JPH11285834A - プラズマ溶接トーチ及びその部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイロットアークからメインアークへの移行
をより確実化し、且つメインアーク放電点近傍でガス旋
回流を生じさせて、効果的にメインアークを安定化させ
る。 【解決手段】 銅製の筒状のノズル９内に、窒化珪素性
の筒状のガイド７が挿入され、このガイド７内に銅製の
電極棒３が挿入される。電極棒３の先端にはタングステ
ン製の電極５が固定されている。ガイド７は、その先端
部が電極棒３の先端部より先方へ延び出ていて、電極棒
３の実質的に全体を包囲している。電極５の頭部だけ
が、ガイド７の先端部から突出している。ガイド７の先
端部は、電極５の近傍に高速のガス旋回流を噴出するガ
ス噴射孔２５を有してスワーラとして機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマアーク溶
接のためのトーチに関する。

【０００２】

【従来の技術】ノズルとノズル内の電極との間でパイロ
ットアークを発生させ、このパイロットアークをガス流
によりワーク側へ押し流して電極とワーク間にメインア
ークを形成するように構成されたプラズマトーチが知ら
れている（例えば、特開平５−２７４３１０号）。一般
に、電極にはタングステンのような高い融点及び小さい
仕事関数をもった金属が使用され、これはチップ状に形
成されて、銅のような熱伝導性の高い金属製の電極棒の
先端に固定されている。電極棒とノズルの間には、両者
を電気的に絶縁するための、セラミックスのような耐熱
性の電気絶縁物質で作られた部品が介装されている。こ
の部品は、ノズル内での電極の位置を固定する機能をも
つことが多いためか、「ガイド」とも呼ばれる。このガ
イドは、その先端部に、ガスを電極棒を中心軸に渦巻く
旋回流にして吹き出すためのスワーラを有している。ガ
ス旋回流はメインアークを安定させるに役立つ。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマトーチ
では、ガイドの先端部は放電点である電極棒先端からだ
いぶ基端側へ奥まった場所に配置されている。その一つ
の理由は、ガイド用のセラミックス材料にはアルミナが
主流であるが、アルミナはアーク放電点近くでは大きな
輻射熱による熱衝撃で破壊するおそれがあるからであ
る。しかしながら、ガイド先端が奥まった位置にある
と、パイロットアークが必ずしも電極棒の先端部で発生
するとは限らず、基端側へより奥まった個所で発生する
ことがある。すると、ガス流の力ではパイロットアーク
が先端部まで押し出されず、メインアークの点火が失敗
してしまうことがある。特に、溶接トーチでは、溶融ワ
ークをガス流で吹き飛ばさないようガス流量が抑えられ
ているから、点火失敗が発生する可能性が高い。また、
ガイドが奥まった位置にあると、ガス旋回流も奥まった
位置から吹き出されるから、電極棒先端のメインアーク
放電点の位置では旋回流が弱まり、アークを安定させる
効果が落ちてしまうという問題もある。

【０００４】従って、本発明の目的は、パイロットアー
クからメインアークへの移行をより確実化することにあ
る。

【０００５】本発明の別の目的は、メインアーク放電点
近傍でガス旋回流を生じさせて、効果的にメインアーク
安定化させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマトーチ
は、金属製の筒状のノズルと、このノズル内に挿入され
た筒状の電気絶縁体（ガイド）と、この電気絶縁体内に
挿入され、ノズルとの間で放電電圧が印加される金属製
の電極棒と、この電極棒の先端に固定された放電点を提
供するための電極とを備える。そして、電気絶縁体は、
電極棒の実質的に全体を包囲している。

【０００７】このプラズマトーチによれば、電気絶縁体
が電極棒の実質的に全体を包囲しているので、電極棒と
ノズルとの間ではパイロットアークがほとんど生じなく
なり、電極棒先端の電極とノズル間でパイロットアーク
がほどんど生じるようになる。従って、このパイロット
アークをガス流で押し流してメインアークへの移行させ
ることが容易である。

【０００８】好適な実施形態では、電気絶縁体で電極棒
の実質的に全体を包囲するために、電気絶縁体の先端部
が電極棒の先端部より先方へ延び出ている、或いは電気
絶縁体の先端部が電極の近傍に位置している。しかし、
必ずしもそうである必要はなく、電気絶縁体の先端部が
電極棒の先端部より僅かに基端側へ奥まった設計でも支
障が無い場合もある。

【０００９】電極棒先端の電極は、その先端部が電気絶
縁体の先端部より先方へ突出していることが望ましい。
しかし、電極が電気絶縁体の先端部より僅かに奥まって
いる設計も可能である。

【００１０】電気絶縁体の先端部は、望ましくは、電極
の近傍にガス旋回流を噴出するガス噴射孔を有してスワ
ーラとして機能させることができる。これにより、高速
のガス旋回流が電極近傍で発生するので、効果的にメイ
ンアークを安定させることができる。

【００１１】本発明のその他の目的及び解決手段は以下
の説明の中で明らかにする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態にか
かるプラズマ溶接トーチ１の中心軸に沿った断面を示
す。

【００１３】このトーチ１の基本的構造をまず説明す
る。

【００１４】トーチ１は全体としてほぼ円柱形状を呈し
ているが、これを外径の大きさの点から観ると基端部１
Ａと先端部１Ｃと、両部１Ａ、１Ｃを繋ぐテーパ部１Ｂ
とに分けることができる。基端部１Ａは、文字通りトー
チ１の基端側の部分であって、これは大きい外径を維持
しつつトーチ１軸方向に延びている。一方、先端部１Ｃ
は、トーチ１の先端側の部分であって、これは基端部１
Ａより明らかに小さい外径を有し、この小さい外径をほ
ぼ一定で維持しつつトーチ１軸方向に延びている。ま
た、テーパ部１Ｂは、基端部１Ａから先端部１Ｃへと外
径をに縮小して、基端部１Ａと先端部１Ｃを繋いでい
る。

【００１５】トーチ先端部１Ｃの中心軸位置に電極棒３
が配置される。電極棒３は、銅のような熱伝導性のよい
金属で作られている。この電極棒３の先端のメインアー
ク放電点となるべき箇所にチップ状の電極５が蝋接又は
圧入といった方法で固定されている。チップ状電極５
は、タングステンのような融点が高く且つ仕事関数の小
さい金属で作られている。

【００１６】電極棒３は筒状のガイド７の内部に収容さ
れている。このガイド７の内周面は電極棒３の外周面に
フィットしている。トーチ基端部１Ａ内の中心軸位置か
らテーパ部１Ｃ内へ円筒状の電極台座１７が延び出てい
る。この電極台座１７の先端部にガイド７の基端部が外
嵌されている。また、ガイド７内の電極棒３の基端部
が、電極台座１７の先端面に当接及び先端部内部に嵌入
されている。この構造により、電極棒３はトーチ先端部
１Ｃの中心軸位置に固定される。

【００１７】ガイド７の外側に筒状のノズル９が被せら
れている。ノズル９は銅のような熱伝導性の良い金属で
作られている。点火時にはノズル９と電極棒３間にアー
ク放電を生成するための高電圧が印加される。ノズル９
の先端部は、電極棒３先端の電極５より更に先方へ延び
出ており、その中心軸位置に、メインアークを吹き出す
ためのアーク吹き出し口１９が開いている。このアーク
吹き出し口１９に、電極５の先端がノズル内部から望ん
でいる。前述したガイド７は、セラミックスのような耐
熱性が高く且つ電気的絶縁性をもった材料、特に窒化珪
素のように熱衝撃に強い材料で作られている。ガイド７
の先端部は電極棒３の先端部より先方へ若干距離だけ延
び出ており、チップ状電極５の頭部だけがガイド７先端
部より僅かに先方へ突出している。従って、ガイド７は
電極棒３のほぼ全部を包囲しており、それにより、電極
棒３とノズル９間でパイロットアークが発生する可能性
が完全に除去され、パイロットアークは電極５とノズル
９との間でのみ発生する。

【００１８】ノズル９の内周面はガイド７の外周面に沿
った形状を有しているが、両面間には狭い隙間２１が設
けられている。この隙間２１はノズル９基端部の基端側
に形成されているガス供給路２３と連通していて、ガス
を電極５の方へ送るガス通路として機能する。ガイド７
先端部はスワーラとなっていて、電極５の周囲に配置さ
れた複数のガス噴出孔２５を有する。ガス通路２１を通
ってガイド７先端部に送られてきたガスは、ガス噴出孔
２５から旋回流となって電極５の先方へ向けて吹き出
す。このガス旋回流は、電極５の先端から出るメインア
ークの位置を、アーク吹き出し口１９の中心を通るよう
に安定させる役目を果たす。

【００１９】ノズル９の外周には金属製のキャップ１１
が被せられる。このキャップ１１の基端部の外側には更
に保護カバー１３が被せられる。キャップ１１は、トー
チ１の先端部１Ｃ、テーパ部１Ｂ及び基端部１Ａの一部
を含む部分を覆っている。従って、最初に述べたトーチ
１の外形状は、キャップ１１の外形状に反映されてい
る。すなわち、キャップ１１の基端部はほぼ一定の大き
い外径を維持して軸方向に延び、先端部は基端部より明
らかに小さいほぼ一定の外径を維持して軸方向に延び、
両部を繋ぐテーパ部は基端部から先端部へと外径を縮小
している。キャップ１１の内周面も外周面とほぼ平行な
形状を有している。

【００２０】ノズル９は、キャップ１１の先端部からテ
ーパ部までの部分の内部に収容されている。ノズル９の
サイズは当然にキャップ１１より小さく、ノズル９外周
面とキャップ１１内周面との間に水ジャケット領域２７
が形成されている。この水ジャケット領域２７は、ノズ
ル９の（基端と先端の一部を除く）ほぼ全部の外周面を
覆っている。ノズル９の外形状はキャップ１１のそれを
ほぼ承継している。すなわち、ノズル９の基端部はほぼ
一定の大きい外径を維持して軸方向に延び、先端部は基
端部より明らかに小さいほぼ一定の外径を維持して軸方
向に延び、両部をテーパ部が繋いでいる。従って、ノズ
ル９の外周面とキャップ１１の内周面とはほぼ平行であ
る。このことは、トーチ先端部１Ｃの範囲ではノズル９
の何れの箇所に対しても水ジャケット領域２７の面積が
ほぼ一定で確保されていることを意味する。つまり、水
ジャケットがトーチ先端側へ近づくほど薄くなるような
ことはないのである。

【００２１】トーチ基端部１Ａにはキャップ１１の内径
とほぼ同じ外径をもった円筒部材２９があり、この円筒
部材２９の外周面には雄ネジ２９Ａが形成されている。
キャップ１１の基端部の内周面には雌ネジ１１Ａが形成
されており、この雌ネジ１１Ａを円筒部材２９の雄ネジ
２９Ａに螺合させることにより、キャップ１１がトーチ
１に取り付けられる。キャップ１１は、その内部のノズ
ル９、ガイド７及び電極棒３をトーチ１に電極台座１７
に押し付け固定する役目も果たしている。従って、キャ
ップ１１を円筒部材２９から外すと、ノズル９、ガイド
７及び電極棒３のセットは電極台座１７から引き抜くこ
とで簡単に取り外せる。ノズル９、ガイド７及び電極棒
３は消耗品であるため、随時に交換される。

【００２２】円筒部材２９の先端部の内周面は、ノズル
９の基端部の外周面に当接しており、両面の接触部には
Ｏリング３１が介装されている。このＯリング３１によ
って、ノズル９基端部の基端側に存在するガス供給路２
３とノズル９の外周に存在する水ジャケット領域２７と
が完全に隔離されている。円筒部材２９の壁内には、ノ
ズル９外周の水ジャケット領域２７へ冷却水を供給する
ための水供給路３３と、水ジャケット２７から冷却水を
排出するための水排出路３５とが、トーチ中心軸につい
て互いに対称な配置で形成されている。水供給路３３の
基端部には継ぎ手水路３７が接続しており、水排出路３
５の基端部には冷却水をトーチ外へ導くための排水路３
９が接続されている。

【００２３】円筒部材２９の内側空間のトーチ中心軸位
置に、より細い別の円筒部材４１が配置されている。こ
の円筒部材４１の先端部に、前述した筒状の電極台座１
７が螺合により固定されている。そして、前述したよう
に電極台座１７の先端部に電極棒３が取り付けられてい
るが、この電極棒３の内部には、その基端から電極５の
裏側の位置まで細長い空洞が形成されている。円筒部材
４１及び電極台座１７の内部には、トーチ外からトーチ
内へ冷却水を導くための給水パイプ４３が挿入されてい
る。この給水パイプ４３の先端には細いニードルパイプ
４５が取り付けられており、このニードルパイプ４５は
電極棒３の空洞内へ、電極５の裏側近傍の位置まで深く
挿入されている。電極棒３の空洞の内周面とニードルパ
イプ４５の外周面との間には隙間４７が設けられてお
り、この隙間４７は、冷却水が電極棒３を冷やしつつそ
の先端から基端へと流れるための冷却水流路となる。給
水パイプ４３の外周面と円筒部材４１及び電極台座１７
の内周面との間にも隙間４９、５１があり、この隙間４
９、５１は、電極棒３から出てきた冷却水を継ぎ手水路
３７へ送るための冷却水流路となる。給水パイプ４３の
先端部のニードルパイプ４５との接続箇所より僅かに上
流側の位置に、給水パイプ４３内と外側の隙間５１とを
連通する複数のショートカット孔５３が開いている。円
筒部材４１と給水パイプ４３間の隙間４９は、その基端
部において前述した継ぎ手水路３７の入り口に接続さ
れ、これを通じて、前述した水ジャケット領域２７への
給水路３３と連通している。

【００２４】以上の基本的構造のうち、特に注目すべき
構造は次の４つである。１つ目は、トーチ１の外形状及
びキャップ１１とノズル９の形状である。２つ目は、ノ
ズル９とガイド７と電極棒３と電極台座１７の形状及び
相互の位置関係である。３つ目は、ガイド７の先端部と
と電極棒３の先端部の構造及び位置関係である。４つ目
は、冷却水の配管構造である。以下、各点について詳細
に説明する。

【００２５】図１に示した通り、トーチ１の外形状は、
キャップ１１の外形状が反映されたものであり、ほぼ一
定の大きい外径をもつ基端部１Ｃと、ほぼ一定の小さい
外径をもつ先端部１Ｃと、両部を繋ぐテーパ部１Ｂとか
ら構成されている。トーチ先端部１Ｃの外径が小さいの
で、この先端部１Ｃを狭い場所へ挿入して作業を行うこ
とができる。また、このトーチ先端部１Ｃつまりキャッ
プ１１先端部は、従来のペンシル形トーチのように先端
へ近づくほど更に細くなるのではなく、一定の外径を維
持して延びているから、キャップ１１内部の領域が先端
で極度に狭まるということがない。そして、キャップ１
１内部に格納されたノズル７の外形状にもキャップ１１
の外形状が継承されていて、ノズル９の外周面とキャッ
プ１１の内周面とはほぼ平行である。結果として、ノズ
ル９外周の水ジャケット領域２７がノズル９の何れの場
所に対しても一定の面積で確保されるので、ノズル９を
十分に冷却することができる。

【００２６】トーチ基端部１Ａつまりキャップ１１基端
部は大きい外径を有しており、その内部に、給電や冷却
水の給・排出などのための電気的及び機械的な諸構造が
詰め込まれている。例えば、給水路３３と排水路３５を
もった円筒部材２９及び電極台座１７がトーチ基端部１
Ａ内に配置されている。そして、この円筒部材２９と電
極台座１７の先端部はテーパ部１Ｂ内にまで突出してお
り、そこに、ノズル９とガイド７と電極棒３のセットが
取り付けられている。従って、交換部品であるノズル９
とガイド７と電極棒３のそれぞれの長さは、トーチ１の
テーパ部１Ｂと先端部１Ｃを合わせた長さ以下でよい。

【００２７】特に、最も頻繁に交換すべき電極３はかな
り短くてよく、具体的には、図１から分かるように、ト
ーチ先端部１Ｃの長さと同程度か又はそれより僅かに長
い程度である。このように電極棒３が短くできる主な理
由は、電極台座１７の先端部がトーチ先端部１Ｃの入り
口付近まで大きく突出しているからである。このような
電極台座１７の大きな突出を可能にしている１つの要因
は、前述したキャップ１１の形状であるが、第２の要因
として、このキャップ１１の形状をノズル９とガイド７
が継承していることも挙げられる。すなわち、ノズル９
は、トーチ（キャップ１１）の先端部１Ｃ内に収まる細
い先端部と、この先端部より明らかに太い基端部と、両
部を繋ぐテーパ部とを有している。ガイド７もこのノズ
ル９の形状に合わせて、細い先端部と、太い基端部と、
テーパ部とを有している。そして、このガイド７の太い
基端部の内部に電極台座１７の先端部が入り込んでい
る。このようにガイド７内へ入り込むことにより電極台
座１７先端部は大きく突出し、結果として電極棒３を短
くしている。

【００２８】また、ノズル９とガイド７がキャップ１１
の形状を継承していることは、次のような別の幾つかの
利点も生じさせる。まず、ノズル９の基端部は一定の外
径を維持しているので、このノズル基端部の外周面に、
Ｏリング３１を介して、円筒部材２９の先端部内周面を
しっかりと密着させることができる。その結果、ノズル
９の基端部の基端側に存在するガス供給路２３と、ノズ
ル９外周の水ジャケット領域２７とを確実に隔離するこ
とができる。また、ノズル９の基端部もガイド７の基端
部も一定の外径及び内径を維持していて、互いにぴたり
とフィットした状態で嵌まり合うと共に、ガイド７の基
端部は電極台座１７の先端部にぴたりとフィットした状
態で外嵌される。その結果、ノズル９とガイド７は、電
極台座１７に対し確実に同軸に位置決めされて取り付け
られることになる。

【００２９】電極棒３は、その基端に近い箇所に一定厚
みをもつフランジ５５を有しており、このフランジ５５
の基端側面が電極台座１７の先端面に当接している。ま
た、電極棒３のフランジ５５より基端側に突出した部分
５７が、電極台座１７の先端部の内部へ嵌め込まれてい
る。このように、電極棒３がフランジ５５と基端部５７
の双方で電極台座１７に接触することは、電極棒３と電
極台座１７との電気的接続を良好にする。また、電極棒
３のフランジ５５は、電極台座１７に対する電極棒３の
軸方向での位置決めを確実なものにし、かつ、電極棒３
の傾きも防止する。一方、電極台座１７内に嵌め込まれ
る電極棒３の基端部５７は、電極台座１７に対する電極
棒３の同軸位置決めを確実なものにする。

【００３０】電極棒３のフランジ５５は、図示のよう
に、ノズル９及びガイド７のテーパ部の入り口近傍の位
置、換言すれば、ノズル９及びガイド７内に入り込める
最も先端側の位置に位置している。当然、電極台座１７
も、このフランジの５５の位置までノズル９及びガイド
７内に入り込んで来ている。要するに、電極棒３のフラ
ンジ５５及び電極台座１７は、トーチ内の可能な限り先
端側の位置に配置されているのである。このような設計
により、電極棒３は最小の長さになっている。

【００３１】図２は、ガイド７の先端部の付近を拡大し
て示した中心軸に沿った断面図である。図３は、図２の
Ａ−Ａ線での横断面図である。図２の断面は、図３のＢ
−Ｂ線に沿っている。

【００３２】ガイド７の先端部７Ａは、前述したように
電極棒３の先端部より更に先方へ延び出ており、電極５
の頭部だけがこのガイド先端部７Ａより先方へ突出して
いる。これにより、パイロットアークは電極５とノズル
９間でのみ発生することになる。なお、この利点を得る
ためには、電極５の頭部が必ずしもガイド先端部７Ａよ
り先方へ突出していなければならないわけではなく、電
極５頭部がガイド先端部７Ａと同位置又は僅かに奥まっ
ている設計も場合によっては可能である。また、ガイド
先端部７Ａが電極棒３より必ずしも先方へ延び出ている
必要も必ずしも無く、ガイド先端部７Ａが電極棒３先端
と同位置又は僅かに奥まっている設計も場合によっては
可能である。

【００３３】ガイド先端部７Ａは、また、前述したよう
にスワーラとして機能する。このスワーラの構造につい
て、以下に詳細に説明する。なお、この実施形態では、
ガイド７は、スワーラたる先端部７と基端側の部分７Ｂ
とが一体で１個の部品として構成されているが、スワー
ラたる先端部７Ａが基端側の部分７Ｂから分離できるよ
うになっていて、ガイド７が２個の部品から構成されて
いてもよい。

【００３４】ガイド７の先端部７Ａより基端側の部分７
Ｂは前述したようにノズル９の内径より若干小さい外径
を有していて、その外周面とノズル９内周面との間にガ
ス通路２１を形成している。これに対し、ガイド先端部
７Ａの外周面は、より基端側の部分７Ｂより段差状に外
方へ張り出してノズル９の内周面に密着している。この
ガイド先端部７Ａの外方へ張り出した部分には、ガス通
路２１に連通する４本のガス導入溝６１が軸方向に形成
されている。そして、この４つのガス導入溝６１にそれ
ぞれ連通して、４個の前述したガス噴出孔２５が径方向
に形成されており、それらガス噴出孔２５は電極５の近
傍の電極５を囲むような位置に開口している。図３に示
すように、ガス噴出孔２５は、電極５周囲の空間６３へ
ほぼ接線方向に沿ってガスを噴出するように方向付けら
れていので、電極５の周囲で高速のガス旋回流が生成さ
れることになる。その結果、電極より基端側へ奥まった
位置でガス旋回流が生成される従来のトーチに比較し
て、電極５の位置におけるガス旋回流の流速が高いの
で、パイロットアークをガス流で押し流してメインアー
クへ移行させる効果、及びガス旋回流でメインアークを
安定させる効果は一層良好になる。このような利点はス
ワーラであるガイド先端部７Ａが電極５の近傍に配置さ
れていることに依るものであるが、電極近傍にガイド先
端部７Ａを配置できるようになった主たる要因は、ガイ
ド７の材料として窒化珪素のような熱衝撃に強いセラミ
ックス材料を用いたことにある。

【００３５】図４は、図１のトーチの冷却水の配管構造
を模式的に分かり易く示している。

【００３６】給水パイプ４３からの冷却水の一部はニー
ドルパイプ４５を通って電極棒３内に入り、ニードルパ
イプ４５と電極棒３との間の流路４７を先端から基端へ
向けて流れて電極棒３を冷却し、その後に継ぎ手水路３
７を通ってノズル外周の水ジャケット領域２７へ流れて
ノズル９を冷却する。この給水パイプ４３からの残りの
冷却水は、ショートカット孔５３を通って給水パイプ４
３外周の流路５１、４９へ流れ出し、それにより電極棒
３をバイパスしてノズル外周の水ジャケット領域２７へ
流れてノズル９を冷却する。ショートカット孔５３の面
積は、ノズル９と電極棒３の発熱量を考慮して、ノズル
９と電極棒３への冷却水量の分配比が両者間の発熱量の
比に大体一致するように決められる。例えば、ノズル９
の発熱量が電極棒３の約４倍であるなら、ショートカッ
ト孔５３の総面積をニードルパイプ４５の断面積の３〜
５倍程度に設定すればよい（例えば、ニードルパイプ４
５と同径のショートカット孔５３を３〜５個開ければよ
い）。このような構造により、電極棒３を細く設計して
も、ノズル９を十分に冷却することが可能となる。この
ように冷却能力を落とさずに電極棒３をより細く設計で
きれば、トーチ先端部１Ｃもより細く設計でき、より狭
い場所での作業が可能なトーチが提供できる。

【００３７】以上、本発明の好適な実施形態を説明した
が、上述の実施形態は本発明の説明のための例示であっ
て、この実施形態のみに本発明の範囲を限定する趣旨で
はない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなく、
種々の変形、改良、修正、簡略化などを上記実施形態に
加えた種々の他の形態でも本発明を実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ溶接トーチ
の中心軸に沿った断面図。

【図２】図１のガイド先端部付近を拡大して示した、図
３のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った横断面図。

【図４】図１のトーチの冷却水の配管構造を模式的に示
した説明図。

【符号の説明】

１ トーチ １Ａ トーチ基端部 １Ｂ トーチテーパ部 １Ｃ トーチ先端部 ３ 電極棒 ５ チップ状電極 ７ ガイド ９ ノズル １１ キャップ １３ 基端部保護カバー １５ 先端部保護カバー １７ 電極台座 １９ アーク吹き出し口 ２１ ガス通路 ２３ ガス供給路 ２５ ガス噴射孔 ２７ 水ジャケット領域 ２９ 円筒部材 ３１ Ｏリング ３３ 給水路 ３５ 排水路 ３７ 継ぎ手パイプ ３９ 排水パイプ ４１ 円筒部材 ４３ 給水パイプ ４５ ニードルパイプ ４７、４９、５１ 隙間（冷却水流路） ５３ ショートカット孔 ５５ 電極棒のフランジ ５７ 電極棒の基端部 ６１ ガス導入溝 ６３ 電極近傍空間

フロントページの続き (72)発明者 今井 陽介 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 椎名 徹 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 青山 洋 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の筒状のノズルと、 前記ノズル内に挿入された筒状の電気絶縁体と、 前記電気絶縁体内に挿入され、前記ノズルとの間で放電
   電圧が印加される金属製の電極棒と、 前記電極棒の先端に固定された放電点を提供するための
   電極とを備え、前記電気絶縁体が前記電極棒の実質的に
   全体を包囲しているプラズマトーチ。
2. 【請求項２】 前記電気絶縁体の先端部が、前記電極棒
   の先端部より先方へ延び出ている請求項１記載のプラズ
   マトーチ。
3. 【請求項３】 前記電気絶縁体の先端部が、前記電極の
   近傍に位置している請求項１記載のプラズマトーチ。
4. 【請求項４】 前記電極の先端部が前記電気絶縁体の先
   端部より先方へ突出している請求項１〜３の何れか一項
   記載のプラズマトーチ。
5. 【請求項５】 前記電気絶縁体の先端部が、前記電極の
   近傍にガス旋回流を噴出するガス噴射孔を有している請
   求項１記載のプラズマトーチ。
6. 【請求項６】 金属製の筒状のノズルと、前記ノズル内
   に挿入された筒状の電気絶縁体と、前記電気絶縁体内に
   挿入され前記ノズルとの間で放電電圧が印加される金属
   製の電極棒と、前記電極棒の先端に固定された放電点を
   提供するための電極とを有したプラズマトーチのため
   の、前記電気絶縁体であって、 前記電極棒の実質的に全体を包囲するプラズマトーチ用
   電気絶縁体。
7. 【請求項７】 前記電極棒の先端部より先方へ延び出て
   いる先端部を備えている請求項６記載のプラズマトーチ
   用電気絶縁体。
8. 【請求項８】 前記電極の近傍にガス旋回流を噴出する
   ガス噴射孔を有した先端部を備えている請求項６記載の
   プラズマトーチ用電気絶縁体。
9. 【請求項９】 窒化珪素で作られている請求項６記載の
   プラズマトーチ用電気絶縁体。
10. 【請求項１０】 金属製の筒状のノズルと、前記ノズル
    内に挿入された筒状の電気絶縁体と、前記電気絶縁体内
    に挿入され前記ノズルとの間で放電電圧が印加される金
    属製の電極棒とを備えたプラズマトーチのための、前記
    電極棒であって、 放電点を提供するための電極が先端に固定され、 前記電気絶縁体内に挿入された状態で、実質的に全体が
    前記電気絶縁体に包囲され、且つ、前記電極の先端部が
    前記電気絶縁体の先端部より先方へ突出するプラズマト
    ーチ用電極棒。
11. 【請求項１１】 金属製の筒状のノズルと、前記ノズル
    内に電気絶縁体を介して挿入され前記ノズルとの間で放
    電電圧が印加される金属製の電極棒と、前記電極棒の先
    端に固定された放電点を提供するための電極とを備えた
    プラズマトーチのための、前記電極から放電されるプラ
    ズマアークにガス旋回流を供給するためのスワーラであ
    って、 電気絶縁材料製の筒状体であり、前記電極の近傍に前記
    電極を囲むように配置され、 前記電極の近傍に前記ガス旋回流を噴射させるためのガ
    ス噴射孔を有したプラズマトーチ用スワーラ。