(57)【要約】  溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準の電極インタフェースが、第１の接続領域１２２及び第１の環状結合面１２３を有する交換可能な電極１１０を含む。プラズマ銃１００内に第２の接続領域１５１が配置されており、第２の接続領域１５１は第２の環状結合面１５２を含む。第１の環状結合面１２３と第２の環状結合面１５２との間に形成された環状インタフェースから間隔を置いて又は軸線方向に間隔を置いて環状シール１６０が配置される。
2015524021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準の電極インタフェースであって、
第１の接続領域及び第１の環状結合面を備える交換可能な電極と、
プラズマ銃内に配置され、第２の環状結合面を備える第２の接続領域と、
環状シールであって、
環状インタフェースから軸線方向に間隔を置いて配置される、
環状インタフェースの外側に位置する、
環状インタフェースから分離された密封ゾーンで密封を提供する
のうちの少なくとも１つである環状シールと
を備え、
前記環状インタフェースが、前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面との間に形成されている、電極インタフェース。
【請求項２】
前記交換可能な電極がカソード電極である、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項３】
前記交換可能な電極が、装着部分と、異なる材料のアーク放電部分とを備える、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項４】
前記第１の接続領域が雄ねじを備え、前記第２の接続領域が雌ねじを備える、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項５】
取り付けられた状態において、前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面が電気的及び機械的に互いに接触し、非金属シール又は非導電性シールを介在させることなく主電気インタフェースを形成する、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項６】
前記環状シールがＯリングである、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項７】
前記環状シールが、前記交換可能な電極の外側円周溝に配置される、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項８】
前記環状シールが、軸線方向に前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面の前方に位置する、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項９】
前記環状シールが、内側円周面と外側円周面との間を密封するように配置された、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項１０】
前記第２の接続領域が、
前記プラズマ銃の主内部構成要素と、
前記プラズマ銃の非交換可能な内部構成要素と
のうちの少なくとも一方の構成要素上に配置された、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項１１】
前記交換可能な電極が、内部冷却空間を有するカソード電極である、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項１２】
溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準の電極インタフェースであって、
第１の接続領域及び第１の環状結合面を備える交換可能な電極と、
プラズマ銃内に配置された、第２の環状結合面を備える第２の接続領域と
を備え、
前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面は、前記交換可能な電極の長手方向中心軸線に対して概ね直角に配置されており、
前記電極インタフェースがさらに、
円周溝に配置された環状シールであって、前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面との間に形成された環状インタフェースから軸線方向に間隔を置いて配置された環状シール
を備える電極インタフェース。
【請求項１３】
前記交換可能な電極がカソード電極である、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項１４】
前記交換可能な電極が、装着部分と、異なる材料のアーク放電部分とを備える、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項１５】
前記第１の接続領域が雄ねじを備え、前記第２の接続領域が雌ねじを備える、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項１６】
取り付けられた状態において、前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面が電気的及び機械的に互いに接触している、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項１７】
前記環状シールがＯリングである、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項１８】
前記円周溝が、前記交換可能な電極上に配置された外側円周溝である、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項１９】
前記環状シールが、軸線方向に前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面の前方に位置する、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項２０】
前記環状シールが、内側円周面と外側円周面との間を密封するように配置された、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項２１】
前記第２の接続領域が、
前記プラズマ銃の主内部構成要素と、
前記プラズマ銃の非交換可能な内部構成要素と
のうちの少なくとも一方の構成要素上に配置された、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項２２】
前記交換可能な電極が、内部冷却空間を有するカソード電極である、請求項１２に記載された電極インタフェース。
【請求項２３】
溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準のカソード電極インタフェースであって、
第１の接続領域及び第１の環状結合面を備える交換可能なカソードと、
プラズマ銃内に配置され、第２の環状結合面を備える第２の接続領域と、
円周溝に配置された環状シールであり、環状インタフェースから軸線方向に間隔を置いて配置された環状シールと
を備え、
前記環状インタフェースが、前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面の間に形成されている、電極インタフェース。
【請求項２４】
前記交換可能なカソードが、装着部分と、異なる材料のアーク放電部分とを備える、請求項２３に記載の電極インタフェース。
【請求項２５】
前記第１の接続領域が雄ねじを備え、前記第２の接続領域が雌ねじを備える、請求項２３に記載された電極インタフェース。
【請求項２６】
取り付けられた状態において、前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面とが電気的及び機械的に互いに接触する、請求項２３に記載された電極インタフェース。
【請求項２７】
前記環状シールがＯリングである、請求項２３に記載された電極インタフェース。
【請求項２８】
前記円周溝が、前記交換可能なカソード上に配置された外側円周溝である、請求項２３に記載された電極インタフェース。
【請求項２９】
前記環状シールが、軸線方向に前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面の前方に位置し、前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面が、前記交換可能なカソードの長手方向中心軸線に対して概ね直角に配置された、請求項２３に記載された電極インタフェース。
【請求項３０】
前記環状シールが、内側円周面と外側円周面との間を密封するように配置された、請求項２３に記載された電極インタフェース。
【請求項３１】
前記第２の接続領域が、
前記プラズマ銃の主内部構成要素と、
前記プラズマ銃の非交換可能な内部構成要素と
のうちの少なくとも一方の構成要素上に配置された、請求項２３に記載の電極インタフェース。
【請求項３２】
プラズマ銃を製造する方法であって、
前記プラズマ銃内に、請求項１から３１までのいずれか一項に記載された交換可能なインタフェースを有する交換可能な電極を取り付ける段階を含む方法。
【請求項３３】
プラズマ銃の交換可能な電極を取り替える方法であって、
使用済みの交換可能な電極を前記プラズマ銃から取り外す段階、及び
請求項１から３１までのいずれか一項に記載された交換可能なインタフェースを有する新しい交換可能な電極を取り付ける段階
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く言えば粉末材料を溶射するための機器に関し、より詳細には、溶射プラズマ銃とともに使用されるカソード・インタフェースに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
さまざまなタイプの構成要素を保護するためにさまざまな溶射皮膜が使用されている。皮膜は、摩耗に耐え、腐食を遅らせ、クリアランスを制御し、摩耗した構成要素を保護し、高温に耐え、及び／又は電気特性を強化するなど、さまざまな効果がある。これらの効果は、皮膜材料の種類、及びそれらの材料をどのように付着させるかによって異なる。本発明の主題が特に関係する一群の溶射皮膜は、プラズマ溶射プロセスによって付着された皮膜である。このプロセスは、多数の産業において多くの異なるタイプの皮膜を付着させる目的に使用されている。
【０００３】
材料コーティングの仕様はそれぞれ、部品表面の必要な材料特性を達成するために、特定の範囲の速度及び温度が粉末粒子に伝達されることを要求する。溶射皮膜の形成において一貫性及び効率を向上させることは依然として産業全体の目標である。
【０００４】
プラズマ銃は、使用により広範囲のパラメータを達成できる基本的なツールであるため、溶射産業においてプロセス・ツールとして使用されている。プラズマ銃の鍵となる要素はカソードの形状である。カソードの形状を変更することにより、プラズマ銃が、同じ基本機器から異なる温度及び速度で皮膜特性を形成供することを可能にできる。繰り返し使用するうちにカソードは摩耗し、そのためカソードを取り替えることになる。したがって、単一のプラズマ銃は通常、カソードの取替えを必要とする。先行技術の構成は、カソードの取替えが困難であり、カソードの取替えに長時間を要し、そのためにカソードを取り替える必要があるときにダウンタイムが長くなるというような構成であった。
【０００５】
しかしながら、プラズマ銃のカソードを取り替える際に難題となりうるいくつかの因子が存在する。コーティング・プロセスを成功させるためには、プラズマ溶射銃がいくつかの異なる機能を実行しなければならない。それらの機能には、カソードを適切に位置合せすること、及び、過熱を防ぐために溶射プロセスの間、銃カソードを冷却することが含まれる。したがって、カソード領域の周囲を密封する冷却材の流れを適切にすること、及び冷却経路を十分に密封することが必要となる。プラズマ・アーク電流の帰路の役目を果たすカソードとプラズマ銃との間の電気接続も必要である。所望の銃動作及び銃特性を達成するためには、機械的位置の正確な配向、電気接続及び水室の密封が達成されなければならない。
【０００６】
図１及び図２は、取替え可能なカソード１０を有する公知のプラズマ銃の一例１を示す（図解のため銃のある主要部分だけが示されている）。容易に分かるとおり、カソード１０は、装着部分２０と、プラズマ溶射中にその前端３２からプラズマ・アークが連続的に放出されるチップ３０とを有する。チップ３０は通常、装着部分２０の受け領域２４に固定され、受け領域２４内に延びる後部３１を有する。装着部分２０は主内部空間２１を含み、主内部空間２１には冷却流体が流れるようにサイズ及び構成が決められ、冷却管４０の前部をその中に収容するように構成される。プラズマ銃１の主冷却通路７０を経由して冷却流体が管４０を流れる。装着部分２０はさらに、構成要素５０の同等の雌ねじにねじ込まれる雄ねじ２２を含み、雄ねじ２２は、プラズマ銃１の主内部構成要素５０にカソード１０を軸線方向に沿って機械的に固定し、主内部構成要素５０にカソード１０を電気的に接続するように機能する。しかしながら、カソード１０と構成要素５０との間を密封して、とりわけ冷却流体（通常は加圧されている）が空間２１から漏出することを防ぐために、通常は、環状接続インタフェース２３の領域にシール又はＯリング６０が提供される。インタフェース２３に位置するため、Ｏリング６０は比較的に高い温度にさらされる。また、インタフェース２３にＯリング６０が位置することは、カソード１０と構成要素５０との間の電気伝導を最大にするという観点から理想的とは言えない。そのため、これらの構成要素間の公知の接続インタフェースに比べて大幅な改良をもたらすような標準化されたインタフェースを提供するためには、これらのことを考慮に入れるべきである。
【０００７】
プラズマ銃内での標準インタフェースの利用はノズル・インタフェースなどの領域で利用されている。例えば、ＨＡＷＬＥＹ他の米国特許第７，７５９，５９９号はこのような１つの装置を記載している。この特許の開示は、この特許を参照することによりその全体が本明細書に明示的に援用される。しかしながら、プラズマ銃のカソード用の標準インタフェースを提供することには、この文献が対象としていない独特の課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，７５９，５９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
全てのプラズマ銃構成要素と交換可能なそれぞれのカソードとの適切な配向を保証し、同時にヒューマン・エラーの危険性を最小化するようなそれぞれのカソードに対する標準インタフェースは、溶射産業にとって有益であろう。最適な配向により、単一の溶射プラズマ銃に対する性能の範囲を拡張できるであろう。したがって、当技術分野では、広範囲のカソード形状に対して最適で効率的で反復可能なカソード接続を提供する溶射プラズマ銃用の標準カソード・インタフェースが依然として求められている。
【００１０】
本発明は、上記の欠陥のうちの１つ又は複数の顕著な欠陥を考慮した標準インタフェースを提供し、機械的位置及び配向の観点からより優れた又は改良されたインタフェースを提供し、改良された電気接続を提供し、さらに密封の完全性及び寿命を向上させる。このような装置は、さまざまなプラズマ形成電極に対して使用することができる。この接続インタフェースの柔軟性は、知られている設計に比べて際立った改良を提供すると考えられる。
【００１１】
本発明に基づくインタフェース装置は、交換可能なカソードを溶射プラズマ銃本体に対合させる共通の機械式インタフェースとして理想的に機能することができる。組み立てられた構成では、銃本体からカソードを通して水流を運び、再び水流の戻り流路へ戻すことができる。さらに、このインタフェースは、銃本体（又はその構成要素）とカソードとの間に最大約３００ボルトで最大約８００アンペアの電流を流す十分な能力を提供する。当然ながら、このインタフェースに流す実際の電力は、銃で吹き付ける具体的な材料や所望の皮膜特性によって異なってくる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の非限定的な一具体例によれば、溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準の電極インタフェースであって、第１の接続領域及び第１の環状結合面を備える交換可能な電極と、プラズマ銃内に配置され、第２の環状結合面を備える第２の接続領域と、第１の環状結合面と第２の環状結合面との間に形成された環状インタフェースから軸線方向に間隔を置いて配置された環状シールとを備える電極インタフェースが提供される。この環状シールは、
環状インタフェースから軸線方向に間隔を置いて配置される、
環状インタフェースの外側に位置する、
環状インタフェースから分離された密封ゾーンにおいて密封を提供する
のうちの少なくとも１つである。
【００１３】
一例では、交換可能な電極はカソード電極である。
【００１４】
一例では、交換可能な電極が、装着部分と、異なる材料のアーク放電部分とを備える。
【００１５】
一例では、第１の接続領域が雄ねじを備え、第２の接続領域が雌ねじを備える。
【００１６】
一例では、取り付けられた状態において、第１の環状結合面と第２の環状結合面とが電気的及び機械的に互いに接触し、及び／又は第１の環状結合面と第２の環状結合面とが電気的及び機械的に互いに接触し、非金属シール又は非導電性シールを介在させることなく主電気インタフェースを形成する。
【００１７】
一例では、環状シールがＯリングである。
【００１８】
一例では、環状シールが、交換可能な電極の外側円周溝に配置される。
【００１９】
一例では、環状シールが、軸線方向に第１の環状結合面および第２の環状結合面の前方に位置する。
【００２０】
一例では、環状シールが、内側円周面と外側円周面との間を密封するように配置される。
【００２１】
一例では、第２の接続領域が、プラズマ銃の主内部構成要素と、プラズマ銃の非交換可能な内部構成要素とのうちの少なくとも一方の構成要素上に配置される。
【００２２】
一例では、交換可能な電極が、内部冷却空間を有するカソード電極である。
【００２３】
本発明は、溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準の電極インタフェースであって、第１の接続領域及び第１の環状結合面を備える交換可能な電極と、プラズマ銃内に配置された、第２の環状結合面を備える第２の接続領域とを備える電極インタフェースを提供する。この第１の環状結合面および第２の環状結合面は、交換可能な電極の長手方向中心軸線に対して概ね直角に配置される。円周溝に環状シールが配置され、この環状シールは、第１の環状結合面と第２の環状結合面との間に形成された環状インタフェースから軸線方向に間隔を置いて配置される。
【００２４】
一例では、交換可能な電極は、カソード電極である。
【００２５】
一例では、交換可能な電極が、装着部分と、異なる材料のアーク放電部分とを備える。
【００２６】
一例では、第１の接続領域が雄ねじを備え、第２の接続領域が雌ねじを備える。
【００２７】
一例では、取り付けられた状態において、第１の環状結合面と第２の環状結合面とが電気的及び機械的に互いに接触する。
【００２８】
一例では、環状シールがＯリングである。
【００２９】
一例では、円周溝が、交換可能な電極上に配置された外側円周溝である。
【００３０】
一例では、環状シールが、軸線方向に沿って第１の環状結合面および第２の環状結合面の前方に位置する。
【００３１】
一例では、環状シールが、内側円周面と外側円周面との間を密封するように配置される。
【００３２】
一例では、第２の接続領域が、プラズマ銃の主内部構成要素と、プラズマ銃の非交換可能な内部構成要素とのうちの少なくとも一方の構成要素上に配置される。
【００３３】
一例では、交換可能な電極が、内部冷却空間を有するカソード電極である。
【００３４】
本発明はさらに、溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準のカソード電極インタフェースであって、第１の接続領域及び第１の環状結合面を備える交換可能なカソードと、プラズマ銃内に配置された、第２の環状結合面を備える第２の接続領域と、円周溝に配置された環状シールであり、第１の環状結合面と第２の環状結合面の間に形成された環状インタフェースから軸線方向に間隔を置いて配置された環状シールとを備えるカソード電極インタフェースを提供する。
【００３５】
一例では、交換可能なカソードが、装着部分と、異なる材料のアーク放電部分とを備える。
【００３６】
一例では、第１の接続領域が雄ねじを備え、第２の接続領域が雌ねじを備える。
【００３７】
一例では、取り付けられた状態において、第１の環状結合面と第２の環状結合面とが電気的及び機械的に互いに接触する。
【００３８】
一例では、環状シールがＯリングである。
【００３９】
一例では、円周溝が、交換可能なカソード上に配置された外側円周溝である。
【００４０】
一例では、環状シールが、軸線方向に沿って第１の環状結合面および第２の環状結合面の前方に位置し、第１の環状結合面および第２の環状結合面が、交換可能なカソードの長手方向中心軸線に対して概ね直角に配置される。
【００４１】
一例では、環状シールが、内側円周面と外側円周面との間を密封するように配置される。
【００４２】
一例では、第２の接続領域が、プラズマ銃の主内部構成要素と、プラズマ銃の非交換可能な内部構成要素とのうちの少なくとも一方の構成要素上に配置される。
【００４３】
本発明はさらに、プラズマ銃を製造する方法であって、プラズマ銃内に、上記例のうちのいずれか１つの例に基づく交換可能なインタフェースを有する交換可能な電極を取り付ける段階を含む方法を提供する。
【００４４】
本発明はさらに、プラズマ銃の交換可能な電極を取り替える方法であって、使用済みの交換可能な電極をプラズマ銃から取り外す段階、及び上記の例のうちのいずれか１つの例に基づく交換可能なインタフェースを有する新しい交換可能な電極を取り付ける段階を含む方法を提供する。
【００４５】
本発明の追加の特徴は、図面及び以下の説明に記載されており、一部は以下の説明から明白となり、又は本発明を実施することによって知ることができる。本発明の特徴は、以下に具体的に示す特徴、手段及び／又は特徴の組合せによって実現し達成することができる。
【００４６】
以下の詳細な説明では、本発明を、下記の図面を参照して、本発明の非限定的で例示的な実施例によってさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】先行技術のプラズマ銃の内部領域の断面図。
【図２】図１の拡大された一部分を示す図。
【図３】本発明の非限定的な一実施例に基づく交換可能な電極インタフェースを利用するプラズマ銃の内部領域の断面図。
【図４】図３の拡大された一部分を示す図。
【図５】本発明の非限定的な一実施例に基づくカソードの背面透視図。
【図６】本発明の非限定的な一実施例に基づくカソードの前面透視図。
【図７】図５及び図６に示したカソードの側面図。
【図８】図５及び図６に示したカソードの後端面図。
【図９】本発明の非限定的な一実施例に基づく交換可能な電極インタフェースを利用する例示的なプラズマ銃の背面透視図。
【図１０】本発明の非限定的な一実施例に基づく交換可能な電極インタフェースを利用する例示的なプラズマ銃の前面透視図。
【図１１】図９及び図１０に示したプラズマ銃の側断面図。
【図１２】本発明の非限定的な一実施例に基づく交換可能な電極インタフェースを利用する別の例示的なプラズマ銃の前面透視図。
【図１３】本発明の非限定的な一実施例に基づく交換可能な電極インタフェースを利用する別の例示的なプラズマ銃の背面透視図。
【図１４】図１２及び図１３に示したプラズマ銃の側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本明細書に示された詳細は、本発明のみの実施例を説明的に論じるための例であり、本発明の原理及び概念的態様の最も有用で最も容易に理解される説明であると考えられるものを提供するために提示される。この点に関して、本発明の構造上の詳細を、本発明の基本的理解に必要な程度を越えて詳細に示すことはしない。本明細書の説明を図面を参照して当業者が検討すると、本発明のいくつかの形態を実際に実施する方法が明らかになる。
【００４９】
図３及び図４は、交換及び取替えが可能な本発明に基づくカソード１１０を有するプラズマ銃の非限定的な一実例１００を示す（図解のため銃のある主要部分のみが示されている）。図１及び図２に示した公知の装置１０／５０と比べると容易に分かるとおり、カソード１１０は、シールのないインタフェースを介して、プラズマ銃１００の主要部分１５０に機械的及び電気的に接続されている。すなわち、このインタフェースは、以下に詳細に説明するように非金属シール又は非導電性シールがない。その代わりに、このインタフェースから軸線方向に間隔を置いてシール１６０が配置されている。
【００５０】
したがって、図３及び図４の実施例では、カソード１１０は、装着部分１２０と、プラズマ溶射中にその前端１３２からプラズマ・アークが連続的に放出されるチップ１３０とを有する。チップ１３０は、装着部分１２０の受け領域１２４に固定される、受け領域１２４内に延びる後部１３１を有する。装着部分１２０は主内部空間１２１を含む。主内部空間１２１は、冷却流体が流されるように寸法および構成が決められ、冷却管１４０の前部を収容するように適合している。冷却流体は、プラズマ銃１００の主冷却通路１７０を経由して管１４０を流れる。装着部分１２０はさらに、構成要素１５０の対応する雌ねじ１５１にねじ込まれる雄ねじ１２２を含み、雄ねじ１２２は、プラズマ銃１００の主内部構成要素１５０にカソード１１０を軸線方向に沿って機械的に固定し、主内部構成要素１５０にカソード１１０を電気的に接続するように機能する。しかしながら、カソード１１０と構成要素１５０との間を密封して、とりわけ冷却流体（通常は加圧されている）が空間１２１から漏出することを防ぐために、カソード１１０のインタフェース結合面１２３と内部構成要素１５０のインタフェース結合面１５２との間に形成された環状接続インタフェースの領域以外の位置に、シール又はＯリング１６０が提供される。図３及び図４の実施例では、Ｏリング１６０は、インタフェース１２３／１５２から間隔を置いて配置されており、その代り概ね円周溝１２５に配置されている。溝１２５は、図３及び図４に示されているように外側円周溝としてカソード１１０上に配置することができ、或いは内部構成要素１５０上の内側円周溝として配置することもできる。インタフェース１２３／１５２から間隔を置いて配置されているため、Ｏリング１６０は、先行技術の場合とは異なり比較的高い温度にさらされない。また、Ｏリング１６０がインタフェースから間隔を置いて配置されていることは、カソード１１０と構成要素１５０との間に最大の電気伝導を提供するという観点からより理想的である。これは、従来は間隔を置いて配置され（図１及び図２参照）Ｏリング又はシールを受け入れる空間を形成する役目を果たしていたこのインタフェース表面を、この実施例では互いに電気接触させることができるためである。図３及び図４に示した構成の結果として、構成要素１１０と１５０との間の公知の接続インタフェースに比べて大幅に改良された標準化されたインタフェースが提供される。
【００５１】
次に図５〜図８を参照すると、例示的なカソード１１０が、概ね円筒形の装着部分１２０と、プラズマ溶射中にその前端１３２からプラズマ・アークが連続的に放出される概ね円筒形のチップ１３０とを有することが分かる。装着部分１２０は概ね円筒形の主内部空間１２１を含む、主内部空間１２１は冷却流体が流れるように寸法および構成が決められ、冷却管１４０（図４参照）の前部を収容するように適合される。装着部分１２０はさらに、その後端に配置された雄ねじ１２２、及びチップ１３０に隣接して配置された六角形の部分を含む。この六角形の部分は、操作者が、レンチ、ソケット・レンチなどの適当な工具を使用してカソード１１０を取り外し、そのようにしてカソード１１０の取外し中に雄ねじ１２２をゆるめて、内部構成要素１５０の雌ねじ１５１から取り外すことができるようにサイズ及び構成が決められている。この同じ六角形の部分は、操作者が、レンチ、ソケット・レンチなどの適当な工具を使用してカソード１１０を取り付け、そのようにしてカソード１１０の取付け中に内部構成要素１５０の雌ねじに雄ねじ１２２をねじ込むことを可能にする。図７に示されるとおり、カソード１１０上に溝１２５を外側円周溝として配置することができ、この溝１２５は、カソード１１０のインタフェース結合面１２３から軸線方向に間隔を置いて配置される。
【００５２】
実施例では、ねじが切られた接続領域１２２及び１５１は、任意のタイプの接続領域とすることができ、これらの領域は例えば機械ねじだけに限定されない。さらに、ねじ１２２又はねじ１５１は完全な円を描く必要はなく、断続するねじの形態をとることができる。非限定的例として、５／８−１８ＵＮＦねじが含まれる。インタフェース１２３／１５２を図３及び図４に示したインタフェースに限定する必要はなく、さらに、カソード１１０の進入を止める停止機構として機能することもできる。実施例では、Ｏリング１６０を任意のタイプのＯリングとすることができる。すなわちＯリング１６０の断面を概ね円形、正方形又は長方形とすることができ、Ｏリング１６０は、冷却流体回路に密封を提供するように機能することが好ましい。構成要素１５０、１２０、１３０などのある種の構成要素の材料は、図１及び図２に示したプラズマ銃などの従来のプラズマ銃で利用されている同等の構成要素に使用されている材料と同じ材料とすることができる。
【００５３】
図９〜図１１は、図３及び図４に示した交換可能なインタフェースを利用できる非限定的な１つのプラズマ銃１００’を示す。これらの図では、Ｓｕｌｚｅｒ  Ｍｅｔｃｏ  ＳｉｎｐｌｅｘＰｒｏ−９０プラズマ銃に、図３及び図４に例示したタイプの交換可能なインタフェースを利用して交換可能なカソード（図１１参照）が取り付けられている。
【００５４】
図１２〜図１４は、図３及び図４に示した交換可能なインタフェースを利用できる非限定的な別のプラズマ銃１００”を示す。これらの図では、Ｓｕｌｚｅｒ  Ｍｅｔｃｏ  ＳｉｎｐｌｅｘＰｒｏ−１８０プラズマ銃に、図３及び図４に例示したタイプの交換可能なインタフェースを利用して交換可能なカソード（図１４参照）が取り付けられている。
【００５５】
なお、上記の例は単に説明のために示したものであり、上記の例を、本発明を限定するものと解釈してはならない。例示的な実施例を参照して本発明を説明したが、本明細書中で使用されている語句は記述及び説明のためのものであり、限定のためのものでないことが理解される。現時点で記載されている添付の請求項の範囲及び補正された添付の請求項の範囲内において、本発明の範囲及び趣旨を逸脱しない範囲で、その態様に変更を加えることができる。本明細書では特定の手段、材料及び実施例を参照して本発明を説明したが、本発明が本明細書に開示された詳細に限定されることは意図されておらず、むしろ本発明は、添付の請求項の範囲に含まれるものなど、機能的に等価の全ての構造体、方法及び用途に拡張される。
【図１】
2015524021.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015524021.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015524021.tif 000011
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月11日(2014.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準の電極インタフェースであって、該電極インタフェースが、交換可能な電極と、第２の接続領域と、環状シールとを備え、
前記交換可能な電極が、
第１の接続領域、
電気アーク放電端部、および
前記第１の接続領域と前記電気アーク放電端部との間に軸線方向に配置された第１の環状結合面
を備え、
前記第２の接続領域が、プラズマ銃内に配置され、第２の環状結合面を有し、
前記環状シールが、前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面から軸線方向に間隔を置いて配置され、前記環状シールが、軸線方向で前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面と前記電気アーク放電端部との間に配置され、 
前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面とが電気的に接続され、前記第１の接続領域が前記第２の接続領域に取り外し可能に接続できるようになっている、電極インタフェース。
【請求項２】
前記交換可能な電極がカソード電極である、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項３】
前記交換可能な電極が、装着部分と、異なる材料のアーク放電部分とを備えるツーピース式電極である、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項４】
前記第１の接続領域が雄ねじを備え、前記第２の接続領域が雌ねじを備える、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項５】
取り付けられた状態において、前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面が、非金属シール又は非導電性シールを介在させることなく主電気インタフェースを形成する、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項６】
前記環状シールがＯリングである、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項７】
前記環状シールが、
前記交換可能な電極の外側円周溝に配置されるか、
内側円周面と外側円周面との間を密封するように配置される、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項８】
前記環状シールが、軸線方向に前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面の前方に位置し、前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面と前記環状シールとの間隔が、前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面と前記交換可能な電極の後端との間の軸線方向距離よりも小さい、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項９】
前記第２の接続領域が、
前記プラズマ銃の主内部構成要素と、
前記プラズマ銃の非交換可能な内部構成要素と
のうちの少なくとも一方の構成要素上に配置された、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項１０】
前記交換可能な電極が、内部冷却空間を有するカソード電極である、請求項１に記載された電極インタフェース。
【請求項１１】
溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準の電極インタフェースであって、該電極インタフェースが、交換可能なカソードと、雌ねじと、第２の環状結合面と、環状シールとを備え、
前記交換可能なカソードが、
雄ねじを有する装着部、
電気アーク放電前端部、および
前記雄ねじと前記電気アーク放電端部との間に軸線方向に配置された第１の環状結合面
を備え、
前記雌ねじおよび前記第２の環状結合面がプラズマ銃内に配置され、
前記環状シールが、前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面から軸線方向に間隔を置いて配置され、前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面と前記電気アーク放電端部との間に軸線方向に配置され、
前記雌ねじと前記雄ねじがかみ合わされると、前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面とが電気的に接続されるようになっている、電極インタフェース。
【請求項１２】
前記交換可能な電極が、装着部分と、異なる材料のアーク放電部分とを備える、請求項１１に記載された電極インタフェース。
【請求項１３】
前記環状シールがＯリングである、請求項１１に記載された電極インタフェース。
【請求項１４】
前記交換可能な電極上の外周面に配置された円周溝を更に備える、請求項１１に記載された電極インタフェース。
【請求項１５】
前記雌ねじが前記プラズマ銃の非交換可能な内部構成要素に配置される、請求項１１に記載された電極インタフェース。
【請求項１６】
溶射プラズマ銃用の交換可能な又は標準の電極インタフェースであって、該電極インタフェースが、交換可能なカソードと、内側解除可能な接続部、第２の環状結合面と、環状シールとを備え、
前記交換可能なカソードが、
外側解除可能な接続部を有する装着部、
内部冷却流体受容空間、
電気アーク放電前端部、および
前記外側解除可能な接続部と前記電気アーク放電端部との間に軸線方向に配置された第１の環状結合面
を備え、
前記内側解除可能な接続部及び前記第２の環状結合面が、プラズマ銃内に配置され、
前記環状シールが、前記第１の環状結合面および前記第２の環状結合面から軸線方向に間隔を置いて配置され、前記内部冷却流体受容空間の一部を囲っており、
前記第１の環状結合面と前記第２の環状結合面とが電気的に接続されている、電極インタフェース。
【請求項１７】
前記交換可能なカソードが、ツーピース式電極である、請求項１６に記載の電極インタフェース。
【請求項１８】
前記外側解除可能な接続部が雄ねじを備え、前記内側解除可能な接続部が雌ねじを備える、請求項１６に記載された電極インタフェース。
【請求項１９】
プラズマ銃を製造する方法であって、
前記プラズマ銃内に、請求項１から１８までのいずれか一項に記載された交換可能なインタフェースを有する交換可能な電極を取り付ける段階を含む方法。
【請求項２０】
プラズマ銃の交換可能な電極を取り替える方法であって、
使用済みの交換可能な電極を前記プラズマ銃から取り外す段階、及び
請求項１から１８までのいずれか一項に記載された交換可能なインタフェースを有する新しい交換可能な電極を取り付ける段階
を含む方法。
【国際調査報告】
2015524021.tif 000017