JPS60213358A - 溶接機の無負荷電流などの遮断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発８Ａは溶接機の入力部側を流れる無負荷電流などを
遮断する遮断装置に関する。

従来の溶接機は、無負荷電流を遮断する装置を有してい
ないため、溶接機の主スィッチを投入し電源に接続する
と、溶接ａＫはその出力側回路に負荷がなくとも無負荷
ｉｌ流が流れ電力を無駄にするとともに、溶接機の出力
側の加工電極にも危険な電圧が生じるので、この電極に
人身があやまって接触すると感電する危険があった。ち
なみに１容量７ｋｗの交流アーク溶接機の無負荷時の損
失電力は約１キロワツトと大きな損失であり無負荷時に
加工電極に生じる電圧は約１００Ｖで人体には危険な電
圧で心る０本発明は上記に鑑み溶接機の無負荷時におけ
る無負荷電流の遮断による省エネルギー化七無負荷時に
おける感電防止をし、溶接機を安全且つ経済的なものＫ
しようとするものである。

以下　本発明である溶接機の無負荷電流などの遮断装置
を添付の交流アーク溶接機に設置したものの図面に基づ
いて説明する。

第１図は、本１発明である溶接機の無負荷電流などの遮
断装置を示す概念図で、 第２図は交流アーク溶接機に本発明の無負荷電流遮断装
置を設置した実施例の動作を説明する回路図である０ 本発明の実施例は交流アーク溶接機に設置したものであ
って、溶接機（イ）は入力側２２０　Ｖ、出力側１００
■程度の漏洩変圧器等の溶接変圧器（ＴＩＸソ、力部側
を主スィッチ（Ｓ）を介して電源に接続すべくし出力部
側を溶接棒のホルダー（ＨＰ）Ｋ接続すべく構成された
ものが一般的であるが、この他に変圧器の出力側に大容
量整流器を設けて直流のアーク溶接機とすることもある
０分岐器（ＳＡ）は、電源から分岐し、溶接機（ト）を
制御する本発明装置の電源となる入力側２２０ｖ１出力
側８■程匿の小容量の降圧用変成器（Ｔ、　）で出力側
傾整流器（Ｄｌ）を有したものであって入力側を溶接変
圧器（Ｔ１）の入力部側に並列接続し、出力側では整流
器（Ｄ、）の出力部側にリレー操作回路（ＡＭＰ）とマ
グネットリレー（ＭＲ）とを接続する。このリレー操作
回路の実施例はトランジスター（ＴＲ，）のベースに加
えられる作動信号により分岐器（ＳＡ）からエミノクー
が受けコレクターからマグネットリレー（ＭＲ）　Ｋ流
すリレー操作電流を制御してマグネットリレー（ΔＩＲ
）を操作するトランジスター回路であって消費電力が少
い経済的な回路である。

なお　マグネットリレー（ＭＲ）を操作するＫは上記の
回路に限らず分岐器（ＳＡ）から受けるマグネットリレ
ー（ＭＲ）を操作する電流を操作できるものであればど
のような回路のものでもよく、要は分岐器（ＳＡ）から
受けるマグネットリレー（ＭＲ）を操作する電流が操作
できるものであればよい。

マグネットリレー（ＭＲ）は、回路を断、脱するための
常開接点（ａ、）及び回路を断、続するための常閉接点
（ｂ、）とを有しておりリレーのコイルを流れるリレー
操作電流の断、続によって上記常開接点（ａ、）と上記
常閉接点（ｂ、）が共に作動し、夫々の回路の開閉をす
るものであるＯ マグネットスイッチ（ＭＳ）は、溶接機（５）の負荷電
流と起動電流を断続するためのもので、回路を断、続す
る常開接点（ａ、）と（ａ、）と回路を断、続する常閉
接点（ｂＩ）と（ｂ、）を有しており、マグネットスイ
ッチのコイルを流れるマグネットスイッチ（ＭＳ　）の
操作電流の断続によって上記常開接点（ａ、）と（ａ２
）及び上記常閉接点（ｂＩ）と（ｂ２）が共に作動し、
夫々の回路の開閉をするものである。　このマグネット
スイッチ（ＭＳ）のコイルに上記常開接点（ａ、）をつ
ないだものを溶接機（イ）の電源回路に接続し、マグネ
ットリレー（ＭＲ）の作動によって常開接点（ａ、）を
閉じて電源からの電流を流入させマグネットスイッチ（
ＭＳ　）を作動させるものである。　そしてマグネット
スイッチ（ＭＳ）の常開接点（ａｌ）は溶接機（５）の
電力入力部側で変圧器（Ｔ３）と分岐器（ＳＡ）である
変成器（Ｔ、）の入力部側の１！源回路との接続点の間
に設けて電源入力を断、続すべくしたものであり、マグ
ネットスイッチ（ＭＳ　）の常開接点（ａ、）は、溶接
機（ロ）の出力部側で変圧器（Ｔ１）の出力側回路に設
は溶接電流を断、続するもので、変圧器（１）の出力側
回路の端末には溶接用の電極ホルダー（ＨＰ　）が接続
される。

上記常開接点（ａ、）が変圧器（Ｔ１）の出力側回路を
開いているさき、変圧器（Ｔ１）の出力側回路と変成器
（Ｔ、）の出力側回路、即ち起動回路とで直列回路を構
成するべく変成器（Ｔ、）の二次巻線の一方の端部と上
記常開接点（ａ、）の固定接点と可動接点内の一方の接
点との間に上記常閉接点（ｂ、）と上記常閉接点（ｂｌ
）を直列接続したものを設けるとともＫ、上記常開接点
（ａ、　）の固定接点と可動接点の内の他方の接点と上
記変成器（Ｔ、）の二次巻線の他方の端部の間に常閉接
点（ｂｊ）をつなぎ、上記常開接点（ａ、）が変圧器（
Ｔ１）の出力側回路を開いている時のみ変圧器（Ｔｌ　
）の出力側回路と変成器（Ｔ、）の出力側回路即ち起動
回路とが直列回路を構成する。　上記常開接点（ａ、）
の固定接点に可動接点が接触すると、接触と同時江上記
常開接点（ｂ、　）、　（ｂ、　）、　（ｂ、　）の固
定接点から可動接点が離れて変成器（Ｔｊ）の出力側回
路の短絡を阻止するとともに、変圧器（Ｔ、　）の出力
側回路の電流が本発明の装置へ逆流し、各回路のパーツ
の損傷を保鏝をするものでああ。なお　この直列回路で
は、変圧器（Ｔ１）の二次側巻線が安定器の作用をし、
溶接機（イ）の起動時に加工電極（ＨＰ）を接触した際
に起動回路に大電流が流れるのを阻止するもので、用心
のため仁の外にチョークコイルや抵抗器等の補助安定器
を起動回路に設けておくとよい。

リレー操作回路（ＡＭＰ　）を作動させるだめの作動信
号発生回路（ＳＧ）は、実施例ではトランジスター（Ｔ
ＲＩ　）のベースに加えられる信号によって分岐器（Ｓ
Ａ）からの電流がトランジスター（ＴＲＩ）を流れリレ
ー操作回路（ＡＭＰ）のトランジスター（ＴＲ，）を作
動させる信号を発生するトランジスター回路であって、
リレー操作回路（ＡＭＰ）の出力部をリレー操作回路（
ＡＭＰ　）の信号入力部即ちトランジスター（ＴＲ，）
のベースに接続をする◇ なお　このリレー操作回路（ＡＭＰ）を作動させるため
の作動信号発生回路（ＳＧ）は上記回路のみに限定され
ることはなく、要はリレー操作回路（ＡＭＰ）を作動さ
せるための信号が発生できればどのようなものでもよい
。

作動信号発生回路（ＳＣ）の信号入力部に加える信号は
信号検出回路（ＰＵ）の信号入力部を溶接１ａ（１ｖ）
の出力側回路の上記常開接点（ａ、）と最終出力部との
間に接続するとともに１信号出力部を作動信号発生回路
（ＳＧ）の信号入力部に接続したこ七で溶接機（５）の
出力回路を流れる起動電流や負荷時の電流を検出しこれ
を作動信号発生回路（ＳＧ）Ｋ伝えるものである。この
信号検出回路（ＰＵ）の実施例では、変流器（Ｔ３）と
整流器（Ｄ、）とを組合はせ交流入力を直流出力に変換
し信号として作動信号発生回路（ＳＧ）の信号入力部で
あるトランジスター（ＴＲＩ　）のベースに送り込み作
動信号を発生させる交流の方式であって、この他に抵抗
器などを用いて分流器を構成し、この分流器によって溶
接機（５）の出力側回路を流れる交流又は直流電流を上
記溶接機（イ）の出力側回路より分流し、交流であれば
整流し、直流であればそのま＼作動信号発生回路（ＳＧ
）Ｋ印加することもできる交直両用の回路もあり要は溶
接機（イ）の出力側回路を流れる起動電流や負荷電流が
検出できるとともＫ、この信号で作動信号発生回路（Ｓ
Ｇ）が作動できる回路であればよい。

マグネットリレー（ＭＲ）を作動させるリレー操作回路
は、その信号入力部への外部からの信号が入らなくなる
とマグネットリレー（ＭＲ）を働かす作動電流が停止し
、リレーの各接点が櫨能停止をして溶接機ＩＷ）の電源
を停電させるととＫなる。　この現象＃ｉ溶接機（イ）
の出力側回路で溶接作業中に溶接棒が消耗するこ七など
からその先端が被加工物から必要以上に離れてアーク放
電が維持できず放電が停止し、溶接機（ト）の出力回路
の電流が止った際に生じるものでちる。

この場合アーク放電を再開させる操作をし溶接作業を続
行すればよいが、このようなアーク切れは作業中再々発
生するので、アーク切れの都度でグネットリレ−（ＭＲ
）が作動することはアーク再開の操作において分岐器（
ＳＡ）に負担をかけるので好ましいものではない。

そのため短時間のアーク切れの場合例えば数秒間の僅か
な時間のアーク切れではマグネットリレー（ＭＲ）が作
動しないようＫすることが望ましい。

ところで上記のマグネットリレー（ＭＲ）が溶接機（至
）の短時間のアーク切れ傾よる作動信号の跡絶えにより
電源からの入力を停電させないようＫする方式は種々考
えられるが、その−例を実施例によって示すと、マグネ
ットリレー（ＭＲ）を作動させるリレー操作回路（ＡＭ
Ｐ）Ｋ外部からのリレー操作信号が跡絶えてもなおリレ
ー操作回路＜ＡＭＰ）が少しの間リレー操作を持続でき
るよう内部信号を作る自己保持回路（ＬＳ）を持たせる
もので、この自己保持回路はコンデンサー（Ｃ）を充放
電させることにより上記のリレー操作゛信号に代えよう
とするものでコンデンサー（Ｃ）の入力側を分岐器（Ｓ
Ａ）の直流出力部に接続し出力側を抵抗器（Ｒ１）を介
してリレー操作回路（ＡＭＰ）の信号入力部に接続し、
分岐器（ＳＡ）　Ｋよってコンデンサー（Ｃ）を光域し
、信号検出回路（ＰＵ）からの信号が跡絶える上白動的
にコンデンサー（Ｃ）が放電を開始し抵抗器（Ｒ１）を
通ってリレー操作回路（ＡＭＰ）　Ｋ　！Ｊシレー作信
号として印加されリレー操作回路を動作状ＢＫ持続する
。

なお　動作の持続時間はコンデンサ（Ｃ）と抵抗器＠）
の比によって決定され、抵抗器ａｔ＞の抵抗値が大きく
なると放電時間は長くなり、抵抗値を小さくすると放電
時間が短縮されることからこの抵抗器の抵抗値を調節す
ることで所望の持続時間を得ることができるもので、こ
の自己保持回路（ＬＳ）は上記の実施例に限ることなく
要はリレー操作回路（ＡＭＰ）に加えられる信号検出回
路（ＰＵ）からの信号が溶接機（イ）のアーク切れによ
って跡絶えたとき上記信号に代ってリレー操作回路（Ａ
ＭＰ）Ｋマグネットリレー（ＭＲχの動骨持続する信号
がアーク放電が回復して正規の信号が送られてくるまで
の間持続して印加できるものであればよい。

上記のように回路を構成された本発明の溶接機の無負荷
電流などの遮断装置の動作を添付の図面によって説明す
ると、 溶接機（ト）の出力側の最終出力部へ溶接装置と被加工
物を夫々接続するとともに、溶接機（５）の入力側で入
力部を電源に接続し主スィッチ（Ｓ）を投入し電源より
受電をし、溶接可能の状態にする。ところで、この時点
での本発明の装置は、溶接機（５）の出力側回路に電流
が流れていない休止状態であって、上記常開接点（ａｌ
　）、　（ａ、　）。

（ａ、）は全て回路を開放し上記常閉接点（ｂ＋）。

（ｂ、　）、　（ｂ、　）は全て回路を通電可−能の状
態とし溶接機（５）Ｋけ負荷電流は勿論、無負荷電流も
流れず、ただ溶接機（５）の入力側圧接続されている分
岐器（ＳＡ）の変成器（Ｔ１）の入力側に無負荷電流が
流れるが、この変成器（Ｔｊ）は容量が小さく例えば２
５ＶＡと小容量であるため無負荷電流は極めて小さく溶
接変圧器（Ｔ１）のものに比し無視できる程度の小さい
ものである。

次に溶接作業に入るため溶接棒を被加工物に軽く接触さ
せると、溶接機（イ）の入力部から分岐器（ＳＡ）、上
記常閉接点（−）、上記常閉接点（ｂ＋）、上記常開接
点（ａ、）の固定接点、溶接変圧器（ＴＩ　）の二次巻
線、被加工物、濱接棒、上記常開接点（ａ、）の可動接
点、上記常閉接点（ｂ、）。

分岐器（ＳＡ）で起動回路が構成されて、この起動回路
に起動電流が流れる。

起動回路に電流が流れると、この回路には溶接機（ト）
の最終出力端と上記常開接点（ａ２）の間に信号検出回
路（ｐｕ）の変流器（ＣＴ）が設置されているから起動
電流を信号検出回路（ＰＵ）が検出し、検出した信号を
適切な信号に改めて作動信号発生回路（ＳＧ）の信号入
力部に印加する。

作動信号が作動信号発生回路（ＳＧ）Ｋ入ると作動信号
発生回路では、リレー操作回路（ＡＭＰ　）を作動させ
る信号を作りリレー操作回路（ＡＭＰ　）の信号入力部
に印加し、リレー操作回路（ＡＭＰ）につながるマグネ
ットリレー（ＭＲ）に分岐器（ＳＡ）からの作動電流を
送りマグネットリレー（ＭＲ）を作動してマグネットリ
レー（ＭＲ）の上記常開接点（ａ、）、上記常閉接点（
ｂ、）の各可動接点を作動させるとともにリレー操作回
路ＣＡＭＰ　）の自己保持回路（ｔ、Ｓ）のコンデンサ
ー（Ｃ）　Ｋ　充電をする。　なお自己保持回路（ＬＳ
）と作動信号発生回路（ＳＧ）について本発明の実施例
では第２図のようにコンデンサー（Ｃ）とコンテン−＋
−（Ｃ）への放電時間調節用可変抵抗器とで自己保持回
路（ＬＳ）を構成し、この入力部を分岐器（ＳＡ）の出
力部につなぐとをもに、出力部を作動信号発生回路（Ｓ
Ｇ）の電力入力部に接続して直列回路を構成したもので
、作動信号発生回路（ＳＧ）が信号によって動作すると
、コンテンＶ−（Ｃ）も共に充電され充電が完了すると
コンテン４Ｊ−（ｃ）の電位と操作信号発生回路（ＳＧ
）の電力入力部の電位とが同電位になってコンデンサ−
（Ｃ）は充電状態を維持し、また作動信号発生回路（Ｓ
Ｇ）は自己保持回路の抵抗器（ト）〕から電流を受け作
動し続はリレーを作動させるための信号を発生し続け、
もし信号が上記したような理由で送られて来なくなると
コンテン−！１′−（ｃ）が抵抗（Ｒ）を通して放電し
リレー操作回路（ＡＭＰ）を温かな時間（数秒間）では
あるが作動させ続ける回路である。

このようＫしてマグネットリレー（ＭＲ）が働きマグネ
ットリレー（ＭＲ）の各接点が夫々作動すると上記常閉
接点（ａ、）は回路を通電状態にし、これにつながるマ
グネットスイッチ（ＭＳ）を電源に接続してマグネット
スイッチ（ＭＳ）の上記常開接点（ａ、）と（ａ、）を
夫々回路を通電可能の方向に作動させ、上記常閉接点（
ｂｌ）と（ｂ、）を夫々回路を開放の方向に作動させる
。

仁のマグネットスイッチ（ＭＳ）が作動すると溶接機（
支）は入力側が電源につながるとともに出力側も加工電
極（ＨＰ　）につながると同時に上記常閉接点（ｂ＋　
）、　（ｂ、　）が起動回路を遮断し溶接機（ロ）の出
力回路から起動回路へ電流が流れ込み分岐器（ＳＡ）を
含む各回路の損傷を阻止し安全をはかるものである。　
このために本発明では起動回路を遮断する上記常閉接点
（ｂ＋　）、　（ｂ、　）。

（ｂ、）を二系統に分は上記常閉接点（’ｂ、　）、　
（ｂ、　）はマグネットスイッチ（ＭＳ　）で作動させ
、さらに上記常閉接点（ｂ、）ｕマグネットリレー（Ｍ
Ｒ）で夫々側々に作動しマグネットリレ〜（ＭＲ）系の
上記常閉接点（ｂ、）が故障して回路を開かないときが
あってもマグネットスイッチ（ＭＳ）系の上記常閉接点
（ｂ、　）、　（ｂ、　）が回路、を遮断し万全を期す
もので、上記とけ逆にマグネットスイッチ（ＭＳ）系の
上記常閉接点（ｂ、　）、　（ｂ、　）が故障した場合
はマグネットリレー（ＭＲ）系の上記常閉接点（ｂ８）
が作動し回路を遮断すること勿論である。

このようＫして上記の各回路が溶接機（ト）から遮断さ
れると、＄ｈＩｌｌＩｖｌＪＫ先端を接触させている溶
接棒を少し持ち上げると、被加工物と溶接棒の先端の間
でアーク放電が生じ、この放電による熱で被加工物を溶
解するとともに溶接棒を溶かし被加工物を溶接するもの
であるが、この間溶接機（５）の出力側回路の信号検出
回路（ＰＵ）　Ｖｉ溶接時の負荷電流を検出し分岐器（
ＳＡ）からの起動電流に頼ることなく信号を作動信号発
生回路（ＳＧ）Ｋ印加することができ溶接作業ができる
ものである。

ところで本発明の装置は、溶接機の稼働が停止すると無
負荷電流を遮断する目的の装置であるため、溶接の作業
中にアーク切れが生じると信号検出回路（ＰＵ）への信
号がなくなり、それ以後の作動信号発生回路（ＳＧ）や
リレー作動回路（ＡＭＰ）が働かなくなり、その結果マ
グネットリレー（ＭＲ）やマグネットスイッチ（ＭＳ　
）が溶接機（イ）の入力側と出力側を開放し無負荷電流
をも！！断するので、再度アークを発生させるため分岐
器（ＳＡ）から起動回路を介し起動電力を受けなければ
ならぬものとなる。しかしながら分岐器（ＳＡ）Ｖｉ小
容量であるため頻繁に使用すると損傷する危険があり僅
かな時間のアーク切れＫは、装置が働かないようＫする
ことが望ましく、そのためアーク切れが生じてもその後
の僅かな時間はリレー操作回路（ＡＭＰ）が作動し続け
るようリレー操作回路（ＡＭＰ）Ｋは自己保持回路（Ｓ
Ｌ）を接続し、アーク再開には溶接機（ロ）からの電流
によってアーク放電を回復させることができるようＫし
たものである。

以上のように本発明は、無負荷電流を遮断するため溶接
機（ロ）が使用可能の状態にあっても、従来の溶接機の
ように無負荷電流を消費するようなことがなく経済的で
あり、さらに、溶接機（ロ）を起動させるに際しては、
極めて安全な保護装置のもとて溶接機（ト）の出力側回
路に起動回路を介して起動用の小電流を流し、この起動
電流によって溶接機（５）の入力及び出力回路を断続す
るスイッチ類を作動し溶接機（イ）を稼働させ、しかも
少々のアーク切れでは溶接機（ト）の入力及び出力の各
回路が遮断されないような考朦がはられれ、作業者の意
志で溶接を中断するとき一定時間放置した後はじめて溶
接機の入出力両回路が遮断できる扱い易いもので、この
結果溶接機は完全に休止状態となり無負荷電流は流れず
、従って出力側圧電圧が現われないから不使用時に溶接
棒にふれても感電の危険のない安全な溶接機にするとい
う特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す図で、 第１図は本発明である溶接機の無負荷電流な　゛どの遮
断装置を示す概念図、 第２図は交流アーク溶接機に本発明の無負荷電流遮断装
置を設置した実施例の動作を説明する回路図、 である。 （５）・・・溶接機、（ａ、　）、　（ａ、　）、　（
ａ、　）・・・常開接点、（ｂ、　）、　（ｂ、　）、
　（ｂ、　）・・・常閉接点、（ＭＲ）・・・マグネッ
トリレー、（ＭＳ）・・・マクネットスイッチ、（ＳＡ
）・−・分岐器、（ＡＭＰ）・・・リレー操作回路、（
ＬＳ）・・・自己保持回路、（ＳＧ）・・・作動信号発
生回路、（ＰＵ）・・・信号検出回路、（ＨＰ）・・・
加工電極、Ｔ、・・・溶接変圧器、Ｔ、・・・変成器、
Ｔ、・・・変流器、Ｄ、、Ｄ、・・・整流器、Ｓ・・・
主スィッチ、ＴＲＩ、　ＴＲ，―・・トランジスター、
Ｃ−・・コンデンサー、Ｒ・・・抵抗器、Ｒ，・・・抵
抗器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 溶接機（５）の出力側回路の出力部に加工用電極（ＨＰ
   　）を接続すべくした溶接機（イ）の電力を受けるべき
   入力部の回路に１回路を断、続する常開接点（ａｌ）、
   （ａ、　）と回路を断、続する常閉接点（ｂ＋）、（ｂ
   、）を有するマグネットスイッチ（ＭＳ　）の常開接点
   （ａ、）を入力側回路に対し直列に接続し溶接機（５）
   の出力側回路で溶接機（至）七その出力端との間に上記
   常開接点（ａ、）を出力側回路に対し直列に接続し、上
   記マグネットスイッチ（ＭＳ）のマグネットコイルは、
   常開接点（ａ、）と常閉接点（ｂ、）を有するマグネッ
   トリレー（ＭＲ）の常開接点（ａ、）とで直列回路を摘
   成し溶接機（ト）の入力部側において上記常開接点（ａ
   、）と入力部との間に溶接機（５）と並列に接続すると
   ともに１該溶接機（イ）の入力部側回路の上記常開接点
   （ａｌ）と電力の入力部との間には、交流出力部と直流
   出力部とを有する盆岐器（ＳＡ）の入力部を溶接機（５
   ）と並列に接続し、分岐器（ＳＡ）の交流出力部では、
   上記常閉接点（ｂ、）、上記常閉接点（ｂ＋）、上記常
   開接点（ａ、）、上記常閉接点（ｂ。 ）を直列に接続して起動回路を構成し、上記常開接点（
   ａ、）が開放時、上記起動回路と溶接機（ト）の出力側
   回路との直列の起動回路ができるように構成し、リレー
   操作回路（ＡＭＰ　）の出力部にはマグネットリレー（
   ＭＲ）を接続し、入力部を分岐器（ＳＡ）の直流出力部
   に接続し、分岐器（ＳＡ）の直流出力部にはリレー操作
   回路（ＡＭＰ　）の自己保持をする自己保持回路（ＬＳ
   ）の入力部を接続し信号出力部をリレー操作回路（ＡＭ
   Ｐ）の操作信号入力部に接続し、リレー操作回路（ＡＭ
   Ｐ）の操作信号入力部には入力部を分岐器（ＳＡ）の直
   流出力部につないだマグネットリレー（ＭＲ）の作動信
   号発生回路（ＳＧ）の信号出力部を接続し、信号入力部
   には溶接機（財）の出力側回路の上記常開接点（ａ、）
   七溶接機（ホ）の最終出力部との開の出力回路に信号入
   力部をつないだ信号検出回路（ＰＵ）の出力部を接続し
   たことを特徴とする溶接機の無負荷電流などの遮断装置
   ０