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WO2024134747A1 - プラズマ発生装置 - Google Patents

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Publication number
WO2024134747A1
WO2024134747A1 PCT/JP2022/046793 JP2022046793W WO2024134747A1 WO 2024134747 A1 WO2024134747 A1 WO 2024134747A1 JP 2022046793 W JP2022046793 W JP 2022046793W WO 2024134747 A1 WO2024134747 A1 WO 2024134747A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
holder
electrode
cover
body cover
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/046793
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊之 池戸
高広 神藤
卓也 岩田
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.)
Fuji Corp
Original Assignee
Fuji Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Corp filed Critical Fuji Corp
Priority to JP2024565426A priority Critical patent/JPWO2024134747A1/ja
Priority to PCT/JP2022/046793 priority patent/WO2024134747A1/ja
Priority to CN202280101552.4A priority patent/CN120153765A/zh
Priority to DE112022008106.6T priority patent/DE112022008106T5/de
Publication of WO2024134747A1 publication Critical patent/WO2024134747A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3423—Connecting means, e.g. electrical connecting means or fluid connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3457—Nozzle protection devices

Definitions

  • This disclosure relates to a plasma generating device in which a reaction chamber is partitioned by a main body cover that functions as a housing.
  • the following patent document describes a plasma generating device in which a reaction chamber is partitioned by a main body cover that functions as a housing.
  • the objective of this specification is to easily attach the main body cover to the base.
  • this specification discloses a plasma generating device that includes a body cover that defines a reaction chamber and functions as a housing and has an engaging portion, and a base to which the body cover is detachably attached and that has an engaged portion, and the engaging portion of the body cover is attached to the engaged portion of the base.
  • the main body cover can be easily attached to the base.
  • FIG. 1 is a diagram showing a plasma device.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a plasma head.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the plasma head of FIG. 2.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a plasma head.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a plasma head.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional plasma head.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional plasma head.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional plasma head with a body cover and a holder cover removed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional plasma head with a body cover and a holder cover removed.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the plasma head with the body cover removed.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a plasma head with the holder cover removed.
  • the plasma device 10 includes a plasma head 11, a robot 13, and a control box 15.
  • the plasma head 11 is attached to the robot 13.
  • the robot 13 is, for example, a serial link type robot (which can also be called an articulated robot), and the plasma head 11 is attached to the tip of the robot 13 via a bracket 12.
  • the plasma head 11 is capable of irradiating plasma gas while attached to the tip of the robot 13.
  • the plasma head 11 is capable of moving three-dimensionally in response to the drive of the robot 13.
  • the control box 15 is mainly composed of a computer, and controls the plasma device 10.
  • the control box 15 has a power supply unit 15A that supplies power to the plasma head 11, and a gas supply unit 15B that supplies gas to the plasma head 11.
  • the power supply unit 15A is connected to the plasma head 11 via a power cable (not shown).
  • the power supply unit 15A changes the voltage applied to the electrode 30 (see Figures 3 to 5) of the plasma head 11 based on the control of the control box 15.
  • the gas supply unit 15B is also connected to the plasma head 11 via a gas tube 19.
  • the gas supply unit 15B supplies a reactive gas, described below, to the plasma head 11 under the control of the control box 15.
  • the control box 15 controls the gas supply unit 15B, and controls the amount of gas supplied from the gas supply unit 15B to the plasma head 11.
  • the robot 13 operates under the control of the control box 15, and irradiates the workpiece W placed on the table 17 with plasma gas from the plasma head 11.
  • the control box 15 also includes an operation unit 15C that has a touch panel and various switches.
  • the control box 15 displays various setting screens and operating states (e.g., gas supply state) on the touch panel of the operation unit 15C.
  • the control box 15 also accepts various information through operational input to the operation unit 15C.
  • the plasma head 11 includes a main body cover 20, an internal cable 22, a cable holder 24, a collar 25, a holder mounting device 26, an electrode holder 28, an electrode 30, a holder cover 31, and the like.
  • the main body cover 20 functions as a housing and is made of a metal material.
  • the main body cover 20 is generally cylindrical in shape. However, the main body cover 20 tapers downward, and the lower end of the main body cover 20 is conical in shape. Therefore, the lower end of the main body cover 20 functions as a nozzle 32 of the plasma head 11.
  • the upper end of the main body cover 20 is fixed to the lower end of the cable holder 24.
  • the internal cable 22 is arranged inside the body cover 20 so as to extend in the axial direction of the body cover 20, and is fixed inside the body cover 20 by a cable holder 24.
  • the cable holder 24 is generally cylindrical and is fixedly fitted inside the body cover 20.
  • the internal cable 22 is fixedly fitted into the upper end of the inside of the cable holder 24.
  • the internal cable 22 is fixed inside the body cover 20 by the cable holder 24.
  • a gap 35 is formed between the inner surface of the cable holder 24 and the outer surface of the internal cable 22.
  • the collar 25 is a stepped cylindrical shape, and is composed of a small diameter portion 36, a large diameter portion 37, and a step surface 38.
  • the outer diameter of the small diameter portion 36 is smaller than the inner diameter of the cable holder 24.
  • the small diameter portion 36 is inserted into the cable holder 24, and the lower end of the small diameter portion 36 extends slightly downward from the lower end of the cable holder 24.
  • the step surface 38 connects the small diameter portion 36 and the large diameter portion 37, and is located below the cable holder 24.
  • An O-ring 39 is disposed along the outer circumferential surface of the small diameter portion 36 between the lower end surface of the cable holder 24 and the step surface 38.
  • the outer diameter of the large diameter portion 37 is smaller than the inner diameter of the main body cover 20, and is located inside the main body cover 20.
  • the holder mounting device 26 is annular, and the outer diameter of the holder mounting device 26 is the same as the outer diameter of the large diameter portion 37 of the collar 25.
  • the holder mounting device 26 is disposed below the large diameter portion 37 of the collar 25.
  • a screw groove is formed on the inner peripheral surface of the annular holder mounting device 26, and the inner peripheral surface of the holder mounting device 26 functions as a screw hole.
  • the outer edge of the holder mounting device 26 is formed with a plurality of through holes 40 that penetrate in the vertical direction. The plurality of through holes 40 are inclined at a predetermined angle.
  • the electrode holder 28 is made of a metal material and is generally cylindrical in shape. However, the electrode holder 28 tapers downward, and a convex portion 46 is formed in the center of the upper end surface of the electrode holder 28. A screw thread is formed on the outer circumferential surface of the convex portion 46. Therefore, the convex portion 46 of the electrode holder 28 is inserted into the inner circumferential surface that functions as a screw hole of the holder mounting fixture 26 and screwed in, whereby the electrode holder 28 is detachably mounted to the holder mounting fixture 26.
  • the inner surface of the electrode holder 28 has a stepped shape.
  • the upper part of the inner surface of the electrode holder 28 is a first inner surface 50 with a small diameter
  • the lower part of the inner surface of the electrode holder 28 continuing from the first inner surface 50 is a second inner surface 52 with a larger diameter than the first inner surface 50.
  • the lower end of a crimp terminal 56 is inserted into the first inner surface 50.
  • the outer diameter of the lower end of the crimp terminal 56 is slightly smaller than the inner diameter of the first inner surface 50 of the electrode holder 28. Therefore, the crimp terminal 56 is fixed to the first inner surface 50 of the electrode holder 28 by a hollow bolt 58.
  • a radially extending horizontal hole 60 is formed on the upper end side of the electrode holder 28, and the horizontal hole 60 is connected to the first inner surface 50.
  • the hollow bolt 58 is screwed into the horizontal hole 60, and the crimp terminal 56 is fixed to the first inner surface 50 of the electrode holder 28.
  • the depth of the horizontal hole 60 is greater than the length of the hollow bolt 58. Therefore, when the hollow bolt 58 is screwed into the horizontal hole 60, it is embedded in the horizontal hole 60 and is not exposed to the outside from the surface of the electrode holder 28.
  • the crimp terminal 56 extends upward from the upper end of the first inner surface 50 of the electrode holder 28.
  • the crimp terminal 56 extending upward from the first inner surface 50 of the electrode holder 28 is connected to the internal cable 22 by a conductor 62.
  • the electrode 30 has a round bar shape, and the outer diameter of the electrode 30 is slightly smaller than the inner diameter of the second inner surface 52 of the electrode holder 28.
  • the electrode 30 is inserted into the second inner surface 52 of the electrode holder 28, and is fixed to the second inner surface 52 of the electrode holder 28 by an enamel bolt 66.
  • a radially extending horizontal hole 68 is formed on the lower end side of the electrode holder 28, and the horizontal hole 68 is connected to the second inner surface 52.
  • the enamel bolt 66 is screwed into the horizontal hole 68, thereby fixing the electrode 30 to the second inner surface 52 of the electrode holder 28.
  • the depth dimension of the horizontal hole 68 is longer than the length dimension of the enamel bolt 66.
  • the enamel bolt 66 is embedded in the horizontal hole 68 when screwed into the horizontal hole 68, and is not exposed to the outside from the surface of the electrode holder 28. Additionally, the electrode 30 is fixed to the second inner circumferential surface 52 with the lower end, i.e., the tip, of the electrode 30 extending a predetermined amount (e.g., 3 to 5 mm) from the lower end of the electrode holder 28.
  • the holder cover 31 is generally cylindrical, and the inner diameter of the holder cover 31 is slightly larger than the outer diameter of the large diameter portion 37 of the collar 25 and the outer diameter of the holder mounting fixture 26.
  • the large diameter portion 37 of the collar 25 and the holder mounting fixture 26 are inserted inside the holder cover 31.
  • the holder cover 31 is fixed to the cable holder 24 at its upper end. Meanwhile, a flange 70 extending inward is formed at the lower end of the holder cover 31. With this structure, the large diameter portion 37 of the collar 25 and the holder mounting fixture 26 are sandwiched between the lower end surface of the cable holder 24 and the flange 70 of the holder cover 31.
  • the large diameter portion 37 of the collar 25 and the holder mounting fixture 26 are sandwiched between the lower end surface of the cable holder 24 and the flange 70 of the holder cover 31, and the electrode holder 28 is held by the holder cover 31.
  • the large diameter portion 37 of the collar 25 and the holder mounting fixture 26 are biased toward the flange 70 of the holder cover 31 by the elastic force of the O-ring 39.
  • the holder cover 31 fixed to the holder mounting fixture 26 is biased downward by the elastic force of the O-ring 39.
  • the outer diameter of the holder cover 31 is smaller than the inner diameter of the main body cover 20, and is located inside the main body cover 20.
  • Gas supply unit 15B is connected to gap 35 between the inner circumferential surface of cable holder 24 and the outer circumferential surface of internal cable 22 via gas tube 19 (see FIG. 1), and reactive gas supplied from gas supply unit 15B flows into gap 35 between the inner circumferential surface of cable holder 24 and the outer circumferential surface of internal cable 22.
  • the reactive gas then flows downward and flows around electrode holder 28 through multiple through holes 40 of holder mounting fixture 26.
  • multiple through holes 40 are inclined at a predetermined angle, so that when reactive gas passes through multiple through holes 40, it is rectified at a predetermined angle.
  • the reactive gas rectified by multiple through holes 40 flows further downward and also flows around electrode 30 extending from the lower end of electrode holder 28, and reaches nozzle 32 of body cover 20.
  • the reaction gas flows from the gap 35 between the inner surface of the cable holder 24 and the outer surface of the internal cable 22 inside the body cover 20, through the multiple through holes 40 in the holder mounting fixture 26, around the electrode holder 28 and the electrode 30 extending from the lower end of the electrode holder 28, and reaches the nozzle 32 of the body cover 20.
  • Oxygen (O2) can be used as the reactive gas (seed gas).
  • the gas supply unit 15B flows a mixed gas of oxygen and nitrogen (N2) (e.g., dry air (Air)) into the gap 35 between the inner circumferential surface of the cable holder 24 and the outer circumferential surface of the internal cable 22 via a gas tube 19 (see FIG. 1).
  • N2 e.g., dry air (Air)
  • this mixed gas may be referred to as the reactive gas
  • oxygen may be referred to as the seed gas.
  • a voltage is applied from the power supply unit 15A of the control box 15 to the electrode 30 extending from the lower end of the electrode holder 28. More specifically, power is supplied from the power supply unit 15A of the control box 15 to the internal cable 22 of the plasma head 11 via the power cable, and power is supplied to the conductor 62 and the crimp terminal 56. Then, the power supplied to the crimp terminal 56 flows to the electrode 30 via the electrode holder 28. In this way, the power is supplied to the electrode 30, and a voltage is applied to the electrode 30. At this time, as shown in FIG. 5, a pseudo arc A is generated from the tip of the electrode 30 by applying a voltage to the electrode 30.
  • the pseudo arc A is generated along the flow of the reactive gas, it is generated downward from the tip of the electrode 30 and reaches the tip of the nozzle 32. Therefore, a pseudo arc A is generated between the tip of the electrode 30 and the tip of the nozzle 32. Then, when the reactive gas passes through the pseudo arc A generated between the tip of the electrode 30 and the tip of the nozzle 32, the reactive gas is turned into plasma. Therefore, a pseudo-arc A discharge occurs between the tip of the electrode 30 and the tip of the nozzle 32, turning the reactive gas into plasma and generating plasma gas. In other words, inside the reaction chamber 76 partitioned by the main body cover 20, the reactive gas is turned into plasma and plasma gas is generated.
  • plasma gas is generated by discharge occurring between the tip of the electrode 30 and the tip of the nozzle 32, and is ejected from the opening 32A formed at the tip of the nozzle 32. Then, as the plasma gas is ejected from the opening 32A of the nozzle 32, plasma processing is performed on the workpiece W.
  • the tip of the electrode 30 wears out. For this reason, in the plasma head 11, the extension amount of the tip of the electrode 30 from the electrode holder 28 can be adjusted by the hollow bolt 66, and the electrode 30 can also be replaced.
  • the extension amount of the tip of the electrode 30 from the electrode holder 28 is adjusted so that the tip of the electrode 30 extends a predetermined amount (e.g., 3 to 5 mm) from the lower end of the electrode holder 28.
  • the hollow bolt 66 is loosened from being screwed into the horizontal hole 68, and the extension amount of the tip of the electrode 30 from the electrode holder 28 is adjusted to a predetermined amount (e.g., 3 to 5 mm).
  • the amount of extension of the tip of the electrode 30 from the electrode holder 28 becomes less than a predetermined amount
  • the amount of extension of the tip of the electrode 30 from the electrode holder 28 is adjusted.
  • the hollow bolt 66 is loosened from being screwed into the horizontal hole 68, and the electrode 30 is lowered so that the amount of extension of the tip of the electrode 30 from the electrode holder 28 becomes a predetermined amount.
  • the hollow bolt 66 is screwed into the horizontal hole 68 and the electrode 30 is fixed inside the electrode holder 28.
  • the electrode 30 becomes shorter, and the electrode 30 cannot be fixed by the hollow bolt 66. That is, for example, when the length dimension of the electrode 30 becomes the same as the length dimension between the lower end surface of the electrode holder 28 and the formation position of the horizontal hole 68, the electrode 30 cannot be fixed by the hollow bolt 66 with the tip of the electrode 30 extending from the lower end of the electrode holder 28. In this way, when the electrode 30 cannot be fixed by the hollow bolt 66, the electrode 30 is replaced. That is, the hollow bolt 66 is loosened from being screwed into the horizontal hole 68, and the used electrode 30 is pulled out from the second inner peripheral surface 52 of the electrode holder 28. Then, a new electrode 30 is inserted into the second inner peripheral surface 52 of the electrode holder 28, and the new electrode 30 is fixed inside the electrode holder 28 by the hollow bolt 66.
  • the multiple through holes 40 formed in the holder mounting fixture 26 are inclined to rectify the reaction gas. For this reason, multiple holder mounting fixtures 26 with different inclination angles of the through holes 40 are prepared, and the holder mounting fixture 26 is replaced to adjust the rectification angle of the reaction gas, etc.
  • the holder mounting fixture 26 is removably screwed into the convex portion 46 of the electrode holder 28, so the holder mounting fixture 26 is replaced by removing the holder mounting fixture 26 from the convex portion 46 and attaching a holder mounting fixture 26 different from the removed holder mounting fixture 26 to the convex portion 46.
  • the extension amount of the electrode 30 can be adjusted and the electrode 30 and the holder mounting fixture 26 can be replaced.
  • the extension amount of the electrode 30 is adjusted and the electrode 30 and the holder mounting fixture 26 are replaced, the main body cover 20 and the holder cover 31 are removed from the cable holder 24, but compared to conventional plasma heads, in the plasma head 11, the extension amount of the electrode 30 can be adjusted and the electrode 30 and the holder mounting fixture 26 can be replaced more easily.
  • the conventional plasma head 100 includes a body cover 110, an internal cable 112, a cable holder 114, a collar 115, a holder mounting fixture 116, an electrode holder 118, an electrode 120, a holder cover 122, a crimp terminal 124, and a conductor 126.
  • the body cover 110 functions as a housing and is made of a metal material.
  • the body cover 110 has the same shape as the body cover 20 of the plasma head 11, and the lower end of the body cover 20 functions as a nozzle 128.
  • the body cover 110 is fixed to the lower surface of the cable holder 114 by six bolts 132 (only four are shown in the figure) at the flange portion 130 at the upper end.
  • the internal cable 112, cable holder 114, collar 115, holder mounting fixture 116, electrode holder 118, electrode 120, holder cover 122, crimp terminal 124, and conductor 126 have substantially the same structure as the internal cable 22, cable holder 24, collar 25, holder mounting fixture 26, electrode holder 28, electrode 30, holder cover 31, crimp terminal 56, and conductor 62 of the plasma head 11, so a description thereof will be omitted.
  • the electrode 120, crimp terminal 124, and electrode holder 118 of the conventional plasma head 100 the electrode 120 is fixed inside the electrode holder 118 by a hollow bolt 136, and the crimp terminal 124 is fixed inside the electrode holder 118 by a hollow bolt 138.
  • the holder cover 31 of the plasma head 11 is fixed to the cable holder 24, but the holder cover 122 of the conventional plasma head 100 is not fixed to the cable holder 114.
  • the worker when adjusting the extension amount of the electrode 120 or replacing the electrode 120 and the holder mounting device 116, the worker removes the six bolts (only four are shown in the figure) 132 with a tool such as a screwdriver, as shown in FIG. 8. This removes the main body cover 110 from the cable holder 114, exposing the electrode holder 118. Therefore, the worker can adjust the extension amount of the electrode 120 and replace the electrode 120 by operating the hollow bolt 136.
  • the holder cover 122 since the holder cover 122 is not fixed to the cable holder 114, when the main body cover 110 is removed from the cable holder 114, the holder cover 122 detaches from the cable holder 114 due to its own weight.
  • the worker operates the hollow bolt 138 to remove the electrode holder 118 from the plasma head 100. In this manner, by removing the electrode holder 118 from the plasma head 100, the holder mounting fixture 116 attached to the electrode holder 118 is replaced.
  • an operator removes the six bolts 132 with a tool to remove the main body cover 110 from the cable holder 114, adjust the extension amount of the electrode 120, and replace the electrode 120 and the electrode holder 118.
  • the holder cover 122 comes off and the electrode holder 118 is no longer held by the holder cover 122.
  • the electrode holder 118 is suspended in mid-air and supported by the conductor 126, as shown in FIG. 9.
  • the collar 115 is clamped between the underside of the cable holder 114 and the holder mounting fixture 116.
  • the main body cover 20 can be attached to the cable holder 24 without using tools. More specifically, as shown in FIG. 10, a male thread 150 is formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the cable holder 24. Meanwhile, a female thread 152 is formed on the inner peripheral surface of the upper end portion of the main body cover 20. Then, the worker rotates the main body cover 20 in the direction of the arrow 154 (clockwise direction) and screws the male thread 150 and the female thread 152 together, thereby attaching the main body cover 20 to the cable holder 24. This allows the worker to easily attach the main body cover 20 to the cable holder 24 without using tools.
  • the worker rotates the main body cover 20 in the direction of the arrow 156 (counterclockwise direction) to release the screws between the male thread 150 and the female thread 152, thereby removing the main body cover 20 from the cable holder 24.
  • This allows the worker to easily remove the main body cover 20 from the cable holder 24 without using tools.
  • the operator can attach and detach the main body cover 20 to and from the cable holder 24 simply by rotating the main body cover 20 on its axis without using any tools.
  • the holder cover 31 can also be attached to the cable holder 24 without using tools.
  • the holder cover 31 has three equally spaced recesses 160 cut into an L-shape at the upper end.
  • the recesses 160 are composed of a first notch 162 extending in the vertical direction and a second notch 164 extending in a direction perpendicular to the first notch 162.
  • the tip of the second notch 164 has a slight upward recess 166.
  • three pins 168 (two pins 168 are shown in FIG. 12) are erected on the outer peripheral surface of the lower end of the cable holder 24 at three equally spaced positions below the male thread 150.
  • the operator moves the holder cover 31 in the direction of the arrow 170 (upward) to insert the pins 168 into the first notch 162 of the recess 160.
  • the worker rotates the holder cover 31 in the direction of the arrow 172 (clockwise direction), so that the pin 168 is inserted into the second notch 164 of the recess 160 and latched.
  • This allows the worker to easily attach the holder cover 31 to the cable holder 24 without using tools.
  • the worker rotates the holder cover 31 in the direction of the arrow 174 (counterclockwise direction), so that the pin 168 is released from the second notch 164.
  • the worker moves the holder cover 31 in the direction of the arrow 176 (downward direction), so that the pin 168 is removed from the first notch 162.
  • This allows the worker to easily remove the holder cover 31 from the cable holder 24 without using tools. In this way, the worker can attach and detach the holder cover 31 to and from the cable holder 24 without using tools.
  • the holder cover 31 is biased downward by the elastic force of the O-ring 39. In other words, the holder cover 31 is biased in the direction opposite to the insertion direction of the holder cover 31 by the elastic force of the O-ring 39.
  • the main body cover 20 and the holder cover 31 can be attached to the cable holder 24 without using tools, so that the extension amount of the electrode 30 can be adjusted and the electrode 30 and the holder attachment device 26 can be conveniently replaced.
  • the operator rotates the main body cover 20 in the direction of the arrow 156 (counterclockwise direction), so that the main body cover 20 is removed from the cable holder 24.
  • the holder cover 31 is fixed to the cable holder 24 by the pin 168 and the recess 160. Therefore, as shown in FIG. 10, when the main body cover 20 is removed from the cable holder 24, the electrode holder 28 is exposed together with the holder attachment device 26 held by the holder cover 31.
  • the operator can adjust the extension amount of the electrode 30 and replace the electrode 30 by operating the hollow bolt 66 on the electrode holder 28 held by the holder cover 31.
  • This allows the plasma head 11 to adjust the extension amount of the electrode 30 and replace the electrode 30 without placing a load on the conductor 62.
  • the operator can remove the main body cover 20 from the cable holder 24 without using tools to expose the electrode holder 28, reducing the burden on the operator when adjusting the extension amount of the electrode 30 and replacing the electrode 30 and shortening the work time.
  • there are no small parts such as the bolts 132, loss of parts can be prevented.
  • the main body cover 20 is attached to the cable holder 24 by a screwing mechanism
  • the holder cover 31 is attached to the cable holder 24 by a mechanism that hooks the pin 168 into the recess 160. Therefore, when an operator rotates the main body cover 20 to remove it from the cable holder 24, the holder cover 31 can be prevented from rotating together with the main body cover 20. That is, for example, when the holder cover 31 is attached to the cable holder 24 by a screwing mechanism, there is a risk that the holder cover 31 will rotate together with the main body cover 20 when an operator rotates the main body cover 20 to remove it from the cable holder 24.
  • the crimp terminal 56 will rotate together with the holder mounting device 26 inside the holder cover 31, and the conductor 62 may be twisted and broken.
  • the holder cover 31 is attached to the cable holder 24 by a mechanism other than the screwing mechanism. This prevents the holder cover 31 from rotating along with the main body cover 20 when the worker rotates the main body cover 20 to remove it from the cable holder 24, preventing breakage of the conductor 62.
  • the electrode holder 28 is held by the holder cover 31 together with the holder mounting fixture 26, it is necessary to remove the holder cover 31 from the cable holder 24 when replacing the holder mounting fixture 26. Therefore, when replacing the holder mounting fixture 26, the worker removes the main body cover 20 from the cable holder 24, and then rotates the holder cover 31 in the direction of the arrow 174 and moves it in the direction of the arrow 176 as shown in FIG. 12 to remove the holder cover 31 from the cable holder 24. As a result, the electrode holder 28 is no longer held by the holder cover 31. Then, the worker operates the hollow bolt 58 to remove the electrode holder 28 from the plasma head 11 and replace the holder mounting fixture 26.
  • the plasma head 11 is an example of a plasma generating device.
  • the body cover 20 is an example of a body cover.
  • the cable holder 24 is an example of a base.
  • the electrode holder 28 is an example of a holder.
  • the electrode 30 is an example of an electrode.
  • the holder cover 31 is an example of a holder cover.
  • the O-ring 39 is an example of an elastic body.
  • the reaction chamber 76 is an example of a reaction chamber.
  • the male thread 150 is an example of an engaged portion and a male thread.
  • the female thread 152 is an example of an engaged portion and a female thread.
  • the recess 160 is an example of an engaging portion and a recess.
  • the first notch 162 is an example of a first notch.
  • the second notch 164 is an example of a second notch.
  • the pin 168 is an example of an engaged portion and a protrusion.
  • this embodiment provides the following advantages:
  • the plasma head 11 comprises a body cover 20 that defines the reaction chamber 76 and functions as a housing, and a cable holder 24 to which the body cover 20 is removably attached.
  • the engagement portion of the body cover 20 is attached to the latched portion of the cable holder 24. This allows the body cover 20 to be easily attached and detached from the cable holder 24.
  • a male thread 150 is formed on the cable holder 24 as the engaged portion
  • a female thread 152 is formed on the main body cover 20 as the engaging portion.
  • the main body cover 20 is attached to the cable holder 24 by screwing the male thread 150 into the female thread 152. This allows the operator to attach and detach the main body cover 20 to and from the cable holder 24 simply by rotating the main body cover 20 on its axis.
  • the plasma head 11 also includes an electrode 30 that generates a discharge inside the reaction chamber 76, an electrode holder 28 that detachably holds the electrode 30, and a holder cover 31 for fixing the electrode holder 28 inside the main body cover 20.
  • the locking portion of the holder cover 31 is attached to the locked portion of the cable holder 24. This allows the electrode holder 28 to be easily held by the holder cover 31.
  • a recess 160 is formed in the holder cover 31 as an engaging portion
  • a pin 168 is formed in the cable holder 24 as an engaged portion.
  • the holder cover 31 is attached to the cable holder 24 by engaging the pin 168 with the recess 160. This allows the holder cover 31 to be attached to the cable holder 24 with a simple structure.
  • the recess 160 is composed of a first notch 162 extending in the insertion direction of the holder cover 31 and a second notch 164 extending in a direction intersecting the insertion direction.
  • the holder cover 31 is attached to the cable holder 24 by hooking the pin 168 into the second notch 164 of the recess 160.
  • the plasma head 11 is also provided with an O-ring 39 that biases the holder cover 31 in the direction opposite to the insertion direction of the holder cover 31. Therefore, the pin 168 hooked into the second notch 164 is biased by the elastic force of the O-ring 39 toward the wall surface that defines the second notch 164. This ensures that the pin 168 is hooked into the second notch 164, that is, that the holder cover 31 is attached to the cable holder 24.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of a person skilled in the art.
  • the main body cover 20 is attached to the cable holder 24 by a screw mechanism
  • the holder cover 31 is attached to the cable holder 24 by a hook mechanism that hooks the pin 168 to the recess 160.
  • the holder cover 31 may be attached to the cable holder 24 by a screw mechanism
  • the main body cover 20 may be attached to the cable holder 24 by a hook mechanism.
  • main body cover 20 and the holder cover 31 may be attached to the cable holder 24 by a screw mechanism, and the main body cover 20 and the holder cover 31 may be attached to the cable holder 24 by a hook mechanism.
  • various mechanisms can be adopted as long as they are not limited to the screw mechanism and the hook mechanism and can attach the main body cover 20 and the holder cover 31 to the cable holder 24 without using tools.
  • a quick joint, a mechanism that utilizes the structure of a so-called coupler (registered trademark), a push lock mechanism, a cam lock mechanism, etc. can be used.
  • the holder cover 31 is biased in the direction opposite to the insertion direction of the holder cover 31 by the elastic force of the O-ring 39, but the holder cover 31 may be biased in the insertion direction of the holder cover 31. That is, for example, a tension spring or the like may be disposed between the holder cover 31 and the cable holder 24 to bias the holder cover 31 in the insertion direction of the holder cover 31. In this way, even if the holder cover 31 is biased in the insertion direction of the holder cover 31, the same effect can be obtained as when the holder cover 31 is biased in the direction opposite to the insertion direction of the holder cover 31.
  • a discharge is generated between the tip of the electrode 30 and the tip of the main body cover 20 to convert the processing gas into plasma.
  • a discharge is generated by one electrode 30.
  • a discharge may be generated between multiple electrodes.
  • An electrode holder 28 that holds at least one of the multiple electrodes is held by a holder cover 31.

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Abstract

反応室を区画するとともに、筐体として機能し、係合部を有する本体カバーと、本体カバーが着脱可能に取り付けられ、被係合部を有するベースと、を備え、本体カバーの係合部がベースの被係合部に取り付けられるプラズマ発生装置。

Description

プラズマ発生装置
　本開示は、筐体として機能する本体カバーにより反応室が区画されたプラズマ発生装置に関するものである。
　下記特許文献には、筐体として機能する本体カバーにより反応室が区画されたプラズマ発生装置が記載されている。
特表２０１９－５０１５０５号公報
　本明細書は、本体カバーをベースに容易に取り付けることを課題とする。
　上記課題を解決するために、本明細書は、反応室を区画するとともに、筐体として機能し、係合部を有する本体カバーと、前記本体カバーが着脱可能に取り付けられ、被係合部を有するベースと、を備え、前記本体カバーの係合部が前記ベースの被係合部に取り付けられるプラズマ発生装置を開示する。
　本開示によれば、本体カバーをベースに容易に取り付けることができる。
プラズマ装置を示す図である。 プラズマヘッドを示す斜視図である。 図２のプラズマヘッドの断面図である。 プラズマヘッドの拡大断面図である。 プラズマヘッドの拡大断面図である。 従来のプラズマヘッドを示す断面図である。 従来のプラズマヘッドを示す斜視図である。 本体カバー及びホルダカバーが取り外された状態の従来のプラズマヘッドを示す斜視図である。 本体カバー及びホルダカバーが取り外された状態の従来のプラズマヘッドを示す斜視図である。 本体カバーが取り外された状態のプラズマヘッドを示す斜視図である。 ホルダカバーを示す斜視図である。 ホルダカバーが取り外された状態のプラズマヘッドを示す斜視図である。
　以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
　図１に示すように、プラズマ装置１０は、プラズマヘッド１１、ロボット１３、制御ボックス１５を備えている。プラズマヘッド１１は、ロボット１３に取り付けられている。ロボット１３は、例えば、シリアルリンク型ロボット（多関節型ロボットと呼ぶこともできる）であり、プラズマヘッド１１は、ブラケット１２を介してロボット１３の先端に取り付けられている。そして、プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端に取り付けられた状態でプラズマガスを照射可能となっている。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の駆動に応じて３次元的に移動可能となっている。
　制御ボックス１５は、コンピュータを主体として構成され、プラズマ装置１０を統括的に制御する。制御ボックス１５は、プラズマヘッド１１に電力を供給する電源部１５Ａ及びプラズマヘッド１１へガスを供給するガス供給部１５Ｂを有している。電源部１５Ａは、電源ケーブル（図示省略）を介してプラズマヘッド１１と接続されている。電源部１５Ａは、制御ボックス１５の制御に基づいて、プラズマヘッド１１の電極３０（図３乃至図５参照）に印加する電圧を変更する。
　また、ガス供給部１５Ｂは、ガスチューブ１９を介してプラズマヘッド１１と接続されている。ガス供給部１５Ｂは、制御ボックス１５の制御に基づいて、後述する反応ガスをプラズマヘッド１１へ供給する。制御ボックス１５は、ガス供給部１５Ｂを制御し、ガス供給部１５Ｂからプラズマヘッド１１へ供給するガスの量などを制御する。これにより、ロボット１３は、制御ボックス１５の制御に基づいて動作し、テーブル１７の上に載置された被処理物Ｗに対してプラズマヘッド１１からプラズマガスを照射する。
　また、制御ボックス１５は、タッチパネルや各種スイッチを有する操作部１５Ｃを備えている。制御ボックス１５は、各種の設定画面や動作状態（例えば、ガス供給状態など）等を操作部１５Ｃのタッチパネルに表示する。また、制御ボックス１５は、操作部１５Ｃに対する操作入力により各種の情報を受け付ける。
　図２及び図３に示すように、プラズマヘッド１１は、本体カバー２０、内部ケーブル２２，ケーブルホルダ２４，カラー２５，ホルダ装着具２６、電極ホルダ２８、電極３０、ホルダカバー３１等を備えている。本体カバー２０は、筐体として機能するものであり、金属製の素材により形成されている。また、本体カバー２０は、概して円筒形状である。ただし、本体カバー２０は、下方に向うほど先細る形状であり、本体カバー２０の下端部は円錐形状である。このため、本体カバー２０の下端部はプラズマヘッド１１のノズル３２として機能する。また、本体カバー２０は、上端部においてケーブルホルダ２４の下端に固定されている。
　図４及び図５に示すように、内部ケーブル２２は、本体カバー２０の内部において本体カバー２０の軸線方向に延びるように配設されており、ケーブルホルダ２４により本体カバー２０の内部に固定されている。ケーブルホルダ２４は概して円筒形であり、本体カバー２０の内部に固定的に嵌合されている。そして、内部ケーブル２２が、ケーブルホルダ２４の内部の上端部に固定的に嵌合されている。これにより、内部ケーブル２２がケーブルホルダ２４により本体カバー２０の内部に固定されている。なお、ケーブルホルダ２４の下端部では、ケーブルホルダ２４の内周面と内部ケーブル２２の外周面との間に隙間３５が形成されている。
　また、カラー２５は、段付き形状の円筒形状であり、小径部３６と大径部３７と段差面３８とにより構成されている。小径部３６の外径はケーブルホルダ２４の内径より小さくされている。そして、小径部３６がケーブルホルダ２４の内部に挿入されており、小径部３６の下端がケーブルホルダ２４の下端から下方に僅かに延び出している。段差面３８は、小径部３６と大径部３７とを連結しており、ケーブルホルダ２４の下方に位置している。そして、ケーブルホルダ２４の下端面と段差面３８との間に、小径部３６の外周面に沿ってＯリング３９が配設されている。また、大径部３７の外径は、本体カバー２０の内径より小さくされており、本体カバー２０の内部に位置している。
　また、ホルダ装着具２６は円環形状であり、ホルダ装着具２６の外径はカラー２５の大径部３７の外径と同じである。そして、ホルダ装着具２６は、カラー２５の大径部３７の下方に配設されている。円環形状のホルダ装着具２６の内周面には、ネジ溝が形成されており、ホルダ装着具２６の内周面がネジ穴として機能している。また、ホルダ装着具２６の外縁部には、上下方向に貫通する複数の貫通穴４０が形成されている。それら複数の貫通穴４０は、所定の角度に傾斜している。
　また、電極ホルダ２８は、金属製の素材により形成されており、概して円筒形状である。ただし、電極ホルダ２８は下方に向うほど先細る形状であり、電極ホルダ２８の上端面の中央には、凸部４６が形成されている。そして、その凸部４６の外周面にネジ山が形成されている。このため、電極ホルダ２８の凸部４６がホルダ装着具２６のネジ穴として機能する内周面に挿入されて捩じ込まれることで、電極ホルダ２８がホルダ装着具２６に着脱可能に装着される。
　また、電極ホルダ２８の内周面は段付き形状である。電極ホルダ２８の内周面の上方の部分は小径の第１内周面５０であり、その第１内周面５０から連続する電極ホルダ２８の内周面の下方の部分は第１内周面５０より大径の第２内周面５２である。その第１内周面５０には圧着端子５６の下端部が挿入されている。圧着端子５６の下端部の外径は電極ホルダ２８の第１内周面５０の内径より僅かに小さい。このため、圧着端子５６はホーローボルト５８により電極ホルダ２８の第１内周面５０において固定されている。詳しくは、電極ホルダ２８の上端部側には径方向に延びる横穴６０が形成されており、その横穴６０は第１内周面５０に連通している。そして、その横穴６０にホーローボルト５８が捩じ込まれることで、圧着端子５６が電極ホルダ２８の第１内周面５０において固定される。なお、横穴６０の深さ寸法は、ホーローボルト５８の長さ寸法より長い。このため、ホーローボルト５８は横穴６０に捩じ込まれた状態において横穴６０に埋没しており、電極ホルダ２８の表面から外部に露出していない。また、圧着端子５６は、電極ホルダ２８の第１内周面５０の上端から上方に向って延び出している。そして、電極ホルダ２８の第１内周面５０から上方に向って延び出す圧着端子５６と、内部ケーブル２２とが導体６２により接続されている。
　また、電極３０は丸棒形状であり、電極３０の外径は電極ホルダ２８の第２内周面５２の内径より僅かに小さい。そして、電極ホルダ２８の第２内周面５２に電極３０が挿入されており、電極３０はホーローボルト６６により電極ホルダ２８の第２内周面５２において固定されている。詳しくは、電極ホルダ２８の下端部側には径方向に延びる横穴６８が形成されており、その横穴６８は第２内周面５２に連通している。そして、その横穴６８にホーローボルト６６が捩じ込まれることで、電極３０が電極ホルダ２８の第２内周面５２において固定される。なお、横穴６８の深さ寸法は、ホーローボルト６６の長さ寸法より長い。このため、ホーローボルト６６は横穴６８に捩じ込まれた状態において横穴６８に埋没しており、電極ホルダ２８の表面から外部に露出ていない。また、電極３０は、電極ホルダ２８の下端から電極３０の下端、つまり先端を所定量（例えば、３～５ｍｍ）延び出させた状態で第２内周面５２において固定される。
　また、ホルダカバー３１は、概して円筒形状であり、ホルダカバー３１の内径は、カラー２５の大径部３７の外径及びホルダ装着具２６の外径より僅かに大きくされている。そして、ホルダカバー３１の内部にカラー２５の大径部３７及びホルダ装着具２６が挿入されている。また、ホルダカバー３１は、上端部においてケーブルホルダ２４に固定されている。一方、ホルダカバー３１の下端部には、内側に向って延び出すフランジ７０が形成されている。このような構造により、カラー２５の大径部３７及びホルダ装着具２６が、ケーブルホルダ２４の下端面とホルダカバー３１のフランジ７０とによって挟持されている。このように、カラー２５の大径部３７及びホルダ装着具２６が、ケーブルホルダ２４の下端面とホルダカバー３１のフランジ７０とによって挟持されることで、電極ホルダ２８がホルダカバー３１により保持される。なお、カラー２５の大径部３７及びホルダ装着具２６は、Ｏリング３９の弾性力によってホルダカバー３１のフランジ７０に向って付勢されている。これにより、ホルダ装着具２６に固定されているホルダカバー３１は、Ｏリング３９の弾性力によって下方に向って付勢されている。また、ホルダカバー３１の外径は、本体カバー２０の内径より小さくされており、本体カバー２０の内部に位置している。
　また、ケーブルホルダ２４の内周面と内部ケーブル２２の外周面との隙間３５にガスチューブ１９（図１参照）を介してガス供給部１５Ｂが接続されており、ガス供給部１５Ｂから供給される反応ガスがケーブルホルダ２４の内周面と内部ケーブル２２の外周面との隙間３５に流入する。そして、反応ガスは下方に向って流れて、ホルダ装着具２６の複数の貫通穴４０を介して電極ホルダ２８の周囲に流入する。なお、複数の貫通穴４０は、上述したように、所定の角度に傾斜しているため、反応ガスが複数の貫通穴４０を通過する際に、所定の角度に整流される。複数の貫通穴４０により整流された反応ガスは更に下方に向って流れて、電極ホルダ２８の下端から延び出す電極３０の周囲にも流入して、本体カバー２０のノズル３２まで至る。つまり、反応ガスは、本体カバー２０の内部においてケーブルホルダ２４の内周面と内部ケーブル２２の外周面との隙間３５からホルダ装着具２６の複数の貫通穴４０を介して、電極ホルダ２８及び電極ホルダ２８の下端から延び出す電極３０の周囲に流入し、本体カバー２０のノズル３２まで至る。
　反応ガス（種ガス）としては、酸素（Ｏ２）を採用できる。ガス供給部１５Ｂは、例えば、ガスチューブ１９（図１参照）を介して、酸素と窒素（Ｎ２）との混合気体（例えば、乾燥空気（Ａｉｒ））を、ケーブルホルダ２４の内周面と内部ケーブル２２の外周面との隙間３５に流入させる。以下、この混合気体を、便宜的に反応ガスと呼び、酸素を種ガスと呼ぶ場合がある。
　また、電極ホルダ２８の下端から延び出す電極３０には、制御ボックス１５の電源部１５Ａから電圧が印加される。詳しくは、制御ボックス１５の電源部１５Ａから電源ケーブルを介してプラズマヘッド１１の内部ケーブル２２に電力が供給され、導体６２及び圧着端子５６に電力が供給される。そして、圧着端子５６に供給された電力が電極ホルダ２８を介して電極３０に流れる。このように、電極３０に電力が供給されることで、電極３０に電圧が印される。この際、電極３０への電圧の印加によって、図５に示すように、電極３０の先端から疑似アークＡが発生する。疑似アークＡは、反応ガスの流れに沿って発生するため、電極３０の先端から下方に向って発生し、ノズル３２の先端に至る。このため、電極３０の先端とノズル３２の先端との間で疑似アークＡが発生する。そして、電極３０の先端とノズル３２の先端との間で発生した疑似アークＡを反応ガスが通過する際に、反応ガスは、プラズマ化される。従って、電極３０の先端とノズル３２の先端との間で疑似アークＡの放電が発生し、反応ガスをプラズマ化し、プラズマガスを発生させる。つまり、本体カバー２０により区画される反応室７６の内部において、反応ガスがプラズマ化し、プラズマガスが発生する。
　このような構造により、プラズマヘッド１１では、電極３０の先端とノズル３２の先端との間で発生する放電によりプラズマガスが発生し、ノズル３２の先端に形成された開口３２Ａから噴出される。そして、プラズマガスがノズル３２の開口３２Ａから噴出されることで、被処理物Ｗに対してプラズマ処理が施される。このように電極３０の先端とノズル３２の先端との間での放電によりプラズマガスを発生させるプラズマヘッド１１では、電極３０の先端が摩耗する。このため、プラズマヘッド１１では、ホーローボルト６６により電極３０の先端の電極ホルダ２８からの延出量を調整することが可能であり、電極３０を交換することも可能である。
　詳しくは、プラズマヘッド１１によりプラズマ処理が実行される前に、電極３０の先端が電極ホルダ２８の下端から所定量（例えば、３～５ｍｍ）延び出すように、電極３０の先端の電極ホルダ２８からの延出量が調整される。つまり、ホーローボルト６６の横穴６８への捩じ込みが緩められて、電極３０の先端の電極ホルダ２８からの延出量が所定量（例えば、３～５ｍｍ）となるように調整される。そして、ホーローボルト６６が横穴６８に捩じ込まれて電極３０が電極ホルダ２８の内部で固定された後に、プラズマヘッド１１に反応ガスが供給され、電極３０に電圧が印加されることで、プラズマヘッド１１によるプラズマ処理が実行される。このようにプラズマ処理が実行されることで、電極３０の先端が徐々に摩耗して、電極３０の先端の電極ホルダ２８からの延出量が少なくなる。
　このように、電極３０の先端の電極ホルダ２８からの延出量が所定量より少なくなった場合に、電極３０の先端の電極ホルダ２８からの延出量が調整される。つまり、ホーローボルト６６の横穴６８への捩じ込みが緩められて、電極３０の先端の電極ホルダ２８からの延出量が所定量となるように、電極３０が下降される。そして、電極３０の先端の電極ホルダ２８からの延出量が所定量となった後に、ホーローボルト６６が横穴６８に捩じ込まれて電極３０が電極ホルダ２８の内部で固定される。これにより、電極３０の先端の延出量が所定量より少なくなった場合において、再度、電極３０の先端の延出量を所定量にすることができる。
　また、電極３０の先端の延出量の調整が繰り返し実行されると、電極３０が短くなり、ホーローボルト６６により電極３０を固定することができなくなる。つまり、例えば、電極３０の長さ寸法が、電極ホルダ２８の下端面と横穴６８の形成位置との間の長さ寸法と同程度となると、電極３０の先端を電極ホルダ２８の下端から延出させた状態で、電極３０をホーローボルト６６により固定することができなくなる。このように、ホーローボルト６６により電極３０を固定することができなくなった場合には、電極３０が交換される。つまり、ホーローボルト６６の横穴６８への捩じ込みが緩められて、使用済みの電極３０が電極ホルダ２８の第２内周面５２から抜き出される。そして、新たな電極３０が電極ホルダ２８の第２内周面５２に挿入されて、ホーローボルト６６により新たな電極３０が電極ホルダ２８の内部で固定される。
　また、ホルダ装着具２６に形成されている複数の貫通穴４０は、上述したように、傾斜しており、反応ガスを整流する。このため、貫通穴４０の傾斜角度の異なる複数のホルダ装着具２６が用意されており、反応ガスの整流角度などを調整するべく、ホルダ装着具２６の交換が行われる。つまり、ホルダ装着具２６は、上述したように、電極ホルダ２８の凸部４６に着脱可能に捻じ込まれているため、ホルダ装着具２６を凸部４６から取り外して、取り外したホルダ装着具２６と異なるホルダ装着具２６を凸部４６に取り付けることで、ホルダ装着具２６の交換が行われる。
　このように、プラズマヘッド１１では、電極３０の延出量の調整，電極３０及びホルダ装着具２６の交換が行われる。そして、電極３０の延出量の調整，電極３０及びホルダ装着具２６の交換が行われる場合には、本体カバー２０及びホルダカバー３１がケーブルホルダ２４から取り外されるが、プラズマヘッド１１では、従来のプラズマヘッドと比較して、電極３０の延出量の調整，電極３０及びホルダ装着具２６の交換を好適に行うことができる。
　詳しくは、従来のプラズマヘッド１００は、図６に示すように、本体カバー１１０、内部ケーブル１１２，ケーブルホルダ１１４，カラー１１５，ホルダ装着具１１６、電極ホルダ１１８、電極１２０、ホルダカバー１２２、圧着端子１２４、導体１２６等を備えている。本体カバー１１０は、筐体として機能するものであり、金属製の素材により形成されている。本体カバー１１０は、プラズマヘッド１１の本体カバー２０と同形状であり、本体カバー２０の下端部はノズル１２８として機能する。また、本体カバー１１０は、図７に示すように、上端部のフランジ部１３０において、６本のボルト（図では４本のみ図示されている）１３２によりケーブルホルダ１１４の下面に固定されている。
　また、内部ケーブル１１２，ケーブルホルダ１１４，カラー１１５，ホルダ装着具１１６、電極ホルダ１１８、電極１２０、ホルダカバー１２２、圧着端子１２４、導体１２６は、プラズマヘッド１１の内部ケーブル２２，ケーブルホルダ２４，カラー２５，ホルダ装着具２６、電極ホルダ２８、電極３０、ホルダカバー３１、圧着端子５６、導体６２と略同じ構造であるため、説明を省略する。なお、従来のプラズマヘッド１００の電極１２０、圧着端子１２４及び電極ホルダ１１８においても、電極１２０はホーローボルト１３６により電極ホルダ１１８の内部で固定され、圧着端子１２４はホーローボルト１３８により電極ホルダ１１８の内部で固定されている。また、プラズマヘッド１１のホルダカバー３１はケーブルホルダ２４に固定されているが、従来のプラズマヘッド１００のホルダカバー１２２はケーブルホルダ１１４に固定されていない。
　このような構造の従来のプラズマヘッド１００では、電極１２０の延出量の調整，電極１２０及びホルダ装着具１１６の交換が行われる際に、作業者は、図８に示すように、６本のボルト（図では４本のみ図示されている）１３２をドライバ等の工具により取り外す。これにより、本体カバー１１０がケーブルホルダ１１４から取り外され、電極ホルダ１１８が露出する。このため、作業者がホーローボルト１３６を操作することで、電極１２０の延出量の調整，電極１２０の交換を行うことができる。また、従来のプラズマヘッド１００において、ホルダカバー１２２はケーブルホルダ１１４に固定されていないため、本体カバー１１０がケーブルホルダ１１４から取り外されると、ホルダカバー１２２は自重によりケーブルホルダ１１４から離脱する。このように、ホルダカバー１２２がケーブルホルダ１１４から離脱すると、電極ホルダ１１８はホルダカバー１２２により保持されない状態となる。このため、作業者がホーローボルト１３８を操作することで、電極ホルダ１１８がプラズマヘッド１００から取り外される。このように、電極ホルダ１１８がプラズマヘッド１００から取り外されることで、電極ホルダ１１８に取り付けられているホルダ装着具１１６の交換が行われる。
　このように、従来のプラズマヘッド１００では、作業者が６本のボルト１３２を工具により取り外すことで、本体カバー１１０をケーブルホルダ１１４から取り外して、電極１２０の延出量の調整，電極１２０及び電極ホルダ１１８の交換が行われる。ただし、本体カバー１１０がケーブルホルダ１１４から取り外されると、ホルダカバー１２２が離脱して、電極ホルダ１１８がホルダカバー１２２により保持されない状態となる。このような状態において、電極ホルダ１１８は、図９に示すように、導体１２６により支持された宙吊りの状態となる。なお、カラー１１５は、ケーブルホルダ１１４の下面とホルダ装着具１１６とにより挟持されている。このように、電極ホルダ１１８が導体１２６により支持された宙吊りの状態では、導体１２６に負荷がかかり、導体１２６が断線する虞がある。つまり、従来のプラズマヘッド１００では、電極１２０の延出量の調整，電極１２０及び電極ホルダ１１８の交換が行われる毎に、導体１２６に負荷がかかり、導体１２６が断線する虞がある。また、電極１２０の延出量の調整，電極１２０及び電極ホルダ１１８の交換を行なうために、作業者は６本のボルト１３２を工具により取り外す必要があり、作業者の負担となり、作業時間も長くなる。さらに言えば、ボルト１３２は小さいため、紛失し易い。
　このようなことに鑑みて、プラズマヘッド１１では、本体カバー２０がケーブルホルダ２４に工具を用いることなく取り付けられる。詳しくは、図１０に示すように、ケーブルホルダ２４の下端分の外周面に雄ねじ１５０が形成されている。一方、本体カバー２０の上端部の内周面には雌ねじ１５２が形成されている。そして、作業者が本体カバー２０を矢印１５４の方向（右回りの方向）に自転させて雄ねじ１５０と雌ねじ１５２とをねじ止めすることで、本体カバー２０がケーブルホルダ２４に取り付けられる。これにより、作業者は工具を用いることなく、本体カバー２０をケーブルホルダ２４に容易に取り付けることができる。一方、作業者が本体カバー２０を矢印１５６の方向（左回りの方向）に自転させて雄ねじ１５０と雌ねじ１５２とのねじ止めを解除することで、本体カバー２０がケーブルホルダ２４から取り外される。これにより、作業者は工具を用いることなく、本体カバー２０をケーブルホルダ２４から容易に取り外すことができる。このように、プラズマヘッド１１では、作業者が工具を用いることなく本体カバー２０を自転させるだけで、本体カバー２０をケーブルホルダ２４に着脱することができる。
　また、ホルダカバー３１もケーブルホルダ２４に工具を用いることなく取り付けられる。詳しくは、ホルダカバー３１には、図１１に示すように、上端の３等配の位置に概してＬ字型に切り欠かれた凹部１６０が形成されている。凹部１６０は、上下方向に延びる第１切欠部１６２と、第１切欠部１６２と直交する方向に延びる第２切欠部１６４とから構成されている。なお、第２切欠部１６４の先端には、上方に向う僅かな窪み１６６が形成されている。一方、図１２に示すように、ケーブルホルダ２４の下端部の外周面には、雄ねじ１５０の下方の３等配の位置に３本のピン１６８（図１２では２本のピン１６８が図示されている）が立設されている。そこで、作業者がホルダカバー３１を矢印１７０の方向（上方向）に移動させることで、ピン１６８を凹部１６０の第１切欠部１６２に挿入させる。そして、作業者がホルダカバー３１を矢印１７２の方向（右回りの方向）に自転させることで、ピン１６８を凹部１６０の第２切欠部１６４に挿入させて掛け止める。これにより、作業者は工具を用いることなくホルダカバー３１を容易にケーブルホルダ２４に取り付けることができる。また、作業者がホルダカバー３１を矢印１７４の方向（左回りの方向）に自転させることで、ピン１６８の第２切欠部１６４への掛け止めが解除される。そして、作業者がホルダカバー３１を矢印１７６の方向（下方向）に移動させることで、ピン１６８を第１切欠部１６２から抜き取る。これにより、作業者は工具を用いることなくホルダカバー３１をケーブルホルダ２４から容易に取り外すことができる。このように、作業者が工具を用いることなくホルダカバー３１をケーブルホルダ２４に着脱することができる。なお、ホルダカバー３１は、上述したように、Ｏリング３９の弾性力によって下方に向って付勢されている。つまり、ホルダカバー３１は、Ｏリング３９の弾性力によってホルダカバー３１の挿入方向と反対の方向に付勢されている。このため、ホルダカバー３１がケーブルホルダ２４に取り付けられている際、つまり、ピン１６８が第２切欠部１６４に掛け止められている際に、Ｏリング３９の弾性力によってピン１６８が第２切欠部１９４の窪み１６６に向って付勢されている。これにより、ホルダカバー３１がケーブルホルダ２４に取り付けられている際のピン１６８の第２切欠部１９４からの抜けが防止される。
　このように、プラズマヘッド１１では、本体カバー２０及びホルダカバー３１がケーブルホルダ２４に工具を用いることなく取り付けられることで、電極３０の延出量の調整，電極３０及びホルダ装着具２６の交換を好適に行うことができる。詳しくは、図１０に示すように、作業者が本体カバー２０を矢印１５６の方向（左回りの方向）に自転させることで、本体カバー２０がケーブルホルダ２４から取り外される。この際、ホルダカバー３１は、ピン１６８及び凹部１６０によりケーブルホルダ２４に固定されている。このため、図１０に示すように、本体カバー２０がケーブルホルダ２４から取り外された状態において、電極ホルダ２８がホルダ装着具２６とともにホルダカバー３１により保持された状態で露出する。このため、作業者は、ホルダカバー３１により保持された状態の電極ホルダ２８に対して、ホーローボルト６６を操作することで、電極３０の延出量の調整，電極３０の交換を行うことができる。これにより、プラズマヘッド１１では、導体６２に負荷をかけることなく、電極３０の延出量の調整および電極３０の交換を行うことができる。また、作業者は本体カバー２０を工具を用いることなくケーブルホルダ２４から取り外して電極ホルダ２８を露出させることができるため、電極３０の延出量の調整時及び電極３０の交換時における作業者の負担を軽減するとともに、作業時間の短縮を図ることが可能となる。さらに言えば、ボルト１３２のような小さな部品が無いため、部品の紛失をも防止することができる。
　さらに言えば、本体カバー２０はねじ込み機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられ、ホルダカバー３１はピン１６８を凹部１６０に掛け止める機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられている。このため、作業者が本体カバー２０を自転させてケーブルホルダ２４から取り外す際に、本体カバー２０とともにホルダカバー３１が自転することを防止できる。つまり、例えば、ホルダカバー３１がねじ込み機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられる場合には、作業者が本体カバー２０を自転させてケーブルホルダ２４から取り外す際に、本体カバー２０とともにホルダカバー３１も自転する虞がある。このようにホルダカバー３１が自転すると、ホルダカバー３１の内部においてホルダ装着具２６と共に圧着端子５６が自転し、導体６２が捩られて断線する虞がある。このようなことに鑑みて、ホルダカバー３１は、ねじ込み機構と異なる機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられている。これにより、作業者が本体カバー２０を自転させてケーブルホルダ２４から取り外す際に、本体カバー２０とともにホルダカバー３１も自転することを防止して、導体６２の断線が防止される。
　また、電極ホルダ２８はホルダ装着具２６とともにホルダカバー３１により保持されているため、ホルダ装着具２６の交換時において、ホルダカバー３１をケーブルホルダ２４から取り外す必要がある。このため、ホルダ装着具２６の交換時に、作業者は、本体カバー２０をケーブルホルダ２４から取り外した後に、図１２に示すように、ホルダカバー３１を矢印１７４の方向に自転させ、矢印１７６の方向に移動させることで、ホルダカバー３１をケーブルホルダ２４から取り外す。これにより、電極ホルダ２８はホルダカバー３１により保持されない状態となる。そして、作業者がホーローボルト５８を操作することで、電極ホルダ２８がプラズマヘッド１１から取り外されて、ホルダ装着具２６の交換が行われる。このように、ホルダ装着具２６が交換される際に、作業者は本体カバー２０及びホルダカバー３１を工具を用いることなくケーブルホルダ２４から取り外すことができるため、作業者の負担を軽減するとともに、作業時間の短縮を図ることが可能となる。さらに言えば、ボルト１３２のような小さな部品が無いため、部品の紛失をも防止することができる。
　因みに、プラズマヘッド１１は、プラズマ発生装置の一例である。本体カバー２０は、本体カバーの一例である。ケーブルホルダ２４は、ベースの一例である。電極ホルダ２８は、ホルダの一例である。電極３０は、電極の一例である。ホルダカバー３１は、ホルダカバーの一例である。Ｏリング３９は、弾性体の一例である。反応室７６は、反応室の一例である。雄ねじ１５０は、被係合部及び雄ねじの一例である。雌ねじ１５２は、係合部及び雌ねじの一例である。凹部１６０は、係止部及び凹部の一例である。第１切欠部１６２は、第１切欠部の一例である。第２切欠部１６４は、第２切欠部の一例である。ピン１６８は、被係止部及び凸部の一例である。
　以上、上記した本実施形態では、以下の効果を奏する。
　プラズマヘッド１１は、反応室７６を区画するとともに筐体として機能する本体カバー２０と、本体カバー２０が着脱可能に取り付けられるケーブルホルダ２４とを備えている。そして、本体カバー２０の係合部がケーブルホルダ２４の被係止部に取り付けられる。これにより、本体カバー２０をケーブルホルダ２４に容易に着脱することができる。
　また、ケーブルホルダ２４に被係合部として雄ねじ１５０が形成されており、本体カバー２０に係合部として雌ねじ１５２が形成されている。そして、雄ねじ１５０と雌ねじ１５２とがねじ止めされることで、本体カバー２０がケーブルホルダ２４に取り付けられる。これにより、作業者が本体カバー２０を自転させるだけで、本体カバー２０をケーブルホルダ２４に着脱することができる。
　また、プラズマヘッド１１は、反応室７６の内部で放電を発生させる電極３０と、電極３０を着脱可能に保持する電極ホルダ２８と、電極ホルダ２８を本体カバー２０の内部において固定するためのホルダカバー３１とを備える。そして、ホルダカバー３１の係止部がケーブルホルダ２４の被係止部に取り付けられる。これにより、電極ホルダ２８をホルダカバー３１により容易に保持することができる。
　また、ホルダカバー３１に係止部として凹部１６０が形成されており、ケーブルホルダ２４に被係止部としてピン１６８が形成されている。そして、ピン１６８と凹部１６０とを掛け止めることで、ホルダカバー３１がケーブルホルダ２４に取り付けられる。これにより、簡易な構造でホルダカバー３１をケーブルホルダ２４に取り付けることができる。
　また、凹部１６０は、ホルダカバー３１の挿入方向に延びる第１切欠部１６２と、挿入方向と交差する方向に延びる第２切欠部１６４とにより構成されている。そして、ピン１６８を凹部１６０の第２切欠部１６４に掛け止めることで、ホルダカバー３１がケーブルホルダ２４に取り付けられる。また、プラズマヘッド１１は、ホルダカバー３１の挿入方向と反対方向にホルダカバー３１を付勢するＯリング３９を備えている。このため、第２切欠部１６４に掛け止められた状態のピン１６８が、第２切欠部１６４を区画する壁面に向ってＯリング３９の弾性力により付勢される。これにより、ピン１６８が第２切欠部１６４に掛け止められた状態、つまり、ホルダカバー３１がケーブルホルダ２４に取り付けられた状態を担保することができる。
　尚、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、本体カバー２０がねじ込み機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられ、ホルダカバー３１がピン１６８を凹部１６０に掛け止める掛止機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられている。一方で、ホルダカバー３１がねじ込み機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられ、本体カバー２０が掛止機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられてもよい。また、本体カバー２０及びホルダカバー３１が、ねじ込み機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられてもよく、本体カバー２０及びホルダカバー３１が、掛止機構によりケーブルホルダ２４に取り付けられてもよい。また、ねじ込み機構，掛止機構に限定されず、本体カバー２０及びホルダカバー３１を工具を用いることなくケーブルホルダ２４に取り付けることが可能な機構であれば、種々の機構を採用することができる。例えば、クイックジョイント、所謂、カプラ（登録商標）の構造を利用した機構，プッシュロック機構、カムロック機構等を採用することができる。
　また、上記実施例では、ホルダカバー３１がＯリング３９の弾性力によってホルダカバー３１の挿入方向と反対方向に付勢されているが、ホルダカバー３１がホルダカバー３１の挿入方向に付勢されてもよい。つまり、例えば、ホルダカバー３１とケーブルホルダ２４との間に引っ張りバネ等を配設して、ホルダカバー３１をホルダカバー３１の挿入方向に付勢してもよい。このように、ホルダカバー３１をホルダカバー３１の挿入方向に付勢しても、ホルダカバー３１をホルダカバー３１の挿入方向と反対方向に付勢する場合と同様の効果を得ることができる。
　また、上記実施例では、電極３０の先端と本体カバー２０の先端との間で放電を発生させて処理ガスをプラズマ化させている。つまり、１本の電極３０により放電を発生させている。一方で、複数本の電極間で放電を発生させてもよい。そして、それら複数本の電極のうちの少なくとも１本を保持する電極ホルダ２８が、ホルダカバー３１により保持される。
　１１：プラズマヘッド（プラズマ発生装置）　　２０：本体カバー　　２４：ケーブルホルダ（ベース）　　２８：電極ホルダ（ホルダ）　　３０：電極　　３１：ホルダカバー　　３９：Ｏリング（弾性体）　　７６：反応室　　１５０：雄ねじ（被係合部）　　１５２：雌ねじ（係合部）　　１６０：凹部（係止部）　　１６２：第１切欠部　　１６４：第２切欠部　　１６８：ピン（被係止部）（凸部）

Claims (5)

  1. 　反応室を区画するとともに、筐体として機能し、係合部を有する本体カバーと、
    　前記本体カバーが着脱可能に取り付けられ、被係合部を有するベースと、
    　を備え、
    　前記本体カバーの係合部が前記ベースの被係合部に取り付けられるプラズマ発生装置。
  2. 　前記本体カバーに前記係合部として雄ねじと雌ねじとの一方が形成され、
    　前記ベースに前記被係合部として前記雄ねじと前記雌ねじとの他方が形成されており、
    　前記雄ねじと前記雌ねじとがねじ止めされることで、前記本体カバーが前記ベースに取り付けられる請求項１に記載のプラズマ発生装置。
  3. 　前記反応室の内部で放電を発生させる電極と、
    　前記電極を着脱可能に保持するホルダと、
    　前記ホルダを前記本体カバーの内部において固定するための、係止部を有するホルダカバーと、
    　を備え、
    　前記ホルダカバーの係止部が、前記ベースが有する被係止部に取り付けられる請求項１または請求項２に記載のプラズマ発生装置。
  4. 　前記ホルダカバーに前記係止部として凸部と凹部との一方が形成され、
    　前記ベースに前記被係止部として前記凸部と前記凹部との他方が形成されており、
    　前記凸部と前記凹部とを掛け止めることで、前記ホルダカバーが前記ベースに取り付けられる請求項３に記載のプラズマ発生装置。
  5. 　前記凹部は、前記ホルダカバーの挿入方向に延びる第１切欠部と、前記挿入方向と交差する方向に延びる第２切欠部とにより構成されており、
    　前記凸部を前記凹部の前記第２切欠部に掛け止めることで、前記ホルダカバーが前記ベースに取り付けられ、
    　前記挿入方向と前記挿入方向の反対方向との一方に前記ホルダカバーを付勢する弾性体を備える請求項４に記載のプラズマ発生装置。
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