(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドガス供給源から不活性ガスアーク溶接機に供給されるシールドガスの流量を調節するシールドガス流量調節装置であって、それぞれ異なる流量が流れる複数の切換用流路と、該複数の切換用流路を切り換える流路切換器と、該流路切換器を制御する制御部と、前記不活性ガスアーク溶接機におけるアークの点弧、消弧の状態を検出してその情報を前記制御部に送る検出器とを備え、前記制御部が、前記検出器からの情報により前記不活性ガスアーク溶接機のアークが点弧状態か消弧状態であるかを自動判定するものにおいて、前記シールドガス流量調節装置は、シールドガスの供給経路において、前記不活性ガスアーク溶接機よりも上流側の前記シールドガス供給源と前記不活性ガスアーク溶接機との間に１つの独立した別体として配置され、前記検出器は、前記不活性ガスアーク溶接機よりも上流側にあって不活性ガスアーク溶接機に電力を供給する入力電源ラインに設けてあると共に、該入力電源ラインの電流値を測定して、その測定値を前記制御部に送るように構成してあり、且つ前記制御部は、前記検出器が測定した入力電源ラインの電流値により前記不活性ガスアーク溶接機のアークが点弧状態から消弧状態になったことを判定すると、前記流路切換器を介して前記切換用流路を切り換え、点弧状態での流量よりも少ない一定流量のシールドガスをアフターフローとして流すように構成してあることを特徴とするシールドガス流量調節装置。
【請求項２】
制御部は、検出器からの情報により不活性ガスアーク溶接機のアークが点弧状態か消弧状態であるかを自動判定すると共に、アフターフロー中にアークが消弧状態から点弧状態になったことを判定すると、流路切換器を介して切換用流路を切り換え、再び点弧状態での流量を流すように構成したことを特徴とする請求項１に記載のシールドガス流量調節装置。
【請求項３】
対象となる不活性ガスアーク溶接機について、点弧状態での電流値と消弧状態での電流値とから予め閾電流値を定めておき、該予め定めた閾電流値と実際の運転中に検出された電流値とを比較することにより、アークが点弧状態にあるか消弧状態にあるかを自動判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドガス流量調節装置。
【請求項４】
不活性ガスアーク溶接機に代えて、不活性ガスアーク溶断機で使用するシールドガスの流量を調節することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のシールドガス流量調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＴＩＧ溶接等の不活性ガスアーク溶接機若しくは不活性ガスアーク溶断機で使用するシールドガスの流量を調節するシールドガス流量調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＩＧ溶接機やＴＩＧ溶断機等においては、アークやトーチ電極等を外部空気から遮断するためにシールドガスを用いるが、このシールドガスはアークの消弧後もトーチ電極の劣化等を防止するために、アフターフローとして一定時間流すようにしている。
ところが、現在市販されているＴＩＧ溶接機やＴＩＧ溶断機等においては、アーク点弧中に流すシールドガス流量を、そのままアーク消弧後のアフターフローにおいても流す機構になっている。
しかしながら、アフターフローにおいて必要なシールドガスの流量は、アーク点弧中に必要なシールドガス流量に比べてその流量を減じても、溶接部の悪化やトーチ電極等の劣化を招くことを無くすることができることが、本発明者において確認されている。
そしてアフターフローにおいて、シールドガス流量を低減することによるシールドガスの節約量は１日、１ヶ月、１年という期間において無視できない量となり、大きなコスト低減につながることを本発明者は確認している。
ところで、不活性ガスアーク溶接機におけるシールドガスの調節に関して、例えば特公昭３９−１４３７４号公報（特許文献１）には、アークの消弧後にシールドガスの流量を段階的に或いは徐々に減じるようにした不活性ガスアーク溶接用ガス制御方法が開示されている。
また特開平２−９２４６８号公報（特許文献２）には、プラズマ発生用のガス流量を調節することができるガス流量制御装置をトーチに一体に取り付けたプラズマガス溶接装置、および、溶接用トーチが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭３９−１４３７４号公報
【特許文献２】特開平２−９２４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の不活性ガスアーク溶接用ガス制御方法においては、溶接終了の際に、ガス開閉スイッチ（２０）をスイッチオフする動作に連動して電磁弁（１２）、（１７）、（２１）を動作させる仕組みとしている。即ち、溶接機の溶接開始を行うガス開閉スイッチ（２０）に連携した回路を組む必要がある。従って、この特許文献１の不活性ガスアーク溶接用ガス制御方法の場合には、新たに溶接機を製造する際にその溶接機の一部としてガス流量の制御構成を一緒に構成する場合は問題がないが、既存する溶接機に現場等で後から追加して付加することは、溶接機の改変を伴うことから、面倒な作業手間と作業時間が必要になるという致命的な欠点がある。
また上記特許文献２のプラズマガス溶接装置、および、溶接用トーチにおいては、溶接中にプラズマ発生用ガスの流量制御を行うことが記載されているものの、シールドガスのアフターフローに関する流量制御については、何ら開示がなされていない。そして前記プラズマ発生用ガスの流量制御については、その制御機構を何れも溶接機のトーチそのものの機構の一部として構成していることから、やはり既存の溶接機に対して現場等での後付けができないという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は上記従来技術の問題を解消し、不活性ガスアーク溶接・溶断機においてアフターフローで流すシールドガスの無駄を、トーチ電極や溶接部の劣化を招くことなく、確実に減じることができ、しかも溶接機そのものを何ら改造することなく、溶接機とは別体の付属品として、現場において簡単に設置することができるシールドガス流量調節装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため本発明のシールドガス流量調節装置は、シールドガス供給源から不活性ガスアーク溶接機に供給されるシールドガスの流量を調節するシールドガス流量調節装置であって、それぞれ異なる流量が流れる複数の切換用流路と、該複数の切換用流路を切り換える流路切換器と、該流路切換器を制御する制御部と、前記不活性ガスアーク溶接機におけるアークの点弧、消弧の状態を検出してその情報を前記制御部に送る検出器とを備え、前記制御部が、前記検出器からの情報により前記不活性ガスアーク溶接機のアークが点弧状態か消弧状態であるかを自動判定するものにおいて、前記シールドガス流量調節装置は、シールドガスの供給経路において、前記不活性ガスアーク溶接機よりも上流側の前記シールドガス供給源と前記不活性ガスアーク溶接機との間に１つの独立した別体として配置され、前記検出器は、前記不活性ガスアーク溶接機よりも上流側にあって不活性ガスアーク溶接機に電力を供給する入力電源ラインに設けてあると共に、該入力電源ラインの電流値を測定して、その測定値を前記制御部に送るように構成してあり、且つ前記制御部は、前記検出器が測定した入力電源ラインの電流値により前記不活性ガスアーク溶接機のアークが点弧状態から消弧状態になったことを判定すると、前記流路切換器を介して前記切換用流路を切り換え、点弧状態での流量よりも少ない一定流量のシールドガスをアフターフローとして流すように構成してあることを第１の特徴としている。
また本発明のシールドガス流量調節装置は、上記第１の特徴に加えて、制御部は、検出器からの情報により不活性ガスアーク溶接機のアークが点弧状態か消弧状態であるかを自動判定すると共に、アフターフロー中にアークが消弧状態から点弧状態になったことを判定すると、流路切換器を介して切換用流路を切り換え、再び点弧状態での流量を流すように構成したことを第２の特徴としている。
また本発明のシールドガス流量調節装置は、上記第１又は第２の特徴に加えて、対象となる不活性ガスアーク溶接機について、点弧状態での電流値と消弧状態での電流値とから予め閾電流値を定めておき、該予め定めた閾電流値と実際の運転中に検出された電流値とを比較することにより、アークが点弧状態にあるか消弧状態にあるかを自動判定することを第３の特徴としている。
また本発明のシールドガス流量調節装置は、上記第１〜第３の何れかに記載の特徴に加えて、不活性ガスアーク溶接機に代えて、不活性ガスアーク溶断機で使用するシールドガスの流量を調節することを第４の特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載のシールドガス流量調節装置によれば、該装置が１つの独立した別体として、溶接機とシールドガス供給源との間に配置され、検出器で不活性ガスアーク溶接機におけるアークの点弧、消弧の状態を検出し、その検出情報により制御部でアークが点弧状態にあるか消弧状態かを自動判定し、アークが点弧状態から消弧状態になったことを判定すると、流路切換器を介して点弧状態のときよりも少ない流量をアフターフローとして流すようになされる。
従って請求項１に記載のシールドガス流量調節装置によれば、アフターフローに使用されるシールドガス量を十分に減じることができ、大きなコスト削減につながる。勿論、消弧後も必要な一定流量のシールドガスは流されるので、該一定流量をトーチ電極や溶接部が劣化しない流量に予め定めておくことで、それらトーチ電極や溶接部の劣化を招くことも確実に回避することができる。
また請求項１に記載のシールドガス流量調節装置によれば、該装置が溶接機とは別体として構成され、しかも溶接機自体のスイッチ等の設備には従属することなく、独自的にアークの点弧状態と消弧状態とを自動判定するようにしているので、該装置を溶接機の回路の一部や機構の一部に組み込む必要がなく、既存の溶接機が設置された現場においても簡単、容易に付加して取り付け配置することができる。
また請求項１に記載のシールドガス流量調節装置によれば、溶接機のアークの点弧、消弧の状態を、溶接機のスイッチ類等の機構に連動するのではなく、より直接的に検出するようにしているので、スイッチ類の機構の故障によらず、アークの点弧、消弧の状態をより確実に判定することができる。具体的には、不活性ガスアーク溶接機に電力を供給する入力電源ラインに流れる電流値を検出器で検出し、この検出電流値から、溶接機が点弧状態にあるか消弧状態にあるかを自動判定するようにしている。即ち本構成によれば、溶接機に流れる電流がアーク点弧状態と消弧状態とでは大きく異なることに着目して、その電流値を捉えて判定するようにしたことで、溶接機のアーク点弧状態と消弧状態との違いを確実、容易に検出することができ、確実、容易に自動判定することが可能となる。
また検出器は、不活性ガスアーク溶接機よりも上流側にあって不活性ガスアーク溶接機に電力を供給する入力電源ラインに設けて、その電流値を検出するようにしてある。即ち、本発明のシールドガス流量調節装置においては、検出器は溶接機の本体ケース等の外にある入力電源ラインに取り付けるだけでよく、溶接機の内部を開けたり、溶接機の電気的、機械的機構に変更を加えたりする必要なく設置が行える。
【０００８】
請求項２に記載のシールドガス流量調節装置によれば、上記請求項１に記載の構成による作用効果に加えて、アフターフロー中にアークが消弧状態から点弧状態になったことを自動判定した場合には、流路切換器を介して再び点弧状態での流量を流すようにしたので、点弧、消弧が繰り返される溶接作業に即した適切なシールドガス供給を行うことができる。
【０００９】
請求項３に記載のシールドガス流量調節装置によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による作用効果に加えて、対象となる不活性ガスアーク溶接機について、点弧状態での電流値と消弧状態での電流値とから予め閾電流値を定めておき、該予め定めた閾電流値と実際の運転中に検出された電流値とを比較することにより、アークが点弧状態にあるか消弧状態にあるかを自動判定するようにしたので、既存の溶接機の現場での状況に即して、１台毎に確実にその点弧状態と消弧状態とを判定することができる。即ち溶接機においては、点弧状態はもとより消弧状態である待機状態においても僅かに電流が流れている。この待機状態での電流値と点弧状態での電流値は、各現場に配置された溶接機において、必ずしも同じ値ではない。よって予め各現場にある溶接機において、それらの点弧状態にあるときの電流値と消弧状態（待機状態）にあるときの電流値を検出しておき、その両検出電流値から、それらの両電流値の間に確実にあると言える電流値を予め閾電流値として定める。このようにして閾電流値を定めることで、現場にある溶接機の個々についても、その点弧状態と消弧状態とを間違いなく確実に自動判定することができるのである。
【００１０】
請求項４に記載のシールドガス流量調節装置によれば、上記請求項１〜３の何れかに記載の構成による作用効果に加えて、不活性ガスアーク溶接機に代えて、不活性ガスアーク溶断機で使用するシールドガスの流量を調節することにより、不活性ガスアーク溶断機に対しても、上記請求項１〜３の何れかに記載の構成による作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るシールドガス流量調節装置と溶接機及びシールドガス供給源の配置を示す全体図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシールドガス流量調節装置を溶接機に対して接続した状態を示す図である。
【図３】本発明に係るシールドガス流量調節装置の制御部の構成を説明する図である。
【図４】本発明に係るシールドガス流量調節装置によるシールドガス流量の流量調節の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
先ず図１を参照して、本発明のシールドガス流量調節装置１は、不活性ガスアーク溶接機２とシールドガス供給源３との間に配置されて使用される。
シールドガス流量調節器１とシールドガス供給源３及び不活性ガスアーク溶接機２とはシールドガス流路４で接続され、シールドガスがシールドガス供給源からシールドガス流量調節器１を経て不活性ガスアーク溶接機２に至るように構成される。
シールドガス流量調節装置１は、不活性ガスアーク溶接機２の一部として構成されるのではなく、別体の付属品として構成され、独立した状態で配置される。
前記不活性ガスアーク溶接機２は、本実施形態ではタングステンを非消耗電極として用いてＴＩＧ溶接機としている。
前記シールドガス供給源３は、例えばアルゴンガスボンベとすることができる。
なお前記不活性ガスアーク溶接機２は、以下の説明において単に溶接機２と略す。
【００１３】
前記溶接機２は、現在公知のものを用いることができるが、溶接機本体２１とトーチ２２とを少なくとも有している。
溶接機本体２１には、シールドガスの供給とその停止を行うための弁機構２１ａを有する。この弁機構２１ａは電磁弁による流路開閉機構とすることができる。
前記溶接機本体２１には、図示しないが、ＴＩＧ溶接を現に行うために必要な設備が搭載されているのは言うまでもない。
前記トーチ２２は、そのトーチ電極からアークが発生して、非溶接物の溶接対象部を溶接するものである。該トーチ２２には図示しないスイッチが設けられ、このスイッチをオンすることで、前記弁機構２１ａを介してシールドガスが先ずトーチ２２に流れ、これに遅延してアークが点弧される仕組みとされている。これによってトーチ電極及び溶接対象部が不活性ガスでシールドされながらアーク溶接が行われる。
前記トーチ２２のスイッチをオフすることで、トーチへの電力供給が停止される。これによりアークが消弧され、溶接は終了する。ただし、シールドガスの供給はトーチのスイッチがオフされてもすぐには停止されない。スイッチオフ後、一定のアフターフロー時間、例えば１０秒間の遅延時間をもって、前記弁機構２１ａがシールドガス流路を閉止する機構とされている。
以上において説明した溶接機２の動作機構は、現時点で公知のＴＩＧ溶接機において一般的な動作機構と言える。
なお、溶接機２の手前のシールドガス流路４にメインフロー調節器５を設けている。が、このメインフロー調節器５は溶接機２内に設けることができる。メインフロー調節器５は、アフターフローを除いた通常時、即ち点弧中のフロー及び点弧前のプレフローにおいて、溶接機２に流すシールドガス流量を予め所定流量に設定調節するためのもので、例えば絞り弁で構成することができる。勿論、メインフロー調節器５はシールドガス供給源３のすぐ後に設けることもできる。またメインフロー調節器５は、必ずしも設ける必要はない。
【００１４】
前記シールドガス流量調節装置１は、１つの独立した付属品として構成され、ケース１１内に、それぞれ異なる流量が流れる複数の切換用流路１２と、該複数の切換用流路１２を切り換える流路切換器１３と、該流路切換器１３を制御する制御部１４とを少なくとも備えている。またケース１１外に溶接機２におけるアークの点弧、消弧の状態を検出してその情報を前記制御部１４に送る検出器１５を備えている。
【００１５】
前記複数の切換用流路１２は、本実施形態では２流路からなり、その片方をメインフロー用支路１２ａとし、他方をアフターフロー用支路１２ｂとしている。
前記アフターフロー用支路１２ｂは、溶接が終了した後、即ちアークが点弧状態から消弧状態になったときに、アフターフローとして一定時間シールドガスを流す際に使用する流路である。
アフターフロー用支路１２ｂには、アフターフロー調節器１２ｃが設けられている。このアフターフロー調節器１２ｃは、アフターフロー時、即ちアークが点弧状態から消弧状態になったときの一定時間に、溶接機２に流すシールドガス流量を予め所定流量に設定調節するためのもので、例えば絞り弁で構成することができる。
前記メインフロー用支路１２ａは、アフターフロー以外の通常時に使用する流路である。アフターフロー用支路１２ｂに流れるシールドガスの流量は、メインフロー用支路１２ａに流れるシールドガスの流量に比べて少なくなるように設定される。
【００１６】
前記流路切換器１３は、制御部１４からの指令により前記メインフロー用支路１２ａとアフターフロー用支路１２ｂとからなる切換用流路１２を切り換える役割をなすもので、本実施例では後述する復帰バネ付きの電磁切換弁１３ａを備えている。即ち、常時においては、復帰バネにより、メインフロー用支路１２がシールドガス流路４に接続された状態とされる。そして電磁切換弁１３ａを備えた流路切換器１３が制御部１４の指令によって作動している間（タイマー時間）だけ、アフターフロー用支路１２ｂがシールドガス流路４と接続される。
【００１７】
前記検出器１５は、溶接機２におけるアークの点弧、消弧の状態を検出するためのものであるが、本実施形態では、溶接機２に流れる電流値を検出する電流検出器として、検出した電流値からアークの点弧状態と消弧状態とを自動判定できるようにしている。
この検出器１５の取り付けに関しては、溶接機２の内部を開けてその機構の一部に変更を加えたりする必要がないようにしている。即ち、検出器１５は溶接機２への外部からの入力電源ライン２３に取り付けている。
検出器１５からの検出情報はセンサーケーブル１５ａを介して、シールドガス流量調節装置１のケース１１のセンサーイン端子１１ａに接続され、制御部１４に送られる。
【００１８】
図２も参照して、前記溶接機２は、より詳しくは、溶接機２の１次側の入力電源ライン２３の三相交流ライン２３ａ、２３ｂ、２３ｃのうちの１つのライン２３ａに対して取り付けるようにしている。
前記入力電源ライン２３のそれぞれのライン２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、溶接機２の溶接機本体２１背面の電源接続端子台２１ｂに設けられた３つの入力端子２１ｃに対してそれぞれ接続されることで、溶接機２に電力供給を行っている。
また本実施形態では、シールドガス流量調節装置１は、その電源を、溶接機２の前記入力端子２１ｃから操作用電源ケーブル１６を介して、シールドガス流量調節装置１のケース１１の電源端子１１ｂに接続することで、確保している。勿論、シールドガス流量調節装置１の電源は溶接機２以外から確保してもよい。
前記シールドガス供給源３からのシールドガス流路４は、先ずシールドガス流量調節装置１のケース１１のガスイン端子１１ｃに接続され、シールドガス流量調節装置１内に入り、切換用流路１２や流路切換器１３を通って、ガスアウト端子１１ｄから装置外に出て、更に溶接機２の溶接機本体２１のガスイン端子２１ｄに接続されて、溶接機２内に入る。なお、図１に示すメインフロー調節器５は、図２の場合は溶接機２内に配置しているものとする。
【００１９】
前記シールドガス流量調節装置１の制御部１４は、検出器１５からの情報により溶接機２のアークが点弧状態にあるか消弧状態にあるかを自動判定し、アークが点弧状態から消弧状態になったことを判定すると、前記流路切換器１３を介して前記切換用流路１２をメインフロー用支路１２ａからアフターフロー用支路１２ｂに一定の保持時間だけ切り換え、該アフターフロー用支路１２ｂがシールドガス流路４に接続されるように構成されている。またアークが消弧状態から点弧状態になったことを判定すると、前記一定の保持時間中であっても、前記流路切換器１３を介して前記切換用流路１２をアフターフロー用支路１２ｂからメインフロー用支路１２ａに切り換え、該メインフロー用支路１２ａがシールドガス流路４に接続されるように構成されている。
【００２０】
図３も参照して、制御部１４には操作用電源ケーブル１６から電源が供給されるようになされている。電源はＡＣアダプター１６ａによって、直流に変換されて制御部１４に供給される。
制御部１４に供給された直流電源は電源フィルター１０１を経てＤＣ安定化電源１０２とされて、マイクロコンピュータ１００に供給される。１０３は電源が入っていることを示す電源表示ランプである。
また前記検出器１５で検出された電流は、制御部１４において、信号フィルター１０４で高調波ノイズ等のノイズが除去され、ＡＣアンプ１０５で増幅され、ＤＣ変換器１０６で直流値に変換されて、マイクロコンピュータ１００に入力される。
【００２１】
また制御部１４には、閾電流値設定器１０７を設けることができる。閾電流値は、前記検出器１５で検出された電流値と比較するための基準値となるものである。検出電流値Ｄが閾電流値Ｄｓよりも大（Ｄ≧Ｄｓ）である場合には、アークが点弧状態にあると判定し、検出電流値Ｄが閾電流値Ｄｓ未満（Ｄ＜Ｄｓ）の場合には、アークが消弧状態にあると判定する。
前記アークが点弧状態にあるときには、溶接機２にはかなりの電流が流れる。一方、前記アークが消弧状態にあるときにおいても、溶接機２に流れる電流はゼロではなく、僅かな電流が、いわゆる待機電流として流れる。
従って前記閾電流値Ｄｓの設定は、予めその現場にある溶接機２において、アークが点弧状態にあるときの電流値Ａとアークが消弧状態にあるときの電流値Ｂとを検出しておき、この電流値Ａと電流値Ｂとから、その中間の、ある電流値を予め閾電流値Ｄｓとして決定し、その値Ｄｓを閾電流値設定器１０７で設定する。
前記閾電流値Ｄｓは、具体的には、前記消弧状態での電流値Ｂよりも少し高い値を閾電流値として定めることができる。勿論、電流値ＡとＢの丁度中間の値とすることも可能である。
また本実施形態では、閾電流値Ｄｓを閾電流値設定器１０７により手動設定する構成としているが、勿論、閾電流値Ｄｓを自動的に演算して決定して、これをマイクロコンピュータ１００内に記憶させるようにしてもよい。例えばＤｓ＝１／２（Ａ＋Ｂ）＞Ｂ、Ｄｓ＝１／３（Ａ＋Ｂ）＞Ｂ、等の演算式を用いて自動演算することができる。
以上により設定した閾電流値Ｄｓは、マイクロコンピュータ１００の図示しない記憶部に記憶される。
【００２２】
そして前記閾電流値Ｄｓを用いたアークの状態の判定は、閾電流値Ｄｓと検出電流値Ｄとをマイクロコンピュータ１００内の図示しない比較部において比較させ、その大小を自動判定することにより行う。そして検出電流値Ｄが閾電流値Ｄｓよりも大であればアークが点弧状態にあり、検出電流値Ｄが閾電流値Ｄｓ未満であればアークが消弧状態にあると自動判定させる。
勿論、マイクロコンピュータ１００の比較部において検出電流値Ｄと閾電流値Ｄｓとを引き算し、その差がプラスからマイナスになったときにアークが点弧状態から消弧状態になったと自動判定し、差がマイナスからプラスになったときにアークが消弧状態から点弧状態になったと自動判定するようにしてもよい。
【００２３】
制御部１４には流量切換器１３の弁作動時間を設定するタイマー設定器１０８を設ける。
このタイマー設定器１０８により弁作動時間が設定されると、その弁作動時間はタイマー設定時間として、マイクロコンピュータ１００内の図示しないタイマー部に記憶される。
マイクロコンピュータ１００内でタイマーがスタートすると、その弁作動時間（タイマー設定時間）が経過するまでの間、流量切換器１３の電磁弁１３ａが作動状態となって、切換用流路１２のアフターフロー用支路１２ｂをシールドガス流路４に接続する。
なお電磁弁１３ａは、必ずしも電磁的に作動する弁に限定されるものではなく、要するに流量切換器１３を切換動作させることができる弁であればよい。
作動時間（タイマー設定時間）が経過すると、電磁弁１３ａの作動が停止される。すると流量切換器１３に設けられた図示しない復帰バネによって、切換用流路１２のメインフロー用支路１３ａがシールドガス流路４に接続する状態へと復帰する。即ち、切換用流路１２は、通常時はメインフロー用支路１２ａがシールドガス流路４に接続され、電磁弁１３ａが作動している間のみアフターフロー用支路１２ｂがシールドガス流路４に接続する構成とされている。
タイマー設定器１０８による作動時間（タイマー時間）は、前記溶接機２の弁機構２１ａがトーチ２２のスイッチオフ後シールドガス流路４を閉止するまでの一定のアフターフロー時間（例えば１０秒の遅延時間）に対応して、前記アフターフロー時間と同じ時間になるように設定することができる。また少し余裕を持たせて、アフターフロー時間より多少長く設定してもよい。この場合は、前記弁機構２１ａのシールドガス流路４が閉止された少し後に、シールドガス流路４との接続がアフターフロー用支路１２ｂからメインフロー用支路１２ａに復帰することになる。
なお勿論であるが、タイマー設定器１０８によって設定された作動時間（タイマー時間）は、前記溶接機２のアークの状態が点弧状態から消弧状態になったことが判定されることで、前記電磁弁１３ａが作動を開始した時点から開始される。
【００２４】
その他、追加拡張スイッチ１７とフォトカプラ１０９からなる予備の入力手段が設けられている。
【００２５】
一方、前記マイクロコンピュータ１００からの出力として、電流検出表示ＬＥＤ１１０、弁作動中表示ＬＥＤ１１１が設けられている。電流検出表示ＬＥＤ１１０は、検出器１５による溶接機２電流の検出中に点灯する。また前記弁作動中表示ＬＥＤ１１１は、前記流量切換器１３の電磁弁１３ａが作動中に点灯する。
【００２６】
前記マイクロコンピュータ１００の重要な役割は、前記流路切換器１３を制御する制御信号を形成して出力することである。即ち、流路切換器１３を制御する制御信号は電磁弁出力ドライバー１１２に出力され、該電磁弁出力ドライバー１１２によって流路切換器１３の電磁弁１３ａの作動及びその停止が行われる構成になされている。
【００２７】
図４も参照して、シールドガス流量調節装置１によるシールドガス流量調節の制御動作を説明する。
今、溶接機２がメインスイッチはオンしているが、トーチ２２のスイッチはオフの状態にある場合、即ち溶接機２が溶接待機状態にある場合、溶接機２には入力電源ライン２３から電源が供給された状態になっているが、未だアークが点弧されていないので、流れる電流はごく僅かな基底状態にある。一方、シールドガス流路４は溶接機２の溶接機本体２１の弁機構２１ａのところで遮断された状態にある。
一方、シールドガス流量調節装置１は、図示しない作動電源をオンする（ステップＳ１でイエス）ことで、検出器１５による溶接機２の電流値の検出を開始する（ステップＳ２）。
【００２８】
検出器１５によって検出された電流値は信号フィルター１０４、ＡＣアンプ１０５、ＤＣ変換器１０６を経て、検出電流値Ｄとしてマイクロコンピュータ１００内の図示しない比較部に入り、予め設定され記憶されている閾電流値Ｄｓと比較される（ステップＳ３）。
【００２９】
今、溶接機２のトーチ２２のスイッチがオンされると、先ず溶接機２の溶接機本体２１の弁機構２１ａが作動して、シールドガス流路４をトーチ２２に接続させ、シールドガスをトーチ２２の図示しない電極の周りに流す。この状態では、シールドガス流量調節装置１の電磁弁１３ａが非作動状態であり、メインフロー用支路１２ａがシールドガス流路４と接続状態を維持して、通常流量（点弧状態での流量）のシールドガスがトーチ２２に流れる。
そしてシールドガスが流れ出してから一定時間後にアークが点弧状態となり、溶接可能となる。
アークが点弧状態にある場合は、マイクロコンピュータ１００において検出電流値Ｄが閾電流値Ｄｓ以上であると自動判定される（ステップＳ３でイエス）。この場合、マイクロコンピュータ１００からは電磁弁出力ドライバー１１２へ電磁弁１３ａを駆動するための信号は出力されず、よって電磁弁１３ａはオフのままである（ステップＳ７）。即ち、シールドガス流量調節装置１のメインフロー用支路１２ａがシールドガス流路４に接続された状態を維持する。
【００３０】
今、溶接作業においてトーチ２２のスイッチがオフされると、アークが点弧状態から消弧される。そして前記スイッチオフから一定のアフターフロー時間（例えば１０秒の遅延時間）後に溶接機２の弁機構２１ａがシールドガス流路４を閉塞する。これによってシールドガスのトーチ２２への供給が終了する。
前記溶接機２において、アークが点弧状態から消弧状態になると、その時点で検出器１５で検出された検出電流値Ｄが閾電流値Ｄｓ未満となるので、制御フローのステップＳ２における閾電流値以上か否かの判定においてノーと自動判定される（ステップＳ３でノー）。この判定がなされると、マイクロコンピュータ１００は、電磁弁出力ドライバー１１２に駆動信号を出して、シールドガス流量調節装置１の電磁弁１３ａをオンにして作動状態にする（ステップＳ４）と共に、マイクロコンピュータ１００内のタイマーをスタートさせる（ステップＳ５）。電磁弁１３ａが作動状態になると、アフターフロー用支路１２ｂがシールドガス流路４に接続される。これによって、通常流量（点弧状態での流量）よりも少ない一定流量のシールドガスがアフターフローとしてトーチ２２に流れる。
そしてタイマー時間が経過すると（ステップＳ６でイエス）と、マイクロコンピュータ１００は電磁弁出力ドライバー１１２への駆動信号を停止することで、電磁弁１３ａの作動をオフする（ステップＳ７）と共に、前記タイマーをリセットする（ステップＳ８）。これによりシールドガス流量調節装置１のメインフロー用支路１２ａがシールドガス流路４に接続し、通常状態に復帰する。
【００３１】
前記電磁弁１３ａがオン状態にある最中、即ちタイマーが未だ時間が経過していないアフターフロー中も、引き続き検出電流値Ｄを検出し、検出電流値Ｄが閾電流値Ｄｓ以上であるか否かの判断を継続する（ステップＳ６でノー、ステップＳ２、ステップＳ３）。
そしてアフターフロー中であっても検出電流値Ｄが閾電流値Ｄｓより以上となった場合は、溶接が再開されてアークが消弧状態から点弧状態になったと判定し（ステップＳ３）し、電磁弁１３ａの作動を直ちにオフする（ステップＳ７）。
電磁弁１３ａの作動をオフすることにより、シールドガス流量調節装置１のメインフロー用支路１２ａがシールドガス流路４に復帰、接続され、アークの点弧状態に適した通常状態のシールドガスがトーチ２２に流される。
【００３２】
シールドガスの働きは、大きく分けて次のＡ、Ｂ、Ｃからなる。
Ａ．溶接前：溶解金属の大気からの保護
Ｂ．溶接中：アークの保護
Ｃ．溶接後：トーチ電極（タングステン電極）の酸化保護
このうち前記Ａ、Ｂは溶接結果に影響が出るが、Ｃは溶接が終了しているので、トーチ電極の酸化保護のみに必要である。
アフターフロー時のシールドガスにおけるトーチ電極であるタングステンの酸化保護は、溶接時に３０００℃程度になるのを６００℃程度まで下げれば、酸化の悪影響をさけることができる。
本願発明者等が行った実験によれば、ＴＩＧ溶接における溶接時（点弧状態時）に流すシールドガスの平均的な流量を１０リットル／ｍｉｎとし、且つ溶接終了後に流すアフターフローも同じ１０リットル／ｍｉｎをそのまま流した場合、約５秒でトーチ電極の温度が６００℃付近まで下がり、１０秒では１００℃程度となる。よって安全を見越して、少なくとも１０リットル／ｍｉｎの流量を１０秒間アフターフローとして流せば、トーチ電極の劣化を十分に抑えることができる。
一方、発明者等の行った更なる実験によれば、上記と同様の条件下で、アフターフローにおける流量を２リットル／ｍｉｎとした場合、トーチ電極が６００℃付近まで下がる時間は、前記１０リットル／ｍｉｎの場合とあまり差がなく、やはり５秒程度であることが判った。そしてその後における温度低下の差は、１０リットル／ｍｉｎと２リットル／ｍｉｎと漸次大きくなるものの、１０秒では２００〜３００℃まで確実に低下することが判った。
即ち、溶接時に１０リットル／ｍｉｎのシールドガス流量を流すようにされたＴＩＧ溶接機では、アフターフローにおけるシールドガス流量を最大で１／５の２リットル／ｍｉｎまで減じることが可能であることが判った。
【００３３】
ＴＩＧ溶接を常用している多くの現場では、溶接装置１セットにつき１日に平均１００回程度はアークの点弧、消弧が行われており、また仮付け溶接の多い職種では、それが１０００回以上に達している事例も珍しくない。
従って、例えば消弧後のアフターフローが毎回１０秒間で、１日に１００回行われる場合には、１日で１０００秒、１ヶ月で３００００秒、即ち１ヶ月当たり５００分となる。よってアフターフローに流すシールドガス流量を１０リットル／ｍｉｎとした場合には、１ヶ月当たり、１０リットル×５００＝５０００リットル＝５ｍ３の消費となる。
一方、アフターフローに流すシールドガス流量を２リットル／ｍｉｎとした場合には、１ヶ月当たり、２リットル×５００＝１０００リットル＝１ｍ３の消費となる。即ち、２ヶ月でボンベ１本分（７ｍ３）以上の節約ができることになる。これは、現場にある溶接機の数を勘案すれば、年間での大きなコスト削減効果を得ることになる。
勿論、アフターフローの流速を１／２の５リットル／ｍｉｎとしても、コスト削減効果は十分にある。
【００３４】
本発明では、ＴＩＧ溶接機において、アルゴンガスによるアフターフロー流量を２〜５リットル／ｍｉｎとし、アフターフロー時間を５秒以上、好ましくは１０秒以上とすることを提唱する。
【００３５】
以上の実施態様においては、ＴＩＧ溶接等の非消耗電極を用いた不活性ガスアーク溶接機を対象として、シールドガス流量調節装置を説明した。しかしながら本シールドガス流量調節装置は、ＴＩＧ溶断等の非消耗電極を用いた不活性ガスアーク溶断機に対しても用いることができるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
１        シールドガス流量調節装置
２        不活性ガスアーク溶接機
３        シールドガス供給源
４        シールドガス流路
５        メインフロー調節器
１１      ケース
１１ａ    センサーイン端子
１１ｂ    電源端子
１１ｃ    ガスイン端子
１１ｄ    ガスアウト端子
１２      切換用流路
１２ａ    メインフロー用支路
１２ｂ    アフターフロー用支路
１２ｃ    アフターフロー調節器
１３      流路切換器
１３ａ    電磁弁
１４      制御部
１５      検出器
１５ａ    センサーケーブル
１６      操作用電源ケーブル
１６ａ    ＡＣアダプター
１７      追加拡張スイッチ
２１      溶接機本体
２１ａ    弁機構
２１ｂ    電源接続端子台
２１ｃ    入力端子
２１ｄ    ガスイン端子
２２      トーチ
２３      入力電源ライン
１００    マイクロコンピュータ
１０１    電源フィルター
１０２    ＤＣ安定化電源
１０３    電源表示ＬＥＤ
１０４    信号フィルター
１０５    ＡＣアンプ
１０６    ＤＣ変換器
１０７    閾電流値設定器
１０８    タイマー設定器
１０９    フォトカプラ
１１０    電流検出表示ＬＥＤ
１１１    弁作動中表示ＬＥＤ
１１２    電磁弁出力ドライバー
Ｄ        検出電流値
Ｄｓ      閾電流値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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