JP4391869B2 - プラズマトーチ - Google Patents
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Description
作業者が起動スイッチ5を押すと、プラズマ切断用電源装置1から予め設定された電力がプラズマ切断トーチ2及び被加工物3へ供給され、コンプレッサ4からプラズマ切断トーチ2へプラズマガスが噴出される。そして、プラズマ切断トーチ2内に設けられた(図5で後述する)電極とプラズマノズルとの間でパイロットアークが発生する。このパイロットアークをプラズマガスの圧力によってプラズマノズルから噴出させ、電極と被加工物3との間で主プラズマアークを発生させて、被加工物3の切断が行われる。
図6において、トーチ本体6の軸芯部に電極7が設けられ、この電極7は、ばね8によって下方向に加圧されている。プラズマノズル9は筒状で導電性があり、プラズマ噴出孔9aが先端部に形成されている。筒状の絶縁部材10がトーチ本体6に取付けられ、電極7とプラズマノズル9との間以外の個所でパイロットアークが発生することを防いでいる。電極7とプラズマノズル9と絶縁部材10とで密封された空間11が形成されている。
絶縁性及び耐熱性を有するカップ13が、プラズマノズル9を取囲みトーチ本体6に取付けられている。プラズマガス12がカップ13のプラズマ噴出孔13aから噴出することによって、カップ13が冷却される。(例えば、特許文献1参照。)。
図6に示すように、電極7はばね力でプラズマノズル9に押し付けられて接触した状態で、作業者が図3で示した起動スイッチ5を押すと、プラズマ切断用電源装置1から電極7とプラズマノズル9及び被加工物3との間に電力が供給される。
また、電極7及びプラズマノズル9のそれぞれの軸芯が同軸でないために、電極7又は、プラズマ噴出孔9aが偏摩耗し、これらの寿命が短くなるという不具合があった。
トーチ本体と、
前記トーチ本体の軸芯部に設けられて被加工物との間で主プラズマアークを発生させる電極と、
前記トーチ本体に前記電極と同軸に取付けられて前記電極との間でパイロットアークを発生させるプラズマノズルと、
前記プラズマノズルを取囲み前記トーチ本体に取付けられるカップとを備えたプラズマトーチにおいて、
前記電極の先端にテーパ部が形成され、
内径が前記電極のテーパ部の上部と同じであって内周部が前記電極のテーパ部の上部と電気的に接触し、外周部が前記プラズマノズルと電気的に接触しながら軸芯方向に摺動する可動リングと、
前記プラズマノズルの内面に取付けられて前記可動リングを押し上げるばねとを備え、
前記電極と前記可動リングと前記プラズマノズルと前記トーチ本体とで密封された空間が形成され、
アーク起動に際してプラズマガスが前記空間に供給されると前記可動リングに下方向の力が働いて前記可動リングの外周部がプラズマノズルと電気的に接触しながら摺動して前記可動リングの内周部が前記電極のテーパ部の上部から離れて下方向に移動して前記可動リングの内周面が前記電極のテーパ部と非接触となって前記パイロットアークを発生させることを特徴とするプラズマトーチである。
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図1及び図2は、本発明のプラズマ切断トーチの断面図であって、図1は、プラズマガスが供給される前の状態を示し、図2は、プラズマガスが供給されているときの状態を示す。
図1において、トーチ本体14の軸芯部に電極15(通常、銅電極の先端にハフニウムが埋め込まれている)が取付けられ、この電極15の先端にテーパ部15aが形成されている。この電極15と被加工物3との間で主プラズマアークを発生させる。プラズマノズル16はトーチ本体14に取付けられて筒状で導電性があり、電極15と同軸であり、電極15との間でパイロットアークを発生させる。また、プラズマ噴出孔16aが先端部に形成されている。筒状の絶縁部材17がトーチ本体14に取付けられ、電極15と後述する可動リングとの間以外の個所で、パイロットアークが発生することを防いでいる。絶縁性及び耐熱性を有するカップ18が、プラズマノズル16を取囲みトーチ本体14に取付けられている。
図1において、可動リング20がばね力で電極15に押し付けられて接触した状態で、作業者が起動スイッチ5を押すと、プラズマ切断用電源装置1から電極15とプラズマノズル16及び被加工物3との間に電力が供給される。
また、従来技術のプラズマ切断トーチと比べて、電極15を摺動させる機構の代わりに、可動リング20を摺動させる機構を設けるだけでよいので、小型軽量化が図れる。
本発明のプラズマトーチをプラズマ切断トーチについて上述したが、本発明は、プラズマ溶接トーチにも適用できる。プラズマ溶接トーチがプラズマ切断トーチと異なる機能は、溶融池を空気から遮蔽するために、カップからシールドガスを噴出する機能である。
図3において、トーチ本体32の軸芯部に電極24(通常、タングステンで形成されている)が設けられ、この電極24は導電性を有する電極支持部材25によってトーチ本体32に取付けられている。この電極支持部材25の先端にテーパ部25aが形成されている。プラズマノズル26は筒状で導電性があり、プラズマ噴出孔26aが先端部に形成されていて、トーチ本体32に取付けられている。絶縁部材27がトーチ本体32に取付けられていて、電極支持部材25と後述する可動リング20との間以外の箇所でパイロットアークが点弧することを防いでいる。
絶縁性及び耐熱性を有するカップ28は、プラズマノズル26を取囲み、トーチ本体32に取付けられていて、図4に示すように、シールドガス29(通常、アルゴン)が噴出される。
図3に示すように、可動リング20がばね力で電極支持部材25に押し付けられて接触した状態で、作業者が起動スイッチを押すと、プラズマ溶接用電源装置から電極24とプラズマノズル26及び被溶接物との間に電力が供給される。
また、電極24を摺動させる機構の代わりに、可動リング20を摺動させる機構を設けるだけでよいので、小型軽量化が図れる。
2 プラズマ切断トーチ
3 被加工物
4 コンプレッサ
5 起動スイッチ
6 トーチ本体
7 電極
8 ばね
9 プラズマノズル
9a プラズマ噴出孔
10 絶縁部材
11 空間
12 プラズマガス
13 カップ
13a プラズマ噴出孔
14 トーチ本体
15 電極
15a 電極のテーパ部
15b 電極のテーパ部の上部
16 プラズマノズル
16a プラズマ噴出孔
17 絶縁部材
18 カップ
20 可動リング
21 ばね
22 空間
23 プラズマガス
23 プラズマガス
24 電極
25 電極支持部材
25a 電極支持部材のテーパ部
25b 電極支持部材のテーパ部の上部
26 プラズマノズル
26a プラズマ噴出孔
27 絶縁部材
28 カップ
29 シールドガス
30 空間
31 プラズマガス
32 トーチ本体
Claims (1)
- トーチ本体と、
前記トーチ本体の軸芯部に設けられて被加工物との間で主プラズマアークを発生させる電極と、
前記トーチ本体に前記電極と同軸に取付けられて前記電極との間でパイロットアークを発生させるプラズマノズルと、
前記プラズマノズルを取囲み前記トーチ本体に取付けられるカップとを備えたプラズマトーチにおいて、
前記電極の先端にテーパ部が形成され、
内径が前記電極のテーパ部の上部と同じであって内周部が前記電極のテーパ部の上部と電気的に接触し、外周部が前記プラズマノズルと電気的に接触しながら軸芯方向に摺動する可動リングと、
前記プラズマノズルの内面に取付けられて前記可動リングを押し上げるばねとを備え、
前記電極と前記可動リングと前記プラズマノズルと前記トーチ本体とで密封された空間が形成され、
アーク起動に際してプラズマガスが前記空間に供給されると前記可動リングに下方向の力が働いて前記可動リングの外周部がプラズマノズルと電気的に接触しながら摺動して前記可動リングの内周部が前記電極のテーパ部の上部から離れて下方向に移動して前記可動リングの内周面が前記電極のテーパ部と非接触となって前記パイロットアークを発生させることを特徴とするプラズマトーチ。
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