KR101866315B1

KR101866315B1 - 토치 시스템용 스레드 연결체

Info

Publication number: KR101866315B1
Application number: KR1020167010124A
Authority: KR
Inventors: 하르샤워드한 종단드; 스티븐 엠. 리에볼드; 니콜라스 에이. 샌더스
Original assignee: 하이퍼썸, 인크.
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2018-06-11
Also published as: CA2924528A1; JP2017500209A; BR112016006149B1; WO2015042390A2; RU2016114735A; MX2016003515A; BR112016006149A2; MX350538B; CN105745048B; KR20160060093A; AU2014321390A1; CA2924528C; EP3046715A2; RU2637040C2; EP3474636A1; CN105745048A; WO2015042390A3; WO2015042390A4; JP6306717B2; AU2014321390B2

Abstract

재료 프로세싱 헤드(material processing head) 내로의 조립을 위해 커넥터 컴포넌트(connector component)가 제공된다. 커넥터 컴포넌트는, 길이 방향 축을 규정하는 선단 단부 및 말단 단부를 포함하는 일반적으로 원통형 본체를 포함한다. 2 이상의 스레드 구역들은 선단 단부에 가까운 본체의 표면 상에서 반경 방향 로케이션에 배치된다. 각각의 스레드 구역은 본체의 표면 상에 배치되는 하나 이상의 스레드를 포함한다. 게다가, 2 이상의 스레드가 아닌 구역들이 본체의 표면 상에서 반경 반향 로케이션에 길이 방향으로 배향된다.

Description

토치 시스템용 스레드 연결체 {THREAD CONNECTION FOR A TORCH SYSTEM}

[0001] 본 발명은, 일반적으로 토치(torch) 시스템에 토치 부품들을 연결하기 위해 구성된 하나 또는 그 초과의 커넥터 컴포넌트들에 관한 것이다.

[0002] 재료 프로세싱 헤드들, 이를테면, 플라즈마 토치들, 워터 제트 커팅 헤드들(water jet cutting heads), 및 레이저 헤드들은 재료들의 가열(heating), 절단(cutting), 가우징(gouging) 및 마킹(marking)에 폭?게 사용된다. 예컨대, 플라즈마 아크 토치는, 일반적으로 전기 접속체들, 냉각용 통로들, 아크 제어 유체들(예컨대, 플라즈마 가스)용 통로들 및 소모품들(consumables), 이를테면 토치 본체 내에 장착되는 중심 출구 오리피스(central exit orifice)를 갖는 노즐 및 전극을 포함한다. 선택적으로, 스월 링(swirl ring)이 전극과 노즐 사이에 형성된 플라즈마 챔버에서 유체 유동 패턴들을 제어하기 위해 채용된다. 일부 플라즈마 아크 토치들에서, 리테이닝 캡(retaining cap)이 토치 본체에서 스월 링 및/또는 노즐을 유지하기 위해 사용될 수 있다.

[0003] 하나 또는 그 초과의 커넥터 컴포넌트들이 소모품들을 토치 시스템에 부착하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 표준 스레딩(standard threading)을 갖는 기존 커넥터 컴포넌트들은 소모품을 맞물림하거나 또는 맞물림해제하기 위해서 무려 5 개나 되는 완벽한 회전체들을 필요로 할 수 있다. 소모성 부품들을 교체하는 것은 빈번할 수 있으며, 종종 하루에 수회 발생할 수 있다. 따라서, 기존 커넥터 컴포넌트들은 소모품 교체 프로세스를 늦출 수 있으며, 이에 의해 절단 및 다른 유용한 토치 작동들에 소모될 수 있는 시간을 감소시킨다. 따라서, 토치 부품들을 완전히 맞물림하거나 또는 맞물림해제하는데 필요한 회전 수 및/또는 회전의 각도를 감소시키는 것과 같이, 토치 시스템에 관하여 토치 부품의 맞물림 및 맞물림해제를 단순화하기 위한 시스템들 및 방법들이 요구된다

[0004] 따라서, 토치 연결체들이 더 빠르고 쉽게 맞물림되거나 또는 맞물림해제되는 것을 허용함으로써, 토치의 취급 시간이 감소될 수 있다. 반대로, 토치 작동 시간은 증가될 수 있다.

[0005] 일 양태에서, 커넥터 컴포넌트가 토치 내로의 조립을 위해 제공된다. 커넥터 컴포넌트는 길이 방향 축을 따라 배치된 선단 단부 및 말단 단부를 갖는 본체를 포함한다. 2 이상의 스레드 구역들이 선단 단부 근처에서 본체의 표면 상에 길이 방향 축을 중심으로 반경방향으로 배치된다. 각각의 스레드 구역은 본체의 표면 상에 배치된 2 이상의 평행 스레드들을 포함한다. 게다가, 2 이상의 매끄러운 구역들이 본체의 표면 상에서 한 쌍의 스레드 구역들 사이에 배치된 길이 방향 축을 중심으로 반경 방향으로 각각 배치된다.

[0006] 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 암형(female) 컴포넌트를 고정식으로 맞물림하도록 구성되는 수형(male) 컴포넌트를 포함한다. 수형 컴포넌트는 본체의 말단 단부에 배치되는 갭(gap)을 포함할 수 있다. 갭은, 갭이 암형 컴포넌트의 대응하는 림(rim)에 정렬되지 않는 한, 암형 컴포넌트에서 수형 컴포넌트의 회전을 방지하도록 구성된다.

[0007] 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 수형 컴포넌트를 확실하게 맞물림하도록 구성되는 암형 컴포넌트를 포함한다. 암형 컴포넌트는 본체의 말단 단부에 배치되는 림을 포함할 수 있다. 림은, 림이 수형 컴포넌트의 대응하는 갭에 정렬되지 않는 한, 암형 컴포넌트에서 수형 컴포넌트의 회전을 방지하도록 구성된다.

[0008] 일부 실시예들에서, 2 이상의 스레드 구역들은 회전 대칭 배열로 본체를 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 2 이상의 매끄러운 구역들은 회전 대칭 배열로 본체를 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 2 이상의 평행 스레드들은 길이 방향 축을 중심으로 실질적으로 나선형으로 배향된다. 일부 실시예들에서, 2 이상의 평행 스레드들은 길이 방향 축을 중심으로 실질적으로 직교하게 배향된다. 2 이상의 평행 스레드들은 길이 방향 축을 따라 서로에 대해 등간격일 수 있다.

[0009] 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 3 개의 스레드 구역들을 포함한다.

[0010] 일부 실시예들에서, 하나의 스레드 구역의 스레들은 인접한 스레드 구역의 스레드들로부터 불연속적이다. 하나의 스레드 구역 상에서의 스레드들의 로케이션 및 배향은, 다른 스레드 구역의 로케이션 및 배향과 실질적으로 동일할 수 있다.

[0011] 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 대응하는 컴포넌트를 고정하도록 구성된다. 커넥터 컴포넌트의 매끄러운 구역들 중 하나 이상은, 대응하는 컴포넌트의 스레드 구역들 중 하나 이상과 정렬하도록 구성되어 하나의 컴포넌트의 다른 컴포넌트 내로의 미끄러짐 가능한 변위를 용이하게 한다. 맞물림 동안, 하나의 컴포넌트는 360° 미만의 다수의의 각도(a number of degrees)에 의해 제1 방향으로 다른 컴포넌트에 대해 회전가능하여 다른 컴포넌트를 고정한다. 예컨대, 다수의의 각도는 약 60°, 90°, 또는 180° 이하일 수 있다. 컴포넌트들은, 하나의 컴포넌트가 대략 동일한 수의 각도들에 의해 제1 방향으로부터 반대쪽 제2 방향으로 다른 컴포넌트에 대해 회전될 때, 맞물림 해제될 수 있다.

[0012] 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 플라즈마 아크 토치의 소모품을 플라즈마 아크 토치의 다른 요소에 부착하기 위해서 소모품에 커플링된다. 소모품은 전극, 노즐, 리테이닝 캡, 쉴드 또는 토치 중 하나를 포함할 수 있다.

[0013] 다른 양태에서, 토치의 대응하는 컴포넌트에 소모품을 부착하기 위해 소모성 커넥터 컴포넌트가 제공된다. 소모성 커넥터 컴포넌트는 길이 방향 축을 따라 배치된 선단 단부 및 말단 단부를 갖는 원통형 본체를 포함한다. 다수의 길이방향으로 배향된 매끄러운 구역들이 선단 단부를 중심으로 본체의 표면을 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 게다가, 다수의 길이방향으로 배향된 세그먼트들은 매끄러운 구역들 사이에 배치된 본체를 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 각각의 세그먼트는 본체의 표면을 따라 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 스레드들을 포함하여, 하나의 세그먼트 중 스레드들은 인접한 세그먼트의 스레드들로부터 불연속적이다.

[0014] 일부 실시예들에서, 하나의 세그먼트 상의 스레드들의 로케이션 및 배향은 상이한 세그먼트의 로케이션 및 배향과 실질적으로 동일하다.

[0015] 일부 실시예들에서, 불연속 스레드들은 회전 중 소모성 커넥터 컴포넌트의 세그먼트가 대응하는 컴포넌트의 하나 초과의 세그먼트와 맞물림하는 것을 방지한다.

[0016] 다른 양태에서, 토치를 위해 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트를 맞물림하기 위한 방법이 제공된다. 제1 및 제2 컴포넌트들 각각은, i) 복수 개의 스레드를 각각 갖는 복수 개의 스레드 구역들, 및 ii) 스레드들이 없는 것을 특징으로 하는 복수 개의 슬롯형 구역들을 갖는다. 이 방법은, 제1 컴포넌트중 하나 이상의 스레드 구역을 제2 컴포넌트중 하나 이상의 슬롯형 구역에 반경 방향으로 정렬하는 단계; 반경 방향으로 정렬된 위치에서 길이 방향으로 제2 컴포넌트 내로 제1 컴포넌트를 슬라이딩시키는 단계; 및 제1 컴포넌트를 제2 컴포넌트에 대해 일방향으로 회전시켜 제1 컴포넌트의 스레드 구역중 하나 이상의 스레드를 제2 컴포넌트의 스레드 구역중 하나 이상의 스레드와 맞물림하여 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트를 서로에 대해 고정하는 단계를 포함한다.

[0017] 일부 실시예들에서, 이 방법은, 슬라이딩 중 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트가 회전하는 것을 방지하는 단계; 제1 컴포넌트의 갭과 상기 제2 컴포넌트의 림을 맞물림하는 단계; 및 맞물림 이후에 하나의 방향으로 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트를 회전시키는 단계를 더 포함한다.

[0018] 일부 실시예들에서, 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트를 회전시키는 단계는, 360° 미만의 다수의의 각도에 의해 제1 컴포넌트를 회전시키는 단계를 포함한다. 다수의의 각도는 약 60°, 90°, 또는 180° 이하인 수일 수 있다.

[0019] 일부 실시예들에서, 방법은, 2 개의 컴포넌트들을 맞물림해제하기 위해서 대략 동일한 수의 각도에 의해 반대 방향으로 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트를 회전시키는 단계를 더 포함한다. 맞물림해제 동안, 제1 컴포넌트는, 제1 컴포넌트의 스레드 구역의 에지(edge)가 회전 경로에서 제2 컴포넌트의 스레드 구역의 에지에 맞닥뜨릴 때(즉, 스레드들의 오정렬이 발생할 때), 반대쪽 방향으로 추가로 회전하는 것이 방지될 수 있다.

[0020] 일부 실시예들에서, 제1 컴포넌트 또는 제2 컴포넌트 중 하나 이상은 플라즈마 아크 토치의 소모품에 커플링된다.

[0021] 일부 실시예들에서, 이 방법은, 제1 컴포넌트의 복수 개의 스레드 구역들을 제2 컴포넌트의 복수 개의 슬롯형 구역으로 반경방향을 정렬시키는 단계를 더 포함한다.

[0022] 일부 실시예들에서, 이 방법은, 제1 컴포넌트의 복수 개의 슬롯형 구역들을 제2 컴포넌트의 복수 개의 스레드 구역들로 반경방향을 정렬시키는 단계를 더 포함한다.

[0023] 또다른 양태에서, 커넥터 컴포넌트는 재료 프로세싱 헤드 내로의 조립을 위해 구성된다. 커넥터 컴포넌트는, 길이 방향 축을 규정하는 선단 단부 및 말단 단부를 포함하는 일반적으로 원통형 본체; 선단 단부 근처에서 본체의 표면 상에서 반경 방향 로케이션에 배치되는 2 이상의 스레드 구역들; 및 본체의 표면 상에서 반경 방향 로케이션에서 길이 방향으로 배향되는 2 이상의 스레드가 아닌 구역들을 포함한다. 각각의 스레드 구역은 본체의 표면 상에 배치된 하나 이상의 스레드를 포함한다. 각각의 스레드가 아닌 구역은 한 쌍의 스레드 구역들 사이에 배치된다.

[0024] 일부 실시예들에서, 선단 단부는 커넥터 컴포넌트의 길이 방향 길이의 대략 절반까지 연장한다.

[0025] 일부 실시예들에서, 스레드 구역들 중 하나 이상은, 본체의 표면을 중심으로 반경방향으로 적어도 50°연장한다. 스레드 구역들은 회전 대칭 배열로 본체를 중심으로 반경 방향으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 3 개의 스레드 구역들을 포함한다. 스레드 구역의 각각의 스레드는 약 3°의 나선 각도를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나의 스레드 구역중 하나 이상의 스레드는 대향하는 스레드 구역중 하나 이상의 스레드로부터 불연속적이다. 각각의 스레드 구역중 하나 이상의 스레드는 길이방향 축에 실질적으로 직교하게 연장할 수 있다.

[0026] 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 소모품에 커플링된다. 소모품은, 전극, 카트리지, 또는 리테이닝 캡 중 하나를 포함할 수 있다.

[0027] 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 암형 컴포넌트를 확실하게 맞물림하도록 구성되는 수형 컴포넌트를 포함한다. 커넥터 컴포넌트는 말단 단부와 스레드 구역들 사이에서 본체의 표면을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 축방향 정지부(axial stop)를 더 포함하며, 축방향 정지부는 암형 컴포넌트와 접촉하도록 구성된다. 예컨대, 수형 컴포넌트는 스레드들의 회전 맞물림 이전에 축방향 정지부를 통해 암형 컴포넌트에 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 대응하는 컴포넌트를 고정하도록 구성된다. 커넥터 컴포넌트의 스레드가 아닌 구역들 중 하나 이상은, 대응하는 컴포넌트의 스레드 구역들 중 하나 이상과 정렬하도록 구성될 수 있어 하나의 컴포넌트의 다른 컴포넌트 내로의 미끄러짐 가능한 변위를 용이하게 한다. 컴포넌트들을 맞물림하기 위해서, 하나의 컴포넌트는 360° 미만의 다수의의 각도에 의해 제1 방향으로 다른 컴포넌트에 대해 회전가능하여 다른 컴포넌트를 고정한다. 컴포넌트들을 맞물림해제하기 위해서, 하나의 컴포넌트가 대략 동일한 수의 각도들에 의해 제1 방향으로부터 반대쪽 제2 방향으로 다른 컴포넌트에 대해 회전될 수 있다.

[0028] 또다른 양태에서, 재료 프로세싱 헤드의 대응하는 컴포넌트에 소모품을 부착하기 위해 소모성 커넥터 컴포넌트가 제공된다. 소모성 커넥터 컴포넌트는, 길이 방향 축을 따라 배치된 선단 단부 및 말단 단부를 포함하는 원통형 본체; 선단 단부 근처에서 본체의 표면을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 복수 개의 길이방향으로 배향된 매끄러운 구역들; 및 매끄러운 구역 사이에 배치되는(interspersed) 본체를 중심으로 반경 방향으로 배치되는 복수 개의 길이 방향으로 배향된 세그먼트들을 포함한다. 각각의 세그먼트는 본체의 표면을 따라 배치되는 하나 이상의 스레드를 포함하여, 하나의 세그먼트 중 하나 이상의 스레드가 대향하는 세그먼트중 하나 이상의 스레드로부터 불연속적이다.

[0029] 일부 실시예들에서, 선단 단부는 커넥터 컴포넌트의 길이 방향 길이의 대략 절반까지 연장한다.

[0030] 일부 실시예들에서, 세그먼트들 중 하나 이상은, 본체의 표면을 중심으로 반경방향으로 적어도 50°연장한다. 세그먼트들은 회전 대칭 배열로 본체를 중심으로 반경 방향으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트는 3 개의 세그먼트들을 포함한다. 세그먼트의 각각의 스레드는 약 3°의 나선 각도를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 세그먼트 중 하나 이상의 세그먼트는 본체를 중심으로 반경 방향으로 연장할 수 있다.

[0031] 일부 실시예들에서, 소모성 커넥커 컴포넌트는 소모품에 커플링된다. 소모품은, 전극, 카트리지, 또는 리테이닝 캡 중 하나를 포함할 수 있다.

[0032] 일부 실시예들에서, 소모성 커넥터 컴포넌트는 암형 소모성 컴포넌트를 확실하게 맞물림하도록 구성되는 수형 컴포넌트를 포함한다. 커넥터 컴포넌트는 말단 단부와 세그먼트들 사이에서 본체의 표면을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 축방향 정지부(axial stop)를 더 포함하며, 축방향 정지부는 암형 소모성 컴포넌트와 접촉하도록 구성된다. 예컨대, 수형 소모성 컴포넌트는 스레드들의 회전 맞물림 이전에 축방향 정지부를 통해 암형 소모성 컴포넌트에 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 소모성 커넥터 컴포넌트는 대응하는 컴포넌트를 고정하도록 구성된다. 소모성 커넥터 컴포넌트의 매끄러운 구역들 중 하나 이상은, 대응하는 컴포넌트의 세그먼트들 중 하나 이상과 정렬하도록 구성되어 하나의 컴포넌트의 다른 컴포넌트 내로의 미끄러짐 가능한 변위를 용이하게 한다. 컴포넌트들을 맞물림하기 위해서, 하나의 컴포넌트는 360° 미만의 다수의의 각도에 의해 제1 방향으로 다른 컴포넌트에 대해 회전가능할 수 있어 다른 컴포넌트를 고정한다. 컴포넌트들을 맞물림해제하기 위해서, 하나의 컴포넌트가 대략 동일한 수의 각도들에 의해 제1 방향으로부터 반대쪽 제2 방향으로 다른 컴포넌트에 대해 회전될 수 있다.

[0033] 또 다른 양태에서, 재료 프로세싱 헤드를 위해 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트를 맞물림하기 위한 방법이 제공된다. 제1 및 제2 컴포넌트들 각각은, i) 하나 이상의 스레드를 갖는 하나 이상의 스레드 구역, 및 ii) 스레드들이 없는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 슬롯형 구역을 갖는다. 이 방법은, 제1 컴포넌트중 하나 이상의 스레드 구역을 제2 컴포넌트중 하나 이상의 슬롯형 구역에 반경 방향으로 정렬하는 단계; 반경 방향으로 정렬된 위치에서 길이 방향으로 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트를 슬라이딩시키는 단계; 및 제1 컴포넌트를 제2 컴포넌트에 대해 일방향으로 회전시켜 제1 컴포넌트의 스레드 구역중 하나 이상의 스레드를 제2 컴포넌트의 스레드 구역중 하나 이상의 스레드와 맞물림하여 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트를 서로에 대해 고정하는 단계를 포함한다.

[0034] 이 방법은, 제2 컴포넌트 내로 제1 컴포넌트를 슬라이딩하기 이전에 제1 컴포넌트중 하나 이상의 슬롯형 구역을 제2 컴포넌트중 하나 이상의 스레드 구역으로 반경방향을 정렬시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 컴포넌트 내로 제1 컴포넌트를 슬라이딩시키는 것은, 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트를 축방향으로 맞닿게 하는(abutting) 단계를 포함한다.

[0035] 이 방법은, 슬라이딩 중 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트가 회전하는 것을 방지하는 단계; 제1 컴포넌트의 갭과 상기 제2 컴포넌트의 림을 맞물림하는 단계; 및 맞물림 이후에 하나의 방향으로 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트를 회전시키는 단계는, 360° 미만의 다수의의 각도에 의해 제1 컴포넌트를 회전시키는 단계를 포함한다. 다수의의 각도는 약 60°, 90°, 또는 180° 이하 중 하나일 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법은, 2 개의 컴포넌트들을 맞물림해제하기 위해서 대략 동일한 수의 각도에 의해 반대 방향으로 제2 컴포넌트에 대해 제1 컴포넌트를 회전시키는 단계를 더 포함한다. 맞물림 해제 동안, 제1 컴포넌트는, 제1 컴포넌트의 스레드 구역의 에지(edge)가 회전 경로에서 제2 컴포넌트의 스레드 구역의 대향 면에 맞닥뜨릴 때, 반대쪽 방향으로 추가로 회전하는 것이 방지될 수 있다.

[0036] 일부 실시예들에서, 제1 컴포넌트 또는 제2 컴포넌트 중 하나 이상은 플라즈마 아크 토치의 소모품에 커플링된다.

[0037] 또한, 본 발명의 다양한 양태들 및 실시예들이 다양한 방식들로 조합될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 명세서의 교시들에 기초하여, 당업자는 이러한 다양한 실시예들을 어떻게 조합할지를 용이하게 판정할 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 상기 양태들 중 일부는 하나 또는 그 초과의 상기 피쳐들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는, 상기 피쳐들 및 이점들 전부를 제공할 수 있다.

[0038] 추가의 이점들과 함께, 상기 설명된 본 발명의 이점들은 첨부 도면들과 함께 취해진 하기 설명을 참조함으로써 보다 양호하게 이해될 수 있다. 도면들은 반드시 실척일 필요는 없으며, 대신에 일반적으로 강조가 본 발명의 원리들을 예시할 때 배치된다.
[0039] 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적 커넥터 조립체를 예시한다.
[0040] 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 삽입된 위치에서의 도 1의 커넥터 조립체의 다양한 도면들을 예시한다.
[0041] 도 3a 및 도 3b는, 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 잠금된 위치에서의 도 1의 커넥터 조립체의 다양한 도면들을 예시한다.
[0042] 도 4a 및 도 4b는, 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 암형 및 수형 커넥터 컴포넌트들의 다른 예시적 세트를 예시한다.
[0043] 도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 수형 커넥터 컴포넌트를 암형 커넥터 컴포넌트에 고정하기 위한 방법을 예시한다.
[0044] 도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 노즐과 관련된 예시적 커넥터 컴포넌트를 예시한다.
[0045] 도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 수형 커넥터 컴포넌트 및 암형 커넥터 컴포넌트를 포함하는 다른 예시적 커넥터 조립체를 예시한다.
[0046] 도 8a 내지 도 8c는 도 7의 수형 커넥터 컴포넌트의 다양한 도면들을 예시한다.
[0047] 도 9a 및 도 9b는 도 7의 암형 커넥터 컴포넌트의 다양한 도면들을 예시한다.
[0048] 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 플라즈마 아크 토치와 연관된 다른 예시적 커넥터 조립체를 예시한다.
[0049] 도 11a 및 도 11b는 도 10a 및 도 10b의 커넥터 조립체의 다른 예시적 수형 커넥터 컴포넌트의 다양한 도면들을 예시하는데, 여기서, 수형 커넥터 컴포넌트는 토치 본체에 부착된다.
[0050] 도 12a 및 도 12b는 도 10a 및 도 10b의 커넥터 조립체의 예시적 암형 커넥터 컴포넌트의 다양한 도면들을 예시하는데, 여기서, 암형 커넥터 컴포넌트는 리테이닝 캡에 커플링된다.
[0051] 도 13은 도 10a 및 도 10b의 커넥터 조립체의 예시적 암형 커넥터 컴포넌트를 예시하는데,여기서, 암형 커넥터 컴포넌트는 소모성 카트리지에 커플링된다.
[0052] 도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일부 실시예들에 따라, 잠금된 위치에 있는 도 10a 및 도 10b의 커넥터 조립체의 다양한 도면들을 예시한다.
[0053] 도 15는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 하나의 커넥터 컴포넌트를 다른 커넥터 컴포넌트에 고정하기 위한 방법을 예시한다.
[0054] 도 16a 및 도 16b는 상보적 커넥터 컴포넌트들의 예시적 세트의 스레드 프로파일들을 예시한다.

[0055] 본 발명의 기술들은, 토치 소모품들이, 이를테면 더 적은 회전들 및/또는 감소된 수의 회전 각도들에서와 같이, 표준 스레디드 연결들보다 더 빠르고 더 쉽게 설치 및 제거되는 것을 허용한다. 본 발명의 기술들은, 재료 프로세싱 헤드, 이를테면 플라즈마 아크 토치, 레이저 헤드 또는 워터제트 커팅 헤드에서 다양한 컴포넌트들의 연결에 적용가능하다. 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 예시적 커넥터 조립체를 예시한다. 커넥터 조립체(100)는, 수형 커넥터 컴포넌트(102) 및 암형 커넥터 컴포넌트(120)를 포함하며, 이들 모두는 토치(도시 생략) 내로의 조립을 위해 구성된다. 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트들(102, 120) 각각은 서로에 대한 부착을 위해서 소모품에 커플링된다. 커넥터 컴포넌트가 커플링될 수 있는 예시적 소모품들은, 전극, 노즐, 리테이닝 캡, 쉴드 또는 토치 본체를 포함할 수 있다. 예시로써, 암형 커넥터 컴포넌트(120)가 토치 본체 상에 일체로 구성될 수 있는 한편, 수형 커넥터 컴포넌트(102)는 토치 본체와의 확실한 맞물림을 위해서 전극 또는 노즐 상에 일체로 구성될 수 있다.

[0056] 도 1에 도시된 바와 같이, 수형 커넥터 컴포넌트(102)는 길이방향 축(110)을 따라 배치된 선단 단부(106) 및 말단 단부(108)를 갖는 본체(104)를 포함한다. 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 선단 단부(106)는, 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 맞물림을 위해서 암형 커넥터 컴포넌트(120) 내로 전진함에 따라 먼저 암형 커넥터 컴포넌트(120)와 맞닥뜨리는 단부인 것을 특징으로 할 수 있다. 2 이상의 스레드 구역(112)은 선단 단부(106) 근처에서 본체(104)의 외부 표면 상에 길이 방향 축(110)을 중심으로 반경방향으로 배치된다. 각각의 스레드 구역(112)은 본체(104)의 외부 표면 상에 배치된 2 이상의 평행 스레드들(114)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 스레드들(114)은 서로에 대해 등간격이며 그리고 길이방향 축(110)에 대해 실질적으로 직교한다. 일부 실시예들에서, 스레드들(114)은 서로에 대해 등간격이며 그리고 길이방향 축(110)에 대해 실질적으로 나선형으로 배향된다. 게다가, 수형 커넥터 컴포넌트(102)는 스레드들 또는 다른 불규칙적인(non-regular) 피쳐들이 없는 것을 특징으로 하는 2 이상의 매끄러운(smooth) 구역들(116)을 포함한다. 각각의 매끄러운 구역(116)은, 본체(104)의 외부 표면 상의 한 쌍의 스레드 구역들(112) 사이에서 길이 방향 축(110)을 중심으로 반경 방향으로 배치된다.

[0057] 유사하게, 암형 커넥터 컴포넌트(120)는 길이 방향 축(110)을 따라 배치된 선단 단부(126) 및 말단 단부(128)를 갖는 본체(124)를 포함한다. 암형 커텍터 컴포넌트(120)의 선단 단부(126)는, 암형 커넥터 컴포넌트(120)가 맞물림 동안 수형 커넥터 컴포넌트(102)를 향해서 전진함에 따라 먼저 수형 커넥터 컴포넌트(102)와 맞닥뜨리는 단부인 것을 특징으로 한다. 2 이상의 스레드 구역들(130)은, 선단 단부(126) 근처에서 본체(124)의 내부 표면 상에 길이 방향 축(110)을 중심으로 반경방향으로 배치된다. 각각의 스레드 구역(130)은 본체(124)의 내부 표면 상에 배치된 2 이상의 평행 스레드들(132)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이들 스레드들(132)은 서로에 대해 등간격이며 그리고 길이방향 축(110)에 대해 실질적으로 직교한다. 일부 실시예들에서, 스레드들(132)은 실질적으로 서로에 대해 등간격이며 그리고 길이방향 축(110)에 대해 실질적으로 나선형으로 배향된다. 게다가, 암형 커넥터 컴포넌트(120)는 스레드들 또는 다른 불규칙적인(non-regular) 피쳐들이 없는 것을 특징으로 하는 2 이상의 매끄러운(smooth) 구역들(134)을 포함한다. 각각의 매끄러운 구역(134)은, 본체(124)의 표면 상의 한 쌍의 스레드 구역들(130) 사이에서 길이 방향 축(110)을 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 일반적으로, 암형 커넥터 컴포넌트(120)는, 2 개의 컴포넌트들의 고정 맞물림을 용이하게 하기 위해서 수형 커넥터 컴포넌트(102)와 비교하여 상보적 피쳐들을 포함한다.

[0058] 일부 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 각각의 매끄러운 구역(116)은, 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 스레드 구역(130)에 정렬하고 수용하기 위한 슬롯으로서 기능하도록 적절하게 치수결정된다. 매끄러운 구역(116)의 반경 방향 범위는, 스레드 구역(130)의 반경 방향 범위와 실질적으로 동일할 수 있다. 반대로, 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 각각의 매끄러운 구역(134)은, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 스레드 구역(112)에 정렬하고 수용하기 위한 슬롯으로서 기능하도록 적절하게 치수결정된다. 매끄러운 구역(134)의 반경 방향 범위는, 스레드 구역(112)의 반경 방향 범위와 실질적으로 동일할 수 있다. 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 매끄러운 구역들(116) 및 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 매끄러운 구역들(134)은, 맞물림 및 맞물림 해제 양자 모두 동안에, 길이 방향(110)으로 하나의 컴포넌트에 대해 다른 컴포넌트의 미끄러짐 가능한 변위를 안내할 수 있다.

[0059] 일부 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트들(102)과 암형 커넥터 컴포넌트(120) 사이의 회전 맞물림은, 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 길이방향(110)으로 암형 커넥터 컴포넌트(120) 내에서 정지 위치로 미끄러진 이후에만 허용된다. 이러한 위치는, 이하, "삽입된 위치"로서 언급되는데, 이 위치는 회전 발생 이전이다. 도 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 삽입된 위치에서의 도 1의 커넥터 조립체의 다양한 도면들을 예시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 수형 컴포넌트(102)는 본체(104)의 말단 단부(108)에 배치되는 플랜지(118)를 포함하며, 암형 컴포넌트(120)는 본체(124)의 말단 단부(128)에 배치되는 정지 림(136)을 포함한다. 플랜지(118) 및 정지 림(136)은, 길이 방향(110)으로 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 정지 림(136)을 지나는 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 전진을 추가로 방지하도록 서로 상호작용하도록 구성된다. 추가로, 암형 커넥터 컴포넌트(120) 내의 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 어떠한 회전도 2 개의 컴포넌트들 상의 스레드들(114, 132)의 오정렬로 인한 전진 중 발생하지 않을 수 있다. 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 암형 커넥터 컴포넌트(120)에 완전하게 삽입되고, 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 정지 림(136)이 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 림 갭(119)을 갖는 위치(이 지점에서, 수형 커넥터 컴포넌트(102) 상의 스레드들(114)은 암형 커넥터 컴포넌트(120) 상에서 스레드들(132)에 대해 적절하게 위치 설정되어 스레딩을 허용함) 내로 잠금된 이후에만 회전이 허용된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 삽입된 위치에서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 각각의 스레드 구역(112)은, 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 매끄러운 구역(도시 생략)을 향하며(face), 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 각각의 매끄러운 구역(116)은 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 스레드 구역(도시 생략)을 향한다.

[0060] 삽입된 위치에 도달되면, 컴포넌트들이 서로 확실히 체결되기 이전에, 하나의 커넥터 컴포넌트가 360° 미만의 다수의의 각도에 의해 하나의 방향으로(즉, 시계방향 또는 반시계 방향으로) 다른 커넥터 컴포넌트에 대해 회전가능하다. 이러한 위치는, 이후 "잠금된 위치"로서 언급된다. 이에 반해, 전통적인 스레디드 설계들은 2 개의 컴포넌트들을 확실히 맞물림하는 것이 가능해지기 이전에, 적어도 360°의 회전을 요구한다. 도 3a 및 도 3b는, 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 잠금된 위치에서의 도 1의 커넥터 조립체의 다양한 도면들을 예시한다. 컴포넌트들을 고정하기 위해서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 하나 이상의 스레드 구역(112)의 스레드들(114)이 도 3a에 도시된 바와 같이 회전 경로에서 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 인접한 스레드 구역(130)의 스레드들(132)을 갖는 위치 내로 잠금하도록, 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 암형 커넥터 컴포넌트(120) 내에서 회전될 수 있다. 스레드들 사이의 상호잠금은, 맞물림을 용이하게 하며, 추가의 회전을 방지한다. 이에 따라, 맞물림 중, 컴포넌트들의 스레드 구역들 중 하나, 또는 그 초과, 또는 전체의 스레드 구역이 360° 미만의 일 회전(one rotation)에 의해 동시에 맞물림될 수 있다. 도 3b는, 잠금된 위치에 도달하기 위해서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 삽입된 위치로부터 60°이하만큼 반시계 방향으로 회전되는 것을 예시한다. 다른 실시예들에서, 2 개의 컴포넌트들 사이의 맞물림은, 시계 방향으로 회전함으로써 성취될 수 있다. 잠금된 위치에서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 각각의 스레드 구역(112)은, 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 스레드 구역(도시 생략)을 향하며(face), 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 각각의 매끄러운 구역(도시 생략)은 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 매끄러운 구역(도시 생략)을 향한다.

[0061] 2 개의 컴포넌트들을 맞물림해제하기 위해서(즉, 잠금된 위치로부터 삽입된 위치로 이동함), 조작자는, 하나의 컴포넌트를, 대략 동일한 수의 각도들에 의해 맞물림 방향으로부터 반대쪽 방향으로 다른 컴포넌트에 대해 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 맞물림해제 중, 커넥터 컴포넌트들의 스레드 구역들 중 하나, 또는 그 초과, 또는 전체의 스레드 구역이 360° 미만의 일 회전(one rotation)에 의해 동시에 맞물림 해제될 수 있다. 삽입된 위치가 맞물림 해제에 도달될 때, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 각각의 스레드 구역(112)은, 다시 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 매끄러운 구역(134)을 향하며, 그리고 이와 반대도 가능하다. 삽입된 위치는, 암형 커넥터 컴포넌트(120) 밖으로의 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 미끄러짐 가능한 변위를 용이하게 한다.

[0062] 일부 실시예들에서, 암형 커넥터 컴포넌트(120) 상의 각각의 스레드(132)는, 표준 스레드보다 길이 방향으로 더 넓어서, 수형 커넥터 컴포넌트(102) 상의 대응하는 스레드(114)가 더 넓은 축방향 범위에 걸쳐 맞물림하는 것을 허용한다. 일부 실시예들에서, 각각의 암형 스레드(132)는, 16 피치 스레드(pitch thread)이며, 이는, 삽입된 위치와 잠금된 위치 사이에서 대략 60° 회전될 때 대략 0.010 인치의 길이방향(110)을 따르는 축방향 시프트로 병진운동한다. 일부 실시예들에서, 삽입된 위치에 있을 때(즉, 잠금된 위치로의 회전 이전), 수형 스레드들(114)과의 우연한 맞물림을 방지하기 위해서 암형 스레드들(132)의 더 넓은 폭이 적응된다. 그렇지 않으면, 수형 스레드들(114)은, 삽입된 위치에서조차 인접한 암형 스레드들(132)의 그루브의 입구(entrance)를 지나서 연장할 수 있으며, 이에 따라 구성요소들이 서로 의도치 않게 잠금한다. 그러나, 대안의 실시예들에서, 2 개의 컴포넌트들의 스레드들은 잠금된 위치에 도달하기 이전에 맞물림될 수 있다.

[0063] 일부 실시예들에서, 하나의 스레드 구역의 스레드들은, 커넥터 컴포넌트들(102, 120)의 각각을 위해서 인접한 스레드 구역의 스레드들로부터 불연속하다. 즉, 각각의 커넥터 컴포넌트를 위해서, 각각의 스레드의 피치는 하나의 스레드 구역으로부터 다음 스레드 구역까지 연속적인 경로를 만들지 않는다. 이는, 맞물림 해제 동안 회전 경로에서 다른 컴포넌트의 인접한 스레드 구역의 스레드들과 하나의 컴포넌트의 하나의 스레드 구역의 스레드들이 우연히 맞물림하는 것을 방지하기 위한 것이다. 자세하게는, 맞물림 해제중, 스레드 구역(112)의 수형 스레드들(114)이 삽입된 위치로 역으로 회전될 때, 수형 스레드들(114)은 회전 경로에서 인접한 스레드 구역(130)의 암형 스레드들(132)과의 추가 맞물림으로부터 방지되는데, 이는 수형 스레드들(114)이 인접한 암형 스레드(132)에 정렬할 수 없기 때문이다.

[0064] 일반적으로, 암형 커넥터 컴포넌트(120) 및 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 최대 맞물림을 위해 요구되는 회전의 각도는, 각각의 컴포넌트의 본체 상에 배치되는 매끄러운 구역들 및 스레드 구역들의 수에 따른다. 예컨대, 각각의 컴포넌트가 하나의 매끄러운 구역 및 하나의 스레드 구역을 갖는다면, 회전 각도는 180°이다. 각각의 컴포넌트가 2 개의 매끄러운 구역들 및 2 개의 스레드 구역들을 갖는다면, 회전 각도는 90°이다. 각각의 컴포넌트가 3 개의 매끄러운 구역들 및 3 개의 스레드 구역들을 갖는다면, 회전 각도는 60°이다. 도 1 내지 도 3은, 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 3 개의 매끄러운 구역들(116) 사이에 배치되는 3 개의 스레드 구역들(112)을 포함하여, 각각의 스레드 구역(112)이 한 쌍의 매끄러운 구역들(116) 사이에 있음을 도시한다. 상보적 방식에서, 암형 커넥터 컴포넌트(120)는 3 개의 매끄러운 구역들(134) 사이에 배치되는 3 개의 스레드 구역들(130)을 포함하여, 각각의 스레드 구역(130)이 한 쌍의 매끄러운 구역들(134) 사이에 있다. 암형 및 수형 커넥터 컴포넌트를 결합하기 위해서 요구되는 회전 각도를 최소화하기 위해서, 커넥터 컴포넌트 당 심지어 더 많은 수의 매끄러운 구역들 및/또는 스레드 구역들이 가능하다. 스레드 및/또는 매끄러운 구역들의 수에 추가하여, 회전의 양은 또한 스레드들의 허용공차들 및 로케이션들을 따른다.

[0065] 맞물림을 위해 작은 수의 회전 각도들(예컨대, 약 60°)을 적용하는 것과 연관된 하나의 가능한 제한은, 비교적 긴 길이방향 거리에 걸쳐 삽입으로부터 발생된 저항(예컨대, O링 마찰)을 극복하기 위해서 회전력을 축방향 힘으로 전환하기 위해서 스레딩 모션을 사용하는 것이 어려울 수 있다는 것이다. 저항의 심각도(severity)는, 저항의 유형, 부품들의 크기 및 스레드 피치를 포함하는 다수의 인자들에 의존한다. 일부 실시예들에서, 테이퍼링된(tapered) O링 시일(302)이 저항의 길이를 감소시키고 컴포넌트들이 요구되는 깊이로 용이하게 삽입되는 것을 허용하도록 사용된다.

[0066] 도 4a 및 도 4b는, 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 암형 및 수형 커넥터 컴포넌트들의 다른 예시적 세트를 제각기 예시한다. 도시된 바와 같이, 도 4a의 수형 커넥터 컴포넌트(350)는 컴포넌트의 외부 표면 상에 2 개의 스레드 구역들(352) 및 2 개의 매끄러운 구역들(354)을 포함한다. 유사하게, 도 4b의 암형 커넥터 컴포넌트(356)는 컴포넌트의 내부 표면 상에 2 개의 스레드 구역들(358) 및 2 개의 매끄러운 구역들(360)을 포함한다. 수형 및 암형 커넥터 컴포넌트들(350, 356)은, 도 1 내지 도 3과 관련하여 상기에 설명된 커넥터 조립체(100)의 대응하는 컴포넌트들과 유사하게 기능하는데, 약 90° 이하의 회전이 커넥터 컴포넌트들(350, 356) 사이의 맞물림 및 맞물림 해제를 성취하기 위해 적용될 수 있는 것을 제외하고. 이는, 커넥터 조립체(100)와 관련된 3 개의 스레드 구역들/매끄러운 구역들에 비해서, 각각의 커넥터 컴포넌트 상에 2 개의 스레드 구역들/매끄러운 구역들이 존재하기 때문이다.

[0067] 도 1 또는 도 4의 커넥터 조립체는,표준 스레드 프로파일을 수정하거나 커스텀 프로파일을 사용함으로써 구성될 수 있다. 각각의 커넥터 컴포넌트의 설계를 맞춤화하기(customize) 위해서, 하나 또는 그 초과의 동일한 스레드 구역들이 다양한 회전위치들에서, 이를테면 컴포넌트 당 3 개의 스레드 구역들이 요망된다면 3 개의 상이한 회전 위치들에서, 매끄러운 컴포넌트 본체 상에 제작될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 컴포넌트의 기계가공 프로세스 동안, 각각의 스레드 구역에서의 스레드들은, 컴포넌트들의 수명에 걸쳐 호환성(interchangeability)을 보장하도록 정지 구조물(즉, 커넥터 조립체(100)의 수형 커넥터 컴포넌트(102)를 위한 플랜지(118) 또는 암형 커넥터 컴포넌트(120)를 위한 정지 림(136))로부터 적절하게 이격된다.

[0068] 일부 실시예들에서, 맞물림/맞물림 해제 프로세스 동안 컴포넌트들의 호환성 및 회전 대칭을 보장하기 위해서, 각각의 커넥터 컴포넌트의 스레드 구역들이 커넥터 컴포넌트의 본체에 대해 회전 대칭되도록 구성된다. 유사하게, 매끄러운 구역들은, 또한 회전 대칭 방식으로 본체를 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 게다가, 컴포넌트의 하나의 스레드 구역 상에서 스레드들의 로케이션 및 배향은, 동일한 컴포넌트의 다른 스레드 구역 또는 정합 컴포넌트의 다른 스레드 구역과 실질적으로 동일할 수 있다. 이는, 스레드들이 연속적인 스레드들과는 대조적으로 동일한 섹션들에서 제조되는 것을 의미한다. 일부 실시예들에서, 암형 커넥터 컴포넌트(120) 및 수형 커넥터 컴포넌트(102) 양자 모두 상에 스레드 섹션들을 만들기 위해서 스레드 밀링(thread milling)이 사용된다. 커넥터 컴포넌트들의 반경 방향으로 대칭인 기하학적 형상은, 존재하는 스레드 구역들/매끄러운 구역들의 개수에 따라서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 다수의 회전 위치들에서의 맞물림을 위해서 암형 커넥터 컴포넌트(120) 내로 삽입될 수 있음을 제안한다.

[0069] 도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 수형 커넥터 컴포넌트를 암형 커넥터 컴포넌트에 고정, 이를테면 도 1의 수형 커넥터 컴포넌트(102)를 암형 커넥터 컴포넌트(120)에 고정하기 위한 방법(400)을 예시한다. 단계(402)에서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 스레드 구역들(112) 각각은, 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 매끄러운 구역(134)에 반경 방향으로 정렬된다. 이에 반해, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 매끄러운 구역들(116)의 각각은, 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 스레드 구역(130)에 반경 방향으로 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 암형 커넥터 컴포넌트(120) 및 수형 커넥터 컴포넌트(102) 양자 모두의 스레드 구역들은 대략 동일하다. 즉, 하나의 스레드 구역 상에서의 스레드들의 로케이션 및 배향은, 동일하거나 상이한 컴포넌트들과 관련된 상이한 스레드 구역의 로케이션 및 배향과 실질적으로 동일하다. 게다가, 스레드 구역들 및 매끄러운 구역들은, 컴포넌트들 각각에 대해 회전 대칭일 수 있다. 이러한 기하학적 형상을 고려하여, 단계(402)에서의 컴포넌트들 사이의 반경 방향 정렬은, 암형 커넥터 컴포넌트(120) 내로의 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 삽입 각도에 비교적 독립적인, 수개의 회전 위치들에서 성취될 수 있다.

[0070] 단계(404)에서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)는 반경방향으로 정렬된 배향으로 유지되면서 암형 커넥터 컴포넌트(120) 내로 길이 방향(110)을 따라 삽입된다. 삽입은 어떠한 회전도 없이 성취될 수 있다. 일부 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 플랜지(118)가 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 정지 림(136)과 맞닥뜨릴 때(즉, 삽입된 위치) 슬라이딩은 멈춘다. 일부 실시예들에서, 삽입된 위치에 도달되고 정지 림(136)이 림 갭(119)을 갖는 위치 내로 잠금될 때까지, 2 개의 컴포넌트들이 서로에 대해 회전하는 것이 방지되며, 이 지점에서, 2 개의 컴포넌트들의 스레드들이 회전을 허용하도록 정렬된다.

[0071] 단계(406)의 삽입된 위치에서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)는 암형 커넥터 컴포넌트(120)에 대해 일방향으로 회전되어 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 하나 이상의 스레드 구역(112)의 스레드들(114)을 회전 경로에서 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 인접한 스레드 구역(130)의 스레드들(132)에 잠금하며, 이에 의해 컴포넌트들을 서로 고정한다. 잠금된 위치에서 최대 맞물림을 성취하기 위해서 요구되는 회전량은, 360° 미만, 이를테면 약 60°, 90° 또는 180° 이하일 수 있다.

[0072] 컴포넌트들을 맞물림 해제하기 위해서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)는 맞물림 프로세스 동안 사용된 회전과 대략 동일한 수의 각도들만큼 반대쪽 방향으로 암형 커넥터 컴포넌트(120)에 대해 회전될 수 있다. 맞물림해제하는 동안, 수형 컴포넌트(102)의 스레드 구역(112)의 에지가 회전 경로에서 암형 컴포넌트(120)의 스레드 구역(130)의 에지와 맞닥뜨릴 때, 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 암형 커넥터 컴포넌트(120)에서 반대쪽 방향으로 추가 회전하는 것이 방지된다.

[0073] 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 맞물림 및 맞물림 해제 프로세스 양자 모두 동안 암형 커넥터 컴포넌트(120)에 대해 회전가능한 것에 대해 도 5의 방법이 설명되어 있지만, 암형 커넥터 컴포넌트(120)가 동일한 효과들을 성취하기 위해서 수형 커넥터 컴포넌트(102)에 대해서 또한 회전될 수 있다.

[0074] 도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 커넥터 컴포넌트가 그 위에 배치되는 예시적 노즐을 예시한다. 도시된 바와 같이, 노즐(600)은 노즐 팁(612)으로부터 멀리 노즐(600)의 말단 단부에 배치되는 수형 커넥터 컴포넌트(606)를 포함한다. 수형 커넥터 컴포넌트(606)는 암형 커넥터 컴포넌트(도시 생략)와 맞물림하도록 구성된다. 수형 커넥터 컴포넌트(606)는, 노즐(600)의 본체로부터 일체로 구성될 수 있거나, 노즐(600)에 커플링되는 별개의 구조물을 포함할 수 있다. 수형 커넥터 컴포넌트(606)는 2 개의 스레드 구역들(602) 및 2 개의 매끄러운 구역들(604)을 갖는다. 또한, 수형 커넥터 컴포넌트(606)는, 삽입된 위치에 있을 때 수형 커넥터 컴포넌트(606)가 암형 커넥터 컴포넌트의 내부측으로 추가로 전진하는 것을 방지하기 위해서 암형 커넥터 컴포넌트의 정지 림(도시 생략)과 상호작용(interacting)하기 위한 플랜지(608)를 포함한다. 수형 커넥터 컴포넌트(606)는, 삽입된 위치에 도달될 때 암형 커넥터 컴포넌트의 내부측으로의 암형 커넥터 컴포넌트(606)의 회전을 허용하도록 암형 커넥터 컴포넌트의 정지 림과 상호잠금(interlocking)하기 위한 림 갭(610)을 추가로 포함한다. 삽입된 위치로부터 잠금된 위치로의 회전은, 또한 수형 커넥터 컴포넌트(606)의 스레드 구역들(602)을 회전 경로에서의 암형 커넥터 컴포넌트의 대응하는 인접한 스레드 구역들(도시 생략)에 정렬시킴으로써 용이해진다.

[0075] 도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 수형 커넥터 컴포넌트 및 암형 커넥터 컴포넌트를 포함하는 다른 예시적 커넥터 조립체를 예시한다. 커넥터 조립체(700)는, 수형 커넥터 컴포넌트(702) 및 암형 커넥터 컴포넌트(720)를 포함하며, 이들 모두는 재료 프로세싱 헤드(도시 생략), 이를테면 플라즈마 아크 토치, 워터 제트 헤드 또는 레이저 커팅 헤드 내로의 조립을 위해 구성된다. 일부 실시예들에서, 커넥터 컴포넌트들(702, 720) 각각은 서로에 대한 부착을 위해서 소모품(또는 그의 일부)에 커플링된다. 커넥터 컴포넌트가 연관될 수 있는 예시적 소모품들은, 전극, 노즐, 리테이닝 캡, 쉴드 또는 토치 본체를 포함한다.

[0076] 수형 커넥터 컴포넌트(702)는 길이 방향 축(710)을 따라 배치된 선단 단부(706) 및 말단 단부(708)를 갖는 본체(704)를 포함한다. 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 선단 단부(706)는, 수형 커넥터 컴포넌트(702)가 맞물림을 위해서 암형 커넥터 컴포넌트(720) 내로 전진할 때 먼저 암형 커넥터 컴포넌트(720)와 맞닥뜨리는 단부인 것을 특징으로 할 수 있다. 선단 단부(706)는 암형 커넥터 컴포넌트(702)의 길이 방향 길이의 대략 절반까지 연장할 수 있다. 도 8a 내지 도 8c는 도 7의 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 다양한 도면들을 예시한다. 도시된 바와 같이, 하나 이상의 스레드 구역(712)은 선단 단부(706) 근처에서 본체(704)의 외부 표면 상에 길이 방향 축(710)의 부분을 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 각각의 스레드 구역(712)은 본체(704)의 외부 표면 상에 배치된 하나 이상의 스레드(714)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 스레드(714)는 길이 방향 축(710)에 실질적으로 직교 배향된다. 일부 실시예들에서, 스레드(714)는 길이 방향 축(710)을 중심으로 실질적으로 나선형으로 배향된다. 예컨대, 스레드(714)는 약 3도의 나선 각도(helix angle)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 스레드(714)는 본체(704)의 외부 표면을 중심으로 반경방향으로 적어도 50°연장한다. 게다가, 수형 커넥터 컴포넌트(702)는 스레드들 또는 다른 불규칙적인(non-regular) 피쳐들이 없는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 매끄러운(smooth) 구역(716)(즉, 스레드가 아닌 구역(non-threaded region))을 포함한다. 각각의 매끄러운 구역(716)은, 본체(704)의 외부 표면 상의 하나 이상의 스레드 구역(712)에 인접한 길이 방향 축(710)을 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 심지어 도 8a 내지 도 8c는, 수형 커넥터 컴포넌트(702)는 스레드 구역들(712)의 쌍 사이에 삽입되는 2 개의 스레드 구역들(712) 및 2 개의 매끄러운 구역들(716)을 가지며, 다른 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트(702)는 다소의(more or fewer) 매끄러운 구역들(716) 및 스레드 구역들(716)(예컨대, 하나의 매끄러운 구역(716)에 인접한 단지 하나의 스레드 구역(712))을 가질 수 있음을 도시한다.

[0077] 도 7을 참조하면, 수형 커넥터 컴포넌트(702)와 유사하게, 암형 커넥터 컴포넌트(720)는 길이 방향 축(710)을 따라 배치된 선단 단부(726) 및 말단 단부(728)를 갖는 본체(724)를 포함한다. 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 선단 단부(726)는, 암형 커넥터 컴포넌트(720)가 맞물림 동안 수형 커넥터 컴포넌트(702)를 향해서 전진함에 따라 먼저 수형 커넥터 컴포넌트(702)와 맞닥뜨리는 단부인 것을 특징으로 한다. 일부 실시예들에서, 선단 단부(726)는 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 길이 방향 길이의 대략 절반까지 연장한다. 일부 실시예들에서, 선단 단부(726)는 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 길이 방향 길이의 대략 90%까지 연장한다. 도 9a 및 도 9b는 도 7의 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 다양한 도면들을 예시한다. 하나 이상의 스레드 구역(730)이, 선단 단부(726) 근처에서 본체(724)의 내부 표면 상에 길이 방향 축(710)을 중심으로 반경방향으로 배치된다. 각각의 스레드 구역(730)은 본체(724)의 내부 표면 상에 배치된 하나 이상의 스레드(732)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스레드(732)가 길이 방향 축(710)에 대해 실질적으로 직교 배향된다. 일부 실시예들에서, 스레드(732)는 길이 방향 축(710)을 중심으로 실질적으로 나선형으로 배향된다. 예컨대, 스레드(732)는 약 3도의 나선 각도(helix angle)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 스레드(732)는 본체(724)의 내부 표면을 중심으로 반경방향으로 적어도 50°연장한다. 게다가, 암형 커넥터 컴포넌트(720)는 스레드들 또는 다른 불규칙적인(non-regular) 피쳐들이 없는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 매끄러운(smooth) 구역(734)(즉, 스레드가 아닌 구역(non-threaded region))을 포함한다. 각각의 매끄러운 구역(734)은, 본체(724)의 내부 표면 상의 하나 이상의 스레드 구역(730)에 인접한 길이 방향 축(710)을 중심으로 반경 방향으로 배치된다. 심지어 도 9a 및 도 9b는, 암형 커넥터 컴포넌트(720)는 스레드 구역들(730)의 쌍 사이에 삽입되는 2 개의 스레드 구역들(730) 및 2 개의 매끄러운 구역들(734)을 가지며, 다른 실시예들에서, 암형 커넥터 컴포넌트(720)는 다소의(more or fewer) 매끄러운 구역들(734) 및 스레드 구역들(730)(예컨대, 하나의 매끄러운 구역(734)에 인접한 단지 하나의 스레드 구역(730))을 가질 수 있다. 일반적으로, 암형 커넥터 컴포넌트(720)는, 2 개의 컴포넌트들의 고정 맞물림을 용이하게 하기 위해서 수형 커넥터 컴포넌트(702)에 비교해 상보적 피쳐들을 포함한다.

[0078] 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 각각의 매끄러운 구역(716)은, 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 스레드 구역(730)에 정렬하고 수용하기 위한 슬롯으로서 기능하도록 적절하게 치수결정될 수 있다. 반대로, 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 각각의 매끄러운 구역(734)은, 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 스레드 구역(712)에 정렬하고 수용하기 위한 슬롯으로서 기능하도록 적절하게 치수결정된다. 각각의 커넥터 컴포넌트를 위해서, 스레드 구역들 및 매끄러운 구역들은 회전 대칭 배열로 각각 커넥터 컴포넌트 본체를 중심으로 반경방향으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 매끄러운 구역(716)의 반경 방향 범위는, 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 스레드 구역(730)의 반경 방향 범위와 실질적으로 동일하다. 유사하게, 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 매끄러운 구역(734)의 반경 방향 범위는, 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 스레드 구역(712)의 반경 방향 범위와 실질적으로 동일하다. 일반적으로, 수형 커넥터 컴포넌트(102)의 매끄러운 구역(들)(716) 및 암형 커넥터 컴포넌트(120)의 매끄러운 구역(들)(134)은, 맞물림 및 맞물림 해제 양자 모두 동안에, 길이 방향(710)으로 하나의 컴포넌트에 대해 다른 컴포넌트의 미끄러짐 가능한 변위를 안내할 수 있다.

[0079] 도 1 내지 도 3b에 관하여 상기 설명된 커넥터 조립체와 유사하게, 수형 커넥터 컴포넌트(702)는 말단 단부(708)와 스레드 구역(들)(712) 사이에서 커넥터 본체(704)의 외부 표면을 중심으로 반경 방향으로 배치되는 축방향 정지부(axial stop)(718)를 포함할 수 있다. 축방향 정지부(718)는 2 개의 컴포넌트들의 맞물림 동안 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 일부와 접촉하도록 구성된다. 예컨대, 축방향 정지부(718)는, 각각의 스레드들의 회전 맞물림 이전에 수형 커넥터 컴포넌트(702)와 암형 커넥터 컴포넌트(720)를 정렬시키는 것을 도울 수 있다. 도 7은 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 축방향 정지부(718)가 플랜지를 포함하는 것을 도시한다. 암형 컴포넌트(720)는 이후 "삽입된 위치"로서 참조되는 정지 위치에 도달된 이후에 길이 방향(710)으로 암형 커넥터 컴포넌트(720) 내에서 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 축방향 전진을 추가로 방지하도록 플랜지(718)와 상호작용하도록 구성되는 정지 림(736)을 포함한다. 추가로, 암형 커넥터 컴포넌트(720) 내의 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 어떠한 회전도 2 개의 컴포넌트들 상의 스레드들(714, 732)의 오정렬로 인해 삽입된 위치에 도달하기 이전에 축방향 전진 중 발생하지 않을 수 있다. 대신에, 길이 방향(710)을 따라 암형 커넥터 컴포넌트(720) 내로 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 축방향 전진 동안, 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 매끄러운 구역들(716) 중 하나 이상은, 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 스레드 구역들(730) 중 하나 이상과 그리고 이와 반대로 정렬하도록 구성되어 하나의 컴포넌트의 다른 컴포넌트 내로의 미끄러짐 가능한 축방향 변위를 용이하게 한다. 수형 커넥터 컴포넌트(702)가 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 정지 림(736)이 플랜지(718)(이 지점에서, 수형 커넥터 컴포넌트(702) 상의 스레드(들)(714)는 암형 커넥터 컴포넌트(720) 상에서 스레드(들)(732)에 대해 적절하게 위치 설정되어 회전 맞물림을 허용함)에 맞닥뜨리는 삽입된 위치에서 암형 커넥터 컴포넌트(720)에 삽입된 이후에만 회전이 허용된다.

[0080] 도 1 내지 도 3b의 커넥터 조립체와 유사하게,도 7의 커넥터 조립체를 위해, 삽입된 위치에 도달되면, 컴포넌트들이 서로에 대해 확실히 체결되기 이전에, 하나의 커넥터 컴포넌트가 360° 미만의 다수의의 각도에 의해 하나의 방향으로(즉, 시계 방향 또는 반시계 방향으로) 다른 커넥터 컴포넌트에 대해 회전가능하다(이하, "잠금된 위치"로 언급됨). 잠금된 위치에 도달하기 위해서, 수형 커넥터 컴포넌트(102)가 암형 커넥터 컴포넌트(720) 내에서 회전됨에 따라, 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 스레드 구역(712)의 스레드(들)(714)이 회전 경로에서 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 인접한 스레드 구역(730)의 대응하는 스레드(들)(732)을 갖는 위치 내로 잠금할 수 있다. 스레드들 사이의 상호잠금은, 맞물림을 용이하게 하며, 추가의 회전을 방지한다. 일부 실시예들에서, 맞물림 중 잠금된 위치에 도달하기 위해서 커넥터 컴포넌트들 사이의 회전 운동은, 길이 방향(710)으로 임의의 추가의 축방향 전진을 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 맞물림 중 잠금된 위치에 도달하기 위해서 커넥터 컴포넌트들 사이의 회전 운동은, 또한 길이 방향(710)으로 암형 커넥터 컴포넌트(720)에서 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 임의의 축방향 전진에 의해 동반된다. 잠금된 위치에서, 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 각각의 스레드 구역(712)은, 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 스레드 구역(732)을 향하며(face), 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 각각의 매끄러운 구역(716)은 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 매끄러운 구역(734)을 향한다.

[0081] 유사하게, 2 개의 컴포넌트들을 맞물림해제하기 위해서(즉, 잠금된 위치로부터 삽입된 위치로 이동함), 조작자는, 하나의 컴포넌트를, 대략 동일한 수의 각도들에 의해 맞물림 방향으로부터 반대쪽 방향으로 다른 컴포넌트에 대해 회전시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 맞물림해제 중 커넥터 컴포넌트들 사이의 회전 운동은, 길이 방향(710)으로 임의의 추가의 축방향 운동을 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 맞물림해제 중 커넥터 컴포넌트들 사이의 회전 운동은, 길이 방향(710)으로 암형 커넥터 컴포넌트(720)로부터 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 임의의 축방향 꺼냄(withdrawal)에 의해 동반된다. 삽입된 위치가 맞물림 해제에 도달될 때, 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 각각의 스레드 구역(712)은, 다시 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 매끄러운 구역(734)을 향하며, 그리고 이와 반대도 가능하다. 삽입된 위치는, 길이 방향(710)을 따라 암형 커넥터 컴포넌트(720) 밖으로의 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 미끄러짐 가능한 변위를 용이하게 한다. 수형 커넥터 컴포넌트(702)가 암형 커넥터 컴포넌트(720) 밖으로 미끄러질 때 회전이 허용되지 않는다.

[0082] 일부 실시예들에서, 도 8c에 도시된 바와 같이, 수형 커넥터 컴포넌트(702)는 본체(704)에 배치된 리세스(recess)와 같은 클로킹 피쳐(clocking feature)(713)를 포함한다. 클로킹 피쳐(713)는 컴포넌트(702)의 제조 중 길이 방향(710)을 따라 스레드(714)를 어느 곳에 위치 설정하는지를 판정하기 위한 기준 지점을 제공한다. 예컨대, 클로킹 피쳐(713)(지점 A)와 축방향 정지부(718)(지점 B) 사이의 길이 방향 거리는 축방향 정지부(718)(지점 B)의 단부에 대해 스레드(714)의 피치 직경(지점 C)을 어느곳에 정확하게 위치시키는지를 결정하는 것을 허용하며, 여기서 임계 거리가 축방향 정지부(718)(지점 B)에 대해 스레드의 나선 및 나선 각도의 상대적 축방향 위치를 위치 설정하기 이전에 스레드(714)를 일관되게 위치 설정하는데 사용된다. 피치 직경은, 스레드의 원통형 표면의 직경이며, 여기서 수형 및 암형 스레드들이 잠금된 위치를 성취하도록 맞물림한다. 따라서, 클로킹 피쳐(713)는 스레드(714)가 어디서 시작하는지 그리고 대응하는 암형 스레드를 어디서 잠금하는지를 제어하는 것을 허용한다. 유사한 로케이팅 피쳐(도시 생략)가 암형 커넥터 컴포넌트(720)에 위치될 수 있다.

[0083] 일부 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트(702) 및/또는 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 각각의 스레드에 대해, 스레드의 원주방향 단부들은 (선형 또는 각진 윤곽 대신에) 그의 팁에서 라운드진 윤곽을 갖는다. 이러한 아치형 형상은, 버링(burring)을 감소시키고 스레드 맞물림을 보조할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수형 및 암형 커넥터 컴포넌트들의 각각의 스레드는, 비교적 두꺼우며, 이에 따라 맞물림 해제 중 스레드를 덜 가로지르거나 역회전 방향으로 달리 맞물림하며, 여기서 수형 및 암형 스레드들의 두꺼운 폭이 서로 차단하고 바인딩(binding)을 방지하도록 적응된다. 도 16a 및 도 16b는 길이 방향(즉, 축 방향)을 따라 상보적 커넥터 컴포넌트들의 예시적 세트의 스레드 프로파일들을 예시한다. 도 16a의 커넥터 컴포넌트(1600)는 수형 커넥터 컴포넌트일 수 있으며, 이 경우에 도 16b의 커넥터 컴포넌트(1612)는 암형 커넥터 컴포넌트이다. 반대로, 도 16a의 커넥터 컴포넌트(1600)는 암형 커넥터 컴포넌트일 수 있으며, 이 경우에 도 16b의 커넥터 컴포넌트(1612)는 수형 커넥터 컴포넌트이다. 도 16a의 커넥터 컴포넌트(1600)를 위해서, 스레드 구역에서 2 개의 인접한 스레드들(1606, 1608)의 베이스들 사이의 축방향 거리(1604)는 약 0.095 인치일 수 있다. 2 개의 스레드들(1606, 1608)의 인접한 팁들 사이의 각도(1610)는 약 60°일 수 있다. 도 16b의 커넥터 컴포넌트(1612)를 위해서, 스레드(1616)의 팁 부분(1619)의 축방향 길이(1614)는 약 0.08 인치일 수 있다. 스레드(1616)의 원주방향 단부들 사이의 각도(1618)는 약 60°일 수 있다. 커넥터 컴포넌트(1600)의 2 개의 인접한 스레드들(1606, 1608) 사이의 리세스 구역(1611)은, 2 개의 컴포넌트들이 맞물림될 때 커넥터 컴포넌트(1612)의 스레드(1616)의 팁 부분(1619)을 수용하도록 구성될 수 있다.

[0084] 일부 실시예들에서, 하나의 스레드 구역의 스레드(들)는, 커넥터 컴포넌트들(702, 720)의 각각을 위해서 인접한/대향하는 스레드 구역의 스레드(들)로부터 불연속적이다. 즉, 각각의 커넥터 컴포넌트를 위해서, 각각의 스레드의 피치는 하나의 스레드 구역으로부터 다음 스레드 구역까지 연속적인 나선형 경로를 만들지 않는다. 게다가, 커넥터 컴포넌트를 위해서, 하나의 스레드 구역의 스레드는 인접한/대향하는 스레드 구역의 다른 스레드로부터 물리적으로 그리고 배향식으로(orientationally) 분리된다. 이는, 맞물림 해제 동안 회전 경로에서 다른 컴포넌트의 인접한/대향하는 스레드 구역의 스레드와 하나의 컴포넌트의 하나의 스레드 구역의 스레드가 우연히 맞물림하는 것을 방지하기 위한 것이다. 자세하게는, 맞물림 해제중, 스레드 구역(712)의 수형 스레드(714)가 삽입된 위치로 역회전될 때, 수형 스레드(714)는 회전 경로에서 인접한/대향하는 스레드 구역(730)의 암형 스레드(732)와의 추가 맞물림으로부터 방지되는데, 이는 수형 스레드(714)가 암형 스레드(732)에 정렬할 수 없기 때문이다.

[0085] 일반적으로, 암형 커넥터 컴포넌트(720) 및 수형 커넥터 컴포넌트(702)의 최대 맞물림 및/또는 맞물림해제를 위해 요구되는 회전의 각도는, 각각의 컴포넌트의 본체 상에 배치되는 매끄러운 구역들 및 스레드 구역들의 수에 따른다. 예컨대, 수형 및 암형 커넥터 컴포넌트들의 각각에 하나의 스레드 구역 및 하나의 매끄러운 구역이 존재한다면, 이들 컴포넌트들의 스레드들은 약 180° 미만, 이를테면 90°의 일 회전에 의해 맞물림되고 그리고/또는 맞물림해제될 수 있다. 수형 및 암형 커넥터 컴포넌트들의 각각에 2 개의 스레드 구역들이 존재한다면, 이들 컴포넌트들의 스레드들은 약 90°의 일 회전에 의해 맞물림되고 그리고/또는 맞물림해제될 수 있다. 도 7 내지 도 9b는, 수형 커넥터 컴포넌트(702) 및 암형 커넥터 컴포넌트(720) 각각이 2 개의 매끄러운 구역들 사이에 배치되는 2 개의 스레드 구역들을 포함하여, 각각의 스레드 구역이 한 쌍의 매끄러운 구역들 사이에 있음을 도시한다. 다른 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트(702) 및 암형 커넥터 컴포넌트(720) 각각은 단지 하나의 매끄러운 구역에 인접한 단지 하나의 스레드 구역을 포함한다. 게다가, 수형 커넥터 컴포넌트(702) 및 암형 커넥터 컴포넌트(720)의 각각의 스레드 구역은, 하나 또는 그 초과의 스레드들을 포함할 수 있다.

[0086] 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 플라즈마 아크 토치(800)와 연관된 다른 예시적 커넥터 조립체를 예시한다. 도시된 바와 같이, 토치 본체(812)는 토치 본체(812)의 선단 단부(810)에 배치된 수형 커넥터 컴포넌트(808)를 포함한다. 수형 커넥터 컴포넌트(808)는, 플라즈마 아크 토치(800)의 리테이닝 캡(802)의 선단 단부(804)에 배치된 암형 커넥터 컴포넌트(806)에 맞물림하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 리테이닝 캡(802)은, 소모성 카트리지(819)의 일체형 부품이며, 이 카트리지는 또한 전극(814), 노즐(816)(노즐(nozzle) 본체(850), 노즐 오리피스(orifice)(852) 및 노즐 쉴드(shield)(도시 생략)를 포함), 스월 링(swirl ring)(817), 쉴드(818), 절연재(insulator) 컴포넌트들의 세트, 및/또는 플라즈마 아크 토치(800)의 다른 소모품들 중 하나 이상을 포함한다. 다른 실시예들에서, 리테이닝 캡(802)은 자립형(stand-alone) 토치(torch) 컴포넌트이다.

[0087] 도 11a 및 도 11b는 도 10a 및 도 10b의 커넥터 조립체와 양립가능한 다른 수형 커넥터 컴포넌트 설계(809)의 다양한 도면들을 예시하는데,여기서, 수형 커넥터 컴포넌트(809)는 토치 본체(812)에 커플링하도록 구성된다. 수형 커넥터 컴포넌트(809)는, 토치 본체(812)로부터 일체로 형성될 수 있거나 또는 토치 본체(812)에 부착되는 별개의 구조물을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 수형 커넥터 컴포넌트(809)는, 토치 본체(812)의 선단 단부(810)의 원주 둘레에서 3 개의 매끄러운 구역들(823) 사이에 균일하게 사이에 배치되는 3 개의 스레드 구역들(821)을 갖는다. 각각의 스레드 구역(821)은 선단 단부(810) 둘레를 반경 방향으로 연장하는 하나 이상의 스레드(825)를 포함한다. 스레드(825)의 피치는 3.5 내지 5.5 회전(turns)/인치(각각의 회전은 360도임)일 수 있다. 일반적으로, 스레드(825)의 피치는, 길이방향(821)을 따라 요구되는 축방향 이동량이 소망하는 회전량 내에서 실현될 수 있도록 조절될 수 있다. 수형 커넥터 컴포넌트(809)의 스레드(825)는, 오버 바인딩(over binding) 또는 크로스 스레딩(cross threading)을 방지하기 위해서 비교적 두꺼울 수 있다. 3 개의 스레드 구역들(821)은, 토치 본체(812)의 수형 커넥터 컴포넌트(809)를 리테이닝 캡(802)의 대응하는 암형 커넥터 컴포넌트(806)에 부착하기 위해 3 개의 상이한 시작 위치들을 제공한다. 스레드 구역들(821)의 균일한 배치는, 이 구역들이 맞물림 이후 암형 커넥터 컴포넌트(806)에 의해 배치되는 로드를 균일하게 취하는 것을 허용한다. 일부 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트(809) 상에 배치되는 3 개 보다 적거나 많은 스레드 구역들(821)이 존재한다. 일부 실시예들에서, 각각의 스레드 구역(802)에서 하나 초과의 스레드(825)가 존재한다. 일부 실시예들에서, 상이한 크기들 및/또는 형상들의 구멍들(827)이 매끄러운 구역들(823) 및 스레드 구역들(821) 둘레에 반경방향으로 배치되어, 수형 커넥터 컴포넌트(809)를 통해 다양한 가스 유동들, 이를테면 상이한 체적들의 가스 유동들, 상이한 분배 패턴들 등을 허용한다. 일부 실시예들에서, 도 10a 및 도 10b의 수형 커넥터 컴포넌트(808)는 도 11a 및 도 11b의 수형 커넥터 컴포넌트(809)와 실질적으로 유사할 수 있다.

[0088] 도 12a 및 도 12b는 도 10a 및 도 10b의 커넥터 조립체의 예시적 암형 커넥터 컴포넌트(806)의 다양한 도면들을 예시하는데,여기서, 암형 커넥터 컴포넌트(806)는 리테이닝 캡(802)에 커플링된다. 암형 커넥터 컴포넌트(806)는, 리테이닝 캡(802)으로부터 일체로 구성될 수 있거나, 리테이닝 캡(802)에 커플링되는 별개의 구조물을 포함할 수 있다. 수형 커넥터 컴포넌트(808)에 비교해 상보적 방식으로, 암형 커넥터 컴포넌트(806)는 리테이닝 캡(802)의 선단 단부(804)의 원주 둘레에 3 개의 매끄러운 구역들(826) 사이에 배치되는 3 개의 스레드 구역들(824)을 갖는다. 각각의 스레드 구역(824)은 선단 단부(804) 둘레를 반경 방향으로 연장하는 하나 이상의 암형 스레드(828)를 포함한다. 암형 스레드(828)는 수형 스레드(822)와 유사한 피치 크기를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 암형 커넥터 컴포넌트(806) 상에 배치되는 3 개 보다 적거나 많은 스레드 구역들(824)이 존재한다. 일부 실시예들에서, 각각의 스레드 구역(824)에서 하나 초과의 암형 스레드(828)가 존재한다.

[0089] 도 13은 도 10a 및 도 10b의 커넥터 조립체의 예시적 암형 커넥터 컴포넌트(806)를 예시하는데,여기서, 암형 커넥터 컴포넌트(806)는 카트리지(819)의 리테이닝 캡(802)을 통해 소모성 카트리지(819)에 커플링된다. 카트리지(819)가 리테이닝 캡(802), 전극(814), 노즐(816), 스월 링(817), 쉴드(818) 및 다른 소모성 토치 컴포넌트들을 포함하는 그룹으로부터 선택된 2 개 또는 그 초과의 소모성 컴포넌트들의 묶음(a suite of)을 포함하며, 이 카트리지(819)는 각각의 소모성 컴포넌트를 제각기 설치하는 것에 비교해 플라즈마 아크 토치(800)를 조립하기 위해 사용의 용이성을 제공하고 시간을 단축한다. 게다가, 토치(800)에서 카트리지(819)의 사용은, 컴포넌트 정렬 및 절단 일관성(cut consistency)을 개선한다.

[0090] 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 수형 커넥터 컴포넌트(808)를 암형 커넥터 컴포넌트(806)에 맞물림하기 위해서, 수형 커넥터 컴포넌트(808)는 먼저, 반경 방향으로 정렬된 배향으로 유지되면서 길이 방향(821)을 따라 암형 커넥터 컴포넌트(806) 내로 삽입된다(즉, 수형 커넥터 컴포넌트(808)의 스레드 구역들(820)은 암형 커넥터 컴포넌트(806)의 매끄러운 구역들(826)에 정렬되며 그리고 이와 반대로 정렬된다). 반경 방향으로 정렬된 위치에서 암형 커넥터 컴포넌트(806) 내의 수형 커넥터 컴포넌트(808)의 전진은, 토치 본체(812)의 내부 숄더(830)가 스월 링(817) 또는 노즐 본체(850)의 하나 이상의 내부 O-링(832)과 접촉하게 될 때까지 계속될 것이며, 여기서, O-링(832)은 스월 링(817) 또는 노즐 본체(850)의 접촉 표면(834)에 가깝게 위치된다. 맞물림 동안, 토치 본체(812)의 숄더(830)가 O-링(832)에 닿을(touch) 때, 접촉 위치에 도달되고, O-링(832)은 숄더(830)를 접촉 표면(834)에 밀봉하기 시작한다.

[0091] 일부 실시예들에서, 접촉 위치에 도달될 때, 2 개의 표면들 사이의 O-링(832)의 존재로 인해, 숄더(830)와 접촉 표면(834) 사이에 약 0.036 인치의 갭이 존재한다. 추가로, 암형 커넥터 컴포넌트(806) 내의 수형 커넥터 컴포넌트(808)의 어떠한 회전도 2 개의 컴포넌트들 상의 스레드들의 오정렬로 인해 접촉 위치에 도달하기 이전에 축방향 전진 중 발생하지 않을 수 있다. 접촉 위치에 도달된 후(즉, 토치 본체(812)의 숄더(832)가 O-링(832)에 맞닥뜨릴 때)(이 지점에서, 수형 커넥터 컴포넌트(808) 상의 스레드(822)는 암형 커넥터 컴포넌트(806) 상에서 스레드(828)에 대해 적절하게 위치 설정되어 회전 맞물림을 허용함)에만 회전이 허용된다. 회전량은, 수형 및 암형 커넥터 컴포넌트들 상의 스레드들의 피치 및 컴포넌트들을 확실히 맞물림하는데 필요한 축방향 거리에 따른다.

[0092] 접촉 위치에 도달되면, 컴포넌트들이 잠금된 위치에 도달하기 위해서 서로 고정되기 이전에, 하나의 커넥터 컴포넌트가 360° 미만의 다수의의 각도에 의해 하나의 방향으로(즉, 시계방향 또는 반시계 방향으로) 다른 커넥터 컴포넌트에 대해 회전가능하다. 게다가, 회전 운동은, 숄더(830)와 접촉 표면(834) 사이의 갭을 최소화하기 위해서 암형 커넥터 컴포넌트(806) 내에 수형 커넥터 컴포넌트(808)의 추가의 축방향 전진을 수반할 수 있다. 도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일부 실시예들에 따라, 잠금된 위치에 있는 도 10a 및 도 10b의 커넥터 조립체의 다양한 도면들을 예시한다. 도시된 바와 같이, 토치 본체(812)의 숄더(830)가 O-링(832)을 지나 회전하며 스월 링(817) 또는 노즐 본체(850)의 접촉 표면(834)과 맞닥뜨릴 때 잠금된 위치에 도달된다. 잠금된 위치에서, 수형 커넥터 컴포넌트(808)의 각각의 스레드 구역(820)의 수형 스레드(822)는, 암형 커넥터 컴포넌트(806) 스레드 구역(824)의 대응하는 암형 스레드(828)에서 제 위치에 잠금된다. 각각의 커넥터 컴포넌트 상에 3 개의 스레드 구역들이 존재한다면, 약 60° 회전이 잠금된 위치를 획득하는데 요구된다.

[0093] 도 15는 하나의 커넥터 컴포넌트("제1 컴포넌트")를 다른 커넥터 컴포넌트("제2 컴포넌트"), 이를테면 도 1의 수형 커넥터 컴포넌트(102)를 암형 커넥터 컴포넌트(120)에, 도 4a 및 도 4b의 수형 커넥터 컴포넌트(350)를 암형 커넥터 컴포넌트(356), 도 6의 수형 커넥터 컴포넌트(600)를 상보적 암형 컴포넌트(도시 생략), 도 7의 수형 커넥터 컴포넌트(702)를 암형 커넥터 컴포넌트(720)에 또는 도 10a 및 도 10b의 수형 컴포넌트(808)를 암형 컴포넌트(806)에 고정하는 일반적인 방법(900)을 예시한다. 일부 경우들에서, 제1 커넥터 컴포넌트는 수형 커넥터 컴포넌트이며, 이 경우에 제2 커넥터 컴포넌트는 암형 커넥터 컴포넌트이다. 일부 실시예들에서, 제1 커넥터 컴포넌트는 암형 커넥터 컴포넌트이며, 이 경우에 제2 커넥터 컴포넌트는 수형 커넥터 컴포넌트이다. 제1 및 제2 컴포넌트들 각각은, i) 하나 이상의 스레드를 갖는 하나 이상의 스레드 구역, 및 ii) 스레드들 또는 다른 불규칙한(irregular) 피쳐들이 없는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 슬롯형(매끄러운(smooth)) 구역을 갖는다.

[0094] 단계(902)에서, 제1 커넥터 컴포넌트의 스레드 구역들(112) 각각은, 제2 커넥터 컴포넌트의 매끄러운 구역에 반경 방향으로 정렬된다. 이에 반해, 제1 커넥터 컴포넌트의 슬롯형 구역들의 각각은, 제2 커넥터 컴포넌트의 스레드 구역에 반경 방향으로 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 양자 모두의 커넥터 컴포넌트들의 스레드 구역들은 대략 동일하다. 즉, 하나의 스레드 구역 상에서의 스레드(들)의 로케이션 및 배향은, 동일하거나 상이한 컴포넌트들과 관련된 상이한 스레드 구역의 로케이션 및 배향과 실질적으로 동일하다. 게다가, 스레드 구역들 및 슬롯형 구역들은 컴포넌트들 각각에 대해 회전 대칭될 수 있다.

[0095] 단계(904)에서, 제1 커넥터 컴포넌트는 반경방향으로 정렬된 배향으로 유지되면서 제2 커넥터 컴포넌트에 대해 길이 방향을 따라 삽입된다. 삽입은, 2 개의 컴포넌트들에 축방향으로 맞닿는 어떠한 회전없이도 제2 커넥터 컴포넌트에 대해 제1 커넥터 컴포넌트를 미끄러지게 함으로써 성취될 수 있다. 일부 실시예들에서, 수형 커넥터 컴포넌트(예컨대, 플랜지(118) 또는 숄더(830))에 연관된 정지 메커니즘이 암형 커넥터 컴포넌트와 연관된 정지 메커니즘에 맞닥뜨릴 때(예컨대, 삽입된 위치에 도달하도록 정지 림(136)에 맞닥뜨리거나 접촉 위치에 도달하도록 O-링(832)에 맞닥뜨릴 때), 슬라이딩이 멈춘다. 일부 실시예들에서, 삽입 또는 접촉 위치에 도달될 때까지 2 개의 컴포넌트들이 서로에 대해 회전하는 것이 방지되며, 이 지점에서 2 개의 컴포넌트들의 스레드들은 잠금된 위치에 도달하도록 회전 및 맞물림을 허용하도록 정렬된다. 컴포넌트들을 맞물림 해제하기 위해서, 제1 커넥터 컴포넌트는 맞물림 프로세스 동안 사용된 회전과 대략 동일한 수의 각도들만큼 반대쪽 방향으로 제2 커넥터 컴포넌트에 대해 회전될 수 있지만, 더는 아니다. 이는, 제1 컴포넌트의 스레드 구역의 에지가 과잉 회전 및 반대 방향으로의 우연한 맞물림을 방지하기 위해서 회전 경로에서 제2 컴포넌트의 스레드 구역의 대향 면에 맞닥뜨릴 수 있기 때문이다. 일부 실시예들(예컨대, 도 1 내지 도 9b의 설계들)에서, 맞물림 동안 삽입된 위치로부터 잠금된 위치로 이동하거나 맞물림 해제 동안 잠금된 위치로부터 삽입된 위치로 이동할 때, 하나의 컴포넌트에 대한 다른 컴포넌트의 회전은 약간의 축방향 이동도 허용하지 않는다. 다른 실시예들(예컨대, 도 10a 내지 도 14b의 설계들)에서, 맞물림 동안 접촉 위치로부터 잠금된 위치로 이동하거나 맞물림 해제 동안 잠금된 위치로부터 접촉 위치로 이동할 때, 하나의 컴포넌트에 대한 다른 컴포넌트의 회전에는 하나의 컴포넌트에 대한 다른 컴포넌트의 약간의 축방향 이동이 동반된다.

[0096] 일반적으로, 본 발명은 커넥터 컴포넌트가 커플링되는 토치 부품이 커넥터 컴포넌트 또는 대응하는 컴포넌트를 회전시키지 않고 그의 최종 축방향 위치에 또는 그 위치에 인접하게 위치 설정되는 것을 허용한다. 커넥터 컴포넌트들의 정지 메커니즘들이 접촉하게 되면, 토치 부품들 각각은, 360° 미만의 다수의의 각도로 회전될 수 있어 부품들을 종래의 조인트(예컨대, 풀-스레디드 조인트)와 동일하게 충분한 조인트 강도 및/또는 전류 운반 용량(current-carrying capacity)으로 확실히 맞물림한다.

[0097] 또한, 본 발명의 다양한 양태들 및 실시예들이 다양한 방식들로 조합될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 명세서의 교시들에 기초하여, 당업자는 이러한 다양한 실시예들을 어떻게 조합할지를 용이하게 판정할 수 있다.

Claims

전극을 플라즈마 아크 토치(plasma arc torch)에 커플링시키도록 구성된 커넥터 컴포넌트(connector component)로서,
상기 커넥터 컴포넌트는, 상기 플라즈마 아크 토치의 다른 구성요소(another element)의 대응 컴포넌트(corresponding component)에 고정함으로써 상기 전극을 다른 구성요소(the other element)에 부착시키도록 구성되고,
상기 커넥터 컴포넌트는,
길이방향 축을 따라 배치된 선단 단부(proximal end)와 말단 단부(distal end)를 포함하는, 본체;
상기 선단 단부에 가까운 본체의 표면 상에서 상기 길이방향 축을 중심으로 반경방향으로 배치된, 2개 이상의 스레드 구역(thread region)들 ― 각각의 스레드 구역은 상기 본체의 상기 표면 상에 배치된 하나 이상의 스레드를 포함함 ―; 및
각각이 상기 본체의 상기 표면 상의 한 쌍의 스레드 구역들 사이에서 상기 길이방향 축을 중심으로 반경방향으로 배치된, 2개 이상의 매끄러운 구역(smooth region)들;을 포함하고,
상기 2개 이상의 스레드 구역들 중 제1 스레드 구역 내의 하나 이상의 스레드는, 상기 2개 이상의 스레드 구역들 중 인접한 스레드 구역의 하나 이상의 스레드와 연속적인 회전 스레드 경로(continuous rotational thread path)를 형성하지 아니하며,
상기 커넥터 컴포넌트의 매끄러운 구역들 중 하나 이상의 매끄러운 구역은, 상기 커넥터 컴포넌트와 상기 대응 컴포넌트의 서로에 대한 미끄러짐가능한 변위(slidable displacement)가 가능해지도록, 다른 구성요소의 대응 컴포넌트의 스레드 구역들 중 하나 이상의 스레드 구역과 정렬하도록 구성되는,
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
상기 커넥터 컴포넌트는, 암형 컴포넌트와 고정식으로(securely) 맞물리도록 구성된 수형 컴포넌트를 포함하는,
커넥터 컴포넌트.
제2 항에 있어서,
상기 수형 컴포넌트는 상기 본체의 말단 단부에 배치된 갭을 포함하고,
상기 갭이 상기 암형 컴포넌트의 대응 림과 정렬되지 않는 한, 상기 갭은 상기 암형 컴포넌트에서의 상기 수형 컴포넌트의 회전을 방지하도록 구성되는,
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
상기 커넥터 컴포넌트는 수형 컴포넌트와 고정식으로 맞물리도록 구성된 암형 컴포넌트를 포함하는,
커넥터 컴포넌트.
제 4 항에 있어서,
상기 암형 컴포넌트는 상기 본체의 말단 단부에 배치된 림을 포함하고,
상기 림이 상기 수형 컴포넌트의 대응 갭과 정렬되지 않는 한, 상기 림은 상기 암형 컴포넌트에서의 상기 수형 컴포넌트의 회전을 방지하도록 구성되는,
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
상기 커넥터 컴포넌트는 3개의 스레드 구역들을 포함하는,
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
하나의 컴포넌트는, 다른 컴포넌트의 고정을 위하여 360도 미만의 다수의(a number of) 각도로 다른 컴포넌트에 대해 제1 방향으로 회전가능한,
커넥터 컴포넌트.
제 7 항에 있어서,
상기 다수의 각도는, 60도 이하, 90도 이하, 또는 180도 이하 중 하나의 각도를 포함하는,
커넥터 컴포넌트.
제 7 항에 있어서,
하나의 컴포넌트가 동일한 다수의 각도로 다른 컴포넌트에 대해 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 회전되면, 상기 컴포넌트가 맞물림해제되는,
상기 컴포넌트는
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
하나의 스레드 구역 상의 하나 이상의 스레드의 위치 및 배향은, 다른 스레드 구역의 하나 이상의 스레드의 위치 및 배향과 동일한,
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
상기 2개 이상의 스레드 구역들은, 회전 대칭 배열(rotationally symmetrical arrangement)로 상기 본체를 중심으로 하여 반경방향으로 배치되는,
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
상기 2개 이상의 매끄러운 구역들은, 회전 대칭 배열로 상기 본체를 중심으로 하여 반경방향으로 배치되는,
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
각각의 스레드 구역의 하나 이상의 스레드는 상기 길이방향 축에 대해 직교하도록 배향되는,
커넥터 컴포넌트.
제1 항에 있어서,
상기 커넥터 컴포넌트 상의 연속적인 회전 스레드 경로의 부재(lack)는, 상기 커넥터 컴포넌트의 하나의 스레드 구역이 맞물림해제 동안에 대응 컴포넌트의 인접한 스레드 구역과 맞물림하는 것을 방지하는,
커넥터 컴포넌트.
전극을 플라즈마 아크 토치의 다른 구성요소에 부착시키기 위한, 플라즈마 아크 토치의 전극의 소모성(consumable) 커넥터 컴포넌트로서,
상기 소모성 커넥터 컴포넌트는,
길이방향 축을 따라 배치된 선단 단부와 말단 단부를 포함하는, 본체;
상기 선단 단부에 가까운 본체의 표면 상에서 상기 길이방향 축을 중심으로 반경방향으로 배치된, 2개 이상의 스레드 구역들 ― 각각의 스레드 구역은 상기 본체의 상기 표면 상에 배치된 하나 이상의 스레드를 포함함 ―; 및
각각이 상기 본체의 상기 표면 상의 한 쌍의 스레드 구역들 사이에서 상기 길이방향 축을 중심으로 반경방향으로 배치된, 2개 이상의 매끄러운 구역들;을 포함하고,
상기 2개 이상의 스레드 구역들 중 제1 스레드 구역 내의 하나 이상의 스레드는, 상기 2개 이상의 스레드 구역들 중 인접한 스레드 구역의 하나 이상의 스레드와 연속적인 회전 경로를 형성하지 아니하며,
상기 소모성 커넥터 컴포넌트는, 다른 구성요소의 수형 컴포넌트와 고정식으로 맞물리도록 구성된 암형 컴포넌트인,
소모성 커넥터 컴포넌트.
제15 항에 있어서,
하나의 스레드 구역 상의 하나 이상의 스레드의 위치 및 배향은, 상이한 스레드 구역의 하나 이상의 스레드의 위치 및 배향과 동일한,
소모성 커넥터 컴포넌트.
제15 항에 있어서,
상기 제1 스레드 구역 내의 하나 이상의 스레드는 인접한 스레드 구역 상의 하나 이상의 스레드와는 상이한 회전 경로 상에 있으며,
이러한 상이한 회전 경로들 상의 스레드들은, 다른 구성요소의 수형 컴포넌트가 회전 중에 하나를 초과하는 스레드 구역과 맞물리는 것을 방지하는,
소모성 커넥터 컴포넌트.
플라즈마 아크 토치의 전극의 제1 컴포넌트와 상기 플라즈마 아크 토치의 제2 컴포넌트를 맞물리게 하는 방법으로서,
상기 제1 컴포넌트와 상기 제2 컴포넌트 각각은, i) 각각 하나 이상의 스레드를 갖는 복수의 스레드 구역들; 및 ii) 스레드를 가지지 않는 것(absence)을 특징으로 하는 복수의 슬롯형 구역(slotted region)들;을 가지며,
상기 맞물리게 하는 방법은,
상기 제1 컴포넌트의 하나 이상의 스레드 구역을 상기 제2 컴포넌트의 하나 이상의 슬롯형 구역과 반경방향으로 정렬시키는 단계;
반경방향으로 정렬된 위치에서, 상기 제1 컴포넌트를 상기 제2 컴포넌트 내로 길이방향으로 슬라이딩시키는 단계; 및
상기 제1 컴포넌트의 스레드 구역의 하나 이상의 스레드를 상기 제2 컴포넌트의 스레드 구역의 하나 이상의 스레드와 맞물리게 함으로써 상기 제1 컴포넌트와 상기 제2 컴포넌트를 서로에 대해 고정시키기 위하여, 상기 제1 컴포넌트를 상기 제2 컴포넌트에 대해 하나의 방향으로 회전시키는 단계;를 포함하고,
상기 제2 컴포넌트의 스레드 구역의 하나 이상의 스레드는, 상기 제2 컴포넌트의 인접한 스레드 구역의 하나 이상의 스레드와 연속적인 회전 스레드 경로를 형성하지 아니하며, 이로써, 상기 제1 컴포넌트의 스레드 구역의 에지(edge)가 상기 제2 컴포넌트의 스레드 구역의 에지에 맞닥뜨릴(encounter) 때, 맞물림해제 동안 상기 제1 컴포넌트가 상기 제2 컴포넌트에 대해 반대 방향으로 추가적으로 회전하는 것이 방지되는,
맞물리게 하는 방법.
제18 항에 있어서,
상기 슬라이딩시키는 단계 동안에, 상기 제2 컴포넌트에 대한 상기 제1 컴포넌트의 회전을 방지하는 단계;
상기 제1 컴포넌트의 갭을 상기 제2 컴포넌트의 림과 맞물리게 하는 단계; 및
상기 맞물리게 하는 단계 이후에, 상기 제2 컴포넌트에 대해 상기 제1 컴포넌트를 하나의 방향으로 회전시키는 단계;를 더 포함하는,
맞물리게 하는 방법.
제18 항에 있어서,
상기 제2 컴포넌트에 대해 상기 제1 컴포넌트를 회전시키는 것은, 상기 제1 컴포넌트를 360도 미만의 다수의 각도로 회전시키는 것을 포함하는,
맞물리게 하는 방법.
제20 항에 있어서,
상기 다수의 각도는, 60도 이하, 90도 이하, 또는 180도 이하 중 하나의 각도를 포함하는,
맞물리게 하는 방법.
제20 항에 있어서,
상기 제1 컴포넌트와 상기 제2 컴포넌트를 맞물림해제하도록, 상기 제2 컴포넌트에 대해 상기 제1 컴포넌트를 동일한 다수의 각도로 반대 방향으로 회전시키는 단계를 더 포함하는,
맞물리게 하는 방법.
제18 항에 있어서,
상기 제1 컴포넌트와 상기 제2 컴포넌트 중 하나 이상의 컴포넌트는, 상기 플라즈마 아크 토치의 소모품(consumable)에 커플링되는,
맞물리게 하는 방법.
제18 항에 있어서,
상기 제1 컴포넌트의 복수의 스레드 구역들을 상기 제2 컴포넌트의 복수의 슬롯형 구역들과 반경방향으로 정렬시키는 단계를 더 포함하는,
맞물리게 하는 방법.
제18 항에 있어서,
상기 제1 컴포넌트의 복수의 슬롯형 구역들을 상기 제2 컴포넌트의 복수의 스레드 구역들과 반경방향으로 정렬시키는 단계를 더 포함하는,
맞물리게 하는 방법.
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