(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーチ体（１．１０）と、電極（２）と、ノズル孔（４．１）を有するノズル（４）と、前記ノズル孔（４．１）に向けて円錐状にテーパーした部位と、
または、トーチ体（１．１０）と、電極（２）と、ノズル孔（４．１）を有するノズル（４）と、前記ノズル孔（４．１）に向けて円錐状にテーパーした部位を有するノズルキャップ（５）と、
または、トーチ体（１．１０）と、電極（２）と、ノズル孔（４．１）を有するノズル（４）と、ノズルキャップ（５）と、前記ノズル孔（４．１）に向けて円錐状にテーパーした部位を有するノズル保護キャップ（８）と、
から形成される少なくとも１つのプラズマ切断トーチ（１．１、１．２、１．３）を備えたプラズマ切断トーチアセンブリであって、
前記プラズマ切断トーチ（１．１、１．２、１．３）の外郭（ＡＫ）が、前記ノズル孔（４．１）に直交する長軸（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）に対する横断面として現れ、
少なくとも１つの軸方向から見て、前記ノズル（４）のノズル孔（４．１）の中心を通る長軸（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）と前記外郭（ＡＫ）の径方向外縁との間の最小距離（ｃ）が存在し、前記最小距離は、前記ノズル（４）のノズル孔（４．１）の中心を通る長軸（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）と前記外郭（ＡＫ）の径方向外縁との間の最大距離（ｄ）に対して最大で３／４の長さを有する、又は、前記最小距離（ｃ）は、前記外郭（ＡＫ）の外縁２点の間の最大距離（ｂ）に対して最大で３／８の長さを有すると共に、前記最大距離（ｂ）を結ぶ仮想線が、前記ノズル（４）の前記ノズル孔（４．１）の中心を通る前記長軸（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）を通って延びること
を特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
前記ノズル（４）のノズル孔（４．１）の中心を通る長軸（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）から前記外郭（ＡＫ）の径方向外縁までを結ぶ共通軸に沿って、相対する２方向に最小距離（ｃ）が存在すること
を特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
プラズマ切断トーチ（１．１、１．２、１．３）の全長上に少なくとも１つの最小距離（ｃ）が存在すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記ノズル（４）、前記ノズルキャップ（５）、ノズル保護キャップ（８）、又はノズル保護キャップホルダ（９）の全長上に最小距離（ｃ）が存在すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記ノズル孔（４．１）の中心が、前記外郭（ＡＫ）内で偏心的に配置されること
を特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
最小距離（ｃ）の長さが、前記最大距離（ｂ）の最大１／３、好ましくは最大１／４、より好ましくは最大１／６である、又は
最小距離（ｃ）の長さが、前記最大距離（ｄ）の最大２／３、好ましくは最大１／２、より好ましくは最大１／３であること
を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項７】
最小距離（ｃ）が、前記長軸（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）を起点として少なくとも最大角１２０°、好ましくは最大角７０°の角度領域α内に存在すること
を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記外郭（ＡＫ）は、前記外郭（ＡＫ）の最大距離（ｂ）を構成する２点間において前記ノズル孔（４．１）の径方向に少なくとも１つの最大距離（ｄ）を有し、該最大距離（ｄ）を結ぶ仮想線が、前記ノズル（４）のノズル孔（４．１）の中心を通る前記長軸（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）と交差すると共に、前記ノズル孔（４．１）の周りに、前記最小距離（ｃ）を表す仮想線に対して左右に最小角βｍｉｎ６０°から最大角βｍａｘ１２０°の範囲で広がる角度範囲、若しくは前記最小距離（ｃ）の角度領域αの中間に設けられた仮想線に対して左右に拡がる最小角βｍｉｎ６０°から最大角βｍａｘ１２０°の範囲で広がる角度範囲内に存在する、又は、
前記外郭（ＡＫ）は、前記ノズル（４）のノズル孔（４．１）の中心を通る前記長軸（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）と前記外郭（ＡＫ）の外縁との間において、前記ノズル孔（４．１）の径方向に延びる少なくとも１つの最大距離（ｂ）を有すること
を特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項９】
最小距離（ｃ）は、最大２０ｍｍ、好ましくは最大１５ｍｍ、より好ましくは最大１２．５ｍｍであること
を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記外郭（ＡＫ）は、円形状、多角形状、曲線状、半円形状、卵形状、楕円形状、又はこれらの組み合わせからなること
を特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
外郭（ＡＫ）の少なくとも１つの最小距離（ｃ）は、プラズマトーチ（１．１）上において、該プラズマトーチ（１．１）に隣接する少なくとも１つの他のプラズマトーチ（１．２，１．３）の操作方向に存すること
を特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
複数のプラズマ切断トーチ（１．１、１．２、１．３）の各ノズル（４）のノズル孔（４．１）から垂直方向に延びる各長軸（Ｍ１．１、Ｍ１．２、Ｍ１．３）において、隣接する長軸との最大間隔（ｚ１、ｚ２）が、４２ｍｍ、好適には３２ｍｍ、より好適には２７ｍｍであること
を特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記外郭（ＡＫ）と前記ノズル（４）の前記ノズル孔（４．１）の中心を通る長軸（Ｍ１）との間に存する少なくとも１つの最小距離（ｃ）を表す仮想線が、前記ワーク片（２０）に対し、前記プラズマ切断トーチ（１．１、１．２、１．３）の前記送り方向から最大３０°、好ましくは最大１５°、より好ましくは最大５°からなる角度εだけ傾く、又は、最も好ましい場合として前記仮想線が前記送り方向と平行であること
を特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のアセンブリにおける摩耗部品の用途であって、
前記プラズマ切断トーチ（１．１．、１．２、１．３）のうち少なくとも１つにおいて、ノズル（４）、ノズルキャップ（５）、ノズル保護キャップ（８）、又はノズル保護キャップホルダ（９）が摩耗部品であって、請求項１に記載の条件を満たす外郭（ＡＫ）を有していること
を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ切断トーチを利用した連立プラズマ切断に用いられるプラズマ切断用トーチの構成に関する。より具体的には、切断面の面取り部の同時形成や、同時熱処理に用いられるプラズマ切断用トーチアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ切断は金属の切断に用いられる技術であり、プラズマ切断トーチを使用する。機械切削では、ＣＮＣ制御によるｘｙ座標切削機や産業用ロボットなどのガイドシステムを用いてプラズマ切断トーチをガイドする。
【０００３】
一般に、プラズマ切断トーチはトーチシャフトとトーチヘッドを備える。また、プラズマ切断トーチを利用する上で必要となる媒体、例えばガス（プラズマガス）、電力（切断力）、冷却体（冷却媒体、冷却水）、イグニッション電圧及び／又はパイロット電流、との接続部はトーチシャフト内に設けられる。なお、接続部同士を連結してもよく、例えば電力と冷却媒体に対し共通の接続部を用いても良い。接続部はホースに接続され、該ホースは束ねられて所謂ホースパッケージを形成する。なお、トーチシャフト内にはガスの切替を行う電磁弁を収納しても良い。このように、トーチシャフトのサイズは、接続部、ホース、及びその他の部品により決まる。こうしたシャフトは、一般的には特定の直径を持つ筒状に形成され、その結果として全体的な構造物のサイズも決まる。図１ａ〜１ｃに示すように、あるプラズマ切断トーチは、終端又は先端から円形状の外形を有している。該円形の外径は、電力を供給する電力線の断面及びガスの供給に用いられるホースの断面積により定まる。また、冷却水はプラズマ切断トーチの電力部を冷却する。なお、切断電流の範囲が２００Ａ〜６００Ａ、電力範囲が２５ｋＷ〜１２０ｋＷのとき、トーチシャフトの直径はおよそ５０ｍｍ〜６０ｍｍとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数のプラズマ切断トーチを互いに近接させた状態で操作する場合や、複数のプラズマ切断トーチを互いに若しくはワーク片表面に対して傾けて使用する場合には、上記した構造は不利である。
【０００５】
また、プラズマ切断トーチが切断できる最大材料厚さを超える深さの切込みが必要な場合も、上記した構造は不利である。
【０００６】
プラズマ切断トーチの利用例として、金属プレートを所定の形状に切断した後に溶接を行う際に必要となる、該金属プレートの面取りがある。この場合、金属プレートの厚さや溶接方法によって、面取りの形状やシーム溶接のための準備（DIN EN ISO 9692-1）が異なる。特定の利用例（ＤＹシーム、Ｙシーム）では、金属プレートの縁部に対して複数の面取り部が必要となる。そこで、金属プレートの上端に対して様々な角度で配置された複数のプラズマ切断トーチを用いることができれば、複数の面取り加工を同時に実行できる。かかる技術はマルチ面取り加工と呼ばれる。また、単一のプラズマ切断トーチを用いて、各面取り部を一つずつ個別に切削することもできる。ただし、この場合は切削時間が長くなるため、金属プレートの歪みやズレが発生して要求される部品形状を達成できなくなるリスクが非常に大きくなってしまう。
【０００７】
しかしながら、従来のプラズマ切断トーチでは、マルチ面取り加工は不可能又は不十分であった。特に、複数のプラズマ切断トーチを互いに近接させ、かつ／又は互いに若しくはワーク片表面に対して傾けて配置する場合に上記した問題が発生していた。
【０００８】
実現可能な、ノズルから噴射されるプラズマジェット間の最小距離は、プラズマ切断トーチの外径と、トーチシャフト間に設けられた安全用の余剰スペースとを足した距離となる。具体的には、プラズマ切断トーチを並列に配置して用いる場合、当該距離は、例えば１ｍｍ〜５ｍｍとなる。
【０００９】
プラズマ切断トーチは面取り加工に用いられる。トーチヘッドの外径は、ノズル領域において、プラズマが発生する位置から所定長さに亘って幅方向にテーパーがかけられる。これにより、鋭い構造形状を実現することができると共に、条件付きではあるが面取り加工の形成も可能となる。ただし、プラズマトーチシャフトが筒状形状を有するため、複数のプラズマ切断トーチを狭い空間で次々と回転させることはできない。このため、複数のプラズマ切断トーチを同時に用いても、一度の切削において様々な面取り角を形成することができない。切断されるワーク片に向けられたプラズマ切断トーチの先端やノズル孔は、可能な限り互いに近接して配置されるが、プラズマ切断トーチのピボット運動はトーチシャフトの外径に制限される。こうした欠点は、切削溝に沿って次々に種々の熱加工処理を実行する際に、複数のプラズマ切断トーチを同時かつ互いに近接させて使用する場合にも生じる。
【００１０】
したがって本発明の目的は、複数のプラズマ切断トーチを同時かつ互いに近接させて使用する際の条件及び製造精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、請求項１の特徴を備えたプラズマ切断トーチの発明により達成することができる。また、請求項１５は摩耗部品の用途に関するものである。本発明の有利な実施例及び更なる発展形は、従属項に規定される特徴によって実現することができる。
【００１２】
本発明に係るプラズマ切断トーチアセンブリでは、トーチ体と、電極と、ノズル孔を有するノズルと、から形成される少なくとも１つのプラズマ切断トーチを備える。前記プラズマ切断トーチの外郭は、前記ノズル孔及びトーチ体の長軸に直交する横断面として現れる。少なくとも１つの軸方向から見て、前記ノズルのノズル孔の中心を通る長軸と前記外郭の径方向外縁との間の最小距離が存在し、前記最小距離は、前記ノズルのノズル孔の中心を通る長軸と前記外郭の径方向外縁との間の最大距離に対して最大で３／４の長さを有する。あるいは、前記最小距離ｃは、前記外郭ＡＫの外縁２点間の最大距離ｂに対して最大で３／８の長さを有すると共に、該最大距離を結ぶ仮想線は、前記ノズル４の前記ノズル孔４．１の中心を通る前記長軸Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を通って延びる。
【００１３】
したがって、外郭はノズル孔の中心を通る長軸に対して回転対称にはなっていない。
【００１４】
有利な実施例にあっては、前記ノズルのノズル孔の中心を通る長軸から前記外郭の径方向外縁までを結ぶ共通軸に沿って、相対する２方向に最小距離が存在する。このため、プラズマ切断トーチにおいて、最小距離が存在する２方向の側面それぞれに、他のプラズマ切断トーチを近接させて配置し、これらを同時に動作させることが可能となる。
【００１５】
また、プラズマ切断トーチの全長上に少なくとも１つの最小距離ｃが存在し得る。かかる場合、プラズマ切断トーチを互いに近接した状態で並列に配置することができる。
【００１６】
また、最小距離ｃは、ノズル、ノズルキャップ、ノズル保護キャップ、又はノズル保護キャップホルダの全長上に存在する。
【００１８】
また、前記ノズル孔の中心は、前記外郭内で偏心的に配置されてもよい。かかる場合、プラズマ切断トーチの全要素又はほとんどの要素（例えば、シャフト、ノズル、ノズルホルダ等）は断面視で回転非対称の形状を有しており、最小距離ｃは片側にのみ現れる。
【００１９】
また、最小距離ｃの長さが、前記最大距離ｂの最大１／３、好ましくは最大１／４、より好ましくは最大１／６であることが好ましい。
【００２０】
また、最小距離ｃの長さが、前記最大距離ｄの最大２／３、好ましくは最大１／２、より好ましくは最大１／３であることが好ましい。
【００２１】
また、最小距離は、前記長軸を起点として少なくとも最大角１２０°、好ましくは最大角７０°の角度領域α内に存在する。なお、最小距離ｃが存する側の周面は大きくなるため、平行に配置されるプラズマ切断トーチを互いに近接した状態で操作することができる。
【００２２】
また、前記外郭は、前記外郭の２点間において、前記ノズル孔の径方向に少なくとも１つの最大距離ｂを有し、該最大距離を結ぶ仮想線は、前記ノズルのノズル孔の中心を通る前記長軸と交差すると共に、前記ノズル孔周りに、最小角βｍｉｎ６０°から最大角βｍａｘ１２０°の間で、前記最小距離ｃを表す仮想線に対して若しくは前記角度範囲の中央を規定する仮想線に対して左右に拡がる角度範囲内に存在する。あるいは、前記外郭は、前記ノズル孔の径方向において、前記ノズルのノズル孔の中心を通る前記長軸と前記外郭ＡＫの外縁との間に少なくとも１つの最大距離ｄを有する。
【００２３】
また、最小距離ｃは、最大２０ｍｍ、好ましくは最大１５ｍｍ、より好ましくは最大１２．５ｍｍである。
【００２４】
また、前記外郭は、円形状、多角形状、曲線状、半円形状、卵形状、楕円形状、又はこれらの組み合わせからなる。なお、多角形状からなる外郭の角は丸みを帯びていても良い。
【００２５】
また、外郭の少なくとも１つの最小距離ｃは、プラズマトーチ上において、該プラズマトーチに隣接する少なくとも１つの他のプラズマトーチの操作方向に存する。
【００２６】
また、互いに隣接して同時に操作される複数のプラズマ切断トーチにおいて、隣接配置されるプラズマ切断トーチの各ノズルのノズル孔から垂直方向に延びる各長軸同士の最大間隔が、４２ｍｍ、好適には３２ｍｍ、より好適には２７ｍｍである。また、プラズマ切断時、プラズマ切断トーチを、その長軸が材料表面と直交する方向に対して４５°から１３５°の間で傾くように配置しても良い。
【００２７】
これにより、本発明に係るアセンブリは、複数のプラズマ切断トーチを同時に、かつ互いに近接させた状態で動作させることができる。一方で、動作に必要な部品を収納することのできるだけの十分なスペースも確保できる。
【００２８】
本発明にあっては、外郭ＡＫの外縁２箇所の間の最大距離ｂと、該外郭ＡＫの外縁２点間の最小距離ｂとの比が４未満となるように設定される。なお、外郭ＡＫの当該外縁２点を接続する仮想線は、ノズル（４）のノズル孔（４．１）の中心を延びる、中央長軸（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）を通る。
【００２９】
より大きな厚みを持ったワーク片も本発明に係るプラズマ切断トーチアセンブリを利用して切削することができる。かかる場合、要求電流が少なくとも２００Ａ、ノズル孔が少なくとも直径２ｍｍのものを用いることができる。また、プラズマガスとしては、酸素又は酸素を含んだ混合ガスを用いることができる。電極は高融点金属（例えば、ハフニウム、タングステン、又はこれらの合金）のインサートを備え、電極支持部は高熱伝導性を有する材料（例えば、銅、銀、又はこれらの合金）を備える。
【００３０】
電極、ノズル、ノズルキャップ、及び／又はノズル保護キャップ等、プラズマトーチの磨耗部品は液体冷却される。
【００３１】
本発明に係るアセンブリによる複数のプラズマ切断トーチは、ガイドシステム又は少なくとも一台の産業用ロボットにより移動することができる。
【００３２】
以下、実施例を参照しながら本発明の詳細を説明する。なお、これら実施例が備える特徴は、当該例に限定されるものではない。むしろ、こうした特徴は本発明の変更例において他の特徴と組み合わせて用いられても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】従来技術に係るプラズマ切断トーチの断面図である。
【図１ｂ】従来技術に係るプラズマ切断トーチにおいて、プラズマトーチ先端を示す図である。
【図１ｃ】従来技術に係るプラズマ切断トーチにおいて、プラズマトーチ終端を示す図である。
【図２ａ】本発明に係るプラズマ切断トーチの断面図である。
【図２ｂ】本発明に係るプラズマ切断トーチの断面図である。
【図２ｃ】本発明に係るプラズマ切断トーチにおいて、プラズマトーチ先端を示す図である。
【図２ｄ】本発明に係るプラズマ切断トーチにおいて、プラズマトーチ先端を示す図である。
【図２ｅ】本発明に係るプラズマ切断トーチにおいて、プラズマトーチ終端を示す図である。
【図３ａ】本発明に係るプラズマ切断トーチの断面図である。
【図３ｂ】本発明に係るプラズマ切断トーチの断面図である。
【図３ｃ】本発明に係るプラズマ切断トーチにおいて、プラズマトーチ先端を示す図である。
【図３ｄ】本発明に係るプラズマ切断トーチにおいて、プラズマトーチ先端を示す図である。
【図３ｅ】本発明に係るプラズマ切断トーチにおいて、プラズマトーチ終端を示す図である。
【図４】プラズマトーチ先端から見た、プラズマ切断トーチの外郭の実施例を示す図である。
【図５ａ】側面視における、本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図５ｂ】側面視における、本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図５ｃ】図５ａに係るノズル先端を示す図である。
【図６ａ】側面視における、本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図６ｂ】側面視における、本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図６ｃ】図６ａに係るノズル先端を示す図である。
【図７ａ】側面視における、本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図７ｂ】側面視における、本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図７ｃ】図７ａに係るノズル先端を示す図である。
【図８ａ】側面視における、本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図８ｂ】側面視における、本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図８ｃ】図８ａに係るノズル保護キャップ先端を示す図である。
【図９ａ】側面視における、本発明に係るノズルの断面図である。
【図９ｂ】側面視における、本発明に係るノズルの断面図である。
【図９ｃ】ノズル先端を示す図である。
【図９ｄ】ノズル先端と反対の終端を示す図である。
【図１０ａ】側面視における、本発明に係るノズルキャップの断面図である。
【図１０ｂ】側面視における、本発明に係るノズルキャップの断面図である。
【図１０ｃ】ノズル先端を示す図である。
【図１０ｄ】ノズル先端と反対の終端を示す図である。
【図１１ａ】側面視において、ノズルキャップ及びガス路の本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図１１ｂ】側面視において、ノズルキャップ及びガス路の本発明に係るアセンブリの断面図である。
【図１１ｃ】アセンブリのノズルキャップを示す図である。
【図１１ｄ】ノズルキャップ先端と反対の終端を示す図である。
【図１２ａ】側面視において、本発明に係るノズル保護キャップの断面図である。
【図１２ｂ】側面視において、本発明に係るノズル保護キャップの断面図である。
【図１２ｃ】ノズル保護キャップ先端を示す図である。
【図１２ｄ】ノズル保護キャップ先端と反対の終端を示す図である。
【図１３ａ】側面視において、本発明に係るノズル保護キャップホルダの断面図である。
【図１３ｂ】側面視において、本発明に係るノズル保護キャップホルダの断面図である。
【図１３ｃ】ノズル保護キャップホルダ先端を示す図である。
【図１３ｄ】ノズル保護キャップホルダ先端と反対の終端を示す図である。
【図１４ａ】側面視において、本発明に係るノズル保護キャップ及びノズル保護キャップホルダのアセンブリの断面図である。
【図１４ｂ】側面視において、本発明に係るノズル保護キャップ及びノズル保護キャップホルダのアセンブリの断面図である。
【図１４ｃ】ノズル保護キャップ先端を示す図である。
【図１４ｄ】ノズル保護キャップ先端と反対の終端を示す図である。
【図１５】ノズル保護キャップ８の外郭の実施例と、ノズル保護キャップ８及びノズル保護キャップホルダ９のアセンブリを示す図である。
【図１６】プラズマ切断トーチを２つ備える場合のアセンブリを示す図である。
【図１７】プラズマ切断トーチを３つ備える場合のアセンブリを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１ａから図１ｃは、従来技術の機械プラズマ切断に用いられるプラズマ切断トーチを示す。プラズマ切断トーチ１は、プラズマトーチヘッド１．１０及びプラズマトーチシャフト１．２０を備える。なお、プラズマトーチヘッド１．１０及びプラズマトーチシャフト１．２０は単一の部品として形成しても良い。電極、ノズル、ガス路等の摩耗部品（一部図示せず）は、プラズマトーチヘッド１．１０に固定される。また、図には、ノズルキャップ５と、プラズマトーチ先端１．２５においてノズルキャップ５の開口から突出するノズル４の先端とを示す。電流・電圧を供給する電線の接続部や、ガスや冷却媒体用のホース（図示せず）は、例えば、プラズマトーチシャフト内部に設けられる。図１ａは上記したプラズマ切断トーチの側面図を、図１ｂはプラズマトーチ先端１．２５を、図１ｃはプラズマトーチ終端１．３５を、それぞれ示す。なお、ノズル４のノズル孔４．１からプラズマジェットが噴出する、プラズマ切断トーチ１の部位をプラズマトーチ先端１．２５と呼ぶ。図１ｂ及び図１ｃは、先端又は終端側から見た、直径ｅ（例えば５０ｍｍ）の外郭ＡＫを示す。なお、便宜のため、プラズマトーチ終端１．３５においてプラズマトーチシャフト１．２０から延びるホースや線は図示しない。
【００３５】
図２ａから図２ｅは、本発明に係るプラズマ切断トーチの一例を示す。この例において、プラズマ切断トーチ１は、プラズマトーチヘッド１．１０及びプラズマトーチシャフト１．２０を備える。なお、プラズマトーチヘッド１．１０及びプラズマトーチシャフト１．２０は単一の部品として形成しても良い。電極、ノズル、ガス路等の摩耗部品（一部図示せず）は、プラズマトーチヘッドに固定される。また、図には、ノズルキャップ５と、プラズマトーチ先端１．２５においてノズルキャップ５の開口から突出するノズル４の先端とを示す。ノズルキャップ５は、プラズマトーチ先端に向けて角度γ５でテーパーする部位を有する。電流・電圧を供給する電線の接続部や、ガスや冷却媒体用のホース（図示せず）は、例えば、プラズマトーチシャフト内部に設けられる。図２ａ及び図２ｂは、ノズル孔４．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たプラズマ切断トーチ１の側面図を示す。また、図２ｃ及び図２ｄはプラズマトーチ先端１．２５を、図２ｅはプラズマトーチ終端１．３５を、それぞれ示す。なお、ノズル４のノズル孔４．１からプラズマジェットが噴出する、プラズマ切断トーチ１の部位をプラズマトーチ先端１．２５と呼ぶ。また、便宜のため、プラズマトーチ終端１．３５においてプラズマトーチシャフト１．２０から延びるホースや線は図示しない。また、プラズマトーチ先端１．２５及び／又はプラズマトーチ終端１．３５から見た外郭を符号ＡＫで示す。外郭ＡＫは円形形状ではなく、その断面図は長軸Ｍ１周りに回転対称とはなっていない。
【００３６】
図２ｃ及び図２ｄにおいて、ノズルキャップ５と、ノズル孔４．１を有するノズル４を示す。なお、長軸Ｍ１はノズル孔４．１を通る鉛直線を示す仮想中心線である。
【００３７】
図２ｃ左側に、外郭ＡＫとノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１との間の最小距離ｃ（例えば、１４ｍｍ）を示す。最小距離ｃは角度領域α（例えば、６７°）に及ぶ。また、ノズル孔４．１周りに右側（即ち、最小距離ｃの角度領域αの半分（α／２）を示す仮想線側）へ６０°回転させた最小角βｍｉｎと、同じく１２０°回転させた最大角βｍａｘとの間の領域において、ノズル孔４．１の径方向に最大距離ｄ（例えば、３５ｍｍ）を示す。最大距離ｄは、外郭ＡＫとノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１との間の距離である。
【００３８】
また、外郭ＡＫの２点におけるノズル孔４．１の径方向の最小距離ａ（例えば、２×ｃ＝２８ｍｍ）を示す。上記２点を結ぶ仮想線を引いた場合、該仮想線はノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と交差する。最小距離ａは角度領域α（例えば６７°）を超える範囲に及ぶ。また、ノズル孔４．１周りに右側（即ち、最小距離ｃの角度領域αの半分（α／２）を示す仮想線側）へ６０°回転させた最小角βｍｉｎと、同じく１２０°回転させた最大角βｍａｘとの間の領域において、ノズル孔４．１の径方向の、外郭ＡＫの２点間が最大距離ｂ（例えば、７０ｍｍ）となる。なお、外郭ＡＫの最大距離ｂを構成する２点を結ぶ仮想線を引いた場合、該仮想線はノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と交差する。
【００３９】
図２ｃの左側においてαで示す領域を、図２ｄにおいてプラズマ切断トーチの右側に、同一尺度で示す。また、図２ｄには最小角βｍｉｎ（６０°）と最大角βｍａｘ（１２０°）との間の角度領域も同様に示す。
【００４０】
従来技術に係るプラズマ切断トーチ（図１ａから図１ｃ）に対し、本発明の構造であれば、２００Ａを超える切削電流での加工が可能であると共に、ノズル孔同士の間隔を可能な限り小さくしつつ複数のプラズマ切断トーチを配置することができる。
【００４１】
図３ａから図３ｄは、本発明に係る別のプラズマ切断トーチ１の構造を示す。図２ａから図２ｄで示した構造と異なり、本構造は角度領域αを有しない。対応する距離ｃとａを、図３ｃにおいてプラズマ切断トーチ１の左側に、図３ｄにおいて右側に、それぞれ示す。
【００４２】
図３ａ及び図３ｂは、ノズル孔４．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たプラズマ切断トーチ１の側面図を示す。また、図３ｃ及び図３ｄはプラズマトーチ先端１．２５を、図２ｅはその反対側にあるプラズマトーチ終端１．３５を、それぞれ示す。なお、ノズル４のノズル孔４．１からプラズマジェットが噴出する、プラズマ切断トーチ１の部位をプラズマトーチ先端１．２５と呼ぶ。また、便宜のため、プラズマトーチ終端１．３５においてプラズマトーチシャフト１．２０から延びるホースや線は図示しない。また、プラズマトーチ先端１．２５及び／又はプラズマトーチ終端１．３５から見た外郭を符号ＡＫで示す。外郭ＡＫは円形形状ではなく、その断面図は長軸Ｍ１周りに回転対称とはなっていない。
【００４３】
図３ｃ及び図３ｄにおいて、ノズルキャップ５と、ノズル孔４．１を有するノズル４を示す。なお、長軸Ｍ１はノズル孔４．１を通る鉛直線を示す仮想中心線である。
【００４４】
図３ｃ左側に、外郭ＡＫとノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１との間の最小距離ｃ（例えば、１２ｍｍ）を示す。また、ノズル孔４．１周りに右側へ６０°回転させた最小角βｍｉｎと、同じく１２０°回転させた最大角βｍａｘとの間の領域において、ノズル孔４．１の径方向に最大距離ｄ（例えば、３５ｍｍ）を示す。最大距離ｄは、外郭ＡＫとノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１との間の距離である。
【００４５】
また、外郭ＡＫの２点におけるノズル孔４．１の径方向の最小距離ａ（例えば、２８ｍｍ）を示す。上記２点を結ぶ仮想線を引いた場合、該仮想線はノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と交差する。また、ノズル孔４．１の右側に仮想線を引いた場合、その仮想線側へ６０°回転させた最小角βｍｉｎと、同じく１２０°回転させた最大角βｍａｘとの間の領域において、ノズル孔４．１の径方向の、外郭ＡＫの２点間が最大距離ｂ（例えば、７０ｍｍ）となる。なお、外郭ＡＫの最大距離ｂを構成する２点を結ぶ仮想線を引いた場合、該仮想線はノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と交差する。
【００４６】
図３ｄの右側に、外郭ＡＫとノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１との間に最小距離ｃ（例えば、１２ｍｍ）を示す。また、ノズル孔４．１周りに、最少距離ｃの仮想線のある左側へ６０°回転させた最小角βｍｉｎと、同じく１２０°回転させた最大角βｍａｘとの間の領域において、ノズル孔４．１の径方向に最大距離ｄ（例えば、３５ｍｍ）を示す。最大距離ｄは、外郭ＡＫとノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１との間の距離である。
【００４７】
また、外郭ＡＫの２点におけるノズル孔４．１の径方向の最小距離ａ（例えば、２８ｍｍ）を示す。上記２点を結ぶ仮想線を引いた場合、該仮想線はノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と交差する。また、最小距離ａの仮想線のある左側に６０°回転させた最小角βｍｉｎと、同じく１２０°回転させた最大角βｍａｘとの間の領域において、ノズル孔４．１の径方向の、外郭ＡＫの２点間が最大距離ｂ（例えば、７０ｍｍ）となる。なお、外郭ＡＫの最大距離ｂを構成する２点を結ぶ仮想線を引いた場合、該仮想線はノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と交差する。
【００４８】
図４ａから図４ｈは、本発明に係るプラズマ切断トーチの異なる実施例であって、プラズマトーチ先端１．２５から見た図を示す。なお、図示する最小距離ｃ及びａ並びに最大距離ｄ及びｂは例に過ぎない。図４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｆ，４ｆに示す例では、最小距離ｃ及びａの存する角度領域αが１つ以上存在する。なお、図４ａ及び図４ｂでは、角度α＝６７°、図４ｃでは、角度α＝２３°、図４ｆでは、角度α＝９６°、図４ｇでは角度α＝３３°である。
【００４９】
図４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｇでは、ノズル孔４．１の左側に示される角度領域αに加え、ノズル孔４．１の右側においても、同様の大きさを有する第２の角度領域αが存在する。なお、便宜のためにかかる角度領域は図中で明記していないが、図２ｃ及び図２ｄの記載からも明らかであろう。
【００５０】
一方、図４ｆでは、ノズル孔４．１の左側にのみ角度領域αが存在し、ノズル孔の右側には角度領域αは存在しない。
【００５１】
また、図４ｄでは、ノズル孔４．１の右側及び左側にそれぞれ最小距離ｃが存在するが、角度領域αは存在しない又はゼロである。
【００５２】
また、図４ｅでは、ノズル孔４．１の左側にのみ最小距離ｃが存在する。
【００５３】
同様に、左右非対称の実施例を図４ｅ，図４ｆ，図４ｇ，図４ｈに示す。
【００５４】
図５ａから図５ｃは、電極２と、ノズル４と、電極２及びノズル４の間にガス路３を備えた実施例のアセンブリを示す。図５ａ及び図５ｂは、ノズル孔４．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たプラズマ切断トーチ１の側面図を示す。
【００５５】
プラズマガスＰＧは、ガス路３の開口３．１から電極２とノズル４との間の内部空間４．２に流入し、ノズル孔４．１から排出される。
【００５６】
ノズル４はノズルホルダ６に固定される。ノズル４は、プラズマトーチ先端（即ち、ノズル孔４．１）に向けて角度γ４（例えば、４８°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【００５７】
電極２は直接液冷式、即ち、冷却液（最も単純な例で言えば水）と直接接触して冷却される。冷却液は、冷却パイプ１０から電極２の内部空間（冷却供給路ＷＶ１）に流入し、冷却パイプ１０と電極２の間に設けられた中央空間（冷却液還路ＷＲ１）を通って戻る。ここで、電極２はインサート２．２及び電極ホルダ２．１を備える。インサート２．２は高融点金属（例えば、ハフニウム、タングステン、又はこれらの合金）を含む。電極ホルダ２．１は、高熱伝導性の材料（例えば、銅、銀、又はこれらの合金）からなる。これにより、電極２の効率的な冷却が可能となる。
【００５８】
図５ｃはノズル孔４．１を有するノズル先端を示す図である。プラズマ切断トーチ１に本構成を設けた場合、当該ノズル先端がプラズマトーチ先端１．２５に対応する。ここでは、本アセンブリの外郭ＡＫ４をノズル孔４．１側から見た状態を示す。なお、当該外郭は図９ｃに示すノズル４の外郭ＡＫ４と同一のものである。
【００５９】
ノズル孔４．１の径方向への最小距離ｃ４は、ノズル孔４．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、ノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ４との間において、ノズル孔４．１に対して径方向に２つの最小距離ｃ４が存在する。
【００６０】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、本アセンブリに係る外郭ＡＫを、最小距離ｃ４が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲にまで拡大するように構成しても良い。また、本構成においてノズル孔の径方向の最小距離ｃ４を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｈ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【００６１】
外郭ＡＫ４は、ノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ４との間において、ノズル孔４．１の径方向に最大距離ｄ４を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ４は、最小角βｍｉｎ（６０°）から最大角βｍａｘ（１２０°）までの間で、最小距離ｃ４を示す仮想線に対し、ノズル孔４．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【００６２】
ここで、最小距離ｃ４は、例えば１２ｍｍとし、最大距離ｄ４を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ４は、最大距離ｄ４の２／３未満の大きさとなる。
【００６３】
また、ノズル孔の最小径ｄ４．１は２．４ｍｍであり、少なくとも２００Ａ又は２５０Ａを超える電流による切削にも適用できる。
【００６４】
図６ａから図６ｃは、電極２と、ノズル４と、電極２及びノズル４の間に設けられたガス路３とを備えたアセンブリであって、さらにノズルキャップ５を備えたものを示す。図６ａ及び図６ｂは、ノズル孔４．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たプラズマ切断トーチ１の側面図を示す。なお、本構成のデザイン及び機能は、図５ａから図５ｃを参照して詳述した例のデザイン及び機能に対応する。また、同一の要素は同一の参照符号を用いて示す。
【００６５】
ノズル４の外周面は、ノズル先端（即ち、ノズル孔４．１）に向けて角度γ４（例えば、８０°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【００６６】
また、ノズルキャップ５の外周面は、ノズルキャップ先端（即ち、ノズルキャップ孔５．１）に向けて角度γ５（例えば、４８°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【００６７】
図６ｃは、ノズル孔４．１を有するノズル先端と、ノズルキャップ孔５．１を有するノズルキャップ先端を示す図である。プラズマ切断トーチ１に本構成を設けた場合、当該ノズル先端がプラズマトーチ先端１．２５に対応する。ここでは、本アセンブリの外郭ＡＫ５をノズルキャップ孔５．１側から見た状態を示す。なお、当該外郭は図１０ｃに係るノズルキャップ５の外郭と同一のものである。
【００６８】
なお、この実施例に係る構成では、ノズル孔４．１及びノズルキャップ孔５．１の中心がそれぞれ一致するため、ノズル孔４．１の中心及び長軸Ｍ１のみを参照しながら説明する。
【００６９】
ノズル孔４．１の径方向への最小距離ｃ５は、ノズル孔４．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、ノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ５との間に、ノズル孔４．１に対して径方向に２つの最小距離ｃ５が存在する。
【００７０】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、本アセンブリに係る外郭ＡＫを、最小距離ｃ５が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲にまで拡がるように構成しても良い。また、本構成においてノズル孔の径方向の最小距離ｃ４を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｊ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【００７１】
外郭ＡＫ４は、ノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ５との間において、ノズル孔４．１の径方向に最大距離ｄ５を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ５は、最小角βｍｉｎ（６０°）から最大角βｍａｘ（１２０°）までの間で、最小距離ｃ５を示す仮想線に対し、ノズル孔４．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【００７２】
ここで、最小距離ｃ５は、例えば１２ｍｍとし、最大距離ｄ５を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ５は、最大距離ｄ４の２／３未満の大きさとなる。
【００７３】
また、ノズル孔の最小径ｄ４．１は２．４ｍｍであり、少なくとも２００Ａ又は２５０Ａを超える電流による切削にも適用できる。
【００７４】
図７ａから図７ｃは、電極２と、ノズル４と、電極２及びノズル４の間に設けられたガス路３と、ノズルキャップ５と、ノズル保護キャップ８と、ノズルキャップ５及びノズル保護キャップ８の間に設けられたガス路７とを備えたアセンブリを示す。図７ａ及び図７ｂは、ノズル孔４．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たプラズマ切断トーチ１の側面図を示す。
【００７５】
プラズマガスＰＧは、ガス路３の開口３．１から電極２とノズル４との間の内部空間４．２に流入した後、ノズル孔４．１、さらにはプラズマ保護キャップ孔８．１から排出される。
【００７６】
また、第２プラズマガスＰＧは、ガス路７の開口７．１からノズルキャップ５とノズル保護キャップ８との間の空間８．２に流入した後、ノズル保護キャップ孔８．１から排出される。
【００７７】
ノズル４は、ノズルキャップ５を用いてノズルホルダ６に固定される。
【００７８】
ノズル保護キャップ８は、例えばノズルキャップ５に固定される。なお、ノズル保護キャップ８は、トーチ体１０．１や、ノズルホルダ６や、プラズマ切断トーチ１のその他の部品に固定されても良い。通常、当該固定手段は、ノズル保護キャップ８とノズル４との電気的絶縁を達成する位置に設けられる。
【００７９】
ノズル４の外周面は、ノズル先端（即ち、ノズル孔４．１）に向けて角度γ４（例えば、８０°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【００８０】
また、ノズルキャップ５の外周面は、ノズルキャップ先端（即ち、ノズルキャップ孔５．１）に向けて角度γ５（例えば、１００°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【００８１】
また、ノズル保護キャップ８の外周面は、ノズル保護キャップ８の先端（即ち、ノズル保護キャップ孔８．１）に向けて角度γ８（例えば、１００°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【００８２】
上記以外については、本実施例の構成は、図５ａから図５ｃ及び図６ａから図６ｃで示した構成と対応する。
【００８３】
図７ｃは、ノズル保護キャップ孔８．１を有するノズル保護キャップを示す図であり、図示するように、その中には、ノズル孔４．１を有するノズル４が設けられている。プラズマ切断トーチ１に本構成を設けた場合、当該ノズル保護キャップ先端がプラズマトーチ先端１．２５に対応する。ここでは、本アセンブリの外郭ＡＫ８をノズル保護キャップ孔８．１側から見た状態を示す。なお、当該外郭は図１２ｃに係るノズル保護キャップ８の外郭ＡＫ８と同一のものである。
【００８４】
なお、この実施例に係る構成では、ノズル孔４．１、ノズルキャップ孔５．１、及びノズル保護キャップ８．１の中心がそれぞれ一致するため、ノズル孔４．１の中心及び長軸Ｍ１のみを参照しながら説明する。
【００８５】
ノズル孔４．１の径方向への最小距離ｃ８は、ノズル孔４．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、ノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ８との間に、ノズル孔４．１に対して径方向に２つの最小距離ｃ８が存在する。
【００８６】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、本アセンブリに係る外郭を、最小距離ｃ８が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲にまで拡大するように構成しても良い。また、ノズル孔４．１の径方向の最小距離ｃ８を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｊ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【００８７】
外郭ＡＫ８は、ノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ８との間において、ノズル孔４．１の径方向に最大距離ｄ８を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ８は、最小角βｍｉｎ（６０°）から最大角βｍａｘ（１２０°）までの間で、最小距離ｃ８を示す仮想線に対し、ノズル孔４．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【００８８】
ここで、最小距離ｃ８は、例えば１４ｍｍとし、最大距離ｄ８を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ８は、最大距離ｄ８の３／４未満の大きさとなる。
【００８９】
また、ノズル孔の最小径ｄ４．１は２．４ｍｍであり、少なくとも２００Ａ又は２５０Ａを超える電流による切削にも適用できる。
【００９０】
図８ａから図８ｃは、電極２と、ノズル４と、電極２及びノズル４の間に設けられたガス路３と、ノズルキャップ５と、ノズル保護キャップ８と、ノズルキャップ５及びノズル保護キャップ８の間に設けられたガス路７と、さらにノズル保護キャップホルダ９を備えたアセンブリを示す。
【００９１】
図７ａから図７ｃとの差異は、ノズル保護キャップ８がノズル保護キャップホルダ９によって保持されている点にある。なお、図７ａから図７ｃのノズル保護キャップ８のように、ノズル保護キャップホルダ９は、ノズルキャップ５や、トーチ体１．１０や、ノズルホルダ６や、プラズマ切断トーチ１のその他の部品に固定されても良い。
【００９２】
図８ａ及び図８ｂは、ノズル孔４．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たプラズマ切断トーチ１の側面図を示す。
【００９３】
図８ｃは、ノズル保護キャップ孔８．１を有するノズル保護キャップを示す図であり、図示するように、その中には、ノズル孔４．１を有するノズル４が設けられている。プラズマ切断トーチ１に本構成を設けた場合、当該ノズル保護キャップ先端がプラズマトーチ先端１．２５に対応する。ここでは、本アセンブリの外郭ＡＫ９をノズル保護キャップ孔８．１側から見た状態を示す。なお、当該外郭は図１３ｃや図１４ｃのアセンブリに係るノズル保護キャップホルダ９の外郭と同一のものである。
【００９４】
なお、図７ａから図７ｃに係る説明は本実施例にも妥当する。ただし、ノズル保護キャップ８の外郭ＡＫ８がノズル保護キャップホルダ９の外郭ＡＫ９と置換される。また、最小距離ｃ８が最小距離ｃ９に、最大距離ｄ８が最大距離ｄ９に、それぞれ対応する。
【００９５】
図９ａから図９ｄは、本発明に係るノズル４を、図５ａから図５ｃに係るアセンブリに適用した場合を示す。図９ａ及び図９ｂは、ノズル孔４．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たプラズマ切断トーチ１の側面図を示す。ノズル４は、プラズマトーチ先端（即ち、ノズル孔４．１）に向けて角度γ４（例えば、４８°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【００９６】
図９ｃは、ノズル孔４．１を有するノズル先端を示す図であり、ノズル４の外郭ＡＫ４を示す。プラズマ切断トーチ１に該ノズル４を設けた場合、当該ノズル先端がプラズマトーチ先端１．２５に対応する。
【００９７】
ノズル孔４．１の径方向への最小距離ｃ４は、ノズル孔４．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、本アセンブリは、ノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ４との間に、ノズル孔４．１の径方向に２つの最小距離ｃ８を有する。
【００９８】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、外郭ＡＫ４を、最小距離ｃ４が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲にまで拡大するように構成しても良い。また、本構成において、ノズル孔４．１の径方向の最小距離ｃ４を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｊ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【００９９】
外郭ＡＫ４は、ノズル４のノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ４との間において、ノズル孔４．１の径方向に最大距離ｄ４を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ４は、最小角βｍｉｎ（６０°）と最大角βｍａｘ（１２０°）との間で、最小距離ｃ４を示す仮想線に対し、ノズル孔４．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【０１００】
ここで、最小距離ｃ４は、例えば１２ｍｍとし、最大距離ｄ４を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ４は、最大距離ｄ４の２／３未満の大きさとなる。
【０１０１】
図９ｄは、図９ｃに示すノズル先端及びノズル孔４．１の反対側となるノズル４の終端を示す図である。
【０１０２】
ノズル４の外郭ＡＫ４は、円形形状でなく、長軸Ｍ１に対して回転対称ではない。
【０１０３】
また、ノズル孔の最小径ｄ４．１は２．４ｍｍであり、少なくとも２００Ａ又は２５０Ａを超える電流による切削にも適用できる。
【０１０４】
図１０ａから図１０ｄは、本発明に係るノズルキャップ５を、図６ａから図６ｃに係るアセンブリに適用した例を示す。図１０ａ及び図１０ｂは、ノズルキャップ孔５．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たノズル５の側面図を示す。ノズルキャップ５は、ノズルキャップ先端（即ち、ノズルキャップ孔５．１）に向けて角度γ５（例えば、４８°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【０１０５】
図１０ｃは、ノズルキャップ孔５．１を有するノズルキャップ先端を示す図であり、ノズルキャップ５の外郭ＡＫ５を示す。プラズマ切断トーチ１に該ノズルキャップ５を設けた場合、当該ノズルキャップ先端がプラズマトーチ先端１．２５に対応する。
【０１０６】
ノズルキャップ孔５．１の径方向への最小距離ｃ５は、ノズルキャップ孔５．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、ノズルキャップ５のノズルキャップ孔５．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ５との間に、ノズルキャップ孔５．１の径方向に２つの最小距離ｃ５を有する。
【０１０７】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、外郭ＡＫ５を、最小距離ｃ５が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲に存するように構成しても良い。また、本構成において、ノズルキャップ孔５．１の径方向の最小距離ｃ５を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｊ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【０１０８】
外郭ＡＫ５は、ノズルキャップ５のノズルキャップ孔５．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ５との間において、ノズルキャップ孔５．１の径方向に最大距離ｄ５を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ５は、最小角βｍｉｎ（６０°）から最大角βｍａｘ（１２０°）までの間で、最小距離ｃ５を示す仮想線に対し、ノズルキャップ孔５．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【０１０９】
ここで、最小距離ｃ５は、例えば１２ｍｍとし、最大距離ｄ５を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ５は、最大距離ｄ５の２／３未満の大きさとなる。
【０１１０】
図１０ｄは、図１０ｃに示すノズルキャップ先端及びノズルキャップ孔５．１の反対側となるノズルキャップ５の終端を示す図である。
【０１１１】
ノズルキャップ５の外郭ＡＫ５は、円形形状でなく、長軸Ｍ１に対して回転対称ではない。
【０１１２】
図１１ａから図１１ｄは、ノズルキャップ５及びガス路７を備えた、本発明に係るアセンブリを示す。なお、ノズルキャップ５及びガス路７は、図７ａから図７ｃ、図８ａから図８ｃに係るアセンブリに設けても良い。図１１ａ及び図１１ｂは、ノズルキャップ孔５．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たノズルキャップ５の側面図を示す。ノズルキャップ５は、ノズルキャップ先端（即ち、ノズルキャップ孔５．１）に向けて角度γ５（例えば、１００°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【０１１３】
図１１ｃは、ノズルキャップ孔５．１を有するノズルキャップ先端を示す図であり、ノズルキャップ５の外郭ＡＫ５を示す。プラズマ切断トーチ１に該ノズルキャップ５を設けた場合、図７ａから図７ｃ、図８ａから図８ｃに示すように、該ノズルキャップ５はプラズマトーチ先端１．２５の方向において、ノズル保護キャップ８の裏に設けられる。
【０１１４】
ノズルキャップ孔５．１の径方向への最小距離ｃ５は、ノズルキャップ孔５．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、当該アセンブリは、ノズルキャップ５のノズルキャップ孔５．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ５との間に、ノズルキャップ孔５．１の径方向に２つの最小距離ｃ５を有する。
【０１１５】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、外郭ＡＫ５を、最小距離ｃ５が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲にまで拡大するように構成しても良い。また、本構成において、ノズルキャップ孔５．１の径方向の最小距離ｃ５を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｈ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【０１１６】
外郭ＡＫ５は、ノズルキャップ５のノズルキャップ孔５．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ５との間において、ノズルキャップ孔５．１の径方向に最大距離ｄ５を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ５は、最小角βｍｉｎ（６０°）から最大角βｍａｘ（１２０°）までの間で、最小距離ｃ５を示す仮想線に対し、ノズルキャップ孔５．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【０１１７】
ここで、最小距離ｃ５は、例えば１３ｍｍとし、最大距離ｄ５を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ５は、最大距離ｄ５の３／４未満の大きさとなる。
【０１１８】
図１１ｄは、図１１ｃに示すノズルキャップ先端及びノズルキャップ孔５．１の反対側となるノズルキャップ５の終端を示す図である。
【０１１９】
ノズルキャップ５の外郭ＡＫ５は、円形形状でなく、長軸Ｍ１に対して回転対称ではない。
【０１２０】
図１２ａから図１２ｄは、本発明に係るノズル保護キャップ８を、図７ａから図７ｃに係るアセンブリに設けた例を示す図である。図１２ａ及び図１２ｂは、ノズルキャップ孔８．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たノズル保護キャップ８の側面図を示す。ノズル保護キャップ８は、ノズル保護キャップ先端（即ち、ノズル保護キャップ孔８．１）に向けて角度γ８（例えば、１００°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【０１２１】
図１２ｃは、ノズル保護キャップ孔８．１を有するノズル保護キャップの先端を示す図であり、ノズル保護キャップ８の外郭ＡＫ８を示す。プラズマ切断トーチ１に該ノズル保護キャップ８を設けた場合、該ノズル保護キャップの先端がプラズマトーチ先端１．２５に対応する。
【０１２２】
ノズル保護キャップ孔８．１の径方向への最小距離ｃ８は、ノズル保護キャップ孔８．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、当該アセンブリは、ノズル保護キャップ８のノズル保護キャップ孔８．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ８との間に、ノズル保護キャップ孔８．１の径方向に２つの最小距離ｃ８を有する。
【０１２３】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、外郭ＡＫ８を、最小距離ｃ８が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲にまで拡大するように構成しても良い。また、本構成において、ノズル保護キャップ孔８．１の径方向の最小距離ｃ８を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｊ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【０１２４】
外郭ＡＫ８は、ノズル保護キャップ８のノズル保護キャップ孔８．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ８との間において、ノズル保護キャップ孔８．１の径方向に最大距離ｄ８を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ８は、最小角βｍｉｎ（６０°）から最大角βｍａｘ（１２０°）までの間で、最小距離ｃ８を示す仮想線に対し、ノズル保護キャップ孔８．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【０１２５】
ここで、最小距離ｃ８は、例えば１４ｍｍとし、最大距離ｄ８を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ８は、最大距離ｄ８の３／４未満の大きさとなる。
【０１２６】
図１２ｄは、図１２ｃに示すノズル保護キャップ先端及びノズル保護キャップ孔８．１の反対側となるノズル保護キャップ８の終端を示す図である。
【０１２７】
ノズル保護キャップ８の外郭ＡＫ８は、円形形状でなく、長軸Ｍ１に対して回転対称ではない。
【０１２８】
図１３ａから図１３ｄは、図８ａから図８ｃに係るアセンブリに適用可能な、本発明に係るノズル保護キャップホルダ９を示す。図１３ａ及び図１３ｂは、ノズル保護キャップホルダ孔９．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たノズル保護キャップホルダ９の側面図を示す。ノズル保護キャップホルダ９は、ノズル保護キャップホルダの先端（即ち、ノズル保護キャップホルダ孔９．１）に向けて角度γ９（例えば、４８°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【０１２９】
図１３ｃは、ノズル保護キャップホルダ孔９．１を有するノズル保護キャップホルダの先端を示す図であり、ノズル保護キャップホルダ９の外郭ＡＫ９を示す。プラズマ切断トーチ１に該ノズル保護キャップホルダ９を設けた場合、図８ａから図８ｃに示すように、該ノズル保護キャップホルダ９は、プラズマトーチ先端１．２５の方向に対してノズル保護キャップ８の後方に設けられる。
【０１３０】
ノズル保護キャップホルダ孔９．１の径方向への最小距離ｃ９は、ノズル保護キャップホルダ孔９．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、当該アセンブリは、ノズル保護キャップホルダ９のノズル保護キャップホルダ孔９．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ９との間に、ノズル保護キャップホルダ孔９．１の径方向、２方向に２つの最小距離ｃ９を有する。
【０１３１】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、外郭ＡＫ９を、最小距離ｃ９が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲にまで拡大するように構成しても良い。また、本構成において、ノズル保護キャップホルダ孔９．１の径方向の最小距離ｃ９を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｊ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【０１３２】
外郭ＡＫ９は、ノズル保護キャップホルダ９のノズル保護キャップホルダ孔９．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ９との間において、ノズル保護キャップホルダ孔９．１の径方向に最大距離ｄ９を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ９は、最小角βｍｉｎ（６０°）から最大角βｍａｘ（１２０°）までの間で、最小距離ｃ９を示す仮想線に対し、ノズル保護キャップホルダ孔９．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【０１３３】
ここで、最小距離ｃ９は、例えば１４ｍｍとし、最大距離ｄ９を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ９は、最大距離ｄ９の３／４未満の大きさとなる。
【０１３４】
図１３ｄは、図１３ｃに示すノズル保護キャップ先端及びノズル保護キャップホルダ孔９．１の反対側となるノズル保護キャップホルダ９の終端を示す図である。
【０１３５】
ノズル保護キャップホルダ９の外郭ＡＫ９は、円形形状でなく、長軸Ｍ１に対して回転対称ではない。
【０１３６】
図１４ａから図１４ｃは、ノズル保護キャップホルダ９及びノズル保護キャップ８を備えた、本発明に係るアセンブリを示す。なお、ノズル保護キャップホルダ９及びノズル保護キャップ８は、図８ａから図８ｃに係るアセンブリに設けても良い。本ノズル保護キャップホルダ９は、図１３ａから図１３ｃに示す例と同一のものからなる。また、ノズル保護キャップ８は、中央に長軸Ｍ１が延びるノズル保護キャップ孔８．１を有する。同様に、ノズル保護キャップホルダ９は、中央に長軸Ｍ１が延びるノズル保護キャップホルダ孔９．１を有する。図１４ａ及び図１４ｂは、ノズル保護キャップ孔８．１を通る長軸Ｍ１周りに、互いに９０°ずつ回転した方向から見たノズル保護キャップ８及びノズル保護キャップホルダ９のアセンブリを示す側面図である。ノズル保護キャップホルダ９は、ノズル保護キャップホルダの先端（即ち、ノズル保護キャップホルダ孔９．１）に向けて角度γ９（例えば、４８°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【０１３７】
また、ノズル保護キャップ８は、ノズル保護キャップの先端（即ち、ノズル保護キャップ孔８．１）に向けて角度γ８（例えば１００°）で円錐状にテーパーする部位を有する。
【０１３８】
図１４ｃは、ノズル保護キャップホルダ孔８．１を有するノズル保護キャップホルダの先端を示す図であり、ノズル保護キャップホルダ９の外郭ＡＫ９を示す。プラズマ切断トーチ１に該ノズル保護キャップ８及びノズル保護キャップホルダ９を設けた場合、図８ａから図８ｃに示すように、該ノズル保護キャップの先端がプラズマトーチ先端１．２５に対応する。
【０１３９】
ノズル保護キャップ孔８．１の径方向への最小距離ｃ９は、ノズル保護キャップ孔８．１の上方及び下方にある。即ち、この例にあっては、当該アセンブリは、ノズル保護キャップ８のノズル保護キャップ孔８．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ９との間に、ノズル保護キャップ孔８．１の径方向に２つの最小距離ｃ９を有する。
【０１４０】
この実施例では、角度領域αは存在しない又はゼロである。しかしながら、外郭ＡＫ９を、最小距離ｃ９が角度領域α１２０°、より好ましくは７０°の範囲にまで拡大するように構成しても良い。また、本構成において、ノズル保護キャップ孔８．１の径方向の最小距離ｃ９を片側にのみ設けても良い。なお、図示は省略したが、かかる例は図４ａから４ｈ及び図１５ａから図１５ｄに示す例から明らかであろう。
【０１４１】
外郭ＡＫ９は、ノズル保護キャップ８のノズル保護キャップ孔８．１の中心を通る長軸Ｍ１と外郭ＡＫ８との間において、ノズル保護キャップ孔８．１の径方向に最大距離ｄ９を少なくとも１つ有する。なお、最大距離ｄ９は、最小角βｍｉｎ（６０°）から最大角βｍａｘ（１２０°）までの間で、最小距離ｃ９を示す仮想線に対し、ノズル保護キャップホルダ孔９．１周りに左右に拡がる角度範囲内に存在する。なお、図面では、右側にβｍｉｎからβｍａｘだけ回転した角度範囲を示す。
【０１４２】
ここで、最小距離ｃ９は、例えば１４ｍｍとし、最大距離ｄ９を、例えば１９ｍｍとする。したがって、最小距離ｃ９は、最大距離ｄ９の３／４未満の大きさとなる。
【０１４３】
図１４ｄは、図１４ｃに示すノズル保護キャップ８、ノズル保護キャップホルダ９、及びノズル保護キャップ孔８．１を有するアセンブリの先端と反対側にあるノズル保護キャップホルダの終端を示す図である。
【０１４４】
ノズル保護キャップホルダ９及びノズル保護キャップ８の外郭ＡＫ９は、円形形状でなく、長軸Ｍ１に対して回転対称ではない。
【０１４５】
図１５ａから図１５ｄは、本発明に係るプラズマトーチの摩耗部品の実施例を、プラズマトーチ先端１．２５から見た図である。
【０１４６】
なお、図１５ａ及び図１５ｃのノズル保護キャップは例示に過ぎない。
【０１４７】
ノズル保護キャップ８及びノズル保護キャップホルダ９のアセンブリを図１５ｂ及び図１５ｄに示す。
【０１４８】
なお、本実施例において、最小距離ｃ及び最大距離ｄは例示に過ぎない。また、図１５ａ及び図１５ｂにおいて、最小範囲ｃが含まれる複数の角度領域αを例示する。なお、図４ａ及び図４ｂでは、該角度領域αは６７°とされる。また、ノズル保護キャップ孔８．１の上方に示される該角度領域αに加え、ノズル保護キャップ孔８．１の下方には、同じ大きさの第２角度領域αが存在する。便宜のため、該第２角度範囲は図示しないが、図２ｃ及び図２ｄから明らかであろう。
【０１４９】
また、図１５ｃ及び図１５ｄにあっては、角度領域αはノズル保護キャップ孔８．１の上方にのみ現れる。ノズル孔の下方には最小距離ｃ（図示せず）のみが存在し、角度領域αは存在しない。
【０１５０】
また、図１５ｃ及び図１５ｄでは、非対称の実施例を例示する。
【０１５１】
図１６ａから図１６ｄは、本発明に係る２つのプラズマ切断トーチ１．１、１．２を有するアセンブリを種々の方向から示す。該プラズマ切断トーチは、厚さｔを有するワーク片２０を切削する。ノズル孔から噴出するプラズマジェットは、その噴出方向がノズル孔を通る長軸Ｍ１及びＭ２にそれぞれ対応するものであるため、ここでは図示を省略する。
【０１５２】
ここでは、図３ａから図３ｄに示すプラズマ切断トーチ１及び図６ａから図６ｃに示すアセンブリ例を示す。プラズマ切断トーチは、互いに最小距離ｃを有する面同士が向き合うように並べられる。したがって、この例であれば、互いに平面となっている側同士が揃うように並べられる。即ち、プラズマ切断トーチは、送り方向ｖ及び形成される切削溝Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に対し、横向きに並べられる。これにより、各ノズルのノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１及びＭ２を、可能な限り狭い間隔で並べることが可能となる。この結果、従来技術に係るプラズマ切断トーチに比して、２つのプラズマ切断トーチのノズル孔からそれぞれ噴出されるプラズマジェット間の距離を短くすることができると共に、加工に必要となるあらゆる要素を収容できるという有利な効果を奏する。間隔を小さくできるということは、特に、２つ又は３つのプラズマ切断トーチを同時に用いる外形切削（具体的には、エッジの切削、円形状切削、及び非線形切削）において、より高い精度で外形を形成することができるという点で有利である。なお、図６ａから図６ｃに係るアセンブリ（即ち図１０ａから１０ｃに係るノズルキャップ５）にあっては、最小距離ｃが１２ｍｍのプラズマ切断トーチを例としているため、長軸Ｍ１及びＭ２間の間隔ｚ１をわずか２５ｍｍとすることができる。即ち、両プラズマ切断トーチの外郭間の最小間隔ｚ１１は１ｍｍとなる。
【０１５３】
さらに、図１６ａから図１６ｃに示す例では、長軸Ｍ１及びＭ２（即ちプラズマ切断トーチ１．１及び１．２）が、他方に対して角度δ１で傾いている。なお、当該角度の範囲は、両方向において０〜６０°の間で選択可能である。
【０１５４】
かかる構成は、異なる角度でのエッジ切削が求められるシーム溶接準備用の面取り切削において必要になる。その例としては、特にDIN EN ISO 9692-2に詳しい。また、いわゆるＹシーム切削を図１６ｂに示す。ここで、幅ｆ１を有する切削溝Ｆ１と幅ｆ２を有する斜めの切削溝Ｆ２は、ワーク片２０と略直角に配置されたプラズマ切断トーチ１．１によって切削される。その結果、図１６ｂのワーク片２０右側に示すように、垂直部ｔ１と斜めの側面部（面取り部）ｔ２を有する切断面が形成される。
【０１５５】
なお、かかる面取り切削は、ワーク片の厚さが１０ｍｍを超える場合に有効であり、応用例によっては５０ｍｍの厚さにも対応できる。斜めのプラズマ切断トーチで切削可能な材料厚さは、角度δ１に応じて十分に大きく、１．５倍（即ち１５ｍｍ）に設定することもでき、７５ｍｍであっても対応可能である。また、かかる厚みの材料を生産的にプラズマ切削する際の電流は、少なくとも２００Ａに設定される。ノズル４のノズル孔４．１の直径は少なくとも１．７ｍｍ、好ましくは２．０ｍｍから２．４ｍｍである。さらに大きな材料厚さに対しては、より高電流（例えば、４００Ａ）で大きなノズル孔（例えば、３ｍｍ強）を用いることで切削が可能である。プラズマ切断トーチ及びその構造は、電流を適切かつ同時に変換するのに適したものでなくてはならず、しかも、切削中互いに可能な限り密着しつつ、ワーク片の目標形状を高精度で実現できなくてはならない。また、プラズマ切断トーチの磨耗部品の少なくとも１つ、具体的には電極２、ノズル４、及び／又はノズルキャップ５は、既に図５ａから図８ｃまでに示したように、液体冷却することができる。
【０１５６】
図１ａから図１ｃに示したように、上記した電流範囲で用いられる従来のプラズマ切断トーチの場合、直径５０ｍｍほどの円形の外郭を有している。そのため、本発明に係るプラズマ切断トーチのように互いを密着させて並べることはできない。
【０１５７】
外郭ＡＫと、ノズル４のノズル孔４．１を通る長軸Ｍ１との間に、少なくとも１つの最小距離ｃを示す仮想線を示す。ここで、該仮想線は、ワーク片２０に対し、プラズマ切断トーチの送り方向ｖから角度ε（最大で３０°、好ましくは１５°、さらに好ましくは５°）だけ傾くように構成、最も好ましくは該送り方向と平行になるように構成される。かかる状態を図１６ｄ及び図１７ｄに示す。
【０１５８】
図１７ａから図１７ｄは、本発明に係る３つのプラズマ切断トーチ１．１、１．２、１．３を有するアセンブリを種々の方向から示す。該プラズマ切断トーチは、厚さｔを有するワーク片２０を切削する。ノズル孔から噴出するプラズマジェットは、その噴出方向がノズル孔を通る長軸Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３にそれぞれ対応するものであるため、ここでは図示を省略する。
【０１５９】
ここでは、図３ａから図３ｄに示すプラズマ切断トーチ１及び図６ａから図６ｃに示すアセンブリ例を示す。プラズマ切断トーチ１．１、１．２、１．３は、互いに最小距離ｃを有する面同士が向き合うように並べられる。したがって、この例であれば、互いに平面となっている側同士が向き合うように並べられる。即ち、プラズマ切断トーチは、送り方向ｖ及び形成される切削溝Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に対し、横向きに並べられる。これにより、各ノズルのノズル孔４．１の中心を通る長軸Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を、可能な限り狭い間隔で並べることが可能となる。この結果、従来技術に係るプラズマ切断トーチに比して、２つのプラズマ切断トーチのノズル孔からそれぞれ噴出するプラズマジェット間の距離を短くできるという有利な効果を奏する。間隔を小さくできるということは、特に、３つのプラズマ切断トーチを同時に用いる外形切削（具体的には、エッジの切削、円形状切削、及び非線形切削）において、より高い精度で外形を形成することができるという点で有利である。なお、図６ａから図６ｃに係るアセンブリ（即ち図１０ａから１０ｃに係るノズルキャップ５）にあっては、最小距離ｃが１２ｍｍのプラズマ切断トーチ１．１、１．２、１．３を例としているため、長軸Ｍ１及びＭ２間の間隔ｚ１、及び長軸Ｍ１及びＭ３間の間隔ｚ２を、それぞれ２５ｍｍとすることができる。即ち、プラズマ切断トーチ１．１及び１．２の外郭間、及び、プラズマ切断トーチ１．１及び１．３の外郭間の最小間隔ｚ１１及びＺ１２は、それぞれ１ｍｍとなる。また、プラズマ切断トーチ１．３及び１．２の長軸Ｍ２とＭ３間の最小距離を、わずか５０ｍｍとすることができる。
【０１６０】
さらに、図１７ａから図１７ｄに示す例では、長軸Ｍ１及びＭ２（即ちプラズマ切断トーチ１．１及び１．２）が、他方に対して角度δ１で傾き、長軸Ｍ１及びＭ３（即ち、プラズマ切断トーチ１．１及び１．３）が、角度約δ２で傾いている。なお、角度δ１及びδ２の範囲は、両方向において０〜６０°の間で選択可能である。
【０１６１】
かかる構成は、異なる角度でのエッジ切削が求められるシーム溶接準備用の面取り切削において必要になる。その例としては、特にDIN EN ISO 9692-2に詳しい。また、いわゆるＤＹシーム切削を図１７ｂに示す。ここで、幅ｆ３を有する斜めの切削溝Ｆ３は、プラズマ切断トーチ１．１に対して角度δ２に傾けられたプラズマ切断トーチ１．３によって切削される。また、幅ｆ１を有する切削溝Ｆ１は、ワーク片に対して略垂直に配置されたプラズマ切断トーチ１．１によって切削される。また、幅ｆ２を有する切削溝Ｆ２は、角度δ１に傾けられたプラズマ切断トーチ１．２によって切削される。その結果、図１６ｂのワーク片２０右側に示すように、垂直部ｔ１と、上側面部（面取り部）ｔ２と、下側面部（面取り部）ｔ３と、を有する切断面が形成される。
【０１６２】
なお、かかる面取り切削は、ワーク片の厚さｔが１６ｍｍを超える場合に有効であり、応用例によっては５０ｍｍの厚さにも対応できる。斜めのプラズマ切断トーチで切削可能な材料厚さは、角度δ１、δ２に応じて十分に大きく、１．５倍、換言すれば２４ｍｍから、７５ｍｍまで対応可能である。また、かかる厚みの材料を生産的にプラズマ切削する際の電流は、少なくとも２００Ａに設定される。ノズル４のノズル孔４．１の直径は少なくとも１．７ｍｍ、好ましくは２．０ｍｍから２．４ｍｍである。さらに大きな材料厚さに対しては、より高電流（例えば、４００Ａ）で大きなノズル孔（例えば、３ｍｍ強）を用いることで切削可能である。プラズマ切断トーチ及びその構造は、電流を適切かつ同時に変換するのに適したものでなければならなず、しかも、切削中互いに可能な限り密着しつつ、ワーク片の目標形状を高精度で実現できなくてはならない。
【０１６３】
なお、プラズマ切断トーチの磨耗部品の少なくとも１つ、具体的には電極２、ノズル４、及び／又はノズルキャップ５は、既に図５ａから図８ｃまでに示したように、液体冷却することができる。
【０１６４】
図１ａから図１ｃに示したように、上記した電流範囲で用いられる従来のプラズマ切断トーチの場合、直径５０ｍｍほどの円形の外郭を有している。そのため、切削目標となる外形から誤差や品質の劣化を招くことなく、本発明に係るプラズマ切断トーチのように互いを密着させて並べることはできない。
【図１ａ】
0006702944.tif 000002
【図１ｂ】
0006702944.tif 000003
【図１ｃ】
0006702944.tif 000004
【図２ａ】
0006702944.tif 000005
【図２ｂ】
0006702944.tif 000006
【図２ｃ】
0006702944.tif 000007
【図２ｄ】
0006702944.tif 000008
【図２ｅ】
0006702944.tif 000009
【図３ａ】
0006702944.tif 000010
【図３ｂ】
0006702944.tif 000011
【図３ｃ】
0006702944.tif 000012
【図３ｄ】
0006702944.tif 000013
【図３ｅ】
0006702944.tif 000014
【図４ａ】
0006702944.tif 000015
【図４ｂ】
0006702944.tif 000016
【図４ｃ】
0006702944.tif 000017
【図４ｄ】
0006702944.tif 000018
【図４ｅ】
0006702944.tif 000019
【図４ｆ】
0006702944.tif 000020
【図４ｇ】
0006702944.tif 000021
【図４ｈ】
0006702944.tif 000022
【図５ａ】
0006702944.tif 000023
【図５ｂ】
0006702944.tif 000024
【図５ｃ】
0006702944.tif 000025
【図６ａ】
0006702944.tif 000026
【図６ｂ】
0006702944.tif 000027
【図６ｃ】
0006702944.tif 000028
【図７ａ】
0006702944.tif 000029
【図７ｂ】
0006702944.tif 000030
【図７ｃ】
0006702944.tif 000031
【図８ａ】
0006702944.tif 000032
【図８ｂ】
0006702944.tif 000033
【図８ｃ】
0006702944.tif 000034
【図９ａ】
0006702944.tif 000035
【図９ｂ】
0006702944.tif 000036
【図９ｃ】
0006702944.tif 000037
【図９ｄ】
0006702944.tif 000038
【図１０ａ】
0006702944.tif 000039
【図１０ｂ】
0006702944.tif 000040
【図１０ｃ】
0006702944.tif 000041
【図１０ｄ】
0006702944.tif 000042
【図１１ａ】
0006702944.tif 000043
【図１１ｂ】
0006702944.tif 000044
【図１１ｃ】
0006702944.tif 000045
【図１１ｄ】
0006702944.tif 000046
【図１２ａ】
0006702944.tif 000047
【図１２ｂ】
0006702944.tif 000048
【図１２ｃ】
0006702944.tif 000049
【図１２ｄ】
0006702944.tif 000050
【図１３ａ】
0006702944.tif 000051
【図１３ｂ】
0006702944.tif 000052
【図１３ｃ】
0006702944.tif 000053
【図１３ｄ】
0006702944.tif 000054
【図１４ａ】
0006702944.tif 000055
【図１４ｂ】
0006702944.tif 000056
【図１４ｃ】
0006702944.tif 000057
【図１４ｄ】
0006702944.tif 000058
【図１５ａ】
0006702944.tif 000059
【図１５ｂ】
0006702944.tif 000060
【図１５ｃ】
0006702944.tif 000061
【図１５ｄ】
0006702944.tif 000062
【図１６ａ】
0006702944.tif 000063
【図１６ｂ】
0006702944.tif 000064
【図１６ｃ】
0006702944.tif 000065
【図１６ｄ】
0006702944.tif 000066
【図１７ａ】
0006702944.tif 000067
【図１７ｂ】
0006702944.tif 000068
【図１７ｃ】
0006702944.tif 000069
【図１７ｄ】
0006702944.tif 000070