(57)【要約】【課題】作業者が溶接用トーチのところで、既存のトーチスイッチの２本の信号線のみを用いて溶接機の出力を調整できるようにすることが本発明の解決すべき課題である。【解決手段】溶接用トーチ側にトーチスイッチとダイオードを直列に接続したものと、出力調整器にもう一つにダイオードを逆向きに直列にしたものを並列に接続して、溶接電源側と溶接トーチを結ぶ２本の信号線に接続し、アーク溶接電源側に交流矩形波発振回路、コンパレータ回路、半波整流回路を設け、交流の半波でトーチスイッチ信号を検出し、もう一方の半波で出力調整器の信号の大きさを検出するようにして、2本の信号線のみで起動信号と出力調整信号の2種類の信号の伝送を可能にしている。【選択図】図１
2014226724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用トーチにトーチスイッチとダイオードを直列に接続したものと、出力調整器と前記トーチスイッチに直列に接続されたダイオードに対して流れる電流の方向が逆になるようにダイオードを直列にしたものを並列に接続して溶接電源側と溶接トーチを結ぶ２本の信号線に接続し、溶接電源側に交流矩形波発振回路を設け、前記矩形発振回路の出力と、前記2本の信号線の電圧の大きさを判別するコンパレータ回路とダイオードを直列に接続したものと、ダイオードと半波整流回路を直列に接続したものを前記２本の信号線間に接続し、前記コンパレータ回路の直列に接続されるダイオードを前記トーチスイッチの信号が検出できる向きに、前記半波整流回路に直列に接続されるダイオードを前記出力調整器の信号が検出される向きに接続したことを特徴とするアーク溶接装置。
【請求項２】
溶接用トーチにトーチスイッチとコイルを直列に接続し溶接接電源側と溶接トーチを結ぶ２本の信号線に接続し、溶接電流調整器と直列にダイオードをしたものと、前記溶接電流調整器に直列に接続されたダイオードと電流が流れる方向が逆になるようにもう一つのダイオードを溶接電圧調整器に直列に接続したものを並列に接続し、前記並列回路のどちらか一方の接続点にコンデンサを直列に接続して前記２本の信号線に接続し、溶接電源側に交流矩形波発振回路を設け、前記2本の信号線の直流電圧の大きさを判別するコンパレータ回路を前記2本の信号線に接続し、ダイオードと半波整流回路を直列に接続したものと前記ダイオードと半波整流回路のダイオードに対して向きが逆向きのダイオードともう一つの半波整流回路を直列に接続したものを前記2本の信号線に接続し、前記交流矩形波発振回路の出力を前記２本のトーチスイッチの信号線に加えたアーク溶接装置。  
【請求項３】
前記前記交流矩形波発振回路の周波数を５Ｈｚから４５０ｋＨｚに設定した請求項１および請求項２に記載のアーク溶接装置。    
【請求項４】
前記出力調整器、溶接電流調整器および溶接電圧調整器の調整ノブを溶接用トーチのトーチホルダーの側面に取り付け、前記調整ノブの不用意な回転を防止する回転防止機構をトーチホルダーに設けたことを特徴とした請求項１および請求項２に記載のアーク溶接装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アーク溶接装置の溶接出力条件の調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はアーク溶接機においてその出力条件の調整を作業者の手許で容易に調整する手段を提案するものである。
【０００３】
特許文献１に記載のアーク溶接機は、溶接トーチのところに溶接電圧調整器と溶接電流調整器を設け、溶接電源部またはワイヤ送給装置部に制御部を設け、その間を複数の信号線を用いて接続し溶接出力調整を容易にすることを特徴とするものである。
【０００４】
アーク溶接電源部とトーチスイッチに至る複数の信号線を用いているため、溶接用トーチのケーブルが重くなり作業の邪魔になる。また、溶接中はこれらのケーブルの重量を常に保持する必要があるため、作業者の負担を増加させていた。
【０００５】
この複数の信号線は金属の端面がむき出しになった溶接作業場を頻繁に移動するところで使用されることが多いので信号線の断線や短絡などのトラブルを起こす危険性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許公開２００５−２７９７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先行発明は、トーチケーブルが重くなり作業者への負担が増加することや、信号の断線などの品質的な問題をもっていた。トーチケーブルの重量を増加することなく、信号の断線の心配も排除し、溶接作業者が溶接トーチのところで溶接出力を調整できるようにすることが本発明の解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本アーク溶接装置は、溶接用トーチにトーチスイッチとダイオードを直列に接続したものと、出力調整器とトーチスイッチに直列に接続されたダイオードとは逆向きになるようにもう一つにダイオードを直列にしたものを並列に接続して２本の信号線に接続している。
【０００９】
アーク溶接電源側に交流矩形波発振回路を設け、交流矩形波の出力を２本のトーチスイッチの信号線に加えている。また、溶接電源側には2本の信号線の電圧の大きさを判別するコンパレータ回路と、半波整流回路を設け、これらのコンパレータ回路と半波整流回路は2本の信号線に加えられた電圧のうち、どちらかの半波の信号を受けて動作するように、コンパレータ回路と半波整流回路にダイオードを直列に接続し、半波整流回路に直列に接続されるダイオードの向きは、コンパレータ回路に直列に接続されているダイオードと逆の向きに接続されている。
【００１０】
本発明では矩形波の交流信号の正の半波と負の半波をそれぞれ溶接の起動信号と溶接出力調整の調整信号用として割り当てている。このようにすることにより、溶接トーチのところまで来ている2本のトーチスイッチの信号線を用いてトーチスイッチの信号と溶接出力の調整信号の2種類の異なる信号を溶接トーチ側から溶接電源側に伝送している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のアーク溶接装置では、出力条件の調整が溶接用トーチのところで可能になるため、作業者は溶接条件を調整するため、溶接作業を中断して溶接電源あるいは遠隔制御器のところに移動しなくてよい。
【００１２】
溶接電源と溶接トーチに使用している既存のトーチスイッチを結ぶ２本の信号線を使って溶接条件の調整を可能にしているので、出力調整を手許で可能するための専用の信号線を追加することはない。
【００１３】
信号線の追加は全くないので、作業者が持ち運ぶ溶接トーチの重量を増加することない。そのため、移動作業が容易になり、溶接作業の効率化や機動性の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のアーク溶接装置の構成
【図２】本発明のアーク溶接装置の調整ボリュウムが１種類の溶接用トーチ側の回路図
【図３】本発明のアーク溶接装置の調整ボリュウムが２種類の溶接用トーチ側の回路図
【図４】本発明のアーク溶接装置の溶接出力調整方法を説明するタイムチャート
【図５】本発明のアーク溶接装置の溶接用トーチ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に本発明のアーク溶接装置の構成を、図２に本発明のアーク溶接装置の調整ボリュウムが１種類の溶接用トーチ側の回路図を図３に本発明のアーク溶接装置の調整ボリュウムが２種類の溶接用トーチ側の回路図を示す。図１、図２、図３において  １は溶接用トーチ側、1-1はダイオード、1-2はダイオード、1-3はトーチスイッチ、1-4は出力調整器、2は溶接電源側、2-1は交流矩形波発振回路、2-2は半波整流回路、2-3はコンパレータ回路、2-4はダイオード、2-5はダイオード、3は２本の信号線、図３において、4はコンデンサ、5はコイル、6は溶接電流調整器、7は溶接電圧調整器である。
【００１６】
図1と図２において、１の溶接用トーチ側では1-3のトーチスイッチと1-1のダイオードを直列に接続したものと、1-4の出力調整器と1-2のダイオードを直列にしたものを並列に接続して3の２本の信号線に接続している。  1-2のダイオードと1-3のダイオードは電流が流れる方向が逆になるようにしている。
【００１７】
アーク溶接電源側に図1に示すように2-1の交流矩形波発振回路を設け、交流矩形波の信号を3の２本のトーチスイッチの信号線に加えている。2-4のダイオードと2-2のコンパレータ回路を直列に接続したものと、2-5のダイオードと2-2の半波整流回路を直列に接続したものを前記2本の信号線に接続している。
2-5のダイオードと2-4のダイオードは、互いに向きが逆になるように接続されている。
【００１８】
図４に本発明のアーク溶接装置の溶接出力調整方法を説明するタイムチャートを示す。溶接用トーチ側にある1-4の出力調整器が回転すると、調整値の変化に応じて矩形波の負の半波の振幅が変化する。この矩形波の負の半波を2-2の半波整流回路で整流して溶接出力調整信号としている。
【００１９】
1-3のトーチスイッチがオンされた時は、矩形波信号の正の半波の信号が０Ｖになることを溶接電源側の2-3のコンパレータ回路にて判断し、トーチスイッチがオンされたことを判断している。図4に示すようにトーチスイッチが押されてから実際に起動信号が溶接電源側に伝えられるまで最大で交流の矩形波信号の半サイクルだけ遅れが生じるが、これは、交流の周波数を高く取れば使用上の問題はない。
【００２０】
図３は、本発明のアーク溶接装置の溶接電流調整器と溶接電圧調整器の２種類の調整ボリュウムを溶接用トーチ側に設けた回路図である。1-1のトーチスイッチに5のコイルを直列に接続して高周波交流成分は流れないようにして、トーチスイッチの開閉操作を直流で検出するようにしている。図3の方式は、.直流と交流の正の半波と負の半波を使用して信号の伝送を行っている。
【００２１】
6の溶接電流調整器と7の溶接電圧調整器は、それぞれダイオードが直列に向きが異なるように接続され、その接続点と2本の信号線の間に4のコンデンサを用いて結合している。そのため溶接電流調整器と溶接電圧調整器には交流しか流れないようになっている。溶接電源側では溶接電流調整信号と溶接電圧信号を交流のそれぞれ正の半波と負の半波を使用して別々に取り出すようにしている。
【００２２】
図2と図3のどちらの回路も交流矩形波を使用し、正の半波と負の半波を異なる2種類に割り当て、これらの信号をダイオードで別々に分離して取り出している。そのため、図2の場合は2本の信号線のみで直流と交流の正の半波と負の半波を使い2種類の信号の伝送を可能にし、図3の場合は交流の正の半波と負の半波を使用して3種類の信号の伝送を可能にしている。
【００２３】
溶接用トーチと溶接電源を結ぶ2本の信号線はどのようなアーク溶接装置でもトーチスイッチの信号用として使用されており、本発明は既存のこの2本の信号線をそのまま使用し、トーチスイッチ信号以外の信号の伝送を可能にしているので新たに信号線を追加していない。
【００２４】
本発明の実施例で交流矩形波信号の周波数が低すぎると、トーチスイッチを押してから実際に溶接出力が出るまで時間がかかる。この時間が長いと溶接作業の効率が悪くなり、機器との一体感が損なわれるため溶接作業者に嫌われる。逆に周波数が高すぎると空中を伝搬して電波障害を与えてしまう可能性がある。実験的に交流矩形波信号の交流周波数は５Ｈｚから４５０ｋＨｚが適切であることが判ったので、ここでは５Ｈｚから４５０ｋＨｚまでに選んでいる。
【００２５】
溶接用トーチは頻繁に移動させて使用するものであるから衝撃や不必要な接触が考えられる。そのため、溶接用トーチに出力調整部を取り付ける場合、出力調整値が溶接中に意図せずに変化してしまうことを防ぐ必要がある。図５に示すように本発明のアーク溶接装置の溶接用トーチは出力調整器のノブを溶接用トーチのトーチホルダーの下面に取り付け、調整ノブが意図しない接触により回転してしまうことを防ぐため10の回転防止機構を取り付けている。また、出力調整器は衝撃によって破損しないようにトーチホルダーの内部に埋め込んでいる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明は、溶接条件の調整のため溶接作業者が溶接電源のところまで行く移動作業を少なくすることを可能にする。そのため、溶接作業の効率化や機動性の向上に貢献できることが期待される。本発明は、特に広い作業場で頻繁に出力条件を調整しないといけないアーク溶接機に適用されるとその効果は大であるため、その産業上の利用の可能性は高い。
【符号の説明】
【００２７】
１  溶接用トーチ側
1-1  ダイオード
1-2  ダイオード
1-3  トーチスイッチ
1-4  出力調整器
2    溶接電源側
2-1  交流矩形波発振回路
2-2  半波整流回路
2-3  コンパレータ回路
2-4  ダイオード
2-5  ダイオード
3    ２本の信号線
4    コンデンサ
5    コイル
6    溶接電流調整器
7    溶接電圧調整器
8    トーチホルダー
9    調整ノブ
１０  回転防止機構
【図１】
2014226724.tif 000003
【図２】
2014226724.tif 000004
【図３】
2014226724.tif 000005
【図４】
2014226724.tif 000006
【図５】
2014226724.tif 000007