JPH0349200B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアーク（電弧）式トーチ構造におい
て、陰極及び陽極の電極素子間にある環状間〓を
通るプラズマガスの下流でアークを下流方向に、
かつトーチ構造の外部に移送するように動作する
トーチ構造に関する。

この種のトーチは、各種の役割を果すために現
用されており、トーチの外部にある基板又は加工
品上に金属又はセラミツクを定着せしめるため
に、若しトーチが粉体溶射能力を有する必要のあ
る場合、特別な仕事に使用するものでは４種もの
独立した流体流が要求せられることも有る。これ
等の独立した流れとしては、(a)外部の熱交換器中
を循環する冷却液、(b)プラズマガスの供給、(c)搬
送用ガス中に流体化した粉体を含む粉体の供給、
(d)アーク放電と、トーチと加工品との間の粉体移
送とを有効に絶縁する遮蔽ガスの流れとがある。
現存するトーチはこのような独立した流れに適応
せしめるために、複雑な機械的構造を有してお
り、トーチの保守域は修理に不適当である。

本発明の目的は、改善したトーチの構造を提供
することにある。

本発明の他の目的は、上記の独立した流れの全
てを容易に、かつ有効に収容し、しかも、使用中
に交換又は保守の必要となつた下流端部の部品に
容易に手を付けられるように、容易に取外すこと
のできるクランプを有するトーチを提供すること
である。

その他の更に他の目的は、トーチの保守作業の
ために流体流の結合が何等妨害とならない構造を
有する上述の目的に合致する構造のトーチを提供
することにある。

更に他の特別な目的としては、一たび単一のク
ランプを取外すことにより、容易に分離可能な交
換部品を有する構造にしてかつ上述の目的に合致
するものを得んとするにある。

更に又他の特別な目的としては、遮蔽ガス放出
のための環状間〓が特別な仕様に適するように選
択される着脱可能なクランプを有するトーチを得
んとするにある。

一般的な目的は、基本的に簡単でかつ比較的に
低廉な価格の構造で上記の目的を達成するととも
に、トーチの電極に作用した電圧に対し電気的に
中性（例えば絶縁性）を保障する構造を提供する
ことである。

本発明は、環状陽極部分組立体及び中心陰極部
分組立体を用いることによつて、上記目的を達成
するとともに、他の特徴を持たせている。これ等
の両部分組立体の各々は夫々相互に相関関係を有
して着脱可能に支持されており、かつ取付用部分
組立の基体に取付けられている。即ち一個の着脱
可能なクランプが取付用部分組立体の一部をな
し、電極の電気的励起および上記した４個の独立
した流れを保持するために必要なトーチ関係に全
ての部を提供する。循環する冷却液の流入及び流
出、プラズマガスの流れ、粉体搬送ガス及び遮蔽
ガスのすべてが取付用部分組立の基部中にある開
口部を通つて提供される。着脱可能なクランプ
は、(1)基部に調整可能に螺合された管状結合部
と、(2)収斂する環状下流端部とを有する。これに
より、着脱可能なクランプは陽極部分組立体と陰
極部分組立体とに、取付け用基体を基準として保
持用圧縮力を与える。この保持力は電極部分組立
体の構成部品に順次作用し、電極部分組立体の構
成部品を相互に保持するとともに、陽極および陰
極組立体同志ならびにこれらと組付用部分組立と
を確実に保持する。上述した特別な形態では、間
隔をもつて配置された３個の電気的絶縁材よりな
る局部スペーサ素子は、クランプ力を受けること
ができ、かつ遮蔽ガスの放出のための環状関隙の
有効な断面を選択的に決定することを可能とす
る。

次に本発明の実施例を詳細を添付した図面を参
照して詳述する。

第１図は本発明の一実施例であるトーチ１０を
示している。ここでは陰極素子１１の円錐状先端
部と陽極素子１２の収斂する孔部との間の環状の
電弧放電は下流およびトーチの外部に移動する
が、これは、これ等の素子の間にある環状部分１
３中のプラズマガス（例えばアルゴン）の流れの
ためである。粉体を含む搬送用ガス流を加工品又
は基材（図示せず）に運ぶ為の装置が、多数の傾
斜した放出路１４（陽極素子１２の中にある）に
作られている。更にアーク領域と加工品への粉体
の放出を保護するために遮蔽ガスの収斂する流れ
を生ずる為の装置が、陽極素子１２と、コツプ状
をなした環状先端クランプ１６との間の収斂する
通路１５に作つてある。

大切なことは、前述のプラズマガス、搬送用ガ
スおよび遮蔽ガスの流れと、電極素子への絶縁を
はかりながらの電力供給と、電極素子１１−１２
の各々を支持する構造部へ冷却液を外部から循環
させる流れとが、基本的に３個の部分組立体を使
用して検査とサービスの容易性をもつて達成され
ていることである。第１の即ち陰極部の部分組立
体Ａ（第３図）は、陰極端部１１′を構成する陰極
素子１１を支持しかつ含んでいる。第２即ち陽極
部の部分組立体Ｃ（第４図）は陽極素子１２を支
持しかつ含んでいる。第３の即ち取付け用部分組
立体Ｂ（第５図）は、容易に螺合によつて取外し
可能な部品として、下流で収斂する端部１６を形
成する先端クランプ素子を有している。

この取付用部分組立体Ｂには５個の螺合によつ
て分離可能に結合された部品を有し、これらは、
陰極及び陽極部分組立体Ａ及びＢを組付けながら
組立てられるが、然し、一度組立てられれば、上
記の検査、サービスの容易性は只先端クランプ素
子１６を取外すだけで得られる。これ等の分離可
能に結合された部品は、先端クランプ素子１６に
加えて、絶縁材である基部１７、基部１７が嵌合
されている孔部を有するニツプル１８、ニツプル
１８に着脱可能に螺合部１８′を介して螺合した
上流端部を有する長いカツプリング部１９、およ
びニツプル１８に着脱可能に螺合した上流端、保
護スリーブ２０を有する。これ等の各種の着脱可
能な螺合のうち、カツプリング部１９とクランプ
素子１６との結合部は、好ましくはエラストマ
（ゴム）材のＯリング２１によつて封止すべきで
ある。基部１７には中心孔２２と、ある角度間隔
を以て配置された４個の孔２３を有するが、これ
らの孔２３は中心軸から等距離だけ半径方向にず
れている。

主として第１図と第３図とを参照すれば、陰極
部分組立体Ａは機械加工した中心体２５をトーチ
の中心軸上に有しており、この中心体は、小径部
２８の両側に封止用Ｏリング２６−２７を配置す
るための軸方向に離れた溝及びフランジ形成部を
有している。この小径部２８は、後に明瞭になる
が、冷却液のマニホールドの機能を果たすもので
ある。小径部２８及びそのＯ−リング２６−２７
の部分の下流において、陰極の中心体２５は、放
射方向外向きのフランジ２９と、円筒形をなした
中心体２５の下流端まで延びた仕切部３０を形成
されている。この下流端は孔を有し、コレツト装
置３１と螺合しかつ共働して陰極素子１１を着脱
可能に締着する。小径部２８と、そのＯ−リング
２６−２７部の上流では、中心体２５は、ねじ３
２と小径円筒形尾部３３とにより外形的に特徴づ
けられており、管状部材３５に、３４において、
抜き差し自在に嵌合され半田付けされている。尾
部３３の孔は、小径部２８とその径方向の孔２
８′と軸方向に整列されて延在しており、小径部
２８から管状部材３５の孔部に至る冷却液体通路
を形成する。管状部材３５の上流端部３５′側に
ある溝内に保持された一対のＯリング３６は、後
に見られるように冷却液の連続的な循環流を行な
う為の外部の装置（熱交換器を含む、図示せず）
と着脱自在な封止結合を行なわせることができる
ものと了解してよい。

陰極部分組立体Ａは、Ｏリング２６−２７を以
て着脱自在に封止した孔を有する延長した電気絶
縁性スリーブ３７を以て完成する。その下流端部
において、スリーブ３７は中心体フランジ２９を
具合よく置く為の孔を有し、かつ仕切部３０とス
リーブ３７の下流端部との間の環状空間は、後に
見るが如く、スリーブ３７中にある放射方向の孔
３８を経由したプラズマガスを流す通路であるマ
ホールドを形成する。スリーブ３７は、ねじ３２
に着脱自在に結合したナツト３９によつて中心体
２５に、予備組立状態で保持せしめられる。スリ
ーブ３７の外面には、軸方向に間隔づけられた保
有溝中にエラストマ（ゴム）製のＯリング４０−
４０′を有する。スリーブ３７は小径とされ、２
８における冷却液マニホールドに放射方向に開口
した冷却水通路４１を有する連続した円周溝を形
成される。スリーブ３７は、後に明らかになるよ
うにプラズマガスを孔３８に流すマニホールドの
機能を果たす様に４２で小径とされている。第３
図によつて明らかなるように、コレツト装置３１
の先端部は、中心体２５およびスリーブ３７の下
流端部を超えて充分に突出し、スパナ用の平面部
又は同様な形をなして適当な工具の使用を可能に
し、これにより陰極素子１１は、第３図の部品を
分解することなく、陰極部分組立体Ａに着脱自在
にクランプさせられる。

今、主として第１図と第４図を参照すれば、陽
極部分組立体Ｃは、陰極部分組立体Ａのスリーブ
３７をＯリング４０−４０′で封止しながら嵌合
するに適した孔４６を備えた延長した環状体４５
を有する。この環状体４５の孔４６の面はＯリン
グ４０−４０′の間およびスリーブ小径部４２の
部分と軸方向で整合した位置において局部的に凹
んでいる。中間環状部材４７が環状体４５の下流
端部の孔中に着脱自在に嵌合しており、一方陽極
素子１２が、環状の中間部材４７の下流端部４
８′の孔中に着脱自在に嵌合している。部品４７
−１２は、環状体４５の下流端部に４９で螺合さ
れた環状のクランプナツト４８によりその部分組
立のトーチ関係を保持している。かつクランプナ
ツト４８の収斂する下流端部は陽極素子１２と放
射方向に重なり、部分組立の関係を弾圧保持して
いる。クランプナツト４８が緩められると、部品
４７−１２は、環状体４５と中間部材４７との間
の嵌合面５０を限定している切頭円錐状に開いた
孔の故に、容易に取外すことができる。この嵌合
面内に軸方向に間隔をおいた環状溝部には、搬送
ガス（及びその中で流体化している粉体）を、着
脱自在な可撓性ホースと接続される外側供給結合
部又は取付具５５から、中間部材４７中の角度位
置合せられた通路５２と、封止部５１−５１′の
間の環状マニホールド溝５３と、環状体４５を通
る延長した通路５４を経由し、陽極素子１２中の
通路１４へ分配する部分を封止するためのエラス
トマ（ゴム）製のＯリング５１−５１′を保持し
ている。

陽極本体は、対応する陰極の管状部材３５と同
様に、長い管状部材５６を介して電気的励起を受
取ると共に、冷却液流の外部結合部をなしてい
る。この管状部材５６は、トーチの中心軸に対し
平行であるが半径方向にずれており、そのずれは
基部１７中にある孔２３のうちの１個を通る通路
を作るようになされ、陽極部分組立体Ｃと組合わ
される。管状部材５６にはその上流端部にＯリン
グ５７をはめ、かつ環状体４５中の冷却液供給通
路５８の上流端部の嵌合孔に永久的に半田付けさ
れている。冷却液供給通路５８はその下流端部に
おいて、陽極を冷却する空間５９（第１図）に向
かつて開口している。この空間５９は、中間部材
４７内を陽極素子１２に向かつて軸方向に延在す
るが陽極素子１２迄には達することなく、コレツ
ト装置３１と陽極素子１２との間にプラズマガス
をかこい込む役目をする内向きの環状突起６０に
よつて部分的に限定されている。中間部材４７の
環状突起６０は、その上流端に放射方向に外向き
のフランジ６１を有し、そのフランジ６１には、
環状体４５の孔４６と着脱可能に封止嵌合するた
めのエラストマ（ゴム）材のＯリング６２を保持
するように、円周溝を有している。

このようにしてＯリング５１−６２の封止部
は、環状体４５中への中間部材４７の嵌合部に封
止された環状部の互いに離れた同心の限界位置を
規定し、冷却液供給通路５８は、空間５９と、封
止環状部内にある角度位置において連通する。好
ましくはこの封止環状部内の直径上反対の位置
で、環状体４５中の他の冷却液流通路６３が、マ
ニホールド用の凹部４６′と連通する点、即ち、
陰極と陽極の部分組立体Ｃが互いに組み合わさつ
た時、孔４１を経由して陰極部分組立体Ａの冷却
液流路に連通する様に位置する点に至する冷却液
流通回路を完成する。

陽極部分組立体Ｃの環状体４５中には、またプ
ラズマガス供給通路６５がホース結合取付具６６
からマニホールドの凹部４６″中への開口部６７
によつて形成される放出点に至るように設けられ
ている。同様に、遮蔽ガス供給通路６８は他のホ
ース結合取付具６９から延長された遮蔽ガス供給
溝部７０まで延在している。この遮蔽ガス供給溝
部７０はその下流端部においてねじ溝４９に近接
して開口する。最後に、円筒形の孔を有する延長
した絶縁スリーブ７１は、それに調和する円筒形
の部位に嵌入するが、この円筒形の部位は上流端
の半径方向外向きの肩形成部７２′を形成するフ
ランジ７２と下流端のねじ４９との間にある環状
体４５の外部を特徴ずけている。スリーブ７１の
外形的特徴は、上流端で半径方向外向きの肩部７
３′を形成するフランジ７３（カツプリング部１
９中の第１の孔７４に嵌合する）、第１の面領域
７５（カツプリング部１９の第２の孔７６に嵌入
する）、及び第２の面領域７７（カツプリング部
材１９の残つた孔７８に嵌入する）とより成る。
ここで注意すべきは、スリーブ７１は溝７０を遮
蔽ガス供給通路と成し、かつスリーブ７１の下流
端はクランプナツト４８と軸方向に離れた位置で
終端している。この軸方向の空間（第１図中で７
９で示されている）は、先端クランプ部材が装着
された時には環状マニホールドの機能を果たすこ
とができる。

上述した構成部品からなる第３図、第４図、お
よび第５図の部分組立体Ａ，Ｂ及びＣ相互の組立
について以下説明する。まず第１に、ニツプル１
８をカツプリング部１９又はスリーブ２０との螺
合から解き放し、かつ又基部１７を単体またはニ
ツプル１８の孔に事前組立てを行つた状態で、第
３図中の陰極部分組立体Ａの上流端部３５′を形
成する尾部３５−３２を、ナツト３９の外部が孔
２２に対向する孔部２２′を通り、スリーブ３７
が基部１７の周囲の平らな放射方向に当接し、か
つ基部１７の端面とナツト３９に形成された肩部
３９′とが整合する迄、中心開口部２２に挿入す
る。次いで、陽極部分組立体Ｃ（第４図）は陰極
部分組立体Ａの下流端上に組立てられるが、しか
し陽極部分組立体Ｃの尾部である管状部材５６が
基部開口部２３の１個を通過するように姿勢を定
める。この様に組立てられた時、環状体４５中の
冷却液流通路６３は、Ｏリング４０−４０′の間
の凹部４６′の環状マニホールドと軸方向におい
て整合される。プラズマガス共通通路６５は、陰
極スリーブ３７との界面に形成される環状マニホ
ールド４２−４６″と軸方向で整合されている開
口部６７に開口している。遮蔽ガス供給通路６８
は、溝７０と、スリーブ７１の孔とにより規定さ
れた通路中に開放する。ここで注意すべきこと
は、搬送ガスの供給は全て陽極部分組立体Ｃ内で
完成されていること、及び冷却液回路の残りの通
路部分は空間５９をも含めて、これ又陽極部分組
立体Ｃ内で完成されていることである。ここで認
識すべきは、夫々のガスの流れに対するすべての
ホースの取付具５５−６６−６９は、それらの全
てを示すために、只概要図的に配置して示したも
のであり、それ等の角度間隔は、第２図の断面図
に良く示されているように、基部１７中の残りの
異なる孔２３の中をそれぞれ通過するように定め
られている。

上述した様に、又は任意に、第３図及び第４図
の部分組立を互いに先ず組立てることによつて得
られた組立体は、基部１７内の同心に位置した孔
１７′中に環状体４５の上流円筒形端面を配置し
たことによつて特徴付けられるであろう。ここで
カツプリング部１９は、カツプリング部１９の上
流にある孔部７４にスリーブの肩部７３を形成す
るフランジが配置されるようにニツプル１８と螺
合される。この点において、電気的に絶縁したク
ランプ８０は、後方の部材３５と５６との間隔を
もつて２個の平行した孔を有し、後方部材３５−
５６を通して基部１７及び陰極部分組立体Ａの肩
部３９′を形成するナツト３９の上流端面に当接
するように組立てられる。図示するが如く、クラ
ンプ８０はその２つの孔の間に細長い溝が切ら
れ、充分な可撓性を有し、その細長い溝を横方向
に延在するボルト８１を有する調整手段によつて
クランプ８０を陰極及び陽極の後方部材３５−５
６に確実に留めることができる。

トーチ１０の組立を完成する為に、３個の相等
しい電気的に絶縁体となる好ましくはアルミナ又
はジルコニアの如きセラミツクからなる球８２
（第１図）が、セラミツクを用いるが、陽極組立
のためのクランプナツト４８の凸状の切頭円錐面
に等角度間隔で設けた球保持用ソケツトに組込ま
れる。これ等の球８２はこの凸状面から突出し、
かつ、等角度間隔の３点でカツプリング部１９と
螺合部１６′を介して螺合された先端クランプ素
子１６の収斂部の凹面（及びそれに対応する切頭
円錐の）表面８３（第５図）と締り接触する。
（ニツプル１８、カツプリング部１９、及び先端
クランプ素子１６を互いに螺合する時に）、クラ
ンプ力が陰極スリーブ３７を基部の孔２２′中に
押圧するように、球８２、ナツト４８、陽極素子
１２、中間環状部材４７（そのフランジ６１）を
経由し作用するように、先端クランプ素子１６が
セツトされる。ここで収斂する遮蔽ガス通路が先
端クランプ素子１６−ニツプル１８の間に形成さ
れる。勿論、電気的結合が電極の尾部部材３５−
３６において行なわれ、かつすべてのホースが取
付具５５−６６−６９に結合された後に、保護ス
リーブ２０が最後にニツプル１８に組立てられ
る。

これ等のホース結合は、スリーブ２０をニツプ
ル１８に螺合することにより保護されるのであ
る。

以上の記述によるトーチの構造は、上述した全
ての目的に合致することが理解されるであろう。
すべての独立した流れは協力する部分組立体によ
つて得られ、又これ等は先端クランプ素子１６を
取外すことによつて、容易に、検査、サービス及
び／又は交換され得る。この取外しによつて陽極
保持ナツト４８が露出されるから、これも又すぐ
に取外される。好ましくは、ある与えられたサイ
ズの調和したスペーサ（間隔材）となる球をある
与えられた陽極組立体Ｃのためのクランプナツト
４８中に焼付けるか押しつけて永久的に組立て
る。一連のナツト４８をある与えられたトーチ１
０に利用するようにし、かつこの一連のナツトの
各々は違つたサイズを有する調和した球８２を装
備せしめておけば、一連のナツトから一つのクラ
ンプナツト４８を選択することで、選択した有効
な厚さを有する環状遮蔽ガスの通路１５とそれに
供なう放出用開口部を形成できる。クランプナツ
ト４８を取外せば、陽極素子１２及び中間部材４
７は容易に引出すことができ、検査および／又は
交換を行ない得るし、かつスパナを用いて直ちに
コレツトの作用を行なうことができるから、若し
検査により必要となれば、陰極素子の交換を行な
うことができる。

陰極部分組立体Ａの電気伝導部品３５−２５−
３９−３１は通常黄銅で形成されるが、耐久性の
点からはタングステン製陰極素子１１を推薦す
る。

陽極部分組立体Ｃの電子伝導部品５６−４５−
４８にはやはり通常黄銅が用いられるが、陽極素
子１２−４７は、好ましくは銅で形成される。セ
ラミツク製のスペーサ球８２及びスリーブ２０を
徐いたすべての電気絶縁部品、例えばスリーブ３
７−１７及びクランプ８０はデルリン又はテフロ
ンであつてよい。保護スリーブ２０は適当なグラ
ス・フアイバー充填のエポキシ樹脂であるが、好
ましくは内側にねじを切つた黄銅製環２０′にモ
ールドされ、第５図中に示す如くニツプル１８に
着脱自在に取付けられている。電圧がかかりかつ
冷却液の流れ（好ましくは蒸溜水を使い、外部に
ある熱交換器を経て再循環する）が存在するにも
かかわらず、絶縁構造により例えば１８−１９−
１６のように外部に出ている金属部品の全てが電
気的に中性となり、静電的な帯電を防ぐため図に
示さない装置を用いてアースされる。好ましくは
先端クランプ素子１６の前方に延びているリツプ
８４は陽極素子１２を超えて突出し、かつ電気的
には中性であり、陽極素子１２が加工品に不注意
に接触することを防止している。

本発明に関する好ましい形態についてはここに
示した如く詳述したが、本発明の特許請求の範囲
内でこれの改変を行い得ることを了解できるであ
ろう。

例えば、（予め定められた寸法の球８２を有す
るクランプナツト４８を選択することによつて）
遮蔽ガスの流れ及び放出のための間〓のサイズを
選択できることに加えて、クランプ素子１６は、
トーチの特別な用途又は使用法に最も適切である
遮蔽ガスの流れを決定するための種々の内面形状
を有する一連のもののなかから選択されても良
い。

実施の態様 １ 特許請求の範囲第４項に記載のプラズマ移送
アークトーチ構造において、該陽極部分組立体
内部には遮蔽ガス供給通路装置を有し、それに
該肩部の付いたスリーブが重なり、かつ該収斂
した端部との間の収斂した空間に開口する延長
した溝部を有するが、ここに該収斂した空間
は、遮蔽ガスの流れの環状マニホールドと、該
陰極及び陽極部分組立体の間において、外部に
移送するアークの放出下流部の周りに遮蔽ガス
を放出する為の収斂ノズルとの両者の働きを行
なうことを特徴とするプラズマ移送アークトー
チ構造。

２ 特許請求の範囲第１項に記載のプラズマ移送
アークトーチ構造において、該陽極部分組立に
は長い環状の第１本体部分を有し、これには前
記孔を有しかつ着脱自在の前記スリーブにより
支持せられ、又該第１の本体部分に分離可能の
如く結合せられ、かつ該収斂する下流端部を有
する環状の第２の本体部分を含み、該分離可能
のごとく結合した装置は該第１の本体の下流端
部中に下流に向かつて拡大する孔を有し、かつ
該第１及び第２の本体部分を位置せしめる切頭
円錐形をなした内面を形成することを特徴とし
たプラズマ移送アークトーチ構造。

３ 前記２項に記載のプラズマ移送アークトーチ
構造において、該内面は、その中にＯリングを
有する軸方向に位置した円周方向の溝を有する
特徴を有し、かつ第１の本体部分の通路と第２
の本体部分の通路とは該Ｏリング封止部間の内
面を通じて交通する通路を有する粉体供給通路
は、該第２の本体部分通路において下流に向か
つて放出する端部を有することを特徴とするプ
ラズマ移送アークトーチ構造。

４ 前記２項に記載のプラズマ移送アークトーチ
構造において、該第２の本体部分の通路は、角
度的に離れた多数の通路の１個であり、該内面
は、該多数の通路と連通して円周上に連続した
環状マニホールドの溝を有することを特徴とす
るプラズマ移送アークトーチ構造。

５ 前記２項記載のプラズマ移送アークトーチ構
造において、該陽極部分組立は更に該第１及び
第２の本体部分の間に軸方向に中間位置を占め
た第３の本体部分を有し、該第３の本体部分は
該孔に取外し可能の如く嵌入した凸面をなす切
頭円錐形を上流端部形状として有し、かつ第３
の本体部分と取外し可能な嵌入の関係を有する
孔状をした下流端部を有することを特徴とする
プラズマ移送アークトーチ構造。

６ 前記５項記載のプラズマ移送アークトーチ構
造において、該陽極部分組立は、尚又該第１の
本体部分の下流に螺合するナツト部材と、該第
２の本体部分と共に放射方向に重なり合う結合
となる収斂する環状フランジを有し、該第１、
第２、第３の本体部分の組立関係は、該ナツト
部材を経て取付取外し可能のごとく保持されて
いることを特徴とするプラズマ移送アークトー
チ構造。

７ 前記５項記載のプラズマ移送アークトーチ構
造において、該第３の本体部分は該第１の本体
部分の孔に関連する第１の円周上に連続したＯ
リング封止を有し、かつ該内面と該Ｏリングで
封止した関連のある空間中に存在する該第１の
本体部分中に開口する第２の円周上に連続した
Ｏリングを以て封止した関連部分とを有し、又
冷却液供給通路装置は該第１の本体部分中にお
いて２個のある角度を以て片寄つた通路と、
夫々該Ｏリングの関連した間の空間中に、ある
角度を以て位置した場所を経由して該空間部と
独立した交通を行なうことを特徴としたプラズ
マ移送アークトーチ構造。

８ 前記７項のプラズマ移送アークトーチ構造に
おいて、該陰極部分組立の上流端部には該基部
の中心孔を横切る延長した管状伝導体の陰極結
合を有し、該陽極部分組立は該中心孔に対し放
射方向に片寄り、該基部中における開口部を横
切つて延長した管状伝導体の陽極結合を有し、
該第１の本体部分中にある角度を有する片寄つ
た通路の１個は該陰極結合の孔と封止した連通
を有し、かつ該第１の本体部分中に角度を有す
る片寄つた通路の他のものは該陽極結合の孔と
封止した連通を有することを特徴としたプラズ
マ移送アークトーチ構造。

９ 特許請求の範囲第１項のプラズマ移送アーク
トーチ構造において、該陰極部分組立体は円筒
形をなした上流端面を有する交換可能な陰極素
子を有し、かつ該陰極素子を該陰極部分組立の
下流に突出した端部として着脱可能に取付ける
コレツト装置を有することを特徴としたプラズ
マ移送アークトーチ構造。

10 上記第９項記載のプラズマ移送アークトーチ
構造において、該コレツト装置内において該絶
縁スリーブは下流方向に向かつて軸方向に重な
る如く延在し、該陰極部分組立体の該最後に記
述した範囲は該絶縁スリーブの孔部から著しく
放射方向に片寄せられ、該陽極部分組立体と共
働して陰極放電の空間となる下流終端範囲に通
ずる円周上において連続したガスマニホールド
地帯を取囲み、かつ該絶縁スリーブ中にある放
射方向開口部を経由して該ガスマニホールドに
通ずる該陽極部分組立体中の通路を含むプラズ
マガス供給通路装置をも定めることを特徴とし
たプラズマ移送アークトーチ構造。

11 上記第10項のプラズマ移送アークトーチ構造
において、該陽極部分組立体の孔部と共に該絶
縁スリーブの内面において該陽極及び陰極部分
組立体の一部は該陽極部分組立体のプラズマガ
ス供給通路及び該絶縁スリーブ中の放射方向の
開口部との間で連通した円周方向に連続したマ
ニホールドを作る溝を有し、又該放射方向の開
口部は、実質的に同じ軸方向の位置を占めるあ
る角度に位置した多数の開口部の１個であるこ
とを特徴とするプラズマ移送アークトーチ構
造。

12 上記８項のプラズマ移送アークトーチ構造に
おいて、該陰極結合の孔への通路結合は該絶縁
スリーブ内にある放射方向開口部を経由し、第
１の軸方向に位置したＯリングの１対は該放射
方向の反対側にある軸側と、該絶縁スリーブと
該陽極部分組立との間の放射方向の外側内面を
封止し、かつ第２の軸方向に位置したＯリング
の１対は該放射方向の開口部の反対側と、該絶
縁スリーブと該陰極部分組立体の隣接した残り
の部分との間にある放射方向に内側に向かつた
中間面とを封止することを特徴とするプラズマ
移送アークトーチ構造。

13 上記12項のプラズマ移送アークトーチ構造に
おいて、該中間面の各々の表面の少なくとも１
個は、該放射方向開口部に通ずる円周上で連続
するマニホールドの溝を有し、該放射方向開口
部は、実質的に同じ方向位置にある或る角度を
有する多数の開口部の１個であることを特徴と
するプラズマ移送アークトーチ構造。

14 上記８項のプラズマ移送アークトーチ構造に
おいて、絶縁クランプは該陽極結合と該陰極結
合とに延びて、該本体の上流部分上において相
互に把持することを特徴とするプラズマ移送ア
ークトーチ構造。

15 特許請求の範囲第１項のプラズマ移送アーク
トーチ構造において、該絶縁スリーブの孔部に
はその下流及び上流端部において軸方向に制限
された延長部を有する段付孔を有し、この段付
孔の間において直径を減少した孔を区切り、該
段付孔の１個上に座した放射方向にフランジを
形成した該陰極部分組立体とナツトは、該陰極
部分組立体の残部の局部的な残留した部分と該
段付孔の他の１個とをねじを以て結合している
ことを特徴とするプラズマ移送アークトーチ構
造。

【図面の簡単な説明】

第１図は、組立て状態におけるトーチの長手方
向断面図、第２図は、第１図の２−２線上での横
断面図、第３図は陰極部分組立体、第４図は陽極
部分組立体、第５図は管状をなす取付用部分組立
体のそれぞれの断面図を示す。 図において、Ａ……陰極部分組立体、Ｂ……取
付部分組立体、Ｃ……陽極部分組立体、１０……
トーチ、１１……陰極素子、１１′……陰極放電
端部、１２……陽極素子、１６……先端クランプ
素子（第２管状部材）、１６′……螺合部、１７…
…基部、１８……ニツプル、１８′……螺合部、
１９……カツプリング部（第１管状部材）、１
９′……肩部、２１……Ｏリング、２５……中心
体、２６，２７……Ｏ−リング、２８……小径部
（環状の冷却水マニホールド）、２９……フラン
ジ、３０……仕切部、３１……コレツト装置、３
２……ねじ、３３……尾部、３５……管状部材
（陰極部材）、３５′……端部、３７……スリーブ、
３８……プラズマガスの通路としての孔、３９…
…ナツト、３９′……肩部、４０′……Ｏリング、
４１……冷却水の通路、４２……スリーブ小径
部、４５……環状体、４６……孔、４６′……凹
部（冷却水マニホールド）、４６″……凹部（プラ
ズマガスマニホールド）、４７……中間部材、４
８……クランプナツト、４８′……収斂端部、５
１，５１′……Ｏリング、５２……通路、５３…
…環状マニホールド溝、５４……延長通路、５５
……取付具、５６……管状部材、５７……Ｏリン
グ、５８……冷却液供給通路、５９……空間、６
０……環状突起、６１……フランジ、６２……Ｏ
リング、６３……冷却液流通路、６５……プラズ
マガス供給通路、６６……結合取付具、６７……
開口部、６８……遮蔽ガス供給通路、６９……取
付具、７０……遮蔽ガス供給溝部、７１……絶縁
スリーブ、７２……フランジ、７２′……肩形成
部、７３……肩部（フランジ）、７４……孔、７
５……面領域、７６……孔、７７……第２の面領
域、８０……クランプ、８２……球、８３……表
面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラズマ移送アークトーチ構造において、 (A) 下流に向かつた陰極放電端部１１′、上流取
   付部分に設けられた半径方向の肩部３９′、及
   び該肩部３９′より下流の一部を構成する長い
   絶縁スリーブ３７を有する長い中央陰極部分組
   立体と、 (B) 前記上流取付部部分に設けられた絶縁材から
   なる半径方向に延在する基部１７を有するとと
   もに前記管状をなした陰極部分組立体(A)の上流
   端部３５′を前記肩部３９′を該基部１７で軸方
   向に整合させながら貫通させる中心孔２２を有
   する管状の取付用部分組立体と、 (C) 前記絶縁スリーブ３７を介して該基部１７で
   軸方向に整合され、かつ該スリーブ３７を着脱
   可能な支持関係におくための孔部４６を有し、
   しかも前記陰極放電端部１１′と軸方向で重な
   り半径方向で間隔づけられた共働部を形成する
   ように下流で収斂した端部４８′を有する陽極
   部分組立体とを有し、 該管状取付用部分組立体Ｂは前記陰極及び陽
   極部分組立体Ａ及びＣを完全に取巻き、かつ該
   陽極部分組立体Ｃの収斂端部４８′に重なり合
   うが離れた収斂する環状下流端部を有する長い
   外側管状構造を持ち、 該外側管状構造には、前記環状下流端部の位
   置を軸方向に該基部１７に関して調整可能とす
   る調整用螺合部１６′，１８′を有し、 かつ前記環状下流端部１６及び前記陽極部分
   組立体Ａの収斂端部の間に、互いに角度間隔を
   もつて配された複数の絶縁用スペーサを有し、 該絶縁用スペーサは該陰極及び陽極部分組立
   体Ａ及びＣの両者を前記基部１７を基準とした
   位置に保持するため該外側管状構造の螺合部１
   ６′，１８′の調整時に圧縮荷重を与えるに適し
   ていることを特徴とするプラズマ移送アークト
   ーチ構造。 ２ 前記スペーサは、３個の等間隔に置かれた球
   ８２を有する特許請求の範囲第１項記載のプラズ
   マ移送アークトーチ構造。 ３ 前記球８２は高い非電導性のセラミツクであ
   る特許請求の範囲第２項記載のプラズマ移送アー
   クトーチ構造。 ４ 前記陽極部分組立体Ｃは、その上流の取付部
   附近に半径方向外向きの肩形成部７２′を有し、
   かつ該肩形成部７２′と軸方向に当接する半径方
   向外向の肩部７３を有する絶縁スリーブ７１を有
   し、又前記外側管状構造は、上流に向いた孔によ
   り定められる半径方向内向きの肩部１９′を有し、
   該半径方向内向きの肩部１９′は、該外側管状構
   造の螺合部１８′の調整により該スリーブ７１の
   肩部７３を経て該陽極部分組立体Ｃに圧縮力を及
   ぼす特許請求の範囲第１項記載のプラズマ移送ア
   ークトーチ構造。 ５ 前記外側管状構造は、前記半径方向内向きの
   肩部と、前記基部１７に関し軸方向に調整可能な
   螺合部１８′とを有する第１の管状部材１９と、 収斂する環状下流端部を有するとともに前記第
   １の管状部材１９に関し軸方向位置の調整可能に
   螺合した第２の管状部材１６と を有する特許請求の範囲第４項記載のプラズマ移
   送アークトーチ構造。