(57)【要約】  溶接システムは、入力電力を溶接電力に変換するように構成されている電力変換回路部と、第１のハウジング面とを備える。第１のハウジング面は、溶接システムの、第１のモジュール部品の第１のモジュール面の第１の相補的幾何形状と嵌合するように構成されている第１の嵌合幾何形状を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電力を溶接電力に変換するように構成されている電力変換回路部と、第１のハウジング面とを有する溶接電源を備える溶接システムであって、前記第１のハウジング面は、該溶接システムの第１のモジュール部品の第１のモジュール面の第１の相補的幾何形状と嵌合するように構成されている第１の嵌合幾何形状を有する溶接システム。
【請求項２】
前記第１の嵌合幾何形状は、前記第１のハウジング面から延びている１つ又は複数の脚部を有し、前記第１の相補的幾何形状は、前記１つ又は複数の脚部を受けるように構成されている凹部を有する請求項１に記載の溶接システム。
【請求項３】
前記第１のハウジング面は、前記第１の嵌合幾何形状が前記第１の相補的幾何形状と嵌合している場合、前記溶接電源に対する前記第１のモジュール部品の動きを制限するように構成されている請求項１に記載の溶接システム。
【請求項４】
前記第１の嵌合幾何形状は、フランジ又はリムのうちの一方を含み、前記第１の相補的幾何形状は前記フランジ又は前記リムのうちの他方を含み、前記リムは、前記フランジを受けて前記第１のモジュール部品を前記溶接電源に固定するチャネルを形成するように構成されている請求項１に記載の溶接システム。
【請求項５】
前記溶接電源は、前記第１のハウジング面と反対側の第２のハウジング面であって、該第２のハウジング面は、前記溶接システムの第２のモジュール部品の第２のモジュール面の第２の相補的幾何形状と嵌合するように構成されている第２の嵌合幾何形状を有する、第２のハウジング面を有する請求項１に記載の溶接システム。
【請求項６】
前記第２の嵌合幾何形状は、前記第１の嵌合幾何形状に対して相補的である請求項５に記載の溶接システム。
【請求項７】
前記第２の嵌合幾何形状は、フランジ又はリムのうちの一方を含み、前記第２の相補的幾何形状は、前記フランジ又は前記リムのうちの他方を有し、前記リムは、前記フランジを受けて前記第２のモジュール部品を前記溶接電源に固定するチャネルを形成するように構成されている請求項５に記載の溶接システム。
【請求項８】
前記第１の嵌合幾何形状は、リフトアイを含み、前記第１の相補的幾何形状は、前記リフトアイを受けるように構成されているリセスを含む請求項１に記載の溶接システム。
【請求項９】
前記第１のモジュール部品は、ワイヤ送給装置、スイベル、トーチ冷却装置、若しくは搬送装置、又はそれらの任意の組合せを含む請求項１に記載の溶接システム。
【請求項１０】
トーチに溶接ワイヤを供給するように構成されているワイヤ駆動部と、該ワイヤ駆動部の周囲に配置されているワイヤ送給装置ハウジングとを備えるワイヤ送給装置を備える溶接システムであって、前記ワイヤ送給装置ハウジングは、該溶接システムのモジュール部品の相補的幾何形状と嵌合するように構成されている嵌合幾何形状を有し、前記モジュール部品は、スイベル、溶接電源、トーチ冷却装置、若しくは搬送装置、又はそれらの任意の組合せを含む溶接システム。
【請求項１１】
前記ワイヤ送給装置は二線式ワイヤ送給装置を含む請求項１０に記載の溶接システム。
【請求項１２】
前記嵌合幾何形状は、フランジ又はリムのうちの一方を含み、前記相補的幾何形状は、前記フランジ又は前記リムののうちの他方を含み、前記リムは、前記フランジを受けて前記モジュール部品を前記ワイヤ送給装置に固定するチャネルを形成するように構成されている請求項１０に記載の溶接システム。
【請求項１３】
前記嵌合幾何形状は、前記モジュール部品の前記相補的幾何形状の延長部を受けるように構成されているリセスを含み、前記延長部は、脚部、リフトアイ、ポスト、又は拡張部を含む請求項１０に記載の溶接システム。
【請求項１４】
ワイヤ送給装置ハウジング、は第１の垂直面を有し、前記モジュール部品は第２の垂直面を有し、前記第１の垂直面は、前記嵌合幾何形状が前記相補的幾何形状と嵌合している場合、前記第２の垂直面と位置合わせされる請求項１０に記載の溶接システム。
【請求項１５】
第１のモジュール部品の第１のハウジング面を第１の電源の第２のハウジング面に接合することであって、前記第１のモジュール部品は、ワイヤ送給装置、スイベル、又は冷却装置を含み、前記第１のハウジング面は第１の嵌合幾何形状を有し、前記第２のハウジング面は、前記第１の嵌合幾何形状と嵌合するように構成されている第１の相補的幾何形状を有する、接合することと、
前記第１の嵌合幾何形状と前記第１の相補的幾何形状との間の第１の嵌合関係により、前記第１のモジュール部品を前記第１の電源に結合することとを含む方法。
【請求項１６】
前記第１のモジュール部品は、工具を用いることなく、前記第１の電源に受動的に結合される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の電源の第３のハウジング面を第２のモジュール部品に接合することであって、前記第２のモジュール部品はワイヤ送給装置、トーチ冷却装置、又は搬送装置を含み、前記第３のハウジング面は第２の嵌合幾何形状を有し、前記第２のモジュール部品は、前記第２の嵌合幾何形状と嵌合するように構成されている第２の相補的幾何形状を有する、接合することと、
前記第２の嵌合幾何形状と前記第２の相補的幾何形状との間の第２の嵌合関係により、前記第１の電源を前記第２のモジュール部品に結合することとを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のモジュール部品の前記第１の嵌合幾何形状は、前記第２のモジュール部品の前記第２の相補的幾何形状と嵌合するように構成されている請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の電源から前記第１のモジュール部品を取り外すことと、
第２のモジュール部品の第３のハウジング面を前記第１の電源の前記第２のハウジング面に接合することであって、前記第３のハウジング面は、前記第１の相補的幾何形状と嵌合するように構成されている前記第１の嵌合幾何形状を有する、接合することと、
前記第３の嵌合幾何形状と前記第１の相補的幾何形状との間の前記第１の嵌合関係により、前記第２のモジュール部品を前記第１の電源に結合することとを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のモジュール部品から前記第１の電源を取り外すことと、
前記第１のワイヤ送給装置の前記第１のハウジング面を第２の電源の第３のハウジング面に接合することであって、前記第３のハウジング面は、前記第１の嵌合幾何形状と嵌合するように構成されている前記第１の相補的幾何形状を有する、接合することと、
前記第１の嵌合幾何形状と前記第１の相補的幾何形状との間の前記第１の嵌合関係により、前記第２の電源を前記第１のモジュール部品に結合することとを含む請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、溶接システムの分野に関し、より詳細には、完全システム又は部分システムとしてパッケージ化することができるモジュール式溶接システムに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１２年９月７日に出願された「MODULAR WELDING SYSTEM」と題する米国仮特許出願第６１／６９８０６８号の優先権及び利益を主張する。この米国仮特許出願は、全ての目的でその全体を引用することにより本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００３】
溶接システムは、通常、電源を備える。この電源は、電極に電流を印加して電極とワークとの間にアークをわたし、それにより、電極及びワークを加熱して溶接部を形成する。多くのシステムにおいて、電極は、ワイヤ送給装置により溶接トーチを通して進められるワイヤからなる。完全な溶接システムの種々の部品は、ワイヤを供給し、電流を印加し、システムを冷却することができる。しかし、完全な溶接システムは、所望の部品のみを購入する融通性を購入者に与えない。さらに、部品が個々であることは、搬送に不都合である可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
本来特許請求される本発明の範囲に相当する或る特定の実施形態が以下に要約される。これらの実施形態は、特許請求される本発明の範囲を限定することを意図せず、その代わり、これらの実施形態は単に本発明の可能な形態の簡潔な要約を提供するように意図されている。実際、本発明は、以下に記載される実施形態と同様であるか又は異なる場合がある種々の形態を包含することができる。
【０００５】
１つの実施形態において、溶接システムは、入力電力を溶接電力に変換するように構成されている電力変換回路部と、第１のハウジング面とを有する溶接電源を備える。前記第１のハウジング面は、該溶接システムの第１のモジュール部品の第１のモジュール面の第１の相補的幾何形状と嵌合するように構成されている第１の嵌合幾何形状を有する。
【０００６】
別の実施形態において、溶接システムは、トーチに溶接ワイヤを供給するように構成されているワイヤ駆動部と、該ワイヤ駆動部の周囲に配置されているワイヤ送給装置ハウジングとを備えるワイヤ送給装置を備える。前記ワイヤ送給装置ハウジングは、該溶接システムのモジュール部品の相補的幾何形状と嵌合するように構成されている嵌合幾何形状を有する。前記モジュール部品は、スイベル、溶接電源、トーチ冷却装置、若しくは搬送装置、又はそれらの任意の組合せを含む。
【０００７】
別の実施形態において、方法が、第１のモジュール部品の第１のハウジング面を、第１の電源の第２のハウジング面に接合することを含む。第１のモジュール部品は、ワイヤ送給装置、スイベル、又は冷却装置を含む。第１のハウジング面は第１の嵌合幾何形状を有し、第２のハウジング面は、第１の嵌合幾何形状と嵌合するように構成されている第１の相補的幾何形状を有する。また、本方法は、第１の嵌合幾何形状と第１の相補的幾何形状との間の第１の嵌合関係により、第１のモジュール部品を第１の電源に結合することを含む。
【０００８】
本発明のこれらの特徴、態様及び長所、並びに他の特徴、態様及び長所は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むときに、より理解が進むことになる。なお、図面全体を通して、類似の符号は類似の部品を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】モジュール式溶接システムの一実施形態の組立図である。
【図２】図１のモジュール式溶接システムの電源及びワイヤ送給装置の一実施形態の上面図である。
【図３】図２のワイヤ送給装置のボトムハウジングの一実施形態の斜視図であり、このボトムハウジングは第１の嵌合幾何形状を有する。
【図４】図２の電源の一実施形態の斜視図であり、この電源は、頂面が、図３に示されている第１の嵌合幾何形状と嵌合する第１の相補的幾何形状を有する。
【図５】モジュール式溶接システムと、モジュール式溶接システムの部品間の１つ又は複数の嵌合機能部との一実施形態の斜視図である。
【図６】モジュール式溶接システムと、モジュール式溶接システムの部品間の１つ又は複数の嵌合機能部との一実施形態の斜視図である。
【図７】モジュール式溶接システムと、モジュール式溶接システムの部品間の１つ又は複数の嵌合機能部との一実施形態の斜視図である。
【図８】モジュール式溶接システムを組み立てる方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つ又は複数の特定の実施形態を以下に記載する。これらの実施形態の簡潔な説明の提供を試みて、実際の実施態様の特徴は、本明細書に全ては記載されていない場合がある。エンジニアリングプロジェクト又は設計プロジェクトにおけるような、このような実際の実施態様の開発において、システム関連制約及び事業関連制約の遵守等、実施態様によって変わる可能性がある開発者の特定の目的を達成するように、数々の実施態様個別の決定をなさなければならないことが理解されるべきである。さらに、このような開発努力は、複雑で時間のかかるものである可能性があるが、それにもかかわらず、本開示の利益を得る当業者にとって、設計、組立て、及び製造の日常的な仕事であることが理解されるべきである。
【００１１】
ここで開示されるモジュール式溶接システムの実施形態は、１つ又は複数のモジュール部品を備えることができる。１つ又は複数のモジュール部品は、嵌合幾何形状を有するハウジングを備え、この嵌合幾何形状は、対向するモジュール部品のハウジングの相補的な嵌合幾何形状に接合される。モジュール式溶接システムは、限定しないが、ワイヤ送給装置（例えば、単線式、二線式）、電源（例えば、主スイッチング電源又は主インバーター電源、トランスベース電源）、トーチ冷却装置、若しくは搬送装置（例えば、カート）、又はそれらの任意の組合せを備えることができる。モジュール式溶接システムの部品は、嵌合幾何形状により互いに取外し可能に結合することができる。モジュール部品を結合することにより、モジュール部品間の相対運動を制限することができる。嵌合幾何形状のうちのいくつかは、限定しないが、相互係止する（例えば、入れ子になる）ハウジング幾何形状、ハウジング上の取付け金具、ハウジングの表面に対する共有締結具設置場所等を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態のモジュール部品（例えば、電源）は、接合するモジュール部品（例えば、ワイヤ送給装置）の延長部（例えば、フランジ、ポスト、フック）を受けるスロット、溝、穴、又は凹部を有するハウジングを備えることができる。いくつかの実施形態のモジュール式溶接システムは、部品間で共有パターンの嵌合機能部設置場所を有するハウジングを備えることができ、それにより、モジュール部品を互いに取外し可能に結合することの複雑性を低減させる。いくつかの実施形態において、嵌合幾何形状は、工具（例えば、ねじ回し、レンチ等）を用いることなく、モジュール部品を受動的に及び／又は取外し可能に結合することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態において、モジュール部品は、互いに回動可能に結合することができ、それにより、ワイヤ送給装置と電源との間等で、相対並進運動を制限するとともに、いくらかの相対回転運動を可能にする。モジュール部品を互いに取外し可能に結合することにより、作業者が、選択されたモジュール部品のみを用いて、特定の溶接用途に向けてモジュール式溶接システムを構成することが可能になる。モジュール部品は、モジュール式溶接システムが、モジュール部品間で面（例えば、前面、側面、後面等の垂直面）が面一であるように結合することができ、これにより、モジュール式溶接システムの障害部を低減及び／又は寸法（例えば、幅、長さ）を低減することができる。いくつかの実施形態において、モジュール部品は、垂直なスタックとして取外し可能に結合し、それにより、溶接システムのフットプリントを減少させることができる。
【００１３】
図面を参照すると、図１は、モジュール式溶接システム１０の一実施形態の組立図であり、一緒に結合することができる複数のモジュール部品を示している。モジュール部品は、限定しないが、ワイヤ送給装置１２（例えば、単線式ワイヤ送給装置１４、二線式ワイヤ送給装置１６）、スイベル１８、電源２０（例えば、第１のインバーター電源２２、第２のインバーター電源２４、トランス電源２６、トーチ冷却装置２８、及び搬送装置３０を含むことができる。理解することができるように、ワイヤ送給装置１２は、溶接ワイヤ（例えば、電極）のスプール及びワイヤ駆動部を備え、溶接用途（例えば、ミグ（ＭＩＧ：metal inert gas）溶接）に向けて、トーチに溶接ワイヤを供給することができる。いくつかの実施形態において、溶接ワイヤは、ソリッド溶接ワイヤ、中空溶接ワイヤ、又はフラックスコアード溶接ワイヤとすることができる。電源２０は電力変換回路部を有し、この電力変換回路部は、電源から入力電力を受け取り、入力電力を溶接用途に好適な溶接電力に変換する。ワイヤ送給装置１２及び電源２０は、信号ケーブル及び／又は溶接ケーブルにより通信可能に接続することができる。いくつかの実施形態において、電源２０は、溶接（welding application）を実行する溶接電力をワイヤ送給装置１２に供給する。
【００１４】
図１の破線３２は、モジュール式溶接システム１０においてモジュール部品を一緒に結合する構成の一実施形態を示している。以下で論じられるように、いくつかのモジュール部品（例えば、スイベル１８、トーチ冷却装置２８、搬送装置３０）を、モジュール式溶接システム１０のいくつかの実施形態から省くことができる。さらに、いくつかの実施形態は、モジュール式溶接システム内の１つのワイヤ送給装置１２（例えば、単線式ワイヤ送給装置１４）及び／又は１つの電源２０（例えば、第１のインバーター電源２２）を結合して、任意の追加のワイヤ送給装置１２（例えば、二線式ワイヤ送給装置１６）及び／又は電源２０（例えば、第２のインバーター電源２４）が他の溶接システム（例えば、別のモジュール式溶接システム１０）において使用可能であるままにすることができる。メンテナンスに向けて、動作中の（active）モジュール部品と交換される代わりのモジュール部品として追加のモジュール部品を用いることができる。したがって、モジュール部品は、少なくとも部分的に作業者の所望の溶接用途に基づき、種々の組合せで取外し可能に結合することができる。例えば、作業者は、手棒溶接（stick welding）用途又はティグ（ＴＩＧ：tungsten inert gas）溶接用途にワイヤ送給装置１２を用いない場合もあるし、作業者は、溶接中、比較的短時間、トーチ冷却装置２８なしで済ませることを選ぶ場合がある。
【００１５】
ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４は、スイベル１６の第１のハウジング面３６又は電源２０の第２のハウジング面３８に取外し可能に結合することができる。ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４は第１の嵌合幾何形状を有し、第１のハウジング面３６及び第２のハウジング面３８の双方は、第１の嵌合幾何形状に結合する第１の相補的幾何形状を有する。いくつかの実施形態において、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４及び第１のハウジング面３６又は第２のハウジング面３８は、締結具を収容するように第１の穴パターン４０（例えば、ボルト穴）を共有する。リフトアイ４２又は他の構造体は、垂直軸（例えば、Ｙ軸４４）に沿って電源２０の第２のハウジング面３８から延び、スイベル１８及び／又はワイヤ送給装置１２のリセス４６と嵌合することができる。リフトアイ４２は、電源２０に対するワイヤ送給装置１２及び／又はスイベル１８の位置決めを容易にすることができる。例えば、ワイヤ送給装置１２及び／又はスイベル１８の面は、リフトアイ４２を用いて、電源２０の面と位置合わせされるか又は電源２０の面から離間（例えば、後退）することができる。いくつかの実施形態において、電源２０は、以下で詳細に論じるようにチャネル及び嵌合フランジにより、水平軸（例えば、Ｘ軸４８、Ｚ軸５０）に沿ってスイベル１８及び／又はワイヤ送給装置１２に取外し可能に結合することができる。さらに、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４は、第１のハウジング面３６及び第２のハウジング面３８に相互係止する（例えば、入れ子になる）ことができる。ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４は、第１のハウジング面３６及び／又は第２のハウジング面３８に取外し可能に結合することができ、それにより、電源２０に対する座標軸４４、４８、５０に沿うワイヤ送給装置１２の動きを制限する。
【００１６】
スイベル１８は、ワイヤ送給装置１２が電源２０に対して回動することを可能にすることができる。例えば、スイベル１８は、ワイヤ送給装置１２が、矢印５２により示されているように垂直軸４４の回りに回動することを可能にする。スイベル１８によりワイヤ送給装置１２を回動させて、ワイヤ送給装置１２からトーチの方向にワイヤを送ることにより、ワイヤ及び／又はワイヤ送給装置１２にかかる応力を低減することができる。動作中、スイベル１８は、作業者が、ワイヤを歪ませることなく、水平軸４８、５０に沿ってモジュール式溶接システム１０に対して移動することを可能にすることができる。いくつかの実施形態において、ワイヤ送給装置１２及びスイベル１８の第１のハウジング面３６は、電源２０に対して水平軸４８、５０の回りに回動することができる。いくつかの実施形態において、スイベル１８は、ワイヤ送給装置１２又は電源２０の一部とみなすことができる。以下で論じられるように、ワイヤ送給装置１２を電源２０に結合することは、ワイヤ送給装置１２と電源２０との間に別個のスイベル１８を結合することを含むことができる。いくつかの実施形態において、ワイヤ送給装置１２は、電源２０に回動可能に結合されている。
【００１７】
電源ボトムハウジング５４は、冷却装置２８の第３のハウジング面５６及び／又は搬送装置３０の第４のハウジング面５８に取外し可能に結合することができる。電源ボトムハウジング５４は第２の嵌合幾何形状を有し、第３のハウジング面５６及び第４のハウジング面５８の双方は、第２の嵌合幾何形状に結合する第２の相補的幾何形状を有する。電源ボトムハウジング５４は、第３のハウジング面５６及び／又は第４のハウジング面５８に取外し可能に結合することができ、それにより、座標軸４４、４８、５０に沿う電源２０に対する冷却装置２８又は搬送装置３０の動きを制限する。いくつかの実施形態において、第２の嵌合幾何形状は、第１の嵌合幾何形状と実質的に同じであり、第２の相補的幾何形状は、第１の相補的幾何形状と実質的に同じである。第１の嵌合幾何形状及び第２の嵌合幾何形状が同様であることにより、モジュール式溶接システムのモジュール性及び交換可能性が増大することができる。
【００１８】
いくつかの実施形態において、電源ボトムハウジング５４及び第３のハウジング面５６又は第４のハウジング面５８は、締結具を収容するように第２の穴パターン６０（例えば、ボルト穴）を共有する。第２の穴パターン６０が第１の穴パターン４０である実施形態は、モジュール式溶接システム１０のモジュール性を増大することができる。いくつかの実施形態において、電源ボトムハウジング５４は、第３のハウジング面５６又は第４のハウジング面５８と相互係止する（例えば、入れ子になる）ことができる。例えば、第３のハウジング面５６及び第４のハウジング面５８は、凹部６２（例えば、外縁部）及び隆起部６４（例えば、内側部）を有することができ、電源ボトムハウジング５４は、電源２０の底面から延びている１つ又は複数の脚部６６（例えば、外縁部に沿うレール）を有することができる。冷却装置２８又は搬送装置３０の凹部６２は、１つ又は複数の脚部６６（例えば、レール）を受けることができ、底面は隆起部６４を受ける。
【００１９】
搬送装置３０は、ワイヤ送給装置１２、電源２０、及び／又は冷却装置２８等の、モジュール式溶接システム１０の部品に取外し可能に結合することができる。いくつかの実施形態において、搬送装置３０の支持部６８は、Ｘ軸４８に沿って延出及び収縮して、異なるサイズのモジュール部品に適合する。搬送装置３０のラック７０は、モジュール式溶接システム１０用の１つ又は複数の流体貯蔵タンク７２（例えば、シリンダー、ボンベ）を収納及び固定することができる。いくつかの実施形態において、貯蔵タンク７２は、溶接作業用のシールドガス、切断作業用の燃料、冷却装置２８用の冷却材、又はそれらの任意の組合せを供給することができる。
【００２０】
モジュール式溶接システム１０のいくつかの実施形態において、モジュール部品（例えば、ワイヤ送給装置１２、スイベル１８、電源２０、冷却装置２８、搬送装置３０）のハウジングは、雄側頂面及び雌側底面を有する。他の実施形態において、モジュール式溶接システム１０のモジュール部品のハウジングは、雌側頂面及び雄側底面、又はそれらの任意の組合せを有することができ、これらにより、モジュール部品を、モジュール式に、互いに交換可能に結合することが可能になる。さらに、ワイヤ送給装置１２は、第１の嵌合関係（例えば、フランジ及びチャネル、第１の入れ子幾何形状、第１の穴パターン）により、電源２０に取外し可能に結合することができる。冷却装置２８及び／又は搬送装置は、第２の嵌合関係（例えば、フランジ及びチャネル、第２の入れ子幾何形状、第２の穴パターン）を介して電源２０に取外し可能に結合することができる。いくつかの実施形態において、第１の嵌合関係は第２の嵌合関係と交換可能であり、それにより、種々の形態のモジュール式溶接システム１０でのモジュール部品の構成が容易になる。例えば、冷却装置２８は、ワイヤ送給装置１２と電源２０との間に結合することができる。
【００２１】
上述し、また図１に示されているように、モジュール式溶接システム１０は、複数の構成のモジュール部品を有することができる。ワイヤ送給装置１２及び電源２０等の、いくつかの部品は、多様な性能又はオプションを伴う複数のフォームファクタが作業者に利用可能であることができる。表１は、種々の構成のモジュール式溶接システム１０のうちのいくつかを挙げるように以下に記載されている。構成のそれぞれの部品は、図１に示されているように互いに取外し可能に結合することもできるし、嵌合幾何形状が許容する限り、別の構成で結合することもできる。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
図２は、一実施形態のワイヤ送給装置１２（例えば、単線式ワイヤ送給装置１４）及び電源２０（例えば、第２のインバーター電源２４）の上面図を示している。いくつかの実施形態において、電源２０の第２のハウジング面３８は、垂直軸４４に沿う内部９６から隆起しているリム９０を有する。モジュール部品（例えば、ワイヤ送給装置１２、スイベル１８）が第２のハウジング面３８の内部９６に接合する場合、リム９０（例えば、リップ）は、モジュール部品が、１つ又は複数の水平方向４８、５０に電源２０に対して動くことを阻止することができる。いくつかの実施形態において、リム９０が、第２のハウジング面９６のリム９０と内部９６との間にチャネル９２を形成する。リム９０は、実質的に、電源２０の外縁部９４の一部に沿って位置することもできるし、リム９０は、第２のハウジング面３８の内部９６内に位置することもできる。いくつかの実施形態において、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４の１つ又は複数のフランジ９６をチャネル９２に挿入し（例えば、矢印９７）、ワイヤ送給装置１２を電源２０の第２のハウジング面３８に取外し可能に結合することができる。送給装置１２に結合されているスイベル１８のフランジ９６も、チャネル９２に挿入することができる。他の実施形態において、リム９０及びチャネル９２は、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４上にあり、電源２０の第２のハウジング面３８の１つ又は複数のフランジ９６を取外し可能に受ける。
【００２４】
ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４及び第２のハウジング面３８は、モジュール部品を取外し可能に結合することを容易にする、相補的な嵌合形状を有することができる。例えば、ワイヤ送給装置１２のフランジ９６は電源２０のリム９０に接合することができ、第２のハウジング面３８の受部９８は、ワイヤ送給装置１２の前方部１００（例えば、入力パネル）を受けることができる。受部９８は、第２のハウジング面３８内に凹み、前方部１００を当座させるように構成することができる。前方部１００を当座させることにより、ワイヤ送給装置１２を安定化させることができる。いくつかの実施形態において、電源２０の第２のハウジング面３８は、ワイヤ送給装置１２の１つ又は複数の面が、電源２０の１つ又は複数の面に対して所望の間隔を伴って位置決めされるように、ワイヤ送給装置１２に取外し可能に結合するとともにワイヤ送給装置１２を位置決めする。例えば、第２のハウジング面３８は、ワイヤ送給装置１２の後面１０２が、実質的に電源２０の後面１０４と面一であるように、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４に結合することができる。
【００２５】
図３は、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４の一実施形態の斜視図を示している。図４は、種々の嵌合機能部を有する電源２０の一実施形態の斜視図を示している。図３及び図４は、モジュール式溶接システム１０のモジュール部品の種々の嵌合関係を明らかにするように一緒に論じられる。いくつかの実施形態のワイヤ送給装置１２において、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４は、単線式ワイヤ送給装置１４と二線式ワイヤ送給装置１６との間で共通であることができる。したがって、単線式ワイヤ送給装置１４に結合されるように構成されている電源２０の第２の嵌合面３８は、二線式ワイヤ送給装置１６にも結合することができる。さらに、スイベル１８は、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４と同様の幾何形状を有し、ワイヤ送給装置１２と電源２０との間でのスイベル１８の結合を容易にすることができる。したがって、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４に関する以下の議論は、スイベル１８の実施形態にも関する場合がある。
【００２６】
フランジ９６を有するワイヤ送給装置ボトムハウジング３４の実施形態は、チャネル高さ１２２よりも小さいか又はチャネル高さ１２２と略等しいフランジ厚さ１２０を有することができる。いくつかの実施形態において、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４は、図２に示されているように（例えば、矢印９７）、Ｘ軸４８等の水平軸に沿って、電源２０の後面１０４から、第２のハウジング面３８に結合することができる。他の実施形態において、１つ又は複数のフランジ９６は、長さ（例えば、Ｘ軸４８）に沿うタブであることができ、リム９０は複数の開口１２４を有することができる。タブ９６は、垂直軸４４に沿って挿入し、第２のハウジング面３８に接合することができる。次に、ワイヤ送給装置１２は、水平軸４８、５０に沿って並進（例えば、摺動）し、第２のハウジング面３８のチャネル９２内のフランジ９６（例えば、タブ）に係合することができる。
【００２７】
いくつかの実施形態において、第１の穴パターン４０は、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４及び第２のハウジング面３８を貫通する。理解することができるように、種々の締結具１２６（例えば、ボルト、ねじ、クリップ等）が、双方のハウジング（例えば、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４、第２のハウジング面３８）の第１の穴パターン４０を貫通し、ワイヤ送給装置１２を電源２０に取外し可能に取り付けることができる。締結具１２６は、工具（例えば、ねじ回し、レンチ）を用いて又は用いることなく挿入することができる。第１の穴パターン４０は、単線式ワイヤ送給装置１４及び二線式ワイヤ送給装置１６のワイヤ送給装置ボトムハウジング３４、スイベル１８の第１のハウジング面３６、電源２０の第２のハウジング面３８、又はそれらの任意の組合せ等の、モジュール部品のうちの任意のものに共通とすることができる。
【００２８】
電源２０は、電源２０の搬送を容易にするようにリフトアイ４２を有することができる。リフトアイ４２は、第２のハウジング面３８から垂直軸４４に沿って延びることができる。リフトアイ４２を用いて、第２のハウジング面３８にモジュール部品（例えば、ワイヤ送給装置１２、スイベル１８）を位置決めすることができる。いくつかの実施形態において、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４は、ワイヤ送給装置１２が電源２０の第２のハウジング面３８に位置決めされる場合、リフトアイ４２を受ける、１つ又は複数のリセス４６（例えば、スロット）を有する。ボルト１２８又は他の締結具が、リフトアイ４２を貫通して、ワイヤ送給装置ボトム部分３４を、垂直軸４４に沿って第２のハウジング面３８に固定することができる。リフトアイ４２及びリセス４６は、水平軸４８、５０に沿ってワイヤ送給装置１２を電源２０に対して位置決めすることを容易にすることができる。リフトアイ４２は、後面１０４、右面１３０、前面１３２、及び左面１３４等の、垂直面に対して或る特定の水平位置において、電源２０に取り付けることができる。したがって、リセス４６をリフトアイ４２と位置合わせすることにより、少なくとも部分的に或る特定の位置に基づき、ワイヤ送給装置１２を電源２０に対して位置決めすることができる。したがって、図３に示されているように、複数のリセス４６は、ワイヤ送給装置１２が、複数の位置において第２のハウジング面３８に取外し可能に結合することを可能にすることができる。例えば、第１のリセスを通してリフトアイ４２を配置することにより、後面１０２、１０４と位置合わせすることができ、第２のリセスを通してリフトアイ４２を配置することにより、後面１０２、１０４をオフセットすることができる。
【００２９】
ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４及び電源２０の第２のハウジング面３８の実施形態は、上述し図３及び図４に示されている幾何形状及び機能部に限定されない。図５〜図７は、電源ボトムハウジング５４、冷却装置２８の第３のハウジング面５６、及び搬送装置３０の第４のハウジング面５８の実施形態を示している。図５〜図７の実施形態の嵌合幾何形状及び嵌合機能部は、図３及び図４の実施形態とは異なっている場合がある。しかし、モジュール式溶接システム１０の各モジュール部品は、本明細書に記載され、図３〜図７に示されている嵌合幾何形状のうちの１つ又は複数を用いることができることを理解することができる。例えば、ワイヤ送給装置ボトムハウジング３４及び電源２０の第２のハウジング面３８に関して上述したリム９０、チャネル９２、及び１つ又は複数のフランジ９６を用いて、電源ボトムハウジング５４を冷却装置２８及び／又は搬送装置３０に取外し可能に結合することができる。
【００３０】
図５は、モジュール式溶接システム１０の一実施形態の組立図を示している。この図では、モジュール部品は、モジュール式溶接システム１０を形成するように構成されている雌雄嵌合機能部を有する。モジュール部品（例えば、電源２０、冷却装置２８、搬送装置３０）は、座標軸４４、４８、５０に沿う相対運動を制限するように、互いに相互係止することができる。いくつかの実施形態において、電源ボトムハウジング５４は、電源２０の底面１５０から延びている、１つ又は複数の脚部６６（例えば、側面１３０、１３４に沿うレール）を有する。電源ボトムハウジング５４が第３のハウジング面５６に取外し可能に結合している場合、１つ又は複数の脚部６６は冷却装置２８の凹部６２に向かって延び、第３のハウジング面５６の隆起部は底面１５０に向かって延びている。下側モジュール部品（例えば、搬送装置３０、冷却装置２８）の凹部６２及び隆起部６４の構成は、上側モジュール部品（例えば、電源２０、冷却装置２８）が、下側モジュール部品に取外し可能に結合されている場合、座標軸４４、４８、５０に沿う抑制の程度に影響する。図５において示されているように、電源２０の側面１３０、１３４に沿って（Ｘ軸４８に沿って）冷却装置２８の凹部６２に延びている脚部６６は、電源２０が、Ｚ軸５０に沿って冷却装置２８に対して動くことを制限することができる。
【００３１】
１つ又は複数のポスト１５２（例えば、だぼ）が、電源２０及び冷却装置２８のうちの一方又は双方を貫通し、Ｘ軸４８に沿って電源２０を位置決め及び保持することができる。ポスト１５２は、下側モジュール部品、上側モジュール部品、又はそれらの任意の組合せに延びることができる。いくつかの実施形態において、１つ又は複数のポスト１５２は、モジュール式溶接システム１０の組立て（例えば、スタック）前にリセス１５４に挿入される別個の部品である。さらに、１つ又は複数の締結具１２６は、電源２０、冷却装置２８、及び／又は搬送装置３０と共有される第２の穴セット６０に挿通することができる。図５において、第２の穴セット６０は、１つ又は複数の組立てポート１５６を通してアクセス可能である。
【００３２】
いくつかの実施形態において、モジュール部品（例えば、搬送装置３０）の１つ又は複数のスナップ１５８は、別のモジュール部品（例えば、電源ボトムハウジング５４、冷却装置２８）の表面１０４、１３０、１３２、１３４の係合部１６０に接合することができる。いくつかの実施形態において、スナップ１５８は、ばね付勢されて係合部１６０に接合するボールデテントを含むことができる。スナップ１５８は、係合部１６０に向かって付勢して、係合側モジュール部品（例えば、冷却装置２８）に対する、被係合側モジュール部品（例えば、電源２０）の動きを制限することができる。いくつかの実施形態において、図５に示されているように、スナップ１５８は、相互係止する（例えば、入れ子になる）モジュール部品とともに用いられる。
【００３３】
図５に示されている嵌合機能部は、モジュール式溶接システム１０のモジュール部品を互いに受動的に結合することができる。すなわち、雄側機能部（例えば、脚部６６、拡張部６４、ポスト１５２、スナップ１５８）及び雌側機能部（例えば、底面１５０、凹部６２、リセス１５４、係合部１６０）は、互いに受動的に係合し、作業者により嵌合機能部を手動で係合することなく、モジュール部品の相対運動を制限することができる。例えば、作業者は、ポスト１５２をリセス１５４と位置合わせした状態で、冷却装置２８を垂直軸４４に沿って搬送装置３０に配置し、冷却装置２８を搬送装置３０に取外し可能に結合することができる。モジュール部品を受動的に結合することにより、モジュール式溶接システム１０を組立て又は分解する時間を低減することができる。さらに、作業者は、工具（例えば、ねじ回し、レンチ）を用いることなく、いくつかの実施形態のモジュール式溶接システム１０を組立て又は分解することができる。
【００３４】
図６に示されているように、電源ボトムハウジング５４及び／又は冷却装置２８は、フック機能部１７０を用いて、搬送装置３０の第４のハウジング面５８に取外し可能に結合することができる。いくつかの実施形態において、電源ボトムハウジング５４のフック機能部１７０は、冷却装置２８又は搬送装置３０のリンク１７２に係合する。リンク１７２は、第３のハウジング面５６及び第４のハウジング面５８のリセス１７４内、又は、冷却装置２８若しくは搬送装置３０の外部ハウジング上に構成することができる。いくつかの実施形態のフック機能部１７０は、受動的にリンク１７２に係合し、工具を用いることなく、電源２０を冷却装置２８及び／又は搬送装置３０に取り付けることができる。
【００３５】
図７は、取付け金具１８０を用いて搬送装置３０の第４のハウジング面５８に取外し可能に結合することができる、電源ボトムハウジング５４及び／又は冷却装置２８の一実施形態を示している。取付け金具１８０は、限定しないが、ラッチ、ストラップ、ブラケット等を含むことができる。取付け金具１８０は、モジュール部品の側面１０４、１３０、１３２、１３４の回りに配置することができる。いくつかの実施形態において、取付け金具１８０は、上側モジュール部品（例えば、電源２０）の底縁１８４に近接するラッチベース１８２と、下側モジュール部品（例えば、冷却装置２８）の頂縁１８８に近接する留め部１８６とを有する。上側モジュール部品は、下側モジュール部品に接合するように位置決めされ、ラッチベース１８２は留め部１８６と実質的に位置合わせされるように位置合わせされる。次に、作業者は、ラッチ１９０を留め部１８６に係合させ、上側モジュール部品を下側モジュール部品に取外し可能に結合する。いくつかの実施形態において、ラッチ１９０に係合することにより、モジュール部品を合体させる。取付け金具１８０はモジュール部品の共通場所に位置決めされ、それにより、電源２０のラッチベース１８２及びラッチ１９０が冷却装置２８又は搬送装置３０の留め部１８６に係合することが可能になる。
【００３６】
図３〜図７に示されている実施形態は、モジュール式溶接システム１０のモジュール部品の、種々の嵌合幾何形状及び嵌合機能部を開示している。モジュール部品（例えば、ワイヤ送給装置１２、スイベル１８、電源２０、冷却装置２８、搬送装置３０）のそれぞれは、少なくとも部分的に共有の嵌合幾何形状又は嵌合機能部に基づき、別のモジュール部品に取外し可能に結合することができる。いくつかの実施形態において、ワイヤ送給装置１２を、電源２０とは別個に、冷却装置２８及び／又は搬送装置３０に直接結合することができる。さらに、電源２０の種々のフォームファクタを、ワイヤ送給装置１２及び冷却装置２８に取外し可能に結合することができる。したがって、いくつかの実施形態において、部品（例えば、ワイヤ送給装置１２、電源２０）の種々のフォームファクタが、同じタイプの別の部品と完全に交換可能である。さらに、上述した嵌合機能部（例えば、リフトアイ４２、ポスト１５２、脚部６６）のうちの１つ又は複数は、電源２０、ワイヤ送給装置１２、及び冷却装置２８の１つ又は複数の面（例えば、前面１３２）が互いに実質的に面一になるように、モジュール部品に結合してモジュール部品を位置決めすることができる。いくつかの実施形態のモジュール式溶接システム１０は、いくつかのモジュール部品（例えば、ワイヤ送給装置１２、スイベル１８、及び電源２０の第２のハウジング面３８）間の第１の嵌合関係と、他のモジュール部品（例えば、電源ボトムハウジング５４、冷却装置２８、搬送装置３０）間の第２の嵌合関係とを有することができる。第１の嵌合関係（例えば、フランジ及びチャネル、入れ子幾何形状、穴パターン、取付け金具、又はそれらの任意の組合せ）が第２の嵌合関係と互換性がある場合、モジュール式溶接システム１０の各部品は、完全に互いに交換可能とすることができる。
【００３７】
さらに、図２〜図４はワイヤ送給装置１２と電源２０との種々の嵌合式接合部を示し、図５〜図７は電源２０と冷却装置２８又は搬送装置３０との種々の嵌合式接合部を示している。いくつかの実施形態の電源２０は、図２〜図４に示されている嵌合関係のうちの１つ又は複数（例えば、フランジ９６及びチャネル９２、入れ子幾何形状、穴パターン４０）により、冷却装置２８又は搬送装置３０に結合することができる。同様に、いくつかの実施形態の電源２０は、図５〜図７に示されている嵌合関係（例えば、入れ子幾何形状、ポスト１５２、穴パターン６０、スナップ１５８、フック機能部１７０、取付け金具１８０）のうちの１つ又は複数により、ワイヤ送給装置１２又はスイベル１８に結合することができる。さらに、本開示は、図１〜図７に示されている雌雄関係に限定されない。具体的には、ここで検討される実施形態は、モジュール部品をモジュール式溶接システム１０にモジュール式に構成することを容易にする、上述した、相対する嵌合幾何形状及び雌雄関係の任意の組合せを含む。例えば、いくつかの実施形態の電源ボトムハウジング５４は、脚部６６及び冷却装置２８の頂面と嵌合する（例えば、入れ子になる）隆起部６４及び凹部６２を有することができる。これは、図５に示されている嵌合関係の実質的に反対である。
【００３８】
図８は、上述したモジュール式溶接システムを組み立てる方法２００のフローチャートである。モジュール式溶接システムとして、モジュール部品は、多様な形態に構成することができる。方法２００は、作業者がモジュール式溶接システムを使用し、モジュール部品を交換することができる方法の一例を提供する。しかし、モジュール式溶接システムは、上述したように他の方法により組立て及び再組立てすることができる。作業者は、モジュール式溶接システムに組み付ける所望のモジュール部品を選択する（ブロック２０２）。例えば、作業者は、単一のタイプの電極を用いる通常の溶接用途に、単線式ワイヤ送給装置を、異なるタイプの溶接を指定する比較的複雑な溶接用途に、二線式ワイヤ送給装置を選択することができる。いくつかの実施形態において、次に、作業者は、第１のワイヤ送給装置をスイベルに結合することができる（ブロック２０４）。第１のワイヤ送給装置及びスイベルは、上述した嵌合幾何形状及び嵌合機能部のうちの１つ又は複数により、互いに取外し可能に結合することができる。次に、第１のワイヤ送給装置を、スイベルを介して、嵌合幾何形状により、選択された第１の電源に結合する（ブロック２０６）。同様に、スイベルは、リフトアイ等の、上述した嵌合幾何形状及び嵌合機能部のうちの１つ又は複数により、第１の電源に取外し可能に結合することができる。いくつかの実施形態において、スイベルを第１のワイヤ送給装置及び第１の電源に結合する嵌合幾何形状は、実質的に相補的とすることができる。
【００３９】
第１の電源を第１のワイヤ送給装置に結合した後、第１の電源を冷却装置に結合することができる（ブロック２０８）。第１の電源と冷却装置とは、上述した嵌合幾何形状及び嵌合機能部のうちの１つ又は複数により、互いに取外し可能に結合することができる。次に、第１の電源を、冷却装置を介して、選択された搬送装置に結合する（ブロック２１０）。同様に、冷却装置は、上述した嵌合幾何形状及び嵌合機能部のうちの１つ又は複数により、搬送装置に取外し可能に結合することができる。いくつかの実施形態において、冷却装置を第１の電源及び搬送装置に結合する嵌合幾何形状は、実質的に相補的とすることができる。上記方法２００は、モジュール式溶接システムの頂部に位置決めすることができる第１のワイヤ送給装置を選択することで始まる。方法２００の他の実施形態は、冷却装置をモジュール式溶接システムの底部の搬送装置に結合することで始めることができる。
【００４０】
作業者は、組み立てられたモジュール式溶接システムを用いて、１つ又は複数の溶接を実行する（ブロック２１２）ことができる。モジュール式溶接システムの使用後、作業者は、いくつかのモジュール部品を取り外すか、又は、いくつかのモジュール部品を他のものと取り換えることを望む場合がある。作業者は、第１の電源から第１のワイヤ送給装置及びスイベルを取り外す（ブロック２１４）ことができる。また、作業者は、第１の電源を取り外し（ブロック２１６）、冷却装置を取り外す（ブロック２１８）ことができる。作業者は、冷却装置を伴って又は伴わずに、第２の電源を選択された搬送装置に結合することができる（ブロック２２０）。次に、作業者は、スイベルを第２の電源に結合し（ブロック２２２）、スイベルを介して第２のワイヤ送給装置を第２の電源に結合する（ブロック２２４）ことができる。選択されたモジュール部品に少なくとも部分的に基づき、ブロック２１０後のモジュール式溶接システムは、ブロック２２４後のモジュール式溶接システムとは異なる能力及び動作パラメーターを有することができる。
【００４１】
本明細書において、本発明の或る特定の特徴だけが図示及び説明されてきたが、当業者には多くの変更及び変形が思い浮かぶであろう。それゆえ、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨に入る全ての変更及び変形を包含することを意図していることは理解されたい。
【符号の説明】
【００４２】
１０    モジュール式溶接システム
１２    ワイヤ送給装置
１４    単線式ワイヤ送給装置
１６    二線式ワイヤ送給装置
１６    スイベル
１８    スイベル
２０    電源
２２    第１のインバーター電源
２４    第２のインバーター電源
２６    トランス電源
２８    トーチ冷却装置
３０    搬送装置
３２    破線
３４    ワイヤ送給装置ボトムハウジング
３６    第１のハウジング面
３８    第２の嵌合面
４０    第１の穴パターン
４２    リフトアイ
４４    垂直軸
４６    リセス
４８    水平軸
５０    水平軸
５２    矢印
５４    電源ボトムハウジング
５６    第３のハウジング面
５８    第４のハウジング面
６０    第２の穴パターン
６２    凹部
６４    隆起部
６６    脚部
６８    支持部
７０    ラック
７２    流体貯蔵タンク
９０    リム
９２    チャネル
９４    外縁部
９６    第２のハウジング面
９８    受部
１００    前方部
１０２    後面
１０４    側面
１０４    後面
１２４    開口
１２６    締結具
１２８    ボルト
１３０    側面
１３２    側面
１３４    側面
１３４    左面
１５０    底面
１５２    ポスト
１５４    リセス
１５６    ポート
１５８    スナップ
１６０    係合部
１７０    フック機能部
１７２    リンク
１７４    リセス
１８０    金具
１８２    ラッチベース
１８４    底縁
１８６    部
１８８    頂縁
１９０    ラッチ
【図１】
2015527209.tif 000004
【図２】
2015527209.tif 000005
【図３】
2015527209.tif 000006
【図４】
2015527209.tif 000007
【図５】
2015527209.tif 000008
【図６】
2015527209.tif 000009
【図７】
2015527209.tif 000010
【図８】
2015527209.tif 000011
【国際調査報告】
2015527209.tif 000012
2015527209.tif 000013
2015527209.tif 000014