(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成によりシールドガスの突出流量を抑制する溶接装置を提供する。【解決手段】シールドガス供給源５と溶接トーチ２０との間を連通するシールドガス流路３１の途中位置にシールドガス流量制御手段を設けて、ガスバルブ３０を開いたときにシールドガス流路３１を流れるシールドガスの流量が予め設定されている設定流量よりも一時的に増大するのを抑制し、シールドガスの無駄な消費を抑えて、シールドガスの消費量を低減する。【選択図】図１
2006326677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドガス供給源と溶接トーチとの間を連通するシールドガス流路の途中位置に設けられたガスバルブの開閉作動により前記溶接トーチから前記シールドガスを噴出させる溶接装置において、
前記ガスバルブを開くことによって前記シールドガス流路内を上流側から下流側に向かって流れるシールドガスの流量が予め設定されている設定流量よりも一時的に増大するのを抑制するシールドガス流量制御手段を前記シールドガス流路の途中位置に設けたことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記シールドガス流量制御手段は、
前記シールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有して前記ガスバルブよりも上流側のシールドガス流路の途中位置と前記ガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置との少なくとも一方に設けられたオリフィスにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
前記シールドガス流量制御手段は、
前記シールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有して前記ガスバルブよりも上流側のシールドガス流路の途中位置と前記ガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置との少なくとも一方に設けられたチューブにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項４】
前記シールドガス流量制御手段は、
所定の容積空間を有して前記ガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置に設けられたチャンバにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項５】
前記シールドガス流量制御手段は、
該ガスバルブよりも上流側のシールドガス流路に上流端が接続されると共に前記ガスバルブよりも下流側のシールドガス流路に下流端が接続されて前記ガスバルブをバイパスするバイパス流路と、
該バイパス通路の流路途中に設けられ前記シールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有して前記バイパス流路内を開閉するバイパスバルブと、
前記バイパスバルブを開作動させて、該開作動から予め設定された時間が経過した後に前記ガスバルブを開作動させるバルブ制御手段と、
により構成されることを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接装置に関し、特に溶接トーチからシールドガスを噴出させるガスシールド方式の溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属母材の溶接部分にいわゆるブローホールが発生するのを防ぐために、炭酸ガスやアルゴンなどの不活性ガスをシールドガスとして溶接トーチから噴出させて金属溶融部に吹き付けて金属母材の金属溶融部を周囲の空気雰囲気から隔離しながら溶接するシールドガス方式の溶接装置が存在する。
【０００３】
このシールドガス方式の溶接装置は、シールドガス供給源と溶接トーチとの間を連通するシールドガス流路の途中位置にガスバルブを有しており、溶接開始時にガスバルブを開いてシールドガス流路内にシールドガスを流通させて溶接トーチから噴出させ、溶接終了時にガスバルブを閉じてシールドガスの噴出を停止させる構造を有している。
【０００４】
シールドガス供給源から供給されるシールドガスは、予め設定された設定流量となるようにレギュレータと流量計により設定されているが、ガスバルブを開いたときにシールドガス流路内を流れるシールドガスの流量は、ガスバルブの上流側と下流側との圧力差によってシールドガスが下流側に向かって一気に流れ込むことによって一時的に設定流量の２倍程度の流量となる。そして、その後すぐにガスバルブの上流側と下流側との圧力差が解消されて設定流量となる。したがって、従来は、ガスバルブを開くとシールドガス流路内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大する現象を生じていた。
【０００５】
また、従来よりシールドガス用ノズル先端と母材表面との距離や、周囲の風速、溶接電流、溶接速度等、溶接中のシールド効果に影響する種々の要因を検出して、これらの検出した要因に応じてシールドガスの流量を調整するガス流量調整器を備えた消耗電極式アーク溶接機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２６１５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ガスバルブを開いたときに生じる設定流量を超える流量（以下、突出流量という）は不要なものであり、シールドガスの無駄な消費となる。特に、溶接する長さが短くて溶接する時間が短い場合には、シールドガスの全流量のうちで突出流量が占める割合が多くなり、高価なシールドガスの消費量が増大して、コストの上昇と資源の浪費を招いていた。
【０００８】
また、特許文献１に記載のガス流量調整器を備えた消耗電極式アーク溶接装置の場合は、種々の要因を検出する複数のセンサを備えると共に、これら複数のセンサにより検出した情報に基づいてシールドガスの流量を調整する必要があり、構造及び制御が複雑になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、これらの問題に鑑み、従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、簡単な構成によりシールドガスの浪費を抑えてシールドガスの消費量を低減できる溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明による溶接装置は、シールドガス供給源と溶接トーチとの間を連通するシールドガス流路の途中位置に設けられたガスバルブの開閉作動により溶接トーチからシールドガスを噴出させる溶接装置において、ガスバルブを開くことによってシールドガス流路内を上流側から下流側に向かって流れるシールドガスの流量が予め設定されている設定流量よりも一時的に増大するのを抑制するシールドガス流量制御手段をシールドガス流路の途中位置に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の溶接装置において、シールドガス流量制御手段は、シールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有してガスバルブよりも上流側のシールドガス流路の途中位置とガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置との少なくとも一方に設けられたオリフィスにより構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の溶接装置において、シールドガス流量制御手段は、シールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有してガスバルブよりも上流側のシールドガス流路の途中位置とガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置との少なくとも一方に設けられたチューブにより構成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の溶接装置において、シールドガス流量制御手段は、所定の容積空間を有してガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置に設けられたチャンバにより構成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の溶接装置において、シールドガス流量制御手段は、ガスバルブよりも上流側のシールドガス流路に上流端が接続されると共にガスバルブよりも下流側のシールドガス流路に下流端が接続されてガスバルブをバイパスするバイパス流路と、バイパス通路の流路途中に設けられシールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有してバイパス流路内を開閉するバイパスバルブと、バイパスバルブを開作動させて、その開作動から予め設定された時間が経過した後にガスバルブを開作動させるバルブ制御手段とにより構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によると、シールドガス流路内を通過するシールドガスの流量がシールドガスの噴射開始時に一時的に設定流量よりも増大するのを抑制するので、ガスバルブを開いたときに生ずる突出流量を少なくすることができ、シールドガスの無駄な消費を抑制し、シールドガスの消費量を低減することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、シールドガス流量制御手段の具体的な構成の一例を示したものであり、これによれば、シールドガス流量制御手段は、シールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有してガスバルブよりも上流側のシールドガス流路の途中位置とガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置の少なくとも一方に設けられたオリフィスにより構成されているので、シールドガスがオリフィスを通過する際にその流量を絞ることができる。したがって、ガスバルブを開いたときに、シールドガスがシールドガス流路の下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができる。これにより、シールドガス流路内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制して、突出流量を少なくすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、シールドガス流量制御手段の具体的な構成の一例を示したものであり、これによれば、シールドガス流量制御手段は、シールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有してガスバルブよりも上流側のシールドガス流路の途中位置とガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置の少なくとも一方に設けられたチューブにより構成されているので、シールドガスがチューブ内を通過する際にその流量を絞ることができる。したがって、ガスバルブを開いたときに、シールドガスがシールドガス流路の下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができる。これにより、ガスバルブを開いたときにシールドガス流路内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制して、突出流量を少なくすることができる。また、例えば一般に流通している汎用品のチューブをそのまま流用することもでき、実施化が極めて容易であり、低コストで実施できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、シールドガス流量制御手段の具体的な構成の一例を示したものであり、これによれば、シールドガス流量制御手段は、所定の容積空間を有してガスバルブよりも下流側のシールドガス流路の途中位置に設けられたチャンバにより構成されているので、ガスバルブを開いたときに、シールドガス流路の上流側からチャンバに流れ込んだシールドガスの圧力を低下させてから下流側に送ることができる。
【００１９】
したがって、チャンバでシールドガス流路の上流側と下流側との圧力差を吸収して、シールドガスがシールドガス流路の下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができる。これにより、シールドガス流路内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制して、突出流量を少なくすることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、シールドガス流量制御手段の具体的な構成の一例を示したものであり、シールドガス流量制御手段は、ガスバルブよりも上流側のシールドガス流路に上流端が接続されると共にガスバルブよりも下流側のシールドガス流路に下流端が接続されてガスバルブをバイパスするバイパス流路と、バイパス通路の流路途中に設けられてシールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有してバイパス流路内を開閉するバイパスバルブと、バイパスバルブを開作動させ、その開作動から予め設定された時間が経過した後にガスバルブを開作動させるバルブ制御手段とにより構成されている。
【００２１】
これによれば、最初にバイパスバルブを開作動させて、シールドガス流路の流路面積よりも小さい流路面積を有したバイパスバルブにシールドガスを通過させるので、シールドガスの流量を絞ることができ、バイパスバルブを開いたときにシールドガスがシールドガス流路の下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができる。
【００２２】
そして、例えばバイパスバルブを開作動させてからシールドガス流路の下流側の圧力がある程度上昇するまでの時間や、バイパスバルブの開作動によるシールドガスの突出流量が流れきるまでの時間等、バイパスバルブを開操作してから予め設定された時間が経過した後に、ガスバルブを開作動させることによって、シールドガス流路の上流側と下流側との圧力差を少なくすることができる。したがって、ガスバルブを開いたときにシールドガスが下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができ、シールドガス流路内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制して、突出流量を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の第１〜第４実施の形態について以下に説明する。
（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置１の全体図である。消耗電極式アーク溶接装置１は、図１に示すように、多軸を有するロボットアーム１０と、そのロボットアーム１０を制御するロボット制御手段１４を有しており、ロボットアーム１０の手首軸１１には既知の溶接トーチ２０が取り付けられている。
【００２４】
溶接トーチ２０は、互いに同一の内径を有するガスホース３２、３３により形成されたシールドガス流路３１によってシールドガス供給源５に連通して接続されており、シールドガス供給源５からシールドガス流路３１を通過して供給されたシールドガスをノズル２１の先端から噴出させることができるように構成されている。シールドガス供給源５から供給されるシールドガスの流量は、シールドガス供給源５に設けられたレギュレータ６と流量計７によって予め設定された設定流量となるように調整されている。
【００２５】
また、溶接トーチ２０は、溶接電源と接続されており、ノズル２１の先端に設けられた電極チップ２２から繰り出される溶接ワイヤ２とワーク（図示せず）との間でアーク放電を生じさせて溶接するように構成されている。
【００２６】
ロボットアーム１０の中間部分１２には、既知のガスバルブ３０及びワイヤ送給手段４０がベースプレート１３を介して取り付けられている。ガスバルブ３０は、溶接トーチ２０とシールドガス供給源５との間を連通するシールドガス流路３１の途中位置に設けられており、ガスバルブ３０とシールドガス供給源５との間はシールドガス流路３１のガスホース３２によって接続され、ガスバルブ３０と溶接トーチ２０との間はシールドガス流路３１のガスホース３３によって接続されている。
【００２７】
ガスバルブ３０は、バルブ制御手段５０からの制御信号に応じて開閉作動し、溶接トーチ２０とシールドガス供給源５との間を連通及び遮断できるようになっている。バルブ制御手段５０は、ロボット制御手段１４からのアーク溶接開始指令とアーク溶接終了指令に基づいてガスバルブ３０を開閉作動させるように構成されている。
【００２８】
ワイヤ送給手段４０は、バルブ制御手段５０によるガスバルブ３０の開作動に応じて図示していない送給モータを駆動し、ワイヤリール３から溶接ワイヤ２を引き出して溶接速度に応じた送り速度で溶接トーチ２０に供給するように構成されている。
【００２９】
図２は、図１のＡ部を拡大して示す図であり、図３は、第１実施の形態でシールドガス流量制御手段６０を構成するチューブ６１の構造を説明する断面図である。シールドガス流路３１の途中位置には、図２に示すように、チューブ６１が設けられている。チューブ６１は、図３に示すように、ガスホース３２、３３の内径よりも小さな内径と、ガスホース３２、３３の内径よりも大きな外径を有した管形状をなしており、ガスホース３２、３３により構成されるシールドガス流路３１の流路面積よりも小さい流路面積を有している。
【００３０】
チューブ６１の外径は、ガスホース３２、３３の端部が外嵌されて接続可能な大きさに設定されている。そして、チューブ６１の内径は、シールドガス流路３１内を流れるシールドガスの流量を絞るオリフィスを構成し、ガスバルブ３０を開いたときにガスバルブ３０の上流側と下流側との圧力差によってシールドガスがシールドガス流路３１の上流側から下流側に向かって一気に流れ込むのを防ぐことができる大きさに設定されている。そして、本実施の形態では、チューブ６１は、図２に示すように、ガスバルブ３０の上流側と下流側にそれぞれ設けられている。
【００３１】
次に、上記の消耗電極式アーク溶接装置１により溶接を行う方法について説明する。まず最初にワークを所定位置に位置決め固定し、ロボットアーム１０により溶接トーチ２０をワークの溶接開始位置に移動させると、ロボット制御手段１４からバルブ制御手段５０にアーク溶接開始指令が送られる。
【００３２】
バルブ制御手段５０は、ロボット制御手段１４からのアーク溶接開始指令を受けると、ガスバルブ３０を開作動させる。これにより、シールドガス供給源５から溶接トーチ２０にシールドガスが供給され、ノズル２１からシールドガスが噴出されてワークへの溶接が開始される。
【００３３】
上記構成を有する消耗電極式アーク溶接装置によれば、ガスバルブ３０の上流側と下流側にはオリフィスを構成するチューブ６１がそれぞれ設けられている。したがって、シールドガスは、まず最初に上流側のチューブ６１を通過する際に流量が絞られて通過後に拡張し、ガスバルブ３０を通過し、下流側のチューブ６１を通過する際にその流量が再度絞られて通過後に再び拡張する。
【００３４】
したがって、ガスバルブ３０を開いたときに、シールドガスがシールドガス流路３１の下流側に一気に流れ込むのを防ぎ、シールドガス流路３１内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制して、溶接トーチ２０のノズル２１から噴出されるシールドガスの突出流量を少なくすることができる。したがって、簡単な構成によりシールドガスの浪費を抑えることができ、シールドガスの消費量を低減できる。
【００３５】
また、本実施の形態は、シールドガス流量制御手段６０を備えていない従来の消耗電極式アーク溶接装置に対して、ガスバルブ３０の上流側と下流側にチューブ６１を追加するだけでよい。また、例えば一般に流通している汎用品のチューブをそのまま流用することができ、専用品を製造する必要がない。したがって、実施化が極めて容易であり、低コストで実施できる。
【００３６】
尚、上記実施形態では、ガスバルブの上流側と下流側の両方にチューブ６１を設けているが、突出流量を低減できるのであれば、上流側と下流側のいずれか一方にチューブ６１を設けることも可能である。また、上記第１実施の形態では、シールドガス流量制御手段６０をチューブ６１により構成した場合を例に説明したが、シールドガス流路３１内を流れるシールドガスの流量を絞るオリフィスを構成するものであればよく、チューブに限定されるものではない。
【００３７】
図４は、シールドガスの流量の変化を示すグラフであり、図４（ａ）は、本実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置１のシールドガスの流量変化を表すグラフ、図４（ｂ）は、消耗電極式アーク溶接装置１からチューブ６１を取り外した場合のシールドガスの流量変化を表すグラフである。図中でハッチングａにより示す領域部分は設定流量であり、ハッチングｂにより示す領域部分は突出流量である。
【００３８】
ここでは、シールドガス供給源５から供給されるシールドガスの元圧を０．３メガパスカル、ガスホース３２、３３の内径を６ミリメートル、チューブ６１の内径を１．５ミリメートル、チューブ６１の長さを４０ミリメートル、シールドガス流路３１の長さを２００メートルとして、ガスバルブ３０を開いたときから０．０５分間におけるシールドガスの突出流量を測定した。
【００３９】
その結果、チューブ６１を取り外したものでは突出流量が２．０リットルであったのに対し、チューブ６１を有するものでは、突出流量が０．９５リットルとなり、約２分の１に削減されている。
【００４０】
したがって、チューブ６１を設けることによって、ガスバルブ３０を開いたときにシールドガス流路３１内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制することができ、突出流量を少なくすることができたことがわかる。
【００４１】
（第２実施の形態）
図５は、第２実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置１のシールドガス流量制御手段６０の構成を説明する図、図６は、第２実施の形態でシールドガス流量制御手段６０を構成するチャンバ６２の構造を説明する断面図である。尚、第１実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
第２実施の形態において特徴的なことは、第１実施の形態ではガスバルブ３０の上流側と下流側にそれぞれ設けられていたチューブ６１のうち、下流側のチューブ６１をチャンバ６２に変更したことである。
【００４３】
チャンバ６２は、図５に示すように、ガスホース３３の途中位置に設けられている。そして、チャンバ６２の構成は、図６に示すように、内方に所定の容積空間を有する円筒状の胴部６２ａを有している。この所定の容積空間は、ガスバルブ３０を開いたときに、シールドガス流路３１の上流側からチャンバ６２内に流れ込んだシールドガスの圧力をチャンバ６２内で低下させてからシールドガス流路３１の下流側に送り出すことができる、いわゆるダンパー効果を有する大きさに設定されている。
【００４４】
そして、その胴部６２ａの軸方向両側を閉塞する一対の鏡板６２ｂ、６２ｃの各中央位置には、管状の接続部６２ｄ、６２ｅが突設されており、ガスホース３３の上流側と下流側とに各々接続してシールドガスをチャンバ６２内に導入し、チャンバ６２から排出させることができるようになっている。
【００４５】
接続部６２ｄ、６２ｅの外径は、ガスホース３３の端部を外嵌して接続可能な大きさに形成されている。また、接続部６２ｄ、６２ｅの内径は、ガスホース３３の内径よりも小さな内径でかつ、接続部６２ｄ、６２ｅを通過するシールドガスの流量を絞るオリフィスを構成する大きさに設定されている。本実施の形態では、上流側のチューブ６１の内径と同一の大きさに設定されている。
【００４６】
上記チャンバ６２を有する消耗電極式アーク溶接装置１によれば、バルブ制御手段５０がアーク溶接開始指令を受けてガスバルブ３０を開いたときに、シールドガス流路３１の上流側からチャンバ６２内に流れ込んだシールドガスを、チャンバ６２内で膨張させて、シールドガスの圧力をチャンバ６２内で低下させてからシールドガス流路３１の下流側に送り出すことができる。
【００４７】
したがって、チャンバ６２でシールドガス流路３１の上流側と下流側との圧力差を吸収して、シールドガスがシールドガス流路３１の下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができる。よって、ガスバルブ３０を開いたときにシールドガス流路３１内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制して、突出流量を少なくすることができる。したがって、簡単な構成によりシールドガスの浪費を抑えることができ、シールドガスの消費量を低減できる。
【００４８】
また、接続部６２ｄでシールドガスの流量を絞り、チャンバ６２内で膨張させ、接続部６２ｅで再度絞り、接続部６２ｅを通過した後にガスホース３３内で膨張させることができ、チャンバ６２を通過するシールドガスの流量を全体的に絞ることができる。したがって、シールドガスの突出流量をより少なくすることができる。
【００４９】
また、本実施の形態は、シールドガス流量制御手段６０を備えていない従来の消耗電極式アーク溶接装置に対して、ガスバルブ３０の下流側にチャンバ６２を追加し、ガスバルブ３０の上流側にチューブ６１を追加するだけでよく、実施化が極めて容易であり、低コストで実施できる。
【００５０】
尚、上述の第２実施の形態では、接続部６２ｄ、６２ｅの内径を、シールドガス流路３１の内径よりも小さな内径に設定して、接続部６２ｄ、６２ｅがシールドガスを絞るオリフィスを構成する場合を例に説明したが、接続部６２ｄ、６２ｅの内径をシールドガス流路３１のガスホース３２、３３の内径と等しい大きさに設定した構成としてもよい。これによれば、接続部６２ｄを通過してチャンバ６２内に流入したシールドガスをチャンバ６２内で膨張させて、シールドガスの圧力を低下させることができ、シールドガス流路３１の上流側と下流側の圧力差を低減してシールドガスがシールドガス流路３１の下流側に一気に流れ込むのを防ぎ、シールドガスの突出流量を少なくすることができる。
【００５１】
（第３実施の形態）
図７は、第３実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置１のシールドガス流量制御手段６０の構成を説明する図、図８は、バルブ制御手段５０によるガスバルブ３０とバイパスバルブ６４の開閉タイミングを説明するタイムチャートである。尚、第１実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
第３実施の形態において特徴的なことは、シールドガス流量制御手段６０の構成として、ガスバルブ３０をバイパスするバイパス通路６３と、そのバイパス通路６３にガスバルブ３０よりも小さい流路面積を有してバイパス通路６３を開閉するバイパスバルブ６４とを設け、バルブ制御手段５０により、ガスバルブ３０とバイパスバルブ６４を所定のタイミングで開閉作動させることである。
【００５３】
バイパス通路６３は、ガスホース３２、３３と同一の内径を有しており、図８に示すように、ガスホース３２から分岐するように上流端が接続され、ガスホース３３に合流するように下流端が接続されて、ガスバルブ３０をバイパスするように設けられている。
【００５４】
バイパスバルブ６４は、バイパス通路６３の途中位置に設けられており、ガスバルブ３０よりも小さな流路面積を有している。そして、バルブ制御手段５０により開閉作動されて、バイパス通路６３の上流側と下流側とを連通及び遮断するように構成されている。
【００５５】
バルブ制御手段５０には、ロボット制御手段１４からアーク溶接開始指令を受けると、まず最初にバイパスバルブ６４を開作動させる。そして、例えばバイパスバルブ６４を開作動させてからシールドガス流路３１の下流側の圧力がある程度上昇するまでの時間、或いはバイパスバルブ６４を開作動させてからシールドガス流路３１を通過するシールドガスの流量が設定流量に収束するまでの時間等、バイパスバルブ６４を開作動させてから予め設定された時間が経過した後に、ガスバルブ３０を開くように制御プログラムが設定されている。尚、本実施の形態では、バイパスバルブ６４を開作動させてからシールドガス流路３１を通過するシールドガスの流量が設定流量に収束するまでの時間が予め設定された時間として設定されている。また、図８に示すように、バイパスバルブ６４を開作動させてから所定時間が経過した後、バイパスバルブ６４を閉作動させると共にガスバルブ３０を開作動させるように設定されている。
【００５６】
上記構成を有する消耗電極式アーク溶接装置１によれば、バルブ制御手段５０がロボット制御手段１４からアーク溶接開始指令を受けると、まず最初にバイパスバルブ６４を開作動させる。したがって、シールドガスは、シールドガス流路３１の流路面積よりも小さい流路面積を有したバイパスバルブ６４を通過し、バイパスバルブ６４の下流側に流れ込むシールドガスの流量が絞られる。よって、バイパスバルブ６４が開いたときにシールドガスがバイパス通路６３の上流側から下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができ、突出流量を小さくすることができる。
【００５７】
そして、例えばバイパスバルブ６４の開作動によりシールドガス流路３１の下流側の圧力がある程度上昇してから、或いはバイパスバルブ６４の開作動によるシールドガスの突出流量が流れきるまでの時間等、バイパスバルブ６４を開作動させてから予め設定された所定時間が経過した後にガスバルブ３０を開操作する。
【００５８】
したがって、ガスバルブ３０が開いたときにシールドガスが下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができ、シールドガス流路３１内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制し、突出流量を少なくすることができる。よって、簡単な構成によりシールドガスの浪費を抑えてシールドガスの消費量を低減できる。
【００５９】
また、バイパス通路６３及びバイパスバルブ６４は、シールドガス流量制御手段６０を備えていない従来の消耗電極式アーク溶接装置に対して、簡単に後付けすることができ、バルブ制御手段５０の制御プログラムも簡単に変更することができるので、実施化が極めて容易である。
【００６０】
尚、上述の第３実施の形態では、バイパスバルブ６４を開作動させ、所定時間が経過した後にバイパスバルブ６４を閉作動させると共にガスバルブ３０を開作動させる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、バイパスバルブ６４を閉じるタイミングやガスバルブ３０を開くタイミングは、突出流量が少なくなるように任意に設定することができる。
【００６１】
（第４実施の形態）
図９は、第４実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置１のシールドガス流量制御手段６０の構成を説明する図である。尚、第１実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
第４実施の形態において特徴的なことは、第３実施の形態におけるシールドガス流路３１の下流側にシールドガス流量制御手段６０を構成するチャンバ６５を追加したことである。
【００６３】
チャンバ６５は、図９に示すように、バイパス通路６３の下流端がシールドガス流路３１に合流して接続された部分よりも下流側に位置するようにガスホース３３の途中位置に設けられている。
【００６４】
チャンバ６５は、内方に所定の容積空間を有する円筒状の胴部６５ａを有しており、この所定の容積空間は、チャンバ６２内に流れ込んだシールドガスの圧力を低下させてからシールドガス流路３１の下流側に送り出すことができる大きさに設定されている。
【００６５】
胴部６５ａの軸方向両側を閉塞する一対の鏡板６２ｂ、６２ｃの各中央位置には、管状の接続部６５ｄ、６５ｅが突設されており、ガスホース３３の上流側と下流側とに各々接続してシールドガスをチャンバ６２内に導入し、チャンバ６２内から排出させることができるようになっている。
【００６６】
接続部６５ｄ、６５ｅの外径は、ガスホース３３の端部を外嵌して接続可能な大きさに形成されている。また、接続部６５ｄ、６５ｅの内径は、ガスホース３３の内径とほぼ同一の大きさに設定されている。
【００６７】
上記構成を有する消耗電極式アーク溶接装置１によれば、ガスバルブ３０やバイパスバルブ６４を開いたときに、チャンバ６５内に流れ込んだシールドガスを、チャンバ６５内で膨張させて、シールドガスの圧力を低下させてからシールドガス流路３１の下流側に送り出すことができる。
【００６８】
したがって、チャンバ６５でシールドガス流路３１の上流側と下流側との圧力差を吸収して、ガスバルブ３０が開いたときにシールドガスがシールドガス流路３１の下流側に一気に流れ込むのを防ぐことができる。したがって、ガスバルブ３０を開いたときにシールドガス流路３１内を通過するシールドガスの流量が設定流量よりも一時的に増大するのを抑制して、突出流量を少なくすることができる。よって、簡単な構成によりシールドガスの浪費を抑えてシールドガスの消費量を低減できる。
【００６９】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の第１〜第４実施の形態では、消耗電極式アーク溶接装置１に適用した場合を例に説明したが、非消耗式アーク溶接装置あるいはレーザー溶接装置などシールドガスを用いる溶接装置全般に適用することが可能である。更には上述の第１〜第４実施形態では、ロボットアーム１０を有する構成の場合を例に説明したが、作業者が溶接トーチ２０を操作してアーク溶接を行うマニュアル溶接装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置の全体図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示す図である。
【図３】シールドガス流量制御手段を構成するチューブの構造を説明する断面図である。
【図４】シールドガスの流量の変化を示すグラフである。
【図５】第２実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置のシールドガス流量制御手段の構成を説明する図である。
【図６】シールドガス流量制御手段を構成するチャンバの構造を説明する断面図である。
【図７】第３実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置のシールドガス流量制御手段の構成を説明する図である。
【図８】ガスバルブとバイパスバルブの開閉タイミングを説明するタイムチャートである。
【図９】第４実施の形態に係わる消耗電極式アーク溶接装置のシールドガス流量制御手段の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  消耗電極式アーク溶接装置
５  シールドガス供給源
２０  溶接トーチ
３０  ガスバルブ
３１  シールドガス流路
５０  バルブ制御手段
６０  シールドガス流量制御手段
６１  チューブ
６２  チャンバ
６３  バイパス通路
６４  バイパスバルブ
６５  チャンバ
【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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【図９】
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