JPH087977Y2 - エンジン駆動半自動溶接機の遠隔制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、遠隔制御専用のケーブルを使用することな
くエンジンの自動緩速制御が行い得て、かつ感電事故を
も防ぎ得るエンジン駆動半自動溶接機の遠隔制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

一般に、アーク溶接には、手動方式と、半自動方式
と、全自動方式とがある。手動方式は、溶接ホルダーに
溶接棒を挟持させ、人手により溶接棒を移動させながら
溶接作業をするものである。半自動方式は、芯線の送給
を芯線送給モータにより自動的に行い、溶接トーチの移
動を人手による操作で行うものである。全自動方式は、
芯線の送給はもとより溶接トーチの移動をも全自動制御
により行うようにしたものである。

上記従来の半自動方式は、特開昭58-25869号公報、実
開昭53-125732号公報の如く商用電源を利用して変圧器
あるいは整流器により溶接出力を得る形式のもので、工
場内の定位置に設置して溶接作業をするものが広く使用
されており、又実公昭62-19406号公報においても無負荷
時の電力損失の低減化を図るべくなされたものであり、
しかも交流電源に溶接用電源設備を接続するようになっ
ていることから、商用電源を利用する工場内への定置形
式のものと解される。このような工場内に設置する定置
形式のものは、所定箇所に設置した溶接機本体からケー
ブルで芯線送給装置を引き出して、限られた範囲内で該
芯線送給装置を移動させて溶接作業を行っている。上記
手動方式は、溶接終了後に溶接ホルダーから溶接棒を取
り外せば、溶接ホルダーの導電部が外部に露出すること
はないので、不用意なアークの発生や感電事故を招くこ
とがない。一方、半自動方式は、溶接休止時においても
芯線送給モータを停止させない限り、芯線の送給が継続
されて、該芯線が溶接母材や付近の鉄板等に接触し、こ
れにより不用意なアークの発生や感電事故を招くため、
溶接休止時にはリレーにより溶接電源回路を遮断するよ
うになっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、近年商用電源が利用できない野外での建設
現場においてもエンジンで駆動される半自動溶接機の使
用が要望されている。しかし、半自動溶接機をエンジン
で駆動させると、エンジンの搭載により重量が増加し、
又エンジン騒音や排気ガスの観点から、作業現場より離
れた一階又は付近に駐車させたトラックにエンジン駆動
溶接機本体を設置し、該エンジン駆動溶接機本体から溶
接電源ケーブルによりトーチ及び芯線送給モータを備え
た芯線送給装置を引き出して、更に高所のフロアー等の
溶接作業現場に可搬する必要がある。この他、エンジン
駆動溶接機本体と芯線送給装置との間には、感電防止及
び自動緩速装置を動作させるための専用のケーブルをも
接続させねばならない。特に、手動方式の場合には、溶
接機を母材に短絡させた時の短絡電流を自動緩速装置の
動作信号源として利用するために、自動緩速装置のため
の専用ケーブルを必要としないが、半自動方式の場合
は、溶接休止時に溶接芯線を送給しないようにリレーで
溶接電源回路を遮断する必要があるために、上記手動方
式の如き短絡電流を動作信号源として利用することがで
きないことから、別に自動緩速装置のための制御用ケー
ブルを設けねばならない。従って、芯線送給装置を他の
溶接作業箇所、特に建築現場において、フロアーが異な
る箇所に移動する際に、上記ケーブル群を一旦巻き取っ
て新たに芯線送給装置を移動させた後に接続し直すが、
溶接電源ケーブルの他に感電防止及び自動緩速装置を動
作させるための専用ケーブルがあるために重量が嵩み、
又巻取り及び接続する作業回数も増えて煩瑣な作業が強
いられることとなる。一方、溶接作業の終了後において
は、溶接部の仕上げ用としての電動グラインダ、更に孔
明け作業用としての電動ドリル、及び照明等のために、
作業現場付近に交流電源を必要とするが、このような交
流電源を得るには、上記エンジン溶接機本体より専用の
ケーブルで引き出すか、又は別に専用のエンジン発電機
を設置する必要があり、これでは更にケーブルの本数や
設備数が増えて上記問題点を助長することとなる。しか
も、溶接電源及び交流電源の何れの使用時においても、
感電防止及び自動緩速装置を確実に動作させるべく回路
構成しなければならず、回路の複雑化とコストアップと
を招く原因にもなる等の多くの問題がある。

そこで、本考案は、上記事情に鑑み、交流補助電源ケ
ーブルに流れる電流を利用して感電防止及び自動緩速制
御の動作を行わせしめて別に専用ケーブルの敷設を要せ
ずに、又感電防止や自動緩速制御のための回路構成が複
雑化せず、作業箇所への移動も簡易であり、しかも整流
器を効果的に利用することで、溶接電源の使用と交流補
助電源との使用を識別させ、これにより上記感電防止と
自動緩速との制御動作を区分して行い得るエンジン駆動
半自動溶接機の遠隔制御装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段並びに作用〕

本考案は、上記目的を達成すべくなされたもので、エ
ンジン駆動半自動溶接機がエンジン駆動溶接機本体と、
手元制御部とからなり、手元制御部には芯線送給装置
と、交流補助電源コンセントと、トーチスイッチとを有
し、一方エンジン駆動溶接機本体には、発電機と、第１
のホール素子利用変流器と、第１のリレーと、自動緩速
制御装置と、第２のホール素子利用変流器と、第２のリ
レーとを有している。そして、溶接作業をすべくトーチ
スイッチをオンにすれば、エンジン駆動溶接機本体から
交流補助電源ケーブルを経て第１の整流器、直列抵抗及
びトーチスイッチに、該第１の整流器にて整流された直
流電流が流れる。この直流電流を第１のホール素子利用
変流器で検出して第１のリレーを励磁せしめ、上記自動
緩速装置を動作させてエンジンを低速から定格運動に切
り替えて、発電機から溶接電源ケーブルを介して芯線送
給モータ及び溶接用芯線に溶接電流を供与し、該芯線送
給モータで溶接用芯線をトーチから送り出しながら溶接
を行う。この時、第２のホール素子利用変流器は第３の
整流器にて上記交流補助電源ケーブルに流れる直流電流
が阻止されるので検出することはない。一方、交流補助
電源コンセントを利用して交流補助電源を取り出した時
は、第１のホール素子利用変流器が交流補助電源ケーブ
ルに流れる交流電流を検出して、上記の第１のリレーを
介して自動緩速装置がエンジンを低速から定格運転に切
り替える。同時に第２のホール素子利用変流器が上記交
流補助電源ケーブルに流れる交流電流を検出して第２の
リレーを励磁し、エンジン駆動溶接機本体から溶接電源
ケーブルを介して芯線送給装置に溶接電流が供与不能に
遮断するものである。

〔実施例〕

以下に、本考案に係るエンジン駆動半自動溶接機の一
実施例を図面に基づき説明する。第１図において、１は
エンジン駆動溶接機本体、２は手元制御部である。エン
ジン駆動溶接機本体１は、エンジン３と、該エンジン３
で駆動される発電機４とを有している。該発電機４は、
照明器具や電動工具用の電源としてはもとより溶接電源
としての交流出力を取り出し得るようになっている。発
電機４の溶接電源として出力される交流出力は、三相全
波整流器５及び後述する溶接出力用リレーMSの常開接点
msを介して溶接電源ケーブル6,7が接続される溶接用出
力端子8,9に供与されるようになっている。一方、発電
機４の電動工具用としての交流出力は、交流補助電源ケ
ーブル31,32が接続される交流補助電源用出力端子10,11
に供与される。発電機４と一方の交流補助電源用出力端
子11との間を接続する接続線12には自動緩速装置20内の
第１のホール素子利用変流器13を介挿する。第１のホー
ル素子利用変流器13は、第２図に示す如く、接続線12を
貫挿するギャップ14を備えたＣ形状鉄心15と、該ギャッ
プ14内に収納させたホール素子16とから成り、接続線12
に流れる電流Ｉの値に応じて大きさが変わる磁束ΦがＣ
形状鉄心15内に生じ、ホール素子16からはＣ形状鉄心15
内の磁束Φの大きさに応じた値の起電力を出力するもの
で、接続線12に流れる電流Ｉが交直何れであっても検出
できるものである。第１のホール素子利用変流器13は増
幅器17及びスイッチング回路18を介して第１のリレーRA
のソレノイド（以下単に第１のリレーRAと称する）に接
続する。第１のリレーRAは、スイッチング回路18の制御
動作でバッテリー19によって励磁せしめられるようにな
っている。第１のリレーRAは励磁されると常開接点raが
オンするようになっている。常開接点raがオンするよう
になっている。常開接点raはタイマーＴのソレノイド
（以下単にタイマーＴと称する）に直列に接続させてあ
って、オンするとバッテリー21によりタイマーＴを通電
して励磁させるようになっている。タイマーＴの常閉限
時接点rtは、ガバナ作動用ソレノイド22と直列に接続さ
せてあって、オン状態では上記バッテリー21によりガバ
ナ作動用ソレノイド22を通電して励磁するようになって
いる。ガバナ作動用ソレノイド22は励磁状態ではガバナ
23を低速側に、消磁するとガバナ23を高速の高速運転側
に切り替えるようになっている。上記接続線12には互い
に逆向きにして並列に接続した２個の第２の整流器24
a、及び第３の整流器24bを挿入してある。一方の第３の
整流器24bには第２のホール素子利用変流器25を直列に
介挿させてある。第２のホール素子利用変流器25は、上
記第１のホール素子利用変流器13と全く同一の構成であ
る。該第２のホール素子利用変流器25には、増幅器26及
びスイッチング回路27を介して第２のリレーRBのソレノ
イド（以下単に第２のリレーRBと称する）に接続させて
ある。第２のリレーRBは、スイッチング回路27の制御動
作でバッテリー28により励磁されて常閉接点rbをオフに
するようになっている。常閉接点rbは溶接出力用リレー
MSのソレノイド（以下単に溶接出力用リレーMSと称す
る）に直列に接続させてある。更に直列接続された常閉
接点rbと溶接出力用リレーMSとは、上記タイマーＴに並
列に接続する。溶接出力用リレーMSの常開接点msは三相
全波整流器５と溶接用出力端子８との間に挿入させてあ
る。上記手元制御部２には溶接電源ケーブル6,7が接続
される溶接用入力端子29,30と交流補助電源ケーブル31,
32が接続される交流補助電源用入力端子33,34とを有し
ている。溶接用入力端子29,30には芯線送給装置35内の
芯線送給モータ36を並列に接続する。芯線送給モータ36
は溶接用芯線37が巻回されたリール38を回転させるため
のもので、リール38が回転すると、溶接用芯線37がトー
チ39から送り出されるようになっている。更に一方の溶
接用入力端子29は溶接用芯線37に接続させてある。又他
方の溶接用入力端子30は母材40に接続させてある。上記
交流補助電源用入力端子33,34には交流補助電源コンセ
ント41を接続する。更に交流補助電源用入力端子33,34
間には、直列に接続された第１の整流器42、直列抵抗43
及びトーチスイッチ44を接続させてある。トーチスイッ
チ44はトーチ39に付設させてある。第１の整流器42と第
３の整流器24bとは、電流の流れを阻止する逆向きにし
てあり、第１の整流器42と第２の整流器24aとは電流の
流れ可能な向きにして配置させてある。

次に上記構成のエンジン駆動半自動溶接機の遠隔制御
装置の動作について説明する。上記エンジン駆動溶接機
本体１は建築現場の１階に設置し、又は付近に駐車させ
たトラックに搭載する。一方、手元制御部２は溶接すべ
き箇所の付近にまで順次可搬して設置するもので、この
設置する度毎に上記エンジン駆動溶接機本体１との間に
溶接電源ケーブル6,7及び交流補助電源ケーブル31,32に
より接続する。この場合、溶接電源ケーブル6,7は、溶
接用出力端子8,9と溶接用入力端子29,30との間に接続
し、又交流補助電源ケーブル31,32は、交流補助電源用
出力端子10,11と交流補助電源用入力端子33,34との間に
接続することは勿論である。そして、エンジン３を起動
させる。エンジン３を単に起動させたのみでは、タイマ
ーＴが励磁されていないことから、常閉限時接点rtがオ
ンとなっていて、ガバナ作動用ソレノイド22がバッテリ
ー21により励磁されて、ガバナ23を低速側に切り替えて
おり、これによりエンジン３を低速運転にさせている。

次に溶接作業をする場合は、トーチスイッチ44をオン
にする。トーチスイッチ44をオンにすると、発電機４ら
交流補助電源ケーブル31、第１の整流器４、直列抵抗43
を経てトーチスイッチ44に至り、更に交流補助電源ケー
ブル32を経て発電機４に戻る如く、第１の整流器42にて
整流された直流電流が流れる。この時、第１のホール素
子利用変流器13は、接続線12に流れるその直流電流を検
出して、増幅器17を介してスイッチング回路18を動作せ
しめ、該スイッチング回路18の動作で第１のリレーRAを
バッテリー19からの通電により励磁する。第１のリレー
RAが励磁されると、常開接点raがオンして、タイマーＴ
が励磁されるために、常閉限時接点rtは直ちにオフして
ガバナ作動用ソレノイド22を消磁する。従って、ガバナ
23はガバナ作動用ソレノイド22の消磁で定格運転側に切
り替わり、エンジン３を定格運転にする。又、上記接続
線12に流れる直流電流は、第２の整流器24aのみに流
れ、他方の第３の整流器24bには逆向きのために流れず
に第２のホール素子利用変流器25で検出されることはな
い。このため、第２のリレーRBは励磁しないことから常
閉接点rbがオン状態を維持し、又上記の如く常開接点ra
がオンすることから、溶接出力用リレーMSがバッテリー
21で通電されて励磁する。溶接出力用リレーMSが励磁す
ると常開接点msがオンする。該常開接点msがオンし、又
上記の如くエンジン３が定格運転をすることから、発電
機４は、溶接電源ケーブル6,7を介して定格の溶接電流
を溶接用芯線37と母材40との間に供与すると同時に芯線
送給モータ36にも供与する。従って、芯線送給モータ36
によりリール38を回転させてトーチ39から溶接用芯線37
を送り出しながら溶接作業を行う。溶接作業を休止すれ
ば、接続線12に直流電流が流れないので、第１のホール
素子利用変流器13には検出されずに、第１のリレーRAが
消磁する。このため常開接点raがオフして、溶接出力用
リレーMSの消磁により常開接点msがオフして溶接電流の
供与を遮断すると共に、タイマーＴが消磁するが、常閉
限時接点rtは、一定の遅れ時間が経過するまで、オフ状
態を維持してガバナ23を定格運転側に保ち、これにより
一時的なアーク切れがあっても直ちに解消し得るよう
に、つまり良好なアークの立ち上がりが得られるように
してある。遅れ時間経過後は常閉限時接点rtがオンして
ガバナ作動用ソレノイド22を励磁せしめるので、ガバナ
23を低速側に切り替えて、エンジン３を低速運転させ
る。上記溶接休止と同時に芯線送給モータ36が停止し
て、トーチ39から溶接用芯線37が送り出されないことは
勿論である。

交流補助電源コンセント41を利用して電動工具等を使
用する場合には、電動工具等の使用により、発電機４か
ら交流補助電源ケーブル31,32、及び交流補助電源コン
セント41を介して電動工具等の負荷に交流電流が供与さ
れ、この交流電流を第１のホール素子利用変流器13が検
出して上記と同様に第１のリレーRAを励磁せしめてガバ
ナ23を定格運転側に切り替え、これによりエンジン３を
定格運転させて、発電機４から電動工具等の負荷に定格
の交流出力を供与する。一方、この交流電流は第２の整
流器24a、及び第３の整流器24bを通じて流れるので第２
のホール素子利用変流器25がその交流電流を検出するこ
とになり、増幅器26を介してスイッチング回路27を動作
させる。該スイッチング回路27の動作により第２のリレ
ーRBが励磁されて、常閉接点rbをオフにすることから溶
接出力用リレーMSを消磁する。該溶接出力用リレーMSの
消磁により常開接点msがオフとなり三相全波整流器５か
ら手元制御部２に向けての溶接電流の供与を遮断する。
従って、交流補助電源コンセント41を利用して電動工具
等に交流出力を供与している時は、エンジン駆動溶接機
本体１から手元制御部２に溶接電流が供与されることは
なく、このため感電事故等を招くことはない。交流補助
電源コンセント41からの電動工具等負荷への給電を止め
れば、第１のホール素子利用変流器13及び第２のホール
素子利用変流器25には何等検出されないので、第１のリ
レーRA及び第２のリレーRBの何れも消磁し、上記と同様
に一定の遅れ時間経過後に常閉限時接点rtが閉じてガバ
ナ作動用ソレノイド22を励磁せしめ、ガバナ23を低速側
に切り替えて、エンジン３を低速運転にする。

尚、バッテリー19,21,28は、エンジン始動用バッテリ
ーを共用している。

〔考案の効果〕

以上の如く、本考案に係るエンジン駆動半自動溶接機
の遠隔制御装置によれば、電動工具等のためのみならず
トーチスイッチのオンによる芯線送給とエンジンの定格
運転をさせるべく制御する信号源として交流補助電源を
利用していることから、感電防止、自動緩速の制御のた
めの専用のケーブルを使用する必要がなく、最低限必要
なケーブルのみとなって複数の溶接作業箇所へ手元制御
部を可搬して移動させることが容易である。又、電動工
具等のために交流補助電源を使用しているときは、エン
ジン駆動溶接機本体から手元制御部への溶接電流の供与
を遮断することから、感電事故の発生を招くことがなく
頗る有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るエンジン駆動半自動溶接機の遠隔
制御装置の一実施例を示す回路図、第２図はホール素子
利用変流器の構成を示す斜視図である。 １……エンジン駆動溶接機本体 ２……手元制御部、３……エンジン ４……発電機 6,7……溶接電源ケーブル 13……第１のホール素子利用変流器 20……自動緩速装置、24a……第２の整流器 24b……第３の整流器 31,32……交流補助電源ケーブル 35……芯線送給装置、36……芯線送給モータ 37……溶接用芯線、39……トーチ 41……交流補助電源コンセント 42……第１の整流器、43……直列抵抗 44……トーチスイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン駆動半自動溶接機がエンジン駆動
   溶接機本体と手元制御部とからなり、手元制御部には、
   エンジン駆動溶接機本体から溶接電源ケーブルに引き出
   されて溶接電流が供与されるトーチ及び芯線送給モータ
   を備えた芯線送給装置と、エンジン駆動溶接機本体から
   交流補助電源ケーブルにて引き出されて交流補助電源を
   取り出し自在な交流補助電源コンセントと、該交流補助
   電源ケーブルに第１の整流器及び直列抵抗を介して接続
   されたトーチスイッチとを有し、一方エンジン駆動溶接
   機本体には、エンジンで駆動されて溶接電源及び交流補
   助電源が取り出し得る発電機と、交流補助電源コンセン
   ト利用時並びにトーチスイッチオン時に交流補助電源ケ
   ーブルにて手元制御部に供与される交流電流及び上記第
   １の整流器により整流された直流電流を検出する第１の
   ホール素子利用変流器と、該第１のホール素子利用変流
   器の検出動作で自動緩速装置を制御する第１のリレー
   と、該第１のリレーの動作でエンジンを低速から定格運
   転に切り替える自動緩速装置と、互いに正逆の向きで並
   列接続させた第２の整流器及び第３の整流器を介して交
   流補助電源コンセントの利用時にのみ交流補助電源ケー
   ブルにて手元制御部に供与される交流電流のみを検出す
   る第２のホール素子利用変流器と、該第２のホール素子
   利用変流器の検出動作で溶接電源ケーブルを介し芯線送
   給装置に供与される溶接電流を遮断するための第２のリ
   レーとを有してなることを特徴とするエンジン駆動半自
   動溶接機の遠隔制御装置。