JP2007530291A - 溶接トーチ部品を固定するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
溶接トーチの雁首内にライナを整列および/または軸方向に固定するために、そしてトーチ部品の有用な寿命を延長するために、コレットを使用するための方法および器具が提供される。上記コレットとテーパー状のロッキング係合接続部とを含むトーチ部品を固定するための方法および器具もまた提供される。屈曲、旋回および他の一般的なトーチの動きにも関わらず、保持ヘッドまたは拡散器に対するライナの位置は、確立および維持され得る一方で、依然としてコレットを通過する遮蔽ガスの流れを可能にする。ガス拡散器を含む溶接トーチの部品は、テーパー状のロッキング係合を介して、トーチまたは他のトーチ部品に固定され得る。本発明は、手動のトーチシステムおよびロボットトーチシステムの両方のために有用である。
Description
(関連出願の引用)
本出願は、2004年8月11日に出願された、米国特許出願第10/916,031号の一部継続出願であり、米国仮出願第60/558,236号(2004年3月31日に出願)(これらの開示は、本明細書で参考として援用される)の利益を主張する。
本出願は、2004年8月11日に出願された、米国特許出願第10/916,031号の一部継続出願であり、米国仮出願第60/558,236号(2004年3月31日に出願)(これらの開示は、本明細書で参考として援用される)の利益を主張する。
(技術分野)
本発明は、一般に、溶接トーチに使用される部品に関し、より具体的には金属不活性ガス(「MIG」)溶接トーチ中の部品を整列および/または固定する方法および装置に関する。
本発明は、一般に、溶接トーチに使用される部品に関し、より具体的には金属不活性ガス(「MIG」)溶接トーチ中の部品を整列および/または固定する方法および装置に関する。
(背景)
ガス金属アーク溶接トーチ(金属不活性ガス(「MIG」)トーチが挙げられる)は、金属材料を溶接するために広範に使用される。溶接トーチは、使用者またはロボットが金属溶接ワイヤを標的の金属加工物上の特定の場所に向けることを可能とするように設計される。図1に示されるように、公知の溶接トーチの部品は、ハンドル12、雁首14(時折、取り付け管または伝導管と呼ばれる)、保持ヘッド16、接触先端部18およびノズル20を備える。いくつかのMIGトーチにおいては、保持ヘッドではなく、拡散器が使用される。溶接トーチは、マウント22を介してロボットアームに接続部され得るか、または、手に保持され、そしてトリガー操作され得る。溶接ワイヤは、溶接トーチのハンドルを介し、最終的に接触先端部(溶接トーチの近位端に配置される)内の通路を通って供給される。溶接ワイヤは、溶接プロセスが進行するにつれ、消費され、そして遠位のワイヤ巻きから補充される。溶接ワイヤと加工物材料とは、溶かされ、そして溶融プール中で一体化される。
ガス金属アーク溶接トーチ(金属不活性ガス(「MIG」)トーチが挙げられる)は、金属材料を溶接するために広範に使用される。溶接トーチは、使用者またはロボットが金属溶接ワイヤを標的の金属加工物上の特定の場所に向けることを可能とするように設計される。図1に示されるように、公知の溶接トーチの部品は、ハンドル12、雁首14(時折、取り付け管または伝導管と呼ばれる)、保持ヘッド16、接触先端部18およびノズル20を備える。いくつかのMIGトーチにおいては、保持ヘッドではなく、拡散器が使用される。溶接トーチは、マウント22を介してロボットアームに接続部され得るか、または、手に保持され、そしてトリガー操作され得る。溶接ワイヤは、溶接トーチのハンドルを介し、最終的に接触先端部(溶接トーチの近位端に配置される)内の通路を通って供給される。溶接ワイヤは、溶接プロセスが進行するにつれ、消費され、そして遠位のワイヤ巻きから補充される。溶接ワイヤと加工物材料とは、溶かされ、そして溶融プール中で一体化される。
ここで図2を参照すると、従来のMIG溶接トーチにおいて、ライナ24は雁首14内のチャネル28を通って、保持ヘッド16に向かう。仮に、保持ヘッド16に対してライナ24の長手方向の圧力がかかると、ライナ24はある程度は固定される。その他の部品と比べると、ライナ24は比較的長いので、保持ヘッドに対して、長手方向に望ましく配置する圧力を達成するために必要とされるライナ24の正確な長さは、偶然によってのみ得られ、それゆえ成功の見込みが非常に低い。
図3を参照すると、トーチ操作中に使用される遮蔽ガスは、代表的に、雁首14とライナ24との間に位置する環状の間隙30を通って保持ヘッドに流れる。遮蔽ガスは、少なくとも1つの通気孔34を通って保持ヘッド16から出て、ノズル20を通ってトーチから出る。ライナ24の長手方向近位の正確な終端点は、一般的に不確かであり、かつ再現不能である。この不確かさは、トーチ操作中のライナ24の半径方向および長手方向の動きをもたらし、ライナ24、保持ヘッド16および他の隣接する部品の摩耗および早すぎる損耗の原因となる。さらなる軸方向のライナ24の動きがまた、トーチヘッドが、周期的な使用によって加熱および冷却する際の、トーチの部品の熱膨張および熱収縮により生じる。
これらの問題を克服するための公知の方法の一つが、図4に例示される。止めネジ45は、保持ヘッド16または雁首14の内壁にライナ24を固定するために使用され得る。このことは、ライナ24の動きを軽減させる傾向があるが、ライナ24は、保持ヘッド16または雁首14内で、軸方向の中心に配置されない。止めネジ45が締められるにつれて、ライナ24の長手方向の終端点を確立および維持することが困難になる。ライナ24が固定された後でさえも、この方法は、トーチが動かされる際の、ライナ24の長手方向の動きを適切には防止せず、かつライナ24の整列を適切には維持しない。従って、溶接ワイヤが、ライナ24の近位端、雁首14および/または保持ヘッド16を通過するにつれ、過度の摩耗が生じ、この摩耗は、接触先端部18を含む溶接トーチの部品に損傷を与える傾向がある。
溶接トーチの部品は、代表的に、溶接トーチまたは他の部品への取り付けのためのネジ山を有する。不幸なことに、これらの螺合された接続部は、溶接トーチが使用されるにつれて緩まる傾向があり、使用者に溶接を中止させ、これらの接続部を再び締めさせることを要求する。それゆえ、中断時間ならびに効率および生産性における損失をもたらす。さらに、緩い接続部は、溶接トーチ内に過度の熱を発生する電気抵抗の原因であり得る。溶接トーチ内の熱は、より短い消費可能な寿命、接触先端部の焼き戻り(burn back)、そしてさらには部品の融解へと変換する。
(要旨)
これらの問題を克服するために、ライナの周囲(例えば、ライナと雁首との間の環状の間隙内)、保持ヘッドを通り、そして溶融溶接プールへ流れる遮蔽ガスの流れを塞ぐことなく、ライナがトーチヘッド内に位置された後に、トーチ内にライナを固定するための方法が必要とされる。保持ヘッドに対するライナの長手方向の位置は、トーチが加工中の製品の周囲で動かされても、屈曲、旋回および他の一般的なトーチの動きに順応して維持される必要がある。さらに、トーチヘッドに対してライナを固定する部品が、他のトーチ部品のネジ切りされた接続部および他のトーチ部品へのネジ切りされた接続部を強化し、それにより電気的抵抗および熱を低減する方法で、固定され得ることを確実にするための方法もまた必要とされる。
これらの問題を克服するために、ライナの周囲(例えば、ライナと雁首との間の環状の間隙内)、保持ヘッドを通り、そして溶融溶接プールへ流れる遮蔽ガスの流れを塞ぐことなく、ライナがトーチヘッド内に位置された後に、トーチ内にライナを固定するための方法が必要とされる。保持ヘッドに対するライナの長手方向の位置は、トーチが加工中の製品の周囲で動かされても、屈曲、旋回および他の一般的なトーチの動きに順応して維持される必要がある。さらに、トーチヘッドに対してライナを固定する部品が、他のトーチ部品のネジ切りされた接続部および他のトーチ部品へのネジ切りされた接続部を強化し、それにより電気的抵抗および熱を低減する方法で、固定され得ることを確実にするための方法もまた必要とされる。
好ましい実施形態において、ライナの長手方向の動きすなわち軸方向の動きが固定される必要があるだけではなく、(例えば、雁首、保持ヘッドまたは拡散器内での)ライナの半径方向の位置決めもまた、トーチ部品を通る溶接ワイヤの通過によるこれらのトーチ部品の損耗を最小化するために、確立および維持される必要がある。これらの目的は、トーチヘッド部品の複雑さを過度に増すことなく、達成されるはずである。
本発明の一局面は、雁首内でライナを半径方向の中心に配置し、そして/または保持ヘッドもしくは拡散器内でライナを中心に配置する、コレットを使用して、これらの問題を克服する。本発明のコレットはまた、(例えば、雁首の近位端内で)ライナを固定し得、遮蔽ガスの流れを塞ぐことなく、トーチ内でのライナの長手方向の動きおよび半径方向の動きを低減することによって、トーチ部品の損耗および摩耗を軽減し得る。実施形態は、様々な型のコレット(単一ピースのコレットシステムおよびマルチピースのコレットシステムが挙げられる)を含む。いくつかの実施形態は、少なくとも1セットの雄ネジを有するコレットを含む。他の実施形態は、少なくともコレットの一部に雄ネジを有さないコレットを含む。
さらに、種々の実施形態において、本発明は、溶接装置の種々の部品の間にロッキング係合接続部(「テーパーロッキング特徴」および「テーパー」とも呼ばれる)を組み入れ、この接続部により、操作中に、部品を係合させたままにすることを確実にする。例えば、ロッキング係合接続部は、ノズルと保持ヘッドまたはノズル保持具(すなわち、拡散器とともに使用される場合)との間に組み入れられ得る。テーパーは、保持ヘッドまたは拡散器と雁首との間に組み入れられ得る。テーパーはまた、ライナコレットと雁首との間に使用され得る。テーパーロッキング特徴は、ライナコレットと保持ヘッドまたは拡散器との間に使用され得る。ロッキング係合接続部はまた、接触先端部と保持ヘッドまたは拡散器との間に組み入れられ得る。いくつかの実施形態において、種々の部品は、1つより多いテーパー状のロッキング係合を組み合わせて備える。テーパー状の接続部は、より確実に部品を互いにか、または溶接装置に装着することにより、これらの部品の有用な寿命を改善および延長し得る。このことは、過熱の可能性を減らし、部品間の熱伝達および電気伝導性を改善する。本発明の原理を利用する溶接装置は、2つの部品間の単一のテーパーを利用し得るか、または2つ以上のテーパーの組み合わせが使用され得る。
本発明のいくつかの実施形態において、溶接装置は、2つのロッキング係合接続部を利用し、各々は、そのそれぞれの部品の間に異なる先端角度を有する。それゆえ、一つのロッキング係合接続部が、他方のロッキング係合接続部とは、異なる量の締付け力または保持力で係合し得る。その結果、接続部の一つは、力(例えば、緩める力または緩めるトルク)が提供される場合、他方より前に解放する傾向を有し得る。いくつかの用途において、このことは、より接近し易い接続部が、より接近しにくい接続部より先に、分解するような構成にされ得るため、利点となり得る。
本発明の一局面は、溶接トーチの雁首内でライナを固定するためのコレットを特徴とする。コレットは、中空本体を通る長手方向の軸に沿って中央通路を規定する中空本体と、この本体の遠位端に関して配置される圧縮領域とを備える。少なくとも1つのガス通路は、この本体の長手方向の表面に関して配置され、中空本体の遠位端と近位端との間にガスの流路を提供する。コレットはまた、この本体を雁首内に固定するための、この本体の近位端から接近可能な少なくとも1つの表面を備える。圧縮領域は、少なくとも1つの圧縮スロットを備え得、この圧縮スロットは、圧縮指により規定され得る。これらの1つ以上の指は、圧縮スロットにより分離され得、そして複数の隣接する指は、複数の圧縮スロットを規定するために間隔を空けられ得る。いくつかの実施形態は、一つの圧縮指により規定される唯一の圧縮スロットを含む。コレットを締めること(例えば、雁首の端へ)は、圧縮スロットの幅を狭め得、それにより、ライナに対する圧縮性の力を提供し得る。
圧縮領域は、また弾性であり得、そして外周と直径とを有し得る。このような実施形態は、圧縮スロットも圧縮指も必要としない。このような実施形態において、雁首との接触からの半径方向の力は、トーチ内にライナを固定するための圧縮力を提供し得る。圧縮領域は、この本体と一体的に形成され得る。いくつかの実施形態において、コレットはロッキングナットを備え得る。コレットは、金属材料またはポリマー材料(例えば、ポリイミド)から製造される一体型アセンブリであり得る。
コレットの中空本体は、雁首上の対応するセットの雌ネジ(interior thread)と係合するための、少なくとも1セットの雄ネジを備え得る。コレットは、保持ヘッド、拡散器または接触先端部と係合するための、第二のセットの雄ネジを備え得る。このような実施形態において、第二のセットの雄ネジは、第一のセットの雄ネジとは異なるピッチであり得る。いくつかの実施形態において、コレットは、内部のガス通路を備える。ガス通路は、中空本体の外面により規定され得る。ガス通路は、それが、長手方向の軸と実質的に平行な方向で雄ネジを通過し得る開口チャネルであるように規定され得る。
圧縮領域は、対応する雁首のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合されたテーパー状の表面を備え得る。コレットは、第一のセットの雄ネジと第二のセットの雄ネジとを備え得る。コレットは、保持ヘッド、拡散器または接触先端部の対応するテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第二のテーパー状の表面を備え得る。コレットはまた、この本体の近位端での外面により規定される、少なくとも1つの表面(例えば、コレットへトルクを適用するために使用される)を備え得る。少なくとも1つのこのトルクを与える(torquing)表面はまた、この本体の近位端での内面により規定され得る。コレットはまた、例えば、コレットを固定するためのロッキングナットも備え得る。ロッキングナットが使用される場合、中空本体は、雄ネジを備え得るが、このことは必須ではない。ロッキングナットは、ガス通路を備え得るが、ロッキングナットは、中空本体とは異なる数のガス通路を有し得る。コレットのロッキングナットおよび中空本体が、溶接トーチの雁首に固定される(例えば、締められるか、または通される)場合、ロッキングナットのガス通路は、中空本体のガス通路と整列させられる必要はない。
本発明の別の局面は、溶接トーチの雁首内にライナを固定するためのコレットを特徴とし、このコレットは、中空本体を通る長手方向の軸に沿って中央通路を規定し、少なくとも1セットの雄固定ネジを有する中空本体を備える。コレットは、少なくとも1つの圧縮スロットを規定する、少なくとも1つの圧縮指を備え得る。圧縮スロットは、この本体の遠位端に対して位置を調整されて配置され得る。コレットはまた、中空本体の外面により規定される少なくとも1つのガス通路を備え得、このガス通路は、この本体の外面に沿って配置される開口チャネルであるように規定され得る。ガス通路は、固定ネジを通過し得、そしてこの本体の遠位端と近位端との間に遮蔽ガスの流れを提供する。コレットはまた、雁首内にコレットを固定する(例えば、締める)ためか、または雁首からコレットを取り外すための、この本体の近位端から接近可能な少なくとも1つの表面も備え得、この表面には、例えば、トルクを適用し得る。
コレットの圧縮スロットは、この本体が締められる場合に狭まる幅を有し得、そしてコレットは、例えば、金属材料から製造される一体型アセンブリであり得る。この本体を固定するための、少なくとも1つの表面は、この本体の近位端に対して位置を調整されて配置される外面および/または内面により規定され得る。
本発明の別の局面は、溶接トーチの保持ヘッドに対して位置を調整してライナを配置するための方法である。この方法は、コレットを提供する工程、コレットの中央通路を通してライナを通過させ、コレットに対してライナの位置を確立する工程、および雁首へコレットを固定することにより、雁首に対してライナの位置を確立する工程を包含し得る。この方法は、ロッキング係合のために、雁首の対応するテーパー状の表面と接触させて、コレットのテーパー状の表面を配置する工程を包含し得る。この方法は、コレット上の第一の雄ネジを雁首のネジ切りされた領域に係合させることにより、コレットを雁首に固定する工程を包含し得る。この方法は、保持ヘッドまたは拡散器を雁首またはコレットに固定する工程を包含し得る。保持ヘッドまたは拡散器は、テーパー状のロッキング係合で、コレットに接続部し得る。このような実施形態において、保持ヘッドまたは拡散器をコレットに接続する工程は、保持ヘッドまたは拡散器のネジ切りされた領域と雁首のネジ切りされた領域とを係合させる工程、あるいは保持ヘッドまたは拡散器のネジ切りされた領域をコレットの第二のセットの雄ネジに係合させる工程を包含する。
確立する工程は、雁首に対してライナを中心に配置する工程を包含し得、軸方向にライナを束縛し得る。この方法のためのコレットは、中空本体を通る長手方向の軸に沿う中央通路を規定し、少なくとも1セットの雄固定ネジを有する中空本体を備え得る。コレットはまた、この本体の遠位端に対して位置を調整されて配置される圧縮指により規定される、少なくとも1つの圧縮スロットを含む圧縮領域を備え得る。少なくとも1つのガス通路は、この本体の外面に沿って配置される開口チャネルであるように、中空本体の外面により規定され得、ガス通路は、固定ネジを通過し、そしてこの本体の遠位端と近位端との間にガスの流れを提供する。コレットはまた、雁首内にこの本体を固定するためのトルクを適用するために、この本体の近位端から接近可能な少なくとも1つの表面も有し得る。このような実施形態において、圧縮領域は、第一の部品のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面を備え得る。特定の実施形態において、このような構成における第一の部品は、雁首である。
本発明のさらに別の局面は、コレットを製造する方法を特徴とする。この方法は、中空本体を通る長手方向の軸に沿う中央通路を規定する中空本体を提供する工程を包含し、この本体は、少なくとも1セットの雄固定ネジを備え得る。少なくとも1つの圧縮指は、この本体の遠位端に対して位置を調整されて形成され得、そしてガス通路は、中空本体の遠位端と近位端との間のこの本体の外面に沿って確立され得、それによりガス通路は固定ネジを通って通過し得る。固定構造体は、この本体の近位端において形成され得、それにより、この近位端が雁首内に設置され(例えば、締められ)、そして雁首と係合する場合に、この固定構造体が、例えばトルクを適用して、少なくとも1つの圧縮指がコレットの遠位端をライナに固定することを生じるために使用され得る。少なくとも1つの圧縮指は、圧縮スロットを規定し得、ガス通路は、外面に沿って配置される開口チャネルであり得る。この方法は、第一の部品の対応するテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面を提供する工程を包含し得る。特定の実施形態において、第一のテーパー状の表面は、圧縮領域または圧縮指により規定され得、第一の部品としては、雁首が挙げられ得る。
本発明の別の局面において、ハンドルおよび雁首ならびに雁首を通り、保持ヘッドに至るライナを有するトーチ本体を備える溶接トーチが提供される。トーチは、中央通路を規定する中空本体を備え得るコレットを備え、この中央通路に沿って、長手方向の軸が通り得る。圧縮領域は、中空本体の遠位端に対して位置を調整されて配置される、少なくとも1つの圧縮スロットを規定し、そして、少なくとも1つのガス通路は、中空本体の外面に沿って配置され、中空本体の遠位端と近位端との間にガスの流れを提供する。少なくとも1つの表面は、例えば、トルクの適用により、中空本体を雁首内に固定するために、中空本体の近位端から接近可能である。コレットを雁首に押し込む、(例えば、ハンマーからの)長手方向の挿入する力のような他の型の力が使用され得、それにより、ライナの位置を固定する。適用される力がトルクであろうと、純粋に長手方向のものであろうと、またはこれらの何らかの組み合わせであろうと、コレットを締めることは、ガス通路を塞ぐことなく、雁首に対してライナの位置を固定し得る。一実施形態において、圧縮領域は、第一の部品のテーパー状の表面とロック係合するための第一のテーパー状の表面を備え得る。このような実施形態において、第一の部品は、雁首であり得る。圧縮領域は、少なくとも1つの圧縮指により規定される圧縮スロットを備え得、そしてコレットは、金属材料またはポリマー材料(例えば、ポリイミド)から製造される一体型アセンブリであり得る。コレットの中空本体を固定するための、少なくとも1つの表面は、中空本体の近位端または任意の締付け(tightening)ナットの近位端に対して位置を調整されて配置される外面により規定され得る。
別の局面において、本発明は、溶接装置が、第一の部品と第二の部品との間に配置される第一のロッキング係合接続部を備え得、この第一のロッキング係合接続部が、第一の先端角度を規定する第一のテーパー状の部分を備えることを特徴とする。溶接装置はまた、第二の部品と第三の部品との間に配置される第二のロッキング係合接続部を備え得、この第二のロッキング係合接続部は、第二の先端角度を規定する第二のテーパー状の部分を備える。第二の先端角度は、第一の先端角度より小さくあり得る。第一の部品と第三の部品との間への力(例えば、トルクをかける力)の適用に際して、第二のロッキング係合接続部が調整される前に、第一のロッキング係合接続部が調整され得る。第一の部品は、接触先端部を備え得る。このような実施形態において、第二の部品は、保持ヘッド、拡散器またはコレットを備え得る。
いくつかの実施形態において、第三の部品は、雁首またはコレットを備え得る。溶接装置はまた、ノズルと保持ヘッド、雁首またはノズル保持具との間に第三のロッキング係合接続部を備え得る。テーパー状のロッキング係合は、コレットと雁首との間の界面、コレットと保持ヘッドまたは拡散器との間の界面、雁首と保持ヘッドとの間の界面あるいは保持ヘッドまたはノズル保持具とノズルとの間の界面に生じ得る。第一の部品は接触先端部を備え得、そして第二の部品は拡散器を備え得る。第三の部品は、雁首またはコレットを備え得る。溶接装置は、拡散器とコレットとの間の第三のロッキング係合を特徴とし得る。
種々の実施形態において、第一のロッキング係合接続部は、第二のロッキング係合接続部の締付け力とは異なる(例えば、より強い)締付け力で、係合し得る。第一のロッキング係合接続部は、緩める力を適用すると、第二のロッキング係合接続部より前に外れ得る。詳細な一実施形態において、第一の先端角度は、約20°であり得、第二の先端角度は、約12°であり得る。種々の実施形態において、第一のロッキング係合接続部または第二のロッキング係合接続部のいずれかは、ネジ切りされた部分を備え得る。
別の局面において、本発明は、第一の部品と第二の部品との間に配置される第一のロッキング係合接続部を備える、溶接装置を提供し、この第一のロッキング係合接続部は、第一の先端角度を有する第一のテーパー状の部分を規定する。溶接装置はまた、第三の部品と第四の部品との間に配置される第二のロッキング係合接続部を備え得る。第二のロッキング係合接続部は、第一の先端角度より小さな第二の先端角度を規定する、第二のテーパー状の部分を備える。第一の部品と第四の部品との間への力の適用に際して、第二のロッキング係合接続部の調整より先に、第一のロッキング係合接続部が調整される。いくつかの実施形態において、第二の部品と第三の部品とは、同一の部品の一部を備える。
なお別の局面において、本発明は、第一の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面と第二の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第二のテーパー状の表面とを備える、保持ヘッドまたは拡散器を提供する。いくつかの実施形態において、第一の部材は雁首である。第二の部材は、コレット、接触先端部またはノズルを備え得る。第一の部材と第二の部材との間への力(例えば、トルクをかける力)の適用に際して、保持ヘッドまたは拡散器のテーパー状の表面と第二の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合が調整される前に、保持ヘッドまたは拡散器のテーパー状の表面と第一の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合が調整し得る。保持ヘッドまたは拡散器はまた、第三の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第三のテーパー状の表面も備え得る。
なお別の局面において、本発明は、溶接装置の部品を係合させる方法を特徴とする。この方法は、第一の部品と第二の部品との間に配置される第一のロッキング係合接続部を提供する工程を包含し得、この第一のロッキング係合接続部は、第一の先端角度を規定する第一のテーパー状の部分を備え得る。この方法はまた、第二の部品と第三の部品との間に配置される第二のロッキング係合接続部を提供する工程を包含し得、この第二のロッキング係合接続部は、第一の先端角度より小さな第二の先端角度を規定する、第二のテーパー状の部分を備え得る。第一の部品と第三の部品との間に力を適用する工程は、第二のロッキング係合接続部が調整される前に、第一のロッキング係合接続部を調整し得る。種々の実施形態において、第一のロッキング係合接続部または第二のロッキング係合接続部のいずれかは、溶接装置の隣接する部品間の電気伝導性または熱伝達のいずれかを改善し得る。
別の局面において、本発明は、溶接装置の部品を係合させる方法を提供する。この方法は、第一の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面と第二の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第二のテーパー状の表面とを備える部品を提供する工程を包含し得る。第一の部材と第二の部材との間に力を適用する工程は、この部品のテーパー状の表面と第二の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合の調整より先に、この部品のテーパー状の表面と第一の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合を調整し得る。特定の実施形態において、この部品は、保持ヘッドまたは拡散器を備える。このような実施形態において、第一の部材は接触先端部を備え得る。第二の部材は、ノズル、雁首またはコレットを備え得る。
溶接装置の部品を係合させるための方法は、第二のロッキング係合接続部に伴う締付け力より強い締付け力で、第一のロッキング係合を係合させる工程を包含し得る。第一のロッキング係合接続部は、第二のロッキング係合より先に外れ得る。なお別の実施形態において、第一のロッキング係合接続部もしくは第二のロッキング係合接続部またはその両方は、溶接装置の隣接する部品間の電気伝導性または熱伝達を改善し得る。なお別の実施形態において、この方法は、第一の部品と第三の部品との間にトルクをかける力をもたらす、第一の部品と第三の部品との間に力を適用する工程を包含する。一実施形態において、第一のロッキング係合接続部または第二のロッキング係合接続部のうちの少なくとも一方は、ネジ切りされた部分を備える。
なお別の局面において、本発明は、溶接装置の部品を係合させるための器具を特徴とする。器具は、第一の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面と第二の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第二のテーパー状の表面とを備える部品を備え得る。器具はまた、この部品のテーパー状の表面と第二の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合より先に、この部品のテーパー状の表面と第一の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合が調整されるように、第一の部材と第二の部材との間に力を適用するための手段を備える。特定の実施形態において、この部品は、保持ヘッドまたは拡散器である。このような実施形態において、第一の部材は、接触先端部を備え得る。第二の部材は、雁首、ノズルまたはコレットを備え得る。
上記の議論は、以下の本発明の詳細な説明から、添付の図面と組み合わせて、より容易に理解される。
(詳細な説明)
図5A〜5Bは、拡散器と保持ヘッドとの間の相違を示す、例示的な構成を示す。図5Aは、ガス拡散器とノズル保持具とを使用するトーチ部品の例示的な構成を示す。図5Bは、保持ヘッドを有するトーチ構成を示す。示されるように、雁首14は、雁首14の外面に配置される外側にネジ切りされた領域48(「雄ネジ」)と雁首14の内面に配置される内側にネジ切りされた領域50(「雌ネジ」)とを規定する。種々のトーチ部品が、ネジ切りされた部分48、50と係合し得、それにより、それらの部品を雁首14に固定し得る。
図5A〜5Bは、拡散器と保持ヘッドとの間の相違を示す、例示的な構成を示す。図5Aは、ガス拡散器とノズル保持具とを使用するトーチ部品の例示的な構成を示す。図5Bは、保持ヘッドを有するトーチ構成を示す。示されるように、雁首14は、雁首14の外面に配置される外側にネジ切りされた領域48(「雄ネジ」)と雁首14の内面に配置される内側にネジ切りされた領域50(「雌ネジ」)とを規定する。種々のトーチ部品が、ネジ切りされた部分48、50と係合し得、それにより、それらの部品を雁首14に固定し得る。
一実施形態において、外側にネジ切りされた部分54を備えるガス拡散器52は、雁首の雌ネジ50と螺合により係合するような構成にされ得る。拡散器52の固定後、ノズル(示されず)は、雁首14の雄ネジ48に直接固定され得る。別の実施形態において、トーチは、雁首14の雄ネジ48と螺合により係合するノズル保持具56を備え得る。ノズル保持具56は、雄ネジのセットを備え得る。このような実施形態において、ノズルは、雁首14の雄ネジ48とではなく、ノズル保持具56の雄ネジのセットとネジ切り可能に係合する。
一実施形態において、保持ヘッド16は、雁首14の雄ネジ48と係合するための、保持ヘッド16の内面に配置されるネジ切りされた領域58を備える。この様式において、保持ヘッド16は、雁首14に固定され得る。このような実施形態において、ノズルは、保持ヘッド16の外面と係合することにより、トーチに固定され得る。
いくつかの実施形態において、保持ヘッド16および拡散器52は、接触先端部18をトーチに係合させ、そして固定するような構成にされ得る。拡散器52と保持ヘッド16との両方は、(例えば、以下でより十分に議論される)種々のトーチ部品と係合するためにテーパー状の部分を備え得る。さらに、いずれの部品も、トーチシステムにおいて使用され得る。
図6は、本発明の一実施形態にしたがう、トーチヘッド内に固定されたライナを示すトーチヘッドの断面図である。溶接トーチのヘッドは、雁首14を貫通するライナ24を備える。ライナ24の近位端は、雁首14に対して位置を調整して配置され、そしてコレット100を雁首14内に固定することにより、雁首14に固定される。
保持ヘッド16は、雁首14に固定され得、雁首14および雁首14に固定されたライナ24に対する、保持ヘッド16の位置を確立し得る。コレット100が2セットのネジを備え得る一実施形態において、保持ヘッド16は、コレット100へ螺合により直接接続部し得る。接触先端部18は、保持ヘッド16に固定され得、そして、ノズル20は、生じるアセンブリを覆って配置され得る。このような実施形態において、ノズル20は、保持ヘッド16、雁首14またはノズル保持具56に固定され得る。組み立て中、これらの種々の部品が整列され得、それにより、連続的な溶接ワイヤが、トーチの遠位端から開口部を貫通し得、トーチの近位端および溶接中の加工品に至り得る。一実施形態において、ライナコレット100は、少なくとも1つのテーパー状のロッキング係合を介して、雁首14、保持ヘッド16、拡散器52または接触先端部18に固定され得る。
トーチの使用中、溶接ワイヤ(示されず)は、ライナ24の遠位端から、ライナ24、保持ヘッド16および接触先端部18内に配置されるワイヤチャネル38を貫通する。次に、溶接ワイヤは、接触先端部18から伸張し、溶接されるべき加工品(示されず)に向かう。溶接加工中、溶接ワイヤが消費されると、追加のワイヤがトーチの遠位端(例えば、ワイヤ巻き)から供給され得る。
溶接操作中、遮蔽ガス(例えば、アルゴンまたはアルゴンと他のガスとの混合物)は、ライナ24と雁首14との間の環状の間隙30に供給され得る。この遮蔽ガスは、トーチの遠位端から、トーチの近位端および保持ヘッド16または拡散器の入り口の空洞42へ流れ得る。遮蔽ガスのうちの少なくとも一部は、1つ以上の通気孔34を通って、保持ヘッド16から出得る。遮蔽ガスは、保持ヘッド16の外側、接触先端部18の外側に沿って通過し得、ノズル20から出得る。いくつかの実施形態において、ワイヤチャネル38の直径が、ワイヤチャネルを通る溶接ワイヤの直径よりも十分に大きい場合、遮蔽ガスの一部はまた、接触先端部18のワイヤチャネル38も貫通し得る。さらなる遮蔽ガスの流れの構成は、本明細書に記載される教示を考慮し、当業者に明らかとなる。
図7および図8は、異なる先端角度からの、本発明の一実施形態の斜視図を示し、中空本体の外面に配置されるガス通路を示す。コレットは、中空本体102を通る長手方向の軸106に沿って、中央通路104を規定する中空本体102を備える。圧縮領域108は、コレットの遠位端に対して位置を調整されて規定され、そしてコレットの遠位端に配置され得る。圧縮領域108は、例えば、圧縮スロット112を規定する、1つ以上の圧縮指110を備え得る。複数の圧縮スロット112は、複数の圧縮指110の間に配置され得、そして、それらにより規定され得る。複数の圧縮指の間隔を空けることは、複数の圧縮スロットを規定するために使用され得る。例えば、以下でより詳細に記載されるように、コレット100が雁首14へ締められる場合、圧縮スロット112の幅は、狭められ得る。あるいは、圧縮領域108は、例えば、外周と直径とを有する、弾性材料の連続的な環を備え得るか、またはそのような環であり得る。この環は、圧縮領域108への半径方向の圧縮する力の適用に際して、ライナ24を圧縮し得るか、またはライナ24に表面摩擦力を提供し得る。実施形態は、中空本体102とともに、圧縮領域108を一体的に形成する工程を包含する。一体型アセンブリは、VESPEL(E.I.DuPont de Nemours and Company,Wilmington,DEの登録商標)のような適切な高温可撓性または弾性ポリマー材料(例えば、ポリイミド)から製造され得る。一体型コレットアセンブリはまた、金属または金属合金からも製造され得る。
コレット100は、中空本体102の長手方向の表面に対して位置を調整されて配置される、少なくとも1つのガス通路114を備える。ガス通路114は、コレット100がライナ24と雁首14との間に配置される場合、環状の間隙30からの遮蔽ガスがコレット100の近位端へ流れることを可能にさせ得る。次いで、遮蔽ガスは、保持ヘッド16あるいは拡散器52の通気孔34または入り口の空洞42へと流れ得る。ガス通路114は、中空本体102の外面により規定され得、例えば、図7および図8で示されるように、開口チャネルであり得る。いくつかの実施形態において、中空本体102は、コレット100を雁首14または他の部品に固定するための、少なくとも1セットの雄ネジ116を備え得る。このような実施形態において、ガス通路114は、例えば、長手方向の軸106と実質的に並行する方向で、雄ネジ116を通過し得る。他の実施形態において、ガス通路114またはガス通路の一部は、中空本体102内に配置され得る。例えば、ガス通路は、中空本体102の中央通路104に隣接するか、またはその近くに配置され得る。いくつかの実施形態において、中空本体102は、第二のセットの雄固定ネジを規定し得る。第二のセットの雄ネジは、第一のセットの雄固定ネジとは異なるピッチを備え得る。
コレット100はまた、雁首14内にコレットを固定するための、中空本体102の近位端から接近可能な少なくとも1つの表面118も備え得る。例えば、この表面は、レンチで締める(または緩める)ための一対の「平面」を備え得るか、または他の幾何学的な構成が使用され得る。少なくとも1つの表面118は、中空本体52の近位端における外面(例えば、ソケットでトルクをかけるのに適する六角形の外部形状)により規定され得る。これはまた、中空本体102の近位端における内面(例えば、Allenレンチと嵌合する六角形の内部形状)によっても規定され得る。TORX(Textron Innovations Inc.、Providence、RIの登録商標)構成および多くの他のものもまた使用され得る。特定の実施形態において、圧縮領域108は、コレット100の外面上のテーパー状の表面を規定する。テーパー状の表面は、雁首14上の対応するテーパー状の表面と係合するように構成され得る。このような実施形態において、雁首のテーパー状の表面と、圧縮領域108により規定されるテーパー状の表面との間の係合は、少なくともコレット100を雁首14に固定するか、または圧縮スロット112の幅を狭めるのに必要な半径方向の力を提供する。いくつかの実施形態において、コレット100は、例えば、保持ヘッド16、拡散器52または接触先端部18の対応するテーパー状の表面と、ロック係合するための第二のテーパー状の表面を備え得る。
図9は、本発明のコレットの一実施形態の端面図である。この実施形態は、4つのガス通路114A〜114Dと4つの圧縮スロット112A〜112Dとを備える。4つの圧縮指110A〜110Dは、中央通路104を囲む。図9の実施形態の側面図は、図10に示される。ガス通路114A〜114Dは、1つの開口チャネルを備え得る。
図10は、図9に示される本発明の一実施形態の側面図を示す。圧縮スロット112は、圧縮指110により規定される。ガス通路114は、中空本体102の外面により規定され、雄ネジ116を通過する。雁首14内にコレット100を固定するための、少なくとも1つの表面118は、中空本体102の近位端から接近可能である。圧縮領域108に対する半径方向の圧縮する力の適用は、圧縮スロット112の幅を狭め得、それにより、コレット100の中央通路104内に配置されるライナ(示されず)に対して固定する力を生じる。このような半径方向の圧縮する力は、例えば、中空本体102の近位端から接近可能であるトルクをかける表面118を使用して、雁首内にコレットを締めることにより発生され得る。例えば、表面118にトルクを適用することにより、コレットが雁首にねじこまれるにつれ、雁首の内面は、長手方向の軸106に向かって圧縮指を押し得る。それにより、圧縮指は、ライナ24へ押され得、圧縮スロット112の幅を狭め得、そしてライナの外面と圧縮領域108(すなわち、圧縮指110)の内面との間の摩擦圧縮する力を生じ得る。一実施形態において、コレットは、圧縮領域108により規定されるテーパー状の部分を備え得、このテーパー状の部分は、雁首の内面の対応するテーパー状の部分と嵌合し、それらの間のテーパー状のロッキング係合を形成するような構成にされ得る。本発明の他の実施形態は、種々の数(例えば、1つのスロット、2つのスロット、3つのスロット、5つのスロットまたは5より多いスロット)の圧縮スロット112を有するコレットを備え得る。圧縮領域が十分な可撓性または弾性を有する材料から作成され、かつライナと圧縮領域との間に十分な摩擦力が依然として発生され得る場合、圧縮スロットは、使用されなくてもよい。さらに、いくつかの実施形態は、雄ネジの無い中空本体102を備え得る。このような実施形態において、半径方向もしくは長手方向の摩擦力またはテーパー状のロッキング係合が、雁首14に対して一定の位置に、コレット100を固定し得る。
図11〜図12は、本発明の例示的な実施形態を示し、これは、溶接トーチ内にライナを配置する方法を包含する。コレット100が提供され、そしてライナ24が、雁首14およびコレット100の中央通路104を貫通する。ライナの長手方向の位置は、コレット100に対して確立され得、次いで、雁首14にコレット100を固定することにより、雁首14に対して確立され得る。あるいは、ライナ24の位置は、初めに雁首14に対して確立され得、次いで、雁首14にコレット100を固定することにより、コレット100に対して確立され得る。好ましくは、コレット100は、雁首14の内面(雁首14とライナ24との間)に固定される。雁首14の内面は、例えば、コレット100の雄ネジ116を受容するための受けネジを有し得るが、これらは必須ではない。一旦、コレット100が雁首に固定される(図12)と、保持ヘッドまたは拡散器(示されず)は、雁首に接続部され得、そして、接触先端部18が保持ヘッドまたは拡散器に固定され得るか、あるいは、コレットが、保持ヘッドまたは拡散器に接続するのに利用可能な1セットの雄ネジを有する場合、保持ヘッドまたは拡散器がコレットに直接接続部され得る。ノズル20は、トーチヘッドアセンブリを覆って配置され得、このアセンブリを保護し得、そして、一旦ガスの流れが確立され、かつトーチ操作が開始されると、遮蔽ガスの流れを方向付け得る。
ライナの位置を確立する工程は、さらに、雁首14に対してライナ24を中心に配置する工程、保持ヘッドもしくは拡散器またはその両方に対してライナ24を中心に配置する工程を包含し得る。ライナ24を中心に配置する工程は、トーチ部品の損耗(特に、溶接ワイヤの通過により生じる損耗)を軽減し得る。確立する工程はまた、長手方向の軸106と実質的に並行する方向に、ライナを軸方向(すなわち、長手方向)に束縛し得る。このような束縛は、上記のようなトーチの一般的な動きの間、摩耗を最小化することにより、トーチ部品(例えば、ライナ24および保持ヘッド16)の有用な寿命の延長を補助する。
本発明のコレットが、この配置する方法において使用される場合、利点が達成され、その方法は、コレットが、他のトーチ部品とのロッキング係合のための1つ以上のテーパー状の表面を備える実施形態を含む。さらに、コレットの使用(例えば、図7のコレット100)はまた、遮蔽ガスがコレット100を通って流れ、そして加工中の製品に向かうことを可能にし、その間、本発明のこの局面のライナの整列/中心に配置することの利益および軸方向の束縛の利点を達成する。
本発明はまた、コレット100を製造する方法も包含する。中央通路104を規定する中空本体102が提供され、この本体は、少なくとも1つのセットの雄ネジ116を有する。少なくとも1つの圧縮指110を備える圧縮領域108が、好ましくは、この本体の遠位端に形成される。ガス通路114は、この本体の外面に沿って配置され得、雄固定ネジ116を通過し得る。固定する構造体(例えば、レンチによりトルクをかけるための平らな表面)は、中空本体100の近位端に形成され、それにより、コレットが雁首14に締め付けられる場合、締めるトルクの適用は、少なくとも1つの圧縮指110がライナ24にコレット100の遠位端を固定することを引き起こす。一実施形態において、圧縮領域は、雁首14の対応するテーパー状の表面と係合するためのテーパー状の部分を規定する。1つ以上の圧縮指110は、1つ以上の圧縮スロット112を規定し得、ガス通路114は、例えば、雄固定ネジ116を通過する、中空本体102の外面に沿う開口チャネルとして形成され得る。別の実施形態において、固定する構造体は、拡散器の対応するテーパー状の表面と係合するように構成される第二のテーパー状の表面により、置き換えられ得る。この実施形態は、以下により十分に記載される。
本発明はまた、他のトーチ部品とのロッキング係合のための1つ以上のテーパー状の表面を含む、本明細書に記載のコレット装置の特徴を取り込む溶接トーチを含む。例えば、本発明の一局面は、ハンドル12および雁首14を有するトーチ本体、ならびに、雁首14を貫通し、保持ヘッド16または拡散器52に至るライナ24、を備える溶接トーチを含む。トーチ12は、コレット装置の一実施形態を備え、この実施形態は、雁首14内にコレット100を締め付けることが、ガス通路28を通る遮蔽ガスの流れを塞ぐことなく、雁首14に対するライナ24の位置を固定するような、本明細書に記載のトーチを含む。コレット100は、例えば、圧縮指110により規定される圧縮スロット112を備え得る。コレットは、金属材料または高温ポリマー材料から形成される、一体型アセンブリであり得る。コレットは、雁首14内でコレットを締めるか、または緩めるかのいずれかのためのコレットへのトルクを提供するための、コレットの近位端における表面により規定される構造体を備え得る。
コレットの全ての実施形態が、中空本体102の外面上に雄ネジ116を必要とするわけではない。例えば、図13および図14は、2ピースのコレットシステムを示す。図13を参照すると、中空本体102は、依然として、圧縮スロット112、圧縮指110、中央通路104および1つ以上のガス通路114を備え得る。このような実施形態において、圧縮領域108は、雁首14の対応するテーパー状の表面と係合し、それらの間のロッキング係合を形成するための、テーパー状の部分を備え得る。しかしながら、これらの実施形態において、中空本体102は、ライナ24と雁首14との間の間隙に挿入され得るにすぎない。それゆえ、これは、ロッキングナット140(ライナ24がこれを貫通する)により固定され得る。ロッキングナット140は、雁首14に締め付けられ得る。好ましくは、ロッキングナット140は少なくとも1つのガス通路144を備えるが、これは、中空本体102とは異なる数のガス通路を有し得、そして、ロッキングナット140のガス通路142は、中空本体102のガス通路114と整列する必要は無い。ライナ24は、コレットの両方のピース(100および140)を貫通するので、ロッキングナット140の中央通路142が、中空本体102の中央通路104とほぼ等しい直径である場合、最も効率的なガス移入の構成が生じる。
図14は、中空本体102およびロッキングナット140の両方が雄ネジを有する、2ピースのコレットを示す。示される実施形態において、中空本体102は、2つのみのガス通路114を備え得る。任意のロッキングナット140は、ライナ24が緩くならないことの、さらなる保証を提供し得る。この場合もまた、ロッキングナット140のガス通路142は、中空本体102のガス通路114と整列する必要は無い。
図15は、本発明の一実施形態にしたがって、コレットが、2セットの異なるピッチの雄ネジを備える、本発明の一実施形態を示す。一実施形態において、コレット100は、中空本体102を通る中央通路104を規定する中空本体102を備え、この中央通路104は、長手方向の軸106を規定する。コレット100はまた、1つ以上の圧縮指110を規定する圧縮領域108を備え、この圧縮指110は、1つ以上の圧縮スロット112を規定し得る。コレット100は、例えば、図7〜8に関して上記のように、ライナ24の位置を固定するために使用され得る。示される実施形態において、中空本体102は、第一のセットの雄ネジ124と第二のセットの雄ネジ126とを規定し得る。このような実施形態において、雄ネジ124と雄ネジ126との両方のセットは、それらを通過するガス通路114を備え得る。一実施形態において、ガス通路114は、開口チャネルを備え得る。示される実施形態において、ガス通路114は雄ネジ124と雄ネジ126との両方のセットを通過するので、これは長手方向の軸と実質的に並行するが、このような整列は必要とされない。図15に示される実施形態において、第一のセットの雄ネジ124は、雁首14にコレット100を固定するために使用され得、それにより、上記のように、コレット100を通るライナ24の位置を固定し得る。第一のセットの雄ネジ124は、雁首14の内面上に配置される、ネジ切りされた領域に接続部し得る。このような実施形態において、圧縮領域108は、雁首14の対応するテーパー状の表面とのロッキング係合のための、テーパー状の表面を規定し得る。第二のセットの雄ネジ126は、保持ヘッド16または拡散器52の内面上に配置されるネジ切りされた部分と係合するような構成にされ得る。保持ヘッドを備える一実施形態において、保持ヘッドのテーパー状の表面は、雁首14の外面上の対応するテーパー状の表面と係合し得、以下でより十分に議論される、第二のロッキング係合を形成し得る。拡散器を備える一実施形態において、コレット100は、長手方向に延び、そして実質的に中央通路104と同軸である第二のテーパー状の表面を有し得る。第二のテーパー状の表面は、第二のセットの雄ネジ126に隣接し得、拡散器の対応する内面とのロッキング係合のための第一のセットの雄ネジから離れ得る。このような実施形態において、接触先端部はまた、拡散器52とのテーパー状のロッキング係合を形成し得る。より具体的には、拡散器52は、二重にロックするテーパー(taper)接続部のために構成され得る。
図16は、接触先端部18と保持ヘッド16との間のロッキング係合接続部202を備える、溶接トーチ12の末端部分の一実施形態を示し、ここで、ロッキング係合接続部202は、保持ヘッド16による接触先端部18の保持を改善し、そして保持ヘッド16からの接触先端部18の迅速な取り外しを促進するように構成されている。図16は、保持ヘッドを備える本発明の一実施形態を示すが、同じ原理が、拡散器52に対して適用される。拡散器を使用する本発明の一実施形態において、拡散器は、テーパー状のロッキング係合内の雁首14の雌ネジを介して、雁首14と螺合により係合するような構成にされ得る。ノズル20は、図16に示されていないが、溶接トーチ12、雁首14、保持ヘッド16またはノズル保持具(示されず)に装着され得る。
図16に示される接触先端部18は、細長い形状であり得、そして第一の端部204と、それと反対に配置される第二の端部206とを有する。先端部の軸208は、接触先端部18の第一の端部204と第二の端部206とを貫通する。接触先端部18は、接触先端部18を貫通する先端部の軸208の周囲で、ワイヤ供給開口部210を規定し得る。開口部210は、接触先端部18の第二の端部206において、テーパー状の受容端212を備え得、この受容端は、接触先端部18の開口部210を貫通し得る溶接ワイヤ(示されず)を受容することを促進し得る。
なお図16を参照すると、接触先端部18は、テーパー状の部分214が第二の端部206に配置されて示される。テーパー状の部分214の先端角度「A」は、約20°であり得るが、適用に依存して、この先端角度「A」は、より大きくなり得るか、または小さくなり得る(例えば、約5°と約45°との間)。他の角度(より大きいか、または、より小さい)が使用され得る。
ネジ切りされた部分216は、テーパー状の部分214に隣接して、接触先端部18上に配置され得る。種々の実施形態において、クリアランスの直径部分218は、ネジ切りされた部分216の片側または両側に提供される。
いくつかの実施形態において、ネジ切りされた部分216は、二重のネジのピッチよりも長い軸方向の長さを有する(例えば、二重のネジのピッチよりも3倍長い、軸方向の長さを有する)、二重のネジを備え得る。微細なネジは、先端部の保持を促進し得る一方で、二重にネジ切りされた部分は、保持ヘッド16からの接触先端部18の迅速な取り外しを促進し得る。二重のネジを有する一実施形態において、ネジ切りされた部分216の二重のネジは、接触先端部18を取り外すために、単一のネジを使用する従来の先端部と比較して、半分の回転数を必要とし、このことは、ロボット溶接用途のために望ましい特徴である。
図16に示される実施形態にしたがって、延長部分220(クリアランス部分218より大きい直径を有する)は、第一の端部204から、クリアランス部分218へか、または、クリアランス部分が使用されない場合、ネジ切りされた部分216へ延びる。延長部分220は、いくつかの形状(円筒形状または六角形の断面形状が挙げられる)のうちの任意のものを想定し得る。他の形態および断面形状もまた、使用され得る。延長部分220はまた、グリップ特徴222も備え得る。図16に示されるように、グリップ特徴222は、接触先端部18の第一の端部204において、一対の並行する平面を備える。あるいは、グリップ特徴222は、3対の対向する平面を有する六角形の形状の延長部分を使用し得る。スパナ以外の工具を必要とする他の形状が、グリップ特徴222として使用され得る。一実施形態において、接触先端部18は、第一の端部204上に、面取り224を備え得る。
示される実施形態において、保持ヘッド16は、第一の端部226と第二の端部228とを備える。長手方向の軸230は、保持ヘッド16の第一の端部226と第二の端部228とを貫通する。長手方向の軸230は、先端部の軸208と実質的に一致し得る。軸方向の開口部232は、長手方向の軸230に沿って延び得、概して、ワイヤ供給開口部210と整列され得る。一実施形態において、軸方向の開口部232の第一の直径部分234は、第一の端部226に配置され得、そして、その内部に配置される雌ネジ236を備え得る。軸方向の開口部232の第二の直径部分238は、第二の端部228に配置され得、第一の直径部分234よりも小さい直径であり得る。第二の直径部分238は、雌ネジ240を備え得る。
第二の直径部分238におけるテーパー状の台座242は、形状が、接触先端部18のテーパー状の部分214に対して相補的であり得、その結果、台座の表面とテーパー状の部分の表面とが互いに係合し得、かつ共に嵌合し得る。これらの表面が据付けられるか、またはこれらの表面自身で嵌合される場合、これらの表面は、溶接装置のテーパー状の部分を形成し得る。このテーパー状の部分は、このテーパー状の部分に隣接するネジ切りされた部分を備え得る、ロッキング係合接続部として使用され得る。先端角度「A」は、接触先端部18が力(例えば、締める方向でのトルクをかける力)に供される場合、保持ヘッド16と接触先端部18との間のロッキング係合効果を提供するように選択され得る。
いくつかの実施形態において、先端角度「A」は、図16に示されるものより小さく、そしてより多数のネジが、保持ヘッド16と接触先端部18との間で係合され、それにより、接続部の弛緩に対する、より強力な抵抗を有する、より確実な接続部を提供する。接触先端部18を二重にネジ切りすることはまた、先により詳細に記載されるように、接触先端部18の取り外しおよび交換を容易にし得る。接触先端部18と保持ヘッド16との間のテーパー状の係合の使用は、接触先端部18上のより少ない係合ネジの使用を可能にするが、依然として適切な係合を維持するための部品間の十分量の保持力を発生する。本発明の、このテーパー状のロッキング係合はまた、接触先端部18から去る熱の迅速な伝導を促進する、接触先端部18と保持ヘッド16との間の接触領域も提供する。
いくつかの実施形態において、保持ヘッド16は、第一の直径部分234と第二の直径部分238との間に配置される、軸方向の開口部232における移行領域244を備える。ガスポート246は、移行領域244から保持ヘッド16の外側へ延び得、そして、保持ヘッド16の内部からガスポート246へ通過する不活性ガスが、接触先端部18の第一の端部204の周囲の空気と置き換わるように、配置され得る。
図16に示されるように、保持ヘッド16は、雁首14のテーパー状の領域(示されず)と保持ヘッド16との間のロッキング係合のための接続部として使用され得る、テーパー状の領域248を備える。示されないが、雁首14のテーパー状の領域は、ネジ切りされ得、そして保持ヘッド16のテーパー状の領域248と係合し得る。これらのテーパー状の領域が共に、据付けられるか、または係合される場合、これらは、テーパー状の部分に隣接するネジ切りされた部分を備え得るロッキング係合接続部として使用され得る、溶接装置のテーパー状の部分を形成し得る。保持ヘッド16のテーパー状の領域248の先端角度「B」は、接触先端部18のテーパー状の部分214の先端角度「A」より大きいか、より小さいか、またはそれと実質的に同じであり得る。いくつかの実施形態において、先端角度「B」は、約5°と約45°との間であり得る。他の角度(より大きいか、またはより小さい)が、出願人の発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。特定の実施形態において、先端角度「B」は、約12°であり得る。
本発明の別の局面にしたがうと、保持ヘッド16の第一の直径部分234における雌ネジ236は、雁首14の末端において、ライナコレット(示されず)と係合し得る。本発明の一実施形態において、コレット100は、保持ヘッド16の対応するテーパー状の部分と係合するためのテーパー状の部分を備え、ここで、保持ヘッド16のテーパー状の部分は、保持ヘッド16の内面上に配置される。しかしながら、コレット100は、必ずしもこのテーパー状の部分を備える必要はない。締める際に、接触先端部18のネジ切りされた部分216は、テーパー状の部分214が台座242と係合するまで、保持ヘッド16の雌ネジ240と係合し得る。ネジ切りされた部分216と延長部分220との間に配置されるクリアランス部分218は、保持ヘッド16に対する延長部分220の係合を防止することにより、テーパー状の部分214と保持ヘッド16との間のクランプ係合を促進し得る。接触先端部18と保持ヘッド16との間への力(例えば、トルクまたはトルクをかける力)の適用に応じて、ネジ切りされた部分216と雌ネジ240とにより誘導される軸方向の力は、テーパー状の部分214が台座242に割り込むことを生じ得、それにより、接触先端部18とノズル16との間の相対的な動作に抵抗する、これらの2つの部品間の摩擦負荷を生じ得る。それにより、これらの部品間のロッキング係合は、効果的に達成され得る。
図17は、ロッキング係合接続部を備える例示的な溶接装置の分解図を示す。図18は、ロッキング係合接続部を備える溶接装置の例示的な末端部分の断面図を示す。示されるように、溶接トーチ12は、ノズル20、接触先端部18、保持ヘッド16および雁首14を備える。拡散器52は、本発明の範囲から逸脱することなく、保持ヘッド16の代わりに使用され得る。ノズル20は、溶接点を冷却するためにガスを導き得る。接触先端部18は、図16の接触先端部18に関して先に記載されるような特徴を有し得る。種々の実施形態において、保持ヘッド16は、ノズル20を安定させるためのノズル保持部分300と、雁首14の内部からノズル20へ冷却ガスを誘導するためのガス拡散器部分302とを備える。いくつかの実施形態において、保持ヘッド16は、2つの別個の部分(すなわち、ノズル保持具およびガス拡散器)から形成され得る。なお他の実施形態において、ノズル保持具を伴わずに、拡散器部分のみが使用され得る。このような実施形態において、ノズル20は、直接雁首14に通される。湾曲した構成を有し得る雁首14は、ハンドル、電源装置、および、必要に応じて、ロボット溶接システムへの接続部を提供する。溶接トーチ12は、溶接トーチの中央孔を通る溶接ワイヤの供給を改善するためのライナ(示されず)を備え得る。
図17および図18は、接触先端部18と保持ヘッド16との間のロッキング係合接続部202の、さらなる実例的な実施形態を示す。これらの実施形態にしたがい、接触先端部18は、テーパー状の部分214を備え、そして保持ヘッド16は、第一のテーパー状の部分242(上記で「台座」と呼ばれる)を備える。接触先端部18および保持ヘッド16は、上記のように共に螺合され得る。螺合プロセスの間、接触先端部18のテーパー状の部分214は、ロッキング係合接続部202において、保持ヘッド16の第一のテーパー状の部分242へ据付けられる。これらのテーパー状の部分が据付けられるか、またはこれら自身が嵌合される場合、これらは、溶接装置のテーパー状の部分を形成し得る。種々の実施形態において、ネジは、単一のネジパターンまたは複数のネジパターンを備え得る。いくつかの実施形態において、拡散器は、保持ヘッド16に取って代わり得、そして、本明細書に記載されるように、接触先端部と係合するためのテーパー状の台座を備え得る。
図17および図18に示されるように、ロッキング係合接続部304は、ノズル20と保持ヘッド16とを嵌合するために使用され得る。ノズル20は、テーパー状の部分306を備え得、そして保持ヘッド16は、第二のテーパー状の部分308を備え得る。ノズル20および保持ヘッド16は、共に螺合され得、それにより、保持ヘッド16の第二のテーパー状の部分308を、ロッキング係合接続部304において、ノズル20のテーパー状の部分306に据付け得る。これらのテーパー状の部分が据付けられるか、またはこれら自身が嵌合される場合、これらは、溶接装置のテーパー状の部分を形成し得る。ネジは、単一のネジパターンまたは複数のネジパターンであり得る。
ノズル20の内面は、絶縁材料310(例えば、機械加工可能な磁器製材料)を含み得る。絶縁材料310は、ノズル20の内面に固定してか、または取り外し可能に装着され得る。絶縁材料310は、保持ヘッド16または雁首14からの電位からノズル20を遮蔽し得る。いくつかの実施形態において、この絶縁材料310の表面は、保持ヘッド16との係合のための、テーパー状の部分およびネジを備え得る。
種々の実施形態において、ノズル20は、本発明のテーパー状のロッキング係合表面を使用して、保持ヘッド16またはノズル保持具と嵌合し得る、ノズル挿入物314を備え得る。ノズル挿入物314は、ノズル20の内面または絶縁材料310の表面のいずれかに固定してか、または取り外し可能に装着され得る。
種々の実施形態において、ノズル20、絶縁材料310またはノズル挿入物314のそれぞれのテーパー状の部分は、先端角度「C」(「A」または「B」のいずれかより大きいか、小さいか、またはそれらと実質的に同一であり得る)を備え得る。いくつかの実施形態において先端角度「C」は、約5°と約75°の間であるが、この先端角度は、適用に依存してより大きいか、またはより小さくあり得る。特定の実施形態において、先端角度「C」は、約60°であり得る。
図17および図18はまた、保持ヘッド16と雁首14との間に配置されるロッキング係合接続部316の別の実施形態も示す。保持ヘッド16は、第三のテーパー状の部分248を備え得、そして雁首14は、テーパー状の部分312を備え得る。保持ヘッド16および雁首14は共に螺合され得、それにより、ロッキング係合接続部316において、保持ヘッド18の第三のテーパー状の部分248に雁首14のテーパー状の部分312を据付ける。これらのテーパー状の部分が共に据付けられるか、または嵌合される場合、これらは、溶接装置のテーパー状の部分を形成し得る。ネジは、単一のネジパターンまたは複数のネジパターンであり得る。
いくつかの実施形態において、保持ヘッド16は、例えば、Oリングのための、溝318を備え得る。図18は、溝内に据付けられたOリング320を示す。Oリング320は、保持ヘッド16とノズル20のノズル挿入物314との間の流体シール(例えば、冷却ガスのための)を提供し得るが、種々の実施形態において、Oリング320は、ノズル20またはノズル20の絶縁材料310に対して位置を調整されて据付けられ得る。
本発明にしたがって、溶接装置の特定の部品(例えば、溶接トーチ12)は、1つより多い本発明のテーパーを使用し得る。便宜上、図17および図18は、ロッキング係合接続部202、304および316の3つの実施形態を有する単一の溶接トーチ12を示す。これは、事実である必要はない。本発明の溶接装置は、単一のロッキング係合接続部のみを利用し得るか、または2つ以上のロッキング係合接続部を利用し得る。
例えば、ロッキング係合接続部304は、ノズル20と保持ヘッド16とを係合させるために使用され得るが、一方で、ロッキング係合接続部316は、同一の保持ヘッド16を雁首14と係合させるために使用され得る。別の例示的な実施形態において、ロッキング係合接続部202は、接触先端部18と保持ヘッド16とを嵌合させ得、そしてロッキング係合接続部316は、保持ヘッド16と雁首14とを係合させるために使用され得る。他の組み合わせもまた可能であり、上記のように、2つより多いテーパーが使用され得る。
さらに、2つ以上の異なるロッキング係合接続部が、本発明のロッキング係合を提供するために使用され得、各々のロッキング係合接続部は、異なる先端角度(例えば、図16の先端角度「A」および「B」ならびに図18の先端角度「C」)を使用し得る。例えば、溶接トーチ内の2つの異なる先端角度の使用は、異なる量の力(例えば、クランプ力または保持力)で係合する、2つの異なる接続部を生じる。それゆえ、力(例えば、緩める力または緩めるトルク)が提供される場合、接続部の一つが、その他のものより先に分解する傾向を有し得る。より詳細には、より大きな先端角度「A」を利用する接続部は、例えば、「B」のような、より小さな先端角度を使用する接続部と比較して、力(例えば、緩める力または緩めるトルク)の適用に際して、まず緩み得る。もちろん、このような力は直接適用され得るか、または、これは、振動および温度などのような他の力に起因し得る。
本発明の実施形態は、接触先端部18と保持ヘッド16との間の先端角度(例えば、約20°)を規定するロッキング係合接続部202、および保持ヘッド16と雁首14との間のより小さな先端角度(例えば、約12°)を規定するロッキング係合接続部316を備えるが、これらに限定されない。もちろん、他の角度が、出願人の発明の範囲を逸脱することなく使用され得る。
雁首14と接触先端部18との間の力(例えば、緩める力または緩めるトルク)は、保持ヘッド16が雁首14から緩む前に、保持ヘッド16からの接触先端部18の緩みを優先的にもたらす。いくつかの用途において、例えば、第一の接続部(すなわち、接触先端部と保持ヘッドとの間の)は、より接近し易いためか、または使用者は、保持ヘッドを取り外すことなく接触先端部を交換することを望み得るため、このことは有利である。本発明はまた、2つより多い接続部を伴う用途にも適用され得、そして、いくつかの用途において、異なる接続部が優先的に緩まることが望ましい。もちろん、本発明はまた、締める力または締めるトルクに関しても適用され得る。
図19は、固定位置にライナを固定するための、二重にネジ切りされたコレットを使用する本発明の一実施形態を示す。コレット100は、中空本体の外面上に配置される種々のトーチ部品と係合するための2セットのネジ124、126を備え得る。一実施形態において、第一のセットの雄ネジ124は、雁首14の内面により規定されるネジ切りされた領域と係合し得る。雁首は、雁首の外面上に配置されるテーパー状の部分316と、雁首の内面上に配置されるテーパー状の部分400とを備え得る。保持ヘッドは、内側のテーパー状の部分248と、コレット100の第二のセットの雄ネジ126と螺合により係合するように構成された内側のネジ切りされた領域402とを備え得る。コレットはまた、圧縮領域108と長手方向に対向する端部404も備え得る。示される実施形態において、端部404は、中空本体102により規定される長手方向の軸と実質的に直交する平面を形成する。いくつかの実施形態において、端部404は、テーパー状の表面を規定し得、このテーパー状の表面は、例えば、切頭円錐体の形状を備え、拡散器の対応するテーパー状の表面と嵌合する構成にされ、それにより、テーパー状のロッキング係合を生じる。本発明は、保持ヘッド16とコレット100との間の、このようなロッキング係合を想定する。なお他の実施形態において、コレットの端部404は、保持ヘッド16または拡散器52の中で「底を打つ」ことはない。必要に応じて、第二のセットの雄ネジ126は、保持ヘッド16または拡散器のネジ切りされた領域402の長手方向の寸法408より短い、長手方向の寸法406を備える。
図20は、本発明の一実施形態にしたがう、拡散器部分を備えるコレットを示す。トーチ部品は、同一のトーチ部品の一体型部分を構成する、コレット部分500と拡散器部分502とを備え得る。別の実施形態において、別個の拡散器52は、コレット100と係合し得、図20に示される部品と形状において実質的に同等である、2ピースのトーチ部品を形成し得る。この部品は、中空部分504を貫通する長手方向の軸506を規定する、中空部分504を備え得る。この部品はまた、圧縮領域508を備え得、そして圧縮領域508は、1つ以上の圧縮スロット512を規定する、1つ以上の圧縮指510を備え得る。コレット部分500はまた、中空本体504の外面上に配置される、ネジ切りされた領域512も備え得る。示される実施形態において、拡散器部分502は、遮蔽ガスを中空本体504から放出するための、1つ以上のガスポート514を備える。拡散器部分502は、コレット部分500と長手方向に対向する端部516を備え得る。特定の実施形態において、端部516は、例えば、図16〜図18に関して先に記載されたように、接触先端部18との係合のために構成されたテーパー状の台座(示されず)を規定する。
示される実施形態において、コレット部分500は、例えば、図6に関して先に記載された様式で、雁首14と係合するように設計および構築される。このような実施形態において、コレット部分500と雁首14とを接続することは、ライナ(示されず)を半径方向および軸方向に束縛するのに十分な、圧縮領域508に対する半径方向の力を提供し得る。一実施形態において、コレット部分500のネジ切りされた領域512は、雁首上の対応するネジ切りされた領域と係合し得る。圧縮領域508は、雁首14の対応するテーパー状の表面とのロッキング係合のための、テーパー状の表面を規定し得る。このような実施形態において、この部品は、2つのテーパー状の表面を備え得る。第一のテーパー状の表面は、圧縮領域508により規定され得、第二のテーパー状の表面は、接触先端部18と係合するために、拡散器部分502の端部516に配置されるテーパー状の台座(示されず)により規定され得る。
なお別の実施形態において、例えば、図6および図7に関して先に示され、そして記載されたように、1つ以上のテーパー状の表面を備えるコレット100は、拡散器52とともに使用され得、1つ、2つまたは3つのロッキング係合接続部を備える2ピースのトーチ部品を生じ得る。いくつかの実施形態において、コレット100は、例えば、接触先端部と係合するための、拡散器部分502の末端に配置されるテーパー状の台座と、例えば、先に記載される、圧縮領域により規定される、テーパー状の表面とを備え得る。第三のテーパー状のロッキング係合接続部は、例えば、先に検討され、そして図19に関して記載されるように、コレット100と拡散器52との間の界面に組み入れられ得る。
本発明の種々の局面が、特定の好ましい実施形態に関して詳しく示され、かつ記載されたが、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の意図および範囲から逸脱することなしに、形態および細部において、種々の変更がなされ得ることが当業者により理解されるべきである。
Claims (57)
- 溶接装置であって、該溶接装置は、
第一の部品と第二の部品との間に配置され、そして第一の先端角度を規定する第一のテーパー状の部分を備える、第一ロッキング係合接続部;および
該第二の部品と第三の部品との間に配置され、そして該第一の先端角度より小さな第二の先端角度を規定する第二のテーパー状の部分を備える、第二ロッキング係合接続部;を備え、
ここで、該第一の部品と該第三の部品との間に力が適用されると、該第二ロッキング係合接続部の調整より先に、該第一ロッキング係合接続部が調整される、
溶接装置。 - 前記第一の部品が、接触先端部を備え、前記第二の部品が、保持ヘッドまたは拡散器を備える、請求項1に記載の溶接装置。
- 前記第三の部品が、雁首またはコレットを備える、請求項2に記載の溶接装置。
- 前記第一ロッキング係合接続部が、前記第二ロッキング係合接続部の締付け力とは異なる締付け力により係合する、請求項1に記載の溶接装置。
- 前記第二ロッキング係合接続部の締付け力が、前記第一ロッキング係合接続部の締付け力より強い、請求項4に記載の溶接装置。
- 緩める力を適用すると、前記第一ロッキング係合接続部が、前記第二ロッキング係合接続部より先に外れる、請求項1に記載の溶接装置。
- さらに、ノズルと前記保持ヘッドとの間の第三ロッキング係合接続部を備える、請求項3に記載の溶接装置。
- 前記力が、トルクをかける力を含む、請求項1に記載の溶接装置。
- 前記第一ロッキング係合接続部または前記第二ロッキング係合接続部のうちの少なくとも一方が、ネジ切りされた部分を備える、請求項1に記載の溶接装置。
- 溶接装置の部品を係合させる方法であって、該方法は、
第一の部品と第二の部品との間に配置され、そして第一の先端角度を規定する第一のテーパー状の部分を備える、第一ロッキング係合接続部を提供する工程;
該第二の部品と第三の部品との間に配置され、そして該第一の先端角度より小さな第二の先端角度を規定する第二のテーパー状の部分を備える、第二ロッキング係合接続部を提供する工程;および
該第二ロッキング係合接続部の調整より先に、該第一ロッキング係合接続部が調整されるように、該第一の部品と該第三の部品との間に力を適用する工程、
を包含する、方法。 - さらに、前記第二ロッキング係合接続部の締付け力より強い締付け力で、前記第一ロッキング係合接続部を係合する工程を包含する、請求項10に記載の方法。
- 緩める力を適用すると、前記第一ロッキング係合接続部が、前記第二ロッキング係合接続部より先に外れる、請求項10に記載の方法。
- 前記第一ロッキング係合接続部および前記第二ロッキング係合接続部のうちの少なくとも一方が、前記溶接装置の隣接する部品間の電気伝導性を改善する、請求項10に記載の方法。
- 前記第一ロッキング係合接続部および前記第二ロッキング係合接続部のうちの少なくとも一方が、前記溶接装置の隣接する部品間の熱伝達を改善する、請求項10に記載の方法。
- 前記第一の部品と前記第三の部品との間に力を適用する工程が、該第一の部品と該第三の部品との間にトルクをかける力を適用する工程を包含する、請求項10に記載の方法。
- 前記第一ロッキング係合接続部または前記第二ロッキング係合接続部のうちの少なくとも一方が、ネジ切りされた部分を備える、請求項10に記載の方法。
- 前記第一の部品が、接触先端部を備え、前記第二の部品が、保持ヘッドまたは拡散器を備える、請求項10に記載の方法。
- 前記第三の部品が、雁首またはコレットである、請求項10に記載の方法。
- 溶接装置の部品を係合させる方法であって、該方法は、
第一の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面と、第二の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第二のテーパー状の表面とを備える部品を提供する工程;および
該部品のテーパー状の表面と該第二の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合の調整より先に、該部品のテーパー状の表面と該第一の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合が調整されるように、該第一の部材と該第二の部材との間に力を適用する工程、を包含し、
ここで、該部品が、保持ヘッドまたは拡散器を備える、
方法。 - 溶接装置の部品を係合させるための器具であって、該器具は、
第一の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面;および
第二の部材のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第二のテーパー状の表面
を備える部品、ならびに
該部品のテーパー状の表面と該第二の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合の調整より先に、該部品のテーパー状の表面と該第一の部材のテーパー状の表面との間のロッキング係合が調整されるように、該第一の部材と該第二の部材との間に力を適用するための手段、を備え、
ここで、該部品が、保持ヘッドまたは拡散器である、
器具。 - 溶接トーチの雁首内にライナを固定するためのコレットであって、該コレットは、
中空本体の長手方向の軸に沿って、中央通路を規定する中空本体;
該本体の遠位端に対して位置を調整されて配置される圧縮領域;
該本体の遠位端と近位端との間にガスの流れを提供し、該本体の長手方向の表面に対して位置を調整されて配置される少なくとも1つのガス通路;および
該雁首内に該本体を固定するための、該本体の近位端から接近可能な少なくとも1つの表面、
を備える、コレット。 - 前記圧縮領域が、1つ以上の圧縮スロットを備える、請求項21に記載のコレット。
- 前記1つ以上の圧縮スロットが、1つ以上の圧縮指により規定される、請求項22に記載のコレット。
- 前記1つ以上の圧縮指が、前記1つ以上の圧縮スロットにより区切られる、請求項23に記載のコレット。
- 前記コレットが締められる場合に、前記1つ以上の圧縮スロットの幅が狭められる、請求項22に記載のコレット。
- 前記圧縮領域が弾性であり、そして外周と直径とを有する、請求項21に記載のコレット。
- 前記圧縮領域が、前記本体と一体的に形成される、請求項21に記載のコレット。
- さらに、ロッキングナットを備える請求項21に記載のコレット。
- 金属材料またはポリマー材料を含む、一体型アセンブリである、請求項21に記載のコレット。
- 前記ポリマー材料がポリイミドである、請求項29に記載のコレット。
- 前記中空本体が、前記雁首の雌ネジと係合するための第一のセットの雄ネジを備える、請求項21に記載のコレット。
- さらに、保持ヘッドまたは拡散器のうちの少なくとも一方と係合するための第二のセットの雄ネジを備える、請求項31に記載のコレット。
- 前記第一のセットの雄ネジが、第二のセットの雄ネジとは異なるピッチを有する、請求項32に記載のコレット。
- さらに、保持ヘッド、拡散器または接触先端部の対応するテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第二のテーパー状の表面を備える、請求項21に記載のコレット。
- 前記中空本体の外面が、前記ガス通路を規定する、請求項21に記載のコレット。
- 前記ガス通路が、開口チャネルである、請求項35に記載のコレット。
- 前記中空本体が、少なくとも1セットの雄ネジを備え、そして前記開口チャネルが、前記長手方向の軸と実質的に平行な方向で、該少なくとも1セットのネジを通過する、請求項36に記載のコレット。
- 前記圧縮領域が、前記雁首の対応するテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面をさらに備える、請求項21に記載のコレット。
- 前記中空本体が、前記第一のセットの雄ネジと第二のセットの雄ネジとを備える、請求項38に記載のコレット。
- 溶接トーチの雁首に対して位置を調整してライナを配置するための方法であって、該方法は、
コレットを提供する工程;
該ライナを、該コレットの中央通路を通して通過させ、該コレットに対して該ライナの位置を確立する工程;および
該雁首に該コレットを固定することにより、該雁首に対して該ライナの位置を確立する工程、
を包含する、方法。 - 前記雁首に前記コレットを固定する工程が、該雁首の対応するテーパー状の表面と接触させて、該コレットのテーパー状の表面を配置する工程を包含する、請求項40に記載の方法。
- 前記雁首に前記コレットを固定する工程が、該コレットの第一のセットの雄ネジと該雁首のネジ切りされた領域とを係合させる工程を包含する、請求項40に記載の方法。
- さらに、前記雁首または前記コレットに、保持ヘッドまたは拡散器を接続させる工程を包含する、請求項40に記載の方法。
- 前記保持ヘッドまたは前記拡散器を接続させる工程が、該保持ヘッドのネジ切りされた領域または該拡散器のネジ切りされた領域と、該雁首のネジ切りされた領域または該コレットの第二のセットの雄ネジとを係合させる工程を包含する、請求項43に記載の方法。
- 前記確立する工程が、前記雁首に対して、前記ライナを中心に配置する工程をさらに包含する、請求項40に記載の方法。
- 前記確立する工程が、前記ライナを軸方向に束縛する、請求項40に記載の方法。
- 請求項40に記載の方法であって、ここで前記コレットが、
中空本体を通る長手方向の軸に沿って中央通路を規定し、少なくとも1セットの雄固定ネジを有する中空本体;
少なくとも1つの圧縮指により規定される少なくとも1つの圧縮スロットを備え、該本体の遠位端に対して位置を調整されて配置される、圧縮領域;
該中空本体の外面により規定され、該本体の外面に沿って配置される開口チャネルである、少なくとも1つのガス通路であって、該ガス通路が、前記少なくとも1セットの固定ネジを通過し、そして該本体の遠位端と近位端との間にガスの流れを提供する、少なくとも1つのガス通路;および
前記雁首内に該本体を固定するための、該本体の近位端から接近可能な少なくとも1つの表面、を備える、
方法。 - 前記圧縮領域が、第一の部品のテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面をさらに備える、請求項47に記載の方法。
- コレットを製造する方法であって、該方法は、
中空本体を通る長手方向の軸に沿って中央通路を規定する中空本体を提供する工程であって、ここで該本体が、少なくとも1セットの雄固定ネジを有する、工程;
該本体の遠位端に対して位置を調整して、少なくとも1つの圧縮指を形成する工程;
該中空本体の外面に沿い、該本体の遠位端と近位端との間に、ガス通路を確立する工程であって、該ガス通路が、該少なくとも1セットの固定ネジを通過する、工程;および
該近位端が雁首と係合する場合に、該少なくとも1つの圧縮指が、ライナに該遠位端を固定することを生じるように、固定構造体が使用され得るように、該本体の近位端に該固定構造体を形成する工程、
を包含する、方法。 - さらに、第一の部品の対応するテーパー状の表面とのロッキング係合のために適合された第一のテーパー状の表面を提供する工程を包含する、請求項49に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの圧縮指が、少なくとも1つの圧縮スロットを規定する、請求項49に記載の方法。
- 前記ガス通路が、前記外面に沿って配置される開口チャネルである、請求項49に記載の方法。
- 溶接トーチであって、該溶接トーチは、
ハンドルと雁首とを有するトーチ本体;
該雁首を通過し、保持ヘッドへ至るライナ;および
コレットを備え、
該コレットは、
中空本体を通る長手方向の軸に沿って中央通路を規定する中空本体;
少なくとも1つの圧縮スロットを規定し、該中空本体の遠位端に対して位置を調整されて配置される圧縮領域;
該中空本体の外面に沿って配置され、該中空本体の遠位端と近位端との間にガスの流れを提供する、少なくとも1つのガス通路;および
該コレットを締めることにより、該ガス通路を塞ぐことなく、該雁首に対して該ライナの位置が固定されるように、該雁首内に該中空本体を固定するための、該中空本体の近位端から接近可能な少なくとも1つの表面、を備える、
溶接トーチ。 - 前記コレットの圧縮領域が、さらに、ロックするように第一の部品のテーパー状の表面と係合する第一のテーパー状の表面を備える、請求項53に記載の溶接トーチ。
- 前記圧縮領域が、少なくとも1つの圧縮指により規定される、少なくとも1つの圧縮スロットを備える、請求項53に記載の溶接トーチ。
- 前記コレットが、金属材料またはポリマー材料を含む一体型アセンブリである、請求項53に記載の溶接トーチ。
- 前記少なくとも1つの表面が、前記本体の近位端に対して位置を調整されて配置される外面により規定される、請求項53に記載の溶接トーチ。
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