图15表示细颈部4a的形状为横向的半圆弧形形状，图16表示横向的梯形形状，图17表示设置了上述扩张部分4b的横向的半圆弧形形状，图18表示横向的圆弧形形状。
(凸缘)以下，说明凸缘的优选方式。如图1、2所示，卷盘的一对圆板状凸缘5，具有在卷盘外面以规定间隔设置多根在凸缘5的径向延伸的加厚的增强肋6的构成。即，凸缘外面具有圆板部分5a和增强肋6交替配置在圆周方向的形状。该增强肋6，在使圆板状凸缘5薄化、轻量化后，能提高凸缘的弯曲强度。另外，叠层焊丝的凸缘内面侧，没有增强肋6而具有只由圆板部分构成的平滑的面。
为了发挥上述效果，如果假设卷绕通常的20kg程度的额定重量份的焊丝时，优选每1个上述凸缘，该增强肋6的根数在12根～48根的范围。此外，每根增强肋6的宽度，也同样优选在3～10mm的范围。如果将其换算成与凸缘外径的比率，每根增强肋6的宽度，优选为凸缘外径的大致0.01～0.04倍。
(凸缘的根部)如图9中部分剖视图所示，凸缘5的卷筒部侧根部5b、即与卷筒部3的宽度方向端部交叉的部分，优选形成圆弧。如此，通过将凸缘5的卷筒部侧根部5b形成圆弧，焊丝容易沿着凸缘5的内轴面，容易排列卷绕焊丝。此外，通过分散凸缘5施加给卷筒部侧根部5b的应力，能够防止应力集中，同时利用与用圆弧部分加厚板厚的板厚效果的相乘效果，能够防止凸缘5的卷筒部侧根部5b的损坏，另外还具有提高凸缘5的弯曲强度的效果。如果提高凸缘5的弯曲强度，能够抑制因伴随焊丝的叠层的应力负荷而使凸缘5向外方的扩大，能够防止焊丝的“落层”的发生。
为发挥如此的效果，与卷筒部3的宽度方向端部交叉的竖直方向的圆弧R2与焊丝线径D的关系，优选在D/4≤R2≤D/2的范围。在以往的卷盘中，R2小于D/4，不能达成上述效果。另一方面，也不需要加大R2使之超过D/2，相反，还产生焊丝在圆弧部堆积，难于排列卷绕焊丝等其他问题。
(凸缘的厚度)如图20中局部剖视图所示，构成上优选一方面凸缘5的圆板部分5a，越往凸缘5的径向的前端部(外缘部)其厚度越薄，另一方面增强肋6，越往凸缘5的径向的前端部(外缘部)共厚度越厚。如此，通过将凸缘的厚度形成在前端(外缘)和根部不同的、在前端(外缘)和根部变化的锥形状，在使凸缘5薄化、轻量化后，也能提高凸缘的弯曲强度。
(图缘的倾斜)如图21中局部剖视图所示，优选各凸缘5分别在卷筒部3侧，以该凸缘5内侧壁相对于垂直方向呈2°以下的角度θ朝内侧倾斜。通过上述各手段，提高了凸缘5的弯曲强度，但根据条件，在焊丝卷取后，凸缘5容易产生外端缘整体扩展例如3～4mm左右的现象。在产生这种外端缘扩展的现象时，会产生排列卷绕着的焊丝嵌入丝层的落层。另外，对凸缘5的根部施加大的力，成为产生裂纹的原因。为了确实防止此问题，如图21所示，各凸缘5，如上所述，优选以2°以下的角度θ朝内侧倾斜(朝内倒)。
在凸缘5的倾斜角度为0°以下的情况下，凸缘5，相反会以外端缘朝外方扩展的形式倾斜，而容易产生上述落层。另一方面，在凸缘5的倾斜角度超过2°时，凸缘5的内倒过大，本身难于进行焊丝的卷取。
(凸缘外缘部)关于凸缘外缘部(径向前端部、周缘部)5c的形状，首先，如图22中局部剖视图所示，凸缘外缘部5c的角部的r(半径)与该凸缘的宽度B的关系，优选在0.1B≤r≤0.5B的范围。即，为了焊丝的稳定重卷，优选在凸缘外缘部5c的角部设定r。如果该r低于0.1B，则在重卷过程中焊丝容易弹窜。另外，该r增大超过0.5B，也无必要。
下面，如图22以及图1、2所示，沿凸缘外缘部5c具有环状的加厚增强肋部16，该加厚增强肋部16的向凸缘的径向延伸的长度L，优选小于该凸缘的宽度B。通过设置该加厚增强肋部16，能提高凸缘的弯曲强度。若加厚增强肋部16的长度L成为凸缘的宽度B以上，凸缘前端(外缘部)容易向外方扩展，相反，会降低凸缘的弯曲强度。
另外，在图1、图2的实施方式中，沿凸缘的根部的内缘部也设置环状的加厚增强肋部17，相互连结各增强肋6和加厚增强肋部16，能够提高凸缘的弯曲强度。
(凸缘挠曲量)如上所述，通过适当组合凸缘加强手段，能够提高凸缘的弯曲强度。采用图23，说明作为此时的凸缘所需弯曲强度的大致目标的凸缘挠曲量。在本发明中，作为凸缘所需弯曲强度的大致目标，如图23所示，在上述凸缘内面的最外焊丝层对应的位置P，以凸缘部水平姿势，向下施加重10kg(后述的额定重量的一半)的C型重锤W的点负荷时，最外焊丝层对应位置的挠曲量δA，为6mm以下、优选3mm以下，而且，以最外焊丝层对应位置为中心每10mm的凸缘半径方向长度的凸缘挠曲量δB，为2.0mm以下、优选在1.4mm以下。
焊丝卷盘的各凸缘，在结构上考虑成其基端固定支撑在卷筒部上的“悬臂梁”。这里，在多层卷绕焊丝时，成为落层产生的原因的凸缘挠曲量，存在越从凸缘基端(根部)往前端(外缘部)越增大的倾向。因此，凸缘部内面的、卷绕额定重量份(此例中为20kg)的焊丝时的最外焊丝层对应位置P的凸缘挠曲量很重要。因此，在将凸缘形成水平姿势、向下施加规定重量的点负荷的时候，如果进行控制，使最外焊丝层对应位置P(最容易发生凸缘部的落层的位置)上的2种凸缘挠曲量δA、δB达到上述值以下，则能够极大减少焊丝落层的发生。
上述凸缘挠曲量δA大于6mm的，作为凸缘部整体的强度不足。另外，虽然上述凸缘挠曲量δA为6mm以下、但上述凸缘挠曲量δB大于2.0mm的，凸缘部的上述最外焊丝层位置附近的局部的挠曲量大，在开始使用卷绕在该卷盘上的额定重量份的焊丝时容易发生焊丝落层，因此不佳。
(圆筒状轴部)如图24中剖视图所示，优选卷盘的上述的圆筒状轴部2的轴孔，在从轴孔的中心到其两侧的轴方向上，设置越朝向轴向端部其孔径越大的斜度。另外，优选将图24所示的该倾斜角度θ设定在0.2°≤θ≤1°的范围。
图27、图28是本发明的卷盘的一例照片。该卷盘，是直径Φ1.2mm焊丝的20kg卷取用的PP制卷盘，卷盘重量为650～700g/个。
综上所述，如果采用本发明，能够提供一种焊丝卷盘，轻量化，而且对线径偏差的允许量增大，可抑制乱卷的产生，能够一并提高卷盘的弯曲强度，能够防止“落层”的发生。
权利要求
1.一种焊丝用卷盘，是由圆筒状轴部、呈同心圆状位于上述轴部的外周侧的圆筒状的卷筒部、接合上述轴部和上述卷筒部的板状中间肋、分别立设在上述卷筒部的宽度方向两端部的一对圆板状的凸缘、构成的塑料制一体成型的焊丝用卷盘，其特征在于上述板状中间肋，从上述轴部外周向上述卷筒部内周放射状延伸，同时具有在卷盘的轴向延伸的形状，在上述轴部的整个外周以规定间距配置多根；上述凸缘，具有在上述凸缘的外面以规定间距设置多根向其径向延伸的加厚的增强肋；上述卷筒部，在上述凸缘的任一方的侧端部具有焊丝始端部插入用的槽孔，并且，在其圆周面上沿圆周方向延伸设置焊丝的导槽；上述导槽，在整个卷筒部的宽度方向设置多条，同时，以沿上述导槽卷绕在卷筒部上的相邻的焊丝彼此间相隔一定间隔的方式，并排上述各导槽；具有上述槽孔的卷筒部位中的、相当于开始卷绕焊丝的卷筒部位，被形成无上述导槽的平滑的表面。
2.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于在上述卷筒部的圆周方向上、相对于上述卷筒部的具有上述槽孔的位置大致错开90°的各位置的卷筒部位的表面，被形成无上述导槽的平滑的表面。
3.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于通过在上述卷筒部的整个圆周方向上延伸、并且在卷筒部的整个宽度方向上多根平行排列设置的凸条，来区划上述导槽。
4.如权利要求3所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述导槽的上述凸条的高度H、在与相当于以上述焊丝用卷盘为对象的标准的焊丝线径的常数D的关系上，为0.15D≤H≤0.25D的范围。
5.如权利要求3所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述导槽的上述凸条的间距P、在与相当于以上述焊丝用卷盘为对象的标准的焊丝线径的常数D的关系上，为D≤P≤1.03D的范围。
6.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于在上述卷筒部的宽度方向端部中的、与设置上述槽孔的端部相对侧的上述凸缘侧端部，于上述卷筒部的整个圆周方向设置沿上述凸缘的卷筒部侧根部的、焊丝的第二层卷绕导向用加厚部。
7.如权利要求6所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述导向用加厚部的高度h和宽度w、在与相当于以上述焊丝用卷盘为对象的标准的焊丝线径的常数D的关系上，高度为D/2≤h≤Dcos30°的范围、宽度w为D/3≤w≤D/2的范围。
8.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于在上述槽孔的前面，设置从上述卷筒部表面朝向上述槽孔倾斜下降的焊丝用引导路，将上述引导路的上述卷筒部表面侧端部的平面形状和上述槽孔的角部设成圆弧状，且该各圆弧的半径R1设定在0.5mm≤R1≤0.8mm的范围。
9.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述凸缘的上述卷筒部侧根部的，与上述卷筒部的宽度方向端部交叉的垂直方向的圆弧R2，在与相当于以上述焊丝用卷盘为对象的标准的焊丝线径的常数D的关系上，为D/4≤R2≤D/2的范围。
10.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述凸缘的圆板部分，越往上述凸缘的径向的前端部、其厚度越薄，并且上述增强肋，越往上述凸缘的径向的前端部、其厚度越厚。
11.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述各凸缘，分别在上述卷筒部侧，相对于竖直方向以2°以下的角度倾斜。
12.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述凸缘外缘部的角部r，在与上述凸缘的宽度B的关系上，为0.1B≤r≤0.5B的范围。
13.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于在上述凸缘的外缘部，具有环状的加厚增强肋部，上述加厚增强肋部向上述凸缘的径向延伸的长度小于上述凸缘的宽度B。
14.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述增强肋的根数，对每1个上述凸缘来说，在12根～48根的范围。
15.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述增强肋的宽度，为上述凸缘的外径的0.01～0.04倍的范围。
16.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述各板状中间肋具有板宽窄的细颈部分。
17.如权利要求16所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述细颈部分的板宽b1，为由一对上述凸缘之间的间隔规定的卷盘宽度a的1/2以上、但小于卷盘宽度a。
18.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述各板状中间肋在上述卷筒部侧的上部具有板宽扩张部分，该板宽扩张部分具有与由一对上述凸缘间的间隔规定的卷盘宽度a相当的板宽。
19.如权利要求18所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述板宽扩张部分的卷盘径向的扩张长度b2为从0mm到上述板状中间肋的卷盘径向的长度的范围。
20.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于对于上述各凸缘，在上述凸缘内面的、与卷绕额定重量份的焊丝时的最外焊丝层对应的位置，以凸缘部水平姿势，朝下施加相当于上述额定重量的一半的点负荷的时，上述最外焊丝层的对应位置的挠曲量δA为6mm以下，而且，以上述最外焊丝层的对应位置为中心每10mm的凸缘半径方向长度的凸缘挠曲量δB为2mm以下。
21.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于上述圆筒状轴部的轴孔，在从上述轴孔的中心到其两侧的轴方向上，设置越朝向轴向端部、其孔径越大的斜度。
22.如权利要求1所述的焊丝用卷盘，其特征在于在一个上述板状中间肋上，与上述圆筒状轴部平行地设置第二圆筒状轴部。
23.如权利要求22所述的焊丝用卷盘，其特征在于在上述凸缘的圆周方向上相对于上述第二圆筒状轴部位置大致错开90°的位置的上述各凸缘的缘部附近，在上述增强肋部及除上述增强肋部之外的部分，设置焊丝终端部插入用的孔。
全文摘要
提供一种焊丝卷盘，在由圆筒状轴部(2)和圆筒状的卷筒部(3)、接合这些的中间肋(4)、立设在卷筒部(3)的两端部的一对凸缘(5)构成的塑料制一体成型的焊丝卷盘(1)中，卷筒部(3)，在其圆周面上沿圆周方向延伸设置焊丝的导槽(8)，该导槽多根地沿卷筒部(3)的宽度方向设置，同时，以沿该导槽(8)卷绕在卷筒部(3)上的相邻焊丝相互相隔一定间隔的方式并排各导槽(8)，相当于焊丝的初绕的卷筒部位(3c)形成无上述导槽的平滑的表面(10)。因此，这种焊线卷盘，能够在轻量化基础上，对线径偏差的允许量增大，可抑制乱卷的发生，一并可提高卷盘的弯曲强度，能够防止“落层”的发生。
文档编号B23K9/133GK1733409SQ20041005885
公开日2006年2月15日 申请日期2004年8月2日 优先权日2004年8月2日
发明者政家规生, 小松伸二 申请人:株式会社神户制钢所