JPS63295065A - プラズマ加工装置 - Google Patents

プラズマ加工装置

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JPS63295065A
JPS63295065A JP12696287A JP12696287A JPS63295065A JP S63295065 A JPS63295065 A JP S63295065A JP 12696287 A JP12696287 A JP 12696287A JP 12696287 A JP12696287 A JP 12696287A JP S63295065 A JPS63295065 A JP S63295065A
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JP
Japan
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plasma
torches
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torch
conductor
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JP12696287A
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Akio Komatsu
秋男 小松
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Origin Electric Co Ltd
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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」 不発813は4複数のプラズマ加工トーチに選択的にプ
ラズマジェット、或いはプラズマアーク七発生し得るプ
ラズマ加工装置に関する。
〔従来の技術〕
プラズマアーク又はプラズマジェットはアルミニウムや
ステンレス等の非鉄金属の他、一般鋼材の切断或いは溶
接などに多用されている。一台のプラズマ加工装置で選
択的にプラズマジェットi発生したシ、プラズマアーク
を発生する場合には、第6図に示すように、プラズマ加
工トーチ(以下トーチという)1のスリーブ1a、被加
工材2と主’を源6との間にスイッチ4’、5’t−夫
々接続し、これらスイッチ金開閉してプラズマジェット
とプラズマアークを選択して発生させてぃた。なお、6
はトーチ1の起動時にそのスリーブ1aとカンード電極
1brlJ111ICアークを形成するための通常の起
動用電源である。この装置の電気面での動作についても
う少し詳しく説明すると、先ず高周彼発生器とパイロッ
ト電源とか°らなる起動用電源6を動作式ぜ、トーチ1
のスリーブ1aとカソード′成他1bとの間にアーク金
発生させる。次に主[源6を起動させ、スイッチ4′ヲ
閉じることによシトーチ1のスリーブ1aとカソード電
極1b間にパイロットアークが発生する。そして主電源
6の電流量全調整し、かつトーチ1を流れるプラズマガ
スの流itヲ調整することによp、所望のプラズマジェ
ットが発生する。プラズマジェットに代えてプラズマア
ークを発生さぜ九い場合には、スイッチ5’t−閉じる
と共にスイッチ4’t−開けばよい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このようにトーチ七単体で溶接、或いは切断に用いる場
合は従来例のとおシで良いが、複数のトーチにグラズマ
アーク或いはプラズマジェットを同時に発生させて同一
の被加工材、又は別々の被加工付ヲ加工する場合には次
のような問題点が生じる。
(υ 先ず、トーチ毎に夫々専用の主″m源、起動用[
源を備えることは、装置全体の価格を上昇させると共に
大型重量化する。特にトーチが士数個乃至t′i数十個
の場合にはこれらの欠点は実用上極め工大きなものとな
る。また、これら電源と各トーチと全接続するワイヤの
数も非常に多くなり、加工作業上支障全米すことも多い
(2)従って、複数のトーチで一台の主’am及び起動
用電源を共用する構成が考えらnるが、各トーチのプラ
ズマジェット或いはプラズマアークの状態は非常に不安
定なので絶えず変動してお夕、各トーチから発生するプ
ラズマジェット又はプラズマアークのエネルギ?e−は
ぼ等しく制御し難い。
また、各トーチから発生するプラズマジェット又はプラ
ズマアークのエネルギtはぼ等しく、或いは所定の割合
になるよう制御できたとしても、各トーチ間の電位、或
いは被加工材の電位が問題となr、a数のトーチで一台
の電源を共用する構成の装置は実用化されておらず、斯
かる構成ではプラズマジェットとプラズマアークを問題
なく切替えるという具体的な構成の提案は皆無でらる。
〔問題点を解決するための手段〕
この装置は、正の出力端子が被加工部材に接続されると
共に、負の出力端子が各スイッチ素子を介して複数のト
ーチのカソード電極に接続され得る。、glの電源と、
正の出力端子が前記トーチのスリーブに接続されると共
に、負の出力端子が夫々の#−導体スイッチ素子を介し
て前記トーチのカソード電極に接続され得る第2の電源
とを備えている0 〔作 用〕 このように構成しているので、半導体スイッチ素子のイ
ンピーダンスを制御することによシ各トーチから発生す
るプラズマジェット或いはプラズマアークのエネルギ七
等しく、又は所定の割合になるよう制御できることは勿
論のこと、トーチのスリーブ同士、被加工材同士の電位
をほぼ等しくできるので、トーチ同士が接触することが
らっても事故に至らず、ま九被加工材をアースから絶縁
する必要もなく、このことは大面積の単一の被加工材t
−複数のトーチで加工できることt示している〇 〔実施例〕 第1図により本発明の一実施例について説明すると、5
に、5Bは夫々プラズマアーり用電源、プラズマジェッ
ト用電源であり、電@5Aの正、負端子は夫々4巌9A
、9Bに接続され、′を源3Bの正、負端子は夫々4巌
10A、10Bに接続されている0導1iA9 AKは
各被加工材2A、2B。
・・・・・・2Nが接続され、導線?OAには各トーチ
1A、IB、・・・・・・INのスリーブが接続される
。プラズマジェット用電源3Bの負端子に接続された導
1110Bには、夫々の抵抗7A、7B、・・・・・・
7N、及びトランジスタのような半導体スイッチ素子4
A 、 4B 、・・・・・・4Nt−直列にした接続
体を介して、各トーチIA、IB、・・・・・・、IN
のカソード電極が接続される。プラズマアーク用電源6
Aの負端子に接続され良導M9BKは、抵抗8A。
8B、・・・・・・、8N及びトランジスタのような半
導体スイッチ素子5A、5B、・・・・・・、5Nt−
直列にした接続体奢介して、各トーチIA、IB、・・
・・・・、INのカソード電極が接続される。
次K、このプラズマ加工装置の電気的な動作について説
明する。
プラズマジェット2発生したい場合には、半導体スイッ
チ5A、5B、・・・・・・、5Nt−すべて開いた(
オクラ状態にしておき、半導体スイッチ4A、4B、・
・・・・・、4Nを閉じる。これに伴い電源6Bの電圧
がトーチIA、IB、・・・・・・、INのスリーブと
カンード′框他間に印加され、この間にアークが発生す
ることによりプラズマジェットが形成される。プラズマ
ジェットは不安定であるので、各トーチIA、IB、・
・・・・・、INyk均一がっ安定fヒする之め、夫々
半導体スイッチ4A、4B、・・・・・・、4N?t−
1tllj御してそれらのインピーダンス全調整しても
よい。このとき抵抗7A 、 7B 、・・・・・・。
7Nは屯流検出用抵抗として用いられ、抵抗7A、7B
、・・・・・・、7N’i流れる電流がほぼ等しくなる
よう、半導体スイッチ4A、4B、・・・・・・、4N
のインピーダンスが夫々制御される。
次にプラズマアークを各トーチIA、IB、・・・・・
・、1Nとこれらに夫々対応する被加工材2A。
2B、・・・・・・、2N間に発生させたい場合には、
半導体スイッチ5A、5B、・・・・・・、5Nk閉じ
、しかる後に半帰体スイッチ4A、4B、・・・・・・
、4Nを開く。このようにすることによシ各トーチ1A
、1B、・・・・・・、1Nのカソードg極とスリーブ
間に発生していたアーク放電は、夫々のカソード電極と
これらに夫々対応する被加工材2A 、 2B 。
・・・・°・、2Nとの間に移行し、プラズマアークが
形成される。ここで各トーチにより発生するプラズマ・
アークは一般に極めて不安定であるので、プラズマジェ
ットの場合と同様に、半導体スイッチ5A、5B、・・
・・・・、5Nのインピーダンス’k 1til制御し
て、抵抗8A、8B、・・・・・・、8Nを流れるt流
をほぼ等しく調整することにょシ、各トーチから発生さ
れるプラズマアークtはぼ等しくすることが出来る。
さてここで、各トーチ1A、IB、・・・・・・、IN
のスリーブはすべて直接4線10AK接続されているの
で、プラズマジェットの発生中、半導体スイッチ4A、
4B 、・・・・・・、4Nのインピーダンスがかなシ
大幅に異なったシ、或いはいずれかが開放の状態にろっ
ても、各トーチのスリーブは常に同一電位にあシ、従っ
てトーチIA、IB、・・・・・・。
1Nのいずれかが接触しても電気的な短絡の問題を生じ
ることはなく、トーチIA、 1B、・・・・・・。
IN’に接触した状態で配置もできる。また同様に、仮
加工材2A 、 2B 、・・・・・・、2Nのすべて
が4線9AKilf接接続されているので、半導体スイ
ッチ5A 、 5B 、・・・・・・、5Nのインピー
ダンスががなシ異なったり、或いはそのいずれかが開放
状態にあっても、被加工材2A、2g、・・・・・・、
2Nはすべて常に四を位にある。従って、大面積の単一
の被加工材kn数のトーチで加工したり、或いは接地状
態におかれた夫々の被加工材を独立して夫々のトーチで
加工することが出来る。
次に第2図によシ本発明の別の一実施例を説明すると、
この実施例ではカンード′lt極全囲む内側のスリーブ
と七の外側のスリーブとを有するトーチを用いておシ、
このトーチは良く知られているので説明は省く。このプ
ラズマ加工装置は、第1凶に示し友ようなf、1tt−
2組備え、夫々の組が起動用の成像11のみを共用して
いる。この起動用の電源11は共通の導線12A、12
B及び夫々)順次切シ換見られるスイッチ13A□+1
3Bit ・・・・・・16N1.15A2.15B2
.・・・川16N2を介して各トーチIA1.IB1.
・・曲、1N1及び1A2.In2゜・・・・・・、1
N2のカソード[fflと内側のスリーブ間に接続され
、それらの間にアーク放電全発生させ、維持するのに必
要な電力を与える。11L源11に作動させ、各トーチ
の内側のスリーブとカソード電極間にアーク放電を発生
させ九後、半導体スイッチ4A1.4B1.・曲・、4
N1及び4A2.4B2.・・曲。
4N、’!に閉じることにより、外側のスリーブとカソ
ード電極間にアーク放電を発生させることが出来る0電
源容量が切換えられるよう電源6B1゜5B2 f構成
しておくことによシ、外側のスリーブとカソード電極間
のアーク放電をプラズマジェットとして、或いはパイロ
ットアークとして利用できる。各トーチと各被加工材間
にプラズマアークを発生させたい場合には、前記実施例
と同様に、半導体スイッチ5A1〜5N、及び5A2〜
5N2?閉じ、しかる後に半導体スイッチ4A、〜4N
、及び4A2〜4N2會開く。
〔発明の効果〕
以上述べたように不発明によれば、 m!1−共用する
複数のトーチによって安定でほぼ均等のプラズマジェッ
ト、プラズマアークのいずれでも選択的に発生すること
が出来、しかも各トーチの最外側のスリーブを常時すべ
て同電位に維持できると共に、被加工材も常時すべて同
電位に保持できるので、トーチ間の電気的短絡事故を生
じることがなく、同一被加工材を複数のトーチで同時に
加工できるなど多大な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は夫々本発明に係るプラズマ加工装置
の別々の一実施例を示す図、第6図は従来例を示す図で
ろる0 IA1〜INK、IA2〜IN、・・・トーチ2A、〜
2N0.2人2〜2N2・・・被加工材5Al*5h、
@5B1* 5B、t 11・・・電源4A、〜4N、
e4A、〜4Nz *5A1〜5 N 1 e 5 A
 z〜5N。 ・・・牛導体スイッチ、   7A1〜7 N 1  
e 7 A 2〜7N、、8A□〜8N□、8A!〜8
N、・・・抵抗 特許出願人  オリジン電気株式会社 第 1 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数のプラズマ加工トーチと、 正の出力端子が被加工部材に接続されると共に、負の出
    力端子が各半導体スイッチ素子を介して前記複数のプラ
    ズマ加工トーチのカソード電極に接続され得る第1の電
    源と、 正の出力端子が前記プラズマ加工トーチの最外側に位置
    するスリーブに接続されると共に、負の出力端子が夫々
    の半導体スイッチ素子を介して前記プラズマ加工トーチ
    のカソード電極に接続され得る第2の電源と、 を備え、前記各プラズマ加工トーチの最外側に位置する
    スリーブ同士、及び前記被加工部材同士夫々をほぼ同電
    位にしたことを特徴とするプラズマ加工装置。
JP12696287A 1987-05-26 1987-05-26 プラズマ加工装置 Granted JPS63295065A (ja)

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JP12696287A JPS63295065A (ja) 1987-05-26 1987-05-26 プラズマ加工装置

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JP12696287A JPS63295065A (ja) 1987-05-26 1987-05-26 プラズマ加工装置

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JPS63295065A true JPS63295065A (ja) 1988-12-01
JPH0366069B2 JPH0366069B2 (ja) 1991-10-16

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JP (1) JPS63295065A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5830784A (en) * 1993-05-26 1998-11-03 Semiconductor Energy Laboratory Company, Ltd. Method for producing a semiconductor device including doping with a group IV element
US5962871A (en) * 1993-05-26 1999-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing semiconductor device
US6337231B1 (en) 1993-05-26 2002-01-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing semiconductor device
US6566681B2 (en) 2001-07-19 2003-05-20 International Business Machines Corporation Apparatus for assisting backside focused ion beam device modification

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US6566681B2 (en) 2001-07-19 2003-05-20 International Business Machines Corporation Apparatus for assisting backside focused ion beam device modification

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JPH0366069B2 (ja) 1991-10-16

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