(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力伝送線を介して通信を行う通信装置であって、
前記電力伝送線に通信信号を送信する送信部と、
前記電力伝送線から通信信号を受信する受信部と、
前記送信部と前記電力伝送線との間に介在する送信側トランスと、
前記受信部と前記電力伝送線との間に介在する受信側トランスと、
前記送信側トランスの二次側に設けられたインピーダンス変換部と、
前記送信側トランスの一次側に直列接続された第１の抵抗と、
前記受信側トランスの二次側に並列接続された第２の抵抗と、
前記送信側トランスの一次側端子間の電圧が所定の電圧に近づくように、前記インピーダンス変換部を制御する制御部と、
を備え、
前記所定の電圧は、前記第１の抵抗の抵抗値と前記第２の抵抗の抵抗値との加算値に対する前記第２の抵抗の抵抗値の比率を前記送信部の出力電圧に乗算した電圧である、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
電力伝送線を介して通信を行う通信装置であって、
前記電力伝送線に通信信号を送信する送信部と、
前記電力伝送線から通信信号を受信する受信部と、
前記送信部と前記電力伝送線との間に介在する送信側トランスと、
前記受信部と前記電力伝送線との間に介在する受信側トランスと、
前記受信側トランスの一次側に設けられたインピーダンス変換部と、
前記送信側トランスの一次側に直列接続された第１の抵抗と、
前記受信側トランスの二次側に並列接続された第２の抵抗と、
前記受信側トランスの二次側端子間の電圧が所定の電圧に近づくように、前記インピーダンス変換部を制御する制御部と、
を備え、
前記所定の電圧は、前記第１の抵抗の抵抗値と前記第２の抵抗の抵抗値との加算値に対する前記第２の抵抗の抵抗値の比率を前記送信部の出力電圧に乗算した電圧である、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項３】
前記第１の抵抗と前記第２の抵抗の抵抗値が同じであり、
前記所定の電圧が前記送信部の出力電圧の半分である、
請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の抵抗または第２の抵抗に流れる電流と前記送信側トランスの一次側端子間の電圧との位相差に基づいて、前記インピーダンス変換部を制御する、
請求項１ないし３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記インピーダンス変換部は、可変コンデンサである、
請求項１ないし４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
前記インピーダンス変換部は、可変コイルである、
請求項１ないし４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の通信装置を備える溶接システムであって、
前記送信部を備える溶接電源装置と、
前記受信部を備えるワイヤ送給装置と、
前記溶接電源装置と前記ワイヤ送給装置とを接続する前記電力伝送線と、
を備えていることを特徴とする溶接システム。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の通信装置を備える溶接システムであって、
前記送信部を備えるワイヤ送給装置と、
前記受信部を備える溶接電源装置と、
前記溶接電源装置と前記ワイヤ送給装置とを接続する前記電力伝送線と、
を備えていることを特徴とする溶接システム。
【請求項９】
前記電力伝送線は、前記溶接電源装置から溶接用の電力を供給するためのパワーケーブルである、
請求項７または８に記載の溶接システム。
【請求項１０】
前記電力伝送線は、前記ワイヤ送給装置が有するモータを駆動するための電力を、前記溶接電源装置から前記ワイヤ送給装置に供給するためのものである、
請求項７または８に記載の溶接システム。
【請求項１１】
前記溶接電源装置および前記ワイヤ送給装置を介して、溶接トーチにシールドガスを供給するガス配管をさらに備え、
前記電力伝送線は、前記ガス配管の内側に配置されている、
請求項１０に記載の溶接システム。
【請求項１２】
前記溶接電源装置および前記ワイヤ送給装置を介して、溶接トーチにシールドガスを供給するガス配管をさらに備え、
前記電力伝送線の一方は、前記溶接電源装置から溶接用の電力を供給するためのパワーケーブルであり、
前記電力伝送線のもう一方は、前記ワイヤ送給装置が有するモータを駆動するための電力を、前記溶接電源装置から前記ワイヤ送給装置に供給するためのものであり、前記ガス配管の内側に配置されている、
請求項７または８に記載の溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を介して通信を行う通信装置、および、溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
消耗電極式の溶接システムは、通常、重量があるために移動させない溶接電源装置と、溶接個所の変更に伴って溶接作業者が持ち運びするワイヤ送給装置とに分離されている。溶接電源装置とワイヤ送給装置とは、パワーケーブルで接続されている。
【０００３】
このパワーケーブルを介して、溶接電源装置とワイヤ送給装置との間で通信を行う溶接システムが開発されている。例えば、特許文献１には、直接スペクトル拡散（Direct Sequence Spread Spectrum:DSSS）通信方式を用いて、パワーケーブルを介して通信を行う溶接システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９１０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パワーケーブルは、未知の抵抗成分や誘導成分を有している。誘導成分は、高周波信号を減衰させる。パワーケーブルで搬送される通信信号には、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域の高周波信号が使用される。したがって、通信信号はパワーケーブルを搬送される間に低下してしまう。また、溶接が行われる場所は、非常にノイズが多い。したがって、通信を行うためにＳ/Ｎ比を大きくしようとすると、通信信号の出力を大きくしなければ
ならない。これを改善するために、伝送路の伝達特性を改善することが、重要な課題になっている。
【０００６】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、電力伝送線を介して通信を行う通信装置において、伝送路の伝達特性を容易に改善することができる通信装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面によって提供される通信装置は、電力伝送線を介して通信を行う通信装置であって、前記電力伝送線に通信信号を送信する送信部と、前記電力伝送線から通信信号を受信する受信部と、前記送信部と前記電力伝送線との間に介在する送信側トランスと、前記受信部と前記電力伝送線との間に介在する受信側トランスと、前記送信側トランスの二次側に設けられたインピーダンス変換部と、前記送信側トランスの一次側に直列接続された第１の抵抗と、前記受信側トランスの二次側に並列接続された第２の抵抗と、前記送信側トランスの一次側端子間の電圧が所定の電圧に近づくように、前記インピーダンス変換部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の側面によって提供される通信装置は、電力伝送線を介して通信を行う通信装置であって、前記電力伝送線に通信信号を送信する送信部と、前記電力伝送線から通信信号を受信する受信部と、前記送信部と前記電力伝送線との間に介在する送信側トランスと、前記受信部と前記電力伝送線との間に介在する受信側トランスと、前記受信側トラ
ンスの一次側に設けられたインピーダンス変換部と、前記送信側トランスの一次側に直列接続された第１の抵抗と、前記受信側トランスの二次側に並列接続された第２の抵抗と、前記受信側トランスの二次側端子間の電圧が所定の電圧に近づくように、前記インピーダンス変換部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記所定の電圧は、前記第１の抵抗の抵抗値と前記第２の抵抗の抵抗値との加算値に対する前記第２の抵抗の抵抗値の比率を前記送信部の出力電圧に乗算した電圧である。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗の抵抗値が同じであり、前記所定の電圧が前記送信部の出力電圧の半分である。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記第１の抵抗または第２の抵抗に流れる電流と前記送信側トランスの一次側端子間の電圧との位相差に基づいて、前記インピーダンス変換部を制御する。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記インピーダンス変換部は、可変コンデンサである。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記インピーダンス変換部は、可変コイルである。
【００１５】
本発明の第３の側面によって提供される溶接システムは、本発明の第１または第２の側面によって提供される通信装置を備える溶接システムであって、前記送信部を備える溶接電源装置と、前記受信部を備えるワイヤ送給装置と、前記溶接電源装置と前記ワイヤ送給装置とを接続する前記電力伝送線とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第４の側面によって提供される溶接システムは、本発明の第１または第２の側面によって提供される通信装置を備える溶接システムであって、前記送信部を備えるワイヤ送給装置と、前記受信部を備える溶接電源装置と、前記溶接電源装置と前記ワイヤ送給装置とを接続する前記電力伝送線とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力伝送線は、前記溶接電源装置から溶接用の電力を供給するためのパワーケーブルである。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力伝送線は、前記ワイヤ送給装置が有するモータを駆動するための電力を、前記溶接電源装置から前記ワイヤ送給装置に供給するためのものである。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接システムは、前記溶接電源装置および前記ワイヤ送給装置を介して、溶接トーチにシールドガスを供給するガス配管をさらに備え、前記電力伝送線は、前記ガス配管の内側に配置されている。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接システムは、前記溶接電源装置および前記ワイヤ送給装置を介して、溶接トーチにシールドガスを供給するガス配管をさらに備え、前記電力伝送線の一方は、前記溶接電源装置から溶接用の電力を供給するためのパワーケーブルであり、前記電力伝送線のもう一方は、前記ワイヤ送給装置が有するモータを駆動するための電力を、前記溶接電源装置から前記ワイヤ送給装置に供給するためのものであり、前記ガス配管の内側に配置されている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、制御部は、送信側トランスの一次側端子間の電圧が所定の電圧に近づくように、インピーダンス変換部を制御する。電力伝送線を含む通信信号の伝送路全体が直列共振回路になって誘導成分と容量成分とが釣り合った状態になると、当該伝送路は、電源としての送信部に第１の抵抗と第２の抵抗とを直列接続した回路と考えることができる。このとき、送信側トランスの一次側端子間の電圧は、送信部の出力電圧を第１の抵抗と第２の抵抗とで分圧した第２の抵抗にかかる電圧に等しくなる。したがって、送信側トランスの一次側端子間の電圧がこの電圧に近づくように制御することで、当該伝送路全体の誘導成分を小さくすることができ、通信信号の低下を抑制することができる。これにより、当該伝送路の伝達特性を容易に改善することができる。
【００２２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図２】溶接システムの通信信号の伝送路のインピーダンスマッチングを説明するための図である。
【図３】可変コンデンサの静電容量Ｃｉと、電圧Ｖｉおよび端子間電圧Ｖｒとの関係を示す図である。
【図４】制御部が行うインピーダンスマッチング処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る溶接システムの他の実施例を説明するための図である。
【図６】第２実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図７】第３実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図８】第４実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図９】第５実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図１０】第６実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図１１】第７実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。
【図１２】第７実施形態に係る溶接システムの他の実施例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る通信装置を溶接システムに用いた場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。
【００２５】
図１は、第１実施形態に係る溶接システムＡを説明するための図であり、溶接システムＡの全体構成を示している。
【００２６】
図１に示すように、溶接システムＡは、溶接電源装置１、ワイヤ送給装置２、溶接トーチ３、および、パワーケーブル４１,４２を備えている。溶接電源装置１の一方の出力端
子ａは、パワーケーブル４１を介して、ワイヤ送給装置２に接続されている。ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出して、ワイヤ電極の先端を溶接トーチ３の先端から突出させる。溶接トーチ３の先端に配置されているコンタクトチップにおいて、パワーケーブル４１とワイヤ電極とは電気的に接続されている。溶接電源装置１の他方の出力端子ｂは、パワーケーブル４２を介して、被加工物Ｗに接続される。溶接電源装置１は、溶接トーチ３の先端から突出するワイヤ電極の先端と、被加工物Ｗとの間に発生させたアークに電力を供給する。溶接システムＡは、当該アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。
【００２７】
溶接電源装置１は、アーク溶接のための直流電力を溶接トーチ３に供給するものである。溶接電源装置１は、電源部１１、制御部１２、送信部１３、および、入力結合回路１４を備えている。
【００２８】
電源部１１は、電力系統から入力される三相交流電力をアーク溶接に適した直流電力に変換して出力するものである。電源部１１に入力される三相交流電力は、整流回路によって直流電力に変換され、インバータ回路によって交流電力に変換される。そして、トランスによって降圧（または昇圧）され、整流回路によって直流電力に変換されて出力される。なお、電源部１１の構成は、上記したものに限定されない。
【００２９】
制御部１２は、溶接電源装置１の制御を行うものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部１２は、溶接電源装置１から出力される溶接電圧や溶接電流が設定電圧や設定電流になるように、制御を行う。また、制御部１２は、溶接条件の変更や電源部１１の起動、異常の検出などを行う。また、制御部１２は、ワイヤ送給装置２に対する送給指令などのための信号を送信部１３に出力させる。さらに、制御部１２は、パワーケーブル４１，４２を含む通信信号の伝送路の伝達特性を改善する制御を行う。具体的には、後述する電圧センサ１４４，１４５からの入力に基づいて、可変コンデンサ１４２の静電容量を変化させることで、伝送路の伝達特性を改善する。詳細については後述する。
【００３０】
送信部１３は、ワイヤ送給装置２に送信する通信信号を出力するものである。送信部１３は、制御部１２から入力される信号を変調して、入力結合回路１４に出力する。ワイヤ送給装置２に送信する通信信号には、例えば、検出された溶接電圧または溶接電流の検出信号や、異常発生を示す信号、送給指令のための信号などがある。なお、ワイヤ送給装置２に送信する通信信号は、上記したものに限定されない。
【００３１】
送信部１３は、直接スペクトル拡散（Direct Sequence Spread Spectrum:DSSS）通信方式を用いて通信を行う。直接スペクトル拡散通信方式では、送信側は、送信する通信信号に対して拡散符号による演算を行い、元の信号のスペクトルをより広い帯域に拡散して送信する。受信側は、受信した通信信号を共通する拡散符号を用いて逆拡散することで、元の信号に戻す。溶接システム毎に異なる拡散符号を用いていれば、別の溶接システムで送受信される通信信号を誤って受信したとしても、当該通信信号は異なる拡散符号で逆拡散されて、ノイズとして除去される。したがって、高い通信品質で通信を行うことができる。
【００３２】
送信部１３は、制御部１２より入力される信号に応じてキャリア信号をＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調し、変調信号にスペクトル拡散を行い、アナログ信号に変換して出力する。なお、変調方法はＢＰＳＫ変調に限られず、ＡＳＫ変調やＦＳＫ変調を行うようにしてもよい。また、スペクトル拡散は直接拡散方式に限られず、周波数ホッピング方式を用いてもよい。なお、本実施形態では、スペクトル拡散を行っているが、これに限定されず、スペクトル拡散を行わないようにしてもよい。
【００３３】
入力結合回路１４は、送信部１３が出力した通信信号を、パワーケーブル４１,４２に
重畳するものである。入力結合回路１４は、高周波トランス１４１、可変コンデンサ１４２、抵抗１４３、電圧センサ１４４、および、電圧センサ１４５を備えている。
【００３４】
高周波トランス１４１は、通信信号をパワーケーブル４１,４２に重畳するためのもの
であり、送信部１３に接続された一次側コイルと、パワーケーブル４１,４２が接続され
た出力線に並列接続された二次側コイルとを磁気結合させるものである。
【００３５】
可変コンデンサ１４２は、静電容量を変化させることができるコンデンサであり、本実施形態では、回転軸を回すことで連続的に静電容量を変化させることができるバリアブルコンデンサを用いている。可変コンデンサ１４２は、高周波トランス１４１の二次側（出力側）に直列接続されており、パワーケーブル４１，４２から入ってくる直流電流を遮断する。また、可変コンデンサ１４２は、制御部１２からの指令に応じて静電容量を変化させ、パワーケーブル４１，４２を含む通信信号の伝送路のインピーダンスを変化させる。
【００３６】
なお、可変コンデンサ１４２は、バリアブルコンデンサのように連続的に静電容量を変化させるものに限定されず、静電容量の異なる固定コンデンサを切り替えスイッチにより断続的に切り替えられるようにしたものであってもよい。また、可変コンデンサ１４２に代えて、インダクタンスを変化させることができる可変コイルを用いるようにしてもよい。
【００３７】
抵抗１４３は、高周波トランス１４１の一次側（入力側）に直列接続されており、所定の抵抗値Ｒｉを有する抵抗である。
【００３８】
電圧センサ１４４は、高周波トランス１４１の一次側端子間の電圧を検出するものであり、瞬時値を電圧信号として制御部１２に出力する。電圧センサ１４５は、抵抗１４３の端子間電圧を検出するものであり、瞬時値を電圧信号として制御部１２に出力する。
【００３９】
ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出すものである。ワイヤ送給装置２は、制御部２１、送給機構２２、受信部２３、および、出力結合回路２４を備えている。なお、ワイヤ送給装置２は、ガスボンベのシールドガスを溶接トーチ３の先端に供給するためのガス電磁弁などを備えているが、記載を省略している。
【００４０】
制御部２１は、ワイヤ送給装置２の制御を行うものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部２１は、受信部２３より入力される溶接電圧または溶接電流の検出値を、図示しない表示部に出力して表示させたり、受信部２３より入力される異常発生を示す信号に基づいて、図示しない報知部に異常の報知（例えば、スピーカによる警告音や振動による報知）をさせたりする。また、制御部２１は、受信部２３から送給指令を入力されている間、送給機構２２にワイヤ電極の送給を行わせて、溶接トーチ３にワイヤ電極を送り出す。
【００４１】
送給機構２２は、溶接トーチ３にワイヤ電極の送給を行うものである。送給機構２２は、制御部２１からの送給指令に基づいて、モータによって送給ローラを回転させて、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出す。
【００４２】
受信部２３は、溶接電源装置１から送信される通信信号を受信するものである。受信部２３は、溶接電源装置１から受信した通信信号を復調して、制御部２１に出力する。溶接電源装置１から受信する通信信号には、例えば、溶接電源装置１においてセンサで検出された溶接電圧または溶接電流の検出信号や、異常発生を示す信号、送給指令のための信号などがある。なお、溶接電源装置１から受信する通信信号は、上記したものに限定されない。受信部２３は、出力結合回路２４より入力される通信信号を、デジタル信号に変換して、逆拡散およびフィルタリングを行い、復調を行って、制御部２１に出力する。
【００４３】
出力結合回路２４は、パワーケーブル４１,４２に重畳された通信信号を検出するもの
であり、検出した通信信号を受信部２３に出力する。出力結合回路２４は、高周波トランス２４１、コンデンサ２４２、および、抵抗２４３を備えている。
【００４４】
高周波トランス２４１は、パワーケーブル４１,４２に重畳された通信信号を検出する
ためのものであり、パワーケーブル４１,４２に並列接続された一次側コイルと、受信部
２３に接続された二次側コイルとを磁気結合させるものである。
【００４５】
コンデンサ２４２は、固定コンデンサであり、高周波トランス２４１の一次側（入力側）に直列接続されており、パワーケーブル４１，４２から入ってくる直流電流を遮断する。
【００４６】
抵抗２４３は、高周波トランス２４１の二次側（出力側）に並列接続されており、所定の抵抗値Ｒｏを有する抵抗である。なお、本実施形態では、抵抗２４３の抵抗値Ｒｏを、抵抗１４３の抵抗値Ｒｉと同じ値にしている。
【００４７】
次に、制御部１２が行う、通信信号の伝送路の伝達特性を改善する制御処理（以下では、「インピーダンスマッチング処理」とする）について、説明する。
【００４８】
図２（ａ）は、溶接システムＡの通信信号の伝送路だけを抽出して簡略化した図である。送信部１３は交流電源１３とし、パワーケーブル４１，４２はそれぞれの抵抗成分と誘導成分を象徴した抵抗とコイルとして記載している。なお、伝送路の他の配線やコイルなどの抵抗成分および誘導成分もこれに含まれるとする。
【００４９】
送信部１３が通信信号を出力電圧Ｖとして出力しても、伝送路上の誘導成分によって減衰されるので、受信部２３が受信する電圧Ｖｏは小さくなってしまう。電圧センサ１４４（図１参照）が検出した電圧信号から算出された電圧実効値が、電圧Ｖｉとして図２に示されている。
【００５０】
図２（ｂ）は、可変コンデンサ１４２の静電容量を変化させて、伝送路が直列共振回路になった状態を示す図である。共振時には誘導成分と容量成分とが釣り合っており、いずれもない状態と考えることができる。また、パワーケーブル４１，４２やその他の配線の抵抗成分は、抵抗１４３および抵抗２４３と比べて無視できるほど小さいので、ないものと考える。この場合、伝送路は交流電源１３に抵抗１４３および抵抗２４３が直列接続された回路と考えることができる。
【００５１】
この場合、図２（ｂ）に示すように、電圧Ｖｉと電圧Ｖｏとは一致し、電圧Ｖｉは、交流電源１３の出力電圧Ｖを抵抗１４３と抵抗２４３とで分圧した抵抗２４３にかかる電圧に等しくなる。すなわち、このときの電圧Ｖｉは、交流電源１３の出力電圧Ｖ、抵抗１４３の抵抗値Ｒｉおよび抵抗２４３の抵抗値Ｒｏから、下記（１）式によって算出される。本実施形態では、抵抗２４３の抵抗値Ｒｏと抵抗１４３の抵抗値Ｒｉとを同じ値にしているので、Ｖｉ＝（１/２）Ｖになる。
【００５２】
【数１】
0006396169.tif 000002
【００５３】
つまり、可変コンデンサ１４２の静電容量を変化させて、電圧センサ１４４が検出する電圧Ｖｉが送信部１３の出力電圧Ｖの半分になった場合、溶接システムＡの通信信号の伝送路が直列共振回路になったと考えられる。制御部１２は、電圧センサ１４４より入力される電圧Ｖｉが（１/２）Ｖに近づくように、可変コンデンサ１４２の静電容量を変化さ
せることで、通信信号の伝送路の伝達特性を改善する制御を行っている。
【００５４】
図３は、可変コンデンサ１４２の静電容量Ｃｉと、電圧Ｖｉおよび抵抗１４３の端子間電圧Ｖｒとの関係を示す図である。図３に示すように、静電容量Ｃｉが特定の静電容量になった時に、電圧Ｖｉは（１/２）Ｖになり（図３（ａ）参照）、端子間電圧Ｖｒも（１/２）Ｖになる（図３（ｂ）参照）。また、図３（ａ）に示すように、可変コンデンサ１４２の静電容量Ｃｉが特定の静電容量（共振時の静電容量）から大きく離れている場合、静電容量Ｃｉを変化させても電圧Ｖｉはほとんど変化しない。したがって、静電容量Ｃｉを大きくするべきか小さくするべきかの判断が困難である。
【００５５】
制御部１２は、電圧センサ１４４より入力される電圧信号と、抵抗１４３に流れる電流の電流信号とから、電圧電流位相差θを検出し、電圧電流位相差θに基づいて可変コンデンサ１４２の静電容量Ｃｉを変化させる。すなわち、電流信号の位相が電圧信号の位相より進んでいる場合、静電容量Ｃｉを小さくし、電流信号の位相が電圧信号の位相より遅れている場合、静電容量Ｃｉを大きくする。抵抗１４３に流れる電流の電流信号は、電圧センサ１４５より入力される電圧信号を抵抗１４３の抵抗値Ｒｉで除算したものを用いる。なお、電圧センサ１４５を設けずに、電圧センサ１４４より入力される電圧信号を、送信部１３が出力する電圧の瞬時値から減算することで、抵抗１４３の端子間電圧の瞬時値を算出するようにしてもよい。また、抵抗１４３に直列接続する電流センサを設けて、当該電流センサが検出した電流の瞬時値を電流信号として用いるようにしてもよい。
【００５６】
図４は、制御部１２が行うインピーダンスマッチング処理を説明するためのフローチャートである。制御部１２は、通信を行う前に当該処理を開始し、送信部１３から定期的に信号を出力することであらかじめインピーダンスマッチングを行っておき、通信を開始した後は、通信信号の出力によりインピーダンスマッチングを行う。
【００５７】
まず、送信部１３から電圧Ｖの信号が出力され（Ｓ１）、電圧センサ１４４によって検出された電圧信号から電圧Ｖｉが算出される（Ｓ２）。次に、電圧Ｖｉが所定の電圧Ｖαより小さいか否かが判別される（Ｓ３）。電圧Ｖαは、電圧Ｖｉによって共振点を探索できるかどうかを判断するためのしきい値であり、測定誤差を見越して、電圧Ｖより少し小さい値が設定される。
【００５８】
電圧Ｖｉが所定の電圧Ｖα以上の場合（Ｓ３：ＮＯ）、静電容量Ｃｉが共振時の静電容量から大きく離れているので電圧Ｖｉによっては共振点を探索できない（図３（ａ）参照）と判断され、電圧センサ１４４より入力される電圧信号と電圧センサ１４５より入力される電圧信号とに基づいて、電圧電流位相差θが検出される（Ｓ４）。そして、電圧電流位相差θが進み位相か遅れ位相かが判別される（Ｓ５）。本実施形態では、進み位相のときに電圧電流位相差θが正の値になり、遅れ位相のときに電圧電流位相差θが負の値になるようにしているので、電圧電流位相差θがゼロより大きいか否かが判別される。電圧電流位相差θがゼロより大きい場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、可変コンデンサ１４２の静電容量Ｃｉを減少させ（Ｓ６）、電圧電流位相差θがゼロ以下の場合（Ｓ５：ＮＯ）、可変コンデンサ１４２の静電容量Ｃｉを増加させる（Ｓ７）。なお、電圧電流位相差θがゼロであれば、共振して電圧Ｖｉが小さくなっているはずなので、ステップＳ５では電圧電流位相差θがゼロである場合を想定していない。そして、ステップＳ１に戻って、電圧Ｖｉが所定の電圧Ｖαより小さくなるまで（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ１〜Ｓ７が繰り返される。
【００５９】
一方、ステップＳ３において電圧Ｖｉが所定の電圧Ｖαより小さい場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、静電容量Ｃｉが共振時の静電容量に近づいていて、電圧Ｖｉによって共振点を探索できるので、ステップＳ８に進んで、共振点の探索処理が行われる。本実施形態では、いわゆる山登り法に類似した方法を用いて探索を行っている。すなわち、静電容量Ｃｉを変化させたときの電圧Ｖｉの増減に基づいて、静電容量Ｃｉの変化の方向（増加させるか減少させるか）を決定する。静電容量Ｃｉを増加させた時に電圧Ｖｉが小さくなれば続けて静電容量Ｃｉを増加させ、電圧Ｖｉが大きくなれば共振点を超えたとして、静電容量Ｃｉを減少させる。静電容量Ｃｉを減少させた時に電圧Ｖｉが小さくなれば続けて静電容量Ｃｉを減少させ、電圧Ｖｉが大きくなれば共振点を超えたとして、静電容量Ｃｉを増加させる。これを繰り返すことで、静電容量Ｃｉを共振点の近傍に位置させて、電圧Ｖｉをできるだけ最小の状態（すなわち、共振状態）に保つ。
【００６０】
探索処理では、まず、最初の探索方向が設定される（Ｓ８）。最初の探索方向には、直前の静電容量Ｃｉの変化の方向が設定される。静電容量Ｃｉを増加させたことで電圧Ｖｉが所定の電圧Ｖαより小さくなった場合は、最初の探索方向として、静電容量Ｃｉを増加させる方向が設定される。一方、静電容量Ｃｉを減少させたことで電圧Ｖｉが所定の電圧Ｖαより小さくなった場合は、最初の探索方向として、静電容量Ｃｉを減少させる方向が設定される。なお、最初の探索方向の設定の仕方は限定されない。次に、ステップＳ２で取得された電圧Ｖｉが、前回の電圧Ｖｉ’に設定される（Ｓ９）。
【００６１】
そして、現在設定されている探索方向が減少方向であるか否かが判別される（Ｓ１０）。探索方向が減少方向である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、静電容量Ｃｉを減少させ（Ｓ１１）、探索方向が減少方向でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、すなわち増加方向である場合、静電容量Ｃｉを増加させる（Ｓ１２）。そして、送信部１３から電圧Ｖの信号が出力され（Ｓ１３）、電圧センサ１４４によって検出された電圧Ｖｉが取得される（Ｓ１４）。なお、静電容量Ｃｉの増減幅は、小さすぎると共振点の探索に時間がかかりすぎ、大きすぎると精度と安定性が悪くなるので、適宜適切な値を設定する必要がある。
【００６２】
次に、電圧Ｖｉが前回の電圧Ｖｉ’より小さいか否かが判別される（Ｓ１５）。電圧Ｖｉが前回の電圧Ｖｉ’より小さい場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、探索方向は変更されずに、前回の電圧Ｖｉ’に電圧Ｖｉが設定されて（Ｓ１７）、ステップＳ１０に戻る。一方、電圧Ｖｉが前回の電圧Ｖｉ’以上の場合（Ｓ１５：ＮＯ）、共振点を超えたとして探索方向は反転され（Ｓ１６）、すなわち、減少方向であった場合は増加方向が設定され、増加方向であった場合は減少方向が設定され、前回の電圧Ｖｉ’に電圧Ｖｉが設定されて（Ｓ１７）、ステップＳ１０に戻る。その後は、ステップＳ１０〜Ｓ１７が繰り返される。
【００６３】
なお、共振点の探索処理は、上述したものに限定されない。例えば、静電容量Ｃｉを減少させたときと、増加させたときとで、それぞれ電圧Ｖｉを取得し、より大きくなる方向に電圧Ｖｉを変化させるようにしてもよい。また、電圧Ｖｉが（１／２）Ｖに近い所定の電圧以下になった場合に、静電容量Ｃｉを変化させないようにしてもよい。また、制御部１２が行うインピーダンスマッチング処理は、上述したものに限定されない。例えば、静電容量Ｃｉが共振時の静電容量から大きく離れることがない場合などには、ステップＳ３〜Ｓ７を行わないようにしてもよい。
【００６４】
本実施形態によると、溶接電源装置１の送信部１３は、パワーケーブル４１,４２を介
して、ワイヤ送給装置２の受信部２３に通信信号を送信する。制御部１２は、高周波トランス１４１の一次側端子間の電圧Ｖｉが送信部１３の出力電圧Ｖの半分の電圧に近づくように可変コンデンサ１４２の静電容量Ｃｉを制御する。これにより、パワーケーブル４１,４２を含む通信信号の伝送路全体の誘導成分を小さくすることができ、通信信号の低下
を抑制することができる。つまり、制御部１２が電圧Ｖｉに応じて静電容量Ｃｉを制御するだけで、通信信号の伝送路の伝達特性を容易に改善することができる。
【００６５】
なお、本実施形態においては、抵抗２４３の抵抗値Ｒｏと抵抗１４３の抵抗値Ｒｉとを同じ値にして、電圧Ｖｉが（１/２）Ｖに近づくように制御しているが、これに限られな
い。例えば、抵抗２４３の抵抗値Ｒｏを抵抗１４３の抵抗値Ｒｉの倍の値に設定（Ｒｏ＝２・Ｒｉ）した場合は、上記（１）式より、電圧Ｖｉが（２/３）Ｖに近づくように制御
すればよい。
【００６６】
なお、本実施形態においては、送信部１３が出力する通信信号を、コイルによる磁気結合を利用してパワーケーブル４１,４２に重畳する場合について説明したが、これに限ら
れない。例えば、コンデンサによる電界結合を利用して通信信号をパワーケーブル４１,
４２に重畳するようにしてもよい。また、パワーケーブル４１,４２に並列に通信信号を
入力するのではなく、パワーケーブル４１または４２に直列に通信信号を入力するようにしてもよい。
【００６７】
図５は、第１実施形態に係る溶接システムＡの他の実施例を説明するための図である。当該実施例では、高周波トランス１４１の二次側コイル（高周波トランス２４１の一次側コイル）の一方の端子を接地して、他方の端子をパワーケーブル４１に磁気結合させたコイルに接続することで、パワーケーブル４１に直列に通信信号を入力し、パワーケーブル４１から通信信号を検出している。
【００６８】
上記第１実施形態においては、送信側（溶接電源装置１）でインピーダンスマッチング処理を行う場合について説明したが、これに限られない。受信側（ワイヤ送給装置２）でインピーダンスマッチング処理を行うようにしてもよい。この場合を第２実施形態として、以下に説明する。
【００６９】
図６は、第２実施形態に係る溶接システムＡ２を説明するための図である。図６において、第１実施形態に係る溶接システムＡ(図１参照）と同一または類似の要素には、同一
の符号を付している。なお、図６においては、溶接トーチ３などの記載を省略している。
【００７０】
図６に示す溶接システムＡ２は、インピーダンスマッチング処理を行うための構成を、溶接電源装置１ではなくワイヤ送給装置２に備えている点で、第１実施形態に係る溶接システムＡと異なる。具体的には、溶接電源装置１が可変コンデンサ１４２に代えてコンデンサ１４２’を備え、ワイヤ送給装置２がコンデンサ２４２に代えて可変コンデンサ２４２’を備えており、ワイヤ送給装置２の制御部２１が、電圧センサ２４４の出力に基づいて、インピーダンスマッチング処理を行う。
【００７１】
電圧センサ２４４は、高周波トランス２４１の二次側端子間の電圧を検出するものであり、瞬時値を電圧信号として制御部２１に出力する。
【００７２】
制御部２１は、電圧センサ２４４より入力される電圧信号から電圧実効値を電圧Ｖｏとして算出し、これに基づいて可変コンデンサ２４２’の静電容量を変化させることで、伝送路の伝達特性を改善する。図２に示すように、電圧Ｖｏは共振時に電圧Ｖｉに一致して（１/２）Ｖになる。また、共振していない場合は伝送路の誘導成分によって通信信号が
低下するので、可変コンデンサ２４２’の静電容量Ｃｏと電圧Ｖｏとの関係は、図３（ｂ）と同様になる。制御部２１は、電圧Ｖｏが（１/２）Ｖに近づくように、可変コンデン
サ２４２’の静電容量Ｃｏを変化させることで、通信信号の伝送路の伝達特性を改善する制御を行う。なお、可変コンデンサ２４２’の静電容量Ｃｏが特定の静電容量（共振時の静電容量）から大きく離れていて、静電容量Ｃｏを変化させても電圧Ｖｏがほとんど変化しない場合は、電圧電流位相差θに基づいて可変コンデンサ２４２’の静電容量Ｃｏを変化させるようにしてもよい。この場合は、溶接電源装置１に電圧センサ１４４(図１参照)を設けて、電圧センサ１４４が検出した電圧信号を受信する必要がある。当該電圧信号と、電圧センサ２４４が検出した電圧信号を抵抗２４３の抵抗値Ｒｏで除算して算出した電流信号とから、電圧電流位相差θが検出される。
【００７３】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７４】
上記第１または第２実施形態においては、溶接電源装置１からワイヤ送給装置２に通信信号を送る場合について説明したが、これに限られない。ワイヤ送給装置２から溶接電源装置１に通信信号を送るようにしてもよい。この場合は、溶接電源装置１が備えていた送信部１３などの構成と、ワイヤ送給装置２が備えていた受信部２３などの構成とを、入れ替えて、制御部１２が行っていたインピーダンスマッチング処理を、制御部２１が行うようにすればよい。
【００７５】
また、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２が、それぞれ、通信信号の送信のための構成と受信のための構成とを備えて、双方向通信を行うようにしてもよい。溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが双方向通信を行う場合を第３実施形態として、以下に説明する。
【００７６】
図７は、第３実施形態に係る溶接システムＡ３を説明するための図である。図７において、第１実施形態に係る溶接システムＡ(図１参照）と同一または類似の要素には、同一
の符号を付している。なお、図７においては、溶接電源装置１のみを記載している。
【００７７】
図７に示す溶接電源装置１は、受信部２３および出力結合回路２４を備えている点で、第１実施形態に係る溶接電源装置１と異なる。
【００７８】
出力結合回路２４は、パワーケーブル４１,４２に重畳された通信信号を検出して、受
信部２３に出力する。受信部２３は、出力結合回路２４より入力される通信信号を、デジタル信号に変換して、逆拡散およびフィルタリングを行い、復調を行って、制御部１２に出力する。溶接電源装置１からワイヤ送給装置２に送信する信号と、ワイヤ送給装置２から溶接電源装置１に送信する信号とでは、異なる周波数帯域を利用しており、受信部２３は、ワイヤ送給装置２が利用する周波数帯域の通信信号のみを受信する。制御部１２は、送信部１３が通信信号を送信するために、溶接電源装置１が利用する周波数帯域でのインピーダンスマッチング処理を行う。また、ワイヤ送給装置２の通信のための構成も溶接電源装置１の通信のための構成と同様であり、ワイヤ送給装置２の制御部２１（図７においては図示していない）は、ワイヤ送給装置２の送信部が通信信号を送信するために、ワイヤ送給装置２が利用する周波数帯域でのインピーダンスマッチング処理を行う。
【００７９】
第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
上記第１ないし第３実施形態においては、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２との間で通信を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、非消耗電極式の溶接装置の場合、ワイヤ送給装置２は用いられず、溶接電源装置１と溶接トーチ３に接続されたリモコンとの間で、通信を行う。この場合、リモコンに通信のための構成を設け、溶接電源装置１との間で通信を行うようにすればよい。溶接電源装置１とリモコンとが通信を行う場合を第４実施形態として、以下に説明する。
【００８１】
図８は、第４実施形態に係る溶接システムＡ４を説明するための図である。図８において、第１実施形態に係る溶接システムＡ(図１参照）と同一または類似の要素には、同一
の符号を付している。
【００８２】
図８に示す溶接装置Ａ４は、ワイヤ送給装置２に代えて、リモコン２’を備えている点で、第１実施形態に係る溶接装置Ａと異なる。リモコン２’は、パワーケーブル４１，４２を介して、溶接電源装置１との間で通信を行う。受信部２３および出力結合回路２４は、第１実施形態におけるワイヤ送給装置２の受信部２３および出力結合回路２４と同様の構成で同様の機能を有する。したがって、第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８３】
なお、溶接トーチ３にリモコン２’を取り付けるのではなく、溶接トーチ３自体に制御部２１、受信部２３および出力結合回路２４を設けて、溶接電源装置１と溶接トーチ３との間で通信を行うようにしてもよい。
【００８４】
上記第１ないし第４実施形態においては、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とがパワーケーブル４１，４２を介して通信を行う場合について説明したが、これに限られない。ワイヤ送給装置２のモータなどを駆動するための電力を、パワーケーブル４１，４２とは別に設けられた電力伝送線で、溶接電源装置１からワイヤ送給装置２に供給する溶接システムがある。溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが、この電力伝送線を介して通信を行う場合にも、本発明を適用することができる。溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とがこの電力伝送線を介して通信を行う場合を第５実施形態として、以下に説明する。
【００８５】
図９は、第５実施形態に係る溶接システムＡ５を説明するための図である。図９において、第１実施形態に係る溶接システムＡ(図１参照）と同一または類似の要素には、同一
の符号を付している。
【００８６】
図９に示す溶接装置Ａ５は、パワーケーブル４１，４２とは別に電力伝送線５１，５２が設けられており、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが電力伝送線５１，５２を介して通信を行う点で、第１実施形態に係る溶接装置Ａと異なる。
【００８７】
送給装置用電源部１５は、ワイヤ送給装置２の送給機構２２のモータなどを駆動するための電力を出力するものである。送給装置用電源部１５は、電力系統から入力される交流電力をワイヤ送給装置２での使用に適した直流電力に変換して出力する。送給装置用電源部１５は、電圧が例えば４８Ｖに制御された直流電力を、電力伝送線５１，５２を介して、ワイヤ送給装置２に供給する。電力伝送線５１，５２は、平行２線で被覆が厚い丈夫なケーブル（例えば、２心のキャブタイヤケーブルなど）が用いられている。なお、耐ノイズ性を高めるために、シールドケーブルとしてもよい。また、電力伝送線５１，５２は、同軸ケーブル等であってもよい。
【００８８】
電源部２５は、制御部２１、送給機構２２およびガス電磁弁２６に電力を供給するものである。電源部２５は、電力伝送線５１，５２を介して溶接電源装置１から電力を供給され、制御部２１、送給機構２２およびガス電磁弁２６のそれぞれに適した電圧に変換を行って出力する。電源部２５は、溶接電源装置１から供給される電力を蓄積するコンデンサ、コンデンサから電力伝送線５１，５２に電流が逆流するのを防ぐためのダイオード、制御部２１、送給機構２２およびガス電磁弁２６に出力する電圧を調整するためのＤＣ／ＤＣコンバータを備えている。なお、電源部２５の構成は、上記したものに限定されない。なお、図１，５〜８においては、送給機構２２などに電力を供給する電源についての記載を省略している。
【００８９】
ガス電磁弁２６は、ガスボンベと溶接トーチ３とを接続するガス配管に設けられており、制御部２１からのガス供給指令に基づいて開閉される。制御部２１からガス供給指令が入力されている間、ガス電磁弁２６は開放され、溶接トーチ３へシールドガスの供給が行われる。一方、制御部２１からガス供給指令が入力されていないときは、ガス電磁弁２６は閉鎖され、溶接トーチ３へのシールドガスの供給が停止される。なお、図１，５〜８においては、ガス電磁弁２６の記載を省略している。
【００９０】
入力結合回路１４は、送信部１３が出力した通信信号を、パワーケーブル４１，４２に代えて、電力伝送線５１，５２に重畳する。つまり、高周波トランス１４１の二次側コイルが電力伝送線５１，５２に並列接続されている。
【００９１】
出力結合回路２４は、電力伝送線５１，５２に重畳された通信信号を検出して、検出した通信信号を受信部２３に出力する。つまり、高周波トランス２４１の一次側コイルが電力伝送線５１，５２に並列接続されている。
【００９２】
第５実施形態によると、溶接電源装置１の送信部１３は、電力伝送線５１，５２を介して、ワイヤ送給装置２の受信部２３に通信信号を送信する。制御部１２は、高周波トランス１４１の一次側端子間の電圧Ｖｉが送信部１３の出力電圧Ｖの半分の電圧に近づくように可変コンデンサ１４２の静電容量Ｃｉを制御する。これにより、電力伝送線５１，５２を含む通信信号の伝送路全体の誘導成分を小さくすることができ、通信信号の低下を抑制することができる。つまり、第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９３】
なお、第５実施形態においては、送給装置用電源部１５が電源部２５に直流電力を供給する場合について説明したが、交流電力を供給するようにしてもよい。この場合、電源部２５には、送給装置用電源部１２から入力される交流電力を直流電力に変換するための整流回路を設ける必要がある。また、溶接電源装置１に送給装置用電源部１５を設けずに、電力系統からの交流電力を直接、電力伝送線５１，５２を介して電源部２５に供給するようにしてもよい。
【００９４】
第５実施形態においては、溶接システムＡ５が消耗電極式の溶接システムである場合について説明した。非消耗電極式の溶接システムの場合、ワイヤ電極を送給するためのワイヤ送給装置は必要ないが、溶加ワイヤを自動送給するためのワイヤ送給装置を用いる場合がある。この場合は、溶接システムＡ５と同様の構成になり、本発明を適用することができる。
【００９５】
図９においては記載していないが、溶接システムＡ５には、シールドガスをガスボンベから溶接トーチ３に供給するためのガス配管が備えられている。電力伝送線５１，５２を、このガス配管の内側に配置するようにしてもよいし、このガス配管と束ねるようにしてもよい。電力伝送線５１，５２をガス配管の内側に配置した場合を、第６実施形態として、以下に説明する。
【００９６】
図１０は、第６実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。図１０（ａ）は、第６実施形態に係る溶接システムの全体構成を示している。同図において、第５実施形態に係る溶接システムＡ５(図９参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付
している。なお、図１０（ａ）においては、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２の内部構成の一部の記載を省略している。図１０（ｂ）は、ガス配管７の断面図を示している。
【００９７】
図１０に示す溶接システムＡ６は、電力伝送線５１，５２がガス配管７の内側に配置されている点で、第５実施形態に係る溶接システムＡ５と異なる。
【００９８】
ガス配管７は、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２を介して、ガスボンベ６と溶接トーチ３とを接続するものであり、ガスボンベ６のシールドガスを溶接トーチ３の先端に供給する。ガス配管７は、例えばゴム製であるが、素材は限定されない。電力伝送線５１，５２は、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２との間で、ガス配管７の内側に配置されている。電力伝送線５１，５２は、ガス配管７に設けられた貫通孔からガス配管７の内側に引き込まれる。ガス漏れや水分の浸入を防ぐために、電力伝送線５１，５２を通した後の貫通孔を、密閉する必要がある。
【００９９】
第６実施形態によると、電力伝送線５１，５２が、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とを接続しているガス配管７の内側に配置されているので、電力伝送線５１，５２がガス配管７とは別に配置される場合と比べて、ワイヤ送給装置２を移動させる際の邪魔にならない。また、電力伝送線５１，５２は、ガス配管７に囲まれているので、外部からの衝撃を受けにくく、電力伝送線５１，５２が断線することを抑制することができる。
【０１００】
図１１は、第７実施形態に係る溶接システムを説明するための図である。図１１（ａ）は、第７実施形態に係る溶接システムの全体構成を示している。同図において、第６実施形態に係る溶接システムＡ６(図１０参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。なお、図１１（ａ）においても、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２の内部構成の一部の記載を省略している。図１１（ｂ）は、ガス配管７の断面図を示している。
【０１０１】
図１１に示す溶接システムＡ７は、電力伝送線５２（および５２’）をパワーケーブル４１に接続して、パワーケーブル４１に電力伝送線５２を兼用させるようにしている点で、第６実施形態に係る溶接システムＡ６と異なる。
【０１０２】
ガス配管７は、ガスボンベ６と溶接電源装置１とを接続する配管、溶接電源装置１の内部に配置されている配管、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とを接続する配管、および、ワイヤ送給装置２の内部に配置され溶接トーチ３の先端に接続する配管を備えている。図１１（ｂ）は、ガス配管７のうち、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とを接続する配管が、溶接電源装置１の内部に配置されている配管に接続された接続金具１ａ、および、ワイヤ送給装置２の内部に配置されている配管に接続された接続金具２ａに接続されている部分の断面図である。例えばゴム製のガス配管７は、接続金具１ａ（２ａ）に嵌め込むようにして、接続されている。なお、ガス配管７の素材は限定されず、各区間によって異なっていてもよいが、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とを接続する部分は、ゴムなどの絶縁体としている。
【０１０３】
送給装置用電源部１５の一方の出力端子は、電力伝送線５１を介して、電源部２５の一方の入力端子に接続されている。図１１（ｂ）に示すように、電力伝送線５１は、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２との間では、ガス配管７の内側に配置されている。また、溶接電源装置１の内部で、電力伝送線５１は導電性の接続金具１ａに接続しており、ワイヤ送給装置２の内部で、電力伝送線５１は導電性の接続金具２ａに接続している。そして、ガス配管７の内側に配置された電力伝送線５１が、ガス配管７と接続金具１ａ（２ａ）との間に挟まれて固定され、接続金具１ａ（２ａ）と電気的に接続されている。つまり、接続金具１ａが、溶接電源装置１の内部の電力伝送線５１と、ガス配管７の内側に配置された電力伝送線５１とを接続するコネクタとして機能し、接続金具２ａが、ワイヤ送給装置２の内部の電力伝送線５１と、ガス配管７の内側に配置された電力伝送線５１とを接続するコネクタとして機能している。
【０１０４】
また、送給装置用電源部１５の他方の出力端子とパワーケーブル４１とが、溶接電源装置１の内部で、電力伝送線５２によって接続されており、電源部２５の他方の入力端子とパワーケーブル４１とが、ワイヤ送給装置２の内部で、電力伝送線５２’によって接続されている。これにより、送給装置用電源部１５の他方の出力端子と電源部２５の他方の入力端子とが、電気的に接続されている。送給装置用電源部１５から出力される電力は、電力伝送線５１およびパワーケーブル４１によって、電源部２５に供給される。また、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とは、電力伝送線５１とパワーケーブル４１との間に信号を重畳させて通信を行う。
【０１０５】
溶接用電源部１１は、出力端子ａが出力端子ｂより電位が高くなるようにして、パワーケーブル４１の電位がパワーテーブル４２の電位より高くなるように、電圧を印加する。送給装置用電源部１５は、電力伝送線５１の電位が電力伝送線５２の電位より低くなるように、電圧を印加する。電力伝送線５２はパワーケーブル４１に接続しているので、電力伝送線５１の電位は、パワーケーブル４１の電位より低くなる。このように、電力伝送線５１とパワーケーブル４２との電位差が大きくならないようにしている。例えば、溶接用電源部１１が出力する無負荷電圧が９０Ｖ、送給装置用電源部１５が出力する電圧が４８Ｖの場合、電力伝送線５１とパワーケーブル４２との電位差は４２Ｖになる。なお、電力伝送線５１とパワーケーブル４２との電位差を気にしない場合は、送給装置用電源部１５が印加する電圧を逆極性（電力伝送線５１の電位が電力伝送線５２の電位より高くなるように、電圧を印加する）にしてもよい。
【０１０６】
第７実施形態によると、ガス配管７の内側に配置されるのは電力伝送線５１のみでよくなる。ガス配管７の内側に配置される電力伝送線が１本だけなので、図１１(ｂ)に示すように、接続金具１ａおよび２ａをコネクタとして利用して、ガス配管７の内側に配置された電力伝送線５１に接続することができる。したがって、ガス配管７に電力伝送線を引き込むための貫通孔をあける必要がない。
【０１０７】
第７実施形態においては、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが、電力伝送線５１とパワーケーブル４１との間に信号を重畳させて通信を行う場合について説明したが、これに限られない。パワーケーブル４１に代えてパワーケーブル４２を用いるようにしてもよい。図１２は、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが、電力伝送線５１とパワーケーブル４２との間に信号を重畳させて通信を行うようにした場合の実施例を示している。
【０１０８】
図１２（ａ）に示す溶接システムＡ８は、パワーケーブル４２がワイヤ送給装置２の内部を通っており、電力伝送線５２および５２’が、パワーケーブル４１ではなくパワーケーブル４２に接続している点で、図１１に示す溶接システムＡ７と異なる。なお、図１２（ａ）においても、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２の内部構成の一部の記載を省略している（図１２（ｂ）も同様）。また、図１２（ｂ）に示す溶接システムＡ８’のように、パワーケーブル４２をワイヤ送給装置２の内部に通さない場合は、電力伝送線５２’を被加工物Ｗに接続するようにしてもよい。
【０１０９】
電力伝送線５１とパワーケーブル４２との間に信号を重畳させて通信を行う場合（図１２参照）、電力伝送線５１とパワーケーブル４１との間に信号を重畳させて通信を行う場合（図１１参照）とは逆に、電力伝送線５１の電位が電力伝送線５２の電位より高くなるように、送給装置用電源部１５が電圧を印加する。これにより、電力伝送線５１とパワーケーブル４１との電位差が大きくならないようにしている。なお、電力伝送線５１とパワーケーブル４１との電位差を気にしない場合は、送給装置用電源部１５が印加する電圧を逆極性にしてもよい。
【０１１０】
なお、上記第７実施形態においては、電力伝送線５１が、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２との間で、ガス配管７の内側に配置されている場合について説明したが、これに限られない。例えば、溶接時にシールドガスを用いない場合などには、ガス配管７が設けられていない。この場合は、ガス配管７によって保護されないので、電力伝送線５１の被覆を厚くするなどして、断線しにくいように補強する必要がある。なお、ガス配管７が設けられていても、電力伝送線５１をガス配管７の内側に配置しないようにしてもよい。
【０１１１】
上記第１ないし第７実施形態においては、本発明に係る通信装置を溶接システムに用いた場合について説明したが、これに限られない。例えば、トーチの先端にプラズマを発生させて被加工物を切断するプラズマ切断装置や、トーチの先端に発生させたアークの熱と圧縮空気の噴射を利用して溝掘りを行うエアアークガウジング装置などにおいても、本発明に係る通信装置を用いることができる。また、本発明は、電力伝送線を介して通信を行うすべての通信装置に適用することができる。
【０１１２】
本発明に係る通信装置、および、溶接システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る通信装置、および、溶接システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【０１１３】
Ａ，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ８’  溶接システム（通信装置）
１  溶接電源装置
１１  電源部
１２  制御部
１３  送信部
１４  入力結合装置
１４１  高周波トランス（送信側トランス）
１４２  可変コンデンサ（インピーダンス変換部）
１４２’  コンデンサ
１４３  抵抗（第１の抵抗）
１４４  電圧センサ
１４５  電圧センサ
１５  送給装置用電源部
２  ワイヤ送給装置
２’  リモコン
２１  制御部
２２  送給機構
２３  受信部
２４  出力結合装置
２４１  高周波トランス（受信側トランス）
２４２  コンデンサ
２４２’  可変コンデンサ（インピーダンス変換部）
２４３  抵抗（第２の抵抗）
２４４  電圧センサ
２５  電源部
２６  ガス電磁弁
３  溶接トーチ
４１，４２  パワーケーブル（電力伝送線）
５１，５２  電力伝送線
６  ガスボンベ
７  ガス配管
Ｗ  被加工物
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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