JPH0339791B2 - - Google Patents

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JPH0339791B2
JPH0339791B2 JP62091842A JP9184287A JPH0339791B2 JP H0339791 B2 JPH0339791 B2 JP H0339791B2 JP 62091842 A JP62091842 A JP 62091842A JP 9184287 A JP9184287 A JP 9184287A JP H0339791 B2 JPH0339791 B2 JP H0339791B2
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Japan
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air
torch
passage
plasma arc
conductive wire
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JP62091842A
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JPS6310082A (en
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Ewaato Uiruson Retsukusu
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DABURYU TEII SHII HOORUDEINGUZU Ltd
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DABURYU TEII SHII HOORUDEINGUZU Ltd
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    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/24Features related to electrodes
    • B23K9/28Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29Supporting devices adapted for making use of shielding means
    • B23K9/291Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
    • B23K9/296Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using non-consumable electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
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    • H05H1/3423Connecting means, e.g. electrical connecting means or fluid connections
    • HELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エアプラズマアーク用トーチ、特
に、比較的厚い金属材料を切断するのに用いられ
る空冷式エアプラズマアーク用トーチに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an air plasma arc torch, and more particularly to an air cooled air plasma arc torch used for cutting relatively thick metal materials.

従来技術及びその問題点 エアプラズマアーク切断は、酸化炎トーチ及び
チツソ、二酸化炭素などの特定のガスを使用する
プラズマアーク切断に比べてアーク温度が高いと
いう際立つた利点ゆえ、長手に亘つて使用されて
きた。更に、エアシールドにより酸素に関して自
由な状態に置かれている現在のエアプラズマアー
ク技術においては、鉄系材料の切断の際に発熱反
応を生じ、切断面の品質が酸化炎トーチによる切
断面と殆どの点で近似したものとなるという状態
を生じている。
PRIOR ART AND ITS PROBLEMS Air plasma arc cutting has long been used due to the distinct advantage of higher arc temperatures compared to plasma arc cutting using oxidizing flame torches and certain gases such as carbon dioxide. It's here. Furthermore, in the current air plasma arc technology, which is kept free of oxygen by an air shield, an exothermic reaction occurs when cutting ferrous materials, and the quality of the cut surface is almost the same as the cut surface with an oxidizing flame torch. A situation has arisen in which the values are approximated in terms of .

手の支持により操作されるエアプラズマアーク
用トーチの用途は、厚さ約5mmまでの金属材料の
切断に使用される比較的低出力のトーチに限定さ
れていた。最近、例えば乗物のボデイ材などに高
品質スチールが導入されるのに従い、高出力のエ
アプラズマアーク用トーチの必要性が顕著になつ
てきた。このような材料のためのトーチの出力
は、厚さ約40mmに達する材料の切断に必要とされ
るほどの高いものである。
The use of hand-operated air plasma arc torches has been limited to relatively low power torches used to cut metal materials up to about 5 mm thick. Recently, with the introduction of high-quality steel for vehicle body materials, for example, the need for high-output air plasma arc torches has become apparent. The power of the torch for such materials is so high that it is required to cut materials reaching a thickness of about 40 mm.

従来の高出力トーチは、水冷式であつた。水冷
式の場合、トーチは十分に低い温度に維持される
ことが可能であり、また、トーチの金属部材の複
雑さに見合う低圧且つ低温用の被覆材料の使用が
可能であつた。しかし、水冷式トーチの場合、付
加的な構造が必要とされるためトーチは使い易さ
の点において空冷式の場合より劣る。これに対
し、空冷式のトーチは、極めて単純であり経済的
であることは明らかであるが、トーチが高出力と
される場合、該トーチを十分に低い温度に保つこ
とが不可能であり、前述の被覆材料では高出力ト
ーチの使用時の発熱による高温に耐えることはで
きない。
Conventional high-power torches have been water-cooled. Water cooling allowed the torch to be maintained at a sufficiently low temperature and allowed the use of low pressure and low temperature coating materials commensurate with the complexity of the torch metal components. However, water-cooled torches require additional structure, making the torch less convenient to use than air-cooled torches. On the other hand, air-cooled torches are obviously extremely simple and economical, but if the torch is to have a high output, it is impossible to keep the torch at a sufficiently low temperature. The above-mentioned coating materials cannot withstand the high temperatures generated by the heat generated during use of high-power torches.

トーチ内に収納されている電極、カツテングチ
ツプ等の部品交換のため、作業者はトーチからシ
ールド部材をしばしば取り除く必要がある。トー
チが電源から比較的近い位置で使用される場合、
作業者は、トーチの分解前にスイツチが切られて
いることを確認するのに手間取らずに済み、確認
ミスにより通電状態の部品から強い電気シヨツク
を受ける危険から免れることができる。
In order to replace parts such as electrodes and cutting tips housed within the torch, it is often necessary for an operator to remove the shield member from the torch. If the torch is used relatively close to the power source,
The operator does not have to take the trouble of confirming that the switch is turned off before disassembling the torch, and is free from the risk of receiving a strong electric shock from energized parts due to a confirmation error.

低出力エアプラズマアーク用トーチに対するパ
ワー供給の調節は、その初期の技術段階におい
て、空気量供給のような他の要素の調節を伴うこ
となく行なわれた。しかし、現在では、より有効
な作動のためにはエアプラズマのためのパワー供
給は異なる入力に対して同じであつてはいけない
ことが認識されている。この点に対処するため、
異なるパワーレンジに対して異なるトーチを用意
することもできるが、これでは実用上不十分であ
る。
Adjustment of the power supply to low power air plasma arc torches was done in its early technology stages without adjustment of other factors such as air volume supply. However, it is now recognized that for more efficient operation the power supply for an air plasma should not be the same for different inputs. To address this point,
Although it is possible to have different torches for different power ranges, this is not practical enough.

前述の如く、トーチは頻繁に手入れを行う必要
がある。この手入れ後、トーチが正しく再組立さ
れず、或いは構成部品が元に戻されないことが多
く発生する。このような場合、組立後のトーチに
パワーが再度供給されても、アークは必要な場所
すなわちプラズマチヤンバに飛ばされ得ない。例
えば、望ましくない経路にアークが形成され、短
絡などが生じる。このようにして、トーチのプラ
スチツク材料に対してアークが繰返し作用する
と、該プラスチツク材料は炭化される。この炭化
されたプラスチツク材料によつて絶縁抵抗の低い
経路が一旦形成されると、再度トーチを正しく組
立ても、該経路に沿つてアークが発生する傾向が
生じる。一旦トーチがこのような傾向を備える
と、再度元の状態とするのは不可能であり、手入
れによる回復は不可能となる。
As mentioned above, torches require frequent maintenance. After this cleaning, the torch is often not reassembled properly or the components are not replaced. In such a case, even if power is supplied to the assembled torch again, the arc cannot be directed to the required location, ie, the plasma chamber. For example, arcs can form in undesired paths, resulting in short circuits, etc. In this manner, the repeated action of the arc on the plastic material of the torch carbonizes the plastic material. Once a path of low insulation resistance is formed by this carbonized plastic material, there is a tendency for arcing to occur along that path even if the torch is properly reassembled. Once the torch develops this tendency, it is impossible to restore it to its original state again, and recovery by maintenance is impossible.

本発明は、前述の問題を解決し、空冷式エアプ
ラズマアーク用トーチの高出力化を可能とするこ
とを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to make it possible to increase the output of an air-cooled air plasma arc torch.

発明の概要 本発明の前記目的は、金属製ボデイの先端側に
アノード及びカソードを同心状に取り付け、これ
らの外側を環状シールド部材で囲繞し、該ボデイ
の基端側にエア供給用チユーブを接続したエアプ
ラズマアーク用トーチにおいて、前記金属ボデイ
及び前記同心状配置のアノード及びカソードの中
心部を貫通して通路が設けられ、前記金属製ボデ
イは、該空気通路をプラズマアーク発生用通路と
エアシールド用通路とに分岐するための前記アノ
ード、カソード及び環状シールド部材の各間隙に
通じる2種類のポートを備えており、前記金属製
ボデイは、高圧トランスフアー成形により熱硬化
性樹脂で被覆されていることを特徴とする空冷式
エアプラズマアーク用トーチにより達成される。
Summary of the Invention The object of the present invention is to attach an anode and a cathode concentrically to the distal end of a metal body, surround the outside with an annular shield member, and connect an air supply tube to the proximal end of the body. In the air plasma arc torch, a passage is provided passing through the metal body and the center of the concentrically arranged anode and cathode, and the metal body connects the air passage to a plasma arc generation passage and an air shield. The metal body is coated with a thermosetting resin by high-pressure transfer molding. This is achieved by an air-cooled air plasma arc torch characterized by the following.

本出願人は、高温下において架橋された熱硬化
性樹脂により前記プラスチツク部材の被覆を設け
ることが、トーチのより高い温度での使用、及び
これに起因してトーチのより高いパワー入力での
作動を可能とすることを見出した。従来、この技
術は、前述の低圧技術においてのみ可能であつ
た。
The applicant has discovered that the provision of a coating of said plastic part with a thermosetting resin cross-linked at elevated temperatures facilitates the use of the torch at higher temperatures and, as a result of this, the operation of the torch at higher power inputs. We have discovered that this is possible. Previously, this technique was only possible in the low pressure technologies mentioned above.

本発明の望ましい実施例においては、前記熱硬
化性樹脂による被覆部分と前記環状シールド部材
との間に、これらと同心状外周面を有する環状の
導電性セクシヨンが設けられており、該導電性セ
クシヨンは偏心した内周面により肉厚を変化させ
ており、前記被覆部分には電力供給用導線が延び
該被覆部分の外周面から僅かに突出しており、前
記導電性セクシヨンは肉厚の薄い部分が前記導線
に対応する位置にあるときには該導線と離反して
おり、肉厚の厚い部分が前記導線に対応する位置
にあるときには該導線と前記環状シールド部材と
の間に挾持されてロツク状態とされるプラズマア
ーク用トーチが提供される。この場合、更に、前
記導線は、2つの切断端部が離反した状態で前記
被覆部分の外周面に設けられており、導電性セク
シヨンは、肉厚の薄い部分が該導線に対応した位
置にあるときには前記2つの切断端部から離反し
て該導線による回路を開成し、肉厚の厚い部分が
前記導線に対応する位置にあるときには前記2つ
の切断端部に接して前記回路が閉成されるように
肉厚みが定められていることが望ましい。
In a preferred embodiment of the present invention, an annular conductive section having a concentric outer peripheral surface is provided between the thermosetting resin coated portion and the annular shield member, and the conductive section The wall thickness of the conductive section is varied by an eccentric inner circumferential surface, and a power supply conductor extends through the covered portion and slightly protrudes from the outer circumferential surface of the covered portion, and the conductive section has a thinner wall portion. When the thick portion is located at a position corresponding to the conductor wire, it is separated from the conductor wire, and when the thick portion is at a position corresponding to the conductor wire, it is held between the conductor wire and the annular shield member and is in a locked state. A plasma arc torch is provided. In this case, the conductive wire is further provided on the outer circumferential surface of the covered portion with two cut ends separated, and the thinner part of the conductive section is located at a position corresponding to the conductive wire. Sometimes, the circuit is opened by separating from the two cut ends, and when the thick part is in a position corresponding to the conductor, the circuit is closed by contacting the two cut ends. It is desirable that the wall thickness be determined as follows.

本発明の望ましい実施例においては、更に、前
記空気通路内にエア調整メンバが配置され、該エ
ア調整メンバは、前記2種類のポートの空気流れ
に位置して流路抵抗となる隆起部の寸法及び位置
により、前記異種のポートへの空気流れを調整し
得るようにされており、該エア調整メンバは、異
なる寸法及び位置の隆起部を有した他のエア調整
メンバと交換可能とされている空冷式エアプラズ
マアーク用トーチを提供することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, an air adjustment member is further disposed in the air passage, and the air adjustment member has a bulge having a size that is located in the air flow of the two types of ports and provides flow resistance. and position to adjust air flow to the disparate ports, the air adjustment member being interchangeable with other air adjustment members having ridges of different sizes and locations. An air-cooled air plasma arc torch can be provided.

本発明の実施例によれば、前記シールド用エア
通路は、該通路を横切るアーク発生に必要な電力
が、トーチアーク発生に必要な電力より大きくな
るようにトーチ半径方向に傾斜して構成されてい
るのが望ましい。
According to an embodiment of the present invention, the shielding air passage is configured to be inclined in the radial direction of the torch such that the electric power required to generate an arc across the passage is greater than the electric power required to generate a torch arc. It is desirable to have one.

実施例 以下、本発明の実施例につき、添付図面を参照
しつつ説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図に示すように、トーチヘツドは、軸孔1
2を有したボデイ10を備えている。軸孔12
は、エア調節メンバ16の雄ねじと螺合するため
の雌ねじ14を備えている。エア調節メンバ16
は、中空であつて軸線方向両端部が開放されてお
り、軸孔12と同一軸線上に配置されている。エ
ア調節メンバは、軸孔12を越えカソード18内
に突出し、カソード電極ホルダーの後端面まで延
びている。カソード電極ホルダーはボデイ10に
対して取り外し可能に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the torch head has shaft hole 1.
2. Shaft hole 12
is provided with a female thread 14 for screwing into the male thread of the air adjustment member 16. Air adjustment member 16
is hollow and open at both ends in the axial direction, and is disposed on the same axis as the shaft hole 12. The air adjustment member protrudes beyond the shaft hole 12 into the cathode 18 and extends to the rear end surface of the cathode electrode holder. The cathode electrode holder is removably attached to the body 10.

エア調節メンバ16は、軸孔12より小さい外
径の部分を有しており、該部分が軸孔12内にチ
ヤンバ20を形成している。エア調節メンバ16
の段部(肩部)21はチヤンバ20の後部を径方
向に閉じており、シールドポート24の開度を制
限して調節し得るようにされている。半径方向に
延びるように設けられた第一のポート22は、プ
ラズマエアを供給するためにチヤンバ20に通じ
ている。半径方向に延びる第二のポート24は、
空気を供給してエアシールドを形成するためにチ
ヤンバ20に通じている。第二のポート24は、
ボデイ10の外周面に形成された凹所26に通じ
ている。主要部の絶縁材28がボデイ10を覆う
ように設けられており、凹所26の上を覆つてチ
ヤンバを形成している。該絶縁材28は好ましく
はチツ化珪素のような耐熱性及び電気絶縁性に優
れたものとされる。絶縁材28は、ボデイ10に
沿つてポート22の手前まで延びている。絶縁材
28におけるポート22近傍の面30は単純に半
径方向に延びる面ではなく、表面積を大きくする
形状とされている。このような形状とする目的に
ついては後に説明する。
The air adjustment member 16 has a portion with an outer diameter smaller than the axial bore 12, which portion forms a chamber 20 within the axial bore 12. Air adjustment member 16
A shoulder portion 21 closes the rear portion of the chamber 20 in the radial direction, and is configured to limit and adjust the opening degree of the shield port 24. A first radially extending port 22 communicates with the chamber 20 for supplying plasma air. The radially extending second port 24 is
It opens into the chamber 20 for supplying air to form an air shield. The second port 24 is
It communicates with a recess 26 formed in the outer peripheral surface of the body 10. A main insulating material 28 is provided over the body 10 and over the recess 26 to form a chamber. The insulating material 28 is preferably made of a material having excellent heat resistance and electrical insulation properties, such as silicon dioxide. The insulating material 28 extends along the body 10 to the front of the port 22. The surface 30 of the insulating material 28 near the port 22 is not simply a surface extending in the radial direction, but has a shape that increases the surface area. The purpose of having such a shape will be explained later.

開放端を有した通常の形態のアノード32は、
絶縁材28に対して同心状に固着されている。ア
ノード32は、絶縁材28の面30を越えて延
び、該アノードとボデイ10との間にチヤンバ3
4を形成しており、該チヤンバ34にはポート2
2が通じている。アノード32に対して取り外し
可能にチツプホルダー36が取り付けられてお
り、チツプホルダー36はカソード18を間隙を
置いて取り囲んでおり、該間隙はチヤンバ34に
通じた環状通路38となつている。プラズマアー
ク絞り用チツプ40は、チツプホルダー36に取
り外し可能に取り付けられている。チツプ40
は、チツプホルダー36及びカソード18の双方
に対して同心状に設けられている。
The anode 32 is in a conventional configuration with an open end.
It is fixed concentrically to the insulating material 28. An anode 32 extends beyond the surface 30 of the insulating material 28 and includes a chamber 3 between the anode and the body 10.
4, and the chamber 34 has a port 2.
2 is in common. A tip holder 36 is removably attached to the anode 32 and surrounds the cathode 18 with a gap forming an annular passage 38 into the chamber 34. The plasma arc restricting tip 40 is removably attached to the tip holder 36. Chip 40
is provided concentrically with respect to both the tip holder 36 and the cathode 18.

トーチヘツドは、高温下において付加的に架橋
されたプラスチツク材料部材42で覆われ、この
ため、高温状態における耐腐蝕性を備えている。
このプラスチツク材料部材42による被覆は高圧
の圧縮成形により得ることができる。
The torch head is covered with a plastic material part 42 which is additionally cross-linked at high temperatures and is therefore corrosion resistant in hot conditions.
The coating with the plastic material part 42 can be obtained by high-pressure compression molding.

トーチへのパワー供給の制御回路に接続される
導線44,46は端部48,50を残して被覆プ
ラスチツク材料部材42に埋設されている。端部
48,50は、露出状態とされ、トーチの軸線に
平行に延びている。環状シールド部材52は、望
ましくはセラミツク材料で形成され、アノード、
チツプホルダー及びチツプを囲むように被覆プラ
スチツク材料部材42に取り外し可能に装着さ
れ、環状のエアギヤツプ54を形成している。ト
ーチを被加工材57から間隙をおいて位置決めす
るためにガイドクリツプ55がシールド部材52
に取り外し可能に嵌装されている。シールド部材
52は、被覆プラスチツク材料部材42に接する
環状シールド部材52端部の内側近傍に導電性セ
クシヨン56を備えている。第2図に示すよう
に、導電性セクシヨン56は、偏心した状態に設
けられ、導電性セクシヨン56の内周面の中心
は、シールド部材52の軸線から外れた位置にあ
る。シールド部材52は、被覆プラスチツク材料
部材42に係合することにより、常にトーチの他
の部分に対し同心状に保たれる。しかし、シール
ド部材52をその軸線周りに(第2図に示す状態
から)回転させると、偏心した導電性セクシヨン
56が導線端部48及び50に接触することとな
り、これにより、制御回路が閉じられる。この位
置において、シールド部材52はトーチ上にロツ
クされた状態とされ、導線端部48,50から導
電性セクシヨン56を外すように逆回転させられ
たときにのみ取り外し可能となり、該逆回転の後
シールド部材52は軸線方向に引き出され取り外
され得る。従つて、トーチはシールド部材が適性
に配置されトーチ上にロツクされなければ作動の
ための入力を受け得ない構造となつている。
The conductors 44, 46 which are connected to the control circuit for the power supply to the torch are embedded in the coated plastic material member 42, leaving their ends 48, 50. Ends 48, 50 are exposed and extend parallel to the axis of the torch. The annular shield member 52 is preferably formed of a ceramic material and includes an anode, a
It is removably attached to a cover plastic material member 42 surrounding the tip holder and tip to form an annular air gap 54. In order to position the torch with a gap from the workpiece 57, the guide clip 55 is attached to the shield member 52.
is removably fitted. The shield member 52 includes a conductive section 56 near the inner end of the annular shield member 52 that contacts the coated plastic material member 42. As shown in FIG. 2, the conductive section 56 is provided eccentrically, and the center of the inner peripheral surface of the conductive section 56 is located off the axis of the shield member 52. As shown in FIG. The shield member 52 is kept concentric with the rest of the torch at all times by engaging the covering plastic material member 42. However, rotation of shield member 52 about its axis (from the position shown in FIG. 2) causes eccentric conductive section 56 to contact conductor ends 48 and 50, thereby closing the control circuit. . In this position, the shield member 52 remains locked onto the torch and is only removable when reversely rotated to remove the conductive section 56 from the conductor ends 48,50; The shield member 52 can be pulled out axially and removed. Accordingly, the torch is constructed such that it cannot receive input for actuation unless the shield member is properly positioned and locked onto the torch.

作動の際、空気は、電力および空気用チユーブ
によりボデイ10の軸孔12に供給される。空気
は、エア調節メンバ16を通つてカソード電極ホ
ルダー18の後部に接触し、これによりカソード
の冷却を助ける。供給された空気はその後、チヤ
ンバ20に沿つてエア調節メンバ16の外周面を
取り囲むように逆方向に移動する。空気流の移動
方向の急激な変化により、水、油又は固体夾雑物
のようなトーチの作動の妨げとなり得る搬送介在
物をカソード電極ホルダーの後端面に堆積させる
ことができる。チヤンバ20を流れる空気流は、
ポート22を通じて流れるプラズマ発生用の第一
の流れと、ポート24を通じて流れる第二の流れ
とに分岐される。この空気流の分岐は、エア調節
メンバ16におけるポート22近傍に周方向に延
びる隆起部62により行なわれる。第1図に示さ
れるように、隆起部62は航空機の翼の上面に似
た形状を有し、ポート22を通過するときに空気
流の速度を増加させ、圧力を減少させるように作
用する。隆起部62の正確な寸法及び位置決め
は、段部21による調節と共に、ポート22を通
過してプラズマを形成する空気流の割合を決定す
る。従つて、トーチは、様々なパワーレベルでの
使用において様々なプラズマ発生用空気の量が必
要とされる場合にも、隆起部62及び段部21の
形成の異なる他のエア調節メンバに交換すること
によつて容易に適合され得る。この際、トーチの
他の構成部分は無論、交換する必要がない。
In operation, air is supplied to the axial bore 12 of the body 10 by power and air tubes. Air contacts the rear of the cathode electrode holder 18 through the air conditioning member 16, thereby assisting in cooling the cathode. The supplied air then moves in the opposite direction along the chamber 20 to surround the outer circumferential surface of the air conditioning member 16. A sudden change in the direction of movement of the air flow can cause transport inclusions, such as water, oil or solid contaminants, to accumulate on the rear end face of the cathode electrode holder, which can interfere with the operation of the torch. The airflow flowing through the chamber 20 is
It is branched into a first flow for plasma generation flowing through port 22 and a second flow flowing through port 24 . This air flow division is effected by a circumferentially extending ridge 62 near the port 22 on the air conditioning member 16. As shown in FIG. 1, the ridges 62 have a shape similar to the top surface of an aircraft wing and act to increase the velocity and reduce the pressure of the airflow as it passes through the port 22. The precise size and positioning of ridge 62, along with adjustment by step 21, determines the rate of airflow that passes through port 22 to form a plasma. Therefore, the torch may be replaced with other air conditioning members with different formations of the ridges 62 and steps 21 even when different amounts of plasma generating air are required for use at different power levels. can be easily adapted. In this case, of course, there is no need to replace other components of the torch.

ポート22を経た空気はチヤンバ34を通りカ
ソードを取り囲む通路38に流れ、アークを形成
する。ポート24を経た空気は、凹所26と絶縁
材28とが形成するチヤンバを通過し、絶縁材2
8内の通路64及びアノード内の通路66を経て
エアギヤツプ54に流れ、エアシールドを形成す
る。エアシールドを形成するための空気流は、幾
度もの急激な方向転換が行なわれる。これら複数
の方向転換は、空気流の有している異物若しくは
介在物を堆積させて除去するのを助けるため大変
有利である。
Air through port 22 flows through chamber 34 and into passageway 38 surrounding the cathode, forming an arc. Air passing through port 24 passes through a chamber formed by recess 26 and insulation 28 and passes through insulation 2
The air flows through passage 64 in 8 and passage 66 in the anode to air gap 54, forming an air shield. The airflow to form the air shield undergoes several sharp changes in direction. These multiple redirections are very advantageous as they assist in depositing and removing foreign objects or inclusions carried by the airflow.

前述のように、面30は、平らな半径方向に延
びる面ではなく、表面に沿うトラツキング経路を
増加させるような形状とされる。トーチが不適切
な構成要素と組み合わされるようなことがあつた
場合、シールド部材を取り付けて該トーチを作動
させると、アークがカソードボデイからアノード
を打つように生じる可能性がある。このようなア
ークは、絶縁材28の面30を横切つて形成され
るが、アーク発生のためには、前述の如くトラツ
キング経路が増加させられていることによりトー
チの適切な組立時に比しより高い入力電圧を必要
とする。絶縁材28内の通路64もまた半径方向
の面に対して傾斜して形成され、その長さが増加
されている。通路64を通つてカソードボデイと
アノードとの間にアークが発生するには、面30
を越えてアークを発生させるより更に高い入力電
圧が必要となる。このように、トーチの不適切な
組立時において、トーチの損傷を招く有害なアー
ク発生に対し高い入力電圧が必要とされること
は、トーチ本来の機能を発揮させるために重要な
ことである。
As previously mentioned, surface 30 is not a flat radially extending surface and is shaped to increase the tracking path along the surface. If the torch were to be combined with the wrong components, an arc could occur from the cathode body and strike the anode when the torch was operated with the shield member attached. Such an arc will form across the surface 30 of the insulation 28, but the increased tracking path for arcing, as described above, will make it easier to generate the arc than upon proper assembly of the torch. Requires high input voltage. The passageway 64 in the insulation material 28 is also formed obliquely relative to the radial plane, increasing its length. For arcing to occur between the cathode body and the anode through passage 64, surface 30
An even higher input voltage is required to generate an arc. Thus, the high input voltage required to prevent harmful arcing that can damage the torch during improper assembly of the torch is important for the torch to perform its intended function.

発明の効果 以上から明らかなように、本発明に係る空冷式
エアプラズマアーク用トーチにおいては、アノー
ド及びカソードを先端側に取り付けた金属製ボデ
イを被覆するプラスチツク材料部材を熱硬化性樹
脂とし高圧トランスフアー成形により形成したた
め、高い耐熱性の被覆が得られ、その結果、トー
チ使用時の温度をより高くすることができ、トー
チを高出力とすることが可能である。
Effects of the Invention As is clear from the above, in the air-cooled air plasma arc torch according to the present invention, the plastic material member covering the metal body with the anode and cathode attached to the tip side is made of thermosetting resin and is a high-pressure transfer material. Since it is formed by arch molding, a coating with high heat resistance can be obtained, and as a result, the temperature during use of the torch can be increased, and the torch can have a high output.

更に、エア通路をなす絶縁材内の通路を傾斜さ
せ、また該絶縁材の通路を傾斜面とした場合に
は、これらの距離ができるだけ長くされているた
め短絡アークの発生を防ぎ、絶縁材表面のトラツ
キングによる絶縁劣化を防止し得る。
Furthermore, if the passage in the insulating material that forms the air passage is inclined, and if the passage in the insulating material is made of an inclined surface, the distance between these is made as long as possible to prevent short-circuit arcs and prevent the surface of the insulating material from forming. Insulation deterioration due to tracking can be prevented.

また、トーチに供給される空気流を分岐する割
合の調整を、トーチ内に収容されるエア調節メン
バの外周部に設けられた隆起部の寸法及び位置に
より行なわれるようにすると、他のエア調整メン
バに交換するだけで、トーチ出力に応じて必要と
される空気流の適切な調整が容易に行なわれ得
る。
In addition, if the proportion of the air flow supplied to the torch is adjusted by adjusting the size and position of the protrusion provided on the outer periphery of the air adjustment member housed within the torch, other air adjustments may be made. By simply replacing the member, appropriate adjustment of the air flow as required depending on the torch output can be easily performed.

トーチ内の空気通路が急激な方向転換をなすよ
うに通路を設けた場合には、空気流の有する異物
を堆積させ除去するのを助けるのに非常に有利で
ある。
It is very advantageous if the air passages within the torch are passaged so that they make sharp changes in direction to assist in depositing and removing foreign matter carried by the air flow.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明の実施例に係るトーチを示し、第1
図は縦断面による正面図、第2図は第1図の−
線に沿う横断面図、第3図は分解して示す斜視
図である。 10……ボデイ、12……軸孔、16……エア
調節メンバ、18……カソード、28……絶縁
材、36……チツプホルダー、42……被覆プラ
スチツク材料部材、44,46……導線、52…
…シールド部材。
The figure shows a torch according to an embodiment of the invention, the first
The figure is a front view of the longitudinal section, and Figure 2 is the − of Figure 1.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a line, and FIG. 3 is an exploded perspective view. 10... Body, 12... Shaft hole, 16... Air adjustment member, 18... Cathode, 28... Insulating material, 36... Chip holder, 42... Covered plastic material member, 44, 46... Conductive wire, 52...
...Shield member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属製ボデイの先端側にアノード及びカソー
ドを同心状に取り付け、これらの外側を環状シー
ルド部材で囲繞し、該ボデイの基端側にエア供給
用チユーブを接続したエアプラズマアーク用トー
チにおいて、前記金属ボデイ及び前記同心状配置
のアノード及びカソードの中心部を貫通して通路
が設けられ、前記金属製ボデイは、該空気通路を
プラズマアーク発生用通路とエアシールド用通路
とに分岐するための前記アノード、カソード及び
環状シールド部材の各間隙に通じる2種類のポー
トを備えており、前記金属製ボデイは、高圧トラ
ンスフアー成形により熱硬化性樹脂で被覆されて
いることを特徴とする空冷式エアプラズマアーク
用トーチ。 2 前記空気通路内にエア調整メンバが配置さ
れ、該エア調整メンバは、前記2種類のポートの
空気流れに位置して流路抵抗となる隆起部の寸法
及び位置により、前記異種のポートへの空気流れ
を調整し得るようにされており、該エア調整メン
バは、異なる寸法及び位置の隆起部を有した他の
エア調整メンバと交換可能とされていることを特
徴とする請求項1に記載の空冷式エアプラズマア
ーク用トーチ。 3 前記金属製ボデイの外側に前記アノードが絶
縁材を介して装備されており、該絶縁材と前記ボ
デイとの間、該絶縁材及び前記アノードにシール
ド用エア通路が形成されていることを特徴とする
請求項1に記載の空冷式エアプラズマアーク用ト
ーチ。 4 前記シールド用エア通路は、該通路を横切る
アーク発生に必要な電力が、トーチアーク発生に
必要な電力より大きくなるようにトーチ半径方向
に傾斜して構成されていることを特徴とする請求
項3に記載の空冷式エアプラズマアーク用トー
チ。 5 前記空気通路が、空気流により運ばれる固体
の堆積を生じさせるように下端部において急激な
方向の変化をもつて形成されていることを特徴と
する請求項3に記載の空冷式エアプラズマアーク
用トーチ。 6 前記熱硬化性樹脂による被覆部分と前記環状
シールド部材との間に、これらと同心状外周面を
有する環状の導電性セクシヨンが設けられてお
り、該導電性セクシヨンは偏心した内周面により
肉厚を変化させており、前記被覆部分には電力供
給用導線が延び該被覆部分の外周面から僅かに突
出しており、前記導電性セクシヨンは肉厚の薄い
部分が前記導線に対応する位置にあるときには該
導線と離反しており、肉厚の厚い部分が前記導線
に対応する位置にあるときには該導線と前記環状
シールド部材との間に挾持されてロツク状態とさ
れることを特徴とする請求項1に記載の空冷式エ
アプラズマアーク用トーチ。 7 前記導線は、2つの切断端部が離反した状態
で前記被覆部分の外周面に設けられており、導電
性セクシヨンは、肉厚の薄い部分が該導線に対応
した位置にあるときには前記2つの切断端部から
離反して該導線による回路を開成し、肉厚の厚い
部分が前記導線に対応する位置にあるときには前
記2つの切断端部に接して前記回路が閉成される
ように肉厚みが定められていることを特徴とする
請求項6に記載のトーチ。
[Claims] 1. An air plasma in which an anode and a cathode are concentrically attached to the distal end of a metal body, the outside of these is surrounded by an annular shield member, and an air supply tube is connected to the proximal end of the body. In the arc torch, a passage is provided through the metal body and the center of the concentrically arranged anode and cathode, and the metal body defines the air passage as a plasma arc generation passage and an air shield passage. The metal body is coated with a thermosetting resin by high-pressure transfer molding. Air-cooled air plasma arc torch. 2. An air adjustment member is disposed within the air passage, and the air adjustment member adjusts the air flow to the different types of ports by the size and position of a protuberance that is located in the air flow of the two types of ports and acts as a flow path resistance. 2. The air adjustment member according to claim 1, wherein the air flow is adjustable and the air adjustment member is replaceable with other air adjustment members having ridges of different sizes and positions. Air-cooled air plasma arc torch. 3. The anode is installed on the outside of the metal body via an insulating material, and a shielding air passage is formed between the insulating material and the body and between the insulating material and the anode. The air-cooled air plasma arc torch according to claim 1. 4. The shield air passage is configured to be inclined in the radial direction of the torch so that the electric power required to generate an arc across the passage is greater than the electric power required to generate a torch arc. 3. The air-cooled air plasma arc torch described in 3. 5. The air-cooled air plasma arc according to claim 3, wherein the air passage is formed with an abrupt change in direction at the lower end to cause a build-up of solids carried by the air flow. torch. 6. An annular conductive section having an outer circumferential surface concentric with these is provided between the thermosetting resin coated portion and the annular shield member, and the conductive section has an eccentric inner circumferential surface. The thickness of the electrically conductive section is varied, and a power supply conductor extends through the sheathed portion and slightly protrudes from the outer peripheral surface of the sheathed portion, and the thinner part of the conductive section is located at a position corresponding to the conductor. At times, the conductive wire is separated from the conductive wire, and when the thick portion is located at a position corresponding to the conductive wire, the conductive wire is held between the conductive wire and the annular shield member to be in a locked state. 1. The air-cooled air plasma arc torch described in 1. 7. The conductive wire is provided on the outer circumferential surface of the covered portion with two cut ends separated from each other, and the conductive section is arranged so that when the thin walled portion is located at a position corresponding to the conductive wire, the conductive section The wall thickness is such that the circuit is opened by the conductor when separated from the cut end, and the circuit is closed by contacting the two cut ends when the thick part is in a position corresponding to the conductor. 7. The torch according to claim 6, wherein:
JP62091842A 1986-06-27 1987-04-14 Torch for air plasma arc Granted JPS6310082A (en)

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Publications (2)

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JPS6310082A JPS6310082A (en) 1988-01-16
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