特開 2021-133384 溶接装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-133384(P2021-133384A)

(43)【公開日】2021年9月13日

(54)【発明の名称】溶接装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/10 20060101AFI20210816BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/10 B

   B23K9/10 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-29951(P2020-29951)

(22)【出願日】2020年2月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(72)【発明者】

【氏名】永山 伸一朗

(72)【発明者】

【氏名】永見 一敏

(72)【発明者】

【氏名】田中 和裕

【テーマコード（参考）】

4E082

【Ｆターム（参考）】

4E082AA11

4E082BA02

4E082CA02

4E082EA04

4E082EC20

4E082EF04

4E082GA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】放置された溶接ホルダーに作業者が誤って接触し、溶接棒と母材が接触しても、無負荷電圧が溶接棒に印加されず、感電の危険のない溶接装置を提供する。
【解決手段】交流アーク溶接機ＰＳと、休止中に前記交流アーク溶接機ＰＳの出力を安全電圧に低減する電撃防止装置ＥＳと、前記交流アーク溶接機ＰＳから溶接棒２に給電する溶接ホルダー１と、前記溶接ホルダー１が握られている握力を検出するセンサＧＲと、前記センサＧＲの検出値Ｐｒが所定値以上であることを判定する握力判定機４と、閉路することにより前記交流アーク溶接機ＰＳの出力を前記溶接ホルダー１に出力するか、開路することにより前記交流アーク溶接機ＰＳの出力を前記溶接ホルダー１に出力しないかを切り替える開閉部５を備えており、前記握力判定機４は、前記センサＧＲの検出値Ｐｒが第一の所定値を超えた場合、前記開閉部５を閉路する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流アーク溶接機と、
休止中に前記交流アーク溶接機の出力を安全電圧に低減する電撃防止装置と、
前記交流アーク溶接機から溶接棒に給電する溶接ホルダーと、
前記溶接ホルダーが握られている握力を検出するセンサと、
前記センサの検出値が所定値以上であることを判定する握力判定機と、
閉路することにより前記交流アーク溶接機の出力を前記溶接ホルダーに出力するか、開路することにより前記交流アーク溶接機の出力を前記溶接ホルダーに出力しないかを切り替える開閉部を備えており、
前記握力判定機は、前記センサの検出値が第一の所定値を超えた場合、前記開閉部を閉路すること、
を特徴とする溶接装置。

【請求項2】

前記握力判定機は、前記センサの検出値が前記第一の所定値より大きい第二の所定値を超えた場合、前記開閉部を開路し、開路した状態を保持し続けること、
を特徴とする請求項１に記載の溶接装置。

【請求項3】

前記センサの検出値を前記握力判定機に無線送信する送信機と、
前記送信機から送信されてくる前記センサの検出値を受信する受信機を備えており、
前記握力判定機は、前記受信機からの信号により前記開閉部を開閉すること、
を特徴とする請求項１及び２に記載の溶接装置。

【請求項4】

前記溶接ホルダーは、溶接電流により発生する磁界によって振動する磁性体を動力源として発電を行う磁界発電機を備えており、
前記センサ及び前記送信機は、前記磁界発電機から電力の供給を受けること、
を特徴とする請求項３に記載の溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交流アーク溶接機と電撃防止装置を組み合わせて使用する溶接装置の感電防止に関するものである。

【背景技術】

【0002】

交流アーク溶接機では無負荷電圧が高いため、溶接作業休止中は出力電圧を所定の低電圧（以下、安全電圧と言う）に抑制する電撃防止装置を設け、作業者が溶接棒に触っても感電しないようにしている。しかし、溶接休止中であっても誤って溶接棒が母材に接触した場合には、電撃防止装置は溶接が開始されたと判断し、溶接棒に無負荷電圧を印加するため、作業者が感電してしまう恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３８８６８１２号公報

【特許文献2】特開２０１９−０２２３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、溶接作業者が溶接棒の交換時、誤って溶接棒を母材に接触させ、溶接棒に無負荷電圧が印加されるのを防止するため、所定時間内に所定回数以上溶接棒が母材に接触した場合のみ、無負荷電圧を溶接棒に印加する発明がなされている。

【0005】

しかし、溶接現場では、溶接ホルダーに溶接棒を取り付けたまま母材上に放置されることがある。その場合、放置された溶接ホルダーに作業者が誤って接触し、所定時間内に所定回数以上の溶接棒と母材の接触が発生した場合は、無負荷電圧が印加された溶接棒に作業者が触れて感電する課題がある。

【0006】

本発明は、放置された溶接ホルダーに作業者が誤って接触し、溶接棒と母材が接触しても、無負荷電圧が溶接棒に印加されず、感電の危険のない溶接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】

【0007】

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
交流アーク溶接機と、
休止中に前記交流アーク溶接機の出力を安全電圧に低減する電撃防止装置と、
前記交流アーク溶接機から溶接棒に給電する溶接ホルダーと、
前記溶接ホルダーが握られている握力を検出するセンサと、
前記センサの検出値が所定値以上であることを判定する握力判定機と、
閉路することにより前記交流アーク溶接機の出力を前記溶接ホルダーに出力するか、開路することにより前記交流アーク溶接機の出力を前記溶接ホルダーに出力しないかを切り替える開閉部を備えており、
前記握力判定機は、前記センサの検出値が第一の所定値を超えた場合、前記開閉部を閉路すること、
を特徴とする溶接装置である。

【0008】

請求項２の発明は、
前記握力判定機は、前記センサの検出値が前記第一の所定値より大きい第二の所定値を超えた場合、前記開閉部を開路し、開路した状態を保持し続けること、
を特徴とする請求項１に記載の溶接装置である。

【0009】

請求項３の発明は、
前記センサの検出値を前記握力判定機に無線送信する送信機と、
前記送信機から送信されてくる前記センサの検出値を受信する受信機を備えており、
前記握力判定機は、前記受信機からの信号により前記開閉部を開閉すること、
を特徴とする請求項１及び２に記載の溶接装置である。

【0010】

請求項４の発明は、
前記溶接ホルダーは、溶接電流により発生する磁界によって振動する磁性体を動力源として発電を行う磁界発電機を備えており、
前記センサ及び前記送信機は、前記磁界発電機から電力の供給を受けること、
を特徴とする請求項３に記載の溶接装置である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、作業者が溶接ホルダーを握っていない場合は、開閉部が開路して交流アーク溶接機の入力端子Ｕ−Ｖ間に交流電源が印加されないため、母材上に放置された溶接ホルダーに取り付けられた溶接棒が母材に接触しても、溶接棒に無負荷電圧が印加されず、作業者が感電する恐れがない。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態１に係る溶接装置の接続図及び各機能のブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態１における溶接開始時のタイミングチャートである。

【図3】本発明の実施の形態１における溶接作業していない時に誤って溶接棒が母材に接触した時のタイミングチャートである。

【図4】本発明の実施の形態１における遅動時間中に作業者が溶接棒に触った時のタイミングチャートである。

【図5】本発明の実施の形態２に係る溶接装置の接続図及び各機能のブロック図である。

【図6】本発明の実施の形態３に係る溶接装置の接続図及び各機能のブロック図である。

【図7】本発明の実施の形態４に係る交流アーク溶接機の二次側を開閉する方式の電撃防止装置に本発明を適用した場合の溶接装置の接続図及び各機能のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

【0014】

〔実施の形態１〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る溶接装置の接続図及び各機能のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。交流アーク溶接機ＰＳは、被覆アーク溶接を行う溶接電源である。電撃防止装置ＥＳは、交流アーク溶接機ＰＳと組み合わせて使用され、溶接休止中は溶接ホルダー１及び溶接棒２に印加される電圧を安全電圧のＡＣ２５Ｖに低減するための装置である。

【0015】

交流電源ＡＣは、単相の交流電源で５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用周波数であり、例えばＡＣ２００Ｖの交流電源が使用される。スイッチＳＷを閉路することにより、溶接装置に交流電源ＡＣが印加される。

【0016】

溶接ホルダー１は、変流器ＣＴを介して、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｖに接続されている。溶接ホルダー１は、溶接棒２を保持して被覆アーク溶接を行うためのものである。母材３は、母材ケーブル６を介して、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕに接続されている。

【0017】

溶接ホルダー１の握り部には、溶接作業者が溶接ホルダー１の握り部を握っている力（以下、握力と言う）を検出するセンサＧＲが内蔵されており、握力に応じた握力信号Ｐｒを握力判定機４に出力する。ケーブル７は、センサＧＲと握力判定機４を接続するケーブルであり、握力判定機４からセンサＧＲに制御電源Ｖｃを供給し、センサＧＲから握力判定機４へは、握力信号Ｐｒを伝達する。

【0018】

握力判定機４は、センサＧＲから伝達された握力信号Ｐｒに応じて次の処理を行い、開閉部５を開閉する開閉信号Ｓｔを開閉部５に出力する。
１）握力信号Ｐｒが第一の所定値未満の場合は、開閉信号ＳｔとしてＬｏｗ（開路）を出力する。
２）握力信号Ｐｒが第一の所定値以上の場合は、開閉信号ＳｔとしてＨｉｇｈ（閉路）を出力する。
３）握力信号Ｐｒが第一の所定値より大きい第二の所定値を超えた場合は、開閉信号ＳｔをＬｏｗ（開路）にし、Ｌｏｗ（開路）の状態を保持する。

【0019】

開閉部５は、電磁接触器のような開閉できる部品であり、握力判定機４からの開閉信号Ｓｔにより、次のとおり開路又は閉路する。
１）開閉信号ＳｔがＬｏｗ（開路）の時、開路する。
２）開閉信号ＳｔがＨｉｇｈ（閉路）の時、閉路する。

【0020】

電撃防止装置ＥＳは、以下の動作を行う。
１）溶接休止中は主接点ＭＳ１ａが開路し、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子Ｕ−Ｖ間に交流電源ＡＣを印加せず、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間に無負荷電圧が出力されないようにする。その代り、補助接点ＭＳ１ｂが閉路しており、補助変圧器ＴＲの二次巻線電圧Ｖｓを出力端子ｕ−ｖ間に印加し、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間の電圧は、安全電圧のＡＣ２５Ｖに低減されている。
２）溶接作業を開始するため、溶接棒２の先端を母材３に接触させると、補助変圧器ＴＲの二次巻線から補助接点ＭＳ１ｂ、出力端子ｖ、変流器ＣＴ、溶接ホルダー１、溶接棒２、母材３及び出力端子ｕを介して溶接電流Ｉｗが流れる。この溶接電流Ｉｗを変流器ＣＴが検出し、電撃防止装置ＥＳは主接点ＭＳ１ａを閉路に切り替え、補助接点ＭＳ１ｂを開路に切り替える。すると、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子Ｕ−Ｖ間に交流電源ＡＣが印加され、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間に無負荷電圧が出力され、溶接作業が開始される。
３）溶接中は、溶接電流Ｉｗを変流器ＣＴが検出することにより、電撃防止装置ＥＳは、主接点ＭＳ１ａが閉路、補助接点ＭＳ１ｂが開路の状態を保持する。
４）溶接終了時は、溶接棒２の先端を母材３から引き離すように溶接ホルダー１を持ち上げることで、溶接棒２と母材３間に発生していたアークは消弧し、溶接電流Ｉｗも零になる。そのため、変流器ＣＴの出力も零となり、電撃防止装置ＥＳは、主接点ＭＳ１ａを閉路から開路、補助接点ＭＳ１ｂを開路から閉路に切り替えようとするが、切り替えまでに１秒程度の遅れ時間を持たせている。溶接終了時のこの遅れ時間の間、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間に無負荷電圧を印加することにより、アークの再発生を容易にし、作業性を向上させる、いわゆる遅動時間Ｔｄを持たせている。この遅動時間Ｔｄ後、電撃防止装置ＥＳは、主接点ＭＳ１ａを閉路から開路、補助接点ＭＳ１ｂを開路から閉路に切り替え、溶接休止中の状態に戻る。

【0021】

「実施の形態１」
図２は、本発明の実施の形態１における溶接開始時の動作を示すタイミングチャートである。同図（ａ）はセンサＧＲの握力信号Ｐｒを示し、同図（ｂ）は握力判定機４からの開閉信号Ｓｔを示し、同図（ｃ）は開閉部５の開閉状態を示し、同図（ｄ）は溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗを示し、同図（ｅ）は溶接電流Ｉｗを示し、同図（ｆ）は電撃防止装置ＥＳの主接点ＭＳ１ａの開閉状態を示し、同図（ｇ）は電撃防止装置ＥＳの補助接点ＭＳ１ｂの開閉状態を示す。以下、同図を参照して溶接開始時の動作を説明する。

【0022】

〔時刻ｔ０〜ｔ４の溶接開開始時の動作〕
ｔ０〜ｔ１：時刻ｔ０からｔ１の間は、溶接ホルダー１は母材３上又は所定の場所に置かれて放置されている状態であるため、同図（ａ）に示すとおりセンサＧＲの握力信号Ｐｒは零である。握力判定機４は握力信号Ｐｒが第一の所定値未満であると判定し、同図（ｂ）に示すとおり開閉信号ＳｔをＬｏｗ（開路）とし、開閉部５は開路した状態である。そのため、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子Ｕ−Ｖ間に交流電源ＡＣが印加されず、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間には、電撃防止装置ＥＳの補助変圧器ＴＲから二次巻線電圧Ｖｓが印加され、同図（ｄ）示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧ＶｗはＡＣ２５Ｖである。

【0023】

ｔ１：時刻ｔ１において、溶接作業者が溶接を開始するため溶接ホルダー１を握って、溶接棒２の先端を溶接開始場所に移動させる。そのため、同図（ａ）に示すとおりセンサＧＲの握力信号Ｐｒは第一の所定値以上になり、同図（ｂ）に示すとおり開閉信号ＳｔもＬｏｗ（開路）からＨｉｇｈ（閉路）に切り替わる。ここで、第一の所定値とは、パワーケーブルを含めた溶接ホルダー１及び溶接棒２の重量の合計を保持できる程度の握力でよく、１ｋｇｆ程度に設定される。開閉信号ＳｔがＨｉｇｈ（閉路）に切り替わったため、開閉部５も開路から閉路に切り替わる。しかし、まだ溶接棒２の先端は母材３に接触しておらず、休止中の状態であるので、同図（ｆ）に示すとおり電撃防止装置ＥＳの主接点ＭＳ１ａは開路したまであり、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子Ｕ−Ｖ間に交流電源ＡＣが印加されることはなく、同図（ｄ）示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧ＶｗはＡＣ２５Ｖのままである。

【0024】

ｔ２〜ｔ３：時刻ｔ２において、溶接作業者が溶接を開始するため溶接棒２の先端を母材３に接触させる。すると、補助変圧器ＴＲの二次巻線から補助接点ＭＳ１ｂ、出力端子ｖ、変流器ＣＴ、溶接ホルダー１、溶接棒２、母材３及び出力端子ｕを介して、同図（ｅ）に示すとおり溶接電流Ｉｗが流れる。この溶接電流Ｉｗを変流器ＣＴが検出し、電撃防止装置ＥＳは、主接点ＭＳ１ａを開路から閉路に切り替え、補助接点ＭＳ１ｂを閉路から開路に切り替えようとする。実際には時刻ｔ３において、同図（ｆ）に示すとおり主接点ＭＳ１ａは開路から閉路、同図（ｇ）に示すとおり補助接点ＭＳ１ｂは閉路から開路に切り替わる。開閉部５及び主接点ＭＳ１ａが共に閉路したため、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子Ｕ−Ｖ間に交流電源ＡＣが印加され、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子ｕ−ｖ間には無負荷電圧が出力され、同図（ｅ）に示すとおり溶接棒２に大きな短絡電流である溶接電流Ｉｗが流れる。

【0025】

ｔ４：時刻ｔ４において、溶接棒２に流れる大きな短絡電流により溶接棒２の先端が溶融し、溶接棒２と母材３の間にアークが発生し、溶接が開始される。

【0026】

図３は、本発明の実施の形態１における溶接作業していない時に誤って溶接棒２が母材３に接触し、電撃防止装置ＥＳが始動した時のタイミングチャートである。同図（ａ）はセンサＧＲの握力信号Ｐｒを示し、同図（ｂ）は握力判定機４からの開閉信号Ｓｔを示し、同図（ｃ）は開閉部５の開閉状態を示し、同図（ｄ）は溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗを示し、同図（ｅ）は溶接電流Ｉｗを示し、同図（ｆ）は電撃防止装置ＥＳの主接点ＭＳ１ａの開閉状態を示し、同図（ｇ）は電撃防止装置ＥＳの補助接点ＭＳ１ｂの開閉状態を示す。以下、同図を参照して休止中に誤って溶接棒２が母材３に接触した時の動作を説明する。

【0027】

〔時刻ｔ０〜ｔ３０の溶接作業していない時に溶接棒が母材に接触した時の動作〕
ｔ０〜ｔ１０：時刻ｔ０からｔ１０の間は、溶接作業しておらず溶接ホルダー１は母材３上に置かれて放置されている状態であるため、同図（ａ）に示すとおりセンサＧＲの握力信号Ｐｒは零である。握力判定機４は握力信号Ｐｒが第一の所定未満であると判定し、同図（ｂ）に示すとおり握力判定機４からの開閉信号ＳｔもＬｏｗ（開路）であり、同図（ｃ）に示すとおり開閉部５は開路した状態である。そのため、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子Ｕ−Ｖ間に交流電源ＡＣが印加されず、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間に電撃防止装置ＥＳの補助変圧器ＴＲの二次巻線電圧Ｖｓが印加されているため、同図（ｄ）示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧ＶｗはＡＣ２５Ｖである。

【0028】

ｔ１０〜ｔ２０：時刻ｔ１０において、母材３上に放置された溶接ホルダー１に作業者が誤って接触し、溶接棒２が母材３に一瞬接触した時点である。すると、補助変圧器ＴＲの二次巻線から補助接点ＭＳ１ｂ、出力端子ｖ、変流器ＣＴ、溶接ホルダー１、溶接棒２、母材３及び出力端子ｕを介して、同図（ｅ）に示すとおり溶接電流Ｉｗが流れる。この溶接電流Ｉｗを変流器ＣＴが検出し、主接点ＭＳ１ａを開路から閉路に切り替え、補助接点ＭＳ１ｂを閉路から開路に切り替えようとする。実際には時刻ｔ２０において、同図（ｆ）に示すとおり主接点ＭＳ１ａは開路から閉路に、同図（ｇ）に示すとおり補助接点ＭＳ１ｂを閉路から開路に切り替わる。しかし、溶接ホルダー１は、母材３上に放置されたままであるので、同図（ａ）に示すとおりセンサＧＲの握力信号Ｐｒは零であり、同図（ｂ）に示すとおり開閉信号ＳｔもＬｏｗ（開路）のままである。したがって、同図（ｃ）に示すとおり開閉部５は開路のままであるので、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子Ｕ−Ｖ間に交流電源ＡＣが印加されることはなく、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間に無負荷電圧が出力されることはない。時刻ｔ２０において、電撃防止装置ＥＳの補助接点ＭＳ１ｂが開路に切り替ったため、出力端子ｕ−ｖ間に印加されていた補助変圧器ＴＲの二次巻線電圧Ｖｓも遮断され、同図（ｄ）示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗは零となり、同図（ｅ）に示すとおり出力端子ｖから溶接棒２に流れていた溶接電流Ｉｗも零になる。

【0029】

ｔ３０：電撃防止装置ＥＳが始動した時刻ｔ２０から遅動時間Ｔｄが経過した時点ｔ３０において、電撃防止装置ＥＳは休止に戻るため、同図（ｆ）に示すとおり電撃防止装置ＥＳの主接点ＭＳ１ａは、閉路から開路に切り替わる。また、補助接点ＭＳ１ｂは、同図（ｇ）に示すとおり開路から閉路に切り替わり、同図（ｄ）に示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗは安全電圧のＡＣ２５Ｖとなる。

【0030】

本発明の実施の形態１においては、母材３上放置された溶接ホルダー１の接触により、誤って溶接棒２が母材３に接触しても、溶接ホルダー１を作業者が握っていないため、開閉部５が閉路することはなく、溶接棒２に交流アーク溶接機ＰＳの無負荷電圧が印加されることはないため、作業者が感電する恐れはない。

【0031】

図４は、本発明の実施の形態１における遅動時間Ｔｄの期間中に作業者が溶接棒２に触った時のタイミングチャートである。同図（ａ）はセンサＧＲの握力信号Ｐｒを示し、同図（ｂ）は握力判定機４からの開閉信号Ｓｔを示し、同図（ｃ）は開閉部５の開閉状態を示し、同図（ｄ）は溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗを示し、同図（ｅ）は溶接電流Ｉｗを示し、同図（ｆ）は電撃防止装置ＥＳの主接点ＭＳ１ａの開閉状態を示し、同図（ｇ）は電撃防止装置ＥＳの補助接点ＭＳ１ｂの開閉状態を示す。以下、同図を参照して遅動時間Ｔｄの期間中に作業者が溶接棒２に触った時の動作を説明する。

【0032】

〔時刻ｔ０〜ｔ３００の遅動時間中に作業者が溶接棒に触った時の動作〕
ｔ０：時刻ｔ０において、溶接作業者は溶接ホルダー１を引き上げ、溶接棒２の先端に発生していたアークを消弧するため、同図（ｅ）に示すとおり溶接電流Ｉｗは零になり、同図（ｄ）に示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗは、交流アーク溶接機ＰＳの無負荷電圧ＡＣ８０Ｖが出力される。

【0033】

ｔ１００：時刻ｔ１００において、誤って溶接棒２が溶接作業者に接触し、溶接作業者にＡＣ８０Ｖがかかってしまう。驚いた溶接作業者は、溶接ホルダー１を力強く握ってしまうため、同図（ａ）に示すとおり握力信号Ｐｒは、第二の所定値を超えた値となる。第二の所定値とは、第一の所定値１ｋｇｆより大きく、驚いた時に人間が物を掴む力であり２０ｋｇｆ程度に設定される。握力判定機４は、握力信号Ｐｒが第二の所定値を超えたため、同図（ｂ）に示すとおり開閉信号ＳｔをＨｉｇｈ（閉路）からＬｏｗ（開路）に切り替え、同図（ｃ）に示すとおり開閉部５も閉路から開路に切り替わる。開閉部５が開路したため、交流アーク溶接機ＰＳの入力端子Ｕ−Ｖ間に印加されていた交流電源ＡＣが遮断され、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間の電圧は零となり、同図（ｄ）に示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗも零になる。なお、握力信号Ｐｒが第二の所定の値を超えたため、時刻ｔ１００以降も握力判定機４は開閉信号ＳｔをＬｏｗ（開路）に維持し、開閉部５は開路の状態を維持するため、同図（ｄ）に示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗも零を維持する。

【0034】

ｔ２００：溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗが零になったため、時刻ｔ２００において、感電から解放された溶接作業者は、溶接ホルダー１から手を放し、同図（ａ）に示すとおり握力信号Ｐｒは、零になる。

【0035】

ｔ３００：時刻ｔ０にてアークを消弧した時点から遅動時間Ｔｄが経過した時刻ｔ３００にておいて、電撃防止装置ＥＳは同図（ｆ）に示すとおり主接点ＭＳ１ａを閉路から開路に切り替え、同図（ｇ）に示すとおり補助接点ＭＳ１ｂを開路から閉路に切り替え、溶接休止状態にもどる。そのため、同図（ｃ）に示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗは安全電圧ＡＣ２５Ｖが印加され、感電の恐れのない状態にもどる。

【0036】

本発明の実施の形態１においては、溶接作業者が溶接作業中、溶接棒に接触した場合でも、ただちに溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗを零にして、感電状態から解放することができ、その後も感電の恐れのない零ボルト又は安全電圧に保つことができる。

【0037】

「実施の形態２」
図５に示す本発明の実施の形態２においては、溶接ホルダー１にセンサＧＲが検出した握力信号Ｐｒを送信する送信機８及びセンサＧＲと送信機８に制御電源Ｖｃを供給するためのバッテリーＢＡＴを内蔵している。また、送信機８の送信した握力信号Ｐｒを受信する受信機９を備えており、握力判定機４は受信機９の受信した握力信号Ｐｒにより、本発明の実施の形態１と同様に開閉部５の開閉制御を行う。動作は、実施の形態１に同じであるので、その動作についての説明は省略する。

【0038】

本発明の実施の形態２においては、溶接ホルダー１と握力判定機４を接続するケーブル７を不要にすることができるので、交流アーク溶接機ＰＳの設置場所から遠く離れて溶接作業をする場合、ケーブル７の断線や運搬を気にすることなく溶接作業を行うことができる長所がある。

【0039】

「実施の形態３」
特許文献２では、交流が流れる導線の周囲に形成される交流磁場によって永久磁石が振動し、その振動によって圧電部材に電圧を発生させる磁界発電装置の発明がなされている。本発明の実施の形態３においては、本発明の実施の形態２に加えて溶接ホルダー１にこの磁界発電機１０を組み込んだものである。

【0040】

図６に示す本発明の実施の形態３においては、溶接ホルダー１にセンサＧＲの検出した握力信号Ｐｒを送信する送信機８及びセンサＧＲと送信機８に制御電源Ｖｃを供給するためのバッテリーＢＡＴ及び磁界発電機１０を内蔵している。また、送信機８の送信した握力信号Ｐｒを受信する受信機９を備えており、握力判定機４は受信機９の受信した握力信号Ｐｒにより、本発明の実施の形態１と同様に開閉部５の開閉制御を行う。動作は、実施の形態１に同じであるので、追加されているバッテリーＢＡＴ及び磁界発電機１０についてのみ動作を説明する。

【0041】

溶接ホルダー１に溶接電流Ｉｗが流れていない溶接休止中は、磁界発電機１０の発電量は零であるため、センサＧＲ及び送信機８にはバッテリーＢＡＴ及びダイオード１２を介して制御電源Ｖｃが供給されている。溶接が開始され溶接ホルダー１に溶接電流Ｉｗが流れると、磁界発電機１０が発電を行うため、磁界発電機１０の発電電圧はダイオード１１を介してセンサＧＲ及び送信機８に供給される。ダイオード１１及び１２の絶対値回路により、バッテリーＢＡＴの電圧又は磁界発電機１０の発電電圧の高い電圧の方が優先されてセンサＧＲ及び送信機８に供給される回路構成になっており、磁界発電機１０の発電電圧をバッテリーＢＡＴの電圧よりも高く設定しておくことにより、溶接ホルダー１に溶接電流Ｉｗが流れている期間、バッテリーＢＡＴの消費を抑制することができる。

【0042】

本発明の実施の形態３においては、バッテリーＢＡＴ交換の頻度を低減でき、保守性を向上することができる。

【0043】

「実施の形態４」
実施の形態１から３では、交流アーク溶接機ＰＳの一次側を開閉する方式の電撃防止装置ＥＳについて説明を行ってきたが、図７に示すとおり交流アーク溶接機ＰＳの二次側を開閉する方式の電撃防止装置ＥＳでも適用可能である。図７の実施の形態４における溶接作業していない時に誤って溶接棒が母材に接触した時の説明を行う。なお、動作は実施の形態１と同じであり、実施の形態１と同じ図３のタイミングチャートを用いて動作を説明する。
〔時刻ｔ０〜ｔ３０の溶接作業していない時に溶接棒が母材に接触した時の動作〕
ｔ０〜ｔ１０：時刻ｔ０からｔ１０の間は、溶接ホルダー１は母材３上に置かれて放置されている状態であるため、同図（ａ）に示すとおりセンサＧＲの握力信号Ｐｒは零である。握力判定機４は握力信号Ｐｒが第一の所定値未満であると判定し、同図（ｂ）に示すとおり握力判定機４からの開閉信号ＳｔもＬｏｗ（開路）であり、同図（ｃ）に示すとおり開閉部５は開路した状態である。そのため、交流アーク溶接機ＰＳの出力端子ｕ−ｖ間の無負荷電圧は溶接棒２と母材３間に印加されず、電撃防止装置ＥＳの補助変圧器ＴＲの二次巻線電圧Ｖｓが溶接棒２と母材３間に印加されているため、同図（ｄ）示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧ＶｗはＡＣ２５Ｖである。

【0044】

ｔ１０〜ｔ２０：時刻ｔ１０において、母材３上に放置された溶接ホルダー１に作業者が誤って接触し、溶接棒２が母材３に一瞬接触した時点である。すると、補助変圧器ＴＲの二次巻線から補助接点ＭＳ１ｂ、変流器ＣＴ、溶接ホルダー１、溶接棒２及び母材３を介して、同図（ｅ）に示すとおり溶接電流Ｉｗが流れる。この溶接電流Ｉｗを変流器ＣＴが検出し、主接点ＭＳ１ａを開路から閉路に切り替え、補助接点ＭＳ１ｂを閉路から開路に切り替えようとする。実際には時刻ｔ２０において、同図（ｆ）に示すとおり主接点ＭＳ１ａは開路から閉路に、同図（ｇ）に示すとおり補助接点ＭＳ１ｂを閉路から開路に切り替わる。しかし、溶接ホルダー１は、母材３上に放置されたままであるので、同図（ａ）に示すとおりセンサＧＲの握力信号Ｐｒは零であり、同図（ｂ）に示すとおり開閉信号ＳｔもＬｏｗ（開路）のままである。したがって、同図（ｃ）に示すとおり開閉部５は開路のままであるので、同図（ｄ）に示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗは零となる。また、電撃防止装置ＥＳの補助接点ＭＳ１ｂが開路に切り替わるため、同図（ｅ）に示すとおり溶接棒２に流れていた溶接電流Ｉｗも零になる。

【0045】

ｔ３０：電撃防止装置ＥＳが始動した時刻ｔ２０から遅動時間Ｔｄが経過した時点ｔ３０において、電撃防止装置ＥＳは休止に戻るため、同図（ｆ）に示すとおり電撃防止装置ＥＳの主接点ＭＳ１ａは、閉路から開路に切り替わる。また、補助接点ＭＳ１ｂは、同図（ｇ）に示すとおり開路から閉路に切り替わり、同図（ｄ）に示すとおり溶接棒２と母材３間の電圧Ｖｗは安全電圧のＡＣ２５Ｖとなる。

【符号の説明】

【0046】

１ 溶接ホルダー
２ 溶接棒
３ 母材
４ 握力判定機
５ 開閉部
６ 母材ケーブル
７ ケーブル
８ 送信機
９ 受信機
１０ 磁界発電機
１１、１２ ダイオード
ＡＣ 交流電源
ＢＡＴ バッテリー
ＣＴ 変流器
ＥＳ 電撃防止装置
ＧＲ センサ
ＴＲ 補助変圧器
ＭＳ１ａ 主接点
ＭＳ１ｂ 補助接点
Ｉｗ 溶接電流
Ｖｗ 溶接棒と母材間電圧
Ｖｓ 補助変圧器の二次巻線電圧
Ｖｃ 制御電源
ＰＳ 交流アーク溶接機
Ｐｒ 握力信号
Ｕ，Ｖ 入力端子
ｕ，ｖ 出力端子
ＳＷ スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】