(57)【要約】【課題】プラズマアークの噴射孔までノズル効果的に冷却することができ、且つ安定した通電性能を有するプラズマトーチを提供することにある。【解決手段】プラズマトーチは、ノズルＡとトーチ本体Ｂを有する。ノズルは、インナーノズル２と、該インナーノズルと共にトーチ本体に締結されるインナーキャップ３と、を有し、両者の間に環状通路８と複数の独立水路９が形成され、且つインナーキャップがノズル台１４に締結される際の締結力が仕切２ｆを介して伝達し得るように構成される。トーチ本体は、供給口２０と排水口２１を有し、何れか一方を水路と接続され軸心に対して交叉する方向の面内に延長された溝によって構成する。ノズルをトーチ本体に締結したとき、何れかの独立水路と供給口、及び何れかの独立水路と排水口とが連通し、且つインナーノズルの後端面２ｈがノズル台１４の端面１４ａに当接して通電する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心にプラズマアークを噴射する噴射孔が形成されると共に冷却水の環状通路と該環状通路に連通する複数の独立した水路が形成されたノズルと、前記ノズルを冷却するための冷却水を流通させる複数の水路が形成されたトーチ本体と、を有し、
前記ノズルは、プラズマアークを噴射するインナーノズルと、該インナーノズルと共にトーチ本体に締結されるインナーキャップと、を有し、
前記インナーノズルを前記インナーキャップに嵌合したとき、両者の間に環状通路が形成されると共に、複数の仕切によって該環状通路に連通する複数の独立した水路が形成され、且つ前記インナーキャップがトーチ本体に締結される際の締結力が前記仕切を介してインナーノズルからトーチ本体に伝達し得るように構成され、
前記トーチ本体は、何れかの水路と接続され前記ノズルに冷却水を供給する供給口と、何れかの水路と接続され前記ノズルを通過した冷却水を排水する排水口と、を有し、
前記供給口及び排水口は導電性を有するノズル台の端面に形成されると共に、該供給口及び排水口又は何れか一方を水路と接続され且つ該水路の軸心に対して交叉する方向の面内に延長された溝によって構成され、且つ前記両方の溝どうしの端部の円周上の間隔又は何れか一方の溝の端部と供給口又は排水口の端部との円周上の間隔がノズルに形成された独立した水路を形成するための仕切の円周上のピッチよりも大きい寸法を有して構成され、
前記ノズルをトーチ本体に締結したとき、該ノズルに形成された何れかの独立した水路と前記供給口、及び何れかの独立した水路と前記排水口とが連通し、且つ該ノズルを構成するインナーノズルの仕切側の端面が前記ノズル台の端面に当接して通電し得るように構成されている
ことを特徴とするプラズマトーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工材に向けてプラズマアークを噴射して該被加工材を切断し、又は母材を溶融させるノズルをトーチ本体に対し確実に取り付けることができ、且つこのノズルに対する効果的な冷却を実現することができるプラズマトーチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば鋼板やステンレス鋼板等の被切断材を切断する場合、ガス切断法と比較して切断速度の向上をはかることが可能なプラズマ切断法を採用することが多くなっている。このプラズマ切断法は、被切断材に向けてプラズマアークを噴射し、該プラズマアークの熱によって母材を溶融させると共にプラズマアークの噴射エネルギーによって溶融物を排除して切断するものである。
【０００３】
本件出願人は、特許文献１に記載されたプラズマトーチの特許権を取得しており、このプラズマトーチに取り付けることで、冷却水による効果的な冷却を実現することが可能なノズルを提案している（特許文献２参照）。これらのプラズマトーチとノズルの構成について図５を用いて簡単に説明する。
【０００４】
プラズマトーチは、トーチ本体５１に対し、中心にプラズマアークを噴射する噴射孔５２ａが形成されると共に冷却水の環状通路５２ｂと該環状通路５２ｂに連通する複数の独立した水路５２ｃが形成されたノズル５２を取り付けることによって、該ノズル５２を冷却する冷却水を流通させる水路５３ａ、５３ｂを有する。特に、トーチ本体５１は、水路５３ａと接続されてノズル５２に冷却水を供給する供給口５４ａと、水路５３ｂと接続されてノズル５２を通過した冷却水を排水する排水口５４ｂと、を有している。
【０００５】
そして、これら供給口５４ａ及び排水口５４ｂ、又は何れか一方を、水路５３ａ、５３ｂと接続され且つ該水路５３ａ、５３ｂの軸心に対して交叉する方向の面内に延長された溝によって構成すると共に、両方の溝どうしの端部の円周上の間隔、又は何れか一方の溝の端部と供給口５４ａ又は排水口５４ｂの端部との円周上の間隔、がノズル５２に形成された独立した水路５２ｃの円周上の幅又は独立した水路の円周上のピッチよりも大きい寸法を有して構成されている。このため、ノズル５２を取り付けたとき、該ノズル５２に形成された何れかの独立した水路５２ｃと供給口５４ａ、及び該ノズル５２に形成された何れかの独立した水路５２ｃと排水口５４ｂとが連通する。
【０００６】
また、ノズル５２は、外周に水路５２ｃを構成するための複数の分割片５５ｃが形成され、後端側（プラズマトーチ側）の端面５５ａが通電面となるインナーノズル５５と、インナーノズル５５との間に冷却水路５２ｂ、５２ｃを形成するアウターノズル５６と、ノズル５２をトーチ本体５１に締結する二次気流キャップ５７とによって構成されている。
【０００７】
そして、上記ノズル５２をトーチ本体５１に取り付ける際に二次気流キャップ５７を螺合すると、インナーノズル５５の後端側の端面５５ａがプラズマトーチのノズル台５８に形成された通電面５８ａと当接したときに固定される。ノズル５２の固定に伴って、インナーノズル５５とアウターノズル５６の間には、分割片よりも先端側（噴射孔側）に環状の冷却水通路５２ｂが形成され、分割片によって該冷却水通路５２ｂと連通した複数の独立した冷却水の水路５２ｃが形成される。このため、ノズル５２に形成された独立した冷却水の水路５２ｃの何れかがトーチ本体５１に形成された供給口５４ａと連通して冷却水が供給され、且つノズル５２に供給された冷却水は独立した水路５２ｃを通って先端側の環状の冷却水通路５２ｂに流通した後排水される。従って、ノズル５２の先端部分まで冷却することができ、プラズマアークの熱による過度の加熱を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９８４５８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の如く構成されたプラズマトーチでは、二次気流キャップ５７をトーチ本体５１に締結する際に、締結力をアウターノズル５６を介してインナーノズル５５に伝え、該インナーノズル５５の後端側の端面５５ａをノズル台５８の通電部５８ａに押圧している。即ち、インナーノズル５５の噴射孔５２ａ側の壁部に段部５５ｂが形成されており、この段部５５ｂにアウターノズル５６の先端部分５６ａが係合して締結力を伝達し得るように構成されている。特に、ノズル５２を極力小さくするという観点から、アウターノズル５６からインナーノズル５５に締結力を伝達する部分である段部５５ｂの寸法を大きくすることができず、加工がし難くなる。
【００１０】
また、インナーノズル５５の後端側の端面５５ａがノズル台５８に形成された通電部５８ａに当接して通電し得るように構成されているため、インナーノズル５５の後端側の端面５５ａがノズル台５８の通電部５８ａに確実当接することが最も優先される。このため、インナーノズル５５に形成された分割片の後端側の端面５５ｃと、トーチ本体５１に形成された供給口５４ａ、排水口５４ｂとの間に間隙が構成され、この間隙によって環状の水路が形成される。そして、このように環状の水路が形成されることで、供給された冷却水の一部がノズルの先端まで届かず、効率的な冷却を実現し得なくなる虞が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、プラズマアークの噴射孔まで効果的に冷却することができ、且つ安定した通電性能を有するプラズマトーチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明に係るプラズマトーチは、中心にプラズマアークを噴射する噴射孔が形成されると共に冷却水の環状通路と該環状通路に連通する複数の独立した水路が形成されたノズルと、前記ノズルを冷却するための冷却水を流通させる複数の水路が形成されたトーチ本体と、を有し、前記ノズルは、プラズマアークを噴射するインナーノズルと、該インナーノズルと共にトーチ本体に締結されるインナーキャップと、を有し、前記インナーノズルを前記インナーキャップに嵌合したとき、両者の間に環状通路が形成されると共に、複数の仕切によって該環状通路に連通する複数の独立した水路が形成され、且つ前記インナーキャップがトーチ本体に締結される際の締結力が前記仕切を介してインナーノズルからトーチ本体に伝達し得るように構成され、前記トーチ本体は、何れかの水路と接続され前記ノズルに冷却水を供給する供給口と、何れかの水路と接続され前記ノズルを通過した冷却水を排水する排水口と、を有し、前記供給口及び排水口は導電性を有するノズル台の端面に形成されると共に、該供給口及び排水口又は何れか一方を水路と接続され且つ該水路の軸心に対して交叉する方向の面内に延長された溝によって構成され、且つ前記両方の溝どうしの端部の円周上の間隔又は何れか一方の溝の端部と供給口又は排水口の端部との円周上の間隔がノズルに形成された独立した水路を形成するための仕切の円周上のピッチよりも大きい寸法を有して構成され、前記ノズルをトーチ本体に締結したとき、該ノズルに形成された何れかの独立した水路と前記供給口、及び何れかの独立した水路と前記排水口とが連通し、且つ該ノズルを構成するインナーノズルの仕切側の端面が前記ノズル台の端面に当接して通電し得るように構成されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
上記プラズマトーチでは、トーチ本体にノズルを取り付ける際の力は、インナーノズルをインナーキャップに嵌合したときに両者の間に形成構成される複数の独立した水路を形成する仕切を介して、アウターノズルからインナーノズルに伝達される。即ち、力の伝達部がノズルのトーチ本体側となり、該ノズルの大きさを変更することなく、寸法を大きくすることができる。このため、加工が容易となる。
【００１４】
また、トーチ本体側の通電面が冷却水の供給口と排水口を形成したノズル台の端面に形成されており、インナーキャップのトーチ本体に対する締結に伴って、該端面にインナーノズルに於ける仕切側の端面を当接させて通電し得るように構成されている。このため、インナーノズルとノズル台との間に間隙が形成されることがなく、トーチ本体からノズルに供給された冷却水は、その全てが独立した水路から環状通路に流通することとなり、ノズルの先端まで効率的な冷却を実現することができる。
【００１５】
特に、インナーノズルの仕切側の端面とノズル台の端面が夫々通電面となるため、両端面の内径側が冷却水の通路を形成していることとなる。このため、目的のプラズマ加工の経過時間の増大に関わらず安定した温度を保持することが可能となり、安定した通電性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例に係るプラズマトーチの要部の構成を説明する図である。
【図２】トーチ本体のノズル台の構成を説明する図である。
【図３】アウターノズルの構成を説明する図である。
【図４】インナーノズルの構成を説明する断面図である。
【図５】従来のプラズマトーチの構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るプラズマトーチの構成について説明する。本発明に係るプラズマトーチは、トーチ本体にノズルを取り付けたとき、該ノズルの先端側まで確実に冷却水を供給して効果的な冷却を実現すると共に、ノズルに対し確実に通電して電極との間で安定したパイロットアークを形成し得るようにしたものである。
【００１８】
本発明に係るプラズマトーチのノズルは、プラズマアークを噴射するインナーノズルと、該インナーノズルと共にトーチ本体に締結されるインナーキャップと、を有して構成されている。そして、インナーノズルをインナーキャップに嵌合したとき、両者の間に環状通路と仕切によって該環状通路に連通する複数の独立した水路が形成される。特に、インナーキャップがトーチ本体に締結される際の締結力は、仕切を介してインナーノズルに伝達されて該インナーノズルをトーチ本体に当接させるように構成されている。
【００１９】
ノズルに形成される環状通路は該ノズルの先端側（プラズマアークを噴射する噴射孔側、以下同じ）に形成され、複数の独立した水路（以下「独立水路」という）は該ノズルの後端側（ノズルをトーチ本体に取り付けたとき該トーチ本体側、以下同じ）に形成される。
【００２０】
仕切は、インナーキャップにインナーノズルを嵌合したときに、複数の独立水路を形成する機能と、インナーキャップがトーチ本体に締結される際の締結力をインナーノズルに伝える機能を有している。仕切をインナーノズルとインナーキャップの何れに形成するかは限定するものではなく、インナーノズルの外周面、或いはインナーキャップの内周面に形成することが可能である。
【００２１】
仕切をインナーノズルに形成した場合、該仕切の後端側の端面がトーチ本体を構成する導電性を有するノズル台の端面と当接する通電面となる。また、仕切をインナーキャップに形成した場合、インナーノズルの後端側の端部には仕切の後端側の端面と当接するフランジを形成しておき、該フランジを介して仕切とノズル台の端面とを接続させて通電し得るように構成することが好ましい。
【００２２】
ノズルをトーチ本体に取り付ける構造は特に限定するものではなく、インナーキャップ自体をトーチ本体に螺合することで締結する構造で良く、インナーキャップの外側に配置したキャップ状の部材をトーチ本体に螺合してノズルを締結する構造でも良い。何れにしても、ノズルがトーチ本体に締結される際の締結力が、インナーキャップから仕切を介してインナーノズルに伝えられてノズル台の端面と当接し得るように構成されていれば良い。
【００２３】
供給口と排水口は夫々トーチ本体に形成された水路と接続されている。そして、ノズルをトーチ本体に取り付けたとき、ノズルに形成された複数の独立水路はトーチ本体に形成された給水口、排水口と連通する。同時に、独立水路を構成する仕切の後端側の端面はトーチ本体を構成する導電性を有するノズル台の端面と当接する。従って、給水口、排水口はトーチ本体を構成するノズル台に形成される。
【００２４】
供給口と排水口は形状を限定するものではなく、円形や長穴、四角穴或いは他の形状を持った穴であって良い。本発明に係るプラズマトーチでは、供給口と排水口の両方、或いは何れか一方が、水路の軸心に対し交叉する方向の面内に延長された溝によって構成される。即ち、溝は水路の断面からはみ出した形状を持って形成される。特に、供給口、排水口の開口面積は、水路の断面積よりも大きくすることが好ましく、これらの供給口、排水口を溝で構成する場合、トーチ本体の軸心を中心とする円弧状に形成することが好ましい。
【００２５】
上記の如き溝によって供給口、排水口を構成することによって、これらの供給口、排水口にノズルを対向させたとき、該ノズルに形成された複数の独立水路の何れかが確実に連通する。
【００２６】
供給口、排水口の両方或いは何れか一方を溝によって構成したとき、これらの溝どうしの端部の間隔或いは溝と他の口の端部との間隔は、ノズルに形成された独立水路の幅（平面上の長さ）よりも大きいことが好ましい。このように、溝と他の口との間隔を独立水路の幅よりも大きくすることによって、ノズルをトーチ本体に取り付けたとき、一つの独立水路に供給口と排水口の両方がかかることがなく、個々の独立水路に冷却水の供給水路或いは排水路の何れかの機能を発揮させることが可能となる。
【００２７】
次に、本実施例に係るプラズマトーチの構成について図を用いて説明する。本実施例に係るプラズマトーチは、トーチ本体ＢとノズルＡとによって構成されているため、先ず、ノズルＡの構成について説明する。
【００２８】
本実施例に係るプラズマトーチではプラズマアークに添えて二次気流を噴射し得るように構成されているが、二次気流の有無について限定するものではない。即ち、冷却水によって、ノズルＡに於けるプラズマアークを噴射する噴射孔を効果的に冷却し得るように構成されたものであり、噴射孔から噴射されたプラズマアークの周囲に、二次気流が存在するか否か、或いは三次気流以上の高次の気流が存在するか否かを問うものではない。
【００２９】
ノズルＡは、中心にプラズマアークを噴射する噴射孔１が形成され外周所定部位に円筒状の壁部２ａを設けたインナーノズル２と、中心にインナーノズル２の壁部２ａを嵌合する嵌合穴３ａを有するインナーキャップ３と、を有して構成されている。
【００３０】
インナーキャップ３の外周側には絶縁体６を介して二次気流キャップ５が配置されており、インナーキャップ３の外周面との間に二次気流通路４が形成されている。この二次気流キャップ５の先端の中心にはプラズマアークと二次気流とを噴射する噴射口５ａが形成されている。
【００３１】
ノズルＡをトーチ本体Ｂに取り付ける際に、二次気流キャップ５を用いることが可能である。しかし、本実施例では、インナーキャップ３をトーチ本体Ｂを構成するノズル台１４に締結することで、ノズルＡを取り付けるように構成している。
【００３２】
インナーノズル２は、中心に噴射孔１が形成され、後端側に向かって末広がり状に２段のテーパ部２ｂ、２ｃ（テーパ面２ｂ、２ｃ）が形成されている。これらのテーパ部２ｂ、２ｃの間に円筒状の壁部２ａが形成され、テーパ部２ｃの最も径の大きい部分に連続して軸心に対して平行な基部２ｄが形成されている。また、基部２ｄに連続してトーチ本体Ｂのノズル台１４に嵌合する嵌合部２ｅが形成されている。
【００３３】
基部２ｄの外周には、複数（本実施例では８個）の仕切２ｆが形成されており、該複数の仕切２ｆによって基部２ｄを複数に分割し、夫々を独立した水路として構成し得るように構成されている。前記仕切２ｆは、ノズルＡをトーチ本体Ｂのノズル台１４に取り付ける際にインナーキャップ３による締結力を伝達する機能を有するため、前端面２ｇ及び後端面２ｈは、ノズルＡの軸心に対し垂直面として形成されている。
【００３４】
特に、後端面２ｈは仕切２ｆのみならず、インナーノズル２の基部２ｄにわたって形成されている。このため、以降の説明に於いて「インナーノズル２の後端面２ｈ」としたときは、仕切２ｆの後端面と基部２ｄの後端面を含むものとする。この後端面２ｈは、トーチ本体Ｂのノズル台１４の端面１４ａと当接して通電される通電面となる。
【００３５】
尚、インナーノズル２の内周側は、ノズルＡをトーチ本体Ｂに取り付けたとき、電極１１の前面との間にプラズマ室２３を構成する面２ｉとして形成されている。また壁部２ａの外周面及び嵌合部２ｅの外周面には夫々Ｏリングを装着するための溝２ｊが形成されている。
【００３６】
インナーキャップ３は、中心にインナーノズル２の壁部２ａを嵌合する嵌合穴３ａが形成され、該嵌合穴３ａに連続して末広がり状のテーパ部３ｂ（テーパ面３ｂ）が形成され、更にテーパ部３ｂの最も径の大きい部分に連続して円筒状の基部３ｃが形成されている。また、基部３ｃの内面にはトーチ本体Ｂに螺合するねじ部３ｄが形成されている。
【００３７】
インナーキャップ３の内面であってインナーノズル２を嵌合したとき、該インナーノズル２に形成された仕切２ｆを受け入れる受入部３ｅが形成されており、該受入部３ｅの前側の端部には仕切２ｆの前端面２ｇと当接する当接面３ｆが形成されている。受入部３ｅの内径はインナーノズル２の仕切２ｆの外径よりも僅かに大きく、且つ当接面３ｆの高さは仕切２ｆの前端面２ｇと当接してインナーキャップ３を締結する際の締結力を伝達するのに充分な面積を確保し得る寸法を有している。更に、受入部３ｅの長さは仕切２ｆの長さよりも僅かに小さい寸法を有している。
【００３８】
上記の如く構成されたインナーキャップ３にインナーノズル２を嵌合したとき、テーパ部２ｃとテーパ部３ｂとの間に冷却水を流通させる環状通路８が形成される。また、インナーノズル２の仕切２ｆの前端面２ｇが、インナーキャップ３の当接面３ｆと当接することで、環状通路８と連通した独立水路９が仕切２ｆに沿って構成される。
【００３９】
インナーキャップ３とインナーノズル２を一体化させて組み合わせ体としたとき、インナーノズル２の基部２ｄの後端面を含む仕切２ｆの後端面２ｈはノズルＡの軸心に対して直交し、且つインナーキャップ３の受入部３ｅの後端面よりも僅かに突出している。このため、ノズルＡをトーチ本体Ｂに装着する際には、インナーノズル２の後端面２ｈが確実にトーチ本体Ｂのノズル台１４に当接することとなる。そして、後端面２ｈがノズル台１４の端面１４ａと接触して、独立水路９の何れかがノズル台１４に形成された給水路２０、排水路２１と接続される。
【００４０】
上記の如く構成されたノズルＡでは、何れかの独立水路９に供給された冷却水は、該独立水路９から環状の冷却水通路８に導かれ、該冷却水通路８でテーパ部２ｃと接触して冷却した後、供給された側の独立水路９とは反対側にある独立水路９から排水される。
【００４１】
従って、供給された冷却水は全てが確実に環状の冷却水通路８を流通することとなり、この過程でテーパ部２ｃを冷却して実質的に噴射孔１を冷却することが可能となる。このため、噴射孔１を通過するプラズマアークに対する冷却効果が増大し、該プラズマアークをより細く絞ることが可能である。
【００４２】
次にトーチ本体Ｂの構成について説明する。
【００４３】
本実施例に係るプラズマトーチは、トーチ本体Ｂの中心に設けた電極台１２に電極１１を着脱し得るように構成されており、該電極１１の外周にプラズマガスを通過させる孔１３ａを有し且つ絶縁性を持った円筒状のセンタリングストーン１３が配置され、該センタリングストーン１３の外周に更にノズルＡが配置されている。そして、ノズルＡを構成するインナーキャップ３をトーチ本体Ｂを構成するノズル台１４に締結することで、インナーノズル２の後端面２ｈが該ノズル台１４の端面１４ａに面接触し、且つノズルＡ及びセンタリングストーン１３がトーチ本体Ｂに固定されている。
【００４４】
ノズル台１４は、前端側の端面１４ａがトーチ本体Ｂの軸心に対して直角面として形成されており、前端側にインナーノズル２の嵌合部２ｅを受け入れる凹部１４ｂが形成されている。また、ノズル台１４の前端側の外周には、ノズルＡを構成するインナーキャップ３のねじ部３ｄが螺合して締結されるねじ部１４ｃが形成されている。また、ノズル台１４には、図示しない電源と接続されたコードを固定するための穴１４ｄ、及び二次気流通路４に二次気流ガスを供給するための穴１４ｅが形成されている。
【００４５】
そして、ノズル台１４の凹部１４ｂにインナーノズル２の嵌合部２ｅを嵌合したとき、端面１４ａはインナーノズル２の後端面２ｈと面接触し得るように構成されている。また、嵌合部２ｅの外周に配置したＯリングが凹部１４ｂの内周面に接触して冷却水の漏洩を防止することが可能である。
【００４６】
トーチ本体Ｂには中心軸と一致して冷却管１７が設けられており、該冷却管１７に図示しない冷却水の供給管が接続されている。電極台１２に電極１１を取り付けることによって、該電極１１が冷却管１７の開放端側に対向することで冷却管１７の内周側と外周側とに連続した水路１８が形成されている。この水路１８はトーチ本体Ｂ及びノズル台１４に形成された水路１９を通ってノズル台１４の端面１４ａに形成された給水路２０に接続され、該給水路２０からノズルＡの独立水路９に接続される。またノズル台１４の端面１４ａには中心軸を基準として給水路２０と対称位置に排水路２１が形成されており、該排水路２１に水路２２が接続され、更に水路２２に図示しない排水管が接続されている。
【００４７】
図２に示すように、給水路２０、排水路２１は夫々水路１９、２２を構成する穴を基準とし、トーチ本体Ｂの軸心を中心とする円弧状に形成された溝によって構成されている。しかし、必ずしも給水路２０と排水路２１の両方が円弧状の溝である必要はなく、少なくとも一方が円弧状の溝であれば良い。給水路２０、排水路２１を構成する溝の長さは、ノズルＡに形成された独立水路９の長さ（後端面２ｈに於ける長さ）に対応した寸法を有している。
【００４８】
給水路２０、排水路２１は、これらの給水路２０、排水路２１を構成する溝の端部の間隔をノズルＡに形成された独立水路９の幅よりも大きい寸法に設定し、ノズル台１４に於ける前記寸法の残り部分に給水路２０、排水路２１が形成される。即ち、ノズルＡをノズル台１４に取り付けたとき、該ノズルＡに形成された独立水路９が給水路２０、排水路２１の両方にかかることは好ましくはない。このため、給水路２０、排水路２１の間隔を独立水路９の寸法を基準として設定することで、如何なる状態で取りつけたとしても、一つの独立水路９が給水路２０、排水路２１の両方に連通することがない。
【００４９】
上記の如く構成されたトーチ本体ＢにノズルＡを取り付けてプラズマトーチを構成する際の手順について説明する。
【００５０】
予めインナーノズル２がインナーキャップ３に嵌合してノズルＡが構成されている。このとき、インナーノズル２に形成した仕切２ｆの前端面２ｇがインナーキャップ３の当接面３ｆと当接した状態である必要はない。また、予めトーチ本体Ｂにはノズル台１４が配置されており、電極１１は電極台１２に取り付けられ且つセンタリングストーン１３は電極１１を嵌合した状態で取り付けられている。
【００５１】
ノズルＡを構成するインナーノズル２の嵌合部２ｅをノズル台１４の凹部１４ｂに嵌合させると共に、インナーキャップ３のねじ部３ｄをノズル台１４のねじ部１４ｃに螺合する。インナーキャップ３の螺合の進行に伴って当接部３ｆがインナーノズル２の仕切２ｆの前端面２ｇと当接し、締結の際に生じる締結力を仕切２ｆ（インナーノズル２）に伝えると、インナーノズル２の後端面２ｈがノズル台１４の端面１４ａに当接する。
【００５２】
インナーキャップ３の更なる締め付けにより生じる締結力によってインナーノズル２の後端面２ｈはノズル台１４の端面１４ａに圧接し、これに伴って何れかの独立水路９が給水口２０と、他の独立水路９が排水口２１と対向して連通する。そして、インナーキャップ３のノズル台１４に対する締め付けが終了したとき、ノズルＡはトーチ本体Ｂに取り付けられる。
【００５３】
ノズルＡをトーチ本体Ｂに取り付けた状態で、該トーチ本体Ｂに冷却水を供給すると、供給された冷却水は、冷却管１７の内部に形成された水路１８を通って電極１１の内面に接触して冷却する。その後、水路１９を通ってノズル台１４に形成された給水路２０に至り、ノズルＡに供給される。
【００５４】
ノズルＡに供給された冷却水は、独立水路９から環状通路８を通ることで該ノズルＡを冷却し、その後、独立水路９からノズル台１４に形成された排水路２１に排水された後、水路２２及び図示しない排水管を通ってトーチ本体Ｂの外部に排水される。
【００５５】
上記の如くしてノズルＡ及びトーチ本体Ｂを冷却した状態で、センタリングストーン１３を介して電極１１の周囲に形成されたプラズマ室２３にプラズマガスを供給する。次いで、ノズル台１４に通電してインナーノズル２と電極１１との間で放電させてパイロットアークを形成する。このとき、インナーノズル２の後端面２ｈはノズル台１４の端面１４ａに圧接しており、且つ極めて近傍を冷却水が通っているため、両端面２ｈ、１４ａは充分に冷却される。従って、通電に伴う温度の上昇を考慮することなく安定した通電状態を保持することが可能となり、安定したパイロットアークを形成することが可能である。
【００５６】
電極１１とインナーノズル２との間で形成されたパイロットアークを噴射孔１から図示しない被切断材に向けて噴射し、該パイロットアークが被切断材に到達した後、電極１１と被切断材との間で通電してプラズマアーク（メインアーク）を形成する。このプラズマアークによって被切断材を溶融させると共に溶融物を排除することで、被切断材には、排除された母材の部分が厚さ方向に貫通した溝として形成される。
【００５７】
従って、電極１１と被切断材との間の通電を維持した状態で、即ち、プラズマアークを形成した状態で、プラズマトーチと被切断材を相対的に所望の方向に移動させることで、被切断材に連続した溝を形成し、これにより、被切断材を所望の形状に切断することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係るプラズマトーチは、プラズマ切断や溶融加工に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ                      ノズル
Ｂ                      トーチ本体
１                      噴射孔
２                      インナーノズル
２ａ                    壁部
２ｂ、２ｃ              テーパ部、テーパ面
２ｄ                    基部
２ｅ                    嵌合部
２ｆ                    仕切
２ｇ                    前端面
２ｈ                    後端面
２ｉ                    面
２ｊ                    溝
３                      インナーキャップ
３ａ                    嵌合穴
３ｂ                    テーパ部、テーパ面
３ｃ                    基部
３ｄ                    ねじ部
３ｅ                    受入部
３ｆ                    当接面
４                      二次気流通路
５                      二次気流キャップ
５ａ                    噴射口
６                      絶縁体
８                      環状通路
９                      独立水路
１１                    電極
１２                    電極台
１３                    センタリングストーン
１３ａ                  孔
１４                    ノズル台
１４ａ                  端面
１４ｂ                  凹部
１４ｃ                  ねじ部
１４ｄ、１４ｅ          穴
１７                    冷却管
１８、１９、２２        水路
２０                    給水路
２１                    排水路
２３                    プラズマ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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