JPS60164663A - エンジン発電機の安全装置 - 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】 産１」Ｊ■旧１先艶 本発明は、アーク溶接具、電動工具等を動作させるため
のエンジン発電機において、エンジンの不用意な起動を
防止する安全装置に関する。

従米坐肢■ 本出願人は、この種のエンジン発電機として特開昭５７
−１１２９７７号公報に開示されている通り、アーク溶
接具たる溶接棒ホルダに保持された溶接棒を被溶接物（
母材）に瞬間的に接触させて接地するごとにより、エン
ジンを自動的に起動できるようにしたものを既に提供し
ている。

１肌が　“　しよ゛と　る。

しかし、これによると、エンジンの起動、停止等を制御
するエンジン制御回路に電源投入すべくマニュアルスイ
ッチをオンにしたとき、溶接棒が被溶接物に既に接触し
ていると、エンジンが直ちに起動、つまり不用意に起動
し、危険であった。

また、当該エンジンが自動車のエンジンである場合、自
動車のクラッチがニュートラルになっていないのにエン
ジンが起動し、自動車が暴走するという危険もあった。

本発明は、このような不用意なエンジン起動を簡単に防
止できる安全装置の提供を目的とする。

°　るための 本発明の安全装置は、エンジンを起動する起動回路と、
マニュアルスイッチがオンになったとき付勢して起動回
路と電源との間を導通する電源用リレーと、発電ｔａメ
直流出力端子間または交流出力端子間が導通したときも
しくは特定のスイッチがオンになったとき動作して起動
回路を作動させるホトカプラと、上記マニュアルスイッ
チがオンになったとき設定時間だけ動作するタイマと、
このタイマの動作中において上記ホトカプラが動作した
とき付勢して上記電源用リレーを消勢させる安全用リレ
ーとからなる。

一作−ＪＬ− 従って、マニュアルスイッチをオンにしてタイマの設定
時間経過後に、例えば溶接棒を被溶接物に接触させて発
電機の直流出力端子間を導通させまたは電動工具の電源
スィッチをオンにして発電機の交流出力端子間を導通さ
せた場合には、起動回路と電源との間が導通ししかも起
動回路がホトカプラによって有効に作動されることによ
り、エンジンは自動的に起動される。

一方、マニュアルスイッチをオンにしたとき、例えば溶
接棒が被溶接物に既に接触しまたは電動工具のスイッチ
が既にオンになっていた場合には、ホトカプラが動作し
ても起動回路と電源との間が遮断されるため、起動回路
は作動せず、従ってエンジンは起動しない。

一夫−１−孤一 以下に本発明の一実施例を説明する。

図面は、本発明に係る安全装置を含むエンジン制御装置
の全体の電気回路図である。このエンジン制御装置は、
大きく分けて、直流電源回路１と、交流電源回路２と、
起動回路３と、空転回路４と、高速運転回路５と、低速
運転回路６と、本発明の要部を占める安全回路７と、停
止回路８とからなり、バッテリＢの直流電圧（例えば１
２■）によって駆動される。

エンジン（図示せず）は、このエンジン制御装置によっ
て全自動制御されるものであるが、当該エンジンで駆動
される溶接用の交流発電機Ｇ１によって溶接作業を行う
場合と、同じく当該エンジンで駆動される電動工具用の
交流発電機Ｇ２によって電動工具を動作させる場合とで
、その制御態様が幾分異なるもので、先ず溶接の場合に
おけるエンジンの起動、空転、高速運転、低速運転、停
止について順次説明す−る。

溶■叩夏別貰 （起　動） エンジンキースイッチＳ１をオンにするとともに、手動
−自動モード選択用マニュアルスイッチＳ２をニュート
ラルの位置より自動側（図面において下側）にオンにし
ておく。この状態で溶接棒ホルダ（図示していないが、
これは交流発電機Ｇ１の交流を整流した直流電極のマイ
ナス電極側に１あるいは２以上接続されている）に保持
された溶接棒を被溶接物に瞬間的に接触させ、両電極Ｗ
１、Ｗ２間を瞬間的に短絡させる。マイナス電極Ｗ２に
はリレーＸ８のｂ接点Ｘ８．及び抵抗を介し第１のホト
カプラＣ１の発光素子が接続され、またその受光素子に
リレーＸ１２が接続されている。

この受光素子はスイッチＳ２の自動側に接続されている
。

従って、両電極ｗｌ　、ｗ２間が短絡すると、ホトカプ
ラＣ１が動作してリレーＸ１２がオンとなり、そのａ接
点Ｘ１２１が閉じる。これによってリレーＸ１３及びＸ
１４がオンになり、このリレーＸ１４のａ接点Ｘ１４２
が閉じてリレーＸＥがオンとなり、そのａ接点（直流電
源スィッチ）ＸＥ＋が閉じて本エンジン制御装置全体に
、上記スイッチ３１．Ｓ２を介しバッテリＢの直流電圧
が印加される。リレーＸ１４は、そのａ接点Ｘ１４１が
閉じることによって自己・保持する。そして、リレーＸ
１３のａ接点Ｘ１３１が閉じることによって、ブザーＢ
Ｚが作動されるとともに、エンジンのヒータＨが作動さ
れてエンジンが予熱され、またタイマＴ４が作動し□て
設定時間後にそのａ接点Ｔ４．が閉じ、このときリレー
Ｘ１３のａ接点Ｘ　１３２が閉じているためリレーＸ７
がオンとなり、そのａ接点Ｘ７．が閉じてエンジンのス
タータＳが作動され、エンジンが起動する。　゛ すなわち、溶接棒を被溶接物に瞬間的に接触させると、
ブザーＢＺによって警報が発せられると□ともにエンジ
ンが予熱され、タイマＴ４の設定時間後にエンジンが自
動的に起動される。

この場合、溶接棒を被溶接物に接触させることによって
両電極ｗ、、ｗ２間に流れる電流は変動の大きいもので
あるが、リレーＸ１２は、これら電極ｗ１　、ｗ２とは
ホトカプラＣ１によって電気的に絶縁されているため、
的確にオンするもので、溶接棒を被溶接物に単に瞬間的
に接触させるだけで、エンジンを、作業現場で遠隔的か
つ自動的にしかも確実に起動できる。

（空　転） このようにしてエンジンが起動（起動時には低速運転）
すると、それによって両交流発電機Ｇｌ。

Ｇ２及びグイナモータＤが駆動され、このグイナモータ
Ｄの電圧によってリレーＸ８がオンされ、そのａ接点Ｘ
８４が閉じてリレーＸＤがオンとなり、そのｂ接点ＸＤ
１が開いてヒータＨとブザーＢＺが切れる。同時にタイ
マＴ５が作動してその設定時間中だけエンジンは高速運
転への移行を保留され、空転される。

（高速運転） エンジンが空転（低速運転）している状態で溶接棒を再
び被溶接物に瞬間的に接触させ、両電極Ｗｉ　、ｗ２間
を短絡させる。この短絡によって交流発電機Ｇ１の一次
側端子Ｐに電流が流れ、それが電流センサＣＴによって
検出される。電流センサＣＴは、リング状の閉磁路を構
成する磁界センサ中に被検出導体（例えば電線）を貫通
させ、この被検出導体に電流が流れることによって生ず
る磁界を磁界センサで検出することにより、間接的に電
流を検出するものである。

電流センサＣＴによって電流検出されて微電圧が生じる
と、それが増幅されて第２のホトカプラＣ２に印加され
るため、このホトカプラが動作してリレーＲＸＩがオン
になり、そのａ接点ＲＸｌ＋が閉じる。このとき上記リ
レーＸ８のａ接点Ｘ８３は既に閉じているため、リレー
Ｘ１がオンになってその接点Ｘ１１が閉じる。このとき
上記タイマＴ５のａ接点Ｔ５１は既に閉じているため、
リレーＸ３がオンになり、そのａ接点Ｘ３１が閉じてリ
レーＸ３は自己保持し、高速用ソレノイドＬｌが付勢さ
れてエンジンの変速機構が切り換えられ、エンジンは高
速運転へ移行する。

このソレノイドＬ１は高速運転用押ボタンスイッチＳ３
を押して付勢することもできるので、エンジンは手動的
に高速運転に移行させることもできる。

エンジンが高速運転状態になることにより両電極Ｗｔ　
、ｗ２間に所定の電圧が生じ、アーク溶接が可能となる
。また、これら電極間に接続されたリレーＲＢがオンに
なり（上記リレーＸ８のａ接点Ｘ８２は既に閉じている
）、そのｂ接点ＲＢ。

が開くとともにａ接点ＲＢ２が閉じる。このリレーＲＢ
はアーク溶接が行われるとオフになり、中断すると再び
オンになる。

（低速運転） エンジンが高速運転している状態で溶接棒を被溶接物に
継続して接触（溶着）させる。両電極ｗ、、ｗ２間が短
絡して電圧がほぼ０になることにより、それに接続され
た第３のホトカプラＣ３がオフになり、リレーＲＸ２が
オフになってそのｂ接点ＲＸ２１が閉じる。このとき上
記リレーＲｘ１のａ接点ＲＸ１２及び上記タイマＴ５の
ａ接点Ｔ５２は閉じているため、タイマＴ１がオンにな
る。このタイマＴ１の設定時間（約２秒）以上、溶接棒
を被溶接物に継続して接触させると、タイマＴＩは、そ
のａ接点Ｔ　１２を閉じて自己保持するとともにｂ接点
Ｔ１．を開く、これによりブザーＢＺが作動するととも
に、上記リレーＸ３がオフになってそのａ接点Ｘ３１が
開き、高速運転用ソレノイドＬ１が消勢され、エンジン
は低速運転状態に戻る。

限定減速用スイッチＳ４をオンにしておくと、アーク溶
接を所定時間以上中断した場合にも、エンジンは自動的
に低速回転に移行する。

すなわち、アーク溶接を継続して中断すると、上記リレ
ーＲＢがオンになってそのａ接点ＲＢ２が閉じ、タイマ
Ｔ１２が作動して設定時間後に、そのａ接点Ｔ１２１が
閉じるとともにｂ接点Ｔ１２２が開き、リレーＸ３がオ
フになって高速運転用ソレノイドＬ１が消勢される。

（停　止） 上記のように溶接棒を被溶接物に継続して接触させてエ
ンジンを低速運転状態に戻したのちも、さらに引き続き
溶接棒を被溶接物に接触させる。

この間、ブザーＢＺは鳴り続き、やがてタイマＴ２の設
定時間（約４秒）が経過すると、そのａ接点Ｔ２１が閉
じてリレーＲ１がオンになり、その接点Ｒ１１が閉じて
リレーＲ１が自己保持し、停止用ソレノイドＬ２が付勢
されてエンジンは停止する。また、タイマＴ２のｂ接点
Ｔ２２が開くことによってブザーＢＺも鳴り止む。

一方、限定減速用スイッチＳ４をオンにしておいた場合
、上記のようにアーク溶接を中断して低速運転に移行し
たのちも引き続きアーク溶接をせず、タイマＴ１３の設
定時間が経過すると、そＶａ接点Ｔ１３１が閉じて同じ
くリレーＲ１がオンになり、エンジンは停止する。

リレーＲ１が自己保持すると、そのｂ接点Ｒ１２が開い
て前出のリレーＸ７はバッテリＢと遮断されるため、溶
接棒を被溶接物に接触させてもスタータＳは作動しない
。従って、エンジンは、上記のような停止作動中におい
て再起動を防止される。

リレーＲ１のａ接点Ｒ１＋が閉じるとタイマＴ３も作動
し、設定時間後（約５秒）にそのｂ接点Ｔ３１が開いて
リレーＲ１がオフになるとともに、ｂ接点Ｔ３２が開い
てリレーＸ１４もオフになり、その閉じていたａ接点Ｘ
１４２が開いて電源用リレーＸＥがオフとなり、直流電
源スィッチであるａ接点ＸＥｌが開いて原状に復帰する
もので、エンジンの予熱、起動、高速運転、低速運転、
停止の全ての動作を、溶接棒を被溶接物に接触させると
いう単純な操作で一貫して全自動的にしかも溶接作業者
自らが作業現場で遠隔的にかつ意志通りに制御できる。

なお、エンジンは、手動停止用押ボタンスイッチＳ５を
オンにして手動的に停止させることもできる。

（安全動作） 当該エンジンが自動車のエンジンである場合には、自動
車のクラッチをニュートラルにしていないとエンジンは
本エンジン制御装置によって起動されず、ニュートラル
以外のときは起動を防止されるようになっている。

すなわち、クラッチがニュートラル以外の位置に設定さ
れていると、マイクロスイッチＳ６がオンになっている
もので、手動−自動モード選択用マニュアルスイッチＳ
２を自動側に設定オンにすると、このマニュアルスイッ
チ３２．マイクロスイッチＳ６を介して第１のホトカプ
ラＣ１の発光素子にバッテリＢによる電流が流れ、リレ
ーＸ１２がオンになってそのａ接点Ｘ１２１が閉じ、ブ
ザーＢＺが作動するとともに安全用リレーＸＦがオンに
なり、そのａ接点ＸＦ、が閉じてリレーＸＦは自己保持
し、そのｂ接点ＸＦ２が開（ため、リレーＸＥはバッテ
リＢと遮断され、従ってそのａ接点ＸＥＩが閉じないた
め、エンジンは溶接棒を被溶接物に接触させても起動し
ない。この状態を解除するには、クラッチをニュートラ
ルにしたのち、解除用押ボタンスイッチＳ７を開いてリ
レーＸＦの自己保持を解除する。

また、マニュアルスイッチＳ２を手動側にオンにすると
リレーｘＥがオンになってそのａ接点ＸＥ、が閉じるが
、マイクロスイッチＳ６がオンになっていると、タイマ
Ｔ６のｂ接点Ｔ６．及びマイクロスイッチＳ６を介して
第１のホトカプラＣ１にバッテリＢによる電流が流れ、
自動側に設定した場合と同様ｔこリレーＸ１２．ＸＦが
オンとなり、リレーＸＦのａ接点ＸＦ２が開くため、リ
レーｘＥは直ちにオフになる。従って、この場合もエン
ジンは起動しない。

マイクロスイッチＳ６がオフのとき（クラッチがニュー
トラルのとき）は、マニュアルスイッチＳ２を自動側及
び手動側いずれに設定しても、タイマＴ６の設定時間後
（約２秒）にそのｂ接点Ｔ６１．Ｔｅ３が開くため、リ
レーＸＦはオンにはならな、ｐ′、従って、タイマＴ６
の設定時間経過後に、溶接棒を被溶接物に瞬間的に接触
させると、上記のようにして起動回路３が作動し、エン
ジンが起動される。

一方、マニュアルスイッチＳ２を自動側あるいは手動側
にオンにしたとき、溶接棒が既に被溶接物に接触してい
ると第１のホトカプラＣ１が動作してブザーＢＺが作動
し、またタイマＴ６のｂ接点Ｔ６１が未だ開かないため
安全用リレーＸＦがオンになり、上記のように電源用リ
レーＸＥが消ｉされて起動回路３とバッテリＢとの間が
遮断されるもので、この場合はエンジンの起動が防止さ
れる。

次に、電動工具使用時における制御について説明する。

、ｉ！Ｌ軌工ｌ使朋片Ω舅貰 （起　動） エンジンキースイッチＳ１をオンにするとともに、マニ
ュアルスイッチＳ２を自動側にオンにすると、バッテリ
Ｂの電流は、リレーＸＡのｂ接点ＸＡ、を経て串相１０
０ｖの交流電源のコンセントＥの一方の電極に、また同
リレーＸＡのｂ接点ＸＡ２を経て３相２００　Ｖの交流
電源の■端子に達する。この状態で、コンセンｌ−Ｈに
接続された電動工具の電源スィッチ、あるいは３相２０
０Ｖの交流電源端子Ｕ、　Ｖ、Ｗに接続された電動工具
の電源スィッチをオンにすると、バッテリＢによる電流
はリレーＸＡのｂ接点ＸＡ、を経て第１のホトカプラＣ
１の発光素子に入るため、リレーＸ１２がオンになり、
上述した溶接の場合と同様にエンジンが自動的に起動さ
れ、ダイナモータＤの電圧によってリレーＸ８がオンに
なる。

（空　転） エンジンは、溶接の場合と同様にタイマＴ５の作用によ
って、起動後、設定時間だけ高速運転への移行を抑制さ
れる。

（高速運転） タイマＴ５の設定時間経過後も１００■用あるいは２０
ＯＶ用の電動工具の電源スィッチがオンになっていると
、第１のホトカプラＣ１が引き続き動作するため、リレ
ーＸ８の閉じているａ接点Ｘ８３を介してリレーＸ１に
電流が流れてこのリレーＸ１がオンになり、そのａ接点
Ｘ１．が閉じてリレーＸ３がオンになり、溶接の場合と
同様にエンジンは高速運転に移行する。エンジンの高速
運転により交流発電機Ｇ２に所定の電圧が発生し、この
電圧によってリレーＸＡがオン（リレーＸ３のａ接点Ｘ
３２は既に閉じている）になってそのｂ接点Ｘａ１〜Ｘ
Ａ４が開くため、１００■及び２００■の交流経路と１
２Ｖの直流経路とは隔絶される。また、タイマＴＡが作
動して設定時間後（約２秒）にそのａ接点ＴＡＩが閉じ
、リレーＸＢがオンになってそのａ接点ＸＢ、が閉じ、
交流電源の端子〇−Ｗに１００Ｖの単相交流電圧、Ｕ−
Ｖ−Ｗに２００■の３相交流電圧が印加され、それに接
続した１００■用あるいは２００■用の電動工具が駆動
される。

この状態では、端子０あるいはＷに通ずる経路に電流が
流れ、それが前記電流センサＣＴに検出されて第２のホ
トカプラＣ２が動作し、リレーＲＸＩがオンになってい
る。

なお、リレーＸＡは、エンジンの空転時にはリレーＸＤ
のｂ接点ＸＤ２が開くため、オンになることはない。

（低速運転） １００Ｖ用及び２００■用の電動工具の電源スィッチを
オフにすると（この場合、溶接作業も中断されている）
、端子０及びＷに通ずる経路に電流が流れがなくなるた
め、第２のホトカプラＣ２が不作動となってリレーＲＸ
Ｉがオフになり、そのｂ接点ＲＸ　１２が閉じる。電動
工具を使用する場合には、通常、限定減速用スイッチＳ
４をオンにしておくもので、ｂ接点Ｘ１２が閉じると（
このとき、リレーＸＢのａ接点ＲＢ２は溶接作業が中断
されているので、閉じている）、タイマＴＩ２が作動し
て設定時間後にそのｂ接点Ｔ１２２が開き、リレーＸ３
の自己保持が解除され、高速用ソレノイドＬ１が消勢さ
れてエンジンは自動的に低速運転へ移行する。

タイマＴＩ２の設定時間内に、いずれかの電動工具の電
源スィッチがオンになるかあるいは溶接作業が開始され
たときは、リレーＸ３の自己保持解除は行われていない
ため、エンジンは高速運転状態を維持する。

限定減速用スイッチＳ４をオフにしておいた場・　合は
、タイマＴＩ２が作動しないため、エンジンは自動的に
低速運転へ移行することはない。

（停　止） 全ての電動工具について電源スィッチをオフにした状態
（溶接作業中断の場合も含む）が、タイマＴ１３の設定
時間以上継続すると、このタイマＴ１３のａ接点Ｔ１３
１が閉じ、前述したようにリレーＲ１が自己保持して停
止用ソレノイドＬ２が付勢され、エンジンは自動的に停
止する。

（安全動作） マニュアルスイッチＳ２を自動側あるいは手動側にオン
にしたとき、１００Ｖ用あるいは２００　Ｖ用の電動工
具の電源スィッチが既にオンになっていると、上述した
溶接の場合と同様に第１のホトカプラＣ１が動作してブ
ザーＢＺが作動し、また安全用リレーＸＦがオンになる
ことにより起動回路３とバッテリＢとの間が遮断されて
エンジンの起動が防止される。

なお、１００Ｖ用のコンセントＥ及び２０ＯＶ用の３相
交流電源の端子Ｕ、　Ｖ、　Ｗには、電動工具以外の他
の電気機器を接続してもよく、その場合もエンジンは上
記と同様に制御される。

髪肌夏肱来 以上述べた通り本発明によれば、マニュアルスイッチを
オンにしたとき、溶接棒が既に被溶接物に接触していた
り、あるいは電動工具の電源スィッチが既にオンになっ
ていたり、もしくは自動車のクラッチによって作動され
るマイクロスイッチがオンになっていたりすると、起動
回路と電源との間が遮断されるもので、エンジンの不用
意な起動を防止できる。

また、起動面※及び安全用リレーをホトカブラを介し間
接的に作動させるため、溶接棒を被溶接物に接触させた
とき流れる電流と電動工具の電源スィッチがオンになっ
たとき流れる電流とマイクロスイッチがオンのとき流れ
る電流とが異なっても、起動回路と電源との遮断作用及
びエンジンの起動作用を的確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す電気回路図である。 ３・・・起動回路、Ｓ２・・・マニュアルスイッチ、Ｂ
・・・バッテリ、ＸＥ・・・電源用リレー、Ｓ６・・・
マイクロスイッチ、Ｃ１・・・ホトカプラ、Ｔ６・・・
タイマ、ＸＦ・・・安全用リレー。 特開昭ＧＯ−ＩＧ４６Ｇ３（６）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　エンジンによって発電機を作動して直流出力端子
   間または交流出力端子間に直流電圧または交流電圧を発
   生するエンジン発電機において、上記エンジンを起動す
   る起動回路と、マニュアルスイッチがオンになったとき
   付勢して上記起動回路と電源との間を導通する電源用リ
   レーと、上記直流出力端子間または交流出力端子間が導
   通したときもしくは特定のスイッチがオンになったとき
   動作して上記起動回路を作動させるホトカプラと、上記
   マニュアルスイッチがオンになったとき設定時間だけ動
   作するタイマと、このタイマの動作中において上記ホト
   カブラが動作したとき付勢して上記電源用リレーを消勢
   させる安全用リレーとを備えたことを特徴とするエンジ
   ン発電機の安全装置。