JPH039901Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、プラズマトーチを有したエアープラ
ズマ切断装置に使用される、所謂フエイルセーフ
タイプの安全監視装置に関する。

［従来の技術］ この種の安全監視装置は、すでに公知である
が、その一例をあげると、切断電源装置電源の
ON−OFFの確認，切断電源装置の過熱の確
認，切断電源装置の過電流の確認，プラズマ
トーチのシールドカツプのON−OFFの確認を行
つた後、作動ガスの噴出の有無を確認し、これ
らの条件がすべて成立した時に、プラズマトーチ
のスイツチ投入を許容して切断装置の駆動を可能
にする一方、切断時においては上記いずれかの条
件が成立しなくなつた時に、アークプラズマの発
生を直ちに停止して自動的に切断作業を停止する
ようにしたものが存在する。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の安全監視装置では、作動
ガスの噴出の有無を瞬時に判断するために、ガス
バルブの上流側に圧力スイツチを設けて、作動ガ
スのON−OFF検出手段としているため、ガスバ
ルブが万一故障した時には、その異常事態を検出
できずにプラズマトーチのスイツチの投入を許容
してしまうことがあり、ために作動ガスが噴出さ
れていない時にアークプラズマを発生してトーチ
を過熱損傷させてしまうなどの問題点を生じてい
る。

しかして、本考案はこのような異常事態の発生
を未然に防止しようとする安全監視装置を提供す
ることを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本考案では、以上の問題点は、以下のごとき構
成を備えた安全監視装置によつて解決される。

すなわち、 １ 作動ガスの有無を確認するために圧力スイツ
チをガスバルブの下流側に設けること、 ２ トーチスイツチの投入は、切断電源装置の入
力電圧適正値監視回路からのON−OFF検出手
段，切断電源装置の過熱検出手段、切断電源装
置の過電流検出手段、及びプラズマトーチのシ
ールドカツプのON−OFF検出手段を設けて、
すべての検出手段からの信号の論理積判断が成
立した時に、許容されるように構成すること、 ３ プラズマトーチのスイツチが投入された後に
は、直ちに起動（ここでは、アークプラズマを
発生させたり、パイロツトアークを発生させた
りしてプラズマ切断を行うことを意味する）で
きないようにし、プラズマトーチの投入後、上
記圧力スイツチの信号が許容条件を充した時
に、はじめて起動を可能にするように構成する
こと、 ４ また、切断電源装置の起動が可能となり、切
断作業が行われている最中において、圧力スイ
ツチを含む上記５つの検出手段のいずれかのも
のが論理積を充たさない信号を出力した時に
は、直ちに切断電源装置の起動を停止するよう
に構成すること。

［考案の作用及び効果］ 本考案装置によれば、上述したように、まづプ
ラズマトーチのトースイツチ投入が、４つの検出
手段からの出力信号の論理積が成立した時に許容
され、トーチスイツチの投入が行われた後には、
更に圧力スイツチからの信号を加えて５つの検出
手段からの信号の論理積の成立を確認し、その条
件が成立した時に始めて、切断電源装置の起動を
行える。

また、切断電源装置の駆動時に、上記５つの検
出手段の少なくとも１つのものから全体の論理積
の成立を不能にする信号が出力された時には、切
断電源装置の駆動は直ちに停止される。

以上の結果、本考案の安全監視装置では、トー
チスイツチの投入が極めて安全に行え、異常発生
時には直ちに切断電源装置の駆動を停止できるの
で、プラズマ切断電源装置の駆動を安全に監視で
きる。

特に、本考案においては、作動ガスの有無を検
出する圧力スイツチをガスバルブの下流側に設け
ているので、ガスバルブの故障時にも誤動作を生
じることがなく、一層信頼性の高い安全性が確保
される。

［考案の実施例］ 以下に、添付図を参照しながら本発明装置の一
実施例を説明する。

第１図は、本考案装置の概略構成を示す系統図
である。

図において、１は切断電源装置、３はプラズマ
トーチ、４は被切断材、５はプラズマ切断時に発
生するプラズマアーク、６は圧縮エアーなどの作
動ガス２の供給をON，OFFするために設けた作
動ガスの制御バルブ、７は制御バルブ６の下流側
に設けた圧力スイツチを示す。

プラズマトーチ３は、電極とノズルを備えてお
り、電極の取替やノズルの清掃時にシールドカツ
プを取り外しできるような構造（このような構造
のものは既に公知であるため、図には示されてい
ない）となつており、その確認のためにシールド
カツプのON−OFFの検出手段を備えている。シ
ールドカツプのON−OFF検出手段としては、例
えば、シールドカツプの取り外し時に検出回路を
開き、シールドカツプの装着時に検出回路を閉じ
て、検出回路に生じる信号の有無によつてシール
ドカツプの装着を確認できるような構成にすれば
よい。

プラズマトーチ３は、電極を切断電源装置１の
陰極端子側に接続し、被切断材４を切断電源装置
１の陽極端子側に接続した極性となつているが、
このような極性に限定されるものではなく、逆の
極性を用いる場合もある。

また、実施例のものは、電極とノズル間にも電
圧を印加させており、起動時には電極とノズル間
にパイロツトアークを飛ばせてから、プラズマア
ーク５を電極と被切断材との間に移行させて、プ
ラズマトーチ３を被切断材４に非接触な状態に保
持して切断を行う方式（一般には非接触切断方式
と呼ばれる）を採るものを示しているが、このよ
うなものに限定されるべきではなく、ノズルに電
圧を印加させる構成を採らず、プラズマトーチ３
を被切断材４に接触させたままの状態で電極と被
切断材との間にプラズマアーク５を飛ばせて、ト
ーチ３を被切断材４に接触させたまま移動させて
切断する方式（接触式切断方式と呼ばれる）を採
用してもよい。

なお、８〜１０は切断電源装置１の端子と被切
断材４，ノズル，電極を接続する接続ケーブルで
ある。

第２図は、本考案安全監視装置の構成を具体的
に示すハード構成図であり、第３図，第４図はそ
のａ〜ｈ部分の動作を示すタイミングチヤートで
ある。

以下、この構成について説明すると、 AND1ゲートは、切断電源装置の入力電圧適正
値監視回路からのON−OFF信号ａ１，切断電源
装置の過熱検出手段からの信号ａ２，切断電源装
置の過電流検出手段からの信号ａ３及びプラズマ
トーチ３のシールドカツプのON−OFF検出手段
からの信号ａ４を入力し、それらの論理積の成立
を判断している。

したがつて、上記ａ１〜ａ４のすべての信号が
トーチスイツチの投入を許容する状態である場合
にのみAND1ゲートには「Ｈ」レベルの信号が出
力される。

AND2ゲートは、上記したAND1ゲートの出力
信号ａとトーチスイツチの投入信号ｂを入力して
おり、それらの論理積が成立した時に、「Ｈ」レ
ベルの信号を出力して後設のタイマ回路TIMER
を駆動する。

ここに、タイマ回路TIMERは、いわゆる公知の
遅延タイマを構成しており、本考案では、後述す
る理由から圧力スイツチ７の動作遅れに相当する
時間tdを設定時間としており、AND2ゲートから
のトリガ信号を入力した後、その設定時間tdの経
過後に「Ｈ」レベルの信号を出力する。

一方、圧力スイツチ７からの検出信号ｄは、上
記したタイマ回路TIMERの後段に設けたAND3
ゲートに入力されており、AND3ゲートではこの
検出信号ｄとタイマ回路TIMERの出力信号ｅの
論理積の成立時に「Ｈ」レベルの信号を出力して
切断電源装置を起動する。

また、タイマ回路TIMERの後段には、NAND
ゲートを設けており、タイマ回路TIMERの出力
信号ｅと、NOTゲートを介して反転された圧力
スイツチ７からの検出信号ｄを入力しており、そ
の後段にはAND4ゲートを更に設け、その出力信
号（「Ｈ」レベル）でモニタランプ（不図示）を
点灯するようにしてある。

更に、AND2ゲートからの出力信号ｃは、その
ままバルブ６の開閉操作信号となつており、その
出力が「Ｈ」，「Ｌ」レベルとなつた時にバルブ６
をそれぞれ開，閉させるようにしてある。

したがつて、以上の構成の論理回路において
は、トーチスイツチの投入を判断する４つの検出
手段からの検出信号ａ１〜ａ４がいずれも許容条
件を充たすものである場合には、AND1ゲートは
「Ｈ」レベルの信号ａを出力するので、トーチス
イツチの投入をまつてANDゲート２からは「Ｈ」
レベルの信号ｃが出力されてタイマ回路TIMER
を駆動すると同時に、バルブ６を開く。

また、同時にAND1ゲートの出力信号ａは、
AND4ゲートにも入力され、その出力を「Ｈ」レ
ベルにすることによつてモニタランプを点灯させ
ることになる（この場合、AND4ゲートのもう一
方の入力となるNANDゲートの出力信号は、タ
イマ回路TIMERの出力が「Ｌ」レベルであるた
め「Ｈ」レベルとなる）。

しかして、バルブ６が開かれた後、タイマ回路
TIMERの出力が「Ｈ」レベルに反転すると
AND3ゲートは、「Ｈ」レベルの信号を出力する
ことになり、ここで始めて切断電源装置の起動が
行われることになる。

本考案では、切断電源装置の起動の可否を動作
速度の遅い圧力スイツチ７の検出信号を確認して
から判断しており、この遅れを考慮するためトー
チスイツチの投入後に、遅れ時間tdに応じた設定
時間を有したタイマ回路TIMERを設けて、
AND3ゲートの出力を圧力スイツチ７の確認時に
合わせて出力できるようにしてある。

以上に説明した本考案のシーケンス動作に対す
る理解を容易にするため第３図に、切断電源装置
の起動が行われる場合におけるａ〜ｈ各部分のタ
イミングチヤート、第４図にトーチスイツチの投
入後に、作動ガスの制御バルブの故障を検出して
切断装置の起動を不能にした場合におけるａ〜ｈ
各部分のタイミングチヤートを示す。

これらのタイミングチヤートを考察すると、
AND1ゲートの出力信号ａが「Ｈ」レベルになつ
た時には、モニタランプが点灯してトーチスイツ
チの投入を指示するが、トーチスイツチの投入後
において圧力スイツチ７からの検出信号を確認し
て駆動不可の状態に致つた時には、切断電源装置
は起動されず、同時にモニタランプも消灯するこ
とが分かる。

また、切断電源装置の駆動時において、５つの
条件を示す検出信号ａ１〜ａ４及びｄのいずれか
が「Ｌ」レベルに反転した場合には、モニタラン
プが消灯し、切断電源装置の起動信号は停止さ
れ、同時に作動ガス制御バルブが閉じられて、切
断電源装置の駆動が直ちに停止されることが分か
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案装置の概略構成を示す系統
図、第２図はその制御部の回路構成を示すハード
構成図、第３図，第４図はいずれも第２図のａ〜
ｈ部分の信号を示すタイミングチヤートである。 符号の説明、１は切断電源装置、２は作動ガ
ス、３はプラズマトーチ、４は被切断材、５はプ
ラズマアーク、６は作動ガス制御バルブ、７は圧
力スイツチを示している。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧力スイツチを作動ガス制御バルブの下流側に
   設けて成る、プラズマトーチを有したエアープラ
   ズマ切断装置に用いる安全監視装置であつて、 切断電源装置の入力電圧適正値監視回路からの
   ON−OFF信号、切断電源装置の過熱検出手段か
   らの信号、切断電源装置の過電流検出手段からの
   信号及びシールドカツプをトーチ本体に着脱自在
   に装着することにより導電路が形成されるように
   したプラズマトーチの、シールドカツプのON−
   OFF検出手段からの信号の４つの検出信号を
   AND1ゲートに入力し、それらの論理積の成立に
   より出力される出力信号とトーチスイツチの投入
   信号とをAND2ゲートに入力し、それらの論理積
   の成立によつて出力される出力信号を後段のタイ
   マ回路に入力するとともに、作動ガス制御バルブ
   に入力して、圧力スイツチの動作遅れに相当する
   設定時間の経過後に出力されるタイマ回路の出力
   信号と圧力スイツチからの検出信号とを後段の
   AND3ゲートに入力し、それらの論理積の成立時
   の出力信号で切断電源装置を起動させるようにし
   たことを特徴とするエアープラズマ切断装置に於
   ける安全監視装置。