以下、本発明に係るプラズマ切断トーチ� ��実施の形態について図を用いて説明する。� ��1はプラズマ切断トーチの構成を説明する断 面図である。図2は図1のプラズマ切断トーチ� ��同図の右方向から見た図である。図3は図2� �III-III線に沿って図1を断面した図である。図 4は図2のIV-IV線に沿った断面図である。図5は� ��ラズマ切断トーチに二次気流ガスを供給す� ��供給系を説明する図である。

 図1~図5に於いて、プラズマ切断トーチAは 、トーチ本体1の軸1a上に電極2が配置されて� �り、電極台3の筒部材3aに嵌合してプラズマ� �断トーチAに装着され、且つ筒部材3aから抜� �出されることでプラズマ切断トーチAから離� ��し得るように構成されている。電極2及び筒 部材3aは夫々導電性材料によって形成されて� ��り、互いに接触して電極台3に接続され、該 電極台3を介して図示しない電源装置に接続� �れている。

 電極台3の筒部材3aの外周部に絶縁性を持� ��た筒部材3bが配置されており、この筒部材3b に筒状に形成された絶縁性を持ったセンタリ ングストーン4が嵌挿され、更にセンタリン� �ストーン4の外周にカップ状に形成された導� ��性を持ったノズル部材5が配置され、後述す る分配部材23に嵌合されている。またノズル� ��材5の外周部位に絶縁性を持ったキャップと なる第2ノズル部材6が配置され、この第2ノズ ル部材6をトーチ本体1に締結することによっ� ��、電極2、センタリングストーン4、ノズル� �材5が電極台3に装着されている。

 特に、ノズル部材5と電極2とは両者の間� �筒部材3b、センタリングストーン4が介在す� �ことから絶縁されており、ノズル部材5は分� ��部材23、供給部材22を介して図示しない電源 装置と接続されている。

 上記の如くして、電極2、センタリングス トーン4、ノズル部材5が第2ノズル部材6によ� �て電極台3に装着されたとき、電極2とセンタ リングストーン4、ノズル部材5とによってプ� ��ズマ室10が形成され、ノズル部材5と第2ノズ ル部材6との間に二次気流ガス通路11が形成さ れる。

 プラズマ室10にはセンタリングストーン4� ��介してプラズマガス供給路7が接続されてお り、該プラズマガス供給路7に図示しないプ� �ズマガス供給装置からプラズマガスを供給� �得るように構成されている。またセンタリ� �グストーン4には旋回孔4aが形成されており� �プラズマ室10に供給されるプラズマガスを該 旋回孔4aの旋回方向に旋回させることが可能� ��ある。

 センタリングストーン4に形成された旋回 孔4aの旋回方向は限定するものではなく、プ� ��ズマガスを時計方向に旋回させ、又は反時� ��方向に旋回させるように構成されたものが� ��供されている。従って、プラズマ切断トー� ��Aによる切断方向と、製品の方向に対応させ て適宜選択して装着することが可能である。

 二次気流ガス通路11には旋回方向が反対� �向に形成された第1の旋回孔となる第1旋回孔 20、及び第2の旋回孔となる第2旋回孔21が開口 しており、これらの第1旋回孔20又は第2旋回� �21から二次気流ガスが供給されることで、二 次気流ガスの旋回方向を選択し得るように構 成されている。

 第1旋回孔20、第2旋回孔21は、電極台3の前 端側に配置された筒状の供給部材22に形成さ� ��ており、供給部材22は該供給部材22の内側に 配置された分配部材23に嵌合して設けられて� ��る。

 即ち、分配部材23の外周には3個のOリング 溝23aが形成されており、これらのOリング溝23 aの間に2個のガス分配用の溝23b、23cが形成さ� ��ている。前記溝23bには供給部材22、分配部� �23を貫通して形成された第1二次気流ガス供� �路12が接続されており、また溝23cには供給部 材22、分配部材23を貫通して形成された第2二� ��気流ガス供給路13が接続されている。

 供給部材22の分配部材23に形成された溝23b 、23cと対応する位置には、外周側から内周側 に貫通し且つ所定の旋回方向を持った第1旋� �孔20と第2旋回孔21が形成されている。従って 、分配部材23の各Oリング溝23aにOリング25を装 着することによって、溝23bと供給部材22の第1 旋回孔20、溝23cと第2旋回孔21が互いに独立し� ��接続することになる。

 供給部材22に形成された第1旋回孔20の旋� �方向は特に限定するものではなく、時計方� �或いは反時計方向に旋回していれば良い。� �かし、第2旋回孔21の旋回方向は、前記第1旋� ��孔20の旋回方向とは反対方向であることが� �要である。即ち、第1旋回孔20の旋回方向が� �計方向である場合、第2旋回孔21の旋回方向� �反時計方向に限定される。従って、第1旋回� ��20の旋回方向が反時計方向である場合、第2� ��回孔21の旋回方向は時計方向となる。

 第1旋回孔20、第2旋回孔21を構成する孔の� ��や径は特に限定するものではなく、プラズ� ��切断トーチAの仕様に対応させて適宜設定す ることが好ましい。この場合、第1旋回孔20の 孔の数及び径と、第2旋回孔21の孔の数及び径 とは等しいことが好ましい。

 第1二次気流ガス供給路12は配管12aを介し� ��図5に示すように二次気流ガス供給部材15に� ��続され、第2二次気流ガス供給路13も同様に� ��管13aを介して二次気流ガス供給部材15に接� �されている。二次気流ガス供給部材15は、プ ラズマ切断トーチAに形成された第1二次気流� ��給路12、第2二次気流ガス供給路13に対し選� �的に二次気流ガスを供給する機能を有する� �のであり、この機能を発揮し得る構成であ� �ば具体的な構成、或いは構造を限定するも� �ではない。

 本実施例では、二次気流ガス供給部材15� �して、個々の配管12a、13aに取り付けた電磁� �閉弁、或いは配管12a、13aに接続した切換弁� �を用いて構成している。従って、電磁開閉� �を選択的に開閉するように制御し、或いは� �換弁を切り換えて制御することによって、� �給経路を何れか一方に設定することが可能� �ある。

 二次気流ガス供給部材15には二次気流ガ� �供給装置16が接続されている。この二次気流 ガス供給装置16は、二次気流ガスとしての酸� ��ガス或いは他のガスを二次気流ガス供給部� ��15に供給し得るものであれば良く、工場内� �管やボンベ等によって構成されている。

 上記の如く構成されたプラズマ切断トー� ��Aでは、二次気流ガス供給部材15を操作する� ��とによって、第1二次気流ガス供給路12又は� ��2二次気流ガス供給路13に二次気流ガスを供� ��することが可能である。即ち、第1二次気流 ガス供給路12、第2二次気流ガス供給路13を選� ��して二次気流ガスを供給することが可能で� ��り、これらの供給路12、13を選択することに よって二次気流ガス通路11に供給する二次気� ��ガスの旋回方向を選択することが可能であ� ��。

 このため、プラズマ切断トーチAによる切 断が進行しているとき、製品に対して噴射す る二次気流ガスの旋回方向を選択することが 可能となり、被切断材の表面と切断面との交 点である縁を略直角に切断するか、曲面状に 切断するかを選択することが可能となる。

 次に、上記の如く構成されたプラズマ切� ��トーチAによって図示しない被切断材に対し 、縁を略直角に切断する場合と、縁を略曲面 状に切断する場合についての手順を説明する 。このプラズマ切断トーチAでは、第1旋回孔2 0の旋回方向が時計方向、第2旋回孔21の旋回� �向が反時計方向とし、且つプラズマアーク� �旋回方向は時計方向とし、切断方向下流側� �向かって右側が製品であるものとする。

 先ず、製品の縁を略直角に切断する場合� ��ついて説明する。この場合、二次気流ガス� ��旋回方向は時計方向となる。従って、二次� ��流ガス供給部材15では、二次気流ガスの供� �系を配管12aとして選択し、二次気流ガス通� �11に対し時計方向に旋回した二次気流ガスを 供給する。

 プラズマ切断トーチAを図示しない走行台 車に搭載して被切断材の表面に対し垂直に配 置する。プラズマ室10にプラズマガスを供給� ��る。このとき、供給されたプラズマガスは� ��ンタリングストーン4によって時計方向に旋 回している。また、第1二次気流ガス供給路12 に二次気流ガスを供給し、この二次気流ガス を時計方向に旋回させながら二次気流ガス通 路11に供給する。

 電極2とノズル部材5の間で放電させて供� �されたプラズマガスをプラズマ化してパイ� �ットアークを形成して噴射する。ノズル部� �5から噴射されたパイロットアークが被切断� ��に到達した後、電極2とノズル部材5との間� �放電を遮断すると共に電極2と被切断材との� ��で放電させてメインアークを形成する。こ� ��とき噴射されたメインアークに沿って時計� ��向に旋回する二次気流ガスが噴射する。

 ノズル部材5から噴射されたメインアーク 、第2ノズル部材6から噴射された二次気流ガ� ��によって被切断材を切断しつつ、プラズマ� ��断トーチAを予め設定された予定切断線に沿 って走行させることで、被切断材を所望の形 状に切断する。このとき、切断方向の下流側 に向かって右側の切断面は、該切断面と表面 との縁が略直角に形成される。

 次に、製品の縁を略曲面状に切断する場� ��について説明する。この場合、二次気流ガ� ��の旋回方向は反時計方向となる。従って、� ��次気流ガス供給部材15では、二次気流ガス� �供給系を配管13aとして選択し、二次気流通� �11に対し反時計方向に旋回した二次気流ガス を供給する。

 プラズマ室10にセンタリングストーン4に� ��って時計方向に旋回しているプラズマガス� ��供給する。また第2二次気流ガス供給路13に� ��次気流ガスを供給し、該二次気流ガスを反� ��計方向に旋回させながら二次気流ガス通路1 1に供給する。

 電極2とノズル部材5の間で放電させて供� �されたプラズマガスをプラズマ化してパイ� �ットアークを形成して噴射し、ノズル部材5� ��ら噴射されたパイロットアークが被切断材� ��到達した後、電極2とノズル部材5との間の� �電を遮断すると共に電極2と被切断材との間� ��放電させてメインアークを形成する。この� ��き噴射されたメインアークに沿って反時計� ��向に旋回する二次気流ガスが噴射する。

 ノズル部材5から噴射されたメインアーク 、第2ノズル部材6から噴射され反時計方向に� ��回する二次気流ガスによって被切断材を切� ��しつつ、プラズマ切断トーチAを予め設定さ れた予定切断線に沿って走行させることで、 被切断材を所望の形状に切断する。このとき 、切断方向の下流側に向かって右側の切断面 は、該切断面と表面との縁が略曲面状に形成 される。

 更に、予め設定された切断線に、縁を直� ��に切断すべき部分と、縁を曲面状に切断す� ��き部分とが混在しているような場合につい� ��説明する。縁を直角に切断すべき部分では� ��前述したように二次気流ガス供給部材15を� �作して二次気流ガスを第1二次気流ガス供給� ��12に供給し、時計方向に旋回させた二次気� �ガスをメインアークに沿って噴射して切断� �る。これにより、切断面は表面に対し略垂� �となり、且つ縁が略直角となる。また縁を� �面状に切断すべき部分では、二次気流ガス� �第2二次気流ガス供給路13に供給し、反時計� �向に旋回させた二次気流ガスをメインアー� �も沿って噴射して切断する。これにより、� �断面の縁は略曲面状となる。

 従って、予め設定された単一の切断線で� ��っても、縁を直角に切断すべき部分と、縁� ��曲面状に切断すべき部分と、を夫々に対応� ��せて切断することが可能である。

 尚、被切断材の表面と切断面との縁を略� ��角に切断し、或いは略曲面状に切断する際� ��、前述したように二次気流ガスの旋回方向� ��時計方向又は反時計方向に選択するのに加� ��てメインアークの旋回方向も選択すること� ��好ましい。

 即ち、前述の実施例に於いて、切断の進� ��方向下流側に向けて右側に縁が略直角な切� ��を行いたいとき、旋回方向が時計方向に設� ��されているセンタリングストーンを選択し� ��装着すると共に二次気流ガスを時計方向に� ��回させることで、より品質の向上した切断� ��実現することが可能である。また縁が略曲� ��状の切断を行いたいとき、旋回方向が反時� ��方向に設定されているセンタリングストー� ��を選択して装着すると共に二次気流ガスを� ��時計方向に旋回させることで、曲面状の縁� ��持った切断面を実現することが可能である� ��

 本発明のプラズマ切断トーチを用いて被� ��断材の表面と切断面との縁を略曲面状に切� ��する場合、プラズマ切断トーチを被切断材� ��表面に対し垂直に配置したとき、縁は略曲� ��状に形成されるものの、切断面は切溝が上� ��面側が広く下表面側が狭くなるように傾斜� ��る。このため、縁が略曲面状で且つ表面に� ��し略垂直な切断面を形成する場合には、プ� ��ズマ切断トーチを前記した傾斜を相殺し得� ��ような角度に傾斜させておくことが必要で� ��る。