JP3104601B2 - アーク溶接機及びプラズマ切断機 - Google Patents
アーク溶接機及びプラズマ切断機Info
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- JP3104601B2 JP3104601B2 JP07342820A JP34282095A JP3104601B2 JP 3104601 B2 JP3104601 B2 JP 3104601B2 JP 07342820 A JP07342820 A JP 07342820A JP 34282095 A JP34282095 A JP 34282095A JP 3104601 B2 JP3104601 B2 JP 3104601B2
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- Japan
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- power supply
- voltage
- unidirectional
- rectifying element
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- Arc Welding Control (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流高電圧による
非接触点弧式アーク溶接機、及びプラズマ切断機に関す
る。
非接触点弧式アーク溶接機、及びプラズマ切断機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】アーク溶接機やプラズマ切断機等の非接
触点弧用直流高電圧発生装置と原理について、従来例を
図６にて説明する。図６は直流高電圧発生装置を用いた
アーク溶接機及びプラズマ切断機の構成図で、１は第１
の直流電源装置、２は第２の直流電源装置、３は単方向
整流素子、４は電極、５は母材、６は起動スイッチ、７
は延長ケーブルの分布容量である。起動スイッチが押さ
れると、第１の直流電源装置１と第２の直流電源装置２
が動作し、第１の直流電源装置１から電極４と母材５間
に給電される電力に第２の直流電源装置２が発生する直
流高電圧を重畳する。そして、非接触で放電を開始し、
第１の直流電源装置１からの給電電力によりアーク起動
される。（特開平６−６３７４５号公報参照）
触点弧用直流高電圧発生装置と原理について、従来例を
図６にて説明する。図６は直流高電圧発生装置を用いた
アーク溶接機及びプラズマ切断機の構成図で、１は第１
の直流電源装置、２は第２の直流電源装置、３は単方向
整流素子、４は電極、５は母材、６は起動スイッチ、７
は延長ケーブルの分布容量である。起動スイッチが押さ
れると、第１の直流電源装置１と第２の直流電源装置２
が動作し、第１の直流電源装置１から電極４と母材５間
に給電される電力に第２の直流電源装置２が発生する直
流高電圧を重畳する。そして、非接触で放電を開始し、
第１の直流電源装置１からの給電電力によりアーク起動
される。（特開平６−６３７４５号公報参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６において、第２の
直流電源装置２による直流高電圧印加の際、単方向整流
素子３は、第２の直流電源装置２が発生する直流高電圧
の第１の直流電源装置１への侵入を防ぐ。しかし、単方
向整流素子３の耐圧以上の直流高電圧が印加された場
合、単方向整流素子３が破損する恐れがある。この単方
向整流素子３が破損した場合、直流高電圧の侵入により
第１の直流電源装置１が破壊する危険性がある。以上か
ら、単方向整流素子３の保護は重要であることがわか
る。
直流電源装置２による直流高電圧印加の際、単方向整流
素子３は、第２の直流電源装置２が発生する直流高電圧
の第１の直流電源装置１への侵入を防ぐ。しかし、単方
向整流素子３の耐圧以上の直流高電圧が印加された場
合、単方向整流素子３が破損する恐れがある。この単方
向整流素子３が破損した場合、直流高電圧の侵入により
第１の直流電源装置１が破壊する危険性がある。以上か
ら、単方向整流素子３の保護は重要であることがわか
る。
【０００４】大型構造物等の溶接施工時、非常に長い延
長ケーブルが必要になることが考えられる。その場合、
延長ケーブルの分布容量は大きくなる。図７はアーク溶
接機やプラズマ切断機において、直流高電圧印加時に火
花放電を起こしたときの放電電流Ｉ0を示している。図
７において、２、４、５、７は図６と同一である。放電
電流Ｉ0は、第２の直流電源装置２からの電流Ｉ1と、分
布容量からの電流ＩCの和になる。図７からわかるよう
に、分布容量が大きくなると、ＩCも大きくなる。する
と、誤って溶接施工者が感電を起こしたような場合、そ
の分布容量中に蓄えられた多量の電荷が人体に流れる可
能性がある。溶接施行者の安全を考慮した場合、この問
題の解決は急務であることがわかる。
長ケーブルが必要になることが考えられる。その場合、
延長ケーブルの分布容量は大きくなる。図７はアーク溶
接機やプラズマ切断機において、直流高電圧印加時に火
花放電を起こしたときの放電電流Ｉ0を示している。図
７において、２、４、５、７は図６と同一である。放電
電流Ｉ0は、第２の直流電源装置２からの電流Ｉ1と、分
布容量からの電流ＩCの和になる。図７からわかるよう
に、分布容量が大きくなると、ＩCも大きくなる。する
と、誤って溶接施工者が感電を起こしたような場合、そ
の分布容量中に蓄えられた多量の電荷が人体に流れる可
能性がある。溶接施行者の安全を考慮した場合、この問
題の解決は急務であることがわかる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記のアー
ク溶接機やプラズマ切断機の課題を解決するために、単
方向整流素子は第２の直流電源が発生する直流高電圧の
第１の直流電源への侵入を防ぐように配置し、電圧クラ
ンプ素子を単方向整流素子に並列接続し、単方向整流素
子、電圧クランプ素子、第２直流電源を、溶接負荷及び
切断負荷の直近においた。さらに、単方向整流素子の逆
漏れ電流の最大値を１ｍＡ以下にした。
ク溶接機やプラズマ切断機の課題を解決するために、単
方向整流素子は第２の直流電源が発生する直流高電圧の
第１の直流電源への侵入を防ぐように配置し、電圧クラ
ンプ素子を単方向整流素子に並列接続し、単方向整流素
子、電圧クランプ素子、第２直流電源を、溶接負荷及び
切断負荷の直近においた。さらに、単方向整流素子の逆
漏れ電流の最大値を１ｍＡ以下にした。
【０００６】
【発明の実施の形態】上記構成に置いて、電圧クランプ
素子を接続したことにより、第２の直流電源が発生する
直流高電圧の第１の直流電源への侵入を防ぐように配置
した単方向整流素子が保護される。一方、出力電圧が必
要以上に高くなることもない。また、たとえ、延長ケー
ブルを用いる際であっても、単方向整流素子、電圧クラ
ンプ素子、第２直流電源を溶接負荷及び切断負荷の直近
に置くことにより、延長ケーブルの分布容量の影響が無
くなり、人体への安全性が高まる。また、単方向整流素
子の逆漏れ電流の最大値を１ｍＡ以下にする事により、
高電圧のリークを防止でき、所定の高電圧を確保できる
ため、安定したアークスタートを得ることができる。
素子を接続したことにより、第２の直流電源が発生する
直流高電圧の第１の直流電源への侵入を防ぐように配置
した単方向整流素子が保護される。一方、出力電圧が必
要以上に高くなることもない。また、たとえ、延長ケー
ブルを用いる際であっても、単方向整流素子、電圧クラ
ンプ素子、第２直流電源を溶接負荷及び切断負荷の直近
に置くことにより、延長ケーブルの分布容量の影響が無
くなり、人体への安全性が高まる。また、単方向整流素
子の逆漏れ電流の最大値を１ｍＡ以下にする事により、
高電圧のリークを防止でき、所定の高電圧を確保できる
ため、安定したアークスタートを得ることができる。
【０００７】（実施の形態）以下、アーク溶接機につい
て説明する。
て説明する。
【０００８】図１及び図２に電圧クランプ素子を接続し
た主要回路図をしめす。図１及び図２において、１〜６
までは、図６と同一である。８は本発明で追加した電圧
クランプ素子である。単方向整流素子３に電圧クランプ
素子８を接続したことにより、クランプ電圧値以上の直
流高電圧が印加されると、電圧クランプ素子８がオン
し、単方向整流素子３にはクランプ電圧以上の電圧が印
加されることが無くなり、単方向整流素子３が保護され
る。出力側としても、クランプ電圧以上の電圧値が印加
されないので安全性の確保につながる。単数の単方向整
流素子３で直流高電圧への耐圧が不足する場合、図３に
示すように、単方向整流素子３と電圧クランプ素子８か
ら構成される回路を複数直列に接続することによって所
要の耐圧を得ることができる。図３において、１〜６ま
では、図６と同一である。８は図１と同一である。
た主要回路図をしめす。図１及び図２において、１〜６
までは、図６と同一である。８は本発明で追加した電圧
クランプ素子である。単方向整流素子３に電圧クランプ
素子８を接続したことにより、クランプ電圧値以上の直
流高電圧が印加されると、電圧クランプ素子８がオン
し、単方向整流素子３にはクランプ電圧以上の電圧が印
加されることが無くなり、単方向整流素子３が保護され
る。出力側としても、クランプ電圧以上の電圧値が印加
されないので安全性の確保につながる。単数の単方向整
流素子３で直流高電圧への耐圧が不足する場合、図３に
示すように、単方向整流素子３と電圧クランプ素子８か
ら構成される回路を複数直列に接続することによって所
要の耐圧を得ることができる。図３において、１〜６ま
では、図６と同一である。８は図１と同一である。
【０００９】図４及び図５に、第２の直流電源装置２及
び単方向整流素子３を溶接負荷及び切断負荷の直近に置
いた主要回路図を示す。図４及び図５において、１〜７
は図６と同一、８は電圧クランプ素子、９は第２の直流
電源装置２と単方向整流素子３と電圧クランプ素子８か
ら構成される直流高電圧発生装置である。第２の直流電
源装置２を溶接負荷及び切断負荷の直近におくことによ
り、延長ケーブルの分布容量は、図４に示す位置にな
る。この分布容量は、直流高電圧発生装置９で充電され
ることがなく、溶接施工者にとって、分布容量の影響が
無くなり、感電時、人体に多量の電荷が流れる危険がな
くなる。
び単方向整流素子３を溶接負荷及び切断負荷の直近に置
いた主要回路図を示す。図４及び図５において、１〜７
は図６と同一、８は電圧クランプ素子、９は第２の直流
電源装置２と単方向整流素子３と電圧クランプ素子８か
ら構成される直流高電圧発生装置である。第２の直流電
源装置２を溶接負荷及び切断負荷の直近におくことによ
り、延長ケーブルの分布容量は、図４に示す位置にな
る。この分布容量は、直流高電圧発生装置９で充電され
ることがなく、溶接施工者にとって、分布容量の影響が
無くなり、感電時、人体に多量の電荷が流れる危険がな
くなる。
【００１０】図８は、単方向整流素子３の逆漏れ電流の
最大値を１ｍＡ以下にすると、約４．５ｋＶの出力電圧
を得れることを示している。さらに、図９は電極母材間
電圧が４．５ｋＶの場合、アークスタート成功率は、ほ
ぼ１００％であることを示している。よって、安定した
アークスタート起動性を得ることが出きる。
最大値を１ｍＡ以下にすると、約４．５ｋＶの出力電圧
を得れることを示している。さらに、図９は電極母材間
電圧が４．５ｋＶの場合、アークスタート成功率は、ほ
ぼ１００％であることを示している。よって、安定した
アークスタート起動性を得ることが出きる。
【００１１】図９の測定条件 ・出力電流 ５０Ａ ・電極トリア入りタングステン ２．４ｍｍφ ・Ａｒガス ５リットル／分 ・電極母材間距離 ３ｍｍ なお、本実施の形態ではアーク溶接機について説明した
が、プラズ切断機についても、同様の構成で同様の効果
を得ることができる。
が、プラズ切断機についても、同様の構成で同様の効果
を得ることができる。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明は、アーク溶接機及
びプラズマ切断機において、第２の直流電源が発生する
直流高電圧の第１の直流電源への侵入を防ぐように配置
した単方向整流素子を保護することにより、溶接機本体
を保護し、安定したアークスタート性を得、また単方向
整流素子、電圧クランプ素子、第２直流電源を溶接負荷
及び切断負荷の直近に置くことにより、溶接施工者の安
全も高めることができる。
びプラズマ切断機において、第２の直流電源が発生する
直流高電圧の第１の直流電源への侵入を防ぐように配置
した単方向整流素子を保護することにより、溶接機本体
を保護し、安定したアークスタート性を得、また単方向
整流素子、電圧クランプ素子、第２直流電源を溶接負荷
及び切断負荷の直近に置くことにより、溶接施工者の安
全も高めることができる。
【図１】本発明の実施の形態を示す電圧クランプ素子を
接続したアーク溶接機及びプラズマ切断機の主要構成図
接続したアーク溶接機及びプラズマ切断機の主要構成図
【図２】本発明の他の実施の形態を示す電圧クランプ素
子を接続したアーク溶接機及びプラズマ切断機の主要構
成図
子を接続したアーク溶接機及びプラズマ切断機の主要構
成図
【図３】本発明の実施の形態を示す単方向整流素子、電
圧クランプ素子接続図
圧クランプ素子接続図
【図４】本発明の実施の形態を示す高電圧回路図
【図５】本発明の他の実施の形態を示す高電圧回路図
【図６】従来の直流高電圧発生装置を用いたアーク溶接
機及びプラズマ切断機の主要構成図
機及びプラズマ切断機の主要構成図
【図７】従来の火花放電時等価回路図
【図８】単方向整流素子の逆漏れ電流−出力電圧相関図
【図９】電極母材間電圧−アークスタート成功率相関図
１ 第１の直流電源装置 ２ 第２の直流電源装置 ３ 単方向整流素子 ４ 電極 ５ 母材 ６ 起動スイッチ ７ 延長ケーブルの分布容量 ８ 電圧クランプ素子 ９ 直流高電圧発生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 10/00 ５０３ Ｂ２３Ｋ 10/00 ５０３ Ｆ１６Ｐ 1/06 Ｆ１６Ｐ 1/06 (72)発明者 木元 一夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 河合 直樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−93475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−141854（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−154519（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34277（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−94160（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−83632（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/067 B23K 9/073 B23K 9/10 B23K 10/00 F16P 1/06
Claims (4)
- 【請求項１】 垂下特性または準定電圧特性を有する第
１の直流電源の出力を、単方向整流素子を介して溶接負
荷に供給し、かつ前記溶接負荷に直流高電圧印加用垂下
特性型の第２の直流電源を接続し、前記第１の直流電源
と前記第２の直流電源の間に前記単方向整流素子を配置
し、アーク起動時は、前記第２の直流電源から前記溶接
負荷に直流高電圧を印加し、アーク発生後第２の直流電
源を停止するよう構成したアーク溶接機において、前記
単方向整流素子は前記第２の直流電源が発生する直流高
電圧の前記第１の直流電源への侵入を防ぐように配置
し、電圧クランプ素子を前記単方向整流素子に並列接続
し、前記単方向整流素子、前記電圧クランプ素子、前記
第２の直流電源を前記溶接負荷の直近に配置したことを
特徴とするアーク溶接機。 - 【請求項２】 垂下特性または準定電圧特性を有する第
１の直流電源の出力を、単方向整流素子を介して溶接負
荷に供給し、かつ前記溶接負荷に直流高電圧印加用垂下
特性型の第２の直流電源を接続し、前記第１の直流電源
と前記第２の直流電源の間に前記単方向整流素子を配置
し、アーク起動時は、前記第２の直流電源から前記溶接
負荷に直流高電圧を印加し、アーク発生後第２の直流電
源を停止するよう構成したアーク溶接機において、前記
単方向整流素子は前記第２の直流電源が発生する直流高
電圧の前記第１の直流電源への侵入を防ぐように配置
し、電圧クランプ素子を前記単方向整流素子に並列接続
し、前記単方向整流素子に４．５ｋＶの逆バイアス電圧
を印加したときに生じる逆漏れ電流の最大値を１ｍＡ以
下にしたことを特徴とするアーク溶接機。 - 【請求項３】 垂下特性または準定電圧特性を有する第
１の直流電源の出力を、単方向整流素子を介して切断負
荷に供給し、かつ前記切断負荷に直流高電圧印加用垂下
特性型の第２の直流電源を接続し、前記第１の直流電源
と前記第２の直流電源の間に前記単方向整流素子を配置
し、アーク起動時は、前記第２の直流電源から前記切断
負荷に直流高電圧を印加し、アーク発生後第２の直流電
源を停止するよう構成したプラズマ切断機において、前
記単方向整流素子は前記第２の直流電源が発生する直流
高電圧の前記第１の直流電源への侵入を防ぐように配置
し、電圧クランプ素子を前記単方向整流素子に並列接続
し、前記単方向整流素子、前記電圧クランプ素子、前記
第２直流電源を前記切断負荷の直近に配置したことを特
徴とするプラズマ切断機。 - 【請求項４】 垂下特性または準定電圧特性を有する第
１の直流電源の出力を、単方向整流素子を介して切断負
荷に供給し、かつ前記切断負荷に直流高電圧印加用垂下
特性型の第２の直流電源を接続し、前記第１の直流電源
と前記第２の直流電源の間に前記単方向整流素子を配置
し、アーク起動時は、前記第２の直流電源から前記切断
負荷に直流高電圧を印加し、アーク発生後第２の直流電
源を停止するよう構成したプラズマ切断機において、前
記単方向整流素子は前記第２の直流電源が発生する直流
高電圧の前記第１の直流電源への侵入を防ぐように配置
し、電圧クランプ素子を前記単方向整流素子に並列接続
し、前記単方向整流素子に４．５ｋＶの逆バイアス電圧
を印加したときに生じる逆漏れ電流の最大値を１ｍＡ以
下にしたことを特徴とするプラズマ切断機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07342820A JP3104601B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | アーク溶接機及びプラズマ切断機 |
| US08/773,853 US5852278A (en) | 1995-12-28 | 1996-12-27 | Arc welding and arc plasma cutting machines having improved DC high-voltage generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07342820A JP3104601B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | アーク溶接機及びプラズマ切断機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182960A JPH09182960A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3104601B2 true JP3104601B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=18356747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07342820A Expired - Fee Related JP3104601B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | アーク溶接機及びプラズマ切断機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104601B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8133921B2 (en) | 1997-04-30 | 2012-03-13 | Mcpartland Tor | Edible plant extract based insecticidal composition |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6083246B2 (ja) * | 2013-02-05 | 2017-02-22 | Tdk株式会社 | 溶接装置 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP07342820A patent/JP3104601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8133921B2 (en) | 1997-04-30 | 2012-03-13 | Mcpartland Tor | Edible plant extract based insecticidal composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09182960A (ja) | 1997-07-15 |
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