(57)【要約】  溶接装置は、流量調整器が設けられたガス供給源から溶接トーチに至るまでのシールドガスの供給経路の途中に溶接機を設けた装置である。この溶接装置は、シールドガスの供給経路に少なくとも２つの弁を直列に設け、第１の弁を溶接トーチに近い側に配置し、第２の弁をガス供給源に近い側に配置する。そして、溶接装置は溶接トーチにシールドガスを供給する際に、第１の弁を開とし、第１の弁を開としてから第１の所定時間後に第２の弁を開とする。
2013051178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給源から溶接トーチに至るまでのシールドガスの供給経路の途中に溶接機を有する溶接装置であって、
前記シールドガスの供給経路に第１の弁および第２の弁を含む少なくとも２つの弁を直列に設け、
前記第１の弁を前記溶接トーチに近い側に配置し、前記第２の弁を前記ガス供給源に近い側に配置し、
前記溶接トーチに前記シールドガスを供給する際に、前記第１の弁を開とし、前記第１の弁を開としてから第１の所定時間が経過した後に、前記第２の弁を開とする溶接装置。
【請求項２】
前記溶接トーチへの前記シールドガスの供給を停止する際に、前記第２の弁を閉とし、前記第２の弁を閉としてから第２の所定時間が経過した後に、前記第１の弁を閉とする請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】
前記溶接機は、
設定溶接電流とシールドガス流量との定量的関係を対応付けた特性曲線を記憶する記憶部と、
前記設定溶接電流を設定するための溶接電流設定部と、
前記溶接電流設定部で設定された前記設定溶接電流と前記記憶部に記憶されている前記特性曲線に基づいて前記シールドガス流量を決定する流量決定部と、
を備えた請求項１記載の溶接装置。
【請求項４】
前記溶接機は、
設定溶接電流とシールドガス流量との定量的関係を対応付けた特性曲線を記憶する記憶部と、
前記設定溶接電流を設定するための溶接電流設定部と、
前記溶接電流設定部で設定された前記設定溶接電流と前記記憶部に記憶されている前記特性曲線に基づいて前記シールドガス流量を決定する流量決定部と、
を備えた請求項２記載の溶接装置。
【請求項５】
前記溶接機は、前記流量決定部で決定された前記シールドガス流量を変更する流量変更部を備えた請求項３記載の溶接装置。
【請求項６】
前記記憶部に記憶された前記特性曲線は一次曲線であり、
前記流量変更部で前記シールドガス流量を変更すると、前記設定溶接電流と変更された前記シールドガス流量との関係が示す位置を第２の変極点とし、
前記設定溶接電流から第１の所定値だけ小さい溶接電流値と前記一次曲線との交点を第１の変極点とし、
前記設定溶接電流から第２の所定値だけ大きい溶接電流値と前記一次曲線との交点を第３の変極点とし、
前記第１の変極点と前記第２の変極点との間を直線補完し、かつ、前記第２の変極点と前記第３の変極点との間を直線補完した新たな特性曲線を作成し、前記設定溶接電流を変更するまでは、前記新たな特性曲線に基づいて前記シールドガス流量を決定する請求項５記載の溶接装置。
【請求項７】
前記溶接電流設定部により、定常溶接期間の定常溶接電流と、前記定常溶接期間の前の期間である初期期間の初期溶接電流と、前記定常溶接期間の後の期間である終期期間の終期溶接電流と、を設定しておき、
前記流量変更部で前記定常溶接期間のシールドガス流量を変更すると、新たな特性曲線を作成し、前記初期溶接電流に対応するシールドガス流量と前記終期溶接電流に対応するシールドガス流量は、前記新たな特性曲線に基づいて決定される請求項６記載の溶接装置。
【請求項８】
前記溶接機に前記第１の弁を設け、前記ガス供給源と前記溶接機との間に設けられており前記シールドガスの供給を制御するためのガス流量調整装置に前記第２の弁を設けた請求項１から７のいずれか１項に記載の溶接装置。
【請求項９】
前記ガス流量調整装置を前記溶接機に取り付けた請求項８記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドガスを用いて溶接を行う溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境やエネルギーが社会問題となり企業全体の環境や省エネに対する意識が非常に高くなっている。このような状況下で、溶接機の省エネ効果が重要視されている。【０００３】
従来の溶接機を備えた溶接装置として、溶接機内にシールドガスの送給を制御するための弁を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、従来の溶接装置では、ガスボンベに取り付けられたガスレギュレータを最大限に開く、あるいは、溶接中において必要なガス流量は変化するが必要な最大ガス流量に合わせてガスレギュレータを開き、シールドガスを供給しながら溶接を行うものがあった。【０００５】
図８を用いて、従来の溶接装置について説明する。図８は従来の溶接装置とその周辺機器等の概略構成を示す正面図である。【０００６】
図８に示すように、溶接機１０１は、溶接トーチ１１４とガスボンベ１０５とに接続されている。溶接機１には、シールドガスの供給を制御する弁であるガスバルブ１０２が設けられている。ガスボンベ１０５には、シールドガスの流量を調整するための流量調整器としてガスレギュレータ１０６が設けられている。【０００７】
次に、図８に示す溶接装置の動作について説明する。【０００８】
溶接前の準備として、ガスレギュレータ１０６によりシールドガスの流量を設定する。そして、溶接トーチ１１４に設けられている図示しないトーチスイッチを押すと、溶接開始信号が溶接機１０１に送られる。溶接開始信号を受信した溶接機１０１がガスバルブ１０２を開くことにより、溶接トーチ１１４にシールドガスが供給される。【０００９】
なお、ガスバルブ１０２は、閉じるか開くかの動作を行うものであり、例えば半分だけ開くといったような機能は有していない。【００１０】
従来の溶接装置では、溶接を開始してシールドガスを流す際、ガスバルブ１０２を「開」とした場合に、ガスホース内に溜まったシールドガスが一気に放出されてシールドガスの突出が起こる。これにより、無駄なシールドガスが放出されてしまうといった課題があった。【００１１】
また、従来の溶接装置では、溶接期間中においてガス流量が一番多い期間に合わせてガスレギュレータ１０６を設定している。そのため、ガスが微量ですむ溶接期間においても無駄に多くのガスを流しており、シールドガスの無駄が生じている。【００１２】
なお、溶接終了ごとにガス流量の変更は可能であるが、集中配管や、ガスレギュレータ１０６のある場所までの距離が長い事など、作業者がわざわざ変更することが作業中断となり、効率が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−０７７３０９号公報
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができる溶接装置を提供する。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の溶接装置は、ガス供給源から溶接トーチに至るまでのシールドガスの供給経路の途中に溶接機を有する溶接装置である。本発明の溶接装置は、上記シールドガスの供給経路に第１の弁および第２の弁を含む少なくとも２つの弁を直列に設け、上記第１の弁を上記溶接トーチに近い側に配置し、上記第２の弁を上記ガス供給源に近い側に配置している。そして、本発明の溶接装置は、上記溶接トーチに上記シールドガスを供給する際に、上記第１の弁を開とし、上記第１の弁を開としてから第１の所定時間が経過した後に、上記第２の弁を開とする構成からなる。
【００１６】
この構成により、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１におけるガス流量調整装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１における溶接装置の要部の概略構成を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２における溶接機の外観を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２における溶接機の操作部の概略構成を示す正面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２における溶接電流とガス流量との関係を示す特性図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２における溶接電流とガス流量との関係を示す特性図である。
【図８】図８は、従来の溶接装置の概略構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
【００１９】
（実施の形態１）
図１から図３を用いて、本発明の実施の形態１の溶接装置について説明する。図１は、本実施の形態１における溶接装置とその周辺機器の概略構成を示す正面図である。図２は、本実施の形態１におけるガス流量調整装置の概略構成を示す正面図である。図３は、本実施の形態１における溶接装置の要部の概略構成を示す平面図である。
【００２０】
図１に示すように、溶接機１は、溶接トーチ１４とガス流量調整装置３に接続されている。ガス流量調整装置３は、ガスレギュレータ６を介してガス供給源であるガスボンベ５に接続されている。なお、溶接装置は、溶接機１とガス流量調整装置３とを少なくとも含んで構成されている。また、配管５ａは、ガスボンベ５から溶接トーチ１４までをつなぐ配管であり、ガスボンベ５から溶接トーチ１４へシールドガスを供給している。
【００２１】
溶接機１には、シールドガスの供給を制御する第１の弁２としてのガスバルブ２が設けられている。ガス流量調整装置３には、シールドガスの供給を制御する第２の弁４としてのガスバルブ４が設けられている。ガスボンベ５には、シールドガスの流量を調整するための流量調整器としてのガスレギュレータ６が設けられている。
【００２２】
図２に示すように、ガス流量調整装置３は、シールドガスの供給を制御する第２の弁４としてのガスバルブ４と、ガス流量調整装置３の制御を行う制御部７と、シールドガスの流量を測定する流量センサ８と、を備えている。
【００２３】
図３に示すように、溶接機１は、溶接機１の制御を行う溶接制御部９を備えている。そして、溶接機１の溶接制御部９とガス流量調整装置３の制御部７との間で矢印１９に示すように相互に情報のやり取りが行われる。
【００２４】
溶接機１は、図３に示すように記憶部１６と、溶接電流設定部１８と、流量決定部１７と、を備えた構成としている。ここで、記憶部１６は、設定溶接電流とシールドガス流量との定量的関係を対応付けた特性曲線を記憶する。溶接電流設定部１８は、設定溶接電流を設定する。流量決定部１７は、溶接電流設定部１８で設定された設定溶接電流と記憶部１６に記憶されている特性曲線に基づいてシールドガス流量を決定する。
【００２５】
このように、特性曲線を記憶する構成とすることで、シールドガスが設定溶接電流と同期し、自動でシールドガスをコントロールできる。高い溶接電流域と低い溶接電流域では、必要なシールドガス流量が異なる。そのため、低い溶接電流の時はシールドガス使用量が少なくなり、無駄なシールドガスを削減することでコストの削減が可能になる。
【００２６】
以上のように構成された溶接装置について、その動作を説明する。なお、最初に溶接開始時の動作について説明し、次いで、溶接終了時の動作について説明する。
【００２７】
先ず、本実施の形態１の溶接装置の溶接開始時の動作について説明する。
【００２８】
溶接前の準備として、ガスボンベ５に設けられたガスレギュレータ６によりシールドガスの流量を設定する。これにより、ガスボンベ５からガス流量調整装置３のガスバルブ４まで配管５ａを介してシールドガスが流れる。
【００２９】
そして、溶接トーチ１４の図示しないトーチスイッチがオンされて、溶接機１が動作を開始すると、予め溶接機１の溶接電流設定部１８において設定された溶接電流指令値に基づいてガス流量出力値が決定される。具体的には、溶接機１の溶接制御部９は、溶接電流指令値とガス流量出力値とを対応付けた特性を、テーブルや数式などの形態で記憶している。そして、溶接制御部９は、設定された溶接電流指令値に基づいてガス流量出力値を決定する。すなわち、溶接制御部９は、設定溶接電流とシールドガス流量とを対応付けた特性を記憶する記憶部１６の機能と、設定溶接電流と記憶している特性に基づいてシールドガス流量を決定する流量決定部１７の機能を有している。そして、決定されたガス流量出力値は、ガス流量調整装置３の制御部７に送られ、制御部７からガスバルブ４に送信される。
【００３０】
また、溶接トーチ１４の図示しないトーチスイッチがオンされると、その信号が溶接機１の溶接制御部９に送信され、溶接制御部９はガスバルブ２を制御し、ガスバルブ２を「開」動作させる。ここで、ガスバルブ２は、オン−オフのみを行うものであり、流量調整機能は有していない。
【００３１】
なお、溶接制御部９は計時機能を有しており、ガスバルブ２を「開」動作させてからの経過時間を計時し、「開」動作させてから予め決められた第１の所定時間が経過すると、第１の所定時間が経過したことを示す信号をガス流量調整装置３の制御部７に情報として送信する。ここで、第１の所定時間は、例えば１０ｍｓｅｃから１００ｍｓｅｃ程度である。
【００３２】
溶接制御部９から第１の所定時間が経過したことを示す信号を受信した制御部７は、ガスバルブ４を制御し、ガスバルブ４を「開」動作させる。ここで、ガスバルブ４は、オン−オフ機能および流量調整機能を有している。
【００３３】
以上の動作により、ガスボンベ５から溶接トーチ１４にシールドガスが供給される。
【００３４】
本実施の形態１の溶接装置では、上述のように、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際、まず、溶接トーチ１４に近い側のガスバルブである溶接機１のガスバルブ２（第１の弁２）を「開」動作させる。それから第１の所定時間が経過すると、ガスボンベ５に近い側のガスバルブであるガス流量調整装置３のガスバルブ４（第２の弁４）を「開」動作させる。これにより、ガス流量調整装置３を備えていない従来の溶接装置と比べ、シールドガスの圧力を抑制することができ、溶接開始時のシールドガスの突出を防止することができる。すなわち、溶接開始時のシールドガスの無駄を抑制することができる。
【００３５】
その理由は、ガスバルブ２を「開」動作させることにより、ガスバルブ４から溶接トーチ１４までのシールドガス供給経路の配管５ａ内のシールドガスが溶接トーチ１４側から排出され、この経路内のシールドガスの残留量、すなわち大気圧で換算したときのシールドガスの残留量が低減する。そして、この状態でガスバルブ４を「開」動作させることにより、ガスバルブ４をガスバルブ２より早く「開」動作させない。すなわち、例えばガスバルブ２とガスバルブ４とを同時に「開」動作させる場合よりも、シールドガスの供給圧力が低減される。なぜなら、ガスバルブ２を「開」とした後にガスバルブ４を「開」とすると、ガスバルブ４を「開」とする時に、上述のように配管５ａ内のシールドガスの残留量が低減しているからである。したがって、配管５ａからのシールドガスの突出を防止することができる。
【００３６】
また、他の理由として、溶接機１のガスバルブ２から溶接トーチ１４までの第１のシールドガス供給距離Ｌ１と、ガス流量調整装置３のガスバルブ４から溶接トーチ１４までの第２のシールドガス供給距離Ｌ２とは、第２のシールドガス供給距離Ｌ２の方が長い。そして、従来の溶接装置におけるシールドガス供給距離は第１のシールドガス供給距離Ｌ１に相当し、本実施の形態１の溶接装置におけるシールドガス供給距離は第２のシールドガス供給距離Ｌ２に相当する。シールドガスが配管５ａを介して供給される場合には、その配管５ａの長さが長いほど、シールドガスの圧力は低減されて抑制される。従って、本実施の形態１の溶接装置の方が、シールドガスの圧力を抑制する効果が高く、溶接開始時のシールドガスの無駄を抑制することができる。
【００３７】
なお、溶接機１は、ガスボンベ５と直接接続されて使用される場合もあり、汎用性を考慮して内部にガスバルブ２が設けられており、このようにガスバルブ２を備えた溶接機１は広く知られている。そして、本実施の形態１の溶接装置は、このようなガスバルブ２を備えた溶接機１を備えた溶接装置に関するものである。
【００３８】
すなわち、本実施の形態１の溶接装置は、ガス供給源５から溶接トーチ１４に至るまでのシールドガスの供給経路の途中に溶接機を有する溶接装置である。本実施の形態１の溶接装置は、シールドガスの供給経路に第１の弁２および第２の弁４を含む少なくとも２つの弁を直列に設け、第１の弁２を溶接トーチ１４に近い側に配置し、第２の弁４をガス供給源５に近い側に配置している。そして、本実施の形態１の溶接装置は、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際に、第１の弁２を開とし、第１の弁２を開としてから第１の所定時間が経過した後に、第２の弁４を開とする構成からなる。
【００３９】
この構成により、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができる。
【００４０】
次に、溶接終了時の動作について説明する。
【００４１】
溶接終了に際し、溶接トーチ１４の図示しないトーチスイッチがオフされると、オフされたことを示す信号が溶接機１の溶接制御部９に入力される。そして、溶接制御部９は、この信号をガス流量調整装置３の制御部７に送る。溶接制御部９からの信号を受信した制御部７は、ガス流量調整装置３のガスバルブ４を制御して「閉」動作させる。
【００４２】
なお、制御部７は計時機能を有しており、ガスバルブ４を「閉」動作させてからの経過時間を計時し、「閉」動作させてから予め決められた第２の所定時間が経過すると、第２の所定時間が経過したことを溶接機１の溶接制御部９に送信する。ここで、第２の所定時間は、例えば１０ｍｓｅｃから１００ｍｓｅｃ程度である。
【００４３】
制御部７から第２の所定時間が経過したことを示す信号を受信した溶接制御部９は、ガスバルブ２を制御し、ガスバルブ２を「閉」動作させる。
【００４４】
以上の動作により、ガスボンベ５から溶接トーチ１４に供給されるシールドガスの供給が停止される。
【００４５】
本実施の形態１の溶接装置では、上述のように、溶接トーチ１４へのシールドガスの供給を停止する際に、ガスボンベ５に近い側のガスバルブであるガス流量調整装置３のガスバルブ４（第２の弁４）を「閉」動作させる。それから第２の所定時間が経過すると、本実施の形態１の溶接装置は、溶接トーチ１４に近い側のガスバルブである溶接機１のガスバルブ２（第１の弁２）を「閉」動作させる。
【００４６】
これにより、大気圧よりも十分に高い圧力のシールドガスがガスバルブ４からガスバルブ２までの配管５ａに閉じ込められることなく、溶接トーチ１４から大気に放出され、この配管５ａ内のシールドガスの圧力は、大気圧と同等程度に低減される。したがって、ガス流量調整装置３のガスバルブ４から溶接トーチ１４に至るシールドガス供給経路の配管５ａ内に残留するシールドガス、すなわち大気圧で換算したときのシールドガスの残留量を低減することができる。そして、このように残留するシールドガスを低減することで、次回の溶接開始の際のシールドガスの突出の抑制に寄与することができる。すなわち、溶接開始時のシールドガスの無駄を抑制することができる。
【００４７】
以上のように、本実施の形態１の溶接装置では、溶接機１とガスボンベ５との間にガス流量調整装置３を設けている。そして、本実施の形態１の溶接装置では、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際、溶接機１に設けられたガスバルブ２（第１の弁２）を「開」として第１の所定時間後にガス流量調整装置３に設けられたガスバルブ４（第２の弁４）を「開」とする例を示した。
【００４８】
しかし、ガス流量調整装置３を溶接機１と溶接トーチ１４との間に設けるようにしてもよい。この場合、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際には、ガス流量調整装置３に設けられたガスバルブ４を第１の弁として、「開」としてから第１の所定時間後に溶接機１に設けられたガスバルブ２を第２の弁として、「開」とする。
【００４９】
すなわち、ガスボンベ５から溶接トーチ１４に至るまでのシールドガスの供給経路の途中に第１の弁および第２の弁を含む少なくとも２つの弁を直列に設ける。そして、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際には、溶接トーチ１４に近い側の第１の弁を「開」とし、この「開」としてから第１の所定時間が経過した後にガスボンベ５に近い側の第２の弁を「開」とすればよい。
【００５０】
また、溶接トーチ１４へのシールドガスの供給を停止する際も同様に、ガスボンベ５に近い側の第２の弁を「閉」とし、この「閉」としてから第２の所定時間が経過した後に溶接トーチ１４に近い側の第２の弁を「閉」とすればよい。
【００５１】
この構成により、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができる。なお、溶接装置は、上述の第１の弁および第２の弁以外の、例えばガスバルブ等の弁をさらに備えた構成としてもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図４から図７を用いて説明する。図４は、溶接機の外観を示す斜視図である。図５は、溶接機の操作部の概略構成を示す正面図である。図６は、溶接電流とガス流量との関係を示す特性図である。図７は、図６の特性から変更された溶接電流とガス流量との関係を示す特性図である。
【００５３】
本実施の形態２の溶接装置が、実施の形態１と異なる主な点は、設定された溶接電流指令値に基づいて決定されたガス流量を変更可能とした点と、ガス流量を変更したことにより溶接電流指令値とガス流量出力値とを対応付けた特性を変更するようにした点である。
【００５４】
図４に示すように、溶接機１は、操作部１５をさらに備えている。なお、溶接機１は、その内部に実施の形態１と同様に溶接制御部９を有し、記憶部１６、流量決定部１７および溶接電流設定部１８を備えている。
【００５５】
図５に示すように、操作部１５には、溶接電流設定部１８の一部としての電流設定ボタン１０と、シールドガスの流量変更部２０の一部としてのガス流量設定ボタン１１と、表示部１２と、ジョグダイヤル１３と、が設けられている。ここで、表示部１２は、溶接電流の値やガス流量の値等を表示する。ジョグダイヤル１３は、溶接電流の値やガス流量の値を変更する。また、溶接電流設定部１８および流量変更部２０には、溶接電流の値やガス流量の値などを入力するためのテンキーが操作部１５の表面に備えられていてもよい。
【００５６】
したがって、図４に示す溶接機１は、流量決定部１７で決定されたシールドガス流量を変更する流量変更部２０を備えた構成としている。このように、流量変更部２０を備える構成とすることで、設定溶接電流に対するシールドガス流量を自由に設定できる。従って、溶接条件によってシールドガス使用量が減り、更なるコストの削減が可能である。
【００５７】
先ず、溶接電流の設定とガス流量の決定について説明する。
【００５８】
図５の電流設定ボタン１０を押すと、溶接電流を設定するモードとなる。そして、ジョグダイヤル１３を回して表示部１２に表示される溶接電流を設定したい値に合わせる。この状態で、再度、電流設定ボタン１０を押すと、溶接電流が表示された値に設定される。
【００５９】
溶接制御部９は、図６に示す溶接電流の電流値とシールドガスのガス流量との関係を示す特性を、テーブルあるいは数式等として予め記憶部１６に記憶している。なお、図６は、特性が一次曲線（直線）で表される一例を示している。溶接制御部９は、この特性と設定された溶接電流の電流値に基づいてガス流量を決定する。決定されたガス流量は、表示部１２に表示される。
【００６０】
次に、上記で決定されたガス流量を変更する場合について説明する。
【００６１】
例えば、設定溶接電流として４０Ａが設定された場合、図６より、ガス流量は４Ｌ／ｍｉｎと決定される。このガス流量を、１Ｌ／ｍｉｎに変更したい場合について説明する。
【００６２】
上記のようにして設定溶接電流を４０Ａに設定すると、ガス流量が４Ｌ／ｍｉｎと決定され、設定溶接電流の値である４０Ａとガス流量の値である４Ｌ／ｍｉｎが、表示部１２に表示される。この状態で、ガス流量設定ボタン１１を押すと、ガス流量が変更可能なモードとなる。そして、ジョグダイヤル１３を回して表示部１２に表示されるガス流量を設定したい値、ここでは、１Ｌ／ｍｉｎに合わせる。その状態で、再度、ガス流量設定ボタン１１を押すと、新たなガス流量が次に示すように設定される。
【００６３】
また、本実施の形態２の溶接機１は、上述のようにガス流量を変更すると、その変更に基づいて新たな溶接電流とガス流量との関係を示す特性を作成して溶接制御部９の記憶部１６に記憶し、この新たな特性に基づいて溶接を行う機能を有している。以下にその詳細を説明する。
【００６４】
上述のように溶接電流４０Ａのときのガス流量を１Ｌ／ｍｉｎに変更すると、溶接制御部９は、変更されたガス流量の値と図６に示す特性に基づいて、図７に示す新たな特性を作成して溶接制御部９の記憶部１６に記憶する。
【００６５】
より具体的には、図７に示すように溶接電流４０Ａと変更されたガス流量１Ｌ／ｍｉｎで示される位置を第２の変極点とする。そして、溶接電流４０Ａから所定値２０Ａだけ小さい溶接電流が２０Ａとガス流量が２Ｌ／ｍｉｎで示される位置を第１の変極点とする。そして、溶接電流４０Ａから所定値２０Ａだけ大きい溶接電流が６０Ａとガス流量が６Ｌ／ｍｉｎで示される位置を第３の変極点とする。このように３つの変極点を決定した後に、第１の変極点と第２の変極点との間を直線補完し、第２の変極点と第３の変極点との間を直線補完した新たな折れ線型の特性曲線を作成し、図７に示す特性曲線として溶接制御部９の記憶部１６に記憶する。なお、所定値２０Ａは、一例で、これに限るものではなく、実験等により適切な値を予め求めて設定するようにしておけばよい。また、溶接電流を小さくする側と大きくする側とで、所定値が異なっても良い。
【００６６】
そして、新たに設定電流が設定される、あるいは、新たにガス流量が変更されるまでは、この図７に示す新たな特性曲線に基づいてガス流量が決定される。
【００６７】
すなわち、本実施の形態２の溶接装置において、記憶部１６に記憶された特性曲線は一次曲線であり、流量変更部２０でシールドガス流量を変更すると、設定溶接電流と変更されたシールドガス流量との関係が示す位置を第２の変極点とする。そして、設定溶接電流から第１の所定値だけ小さい溶接電流値と一次曲線との交点を第１の変極点とし、設定溶接電流から第２の所定値だけ大きい溶接電流値と一次曲線との交点を第３の変極点とする。そして、第１の変極点と第２の変極点との間を直線補完し、かつ、第２の変極点と第３の変極点との間を直線補完した新たな特性曲線を作成する。このようにした後に、本実施の形態２の溶接装置は、設定溶接電流を変更するまでは、新たな特性曲線に基づいてシールドガス流量を決定する構成としている。
【００６８】
この構成により、予め記憶された基本の特性に基づいて決定されたガス流量を変更する機能を有しているので、溶接対象に応じたガス流量を設定できる。これにより、シールドガスの無駄を削減することも可能となる。また、変更したガス流量に基づいて新たな特性曲線を作成し、この新たな特性曲線に基づき、設定されている溶接電流に応じてガス流量を決定して溶接を行うことができる。これにより、新たな特性曲線を作成して用いない場合と比べて安定した溶接を行うことができる。
【００６９】
次に、この新たな特性曲線に基づいてガス流量が決定される例について説明する。
【００７０】
まず、溶接機１の操作部１５を用いて、定常溶接期間の定常溶接電流（例えば、４０Ａ）と、定常溶接期間の前の期間である初期期間の初期溶接電流（例えば、１０Ａ）と、定常溶接電流の後の期間である終期期間の終期溶接電流（例えば、５０Ａ）を設定しておく。そして、定常溶接電流４０Ａのガス流量を４Ｌ／ｍｉｎから１Ｌ／ｍｉｎに変更すると、上記のように、図６に示す特性曲線を基にして図７に示す特性曲線が作成される。
【００７１】
ここで、初期溶接電流は１０Ａと設定されているので、図７の特性曲線に基づいて、初期期間のガス流量は１Ｌ／ｍｉｎと決定される。なお、この場合は、図６の特性曲線の場合と同じガス流量の値となる。また、定常溶接電流は４０Ａと設定されているので、図７の特性曲線に基づいて、定常溶接期間のガス流量は１Ｌ／ｍｉｎと決定される。なお、この場合は、図６の特性曲線の場合と比べてガス流量は低い値となる。また、終期溶接電流は５０Ａと設定されているので、図７の特性曲線に基づいて、終期期間のガス流量は３．５Ｌ／ｍｉｎと決定される。なお、この場合は、図６の特性曲線の場合と比べてガス流量は低い値となる。
【００７２】
ここで、上述のように変極点間を直線補完して特性曲線を作成することで、ガス流量の変更（ここでは、ガス流量の低減）を行った溶接電流（ここでは、４０Ａ）の近傍の溶接電流（２０Ａから６０Ａの範囲の溶接電流）に対応して決められるガス流量も低減された値となる。これにより、溶接電流の変化（２０Ａから６０Ａ）に対するガス流量の変化が、図６の特性曲線の場合と比べて小さくなり、図６の特性曲線を用いる場合と比べて安定した溶接を行うことができる。
【００７３】
すなわち、本実施の形態２の溶接装置は、溶接電流設定部１８により、定常溶接期間の定常溶接電流と、この定常溶接期間の前の期間である初期期間の初期溶接電流と、定常溶接期間の後の期間である終期期間の終期溶接電流と、を設定しておく。そして、流量変更部２０で定常溶接期間のシールドガス流量を変更すると、本実施の形態２の溶接装置は、新たな特性曲線を作成する。そうすると、初期溶接電流に対応するシールドガス流量と終期溶接電流に対応するシールドガス流量は、新たな特性曲線に基づいて決定される構成としてもよい。
【００７４】
この構成により、変更したガス流量に基づいて新たな特性曲線を作成し、この新たな特性曲線に基づき、設定されている溶接電流に応じてガス流量を決定して溶接を行うことができる。これにより、新たな特性曲線を作成して用いない場合と比べて安定した溶接を行うことができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態２の溶接機１によれば、溶接対象に応じたガス流量を設定できるので、シールドガスの無駄を削減することも可能となる。また、ガス流量を変更すると新たな特性曲線を作成し、設定されている溶接電流に応じて、この新たな特性曲線に基づきガス流量を決定する。これにより、溶接電流の変化に対するガス流量の変化が小さくなり、安定した溶接を行うことができる。
【００７６】
なお、実施の形態１と実施の形態２において、ガス流量調整装置３は、溶接機１の表面に取り付けるようにしても良い。あるいは、ガス流量調整装置３は、溶接機１と離れた位置に設けるようにしても良い。あるいは、ガス流量調整装置３は、溶接機１の内部に設けるようにしても良い。このような構成とすることで、大掛かりな工事や設備変更の必要がなく、設置が容易となる。
【００７７】
また、実施の形態１と実施の形態２において、第１の弁２は、溶接機１に設けられ、第２の弁４は、ガス供給源５と溶接機１との間に設けられておりシールドガスの供給を制御するためのガス流量調整装置３に設けられた構成としてもよい。
【００７８】
このような構成が、ガスの突出抑制やトーチ等への干渉の抑制、設置工事の手間の削減、コスト削減などの観点に鑑み、最適な組み合わせである。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明によれば、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができ、シールドガスを制御するための弁を有する溶接機を備えた溶接装置として産業上有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１    溶接機
２    ガスバルブ（第１の弁）
３    ガス流量調整装置
４    ガスバルブ（第２の弁）
５    ガスボンベ（ガス供給源）
５ａ    配管
６    ガスレギュレータ（流量調整器）
７    制御部
８    流量センサ
９    溶接制御部
１０    電流設定ボタン
１１    ガス流量設定ボタン
１２    表示部
１３    ジョグダイヤル
１４    溶接トーチ
１５    操作部
１６    記憶部
１７    流量決定部
１８    溶接電流設定部
１９    矢印
２０    流量変更部
【図１】
2013051178.tif 000003
【図２】
2013051178.tif 000004
【図３】
2013051178.tif 000005
【図４】
2013051178.tif 000006
【図５】
2013051178.tif 000007
【図６】
2013051178.tif 000008
【図７】
2013051178.tif 000009
【図８】
2013051178.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月12日(2013.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドガスを用いて溶接を行う溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境やエネルギーが社会問題となり企業全体の環境や省エネに対する意識が非常に高くなっている。このような状況下で、溶接機の省エネ効果が重要視されている。
【０００３】
従来の溶接機を備えた溶接装置として、溶接機内にシールドガスの送給を制御するための弁を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の溶接装置では、ガスボンベに取り付けられたガスレギュレータを最大限に開く、あるいは、溶接中において必要なガス流量は変化するが必要な最大ガス流量に合わせてガスレギュレータを開き、シールドガスを供給しながら溶接を行うものがあった。
【０００５】
図８を用いて、従来の溶接装置について説明する。図８は従来の溶接装置とその周辺機器等の概略構成を示す正面図である。
【０００６】
図８に示すように、溶接機１０１は、溶接トーチ１１４とガスボンベ１０５とに接続されている。溶接機１には、シールドガスの供給を制御する弁であるガスバルブ１０２が設けられている。ガスボンベ１０５には、シールドガスの流量を調整するための流量調整器としてガスレギュレータ１０６が設けられている。
【０００７】
次に、図８に示す溶接装置の動作について説明する。
【０００８】
溶接前の準備として、ガスレギュレータ１０６によりシールドガスの流量を設定する。そして、溶接トーチ１１４に設けられている図示しないトーチスイッチを押すと、溶接開始信号が溶接機１０１に送られる。溶接開始信号を受信した溶接機１０１がガスバルブ１０２を開くことにより、溶接トーチ１１４にシールドガスが供給される。
【０００９】
なお、ガスバルブ１０２は、閉じるか開くかの動作を行うものであり、例えば半分だけ開くといったような機能は有していない。
【００１０】
従来の溶接装置では、溶接を開始してシールドガスを流す際、ガスバルブ１０２を「開」とした場合に、ガスホース内に溜まったシールドガスが一気に放出されてシールドガスの突出が起こる。これにより、無駄なシールドガスが放出されてしまうといった課題があった。
【００１１】
また、従来の溶接装置では、溶接期間中においてガス流量が一番多い期間に合わせてガスレギュレータ１０６を設定している。そのため、ガスが微量ですむ溶接期間においても無駄に多くのガスを流しており、シールドガスの無駄が生じている。
【００１２】
なお、溶接終了ごとにガス流量の変更は可能であるが、集中配管や、ガスレギュレータ１０６のある場所までの距離が長い事など、作業者がわざわざ変更することが作業中断となり、効率が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−０７７３０９号公報
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができる溶接装置を提供する。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の溶接装置は、ガス供給源から溶接トーチに至るまでのシールドガスの供給経路の途中に溶接機を有する溶接装置である。本発明の溶接装置は、上記シールドガスの供給経路に第１の弁および第２の弁を含む少なくとも２つの弁を直列に設け、上記第１の弁を上記溶接トーチに近い側に配置し、上記第２の弁を上記ガス供給源に近い側に配置している。そして、本発明の溶接装置は、上記溶接トーチに上記シールドガスを供給する際に、上記第１の弁を開とし、上記第１の弁を開としてから第１の所定時間が経過した後に、上記第２の弁を開とする構成からなる。
【００１６】
この構成により、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１におけるガス流量調整装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１における溶接装置の要部の概略構成を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２における溶接機の外観を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２における溶接機の操作部の概略構成を示す正面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２における溶接電流とガス流量との関係を示す特性図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２における溶接電流とガス流量との関係を示す特性図である。
【図８】図８は、従来の溶接装置の概略構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
【００１９】
（実施の形態１）
図１から図３を用いて、本発明の実施の形態１の溶接装置について説明する。図１は、本実施の形態１における溶接装置とその周辺機器の概略構成を示す正面図である。図２は、本実施の形態１におけるガス流量調整装置の概略構成を示す正面図である。図３は、本実施の形態１における溶接装置の要部の概略構成を示す平面図である。
【００２０】
図１に示すように、溶接機１は、溶接トーチ１４とガス流量調整装置３に接続されている。ガス流量調整装置３は、ガスレギュレータ６を介してガス供給源であるガスボンベ５に接続されている。なお、溶接装置は、溶接機１とガス流量調整装置３とを少なくとも含んで構成されている。また、配管５ａは、ガスボンベ５から溶接トーチ１４までをつなぐ配管であり、ガスボンベ５から溶接トーチ１４へシールドガスを供給している。
【００２１】
溶接機１には、シールドガスの供給を制御する第１の弁２としてのガスバルブ２が設けられている。ガス流量調整装置３には、シールドガスの供給を制御する第２の弁４としてのガスバルブ４が設けられている。ガスボンベ５には、シールドガスの流量を調整するための流量調整器としてのガスレギュレータ６が設けられている。
【００２２】
図２に示すように、ガス流量調整装置３は、シールドガスの供給を制御する第２の弁４としてのガスバルブ４と、ガス流量調整装置３の制御を行う制御部７と、シールドガスの流量を測定する流量センサ８と、を備えている。
【００２３】
図３に示すように、溶接機１は、溶接機１の制御を行う溶接制御部９を備えている。そして、溶接機１の溶接制御部９とガス流量調整装置３の制御部７との間で矢印１９に示すように相互に情報のやり取りが行われる。
【００２４】
溶接機１は、図３に示すように記憶部１６と、溶接電流設定部１８と、流量決定部１７と、を備えた構成としている。ここで、記憶部１６は、設定溶接電流とシールドガス流量との定量的関係を対応付けた特性曲線を記憶する。溶接電流設定部１８は、設定溶接電流を設定する。流量決定部１７は、溶接電流設定部１８で設定された設定溶接電流と記憶部１６に記憶されている特性曲線に基づいてシールドガス流量を決定する。
【００２５】
このように、特性曲線を記憶する構成とすることで、シールドガスが設定溶接電流と同期し、自動でシールドガスをコントロールできる。高い溶接電流域と低い溶接電流域では、必要なシールドガス流量が異なる。そのため、低い溶接電流の時はシールドガス使用量が少なくなり、無駄なシールドガスを削減することでコストの削減が可能になる。
【００２６】
以上のように構成された溶接装置について、その動作を説明する。なお、最初に溶接開始時の動作について説明し、次いで、溶接終了時の動作について説明する。
【００２７】
先ず、本実施の形態１の溶接装置の溶接開始時の動作について説明する。
【００２８】
溶接前の準備として、ガスボンベ５に設けられたガスレギュレータ６によりシールドガスの流量を設定する。これにより、ガスボンベ５からガス流量調整装置３のガスバルブ４まで配管５ａを介してシールドガスが流れる。
【００２９】
そして、溶接トーチ１４の図示しないトーチスイッチがオンされて、溶接機１が動作を開始すると、予め溶接機１の溶接電流設定部１８において設定された溶接電流指令値に基づいてガス流量出力値が決定される。具体的には、溶接機１の溶接制御部９は、溶接電流指令値とガス流量出力値とを対応付けた特性を、テーブルや数式などの形態で記憶している。そして、溶接制御部９は、設定された溶接電流指令値に基づいてガス流量出力値を決定する。すなわち、溶接制御部９は、設定溶接電流とシールドガス流量とを対応付けた特性を記憶する記憶部１６の機能と、設定溶接電流と記憶している特性に基づいてシールドガス流量を決定する流量決定部１７の機能を有している。そして、決定されたガス流量出力値は、ガス流量調整装置３の制御部７に送られ、制御部７からガスバルブ４に送信される。
【００３０】
また、溶接トーチ１４の図示しないトーチスイッチがオンされると、その信号が溶接機１の溶接制御部９に送信され、溶接制御部９はガスバルブ２を制御し、ガスバルブ２を「開」動作させる。ここで、ガスバルブ２は、オン−オフのみを行うものであり、流量調整機能は有していない。
【００３１】
なお、溶接制御部９は計時機能を有しており、ガスバルブ２を「開」動作させてからの経過時間を計時し、「開」動作させてから予め決められた第１の所定時間が経過すると、第１の所定時間が経過したことを示す信号をガス流量調整装置３の制御部７に情報として送信する。ここで、第１の所定時間は、例えば１０ｍｓｅｃから１００ｍｓｅｃ程度である。
【００３２】
溶接制御部９から第１の所定時間が経過したことを示す信号を受信した制御部７は、ガスバルブ４を制御し、ガスバルブ４を「開」動作させる。ここで、ガスバルブ４は、オン−オフ機能および流量調整機能を有している。
【００３３】
以上の動作により、ガスボンベ５から溶接トーチ１４にシールドガスが供給される。
【００３４】
本実施の形態１の溶接装置では、上述のように、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際、まず、溶接トーチ１４に近い側のガスバルブである溶接機１のガスバルブ２（第１の弁２）を「開」動作させる。それから第１の所定時間が経過すると、ガスボンベ５に近い側のガスバルブであるガス流量調整装置３のガスバルブ４（第２の弁４）を「開」動作させる。これにより、ガス流量調整装置３を備えていない従来の溶接装置と比べ、シールドガスの圧力を抑制することができ、溶接開始時のシールドガスの突出を防止することができる。すなわち、溶接開始時のシールドガスの無駄を抑制することができる。
【００３５】
その理由は、ガスバルブ２を「開」動作させることにより、ガスバルブ４から溶接トーチ１４までのシールドガス供給経路の配管５ａ内のシールドガスが溶接トーチ１４側から排出され、この経路内のシールドガスの残留量、すなわち大気圧で換算したときのシールドガスの残留量が低減する。そして、この状態でガスバルブ４を「開」動作させることにより、ガスバルブ４をガスバルブ２より早く「開」動作させない。すなわち、例えばガスバルブ２とガスバルブ４とを同時に「開」動作させる場合よりも、シールドガスの供給圧力が低減される。なぜなら、ガスバルブ２を「開」とした後にガスバルブ４を「開」とすると、ガスバルブ４を「開」とする時に、上述のように配管５ａ内のシールドガスの残留量が低減しているからである。したがって、配管５ａからのシールドガスの突出を防止することができる。
【００３６】
また、他の理由として、溶接機１のガスバルブ２から溶接トーチ１４までの第１のシールドガス供給距離Ｌ１と、ガス流量調整装置３のガスバルブ４から溶接トーチ１４までの第２のシールドガス供給距離Ｌ２とは、第２のシールドガス供給距離Ｌ２の方が長い。そして、従来の溶接装置におけるシールドガス供給距離は第１のシールドガス供給距離Ｌ１に相当し、本実施の形態１の溶接装置におけるシールドガス供給距離は第２のシールドガス供給距離Ｌ２に相当する。シールドガスが配管５ａを介して供給される場合には、その配管５ａの長さが長いほど、シールドガスの圧力は低減されて抑制される。従って、本実施の形態１の溶接装置の方が、シールドガスの圧力を抑制する効果が高く、溶接開始時のシールドガスの無駄を抑制することができる。
【００３７】
なお、溶接機１は、ガスボンベ５と直接接続されて使用される場合もあり、汎用性を考慮して内部にガスバルブ２が設けられており、このようにガスバルブ２を備えた溶接機１は広く知られている。そして、本実施の形態１の溶接装置は、このようなガスバルブ２を備えた溶接機１を備えた溶接装置に関するものである。
【００３８】
すなわち、本実施の形態１の溶接装置は、ガス供給源５から溶接トーチ１４に至るまでのシールドガスの供給経路の途中に溶接機を有する溶接装置である。本実施の形態１の溶接装置は、シールドガスの供給経路に第１の弁２および第２の弁４を含む少なくとも２つの弁を直列に設け、第１の弁２を溶接トーチ１４に近い側に配置し、第２の弁４をガス供給源５に近い側に配置している。そして、本実施の形態１の溶接装置は、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際に、第１の弁２を開とし、第１の弁２を開としてから第１の所定時間が経過した後に、第２の弁４を開とする構成からなる。
【００３９】
この構成により、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができる。
【００４０】
次に、溶接終了時の動作について説明する。
【００４１】
溶接終了に際し、溶接トーチ１４の図示しないトーチスイッチがオフされると、オフされたことを示す信号が溶接機１の溶接制御部９に入力される。そして、溶接制御部９は、この信号をガス流量調整装置３の制御部７に送る。溶接制御部９からの信号を受信した制御部７は、ガス流量調整装置３のガスバルブ４を制御して「閉」動作させる。
【００４２】
なお、制御部７は計時機能を有しており、ガスバルブ４を「閉」動作させてからの経過時間を計時し、「閉」動作させてから予め決められた第２の所定時間が経過すると、第２の所定時間が経過したことを溶接機１の溶接制御部９に送信する。ここで、第２の所定時間は、例えば１０ｍｓｅｃから１００ｍｓｅｃ程度である。
【００４３】
制御部７から第２の所定時間が経過したことを示す信号を受信した溶接制御部９は、ガスバルブ２を制御し、ガスバルブ２を「閉」動作させる。
【００４４】
以上の動作により、ガスボンベ５から溶接トーチ１４に供給されるシールドガスの供給が停止される。
【００４５】
本実施の形態１の溶接装置では、上述のように、溶接トーチ１４へのシールドガスの供給を停止する際に、ガスボンベ５に近い側のガスバルブであるガス流量調整装置３のガスバルブ４（第２の弁４）を「閉」動作させる。それから第２の所定時間が経過すると、本実施の形態１の溶接装置は、溶接トーチ１４に近い側のガスバルブである溶接機１のガスバルブ２（第１の弁２）を「閉」動作させる。
【００４６】
これにより、大気圧よりも十分に高い圧力のシールドガスがガスバルブ４からガスバルブ２までの配管５ａに閉じ込められることなく、溶接トーチ１４から大気に放出され、この配管５ａ内のシールドガスの圧力は、大気圧と同等程度に低減される。したがって、ガス流量調整装置３のガスバルブ４から溶接トーチ１４に至るシールドガス供給経路の配管５ａ内に残留するシールドガス、すなわち大気圧で換算したときのシールドガスの残留量を低減することができる。そして、このように残留するシールドガスを低減することで、次回の溶接開始の際のシールドガスの突出の抑制に寄与することができる。すなわち、溶接開始時のシールドガスの無駄を抑制することができる。
【００４７】
以上のように、本実施の形態１の溶接装置では、溶接機１とガスボンベ５との間にガス流量調整装置３を設けている。そして、本実施の形態１の溶接装置では、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際、溶接機１に設けられたガスバルブ２（第１の弁２）を「開」として第１の所定時間後にガス流量調整装置３に設けられたガスバルブ４（第２の弁４）を「開」とする例を示した。
【００４８】
しかし、ガス流量調整装置３を溶接機１と溶接トーチ１４との間に設けるようにしてもよい。この場合、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際には、ガス流量調整装置３に設けられたガスバルブ４を第１の弁として、「開」としてから第１の所定時間後に溶接機１に設けられたガスバルブ２を第２の弁として、「開」とする。
【００４９】
すなわち、ガスボンベ５から溶接トーチ１４に至るまでのシールドガスの供給経路の途中に第１の弁および第２の弁を含む少なくとも２つの弁を直列に設ける。そして、溶接トーチ１４にシールドガスを供給する際には、溶接トーチ１４に近い側の第１の弁を「開」とし、この「開」としてから第１の所定時間が経過した後にガスボンベ５に近い側の第２の弁を「開」とすればよい。
【００５０】
また、溶接トーチ１４へのシールドガスの供給を停止する際も同様に、ガスボンベ５に近い側の第２の弁を「閉」とし、この「閉」としてから第２の所定時間が経過した後に溶接トーチ１４に近い側の第２の弁を「閉」とすればよい。
【００５１】
この構成により、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができる。なお、溶接装置は、上述の第１の弁および第２の弁以外の、例えばガスバルブ等の弁をさらに備えた構成としてもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図４から図７を用いて説明する。図４は、溶接機の外観を示す斜視図である。図５は、溶接機の操作部の概略構成を示す正面図である。図６は、溶接電流とガス流量との関係を示す特性図である。図７は、図６の特性から変更された溶接電流とガス流量との関係を示す特性図である。
【００５３】
本実施の形態２の溶接装置が、実施の形態１と異なる主な点は、設定された溶接電流指令値に基づいて決定されたガス流量を変更可能とした点と、ガス流量を変更したことにより溶接電流指令値とガス流量出力値とを対応付けた特性を変更するようにした点である。
【００５４】
図４に示すように、溶接機１は、操作部１５をさらに備えている。なお、溶接機１は、その内部に実施の形態１と同様に溶接制御部９を有し、記憶部１６、流量決定部１７および溶接電流設定部１８を備えている。
【００５５】
図５に示すように、操作部１５には、溶接電流設定部１８の一部としての電流設定ボタン１０と、シールドガスの流量変更部２０の一部としてのガス流量設定ボタン１１と、表示部１２と、ジョグダイヤル１３と、が設けられている。ここで、表示部１２は、溶接電流の値やガス流量の値等を表示する。ジョグダイヤル１３は、溶接電流の値やガス流量の値を変更する。また、溶接電流設定部１８および流量変更部２０には、溶接電流の値やガス流量の値などを入力するためのテンキーが操作部１５の表面に備えられていてもよい。
【００５６】
したがって、図４に示す溶接機１は、流量決定部１７で決定されたシールドガス流量を変更する流量変更部２０を備えた構成としている。このように、流量変更部２０を備える構成とすることで、設定溶接電流に対するシールドガス流量を自由に設定できる。従って、溶接条件によってシールドガス使用量が減り、更なるコストの削減が可能である。
【００５７】
先ず、溶接電流の設定とガス流量の決定について説明する。
【００５８】
図５の電流設定ボタン１０を押すと、溶接電流を設定するモードとなる。そして、ジョグダイヤル１３を回して表示部１２に表示される溶接電流を設定したい値に合わせる。この状態で、再度、電流設定ボタン１０を押すと、溶接電流が表示された値に設定される。
【００５９】
溶接制御部９は、図６に示す溶接電流の電流値とシールドガスのガス流量との関係を示す特性を、テーブルあるいは数式等として予め記憶部１６に記憶している。なお、図６は、特性が一次曲線（直線）で表される一例を示している。溶接制御部９は、この特性と設定された溶接電流の電流値に基づいてガス流量を決定する。決定されたガス流量は、表示部１２に表示される。
【００６０】
次に、上記で決定されたガス流量を変更する場合について説明する。
【００６１】
例えば、設定溶接電流として４０Ａが設定された場合、図６より、ガス流量は４Ｌ／ｍｉｎと決定される。このガス流量を、１Ｌ／ｍｉｎに変更したい場合について説明する。
【００６２】
上記のようにして設定溶接電流を４０Ａに設定すると、ガス流量が４Ｌ／ｍｉｎと決定され、設定溶接電流の値である４０Ａとガス流量の値である４Ｌ／ｍｉｎが、表示部１２に表示される。この状態で、ガス流量設定ボタン１１を押すと、ガス流量が変更可能なモードとなる。そして、ジョグダイヤル１３を回して表示部１２に表示されるガス流量を設定したい値、ここでは、１Ｌ／ｍｉｎに合わせる。その状態で、再度、ガス流量設定ボタン１１を押すと、新たなガス流量が次に示すように設定される。
【００６３】
また、本実施の形態２の溶接機１は、上述のようにガス流量を変更すると、その変更に基づいて新たな溶接電流とガス流量との関係を示す特性を作成して溶接制御部９の記憶部１６に記憶し、この新たな特性に基づいて溶接を行う機能を有している。以下にその詳細を説明する。
【００６４】
上述のように溶接電流４０Ａのときのガス流量を１Ｌ／ｍｉｎに変更すると、溶接制御部９は、変更されたガス流量の値と図６に示す特性に基づいて、図７に示す新たな特性を作成して溶接制御部９の記憶部１６に記憶する。
【００６５】
より具体的には、図７に示すように溶接電流４０Ａと変更されたガス流量１Ｌ／ｍｉｎで示される位置を第２の変極点とする。そして、溶接電流４０Ａから所定値２０Ａだけ小さい溶接電流が２０Ａとガス流量が２Ｌ／ｍｉｎで示される位置を第１の変極点とする。そして、溶接電流４０Ａから所定値２０Ａだけ大きい溶接電流が６０Ａとガス流量が６Ｌ／ｍｉｎで示される位置を第３の変極点とする。このように３つの変極点を決定した後に、第１の変極点と第２の変極点との間を直線補完し、第２の変極点と第３の変極点との間を直線補完した新たな折れ線型の特性曲線を作成し、図７に示す特性曲線として溶接制御部９の記憶部１６に記憶する。なお、所定値２０Ａは、一例で、これに限るものではなく、実験等により適切な値を予め求めて設定するようにしておけばよい。また、溶接電流を小さくする側と大きくする側とで、所定値が異なっても良い。
【００６６】
そして、新たに設定電流が設定される、あるいは、新たにガス流量が変更されるまでは、この図７に示す新たな特性曲線に基づいてガス流量が決定される。
【００６７】
すなわち、本実施の形態２の溶接装置において、記憶部１６に記憶された特性曲線は一次曲線であり、流量変更部２０でシールドガス流量を変更すると、設定溶接電流と変更されたシールドガス流量との関係が示す位置を第２の変極点とする。そして、設定溶接電流から第１の所定値だけ小さい溶接電流値と一次曲線との交点を第１の変極点とし、設定溶接電流から第２の所定値だけ大きい溶接電流値と一次曲線との交点を第３の変極点とする。そして、第１の変極点と第２の変極点との間を直線補完し、かつ、第２の変極点と第３の変極点との間を直線補完した新たな特性曲線を作成する。このようにした後に、本実施の形態２の溶接装置は、設定溶接電流を変更するまでは、新たな特性曲線に基づいてシールドガス流量を決定する構成としている。
【００６８】
この構成により、予め記憶された基本の特性に基づいて決定されたガス流量を変更する機能を有しているので、溶接対象に応じたガス流量を設定できる。これにより、シールドガスの無駄を削減することも可能となる。また、変更したガス流量に基づいて新たな特性曲線を作成し、この新たな特性曲線に基づき、設定されている溶接電流に応じてガス流量を決定して溶接を行うことができる。これにより、新たな特性曲線を作成して用いない場合と比べて安定した溶接を行うことができる。
【００６９】
次に、この新たな特性曲線に基づいてガス流量が決定される例について説明する。
【００７０】
まず、溶接機１の操作部１５を用いて、定常溶接期間の定常溶接電流（例えば、４０Ａ）と、定常溶接期間の前の期間である初期期間の初期溶接電流（例えば、１０Ａ）と、定常溶接電流の後の期間である終期期間の終期溶接電流（例えば、５０Ａ）を設定しておく。そして、定常溶接電流４０Ａのガス流量を４Ｌ／ｍｉｎから１Ｌ／ｍｉｎに変更すると、上記のように、図６に示す特性曲線を基にして図７に示す特性曲線が作成される。
【００７１】
ここで、初期溶接電流は１０Ａと設定されているので、図７の特性曲線に基づいて、初期期間のガス流量は１Ｌ／ｍｉｎと決定される。なお、この場合は、図６の特性曲線の場合と同じガス流量の値となる。また、定常溶接電流は４０Ａと設定されているので、図７の特性曲線に基づいて、定常溶接期間のガス流量は１Ｌ／ｍｉｎと決定される。なお、この場合は、図６の特性曲線の場合と比べてガス流量は低い値となる。また、終期溶接電流は５０Ａと設定されているので、図７の特性曲線に基づいて、終期期間のガス流量は３．５Ｌ／ｍｉｎと決定される。なお、この場合は、図６の特性曲線の場合と比べてガス流量は低い値となる。
【００７２】
ここで、上述のように変極点間を直線補完して特性曲線を作成することで、ガス流量の変更（ここでは、ガス流量の低減）を行った溶接電流（ここでは、４０Ａ）の近傍の溶接電流（２０Ａから６０Ａの範囲の溶接電流）に対応して決められるガス流量も低減された値となる。これにより、溶接電流の変化（２０Ａから６０Ａ）に対するガス流量の変化が、図６の特性曲線の場合と比べて小さくなり、図６の特性曲線を用いる場合と比べて安定した溶接を行うことができる。
【００７３】
すなわち、本実施の形態２の溶接装置は、溶接電流設定部１８により、定常溶接期間の定常溶接電流と、この定常溶接期間の前の期間である初期期間の初期溶接電流と、定常溶接期間の後の期間である終期期間の終期溶接電流と、を設定しておく。そして、流量変更部２０で定常溶接期間のシールドガス流量を変更すると、本実施の形態２の溶接装置は、新たな特性曲線を作成する。そうすると、初期溶接電流に対応するシールドガス流量と終期溶接電流に対応するシールドガス流量は、新たな特性曲線に基づいて決定される構成としてもよい。
【００７４】
この構成により、変更したガス流量に基づいて新たな特性曲線を作成し、この新たな特性曲線に基づき、設定されている溶接電流に応じてガス流量を決定して溶接を行うことができる。これにより、新たな特性曲線を作成して用いない場合と比べて安定した溶接を行うことができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態２の溶接機１によれば、溶接対象に応じたガス流量を設定できるので、シールドガスの無駄を削減することも可能となる。また、ガス流量を変更すると新たな特性曲線を作成し、設定されている溶接電流に応じて、この新たな特性曲線に基づきガス流量を決定する。これにより、溶接電流の変化に対するガス流量の変化が小さくなり、安定した溶接を行うことができる。
【００７６】
なお、実施の形態１と実施の形態２において、ガス流量調整装置３は、溶接機１の表面に取り付けるようにしても良い。あるいは、ガス流量調整装置３は、溶接機１と離れた位置に設けるようにしても良い。あるいは、ガス流量調整装置３は、溶接機１の内部に設けるようにしても良い。このような構成とすることで、大掛かりな工事や設備変更の必要がなく、設置が容易となる。
【００７７】
また、実施の形態１と実施の形態２において、第１の弁２は、溶接機１に設けられ、第２の弁４は、ガス供給源５と溶接機１との間に設けられておりシールドガスの供給を制御するためのガス流量調整装置３に設けられた構成としてもよい。
【００７８】
このような構成が、ガスの突出抑制やトーチ等への干渉の抑制、設置工事の手間の削減、コスト削減などの観点に鑑み、最適な組み合わせである。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明によれば、溶接開始時のガスの突出を防止して、シールドガスの無駄を抑制することができ、シールドガスを制御するための弁を有する溶接機を備えた溶接装置として産業上有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１  溶接機
２  ガスバルブ（第１の弁）
３  ガス流量調整装置
４  ガスバルブ（第２の弁）
５  ガスボンベ（ガス供給源）
５ａ  配管
６  ガスレギュレータ（流量調整器）
７  制御部
８  流量センサ
９  溶接制御部
１０  電流設定ボタン
１１  ガス流量設定ボタン
１２  表示部
１３  ジョグダイヤル
１４  溶接トーチ
１５  操作部
１６  記憶部
１７  流量決定部
１８  溶接電流設定部
１９  矢印
２０  流量変更部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給源から溶接トーチに至るまでのシールドガスの供給経路の途中に溶接機を有する溶接装置であって、
前記シールドガスの供給経路に第１の弁および第２の弁を含む少なくとも２つの弁を直列に設け、
前記第１の弁を前記溶接トーチに近い側に配置し、前記第２の弁を前記ガス供給源に近い側に配置し、
前記溶接トーチに前記シールドガスを供給する際に、前記第１の弁を開とし、前記第１の弁を開としてから第１の所定時間が経過した後に、前記第２の弁を開とする溶接装置。
【請求項２】
前記溶接トーチへの前記シールドガスの供給を停止する際に、前記第２の弁を閉とし、前記第２の弁を閉としてから第２の所定時間が経過した後に、前記第１の弁を閉とする請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】
前記溶接機は、
設定溶接電流とシールドガス流量との定量的関係を対応付けた特性曲線を記憶する記憶部と、
前記設定溶接電流を設定するための溶接電流設定部と、
前記溶接電流設定部で設定された前記設定溶接電流と前記記憶部に記憶されている前記特性曲線に基づいて前記シールドガス流量を決定する流量決定部と、
を備えた請求項１記載の溶接装置。
【請求項４】
前記溶接機は、
設定溶接電流とシールドガス流量との定量的関係を対応付けた特性曲線を記憶する記憶部と、
前記設定溶接電流を設定するための溶接電流設定部と、
前記溶接電流設定部で設定された前記設定溶接電流と前記記憶部に記憶されている前記特性曲線に基づいて前記シールドガス流量を決定する流量決定部と、
を備えた請求項２記載の溶接装置。
【請求項５】
前記溶接機は、前記流量決定部で決定された前記シールドガス流量を変更する流量変更部を備えた請求項３記載の溶接装置。
【請求項６】
前記記憶部に記憶された前記特性曲線は一次曲線であり、
前記流量変更部で前記シールドガス流量を変更すると、前記設定溶接電流と変更された前記シールドガス流量との関係が示す位置を第２の変極点とし、
前記設定溶接電流から第１の所定値だけ小さい溶接電流値と前記一次曲線との交点を第１の変極点とし、
前記設定溶接電流から第２の所定値だけ大きい溶接電流値と前記一次曲線との交点を第３の変極点とし、
前記第１の変極点と前記第２の変極点との間を直線補完し、かつ、前記第２の変極点と前記第３の変極点との間を直線補完した新たな特性曲線を作成し、前記設定溶接電流を変更するまでは、前記新たな特性曲線に基づいて前記シールドガス流量を決定する請求項５記載の溶接装置。
【請求項７】
前記溶接電流設定部により、定常溶接期間の定常溶接電流と、前記定常溶接期間の前の期間である初期期間の初期溶接電流と、前記定常溶接期間の後の期間である終期期間の終期溶接電流と、を設定しておき、
前記流量変更部で前記定常溶接期間のシールドガス流量を変更すると、新たな特性曲線を作成し、前記初期溶接電流に対応するシールドガス流量と前記終期溶接電流に対応するシールドガス流量は、前記新たな特性曲線に基づいて決定される請求項６記載の溶接装置。
【請求項８】
前記溶接機に前記第１の弁を設け、前記ガス供給源と前記溶接機との間に設けられており前記シールドガスの供給を制御するためのガス流量調整装置に前記第２の弁を設けた請求項１から７のいずれか１項に記載の溶接装置。
【請求項９】
前記ガス流量調整装置を前記溶接機に取り付けた請求項８記載の溶接装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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