JP2505783Y2 - Nozzle tip for plasma cutting machine - Google Patents

Nozzle tip for plasma cutting machine

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JP2505783Y2
JP2505783Y2 JP1989130933U JP13093389U JP2505783Y2 JP 2505783 Y2 JP2505783 Y2 JP 2505783Y2 JP 1989130933 U JP1989130933 U JP 1989130933U JP 13093389 U JP13093389 U JP 13093389U JP 2505783 Y2 JP2505783 Y2 JP 2505783Y2
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graphite
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案はプラズマ切断機におけるノズルチップの改良
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to improvement of a nozzle tip in a plasma cutting machine.

(従来の技術) プラズマ切断機は、例えば特開昭62-212060号公報に
て提案されているように、作動ガスをアークによってプ
ラズマガスとし、このプラズマガスを被切断材に向けて
噴射することによりその切断を行うものであり、第1図
に示すように、電極(11)に対向した状態でノズル孔
(21)を有するノズルチップ(20)を配設して、全体を
キャップ(12)によって覆蓋したものである。そして、
このプラズマ切断機(10)は、電極(11)とノズルチッ
プ(20)間にプラズマ発生室を構成し、この発生室内に
てアークを飛ばしながら作動ガスを流入させることによ
り、プラズマ化したガスをノズルチップ(20)のノズル
孔(21)から噴射するようにしたものである。
(Prior Art) In a plasma cutting machine, for example, as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-212060, working gas is converted into plasma gas by an arc and the plasma gas is jetted toward a material to be cut. As shown in FIG. 1, a nozzle tip (20) having a nozzle hole (21) is provided so as to face the electrode (11), and the entire cap (12) is provided. It is covered by. And
The plasma cutting machine (10) forms a plasma generation chamber between the electrode (11) and the nozzle tip (20), and the working gas is introduced into the generation chamber while the arc is blown to generate plasma gas. It is designed to eject from the nozzle hole (21) of the nozzle tip (20).

このように、プラズマ切断機(10)を構成しているノ
ズルチップ(20)においては、これに通電してアークを
発生させるようにすることができること、すなわち導電
性を有していることが必要である。また、プラズマ切断
機(10)の先端部に水等を供給してその冷却を常時行っ
てはいるものの、プラズマ化したガスが高温のものであ
るため、特にノズルチップ(20)としては耐熱性を有す
る材料によって形成する必要があるものである。
As described above, the nozzle tip (20) constituting the plasma cutting machine (10) must be capable of being energized to generate an arc, that is, have electrical conductivity. Is. Also, although water etc. is constantly supplied to the tip of the plasma cutting machine (10) to cool it, the plasmaized gas has a high temperature, so the nozzle tip (20) is particularly heat resistant. It is required to be formed of a material having

この種のノズルチップ(20)としては、一般に銅等の
金属によって形成したものが多い。金属によってノズル
チップ(20)を構成すれば、必要な導電性が得られるだ
けでなく、金属は熱伝導が良好なものであるため水等の
冷却による加熱防止ができる。つまり、ある程度の耐熱
性を有したものとすることができるからである。しかし
ながら、このノズルチップ(20)のノズル孔(21)の近
傍においては、プラズマが噴出するため非常に加熱され
た状態にあり、しかもプラズマガスを被切断材に向けて
噴射する必要上空気に晒されるものであり、特に噴射す
るプラズマガスによって周囲の酸素がこのノズルチップ
(20)のノズル孔(21)表面に巻き込まれたり、切断時
のドロス(溶媒鉄)が付着したりすることが多い。
Many nozzle chips (20) of this type are generally made of metal such as copper. If the nozzle tip (20) is made of metal, not only the necessary conductivity can be obtained, but also the metal has good heat conduction, so that heating by cooling water or the like can be prevented. That is, it is possible to have a certain degree of heat resistance. However, the vicinity of the nozzle hole (21) of the nozzle tip (20) is in a very heated state because the plasma is ejected, and it is necessary to eject the plasma gas toward the material to be cut and exposed to the air. In particular, the surrounding oxygen is often caught in the surface of the nozzle hole (21) of the nozzle tip (20) by the jetted plasma gas, and dross (solvent iron) is attached at the time of cutting.

従って、金属からなる従来のノズルチップ(20)にお
いては、そのノズル孔(21)近傍において高温となりか
つ酸素に晒されることになるから、その酸化を避けるこ
とができないものであって、これによってノズル孔(2
1)の目詰りを生じて使用できなくなり、一般にはこの
種ノズルチップ(20)は数時間〜数日使用すれば交換を
余儀なくされるものである。また、ノズルチップ(20)
の内部においても、外部の空気が入って酸化膜を形成す
ることがあり、次のアーク発生時にこの酸化膜が破られ
てノズル孔(21)の目詰りを生じるだけでなく、切断時
のドロスの付着によってノズル孔(21)を破損させる原
因となる所謂ダブルアークを発生する現象もあるから、
結局この種のノズルチップ(20)の寿命は非常に短いも
のとなっているのである。
Therefore, in the conventional nozzle tip (20) made of metal, the temperature becomes high in the vicinity of the nozzle hole (21) and is exposed to oxygen, so that the oxidation cannot be avoided, and thus the nozzle is Hole (2
The nozzle tip (20) of this kind is inevitably replaced if it is used for several hours to several days, because the clogging of 1) occurs and it cannot be used. Also, nozzle tip (20)
The outside air may enter the inside of the to form an oxide film, which will be broken when the next arc occurs and not only will the nozzle hole (21) be clogged, but also the dross at the time of cutting. There is also a phenomenon that a so-called double arc is generated which causes the nozzle hole (21) to be damaged due to the adherence of
After all, the life of this type of nozzle tip (20) is very short.

ノズルチップ(20)の寿命を長くするために、例えば
ダブルアークの発生を抑えるようにした従来技術とし
て、特開平1-99783号公報に示されたような「プラズマ
アークトーチ」がある。このアークトーチは、上記公報
の特許請求の範囲の記載からすると、 「加工用の電極とプラズマ用のオリフイス部との間に
パイロットアークを発生させ、加工時に該電極と被加工
物との間にプラズマアークを発生させるプラズマアーク
トーチにおいて、前記オリフイス部材は機械的炭素材に
より形成されてなる」ものであるが、これによれば前述
のダブルアークの問題は解決される。しかしながら、こ
のアークトーチのオリフイス部材を形成している「機械
的炭素材」の酸化については未だ改善されていないので
ある。
There is a "plasma arc torch" as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-99783, which is a conventional technique for suppressing the occurrence of double arc in order to prolong the life of the nozzle tip (20). According to the description in the scope of claims of the above-mentioned publication, this arc torch is that "a pilot arc is generated between a machining electrode and an orifice portion for plasma, and during machining, it is between the electrode and a workpiece. In a plasma arc torch for generating a plasma arc, the orifice member is made of a mechanical carbon material. "However, this solves the double arc problem described above. However, the oxidation of the "mechanical carbon material" forming the orifice member of this arc torch has not been improved yet.

さらに、この種のノズルチップ(20)に対しては、一
定の電圧が印加されているのであるため、このノズルチ
ップ(20)が被加工物等に接触したりすると一種の放電
現象が発生するから、これを防止するような工夫をしな
ければならない。例えば、第1図に示したような一般的
なプラズマ切断機においては、キャップ(12)によって
それを行っているのであるが、このキャップ(12)を使
用した場合にはノズルチップ(20)の先端部が大きくな
って被加工材の角部内の加工が困難となったり、切断ケ
ガキ線が見えなくて切断の直線性がなくなったり、また
ノズルチップ(20)の交換毎に外されなければならない
ため作業が面倒なものとならざるを得ない。つまり、ノ
ズルチップ(20)の交換を行う場合に、例えばキャップ
(12)を外さなくてもよいような構造とすると都合がよ
いのである。
Further, since a constant voltage is applied to this type of nozzle tip (20), a kind of discharge phenomenon occurs when this nozzle tip (20) contacts the workpiece or the like. Therefore, it is necessary to devise to prevent this. For example, in a general plasma cutting machine as shown in FIG. 1, the cap (12) does this. However, when this cap (12) is used, the nozzle tip (20) The tip part becomes large and it becomes difficult to process the inside of the corner of the work material, the cutting marking line is not visible and the cutting linearity disappears, and it must be removed every time the nozzle tip (20) is replaced. Therefore, the work must be troublesome. That is, when replacing the nozzle tip (20), for example, it is convenient to have a structure in which the cap (12) does not have to be removed.

そこで、本考案者は、この種のノズルチップ(20)を
寿命を更に伸ばすことができ、しかも作業を効率良く行
えるようにできるものとするためにはどうしたらよいか
について種々検討を重ねてきた結果、本考案を完成した
のである。
Therefore, the inventor of the present invention has conducted various studies on how to make the nozzle tip (20) of this type longer in life and more efficient in working. As a result, the present invention was completed.

(考案が解決しようとする課題) 本考案は、以上の実情に鑑みてなされたもので、その
解決しようとする課題は、ノズルチップ(20)の寿命の
延長及び交換効率の向上である。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problems to be solved are to extend the life of the nozzle tip (20) and improve the replacement efficiency.

そして、まず第一請求項に係る考案の目的とするとこ
ろは、所定の導電性、耐熱性を確保しながら酸化物によ
るノズル孔(21)の目詰りを生じさせないよにすること
によって耐久性を向上させることができることは勿論、
必要な部分のみを交換できるようにしたノズルチップ
(20)を提供することにある。また、第二請求項に係る
考案の目的とするところは、上記第一請求項に係る考案
と同様な効果を有したものとすることは勿論のこと、ノ
ズルチップ(20)自体の絶縁性を高めて被加工材との間
の放電による電力及びノズルチップ(20)自体の消耗を
防止し得て、更に耐久性を向上させたノズルチップ(2
0)を提供することにある。
And, first of all, the object of the invention according to the first claim is that durability is ensured by preventing the nozzle hole (21) from being clogged with an oxide while ensuring a predetermined conductivity and heat resistance. Of course it can be improved,
The object is to provide a nozzle tip (20) in which only a necessary part can be replaced. Further, the object of the invention according to the second claim is to have the same effect as that of the invention according to the above-mentioned first claim, as well as the insulating property of the nozzle tip (20) itself. Nozzle tip (2) that can improve the durability by increasing the power consumption and preventing the consumption of the nozzle tip (20) itself due to the discharge between the workpiece and the workpiece.
0) to provide.

(課題を解決するための手段及びその作用) 以上の課題を解決するために、第一請求項の考案の採
った手段は、 「電極(11)に対向してプラズマ発生室を構成し、こ
のプラズマ発生室にて生じたプラズマガスを噴射するノ
ズル孔(21)を有したプラズマ切断機(10)用のノズル
チップ(20)であって、 このノズルチップ(20)を、装着口(22)を有する黒
鉛製のチップ本体(20A)と、このチップ本体(20A)の
装着口(22)に装着されて前記ノズル孔(21)を有する
黒鉛製のチップ小片(20B)と、このチップ小片(20B)
の少なくとも前記ノズル孔(21)近傍の表面に形成した
熱分解炭素被膜(23)とにより構成したことを特徴とす
るノズルチップ(20)」である。
(Means for Solving the Problem and Its Action) In order to solve the above problems, the means adopted in the invention of the first claim is that "a plasma generating chamber is formed facing the electrode (11). A nozzle tip (20) for a plasma cutting machine (10) having a nozzle hole (21) for injecting plasma gas generated in a plasma generation chamber, the nozzle tip (20) having a mounting opening (22). A graphite chip body (20A) having the above, a graphite chip small piece (20B) having the nozzle hole (21) attached to a mounting opening (22) of the chip main body (20A), and the chip small piece ( 20B)
And a pyrolytic carbon coating (23) formed on at least the surface of the nozzle hole (21) near the nozzle tip (20).

すなわち、この考案に係るノズルチップ(20)はその
チップ本体(20A)及びチップ小片(20B)の基体を黒鉛
によって形成し、チップ小片(20B)の少なくともノズ
ル孔(21)の近傍に熱分解炭素からなる熱分解炭素被膜
(23)を形成したものであるが、この黒鉛としては、等
方性を有して高密度かつ高強度のものを採用することが
好ましい。その理由は、このノズルチップ(20)は先端
にて被切断材に当接することがあり得るものであり、そ
の場合に破損しないように所定の強度を有していた方が
好ましいからである。
That is, in the nozzle tip (20) according to the present invention, the base of the tip body (20A) and the tip small piece (20B) is made of graphite, and the pyrolytic carbon is present at least in the vicinity of the nozzle hole (21) of the tip small piece (20B). The pyrolytic carbon coating (23) is formed of, and it is preferable that graphite having isotropy, high density and high strength is adopted as this graphite. The reason is that the nozzle tip (20) may come into contact with the material to be cut at the tip, and it is preferable that the nozzle tip (20) has a predetermined strength so as not to be damaged in that case.

従って、この黒鉛からなるノズルチップ(20)は、黒
鉛自体の有する優れた導電性及び耐熱性を有しているも
のであり、しかも仮りにチップ小片(20B)が有するノ
ズル孔(21)の近傍において黒鉛が酸化してとしても、
これは炭素ガス等に変化して外部へ飛んでいってしまう
からノズル孔(21)の目詰りは全く発生しないのであ
る。この場合の黒鉛の酸化は極く微量であるため、ノズ
ルチップ(20)全体を短期間内に消失させてしまうよう
な事もないのである。
Therefore, the graphite nozzle tip (20) has the excellent conductivity and heat resistance of graphite itself, and in the vicinity of the nozzle hole (21) of the tip small piece (20B). Even if graphite oxidizes in
This changes to carbon gas or the like and flies to the outside, so that the nozzle hole (21) is not clogged at all. Since the oxidation of graphite in this case is extremely small, the entire nozzle tip (20) will not disappear within a short period of time.

また、本考案に係るノズルチップ(20)は、一体物で
はなくて、そのチップ本体(20A)の装着口(22)にチ
ップ小片(20B)を装着するように構成する必要がある
ものである。その理由は、この種のノズルチップ(20)
においては、その近傍における消耗が他の部分より早い
のが一般的であるから、このノズル孔(21)の近傍部分
のみを交換できるような構成にすることが有利だからで
ある。そのために、本考案においては、チップ小片(20
B)をチップ本体(20A)の装着口(22)に螺着して装着
するようにしてもあり、もしこのチップ小片(20B)が
消耗した場合には、このチップ小片(20B)のみを取り
外して他の新しいチップ小片(20B)と交換可能とした
ものである。これにより、チップ小片(20B)が消耗し
てこれを交換する場合の作業が非常に容易となっている
のであり、この種のノズルチップ(20)のコストを低下
させているのである。
Further, the nozzle tip (20) according to the present invention is not an integrated body, but it is necessary to mount the tip small piece (20B) to the mounting opening (22) of the tip body (20A). . The reason is this kind of nozzle tip (20)
In general, since the consumption in the vicinity thereof is faster than that in the other portions, it is advantageous to adopt a structure in which only the portion in the vicinity of the nozzle hole (21) can be replaced. Therefore, in the present invention, the chip piece (20
B) may be attached by screwing it into the mounting opening (22) of the chip body (20A). If this chip small piece (20B) is consumed, remove only this chip small piece (20B). It can be exchanged with other new chip pieces (20B). As a result, the tip piece (20B) is consumed and the work for replacing it is very easy, and the cost of this type of nozzle tip (20) is reduced.

このノズルチップ(20)を構成しているチップ小片
(20B)のノズル孔(21)の近傍に熱分解炭素からなる
熱分解炭素被膜(23)を形成する方法としては、例えば
通常用いられる各種化学蒸着法(CVD)により行うこと
ができ、黒鉛上を800〜2600℃に加熱しておき、炭化水
素あるいはハロゲン化炭化水素を水素ガス共存下で黒鉛
と接触させ、多数の気孔を有する黒鉛上に熱分解炭素の
緻密な層を形成させる。これらの反応は常圧もしくは減
圧下で行われるが、熱分解炭素被膜(23)の均一性、平
滑性を考えると、減圧下、特に300Torr以下で行うこと
が望ましい。また、熱分解炭素からなる被膜(23)の厚
みは、10μm〜500μmが望ましい。その理由は、10μ
m以下では十分な耐消耗性が得られないからであり、50
0μm以上では黒鉛との熱膨張差により熱分解炭素被膜
(23)にクラックを生じる可能性が大きいからである。
中でも、この被膜(23)の厚さとしては、50μm程度の
ものであることが、形成も容易で、必要な耐消耗性が得
られることから有利である。
As a method of forming a pyrolytic carbon coating (23) made of pyrolytic carbon in the vicinity of the nozzle hole (21) of the chip piece (20B) constituting the nozzle chip (20), for example, various commonly used chemistries are used. It can be performed by the vapor deposition method (CVD). The graphite is heated to 800 to 2600 ° C, and hydrocarbons or halogenated hydrocarbons are brought into contact with graphite in the presence of hydrogen gas to form graphite with many pores. Form a dense layer of pyrolytic carbon. These reactions are carried out under normal pressure or reduced pressure, but considering the uniformity and smoothness of the pyrolytic carbon coating (23), it is desirable to carry out under reduced pressure, especially 300 Torr or less. The thickness of the coating film (23) made of pyrolytic carbon is preferably 10 μm to 500 μm. The reason is 10μ
This is because if it is less than m, sufficient wear resistance cannot be obtained.
This is because if the thickness is 0 μm or more, cracks are likely to occur in the pyrolytic carbon coating (23) due to the difference in thermal expansion from graphite.
Above all, it is advantageous that the thickness of the coating film (23) is about 50 μm, because it is easy to form and the required wear resistance is obtained.

以上のような熱分解炭素被膜(23)を有するチップ小
片(20B)を構成部材としたノズルチップ(20)は、優
れた導電性及び耐熱性を有していることは勿論、酸素に
触れ易い部分を酸化しにくい熱分解炭素被膜(23)によ
って覆ってあるから、その酸化が極力しにくくなってい
るのである。従って、このノズルチップ(20)のノズル
孔(21)が目詰りするような酸化物は、全く生じないの
である。
The nozzle tip (20) having the chip piece (20B) having the pyrolytic carbon coating (23) as a constituent member has excellent conductivity and heat resistance, and is easily exposed to oxygen. Since the part is covered with the pyrolytic carbon coating (23) which is difficult to oxidize, the oxidation is hard to be suppressed as much as possible. Therefore, no oxide that would clog the nozzle hole (21) of the nozzle tip (20) is generated.

なお、上述したチップ本体(20A)及びチップ小片(2
0B)を構成している黒鉛を、その平均熱膨張係数が、1.
3〜7.0×10-6/℃で、異方比が1.25以下のものとした。
このように、平均熱膨張係数(20℃〜400℃の温度雰囲
気中における熱膨張係数の平均値)が1.3〜7.0×10-6
℃である黒鉛を採用したのは、この黒鉛を基材とするノ
ズルチップ(20)が、室温から、プラズマアーク熱によ
り局部的に加熱された温度までの間のヒートサイクル中
に置かれたとしても、熱膨張によって大きく変化しない
ようにするためである。これにより、例えばチップ小片
(20B)に形成した熱分解炭素被膜(23)が、黒鉛から
なる基材から剥離するのが防止されるのである。
The chip body (20A) and chip small piece (2
The average coefficient of thermal expansion of the graphite that constitutes (0B) is 1.
The anisotropic ratio was 3 to 7.0 × 10 −6 / ° C. and 1.25 or less.
Thus, the average coefficient of thermal expansion (average value of the coefficient of thermal expansion in a temperature atmosphere of 20 ° C to 400 ° C) is 1.3 to 7.0 × 10 -6 /
The temperature of graphite is adopted because the nozzle tip (20) based on this graphite is placed in a heat cycle from room temperature to a temperature locally heated by plasma arc heat. This is also to prevent a large change due to thermal expansion. This prevents, for example, the pyrolytic carbon coating (23) formed on the chip piece (20B) from peeling from the base material made of graphite.

また、異方比が1.25以下の黒鉛は、前述したヒートサ
イクルが繰り返された場合に、その中に生じる熱応力を
非常に小さくするものであり、これにより黒鉛自体の破
損が防止されているのである。
Further, the graphite having an anisotropic ratio of 1.25 or less, when the heat cycle described above is repeated, makes the thermal stress generated therein extremely small, and thus damage of the graphite itself is prevented. is there.

一方、第二請求項に係るノズルチップ(20)において
は、前述した第一請求項に係るノズルチップ(20)のチ
ップ小片(20B)を、その一部が前記チップ本体(20A)
の装着口(22)より突出したものとするとともに、この
チップ小片(20B)の少なくとも突出部外面に絶縁物被
膜(24)を形成したものである。このように、まずチッ
プ小片(20B)をチップ本体(20A)の装着口(22)から
突出したものとしたのは、チップ小片(20B)はノズル
孔(21)を有するものであり、このチップ小片(20B)
のノズル孔(21)からのプラズマガスをノズルチップ
(20)の先端部から噴射させる必要があるからである。
つまり、比較的径の小さいチップ小片(20B)を突出さ
せておけば、プラズマ加工を行うべき部分が狭い場所に
あってもその作業を容易かつ正確に行えるからである。
そうなると、チップ小片(20B)が被切断材等と接触し
易くなって、このチップ小片(20B)を介して別の部分
に放電がされ易くなるが、この放電を防止するのが、こ
のチップ小片(20B)の少なくとも突出部外面に形成し
た絶縁物被膜(24)なのである。
On the other hand, in the nozzle chip (20) according to the second claim, the chip small piece (20B) of the nozzle chip (20) according to the above-mentioned first claim, a part of which is the chip body (20A).
Of the chip piece (20B), and an insulating coating (24) is formed on at least the outer surface of the projecting portion of the chip piece (20B). In this way, the tip small piece (20B) is first projected from the mounting opening (22) of the tip body (20A) because the tip small piece (20B) has the nozzle hole (21). Small piece (20B)
This is because it is necessary to eject the plasma gas from the nozzle hole (21) from the tip of the nozzle tip (20).
That is, if the chip small piece (20B) having a relatively small diameter is projected, the work can be easily and accurately performed even in a place where the portion to be plasma-processed is narrow.
If this happens, the chip pieces (20B) will easily come into contact with the material to be cut, etc., and discharge to other parts via the chip pieces (20B) will be easier. However, this discharge is prevented by this chip pieces. It is the insulating film (24) formed on at least the outer surface of the protruding portion of (20B).

また、このノズルチップ(20)におけるチップ小片
(20B)は、その一部がチップ本体(20A)から突出した
ものとなっているから、このチップ小片(20B)の突出
部分を指等によってつまんで回転させれば、チップ本体
(20A)の装着口(22)から容易に取り外せるのであ
る。従って、この第二請求項に係るノズルチップ(20)
においても、そのチップ小片(20B)の交換作業が容易
となっているのである。
Further, since a part of the tip small piece (20B) of the nozzle tip (20) is projected from the tip body (20A), the protruding portion of the tip small piece (20B) is pinched with a finger or the like. If rotated, it can be easily removed from the mounting opening (22) of the chip body (20A). Therefore, the nozzle tip (20) according to the second claim
Also, in this case, it is easy to replace the chip piece (20B).

(実施例) 次に、各考案について、図面に示した実施例に従って
詳細に説明する。
(Embodiment) Next, each invention will be described in detail according to an embodiment shown in the drawings.

第2図には、第一請求項の考案に係るノズルチップ
(20)の断面が示してあり、このノズルチップ(20)は
黒鉛製のチップ本体(20A)と、このチップ本体(20A)
の装着口(22)に螺着される黒鉛製のチップ小片(20
B)とからなっている。これらチップ本体(20A)及びチ
ップ小片(20B)の主体は、コークスあるいはカーボン
の微粉をタールピッチなどのバインダー成分とともに混
練して高密度のものとして形成し、これを常法によって
焼成することにより黒鉛材とし、この黒鉛材を所定形状
に切削することにより形成したものである。第2図に示
したノズルチップ(20)を構成するチップ本体(20A)
の具体的大きさは、直径が約15mm、内径が8mm、長さが1
5mm程度で、ツバを有する取付部を形成したものであ
り、その中心に直径9mmの装着口(22)を形成したもの
である。この装着口(22)には厚さが約2.5mmのチップ
小片(20B)が螺着してあり、このチップ小片(20B)も
黒鉛製のものである。また、これらのチップ本体(20
A)及びチップ小片(20B)を構成する黒鉛の熱膨張係数
は3.0×10-6/℃で異方比が1.20であって、チップ小片
(20B)の中央には、直径が1.3mmのノズル孔(21)を設
けてある。
FIG. 2 shows a cross section of a nozzle tip (20) according to the invention of the first claim. The nozzle tip (20) is a graphite tip body (20A) and this tip body (20A).
Graphite chip pieces (20
B) and. The main body of the chip body (20A) and chip chip (20B) is formed by kneading coke or carbon fine powder with a binder component such as tar pitch to form a high density product, and firing it by a conventional method to obtain graphite. The material is formed by cutting this graphite material into a predetermined shape. A tip body (20A) that constitutes the nozzle tip (20) shown in FIG.
The concrete size of is about 15 mm in diameter, 8 mm in inner diameter, and 1 in length.
A mounting part having a brim is formed with a size of about 5 mm, and a mounting port (22) having a diameter of 9 mm is formed at the center thereof. A chip piece (20B) having a thickness of about 2.5 mm is screwed into the mounting opening (22), and the chip piece (20B) is also made of graphite. In addition, these chip bodies (20
A) and the graphite that composes the chip (20B) have a coefficient of thermal expansion of 3.0 × 10 -6 / ° C and an anisotropic ratio of 1.20. A nozzle with a diameter of 1.3mm is provided in the center of the chip (20B). A hole (21) is provided.

また、チップ小片(20B)のネジ込み部以外の表面に
は、厚さ50μm程度の熱分解炭素被膜(23)が形成して
あり、この熱分解炭素被膜(23)によってチップ小片
(20B)の基体である前述した黒鉛を保護している。そ
して、このチップ小片(20B)は、チップ本体(20A)の
装着口(22)内に完全に入った状態で装着口(22)に螺
着してある。
Further, a pyrolytic carbon coating (23) having a thickness of about 50 μm is formed on the surface of the chip small piece (20B) other than the screwed portion, and the pyrolytic carbon coating (23) forms the chip small piece (20B). It protects the above-mentioned graphite, which is the substrate. The chip piece (20B) is screwed into the mounting opening (22) in a state where it is completely inside the mounting opening (22) of the chip body (20A).

第3図は、第二請求項に係る考案の他の実施例を示す
ものであり、このノズルチップ(20)においては、その
取付部以外の表面に絶縁物被膜(24)を形成したもので
ある。
FIG. 3 shows another embodiment of the device according to the second claim. In this nozzle tip (20), an insulating film (24) is formed on the surface other than its mounting portion. is there.

第二請求項に係るノズルチップ(20)の実施例は、第
4図に示してある。すなわち、この第4図のノズルチッ
プ(20)においては、チップ小片(20B)の先端を弾丸
状に形成するとともに、このチップ小片(20B)の先端
がチップ本体(20A)側の装着口(22)にこれから突出
する状態で螺着したものである。そして、このチップ小
片(20B)の突出部分の表面には、絶縁物被膜(24)が
厚さ500μm程度で形成してある。なお、このチップ小
片(20B)の螺着部以外は熱分解炭素被膜(23)によっ
て被覆してある。
An embodiment of the nozzle tip (20) according to the second claim is shown in FIG. That is, in the nozzle tip (20) of FIG. 4, the tip of the tip small piece (20B) is formed into a bullet shape, and the tip of the tip small piece (20B) is attached to the mounting opening (22) on the tip body (20A) side. ) Is screwed in such a manner as to project from here. An insulating film (24) having a thickness of about 500 μm is formed on the surface of the protruding portion of the chip piece (20B). The tip small pieces (20B) are covered with a pyrolytic carbon coating (23) except for the threaded portion.

そして、比較するものとして、第2図に示したのと同
じ形状の銅製のノズルチップを形成し、これと本考案の
ノズルチップ(20)との使用実験をしてみた。この場
合、プラズマ切断機(10)として酸素プラズマのものを
採用し、80アンペアの電流で幅200mm、厚さ8mm、長さ20
00mmのステンレス板に対して、切断速度600〜1000mm/分
のスピードで間欠的に手動操作にて連続作業で1時間ず
つ切断してみた。切断後の各ノズルチップのノズル孔
(21)の径を各1時間の作業終了後毎に測定してみた結
果、第5図に示したようになり、銅によって形成したノ
ズルチップ(20)は、80アンペア要量のプラズマ切断機
では使用できない孔径に迄達した。
Then, as a comparison, a copper nozzle tip having the same shape as that shown in FIG. 2 was formed, and an experiment of using this and the nozzle tip (20) of the present invention was tried. In this case, a plasma cutting machine (10) with oxygen plasma is used, with a current of 80 amps, width 200 mm, thickness 8 mm, length 20.
A 00 mm stainless plate was intermittently cut at a cutting speed of 600 to 1000 mm / min for 1 hour by continuous operation by manual operation. As a result of measuring the diameter of the nozzle hole (21) of each nozzle tip after cutting after each one-hour work, the result is as shown in FIG. 5, and the nozzle tip (20) formed of copper is It reached the hole diameter that cannot be used with a plasma cutting machine with a capacity of 80 amps.

第5図より、本考案に係るノズルチップ(20)は、銅
によって形成したノズルチップ(20)と比較した場合、
その寿命は約2倍以上となり、非常に優れたものとなっ
ていることが理解できる。
As shown in FIG. 5, the nozzle tip (20) according to the present invention, when compared with the nozzle tip (20) made of copper,
It can be understood that the life is about double or more, which is very excellent.

(考案の効果) 以上、説明した通り、第一請求項に係るノズルチップ
(20)は、装着口(22)を有する黒鉛製のチップ本体
(20A)と、このチップ本体(20A)の装着口(22)に装
着されて前記ノズル孔(21)を有する黒鉛製のチップ小
片(20B)と、このチップ小片(20B)の少なくとも前記
ノズル孔(21)近傍の表面に形成した熱分解炭素被膜
(23)とにより構成したので、プラズマ用のノズルとし
ての十分な導電性、耐熱性を有し、しかも酸化したとし
てもノズル孔(21)の目詰りの原因となるような異物を
生じることがなく、切断時のドロス(溶融鉄)が付着す
ることもなく、極めて耐久性に優れたノズルチップ(2
0)を提供することができる。しかも、この黒鉛からな
るノズルチップ(20)は、通常の黒鉛加工によって形成
できるため、極めて容易に製造することもできるもので
あることは勿論のこと、チップ小片(20B)に形成した
ノズル孔(21)の近傍を中心にして黒鉛を酸化しにくく
する熱分解炭素被膜(23)を形成したので、これにより
黒鉛の酸化を極力防止することができて、耐久性に優れ
たものとすることができるのである。
(Effects of the Invention) As described above, the nozzle tip (20) according to the first claim has a graphite chip body (20A) having a mounting port (22) and a mounting port of this chip body (20A). A graphite chip piece (20B) mounted on (22) and having the nozzle hole (21), and a pyrolytic carbon coating formed on at least the surface of the chip piece (20B) in the vicinity of the nozzle hole (21) ( 23), it has sufficient conductivity and heat resistance as a plasma nozzle, and even if it is oxidized, it does not generate foreign matter that may cause clogging of the nozzle hole (21). , No dross (molten iron) adheres when cutting, and a nozzle tip with extremely excellent durability (2
0) can be provided. Moreover, since the nozzle tip (20) made of this graphite can be formed by ordinary graphite processing, it can be manufactured very easily, and the nozzle hole (20B) formed in the tip small piece (20B). Since a pyrolytic carbon coating (23) that makes graphite difficult to oxidize is formed around the vicinity of (21), it is possible to prevent oxidation of graphite as much as possible and to make it excellent in durability. You can do it.

しかも、この第二請求項に係るノズルチップ(20)に
よればこれをチップ本体(20A)とチップ小片(20B)と
に分解して互いに装着可能としたので、消耗し易いノズ
ル孔(21)近傍となるチップ小片(20B)のみを交換す
ればよいため、その交換作業性が著しく向上させること
ができるとともに、ノズルチップ(20)全体のコストを
低減することができるのである。
Moreover, according to the nozzle tip (20) of the second claim, the nozzle tip (20A) and the tip small piece (20B) can be disassembled and attached to each other, so that the nozzle hole (21) is easily worn. Since only the small tip piece (20B) in the vicinity needs to be replaced, the replacement workability can be significantly improved, and the cost of the entire nozzle tip (20) can be reduced.

また、第二請求項に係るノズルチップ(20)は前述し
た第一請求項に係るノズルチップ(20)と同様な効果を
有している他に、チップ小片(20B)をチップ本体(20
A)の装着口(22)から突出したものとするとともに、
このチップ小片(20B)の少なくとも突出部外面に絶縁
物被膜(24)を形成したので、このノズルチップ(20)
を使用した作業をし易くすることができ、しかもその作
業中においてこのチップ小片(20B)の突出部が他の物
に接触したとしても放電することができないようにでき
るものである。従って、この第二請求項に係るノズルチ
ップ(20)は、その耐久性をより一層向上させることが
できるのである。
In addition to the nozzle chip (20) according to the second claim having the same effect as the nozzle chip (20) according to the first claim, the chip chip (20B) has a chip body (20B).
While protruding from the mounting opening (22) of A),
Since the insulator coating (24) is formed on at least the outer surface of the protruding portion of the tip piece (20B), the nozzle tip (20)
It is possible to make it easier to perform work using, and to prevent discharge even if the protruding portion of the chip piece (20B) comes into contact with another object during the work. Therefore, the durability of the nozzle tip (20) according to the second aspect can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案に係るノズルチップが適用されるプラズ
マ切断機のトーチ部分を拡大して示した部分断面図、第
2図は第一請求項に係るノズルチップの拡大断面図、第
3図は別の実施例を示す拡大断面図、第4図は第二請求
項に係るノズルチップの拡大断面図、第5図は本考案に
係るノズルチップと銅製のノズルチップとの比較試験を
行った結果を示すグラフである。 符号の説明 10……プラズマ切断機、11……電極、20……ノズルチッ
プ、20A……チップ本体、20B……チップ小片、21……ノ
ズル孔、22……装着口、23……熱分解炭素被膜、24……
絶縁物被膜。
1 is an enlarged partial sectional view of a torch portion of a plasma cutting machine to which a nozzle tip according to the present invention is applied, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a nozzle tip according to the first claim, and FIG. Is an enlarged sectional view showing another embodiment, FIG. 4 is an enlarged sectional view of the nozzle tip according to the second claim, and FIG. 5 is a comparative test of the nozzle tip according to the present invention and a nozzle tip made of copper. It is a graph which shows a result. Explanation of code 10 …… Plasma cutting machine, 11 …… Electrode, 20 …… Nozzle tip, 20A …… Tip body, 20B …… Tip small piece, 21 …… Nozzle hole, 22 …… Mounting port, 23 …… Pyrolysis Carbon coating, 24 ……
Insulator coating.

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】電極に対向してプラズマ発生室を構成し、
このプラズマ発生室にて生じたプラズマガスを噴射する
ノズル孔を有したプラズマ切断機用のノズルチップであ
って、 このノズルチップを、装着口を有する黒鉛製のチップ本
体と、このチップ本体の装着口に装着されて前記ノズル
孔を有する黒鉛製のチップ小片と、このチップ小片の少
なくとも前記ノズル孔近傍の表面に形成した熱分解炭素
被膜とにより構成したことを特徴とするノズルチップ。
1. A plasma generating chamber is formed facing the electrode,
A nozzle chip for a plasma cutting machine having a nozzle hole for injecting plasma gas generated in the plasma generation chamber, the nozzle chip being a graphite chip body having a mounting port, and mounting the chip body. A nozzle tip comprising a graphite chip piece attached to a mouth and having the nozzle hole, and a pyrolytic carbon coating formed on at least a surface of the chip piece near the nozzle hole.
【請求項2】前記チップ小片を、その一部が前記チップ
本体の装着口より突出したものとするとともに、このチ
ップ小片の少なくとも突出部外面に絶縁物被膜を形成し
たことを特徴とする第一請求項に記載のノズルチップ。
2. The chip small piece has a part thereof protruding from a mounting opening of the chip body, and an insulating film is formed on at least an outer surface of the protruding part of the chip small piece. The nozzle tip according to claim.
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