(57)【要約】  ここでは、電極と係合するように動くことができる空気圧制御ジョー（２２）を含むトーチハンドル（１０）を提供する。１つのアプローチでは、トーチハンドル（１０）内にガスを分配するシステムを提供し、このシステムはトーチハンドルの主ハウジング内に空気圧シリンダ（４０）を有する。空気圧シリンダ（４０）は、ジョー（２２）の第１及び第２の部材（２４、２６）を作動させるためのシャフトに連結されている。システムは、主ハウジングを通るガス通路（６８）をさらに有し、ガス通路（６８）は、第２の部材内に配置された出口オリフィス（３１）まで延びている。第１及び第２のバルブ（８２、８４）を含む流量コントローラは、ガスの流れを空気圧シリンダ（４０）又はガス通路（６８）のいずれかに向けるように動作可能である。１つのアプローチでは、第１の部材は、ガスがガス通路（６８）を通って導かれたとき、第２の部材（２６）に向かうよう動かされ、ガスが空気圧シリンダ（４０）に導かれるとき、第２の部材（２６）から離れるよう動かされる。【選択図】図２
2020506066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ハウジングと、
前記主ハウジングに連結されたジョーであって、前記ジョーには、電極と係合するように作動することができる第１の部材及び第２の部材が含まれることを特徴とするジョーと、
前記主ハウジング内に配置された空気圧シリンダであって、前記空気圧シリンダは、前記第２の部材に対して相対的に前記第１の部材を動かすためにアームに連結されていることを特徴とする空気圧シリンダと、
前記主ハウジングを通って前記第２の部材内に配置された出口オリフィスまで延びるガス通路と、
ガスを前記空気圧シリンダに送り込むように作動することができる第１のバルブ及び前記ガスを前記ガス通路に送り込むように作動することができる第２のバルブを含むバルブアセンブリであって、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブは、互いに実質的に垂直方向に向けられていることを特徴とするバルブアセンブリと、
を具備するトーチハンドル。
【請求項２】
前記ガスを前記バルブアセンブリに供給するためのガス入口をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のトーチハンドル。
【請求項３】
前記第１のバルブは前記第２のバルブの全長及び周囲長より大きい全長及び周囲長を有することを特徴とする請求項１に記載のトーチハンドル。
【請求項４】
流量コントローラのユーザ操作を行うために前記バルブアセンブリに連結されたスイッチをさらに具備し、前記スイッチは、
本体と、
前記本体から突き出たレバーアームであって、前記レバーアームは前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの内の少なくとも１つに直接物理的に接触することを特徴とするレバーアームと
を具備することを特徴とする請求項１に記載のトーチハンドル。
【請求項５】
前記本体は、ユーザがアクセスできるように部分的に前記主ハウジングの外側に延び、前記レバーアームは前記トーチハンドルの内側に延びることを特徴とする請求項４に記載のトーチハンドル。
【請求項６】
前記スイッチは前記主ハウジングに連結されたカンチレバーアームをさらに具備し、前記カンチレバーアームは、前記第２のバルブのステムと直接物理的に接触し、前記カンチレバーアームの回転により前記第２のバルブのステムを動かすことを特徴とする請求項４に記載のトーチハンドル。
【請求項７】
前記空気圧シリンダは、
チャンバ内のピストンと、
前記チャンバに前記ガスを送り込むための空気圧シリンダ入口と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載のトーチハンドル。
【請求項８】
前記アームは、前記空気圧シリンダのシャフトを摺動可能に収容するためのスロットを具備することを特徴とする請求項１に記載のトーチハンドル。
【請求項９】
前記第１の部材の前記アームに連結されたスプリングをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のトーチハンドル。
【請求項１０】
主ハウジング内に配置された空気圧シリンダであって、前記空気圧シリンダには、ジョーの第２の部材に対して相対的に前記ジョーの第１の部材を動かすシャフトが含まれることを特徴とする空気圧シリンダと、
前記主ハウジングを通るガス通路であって、前記ガス通路には、前記ジョーの前記第２の部材内に配置された出口オリフィスが含まれることを特徴とするガス通路と、
ガスを前記空気圧シリンダに送り込むように作動することができる第１のバルブと、前記ガス通路に前記ガスを送り込むように作動することができる第２のバルブとを含むバルブアセンブリであって、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブは互いに実質的に垂直方向に向けられていることを特徴とするバルブアセンブリと、
を具備するトーチハンドル内にガスを分配するためのシステム。
【請求項１１】
流量コントローラのユーザ操作を行うために前記バルブアセンブリに連結されたスイッチをさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１のバルブは前記第２のバルブの全長及び周囲長より大きい全長及び周囲長を有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
請求項１０に記載のシステムであって、前期システムは流量コントローラのユーザ操作を行うために前記バルブアセンブリに連結されたスイッチをさらに具備し、前記スイッチは、
ユーザによって動かすために前記主ハウジングの外側に部分的に延びている本体と、
前記本体から延びているレバーアームであって、前記レバーアームは前記トーチハンドル内に延び、前記レバーアームは前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの内の少なくとも１つに直接物理的に接触することを特徴とするレバーアームと、
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、前期スイッチは前記主ハウジングに連結されたカンチレバーアームをさらに具備し、前記カンチレバーアームは前記第２のバルブのステムに直接物理的に接触し、前記カンチレバーアームを回転させることで前記第２のバルブのステムを動かすことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記第１の部材は、前記ジョーの前記第２の部材に対して相対的に前記ジョーの前記第１の部材を動かすために、前記空気圧シリンダの前記シャフトを摺動可能に収容するためのスロットを有するアームを具備することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
トーチハンドルの流量コントローラでガスの流れを受け取るステップであって、前記流量コントローラには、互いに実質的に垂直方向に向けられた第１のバルブ及び第２のバルブを有するバルブアセンブリが含まれることを特徴とするステップと、
前記第２のバルブを介して前記トーチハンドルの主ハウジング内に配置された空気圧シリンダであって、前記空気圧シリンダにはジョーの第１の部材を動かすためのシャフトが含まれることを特徴とする空気圧シリンダに、又は、前記第１のバルブを介して前記主ハウジングを通るガス通路であって、前記ガス通路は前記ジョーの第２の部材内に配置された出口オリフィスを含むことを特徴とするガス通路に、前記ガスを導くステップと、
前記第２の部材に対して相対的に前記ジョーの前記第１の部材を動かすステップと、
を具備する方法。
【請求項１７】
前記ガスの流れが前記ガス通路を通るよう導かれたとき前記第２の部材に向かう方向に前記第１の部材を動かし、前記ガスの流れが前記空気圧シリンダに導かれたとき前記第２の部材から離れる方向に前記第１の部材を動かすステップをさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記空気圧シリンダの前記シャフトを前記第１の部材内に部分的に配置されたアームに連結させるステップをさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法であって、前期方法は前記トーチハンドルの前記主ハウジングに連結されたスイッチを用いて前記流量コントローラの制御を行うステップをさらに具備し、前記スイッチは、
ユーザによって動かすために前記主ハウジングの外側に部分的に延びている本体と、
前記本体から延びているレバーアームであって、前記レバーアームは前記トーチハンドル内に延び、前記レバーアームは前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの内の少なくとも１つに直接物理的に接触することを特徴とするレバーアームと、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記空気圧シリンダへの前記ガスの供給を制御するために前記第１のバルブ内のステムの位置を調整するステップと、前記ガス通路への前記ガスの供給を制御するために前記第２のバルブ内のステムの位置を調整するステップとをさらに具備することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本開示は、２０１７年２月７日に出願された米国特許出願第１５／４２６，５９８号に基づく優先権を主張するものであり、その出願内容のすべてを参照により本出願に組み込むものとする。
【０００２】
本開示は、大まかにいえばガウジングトーチに関する。とりわけ、本開示は、空気圧作動ジョーを備えたトーチハンドルを有するガウジングトーチに関する。
【背景技術】
【０００３】
エアカーボンアークシステム及びプロセスは、金属加工及び鋳造仕上げ、化学及び石油工学、建設、鉱業、一般的な修理、メンテナンスなど、様々な用途に使用できる。金属加工及び鋳造の仕上げに関して、エアカーボンアーク金属除去システム及びプロセスを使用して、表面の金属を削り、溝を付け、切り取り、又は洗い流すことができる。
【０００４】
エアカーボンアーク切断及びガウジングトーチは、電極とワークピースとの間に電気アークを発生させそして維持させるよう、電極をワークピースに向き合って配置することにより作動する。アークの影響で金属が溶けると、電極に沿ってアークに向けられた高圧空気の流れにより、溶けた金属がアークの影響から強制的に除去され、その結果、ワークピースの表面に溝が残る。このプロセスを使用して、電極とアークを通過させた領域でワークピースを完全に切断することもできる。
【０００５】
ただし、ガウジングトーチの電極は損耗するため、定期的に交換する必要がある。現在の技術的アプローチでは、手動ガウジングトーチレバーを使用して、炭素電極の挿入と位置変更のためにトーチのジョーを開閉する。このことは、ガウジングトーチレバーに大きなハンドグリップ力を必要とするため、何度も繰り返すことは特に、オペレータの疲労につながる。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書の例示的なアプローチでは、電極と係合することが可能な空気圧制御ジョーを含むトーチハンドルを提供する。１つのアプローチでは、トーチハンドル内にガスを分配するシステムを提供し、このシステムにはトーチハンドルの主ハウジング内に配置された空気圧シリンダが含まれる。空気圧シリンダは、ジョーの第２の部材に対して相対的にジョーの第１の部材を作動させるためにシャフトに連結されたピストンを含むことができる。システムは、主ハウジングを通るガス通路をさらに含み、ガス通路は、ジョーの第２の部材内に配置された出口オリフィスを含む。流量コントローラは、ガスの流れを制御し、それを空気圧シリンダ又はガス通路のいずれかに導くようにすることができる。１つのアプローチでは、ガスの流れがガス通路に導かれるとき、第１の部材は第２の部材に向かうよう動かされ、ガスの流れが空気圧シリンダに導かれるとき、第２の部材から離れるよう動かされる。空気圧で支援されたジョーを提供することにより、ガウジングトーチレバーを操作するために通常必要とされるハンドグリップ力は大幅に減少する。
【０００７】
本開示による例示的なトーチハンドルには、主ハウジングと、主ハウジングに連結されたジョーとが含まれ、ジョーには、電極と係合するように動くことができる第１の部材及び第２の部材が含まれる。トーチハンドルには、主ハウジング内に配置された空気圧シリンダがさらに含まれ、空気圧シリンダは、第２の部材に対して相対的に第１の部材を動かすためにアームに連結されている。トーチハンドルには、主ハウジングを通って第２の部材内に配置された出口オリフィスまで延びるガス通路と、ガスを空気圧シリンダに送り込むように作動することができる第１のバルブ及びガスをガス通路に送り込むように作動することができる第２のバルブを含むバルブアセンブリとがさらに含まれる。第１のバルブ及び第２のバルブは、互いに実質的に垂直方向に向けられている。
【０００８】
本開示による、トーチハンドル内にガスを分配するための例示的なシステムには、主ハウジング内に配置された空気圧シリンダが含まれ、空気圧シリンダには、ジョーの第２の部材に対して相対的にジョーの第１の部材を動かすシャフトが含まれる。システムには、主ハウジングを通るガス通路がさらに含まれ、ガス通路には、ジョーの第２の部材内に配置された出口オリフィスが含まれる。システムには、ガスを空気圧シリンダに送り込むように作動することができる第１のバルブと、ガス通路にガスを送り込むように作動することができる第２のバルブとを含むバルブアセンブリがさらに含まれ、第１のバルブ及び第２のバルブは互いに実質的に垂直方向に向けられている。
【０００９】
本開示によるトーチハンドルを操作するための例示的な方法には、トーチハンドルの流量コントローラでガスの流れを受け取ることが含まれ、流量コントローラには、互いに実質的に垂直方向に向けられた第１のバルブ及び第２のバルブを有するバルブアセンブリが含まれる。この方法には、ガスを次のいずれかに導くことがさらに含まれる。すなわち、第２のバルブを介してトーチハンドルの主ハウジング内に配置された空気圧シリンダであって、空気圧シリンダにはジョーの第１の部材を動かすためのシャフトが含まれることを特徴とする空気圧シリンダに導くこと、及び、第１のバルブを介して主ハウジングを通るガス通路であって、ガス通路は、ジョーの第２の部材内に配置された出口オリフィスを含むことを特徴とするガス通路に導くことが含まれる。この方法には、第２の部材に対して相対的にジョーの第１の部材を動かすことがさらに含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付の図面は、原理を実際に応用するためにこれまでに考え出された空気圧作動ジョーを有する開示されたトーチハンドルの例示的なアプローチを示している。
【００１１】
【図１】例示的なアプローチによるトーチハンドルの等角図である。
【００１２】
【図２】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドルの等角部分断面図である。
【００１３】
【図３Ａ】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドルの横断面図である。
【００１４】
【図３Ｂ】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドルの拡大横断面図である。
【００１５】
【図４】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドル内にガスを分配するシステムの等角半透明図である。
【００１６】
【図５】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドル内の流量コントローラのバルブの等角図である。
【００１７】
【図６Ａ】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドルの等角部分断面図である。
【００１８】
【図６Ｂ】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドルの横断面図である。
【００１９】
【図７Ａ】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドルの半透明等角部分断面図である。
【００２０】
【図７Ｂ】例示的なアプローチによる図１のトーチハンドルの半透明横断面図である。
【００２１】
【図８】空気圧作動ジョーを備えたトーチハンドルを有するガウジングトーチを作動させる例示的な方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで、様々なアプローチが示されている添付の図面を参照して本開示を行う。しかしながら、開示されたトーチハンドルは多くの異なる形態で具体化することができ、ここに記載されたアプローチに限定されると解釈されるべきではないことは理解されるであろう。むしろ、これらのアプローチは、本開示が徹底的かつ完全であり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるように提供されるものである。図面において、同様の番号は全体を通して同様の構成要素を指す。
【００２３】
ここで使用されるような、単数形で列挙され、単語「a」又は「an」で始まる構成要素又は動作は、明示的に列挙されない限り、複数の構成要素又は動作を除外しないと理解されるべきである。なお、本開示の「１つのアプローチ」の説明は、説明した特徴を組み込んださらなるアプローチの存在を除外するものとして解釈されることを意図するものではない。
【００２４】
さらに、「下に」、「下部に」、「低い」、「中央の」、「上方に」、「上部に」、その他のような、空間的に相対位置を表す用語は、図に示すように、１つの構成要素の他の構成要素に対する関係をわかりやすくするために用いることがある。当然のことながら、空間的相対位置を表す用語には、図に示した位置に加えて、使用中又は作動中の装置での異なる位置も包含することができる。
【００２５】
図１を参照して、例示的実施形態によるガウジングトーチのトーチハンドル１０を詳細に説明する。図示の通り、トーチハンドル１０は、作業者の片手で握るのに適した形に組み立てた１以上の部品を有する、主ハウジング１４を有する。トーチハンドル１０は、主ハウジング１４の遠位端１８に取り付けられたジョー２２をさらに有する。図示されていないが、トーチハンドル１０は、主ハウジング１４の近位端２０に配置されたトーチ本体を有する。１つの実施形態において、トーチハンドル１０及びジョーは、ガラス充填フェノール樹脂のような耐熱材で作られる。
【００２６】
例示的な実施形態では、ジョー２２には、第２の部材２６の反対側に配置された第１の部材２４が含まれる。第１の部材２４と第２の部材２６とが一緒に作動して、それらの間に電極３０を係合させることができる。例示的な実施形態では、ジョー２２を、主ハウジング１４の開口部３８内に部分的に埋め込まれたスイッチ３４を介して、ユーザ制御することができる。より具体的には、スイッチ３４は、さらに以下で説明するように、主ハウジング１４内の流量コントローラと共に作動して、ジョー２２の空気圧支援ユーザ制御を行うことができる。
【００２７】
例示的な実施形態では、第１の部材２４には、ジョー２２が閉位置にあるときに電極３０と接触するように構成された突起部３２が含まれる。第２の部材２６には、電極３０を受け入れるための溝が形成されたノズル３６が含まれる。ノズル３６は、電極３０の動きに合わせて自由に動くことができる。ノズル３６には複数のオリフィス３１が設けられており、そこから高速ガス流が流れ、切断又はガウジング動作を実行する。作業を行うのに必要なガスの圧力はさまざまであるが、通常、このトーチは約８０ｐｓｉから約１００ｐｓｉの圧力を持つガスにより作動する。
【００２８】
ここで図２〜図３Ｂを参照して、例示的な実施形態によるトーチハンドル１０を詳細に説明する。図示の通り、トーチハンドル１０には、主ハウジング１４内に配置された空気圧シリンダ４０が含まれる。空気圧シリンダ４０には、第１の端部でアーム４４に連結され、第２の端部でチャンバ４８内に配置されたピストン４６に連結されたシャフト４２が含まれる。例示的な実施形態では、ピストン４６は、空気圧シリンダ入口５０を通るガスの流れに応じてチャンバ４８の内側を摺動するように構成される。ピストン４６には、ピストン４６とチャンバ４８の壁との間にシールを形成するために、その周囲に拡がる１つ以上のＯリング５３を含むことができる。
【００２９】
様々な実施形態では、空気圧シリンダ４０は、使用される空気圧シリンダのタイプに応じて、外観、サイズ、及び機能が異なることがある。例えば、１つの実施形態において、単動シリンダ（ＳＡＣ）は、圧縮空気によって与えられる圧力を使用して一方向の駆動力を生成し、一方、ピストン４６を元の位置に戻すためにバネが使用される。別の実施形態では、複動シリンダにより、空気の力を使用してピストン４６を両方向に移動させることができる。このシリンダには、空気をシリンダに入れるための２つのポートがあり、１つはアウトストローク用、もう１つはインストローク用とすることができる。さらに別の実施形態では、単動式でも複動式でもよい多段式伸縮シリンダは、直径が増えてゆく一連の中空段内に入れ子になったピストンロッドを組み込んでいる。作動すると、ピストンロッドと後続の各ステージは、セグメント化されたピストンとして「多段式」になる。これにより、折りたたまれた同じ長さの単段シリンダで達成されるよりも長いストロークが可能になる。
【００３０】
さらに図示するように、アーム４４は、シャフト４２のラジアルピン５４を摺動可能に収容するための１つ以上のスロット５２を含む。例示的な実施形態では、アーム４４には、主ハウジング１４内に配置された第１の部分６０と、ジョー２２の第１部材２４に連結された第２の部分６２とが含まれる。作動中、アーム４４は、スロット５２内のラジアルピン５４の動きに応じて、支点５８を中心に枢動することができる。例えば、シャフト４２がピストン４６によって主ハウジング１４の遠位端１８に向かって付勢されると、ラジアルピン５４の位置がスロット５２の上端部となり、これによりアーム４４の第１の部分６０がピストン４６の直線運動をほぼ横切る方向に下向きに移動し、アーム４４の第２の部分６２が電極３０から離れるように上向きに移動する。逆に、シャフト４２が主ハウジング１４の近位端２０に向かって引っ込められると、ラジアルピン５４の位置がスロット５２の下端部となり、これによりアームの第１の部分６０がピストン４６の動きに対してほぼ横切る方向に上方向に移動し、アーム４４の第２の部分６２が電極３０に向かって下向きに移動する。
【００３１】
一実施形態では、トーチハンドル１０には、第１の部材２４のアーム４４に連結されたスプリング６４がさらに含まれる。図示の通り、スプリング６４は、ピストン４６の動き方向に対してほぼ垂直に向けられ、これにより、アームの第１の部分６０は、ピストン４６の動きに対してほぼ横切る方向にバイアスされ、アーム４４の第２の部分６２は、電極３０に向かって動く。使用中、スプリング６４は、ジョー２２が開いているときにノズル３６と突起３２との間に電極３０を固定するのに十分な軽い力を第１の部材２４に加える。
【００３２】
ここで図３Ａ〜図４を参照して、例示的な実施形態によるトーチハンドル１０内のガスの分配を制御することによりジョー２２を空気圧で作動させるためのシステム６６を詳細に説明する。図示の通り、システム６６には、空気圧シリンダ４０と、主ハウジング１４を通るガス通路６８とが含まれ、ガス通路６８には、ジョー２２の第２の部材２６のノズル３６内に配置された１つ以上の出口オリフィス３１（図１）が含まれる。使用中、出口オリフィス３１から放出された圧力を有するガスは電極３０に沿って流れ、電気アークの領域内のワークの表面から溶融金属を除去する。１つの実施形態では、各オリフィス３１は、十分な力を維持し、ワークの表面に作用するガス流をもたらすために、電極３０と平行に向けられる。
【００３３】
図示の通り、トーチハンドル１０を作動させるためのガス７２の供給は、主ハウジング１４を通して導かれ、ガス入口７４で受け取られる。トーチハンドル１０内でさらに分配するために流量制御器７８に送られる供給ガス７２は、圧縮空気であってもよい。例示的な実施形態では、流量コントローラ７８は、第１のバルブ８２及び第２のバルブ８４を含む弁アセンブリ７９であり、第１のバルブ８２は、バルブチャンバ８１内に配置され、第１のバルブ８２を介してガスフロー７３を空気圧シリンダ入口５０に導くように構成され、又は、スイッチ３４を介して選択可能な、所望のトーチ作動モード（例えば、「ガウジング」又は「リリース」）に応じて第２のバルブ８４を介してガス通路６８に導くように構成される。１つの実施形態では、トーチハンドル１０はまた、ガス７２の供給を遮断する「オフ」モードを含むことができる。
【００３４】
１つの実施形態では、ガウジングモードが選択された場合、ガスフロー７３は、ガス通路６８を通って導かれ、チャンバ４８内の圧力を減少させ又は比較的低い圧力を維持し、ピストン４６を近位端２０に向かって摺動させ、これにより、ジョー２２の第１の部材２４を第２の部材２６に向かう方向に動かす。解放モードが選択された場合、流量コントローラ７８は、ガスフロー７３を空気圧シリンダ４０に迂回させることができ、ガスフロー７３をチャンバ４８に向けることができる。その結果、チャンバ４８内の圧力が増加し、トーチハンドル１０の遠位端１８に向かう方向にピストン４６を動かし、これにより、第１の部材２４を第２の部材２６から離れるように移動させる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、バルブアセンブリ７９の第１のバルブ８２及び第２のバルブ８４は、互いに垂直に、又はほぼ垂直に向けられている。すなわち、第１のバルブ８２の中央の長手方向軸５７は、第２のバルブ８４の中央長手方向軸５９に垂直とすることができる。図示の通り、中央長手方向軸５７は、トーチハンドル１０の長さ方向の軸（図示せず）にほぼ垂直である。第１のバルブ８２の一方を第２のバルブ８４に対してその側方に向けることにより、第１のバルブ８２を大きくすることができ、ガス通路６８を通るガス流を増加させることでトーチハンドル１０の性能を改善することができる。第２のバルブ８４の中央の長手方向軸５９に平行なより大きなバルブにすることは、オペレータにとって、好ましいハンドルサイズとするための制約があるので、実用的でない可能性がある。いくつかの実施形態では、第１のバルブ８２は、第２のバルブ８４の長さ及び外周よりも大きい長さ及び外周を有する。バルブアセンブリ７９が含むバルブの数は、もっと多く又はもっと少なくすることができる。例えば、代替的な設計では、複数のバルブを第１のバルブ８２の代わりに使用することができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、スイッチ３４は、本体３３と、本体３３から延びるレバーアーム３５とを含むロッカースイッチであってもよく、レバーアーム３５は、バルブアセンブリ７９の第１のバルブ８２及び第２のバルブ８４の各々を制御し／作動させるためのものとすることができる。図３Ｂによく示されている通り、本体３３は、ユーザがアクセスできるようにトーチハンドル１０の主ハウジング１４の外側に延びることができ、一方、レバーアーム３５は、例えば、本体３３に垂直にトーチハンドル内に延びる。本体３３は、第１の端部３７及び第２の端部３９を含むことができ、第１の端部３７又は第２の端部３９は、ピン４１を中心に本体３３を枢動させることでガスフロー７３を制御するために押し下げることができる。いくつかの実施形態では、ピン４１は、スイッチ支持体４３によって懸架又は支持することができる。
【００３７】
スイッチ３４は、主ハウジングに連結され、第２のバルブ８４のステム１００−Ａと直接物理的に接触するカンチレバーアーム４５をさらに含むことができる。カンチレバーアーム４５は、レバーアーム３５の第１の側面にさらに連結される。レバーアーム３５の第２の側面は、第１のバルブ８２のステム１００−Ｂに連結されている。使用中、スイッチの第２の端部３９が第１の空洞４７に押し下げられると、レバーアーム３５は、第１のバルブ８２のステム１００−Ｂに向かって回転し、カンチレバーアーム４５から離れてゆく。レバーアーム３５は、以下に詳細に説明するように、ステム１００−Ｂを近位端２０に向かって動かし第１のバルブ８２内に押し込むことができる。逆に、スイッチ３４の第１の端部３７が第２の空洞４９に押し込まれると、レバーアーム３５はカンチレバーアーム４５に向かって回転する。以下に詳細に説明するように、カンチレバーアーム４５の自由端に加えられる力により、カンチレバーアーム４５が回転し、第２のバルブ８４のステム１００−Ａに対してバイアスをかけ、ステム１００−Ａを第２のバルブ８４内に押し下げる。ステムスプリング５１は、カンチレバーアーム４５に対してスプリング力を加えるために、第２のバルブ８４のステム１００−Ａを囲むことができる。
【００３８】
ここで図５を参照して、例示的な実施形態によるバルブアセンブリ７９の第１のバルブ８２及び第２のバルブ８４の作動を詳細に説明する。簡単にするために、第２のバルブ８４のみが示されている。しかしながら、第１のバルブ８２は、同様の構成で、同様の方法で作動することができることが理解されよう。この実施形態では、第２のバルブ８４は、第１の端部８９に入口８７を含むベース部８６と、Ｏリング９０によってベース部８６から分離された中央部８８とを有する常時閉の３方向カートリッジバルブを表す。図示の通り、中央部８８には、中央部８８を貫通して形成された導管９４が含まれる。例示的な実施形態では、中央部８８及び導管９４は、空気圧シリンダ入口５０（図３Ａ〜図３Ｂ）と一列に並ぶ。第２のバルブ８４にはさらに、Ｏリング９８によって中央セクション８８から分離された上部９６と、第２の端部１０１に配置されたステム１００−Ａとが含まれる。例示的な実施形態では、ステム１００−Ａは、押し下げられると、及び／又は解放されるとガス流路を変更するように構成される。図示の通り、ステム１００−Ａには、ステム１００−Ａから高圧ガスを排出するための排気孔１０２を含むことができる。
【００３９】
例示的な実施形態では、上述のように、スイッチ３４は、カンチレバーアーム４５をステム１００−Ａに係合させ、ステム１００−Ａを第２のバルブ８４内で所望の深さまで後退させる。例えば、第２のバルブ８４が３ポジションバルブである場合、スイッチ３４は、上部９６の上面９１に対して距離Ｄ１だけステム１００−Ａを後退させることができる。この第１の位置では、ステム１００の通路（不図示）は、第１のバルブ８２、８４の中央部８８の導管９４と一列に並び、そこからガスを半径方向に排出する。別の位置では、スイッチ３４は、排気孔１０２からの流れを妨げ、ステムの通路を導管９４と合致しないようにするために、排気孔１０２を上部９６に近接した第１のバルブ８２内に後退させるように、上部９６の上面９１に対してステム１００−Ａを距離Ｄ２だけ後退させる。この位置では、第２のバルブ８４内のガスは、排気１０２及び／又は導管９４を介して放出されることが妨げられる。
【００４０】
図６Ａ〜図６Ｂを参照して、例示的な実施形態によるバルブアセンブリ７９の作動を詳細に説明する。図示の通り、バルブアセンブリ７９には、上述の通り、ジョー２２の第１の部材及び第２の部材の相対的位置を変更するために、ガス入口７４からガス７２の供給を受け、空気圧シリンダ入口５０を介してからチャンバ４８にガスを送るように構成された第２のバルブ８４が含まれる。この実施形態では、供給されたガス７２は、ガス入口７４を通過し、第２のバルブ８４のベース部８６−Ａを囲む。ガスが第２のバルブ８２の外面に沿って中央部８８−Ａに向かって流れるのを防ぐために、Ｏリング９０−Ａが設けられている。図示の通り、Ｏリング９０−Ａは、バルブチャンバ８３の内壁とでシールを形成する。したがって、ガスは入口８７（図５）に流れ、そこでステム１００−Ａの位置に応じて、導管９４−Ａを通り、次いで空気圧シリンダ入口５０を通る方向に流れる。ガスが導管９４−Ａを通って排出されない場合、ガスはベース部８６−Ａの外側に沿って第１のバルブ８２の方向に流れが変えられる。
【００４１】
作動中、ガスをチャンバ４８に導くために、ステム１００−Ａは第１のバルブ８２の上面９１−Ａに対して押し下げられ、ステム１００−Ａに沿った開口部（図示せず）は導管と一列に並ぶ。ガスは、ステム１００−Ａ内の内部導管（図示せず）を横切り、そこで導管９４−Ａを介して半径方向に放出される。ガスは、第２のバルブ８４の中央部８８−Ａを囲み、そこで、下部Ｏリング９０−Ａ、上部Ｏリング９８−Ａ、及びバルブチャンバ８３によって閉じ込められる。次に、ガスは空気圧シリンダ入口５０に入り、そこからチャンバ４８に送られる。ガスの流れによって生じるチャンバ４８内に結果として生じる圧力上昇により、ピストン４６が第２のバルブ８４から直線的に離れる方向に作動し、それにより、ジョーの第１の部材がジョーの第２の部材から離れ、例えば、ガウジングの合間に電極の位置変更又は交換ができるようになる。
【００４２】
図７Ａ〜図７Ｂを参照して、バルブアセンブリ７９の作動を詳細に説明する。図示のように、バルブアセンブリ７９は、上述の通り、ガス入口７４を介してガス７２の供給を受け、ノズル３６にガスを供給する目的でガス通路６８にガスを送るように構成された第１のバルブ８２を含む（図１〜図３）。具体的には、ガスは、ガス入口７４を通ってバルブチャンバ８１に流れ、第１のバルブ８２のベース部８６−Ｂを囲む。Ｏリング９０−Ｂは、第１のバルブ８２の外周に沿って広がるバルブチャンバ８１の壁とでシールを形成し、供給されたガスが第１のバルブ８２の外側に沿って中央部８８−Ｂに向かって流れるのを防止する。したがって、ガスは入口８７（図５）に入り、ステム１００−Ｂの位置に応じて、導管９４−Ｂを通って流れることができる。ガスが導管９４−Ｂを通って排出されるのが防止された場合、ガスはベース部８６−Ｂの外側に沿って第２のバルブ８４に向けて流れが変えられる。
【００４３】
ガスをガス通路６８に導くために、ステム１００−Ｂは第１のバルブ８２の上面９１−Ｂに対して押し下げられ、ステム１００−Ｂに沿った開口部（図示せず）は導管９４−Ｂと一列に並ぶ。ガスは、ステム１００−Ｂの内部導管（図示せず）を横切り、そして導管９４−Ｂを通って半径方向に排出される。したがって、ガスは、第１バルブ８２の中央部８８−Ｂを囲み、下部Ｏリング９０−Ｂ、上部Ｏリング９８−Ｂ、及びバルブチャンバ８１によって閉じ込められる。次に、ガスは、ガス通路６８の内部導管１０８に入り、そこからノズル３６（図１〜図３）に送られる。例示的な実施形態では、ガス通路６８内の圧力は、ガスの流れにより増加し、それにより、空気圧シリンダ４０のチャンバ４８内の圧力が低下する。この圧力の低下により、ピストン４６は、チャンバ４８内で第２のバルブ８４に向かう方向に動き、ジョーの第１の部材がジョーの第２の部材に近づく。
【００４４】
ここ図８を参照して、例示的な実施形態によるトーチハンドルを操作するための方法２００を詳細に説明する。方法２００には、ブロック２０１に示すように、トーチハンドルの流量コントローラでガスの流れを受け取ることが含まれる。いくつかの実施形態では、ガスは、トーチハンドルのガス入口を通って流量コントローラに流される圧縮空気であってもよい。いくつかの実施形態では、流量コントローラは、第１のバルブ及び第２のバルブを含むバルブアセンブリである。いくつかの実施形態では、第１のバルブ及び第２のバルブは、互いに垂直方向に向いている。
【００４５】
方法２００には、ブロック２０３に示すように、第２のシリンダを通って主ハウジング内に配置された空気圧シリンダへ、又は第１のシリンダを通ってガス通路へのいずれかにガスを流すことをさらに含む。いくつかの実施形態では、空気圧シリンダは、ジョーの第１の部材を動かすように構成されたシャフトを有するピストンを含む。いくつかの実施形態では、ガス通路は、主ハウジングを通ってジョーの第２の部材内に配置された出口オリフィスまで延びている。いくつかの実施形態では、流量コントローラのユーザ操作を可能にするために、スイッチが流量コントローラに連結されている。いくつかの実施形態では、ピストンのシャフトは、第１の部材内に部分的に配置され、第１の部材を作動させるように構成されたアームに連結されている。
【００４６】
方法２００には、ブロック２０５に示す通り、ガスの流れに応じてジョーの第２の部材に対して相対的にジョーの第１の部材を動かすことをさらに含む。いくつかの実施形態では、第１の部材は、ガスの流れがガス通路を通るときに第２部材に向かって動き、ガスの流れが空気圧シリンダに向かうときに第２部材から離れるように動く。
【００４７】
炭素電極の挿入及び再配置のためにトーチジョーの開閉を行うために、ここで説明したように、手動レバーを空気圧シリンダ及びバルブアセンブリで置き換えることが有利であることが理解されよう。さらに、ガウジング中に圧縮空気がノズルに流れるので、ここで説明したように、圧縮空気を空気圧シリンダに迂回させてジョーを開くために、バルブアセンブリを含めることが有利である。さらに好ましいことには、手動レベルの代わりにバルブアセンブリと空気圧シリンダを使用することで、ハンドルの直径を小さくできるため、ユーザのエルゴノミクスが向上し、ユーザの疲労が軽減される。
【００４８】
本開示では、特定のアプローチを参照して説明したが、添付の特許請求の範囲で定義される本開示の範囲から逸脱することなく、説明されたアプローチに対する種々の改良、修正、及び変更が可能である。したがって、本開示は、記載されたアプローチに限定されず、添付の特許請求の範囲の記載内容及びその均等物によって定義される全範囲を有することを意図するものである。特定のアプローチを参照して本開示を説明したが、添付の特許請求の範囲で定義される本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、説明したアプローチに対する種々の改良、修正、及び変更が可能である。したがって、本開示は、記載されたアプローチに限定されず、添付の特許請求の範囲の記載内容及びその均等物によって定義される全範囲を有することを意図するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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