JPS62244579A - ガス圧縮ア−クノズル用ガス流制御アダプタ− - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス圧縮アークノズルの、比較的強力なガス
流の要求に特に有用な装置に関する。

〔従来の技術〕

上記の技術については１９８６年１月３１日に出願した
米国特許出願番号第８２４．５２５号及び同日に出願し
た米国特許出願番号 これらの出願を参照して上記のノズルを記載するとして
も、ガス圧縮型アークノズルが数多くの適用を得て、溶
接とかその種の加工に広く使われている従来のガスシー
ルド型電気アークノズルに置き代ることが期待されてい
ると述べるだけで充分であろう。このように世界中でガ
ス金属アーク溶接（ＧＭＡＷ）装置を使用する職場では
その従来のノズル操作に必要な補助装置を持っている。

このような補助装置にはアーク操作用電源、アーク発射
ノズルに使用する消耗する電極を供給するワイア供給装
置、電流を、特殊な形状のノズルに適合するホストトー
チ体へ送るため（１）及びトーチ体とそのノズルへシー
ルドガス流を送るため（２）の弾性を有するホース、及
びソレノイド弁の形をしたガス流オンオフ制御装置が含
まれる。前記ソレノイド弁が作動されるとシュラウド又
はトーチのアークシールド機能に役立つマルチジェット
装置へガスを供給する（充填シリンダーからの如く）開
状態となる。

以下憩日 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の特許出願のガス圧縮アークノズルは従来のホスト
トーチ体にも適用できるが既存のガス供給装置及び既存
のソレノイド弁はこのガス圧縮アークノズルのガス流の
要求に充分応えることができない。これらの要求とは、
広い範囲にわたる流れの逆圧力例えば異なった作業に望
まれるノズル形状やガス流のパターンで１０から１００
　ｐｓｉ以上の比較的高いガス流率に対するものである
。簡単な解決方法はソレノイド弁をとり代えることであ
るが、新しいソレノイド弁を設置するために既存の装置
を一部取外さねばならず、その上仕様の異ったンレノイ
ド、就中１世界で使われている種種の電圧のために頭を
悩まさねばならないことを意味する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、上記の如き特性を有するガス圧縮ア
ークノズルの要求を充たすガス流率及び送出圧力を供給
するために既存のＧＭＡＷの母体装置を変えて実質的に
いずれの及び全てのＧＭＡＷの母体装置にも一般的に汎
用できるガス供給・ぐッケージを提供することを目的と
する。

上記目的を達成するためにＧＭＡＷの母体装置のソレノ
イド弁をとシ外したシ交換する必要をなくすることを特
にその目的とするものであるが、換言すると、既存のソ
レノイド弁と、新しいノズルの高められたガス供給に役
立つ既存の電気系統を利用することで、既存のソレノイ
ド又は電気供給又は制御の修正や適用に特別考慮をしな
くてすむようにすることを特定の目的とする。

更に他の目的は、特にガス供給線を迅速にガス圧縮アー
クノズルに開口し、ガス供給線を制御された遅延作動で
遮断し、電気アークが消えたときに短時間の冷却機能が
得られるようにすることである。

簡略に云えば２本発明はいかなるＧＭＡＷ装置の支持装
置に対してもと９つけられ、３個の標準ホースコネクタ
ーを備え、その３個のうち２個がｉ＋ッケージ内に納め
られている圧力作動主弁のそれぞれの入口及び出口ポー
トとして機能し、出口ポート圧力が外部から見える指示
装置を有するパッケージを得ることによって上記の目的
を達成しようとする。第３の又は制御コネクターは普通
には加圧ガスの容器に連結される既存のホースの供給端
を受容し、このホースを第３のコネクターへ連結するこ
とによって、既存のソレノイド弁は主弁の制御操作手段
となる。

加圧されたガスの源は装置使用者の職場にあるエアコン
ブレッザー装置でよい。普通その装置は圧縮エアを１０
０又はそれ以上のｐｓｉ値で供給し。

出口にはフィルター、湿気分離器及び圧力制御器を備え
それによって希望する送出圧力が直ちに５−１００ｐｓ
ｉの範囲内に選択されかつ維持されるように々っている
。可撓性ホース連結はｉｅ　ツケージの入口ポートコネ
クターへの根元に形成され。

一方出ロポートコネクターは、母体装置の消耗電極ワイ
ア供給機構を利用するために、母体トーチ体にとりつけ
られるガス圧縮アークノズルガス通路を形成するための
ホース連結が行われる。

更に詳細には、主弁は通常開かれており、バラ（ｌＯ） ケージは入口ｙｆｆ−）から主弁に対する圧力反応駆動
装置へ至る制限又は排出通路を有する。ソレノイド弁の
開いた状態で圧力反応駆動装置の排出が定められ、これ
によって主弁は、ソレノイド弁が開かれた状態に駆動さ
れると常に開かれる。他方ソレノイド弁が閉じられた状
態に駆動されると排出通路は圧力反応駆動装置でゆっく
シと圧力が高捷り、主弁の閉鎖で遅延が定まる。即ちソ
レノイド弁が続いて閉鎖する時的遅延が定まる。状況が
異なるにつれて要求される遅延タイミングも異なり、実
施例においてこの遅延の選択的調節の例を示す。

〔実施例〕

第１図は従来のＧＭＡＷ装置を示し、実線で支持装置１
３ヘホース１２で可撓的に連結される母体トーチ体１１
に適合されるガス遮蔽された電気アークノズル１０を有
する。この支持装置は固定又は可動性でよく、装置の寸
法や容量で決められる。

ホース１２は多用途に使われる。即ち、（ａ）消耗電極
ワイア又はそういった材料１４を、供給リール１５から
供給リール１６とホース連結装置】７を介してノズル１
０の下流端を越えた突起点まで断えず供給するため、（
ｂ）遮蔽ガスを、充填されたガスシリンダー２０から、
可撓供給ホース２１を介してそのガスが装ｆｆＴ　Ｉ　
７への入口ホース連結部２３ヘガスが流すかどうかを決
める主開閉弁として働くソレノイド弁２２へと断えず供
給するため。

（Ｃ）電力を電源２４かも、母体トーチ体１１のセット
されたノズル１０とそこから突出している消耗電極へ供
給するためである。ガス容器２０は標準的な、適当な制
御弁と、及び／又は流れ表示器と出口コネクター２５２
例えば標準的な不活性ガス装置を有する市販製品であり
、装置に対して供給ホース２１の選択的と９外しを可能
にしている。

従来のＧＭＡＷ装置における調節可能な給電装置や制御
装置は本発明とは関連しないので記載されてはいない。

しかしそれらの中で注目すべきものは。

ソレノイド弁２２を操作する既存の制御電圧接続（図示
し々い）と同じように、母体トーチ体１１のトリガー２
６を有する開始及び遮断制御である。

本発明によると、前記の既存のＧＭＡＷ装置は迅速かつ
経済的に適用される。他の部品を交換することやソレノ
イド弁２２に調整などすることなく。

ガス圧縮アークノズル３０に対して実質的によシ大きな
ガス流を供給する。これはアダプターユニット３１を既
存の支持ユニット１３の適当に固定している部分に、２
５のところで既存の供給ホース２１を外しそれをアダプ
ターユニット３１の制御ポート連結部２５′で再連結す
ることによって行われる。混乱を回避するために、ガス
圧縮アークノズル３０に役立つこれと他のホース連結は
点線ＧＭＡＷを使っているどこの職場でもみられるコン
プレッサーを使用することができる。第１図において、
そのような現場エア源が３２で示されており。

制御された圧力送出の選択的調整のための手動手段３３
／と、清浄なエアが５−１００ｐｓｉの範囲の選択され
た圧力で供給ホース３５によってアダプターユニット３
１の入口、］？　　）コネクター３６へと送られるフィ
ルター／セ・ぐレータ手段３４とを有する制御弁３３を
備えている。更に他の可撓ホース３７が、出口ポートコ
ネクター３８をガス圧縮アークノズル３０のガス供給入
口へと連結していることが理解されるが、これは既存の
ガス遮蔽ノズル１０を母体トーチ体１１とその供給ホー
ス１２へとりつけてとシ代えたようにみえるが、ホース
１２はトーチ体１１にガスの供給をしていないけれども
、ソレノイド弁２２が開くことで、比較的高くない圧力
の液体に対して排出機能を有するものである。

アダプターユニット３１の内容と操作は更に第２図、３
図、４図でよシよく理解されるが、主弁４０は、入口ポ
ート４２．出口ポート４３及びその間にある弁座４４を
有する部材４３からなっている。出口線連結のＴ形部品
４５′は出口圧力が外部から見える指示器４５となると
ともに出口ホース３７用の連結部；３８を形成する。

弁部材４６は座７Ｉ／Ｉに対して通常開の位置に示され
ておシ、更に対向方向に伸びる上下軸部分（］／Ｉ） ４７．４８がグ体に形成されている。上下の可撓性隔膜
４９　、５０が弁部材４６を部材４１内で制限された動
きとなるように弁部材４６を支持している。図示したよ
うに、上部隔膜４９は上部軸４７へ密封されかつそれを
中央部分に支持する。

その隔膜には孔はなくその周縁は上方部材５１の低部フ
ランジにより部材４１の上方孔５２の中で連続的に着座
し挾持されている。このように着座した組立体はスナッ
プリング５３で維持される。

上部隔壁４９は弁４０を作動させる圧力作動手段である
ことが明らかになる。軸の低端部４８には隔膜５０によ
り同じように中心に安定した位置をとる弁部材４６とそ
の軸が形成される。しかしながら隔膜５０の中の開口が
弁４０の圧力反応とは無関係であることを明らかにして
いる。底部カバー５４のフランツが隔Ｎ５０に押しかか
るようにして、下側に位置する孔５６内のスナップリン
グ５５によって維持されてお９．圧力ばね５７が弁軸と
弁部材４６を図示の如く通常は開いている位置へと負荷
をかけている。

排出口又は通路５８Ｆｉ弁軸内で開口５９から入口ポー
ト４２へと伸びており、上部隔膜４９の上方の空間へ放
散するように上向いている。この空間は本質的には上方
の本体５１とソレノイド弁２２へつながるホースへの連
結部２５′によって閉じられている。図示したように本
体５１には長手方向に穿たれブースターピストン６１に
よっテ密封された円筒状の孔が設けられている。このブ
ースターピストン６１は本体５１の孔の下端に圧入され
たプツシ−６３から同心的に発する管状軸６２を有して
いる。管状軸６２の下端は主弁部材４６を備える軸部４
７に衝合しており２本体５１内の側方ポート６４がピス
トン６１の下方の空間の排気を行う。第３図に示したよ
うに軸６２の下端にある溝６５によって隔膜４９の上側
がガス圧に対して常時曝される。

動作の説明をすると、ソレノイド弁２２が開くと主弁４
０も開きライン３７に沿って希望のエア圧がガス圧縮ア
ークノズル３０へ供給される。この目的のために希望す
る出力圧が７１５で視られるまで調整弁３３が３３′で
調節される。この選択された圧力条件下でエアは通路５
８を介して排気され大気へと排出される。例えばホース
２１や母体トーチ体】１内の開口（図示しない）を通る
漏洩ソレノイド弁２２が作動して閉じられると（既存の
ＧＭＡＷ制御回路を用いて）、隔膜４９上方の空間６０
１ｄ閉じられ、閉じ込められた量は殆んどホース２１の
量によって定められる。このようにして通路５８におけ
る排出の流れは比較的遅い速度で隔膜４９の上に圧力を
かけ、従って隔膜４９は着座している弁部材４６のとこ
ろまでゆっくりと下降していき、ノズル３０への出ロホ
ース線３７内のエアの流れを終燻させる。他方、弁４０
が閉じられるとソレノイド弁２２が開かれ、隔膜４９上
のエアが直ちに排出されその結果スプリング５７が弁４
０を開かれエア圧が隔膜４９の下側へ迅速にかけられる
。

アダプター３１によるソレノイド弁制御の上記したよう
な緩慢な閉じ動作はノズル３０へのエア供給を時間を遅
らせて遮断しても得られる。この遅れは動力供給が断た
れたノズルのブローダウン冷却に働く。この時間の遅れ
は排出口寸法の関数であり、同様に例えばホース２１に
よって定められる量的係数でもある。異なったノズルの
形状とその使用形態（例えば、金属えぐシとは区別され
る金属カット）に幻してはそのような冷却用の時間遅れ
は種々あり得る。所与の装置及び操作パラメータのだめ
の遅延時間を決めるのには排出口を選択的に変化させる
とよい。これを実現するのは弁軸の上部４７の位置でよ
いが２図示では弁軸の下部４８が用いられている。この
ようにして第４図において主弁軸の下部／１８１ｄねじ
切りされ２例えば軸内部へのねじ前進の調節用アレン型
レンチソケットといった手段を備えるねじ又は針弁部材
６７を受入れるようになっている。そのような排出ポー
ト用調節はスナップリング５５とスプリング５７を／時
的に外すことで得られる。

第２図の外囲ｆｆＭ３１け本発明のアダプター用の単純
な長方形角柱型ハウジングを模式的に示す。

このとりつけの単純さは、このハウジングのｌｌ而に感
圧接着コーテングを施し、接着剤保護剥離材からなる剥
離紙３１′を付着することで得られる。

従って、ソレノイド弁２２とその電気的制御装置が、第
１図に示すような単純な長方形角柱型ノ・ウジフグ２２
′内に収容されている状況では、アダプターユニット３
１は単に剥離紙３１′を剥がして感圧接着コーテングを
露出してノ・ウゾング２２′の頭部へ直接圧接接着させ
る。

本発明の操作上、有効な弁の開面積はソレノイド弁の開
面積より大きいことが好ましい（理由は。

既存のソレノイド弁ではガス圧縮アークノズル２０に要
するガス流には不充分だからである）。

１だ排出口の最大有効開面積は、ソレノイド弁の開きが
主弁の迅速な開きを得るためにソレノイド弁の面積より
小さくなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアダプターが適用されたＧＭＡＷ装置
の模式的全体図。 第２図は第１図のアダプター内の弁を通り、ソ１１．シ
ー、６４・・・側方ポート。 レノイド弁とそれへの他の連結部をも併せて示す縦断面
図。 第３図及び第４図は第２図の弁内の塗装部の異なった詳
細を示す拡大部分断面図である。 図中。 １０．３０・・・アークノズル、１１・・・母体トー゛
チ体、１２・・・ホース、１３・・・支持ユニットｔ　
１５゜１６・・・供給リール、２０・・・ガス容器、２
１・・・供給ホース、２２・・・ソレノイド弁、２５・
・・出口コネクター、２５′・・・制御ポート連結部、
２６・・・トリガー。 ３１・・・アダプターユニツ）　、　３１’・・・剥離
紙、３３・・・制御弁（調整）、３４・・・セ・ぐレー
タ手段、３６・・・入口ホードコネクター、３７・・・
可撓ホース（出口ホース）、３８・・・出口ポートコネ
クター、４０・・・主弁、４２・・・入口Ｊ？−）、４
３・・・出口ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、既存のガスアーク溶接装置を、ガス圧縮アークノズ
   ルへのガス増量供給するために、前記溶接装置が制御ユ
   ニットとそのユニットへ可撓性ホースを介して連結され
   るトーチ体を有し、前記制御ユニットが、トーチ体への
   シールドガス流をオンオフ制御するためにホースへガス
   供給入口を、及び供給されたガスの出口を連結したソレ
   ノイド作動弁とを有し、圧力駆動弁閉鎖装置を含む、圧
   力作動弁閉鎖手段を備え入口及び出口ポート連結部及び
   その間の流れを決定するために前記連結部間に挾んだ弁
   部材と台座を有する常時は開放の圧力作動主弁と、前記
   圧力作動手段へ入口ポート連結部を連結する排出口を有
   する手段並びに前記の圧力作動手段へ外部から動かせる
   排出制御連結部を更に備えるとともに、前記ソレノイド
   弁のガス供給入口連結部を前記制御連結部へ連結し圧縮
   されたガス供給部を前記入口ポート連結部へ連結するこ
   とによって、前記ソレノイド弁の選択的操作が前記主弁
   を、前記の圧力作動手段の選択的排出を介して作動し、
   その作動が前記排出口での制限関数として遅延される主
   弁閉鎖作用であることを特徴とするガス圧縮アークノズ
   ル用ガス流制御アダプター。 ２、前記アダプターが前記弁体の出口ポート連結部へ連
   結した外部から見える圧力インジケータを更に備えたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス流制御
   アダプター。 ３、前記排出口に、有効面積調節手段を備えたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス流制御アダプ
   ター。 ４、前記弁部材が該部材と反対方向に伸びる軸と１体に
   形成され、前記軸を弁部材の内側でかつ対向する長手側
   にそれぞれ支持する第１と第２の軸方向に可撓の隔膜を
   有し、前記隔膜の１方がガス流不透過性であって圧力作
   動手段をなし、前記軸は、前記弁部材と前記１方の隔膜
   が重なっているところを越えて軸の内側で長手方向へ伸
   びる通路を有し、該通路が前記隔膜の弁部材から離れて
   いる側面に開かれているとともに前記排出口が、前記軸
   内の前記通路への側部開口部であって前記隔膜から離れ
   ている弁部材の側部にあることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のガス流制御アダプター。 ５、前記圧力作動手段が、前記通路を介して流され、前
   記１方の隔膜の弁閉鎖の動きを助長するように導かれる
   排出液の圧力に反応するブースターピストンを更に有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のガス流
   制御アダプター。 ６、入口ポートと出口ポートの間に環状台座開口と弁を
   開閉するように動く弁部材とを備える弁本体を有し、弁
   部材の対称及び移動の直立軸の周囲に環状をなすととも
   に、前記弁本体が、前記直立軸の周囲であって前記台座
   開口の対向する側に上部及び下部円筒孔と、それぞれの
   円筒孔に重なる上部軸端と下部軸端の間に前記弁部材を
   担持する弁軸と、上部円筒孔の中であって上部軸端を中
   心に位置づけるように据えられた軸方向に可撓で孔のな
   い第１の隔膜と、下部円筒孔の中であって下部軸端を中
   心に位置づけるように据えられた軸方向に可撓で孔のあ
   いた第２の隔膜と、前記弁軸の１つの通路を含み、前記
   入口ポートと弁部材からはなれた前記１方の隔膜の側面
   との間を連通させる排出手段と、前記他方の隔膜の下の
   前記下部円筒孔へ適合する下部閉鎖部材と、前記１方の
   隔膜の上で前記上部円筒孔へ適合しかつ外部から操作可
   能な制御ポートを有する上部閉鎖部材とを有する常時は
   開いていて開作動が迅速で閉作動が緩慢である圧力作動
   弁を備えたことを特徴とするガス圧縮アークノズル用ガ
   ス流制御アダプター。 ７、前記上部閉鎖部材が、前記直立軸と同心円でかつ前
   記１方の隔膜上に開かれた円筒孔と、前記下部の円筒孔
   に密封されて滑動するブースターピストンとを有し、前
   記ブースターピストンが、前記１方の隔膜に接合する管
   状軸と、前記ピストンと前記１方の隔膜との間の前記円
   筒孔に適合されかつ前記管状軸に密封係合するブッシュ
   とを有するとともに、前記上部閉鎖部材が前記ブースタ
   ーピストンと前記ブッシュとの軸方向での中間に排出ポ
   ートを有したことを特徴とする特許請求の範囲第６項記
   載のガス流制御アダプター。 ８、前記弁部材が弁の開方向にスプリングで付勢される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第５項又は
   第７項記載のガス流制御アダプター。 ９、下部軸端と下部閉鎖部材との間に前記弁部材を弁の
   開方向に付勢するばね手段を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第７項記載のガス流制御アダプター。 １０、前記排出手段がその有効制限面積を可変する選択
   的操作手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載のガス流制御アダプター。 １１、前記主弁と圧力インジケータ用のハウジングを有
   し、前記ハウジングが感圧接着剤を塗布した少なくとも
   １つの平面と、前記接着剤の塗面を保護する剥離シート
   とを有し、前記入口ポート連結部と前記出口ポート連結
   部及び前記排出制御連結部がハウジングの外部から操作
   できる別々の部分にあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のガス流制御アダプター。 １２、圧力インジケータがハウジングの１側面から可視
   状態にあるとともに、前記インジケータがハウジング内
   に前記出口ポート連結部への連結部を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１１項記載のガス流制御アダプ
   ター。