JP4577598B2

JP4577598B2 - バッテリー溶接機

Info

Publication number: JP4577598B2
Application number: JP2000291206A
Authority: JP
Inventors: 和也原田
Original assignee: Yamabiko Corp
Current assignee: Yamabiko Corp
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2020-08-22
Also published as: JP2002066737A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バッテリー溶接機において、溶接時間の延長、換言すれば溶接棒の使用本数の増加を可能にするため、またはバッテリーへの負担を軽減するために、別の直流電源ユニットを接続可能とするように構成したユニット化したバッテリー溶接機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバッテリー溶接機は、溶接作業時間を延ばす、あるいは溶接棒の使用本数を増加するために、商用電源を変圧器によって絶縁および変圧し、その変圧された交流出力を整流した直流電源とバッテリー電源とを、直流溶接電源として使用し、溶接作業時はバッテリーの出力に前記直流電源の出力を加えて使用し、溶接作業の休止時には、前記直流電源でバッテリーを充電するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、溶接作業の内容によって、さらに、溶接作業時間の延長（換言すれば溶接棒の使用本数の増加）が必要になった場合は、容量が大きなバッテリーを搭載したバッテリー溶接機を使用するか、または、商用電源を直流化した容量が大きな直流電源を備えたバッテリー溶接機を使用することが考えられるが、これらはいずれも、バッテリー溶接機本体の重量が重くなり、可搬性に欠けるという問題を有している。
【０００４】
また、商用電源を直流化した直流電源の容量を大きくすると、商用電源の消費電力が大きくなり、例えば商用電源の電流が１５Ａ（アンペア）以上消費する場合は、汎用の電源プラグを使用してコンセントから商用電源を取り出すことができず、別途に電源配線が必要となるため、煩わしいという問題も有している。
【０００５】
一方、バッテリー溶接機に搭載するバッテリーは、一般的に鉛蓄電池が用いられているが、溶接時に過大な放電が繰り返し行われるため、バッテリー内部の極板の一部に負担がかかり、バッテリーの寿命を著しく短くし、ランニングコストが問題となっていた。
【０００６】
この発明は、このような問題に鑑みて創案したものであり、バッテリー溶接機を、バッテリーユニットと、商用電源を直流化した複数の直流電源ユニットとの組み合わせによって構成することにより、溶接時間の延長、換言すれば溶接棒の使用本数の増加を可能にするため、またはバッテリーへの負担を軽減するために、別の直流電源ユニットを増設可能とするように構成したユニット化したバッテリー溶接機を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、例えば図２を参照して説明すると、商用電源を変圧器１によって変圧し、その変圧された交流出力を整流回路２によって整流した直流電源を得る直流電源ユニットＵ_１と、この直流電源ユニットＵ_１の出力端に接続プラグ３を介して他の直流電源ユニットＵ_２と共に接続するバッテリーユニットＵ_３とよりなり、このバッテリーユニットＵ_３と直流電源ユニットＵ_１，Ｕ_２の出力端との接続端に、溶接棒４およびワークＷを接続するように構成し、前記直流電源ユニットＵ _１，Ｕ _２を構成する整流回路２は、変圧器１から変圧された交流出力を整流するサイリスターＳＣＲ _１，ＳＣＲ _２と、このサイリスターＳＣＲ _１，ＳＣＲ _２のゲートＧに印加する制御信号を発生する制御回路２ａとよりなり、この制御回路２ａからは、溶接電流検出器５によって溶接電流が過大になったことが検出されると、サイリスターＳＣＲ _１，ＳＣＲ _２に流れる電流を抑えるような制御信号ＳがサイリスターＳＣＲ _１，ＳＣＲ _２のゲートＧに印加されるように構成し、
前記一方の直流電源ユニットの制御回路２ａにはリードスイッチ６を接続し、前記一方の直流電源ユニットＵ _１に他方の直流電源ユニットＵ _２を接続すると、前記リードスイッチ６に接近してオンし得る磁石７を他方の直流電源ユニットＵ _２に設けてなり、前記リードスイッチ６がオンになると、一方の直流電源ユニットＵ _１と他方の直流電源ユニットＵ２の変圧器１，１の一次巻線側に流れる電流量の合計が商用電源の過電流遮断器１１の遮断電流値以下になるように、直流電源ユニットＵ _１，Ｕ _２のサイリスターＳＣＲ _１，ＳＣＲ _２のゲートＧに印加する制御信号Ｓが制御回路２ａから発生するように構成したことを特徴とするユニット化したバッテリー溶接機としたものである。
【００１０】
このようにバッテリー溶接機を、バッテリーユニットと、商用電源を直流化した複数の直流電源ユニットとの組み合わせによって構成することにより、溶接時間の延長、換言すれば溶接棒の使用本数の増加を可能にするため、またはバッテリーへの負担を軽減するために、別の直流電源ユニットを増設して、バッテリーからの電流を増加させることなく、溶接電流を増加することができる。また、このバッテリー溶接機を搬送または保管する際には、バッテリーユニットと、複数の直流電源ユニットとを分離することにより、それを容易に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の参考例を説明するための電気回路図（参照図面）であり、本発明の参考例は、商用電源を変圧器１によって変圧し、その変圧された交流出力を整流回路２によって整流した直流電源を得る直流電源ユニットＵ_１と、この直流電源ユニットＵ_１の出力端に接続プラグ３を介して他の直流電源ユニットＵ_２と共に接続するバッテリーユニットＵ_３とよりなり、このバッテリーユニットＵ_３と直流電源ユニットＵ_１，Ｕ_２の出力端との接続端に、溶接棒４およびワークＷを接続するように構成したことを特徴とするユニット化したバッテリー溶接機としたものである。
【００１２】
本発明の参考例は、例えば図１を参照して説明すると、前記直流電源ユニットＵ_１，Ｕ_２を構成する整流回路２は、変圧器１から変圧された交流出力を整流するサイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２と、このサイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２のゲートＧに印加する制御信号を発生する制御回路２ａとよりなり、この制御回路２ａからは、溶接電流検出器５によって溶接電流が過大になったことが検出されると、サイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２に流れる電流を抑えるような制御信号ＳがサイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２のゲートＧに印加されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のユニット化したバッテリー溶接機としたものである。
【００１３】
前記直流電源ユニットＵ_１を構成する変圧器１の一次巻線側には、商用電源の交流１００Ｖ（ボルト）のコンセント８に差し込み可能な電源プラグ９が取り付けられ、変圧器１の二次巻線側には、バッテリーが充電可能な直流への整流前の交流電圧（例えば５０Ｖ）の出力が得られる。また、前記直流電源ユニットＵ_２を構成する変圧器１の一次巻線側には、商用電源の交流１００Ｖ（ボルト）のコンセント８に差し込み可能な電源プラグ９が取り付けられ、変圧器１の二次巻線側には、バッテリーが充電可能な直流への整流前の交流電圧（例えば３５Ｖ）の出力が得られる。バッテリーユニットＵ_３は、バッテリーＢを複数個直列接続（例えば３個直列接続）して構成させている。
【００１４】
図１に示す実施の形態においては、溶接作業時間を延ばす、換言すれば溶接棒の使用本数を増加するために、バッテリーユニットＵ_３と、溶接出力端（＋），（−）に溶接棒４およびワークＷを接続した直流電源ユニットＵ_１との間に、接続プラグ３，３を介して別の直流電源ユニットＵ_２が増設されている。この場合の溶接電流はバッテリーユニットＵ_３よりの放電電流と、直流電源ユニットＵ_１の出力電流と、直流電源ユニットＵ_２の出力電流とを加えたものとなる。なお、直流電源ユニットＵ_１の出力端と溶接棒４が接続された溶接出力端（＋）との間には、溶接電流を切断するためのスイッチ１０が接続されている。
【００１５】
前記直流電源ユニットＵ_１，Ｕ_２を構成する制御回路２ａに、溶接電流検出器５によって溶接電流が過大になったことが検出された信号が印加され、その信号が印加されると、制御回路２ａからサイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２に流れる電流を抑えるような制御信号ＳがサイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２のゲートＧに印加されて、溶接電流が過大にならないように、サイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２を制御する。あるいは、溶接中であることを、バッテリー電圧が所定の電圧以下（例えば３５Ｖ以下）になったことにより判別した場合には、直流電源ユニットＵ_１，Ｕ_２の変圧器１，１の一次巻線側に流れる電流量の合計が、２０Ａを越えないように、制御回路２ａがサイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２を制御する。なお、バッテリーユニットＵ_３に直流電源ユニットＵ_１のみを接続した場合には、直流電源ユニットＵ_１の変圧器１の一次巻線側に流れる電流量が１５Ａを越えないように、制御回路２ａがサイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２を制御する。
【００１６】
以上のように、溶接電流が同じであれば、直流電源ユニットＵ_２を増設したことにより、バッテリーユニットＵ_３の放電電流が低減できるため、溶接作業時間の延長、換言すれば、溶接棒の使用本数の増加が可能となり、かつ、バッテリーの寿命も延びる。さらに、商用電源の１００Ｖ・１５Ａ用の電源プラグを使用することが可能となり、また、商用電源を取り出し得る別途の配線を行う必要がない。
【００１７】
なお、溶接作業の内容によっては、溶接作業時間の延長が不要である場合は、直流電源ユニットＵ_２を取り外し、直流電源ユニットＵ_１にバッテリーユニットＵ_３を簡単に接続して使用することができる。また、搬送時には、直流電源ユニットＵ_１と、直流電源ユニットＵ_２と、バッテリーユニットＵ_３とを簡単に３分割できるため、可搬性に優れている。
【００１８】
本発明に係る実施形態では、図２を参照して説明すると、前記一方の直流電源ユニットＵ_１の制御回路２ａにはリードスイッチ６を接続し、前記一方の直流電源ユニットＵ_１に他方の直流電源ユニットＵ_２を接続すると、前記リードスイッチ６に接近してオンし得る磁石７を他方の直流電源ユニットＵ_２に設けてなり、前記リードスイッチ６がオンになると、一方の直流電源ユニットＵ_１と他方の直流電源ユニットＵ_２の変圧器１，１の一次巻線側に流れる電流量の合計が商用電源の過電流遮断器１１の遮断電流値以下になるように、一方の直流電源ユニットＵ_１のサイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２のゲートＧに印加する制御信号Ｓが制御回路２ａから発生するように構成したことを特徴とする請求項２に記載のユニット化したバッテリー溶接機としたものである。
【００１９】
このように構成したので、溶接作業時間を延ばす、換言すれば溶接棒の使用本数を増加するために、バッテリーユニットＵ_３と、溶接出力端（＋），（−）に溶接棒４およびワークＷを接続した直流電源ユニットＵ_１との間に、接続プラグ３，３を介して別の直流電源ユニットＵ_２を増設すると、一方の直流電源ユニットＵ_１の制御回路２ａに接続して設けた前記リードスイッチ６に、他方の直流電源ユニットＵ_２に設けた磁石７が接近して、このリードスイッチ６がオンとなり、直流電源ユニットＵ_１と直流電源ユニットＵ_２の変圧器１，１の一次巻線側に流れる電流量の合計が、商用電源の過電流遮断器１１の遮断電流値以下、例えば２０Ａ以下になるように、すなわち、一方の直流電源ユニットＵ_１の電源プラグ９に流れる商用電源の電流が５Ａ以下になるように、サイリスターＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２が制御される。したがって、商用電源の１００Ｖ・１５Ａ用のコンセントを使用することが可能となり、別途に商用電源の配線を行う必要がない。
【００２０】
なお、直流電源ユニットＵ_１と直流電源ユニットＵ_２の変圧器１の仕様、すなわち、二次巻線側の電圧値が異なっており、例えば一方の直流電源ユニットＵ_１の変圧器１の二次巻線側の電圧は５０Ｖで、他方の直流電源ユニットＵ_２の変圧器１の二次巻線側の電圧は３５Ｖであり、したがって、同じ一次巻線側の入力電流でも、二次巻線側の出力電流に差がでる。変圧器１の異なる出力電圧値をサイリスターに印加して、変圧器１の所定の同じ入力電流値となるようにサイリスターを制御した場合に、印加される電圧値が低いサイリスターの方が、より大きな電流が取り出せるので、一方の直流電源ユニットＵ_１と他方の直流電源ユニットＵ_２との商用電源の入力電流の合計値に制限がある場合には、前記のように、直流電源ユニットＵ_２は電源プラグ９の定格電流１５Ａまで入力し、２０Ａから１５Ａの差の５Ａを一方の直流電源ユニットＵ_１から入力する方が最も効率的である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の参考例は、前記のように構成したので、すなわち、直流電源ユニットＵ_１と、増設する直流電源ユニットＵ_２と、バッテリーユニットＵ_３とをユニット化したので、直流電源ユニットＵ_１とバッテリーユニットＵ_３とを接続して溶接を行っていた場合に、溶接時間の延長、換言すれば溶接棒の使用本数の増加を可能にするため、またはバッテリーへの負担を軽減しようとするときは、直流電源ユニットＵ_１とバッテリーユニットＵ_３との間に、簡単に別の直流電源ユニットＵ_２を増設するこができる。このように直流電源ユニットＵ_２を増設すると、バッテリーの放電電流が低減できるため、溶接作業時間が延長可能となり、換言すれば溶接棒の使用本数の増加が可能となり、かつ、バッテリーの寿命も延びる。なお、溶接作業内容によって、溶接作業時間の延長が不要である場合は、直流電源ユニットＵ_１とバッテリーユニットＵ_３とを直接接続して使用する。また、本発明のユニット化したバッテリー溶接機の搬送時には、直流電源ユニットＵ_１と、直流電源ユニットＵ_２と、バッテリーユニットＵ_３とに３分割できるため、可搬性に優れている。
【００２２】
また、本発明は、前記のように構成したので、直流電源ユニットＵ_１とバッテリーユニットＵ_３との間に、別の直流電源ユニットＵ_２を増設した場合には、直流電源ユニットＵ_１の制御回路に接続して設けたリードスイッチに、別の直流電源ユニットＵ_２に設けた磁石が接近して、前記リードスイッチがオンとなり、直流電源ユニットＵ_１と直流電源ユニットＵ_２の変圧器の一次巻線側に流れる電流量の合計が商用電源の過電流遮断器の遮断電流値以下になるように、すなわち、直流電源ユニットＵ_１の電源プラグに流れる商用電源の電流が低減されるように、サイリスターが制御される。したがって、別途に商用電源の配線を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例の電気回路図（参照図面）である。
【図２】本発明およびその実施の形態の電気回路図（参照図面）である。
【符号の説明】
１変圧器
２整流回路
２ａ制御回路
３接続プラグ
４溶接棒
５溶接電流検出器
６リードスイッチ
７磁石
８商用電源のコンセント
９電源プラグ
１０スイッチ
１１過電流遮断器
Ｗワーク
Ｕ_１直流電源ユニット
Ｕ_２直流電源ユニット
Ｕ_３バッテリーユニット
Ｂバッテリー
ＳＣＲ_１，ＳＣＲ_２サイリスター

Claims

商用電源を変圧器によって変圧し、その変圧された交流出力を整流回路によって整流した直流電源を得る直流電源ユニットＵ_１と、
この直流電源ユニットＵ_１の出力端に接続プラグを介して他の直流電源ユニットＵ_２と共に接続するバッテリーユニットＵ_３とよりなり、
このバッテリーユニットＵ_３と直流電源ユニットＵ_１，Ｕ_２の出力端との接続端に、溶接棒およびワークを接続するように構成し、
前記直流電源ユニットＵ _１，Ｕ _２を構成する整流回路は、変圧器から変圧された交流出力を整流するサイリスターと、このサイリスターのゲートに印加する制御信号を発生する制御回路とよりなり、この制御回路からは、溶接電流検出器によって溶接電流が過大になったことが検出されると、サイリスターに流れる電流を抑えるような制御信号がサイリスターのゲートに印加されるように構成し、
前記一方の直流電源ユニットの制御回路にはリードスイッチを接続し、前記一方の直流電源ユニットＵ _１に他方の直流電源ユニットＵ _２を接続すると、前記リードスイッチに接近してオンし得る磁石を他方の直流電源ユニットＵ _２に設けてなり、前記リードスイッチがオンになると、一方の直流電源ユニットＵ _１と他方の直流電源ユニットＵ _２の変圧器の一次巻線側に流れる電流量の合計が商用電源の過電流遮断器の遮断電流値以下になるように、直流電源ユニットＵ _１，Ｕ _２のサイリスターのゲートに印加する制御信号が制御回路から発生するように構成したことを特徴とするユニット化したバッテリー溶接機。