JPH0128948Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、交流アーク溶接機用電撃防止装置の
改良に関するものである。

従来のこの種の一般的なものにおいては、溶接
起動時に溶接棒と母材を接触させたときの二次側
抵抗の検出及び溶接電流の検出を交流電源の半波
のみで行なうか、または二次側抵抗の検出と溶接
電流の検出をそれぞれ別個の手段で各々検出して
いた（実公昭38−7437号公報参照）。しかし、こ
のような従来の装置では、溶接起動時に装置が動
作を開始する二次側抵抗の最大値すなわち始動感
度が電源電圧変動や素子の特性のバラツキ及び温
度変化によつて大きく変動するということがあつ
た。この始動感度とは、電撃防止装置の作業性と
安全性を決定するための要素である。また、二次
側抵抗の検出及び溶接電流の検出を半波で行なつ
ているため、溶接棒と母材を接触させておく時間
が、最大で、電源交流の１周期分だけ必要であ
り、装置が動作するに要する時間がその分だけ長
くなるということがあつた。これらの問題を解決
するため、二次側抵抗をブリツジ回路により得た
基準電圧と検出電圧とを比較することにより、母
材と溶接棒との接触を検出する回路と共に、溶接
中における電圧位相の差を検出して二次電圧を高
く保持しておく回路の両方を兼ね備えた構成のも
のが知られている。（特公昭50−27036号公報参
照）。上記改良された電撃防止装置においては、
装置の構成を簡単にすること及び電源電圧の変動
による始動感度の変化については言及されていな
い。

本考案の目的は、ブリツジ回路と、位相検出回
路の両方をもちいることなく、簡略化された構成
で、始動感度が電圧変動や素子の特性のバラツ
キ、温度変化によつて変動せず、しかも起動時の
棒と母材との接触時間を短くした電撃防止装置を
提供するにある。

上記目的を達成するために本考案は、母材と溶
接棒にそれぞれつながる電源線間に直列に２つの
抵抗を直列に挿入するとともに、前記２つの抵抗
にそれぞれ逆極性にダイオードを並列接続し、１
次側を電源にたいして溶接用主変圧器と並列に接
続した補助変圧器の出力側を母材と溶接棒にそれ
ぞれつながる電源線にダイオードを介して接続し
かつ該補助変圧器の出力端間の中間電圧を検出す
る装置を設け、前記２つの抵抗の接続点の電圧と
前記補助変圧器の出力端の中間電圧との差電圧を
検出するようにしたことを特徴とする。即ち、電
源線間に挿入された抵抗により分圧された基準電
圧と、溶接機出力端子電圧とを、簡単な構成の検
出回路で比較し、溶接機二次側の接触抵抗を検出
する場合にはブリツジ回路として作動し、溶接中
は位相差検出回路として作動することにより、溶
接スタート時間が短く、かつ電源電圧に対しては
始動感度のバラツキの少ない装置である。

次に、本考案の一実施例を、第１図により説明
する。第１図においては、電圧及びその位相の検
出回路を中心に描いてある。１は交流電源入力端
子、２は溶接用主変圧器、６は補助変圧器、３は
溶接棒ホルダー、４は溶接棒、５は母材、７は母
材と溶接棒との間に印加する電圧を低い制御電圧
と高い溶接電圧とに切換える電圧切換え手段とし
て溶接時に閉じる電磁開閉器接点、９は溶接開始
時に溶接棒４と母材５との間に低電圧を加えてお
くための補助変圧器６の二次巻線、１１は溶接時
における巻線９の電流を減ずるための抵抗、２０
は溶接棒４と母材５との間の電圧及び位相を検出
する検出回路で、１０は基準電圧を発生させるた
めの補助変圧器６０の二次巻線である。

検出回路２０において、１２，１３は前記補助
変圧器６の出力端間の中間電圧を出力する装置と
しての抵抗値の等しい抵抗、１４，１５は二次巻
線１０の誘起電圧が溶接部に作用することを防止
するダイオード、１８，１９は溶接棒ホルダー３
と母材５とにそれぞれつながる各電源線５０，５
１に接続された線５２，５３間に挿入され互いに
直列接続された抵抗値の等しい抵抗、１６，１７
は前記線５２，５３間の電圧極性に対応して前記
抵抗１８，１９のうちのいずれかを短絡させ、線
５２，５３間の電圧によりダイオード１４，１５
を通つて出力端子６１に流れる電流を防止するダ
イオード。６１，６２は前記抵抗１２，１３の接
続点及び抵抗１８，１９の接続点にそれぞれ接続
された検出出力端子である。以下、検出出力端子
６１，６２の各電圧をそれぞれａ，ｂで表し、線
５２，５３の電圧をｃ，ｄで表す。

即ち、ダイオード１４，１５及び１６，１７の
作用により、巻線１０による基準電圧の1/2であ
る。ａ−ｃ間電圧がｂ−ｃ間電圧より高い場合
と、ａ−ｃ間電圧がｂ−ｄ間電圧より高い場合に
のみａ−ｂ間には電圧がでない。従つて、溶接休
止中においては、ａ−ｃの電圧、及びａ−ｄの電
圧は、巻線１０の電圧の半分であり、ｂ−ｃ，ｂ
−ｄの電圧は巻線９の電圧が抵抗１１を会して抵
抗１８，１９にそれぞれ加わる電圧であつて、第
２図に示すように、溶接休止中には、 ａ−ｃ＜ｂ−ｃ，ａ−ｄ＜ｂ−ｄ となるように回路構成されている。したがつて、
検出出力端子６１，６２間には出力信号はない。
言い換えれば、仮に端子６１，６２間にインピー
ダンスを挿入しても、そのインピーダンスには電
流は流れない。これはダイオード１４，１５の作
用によるものである。溶接開始時には、溶接棒４
が母材５に接触されることにより、線５２，５３
間は溶接棒４と母材５との間の小さな接触抵抗で
接続されることになる。従つてｂ−ｃ及びｂ−ｄ
の電圧は、抵抗１１による電圧降下のため小とな
り、接触抵抗があるレベル以下になると、第３図
に示すように、 ａ−ｃ＞ｂ−ｃ，ａ−d.b−ｄ となる。この時、端子６１，６２間には、第３図
の斜線で示される電圧が出て、図示しない制御回
路を起動させることにより電磁継電器を付勢し、
常開接点７を閉とし、これによつて主変圧器２か
らの高い電圧を溶接棒４と母材５の間に印加す
る。

また、端子６１，６２間に出力が出はじめる時
の溶接棒４と母材５との溶接抵抗を、交流アーク
溶接機用自動電撃防止装置においては、始動感度
と称し、単位Ωで表す。上記各電圧ａ−ｃ，ａ−
ｂ，ｂ−ｃ，ｂ−ｄは、補助変圧器６の二次電圧
である巻線９と巻線１０により決定される電圧で
あるから、電源電圧が変動しても端子６１，６２
間に出力が出はじめる時の接触抵抗が変動しない
ので、安定な始動感度を得ることができる。

溶接が開始されると、ｂ−ｃ，ｂ−ｄの電圧は
手変圧器２の二次電圧となるが、漏洩リアクタン
スの作用で出力電流が流れると、この電圧は巻線
１０の電圧より遅相となり、ａ−ｃ，ａ−ｄの電
圧に対して第４図のような関係となる。第４図か
ら解るように、ｂ−ｃ，ｂ−ｄの電圧が、ａ−
ｃ，ａ−ｄの電圧より遅相となることにより、斜
線部に示すように、電源半周期ごとに ａ−ｃ＞ｂ−ｃ，ａ−ｄ＞ｂ−ｄ の関係が一時的に成立するから、該斜線部の期間
においては端子６１，６２間に出力が得られて、
前記接点７を閉のままに保持させることにより、
溶接動作が継続される。溶接が終了すると、ｂ−
ｃ，ｂ−ｄの電圧は、第５図に示すように主変圧
器２の無負荷の電圧となり、補助変圧器６の一次
電圧と同相の高い電圧となるので、端子６１，６
２間に出力信号は得られなくなり、電撃防止装置
の動作を終了させる（すなわち接点７を閉とす
る）。

このように、第１図の回路によつて電撃防止装
置の起動、保持、終了の信号を得ることができ
る。

第６図は第１図の検出回路を用いた本考案によ
る電撃防止装置の他の実施例を示す回路図であ
り、第１図と同一符号は同一のものを示してい
る。４４は接点７を有する電磁接触器、４５はリ
レーの接点であり、これらはそれぞれ直列に接続
されて補助変圧器６の一次巻線端子間に挿入され
ている。７０は検出回路２０からの信号を受けて
電磁接触器４４を制御する制御回路である。制御
回路７０において、２３，３６，３８はコンデン
サ、２７，２８，２９，３１，３２，３３，３
４，３５，３９，は抵抗、２２，２６はダイオー
ド、２５はせ接点４２，４３，４５を有するリレ
ーである。４１は溶接表示用ランプ、４０は検出
回路２０を電源線から遮断するための押しボタン
スイツチである。電撃防止装置を用いる場合は、
押しボタンスイツチ４０は閉じたままにしてお
く。

溶接休止中は前記のように、検出回路２０の電
圧大小関係は第２図にようになり、その出力端子
６１，６２間に出力は得られないから、トランジ
スタ３７，３０，２７はオフであり、リレー２５
は消勢されたままであるので、接点４５はオフで
あつて、電磁接触器４４は作動せず、その常閉接
点７はオフのままである。溶接開始により溶接棒
４が母材５に接触すると、検出回路２０の電圧大
小関係は第３図に示すようになり、電源極性反転
時を除いて常にａ＞ｂとなるから平滑コンデンサ
３８を介してトランジスタ３７がオンとなり、巻
線２１の交流電圧をダイオード２２により整流し
コンデンサ２３で平滑化された直流電圧がトラン
ジスタ３０に加わつてこれがオンとなり、これに
よつてトランジスタ２７がオンとなるので、リレ
ー２５が付勢され、その接点４５が閉じ、電磁接
触器４４が付勢されてその接点７が閉じるため、
溶接が開始される。

溶接中は、第４図の縦線部のみの電圧が出力端
子６１，６２間に現われ、トランジスタ３７をオ
ンさせ、トランジスタ３０をオンさせる。この電
圧は、コンデンサ３６で平滑化され、トランジス
タ３０をオンのままにしておくので、前記した一
連の部品の動作は継続し、接点７は閉じたままと
なる。

溶接が終了すると、検出回路２０の電圧大小関
係は第５図のようになるので、出力端子６１，６
２間の出力はなくなり、トランジスタ３７はオフ
となる。トランジスタ３７がオフとなつても、ト
ランジスタ３０はコンデンサ３６の放電によつて
約１〜２秒間オンし続けた後オフとなり、これに
よつてトランジスタ２７もオフとなるので、リレ
ー２５が消勢され、その接点４５が開くことによ
り電磁接触器４４が消勢されるので接点７は開と
なり、溶接休止中の状態に戻る。なお、リレー２
５が動作している時はその接点が閉、４３が開と
なることによつてランプ４１は主変圧器２の高い
二次電圧により明るく輝き、リレー２５不動作の
時は接点４２が、開、４３が閉となるのでランプ
４１の光は減少するから、溶接中であるか否かを
ランプ４１の明暗により識別しうる。

なお、押しボタンスイツチ４０を押してオフと
すると、巻線９からの電圧がオフされるため、第
２図及び第３図におけるｂ−ｃ電圧及びｂ−ｄ電
圧がゼロとなり、 ａ−ｃ＞ｂ−ｃ，ａ−ｄ＞ｂ−ｄ の電圧の大小関係が成立するから、検出出力端子
６１，６２間にはａ−ｃ，ａ−ｄの電圧が出力さ
れる。したがつて、溶接棒４と母材５との接触の
いかんに拘らず前記した制御回路７０の動作によ
つて接点７が閉じることとなる。

以上述べたように、本考案においては、従来の
ように溶接電圧及びその位相を検出する回路、基
準電圧発生回路、あるいはその両回路出力の比較
回路に全波整流用のブリツジ回路を要することな
く、抵抗及びダイオードからなる簡単な回路で検
出回路を構成しうるから、母材と溶接棒との間の
電圧を全波で検出するタイプの接触時間（この接
触時間は0.03秒以下と定められている）の短い操
作上安全な電撃防止装置を安価に提供することが
できる。

なお、上記本実施例においては、補助変圧器６
の２次巻線１０の出力を２個の抵抗値の等しい抵
抗１２，１３を用いて分圧したが、補助変圧器６
の中間タツプを設け中間タツプ出力を用いて比較
電圧とする構成でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による電撃防止装置の一実施例
を制御回路の部分を省略して示す回路図、第２図
ないし第５図は第１図の作用を説明する波形図、
第６図は本考案による電撃防止装置の他の実施例
を示す回路図である。 １：電源入力端子、２：主変圧器、３：電極ホ
ルダー、４：溶接棒、５：母材、６：補助変圧
器、７：電磁接触器４４の接点、９：低電圧発生
用巻線、１０：基準電圧作成用巻線、１１，１
２，１３，１８，１９：抵抗、１４〜１７：ダイ
オード、２０：検出回路、２５：リレー、４５：
リレー２５の接点、７０：制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶接用変圧器２と、この溶接用変圧器２の２次
   巻線に接続された母材５と溶接棒４と、この母材
   ５と溶接棒４の一方と上記二次巻線との間に挿入
   された接点７と、上記溶接用変圧器２と並列接続
   された１次巻線を有する補助変圧器６と、上記母
   材５と溶接棒４に接続された上記補助変圧器６の
   第１の二次巻線９と、母材５と溶接棒４にそれぞ
   れつながる電源線５０，５１間に挿入され互いに
   直列接続された抵抗値のほぼ等しい２つの抵抗１
   ８，１９と、各抵抗１８，１９に対してそれぞれ
   並列接続されたダイオードであつて且つこれらの
   ダイオードが互いに逆極性となるように接続され
   たダイオード１６，１７と、上記２つの抵抗１
   ８，１９の接続点の電圧を出力する第１の出力端
   子６２と、上記補助変圧器６の第２の二次巻線１
   ０と、この第２の二次巻線１０の出力端間の中間
   電圧を出力する第２の出力端子６１を含む装置
   と、上記第２の二次巻線１０の出力端と前記電源
   線との間に挿入されたダイオード１４，１５と、
   上記第１の出力端子６２と上記第２の出力端子６
   １との間に出力される電圧により上記接点７を溶
   接休止中に開き且つ溶接開始時に閉じるように開
   閉制御する制御回路７０を有することを特長とす
   る交流アーク溶接機用電撃防止装置。