JPH0353803Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウ
ム、銅、真ちゆう等を溶断するためのプラズマ切
断トーチに関するものである。

〔従来の技術〕

プラズマ切断トーチは、芯管の先端に取付けた
電極と支持筒の先端に取付けた金属チツプの間に
高周波によるパイロツトアークを形成し、このパ
イロツトアークによつて、前記電極と母材間に金
属チツプに形設したプラズマ用孔を通じて主アー
クを発生させるもので、従来前記芯管と支持筒間
には、この間で高周波が飛んでしまうことがない
ように、四弗化エチレン樹脂を始めとする電気的
性質に優れた熱可塑性樹脂でなる絶縁筒が介設さ
れていた。また、芯管から導入したガスを作動ガ
スとしてのみでなく冷却ガスとして有効に用いる
ことにより電極やチツプを冷却し、これによつて
前記絶縁筒が過熱状態になるのを防止しようとし
ていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような熱可塑性樹脂でな
る絶縁筒を設けたプラズマ切断トーチでは、電極
やチツプの消耗あるいは冷却ガスの減少等による
芯管及び支持筒の異常発熱により、絶縁筒に部分
的に250℃程度の温度がかかり、これによつて絶
縁筒が容易に変形したり焼損してしまうというト
ラブルが煩出していた。また、従来のプラズマ切
断トーチでは100A以上の大容量で使用しようと
した場合にも、前記のような絶縁筒の変形や焼損
といつた問題が生じ、こうした大容量に対応する
ことができなかつた。即ち、このように絶縁筒が
変形したり焼損したりすると、必要な絶縁耐力や
沿面距離が得られなくなり、高周波が逃げてしま
う等の種々の問題が発生するため、プラズマ切断
トーチとしての使用に耐えないことになるのであ
る。上記のような絶縁筒の変形は、この絶縁筒が
熱可塑性樹脂でなるため、異常発熱が生じた際に
絶縁筒が蕩けた状態となつて起こるものと考えら
れ、この変形によつて絶縁筒を形成する樹脂がよ
り高熱な側に流れて焼損してしまつたり、あるい
は変形部分にガス流通路が形成されていた場合に
はこのガス流通路が閉ざされてしまいガスによる
冷却効果を受けられなくなつて焼損に至ることが
推測される。

本考案は上記のような事情に鑑みてなされたも
のであつて、絶縁筒の保形性を高めて、異常発熱
があつても絶縁筒の変形およびそれに関連する冷
却効果の低下を抑制して、大容量使用においても
その耐久性を十分に向上させることができるプラ
ズマ切断トーチを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案に係るプラ
ズマ切断トーチは、先端に電極を取付けた芯管
に、絶縁耐力が10KV／mm以上のセラミツクスよ
りなる絶縁筒を外嵌させ、この絶縁筒にその先端
にチツプを取付けた支持筒を外嵌させて、前記芯
管及び支持筒の露出部分を絶縁材で覆わせ、前記
絶縁筒内または絶縁筒に接した部分に、前記芯管
内に導入したガスを絶縁筒の冷却用ガスとして流
動させるための冷却ガス流通路を形成したもので
ある。

［作用］ 上記構成のプラズマ切断トーチによれば、芯管
と支持筒の間に、通常800℃以上の最高使用温度
を有する絶縁耐力が10KV／mm以上のセラミツク
スよりなる絶縁筒を介設したから、電極やチツプ
に異常発生が生じた場合にも、前記絶縁筒が変形
したりあるいは焼損してしまうことがない。ま
た、絶縁筒が熱変形しないから、芯管と支持筒間
の沿面距離が小さくなつたり、絶縁筒内もしくは
絶縁筒に接して形成したガス流通路が狭められた
り閉ざされたりすることがない。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図乃至第５図は本考案の一実施例を示
し、同図において、 １はプラズマ切断トーチのトーチ本体であつ
て、このトーチ本体１はフエノール系あるいはエ
ポキシ系の熱硬化性樹脂でなり、芯管２、絶縁筒
３、支持筒４の上半分を被覆している。

芯管２は真ちゆうでなりトーチ本体１の中心軸
上に設けられている。この芯管２には中心軸に沿
つて貫通孔２ａが貫設されており、且つ先端部外
周に雄ねじ２ｂが螺設されている。芯管２の先端
には内周に前記雄ねじ２ｂと螺合する雌ねじ５ａ
を螺設したキヤツプ状の銅製電極５が取付けられ
ている。５ｂは電極５の先端中心部に埋め込まれ
たハフニウム等でなるアーク発生部の電極材であ
る。また、前記貫通孔２ａには一端側にガス供給
管６が連結されており、このガス供給管６連結側
に近い中間部の内周面には雌ねじ２ｃが螺設され
ている。そして、貫通孔２ａはこの雌ねじ２ｃ螺
設部分よりも電極５側の径が大径に形成されてい
る。前記雌ねじ２ｃには、前記貫通孔２ａの大径
部を軸部と外周部に２分する隔壁用チユーブ７の
一端側外周に螺設した雄ねじ７ａが螺合されてい
る。前記隔壁用チユーブ７の他端は芯管２の他端
から突出し、キヤツプ状である電極５の底部との
間に隙間ａを設けて設定されている。

絶縁筒３は、前記芯管２の外周に螺設された雄
ねじ２ｄに、自身の内周に螺設された雌ねじ３ａ
を螺合させることによつて芯管２に外嵌されてい
る。

この絶縁筒３は、セラミツクスでなるもので例
えば絶縁耐力が10KV／mm、最高使用温度1000℃
といつたアルミナ系のセラミツクスが使用され
る。この絶縁筒３内には前記芯管２と隔壁用チユ
ーブ７間に形成された冷却通路８と連通する冷却
用のガス流通路９が形成されており、このガス流
却通路９は後述する支持筒４内に形成された筒状
空間１０に連通しているが、芯管２と支持筒４の
間の沿面距離を十分なものとするため、前記ガス
流通路９は絶縁筒３内を軸方向に向けて冷却ガス
が移動するよう形成した後、前記筒状空間１０に
連通している。

支持筒４は真ちゆうでなり、内筒４ａと外筒４
ｂに分割されており、これらはろう付けされてい
る。内筒４ａは前記絶縁筒３に外嵌されており、
下端にはチツプ１１がねじ止めされている。また
内筒４ａと外筒４ｂの間には筒状空間１０が形成
されており、前述したように前記ガス流通路９と
連通している。前記内筒４ａには筒状空間１０の
下部近傍に連通するプラズマ作動ガス流出口１２
が形成されており、絶縁筒３外周面のプラズマ作
動ガス流出口１２に対向する箇所には環状溝１３
が形成されている。そして、この環状溝１３から
絶縁筒３を貫通してチツプ１１と電極５との間の
プラズマ作動ガス流通路１４に連通するプラズマ
作動ガス噴出口１５が形成され、その噴出口１５
はプラズマ作動ガス流通路１４の接線にほぼ沿つ
ている。即ち、これらプラズマ作動ガス流通路１
４とプラズマ作動ガス噴出口１５とで前記ガス流
通路９と連通するガス流通路が形成されている。

一方、外筒４ｂを貫通して筒状空間１０の他端
に連通する冷却ガス流出口１６が形成され、その
冷却ガス流出口１６は筒状空間１０内から斜め下
方へ延びると共に筒状空間１０の接線にほぼ沿つ
ている。シールドカツプ１７は、外筒４ｂにねじ
止めされると共にチツプ１１に中央の貫通孔１８
が遊嵌合し、かつチツプ１１のフランジ部１１ａ
を内筒４ａの下面に押し付けるようにして設けら
れ、該シールドカツプ１７の内面のフランジ部１
１ａに対向する箇所には周方向適当間隔ごとに冷
却ガス流出溝１９が形成されている。

尚、図において２０はチツプ１１の先端に穿設
されたプラズマ用孔である。また、２１はシール
ドカツプ１７の外周面に形成した環状溝に螺合さ
せたトーチ間隔調整用ガイド枠であつて、このガ
イド枠２１の下端を工作物Ａに当接させてトーチ
と工作物Ａとの間に間隔を一定に保つことができ
るようにしている。２２はシールドカツプ１７と
外筒４ｂとの間に配設したＯリングである。

上記構成において、電極５とチツプ１１との間
に高周波放電を先導させてのパイロツトアークを
発生させてから電極５と工作物Ａとの間に主アー
クを移行させるわけであるが、電極５の消耗等の
原因により絶縁筒３の環状溝１３及び噴出口１５
形成部分には、120A定格のプラズマ切断トーチ
においても250℃程度の発熱が生じることがある。
しかしながら、上記プラズマ切断トーチは、絶縁
筒３にアルミナ系セラミツクスを使用しているた
め、発熱によつて前記環状溝１３や噴出口１５が
変形することがなく、プラズマ作動ガスがプラズ
マ作動ガス流通路１４に円滑に送られなかつた
り、変形により絶縁耐力が低下したりすることが
ない。

尚、本考案が上記実施例に限定されないのはも
ちろんであつて、絶縁筒に用いるセラミツクスと
しては絶縁耐力10KV／mm以上であれば、例えば
窒化珪素、炭化珪素、マイカセラミツク等の他の
セラミツクスを使用しても差支えない。また、絶
縁筒内もしくは絶縁筒に接して設けられるガス流
通路の形状も任意に設計変更しうるものである。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案による
プラズマ切断トーチによれば、芯管と支持筒との
間に介挿する絶縁筒を、絶縁耐力10KV／mm以上
のセラミツクスで構成としたことにより、絶縁筒
の保形性を向上でき、電極やチツプの消耗等に起
因して芯管や支持管が過熱されることがあつて
も、この絶縁筒が熱的に変形し、かつその変形に
ともなつて絶縁耐力が低下したり、さらには絶縁
筒内または絶縁筒に接した部分に形成されている
冷却ガス流通路が狭ばめられて冷却効果が低下あ
るいは消失してしまうような不都合を防止するこ
とができる。したがつて、絶縁破壊および高周波
の逃げの発生を極力抑制できるとともに、冷却ガ
スおよびプラズマ作動ガスの流量を所定通りに保
持することができ、長年月にわたる使用において
も、また大容量の連続使用においても、所定のプ
ラズマ切断を確実かつ安定良く行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の一実施例を示し、第
１図は一部切欠き正面図、第２図は第１図の−
矢視図、第３図は第１図の−矢視図、第４
図は第１図の−矢視図、第５図は第１図の
ー矢視図である。 ２……芯管、３……絶縁筒、４……支持筒、９
……冷却用のガス流通路（冷却ガス流通路）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 先端に電極を取付けた芯管に、絶縁耐力
   10KV／mm以上のセラミツクスよりなる絶縁筒を
   外嵌させ、この絶縁筒にその先端にチツプを取付
   けた支持筒を外嵌させて、前記芯管及び支持筒の
   露出部分を絶縁材で覆わせ、前記絶縁筒内または
   絶縁筒に接した部分に、前記芯管内に導入したガ
   スを絶縁筒の冷却用ガスとして流動させるための
   冷却ガス流通路を形成したことを特徴とするプラ
   ズマ切断トーチ。