JPH0349807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、直流電源を用いてアーク溶接、切
断、加熱などの加工を行う装置においてアークの
起動時に加工用電極と被加工物またはパイロツト
アーク用補助電極との間の空隙の絶縁を破壊して
アークを起動させるために用いる高周波発生ユニ
ツトの改良に関するものである。

従来の技術 高周波発生ユニツトとしては従来から第３図に
示すように交流電源を入力し、入力電圧を昇圧変
圧器によつて数千ボルトに昇圧した後に火花ギヤ
ツプとコンデンサおよびカツプリングコイルにて
高周波電圧に変換するとともにカツプリングコイ
ルによつて加工用電源の出力に重畳させるものが
用いられている。（例えば実公昭38−14329号公
報）。同図においては１はアーク加工用電源であ
り、図の場合は交流出力の電源を用いる。２は電
流制限用抵抗器、３は昇圧変圧器、４はコンデン
サ、５は火花ギヤツプ、６はカツプリングコイル
であり発生した高周波高電圧を加工回路に重畳す
るための空心変圧器である。７は高周波バイパス
用のコンデンサ、８は加工用電極、９は被加工物
である。図において加工開始に際して電極８を被
加工物９に近づけた状態で交流電源１を起動する
と、この交通電源１の出力は電極８と被加工物９
との間に印加されるとともに電流制限抵抗器２を
経て昇圧変圧器３の一次巻線３ｐにも供給され
る。この交流電圧は数千ボルトの高電圧に変換さ
れてコンデンサ４を充電する。コンデンサ４の端
子電圧が火花ギヤツプ５の放電開始電圧に達する
とコンデンサ４の充電電荷は火花ギヤツプ５およ
びカツプリングコイル６の１次巻線６ａを通して
放電する。このときコンデンサ４、火花ギヤツプ
５およびカツプリングコイル６は振動条件（共振
周波数数メガヘルツ程度）を満足するような各定
数が定められているので放電電流は数メガヘルツ
の高周波となり、この高周波電圧がカツプリング
コイル６を介して電極８と被加工物９との間に交
流電源１の出力に重畳した形で供給される。相互
に接近した状態に保たれた電極８と被加工物９と
の間の間隙の絶縁はこの高周波電圧によつて破壊
され微少な火花放電が発生し、この火花放電によ
つて交流電源１からの主アークが誘発されてアー
ク加工が開始される。

考案が解決しようとする問題点 従来の装置は上記のように動作するので必らず
交流電源が必要であり、したがつて加工用電源が
直流を出力するものである場合には別途に交流電
源を供給する必要があつた。また、高周波電圧が
交流電源を直接昇圧して用いるものであるために
交流電源の波高値によつて得られる高周波電圧の
波高値が刻々変化し、かつ交流電源の瞬時値の低
い位相においてはコンデンサ４の端子電圧が十分
に上昇せず火花ギヤツプの放電開始電圧に達しな
い期間がある。このために交流電源の電圧波形の
零点を含む前後の期間においては高周波電圧の発
生が中断する期間となる。このために主アークへ
の移行が遅れ主アークの確立までに比較的長い時
間を要し、この間に周辺機器への高周波誘導や放
射による障害が著しくなる。

問題点を解決するための手段 本考案は、直流電源により動作し、直流電源を
コンデンサに充電し、このコンデンサの端子電圧
が所定値となつたときに充電々荷を昇圧変圧器の
１次巻線を通して放電することによつて昇圧変圧
器の２次巻線に高電圧を得てこの高電圧を火花ギ
ヤツプ、コンデンサおよびカツプリングコイルか
らなる振動回路にて高周波に変換することによつ
て上記従来装置の問題点を解決したものである。

実施例 第１図に本考案の高周波発生ユニツトの一実施
例を使用したときのアーク加工装置の例を接続図
にて示す。同図において１はアーク加工用電源で
あるが、第３図の従来装置の場合と異なり、直流
電源を適用する。２ないし９は第３図の従来装置
と同機能のものを示す。１０は加工用電流の流通
を検出する加工電流検出器であり、１１は加工電
流検出器１０の出力接点で加工電流検出器１０が
加工電流を検出していないときのみ閉じる。１２
はコンデンサであり、以後振動回路を構成するコ
ンデンサ４と区別するためにコンデンサ４を第１
のコンデンサ、コンデンサ１２を第２のコンデン
サと呼ぶ。１３はトランジスタやサイリスタなど
のスイツチング素子であり、第２のコンデンサ１
２の電荷を昇圧変圧器３の１次巻線３ｐを通して
放電するように図示の極性に接続される。１４は
ダイオードであり、第２のコンデンサ１２の放電
時に振動電流をバイパスするようスイツチング素
子１３とは逆の極性であり並列に接続されてい
る。１５，１６は抵抗器、１７は定電圧ダイオー
ドであり、図示のように直列接続されて第２のコ
ンデンサ１２が所定電圧まで充電されたときにス
イツチング素子１３を導通させる点弧回路を構成
し抵抗器１６の端子電圧がスイツチング素子１３
の点弧信号として供給される。１８は第１の入力
端子であり直流電源１の負出力端子に電力ケーブ
ルによつて接続される。１９は第２の入力端子で
あり直流電源１の正出力端子と被加工物９とを結
ぶ電力ケーブルの途中または被加工物９に直接接
続される。２０は出力端子であり加工用電極８に
電力ケーブルによつて接続される。なお同図にお
いて点線で囲んだ部分が本考案のアーク加工用高
周波発生ユニツトに相当する。

第１図の実施例において、加工用電極８を被加
工物に接近させた状態で直流電源１の出力を開始
するとこの出力は電極８と被加工物９との間に印
加されると同時に入力端子１８，１９にも印加さ
れる。このとき電極８と被加工物９とが短絡して
いないので両者は絶縁状態にあり、したがつて加
工電流検出器１０の出力接点１１は閉じたままで
ある。このため直流電源１の出力電圧によつて第
２のコンデンサ１２は充電され、この第２のコン
デンサ１２の端子電圧は急速に上昇する。第２の
コンデンサ１２の端子電圧が定電圧ダイオード１
７のツエナー電圧を超えるとスイツチング素子１
３に点弧電流が流れて導通する。このスイツチン
グ素子１３の導通によつて第２のコンデンサ１２
に充電されていた電荷はスイツチング素子１３お
よび昇圧変圧器３の１次巻線３ｐを通して放電
し、この放電電流によつて昇圧変圧器３の２次巻
線３ｓには高電圧が誘起される。この高電圧は第
１のコンデンサ４、火花ギヤツプ５およびカツプ
リングコイル６の１次巻線６ａからなる高周波振
動回路によつて高周波電圧となつてカツプリング
コイル６の２次巻線を介して電極８と被加工物９
との間に供給される。電極８と被加工物９との間
の絶縁がこの高周波高電圧によつて破られ微少な
火花放電を発生し、これによつて主アーク放電が
誘発される。

一方スイツチング素子１３は第２のコンデンサ
１２と昇圧変圧器３とからなる回路によつて放電
電流が振動するので、この振動電流の極性が逆転
するときにダイオード１４の順方向電圧降下によ
つて逆バイアスされて遮断する。このスイツチン
グ素子１３の遮断により第２のコンデンサ１２の
充電が再び開始され、その端子電圧が定電圧ダイ
オード１７のツエナー電圧に達すると再びスイツ
チング素子１３が導通して上記の動作がくりかえ
される。したがつて制限抵抗器２、コンデンサ１
２の定数を適当に定めることによつて発振周期が
決定される。この発振周期を数メガヘルツに設定
することによつて万一作業者が電極に触れても危
険な感電事故に至らずにすむようにできる。

なお第１図においては電極８側を被加工物９に
対して負電位とする場合についての接続例を示し
たが、電極と被加工物との極性を逆にして使用す
るときにはスイツチング素子１３、ダイオード１
４および定電圧ダイオード１７の極性を逆にする
必要がある。このような不便を防止するためには
入力端子１８，１９の直後に両波整流回路を挿入
しこの両波整流回路の直流出力を制限抵抗器２に
また負出力をダイオード１４のアノードが接続さ
れているラインに供給すれば加工電源の出力極性
が正逆いずれであつても同一接続でよい。

第２図はこのようにしたときの実施例を示す接
続図であり、図示のように両波整流器２１を入力
部に設けた以外は第１図の実施例と同様であるの
で詳細な説明は省略する。

また第１図および第２図において第１のコンデ
ンサ４と火花ギヤツプ５とを入れかえても同様の
動作をすることはいうまでもない。

さらに本考案の高周波発生ユニツトは、プラズ
マアーク加工装置のように主アークの発生に先立
ち主電極と補助電極との間にパイロツトアークを
点じておき、このパイロツトアークによつて主加
工アークを発生させるものにおいて、パイロツト
アークの点火にも使用することができる。この場
合は第２の入力端子を被加工物に接続する以外に
パイロツトアーク用の補助電極につながるケーブ
ルから得てもよい。この場合には入力電圧を共に
加工具（プラズマトーチ）側から得られるので配
線が簡単となる。

考案の効果 本考案においてはアーク加工用直流電源の直流
出力を電源としてコンデンサとスイツチング素子
とにより一種のし張発振を行なわせることによつ
て高周波高電圧を得るようにしたので、高周波発
生ユニツトの電源として別途に交流電源を用意す
る必要がなく、かつ直流を電源とするために得ら
れる高周波の波高値が極めて安定したものが得ら
れるので、アークの起動に際して高周波発生から
主アーク誘発までの時間が短縮され、周辺機器に
対する障害を低減できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の高周波発生ユニツトの実施例
を使用したアーク加工装置の例を示す接続図、第
２図は別の実施例を示す接続図、第３図は従来の
装置を示す接続図である。 １……加工用電源、３……昇圧変圧器、４……
第１のコンデンサ、５……火花ギヤツプ、６……
カツプリングコイル、７……バイパスコンデン
サ、１０……加工電流検出器、１２……第２のコ
ンデンサ、１３……スイツチング素子、２１……
両波整流器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) アーク加工用直流電源と加工用電極とを結ぶ
   電力ケーブルの途中に接続して高周波高電圧を
   前記直流電源の出力に重畳してアークの起動を
   補助するアーク加工用高周波発生ユニツトにお
   いて、前記直流電源の出力端子の一方と電力ケ
   ーブルにて接続される第１の入力端子と、前記
   入力端子と前記加工用電極に接続される出力端
   子との間に接続されるカツプリングコイルの２
   次巻線と、前記直流電源の他方の出力端子と被
   加工物とを結ぶ電力ケーブルの途中または前記
   被加工物に接続される第２の入力端子と、第１
   のコンデンサ、火花ギヤツプおよび前記カツプ
   リングコイルの１次巻線を直列接続した高周波
   振動回路と、前記高周波振動回路の第１のコン
   デンサまたは火花ギヤツプと並列に接続された
   昇圧変圧器の２次巻線と、前記第１の入力端子
   と出力端子との間に設けられた加工電流検出器
   と、前記加工電流検出器が加工電流を検出して
   いないときに前記第１の入力端子に供給される
   前記直流電源の出力電圧によつて充電される第
   ２のコンデンサと、前記第２のコンデンサと直
   列に接続された前記昇圧変圧器の１次巻線と、
   前記第２のコンデンサの充電電荷を前記昇圧変
   圧器の１次巻線を通して放電するスイツチング
   素子と、前記第２のコンデンサの端子電圧が所
   定値に達したときに前記スイツチング素子を導
   通させる点弧回路と、前記第１の入力端子と第
   ２の入力端子との間に接続された高周波バイパ
   ス用コンデンサとを具備したアーク加工用高周
   波発生ユニツト。 (2) 前記第１および第２の入力端子部には前記バ
   イパスコンデンサと並列に両波整流回路が設け
   られている実用新案登録請求の範囲第１項に記
   載のアーク加工用高周波発生ユニツト。