JPH08206841A - Plasma torch - Google Patents

Plasma torch

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Publication number
JPH08206841A
JPH08206841A JP7013901A JP1390195A JPH08206841A JP H08206841 A JPH08206841 A JP H08206841A JP 7013901 A JP7013901 A JP 7013901A JP 1390195 A JP1390195 A JP 1390195A JP H08206841 A JPH08206841 A JP H08206841A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torch
base
head
ring member
passage
Prior art date
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Pending
Application number
JP7013901A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Iida
昇 飯田
Toshio Yoshimitsu
利男 吉光
Hitoshi Sato
等 佐藤
Toshio Yamashita
敏雄 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Komatsu Industries Corp
Original Assignee
Komatsu Ltd
Komatsu Industries Corp
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Publication date
Application filed by Komatsu Ltd, Komatsu Industries Corp filed Critical Komatsu Ltd
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Priority to PCT/JP1996/000167 priority patent/WO1996023620A1/en
Priority to CN96192017A priority patent/CN1175917A/en
Priority to US08/860,870 priority patent/US5874707A/en
Priority to KR1019970705325A priority patent/KR100272916B1/en
Priority to CA002210136A priority patent/CA2210136A1/en
Priority to EP96901140A priority patent/EP0872300A1/en
Priority to TW085101153A priority patent/TW301621B/zh
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Abstract

PURPOSE: To manually and easily connect and divide a dividing/assembling type torch, to surely seal the connecting part in torch of cooling water torch passage and gas passage and to prevent water leakage at any case of exchanging of consumables and dividing. CONSTITUTION: In the plasma torch capable of dividing/assembling a torch base 2 and torch head 3, a ring member is arranged to the outer periphery of torch head 2 free to rotate, an engaging projecting protruded to the periphery of ring member is engaged to the spiral gradient track arranged on the outer periphery of torch base 2 free to engage/disengage as elastically supported in the engaging direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマトーチで、特
にトーチベースに対してトーチヘッドを分割組立て可能
にしたプラズマトーチに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma torch, and more particularly to a plasma torch in which a torch head can be separately assembled on a torch base.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来この種のプラズマトーチとしてのト
ーチベースとトーチヘッドとの連結部の固定手段は、
(1)特公平3−27309号公報、特公平5−558
9号公報に示されるような袋ナットを用いた螺着構造が
一般的であった。また他の従来技術として、(2)特公
昭63−13793号公報、実開平3−14076号公
報に示すように突起部を勾配部に引っかけて回転させて
締付けるようにしたものもある。またさらに(3)実公
平5−1918号公報、特開平6−198450号公報
に示される従来技術では、鋼球を用いたクイックジョイ
ント方式を提案している。一方プラズマトーチでは、電
極、ノズル等の消耗部品があり、その交換の煩わしさと
交換時間の短縮のために分割組立トーチが考えられたの
であるが、トーチベースに対してトーチヘッドを離脱し
たときに、水通路がこれの連結部にて分割されてこの部
分で水が漏れるので、連結面が濡れてしまう。すると、
アーク点弧時に漏電または絶縁不良を起こしてしまうと
いう不具合が発生する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fixing means for connecting a torch base and a torch head as a plasma torch of this type has been
(1) Japanese Patent Publication No. 3-27309, Japanese Patent Publication No. 5-558
A screwing structure using a cap nut as shown in Japanese Patent No. 9 is generally used. In addition, as another conventional technique, there is one in which (2) Japanese Patent Publication No. 63-13793 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-14076, the protrusion is hooked on a slope and rotated to tighten. Furthermore, (3) Japanese Utility Model Publication 5-1918 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-198450 propose a quick joint method using steel balls. On the other hand, the plasma torch has consumable parts such as electrodes and nozzles, and it was thought of as a separate assembly torch for the troublesome replacement and shortening of the replacement time.However, when the torch head is detached from the torch base, Since the water passage is divided at the connecting portion and water leaks at this portion, the connecting surface gets wet. Then
When the arc is ignited, there is a problem that leakage or insulation failure occurs.

【0003】ヘッドとベースとの分割時には水ポンプが
停止しているので、水が流れず、従って水漏れがしない
と考えられるが、ポンプからトーチまでの経路には水が
残っており、これが分割時に流れ出してしまって上記水
漏れが発生してしまう。そこで上記水漏れを防ぐために
はトーチ内に水止め機構を持っていることが必要とな
り、特開平6−198450号公報及び特開平62−2
75580号公報に示されているものは、どちらも水流
路とガス通路の違いはあるが組立てられるときに突起に
より開く構造になっている。
Since the water pump is stopped when the head and the base are separated, it is considered that the water does not flow and thus the water does not leak. However, the water remains in the path from the pump to the torch, and this is divided. Sometimes it will flow out and the water leak will occur. Therefore, in order to prevent the above water leakage, it is necessary to have a water stop mechanism in the torch, which is disclosed in JP-A-6-198450 and JP-A-62-2.
In both of those disclosed in Japanese Patent No. 75580, there is a difference between the water flow path and the gas passage, but the structure is such that the projection opens when assembled.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、(1)のものは確実な固定手段として信頼がおける
が、袋ナットを数回回転する必要があり、連結、離脱に
時間がかかるという問題をもっている。これは袋ナット
のねじピッチを大きくすることによりねじ込み回転角を
少なくすることが可能であるが、ピッチを大きくする
と、同じ締付け軸力を出すためには大きな回転トルクが
必要となるので、トーチヘッド部の交換時の負担が大き
くなり得策ではない。またこの袋ナットによるものの場
合、ねじ込むときにねじ山をつぶしてしまうことがあ
り、機械による自動交換を考えた場合にもねじ山をつぶ
さないようにするための特別な方法を用いる必要があ
る。
In the above-mentioned conventional technique, (1) is reliable as a reliable fixing means, but the cap nut needs to be rotated several times, and it takes time to connect and disconnect. I have a problem. It is possible to reduce the screwing rotation angle by increasing the thread pitch of the cap nut, but if the pitch is increased, a large rotation torque is required to produce the same tightening axial force, so the torch head This is not a good idea because it will increase the burden of replacing parts. Further, in the case of using this cap nut, the screw thread may be crushed when screwing in, and it is necessary to use a special method for preventing the screw thread from being crushed even when considering automatic replacement by a machine.

【0004】また従来の技術の(2)のものは、ねじを
使わずに螺旋状の突起部に爪状の突起部を引っかけ、そ
の勾配により軸力を発生できるものであるが、この方式
では、両突起部の軸方向の相対位置がずれると締付けが
十分にできなかったり、緩みやすい等の問題が生じる。
このため確実に固定するためには両突起部の装置の位置
を調節する必要がある。そして1つのトーチベースに対
して複数のトーチヘッドが交換によって連結されるた
め、各トーチヘッドに対して突起部の相対位置の調整が
必要となり、結局は交換作業に時間がかかってしまうこ
とになる。
In the prior art (2), the claw-shaped projection is hooked on the spiral projection without using a screw, and the axial force can be generated by the gradient thereof. However, if the axial relative positions of both projections are displaced, problems such as insufficient tightening and easy loosening occur.
For this reason, it is necessary to adjust the position of the device on both protrusions in order to securely fix it. Further, since a plurality of torch heads are connected to one torch base by replacement, it is necessary to adjust the relative position of the protrusions with respect to each torch head, and eventually replacement work will take time. .

【0005】この従来の技術(2)のもう1つの問題点
は、両突起部相互間で相対的にすべり接触する構造であ
るため、接触面が磨耗してくると両者の相対位置がずれ
てしまって軸方向の押付け力が小さくなってしまい、突
起部の相対位置の再調整が必要となってしまう。また、
螺旋状の突起部の勾配は必要とされる軸方向の移動量と
回転可能である角度によって決まるが、差し込み部のO
リングの当たりはじめから考えると軸方向移動量は2〜
5mm程度必要であり、突起による係合部を円周上に2
箇所設けると回転角度は180°であり、それによって
勾配が決定され、そのように決定された勾配は比較的大
きく、十分な軸方向力を得るにはかなりの大きな回転ト
ルクが必要となり、手動による連結、離脱は困難であ
る。
Another problem of the prior art (2) is that the two projections are in relatively sliding contact with each other, so that when the contact surfaces become worn, the relative positions of the two are displaced. If so, the pressing force in the axial direction becomes small, and it becomes necessary to readjust the relative position of the protrusions. Also,
The inclination of the spiral protrusion depends on the required amount of axial movement and the angle at which it can rotate.
From the beginning of hitting the ring, the amount of axial movement is 2
It requires about 5 mm, and the engagement part by the protrusion is 2 on the circumference.
When provided at a point, the rotation angle is 180 °, which determines the gradient, and the gradient so determined is relatively large and requires a considerable rotational torque to obtain sufficient axial force, It is difficult to connect and disconnect.

【0006】さらに、従来の技術の(3)のものは、ホ
ース等の連結で一般によく用いられる方法であり、トー
チヘッドを軸方向に差込むだけで連結が完了できるた
め、非常に容易に脱着できるという利点があるが、連結
部での軸方向押付け力が乏しく、軸方向にガタができる
とう欠点がある。軸方向に充分な圧力を発生させるため
には構造が複雑になり、連結部が大型になってしまう。
上記した実公平5−19186号公報では、ばねを用い
て軸方向押付け力を発生させているが、この軸方向の押
付け力がそのまま差込むときに必要な力となるため、人
が取付けられるようなばね力を設定すると充分な軸方向
押付け力が得られない。
Further, the prior art (3) is a method which is generally used for connecting a hose or the like, and the connection can be completed simply by inserting the torch head in the axial direction, so that the attachment and detachment is very easy. Although there is an advantage that it can be done, there is a drawback that the axial pressing force at the connecting portion is poor and there is backlash in the axial direction. In order to generate sufficient pressure in the axial direction, the structure becomes complicated and the connecting portion becomes large.
In the above-mentioned Japanese Utility Model Publication No. 5-19186, a spring is used to generate an axial pressing force. However, since this axial pressing force is a force necessary when being inserted as it is, a person can be attached. If a large spring force is set, sufficient axial pressing force cannot be obtained.

【0007】連結部で充分な軸方向押付け力が必要な理
由は、移動時の振動等によりトーチヘッドがトーチベー
スからずれてトーチ先端位置にずれが生じてしまうと、
切断性能に悪影響を及ぼすからである。連結面にOリン
グがあるとシールするための押付け力がさらに必要であ
るし、プラズマ電流を接続するために面圧が必要な連結
構造の場合には、さらに軸方向押付け力が必要となる。
The reason why a sufficient axial pressing force is required at the connecting portion is that when the torch head is displaced from the torch base due to vibration during movement, the torch tip position is displaced.
This is because the cutting performance is adversely affected. If there is an O-ring on the connecting surface, a pressing force for sealing is further required, and in the case of a connecting structure that requires a surface pressure to connect the plasma current, an axial pressing force is further required.

【0008】プラズマトーチにおけるトーチベースとト
ーチヘッドの水通路とガス通路の差込みのシール面は一
般にはストレートであるが、この部分に設けたOリング
が差込まれる始めから軸方向力が必要であり、脱着が容
易でない。この差込み部のシール面がテーパ状にした構
造は特公平3−27309号公報に示されているが、実
際にはシールのためにOリングが必要である。その際、
同心円状に通路を形成しているため、Oリングの内径は
大きくなり、合計のOリングの当たり面積は大きくな
る。従ってシールするに足りるだけOリングをつぶすの
に大きな軸方向力が必要となる。
[0008] In the plasma torch, the sealing surfaces of the torch base and the water passage and gas passage of the torch head are generally straight, but axial force is required from the beginning of inserting the O-ring provided in this portion. It is not easy to attach and detach. A structure in which the sealing surface of the insertion portion is tapered is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-27309, but an O-ring is actually required for sealing. that time,
Since the passages are concentrically formed, the inner diameter of the O-ring becomes large, and the total contact area of the O-rings becomes large. Therefore, a large axial force is required to crush the O-ring enough to seal it.

【0009】また水路のジョイント部における分割時の
水漏れについては、上記特開平6−198450号公報
及び特開昭62−275580号公報に示された開閉弁
を水回路に応用することにより防止できるが、この構成
ではポンプの稼動中に連結部を外した場合に、弁が閉じ
てしまうためポンプと弁(連結部)の間の配管内が高圧
となって危険であると共に、ポンプに衝撃的な負荷が作
用してこれの故障の原因となる。また特開平6−198
450号公報のように分割型トーチの場合、連結部を接
続した状態で先端のノズル、電極等を交換しようとする
と、弁が開いているため水が漏れてしまう。
Further, water leakage at the time of splitting at the joint portion of the water channel can be prevented by applying the on-off valve shown in the above-mentioned JP-A-6-198450 and JP-A-62-275580 to the water circuit. However, with this configuration, if the connecting part is disconnected during operation of the pump, the valve will close and the piping between the pump and the valve (connecting part) will be at high pressure, which is dangerous and may cause shock to the pump. Load will act and cause failure of this. In addition, JP-A-6-198
In the case of the split type torch as in Japanese Patent Publication No. 450, when the nozzle, electrode, etc. at the tip end are exchanged with the connecting portion connected, water leaks because the valve is open.

【0010】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、分割組立型のトーチを手動でもって容易に連結及
び分割を行なうことができると共に、冷却水路及びガス
通路のトーチ内の連結部を確実にシールすることがで
き、さらに消耗品交換時と分割時でのいずれの場合でも
水漏れを防ぐことができるようにしたプラズマトーチを
提供することを目的とするものである。
The present invention has been conceived in view of the above, and it is possible to easily connect and divide a split-assembly type torch manually, and to secure a connection portion in the torch of the cooling water passage and the gas passage. It is an object of the present invention to provide a plasma torch which can be sealed at the same time and can prevent water leakage during replacement of consumables and splitting.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るプラズマトーチは、トーチベース2と
トーチヘッド3とを分割組立て可能にしたプラズマトー
チにおいて、トーチヘッド2の外周にリング部材を回転
自在に設け、このリング部材の周面に突設した係合突起
を、トーチベース2の外周上に設けた螺旋状の勾配軌道
に係脱可能に、かつ係合方向に弾性支持して係合する構
成になっている。
In order to achieve the above object, a plasma torch according to the present invention is a plasma torch in which a torch base 2 and a torch head 3 can be separately assembled, and a ring is attached to the outer periphery of the torch head 2. A member is rotatably provided, and an engaging projection protruding on the peripheral surface of the ring member is detachably attached to a spiral gradient orbit provided on the outer periphery of the torch base 2 and elastically supported in the engaging direction. Are engaged with each other.

【0012】また上記プラズマトーチにおいて、螺旋状
の勾配軌道の勾配が、入口部を急に、中間部以降をゆる
やかにして2段以上に変化している。さらに、上記プラ
ズマトーチにおいて、冷却水通路とガス通路のトーチベ
ース2とベースヘッド2との連結部を、互いに密に嵌合
するテーパ状にすると共に、嵌合面間にOリングを介装
した構成となっている。そしてさらに、トーチベース2
とトーチヘッド3を分割組立て可能にしたプラズマトー
チにおいて、トーチベース2内の冷却水の注入通路と戻
り通路のそれぞれに、逆流防止弁を介装した構成となっ
ている。
Further, in the above plasma torch, the gradient of the spiral gradient orbit changes suddenly in the inlet portion and gradually changes in the middle portion and thereafter in two or more stages. Further, in the above plasma torch, the connecting portions of the torch base 2 and the base head 2 in the cooling water passage and the gas passage are tapered so as to be closely fitted to each other, and an O-ring is interposed between the fitting surfaces. It is composed. And further, torch base 2
In a plasma torch in which the torch head 3 can be divided and assembled, a check valve is provided in each of the cooling water injection passage and the return passage in the torch base 2.

【0013】[0013]

【作 用】トーチヘッド3をトーチベース2に嵌合
し、トーチヘッド3側のリング部材の係合突起をトーチ
ベース2側の勾配軌道に係合してリング部材を回転する
ことにより、トーチヘッド3がトーチベース2にバヨネ
ット結合される。そしてこのときの勾配軌道と係合突起
との係合は係合方法に弾性係合される。
[Operation] The torch head 3 is fitted to the torch base 2 and the engaging projection of the ring member on the torch head 3 side is engaged with the gradient orbit on the torch base 2 side to rotate the ring member. 3 is bayonet-coupled to the torch base 2. The engagement between the gradient track and the engagement protrusion at this time is elastically engaged according to the engagement method.

【0014】トーチベース2内の冷却水路は、冷却水の
供給が停止した場合には、逆流防止弁にて閉じられ、こ
の状態でトーチベース2からトーチヘッド3を離脱した
ときに、トーチベース2の冷却水路からの水漏れが生じ
ない。
The cooling water passage in the torch base 2 is closed by the check valve when the supply of the cooling water is stopped, and when the torch head 3 is detached from the torch base 2 in this state, the torch base 2 is closed. Water does not leak from the cooling water channel.

【0015】[0015]

【実 施 例】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図中1はトーチベース2とトーチヘッド3とを分割
組立可能にしたプラズマトーチである。トーチヘッド3
の先端部には通常のプラズマトーチの先端構造と同様に
電極4、ノズル5、シールドキャップ6等を有してあ
り、電極4の内側及びノズル5の外側には冷却水路4
a,5aが設けてあり、これに流れる冷却水にて冷却さ
れるようになっている。なおノズル5より外側の部材は
電極4に対して絶縁筒7にて電極的に絶縁されている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, 1 is a plasma torch in which a torch base 2 and a torch head 3 can be separately assembled. Torch head 3
The tip portion of the electrode has an electrode 4, a nozzle 5, a shield cap 6 and the like similar to the tip structure of a normal plasma torch. The cooling water passage 4 is provided inside the electrode 4 and outside the nozzle 5.
a and 5a are provided and are cooled by cooling water flowing through them. A member outside the nozzle 5 is electrically insulated from the electrode 4 by an insulating cylinder 7.

【0016】そしてこのトーチヘッド3の基端部には上
記冷却水路4a,5aに連通する流入弁体8及び戻り弁
体9が突設してある。この両弁体8,9はテーパ状にな
っており、その外周面にOリング8a,9aが嵌合され
ている。またこのトーチヘッド3のコア部10の基端に
はトーチベース2側と電気的に連結するためのヘッド側
連結面11が設けてある。なお図示してないが、電極5
の先端部に噴出する作動ガス及びノズル5とノズルキャ
ップ6の間に噴出するアシストガスの供給通路が基端部
に向けて設けてありこれらの通路はトーチヘッド3をト
ーチベース2に連絡することにより接続されるようにな
っている。この各ガス通路の連絡部の構成は上記冷却水
路の連結部と同一構成となっている。
An inflow valve body 8 and a return valve body 9 communicating with the cooling water passages 4a and 5a are provided at the base end of the torch head 3 so as to project therefrom. Both valve bodies 8 and 9 are tapered, and O-rings 8a and 9a are fitted on the outer peripheral surfaces thereof. A head-side connecting surface 11 for electrically connecting to the torch base 2 side is provided at the base end of the core portion 10 of the torch head 3. Although not shown, the electrode 5
A supply passage for the working gas ejected to the tip of the nozzle and an assist gas ejected between the nozzle 5 and the nozzle cap 6 is provided toward the base end, and these passages connect the torch head 3 to the torch base 2. It is designed to be connected by. The structure of the connecting portion of each gas passage is the same as that of the connecting portion of the cooling water passage.

【0017】トーチヘッド3の基端部には円筒部材12
が絶縁部材12aを介して嵌着されており、この円筒部
材12にトーチベース2の内筒部13が嵌合することに
より両者が連結するようになっている。トーチベース2
の内筒部13の底面には上記トーチヘッド3の流入介体
8と戻り弁体9に密に嵌合するよう逆テーパー状に形成
した流入弁穴14aと戻り弁穴15aが設けてあり、そ
れぞれに流入通路14、戻り通路15が連通されてい
る。また内筒部13の底面には上記トーチヘッド3のヘ
ッド側連結面11に当接するベース側連結面16が設け
てある。
A cylindrical member 12 is provided at the base end of the torch head 3.
Are fitted via an insulating member 12a, and the inner cylindrical portion 13 of the torch base 2 is fitted into the cylindrical member 12 so that they are connected to each other. Torch base 2
The bottom surface of the inner cylindrical portion 13 is provided with an inflow valve hole 14a and a return valve hole 15a which are formed in a reverse taper shape so as to be closely fitted to the inflow intermediate body 8 and the return valve body 9 of the torch head 3. The inflow passage 14 and the return passage 15 are communicated with each other. Further, a base side connecting surface 16 that abuts the head side connecting surface 11 of the torch head 3 is provided on the bottom surface of the inner cylindrical portion 13.

【0018】トーチヘッド3の円筒部材12の外周面と
トーチベース2の内筒部13の内周面の一方に位置決め
溝17が、他方にこれに嵌合する位置決めピン18が設
けてあり、この両者を係合して嵌合することにより、冷
却水路と図示しないガス通路とが位相がずれることなく
連結されるようになっている。
A positioning groove 17 is provided on one of the outer peripheral surface of the cylindrical member 12 of the torch head 3 and the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 13 of the torch base 2, and a positioning pin 18 fitted to the positioning groove 17 is provided on the other. By engaging and fitting both of them, the cooling water passage and the gas passage (not shown) are connected without any phase shift.

【0019】上記トーチベース2の戻り弁穴15aの底
部にはボール19とばね20とからなる逆流防止弁21
が設けてあり、またトーチベース2の流入通路14には
ボール22とばね23からなる逆流防止弁24が介装し
てある。なおこの両逆流防止弁21,24は弁穴14
a,15aの近くに設けられている。
A check valve 21 comprising a ball 19 and a spring 20 is provided at the bottom of the return valve hole 15a of the torch base 2.
A check valve 24 composed of a ball 22 and a spring 23 is provided in the inflow passage 14 of the torch base 2. The double check valves 21 and 24 are provided in the valve hole 14
It is provided near a and 15a.

【0020】上記トーチベース2の端部に固着されたリ
ング部材2aの外周面には、バヨネット結合のための勾
配軌道となる螺旋状の係合溝25が円周方向に複数本、
例えば2本が180°位相をずらせて設けてある。また
トーチヘッド3の端部の外側にはリング部材26が回転
自在に、かつ軸方向に板ばね27を支持されて嵌合保持
されており、このリング部材26の内面に上記各係合溝
25に係合する係合片となる係合突起28が設けてあ
る。
On the outer peripheral surface of the ring member 2a fixed to the end portion of the torch base 2, there are provided a plurality of spiral engaging grooves 25 which serve as a gradient orbit for connecting the bayonet in the circumferential direction.
For example, two lines are provided 180 degrees out of phase with each other. A ring member 26 is rotatably supported on the outside of the end of the torch head 3 by axially supporting a leaf spring 27. The ring groove 26 is formed on the inner surface of the ring member 26. An engaging protrusion 28 that is an engaging piece that engages with is provided.

【0021】上記係合溝25は図2に示すようになって
いて、上記係合突起28が軸方向に係合する入口部25
aと、係合突起28が螺旋状に係合していく螺旋部25
bとからなっている。そしてこの螺旋部25bは、入口
部25aに近い部分の螺旋勾配は急になっており、また
中間部はゆるやかになっており、終端部は水平状になっ
ていて、この螺旋部25bの勾配は2段階に変化されて
いる。
The engaging groove 25 is formed as shown in FIG. 2, and the inlet portion 25 with which the engaging protrusion 28 is axially engaged.
a and the engaging projection 28 spirally engage with each other in the spiral portion 25.
It consists of b and. The spiral portion 25b has a steep slope in a portion near the inlet portion 25a, a gentle middle portion, and a horizontal end portion. The spiral portion 25b has a gradient. It has been changed in two stages.

【0022】一方トーチヘッド3に対してリング部材2
6を支持する板ばね27は円周方向に複数個に分割され
ていて、それぞれはトーチヘッド3に対して回転自在
に、かつ軸方向に移動自在になっていて、少なくともト
ーチヘッド3より抜け出る方向に対して軸方向に係合さ
れており、この各板ばね27にリング部材26が固着さ
れている。係合突起28は軸受29を介して回転自在に
リング部材26に支持されている。またトーチベース2
のフランジ部30とトーチヘッド3側のリング部材26
には、上記係合溝25の入口部25aと係合突起28に
対応する位置わせ用の目印31a,31bが外側から見
えるように凹状に設けてある。リング部材26の端面部
には上記トーチペース2側のフランジ部30に当接する
Oリング32が嵌合してある。
On the other hand, the ring member 2 is attached to the torch head 3.
The leaf spring 27 that supports 6 is divided into a plurality of pieces in the circumferential direction, each of which is rotatable with respect to the torch head 3 and axially movable, and at least in the direction in which the torch head 3 is pulled out. The ring member 26 is fixed to each leaf spring 27. The engagement protrusion 28 is rotatably supported by the ring member 26 via a bearing 29. Also torch base 2
Flange portion 30 and ring member 26 on the torch head 3 side
The positioning marks 31a and 31b corresponding to the inlet portion 25a of the engaging groove 25 and the engaging protrusion 28 are provided in a concave shape so that they can be seen from the outside. An O-ring 32, which abuts the flange portion 30 on the torch pace 2 side, is fitted to the end surface portion of the ring member 26.

【0023】上記リング部材26に突設した係合突起2
8とトーチベース2側の係合溝25との係合関係は、係
合突起28が係合溝25の水平状部まで係合した状態
で、トーチベース2とトーチヘッド3とが密に連結さ
れ、かつ板ばね27がトーチベース2側へ撓み、係合突
起28が係合溝25の水平部にばね付勢されて係合され
るようになっている。
Engagement projections 2 projecting from the ring member 26
8 and the engagement groove 25 on the torch base 2 side, the torch base 2 and the torch head 3 are closely connected in a state where the engagement protrusion 28 is engaged to the horizontal portion of the engagement groove 25. Further, the leaf spring 27 is bent toward the torch base 2 side, and the engaging projection 28 is spring-biased and engaged with the horizontal portion of the engaging groove 25.

【0024】上記構成において、トーチベース2にトー
チヘッド3の連結手順を以下に説明する。トーチベース
2の内筒部13にトーチヘッド3の円筒部材12を、位
置決め溝17と位置決めピン18とを係合して嵌合す
る。これを同時にリング部材26の係合突起28をトー
チベース2側の係合溝25の入口部25aから係合す
る。この状態ではトーチヘッド3側の流入弁体8と戻り
弁体9等の弁体がトーチベース2側の流入弁穴14a、
戻り弁穴15a内にこれらの間に介在されるOリング8
a,9aが軽く接触する状態となり、小さな力で差し込
み動作が行なわれる。またこのときのリング部材26は
位置合わせ用の目印31a,31bにて位置合わせをす
る。
The procedure for connecting the torch head 2 to the torch base 2 in the above structure will be described below. The cylindrical member 12 of the torch head 3 is fitted in the inner cylindrical portion 13 of the torch base 2 by engaging the positioning groove 17 and the positioning pin 18. At the same time, the engaging projection 28 of the ring member 26 is engaged from the inlet portion 25a of the engaging groove 25 on the torch base 2 side. In this state, the valve elements such as the inflow valve element 8 and the return valve element 9 on the torch head 3 side are connected to the inflow valve hole 14a on the torch base 2 side,
An O-ring 8 interposed between these in the return valve hole 15a
The a and 9a come into a light contact with each other, and the inserting operation is performed with a small force. Further, the ring member 26 at this time is aligned with the alignment marks 31a and 31b.

【0025】ついで、リング部材26を回転(この実施
例では右方向に90°回転)する。これにより係合突起
28は係合溝25に沿って回転しながら軸方向に移動し
てバヨネット結合される。このとき、上記係合溝25
は、これの入口部25aに近い部分の螺旋勾配は急にな
っているので、リング部材26の回転初期では大きく軸
方向に移動するが、このときはOリング8a,9aが弾
性変形するに足りるだけの軸方向力が得られればよいの
で、螺旋勾配が急でも回転力はあまり大きく必要としな
い。その後係合突起28はゆるやかな螺旋勾配となった
中間部に係合することにより、小さな回転力でもって大
きな軸方向の力が与えられ、トーチヘッド3はトーチベ
ース2側に軸方向に強固に押しつけられる。そして係合
突起28が係合溝25の水平状になっている終端部に係
合することにより連結動作が終了し、リング部材26は
トーチヘッド2側に係止される。このときのリング部材
26の回転角度と軸力の発生の関係は図2に示すように
なる。この実施例でのリング部材26の回転角度は90
°にした。
Next, the ring member 26 is rotated (in this embodiment, rotated 90 ° to the right). As a result, the engaging projection 28 moves in the axial direction while rotating along the engaging groove 25, and is engaged with the bayonet. At this time, the engaging groove 25
Has a steep spiral gradient in the portion near the inlet 25a, so that the O-rings 8a and 9a are elastically deformed in the initial stage of rotation of the ring member 26, although they largely move in the axial direction. Therefore, even if the spiral gradient is steep, the rotational force is not so large. After that, the engagement projection 28 engages with the intermediate portion having a gentle spiral gradient, so that a large axial force is applied with a small rotational force, and the torch head 3 is firmly fixed to the torch base 2 side in the axial direction. It can be pressed. Then, the engaging projection 28 engages with the horizontal end portion of the engaging groove 25 to complete the connecting operation, and the ring member 26 is locked to the torch head 2 side. The relationship between the rotation angle of the ring member 26 and the generation of the axial force at this time is as shown in FIG. The rotation angle of the ring member 26 in this embodiment is 90.
It was set to °.

【0026】このとき、リング部材26は板ばね27に
弾性支持されていることにより、トーチヘッド3はこの
板ばね27の撓み力による付勢力により常時連結方向に
付勢されている。またこの結合状態でリング部材26の
端面部のOリング32がトーチベース2のフランジ部3
0に当接して結合部が粉塵より保護される。なお0リン
グの代わりにダストシール等を用いて粉塵より保護でき
る構造にしてもよい。
At this time, since the ring member 26 is elastically supported by the leaf spring 27, the torch head 3 is constantly biased in the connecting direction by the biasing force of the leaf spring 27. Further, in this coupled state, the O-ring 32 on the end surface portion of the ring member 26 is attached to the flange portion 3 of the torch base 2.
Abutting on 0, the joint is protected from dust. A dust seal or the like may be used instead of the O-ring so that the structure can be protected from dust.

【0027】このトーチベース2とトーチヘッド3との
結合時には、冷却水路の流入側は流入弁体8と流入弁穴
14aとの嵌合により連通し、戻り側は戻り弁体9と戻
り弁穴15aの係合により連通する。そして冷却水は流
入通路内の逆流防止弁24を押し開けて流入し、戻り側
の水は戻り側通路の逆流防止弁21を押し開けて戻され
る。
When the torch base 2 and the torch head 3 are connected, the inflow side of the cooling water passage communicates with the inflow valve body 8 and the inflow valve hole 14a, and the return side communicates with the return valve body 9 and the return valve hole. Communication is established by the engagement of 15a. Then, the cooling water flows in by pushing open the check valve 24 in the inflow passage, and the water on the return side pushes back the check valve 21 in the return passage and returns.

【0028】トーチヘッド3の切り離しは上記手順を逆
に行なうことによりなされる。この切り離し時には、冷
却水の送給は停止されているので、冷却水の流入通路の
水は逆流防止弁24にて封止され、また戻り通路内の水
は逆止弁21で封止されることにより、トーチヘッド2
から冷却水が漏れ出ることがない。このとき、上記両逆
流防止弁21,24から弁穴14a,15aに至る間に
ある水が流出するが、この両逆流防止弁21,24の位
置が弁穴14a,15aから近いことにより、この水の
量は少なく、あまり問題にならない。
The torch head 3 is separated by reversing the above procedure. At the time of this disconnection, since the supply of the cooling water is stopped, the water in the cooling water inflow passage is sealed by the check valve 24, and the water in the return passage is sealed by the check valve 21. Torch head 2
Cooling water does not leak from the. At this time, the water existing between the check valves 21, 24 flows out to the valve holes 14a, 15a. However, since the positions of the check valves 21, 24 are close to the valve holes 14a, 15a, The amount of water is small and not a big problem.

【0029】上記実施例ではバヨネット結合のための勾
配軌道である螺旋状の係合溝25の形状を段状に変化さ
せた例を示したが、図3(a)に示すように勾配が円弧
状に無段階に変わるようにしてもよく、また図3(b)
に示すように、終端部を逆勾配にしてもよい。この場合
の逆勾配の大きさはわずかであり、この逆勾配による結
合のゆるみは板ばねによる弾性変形量にて吸収される。
また図3(c)に示すように係合溝25に複数個の凹部
25cを設けてこれに係合突起28が係合してゆるむの
を防止するようにしてもよい。
In the above embodiment, the spiral engagement groove 25, which is a gradient orbit for connecting the bayonet, is changed into a stepped shape. However, as shown in FIG. 3A, the gradient is circular. It may be steplessly changed into an arc shape, and FIG.
As shown in (4), the terminal portion may have a reverse slope. In this case, the magnitude of the reverse gradient is small, and the looseness of the connection due to the reverse gradient is absorbed by the amount of elastic deformation of the leaf spring.
Further, as shown in FIG. 3C, a plurality of recesses 25c may be provided in the engagement groove 25 to prevent the engagement protrusion 28 from engaging with the recesses 25c and loosening.

【0030】上記実施例においてはバヨネット結合部の
勾配軌道に溝状の螺旋状の係合溝25を用いた例を示し
たが、これは図4(a)に示すように突条軌道33を用
い、これの上面に図4(b)に示すようにリング部材2
6aに設けたボール状(あるいはプランジャ状)の係合
突起34を回転接触するようにしてもよい。また図5
(a)に示すように、係合溝25dを断面V字状にし、
これに図5(b)に示すようにボール状の係合突起35
を係合するようにしてもよい。
In the above-mentioned embodiment, an example in which the groove-shaped spiral engagement groove 25 is used for the gradient orbit of the bayonet connecting portion is shown. However, as shown in FIG. The ring member 2 on the upper surface of the ring member 2 as shown in FIG.
The ball-shaped (or plunger-shaped) engagement protrusion 34 provided on 6a may be brought into rotational contact. Also in FIG.
As shown in (a), the engaging groove 25d has a V-shaped cross section,
As shown in FIG. 5B, the ball-shaped engaging projection 35
May be engaged.

【0031】また図1に示す実施例では係合溝25を設
けたトーチベース2側のリング部材2aがトーチベース
側に固着され、これに係合する係合突起28を支持する
トーチヘッド3側のリング部材26が軸方向にばねにて
支持した構成としたが、これを逆に、すなわち図6
(a)に示すように、トーチベース2側のリング部材2
aを弾性部材36にて弾性支持して、トーチヘッド側の
リング部材26をトーチヘッド3に固着するようにして
もよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the ring member 2a on the torch base 2 side provided with the engaging groove 25 is fixed to the torch base side, and the torch head 3 side supporting the engaging projection 28 that engages with this. The ring member 26 of FIG. 6 is supported by a spring in the axial direction.
As shown in (a), the ring member 2 on the torch base 2 side
The ring member 26 on the torch head side may be fixed to the torch head 3 by elastically supporting a by the elastic member 36.

【0032】さらに両リング部材2a,2bをそれぞれ
トーチベース、トーチヘッドに固着し、図6(b)に示
すように、係合突起28を支持する軸受台37をプラズ
マトーチの軸方向両側にばね38あるいはゴム等の弾性
部材にて支持するようにしてもよく、また図6(c)に
示すように、係合突起28の外周にゴム等の弾性材39
を張りつけ、この弾性材39の弾性力にてバヨネット結
合部に軸方向の付勢力を加えるようにしてもよい。また
さらに、図6(d)に示すように、、勾配軌道40の上
面に弾性材41を張りつけ、これに係合突起が接触する
ようにしてもよい。図1にて示す係合溝25の係合突起
28が接触内面に上記弾性材41を張りつけてもよい。
さらに図6(e)に示すように、トーチヘッド2側のリ
ング部材26の頂部がトーチベース2側のリング部材2
aに迷路状に入り込むようにすることによりこの部分を
Oリングを用いることなくシール構造とすることができ
る。
Further, both ring members 2a and 2b are fixed to the torch base and torch head, respectively, and as shown in FIG. 6 (b), bearing bases 37 for supporting the engaging projections 28 are spring-loaded on both sides in the axial direction of the plasma torch. 38 or an elastic member such as rubber may be used, and as shown in FIG. 6C, an elastic member 39 such as rubber is provided on the outer periphery of the engaging protrusion 28.
Alternatively, the elastic force of the elastic member 39 may apply an axial urging force to the bayonet coupling portion. Furthermore, as shown in FIG. 6D, an elastic member 41 may be attached to the upper surface of the gradient track 40 so that the engaging protrusions come into contact therewith. The elastic protrusions 28 of the engaging groove 25 shown in FIG. 1 may adhere the elastic material 41 to the contact inner surface.
Further, as shown in FIG. 6E, the top of the ring member 26 on the torch head 2 side is the ring member 2 on the torch base 2 side.
By making it enter into a labyrinth shape in a, this part can be made a seal structure without using an O-ring.

【0033】上記した本発明の実施例において、トーチ
ベース2及びトーチヘッド3の外側構成部材は、これら
を絶縁部材等で構成し、あるいは絶縁部材を介在させる
ことにより内部の通電部材に対して絶縁されている。
In the above-described embodiment of the present invention, the outer constituent members of the torch base 2 and the torch head 3 are made of an insulating member or the like, or are insulated from the internal energizing member by interposing an insulating member. Has been done.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、分割組立て可能にした
プラズマトーチ1のトーチベース2とトーチヘッド3と
をバヨネット結合構成によって手動でもって容易に結合
及び離脱を行なうことができる。そしてこの結合時にお
ける結合部には、常に軸方向にばねによる付勢が作用さ
れていることにより、両部材の連結部は常時密に連結状
態を保持することができると共に、振動や衝撃によって
ゆるむことがない。またリング部材26等の連結部材が
ばね付勢されていることにより、係合溝及び係合突起に
よる係合部に少し位の寸法誤差があったとしても、ばね
部材により吸収されて結合することができる。
According to the present invention, the torch base 2 and the torch head 3 of the plasma torch 1 which can be divided and assembled can be easily connected and disconnected manually by a bayonet connection structure. Since the coupling portion at the time of coupling is always urged by the spring in the axial direction, the coupling portions of both members can always maintain a tightly coupled state and loosen due to vibration or impact. Never. Further, since the connecting member such as the ring member 26 is biased by the spring, even if there is a slight dimensional error in the engaging portion due to the engaging groove and the engaging protrusion, the connecting member is absorbed and joined by the spring member. You can

【0035】またバヨネット結合部の勾配軌道の螺旋状
の勾配を入口部を急に、中間部以降をゆるやかにして、
この勾配を2段階以上に変化させたことにより、結合初
期の結合作用力が小さく、かつ大きなストークで行なわ
れ、それ以降にはゆるやかに、かつ小さな力でもって大
きな結合力で結合でき、速やかに、かつ容易に結合でき
る。
Further, the spiral gradient of the gradient orbit of the bayonet connecting portion is made steep at the inlet portion and gentle at the middle portion and thereafter,
By changing this gradient in two or more steps, the binding action force at the initial stage of binding is small and the stalk is large, and thereafter, it can be joined gently and with a large binding force with a small force. , And can be easily combined.

【0036】さらに、トーチベース2からトーチヘッド
3に至る冷却水の流入通路と戻り通路及びガス通路のト
ーチベース2とトーチヘッド3との連結部を、互いに密
に嵌合するテーパ状にすると共に、嵌合面間にOリング
を介装したことにより、トーチベース2とトーチヘッド
3の連結部において、上記冷却水通路及びガス通路を漏
れることなく連結できる。
Further, the connecting portions of the torch base 2 and the torch head 3 in the inflow passage and the return passage of the cooling water from the torch base 2 to the torch head 3 and the gas passage are tapered so as to be closely fitted to each other. Since the O-ring is provided between the fitting surfaces, the cooling water passage and the gas passage can be connected at the connecting portion of the torch base 2 and the torch head 3 without leaking.

【0037】また上記トーチベース2内の冷却水の流
入、戻りの両通路内に逆流防止弁を介装したことによ
り、冷却水の供給が停止されているかぎりにおいて、冷
却水回路内の水はトーチヘッド2側で閉じ込められ、連
結部をはずしたとき、及び連結された状態でのヘッド側
の消耗品の交換のときにおいての水漏れをなくすことが
できる。
Further, since the check valve is provided in both the inflow and return passages of the cooling water in the torch base 2, the water in the cooling water circuit is kept as long as the supply of the cooling water is stopped. Water leakage can be eliminated when the torch head 2 is confined and the connecting portion is removed, and when the consumables on the head side are exchanged in the connected state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す分解断面図である。FIG. 1 is an exploded sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】係合溝の形状及びこの係合溝に係合突起を係合
したバヨネット結合時の回転角に対する発生軸力の関係
を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a relationship between a shape of an engagement groove and a rotational angle when a bayonet is engaged with an engagement protrusion engaged with the engagement groove, and a rotational angle generated.

【図3】(a),(b),(c)は係合溝のそれぞれ異
なる実施例を示す説明図である。
3 (a), (b) and (c) are explanatory views showing different embodiments of the engaging groove.

【図4】(a)はバヨネット結合のための勾配軌道の他
例を示す斜視図である。(b)は(a)で示す勾配軌道
と係合突起との係合状態を示す断面図である。
FIG. 4A is a perspective view showing another example of a gradient trajectory for bayonet coupling. (B) is sectional drawing which shows the engagement state of the gradient track | orbit shown in (a), and an engagement protrusion.

【図5】(a)はバヨネット結合のための勾配軌道の他
例を示す斜視図である。(b)は(a)で示す勾配軌道
と係合突起との係合状態を示す断面図である。
FIG. 5A is a perspective view showing another example of a gradient trajectory for bayonet coupling. (B) is sectional drawing which shows the engagement state of the gradient track | orbit shown in (a), and an engagement protrusion.

【図6】(a)バヨネット結合の他例を示す断面図であ
る。 (b)係合突起の他例を示す断面図である。 (c)係合突起の他例を示す断面図である。 (d)勾配軌道の他例を示す斜視図である。 (e)トーチベースとトーチヘッドの両リング部材の係
合部の例を示す断面図である。
FIG. 6A is a cross-sectional view showing another example of the bayonet connection. (B) It is sectional drawing which shows the other example of an engagement protrusion. (C) It is sectional drawing which shows the other example of an engagement protrusion. (D) It is a perspective view which shows the other example of a gradient track. (E) It is sectional drawing which shows the example of the engaging part of both the torch base and the ring member of a torch head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プラズマトーチ 2…トーチベース 2a,26,26a…リング部材 3…トーチヘッド 8…流入弁体 9…戻り弁体 8a,9a,32…Oリング 11,16…連結面 13…内筒部 14…流入通路 14a…流入弁穴 15…戻り通路 15a…戻り弁穴 17…位置決め溝 18…位置決めピン 21,24…逆流防止弁 25,25d…係合溝 25a…入口部 25b…螺旋部 27,36…板ばね 28,34,35…係合突起 33,40…突条軌道 37…軸受台 38…ばね 39,41…弾性材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma torch 2 ... Torch base 2a, 26, 26a ... Ring member 3 ... Torch head 8 ... Inflow valve body 9 ... Return valve body 8a, 9a, 32 ... O-ring 11, 16 ... Connecting surface 13 ... Inner cylinder part 14 Inflow passage 14a ... Inflow valve hole 15 ... Return passage 15a ... Return valve hole 17 ... Positioning groove 18 ... Positioning pin 21, 24 ... Backflow prevention valve 25, 25d ... Engaging groove 25a ... Inlet portion 25b ... Helical portion 27, 36 ... Leaf springs 28, 34, 35 ... Engaging projections 33, 40 ... Ridge track 37 ... Bearing base 38 ... Spring 39, 41 ... Elastic material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 等 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 山下 敏雄 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sato et al. 1200 Manda, Hiratsuka, Kanagawa Prefecture Komatsu Seisakusho Laboratory (72) Inventor Toshio Yamashita 1200, Hiratsuka, Kanagawa Komatsu Seisakusho Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トーチベース2とトーチヘッド3とを分
割組立て可能にしたプラズマトーチにおいて、トーチヘ
ッド2の外周にリング部材を回転自在に設け、このリン
グ部材の周面に突設した係合突起を、トーチベース2の
外周上に設けた螺旋状の勾配軌道に係脱可能に、かつ係
合方向に弾性支持して係合するようにしたことを特徴と
するプラズマトーチ。
1. A plasma torch in which a torch base 2 and a torch head 3 can be separately assembled, and a ring member is rotatably provided on the outer periphery of the torch head 2 and an engaging projection is provided on a peripheral surface of the ring member. The plasma torch is adapted to engage with and disengage from a spiral gradient orbit provided on the outer circumference of the torch base 2 and to elastically support and engage in the engaging direction.
【請求項2】 螺旋状の勾配軌道の勾配が、入口部を急
に、中間部以降をゆるやかにして2段以上に変化してい
ることを特徴とする請求項1記載のプラズマトーチ。
2. The plasma torch according to claim 1, wherein the gradient of the spiral gradient orbit changes steeply in the inlet portion and gradually in the middle portion and thereafter in two or more stages.
【請求項3】 冷却水通路とガス通路のトーチベース2
とベースヘッド2との連結部を、互いに密に嵌合するテ
ーパ状にすると共に、嵌合面間にOリングを介装したこ
とを特徴とする請求項1記載のプラズマトーチ。
3. A torch base 2 for a cooling water passage and a gas passage.
The plasma torch according to claim 1, wherein the connecting portion between the base head 2 and the base head 2 is tapered so as to be closely fitted to each other, and an O-ring is interposed between the fitting surfaces.
【請求項4】 トーチベース2とトーチヘッド3を分割
組立て可能にしたプラズマトーチにおいて、トーチベー
ス2内の冷却水の注入通路と戻り通路のそれぞれに、逆
流防止弁を介装したことを特徴とするプラズマトーチ。
4. A plasma torch in which the torch base 2 and the torch head 3 can be separately assembled, wherein a check valve is provided in each of a cooling water injection passage and a return passage in the torch base 2. Plasma torch to do.
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