(57)【要約】      （修正有）【課題】摩擦撹拌溶接中に発生するフラッシュを除去する方法を提供する。【解決手段】フラッシュ除去ユニットは摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）ヘッドに適しており、刃と環状ボディとを含む。刃はＦＳＷ操作中にＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを除去する。環状ボディは刃の周りにフラッシュ捕捉領域を画成し、刃により除去されたフラッシュをフラッシュ捕捉領域に少なくとも一時的に保持するように構成されている。フラッシュ除去ユニットは流路も画成し、流路に沿ってフラッシュをフラッシュ除去ユニットから離れるように吸引することができる。【選択図】図８
2020099948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）ヘッドに適するフラッシュ除去ユニットであって、
ＦＳＷ操作中にＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを除去する刃と、
前記刃の周りにフラッシュ捕捉領域を画成する環状ボディとを備え、その環状ボディは前記刃により除去された前記フラッシュを前記フラッシュ捕捉領域内に少なくとも一時的に保持するように構成された、フラッシュ除去ユニット。
【請求項２】
請求項１のフラッシュ除去ユニットにおいて、前記環状ボディは環状ブラッシングユニットであり、前記フラッシュ除去ユニットは更に、
前記刃を含む環状切断ユニットを備え、前記環状ブラッシングユニットは前記環状切断ユニットの径方向外側に配置されているフラッシュ除去ユニット。
【請求項３】
請求項２のフラッシュ除去ユニットにおいて、前記環状切断ユニットは、
内側縁を備え、前記刃は、前記内側縁の少なくとも一部に沿って延伸するので、この刃は少なくとも部分的に環状であるフラッシュ除去ユニット。
【請求項４】
請求項３のフラッシュ除去ユニットにおいて、前記内側縁の前記一部はＦＳＷ操作の後縁と整合しているフラッシュ除去ユニット。
【請求項５】
請求項３のフラッシュ除去ユニットにおいて、前記刃は前記ＦＳＷヘッドに関して静止しており、前記ＦＳＷ操作中に形成された可塑領域の上部を剃るように位置しているフラッシュ除去ユニット。
【請求項６】
請求項１のフラッシュ除去ユニットにおいて、前記環状ボディは更に、
前記刃と長手方向に整合して前記刃により除去された前記フラッシュを前記フラッシュ捕捉領域内に少なくとも一時的に保持するように構成されたブラシを備えるフラッシュ除去ユニット。
【請求項７】
請求項１のフラッシュ除去ユニットにおいて、
前記環状ボディ内を通って延伸し、前記刃により除去された前記フラッシュを前記フラッシュ捕捉領域から離れる方向に導く流路を更に備えるフラッシュ除去ユニット。
【請求項８】
請求項７のフラッシュ除去ユニットにおいて、
前記刃が、１つ以上の第１の開口を画成する切断ユニットに含まれており、
前記環状ボディが１つ以上の第２の開口を画成し、前記１つ以上の第１の開口と前記１つ以上の第２の開口とは流路を画成するフラッシュ除去ユニット。
【請求項９】
摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）ヘッドに適する切断ユニットであって、
上部及び底部を有し、その底部は内側縁及び外側縁を含む環状ボディと、
前記環状ボディの前記底部の前記内側縁の少なくとも一部の周りに延伸する部分的に環状の刃とを備え、前記環状ボディは前記ＦＳＷヘッドに固定されているので、前記部分的に環状の刃は、前記ＦＳＷヘッドのＦＳＷ操作の間は前記ＦＳＷヘッドに関して静止しており、かつ前記刃は、前記ＦＳＷヘッド内に含まれたＦＳＷツールに追従するよう配置され、ＦＳＷ操作の間に前記ＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを溶接シームから切除する切断ユニット。
【請求項１０】
請求項９の切断ユニットにおいて、
前記環状ボディ内に形成されて、前記溶接シームから切除された前記フラッシュを前記溶接シームから離れる方向に導くよう構成された１つ以上の開口を更に備える切断ユニット。
【請求項１１】
請求項９の切断ユニットにおいて、前記部分的に環状の刃は前記内側縁全体の周りに延伸する切断ユニット。
【請求項１２】
摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）ヘッドであって、
上部端から底部端へ延伸するヘッドハウジングと、
前記ヘッドハウジングと共軸であり、かつ前記ヘッドハウジング内で回転可能な軸であり、前記ヘッドハウジングを越えて延伸してＦＳＷツールを支持する端部部分を含む軸と、
前記ＦＳＷヘッドのＦＳＷ操作の間に前記ＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを除去する環状フラッシュ除去ユニットとを備え、その環状フラッシュ除去ユニットは前記ＦＳＷツールの周りにフラッシュ捕捉領域を画成し、除去されたフラッシュを前記フラッシュ捕捉領域内に少なくとも一時的に保持するＦＳＷヘッド。
【請求項１３】
請求項１２のＦＳＷヘッドにおいて、前記環状フラッシュ除去ユニットが、
刃を含む環状切断ユニットと、
前記環状切断ユニットの径方向外側に配置されて前記フラッシュ捕捉領域を画成する環状ブラッシングユニットとを備えるＦＳＷヘッド。
【請求項１４】
請求項１３のＦＳＷヘッドにおいて、前記環状切断ユニットが、
内側縁とこの内側縁の少なくとも一部に沿って延伸する前記刃とを備えるＦＳＷヘッド。
【請求項１５】
請求項１３のＦＳＷヘッドにおいて、前記刃はＦＳＷツールの底部から長手方向に離間しておかれることにより、前記刃は前記ＦＳＷツールがワークピース又は継ぎ手を貫入してＦＳＷ操作を起こすときに形成された溶接シームの上部を剃るようにされているＦＳＷヘッド。
【請求項１６】
請求項１５のＦＳＷヘッドにおいて、前記環状フラッシュ除去ユニットは更に、
前記刃と長手方向に整合して前記除去されたフラッシュを前記フラッシュ捕捉領域内に少なくとも一時的に保持するように構成されたブラシを備えるＦＳＷヘッド。
【請求項１７】
請求項１２のＦＳＷヘッドにおいて、前記環状フラッシュ除去ユニットは、前記除去されたフラッシュを前記フラッシュ捕捉領域から前記フラッシュ除去ユニットの外側へ導くように構成された流路を画成するＦＳＷヘッド。
【請求項１８】
請求項１７のＦＳＷヘッドにおいて、前記環状フラッシュ除去ユニットは、
１つ以上の第１の開口を有する切断ユニットと、
１つ以上の第２の開口を有するブラッシングユニットとを備え、前記１つ以上の第１の開口と前記１つ以上の第２の開口とは前記流路を画成するＦＳＷヘッド。
【請求項１９】
請求項１２のＦＳＷヘッドにおいて、前記ＦＳＷヘッドは静止肩ＦＳＷヘッドを備えるＦＳＷヘッド。
【請求項２０】
請求項１２のＦＳＷヘッドにおいて、前記ＦＳＷヘッドは回転肩ＦＳＷヘッドを備えるＦＳＷヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はフラッシュ除去を容易にする摩擦撹拌溶接（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｓｔｉｒ  ｗｅｌｄｉｎｇ：ＦＳＷ）ヘッドのための部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）は２つのワークピースの間の接合部を形成するか及び／又は１つのワークピースにおけるクラックを修復する、高圧摩擦から生成された熱を用いる溶接工程である。即ち、ＦＳＷ操作の間、ＦＳＷツールは複数のワークピースの間に配置された接合部又はシーム（又は１つのワークピースにおけるクラック）を横断し、１つ以上のワークピースはＦＳＷツールの回転により生成された摩擦熱により可塑化される。ＦＳＷツールがシームを横断する間、ＦＳＷツールは１つ以上のワークピースに対して押圧される。更に詳しくは、溶接操作の間、肩はワークピースに対して押圧され、ピンは複数のワークピースの間のシーム内で（又は１つのワークピースにおけるクラック内で）回転する。幾つかのＦＳＷヘッドにおいては、肩はピンと共に又はピンに対して回転するが、他のＦＳＷヘッドにおいては肩が静止している。ピン（或る例においては及び肩）の回転は、ワークピースを形成する材料を軟化させて混合させる。その後、混合された材料は固まって固相接合を形成する。
【０００３】
ＦＳＷヘッドがワークピースに対して移動するとき及び／又はワークピースが溶接ツールに対して移動する（例えば溶接ツールが静止している）とき、ＦＳＷツール（これはピンと肩とを含み得る）はシーム（又はクラック）を横断することができる。それにも関わらず、ＦＳＷツールがシームを溶接する間、ＦＳＷツールとワークピースとの間の摩擦、ワークピースの軟化は少なくとも一部の材料を「フラッシュ（ｆｌａｓｈ）」としてワークピースから押し出す。例えば、しばしば、押し出された材料の円周カラーはＦＳＷツールから後退して、雄羊の角に似た形態を形成し、これは一般に分岐フラッシュ構成と称されている。その結果、ＦＳＷ溶接を終えるには、フラッシュをワークピースから除去せねばならない。
【０００４】
しばしばフラッシュはＦＳＷツールの後にシームを横断するミリング又は研削工程で除去される。例えば、シームの溶接の後、ＦＳＷツールを回転機械から取り外してミリングツールと交換することができるので、回転機械は溶接上の２回目の通過の間にフラッシュを除去することができる。これに代えてユーザーはＦＳＷ機械から分離されて別体であるミリングツールによりフラッシュを研磨することができる。しかしながら、これらのオプションの各々は特定の仕事についてのタクトタイム（例えば生産率）を長くする。更に、或るＦＳＷ溶接ヘッドは合体した刃を有し、これはＦＳＷ溶接ヘッドがシームを横断するにつれて溶接シームからフラッシュを除去（例えば切除）することができる。しかしながら、これらの刃はしばしばワークピース全体に亘ってチップ（即ちフラッシュの片）を散乱させる。このチップの散乱は乱雑さを形成するのみならず、或る場合にはチップがＦＳＷ機械に入り込み、エンドユーザーに機械を清掃することを余儀なくさせる。或いは、チップが未だ完全に融合していない溶接シームの一部に付着することがあり、シームからフラッシュを除去しようとする刃の試みを無効にしてしまう。  
【発明の概要】
【０００５】
本開示は摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）フラッシュ除去ユニット及びそれを含むＦＳＷヘッドに向けられている。１つの実施形態によれば、ＦＳＷフラッシュ除去ユニットは刃及び環状ボディを含む。その刃はＦＳＷ操作の間にＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを除去する。環状ボディは刃の周りにフラッシュ捕捉領域を画成すると共に、刃により除去されたフラッシュをフラッシュ捕捉領域内に一時的に保持するように構成されている。有利にも、環状ボディはフラッシュ捕捉領域にフラッシュを保持するので、除去されたフラッシュはワークピース、ワークショップに亘って散乱することはなく、及び／又はフラッシュが除去された溶接シームへ戻ることがない。
【０００６】
これらの実施形態の少なくとも幾つかにおいては、環状ボディは環状ブラッシングユニットであり、フラッシュ除去ユニットは、刃を含む環状切断ユニットを含む。これらの実施形態においては、環状ブラッシングユニットは環状切断ユニットの径方向外側に置かれている。これらの実施形態の少なくとも幾つかにおいては、刃は環状切断ユニットの内部縁の少なくとも一部に沿って延伸するので、刃は少なくとも部分的に環状である。例えば、内部縁の部分はＦＳＷ操作の後縁（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）に整合された部分である。これは刃がＦＳＷ操作の間に形成された可塑領域に亘って延伸又はこの可塑領域に渡されることを確実にするので、刃が可塑領域の任意の位置に生成されたフラッシュを除去することを確実にする。或る実施形態においては、刃はＦＳＷヘッドに関して静止しており、ＦＳＷ操作の間に形成された可塑領域の上部を剃るように位置している。有利には、静止刃は、特にＦＳＷツールと共に回転する刃と比較して、溶接シーム（即ち可塑領域）からフラッシュが切り離されるにつれてフラッシュを散乱させない。
【０００７】
ＦＳＷフラッシュ除去ユニットの幾つかの実施形態においては、フラッシュ除去ユニットはブラシを含み、これは刃と長手方向に整合し、刃により除去されたフラッシュをフラッシュ捕捉領域内に一時的に保持するように構成されている。このブラシはワークピースに対して圧縮可能であるので、フラッシュ捕捉領域を包囲するワークピースと共にシール又はシール型包囲を形成するように働く。しかしながら、ブラシは空気浸透性でもあるので、フラッシュ除去ユニットはバキュームユニットと作動的に結合することができ、このバキュームユニットはフラッシュ除去ユニットから分離されたフラッシュを吸引により除去することができる。実際には、幾つかの実施形態においては、フラッシュ除去ユニットは環状ボディを通じて延伸する流路を含み、刃により除去されたフラッシュをフラッシュ捕捉領域から離れるように案内する。或る例においては、バキュームユニットが流路に取り付けられて、上述の吸引を与える。少なくとも幾つかの実施形態においては、刃は１つ以上の第１の開口を画成する切断ユニットに含まれており、環状ボディは１つ以上の第２の開口を画成する。１つ以上の第１の開口及び１つ以上の第２の開口は流路を画成する。
【０００８】
他の実施形態によれば、ＦＳＷヘッドに適する切断ユニットはここに示されるものである。切断ユニットは環状ボディ及び部分的に環状の刃を含む。その環状ボディは上部及び底部を有する。その底部は内側縁及び外側縁を有する。部分的に環状の刃は環状ボディの底部の内側縁の少なくとも一部分の周りに延伸し、環状ボディはＦＳＷヘッドに固定されていることにより、部分的に環状の刃はＦＳＷヘッドのＦＳＷ操作の間、ＦＳＷヘッドに関して動かない。更に、環状ボディはＦＳＷヘッドに固定されているので、刃はＦＳＷヘッドに含まれたＦＳＷツールに追従するように位置し、ＦＳＷ操作の間にＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを溶接シームから切断する。上述したように、静止刃は、少なくとも、ワークショップ、機械、及び潜在的には溶接シームから掃除する必要がある散乱チップの乱雑さを形成しないので、回転刃を越える利点を提供する。
【０００９】
これらの実施形態の少なくとも一部においては、環状ボディは１つ以上の開口を含み、その開口は溶接シームの切除されたフラッシュを溶接シームから離して案内するように構成されている。これら開口に起因して、切断ユニットは除去されたフラッシュを特定の位置へ向かわせるので、例えばフラッシュはバキュームユニットにより集めることができる。その結果、開口はＦＳＷ操作の後の清浄化を更に容易にすることができる。これに加えて又はこれに代えて、部分的に環状の刃は内側縁全体の周りに延伸する。刃が内側縁全体の周りに延伸するならば、ＦＳＷ機械は切断ユニットの再配置又は再配向を伴うことなく任意の方向にＦＳＷ操作を続けることができる。切断ユニットはＦＳＷ操作の方向を問わずフラッシュを切断する。
【００１０】
他の実施形態によれば、ＦＳＷヘッドはここに与えられている。ＦＳＷヘッドはヘッドハウジング、軸、及び環状フラッシュ除去ユニットを含む。そのヘッドハウジングは上端から底端へ延伸する。軸はヘッドハウジングと共軸であり、ヘッドハウジング内で回転可能である。この軸は端部部分も含み、これはヘッドハウジングを越えて延伸し、ＦＳＷツールを支持する。環状フラッシュ除去ユニットはＦＳＷヘッドのＦＳＷ操作の間にＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを除去する。更に、環状フラッシュ除去ユニットはＦＳＷツールの周りにフラッシュ捕捉領域を画成し、除去されたフラッシュをフラッシュ捕捉領域に少なくとも一時的に保持する。従って、ＦＳＷヘッドはＦＳＷ操作の間にフラッシュを有益に除去し、ワークピース、ワークショップ、及び／又は溶接シームに亘って散乱したフラッシュの量を抑止又は低減する。更に、また有益にも、ＦＳＷヘッドは静止肩ＦＳＷヘッド又は回転肩ＦＳＷヘッドとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは本開示の例示的実施形態によるフラッシュ除去ユニットの描写を有する摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）ヘッドの側面図であり、ＦＳＷヘッドは第１の形態に置かれている。
【００１２】
【図１Ｂ】図１Ｂは図１ＡのＦＳＷヘッドの底部斜視図であり、ＦＳＷヘッドは第２の形態に置かれており、そこに含まれた本開示の他の例示的実施形態により形成されたフラッシュ除去ユニットの描写を含む。
【００１３】
【図２】図２は図１ＢのＦＳＷヘッドの断面図である。
【００１４】
【図３Ａ】図３Ａは図１ＢのＦＳＷヘッドの係合端に設置されたフラッシュ除去ユニットの底部斜視図であり、そのフラッシュ除去ユニットは本開示の例示的実施形態により形成されている。
【００１５】
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａのフラッシュ除去ユニットの前方斜視図であるが、フラッシュ除去ユニットに含まれるブラシユニットは取り外されている。
【００１６】
【図４】図４は図１ＢのＦＳＷヘッドの係合端に設置された図３Ａのフラッシュ除去ユニットの一部の前方断面図である。
【００１７】
【図５Ａ】図５Ａは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに含まれた切断ユニットの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに含まれた切断ユニットの側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに含まれた切断ユニットの底面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに含まれた切断ユニットの前方断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに含まれた切断ユニットの後面図である。
【００１８】
【図６Ａ】図６Ａは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに適する切断ユニットの他の例示的実施形態の上部斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに適する切断ユニットの他の例示的実施形態の断面図である。
【００１９】
【図７Ａ】図７Ａは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに含まれたブラシユニットの底部斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは図３Ａのフラッシュ除去ユニットに含まれたブラシユニットの上部斜視図である。
【００２０】
【図８】図８は図３Ａのフラッシュ除去ユニットの一部の断面図であり、ＦＳＷ操作の間に図１ＢのＦＳＷヘッドに設置されている。
【００２１】
図面を通じて同様な参照番号は同様な構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ＦＳＷヘッドに含めるか又は結合することができ、フラッシュ除去を容易にする摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）部品がここに示されている。一般に、このＦＳＷ部品はフラッシュ除去ユニットであり、切断ユニット及びブラシユニットを含む。その切断ユニットは刃を含み、この刃は溶接シーム及び／又はワークピースからフラッシュを除去又は分離するように構成され、ブラッシングユニットは、分離されたフラッシュをフラッシュ除去ユニットの周辺により画成された境界内に保持するように構成されている。即ち、切断ユニット及びブラッシングユニットは各々が環状の部品であり、フラッシュを除去して、それらのアニュラスにより画成された中央開口内に保持するように構成されている。更に、切断ユニット及びブラッシングユニットは共同で通路を画成し、この通路はバキュームユニットと作動的に結合できるので、フラッシュ除去ユニットにより除去されて保持された任意の分離されたフラッシュはＦＳＷヘッド及びワークピースから吸引によりきれいに除去することができる。
【００２３】
従って、有益にも、ここに示されたフラッシュ除去ユニットは、ワークピース、ＦＳＷシーム、及び／又はＦＳＷ機械の上側／内側に散乱したチップの乱雑さを形成することなくフラッシュを除去する。比較すると、フラッシュを除去するようにＦＳＷヘッドの周りで回転する単独の刃は、フラッシュのチップ（ここでは単にチップ、分離されたフラッシュ、除去されたフラッシュ、又はそれらのバリエイションでも称される）を作業空間の周りに、ワークピースに沿って、及び機械の中へ散乱させる。このチップの散乱は、回転刃によるＦＳＷ操作の終了の後にユーザーがＦＳＷ機械、ワークピース、及び／又は作業空間の広範な清浄化を実行する必要があるので、刃により形成されたとされる任意の効率性（例えば、溶接しながらフラッシュを除去することに関連する効率性）を無効にする。これに代えて、エンドユーザーが回転刃を使用しないことを避けるならば、エンドユーザーはＦＳＷシームを仕上げるためにＦＳＷ操作の終了の後に付加的な機械加工を実行する必要がある。例えば、エンドユーザーはフラッシュを除去するためにＦＳＷシームをグラインド又は研磨する必要がある。付加的な機械加工は適時で非効率的であるだけでなく、ＦＳＷシームが冷却されて硬化した後はフラッシュを除去することが更に困難になり、これはユーザーに一層の努力を強い、付加的な機械加工中にシームが場合によっては損傷する。
【００２４】
図１Ａ及び図１Ｂは例示的なＦＳＷヘッド１０を示し、これは、ここに示されたフラッシュ除去ユニットを回転肩形態Ｃ１（図１Ａ参照）又は静止肩形態Ｃ２（図１Ｂ参照）で収容することができる。ＦＳＷヘッド１０を明瞭に示す目的で、図１Ａ及び図１ＢはＦＳＷヘッドをそれに設置されたフラッシュ除去ユニット４００の描写と共に示し、そのフラッシュ除去ユニットは後続の図面に更に詳細が示されている。特に溶接ヘッド１００は、ベルハウジング３００をＦＳＷ溶接ヘッド１００の底部へ付加又は取り外すことにより回転肩形態Ｃ１と静止肩形態Ｃ２との間で移行できる。その他の点では、ＦＳＷヘッド１０は形態Ｃ１及び形態Ｃ２の両方と殆ど同じである。
【００２５】
図１Ａ及び図１Ｂに示されたＦＳＷヘッド１０は、本明細書に示されたフラッシュ除去ユニット４００（フラッシュ除去アクセサリ４００又はフラッシュ除去部品４００とも称する）を支持することができる例示的なＦＳＷヘッドを主として図示しているが、フラッシュ除去部品４００の完全な理解を与える目的でＦＳＷヘッドをここで少なくとも或る程度詳細に説明する。しかしながら、ＦＳＷヘッド１０の説明は本明細書に示されたフラッシュ除去部品４００の目的を制限する意図は決してなく、このフラッシュ除去部品４００は、現在知られているか又は今後開発される任意のＦＳＷヘッドに設置できることを理解されたい。更に、少なくとも、図面に描かれたＦＳＷヘッド１０は、米国特許出願第１５／９４１，０９２号、２０１８年３月３０日出願、発明の名称“Ｗｅｌｄｉｎｇ  Ｈｅａｄ  ｆｏｒ  Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｓｔｉｒ  Ｗｅｌｄｉｎｇ”（これは参照によりその全体がここに組み込まれている）に（フラッシュ除去アクセサリ４００を伴わずに）詳細に説明されているので、ＦＳＷヘッド１０の以下に含まれる説明は比較的に簡単であり、フラッシュ除去部品４００に関連するＦＳＷヘッド１０の操作に焦点を合わせている。
【００２６】
全て前述したように、図１Ａ及び図１Ｂに示されたＦＳＷヘッド１０はヘッドハウジング１００及び軸２０２を含む。ヘッドハウジング１００は第１又は上部端１０２から第２又は底部端１０４へ延伸する。上部端１０２はロボット、ガントリー、又は他のそのような保持構造に取り付けることができる。その一方、底部端１０４は軸２０２を収容することができる開口を与える。軸２０２はハウジング１００の中心軸と共軸であり、軸方向又は長手方向にハウジング１００により画成された孔を通じて延伸するので、軸２０２の一部２０４はハウジング１００の底部端１０４の下方に延出する。ＦＳＷの間に肩及びピン／プローブを画成するＦＳＷツール２８０は軸２０２の部分２０４（底部端２０４、溶接端２０４、又は係合端２０４とも称する）に結合される。
【００２７】
本願においては、軸２０２の部分２０４、そこに設置されたツール２８０、及びベルハウジング３００は集合的にＦＳＷヘッド１０の係合又は溶接部分３０と称される。溶接部分３０は以下に更に詳細に説明する。しかしながら、一般に本明細書に示されたフラッシュ除去アクセサリ４００はＦＳＷヘッド１０の溶接部分３０の上に／表面に設置又は含められる。例えば、ＦＳＷヘッド１０が回転肩形態Ｃ１にあるとき、フラッシュ除去ユニット４００はＦＳＷツール２８０とハウジングの底部端１０４の下側へ突出する軸２０２の部分２０４（図１Ａに高レベルで示す）との上に及び表面に設置される。その一方、ＦＳＷヘッド１０が静止肩形態Ｃ２にあるとき、フラッシュ除去ユニット４００は、ＦＳＷツール２８０、底部端１０４の下側に突出する軸２０２の部分２０４、及びベルハウジング３００（図１Ｂ及び図２に高レベルで示す）の上に／表面に設置又は含められる。少なくとも幾つかの実施形態においては、ＦＳＷヘッド１０はマウント２９０（図１Ｂ及び図３Ａ参照）を含んでもよく、このマウントは溶接部分３０をヘッドハウジング１００の中心長手方向軸に整列させるのに役立つ。
【００２８】
ＦＳＷヘッド１０へフラッシュ除去ユニット４００を設置する前に又は後に、フラッシュ除去ユニット４００はバキュームユニット４２へ接続することができ、これはフラッシュ除去ユニット４００のために吸引を与えることができる。バキュームユニットはバッグ、キャニスター、ダストバッグ、サイクロン、及び／又はフラッシュ除去ユニット４００から吸い出された分離したフラッシュのチップを捕捉することができる任意の貯蔵器（家庭用掃除機と同様）も含むか又は画成する。これに代えて、フラッシュ除去ユニット４００は、分離したフラッシュのチップの吸引及び捕捉を与えることができる搭載型バキュームユニットを含んでもよい。以下に更に詳細に説明するように、吸引は、バキュームユニット４２のような外部バキュームユニットからか又は搭載型バキュームユニットかによらず、フラッシュ除去ユニットにＦＳＷヘッド１０が形成した溶接シームから分離するフラッシュを捕捉して除去することを可能にする。或る実施形態においては、バキュームユニット４２は、（以下に説明するように）ＦＳＷヘッドの操作を制御するコントローラにより制御されるので、例えば、バキュームユニット４２はＦＳＷヘッド１０が駆動されているときに駆動される。
【００２９】
依然として図１Ａ及び図１Ｂを参照し、図２も参照すると、図示の実施形態においては、環状ロードセル２５０も底部端１０４の下側に位置しているので、このロードセル２５０は軸の係合端２０４（及びツール２８０）に隣接又は近接する。一般に、ロードセル２５０は軸２０２の係合端２０４に（ツール２８０を経由して）働く力の関数としてのロード信号を生成する。換言すれば、米国特許第１５／９４１，０９２号（上述したように、これはその全体が参照により組み込まれている）に詳細に説明されているように、ツール２８０がワークピースに対して働くにつれて、軸２０２はハウジング１００に関して僅かに上方に移動し、ロードセル２５０の一部を押すか又は引っ張るので、ロードセル２５０は軸２０２の底部端２０４に（ツール２８０を経由して）働く長手方向力の関数としてロード信号を生成する。
【００３０】
これを達成するために、ＦＳＷヘッド１００はコネクタリング２２０を含み、これはロードセル２５０の内側リング２５２を軸２０２へ（例えば、ＦＳＷヘッド１００に含まれた他の部品を介して）結合されている。他方では、内側リング２５２はまた可撓部分２５４を介してロードセルの外側リング２５６に柔軟に結合されており、その外側リングはヘッドハウジング１００へ柔軟に結合されている。従って、軸の何らかの軸方向移動は、外側リング２５６に関する内側リング２５２の相対移動に起因してロードセル２５０にロード信号を生成させる。この信号は信号経路２５８を介してコントローラ４０へ送信されるので、コントローラ４０はＦＳＷヘッド１０の操作を制御することができる。
【００３１】
例えば、ロード信号を受信すると、コントローラ４０はロード信号を力測定値（例えば、デジタルデータ）に変換し、これはＦＳＷ操作を制御して高品質溶接を保証するのに用いることができる。即ち、コントローラはロード信号からのデータを蓄積して、ＦＳＷヘッドへ加えられた下向き力を変える必要があるか否かを判定し、例えばＦＳＷツール２８０による完全な貫入を確実にする。力測定値は連続的に採ることができ、溶接の平滑な表面と所望の特性を与えるように溶接プロセス期間中に亘って所望のレベルにおける力を維持するように用いることができる。特定の溶接プロセス又はワークピースの必要条件に応じて、目標力レベルは溶接の区画の間に変化するようにプログラムすることができる。更に、溶接プロセス期間中に亘って測定された力は記録することができる（例えば力は時間ベース又はワークピースに対する溶接ヘッドの位置の関数として記録することができる）。選択的に、コントローラ４０は、目標力レベルから力が逸脱する場合に可視的又は聴覚的な警報を生成するように構成することができる。
【００３２】
依然として図１Ａ、図１Ｂ、及び図２を全体的に参照すると、図示の溶接ヘッド１０はコンパクトであり、外部力（例えば、スピンドル・ドライブ／アクチュエータなどからのもの）を必要としない。即ち、溶接ヘッド１０は、ヘッドが外部駆動機構を伴わずに作動できる（但し、依然として動力源、コントローラ、及び／又は保持デバイス、例えばガントリーに結合する必要がある）限りは、比較的に小さい外部寸法を有し、比較的に自己包含型ＦＳＷヘッドである。溶接ヘッド１０の外部寸法の例として、溶接ヘッド１００は約１００ｍｍ乃至約５００ｍｍの範囲の外部寸法を有し、約２００ｍｍ乃至約１，０００ｍｍの範囲の外部長手方向寸法（例えば、高さ）を有する。１つの特定の例として、最大１２ｍｍの標準的な溶接厚さのためには、溶接ヘッド１００は約２５０ｍｍの外部寸法及び約３２５ｍｍの外部長手方向寸法（例えば、高さ）を有する。
【００３３】
このコンパクトな設計は保持構造（ロボット、ガントリーなど）に形成される逸脱（屈曲）を低減し、ヘッド１０のワークピースの部分、保持構造の部分、又はＦＳＷ操作中の他のそのような物体との衝突する機会も最小化する。従って図１Ａ及び図１Ｂに図示されたＦＳＷヘッドは、ここに支持されたフラッシュ除去ユニット４００を支持するために、好ましくはないにしても適している。即ち、図１Ａ及び図１Ｂに描かれたＦＳＷヘッド１０はしばしば環状切断刃により引き起こされて問題となるひずみ問題を低減又は排除できる。しかしながら、他の実施形態では、ここに示されたフラッシュ除去ユニットは、ＦＳＷ操作を達成するために現在公知の又は今後に開発される任意の方式で作動する任意の形状又はサイズのＦＳＷ溶接ヘッドと共に使用することも、それに組み込むことも又は含めることもできる。
【００３４】
ここで図２を参照すると、ここに与えられたフラッシュ除去アクセサリは多種多様なＦＳＷヘッドと共に使用することができるが、完全性のために、図２は図１Ｂに示された溶接ヘッド１０の断面図を描く。この断面図は軸２０２をその全体に描き、また、中心軸の周りに軸２０２を回転させるように構成されたモータ１５０と、この回転を促進する幾つかのベアリングを描く。更に具体的には、軸２０２は回転ボディであり、これはハウジング１００の上端１０２から（又は上端を通じて）ハウジング１００の底部端１０４へ（又は底部端を通じて／底部端の外側へ）延在する。軸２０２は実質的に円筒形状である。しかしながら、軸は様々な段階、即ち、くぼみ、レセプタクル、又は他のそのような特徴（これは、モータ１５０が軸１５０に係合して回転させることができることを保証しつつ、軸２０２の傾斜又は側方平行移動を防ぐ方式でヘッドハウジング１００内に軸を固定することを可能にする）を含んでもよい。
【００３５】
図示された実施形態においては、モータ１５０は回転モータ１５０であり、ヘッドハウジング１００に固定的に結合された固定子１５２と、上部ベアリング２１０と下部ベアリング２１２（これはベアリングハウジング２１４により支持されている）との間に配置された軸２０２の一部に固定的に結合された回転子１５４とを有する。回転子１５４は下部ベアリング２１２及びロードセル２５０から径方向スペーサーにより機械的に離間されて、下部ベアリング２１２の補修中に回転子が磁気的に貼り付いたり及び／又は損傷したりすることがないことを確実にするようにされている。一方、固定子１５２はヘッドハウジング１００に固定され、ハウジング１００内に形成された入口／出口を介して液体冷却することができる。一般に、モータ１５０は回転動作を軸２０２へ（ひいてはツール２８０へ）伝える。
【００３６】
軸２０２は内孔又は通路２０６を含むことができる。通路２０６は、ツール２８０に含まれた冷却機構及びヘッドハウジング１００に含まれた冷却液送達機構と整合するように構成されている。付加的に、軸２０２の下部端はツール２８０のボディを収容するように寸法付けられた軸方向キャビティを含むことができる。このキャビティは任意の所望の寸法を有してもよく、また、ねじ込みスクリューのような係止機構（図示せず）を含んでもよく、これは任意の所望のツール２８０を軸２０２へ固定することを可能にする。ツール２８０は軸２０２の下部端２０４から突出（例えば、下向きに延出）し、肩２８４及びピン又はプローブ２８２（図４参照）を画成し、これは１つ以上のワークピースに又はそれらの間に継手を形成する。図示の実施形態においては、肩２８４は切頂円錐形状を有するが、他の実施形態においては、ツール２８０の操作端は任意の所望の形状を有してもよく及び／又は任意の所望の機構を含み得る（例えば、ピンはねじを含み得る）。更に、他の実施形態においては、ピン２８２は肩２８４に関して移動可能（例えば、格納可能）とすることができ、及び／又は現在公知の又は今後開発される任意の他のＦＳＷ特徴を含んでもよい。
【００３７】
ここで図３Ａ、図３Ｂ、及び図４を参照すると、これらの図面はフラッシュ除去ユニット４００を描いており、これは図１Ａ、図１Ｂ、及び図２においては点線の箱表現として示されている。高レベルにおいては、フラッシュ除去ユニットは切断ユニット４１０及びブラッシングユニット４３０を含む。切断ユニット４１０はブラッシングユニット４３０の径方向内側に配置されており、従って図３Ａにおいては、切断ユニット４１０は大部分が覆い隠されている。図３Ｂにおいては、ブラッシングユニット４３０は切断ユニット４１０の外観を見せるように取り除かれている。図示の実施形態においては、切断ユニット４１０は円筒状外観を有し、これはベルハウジング３００の底部３０２の周りに係合して延伸する。一方、ブラッシングユニットは円筒状外観を有し、これはベルハウジング３００の中央部３１０の外径の周りに係合して延伸する。
【００３８】
しかしながら、他の実施形態においては、切断ユニット４１０及びブラッシングユニット４３０は任意の外観形状及び寸法を有してよい。例えば、或る実施形態においては、フラッシュ除去ユニット４００は静止肩３００、回転肩２８４、及び／又は溶接面の形状に整合するように寸法付けられて形状付けられている。特定の例として、或る実施形態においては、フラッシュ除去ユニットは実質的に三角形であるので、フラッシュ除去ユニットは角溶接及び／又は隅肉溶接のために使用することができる。
【００３９】
付加的に、切断ユニット４１０及びブラッシングユニット４３０は、結合がＦＳＷヘッド１０に関して少なくともＸ方向及びＹ方向（例えば、溶接ヘッド１０の底面に沿って）にフラッシュ除去ユニット４００の平行移動を防止するという条件で、ＦＳＷヘッド１０に任意の方式で結合することができる。図示の実施形態においては、切断ユニット４１０及びブラッシングユニット４３０はベルハウジング３００に結合され（例えば、締結具により）、従ってＦＳＷ操作の間に静止している。即ち、軸２０２がモータ１５０により回転するとき、ベルハウジング３００及びフラッシュ除去ユニット４００は回転しない。更に別の方式を加えると、図示のフラッシュ除去ユニット４００はＦＳＷヘッド１０に関して全６度の自由度で固定されている（従って、例えば、ガントリー又はアームがＦＳＷヘッド１０を移動又は回転させるならば、ヘッド１０と共に移動する）。
【００４０】
しかしながら、他の実施形態においては、フラッシュ除去ユニット４００はＦＳＷヘッドに関して調節可能な高さにすることができ、従ってＦＳＷヘッド１０に関して５度の自由度で固定するだけでもよい（Ｘ平行移動、Ｙ平行移動、及び回転の全３度）。即ち、或る実施形態においては、フラッシュ除去ユニット４００はＦＳＷヘッド１０のＺ軸（即ち、縦軸）に沿って調節可能としてもよい。これに加えて又はこれに代えて、少なくとも幾つかの実施形態においては、切断ユニット４１０及び／又はブラッシングユニット４３０をＦＳＷヘッド１０の他の部分（例えば、ヘッドハウジング１００又はベルハウジング３００の上部部分３２０）に結合してもよく、これは切断ユニット４１０及び／又はブラッシングユニット４３０を軸２０２に関して固定する。
【００４１】
他の実施形態においては、切断ユニット４１０及び／又はブラッシングユニット４３０は直接的に又は間接的に軸２０２に結合するので、フラッシュ除去ユニット４００の少なくとも一部は軸２０４と共に又は軸２０４に関して回転する。例えば、フラッシュ除去ユニットが、その回転肩形態Ｃ１（図１Ａ参照）にあるＦＳＷヘッド１０に含められるか又は設置されたとき、切断ユニット４１０は軸２０２に結合することができ、ブラッシングユニット４３０はハウジング１００の下部端１０２に結合することができる。他の例としては、切断ユニット４１０とブラッシングユニット４３０との両方は軸２０２に結合できる（及び軸と共に回転する）か、切断ユニット４１０とブラッシングユニット４３０との両方はハウジング１００の下部端１０２に結合できる（軸２０２の回転のときに静止に留まる）。
【００４２】
更に、或る実施形態においては、フラッシュ除去ユニット４００又はその少なくとも一部は、ギアアセンブリ又は他のそのような機械部品を介して軸２０２に結合できるので、フラッシュ除去ユニット４００（又はその一部）は軸２０２が回転するときに回転するが、その回転は異なる速度及び／又は異なる方向である。全般的に、フラッシュ除去ユニット４００は任意の種類のＦＳＷヘッドに結合することができ、これは任意の方式でボビン型ＦＳＷヘッド、静止肩ＦＳＷヘッド、及び回転肩ＦＳＷヘッドを含む。実際に、フラッシュ除去ユニット４００は回転肩ＦＳＷヘッドに特に有益であり、これは、回転肩は通常は溶接シームに回転軌跡を残し、フラッシュ除去ユニット４００はこれら軌跡を清浄できるためである。
【００４３】
その外部形状及びサイズ及びＦＳＷヘッド１０への接続の方式に関わらず、フラッシュ除去ユニット４００のブラッシングユニット４３０は環状であるので、ブラッシングユニットは、境界付けられた又は包囲されたフラッシュ捕捉領域“ＦＡ”を画成する。即ち、ブラッシングユニット４３０は環状であるので、フラッシュ捕捉領域ＦＡの周囲はブラッシングユニット４３０により境界付けられているか又は包囲されている。少なくとも幾つかの実施形態においては、切断ユニット４１０も環状であるが、切断ユニット４１０は環状にする必要はない。これに代えて、切断ユニット４１０は、フラッシュ捕捉領域ＦＡ内に配置して、切断ユニット４１０により溶接シームから除去されたフラッシュがフラッシュ捕捉領域ＦＡ内で除去されるようにするか、さもなければ分離したフラッシュチップをフラッシュ捕捉領域ＦＡへ導くように構成されている。例えば、切断ユニットは静止刃とすることができ、これは、フラッシュ除去ユニット４００を含むＦＳＷ機械の溶接法に直交する方向にフラッシュ捕捉領域ＦＡの径を交差して延伸する。
【００４４】
図示の実施形態においては、切断ユニット４１０及びブラッシングユニット４３０は共に環状であり、また共に溶接ヘッド１０の軸２０２と共軸である。その結果、フラッシュ捕捉領域ＦＡは切断ユニット４１０と同心である。従って、（図８に関連して以下に詳細に説明するように）フラッシュ除去ユニット４００がフラッシュを溶接シームから除去するとき、除去された／分離したフラッシュはＦＳＷヘッド１０の下側に留まることが促進されて、ワークピース、ワークステーションなどに亘って散乱することが実質的に防止される。
【００４５】
ここで図４及び図５Ａ−図５Ｅを参照すると、図示の実施形態においては、切断ユニット４１０は環状主ボディ４１１を含み、これは中央開口４１８を画成しながら底部４１２から上部４１６へ延伸する（図５Ａ参照）。図５Ｃに最もよく見られるように、底部４１２は面４１２１を有し、これは内側縁４１２２及び外側縁４１２３により画成されている。外側縁４１２３は丸み付けられた又は面取りされた縁である。一方、内側縁４１２２は画成された隅（即ち、直角又はそれよりも小さい）であり、内側縁４１２２の少なくとも一部は刃４１４を受けるか又は画成する。更に、図示の実施形態においては、底部面４１２１は第１の区画４１２５及び第２の区画４１２６を有し、これらはコネクタ４１２７により接続されている（図５Ｂ及び図５Ｃに最もよく示されている）。このコネクタ４１２７は第１の区画４１２５から徐々に離れて延伸するが、第２の区画４１２６と共に硬い又は画成された縁を形成する。
【００４６】
図示の実施形態においては、底部４１２の第２の区画４１２６は主ボディ４１１に形成された開口４２０と整合し、刃４１４は第２の区画４１２６の内側縁４１２２の少なくとも一部に沿って含められている。これに加えて又はこれに代えて、刃は、第２の区画４１２６とコネクタ４１２７との間に形成された硬い縁に沿って形成することができる。いずれにしても、刃は、ワークピースを溶接するツールによりフラッシュが形成された直後に何れのフラッシュもワークピースから切除できるように配置される。即ち、刃４１４は、第２の区画４１２６の内側縁４１２２の少なくとも一部の周りに延伸するので、刃４１４はツール２８０により形成された可塑領域に亘って延伸し、可塑領域における任意の点で形成された如何なるフラッシュも除去する。第２の区画４１２６の間に形成された硬い縁に沿って刃を延伸させることは、刃４１４の幅又はスパンを拡大するのみであり、刃４１４が可塑領域に亘る（即ち、溶接シームに亘る）ことを更に保証する。
【００４７】
或る実施形態においては、刃４１４は主ボディ４１１により部分的に形成又は画成されているので、主ボディ４１１がフラッシュを溶接シームから切除するために適する材料（例えば、適切な硬度、耐久性などを有する材料）から形成されているならば、主ボディ４１１と同じ材料とすることができる。これに加えて又はこれに代えて、刃４１４は主ボディ４１１に付加された又は包含された第２の要素を含んでもよく、例えば、硬化鋼コーティング、ナイフ要素、鋸歯部材、ダイアモンド縁などである。第２の要素は切断ユニット４１０の内側縁４１２２に任意の方式で包含させるか又は取り付けてもよい。
【００４８】
刃４１４を如何にして形成するか又は画成するかに関わらず、「部分的に環状」とは、刃４１４が弓形であり、切断ユニット４１０の中央開口４１８を画成する円形又は卵状縁の少なくとも一部に沿って延伸することを意味することを意図する限りは、刃４１４は少なくとも部分的に環状である。少なくとも幾つかの実施形態においては、部分的に環状の刃４１４は切断ユニット４１０の幅又は径に亘る。これらの寸法は、環状刃４１４がＦＳＷツール２８０により形成された可塑領域全体に亘り、ＦＳＷ操作中に、望ましければ、環状刃４１４が静止に留まることを確実にする。静止刃４１４は溶接ヘッド１０が溶接シームに沿って横方向に移動するのと同じくらいの速さで移動するのみなので、静止刃４１４は特に軸で回転する刃に比べて、切断中の刃４１４の速度を有利に最小化するので、フラッシュがワークピース、ワークステーションなどに散乱する可能性を最小化する。
【００４９】
前述したように、他の実施形態においては、ＦＳＷヘッド１０がＦＳＷ操作を終えると刃４１４がＦＳＷ操作中に形成されたフラッシュを除去できることを条件として、底部４１２の任意の面の間に沿って又は延伸して含めることができる。即ち、刃４１４がＦＳＷツール２８０に追従して可塑領域に亘ることを条件として、刃４１４は底部４１２の任意の面の間に沿って又は延伸して含めることができる。例えば、或る実施形態においては、刃４１４は底部４１２の内側縁４１２２全体に沿って延伸できる。これらの実施形態においては、ＦＳＷツールは、フラッシュ除去ユニット４１０の再配置又は再配向を伴うことなく任意の方向へシームを溶接できる。これに加えて又はこれに代えて、他の実施形態においては、切断ユニットの底部４１２は全体的に平坦（即ち、如何なる区画も含まない）としてもよく、２つ以上の区画を含んでもよく、又は何らかの方式で起伏を付けてもよい。
【００５０】
図４及び図５Ａ−図５Ｅを更に参照すると、図示の実施形態においては、切断ユニットは実質的に中空であり、外側壁４１０１及び内側壁４１０２を含む（図５Ｄ参照、これは幾つかある要素の中で特に、内側壁４１０２と外側壁４１０１との間に形成された中空領域を通じて延出する壁４２０３を示す）。前述のように、底部４１２は閉止又は中実である。一方、上部４１６は開放又は閉止とすることができ、全体的に、切断ユニットは中空、中実、充填、部分的に中実などとすることができる。しかしながら、切断ユニット４１０の全体的構造に関わらず、単語「円周」とは、少なくとも１つの開口が如何にして切断ユニット４１０の周囲に／その周囲の周りに配置されているかを説明するために用いられている限りおいて、主ボディ４１１は少なくとも１つの円周開口を画成する。図５Ａ−図５Ｅに図示された実施形態においては、切断ユニット４２０は単独の開口４２０を含むが、他の実施形態、例えば図６Ａ及び図６Ｂに図示される実施形態においては、主ボディ４１１は複数の開口を画成してもよい。
【００５１】
開口４２０は内側壁４１０１から外側壁４１０２へ延伸する経路を画成するので、刃４１４により溶接シームから分離されたフラッシュは切断ユニット４１０の中央開口４１８を出ることができる。換言すれば、開口４１０はチャンネルを与え、分離されたフラッシュは、このチャンネルを通じて切断ユニット４１０を出ることができる。以下に更に詳細に説明するように、図示の実施形態においては、フラッシュ除去ユニット４００に作動的に結合されたバキュームユニット４２（図１Ａ及び図１Ｂ参照）により生成された吸引は、分離されたフラッシュを切断ユニット４１０からブラッシングユニット４３０へ引き込む。しかしながら、他の実施形態においては、分離されたフラッシュは吸引によりブラッシングユニットへ引き込まれるように移動させる必要はなく、これに代えて、単純に開口４２０を介して切断ユニット４１０を出ることができる。
【００５２】
フラッシュの分離されたチップが開口４２０を通じて切断ユニットを出ることを促進するために、開口４２０は上向き勾配底部壁４２０１及び上向き勾配上部壁４２０３を含む。換言すれば、内側壁４１０２上で開口４２０は、固定された水平面（例えば、外側壁４１０１の上部縁４１６に整合された水平面）の下方の第１の高さに配置され、外側壁４１０１上では、開口４２０は、固定された水平面の下方の第２の距離に配置されている。第２の距離は第１の距離よりも小さく、壁４２０１及び４２０３は、これら長手方向にオフセットした開口を接続する。上向き勾配壁４２０１及び４２０３は、分離したフラッシュを溶接シームから上方へ離して案内するのに役立ち、フラッシュ除去ユニット４００が切断ユニット４１０により除去されたフラッシュを捕捉するのに役立つ。
【００５３】
ここで図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、これらの図は第２の実施形態により構成された切断ユニット５１０を描く。切断ユニット５１０は、切断ユニット５１０が中実主ボディ５１１の周りに離間された複数の円周開口５２０を含み、また、底部５１２の内側縁５１２４の全体の周りに延出する環状刃５１４を有する実質的に平坦な底部５１２を含むことを除けば、図５Ａ−図５Ｅに図示された切断ユニット４１０と殆ど同様である。簡潔さのために、切断ユニット４１０の部品と同様な切断ユニット５１０の部品（上部５１６、中央開口５１８、開口５２０の上向き勾配上部及び底部壁５２０１及び５２０３を含む）及び切断ユニット５１０の全体的な形状及び寸法は詳細には説明せず、上記に含まれる切断ユニット４１０の部品の如何なる説明も切断ユニット５１０の類似の部品に適用できることを理解されたい。
【００５４】
切断ユニット５１０に包含された複数の開口５２０及び環状刃５１４は、切断ユニット５１０を含むフラッシュ除去ユニット４００をＦＳＷ操作のために、フラッシュ除去ユニット４００の再配置再配向を伴わずに任意の方向へ連続的に使用することを可能にする。例えば、望ましければ、切断ユニット５１０を含むフラッシュ除去ユニット４００は、シームの端部におけるＦＳＷ機械全体の１８０度回転を伴わずにシームに沿って複数のパスを往復させることができる。比較すると、切断ユニット４１０を含むフラッシュ除去ユニット４００及び／又は切断ユニット４１０を含むフラッシュ除去ユニット４００を有するＦＳＷ機械は、その機械により実行されるＦＳＷ操作の方向を変える前に、ＦＳＷ操作の後縁において向き付けられた開口４２０及び刃４１４を保つために再配向する必要がある。
【００５５】
とはいうものの、切断ユニット４１０は切断ユニット５１０に比べて少なくとも幾つかの利点を提供する。例えば、より少ない円周開口を有する切断ユニットを製造するのはより安価であり、より少ない円周開口は、吸引（例えば、バキュームユニット４２により与えられたもの）が除去されたフラッシュを短い経路（これは開口により画成される）沿って引き出せるので、フラッシュ除去ユニット４００がより少ない（又はそれほど複雑でない）吸引を利用することを可能にする。その結果、切断ユニットに包含された開口の数は、特定のフラッシュ除去ユニット４００についての必要性に対して利点を釣り合わせることにより定められる。刃の寸法及び位置も同様な考察に基づいて及び／又は開口の数に基づいて定めることができる。
【００５６】
フラッシュ除去ユニット４００に含め得る例示的なブラッシングユニット４３０の説明のために、ここで図７Ａ及び図７Ｂを参照するが、図４も続けて参照する。図示の実施形態において、ブラッシングユニット４３０は環状主ボディ４３１を含み、これは中央開口４３８を画成しながら底部４３２から上部４３６へ延伸し、その中央開口はフラッシュ捕捉領域ＦＡを画成する。底部４３２はブラシ４３４を支持し、これはフラッシュ除去ユニット４００のフラッシュ捕捉領域ＦＡ内で分離されたフラッシュのチップを保持するように構成されている。即ち、ブラシ４３４は、分離されたフラッシュがフラッシュ除去ユニット４００の周囲の外側へ滑り出ることを防止するか少なくとも抑制する。ブラシ４３４はエアフローチャンネルも含むか又は画成するので、吸引がフラッシュ除去ユニットへ適用されたとき（例えば、バキュームユニット４２により与えられたもの）、空気がブラッシングユニット４３０及び／又はフラッシュ捕捉領域ＦＡへ入ることができる。少なくとも幾つかの実施形態においては、チャンネルは、分離されたフラッシュのチップがブラシ４３４を通じてブラッシングユニット４３０の主ボディ４３１へ吸引されることも可能にする。
【００５７】
主ボディ４３１は円周開口４４０も画成し、これは切断ユニット４１０に包含された開口４２０と整合するように構成されているので、開口４４０は、分離されたフラッシュが切断ユニット４１０を出てフラッシュ除去ユニット４００から離れるように案内することができる（用語「円周」は、ここでは、切断ユニット４１０に代えてブラッシングユニット４３０に関することを除いて、上述で用いられたのと同様な方式で用いられている）。開口４２０は、主ボディ４３１の外側壁４４０１を通じて延伸し、図示の実施形態においては、主ボディ４３１の内側壁４４０２の上方に配置されているので、開口は内側壁４４０２を通じて延伸する必要は無い。しかしながら、他の実施形態においては、開口４２０が中央開口４３８から主ボディ４３１の外部への経路又はチャンネルを与えることを条件として、開口４２０は主ボディ４３１の任意の部分を通じて延伸することができる。
【００５８】
図示の実施形態においては、ブラッシングユニット４３０は単独の開口４４０のみを含むが、他の実施形態においては、ブラッシングユニット４３０は任意の数の開口を含んでもよい（切断ユニット４１０と同様である）。以下に更に詳細に説明するように、開口４４０は切断ユニット４１０に包含された開口４２０に整合するように位置しているので、開口４４０及び開口４２０は、分離されたフラッシュがフラッシュ除去ユニット４００を出るための経路を画成することができる。その結果、切断ユニットが複数の開口を含むならば（例えば、図６Ａ及び図６Ｂに示すように）、ブラッシングユニット４３０も複数の開口を含んでもよく、これらは切断ユニット４１０に包含された開口と合致して又は対になって位置する。
【００５９】
代替的に、ブラッシングユニット４３０は切断ユニットに包含された開口に合致する開口のパターンを含む必要は無く、これに代えて、径方向に向き付けられた流路を画成してもよく、これは切断ユニットの複数（例えば、全て）の開口をブラッシングユニット４４０に包含された任意の数（例えば、１つ）の開口へ作動的に接続する。図示の実施形態においては、ブラッシングユニット４４０は上向き勾配面４４０４（切断ユニット４１０に包含された上向き勾配面４２０１及び４２０３と同様）を含み、これは開口４４０をブラッシングユニット４３０の中央開口４３８へ接続する。この勾配面４４０４は、吸引がフラッシュ除去ユニット４００へ適用されたとき（例えば、バキュームユニット４２による）、分離されたフラッシュを溶接シームから上方へ移動させて離間させることも促進する。
【００６０】
図８はＦＳＷ操作の間のフラッシュ除去ユニット４００の例示的実施形態を示し、この例においては、フラッシュ除去ユニット４００はＦＳＷヘッド１０に含められ、一方、ＦＳＷヘッド１０はその静止肩形態Ｃ２にある。この形態では、ＦＳＷヘッド１０はワークピース「ＷＰ」に働き、溶接方向「ＷＤ」へ移動しながら溶接シーム「ＷＳ」を形成する。上述したように、図示の実施形態においては、切断ユニット４１０における開口４２０は、溶接ヘッド１０の後縁（例えば、溶接方向「ＷＤ」に関して溶接ヘッド１０の後方）において、ブラッシングユニット４３０に包含された開口４４０と整合している。従って、開口４２０と開口４４０とは共同で流路「ＦＰ」を画成し、これは溶接ヘッド１０の後縁においてフラッシュ除去ユニット４００を出る。
【００６１】
更に具体的には、開口４２０（複数の側壁と一緒にそれらの間に延伸する）の上向き勾配壁４２０１及び４２０３は、フラッシュ捕捉領域ＦＡの第１の区画から延伸し、フラッシュ捕捉領域は、ブラッシングユニット４４０の上向き勾配壁４４０４に隣接して、ブラッシングユニットの中央開口４３８に対してＦＳＷツール２８０に追従する。バキュームユニットにより与えられた吸引は、分離されたフラッシュをこの第１の区画から引き上げて、次いで、分離されたフラッシュをブラッシングユニット４４０の上向き勾配壁４４０４及び開口４４０により画成された第２の区画から更に引き上げる。
【００６２】
図示しないが、少なくとも幾つかの実施形態においては、配管はバキュームユニット４２（図１参照）を開口４４０の外側へ接続することができる。この配管は流路ＦＰに沿って吸引を形成し、フラッシュ除去ユニット４００を出るフラッシュの分離されたチップをきちんと捕捉又は集めることも確実にする。更に、少なくとも幾つかの実施形態においては、バキュームユニット４２は流路ＦＰに沿ってフラッシュ４８０を引く吸引力を形成するのみならず、或るタイプのキャニスター又はレセプタクル（図示せず）へフラッシュを捕捉させる。これらの実施形態においては、ブラッシングユニット４３０、切断ユニット４１０及びバキューム４２は協働して、ワークショップ内に、ワークピース上に、又は機械上／機械内に乱雑さを形成することなく、ＦＳＷ操作中に形成されたフラッシュの全てをきちんと除去する。
【００６３】
未だ図８を参照すると、図に示すように、切断ユニット４１０の底部４１２、又は少なくとも、切断ユニット４１０の底部４１２に含まれた刃４１４は、ツール２８０の底部から長手方向に離間している（例えば、垂直に離間している）ので、ツール２８０がワークピースＷＰに貫入して溶接シームＷＳを形成するとき、底部４１２（又は少なくとも刃４１４）はワークピースＷＰに対して移動する。従って、ツール２８０が溶接シームＷＳを溶接するとき、刃４１４は基本的に溶接シームＷＳの上部を剃り、溶接シームＷＳの上部からフラッシュ４８０を分離又は除去する。図８においては、フラッシュ４８０Ａは、未だ刃４１４に達していないので、溶接シームＷＳから未だ除去されていないフラッシュを表している。図８に示される残りのフラッシュ４８０は刃４１４により溶接シームＷＳから切除されて流路ＦＰに沿って吸引されている。
【００６４】
ブラシ４３４はまた溶接シームＷＳの上部に整合するように長手方向に離間して、フラッシュ４８０がフラッシュ捕捉領域ＦＡから抜け出るのを防ぐように働く。即ち、ブラシ４３４はまた溶接シームＷＳの上部に沿って乗るので、フラッシュ４８０を吸引が働いている領域にとどめておくことができる。少なくとも幾つかの実施形態においては、ブラシは弾力性があり少なくとも僅かに圧縮可能であるので、ＦＳＷ操作の間、ブラシ４３４がフラッシュを溶接シームＷＳの上部に対してとどまらせることを確実にする。これに加えて又はこれに代えて、ブラッシングユニット３２０及び／又は切断ユニット４１０は、調節可能な連結部を介して溶接ヘッドへ固定することができ、その連結部はユーザーにＦＳＷ操作の開始に先立ってブラッシングユニット３２０及び／又は切断ユニット４１０を溶接シームＷＳの上部に直接に接触するように移動させることを可能にする。更に、ブラッシングユニット３２０及び／又は切断ユニット４１０は弾性連結部を介してＦＳＷヘッドに結合することができ、その弾性連結部は、ブラッシングユニット３２０及び／又は切断ユニット４１０を溶接シームＷＳの上部へ向かって付勢させて、これらのユニットがＦＳＷ操作中に形成されたフラッシュを切断して集めることができることを確実にする。
【００６５】
要約すると、１つの形態においては、ＦＳＷヘッドに適するフラッシュ除去ユニットが与えられ、これは、ＦＳＷ操作中にＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを除去する刃と、この刃の周りにフラッシュ捕捉領域を画成する環状ボディとを備え、その環状ボディは刃により除去されたフラッシュをフラッシュ捕捉領域内に少なくとも一時的に保持するように構成されている。
【００６６】
他の形態においては、ＦＳＷヘッドに適する切断ユニットが与えられ、これは、上部及び底部を有し、その底部が内側縁及び外側縁を含む環状ボディと、この環状ボディの底部の内側縁の少なくとも一部の周りに延伸する部分的に環状の刃とを備え、その環状ボディはＦＳＷヘッドに固定されているので、部分的に環状の刃はＦＳＷヘッドのＦＳＷ操作の間、ＦＳＷヘッドに関して静止しており、刃は、ＦＳＷヘッドに含まれたＦＳＷツールに追従してＦＳＷ操作中にＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを溶接シームから切除するように位置している。
【００６７】
他の形態においては、ＦＳＷヘッドが与えられ、これは、上部端から底部端へ延伸するヘッドハウジングと、このヘッドハウジングと共軸でかつヘッドハウジング内で回転可能な軸であり、ヘッドハウジングを越えて延伸してＦＳＷツールを支持する端部部分を含む軸と、ＦＳＷヘッドのＦＳＷ操作中にＦＳＷツールにより形成されたフラッシュを除去する環状フラッシュ除去ユニットとを備え、環状フラッシュ除去ユニットはＦＳＷツールの周りにフラッシュ捕捉領域を画成し、除去されたフラッシュをフラッシュ捕捉領域内に少なくとも一時的に保持する。
【００６８】
技術はここに１つ以上の特定の実施の例として図解され説明されたが、その例の特定の詳細は本明細書に提示された技術の目的を限定することを意図するものではなく、様々な変更及び構造的変化を本発明の目的及び範囲内でなすことができる。更に、本明細書で論じた１つの例の様々な特徴を任意の他の例に組み込んでもよい。従って、添付の特許請求の範囲は広くかつ開示の目的と一致する方式で解釈すべきである。
【図１Ａ】
2020099948.tif 000003
【図１Ｂ】
2020099948.tif 000004
【図２】
2020099948.tif 000005
【図３Ａ】
2020099948.tif 000006
【図３Ｂ】
2020099948.tif 000007
【図４】
2020099948.tif 000008
【図５Ａ】
2020099948.tif 000009
【図５Ｂ】
2020099948.tif 000010
【図５Ｃ】
2020099948.tif 000011
【図５Ｄ】
2020099948.tif 000012
【図５Ｅ】
2020099948.tif 000013
【図６Ａ】
2020099948.tif 000014
【図６Ｂ】
2020099948.tif 000015
【図７Ａ】
2020099948.tif 000016
【図７Ｂ】
2020099948.tif 000017
【図８】
2020099948.tif 000018
【外国語明細書】
2020099948000001.pdf