JP2000326070A - 自動電撃防止装置付き交流アーク溶接機の遅動時間測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実際にアークを発生させることなく、自動電
撃防止装置の遅動時間を測定できるようにする。 【解決手段】 溶接機１に接続される一対の入力端子１
１ａ，１１ｂと、同入力端子間にスイッチ１２を介して
接続された可変抵抗１３２を含む始動感度測定用抵抗器
１３と、入力端子１１ａ，１１ｂ間に現れる電圧を検出
する電圧検出部１５と、同電圧検出部１５の出力信号に
基づいてスイッチ１２を切換制御するとともに、所定の
計時処理などを行なう制御手段１８とを備え、スイッチ
１２をオンして溶接機１に始動感度測定用抵抗器１３を
接続し、可変抵抗１３２の抵抗値変化により自動電撃防
止装置が始動して、溶接機１の出力電圧が安全電圧から
無負荷電圧に転じた際に、スイッチ１２をオフとし、そ
の時点から自動電撃防止装置の作動により溶接機１の出
力電圧が無負荷電圧から再度安全電圧に転ずるまでの遅
動時間を計時して、その遅動時間を所定の表示手段２０
に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流アーク溶接機
に付設されている自動電撃防止装置の遅動時間を測定す
る技術に関し、さらに詳しく言えば、実際にアークを発
生させることなく、模擬的な状態で自動電撃防止装置の
遅動時間を測定する遅動時間の測定装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】交流アーク溶接作業は高電圧を伴なうた
め、危険な作業の一つに数えられている。そこで、１９
９１年の労働安全衛生規則の一部改定で、交流アーク溶
接機には自動電撃防止装置の使用が義務づけられた。

【０００３】図４にその概略が例示されているように、
自動電撃防止装置Ａは、交流アーク溶接機の二次側出力
に流れる電流を検出する変流器ＣＴを有し、その検出電
流値に応じて、スイッチＳＷにより主変圧器ＴＲ１もし
くは補助変圧器ＴＲ２のいずれかを選択する。

【０００４】すなわち、その電流値が零もしくはきわめ
て僅かなときには、溶接作業休止状態にあるとして、例
えば補助変圧器ＴＲ２に切り換えて溶接棒Ｄと母材Ｍ間
の電圧を人体に対して安全とされる電圧（２５Ｖ以下、
入力電圧変動があるときなどを含めて、いかなる場合に
おいても３０Ｖ以下）にまで低下させる。

【０００５】溶接棒Ｄを母材（例えば鉄板）Ｍに接触さ
せると、自動電撃防止装置Ａが始動する。すなわち、ス
イッチＳＷが主変圧器ＴＲ１側に切り換えられ、瞬間的
に例えば８０Ｖ程度の電圧が出力される（図５の参
照）。溶接棒Ｄを母材Ｍに接触させている間（溶接作業
中）は３０〜４０Ｖのアーク電圧が維持される。

【０００６】溶接棒Ｄを母材Ｍから離して無負荷とする
と、溶接棒Ｄと母材Ｍ間の電圧は８０Ｖ程度にまで上が
る（図５の参照）。この電圧を無負荷電圧という。そ
して、所定時間が経過すると、スイッチＳＷが補助変圧
器ＴＲ２側に切り換えられ溶接棒Ｄと母材Ｍ間の電圧が
安全電圧（２５Ｖ）にまで低下する（図５の参照）。

【０００７】このように、溶接棒Ｄと母材Ｍ間の電圧
が、無負荷電圧となったの時点から、安全電圧に低下
するの時点までの間の時間を、自動電撃防止装置Ａの
「遅動時間」という。この遅動時間は約１秒、最長でも
１．３秒と決められている。これに対して、安全電圧か
ら無負荷電圧に変わるときの溶接棒Ｄと母材Ｍ間の抵抗
値を「始動感度抵抗」という。

【０００８】ところで、従来において、遅動時間の測定
は次のようにして行なわれていた。すなわち、図６に示
されているように、溶接機（自動電撃防止装置付き）１
の二次側出力端子１ａ，１ｂに溶接棒Ｄとテスト母材Ｍ
を接続する。また、測定装置２を二次側出力端子１ａ，
１ｂに接続する。なお、測定装置２には、例えば電圧検
出機能および計時機能、そして表示器を有するものを用
いる。

【０００９】溶接棒Ｄをテスト母材Ｍに接触させてアー
クを発生させた後、溶接棒Ｄをテスト母材Ｍから離す。
これにより、無負荷電圧が発生する。電圧検出機能によ
りこの無負荷電圧が検出されると、計時機能がスタート
し、安全電圧に落ちるまでの時間を計時する。計時が終
了すると、その計時時間が遅動時間として表示器に表示
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このようにして、自動
電撃防止装置の遅動時間が測定されるのであるが、これ
には次のような課題があった。

【００１１】すなわち、実際にアークを発生させるため
に、わざわざ溶接棒ホルダやテスト母材を用意し、実作
業と同じ作業を行なわなければならない。これは、作業
者にとって負担となる。また、溶接棒が無駄に消費され
ることになるので好ましくない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、その目的は、溶接
機に対して擬似的な負荷を与えることにより、実際にア
ークを発生させることなく、自動電撃防止装置の遅動時
間を測定することができるようにした遅動時間測定装置
を提供することにある。

【００１３】上記目的を達成するため、本発明は、溶接
機の二次側出力端子間の抵抗値に応じて動作し、上記溶
接機の出力電圧を溶接作業時にはアーク溶接に必要とさ
れる所定の無負荷電圧とし、溶接作業休止時には人体に
対して安全とされる安全電圧に低下させる自動電撃防止
装置を有する交流アーク溶接機の遅動時間測定装置にお
いて、上記溶接機の二次側出力端子に接続される一対の
入力端子と、同入力端子間にスイッチを介して接続され
た可変抵抗を含む始動感度測定用抵抗器と、上記入力端
子間に現れる電圧を検出する電圧検出部と、同電圧検出
部の出力信号に基づいて上記スイッチを切換制御すると
ともに、所定の計時処理などを行なう制御手段とを備
え、上記制御手段は、上記スイッチのオンにより上記溶
接機の二次側出力端子に上記始動感度測定用抵抗器が接
続され、その可変抵抗の抵抗値変化により上記自動電撃
防止装置が始動して、上記溶接機の出力電圧が上記安全
電圧から上記無負荷電圧に転じた際に、上記スイッチを
オフとして上記溶接機の二次側出力端子から上記始動感
度測定用抵抗器を切り離し、その切り離し時点から上記
自動電撃防止装置の作動により上記溶接機の出力電圧が
上記無負荷電圧から再度上記安全電圧に転ずるまでの時
間を計時して、その時間を遅動時間として所定の表示手
段に表示することを特徴としている。

【００１４】本発明においては、上記始動感度測定用抵
抗器に流れる電流を検出する電流検出部をさらに備えて
いることが好ましく、これによれば、始動感度抵抗値ま
でも測定することができる。すなわち、上記溶接機の出
力電圧が上記安全電圧から上記無負荷電圧に転じた際に
おける上記電圧検出部からの電圧と上記電流検出部から
の電流とにより、上記自動電撃防止装置の始動感度抵抗
値を求めることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面に示されてい
る実施例により説明する。

【００１６】図１に示されているように、この遅動時間
測定装置１０は、交流アーク溶接機１の二次側出力端子
１ａ，１ｂに測定プローブなどを介して接続される一対
の入力端子１１ａ，１１ｂを備えている。なお、交流ア
ーク溶接機１には自動電撃防止装置が設けられている
が、その形態は外付け、内蔵のいずれであってもよい。

【００１７】入力端子１１ａ，１１ｂ間には、スイッチ
１２を介して始動感度測定用抵抗器１３が接続されてい
る。この実施例において、始動感度測定用抵抗器１３は
固定抵抗１３１と可変抵抗１３２の直列回路により構成
されている。また、この始動感度測定用抵抗器１３に対
して、電流検出部１４の電流検出抵抗１４１が接続され
ている。すなわち、電流検出部１４により、始動感度測
定用抵抗器１３に流れる電流が検出される。

【００１８】また、この遅動時間測定装置１０は、入力
端子１１ａ，１１ｂ間に現れる電圧を検出する電圧検出
部１５を備えている。図２に示されているように、この
実施例では、電圧検出部１５は全波整流回路１５１とフ
ィルタ回路１５２とから構成されている。

【００１９】電流検出部１４および電圧検出部１５の各
出力は、Ａ／Ｄコンバータ１７を介して制御手段として
のＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕ
ｎｉｔ）１８に与えられる。

【００２０】この実施例によると、入力端子１１ａ，１
１ｂの内の一方の入力端子１１ａ側には始動検出部１９
が接続されている。この始動検出部１９は自動電撃防止
装置の始動時点を検出するためのもので、その具体的な
構成を図２により説明する。

【００２１】この始動検出部１９はコンパレータ１９１
と、同コンパレータ１９１の出力にて制御されるスイッ
チング素子１９２とを備えている。コンパレータ１９１
の一方の＋側入力端子には、入力端子１１ａ側に現れる
溶接機出力電圧の半波信号が入力され、他方の−側入力
端子には基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。

【００２２】この例において、スイッチング素子１９２
には、装置内電源ＶｃｃとグランドＧ間に接続されたＮ
ＰＮトランジスタが用いられている。コンパレータ１９
１は、溶接機出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい
場合に、トランジスタのベースに駆動パルスを出力す
る。これにより、トランジスタがオンとされて、ＣＰＵ
１８に始動検出信号が与えられる。

【００２３】この遅動時間測定装置１０にて、溶接機１
に付設されている自動電撃防止装置の遅動時間を測定す
るには、入力端子１１ａ，１１ｂにプローブなどを介し
て溶接機１の二次側端子１ａ，１ｂを接続する。このと
き、スイッチ１２はオフで、可変抵抗１３２は最大抵抗
値としておく。

【００２４】なお、人体が水で濡れているときの抵抗値
は約５００Ωとされていることから、始動感度測定用抵
抗器１３は当初５０１Ω以上に設定することが好ましい
（自動電撃防止装置の種類によっては２００〜５００Ω
で始動するものがあるため）。

【００２５】また、溶接機１の無負荷電圧が例えば８０
Ｖとして、始動検出部１９の基準電圧Ｖｒｅｆをそれよ
りも低い例えば６０Ｖに設定しておく。溶接機１の一次
側に通電し、その二次側の出力電流が最大となっている
ことを確認する。

【００２６】そして、スイッチ１２をオンにする。溶接
機１の出力側抵抗が５０１Ω以上では自動電撃防止装置
は始動しないため、溶接機１の出力電圧は安全電圧の２
５Ｖである。したがって、始動検出部１９から始動検出
信号は出されない。

【００２７】可変抵抗１３２の抵抗値を徐々に下げてい
く。すると、ある時点（図３の出力電圧波形でｔ１時）
で自動電撃防止装置が始動し、溶接機１の出力電圧が無
負荷電圧（８０Ｖ）となる。したがって、始動検出部１
９からＣＰＵ１８に始動検出信号が出力される。

【００２８】この始動検出信号を受けるのと同時に、Ｃ
ＰＵ１８はスイッチ１２をオフとし、溶接機１から始動
感度測定用抵抗器１３を切り離す。これにより、溶接機
１は無負荷となるため、自動電撃防止装置はその後のｔ
２時（図３参照）に、溶接機１の出力電圧を無負荷電圧
から安全電圧に切り換える。これに伴なって、始動検出
部１９からの始動検出信号も消失する。

【００２９】ＣＰＵ１８は、始動検出部１９からの始動
検出信号を受けてから、その始動検出信号が消失するま
でのｔ１時からｔ２時までの時間を計時し、その計時時
間を遅動時間として表示器２０に表示する。

【００３０】計時は、ＣＰＵ１８の内部クロックによっ
てもよいし、別途にタイマ回路などを用いて計時しても
よい。表示器２０には液晶表示パネルやプラズマディス
プレイなどが用いられるが、場合によってはプリンタで
あってもよい。

【００３１】また、この遅動時間測定装置１０によれ
ば、自動電撃防止装置の始動感度抵抗をも測定すること
ができる。すなわち、ＣＰＵ１８には、電流検出部１４
から始動感度測定用抵抗器１３に流れる電流Ｉが電圧信
号として、また、電圧検出部１５からは溶接機１の出力
電圧ＶがそれぞれＡ／Ｄコンバータ１７を介して供給さ
れる。

【００３２】したがって、上記ｔ１時における電流Ｉと
電圧Ｖとにより、溶接機１の二次側の抵抗、すなわち始
動感度測定用抵抗器１３の抵抗値が求められる。この抵
抗値が自動電撃防止装置の始動感度抵抗であり、測定者
の選択により、この始動感度抵抗も表示器２０に表示さ
れる。

【００３３】以上、本発明を具体的な実施例により説明
したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記
実施例では、スイッチ１２の投入は手動で行ない、スイ
ッチ１２のオフはＣＰＵ１８にて行なうようにしている
が、別に測定開始釦を設けて、スイッチ１２のオンオフ
をともにＣＰＵ１８に任せるようにしてもよい。

【００３４】可変抵抗１３２に関してもモータドライブ
方式とし、ＣＰＵ１８によりその可変抵抗１３２を制御
することも可能である。始動感度測定用抵抗器を可変抵
抗１３２のみとしてもよい。制御手段は、マイクロプロ
セッサであってもよいことは勿論である。

【００３５】また、上記実施例では、電圧検出部１５と
は別に始動検出部１９を設けて、始動検出部１９により
自動電撃防止装置の始動を検出するようにしているが、
これは電圧検出部１５よりもコンパレータ型の始動検出
部１９の方が検出応答速度が速いためにそうしているの
である。

【００３６】したがって、電圧検出部１５に高速応答が
可能なものを使用すれば、ことさら上記実施例のように
始動検出部１９を設ける必要もない。この始動検出部１
９も一種の電圧検出器である。この意味において、本発
明では、いずれか一方が存在すればよい。また、始動感
度抵抗を求める必要がない場合には、電流検出部１４は
不要である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実際にアークを発生させることなく、自動電撃防止装置
の遅動時間を測定することができる。また、始動感度測
定用抵抗器に流れる電流検出部をさらに設けることによ
り、自動電撃防止装置の始動感度抵抗値までも測定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による遅動時間測定装置の実施例を示し
た回路構成図。

【図２】上記実施例中の電圧検出部および始動検出部の
構成を示した回路図。

【図３】上記実施例中の始動感度測定用抵抗器を負荷と
したときの溶接機の出力電圧波形を示したタイミングチ
ャート。

【図４】交流アーク溶接機に付設される自動電撃防止装
置の構成を概略的に示した模式図。

【図５】自動電撃防止装置によって制御される溶接機の
出力電圧波形を示したタイミングチャート。

【図６】従来の遅動時間測定例を説明するための模式
図。

【符号の説明】

１０ 遅動時間測定装置 １１ａ，１１ｂ 入力端子 １２ スイッチ １３ 始動感度測定用抵抗器 １３１ 固定抵抗 １３２ 可変抵抗 １４ 電流検出部 １５ 電圧検出部 １７ Ａ／Ｄコンバータ １８ ＣＰＵ １９ 始動検出部 ２０ 表示器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接機の二次側出力端子間の抵抗値に応
   じて動作し、上記溶接機の出力電圧を溶接作業時にはア
   ーク溶接に必要とされる所定の無負荷電圧とし、溶接作
   業休止時には人体に対して安全とされる安全電圧に低下
   させる自動電撃防止装置を有する交流アーク溶接機の遅
   動時間測定装置において、 上記溶接機の二次側出力端子に接続される一対の入力端
   子と、同入力端子間にスイッチを介して接続された可変
   抵抗を含む始動感度測定用抵抗器と、上記入力端子間に
   現れる電圧を検出する電圧検出部と、同電圧検出部の出
   力信号に基づいて上記スイッチを切換制御するととも
   に、所定の計時処理などを行なう制御手段とを備え、上
   記制御手段は、上記スイッチのオンにより上記溶接機の
   二次側出力端子に上記始動感度測定用抵抗器が接続さ
   れ、その可変抵抗の抵抗値変化により上記自動電撃防止
   装置が始動して、上記溶接機の出力電圧が上記安全電圧
   から上記無負荷電圧に転じた際に、上記スイッチをオフ
   として上記溶接機の二次側出力端子から上記始動感度測
   定用抵抗器を切り離し、その切り離し時点から上記自動
   電撃防止装置の作動により上記溶接機の出力電圧が上記
   無負荷電圧から再度上記安全電圧に転ずるまでの時間を
   計時して、その時間を遅動時間として所定の表示手段に
   表示することを特徴とする自動電撃防止装置付き交流ア
   ーク溶接機の遅動時間測定装置。
2. 【請求項２】 上記始動感度測定用抵抗器に流れる電流
   を検出する電流検出部をさらに備え、上記制御手段は、
   上記溶接機の出力電圧が上記安全電圧から上記無負荷電
   圧に転じた際における上記電圧検出部からの電圧と上記
   電流検出部からの電流とにより、上記自動電撃防止装置
   の始動感度抵抗値を求めることを特徴とする請求項１に
   記載の自動電撃防止装置付き交流アーク溶接機の遅動時
   間測定装置。