JPS6234430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、線材例えば溶接用ワイヤの外周面
に所望量の薄油膜を形成する静電塗油方法に関す
る。

溶接用ワイヤは近年その成形最終工程において
巻取ドラムに巻取る前に防錆あるいは溶接機への
送給を良好に行なう等の目的でワイヤ外周面に油
剤粒子の薄油膜を静電気によつて塗着させてい
る。

静電気を利用して薄油膜を塗着させる理由は、
従来の油を含浸させた繊維中を通過させる等の塗
油装置ではワイヤ外周面に均一な油膜を形成する
ことが困難であり、溶接機への送給時にワイヤ案
内体等との摩擦抵抗が増大して送給不能となり、
又均一な油膜を形成しようとすれば塗油量が多く
なつて溶接機への送給ローラ等に油が付着してス
リツプを生じて送給不能となつたり、溶着金属中
の拡散性水素が増大して溶接不良を生じる等の不
都合があり、これに対して静電塗油においては少
量で均一な薄油膜を形成することができ、油消費
量が少量で済む利点があるからである。

所で、従来の一般的な静電塗油方法において
は、霧化油剤粒子を搬送用空気によつて荷電電極
を有するイオナイザに送り、このイオナイザで荷
電された油剤粒子を所要速度で移送される被塗油
剤に噴射すると共に追込電極によつて被塗油材上
に沈着させ、塗着量の制御を搬送用空気量を被塗
油材の移送速度に比例させて制御することによつ
て行なうのが普通である。然しながら、この従来
の方法は線材例えば溶接用ワイヤに対して適用し
た場合ワイヤの移送速度の増加（又は減少）に伴
つて搬送用空気量を増加（又は減少）させること
によつて、塗油量をワイヤ移送速度に拘らず所望
の許容範囲内に制御しようと試みても第１図に示
すような被塗油剤の移送速度（ｍ／min）に対す
る単位面積当りの塗油量の特性曲線が得られ、塗
油量を許容範囲内に納めるように制御できる制御
範囲が比較的狭く、溶接用ワイヤの製造工程では
溶接ワイヤの移送速度が例えば150〜1500ｍ／
minのように最低値と最高値とが10倍程度異なる
広範囲なワイヤ移送速度の変化には追従すること
ができない欠点を有するものであつた。

又上記欠点を解消する目的で搬送用空気量及び
追込電極の印加電圧を共に溶接ワイヤの移送速度
に正比例させて塗油量を制御することも考えられ
るが、塗油対象物が比較的細い線材であるので、
塗着量を増すため追込電極の印加電圧を高くする
と線材からコロナ放電を生じて油剤の付着が困難
となり、塗油量の制御が困難となる欠点を有して
いた。

叙上に鑑み、本発明者等は種々の実験の結果、
霧化油剤を荷電電極及びこの荷電電極を囲む霧化
油剤案内壁を有するイオナイザ中で荷電して線材
に噴射する場合イオナイザ中の荷電電極への印加
電圧を変化させたとき線材への油付着量が印加電
圧に反比例することを見い出し、イオナイザ電極
の印加電圧と搬送用空気量との双方を制御するこ
とによつて、線材の移送速度が広範囲に変化して
もその変化に拘らず、常に塗油量を許容範囲内に
納めることができることを知見し本発明を提案す
るに到つたものである。

本発明は、所要速度で移送される線材に所望量
の荷電油剤粒子を塗着させる静電塗油方法におい
て、霧化油剤を送風機からの搬送用空気によつて
高電圧が印加された荷電電極及び該荷電電極を囲
む霧化油剤案内壁を有するイオナイザ中を通じて
上記線材に噴射させ、上記線材の移送速度に対し
て、上記送風機からの搬送空気量を正比例に、上
記荷電電極への印加電圧を反比例に夫々制御する
ようにしたことを特徴とする。

以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。

第２図及び第３図は本発明方法の実施に好適な
静電塗油装置の一例を示す縦断面図及びそのＡ―
Ａ線上の断面図である。

図中、１は溶接用ワイヤ２が水平方向に搬入ガ
イド３及び搬出ガイド４を通じて走行搬入出され
る接地されたケース体であつて、下部に貯油槽５
が配設されている。搬入ガイド３及び搬出ガイド
４には夫々溶接用ワイヤ２の挿通を容易にする摺
り割６が形成されている。

７は貯油槽５内の油剤を吸引して霧化する霧化
ノズルであつて、ケース体１の長手方向に沿つて
多数配設され、圧縮空気供給管８からの圧縮空気
によつて貯油槽５内の油剤をサクシヨンストレー
ナ９を介して吸引し油剤を微粒化して噴霧する。
なお、Ｈは貯油槽５内に配設されたヒータであつ
て、貯油槽５内温度が所要値となるように温度制
御回路TCによつて制御され、外気温の変動や、
粘度の高い油剤による霧化ノズル７からの噴霧粒
子径変化の影響を防止するようにしている。

１０は搬送用空気導入管であつて、第５図に示
すように風量調整用ダンパ１１を介して送風機１
２に接続され、この導入管１０を通じて搬送用空
気がケース体１内に導入される。１３は導入管１
０の上部に配設されたバツフル板であつて、ケー
ス体１の後面板１４から前下りに傾斜延長されて
おり、霧化ノズル７から霧化された油剤粒子のう
ち比較的粗い粒子が後述するイオナイザ中に直接
搬送されない様に規制している。このバツフア板
１３は通常は平板で構成されているが、パンチン
グメタル等の通気性板を適用しても良い。

１５はバツフル板１３の上部に所要間隔を保つ
て配設されたイオナイザであつて、ケース体１の
前面板１６に固設された溶接用ワイヤ２と平行な
長孔１７を穿設した水平板１８とその後端部から
下方に傾斜延長され後面板１４に固着された傾斜
板１９とからなる台板２０上に取付けられてい
る。イオナイザ１５は、第４図を参照して明らか
ら如く、長孔１７を通じて供給される霧化油剤粒
子を案内する一対の霧化油剤案内壁２１と、この
案内壁２１内に上下２段に張設されたイオナイザ
電極２２とから構成され、イオナイザ電極２２に
供給される高電圧によつて霧化油剤粒子を荷電す
る。この場合霧化油剤案内壁２１は金属板等の導
電板又は塩化ビニール樹脂板等の絶縁板で製作さ
れ、その溶接用ワイヤ２と近接対向する上端部に
形成された油剤粒子噴出口２３が上部に行くに従
い徐々に幅狭とされて先細形状に選定され、かつ
両側部が密閉されており、噴出される荷電油剤粒
子が側方に漏れることなく溶接用ワイヤ２に集中
的に噴射されるように構成されている。

２４はイオナイザ１５と溶接用ワイヤ２を挾ん
で対向配設された対流用フードであつて、断面逆
Ｕ字状に形成され、その中央底部がケース体１の
上面板２５に配設されたデミスター２６を収納す
る取付板２７の下面に取付けられていると共に下
端側縁が霧化油剤案内壁２１の傾斜板との間に油
剤粒子通路２８を形成するように末広りに傾斜さ
れている。従つてイオナイザ１５から噴出される
荷電油剤粒子がフード２４内で対流され再度溶接
用ワイヤ２側に向い油剤粒子通路２８を通つて排
出されるので、溶接用ワイヤ２の近傍の油剤粒子
密度が安定すると共にワイヤ２の全周面への油剤
粒子の塗着が可能となる。

２９は対流用フード２４内に溶接用ワイヤ２と
平行して張設された追込電極であつて、高電圧が
印加され対流している油剤粒子を溶接用ワイヤ２
上に沈着させる。

次に以上の静電塗油装置の動作を第５図を参照
して説明する。

先ず、ケース体１内に溶接用ワイヤ２を搬入ガ
イド３及び搬出ガイド４を通じて挿通する。次い
で圧縮空気供給管８に介装された電磁弁３８を開
くことによつて各霧化ノズル７に圧縮空気を供給
して油剤を微粒子に霧化させる。これと同時に送
風機１２を駆動して所要風量の搬送用空気をケー
ス体１内に供給すると共にイオナイザ電極２２及
び追込電極２９に高電圧を印加する。

次いで溶接用ワイヤ２を移送開始させると、霧
化ノズル７によつて霧化された油剤粒子のうち比
較的微細な粒子が搬送用空気導入管１０から導入
される搬送用空気及び霧化ノズル７を通じて導入
される圧縮空気によつてバツフル板１３及びケー
ス体の前面板１６間の通路を通り長孔１７を通じ
てイオナイザ１５内に導入される。

イオナイザ１５内に導入された比較的微細な油
剤粒子は、イオナイザ電極２２によつて一様に荷
電されると共に一部は霧化油剤案内壁２１に捕集
される。そして捕集されずに残つた超微細油剤粒
子が霧化油剤案内壁２１の先細に形成された噴出
口２３から溶接用ワイヤ２に集中的に噴射され、
追込電極２９の作用と相まつて溶接用ワイヤ２に
効率良く均一に沈着し、溶接用ワイヤ２に極めて
薄い油膜が形成される。

イオナイザ１５から噴射された荷電油剤粒子中
溶接用ワイヤ２に沈着されずに残つた荷電油剤粒
子は、対流フード２４内に導入され搬送気流によ
つて一旦対流フード２４内を上昇してから再びフ
ード２４内壁に沿つて下降して溶接用ワイヤ２側
に向う。この際に追込電極２９によつて再荷電さ
れる。この下降した荷電粒子によつて溶接用ワイ
ヤ２の近傍の荷電油剤粒子密度を向上させて所要
値に維持し、溶接用ワイヤ２の上面側への荷電油
剤粒子の沈着を補助し、その後沈着しなかつた油
剤粒子は通路２８を通りデミスター２６を通じて
外部の捕集装置３９において捕集される。

次に以上の静電塗油装置に適用し得る本発明に
よる静電塗油制御方法を第５図の模式的系統図を
伴つて説明する。なお、第５図においては説明の
便宜上溶接用ワイヤ２の移送方向がイオナイザ１
５と直交する方向に変更されている。

３０は溶接用ワイヤ２の移送速度を検出するタ
コジエネレータであつて、溶接用ワイヤ２の移送
速度に応じた直流検出電圧が発生される。

３１はタコジエネレータ３０の検出電圧がレシ
オ・バイアス設定器付インバータ３２を介して供
給された送風機１２の駆動用交流モータであつ
て、溶接用ワイヤ２の移送速度に正比例して回転
数が制御される。この場合駆動モータ３１の回転
数制御に応じた送風機１２からの搬送空気量
（％）と溶接用ワイヤ２への単位時間当りの油付
着量との関係を、イオナイザ電極２２への印加電
圧をパラメータとして表わせば、第６図に示すよ
うな搬送空気量の増加に応じて油付着量が増加す
る塗油特性曲線が得られる。

３３はタコジエネレータ３０の検出電圧が反転
増幅器３４、電圧調整器３５及びレシオ・バイア
ス設定器３６を介して供給されたイオナイザ電極
用高電圧発生器であつて、溶接用ワイヤ２の移送
速度に反比例して出力電圧が制御される。この場
合イオナイザ電極２２への印加電圧（KV）と溶
接用ワイヤ２への単位時間当りの油付着量との関
係を、搬送用空気量をパラメータとして表わせば
第７図に示すような略イオナイザ電圧の増加に応
じて油付着量が減少する塗油特性曲線が得られ
る。

このようにイオナイザ電圧の増加に反比例して
油付着量が減少する理由は、イオナイザ電極２２
を囲うように霧化油剤案内壁２１が配設されてい
るので、イオナイザ電極への印加電圧が高くなる
に従つて集塵効果により案内壁２１に吸着捕捉さ
れる粒子量が多くなるからである。

従つて、タコジエネレータ３０の検出電圧に基
づいて送風機１２の駆動モータ３１の回転数即ち
搬送用空気量を正比例制御し、イオナイザ電極２
２への印加電圧を反比例制御することによつて、
第８図に示す如く、溶接用ワイヤ２の移送速度が
150〜1500ｍ／minの範囲内で変化したとき、溶
接用ワイヤ２への単位面積当りの塗油量を所定の
値の許容範囲±20％以内に納めることができた。
この場合塗油量の設定は、インバータ３２のレシ
オ・バイアス設定器及び／又は電圧調整器３５及
びレシオ・バイアス設定器３６の設定値を変更す
ることによつて容易に変更することができる。

尚、上例においては搬送用空気量を送風機の駆
動モータを制御することによつて制御する場合に
ついて説明したが、タコジエネレータ３０の検出
電圧に基づき風量調整用ダンパ１１の開度を制御
するようにしても良い。

又溶接用ワイヤ２の移送速度の検出はタコジエ
ネレータ３０に限らず他の任意の回転検出手段を
適用したり又はラインの移送速度設定信号を利用
することもできる。

更にタコジエネレータ３０の出力に基づきイオ
ナイザ電極用高電圧発生器３３を反比例制御する
ための反転増幅器３４は、電圧調整器３５及びレ
シオ・バイアス調整器３６間、レシオ・バイアス
調整器３６及び高電圧発生器３３間に介挿するよ
うにしても良く、又反転回路を高電圧発生器３３
に内装させても良く、更にレシオ・バイアス調整
器３６に内装させても良い。

尚更にイオナイザ１５の霧化油剤案内壁２１は
イオナイザ電極２２を挾んで対向する一対の壁で
あつても案内壁２１自体が筒体であつても良い。

又本発明方法は溶接用ワイヤに限らず、他の線
材にも適用し得ること勿論である。

以上のように本発明によれば、線材の移送速度
に応じて搬送用空気量を正比例制御し、イオナイ
ザ電極への印加電圧を反比例制御するようにした
ので、線材の移送速度の変化に拘わらず自動的に
線材への塗油量を正確に許容範囲内に納めること
ができ、しかも線材の移送速度が広範囲に変化し
ても確実に追従することができる優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の静電塗油制御方法におけるライ
ン速度と単位面積当りの塗油量との関係を示す特
性曲線図、第２図及び第３図は夫々本発明方法を
適用し得る静電塗油装置の一例を示す縦断面図及
びそのＡ―Ａ線上の断面図、第４図はイオナイザ
の一例を示す斜視図、第５図は本発明方法の説明
に供する模式的系統図、第６図及び第７図は搬送
用空気量及びイオナイザ電圧と単位時間当りの油
付着量との関係を示す特性曲線図、第８図は本発
明方法によるライン速度と単位面積当りの塗油量
との関係を示す特性曲線図である。 １…ケース体、２…溶接用ワイヤ、７…霧化ノ
ズル、１２…送風機、１５…イオナイザ、２１…
霧化油剤案内壁、２２…イオナイザ電極、２９…
追込電極、３０…タコジエネレータ、３１…駆動
モータ、３３…イオナイザ用高電圧発生器、３４
…反転増幅器、３７…追込電極用高電圧発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所要速度で移送される線材に所望量の荷電油
   剤粒子を塗着させる静電塗油方法において、霧化
   油材を送風機からの搬送用空気によつて高電圧が
   印加された荷電電極及び該荷電電極を囲む霧化油
   剤案内壁を有するイオナイザ中を通じて上記線材
   に噴射させ、上記線材の移送速度に対して、上記
   送風機からの搬送用空気量を正比例に、上記荷電
   電極への印加電圧を反比例に夫々制御するように
   したことを特徴とする線材への静電塗油方法。