JP2001293573A - 始動抵抗値の計測器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】電圧出力端子間の出力電圧が，該端子間に接続
される抵抗の抵抗値により閾値Ａを境として変化するよ
うな電圧発生装置の始動抵抗値（閾値Ａ）を測定する計
測器において，計測器内部の抵抗器や抵抗切替え接点の
異常がないかどうかチェック可能な計測器を得る。 【解決手段】該計測器は電圧出力端子間に接続される可
変抵抗手段と前記出力の電圧検知手段とから構成され，
電圧検知手段が検知した電圧が基準値と比較して所定の
状態になったときの前記可変抵抗手段の抵抗値を始動抵
抗値（閾値Ａ）として表示出力するものであり，且つ，
前記可変抵抗手段は，複数の固定抵抗と複数のリレーか
らなり該複数のリレー接点を個別に入切制御することに
より両端の抵抗値をデジタル的に可変とした抵抗回路
と，前記複数のリレーを個別に制御するリレー制御手段
とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本件の発明は，電圧出力端子間の
出力電圧の状態が，該端子間に接続される抵抗の抵抗値
により変化するような電圧発生装置の，電圧の状態が変
化する抵抗値を測定する計測器に関する。そのような電
圧発生装置には，例えば交流アーク溶接機の電撃防止装
置がある。

【０００２】交流アーク溶接機は，２次側端子すなわち
溶接端子に接続されたリード線の片方で溶接しようとす
る金属をクリップし，もう一方のリード線で溶接棒をク
リップして溶接棒を溶接個所に当てると，短絡電流が流
れて，アークにより，溶接棒が溶け，ふたつの金属が溶
着される。アーク溶接時の電流は例えば５０Ａから５０
０Ａの電流である。溶接時に溶接棒を金属から離して無
負荷にすると，２次側端子に接続されたリード線間に
は，例えば８５Ｖ程度の高い電圧が生じる。以下この電
圧を溶接機の無負荷電圧という。この溶接機の無負荷電
圧に作業員が不用意に触れると感電死亡事故が発生す
る。そこで，溶接しないときは低い電圧でかつパワーの
無い回路に切り替える装置すなわち電撃防止装置が溶接
機に付加され，電撃防止装置付き溶接機として販売され
ている。溶接しないときに，低電圧で小パワーの回路に
切り替える機能を，電撃防止機能という。

【０００３】電撃防止装置付き溶接機を使用すれば，単
なる溶接機の場合よりも感電死亡の危険性は少なくなる
が，電撃防止装置付き溶接機の電撃防止機能が壊れてお
れば，感電死亡の危険性が高くなる。電撃防止機能があ
ると，溶接金属にサビが生じていたりして導通が悪い場
合には，溶接時の無負荷電圧になりにくくなり，溶接を
開始しにくくなる。そこで作業者からしてみると，作業
の効率化を邪魔する装置のようにみえるらしく，故意に
電撃防止機能を停止させて感電に至った例もある。監督
者が作業の安全を確保するためには，電撃防止装置付き
の溶接機で作業している事の確認だけでは不十分で，作
業している電撃防止装置付きの溶接機の電撃防止機能が
正常である事を確認しなければならない。

【０００４】次に，電撃防止装置の機能の詳細について
説明する。電撃防止装置は，溶接機の２次側出力電圧を
２次側出力電流の状態で高低に切り替える装置で，２次
側出力電流を変流器で計測し，２次側出力電流がないと
きは２次側出力電圧を低い電圧（安全電圧といい３０Ｖ
以下）に設定している。その状態から溶接棒を被溶接物
に接触させると，接触抵抗により２次側に電流が発生す
る。その電流は，前記接触抵抗によって定まり，電流が
ある値以上すなわち接触抵抗がある値（電撃防止装置の
始動感度抵抗：始動抵抗値という）以下となると２次側
出力電圧を高い値（無負荷電圧：一例約８５Ｖ）に切り
替えて，溶接棒と被溶接物の間にアークを発生させる。
溶接作業が終了して，溶接棒を被溶接物から離すとアー
クの発生が止まり，２次側出力電流もなくなるが，その
後規定の時間（遅動時間といい１．５秒以内）で２次側
電圧を安全電圧側に切り替えるよう働く。規則では定期
的に，以上の交流アーク溶接機の電撃防止装置の始動感
度（始動抵抗値），安全電圧，遅動時間を検査すること
になっている。特に始動抵抗値については，溶接作業の
安全性と作業性を決定づける重要な管理項目である。

【０００５】また，前記測定項目にはそれぞれ合格判定
基準が定められており，合否のみのチェックでもよいこ
ととなっている。本件の発明は，以上のような装置の始
動感度（始動抵抗値），安全電圧，遅動時間を測定・判
定するチェッカーに関するものであるが，交流アーク溶
接機の電撃防止装置のみに関わらず，同様の機能を有す
る電圧発生装置であれば使用可能なものである。

【０００６】

【従来の技術】以上のような測定をするにあたり，従来
の方法では，溶接機の２次側出力端子に可変抵抗を接続
し，手動で抵抗値を高い方から低い方へ可変させて電圧
計測器で２次側出力端子の電圧変化を読みながら，電圧
が変化したときの抵抗値を抵抗計で測定するか，また
は，２次側出力電流を電流計で読みながら前期の方法で
電圧が変化したときの電圧と電流値から抵抗値を求める
かしていた。また，近年は手動で可変抵抗を操作しなが
ら，自動で電圧と抵抗値を測定するような計測器も市販
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし，従来の方法で
は，特に始動感度の測定において正確に始動抵抗値を測
定することは，次の理由により困難であった。第一に，
電撃防止装置自体に，抵抗を長く接続すると始動感度の
測定値が高くなる傾向があった。手動では，可変抵抗を
回転させる速度が一定とならず，その傾向が強くなる。
第二に電源電圧の変化などの原因で測定値が変化する場
合があり，測定値が安定しなかった。第三に可変抵抗
は，回転角度に対して厳密にいうと抵抗値は比例せず，
抵抗値が低い側に回転させても微小な領域では抵抗値は
逆に高くなったり，放置しておくと抵抗値が変化するこ
ともあった。第四に従来の方法は抵抗値を手動で回転さ
せるので，回転のさせかたで正しい抵抗値が測定できな
い場合もあった。特にデジタルマルチメータを用いた場
合，測定の完了に時間がかかるため，その間可変抵抗を
廻しすぎたりすることもあった。第五に電撃防止装置が
始動したときに可変抵抗の回転を停止できず，廻しすぎ
ることもあった。

【０００８】従来の方法では，可変抵抗の形状寸法が大
きくなり，計測装置の小型化が困難であった。可変抵抗
に定格以上の電力を長時間消費させると，発熱により断
線にいたる。印加時間が短ければ，定格の小さい可変抵
抗を使用することができるが，従来の手動による方法で
は，廻し方の個人差により，印加時間を短く設定して計
算し，小型の可変抵抗を用いることはできなかった。

【０００９】さらに，専用の計測器を使用しない場合
は，可変抵抗装置と，電圧計と，抵抗計，場合によって
は抵抗計に替えて電流計を必要に応じて配線しなければ
ならず，測定作業が煩わしいものとなっていた。その
上，前述の遅動時間を手動で測定することは，不可能に
近かった。そこで，第一に，交流アーク溶接機の電撃防
止装置のような電圧発生装置の始動抵抗値の測定や合否
判定を精度良く行える計測器を提供すること，第二に電
圧出力端子間に接続する抵抗を小型にできて，計測器自
体を可能な限り小型に構成でき，測定の際の配線も最低
限の作業で行えて持ち運びと測定作業の容易な計測器を
構成することを目的として，電圧出力端子間の出力電圧
が，該端子間に接続される抵抗の抵抗値により閾値Ａを
境として変化するような電圧発生装置の始動抵抗値（閾
値Ａ）を測定する計測器において，該計測器は電圧出力
端子間に接続される可変抵抗手段と前記出力の電圧検知
手段とから構成され，電圧検知手段が検知した電圧が基
準値と比較して所定の状態になったときの前記可変抵抗
手段の抵抗値を始動抵抗値（閾値Ａ）として表示出力す
るものであり，且つ，前記可変抵抗手段は，複数の固定
抵抗と複数のリレーからなり該複数のリレー接点を個別
に入切制御することにより両端の抵抗値をデジタル的に
可変とした抵抗回路と，前記複数のリレーを個別に制御
するリレー制御手段とからなり，リレー制御手段は，前
記抵抗回路の両端の抵抗値を初期値から段階的に切り替
えるよう抵抗回路のリレーを制御するものであることを
特徴とする始動抵抗値の計測器が考えられた。

【００１０】しかし，前述の始動抵抗値の計測器では，
リレー制御手段が制御している抵抗回路の抵抗値が正し
い値で段階的に制御されているかどうかは分からない。
特に，計測器を小型にするため，抵抗回路に用いる抵抗
器は，非常に短時間ではあるが，個々の抵抗器の許容連
続消費電力定格を大幅に超えて使用している。もちろん
短時間であるので，抵抗器の温度は差し支えない範囲で
の使用となるよう設計するなど十分配慮した設計とされ
ているが，電圧発生装置の故障や，電圧発生装置以外で
の電圧端子などで間違えて使用するなどした場合，万一
抵抗器が焼損することがないとはいえない。また，抵抗
回路の抵抗を切替えるリレーが壊れている場合正しく抵
抗回路の抵抗値を設定できない。そこで，本件の発明は
前述のような始動抵抗値の計測器であって，内蔵される
抵抗器が抵抗値的に問題がないかどうか，またリレーが
うまく切替えられているかどうか，外部からチェックで
きるようにすることを課題としている。

【００１１】

【手段および作用】そこで本件発明は，電圧出力端子間
の出力電圧が，該端子間に接続される抵抗の抵抗値によ
り閾値Ａを境として変化するような電圧発生装置の始動
抵抗値（閾値Ａ）を測定する計測器において，該計測器
は電圧出力端子間に接続される可変抵抗手段と前記出力
の電圧検知手段とから構成され，電圧検知手段が検知し
た電圧が基準値と比較して所定の状態になったときの前
記可変抵抗手段の抵抗値を始動抵抗値（閾値Ａ）として
表示出力するものであり，且つ，前記可変抵抗手段は，
複数の固定抵抗と複数のリレーからなり該複数のリレー
接点を個別に入切制御することにより両端の抵抗値をデ
ジタル的に可変とした抵抗回路と，前記複数のリレーを
個別に制御するリレー制御手段とからなり，リレー制御
手段は，前記抵抗回路の両端の抵抗値を初期値から段階
的に切り替えるよう抵抗回路のリレーを制御するもので
あって，モード切替え手段を備えており，モード切替え
手段を切替えると，リレー制御手段は，抵抗回路の両端
の抵抗値を，一定時間毎に，抵抗回路に用いられている
複数の抵抗器の一つずつの抵抗器の抵抗値に切替えてい
くことを特徴とする始動抵抗値の計測器を提供したもの
である。

【００１２】

【実施例の説明】図１は，本発明の一実施例による計測
器のブロック構成図である。図において，Ｔ１とＴ２は
電圧発生装置の電圧発生出力端子に接続されるターミナ
ルである。１は電圧検知手段で，Ｔ１，Ｔ２間の電圧を
検出し基準値と比較する。２は抵抗回路で，複数の固定
抵抗器とリレー接点より成り，より詳しくは図２のよう
であって両端を電圧検知手段１とともにＴ１，Ｔ２に接
続される。３はリレー制御手段で，抵抗回路２の複数の
リレー接点（図２においてＲＹ０〜ＲＹ７）を個別に入
切制御することで，Ｔ１，Ｔ２間の抵抗値を制御する。
４は表示出力手段で，電圧検知手段１，リレー制御手段
３から必要な情報を得て，表示または外部に情報を出力
する。５は，モード切替え手段で，６は，計測器の計測
スタートを指示する計測スタート手段である。なお，
１，３，４，５，６は適宜マイコンとデジタル回路で構
成するのが最も一般的であるが，マイコンで構成する範
囲については，全体を一つのマイコンとしてもよいし，
個々に一つずつのマイコンで構成してもよいし，全体を
二つのマイコンで構成するなど自由である。また計測ス
タート手段は，マイコンのプログラムをスタートできれ
ばどのようなものでもよく，モード切替え手段も計測ス
タート手段とは別途の切替えスイッチとしてもよいし，
計測スタート手段とスイッチを兼用してスイッチの押し
方で切替わるようなものでもよい。

【００１３】図１に示す計測器は次のように働く。図４
は本発明による一実施例の計測器の動作フローチャート
であり，モード切替え手段を計測スタート手段の押し方
でモードが切替わるようにした場合の例である。以下の
説明と合わせて参照願いたい。Ｔ１，Ｔ２を前述の電圧
発生装置，具体例として電撃防止装置付交流アーク溶接
機の２次側出力端子に接続する。該交流アーク溶接機の
電源を入れて，溶接機を待機状態とする。このとき電撃
防止装置が正常に働いていれば，溶接機の２次側出力電
圧端子には，安全電圧である実効値５Ｖから３０Ｖの電
圧が発生している。

【００１４】次に計測器の計測スタート手段を手動でス
タートさせる（具体的にはスタートボタンを押すな
ど）。計測スタート前の抵抗回路２は回路中のリレー接
点によりＴ１，Ｔ２間の抵抗値は無限大となっている。
するとまず，電圧検知手段１のみが働き，他の回路は休
止状態となる。電圧検知手段１はＴ１，Ｔ２間の電圧を
検出する。検出は交流の正負の半波ごとにおこなうが，
スタート直後の短い時間は無視して，完全な正弦の半波
で検出し，その電圧が基準値（たとえば一般的な電撃防
止装置付溶接機の安全電圧の想定範囲（５Ｖ〜３０Ｖ）
内であるかどうかを判定する。

【００１５】もしも，検出電圧が基準値内でない場合
で，基準値に満たない（５Ｖ未満である）場合，また
は，検出電圧が基準値（３０Ｖ）を超えている場合は，
電圧検知手段１は表示出力手段４へ検出した電圧の情報
を出力し，表示出力手段４は電圧情報を外部に表示また
は出力する（図４の電圧測定モード）が，途中でモード
切替手段のスイッチ操作（図４の５秒間スイッチ押し：
図４は計測スタート手段をモード切替手段と兼用してい
る）がなければその動作を継続し，リレー制御手段３は
抵抗回路２の抵抗値を制御することがない。なお，電圧
検知手段１は，ただ単に検出した電圧が基準値内である
かどうかを比較判定するのみの機能のものと，電圧測定
機能を有して，電圧値を計測し計測した電圧値を基準値
と比較判定する機能のものの両方が考えられる。前者の
場合は，電圧検知手段１が出力する電圧情報は基準を満
たしていないという情報のみとなり，後者の場合は，基
準を満たしていないという情報と計測した電圧値の情報
とすることができる。したがって，電圧検知手段１に後
者の機能のものを使用すれば，計測器は電圧測定器とし
て機能することとなり，溶接機の１次側電圧を測定した
いときなどはなはだ都合がよい測定器とすることができ
る。すなわち，Ｔ１とＴ２を溶接機の１次側の電源に接
続しておいて計測スタート手段６で計測をスタートさせ
ると，通常１次側の電圧は１００Ｖとか２００Ｖである
ので，リレー制御手段３は作動せず，表示出力手段４は
測定電圧値を表示して１次側電圧が何Ｖであるかどう
か，正常な電圧であるかどうかを簡単に測定できる。

【００１６】電圧検知手段１で検出した電圧が基準値
（５Ｖ〜３０Ｖ）内であれば，電圧検知手段１は表示出
力手段４に電圧情報を出力するとともに，リレー制御手
段３を起動する（図４の電撃防止装置チェックモー
ド）。リレー制御手段３は抵抗回路２のリレー接点を所
定の順序にしたがって開閉し，Ｔ１とＴ２間の抵抗値を
高いほうから低い方へ段階的に変化させる。リレー制御
手段３が抵抗回路２の抵抗値を変化させている間，電圧
検知手段１は，Ｔ１とＴ２間の電圧を交流半波ごとに検
出しつづけ，検出した電圧が常に基準内（３０Ｖ以下）
かどうかを比較している。検出した電圧が基準内である
状態が継続する限り，リレー制御手段３は抵抗回路２の
抵抗値の段階的制御を継続するが，電圧が基準値（３０
Ｖ）を超えたときは，その時点で抵抗値の段階的制御を
停止し，その時点の抵抗制御指示値情報を表示出力手段
４に出力すると同時に抵抗回路２をＴ１とＴ２間から切
り離す。

【００１７】次に，抵抗回路２の詳細について図２で説
明する。図２は，電撃防止装置の始動抵抗値を計測する
ことを目的としており，Ｔ１とＴ２間の抵抗値は最低１
５０Ω〜最大７８５Ωまでの範囲を５Ωステップで可変
できるものであるが，最低値，最大値，ステップの間隔
は，任意にできる。

【００１８】図２において，ＲＹ７は抵抗回路２全体の
Ｔ１とＴ２への接続をオン／オフするリレー接点であ
る。Ｒ０からＲ６とＲＹ０からＲＹ６は個々の抵抗とリ
レー接点を並列に接続し，さらに個々の抵抗とリレー接
点の並列回路を直列に組み合わせたもので，Ｒ１の抵抗
値はＲ０の２倍，Ｒ２の抵抗値はＲ１の２倍という具合
にＲ６まで設定してある。Ｒ７は，リレー接点ＲＹ０か
らＲＹ６が全部オンとなったときに抵抗回路２の最低値
の抵抗となる。

【００１９】図２における抵抗回路２のリレー接点ＲＹ
０からＲＹ７とＴ１，Ｔ２間の抵抗値の対応を図３に示
す。

【００２０】以上のように，図１に示す計測器では，前
述の電圧発生装置の始動抵抗値を計測することが可能で
あるが，次に本件の発明の目的である計測器内部に使用
している抵抗器の抵抗値のチェックをおこなう部分につ
いて説明する。

【００２１】前述の図４における電圧測定モードにある
最中に，モード切替手段５が操作された場合（図４の５
秒間スイッチ押し），計測器は抵抗切替えモードとな
り，図２において，Ｔ１とＴ２間にＲ０からＲ７の抵抗
のうち，ひとつだけが，順番に一定時間毎につながるよ
うにリレー制御手段３は抵抗回路２を制御する。また，
現在何Ωの抵抗器をＴ１，Ｔ２間に接続しているかを表
示出力手段４は表示または外部に出力するする。

【００２２】したがって，Ｔ１，Ｔ２の端子に抵抗測定
機能のあるテスターやデジボルを接続しておいて，一定
時間内に現在Ｔ１，Ｔ２間の抵抗値が何Ωであるか測定
できるので，テスターやデジボルの測定値と，表示出力
手段の切替え抵抗の表示値を比較して，抵抗値の異常や
リレー接点の切替え異常がないかどうかチェック可能と
なる。

【００２３】なお，以上の実施例の説明において，モー
ド切替手段は計測スタート手段と共用のスイッチとし
て，モードの途中でスイッチを一定時間押したかどうか
で切替わるようにしていたが，計測スタート手段とモー
ド切替手段は全く別途のスイッチとして，モード切替手
段は，３点切替えスイッチのようなものとし，予めモー
ドを設定しておいて，計測スタート手段で計測をスター
トさせるようにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本件の発明により，始動抵
抗値の計測器であって，内蔵される抵抗器が抵抗値的に
問題がないかどうかリレー接点の切替え異常がないかど
うか，外部からチェックできる始動抵抗値の計測器を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本件発明の１実施例のブロック図

【図２】本件発明の抵抗回路の接続図

【図３】本件発明の抵抗回路のリレー接点の入切とＴ
１，Ｔ２間の抵抗値の対応表

【図４】本件発明による計測器の動作フロー図

【符号の説明】

１ ・・電圧検知手段 ２ ・・抵抗回路 ３ ・・リレー制御手段 ４ ・・表示出力手段 ５ ・・時間計測手段 ６ ・・計測スタート手段 Ｔ１ ・・端子 Ｔ２ ・・端子 Ｒ０〜Ｒ７・・抵抗 ＲＹ０〜ＲＹ７・・リレー接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E082 AA02 BA02 BB01 EC05 EC13 EC15 EF04 GA02 5H790 BA03 CC04 EB06 EB10

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電圧出力端子間の出力電圧が，該端子間に
   接続される抵抗の抵抗値により閾値Ａを境として変化す
   るような電圧発生装置の始動抵抗値（閾値Ａ）を測定す
   る計測器において，該計測器は電圧出力端子間に接続さ
   れる可変抵抗手段と前記出力の電圧検知手段とから構成
   され，電圧検知手段が検知した電圧が基準値と比較して
   所定の状態になったときの前記可変抵抗手段の抵抗値を
   始動抵抗値（閾値Ａ）として表示出力するものであり，
   且つ，前記可変抵抗手段は，複数の固定抵抗と複数のリ
   レーからなり該複数のリレー接点を個別に入切制御する
   ことにより両端の抵抗値をデジタル的に可変とした抵抗
   回路と，前記複数のリレーを個別に制御するリレー制御
   手段とからなり，リレー制御手段は，前記抵抗回路の両
   端の抵抗値を初期値から段階的に切り替えるよう抵抗回
   路のリレーを制御するものであって，モード切替え手段
   を備えており，モード切替え手段を切替えると，リレー
   制御手段は，抵抗回路の両端の抵抗値を，一定時間毎
   に，抵抗回路に用いられている複数の抵抗器の一つずつ
   の抵抗器の抵抗値に切替えていくことを特徴とする始動
   抵抗値の計測器。