JPH07250932A - スキーなどのスチールエッジの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スキー又はその類似物のスチールエッジの
正確に定められた部分的硬化を、確実に保証し得る方
法、正確に形成され部分的に硬化されたスチールエッ
ジ、このようなスチールエッジを備えたスキー、及びそ
れらの製造のためのプラズマヘッドを提供する。 【構成】 第一の目的を達成するために、本発明に於
いては、急速加熱のため、如何なる瞬間においても正確
に制御されたエネルギを有するエネルギビームが用いら
れ、その後材料を、好ましくは部分的に冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スキー又はその類似物
のスチールエッジの処理方法に関し、スチールエッジを
少なくとも部分的に急速に加熱し、好ましくは少なくと
もスキーのランニングサーフェイス（走行面）の外縁を
形成するエッジの領域を急速に加熱し、その後急冷する
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スチールエッジの耐摩耗性を改善するた
めに、特にスキーの場合には、材料の硬度が最大である
こと望ましい。然しながら、もしもスチールエッジ全体
が完全に硬化されるならば、それと同時に、その弾力性
は許容し得ない程度に損なわれる。その理由で、一部の
みを硬化した、例えば最大摩耗を受ける領域即ち走行面
に対し最も外側の下縁のみを硬化したスチールエッジを
スキーに取り付けることが既にオーストリア特許AT−PS
−286152において提案されている。スチールエッジの材
料を微細粒子が極めて固く剛性あるマルテンサイト組織
に変えることは、急速な加熱と、急速な冷却と、それに
続く付加的なエネルギ付与によって行われる。単なる実
施例として、プラズマバーナは、材料の極めて急速な加
熱のためのエネルギ源として役立つと述べられている
が、スチールエッジの正確に定義された領域において均
一及び／又は正確に制御された硬化を達成し得る方法に
ついては、そこには何らの示唆も見出されない。実際、
スキーのスチールエッジを全長にわたり正確に制御し得
る方法で硬化するためには従来のプラズマバーナは不適
当である。その理由は、スキー製造技術の急速な発展と
部分的に硬化されたスチールエッジの明白な利点にも拘
わらず、この特定の技術は、当業界により採択されるに
至っておらず、今日まで採用されていないためである。
それにも拘わらず、鋸、ナイフ又は穿孔工具の切断刃の
硬化のためにプラズマバーナを用いることは例えばAT−
PS−392482により知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題】本発明の目的は、スキ
ー又はその類似物のスチールエッジの正確に定められた
部分的硬化を、その長さに関わらず、経済的な方法で、
確実に保証し得る方法を提供することである。他の目的
は、正確に形成され部分的に硬化されたスチールエッ
ジ、このようなスチールエッジを備えたスキー、及び正
確に定義され部分的に硬化されたスチールエッジの製造
のためのプラズマヘッドを提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めに、本発明に於いては、急速加熱のため、如何なる瞬
間においても正確に制御されたエネルギを有するエネル
ギビームが用いられ、その後材料を、好ましくは部分的
に冷却する。エネルギビームを発生させるための手段が
スチールエッジに対し正確に案内されることを条件−−
これは明白な前提条件である−−として、この構成は、
正確に制御されたエネルギをスチールエッジの正確に予
め決定し得る領域に入力することを保証する。この構成
は、一方においては加熱速度を、他の一方においては正
確に予め決定し得る材料のフアンクションとして、硬化
処理される領域とを正確に制御することを可能にする。
これはまた、スキーに既に嵌められたスチールエッジの
硬化処理にとって重要な必要条件でもある。これらの場
合においてスチールエッジの材料の加熱が強過ぎて、ス
キー自体の隣接材料の温度が或る最低温度以上になるよ
うなことにならないように保証しなければならない。さ
もなければ、スキーの材料が損傷を受け、接続部がゆる
み又は外れ、スチールエッジをスキーに固定するための
接着剤がはがれるなどの悪影響がある。常に正確に制御
されたエネルギを注入するビームによる本発明に係る処
理によれば、材料の加熱を正確に制御することができ、
許容し得ない過熱を避けることができる。

【０００５】本発明のもう一つの特徴によれば、エキル
ギビームとしてプラズマビームを用いるのが有利であ
る。プラズマビームは特に好ましいエネルギ対コストを
示し、処理されるべき材料の表面の性質、例えば色彩、
汚れの付着、反射率等に対し鈍感である。更に、プラズ
マバーナを用いるときは保護ガスを必要としない。最後
に、プラズマビームの場合には、軸線方向の温度分布が
レーザビームの場合よりも実質的に一様であり、従っ
て、正確な位置決めのために焦点の正確な調節が厳格な
要件となるレーザにあっては必要とされるような高価な
設備を用いる必要がない。

【０００６】もしもプラズマビームとスチールエッジと
を、スチールエッジの長さ方向に互いに相対的に移動さ
せ、その間プラズマビームがスチールエッジの長さの少
なくとも一部分にわたり正確に同じエネルギを有するな
らば、好ましくはプラズマヘッドを全体にわたり正確に
同じ電流強さで作動させれば、カバーされた長さ方向領
域の全長にわたりスチールエッジの均一で正確な硬化が
保証される。このことにより、スチールエッジの後処
理、例えば均一な研磨の間、スチールエッジの硬化され
た全長に沿って材料の同じ性質が表れ、硬化された部分
と硬化されていない部分とが予期しない順序で望ましく
ない態様で現れることがない、ということが保証され
る。プラズマビームは常に正確に同じエネルギを有し、
プラズマビームの各場所および各瞬間において温度が常
に正確に同じであること、即ちプラズマビームの温度分
布が一定のままであること、がこの特徴に固有のもので
ある。

【０００７】他方において、もしも硬化された領域と硬
化されていない領域又は異なる強さの硬化の領域の正確
に画成された分布が、材料の硬度並びに硬化された領域
の深さ又は体積の両方に関して望まれるならば、このこ
とは、プラズマビームとスチールエッジとをスチールエ
ッジの長手方向に互いに相対的に移動させ、その過程で
プラズマビームがスチールエッジの長さの少なくとも一
部分の領域の上で好ましくは均一に修正し得るエネルギ
を有するという有利な方法で達成することができ、これ
はプラズマヘッドに供給される電流強度の均一な変動に
より達成するのが好ましい。この文脈において変動しう
るエネルギとは、プラズマビームの各場所における温度
が、アナログ的に且つ正確に予期し得る方法又は正確に
予め決定し得る方法で変化されることを指す。

【０００８】本発明のもう一つの特徴によれば、エネル
ギビームとしてレーザビームが用いられ、スチールエッ
ジとレーザビームとが互いに相対的に移動させられる。

【０００９】摩耗を受ける場所の最大限可能な範囲を簡
単に且つ時間的に効率的な方法でカバーするために、エ
ネルギービーム、望ましくはプラズマビームは、スチー
ルエッジの両外側に同時に向けられる。プラズマビーム
の軸線が好ましくはスチールエッジの両外側に向けら
れ、特に角度２等分線の周りに25度の範囲内に向けら
れ、更に特定的には正確に角度２等分線内に向けられ
る。ビームの角度及び／又は硬化されるべき外縁の２等
分線に対する上方向又は下方向へのビームの平行変位に
依存して、対称又は非対称の硬化帯域とそれによる特殊
な摩耗状況や使用場所への適合が達成される。外縁の対
称硬化領域は、もしもエネルギ好ましくはプラズマビー
ムが外縁の２等分線と正確に一致せしめられるならば、
たとえ更に後処理を受けても、できるだけ長く保持され
る。

【００１０】本発明の方法の特に有利な変形例は、既に
スキーに、上取りつけられたスチールエッジをエネルギ
ビームによって急速に加熱し、エネルギビームの衝突領
域を取り囲む領域を十分に冷却し、スチールエッジとス
キーとの間の推移領域においてスチールエッジをスキー
本体に固定するための接着剤の軟化温度を越えないよう
にするものである。スチールエッジの硬化はスキー製造
の最終工程として行い得る。何故ならば、本発明による
硬化方法の結果として他のスキー部品の損傷が発生せ
ず、従ってそれ以上の後処理工程を何ら必要としないか
らである。従って、既に取り付けられたスチールエッジ
でさえも、スキーに取り付ける前に硬化が行われた場合
と同様に、如何なる機械的影響をも受けず、損傷の危険
や機能的傷害を受ける恐れがない。スチールエッジを取
り囲む領域においてスキーの材料が熱を吸収すること
は、エネルギビームにより加熱された領域から熱を消散
させ、自動冷却することに寄与し、従って、硬化の工程
に寄与し、従ってより高価な別の手段により取り出す必
要のある熱エネルギを減少させる。これに関連して、ス
チールエッジを固定するために用いられる接着剤が剥離
したり分解する程温度を上昇させないように注意する必
要がある。

【００１１】エネルギビームを発生するための与えられ
た手段、好ましくは与えられたレーザヘッド又はプラズ
マヘッドを用いて、スチールエッジのより大きい領域を
カバーすることを可能ならしめるために、本発明のもう
一つの特徴は、エネルギビームの衝突領域をスチールエ
ッジの長手方向に拡大することである。この拡大は、少
なくとも効果的な方法で、好ましくはプラズマビームの
電磁的偏向によって行われる。これは、これは温度とエ
ネルギの均一な分布にとって絶対的に要求されるパラメ
ータ間の干渉を生じさせる恐れがあるプラズマビーム自
体の直径を増大させることよりもむしろ、プラズマヘッ
ドとスチールエッジとの相対的移動の間、インパクトポ
イントを高い周波数で一種の波状運動をさせるか、又は
中心線の周りに一種のフラツタ運動をさせることを意味
し、その結果プラズマビームの横断面積に相当する広さ
よりも広い領域をカバーすることになる。これに関連し
て、実質的な拡大は、プラズマビームの軸線に直角な一
つの方向又は何れかの望ましい方向に行われる。プラズ
マビームの実質的な拡大により、スチールエッジの下方
外縁から始まるより大きい領域を両外側でカバーする可
能性に加えて、この修正態様はまた、エネルギの分配の
結果として、プラズマビームによる材料の非常に高速な
加熱を僅かに減速させる利点を提供し、それにより、も
しも必要ならば、プラズマビームのエネルギに対応する
ものよりも低い硬度を得ることができる。スチールエッ
ジの外縁に沿う実質的な拡大に利用し得る領域は通常制
限されているので、そして摩耗にさらされる縁の周りの
狭い領域での硬化のみが望ましいので、プラズマビーム
の横断面をスチールエッジの長手方向に拡大することが
好ましい。

【００１２】実質的な拡大は勿論、レーザビームを含む
変形実施例にも適用され、この態様においては例えば、
枢動レンズ系により、プラズマビームについて上述した
方法でインパクトポイントを変えることができる。

【００１３】必要とされる装置が幾分複雑で高価となる
ので、実質的な拡大ではなく、本発明のもう一つの特徴
に従って、エネルギビーム自体の物理的横断面積を、好
ましくはスチールエッジの長手方向に拡大することも可
能である。この方法によれば、より広い表面上へ、しか
もスチールエッジの実際のエッジの周りの非常に狭い領
域へのエネルギ入力の分配が可能となる。

【００１４】プラズマヘッドによるエネルギ放出にとっ
て特に重要な特徴は、プラズマヘッドの陰極の周りのガ
スの流れを層流状態に維持することである。層流を用い
るとプラズマビーム内の温度分布が、各場所において所
望の方法で特に正確に形成される。然しながら、プラズ
マヘッドの点火をサインインパルスで生じさせることが
できるという付加的な利点が生じ、従って、遮蔽が小型
又は単純な場合でも、周囲の電子部品がプラズマヘッド
により影響されることがない。このことは、工業用ロボ
ットや類似のマイクロプロセッサ制御装置を用いて本発
明の方法を自動的に実行する場合に特に重要である。

【００１５】本発明のもう一つの主題は、スキー又はそ
の類似物のための、特に上述の方法に従って硬化された
スチールエッジである。特に、硬化のためプラズマビー
ムを用いることにより、スチールエッジ特に摩耗を受け
る外縁の２等分線内で非常に経済的な方法で貫通硬化を
得ることが可能であり、その結果、実質的に三角形の横
断面の硬化領域が生ずる。レーザを用いる他の硬化方法
は、それ程深く貫通せず、従ってスチールエッジの外側
に沿って、深さが非常に浅く延びるほぼＬ字型の横断面
の硬化領域が生ずる。

【００１６】本発明はまた、上述のパラグラフの何れか
一つに記載された方法に従って作られた少なくとも部分
的に硬化されたスチールエッジを備えたスキーにも関す
る。

【００１７】本発明は更に、前述の請求の範囲の何れか
一つによる方法を実施するための、スチール材料に適用
されるエッジの硬化のためのプラズマヘッドに関し、そ
のプラズマヘッドは、断熱材により隔てられたケーシン
グと、ガスを供給するための手段と、ガスが周囲を流れ
る丸いロッド型の陰極と、その陰極の端部を取り囲みプ
ラズマビームの出口孔を有する陽極とを備えている。こ
のプラズマヘッドは、本発明に従って陰極を取り囲むブ
ッシュがガスを供給するため放射状に明けられた孔を有
し、好ましくは断熱材で作られ、陰極の周りの環状ギャ
ップを開いていること、を特徴とする。ブッシュの内側
は陰極の外側と協働して、プラズマバーナのガスの環状
入口と均一化領域とを形成し、これがプラズマビームの
均一性にとって重要な層流の形成を保証する。

【００１８】もしも、本発明の有利な特徴に従って、ブ
ッシュと陰極との間の開いたままにされた環状ギャップ
の高さと幅の比率が実質的に２対１であるならば、特に
好ましい結果が得られる。

【００１９】本発明の他の特徴によれば、プラズマヘッ
ドは、タングステンージルコニウム合金製の陰極を有す
ることを特徴とする。この材料によれば、陰極と陽極と
の間の放電が均一となり、その結果、現れるプラズマビ
ーム内の温度分布とエネルギ分布が均一となる。

【００２０】再び、ガスの流れの層流性に関して、陰極
の先端を10度と30度の間の角度好ましくは20度の角度の
テーパとすることが特に有利であることが判明した。好
ましくは放射状に対称の陰極の、対称的に互いに対向す
る側面の間で測定されるこの非常に小さい角度は、先端
の方への陰極のゆるやかなテーバを保証し、それによっ
てガスの流れが層流状に維持され、プラズマビームが均
一となるものである。

【００２１】然しながら、陰極の終端は、陰極の軸線に
直角な平面内で丸い形状になっていることが望ましい。
陰極端部のこの実施態様は、層流特性に及ぼす影響が最
も小さくて、陰極の端部におけるガスの流れの最善の分
離を可能にする。

【００２２】本発明の更に他の特徴によれば、陽極内の
孔は、断面が長円形の長孔であり、好ましくはその長孔
の長径はスチールエッジの長手方向に向けられる。プラ
ズマヘッドからのプラズマビームの出口孔のこの輪郭
は、長径の方向へのプラズマビームの物理的拡大をもた
らし、従ってスチールエッジのより大きい領域上に、好
ましくはその長手方向領域上へのエネルギの分布をもた
らす。これは、材料のよりゆるやかな加熱を伴い、この
ゆるやかな加熱は、要すれば、スチールエッジの部分的
に硬化される部分の硬度をより低いものとする。

【００２３】上述の特徴に代えて又はそれらに加えて、
同じ効果を得るために、本発明のもう一つの特徴に従っ
てプラズマビームの出口孔の領域にプラズマビームの電
磁偏向のための手段が設けられる。

【００２４】本発明は、また、スチール材料のエッジを
硬化するための装置、特に本発明方法を実施するための
装置にも関し、この装置は、上述したような少なくとも
一つのレーザヘッド又はプラズマヘッド、好ましくは二
つのレーザヘッド又はプラズマヘッドと、レーザヘッド
又はプラズマヘッドの各々とスチールエッジ又は硬化す
べきスチールエッジを備えたスキーとを夫々案内し、場
合に応じて、スチールエッジの長手方向に互いに相対的
に案内する手段とを備えている。

【００２５】本発明のもう一つの特徴によれば、本装置
は、液体冷却された好ましくは銅製の物体を有し、その
物体は、スチールエッジ又はスキー本体から或る距離、
好ましく0.２ｍｍ乃至0.３ｍｍを隔てて案内されること
を特徴とする。この冷却用物体は、スキー本体ではもは
や吸収することができない程大量の熱を吸収するので、
スチールエッジを固定する接着剤の温度が、所定の温
度、好ましくはその接着剤の軟化温度を越えることがな
い。冷却用液体として最高約20℃の水は、最も有利な冷
媒であり、銅は比較的大量の熱を急速に吸収させる冷却
用物体の製造のための材料の最も有利な選択であること
が判明した。スチールエッジ及び／又はスキーの表面に
対する損傷を避けるために、冷却用物体は、スチールエ
ッジやスキーの表面に直接に当てたりそれに沿って接触
状態で移動させてはならず、スチールエッジ及び／又は
スキーから小さい距離を隔てて移動させなければならな
い。

【００２６】

【実施例】以下の記述により、図を参照しながら本発明
を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。

【００２７】而して、図１は既にスキーに取付けられて
いるスチールエッジを硬化するための本発明装置の側面
図、図２はその平面図である。但し、ここでは、ガイド
手段を明瞭に示すため、エネルギービーム発生装置は省
略してある。図３は、図１及び２に示した装置の図中 I
II−III 切断面に於ける断面を示す縦断面図である。
尚、これらの図にはスキーの両側に設けた保持手段を含
むプラズマヘッドが示されている。図４は、図３中の切
断面VIの拡大断面を示し、図５は、本発明に係るプラズ
マヘッドの一実施例の断面図であり、図６及び図７はそ
れぞれ、プラズマヘッドの中に設けられる陽極の好まし
い実施態様を示す断面図及び正面図である。

【００２８】スキー（図示せず）のための３基のガイド
手段２は、１として示された基礎構造の上に設けられ、
好ましくは公知の自動方式で、正確な、例えば１ｍｍの
十分の１の精度での、スキーの側面の案内を保証する。
スキーの通路の両側には調整可能な複数のガイドローラ
ー３が上記の目的で設けられている。処理されるスキー
は、精密制御可能なモーター５によって駆動される駆動
プーリー５ａによって運転されるコンベヤーベルト４に
より、製造装置から運ばれる。この目的のためコンベヤ
ーベルト４は、デフレクティングローラー６ａないし６
ｆの周囲を回り、フリクションにより、望ましくはスキ
ーのランニングサーフェイスと密着するように設計され
る。

【００２９】二つのローラー７及び８は、スキーの正確
なレベルメンテナンスのために、即ちガイドローラー３
によりスキーが案内される平面に直角に設けられる。ス
キーのランニングサーフェイスが載せられる下側の支持
ローラー７は、固定された、又は、少なくとも正確に固
定されるべき、非常に硬い物質、望ましくはスチール製
の軸の回りに回転自在に取付けられる。スキーは、その
中央部領域のスキーのプレテンショニング−−それは支
持部の前縁と後縁の間のスキーの隆起を生じさせている
−−を押し潰すため、少なくともその外周面が比較的柔
軟な弾性のあるコーティング８ａで覆われている上側の
押圧ローラー８によって、支持ローラー７に向かって押
し付けられる。支持ローラー７に押し付けるのと同時
に、プレテンショニングにより生じるスキーの圧力が、
コンベヤーベルト４の上に加えられ、その圧力により、
ランニングサーフェイスとコンベヤーベルト４の間のフ
リクションによる接触が助成される。押圧ローラー８
は、高さが調節可能であり、かつ、スキーの先端の円滑
な通過を許容し、装置への挿入と取り出しを可能とする
ため、スプリングの弾性力に抗して、スキーに垂直な方
向に随時動き得るようになっている。

【００３０】図３には、硬化させるべきスチールエッジ
Ｋが取り付けられ、支持ローラー７上の押圧ローラー８
によって押圧されたスキーがＳとして示されている。ス
キーＳの両側にはそれぞれのスチールエッジＫを加熱す
るための手段９が、エネルギービームを発生させるため
に設けられているが、これによってスキーＳの片側のみ
に手段９を同様に設ける場合より処理所要時間が短縮さ
れ、より経済的になる。手段９は好ましくはマイクロプ
ロセッサーにより制御されたロボットアームにより支持
構造10の上に運ばれ、これらの支持構造10は好ましくは
−−下部の矢印で示されるような−−支持ローラー７の
軸と平行になるように制御され、移動可能に取り付けら
れる。この移動可能性は簡単な方法で、手段９をスキー
Ｋの形状に関係なくスチールエッジＫと一定の間隔を正
確に保持して一方向にのみ移動させるため必要である。
従って、レーザ又はプラズマヘッド９は、スキーＳの断
面形状の如何なる付加的な変動その他の構造にも追随し
得るものである。以下に示したデータから、以下に述べ
たプラズマヘッド、即ち、スチールエッジＫから手段９
までの距離、明確に表現するとプラズマビームの放出口
までの距離を１ないし10ｍｍ、スチールエッジＫと手段
９の相対速度をエッジＫの長手方向に２ないし８ｍ／ｍ
ｉｎ、としたプラズマヘッドによると、最良の結果が得
られることが判明した。プラズマビームと共にレーザを
使用すると、相対速度を高めつゝ硬度を増大させること
ができる。なぜならば、この場合、より速く焼入れが進
行するからである。このため、冷却体による材料の焼入
れは必要がなく、−−実際、スキーのスチールエッジの
場合、冷却体を用いると硬度が高くなり過ぎるため、エ
ッジが脆くなることとなる。−−周囲の状態による冷却
（自己焼入）が、望ましい硬度を得るために最適なもの
である。ＣＫ60スチールの場合、50ロックウェルを上回
る硬度が得られる。スキーの金属エッジに於いては、全
てのプロセスパラメーターを適切に選定すれば、これら
の値を58ないし60ロックウェルの間に選定できるもので
ある。

【００３１】上記の運動の制御は、それぞれの支持構造
10の上に予め設けられた接触ローラー11によって行われ
る。これらの接触ローラー11は適宜のセンサーで監視さ
れ、支持構造10は接触ローラー11がスチールエッジＫに
対して常に同じ圧力をかけるよう作用するものである。
さらに明確に説明すると、図３には、支持構造10と装置
全体との関係を明らかに示すために、スキーＳの右手側
には図４により大きなスケールで示した詳細IVの部分を
示し、その左手側には唯一個のコンタクトローラー11の
みが図示してある。

【００３２】この詳細図IVには、スキーＳのエッジＫ周
辺の構成要素の材料を手段９のエネルギービームＥで加
熱し過ぎないよう保護する液体冷却式の冷却体12が示さ
れている。この冷却液は、最高温度約20℃で液体である
ものであり、水が好ましく、このため、冷却体12内の通
路12ａは銅製であることが望ましい。これらの冷却体12
はエネルギービームＥの衝突する領域の手前から先まで
の数ｃｍから約30ｃｍまでの縦の領域を覆うように設け
られる。図４に明瞭に示したように、例えば引っ掻き傷
のような材料に対する損傷や材質の低下にも関わらず、
支持構造10によって同様に支えられる冷却体12はスキー
ＳやそのエッジＫとは接触せず、両者共にそれらから好
ましくは0.２ないし0.３ｍｍ離れており、相応の熱の除
去が保証される。

【００３３】エネルギービームＥとしては、レーザビー
ムも使用できるが、エッジＫの表面特性を不安定にする
ことがほとんどなく、また保護ガスを使用する必要がな
いためより経済的であるので、プラズマビームを使用す
ることが望ましい。図５にはエネルギービームを発生さ
せるための手段９としてプラズマヘッドの好ましい実施
例が示されており、以下にその詳細を示す。

【００３４】ここに示したプラズマヘッド９は、上部13
及び下部14を含む二部に分かれたケーシングから成り、
この上部13及び下部14は絶縁材15によってそれぞれ電気
的に絶縁されている。それぞれ上部13及び下部14に取り
付けらる接続部材16及び17は、それらの内部通路を経由
するプラズマヘッド９への冷媒の供給及び回収のために
設けられる。上部13において、陰極18は公知の取付部材
19により周知の方法で交換自在に固定される。下部14に
おいて、例えばプラズマビームといったイオンガスの放
出用のアパーチャ21を有する陽極20は、陰極18の端部と
所定の間隔を介し、その周囲に自在に設けられる。陰極
18の取付部材と陽極20の間には、絶縁材15と実質上同等
レベルの絶縁材、好ましくはセラミックから成るブッシ
ュ22が、陰極18から所定の間隔を介してその周囲に設け
られるため、ブッシュ22の内面と陰極18の間には環状ス
ペース23が生じる。このスペースの一方の開口は陰極18
の取付部材19などによって封止されるのに対し、反対側
の開口は陰極18、陽極20及び放出用アパーチャ21の間に
環状ギャップ24を形成するものである。イオン化される
ガスは、断面図の切断面の前方又は後方からプラズマヘ
ッド９に入り、ダクト25を通ってブッシュ22の回りの環
状ギャップ26内に入り、放射状の孔27を通り、均一化ス
ペース23に入る。

【００３５】イオン化させるガスとしては、0.５ないし
５ｌ／ｍｉｎで供給されるヘリウムや窒素、特に望まし
くはアルゴンが使用されるが、安定したプラズマが得ら
れると共に防護ガス機能を有するアルゴンを用いること
が望ましい。

【００３６】陰極18に沿って層流をなして流れるガスは
プラズマビームを均一なエネルギーにする上で非常に重
要である。従って、層流状のガス流は、スペース23に供
給され陰極18の先端に向かって流れるガス流の均一性
と、環状ギャップの軸方向高さの幅に対する約２：１と
いう望ましい比率によって発生する。ガスが層流のまま
できるだけ近くを流れ続けるよう陰極18の先端は10度な
いし30度、好ましくは20度の鋭角になるよう先細りにな
っている。さらなる特徴は、ガス流を層流状態で前方へ
導くのに役立つために、好ましくは直径0.３ｍｍで、陰
極18の軸に対して直角方向に水平端末表面28を備えてい
ることであり、そのため、陰極18からのガス流の制御さ
れた剥離のためのセパレーションエッジの一種として使
える。

【００３７】層流状のガス流は、さらにプラズマビーム
の均一エネルギーと、陰極18として選定された特殊な材
料とは、共同して陰極18と陽極20間のイオン化放電が急
峻な矩形パルスを要せず、滑らかな湾曲パルスによって
点火され得るという補足的な利点を提供供する。これは
プラズマヘッド９の全ての遮蔽問題を解消し、支持構造
10の制御装置や計測手段に於ける電子的構成要素など、
周囲にあるそれらとの干渉なしに使用できることにな
る。安定してプラズマバーナーが作用している間は電流
の強さは20ないし 180Ａになる。エネルギービームの発
生量は好ましくは１ないし５ｋＷ、更に望ましくはユニ
ット９一個当たり２ｋＷとなる。

【００３８】スチールエッジが硬化され過ぎ、それによ
って脆くなることを避けるため、エネルギー入力は、ス
チールエッジＫの広範囲に渡る領域に照射されるエネル
ギービームＥによって広い範囲に配分することができ
る。スチールエッジＫに対する相対運動の間にエネルギ
ービームＥの偏向により事実上広くなる他に、例えば放
射用アパーチャ21を取り囲む電磁石29によるプラズマビ
ームの場合、又は回転レンズシステムによるレーザビー
ムの場合、ビームそれ自身の物理的な横断面が広がり得
るものである。

【００３９】従って、好ましくは直径が0.５ないし３ｍ
ｍである環状の放出用アパーチャ21を有するプラズマヘ
ッド９の陽極20の代わりに、図６及び７に示した大きさ
が0.６×２ｍｍないし2.５×５ｍｍ、好ましくは１×３
ｍｍである細長いか又は楕円形の孔を有する陽極20'を
設けてもよい。これに関連して放射用アパーチャ21'
は、スチールエッジの材料の急激すぎる冷却を避けるた
め、その長径がスチールエッジＫの長手方向軸に平行に
なるように配置される。従って、加熱と焼入はよりゆっ
くり進行し、その硬度は57ないし60ロックウエルの特別
に使用するために望まれる範囲のものとなる。陽極の丸
い出力アパーチャは、より高速の焼入が行なわれるの
で、どのみちより大きな硬度をもたらす。

【００４０】この明細書においては、既にスキーに取り
つけられたエッジの硬化について実施例に基づいてより
詳細に説明したが、その装置は、硬化されるスチールエ
ッジとの間の相対運動をもたらすための手段に適したデ
ザインであれば良く、−−さらに明確に言えば、小さい
寸法およびスチールエッジの硬度に特に適応したガイド
及び移送手段によって−−この明細書の冒頭に示したよ
うに、又、本発明に係る方法により、スキーの構成要素
の組み立ての前に、スチールエッジを硬化するためにエ
ネルギービームを発生させるためのユニットであっても
よい。

【００４１】上記の全ての方法において、それは後者の
傾斜に於いて、硬化さるべきスチールエッジＫの両外面
に導かれるエネルギービームＥに関連して有利に作用す
る。好ましくは、ビームＥは対称面に対して約25度の範
囲、望ましくはその面を挟んで正確に対称な角度で図３
又はより明確な図４に示された手段でスチールエッジＫ
の硬化される外側のエッジ上に導かれる。これは影響を
受けたスチールエッジ内の硬化した領域、即ち、エネル
ギービームＥの直接的照射により形成された最大硬化浸
透部分を形成する。硬化浸透は減少し、大きくなれば放
射状の間隙がエネルギービームＥの軸となる。この効果
は特にプラズマビームの場合に示した手段の時に表れる
のに対し、これらはレーザビームの低深度の効果による
ときは少ししか達成されない。レーザビームの場合、特
に事実上のエッジ領域において、硬化の深さはプラズマ
ビームのよりも浅いにも関わらず、プラズマビームの場
合と同様の広さの表面領域を覆うためには何らかの複雑
な方法による両側面での掃引が必要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】既にスキーに取付けられているスチールエッジ
を硬化するための本発明装置の側面図である。

【図２】図１に示した装置の平面図である。

【図３】図１及び２に示した装置の図中 III−III 切断
面に於ける断面を示す縦断面図である。

【図４】図３中の切断面VIの拡大断面図である。

【図５】本発明に係るプラズマヘッドの一実施例の断面
図である。

【図６】プラズマヘッドの中に設けられる陽極の好まし
い実施態様を示す断面図である。

【図７】プラズマヘッドの中に設けられる陽極の好まし
い実施態様を示す正面図である。

【符号の説明】

１・・・基礎構造 ２・・・ガイド手段２ ３・・・ガイドローラー ４・・・コンベヤーベルト ５・・・モーター ６ａ〜６ｆ・・・デフレクティングローラー ７・・・支持ローラー ８・・・押圧ローラー ９・・・レーザ又はプラズマヘッド Ｋ・・・硬化させるべきスチールエッジ Ｓ・・・スキー 10・・・支持構造

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】望ましくは少なくともスキーのランニング
   サーフェイスの外側エッジを形成するスチールエッジの
   領域内で、スチールエッジを少なくとも部分的に急速に
   加熱した後、急冷することによりスキーなどのスチール
   エッジを硬化するためのプロセスに於いて、 硬化されるスチールエッジの領域の急速加熱のためにプ
   ラズマビームが用いられ、そのエネルギーが如何なる瞬
   間に於いても正確に制御され、それによりプラズマビー
   ムで加熱された物質が好ましくは単に冷却されることを
   特徴とする上記の硬化プロセス。
2. 【請求項２】プラズマビームとスチールエッジが、スチ
   ールエッジの長手方向に相対的に移動せしめられ、その
   コースに於いてプラズマビームが少なくともスチールエ
   ッジの長さの一部の真上にあり、プラズマヘッドに常に
   一定の電流を供給することにより、恒常的に一定のエネ
   ルギーを放射させることを特徴とする請求項１に記載の
   硬化プロセス。
3. 【請求項３】プラズマビームとスチールエッジが、スチ
   ールエッジの長手方向に相対的に移動せしめられ、少な
   くともスチールエッジの長さの一部の真上にあるプラズ
   マビームが、好ましくはプラズマヘッドに供給される電
   流強度の規則正しい変化により、好ましくは一様に変化
   するエネルギーを供給することを特徴とする請求項１に
   記載の硬化プロセス。
4. 【請求項４】プラズマビームがスチールエッジの両外側
   に同時に向けられ、好ましくはプラズマビームの軸が両
   外側の上に、特にその角の二等分線の周りの25度の角度
   範囲内、より具体的にはの中にあることを特徴とする請
   求項１ないし３の何れか一に記載の硬化プロセス。
5. 【請求項５】既にスキーに取り付けられたスチールエッ
   ジがプラズマビームにより急速に加熱され、同時にエネ
   ルギービームの衝撃を受ける領域の周囲の領域が充分に
   冷却され、スチールエッジとスキーの境界部分の温度
   が、スチールエッジをスキーに固定する接着剤の軟化温
   度を超えないことを特徴とする請求項１ないし４の何れ
   か一に記載の硬化プロセス。
6. 【請求項６】スチールエッジの長手方向に於けるプラズ
   マビームの照射領域が、望ましくはプラズマビームの電
   磁偏向によって少なくとも実質的に拡げられることを特
   徴とする請求項１ないし５の何れか一に記載の硬化プロ
   セス。
7. 【請求項７】プラズマレイの断面が、望ましくはスチー
   ルエッジの長手方向に拡げられていることを特徴とする
   請求項６に記載の硬化プロセス。
8. 【請求項８】プラズマヘッドの陰極の周りの、プラズマ
   ビームのためのガス流が層流状態であることを特徴とす
   る請求項１ないし７の何れか一に記載の硬化プロセス。
9. 【請求項９】上記請求項１ないし８の何れか一に記載の
   硬化プロセスにより少なくとも部分的に硬化されたスキ
   ーなどのスチールエッジ。
10. 【請求項１０】上記請求項１ないし８の何れか一に記載
    の硬化プロセスにより少なくとも部分的に硬化された少
    なくとも一つのスチールエッジを有するスキー。
11. 【請求項１１】絶縁体（15）により分割されたケーシン
    グ（13、14）と、ガス供給手段と、その周りをガスが流
    通する丸棒状の陰極（18）と、プラズマビーム（Ｅ）を
    発生するアパーチャ（21、21'）を有し、陰極（18）の
    一端を取り巻く陽極（20、20'）とを含み、特に上記請
    求項１ないし８の何れか一に記載の硬化プロセスの実行
    に用いるスチール材のエッジを硬化するためのプラズマ
    ヘッドに於いて、 望ましくは絶縁材から成り、ガスを供給する放射状の孔
    （27）を有し、陰極（23) の周りに環状のギャップ（2
    3）を開口するよう設けられるブッシュ（22）を具備す
    ることを特徴とする上記のプラズマヘッド。
12. 【請求項１２】ブッシュ（22）と、陰極（18）との間の
    環状ギャップ（23）の幅に対する高さの比が約２：１で
    ある請求項11に記載のプラズマヘッド。
13. 【請求項１３】陰極（18）が、タングステンジルコニウ
    ム陰極であることを特徴とする請求項11又は12にに記載
    のプラズマヘッド。
14. 【請求項１４】陰極（18）の少なくとも一端が、10度乃
    至30度の間の角度、望ましくは20度のテーパーとなって
    いることを特徴とする請求項11ないし13の何れか一に記
    載のプラズマヘッド。
15. 【請求項１５】陰極（18）の先端が先鋭でなく、望まし
    くは陰極軸に直角な平面（28）で画成されていることを
    特徴とする請求項11ないし14の何れか一に記載のプラズ
    マヘッド。
16. 【請求項１６】陽極（20'）のアパーチャ（21'）が、望
    ましくはその長径がスチールエッジの長手方向に向いて
    いる長孔であることを特徴とする請求項11ないし15の何
    れか一に記載のプラズマヘッド。
17. 【請求項１７】手段（29）が、プラズマビームの放射さ
    れるアパーチャ（21、21'）の領域内に、プラズマビー
    ム（Ｅ）を電磁偏向させるため設けられていることを特
    徴とする請求項11ないし16の何れか一に記載のプラズマ
    ヘッド。
18. 【請求項１８】請求項11ないし17の何れか一に記載の少
    なくとも一つ、望ましくは二つのプラズマ又はレーザー
    ヘッド（９）と共に、その又はそれらのプラズマ又はレ
    ーザーヘッド（９）及び硬化さるべきスチールエッジ
    （Ｋ）又はそのスチールエッジを取付けたスキー（Ｓ）
    を、スチールエッジ（Ｋ）の長手方向に相対的にガイド
    する手段（２−８、10）とを具備する、スチール材のエ
    ッジを硬化するための、具体的には請求項１乃至８の何
    れか一に記載のプロセスを実行するための装置。
19. 【請求項１９】それぞれのスキーの板のスチールエッジ
    （Ｋ）から或る距離、望ましくは、0.２ないし0.３ｍｍ
    の距離を隔てて案内される、望ましくは銅製で、望まし
    くは液冷式の冷却体（12）によって特徴付けられる請求
    項18に記載の装置。