JPS63183785A - 高周波溶接機の真空管劣化検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は真空管を用いた高周波溶接機における、真空管
の劣化を検出する劣化検出方法に関するものである。

〔従来技術〕

電縫管の製造は連続送給される金属板を所定径寸法に曲
成して端縁を互いに対向させたオープンパイプを形成し
、これを高周波誘導コイル内に挿通させるとともに、ス
クイズロールにて側圧を加えて端縁同士を高周波溶着す
る。ところで、このような高周波を発振させる発振器に
真空管を用いた高周波溶接機においては、真空管は長時
間の使用によりフィラメントのやせを生じて効率の低下
をきたし、遂には使用不能となるため、定期的に新らし
いものと取替えている。しかし乍ら、真空管は個々につ
いてその寿命、つまり使用可能時間が大きくバラついて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、発振器に真空管を使用しているこの種の溶接
機は、効率が低く、例えば溶接機としての総合効率は５
０％程度である。このように効率が低い原因の１つに、
真空管の効率が６０〜８０％と低いことによる、この真
空管効率は真空管の動作条件によっても大きく変動する
が、真空管の長時間使用による真空度低下、電極構造の
変形、フィラメントのやせ等が原因して大きく変動する
。

通常、真空管は前述した原因により劣化するものである
からその使用時間には制限があり、フィラメントの通電
時間が１００００〜２００００時間程度で使用不能とな
る。それ故、高効率でかつ安定した溶接を行うためには
真空管を定期的に取替える必要がある。しかし、この種
の溶接機に使用している真空管は大容量（５０〜４００
　ｋｎ／本）であり形状も極めて大きく、高価であり、
しかも取替え作業に長時間を要して作業コストが高い、
したがって真空管の寿命が残存している状態で新しいも
のと取替えることは無駄な取替えとなり経済性が損なわ
れる等の問題がある。

本発明は、前述した問題に鑑み、真空管の劣化程度を検
出して、常に高効率の安定した溶接を行うとともに、真
空管の寿命が残存した状態での取替えを避は得る高周波
溶接機の真空管劣化検出方法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〕

本発明の高周波溶接機の真空管劣化検出方法は、発振器
に真空管を使用して高周波発振させるごとにより高周波
溶接を行う高周波溶接機の真空管劣化検出方法において
、前記真空管のプレート交流電流の通流開始時又は通流
終了時のグリッド交流電圧ｅｇｃ）と、プレート交流電
圧ｅｐＱとを計測して真空管の増幅率μを ｅ　ｐ。

μ　エ ｅｇ。

から算出し、この増幅率μと予め設定した劣化判定基準
値μＳとを比較することにより、真空管の劣化を判定す
ることを特徴とする。

〔作用〕

高周波発振させる真空管のプレート交流電流の通流開始
時又は通流終了時のグリッド交流電圧ｅ９０とプレート
交流電圧ｅ　ｐｏとを計測して真空管の増ｅｇ。

率μと、予め設定した劣化判定基準値μＳとを比較する
。その比較結果に基づき劣化指標値が出力される。

この指標値を監視することにより、真空管の劣化程度が
把握でき、真空管を適正な時期に取換え得る。

〔実Ｊ＆例〕

まず、本発明の高周波溶接機の真空管劣化検出方法を実
施するための溶接機を図面によって詳述する。第１図は
高周波溶接機の概略回路図であり、第２図は溶接機各部
の電圧、電流波形を示したものである。

第１図において、発振器である真空管ｌはＣ級増幅動作
を行うものであって、１Ｏ−１５ｋＶ程度の直流高電圧
からなるプレート直流電圧ＥＰを真空管ｌのプレートＰ
に与えている。

この真空管１のプレートＰには結合コンデンサ６の一端
が接続されており、その他端は共振コイ７Ｌ／Ｌの一端
に接続されている。共振コイルＬの他端は分圧コンデン
サ４の一端に接続され、分圧コンデンサ４の他端は真空
管ｌのグリッドＧ及びグリッド抵抗５の一端に接続され
ていて、グリ・ノド抵抗５の他端は接地されている。前
記共振コイルしには共振コンデンサＣＩと０２の直列回
路が並列接続されており、共振コンデンサＣ１と０２と
の接続点は接地されている。そして共振コイルＬと共振
コンデンサＣ，，Ｃ２とにより共振回路（タンク回路）
　２を形成しζいる。共振コンデンサＣ２には、前記分
圧コンデンサ４の他端に分圧コンデンサ３の一端を接続
して、分圧コンデンサ３．４を直列接続してなる分圧回
路が並列接続されている。また真空管１のカソードには
シャント抵抗ＩＯを介して接地されている。このように
して分圧コンデンサ３，４の接続点を真空管ｌのグリ・
ノドＧに接続していて、共振回路２から分圧コンデンサ
３．４によって帰還される信号をグリッドＧに与えてい
る。またグリッドＧはグリッド抵抗５で第２図（ｂｌに
示す如きバイアス電圧−Ｅ９が加えられている。これに
より真空管ｌはグリッド交流電圧ｅ９　（第２図中）参
照〕に同期するスイ・７チング動作をする。即ち、第２
回申）に示すようにグリッド交流電圧ｅ９がグリッドＧ
に加わるプレート交流電圧ｅｐの寄与分−ｅｐ／μ（μ
は真空管１の増幅率）より上回って期間だけプレート交
流電流ｔｐが流れて〔第２図（Ｃ１参照〕、共振回路２
にエネルギーを供給する。共振コイルしには１ターンの
２次コイルＬａがリンクしていてその両端は図示しない
前述した高周波誘導コイルに接続されており、共振回路
２の電力エネルギーは溶接電力として溶接部に与えられ
るようになっている。

そして、このときのプレート交流電ｊｐは一種の脈流と
なっており、種々の周波数成分を含有している。プレー
ト交流電流ｔｐに含まれている周波数成分のうち共振回
路２の共振周波数成分以外は共振回路２内で減衰して第
２図（ｅ）に破線で示す波形の共振周波数成分（基本波
成分）のみが残って溶接電力として有効に作用する。そ
してこのプレート交流電流ｉｐの流通角φＰは、プレー
ト交流電圧の位相０点、即ちφ−θ時とプレート交流電
流１ｐの通流開始時φ−０１又は通流終了時φ−０２と
の夫々の期間〔第２図（Ｃ１参照〕である。このプレー
ト交流電流ｔｐの流通角φＰは真空管１のグリッドＧに
加わるグリッド交流電圧ｅ９で制御されるものであり、
グリッドＧのバイアス電圧−Ｅ。

は第２図（ｄｌに示したグリッド交流電圧１ｇとグリッ
ド′抵抗５の抵抗４ＩＩＲｇとの積の電圧により与えら
れる。

ところで、プレー］・交流電圧ｅｐは負荷インピーダン
スによって変化するから、プレート交流電流ｉｐの流通
角φｅも負荷状態によって変わる。

即ち、負荷状態の変化により、溶接機の効率が大きく変
化するのはこの真空管１のグリッドバイアス電圧が変化
することに起因するからである。

しかして、この高周波溶接機における動作の基本式は ｅＰ−ＥＰ−ｅｐ　　ｃｏｓφ　　　　　・（１，１ｅ
ｑ＝　　Ｅｑ＋ｔｇ　　ｃｏｓφ　　　　−（２１ｉｐ
　”’Ｇｍ　　（Ｃ９＋　（ｅｐ　／μ）　ｌ−Ｇｍ　
　（（ｇ９　ｔｐ　／μ）ｃｏｓφ（Ｅ９　　ＥＰ／μ
））　　　　・・・（３）但し、ＥＰニブレート直流電
圧 Ｅ９ニゲリッド直流電圧 εＰニブレート交流電圧振幅 ε９ニゲリッド交流電圧振幅 Ｇ−二真空管の相互コンダククンス φ：流通角 で表わされる。

そして、真空管１のプレートＰと接地間には第２図（ａ
ｌに示すプレート交流電圧ｅｐを計測するプレート交流
電圧計測器２１が接続されている。また、シャント抵抗
ｌＯの両端には第２図（Ｃ１に示すプレート交流電流ｉ
ｐを計測するプレート交流電流計測器２２が接続されて
いる。更にグリッド抵抗５の両端には、第２図（ト））
にボすグリッド交流電圧ｅ９を計測するグリッド交流電
圧計測器２３が接続されている。

そしてプレート電流の通流開始時又は終了時φ＝０１又
はφ＝０２で計測したプレート交流電圧ｅＰ。

及びグリッド交流電圧８９０と、プレート交流電流ｊｐ
との夫々を劣化指標値演算器２４に入力している。

この劣化指標値演算器２４は後述する演算内容に基づく
演算を行い劣化を判定するための劣化指標値を算出して
出力する。

しかして、真空管１のプレート交流電流ｉｐと、プレー
ト交流電圧ｅｐ及びグリッド交流電圧ｅ。

との関係は、第３図に不すように一般には定電流曲線（
特性）で−意に定まる。

この定電流曲線は真空管Ｉによって所定の値を自するが
真空管の劣化にともない変化する。一般に、真空管が劣
化すると、同電流値のプレート交流電流ｉｐを流すため
には、高いプレート交流電圧ｅｐ又は高いグリッド交流
電圧ｅ９が必要となる。

即ち、真空管の劣化度はプレート交流電流ｉｐ、プレー
ト交流電比ｅｐ、グリッド交流電圧ｅ、を同時に計測す
ることによって検出できる。

次に本発明の高周波溶接機の真空管劣化検出方法による
劣化の検出動作を第２図により説明する。

第２図においてφ−０１又はφ＝０２の流通角は、プレ
ート交流電流ｉｐの流通開始時又は通流終Ｙ時であるか
ら、この時のプレート交流電圧ｅ　ｐｏ及、びグリッド
交流電圧ａｇｏを計測するとＰＯ μ＝　□　　　　　　・・・（４） ｅｇｃ） 但し、μは真空管の増幅率 から増幅率μが得られる。

この計測した増幅率μと予め設定してお（増幅率たる劣
化判定基準値μＳとを比較すると、μ ｋｒ　−＜ｋｒ　　（０，９５以上）　・・・（５）μ
Ｓ 但し、ｋｌ　は管理値 から真空管の劣化指標値が得られて真空管の劣化の程度
を判断することができる。

゛なお、劣化指標値を算出するために予め設定する劣化
判定基準値μＳは経験値でも良（、また真空管の使用開
始初期の計測値を用いてもよい。

そして、この劣化指標値に１を管理値範囲から逸脱しな
いように監視し管理値の限界で真空管をｊｙｃシいもの
と取替えることで、真空管を寿命一杯、効果的に使用し
得、また安定した溶接状態を維持することができる。

〔効果〕

以上詳述した如（、本発明の方法は、高周波発振してい
る真空管のプレート交流電流の通流開始時又は通流路ｆ
時のグリッド交流電圧及びプレート交流電圧とから真空
管の増幅率を算出して、この増幅率と予め設定した劣化
判定基準値とを比較することにより真空管の劣化を判定
するから、真空管の劣化程度を止しく判断することがで
きる。

したがって、真空管を寿命限界まで適止に使用でき商い
経済性が得られる。また、常に安定した溶接状態が維持
されるから量産した溶接物の品質が均一になる等の優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための西周波溶接機の概略回
路図、第２図は第１図における各部の電圧、電流波形図
、第３図は真空管の定電流曲線図である。 ｌ・・・真空管　　２・・・共振回路　　２１・・・プ
レート交流電圧計測器　　２２・・・プレート交流電流
計より器２３・・・グリッド交流電圧計測器　　２４・
・・劣化指標値演算器 特　許　出願人　住友金属工業株式会社代理人　弁理士
　河　　野　　登　　夫算　３　凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発振器に真空管を使用して高周波発振させることに
   より高周波溶接を行う高周波溶接機の真空管劣化検出方
   法において、 前記真空管のプレート交流電流の通流開始 時又は通流終了時のグリッド交流電圧ｅ＿ｇ＿０と、プ
   レート交流電圧ｅ＿ｐ＿０とを計測して、真空管の増幅
   率μを μ＝ｅ＿ｐ＿０／ｅ＿ｇ＿０ から算出し、この増幅率μと予め設定した劣化判定基準
   値μｓとを比較することにより、真空管の劣化を判定す
   ることを特徴とする高周波溶接機の真空管劣化検出方法
   。