JP6636249B2 - プラズマトーチ用交換部品ユニット - Google Patents
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Description
1.1 プラズマトーチの構成
以下、図面を参照して実施形態に係るプラズマトーチについて説明する。図1は、第1実施形態に係るプラズマトーチ1aの中心軸線に沿った断面図である。図2は、プラズマトーチ1aの分解図である。本実施形態においてプラズマトーチ1aは、酸素プラズマ切断用のプラズマトーチ1aである。ただし、プラズマトーチ1aは、窒素やアルゴンなど酸素を含まないガスを用いるプラズマ切断用のプラズマトーチであってもよい。
1.2 交換部品ユニットの構成
次に交換部品ユニット2aについて説明する。図3は、交換部品ユニット2aの側面図である。図4は、交換部品ユニット2aの中心軸線に沿った断面図である。
内側段部72は、第1内周面71の基端側に位置する。内側段部72は、絶縁ガイド7の軸線方向において第1内周面71と第2内周面73との間に位置する。内側段部72は、先端側へ向かって径方向に拡大するように、絶縁ガイド7の軸線方向に対して傾斜している。
1.3 冷却水通路
次に、プラズマトーチ1aの冷却水通路について説明する。図1において、実線の矢印は、冷却水の流れを示している。図1に示すように、ベース部33には、冷却水供給管45が接続されている。冷却水供給管45は、ベース部33内の第1冷却水通路W1を介して、ノズル台座36内の第2冷却水通路W2に接続されている。第1冷却水通路W1は、ベース部33の基端面からベース部33の外周面に向かって延びている。第2冷却水通路W2は、ノズル台座36の内周面からノズル台座36の先端部へ向かって延びている。第2冷却水通路W2は、第3冷却水通路W3に接続されている。第3冷却水通路W3は、ノズル台座36と第1リテーナキャップ4と交換部品ユニット2aとに囲まれた環状の通路である。
1.4 ガス通路
次に、プラズマトーチ1aのプラズマガス通路について説明する。本実施形態においてプラズマガスは、酸素ガスである。ただし、アルゴン、或いは窒素などの他のガスが用いられてもよい。図30は、プラズマトーチ1aの中心軸線に沿った図1と異なる断面図である。図1及び図30において、破線の矢印は、プラズマガスの流れを示している。詳細には、図30において破線の矢印は、メインガスの流れを示している。図1において破線の矢印は、アシストガスの流れを示している。
図29に示すように、第4メインガス通路MG4は、上述した第6冷却水通路W6及び第7冷却水通路W7に対してOリングR3によってシールされている。OリングR3は、絶縁スリーブ37の内周面に設けられた凹部375に嵌め込まれている。OリングR3は、電極6のフランジ部63の外周面の一部と接触している。すなわち、フランジ部63の外周面は、OリングR3と接触するシール面631を有する。フランジ部63の外周面においてシール面631よりも先端側の部分は、第4メインガス通路MG4内に配置されている。
1.5 交換部品ユニットの交換方法
次に、交換部品ユニット2aの交換方法について説明する。交換部品ユニット2aは消耗品である。そのため、交換部品ユニット2aは着脱可能にトーチ本体3に取り付けられており、交換が必要な程度に消耗が進むと、新しいものに交換される。図29に示すように、プラズマトーチ1aでは、第2リテーナキャップ5の開口51の縁部によってシールドキャップ10の段部17が軸線方向に押圧されている。また、シールドキャップ10のフランジ部14が、第1リテーナキャップ4の開口41の縁部と第2リテーナキャップ5の開口51の縁部とによって挟み込まれている。これにより、交換部品ユニット2aが固定されている。このため、交換部品ユニット2aの交換時には、まず、第2リテーナキャップ5が取り外される。
2. 第2実施形態
次に、第2実施形態に係るプラズマトーチ1bについて説明する。図32は、第2実施形態に係るプラズマトーチ1bの中心軸線に沿った断面図である。図33は、第2実施形態に係る交換部品ユニット2bの断面図である。図34及び図35は、交換部品ユニット2bの斜視図である。図36及び図37は、第2実施形態に係るノズル8の斜視図である。
3. 他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
6 電極
7 絶縁ガイド
8 ノズル
5 第2リテーナキャップ
Claims (18)
- 電極と、
前記電極が挿入される孔を有し、前記電極と圧入により接合される樹脂製の絶縁ガイドと、
前記絶縁ガイドが挿入される孔を有し、前記絶縁ガイドと圧入により接合されるノズルと、
を備え、
前記電極の外周面は、前記絶縁ガイドの内周面に係止する凹凸形状を有し、
前記絶縁ガイドの内周面は、前記電極の外周面に係止する凹凸形状を有し、
前記電極の凹凸形状と前記絶縁ガイドの凹凸形状によって前記絶縁ガイドが前記電極に対して抜け止めされ、
前記絶縁ガイドの外周面は、前記ノズルの内周面に係止する凹凸形状を有し、
前記ノズルの内周面は、前記絶縁ガイドの外周面に係止する凹凸形状を有し、
前記絶縁ガイドの凹凸形状と前記ノズルの凹凸形状によって前記ノズルが前記絶縁ガイドに対して抜け止めされる、
プラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記絶縁ガイドは、セラミックの弾性率よりも小さな弾性率を有する材料で形成される、
請求項1に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記電極は、
前記絶縁ガイドと接合される接合部と、
前記接合部よりも大きな外径を有し、前記電極の基端を含むフランジ部と、
を有する、
請求項1又は2に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記フランジ部の外周面は、Oリングと接触するシール面を有する、
請求項3に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記フランジ部は、前記電極の軸線方向において、前記接合部よりも長い、
請求項3又は4のいずれかに記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記絶縁ガイドの外周面は、
前記ノズル内に配置され、前記ノズルに接合される第1外周面と、
前記第1外周面の基端側に位置し、前記ノズルの外部に配置される第2外周面と、
を有し、
前記絶縁ガイドの軸線方向において、前記第1外周面は、前記第2外周面よりも短い、
請求項1から5のいずれかに記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記第2外周面は、Oリングと接触するシール面を有する、
請求項6に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記第2外周面において前記シール面よりも先端側の部分は、前記プラズマトーチの冷却水通路内に配置される、
請求項7に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記絶縁ガイドの外周面は、
前記第2外周面の基端側に位置し、前記第2外周面よりも小さな外径を有する第3外周面をさらに有し、
前記第3外周面は、前記プラズマトーチのガス通路内に配置される、
請求項6から8のいずれかに記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記ノズルは、
前記絶縁ガイドと接合される第1ノズル部と、
前記第1ノズル部の先端側に位置し、前記第1ノズル部よりも大きな径方向の厚さを有し、前記電極と対向する第2ノズル部と、
を有し、
前記ノズルの軸線方向において、前記第2ノズル部は、前記第1ノズル部よりも長い、
請求項1から9のいずれかに記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記ノズルの基端部は、前記プラズマトーチの冷却水通路内に配置される、
請求項1から10のいずれかに記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記ノズルの外周面は、径方向内方に向かって凹んでおり周方向に延びる凹部を有する、
請求項1から11のいずれかに記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記ノズルの軸線方向において、前記凹部は、前記電極の先端と略同じ位置に配置される、
請求項12に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記プラズマトーチは、前記ノズルを覆うように配置されるリテーナキャップを備えており、
前記凹部は、前記リテーナキャップの内周面と前記ノズルの外周面との間の冷却水通路内に配置され、
前記リテーナキャップには前記冷却水通路に連通する孔が設けられており、
前記ノズルの軸線方向において、前記凹部は、前記リテーナキャップの前記孔と略同じ位置に配置される、
請求項12又は13に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記凹部の基端側の壁面は、前記ノズルの径方向に対して傾斜しており、前記リテーナキャップの内周面と平行に延びる、
請求項14に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記凹部の先端側の壁面は、前記ノズルの径方向に延びる、
請求項12から15のいずれかに記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記ノズルが挿入される孔を有し、前記ノズルと圧入又は接着により接合される絶縁リングと、
前記絶縁リングが挿入される孔を有し、前記絶縁リングと圧入又は接着により接合されるシールドキャップと、
をさらに備える、
請求項1から16のいずれかに記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 - 前記プラズマトーチは、
前記プラズマトーチ用交換部品ユニットが挿入される開口を有し、前記ノズルを覆うように配置される第1リテーナキャップと、
前記プラズマトーチ用交換部品ユニットが挿入される開口を有し、前記第1リテーナキャップを覆うように前記第1リテーナキャップに取り付けられる第2リテーナキャップと、
を有し、
前記ノズル又は前記シールドキャップは、前記第1リテーナキャップの開口の縁部と前記第2リテーナキャップの開口の縁部とによって挟み込まれて保持されるフランジ部を有する、
請求項17に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。
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