(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスの１次側巻線に設けられたスイッチ手段と、第２のＰＷＭ制御回路と含むスイッチングレギュレータ回路と、
前記トランスの２次側巻線に設けられた整流回路と、
前記トランスの２次側巻線に設けられた整流回路に接続された、溶接ワイヤを溶接ヘッド側に送給するための直流モータと、
前記直流モータの回転数を検出する回転数検出回路と、前記直流モータの回転数を設定するモータ回転速度設定手段と、
前記回転数検出回路が検出した、前記直流モータの回転数と、前記モータ回転速度設定手段により設定された設定値とを比較して、誤差信号を出力する誤差増幅器と、
前記誤差増幅器から出力された誤差信号を、所定の繰り返し周期を有した基準信号と比較して、デューティーパルス信号を出力する第１のＰＷＭ制御回路とを備え、
前記第２のＰＷＭ制御回路は、モータ電流指令の入力手段と、前記トランスの１次巻線側に流れる電流を検出する電流検出手段とを有し、前記電流検出手段で検出した電流と、前記入力手段に入力されたモータ電流指令とを比較して、前記第１のＰＷＭ制御回路から出力されるデューティーパルス信号を受信している間のみ、前記スイッチ手段を作動させて、前記トランスの１次巻線側に流れる電流の定電流制御を行い、前記直流モータの回転速度を、前記モータ回転速度設定手段により設定した設定値に維持するようにした、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記第１のＰＷＭ制御回路から前記第２のＰＷＭ制御回路へのデューティーパルス信号の伝達を、電気的に絶縁された手段によって行うようにした、請求項１に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置。
【請求項３】
商用交流電源を高周波に変換するインバータ回路の１次側に、請求項１又は請求項２に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を接続した、インバータ式アーク溶接機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置及びインバータ式アーク溶接機に関し、特に、溶接ワイヤ送給モータに適した電源を供給するために使用されている、商用交流電源を降圧するためのダウントランスを、高周波スイッチング用トランスを使用したスイッチングレギュレータとした小型の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置及びそのような溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を備えるインバータ式アーク溶接機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバータ式アーク溶接機では、溶接ワイヤを送給するための直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）を駆動する電源は、商用電源の周波数をダウントランスで直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）に適した電圧に変換した後、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）に供給するようにしている。
【０００３】
図４は、特開昭６２−２１７８８８号公報において、本出願人が既に提案している、従来のインバータ式アーク溶接機で用いられている溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を概略的に示す回路ブロック図である。
この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１０１は、商用交流電源を降圧するためのダウントランスＴｃを備える。
【０００４】
ダウントランスＴｃにより所定の電圧に降圧された電源は、スイッチ手段（ＦＥＴ）１０５を介して、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍに供給されるようになっている。
【０００５】
スイッチ手段（ＦＥＴ）１０５のオンオフ制御（デューティーパルス制御）は、第１のＰＷＭ制御回路１０３と、第２のＰＷＭ制御回路１０４とによって行われるようになっている。
第１のＰＷＭ制御回路１０３は、サンプルホールド回路１０６や、誤差増幅器（ＥＡＭＰ）１０７や、コンパレータ（ＣＯＭＰ）１０８や、インバータ（ＩＮＶ）１０９等を備える。
【０００６】
サンプルホールド回路１０６は、スイッチ手段ＳＷと、ホールドコンデンサ１１０とを備える。
【０００７】
スイッチ手段ＳＷは、第２のＰＷＭ制御回路１０４からの出力信号（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間から選択される所定の周波数）がなくなった期間、即ち、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍへの電圧印加が休止されている期間にオンするようになっており、これにより、ホールドコンデンサ１１０に電荷が蓄えられるようになっている。
【０００８】
即ち、サンプルホールド回路１０６は、スイッチ手段１０５が、オフの状態を維持している期間に、スイッチ手段ＳＷをオンにして、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍへの電圧印加が休止されている期間に、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの逆起電力Ｅａをサンプリングするようにされている。
【０００９】
直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの回転速度は、例えば、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓにより設定できるようになっている。
【００１０】
インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力されたモータ速度設定信号Ｖｓは、誤差増幅器（ＥＡＭＰ）１０７において、サンプルホールド回路１０６によって検出された直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの逆起電圧Ｅａと比較される。そして、誤差増幅器（ＥＡＭＰ）１０７は、モータ速度設定信号Ｖｓと逆起電圧Ｅａとの誤差信号Ｖｅを出力する。
【００１１】
この誤差信号Ｖｅは、コンパレータ（ＣＯＭＰ）１０８に入力され、コンパレータ（ＣＯＭＰ）１０８において、基準信号Ｖｒｅｆと比較され、コンパレータ（ＣＯＭＰ）１０８からインバータ（ＩＮＶ）１０９へ出力される。コンパレータ（ＣＯＭＰ）１０８からインバータ（ＩＮＶ）１０９へ出力された誤差信号Ｖｅは、インバータ（ＩＮＶ）１０９により反転されてから、第２のＰＷＭ制御回路１０４に入力されるようになっている。
【００１２】
そして、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍは、直流モータＭに負荷がかかっていない状態では、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓに基づいて、スイッチ手段（ＦＥＴ）１０５を、基準信号Ｖｒｅｆが、０ボルトから所定の電圧値（この所定の電圧値は、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓに基づいて決定されるようになっている。）となるまでの所定の期間、オフの状態にし、基準信号Ｖｒｅｆが、所定の電圧値からピーク値（ボルト）になるまでの所定の期間、所定の周波数（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間から選択される所定の周波数）でスイッチ手段（ＦＥＴ）１０５をオンオフ制御するというパルス制御によって、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力されたモータ速度設定信号Ｖｓに対応する回転速度で駆動するようになっている。
【００１３】
尚、始動時、誤差信号Ｖｅは、もっとも大きくなり、第１のＰＷＭ制御回路１０３のデューティーは、最大となる。このとき、第２のＰＷＭ制御回路１０４において、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍへ流れる電流をスイッチング素子（ＦＥＴ）１０５の限界値を超えないように制御して、始動時において、スイッチング素子（ＦＥＴ）１０５に過負荷がかかることがないようにしている。
第１のＰＷＭ制御回路１０３の動作周波数は、第２のＰＷＭ制御回路１０４の動作周波数に対して、１／１００以下となっている。
【００１４】
直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍに負荷がかかると、モータ速度設定信号Ｖｓと逆起電圧Ｅａとの誤差信号Ｖｅが発生する。
【００１５】
第２のＰＷＭ制御回路１０４は、直流モータＭに流れる電流を抵抗Ｒｃにより検出し、このようにして検出した電流とモータ電流指定Ｉｍｓとを比較し、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍに流れる電流が一定になるように制御している。
即ち、第２のＰＷＭ制御回路１０４は、第１のＰＷＭ制御回路１０３の出力に基づいた信号により、三角波信号の基準信号Ｖｒｅｆが、０ボルトから三角波信号の基準信号Ｖｒｅｆの値が誤差信号Ｖｅの値に一致するまでの期間、スイッチ手段（ＦＥＴ）１０５をオフの状態にし、三角波信号の基準信号Ｖｒｅｆが誤差信号Ｖｅの値に一致してから、三角波信号の基準信号Ｖｒｅｆがピーク値となるまでの期間、所定の周波数（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間から選択される所定の周波数）で、スイッチ手段（ＦＥＴ）１０５をオンオフしてデューティーパルス制御を行なっている。
【００１６】
そして、第１のＰＷＭ制御回路１０３により、第２のＰＷＭ制御回路１０４の動作期間が制御されると、第２のＰＷＭ制御回路１０４は、第１のＰＷＭ制御回路１０３により、スイッチ手段（ＦＥＴ）１０５の動作をオンにする信号を受信している間、高速で（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲内の所定の周波数）で、スイッチ手段１０５のオンオフを繰り返す。
【００１７】
この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１０１では、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍに負荷が加わると、その分、スイッチ手段（ＦＥＴ）１０５がオンにされる期間が長くなるため、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの回転速度が、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓの速度に維持される。
【００１８】
この結果、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１０１を備えるインバータ式アーク溶接機は、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍから溶接ワイヤを溶接ヘッド側に、コントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓで送給することができる、という長所がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１０１を備えるインバータ式アーク溶接機は、商用電源の周波数をダウントランスで直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）に適した電圧に変換した後、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）に供給するようにしているため、ダウントランスが大型化する、という問題があった。
【００２０】
即ち、インバータ式アーク溶接機の直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍを駆動する電源は、通常、アーク溶接機の制御電源と比較して、必要な容量が、著しく大きいため、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍを駆動するのに適した電源を得るために、大型のダウントランス（図６に示すダウントランスＴｃ）が必要となる。
【００２１】
このため、小型のインバータ式アーク溶接機を商品開発しようとした場合、ある程度までは、小型化できても、ダウントランス（図４に示すダウントランスＴｃ）のサイズがネックとなって、インバータ式アーク溶接機のダウンサイジングには、一定の限界があるという問題があった。
【００２２】
また、インバータ式アーク溶接機の操作性を考慮した場合には、溶接ワイヤを溶接ヘッド側に送給する際に、溶接ワイヤを、作業者等が設定した一定の速度で、溶接ヘッド側に供給できるように、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）を駆動するという機能を備えている必要がある。
【００２３】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであって、溶接ワイヤを一定の速度で、溶接ヘッド側に供給することができ、且つ、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置自体の大きさを小型化できる溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置及びそのような溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を備えるインバータ式アーク溶接機を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置は、トランスの１次側巻線に設けられたスイッチ手段と、第２のＰＷＭ制御回路と含むスイッチングレギュレータ回路と、前記トランスの２次側巻線に設けられた整流回路と、前記トランスの２次側巻線に設けられた整流回路に接続された、溶接ワイヤを溶接ヘッド側に送給するための直流モータと、前記直流モータの回転数を検出する回転数検出回路と、前記直流モータの回転数を設定するモータ回転速度設定手段と、前記回転数検出回路が検出した、前記直流モータの回転数と、前記モータ回転速度設定手段により設定された設定値とを比較して、誤差信号を出力する誤差増幅器と、前記誤差増幅器から出力された誤差信号を、所定の繰り返し周期を有した基準信号と比較して、デューティーパルス信号を出力する第１のＰＷＭ制御回路とを備え、前記第２のＰＷＭ制御回路は、モータ電流指令の入力手段と、前記トランスの１次巻線側に流れる電流を検出する電流検出手段とを有し、前記電流検出手段で検出した電流と、前記入力手段に入力されたモータ電流指令とを比較して、前記第１のＰＷＭ制御回路から出力されるデューティーパルス信号を受信している間のみ、前記スイッチ手段を作動させて、前記トランスの１次巻線側に流れる電流の定電流制御を行い、前記直流モータの回転速度を、前記モータ回転速度設定手段により設定した設定値に維持するようにした。
【００２５】
ここで、「モータ電流指令」は、モータ回転速度設定手段により設定したモータ速度設定値（電圧値）と、直流モータの定格抵抗値から規定される電流値、又は、制御盤等から入力される、直流モータをモータ回転速度設定手段により設定したモータ速度設定値で一定の回転速度で回転させる際に必要な電流値を意味する。
この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置では、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の負荷が変動すると、第１のＰＷＭ制御回路のデューティー比及び第２のＰＷＭ制御回路のデューティー比が変動し、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の負荷の増大に対しては、モータ電流が増加し、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の負荷の減少に対しては、モータ電流が減少するように制御しているので、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）には、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の回転速度設定値に見合った電圧が供給される。
【００２６】
この結果、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を用いれば、溶接ワイヤを一定速度で、溶接ヘッド側へ送給することができる。
【００２７】
また、本発明に係るインバータ式アーク溶接機では、溶接ワイヤを一定速度で、溶接ヘッド側へ送給するための溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を採用しているので、溶接ワイヤを一定速度で、溶接ヘッド側へ送給することができる。
【００２８】
のみならず、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置では、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）のデューティーパルス制御をトランスの一次巻線側で行うようにした結果、従来のダウントランスのように大きなトランスを用いる必要が無い。
【００２９】
即ち、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置では、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）用の電源を得るために、従来、用いられていたダウントランスを、高周波スイッチング用トランスを使用したスイッチングレギュレータ回路へ置き換えた結果、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を小型化できる。
【００３０】
この結果、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置をインバータ式アーク溶接機に採用すれば、インバータ式アーク溶接機のダウンサイジングを更に押し進めることができる。
【００３１】
請求項２に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置は、請求項１に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置の、第１のＰＷＭ制御回路から第２のＰＷＭ制御回路へのデューティーパルス信号の伝達を、電気的に絶縁された手段によって行なうようにした。
【００３２】
ここで、「電気的に絶縁された手段」とは、ある装置から他のある装置への信号を伝達する際に、ある装置が、他のある装置に送る電気信号を、電気信号以外の信号に置き換えて、他のある装置に伝達するような手段をいう。具体的には、そのような電気的に絶縁された手段として、例えば、ホトカプラーを挙げることができる。
【００３３】
この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置では、第１のＰＷＭ制御回路から第２のＰＷＭ制御回路へのデューティーパルス信号の伝達を、電気的に絶縁された手段によって行なうようにしたので、第１のＰＷＭ制御回路と、第２のＰＷＭ制御回路との間が、常に、電気的には絶縁された状態にあり、且つ、必要な情報のみが伝達されるので、第１のＰＷＭ制御回路と、第２のＰＷＭ制御回路との間を電気的な手段で連結した装置に比べ、安全性に優れている。
請求項３に記載のインバータ式アーク溶接機は、商用交流電源を高周波に変換するインバータ回路の１次側に、請求項１又は請求項２に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を接続した。
【００３４】
このインバータ式アーク溶接機では、請求項１又は請求項２に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を用いているので、インバータ式アーク溶接機の小型化を実現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置及びインバータ式アーク溶接機について、更に詳しく説明する。
【００３６】
図１は、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置の一例を概略的に示す回路ブロック図である。
この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１は、スイッチングレギュレータ回路２と、第１のＰＷＭ制御回路３とを備える。
【００３７】
スイッチングレギュレータ回路２は、トランスＴｉの１次側巻線側に設けられたスイッチ手段５と、第２のＰＷＭ制御回路４とを備える。
【００３８】
この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１を、単体として、商用交流電源を用いて駆動する際には、ブッリジ回路１２及び容量手段（コンデンサー）１３を備える電源回路１１により、商用交流電源を直流電源に変換し、このようにして得た直流電源に接続端子Ｐ１、Ｐ２を接続する。
【００３９】
直流モータＭの定格電圧は、通常、数十ボルト（実際の回路では、一般に、１８Ｖ〜２４Ｖ程度）である。ところで、商用交流電源をブッリジ回路１２及び容量手段（コンデンサー）１３を備える電源回路１１を用いて直流電源に変換すると、この直流電源の電圧は、ＤＣ３００Ｖ以上になる。そこで、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１では、トランスＴｉの１次側巻線Ｎ１と２次側巻線Ｎ２との巻線比を、Ｎ１：Ｎ２＝端子Ｐ１と端子Ｐ２との間の電圧（Ｖ（Ｐ１−Ｐ２））：直流モータＭの定格電圧×２倍程度の関係となるように設計している。即ち、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１では、トランスＴｉにより、トランスＴｉの２次側の電圧を、直流モータＭの逆起電力に逆らって、直流モータＭに給電できる程度の電圧に設定している。即ち、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１では、トランスＴｉにより、直流モータＭへの給電を、トランスＴｉの１次側に供給される危険な高電圧を、安全な電圧に変換してから、直流モータＭに給電するようにしている。
【００４０】
尚、図１中、Ｄ１及びＤ２の各々は、ダイオードを示しており、Ｌは、誘導コイルを示しており、ダイオードＤ１、Ｄ２及び誘導コイルＬにより、整流回路が構成されている。
【００４１】
この例では、スイッチ手段５として、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いている。
【００４２】
この例では、スイッチ手段５は、２０ＫＨｚ以上５０ＫＨｚ以下の高周波でスイッチング動作が可能なものを用いている。
この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１では、スイッチ手段５のオンオフ制御（デューティーパルス制御）をトランスＴｉの一次側で行うようにした構成に、特に、特徴がある。
【００４３】
スイッチ手段（ＦＥＴ）５のオンオフ制御（デューティーパルス制御）は、スイッチングレギュレータ回路２と、第１のＰＷＭ制御回路３とによって行われるようになっている。
第１のＰＷＭ制御回路３は、サンプルホールド回路６や、誤差増幅器（ＥＡＭＰ）７や、コンパレータ（ＣＯＭＰ）８等を備える。
【００４４】
サンプルホールド回路６は、スイッチ手段ＳＷと、ホールドコンデンサ１０とを備える。
【００４５】
スイッチ手段ＳＷは、第２のＰＷＭ制御回路４からの出力信号（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間から選択される所定の周波数）がなくなった期間、即ち、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍへの電圧印加が休止されている期間にオンするようになっており、これにより、ホールドコンデンサ１０に電荷が蓄えられるようになっている。
【００４６】
即ち、サンプルホールド回路６は、スイッチ手段５が、オフの状態を維持している期間に、スイッチ手段ＳＷをオンにして、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍへの電圧印加が休止されている期間に、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの逆起電力Ｅａをサンプリングするようにされている。
【００４７】
尚、図１中、９で示す部材装置は、第１のＰＷＭ制御回路３のコンパレータ（ＣＯＭＰ）８から出力される信号を第２のＰＷＭ制御回路４に伝達するためのホトカプラーを示している。
【００４８】
このホトカプラー９は、第１のＰＷＭ制御回路３と第２のＰＷＭ制御回路４との間を電気的には絶縁状態にし、第１のＰＷＭ制御回路３から出力される信号のみを第２のＰＷＭ制御回路４に伝達するために設けられている。また、第１のＰＷＭ制御回路３と第２のＰＷＭ制御回路４との電位が違う場合には、そのままでは、第１のＰＷＭ制御回路３と第２のＰＷＭ制御回路４との間で、スイッチ手段５をオンオフ制御する信号の受け渡しができない。このため、このホトカプラー９は、第１のＰＷＭ制御回路３と第２のＰＷＭ制御回路４との電位の調整をすることを目的として用いられている。
【００４９】
直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの回転速度は、例えば、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓにより設定できるようになっている。
【００５０】
インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力されたモータ速度設定信号Ｖｓは、誤差増幅器（ＥＡＭＰ）７において、サンプルホールド回路６によって検出された直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの逆起電圧Ｅａと比較される。そして、誤差増幅器（ＥＡＭＰ）７は、モータ速度設定信号Ｖｓと逆起電圧Ｅａとの誤差信号Ｖｅを出力するようになっている。
【００５１】
この誤差信号Ｖｅは、コンパレータ（ＣＯＭＰ）８に入力され、コンパレータ（ＣＯＭＰ）８において、基準信号Ｖｒｅｆと比較され、コンパレータ（ＣＯＭＰ）８から第２のＰＷＭ制御回路４に向けてスイッチ手段（ＦＥＴ）５のオンオフ制御信号が出力されるようになっている。
この例では、コンパレータ（ＣＯＭＰ）８から第２のＰＷＭ制御回路４に向けて出力される電気信号は、ホトカプラー９により、一旦、光信号に変換し、再び、電気信号に変換された後、第２のコンパレータ（ＣＯＭＰ）８から第２のＰＷＭ制御回路４に入力されるようになっている。
【００５２】
次に、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１の動作について説明する。
【００５３】
図２は、本発明に係るインバータ式アーク溶接機の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【００５４】
より詳しく説明すると、図２（ａ）は、第１のＰＷＭ制御回路３の動作を概略的に説明しており、図２（ｂ）は、サンプルホールド回路６のスイッチ手段ＳＷのオンオフ動作を概略的に説明しており、図２（ｃ）は、サンプルホールド回路６の出力を概略的に説明しており、図２（ｄ）は、第２のＰＷＭ制御回路４に、ホトカプラー９を経て入力される信号を説明しており、図２（ｅ）は、第２のＰＷＭ制御回路４から出力される信号に基づいて、トランスＴｉの１次側に接続されているスイッチ手段５がデューティーパルス制御されることで、トランスＴｉの１次巻線側に入力される１次電流値を概略的に示しており、また、図２（ｆ）は、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍへ供給されるモータ電流を概略的に示している。
【００５５】
直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍは、直流モータＭに負荷がかかっていない状態では、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓに基づいて、スイッチ手段（ＦＥＴ）５を、基準信号Ｖｒｅｆが、０ボルトから所定の電圧値（この所定の電圧値は、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓに基づいて決定されるようになっている。）となるまでの所定の期間、オフの状態にし、基準信号Ｖｒｅｆが、所定の電圧値からピーク値（ボルト）になるまでの所定の期間、所定の周波数（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間から選択される所定の周波数）でスイッチ手段（ＦＥＴ）５をオンオフ制御するというパルス制御によって、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力されたモータ速度設定信号Ｖｓに対応する回転速度で駆動するようになっている。
【００５６】
尚、始動時、誤差信号Ｖｅは、もっとも大きくなり、第１のＰＷＭ制御回路３のデューティーは、最大となる。このとき、第２のＰＷＭ制御回路４において、直流モータＭへ流れる電流をスイッチング素子（ＦＥＴ）５の限界値を超えないように制御しているため、始動時において、スイッチング素子（ＦＥＴ）５に過負荷がかかることがないようにしている（図２中、始動時から定格起動時までの期間ｔ１を参照）。
第１のＰＷＭ制御回路３の動作周波数は、第２のＰＷＭ制御回路４の動作周波数に対して、１／１００以下となっている。
【００５７】
直流モータＭに負荷がかかると、モータ速度設定信号Ｖｓと逆起電圧Ｅａとの誤差信号Ｖｅが発生する。
【００５８】
第２のＰＷＭ制御回路４は、直流モータＭに流れる電流を抵抗Ｒｉにより検出し、この電流を、モータ電流指定Ｉｍｓと比較し、直流モータＭに流れる電流が一定になるように制御している。
即ち、第２のＰＷＭ制御回路４は、第１のＰＷＭ制御回路３の出力に基づいた信号により、三角波信号の基準信号Ｖｒｅｆが、０ボルトから三角波信号の基準信号Ｖｒｅｆの値が誤差信号Ｖｅの値に一致するまでの期間、スイッチ手段（ＦＥＴ）５をオフの状態にし、三角波信号の基準信号Ｖｒｅｆが誤差信号Ｖｅの値に一致してから、三角波信号の基準信号Ｖｒｅｆがピーク値となるまでの期間、所定の周波数（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間から選択される所定の周波数）で、スイッチ手段（ＦＥＴ）５をオンオフしてデューティーパルス制御を行なっている。
【００５９】
そして、第１のＰＷＭ制御回路３により、第２のＰＷＭ制御回路４の動作期間が制御されると、第２のＰＷＭ制御回路４は、第１のＰＷＭ制御回路３により、スイッチ手段（ＦＥＴ）５をオンする信号を受信している間、高速（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲内の所定の周波数）で、スイッチ手段５のオンオフを繰り返す（図２（ｅ）を参照）。
【００６０】
従って、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１では、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍに負荷が加わると、その分、スイッチ手段（ＦＥＴ）５がオンにされる期間が長くなるため、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの回転速度が、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓに維持される（図２の直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍに負荷が加わっている期間ｔ２を参照）。
【００６１】
このことを、別の表現で規定すると、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍに負荷が加わると、その分、スイッチ手段（ＦＥＴ）５がオンにされる期間が長くなるため、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍに流れる電流が、実質的に一定に保たれる結果、インバータ式アーク溶接機のコントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓに維持される。
即ち、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの負荷が変動すると、第１のＰＷＭ制御回路３のデューティー比及び第２のＰＷＭ制御回路４のデューティー比が変動し、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍの負荷の増大に対しては、モータ電流が増加し、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の負荷の減少に対しては、モータ電流が減少するように制御しているので、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍには、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の回転速度設定値に見合った電圧が供給される。
【００６２】
この結果、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１を用いれば、溶接ワイヤを一定速度で、溶接ヘッド側（図示せず。）へ送給することができる。
【００６３】
従って、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１を備えるインバータ式アーク溶接機は、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）Ｍから溶接ワイヤを溶接ヘッド側に、コントロールパネル（図示せず。）から入力したモータ速度設定信号Ｖｓで送給することができる、という長所がある。
【００６４】
のみならず、従来の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１０１が、商用交流電源をダウントランス（図４に示すダウントランスＴｃ）を用いて、直流モータＭを駆動するのに適した電圧値に降圧してからデューティー制御するものであったのに対し、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１では、トランスＴｉの１次側巻線側で、デューティー制御するようにした結果、従来の大型のダウントランスは、不要となり、その結果、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１を小型化することができる。このため、インバータ式アーク溶接機にこの溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１を採用することで、インバータ式アーク溶接機のダウンサイジングを更に推し進めることができるようになった。
【００６５】
また、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１では、上述したように、第１のＰＷＭ制御回路３と第２のＰＷＭ制御回路４との間を、電気的に絶縁状態にし、必要な信号を、ホトカプラー９により、第１のＰＷＭ制御回路３のコンパレータ（ＣＯＭＰ）８から出力される信号を、一旦、光信号に変換してから、第２のＰＷＭ制御回路４に伝達するようにしているので、第１のＰＷＭ制御回路３と第２のＰＷＭ制御回路４との間を電気的配線により直接接続した回路に比べ、安全性に優れている。
【００６６】
尚、この発明の実施の形態に示す溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１では、トランスＴｉとスイッチング手段５と、第２のＰＷＭ制御回路４とトランスＴｉの２次側巻線側に設けている、ダイオードＤ１、Ｄ２及び誘導コイルＬにより構成される整流回路が、フォワード型コンバータを構成している例を示しているが、トランスＴｉとスイッチング手段５と、第２のＰＷＭ制御回路４とトランスＴｉの２次側巻線側に設ける整流回路は、このようなフォワード型コンバータに限られず、フライバック型コンバータ、ブリッジ型コンバータその他の別の方式のスイッチングレギュレータの方式のもので構成してもよい。このような回路は、直流モータの定格に合わせて、好適なものを選択すればよい。
【００６７】
また、この発明の実施の形態では、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置として、第１のＰＷＭ制御回路３と第２のＰＷＭ制御回路４との間のデューティーパルス信号の伝達を電気的に絶縁された手段（この発明の実施の形態では、ホトカプラー９）によって行なうようにした装置１を説明したが、これは、単なる、好ましい例示に過ぎず、第１のＰＷＭ制御回路３と第２のＰＷＭ制御回路４との間を信号線で接続し、デューティーパルス信号の伝達を電気的に行なうようにしてもよい。
図３は、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１を備えるインバータ式アーク溶接機の回路ブロック図を例示的に示している。
【００６８】
このインバータ式アーク溶接機Ａは、商用交流電源（３相交流電源Ｕ、Ｖ、Ｗ）をインバータ回路２１を用いて、高周波の電源に変換し、インバータ溶接電源トランスＴｐを用い、必要な溶接電源出力を得るようにしている。本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１は、インバータ式アーク溶接機の、商用交流電源を必要な溶接電源出力を得るために高周波に変換するインバータ回路２１の１次側に接続される。
【００６９】
より具体的に説明すると、図１中に示す接続端子Ｐ１、Ｐ２は、図４中の、インバータ回路の整流回路の後段に設けられた接続端子Ｑ１、Ｑ２に、接続される。
【００７０】
このように、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１の接続端子Ｐ１、Ｐ２を、インバータ回路２１の整流回路２２の後段に設けられた接続端子Ｑ１、Ｑ２に接続すると、溶接電源用のインバータ回路２１を構成している、整流回路２２及び容量手段（コンデンサー）２３の各々を、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１の直流電源を取るための電源回路の整流回路（図１に示すブリッジ回路１２）及び容量手段（コンデンサー）（図１に示す容量手段（コンデンサー）１３）の各々と共通化できるため、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置１用の電源回路を構成するための、整流回路（図１に示すブリッジ回路１２）や容量手段（コンデンサー）（図１に示す容量手段（コンデンサー）１３）は、不要となる。
【００７１】
尚、図３中、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は、インバータスイッチング信号を示している。
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、請求項１に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置では、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の負荷が変動すると、第１のＰＷＭ制御回路のデューティー比及び第２のＰＷＭ制御回路のデューティー比が変動し、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の負荷の増大に対しては、モータ電流が増加し、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の負荷の減少に対しては、モータ電流が減少するように制御しているので、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）には、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）の回転速度設定値に見合った電圧が供給される。
【００７２】
この結果、この溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を用いれば、溶接ワイヤを一定速度で、溶接ヘッド側へ送給することができる。
【００７３】
また、本発明に係るインバータ式アーク溶接機では、溶接ワイヤを一定速度で、溶接ヘッド側へ送給するための溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を採用しているので、溶接ワイヤを一定速度で、溶接ヘッド側へ送給することができる。
【００７４】
のみならず、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置では、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）のデューティーパルス制御をトランスの１次巻線側で行うようにした結果、従来のダウントランスのように大きなトランスを用いる必要が無い。
【００７５】
即ち、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置では、直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）用の電源を得るために、従来、用いられていたダウントランスを、高周波スイッチング用トランスを使用したスイッチングレギュレータ回路へ置き換えた結果、溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を小型化できる。
【００７６】
この結果、本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置をインバータ式アーク溶接機に採用すれば、インバータ式アーク溶接機のダウンサイジングを更に押し進めることができる。
【００７７】
請求項２に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置では、第１のＰＷＭ制御回路から第２のＰＷＭ制御回路へのデューティーパルス信号の伝達を、電気的に絶縁された手段によって行なうようにしたので、第１のＰＷＭ制御回路と、第２のＰＷＭ制御回路との間が、常に、電気的には絶縁された状態にあり、且つ、必要な情報のみが伝達されるので、第１のＰＷＭ制御回路と、第２のＰＷＭ制御回路との間を電気的な手段で連結した装置に比べ、安全性に優れている。
請求項３に記載のインバータ式アーク溶接機では、請求項１又は請求項２に記載の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を用いているので、インバータ式アーク溶接機の小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置の一例を概略的に示す回路ブロック図である。
【図２】本発明に係るインバータ式アーク溶接機の溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置の動作を説明するためにタイムチャートであり、図２（ａ）は、第１のＰＷＭ制御回路の動作を概略的に説明しており、図２（ｂ）は、サンプルホールド回路のスイッチ手段のオンオフ動作を概略的に説明しており、図２（ｃ）は、サンプルホールド回路の出力を概略的に説明しており、図２（ｄ）は、第２のＰＷＭ制御回路に、ホトカプラーを経て入力される信号を説明しており、図２（ｅ）は、第２のＰＷＭ制御回路から出力される信号に基づいて、トランスの１次側に接続されているスイッチ手段がデューティーパルス制御されることで、トランスの１次巻線側に入力される１次電流値を概略的に示しており、また、図２（ｆ）は、直流モータＭへ供給されるモータ電流を概略的に示している。
【図３】図１に示す溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を備えるインバータ式アーク溶接機の回路ブロック図を例示的に示す図である。
【図４】特開昭６２−２１７８８８号公報において、本出願人が既に提案している、従来のインバータ式アーク溶接機で用いられている溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置を概略的に示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１  溶接ワイヤ送給モータ駆動制御装置
２  スイッチングレギュレータ回路
３  第１のＰＷＭ制御回路
４  第２のＰＷＭ制御回路
５  スイッチ手段
６  回転数検出回路
７  誤差増幅器
８  コンパレータ
９  ホトカプラー
１０  ホールドコンデンサ
１１  電源回路
１２  ブリッジ回路
１３、２３  容量手段
２１  インバータ回路
２２  整流回路
Ａ  インバータ式アーク溶接機
Ｍ  直流モータ（溶接ワイヤ送給モータ）
ＳＷ  スイッチ素子
Ｔｉ  トランス
【図１】
0004516698.tif 000002
【図２】
0004516698.tif 000003
【図３】
0004516698.tif 000004
【図４】
0004516698.tif 000005