(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接システム、装置、プロセスに関し、ガイドトラックの上での溶接ヘッド装置の滑らかな動きをもたらす等により溶接の品質の向上を図り、さらに、ガイドトラックの製造コストの削減を図った溶接ヘッド装置を提供する。【解決手段】ガイドトラックはトラックギアを含み、トラックギアはトラクタユニット３００の走行駆動ギア３１０によって係合させられる。走行駆動ギア３１０及びトラックギアはトラクタユニット３００をガイドトラックに沿って滑らかに移動させるよう最適なメッシュ構造を有し得る。走行駆動ギア係合機構は、クラッチレバー３２０を含み、クラッチレバー３２０は、操作されるときに、走行駆動ギア３１０をトラックギアに迅速に係合させ、トラックギアから迅速に離脱させる。クラッチレバー３２０は、偏心カム部分３２０Ａを含む。偏心カム部分３２０Ａは、その細長い部分の中心から偏ったカム部分３２０Ａ上のある地点でクラッチアーム３２１に動作的に接続される。【選択図】図３Ａ
0003194071.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電極を含むトーチヘッド組立体と、
該トーチヘッド組立体を支持する支持装置と、
前記トーチヘッド組立体及び前記支持装置に動作的に接続されるバレル組立体とを含み、
前記バレル組立体は、ワークピースに対する前記電極の前進角及び遅延角のうちの少なくとも一方を変更するよう構成され、前記バレル組立体は、
前記支持装置に動作的に接続されるマウントプレートと、
調節機構とを含み、該調節機構は、
前記トーチヘッド組立体に動作的に接続される第１の区画と、
前記マウントプレートを受け入れるよう構成される第２の区画と、
前記マウントプレートを取り付けるよう構成され且つ前記第２の区画を受け入れるよう構成される少なくとも１つのバレルクランプとを含む、
溶接ヘッド装置。
【請求項２】
前記第２の区画は、円錐形であり、前記少なくとも１つのバレルクランプの横方向の動作は、前記円錐形の第２の区画に対する力を生成し、該力は、前記第２の区画を前記マウントプレートに向かって押す、請求項１に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのバレルクランプは、少なくとも１つの固定装置を用いて、前記マウントプレートに取り付けられ、
前記バレル組立体は、前記少なくとも１つの固定装置を緩めることが前記前進角及び前記遅延角のうちの前記少なくとも一方を変更させることを可能にし、且つ前記少なくとも１つの固定装置を締め付けることが前記前進角及び前記遅延角のうちの前記少なくとも一方を固定するように構成される、
請求項１又は２に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項４】
前記固定装置は、ボルト及びネジの一方である、請求項３に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項５】
前記マウントプレート及び前記第２の区画のうちの少なくとも一方は、鋸歯状又は歯付き表面を含む、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項６】
前記バレル組立体は、前記マウントプレートと前記第２の区画との間に配置されるワッシャ及びプレートのうちのいずれか一方を含む、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項７】
前記ワッシャ及びプレートのうちの少なくとも一方は、真鍮、銅、プラスチック、及びナイロンのうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項８】
前記電極の前記前進角及び前記遅延角のうちの前記少なくとも一方を、０〜少なくとも５度の範囲内で調節し得る、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項９】
前記電極の前記前進角及び前記遅延角のうちの前記少なくとも一方を、０〜少なくとも１５度の範囲内で調節し得る、請求項８に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項１０】
前記電極の前記前進角及び前記遅延角のうちの前記少なくとも一方を、０〜少なくとも９０度の範囲内で調節し得る、請求項８に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項１１】
前記電極の前記前進角及び前記遅延角のうちの前記少なくとも一方を、０〜１８０度の範囲内で調節し得る、請求項８に記載の溶接ヘッド装置。
【請求項１２】
前記マウントプレート及び前記第２の区画のうちの少なくとも一方は、前記電極の前記前進角及び前記遅延角のうちの前記少なくとも一方を示すけがき印を含む、請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載の溶接ヘッド装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は米国仮特許出願第６１／５６１，８１１号の優先権を主張し、その全文を参照としてここに援用する。
【０００２】
特定の実施態様は、溶接システム、装置、及びプロセスに関する。より具体的には、特定の実施態様は、ガイドトラックの上にトラクタユニットを取り付け、トラクタ駆動装置をトラクタギアに係合させ、溶接ヘッドの角度を調節し、且つ／或いは鑞接、クラッディング、積上げ、充填、表面硬化オーバーレイ、接合、及び溶接の用途のいずれかにおいてトーチ前進角／遅延角を調節するためのシステム及び／又は方法に関する。
【０００３】
この特許文献は、溶接システム、装置、及びプロセスに関する。
【背景技術】
【０００４】
大きな工業用途における溶接、例えば、金属不活性ガス（ＭＩＧ）溶接及びタングステン不活性ガス（ＴＩＧ）パイプ又はプレート溶接は、例えば、軌道溶接プロセスにおいて、極めて厚いワークピースを一体的に溶接することを含み得る。例えば、軌道溶接プロセスにおけるアーク溶接ヘッドをワークピースの周りでガイドトラックに沿って回転させ得る。例えば、溶接ヘッドをパイプのようなワークピースの周りで３６０°連続的に回転させるか、或いはパイプの片側で溶接ヘッドをパイプの周りで１８０°回転させ、次に、パイプの他の側でヘッド回転を反復し得る。多くの溶接用途は、小さいな標準的なワークピースからより大きな尺度のワークピースまで、精密溶接を要求する。溶接ヘッドと溶接ヘッドを移動可能に係合させるガイドトラックとを含むよう溶接システムを設計し得る。例えば、ガイドトラックに沿って移動するよう、溶接ヘッドをトラクタ駆動装置の上に取り付け得る。例えば、一部の軌道溶接システムは、溶接間隙に沿って移動するよう溶接ヘッドを案内するためにワークピースの周りに係合させられるリング又は軌道構造のガイドトラックを有し得る。ガイドトラックをワークピースの周りに適合させるために、完全なガイドトラックを形成し、ガイドトラックをワークピースに、例えば、ワークピースの周り３６０°で確実に取り付けるために、幾つかのトラックセグメントを一体的に接合し得る。
【０００５】
従って、従来的な溶接システムでは、トラクタユニットをガイドトラックの上に取り付ける方法によって溶接の品質に影響を及ぼし得る。何故ならば、取付けはトラクタユニットがガイドトラックに沿ってどれぐらい滑らかに進行するかに影響を与え得るからある。例えば、トラックリングの上に不適切に取り付けられるトラクタユニットは、それがトラックリングの周りを移動するときに撓み得る。撓みはトラクタユニットに取り付けられる溶接ヘッドのタングステン電極を移動させ得る。例えば、タングステン電極は、トラクタユニットが「１２時」位置にあるときに内に角度付けられ、「６時」位置にあるときに外に角度付けられる。これはトラクタユニットがトラック上に堅固に取り付けられないときに起こり、振動又は急な動き(jerking)に基づく斜行(crabbing)を引き起こす。加えて、取付機構は脆弱であり、容易に損傷し得る。例えば、トラクタユニット構成部品の損傷及び結合(binding)が、過剰締付けの故に起こり得る。
【０００６】
加えて、ガイドトラックのトラックギアに対するトラクタユニット内の進行駆動ギアの不適切な整列は、溶接品質の問題及び溶接プロセスの遅延も引き起こし得る。例えば、溶接ヘッドの重心が例えばトラックギア上の破片の故にシフトするならば、進行駆動ギア上のギア及びトラックギアは、特にシステムが適切に整列されていないならば、詰まって動かなくなり得る。トラックギアに対する進行駆動ギアの不整列に関連する問題を減少させるために、従来的なトラクタユニットの進行速度は遅く設定される必要があり得る。
【０００７】
その上、トラクタユニットの重量の故に、ガイドトラック上へのトラクタユニットの取付けは面倒であり得る。典型的には、トラクタユニット上のローラ／ホイールは、ローラ／ホイールがガイドトラックと係合し且つガイドトラックを押し付ける前に、手動で整列させられる必要がある。即ち、トラクタユニットがガイドトラック上に取り付けられているとき、操作者は、トラクタユニットのローラ／ホイールがガイドトラックに対して適切に整列させられるまで係合機構を調節しながら、トラクタユニットを前後に物理的に揺り動かす必要があり得る。トラクタユニットは比較的重いので、特に操作者がトラクタユニットを取り付けならがら重力と戦わなければならないならば、取付けプロセスは肉体を疲労させる。
【０００８】
更に、溶接パドルに対する電極の向き及びアーク長は、特に機械的な往復動が用いられるときに、適切な溶接をもたらすために重要である。しかしながら、溶接ヘッドを方向付けるための従来的なシステム及び方法は、それらが不十分な品質の溶接をもたらし得る点で理想的でない。例えば、図１２はガスシールドタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）システム（５０）を用いて隅肉溶接を行うための従来技術システムを例示している。簡潔性のために、この議論に関連する構成部品のみが例示されている。ＧＴＡＷシステム（５０）は、溶接トーチ（１０）が、線（１２）によって示されるように、例えば溶接パッドル（４０）の表面に対して垂直であるように向けられる、溶接トーチ（１０）を含む。トーチ（１０）は、矢印（３２）によって示されるような機械的な往復動をもたらす溶接ベース（３０）に接続される。トーチ（１０）が溶接パッドル（４０）を横断して移動させられるとき、アーク（５）の長さは変化する。即ち、タングステン電極（１５）の先端と溶接パッドル（４０）の表面との間の距離は変化する。従って、適切なアーク長を維持するために、機械的な往復動がトーチ（１０）を方向（３２）において移動させるときに、アーク電圧制御（ＡＶＣ）組立体（２０）が矢印（２２）に沿う適切な方向においてトーチ（１０）を移動させる。即ち、ＡＶＣ組立体（２０）は、アーク（５）を所望の長さに維持するために、トーチ（１０）と溶接パッドル（４０）との間の距離を調節する。しかしながら、矢印（２２）によって例示されるようなＡＶＣ組立体（２０）のストローク方向は、線（１２）によって例示されるようなトーチ（１０）の向きと異なるので、結果として得られる溶接は不十分な品質であり得る。加えて、不十分な品質は、溶接トーチ及び／又はワークピース（溶接パッドル）に対するＡＶＣ組立体の限定的なストローク（例えば、約１インチのＡＶＣストロークに限定される）及び／又はＡＶＣ組立体の限定的な回転（例えば、約４０度に限定される）の故にも起こり得る。更に、溶接トーチとＡＶＣ組立体との間の取付け及び／又はＡＶＣ組立体とベースユニットとの間の取付けが、例えば、不安定及び／又は弱い故に安定的でない場合、及び／又はそれらの取付けが、例えば、酷使及び／又は耐久性の欠如の故に過剰な摩耗を有する場合にも、不十分な品質は起こり得る。
【０００９】
その上、従来的な溶接システムにおいて、トーチ電極の前進角／遅延角調節は限定的であり、典型的には０〜５°の範囲内にあり、一部は最大でも１２°である。限定的な前進／遅延調節は、溶接構造を設定する柔軟性も制約する。加えて、従来的なシステムにおけるトーチ前進／遅延調節機構は、ほんの数例を挙げれば、溶接ヘッド構成部品を損なうこと、弱い係止機構の故の溶接ヘッド構成の滑り、前進角／遅延角設定機構にアクセスする困難性、及び一貫性のない前進角／遅延角設定のような、数多くの不利点を有する。
【００１０】
従来的な、伝統的な、及び提案されるアプローチの更なる制約及び不利点は、そのようなアプローチを図面を参照して本出願の残余において示す本考案の実施態様と比較することを通じて、当業者に明らかになるであろう。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
本考案の目的は、従来技術の問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ガイドトラック、例えば、曲線トラックレールプロファイルを有するガイドトラックを用いる溶接システムのための、例示的な技法、システム、及び装置を記載する。しかしながら、以下に議論する例示的な実施態様は、曲線トラックシステムに限定されず、それが曲線トラック取り付けられるにせよ、直線トラック取り付けられるにせよ、又は何らかの他の種類のトラック上に取り付けられるにせよ、任意の可動な溶接システムに、或いは静止的である溶接ヘッドに組み込み得る。
【００１３】
１つの実施において、溶接システムは、互いに平行に整列させられる２つの管状トラックレールを含むガイドトラックと、２つの管状トラックレールを互いに接続する１つ又はそれよりも多くのトラック横断部材と、２つの管状トラックレールの間に配置され且つ１つ又はそれよりも多くのトラック横断部材に接続されるトラックギアと、ガイドトラックに係合させられ得るよう並びにガイドトラックに沿って移動するようトラックギアによって案内される得るよう構成される溶接ヘッドトラクタユニットとを含むよう提供される。溶接ヘッドトラクタは、溶接ヘッドトラクタユニットがガイドトラックに沿って移動する間に溶接を行うために溶接ヘッドを保持し得る溶接ヘッドマウントを含む。
【００１４】
この明細書中に記載する主題を以下の機能の１つ又はそれよりも多くをもたらす特別な方法において実施し得る。例えば、開示の技術は、特に１つのトラックセグメントから他のトラックセグメントへの移行継目での、軌道の定まらない、望ましくない動作の減少を含み、開示の技術の例示的なガイドトラックの上での溶接ヘッド装置の滑らかな動きをもたらし得る。他の例示的な利益は、開示の技術のガイドトラックの重量の減少、溶接プロセス中に生成されるより少ない廃棄物、耐久性の向上、開示の技術のガイドトラックとの溶接ヘッド装置の係合離脱の容易さ、及び例示的なガイドトラックの製造コストの削減を含み得る。
【００１５】
一部の例示的な実施態様において、本考案は、カム部分を含むクラッチレバーを含むトラクタユニットのための走行駆動ギア係合機構を含み得る。クラッチレバーは、カム部分の細長い部分の中心から偏った地点（偏心地点）で、第１の位置と第２の位置との間で回転するよう構成される。係合機構は、クラッチレバーのカム部分をトラクタユニットの駆動ギアに動作的に接続する接続部材も含む。接続部材は、偏心地点でカム部分に動作的に接続される。クラッチレバー及び接続部材は、クラッチレバーが第１の位置にあるときに駆動ギアがトラックギアと係合し、且つクラッチレバーが第２の位置にあるときに駆動ギアがトラックギアから離脱するように構成される。
【００１６】
一部の例示的な実施態様において、本考案は、トラクタユニット取付機構を含み得る。トラクタユニット取付機構は、トラクタユニットをトラックガイドに係合離脱するよう構成される締付組立体を含む。トラクタユニットは、少なくとも２つの旋回ブロックを含み、各旋回ブロックは、少なくとも１つの転動装置と、係止機構とを含む。少なくとも１つの転動装置は、ガイドトラックのレール上を転動するよう設計される。締付組立体は、トラクタユニットが係合させられるときに、少なくとも１つの転動装置をガイドトラックと動作的に接続するよう構成される。旋回ブロックは、トラクタユニットがガイドトラックと係合させられるときに、少なくとも１つの転動装置が、ガイドトラックのあるプロファイル、例えば、凹面プロファイル、凸面プロファイル、直線プロファイル、又はこれらの任意の組み合わせに適合し得るよう旋回するように構成される。係止機構、例えば、ブッシュ(bushing)は、トラクタユニットがガイドトラックに係合するや否や、旋回ブロックが旋回するのを防止するように構成される。
【００１７】
一部の例示的な実施態様において、本考案は、走行駆動ギアを含むトラクタユニットを含むトラクタユニットシステムを含み得る。走行駆動ギアは、駆動ギア部分と、少なくとも１つの駆動ローラ部分とを含む。システムは、トラックギアを有するガイドトラックも含む。トラックギアは、トラックギア部分と、少なくとも１つのランド部分とを含む。少なくとも１つの駆動ローラ部分及び少なくとも１つのランド部分は、駆動ギア部分がトラックギア部分に係合させられるときに、少なくとも１つの駆動ローラ部分が少なくとも１つのランド部分と接触するように構成される。一部の実施態様において、少なくとも１つの駆動ローラ部分の直径は、駆動ギア部分のピッチ直径と等しい。トラックギア部分が湾曲しているならば、一部の実施態様において、少なくとも１つのランド部分の直径は、トラックギア部分のピッチ直径と等しい。他の実施態様において、トラックギア部分が直径であるならば、少なくとも１つのランド部分の直径は、トラックギア部分のピッチ線と等しい。
【００１８】
一部の例示的な実施態様において、本考案は、溶接ヘッド角度調節システムを含み、溶接ヘッド角度調節システムは、溶接ヘッドと、ベースユニットと、角度調節機構とを含む。溶接ヘッドは、溶接トーチと、アーク電圧制御組立体とを含み、アーク電圧制御組立体は、溶接トーチに動作的に接続され、溶接トーチを移動させるよう構成される。角度調節機構は溶接ヘッドをベースユニットに動作的に接続し、溶接トーチとベースユニットとの間の角度を変更するよう設計されると同時に、溶接トーチとベースユニットとの間の角度が変更されるときに、溶接トーチとアーク電圧制御組立体との間の向きが一定なままであることを保証する。一部の実施態様において、角度調節機構は、溶接ヘッドをベースユニットに接続するボルトを含む。角度調節機構は、ボルトが第１の状態にあるときに溶接トーチとベースユニットとの間の角度を変更することができ、且つボルトが第２の位置にあるときに角度が固定されるように構成される。例示的な実施態様において、角度調節機構は、溶接ヘッドと溶接ベースユニットとの間の角度を調節して、溶接ベースがワークピースに対して適切に向けられるときに、ワークピース（又は溶接パッドル）に対する溶接ヘッドの所望の向きをもたらす。一部の実施態様において、角度調節機構は、溶接ヘッドと溶接ベースユニットとの間の角度の単一調節がワークピース（又は溶接パッドル）に対する溶接ヘッドの適切な向きをもたらす点において、単一地点調節である。例示的な実施態様では、角度調節機構が変更されるときに、ＡＶＣ組立体に対する溶接トーチの向きは一定のままである。一部の実施態様において、ＡＶＣ組立体ストローク方向は、溶接トーチの向きと整列させられ、ワークピース（又は溶接パッドルの表面）に対して垂直である。
【００１９】
一部の例示的な実施態様において、本考案は溶接ヘッドのための前進／遅延トーチ角調節システムを含み得る。溶接ヘッド装置はトーチヘッド組立体を含み、トーチヘッド組立体は電極を含む。溶接ヘッド装置は、トーチヘッド組立体を支持する支持装置や、トーチヘッド組立体及び支持装置に動作的に接続されるバレル組立体も含む。バレル組立体は、ワークピースに対する電極の前進角及び遅延角のうちの少なくとも一方を変更するよう構成される。バレル組立体は、調節機構を含み、調節機構は、トーチヘッド組立体に動作的に接続される第１の区画を含む。調節機構は、マウントプレートを受け入れるよう構成される第２の区画も含む。バレル組立体は、支持装置に動作的に接続されるマウントプレートや、少なくとも１つのバレルクランプも含む。バレルクランプは、マウントプレートに付着するよう構成され、第２の区画を受け入れるようにも構成される。一部の実施態様において、第２の区画は円錐形であり、少なくとも１つのバレルクランプの横方向の動作は円錐形の第２の区画に対する力を生成し、その力は第２の区画をマウントプレートに向かって押す。一部の実施態様において、バレル組立体は、電極の前進角及び／又は遅延角を０〜少なくとも５度の間、０〜少なくとも１５度の間、０〜少なくとも９０度の間、又は０〜１８０度の間の範囲内で変更する（即ち、トーチヘッド組立体は全３６０度回転し得る）、前進／遅延トーチ角調節機構を含み得る。一部の実施態様において、支持装置はアーク電圧制御（ＡＶＣ）組立体であり得る。ＡＶＣ組立体は、電極とワークピース（又は溶接パッドル）との間の距離、即ち、アーク長を調節するよう構成される。溶接ヘッド装置を溶接ベースユニットに接続し得る。一部の実施態様において、溶接ベースユニットは、溶接ヘッドを溶接継目に沿って移動させる駆動ユニット、例えば、トラック取付け溶接システムにおける軌道トラクタ駆動ユニットであり得る。他の実施態様では、溶接ベースユニットは静止ベースであり、ワークピースが稼働中に移動させられる。一部の実施態様では、溶接ヘッドに機械的な往復動をもたらすよう溶接ベースユニットを構成し得る。一部の実施態様において、バレル組立体は、例えば、支持装置（例えば、ＡＶＣ組立体）上の鋸歯状又は歯付き表面を押す鋸歯状又は歯付き表面のような係止機構を有し得る。一部の実施態様において、トーチヘッドバレル組立体及び／又は支持装置（例えば、ＡＶＣ組立体）は、前進角／遅延角の調節を助けるよう、整列線（例えば、けがき線）を有し得る。
【００２０】
一部の例示的な実施態様において、本考案は、トラクタユニットをガイドトラックに係合離脱させるよう構成される締付組立体を含むトラクタユニット取付機構を含み得る。ガイドトラックは、第１のレールと、第２のレールとを含む。取付け組立体は、少なくとも１つの旋回ブロック組も含み、旋回ブロック組は、第１の旋回ブロックと、第２の旋回ブロックとを有する。第１の旋回ブロック及び第２の旋回ブロックの各々は、第１の転動装置と、第２の転動装置とを含む。第１の転動装置は、それぞれの旋回ブロックの内側部分に配置され、第２の転動装置は、トラクタユニットに対してそれぞれの旋回ブロックの外側部分に配置される。少なくとも１つの旋回ブロック組は、トラクタユニットがガイドトラックの上に取り付けられるときに第１の旋回ブロック及び第２の旋回ブロックがガイドトラックの対向側にあるように、トラクタユニットの上に配置される。トラクタユニットが離脱位置にあるとき、第１のレールの外側部分と第２のレールの外側部分との間の第１の距離は、少なくとも１つの旋回ブロック組の第１の転動装置の間の第２の距離よりも大きく、第１の距離は、少なくとも１つの旋回ブロック組の第２の転動装置の間の第３の距離よりも小さい。一部の実施態様において、トラクタユニットは、少なくとも２つの旋回ブロック組を含む。一部の実施態様において、第１の転動装置の幅は、第１の旋回ブロック及び第２の旋回ブロックの各々のために、第２の転動装置の幅よりも大きい。
【００２１】
請求される考案のこれらの及び他の機能、並びにその例示される実施態様の詳細は、以下の記載、請求項、及び図面からより完全に理解されるであろう。
【００２２】
本考案の上述の及び／又は他の特徴は、添付の図面を参照して本考案の詳細な例示的な実施態様を記載することによってより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】管状トラックレールを特徴とする例示的なガイドトラックを示す図である。
【図１Ｂ】管状トラックレールを特徴とする例示的なガイドトラックを示す図である。
【図１Ｃ】管状トラックレールを特徴とする例示的なガイドトラックを示す図である。
【図１Ｄ】例示的な管状トラックレールと界面接続される溶接ヘッドトラクタマウントの例示的な多地点ローラを示す図である。
【図２Ａ】溶接ヘッドトラクタユニットのための例示的な取付機構を示す図である。
【図２Ｂ】溶接ヘッドトラクタユニットのための例示的な取付機構を示す図である。
【図３Ａ】溶接ヘッドトラクタユニットのための例示的な旋回走行ギア係合を示す図である。
【図３Ｂ】溶接ヘッドトラクタユニットのための例示的な旋回走行ギア係合を示す図である。
【図３Ｃ】凸面、凹面、直線、及び可変ガイドトラックに沿って走行する例示的な溶接ヘッドトラクタユニットを示す図である。
【図４】溶接ヘッドトラクタユニットのＡＶＣ組立体の例示的な調節可能な溶接ヘッド角度機構を示す図である。
【図５Ａ】溶接システムのための例示的な旋回前進／遅延トーチ角機構を示す図である。
【図５Ｂ】溶接システムのための例示的な旋回前進／遅延トーチ角機構を示す図である。
【図６Ａ】図２Ａ及び２Ｂの取付機構に組み込み得る例示的な係止機構を示す図である。
【図６Ｂ】図２Ａ及び２Ｂの取付機構に組み込み得る例示的な係止機構を示す図である。
【図７】軌道トラック溶接システムに組み込まれた溶接ヘッド角度調節システムの例示的な実施態様を示す図である。
【図８】図７の溶接ヘッド角度調節システム中にあり得る角度調節機構の例示的な実施態様を示す図である。
【図９】鑞接、クラッディング、積上げ、充填、表面硬化オーバーレイ、接合、及び溶接の用途のいずれかにおいて用い得る例示的な溶接システムを示す図である。
【図１０】図５Ａ、５Ｂ、及び９のシステムに組み込み得る前進／遅延トーチ角調節機構の例示的な実施態様を示す図である。
【図１１Ａ】図５Ａ、５Ｂ、及び９のシステムに組み込み得る前進／遅延トーチ角調節機構の例示的な実施態様を示す図である。
【図１１Ｂ】図５Ａ、５Ｂ、及び９のシステムに組み込み得る前進／遅延トーチ角調節機構の例示的な実施態様を示す図である。
【図１１Ｃ】図５Ａ、５Ｂ、及び９のシステムに組み込み得る前進／遅延トーチ角調節機構の例示的な実施態様を示す図である。
【図１２】従来技術の溶接システムを示す図である。
【図１３Ａ】図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃのトラックレール用の継目界面とのローラ接線の交差を示す図である。
【図１３Ｂ】図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃのトラックレール用の継目界面とのローラ接線の交差を示す図である。
【図１４Ａ】図２Ａ、２Ｂ、６Ａ、及び６Ｂに示す例示的な取付機構の旋回ブロックのための例示的な旋回角を示す図である。
【図１４Ｂ】図２Ａ、２Ｂ、６Ａ、及び６Ｂに示す例示的な取付機構の旋回ブロックのための例示的な旋回角を示す図である。
【図１５】本考案のある実施態様に従った例示的な旋回ブロック／ローラ配置を示す図である。
【図１６Ａ】図１５の例示的な旋回ブロック／ローラ配置を用いたトラクタユニットを示す図である。
【図１６Ｂ】図１５の例示的な旋回ブロック／ローラ配置を用いたトラクタユニットを示す図である。
【図１６Ｃ】図１５の例示的な旋回ブロック／ローラ配置を用いたトラクタユニットを示す図である。
【図１６Ｄ】図１５の例示的な旋回ブロック／ローラ配置を用いたトラクタユニットを示す図である。
【図１７Ａ】図８の角度調節機構に組み込み得る例示的な鋸歯状又は歯付き表面構造を示す図である。
【図１７Ｂ】図８の角度調節機構に組み込み得る例示的な鋸歯状又は歯付き表面構造を示す図である。
【図１７Ｃ】図８の角度調節機構に組み込み得る例示的な鋸歯状又は歯付き表面構造を示す図である。
【図１７Ｄ】図８の角度調節機構に組み込み得る例示的な鋸歯状又は歯付き表面構造を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２４】
様々の図面中の同等の参照記号及び指定は、同等の素子を示している。
【００２５】
次に、添付の図面を参照して、本考案の例示的な実施態様を記載する。記載される例示的な実施態様は、本考案の理解を助けることが意図されており、本考案の範囲を限定することは如何様にも意図されていない。同等の参照番号は、図面を通じて同等の素子に言及している。
【００２６】
実施例は、溶接ヘッドを案内するために接続される２つ又はそれよりも多くのトラックセグメントを備えるガイドトラックと、溶接を行うに際してガイドトラックに沿って溶接ヘッドを駆動する溶接ヘッドトラクタ装置とを使用する、様々の技法、システム、及び装置を例示するために提供される。
【００２７】
大きなパイプのようなワークピースからのガイドトラックの容易な分離を可能にするために、２つ又はそれよりも多くのトラックセグメントを備えるガイドトラックを設計し得る。ガイドトラックを形成するために２つ又はそれよりも多くのトラックセグメントを接合することにおける技術的な挑戦の１つは、２つの接合されるトラックセグメントの間の不連続性の存在である。そのような不連続性は、例えば、溶接間隙内で溶接ヘッドの連続的な動作の跳ね(jump)、中断、又はつっかえ(stutter)を引き起こすことによって、溶接ヘッドの進行運動に影響を及ぼし得る。これは溶接作業の精度に悪影響を及ぼし、溶接される継目(joint)の完全性及び強度における劣化のような、溶接における不正確性を招き得る。溶接における不正確性は、様々の溶接用途にとって酷い反動を有し得る。不正確な溶接は、垂直継目での１つのトラックセグメントから他のトラックセグメントへの移行中に中断され得る、（例えば、パイプのようなワークピースの周りに取り付けられる）ガイドトラックに沿う溶接ヘッドトラクタユニットの運動と関連付けられ得る。例えば、トラックセグメント移行領域でのトラック不連続性は、移行地点が過ぎるまで、ユニットに跳ね又はつっかえを引き起こし、それは不適切な又は受け入れ得ない溶接をもたらし得る。トラックレールに対するローラの単一の点接触をもたらす溶接トラックは、ガイドトラックに沿う不均一な領域の影響を受け易くあり得る。
【００２８】
１つの特徴において、開示の技術は、溶接ヘッドの滑らかな動作及び２つの隣接するトラックセグメントの間の界面（インターフェース）における連続的な移行を保証する滑らかで湾曲した縁（エッジ）を含む、ガイドトラックに沿う溶接ヘッドトラクタユニット（例えば、軌道溶接用途のための溶接ヘッドトラクタ）との滑らかな界面をもたらすよう構成されるガイドトラックを含み得る。トラックの湾曲した縁は、様々の所望の形状にあり得る。以下の実施例は、円形の縁を利用する。
【００２９】
図１Ａは、円形の外表面を備える管状レールとして構成される２つのトラックレール（１１０）を含む、例示的なガイドトラック（１００）の三次元図を示している。２つの管状トラックレール（１１０）は、ガイドトラック（１００）の外側に位置付けられ、ガイドトラック（１００）は、パイプのような円筒形のワークピースに取り付け得るリング状のガイドトラックとして成形される。各管状トラックレール（１１０）は、２つ又はそれよりも多くのトラックセグメント（１１１）及び（１１２）によって形成される。トラックセグメント、例えば、トラックセグメント（１１１）は、２つのトラックレール（１１０）上のそれぞれの係合場所の間に係合される少なくとも１つのトラック横断部材（１２０）によって、各トラックレール（１１０）を接続する。溶接ヘッドを支持する溶接ヘッドトラクタ装置と係合するために、２つのトラックレール（１１０）の間には、トラックギア（１３０）が、例えば、２つのトラックレール（１１０）の間の中間位置に設けられる。この実施例では、２つの半円のトラックセグメント（１１１）及び（１１２）が、２つの継目（１１５）及び（１１６）で互いに接続されている。
【００３０】
図１Ｂは、図１Ａの管状トラックガイド（１００）の側面図を示している。この実施例において、各管状トラックレール（１１０）は、トラックに対して鋭角に界面を形成する継目（１１５）に２つのトラックセグメント（１１１）及び（１１２）の間の移行部を含む。図１Ｂのインサートは、トラックセグメント（１１１）又は（１１２）の端切子面が角切子面であり、トラックセグメント（１１１）及び（１１２）の２つの対向する切子面が互いに整合して角度付き継目界面（１１７）を形成することを示している。この設計は接合領域を横断する滑らかな移行をもたらす。そのようなトラックを備える溶接システムの動作中、管状トラックレール（１１０）に沿って乗る溶接ヘッドトラクタユニットは、ガイドトラック（１００）の２つのトラックセグメントの角度付き継目界面（１１７）を横断して移行し、角度付き継目界面（１１７）の非垂直整列は、１つのトラックセグメントから隣接するトラックセグメントへの険しくない滑らかな移行を促進して、溶接間隙内に充填されるべき滑らかで連続的な溶接を保証する。図１３Ａ及び１３Ｂに例示されるように、非垂直移行がより滑らかである理由は、ローラの接点（又は接線）がトラックに対して垂直な線の上に位置するからである（図１３Ａを参照）。継目界面も垂直であるならば、ローラの全ての接点が同時に移行部に当たり、跳ね又はつっかえを引き起こす。しかしながら、本考案において、継目界面（１１７）は角度付きである。従って、ローラは継目界面（１１７）と１つの地点だけで交差しながら、接線に沿う他の地点でのトラックレール（１１０）との接触を依然として維持する。
【００３１】
図１Ａ及び１Ｂのトラックレールを形成するために様々の材料を用い得る。例示的なトラックレールの形状は中空であっても、充填されても、或いは部分的に充填されてもよい、円形断面を備える管状の幾何学的構成を含み得る。例示的なトラックレールの他の形状は、湾曲した又は丸められた縁を備える長方形又は正方形の形状を含み得る。その場合には、１つ、２つ、３つ、又は４つの縁が、多数の度合いの曲率のいずれかに丸められ、トラックレールは中空であっても、充填されても、或いは部分的に充填されてもよい。例示的なトラックレールは、前縁が湾曲した輪郭を含む他の形状を含み得る。例示的なトラックレールの湾曲した輪郭形状は、トラックレールとトラクタユニットとの間の表面積を増大させ得る（例えば、接点の数を増大させ、トラックレールによるトラクタユニットへのより多くの支持をもたらす）。
【００３２】
図１Ｃは、ガイドトラック（１００）の他の側面図を示しており、それは多数のトラックレール、例えば、トラックレール（１１０）によって例示される２つのトラックレールの間にトラック横断部材（１２０）を含む、トラックセグメント（１１１）を示している。トラック横断部材（１２０）は、２つのトラックレール（１１０）が互いに実質的に平行に整列させられるように、２つのトラックレール（１１０）を接続し得る。図１Ｃに示されるトラックセグメントは、トラックレール（１１０）を接続する多数のトラック横断部材（１２０）を含む。トラック横断部材（１２０）は、トラックギア（１３０）として示されるギアリングのような、トラックギアも取り付け得る。トラックセグメント（１１１）は、トラックギア（１３０）を接続する多数のトラック横断部材（１２０）も含む。
【００３３】
図１Ｄは、丸められた形状又は幾何学的構成を特徴とする例示的な管状トラックレール（１１０）を示しており、それは溶接ヘッドトラクタユニットの取付構成部品、例えば、トラックレール（１１０）に沿って溶接ヘッドを移動させるための取付構成部品（１５０）に対する多数の接点を提供し得る。例示的な取付構成部品（１５０）は、（多数の接点（又は接線）（１６１）で管状トラックレール（１１０）と界面接続する）ローラ又はホイールを含み得る。トラックレール（１１０）と接触するための並びに取付構成部品（１５０）の一部としてのトラックレール（１１０）の湾曲表面に対する転動のための２つの多地点ローラ（１６０）が図１Ｄに示されている。この実施例において、多地点ローラ（１６０）は旋回ブロック（１７０）に接続され、トラックレール（１１０）に沿って転動するときに、それらの夫々のローラ回転軸（１６５）の周りで回転し得る。溶接ヘッドトラクタユニットがガイドトラックの継目を横断して移行するときに、一貫した走行が促進されるよう、ガイドトラック（１００）の例示的な管状トラックレール（１１０）は、溶接ヘッドトラクタユニットとの多数の接続地点をもたらし得る。トラックレール（１１０）の管状の幾何学的構成は、取付構成部品（１５０）が多数の地点で接触することを許容する界面を可能にし得る。それはトラクタユニットが望ましくない位置において走行すること、例えば、不連続性の故の跳ね、つっかえ、左又は右への逸れを防止し得る。例えば、１つのトラックセグメントから他のトラックセグメントへの移行部（例えば、角度付き継目界面（１１７））で、トラックセグメントが互いに垂直に接合される場合よりも少ない擾乱があり得るよう、多地点ローラ（１６０）は、多数の接点（１６１）に反って走行し得る。
【００３４】
開示の技術は、多地点接触ホイール並びに取り付けられる装置（例えば、溶接ヘッドトラクタユニット）の滑らかな移行をもたらす角度付き及び／又は漸進的移行継目を用い得る管状トラックを含み、それは取り付けられる装置の望ましくない動き、例えば、逸れ、跳ね、及びつっかえを有意に減少させ得る。これは、溶接継目における溶接ヘッドの険しい不連続的な動きを有意に減少させることによって、より高度の精密溶接をもたらし得る。加えて、例示的なガイドトラックは、中実な長方形の形状のトラックを用いるよりはむしろ横断部材によって接合される管状部材を用いることによって、減少させられた全体的な重量を有し得る。（例えば、中空であり得る或いは部分的に充填され得る）減少させられた量の材料を用いて例示的なガイドトラックを製造し得る。例えば、例示的なガイドトラックは、ガイドトラック全体の密度及び／又は容積の量を減少させることによって、トラックレールの幾何学的構成及び／又は材料に基づき、減少された重量を有し得る。減少させられた重量の利点は、例示的なガイドトラックを次の溶接位置に移動させることを容易にすることを含み得る。加えて、例えば、１つの複雑な部品からよりもむしろ、多数の、より小さい、余り複雑でない部品からガイドトラックを作製することによって、減少させられた重量は製造可能性も向上させる。例えば、スチール管組織を形成することによって、例示的なガイドトラックの製造可能性を容易にし得る。何故なら、例えば、一体形のトラックが必要とする３回の機械加工作業よりもむしろ、１回の機械加工作業においてスチール管を仕上げ得るからである。例えば、２つの機能寸法変更だけを伴う、如何なる直径の大きさにも役立つよう、横断部材断面を設計し得る。例示的なガイドトラックは、その管状構造の故に、長期間持続する耐久性をもたらし得る。管状構造は有意な摩擦減少を可能にする滑らかな円形の接触表面をもたらす。例えば、トラック（例えば、管状トラックレール）に対する凹み及び欠け目が取り付けられる溶接ヘッドトラクタユニットの動きに影響を与えないよう、厳しい環境において例示的なガイドトラックが打ち傷及び切り傷に耐え得るように、例示的なガイドトラックをスチール材料で作製し得る。例示的なトラックガイドは、より滑らかなトラクタ動作をもたらし得るギアプロファイルを備えるトラックギアを含み得る。開示の技術の例示的なガイドトラックは、時間及び量及び構成部品の複雑性のような、溶接システムの「セットアップ」(set-up)要因も減少させ得る。
【００３５】
本考案の例示的な実施態様は、トラクタユニットが異なる形状及び／又は大きさを有し得るトラックレールの上に取り付けられることを可能にする溶接ヘッドトラクタユニットのためのトラクタ取付機構を含み得る。
【００３６】
図２Ａは、トラックレール締付組立体（２４０）を含むトラクタ取付機構を備える溶接ヘッドトラクタユニット（２００）を例示しており、トラックレール締付組立体（２４０）は、図２Ａにおいて非クランプ位置（緩められた位置）において示されている。図面の正面図において見られるように、非クランプ位置において、例えばホイール及び／又はローラのような転動装置又は複数の転動装置を用いて、トラクタユニット（２００）をガイドトラック（例えば、ガイドトラック（１００））に移動可能に取り付け得る。レール締付組立体（２４０）は、ホイル／ローラの組（セット）Ａに動作的に接続される締付機構（２２０）を含む。トラクタユニット（２００）を取り付け或いは取り外すために、レール締付組立体（２４０）がホイール／ローラの組Ａを引っ込めるよう締付機構（２２０）を回転させ得る（図２Ａの正面図を参照）。例示的な取付機構の一部として、一部の実施態様では、単一の締付け作用を用いて、即ち、ホイール／ローラの組Ａを作動させるよう締付機構（２２０）を回転させることによって、トラクタユニット（２２０）を締め付け或いは緩め得る。
【００３７】
例示的な取付機構は、トラックレール、例えば、管状又は中実であり得るトラックレール（１１０）に適合し得る、多数の対向するホイール及び／又はローラ（２１０）、例えば、ホイール／ローラの組Ａ及びＢも含み得る。トラクタユニット（２００）上のホイール及び／又はローラ（２１０）の総数は、例えば、８つであり得る。しかしながら、トラクタユニットは、それよりも多くの又はそれよりも少ないホイール及び／又はローラ（２１０）を有し得る。一部の実施態様では、ホイール及び／又はローラ（２１０）を旋回ブロック（２１１）の上に取り付け得る。各旋回ブロック（２１１）は、少なくとも１つのホイール又はローラ（２１０）を有し得る。例えば、一部の実施態様において、各旋回ブロック（２１１）は、２つのホイール又はローラ（２１０）を有する。よって、例示的な８つのホイール／ローラ（２１０）は、各ブロックに２つのホイール／ローラが取り付けられた、４組の旋回ブロック（２１１）を含み得る。もちろん、旋回ブロック（２１１）の数及び対応するホイール／ローラ（２１０）の数は、トラクタユニット（２００）の大きさ及び重量、トラックレール（１１０）の直径の大きさ、ホイール／ローラ（２１０）の大きさ等のような、多数の要因に依存する。しかしながら、典型的なトラック取付け溶接用途、例えば、軌道溶接用途のために、４つの旋回ブロック（２１１）が用いられ、各旋回ブロック（２１１）は２つのホイール／ローラ（２１０）を有し、例えば、トラクタユニット（２００）の隅に配置される（例えば、図６Ｂを参照）。旋回ブロック（２１１）は、各々、トラクタユニット（２００）が緩められるときに夫々の旋回ブロック（２１１）が旋回するのを可能にする中央軸受を含む。旋回の角度は限定的でない。しかしながら、トラックレール（１１０）の上へのトラクタユニット（２００）の取付けを容易化するために、旋回ブロック（２１１）を２つの旋回ブロック（２１１）の間の中心線に対して２６°までの内向き旋回角（図１４Ａを参照）及び１０°までの外向き旋回角（図１４Ｂを参照）に限定し得る。この旋回動作は、ローラ（２１０）がトラックレール（１１０）の如何なるプロファイル、例えば、凹面、凸面、直線、又はそれらの任意の組み合わせにも直ちに適合することを可能にし得る。トラックレール（１１０）の大きさ及び形状は限定的でなく、トラックレール（１１０）の大きさは、例えば、１／１６インチ〜２インチに亘り、形状は、例えば、円形、正方形、三角形、八角形、又は何らかの他の形状であり得る。もちろん、ホイール及び／又はローラ（２１０）の形状は、トラックレール（１１０）の大きさ及び形状に基づき変化し得る。加えて、トラックレール（１１０）は管状又は中実のいずれかであり得る。更に、ガイドトラック（１１０）構造はリングであることに限定されず、例えば、図３Ｃに例示されるトラック形状のいずれか、即ち、凸面ガイドトラック（３９１）、凹面ガイドトラック（３９２）、直線ガイドトラック（３９３）、及び可変ガイドトラック（３９４）、又は何らかの他の種類のトラック構造であり得る。
【００３８】
トラクタユニット（２００）が締め付けられるときに、例示的な取付機構は旋回ブロック（２１１）を所定の場所に係止（ロック）する係止機構（ロック機構）を含み得る。例えば、一部の実施態様において、各旋回ブロック（２１１）は係止ブッシュ（２１３）を有し得る。係止ブッシュ（２１３）は（例えばトラクタユニット（２００）が緩められているときに）圧力を伴わない自由な動作を可能にし、次に、トラクタユニット（２００）が締め付けられるや否や、堅固な場所に下げられて係止する。例えば、一部の実施態様では、トラクタユニット（２００）が締め付けられるときに、ブッシュが図６Ａ及び６Ｂに示されるようにトラクタユニット（２００）の側壁とローラ（２１０）との間で押圧されるように、ブッシュを配置し得る。締め付けられるときに、ブッシュ（２１３）に対する力は、ローラ（２１０）がトラックレール（１１０）の上を転動するときに、摩擦が対応する旋回ブロック（２１１）を所定の場所に保持するような力である。一部の実施態様では、係止ブッシュ（２１３）を青銅又は何らかの他の適切な材料で作製し得る。トラクタユニット（２００）が緩められるとき、旋回ブロック（２１１）は旋回自由であり、トラックレール（１１０）の如何なるプロファイル、例えば、凹面、凸面、直線、又はこれらの任意の組み合わせにも適合する。この設計はトラックレール（１１０）とのトラクタユニット（２００）の完全な接触及びトラクタユニット（２００）の滑らかな動きを促進する。追加的に、一部の実施態様では、トラクタ駆動ギア（３１０）の係合地点を２つの前方旋回ブロック、例えば、走行駆動ギア（３１０）の隣に配置される旋回ブロック（２１１）の旋回軸受の軸と直接的に整列させ得る。この特徴はトラクタユニット（２００）が任意のトラックレール（１１０）に適合するのを可能にし、トラクタユニット（２００）に対する追加的な調節又は変更はない。前方支持旋回ブロック、例えば、旋回ブロック（２１１）に対する走行駆動ギア（３１０）の向きを全てのトラック構造で同じままであるよう構成し得る。
【００３９】
上で議論したように、そして、図２Ａの側面図及び平断面図において見られるように、トラックレール締付組立体（２４０）の締付機構（２２０）がホイール／ローラの組Ａの旋回ブロック（２１１）と係合し得る。一部の実施態様において、締付機構（２２０）は手動で操作され、迅速な手動回転を容易化する回転ノブ（２２１）を含み得る。一部の実施態様において、締付組立体（２４０）は過酷な使用に耐え得る（ヘビーデューティーな）ネジ（２２２）を含み得る。ネジ（２２２）を（手動又はその他の方法において）過剰に締め付け得ないよう、トラックレール締付組立体（２４０）は、クラッチ又は均等の機構を含み得る。トラックレール締付組立体（２４０）は、移動可能な側方プレート（２２４）も含み、側方プレート（２２４）の上には、例えば、ホイール／ローラの組Ａの２つの旋回ブロック（２１１）が取り付けられる。一部の実施態様では、線形軸受、例えば、４つの線形軸受（２３０）の上を正確に滑動するよう、移動可能な側方プレート（２２４）を構成し得る。もちろん、本考案は、ローラの組Ａを係合離脱するために線形軸受（２３０）及び／又はネジ（２３０）の使用に限定されず、他の方法を使用し得る。
【００４０】
完全な非クランプ位置において、例示的な取付機構の移動可能な側方プレート（２２４）から例示的なガイドトラック（１００）までの距離は、ホイール／ローラ（２１０）がトラックレール（１１０）に触れないよう十分に広い。即ち、完全な非クランプ位置では、トラックレール（１１０）からの干渉なくトラクタユニット（２００）を取り外し得るよう、ホイール／ローラ（２１０）とトラックレール（１１０）との間に十分な隙間がある。ホイール／ローラ（２１０）をトラックレール（１１０）に締め付け或いは係合するために、図２Ｂにおいて見られるように、ローラ（２１０）を含む旋回ブロック（２１１）がトラックレール（１１０）に向かって移動するように、締付機構（２２０）を操作し得る。ホイール／ローラ（２１０）がトラックレール（１１０）に接触するや否や、ホイール／ローラ（２１０）がトラックレール（１１０）の如何なるプロファイル、例えば、凹面、凸面、直線、又はこれらの任意の組み合わせにも適合するよう、旋回ブロック（２１１）は旋回自由である。締付機構（２２０）がトラックレール締付組立体（２４０）をトラックレール（１１０）に完全に係合させるや否や、係止ブッシュ（２１３）は旋回ブロック（２１１）が上で議論したように移動するのを防止する。一部の実施態様では、締め付けられるときに、ホイール／ローラ（２１０）の表面は、例えば、２つの地点から接線まで、トラックレール（１１０）との多数の接点（２１５）を有し得る。もちろん、一部の実施態様において、ホイール／ローラ（２１０）は１つの地点だけでトラックレール（１１０）と接触し得る。上述の実施態様において、ホイール／ローラの組Ａは、トラクタユニット（２００）を締め付け或いはトラクタユニット（２００）をガイドトラック（１００）から切り離すために移動される。しかしながら、本考案はホイール／ローラの組Ａを単に移動させることに限定されず、トラクタユニット（２００）をガイドトラック（１００）に締め付け或いはトラクタユニット（２００）をガイドトラック（１００）から切り離すために締付機構（２２０）によってホイール／ローラの組Ｂ又はホイール／ローラの組Ａ及びＢの両方を操作し得る。
【００４１】
開示の技術の例示的な取付機構は、異なるプロファイル、形状、及び大きさのトラックレールへの溶接ヘッドの便利で容易な取付けを提供し得る。それは各トラック構造のために多数の調節を行う必要を排除し得る。上で議論したような例示的な取付機構は、追加的な調節が不要であるよう、単一の調節でトラクタユニット（２００）を取り付ける迅速で優美な方法（例えば、締め付け機構（２２０）を用いるトラックレール締付組立体（２４０））を含む。上で議論した取付機構の例示的な実施態様は、溶接ヘッドトラクタ及び他の構成部品の撓み及び摩耗を減少させること及び／又は取り除くこと、並びに任意の速度、例えば、低速及び高速でガイドトラックに沿う溶接ヘッドトラクタユニットの極めて滑らかな動作を可能にすることのような、利点をもたらし得る。加えて、上で議論した取付機構の例示的な実施態様の実施は、如何なる大きさ／重量のトラクタユニットも取り付けられること、極めて困難な又は高い乱用の危険性にある条件において取り扱われること、並びにガイドトラックに容易に締め付けられ或いはガイドトラックから容易に緩められることを可能にし得る。
【００４２】
他の特徴において、開示の技術は、溶接ヘッドトラクタユニットを多数の形状及び大きさの溶接トラックレールに取り付け可能なトラクタ取付機構を含み得る。
【００４３】
溶接ヘッドトラクタユニットがガイドトラックに取り付けられる方法をガイドトラックに沿うトラクタユニットの動きの滑らかさの程度に基づく溶接の品質と関連付け得る。例えば、溶接ヘッドはトラックリングの上で撓み得る。それはタングステンを「１２時」で内に角度付け且つ「６時」で外に角度付けさせ得る。これは溶接ヘッドがトラックの上に堅固に取り付けられないときに起こり、振動又は急な動き(jerking)に基づく斜行(crabbing)を引き起こし得る。加えて、取付機構は脆弱であり、容易に損傷し得る。例えば、トラクタユニット構成部品の損傷及び結合(binding)が、過剰締付けの故に起こり得る。
【００４４】
図２Ａは、非クランプ位置において示される側方ホイールトラックローラ締付組立体を含む例示的な溶接ヘッドトラクタユニット（２００）の例示的な取付機構を示している。図面の正面図において見られるように、例示的な取付機構の一部としての単一の締付け作用の使用で、トラクタユニット（２００）をガイドトラック（例えば、ガイドトラック（１１０））に取り付け得る。例示的な取付機構は、トラックレール、例えば、管状トラックレール（１００）に適合し得る、多数の対向するホイール及び／又はローラ、例えば、８つの対向するホイール／ローラ（２１０）を含み得る。例示的な８つのホイール／ローラ（２１０）は、各旋回ブロックに２つのローラ／ホイールが取り付けられた４組の旋回ブロックを含み得る。旋回ブロックは、各々、それらの独自の中央軸受の上で、如何なる大きさ及び形状のトラックにも直ちに適合し得る。各旋回ブロックは、係止青銅ブッシュを有し得る。係止青銅ブッシュは、圧力のない自由動作を可能にし、次に、締め付けられるや否や、堅固な場所に下げられて係止する。この設計はトラクタユニットとトラックレールとの完全接触及びトラクタユニットの滑らかな動作を促進する。加えて、トラクタ駆動ギアの係合地点を２つの前方旋回ブロックの旋回軸受の軸と直接的に整列させ得る。この特徴は、トラクタへの追加的な調節又は変更を伴わずに、トラクタが如何なるトラックにも適合することを可能にする。前方支持旋回ブロック、例えば、旋回ブロック（２１１）に対する駆動ホイールの向きは、全てのトラック構造で同じままであるよう構成され得る。図２Ａの側面図及び平断面図において見られるように、２つの回転ノブを備える締付機構（２２０）が迅速な手動回転を用いて４つの旋回ブロック（２１１）と係合し得る。締付機構（２２０）は、手動では過剰に締め付け得ない過酷な使用に耐え得る（ヘビーデューティーな）ネジ（２２２）を含み得る。４つの線形玉軸受、例えば、線形軸受（２３０）の上で正確に滑動するよう、２つの旋回ブロックを取り付ける移動可能な側方プレートを構成し得る。非クランプ位置において、例示的な取付機構から例示的なガイドトラック（１００）までの距離は、ホイール／ローラ（２１０）がトラックレール（１１０）に触れないよう十分に広い。ローラ（２１０）をトラックレール（１１０）に締め付けるために、図２Ｂにおいて見られるように、締付機構（２２０）は、ホイール／ローラ（２１０）を含む旋回ブロック（２１１）をトラックレール（１１０）に向かって導き得る。締め付けられるときに、ホイールは多数の接点を有するトラックレールに界面接続させられる。全てのホイール／ローラ（２１０）を一体的に締め付けるよう取付機構を構成し得る。
【００４５】
開示の技術の例示的な取付機構は、異なる形状及び大きさのトラックリングに対する溶接ヘッドの便利で容易な取付けをもたらし得る。それは各トラック構造のために多数の調節を行う必要を排除し得る。例示的な取付機構は、追加的な調節が不要であるように、単一のネジホイール（例えば、取付けノブ（２２０））を用いてトラクタユニットを取り付ける迅速で優美な方法を含む。これは、撓み及び摩耗を減少させること及び／又は取り除くこと、並びに任意の速度、例えば、低速及び高速でガイドトラックに沿う溶接ヘッドトラクタユニットの極めて滑らかな動作を可能にすることのような、利点をもたらし得る。加えて、取付機構の例示的な実施態様の実施は、如何なる大きさ／重量のトラクタも取り付けられること、極めて困難な又は高い乱用の危険性にある条件において取り扱われること、並びにガイドトラックに容易に締め付けられ或いはガイドトラックから容易に緩められることを可能にし得る。
【００４６】
一部の実施態様において、ローラ（２１０）は、ガイドトラック（１００）へのトラクタユニット（１００）の取付けを促進するような大きさとされる。例えば、図１５に例示されるように、各旋回ブロック（２１０）上のホイール／ローラ（２１０）は異なる幅を有し得る。ホイール／ローラ（２１０）はローラ（２１０Ａ）の幅（Ｗ１）よりも小さい幅（Ｗ２）を有し得る。幅（Ｗ２）及び（Ｗ１）は、締付機構（２２０）がトラクタユニット（２１０）を非クランプ位置に置くときに、ガイドトラック（１００）のトラックレール（１１０）がホイール／ローラ（２１０Ｂ）を越えて滑動し得るが、ホイール／ローラ（２１０Ａ）を越えて滑動し得ないように設定される。
【００４７】
例えば、図１６Ａに例示されるように、ホイール／ローラ（２１０Ａ）はトラクタユニット（２００）の内側部分に配置され、ホイール／ローラ（２１０Ｂ）は外側部分に配置される。トラクタユニット（２００）が非クランプ位置にあるとき、対向するホイール／ローラ（２１０Ａ）の間の距離はＤ１であり、対向するホイール／ローラ（２１０Ｂ）の間の距離はＤ２である。外側ホイール／ローラ（２１０Ｂ）の幅は内側ローラ（２１０Ａ）の幅よりも小さく設定されるので、距離Ｄ１は距離Ｄ２よりも小さい。距離Ｄ２はトラックレール（１１０）の最大幅部分よりも僅かに大きいように設定され、距離Ｄ１はトラックレール（１１０）の最大幅部分よりも僅かに小さい。
【００４８】
例えば、図１６Ａに示されるように、トラックレール（１１０）はその最外側部分の間の距離がＤ３であるように設定される。従って、トラクタユニット（１１０）の非クランプ位置は、距離Ｄ２が距離Ｄ３よりも大きく、距離Ｄ１が距離Ｄ３よりも小さいように設定される。従って、トラクタユニット（２００）がガイドトラック（１００）上に初期的に取り付けられるとき、外側ホイール／ローラ（２１０Ｂ）は、図１６Ｂに示されるように、トラックレール（１１０）の上に適合する。次に、図１６Ｃに示されるように内側ホイール／ローラ（２１０Ａ）がトラックレール（１００）に接触するときに、トラクタユニット（２００）は内側ホイール／ローラ（２０１Ａ）の上に位置する。内側ローラ（２１０Ａ）の幅（Ｗ１）は、トラクタユニット（２００）が、ガイドレール（１１０）と接触するホイール／ローラ（２１０Ａ）の部分の上に安全に位置し得るよう設定される。トラクタユニット（２００）がトラックレール（１１０）の上に位置するや否や、トラクタユニット（２００）をガイドトラック（１００）に締め付けるように締付機構（２２０）を操作し得る。締付機構（２２０）が操作されるとき、トラックレール（１１０）及びホイール／ローラ（２１０Ａ）及び（２１０Ｂ）は、図１６Ｄにおいて示されるような内側ホイール／ローラ（２１０Ａ）のテーパ状の形状の故に、適切な整列に案内される。締め付けられている間、ホイール／ローラ（２１０Ａ）及び（２１０Ｂ）を備える旋回ブロック（２１１）は上で議論したように動作する。もちろん、ホイール／ローラ（２１０Ｂ）の幅（Ｗ２）は、締め付けられるときに、ホイール／ローラ（２１０Ｂ）とトラックレール（１１０）との間に十分な接触があるように設定されるので、トラクタユニット（２００）を安全に操作し得る。
【００４９】
非クランプ位置が、幅Ｄ３を有するトラックレール（１１０）のために、ホイール／ローラ（２１０Ａ）及び（２１０Ｂ）上の適切な距離Ｄ１及びＤ２をそれぞれ設定するように、締付機構を構成し得る。一部の実施態様において、締付機構（２２０）は、異なる幅Ｄ３のトラックレールに対応する多数の非クランプ設定を有する。即ち、単一のトラクタユニット（２００）が、例えば、２インチ〜１２インチまでに亘り得る、異なる幅Ｄ３を有するガイドトラック（１００）を押し付けるように構成され得る。単一のトラクタユニット（２００）が、この範囲内に入るガイドトラック（１００）の全部又はほんの一部を押し付けるように構成され得る。もちろん、他の幅及び範囲が可能である。一部の実施態様では、締付機構（２２０）を異なるガイドトラック（１００）の対応する幅Ｄ３に確実に開放し得るよう、表示器又は操作者構成可能なストッパ（図示せず）を締付機構（２２０）に組み込み得る。よって、本考案の例示的な実施態様は、トラクタユニット（２００）がガイドトラック（１００）に締め付けられることを可能にし、トラクタユニットローラ（２１０）をトラックレール（１１０）に初期的に整列させる必要はない。加えて、操作者は、トラクタユニットを取り付け或いは取り外すときに、トラクタユニットが内側ホイール／ローラを越えて滑動して走行駆動ギア及び／又はトラックギアに損傷をもたらしたかについて心配する必要がない。
【００５０】
一部の例示的な実施態様において、本考案は溶接ヘッドトラクタユニットのための走行駆動ギア係合機構を含み得る。操作者が溶接ヘッドトラクタユニットを迅速に位置付け、且つトラクタユニットを任意の所望の走行速度、例えば、遅い又は速い速度で動作させ得るよう、走行駆動ギア係合機構は、とりわけ、トラクタユニットの走行駆動ギアをトラックギアに容易に係合離脱させ得る。図３Ａは、ガイドトラック、例えば、図１Ａ−１Ｃに例示されるようなガイドトラック（１００）の上に取り付け得るトラクタユニット（３００）を例示している。ガイドトラック（１００）はトラックギア（１３０）を含み、トラックギア（１３０）はトラクタユニット（３００）の走行駆動ギア（３１０）によって係合させられる。走行駆動ギア（３１０）及びトラックギア（１３０）はトラクタユニット（３００）をガイドトラック（１００）に沿って滑らかに移動させるよう最適なメッシュ構造を有し得る。ガイドトラック（１００）の上に載るトラクタユニット（３００）に関して例示的な実施態様を記載したが、本考案はこのように限定されない。何故ならば、例示的な走行駆動ギア係合機構を、図１に例示される種類のガイドトラックの上に載るものだけでなく、他の種類のトラクタユニットに組み込み得るからである。加えて、本考案を様々の構成のガイドトラックの上で用い得る。例えば、図３Ｃに例示されるように、以下に更に議論する例示的な実施態様の走行ギア係合機構を含むトラクタユニットは、ほんの数例を挙げれば、凸面ガイドトラック（３９１）、凹面ガイドトラック（３９２）、直線ガイドトラック（３９３）、及び可変ガイドトラック（３９４）に沿う、滑らかな走行を示し得る。
【００５１】
図３Ａ及び３Ｂに例示されるように、走行駆動ギア係合機構は、クラッチレバー（３２０）を含み得る。クラッチレバー（３２０）は、操作されるときに、走行駆動ギア（３１０）をトラックギア（１３０）に迅速に係合させ／トラックギア（１３０）から迅速に離脱させる。例えば、一部の実施態様において、クラッチレバー（３２０）が第１の位置まで回転させられるときに（図３Ａを参照）、接続部材（３１１）が走行駆動ギア（３１０）をトラックギア（１３０）に係合させ、クラッチレバー（３２０）が第２の位置まで回転させられるときに（図３Ｂを参照）、接続部材（３１１）は走行駆動ギア（３１０）をトラックギア（３１０）から離脱させる。一部の実施態様において、接続部材（３１１）は、旋回地点と、旋回ピン（３１２）とを含む。接続部材（３１１）が揺動的な動きにおいて旋回ピン（３１２）の周りで旋回させられて、走行駆動ギア（３１）をトラックギア（１３０）に係合させ／トラックギア（１３０）から離脱させるよう、旋回ピン（３１２）は、接続部材（３１１）に動作的に接続される。例えば、走行駆動ギア（３１０）に動作的に接続される接続部材（３１１）の第２の端が走行駆動ギア（３１０）をトラックギア（１３０）に係合させ／トラックギア（１３０）から離脱させる間に、クラッチアーム（３２１）によって接続部材（３１１）の第１の端を旋回させ得る。更に他の例示的な実施態様において、クラッチレバー（３２０）は、偏心カム部分（３２０Ａ）を含む。偏心カム部分（３２０Ａ）は、その細長い部分の中心から偏ったカム部分（３２０Ａ）上のある地点でクラッチアーム（３２１）に動作的に接続される（図３Ａ及び３Ｂを参照）。一部の実施態様において、クラッチアーム（３２１）は、カム部分（３２０Ａ）の細長い部分の中心線上のある地点でカム部分（３２０Ａ）に接続される。従って、この偏ったカム構成の故に、クラッチレバー（３２０）が第１の位置に移動させられると、走行駆動ギア（３１０）が係合させられるように、クラッチアーム（３２１）は接続部材（３１１）を旋回させる。同様に、偏ったカム構成の故に、クラッチレバー（３２０）が第２の位置に移動させられるときに、接続部材（３１１）は離脱する。よって、例示的なクラッチレバー（３２０）構成は、操作者がトラクタユニット（３００）を迅速に解放し、必要であれば、トラクタユニット（３００）をガイドトラック（１００）の上にいつでも再位置決めすることを可能にする。加えて、クラッチレバー（３２０）のための傾向が、第２の位置に向かって開放するよりもむしろ、トラクタユニット（３００）に対して下がったままであるように、カム部分（３２０Ａ）が第１の位置に移動させられるときに、カムはその細長い部分の中心線の上を越えて進む。従って、トラクタユニット（３００）が例えばトラックギア（１３０）上の破片の故に揺らされるときに、クラッチレバー（３２０）が偶発的に適所を外れて移動しないよう、カム（３２０Ａ）を成形し得る。一部の実施態様において、クラッチレバー（３２０）は操作者に容易にアクセス可能であり、例えば、溶接ヘッドトラクタユニット（３００）の頂部上に配置される。しかしながら、その場所がトラクタユニット（２００）の進行又は溶接操作を妨げない限り、クラッチレバー（３２０）をトラクタユニット（３００）上のどこに配置してもよい。加えて、係合機構の一部の実施態様は単一の旋回地点を使用するが、本考案はこのように限定されず、クラッチレバー（３２０）と駆動ギア（３１０）との間の連結機構（リンク機構）は、如何なる数の旋回地点を含んでもよく、旋回地点を含まなくてもよい。
【００５２】
一部の実施態様において、走行駆動ギア機構は、走行駆動ギア（３１０）がトラックギア（１３０）と係合させられたままであるよう、走行駆動ギア（３１０）に対して付勢力を置く係合付勢機構（３１３）を含み得る。一部の実施態様において、係合付勢機構（３１３）は、トラックユニット（３００）上の溶接ヘッド変位及びギア詰まりのような問題を軽減するのを助けるために、走行駆動ギア（３１０）がトラックギア（１３０）上の破片上を駆動するのに十分な程に引っ込むのを許容する。駆動ギア（３１０）が破片を取り除いた後、係合付勢機構（３１３）は駆動ギア（３１０）がトラックギア（１３０）と再係合するのを助け得る。一部の実施態様において、係合付勢機構（３１３）は、それがクラッチアーム（３２１）を取り付ける接続部材（３１１）と動作的に接続されるように配置される（図３Ａを参照）。もちろん、トラックギア（１３０）と係合するよう、付勢力が駆動ギアの上に置かれる限り、係合付勢機構（３１１）を走行ギア係合機構内の他の地点に配置し得る。一部の実施態様では、係合付勢機構（３１３）を少なくとも１つのバネで構成し得るが、他の実施態様では、他の種類の付勢装置を用い得る。一部の実施態様において、走行ギア係合機構は、駆動ギア（３１０）がトラックギア（１３０）から切り離されたままであることを保証するよう、後退付勢機構（３１４）も含み得る。一部の実施態様において、後退付勢機構（３１４）は、それがクラッチアーム（３２１）を取り付ける接続部材（３１１）に動作的に接続されるように配置される（図３Ｂを参照）。もちろん、係合付勢部材（３１３）と同様に、離脱位置にあるときに、駆動ギア（３１０）がトラックギア（１３０）から切り離されたままであることを保証する付勢力がある限り、後退付勢機構（３１４）を走行ギア係合機構の他の地点に配置し得る。一部の実施態様では、後退付勢機構（３１４）を少なくとも１つのバネで構成し得るが、他の実施態様では、他の種類の付勢装置を用い得る。
【００５３】
駆動ギア（３１０）がガイドトラック（１００）に沿ってトラクタユニット（３００）を移動させ得る限り、走行駆動ギア（３１０）及びトラックギア（１３０）のためのギア構成の種類は、スパーギア（平歯車）、ウォームギア等に限定されない。一部の実施態様では、図６Ａにおいて示されるように、走行駆動ギア（３１０）は、駆動ギア部分（３１５）と、駆動ギア部分（３１５）の少なくとも１つの側にある少なくとも１つの駆動ローラ部分（３１６）とを含む。駆動ローラ部分（３１６）及び駆動ギア部分（３１５）の構造は、駆動ギア部分（３１５）及び少なくとも１つの駆動ローラ部分（３１６）が一体的なユニットであるか或いは動作的に取り付けられる別個の構成部品であり得る点において限定的でない。一部の実施態様において、ギア部分（３１５）はスパーギアであり、ローラ部分（３１６）の寸法はスパーギアのピッチ直径に対応する。図１Ｃにおいて例示されるように、トラックギア（１３０）は、走行駆動ギア（３１０）の駆動ギア部分（３１５）、例えば、スパーギアと噛み合うよう構成される、トラックギア部分（１３１）を含み得る。一部の実施態様において、トラックギア（１３０）は、ランド部分（１３２）を含む。ランド部分（１３２）は、トラックギア部分（１３１）の一方又は両方の側にあり得る。一部の実施態様において、ランド部分（複数のランド部分）（１３２）及び／又は駆動ローラ部分（複数の駆動ローラ部分）（３１６）は、走行駆動ギア（３１０）がトラックギア（１３０）と係合させられるときに、ローラ部分（複数のローラ部分）（３１６）がランド部分（複数のランド部分）と接触するように構成される。一部の実施態様において、ランド部分（複数のランド部分）（１３２）は、湾曲するガイドトラックのためのトラックギア部分（１３１）のピッチ直径に対応し、或いは直線であるガイドトラックのためのトラックギア部分（１３１）のピッチ線に対応する。一部の実施態様において、ランド部分（複数のランド部分）（１３２）及び駆動ローラ部分（複数の駆動ローラ部分）（３１６）は、それぞれのピッチ直径（複数のピッチ直径）／線に対応し、それにより、係合させられるときに、トラックギア部分（１３１）に対する駆動ギア部分（３１５）の適切な整列を保証する。即ち、湾曲したトラックギア部分（１３１）のために、トラックギア部分（１３１）のピッチ直径と等しいランド部分（１３２）の直径は、駆動ギア部分（３１５）のピッチ直径と等しい駆動ローラ部分（３１６）の直径に対応する。直線のトラックギア部分（１３１）のために、トラックギア部分（１３１）のピッチ線と等しいランド部分（１３２）の直径は、駆動ギア部分（３１５）のピッチ直径と等しい駆動ローラ部分（３１６）の直径に対応する。適切な整列は、ギアバックラッシュがないこと、並びにトラクタユニット（３００）は全ての動作速度で滑らかで安定的な動作を見ることを保証する。加えて、ランド部分（複数のランド部分）の上で転動する駆動ローラ（３１６）は、係合付勢機構（３１３）からの付勢力の故に或いは過剰締付けの故に駆動ギア部分（３１５）がトラックギア部分内に詰まることも防止する。これは駆動機構の過剰な摩耗及び結合を防止する。一部の実施態様において、走行駆動ユニット（３１０）は、それが駆動ギア部分（３１５）の各々の側に駆動ローラ部分（３１６）を含むように構成され、トラックギア（１３０）は、１つのランド部分（１３２）がギア部分（１３１）の１つの側に配置されるように構成される。そのような構成は駆動ギア（３１０）との適切な噛合を維持し、トラクタユニット（３００）がトラックガイド（１００）に対していずれの向きにも取り付けられることを可能にする。
【００５４】
他の特徴において、開示の技術は、ガイドトラックへの溶接ヘッドトラクタユニットのトラクタユニットの係合離脱のために、駆動旋回走行ギア係合機構を含み得る。
【００５５】
ガイドトラックに取り付けられる溶接ヘッドトラクタユニットのギア駆動装置における過剰な停止又はバックラッシュは、溶接ヘッド位置が変位し且つ駆動ギア上の荷重方向が変化するときに不適切な走行運動を引き起こし、それは一貫性のない走行速度を招き得る。不適切な動きを避けるために、一部の方法は駆動ギアとトラックギアとの間のバックラッシュを解消することを含み得る。
【００５６】
例示的な駆動旋回走行ギア係合機構は、操作者が溶接ヘッドをトラック上に素早く位置付け得るよう、急速解放レバーを用いて走行モータが容易に係合離脱されることを可能にし得る。加えて、溶接ヘッドを位置付けるためにトラクタユニットの伝動装置が速い走行速度に設定される必要は最早ないので、急速解放機構はトラクタの走行速度を最適化することにおけるより大きな柔軟性を可能にする。即ち、トラクタユニットが急速解放機構を有さないならば、例えば、溶接作業の開始のために、溶接ヘッドをトラック上に正しく位置付けるための時間を最小限化するために、モータ伝動装置はトラクタユニットを極めて速く駆動するように設定される。しかしながら、伝動装置が極めて速い走行に設定されるときには、トラクタユニットをより遅い速度で駆動するときの問題があり得る。本考案の急速解放レバーを用いるならば、走行ギアが切り離された状態で、トラクタユニットをトラック上の適切な位置に（或いは適切な位置に極めて近接して）配置し得る。よって、トラック上に溶接ヘッドを位置付けるためよりもむしろ、例えば、溶接作業のために、走行ギアを最適化し得る。図３Ａは、例えば、係合位置において、ガイドトラック（例えば、トラックギア（１３０）を含むガイドトラック（１００））上に取り付けられた、例示的な駆動旋回走行ギア係合機構を備える例示的な溶接ヘッドトラクタユニット（３００）を示している。例示的な駆動旋回走行ギア係合機構は、駆動ギア（３１０）を昇降させる偏心カムを通じた溶接ヘッドトラクタユニット（３００）の頂部上のレバー（３２０）を含み得る。図３Ａの正面図及び側面図において見られるように、係合が旋回ピン（３１２）に沿って旋回し得る単一の旋回ロッド（３１１）上の駆動ギアの揺動的な動きにおいて起こり得るよう、駆動ギア（３１０）をトラックギア（１３０）の一部としての駆動組立体と係合させ得る。例示的な旋回走行ギア係合機構は、例えば、図３Ａにおいて示されるように駆動ギアがガイドトラック（例えば、トラックギア（１３０）と係合させられるときに、駆動ギア上の圧力を維持するバネ（３１３）も含み得る。レバー（３２０）を上昇させることによって駆動ギア（３１０）をガイドトラックから後退させることができ、図３Ｂの正面図及び側面図において見られるように、それはバネ（３１４）に圧力を解放させ、係合から離れる方向に旋回させ得る。駆動ギア（３１０）は、複数のピッチスポークを含み得る。スポークのピッチ直径は限定的でなく、任意の所望のピッチ直径であってよく、１つのトラクタユニットから他のトラクタユニットで異なり得る。ピッチスポークの幾何学的構成は、ピッチスポークの頂点での断面の直径がピッチスポークの基部での断面の直径よりも小さいように、例えば、インボリュート曲線であり得る。しかしながら、ピッチスポークの幾何学的構成は限定的でなく、ピッチスポークは他の幾何学的構成、例えば、円錐の幾何学的構成を有し得る。加えて、駆動ギア（３１０）は駆動ギアの両側及びトラックギアの片側にピッチ直径ローラを含み得る。それは駆動ギアとの適切な噛合を維持し且つトラクタをトラックのいずれかの側に取り付けることを可能にするよう構成され得る。
【００５７】
例示的な旋回走行ギア係合機構は、以下の特徴及び利点を示し得る。それらは、容易にアクセス可能なレバー、例えば、レバー（３２０）の使用による、ガイドトラック上の溶接ヘッドの急速解放及び再位置決めを含む。例示的な旋回走行ギア係合機構を備えるトラクタユニットは、詰まりを伴わずにトラックギア（例えば、トラックギア（１３０））上の破片の上に乗り、次に、その正しい場所に降りて戻り得る。そして、ギア間の正確なギアピッチ直径距離を維持することにより、様々の位置で最小のギアバックラッシュがあるよう、例示的な旋回走行ギア係合機構を備えるトラクタユニットを構成し得る。例えば、実質的にゼロバックラッシュは、遅い速度及び急な速度において極めて滑らかで安定的な走行をもたらし得る。加えて、例示的な旋回走行ギア係合機構は、図３Ｃにおいて見られるように、様々な構成のガイドトラックに沿う走行を可能にし得る。例えば、例示的な旋回走行ギア係合機構を含むトラクタユニット（３００）は、凸面ガイドトラック（３９１）、凹面ガイドトラック（３９２）、直線ガイドトラック（３９３）、及び可変ガイドトラック（３９４）に沿う滑らかな走行を示し得る。
【００５８】
一部の例示的な実施態様において、本考案は、溶接ヘッドとワークピース、即ち、ワークピース上の溶接パッドルとの間の角度を設定するよう、溶接ヘッドのための溶接ヘッド角度調節機構を含み得る。図７において例示されるように、溶接ヘッド角度調節機構の例示的な実施態様を溶接ベースユニット（７５０）に動作的に接続される溶接ヘッド（７６０）に組み込み得る。溶接ベースユニット（７５０）はワークピース（７０５Ａ及び７０５Ｂ）に対して一定の関係を有し得る。従って、溶接ヘッド（７６０）と溶接ベースユニット（７５０）との間の角度を調節することによって、溶接ヘッド（７６０）とワークピース（７０５Ａ及び７０５Ｂ）の溶接パッドル（７４０）の表面との間の角度を調節し得る。溶接ヘッド（７６０）は、アーク電圧制御（ＡＶＣ）組立体（７１０）と、溶接トーチ（７１５）とを含み得る。ＡＶＣ組立体（７１０）は、溶接トーチ（７１５）に動作的に接続され、トーチ電極（７１７）の先端からこの例示的な実施態様においては異なる直径のパイプであるワークピース（７０５Ａ及び７０５Ｂ）の溶接パッドル（７４０）の表面まで延びる所望のアーク長（ｘ）を維持するよう構成されるＡＶＣ組立体制御ユニット（図示せず）を含み得る。もちろん、本考案はパイプの使用に限定されず、任意の所望のパイプに対して用い得る。ＡＶＣ組立体制御ユニットは、トーチ（７１５）を矢印（７１２）の方向において移動させることによってアーク長（ｘ）を維持する。アーク長（ｘ）は限定的でなく、溶接パラメータのために適切である任意の所望の長さであり得る。一部の実施態様において、溶接ヘッド（７６０）は、ワイヤフィーダ及びワイヤガイド（両方とも図示せず）のような他の構成部品を含み得るが、簡潔性のために、本考案に関連する構成部品のみを議論する。
【００５９】
溶接ヘッド（７６０）は、溶接ヘッド（７６０）と溶接ベースユニット（７５０）との間の角度を調節する溶接ヘッド角度調節機構（７２０）を含む。一部の実施態様において、溶接ヘッド角度調節機構（７２０）は、単一の旋回地点（７６５）で溶接ヘッド（７６０）を溶接ベースユニット（７５０）に接続する。溶接ベースユニット（７５０）は、駆動ユニット、例えば、軌道トラクタ駆動装置であり得る。トーチ（７１５）を備える溶接ヘッド（７６０）をワークピース（７０５Ａ及び７０５Ｂ）によって創成される円周溶接継目に沿って移動させるよう構成される。もちろん、ワークピースが移動するときに溶接ヘッド（７６０）が静止的なままであるべき状況において、溶接ヘッド角度調節機構（７２０）は、溶接ヘッド（７６０）を、移動式駆動ユニット、例えば、溶接ベースユニット（７５０）によりもむしろ、静止的な溶接ベースユニット（図示せず）に接続し得る。所望の溶接ウィーブ（綾織）パターンをもたらすために、矢印（７５２）によって示されるような機械的な往復動をもたらうすよう、溶接ベースユニット（７５０）（又は何らかの他の装置）を構成し得る。
【００６０】
溶接ヘッド（７６０）と溶接ベースユニット（７５０）との間の角度αを調節するよう角度調節機構（７２０）を設計し得る。溶接ヘッド（７６０）の移動の自由は、例えば、９０度まで、１４０度まで、又は１８０度までのように、如何なる所望の範囲であってもよい。一部の実施態様において、角度調節機構（７２０）は、溶接ヘッド（７６０）とベースユニット（７５０）との間の角度（α）を、−３０度〜＋１５０度まで、他の実施態様では、−３０度〜＋１１０度まで調節し得る。図８に例示されるように、本考案の例示的な実施態様において、角度調節機構（７２０）はボルト（７２２）を含む。ボルト（７２２）が締め付けられるときに、ベースユニット（７５０）に対する溶接ヘッド（７６０）の角位置が固定され、ボルト（７２２）が緩められるときに、溶接ヘッド（７６０）とベースユニット（７５０）との間の角度（α）を調節し得るよう、ボルト（７２２）は、溶接ヘッド（７６０）及びベースユニット（７５０）に動作的に接続される。一部の実施態様において、ボルト（７２２）は、溶接ヘッド（７６０）及び／又はベースユニット（７５０）内に螺入するネジ山（７２４）を有し得る。一部の例示的な実施態様では、（例えば、ボルト（７２２）が締め付けられているときに）ベースユニット（７５０）に対する溶接ヘッド（７６０）の角位置が堅固に固定されたままであり、重い荷重又は乱用の下でさえも正確な角度が維持されるよう、角度調節機構（７２０）、溶接ヘッド（７６０）、及び／又はベースユニット（７５０）は、係止機構を含み得る。例えば、係止機構は、連結表面、例えば、押し付けられるときに連結する鋸歯状又は歯付き表面（７２１）を含み得る。一部の実施態様では、少なくとも１つの鋸歯状又は歯付き表面（７２１）が、調節機構（７２０）（例えば、ボルト（２２２））、溶接ヘッド（７６０）、及びベースユニット（７５０）のうちの少なくとも１つに組み込まれ得る。例えば、図８に例示されるように、溶接ヘッド（７６０）及びベースユニット（７５０）の各々は、組込み式の鋸歯状又は歯付き表面（７２１）を有する。一部の実施態様において、鋸歯状又は歯付き表面（７２１）は、互いに直接的に連結し合い得る。一部の実施態様では、ワッシャ又はプレート（７２５）が鋸歯状又は歯付き表面（７２１）の間に配置される。一部の実施態様では、ワッシャ又はプレート（７２５）内に組み込まれる鋸歯状の刻み目が溶接ヘッド（７６０）をベースユニット（７５０）に堅固に係止するよう、鋸歯状又は歯付き表面（７２１）よりも柔らかい材料（例えば、真鍮、銅、プラスチック、ナイロン等）でワッシャ又はプレート（７２５）を作製し得る。ワッシャ又はプレート（７２５）はより柔らかい材料で作製されるので、係止機構における摩耗の如何なる印も、鋸歯状又は歯付き表面（７２１）よりもむしろ、先ずワッシャ又はプレート（７２５）から分かる。従って、摩耗の印を示した後で容易に交換し得る安価な材料でワッシャ又はプレート（７２５）を作製し得るので、係止機構は反復的な使用の後でさえも耐久性があり安定的なままである。大きさ及び材料に関するボルト（７２２）の設計は、溶接ヘッド（７６０）の大きさ及び重量並びに本考案が作動する溶接環境に依存する。しかしながら、殆どの場合には、高強度炭素鋼、ステンレス鋼、又は他の高強度材料で作製される、大きくて過酷な使用に耐え得る（ヘビーデューティーな）ボルトが用いられる。
【００６１】
図１７Ａ−１７Ｄは、本考案に従った例示的な鋸歯状又は歯付き表面（７２１）構造を例示している。図１７Ａは、歯構造がＶ形状である構造を例示している。断面Ａ−Ａにおいて示されるように、切断工具の深さを一定に維持することによって、各Ｖ溝が直線的に横断して切断される。切断の深さは一定であるので、図１７Ａの鋸歯状又は歯付き表面構造を製造することは比較的容易である。
【００６２】
鋸歯状又は歯付き表面構造の他の例示的な実施態様が図１７Ｂに例示されている。前の実施態様におけるように、歯構造はＶ形状である。しかしながら、この実施態様において、Ｖ溝は、断面Ａ−Ａにおいて示されるように、ある角度（θ）で切断される。角度（θ）は、歯の数及びＶ溝切断工具角度に依存する。例えば、歯付き表面（７２１）が４０個の歯を有し、溝角度が６０度であるならば、理想的な噛合において約３．８９度の角度（θ）がもたらされる。もちろん、歯の数が変化し或いは溝角度が変化するならば、角度（θ）は異なる。結果的に、対向する歯は、断面Ｂ−Ｂにおいて示されるように、全長に沿って互いに接触し合い、それは強度の増強をもたらす。この近完全噛合は切断工具が溝を切るときの切断工具の深さを変更することによって達成される。
【００６３】
更に他の実施態様では、図１７Ｃにおいて例示されるように、Ｖ溝がある角度（θ）で切られ、その結果、歯の頂部縁は同じ平面状にある。これは断面Ａ−Ａにおいて示されるようにある角度でＶ溝を切ることによって達成される。前と同じように、この実施態様のための角度（θ）も歯の数及びＶ溝切断工具角度に依存する。例えば、４０個の歯及び６０度の溝角度を再び想定するならば、理想的な噛合において約７．７６度の角度（θ）がもたらされ、歯の頂部縁は同じ平面上にある。断面Ｂ−Ｂにおいて示されるようにワッシャ又はプレート（７２５）が対向する歯の間に配置されるならば、そのような設計は理想的である。何故ならば、歯はワッシャ又はプレート（７２５）内に平らに埋設され、それはより良好な握り及び均一な締付けをもたらすからである。
【００６４】
他の実施態様では、図１７Ｄにおいて例示されるように、Ｖ溝が曲線経路に切られる。一部の実施態様において、曲線の形状はインボリュート曲線であり、それは歯の幅を一定に維持する。切断中、深さは断面Ａ−Ａにおいて示されるように一定に維持される、即ち、溝の底は平坦である。歯の幅及び深さを一定に維持することによって、この構造は同じ平面上にある歯の頂部をもたらし、対向する歯が近完全な噛合を有することを可能にする。よって、歯は全長に沿って互いに接触し合う。一定の歯の深さは製造を容易にし、近完全な噛合は係止長の増大をもたらす。歯付き表面（７２１）の間でワッシャ又はプレート（７２５）を持ち得ることが望ましいならば、歯が同じ平面状に位置するという事実は、ワッシャ又はプレート（７２５）内に平らに埋設される歯をもたらし、それはより良好な握り及び均一な締付けを創成する。もちろん、鋸歯状又は歯付き表面（７２１）構造は上記実施態様に限定されず、他の構造も用い得る。
【００６５】
単一のボルト（又は類似の装置）が上記実施態様の角度調節機構（７２０）において用いられるので、本考案は溶接トーチの急速且つ正確な角度付けを可能にし、それは様々の困難な角度における特殊な溶接用途にとって特に重要であり得る。しかしながら、本考案は単一ボルト設計に限定されず、溶接ヘッド（７６０）とベースユニット（７５０）との間の角度（α）を調節し得る限り、如何なる数のボルト（又は何らかの他の設計）をも用い得る。一部の実施態様において、角度調節機構（７２０）、溶接ヘッド（７６０）、及び／又はベースユニット（７５０）は、反復可能なセットアップ（組立て）のために正確な角度（α）の容易な特定を可能にするけがき線（７２３）を含み得る。例えば、図８において例示されるように、けがき線（７２３）は溶接ヘッド（７６０）及びベースユニット（７５０）上に配置される。もちろん、けがき線（７２３）は図８において例示される場所に限定されず、けがき線が角度（α）を特定する限り、溶接ヘッド（７６０）及び／又はベースユニット（７５０）上のどこにでも配置し得る
【００６６】
一部の実施態様において、角度調節機構（７２０）はＡＶＣ組立体（７１０）ストローク方向がトーチ（７１５）の向きと整列させられることを可能にし得る。即ち、ＡＶＣ組立体（７１０）及びトーチ（７１５）は、図７において矢印（７１２）によって例示されるようなＡＭＣ組立体（７１０）ストローク方向が溶接パッドル（７４０）の表面に対して垂直であるように向けられる。もちろん、用途に依存して、ＡＶＣ組立体（７１０）及びトーチ（７１５）の一方又は両方を溶接パッドル（７４０）及び／又はワークピース（７０５Ａ及び７０５Ｂ）に対して如何なる向きにも設置し得る。本考案の例示的な実施態様において、溶接ヘッド（７６０）とベースユニット（７５０）の間の角度（α）が調節されるときに、ＡＶＣ組立体（７１０）に対するトーチ（７１５）の向きは一定なままである。上で議論したように、例示的な角度調節機構（７２０）は溶接ヘッド（７６０）の広い揺れ又は回転範囲（例えば、−３０°〜１１０°）を可能にする。一部の実施態様では、トーチ（７１５）が極めて長いリーチ（適用範囲）まで伸び且つ／或いは大きいストローク（例えば、３．５インチＡＶＣストローク）をもたらすよう、多数トーチが飛び出た設定（例えば、２つ又はそれよりも多くの設定）で溶接ヘッドを設定し得る。加えて、上で議論したような角度調節機構の実施は、角度調節機構に損害を与える摩耗も減少させ且つ／或いは排除し得る。
【００６７】
例示的な実施態様では、例えば、図７において例示されるような隅肉溶接用途において、溶接パッドル（７４０）に対する溶接トーチ（７１５）の向きを設定するために、角度調節機構（７２０）を用い得る。この場合、角度（α）及びトーチ（７１５）に対するＡＶＣ組立体（７１０）の向きは、ＡＶＣ組立体（７１０）ストローク方向及び対応するトーチ（７１５）動作が、矢印７１２によって例示されるように、溶接パッドル（７４０）の表面に対して垂直であるように設定される。ベースユニット（７５０）（又は何らかの他の装置）が矢印７５２によって例示されるように機械的に往復動して所望の溶接ウィーブパターンをもたらすとき、補正されないならば、アーク長（ｘ）は変化する。上で議論した従来システムにおけるように、ＡＶＣ組立体（７１０）は所望のアーク長（ｘ）を維持するために溶接トーチ（７１５）位置を調節し得る。しかしながら、従来システムと異なり、ＡＶＣ組立体（７１０）ストローク方向は、ＡＶＣ組立体（７１０）が溶接トーチ（７１５）を溶接パッドル（７４０）の表面に対して垂直な方向において移動させるように整列させられ、それは溶接パッドル（７４０）の全表面を横断するアーク長（ｘ）のより良好な制御を可能にする。加えて、ＡＶＣ組立体（７１０）ストローク方向は溶接パッドル（７４０）に対して垂直なままであり得るので、（ＡＶＣ組立体ストローク方向が垂直なままであるならばそうであるように）ＡＶＣ組立体ストローク方向の感度及び速度は角度（α）に基づき調節される必要がない。従って、結果として得られる溶接はより良い品質を有する。
【００６８】
他の特徴において、開示の技術は、例えば、１８０度まで、アーク電圧制御調（ＡＶＣ）組立体の動きの自由を可能にし得る、調節可能な隅肉角度を含み得る。例えば、単一の調節が溶接トーチの迅速且つ正確な角度付けを可能にし得る。それは様々の困難な角度における特殊な溶接用途のために特に重要であり得る。
【００６９】
ＡＶＣがトーチ角と別個に向けられるとき、これは不十分な品質の隅肉溶接の作製をもたらし得る。不十分な品質の溶接は、例えば、設置の不十分な安定性（例えば、不安定で弱いこと）、酷使摩耗及び耐久性欠如、限定的なＡＶＣ（例えば、約１インチのＡＶＣストロークに限定される）、及びＡＶＣ組立体の限定的な回転（例えば、約４０度に限定される）を含み得る、ＡＶＣ組立体の隅肉角度に関連する様々の理由に基づいても起こり得る。
【００７０】
図４は、溶接ヘッドトラクタユニット（４００）のＡＶＣ組立体（４１０）の例示的な調節可能な隅肉角度機構を示している。例示的な調節可能な隅肉角度機構は、重い荷重又は乱用の下でさえも正確な角度が維持されるよう、組込み式の鋸歯状の係止機構（４２０）を含み得る。例示的な係止機構は、歯付き表面（４２１）がけがき増分（４２３）の整列に対応し得る方法において接続するよう、単一の調節によって、例えば、ボルト（４２２）を締め付け或いは緩めることによって、隅肉角度調節を可能にする。例示的な調節可能な隅肉角度機構のけがき増分（４２３）は、反復可能なセットアップ（組立て）のために正確な角度の容易な特定を可能にし得る。例示的な調節可能な隅肉角度機構の実施は、ＡＶＣ向きがトーチ角と整列させられるようなＡＶＣ向きを可能にし得る。例示的な調節可能な隅肉角度機構は、トーチが極めて長いリーチ（適用範囲）まで伸び且つ大きなストローク（例えば、３．５インチのＡＶＣストローク）をもたらし得るよう、トーチの飛出しのための多数の設定（例えば、３つの設定）を備えるトーチ組立体全体の所望の角度（α）（例えば、１４０°）だけの揺れ又は回転も可能にし得る。調節可能な隅肉角度機構の実施は、ＡＶＣ組立体の角度調節に損害を与える摩耗も減少させ且つ／或いは排除し得る。
【００７１】
一部の実施態様において、本考案は電極の前進角／遅延角を調節するために溶接ヘッド用の前進／遅延トーチ角調節システムを含み得る。図９において例示されるように、鑞接、クラッディング、積上げ、充填、表面硬化オーバーレイ、接合、及び溶接の用途のいずれかにおいて用い得る、溶接システム（９００）の溶接ヘッド（９０５）内に前進／遅延トーチ角調節システムを組み込み得る。簡潔性のために、溶接ヘッドの前進／遅延トーチ角調節システムの例示的な実施態様を説明するのに必要な構成部品のみを例示し且つ議論する。溶接システム（９００）は、溶接ヘッド（９０５）と、溶接ベースユニット（９４０）とを含む。溶接ヘッド（９０５）は、トーチ組立体（９２０）と、トーチヘッドバレル組立体（９１０）と、トーチヘッド支持装置（９３０）とを含み、トーチヘッド支持装置は、ＡＶＣが望ましいときには、アーク電圧制御（ＡＶＣ）組立体であり得る。以下の記載では、トーチヘッド支持装置（９３０）をＡＶＣ組立体（９３０）に関して記載する。しかしながら、支持装置（９３０）は、他の構成部品、例えば、取付けプレートであってもよい。トーチ組立体（９２０）は、トーチヘッド（９２１）と、トーチヘッドバレル組立体（９１０）に動作的に接続される電極（９２５）とを含む。トーチヘッドバレル組立体（９１０）は、トーチマウント（９１２）と、前進／遅延トーチ角調節機構（９１４）と、少なくとも１つのバレルクランプ（９１６）とを含む。トーチヘッドバレル組立体（９１０）は、トーチ組立体（９２０）をＡＶＣ組立体（９３０）に動作的に接続し、次に、ＡＶＣ組立体（９３０）は溶接ベースユニット（９４０）に動作的に接続される。当業者は、用途に基づき、ワイヤフィーダ及びワイヤガイドのような他の構成部品をトーチ組立体（９２０）及び／又はトーチヘッドバレル組立体（９１０）に接続し得ることを認識するであろう（例えば、図５Ｂを参照）。トーチ組立体（９２０）は、ガスシールドタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）又はプラズマアーク溶接機（ＰＡＷ）で用いられる種類であり得る。その場合、電極（９２５）はタングステン電極であり得る。しかしながら、本考案はＧＴＡＷ及びＰＡＷシステムに限定されず、本考案をガスシールド金属アーク溶接（ＧＭＡＷ）システム、レーザ溶接システム等のような他のシステムに組み込み得る。
【００７２】
ＡＶＣ組立体（９３０）は、ＡＶＣベースユニット（９３６）と、ＡＶＣ側方プレート（９３２）と、電極（９２５）の先端からワークピース（９０６）まで延びる所望のアーク長（ｘ）を維持するよう構成されるＡＶＣ組立体制御ユニット（図示せず）とを含み得る。ＡＶＣ組立体制御ユニットは、ＡＶＣ側方プレート（９３２）（及びトーチヘッドバレル組立体（９１０））を矢印（９３８）の方向において移動させることによって、所望のアーク長（ｘ）を維持する。溶接ベースユニット（９４０）は、可動ユニット、例えば、トラック／レールシステム上のトラクタユニット、又は静止ユニットであり得る。例えば、ワークピース（９０６）が、溶接されるべきパイプであるならば、溶接ベースユニット（９４０）は、トーチ組立体（９２０）を含む溶接ヘッド（９０５）を、例えば、（パイプの内側又は外側のいずれかで）パイプの円周溶接継目の周りに組み立てられるガイドトラック、例えば、図１Ａ−１Ｃのガイドトラック（１００）に沿って移動させるよう構成される、軌道トラクタ駆動装置であり得る。もちろん、ワークピース（９０６）が移動するときに溶接ヘッド（９４０）が静止的なままである状況では、溶接ベースユニット（９４０）は、駆動ユニットであるよりもむしろ、静止ユニットであり得る。所望の溶接ウィーブパターンをもたらすために、矢印（９４２）によって示されるような機械的な往復動をもたらすよう、溶接ベースユニット（９４０）（又は何らかの他の装置）を構成し得る。
【００７３】
前進／遅延トーチ角調節機構（９１４）を、溶接ヘッド装置（９０５）上の支持装置、例えば、ＡＶＣが望ましいときにはＡＶＣ組立体に動作的に接続し得る。一部の実施態様では、図１０及び１１Ａにおいて例示されるように、前進／遅延トーチ角調節機構（９１４Ａ／Ｂ）の１つの端の区画（９１６）がトーチマウント（９１２）に取り付けられ、或いはトーチマウント（９１２）の一体的な部分であり得る。前進／遅延トーチ角調節機構（９１４Ａ／Ｂ）の端の区画（９１５Ａ／Ｂ）はＡＶＣマウントプレート（９３４Ａ／Ｂ）に取り付けられる。調節機構（９１４Ａ）及び（９１４Ｂ）並びにＡＶＣマウントプレート（９３４Ａ）及び（９３４Ｂ）は、調節機構（９１４）／マウントプレート（９３４）界面（インターフェース）の異なる実施態様を提示する。調節機構（９１４Ａ）及びマウントプレート（９３４Ａ）において、端区画（９１５Ａ）及びマウントプレート（９３４Ａ）は鋸歯状の刻み目を有さず、調節機構（９１４Ｂ）及びマウントプレート（９３４Ｂ）において、端区画（９１５Ｂ）及びマウントプレート（９３４Ｂ）は鋸歯状の刻み目（９５１）を有する（以下に更に議論する）。一部の実施態様において、端区画（９１５／Ａ／Ｂ）及び／又は少なくとも１つのバレルクランプ（９１７）（又は類似の装置）は、調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）がＡＶＣマウントプレート（９３４／Ａ／Ｂ）に対して押し付けられて、ワークピースに対して電極（９２５）のための所望の前進角／遅延角において係止するよう、端区画（９１５／Ａ／Ｂ）を横断する少なくとも１つのバレルクランプ（９１７）の横方向の動作が区画（９１５／Ａ／Ｂ）に対する力を生成するように構成される。例えば、図１０において最良に見られるように、調節組立体（９１４Ａ）の部分（９１５Ａ）の形状は円錐形であり得る。調節機構（９１４Ａ）の円錐形の区画（９１５Ａ）を受け入れるようバレルクランプ（９１７）（又は類似の装置）を構成し得る。従って、バレルクランプ（９１７）（又は類似の装置）はＡＶＣ組立体（９３０）に取り付けられるとき、クランプ（９１７）は前進／遅延トーチ角調節機構（９１４Ａ）をＡＶＣマウントプレート（９３４Ａ）に対して押し付け、所望の前進角／遅延角において係止する。バレルクランプ（９１７）（又は類似の装置）を、例えば、締付ネジ又はボルト（９１８）（又は類似の装置）を用いることによって、ＡＶＣスライドプレート（９３２）に取り付けられる或いはその一体的な部分であるＡＶＣマウントプレート（９３４／Ａ／Ｂ）に取り付け得る。締付ネジ又はボルト（９１８）（又は他の装置）を緩めることによって、前進／遅延トーチ角調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）を回転させて、電極（９２５）のための所望の前進角／遅延角をもたらし得る。一部の実施態様において、前進角及び遅延角のうちの少なくとも１つは、０〜少なくとも１５°、０〜少なくとも９０°、又は０〜１８０°の範囲（即ち、調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）の全３６０度の調節）を有し得る。もちろん、本考案は調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）の端区画（９１５／Ａ／Ｂ）のための円錐形に限定されず、他の形状を用い得る。加えて、溶接システムがＡＶＣ組立体（９３０）を用いないならば、調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）の端区画（９１５／Ａ／Ｂ）を他の種類の支持装置、例えば、取付けプレート（又は類似の装置）に取り付け得る。他の種類の支持装置は、次に、溶接ベースユニット（９４０）に取り付けられる。
【００７４】
前進角／遅延角を設定するのを助けるために、一部の実施態様では、調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）及び／又はＡＶＣマウントプレート（９３４／Ａ／Ｂ）は、整列線（９５２）及び（９５３）をそれぞれ有し得る（例えば、図１０、１１Ａ、及び１１Ｂを参照）。整列線（９５２）及び（９５３）を調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）及び／又はＡＶＣマウントプレート（９３４／Ａ／Ｂ）の上に刻み付け（けがき）得る。整列線（９５２）及び／又は（９５３）はポインタとして割り当て得るし（例えば、線（９５２）を参照）、或いは所望の増分を示し得る（線（９５３）を参照）。所望の増分は、例えば、０．５度毎であり得るし、或いは何らかの他の増分であり得る。もちろん、整列線（９５３）を表示するために他の方法を用い得る。例えば、インサートを装着し、前進角／遅延角を割り当てた数字、例えば、１°、１．５°、３°、５°等で明確に印し得る。一部の実施態様において、調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）は電極（９２５）を備えるトーチ組立体（９２０）を全３６０°回転させ、所望の溶接構造セットアップ（構成）を達成することにおける多大の柔軟性をもたらす、即ち、従来システムと比べて溶接セットアップ構造の広がりを拡張する。加えて、各方向において係止場所があり、前進角／遅延角を備える二つ折り溶接を極めて簡単にするよう、一部の実施態様では、調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）及び／又はＡＶＣマウントプレート（９３４／Ａ／Ｂ）を構成し得る。上で示したように、トーチ組立体（９２０）の前進角／遅延角を調節するために、溶接ヘッド構成部品を損なうことなく、例示的な前進／遅延トーチ角調節機構（９１／Ａ／Ｂ）に容易にアクセスし得る。加えて、バレルクランプ（９１７）は、締付ネジ／ボルト（９１８）が締め付けられるときに前進角／遅延角を固定する強力な係止機構を提供する。
【００７５】
一部の例示的な実施態様では、ＡＶＣ組立体（９３０）支持装置に対するトーチヘッドバレル組立体（９１０）の角位置が堅固に固定されたままであり、重い荷重又は乱用の下でさえも所望の前進角／遅延角が維持されるよう、追加的な係止機構を含め得る。例えば、追加的な係止機構は、押し付けられるときに連結するする鋸歯状又は歯付き表面を含み得る。一部の実施態様では、少なくとも１つの鋸歯状又は歯付き表面が前進／遅延トーチ角調節機構（９１４）及びＡＶＣマウントプレート（６３４）／支持装置のうちの少なくとも１つに組み込まれる。例えば、図１１Ａ及び１１Ｃにおいて例示されるように、調節機構（９１４Ｂ）の端区画（９１５Ｂ）及びＡＶＣマウントプレート（９３４Ｂ）は、各々、組み込み式の鋸歯状又は歯付き表面（９５１）を有する。一部の実施態様において、鋸歯状又は歯付き表面（９５１）は互いに直接的に連結し合い得る。他の実施態様では、ワッシャ又はプレート（９５０）が鋸歯状又は歯付き表面（９５１）の間に配置される。一部の実施態様では、鋸歯状の刻み目がワッシャ又はプレート（９５０）内に埋設されて、調節機構（９１４Ｂ）をＡＶＣマウントプレート（９３４Ｂ）に堅固に係止するよう、鋸歯状又は歯付き表面（９５１）の材料よりも柔らかい材料（例えば、真鍮、銅、プラスチック、ナイロン等）でワッシャ又はプレート（９５０）を作製し得る。ワッシャ又はプレートを鋸歯状又は歯付き表面（９５１）の材料よりの柔らかい材料で作製し得るので、係止機構における摩耗の如何なる印も、先ずワッシャ又はプレート（９５０）から分かる。従って、摩耗の印を示した後で容易に交換し得る安価な材料でワッシャ又はプレート（９５０）を作製し得るので、反復的な使用の後でさえも、係止機構は耐久性を有し且つ安定的なままである。よって、本考案の例示的な実施態様は、より多くの多様性、より強力な封鎖(lock  down)、及び、例えば、指定の（きがき）角度での、一定の前進／遅延設定を含む、更なる利点をもたらし得る。
【００７６】
単一の調節によって、例えば、締付ネジ／ボルト（９１８）（又は類似の装置）を単に緩めることによって、前進／遅延トーチ角調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）を回転させ得るので、本考案はトーチ前進角／遅延角の急速且つ正確な角度付け並びに電極（９２５）を備えるトーチ組立体（９２０）の急速且つ正確な再方向付けを可能にし、それは様々の困難な角度における特殊な溶接用途にとって特に重要であり得る。更に、一部の実施態様では、遅延／前進トーチ角調節機構（９１４／Ａ／Ｂ）（及びトーチヘッドバレル組立体（９１０））を容易に取り付け或いは取り外し得るよう、締付ネジ／ボルト（９１８）（又は類似の装置）を完全に緩め得る（取り外し得る）。
【００７７】
更に他の特徴において、開示の技術は、溶接ヘッド装置上のトーチヘッドバレル組立体の旋回前進／遅延トーチ角機構を含み得る。図５Ａは、例示的な旋回前進／遅延トーチ角機構（５１０）を含む例示的な溶接ヘッドシステム（５００）の多数の図面を示している。旋回前進／遅延トーチ角機構（５１０）は、トーチヘッドバレル組立体（５２１）と溶接ヘッドシステム（５００）の残部との間の界面で回転角度係止機構を利用することによって、トーチ（５２０）全体の３６０°揺れ（スイング）を可能にし得る。しかしながら、トーチヘッドバレル組立体は、前進角／遅延角機構（５１０）の回転を制限するよう、インサート（５２５）を含み得る。例えば、「５°」と印された、図５Ａのインサート（５２５）は、トーチ（５２０）が５°よりも多く回転することを防止する。図５Ｂは、旋回前進／遅延トーチ角機構（５１０）を示す平断面図を含む、例示的な溶接ヘッドシステム（５００）の多数の図面を示している。旋回遅延／前進トーチ角機構（５１０）は、トーチヘッドバレル組立体（５２１）及び溶接ヘッドシステム（５００）の残部の界面に歯付き表面を含み得る。界面の両側にある歯付き表面は、けがき線整列（５１１）の整列に対応し得る方法において接続し得る。単一の調節によって、例えば、締付ネジ（５１２）を締め付け或いは緩めることによって、旋回遅延／前進トーチ角機構（５１０）を回転させ得る。けがき線整列（５１１）は所望の整列を可能にし得る。例えば、特定の角度に容易に調節し得るよう、その機構を刻み付け（けがき）得る。各方向において硬いストッパがあり、前進角を備える二つ折り溶接を極めて簡単にするよう、インサートを装着し、前進角／遅延角、例えば、１°、１．５°、３°、５°等を割り当てた数字で明確に印し得る。旋回遅延／前進トーチ角機構（５１０）は締付ネジ（５１２）が溶接ヘッドシステム（５００）から完全に緩められることも可能にし、それはトーチヘッドバレル組立体（５２１）が取り付けられ或いは取り外されることを可能にし得る。
【００７８】
従来的な前進／遅延調節組立体（バレル組立体）を、他の限定の中でも特に、限定的な角度調節、構成部品の傷、（例えば、トーチ角構成部品機構の弱い機構の故の）溶接構成の滑り、角度調節を行うためのアクセスの困難性、及び一貫性のない前進角／遅延角設定と関連付け得る。例示的な旋回前進／遅延トーチ角バレル組立体は、如何なる傷をも伴わない実質的に３６０度の揺れ（スイング）、前進角／遅延角を固定する強力な係止機構、及び角度設定を調節するための容易なアクセスをもたらし得る。旋回前進／遅延トーチ角機構（５１０）は溶接セットアップ構造の広がりを拡張し得る。これは、より多くの多様性、より強力な封鎖、及び、例えば、指定の（けがき）角度での一定の前進／遅延を含む、更なる利点をもたらし得る。
【００７９】
この特許文書は多くの詳細を含むが、これらは如何なる考案の又は請求し得るものの範囲をも限定するものと解釈されてはならず、むしろ特定の考案の特定の実施態様にとって特異であり得る機能の記述として解釈されなければならない。別個の実施態様の脈絡において本特許文書中に記載される特定の機能を単一の実施態様中で組み合わせにおいても実施し得る。逆に、単一の実施態様の脈絡において記載される様々の機能も、多数の実施態様において別々に或いは任意の適切な組み合わせにおいて実施し得る。その上、特定の組み合わせにおいて作用するよう機能を記載し得るし、初期的にはそのように請求さえし得るが、一部の場合には、請求される組み合わせからの１つ又はそれよりも多くの機能を組み合わせから実施し得るし、請求される組み合わせを副結合（サブコンビネーション）又は副結合の変形に向け得る。
【００８０】
同様に、動作は特定の順序において図面中に描写されているが、そのような動作が図示の特定の順序において或いは順次的な順序において行われるべきことが要求されていると理解されるべきでなく、所望の結果を達成するために全ての例示の動作が行われるべきであると理解されるべきでない。その上、上述の実施態様中の様々のシステム構成部品の分離は、そのような分離が全ての実施態様において要求されているものと理解されるべきでない。
【００８１】
幾つかの実施及び実施例のみが記載されており、この特許文書中に記載され且つ例示されるものに基づき他の実施、強化、及び変更を行い得る。
【００８２】
手短に言えば、特定の実施態様を参照して本考案を記載したが、様々の変更を行い得ること並びに本考案の範囲から逸脱することなく均等物と置換し得ることが当業者によって理解されよう。加えて、本考案の範囲から逸脱することなく特定の状況又は材料を本考案の教示に適合させるために、多くの修正を行い得る。従って、本考案は開示の特定の実施態様に限定されず、本考案は付属の請求項の範囲内に入る全ての実施態様を含むことが意図されている。
【符号の説明】
【００８３】
１００        ガイドトラック
１１０        レール
１１１        セグメント
１１２        セグメント
１１５        継目
１１６        継目
１１７        界面（インターフェース）
１２０        部材
１３０        ギア
１３１        部分
１３２        部分
１５０        構成部品
１６０        ローラ
１６１        接触
１６５        軸
１７０        ブロック
２００        ユニット
２１０        ローラ
２１０Ａ      ホイール／ローラ
２１０Ｂ      ホイール／ローラ
２１１        ブロック
２１３        ブッシュ
２１５        接触
２２０        機構
２２１        ノブ
２２２        ネジ
２２４        プレート
２３０        軸受
２４０        組立体
３１０        ギア
３１１        部材
３１２        ピン
３１３        機構
３１４        機構
３１５        部分
３１６        部分
３２０        レバー
３２０Ａ      部分
３２１        アーム
３９１        トラック
３９２        トラック
３９３        トラック
３９４        トラック
４００        ユニット
４１０        組立体
４２０        係止機構
４２１        表面
４２２        ボルト
４２３        増分
５００        システム
５１０        機構
５１１        整列
５１２        ネジ
５２０        トーチ
５２１        組立体
５２５        インサート
６３４        プレート
７０５Ａ      ワークピース
７０５Ｂ      ワークピース
７１０        組立体
７１２        矢印
７１５        トーチ
７２０        機構
７２１        表面
７２２        ボルト
７２３        線
７２４        ネジ山
７２５        プレート
７４０        溶接パッドル
７５０        ベースユニット
７５２        矢印
７６０        溶接ヘッド
７６５        地点
９００        溶接システム
９０５        溶接ヘッド
９０６        ワークピース
９１０        バレル組立体
９１２        トーチマウント
９１４Ａ／Ｂ  調節機構
９１４        調節機構
９１５Ａ／Ｂ  区画
９１６        バレルクランプ
９１７        バレルクランプ
９１８        ネジ／ボルト
９２０        トーチ組立体
９２１        トーチヘッド
９２５        電極
９３０        支持装置
９３２        プレート
９３４        取付けプレート
９３４Ａ      取付けプレート
９３４Ｂ      取付けプレート
９３６        ユニット
９３８        矢印
９４０        ユニット
９４２        矢印
９５０        ワッシャ又はプレート
９５１        表面
９５２        線
９５３        線
Ｗ１          幅
Ｗ２          幅
【図１Ａ】
0003194071.tif 000003
【図１Ｂ】
0003194071.tif 000004
【図１Ｃ】
0003194071.tif 000005
【図１Ｄ】
0003194071.tif 000006
【図２Ａ】
0003194071.tif 000007
【図２Ｂ】
0003194071.tif 000008
【図３Ａ】
0003194071.tif 000009
【図３Ｂ】
0003194071.tif 000010
【図３Ｃ】
0003194071.tif 000011
【図４】
0003194071.tif 000012
【図５Ａ】
0003194071.tif 000013
【図５Ｂ】
0003194071.tif 000014
【図６Ａ】
0003194071.tif 000015
【図６Ｂ】
0003194071.tif 000016
【図７】
0003194071.tif 000017
【図８】
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【図９】
0003194071.tif 000019
【図１０】
0003194071.tif 000020
【図１１Ａ】
0003194071.tif 000021
【図１１Ｂ】
0003194071.tif 000022
【図１１Ｃ】
0003194071.tif 000023
【図１２】
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【図１３Ａ】
0003194071.tif 000025
【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
0003194071.tif 000030
【図１６Ｂ】
0003194071.tif 000031
【図１６Ｃ】
0003194071.tif 000032
【図１６Ｄ】
0003194071.tif 000033
【図１７Ａ】
0003194071.tif 000034
【図１７Ｂ】
0003194071.tif 000035
【図１７Ｃ】
0003194071.tif 000036
【図１７Ｄ】
0003194071.tif 000037