(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークピースを溶接するための球状溶接システムと、球状溶接システムのためのトーチヘッドと提供する。【解決手段】溶接をワークピースに施すための溶接システム１０におけるトーチヘッド２０は、第１側部、第２側部、内方側部及び外方側部を有するトーチヘッド本体と、トーチヘッド本体に取り付けられる電極を含む電極アセンブリと、ワイヤ供給８２からワイヤＷを受け取るワイヤガイドを支持するブラケットを含むワイヤＷ調整アセンブリと、を含む。トーチヘッド本体は、立体を形成する下面及び上面を更に含み、トーチヘッド本体は、第１側部上で下面から上面に延在するスロットを画定し、電極はトーチヘッド本体の下面に対して下方に延在し、ブラケットは、スロット内で支えられたラック及びピニオンに付着されており、ラックはピニオンの内方に位置し、かつ、スロット内で摺動可能であり、ピニオンはスロット内で回転自在であり、かつ、ラックと係合される。【選択図】図１
0003209559.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
溶接をワークピースに施すための溶接システムにおけるトーチヘッドであって、当該トーチヘッドは、
第１側部、第２側部、内方側部及び外方側部を有するトーチヘッド本体と、
前記トーチヘッド本体に取り付けられる電極を含む電極アセンブリと、
ワイヤ供給からワイヤを受け取るワイヤガイドを支持するブラケットを含むワイヤ調整アセンブリと、
を含み、
前記トーチヘッド本体は、立体を形成する下面及び上面を更に含み、
前記トーチヘッド本体は、前記第１側部上で前記下面から前記上面に延在するスロットを画定し、
前記電極は、前記トーチヘッド本体の前記下面に対して下方に延在し、
前記ブラケットは、前記スロット内で支持されたラック及びピニオンに付着されており、
前記ラックは、前記ピニオンの内方に位置し、かつ、前記スロット内で摺動可能であり、
前記ピニオンは、前記スロット内で回転自在であり、かつ、前記ラックと係合されて、前記ピニオンの回転により前記ブラケットを垂直に動かし、前記ワイヤの垂直位置を調整する、
トーチヘッド。
【請求項２】
前記ブラケットは、前記スロット内で少なくとも部分的に存在し、かつ、前記ピニオンの下部の前記ラックから外方に延在する横架材によって前記ラックに接続され、
前記横架材は、前記ピニオンの少なくとも一部を収容するように採用される凹部を画定する凹状上方面を有する、請求項１に記載のトーチヘッド。
【請求項３】
前記横架材は、前記スロットの外側のクロス部材において支持され、前記の本体に隣接するスリーブを含むボール及びソケットアセンブリと、ソケットに収容されるボールを有するバルブと、を含み、
前記スリーブは、前記ソケットを画定し、
前記ボールは、前記ソケットを通って下方に延在するネックを有し、
前記ブラケットは、前記バルブの前記ネックに付着される、請求項２に記載のトーチヘッド。
【請求項４】
前記ソケット内で前記ボールを選択的に圧迫して選択された位置で前記ボールを係止するように採用されるハットを有する係止アセンブリを更に含む、請求項３に記載のトーチヘッド。
【請求項５】
前記係止アセンブリは、前記ソケット内でその上方部分において形成される雌ねじと、前記ハットの下部に乗せられ、かつ、前記雌ねじと、係合可能である雄ねじと、を含み、
前記ハットは、前記ソケット内で前記ボールを選択的に圧迫するように回転自在である、請求項４に記載のトーチヘッド。
【請求項６】
前記ハットから上方に延在するノブを更に含む、請求項４又は５に記載のトーチヘッド。
【請求項７】
前記ワイヤの選択された垂直位置を保持するように前記トーチヘッド本体において支持され、かつ、前記ラックと係合可能な締結具を更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項８】
トーチヘッド冷却アセンブリを更に含み、
前記トーチヘッド冷却アセンブリは、前記トーチヘッド内に形成され、かつ、特に水といった冷却剤の供給に流体接続される冷却通路を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項９】
前記冷却通路は、冷却入口及び冷却出口を含み、
前記冷却入口及び前記冷却出口は、前記スロットの反対側に形成され、かつ、接続通路によって接合される、請求項８に記載のトーチヘッド。
【請求項１０】
前記トーチヘッド本体は、真鍮から作られ、電力は前記トーチヘッド本体に印加されて前記電極を動作する、請求項１から９のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項１１】
前記トーチヘッド本体は、前記電極に垂直な軸を有する線形アクチュエータにおいて支持され、
前記線形アクチュエータは、前記トーチヘッドを選択的に駆動して前記ワークピースに対して横方向に前記電極を動かすように採用される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項１２】
前記線形アクチュエータは、一対のガイド棒を含み、
前記トーチヘッド本体は、前記ガイド棒の一部を摺動可能に収容する一対のガイド用穴を画定する、請求項１１に記載のトーチヘッド。
【請求項１３】
前記線形アクチュエータはねじを含み、特に、雄ねじを有する親ねじを含み、
前記トーチヘッド本体は、前記ねじを螺着するように採用されるアクチュエータ用穴を画定し、
前記アクチュエータ用穴は、前記トーチヘッド本体の中へとその内方面から延在し、
前記ねじは、選択的に回転されて前記雄ねじ上で前記トーチヘッド本体を横方向に動かす、請求項１１又は１２に記載のトーチヘッド。
【請求項１４】
前記のアクチュエータは、前記ねじの前記雄ねじに対応する雌ねじを画定するねじナットを含み、
前記ねじナットは、前記アクチュエータ用穴内に収容される、請求項１３に記載のトーチヘッド。
【請求項１５】
前記ねじを選択的に回転させるように、前記ねじに接続される振動モータを有する駆動アセンブリを更に含む、請求項１３又は１４に記載のトーチヘッド。
【請求項１６】
前記駆動アセンブリは、前記振動モータの駆動シャフトにおける第１コグと、前記ねじに付着される第２コグと、を含み、
前記第１コグ及び前記第２コグは、ベルトによって付着される、請求項１５に記載のトーチヘッド。
【請求項１７】
前記ベルトに接続される第３コグと、
前記第３コグに付着される位置センサと、
を更に含み、
前記振動モータによる前記第１コグの回転は、前記第２コグ及び前記第３コグの回転を生じさせ、
前記位置センサは、ポジションメータであることが好ましい、請求項１６に記載のトーチヘッド。
【請求項１８】
前記第１コグと前記第２コグとの間に取り付けられる遊動輪を含むベルトテンショナーを更に含み、
前記遊動輪は、前記第１コグと前記第２コグとの間の前記ベルトにおける張力を調整するように、選択的に移動可能である、請求項１６又は１７に記載のトーチヘッド。
【請求項１９】
前記振動モータは、駆動ブロック内に収容され、前記駆動ブロックは、冷却剤の供給と流体連通する入口及び出口を含む駆動冷却通路を画定し、
前記冷却剤は、前記の通路を介して循環されて、前記駆動ブロックからの熱を除去する、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項２０】
前記の冷却剤通路は、前記のブロックと共に画定され、かつ、前記のブロックの最外端部における凹部によって接続される一対の並列通路を含み、
前記の駆動冷却アセンブリは、前記凹部内に挿入可能なキャップを更に含んで前記並列通路の接続部に隣接する前記凹部を封止する、請求項１９に記載のトーチヘッド。
【請求項２１】
前記の駆動冷却アセンブリは、第１コネクタ及び第２コネクタに流体接続される、供給ライン及び帰還ラインを更に含み、
前記第１コネクタは、入口通路内に挿入され、かつ、前記第２コネクタは第２通路内に挿入され、
前記のコネクタの両方は、前記の入口及び出口通路内に密封して収容される、請求項２０に記載のトーチヘッド。
【請求項２２】
絶縁材により作られるバッキングプレート及び取付プレートと、
前記バッキングプレートと前記取付プレートとのうちの少なくとも一方において形成され、かつ、前記バッキングプレートと前記取付プレートとのうちの前記少なくとも一方の中に、前記第１コネクタ、前記供給ライン及び前記帰還ラインを取り囲むように構成される収容部と、を更に含み、
前記のトーチヘッド及び駆動アセンブリは、前記バッキングプレートにおいて支持され、
前記バッキングプレートは前記取付プレートに付着し、
前記絶縁材はフェノール材料であることが好ましい、請求項２１に記載のトーチヘッド。
【請求項２３】
前記第１側部は、前記第２側部よりも大きい範囲で、上方面から下方に延在し、
前記第１側部に向かう陥凹領域を画定するアークにおいて、前記トーチヘッド本体の前記下面は、前記第１側部から前記第２側部へと上方に傾斜し、
前記電極アセンブリは、前記陥凹領域内に収容される、請求項１から２２のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項２４】
ワークピースを溶融するための球状溶接システムであって、当該球状溶接システムは、
特に請求項１から２３のいずれか一項に記載され、トーチ高さ軸に沿って前記ワークピースに向かって延在する電極を有する電極アセンブリを運ぶトーチヘッドと、
トーチヘッドプレートと、
前記トーチヘッドプレートにおいて支持されるトーチヘッド駆動アセンブリと、
を含み、
前記トーチヘッドはアクチュエータ用穴を画定し、
前記トーチヘッド駆動アセンブリは、前記トーチヘッドプレートにおいて回転自在に支持され、かつ、それから軸方向外方に延在するねじアクチュエータと、前記ねじアクチュエータに動作可能に接続されるモータと、を含み、
前記ねじアクチュエータは、前記アクチュエータ用穴内に収容され、かつ、前記トーチヘッドと螺合されて、前記ねじアクチュエータの回転により前記トーチ高さ軸に対して垂直な前記トーチヘッドを選択的に動かす、
球状溶接システム。
【請求項２５】
前記トーチヘッドプレートにおいて支持される第１ガイド部材を更に含み、
前記トーチヘッドはガイド用穴を画定し、
前記のガイド部材は、前記トーチヘッドプレートから外方に延在し、かつ、前記ガイド用穴内に摺動可能に収容される、請求項２４に記載の球状溶接システム。
【請求項２６】
前記トーチヘッド内に形成される第２ガイド用穴と、
前記第１ガイド部材に対して平行に延在する前記トーチヘッドプレートにおいて支持される第２ガイド部材と、を更に含み、
前記第２ガイド用穴は、第１ガイド用穴に対して平行であり、
前記第１ガイド用穴及び前記第２ガイド用穴は、前記アクチュエータ用穴の上方に位置し、
前記第２ガイド部材は、前記第２ガイド用穴内に収容される、請求項２５に記載の球状溶接システム。
【請求項２７】
前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材に電気的に接続されるシステムコントローラを更に含み、
前記第１ガイド部材、前記第２ガイド部材及び前記トーチヘッドは、導電性材料により作られる、請求項２６に記載の球状溶接システム。
【請求項２８】
前記トーチヘッドは真鍮で構成され、
前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材は、ステンレス鋼で構成される、請求項２６又は２７に記載の球状溶接システム。
【請求項２９】
前記の駆動アセンブリは、前記モータに回転自在に付着される第１コグと、前記ねじアクチュエータに回転自在に付着される第２コグと、前記第１コグを前記第２コグに接続するベルトと、を含む、請求項２４から２８のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【請求項３０】
前記トーチヘッドプレートの内方側部において前記トーチヘッドプレートに付着可能な取付プレートを更に含み、
前記トーチヘッド及び前記モータは、前記トーチヘッドプレートの外方側部に隣接して位置し、前記第１コグ、前記第２コグ及び前記ベルトは、前記のプレートの前記内方側部に位置し、
前記取付プレートと前記トーチヘッドプレートのうちの少なくとも一方は、前記第１コグ、前記第２コグ及び前記ベルトを取り囲むように構成される収容部を画定する、請求項２９に記載の球状溶接システム。
【請求項３１】
前記ベルトによって前記の駆動モータ及び前記のアクチュエータと回転自在に連結される第３コグと、前記第３コグに連結される位置センサと、を更に含み、
前記位置センサはポジションメータであることが好ましい、請求項２９又は３０に記載の球状溶接システム。
【請求項３２】
前記第１コグと前記第２コグとの間に取り付けられるベルトテンショナーを更に含み、
前記ベルトテンショナーは、前記トーチヘッドプレートにおいて支持され、かつ、前記ベルトと係合可能な遊動輪を含み、
前記のテンショナーは、前記ベルトにおける張力を調整するように選択的に移動可能である、請求項２９から３１のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【請求項３３】
前記トーチヘッドは、冷却剤供給に流体接続される冷却剤通路を画定する、請求項２４から３２のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【請求項３４】
前記トーチヘッドプレートに取り付けられる駆動ブロックを有し、かつ、前記の駆動アセンブリを取り囲む駆動ハウジングと、
前記駆動ブロック内に画定され、かつ、冷却剤供給に流体接続される冷却通路を含む駆動ハウジング冷却アセンブリと、を更に含む、請求項２４から３３のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【請求項３５】
前記トーチヘッドプレートに動作可能に付着されるトーチ高さ調整アセンブリと、
フレーム及び前記トーチヘッドプレートのうちの一方において支持されるラックと、
トーチ高さ軸に沿って前記電極を選択的に動かすように前記ラックと係合可能なピニオンを回転させるように採用されるトーチ高さモータと、を更に含み、
前記トーチ高さ調整アセンブリは前記フレームを含み、
前記トーチヘッドプレート及び前記フレームは、互いに対して摺動可能であり、
前記ラックは、前記トーチ高さ軸に平行な軸に沿って延在する、請求項２４から３２のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案の実施形態は、溶接のシステム、装置及びプロセスに関する。特に、本考案は、球状溶接システム（ｏｒｂｉｔａｌ  ｗｅｌｄｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）のためのトーチヘッドと、球状溶接システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業上の利用において、溶接は、ろう付け、クラッディング、肉盛（ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｕｐ）、充填、硬化、オーバーレイ（ｏｖｅｒｌａｙｉｎｇ）、接合及び他の溶接用途に関連することができる。簡潔化のため、これらの動作を総じて溶接と称する。球状溶接機は、曲面を溶接するときに使用され得る。溶接機は、表面に対して動かされ得るか、あるいは、溶接機が静止している間に表面が回転され得る。球状溶接が使用される最もよくある例として、配管の溶接がある。配管溶接は、薄い壁の用途や深い溝の形状（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を含むことができ、そこでは、接合されている２つの配管間に形成される溝に溶接電極が延在し、溶接材料の連続したビードを置いて（ｌａｙ  ｄｏｗｎ）溝を埋める。
【０００３】
任意の溶接用途において、溶接ヘッドを回転させて曲線に沿って溶接を施すことに加えて、溶接に対して横方向に溶接ヘッドを動かすことが望ましい。既存の溶接ヘッドは、非常に煩雑であるか、あるいは、横方向の動作、つまり、溶接ヘッドのストロークを限定する制限的なワイヤ固定機構を採用することによって、溶接ヘッドの動作の自由を制限する設計である。これが、動作の自由という観点において、そのような設計の可能性を限定し、従って、ワークピースＷＰに施される溶接パターンの種類及び溶接パターンの範囲も限定してしまう。更に、深い開先溶接（ｄｅｅｐ  ｇｒｏｏｖｅ  ｗｅｌｄｉｎｇ）において、動作に対するこの制限は、溶接トーチが深い開先溶接又は狭い開先溶接（ｎａｒｒｏｗ  ｇｒｏｏｖｅ  ｗｅｌｄｉｎｇ）にとって適切でないようにする可能性がある。他の欠点として認められるものには、特に厚肉な配管や深い開先溶接又は狭い開先溶接用途における、不十分なガス遮蔽性が含まれる。ガス遮蔽性が不十分であると、典型的に、溶接の見た目と質に直接影響を及ぼす外気露出からの溶接パドルの汚染をもたらす。これを救済するために、既存の設計では、ガス供給量を増加させてガス遮蔽性を補うようにすることができる。これは、より多くのガスの使用を生じさせ、ガス供給を交換するか、あるいは、補充するための非稼働時間（ｄｏｗｎ  ｔｉｍｅ）につながる可能性があり、また、通常、必要以上のより多くのガスを使用してしまう。
【０００４】
別の認められる欠点として、モータ駆動の微弱な振動及び振動ドリフトがある。例えば、重力と共に、つまり、下方向に溶接を行うとき、溶接ヘッドは、例えば垂直に配向された配管接合部においてルートパスを行うといった、上向きに溶接するときよりも、より速い速度で移動することができる。既存の溶接システムの更なる限定及び欠点は、図面を参照して本願の以下に明記される本考案の実施形態を熟考することによって、明らかになるだろう。
【考案の概要】
【０００５】
本考案は、溶接をワークピースに施すための溶接システムにおけるトーチヘッドを提供する。トーチヘッドは、第１側部、第２側部、内方側部及び外方側部を有するトーチヘッド本体を含む。トーチヘッド本体は、立体（ｓｏｌｉｄ）を形成する上面及び下面を更に含む。トーチ本体は、第１側部で下面から上面に延在するスロットを画定する。また、本考案は、トーチ本体に取り付けられる電極を有する電極アセンブリを提供し、電極は、トーチ本体の下面に対して下方に延在する。更に、本考案は、ワイヤ供給からのワイヤを受け取るワイヤガイドを支持するブラケットを含むワイヤ調整アセンブリを提供する。ブラケットはスロット内で支持されるラック及びピニオンに付着される。ラックは、ピニオンの内方に位置し、かつ、スロット内で枢動可能である。ピニオンはスロット内で回転自在であり、かつ、ラックと係合されて、ピニオンの回転によりブラケットを垂直に動かし、ワイヤの垂直位置を調整する。
【０００６】
本考案は、ワークピースを溶接するための球状溶接システムを更に提供する。当該システムは、トーチの高さ軸に沿ってワークピースに向かって延在する電極を有する電極アセンブリを運ぶトーチヘッドを含む。トーチヘッドは、クチュエータ用穴（ａｃｔｕａｔｏｒ  ｂｏｒｅ）を画定する。また、当該システムは、トーチヘッドプレートと、トーチヘッドプレート上で支持されるトーチヘッド駆動アセンブリと、を含む。トーチヘッド駆動アセンブリは、トーチヘッドプレート上で回転自在に支持され、かつ、そこから軸方向外方に延在するねじアクチュエータと、ねじアクチュエータに動作可能に接続されるモータと、を含む。ねじアクチュエータはアクチュエータ用穴内に収容され、トーチヘッドと螺合されて（ｔｈｒｅａｄａｂｌｙ  ｅｎｇａｇｅｄ）、ねじアクチュエータの回転によりトーチ高さ軸に対して垂直にトーチヘッドを選択的に動かす。
【０００７】
以下の説明と添付の図面は、請求項に係る主題の特定の例示的な特徴を詳細に明記する。しかしながら、これらの特徴は示唆的であるが、考案の本質が採用されることができ、かつ、請求項に係る主題が全てのそのような特徴及びそれらの均等物を含むように意図されるわずかな種々の方法である。図面と共に考慮すると、本考案及び請求項に係る主題の他の利点、実施形態、特徴及び新規の特徴は、以下の考案の詳細な説明、図面及び請求項から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案に従った溶接システムの上部斜視図である。
【図２】本考案に従った溶接システムの底部斜視図である。
【図３】本考案に従った溶接システムの前方平面図である。
【図４】拡大した前方斜視図である。
【図５】冷却剤供給アセンブリの詳細を示す斜視図からの展開図である。
【図６】冷却剤供給アセンブリの更なる詳細を示す後方斜視図の展開図である。
【図７】冷却剤供給アセンブリの更なる詳細を示す溶接ヘッドアセンブリの後方立面図である。
【図８】トーチヘッドのための駆動アセンブリの詳細を示す溶接アセンブリの一部の上部斜視図である。
【図９】本考案のトーチヘッドのための駆動アセンブリの詳細を示すように部分的に切欠された、右側後方斜視図である。
【図１０】図９と同様の左側斜視図である。
【図１１】トーチヘッドのための駆動アセンブリの更なる詳細を示す後方立面図である。
【図１２】トーチヘッド流体供給アセンブリの詳細を示す溶接システムの一部の右側前方斜視図である。
【図１３】流体供給アセンブリにおける冷却剤通路の詳細を示すように切欠された一部を有するトーチヘッドの正面の上部斜視図である。
【図１４】トーチヘッドのための流体供給アセンブリおけるシールドガス供給アセンブリの詳細を示すように切欠された追加的部分を有する図１３と同様の後方斜視図である。
【図１５】溶接システムの一部の上部斜視図であり、トーチヘッドアセンブリ及び駆動アセンブリの詳細を示すように部分的に切欠されている。
【図１６】ワイヤ高さ調整アセンブリの詳細を示すように部分的に切欠されたトーチヘッドアセンブリの前方立面図である。
【図１７】ワイヤ整列アセンブリの更なる詳細を示す図１６と同様の断面前方立面図である。
【図１８】整列アセンブリの第１斜視図である。
【図１９】ワイヤ整列アセンブリの展開斜視図である。
【図２０】ワイヤ整列アセンブリの断面側部立面図ある。
【図２１】シールドガス分配アセンブリの詳細を示すトーチヘッドの底部斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案の例示的な実施形態を添付の図面を参照して下記に説明する。図に示された例示的実施形態は、本考案の理解を助けることを意図するが、本考案の範囲を如何とも限定することは意図しない。本明細書で使用される用語「溶接（ｗｅｌｄｉｎｇ又はｗｅｌｄ）」は、この用語の他の語形成を含み、サブマージアーク、ＧＭＡＷ、ＭＡＧ、ＭＩＧ及びＴＩＧ溶接を含むがこれらに限らない、電気アークの動作を介した溶融物質の堆積に言及する。
【００１０】
本考案に従った溶接システムは、概略的に図面の参照符号１０で示される。溶接システム１０は電極Ｅを含み、電極Ｅは電力が供給されて、電極ＥとワークピースＷＰとの間にアークを作り出す。溶接が施される領域は、溶融された溶接パドルを含み、これは、溶接システム１０によって堆積された材料と、アーク溶け込みによって作り出されるワークピースＷＰからの溶融金属と、を含むことができる。簡潔にするために、この領域は、溶接部Ｚと称され、図面では概略的に示される。溶接システム１０は、球状溶接システムであり、配管の隣接する部分を接合するように用いられる溶接を含むがこれに限らない、円弧状の溶接を形成するように使用され得る。溶接システム１０は、概して、溶接ヘッドを含み、溶接ヘッドは、トーチヘッド２０を含む溶接システム１０の１次アセンブリを含み、トーチヘッド２０は、クランプアセンブリ（図示しない）によってワークピースＷＰに隣接して保持され得る。他のアセンブリは、溶接ヘッドに選択的に含まれ、以下でより完全に説明するように、溶接ヘッドは、ワイヤ供給アセンブリ８０、駆動アセンブリ１００、モータハウジング冷却アセンブリ１７５及びトーチヘッド冷却アセンブリ３００を含むがこれらに限らない。
【００１１】
図１を参照すると、溶接システム１０は、概略的に、Ｃ形状フレーム２５において支持されるトーチヘッド２０を含む。図４に最良に示されるように、フレーム２５は、第１アーム３１を有するバッキングプレート２６を含むことができる。第１アーム３１は、第２アーム３２から横方向に離間し、かつ、開口部３５を画定する横架材（ｃｒｏｓｓ  ｐｉｅｃｅ）３３によって接続される。その間には、フレーム２５の外方向に開口する流入口（ｍｏｕｔｈ）４０をアーム３１、３２の最外端部３７に有する。図示した実施例は、下方に延在する第１アーム３１及び第２アーム３２と共に配向される。
【００１２】
本明細書で使用されるように、空間的配向を示す用語である「上方（ａｂｏｖｅ）」「下方（ｂｅｌｏｗ）」、「上の（ｕｐｐｅｒ）」、「下の（ｌｏｗｅｒ）」、「内部（ｉｎｎｅｒ）」、「外方（ｏｕｔｅｒ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「上部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上向き（ｕｐｗａｒｄ）」、「下向き（ｄｏｗｎｗａｒｄ）」、「横方向（ｌａｔｅｒａｌｌｙ）」、「直立（ｕｐｓａｎｄｉｎｇ）」などは、添付の図面の配向に示されるか、あるいは、添付の図面の配向に従った外観の各位置を指すことができる。「内向き（ｉｎｗａｒｄ）」は、物体に対して遠方の地点からの物体の中央に向かう方向を示し、「外向き（ｏｕｔｗａｒｄ）」は、物体に対して遠方の地点に向かう、物体における内部点から離れる方向を示すように意図される。このような用語は、図面を描く際の明瞭さの目的のために採用され、排他的か、包括的か、あるいは、そうでなければ、位置、配向、視点（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ）、構成などに対して制限的であるように解釈されるべきではない。
【００１３】
トーチ高さ位置決めアセンブリは、概略的に参照符号４５で示されるが、トーチヘッド２０をワークピースＷＰに向かって、かつ、ワークピースＷＰから離れて動かすように提供されることができ、また、トーチ高さを調整することとして称される。電極が、トーチ高さ軸ＴＨに沿って、ワークピースに向かって、あるいは、ワークピースから離れて動かされるように、位置決めアセンブリはトーチヘッド２０を動かすことができる任意のアセンブリであり、機械式、空気式及び水力式アクチュエータを含む種々の線形アクチュエータを含むがこれに限らない。描かれた実施例は、以下でより完全に説明するように、ラック及びピニオンアセンブリを用いる機械式線形アクチュエータを含む。
【００１４】
トーチ高さ位置決めアセンブリ４５は、バッキングプレート２６で支持される一対のレール４６を含む。レール４６は、端止め（ｅｎｄ  ｓｔｏｐ）４８、４９を有してトーチ高さ位置決めアセンブリ４５によってもたらされる動きの範囲を限定し、かつ、レール４６の端部を包囲することができる。レール４６は、概して、第１アーム３１及び第２アーム３２の全体の長さを延長させて溶接ヘッドに対する動きの範囲を最大化させる。図示しないが、端止め４８、４９は、位置決めシステム４５の動きの範囲を調整するか、あるいは、特定位置２０にトーチヘッド２０を固定させるように、複数の位置において係止可能（ｌｏｃｋａｂｌｅ）でよい。代替的に、図示するように、ギアラックは、概略的に参照符号５０で示されるが、ワークピースＷＰに対するトーチヘッド２０の位置を調整し、かつ、設定することができるように設けられ得る。
【００１５】
図６を参照すると、取付プレートは、概略的に参照符号５５で示されるが、後方側部５８に形成された収容部（ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ）５６を含み、取付プレート５５をバッキングプレート２６に摺動可能に付着させることができる。収容部５６は、概略的に参照符号６０で示される１つ以上の線形ベアリング又はスライドブロックを含むことができ、その中にレール４６は摺動可能に収容される。そのためには、スライドブロックは、フレーム２５に対する取付プレート５５の線形動作を促進する他の表面又は巻き取り要素（ｒｏｌｌｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を有することができる。スライドブロック６０は、取付ブロック５５の内方面（ｉｎｗａｒｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）上に形成された陥凹溝部６３内に収容され得る。陥凹溝部６３は、フレーム２５と取付ブロック５５との間の締り嵌め（ｃｌｏｓｅ  ｆｉｔ）を可能にし、溶接システム１０を薄型化する。溶接システム１０の薄型化は、エルボ（ｅｌｂｏｗ）又はフランジなどの障害物に溶接が接近することを可能にする。
【００１６】
図示した実施例において、スライドブロック６０は、取付プレート５５上の陥凹溝部６３内で支持される第１スライドブロック６１と第２スライドブロック６２とに分割される。各スライドブロック６１、６２は、レール４６が摺動可能に収容される溝部又は凹部を画定する。図示するように、単一の真っ直ぐなレール４６が使用されるとき、第１スライドブロック６１内の凹部は、スライドブロック６２内の凹部と整列する。オフセットレールが、ある状況で設けられ得るということが考えられる。第１スライドブロック６１は、第２スライドブロック６２から垂直に離間し、スライドブロック６１と６２との間にギャップ６５を画定する。以下でより完全に説明するように、対応する開口部６８は陥凹溝部６３の壁に形成されて、ピニオン７０がラック５０と相互作用することを可能にすることができる。
【００１７】
図示した実施例において、ラック５０は、開口部３５に向かって内向きに面する一列のギア歯５１を含む。取付プレート５５と共に組み立てられるとき、ラック５０はギャップ６５に隣接して存在する。ピニオン７０は開口部６８内に収容される。ピニオン７０における歯は、開口部６８に隣接するラック５０の歯５１とかみ合う。
【００１８】
ギアラック５０を収容するために、取付プレート５５は、スライドブロック６１、６２に隣接する取付プレート５５の後方側部に形成されるラベット（ｒａｂｂｅｔ）６６を備えることができる。図示するように、ラベット６６は、取付プレート５５から後方へ延在するデバイダー６７によって形成され、溝部６３の横方向外方側部を形成することができる。図示するように、ラック５０がバッキングプレート２６の一側部のみに位置することができるので、ラック５０及びピニオン７０を収容するように設けられる他の構造物及びラベット６６は、取付プレート５５の一側部に備えられるだけでよい。引き続き図６を参照すると、ギャップ６５が第１デバイド部６７Ａを第２デバイド部６７Ｂから分離させるように、デバイダー６７はスライドブロック６１、６２の間隔に対応する２つの部分に分離され得る。第１デバイド部６７Ａと第２デバイド部６７Ｂとの間に作られた開口部６８も、ギアラック５０とかみ合うことを可能にするピニオン７０を収容する。バッキングプレート５５の前方部分を介したピニオン７０の通過を可能にするために、ピニオン用穴は取付プレート５５の前方側部７１から延在し、かつ、取付プレート５５の後方側部５８で開口して、ギャップ６５及び開口部６８と連通することができる。
【００１９】
図示した実施例において、取付プレート５５とバッキングプレート２６との間の関連動作は、取付プレート５５でトーチヘッド２０及び他のアセンブリを支持することによって、トーチヘッド２０を位置付けるように使用される。ラック及びピニオンシステムを手動で作動してトーチヘッド２０の位置を調整及び固定することができる。あるいは、図示するように、必要に応じて、溶接プロセスを初期設定するとき、かつ、溶接プロセス中、ピニオン７０は、以下で説明されるトーチ高さモータ１１２によって駆動されて、トーチ高さ位置を自動的に調整することができる。
【００２０】
図２を参照すると、トーチヘッド２０に加えて、ワイヤ供給機アセンブリは、概略的に参照符号８０で示されるが、取付プレート５５において支持され得る。本考案に従った全ての溶接システムがワイヤ供給アセンブリを必要とするわけではないので、この特徴は任意である、ということが諒解されるだろう。しかしながら、図示した実施例において、以下でより完全に説明するように、溶接システム１０は球状ＴＩＧシステムであり、ワイヤＷをトーチヘッド２０に提供するワイヤ供給機アセンブリ８０を含む。図１及び図２を参照すると、ワイヤ供給機アセンブリ８０は、スプール８２や、スプール８２からのワイヤＷを描き、かつ、それをワイヤガイド９０を介して電極Ｅに隣接して供給する、ワイヤ供給機８５などのワイヤ供給を含むことができる。図１に最良に見られるように、ワイヤＷは、導管８６を通ってワイヤガイド９０に提供され得る。図示するように、導管８６は可撓性のチューブでよい。図示した実施例において、ワイヤ供給機アセンブリ８０は、概して、取付プレート５５の第１アーム５１に沿って位置し、概略的に参照符号８８で示される適切な収容部は、第１アーム５１内に設けられてワイヤ供給機アセンブリ８０に付着するか、あるいは、ワイヤ供給機アセンブリ８０のためのブラケットを支持することができる。
【００２１】
図４を参照すると、駆動アセンブリは、概略的に参照符号１００で示されるが、取付プレート５５の第２アーム５２の領域に位置することができる。トーチヘッド２０は、ワイヤ供給機アセンブリ８０と駆動アセンブリ１００との間に位置する。トーチヘッド２０は他の位置に配置されてもよく、ワイヤ供給機アセンブリ８０及び駆動アセンブリ１００を含む他の部品が図面に図示した以外の位置にあってよい、ということが諒解されるだろう。
【００２２】
図４を参照すると、上述したように、トーチヘッド２０の高さは、ラック５０及びピニオン７０の動作によってレール４６に沿って調整され得る。この位置調整は、電極ＥをワークピースＷＰに向かって、あるいは、ワークピースＷＰから離れて動かすことができ、かつ、本明細書ではトーチ高さ調整と称される。この調整は、概略的に参照符号１１０で示されるトーチ高さ駆動アセンブリを使用することによって溶接プロセス中に自動的に実行され得る。トーチ高さ駆動アセンブリは、電源からのフィードバックに基づいてトーチ高さを調整する。例えば、電源からの電圧フィードバックは、電極がワークピースＷＰに近づくか、あるいは、遠ざかる必要があるかどうかを示す。
【００２３】
トーチ高さ駆動アセンブリ１１０は、ピニオン７０を駆動するように採用されるトーチ高さモータ１１２を含む。ピニオン７０はトーチ高さモータ１１２によって直接的又は間接的に駆動され得る。図示した実施例において、ピニオン７０は、ピニオン７０をモータ１１２のシャフトに連結することによってモータ１１２により直接的に駆動される。図７に最良に見られるように、ボールベアリング１１４は駆動シャフト及びピニオン７０の一部を越えて存在して（ｏｖｅｒ  ｌｉｅ）、モータシャフトにおける径方向の負荷を防ぐことができる。駆動アセンブリ１００を更に分離するために、絶縁材から構成されるバッキングプレートは、取付プレート５５と駆動アセンブリ１００との間に設けられ得る。このバッキングプレートは、本明細書において、絶縁プレート１１５とも称され得る。絶縁プレート１１５は、フェノール材料を含むがこれに限らない、任意の適切な材料から作られて、溶接動作中のアークの発生を防ぐことができる。絶縁プレート１１５を取付プレート５５に付着させるために、収容部は取付プレート５５に設けられる。駆動アセンブリ１００は、概して、絶縁プレート１１５内に収容される締結具によって、取付プレート５５に付着される。時折、一部の締結具は絶縁プレート１１５を貫通し、かつ、取付プレート５５に直接付着することができる。これらの場合、例えばフェノールワッシャ（ｐｈｅｎｏｌｉｃ  ｗａｓｈｅｒ）やスリーブなどの更なる絶縁物を設けてこれらの締結具を個々に分離する必要があってもよい。
【００２４】
システムコントローラは、概略的に参照符号１２０で示されるが、絶縁プレート１１５に隣接する回路板１２２に接続されるか、あるいは、駆動アセンブリ１００に対向する絶縁プレートの側部に付着され得る。回路板１２２は、１つ以上のコネクタを備えるプリント回路板でよい。図示した実施例において、回路板１２２は、溶接ヘッドからシステムコントローラ１２０へと信号を送る。本考案の一態様に従って、システムコントローラ１２０はトーチヘッド２０、電源及びトーチ高さモータ１１２と電気連通して、電源からの電圧フィードバックに基づき、トーチヘッド２０の位置を調整する。電源からのフィードバックに依存して、システムコントローラ１２０は、トーチ高さモータ１１２に信号を送り、時計回りか、あるいは、反時計回りに回転して、トーチヘッド２０を上げるか、あるいは、下げ、ワークピースに対して電極Ｅの位置を調整することができる。以下でより完全に説明するように、システムコントローラ１２０は、他のアセンブリと連通するか、あるいは、他のアセンブリを制御することができる。
【００２５】
図４を参照すると、駆動アセンブリ１００は、概略的に参照符号１２５で示される駆動ブロック内に収容され得る。駆動ブロック１２５は、金属、プラスチック、セラミック又は材料の他の組み合わせを含むがこれらに限らない駆動部品を収容するための任意の適切な材料で構成され得る。図示した実施例において、駆動ブロック１２５はアルミニウムで構成され、以下でより完全に説明する冷却アセンブリと併用して熱伝導を助ける。駆動ブロック１２５は、駆動アセンブリの部分が収容される１つ以上の収容部を画定する。例えば、トーチ高さ駆動収容部１２７は、駆動ブロック１２５内で画定されて、駆動モータ１１２をその中に収容する。図示するように、トーチ高さ駆動収容部１２７は、駆動ブロック１２５内の貫通穴（ｔｈｒｏｕｇｈ  ｂｏｒｅ）でよい。１つ以上の締結具収容部１３０は、駆動ブロック１２５内に形成されて、駆動ブロック１２５が、図示した絶縁プレート１１５などの隣接ブロックに付着することを促進する。図示した実施例において、締結具収容部１３０は、第１部分１３１及びより大きな直径部分１３２を有する座繰り穴（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｓｕｎｋ  ｂｏｒｅ）を含む。第１部分１３１は締結具１３５のシャフトを収容し、より大きな直径部分１３２は締結具１３５のヘッドを収容する。隣接する構造物又は外部に取り付けられた締結具にブロック１２５を付着させるよう使用される溶接又は接着剤の場合のように、締結具収容部１３０の構成を変化させることを引き起こす、他の種類の締結具が使用され得るか、あるいは、締結具用穴１３０の必要性を一緒になくすことができる、ということが諒解される。
【００２６】
本考案の他の態様によると、トーチヘッド２０は制御された方法で、横方向に動かされ得る。横方向の動作は、トーチの経路に対して垂直な軸に沿う。図示した実施例において、以下でより完全に説明されるように、トーチヘッドは、取付プレート５５に向かって、あるいは、取付プレート５５から離れて動かされ、かつ、所定の方法で振動するようにプログラムされ得る。振動モータは、概略的に参照符号１４０で示されるが、振動軸ＯＡに沿って横方向にトーチヘッド２０を別々に駆動するように備えられ得る。そのためには、駆動ブロック１２５はこのモータ１４０に対して収容部１２８を画定することができる。図示した実施例において、振動モータ１４０は、駆動ブロック１２５の全体の幅を実質的に延長させる概略的に円筒状のハウジングを有する。図示した振動モータ１４０を収容するために、振動モータ収容部１２８は駆動ブロック１２５に形成され得る。駆動モータ収容部１２８は、駆動ブロック１２５内の貫通穴でよい。
【００２７】
同様に、ポテンションメータが使用されるとき、ポテンションメータ収容部１２９は、駆動ブロック１２５に形成され得る。図示した実施例において、ポテンションメータ１５０（図４及び図８）と、ベルトテンショナー１６２用の取付プレート１６０とは、互いに隣接して位置し、かつ、駆動ブロック１２５の幅よりも小さく延在する。そのためには、収容部１２９は駆動ブロック１２５の内方面１２６に形成される凹部を含むことができる。収容部１２９は、深さが変化する単一の凹部を含み、ポテンションメータ１５０と、ベルトテンショナー１６２用の取付プレート１６０との両方を収容することができる。代替的に、各部分には別々の収容部が形成され得る。必要に応じて、追加的な収容部が駆動ブロック１２５内に形成されて、その中に追加的な構造物を収容することができる。また、以下でより完全に議論されるように、冷却剤通路１７０は、冷却目的のために駆動ブロック１２５に形成され得る。図示するように、駆動ブロック１２５内で部品を取り囲むために、概略的に参照符号１５５で示されるカバーが備えられ、かつ、駆動ブロック１２５に固定され得る適切な締結具１５６と付着することができる。図３を参照すると、カバー１５５は内向端部１５８にノッチ１５７を含み、トーチヘッド２０の端部に対して隙間を設けることができる。
【００２８】
本考案の別の態様によると、概略的に参照符号１７５で示されるモータハウジング冷却アセンブリは、モータハウジングを冷却するように設けられる。そのためには、概略的に参照符号１７０で示される冷却剤通路は、モータハウジング内に設けられ、ハウジングを介して冷却剤を循環させることができる。図示した実施例では、駆動アセンブリ１００のためのハウジングは、駆動ブロック１２５を含む。駆動ブロック１２５は、第１冷却剤通路１７１及び第２冷却剤通路１７２を画定する。第１冷却剤通路１７１及び第２冷却剤通路１７２は、図示するように駆動ブロック１２５に画定され、かつ、駆動ブロック１２５内で加工された凹部１７４によって軸方向の最外端部において接続される円筒状の穴でよい。他の通路又はコネクタは、第１通路１７１と第２通路１７２との間に流体連通を提供するように使用され得る、ということが諒解されるだろう。キャップ１７６は凹部１７４を封止し、かつ、通路１７１、１７２を取り囲むように提供される。
【００２９】
冷却剤アセンブリ１７５は、概略的に参照符号１８０で示されるコネクタに接続される供給ライン１７７及び帰還ライン（ｒｅｔｕｒｎ  ｌｉｎｅ）１７８を更に含むことができる。コネクタ１８０は、冷却剤通路１７０を通って冷却剤を循環させる。図示した実施例において、コネクタ１８０は第１接続部１８１及び第２接続部１８２を備え、これらは第１通路１７１及び第２通路１７２内にそれぞれ収容される。図６に最良に図示するように、第１及び第２コネクタ１８１、１８２は、円筒形状を有し、Ｏリングなどの封止部材１８４を収容するための環状凹部１８３を画定することができる。
【００３０】
図示するように、冷却剤１７７、１７８と、コネクタ１８０とは、絶縁プレート１１５の内側に位置することができる。図４に示すように、絶縁プレート１１５は、概略的に参照符号１８５で示される収容部を備えることができ、収容部１８５は、コネクタ１８１及コネクタ１８２が絶縁プレート１１５を通って挿入されて、通路１７１、１７２へと延在することを可能にする。タブ又は他の接続部が通路１７１、１７２から外方に延在して雌系型コネクタ（ｆｅｍａｌｅ−ｓｔｙｌｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）１８０にも付着することができる、ということが諒解されるだろう。図示した実施例において、図７に示すように、絶縁プレート１１５における冷却剤収容部１８５は、概して、矩形形状を有し、かつ、コネクタハウジング１８６の一部を収容するように寸法決めされる。コネクタハウジング１８６は任意の形状を有し、図示するように、冷却剤の流れの方向を変更し、かつ、冷却剤ライン１７７、１７８をコネクタ１８１、１８２に接続するように使用され得る。例えば、図６において最良に見られるように、タップ１８７、１８８は、コネクタの一側部１８９から上方に延在することができる一方で、接続部１８１、１８２は、タップ１８７、１８８に対して直角で第２側部から延長する。代替的に、凹部は一側部１８９又はコネクタハウジング１８６に形成され、冷却剤１７７及び１７８の端部を同じ趣旨で収容することができる。
【００３１】
冷却ライン１７７、１７８は、循環されている冷却剤の温度及び溶接動作中に受ける外部温度条件に着目して、冷却剤を運ぶための任意の適切な材料で構成され得る。図示するように、冷却剤ライン１７７、１７８は、金属、プラスチック及び他の材料で構成されることができ、サーマルポット銅チュービング（ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｏｔｔｅｄ  ｃｏｐｐｅｒ  ｔｕｂｉｎｇ）を含むがこれに限らない冷却剤を運ぶように使用され得る。冷却剤ライン１７７、１７８を絶縁プレート１１５の内方側部に配策すること（ｒｏｕｔｉｎｇ）は、トーチヘッド２０から冷却剤ラインを熱分離させ、かつ、それらを電気分離させることに役立つ。
【００３２】
概略的に参照符号１９０により示される第２コネクタは、冷却剤ライン１７７、１７８を適切な冷却剤供給に接続させるように提供され得る。冷却剤が調整後に単に再度循環されるように、帰還ライン１７８は熱交換器へと送られる、ということが諒解されるだろう。コネクタ１９０はハウジング１９１を含み、ハウジング１９１は図示する矩形の箱型の形状を含む任意の形状でよい。ハウジング１９１は一対の継手（ｆｉｔｔｉｎｇ）１９３、１９４を含み、これらは冷却剤供給から延在する冷却剤供給ラインに接続する。継手１９３、１９４は、互いに平行に配置される。冷却剤ライン１７７、１７８は、コネクタ１９０内で継手１９３、１９４と流体接続される。クランプアセンブリ１９５は、継手１９３、１９４に付着する供給及び帰還ラインを固定することを助けるように設けられ得る。例えば、図示するように、クランプ１９５は２つの半割クランプ（ｃｌａｍｐ  ｈａｌｖｅ）１９６、１９７を含むことができ、これらはラインを収容するために互いに向き合う半円状の凹部を画定する。締結具１９９は半割クランプ１９６、１９７の両方を通って下方に延在し、かつ、クランプ力をラインに加えるように締め付けられ得る。
【００３３】
システムの動作中、液体又は気体でよい冷却剤流体は、供給ライン１７７を通って導入され、かつ、駆動ブロック１２５内の通路１７０を通って循環される。図示した実施例において、水が冷却剤として使用される。通路１７０を通った循環後、冷却剤は帰還ライン１７８を介して排出する。通路１７０を通る冷却剤の循環が、モータ１１２及び１４０と、ポジションメータ１５０と、を含む電子機器から離れて、駆動ブロック１２５を介して熱を伝えることによって駆動アセンブリ１１０を冷却する。これらの部品の過熱を防ぐことで、部品故障の可能性及び部品の修理又は交換に関連する非稼働時間の可能性が低減する。冷却の追加的な利点として、駆動ブロック１２５の温度が下がることで、駆動ブロック１２５又は駆動アセンブリハウジングの他の部分との接触を介して、オペレータが熱傷を負うという可能性が低減する、ということが挙げられる。
【００３４】
図５を参照すると、取付プレート５５は、概略的に参照符号２００で示される冷却剤アセンブリ収容部を備えるように作られる。冷却剤収容部２００は、概して、取付プレート５５内に画定される、凹部又は他の開口領域を含み、冷却剤アセンブリ１７５の少なくとも一部を取り囲む。図示した実施例において、冷却剤収容部２００は、凹部２０１と、細長い冷却剤ライン凹部２０２と、を含む。凹部２０１は第１のコネクタ１８０を収容し、細長い冷却剤ライン凹部２０２は、冷却剤ライン１７７、１７８を収容し、かつ、開口部２０４で取付プレート５５の外側に開口する。ランド（ｌａｎｄ）２０５は開口部２０４に隣接して位置し、取付プレート５５の上方面２０６から陥凹して第２コネクタ１９０が置かれることができる表面を設ける。図１に最良に示されるように、ランド２０５に隣接するのは、クランプランド２０７であり、これは上向きにわずかに曲げられて継手１９３、１９４と、クランプアセンブリ１９５とを上向きに傾け、それに対するアクセスを促進することができる。図１に示すように、溶接ヘッドから離れて種々の導管を合併し、かつ、配策する（ｒｏｕｔｅ）ように使用されるよう、直立ガイド２１０は、クランプアセンブリ１９５から概略的に参照符号２１５で示される導管ブラケットへと延在する冷却剤ラインを配策するように設けられ得る。
【００３５】
議論したように、導管ブラケット２１５は冷却剤アセンブリ１７５に関連して冷却剤ライン（例えば、１７７、１７８）からの延長部分を収容することができる。導管ブラケットは、本明細書において他の箇所で説明された他の冷却剤ライン（例えば、３０７、３０８）を収容することもできる。ワイヤ供給機アセンブリ８０に沿ってさまざまな冷却剤ラインを配策することによって、ワイヤ供給機アセンブリ８０のワイヤ供給モータは冷却され得る。例えば、冷却剤ライン３０７、３０８は、ワイヤ供給機アセンブリ８０の第１面を越えて、あるいは、第１面に沿って通過することができ、かつ／あるいは、コネクタ１９０から突出する冷却剤ライン１７７、１７８の延長部分は、ワイヤ供給機アセンブリ８０の第２面に沿って配策され、少なくともワイヤ供給モータにおいて過熱のリスクを低減させることができる。
【００３６】
図５に示すように、取付プレート１５５及び絶縁プレート１１５が互いに付着されるとき、コネクタ１８０が収容部１８５及び凹部２０１内に収容されるように、冷却剤収容部２００は、収容部１８５と整列した位置において、第１のコネクタ１８０を収容するように採用される凹部２０１（又は他の開口部）を含むことができる。冷却剤収容部２００は、コネクタ凹部２０１から開口部２０４へと上向きにアークにおいて延在する、スロット状の冷却剤ライン凹部２０２も含む。図１に最良に示されるように、取付プレート５５及び絶縁プレート１１５が組み立てられるとき、冷却剤ライン１７７、１７８が取り囲まれるように、冷却剤ライン凹部２０２はライン１７７、１７８を完全に収容するのに十分な深さを有する。
【００３７】
凹部２１２、２１３及び２１４を含む追加的な凹部は、取付プレート５５に設けられ、回路板１２２上でコネクタ２１６、２１７及び２１８（図６）を収容することができる。概略的に参照符号２１０で示されるねじ付きの締結具収容部を含む追加的な収容部は、取付プレート５５上に設けられて、溶接ヘッドが取付プレート５５に付着されることを促進することができる、ということが諒解されるだろう。
【００３８】
回路板１２２は、システム内の駆動モータ及びセンサに電気的に接続されてシステムコントローラ１２０に信号を送ることができる。図示した実施例において、コネクタ２１６はポテンションメータ１５０に接続されてトーチヘッド振動位置フィードバックを提供する。コネクタ２１８はワイヤ供給機８５に接続される。コネクタ２１６及び２１８からの信号は、回路板１２２を介してコネクタ２１７へと送られ、これは、順に、システムコントローラ１２０への信号／システムコントローラ１２０からの信号を伝える。システムコントローラ１２０からの制御信号は、コネクタ２１７から溶接システム１０におけるさまざまな部品へと送られる。さまざまな部品には、ワイヤ供給アセンブリ８０、トーチ高さモータ１１２及び駆動モータ１４０が含まれるが、これらに限らない。
【００３９】
図８へと進むと、概略的に参照符号２２５で示される横方向の、あるいは、振動駆動アセンブリの更なる詳細が示される。溶接トーチヘッド２０は、球状溶接を実行するときに横方向に動かされ得る。振動駆動アセンブリ２２５は横方向にトーチヘッド２０を自動的に動かすように提供される。駆動アセンブリ２２５は、概略的に参照符号２３０で示されるアクチュエータに接続される駆動モータ１４０を一般的に含む。アクチュエータアセンブリ２３０は、トーチヘッド２０を動かす任意のアクチュエータを含むことができる。本考案の一態様によると、アクチュエータアセンブリ２３０は、ボールねじ又は親ねじアクチュエータ（ｌｅａｄ  ｓｃｒｅｗ  ａｃｔｕａｔｅｒ）などのねじアクチュエータを含む。ねじアクチュエータ２３１の使用は、振動ドリフトを低減又は削減させると考えられている。これは、螺合（ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）によって作り出されるトーチヘッドとアクチュエータとの間の正極接続のためである。図示した実施例において、親ねじアクチュエータは使用され、かつ、トーチヘッド取付プレート２５０に回転自在に支持される親ねじ２３１を含む。以下でより完全に説明されるように、親ねじ２３１は、トーチヘッド取付プレート２５０から軸方向外方に延在してトーチヘッド２０を係合し、かつ、親ねじ２３１の回転によりトーチヘッド２０の横方向動作を生じさせる。
【００４０】
図１５を参照すると、アクチュエータアセンブリ２３０はねじナットも含むことができ、図示するように、ねじナットは親ねじナット２３２でよい。親ねじナット２３２はトーチヘッド２０に画定される穴への圧入（ｐｒｅｓｓ  ｆｉｔ）でよい。親ねじナット２３２は、親ねじ２３１における雄ねじ（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｔｈｒｅａｄ）に対応する雌ねじ（ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｔｈｒｅａｄ）を有する。これらのねじ山のピッチは、親ねじ２３１の回転によって生じる横方向の動作の割合を決定する。ねじナットの使用に代わり、トーチヘッド２０内に画定される穴２３３は、ねじアクチュエータに対する必要な雌ねじを提供するよう打たれ得る。
【００４１】
トーチヘッド取付プレート２５０内では、親ねじ２３１は、図示したボールベアリングジャーナル２３６を含むがこれに限らない、概略的に参照符号２３５で示される適切なベアリングにおいて支持され得る。ベアリング２３５はトーチヘッド取付プレート２５０において画定される穴２３７内への圧入でよい。ベアリング２３５内の親ねじ２３１の端部は、横方向においてトーチヘッド２０を駆動するように自在に回転可能である。図示した実施例において、駆動モータ１４０は一方向に回転し、トーチヘッド取付プレート２５０に対して横方向外方にトーチヘッド２０を動かし、かつ、反対方向に回転し、トーチヘッド２０をトーチヘッド取付プレート２５０に向かって戻す。モータアセンブリは、周期的な方法（ｃｙｃｌｉｃａｌ  ｆａｓｈｉｏｎ）で、継続的な正回転又は逆回転を提供することができ、ストロークと呼ばれる動きの所望の範囲を介してトーチヘッド２０を振動させる。ストロークは親ねじ２３１の長さによって決定され、かつ、任意の所望の範囲内に設定され得る。図示した実施例において、トーチヘッド２０に対する最大ストロークは、１．２５インチである。以下で議論するように、軸ＯＡに沿うトーチヘッドの動きに関するフィードバックが、システムコントローラ１２０に提供され得る。
【００４２】
アクチュエータアセンブリ２３０は、駆動モータに直接的に接続され得るか、あるいは、図示するように、モータ１４０はアクチュエータアセンブリ２３０から遠方に位置し、かつ、概略的に参照符号２４０で示されるドライブカプラによって接続され得る。ドライブカプラ２４０は、モータ１４０をアクチュエータアセンブリ２３０に機械的に接続させるための任意のシステムでよく、図示したようなリンク機構（ｌｉｎｋａｇｅｓ）、ギアセット又はベルトシステムを含むがこれらに限らない。図示した実施例において、ドライブカプラ２４０は駆動モータ１４０と連結した第１コグ２４１を含む。駆動モータ１４０はそれと関連する内部ギアボックスを有することができるということが諒解されるだろう。第１コグ２４１が駆動モータ１４０から延在する駆動シャフトと共に回転するように、第１コグ２４１は、鍵又は他の機構によって回転接続される。第２コグ２４２は親ねじ２３１に付着される。歯付きベルト２４５は、第１コグ２４１及び第２コグ２４２の上方に嵌合してモータ１４０を親ねじ２３１に接続する。ベルト２４５における歯は、図示しないが、任意の数の歯が使用され、適切なタイミングベルトはコグ２４１、２４２を係合するように市販されている。
【００４３】
任意で、図示するように、溶接システム１０はポジションメータ１５０を含み、トーチヘッド２０の横方向位置に関するフィードバックを提供することができる。図示したシステムにおけるポジションメータに代えて、エンコーダも使用され得る。ポジションメータ１５０はそのシャフト１５３に取り付けられた第３コグ２４３を有し、ベルト２４５の動作を介して示されるような、ねじ２３１の回転に比例してトーチヘッド２０の横方向の動作を感知する。そのためには、第３コグ２４３が駆動モータ１４０の回転に伴って回転するように、第３コグ２４３は、第３コグにわたって配索されるベルト２４５と、第１コグ２４１と、第２コグ２４２との間に介在する。第３コグ２４３の回転はポジションメータ１５０において信号を生成し、これは、例えば０から１０ｋΩの間である。この範囲は、トーチヘッド２０のストロークに対応する。それ故、ポジションメータが５ｋΩの信号を提供するとき、トーチヘッド２０は全体に対して中心位置に位置する。完全なストローク（０〜１０ｋΩ）が一方の接合部におけるストロークの半分を示し、かつ、接合部の反対側におけるもう半分のストロークを示すように、中心位置は溶接されている接合部の中心に対応することができ、ワークピースＷＰ上の接合部に均等に及ぶパターンで、トーチヘッドの振動を可能にする。例えば、ルートパス溶接は、接合部にわたってトーチヘッド２０を振動させることによって形成され得る。他のパターンは、軸ＯＡにおけるトーチヘッド２０の振動によって、かつ、トーチヘッドとワークピースＷＰとの間における相対的回転に対する振動によって形成され得る。オペレータからの手動入力又はシステムコントローラ１２０からの自動入力は、トーチヘッド２０の振動を「誘導する（ｓｔｅｅｒ）」ように使用され得る。例えば、議論したように、ワークピースＷＰ上の接合部に対応することができる中心点は、その第１位置の左又は右にリセットされて振動を左又は右に動かすことができる。代替的に、溶接を誘導する目的で、参照の他の点がトーチヘッド２０を相対的に動かすように使用され得る。例えば、ストロークの最外端部（ｏｕｔｅｒ  ｅｓｔｒｅｍｅｓ）も溶接を誘導するようにリセットされ得る。図示した実施例において、これらの端部は、０ｋΩ及び１０ｋΩの信号としてポジションメータによって見られる。
【００４４】
モータ駆動シャフト１４１の１つの回転と、ポジションメータシャフト１５３の１つの回転との間で既定の関係を作り出すように、第３コグ２４３は寸法決めされ得る。例えば、駆動シャフト１４１に対するポジションメータシャフト１５３の回転間の２から１つの関係を確立するように、第３コグ２４３は第１コグ２４１の２倍の直径でよい。従って、図示した実施例において、駆動シャフト１４１の各完全な回転のため、ポジションメータシャフト１５３は半分の回転を成す。必要に応じて、他の関係は、１対１の関係か、あるいは、１対１の関係より大きいか、あるいは、１対１の関係より小さい関係を含んで提供され得る、ということが諒解されるだろう。
【００４５】
更なる選択肢として、第１コグ２４３と第２コグ２４２との間で張力が伸長するようにベルトにおける張力を維持するために、ベルトテンショナー１６２が設けられ得る。ベルトテンショナー１６２は、ハブ１６５に回転自在に取り付けられる遊動輪（ｉｄｌｅｒ  ｗｈｅｅｌ）１６４を含むことができる。図８に最良に示されるように、ハブ１６５は取付プレート１６０を介して延在する締結具１６６において支持され得る。取付プレート１６０は、張力１６１の位置の垂直方向の調整を可能にするように配向される長孔状開口部（ｓｌｏｔｔｅｄ  ｏｐｅｎｉｎｇ）１６７を画定することができる。図９に最良に示されるように、振動駆動アセンブリ２２５は、概略的に参照符号２５０で示されるトーチヘッド取付プレート内に部分的に収容され得る。トーチヘッド取付プレート２５０は、概略的に参照符号２５２（図７）で示される収容部を画定することができる。収容部２５２は、ベルト２４０、コグ２４１、２４２、２４３及び遊動輪１６４を少なくとも部分的に収容する。収容部２５２は、内方面２５１におけるトーチヘッド取付プレート２５０に形成される凹部でよく、遊動輪１６４の垂直方向の動作を調整する。収容部２５２は遊動輪１６４上方にノッチ２５４を含み、そのような垂直方向の動作のための更なる隙間を提供することができる。対応する収容部が絶縁プレート１１５上に形成され、トーチヘッド取付プレート２５０の内方面２５１を超えて延在する振動駆動アセンブリ２２５の部分を取り囲む。
【００４６】
本考案の別の態様によると、トーチヘッド取付プレート２５０は、概略的に参照符号２６０で示されるトーチガイドアセンブリを支持することができる。ガイドアセンブリ２６０は、トーチヘッド取付プレート２５０を介して親ねじ２３１に平行に延在する第１ガイド棒２６１及び第２ガイド棒２６２などの、１つ以上のガイド部材を含むことができる。ガイド棒２６１、２６２は、図示した円筒形状を含むがこれに限らない任意の形状を有することができる。ガイド棒２６１、２６２は、トーチヘッド２０を支持することを可能にし、かつ、トーチヘッド２０の周りの温度条件に耐える、任意の適切な材料により構成され得る。例えば、セラミックコーティング又はステンレス鋼を有するアルミが使用され得る。図示した実施例において、ガイド棒２６１、２６２は、ステンレス鋼から作製される。ガイド棒２６１、２６２の１つ以上は、トーチヘッド２０からの電圧フィードバックを提供するように使用され得る。そのためには、端部２６３、２６４、あるいは、ガイド棒２６１、２６２は、絶縁プレート１１５を通って延在して、システムコントローラ１２０の回路板１２２上で導電性パッド２６５に接触し、電圧フィードバックを提供することができる。上記で議論したように、導電性パッド２６５からの電圧フィードバックは、回路板１２２によってコネクタ２１７に送られることができ、コネクタ２１７は電圧フィードバックをシステムコントローラ１２０に送る。
【００４７】
図９及び図１０を参照すると、アクチュエータアセンブリ２３０を収容するために、トーチヘッド２０は、概して、トーチ本体２７０を含み、トーチ本体２７０は金属及びセラミックを含む種々の材料により構成され得る。図示した実施例において、トーチ本体２７０が、従って、銅、アルミ又は真鍮などの導電性材料により構成されるように、電力がトーチ本体２７０に直接印加される。図示した特定の実施例において、真鍮が使用されてきた。トーチ本体２７０は、ガイド棒２６１、２６２をそれぞれ収容するガイド用穴２７１、２７２を画定することができる。加えて、アクチュエータ用穴２７４は上記で議論したように、親ねじナット２３３を収容するように設けられる。
【００４８】
トーチ本体２７０は、ブロック状の形状などを含む任意の形状を有することができる。図示した実施例において、トーチ本体２７０は、概して、楔状の形状を有して径方向の隙間を強化する。以下でより完全に議論するように、トーチ本体２７０は第１側部２７６においてより薄く、トーチヘッド２０への接続部を冷却することを可能にする。第１側部２７６から、トーチ本体２７０の下面２７８は第２側部２８０に向かって上方に延在し、側部２８０におけるトーチ本体２７０の高さを短縮する。概略的に参照符号２８２で示される陥凹領域は、下面２７８によって形成され、概略的に参照符号２８５で示される遮蔽カップと、それに取り付けられる電極Ｅとのための隙間を提供する。このようなコンパクトな配置は、トーチヘッド２０のための径方向の隙間を更に強化する。
【００４９】
本考案の別の態様によると、概略的に参照符号３００で示されるトーチヘッド冷却アセンブリが提供される。トーチヘッド冷却アセンブリ３００はトーチ本体２７０内に画定されるトーチ冷却通路３０５を含む。トーチ冷却通路３０５は、概して、入口通路３０１及び出口通路３０２を含み、これらは、対応する入口冷却ライン３０７及び出口冷却ライン３０８に接続する。接続通路３０４は、入口通路３０１及び出口通路３０２の橋渡しを行い、トーチ本体２７０を介する継続的な循環を可能にする。図示した実施例において、第１側部２７６からトーチ本体２７０の中へと延在する入口通路３０１及び出口通路３０２を上向き角度で穿孔することによって、通路３０５は形成される。トーチ本体２７０をできる限りコンパクトにするために、これら通路３０１、３０２は、互いに整列するように配置され、かつ、同じ平面に位置することができる。同様に、振動軸ＯＡに対して平行な軸に沿ってトーチ本体２７０の内方面２７７からトーチ本体２７０内に穿孔することによって、接続通路３０４は形成され、かつ、通路３０１、３０２によって画定される平面内に存在するかもしれない。図示するように、通路３０４は通路３０１、３０２の内向端部（ｉｎｎｅｒ  ｅｘｔｒｅｍｉｔｉｅｓ）を横断し、その間に流体連通を作り出す。また、通路３０４は、概して、Ｕ字形状の冷却通路３０５を形成する。通路３０４を出口通路３０２の内方に近づけるため、プラグがその内方に延在する穴の部分に挿入され得る。
【００５０】
図１２及び図１３に最良に示されるように、入口通路３０１及び出口通路３０２を形成する穴は、流体ライン３０７、３０８が付着する継手３２０を収容するように座繰り（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｓｕｎｋ）でよい。ライン３０７、３０８をトーチヘッド２０に接近させることで、保護キャップ３１１、３１２が、それらの端部において継手３２０及びライン３０７、３０８を覆うように設けられ得る。保護キャップ３１１、３１２から、流体ライン３０７、３０８はブラケット２１５に戻って、そこから適切な冷却剤供給へと配策され得る。図示した実施例において、トーチヘッドは水によって冷却される。
【００５１】
トーチヘッド２０は、図１４において概略的に参照符号３２５で示されるガス遮蔽アセンブリを備えることができる。ガス遮蔽アセンブリは、ブラケット２１５へと配策され、かつ、そこから適切なガス供給へと配策され得るガス供給ライン３２６を含む。ガス供給は、ポンプに接続される非加圧源又は加圧シリンダを含むことができる。供給されたガスは、概して、アルゴンなどの不活性ガスである。この実施例は、他の種類のガスを使用して溶接中に遮蔽を提供することが知られているので、限定的ではない。シールドガスアセンブリ３２５は、トーチ本体２７０内に画定される、概略的に参照符号３３０で示されるガス通路を更に含む。ガス通路３３０は、ガス供給ライン３２６をトーチ本体２７０に形成されたシールドガス出口３３２に流体接続させる。ガス出口３３２は電極アセンブリ３５０と連通する（図１７）。簡潔に、シールドガスは、出口３３２におけるトーチ本体２７０に存在し、かつ、電極アセンブリ３５０を介して、電極及び溶接部Ｚへ向かう直接的なシールドガスへと導かれる。図１４に戻ると、通路３０は通常の図示したＬ構成を含む任意の構成を有することができる。図示した実施形態において、ガス入口通路３３１は、トーチ本体２７０の第１側部２７６の下方に、かつ、第１側部２７６に向かって延在し、ガス入口通路３３１は、迅速な接続継手（ｑｕｉｃｋ  ｃｏｎｎｅｃｔ  ｆｉｔｔｉｎｇ）３３５を収容するように、３３３において座繰りでよい。迅速な接続継手の実施例では、一対の円錐台形状のリングを有する。円錐台形状リングは、入口通路３３１に向かって外方へ延在し、ライン３２６が迅速な接続継手３３５上に圧入することを可能にする。トーチ本体２７０は、３３６において第１側部２７６に対して陥凹し、迅速な接続継手３３５及び垂直高調整機構に対して隙間を提供する。これについては、以下でより完全に説明する。ガス通路３３０は接続通路３３７を更に含むことができ、接続通路３３７は軸ＯＡに対して平行な線に沿って、入口通路３３１からトーチ本体２７０にわたって延在し、内方側部２７７からトーチ本体へと穿孔することによって形成され得る。更に、入口通路３３１を超えて延在する、穴形成通路（ｂｏｒｅ  ｆｏｒｍｉｎｇ  ｐａｓｓａｇｅ）３３７の任意の部分が、外気からこの通路を閉じるように閉塞され得る。
【００５２】
図１７に最良に示されるように、シールドガスＳは、出口３３２から電極アセンブリ３５０の中へと向けられる。電極アセンブリ３５０は市販の電極アセンブリでよく、例えば、ＣＫ  Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ社のＧａｓ  Ｓａｖｅｒ（登録商標）電極アセンブリが含まれる。一般に、電極アセンブリ３５０は上方にガス出口３３２へと延在し、かつ、中央穴を画定するネック部３５４を有するコレット本体３５２を含み、シールドガスＳは中央穴を介して収容される。図示するように、コレット本体３５２は概略的に参照符号３５５で示される中心部も含み、中心部はディスク状本体３５６を有する。ディスク状本体３５６は、ネック部３５４から径方向外方に延在し、かつ、中央フランジ３５７及び上方フランジ３５８を含む。中央フランジ３５７及び上方フランジ３５８は、互いに離間し、シリコンＯリングなどの封止部材３６０を収容する。下方フランジ３５９は中央フランジ３５７から下方に離間し、コレット本体３５５に対して環状凹部を画定することができる。シールドガスマニホールドは、中空内部３６２においてコレット本体３５５内に形成されることができ、かつ、中空内部３６２から径方向外方に延在し、かつ、フランジ３５７と３５９との間に画定される環状空間の中へと延在する、中空のガス出口３６４を含む。タングステンアダプターは、概略的に参照符号３６５で示されるが、コレット本体３５５の下方部分に取り付けられ、かつ、ディフューザプレート３６６を含むことができる。ディフューザプレート３６６は、中央スクリーンを挟む一対の穿孔したタングステンプレートを含むことができる。Ｐｙｒｅｘ（登録商標）遮蔽カップは、封止部材３６０上に圧入されて、コレット本体３５５及びディフューザプレート３６６を取り囲むことができる。マニホールド３６２に存在するガスは、ディフューザプレート３６６を通過し、かつ、遮蔽カップ２８５によって電極Ｅ及び溶接部Ｚに向かって導かれる。
【００５３】
続いて図１７を参照して、トーチ本体２７０は、トーチ本体２７０の上面２７５から下方に延在する座繰り穴３７５を見つけるように作られる。楔状コレット（ｗｅｄｇｅ  ｃｏｌｌｅｔ）３７６は、コレット本体に形成される中央穴内に電極を保持するように使用され得る。コレット本体では、楔状コレット３７６及び電極Ｅの一部は、座繰り穴３７５内に上方に延在する。座繰り穴３７５の下部３７７は、その中にキャップねじ３８０（図１２）を収容するように螺合され、穴を閉じ、かつ、電極Ｅを固定することができる。
【００５４】
本考案の別の態様により、概略的に参照符号４００で示されるコンパクトなワイヤ固定具アセンブリは、図１５から図２０に最良に示されるように、トーチヘッド２０内に組み込まれる。ワイヤ固定具アセンブリ４００は、概略的に参照符号４０５で示されるワイヤ高さ調整アセンブリを含み、また、概略的に参照符号４５０で示されるワイヤ整列アセンブリも選択的に含むことができる。
【００５５】
ワイヤ固定具アセンブリ４００は、ワイヤガイド９０が付着されているブラケット４０２を含む。ワイヤガイド９０の垂直位置は、概略的に参照符号４０５で示される高さ調整アセンブリの動作によって操作され得る。図１５及び図１６に最良に示されるように、ワイヤ高さ調整アセンブリ４０５は、ギアラック４０６を含むことができる。ギアラック４０６は、シャフト４１０において支持されたピニオンギア４０８によって作動される。シャフト４１０は、スペードヘッド（ｓｐａｄｅ  ｈｅａｄ）、ローレットヘッド（ｋｎｕｒｌｅｄ  ｈｅａｄ）又はノブ４１２などの簡易な把持部材によって回転され得る。また、把持部材はシャフトにピン付けされ、かつ、シールドガスライン３２６の上方のトーチ本体２７０の陥凹部３３６内に位置する。
【００５６】
図１４に最良に示されるように、トーチ本体は、冷却入口通路３０２とコネクタ３０４との間で、トーチ本体２７０を通って垂直に延在する中央スロット４１５を画定する。スロット４１５はトーチ本体２７０の第１側部２７６に形成され、第１側部２７６から内方に延在する。この垂直な中央スロット４１５は、ラック４０６及びピニオン４０８の両方を収容し、それらをトーチ本体２７０内に収容する。ピニオンシャフト４１０は穴４２０内で軸支される（ｊｏｕｒｎａｌｅｄ）。穴４２０は、その外方端部４２２における座繰りでよく、非円形ピニオンシャフト４１０上に取り付けられ得る円輪４２４を収容する。ピニオンシャフト４１０は、穴４２０の狭部４２１内で軸支され得る円筒状スリーブ４２６を更に含むことができる。円輪４２４は、スリーブ２４６よりも更に大きな直径を有し、かつ、必要に応じて、部分４２１及び４２２を分割する縁部４２８と作用し合い、シャフト４１０の軸方向内方の動作を止めることができる。図１５に最良に見られるように、ピニオンギア４０８はシャフト４１０の非円形部分に対する鍵でよく、シャフト４１０をピニオンギア４０８に回転接続させる。ワイヤガイド９０の高さを固定するために、図示するように、ピン、クリップ又は止めねじ４３０を含むがこれらに限らない締結具が、ラック４０６を係止する（ｌｏｃｋ）ように使用され得る。概略的に参照符号４３５で示される止めねじ用穴が、スロット４１５内方へトーチ本体２７０の前面２７９から延在して提供され、ギアラック４０６の側壁４０７と作用し合う。図１６に最良に示されるように、止めねじ４３０はＡｌｌｅｎ（登録商標）ボルトでよい。
【００５７】
図１８に図示するように、ギアラック４０６は横架材４４０によってブラケット４０２に接続され得る。横架材４４０はギアラック４０６と同様の幅を有し、かつ、スロット４１５内で動かされてワイヤ高さ調整アセンブリ４０５のコンパクトさを維持する。選択的に、更なるコンパクトさを提供するために、横架材４４０の上方面４４２は、ピニオンギア４０８が収容される凹部４４３を提供するよう凹面とされ得る（図２０）。
【００５８】
本考案の別の態様によると、ワイヤ固定具アセンブリ４００はワイヤ整列アセンブリ４５０を含んで、ワイヤＷの位置の更なる調整を提供することができる。図示するように、ワイヤ整列アセンブリ４５０は、ブラケット４０２と高さ調整アセンブリ４０５との間に介在し得る。図１８及び図１９に最良に示されるように、ブラケット４０２は貫通穴４０１を概略的に画定する。貫通穴４０１を介して、ワイヤガイド９０は挿入され、導管８６の部分が収容され得る。クランプアセンブリ４０３がこの穴４０１内にワイヤガイド９０を固定するように提供され得る。高さ調整以外にワイヤガイド９０の更なる位置調整がないように、ブラケット４０２が、固着（ｓｏｌｉｄ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）によって、垂直な高さ調整アセンブリ４０５に接続され得る一方で、ワイヤ整列アセンブリ４５０を介してブラケット４０２を垂直な高さ調整アセンブリに付着させることによって、更なる位置調整が提供され得る。ワイヤ整列アセンブリ４５０は、概して、ワイヤＷを電極Ｅと整列させるように採用され、かつ、垂直軸に対して単に回転を提供することができる。選択的に、図示するように、ワイヤ整列アセンブリ４５０はボール及びソケット固定具４５１により、追加的な自由度を提供する。
【００５９】
例示的なボール及びソケット固定具はスリーブ４５２を含むことができ、スリーブ４５２は横架材４４０に付着される。スリーブ４５２は、円筒状穴４５４を含むソケット４５３を画定する。円筒状穴４５４よりも大きな半径を有する座繰り部４５６を形成するように、円筒状穴４５４は上方部分における座繰りでよい。ワイヤ整列アセンブリは、バルブ４６０を更に含み、バルブ４６０はボール４６１から下方に延在するネック４６２を有するボール４６１を含む。ネック４６２は雄ねじを有することができ、これは参照符号４６４で概略的に示され、ネック４６２の下端部４６５に向かってバルブがブラケット４０２へ付着することを促進する。組み立てられるとき、ネック４６２は穴４５４を介して延長し、かつ、ブラケット４０２内の上方延在ボス４７２に画定される収容部４７０の中へと螺合される。圧入（図１７）、締り嵌め（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｆｉｔ）、ピニング又は溶接を含むがこれらに限らない他の方法で、バルブ４６０はブラケット４０２に付着され得るということが諒解されるだろう。
【００６０】
図１９で最良に示されるように、延在ボス４７２は、穴４０１に対する角度で上方及び内方に延在するランド４７４を有することができる。ネック４６２に付着されるとき、このランド４７４は、スリーブ４５２の下面に対して当接してワイヤガイド９０と横架材４２との間に設定角度θを形成することができる。図示するように、スリーブ４５２によって形成されるソケット４５３内でボール４６１を回転させることによって、ネック４６２は、ブラケット４０２が自由に動くことを可能にする穴５４よりも大幅に小さい。この位置決め機能は、ネック４６２によって画定される垂直軸４８０に対する回転と、左右の傾動と、ブラケット４０２の前後のピッチングと、これらの動作の組み合わせと、を含む。動作のこの自由は、ワイヤＷが、電極Ｅと整列し、かつ、溶接プロセスを促進するように配向されることを可能にする。いったんワイヤガイド９０及びワイヤＷの所望の位置が実現されると、選択された位置は平面にボール４６１を係止することにより保持され得る。これは、止めねじか、あるいは、ボール及びソケットを固定する他の公知の方法を用いることよって実行され得る。図示した実施例において、係止アセンブリ（ｌｏｃｋｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）は概略的に参照符号４８５で示されるが、凹状収容部４８８を画定するハット４８６を含み、凹状収容部４８８の中に、ボール４６１の上方部分が収容される。ハット４８６が下方に駆動されてソケット４５３内のボール４６１を圧迫し、それを選択された位置に係止するように、収容部４８８を取り囲むハット４８６の外面４９０が、スリーブ４５２の座繰り部４５６内に嵌合するように寸法決めされる。ハット４８６は、ボール４６１を圧迫するように下方に駆動されことができ、かつ、手動でハット４８６をボール４６１に押し込むサンプリングを含む多くの方法で、それを位置に係止することができる、ということが諒解されるだろう。代替的に、図示するように、ハットの外面４９０及び座繰り部４５６の内面４９２は、ねじ山４９３を含むことができる。ねじ山４９３は、ハット４８６の回転によってボール４６１に対してハット４８６の高さを調整するように使用され得る。対応する雌ねじ４９４は、スリーブ４５２の座繰り部４５６上に形成され得る。例えば、時計回りの方向における回転は、ハット４８６を下方に駆動してソケット４５３内のボール４６１を圧迫させることができる。また、反時計回りの回転は、ハット４８６を上げてボール４６１における圧迫力を解放することができる。この回転を促進させるために、ヘッド４９５はハット４８６に固定され得る。ハット４８６は、より簡単に把持されることができ、かつ、オペレータに、てこの作用（ｌｅｖｅｒａｇｅ）を提供するように寸法決めされ得る。例えば、ヘッドは、スペードヘッド、ローレットヘッド、ウィングヘッド又はノブを含むことができるがこれらに限らない。ヘッド４９５はハット４８６に付着され得るか、あるいは、図示したように、ハット４８６及びヘッド４９５は一体部品として形成され得る。
【００６１】
図２１で最良に見られるように、ワイヤ固定具アセンブリ４００は、概して、電極Ｅと同じ平面に位置して、ワイヤＷを電極Ｅと全体的に整列させることができる。ワイヤ固定具アセンブリ４００は、次いで、ワイヤ位置の更なる微調整を提供して、トーチヘッド２０の性能を最適化させることができる。議論したように、ワイヤ固定具アセンブリ４００は、トーチヘッド２０の本体２７０内に大部分は収容され、かつ、トーチヘッドの入口冷却ライン３０７と出口冷却ライン３０８との間にブラケット４０２を保持するように位置付けられる。ブラケット４０２の一部を収容し、かつ、ワイヤガイド９０を下方に曲げることによって、より大きな径方向の隙間が電極Ｅに隣接して提供される。必要に応じて、クランプアセンブリ４０３は、冷却ライン３０７、３０８から突出してオペレータがクランプアセンブリ４０３にアクセスすることを可能にし、かつ、ワイヤガイド９０外にスティックを調整する。上記で参照したように、ワイヤ高さ調整アセンブリ４０５は、ワイヤＷを垂直に動かすように使用される。いったん、選択された垂直位置が実現されると、中央スロット４１５の壁に対してラック４０６を保持する止めねじ４３０などの、ワイヤ高さ係止アセンブリによって、高さ調整アセンブリ４０５は位置に係止され得る。同様に、スリーブ４５２及びボール４６１によって設けられる、ボール及びソケットの接合を使用して、垂直な軸、ピッチ、ロール、そして、それらの組み合わせに対する回転を含むワイヤ整列アセンブリ４５０と共に、ワイヤ位置の追加的調整が行われ得る。いったん、ワイヤ整列アセンブリ４５０を使用して、選択された位置が実現されると、ボール４６１において下方に締め付けられてスリーブ４５２内のボール４６１を圧迫する、ハット４８６などの係止アセンブリによって、この位置が保持され得る。上述のワイヤ位置決め工程は、任意の順で行われるか、あるいは、省略され、ワイヤ位置決め工程は、単に上記のワイヤ固定具アセンブリ４００を使用する１つの方法であるということが諒解されるだろう。
【００６２】
全体的に、トーチヘッド２０が横方向及び垂直方向に動かされ、溶接されるワークピースの部品間で電極Ｅを接合部と整列させるように、溶接システム１０の動作には、ワークピースＷＰを開口部３５内に位置決めすることと、システム１０に電力を供給することと、を含むことができる。ワークピースＷＰと電極との間で相対的回転が発生するので、システムコントローラ１２０は、接合部に溶接を施すようにプログラムされ得る。これは、アクチュエータアセンブリ２３０の動作によってガイドアセンブリ２６０におけるトーチヘッド２０を横方向に動かすことを含むことができる。トーチヘッド２０及び他のセンサからのフィードバックを通して、かつ／あるいは、オペレータによって行われる手動調整によって、電極の高さ及び横の位置に対する調整は、自動的に行われ得る。例えば、トーチヘッド２０からの電圧フィードバックは、システムコントローラによって使用されて、トーチ高さモータ１１２を駆動させ、フレーム２５に対して取付ブラケット５５を動かすことによって溶接ヘッドを上げ／下げすることができる。同様のフィードバックはワイヤ供給速度、トーチヘッドとワークピースＷＰとの間の回転速度、横方向トーチヘッド速度及びストローク長、そして他の溶接システムパラメータを調整するように使用され得る。システムコントローラ１２０は手動入力を受け入れて、これらのパラメータを調整することもできる。例えば、トーチヘッド２０の振動（横方向の動作）中、オペレータは、手動調整を行うことによってトーチヘッド２０を「誘導する（ｓｔｅｅｒ）」することができる。効果的に、システムコントローラ１２０は接合部を振動の中心として見る。そして、ユーザからの手動入力は、この中心点をリセットするように使用され、元々の中心点の値の左又は右に振動を効果的に誘導することができる。
【００６３】
更に、上記で議論したように、ワイヤ固定具アセンブリ４００を使用して、トーチヘッド２０のセットアップ中に、ワイヤ位置の手動調整が行われ得る。ワイヤ固定具アセンブリ４００は、トーチヘッド２０の本体２７０内に収容され、ワークピースＷＰに対する径方向の隙間を最大化させる。トーチヘッド２０の本体２７０は、楔状の形状を有することができ、楔状の形状は、ワイヤ固定具アセンブリ４００及びトーチヘッド冷却アセンブリ３００を収容する本体２７０の側部２７６から上方に、かつ、内方にテーパー付けして、陥凹領域２８０を画定することができる。陥凹領域２８０内に、電極アセンブリ３５０及び遮蔽カップ２８５が収容されて、ワークピースＷＰに対する径方向の隙間を更に最大化させる。
【００６４】
溶接システム１０の動作は、トーチヘッド２０において、かつ、トーチヘッド２０を位置付けるように使用されるモータ１１２、１４０の動作を通して、熱を発生させる。溶接システム１０は、モータハウジング冷却アセンブリ１７５及びトーチヘッド冷却アセンブリ３００を介して冷却剤を供給することができる。溶接システム１０に電力が供給されるとき、手動で作動されるか、あるいは、継続的に稼働されるシステムコントローラ１２０によって、これらのアセンブリは制御され得る。
【００６５】
動作の本質およびモードが特定の実施形態に関して説明及び例示されてきたが、これは、その精神又は範囲から逸脱することなく具体的に説明及び例示される以外に、実施され得るということが理解されなければならない。
【００６６】
上記で説明されてきたことは、本考案の実施例を含む。もちろん、請求項に係る主題を説明する目的のために、部品又は手法の全ての考えられ得る組み合わせを説明することは可能ではない。しかし、当業者であれば、本考案の多くの更なる組み合わせ及び変形が可能であるということを認識することができる。従って、請求項に係る主題は、添付の請求項の範囲及び精神に該当するそのような代替形、修正形及び変更形を全て包含するよう意図される。
【００６７】
本明細書では、考案の特定の実施形態が開示される。当業者は、他の環境において本考案が他の用途を有することができるということを容易に認識するだろう。実際、多くの実施形態及び実施例が可能である。以下の請求項は、本考案の範囲を上記の特定の実施形態に限定するように意図しない。更に、「〜のための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という記載は、要素及び請求項のミーンズプラスファンクションの読み方を連想させるように意図され、一方で、たとえ請求項が「手段（ｍｅａｎｓ）」という用語を含んでいたとしても、「〜のための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という記載を特段使用しない要素は、ミーンズプラスファンクションの要素として読まれるようには意図されない。
【００６８】
特定の好ましい実施形態に関して、本考案は、示され、かつ、説明されてきたが、他の当業者が、本明細書及び添付の図面を読み、理解することによって、均等な代替形及び変更形を考え付くであろうということは明白である。特に、上述した構成要素（例えば、封入物（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅｓ）、側部、部品、アセンブリなど）によって実行されるさまざまな機能に関して、そのような要素を説明するために使用される用語（「手段」の言及を含む）は、特段の指示がない限り、たとえ、本明細書中で例示された本考案の実施形態においてその機能を実行する開示された構造と構造的に同等ではなくとも、記載された構成要素の特定の機能を実行する如何なる構成要素（例えば、機能的に同等なもの）にも対応するように意図されている。加えて、本考案の特定の特徴は、いくつかの例示された実施形態のうちの、１つ又はそれ以上のみに関して上記で説明されてきたが、任意の所与の、あるいは、特定の用途について望ましく、かつ、有利であるように、そのような特徴は、他の実施形態の１つ又はそれ以上の他の特徴と組み合わせることができる。特定の実施形態が示され、かつ、説明されてきたが、本明細書を読み、理解することによって、他の当業者が添付の請求項の範囲に該当する均等物及び変更形を考え付くであろうということが理解される。
【００６９】
加えて、本考案の特定の特徴がいくつかの実施例のうちの１つだけに関して開示されていたとしても、任意の所与の、あるいは、特定の用途にとって望ましく、かつ、有利であるように、そのような特徴は、他の実施例の１つ又はそれ以上の他の特徴と組み合せることができる。また、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｈａｓ、ｃｏｎｔａｉｎｓ）」又はその変形、そして他の同様の用語が、詳細な説明又は請求項のいずれかの中で使用されている限り、それらの用語は、追加的、あるいは、他の要素を包含しないオープンな移行句としての用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と類似の方法において、包括的であることが意図されている。
【符号の説明】
【００７０】
１０    溶接システム
１９    ハウジング
２０    トーチヘッド
２５    Ｃ形状フレーム
２６    バッキングプレート
３１    第１アーム
３２    第２アーム
３３    横架材
３５    開口部
３７    外端部
４０    流入口
４５    トーチ高さ位置決めアセンブリ
４６    レール
４８    端止め
４９    端止め
５０    ラック
５１    ギア歯／第１アーム
５２    第２アーム
５５    取付プレート
５６    収容部
５８    後方側部
６０    スライドブロック
６１    第１スライドブロック
６２    第２スライドブロック
６３    陥凹溝部
６５    ギャップ
６６    ラベット
６７    デバイダー
６７Ａ    第１デバイド部
６７Ｂ    第２デバイド部
６８    開口部
７０    ピニオン
７１    前方側部
８０    ワイヤ送給アセンブリ
８２    スプール
８５    ワイヤ送給機
８６    導管
８８    ステップ
９０    ワイヤガイド
１００    駆動アセンブリ
１１０    トーチ高さ駆動アセンブリ
１１２    トーチ高さモータ
１１４    ボールベアリング
１１５    絶縁プレート
１２０    システムコントローラ
１２２    回路板
１２５    駆動ブロック
１２６    内方面
１２７    駆動収容部
１２８    収容部
１２９    ポテンショメータ収容部
１３０    締結具収容部
１３１    第１部分
１３２    より大きな直径部分
１３５    締結具
１４０    振動モータ
１４１    モータ駆動シャフト
１５０    ポテンショメータ
１５３    ポテンショメータシャフト
１５５    カバー
１５６    締結具
１５７    ノッチ
１５８    内向端部
１６０    取付プレート
１６１    張力
１６２    ベルトテンショナー
１６４    遊動輪
１６５    ハブ
１６６    締結具
１６７    長孔状開口部
１７０    冷却剤通路
１７１    第１冷却剤通路
１７２    第２冷却剤通路
１７４    加工された凹部
１７５    冷却アセンブリ
１７６    キャップ
１７７    供給ライン
１７８    帰還ライン
１８０    コネクタ
１８１    第１接続部
１８２    第２接続部
１８３    環状凹部
１８４    封止部材
１８５    収容部
１８６    コネクタハウジング
１８７    タップ
１８８    タップ
１８９    一側部
１９０    第２コネクタ
１９１    ハウジング
１９３    継手
１９４    継手
１９５    クランプアセンブリ
１９６    半割クランプ
１９７    半割クランプ
１９９    締結具
２００    冷却剤アセンブリ収容部
２０１    凹部
２０２    冷却剤ライン凹部
２０４    開口部
２０５    ランド
２０６    上方面
２０７    クランプランド
２０８    冷却剤ライン
２１０    直立ガイド
２１２    凹部
２１３    凹部
２１４    凹部
２１５    導管ブラケット
２１６    コネクタ
２１７    コネクタ
２１８    コネクタ
２２５    振動駆動アセンブリ
２３０    アクチュエータ
２３１    ねじアクチュエータ
２３２    親ねじナット
２３３    穴／親ねじナット
２３５    適切なベアリング
２３６    ボールベアリングジャーナル
２３７    穴
２４０    ドライブカプ
２４１    第１コグ
２４２    第２コグ
２４３    第３コグ
２４５    歯付きベルト
２５０    取付プレート
２５１    内方面
２５２    収容部
２５４    ノッチ
２６０    トーチガイドアセンブリ
２６１    第１ガイド棒
２６２    第２ガイド棒
２６３    端部
２６４    端部
２６５    コンタクト導電性パッド
２７０    トーチ本体
２７１    ガイド用穴
２７２    ガイド用穴
２７４    アクチュエータ用穴
２７５    上面
２７６    第１側部
２７８    下面
２７９    前面
２８０    第２側部
２８２    陥凹領域
２８５    遮蔽カップ
３００    トーチヘッド冷却アセンブリ
３０１    入口通路
３０２    出口通路
３０４    接続通路
３０５    トーチ冷却通路
３０７    冷却剤ライン
３０８    出口冷却ライン
３１１    保護キャップ
３１２    保護キャップ
３２０    継手
３２５    ガス遮蔽アセンブリ
３２６    ガス供給ライン
３３０    ガス通路
３３１    入口通路
３３２    シールドガス出口
３３３    座繰り
３３５    継手
３３６    陥凹部
３３７    接続通路
３５０    電極アセンブリ
３５２    コレット本体
３５４    ネック部
３５５    中心部
３５６    ディスク状本体
３５７    中央フランジ
３５８    上方フランジ
３５９    下方フランジ
３６０    封止部材
３６２    中空内部
３６４    ガス出口
３６５    ステップ
３６６    ディフューザプレート
３７５    座繰り穴
３７６    楔状コレット
３７７    下部
３８０    キャップねじ
４００    ワイヤ固定具
４０１    穴
４０２    ブラケット
４０３    クランプアセンブリ
４０５    ワイヤ高さ調整
４０６    ギアラック
４０７    側壁
４０８    ピニオンギア
４１０    シャフト
４１２    ノブ
４１５    中央スロット
４２０    穴
４２１    狭部
４２２    外方端部
４２４    円輪
４２６    円筒状スリーブ
４２８    縁部
４３０    ねじ
４３５    ねじ用穴
４４０    横架材
４４２    上方面
４４３    凹部
４５０    ワイヤ整列アセンブリ
４５１    ソケット固定具
４５２    スリーブ
４５３    ソケット
４５４    円筒状穴
４５６    座繰り部
４６０    バルブ
４６１    ボール
４６２    ネック
４６４    雄ねじ
４６５    下端部
４７０    収容部
４７２    延在ボス
４７４    ランド
４８０    垂直軸
４８５    係止アセンブリ
４８６    ハット
４８８    凹状収容部
４９０    外面
４９２    内面
４９３    ねじ山
４９４    雌ねじ
４９５    ヘッド
Ｅ    電極
ＯＡ    揺動軸
Ｓ    シールドガス
Ｗ    ワイヤ
ＷＰ    ワークピース
Ｚ    溶接部
【図１】
0003209559.tif 000003
【図２】
0003209559.tif 000004
【図３】
0003209559.tif 000005
【図４】
0003209559.tif 000006
【図５】
0003209559.tif 000007
【図６】
0003209559.tif 000008
【図７】
0003209559.tif 000009
【図８】
0003209559.tif 000010
【図９】
0003209559.tif 000011
【図１０】
0003209559.tif 000012
【図１１】
0003209559.tif 000013
【図１２】
0003209559.tif 000014
【図１３】
0003209559.tif 000015
【図１４】
0003209559.tif 000016
【図１５】
0003209559.tif 000017
【図１６】
0003209559.tif 000018
【図１７】
0003209559.tif 000019
【図１８】
0003209559.tif 000020
【図１９】
0003209559.tif 000021
【図２０】
0003209559.tif 000022
【図２１】
0003209559.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月1日(2017.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
溶接をワークピースに施すための溶接システムにおけるトーチヘッドであって、当該トーチヘッドは、
第１側部、第２側部、内方側部及び外方側部を有するトーチヘッド本体と、
前記トーチヘッド本体に取り付けられる電極を含む電極アセンブリと、
ワイヤ供給からワイヤを受け取るワイヤガイドを支持するブラケットを含むワイヤ調整アセンブリと、
を含み、
前記トーチヘッド本体は、立体を形成する下面及び上面を更に含み、
前記トーチヘッド本体は、前記第１側部上で前記下面から前記上面に延在するスロットを画定し、
前記電極は、前記トーチヘッド本体の前記下面に対して下方に延在し、
前記ブラケットは、前記スロット内で支持されたラック及びピニオンに付着されており、
前記ラックは、前記ピニオンの内方に位置し、かつ、前記スロット内で摺動可能であり、
前記ピニオンは、前記スロット内で回転自在であり、かつ、前記ラックと係合されて、前記ピニオンの回転により前記ブラケットを垂直に動かし、前記ワイヤの垂直位置を調整する、
トーチヘッド。
【請求項２】
前記ブラケットは、前記スロット内で少なくとも部分的に存在し、かつ、前記ピニオンの下部の前記ラックから外方に延在する横架材によって前記ラックに接続され、
前記横架材は、前記ピニオンの少なくとも一部を収容するように採用される凹部を画定する凹状上方面を有する、請求項１に記載のトーチヘッド。
【請求項３】
前記横架材は、前記スロットの外側のクロス部材において支持され、前記の本体に隣接するスリーブを含むボール及びソケットアセンブリと、ソケットに収容されるボールを有するバルブと、を含み、
前記スリーブは、前記ソケットを画定し、
前記ボールは、前記ソケットを通って下方に延在するネックを有し、
前記ブラケットは、前記バルブの前記ネックに付着される、請求項２に記載のトーチヘッド。
【請求項４】
前記ソケット内で前記ボールを選択的に圧迫して選択された位置で前記ボールを係止するように採用されるハットを有する係止アセンブリを更に含む、請求項３に記載のトーチヘッド。
【請求項５】
前記係止アセンブリは、前記ソケット内でその上方部分において形成される雌ねじと、前記ハットの下部に乗せられ、かつ、前記雌ねじと、係合可能である雄ねじと、を含み、
前記ハットは、前記ソケット内で前記ボールを選択的に圧迫するように回転自在である、請求項４に記載のトーチヘッド。
【請求項６】
前記ハットから上方に延在するノブを更に含む、請求項４又は５に記載のトーチヘッド。
【請求項７】
前記ワイヤの選択された垂直位置を保持するように前記トーチヘッド本体において支持され、かつ、前記ラックと係合可能な締結具を更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項８】
トーチヘッド冷却アセンブリを更に含み、
前記トーチヘッド冷却アセンブリは、前記トーチヘッド内に形成され、かつ、特に水といった冷却剤の供給に流体接続される冷却通路を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項９】
前記冷却通路は、冷却入口及び冷却出口を含み、
前記冷却入口及び前記冷却出口は、前記スロットの反対側に形成され、かつ、接続通路によって接合される、請求項８に記載のトーチヘッド。
【請求項１０】
前記トーチヘッド本体は、真鍮から作られ、電力は前記トーチヘッド本体に印加されて前記電極を動作する、請求項１から９のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項１１】
前記トーチヘッド本体は、前記電極に垂直な軸を有する線形アクチュエータにおいて支持され、
前記線形アクチュエータは、前記トーチヘッドを選択的に駆動して前記ワークピースに対して横方向に前記電極を動かすように採用される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項１２】
前記線形アクチュエータは、一対のガイド棒を含み、
前記トーチヘッド本体は、前記ガイド棒の一部を摺動可能に収容する一対のガイド用穴を画定する、請求項１１に記載のトーチヘッド。
【請求項１３】
前記線形アクチュエータは、雄ねじを有するねじを含み、
前記トーチヘッド本体は、前記ねじを螺着するように採用されるアクチュエータ用穴を画定し、
前記アクチュエータ用穴は、前記トーチヘッド本体の中へとその内方面から延在し、
前記ねじは、選択的に回転されて前記雄ねじ上で前記トーチヘッド本体を横方向に動かす、請求項１１又は１２に記載のトーチヘッド。
【請求項１４】
前記のアクチュエータは、前記ねじの前記雄ねじに対応する雌ねじを画定するねじナットを含み、
前記ねじナットは、前記アクチュエータ用穴内に収容される、請求項１３に記載のトーチヘッド。
【請求項１５】
前記ねじを選択的に回転させるように、前記ねじに接続される振動モータを有する駆動アセンブリを更に含む、請求項１３又は１４に記載のトーチヘッド。
【請求項１６】
前記駆動アセンブリは、前記振動モータの駆動シャフトにおける第１コグと、前記ねじに付着される第２コグと、を含み、
前記第１コグ及び前記第２コグは、ベルトによって付着される、請求項１５に記載のトーチヘッド。
【請求項１７】
前記ベルトに接続される第３コグと、
前記第３コグに付着される位置センサと、
を更に含み、
前記振動モータによる前記第１コグの回転は、前記第２コグ及び前記第３コグの回転を生じさせ、
前記位置センサは、ポジションメータである、請求項１６に記載のトーチヘッド。
【請求項１８】
前記第１コグと前記第２コグとの間に取り付けられる遊動輪を含むベルトテンショナーを更に含み、
前記遊動輪は、前記第１コグと前記第２コグとの間の前記ベルトにおける張力を調整するように、選択的に移動可能である、請求項１６又は１７に記載のトーチヘッド。
【請求項１９】
前記振動モータは、駆動ブロック内に収容され、前記駆動ブロックは、冷却剤の供給と流体連通する入口及び出口を含む冷却剤通路を画定し、
前記冷却剤は、前記の通路を介して循環されて、前記駆動ブロックからの熱を除去する、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項２０】
前記冷却剤通路は、前記のブロックと共に画定され、かつ、前記のブロックの最外端部における凹部によって接続される一対の並列通路を含み、
前記駆動アセンブリは、前記凹部内に挿入可能なキャップを更に含んで前記並列通路の接続部に隣接する前記凹部を封止する、請求項１９に記載のトーチヘッド。
【請求項２１】
前記駆動アセンブリは、第１コネクタ及び第２コネクタに流体接続される、供給ライン及び帰還ラインを更に含み、
前記第１コネクタは、入口通路内に挿入され、かつ、前記第２コネクタは第２通路内に挿入され、
前記のコネクタの両方は、前記の入口及び出口通路内に密封して収容される、請求項２０に記載のトーチヘッド。
【請求項２２】
絶縁材により作られるバッキングプレート及び取付プレートと、
前記バッキングプレートと前記取付プレートとのうちの少なくとも一方において形成され、かつ、前記バッキングプレートと前記取付プレートとのうちの前記少なくとも一方の中に、前記第１コネクタ、前記供給ライン及び前記帰還ラインを取り囲むように構成される収容部と、を更に含み、
前記のトーチヘッド及び駆動アセンブリは、前記バッキングプレートにおいて支持され、
前記バッキングプレートは前記取付プレートに付着し、
前記絶縁材はフェノール材料である、請求項２１に記載のトーチヘッド。
【請求項２３】
前記第１側部は、前記第２側部よりも大きい範囲で、上方面から下方に延在し、
前記第１側部に向かう陥凹領域を画定するアークにおいて、前記トーチヘッド本体の前記下面は、前記第１側部から前記第２側部へと上方に傾斜し、
前記電極アセンブリは、前記陥凹領域内に収容される、請求項１から２２のいずれか一項に記載のトーチヘッド。
【請求項２４】
ワークピースを溶融するための球状溶接システムであって、当該球状溶接システムは、
請求項１から２３のいずれか一項に記載され、トーチ高さ軸に沿って前記ワークピースに向かって延在する電極を有する電極アセンブリを運ぶトーチヘッドと、
トーチヘッドプレートと、
前記トーチヘッドプレートにおいて支持されるトーチヘッド駆動アセンブリと、
を含み、
前記トーチヘッドはアクチュエータ用穴を画定し、
前記トーチヘッド駆動アセンブリは、前記トーチヘッドプレートにおいて回転自在に支持され、かつ、それから軸方向外方に延在するねじアクチュエータと、前記ねじアクチュエータに動作可能に接続されるモータと、を含み、
前記ねじアクチュエータは、前記アクチュエータ用穴内に収容され、かつ、前記トーチヘッドと螺合されて、前記ねじアクチュエータの回転により前記トーチ高さ軸に対して垂直な前記トーチヘッドを選択的に動かす、
球状溶接システム。
【請求項２５】
前記トーチヘッドプレートにおいて支持される第１ガイド部材を更に含み、
前記トーチヘッドはガイド用穴を画定し、
前記のガイド部材は、前記トーチヘッドプレートから外方に延在し、かつ、前記ガイド用穴内に摺動可能に収容される、請求項２４に記載の球状溶接システム。
【請求項２６】
前記トーチヘッド内に形成される第２ガイド用穴及び第１ガイド用穴と、
前記第１ガイド部材に対して平行に延在する前記トーチヘッドプレートにおいて支持される第２ガイド部材と、を更に含み、
前記第２ガイド用穴は、前記第１ガイド用穴に対して平行であり、
前記第１ガイド用穴及び前記第２ガイド用穴は、前記アクチュエータ用穴の上方に位置し、
前記第２ガイド部材は、前記第２ガイド用穴内に収容される、請求項２５に記載の球状溶接システム。
【請求項２７】
前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材に電気的に接続されるシステムコントローラを更に含み、
前記第１ガイド部材、前記第２ガイド部材及び前記トーチヘッドは、導電性材料により作られる、請求項２６に記載の球状溶接システム。
【請求項２８】
前記トーチヘッドは真鍮で構成され、
前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材は、ステンレス鋼で構成される、請求項２６又は２７に記載の球状溶接システム。
【請求項２９】
前記の駆動アセンブリは、前記モータに回転自在に付着される第１コグと、前記ねじアクチュエータに回転自在に付着される第２コグと、前記第１コグを前記第２コグに接続するベルトと、を含む、請求項２４から２８のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【請求項３０】
前記トーチヘッドプレートの内方側部において前記トーチヘッドプレートに付着可能な取付プレートを更に含み、
前記トーチヘッド及び前記モータは、前記トーチヘッドプレートの外方側部に隣接して位置し、前記第１コグ、前記第２コグ及び前記ベルトは、前記トーチヘッドプレートの前記内方側部に位置し、
前記取付プレートと前記トーチヘッドプレートのうちの少なくとも一方は、前記第１コグ、前記第２コグ及び前記ベルトを取り囲むように構成される収容部を画定する、請求項２９に記載の球状溶接システム。
【請求項３１】
前記ベルトによって前記モータ及び前記のアクチュエータと回転自在に連結される第３コグと、前記第３コグに連結される位置センサと、を更に含み、
前記位置センサはポジションメータである、請求項２９又は３０に記載の球状溶接システム。
【請求項３２】
前記第１コグと前記第２コグとの間に取り付けられるベルトテンショナーを更に含み、
前記ベルトテンショナーは、前記トーチヘッドプレートにおいて支持され、かつ、前記ベルトと係合可能な遊動輪を含み、
前記のテンショナーは、前記ベルトにおける張力を調整するように選択的に移動可能である、請求項２９から３１のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【請求項３３】
前記トーチヘッドは、冷却剤供給に流体接続される冷却剤通路を画定する、請求項２４から３２のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【請求項３４】
前記トーチヘッドプレートに取り付けられる駆動ブロックを有し、かつ、前記の駆動アセンブリを取り囲む駆動ハウジングと、
前記駆動ブロック内に画定され、かつ、冷却剤供給に流体接続される冷却通路を含む駆動ハウジング冷却アセンブリと、を更に含む、請求項２４から３３のいずれか一項に記載の球状溶接システム。
【請求項３５】
前記トーチヘッドプレートに動作可能に付着されるトーチ高さ調整アセンブリと、
フレーム及び前記トーチヘッドプレートのうちの一方において支持されるラックと、
トーチ高さ軸に沿って前記電極を選択的に動かすように前記ラックと係合可能なピニオンを回転させるように採用されるトーチ高さモータと、を更に含み、
前記トーチ高さ調整アセンブリは前記フレームを含み、
前記トーチヘッドプレート及び前記フレームは、互いに対して摺動可能であり、
前記ラックは、前記トーチ高さ軸に平行な軸に沿って延在する、請求項２４から３２のいずれか一項に記載の球状溶接システム。