(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を前記複数の発電巻線に対応する複数の整流回路により直流溶接電源に変換して複数の溶接棒を同時に使用可能なエンジン駆動溶接機において、
エンジンの高速回転時に複数の溶接棒を同時に使用するときには各直流溶接電源が個別に各溶接棒に供給される小電流域の溶接を行う複数人モードと、
エンジンの高速回転時に一つの溶接棒を使用して溶接を行うときには、その溶接棒に他の直流溶接電源が並列に供給されて小電流から大電流域の溶接を行う一人用モードと、
エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時には、各直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給して小電流域の溶接を行うスロー溶接モードと、を切り換えるようにした切換回路を備え、
この切換回路は、前記整流回路と、前記直流溶接電源の正電源端子および負電源端子との間に接続されていることを特徴とするエンジン駆動溶接機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を直流溶接電源に変換して、エンジンの高速回転時にその直流溶接電源を複数の溶接棒に同時に供給可能なエンジン駆動溶接機であって、エンジンの高速回転時にその直流溶接電源を並列にして一つの溶接棒に供給して小電流から大電流域の溶接を行うことがき、また、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時に、その直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給して、比較的に小電流域の溶接を良好に行うことができるようにしたエンジン駆動溶接機に関するものである。
また、他の発明は、エンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を直流溶接電源に変換後、この直流溶接電源出力を一つにしたエンジン駆動溶接機であって、エンジンの高速回転時には前記複数の発電巻線からの各々の直流溶接電源を並列にして一つの溶接棒に供給して小電流から大電流域の溶接を行い、また、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時には前記複数の発電巻線からの各々の直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給して小電流域の溶接を行うことができるようにしたエンジン駆動溶接機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンで交流発電機を駆動し、その交流発電機で発電された交流電力を整流して得た溶接用電力で溶接を行うエンジン駆動溶接機は、種々なものが開発されている。
例えば、前記のようなエンジン駆動溶接機を２台備え、前記溶接用電力を並列に接続して溶接棒に供給する大出力モードと、また、溶接用電力をそれぞれ独立に単独および／または平行的に溶接棒に供給する小出力モードとを選択する切替スイッチを備えたエンジン駆動溶接機が特公平６−４７１６９号公報、特開昭６３−３０２７６３号公報、特開昭６３−３０２７６４号公報、特開昭６３−３０２７６５号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエンジン駆動溶接機においては、エンジンが作動して発電機が発電中に実作業すなわち溶接作業を行わない無負荷状態になることがしばしばあり、その溶接作業を行わない待機状態時には、低騒音と低燃費を目的としてエンジンの回転数を低速にしていた（スローダウン機能）。このエンジンの低速回転時の回転数は２０００ｒｐｍ程度であり、この時のエンジンの出力馬力は、高速回転時（３６００〜３７００ｒｐｍ程度）に比べると低下する。この溶接作業を行っていないエンジンの低速回転時には低燃費と言えども燃料を消費していた。
【０００４】
しかし、溶接の仕事内容、すなわち、小電流域で被溶接物が小さい溶接を行うときには、使用する溶接棒も小さく、エンジンの低速回転時の低馬力でよい場合もしばしばある。
また通常、溶接の直流溶接電源は３相交流発電機の発電出力を整流して得ているが、この３相交流発電機は、エンジンの高速回転時に合わせて設計されているため、エンジンの低速回転時には、無負荷電圧が、図６の（ハ）に示すように低下するという問題があった。このように、無負荷電圧が低下すると、溶接のアーク点弧性が悪化して良好な溶接作業を行うことができない実情があった。
この発明は、前記のような課題を解決したエンジン駆動溶接機を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、エンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を直流溶接電源に変換して複数の溶接棒を同時に使用可能なエンジン駆動溶接機において、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時においては、各直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給されるような切換回路を備えたエンジン駆動溶接機としたものである。
【０００６】
また、エンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を直流溶接電源に変換して複数の溶接棒を同時に使用可能なエンジン駆動溶接機において、エンジンの高速回転時に複数の溶接棒を同時に使用するときには各直流溶接電源が個別に各溶接棒に供給される小電流域の溶接を行い、エンジンの高速回転時に一つの溶接棒を使用して溶接を行うときには、その溶接棒に他の直流溶接電源が並列に供給されて小電流から大電流域の溶接を行い、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時には、各直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給して小電流域の溶接を行うようにした切換回路を備え、この切換回路は、前記整流回路と、前記直流溶接電源の正電源端子および負電源端子との間に接続されているエンジン駆動溶接機としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１から図３はエンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を直流溶接電源に変換して複数の溶接棒を同時に使用可能なこの発明のエンジン駆動溶接機の実施の形態を示すもので、図１はエンジンの高速回転時に二つの溶接棒を同時に使用する場合の切換回路の切換え状態を示し、図２はエンジンの高速回転時に一つの溶接棒を使用する場合の切換回路の切換え状態を示し、図３はエンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時に一つの溶接棒を使用する場合の切換回路の切換え状態を示す図である。
【０００９】
図において、１１は一つのエンジン（図示しない）で駆動される発電体に複数巻装された第１の３相の発電巻線、１２は同第２の３相の発電巻線、２１は第１の発電巻線１１で発電された３相交流を整流する第１の整流回路、２２は第２の発電巻線１２で発電された３相交流を整流する第２の整流回路、３１は第１の整流回路２１で整流された第１の直流溶接電源の（＋）電源端子、３１′は同第１の直流溶接電源の（−）電源端子、３２は第２の整流回路２２で整流された第２の直流溶接電源の（＋）電源端子、３２′は同第２の直流溶接電源の（−）電源端子、４１は第１の直流溶接電源の（＋）電源端子３１に接続された第１の溶接棒、４２は第２の直流溶接電源の（＋）電源端子３２に接続された第２の溶接棒、５１は前記第１の直流溶接電源の（−）電源端子３１′に接続された第１の被溶接物（ワーク）、５２は前記第２の直流溶接電源の（−）電源端子３２′に接続された第２の被溶接物（ワーク）、６１は前記第１の整流回路２１の両端に接続された溶接電流の環流用のダイオード、６２は前記第２の整流回路２２の両端に接続された溶接電流の環流用のダイオードである。
【００１０】
７はこの発明の主要部となる、エンジンの高速回転時に二つの溶接棒を同時に使用するときには、各直流溶接電源が個別に各溶接棒に加わり、エンジンの高速回転時に一つの溶接棒を使用するときには、その溶接棒に他の直流溶接電源が並列に加わり、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時には一つの溶接棒に各直流溶接電源が直列に加わるように切換・接続可能な切換回路であり、この切換回路７は、前記第１および第２の整流回路２１，２２と、第１および第２の直流溶接電源の（＋）電源端子３１，３２と、第１および第２の直流溶接電源の（−）電源端子３１′，３２′との間に接続されており、また、この切換回路７は、例えば図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）で示すようなカムスイッチ８で構成され、後述するように、２人用の溶接、１人用の溶接、エンジンの低速回転時の溶接（スロー溶接）に回路が切換・接続されるようになっている。
【００１１】
以下、前記切換回路７の切換・接続を、２人用の溶接、１人用の溶接、エンジンの低速回転時の溶接に応じて詳細に説明する。
図１は切換回路７が２人用の溶接溶接作業に切換・接続された場合すなわちエンジンが高速回転時（３６００〜３７００ｒｐｍ）で二つの溶接棒４１，４２を同時に使用する場合の切換回路７の切換・接続された状態を示し、第１の整流回路２１の（＋）側は第１の直流溶接電源の（＋）電源端子３１に直接接続され、第１の整流回路２１の（−）側に接続された接点１４と第１の直流溶接電源の（−）電源端子３１′に接続された接点１３とが切換・接続され、第２の整流回路２２の（＋）側に接続された接点７と第２の直流溶接電源の（＋）電源端子３２に接続された接点８とが切換・接続され、第２の整流回路２２の（−）側に接続された接点１と第２の直流溶接電源の（−）電源端子３２′に接続された接点２とが接続され、第１および第２の直流溶接電源が個別に第１および第２の溶接棒４１，４２に供給され、二つの溶接棒４１，４２を同時に使用することができる。この溶接時の外部特性曲線を図６の（イ）に示す。また、この溶接時に一つの溶接棒を流れる溶接電流範囲は３０Ａ〜１６０Ａ程度である。なお、図６の（ホ）はアーク電圧ラインを示す。
【００１２】
図２はエンジンが高速回転時で一つの溶接棒を使用する場合の切換回路７の切換・接続状態を示し、第１の整流回路２１の（−）側に接続された接点１４と第１の直流溶接電源の（−）電源端子３１′に接続された接点１３とが切換・接続され、第２の整流回路２２の（＋）側に接続された接点５と接点６と接点１０と第１の整流回路２１の（＋）側に接続された接点９とが切換・接続されている。すなわち第２の整流回路２２の（＋）側が第１の整流回路２１の（＋）側に接続され、また、第２の整流回路２２の（−）側が第１の整流回路２１の（−）側に接続される。これによって、第１の直流溶接電源に第２の直流溶接電源が並列に加わった直流溶接電源で一つの溶接棒を使用することができる。この溶接時の外部特性曲線を図６の（ロ）に示す。この溶接時には一つの溶接棒を流れる溶接電流範囲は６０Ａ〜３００Ａ程度であり、この小電流から大電流域の溶接では、小さな被溶接物（ワーク）から大きな被溶接物まで溶接することができる。
【００１３】
図３はエンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時に一つの溶接棒を使用する場合の切換回路７の切換・接続状態を示し、第１の整流回路２１の（−）側に接続された接点１６と接点１５と接点１１と接点１２と接点６と第２の整流回路２２の（＋）側に接続された接点５とが切換・接続される。すなわち、第２の整流回路２２の（＋）側と第１の整流回路２１の（−）側とが切換・接続される。また、第２の整流回路２２の（−）側に接続された接点３と第１の直流溶接電源の（−）電源端子３１′に接続され接点４とが切換・接続される。すなわち第１の直流溶接電源と第２の直流溶接電源とが直列になって電圧が高められて一つの溶接棒４１に供給される。これによって、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時でも、電圧の低い無負荷電圧が約２倍に高められて一つの溶接棒４１に供給されるので、エンジンの高速回転時と同様に溶接を良好に行うことができる。その溶接時の外部特性曲線を図６の（ニ）に示す。この溶接時に一つの溶接棒を流れる溶接電流範囲は５０Ａ〜１６０Ａ程度である。
【００１４】
図４および図５は、他の発明のエンジン駆動溶接機の実施の形態を示すものであり、エンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を直流溶接電源に変換後、この直流溶接電源出力を一つにしたエンジン駆動溶接機であって、エンジンの高速回転時には前記複数の発電巻線からの各々の直流溶接電源を並列にして一つの溶接棒に供給して小電流から大電流域の溶接を行い、また、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時には前記複数の発電巻線からの各々の直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給して小電流域の溶接を行うことができるようにしたものであり、前記図１から図３で示したものと同一部材には同一符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００１５】
この図４および図５に示す実施の形態が、前記図１から図３に示す実施の形態と相違する点を以下に説明する。
図４はエンジンの高速回転時に各々の直流溶接電源を並列にして一つの溶接棒に供給して小電流から大電流域の溶接を行う場合の切換回路７の切換・接続状態を示し、第１の整流回路２１の（＋）側は直接に直流溶接電源の（＋）電源端子３に接続されており、第１の整流回路２１の（−）側に接続された接点１４と直流溶接電源の（−）電源端子３′に接続された接点１３とが切換・接続され、第２の整流回路２２の（＋）側に接続された接点１０と第１の整流回路２１の（＋）側に接続された接点９とが切換・接続されている。
すなわち、第２の整流回路２２の（＋）側が第１の整流回路２１の（＋）側に接続され、また、第２の整流回路２２の（−）側が第１の整流回路２１の（−）側に接続される。これによって、第１の直流溶接電源に第２の直流溶接電源が並列に加わった直流溶接電源が一つの溶接棒に供給されて小電流から大電流域の溶接を行うことができる。
【００１６】
また、図５はエンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時に各々の直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給して小電流域の溶接を行う場合の切換回路７の切換・接続状態を示し、第１の整流回路２１の（＋）側は直接に直流溶接電源の（＋）電源端子３に接続されており、第１の整流回路２１の（−）側に接続された接点１６と接点１５と接点１１と第２の整流回路２２の（＋）側に接続された接点１２とが切換・接続され、第２の整流回路２２の（−）側は直接に直流溶接電源の（−）電源端子３′に接続されている。すなわち、第２の整流回路２２の（＋）側と第１の整流回路２１の（−）側とが接続される。すなわち、第１の直流溶接電源と第２の直流溶接電源とが直列になって一つの溶接棒４に供給される。これによって、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時でも、電圧の低い無負荷電圧が約２倍に高められて一つの溶接棒４に供給されるので、エンジンの高速回転時と同様に溶接を良好に行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は請求項１に記載のように、すなわち、エンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を直流溶接電源に変換して複数の溶接棒を同時に使用可能なエンジン駆動溶接機において、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時においては、各直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給されるような切換回路を備えたエンジン駆動溶接機としたので、エンジンの低速回転時に第１および第２の直流溶接電源の無負荷電圧が低下しても、その低い第１および第２の直流溶接電源電圧を直列にして高くし、それを複数の溶接棒のうちの一つの溶接棒に供給することができるので、小電流域の溶接、例えば径が３．２ｍｍ程度の溶接棒で、５０Ａ〜１６０Ａ程度の電流を流して正常な溶接を行うことができる。
また、このエンジンの低速回転は、例えば２０００ｒｐｍ程度で、例えば回転数３６００〜３７００ｒｐｍ程度の高速回転時に比べて低燃費化と低騒音化が図れる利点がある。
【００１８】
また、この発明は、エンジンで駆動される発電体に複数の発電巻線を巻装し、各々の発電出力を直流溶接電源に変換して複数の溶接棒を同時に使用可能なエンジン駆動溶接機において、エンジンの高速回転時に複数の溶接棒を同時に使用するときには各直流溶接電源が個別に各溶接棒に供給される小電流域の溶接を行い、エンジンの高速回転時に一つの溶接棒を使用して溶接を行うときには、その溶接棒に他の直流溶接電源が並列に供給されて小電流から大電流域の溶接を行い、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時には、各直流溶接電源を直列にして電圧を高めて一つの溶接棒に供給して小電流域の溶接を行うようにした切換回路を備えたエンジン駆動溶接機としたので、前記切換回路を２人用に切換・接続すると、エンジンの高速回転時に個別になった各直流溶接電源が各溶接棒に供給されて小電流域の溶接を行うことができる。
また、前記切換回路を１人用に切換・接続すると、エンジンの高速回転時に各直流溶接電源が並列になって一つの溶接棒に供給されるので、小電流から大電流域の溶接、すなわち、一つの溶接棒に流れる電流をさらに多くすることができ、例えば６０Ａ〜３００Ａ程度にして、大きな被溶接物を溶接することができる。
また、前記切換回路を、エンジンの低速回転時の溶接（スロー溶接）に切換・接続すると、第１および第２の直流溶接電源の低い無負荷電圧が直列になって高められ、それが一つの溶接棒に供給されるので、小電流域の溶接、すなわち、比較的に小さな被溶接物を良好に溶接することができ、このように、切換回路の切換・接続によって三つの溶接モードにして良好な溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の二つの溶接棒を同時に使用可能なエンジン駆動溶接機において、エンジンの高速回転時に二つの溶接棒を同時に使用する場合の切換回路の切換・接続状態を示した図である。
【図２】この発明の二つの溶接棒を同時に使用可能なエンジン駆動溶接機において、エンジンの高速回転時に一つの溶接棒を使用する場合の切換回路の切換・接続状態を示した図である。
【図３】この発明の二つの溶接棒を同時に使用可能なエンジン駆動溶接機において、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時に一つの溶接棒を使用する場合の切換回路を切換・接続状態を示す図である。
【図４】この発明の一つの溶接棒を使用するエンジン駆動溶接機において、エンジンの高速回転時に一つの溶接棒を使用する場合の切換回路の切換・接続状態を示した図である。
【図５】この発明の一つの溶接棒を使用するエンジン駆動溶接機において、エンジンの低速回転時で無負荷電圧の低下時に一つの溶接棒を使用する場合の切換回路を切換・接続状態を示す図である。
【図６】それぞれの溶接状態における外部特性曲線を示す図である。
【符号の説明】
１１      第１の溶接用の発電巻線
１２      第２の溶接用の発電巻線
２１      第１の整流回路
２２      第２の整流回路
３１      第１の直流溶接電源の（＋）電源端子
３１′    第１の直流溶接電源の（−）電源端子
３２      第２の直流溶接電源の（＋）電源端子
３２′    第２の直流溶接電源の（−）電源端子
４１      第１の溶接棒
４２      第２の溶接棒
５１      第１の被溶接物（ワーク）
５２      第２の被溶接物（ワーク）
６１      溶接電流の環流用のダイオード
６２      溶接電流の環流用のダイオード
７        切換回路
８        カムスイッチ
【図１】
0003940965.tif 000002
【図２】
0003940965.tif 000003
【図３】
0003940965.tif 000004
【図４】
0003940965.tif 000005
【図５】
0003940965.tif 000006
【図６】
0003940965.tif 000007