JPH0810455Y2 - アーク加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本案案は、電源電圧として100Vと200Vのようにそのコ
ンセントの端子形状が全く異なる２種類の電源に共用で
きるアーク加工装置の改良に関するものである。

〈従来の技術〉 電源電圧が、100Vと200Vのように２種類の電源に対し
て使用できるようにしたアーク溶接機や切断機において
は、従来は電源電圧の入力部に電圧判別回路を設けて、
入力電圧レベルをチェックし、高低判別した結果によっ
て内部回路を切替えるようにしていた。（例えば特開昭
56-80374号、特開昭56−80373号または特開昭63−21207
2号公報に記載の発明） 第４図に従来装置の例を示す。同図において1.1は電
源入力端子であり商用交流電源100Vまたは200Vが供給さ
れる。２は電源開閉スイッチであり、３は入力電圧判別
回路である。４は入力電圧判別回路３の出力によって変
圧器５の入力タップを切替える切替回路であり、入力電
圧判別回路３の出力によって動作するリレー接点が用い
られる。５は入力電圧を適宜変換してアーク加工に適し
た値にする変圧器であり、一時巻線には中間タップを有
し、入力電圧が100V時と200V時とにおいていずれも等し
い出力電圧が得られようになっている。６は出力調整部
であり、例えば整流回路とスイッチングトランジスタと
の組合せ、サイリスタを用いた位相制御回路など公知の
出力調整手段が用いられる。７は出力検出回路であり、
出力電圧または出力電流のいずれか一方または双方を検
出し、フィードバック信号を得るものである。８は出力
設定回路、９は出力制御回路であり出力設定回路８の出
力と出力検出回路７の出力とを比較し差信号によって出
力調整部６に駆動信号を供給して出力を設定値に保つよ
う動作する。また10はアーク加工用電極、11は被加工物
である。

第４図の装置において入力電圧判別回路３としては、
単純なものでは動作電圧が100V以上で200V以下のリレー
を用いてこのリレーの接点を切替回路４に用いることに
よって変圧器のタップを切替えるようにしたものがあ
る。またこれを少し精度よくしたものとしては、入力電
圧を定電圧ダイオードの端子電圧を基準値として高低比
較しトランジスタ等の増幅回路を介して動作させるよう
にしたものもある。

第５図は上記従来装置の入力電圧判別回路の例を示す
ものであり、同図（ａ）は上記の前者の例を示し、
（ｂ）は後者の例を示す接続図である。第５図（ａ）に
おいてD1は整流器、r1は抵抗器、CR1は直流リレー、C1
はコンデンサである。入力端子a,b間にAC100Vが供給さ
れたときはこれを整流器D1にて整流した電圧によっては
リレーCR1は動作せず接点CR16が閉じたままである。こ
のため変圧器５の低圧入力側タップにAC100Vが供給さ
れ、このタップによって定まる出力電圧が得られる。入
力端子a,b間にAC200Vが供給されたときにはリレーCR1が
励磁されて接点CR1aが閉じ接点CR1bが開く。これによっ
て変圧器５は高電圧入力側タップにAC200Vが印加され
る。それ故、高電圧入力側タップの巻数を低電圧入力側
タップの巻数の２倍にしておけば出力電圧としては供給
電圧が200Vのときも100Vのときと同じ電圧が得られるこ
とになる。第５図（ｂ）は上記（ａ）の例を少し改良し
たものであって、REC1は整流回路r2ないしr5は抵抗器、
C2はコンデンサ、ZD1は定電圧ダイオード、Comp1は比較
器、Amp1は増幅器である。同図において入力電圧は整流
回路REC1によって直流に変換されて比較器Comp1、増幅
器Amp1およびリレーCR1の電源として利用されるととも
に定電圧ダイオードZD1にも供給されて基準電圧V2にな
る。また整流回路REC1の出力は抵抗器r4とr5によって分
圧されてV1となり、比較器Comp1の一方の入力端子に供
給される。ここで比較器Comp1および増幅器Amp1として
入力電圧V1とV2との大小関係がV1＞V2でリレーCR1が励
磁されV1＜V2のときに非励磁となるように構成してお
く。

いま、入力電源としてAC200Vが供給されたときには比
較器Comp1の入力電圧V1は定電圧ダイオードの電圧であ
る他方の入力電圧V2よりも高いのでリレーCR1は直ちに
励磁されて接点CR1aが閉路され、接点CR1bが開いて、変
圧器５の高電圧側タップにAC200Vが印加される。一方入
力電源にAC100Vが供給されたときには比較器Comp1の一
方の入力電圧V1は直ちに上昇するが定電圧ダイオードの
端子電圧にはコンデンサC2が接続されているために少し
遅れて上昇してくる。このため比較器Comp1の入力電圧
は電源投入の直後は暫時の間V1＞V2であり、その後にV1
＜V2に変化する。このためリレーCR1は一旦励磁された
後に非励磁となる。このため変圧器５の一時巻線には電
源投入の初期においてはリレー接点CR1aが閉じることに
よって高電圧入力側タップにAC100Vが供給され、暫時の
後に低電圧入力側タップにAC100Vが供給されることにな
る。これは電源スイッチのチャタリング等で電源投入が
不確実になったときにも低電圧入力側に誤って高電圧が
印加されないように配慮したものである。

〈考案が解決しようとする課題〉 上記のように従来装置においては、供給された電圧を
その大小関係によって判別し、リレー等を駆動して内部
回路を供給電圧に適応するように切替えるものであるの
で、判別回路の応答速度が遅いと供給電圧の立上り速度
に十分対応できず第５図（ａ）のような簡易方式のもの
においては200Vが供給されたときでも一瞬100V用の低電
圧入力タップに200Vが印加されて内部回路に異常電圧が
供給されて焼損事故や異常出力が発生する危険性があ
る。またこれを解決するためには第５図（ｂ）のように
比較器や遅延要素を加えて安全側、即ち必ず高電圧側か
らスタートするように工夫することが行なわれていた
が、回路が複雑となり故障の発生率が増加し、またコス
トアップにつながるものであった。

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、交流100Vと200Vとにおいて電源取出しのた
めの接続端子の形状が全く異なり、両者を混同すること
がないことに着目し、２種類の電源に対して電源入力用
のケーブルをそれぞれ別個に用意し、アーク加工装置へ
の接続部をコネクタによって形成し、このコネクタの端
子数を電源の極数よりも多い数として、この余分に設け
た端子に各電源毎に別個の接続を施して入力ケーブルを
コネクタ部に接続するだけで内部回路が電源電圧に適し
た接続に切替えられるようにしたものである。

〈実施例〉 第１図に本考案のアーク加工装置の実施例を接続図に
て示す。同図（ａ）は電源電圧が単相100Vの場合を示
し、同図（ｂ）は電源電圧が単相200Vの場合を示してい
る。第１図において12はAC100V用コンセントプラグであ
り並行平形コンセントを用いる。13はAC100V用コード、
14は３本の端子を有するメス形コネクタであり、その端
子14aと14bにはAC100V用コード13の各線が接続され、端
子14cはAC100Vが接続される端子の一方の14aと短絡され
ている。ここでコンセントプラグ12、コード13およびコ
ネクタ14はAC100V用電源入力コードを構成している。16
はAC200V用入力端子であり200V用コンセントプラグまた
はナイフスイッチやブレーカ等に接続するための圧着端
子処理がなされている。

17は200V耐圧のコード、18は100V用電源ケーブルに用
いたコネクタ14と同仕様のコネクタでありその端子18
a、18bはコード17に接続されているが、端子18cは無接
続である。第１図（ｃ）は同図（ａ）および（ｂ）の電
源入力ケーブルが接続されるアーク加工装置本体の構造
を示す接続図である。同図において15は電源入力部のコ
ネクタであり電源入力ケーブルのコネクタ部14および18
に対応した端子数を有するオス形コネクタである。この
コネクタの端子15aと15bとは入力ケーブルのコネクタ14
a,14bおよび18a,18bに対応しておりそれぞれ電源電圧が
供給される。端子15cはケーブルの端子14cおよび18cに
対応し各ケーブル端のコネクタと同様に電源電圧判別の
ために設けられた余分の端子である。CR2は接点CR2aお
よびCR2bを各２個有するリレーでありコネクタ15の端子
15cと端子15bとの間にコイルが接続されている。その他
２ないし11は第４図の従来装置と同様であるが入力電圧
判別回路３はなくまた制御回路９はその電源を一次巻線
にセンタータップを有する制御用の補助変圧器91を有し
ておりリレーCR2の接点CR2aとCR2bとによって切替える
よう構成されている。

第１図（ｃ）の装置に同図（ａ）に示すAC100V用のケ
ーブルが接続されたときはケーブル端のコネクタ14の端
子14aと14cとが短絡されているのでリレーCR2はAC100V
の電圧が印加されて励磁され、常閉接点CR2bが開き常開
接点CR2aが閉じる。この結果変圧器５および制御回路の
変圧器91の各一次巻線は低電圧側のタップに電源が供給
されることになる。

一方、第１図（ｂ）のAC200V用ケーブルが接続された
ときにはケーブルの端末のコネクタ18の端子18cは無接
続であるからこれに対応するコネクタ15の端子15cに一
端が接続されているリレーCR2は非励磁のままとなり、
常閉接点CR2bが閉じ常開接点CR2aが開いた状態に保たれ
る。それ故電源電圧は変圧器５および補助変圧器91の高
電圧側タップに接続される。

上記の結果、電源入力電圧が100Vの場合と200Vの場合
のいずれにおいても変圧器５および補助変圧器91の出力
電圧は等しくなりこれらの変圧器以後の回路は全く同一
条件で動作することになる。

ここでケーブルの入力側のコンセントはAC100VとAC20
0VとではJISC−8303に定められている通り明確に形状が
異なり、両者を誤って使用できない構造であるので作業
者は何らの注意することなく装置を電源へ接続すること
ができる。

第１図において、端子14cの短絡を外し、端子18cを端
子18aと短絡して、リレーCR2の常閉接点と常開接点とを
逆にし、リレーCR2がAC200V時において励磁される構造
としてもよいが、この場合には電源接続の直前までリレ
ーの常閉接点が低電圧側のタップに接続されるようにな
るのでリレーの動作速度が遅いときには一瞬高電圧が低
電圧タップに供給される危険性があるのであまり好まし
くない。

第２図は本考案の別の実施例を示す接続図であり、同
図（ａ）はAC100V用の電源入力用ケーブルを示し、同図
（ｂ）はAC200V用のケーブルを示しており、同図（ｃ）
はこれらのケーブルによって電源が供給されるアーク加
工装置本体の構造を示している。同図においてケーブル
の装置側コネクタは４端子とし同図（ａ）に示すように
AC100V用ケーブルはコネクタ19として端子19a,19bとに
電源コード13を接続し端子19aと端子19cとを短絡してい
る。これに対して同図（ｂ）に示すようにAC200V用ケー
ブルはコネクタ21として端子21aと21bとに電源コード17
を接続し、端子21aと21bとを短絡している。

アーク加工装置本体は同図（ｃ）に示すように４端子
のコネクタ20を設け端子20aと20bとをケーブルのコネク
タ端子19a,19bおよび21a,21bに対応させて電源入力端子
とし端子20cを端子19cおよび端子21cに、また端子20dを
端子19dおよび端子21dにそれぞれ対応させる。また端子
20cと端子20bとの間にリレーCR3のコイルを接続し、端
子20dと端子20bとの間にリレーCR4のコイルを接続して
ある。これによって入力電圧がAC100VのときはリレーCR
3が励磁され、AC200VのときにはリレーCR4が励磁される
ことになる。

またアーク加工装置本体の出力調整方式は第１図と異
なり、入力電圧を整流器DR1ないしDR4にて整流したもの
をコンデンサC3,C4にて平滑するものであってコンデン
サC3とC4との接続点と整流器DR3とDR4の接続点との間を
リレー接点によりAC100V入力時は接続して倍電圧整流回
路とし、AC200V入力のときには両波整流回路としてい
る。整流回路９は第１図の実施例と同様に補助変圧器の
一次側タップをリレー接点によって切替える方式のもの
である。また６′は出力調整部であり、直流入力を適宜
調整するトランジスタチョッパやPWM制御式インバータ
回路によって一旦交流に変換した後に再度整流して直流
出力を得る方式のもの等が用いられる。なお、その他の
部分は第１図の実施例と同機能のものに同符号を付して
説明を省略する。

同図の装置において、（ａ）に示すAC100V用ケーブル
を（ｃ）に示す本体に接続したときは、リレーCR3が励
磁され、リレーCR4は非励磁となる。これによって接点C
R3aが閉じ接点CR3bが開く。（このとき接点CR4aは開
き、接点CR4bは閉じている。）この結果、AC100V入力電
圧は整流器DR1,DR2とコンデンサC3,C4とによって倍電圧
整流されて出力調整部６′に供給される。

一方（ｂ）に示されるAC200V用ケーブルが接続された
ときには、リレーCR4が励磁され、リレーCR3は非励磁と
なる。これによって接点CR4aが閉じ、接点CR4bが開く。
（このとき接点CR3aは開き、接点CR3bは閉じている。）
この結果、AC200Vの入力電圧は整流器DR1ないしDR4によ
って両波整流されてコンデンサC3およびC4によって平滑
されて出力調整部６′に供給される。それ故、出力調整
部６′には入力電圧がAC100VのときもAC200Vのときもほ
ぼ同じ電圧の直流電圧が供給されることになる。このと
き制御回路９には、第１図の実施例と同様に補助変圧器
91の適応するタップに各リレー接点によって電源電圧が
供給される。

第２図の実施例においては、AC100V入力時とAC200V入
力時とにおいてそれぞれ励磁されるリレーを別個に設け
て各リレーの接点を直列にして用いたので、接触不良や
リレーコイルの断線等によって一方のリレーの動作が不
良になっても誤って高い電圧が印加される危険性がな
く、より安全である。

第３図は本考案のさらに別の実施例を示す接続図であ
り、リレーを用いずにコネクタの端子接続のみによって
電源電圧の変更に対処するものである。同図（ａ）はAC
100V用の電源入力ケーブルであり、端部に電源ラインを
接続する22a,22bの２本の端子以外にアーク加工装置本
体の内部回路を切替えるために必要な数だけの端子22c
ないし22gを余分に有するメス形コネクタが設けてあ
る。そしてこの余分に設けた端子のうち22cと22dおよび
22eと22gとをそれぞれ短絡してある。同図（ｂ）はAC20
0V用の電源入力ケーブルであり端部には同図（ａ）のケ
ーブルと同様にメス形コネクタ24を設けてり、かつその
端子24eと24fのみが短絡してある。同図（ｃ）はこれら
のケーブルを接続して用いるアーク加工装置の本体であ
り、電源入力部には各ケーブルのコネクタに対応した端
子部を有するオス形コネクタが設けてあり、その端子23
cないし23gはケーブル端のコネクタ22および24の各端子
22aないし22gおよび24aないし24gに対応する位置に定め
られている。端子23aと23bには電源ラインが接続される
ので電源スイッチ２に接続され、端子23cは整流器DR3と
DR4との接続点に、また端子23dはコンデンサC3とC4との
接続点にそれぞれ接続されている。また端子ｅは電源ス
イッチ２の出力の一方に、また端子23fは制御回路９の
補助変圧器19の一次側の高入力電圧用タップに、また端
子23gは補助変圧器91の一次巻線の低入力電圧用タップ
にそれぞれ接続されている。さらに補助変圧器91の一次
巻線の他方の端子は電源スイッチ２の他の出力に接続さ
れている。その他は第２図に示した実施例と同機能のも
のに同符号を付して説明を省略する。

同図の実施例において、（ａ）のAC100V用ケーブルを
（ｃ）の本体に接続したときはコネクタ23の端子23cと2
3dとが短絡され、また端子23eと23gとが短絡されること
にになるので、AC100V電源は整流器DR1,DR2とコンデン
サC3,C4とによって倍電圧整流されて出力調整部６′に
供給される。このときAC100V電源はまた端子23eと23gと
を経て制御回路９の補助変圧器91の低電圧用タップに供
給される。

一方（ｂ）のAC200V用ケーブルを（ｃ）の本体に接続
したときは、コネクタ23の端子23eと23fとが短絡される
ので、AC200V電源は整流器DR1ないしDR4にて両波整流さ
れた後にコンデンサC3とC4とによって平滑されて出力調
整部６′に供給されるとともに制御回路９の補助変圧器
91の高入力電圧タップにAC200Vが供給される。これによ
って出力調整部６′および制御回路９には入力電圧が10
0V時と200V時とのいずれにおいても略等しい電圧が供給
されることになる。

なお、上記第１図ないし第３図に示した実施例におい
ては、単相の100Vと200とにおいて説明したが入力コン
セントの形状が明確に区別できるものであれば３相200V
/400Vの２電源に対しても適用可能である。

またアーク加工装置本体の内部回路を切替える方法は
例に示したものに限定されるものではなく、必要に応じ
て適宜定められるものであり、これに応じてリレーの接
点数や接続あるいはコネクタに設ける電源ライン以外の
余分の端子数や端子相互間の接続を定めればよいのはも
ちろんである。

〈考案の効果〉 上記のように本考案によるときは、適用する電源電圧
に対してそれぞれ専用の入力用ケーブルを本体に接続す
るだけで内部回路の必要な切替が行なわれるので、構造
が簡単で安価であるばかりでなく、半導体素子などを利
用した複雑な電圧判別回路を用いる必要がないので故障
がなく、極めて安定した装置が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例を示す接続図、第
４図は従来の例を示す接続図、第５図は第４図の従来装
置において用いられる２電圧判別回路の例を示す接続図
である。 1,1…入力端子、２…電源スイッチ、５…変圧器、6,6′
…出力調整部、９…制御回路、12,16…入力コンセン
ト、13,17…コード、14,18,19,21,22,24…ケーブル端コ
ネクタ、15,20,23…アーク加工装置本体側コネクタ、91
…補助変圧器、CR2,CR3,CR4…リレー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−156193（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−151975（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−8456（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】出力電圧に対応して出力端子形状の異なる
   高低２種類の電圧の電源から電力を得るアーク加工装置
   において、電源入力用ケーブルを電源電圧毎に用意し、
   前記各電源入力用ケーブルの一端は対応する電圧を出力
   する電源の出力端子形状に適合したコネクタを接続し、
   他端は接続される電源の相数よりも少なくとも１端子以
   上の余分の端子を設けたメス形コネクタとするととも
   に、前記メス形コネクタの余分のうちの少なくとも一本
   と電源電圧の一方の線が接続される端子とを短絡した構
   造とし、アーク加工装置の電源入力端子として前記電源
   入力用ケーブルの他端の端子部に対応した端子部を有す
   るオス形コネクタを設けるとともに前記オス形コネクタ
   の端子のうち電源電圧の他方の線に対応する端子と前記
   余分に設けられ他端子のうちの前記電源電圧の一方の線
   が接続される端子との間にリレーコイルを接続し、前記
   リレーの接点によって前記アーク加工装置の内部回路を
   供給電圧に対応した回路構成に切替える構造としたアー
   ク加工装置。
2. 【請求項２】前記電源入力用ケーブルの他端における前
   記余分の端子と電源電圧の一方が接続される端子との短
   絡は、前記電源入力用ケーブルのうちの低電圧用ケーブ
   ルにおいてのみ実施されるものである請求項１に記載の
   アーク加工装置。
3. 【請求項３】前記余分に設ける端子の数は２本とし、高
   電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルのそれぞれが接続さ
   れたときにそれぞれ専用のリレーが励磁されるよう前記
   各電源入力用ケーブルにおける電源電圧端子と短絡され
   る前記余分の端子が電源電圧ごとに選定されており、前
   記各リレーの接点によって前記アーク加工装置の内部回
   路を入力電圧に適応した回路に切替える接続とした請求
   項１に記載のアーク加工装置。
4. 【請求項４】出力電圧に対応して出力端子形状が異なる
   高低２種類の電圧の電源から電力を得るアーク加工装置
   において、前記アーク加工装置の電源入力端子部には電
   源の相数に加えて入力電圧に応じて内部回路を切替える
   ためのリード線が接続された複数の端子を余分に有する
   オス形コネクタを設け、電源入力用ケーブルを各電源電
   圧毎に用意し、前記各電源入力用ケーブルの一端は対応
   する電圧を出力する電源の出力端子形状に適合したコネ
   クタを接続し、他端は前記アーク加工装置の電源入力端
   子部の前記オス形コネクタに適合した端子を有するメス
   形コネクタを接続するとともに各電源入力用ケーブルを
   前記各コネクタにて接続したときに適用される電源電圧
   に対して前記アーク加工装置の内部回路が前記電源入力
   用ケーブルの前記メス形コネクタの余分の端子を介して
   適正接続に完成されるように前記メス形コネクタの端子
   の所要部を相互に接続したアーク加工装置。