(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークピースの結晶粒構造を制御するために使用される高圧ねじり技術を提供する。【解決手段】作動軸（１０２）、第１のアンビル（１１０）、第２のアンビル（１２０）、及び第１の全損失対流チラー（１４０）、第２の全損失対流チラー（１５０）、ヒーター（１６０）を含む環状体（１３０）からなる高圧ねじり装置（１００）を用いることにより作動軸（１０２）に沿って延びる長さなどの大きな寸法を有するワークピース（１９０）を処理することができ、更に具体的で制御された材料の微細構造が可能となる。【選択図】図２Ａ
2020114600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ねじり装置（１００）であって、
作動軸（１０２）と、
第１のアンビル（１１０）と、
前記第１のアンビル（１１０）に面し、前記作動軸（１０２）に沿って前記第１のアンビル（１１０）から離間した第２のアンビル（１２０）と
を含み、
前記第１のアンビル（１１０）及び前記第２のアンビル（１２０）が、前記作動軸（１０２）に沿って互いに対して並進可能であり、
前記第１のアンビル（１１０）及び前記第２のアンビル（１２０）が、前記作動軸（１０２）の周りで互いに対して回転可能であり、
環状体（１３０）であって、
第１の全損失対流チラー（１４０）であって、
前記作動軸（１０２）に沿って、前記第１のアンビル（１１０）と前記第２のアンビル（１２０）との間で並進可能であり、
ワークピース（１９０）と熱対流的に連結するように構成され、かつ
前記ワークピース（１９０）を選択的に冷却するように構成された、第１の全損失対流チラー（１４０）と、
第２の全損失対流チラー（１５０）であって、
前記作動軸（１０２）に沿って、前記第１のアンビル（１１０）と前記第２のアンビル（１２０）との間で並進可能であり、
前記ワークピース（１９０）と熱対流的に連結するように構成され、かつ
前記ワークピース（１９０）を選択的に冷却するように構成された、第２の全損失対流チラー（１５０）と、
ヒーター（１６０）であって、
前記作動軸（１０２）に沿って、前記第１の全損失対流チラー（１４０）と前記第２の全損失対流チラー（１５０）との間に配置され、
前記作動軸（１０２）に沿って、前記第１のアンビル（１１０）と前記第２のアンビル（１２０）との間で並進可能であり、かつ
前記ワークピース（１９０）を選択的に加熱するように構成された、ヒーター（１６０）と
を含む、環状体（１３０）と
を含む、高圧ねじり装置（１００）。
【請求項２】
前記ヒーター（１６０）は、前記第１の全損失対流チラー（１４０）又は前記第２の全損失対流チラー（１５０）の少なくとも１つが前記ワークピース（１９０）を冷却しているときに、前記ワークピース（１９０）を加熱するように構成された、請求項１に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項３】
前記ヒーター（１６０）は、前記第１の全損失対流チラー（１４０）又は前記第２の全損失対流チラー（１５０）の少なくとも１つが前記ワークピース（１９０）を冷却していないときに、前記ワークピース（１９０）を加熱するように構成される、請求項１に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項４】
前記第１の全損失対流チラー（１４０）が、第１のチラーチャネル入口（１４４）、及び前記第１のチラーチャネル入口（１４４）から離間した第１のチラーチャネル出口（１４５）を有する、第１のチラーチャネル（１４３）を含み、
前記第１のチラーチャネル出口（１４５）が、前記ワークピース（１９０）に向けられるように構成され、
前記第２の全損失対流チラー（１５０）が、第２のチラーチャネル入口（１５４）、及び前記第２のチラーチャネル入口（１５４）から離間した第２のチラーチャネル出口（１５５）を有する、第２のチラーチャネル（１５３）を含み、
前記第２のチラーチャネル出口（１５５）が、前記ワークピース（１９０）に向けられるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項５】
前記作動軸（１０２）に沿って、前記ヒーター（１６０）と前記第１の全損失対流チラー（１４０）の前記第１のチラーチャネル出口（１４５）との間に配置され、かつ前記ワークピース（１９０）と接触するように構成された、第１の熱シール（１３１）と、
前記作動軸（１０２）に沿って、前記ヒーター（１６０）と前記第２の全損失対流チラー（１５０）の前記第２のチラーチャネル出口（１５５）との間に配置され、かつ前記ワークピース（１９０）と接触するように構成された、第２の熱シール（１３２）と
を更に含む、請求項４に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項６】
前記ヒーター（１６０）と前記第１の全損失対流チラー（１４０）を互いに熱伝導的に分離し、かつ前記ワークピース（１９０）から離間されるように構成された、第１の熱バリア（１３７）と、
前記ヒーター（１６０）と前記第２の全損失対流チラー（１５０）を互いに熱伝導的に分離し、かつ前記ワークピース（１９０）から離間されるように構成された、第２の熱バリア（１３８）と
を更に含み、
前記第１の熱バリア（１３７）が、前記第１の熱シール（１３１）と接触し、
前記第２の熱バリア（１３８）が、前記第２の熱シール（１３２）と接触する、請求項５に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項７】
前記ヒーター（１６０）と前記第１の全損失対流チラー（１４０）を互いに熱伝導的に分離し、かつ前記ワークピース（１９０）に接触するように構成された、第１の熱バリア（１３７）と、
前記ヒーター（１６０）と前記第２の全損失対流チラー（１５０）を互いに熱伝導的に分離し、前記ワークピース（１９０）に接触するようにように構成された、第２の熱バリア（１３８）と
を更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項８】
前記環状体（１３０）が、隙間嵌めで前記ワークピース（１９０）を受容する大きさの中央開口部（１４７）を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項９】
前記第１のアンビル（１１０）が、第１のアンビルベース（１１７）と、前記作動軸（１０２）に沿って、前記第１のアンビルベース（１１７）から前記第２のアンビル（１２０）に向かって延びる第１のアンビル突出部（１１５）とを含み、
前記第１のアンビル突出部（１１５）が、前記第１のアンビルベース（１１７）の直径よりも小さく、かつ前記環状体（１３０）の前記中央開口部（１４７）の直径よりも小さい直径を有する、請求項８に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項１０】
前記第１のアンビル（１１０）が、前記ワークピース（１９０）の第１の端部（１９１）を受容するための第１のアンビル開口部（１１９）を含み、
前記第１のアンビル開口部（１１９）が、前記作動軸（１０２）に垂直な平面内で非円形断面を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【請求項１１】
作動軸（１０２）、第１のアンビル（１１０）、第２のアンビル（１２０）、及び環状体（１３０）を含む高圧ねじり装置（１００）を使用して、ワークピース（１９０）の材料特性を修正する方法（８００）であって、前記環状体（１３０）が、第１の全損失対流チラー（１４０）、第２の全損失対流チラー（１５０）、及び前記作動軸（１０２）に沿って、前記第１の全損失対流チラー（１４０）と前記第２の全損失対流チラー（１５０）との間に配置されたヒーター（１６０）を含み、前記方法（８００）が、
前記ワークピース（１９０）の中心軸（１９５）に沿って前記ワークピース（１９０）を圧縮するステップと、
前記中心軸（１９５）に沿って、前記ワークピース（１９０）を圧縮することと同時に、前記中心軸（１９５）の周りに前記ワークピース（１９０）をねじるステップと、
前記中心軸（１９５）に沿って前記ワークピース（１９０）を圧縮し、前記中心軸（１９５）の周りに前記ワークピース（１９０）をねじることの間に、前記ワークピース（１９０）の前記中心軸（１９５）と同一線上にある、前記高圧ねじり装置（１００）の前記作動軸（１０２）に沿って、前記環状体（１３０）を並進させ、前記ヒーター（１６０）で前記ワークピース（１９０）を加熱するステップと
を含む、方法（８００）。
【請求項１２】
前記ワークピース（１９０）を加熱する前記ステップと同時に、前記第１の全損失対流チラー（１４０）で前記ワークピース（１９０）を冷却するステップ、又は前記第２の全損失対流チラー（１５０）で前記ワークピース（１９０）を冷却するステップのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１１に記載の方法（８００）。
【請求項１３】
前記第１の全損失対流チラー（１４０）で前記ワークピース（１９０）を冷却する前記ステップが、前記第１の全損失対流チラー（１４０）を通して第１の冷却流体（１９８）をルート決めするステップ、前記ワークピース（１９０）の一部を前記第１の冷却流体（１９８）と接触させるステップ、及び前記第１の全損失対流チラー（１４０）を出るステップを含み、
前記第２の全損失対流チラー（１５０）で前記ワークピース（１９０）を冷却する前記ステップが、前記第２の全損失対流チラー（１５０）を通して第２の冷却流体（１９９）をルート決めするステップ、前記ワークピース（１９０）の一部を前記第２の冷却流体（１９９）と接触させるステップ、及び前記第２の全損失対流チラー（１５０）を出るステップを含む、請求項１２に記載の方法（８００）。
【請求項１４】
前記第１の全損失対流チラー（１４０）を通して前記第１の冷却流体（１９８）をルート決めする前記ステップと、前記第２の全損失対流チラー（１５０）を通して前記第２の冷却流体（１９９）をルート決めする前記ステップとが、独立して制御される、請求項１３に記載の方法（８００）。
【請求項１５】
前記環状体（１３０）が、前記ワークピース（１９０）を囲むように構成された中央開口部（１４７）を含み、
前記第１の全損失対流チラー（１４０）を通して前記第１の冷却流体（１９８）をルート決めする前記ステップが、前記第１の冷却流体（１９８）を前記中央開口部（１４７）内に放出するステップを含み、
前記第２の全損失対流チラー（１５０）を通して前記第２の冷却流体（１９９）をルート決めする前記ステップが、前記第２の冷却流体（１９９）を前記中央開口部（１４７）内に放出するステップを含む、請求項１４に記載の方法（８００）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［０００１］高圧ねじりは、ワークピースの結晶粒構造を制御するために使用される技術である。ただし、高圧及び高トルクの要件により、この技術は、特定の幾何学的制約を有するワークピース、例えば厚さが約１ミリメートル以下のディスクに制限されてきた。そのようなワークピースは、たとえあるとしても、実用的な用途が限られている。更に、ワークピースサイズのスケーリングが困難であることが判明した。細長いワークピースの漸進的な処理が提案されてきたが、上手く実施されていない。
【発明の概要】
【０００２】
［０００２］したがって、少なくとも上述の懸念に対処することを目的とした装置及び方法が有用性を見い出すことになるだろう。
【０００３】
［０００３］以下は、本書に開示される主題の、主張されることもされないこともある実施例の非網羅的な列挙である。
【０００４】
［０００４］本書に開示される主題の１つの実施例は、作動軸、第１のアンビル、第２のアンビル、及び環状体を備える高圧ねじり装置に関する。第２のアンビルは、第１のアンビルに面しており、作動軸に沿って第１のアンビルから離間している。第１のアンビル及び第２のアンビルは、作動軸に沿って互いに対して並進可能である。第１のアンビル及び第２のアンビルは、作動軸の周りで互いに対して回転可能である。環状体は、第１の全損失対流チラー、第２の全損失対流チラー、及びヒーターを含む。第１の全損失対流チラーは、作動軸に沿って第１のアンビルと第２のアンビルとの間で並進可能である。第１の全損失対流チラーは、ワークピースと熱対流的に連結されるように構成され、ワークピースを選択的に冷却するように構成される。第２の全損失対流チラーは、作動軸に沿って第１のアンビルと第２のアンビルとの間で並進可能である。第２の全損失対流チラーは、ワークピースと熱対流的に連結されるように構成され、ワークピースを選択的に冷却するように構成される。ヒーターは、作動軸に沿って、第１の全損失対流チラーと第２の全損失対流チラーとの間に配置される。ヒーターは、作動軸に沿って第１のアンビルと第２のアンビルとの間で並進可能であり、ワークピースを選択的に加熱するように構成される。
【０００５】
［０００５］高圧ねじり装置１００は、ワークピース１９０の一部を加熱しつつ、この加熱部分へのワークピース１９０の圧縮とトルクを加えることにより、ワークピース１９０を処理するように構成される。ワークピース１９０全体を同時に加熱及び処理するのではなく、ワークピース１９０の一部のみを加熱することにより、すべての高圧ねじり変形が狭い加熱層のみに限定され、微粒子現像（ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）に必要な高い歪みが付与される。この圧縮及びトルクの減少は、より複雑でなく費用のかからない高圧ねじり装置１００の設計につながる。更に、この圧縮とトルクの減少により、温度、圧縮負荷、トルク、処理時間などの処理パラメータをより正確に制御できる。したがって、ワークピース１９０のより具体的で制御された材料の微細構造が可能となる。例えば、超微細粒材料は、より高い強度とより良好な延性を示すより粗い粒材料に比べてかなりの利点がある。最後に、高圧ねじり装置１００は、そうでなければワークピース１９０が全体として同時に処理される場合に可能であろうよりも、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って延びる、長さなどの、大きな寸法を有するワークピース１９０を処理することができる。
【０００６】
［０００６］第１の全損失対流チラー１４０、ヒーター１６０、及び第２の全損失対流チラー１５０の積層配置により、ワークピース１９０の各処理部分のサイズ及び位置を制御することができる。処理された部分は、一般に、ワークピース１９０に対するヒーター１６０の位置及びヒーター１６０の加熱出力によって、少なくとも部分的に画定される加熱部分に対応する。圧縮及びトルクがワークピース１９０全体に加えられる間に、材料特性の修正が主に加熱部分で起こる。より具体的には、修正は、動作温度ゾーン４００として画定される所望の処理範囲内の温度を有する処理された部分で起こる。動作温度ゾーン４００の様々な例が、図４Ａ〜４Ｃに示される。
【０００７】
［０００７］第１の全損失対流チラー１４０及び／又は第２の全損失対流チラー１５０が作動しているとき、ワークピース１９０の加熱部分は、第１の冷却部分及び／又は第２の冷却部分に隣接する。第１の冷却部分は、ワークピース１９０に対する第１の全損失対流チラー１４０の位置及び第１の全損失対流チラー１４０の冷却出力によって、少なくとも部分的に、画定される。第２の冷却部分は、ワークピース１９０に対する第２の全損失対流チラー１５０の位置及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力によって、少なくとも部分的に、画定される。第１の冷却部分及び／又は第２の冷却部分は、ワークピース１９０内の内部熱伝達を制御するために使用され、それにより、図４Ａ〜４Ｃに示す処理部分のいくつかの特性及び動作温度ゾーン４００の形状を制御する。
【０００８】
［０００８］第１の全損失対流チラー１４０、ヒーター１６０、及び第２の全損失対流チラー１５０は、作動軸１０２に沿って並進可能であり、ワークピース１９０の長さを画定するワークピース１９０の中心軸１９５に沿って、ワークピース１９０の異なる部分を処理する。結果として、高圧ねじり装置１００は、例えば、ワークピース１９０全体が処理されるとき、従来の圧力ねじり技術に比べて長いワークピース１９０を処理するように構成される。
【０００９】
［０００９］本明細書に開示される主題の別の実施例は、作動軸、第１のアンビル、第２のアンビル、及びヒーターを備える高圧ねじり装置に関する。第２のアンビルは、第１のアンビルに面しており、作動軸に沿って第１のアンビルから離間している。第１のアンビル及び第２のアンビルは、作動軸に沿って互いに対して並進可能である。第１のアンビル及び第２のアンビルは、作動軸の周りで互いに対して回転可能である。ヒーターは、作動軸に沿って、第１のアンビルと第２のアンビルとの間を移動可能であり、ワークピースを選択的に加熱するように構成される。
【００１０】
［００１０］高圧ねじり装置１００は、ワークピース１９０の一部を加熱しつつ、この加熱部分へのワークピース１９０の圧縮とトルクを加えることにより、ワークピース１９０を処理するように構成される。ワークピース１９０全体を同時に加熱及び処理するのではなく、ワークピース１９０の一部のみを加熱することにより、すべての高圧ねじり変形が狭い加熱層のみに限定され、微粒子現像（ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）に必要な高い歪みが付与される。この圧縮及びトルクの減少は、より複雑でなく費用のかからない高圧ねじり装置１００の設計につながる。更に、この圧縮とトルクの減少により、温度、圧縮負荷、トルク、処理時間などの処理パラメータをより正確に制御できる。したがって、ワークピース１９０のより具体的で制御された材料の微細構造が可能となる。例えば、超微細粒材料は、より高い強度とより良好な延性を示すより粗い粒材料に比べてかなりの利点がある。最後に、高圧ねじり装置１００は、そうでなければワークピース１９０が全体として同時に処理される場合に可能であろうよりも、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って延びる、長さなどの、大きな寸法を有するワークピース１９０を処理することができる。具体的には、ヒーター１６０は、作動軸１０２に沿って移動可能である。
【００１１】
［００１１］本書に開示される主題の別の実施例は、作動軸、第１のアンビル、第２のアンビル、及び環状体を備える高圧ねじり装置を使用して、ワークピースの材料特性を修正する方法に関する。高圧ねじり装置の環状体は、第１の全損失対流チラーと、第２の全損失対流チラーと、作動軸に沿って第１の全損失対流チラーと第２の全損失対流チラーとの間に配置されたヒーターとを含む。この方法は、ワークピースの中心軸に沿ってワークピースを圧縮することと、中心軸に沿ってワークピースを圧縮することと同時に、中心軸の周りにワークピースをねじることとを含む。この方法は、中心軸に沿ってワークピースを圧縮することと、中心軸の周りにワークピースをねじることとを含む一方で、ワークピースの中心軸と同一線上にある、高圧ねじり装置の作動軸に沿って環状体を並進させることと、ヒーターでワークピースを加熱することとを更に含む。
【００１２】
［００１２］方法８００は、ワークピース１９０全体ではなく、ワークピース１９０の一部に加えられる圧縮、トルク、及び熱の組み合わせを利用する。ワークピース１９０全体を同時に加熱及び処理するのではなく、ワークピース１９０の一部のみを加熱することにより、すべての高圧ねじり変形が狭い加熱層のみに限定され、微粒子現像（ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）に必要な高い歪みが付与される。この圧縮及びトルクの減少は、より複雑でなく費用のかからない高圧ねじり装置１００の設計につながる。更に、この圧縮とトルクの減少により、温度、圧縮負荷、トルク、処理時間などの処理パラメータをより正確に制御できる。したがって、ワークピース１９０のより具体的で制御された材料の微細構造が可能となる。例えば、超微細粒材料は、より高い強度とより良好な延性を示すより粗い粒材料に比べてかなりの利点がある。最後に、高圧ねじり装置１００は、そうでなければワークピース１９０が全体として同時に処理される場合に可能であろうよりも、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って延びる、長さなどの、大きな寸法を有するワークピース１９０を処理することができる。
【００１３】
［００１３］処理された部分は、一般に、ワークピース１９０に対するヒーター１６０の位置及びヒーター１６０の加熱出力によって、少なくとも部分的に画定される加熱部分に対応する。圧縮及びトルクがワークピース１９０全体に加えられる間に、材料特性の修正が主に加熱部分で起こる。より具体的には、修正は、動作温度ゾーン４００として画定される所望の処理範囲内の温度を有する処理された部分で起こる。動作温度ゾーン４００の様々な例が、図４Ａ〜４Ｃに示される。
【００１４】
［００１４］本開示の１つ又は複数の例は一般論として説明されているので、これより添付図面に言及するが、それらは必ずしも正寸で描かれているわけではなく、複数の図を通して、類似の参照記号は同じ又は類似の部分を指し示している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】［００１５］図１Ｂとまとめて、本開示の１つ又は複数の例による高圧ねじり装置のブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ａとまとめて、本開示の１つ又は複数の例による、高圧ねじり装置のブロック図である。
【図２Ａ】［００１６］本開示の１つ又は複数の例による、ワークピースとともに示される、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の概略図である。
【図２Ｂ】［００１７］本開示の１つ又は複数の例による、第１のアンビルによって係合されたワークピースの第１の端部とともに示された、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の第１のアンビルの概略断面上面図である。
【図２Ｃ】本開示の１つ又は複数の例による、第１のアンビルによって係合されたワークピースの第１の端部とともに示された、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の第１のアンビルの概略断面上面図である。
【図２Ｄ】［００１８］本開示の１つ又は複数の例による、第２のアンビルによって係合されたワークピースの第２の端部とともに示された、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の第２のアンビルの概略断面上面図である。
【図２Ｅ】本開示の１つ又は複数の例による、第２のアンビルによって係合されたワークピースの第２の端部とともに示された、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の第２のアンビルの概略断面上面図である。
【図３Ａ】［００１９］本開示の１つ又は複数の例による、環状体の中央開口部を通って突出するワークピースとともに示される、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の環状体の概略断面側面図である。
【図３Ｂ】［００２０］本開示の１つ又は複数の例による、第１の全損失対流チラーから突出しているワークピースとともに示された、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の第１の全損失対流チラーの概略断面上面図である。
【図３Ｃ】［００２１］本開示の１つ又は複数の例による、第２の全損失対流チラーから突出しているワークピースとともに示される、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の第２の全損失対流チラーの概略断面上面図である。
【図３Ｄ】［００２２］本開示の１つ又は複数の例による、ワークピースに対する環状体の第１の熱シール、第２の熱シール、第１の熱バリア、及び第２の熱バリアの位置を示す、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の環状体の一部の概略断面側面図である。
【図３Ｅ】［００２３］本開示の１つ又は複数の例による、ワークピースに対する環状体の第１の熱バリア及び第２の熱バリアの位置を示す、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の環状体の一部の概略断面側面図である。
【図３Ｆ】［００２４］本開示の１つ又は複数の例による、環状体の中央開口部を通って突出するワークピースとともに示される、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の環状体の概略断面側面図である。
【図３Ｇ】［００２５］本開示の１つ又は複数の例による、第１の全損失対流チラーから突出しているワークピースとともに示される、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の第１の全損失対流チラーの概略断面上面図である。
【図４】［００２６］Ａ〜Ｃは、本開示の１つ又は複数の例による、第１の全損失対流チラー及び第２の全損失対流チラーの異なる動作モードを示す、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の環状体の概略断面側面図である。
【図５】［００２７］本開示の１つ又は複数の例による、環状体の中央開口部を通って突出する第１のアンビル突出部を示す、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の概略断面側面図である。
【図６】［００２８］本開示の１つ又は複数の例による、環状体の中央開口部を通って突出する第２のアンビル突出部を示す、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の概略断面側面図である。
【図７】［００２９］本開示の１つ又は複数の例による、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置の概略図である。
【図８Ａ】［００３０］図８Ｂとまとめて、本開示の１つ又は複数の例による、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置を使用してワークピースの材料特性を修正する方法のブロック図である。
【図８Ｂ】図８Ａとまとめて、本開示の１つ又は複数の例による、図１Ａ及び図１Ｂの高圧ねじり装置を使用してワークピースの材料特性を修正する方法のブロック図である。
【図９】［００３１］航空機の製造及び保守方法のブロック図である。
【図１０】［００３２］航空機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［００３３］上記で参照した図１Ａ及び図１Ｂにおいて、様々な要素及び／又は構成要素を結合する実線（存在する場合）は、機械的、電気、流体、光学、電磁気及び他の連結及び／又はそれらの組み合わせを表す場合がある。本書で使用される「連結された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」とは、直接的及び間接的に関連付けられることを意味する。例えば、部材Ａは部材Ｂに直接的に関連付けられるか、又は例えば別の部材Ｃを介して、部材Ｂに間接的に関連付けられていてよい。開示される種々の要素間の全ての関係が必ずしも表されているわけではないと理解されるだろう。そのため、ブロック図に示されているもの以外の連結もまた、存在することがある。様々な要素及び／又は構成要素を指し示すブロック同士を結合する破線が存在する場合、これらの破線は、機能及び目的の点で実線によって表されているものに類似した連結を表わす。しかし、破線によって表わされた連結は、選択的に提供されるか、又は本開示の代替例に関連するかのいずれかでありうる。同様に、破線で表わされた要素及び／又は構成要素が存在する場合、それらは本開示の代替例を示す。実線及び／又は破線で示されている１つ又は複数の要素は、本開示の範囲から逸脱しなければ、特定の例から省略されてもよい。環境的な要素が存在する場合、点線で表される。分かりやすくするために、バーチャルな（架空の）要素も示されることがある。図１Ａ及び図１Ｂに示す特徴のうちのいくつかは、図１Ａ及び図１Ｂに記載された他の特徴を含むことを必要とせずに、様々な方法で組み合わせてもよいこと（１つ又は複数のこのような組み合わせは本書で明示されていないが）を、当業者は理解するだろう。同様に、提示されている例に限定されない更なる特徴が、本書で図示され、説明されている特徴の一部又は全部と組み合わされてもよい。
【００１７】
［００３４］上記の図８Ａ及び図８Ｂでは、ブロックは工程及び／又はその一部を表すことが可能であり、様々なブロックを結合する線は、工程又はその一部のいかなる特定の順序又は従属関係も暗示しない。破線で表わされているブロックは、代替的な工程及び／又はその部分を示す。様々なブロックを結合する破線がある場合、この破線は工程又はその一部の代替的な従属関係を表わす。開示されている様々な工程間の全ての従属関係が必ずしも表わされているわけではないと理解されるだろう。本書に明記された１つ以上の方法の工程を記載している図８Ａ及び図８Ｂ、並びに付随する開示は、工程が実行されるべき順序を必ずしも決定付けているわけではないと解釈すべきである。むしろ、ある例示的な順序が示されていても、工程のシーケンスは適宜改変されることがあると理解されたい。したがって、ある種の複数の工程は、異なる順序で、又は同時に実施されうる。加えて、説明されている全ての工程を実施する必要がないことを、当業者は認識するだろう。
【００１８】
［００３５］以下の説明において、開示される概念の網羅的な理解を提供するために多数の具体的な詳細事項が明記されるが、これらの概念は、その特定事項の一部又は全部を伴わなくても実践されうる。他の事例では、開示を不必要に分かりにくくすることを回避するために、既知のデバイス及び／又はプロセスの詳細が省略されている。一部の概念は特定の例と併せて説明されるが、これらの例は、限定を目的とするものではないと理解されよう。
【００１９】
［００３６］「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」などの語は、別途指示されない限り、本書では単に符号として使用されており、これらの語が表わすアイテムに、順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことを意図するものではない。更に、例えば「第２」のアイテムへの言及は、例えば「第１」のアイテム又はより小さい数が振られたアイテム、及び／又は、例えば「第３」のアイテム又はより大きな数が振られたアイテムの存在を必要とすることも、排除することもない。
【００２０】
［００３７］本書における「一例（ｏｎｅ  ｅｘａｍｐｌｅ）」への言及は、その例に関連して説明される１つ又は複数の特徴、構造又は特性が、少なくとも１つの実施態様に含まれることを意味する。本書に頻出する「一例」という表現は、同一の例を表わすことも表わさないこともある。
【００２１】
［００３８］本書において、特定の機能を実施する「よう構成／設定された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ）」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、実際には、いかなる変更も伴わずにその特定の機能を実施することが可能であり、更なる改変の後にその特定の機能を実施する可能性があるにすぎないというものではない。換言すると、特定の機能を実施する「よう構成／設定された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、その特定の機能を実施するという目的のために、特に選択され、作り出され、実装され、利用され、プログラムされ、かつ／又は設計される。本書において、「よう構成／設定された」という表現は、更なる改変を伴わずにシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアが特定の機能を実施することを可能にする、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアの特性が存在することを意味する。この開示において、特定の機能を実施する「よう構成／設定され」ていると説明されているシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的には、その機能を実施するよう「適合される（ａｄａｐｔｅｄ  ｔｏ）」及び／又は「動作可能である（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｔｏ）」とも説明されうる。
【００２２】
［００３９］本開示による主題の、特許請求されることもされないこともある例示的かつ非網羅的な例が、以下に提供される。
【００２３】
［００４０］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａ、図４Ａ〜図４Ｃ、図５、及び図６を全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００が開示される。高圧ねじり装置１００は、作動軸１０２、第１のアンビル１１０、第２のアンビル１２０、及び環状体１３０を含む。第２のアンビル１２０は、第１のアンビル１１０に面しており、作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０から離間している。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、作動軸１０２に沿って互いに対して並進可能である。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、作動軸１０２の周りで互いに対して回転可能である。環状体１３０は、第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及びヒーター１６０を含む。第１の全損失対流チラー１４０は、作動軸１０２に沿って、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間で並進可能である。第１の全損失対流チラー１４０は、ワークピース１９０と熱対流的に連結されるように構成され、ワークピース１９０を選択的に冷却するように構成される。第２の全損失対流チラー１５０は、作動軸１０２に沿って、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間で並進可能である。第２の全損失対流チラー１５０は、ワークピース１９０と熱対流的に連結されるように構成され、かつワークピース１９０を選択的に冷却するように構成される。ヒーター１６０は、作動軸１０２に沿って第１の全損失対流チラー１４０と第２の全損失対流チラー１５０との間に配置され、作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間で並進可能である。ヒーター１６０は、ワークピース１９０を選択的に加熱するように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１を特徴付ける。
【００２４】
［００４１］高圧ねじり装置１００は、ワークピース１９０の一部を加熱しつつ、この加熱部分へのワークピース１９０の圧縮とトルクを加えることにより、ワークピース１９０を処理するように構成される。ワークピース１９０全体を同時に加熱及び処理するのではなく、ワークピース１９０の一部のみを加熱することにより、すべての高圧ねじり変形が狭い加熱層のみに限定され、微粒子現像（ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）に必要な高い歪みが付与される。この圧縮及びトルクの減少は、より複雑でなく費用のかからない高圧ねじり装置１００の設計につながる。更に、この圧縮とトルクの減少により、温度、圧縮負荷、トルク、処理時間などの処理パラメータをより正確に制御できる。したがって、ワークピース１９０のより具体的で制御された材料の微細構造が可能となる。例えば、超微細粒材料は、より高い強度とより良好な延性を示すより粗い粒材料に比べてかなりの利点がある。最後に、高圧ねじり装置１００は、そうでなければワークピース１９０が全体として同時に処理される場合に可能であろうよりも、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って延びる、長さなどの、大きな寸法を有するワークピース１９０を処理することができる。
【００２５】
［００４２］第１の全損失対流チラー１４０、ヒーター１６０、及び第２の全損失対流チラー１５０の積層配置により、ワークピース１９０の各処理部分のサイズ及び位置を制御することができる。処理された部分は、一般に、ワークピース１９０に対するヒーター１６０の位置及びヒーター１６０の加熱出力によって、少なくとも部分的に画定される加熱部分に対応する。圧縮及びトルクがワークピース１９０全体に加えられる間に、材料特性の修正が主に加熱部分で起こる。より具体的には、修正は、動作温度ゾーン４００として画定される所望の処理範囲内の温度を有する処理された部分で起こる。動作温度ゾーン４００の様々な例が、図４Ａ〜４Ｃに示される。
【００２６】
［００４３］第１の全損失対流チラー１４０及び／又は第２の全損失対流チラー１５０が作動しているとき、ワークピース１９０の加熱部分は、第１の冷却部分及び／又は第２の冷却部分に隣接する。第１の冷却部分は、ワークピース１９０に対する第１の全損失対流チラー１４０の位置及び第１の全損失対流チラー１４０の冷却出力によって、少なくとも部分的に、画定される。第２の冷却部分は、ワークピース１９０に対する第２の全損失対流チラー１５０の位置及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力によって、少なくとも部分的に、画定される。第１の冷却部分及び／又は第２の冷却部分は、ワークピース１９０内の内部熱伝達を制御するために使用され、それにより、図４Ａ〜４Ｃに示す処理部分のいくつかの特性及び動作温度ゾーン４００の形状を制御する。
【００２７】
［００４４］第１の全損失対流チラー１４０、ヒーター１６０、及び第２の全損失対流チラー１５０は、作動軸１０２に沿って並進可能であり、ワークピース１９０の長さを画定するワークピース１９０の中心軸１９５に沿って、ワークピース１９０の異なる部分を処理する。結果として、高圧ねじり装置１００は、例えば、ワークピース１９０全体が処理されるとき、従来の圧力ねじり技術に比べて長いワークピース１９０を処理するように構成される。
【００２８】
［００４５］第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、それぞれの端部、例えば、第１の端部１９１及び第２の端部１９２で、ワークピース１９０と係合し及びそれらを保持するように設計される。ワークピース１９０が第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０によって係合されるとき、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０はまた、ワークピース１９０に圧縮力及びトルクを加えるためにも使用される。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０の一方又は両方は、移動可能である。一般に、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、圧縮力を加え、異なる長さを有するワークピースと係合するために、互いに対して作動軸１０２に沿って移動可能である。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０はまた、互いに対して作動軸１０２の周りで回転可能である。１つ又は複数の例において、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０のうちの少なくとも１つは、例えば図２Ａに概略的に示されるように、ドライブ１０４に連結される。
【００２９】
［００４６］環状体１３０は、第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及びヒーター１６０を統合する。より具体的には、環状体１３０は、第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及びヒーター１６０の互いに対する向きを支持し維持する。例えば、第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及びヒーター１６０が、作動軸１０２に沿ってワークピース１９０に対して並進されるときなどに、環状体１３０はまた、ワークピース１９０に対する第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及びヒーター１６０の位置も制御する。
【００３０】
［００４７］１つ又は複数の例では、高圧ねじり装置１００の動作中に、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０のそれぞれは、ワークピース１９０と熱対流結合され、ワークピース１９０のそれぞれの部分、例えば第１の冷却部分及び第２の冷却部分を、選択的に冷却する。これらの第１及び第２の冷却部分は、作動軸１０２に沿って、加熱部分と呼ばれるヒーター１６０によって加熱される部分の反対側に配置される。これらの冷却部分と加熱部分の組み合わせは、処理中の動作温度ゾーン４００の形状を定義する。
【００３１】
［００４８］１つ又は複数の例において、第１の全損失対流チラー１４０とワークピース１９０との間の熱対流結合は、第１の冷却流体１９８によって提供される。第１の冷却流体１９８は、第１の全損失対流チラー１４０を通って流れ、第１の全損失対流チラー１４０からワークピース１９０に向かって放出される。第１の冷却流体１９８がワークピース１９０に接触すると、第１の冷却流体１９８の温度は、少なくともこの接触位置で、ワークピース１９０の温度よりも低く、その結果、ワークピース１９０の対応する部分が冷却される。ワークピース１９０と接触した後に、第１の冷却流体１９８は、環境内に放出される。
【００３２】
［００４９］同様に、１つ又は複数の例において、第２の全損失対流チラー１５０とワークピース１９０との間の熱対流結合は、第２の冷却流体１９９によって提供される。第２の冷却流体１９９は、第２の全損失対流チラー１５０を通って流れ、第２の全損失対流チラー１５０からワークピース１９０に向かって放出される。第２の冷却流体１９９がワークピース１９０と接触すると、第２の冷却流体１９９の温度は、少なくともこの位置で、ワークピース１９０の温度よりも低く、その結果、ワークピース１９０の対応する部分が冷却される。ワークピース１９０と接触した後に、第２の冷却流体１９９は、環境内に放出される。
【００３３】
［００５０］ヒーター１６０は、ワークピース１９０との直接接触又は放射のいずれかにより、ワークピース１９０を選択的に加熱するように構成される。放射加熱の場合、ヒーター１６０はワークピース１９０から離れており、ヒーター１６０とワークピース１９０との間に間隙が生じる。抵抗ヒーター、誘導ヒーターといった様々な種類のヒーターが、本開示の範囲内である。１つ又は複数の例では、ヒーター１６０の加熱出力は制御可能に調整することができる。上記のように、加熱出力は動作温度ゾーン４００の形状を決定する。
【００３４】
［００５１］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａ、図４Ａ、図５及び図６を全体的に参照すると、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０は、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間のユニットとして、作動軸１０２に沿って並進可能である。この段落の前述の主題は、本開示の実施例２を特徴付け、実施例２はまた、上記の実施例１による主題も含む。
【００３５】
［００５２］ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０がユニットとして並進可能である場合、第１の全損失対流チラー１４０、ヒーター１６０、及び第２の全損失対流チラー１５０の向きは、互いに対して維持される。具体的には、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の距離は、同一のままである。同様に、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の距離は、同一のままである。これらの距離は、例えば図４Ａに概略的に示されるように、ワークピース１９０内の動作温度ゾーン４００の形状を決定する。したがって、これらの距離が一定に保たれる場合、動作温度ゾーン４００の形状も、同一のままであり、処理の一貫性が保証される。
【００３６】
［００５３］１つ又は複数の例では、環状体１３０は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０のハウジング及び／又は構造的支持体として動作可能である。環状体１３０は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を含む並進可能なユニットを確立する。１つ又は複数の例において、環状体１３０は、環状体１３０を並進させ、その結果、作動軸１０２に沿って、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０もまた並進させる、リニアアクチュエータ１７０に結合される。
【００３７】
［００５４］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図４Ａ〜図４Ｃを全体的に参照すると、ヒーター１６０は、第１の全損失対流チラー１４０又は第２の全損失対流チラー１５０の少なくとも一方がワークピース１９０を冷却しているときに、ワークピース１９０を加熱するように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例３を特徴付けており、実施例３は、上述の実施例１又は２による主題を更に含む。
【００３８】
［００５５］図４Ａ〜４Ｃに概略的に示される動作温度ゾーン４００の形状は、ヒーター１６０の加熱作用と、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却作用によって制御される。ヒーター１６０がワークピース１９０の一部を加熱すると、ワークピース１９０を形成する材料の熱伝導率により、例えばワークピース１９０の中心軸１９５に沿って、この部分から熱が広がる。この内部熱伝達は、動作温度ゾーン４００の形状に影響を与える。ワークピース１９０内のこの内部熱伝達の影響を低減する又は少なくとも制御するために、ワークピース１９０の加熱部分に隣接する第１の全損失対流チラー１４０又は第２の全損失対流チラー１５０の少なくとも一方が、ワークピース１９０ワークピース１９０の１つ又は複数の部分を冷却するために使用される。
【００３９】
［００５６］１つ又は複数の例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の両方が、ワークピース１９０の部分を選択的に冷却するために使用されるのに対し、ヒーター１６０は、ワークピース１９０の一部を選択的に加熱する。例えば、特定の処理段階では、図２Ａに概略的に示されるように、環状体１３０は、第１のアンビル１１０又は第２のアンビル１２０から離れて配置される。この段階では、第１のアンビル１１０も第２のアンビル１２０も、ワークピース１９０の加熱部分にヒートシンクとして大きな影響を与えない。中心軸１９５に沿った両方向で加熱部分から離れるワークピース１９０内の内部熱伝達を制御するために、例えば図４Ａに模式的に示されるように、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の両方が同時に使用される。１つ又は複数の例において、第１の全損失対流チラー１４０の冷却出力は、第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力と異なることに留意すべきである。特定の例では、環状体１３０が第１のアンビル１１０から第２のアンビル１２０に並進し、第２の全損失対流チラー１５０が第１の全損失対流チラー１４０よりも第２のアンビル１２０に近い場合、第２の全損失対流チラー１５０の冷却レベルは、第１の全損失対流チラー１４０の冷却レベルよりも低い。この例では、第２の全損失対流チラー１５０がヒーター１６０の前に移動するが、第１の全損失対流チラー１４０はヒーター１６０に続く。したがって、第２の全損失対流チラー１５０に面するワークピース１９０の部分は、同じ温度になるために第１の全損失対流チラー１４０に面するワークピース１９０の部分ほどは冷却を必要としない。
【００４０】
［００５７］代替的には、１つ又は複数の例において、第１の全損失対流チラー１４０又は第２の全損失対流チラー１５０の一方のみが、ヒーター１６０がワークピース１９０を加熱する間にワークピース１９０を冷却するために使用される。第１の全損失対流チラー１４０又は第２の全損失対流チラー１５０の他方はオフにされ、冷却出力を提供しない。これらの例は、環状体１３０が第１のアンビル１１０又は第２のアンビル１２０に接近又はスライドするときに使用される。これらの処理段階で、第１のアンビル１１０又は第２のアンビル１２０は、ヒートシンクとして機能し、ワークピース１９０を冷却する。言い換えれば、第１のアンビル１１０又は第２のアンビル１２０は、ワークピース１９０内の内部熱伝導の影響を既に低減しており、第１の全損失対流チラー１４０又は第２の全損失対流チラー１５０からの追加の冷却は必要とされない。
【００４１】
［００５８］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図４Ｂ及び図４Ｃを全体的に参照すると、ヒーター１６０は、第１の全損失対流チラー１４０又は第２の全損失対流チラー１５０の少なくとも一方がワークピース１９０を冷却していないときに、ワークピース１９０を加熱するように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例４を特徴付け、実施例４はまた、上記の実施例１又は実施例２による主題も含む。
【００４２】
［００５９］図４Ａ〜４Ｃに概略的に示される動作温度ゾーン４００の形状は、ヒーター１６０の加熱作用と、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却作用によって、少なくとも部分的に制御される。形状はまた、ワークピース１９０内の（例えば、加熱部分からの）内部熱伝達、及び１つ又は複数の例では、ワークピース１９０と他の構成要素との間などの外部熱伝達によって影響を受け、ワークピース１９０（例えば、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０）と係合する。外部熱伝達の影響を補償するために、１つ又は複数の例では、第１の導電性チラー１４０及び／又は第２の導電性チラー１５０はオフにされ、ワークピース１９０を冷却することはない。
【００４３】
［００６０］図４Ｂに示される処理段階を参照すると、ヒーター１６０は、第２のアンビル１２０の近くに位置するか又は係合するワークピース１９０の一部を加熱する。この段階で、第２のアンビル１２０は、ヒートシンクとして動作し、ワークピース１９０から第２のアンビル１２０に外部熱伝達を行う。この例では、ヒーター１６０よりも第２のアンビル１２０の近くに配置された、又は図４Ｂに示すように第２のアンビル１２０の周囲にすでに配置された第２全損失対流チラー１５０は、オフになり、ワークピース１９０は冷却されない。代替的には、図４Ｃを参照すると、ヒーター１６０よりも第２のアンビル１２０の近くになおも配置されている、又はすでに第２のアンビル１２０の周りに配置されている第２の全損失対流チラー１５０が、オンになり、ここで第２のアンビル１２０が冷却される。この特性は、第２のアンビル１２０の損傷を防ぐために使用される。
【００４４】
［００６１］第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の動作は、個別に制御可能である。一例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の両方が動作可能であり、ワークピース１９０のそれぞれの部分を冷却している。別の例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の一方は動作可能であるが、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の他方は動作しない。例えば、環状体１３０が第１のアンビル１１０に接近するとき、及び／又は第１のアンビル１１０が環状体１３０を通って少なくとも部分的に突出するときなどに、第２の全損失対流チラー１５０が動作可能である間は、第１の全損失対流チラー１４０は動作しない。代替的には、例えば、環状体１３０が第２のアンビル１２０に接近するとき、及び／又は第２のアンビル１２０が環状体１３０を通って少なくとも部分的に突出するときなどに、第１の全損失対流チラー１４０が動作可能である一方で、第２の全損失対流チラー１５０は動作しない。更に、１つ又は複数の例において、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の両方は、ヒーター１６０が動作可能である間には、動作しない。１つ又は複数の例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０のそれぞれの動作は、（例えば、第１のアンビル１１０又は第２のアンビル１２０に対する）環状体１３０の位置及び／又は以下で更に説明する温度フィードバックに基づいて制御される。更に、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力のレベルは、個別に制御可能である。
【００４５】
［００６２］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを全体的に参照すると、第１の全損失対流チラー１４０は、第１のチラーチャネル入口１４４、及び第１のチラーチャネル入口１４４から離間した第１のチラーチャネル出口１４５を有する第１のチラーチャネル１４３を含む。第１のチラーチャネル出口１４５は、ワークピース１９０に向けられるように構成される。第２の全損失対流チラー１５０は、第２のチラーチャネル入口１５４と第２のチラーチャネル入口１５４から離間した第２のチラーチャネル出口１５５とを有する第２のチラーチャネル１５３を含む。第２のチラーチャネル出口１５５は、ワークピース１９０に向けられるように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例５を特徴付け、実施例５は、上記の実施例１〜４のいずれか１つによる主題も含む。
【００４６】
［００６３］図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、第１の全損失対流チラー１４０が動作可能であるとき、第１の冷却流体１９８は、第１のチラーチャネル入口１４４を通して第１のチラーチャネル１４３に供給される。第１の冷却流体１９８は、第１のチラーチャネル１４３を通って流れ、第１のチラーチャネル出口１４５を通って出る。この時点で、第１の冷却流体１９８の温度は、ワークピース１９０の温度よりも低い。第１の冷却流体１９８は、ワークピース１９０の一部と接触し、その部分を冷却する。
【００４７】
［００６４］図３Ａ及び図３Ｃを参照すると、第２の全損失対流チラー１５０が作動可能なときに、第２の冷却流体１９９は、第２のチラーチャネル入口１５４を通って第２のチラーチャネル１５３に供給される。第２の冷却流体１９９は、第２のチラーチャネル１５３を通って流れ、第２のチラーチャネル出口１５５を通って第２のチラーチャネル１５３に出る。この時点で、第２の冷却流体１９９の温度は、ワークピース１９０の温度よりも低い。第２の冷却流体１９９は、ワークピース１９０の一部に接触し、その部分を冷却する。
【００４８】
［００６５］第１のチラーチャネル入口１４４及び第２のチラーチャネル入口１５４のそれぞれは、ライン又は導管、圧縮ガスシリンダー、ポンプなどのような冷却流体源に結合するように構成される。より具体的な例では、第１のチラーチャネル入口１４４と第２のチラーチャネル入口１５４は、同じ流体源に結合されている。代替的には、異なる冷却流体源が、第１のチラーチャネル入口１４４と第２のチラーチャネル入口１５４に結合される。より具体的な例では、第１の冷却流体１９８は、第２の冷却流体１９９とは異なる。あるいは、第１の冷却流体１９８と第２の冷却流体１９９は、同じ組成を有する。１つ又は複数の例では、第１の冷却流体１９８及び第２の冷却流体１９９の流量は、独立して制御される。
【００４９】
［００６６］図３Ａ及び図３Ｂに示される例を参照すると、第１の全損失対流チラー１４０は、第１のチラーチャネル入口１４４及び第１のチラーチャネル出口１４５をそれぞれ含む第１のチラーチャネル１４３の複数の実例を含む。この例では、これらのチャネルは、作動軸１０２の周りの環状体１３０の周囲に均等に分散される。複数のチャネルを使用すると、ワークピース１９０の周囲に冷却の均一性が提供される。同様に、図３Ａ及び図３Ｃを参照すると、第２の全損失対流チラー１５０は、第２のチラーチャネル１５３の複数の実例を含む。複数のチャネルのそれぞれは、第２のチラーチャネル入口１５４及び第２のチラーチャネル出口１５５を備える。これらの複数のチャネルは、作動軸１０２の周りに均等に分散される。
【００５０】
［００６７］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ｆ及び図３Ｇを全体的に参照すると、第１のチラーチャネル出口１４５及び第２のチラーチャネル出口１５５のそれぞれは環状であり、作動軸１０２を取り囲む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例６を特徴付け、実施例６は、上記の実施例５による主題も含む。
【００５１】
［００６８］第１のチラーチャネル出口１４５及び第２のチラーチャネル出口１５５の環状構成は、それぞれ第１の冷却流体１９８及び第２の冷却流体１９９が均一に分布するように使用される。具体的には、環状の第１のチラーチャネル出口１４５は、作動軸１０２の周りに第１の冷却流体１９８を連続的に分布させる。同様に、環状である第２のチラーチャネル出口１５５は、作動軸１０２の周りに第２の冷却流体１９９を連続的に分布させる。第１のチラーチャネル出口１４５及び第２のチラーチャネル出口１５５のそれぞれは、ワークピース１９０を囲む連続した開口部である。
【００５２】
［００６９］図３Ｆ及び図３Ｇを参照すると、第１の全損失対流チラー１４０は、第１のチラーチャネル入口１４４から第１の冷却流体１９８を供給するための第１のチラーチャネル１４３の１つ又は複数の実例を含む。更に、第１のチラーチャネル１４３は、環状であり作動軸１０２を取り囲む再分配チャネル１４６を含む。第１の冷却流体１９８は、第１のチラーチャネル１４３から再分配チャネル１４６に供給される。しかしながら、既存の第１の全損失対流チラー１４０が第１のチラーチャネル出口１４５を通過する前に、第１の冷却流体１９８は、再分配チャネル１４６内の作動軸１０２の周りを円形方向に流れる。したがって、第１の冷却流体１９８が第１のチラーチャネル出口１４５に出るとき、第１の冷却流体１９８の流れは、作動軸１０２の周りで連続的かつ均一である。１つ又は複数の例において、第２の全損失対流チラー１５０は、同様の方法で構成され動作する。
【００５３】
［００７０］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ａ及び図３Ｄを全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００は、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２を更に備える。第１の熱シール１３１は、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０の第１のチラーチャネル出口１４５との間に作動軸１０２に沿って位置し、ワークピース１９０と接触するように構成される。第２の熱シール１３２は、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０の第２のチラーチャネル出口１４５との間に作動軸１０２に沿って位置し、ワークピース１９０と接触するように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例７を特徴付け、実施例７は、上記の実施例５による主題も含む。
【００５４】
［００７１］第１の熱シール１３１は、第１のチラーチャネル出口１４５からワークピース１９０に供給される第１の冷却流体１９８が、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間に進入することを防止する。ヒーター１６０が第１のチラーチャネル出口１４５に近接して配置されることに留意されたい。更に、１つ又は複数の例では、第１のチラーチャネル出口１４５及びヒーター１６０の両方が、ワークピース１９０からの間隙によってオフセットされる。第１の熱シール１３１は、第１のチラーチャネル出口１４５とワークピース１９０との間の間隙を、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の間隙から流体的に分離する。同様に、第２の熱シール１３２は、第２のチラーチャネル出口１５５からワークピース１９０に供給される第２の冷却流体１９９が、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の同じ空間に進入することを防止する。結果として、第１のチラーチャネル出口１４５及び／又は第２のチラーチャネル出口１５５が動作可能であるときでさえ、ヒーター１６０の効率が維持される。
【００５５】
［００７２］１つ又は複数の例では、ワークピース１９０が環状体１３０を通って突出する場合、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２のそれぞれは、環状体１３０及びワークピース１９０の両方に直接接触し、それらに対してシールされる。第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２の各々は、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２がワークピース１９０に対して作動軸１０２に沿って環状体１３０とともに並進しても、ワークピース１９０に対して更にシールされた状態を維持する。１つ又は複数の例では、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２は、ゴムなどの弾性材料から形成される。
【００５６】
［００７３］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ａ及び図３Ｄを全体的に参照すると、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２のそれぞれは、環状であり、作動軸１０２を取り囲む。この段落の前述の記載は、本開示の実施例８を特徴付けており、実施例８は上記の実施例７による主題も含む。
【００５７】
［００７４］第１の熱シール１３１の環状構成は、第１の冷却流体１９８がワークピース１９０の周囲の任意の位置でヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間に確実に流入しないようにする。言い換えれば、第１の熱シール１３１は、ワークピース１９０の全周囲でワークピース１９０と接触する。同様に、第２の熱シール１３２の環状構成は、第２の冷却流体１９９がワークピース１９０の周囲の任意の位置でヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間に確実に流入しないようにする。第２の熱シール１３２は、ワークピース１９０の周囲全体でワークピース１９０と接触する。
【００５８】
［００７５］いくつかの例では、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２のそれぞれの形状は、ワークピース１９０の周囲の形状と同じである。この形状は、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２とワークピース１９０との間の均一な接触及びシールを保証する。１つ又は複数の例では、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２の内径は、ワークピース１９０の外径よりも小さく、締まり嵌め、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２の圧縮、並びにワークピース１９０に対する第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２のそれぞれの密封を確実にする。
【００５９】
［００７６］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ｄを全体的に参照すると、環状体１３０は、第１の環状溝１３３及び第２の環状溝１３４を更に備える。第１の環状溝１３３は、作動軸１０２に沿って第１のチラーチャネル出口１４５とヒーター１６０との間に配置される。第２の環状溝１３４は、作動軸１０２に沿ってヒーター１６０と第２のチラーチャネル出口１５５との間に配置される。第１の熱シール１３１の一部は第１の環状溝１３３内に受容され、第２の熱シール１３２の一部は第２の環状溝１３４内に受容される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例９を特徴付けており、実施例９は上記の実施例８による主題も含む。
【００６０】
［００７７］第１の環状溝１３３は、第１の熱シール１３１を少なくとも作動軸１０２に沿った方向に支持する。具体的には、第１の環状溝１３３は、環状体１３０に対する第１の熱シール１３１の位置を維持しながら、作動軸１０２に沿ってワークピース１９０に対して第１の熱シール１３１を並進可能にする。更に、第１の熱シール１３１とワークピース１９０との間のシール接合は保持される。したがって、第１の全損失対流チラー１４０及びヒーター１６０に対するシール接合の位置は保持される。同様に、第２の環状溝１３４は、環状体１３０に対する第２の熱シール１３２の位置を維持しながら、作動軸１０２に沿ってワークピース１９０に対して第２の熱シール１３２を並進可能にする。第２の熱シール１３２とワークピース１９０との間のシール接合も保持される。
【００６１】
［００７８］いくつかの例では、第１の環状溝１３３の形状は、第１の熱シール１３１の少なくとも一部の形状に対応し、それにより、第１の環状溝１３３内で環状体１３０と第１の熱シール１３１との間の接触面を最大化する。同様に、第２の環状溝１３４の形状は、第２の環状溝１３４内に位置する第２の熱シール１３２の少なくとも一部の形状に対応し、それにより環状体１３０と第２の熱シール１３２との間の接触面を最大化する。１つ又は複数の例において、第１の熱シール１３１は、第１の環状溝１３３内の環状体１３０に接着されるか、別の方法で取り付けられる。同様に、第２の熱シール１３２は、第２の環状溝１３４内の環状体１３０に接着されるか、別の方法で取り付けられる。
【００６２】
［００７９］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ａ及び図３Ｄを全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００は、第１の熱バリア１３７及び第２の熱バリア１３８を更に備える。第１の熱バリア１３７は、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０とを熱伝導的に分離し、ワークピース１９０から離間するように構成される。第２の熱バリア１３８は、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０とを熱伝導的に分離し、ワークピース１９０から離間するように構成される。第１の熱バリア１３７は、第１の熱シール１３１と接触している。第２の熱バリア１３８は、第２の熱シール１３２と接触している。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１０を特徴付け、実施例１０は、上述の実施例７から９のいずれかによる主題も含む。
【００６３】
［００８０］第１の熱バリア１３７は、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の熱伝達を、両方が動作可能であるときに低減する。したがって、ヒーター１６０の加熱効率及び第１の全損失対流チラー１４０の冷却効率が改善される。同様に、第２の熱バリア１３８は、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の熱伝達を低減し、それによってヒーター１６０の加熱効率及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却効率を改善する。
【００６４】
［００８１］１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７及び／又は第２の熱バリア１３８は、断熱材料、例えば、１Ｗ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率を有する材料から形成される。第１の熱バリア１３７及び／又は第２の熱バリア１３８に適した材料のいくつかの例は、ガラス繊維、ミネラルウール、セルロース、ポリマー発泡体（例えば、ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体）などである。１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７及び／又は第２の熱バリア１３８の厚さは薄く、例えば１０ミリメートル未満、更には５ミリメートル未満である。第１の熱バリア１３７及び／又は第２の熱バリア１３８の厚さが薄いことにより、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の距離、並びにヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の距離は小さくなり、それにより動作温度ゾーン４００の高さが減少することが確実になる。
【００６５】
［００８２］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ａ〜３Ｃを全体的に参照すると、第１の全損失対流チラー１４０の第１のチラーチャネル入口１４４及び第２の全損失対流チラー１５０の第２のチラーチャネル入口１５４の各々が、圧縮ガスを受容するように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１１を特徴付け、実施例１１は、上述の実施例５から１０のいずれかによる主題も含む。
【００６６】
［００８３］圧縮ガスは、第１のチラーチャネル１４３及び第２のチラーチャネル１５３からワークピース１９０に向かって放出されるときに、ワークピース１９０を冷却するために使用される。具体的には、圧縮ガスは、第１のチラーチャネル出口１４５から排出されると、第１の全損失対流チラー１４０とワークピース１９０との間の空間で膨張する。この膨張により、ガス温度が低下する。次いで、冷却されたガスは、ワークピース１９０の一部と接触し、この部分が効率的に冷却される。同様に、圧縮ガスは、第２のチラーチャネル出口１５５から排出されると、膨張し、第２の全損失対流チラー１５０とワークピース１９０との間の空間で冷却される。冷却されたガスは、ワークピース１９０の一部と接触し、その部分を効率的に冷却する。
【００６７】
［００８４］第１の全損失対流チラー１４０で使用される第１の冷却流体１９８又は第２の全損失対流チラー１５０で使用される第２の冷却流体１９９として動作可能な圧縮ガスのいくつかの例は、圧縮空気及び窒素である。これらのガスがワークピース１９０の冷却に使用されると、ガスは環境に放出される。１つ又は複数の例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０において異なる圧縮ガスが使用される。
【００６８】
［００８５］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ｄを全体的に参照すると、第１の全損失対流チラー１４０の第１のチラーチャネル出口１４５は、第１の流量制限器１４２を含む。第２の全損失対流チラー１５０の第２のチラーチャネル出口１５５は、第２の流量制限器１５２を備える。この段落の前述の記載は、本開示の実施例１２を特徴付け、実施例１２は上記の実施例１１による主題も含む。
【００６９】
［００８６］第１の流量制限器１４２は、第１の冷却流体１９８が第１のチラーチャネル１４３から排出されるとき、第１の冷却流体１９８（例えば、圧縮ガス）の流量を制限するために使用される。次に、この流量制限は、放出の前後で第１の冷却流体１９８の異なる圧力レベルを維持するために使用され、その結果、放出中に第１の冷却流体１９８の膨張及び冷却をもたらす。同様に、第２の冷却流体１９９が第２のチラーチャネル１５３から排出されるときに、第２の流量制限器１５２は、第２の冷却流体１９９（例えば、圧縮ガス）の流量を制限するために使用される。次に、この流量制限は、放出の前後で第２の冷却流体１９９の異なる圧力レベルを維持するために使用され、放出中に第２の冷却流体１９９の膨張及び冷却をもたらす。
【００７０】
［００８７］１つ又は複数の例において、第１の流量制限器１４２及び第２の流量制限器１５２は、それぞれ第１のチラーチャネル１４３及び第２のチラーチャネル１５３に統合される。より具体的な例では、第１の流量制限器１４２は、第１のチラーチャネル出口１４５に配置された第１のチラーチャネル１４３の狭窄部分である。同様に、第２の流量制限器１５２は、第２のチラーチャネル出口１５５に配置された第２のチラーチャネル１５３の狭窄部分である。代替的には、第１の流量制限器１４２及び第２の流量制限器１５２は、取り外し可能であり、かつ交換可能である。例えば、第１の流量制限器１４２及び第２の流量制限器１５２の一方又は両方は、例えば、異なるサイズのオリフィスを有し、その結果、異なる冷却レベルを有する他の流量制限器に置き換えられる。
【００７１】
［００８８］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ａ〜３Ｃを全体的に参照すると、第１の全損失対流チラー１４０の第１のチラーチャネル出口１４５は、第１の膨張弁１４１を含む。第２の全損失対流チラー１５０の第２のチラーチャネル出口１５５は、第２の膨張弁１５１を含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１３を特徴付け、実施例１３は、上述の実施例１１又は１２による主題も含む。
【００７２】
［００８９］第１の膨張弁１４１は、第１の冷却流体１９８の流れを制御可能に制限するために使用される。この流れ制御により、第１の冷却流体１９８が膨張により第１の冷却チャネル１４３から放出されるときに、第１の冷却チャネル１４３からの放出の前後で第１の冷却流体１９８の圧力レベルが異なり、かつ第１の全損失対流チラー１４０の冷却力が異なる結果となる。全体として、第１の冷却流体１９８の流量及び圧力差（第１の冷却流体１９８の膨張の前後）は、第１の膨張弁１４１によって少なくとも部分的に制御される。同様に、第２の膨張弁１５１は、第２の冷却流体１９９の流れを制御可能に制限するために使用される。この流れ制御により、第２のチラーチャネル１５３からの放出前後に第２の冷却流体１９９の圧力レベルが異なり、かつ第２の全損失対流チラー１５０の冷却力が異なる結果となる。全体として、第２の冷却流体１９９の流量及び圧力差（第２の冷却流体１９９の膨張の前後）は、第２の膨張弁１５１によって少なくとも部分的に制御される。
【００７３】
［００９０］１つ又は複数の例では、第１の膨張弁１４１及び第２の膨張弁１５１は独立して制御され、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０には異なる冷却力が生じる。例えば、第１の膨張弁１４１及び第２の膨張弁１５１は、他の処理態様も制御するコントローラ１８０に結合される。第１の膨張弁１４１及び第２の膨張弁１５１のそれぞれは、完全に開く、完全に閉じる、又は複数の異なる中間位置を有するように動作可能である。
【００７４】
［００９１］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ｅを全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００は、第１の熱バリア１３７及び第２の熱バリア１３８を更に備える。第１の熱バリア１３７は、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０とを熱伝導的に分離し、ワークピース１９０と接触するように構成される。第２の熱バリア１３８は、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０とを熱伝導的に分離し、ワークピース１９０と接触するように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１４を特徴付け、実施例１４は、上述の実施例１から９のいずれかによる主題も含む。
【００７５】
［００９２］第１の熱バリア１３７は、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の熱伝達を低減し、それによってヒーター１６０の加熱効率及び第１の全損失対流チラー１４０の冷却効率を改善する。更に、例えば図３Ｅに示すように、第１の熱バリア１３７がワークピース１９０まで延びて接触すると、第１の熱バリア１３７はまた、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間への第１の冷却流体１９８の流れを防止する。言い換えれば、第１の熱バリア１３７は、シールとしても動作可能である。同様に、第２の熱バリア１３８は、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の熱伝達を低減し、それによってヒーター１６０の加熱効率及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却効率を改善する。例えば図３Ｅに示されるように、第２の熱バリア１３８がワークピース１９０まで延びて接触すると、第２の熱バリア１３８はまた、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間への第２の冷却流体１９９の流入を防止する。言い換えれば、第２の熱バリア１３８は、シールとしても動作可能である。
【００７６】
［００９３］１つ又は複数の例において、第１の熱バリア１３７及び／又は第２の熱バリア１３８は、断熱材料、例えば、１Ｗ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率を有する材料から形成される。適切な材料のいくつかの例は、繊維ガラス、ミネラルウール、セルロース、ポリマーフォーム（例えば、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム）である。１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７及び／又は第２の熱バリア１３８の厚さは薄く、例えば１０ミリメートル未満、又は５ミリメートル未満でさえあるが、これにより、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の距離、並びにヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の距離が確実に小さくなる。第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０がヒーター１６０に近接することにより、動作温度ゾーン４００の高さ（軸方向寸法）が確実に小さくなる。
【００７７】
［００９４］１つ又は複数の例において、第１の熱バリア１３７と第２の熱バリア１３８の内径は、ワークピース１９０の直径よりも小さく、第１の熱バリア１３７とワークピース１９０の間、及び別個に、第２の熱バリア１３８とワークピース１９０との間の締まり嵌め及びシールを確実にする。第１の熱バリア１３７がワークピース１９０まで延びて接触するとき、少なくとも第１の全損失対流チラー１４０の周りでは、環状体１３０とワークピース１９０との間に別個のシールは必要ない。同様に、第２の熱バリア１３８がワークピース１９０まで延びて接触するとき、少なくとも第２の全損失対流チラー１５０の周りでは、環状体１３０とワークピース１９０との間に別個のシールは必要ない。
【００７８】
［００９５］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図３Ａ及び図３Ｂを全体的に参照すると、環状体１３０は、隙間嵌めでワークピース１９０を受容する大きさの中央開口部１４７を有する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１５を特徴付けており、実施例１５は、上述の実施例１から１４のいずれかによる主題も含む。
【００７９】
［００９６］中央開口部１４７は、環状体１３０がワークピース１９０を囲むように、ワークピース１９０が環状体１３０を通って突出できるようにする。したがって、環状体１３０の様々な構成要素は、ワークピース１９０の全周囲にアクセスでき、全周囲を処理することができる。具体的には、第１の全損失対流チラー１４０は、ワークピース１９０の全周囲のワークピース１９０の一部を選択的に冷却するように動作可能である。同様に、ヒーター１６０は、ワークピース１９０の周囲全体のワークピース１９０の別の部分を選択的に加熱するように動作可能である。最後に、第２の全損失対流チラー１５０は、ワークピース１９０の全周囲のワークピース１９０の更に別の部分を選択的に冷却するように動作可能である。
【００８０】
［００９７］１つ又は複数の例において、特に加熱中にワークピース１９０が半径方向に膨張する場合、環状体１３０とワークピース１９０は隙間嵌めを有し、環状体１３０がワークピース１９０に対して自由に動くことができるようにする。より具体的には、半径方向における環状体１３０とワークピース１９０との間の間隙は、全周にわたって、１ミリメートルから１０ミリメートルの間、より具体的には、２ミリメートルから８ミリメートルの間である。特定の例では、間隙は、前周囲で均一である。
【００８１】
［００９８］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図５を全体的に参照すると、第１のアンビル１１０は、第１のアンビルベース１１７、及び作動軸１０２に沿って、第１のアンビルベース１１７から第２のアンビル１２０に向かって延びる第１のアンビル突出部１１５を備える。第１のアンビル突出部１１５は、第１のアンビルベース１１７の直径よりも小さく、環状体１３０の中央開口部１４７の直径よりも小さい直径を有する。この段落の前述の記載は、本開示の実施例１６を特徴付けており、実施例１６は上記の実施例１５による主題も含む。
【００８２】
［００９９］第１のアンビル突出部１１５の直径が環状体１３０の中央開口部１４７の直径よりも小さい場合、例えば図５に概略的に示すように、第１のアンビル突出部１１５は、中央開口部１４７内に突出可能である。この特性により、ワークピース１９０の処理される長さを最大化することができる。具体的には、１つ又は複数の例において、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延びるワークピース１９０の全部分は、第１の全損失対流チラー１４０、ヒーター１６０、及び第２の全損失対流チラー１５０などの環状体１３０の各処理構成要素にアクセス可能である。
【００８３】
［００１００］１つ又は複数の例では、第１のアンビル突出部１１５の直径は、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延び、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０と係合しないワークピース１９０の部分の直径と同じである。これにより、第１の全損失対流チラー１４０が第１のアンビル突出部１１５に面するとき、例えば、第１のアンビル突出部１１５とワークピース１９０との間の外部接合点１９３を通過すると、シールの連続性が確保される。
【００８４】
［００１０１］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図５を全体的に参照すると、第１のアンビル突出部１１５は、環状体１３０の寸法以上の作動軸１０２に沿った最大寸法を有する。この段落の前述の記載は、本開示の実施例１７を特徴付けており、実施例１７は上記の実施例１６による主題も含む。
【００８５】
［００１０２］作動軸１０２に沿った第１のアンビル突出部１１５の最大寸法が環状体１３０の最大寸法以上である場合、第１のアンビル突出部１１５は、環状体１３０を通って完全に突出可能である。したがって、環状体１３０の３つの動作構成要素はすべて、例えば図５に示されるように、第１のアンビル突出部１１５とワークピース１９０との間の外部接合点１９３を通過する。したがって、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延びるワークピース１９０の部分は、環状体１３０の各処理構成要素にアクセス可能である。１つ又は複数の例では、作動軸１０２に沿った第１のアンビル突出部１１５の最大寸法は、環状体１３０の最大寸法よりも約５％から５０％、又は、より具体的には約１０％から３０％大きい。
【００８６】
［００１０３］図１Ａ及び１Ｂ、特に例えば図５を全体的に参照すると、第１のアンビル突出部１１５は、環状体１３０の寸法の少なくとも半分である作動軸１０２に沿った最大寸法を有する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１８を特徴付けており、実施例１８は上述の実施例１６による主題も含む。
【００８７】
［００１０４］作動軸１０２に沿った第１のアンビル突出部１１５の最大寸法が環状体１３０の少なくとも半分である場合、第１のアンビル突出部１１５が環状体１３０の少なくとも半分を通って完全に突出する。そのため、外部接合点１９３は、少なくとも環状体１３０のヒーター１６０によって到達され加熱される。１つ又は複数の例において、ヒーター１６０は、作動軸１０２に沿って環状体１３０の中央に位置する。１つ又は複数の例では、作動軸１０２に沿った第１のアンビル突出部１１５の最大寸法は、環状体１３０の半分よりも約５％〜５０％、又は、より具体的には約１０％〜３０％大きい。
【００８８】
［００１０５］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａ及び図６を全体的に参照すると、第２のアンビル１２０は、第２のアンビルベース１２７、及び第２のアンビルベース１２７から作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０に向かって延びる第２のアンビル突出部１２５を備える。第２のアンビル突出部１２５は、第２のアンビル基部１２７の直径よりも小さく、環状体１３０の中央開口部１４７の直径よりも小さい直径を有する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１９を特徴付けており、実施例１９は、上述の実施例１６から１８のいずれかによる主題も含む。
【００８９】
［００１０６］環状体１３０の中央開口部１４７の直径よりも小さい第２のアンビル突出部１２５の直径により、例えば図６に概略的に示すように、第２のアンビル突出部１２５が中央開口部１４７に突出可能となる。この特性により、ワークピース１９０の処理される長さを最大化することができる。具体的には、１つ又は複数の例では、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延びるワークピース１９０の一部は、環状体１３０の各処理構成要素にアクセス可能である。１つ又は複数の例では、第２のアンビル突出部１２５の直径は、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延び、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０と係合しないワークピース１９０の部分の直径と同じである。これにより、第２の全損失対流チラー１５０が第２のアンビル突出部１２５に面するとき、例えば、第１のアンビル突出部１１５とワークピース１９０との間の外部接合点１９６を通過すると、シールの連続性が確保される。
【００９０】
［００１０７］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図６を全体的に参照すると、第２のアンビル突出部１２５は、環状体１３０の寸法に等しい作動軸１０２に沿った最大寸法を有する。この段落の前述の記載は、本開示の実施例２０を特徴付けており、実施例２０は上記の実施例１９による主題も含む。
【００９１】
［００１０８］作動軸１０２に沿った第２のアンビル突出部１２５の最大寸法が環状体１３０の最大寸法以上であるとき、第２のアンビル突出部１２５は、環状体１３０を通って完全に突出する。したがって、環状体１３０の３つの動作構成要素はすべて、第２のアンビル突出部１２５とワークピース１９０との間の外部接合点１９３を通過する。したがって、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延びるワークピース１９０の部分は、環状体１３０の各処理構成要素にアクセス可能である。１つ又は複数の例では、作動軸１０２に沿った第２のアンビル突出部１２５の最大寸法は、環状体１３０の最大寸法よりも約５％から５０％、又は、より具体的には約１０％から３０％大きい。
【００９２】
［００１０９］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図６を全体的に参照すると、第２のアンビル突出部１２５は、環状体１３０の寸法の半分以上である作動軸１０２に沿った最大寸法を有する。この段落の前述の記載は、本開示の実施例２１を特徴付けており、実施例２１は上記の実施例２０による主題も含む。
【００９３】
［００１１０］作動軸１０２に沿った第２のアンビル突出部１２５の最大寸法が環状体１３０の少なくとも半分である場合、第２のアンビル突出部１２５は、環状体１３０の少なくとも半分を通って突出する。そのため、外部接合点１９３は、少なくとも環状体１３０のヒーター１６０によって到達され加熱される。１つ又は複数の例において、ヒーター１６０は、作動軸１０２に沿って環状体１３０の中央に位置する。１つ又は複数の例では、作動軸１０２に沿った第２のアンビル突出部１２５の最大寸法は、環状体１３０の半分よりも約５％〜５０％、又は、より具体的には約１０％〜３０％大きい。
【００９４】
［００１１１］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａ、図５及び図６を全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００は、環状体１３０に結合され、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を、作動軸１０２に沿って、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を移動させるように動作可能なリニアアクチュエータ１７０を更に備える。この段落の前述の主題は、本開示の実施例２２を特徴付けており、実施例２２は、上述の実施例１から２１のいずれかによる主題も含む。
【００９５】
［００１１２］高圧ねじり装置１００は、ワークピース１９０の個々の部分を一度に処理するように設計される。この部分は、動作温度ゾーン４００によって画定され、１つ又は複数の例では、作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延びるワークピース１９０の一部よりも小さい。ワークピース１９０の他の部分を処理するために、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０は、作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を移動する。リニアアクチュエータ１７０は、この移動を提供するために環状体１３０に連結される。
【００９６】
［００１１３］１つ又は複数の例において、リニアアクチュエータ１７０は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０のうちの１つ又は複数が動作可能である間に、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を連続的に移動するように構成される。リニアアクチュエータ１７０がヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を移動させるリニア速度は、部分的に、動作温度ゾーン４００のサイズ及び処理される各部分の処理時間に依存する。ヒーター１６０の加熱出力、並びに第１の全損失対流チラー１４０、及び／又は第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力が一定に保たれる一方で、リニアアクチュエータ１７０は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を移動させる。
【００９７】
［００１１４］代替的には、リニアアクチュエータ１７０は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を断続的に移動させるように構成され、「ストップアンドゴー（ｓｔｏｐ−ａｎｄ−ｇｏ）」と称することもできる。これらの例では、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０は、ワークピース１９０の異なる部分に対応するある場所から別の場所に移動し、ワークピースの対応する部分が処理されている間、各場所で静止状態を維持する。より具体的な例では、ある場所から別の場所に移動している間、ヒーター１６０、第１の導電性チラー１４０、及び／又は第２の導電性チラー１５０の少なくとも１つは動作しない。少なくとも、リニアアクチュエータ１７０がヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０を移動させる間、ヒーター１６０の加熱出力及び第１の全損失対流チラー１４０、及び／又は第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力は減少する。
【００９８】
［００１１５］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａを全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００は、リニアアクチュエータ１７０と通信可能に接続され、作動軸１０２に沿った環状体１３０の位置又は並進速度の少なくとも一方を制御するように構成されたコントローラ１８０を更に備える。この段落の前述の記載は、本開示の実施例２３を特徴付けており、実施例２３は上記の実施例２２による主題も含む。
【００９９】
［００１１６］コントローラ１８０は、ワークピース１９０の材料特性の修正に関連する様々なプロセスパラメータが所定の範囲内に確実に維持されるようにするため使用される。１つ又は複数の例では、コントローラ１８０は、作動軸１０２に沿った環状体１３０の位置又は並進速度の少なくとも一方を制御して、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間のワークピース１９０の各部分が事前に特定された処理パラメータに従って確実に処理されるようにする。例えば、環状体１３０の並進速度は、各部分がヒーター１６０の加熱作用と、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の一方又は両方の冷却作用を受ける時間を決定する。更に、１つ又は複数の例において、コントローラ１８０は、ヒーター１６０の加熱出力と、第１の全損失対流チラー１４０及び／又は第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力とを制御する。
【０１００】
［００１１７］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａを全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００は、通信可能にコントローラ１８０と接続された、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、又は第２のチラー温度センサ１５９の少なくとも１つを更に備える。ヒーター温度センサ１６９は、ヒーター１６０と熱的に連結されたワークピース１９０の表面１９４の一部の温度を測定するように構成される。第１のチラー温度センサ１４９は、第１の全損失対流チラー１４０と熱的に連結されたワークピース１９０の表面１９４の一部の温度を測定するように構成される。第２のチラー温度センサ１５９は、第２の全損失対流チラー１５０と熱的に連結されたワークピース１９０の表面１９４の一部の温度を測定するように構成される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例２４を特徴付けており、実施例２４は上記の実施例２３による主題も含む。
【０１０１】
［００１１８］コントローラ１８０は、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、又は第２のチラー温度センサ１５９の１つ又は複数からの入力を使用して、処理部分の温度などの所望のパラメータに従ってワークピース１９０が確実に処理されるようにする。具体的には、これらの入力は、１つ又は複数の例において、例えば図４Ａに概略的に示されるように、ワークピース１９０内の動作温度ゾーン４００の特定の形状を確保するために使用される。１つ又は複数の例では、コントローラ１８０は、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、又は第２のチラー温度センサ１５９の１つ又は複数からの入力に基づいて、ヒーター１６０の加熱出力及び第１の全損失対流チラー１４０及び／又は第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力を制御する。
【０１０２】
［００１１９］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａを全体的に参照すると、コントローラ１８０は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、又は第２の全損失対流チラー１５０の少なくとも１つと通信可能に接続される。コントローラ１８０は、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、又は第２のチラー温度センサ１５９の少なくとも１つから受信した入力に基づいて、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、又は第２の全損失対流チラー１５０の少なくとも１つの動作を制御するように構成される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例２５を特徴付けており、実施例２５は上記の実施例２４による主題も含む。
【０１０３】
［００１２０］コントローラ１８０は、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、又は第２のチラー温度センサ１５９のうちの１つ又は複数の入力を使用して、第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及びヒーター１６０の動作を制御することにより、フィードバック制御ループを確立する。様々な要因が、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０のそれぞれから必要な冷却出力の量と、ヒーター１６０から必要な加熱出力の量に影響する。フィードバック制御ループは、高圧ねじり装置１００の動作中に、これらの要因に動的に対処することができる。
【０１０４】
［００１２１］１つ又は複数の例において、ヒーター温度センサ１６９の出力は、他の構成要素とは別に、ヒーター１６０を制御するために使用される。第１のチラー温度センサ１４９の出力は、他の構成要素とは別に、第１の全損失対流チラー１４０を制御するために使用される。最後に、第２のチラー温度センサ１５９の出力は、他の構成要素とは別に、第２の全損失対流チラー１５０を制御するために使用される。代替的には、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、又は第２のチラー温度センサ１５９の出力は、第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及びヒーター１６０の統合制御のために、コントローラ１８０によって集合的に分析される。
【０１０５】
［００１２２］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａを全体的に参照すると、コントローラ１８０は、作動軸１０２に沿った環状体１３０の位置又は並進速度の少なくとも一方を制御するよう更に構成される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例２６を特徴付けており、実施例２６は上記の実施例２５による主題も含む。
【０１０６】
［００１２３］処理パラメータの別の例は、処理期間であり、これは、ワークピース１９０の一部が動作温度ゾーン４００の一部である期間として定義される。コントローラ１８０は、作動軸１０２に沿った環状体１３０の位置又は並進速度の少なくとも一方（又は両方）を制御して、処理期間が確実に所望の範囲内であるようにする。１つ又は複数の例では、コントローラ１８０はリニアアクチュエータ１７０に連結されて、この位置制御を保証する。
【０１０７】
［００１２４］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを全体的に参照すると、第１のアンビル１１０は、ワークピース１９０の第１の端部１９１を受容するための第１のアンビル開口部１１９を備える。第１のアンビル開口部１１９は、作動軸１０２に垂直な平面内で非円形断面を有する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例２７を特徴付けており、実施例２７は、上述の実施例１から２６のいずれかによる主題も含む。
【０１０８】
［００１２５］第１のアンビル開口部１１９の非円形断面は、第１のアンビル１１０がワークピース１９０の第１の端部１９１を受容しつつ係合し、ワークピース１９０を作動軸１０２の周りに捻りながらトルクを第１の端部１９１に加えることを保証する。具体的には、第１のアンビル開口部１１９の非円形断面により、トルクが加えられたときに、ワークピース１９０の第１の端部１９１が第１のアンビル１１０に対して確実に滑らないようにする。非円形断面により、トルク伝達をサポート可能な複雑な滑り止めカップリングの必要性が事実上排除される。図２Ｂを参照すると、開口部１１９の非円形断面は、１つ又は複数の例では、楕円形である。図２Ｃを参照すると、開口部１１９の非円形断面は、１つ又は複数の例では、長方形である。
【０１０９】
［００１２６］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図２Ａを全体的に参照すると、ヒーター１６０は、抵抗ヒーター又は誘導ヒーターのうちの１つである。この段落の前述の主題は、本開示の実施例２８を特徴付けており、実施例２８は、上述の実施例１から２７のいずれかによる主題も含む。
【０１１０】
［００１２７］抵抗ヒーター又は誘導ヒーターは、第１の全損失対流チラー１４０と第２の全損失対流チラー１５０との間の小さなスペースを占有しながら、高い加熱出力を提供することができる。第１の導電性チラー１４０と第２の導電性チラー１５０との間の空間は、１つ又は複数の例において、最小化される必要がある動作温度ゾーン４００の高さを決定する。具体的には、動作温度ゾーン４００の高さが低いほど、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間で必要なトルク及び／又は圧縮は低くなる。
【０１１１】
［００１２８］図１Ａ及び図１Ｂ、特に例えば図４Ａ及び図７を全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００は、作動軸１０２、第１のアンビル１１０、第２のアンビル１２０、及びヒーター１６０を備える。第２のアンビル１２０は、第１のアンビル１１０に面しており、作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０から離間している。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、作動軸１０２に沿って互いに対して並進可能である。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、作動軸１０２の周りで互いに対して回転可能である。ヒーター１６０は、作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間で移動可能であり、ワークピース１９０を選択的に加熱するように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例２９を特徴付けるものである。
【０１１２】
［００１２９］高圧ねじり装置１００は、ワークピース１９０の一部を加熱しつつ、この加熱部分へのワークピース１９０の圧縮とトルクを加えることにより、ワークピース１９０を処理するように構成される。ワークピース１９０全体を同時に加熱及び処理するのではなく、ワークピース１９０の一部のみを加熱することにより、すべての高圧ねじり変形が狭い加熱層のみに限定され、微粒子現像（ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）に必要な高い歪みが付与される。この圧縮及びトルクの減少は、より複雑でなく費用のかからない高圧ねじり装置１００の設計につながる。更に、この圧縮とトルクの減少により、温度、圧縮負荷、トルク、処理時間などの処理パラメータをより正確に制御できる。したがって、ワークピース１９０のより具体的で制御された材料の微細構造が可能となる。例えば、超微細粒材料は、より高い強度とより良好な延性を示すより粗い粒材料に比べてかなりの利点がある。最後に、高圧ねじり装置１００は、そうでなければワークピース１９０が全体として同時に処理される場合に可能であろうよりも、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って延びる、長さなどの、大きな寸法を有するワークピース１９０を処理することができる。具体的には、ヒーター１６０は、作動軸１０２に沿って移動可能である。
【０１１３】
［００１３０］第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、それぞれの端部、例えば、第１の端部１９１及び第２の端部１９２で、ワークピース１９０と係合し及びそれらを保持するように設計される。ワークピース１９０が第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０によって係合されるとき、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０はまた、ワークピース１９０に圧縮力及びトルクを加えるためにも使用される。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０の一方又は両方は、移動可能である。一般に、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、圧縮力を加え、異なる長さを有するワークピースと係合するために、互いに対して作動軸１０２に沿って移動可能である。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０はまた、互いに対して作動軸１０２の周りで回転可能である。１つ又は複数の例において、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０のうちの少なくとも１つは、例えば図２Ａに概略的に示されるように、ドライブ１０４に連結される。
【０１１４】
［００１３１］ヒーター１６０は、ワークピース１９０との直接接触又は放射のいずれかにより、ワークピース１９０を選択的に加熱するように構成される。放射加熱の場合、ヒーター１６０はワークピース１９０から離れており、ヒーター１６０とワークピース１９０との間に間隙が生じる。抵抗ヒーター、誘導ヒーターといった様々な種類のヒーターが、本開示の範囲内である。１つ又は複数の例では、ヒーター１６０の加熱出力は制御可能に調整することができる。上記のように、加熱出力は動作温度ゾーン４００の形状を決定する。
【０１１５】
［００１３２］ヒーター１６０は、作動軸１９０に沿って移動可能であり、ワークピース１９０の異なる部分を処理する。例えば、図７は、ヒーター１６０を移動させるためにヒーター１６０に連結されたリニアアクチュエータ１７０を示す。１つ又は複数の例では、ヒーター１６０は、ワークピース１９０を処理している間、作動軸１０２に沿って連続的に移動される。これらの例でヒーター１６０を移動する速度は、処理部分のサイズと処理時間に依存する。代替的には、ヒーター１６０は、ワークピース１９０の異なる部分に対応する場所から別の場所に移動する。ヒーター１６０が移動している間、又はヒーター１６０の少なくとも加熱出力が減少している間、ヒーター１６０は動作しない。更に、これらの代替例では、ワークピース１９０の各部分を処理している間、ヒーター１６０は静止している。
【０１１６】
［００１３３］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図２Ａ、図４Ａ〜図４Ｃ、図５及び図６を全体的に参照すると、高圧ねじり装置１００を使用してワークピース１９０の材料特性を修正する方法８００が開示される。高圧ねじり装置１００は、作動軸１０２、第１のアンビル１１０、第２のアンビル１２０、並びに第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及び第１の全損失対流チラー１４０と第２の全損失対流チラー１５０との間に作動軸１０２に沿って配置されたヒーター１６０を含む環状体１３０を備える。方法８００は、ワークピース１９０の中心軸１９５に沿ってワークピース１９０を圧縮し、同時に、中心軸１９５に沿ってワークピース１９０を圧縮すること（ブロック８１０）と、ワークピース１９０を中心軸１９５の周りにねじること（ブロック８２０）とを含む。方法８００は、ワークピース１９０を中心軸１９５に沿って圧縮し、ワークピース１９０を中心軸１９５の周りにねじりながら、ワークピース１９０の中心軸１９５と同一直線上にある高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って環状体１３０を並進させること（ブロック８３０）と、ヒーター１６０でワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）とを更に含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例３０を特徴付けるものである。
【０１１７】
［００１３４］方法８００は、ワークピース１９０全体ではなく、ワークピース１９０の一部に加えられる圧縮、トルク、及び熱の組み合わせを利用する。ワークピース１９０全体を同時に加熱及び処理するのではなく、ワークピース１９０の一部のみを加熱することにより、すべての高圧ねじり変形が狭い加熱層のみに限定され、微粒子現像（ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）に必要な高い歪みが付与される。この圧縮及びトルクの減少は、より複雑でなく費用のかからない高圧ねじり装置１００の設計につながる。更に、この圧縮とトルクの減少により、温度、圧縮負荷、トルク、処理時間などの処理パラメータをより正確に制御できる。したがって、ワークピース１９０のより具体的で制御された材料の微細構造が可能となる。例えば、超微細粒材料は、より高い強度とより良好な延性を示すより粗い粒材料に比べてかなりの利点がある。最後に、高圧ねじり装置１００は、そうでなければワークピース１９０が全体として同時に処理される場合に可能であろうよりも、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って延びる、長さなどの、大きな寸法を有するワークピース１９０を処理することができる。
【０１１８】
［００１３５］処理された部分は、一般に、ワークピース１９０に対するヒーター１６０の位置及びヒーター１６０の加熱出力によって、少なくとも部分的に画定される加熱部分に対応する。圧縮及びトルクがワークピース１９０全体に加えられる間に、材料特性の修正が主に加熱部分で起こる。より具体的には、修正は、動作温度ゾーン４００として画定される所望の処理範囲内の温度を有する処理された部分で起こる。動作温度ゾーン４００の様々な例が、図４Ａ〜４Ｃに示される。
【０１１９】
［００１３６］方法８００によれば、中心軸１９５に沿ってワークピース１９０を圧縮すること（ブロック８１０）が、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０を使用して実行され、例えば、第１の端部１９１及び第２の端部１９２などのそれぞれの端部でワークピース１９０と係合し、それを保持する。第１のアンビル１１０又は第２のアンビル１２０の少なくとも一方は、例えば、図２Ａに概略的に示されるように、圧縮力を提供するようにドライブ１０４に連結される。圧縮力は、処理された部分のサイズ（例えば、中心軸１９５に沿った高さと、中心軸１９５に垂直な断面積）、ワークピース１９０の材料、処理された部分の温度、及び他のパラメータに依存する。
【０１２０】
［００１３７］方法８００によれば、ワークピース１９０を中心軸１９５の周りにねじること（ブロック８２０）が、ワークピース１９０を中心軸１９５に沿って圧縮すること（ブロック８１０）と同時に実行される。方法８００によれば、（ブロック８２０）ワークピース１９０をねじることはまた、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０を使用して実行される。上述のように、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０は、それぞれの端部でワークピース１９０と係合し、それらを保持し、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０の少なくともは、ドライブ１０４に連結される。トルクは、処理された部分のサイズ（例えば、中心軸１９５に沿った高さと、中心軸１９５に垂直な断面積）、ワークピース１９０の材料、処理された部分の温度、及び他のパラメータに依存する。
【０１２１】
［００１３８］方法８００によれば、ワークピース１９０をヒーター１６０で加熱すること（ブロック８４０）は、ワークピース１９０を圧縮すること（ブロック８１０）、及びワークピース１９０をねじること（ブロック８２０）と同時に実行される。これらのステップの組み合わせにより、ワークピース１９０の少なくとも処理された部分の結晶粒構造が変化する。処理された部分は、ワークピース１９０の残りの部分よりも高い温度にさらされることに留意されたい。よって、ワークピース１９０の残りの部分での結晶粒構造の変化は起こらないか、ほとんど起こらない。更に、１つ又は複数の例では、環状体１３０を並進すること（ブロック８３０）、及びヒーター１６０でワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）は、互いに同時に実行される。これらの例では、ワークピース１９０の処理は、連続的に実行される。
【０１２２】
［００１３９］ヒーター１６０は、ワークピース１９０との直接接触又は放射のいずれかにより、ワークピース１９０を一度に１つずつ選択的に加熱するように構成される。ワークピースの一部に加えられる温度、圧縮力、及びトルクの特定の組み合わせにより、材料のゲイン構造が変化し、処理された部分が形成される。ヒーター１６０は、作動軸１０２に沿って移動可能であり、ワークピース１９０の異なる部分を処理する。
【０１２３】
［００１４０］図８Ａ及び８Ｂ、特に例えば図４Ａ〜４Ｃを全体的に参照すると、方法８００は、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）、又はワークピース１９０を加熱することと同時に、第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）の少なくとも１つを更に含む。この段落の前述の記載は、本開示の実施例３１を特徴付けており、実施例３１は上記の実施例３０による主題も含む。
【０１２４】
［００１４１］ヒーター１６０と、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の一方又は両方との組み合わせにより、例えば図４Ａに概略的に示すように、動作温度ゾーン４００によって画定される各処理部分のサイズ及び位置を制御することができる。ヒーター１６０がワークピース１９０の一部を選択的に加熱すると、ワークピース１９０は、加熱された部分から離れる内部熱伝達を受ける。ワークピース１９０の一方又は両方の隣接部分を冷却することにより、この内部熱伝達の影響を制御することができる。
【０１２５】
［００１４２］１つ又は複数の例では、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）と、第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）は、同時に実行される。言い換えれば、第１の全損失対流チラー１４０と第２の全損失対流チラー１５０の両方が同時に動作可能である。例えば、環状体１３０は、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０から離れて配置され、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０から離れたワークピースの部分を処理するとき、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０のヒートシンク効果は無視することができる。
【０１２６】
［００１４３］代替的には、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の一方のみが動作可能であり、他方はオフにされる。言い換えれば、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）と、第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）の一方のみが、ワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）と同時に実行される。
【０１２７】
［００１４４］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ〜図３Ｃを全体的に参照すると、方法８００に従って、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）は、第１の冷却流体１９８を第１の全損失対流チラー１４０を通してルート決めすること（ブロック８５２）と、ワークピース１９０の一部を第１の冷却流体１９８と接触させ、第１の全損失対流チラー１４０を出ること（ブロック８５４）とを含む。方法８００によれば、第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）は、第２の冷却流体１９９を第２の全損失対流チラー１５０を通してルート決定すること（ブロック８６２）と、ワークピース１９０の一部を第２の冷却流体１９９と接触させ、第２の全損失対流チラー１５０を出ること（ブロック８６４）とを含む。この段落の前述の記載は、本開示の実施例３２を特徴付けており、実施例３２は上記の実施例３１による主題も含む。
【０１２８】
［００１４５］第１の冷却流体１９８とワークピース１９０との間、及び第２の冷却流体１９９とワークピース１９０との間が直接接触することで、これらの接触が生じるワークピース１９０のそれぞれの部分を効果的に冷却する。１つ又は複数の例では、第１の冷却流体１９８は、第１の全損失対流チラー１４０を通って流れ、第１の全損失対流チラー１４０からワークピース１９０に向かって放出される。第１の冷却流体１９８がワークピース１９０に接触すると、第１の冷却流体１９８の温度は、少なくともこの位置で、ワークピース１９０の温度よりも低く、その結果、ワークピース１９０の対応する部分が冷却される。ワークピース１９０の別の部分がこの冷却部分に隣接して加熱され、ワークピース１９０が加熱部分と冷却部分との間の内部熱伝達を受けることに留意されたい。ワークピース１９０と接触した後に、第１の冷却流体１９８は、環境内に放出される。同様に、第２の冷却流体１９９は、第２の全損失対流チラー１５０を通って流れ、第２の全損失対流チラー１５０からワークピース１９０に向かって放出される。第２の冷却流体１９９がワークピース１９０と接触すると、第２の冷却流体１９９の温度は、少なくともこの位置で、ワークピース１９０の温度よりも低く、その結果、ワークピース１９０の別の部分が冷却される。ワークピース１９０の加熱部分はまた、この第２の冷却部分に隣接している。１つ又は複数の例では、加熱部分は、２つの冷却部分の間に配置される。
【０１２９】
［００１４６］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図４Ａ〜４Ｃを一般的に参照すると、方法８００に従って、第１の冷却流体１９８を第１の全損失対流チラー１４０を通してルート決めすること（ブロック８５２）と、第２の冷却流体１９９を第２の全損失対流チラー１５０を通してルート決めすること（ブロック８６２）は、独立して制御される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例３３を特徴付けており、実施例３３は上記の実施例３２による主題も含む。
【０１３０】
［００１４７］第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の独立した制御により、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０から異なる冷却出力を提供することが可能になる。これらの異なる冷却出力により、例えば図４Ａ〜図４Ｃに概略的に示されている動作温度ゾーン４００の形状などの処理パラメータのより良好な制御が可能になる。
【０１３１】
［００１４８］図４Ａに示される１つ又は複数の例では、第１の全損失対流チラー１４０と第２の全損失対流チラー１５０の両方が動作可能であり、よって、第１の冷却流体１９８が第１の全損失対流チラー１４０を通って流れ、同時に、第２の冷却流体１９９が第２の全損失対流チラー１５０を通って流れる。特定の例では、第１の冷却流体１９８と第２の冷却流体１９９の流量は同じである。代替的には、流量は異なる。よって、１つ又は複数の例において、第１の冷却流体１９８及び第２の冷却流体１９９の流量は、独立して制御される。
【０１３２】
［００１４９］他の例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の一方のみが動作可能である。図４Ｂは、第１の全損失対流チラー１４０のみが動作し、第２の全損失対流チラー１５０が動作しない例を示す。この例では、第１の冷却流体１９８が第１の全損失対流チラー１４０を流れるが、第２の冷却流体１９９は第２の全損失対流チラー１５０を流れない。図４Ｃは、第２の全損失対流チラー１５０のみが動作し、第１の全損失対流チラー１４０が動作しない別の例を示す。この例では、第２の冷却流体１９９は第２の全損失対流チラー１５０を通って流れるが、第１の冷却流体１９８は、第１の全損失対流チラー１４０を通って流れない。
【０１３３】
［００１５０］図８Ａ及び８Ｂ、特に例えば図３Ａ〜３Ｃを全体的に参照すると、方法８００によれば、第１の冷却流体１９８及び第２の冷却流体１９９のそれぞれは、圧縮ガスである。この段落の前述の記載は、本開示の実施例３４を特徴付けており、実施例３４は上記の実施例３３による主題も含む。
【０１３４】
［００１５１］圧縮ガスは、第１のチラーチャネル１４３及び第２のチラーチャネル１５３からワークピース１９０に向かって放出されるときに、ワークピース１９０を冷却するために使用される。具体的には、圧縮ガスは、第１のチラーチャネル出口１４５から排出されると、第１の全損失対流チラー１４０とワークピース１９０との間の空間で膨張する。この膨張により、ガス温度が低下する。ワークピース１９０の一部は、この膨張し冷却されたガスに接触し、この部分が冷却される。同様に、圧縮ガスは、第２のチラーチャネル出口１５５から排出されると、第２の全損失対流チラー１５０とワークピース１９０との間の空間で膨張し冷却され、ワークピース１９０の別の部分が冷却される。
【０１３５】
［００１５２］第１の全損失対流チラー１４０で使用される第１の冷却流体１９８又は第２の全損失対流チラー１５０で使用される第２の冷却流体１９９として動作可能な圧縮ガスのいくつかの例は、圧縮空気及び窒素である。これらのガスがワークピース１９０の冷却に使用されると、ガスは環境に放出される。１つ又は複数の例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０において異なる圧縮ガスが使用される。
【０１３６】
［００１５３］図８Ａ及び８Ｂ、特に例えば図３Ａ〜３Ｃを全体的に参照すると、方法８００によれば、環状体１３０は、ワークピース１９０を囲むように構成された中央開口部１４７を含む。方法８００によれば、第１の冷却流体１９８を第１の全損失対流チラー１４０を通してルート決めすること（ブロック８５２）は、第１の冷却流体１９８を中央開口部１４７に放出すること（ブロック８５３）を含む。方法８００によれば、第２の冷却流体１９９を第２の全損失対流チラー１５０を通してルート決めすること（ブロック８６２）は、第２の冷却流体１９９を中央開口部１４７に放出すること（ブロック８６３）を含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例３５を特徴付け、実施例３５は、上述の実施例３３又は３４による主題も含む。
【０１３７】
［００１５４］中央開口部１４７は、環状体１３０がワークピース１９０を囲むように、ワークピース１９０が環状体１３０を通って突出できるようにする。したがって、環状体１３０の構成要素は、ワークピース１９０の全周囲にアクセスすることができる。具体的には、第１の全損失対流チラー１４０は、第１の冷却流体１９８を中央開口部１４７に放出すること（ブロック８５３）により、ワークピース１９０の全周囲のワークピース１９０の一部を選択的に冷却するように動作可能である。同様に、ヒーター１６０は、ワークピース１９０の全周囲のワークピース１９０の別の部分を選択的に加熱するように動作可能である。最後に、第２の全損失対流チラー１５０は、第２の冷却流体１９９を中央開口部１４７に放出すること（ブロック８６３）により、ワークピース１９０の全周囲のワークピース１９０の更に別の部分を選択的に冷却するように動作可能である。更に、中央開口部１４７は、第１の冷却流体１９８及び第２の冷却流体１９９が放出されるための、環状体１３０とワークピース１９０との間の空間を形成する。
【０１３８】
［００１５５］１つ又は複数の例において、特に加熱中にワークピース１９０が半径方向に膨張する場合、環状体１３０とワークピース１９０は隙間嵌めを有し、環状体１３０がワークピース１９０に対して自由に動くことができるようにする。より具体的には、半径方向における環状体１３０とワークピース１９０との間の間隙は、全周にわたって、１ミリメートルから１０ミリメートルの間、より具体的には、２ミリメートルから８ミリメートルの間である。特定の例では、間隙は、前周囲で均一である。更に、隙間嵌めは、第１の全損失対流チラー１４０とワークピース１９０との間の第１の冷却流体１９８の流れを収容し、別個に、第２の全損失対流チラー１５０とワークピース１９０との間の第２の冷却流体１９９の流れを収容する。
【０１３９】
［００１５６］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ〜図３Ｃを全体的に参照すると、方法８００に従って、第１の全損失対流チラー１４０は、第１のチラーチャネル入口１４４、及び第１チラーチャネル入口１４４から離間した第１のチラーチャネル出口１４５を有する第１のチラーチャネル１４３を含む。第１のチラーチャネル出口１４５は、ワークピース１９０に向けられている。第２の全損失対流チラー１５０は、第２のチラーチャネル入口１５４と第２のチラーチャネル入口１５４から離間した第２のチラーチャネル出口１５５とを有する第２のチラーチャネル１５３を含む。第２のチラーチャネル出口１５５は、ワークピース１９０に向けられている。この段落の前述の記載は、本開示の実施例３６を特徴付けており、実施例３６は上記の実施例３５による主題も含む。
【０１４０】
［００１５７］図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、第１の全損失対流チラー１４０が動作可能であるとき、第１の冷却流体１９８は、第１のチラーチャネル入口１４４を通して第１のチラーチャネル１４３に供給される。第１の冷却流体１９８は、第１のチラーチャネル１４３を通って流れ、第１のチラーチャネル１４３を通って第１のチラーチャネル出口１４５を通って出る。この時点で、第１の冷却流体１９８の温度はワークピース１９０の温度よりも低い。第１の冷却流体１９８は、ワークピース１９０の一部と接触し、その部分を冷却する。
【０１４１】
［００１５８］図３Ａ及び図３Ｃを参照すると、第２の全損失対流チラー１５０が作動可能なときに、第２の冷却流体１９９は、第２のチラーチャネル入口１５４を通って第２のチラーチャネル１５３に供給される。第２の冷却流体１９９は、第２のチラーチャネル１５３を通って流れ、第２のチラーチャネル出口１５５を通って第２のチラーチャネル１５３に出る。この時点で、第２の冷却流体１９９の温度は、ワークピース１９０の温度よりも低い。第２の冷却流体１９９は、ワークピース１９０の一部に接触し、その部分を冷却する。
【０１４２】
［００１５９］第１のチラーチャネル入口１４４及び第２のチラーチャネル入口１５４のそれぞれは、ライン又は導管、圧縮ガスシリンダー、ポンプなどのような冷却流体源に結合するように構成される。より具体的な例では、第１のチラーチャネル入口１４４と第２のチラーチャネル入口１５４は、同じ流体源に結合されている。代替的には、異なる冷却流体源が、第１のチラーチャネル入口１４４と第２のチラーチャネル入口１５４に結合される。より具体的な例では、第１の冷却流体１９８は、第２の冷却流体１９９とは異なる。あるいは、第１の冷却流体１９８と第２の冷却流体１９９は、同じ組成を有する。１つ又は複数の例では、第１の冷却流体１９８及び第２の冷却流体１９９の流量は、独立して制御される。
【０１４３】
［００１６０］図３Ａ及び図３Ｂに示される例を参照すると、第１の全損失対流チラー１４０は、第１のチラーチャネル入口１４４及び第１のチラーチャネル出口１４５をそれぞれ含む第１のチラーチャネル１４３の複数の実例を含む。この例では、これらのチャネルは、作動軸１０２の周りの環状体１３０の周囲に均等に分散される。複数のチャネルを使用すると、ワークピース１９０の周囲に冷却の均一性が提供される。同様に、図３Ａ及び図３Ｃを参照すると、第２の全損失対流チラー１５０は、第２のチラーチャネル１５３の複数の実例を含む。複数のチャネルのそれぞれは、第２のチラーチャネル入口１５４及び第２のチラーチャネル出口１５５を備える。これらの複数のチャネルは、作動軸１０２の周りに均等に分散される。
【０１４４】
［００１６１］概して図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ｄを参照すると、方法８００により、第１の冷却流体１９８を中央開口部１４７に放出すること（ブロック８５３）は、第１のチラーチャネル出口１４５で第１の流量制限器１４２によって制御される。方法８００によれば、第２の冷却流体１９９を中央開口部１４７に放出すること（ブロック８６３）は、第２のチラーチャネル出口１５５で第２の流量制限器１５２によって制御される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例３７を特徴付けており、実施例３７は上記の実施例３６による主題も含む。
【０１４５】
［００１６２］第１の流量制限器１４２は、第１の冷却流体１９８が第１のチラーチャネル１４３から排出されるとき、第１の冷却流体１９８（例えば、圧縮ガス）の流量を制限するために使用される。次に、この流量制限は、放出の前後で第１の冷却流体１９８の異なる圧力レベルを維持するために使用され、放出中に第１の冷却流体１９８の膨張及び冷却をもたらす。同様に、第２の冷却流体１９９が第２のチラーチャネル１５３から排出されるときに、第２の流量制限器１５２は、第２の冷却流体１９９（例えば、圧縮ガス）の流量を制限するために使用される。次に、この流量制限は、放出の前後で第２の冷却流体１９９の異なる圧力レベルを維持するために使用され、放出中に第２の冷却流体１９９の膨張及び冷却をもたらす。
【０１４６】
［００１６３］１つ又は複数の例において、第１の流量制限器１４２及び第２の流量制限器１５２は、それぞれ第１のチラーチャネル１４３及び第２のチラーチャネル１５３に統合される。より具体的な例では、第１の流量制限器１４２は、第１のチラーチャネル出口１４５に配置された第１のチラーチャネル１４３の狭窄部分である。同様に、第２の流量制限器１５２は、第２のチラーチャネル出口１５５に配置された第２のチラーチャネル１５３の狭窄部分である。代替的には、第１の流量制限器１４２及び第２の流量制限器１５２は、取り外し可能であり、かつ交換可能である。例えば、第１の流量制限器１４２は、例えば、異なるサイズのオリフィスを有し、その結果、異なる冷却レベルを有する別の流量制限器と交換される。
【０１４７】
［００１６４］概して図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ〜図３Ｃを全体的に参照すると、方法８００に従って、第１の冷却流体１９８を中央開口部１４７に放出すること（ブロック８５３）は、第１のチラーチャネル出口１４５の第１の膨張弁１４１によって制御される。方法８００によれば、第２の冷却流体１９９を中央開口部１４７に放出すること（ブロック８６３）は、第２のチラーチャネル出口１５５で第２の膨張弁１５１によって制御される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例３８を特徴付けており、実施例３８は上記の実施例３６による主題も含む。
【０１４８】
［００１６５］この段落の前述の記載は、本開示の実施例３８を特徴付けており、実施例３８は上記の実施例３６による主題も含む。この流れ制御により、第１のチラーチャネル１４３からの放出前後に第１の冷却流体１９８の圧力レベルが異なり、かつ第１の全損失対流チラー１４０の冷却力が異なる結果となる。全体として、第１の冷却流体１９８の流量及び圧力差（第１の冷却流体１９８の膨張の前後）は、第１の膨張弁１４１によって少なくとも部分的に制御される。同様に、第２の膨張弁１５１は、第２の冷却流体１９９の流れを制御可能に制限するために使用される。この流れ制御により、第２のチラーチャネル１５３からの放出前後に第２の冷却流体１９９の圧力レベルが異なり、かつ第２の全損失対流チラー１５０の冷却力が異なる結果となる。全体として、第２の冷却流体１９９の流量及び圧力差（第２の冷却流体１９９の膨張の前後）は、第２の膨張弁１５１によって少なくとも部分的に制御される。
【０１４９】
［００１６６］１つ又は複数の例では、第１の膨張弁１４１及び第２の膨張弁１５１は独立して制御され、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０には異なる冷却力が生じる。第１の膨張弁１４１及び第２の膨張弁１５１のそれぞれは、完全に開く、完全に閉じる、又は複数の異なる中間位置を有するように動作可能である。
【０１５０】
［００１６７］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ及び図３Ｄを全体的に参照すると、方法８００により、高圧ねじり装置１００は、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２を更に備える。第１の熱シール１３１は、作動軸１０２に沿ってヒーター１６０と第１のチラーチャネル出口１４５との間に配置され、ワークピース１９０と接触しており、これにより、第１の熱シール１３１は、第１の冷却流体１９８がヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間に流入することを防止する。第２の熱シール１３２は、作動軸１０２に沿ってヒーター１６０と第２のチラーチャネル出口１５５との間に配置され、ワークピース１９０と接触しており、これにより、第２の熱シール１３２は、第２の冷却流体１９９がヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間に流入することを防止する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例３９を特徴付けており、実施例３９は、上述の実施例３６から３８のいずれかによる主題も含む。
【０１５１】
［００１６８］第１の熱シール１３１は、第１のチラーチャネル出口１４５からワークピース１９０に供給される第１の冷却流体１９８が、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間に進入することを防止する。ヒーター１６０が第１のチラーチャネル出口１４５に近接して配置されることに留意されたい。同様に、第２の熱シール１３２は、第２のチラーチャネル出口１５５からワークピース１９０に供給される第２の冷却流体１９９が、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の同じ空間に進入することを防止する。結果として、第１のチラーチャネル出口１４５及び／又は第２のチラーチャネル出口１５５が動作可能であるときでさえ、ヒーター１６０の効率が維持される。
【０１５２】
［００１６９］１つ又は複数の例では、ワークピース１９０が環状体１３０を通って突出する場合、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２のそれぞれは、環状体１３０及びワークピース１９０の両方に直接接触し、それらに対してシールされる。第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２は、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２がワークピース１９０に対して作動軸１０２に沿って環状体１３０とともに並進しても、ワークピース１９０に対して更にシールされた状態を維持する。１つ又は複数の例では、第１の熱シール１３１及び第２の熱シール１３２は、ゴムなどの弾性材料から形成される。
【０１５３】
［００１７０］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ及び図３Ｄを全体的に参照すると、方法８００は、第１の熱バリア１３７を使用して、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０とを互いに熱伝導的に分離すること（ブロック８７０）を更に含み、他方で、ヒーター１６０でワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）は、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）、又は第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）の少なくとも１つと同時に実行される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例４０を特徴付けており、実施例４０は上記の実施例３９による主題も含む。
【０１５４】
［００１７１］第１の熱バリア１３７は、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の熱伝達を低減し、それによってヒーター１６０の加熱効率及び第１の全損失対流チラー１４０の冷却効率を改善する。１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７は、断熱材料、例えば、１Ｗ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率を有する材料から形成される。第１の熱バリア１３７に適した材料のいくつかの例は、ガラス繊維、ミネラルウール、セルロース、ポリマー発泡体（例えば、ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体）である。１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７の厚さは薄く、例えば１０ミリメートル未満、又は５ミリメートル未満でさえある。第１の熱バリア１３７及び／又は第２の熱バリア１３８の厚さが薄いことにより、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の距離が小さくなり、それにより動作温度ゾーン４００の高さが減少することが確実になる。
【０１５５】
［００１７２］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ及び３Ｄを全体的に参照すると、方法８００によれば、第１の熱バリア１３７は、第１の熱シール１３１に接触する。この段落の前述の記載は、本開示の実施例４１を特徴付けており、実施例４１は上記の実施例４０による主題も含む。
【０１５６】
［００１７３］第１の熱バリア１３７が第１の熱シール１３１に接触すると、ワークピースの冷却部分のサイズが最大化される。具体的には、第１の冷却流体１９８は、第１の熱シール１３１を通過しない。したがって、第１の熱シール１３１は、冷却部分の境界を画定する。同時に、第１の熱バリア１３７は、第１の全損失対流チラー１４０とヒーター１６０との間の直接的な熱伝達を防止する。１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７は、第１の熱シール１３１が作動軸１０２に沿ってワークピース１９０に対して移動するときに、第１の熱シール１３１を軸方向に支持する。
【０１５７】
［００１７４］１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７は、第１の熱シール１３１に接着される。このように、第１の熱バリア１３７は、第１の熱シール１３１が作動軸１０２に沿ってワークピース１９０に対して両軸方向に移動するとき、第１の熱シール１３１を軸方向に支持することができる。
【０１５８】
［００１７５］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ及び３Ｄを全体的に参照すると、方法８００は、第２の熱バリア１３８を使用して、ヒーター１６０及び第２の全損失対流チラー１５０を互いから熱伝導的に分離すること（ブロック８７５）を更に含み、他方で、ヒーター１６０でワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）は、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）、又は第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）の少なくとも１つと同時に実行される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例４２を特徴付けており、実施例４２は、上述の実施例３９から４１のいずれかによる主題も含む。
【０１５９】
［００１７６］第２の熱バリア１３８は、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の熱伝達を低減し、それによってヒーター１６０の加熱効率及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却効率を改善する。１つ又は複数の例では、第２の熱バリア１３８は、断熱材料、例えば、１Ｗ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率を有する材料から形成される。第２の断熱層１３８に適した材料のいくつかの例は、ガラス繊維、ミネラルウール、セルロース、ポリマー発泡体（例えば、ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体）である。１つ又は複数の例では、第２の熱バリア１３８の厚さは薄く、例えば１０ミリメートル未満、又は５ミリメートル未満でさえある。第２の熱バリア１３８の厚さが薄いことにより、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の距離が小さくなり、それにより動作温度ゾーン４００の高さが減少することが確実になる。
【０１６０】
［００１７７］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ及び３Ｄを全体的に参照すると、方法８００によれば、第２の熱バリア１３８は、第２の熱シール１３２に接触する。この段落の前述の記載は、本開示の実施例４３を特徴付けており、実施例４３は上記の実施例４２による主題も含む。
【０１６１】
［００１７８］第２の熱バリア１３８が第２の熱シール１３２に接触すると、ワークピースの冷却部分のサイズが最大化される。具体的には、第２の冷却流体１９９は、作動軸１０２に沿った軸方向に第２の熱シール１３２を通過することはない。したがって、第２の熱シール１３２は、冷却部分の境界を画定する。同時に、第２の熱バリア１３８は、第２の全損失対流チラー１５０とヒーター１６０との間の直接的な熱伝達を防止する。更に、１つ又は複数の例において、第２の熱バリア１３８は、第２の熱シール１３２が作動軸１０２に沿ってワークピース１９０に対して移動するとき、第２の熱シール１３２を軸方向に支持する。
【０１６２】
［００１７９］１つ又は複数の例では、第２の熱バリア１３８は、第２の熱シール１３２に接着される。このように、第２の熱バリア１３８は、第２の熱シール１３２が作動軸１０２に沿ってワークピース１９０に対して両軸方向に移動するとき、第２の熱シール１３２を軸方向に支持することができる。
【０１６３】
［００１８０］図８Ａ及び８Ｂ、特に例えば図４Ａ〜４Ｃを全体的に参照すると、方法８００によれば、ヒーター１６０でワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）は、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）又は第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）から独立している。この段落の前述の主題は、本開示の実施例４４を特徴付けており、実施例４４は、上述の実施例３１から４３のいずれかによる主題も含む。
【０１６４】
［００１８１］図４Ａ〜４Ｃに概略的に示される動作温度ゾーン４００の形状は、少なくとも部分的に、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０の加熱出力及び冷却出力によって制御される。ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０の独立した動作により、動作温度ゾーン４００のより正確な制御が可能になる。例えば、ワークピース１９０のいくつかの部分は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０の３つすべてが動作している状態で処理される。他の例では、例えば第１のアンビル１１０又は第２のアンビル１２０に近接する他の部分は、第１の全損失対流チラー１４０又は第２の全損失対流チラー１５０のうちの１つをオフにして処理される。
【０１６５】
［００１８２］第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の動作は、個別に制御可能である。更に、第１の全損失対流チラー１４０の冷却出力は制御可能に変更できる。同様に、第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力は制御可能に変更できる。
【０１６６】
［００１８３］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図４Ｂ及び図４Ｃを全体的に参照すると、方法８００によれば、ヒーター１６０でワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）は、ワークピース１９０が第１の全損失対流チラー１４０又は第２の全損失対流チラー１５０のうちの少なくとも１つによって冷却されない間に実行される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例４５を特徴付けており、実施例４５は上記の実施例４４による主題も含む。
【０１６７】
［００１８４］図４Ｂ及び図４Ｃに概略的に示される動作温度ゾーン４００の形状は、少なくとも部分的に、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０の加熱作用及び冷却作用によって制御される。形状はまた、ワークピース１９０内、及びワークピース１９０と、ワークピース１９０と係合する他の構成要素、例えば第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０などとの間の熱伝達によって制御される。図４Ｂを参照すると、ヒーター１６０が、第２のアンビル１２０の近くに位置するか又は係合するワークピース１９０の一部を加熱すると、第２のアンビル１２０もまた、ヒートシンクとして動作し、ワークピース１９０から第２のアンビル１２０への熱伝達をもたらす。この例では、ヒーター１６０よりも第２のアンビル１２０の近くに配置された、又は図４Ｂに示すように第２のアンビル１２０の周囲にすでに配置された第２の全損失対流チラー１５０は、オフになり、ワークピース１９０は冷却されない。代替的には、図４Ｃを参照すると、ヒーター１６０よりも第２のアンビル１２０に近接して位置する、又は既に第２のアンビル１２０の周りに位置する、第２の全損失対流チラー１５０がオンになり、例えば第２のアンビル１２０の損傷を防ぐために、第２のアンビル１２０を冷却する。
【０１６８】
［００１８５］第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の動作は、個別に制御される。一例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の両方が動作可能であり、ワークピース１９０のそれぞれの部分を冷却している。別の例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の一方は動作可能であるが、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の他方は動作しない。例えば、環状体１３０が第１のアンビル１１０に接近するとき、及び／又は第１のアンビル１１０が環状体１３０を通って少なくとも部分的に突出するときなどに、第２の全損失対流チラー１５０が動作可能である間は、第１の全損失対流チラー１４０は動作しない。代替的には、例えば、環状体１３０が第２のアンビル１２０に接近するとき、及び／又は第２のアンビル１２０が環状体１３０を通って少なくとも部分的に突出するときなどに、第１の全損失対流チラー１４０が動作可能である一方で、第２の全損失対流チラー１５０は動作しない。更に、１つ又は複数の例において、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の両方は、ヒーター１６０が動作可能である間には、動作しない。１つ又は複数の例では、第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０のそれぞれの動作は、（例えば、第１のアンビル１１０又は第２のアンビル１２０に対する）環状体１３０の位置及び／又は以下で更に説明する温度フィードバックに基づいて制御される。更に、第１の全損失対流チラー１４０の冷却出力は制御可能に変更できる。同様に、第２の全損失対流チラー１５０の冷却出力は制御可能に変更できる。
【０１６９】
［００１８６］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ及び３Ｄを全体的に参照すると、方法８００は、ヒーター１６０でワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）が、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）と同時に実行される一方で、第１の熱バリア１３７を使用して、ヒーター１６０及び第１の全損失対流チラー１４０を互いに熱伝導的に分離すること（ブロック８７０）を更に含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例４６を特徴付けており、実施例４６は、上述の実施例３１から３８のいずれかによる主題も含む。
【０１７０】
［００１８７］第１の熱バリア１３７は、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０が動作している間、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の熱伝達を低減する。ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の熱伝達の間に第１の熱バリア１３７を追加すると、第１の熱バリア１３７を使用して、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０を互いに熱伝導的に分離する（ブロック８７０）。その結果、ヒーター１６０の加熱効率及び第１の全損失対流チラー１４０の冷却効率が改善される。
【０１７１】
［００１８８］１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７は、断熱材料、例えば、１Ｗ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率を有する材料から形成される。第１の熱バリア１３７に適した材料のいくつかの例は、ガラス繊維、ミネラルウール、セルロース、ポリマー発泡体（例えば、ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体）である。１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７の厚さは薄く、例えば１０ミリメートル未満、又は５ミリメートル未満でさえある。第１の熱バリア１３７及び／又は第２の熱バリア１３８の厚さが薄いことにより、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の距離が小さくなり、それにより動作温度ゾーン４００の高さが減少することが確実になる。
【０１７２】
［００１８９］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ｅを全体的に参照すると、方法８００によれば、第１の熱バリア１３７はワークピース１９０と接触する。この段落の前述の記載は、本開示の実施例４７を特徴付けており、実施例４７は上記の実施例４６による主題も含む。
【０１７３】
［００１９０］第１の熱バリア１３７は、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の熱伝達を低減し、それによってヒーター１６０の加熱効率及び第１の全損失対流チラー１４０の冷却効率を改善する。更に、例えば図３Ｅに示すように、第１の熱バリア１３７がワークピース１９０まで延びて接触すると、第１の熱バリア１３７はまた、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間への第１の冷却流体１９８の流れを防止する。言い換えれば、第１の熱バリア１３７は、シールとしても動作可能である。
【０１７４】
［００１９１］１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７は、断熱材料、例えば、１Ｗ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率を有する材料から形成される。適切な材料のいくつかの例は、繊維ガラス、ミネラルウール、セルロース、ポリマーフォーム（例えば、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム）である。１つ又は複数の例では、第１の熱バリア１３７の厚さは薄く、例えば１０ミリメートル未満、又は５ミリメートル未満でさえあり、ヒーター１６０と第１の全損失対流チラー１４０との間の距離が確実に小さくなる。第１の全損失対流チラー１４０がヒーター１６０に近接することにより、動作温度ゾーン４００の高さ（軸方向寸法）が確実に小さくなる。
【０１７５】
［００１９２］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ａ及び図３Ｅを全体的に参照すると、方法８００は、ヒーター１６０でワークピース１９０を加熱すること（ブロック８４０）が、第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）と同時に実行される一方で、第１２の熱バリア１３８を使用して、ヒーター１６０及び第２の全損失対流チラー１５０を互いに熱伝導的に分離すること（ブロック８７５）を更に含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例４８を特徴付けており、実施例４８は、上述の実施例４６又は４７による主題も含む。
【０１７６】
［００１９３］第２の熱バリア１３８は、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の熱伝達を低減し、それによってヒーター１６０の加熱効率及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却効率を改善する。ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の熱伝達の間に第２の熱バリア１３８を追加すると、第２の熱バリア１３７を使用して、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０を互いに熱伝導的に分離する（ブロック８７５）。その結果、ヒーター１６０の加熱効率及び第１の全損失対流チラー１４０の冷却効率が改善される。
【０１７７】
［００１９４］１つ又は複数の例では、第２の熱バリア１３８は、断熱材料、例えば、１Ｗ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率を有する材料から形成される。第２の熱バリア１３８に適した材料のいくつかの例は、ガラス繊維、ミネラルウール、セルロース、ポリマー発泡体（例えば、ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体）である。１つ又は複数の例では、第２の熱バリア１３８の厚さは薄く、例えば１０ミリメートル未満、又は５ミリメートル未満でさえある。第２の熱バリア１３８の厚さが薄いことにより、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の距離が小さくなり、それにより動作温度ゾーン４００の高さが減少することが確実になる。
【０１７８】
［００１９５］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図３Ｅを全体的に参照すると、方法８００によれば、第２の熱バリア１３８はワークピース１９０に接触する。この段落の前述の記載は、本開示の実施例４９を特徴付けており、実施例４９は上記の実施例４８による主題も含む。
【０１７９】
［００１９６］第２の熱バリア１３８は、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の熱伝達を低減し、それによってヒーター１６０の加熱効率及び第２の全損失対流チラー１５０の冷却効率を改善する。更に、例えば図３Ｅに示されるように、第２の熱バリア１３８がワークピース１９０まで延びて接触すると、第２の熱バリア１３８はまた、ヒーター１６０とワークピース１９０との間の空間への第２の冷却流体１９９の流入を防止する。言い換えれば、第２の熱バリア１３８は、シールとしても動作可能である。
【０１８０】
［００１９７］１つ又は複数の例では、第２の熱バリア１３８は、断熱材料、例えば、１Ｗ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率を有する材料から形成される。適切な材料のいくつかの例は、繊維ガラス、ミネラルウール、セルロース、ポリマーフォーム（例えば、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム）である。１つ又は複数の例では、第２の熱バリア１３８の厚さは薄く、例えば１０ミリメートル未満、又は５ミリメートル未満でさえあり、ヒーター１６０と第２の全損失対流チラー１５０との間の距離が確実に小さくなる。第２の全損失対流チラー１５０がヒーター１６０に近接することにより、動作温度ゾーン４００の高さ（軸方向寸法）が確実に小さくなる。
【０１８１】
［００１９８］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図２Ａを全体的に参照すると、方法８００は、高圧ねじり装置１００のコントローラ１８０で、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、及び第２のチラー温度センサ１５９からの入力を受信すること（ブロック８８０）を更に含む。ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、及び第２のチラー温度センサ１５９のそれぞれは、コントローラ１８０と通信可能に接続される。方法８００は、コントローラ１８０を使用して、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、及び第２のチラー温度センサ１５９からの入力に基づいて、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、又は第２の全損失対流チラー１５０の少なくとも１つの動作を制御すること（ブロック８８５）を更に含む。ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０のそれぞれは、コントローラ１８０と通信可能に接続され、コントローラ１８０によって制御される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例５０を特徴付けており、実施例５０は、上述の実施例３１から４９のいずれかによる主題も含む。
【０１８２】
［００１９９］コントローラ１８０は、ワークピース１９０の材料特性の修正に関連する様々なプロセスパラメータが所定の範囲内に確実に維持されるようにするため使用される。特に、コントローラ１８０は、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、又は第２のチラー温度センサ１５９の１つ又は複数からの入力を使用して、処理部分の温度などの所望のパラメータに従ってワークピース１９０が確実に処理されるようにする。具体的には、これらの入力は、１つ又は複数の例で、動作温度ゾーン４００の特定の形状を確保するために使用される。
【０１８３】
［００２００］１つ又は複数の例において、ヒーター温度センサ１６９の出力は、他の構成要素とは別に、ヒーター１６０を制御するために使用される。１つ又は複数の例において、ヒーター温度センサ１６９の出力は、他の構成要素とは別に、ヒーター１６０を制御するために使用される。最後に、第２のチラー温度センサ１５９の出力は、他の構成要素とは別に、第２の全損失対流チラー１５０を制御するために使用される。代替的には、ヒーター温度センサ１６９、第１のチラー温度センサ１４９、又は第２のチラー温度センサ１５９の出力は、第１の全損失対流チラー１４０、第２の全損失対流チラー１５０、及びヒーター１６０の統合制御のために、コントローラ１８０によって集合的に分析される。
【０１８４】
［００２０１］一般に図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図２Ａ、図５及び図６を参照すると、方法８００に従って、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って環状体１３０を並進させること（ブロック８３０）は、コントローラ１８０に通信可能に接続され制御されるリニアアクチュエータ１７０を使用して実行される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例５１を特徴付けており、実施例５１は上記の実施例５０による主題も含む。
【０１８５】
［００２０２］ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０は、一度にワークピース１９０の別個の部分を処理するように設計される。この部分は、動作温度ゾーン４００によって画定され、１つ又は複数の例では、作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延びるワークピース１９０の一部よりも小さい。ワークピース１９０の追加部分を処理するために、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０は、リニアアクチュエータ１７０を使用して、作動軸１０２に沿って、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を移動する。
【０１８６】
［００２０３］１つ又は複数の例において、リニアアクチュエータ１７０は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０のうちの１つ又は複数が動作可能である間に、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を連続的に移動するように構成される。リニアアクチュエータ１７０がヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を移動させるリニア速度は、部分的に、動作温度ゾーン４００のサイズ及び処理される各部分に要する処理時間に依存する。
【０１８７】
［００２０４］代替的には、リニアアクチュエータ１７０は、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０を断続的に移動させるように構成され、「ストップアンドゴー（ｓｔｏｐ−ａｎｄ−ｇｏ）」方式と呼ぶこともできる。これらの例では、ヒーター１６０、第１の全損失対流チラー１４０、及び第２の全損失対流チラー１５０は、ワークピース１９０の異なる部分に対応するある場所から別の場所に移動し、ワークピースの対応する部分が処理されている間、各場所で静止状態を維持する。より具体的な例では、ある場所から別の場所に移動している間、ヒーター１６０、第１の導電性チラー１４０、及び／又は第２の導電性チラー１５０の少なくとも１つは動作しない。
【０１８８】
［００２０５］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図２Ａ、図５及び図６を全体的に参照すると、方法８００は、ワークピース１９０の第１の端部１９１を高圧ねじり装置１００の第１のアンビル１１０と係合させること（ブロック８９０）と、ワークピース１９０の第２の端部１９２を高圧ねじり装置１００の第２のアンビル１２０と係合させること（ブロック８９５）とを更に含む。方法８００によれば、ワークピース１９０の中心軸１９５に沿ってワークピース１９０を圧縮すること（ブロック８１０）と、中心軸１９５の周りにワークピース１９０をねじること（ブロック８２０）とは、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０を使用して実行される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例５２を特徴付けており、実施例５２は、上述の実施例３１から５１のいずれかによる主題も含む。
【０１８９】
［００２０６］方法８００は、ワークピース１９０全体ではなく、ワークピース１９０の一部に加えられる圧縮、トルク、及び熱の組み合わせを利用する。ワークピース１９０全体を同時に加熱及び処理するのではなく、ワークピース１９０の一部のみを加熱することにより、すべての高圧ねじり変形が狭い加熱層のみに限定され、微粒子現像（ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）に必要な高い歪みが付与される。この圧縮及びトルクの減少は、より複雑でなく費用のかからない高圧ねじり装置１００の設計につながる。更に、この圧縮とトルクの減少により、温度、圧縮負荷、トルク、処理時間などの処理パラメータをより正確に制御できる。したがって、ワークピース１９０のより具体的で制御された材料の微細構造が可能となる。
【０１９０】
［００２０７］方法８００によれば、中心軸１９５に沿ってワークピース１９０を圧縮すること（ブロック８１０）が、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０を使用して実行され、例えば、第１の端部１９１及び第２の端部１９２などのそれぞれの端部でワークピース１９０と係合し、それを保持する。第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０の少なくとも一方は、例えば、図２Ａに概略的に示されるように、圧縮力を提供するようにドライブ１０４に連結される。圧縮力は、処理された部分のサイズ（例えば、中心軸１９５に沿った高さと、中心軸１９５に垂直な断面積）、ワークピース１９０の材料、及び他のパラメータに依存する。同様に、中心軸１９５の周りにワークピース１９０をねじること（ブロック８２０）は、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０を使用して実行され、例えば、第１の端部１９１及び第２の端部１９２などのそれぞれの端部でワークピース１９０と係合し、それを保持する。トルクは、処理された部分のサイズ（例えば、中心軸１９５に沿った長さと、中心軸１９５に垂直な断面積）、ワークピース１９０の材料、及び他のパラメータに依存する。
【０１９１】
［００２０８］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図５を全体的に参照すると、方法８００によれば、第１のアンビル１１０は、第１のアンビルベース１１７、及び作動軸１０２に沿って、第１のアンビルベース１１７から第２のアンビル１２０に向かって延びる第１のアンビル突出部１１５を備える。環状体１３０は、中央開口部１４７を含む。方法８００によれば、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って環状体１３０を並進させること（ブロック８３０）は、環状体１３０の中央開口部１４７に第１のアンビル突出部１１５を前進させること（ブロック８３２）を含む。この段落の前述の記載は、本開示の実施例５３を特徴付けており、実施例５３は上記の実施例５２による主題も含む。
【０１９２】
［００２０９］第１のアンビル突出部１１５の直径が環状体１３０の中央開口部１４７の直径よりも小さいことにより、例えば図５に概略的に示されるように、環状体１３０が第１のアンビルベース１１７に向かって前進するときなどに、第１のアンビル突出部１１５が中央開口部１４７に突出可能になる。この特性により、ワークピース１９０の処理される長さを最大化することができる。具体的には、１つ又は複数の例では、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延びるワークピース１９０の任意の部分は、環状体１３０の各処理構成要素にアクセス可能である。
【０１９３】
［００２１０］１つ又は複数の例では、第１のアンビル突出部１１５の直径は、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延び、第１のアンビル１１０及び第２のアンビル１２０と係合しないワークピース１９０の部分の直径と同じである。これにより、第１の全損失対流チラー１４０が第１のアンビル突出部１１５に面するとき、例えば、第１のアンビル突出部１１５とワークピース１９０との間の外部接合点１９３を通過すると、シールの連続性が確保される。
【０１９４】
［００２１１］図８Ａ及び８Ｂ、特に、例えば図５を参照すると、方法８００によれば、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）は、第１のアンビル突出部１１５を第１の全損失対流チラー１４０の中央開口部１４７に前進させる（ブロック８３２）間に、中断される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例５４を特徴付けており、実施例５４は上記の実施例５３による主題も含む。
【０１９５】
［００２１２］第１のアンビル突出部１１５が第１の全損失対流チラー１４０の中央開口部１４７に前進するときなど、ワークピース１９０の加熱部分が第１のアンビル１１０に近接するときに、第１のアンビル１１０はヒートシンクとして動作する。動作温度ゾーン４００の形状を維持するために、第１の全損失対流チラー１４０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８５０）が中断される。内部熱伝達の効果は、その時点で第１のアンビル１１０によって軽減される。第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の動作は、個別に制御される。
【０１９６】
［００２１３］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図６を全体的に参照すると、方法８００によれば、第２のアンビル１２０は、第２のアンビルベース１２７、及び第２のアンビルベース１２７から作動軸１０２に沿って第１のアンビル１１０に向かって延びる第２のアンビル突出部１２５を備える。環状体１３０は、中央開口部１４７を含む。方法８００によれば、高圧ねじり装置１００の作動軸１０２に沿って環状体１３０を並進させること（ブロック８３０）は、環状体１３０の中央開口部１４７に第２のアンビル突出部１２５を前進させること（ブロック８３４）を含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例５５を特徴付けており、実施例５５は、上述の実施例５２から５４のいずれかによる主題も含む。
【０１９７】
［００２１４］第２のアンビル突出部１２５の直径が環状体１３０の中央開口部１４７の直径よりも小さいことにより、例えば図５に概略的に示されるように、環状体１３０が第２のアンビルベース１２７に向かって前進するときなどに、第２のアンビル突出部１２５が中央開口部１４７に突出可能になるこの特性により、ワークピース１９０の処理される長さを最大化することができる。具体的には、１つ又は複数の例では、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延びるワークピース１９０の任意の部分は、環状体１３０の各処理構成要素にアクセス可能である。
【０１９８】
［００２１５］１つ又は複数の例では、第２のアンビル突出部１２５の直径は、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０との間を延び、第１のアンビル１１０と第２のアンビル１２０と係合しないワークピース１９０の部分の直径と同じである。これにより、高圧ねじり装置１００のシール及び他の特性が確保される。
【０１９９】
［００２１６］図８Ａ及び図８Ｂ、特に、例えば図４Ｂ及び図６を参照すると、方法８００によれば、第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）は、第２のアンビル突出部１２５を第２の全損失対流チラー１５０の中央開口部１４７に前進させる（ブロック８３４）間に、中断される。この段落の前述の記載は、本開示の実施例５６を特徴付けており、実施例５６は上記の実施例５５による主題も含む。
【０２００】
［００２１７］第２のアンビル突出部１２５が第２の全損失対流チラー１５０の中央開口部１４７に前進するときなど、ワークピース１９０の加熱部分が第２のアンビル１２０に近接するときに、第２のアンビル１２０はヒートシンクとして動作する。動作温度ゾーン４００の形状を維持するために、第２の全損失対流チラー１５０でワークピース１９０を冷却すること（ブロック８６０）が中断される。内部熱伝達の効果は、その時点で第２のアンビル１２０によって軽減される。第１の全損失対流チラー１４０及び第２の全損失対流チラー１５０の動作は、個別に制御される。
【０２０１】
［００２１８］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図２Ａ〜２Ｃを全体的に参照すると、方法８００によれば、第１のアンビル１１０は、ワークピース１９０の第１の端部１９１に係合する第１のアンビル開口部１１９を含む。第１のアンビル開口部１１９は、作動軸１０２に垂直な平面内で非円形断面を有する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例５７を特徴付けており、実施例５７は、上述の実施例５２から５６のいずれかによる主題も含む。
【０２０２】
［００２１９］第１のアンビル開口部１１９の非円形断面は、第１のアンビル１１０がワークピース１９０の第１の端部１９１を受容しつつ係合し、ワークピース１９０を作動軸１０２の周りに捻りながらトルクを第１の端部１９１に加えることを保証する。具体的には、第１のアンビル開口部１１９の非円形断面により、トルクが加えられたときに、ワークピース１９０の第１の端部１９１が第１のアンビル１１０に対して確実に滑らないようにする。非円形断面により、トルク伝達をサポート可能な複雑な滑り止めカップリングの必要性が事実上排除される。
【０２０３】
［００２２０］図２Ｂを参照すると、開口部１１９の非円形断面は、１つ又は複数の例では、楕円形である。図２Ｃを参照すると、開口部１１９の非円形断面は、１つ又は複数の例では、長方形である。
【０２０４】
［００２２１］図８Ａ及び図８Ｂ、特に例えば図２Ａ、図２Ｄ及び図２Ｅを全体的に参照すると、方法８００によれば、第２のアンビル１２０は、ワークピース１９０の第２の端部１９２に係合する第２のアンビル開口部１２９を含む。第２のアンビル開口部１２９は、作動軸１０２に垂直な平面内で非円形断面を有する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例５８を特徴付けており、実施例５８は、上述の実施例５２から５７のいずれかによる主題も含む。
【０２０５】
［００２２２］第２のアンビル開口部１２９の非円形断面は、第２のアンビル１２０がワークピース１９０の第２の端部１９２を受容しつつ係合し、ワークピース１９０を作動軸１０２の周りに捻りながらトルクを第２の端部１９２に加えることを保証する。具体的には、第２のアンビル開口部１２９の非円形断面により、トルクが加えられたときに、ワークピース１９０の第２の端部１９２が第２のアンビル１２０に対して確実に滑らないようにする。非円形断面により、トルク伝達をサポート可能な複雑な滑り止めカップリングの必要性が事実上排除される。
【０２０６】
［００２２３］図２Ｄを参照すると、開口部１２９の非円形断面は、１つ又は複数の例では、楕円形である。図２Ｅを参照すると、第２の開口部１２９の非円形断面は、１つ又は複数の例では、長方形である。
【０２０７】
［００２２４］本開示は、以下の例示的な非網羅的、列挙された実施例を更に含み、それらは特許請求されてもよく、されなくてもよい。
【０２０８】
［００２２５］実施例１．  高圧ねじり装置（１００）であって、
作動軸（１０２）と、
第１のアンビル（１１０）と、
第１のアンビル（１１０）に面し、作動軸（１０２）に沿って第１のアンビル（１１０）から離間した第２のアンビル（１２０）と
を含み、
第１のアンビル（１１０）及び第２のアンビル（１２０）が、作動軸（１０２）に沿って互いに対して並進可能であり、
第１のアンビル（１１０）及び第２のアンビル（１２０）が、作動軸（１０２）の周りで互いに対して回転可能であり、
環状体（１３０）であって、
第１の全損失対流チラー（１４０）であって、
作動軸（１０２）に沿って、第１のアンビル（１１０）と第２のアンビル（１２０）との間で並進可能であり、
ワークピース（１９０）と熱対流的に連結するように構成され、かつ
ワークピース（１９０）を選択的に冷却するように構成された、第１の全損失対流チラー（１４０）と、
第２の全損失対流チラー（１５０）であって、
作動軸（１０２）に沿って、第１のアンビル（１１０）と第２のアンビル（１２０）との間で並進可能であり、
ワークピース（１９０）と熱対流的に連結するように構成され、かつ
ワークピース（１９０）を選択的に冷却するように構成された、第２の全損失対流チラー（１５０）と、
ヒーター（１６０）であって、
作動軸（１０２）に沿って、第１の全損失対流チラー（１４０）と第２の全損失対流チラー（１５０）との間に配置され、
作動軸（１０２）に沿って、第１のアンビル（１１０）と第２のアンビル（１２０）との間で並進可能であり、かつ
ワークピース（１９０）を選択的に加熱するように構成された、ヒーター（１６０）と
を含む、環状体（１３０）と
を含む、高圧ねじり装置（１００）。
【０２０９】
［００２２６］実施例２．  ヒーター（１６０）、第１の全損失対流チラー（１４０）、及び第２の全損失対流チラー（１５０）が、作動軸（１０２）に沿って、第１のアンビル（１１０）と第２のアンビル（１２０）との間をユニットとして並進可能である、実施例１に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１０】
［００２２７］実施例３．  ヒーター（１６０）は、第１の全損失対流チラー（１４０）又は第２の全損失対流チラー（１５０）の少なくとも１つがワークピース（１９０）を冷却しているときに、ワークピース（１９０）を加熱するように構成された、実施例１に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１１】
［００２２８］実施例４．  ヒーター（１６０）は、第１の全損失対流チラー（１４０）又は第２の全損失対流チラー（１５０）の少なくとも１つがワークピース（１９０）を冷却していないときに、ワークピース（１９０）を加熱するように構成された、実施例１又は２に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１２】
［００２２９］実施例５．  第１の全損失対流チラー（１４０）が、第１のチラーチャネル入口（１４４）、及び第１のチラーチャネル入口（１４４）から離間した第１のチラーチャネル出口（１４５）を有する、第１のチラーチャネル（１４３）を含み、
第１のチラーチャネル出口（１４５）が、ワークピース（１９０）に向けられるように構成され、
第２の全損失対流チラー（１５０）が、第２のチラーチャネル入口（１５４）、及び第２のチラーチャネル入口（１５４）から離間した第２のチラーチャネル出口（１５５）を有する、第２のチラーチャネル（１５３）を含み、
第２のチラーチャネル出口（１５５）が、ワークピース（１９０）に向けられるように構成された、実施例１から４のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１３】
［００２３０］実施例６．  第１のチラーチャネル出口（１４５）及び第２のチラーチャネル出口（１５５）のそれぞれが環状であり、作動軸（１０２）を取り囲んでいる、実施例５に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１４】
［００２３１］実施例７．  作動軸（１０２）に沿って、ヒーター（１６０）と第１の全損失対流チラー（１４０）の第１のチラーチャネル出口（１４５）との間に配置され、かつワークピース（１９０）と接触するように構成された、第１の熱シール（１３１）と、
作動軸（１０２）に沿って、ヒーター（１６０）と第２の全損失対流チラー（１５０）の第２のチラーチャネル出口（１５５）との間に配置され、かつワークピース（１９０）と接触するように構成された、第２の熱シール（１３２）と
を更に含む、実施例５に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１５】
［００２３２］実施例８．  第１の熱シール（１３１）及び第２の熱シール（１３２）のそれぞれが環状であり、作動軸（１０２）を取り囲んでいる、実施例７に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１６】
［００２３３］実施例９．  環状体（１３０）が、作動軸（１０２）に沿って第１のチラーチャネル出口（１４５）とヒーター（１６０）との間に位置する第１の環状溝（１３３）と、作動軸（１０２）に沿ってヒーター（１６０）と第２のチラーチャネル出口（１５５）との間に位置する第２の環状溝（１３４）とを更に含み、第１の熱シール（１３１）の一部が、第１の環状溝（１３３）内に受容され、第２の熱シール（１３２）の一部が、第２の環状溝（１３４）内に受容される、実施例８に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１７】
［００２３４］実施例１０．
ヒーター（１６０）と第１の全損失対流チラー（１４０）を互いに熱伝導的に分離し、かつワークピース（１９０）から離間されるように構成された、第１の熱バリア（１３７）と、
ヒーター（１６０）と第２の全損失対流チラー（１５０）を互いに熱伝導的に分離し、かつワークピース（１９０）から離間されるように構成された、第２の熱バリア（１３８）と
を更に含み、
第１の熱バリア（１３７）が、第１の熱シール（１３１）と接触し、
第２の熱バリア（１３８）が、第２の熱シール（１３２）と接触する、実施例７から９のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１８】
［００２３５］実施例１１．  第１の全損失対流チラー（１４０）の第１のチラーチャネル入口（１４４）及び第２の全損失対流チラー（１５０）の第２のチラーチャネル入口（１５４）のそれぞれが、圧縮ガスを受容するように構成された、実施例５から１０のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２１９】
［００２３６］実施例１２．  第１の全損失対流チラー（１４０）の第１のチラーチャネル出口（１４５）が、第１の流量制限器（１４２）を含み、
第２の全損失対流チラー（１５０）の第２のチラーチャネル出口（１５５）が、第２の流量制限器（１５２）を含む、
実施例１１に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２０】
［００２３７］実施例１３．  第１の全損失対流チラー（１４０）の第１チラーチャネル出口（１４５）が、第１の膨張弁（１４１）を含み、
第２の全損失対流チラー（１５０）の第２のチラーチャネル出口（１５５）が、第２の膨張弁（１５１）を含む、実施例１１又は１２に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２１】
［００２３８］実施例１４．  ヒーター（１６０）と第１の全損失対流チラー（１４０）を互いに熱伝導的に分離し、かつワークピース（１９０）に接触するように構成された、第１の熱バリア（１３７）と、
ヒーター（１６０）と第２の全損失対流チラー（１５０）を互いに熱伝導的に分離し、ワークピース（１９０）に接触するようにように構成された、第２の熱バリア（１３８）と
を更に含む、実施例１から９のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２２】
［００２３９］実施例１５．  環状体（１３０）が、隙間嵌めでワークピース（１９０）を受容する大きさの中央開口部（１４７）を有する、実施例１から１４のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２３】
［００２４０］実施例１６．  第１のアンビル（１１０）が、第１のアンビルベース（１１７）と、作動軸（１０２）に沿って、第１のアンビルベース（１１７）から第２のアンビル（１２０）に向かって延びる第１のアンビル突出部（１１５）とを含み、
第１のアンビル突出部（１１５）が、第１のアンビルベース（１１７）の直径よりも小さく、かつ環状体（１３０）の中央開口部（１４７）の直径よりも小さい直径を有する、実施例１５に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２４】
［００２４１］実施例１７．  第１のアンビル突出部（１１５）が、作動軸（１０２）に沿って環状体（１３０）の寸法以上の最大寸法を有する、実施例１６に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２５】
［００２４２］実施例１８．  第１のアンビル突出部（１１５）が、作動軸（１０２）に沿って環状体（１３０）の寸法の少なくとも半分である最大寸法を有する、実施例１６に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２６】
［００２４３］実施例１９．  第２のアンビル（１２０）が、第２のアンビルベース（１２７）と、作動軸（１０２）に沿って、第２のアンビルベース（１２７）から第１のアンビル（１１０）に向かって延びる第２のアンビル突出部（１２５）とを含み、第２のアンビル突出部（１２５）が、第２のアンビルベース（１２７）の直径よりも小さく、かつ環状体（１３０）の中央開口部（１４７）の直径よりも小さい直径を有する、実施例１６から１８のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２７】
［００２４４］実施例２０．  第２のアンビル突出部（１２５）が、作動軸（１０２）に沿って環状体（１３０）の最大寸法に等しい最大寸法を有する、実施例１９に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２８】
［００２４５］実施例２１．  第２のアンビル突出部（１２５）が、作動軸（１０２）に沿って環状体（１３０）の寸法の半分以上の最大寸法を有する、実施例２０に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２２９】
［００２４６］実施例２２．  環状体（１３０）に連結され、作動軸（１０２）に沿って第１のアンビル（１１０）と第２のアンビル（１２０）との間で、ヒーター（１６０）、第１の全損失対流チラー（１４０）、及び第２の全損失対流チラー（１５０）を動かすように動作可能なリニアアクチュエータ（１７０）を更に含む、実施例１から２０のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２３０】
［００２４７］実施例２３．  リニアアクチュエータ（１７０）と通信可能に接続され、かつ作動軸（１０２）に沿って環状体（１３０）の位置又は並進速度の少なくとも１つを制御するように構成されたコントローラ（１８０）を更に備える、実施例２２に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２３１】
［００２４８］実施例２４．  コントローラ（１８０）と通信可能に接続された、ヒーター温度センサ（１６９）、第１のチラー温度センサ（１４９）、又は第２のチラー温度センサ（１５９）の少なくとも１つを更に含み、
ヒーター温度センサ（１６９）が、ヒーター（１６０）と熱的に連結されたワークピース（１９０）の表面（１９４）の一部の温度を測定するように構成され、
第１のチラー温度センサ（１４９）が、第１の全損失対流チラー（１４０）と熱的に連結されたワークピース（１９０）の表面（１９４）の一部の温度を測定するように構成され、
第２のチラー温度センサ（１５９）が、第２の全損失対流チラー（１５０）と熱的に連結されたワークピース（１９０）の表面（１９４）の一部の温度を測定するように構成された、実施例２３に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２３２】
［００２４９］実施例２５．  コントローラ（１８０）が、ヒーター（１６０）、第１の全損失対流チラー（１４０）、又は第２の全損失対流チラー（１５０）のうちの少なくとも１つと通信可能に接続され、かつヒーター温度センサ（１６９）、第１のチラー温度センサ（１４９）、又は第２のチラー温度センサ（１５９）の少なくとも１つから受信した入力に基づいて、ヒーター（１６０）、第１の全損失対流チラー（１４０）、又は第２の全損失対流チラー（１５０）の少なくとも１つの動作を制御するよう更に構成された、実施例２４に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２３３】
［００２５０］実施例２６．  コントローラ（１８０）が、作動軸（１０２）に沿って環状体（１３０）の位置又は並進速度の少なくとも１つを制御するよう更に構成される、実施例２５に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２３４】
［００２５１］実施例２７．  第１のアンビル（１１０）が、ワークピース（１９０）の第１の端部（１９１）を受容するための第１のアンビル開口部（１１９）を含み、
第１のアンビル開口部（１１９）が、作動軸（１０２）に垂直な平面内で非円形断面を有する、実施例１から２６のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２３５】
［００２５２］実施例２８．  ヒーター（１６０）が、抵抗ヒーター又は誘導ヒーターの１つである、実施例１から２７のいずれか一項に記載の高圧ねじり装置（１００）。
【０２３６】
［００２５３］実施例２９．  高圧ねじり装置（１００）であって、
作動軸（１０２）と、
第１のアンビル（１１０）と、
第１のアンビル（１１０）に面し、作動軸（１０２）に沿って第１のアンビル（１１０）から離間した第２のアンビル（１２０）と
を含み、
第１のアンビル（１１０）及び第２のアンビル（１２０）が、作動軸（１０２）に沿って互いに対して並進可能であり、
第１のアンビル（１１０）及び第２のアンビル（１２０）が、作動軸（１０２）の周りで互いに対して回転可能であり、
作動軸（１０２）に沿って、第１のアンビル（１１０）と第２のアンビル（１２０）との間を移動可能であり、ワークピース（１９０）を選択的に加熱するように構成された、ヒーター（１６０）と
を含む、高圧ねじり装置（１００）。
【０２３７】
［００２５４］実施例３０．  作動軸（１０２）、第１のアンビル（１１０）、第２のアンビル（１２０）、及び環状体（１３０）を含む高圧ねじり装置（１００）を使用して、ワークピース（１９０）の材料特性を修正する方法（８００）であって、環状体（１３０）が、第１の全損失対流チラー（１４０）、第２の全損失対流チラー（１５０）、及び作動軸（１０２）に沿って、第１の全損失対流チラー（１４０）と第２の全損失対流チラー（１５０）との間に配置されたヒーター（１６０）を含み、方法（８００）が、
ワークピース（１９０）の中心軸（１９５）に沿ってワークピース（１９０）を圧縮するステップと、
中心軸（１９５）に沿って、ワークピース（１９０）を圧縮することと同時に、中心軸（１９５）の周りにワークピース（１９０）をねじるステップと、
中心軸（１９５）に沿ってワークピース（１９０）を圧縮し、中心軸（１９５）の周りにワークピース（１９０）をねじることの間に、ワークピース（１９０）の中心軸（１９５）と同一線上にある、高圧ねじり装置（１００）の作動軸（１０２）に沿って、環状体（１３０）を並進させ、ヒーター（１６０）でワークピース（１９０）を加熱するステップと
を含む、方法（８００）。
【０２３８】
［００２５５］実施例３１．  ワークピース（１９０）を加熱するステップと同時に、第１の全損失対流チラー（１４０）でワークピース（１９０）を冷却するステップ、又は第２の全損失対流チラー（１５０）でワークピース（１９０）を冷却するステップのうちの少なくとも１つを更に含む、実施例３０に記載の方法（８００）。
【０２３９】
［００２５６］実施例３２．  第１の全損失対流チラー（１４０）でワークピース（１９０）を冷却するステップが、第１の全損失対流チラー（１４０）を通して第１の冷却流体（１９８）をルート決めするステップ、ワークピース（１９０）の一部を第１の冷却流体（１９８）と接触させるステップ、及び第１の全損失対流チラー（１４０）を出るステップを含み、第２の全損失対流チラー（１５０）でワークピース（１９０）を冷却するステップが、第２の全損失対流チラー（１５０）を通して第２の冷却流体（１９９）をルート決めするステップ、ワークピース（１９０）の一部を第２の冷却流体（１９９）と接触させるステップ、及び第２の全損失対流チラー（１５０）を出るステップを含む、実施例３１に記載の方法（８００）。
【０２４０】
［００２５７］実施例３３．  第１の全損失対流チラー（１４０）を通して第１の冷却流体（１９８）をルート決めするステップと、第２の全損失対流チラー（１５０）を通して第２の冷却流体（１９９）をルート決めするステップとが、独立して制御される、実施例３２に記載の方法（８００）。
【０２４１】
［００２５８］実施例３４．  第１の冷却流体（１９８）及び第２の冷却流体（１９９）のそれぞれが圧縮ガスである、実施例３３に記載の方法（８００）。
【０２４２】
［００２５９］実施例３５．  環状体（１３０）が、ワークピース（１９０）を囲むように構成された中央開口部（１４７）を含み、第１の全損失対流チラー（１４０）を通して第１の冷却流体（１９８）をルート決めするステップが、第１の冷却流体（１９８）を中央開口部（１４７）内に放出するステップを含み、第２の全損失対流チラー（１５０）を通して第２の冷却流体（１９９）をルート決めするステップが、第２の冷却流体（１９９）を中央開口部（１４７）内に放出するステップを含む、実施例３３又は３４に記載の方法（８００）。
【０２４３】
［００２６０］実施例３６．  第１の全損失対流チラー（１４０）が、第１のチラーチャネル入口（１４４）、及び第１のチラーチャネル入口（１４４）から離間した第１のチラーチャネル出口（１４５）を有する、第１のチラーチャネル（１４３）を含み、第１のチラーチャネル出口（１４５）が、ワークピース（１９０）に向けられ、第２の全損失対流チラー（１５０）が、第２のチラーチャネル入口（１５４）、及び第２のチラーチャネル入口（１５４）から離間した第２のチラーチャネル出口（１５５）を有する、第２のチラーチャネル（１５３）を含み、第２のチラーチャネル出口（１５５）が、ワークピース（１９０）に向けられる、実施例３５に記載の方法（８００）。
【０２４４】
［００２６１］実施例３７．  第１の冷却流体（１９８）を中央開口部（１４７）内に放出するステップが、第１のチラーチャネル出口（１４５）で第１の流量制限器（１４２）によって制御され、
第２の冷却流体（１９９）を中央開口部（１４７）内に放出するステップが、第２のチラーチャネル出口（１５５）で第２の流量制限器（１５２）によって制御される、実施例３６に記載の方法（８００）。
【０２４５】
［００２６２］実施例３８．  第１の冷却流体（１９８）を中央開口部（１４７）内に放出するステップが、第１のチラーチャネル出口（１４５）で第１の膨張弁（１４１）によって制御され、
第２の冷却流体（１９９）を中央開口部（１４７）内に放出するステップが、第２のチラーチャネル出口（１５５）で第２の膨張弁（１５１）によって制御される、実施例３６に記載の方法（８００）。
【０２４６】
［００２６３］実施例３９．  高圧ねじり装置（１００）が、
作動軸（１０２）に沿ってヒーター（１６０）と第１のチラーチャネル出口（１４５）との間に配置され、ワークピース（１９０）と接触する第１の熱シール（１３１）であって、第１の冷却流体（１９８）がヒーター（１６０）とワークピース（１９０）との間の空間に流入するのを防ぐための第１の熱シール（１３１）と、
作動軸（１０２）に沿ってヒーター（１６０）と第２のチラーチャネル出口（１５５）との間に配置され、ワークピース（１９０）と接触する第２の熱シール（１３２）であって、第２の冷却流体（１９９）がヒーター（１６０）とワークピース（１９０）との間の空間に流入するのを防ぐための第２の熱シール（１３２）と
を更に含む、実施例３６から３８のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２４７】
［００２６４］実施例４０．  ヒーター（１６０）でワークピース（１９０）を加熱するステップが、第１の全損失対流チラー（１４０）でワークピース（１９０）を冷却するステップ、又は第２の全損失対流チラー（１５０）でワークピース（１９０）を冷却するステップの少なくとも１つと同時に実行される間に、第１の熱バリア（１３７）を使用して、ヒーター（１６０）と第１の全損失対流チラー（１４０）とを互いに熱伝導的に分離するステップを更に含む、実施例３９に記載の方法（８００）。
【０２４８】
［００２６５］実施例４１．  第１の熱バリア（１３７）が、第１の熱シール（１３１）と接触する、実施例４０に記載の方法（８００）。
【０２４９】
［００２６６］実施例４２．  ヒーター（１６０）でワークピース（１９０）を加熱するステップが、第１の全損失対流チラー（１４０）でワークピース（１９０）を冷却するステップ、又は第２の全損失対流チラー（１５０）でワークピース（１９０）を冷却するステップの少なくとも１つと同時に実行される間に、第２の熱バリア（１３８）を使用して、ヒーター（１６０）と第２の全損失対流チラー（１５０）とを互いに熱伝導的に分離するステップを更に含む、実施例３９から４１のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２５０】
［００２６７］実施例４３．  第２の熱バリア（１３８）が、第２の熱シール（１３２）と接触する、実施例４２に記載の方法（８００）。
【０２５１】
［００２６８］実施例４４．  ヒーター（１６０）でワークピース（１９０）を加熱するステップが、第１の全損失対流チラー（１４０）でワークピース（１９０）を冷却するステップ、又は第２の全損失対流チラー（１５０）でワークピース（１９０）を冷却するステップから独立している、実施例３１から４３のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２５２】
［００２６９］実施例４５．  ヒーター（１６０）でワークピース（１９０）を加熱するステップは、ワークピース（１９０）が第１の全損失対流チラー（１４０）又は第２の全損失対流チラー（１５０）の少なくとも１つによって冷却されていない間に、実行される、実施例４４に記載の方法（８００）。
【０２５３】
［００２７０］実施例４６．  ヒーター（１６０）でワークピース（１９０）を加熱するステップが、第１の全損失対流チラー（１４０）でワークピース（１９０）を冷却するステップと同時に実行される間に、第１の熱バリア（１３７）を使用して、ヒーター（１６０）と第１の全損失対流チラー（１４０）とを互いに熱伝導的に分離するステップを更に含む、実施例３１から３８のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２５４】
［００２７１］実施例４７．  第１の熱バリア（１３７）が、ワークピース（１９０）に接触している、実施例４６に記載の方法（８００）。
【０２５５】
［００２７２］実施例４８．  ヒーター（１６０）でワークピース（１９０）を加熱するステップが、第２の全損失対流チラー（１５０）でワークピース（１９０）を冷却するステップと同時に実行される間に、第２の熱バリア（１３８）を使用して、ヒーター（１６０）と第２の全損失対流チラー（１５０）とを互いに熱伝導的に分離するステップを更に含む、実施例４６又は４７に記載の方法（８００）。
【０２５６】
［００２７３］実施例４９．  第２の熱バリア（１３８）が、ワークピース（１９０）に接触している、実施例４８に記載の方法（８００）。
【０２５７】
［００２７４］実施例５０．  高圧ねじり装置（１００）のコントローラ（１８０）で、ヒーター温度センサ（１６９）、第１のチラー温度センサ（１４９）、及び第２のチラー温度センサ（１５９）からの入力を受信することであって、ヒーター温度センサ（１６９）、第１のチラー温度センサ（１４９）、及び第２のチラー温度センサ（１５９）のそれぞれが、コントローラ（１８０）と通信可能に接続されている、入力を受信することと、
ヒーター温度センサ（１６９）、第１のチラー温度センサ（１４９）、及び第２のチラー温度センサ（１５９）からの入力に基づいて、コントローラ（１８０）を使用して、ヒーター（１６０）、第１の全損失対流チラー（１４０）、又は第２の全損失対流チラー（１５０）の少なくとも１つの動作を制御することであって、ヒーター（１６０）、第１の全損失対流チラー（１４０）、第２の全損失対流チラー（１５０）のそれぞれが、コントローラ（１８０）と通信可能に接続され、コントローラ（１８０）によって制御される、少なくとも１つの動作を制御することと
を更に含む、実施例３１から４９のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２５８】
［００２７５］実施例５１．  高圧ねじり装置（１００）の作動軸（１０２）に沿って、環状体（１３０）を並進させるステップが、コントローラ（１８０）に通信可能に接続され、コントローラ（１８０）によって制御されるリニアアクチュエーター（１７０）を使用して実行される、実施例５０に記載の方法（８００）。
【０２５９】
［００２７６］実施例５２．  ワークピース（１９０）の第１の端部（１９１）を高圧ねじり装置（１００）の第１のアンビル（１１０）と係合させることと、
ワークピース（１９０）の第２の端部（１９２）を、高圧ねじり装置（１００）の第２のアンビル（１２０）と係合させることと
を更に含み、
ワークピース（１９０）の中心軸（１９５）に沿ってワークピース（１９０）を圧縮するステップと、中心軸（１９５）の周りでワークピース（１９０）をねじるステップとが、第１のアンビル（１１０）及び第２のアンビル（１２０）を使用して実行される、実施例３１から５１のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２６０】
［００２７７］実施例５３．  第１のアンビル（１１０）が、第１のアンビルベース（１１７）と、作動軸（１０２）に沿って第１のアンビルベース（１１７）から第２のアンビル（１２０）に向かって延びる第１のアンビル突出部（１１５）とを含み、
環状体（１３０）が中央開口部（１４７）を含み、
高圧ねじり装置（１００）の作動軸（１０２）に沿って環状体（１３０）を並進させるステップが、第１のアンビル突出部（１１５）を環状体（１３０）の中央開口部（１４７）に前進させることを含む、実施例５２に記載の方法（８００）。
【０２６１】
［００２７８］実施例５４．  第１のアンビル突出部（１１５）を第１の全損失対流チラー（１４０）の中央開口部（１４７）に前進させる間に、第１の全損失対流チラー（１４０）でワークピース（１９０）を冷却するステップが停止される、実施例５３に記載の方法（８００）。
【０２６２】
［００２７９］実施例５５．  第２のアンビル（１２０）が、第２のアンビルベース（１２７）と、作動軸（１０２）に沿って第１のアンビルベース（１２７）から第２のアンビル（１１０）に向かって延びる第２のアンビル突出部（１２５）とを含み、
環状体（１３０）が中央開口部（１４７）を含み、
高圧ねじり装置（１００）の作動軸（１０２）に沿って環状体（１３０）を並進させるステップが、第２のアンビル突出部（１２５）を環状体（１３０）の中央開口部（１４７）に前進させることを含む、実施例５２から５４のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２６３】
［００２８０］実施例５６．  第２のアンビル突出部（１２５）を第２の全損失対流チラー（１５０）の中央開口部（１４７）に前進させる間に、第２の全損失対流チラー（１５０）でワークピース（１９０）を冷却するステップが停止される、実施例５５に記載の方法（８００）。
【０２６４】
［００２８１］実施例５７．  第１のアンビル（１１０）が、ワークピース（１９０）の第１の端部（１９１）と係合する、第１のアンビル開口部（１１９）を含み、
第１のアンビル開口部（１１９）が、作動軸（１０２）に垂直な平面内で非円形断面を有する、実施例５２から５６のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２６５】
［００２８２］実施例５８．  第２のアンビル（１２０）が、ワークピース（１９０）の第２の端部（１９２）と係合する、第２のアンビル開口部（１２９）を含み、
第２のアンビル開口部（１２９）が、作動軸（１０２）に垂直な平面内で非円形断面を有する、実施例５２から５７のいずれか一項に記載の方法（８００）。
【０２６６】
［００２８３］本開示の例は、図９に示す航空機の製造及び保守方法１１００、並びに、図１０に示す航空機１１０２に照らして説明されうる。製造前段階において、例示的な方法１１００は、航空機１１０２の仕様及び設計（ブロック１１０４）と材料調達（ブロック１１０６）とを含みうる。製造段階では、航空機１１０２の構成要素及びサブアセンブリの製造（ブロック１１０８）と、システムインテグレーション（ブロック１１１０）とが行われうる。その後、航空機１１０２は、認可及び納品（ブロック１１１２）を経て運航（ブロック１１１４）に供されうる。運航中、航空機１１０２には、定期的な整備及び保守（ブロック１１１６）が予定されうる。定期的な整備及び保守は、航空機１１０２の１つ又は複数のシステムの改変、再構成、改修等を含みうる。
【０２６７】
［００２８４］例示的な方法１１００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって実施又は実行されうる。この明細書の解釈上、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造業者及び主要システム下請業者を含みうるがそれらに限定されるわけではなく、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含みうるがそれらに限定されるわけではなく、かつ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。
【０２６８】
［００２８５］図１０に示しているように、例示的な方法１１００によって製造される航空機１１０２は、複数の高レベルシステム１１２０及び内装１１２２を有する、機体１１１８を含みうる。高レベルシステム１１２０の実施例としては、推進システム１１２４、電気システム１１２６、油圧システム１１２８、及び環境システム１１３０のうちの１つ又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムも含まれうる。航空宇宙産業の例を示しているが、本書で開示されている原理は、その他の産業（自動車産業など）にも適用されうる。したがって、本書で開示されている原理は、航空機１１０２に加えて、その他のビークル（例えば陸上ビークル、海洋ビークル、宇宙ビークル等）にも適用されうる。
【０２６９】
［００２８６］本書で図示され、説明されている装置（複数可）及び方法（複数可）は、製造及び保守方法１１００の、１つ又は複数の任意の段階において用いられうる。例えば、構成要素及びサブアセンブリの製造（ブロック１１０８）に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機１１０２の運航（ブロック１１１４）期間中に製造される構成要素又はサブアセンブリと同様の様態で、作製又は製造されうる。また、装置（複数可）、方法（複数可）又はそれらの組み合わせの１つ又は複数の例は、例えば、航空機１１０２の組立てを著しく効率化すること、又はコストを削減することにより、製造段階１１０８及び１１１０において利用されうる。同様に、装置又は方法を実現する１つ又は複数の例、或いはそれらの組み合わせは、限定するわけではないが例としては、航空機１１０２の運航（ブロック１１１４）期間中に、及び／又は、整備及び保守（ブロック１１１６）において、利用されうる。
【０２７０】
［００２８７］本書で開示されている装置（複数可）及び方法（複数可）の種々の例は、多種多様な構成要素、特徴及び機能を含む。本書で開示されている装置（複数可）及び方法（複数可）の様々な例は、それ以外の本書で開示されている装置（複数可）及び方法（複数可）の例のうち任意のものの、任意の構成要素、特徴及び機能を、任意の組み合わせにおいて含む可能性があること、及び、かかる可能性は全て本開示の範囲に含まれることが意図されていると理解すべきである。
【０２７１】
［００２８８］上記の説明及び関連した図面に提示された教示を利用することで、本開示に関する当業者には、本書に明記された例示の多数の修正例が想起されよう。
【０２７２】
［００２８９］したがって、本開示は例示されている特定の例に限定されないこと、及び、修正例及びその他の例は添付される特許請求の範囲に含まれることが意図されていると理解されたい。更に、上述の説明及び関連図面は、要素及び／又は機能のある例示的な組み合わせに照らして本開示の例を説明しているが、添付する特許請求の範囲から逸脱しなければ、代替的な実施態様によって、要素及び／又は機能の種々の組み合わせが提供されることがあると認識すべきである。したがって、添付する特許請求の範囲に記載されたカッコ内の参照番号は、例示のために提示されており、特許請求される主題の範囲を、本開示で提供されている特定の例に限定することを意図するものではない。
【図１Ａ】
2020114600.tif 000003
【図１Ｂ】
2020114600.tif 000004
【図２Ａ】
2020114600.tif 000005
【図２Ｂ】
2020114600.tif 000006
【図２Ｃ】
2020114600.tif 000007
【図２Ｄ】
2020114600.tif 000008
【図２Ｅ】
2020114600.tif 000009
【図３Ａ】
2020114600.tif 000010
【図３Ｂ】
2020114600.tif 000011
【図３Ｃ】
2020114600.tif 000012
【図３Ｄ】
2020114600.tif 000013
【図３Ｅ】
2020114600.tif 000014
【図３Ｆ】
2020114600.tif 000015
【図３Ｇ】
2020114600.tif 000016
【図４】
2020114600.tif 000017
【図５】
2020114600.tif 000018
【図６】
2020114600.tif 000019
【図７】
2020114600.tif 000020
【図８Ａ】
2020114600.tif 000021
【図８Ｂ】
2020114600.tif 000022
【図９】
2020114600.tif 000023
【図１０】
2020114600.tif 000024
【外国語明細書】
2020114600000001.pdf
2020114600000002.pdf
2020114600000003.pdf
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