JPH0327746Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は野外作業用のエンジン駆動型エアープ
ラズマ切断機の始動時負荷軽減装置に関する考案
であり、特に冬期の寒冷時において、エンジンを
始動する際、機械的、電気的な負荷を無負荷状態
とし、エンジンを良好に起動すると共に、エンジ
ンが正常運転となつた時は直ちに全ての回路が正
常になるようにしたエンジン駆動型エアープラズ
マ切断機の始動時負荷軽減装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、切断作業の作動ガスとして、制御が簡単
な圧縮空気を用いたエアープラズマ切断装置が多
く使用されて来ている。しかし、現在使用されて
いる装置は商用電源が施設された屋内専用の装置
であり、商用電源が施設されていない野外でも作
業出来る野外専用のエアープラズマ切断機の要望
が多くなつて来ている。

野外専用のエアープラズマ切断機の開発に当つ
て、エンジンをエアープラズマ切断用の電源装置
の発電機と圧縮機の駆動源として用いなくてはな
らず、特に冬期の寒冷時において、エンジンの始
動の容易さが問題となつて来る。

一般に、エンジンを駆動源とする野外での作業
機にあつては、道路工事としてのエンジン圧縮
機、溶接工事としてのエンジン発電機及び照明，
電動工具用電源としてエンジン発電機等が使用さ
れている。

上記の野外作業機における、エンジン圧縮機に
あつてはエンジン始動時はエアータンク内の残留
空気を、手動若しくはエンジン油圧を利用した自
動放出弁により大気に放出して負荷を軽減し、エ
ンジンの始動を良好にし、又、エンジン溶接機及
び発電機にあつては自励式発電機を用い、バツテ
リはエンジンの始動時のみに使用し、運転中はオ
ルターネータによりたえず充電されている為、冬
期の寒冷時でも満充電を維持することができ、エ
ンジンを問題なく始動することができた。

エンジン圧縮機のエアータンク内に留つた水又
は油の排出にあたつても手動でコツクを開閉し、
冬期の凍結を防止すると同時にエンジン始動時に
はレシーバータンク内に圧力がかからないように
していた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の寒冷時におけるエンジン始動の
負荷軽減対策を実施しても、野外専用のエンジン
駆動型エアープラズマ切断機を開発するには下記
の問題がある。

(1) エンジン圧縮機のエアータンクの残留空気を
手動弁により放出する場合、エンジン始動前に
エアータンク内の残留空気を手動で放出し、始
動時は閉じた場合、第３図に示す如く、１回の
エンジンスタートでエンジンが起動した場合は
問題ないが、１回でかからず、数回エンジンス
イツチを操作し、クランキングを行なつた場合
はそのたびにエアータンク内の圧力が上昇する
と共に、エンジン始動用のバツテリ容量も低下
し、エンジンが始動不能となる虞れを生じる。

(2) エンジン圧縮機のエアータンクの残留空気を
自動放出弁により放出する場合、自動放出弁は
エンジン運転中、エンジン油圧で自動放出弁の
ダイヤフラムにより弁座を押しつけ、エアータ
ンク内の空気圧を閉鎖している。エンジンを停
止させるとエンジン油圧は低下して、エアータ
ンク内の空気は弁を押し開いて大気中に放出さ
れる。

即ち、エンジン油圧を利用して自動放出弁を
動作させている為、エンジン停止後、３〜４分
経過しないとエアータンク内の残留空気は放出
されず、道路工事のコンクリートブレーカ等に
使用されている大型のエンジンコンプレツサに
おいては頻繁にエンジンを停止することはない
ので問題はないが、本考案に係るエアープラズ
マ切断作業においてはエンジンを短いサイクル
で運転する作業が多い為、エンジン油圧を利用
した機械的な自動放出弁ではエアータンク内の
残留空気の放出に時間がかかるという問題を生
じていた。

(3) エンジン圧縮機のエアータンク内に貯つた水
や油を排出する場合手動で行なつている。この
為もし操作を怠ると、特に冬期の寒冷時には、
エアータンク乃至圧縮空気の配管内に留つた水
が凍結して、エアータンク内に圧力がかかつた
と同じ状態となり、前記のようにエンジンを始
動しにくくする虞れを生じる。又、エンジン圧
縮機をコンクリートブレーカの駆動源として使
用する時には、多少の油及び水分がふくまれて
いたとしても、コンクリートの破砕作業では何
ら不都合な点はないが、エアープラズマ切断作
業において、水分を含んだ圧縮空気が切断トー
チから母材に射出された場合は、切断性能に悪
影響をおよぼし、切断不良の結果をまねくとい
う大きな問題が生じる。

(4) エアープラズマ切断用発電機を他励磁方式と
する場合、エンジン始動用のバツテリを励磁又
は切断特性の制御電源として使用する場合が多
い。従来のエンジン発電機およびエンジン溶接
機にあつてはエンジンで駆動されるものは発電
機のみであつたため、寒冷時に於てバツテリ容
量が低下していても、発電機の励磁回路を切り
離す必要はなく問題なく始動することができ
た。一方エアープラズマ切断機にあつては発電
機の他に圧縮機を同時に起動する必要があり更
に、エアープラズマ切断の特性を制御するため
に大容量の半導体制御素子を使用している。こ
のためバツテリを電源として、その制御部分を
冷却する電動フアンを具備する必要がある。

上記のように野外で使用されるエンジン駆動型
エアープラズマ切断機には寒冷時の使用に耐える
ような機械的対策はもとより、電気的にもエンジ
ンが起動する時はバツテリの全ての負荷を切り離
し、エンジンが運転状態に達した時には直ちに正
常なる回路に接続されることが必要であつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

そこで、本考案は、上記事情に鑑み、エアープ
ラズマ切断に使用する圧縮機のエアータンクに対
してはエアータンク内の残留空気と水乃至油をエ
ンジン停止と同時に両方共、自動的に大気中に放
出し、更にエンジンバツテリに接続されている負
荷を切り離し、寒冷時にエンジンが確実に始動可
能な、エンジン駆動型エアープラズマ切断機の始
動時負荷軽減装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は上記目的を達成すべく用いる手段は、
エンジンによつて駆動されるエアープラズマ切断
用の発電機とエアープラズマ切断用の圧縮機を備
えた、エンジン駆動型エアープラズマ切断機にお
いて、前記圧縮機が具備する、エアータンクの底
部に電磁ブローオフバルブを固設し、該電磁ブロ
ーオフバルブおよび発電機の励磁と電動フアンの
電源とをオルターネータの充電出力端子を介して
エンジン始動用バツテリに接続したことを特徴と
するエンジン駆動型エアープラズマ切断機の始動
時負荷軽減装置である。

〔作用〕

本考案は上記手段を用いることにより、エンジ
ン駆動型エアープラズマ切断機が停止すると、エ
ンジンによつて駆動されていたオルターネータも
停止し該オルターネータの出力信号は無出力とな
り、その出力端子に接続されていた電磁ブローオ
フバルブ及び発電機回路及び電動フアンは直ちに
バツテリ回路より切り離され、圧縮機のエアータ
ンク内の残留空気及び水や油は外部に放出され、
機械的，電気的に無負荷状態となる。従つて、エ
ンジンを始動する際は常に無負荷状態となつてい
る為、特に寒冷時等、バツテリ容量が低下してい
る時でも確実にエンジンを起動することが出来
る。

エンジンが正常な運転状態に達するとオルター
ネータの出力端子より信号が発生し、電磁ブロー
オフバルブ及び発電機回路と電動フアンはバツテ
リ電源に接続され、直ちにエアープラズマ切断作
業を開始出来る状態を維持する。

〔実施例〕

以下に、本考案に係るエンジン駆動型エアープ
ラズマ切断機の始動時における負荷軽減装置の一
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、２は該エンジン１で駆動され
るエアープラズマ切断用発電機（以下発電機と記
す）である。発電機２の出力は、図示しない整流
装置を介して定電流制御回路を構成してプラズマ
切断制御装置３に接続され、出力端子Ａ，Ｂ，Ｃ
によりプラズマ切断を制御している。該出力端子
Ａ，Ｂはエアープラズマ切断用トーチ４に、出力
端子Ｃは被切断物５に接続され、後に説明する圧
縮空気を噴出しながらエアープラズマ切断を行な
う一般的なる回路である。

前記発電機２の励磁電源はエンジン始動用バツ
テリ６を電源とし、可変抵抗器VRを介して該発
電機２の界磁巻線Fgに接続されている。

一方、エンジン１には前記発電機２の他にベル
ト７によつて駆動するコンプレツサ８が結合され
ている。該コンプレツサ８によつて圧縮された空
気はアンローダバルブ９を経てエアータンク１０
にて貯蔵され、レギユレータ１１及び圧力スイツ
チ１２を経てトーチ４に配管され、プラズマ切断
作業に於て、エアーを噴射する構成となつてい
る。

以上説明した構成はエアープラズマ切断装置と
しての一般的な構成であり、エンジン１を始動す
る場合は前記バツテリ６を電源としてキースイツ
チを「ON」にすると、リレー１４が動作し、そ
の接点１４ａを閉成し、スタータモータ１５を始
動し、エンジンを始動すると同時にオルターネー
タ１６が回転しバツテリ６を充電する回路となつ
ている。

前記オルターネータ１６の充電回路には、本考
案の目的とするエンジン始動時の負荷軽減装置を
備えている。即ち、１７はエンジン停止時にエア
ータンク内に留つた残留圧縮空気及び水又は油を
外部に放出する目的で取りつけた電磁ブローオフ
バルブであり、１７ａは該電磁ブローオフバルブ
の駆動巻線であり、オルターネータ１６の充電回
路に接続されている。１６ａ，１６ｂは該オルタ
ーネータ１６の出力端子である。

更にオルターネータ１６の充電回路には、エア
ープラズマ切断の制御装置の電子部品を強制冷却
する為の電動フアン１８とリレー１９、その接点
１９ａ，１９ｂが接続され、エンジン１の始動時
にはリレー１９の接点１９ａ，１９ｂの開路によ
りコンプレツサ８，発電機２，電動フアン１８は
無負荷で運転される構成となつている。第２図は
電磁ブローオフバルブをエアータンクの底部に取
りつけた一部断面図であり、ａは開動作，ｂは閉
動作を示し、１７ａは電磁ブローオフバルブの駆
動巻線，２０はプランジヤ，２１はコアー，２２
はスプリングである。

次に動作について説明する。

(1) エンジン停止時 第１図はエンジン停止時を示した回路であり、
即ち、リレー１９及び１４の接点開放により発電
機１の界磁巻線Fg，電動フアン１８，電磁ブロ
ーオフバルブ１７は切離された状態にある。

従つて、エアータンク１７の底部に取り付けら
れた電磁ブローオフバルブ１７は第２図Ａに示す
如く、駆動巻線１７ａは無通電状態であり、バネ
２２によりプランジヤ２０はコアー２１より離
れ、弁座Ｂが開きエアータンク１７内の空気及び
水等は外部に放出される。

(2) エンジン始動 エンジン１を始動するにあたつて、キースイツ
チ１３を閉路にすると、バツテリ６の電源により
リレー１４が作動し、該接点１４ａが閉じ、スタ
ータモータ１５が回転し、エンジン１を始動す
る。

この場合、オルターネータ１６も回転するが該
オルターネータ１６の出力端子１６ａ，１６ｂは
低速回転である故規定電圧に達せず従つて、電磁
ブローオフバルブ１７の駆動巻線１７ａは通電さ
れず開弁の状態を維持し続け、電動フアン１８も
停止状態であり発電機１の界磁巻線Fgに対して
もリレー１９は断路状態である為、その接点１９
ａ，１９ｂは開路のままである。

(3) 運転状態 クランキングを脱し、緩機運転速度に達する
と、オルターネータ１６の出力端子１６ａ，１６
ｂ間に規定の電圧が発生し、電磁ブローオフバル
ブ１７の駆動巻線１７ａは通電され、第２図Ｂに
示す如くプランジヤ２０がコアー２１に吸着さ
れ、弁座Ｂが閉じ空気及び水は遮断される。同時
に電動フアンが回転し、リレー１９も励磁され該
接点１９ａ，１９ｂを閉路し、発電機１は励磁さ
れ、エアープラズマ切断機は定常運転に入る。

〔考案の効果〕

以上説明した通り、エンジンを始動する際は電
動フアンはバツテリから切り離され、又、発電機
の励磁回路も切り離されており、バツテリの電圧
降下を極力おさえ電気的にエンジン始動を確実に
出来る。更に、エンジンを停止すると同時に電磁
ブローオフバルブにより、エアータンク内の残圧
を外部に自動的に放出する為、エンジンを始動す
る場合コンプレツサは無負荷で運転される故、特
に寒冷時におけるエンジン始動にあたつてバツテ
リの容量低下にもかかわらず、エンジンを容易に
始動することが出来る。

エンジン停止中に、エアータンク内の水は外部
に放出される為作業中エアープラズマ切断トーチ
より水分は噴出されず切断不良をおこすことはな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例のエンジン駆動型エアー
プラズマ切断機の始動時負荷軽減装置の回路図、
第２図は電磁ブローオフバルブの動作説明図、第
３図はエアータンク内の空気を防止せずにエンジ
ンをスタートする場合のエアータンク内の圧力と
クランキング回転数の関係を示したグラフであ
る。 １……エンジン、２……エアープラズマ切断用
発電機、３……制御装置、４……エアープラズマ
切断用トーチ、６……エンジン始動用バツテリ、
８……コンプレツサ、１０……エアータンク、１
４……リレー、１５……エンジンスタータ、１６
……オルターネータ、１７……電磁ブローオフバ
ルブ、１７ａ……電磁ブローオフバルブの駆動巻
線、１８……電動フアン、１９……リレー、Fg
……界磁巻線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンによつて駆動されるエアープラズマ切
   断用の発電機とエアープラズマ切断用圧縮機を備
   えたエンジン駆動型エアープラズマ切断機におい
   て、 前記圧縮機が具備するエアータンクの底部に電
   磁ブローオフバルブを固設し、該電磁ブローオフ
   バルブ及び前記発電機の励磁と電動フアンの電源
   とをエンジンが具備するオルターネータの充電出
   力端子を介してエンジン始動用のバツテリ回路に
   接続したことを特徴とするエンジン駆動型エアー
   プラズマ切断機の始動時負荷軽減装置。