JPH01202376A - アーク加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、被加工物を溶接あるいは切断するためのアー
ク加工装置に関する。

〈従来の技術〉 一般にアーク加工装置、例えばプラズマアーク加工装置
においては、アーク加工用トーチの高温化を防止するた
めに適宜に水冷が行なわれており、特に消耗品である交
換部品の交換周期を長くするために、交換部品を直接水
冷させている。

例えば、第５図において、１は導電材料からなる電極支
持部材、２は電極支持部材１の先端に支持された中空の
電極、３は電極支持部材１の外部に設けられた絶縁スリ
ーブ、４は絶縁スリーブ３の外部に設けられた導電材料
からなるノズル支持部材、５はノズル支持部材４の先端
に支持された中空のノズルで、先端中央部にプラズマ流
噴出孔５０１が穿設されている。６は絶縁カップ、７は
冷却水の案内管で、供給ホース８より流入された冷却水
は電極２を直接冷却した後、矢印の通路を経て排水ホー
ス９よりトーチの外部に流出される。

なお、圧縮空気、酸素等の適宜のプラズマアーク形成用
流体Ｇは、適宜に供給されてプラズマ噴出孔５０１より
噴出される。

従来、上記プラズマアーク加工用トーチ１０を使用する
場合、冷却水の供給源と供給ホース８とを開閉弁を介し
て連結し、電極２やノズル５などの交換部品を取換える
際には開閉弁を閉じて冷却水の供給を遮断していた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記のごとく直接水冷された交換部品を取外
すと、トーチ内部に残っていた水が外部に流出する。こ
のように加工部近傍が水でぬれている場合には、アーク
加工作業時に感電する虞れがあった。勿論、水の存在は
アーク発生時にトーチ各部の消耗を速めるだけでなく、
良好なアーク加工が行なえない等の問題があるため、交
換部品の取換え作業毎に流出した水を拭き取らなければ
ならないという欠点があった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明に係るアーク加工装置は、直接水冷される交換部
品を有するアーク加工用トーチと、該トーチの冷却水用
循環路に連結される送水源を備えた冷却用給排水機構と
を設けたアーク加工装置において、前記冷却用給排水機
構は、前記交換部品の脱着操作前に冷却水用循環路内を
気体に置換する冷却水−気体置換機構を具備したことを
特徴とする。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、１０は直接水冷される交換部品を有す
るアーク加工用トーチで、例えば第５図に示される構造
をしたプラズマアーク加工用トーチである。この場合、
交換部品のうち、電極２およびノズル５が直接水冷され
ている。このトーチ１０の冷却水の供給ホース８と排水
ホース９とはトーチ１０の内部を経て連通されていて、
冷却水用循環路を形成している。１１は冷却水を収納す
るための貯水槽で、上部空間は開閉弁１２を介して外気
と連通されている−　１３は貯水槽ｌｌ内に挿入された
管で、例えば３万口の電磁弁１６に連結されている。さ
らに電磁弁１６には大気に開口する管１４と、管１３ま
たは１４に切換えて連通される管１５とが連結されてい
る。１７は管１５に連結された送水用のポンプで、この
ポンプは水と空気とを夫々圧送できるもの、例えば歯車
ポンプやベーンポンプ等が適宜に選定されている。

１８はポンプ１７の吐出側、即ち流出側に配設された管
で、供給ホース８に連結されている。１９は排水ホース
９に連結された管で、この管１９の端部が貯水槽１１内
の上部に配設されている。なお、適宜のプラズマアーク
形成用流体の供給管や電気的制御線がトーチ１０に連結
されるが、従来と同様のため説明を割愛する。

第１図１こ示されるアーク加工装置において、冷却水に
着目すれば、通常時は管１３および１５が連通するよう
に電磁弁１６を操作しておき、必要に応じてポンプ１７
を稼動させる。即ち、アーク加工作業の作業状況に対応
してポンプ１７を稼動させて、トーチ１０各部を冷却水
で強制的に冷却する。ところで、直接水冷されている交
換部品、例えばノズル５または電極２をトーチｌＯから
取外す場合には、まず、管１４および１５が連通するよ
う電磁弁１６を操作し、この操作と相前後してポンプ１
７を稼動させる。これにより大気が管１４．１５を経て
ポンプ１７に流入する。ポンプ１７により圧縮された大
気が管１８側へと吐出されるため、冷却水用循環路内の
冷却水が圧縮空気により押出される。上記のごとく、水
および気体を夫々圧送するポンプ１７と、ポンプ１７へ
の流路を冷却水または大気に切換える電磁弁１６とによ
り、冷却水用循環路内を冷却水から大気に置換する冷却
水−大気置換機構が形成される。この場合、管１４，１
５．１８．１９およびトーチ１０内の冷却水用通路の夫
々の断面積と長さやポンプ１７の容量などにより一義的
ではないが、冷却水と圧縮空気との置換は比較的短時間
で行なわれる。

冷却水用循環路内から冷却水が排出された後に、上記ノ
ズル５や電極２を適宜に取替える。なお、トーチ１０の
冷却用通路は小径であって、かつ複雑な形状に形成され
るため、冷却水を完全に除去するのが困難な場合がある
が、ノズル５や電極２を取外した際に、例えば数滴の漏
水があっても、加工に先だって発生させるアークのアー
ク熱によりトーチ１０や被加工物に付着した僅かの漏水
が気化されるため、実際のアーク加工作業においては殆
んど悪影響を及ぼすことはない。

なお、貯水槽１１に水量検出器、即ち水面高さ検出器を
設けておき、水面高さが所定値以下になにフィルターを
設ければ冷却水用循環路内の目づまりを防止することが
できる。

以上の如く、第１図に示されるアーク加工装置であれば
、冷却水の自動循環を図るとともに、直接水冷される交
換部品を交換する前に、電磁弁を切換えるだけで、冷却
水用循環路内の冷却水を実質的に排水することができる
ため、交換部品の交換時に、従来のごとく多量の水モレ
が生起するという虞れがない。即ち、冷却水の水モレを
未然に防止することができる。

第２図は、本発明の他の実施例を示す図であって、１７
は送水用として通常使用されているポンプで、このポン
プ１７の吐出側の管１８１は、例えば２方ロ電磁弁１６
１を介して管１８に連結されている。２０は圧力気体供
給源、例えばニアコンプレッサで、この流出側の管２１
は、例えば２方ロ電磁弁１６２を介して管１８に連結さ
れている。

通常のアーク加工作業時には、管１８１と１８が連通ず
ると共に管１８と２１とが遮断されるよう夫々の電磁弁
１６１，１６２を操作しておき、アーク加工作業の作業
状況に応じてポンプ１７を稼動させて、トーチ１０各部
を冷却水で強制的に冷却する。

ところで、直接水冷されている交換部品をトーチ１０か
ら取外す場合、まず管１８１と１８とがる。これにより
、冷却水用通路１８，８，９．１９内の冷却水が圧縮空
気により徐々に押出される。

上記のごとく、電磁弁１６１．１６２と、圧力気体供給
源２０とにより冷却水用循環路内を冷却水から圧力気体
に置換する冷却水−圧力気体置換機構が形成される。

冷却水用循環路内から冷却水が実質的に排水された後、
トーチ１０の交換部品を適宜ｌこ取替える。

上記において、冷却水を排水する場合、ポンプ１７を停
止させるが、管１８１にリリーフバルブを設けて所定圧
力に達した後は管１８１の水を管１８１の外部に、例え
ば貯水槽１１にＩＪ　１７−フさせるようにするものと
すればポンプ１７の稼動状態は任意とすることができる
。なお、電磁弁１６１゜】６２は、３方口３位置切換電
磁弁を使用すれば１個でよい。

第２図に示される装置は、第１図に示される装置に比べ
て、冷却水を気体に置換する冷却水用循環路の長さが短
いため、冷却水を気体に置換する時間および再度冷却水
用循環路内に冷却水を充満させる時間が夫々短いため、
直接水冷される交換部品の置換えに適した状態となるま
での待時間および置換後の冷却可能な装置としての再立
上時間が短かくて済む。

なお、第２図において、ポンプ１７の代わりに水道水を
用いることができる。この場合、排水ホース９．管１９
よりの排水は再利用することなく装置外に廃棄されるこ
とになる。

第３図は、本発明の更に他の実施例を示す図であって、
アーク加工装置として、ＣＯ２，ｏ２あるいは圧縮空気
の圧力気体を用いる場合に好適である。

第２図と同一機能のものに同一符号を付しである。

２２はトーチ１０の内部を経てトーチ先端部より流出さ
れる圧力気体を供給するための管で、例えば、プラズマ
アーク加工装置におけるプラズマアーク形成用気体、例
示的にはｏ２を流通させる。

１６３は３方口３位置切換電磁弁で、ｏ２供給源２゜の
流出側の管２１と、管２２と管１８とが連結されている
。

通常のアーク加工作業時には、管１８１と１８とが連通
ずるよう電磁弁１６１を操作しておく。

一方、電磁弁１６３は管２１と２２とが連通したりある
いは管１８，２１．２２が夫々遮断したりするよう適宜
に操作されて、必要時に０２が管２２を経てトーチ１ｏ
に供給される。

ところで、直接水冷されている交換部品をトーチ１０か
ら取外す場合、まず管１８１と１８とが速断するよう電
磁弁１６１を操作し、かつ管２１と１８とが連通ずるよ
う電磁弁１６３を操作する。

これにより通路内の冷却水が０２により徐々に排水され
る。このようにして冷却水用循環路内から冷却水が実質
的に排水された後、トーチｌＯの交換部品を取換える。

第３図に示されるととくの装置と−すれば、通常アーク
加工用に圧力気体を使用する場合には電磁弁を用いるが
、この電磁弁を３方口３位置電磁弁とし、かつ管１８を
連結してこの３方ロ３位置電磁升１６３の切換えと電磁
弁１６１の切換えとで冷却水の排水を行なえるため、冷
却水−圧力気体置換機構として必要な変更部品数が少な
くて済む。

なお、アーク加工装置として種々の圧力気体が用いられ
るが、Ａｒ　　やＡｒ十Ｈｅなどを使用する場合、Ａｒ
およびＡｒ−ｔ−Ｈｅが高価であるため実用上好ましく
ない。しかし、Ｇｏ！、０２　　あるいは圧縮空気は比
較的低摩であるため実用的である。特に、近来０２ある
いは圧縮空気が汎用されているプラズマアーク加工装置
が第３図に示される装置として好適である。

第４図は本発明の他の実施例を示す図であって、１７は
正転および逆転により送水および排水するポンプである
。

通常のアーク加工作業時にはポンプ１７が正転してトー
チ１０の各部が強制的に水冷される。

ところで、ポンプ１７を逆転させると通路内の冷却水が
排出され、管１９から大気が徐々に流入する。このよう
にして冷却水用通路内から冷却水が実質的に排水された
後、トーチ１０の交換部品を取換える。

第４図に示されるごと（の装置とすれば、ポンプの正転
と逆転とにより冷却水の供給と排水とを選択することが
できるので装置化が極めて簡単となる。

以上、プラズマアーク加工装置のトーチが特に高温化す
るため、本発明が有効であるが、いわゆるＴＩＧアーク
、ＭＩＧアークあるいはＣＯ２アーク等の適宜のアーク
加工装置にも適用できることは勿論である。また、冷却
水用循環路に冷却水検知器を設けて、循環路の排水が完
了したことを自動的に知得することができる。

更ニ、ノズルが間接冷却の場合、ノズルヲトーチから取
外しても冷却水がもれることはないが、実願昭６１−１
１５１８〜１１５２０に記載のごとくトーチに対するノ
ズルの着脱状態を検出する検出機構を設けておき、トー
チからノズルを取外した際の検知信号により冷却水用通
路を排水するように構成することもできる。

〈発明の効果〉 本発明に係るアーク加工装置は、冷却水−気体置換機構
により、直接水冷される交換部品の脱着操作前に冷却水
用循環路内から冷却水を実質的に排水することができる
ため、直接水冷される交換部品の脱着操作時に従来のご
とく多量の水モレが生起するという虞れがない。このよ
うに漏水を未然に防止することができるため、従来アー
ク加工作業時に生起していた感電事故は皆無となり、か
つ従来のごとく直接水冷される交換部品の取換え作業毎
に流出した水を拭き取らなければならないという面倒な
作業は不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略正面図、第２図乃至
第４図は夫々本発明の他の実施例を示す図であって第１
図に相当する図、第５図は本発明に係るアーク加工装置
に好適なアーク加工用トーチの端部断面図である。 ２・・・電極（＝交換部品）、８・・・冷却水の供給ホ
ース、９・・・冷却水の排水ホース、１０・・・アーク
加工用トーチ、１１・・・貯水槽、１６　、１６１−１
６３・・・電磁弁、】７・・・送水源 代理人　弁理士　中　　井　　　　宏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、直接水冷される交換部品を有するアーク加工用トー
   チと、該トーチの冷却水用循環路に連結される送水源を
   備えた冷却用給排水機構とを設けたアーク加工装置にお
   いて、前記冷却用給排水機構は、前記交換部品の脱着操
   作前に冷却水用循環路内を気体に置換する冷却水−気体
   置換機構を具備してなるアーク加工装置。