JP6902587B2 - Replacement parts unit for plasma torch - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマトーチ用交換部品ユニットに関する。 The present invention relates to a replacement component unit for a plasma torch.
プラズマトーチでは、電極とワーク(被切断材)の間でアークを形成し、それをノズルで細く絞り込むことでプラズマアークを生成し、切断に適した高温高速のジェット噴流とする。そのために、電極とノズルは、それぞれ電気的に絶縁されていることが必要である。また、良好な切断品質を得るためには、トーチの中心軸線に対して対称なジェット噴流を形成することが重要である。そのためには、電極とノズルの中心軸線とは一致している必要がある。 In a plasma torch, an arc is formed between an electrode and a work (material to be cut) and narrowed down by a nozzle to generate a plasma arc, which is a high-temperature and high-speed jet jet suitable for cutting. Therefore, the electrodes and nozzles need to be electrically insulated from each other. Further, in order to obtain good cutting quality, it is important to form a jet jet symmetrical with respect to the central axis of the torch. For that purpose, the central axis of the electrode and the nozzle must be aligned.
例えば特許文献1に示されているように、プラズマトーチは、アークの発生点となる電極と、電極を被うように配置されるノズルとを有している。電極は、トーチ本体の電極台座に取り付けられる。ノズルは、絶縁ガイドを介して電極に取り付けられる。絶縁ガイドは、ノズルが電極と同心に配置されるようにノズルを位置決めする。プラズマトーチは、ノズルのオリフィスを通じて電極とワークとの間でプラズマアークを発生させる。
For example, as shown in
電極、絶縁ガイド、及びノズルは消耗品であるため、手作業により交換可能なように互いに着脱可能に取り付けられている。また、電極と絶縁ガイドとの間、及び絶縁ガイドとノズルとの間には、それぞれOリングが配置される。これにより、冷却水、或いはプラズマガスがシールされる。 Since the electrodes, insulation guides, and nozzles are consumables, they are detachably attached to each other so that they can be manually replaced. Further, O-rings are arranged between the electrode and the insulating guide and between the insulating guide and the nozzle, respectively. As a result, the cooling water or plasma gas is sealed.
電極とノズルとの同心度は、プラズマ切断の品質に影響を与える。しかし、上記のプラズマトーチでは、電極と絶縁ガイドとノズルとが互いに人手によって着脱可能に取り付けられるために、各部品の間には隙間が存在する。これらの隙間により、電極とノズルとの中心位置にズレが生じる可能性がある。 The degree of concentricity between the electrodes and the nozzle affects the quality of plasma cutting. However, in the above plasma torch, since the electrodes, the insulating guide, and the nozzle are manually attached to and detached from each other, there is a gap between the parts. Due to these gaps, the center position of the electrode and the nozzle may be displaced.
或いは、Oリングが使われる場合では、人手によるノズルや電極の抜き差しを可能とするために、Oリングには、水シール、ガスシールのためのつぶし代が設けられる。しかし、人手によるノズルや電極の抜き差しを可能とするために、Oリングのつぶし代の接合力が大きくできない。従って、Oリングによる固定方法は、位置ズレが生じないような強固な固定方法とはなっていない。また、リテーナキャップを締めこむことにより、ノズル、ガイド、及び電極をトーチ本体に押し付ける際に、ねじりによる力によって、Oリングが不均一に変形することがある。その場合、電極とノズルとの中心位置にズレが生じる可能性がある。 Alternatively, when an O-ring is used, the O-ring is provided with a crushing allowance for a water seal and a gas seal in order to allow manual insertion and removal of nozzles and electrodes. However, since the nozzle and electrodes can be manually inserted and removed, the bonding force of the O-ring crushing allowance cannot be increased. Therefore, the fixing method using the O-ring is not a strong fixing method that does not cause misalignment. Further, by tightening the retainer cap, when the nozzle, the guide, and the electrode are pressed against the torch body, the O-ring may be deformed unevenly due to the force due to the twist. In that case, the center position of the electrode and the nozzle may be displaced.
さらに、上記のプラズマトーチでは、電極と絶縁ガイドとノズルとは個別に交換される。例えば電極を交換する場合には、ノズルと絶縁ガイドとを電極から取り外し、電極を交換した後に、ノズルと絶縁ガイドとを取り付ける。このため、部品の交換作業が煩雑である。また、部品を交換することで、電極とノズルとの同心度に影響を与える可能性もある。 Further, in the above plasma torch, the electrode, the insulating guide, and the nozzle are individually replaced. For example, when replacing the electrode, the nozzle and the insulating guide are removed from the electrode, the electrode is replaced, and then the nozzle and the insulating guide are attached. Therefore, the replacement work of parts is complicated. Also, replacing parts may affect the concentricity of the electrodes and nozzles.
本発明の課題は、電極とノズルとの同心度を向上させることができると共に、交換の容易なプラズマトーチ用交換部品ユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a replacement component unit for a plasma torch, which can improve the concentricity between an electrode and a nozzle and can be easily replaced.
本発明の第1の態様に係るプラズマトーチ用交換部品ユニットは、電極と、樹脂製の絶縁ガイドと、ノズルと、を備える。絶縁ガイドは、電極が挿入される孔を有する。絶縁ガイドは、電極と圧入により接合される。ノズルは、絶縁ガイドが挿入される孔を有する。ノズルは、絶縁ガイドと圧入により接合される。電極と絶縁ガイドとは、Oリング無しで流体をシールするように互いに接合される。絶縁ガイドとノズルとは、Oリング無しで流体をシールするように互いに接合される。 The plasma torch replacement component unit according to the first aspect of the present invention includes an electrode, a resin insulating guide, and a nozzle. The insulation guide has a hole into which the electrode is inserted. The insulation guide is joined to the electrode by press fitting. The nozzle has a hole into which the insulating guide is inserted. The nozzle is joined to the insulation guide by press fitting. The electrodes and insulation guides are joined together to seal the fluid without an O-ring. The insulation guide and nozzle are joined together to seal the fluid without an O-ring.
本態様に係るプラズマトーチ用交換部品ユニットでは、電極と絶縁ガイドとノズルとが、容易に分離できないように接合される。このため、交換部品ユニットを交換することで、電極と絶縁ガイドとノズルとを容易に交換することができる。また、電極と絶縁ガイドとノズルとは、圧入又は接着により接合されるので、Oリングを用いずに隙間無く、電極と絶縁ガイドとノズルとを接合することができる。これにより、電極とノズルとの同心度を向上させることができる。 In the plasma torch replacement component unit according to this embodiment, the electrodes, the insulating guide, and the nozzle are joined so as not to be easily separated. Therefore, the electrodes, the insulating guide, and the nozzle can be easily replaced by replacing the replacement component unit. Further, since the electrode, the insulating guide, and the nozzle are joined by press fitting or adhesion, the electrode, the insulating guide, and the nozzle can be joined without using an O-ring. As a result, the degree of concentricity between the electrode and the nozzle can be improved.
電極の外周面は、絶縁ガイドの内周面に係止する凹凸形状を有してもよい。絶縁ガイドの内周面は、電極の外周面に係止する凹凸形状を有してもよい。電極の凹凸形状と絶縁ガイドの凹凸形状とによって、絶縁ガイドが電極に対して抜け止めされてもよい。 The outer peripheral surface of the electrode may have an uneven shape that engages with the inner peripheral surface of the insulating guide. The inner peripheral surface of the insulating guide may have a concavo-convex shape that engages with the outer peripheral surface of the electrode. Depending on the uneven shape of the electrode and the uneven shape of the insulating guide, the insulating guide may be prevented from coming off from the electrode.
絶縁ガイドの外周面は、ノズルの内周面に係止する凹凸形状を有してもよい。ノズルの内周面は、絶縁ガイドの外周面に係止する凹凸形状を有してもよい。絶縁ガイドの凹凸形状とノズルの凹凸形状とによって、ノズルが絶縁ガイドに対して抜け止めされてもよい。 The outer peripheral surface of the insulating guide may have an uneven shape that locks to the inner peripheral surface of the nozzle. The inner peripheral surface of the nozzle may have an uneven shape that engages with the outer peripheral surface of the insulating guide. Depending on the uneven shape of the insulating guide and the uneven shape of the nozzle, the nozzle may be prevented from coming off from the insulating guide.
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てもよい。 The insulation guide may be made of a material having a modulus of elasticity less than that of the ceramic.
電極は、接合部とフランジ部とを有してもよい。接合部は、絶縁ガイドと接合されてもよい。フランジ部は、接合部よりも大きな外径を有し、電極の基端を含んでもよい。 The electrode may have a joint portion and a flange portion. The joint may be joined to the insulation guide. The flange portion has a larger outer diameter than the joint portion and may include the base end of the electrode.
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してもよい。 The outer peripheral surface of the flange portion may have a sealing surface that comes into contact with the O-ring.
フランジ部は、電極の軸線方向において、接合部よりも長くてもよい。 The flange portion may be longer than the joint portion in the axial direction of the electrode.
絶縁ガイドの外周面は、第1外周面と第2外周面とを有してもよい。第1外周面は、ノズル内に配置され、ノズルに接合されてもよい。第2外周面は、第1外周面の基端側に位置し、ノズルの外部に配置されてもよい。絶縁ガイドの軸線方向において、第1外周面は、第2外周面よりも短くてもよい。 The outer peripheral surface of the insulating guide may have a first outer peripheral surface and a second outer peripheral surface. The first outer peripheral surface may be arranged in the nozzle and joined to the nozzle. The second outer peripheral surface may be located on the proximal end side of the first outer peripheral surface and may be arranged outside the nozzle. In the axial direction of the insulation guide, the first outer peripheral surface may be shorter than the second outer peripheral surface.
第2外周面は、Oリングと接触するシール面を有してもよい。 The second outer peripheral surface may have a sealing surface that comes into contact with the O-ring.
第2外周面においてシール面よりも先端側の部分は、プラズマトーチの冷却水通路内に配置されてもよい。 The portion of the second outer peripheral surface on the tip side of the sealing surface may be arranged in the cooling water passage of the plasma torch.
絶縁ガイドの外周面は、第3外周面をさらに有してもよい。第3外周面は、第2外周面の基端側に位置し、第2外周面よりも小さな外径を有してもよい。第3外周面は、プラズマトーチのガス通路内に配置されてもよい。 The outer peripheral surface of the insulating guide may further have a third outer peripheral surface. The third outer peripheral surface may be located on the proximal end side of the second outer peripheral surface and may have an outer diameter smaller than that of the second outer peripheral surface. The third outer peripheral surface may be arranged in the gas passage of the plasma torch.
ノズルは、第1ノズル部と第2ノズル部とを有してもよい。第1ノズル部は、絶縁ガイドと接合されてもよい。第2ノズル部は、第1ノズル部の先端側に位置し、第1ノズル部よりも大きな径方向の厚さを有し、電極と対向してもよい。ノズルの軸線方向において、第2ノズル部は、第1ノズル部よりも長くてもよい。 The nozzle may have a first nozzle portion and a second nozzle portion. The first nozzle portion may be joined to the insulating guide. The second nozzle portion is located on the tip end side of the first nozzle portion, has a larger radial thickness than the first nozzle portion, and may face the electrode. In the axial direction of the nozzle, the second nozzle portion may be longer than the first nozzle portion.
ノズルの基端部は、プラズマトーチの冷却水通路内に配置されてもよい。 The base end of the nozzle may be located in the cooling water passage of the plasma torch.
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してもよい。 The outer peripheral surface of the nozzle may have a recess that is recessed inward in the radial direction and extends in the circumferential direction.
ノズルの軸線方向において、凹部は、電極の先端と略同じ位置に配置されてもよい。 In the axial direction of the nozzle, the recess may be arranged at substantially the same position as the tip of the electrode.
プラズマトーチは、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もよい。凹部は、リテーナキャップの内周面とノズルの外周面との間の冷却水通路内に配置されてもよい。リテーナキャップには冷却水通路に連通する孔が設けられてもよい。ノズルの軸線方向において、凹部は、リテーナキャップの孔と略同じ位置に配置されてもよい。 The plasma torch may include a retainer cap that is placed so as to cover the nozzle. The recess may be arranged in the cooling water passage between the inner peripheral surface of the retainer cap and the outer peripheral surface of the nozzle. The retainer cap may be provided with a hole communicating with the cooling water passage. In the axial direction of the nozzle, the recess may be arranged at substantially the same position as the hole of the retainer cap.
凹部の基端側の壁面は、ノズルの径方向に対して傾斜しており、リテーナキャップの内周面と平行に延びてもよい。 The wall surface on the base end side of the recess is inclined with respect to the radial direction of the nozzle, and may extend parallel to the inner peripheral surface of the retainer cap.
凹部の先端側の壁面は、ノズルの径方向に延びてもよい。 The wall surface on the tip end side of the recess may extend in the radial direction of the nozzle.
プラズマトーチ用交換部品ユニットは、絶縁リングとシールドキャップとをさらに備えてもよい。絶縁リングは、ノズルが挿入される孔を有し、ノズルと圧入又は接着により接合されてもよい。シールドキャップは、絶縁リングが挿入される孔を有し、絶縁リングと圧入又は接着により接合されてもよい。 The plasma torch replacement component unit may further include an insulating ring and a shield cap. The insulating ring has a hole into which the nozzle is inserted and may be joined to the nozzle by press fitting or adhesion. The shield cap has a hole into which the insulating ring is inserted and may be joined to the insulating ring by press fitting or adhesion.
プラズマトーチは、第1リテーナキャップと第2リテーナキャップとを有してもよい。第1リテーナキャップは、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、ノズルを覆うように配置されてもよい。第2リテーナキャップは、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、第1リテーナキャップを覆うように第1リテーナキャップに取り付けられてもよい。ノズル又はシールドキャップは、フランジ部を有してもよい。フランジ部は、第1リテーナキャップの開口の縁部と第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てもよい。 The plasma torch may have a first retainer cap and a second retainer cap. The first retainer cap has an opening into which the plasma torch replacement component unit is inserted and may be arranged so as to cover the nozzle. The second retainer cap has an opening into which the plasma torch replacement component unit is inserted, and may be attached to the first retainer cap so as to cover the first retainer cap. The nozzle or shield cap may have a flange portion. The flange portion may be sandwiched and held by the edge portion of the opening of the first retainer cap and the edge portion of the opening of the second retainer cap.
電極は、電極本体部と、電極本体部の基端側に位置する接合部と、接合部の基端側に位置するフランジ部と、フランジ部と接合部との間に設けられた段部と、を含んでもよい。絶縁ガイドは、ノズル内に配置される第1外周面と、第1外周面の基端側に位置し、ノズルの外部に配置される第2外周面と、第1内周面と、第1内周面よりも基端側に位置し、絶縁ガイドの基端面に達している第2内周面と、を含んでもよい。ノズルは、ノズルの基端面に達している第3内周面と、第3内周面よりも先端側に位置する第4内周面と、第3内周面と第4内周面との間に設けられた内側段部と、を含んでもよい。絶縁ガイドの基端面は、電極の段部に当接してもよい。絶縁ガイドの第2内周面は、電極の接合部と圧入により接合されてもよい。絶縁ガイドの先端面は、ノズルの内側段部に当接してもよい。絶縁ガイドの第1外周面は、ノズルの第3内周面と圧入により接合されてもよい。ノズルの基端面から内側段部までの長さは、絶縁ガイドの第2外周面の長さよりも短くてもよい。フランジ部は、電極の基端を含んでもよい。 The electrodes include an electrode main body, a joint located on the base end side of the electrode main body, a flange portion located on the base end side of the joint, and a step portion provided between the flange and the joint. , May be included. The insulation guides are located on the first outer peripheral surface arranged in the nozzle, the base end side of the first outer peripheral surface, the second outer peripheral surface arranged outside the nozzle, the first inner peripheral surface, and the first. It may include a second inner peripheral surface located closer to the base end surface than the inner peripheral surface and reaching the base end surface of the insulating guide. The nozzle includes a third inner peripheral surface reaching the base end surface of the nozzle, a fourth inner peripheral surface located on the tip side of the third inner peripheral surface, and a third inner peripheral surface and a fourth inner peripheral surface. It may include an inner step portion provided between them. The base end surface of the insulation guide may abut on the stepped portion of the electrode. The second inner peripheral surface of the insulation guide may be joined to the joint portion of the electrode by press fitting. The tip surface of the insulating guide may abut on the inner step portion of the nozzle. The first outer peripheral surface of the insulation guide may be joined to the third inner peripheral surface of the nozzle by press fitting. The length from the base end surface of the nozzle to the inner step portion may be shorter than the length of the second outer peripheral surface of the insulating guide. The flange portion may include the proximal end of the electrode.
絶縁ガイドの外周面は、ノズル内に配置され、ノズルに接合される第1外周面と、第1外周面の基端側に位置し、ノズルの外部に配置され、第1外周面よりも小径の第2外周面と、第2外周面の基端側に位置し、電極に接続され、第2外周面よりも小径の第3外周面とを有してもよい。 The outer peripheral surface of the insulation guide is located inside the nozzle and is located on the base end side of the first outer peripheral surface and the first outer peripheral surface to be joined to the nozzle, and is arranged outside the nozzle and has a smaller diameter than the first outer peripheral surface. It may have a second outer peripheral surface and a third outer peripheral surface which is located on the base end side of the second outer peripheral surface, is connected to an electrode, and has a diameter smaller than that of the second outer peripheral surface.
本発明によれば、電極とノズルとの同心度を向上させることができると共に、交換を容易に行うことができるプラズマトーチ用交換部品ユニットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a replacement component unit for a plasma torch that can improve the concentricity between the electrode and the nozzle and can be easily replaced.
1. 第1実施形態
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. 1. First Embodiment 1.1 Configuration of Plasma Torch Hereinafter, the plasma torch according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the central axis of the
図2に示すように、プラズマトーチ1aは、交換部品ユニット2aと、トーチ本体3と、第1リテーナキャップ4と、第2リテーナキャップ5とを有する。交換部品ユニット2aと、第1リテーナキャップ4と、第2リテーナキャップ5とは、トーチ本体3の中心軸線と同心に配置される。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、交換部品ユニット2aは、トーチ本体3に取り付けられる。交換部品ユニット2aは、電極6と、絶縁ガイド7と、ノズル8と、絶縁リング9と、シールドキャップ10とを有する。交換部品ユニット2aについては後に詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, the
トーチ本体3は、固定リング31を介して接続管32に取り付けられている。トーチ本体3は、ベース部33と、電極台座34と、センタパイプ20と、ノズル台座36と、絶縁スリーブ37と、ホルダ38とを有する。ベース部33と、電極台座34と、センタパイプ20と、ノズル台座36と、絶縁スリーブ37と、ホルダ38とは、トーチ本体3の中心軸線と同心に配置される。
The
ベース部33は、円筒状の形状を有する。ベース部33は、導電体で形成されている。センタパイプ20と電極台座34と絶縁スリーブ37とは、ベース部33の孔に挿入されている。電極台座34は、円管状の形状を有する。電極台座34は、導電体で形成されている。ベース部33は、図示しない電源からのケーブルと電気的に接続されている。
The
センタパイプ20は、電極台座34の孔に挿入されている。センタパイプ20は、管状の形状を有する。センタパイプ20は、導電体で形成されている。センタパイプ20の先端は、ノズル台座36の先端から突出している。センタパイプ20については後に詳細に説明する。
The
絶縁スリーブ37は、円管状の形状を有する。絶縁スリーブ37は、絶縁体で形成されている。絶縁スリーブ37の一部は、ベース部33の孔内に配置されている。絶縁スリーブ37は、電極台座34とノズル台座36との間に位置している。
The insulating
ノズル台座36は、円管状の形状を有する。ノズル台座36の先端部は、先細り形状を有する。ノズル台座36は、絶縁体で形成されている。ノズル台座36には、ノズルに電気的に接触する接触子(図示せず)が取り付けられている。接触子は、電源からのケーブルと電気的に接続されている。ベース部33は、ノズル台座36の孔に挿入されている。絶縁スリーブ37は、ノズル台座36の孔に挿入されている。絶縁スリーブ37の先端部は、ベース部33から突出しており、ノズル台座36の孔内に配置されている。
The
ホルダ38は、円管状の形状を有する。ホルダ38は、接着等の手段により接続管32に取り付けられている。ノズル台座36は、ホルダ38の孔に挿入されている。ノズル台座36の先端部は、ホルダ38から突出している。
The
第1リテーナキャップ4は、先端部が先細りした円筒状の形状を有する。第1リテーナキャップ4は、ノズル台座36を覆うように、トーチ本体3に取り付けられる。第1リテーナキャップ4の先端部は、シールドキャップ10が挿入される開口41を有する。ホルダ38とノズル台座36とは、第1リテーナキャップ4内に配置される。ホルダ38の外周面には、雄ネジ部311が設けられている。第1リテーナキャップ4の基端部の内周面には、雌ネジ部42が設けられている。ホルダ38の雄ネジ部311が第1リテーナキャップ4の雌ネジ部42に螺合することで、第1リテーナキャップ4がトーチ本体3に取り付けられる。
The
第2リテーナキャップ5は、先端部が先細りした円筒状の形状を有する。第2リテーナキャップ5の先端部は、シールドキャップ10が挿入される開口51を有する。第2リテーナキャップ5は、第1リテーナキャップ4を覆うように、第1リテーナキャップ4に取り付けられる。第1リテーナキャップ4は、第2リテーナキャップ5内に配置される。第1リテーナキャップ4と第2リテーナキャップ5とは、交換部品ユニット2aを保持すると共に挟み込む。第1リテーナキャップ4の外周面にはOリングR1が配置されている。第1リテーナキャップ4の外周面には雄ネジ401が設けられており、第2リテーナキャップ5の内周面には、雌ネジ501が設けられている。第1リテーナキャップ4の雄ネジ401と第2リテーナキャップ5の雌ネジ501とが螺合することで、第2リテーナキャップ5が第1リテーナキャップ4に取り付けられる。
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。
The
1.2 Configuration of the replacement component unit Next, the
図3及び図4に示すように、交換部品ユニット2aは、電極6と絶縁ガイド7とノズル8と絶縁リング9とシールドキャップ10とが圧入により一体化されたものである。電極6と絶縁ガイド7とノズル8と絶縁リング9とシールドキャップ10とは、互いに同心に配置される。なお、交換部品ユニット2aはトーチ本体3の中心軸線と同心に配置されるため、電極6と絶縁ガイド7とノズル8と絶縁リング9とシールドキャップ10とのそれぞれの軸線とは、トーチ本体3の中心軸線と一致する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図5及び図6は、電極6の斜視図である。図7は電極6の断面図である。図5から図6に示すように、電極6は円筒状の形状を有している。電極6は、導電体で形成されている。電極6は、電極本体部61と、接合部62と、フランジ部63とを有している。
5 and 6 are perspective views of the
電極本体部61は、電極6の先端を含む。電極6の先端面602の中央には、耐熱インサート64が埋め込まれている。本実施形態において、耐熱インサート64は、例えばハフニウム製である。ただし、ハフニウム以外の電極材料が耐熱インサート64として用いられてもよい。図4に示すように、電極本体部61の一部は、絶縁ガイド7の孔内に配置されている。電極本体部61の先端部は、絶縁ガイド7から突出している。電極本体部61の先端部は先細りの形状を有する。
The
接合部62は、電極本体部61の基端側に位置している。接合部62は、電極6の軸線方向において電極本体部61とフランジ部63との間に位置する。接合部62は、圧入によって絶縁ガイド7と接合される。従って、接合部62は、Oリング無しで流体をシールするように絶縁ガイド7と接合される。
The
接合部62の外周面は、絶縁ガイド7の内周面に係止する凹凸形状を有している。詳細には、接合部62は、凸部621を有する。凸部621は、接合部62の外周面から突出している。凸部621は、接合部62の周方向に延びている。
The outer peripheral surface of the
フランジ部63は、接合部62の基端側に位置している。フランジ部63は、電極6の基端を含む。フランジ部63は、接合部62よりも大きな外径を有する。フランジ部63は、電極6の軸線方向において、接合部62よりも長い。フランジ部63の外周面は、電極6の軸線方向に延びている。フランジ部63の外周面は、断面視において凹凸の無い平坦な形状を有する。フランジ部63の外周面の基端部には面取りが施されている。フランジ部63と接合部62との間には、段部66が設けられている。段部66は、電極6の軸線方向に垂直な面である。
The
電極6は、内部通路65を有する。内部通路65には、図1に示すセンタパイプ20が挿入される。電極6の基端面601には、内部通路65の入口が設けられている。内部通路65は、電極6の基端面601から先端へ向かって電極6の軸線方向に沿って延びている。電極6の先端の内部通路65側には、凸部67が設けられている。上述した耐熱インサート64は、凸部67内に配置される。交換部品ユニット2aがトーチ本体3に取り付けられた状態で、凸部67の一部は、センタパイプ20の冷却水路内に配置される。
The
内部通路65の内周面は、直線部651とテーパ部652とを有する。直線部651は、電極6の軸線方向に平行に延びている。テーパ部652は、内部通路65の入口に向かって径方向に拡大している。
The inner peripheral surface of the
次に絶縁ガイド7について説明する。図8及び図9は、絶縁ガイド7の斜視図である。図10は、絶縁ガイド7の断面図である。絶縁ガイド7は、電極6とノズル8とを電気的に絶縁すると共に、電極6とノズル8とを連結する。絶縁ガイド7は、電極6とノズル8とを、軸線方向及び径方向に、互いに位置決めする。
Next, the
絶縁ガイド7は、管状の形状を有する。絶縁ガイド7は、絶縁体で形成されている。絶縁ガイド7は、電極6が挿入される孔706を有する。絶縁ガイド7の孔706は、絶縁ガイド7の軸線方向に絶縁ガイド7を貫通している。
The insulating
絶縁ガイド7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。本実施形態において、絶縁ガイド7は、エンジニアプラスティック等の樹脂製である。詳細には、絶縁ガイド7は、連続使用温度が100℃以上の樹脂製である。さらに、連続使用温度が300℃以下であることが好ましい。ただし、絶縁ガイド7は樹脂以外の材料で形成されてもよい。
The insulating
図10に示すように、絶縁ガイド7の内周面は、第1内周面71と内側段部72と第2内周面73とを有する。第1内周面71は、絶縁ガイド7の軸線方向に延びており、絶縁ガイド7の先端面701に到達している。第1内周面71は、第2内周面73よりも大きな内径を有する。第1内周面71は、電極本体部61の外周面に対して隙間を隔てて対向する。後述するように、第1内周面71は、電極本体部61の外周面との間にガス通路を構成する。第1内周面71の内径は、ノズル8の内径と略同じである。従って、第1内周面71と電極6との間のガス通路の内径は、ノズル8の内径と略同じである
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。
As shown in FIG. 10, the inner peripheral surface of the insulating
第1内周面71と内側段部72とには、耐熱被膜707が形成されている。耐熱被膜707は、セラミック系材料で形成されている。耐熱被膜707は、例えば、窒化ホウ素で形成される。ただし、耐熱被膜707は、窒化ホウ素以外のセラミック系材料で形成されてもよい。或いは、耐熱被膜707は、セラミック系材料以外の耐熱性材料で形成されてもよい。或いは、耐熱被膜707は省略されてもよい。
A heat-
第2内周面73は、内側段部72の基端側に位置する。第2内周面73は、絶縁ガイド7の軸線方向に延びており、絶縁ガイド7の基端面702に到達している。第2内周面73は、第1接合部74を有する。第1接合部74は、電極6の接合部62に圧入により接合される。従って、絶縁ガイド7の第1接合部74は、Oリング無しで流体をシールするように電極6と接合される。
The second inner
図4に示すように、絶縁ガイド7の第1接合部74が電極6の接合部62に接合されることにより、電極6と絶縁ガイド7とが径方向に互いに位置決めされる。また、絶縁ガイド7の基端面702が、電極6のフランジ部63の段部66に接触することで、電極6と絶縁ガイド7とが軸線方向に互いに位置決めされる。
As shown in FIG. 4, the first
第1接合部74は、電極6の外周面に係止する凹凸形状を有する。詳細には、第1接合部74は、凸部741を有する。凸部741は、第2内周面73から突出している。凸部741は、第2内周面73の周方向に延びている。絶縁ガイド7の第1接合部74の凸部741は、電極6の接合部62の凸部621に係止する。これにより、絶縁ガイド7が電極6に対して強固に抜け止めされる。
The first
絶縁ガイド7の外周面は、第1外周面75と、第2外周面76と、第3外周面77とを有する。第1外周面75は、絶縁ガイド7の軸線方向に延びており、絶縁ガイド7の先端面701に到達している。第1外周面75は、ノズル8の第1孔811内に配置される。第1外周面75は、第2接合部78を有する。第2接合部78は、ノズル8の内周面に圧入により接合される。従って、絶縁ガイド7の第2接合部78は、Oリング無しで流体をシールするようにノズル8と接合される。
The outer peripheral surface of the insulating
絶縁ガイド7の第2接合部78は、ノズル8の内周面に係止する凹凸形状を有する。詳細には、絶縁ガイド7の第2接合部78は、凸部781を有する。凸部781は、第1外周面75から突出している。凸部781は、第1外周面75の周方向に延びている。
The second
第2外周面76は、第1外周面75の基端側に位置する。第2外周面76は、絶縁ガイド7の軸線方向に延びている。第2外周面76は、断面視において、凹凸の無い平坦な形状を有する。第2外周面76は、絶縁ガイド7の軸線方向において第1外周面75と第3外周面77との間に配置される。第2外周面76は、ノズル8の外部に配置される。第2外周面76は、第1外周面75よりも小さな外径を有する。言い換えれば、第1外周面75の外径は、第2外周面76の外径よりも大きい。絶縁ガイド7の軸線方向において、第1外周面75は、第2外周面76よりも短い。
The second outer
第3外周面77は、第2外周面76の基端側に位置する。第3外周面77は、第2外周面76よりも小さな外径を有する。第3外周面77は、絶縁ガイド7の軸線方向に延びており、絶縁ガイド7の基端面702に到達している。絶縁ガイド7の軸線方向において、第2外周面76は、第3外周面77より長い。言い換えれば、絶縁ガイド7の軸線方向において、第3外周面77は、第2外周面76より短い。絶縁ガイド7の軸線方向において、第3外周面77は、第1外周面75より短い。
The third outer
絶縁ガイド7の外周面は、外側段部79を有する。外側段部79は、第2外周面76と第3外周面77との間に配置される。外側段部79は、絶縁ガイド7の軸線方向に垂直な面である。
The outer peripheral surface of the
図11は、絶縁ガイド7を基端側から見た図である。図9及び図11に示すように、絶縁ガイド7は、複数の連通路703を有する。本実施形態では、絶縁ガイド7は6つの連通路703を有する。ただし、連通路703の数は、6つに限らず、6つより少ない、或いは6つより多くてもよい。
FIG. 11 is a view of the
図12は、1つの連通路703の軸線を含む絶縁ガイド7の断面を示している。図12に示すように、連通路703は、絶縁ガイド7の外部と絶縁ガイド7の孔706内とを連通している。言い換えると、連通路703は、絶縁ガイド7の外部と絶縁ガイド7内のガス通路とを連通している。連通路703は、軸線方向に対して傾斜した方向に延びている。連通路703は、絶縁ガイド7の先端へ向かって絶縁ガイド7の軸線に近づくように傾斜している。絶縁ガイド7の軸線方向に対する連通路703の傾斜角度は、30度以上、60度以下であることが好ましい。例えば、絶縁ガイド7の軸線方向に対する連通路703の傾斜角度は45度である。
FIG. 12 shows a cross section of the insulating
連通路703の一端は、内側段部72に接続される。連通路703の他端は、外側段部79に接続される。連通路703は、絶縁ガイド7の軸線方向における中心よりも基端側の位置において絶縁ガイド7の外周面に接続される、連通路703は、第1連通路704と第2連通路705とを有する。
One end of the
第1連通路704は、第2連通路705よりも大きな流路断面を有する。第1連通路704は、外側段部79に接続される。第1連通路704は、絶縁ガイド7の外部に連通する。第2連通路705は、内側段部72に接続される。第2連通路705は、絶縁ガイド7内のガス通路に連通する。なお、図12では1つの連通路703のみが図示されているが、他の連通路703も図12の連通路703と同様の構造である。
The
図11に示すように、複数の連通路703は、周方向及び径方向に対して傾斜している。全ての連通路703は、周方向に対して同方向に傾斜している。全ての連通路703は、径方向に対して同方向に傾斜している。これにより、連通路703から吹き出されたガスは旋回流となる。複数の連通路703は、絶縁ガイド7の周方向において等間隔に配置される。絶縁ガイド7の軸線方向から見て、連通路703の軸線は、連通路703の軸線と平行であり且つ絶縁ガイド7の中心を通る直線から所定距離、離れている。
As shown in FIG. 11, the plurality of
次にノズル8について説明する。図13及び図14は、ノズル8の斜視図である。図15は、ノズル8の断面図である。ノズル8は、先端部が先細り形状を有する円筒状の形状を有する。ノズル8は、絶縁ガイド7が挿入される孔811を有し、絶縁ガイド7と圧入により接合される。詳細には、ノズル8は、第1ノズル部81と第2ノズル部82と第3ノズル部83とを有する。
Next, the
第1ノズル部81は、ノズル8の基端を含む。第1ノズル部81は、第1孔811を有する。第2ノズル部82は、第1ノズル部81の先端側に位置する。第2ノズル部82は、ノズル8の軸線方向において第1ノズル部81と第3ノズル部83との間に位置する。ノズル8の軸線方向において、第2ノズル部82は、第1ノズル部81よりも長い。
The
第2ノズル部82は、第1孔811に連通する第2孔821を有する。第2孔821は、第1孔811よりも小さな内径を有する。従って、第1ノズル部81の内周面812と第2ノズル部82の内周面822との間には内側段部84が設けられている。内側段部84は、ノズル8の軸線方向に垂直な面である。
The
第2ノズル部82の外径は、第1ノズル部81の外径と同じである。従って、第2ノズル部82の外周面823は、第1ノズル部81の外周面813と面一である。第1ノズル部81の外周面813の基端には面取りが施されている。第2ノズル部82は、第1ノズル部81よりも大きな径方向の厚さを有している。
The outer diameter of the
第3ノズル部83は、ノズル8の先端を含む。第3ノズル部83は、第2ノズル部82の先端側に位置する。第3ノズル部83は、噴射孔831を有する。噴射孔831は、第2孔821よりも小さな内径を有する。噴射孔831は、ノズル8の軸線方向に延びており、ノズル8の先端面801に到達している。ノズル8の軸線方向において、上述した第1孔811は、噴射孔831よりも短い。
The
噴射孔831は、テーパ孔832を介して第2孔821に連通している。テーパ孔832は、ノズル8の軸線方向において噴射孔831と第2孔821との間に位置しており、噴射孔831と第2孔821とを接続している。テーパ孔832は、ノズル8の先端に向かって径方向に小さくなっている。
The
ノズル8の外周面は、第1外周面85と第2外周面86と第3外周面87とを有する。第1外周面85は、ノズル8の基端面802に達している。第1外周面85は、第1ノズル部81の外周面813と第2ノズル部82の外周面823とによって構成される。第1外周面85は、断面視において、ノズル8の軸線方向に延びる直線状の形状を有する。言い換えれば、第1外周面85は、断面視において、凹凸の無い平坦な形状を有する。
The outer peripheral surface of the
第2外周面86は、第1外周面85の先端側に位置する。第2外周面86は、ノズル8の軸線方向において、第1外周面85と第3外周面87との間に位置する。第2外周面86は、第1外周面85よりも小さな外径を有する。従って、第1外周面85と第2外周面86との間には外側段部88が設けられている。外側段部88は、ノズル8の軸線方向に垂直な面である。
The second outer
第3外周面87は、第2外周面86の先端側に位置する。第3外周面87は、ノズル8の先端面801に到達している。第3外周面87は、先端に向かって径方向に小さくなるように傾斜している。
The third outer
第1ノズル部81の第1孔811には、絶縁ガイド7が挿入される。第2ノズル部82の第2孔821には、電極6が挿入される。図4に示すように、第2ノズル部82の内周面822は、隙間を隔てて電極本体部61と対向する。電極6の先端は、第3ノズル部83のテーパ孔832と対向している。
The
第1ノズル部81は、絶縁ガイド7と接合される。詳細には、第1孔811に絶縁ガイド7の第2接合部78が挿入され、第1ノズル部81は、絶縁ガイド7の第2接合部78と圧入により接合される。これにより、第1ノズル部81の内周面812は、Oリング無しで流体をシールするように絶縁ガイド7と接合される。
The
第1ノズル部81の内周面812が絶縁ガイド7の第2接合部78と接合することにより、ノズル8と絶縁ガイド7とが径方向に互いに位置決めされる。また、絶縁ガイド7の先端面701がノズル8の内側段部84に接触することにより、ノズル8と絶縁ガイド7とが軸線方向に互いに位置決めされる。
By joining the inner
第1ノズル部81の内周面812は、絶縁ガイド7の外周面に係止する凹凸形状を有する。詳細には、第1ノズル部81の内周面812は、凸部814を有する。第1ノズル部81の凸部814は、絶縁ガイド7の第2接合部78の凸部781に係止する。これにより、ノズル8が絶縁ガイド7に対して抜け止めされる。
The inner
第2外周面86は、絶縁リング9の内周面に係止する凹凸形状を有する。詳細には、第2外周面86は、凸部861を有する。
The second outer
図16及び図17は、絶縁リング9の斜視図である。図18は、絶縁リング9の断面図である。図16から図18に示すように、絶縁リング9は、ノズル8が挿入される孔903を有する。絶縁リング9の内周面91は凸部911を有する。絶縁リング9の外周面92は凸部921を有する。
16 and 17 are perspective views of the insulating
絶縁リング9は、フランジ部93を有する。フランジ部93は、絶縁リング9の外周面92から突出している。従って、絶縁リング9の外周面92とフランジ部93との間には段部94が設けられている。段部94は、絶縁リング9の軸線方向に垂直な面である。
The insulating
図4に示すように、絶縁リング9は、ノズル8と圧入により接合される。詳細には、絶縁リング9の内周面91は、ノズル8の第2外周面86と圧入により接合される。絶縁リング9の内周面91がノズル8の第2外周面86と接合されることにより、絶縁リング9とノズル8とが径方向に互いに位置決めされる。
As shown in FIG. 4, the insulating
また、絶縁リング9の基端面901がノズル8の外側端部88に接触することにより、絶縁リング9とノズル8とが軸線方向に互いに位置決めされる。絶縁リング9の内周面91の凸部911は、ノズル8の第2外周面86の凸部861に係止する。これにより、絶縁リング9がノズル8に対して強固に抜け止めされる。
Further, when the
図19及び図20は、シールドキャップ10の斜視図である。図21は、シールドキャップ10の断面図である。図19から図21に示すように、シールドキャップ10は孔103を有する。シールドキャップ10の孔103には、ノズル8が挿入される。シールドキャップ10は噴射孔104を有する。噴射孔104は、孔103と連通しており、シールドキャップ10の先端面101を軸線方向に貫通している。
19 and 20 are perspective views of the
シールドキャップ10は、第1内周面11と第2内周面12とを有する。第1内周面11は、シールドキャップ10の軸線方向に延びており、シールドキャップ10の基端面102に到達している。第1内周面11は凸部111を有する。第2内周面12は、第1内周面11の先端側に位置する。第2内周面12は、先端に向かって径方向に小さくなるように傾斜している。
The
シールドキャップ10は、第1外周面13と、フランジ部14と、第2外周面15と、第3外周面16とを有する。第1外周面13は、シールドキャップ10の軸線方向に延びており、シールドキャップ10の基端面102に到達している。フランジ部14は、第1外周面13の先端側に位置する。フランジ部14は、シールドキャップ10の軸線方向において、第1外周面13と第2外周面15との間に位置する。フランジ部14は、第1外周面13から突出している。フランジ部14は、第2外周面15から突出している。フランジ部14と第2外周面15との間には、外側段部17が設けられている。外側段部17は、シールドキャップ10の軸線方向に垂直な面である。フランジ部14の外径は、第1リテーナキャップ4の開口41の直径よりも大きい。フランジ部14の外径は、第2リテーナキャップ5の開口51の直径よりも大きい。
The
第2外周面15は、フランジ部14の先端側に位置する。第2外周面15は、第1外周面13よりも小さな外径を有する。第2外周面15は、シールドキャップ10の軸線方向に延びている。第3外周面16は、第2外周面15の先端側に位置する。第3外周面16は、シールドキャップ10の先端面101に到達している。第3外周面16は、先端に向かって径方向に小さくなるように、シールドキャップ10の軸線方向に対して傾斜している。
The second outer
図22は、図21のA−A断面図である。図21及び図22に示すように、シールドキャップ10は、複数の連通路105を有する。連通路105は、シールドキャップ10の外部とシールドキャップ10の孔103内とを連通している。連通路105の一端は第1外周面13に到達している。連通路105の他端は、第1内周面11に到達している。
FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIGS. 21 and 22, the
連通路105は、シールドキャップ10の周方向に等間隔に配置されている。シールドキャップ10の軸線方向から見て、連通路105の軸線は、連通路105の軸線と平行であり且つ絶縁ガイド7の中心を通る直線から所定距離、離れている。全ての連通路105は、周方向に対して同方向に傾斜している。全ての連通路105は、径方向に対して同方向に傾斜している。これにより、連通路105から吹き出されたガスは旋回流となる。
The
図4に示すように、シールドキャップ10は、絶縁リング9と圧入により接合される。詳細には、シールドキャップ10の第1内周面11が、絶縁リング9の外周面92と圧入により接合される。シールドキャップ10の第1内周面11の凸部111は、絶縁リング9の外周面92の凸部921と係合する。これにより、シールドキャップ10が絶縁リング9に対して強固に抜け止めされる。
As shown in FIG. 4, the
シールドキャップ10の第1内周面11が絶縁リング9の外周面92と接合されることにより、シールドキャップ10と絶縁リング9とが、径方向に互いに位置決めされる。これにより、シールドキャップ10の噴射孔104とノズル8の噴射孔831とが同心に配置される。
By joining the first inner
シールドキャップ10の基端面102が絶縁リング9の段部94に接触することにより、シールドキャップ10と絶縁リング9とが、軸線方向に互いに位置決めされる。これにより、シールドキャップ10がノズル8に対して隙間を隔てて配置される。詳細には、シールドキャップ10の第2内周面12が、ノズル8の第3外周面87に対して隙間を隔てて配置される。これにより、シールドキャップ10とノズル8との間には後述するガス通路が構成される。シールドキャップ10の連通路105は、絶縁リング9の先端よりも先端側に位置している。シールドキャップ10の連通路105は、シールドキャップ10とノズル8との間のガス通路に連通している。
When the
次にセンタパイプ20について説明する。図23及び図24は、センタパイプ20の斜視図である。図25は、センタパイプ20の断面図である。センタパイプ20は、電極6の内部通路65に挿入され、電極6内に冷却水を供給する。センタパイプ20は、導電体で形成されている。センタパイプ20は、パイプ本体21と接触子22とを有する。図26は、パイプ本体21の斜視図である。図27は、接触子22の斜視図である。
Next, the
パイプ本体21は、管状の形状を有する。パイプ本体21は、導電体で形成される。詳細には、パイプ本体21の外周面は、フランジ部23と、第1外周面24と、第2外周面25と、第3外周面26とを有する。フランジ部23は、パイプ本体21の基端を含む。フランジ部23は、第1外周面24から突出している。従って、フランジ部23と第1外周面24との間には段部27が設けられている。段部27は、パイプ本体21の軸線方向に垂直な面である。
The
第1外周面24は、フランジ部23の先端側に位置する。第1外周面24は、パイプ本体21の軸線方向においてフランジ部23と第2外周面25との間に位置する。第1外周面24は、パイプ本体21の軸線方向に延びている。
The first outer
第2外周面25は、第1外周面24の先端側に位置する。第2外周面25は、パイプ本体21の軸線方向において第1外周面24と第3外周面26との間に位置する。第2外周面25は、パイプ本体21の軸線方向に延びている。パイプ本体21の軸線方向において、第2外周面25は、第1外周面24よりも短い。第2外周面25は、第1外周面24よりも小さな外径を有する。
The second outer
第3外周面26は、第2外周面25の先端側に位置する。第3外周面26は、パイプ本体21の先端を含む。第3外周面26は、パイプ本体21の軸線方向に延びている。パイプ本体21の軸線方向において第3外周面26は、第1外周面24よりも長い。第3外周面26は、第2外周面25よりも小さな外径を有する。第3外周面26の軸線方向における中間部には、凹部261が設けられている。凹部261には、接触子22が取り付けられる。
The third outer
パイプ本体21は、冷却水通路を内部に有する。冷却水通路は、パイプ本体21を軸線方向に貫通している。冷却水通路は、第1通路211と第2通路212と第3通路231とを有する。第1通路211は、パイプ本体21の基端面201に到達している。第1通路211は、先端に向かって径方向に小さくなるように、パイプ本体21の軸線方向に対して傾斜している。
The
第2通路212は、第1通路211の先端側に位置する。第2通路212は、パイプ本体21の軸線方向において、第1通路211と第3通路231との間に位置する。パイプ本体21の軸線方向において、第2通路212は、第3通路231よりも長い。第2通路212は、パイプ本体21の軸線方向に延びている。
The
第3通路231は、第2通路212の先端側に位置する。第3通路231は、パイプ本体21の先端面202に到達している。第3通路231は、第2通路212よりも大きな内径を有する。第3通路231内には、上述した電極6の凸部67が配置される。
The
接触子22は、パイプ本体21と別体である。接触子22は導電体で形成される。接触子22は、パイプ本体21に対して着脱可能に取り付けられる。接触子22は、パイプ本体21の外周面に取り付けられる。詳細には、接触子22は、パイプ本体21の第3外周面26の凹部261に嵌め込まれることで、パイプ本体21に取り付けられる。
The
接触子22は、取付部28と接触部29とを有する。取付部28は、パイプ本体21の外周面に取り付けられる。取付部28は、第1環部281と第2環部282とを有する。第2環部282は、接触子22の軸線方向に第1環部281から離れて配置される。第1環部281と第2環部282とは、それぞれパイプ本体21の凹部261に嵌め込まれる。
The
接触部29は、電極6の内周面に接触する。接触部29は、接触子22の径方向に押圧されることで反力を生じるように弾性を有する。具体的には、接触部29は、複数の湾曲部291を有する。湾曲部291は、第1環部281と第2環部282とを連結している。湾曲部291は、接触子22の径方向外方に向かって膨出した板状の形状を有する。接触部29は、複数のスリット292を有する。スリット292は、複数の湾曲部291の間に設けられ、接触子22の軸線方向に延びている。なお、図面においてはスリット292の一部のみに符号292を付して他のスリット292の符号を省略している。
The
図28は、接触子22を軸線方向から見た図である。図28に示すように、複数の湾曲部291は、接触子22の周方向に等間隔に配置されている。複数のスリット292も同様に、接触子22の周方向に等間隔に配置されている。本実施形態では、接触子22は、8つの湾曲部291と8つのスリット292とを有している。しかし、接触子22の数は、8つに限らず、8つより少ない、或いは8つより多くてもよい。同様に、スリット292の数は、8つに限らず、8つより少ない、或いは8つより多くてもよい。
FIG. 28 is a view of the
図1に示すように、センタパイプ20のフランジ部23は、電極台座34の基端面341と、ベース部33の孔の底面331との間に配置される。フランジ部23は、電極台座34の基端面341に接触している。これにより、センタパイプ20と電極台座34とが電気的に接続されている。また、センタパイプ20が径方向及び軸線方向に位置決めされる。
As shown in FIG. 1, the
図29は、図1における交換部品ユニット2a及びその周囲の構成の拡大図である。図29に示すように、センタパイプ20の接触子22は、電極6の内周面に接触している。接触子22は、電極6の内部通路65に挿入されることで、径方向内方へ向かって弾性変形している。接触子22は、弾性変形の反力によって電極6の内周面に押し付けられている。センタパイプ20は、電極台座34と電気的に接続されている。従って、接触子22は、電極6の内周面に接触することで電極6に通電する。
FIG. 29 is an enlarged view of the configuration of the
電極6は、第1通電面603と第2通電面601とを有する。第1通電面603は、内部通路65の内周面において接触子22と接触している部分である。電極6は、センタパイプ20と第1通電面603とを介して電極台座34と電気的に接続される。第1通電面603は、テーパ部652の先端側においてテーパ部652に隣接して配置される。第1通電面603は、後述する冷却水通路内に位置している。
The
第2通電面601は、電極6の基端面601である。第2通電面601は、電極台座34の先端面342に接触している。電極6は、第2通電面601を介して電極台座34と電気的に接続される。第2通電面601は、後述する冷却水通路に隣接している。
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。
The second energizing
1.3 Cooling water passage Next, the cooling water passage of the
図29に示すように、絶縁スリーブ37の先端面371とノズル8の基端面802との間には隙間が設けられており、この隙間は、第3冷却水通路W3の一部を構成している。従って、ノズル8の基端面802は、第3冷却水通路W3内に配置される。また、絶縁スリーブ37の先端面371とノズル8の基端面802との隙間は、絶縁ガイド7の第2外周面76まで到達している。従って、絶縁ガイド7の第2外周面76の一部は、第3冷却水通路W3内に配置されている。
As shown in FIG. 29, a gap is provided between the
図1に示すように、第3冷却水通路W3は、ノズル台座36内の第4冷却水通路W4、ノズル台座36と絶縁スリーブ37との間の第5冷却水通路W5、絶縁スリーブ37内の第6冷却水通路W6、及び電極台座34内の第7冷却水通路W7を介して、第8冷却水通路W8に接続されている。
As shown in FIG. 1, the third cooling water passage W3 is included in the fourth cooling water passage W4 in the
第4冷却水通路W4は、ノズル台座36の先端からノズル台座36の内周面に向かって延びている。第5冷却水通路W5は、ノズル台座36と絶縁スリーブ37との間に設けられた環状の通路である。第6冷却水通路W6は、絶縁スリーブ37の外周面から絶縁スリーブ37の内周面に向かって径方向に延びる複数の通路である。第7冷却水通路W7は、電極台座34の外周面から電極台座34の内周面に向かって径方向に延びる複数の通路である。第8冷却水通路W8は、電極台座34とセンタパイプ20との間の通路である。
The fourth cooling water passage W4 extends from the tip of the
第8冷却水通路W8は、電極6とセンタパイプ20との間の第9冷却水通路W9に接続されている。第9冷却水通路W9は、センタパイプ20の先端部において、センタパイプ20内の第10冷却水通路W10に連通している。第10冷却水通路W10は、ベース部33内の第11冷却水通路W11を介して、冷却水排出管46に接続されている。
The eighth cooling water passage W8 is connected to the ninth cooling water passage W9 between the
冷却水は、冷却水の供給源から、冷却水供給管45、ベース部33内の第1冷却水通路W1、ノズル台座36内の第2冷却水通路W2を通って、第3冷却水通路W3に供給される。冷却水は、第3冷却水通路W3からノズル台座36内の第4冷却水通路W4、ノズル台座36と絶縁スリーブ37との間の第5冷却水通路W5、絶縁スリーブ37内の第6冷却水通路W6、及び電極台座34内の第7冷却水通路W7を通って、電極台座34とセンタパイプ20との間の第8冷却水通路W8に供給される。冷却水は、第8冷却水通路W8から、電極6とセンタパイプ20との間の第9冷却水通路W9、センタパイプ20内の第10冷却水通路W10、ベース部33内の第11冷却水通路W11、冷却水排出管46を通って、プラズマトーチ1aの外部に排出される。
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。
The cooling water flows from the cooling water supply source through the cooling
1.4 Gas passage Next, the plasma gas passage of the
図30に示すように、ベース部33にはメインガス供給管47が接続されている。メインガス供給管47は、ベース部33内の第1メインガス通路MG1を介して、ベース部33と絶縁スリーブ37との間の第2メインガス通路MG2に接続されている。第1メインガス通路MG1は、ベース部33の基端面からベース部33の内周面の段部332に向かって、軸線方向に延びている。第2メインガス通路MG2は、ベース部33の内周面の段部332と絶縁スリーブ37の外周面の段部372との間に形成された環状の通路である。
As shown in FIG. 30, a main
第2メインガス通路MG2は、絶縁スリーブ37内の第3メインガス通路MG3を介して第4メインガス通路MG4に接続されている。第3メインガス通路MG3は、絶縁スリーブ37の外周面の段部372から軸線方向に延びている。第4メインガス通路MG4は、絶縁スリーブ37と、交換部品ユニット2aとの間の環状の通路である。
The second main gas passage MG2 is connected to the fourth main gas passage MG4 via the third main gas passage MG3 in the insulating
図31は、図30における交換部品ユニット2aとその周囲の構成の拡大図である。図31に示すように、第4メインガス通路MG4は、絶縁スリーブ37の内周面と絶縁ガイド7の外周面と電極6の外周面とによって構成される。
FIG. 31 is an enlarged view of the configuration of the
詳細には、絶縁スリーブ37の内周面には、段部373が設けられている。段部373は、絶縁スリーブ37の軸線方向に垂直な面である。交換部品ユニット2aがトーチ本体3に取り付けられた状態で、絶縁ガイド7の外側段部79は、絶縁スリーブ37の内周面の段部373に対して隙間を隔てて配置される。第4メインガス通路MG4は、この絶縁ガイド7の外側段部79と、絶縁スリーブ37の内周面の段部373との間の隙間を通っている。
Specifically, a
第4メインガス通路MG4は、上述した第3冷却水通路W3に対してOリングR2によってシールされている。OリングR2は、絶縁スリーブ37の内周面に設けられた凹部374に嵌め込まれている。OリングR2は、絶縁ガイド7の第2外周面76の一部と接触している。すなわち、絶縁ガイド7の第2外周面76は、Oリングと接触するシール面761を有している。第2外周面76においてシール面761よりも先端側の部分は、第3冷却水通路W3内に配置されている。第2外周面76においてシール面761よりも基端側の部分は、第4メインガス通路MG4内に配置されている。第3外周面77も、第2外周面76と同様に、第4メインガス通路MG4内に配置される、
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。
The fourth main gas passage MG4 is sealed by an O-ring R2 with respect to the above-mentioned third cooling water passage W3. The O-ring R2 is fitted in a
As shown in FIG. 29, the fourth main gas passage MG4 is sealed by the O-ring R3 with respect to the above-mentioned sixth cooling water passage W6 and the seventh cooling water passage W7. The O-ring R3 is fitted in a
図31に示すように、第4メインガス通路MG4は、絶縁ガイド7の複数の連通路703を介して、絶縁ガイド7と電極6との間の第5メインガス通路MG5に接続されている。第5メインガス通路MG5は、絶縁ガイド7の内周面と電極6の外周面との間の環状の通路である。第5メインガス通路MG5は、ノズル8と電極6との間の第6メインガス通路MG6に接続されている。第5メインガス通路MG5の内径は、第6メインガス通路MG6の内径と同じである。第6メインガス通路MG6は、ノズル8の噴射孔831に連通している。
As shown in FIG. 31, the fourth main gas passage MG4 is connected to the fifth main gas passage MG5 between the
メインガスは、メインガスの供給源から、ベース部33内の第1メインガス通路MG1、ベース部33と絶縁スリーブ37との間の第2メインガス通路MG2、絶縁スリーブ37内の第3メインガス通路MG3を通って、絶縁スリーブ37と交換部品ユニット2aとの間の第4メインガス通路MG4に流れる。メインガスは、第4メインガス通路MG4から連通路703を通ることで旋回流となって、第5メインガス通路MG5に噴出される。旋回流となったメインガスは、第6メインガス通路MG6を通って、ノズル8の噴射孔831から噴出される。
The main gas is the first main gas passage MG1 in the
図1に示すように、ベース部33にはアシストガス供給管48が接続されている。アシストガス供給管48は、ベース部33内の第1アシストガス通路AG1を介して、ノズル台座36内の第2アシストガス通路AG2に接続されている。第1アシストガス通路AG1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アシストガス通路AG2は、ノズル台座36の内周面からノズル台座36の外周面に向かって延びている。
As shown in FIG. 1, an assist
第2アシストガス通路AG2は、ホルダ38内の第3アシストガス通路AG3を介して、ホルダ38と第2リテーナキャップ5との間の第4アシストガス通路AG4に接続されている。第3アシストガス通路AG3は、ホルダ38の内周面から外周面に向かって延びている。第4アシストガス通路AG4は、ホルダ38の外周面と第2リテーナキャップ5の内周面との間の環状の通路である。
The second assist gas passage AG2 is connected to the fourth assist gas passage AG4 between the
第4アシストガス通路AG4は、第2リテーナキャップ5内の第5アシストガス通路AG5を介して、第1リテーナキャップ4と第2リテーナキャップ5との間の第6アシストガス通路AG6に接続される。第5アシストガス通路AG5は、第2リテーナキャップ5の内周面から外周面に向かって延びる複数の通路である。第6アシストガス通路AG6は、第1リテーナキャップ4の内周面と第2リテーナキャップ5の外周面との間の環状の通路である。
The fourth assist gas passage AG4 is connected to the sixth assist gas passage AG6 between the
図29に示すように、第6アシストガス通路AG6は、シールドキャップ10の複数の連通路105を介して、ノズル8とシールドキャップ10との間の第7アシストガス通路AG7に接続されている。第7アシストガス通路AG7は、ノズル8の噴射孔831及びシールドキャップ10の噴射孔104と連通している。
As shown in FIG. 29, the sixth assist gas passage AG6 is connected to the seventh assist gas passage AG7 between the
第6アシストガス通路AG6は、上述した第3冷却水通路W3に対して、OリングR4によってシールされている。OリングR4は、第1リテーナキャップ4の内周面の先端部に設けられた凹部44に嵌め込まれている。OリングR4は、シールドキャップ10の第1外周面13に接触している。すなわち、シールドキャップ10の第1外周面13は、OリングR4と接触するシール面131を有している。
The sixth assist gas passage AG6 is sealed by an O-ring R4 with respect to the above-mentioned third cooling water passage W3. The O-ring R4 is fitted in a recess 44 provided at the tip of the inner peripheral surface of the
上述したように絶縁リング9は、圧入によってノズル8に接合されている。また、絶縁リング9は、圧入によってシールドキャップ10に接合されている。このため、第7アシストガス通路AG7は、上述した第3冷却水通路W3に対して、絶縁リング9によってシールされている。
As described above, the insulating
アシストガスは、アシストガスの供給源から、ベース部33内の第1アシストガス通路AG1、ノズル台座36内の第2アシストガス通路AG2、ホルダ38内の第3アシストガス通路AG3、ホルダ38と第2リテーナキャップ5との間の第4アシストガス通路AG4、第2リテーナキャップ5内の第5アシストガス通路AG5を通って、第1リテーナキャップ4と第2リテーナキャップ5との間の第6アシストガス通路AG6に流れる。アシストガスは、第6アシストガス通路AG6から連通路105を通ることで旋回流となって、第7アシストガス通路AG7に噴出される。旋回流となったアシストガスは、第7アシストガス通路AG7を通って、メインガスと共に、シールドキャップ10の噴射孔104から噴出される。
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。
From the assist gas supply source, the assist gas is the first assist gas passage AG1 in the
1.5 Replacement method of replacement component unit Next, a replacement method of the
第2リテーナキャップ5が取り外された状態では、交換部品ユニット2aは、OリングR2,R3,R4の弾性力によって保持される。従って、交換部品ユニット2aを第1リテーナキャップ4の開口41から先端側へ引き出すことによって、交換部品ユニット2aの絶縁ガイド7と電極6とが、絶縁スリーブ37から引き出される。その際、センタパイプ20の接触子22は、電極6の内周面に沿って摺動し、電極6がセンタパイプ20から抜き出される。
When the
なお、交換部品ユニット2aを第1リテーナキャップ4の開口41から先端側へ引き出す前に、第1リテーナキャップ4を緩めるとよい。これにより、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の縁部に引っ掛かって押し出される。これにより、交換部品ユニット2aを容易に取り外すことができる。
Before pulling out the
以上のようにして、交換部品ユニット2aをトーチ本体3から一体的に容易に取り外すことができる。
As described above, the
新たな交換部品ユニット2aを取り付ける際には、交換部品ユニット2aを第1リテーナキャップ4の開口41から基端側へ向けて挿入する。これにより、交換部品ユニット2aの電極6と絶縁ガイド7とが、絶縁スリーブ37内に挿入される。その際、センタパイプ20が電極6内に挿入され、センタパイプ20の接触子22は、電極6の内周面に沿って摺動する。
When installing a new
そして、第2リテーナキャップ5が第1リテーナキャップ4に取り付けられると、第2リテーナキャップ5の開口51の縁部が、シールドキャップ10の段部17を基端側へ向けて押圧する。これにより、電極6の基端面601が電極台座34の先端面342に接触するまで、交換部品ユニット2aが基端側へ向けて押し込まれる。そして、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の縁部とによってシールドキャップ10のフランジ部14が挟み込まれて保持されることにより、交換部品ユニット2aが固定される。
Then, when the
以上説明した交換部品ユニット2aでは、電極6と絶縁ガイド7とノズル8とが一体化されており、一般的なユーザーでは分離できないように互いに接合されている。このため、交換部品ユニット2aを交換することで、電極6と絶縁ガイド7とノズル8とを一体として同時に交換することができる。また、電極6と絶縁ガイド7とノズル8とは、圧入により接合されるので、Oリングを用いずに隙間無く、電極6と絶縁ガイド7とノズル8とを接合することができる。これにより、電極6とノズル8との同心度を向上させることができる。
In the
電極6のフランジ部63が電極6の基端を含んでいる。すなわち、電極6は、フランジ部63よりも基端側へ延びる部分を有さない。電極と電極台座の間の通電を確実なものとするためのネジや接触子を電極側に設けるために、従来のプラズマトーチには、電極がフランジ部よりも基端側へ延びる部分を有しているものがある。そのような従来のプラズマトーチの電極と比べて、本実施形態では、電極6を小型化することができる。そのため、電極6を含む交換部品ユニット2a全体の大型化を抑えることができる。
The
また、従来のプラズマトーチでは、上述した電極の基端側に延びる部分は、電極台座との通電面となっている。本実施形態に係る電極6は、従来のような電極の基端側に延びる部分を有していないが、内部通路においてセンタパイプ20と接触する第1通電面603を有している。このため、電極6に安定的に通電することができる。
Further, in the conventional plasma torch, the portion extending toward the proximal end side of the electrode described above is an energizing surface with the electrode pedestal. The
電極6の軸線方向において、電極6のフランジ部63は接合部62よりも長い。このように電極6のフランジ部63を軸線方向に大きくすることで、フランジ部63の外周面をOリングR3と接触するシール面631として利用することができる。
In the axial direction of the
絶縁ガイド7の軸線方向において、絶縁ガイド7の第1外周面75は第2外周面76よりも短い。言い換えれば、絶縁ガイド7の軸線方向において、絶縁ガイド7の第2外周面76は第1外周面75よりも長い。このように絶縁ガイド7の第2外周面76を軸線方向に大きくすることで、絶縁ガイド7の第2外周面76をOリングR2と接触するシール面761として利用することができる。
In the axial direction of the insulating
また、絶縁ガイド7の第2外周面76をシール面761として利用することで、第2外周面76においてシール面761よりも先端側の部分を第3冷却水通路W3内に配置することができる。このように、絶縁ガイド7の第2外周面76の一部が第3冷却水通路W3内に配置されることで、絶縁ガイド7を効果的に冷却することができる。
Further, by using the second outer
ノズル8の軸線方向において、肉厚の第2ノズル部82は、肉薄の第1ノズル部81よりも長い。すなわち、高温となる電極6の先端に近い肉厚の第2ノズル部82を軸線方向に大きくすることができる。これにより、ノズル8の耐熱性を向上させることができる。
In the axial direction of the
ノズル8の基端面802は、第3冷却水通路W3内に配置される。これにより、ノズル8を効果的に冷却することができる。
The
絶縁ガイド7は、変形しやすい材料で形成される。すなわち、絶縁ガイド7は、樹脂で形成されており、セラミックの弾性率よりも小さな弾性率を有する。このため、圧入による接合がセラミックよりも容易であると共に、シール性を向上させることができる。また、絶縁ガイド7がセラミック製である場合と比べて、コストを低減することができる。従って、電極6と絶縁ガイド7とノズル8とが一体的に交換されても、コストの増大を抑えることができる。
The insulating
樹脂製の絶縁ガイド7は、絶縁ガイドとして一般的なセラミックに比較して弾性率が小さく変形しやすい。そのため、絶縁ガイド7と電極6、および絶縁ガイド7とノズル8との間をシールするために、セラミックス製ガイドの場合のようにOリングを用いる必要は無く、樹脂製の絶縁ガイド7自身の変形により流体シールが可能となる。従って、セラミックと比較して安価な樹脂で絶縁ガイド7が製作出来るだけでなく、Oリングが省けるのでトーチ構造が簡単となる。
The resin-made
樹脂製の絶縁ガイド7は、セラミック製の絶縁ガイド7よりも安価ではあるが、耐熱性が低くなることから、絶縁ガイド7への熱影響が懸念される。しかし、本実施形態では、絶縁ガイド7の軸線方向において、絶縁ガイド7の第1外周面75は第2外周面76よりも短い。このように、絶縁ガイド7の第1外周面75を短くすることで、絶縁ガイド7の先端を高温となる電極6の先端近傍から大きく離して配置することができる。これにより、絶縁ガイド7への熱影響を低減することができる。
The
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の縁部とによってシールドキャップ10のフランジ部14が挟み込まれて保持されることにより、交換部品ユニット2aが固定される。このため、上述のように第1リテーナキャップ4を緩めることで、交換部品ユニット2aを容易に取り外すことができる。また、第2リテーナキャップ5を第1リテーナキャップ4に取り付けることで、交換部品ユニット2aを容易に取り付けることができる。
The
なお、交換部品ユニット2aをトーチ本体3の中心軸線に対して正確に位置決めするためには、交換部品ユニット2aとトーチ本体3との隙間は可能な限り狭く、Oリングによる拘束力は出来るだけ強い方が好ましい。しかし、そのために、交換部品ユニット2aの着脱に大きな力が必要になると、作業性が低下する虞がある。特に、交換部品ユニット2aの着脱に治具が必要になることで作業性が低下することが懸念される。しかし、本実施形態に係る交換部品ユニット2aでは、上述のように、第1リテーナキャップ4と第2リテーナキャップ5とによって容易に交換部品ユニット2aを着脱することができる。そのため、治具を用いずに、容易に交換部品ユニット2aを着脱することができる。これにより、作業性を向上させることができる。
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。
In order to accurately position the
2. Second Embodiment Next, the plasma torch 1b according to the second embodiment will be described. FIG. 32 is a cross-sectional view taken along the central axis of the plasma torch 1b according to the second embodiment. FIG. 33 is a cross-sectional view of the
図33に示すように、ノズル8の第1外周面85は凹部851を有する。凹部851は、第2ノズル部82に設けられている。凹部851は、ノズル8の径方向内方に向かって凹んでおり、ノズル8の周方向に延びている。ノズル8の軸線方向において、凹部851は、電極6の先端と略同じ位置に配置される。凹部851の底部の外径は、ノズル8の内周面812の内径よりも小さい。
As shown in FIG. 33, the first outer
凹部851は、基端側の第1壁面852と、先端側の第2壁面853とを有する。第1壁面852は、ノズル8の径方向に対して傾斜している。第2壁面853は、ノズル8の径方向に延びている。図32に示すように、第1壁面852は、第1リテーナキャップ4の傾斜した内周面と平行に延びている。凹部851は、第3冷却水通路W3内に配置されている。
The
本実施形態では、第1リテーナキャップ4には、第3冷却水通路W3に連通する複数の孔43が設けられている。第1リテーナキャップ4の孔43は、第1リテーナキャップ4と第2リテーナキャップ5との間の環状の冷却水通路W12に連通している。ノズル8の軸線方向において、凹部851は、第1リテーナキャップ4の孔43と略同じ位置に配置される。
In the present embodiment, the
交換部品ユニット2b及びプラズマトーチ1bの他の構成については第1実施形態の交換部品ユニット2a及びプラズマトーチ1aと同様である。
Other configurations of the
以上説明した第2実施形態では、ノズル8に凹部851が設けられているので、ノズル8において冷却水と接触する表面積を拡大することができる。そのため、ノズル8の冷却性を向上させることができる。また、凹部851が第1リテーナキャップ4の孔43と略同じ位置に配置されるので、ノズル8の冷却性をさらに向上させることができる。また、冷却水通路W12は第2リテーナキャップ5も水冷できる。このため、本実施形態に係る交換部品ユニット2bは、大電流を用いるプラズマ切断に好適である。
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。
In the second embodiment described above, since the
3. 3. Other Embodiments Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
交換部品ユニット2a,2bの構造が変更されてもよい。トーチ本体3、第1リテーナキャップ4、及び第2リテーナキャップ5の構造が変更されてもよい。
The structure of the
電極6と絶縁ガイド7とは、圧入ではなく接着によって接合されてもよい。絶縁ガイド7とノズル8とは、圧入ではなく接着によって接合されてもよい。ノズル8と絶縁リング9とは、圧入ではなく接着によって接合されてもよい。絶縁リング9とシールドキャップ10とは、圧入ではなく接着によって接合されてもよい。
The
絶縁リング9とシールドキャップ10とは、交換部品ユニット2a,2bに含まれなくてもよい。すなわち、電極6と絶縁ガイド7とノズル8とによって交換部品ユニットが構成されてもよい。また、絶縁リング9とシールドキャップ10とは、この交換部品ユニットに対して着脱容易に取り付けられてもよい。
The insulating
絶縁ガイド7内のガス通路の内径は、ノズル8の内径よりも大きくてもよい。すなわち、図38に示すように、絶縁ガイド7内の第5メインガス通路MG5の内径は、ノズル8内の第6メインガス通路MG6の内径よりも大きくてもよい。
The inner diameter of the gas passage in the
本発明によれば、電極とノズルとの同心度を向上させることができると共に、交換を容易に行うことができるプラズマトーチ用交換部品ユニットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a replacement component unit for a plasma torch that can improve the concentricity between the electrode and the nozzle and can be easily replaced.
2a,2b 交換部品ユニット
6 電極
7 絶縁ガイド
8 ノズル
5 第2リテーナキャップ
2a, 2b
Claims (21)
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、
前記電極と前記絶縁ガイドとは、Oリング無しで流体をシールするように圧入により互いに接合され、
前記絶縁ガイドと前記ノズルとは、Oリング無しで流体をシールするように圧入により互いに接合され、
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と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る、
プラズマトーチ用交換部品ユニット。 With electrodes
A resin insulating guide having a hole into which the electrode is inserted and being joined to the electrode by press fitting,
A nozzle that has a hole into which the insulation guide is inserted and is joined to the insulation guide by press fitting.
With
The electrode and the insulating guide are joined to each other by press fitting so as to seal the fluid without an O-ring.
The insulating guide and the nozzle are joined to each other by press fitting so as to seal the fluid without an O-ring .
The outer peripheral surface of the electrode has an uneven shape that engages with the inner peripheral surface of the insulating guide.
The inner peripheral surface of the insulating guide has an uneven shape that engages with the outer peripheral surface of the electrode.
The concave-convex shape of the electrode and the concave-convex shape of the insulating guide prevent the insulating guide from coming off from the electrode.
Replacement parts unit for plasma torch.
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、
前記電極と前記絶縁ガイドとは、Oリング無しで流体をシールするように圧入により互いに接合され、
前記絶縁ガイドと前記ノズルとは、Oリング無しで流体をシールするように圧入により互いに接合され、
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と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。 With electrodes
A resin insulating guide having a hole into which the electrode is inserted and being joined to the electrode by press fitting,
A nozzle that has a hole into which the insulation guide is inserted and is joined to the insulation guide by press fitting.
With
The electrode and the insulating guide are joined to each other by press fitting so as to seal the fluid without an O-ring.
The insulating guide and the nozzle are joined to each other by press fitting so as to seal the fluid without an O-ring.
The outer peripheral surface of the insulating guide has an uneven shape that locks to the inner peripheral surface of the nozzle.
The inner peripheral surface of the nozzle has an uneven shape that engages with the outer peripheral surface of the insulating guide.
The concave-convex shape of the insulating guide and the concave-convex shape of the nozzle prevent the nozzle from coming off from the insulating guide .
Replacement parts unit for up Razumatochi.
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。 The insulating guide is made of a material having a modulus of elasticity less than that of the ceramic.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 1 or 2.
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から3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。 The electrode is
A joint to be joined to the insulation guide,
A flange portion having an outer diameter larger than that of the joint portion and including the base end of the electrode, and a flange portion.
Have,
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 The outer peripheral surface of the flange portion has a sealing surface that comes into contact with the O-ring.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 4.
請求項4又は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。 The flange portion is longer than the joint portion in the axial direction of the electrode.
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 4 or 5.
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6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。 The outer peripheral surface of the insulation guide is
A first outer peripheral surface arranged in the nozzle and joined to the nozzle,
A second outer peripheral surface located on the base end side of the first outer peripheral surface and arranged outside the nozzle.
Have,
In the axial direction of the insulation guide, the first outer peripheral surface is shorter than the second outer peripheral surface.
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 The second outer peripheral surface has a sealing surface that comes into contact with the O-ring.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 7.
請求項8に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 A portion of the second outer peripheral surface on the tip side of the sealing surface is arranged in the cooling water passage of the plasma torch.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 8.
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7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。 The outer peripheral surface of the insulation guide is
Further having a third outer peripheral surface located on the proximal end side of the second outer peripheral surface and having an outer diameter smaller than that of the second outer peripheral surface.
The third outer peripheral surface is arranged in the gas passage of the plasma torch.
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 7 to 9.
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。 The nozzle
The first nozzle portion to be joined to the insulation guide and
A second nozzle portion located on the tip side of the first nozzle portion, having a larger radial thickness than the first nozzle portion, and facing the electrode, and a second nozzle portion.
Have,
In the axial direction of the nozzle, the second nozzle portion is longer than the first nozzle portion.
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 1 to 10.
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。 The base end portion of the nozzle is arranged in the cooling water passage of the plasma torch.
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 1 to 11.
請求項1から12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。 The outer peripheral surface of the nozzle is recessed inward in the radial direction and has a recess extending in the circumferential direction.
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 1 to 12.
請求項13に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 In the axial direction of the nozzle, the recess is arranged at substantially the same position as the tip of the electrode.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 13.
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13又は14に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 The plasma torch includes a retainer cap that is arranged to cover the nozzle.
The recess is arranged in a cooling water passage between the inner peripheral surface of the retainer cap and the outer peripheral surface of the nozzle.
The retainer cap is provided with a hole communicating with the cooling water passage.
In the axial direction of the nozzle, the recess is arranged at substantially the same position as the hole of the retainer cap.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 13 or 14.
請求項15に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 The wall surface on the base end side of the recess is inclined with respect to the radial direction of the nozzle and extends parallel to the inner peripheral surface of the retainer cap.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 15.
請求項13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。 The wall surface on the tip end side of the recess extends in the radial direction of the nozzle.
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 13 to 16.
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17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。 An insulating ring that has a hole into which the nozzle is inserted and is joined to the nozzle by press fitting or adhesion.
A shield cap having a hole into which the insulating ring is inserted and joined to the insulating ring by press fitting or adhesion.
Further prepare,
The replacement part unit for a plasma torch according to any one of claims 1 to 17.
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18に記載のプラズマトーチ用交換部品ユニット。 The plasma torch
A first retainer cap having an opening into which the plasma torch replacement component unit is inserted and arranged so as to cover the nozzle.
A second retainer cap having an opening into which the plasma torch replacement component unit is inserted and attached to the first retainer cap so as to cover the first retainer cap.
Have,
The nozzle or the shield cap has a flange portion that is sandwiched and held by an edge portion of the opening of the first retainer cap and an edge portion of the opening of the second retainer cap.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 18.
電極本体部と、
前記電極本体部の基端側に位置する接合部と、
前記接合部の基端側に位置するフランジ部と、
前記フランジ部と前記接合部との間に設けられた段部と、
を含み、
前記絶縁ガイドは、
前記ノズル内に配置される第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、
第1内周面と、
前記第1内周面よりも基端側に位置し、前記絶縁ガイドの基端面に達している第2内周面と、
を含み、
前記ノズルは、
前記ノズルの基端面に達している第3内周面と、
前記第3内周面よりも先端側に位置する第4内周面と、
前記第3内周面と前記第4内周面との間に設けられた内側段部と、
を含み、
前記絶縁ガイドの基端面は、前記電極の段部に当接し、
前記絶縁ガイドの第2内周面は、前記電極の接合部と圧入により接合され、
前記絶縁ガイドの先端面は、前記ノズルの内側段部に当接し、
前記絶縁ガイドの第1外周面は、前記ノズルの第3内周面と圧入により接合されており、
前記ノズルの基端面から前記内側段部までの長さは、前記絶縁ガイドの前記第2外周面の長さよりも短く、
前記フランジ部は、前記電極の基端を含む、
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。 The electrode is
With the electrode body
A joint located on the base end side of the electrode body and
A flange portion located on the base end side of the joint portion and a flange portion
A step portion provided between the flange portion and the joint portion,
Including
The insulation guide
The first outer peripheral surface arranged in the nozzle and
A second outer peripheral surface located on the base end side of the first outer peripheral surface and arranged outside the nozzle.
The first inner peripheral surface and
A second inner peripheral surface located closer to the base end surface than the first inner peripheral surface and reaching the base end surface of the insulating guide.
Including
The nozzle
The third inner peripheral surface reaching the base end surface of the nozzle and
The fourth inner peripheral surface located on the tip side of the third inner peripheral surface,
An inner step portion provided between the third inner peripheral surface and the fourth inner peripheral surface, and
Including
The base end surface of the insulating guide comes into contact with the step portion of the electrode.
The second inner peripheral surface of the insulation guide is joined to the joint portion of the electrode by press fitting.
The tip surface of the insulating guide comes into contact with the inner step portion of the nozzle.
The first outer peripheral surface of the insulation guide is joined to the third inner peripheral surface of the nozzle by press fitting.
The length from the base end surface of the nozzle to the inner step portion is shorter than the length of the second outer peripheral surface of the insulating guide.
The flange portion includes the base end of the electrode.
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 1 or 2.
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、前記第1外周面よりも小径の第2外周面と、
前記第2外周面の基端側に位置し、前記電極に接続され、前記第2外周面よりも小径の第3外周面と、
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。 The outer peripheral surface of the insulation guide is
A first outer peripheral surface arranged in the nozzle and joined to the nozzle,
A second outer peripheral surface located on the base end side of the first outer peripheral surface, arranged outside the nozzle, and having a diameter smaller than that of the first outer peripheral surface.
A third outer peripheral surface located on the proximal end side of the second outer peripheral surface, connected to the electrode, and having a diameter smaller than that of the second outer peripheral surface.
Have,
The replacement part unit for a plasma torch according to claim 1 or 2.
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