プラズマ加工機用電極
【目的】 電極寿命を長くして切断作業による消耗品コストを大幅に低減し得るプラズマ加工機用電極を提供することにある。
【構成】 電極シース内部の水冷孔に凹凸を設ける事によって冷却水との接触面積が増え、電極シースを冷却する能力が増大する。そのため、電極シースに圧入されている電極コアの冷却が十分に行なわれるようになり、電極コアの温度上昇をおさえ、溶融飛散速度を遅くすることにより、電極コアの消耗が抑えられ、電極の寿命を格段に延ばすことが可能となる。
【構成】 電極シース内部の水冷孔に凹凸を設ける事によって冷却水との接触面積が増え、電極シースを冷却する能力が増大する。そのため、電極シースに圧入されている電極コアの冷却が十分に行なわれるようになり、電極コアの温度上昇をおさえ、溶融飛散速度を遅くすることにより、電極コアの消耗が抑えられ、電極の寿命を格段に延ばすことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気中、酸素雰囲気中などにおいて使用されるプラズマ加工機用電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化雰囲気で用いられるプラズマ加工機用電極は銅製の電極シース３にハフニウム或はジルコニウムの電極コア９を埋め込んで用いられている。そして、その銅製の電極シース３は電極コア９の温度上昇を抑えるために水冷されている。
【０００３】プラズマトーチとしては、例えば図２に示すものが知られている。
【０００４】図中、ノズル１内には、絶縁体で作られたスワラー２を介して電極シース３が設けられている。この電極シース３は、電極冷却水導管８の先端部が挿入され、水冷されている。電極シース３の先端部には、ジルコニウム、ハフニウムなどからなる電極コア９が埋め込まれて、電極シース３が水冷されることによって電極コア９が冷却されることになる。なお、図２中矢印（↑）は、冷却水の流れ方向を示し、丸付き矢印（♂）は作動ガスの流れ方向を示している。
【０００５】ところで、従来装置においては、電極コア９及びノズル１の冷却は、図３中矢印（↑）に示すような水路で水冷されている。すなわち、まず冷却水をノズル冷却水供給パイプ５及び電極冷却水供給パイプ１２から供給し、ノズル１及び電極シース内面２２を介して電極シース３と電極コア９の冷却を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装置によれば、電極コア９を冷却するための電極シース３内部に設けた冷却水路、すなわち電極シース内面２２は、凹凸の無い単純な円柱面で構成されて、電極コア９の冷却能力が十分でなく、電極コア９の温度が上昇して溶融飛散速度が速くなる。従って、電極コア９の消耗が激しくなり、電極寿命が短くなるという欠点があった。
【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電極寿命を長くして切断作業による消耗品コストを大幅に低減し得るプラズマ加工機用電極を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明のプラズマ切断用電極は、電極シース内部の水冷孔に凹凸を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】上記の構成を有する本発明の電極シース内部の水冷孔に設けた凹凸は、水冷孔の表面積を増加させる。したがって、電極シース内部を冷却するために流される冷却水との接触面積が増え、電極シースを冷却する能力が増大する。そのため、電極シースに圧入されている電極コアの冷却が十分に行われるようになり、電極コアの温度上昇を抑え、溶融飛散速度を遅くすることにより、電極コアの消耗が抑えられ、電極の寿命を格段に延ばすことが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。
【００１１】尚、本実施例に係わるプラズマトーチは従来のプラズマトーチと構成が同じであるため、同部材は同符号を付して説明を省略する。
【００１２】まず、本実施例の電極シース３０は、その内面２２に、図１に示すように凹凸２２ａや螺旋状に延びる凸状２２ｂが形成されている。
【００１３】次にその製造方法について説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、電極シースの内部を切削加工する。このとき冷却水の流速が速くなるように、例えば螺旋状の凸状２２ｂを加工すると尚良い。これには、通常のタップ加工等が利用できる。このようにして得られた電極シース３０にハフニウム製の電極コア９を圧入し、次に示す電極の消耗実験を行った。また、比較のために従来の凹凸のない電極シース３０にも電極コアを圧入し消耗試験に供した。
【００１４】これら比較材を含めた３種類の電極に対して、プラズマ加工機に設置し、板厚1.6mmの冷間圧延鋼板を被切断物として、切断不能となるまで切断を行った。その間逐次電極の重量減少量を測定した。切断条件は、切断電流１０Ａ、切断ガス（酸素）圧１kgf/cm2、切断高さ0.5mmとした。
【００１５】実験結果を図３に示す。図３から解るとおり、本実施例による電極は、従来の電極よりも重量減少が少なく、寿命が格段に長いことがわかる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、本発明の電極によれば、従来の構造をもつ電極に比べ、電極コアの冷却能力が上がるため、寿命が格段に延び、約２〜３倍の電極寿命を有する優れたものである。この電極は、プラズマ切断用として使用して十分にその特性が発揮できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した電極シースを示した図である。
【図２】プラズマ加工機のトーチ部分の拡大図である。
【図３】電極の消耗量と切断時間との関係のグラフを示す図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２ スワラー
３０ 電極シース
４ 水冷外筒
１７ プラズマ電源
２０ 被切断材
２１ プラズマアーク
２２ 内面
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気中、酸素雰囲気中などにおいて使用されるプラズマ加工機用電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化雰囲気で用いられるプラズマ加工機用電極は銅製の電極シース３にハフニウム或はジルコニウムの電極コア９を埋め込んで用いられている。そして、その銅製の電極シース３は電極コア９の温度上昇を抑えるために水冷されている。
【０００３】プラズマトーチとしては、例えば図２に示すものが知られている。
【０００４】図中、ノズル１内には、絶縁体で作られたスワラー２を介して電極シース３が設けられている。この電極シース３は、電極冷却水導管８の先端部が挿入され、水冷されている。電極シース３の先端部には、ジルコニウム、ハフニウムなどからなる電極コア９が埋め込まれて、電極シース３が水冷されることによって電極コア９が冷却されることになる。なお、図２中矢印（↑）は、冷却水の流れ方向を示し、丸付き矢印（♂）は作動ガスの流れ方向を示している。
【０００５】ところで、従来装置においては、電極コア９及びノズル１の冷却は、図３中矢印（↑）に示すような水路で水冷されている。すなわち、まず冷却水をノズル冷却水供給パイプ５及び電極冷却水供給パイプ１２から供給し、ノズル１及び電極シース内面２２を介して電極シース３と電極コア９の冷却を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装置によれば、電極コア９を冷却するための電極シース３内部に設けた冷却水路、すなわち電極シース内面２２は、凹凸の無い単純な円柱面で構成されて、電極コア９の冷却能力が十分でなく、電極コア９の温度が上昇して溶融飛散速度が速くなる。従って、電極コア９の消耗が激しくなり、電極寿命が短くなるという欠点があった。
【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電極寿命を長くして切断作業による消耗品コストを大幅に低減し得るプラズマ加工機用電極を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明のプラズマ切断用電極は、電極シース内部の水冷孔に凹凸を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】上記の構成を有する本発明の電極シース内部の水冷孔に設けた凹凸は、水冷孔の表面積を増加させる。したがって、電極シース内部を冷却するために流される冷却水との接触面積が増え、電極シースを冷却する能力が増大する。そのため、電極シースに圧入されている電極コアの冷却が十分に行われるようになり、電極コアの温度上昇を抑え、溶融飛散速度を遅くすることにより、電極コアの消耗が抑えられ、電極の寿命を格段に延ばすことが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。
【００１１】尚、本実施例に係わるプラズマトーチは従来のプラズマトーチと構成が同じであるため、同部材は同符号を付して説明を省略する。
【００１２】まず、本実施例の電極シース３０は、その内面２２に、図１に示すように凹凸２２ａや螺旋状に延びる凸状２２ｂが形成されている。
【００１３】次にその製造方法について説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、電極シースの内部を切削加工する。このとき冷却水の流速が速くなるように、例えば螺旋状の凸状２２ｂを加工すると尚良い。これには、通常のタップ加工等が利用できる。このようにして得られた電極シース３０にハフニウム製の電極コア９を圧入し、次に示す電極の消耗実験を行った。また、比較のために従来の凹凸のない電極シース３０にも電極コアを圧入し消耗試験に供した。
【００１４】これら比較材を含めた３種類の電極に対して、プラズマ加工機に設置し、板厚1.6mmの冷間圧延鋼板を被切断物として、切断不能となるまで切断を行った。その間逐次電極の重量減少量を測定した。切断条件は、切断電流１０Ａ、切断ガス（酸素）圧１kgf/cm2、切断高さ0.5mmとした。
【００１５】実験結果を図３に示す。図３から解るとおり、本実施例による電極は、従来の電極よりも重量減少が少なく、寿命が格段に長いことがわかる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、本発明の電極によれば、従来の構造をもつ電極に比べ、電極コアの冷却能力が上がるため、寿命が格段に延び、約２〜３倍の電極寿命を有する優れたものである。この電極は、プラズマ切断用として使用して十分にその特性が発揮できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した電極シースを示した図である。
【図２】プラズマ加工機のトーチ部分の拡大図である。
【図３】電極の消耗量と切断時間との関係のグラフを示す図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２ スワラー
３０ 電極シース
４ 水冷外筒
１７ プラズマ電源
２０ 被切断材
２１ プラズマアーク
２２ 内面
【特許請求の範囲】
【請求項１】 プラズマ加工機用の電極において、電極部の水冷孔内部に凹凸を設けることを特徴としたプラズマ加工機用電極。
【請求項１】 プラズマ加工機用の電極において、電極部の水冷孔内部に凹凸を設けることを特徴としたプラズマ加工機用電極。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開平６−７１４５０
【公開日】平成６年（１９９４）３月１５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−２２８３６０
【出願日】平成４年（１９９２）８月２７日
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【公開日】平成６年（１９９４）３月１５日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）８月２７日
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
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