JP2564594B2

JP2564594B2 - トーチ

Info

Publication number: JP2564594B2
Application number: JP63041664A
Authority: JP
Inventors: 昭金川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH01215469A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、エアープラズマ切断用トーチの改良に関す
るものである。

［従来の技術］従来よりエアープラズマ切断用のトーチにおいて、電
極棒を装填するためのホルダーには、種々の構造のもの
がある。例えば、第８図に示すように電極棒３を螺合さ
せて固定するものや電極棒３を差し込んで装填するため
の装填部分４を設けたものがある。これらのホルダー
２′は電極棒３に電流を流す他、切断用の圧縮エアーを
供給することを目的としており、円筒状の導電体で形成
されている。

従って、確実にプラズマを発生させるには電極棒をホ
ルダーに密着させて支持する必要があり、従来において
はシールドカップで電極棒をホルダーに押圧したり、こ
れらを螺合させて支持する方法が採られていた。シール
ドカップで締め付ける構造のものは、ホルダーに電極棒
を装填した後、バッフルを介してノズルチップを嵌め込
み、さらにシールドカップを被せるようにして該シール
ドカップをトーチ本体のハウジングに螺合することによ
り電極棒を押圧して固定する。また、電極棒をホルダー
に螺合させて固定する構造のものは、大型のプラズマ切
断機において専ら採用されている。

さらに、切断用の圧縮エアーは第８図に示すものの場
合においては、ホルダー２′の上面周囲に設けられたエ
アー流出口15から送り出されている。しかし、この構造
のものは電極棒３に何等影響を及ぼさず単に圧縮エアー
を供給するためのエアーの通路を提供するに過ぎないも
のであった。このため、近時第９図に示すように電極棒
３とホルダー２′の間をエアーの流路とするよう電極棒
３又はホルダー２′に溝を設けたものが開発されてお
り、エアーによる電極棒３部分の冷却が図られている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来の構造のものにおいては、電極棒はシー
ルドカップにより押圧支持されているに過ぎないもので
あり、シールドカップの締め付けが緩んだり不充分であ
る場合、プラズマが途切れてしまうことがあった。この
ことは、トーチを組み立る時の締め付けが完全でない場
合や長時間作業を行なう内に緩みが生じるためであっ
て、ワークの切断面が汚くなるという欠点が生じてい
た。また、電極棒の固定が不完全であると、電極棒の装
填部分に放電が生じ高温が発生する要因ともなってい
た。この部分が高温になると、チップが焼損しやすくな
ると共にシールドカップにも悪影響を及ぼすことがあ
り、さらにはトーチ本体のボディーも高温により燃えた
りすることもあった。特に近時では耐熱性に優れたセラ
ミック製のシールドカップを使用することが多くなって
いるが、これを使用した場合、従来の構造のものでは破
損に至ることがある。すなわち、電極棒が高温となるこ
とにより、電極棒やホルダー等の金属部分が膨脹するこ
とによるいわゆるヒートショックが生じるためである。
また、この他切断用のエアー圧が高圧（一般的には5kg/
cm²以上）であるため、このエアー圧がシールドカップ
のノズルチップ係止部分に集中することが、破損の要因
であると考えられる。これらのことは、電極棒を螺合さ
せる構造のものにおいても、電極棒の締め付けが緩い場
合には同様に生じる問題であった。

また、電極棒３の冷却のために電極棒３又はホルダー
２′に溝を設けた構造のものでは、エアーとの接触面積
を大きくするあまり電極棒３とホルダー２′の接触面積
がさらに小さくならざるを得ない。従って、上述した欠
点が助長される結果となり、事実上本来の冷却効果が発
揮できないものであった。

さらに、切断作業の始動時においては、トーチの先端
のチップを鉄板等のワークに叩き付けるようにしてプラ
ズマを発生させることが現場で行われている。このた
め、特にホルダーの底部に接続したエアー供給用パイプ
が曲がったり破損するという事態も生じていた。

［課題を解決するための手段］そこで本発明者は上記諸点に鑑み鋭意研究の結果、電
極棒部分の冷却を図るためのエアー流路を改良したもの
或いは電極棒とホルダーの接触を確実とした構造のトー
チを開発するに至った。

つまり、本発明に係るトーチはホルダーの電極棒装填
部分の周壁にスリットを設けて分割壁としたことによ
り、該スリット部分をエアーの流路としたものである。
また、電極棒装填部の分割壁部分に段差を設け、この段
差部分とハウジングの受座部分との間に弾性体を介在さ
せたもの或いはホルダーの底部とハウジングの内底部と
の間に弾性体を介在させた構造のものである。その特徴
とするところは、プラズマ切断用のトーチにおいて、電
極棒を装填支持し該電極棒に電流を流すと共に切断用の
エアー供給孔を基部に有するホルダーの円筒状装填部分
を、周壁に該エアー供給孔と連通するスリットを設ける
ことにより形成された分割壁としたことにある。また、
ホルダーの装填部分の周壁を分割壁とした場合におい
て、電極棒の装填部分の外周部分を大径とし、エアー供
給孔部分の外周を小径とすることにより段差を設けたホ
ルダーの該段差部分と、該ホルダーを装着するハウジン
グに設けた受座部分との間に弾性体を介在させ、かつ、
該ホルダーを該ハウジングに摺動可能に装着したことに
ある。さらにまた、電極棒を装填するためのホルダーの
底部と、該ホルダーを装着するハウジングの内底部との
間に弾性体を設け、かつ、該ホルダーを該ハウジングに
摺動可能に装着したことにある。

ここで、本発明の概略を説明すると、電極棒を装填す
る部分を分割壁とし、この分割壁のスリットをエアーの
流路とした構造のトーチである。つまり、エアーは電極
棒の周面及びホルダーのスリット部分に接触しながら流
れることとなり、電極棒とホルダーの両者の冷却の効率
化を図るようにしている。この場合において、ホルダー
を分割壁としたことによって、この部分が弾性構造とな
るため、電極棒装填部分の内径と同一かやや大きめ（直
径で0.5mm程度）の電極棒を装填するようにして、これ
らの接触及び電極棒の保持を確実にするようにしてもよ
い。また、このためにはホルダーの分割壁を他の弾性
体、例えばＯリングを外周に嵌め込むことによって該分
割壁を絞るようにしてもよい。さらにこの場合、弾性体
によりホルダーの分割壁を絞る必要はなく、弾性体を嵌
め込んだホルダーをハウジングに圧入した時点で分割壁
が絞られるような構造としてもよい。

ホルダーに設けた段差と、ハウジングに設けた受座部
分との間に弾性体を介在させ、該ホルダーを該ハウジン
グに摺動可能に装着した構造のトーチは、電極棒とホル
ダーの冷却を図りつつこれらの接触が確実となるように
したものである。すなわち、これは電極棒の固定がシー
ルドカップをハウジングに締め付けることによって行な
われる点に着目したことにあり、電極棒がシールドカッ
プの締め付けと同時に押圧されるとホルダーもまた押圧
されることとなり、この時点で弾性体が圧縮される。こ
の結果、段差部分の分割壁が内側に絞られ、電極棒に密
着することとなる。

また、ホルダーの底部とハウジングの内底部との間に
弾性体を介在させ、該ホルダーを該ハウジングに摺動可
能に装着した構造のトーチは、電極棒とホルダーの接触
を確実にしたものであり、弾性体をあまり熱の影響を受
けない箇所に設けるようにしたものである。これは、シ
ールドカップの締め付けにより電極棒を介してホルダー
が押圧され、弾性体が圧縮される構造のものである。こ
の場合、電極棒とホルダーとは、シールドカップによる
締め付け方向にのみ弾性体による圧縮力が働くだけであ
るが、シールドカップに緩みが生じても十分な接触力が
得られる。また、より確実な接触力を得るためには、前
述したようにホルダーの装填部分を分割壁とし、これの
弾性力を利用して電極棒を保持するようにしてもよい。
さらに、分割壁に段差を設け、ハウジングに設けた受座
との間にさらに弾性体を介在さたものと併用するように
してもよい。

尚、本明細書中でいう「ホルダー」とは、プラズマを
発生させるための電極棒を装填する部分を備えたもので
あって、該電極棒に電流を供給するためにこれ自体導電
体で形成され、底部にはエアー供給用のパイプが接続さ
れ、エアーがホルダー基部のエアー供給孔を通じて切断
用若しくは冷却用として送り出されるようにしたものを
いう。

「分割壁」とは、ホルダーの電極棒装填部分に縦方向
若しくは斜め方向にスリットを設けたことにより形成さ
れる複数に分割された壁面であり、電極棒装填時におい
て少なくとも該スリットをホルダーのエアー供給孔と連
通する箇所にまで設けたものをいう。

「ハウジング」とは、ホルダーを装着して保持し、ト
ーチ本体のボディーの前部又は一部を形成するものをい
う。そして、これの先端部にシールドカップを締め付け
ることにより、ノズルチップ等の部材を固定する。形状
は直立状としたペンシル型の他、ヘッド部分を屈曲させ
たカーブ型等のものがある。しかし、このハウジング
は、セラミック等の絶縁体で形成したシールドカップを
使用する場合には、これを直接ホルダーに螺合させる構
造としてもよいため、別段設けなくても実施できる場合
がある。

「段差」とは、ホルダーの電極棒装填部分の外周を大
径とすることによって、エアー供給孔部分との外径との
差によって生じる部分をいう。

「受座」とは、ホルダーの段差と対向する箇所にハウ
ジングに設けた部分であり、この部分と段差との間に弾
性体を設けるようにする。

「弾性体」とは、弾性構造を有するものであって、段
差と受座との間又はホルダーの底部とハウジングの内底
部との間に介在して設けるものをいう。例えばゴムやス
プリング等のものであり、耐熱性に優れるものが好まし
い。

［実施例］以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明に係るトーチ１におけるホルダー２の
一実施例を示すもので、電極棒３の装填部分４の長手方
向に８本のスリット９を設けることにより８片に分けた
分割壁５を形成したものである。このホルダー２はその
底部にエアー供給用のパイプ16が接続され、エアーをホ
ルダー２の基部のエアー供給孔17から各スリット９の間
を通って送り出すようにしている。従って、この部分を
通過するエアーにより電極棒３及びホルダー２の装填部
分４が冷却させることとなる。

電極棒３は単に装填部分４に差し込むだけでもよい
が、第２図に示すように分割壁５の内周面に突起10を設
け、陥凹部11を設けた電極棒３を差し込むことにより、
これらが係合するようにしてもよい。

第３図は本発明に係るトーチ１の一実施例を示すもの
である。このトーチ１は、ホルダー２の装填部分４に電
極棒３に装填し、そしてバッフル12、ノズルチップ13を
嵌め込んだ後、シールドカップ14を該ホルダー２に螺合
してこれらを固定したものである。この場合、ホルダー
２とシールドカップ14のネジ部をテーパーネジとし、シ
ールドカープ14を締め付けることによってホルダー２の
分割壁５を絞って、電極棒３をその周囲から押し付けて
固定するのが好ましい。また、ホルダー２をハウジング
８に装着し、該ハウジング８にシールドカップ14を取り
付ける場合には、ホルダー２の分割壁５とハウジング８
の内壁との間に間隙を設けるようにするのが好ましい。
つまり、第４図の点線で示すようにエアーの流路がスリ
ット９部分のみならず、分割壁５の外周部分にも及ぶた
め、冷却がより確実に行えるという利点があるためであ
る。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、分割壁５
を形成した装填部分４に段差６を設けたホルダー２を、
受座７を設けたハウジング８に装着し、該段差６と受座
７の間にゴム18を介在させたトーチ１である。本図に示
すものはシールドカップ14で締め付ける前の状態を示す
ものであって、これを示め付けた状態を第６図に示す
と、シールドカップ14の締め付けにより、ゴム18が押圧
される。そして、該ゴム18により段差６部分が押圧され
て、分割壁５が内方に絞られた状態となり、電極棒３の
周囲に密着してこれを支持固定することとなる。従っ
て、図に示す如く各矢印が向き合った部分のが夫々確実
に密着するため、通電不良という問題が生じない。ま
た、この他使用時に熱膨脹が生じた場合には、従来では
シールドカップ14のノズルチップ13を係止する部分が破
損していたが、本発明の如くゴム18を設けることにより
熱膨脹を吸収できるという効果も有する。

第７図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、ホ
ルダー２の底部とハウジング８の内底部との間にＯリン
グ19を設けたトーチ１である。これもシールドカップ14
を締め付けることによって、Ｏリング19を圧縮する構造
のものであり、電極棒３とホルダー２の接触性を高めた
りシールドカップ14を保護する構造としたものである。
この場合、弾性体としてスプリング等を用いてもよい
が、この部分におけるシールドカップ14の締め付けによ
るストロークが0.5mm〜1.0mm程度あればよいため、Ｏリ
ングでも充分効果を発揮することができる。

［発明の効果］以上のように本発明に係るトーチは、電極棒を装填す
るホルダーの装填部分を分割壁とした構造であるため、
この部分のエアーにより冷却をかなり効果的に行なうこ
とが可能となる。また、分割壁部分に段差を設け、ハウ
ジングとの間に弾性体を介在させた場合には、冷却効果
の他に電極棒の支持が確実となり、通電不良を回避する
ことができる。従って、従来のようにシールドカープの
締め付けが不充分であったり、作業中に緩んだ場合でも
プラズマの発生を常に一定に保ち、作業の安定化を図る
ことができる。この他、ホルダーの底部とハウジングの
内底部との間に弾性体を介在させた場合においても、電
極棒とホルダーの接触性を高める上で極めて有益な効果
を提供するものである。特に段差部分やホルダーの底部
に弾性体を設けた場合には、熱膨脹やエアー圧をこれで
吸収し、シールドカップの破損を防止する他、プラズマ
を発生させる時にノズルチップを叩き付ける場合でもエ
アー供給用パイプを保護でき、しかも電極棒の接触不良
による焼付を無くし、ひいてはノズルチップの焼付をも
防止できるという実用上極めて有益な効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトーチに利用されるホルダーの一
実施例を示す斜視図、第２図はホルダーの他の実施例を
示す斜視図、第３図はトーチの一実施例を示す縦断面
図、第４図はホルダー部分の他の実施例を示す横断面
図、第５図は本発明の他の実施例を示す概略断面図、第
６図は第５図のもののシールドカップを締め付けた状態
を示す概略断面図、第７図は本発明のさらに他の実施例
を示すたて断面図、第８図はホルダーの従来例を示す斜
視図、第９図はホルダーの他の従来例を示す断面図であ
る。１……トーチ、２……ホルダー３……電極棒、４……装填部分５……分割壁、６……段差７……受座、８……ハウジング９……スリット、10……突起 11……陥凹部、12……バッフル 13……ノズルチップ、14……シールドカップ 15……エアー流出口、16……パイプ 17……エアー供給孔、18……ゴム 19……Ｏリング

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマ切断用のトーチにおいて、電極棒
を装填支持し該電極棒に電流を流すと共に切断用のエア
ー供給孔を基部に有するホルダーの円筒状装填部分を、
周壁に該エアー供給孔と連通するスリットを設けること
により形成された分割壁としたものであって、該装填部
分の外周部分を大径とし、エアー供給孔部分の外周を小
径とすることにより段差が設けられた該ホルダーの該段
差部分と、該ホルダーを装着するハウジングに設けた受
座部分との間に弾性体を介在させ、かつ、該ホルダーを
該ハウジングに摺動可能に装着して成ることを特徴とす
るトーチ。
【請求項２】プラズマ切断用のトーチにおいて、電極棒
を装填支持し該電極棒に電流を流すと共に切断用のエア
ー供給孔を基部に有するホルダーの円筒状装填部分を、
周壁に該エアー供給孔と連通するスリットを設けること
により形成された分割壁としたものであって、該ホルダ
ーの底部と、該ホルダーを装着するハウジングの内底部
との間に弾性体を設け、かつ、該ホルダーを該ハウジン
グに摺動可能に装着して成ることを特徴とするトーチ。