(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工用アーク発生のための直流主電源の出力を高耐圧整流器を介して電極と被加工物との間に供給し、前記高耐圧整流器に対して＋側出力端子を前記高耐圧整流器のカソード側にして並列に接続したアーク点弧用の直流高電圧電源を有し、前記アーク点弧用の直流高電圧電源の入力端子を前記直流主電源の出力端子に接続したアーク加工用電源装置。
【請求項２】
加工用アーク発生のための直流主電源の出力を高耐圧整流器を介して電極と被加工物との間に供給し、前記高耐圧整流器に対して＋側出力端子を前記高耐圧整流器のカソード側にして並列に接続したアーク点弧用の直流高電圧電源を有し、前記アーク点弧用の直流高電圧電源の入力端子を補助開閉器を介して前記直流主電源の出力端子に接続したアーク加工用電源装置。
【請求項３】
加工用アーク発生のための直流主電源の出力を高耐圧整流器を介して電極と被加工物との間に供給し、前記高耐圧整流器に対して＋側出力端子を前記高耐圧整流器のカソード側にして並列に接続したアーク点弧用の直流高電圧電源を有し、前記直流主電源を構成する主変圧器に巻回した補助巻線から前記アーク点弧用の直流高電圧電源の入力を得るようにしたアーク加工用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＩＧ溶接やプラズマ切断等に用いるアーク加工用電源装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の非接触式でアークを点弧させるためのアーク加工用電源装置としては火花ギャップ式の高周波発生装置を溶接変圧器に直列に介在させた点弧回路を用いたものが広く実用化されている。しかし、この方式のものは電波障害を起こしやすいこと、電源装置からアーク発生点までのケーブルが長いと高周波が減衰し点弧性能が低下すること等の欠点があった。
【０００３】
これらの欠点を改善する方式として、直流高電圧を印加する方式の装置が、特公昭６１−４４３９４で提案され、実用化されている。この方式は、主アーク発生用の直流主電源の出力を高耐圧整流器を介して電極と被加工物とに供給し、高耐圧整流器に対してアーク点弧用の直流高電圧電源の出力を、その＋側が高耐圧整流器のカソード側になるようにして並列に接続したものである。
【０００４】
図１はこの方式の従来技術の例を示す接続図である。図１において１は加工用の主アークを発生するための主電源であり、指令により加工中閉じる主開閉器１ａ、主変圧器１ｂ、整流器１ｃおよび直流リアクトル１ｄとからなる。２は商用電源であり、３は電極３ａおよび被加工物３ｂからなるアーク加工負荷である。４はケーブル、５は内部インピーダンスが高く出力電流を小さく制限したアーク点弧用直流高電圧電源、６は高耐圧整流器、７はアーク発生検出リレー、８は補助開閉器である。１０ａ、１０ｂは出力端子、１１はアーク起動指令のための起動スイッチ、１２は論理回路であり、起動スイッチ１１が閉じていて且つアーク検出リレー７の出力が無いときのみハイレベル信号を発して補助開閉器８を閉じる信号を出力する。１３は電源スイッチであり作業中は通常閉じられている。
【０００５】
図１の装置において、電源スイッチ１３を閉じ、起動スイッチ１１を閉路すると、主開閉器１ａおよび補助開閉器８が閉じ、直流主電源１の出力とアーク点弧用直流高電圧電源５の出力が加算されて電極３ａと被加工物３ｂとの間に供給される。この高い直流電圧によって電極３ａと被加工物３ｂとの間のガスが電離され、両者間の絶縁が破壊されて火花放電が発生する。この火花放電が成長して電極３ａと被加工物３ｂとの間を満たすと直流主電源１の出力だけで十分に持続放電が可能となり、主アーク放電が始まる。主アーク放電が始まるとアーク検出リレー７が動作し、その反転出力が論理回路１２の出力を反転し、補助開閉器８を開き、アーク点弧用の直流高電圧電源５の入力を遮断する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
アーク溶接機やプラズマ切断機等のアーク加工用機器は、タングステン電極を保持するトーチを作業者が手で持って使用することが多く、作業者は容易にタングステン電極に触れることができる。非接触点弧方式では、高周波方式、直流高電圧印加方式のいずれも、電極には数ｋＶの高電圧を印加して放電を起こす方式であり、これらの高電圧による作業者に対する電撃についての配慮が必要である。高周波方式では１ないし３ＭＨz 程度の高周波電流を用いるので、これが人体に流れても、表皮効果によりほとんどの電流が皮膚の表面を流れることから、危険性は低い。しかし、直流高電圧印加方式では、高周波方式のような表皮効果は無く、電流はむしろ直流抵抗の低い体内を流れるため、電撃を受けたときの危険性は高周波方式よりはるかに高い。
【０００７】
図１の従来技術の構成では、補助開閉器８が故障等で溶着を起こした場合、電源スイッチ１３が入っているときは、作業者が起動スイッチ１１を入れていないにもかかわらず、常にアーク点弧用の直流高電圧電源５の出力があり、作業者が電極の交換等のために電極に触れたとき、電撃を受けることになる。
本発明は、このような電撃の危険性の低減に関するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来装置の有する課題を解決するために、加工用アーク発生のための直流主電源の出力を高耐圧整流器を介して電極と被加工物との間に供給するとともに、この高耐圧整流器に対してアーク点弧用の直流高電圧電源の出力をその＋側が高耐圧整流器のカソード側にして並列に接続した直流高電圧印加方式によるアークの非接触点弧装置を有し、直流主電源の出力から直接または必要時のみ閉じる補助接点を介して、または主直流電源を構成する変圧器に補助巻線を設けてこの補助巻線からアーク点弧用直流高電圧電源に電力を供給するようにしたアーク加工用電源装置を提案したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図２に示す。同図においてアーク点弧用の直流高電圧電源はその入力を直流主電源１の出力から得ている点のみが図１の従来装置と異なり、その他は図１の従来装置と同様であるので同機能のものに同符号を付して説明を省略する。同図において、電源スイッチ１３を投入し、起動スイッチ１１を閉じると、主開閉器１ａが閉じ、直流主電源１に出力電圧が現れる。同時に直流主電源１の出力がアーク点弧用の直流高電圧電源５の入力に供給され、アーク点弧用の直流高電圧電源５の出力電圧も現れる。その結果、直流主電源１の出力電圧にアーク点弧用の直流高電圧電源５の出力電圧が加算されてアーク負荷３に供給され、電極３ａと被加工物３ｂとの間のガスが電離され、火花放電が発生しこれが成長して、主アーク放電が始まる。
【００１０】
図２の装置においては、アーク点弧用の直流高電圧電源の出力は起動スイッチが押されない限り電極と被加工物との間には現れないので作業者が電極の点検取り替えなどを行うときに高電圧にさらされる危険性はなくなる。
【００１１】
図３は本発明の第２の実施の形態を示す接続図である。同図においては、アーク点弧用直流高電圧電源５は、起動スイッチ１１が閉路されてからアークが発生するまでの間閉じる補助開閉器８を介して直流主電源１の出力端子に接続されている。その他は、図１および図２に示した装置と同様であるので同機能のものに同符号を付して説明を省略する。
【００１２】
同図の装置において、電源スイッチ１３を投入し、起動スイッチ１１を閉じると、主開閉器１ａが閉じ、直流主電源１に出力電圧が現れる。このときはいまだアークは発生していないから論理回路１２はハイレベルであり、これによって補助開閉器８も閉じ、直流主電源１の出力がアーク点弧用の直流高電圧電源５の入力として供給され、アーク点弧用の直流高電圧電源５にも出力電圧が現れる。その結果、直流主電源１の出力電圧とアーク点弧用の直流高電圧電源５の出力電圧とが加算されて電極３ａと被加工物３ｂとに印加され、両者間のガスが電離されて火花放電が発生し、これが成長して直流主電源１の出力電圧でも持続放電可能となったときに主アーク放電が始まる。主アーク放電が始まると、アーク発生検出リレー７が動作し、その出力が論理回路１２の出力を反転させて、補助開閉器８を開き、アーク点弧用の直流高電圧電源５の入力を遮断してその出力を停止する。
【００１３】
図４は本発明の第３の実施の形態を示す接続図である。同図においては、９は動作モード切替スイッチであり、１４は動作モード切替スイッチ９をｂ側にしたときに主開閉器１ａを常に閉路するための電源であり、その他は、図３に示した装置と同様であるので同機能のものに同符号を付して説明を省略する。
【００１４】
同図の装置において、この動作モード切替スイッチ９は論理回路１２と起動スイッチ１１との間および起動スイッチ１１と主開閉器１ａとの間に接続されており、ＴＩＧ溶接のように非接触動作モードにおいては切替スイッチ９をａ側にすると起動スイッチ１１を押してから主アークが発生するまでの間は直流高電圧電源５の出力が電極３ａと被加工物３ｂとに印加され、また手溶接のように接触動作モードにおいては切替スイッチ９をｂ側にすることにより直流高電圧電源５は動作しなくなるとともに主開閉器１ａが常時閉路となり、手溶接が可能となる。
【００１５】
図５は本発明の第４の実施の形態を示す接続図である。同図において、アーク点弧用の高電圧直流電源５は、直流主電源１を構成する主変圧器１ｂに、アーク発生用二次巻線１ｂ１と独立した補助巻線１ｂ２を巻回し、この補助巻線１ｂ２からアーク点弧用の直流高電圧電源５の電力を得るようにしたものである。その他は図１ないし図３に示した装置と同様であるので説明を省略する。また、その動作も図２に示した実施例と同様である。
【００１６】
【本発明の効果】
本発明のアーク加工用電源装置は上記の通りであるので、アーク点弧用の直流高電圧電源の入力に設けられた補助開閉器の故障や接点の溶着が発生しても直流高電圧電源の出力が出放しになるようなことがなくなる。即ち、作業者が起動スイッチ１１を入れているときに限り、アーク点弧用の直流高電圧電源の出力が現れるから、作業休止中に作業者が電極の交換等のために電極に触れても、電撃を受けるという危険がなくなる。
【００１７】
また、請求項２の発明においては、ＴＩＧ溶接と被覆アーク溶接との兼用溶接機のように、アーク点弧用の直流高電圧電源の必要ない接触スタート式の動作モードで使用するときに、切替によりアーク点弧用の直流高電圧電源の出力を停止することができる。
【００１８】
さらに、請求項３の発明においては、上記に加えて、アーク点弧用の直流高電圧電源の入力回路を絶縁する事ができるのでノイズ対策等に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の装置の例を示す接続図である。
【図２】本発明の装置の実施の形態を示す接続図である。
【図３】本発明の装置の別の実施の形態を示す接続図である。
【図４】本発明の装置の別の実施の形態を示す接続図である。
【図５】本発明の装置のさらに別の実施の形態を示す接続図である。
【符号の説明】
１      直流主電源
１ａ      主開閉器
１ｂ      主変圧器
１ｂ１    二次巻線
１ｂ２    補助巻線
１ｃ      主整流器
１ｄ      リアクトル
２      商用電源
３      アーク加工負荷
３ａ      電極
３ｂ      被加工物
４      ケーブル
５      アーク点弧用の直流高電圧電源
６      高耐圧整流器
７      アーク発生検出リレー
８      補助開閉器
９      動作モード切替スイッチ
１０ａ，１０ｂ    出力端子
１１      起動スイッチ
１２      論理回路
１３      電源スイッチ
１４      電源
【図１】
0003779780.tif 000002
【図２】
0003779780.tif 000003
【図３】
0003779780.tif 000004
【図４】
0003779780.tif 000005
【図５】
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