JPH0627272Y2 - エアープラズマ切断機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、広い作業範囲での使用が容易であるようにし
たエアープラズマ切断機に関する。

〔従来の技術〕

第４図に示すように薄鋼板１０を折曲してフロアデッキ
としたものがある。このような床材となる薄鋼板は、柱
１２の所では柱の外形だけ切欠く必要があり、また床が
斜辺を持つような場合は該斜辺に合せて薄鋼板の端部を
切断しなければならない。第４図(b)の点線１４は、薄
鋼板１０の切断線の一例を示す。

従来、鋼板の切断にはガス切断が主に用いられてきた。
しかしガス切断は薄板切断には適しておらず、切断面が
きたない、ガストーチの先端火口が鋼板に接触すると失
火することがあり熟練を要する、等の問題がある。ま
た、可燃性ガスを使用するので、安全上も問題があっ
た。

他の切断方法としてはプラズマ切断がある。薄鋼板の切
断には小電流エアープラズマ切断または酸素プラズマ切
断があり、前者の例を第５図に示す。この図で２０はコ
ンプレッサユニットであり、モータ２１、コンプレッサ
２２、空気タンク２３を備える。２４は圧力検出器、２
５はエアー吸入口である。また２６はエアーユニットで
あり、ドレンタンク２７及び圧力調整器２８を備える。
また３０はプラズマ電源であり、整流器３１、トランス
３２、発振用のトランジスタ３８、高周波発生器３３、
該発生器が発生した高周波を給電回路へ導入するカップ
リングコイル３４、コンデンサ３５を備え、またコンプ
レッサから供給されるエアーに対する電磁弁３６、圧力
スイッチ３７を有する。また４０はプラズマトーチであ
って、４１はその電極、４２はチップである。プラズマ
トーチ４０には、ケーブル４３を通して電力とエアーが
供給される。これによりプラズマフレーム４４が発生
し、被切断材４６、前記の例では薄鋼板１０、を切断す
る。４５は冷却用のエアーである。

コンプレッサは空気タンク２３の圧力が所定値になるま
で運転し、所定値で運転停止、そしてエアー使用で圧力
が下がると再び運転し、第６図(a)に示すようにエアー
圧力で運転、停止、を繰り返す。同図(b)(c)(d)に示す
ように、トーチスイッチ（図示しないがトーチ４０に取
付けられる）をオンにすると直ちにエアーが供給され、
時間ｔ₁だけプリフローさせたのちプラズマアークが点
火する。トーチスイッチをオフにすると直ちにプラズマ
アークが消え、その後、エアーは時間ｔ₂だけアフタフ
ローしたのち供給停止される。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記フロアデッキの切断作業等の、作業範囲が広い場合
は、プラズマトーチ４０の移動範囲が大になる。従来の
エアープラズマ切断機ではケーブル４３の長さは余り長
くはない（１０ｍ程度）、これに対してフロアデッキな
どは、大規模建築物では相当に大きい（５０ｍを越え
る）から、プラズマ電源３０及びコンプレッサユニット
２０等を移動させる必要がある。しかしこれらは重量が
大であり、移動は容易ではない。

従来のエアープラズマ切断機ではケーブル４３の長さが
余り長くないのは、１つは高周波の減衰問題からであ
る。高周波発生器３３は火花放電を利用したもので、周
波数は数百ＫHzから数ＭHzに及ぶ。これは電源３０と被
切断材４６を結ぶ給電線４７に結合トランス３４を介し
て導入されるが、給電線４７及び４３が余り長いと減衰
してしまってトーチ４０には加わらなくなってしまう。

本考案はかゝる点を改善し、重量物のプラズマ電源装置
などを移動させることなく広い作業現場での切断作業を
容易、確実に行なうことができ、コンパクトな構成のエ
アープラズマ切削機を提供することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に示すように本考案では中継ボックス５０を設
け、この中に高周波発生装置３３、空気タンク２３のな
いコンプレッサユニット２０、エアーユニット２６、お
よび電磁弁５１を収容する。

実験によれば、プラズマトーチ４０と中継ボックス５０
との間のケーブル４３の長さは、２０ｍ以下が好まし
く、２０ｍ超になると高周波が減衰してプラズマアーク
が成されにくくなる。よって、広い作業現場での適用を
考慮して１５ｍ以下が最も好ましい。また建築現場のフ
ロアデッキでは電気抵抗が大きくなり、更に条件が悪く
なることも判明した。よって、以下の実施例ではケーブ
ル４３の長さは１０ｍとした。

また、中継ボックス５０とプラズマ電源３０との間のケ
ーブル４８は１線式とし、可搬重量、作業現場の広さか
ら５０ｍ以下とするのがよく、以下の実施例では最適長
さの４０ｍとした。

全図を通してそうであるが、同じ部分には同じ符号が付
してあり、第１図３１は整流器、３８は発振用のトラン
ジスタ、３２はトランスで、以下これに準ずる。

〔作用〕

第１図の構成では、高周波発生装置３３は中継ボックス
５０内にあり、プラズマトーチ４０と中継ボックス５０
との間のケーブル長は１０ｍ程度であるから、高周波は
余り減衰せずにトーチに伝わり、点弧を確実に行なうこ
とができる。またプラズマ電源３０と中継ボックス５０
との間のケーブル長は４０ｍなどと長いから、そして中
継ボックス５０は軽量小型で持ち運び容易であるから、
大型建造物のフロアデッキなどの広範囲作業現場でも切
断作業を容易に行なうことができる。

またコンプレッサユニット２０を、その空気タンクを除
いて中継ボックス内に収容しているので、エアープラズ
マ切断機をコンパクトな構成にすることができる。第５
図のようにコンプレッサユニットをプラズマ電源３０と
並べて置くと、中継ボックス５０までの長い距離を給電
兼エアー供給用ケーブルでエアー供給せねばならず、エ
アー供給に遅延が入るので、被切断材４６の切断を開始
する前にエアーの流出が安定するのを待つ必要があり、
この間、エアーの無駄な消費があり、迅速な切断作業が
阻害される、等の欠点がある。中継ボックスにコンプレ
ッサを置けばこのようなことはない。

コンプレッサの空気タンクは空気圧の脈動を平滑化する
などの目的であるが、ケーブル長が１０ｍもあればこれ
が空気タンクの役割を果たし、空気タンクは省略でき
る。空気タンクの省略は中継ボックスの小型化に効果的
である。

コンプレッサを中継ボックスに設けると、コンプレッサ
の起動とトーチスイッチのオンを同時に行なうことがで
きる。第２図にこれを示す。図示のようにトーチスイッ
チのオンと同時にコンプレッサの運転が始まり、エアー
の供給が開始され、そしてこれよりｔ₁時間のプリフロ
ー後、プラズマアークが発生する。トーチスイッチをオ
フにすると直ちにプラズマアークが消え、そしてこれよ
りｔ₂時間のアフタフロー後、コンプレッサが停止して
エアー供給が断たれる。この方式では、トーチスイッチ
とは独立にコンプレッサを運転させる従来方式に比べ
て、消費電力の節減が図れる。

また、長いケーブルを通してエアーを供給すると、該ケ
ーブル内で結露し、これを除くためドレンタンクを頻繁
に点検してドレンコックをあけ、排水する必要がある
が、ケーブル長が短かければこの点が改善される。

〔実施例〕

第３図に本考案の実施例を示す。５５はプラズマ電源３
０の電源ケーブル、５６は中継ボックスのコンプレッサ
ユニット２０の電源ケーブルである。ケーブル４３は第
３図(b)に示すように、中央がエアーホース４３Ａで、
その周囲を給電用の導体４３Ｂが並び、外被４３Ｃで覆
われている。ケーブル４８は通常の電力ケーブルであ
る。

プラズマ電源３０には詳細には図示しないが、出力電流
を所定範囲（１０〜３０Ａ）で変化させる電源設定つま
み、パワースイッチ、エアーテスト／切断切替えスイッ
チ、パワーアンプ、警報ランプ、カッティングランプ
（切断アークが発生すると点灯）などがある。仕様の一
例を示すと、定格入力電圧は200/220Ｖ、定格入力は７
ＫＶＡ、定格周波数は50/60Hz、相数は３相、主回路制
御方式はトランジスタインバータ方式電流連続可変、定
格負荷電圧１２０Ｖ、定格無負荷電圧は２１０Ｖ、出力
電流は１０〜３０Ａ、定格使用率は６０％、使用プラズ
マガスはエアー、である。

中継ボックス５０の外形寸法は幅２５０mm×奥行３８０
mm×高さ３００mmで重量は21kg、これに対してプラズマ
電源３０の外形寸法は幅２８０mm×奥行５５０mm×高さ
３９０mmで重量は27.5kgである。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案では広範囲の作業現場でも容
易にプラズマ切断作業ができ、エアーの遅れ、コンプレ
ッサの無駄な運転などがない、コンパクトなエアープラ
ズマ切断機が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のエアープラズマ切断機の説明図、 第２図は第１図の動作説明用タイムチャート、 第３図は本考案の実施例を示す斜視図、 第４図は薄鋼板フロアーデッキの説明図、 第５図は従来のエアープラズマ切断機の説明図、 第６図は第５図の動作説明用のタイムチャートである。 第１図で３０はプラズマ電源、４０はプラズマトーチ、
５０は中継ボックス、２０はコンプレッサユニット、２
６はエアーユニット、５１は電磁弁、３３は高周波発生
器である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】プラズマ電源とプラズマトーチの間に可搬
   型中継ボックスを設け、 該中継ボックスに高周波発生器、空気タンクを除いたコ
   ンプレッサーユニット、エアーユニット、および電磁弁
   を収容し、 該中継ボックスとプラズマ電源とを、切断作業現場の広
   さに合わせた所定長の給電用ケーブルで接続し、該中継
   ボックスとプラズマトーチとを長さ２０ｍ以下の給電兼
   エアー供給用ケーブルで接続したことを特徴とするエア
   ープラズマ切断機。