(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の湾曲シートを操作するための装置を提供する。【解決手段】複数の湾曲シート（２０８）の各々は上面（２１６）および下面（２２０）を含む。装置（２１２）は、複数の湾曲シート（２０８）の各々の上面に結合されるツール（２３２）を含む。ツール（２３２）は、複数の湾曲シート（２０８）を互いに対して相対的に移動させ、かつ複数の湾曲シート（２０８）の各々の上面が仮想円弧面（２３６）に沿うように複数の湾曲シート（２０８）を当接させることができる。装置（２１２）はまた、複数の湾曲シート（２０８）を当接させた後で、複数の湾曲シート（２０８）を溶接することのできる溶接装置（２４８）をも含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部を拘束するための装置であって、
前記第１湾曲シートの縁部及び前記第２湾曲シートの縁部の近傍にそれぞれ配置される複数の磁性部材を含んでおり、
前記各磁性部材は、前記第１湾曲シート及び前記第２湾曲シートのうちの対応する一つに係合するように可撓性を有する基板と、当該基板に結合された複数の磁石とを含み、当該複数の磁石は相互に離れている、装置。
【請求項２】
前記第１湾曲シート及び前記第２湾曲シートは湾曲金属シートである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記各磁石はタイルの形態である永久磁石である、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１湾曲シートおよび前記第２湾曲シートに結合される接合部材をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記接合部材は、前記第１湾曲シートの縁部および前記第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で、前記第１湾曲シートと第２湾曲シートとの間の結合をもたらすために、前記複数の磁性部材の間に設置される可撓性接合部材である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記可撓性接合部材は少なくともその一部分に接着材を含み、可撓性接合部材は接着材で第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記接合部材は前記第１湾曲シートおよび前記第２湾曲シートに結合される剛性接合部材である、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記剛性接合部材は前記第１湾曲シートの上面と前記第２湾曲シートの上面に結合される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記剛性接合部材は前記第１湾曲シートの下面と前記第２湾曲シートの下面に結合される、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記剛性接合部材はスロットを含む、請求項７〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記剛性接合部材は湾曲している、請求項７〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記第１湾曲シートの縁部および前記第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で、前記第１湾曲シートおよび前記第２湾曲シートに結合される第１接合部材と、前記第１湾曲シートおよび前記第２湾曲シートに結合される第２接合部材とをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記第１接合部材は剛性接合部材であり、前記第２接合部材は可撓性接合部材である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１湾曲シートおよび前記第２湾曲シートに対して相対的に移動するように構成されたキャリッジをさらに含み、前記複数の磁性部材は当該キャリッジに結合されている、請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの摩擦低減部材をも含み、当該少なくとも１つの摩擦低減部材の少なくとも一部分は、前記複数の磁性部材の少なくとも一つと前記第１湾曲シートおよび前記第２湾曲シートの少なくとも一方との間にある、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの摩擦低減部材はホイールである、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記可撓性接合部材によって設けられた前記第１湾曲シートの縁部と前記第２湾曲シートとの間の結合を解除するための結合解除部材をさらに含む、請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、湾曲シートを操作するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
湾曲シートは従来、湾曲シートの縁部を重ね合わせて、例えばリベットで固締された重ね継手を形成することによって結合される。航空宇宙用途では湾曲シートは一般的にこの方法で結合され、そのような例では、湾曲シートは金属製の湾曲シートであり、例えば機体、翼、安定板、または他の空気力学的表面の一部を形成することがある。湾曲シート同士を結合するときに重ね継手および／または添接板を使用するには、湾曲シートの重ね合わせを達成するための追加の材料が必要であり、それによって組立体の重量およびコストが増大する。
【発明の概要】
【０００３】
したがって、湾曲シートの組立体の製造コストおよびそのような組立体の重量を低減する装置および方法が求められている。
【０００４】
本開示の一実施形態は、複数の湾曲シートを操作するための装置に関する。複数の湾曲シートの各々は上面および下面を含む。装置は、複数の湾曲シートの各々の上面に結合されるツールを含む。ツールは、複数の湾曲シートを互いに対して相対的に移動させ、かつ複数の湾曲シートの各々の上面が仮想円弧面に沿うように複数の湾曲シートを当接させることができる。
【０００５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、仮想円弧面は、仮想円弧面に沿う仮想直線に垂直な断面に変曲点を含まない。
【０００６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、複数の湾曲シートの各々の上面が仮想円弧面に沿うように当接された複数の湾曲シートは、仮想円弧面に沿う仮想直線に垂直な仮想平面内で約２度から約２７０度の間の中心角を張る。
【０００７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、複数の湾曲シートの各々の上面が仮想円弧面に沿うように当接された複数の湾曲シートは、仮想円弧面に沿う仮想直線に垂直な仮想平面内で約１８０度の中心角を張る。
【０００８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、ツールは、複数の湾曲シートの少なくとも１つの上面に着脱自在に結合された少なくとも１つのホルダーを含む。
【０００９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、少なくとも１つのホルダーは、複数の湾曲シートの重量ベクトルに対して非垂直方向に延びる。
【００１０】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、少なくとも１つのホルダーは、複数の湾曲シートの重量ベクトルに対して略平行方向に延びる。
【００１１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、少なくとも１つのホルダーは、複数の湾曲シートの重量ベクトルに対して略垂直方向に延びる。
【００１２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、少なくとも１つのホルダーは選択的可変長を有する。
【００１３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、ツールは少なくとも１つの第１ホルダーおよび少なくとも１つの第２ホルダーを含む。
【００１４】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、少なくとも１つの第１ホルダーおよび少なくとも１つの第２ホルダーは異なる方向に延びる。
【００１５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、ツールは再構成可能である。
【００１６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、複数の湾曲シートの下面に対向する処理ステーションをも含む。
【００１７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、処理ステーションは減法製造装置を含む。
【００１８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、減法製造装置は穴あけ加工装置を含む。
【００１９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、処理ステーションはレーザ溶接装置を含む。
【００２０】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、複数の湾曲シートに対して相対的に移動するように構成されたキャリッジをも含み、処理ステーションはキャリッジに結合され、それと共に移動可能である。
【００２１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、処理ステーションは摩擦撹拌溶接装置を含む。
【００２２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、複数の湾曲シートの第１湾曲シートの縁部に隣接して第１湾曲シートの上面に関連付けられる第１磁性部材と、第１湾曲シートの縁部に隣接して第１湾曲シートの下面に関連付けられる第２磁性部材と、複数の湾曲シートの第２湾曲シートの縁部に隣接して第２湾曲シートの上面に関連付けられる第３磁性部材と、第２湾曲シートの縁部に隣接して第２湾曲シートの下面に関連付けられる第４磁性部材とをも含む。第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で、第１磁性部材は第２磁性部材と磁気結合され、第３磁性部材は第４磁性部材と磁気結合される。
【００２３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で、第１湾曲シートと第２湾曲シートとの間の結合を達成するために、第１磁性部材と第３磁性部材との間または第２磁性部材と第４磁性部材との間に設置される可撓性接合部材をも含む。
【００２４】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、第１湾曲シートと第２湾曲シートとの間に可撓性接合部材によって設けられた結合を解消するために、摩擦撹拌溶接装置に回動自在に取り付けられた結合解除部材をも含む。
【００２５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートが摩擦撹拌溶接装置によって溶接される間に、結合解除部材は可撓性接合部材を第１湾曲シートおよび第２湾曲シートから結合解除させる。
【００２６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、結合解除部材は、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに対して平行移動するが回転しない。
【００２７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、結合解除部材は少なくとも部分的に、第１磁性部材と第３磁性部材との間の空間に配置される。
【００２８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、結合解除部材は該空間に沿って移動し、かつ第１磁性部材および第３磁性部材によって少なくとも部分的に該空間に維持される。
【００２９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、結合解除部材は第１磁性部材および第３磁性部材の少なくとも１つに移動可能に係合する。
【００３０】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、摩擦撹拌溶接装置は少なくとも部分的に該空間に配置される。
【００３１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合される剛性接合部材をも含む。剛性接合部材は湾曲部を含む。
【００３２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに対して相対的に移動するように構成されたキャリッジをも含む。摩擦撹拌溶接装置はキャリッジに結合され、それと共に移動可能である。
【００３３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第２磁性部材および第４磁性部材はキャリッジに結合され、それと共に移動可能である。第１磁性部材および第３磁性部材は複数の湾曲シートに対して静止している。
【００３４】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、複数の湾曲シートのうちの１つの縁部に隣接して複数の湾曲シートのうちの１つの上面に関連付けられる第１磁性部材、および複数の湾曲シートのうちの１つの縁部に隣接して複数の湾曲シートのうちの１つの下面に関連付けられる第２磁性部材をも含む。第１磁性部材は第２磁性部材と磁気結合される。
【００３５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材および第２磁性部材は、複数の湾曲シートのうちの同一の１つに関連付けられる。
【００３６】
本開示の一実施形態は、第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部を拘束するための装置に関する。装置は、第１湾曲シートの上面に関連付けられる第１磁性部材と、第１湾曲シートの下面に関連付けられる第２磁性部材と、第２湾曲シートの上面に関連付けられる第３磁性部材と、第２湾曲シートの下面に関連付けられる第４磁性部材とを含む。第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で、第１磁性部材は第２磁性部材と磁気結合され、第３磁性部材は第４磁性部材と磁気結合される。
【００３７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材および第２磁性部材は第１湾曲シートと共形であり、第３磁性部材および第４磁性部材は第２湾曲シートと共形である。
【００３８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材、第２磁性部材、第３磁性部材、および第４磁性部材のうちの少なくとも２つは、一致する形状を有する。
【００３９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートは湾曲金属シートである。
【００４０】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材および第２磁性部材は第１湾曲シートの縁部に隣接して配され、第３磁性部材および第４磁性部材は第２湾曲シートの縁部に隣接して配される。
【００４１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材、第２磁性部材、第３磁性部材、および第４磁性部材は永久磁石を備える。
【００４２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材および第２磁性部材の一方は永久磁石を備え、第１磁性部材および第２磁性部材のもう一方は強磁性体を備え、かつ第３磁性部材および第４磁性部材の一方は永久磁石を備え、第３磁性部材および第４磁性部材のもう一方は強磁性体を備える。
【００４３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材および第２磁性部材の少なくとも一方は電磁石を備え、かつ第３磁性部材および第４磁性部材の少なくとも一方は電磁石を備える。
【００４４】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合される接合部材をも含む。
【００４５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、接合部材は、第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で第１湾曲シートと第２湾曲シートとの間に結合をもたらすために、第１磁性部材と第３磁性部材との間、または第２磁性部材と第４磁性部材との間に設置される可撓性接合部材である。
【００４６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、可撓性接合部材は第１磁性部材と第３磁性部材との間に設置される。
【００４７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、可撓性接合部材は第２磁性部材と第４磁性部材との間に設置される。
【００４８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、可撓性接合部材は少なくともその一部分に接着材を含み、可撓性接合部材は接着材で第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合される。
【００４９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、接着材は、接合部材の第１縁部および第２縁部に隣接して接合部材上に配される。第１縁部および第２縁部は互いに反対側の位置にあり、第１縁部は第１湾曲シートに接着結合され、第２縁部は第２湾曲シートに接着結合される。
【００５０】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、可撓性接合部材は接着材の無い部分を含む。接着材の無い部分は可撓性接合部材の第１縁部と第２縁部との間の部分であり、第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で、少なくとも部分的に第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部と重なり合う。
【００５１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、接合部材は、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合される剛性接合部材である。
【００５２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、剛性接合部材は、第１湾曲シートの上面および第２湾曲シートの上面に結合される。
【００５３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、剛性接合部材は第１湾曲シートの下面および第２湾曲シートの下面に結合される。
【００５４】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、剛性接合部材はスロットを含む。
【００５５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、剛性接合部材は湾曲している。
【００５６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、接合部材は第１接合部材である。装置はまた、第１湾曲シートの縁部および第２湾曲シートの縁部が互いに当接した状態で、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合される第２接合部材をも含む。
【００５７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１接合部材は剛性接合部材であり、第２接合部材は可撓性接合部材である。
【００５８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材と第３磁性部材との間に空間が設けられる。装置はまた、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合されかつ少なくとも部分的に第１磁性部材と第３磁性部材との間の空間を跨いで延びる、接合部材をも含む。
【００５９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに対して相対的に移動するように構成されたキャリッジをも含む。第２磁性部材および第４磁性部材はキャリッジに結合される。
【００６０】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第２磁性部材および第４磁性部材は、キャリッジと共に第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに対して相対的に移動し、第１磁性部材および第３磁性部材は、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに対して静止している。
【００６１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、装置はまた、少なくとも１つの摩擦低減部材をも含む。少なくとも１つの摩擦低減部材の少なくとも一部分は、第２磁性部材および第４磁性部材の少なくとも一方と第１湾曲シートおよび第２湾曲シートの少なくとも一方との間にある。
【００６２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、摩擦低減部材はホイールである。
【００６３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第２磁性部材および第４磁性部材の少なくとも一方と第１湾曲シートおよび第２湾曲シートの少なくとも一方との間の間隔は、摩擦低減部材が第１湾曲シートおよび第２湾曲シートの少なくとも一方と係合している状態で維持される。
【００６４】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、摩擦低減部材は、第２磁性部材および第４磁性部材の一方の表面に塗布される１層の材料である。
【００６５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材は第１湾曲シートの上面と係合するように構成された基板を含み、第３磁性部材は第２湾曲シートの上面と係合するように構成された基板を含む。
【００６６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材の基板は第１湾曲シートと共形であり、第３磁性部材の基板は第２湾曲シートと共形である。
【００６７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材の基板および第３磁性部材の基板は可撓性である。
【００６８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材は第１磁性部材の基板に結合される複数の磁性タイルを含み、第３磁性部材は第３磁性部材の基板に結合される複数の磁性タイルを含む。
【００６９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい装置の一実施形態では、第１磁性部材の基板に結合される複数の磁性タイルは互いに間隔を置いて配置され、第３磁性部材の基板に結合される複数の磁性タイルは互いに間隔を置いて配置される。
【００７０】
本開示の一実施形態は、基礎構造体と、基礎構造体に結合された溶接物とを含む乗物に関する。溶接物は、第１シート、第２シート、および第１シートと第２シートとの間の突合せ溶接部を含む。突合せ溶接部は、溶接物が基礎構造体に結合される前に形成される。
【００７１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい乗物の一実施形態では、乗物は航空機である。
【００７２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい乗物の一実施形態では、基礎構造体は航空機のフレームの少なくとも一部分である。第１シートは第１金属機体シート、第１金属翼シート、および第１金属安定板シートのうちの１つである。第２シートは第２金属機体シート、第２金属翼シート、および第２金属安定板シートである。
【００７３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい乗物の一実施形態では、第１シートは第１金属シートであり、第２シートは第２金属シートである。
【００７４】
本開示の一実施形態は、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートを含む組立体を製造する方法に関する。第１湾曲シートは第１上面および第１縁部を含む。第２湾曲シートは第２上面および第２縁部を含む。方法は、第１上面および第２上面を支持するステップと、第１上面および第２上面が仮想円弧面に沿うように第１縁部および第２縁部を当接させるステップと、第１縁部および第２縁部を当接させた後で第１縁部および第２縁部を溶接して溶接物を形成するステップとを含む。
【００７５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、仮想円弧面は、仮想円弧面に沿う仮想直線に垂直な仮想円弧面の断面に沿って変曲点を含まない。
【００７６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第１上面および第２上面を支持するツールを再構成するステップをも含む。
【００７７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、処理ステーションを第１湾曲シートの第１下面および第２湾曲シートの第２下面に対向するように配置するステップをも含む。
【００７８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、処理ステーションを第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに対して相対的に移動させるステップをも含む。
【００７９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、処理ステーションを配置するステップは、摩擦撹拌溶接装置を第１下面および第２下面に対向するように配置することを含む。
【００８０】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第１磁性部材を第１縁部に隣接して第１上面に対して配するステップと、第２磁性部材を第１縁部に隣接して第１下面に対して配するステップと、第３磁性部材を第２縁部に隣接して第２上面に対して配するステップと、第４磁性部材を第２縁部に隣接して第２下面に対して配するステップと、第１縁部および第２縁部を当接させた後で、第１磁性部材を第２磁性部材に、かつ第３磁性部材を第４磁性部材に磁気結合するステップとをも含む。
【００８１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第１縁部および第２縁部を当接させた後で、第１磁性部材と第３磁性部材との間、または第２磁性部材と第４磁性部材との間の少なくとも一方で、可撓性接合部材を第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合するステップをも含む。
【００８２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、可撓性接合部材を第１湾曲シートおよび第２湾曲シートから結合解除するステップを含む。
【００８３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、結合解除するステップはさらに、第１縁部および第２縁部を溶接しながら、可撓性接合部材を第１湾曲シートおよび第２湾曲シートから結合解除することを含む。
【００８４】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、結合解除部材を摩擦撹拌溶接装置に回動自在に結合するステップをも含む。
【００８５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第１縁部および第２縁部を当接させた後で、剛性接合部材を第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに結合するステップをも含む。剛性接合部材は湾曲部を含む。
【００８６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、摩擦撹拌溶接装置を第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに対して相対的に移動させるステップをも含む。
【００８７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第２磁性部材および第４磁性部材を第１湾曲シートおよび第２湾曲シートに対して相対的に移動させるステップをも含む。
【００８８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第１磁性部材を第１縁部および第２縁部の少なくとも一方に隣接して第１上面および第２上面の少なくとも一方に対して配するステップと、第２磁性部材を第１縁部および第２縁部の少なくとも一方に隣接して第１湾曲シートの第１下面および第２湾曲シートの第２下面の少なくとも一方に対して配するステップと、第１磁性部材を第２磁性部材に磁気結合するステップとをも含む。
【００８９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第１磁性部材および第２磁性部材を第１湾曲シートおよび第２湾曲シートのうちの同一の１つに対して配するステップをも含む。
【００９０】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第１縁部と第２縁部との間に空間を設けるステップをも含む。空間は、第１縁部および第２縁部の少なくとも一方を処理するのに充分である。方法はまた、第１縁部および第２縁部の少なくとも一方を処理するステップをも含む。
【００９１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、第１縁部および第２縁部を当接させるステップは、第１縁部および第２縁部の少なくとも一方を処理するステップの後で行われる。
【００９２】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、第１上面および第２上面を支持するステップはさらに、ツールを第１上面および第２上面に結合することを含む。
【００９３】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第１湾曲シートおよび第２湾曲シートをツールにより互いに対して相対的に移動させるステップをも含む。
【００９４】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、当接ステップはさらに、第１縁部および第２縁部をツールにより当接させることを含む。
【００９５】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、溶接物を構造体に結合するステップをも含む。
【００９６】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、構造体は航空機のフレームの少なくとも一部分である。
【００９７】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、溶接物を処理するステップをも含む。
【００９８】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、溶接物を処理するステップは、溶接物の少なくとも一部分にゲージの低減を実行することを含む。
【００９９】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、溶接物を処理するステップは、溶接物の少なくとも一部分の厚さを低減することを含む。
【０１００】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい方法の一実施形態では、溶接物を処理するステップは、溶接物の少なくとも一部分をトリミングすることを含む。
【０１０１】
前述および／または後述のいずれかの実施形態の対象の少なくとも一部分を含んでよい一実施形態では、方法はまた、第1縁部および第2縁部を当接させた後、溶接の前に、第１縁部および第２縁部を拘束することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
このように開示の実施形態を概略的に説明したが、次に添付の図面に関連して記載する。図面は必ずしも縮尺ではなく、かつ図中における同様の参照文字は、複数の図全体を通して同一または類似の部品を指定する。
【図１】航空機の製造およびサービス方法の流れ図である。
【図２】航空機のブロック図である。
【図３】本発明の一態様に係る、例えば航空機のような乗物の一部分の斜視図である。
【図４】本開示の一態様に係る装置のブロック図である。
【図５】本開示の一態様に係る、複数の湾曲シートを支持するためのツールを含む装置の略立面図である。
【図６】本開示の一態様に係る、図５に示した装置の立面図である。
【図７】本開示の一態様に係る図５に示した装置の略立面図である。
【図８】本開示の一態様に係る複数の湾曲シートを支持するためのツールを含む装置の略立面図である。
【図９】本開示の一態様に係る装置の略立面図である。
【図１０】本開示の一態様に係る、図９に示した装置の一部分の略上面図である。
【図１１】本開示の一態様に係る、図１０に示した装置の一部分の略側面図である。
【図１２】本開示の一態様に係る装置の略立面図である。
【図１３】本開示の一態様に係る、図１２に示した装置の一部分の略上面図である。
【図１４】本開示の一態様に係る、図１２および図１３に示した装置の一部分の略立面図である。
【図１５】本開示の一態様に係る装置のブロック図である。
【図１６】本開示の一態様に係る乗物のブロック図である。
【図１７】本開示の一態様に係る摩擦撹拌溶接装置の一部分の略立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０３】
開示される実施形態を、図１に示す航空機の製造およびサービス方法１００、および図２に示す航空機１０２の例で説明する。製造準備段階で、例示的方法１００は、航空機１０２の仕様および設計１０４ならびに資材調達１０６を含む。製造段階で、航空機の構成部品および部分組立体の製造１０８およびシステム統合１１０が行われる。その後、航空機１０２は認証および引渡し１１２を経て就航１１４する。顧客による就航の間に、航空機１０２は日常保守点検１１６（改修、再構成、改造等をも含んでよい）が計画される。
【０１０４】
例示的方法１００のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、および／または事業者（例えば顧客）によって実行または実施されてよい。本記述において、システムインテグレータは非限定的に任意の数の航空機製造者および主要システム下請業者を含んでよく、第三者は非限定的に任意の数の納入業者、下請業者、および供給業者を含んでよく、かつ事業者は航空会社、リース会社、軍隊、サービス機関等を含んでよい。
【０１０５】
図２に示すように、例示的方法１００によって製造される航空機１０２は、複数の高レベルシステム１２０および内装１２２を備えた機体１１８を含んでよい。高レベルシステム１２０の例は、推進システム１２４、電気系統１２６、油圧系統１２８、および環境システム１３０の１つ以上を含むものであり、任意の数の他のシステムを含んでもよい。航空宇宙例が示されるが、本開示の原理は、自動車業界のような他の産業に適用されてよい。
【０１０６】
本書に示しあるいは記載する装置および方法は、製造およびサービス方法１００の任意の１つ以上の段階で使用されてよい。例えば、構成部品および部分組立体の製造１０８に対応する構成部品または部分組立体は、航空機１０２が就航している間に製造される構成部品または部分組立体と同様のやり方で作製または製造されてよい。また、装置、方法、またはそれらの組合せの１つ以上の態様は、航空機１０２の組立を実質的に促進し、あるいは航空機１０２のコストを低減するために、例えば製造段階１０８および１１０中に利用されてよい。同様に、装置もしくは方法の実施形態、またはそれらの組合せの１つ以上は、例えば航空機１０２が就航している間に、例えば保守点検１１６中に利用されてよいが、これに限定されるものではない。
【０１０７】
図３を参照すると、開示される一実施形態は、乗物２００、例えば航空機２００（図３にはその一部分が示される）に関する。乗物２００は基礎構造体２０６および複数のシート２０８を含んでよい。基礎構造体２０６は乗物２００のフレーム２０４の少なくとも一部分を含んでよく、かつ複数のシート２０８は湾曲形状であってよい。複数のシート２０８は金属製であってもよい。
【０１０８】
次に図４〜図８を参照すると、本開示の一実施形態は、複数の湾曲シート２０８を操作するための装置２１２に関する。複数の湾曲シート２０８の各々は、上面２１６および下面２２０を含む。一実施形態では、上面２１６は、湾曲シート２０８の上方を起点とし、下方に向けられた仮想垂直ベクトル２２４が直接入射する表面であり（図６参照）、下面２２０は、湾曲シート２０８の下方を起点とし、上方に向けられた仮想垂直ベクトル２２８が直接入射する表面である（図６参照）。装置２１２はまた、複数の湾曲シート２０８の各々の上面２１６に結合されるツール(tooling)２３２をも含む。ツール２３２は、複数の湾曲シート２０８を互いに対して相対的に移動させ、かつ複数の湾曲シート２０８の各々の上面２１６が仮想円弧面２３６に沿うように複数の湾曲シート２０８を当接させることができる（図６および７参照）。装置２１２は任意の数の湾曲シート２０８を操作することができる。図５〜図７に示す一実施形態では、装置２１２は３つの湾曲シート２０８を操作する。図８に示す別の実施形態では、装置２１２は４つの湾曲シート２０８を操作する。湾曲シート２０８の数に関係なく、装置２１２のツール２３２は、複数の湾曲シート２０８を互いに対して相対的に移動させ、かつ複数の湾曲シート２０８の各々の上面２１６が仮想円弧面２３６に沿うように複数の湾曲シート２０８を当接させることができる（図５参照）。
【０１０９】
例えば図５を参照すると、仮想円弧面２３６は、仮想円弧面２３６に沿う仮想直線に垂直な断面に変曲点を持たない。本書において、変曲点とは、輪郭の湾曲が凹から凸へ、またはその逆に変化する、輪郭に沿った位置のことである。
【０１１０】
続けて図６および図７に関連して、一実施形態では、複数の湾曲シート２０８の各々の上面２１６が仮想円弧面２３６に沿う（図５参照）ように当接された複数の湾曲シート２０８は、仮想円弧面２３６に沿う仮想直線に垂直な仮想平面内で約２度から約２７０度の間の中心角を張る。一実施形態では、複数の湾曲シート２０８の各々の上面２１６が仮想円弧面２３６に沿うように当接された複数の湾曲シート２０８は、仮想円弧面２３６に沿う仮想直線に垂直な仮想平面内で約１８０度の中心角を張る。一部の実施形態では、仮想円弧面２３６は円の一部または全部を形成してよく、他の実施形態では、仮想円弧面２３６は円の形状に近似してよく、さらに他の実施形態では、仮想円弧面２３６は任意の円弧形状の一部または全部を形成してよい。したがって、湾曲シート２０８は円、円の近似、または任意の他の円弧形状に関連付けられる中心角を張ってよい。
【０１１１】
図４〜図８を参照すると、一実施形態では、ツール２３２は、複数の湾曲シート２０８のうちの少なくとも１つの上面２１６に着脱自在に結合される少なくとも１つのホルダー２４０、２４３、２４５を含む。ツール２３２は複数の湾曲シート２０８の少なくとも１つに様々なやり方で着脱自在に結合されてよく、そのような可能性は全て、本開示の精神および範囲内に含まれるように意図されている。一実施形態では、ツール２３２は真空源２４２と連通した１つ以上の吸着カップ２４１を含んでよい。真空源２４２は、複数の湾曲シート２０８の少なくとも１つをツール２３２に固定するために、１つ以上の吸着カップ２４１に充分な真空圧をもたらす。真空源２４２は選択的に付勢および消勢されて、吸着カップ２４１への真空圧をそれぞれ供給および遮断し、それによってツール２３２を複数の湾曲シート２０８の少なくとも１つに選択的に結合および分離してよい。一実施形態では、少なくとも１つのホルダー２４３は、複数の湾曲シート２０８の重量ベクトル２４４（図５参照）に対して非垂直方向に延びてよい。一実施形態では、少なくとも１つのホルダー２４３は、複数の湾曲シート２０８の重量ベクトル２４４に対して略平行方向に延びてよい。一実施形態では、少なくとも１つのホルダー２４０は複数の湾曲シート２０８の重量ベクトル２４４に対して略垂直方向に延びてよい。少なくとも１つのホルダー２４０は選択的可変長を有する。
【０１１２】
引き続き図４〜図８に関連して、一実施形態では、ツール２３２は少なくとも１つの第１ホルダー２４０および少なくとも１つの第２ホルダー２４３を含む。少なくとも１つの第１ホルダー２４０および少なくとも１つの第２ホルダー２４３は、異なる方向に延びる。一実施形態では、ツール２３２はまた、少なくとも１つの第３ホルダー２４５をも含む。一態様では、第３ホルダー２４５は、第１ホルダー２４０および第２ホルダー２４３の一方と同様の方向に延びる。別の態様では、第３ホルダー２４５は、第１ホルダー２４０および第２ホルダー２４３とは異なる方向に延びてよい。ツール２３２は再構成可能である。一定の形状（すなわち調整不能）を有し、かつ単一の形状または構成のシートだけに適合するように構成されたハードツールとは対照的に、再構成可能なツール２３２は、様々な形状、大きさ、および構成のシート２０８に適合するように調整可能である。
【０１１３】
引き続き図４〜図８に関連して、一実施形態では、装置２１２はまた、複数の湾曲シート２０８の下面２２０に対向する処理ステーション２４８をも含む。一態様では、処理ステーション２４８は減法製造装置(subtractive-manufacturing apparatus)２４９を含む。減法製造装置２４９は穴あけ加工装置２５０を含んでよい。別の態様では、処理ステーション２４８はレーザ溶接装置２５１を含む。
【０１１４】
図４〜図８に関連して、一実施形態では、装置２１２はまた複数の湾曲シート２０８に対して移動するように構成されたキャリッジ２８８をも含み、処理ステーション２４８はキャリッジ２８８に結合され、それと共に移動可能である。処理ステーション２４８は摩擦撹拌溶接装置(friction-stir-welding apparatus)２４７を含んでよい。摩擦撹拌溶接装置２４７の一例を図１７に示す。
【０１１５】
引き続き図４に関連し、さらに図９〜図１１にも関連して、装置２１２はまた、第１湾曲シート２０８の縁部２５６に隣接して第１湾曲シート２０８の上面２１６に関連付けられる第１磁性部材２５２と、第１湾曲シート２０８の縁部２５６に隣接して第１湾曲シート２０８の下面２２０に関連付けられる第２磁性部材２６０と、第２湾曲シート２０８の縁部２５６に隣接して第２湾曲シート２０８の上面２１６に関連付けられる第３磁性部材２６４と、第２湾曲シート２０８の縁部２５６に隣接して第２湾曲シート２０８の下面２２０に関連付けられる第４磁性部材２６８とをも含む。第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６が互いに当接した状態で、第１磁性部材２５２は第２磁性部材２６０と磁気結合され、第３磁性部材２６４は第４磁性部材２６８と磁気結合される。
【０１１６】
次に図４、図１２、および図１３を参照すると、一実施形態では、装置２１２はまた、第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６が互いに当接した状態で、第１湾曲シート２０８と第２湾曲シート２０８との間の結合をもたらすために、第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間、または第２磁性部材２６０と第４磁性部材２６８との間に設置される可撓性接合部材２７２をも含む。図示した実施形態では、可撓性接合部材２７２は第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間に設置される。
【０１１７】
図４および図１２〜図１４に関連して、一実施形態では、装置２１２はまた、第１湾曲シート２０８と第２湾曲シート２０８との間に可撓性接合部材２７２によって設けられた結合を解消するために、摩擦撹拌溶接装置２４７に回動自在に取り付けられた結合解除部材２７６をも含む（図１４参照）。第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８が摩擦撹拌溶接装置２４７によって溶接される間に、結合解除部材２７６は可撓性接合部材２７２を第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８から結合解除する。結合解除部材２７６はまた、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に対して平行移動するが回転しない。結合解除部材２７６は少なくとも部分的に、第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間の空間２８０に配置されてよく、かつ空間２８０に沿って移動してよい。結合解除部材２７６は、第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４によって少なくとも部分的に空間２８０に維持され、かつ第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４の少なくとも一方と摺動自在に係合してよい。一態様では、結合解除部材２７６は第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４の両方と摺動自在に係合する。一実施形態では、摩擦撹拌溶接装置２４７もまた、少なくとも部分的に空間２８０に配置される。摩擦撹拌溶接装置２４７が結合解除部材２７６に対して回動することを可能にするために、玉軸受または他の装置を結合解除部材２７６と摩擦撹拌溶接装置２４７との間に結合してよい。結合解除部材２７６は、第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４の縁部と摺動自在に係合することによって、空間２８０に沿って誘導される。
【０１１８】
図４、図１０、および図１２を参照すると、一実施形態では、装置２１２はまた、第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６が互いに当接した状態で、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合された剛性接合部材２８４をも含む。一態様では、剛性接合部材２８４は湾曲部２８６を含む。
【０１１９】
図４〜図９、図１２、および図１３に関連して、一実施形態では、装置２１２はまた、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に対して相対的に移動するように構成されたキャリッジ２８８をも含む。摩擦撹拌溶接装置２４７はキャリッジ２８８に結合され、それと共に移動可能である。加えて、第２磁性部材２６０および第４磁性部材２６８はキャリッジ２８８に結合され、それと共に移動可能である。逆に、第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４は、複数の湾曲シート２０８に対して静止している。
【０１２０】
次に図４〜図１３、および図１５を参照すると、本開示の一実施形態では、装置２１２は、第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６を拘束するように構成される。上述の通り、装置２１２は、第１湾曲シート２０８の上面２１６に関連付けられた第１磁性部材２５２と、第１湾曲シート２０８の下面２２０に関連付けられた第２磁性部材２６０と、第２湾曲シート２０８の上面２１６に関連付けられた第３磁性部材２６４と、第２湾曲シート２０８の下面２２０に関連付けられた第４磁性部材２６８とを含む。第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６が互いに当接した状態で、第１磁性部材２５２は第２磁性部材２６０と磁気結合され、かつ第３磁性部材２６４は第４磁性部材２６８と磁気結合される。
【０１２１】
引き続き図４〜図１３および図１５に関連して、一実施形態では、第１磁性部材２５２および第２磁性部材２６０は第１湾曲シート２０８と共形であり、かつ第３磁性部材２６４および第４磁性部材２６８は第２湾曲シート２０８と共形である。第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８は、湾曲、扁平、湾曲と扁平の組合せ、または多種多様な形状のいずれかを含め、しかしそれらに限らず、多種多様な形状を有してよい。したがって、第１磁性部材２５２および第２磁性部材２６０はいずれかの形状の第１湾曲シート２０８と共形になるように構成されてよく、かつ第３磁性部材２６４および第４磁性部材２６８は、いずれかの形状の第２湾曲シート２０８と共形になるように構成されてよい。一態様では、第１磁性部材２５２、第２磁性部材２６０、第３磁性部材２６４、および第４磁性部材２６８のうちの少なくとも２つは、合致する形状を有する。一態様では、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８は湾曲金属シート２０８である。そのような態様では、第１磁性部材２５２、第２磁性部材２６０、第３磁性部材２６４、および第４磁性部材２６８のうちの少なくとも２つ（例えば第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４）は、湾曲金属シート２０８の形状に合致する。
【０１２２】
引き続き図４〜図１３および図１５に関連して、一実施形態では、第１磁性部材２５２および第２磁性部材２６０は第１湾曲シート２０８の縁部２５６に隣接して配され、第３磁性部材２６４および第４磁性部材２６８は第２湾曲シート２０８の縁部２５６に隣接して配される。一態様では、第１磁性部材２５２、第２磁性部材２６０、第３磁性部材２６４、および第４磁性部材２６８は永久磁石を備える。別の態様では、第１磁性部材２５２および第２磁性部材２６０の一方は永久磁石を備え、第１磁性部材２５２および第２磁性部材２６０のもう一方は強磁性体を備え、かつ第３磁性部材２６４および第４磁性部材２６８の一方は永久磁石を備え、第３磁性部材２６４および第４磁性部材２６８のもう一方は強磁性体を備える。別の態様では、第１磁性部材２５２および第２磁性部材２６０の少なくとも一方は電磁石を備え、かつ第３磁性部材２６４および第４磁性部材２６８の少なくとも一方は電磁石を備える。一態様では、少なくとも１つの電磁石は選択的に付勢および消勢される。別の態様では、第２磁性部材２６０および第４磁性部材２６８は電磁石であり、第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４は電磁石、永久磁石の一方であり、あるいは少なくとも部分的に強磁性体から成る。
【０１２３】
次に図４および図１２〜図１５を参照すると、一実施形態では、装置２１２はまた、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合される接合部材を含む。一実施形態では、接合部材は、第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６が互いに当接した状態で第１湾曲シート２０８と第２湾曲シート２０８との間の結合を設けるように、第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間、または第２磁性部材２６０と第４磁性部材２６８との間に設置される可撓性接合部材２７２である。一態様では、可撓性接合部材２７２は第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間に設置される。別の態様では、可撓性接合部材２７２は第２磁性部材２６０と第４磁性部材２６８との間に設置される。
【０１２４】
引き続き図４および図１２〜図１５に関連して、一実施形態では、可撓性接合部材２７２は少なくともその一部分に接着材２９２を含み、可撓性接合部材２７２は接着材２９２で第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合される。接着材２９２は、接合部材２７２の第１縁部２９６（図１２参照）および第２縁部３００（図１２参照）に隣接して接合部材２７２上に配される。可撓性接合部材２７２の第１縁部２９６および第２縁部３００は互いに反対側の位置にあり、第１縁部２９６は第１湾曲シート２０８に接着結合され、第２縁部３００は第２湾曲シート２０８に接着結合される。一実施形態では、可撓性接合部材２７２は、接着材の無い部分３０４を含む。接着材の無い部分３０４は可撓性接合部材２７２の第１縁部２９６と第２縁部３００との間にあり、第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６が互いに当接した状態で、少なくとも部分的に第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６と重なってよい。
【０１２５】
図１０、図１２、および図１５に関連して、一実施形態では、接合部材は剛性接合部材２８４であり、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合されてよい。剛性接合部材２８４は様々なやり方で第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合されてよく、それらは全て本開示の精神および範囲に含まれるように意図されている。例えば剛性接合部材２８４は、固締および溶接のうちの少なくとも一方によって第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合されてよい。一態様では、剛性接合部材２８４は、第１湾曲シート２０８の上面２１６および第２湾曲シート２０８の上面２１６に結合される。別の態様では、剛性接合部材２８４は、第１湾曲シート２０８の下面２２０および第２湾曲シート２０８の下面２２０に結合される。剛性接合部材２８４はスロット３０８を含んでよく（図１０および図１３参照）、かつ湾曲部２８６を含んでよい。
【０１２６】
図４、図１０、および図１２〜図１５を参照すると、一実施形態では、装置２１２は第１接合部材および第２接合部材を含む。第１接合部材および第２接合部材は、第１湾曲シート２０８の縁部２５６および第２湾曲シート２０８の縁部２５６が互いに当接した状態で、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合されるように構成される。一実施形態では、第１接合部材は剛性接合部材２８４であり、第２接合部材は可撓性接合部材２７２である。
【０１２７】
図４〜図１３および図１５に関連して、一実施形態では、第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間に空間２８０を設けてよく、装置２１２は、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合されかつ第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間の空間２８０を少なくとも部分的に跨いで延びる、接合部材（接合部材２７２および２８４の一方または両方）を含む。一実施形態では、装置２１２はまた、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に対し相対的に移動するように構成されたキャリッジ２８８をも含む。第２磁性部材２６０および第４磁性部材２６８はキャリッジ２８８に結合される。第２磁性部材２６０および第４磁性部材２６８は、キャリッジ２８８と共に第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に対して相対的に移動するように構成され、第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４は第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に対して静止している。
【０１２８】
図１３および図１５を参照すると、一実施形態では、装置２１２はまた、少なくとも１つの摩擦低減部材３１２をも含む。少なくとも１つの摩擦低減部材３１２の少なくとも一部分は、第２磁性部材２６０および第４磁性部材２６８の少なくとも一方と、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８の少なくとも一方との間に位置する。一態様では、摩擦低減部材３１２はホイール３１３である。第２磁性部材２６０および第４磁性部材２６８の少なくとも一方と第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８の少なくとも一方との間の間隔３１４は、摩擦低減部材３１２が第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８の少なくとも一方と係合した状態で維持される。別の態様では、摩擦低減部材３１２は、第２磁性部材２６０および第４磁性部材２６８のうちの１つの表面に塗布された１層３１５の材料（例えば硬質プラスチック）である。一実施形態では、装置２１２は複数の摩擦低減部材３１２を含んでよい。複数の摩擦低減部材３１２の１つは第２磁性部材２６０と第１湾曲シート２０８との間に位置してよく、複数の摩擦低減部材３１２の別の１つは第４磁性部材２６８と第２湾曲シート２０８との間に位置してよい。装置２１２は任意の数の摩擦低減部材３１２を含んでよく、任意の数の摩擦低減部材３１２は磁性部材の１つと湾曲シート２０８の１つとの間に位置してよい。
【０１２９】
図４、図９〜図１３、および図１５に関連して、一実施形態では、第１磁性部材２５２は、第１湾曲シート２０８の上面２１６に係合するように構成された基板３１６を含み、第３磁性部材２６４は、第２湾曲シート２０８の上面２１６に係合するように構成された基板３２０（図１０参照）を含む。第１磁性部材２５２の基板３１６は第１湾曲シート２０８と共形になるように構成され、かつ第３磁性部材２６４の基板３２０は第２湾曲シート２０８と共形になるように構成される。第１磁性部材２５２の基板３１６および第３磁性部材２６４の基板３２０は可撓性である。第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４の基板３１６および３２０はそれぞれ、種々の要素および／または材料から構成されてよく、そのような要素および／または材料は全て、本開示の精神および範囲に含まれるように意図されている。例えば基板３１６、３２０はばね鋼、プラスチック、ゴム、金属、網織物、メッシュ等から構成されてよい。基板３１６、３２０はまた、その表面に画定された１つ以上の溝３２４（図１５参照）を含んでもよい。溝３２４は、湾曲シート２０８と係合する基板３１６、３２０の表面に画定されてよい。溝３２４は基板３１６、３２０の形状を、基板３１６、３２０が係合する湾曲シート２０８に一致させることを助長する。溝３２４は、基板３１６、３２０の表面に、例えば長手方向、基板３１６、３２０の長手方向の広がりに対して直角、斜め、基板３１６、３２０の長手方向の広がりに対して垂直等、またはそれらの組合せのような任意の方位に画定されてよい。溝３２４はまた、溝３２４の長手方向の広がりに対して垂直な平面に沿って切った多種多様な断面形状をも有する。例えば、溝３２４の断面は、三角形、正方形、長方形、多角形、半円形、任意の湾曲外周形状、または円弧と直線の組合せから成る外周を有する任意の形状であってよいが、それらに限定されない。
【０１３０】
図４、図９〜図１３、および図１５を参照すると、一実施形態では、第１磁性部材２５２は、第１磁性部材２５２の基板３１６に結合された複数の磁性タイル３２８を含み、第３磁性部材２６４は、第３磁性部材２６４の基板３２０に結合された複数の磁性タイル３２８を含む。第１磁性部材２５２の基板３１６に結合された複数の磁性タイル３２８は互いに間隔を置いて配置され、第３磁性部材２６４の基板３２０に結合された複数の磁性タイル３２８は互いに間隔を置いて配置される。磁性タイル３２８は、永久磁石、電磁石、強磁性体、または磁気特性を有するいずれかの他の材料から構成されてよい。さらに、１つを含め、任意の数の磁性タイル３２８が、第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４の基板３１６および３２０の各々にそれぞれ結合されてよい。図示した実施形態では、磁性タイル３２８は形状が略正方形である。しかし、磁性タイル３２８は、長方形、円形、楕円形、三角形、多角形、または湾曲外周、直線から成る外周、もしくは円弧および直線の両方から成る外周を有する任意の形状を含め、しかしそれらに限らず、任意の形状を有してよい。磁性タイル３２８はまた、接着、締結、融着、一体成形（一部品として成形）、またはいずれかの他のやり方を含め、しかしそれらに限らず、様々なやり方で第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４の基板３１６および３２０に結合されてもよい。磁性タイル３２８はまた、互いに任意の距離だけ離して配置されてもよい。一実施形態では、磁性タイル３２８は約０．０２インチ（０．５０８ｍｍ）だけ離して配置される。別の実施形態では、磁性タイル３２８は０．２５インチ（６．３５ｍｍ）未満の距離だけ離して配置される。さらなる実施形態では、磁性タイル３２８は１インチ（２５．４ｍｍ）未満の距離だけ離して配置される。さらに別の実施形態では、磁性タイル３２８は１０インチ（２５４ｍｍ）未満の距離だけ離して配置される。磁性タイル３２８はまた様々な大きさ（例えば高さおよび長さ）を有してもよい。一実施形態では、タイル３２８の１つの高さは約０．７５インチ（１９．０５ｍｍ）であってよく、かつタイル３２８の１つの長さは約０．０５インチ（１．２７ｍｍ）であってよい。別の実施形態では、タイル３２８の１つの高さは５インチ（１２７ｍｍ）未満であり、かつタイル３２８の１つの長さは５インチ（１２７ｍｍ）未満である。さらなる実施形態では、タイル３２８の１つの高さは１２インチ（３０４．８ｍｍ）未満であり、かつタイル３２８の１つの長さは１２インチ（３０４．８ｍｍ）未満である。第１磁性部材２５２および第３磁性部材２６４の基板３１６、３２０は様々に異なる厚さを有してよく、そのあらゆる可能性は本開示の精神および範囲に含まれるように意図されている。一実施形態では、基板３１６、３２０の厚さは約０．０１インチ（０．２５４ｍｍ）である。別の実施形態では、基板３１６、３２０の厚さは１インチ（２５．４ｍｍ）未満である。さらなる実施形態では、基板３１６、３２０の厚さは５インチ（１２７ｍｍ）未満である。
【０１３１】
図３および図１６に関連して、本開示の一実施形態は、基礎構造体２０６と基礎構造体２０６に結合された溶接物３３２とを含む乗物２００に関する。溶接物３３２は第１シート２０８と、第２シート２０８と、第１シート２０８と第２シート２０８との間の突合せ溶接部３３６（図１６参照）とを含む。突合せ溶接部３３６は、溶接物３３２が基礎構造体２０６に結合される前に形成される。一態様では、乗物２００は航空機２００である。一態様では、基礎構造体２０６は、航空機２００のフレーム２０４の少なくとも一部分である。一態様では、第１シート２０８は第１金属機体シート２０８であり、第２シート２０８は第２金属機体シート２０８である。一態様では、第１シート２０８は第１金属機体シート２０８、第１金属翼シート２０８、および第１金属安定板シート２０８のうちの１つであり、第２シート２０８は第２金属機体シート２０８、第２金属翼シート２０８、および第２金属安定板シート２０８である。
【０１３２】
図４、図１５、および図１６において、乗物２００または装置２１２の様々な要素および／または構成部品をつなぐ線は、それらの機械的、電気的、流体的、光学的、電磁石的、およびその他の結合および／または組合せを表す。図３に示された以外の結合も存在してよい。乗物２００または装置２１２の様々な要素および／または構成部品をつなぐ破線は、機能および目的の点では実線で表されたものと同様の結合を表すが、破線で表された結合は、選択的に設けられるか、あるいは開示の代替的または随意の態様に関係する。同様に、破線で表された乗物２００または装置２１２の要素および／または構成部品は、開示の代替的または随意の態様を表す。さらに、乗物２００または装置２１２の様々な要素および／または構成部品の間に線が無いことは、乗物２００または装置２１２の要素および／または構成部品の間に関係、関連付け、またはつながりが無いことを暗示するものではない。むしろ、関係、関連付け、および／またはつながりは、乗物２００または装置２１２のとの要素および／または構成部品の間にも存在してよい。
【０１３３】
以下の記載は、記載しかつ図示した乗物および／または装置の実施形態に関連付けられる方法およびプロセスの実施形態に関係する。本書では特定のステップおよび機能性が記載されるが、そのようなステップおよび機能性は単なる例であり、限定することを意図するものではない。むしろ、乗物および／または装置はより多数、より少数、および異なるステップおよび機能性を含むことを意図しており、そのような可能性は全て本開示の精神および範囲に含まれるように意図されている。
【０１３４】
本開示の一実施形態は、第１湾曲シート２０８と第２湾曲シート２０８とを含む組立体を製造する方法に関する。方法の一実施形態では、第１湾曲シート２０８は第１上面２１６および第１縁部２５６を含み、第２湾曲シート２０８は第２上面２１６および第２縁部２５６を含む。方法は、第１上面２１６および第２上面２１６を支持するステップ（図５参照）と、第１上面２１６および第２上面２１６が仮想円弧面２３６に沿うように、第１縁部２５６および第２縁部２５６を当接させるステップ（図６参照）と、第１縁部２５６および第２縁部２５６を当接させた後で、第１縁部２５６および第２縁部２５６を溶接して溶接物３３２を形成するステップ（図６参照）とを含む。一態様では、仮想円弧面２３６は、仮想円弧面２３６に沿う仮想直線に垂直なその断面に沿って変曲点を含まない（図６および図７参照）。一実施形態では、方法はまた、第１縁部２５６および第２縁部２５６を当接させた後、溶接の前に、第１縁部２５６および第２縁部２５６を拘束するステップをも含む（図６および図９〜図１３参照）。
【０１３５】
変形実施形態では、方法はまた、第１上面２１６および第２上面２１６を支持するツール２３２を再構成するステップをも含む。
【０１３６】
一態様では、方法はまた、処理ステーション２４８を第１湾曲シート２０８の第１下面２２０および第２湾曲シート２０８の第２下面２２０に対向するように配置するステップをも含む（図５〜図９、および図１２参照）。一変形例では、方法はまた、処理ステーション２４８を第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に対して相対的に移動させるステップをも含む。方法の一実施形態では、処理ステーション２４８を配置するステップはまた、摩擦撹拌溶接装置２４７を第１下面２２０および第２下面２２０に対向するように配置することをも含む。一実施形態では、方法はまた、第１磁性部材２５２を第１縁部２５６に隣接して第１上面２１６に対して配するステップと、第２磁性部材２６０を第１縁部２５６に隣接して第１下面２２０に対して配するステップと、第３磁性部材２６４を第２縁部２５６に隣接して第２上面２１６に対して配するステップと、第４磁性部材２６８を第２縁部２５６に隣接して第２下面２２０に対して配するステップと、第１縁部２５６および第２縁部２５６を当接させた後で、第１磁性部材２５２を第２磁性部材２６０に、かつ第３磁性部材２６４を第４磁性部材２６８に磁気結合するステップとをも含む（図６、図７、および図９〜図１３参照）。一実施形態では、方法はまた、第１縁部２５６および第２縁部２５６を当接させた後、可撓性接合部材２７２を、第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間、または第２磁性部材２６０と第４磁性部材２６８との間の少なくとも一方で、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合するステップをも含む（図１２〜図１４参照）。方法の一実施形態では、可撓性接合部材２７２は、第１磁性部材２５２と第３磁性部材２６４との間で第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合される（図１２〜図１４参照）。一変形例では、方法はまた、可撓性接合部材２７２第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８から結合解除するステップをも含む（図１３および図１４参照）。方法の一実施形態では、結合解除ステップは、第１縁部２５６および第２縁部２５６を溶接しながら、可撓性接合部材２７２を第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８から結合解除することをも含む（図１４参照）。一態様では、方法はまた、結合解除部材２７６を摩擦撹拌溶接装置２４７に回動自在に結合するステップをも含む（図１４参照）。一変形例では、方法はまた、第１縁部２５６および第２縁部２５６を当接させた後で、剛性接合部材２８４を第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に結合するステップをも含む（図１０および図１３参照）。一態様では、剛性接合部材２８４は湾曲部２８６を含む。一実施形態では、方法はまた、摩擦撹拌溶接装置２４７を第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に対して相対的に移動させるステップをも含む。一変形例では、方法はまた、第２磁性部材２６０および第４磁性部材２６８を第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８に対して相対的に移動させるステップをも含む。
【０１３７】
一実施形態では、方法はまた、第１磁性部材２５２を第１縁部２５６および第２縁部２５６の少なくとも一方に隣接して第１上面２１６および第２上面２１６の少なくとも一方に対して配するステップと、第２磁性部材２６０を第１縁部２５６および第２縁部２５６の少なくとも一方に隣接して第１湾曲シート２０８の第１下面２２０および第２湾曲シート２０８の第２下面２２０の少なくとも一方に対して配するステップと、第１磁性部材２５２を第２磁性部材２６０に磁気結合するステップをも含む（図９〜図１３参照）。一変形例では、方法はまた、第１磁性部材２５２および第２磁性部材２６０を第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８のうちの同一の１つに対して配することをも含む（図９〜図１３参照）。
【０１３８】
一態様では、方法はまた、第１縁部２５６と第２縁部２５６との間に空間を設けるステップ（図５および図８参照）と、第１縁部２５６および第２縁部２５６の少なくとも一方を処理するステップ（図５参照）とをも含む。空間は、第１縁部２５６および第２縁部２５６の少なくとも一方を処理するのに充分である。方法の一実施形態では、第１縁部２５６および第２縁部２５６を当接させるステップは、第１縁部２５６および第２縁部２５６の少なくとも一方を処理するステップの後で行われる（図６参照）。
【０１３９】
方法の一変形例では、第１上面２１６および第２上面２１６を支持するステップはさらに、ツール２３２を第１上面２１６および第２上面２１６に結合するステップを含む（図５〜図８参照）。一態様では、方法はまた、第１湾曲シート２０８および第２湾曲シート２０８をツール２３２により互いに対して相対的に移動させるステップをも含む（図５および図６参照）。方法の一実施形態では、当接ステップは、第１縁部２５６および第２縁部２５６をツール２３２により当接させることをも含む（図６参照）。
【０１４０】
一態様では、方法はまた、溶接物３３２を構造体２０６に結合するステップをも含む（図３および図１６参照）。一実施形態では、構造体２０６は航空機２００のフレーム２０４の少なくとも一部分である（図３および図１６参照）。
【０１４１】
一変形例では、方法はまた、溶接物３３２を処理するステップをも含む（図７参照）。方法の一態様では、溶接物３３２を処理するステップは、溶接物３３２の少なくとも一部分にゲージの低減を実行することを含む。方法の別の実施形態では、溶接物３３２を処理するステップは、溶接物３３２の少なくとも一部分の厚さを低減することを含む。方法の別の態様では、溶接物３３２を処理するステップは、溶接物３３２の少なくとも一部分をトリミングすることを含む。
【０１４２】
ここで認識される通り、様々な構成部品、特長、および機能性を含む、装置および方法の様々に異なる態様、実施形態、および変形例が本書に開示されている。本書に開示された装置および方法の様々な態様、実施形態、および変形例は、本書に開示された装置および方法の他の態様、実施形態、および代替例のいずれかの構成部品、特長、および機能性のいずれかを任意の組合せで含むことができ、そのような可能性は全て本開示の精神および範囲に含まれるように意図されていることを理解されたい。上述における用語「態様」、「実施形態」、および「変形例」は互換可能に使用される。
【０１４３】
本書に記載する開示の多くの変更および他の実施形態が、上記説明および関連する図面に提示した教示から利益を得る本開示に関係する当業者には思いつくであろう。
【０１４４】
したがって、開示は開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、変更および他の実施形態は、添付する特許請求の範囲の請求範囲に含まれるように意図されていることを理解されたい。さらに、上記説明および関連する図面は、要素および／または機能の特定の例証的組合せの文脈で例示的実施形態を記載しているが、添付する特許請求の範囲の請求範囲から逸脱することなく、要素および／または機能の異なる組合せが代替的実現によってもたらされることを理解されたい。
【０１４５】
開示の「要約書」は、読者が技術的開示の性質を迅速に確認することを可能にするために提供される。要約書は、それが特許請求の範囲の請求範囲または意味を解釈または限定するために使用されないという理解の下に、提出されるものである。加えて、上述の「詳細な説明」では、開示を簡素化するために、様々な特徴が様々な実施形態にひとまとめにされていることがわかる。この開示方法は、請求される実施形態が、各請求項に明示的に記載されているより多くの特徴を必要とするという意図を表すものと解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が示す通り、発明の対象は、単一の開示された実施形態の全特徴を備えている必要はない。したがって、これにより以下の特許請求の範囲は「詳細な説明」を一部となるとともに、各請求項は別々に請求される発明の対象として独立している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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