(57)【要約】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。
2007530291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【請求項２１】
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。
【請求項２２】
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。
【請求項２３】
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。
【請求項２４】
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。
【請求項２５】
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。
【請求項２６】
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。
【請求項２７】
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。
【請求項２８】
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。
【請求項２９】
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。
【請求項３０】
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。
【請求項３１】
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。
【請求項３２】
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。
【請求項３３】
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。
【請求項３４】
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。
【請求項３５】
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。
【請求項３６】
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。
【請求項３７】
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。
【請求項３８】
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。
【請求項３９】
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。
【請求項４０】
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。
【請求項４１】
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。
【請求項４２】
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。
【請求項４３】
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。
【請求項４４】
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。
【請求項４５】
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。
【請求項４６】
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４７】
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。
【請求項４８】
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。
【請求項４９】
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。
【請求項５０】
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。
【請求項５１】
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。
【請求項５２】
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。
【請求項５３】
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。
【請求項５４】
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。
【請求項５５】
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。
【請求項５６】
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。
【請求項５７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（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。
【０００２】
（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。
【背景技術】
【０００３】
（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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、公知のＭＩＧ溶接トーチを示す。
【図２】図２は、図１のＭＩＧ溶接トーチのヘッドの部分的な断面図である。
【図３】図３は、図１のＭＩＧ溶接トーチのヘッドの部分的な断面図であり、ライナが、トーチ内で、どのように配置され得るかについて示す。
【図４】図４は、ＭＩＧ溶接トーチのトーチヘッド内で、ライナを固定するための公知の方法を示す。
【図５】図５Ａおよび図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６】図６は、トーチヘッドの断面図であり、トーチヘッド内に固定されたライナを示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態の斜視図を示し、中空本体の外面に配置されたガス通路を示す。
【図８】図８は、図７とは異なる角度からの本発明の実施形態の斜視図を示し、中空本体の外面に配置されたガス通路を示す。
【図９】図９は、本発明のコレットの一実施形態の端面図である。
【図１０】図１０は、図９の実施形態の側面図である。
【図１１】図１１は、雁首内に配置され得る場合の、図９のコレットを示す。
【図１２】図１２は、雁首内に固定された後の、図９のコレットを示す。
【図１３】図１３は、本発明の２ピースの実施形態を示す。
【図１４】図１４は、図１３のものとは異なる本発明の２ピースの実施形態を示す。
【図１５】図１５は、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。
【図１６】図１６は、ロッキング係合接続部を備える溶接装置の一部分の例示的な実施形態の断面図を示す。
【図１７】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】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。
【図１９】図１９は、他のトーチ部品のテーパー状のコレットの分解図を示す。
【図２０】図２０は、拡散器部分を備えるコレットを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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