(57)【要約】【課題】複数の固定作業および更なる固定器具が不要であり、それにより、サイクル時間および製造コストを低減できる摩擦撹拌溶接装置および方法を提供する。【解決手段】開示の1つの態様は工作物部分を接合するための摩擦撹拌溶接装置(202)に関する。摩擦撹拌溶接装置(202)は、スピンドルハウジング(204)と、軸線(208)と同心であるとともにスピンドルハウジング(204)に対して軸線(208)周りに回転できるピン工具(206)と、スピンドルハウジング(204)に対して軸線(208)周りに実質的に回転できない第1の肩部(210)であって、第1の肩部(210)は、互いにある角度をなすとともに軸線に対して斜めに配置された平面接触部を具備し、軸線は角度をその頂点において二等分する第1の肩部(210)と、第1の肩部(210)に対向するとともにスピンドルハウジング(204)に対して軸線(208)周りに回転可能な第2の肩部(212)とを具備する。【選択図】図15
2019069475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物部分を接合するための摩擦撹拌溶接装置（202）であって、
スピンドルハウジング（204）と、
軸線（208）と同心であるとともに前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに回転できるピン工具（206）と、
前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに実質的に回転できない第1の肩部（210）であって、前記第1の肩部（210）は、互いにある角度をなすとともに前記軸線（208）に対して斜めに配置された平面接触部を具備し、前記軸線（208）は、前記角度をその頂点において二等分する、第1の肩部（210）と、
前記第1の肩部（210）に対向するとともに前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに回転可能な第2の肩部（212）と、
を具備する、摩擦撹拌溶接装置（202）。
【請求項２】
前記ピン工具（206）は、前記第2の肩部（212）に対して前記軸線（208）に沿って移動できるとともに、前記第1の肩部（210）に対して前記軸線（208）に沿って固定される請求項1に記載の装置（202）。
【請求項３】
前記第1の肩部（210）に熱的に結合される第1の冷却ジャケット（224）と、
前記第2の肩部（212）に熱的に結合される第2の冷却ジャケット（236）と、
を更に備える請求項1に記載の装置（202）。
【請求項４】
前記第1の冷却ジャケット（224）が前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに実質的に回転できない請求項3に記載の装置（202）。
【請求項５】
前記第1の肩部（210）がさらに、付加的な接触部を含み、前記第2の肩部（212）が前記付加的な接触部に面する第2の接触部（256）を含む請求項1に記載の装置（202）。
【請求項６】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）のうちの少なくとも一方が不連続である請求項5に記載の装置（202）。
【請求項７】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）の一方の少なくとも一部が非平面である請求項5に記載の装置（202）。
【請求項８】
前記付加的な接触部と前記第2の接触部（256）とが互いに相補的である請求項5に記載の装置（202）。
【請求項９】
前記付加的な接触部と前記第2の接触部（256）とが互いに対称である請求項5に記載の装置（202）。
【請求項１０】
前記付加的な接触部は、前記第2の接触部（256）の形状とは異なる形状を有する請求項5に記載の装置（202）。
【請求項１１】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）の少なくとも一方はエッジを形成する請求項5に記載の装置（202）。
【請求項１２】
工作物部分を接合するための摩擦撹拌溶接装置（202）であって、
スピンドルハウジング（204）と、
軸線（208）と同心であるとともに前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに回転できるピン工具（206）と、
前記工作物部分の少なくとも1つに接触するよう構成されるとともに、前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに実質的に回転できない第1の肩部（210）であって、前記第1の肩部（210）は、互いにある角度をなすとともに前記軸線（208）に対して斜めに配置された平面接触部を具備し、前記軸線（208）は、前記角度をその頂点において二等分する、第1の肩部（210）と、
前記工作物部分の少なくとも1つに接触するよう構成されるとともに、前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに回転可能な第2の肩部（212）と、
を具備する、摩擦撹拌溶接装置（202）。
【請求項１３】
前記ピン工具（206）は、前記第2の肩部（212）に対して前記軸線（208）に沿って移動できるとともに、前記第1の肩部（210）に対して前記軸線（208）に沿って固定される請求項12に記載の装置（202）。
【請求項１４】
前記第1の肩部（210）に熱的に結合される第1の冷却ジャケット（224）と、
前記第2の肩部（212）に熱的に結合される第2の冷却ジャケット（236）と、
を更に備える請求項12に記載の装置（202）。
【請求項１５】
前記第1の冷却ジャケット（224）が前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに実質的に回転できない請求項14に記載の装置（202）。
【請求項１６】
前記第1の肩部（210）がさらに、付加的な接触部を含み、前記第2の肩部（212）が前記付加的な接触部に面する第2の接触部（256）を含む請求項14に記載の装置（202）。
【請求項１７】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）のうちの少なくとも一方が不連続である請求項16に記載の装置（202）。
【請求項１８】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）の一方の少なくとも一部が非平面である請求項16に記載の装置（202）。
【請求項１９】
前記付加的な接触部と前記第2の接触部（256）とが互いに相補的である請求項16に記載の装置（202）。
【請求項２０】
前記付加的な接触部と前記第2の接触部（256）とが互いに対称である請求項16に記載の装置（202）。
【請求項２１】
前記付加的な接触部は、前記第2の接触部（256）の形状とは異なる形状を有する請求項16に記載の装置（202）。
【請求項２２】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）の少なくとも一方はエッジを形成する請求項16に記載の装置（202）。
【請求項２３】
工作物部分を接合するための摩擦撹拌溶接装置（202）であって、
スピンドルハウジング（204）と、
軸線（208）と同心であるとともに前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに回転できるピン工具（206）と、
前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに実質的に回転できない第1の肩部（210）であって、前記第1の肩部（210）は、互いにある角度をなすとともに前記軸線（208）に対して斜めに配置された平面接触部を具備し、前記軸線（208）は、前記角度をその頂点において二等分する、第1の肩部（210）と、
前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに回転可能な第2の肩部（212）と、
を具備し、
前記ピン工具（206）は、前記第1の肩部（210）および前記第2の肩部（212）を通って延在している、摩擦撹拌溶接装置（202）。
【請求項２４】
前記ピン工具（206）は、前記第2の肩部（212）に対して前記軸線（208）に沿って移動できるとともに、前記第1の肩部（210）に対して前記軸線（208）に沿って固定される請求項23に記載の装置（202）。
【請求項２５】
前記第1の肩部（210）に熱的に結合される第1の冷却ジャケット（224）と、
前記第2の肩部（212）に熱的に結合される第2の冷却ジャケット（236）と、
を更に備える請求項23に記載の装置（202）。
【請求項２６】
前記第1の冷却ジャケット（224）が前記スピンドルハウジング（204）に対して前記軸線（208）周りに実質的に回転できない請求項25に記載の装置（202）。
【請求項２７】
前記第1の肩部（210）がさらに、付加的な接触部を含み、前記第2の肩部（212）が前記付加的な接触部に面する第2の接触部（256）を含む請求項23に記載の装置（202）。
【請求項２８】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）のうちの少なくとも一方が不連続である請求項27に記載の装置（202）。
【請求項２９】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）の一方の少なくとも一部が非平面である請求項27に記載の装置（202）。
【請求項３０】
前記付加的な接触部と前記第2の接触部（256）とが互いに相補的である請求項27に記載の装置（202）。
【請求項３１】
前記付加的な接触部と前記第2の接触部（256）とが互いに対称である請求項27に記載の装置（202）。
【請求項３２】
前記付加的な接触部は、前記第2の接触部（256）の形状とは異なる形状を有する請求項27に記載の装置（202）。
【請求項３３】
前記付加的な接触部および前記第2の接触部（256）の少なくとも一方はエッジを形成する請求項27に記載の装置（202）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
2000系および7000系アルミニウム合金などの様々な金属から形成される部品は、従来から突き合せ接合などの簡単な接合形態と関連付けられてきた摩擦撹拌溶接によって接合される場合がある。角接合部などのより複雑な接合幾何学的形態を有する工作物は、溶接の溶け込みを制限して一方側のみからあるいは順次的態様で両側から摩擦撹拌溶接され、そのため、複数の固定作業および更なる固定器具が必要となり、それにより、サイクル時間および製造コストの増大がもたらされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
したがって、前述した角部を扱うようになっている摩擦撹拌溶接装置および方法が有用性を見出す。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の1つの例は摩擦撹拌溶接装置に関する。摩擦撹拌溶接装置は、スピンドルハウジングと、軸線と同心であるとともにスピンドルハウジングに対して軸線周りに回転できるピン工具とを含む。また、摩擦撹拌溶接装置は、スピンドルハウジングに対して軸線周りに実質的に回転できない第1の肩部と、スピンドルハウジングに対して軸線周りに実質的に回転できない第2の肩部とを含む。ピン工具は第1の肩部および第2の肩部に対して回転できる。
【０００４】
本開示の1つの例は、少なくとも2つの部品を接合する方法に関する。方法は、摩擦撹拌溶接装置のピン工具を摩擦撹拌溶接装置のスピンドルハウジングに対してピン工具と同心の軸線周りに回転させることにより少なくとも2つの部品の接合界面部に可塑化材料を形成するステップと、摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部と第2の肩部との間に可塑化材料を閉じ込めるステップとを含む。第1の肩部および第2の肩部は、軸線に沿って互いに対向するとともに、スピンドルハウジングに対して軸線周りに実質的に回転できない。
【０００５】
本開示の1つの例は摩擦撹拌溶接装置に関する。摩擦撹拌溶接装置は、スピンドルハウジングと、軸線と同心であるとともにスピンドルハウジングに対して軸線周りに回転できるピン工具とを含む。また、摩擦撹拌溶接装置は、第1の肩部と第2の肩部とを含む。第1の肩部および第2の肩部のうちの一方は、スピンドルハウジングに対して軸線周りに回転できる。第1の肩部および第2の肩部のうちの他方は、スピンドルハウジングに対して軸線周りに実質的に回転できない。
【０００６】
本開示の1つの例は、少なくとも2つの部品を接合する方法に関する。方法は、摩擦撹拌溶接装置のピン工具を摩擦撹拌溶接装置のスピンドルハウジングに対してピン工具と同心の軸線周りに回転させることにより少なくとも2つの部品の接合界面部に可塑化材料を形成するステップと、摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部と第2の肩部との間に可塑化材料を閉じ込めるステップとを含む。第1の肩部および第2の肩部のうちの一方は、スピンドルハウジングに対して軸線周りに回転でき、第1の肩部および第2の肩部のうちの他方は、スピンドルハウジングに対して軸線周りに実質的に回転できない。第1の肩部は、軸線に沿って第2の肩部と対向する。
【０００７】
このように本開示の例を大まかに説明してきたが、ここで、必ずしも原寸に比例していない添付図面を参照する。図中、同様の参照符号は、幾つかの図の全体にわたって同じまたは同様の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】開示の例示的な例が実施されてもよい航空機の例図である。
【図２】本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置を示すブロック図である。
【図３】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部の詳細な正面図の概略的な例示である。
【図４】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部の正面図の詳細な概略的例示である。
【図５】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部並びに少なくとも2つの部品の正面図の概略的な例示である。
【図６】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部並びに少なくとも2つの部品の正面図の概略的な例示である。
【図７】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の概略図である。
【図８】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の概略図である。
【図９】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の概略図である。
【図１０】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の概略図である。
【図１１】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の概略図である。
【図１２】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の概略図である。
【図１３】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の正面図の詳細な概略的例示である。
【図１４】例えば図2および図15から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置および少なくとも2つの部品の斜視図である。
【図１５】例えば図2、図14、および、図16から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置および少なくとも2つの部品の詳細な斜視図である。
【図１６】例えば図2、図14から図15、および、図17から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な斜視図である。
【図１７】例えば図2、図14から図16、および、図18から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な正面図である。
【図１８】例えば図2、図14から図17、および、図19から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な側面図である。
【図１９】例えば図2、図14から図18、および、図20から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の断面斜視図である。
【図２０】例えば図2、図14から図19、および、図21から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な断面斜視図である。
【図２１】例えば図2、図14から図20、および、図22から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な断側面図である。
【図２２】例えば図2、図14から図21、および、図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な断正面図である。
【図２３】例えば図2および図14から図22に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な断側面図である。
【図２４】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置を使用して少なくとも2つの部品を接合するためのプロセスのフローチャートである。
【図２５】例えば図2および図14から図23に示されるような本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置を使用して少なくとも2つの部品を接合するためのプロセスのフローチャートである。
【図２６】例示的な例に係る航空機の製造および保守点検方法のブロック図である。
【図２７】例示的な例が実施されてもよい航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
前述したブロック図において、様々な要素および／または構成要素を接続する実線は、機械的結合、電気的結合、流体結合、光学的結合、電磁的結合、および、他の結合、および／または、これらの組み合わせを表してもよい。本明細書中で使用される「結合される」は、直接的および間接的な関連付けを意味する。例えば、部材Aは、部材Bと直接に関連付けられてもよく、あるいは、例えば他の部材Cを介して部材Bと間接的に関連付けられてもよい。ブロック図に描かれる結合以外の結合が存在してもよい。様々な要素および／または構成要素を接続する破線は、ある場合は、機能および目的が実線により表されるそれと同様な結合を表すが、破線により表される結合は、選択的に与えられ、あるいは、開示の代わりのあるいは随意的な態様に関連する。同様に、破線を用いて表される任意の要素および／または構成要素は、開示の代わりのあるいは随意的な態様を示す。環境的な要素は、ある場合は、点線を用いて表される。
【００１０】
以下の説明では、与えられる概念の完全な理解を与えるために、多くの特定の詳細が記載される。与えられる概念は、これらの特定の詳細の一部または全てを伴わずに実施されてもよい。他の場合には、記載される概念を不必要に曖昧にしないように、良く知られたプロセス工程について記載しなかった。幾つかの概念が特定の例と併せて記載されるが、これらの例が限定的であるように意図されないことは言うまでもない。
【００１１】
ここで、図を参照すると、特に図1を参照すると、例示的な例が実施されてもよい航空機の例示が描かれる。この例示的な例において、航空機100は、機体106に取り付けられる翼102および翼104を有する。航空機100は、翼102に取り付けられるエンジン108と、翼104に取り付けられるエンジン110とを含む。
【００１２】
機体106は尾部112を有する。水平安定板114、水平安定板116、および、垂直安定板118が機体106の尾部112に取り付けられる。
【００１３】
航空機100は、本明細書中に示されあるいは記載される装置および方法を使用して接合される部品が使用されてもよい航空機の一例である。例えば、翼102、翼104、または、機体106の部品が本明細書中に示されあるいは記載される装置および方法を使用して接合されてもよい。
【００１４】
図1における航空機100の例示は、例示的な例が実施されてもよい態様で物理的限定または構造上の限定を示唆するように意図されていない。例えば、航空機100は民間航空機であるが、航空機100は、軍用機、回転翼航空機、ヘリコプター、無人機、または、任意の他の適した航空機であってもよい。
【００１５】
例示的な例が航空機に関して記載されるが、装置および方法が他のタイプのプラットフォームに適用されてもよい。プラットフォームは、例えば、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上構造体、水中構造体、および、宇宙構造体であってもよい。より具体的には、プラットフォームは、水上艦、戦車、軍用人員運搬車、列車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、住宅、風車、製造設備、ビルディング、および、他の適したプラットフォームであってもよい。
【００１６】
例えば図2および図16に示されるように、本開示の1つの例は摩擦撹拌溶接装置202に関連する。摩擦撹拌溶接装置202は、スピンドルハウジング204と、軸線208と同心であるとともにスピンドルハウジング204に対して軸線208周りで回転できるピン工具206とを含む。また、摩擦撹拌溶接装置202は、スピンドルハウジング204に対して軸線208周りで実質的に回転できない第1の肩部210、および、スピンドルハウジング204に対して軸線208周りで実質的に回転できない第2の肩部212も含む。ピン工具206は、第1の肩部210および第2の肩部212に対して回転できる。
【００１７】
摩擦撹拌溶接装置202は、様々な接合界面部の幾何学的形態を有してもよい少なくとも2つの部品252を接合するように構成されてもよい。少なくとも2つの部品252の接合界面部250などの本明細書中で使用される接合界面部は、摩擦撹拌溶接作業中に第1の肩部210および第2の肩部212と接触する少なくとも2つの部品252の部分である。
【００１８】
ピン工具206がピンホルダ216によって保持されてもよく、この場合、ピン工具206とピンホルダ216との間の相対的な動きは伴わない。ピンホルダ216はスピンドルハウジング204内に位置付けられてもよい。ピンホルダ216は、ピン工具206を軸線208に沿って移動させるように機能してもよい。また、ピンホルダ216は、ピン工具206を軸線208の周りで回転させるように機能してもよい。
【００１９】
ピン工具206は、摩擦撹拌溶接装置202の第1の構造体222を貫通して延伸してもよい。ピン工具206は、摩擦撹拌溶接装置202の第2の構造体238に回転可能に接続されてもよい。
【００２０】
摩擦撹拌溶接装置202の第1の構造体222は、第1の構造体222がスピンドルハウジング204に対して回転しない状態でピン工具206がスピンドルハウジング204に対して回転できるようにスピンドルハウジング204に接続されてもよい。摩擦撹拌溶接装置202の第1の構造体222は、第1の肩部210、第1の冷却ジャケット224、および、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228を含む。また、第1の構造体222は他の構成要素（図示せず）を含んでもよい。例えば、第1の構造体222は、締結具、ベアリング、コネクタ、または、他の構成要素を含んでもよい。
【００２１】
第1の肩部210は、摩擦撹拌溶接作業中に少なくとも2つの部品252の接合界面部250の一部と接触してもよい。第1の冷却ジャケット224は、第1の肩部210と少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228とに対して熱的に結合されてもよい。第1の冷却ジャケット224の内部の冷却流体は、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228および第1の肩部210のうちの少なくとも一方から熱を除去してもよい。
【００２２】
少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228は、構造アダプタ218が第1の冷却ジャケット224に対して回転できるようにするために第1の冷却ジャケット224と構造アダプタ218との間に位置付けられてもよい。構造アダプタ218は、ピン工具206とほぼ同じ速度で回転してもよい。軸方向負荷および横方向負荷が、ピン工具206から構造アダプタ218へと伝えられ、更にスピンドルハウジング204へと伝えられる。
【００２３】
ピン工具206は、第2の構造体238に回転可能に接続されてもよい。摩擦撹拌溶接装置202の第2の構造体238は、第2の肩部212、第2の冷却ジャケット236、および、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244を含む。また、第2の構造体238は他の既知の要素（図示せず）を含んでもよい。例えば、第2の構造体238は、締結具、ベアリング、コネクタ、または、他の既知の要素を含んでもよい。
【００２４】
第2の肩部212は、摩擦撹拌溶接作業中に少なくとも2つの部品252の接合界面部250の一部と接触してもよい。第2の冷却ジャケット236は、ラジアルスラストベアリング244および第2の肩部212のうちの少なくとも一方に対して熱的に結合されてもよい。具体的には、幾つかの例において、第2の冷却ジャケット236の内部の冷却流体は、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244および第2の肩部212のうちの少なくとも一方から熱を除去してもよい。少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244は、ピン工具206およびボビンナット240が第2の肩部212および第2の冷却ジャケット236とは無関係に回転できるようにしてもよいアンギュラコンタクトベアリングの形態を成してもよい。
【００２５】
1つ以上の例において、第1の肩部210は、前述したように、スピンドルハウジング204に対して実質的に回転できない。これは、以下で詳しく説明するように、例えば回転防止デバイス232によって第1の肩部210がスピンドルハウジング204に対する軸線208周りの回転を実質的に制限されるからである。これに加えてあるいはこれに代えて、幾つかの例において、第1の肩部210は、少なくとも2つの部品252の接合界面部の幾何学的形態によってスピンドルハウジング204に対する回転が実質的に制限されてもよい。例えば、第1の肩部210の形状に対する少なくとも2つの部品252の接合界面部の幾何学的形態は、少なくとも2つの部品252とスピンドルハウジング204とに対する第1の肩部210の回転を実質的に制限するようになっていてもよい。
【００２６】
1つ以上の例において、第2の肩部212は、スピンドルハウジング204に対して実質的に回転できない。ピン工具206は、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244を介して軸線208に沿って第2の肩部212と回転可能に結合されてもよい。ラジアルスラストベアリングの1つの例がアンギュラコンタクトベアリングを含んでもよい。第2の肩部212は、少なくとも2つの部品252の接合界面部の幾何学的形態によってスピンドルハウジング204に対する回転が実質的に制限されてもよく、一方、ピン工具206はスピンドルハウジング204に対して回転してもよい。
【００２７】
本開示の1つ以上の例にしたがって第1の肩部210および第2の肩部212の一方または両方の軸線208周りの回転を実質的に制限することにより、摩擦撹拌溶接装置202は、複数の異なる接合界面部形態を有する少なくとも2つの部品252を接合できてもよい。例えば図5から図10に示されるように、摩擦撹拌溶接装置202（例えば図6）は、非平面である第1の接合界面部表面258と反対側の第2の接合界面部表面260とを有する少なくとも2つの部品252の一方または両方を接合できてもよい。
【００２８】
1つの態様において、第1の接合界面部表面258は、非平面であってもよいが、略平面部を含んでもよい。例えば図5、図6、図10に示されるように、第1の接合界面部表面258の略平面部が互いに対して角度264（180°よりも大きいあるいは小さい）を成して方向付けられてもよい。これに加えてあるいはこれに代えて、第2の接合界面部表面260は、非平面であってもよいが、略平面部を含んでもよい。例えば図5、図6、図10に示されるように、第2の接合界面部表面260の略平面部が互いに対して角度265（180°よりも大きいあるいは小さい）を成して方向付けられてもよい。他の態様では、例えば図7から図9に示されるように、第1の接合界面部表面258および第2の接合界面部表面260のうちの少なくとも一方が湾曲されてもよい。
【００２９】
本明細書中で使用される「〜のうちの少なくとも1つ」という表現は、項目のリストとともに使用される場合、リストアップされた項目のうちの1つ以上の異なる組み合わせが使用されてもよく、また、リスト中の各項目のうちの1つだけが必要とされてもよいことを意味する。例えば、「項目A、項目B、または、項目Cのうちの少なくとも1つ」は、制限なく、項目A、または、項目Aおよび項目Bを含んでもよい。また、この例は、項目A、項目B、および、項目C、または、項目Bおよび項目Cを含んでもよい。項目は、特定の物体、事柄、または、カテゴリーであってもよい。言い換えると、〜のうちの少なくとも1つとは、項目および項目の数の任意の組み合わせがリストから使用されてもよいが、リスト中の項目の全てが必要とされるとは限らないことを意味する。
【００３０】
例えば図2、図8、図9に示されるように、本開示の1つの例は摩擦撹拌溶接装置202に関連する。摩擦撹拌溶接装置は、スピンドルハウジング204（例えば図14に示される）と、軸線208と同心であるとともにスピンドルハウジング204に対して軸線208周りで回転できるピン工具206とを含む。また、摩擦撹拌溶接装置202は第1の肩部210および第2の肩部212も含む。第1の肩部210および第2の肩部212のうちの一方は、スピンドルハウジング204に対して軸線208周りに回転できる。第1の肩部210および第2の肩部212のうちの他方は、スピンドルハウジング204に対して軸線208周りに実質的に回転できない。
【００３１】
例えば図8に示される開示の1つの態様において、第2の肩部212は、第2の接合界面部表面260が平面または略平面であるときに回転するように構成されてもよい。第2の肩部212がスピンドルハウジング204（例えば図16に示される）に対して軸線208周りに実質的に回転できる例示的な例では、図8のように、第2の肩部212は、ピン工具206に回転可能に結合されてもよく、また、第2の肩部212をスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに回転させるために設けられるドライブによって回転されてもよい。他の例示的な例において、第2の肩部212は、スピンドルハウジング204に対するピン工具206の回転によって第2の肩部212を回転させることができるようにピン工具206に結合されてもよい。
【００３２】
例えば図9に示される開示の1つの態様において、第1の肩部210は、第1の肩部210が少なくとも2つの部品252の第1の接合界面部表面258と係合するとともに第1の接合界面部表面258が平面または略平面であるときに回転するように構成されてもよい。図9の場合のように、第1の肩部210がスピンドルハウジング204（例えば図16に示される）に対して軸線208周りで実質的に回転できる場合には、回転防止デバイス232（例えば図16に示される）が存在しなくてもよい。また、これらの例示的な例では、第1の肩部210がスピンドルハウジング204に回転可能に結合されてもよい。
【００３３】
幾つかの例示的な例において、第1の肩部210は、第1の肩部210をスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに回転させるために設けられるドライブによって回転されてもよい。他の例示的な例において、第1の肩部210は、スピンドルハウジング204に対するピン工具206の回転によって回転されてもよい。更なる他の例示的な例では、第1の肩部210が構造アダプタ218（例えば図16に示される）に接続されてもよい。これらの例示的な例において、第1の肩部210は、構造アダプタ218を回転させる機構によって回転されてもよい。
【００３４】
例えば図5から図19に示されるように、先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、摩擦撹拌溶接装置202のピン工具206は、第1の肩部210に対して軸線208に沿って移動できるとともに、第2の肩部212に対して軸線208に沿って固定される。
【００３５】
例えば図16に描かるように、ピン工具206は、構造アダプタ218、構造ホルダ220、および、第1の構造体222を貫通して延伸してもよい。幾つかの例示的な例において、構造アダプタ218および構造ホルダ220は、スピンドルハウジング204に対して第1の構造体222を位置決めして保持するように機能してもよい。幾つかの例において、構造アダプタ218および構造ホルダ220は、第1の構造体222をスピンドルハウジング204に対して物理的に結合してもよい。
【００３６】
第1の構造体222は、スピンドルハウジング204に対して軸線208に沿って移動できなくてもよい。したがって、ピン工具206は、ピン工具206が軸線208に沿って移動するときにスピンドルハウジング204と第1の肩部210とに対して移動してもよい。
【００３７】
ピン工具206は、第2の肩部212を含む第2の構造体238に回転可能に結合されてもよい。より具体的には、ピン工具206は、例えば少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244を介して第2の構造体238に回転可能に結合されてもよいボビンナット240に対して固定されてもよい。ピン工具206がボビンナット240に固定されるため、ピン工具206が軸線208に沿って移動すると、第2の肩部212も軸線208に沿って移動する。
【００３８】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、摩擦撹拌溶接装置202は、第1の肩部210に熱的に結合される第1の冷却ジャケット224、および、第2の肩部212に熱的に結合される第2の冷却ジャケット236も含む。
【００３９】
図2に示されるように、第1の冷却ジャケット224は流体冷却ポート226を含んでもよい。流体冷却ポート226を介して冷却デバイス230が第1の冷却ジャケット224に結合されてもよい。冷却デバイス230は、前述したように少なくとも第2の肩部212に対して熱的に結合される第1の冷却ジャケット224の内部へ冷却流体を供給してもよい。この冷却流体は、ラジアルスラストベアリング228および第1の肩部210のうちの少なくとも一方から過剰な熱を除去してもよい。これに加えてあるいはこれに代えて、他の冷却デバイスが第1の冷却ジャケット224に結合されてもよい。
【００４０】
第2の冷却ジャケット236が流体冷却ポート242を含んでもよい。流体冷却ポート242を介して冷却デバイス246が第2の冷却ジャケット236に結合される。幾つかの例では、これに加えてあるいはこれに代えて、第2の冷却ジャケット236が冷却デバイス230に結合されてもよい。したがって、1つ以上の冷却デバイスは、前述したように少なくとも第2の肩部212に対して熱的に結合される第2の冷却ジャケット236の内部へ冷却流体を供給してもよい。この冷却流体は、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244および第2の肩部212のうちの少なくとも一方から過剰な熱を除去してもよい。
【００４１】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、摩擦撹拌溶接装置202の第1の冷却ジャケット224および第2の冷却ジャケット236がスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに実質的に回転できない。
【００４２】
幾つかの例示的な例では、第1の冷却ジャケット224が第1の肩部210に直接に結合されてもよい。結果として、第1の冷却ジャケット224および第1の肩部210のそれぞれがスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに回転することを実質的に制限されてもよい。前述したように、ピン工具206は、第1の肩部210および第1の冷却ジャケット224に対して軸線208周りに回転できてもよい。
【００４３】
更なる他の例示的な例において、第1の冷却ジャケット224は、回転防止デバイス232（例えば図16に示される）によってスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに回転することが実質的に制限されてもよい。幾つかの例示的な例では、回転防止デバイス232が第1の構造体222の第1の冷却ジャケット224に対して物理的に結合されてもよい。回転防止デバイス232が高さ調整デバイス234を含んでもよい。高さ調整デバイス234は、第1の冷却ジャケット224の高さを調整するために使用されてもよい。
【００４４】
1つ以上の例では、第2の肩部212がスピンドルハウジング204に対して実質的に回転できない。幾つかの例示的な例では、第2の冷却ジャケット236が第2の肩部212に対して物理的に直接に結合されてもよい。
【００４５】
幾つかの例示的な例において、ピン工具206は、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244を介して第2の冷却ジャケット236と回転可能に結合されてもよい。ラジアルスラストベアリングの1つの例はアンギュラコンタクトベアリングを含んでもよい。既に示唆したように、第2の冷却ジャケット236は、スピンドルハウジング204に対して軸線208周りに実質的に回転できなくてもよい。幾つかの例示的な例では、回転防止デバイスが第2の構造体238の第2の冷却ジャケット236に対して物理的に結合されてもよい。
【００４６】
例えば図5、図6、図10を参照すると、先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第1の肩部210が第1の接触部254を含み、第2の肩部212は、第1の接触部254に面する第2の接触部256を含む。第1の接触部254および第2の接触部256は、接合界面部250の第1の接合界面部表面258および第2の接合界面部表面260のそれぞれに対して相補的であってもよい。第1の接触部254の形状262は、少なくとも2つの部品252の第1の接合界面部表面258の角度264に影響を与えてもよい。第2の接触部256の形状266は、少なくとも2つの部品252の第2の接合界面部表面260の角度265に影響を与えてもよい。
【００４７】
1つの例示的な例において、少なくとも2つの部品252は、180°に等しくない角度264を有する接合界面部250を形成してもよい。図5および図6は、180°に等しくない角度264を有する接合界面部250の2つの例示的な例を描く。図5は、180°よりも小さい角度264を有する接合界面部250の一例を描く。図6は、180°よりも大きい角度264を有する接合界面部250の一例を描く。
【００４８】
幾つかの例示的な例では、第1の接触部254および第2の接触部256のうちの少なくとも一方が連続的である。例えば、図7から図9においては、第1の接触部254および第2の接触部256の両方が連続的である。
【００４９】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第1の接触部254および第2の接触部256のうちの少なくとも一方が不連続である。図3および図4に示されるように、第1の接触部254は、第3の接触部268が第1の接触部254の2つの表面間に介挿されていることに起因して不連続であってもよい。図6および図10に示されるように、第2の接触部256は、第4の接触部270が第2の接触部256の2つの表面間に介挿されていることに起因して不連続であってもよい。
【００５０】
図3は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部の詳細な正面図の例示である。具体的には、図3は、摩擦撹拌溶接装置202（例えば図2および図16に示される）の第1の肩部210の正面図である。図示のように、第1の肩部210は第1の接触部254と第3の接触部268とを有する。第1の接触部254は不連続な表面を含む。具体的には、第1の接触部254の表面が第3の接触部268によって分けられる。この例示的な例では、第3の接触部268が滑らかに輪郭付けられる表面または滑らかな半径の表面である。第3の接触部268の半径は、第1の肩部210によってもたらされる摩擦撹拌溶接接合部の隅肉輪郭に影響を与える。
【００５１】
例えば図5および図6を参照すると、先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第1の接触部254および第2の接触部256のうちの一方の少なくとも一部が非平面である。角度264,265のそれぞれが180°に等しくない場合には、第1の接触部254および第2の接触部256が非平面である。図5および図6は、第1の接触部254および第2の接触部256が非平面である2つの例示的な例を描く。
【００５２】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第1の接触部254と第2の接触部256とが互いに相補的である。本明細書中で使用される表面は、これらの表面が互いのほぼ逆であるときに互いに相補的である。例えば、第1の接触部254が凸状の表面であってもよく、一方、第2の接触部256が互いに相補的な凹状の表面であってもよい。図6は、第1の接触部254と第2の接触部256とが互いに相補的である例示的な例を描く。
【００５３】
図6は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部並びに少なくとも2つの部品の概略正面図である。具体的には、摩擦撹拌溶接装置202（例えば図16に示される）の第1の肩部210および第2の肩部212が少なくとも2つの部品252の両面に対して描かれる。ピン工具206は、第1の肩部210、第2の肩部212、および、少なくとも2つの部品252を貫いて延伸する。溶接作業中、第1の肩部210の第1の接触部254が少なくとも2つの部品252の第1の接合界面部表面258に対して押し付けられる。第2の肩部212の第2の接触部256は、少なくとも2つの部品252の第2の接合界面部表面260に対して押し付けられる。結果として、第1の接触部254の形状262は、少なくとも2つの部品252の角度264に基づいて選択される。また、第2の接触部256の形状266は、少なくとも2つの部品252の角度265に基づいて選択される。
【００５４】
図示のように、第1の接触部254は凹状であり、また、第1の接合界面部表面258は凸状である。第2の接触部256は凸状であり、また、第2の接合界面部表面260は凹状である。図示のように、角度264と角度265の和は約360度である。結果として、第1の接触部254および第2の接触部256は互いに相補的である。
【００５５】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第1の接触部254と第2の接触部256とが互いに対称である。本明細書中で使用される表面は、これらの表面が1つの平面に関して鏡映対称であるときに互いに対称である。図5は、第1の接触部254および第2の接触部256が互いに対称である例示的な例を描く。
【００５６】
図5は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部並びに少なくとも2つの部品の詳細な概略正面図である。具体的には、摩擦撹拌溶接装置202（例えば図16に示される）の第1の肩部210および第2の肩部212が少なくとも2つの部品252の両面に対して描かれる。ピン工具206は、第1の肩部210、第2の肩部212、および、少なくとも2つの部品252を貫いて延伸する。溶接作業中、第1の肩部210の第1の接触部254が少なくとも2つの部品252の第1の接合界面部表面258に対して押し付けられる。第2の肩部212の第2の接触部256は、少なくとも2つの部品252の第2の接合界面部表面260に対して押し付けられる。結果として、第1の接触部254の形状262は、少なくとも2つの部品252の第1の接合界面部表面258の角度264に基づいて選択され、また、第2の接触部256の形状266は、第2の接合界面部表面260の角度265に基づいて選択される。第1の接触部254は凸状であり、また、第1の接合界面部表面258は凹部である。第2の接触部256は凸状であり、また、第2の接合界面部表面260は凹状である。図示のように、角度264は角度265とほぼ同じである。したがって、第1の接触部254および第2の接触部256は互いにほぼ対称である。
【００５７】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第1の接触部254が第2の接触部256の形状と異なる形状を有する。図6および図8は、第1の接触部254が第2の接触部256の形状と異なる形状を有する例示的な例を描く。
【００５８】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第1の肩部210が第3の接触部268（例えば図3に示される）を更に含み、また、第2の肩部212は、第3の接触部268と対向する第4の接触部270（例えば図10に示される）を更に含む。例えば図2を参照すると、第3の接触部268および第4の接触部270は、接合界面部250で少なくとも2つの部品252と接触してもよい。第3の接触部268は形状272を有してもよい。形状272は、接合界面部250で所望の形状の隅肉輪郭255を形成するように選択されてもよい。本明細書中で使用される隅肉輪郭は、溶接中に可塑化された接合部における材料の形状である。幾つかの例では、隅肉輪郭255が隅肉半径257であってもよい。
【００５９】
第4の接触部270は形状274を有してもよい。形状274は、接合界面部250で所望の形状の隅肉輪郭251を形成するように選択されてもよい。幾つかの例では、隅肉輪郭251が隅肉半径253であってもよい。
【００６０】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第3の接触部268および第4の接触部270のうちの少なくとも一方が非平面である。図3は、第3の接触部268および第4の接触部270のうちの少なくとも一方が非平面である一例を示す。
【００６１】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第3の接触部268と第4の接触部270とが互いに対称である。図11は、第3の接触部268と第4の接触部270とが互いに対称である一例を描く。
【００６２】
図11は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部並びに少なくとも2つの部品の概略正面図である。ピン工具206は、第1の肩部210、第2の肩部212、および、少なくとも2つの部品252を貫いて延伸する。図示のように、第1の肩部210の第3の接触部268は輪郭付けられあるいは丸み付けられる。図示のように、第2の肩部212の第4の接触部270は輪郭付けられあるいは丸み付けられる。更に、第3の接触部268と第4の接触部270とが互いに対称である。
【００６３】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第3の接触部268が第4の接触部270の形状と異なる形状を有する。図12は、第3の接触部268が第4の接触部270の形状と異なる形状を有する例示的な例を描く。
【００６４】
図12は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部並びに少なくとも2つの部品の概略正面図である。ピン工具206は、第1の肩部210、第2の肩部212、および、少なくとも2つの部品252を貫いて延伸する。図示のように、第2の肩部212の第4の接触部270は平面である。第2の肩部212が平面であるため、第2の肩部212は、スピンドルハウジングに対して軸線周りに回転できてもよい。
【００６５】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第3の接触部268および第4の接触部270のうちの少なくとも一方がエッジを形成する。図4から図6などの図は、第3の接触部268および第4の接触部270のうちの少なくとも一方がエッジを形成する例示的な例を描く。
【００６６】
図4は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部の詳細な概略正面である。具体的には、図4は、摩擦撹拌溶接装置202（例えば図16に示される）の第1の肩部210の正面図である。図示のように、第1の肩部210は第1の接触部254と第3の接触部268とを有する。第1の接触部254は不連続な表面を含む。具体的には、第1の接触部254の表面が第3の接触部268によって分けられる。この例示的な例では、第3の接触部268がエッジを形成する。既に示唆されるように、第3の接触部268の輪郭は、結果として得られる接合部の隅肉輪郭に影響を与える。
【００６７】
図10は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の概略図である。ピン工具206は、第1の肩部210、第2の肩部212、および、少なくとも2つの部品252を貫いて延伸する。図示のように、第1の肩部210の第3の接触部268はエッジを形成する。図示のように、第2の肩部212の第4の接触部270はエッジを形成する。
【００６８】
図13に示される他の例では、第3の接触部268および第4の接触部270のうちの一方が平面形状を有してもよい。図13は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の第1の肩部および第2の肩部の詳細な概略正面図である。具体的には、図13は、摩擦撹拌溶接装置202（例えば図16に示される）の第1の肩部210の正面図である。図示のように、第1の肩部210は第1の接触部254と第3の接触部268とを有する。第1の接触部254は不連続な表面を含む。具体的には、第1の接触部254の表面が第3の接触部268によって分けられる。図示のように、第3の接触部268が平面形状を有する。
【００６９】
図示のように、第2の肩部212は第2の接触部256と第4の接触部270とを有する。第3の接触部268は不連続な表面を含む。具体的には、第2の接触部256の表面が第4の接触部270によって分けられる。図示のように、第4の接触部270が平面形状を有する。
【００７０】
ここで、残りの図を参照すると、図14から図23は、摩擦撹拌溶接装置202の実際の実施を描く。図14は、本開示の1つの態様に係る、摩擦撹拌溶接装置および少なくとも2つの部品の斜視図の例示である。図14は図2の摩擦撹拌溶接装置202を示す。スピンドルハウジング204が第1の構造体222と関連付けられる。少なくとも2つの部品252を見ることもできる。
【００７１】
図15は、本開示の1つの態様に係る、摩擦撹拌溶接装置および少なくとも2つの部品の詳細な斜視図の例示である。具体的には、図15は、図14の詳細15−15の図である。図15から分かるように、少なくとも2つの部品252は接合界面部250を有する。少なくとも2つの部品252は第1の接合界面部表面258と第2の接合界面部表面260とを有する。第1の接合界面部表面258は、第2の接合界面部表面260とは反対の接合界面部250の側にある。
【００７２】
摩擦撹拌溶接装置202は、第1の構造体222が第1の接合界面部表面258と関連付けられるように位置付けられる。第2の構造体238は第2の接合界面部表面260と関連付けられる。
【００７３】
図16は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な斜視図の例示である。少なくとも2つの部品252が示されない。図示のように、回転防止デバイス232が第1の構造体222と関連付けられる。回転防止デバイス232は、第1の冷却ジャケット224と第1の肩部210とを含む第1の構造体222の回転を防止するあるいは制限することができる。回転防止デバイス232は高さ調整デバイス234を含む。この例では、回転防止デバイスが第1の冷却ジャケット224に直接に結合される。幾つかの例示的な例では、回転防止デバイス232が高さ調整デバイス234を含まなくてもよい。しかしながら、更に、幾つかの例示的な例において、回転防止デバイス232は、異なる結合機構を使用して第1の構造体222に結合されてもよい。他の例示的な例では、回転防止デバイス232が存在しなくてもよい。
【００７４】
第2の構造体238は、第2の肩部212、第2の冷却ジャケット236、カバー241、および、ボビンナット240を含む。ボビンナット240はピン工具206の端部に固定されてもよい。
【００７５】
図17は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な正面図の例示である。具体的には、図17は、図16の摩擦撹拌溶接装置202の正面図である。図示のように、第1の肩部210は第1の接触部254と第3の接触部268とを有する。第2の肩部212は第2の接触部256と第4の接触部270とを有する。第1の接触部254が第2の接触部256と対向する。第1の接触部254は、処理中に少なくとも2つの部品252（図示せず）の第1の接合界面部表面258と接触してもよい。図示のように、第1の接触部254は、第3の接触部268によって分けられる不連続表面である。第3の接触部268は、図示のように、滑らかに輪郭付けられたあるいは丸み付けられた表面を形成する。第3の接触部268は第4の接触部270と対向する。
【００７６】
第2の接触部256は、処理中に少なくとも2つの部品252（図示せず）の第2の接合界面部表面260と接触してもよい。図示のように、第2の接触部256は、第4の接触部270によって分けられる不連続表面である。第4の接触部270は、図示のように、滑らかに輪郭付けられたあるいは丸み付けられた表面を形成する。
【００７７】
図示のように、第1の冷却ジャケット224は形状1702を有する。第2の冷却ジャケット236は形状1704を有する。形状1702は、少なくとも2つの部品252（例えば図12に示される）の形状によって影響されてもよい。具体的には、形状1702は、少なくとも2つ部品252を接合するべく第1の構造体222を少なくとも2つの部品252に対して位置決めできるように選択されてもよい。形状1704は、少なくとも2つ部品252を接合するべく第2の構造体238を少なくとも2つの部品252に近接させて位置させることができるように選択されてもよい。
【００７８】
図18は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な側面図の例示である。具体的には、図18は、図17の摩擦撹拌溶接装置202の側面図である。この図では、流体冷却ポート226が第1の冷却ジャケット224と関連付けられる。また、流体冷却ポート242が第2の冷却ジャケット236と関連付けられる。
【００７９】
図19は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置と少なくとも2つの部品の断面斜視図の例示である。具体的には、図19は、図12の少なくとも2つの部品252および摩擦撹拌溶接装置202の斜視図である。図19は接合界面部250に沿う断面である。
【００８０】
図19から分かるように、第1の構造体222は、様々な部品を介してスピンドルハウジング204に接続される。具体的には、第1の構造体222は、構造アダプタ218と構造ホルダ220とを介してスピンドルハウジング204に接続される。構造ホルダ220はスピンドルハウジング204および構造アダプタ218に結合されてもよい。構造アダプタ218は第1の構造体222と構造ホルダ220との間に位置付けられる。
【００８１】
図示のように、ピン工具206がピンホルダ216とピン工具206とを含む。ピン工具206は、スピンドルハウジング204、第1の構造体222、および、第2の構造体238を貫通して延伸する。図示のように、摩擦撹拌溶接装置202は接合工程の中央にある。接合工程の開始前に、摩擦撹拌溶接装置202は、例えば少なくとも2つの部品252の接合界面部250のエッジ1902に隣接して位置付けられる。その後、ピン工具206が回転されて接合界面部250へ向けて並進される。回転するピン工具206が接合界面部250を可塑化し始めると、接合界面部250が第1の構造体222と第2の構造体238との間で、特に第1の肩部210と第2の肩部212との間でクランプ締めされるまで、第2の構造体238が軸線208に沿って移動される。軸線208に沿う第2の構造体238の移動は、ピンホルダ216を使用してピン工具206を移動させることによって達成されてもよい。
【００８２】
ピン工具206が回転するにつれて、摩擦撹拌溶接装置202が接合界面部250に沿って押し進められてもよい。具体的には、摩擦撹拌溶接装置202が軸線1906に沿って移動されてもよい。
【００８３】
図20は、本開示の1つの態様に係る、摩擦撹拌溶接装置および少なくとも2つの部品の詳細な断面斜視図の例示である。具体的には、図20は図19の詳細20−20の図である。
【００８４】
この例示的な例では、様々なベアリングを見ることができる。例えば、図20には、第1の構造体222の少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228が描かれる。少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228は、第1の構造体222からの負荷を構造アダプタ218およびスピンドルハウジング204へ伝えてもよい。第2の構造体238は少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244を有する。少なくとも1つのラジアルスラストベアリング244は、ピン工具206およびボビンナット240が第2の肩部212と第2の冷却ジャケット236とに対して回転できるようにしてもよい。言い換えると、ピン工具206は、第2の肩部212と第2の冷却ジャケット236とを軸線208周りに回転させることなく軸線208周りに回転してもよい。少なくとも2つの部品252が第1の肩部210と第2の肩部212との間でクランプ締めされてもよい。
【００８５】
図21は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な断側面図の例示である。具体的には、図21は、図20の摩擦撹拌溶接装置202の断側面図である。
【００８６】
図22は、本開示の1つの態様に係る摩擦撹拌溶接装置の詳細な断正面図の例示である。具体的には、図22は、図21の摩擦撹拌溶接装置202の断正面図である。
【００８７】
図14から図23は、第1の肩部210および第2の肩部212がスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに実質的に回転できない摩擦撹拌溶接装置202を示す。図14から図23における摩擦撹拌溶接装置202の例示は、例示的な実施形態が実施されてもよい態様に対する物理的なあるいは構造上の限定を示唆するように意図されていない。例示された構成要素に加えたあるいは代えた他の構成要素が使用されてもよい。幾つかの構成要素が不要であってもよい。
【００８８】
例えば、図14から図23には少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228が描かれるが、幾つかの例示的な例では、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228が存在しなくてもよい。これらの例示的な例では、少なくとも1つのラジアルスラストベアリング228に代わるものが存在してもよい。例えば、第1の構造体222がスピンドルハウジング204に対して回転不能に結合されてもよい。
【００８９】
他の例示的な例では、第1の肩部210が第1の冷却ジャケット224に回転可能に結合されてもよい。更なる他の例示的な例では、第1の冷却ジャケット224が摩擦撹拌溶接装置202に存在しなくてもよい。
【００９０】
図8および図9の場合のように、第1の肩部210および第2の肩部212のうちの一方がスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに実質的に回転できる例示的な例では、幾つかの既に説明された構成要素が使用されてもよく、また、他の構成要素が不要であってもよい。例えば、図9の場合のように、第1の肩部210がスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに実質的に回転できる例示的な例では、回転防止デバイス232が存在しなくてもよい。また、これらの例示的な例では、第1の肩部210がスピンドルハウジング204に回転可能に結合されてもよい。幾つかの例示的な例において、第1の肩部210は、第1の肩部210をスピンドルハウジング204に対して軸線周りに回転させるために設けられるドライバによって回転されてもよい。他の例示的な例において、第1の肩部210は、ピン工具206に結合されて、ピン工具206によってスピンドルハウジング204に対して回転されてもよい。
【００９１】
図8の場合のように、第2の肩部212がスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに回転できる例示的な例では、第2の肩部212がピン工具206に固定されてもよい。これらの例では、第2の肩部212がピン工具206によりスピンドルハウジング204に対して回転されてもよい。他の例示的な例において、第2の肩部212は、第2の肩部212をスピンドルハウジング204に対して軸線208周りに回転させるために設けられるドライバによって回転されてもよい。
【００９２】
最初に図24を参照すると、本開示の1つの例は、少なくとも2つの部品252を接合する方法に関連する。この方法は、摩擦撹拌溶接装置202のピン工具206を摩擦撹拌溶接装置202のスピンドルハウジング204に対してピン工具206と同心の軸線208周りに回転させることにより少なくとも2つの部品252の接合界面部250に可塑化材料を形成するステップ（工程2402）と、摩擦撹拌溶接装置202の第1の肩部210と第2の肩部212との間に可塑化材料を閉じ込めるステップとを含む。第1の肩部210および第2の肩部212は、軸線に沿って互いに対向しており、スピンドルハウジング204に対して軸線周りに実質的に回転できない（工程2404）。第1の肩部210および第2の肩部212は、第1の肩部210と第2の肩部212との間の距離に基づいて可塑化材料を閉じ込めてもよい。また、第1の肩部210および第2の肩部212は、第1の肩部210および第2の肩部212のうちの少なくとも一方の形状に基づいて可塑化材料を更に閉じ込めてもよい。
【００９３】
本明細書中で説明される方法の工程を記載する図面の図および開示は、工程が行われるようになっている順序を必然的に決定すると解釈されるべきではない。むしろ、1つの例示的な順序が示唆されるが、適切なときには工程の順序が変更されてもよいと理解されるべきである。また、開示の幾つかの態様では、本明細書中に記載される全ての工程が行われる必要がない。
【００９４】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、方法2400は、ピン工具206を回転させつつ第1の肩部210および第2の肩部212を接合界面部250に沿って押し進めるステップ（工程2406）も含む。ピン工具206を回転させつつ第1の肩部210および第2の肩部212を接合界面部250に沿って押し進めることにより、接合界面部250の長さに沿って接合部が形成されてもよい。ピン工具206が接合界面部250に沿って押し進められる際にピン工具206を回転させることにより、接合界面部の長さに沿う少なくとも2つの部品252の材料が接合部を形成するべく可塑化されてもよい。
【００９５】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、軸線208が第1の軸線であり、また、接合界面部250は、第1の軸線に対して略垂直な第2の軸線（例えば、図19および図20に示される軸線1906）に沿って配置される。
【００９６】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、方法2400は、少なくとも2つの部品252を互いに対して角度をもって方向付けるステップ（工程2408）も含む。幾つかの例示的な例では、少なくとも2つの部品252が互いに対して約180°で位置付けられてもよい。他の例示的な例では、少なくとも2つの部品252を角度をもって方向付けることにより形成される角度264および角度265のうちの少なくとも一方が180°より小さくてもよい。他の例示的な例では、少なくとも2つの部品252を角度をもって方向付けることにより形成される角度264および角度265のうちの少なくとも一方が180°より大きくてもよい。
【００９７】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、少なくとも2つの部品252は、接合界面部250の一方側に第1の接合界面部表面258を含むとともに、接合界面部250の反対側に第2の接合界面部表面260を含む。先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、例えば図6、図8、図9に示されるように、第1の接合界面部表面258が第2の接合界面部表面260の形状と異なる形状を有する。
【００９８】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、方法2400は、第1の接合界面部表面258および第2の接合界面部表面260のうちの少なくとも一方に沿って接合界面部250に隅肉輪郭251（例えば図23に示される）を形成するステップ（工程2410）も含む。先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、隅肉輪郭251が隅肉半径253である。先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、隅肉半径253がほぼゼロである。そのような隅肉半径は、第3の接触部268および／または例えば図4に示されるようなエッジを形成する第4の接触部270と関連付けられてもよい。
【００９９】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、第1の肩部210は、第1の接合界面部表面258に対して相補的な第1の接触部254を含み、第2の肩部212は、第1の接触部254に面して第2の接合界面部表面260に対して相補的であるとともに第1の接触部254に面する第2の接触部256を含み、第1の肩部210が第3の接触部268を含み、また、第2の肩部212が第3の接触部268と対向する第4の接触部270を含む。また、方法2400は、ピン工具206を回転させつつ摩擦撹拌溶接装置202を接合界面部250に沿って押し進めるステップも含み、第3の接触部268および第4の接触部270のうちの少なくとも一方は、第1の接合界面部表面258および第2の接合界面部表面260のうちの少なくとも一方に沿って接合界面部250に隅肉輪郭251を形成する。
【０１００】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、方法2400は、スピンドルハウジング204に対して実質的に回転できない少なくとも1つの冷却ジャケット（224または236）を使用して第1の肩部210および第2の肩部212のうちの少なくとも一方を冷却するステップ（工程2412）も含む。
【０１０１】
最初に図25を参照すると、本開示の1つの例は、少なくとも2つの部品を接合する方法に関連する。方法は、摩擦撹拌溶接装置202のピン工具206を摩擦撹拌溶接装置202のスピンドルハウジング204に対してピン工具206と同心の軸線208周りに回転させることにより少なくとも2つの部品252の接合界面部250に可塑化材料を形成するステップ（工程2502）と、摩擦撹拌溶接装置202の第1の肩部210と第2の肩部212との間に可塑化材料を閉じ込めるステップとを含む。第1の肩部210および第2の肩部212のうちの一方は、スピンドルハウジング204に対して軸線208周りに回転できる。第1の肩部210および第2の肩部212のうちの他方は、スピンドルハウジング204に対して軸線208周りに実質的に回転できない（工程2504）。
【０１０２】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、方法2500は、ピン工具206を回転させつつ第1の肩部210および第2の肩部212を接合界面部250に沿って押し進めるステップ（工程2506）も含む。ピン工具206を回転させつつ第1の肩部210および第2の肩部212を接合界面部250に沿って押し進めることによって、接合界面部250の長さに沿って接合部が形成されてもよい。ピン工具206が接合界面部250に沿って押し進められる際にピン工具206を回転させることにより、接合界面部の長さに沿う少なくとも2つの部品252の材料が接合部を形成するべく可塑化されてもよい。
【０１０３】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、方法2500は、少なくとも2つの部品252を互いに対して角度をもって方向付けるステップ（工程2508）も含む。幾つかの例示的な例では、少なくとも2つの部品252が互いに対して約180°で位置付けられてもよい。他の例示的な例では、少なくとも2つの部品252を角度をもって方向付けることにより形成される角度264および角度265のうちの少なくとも一方が180°より小さくてもよい。他の例示的な例では、少なくとも2つの部品252を角度をもって方向付けることにより形成される角度264および角度265のうちの少なくとも一方が180°より大きくてもよい。
【０１０４】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、少なくとも2つの部品252は、接合界面部250の一方側に第1の接合界面部表面258を含むとともに、接合界面部250の反対側に第2の接合界面部表面260を含む。先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、第1の接合界面部表面258が第2の接合界面部表面260の形状と異なる形状を有する。少なくとも2つの部品252を角度をもって方向付けることにより形成される角度264および角度265が異なる（例えば図6に示されるように）例示的な例では、結果として得られる第1の接合界面部表面258および結果として得られる第2の接合界面部表面260の形状が異なってもよい。例えば図8および図9に示される例などの他の例では、少なくとも2つの部品252が互いに対して角度を成さない場合であっても、第1の接合界面部表面258の形状が第2の接合界面部表面260の形状と異なってもよい。
【０１０５】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、方法2500は、第1の接合界面部表面258および第2の接合界面部表面260のうちの少なくとも一方に沿って接合界面部250に隅肉輪郭251を形成するステップも含む。
【０１０６】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、隅肉輪郭251が隅肉半径253である。先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様では、隅肉半径253がほぼゼロである。
【０１０７】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、第1の肩部210は、第1の接合界面部表面258に対して相補的な第1の接触部254を含み、第2の肩部212は、第1の接触部254に面して第2の接合界面部表面260に対して相補的であるとともに第1の接触部254に面する第2の接触部256を含み、第1の肩部210が第3の接触部268を含み、また、第2の肩部212が第3の接触部268と対向する第4の接触部270を含む。また、方法2500は、ピン工具206を回転させつつ摩擦撹拌溶接装置202を接合界面部250に沿って押し進めるステップも含み、第3の接触部268および第4の接触部270のうちの少なくとも一方は、第1の接合界面部表面258および第2の接合界面部表面260のうちの少なくとも一方に沿って接合界面部250に隅肉輪郭251を形成する。
【０１０８】
先のおよび／または以下の例および態様のいずれかの主題の少なくとも一部を含んでもよい開示の1つの態様において、方法2500は、スピンドルハウジング204に対して実質的に回転できない少なくとも1つの冷却ジャケット（224または236）を使用して第1の肩部210および第2の肩部212のうちの少なくとも一方を冷却するステップも含む。
【０１０９】
本開示に係る主題の特許請求の範囲に記載されてもよいあるいは記載されなくてもよい例示的で非包括的な例が以下の項A1-D52で与えられる。
【０１１０】
A1.スピンドルハウジング（204）と、
軸線（208）と同心であるとともにスピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに回転できるピン工具（206）と、
スピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに実質的に回転できない第1の肩部（210）と、
スピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに実質的に回転できない第2の肩部（212）と、
を備え、ピン工具（206）が第1の肩部（210）および第2の肩部（212）に対して回転できる、
摩擦撹拌溶接装置（202）。
【０１１１】
A2.ピン工具（206）は、第1の肩部（210）に対して軸線（208）に沿って移動できるとともに、第2の肩部（212）に対して軸線（208）に沿って固定される項A1の装置（202）。
【０１１２】
A3.第1の肩部（210）に熱的に結合される第1の冷却ジャケット（224）と、
第2の肩部（212）に熱的に結合される第2の冷却ジャケット（236）と、
を更に備える項A1または項A2の装置（202）。
【０１１３】
A4.第1の冷却ジャケット（224）および第2の冷却ジャケット（236）がスピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに実質的に回転できない項A3の装置（202）。
【０１１４】
A5.第1の肩部（210）が第1の接触部（254）を含み、第2の肩部（212）が第1の接触部（254）に面する第2の接触部（256）を含む項A1からA4のいずれか一項の装置（202）。
【０１１５】
A6.第1の接触部（254）および第2の接触部（256）のうちの少なくとも一方が不連続である項A5の装置（202）。
【０１１６】
A7.第1の接触部（254）および第2の接触部（256）のうちの少なくとも一方が非平面である項A5または項A6の装置（202）。
【０１１７】
A8.第1の接触部（254）と第2の接触部（256）とが互いに相補的である項A5の装置（202）。
【０１１８】
A9.第1の接触部（254）と第2の接触部（256）とが互いに対称である項A5の装置（202）。
【０１１９】
A10.第1の接触部（254）は、第2の接触部（256）の形状とは異なる形状を有する項A5の装置（202）。
【０１２０】
A11.第1の肩部（210）が第3の接触部（268）を更に含み、第2の肩部（212）は、第3の接触部（268）と対向する第4の接触部（270）を更に含む項A1からA6のいずれか一項の装置（202）。
【０１２１】
A12.第3の接触部（268）および第4の接触部（270）のうちの少なくとも一方が非平面である項A11の装置（202）。
【０１２２】
A13.第3の接触部（268）と第4の接触部（270）とが互いに対称である項A11または項A12の装置（202）。
【０１２３】
A14.第3の接触部（268）は、第4の接触部（270）の形状とは異なる形状を有する項A11または項A12の装置（202）。
【０１２４】
A15.第3の接触部（268）および第4の接触部（270）のうちの少なくとも一方がエッジを形成する項A11からA13のいずれか一項の装置（202）。
【０１２５】
B16.少なくとも2つの部品を接合する方法であって、
摩擦撹拌溶接装置（202）のピン工具（206）を摩擦撹拌溶接装置（202）のスピンドルハウジング（204）に対してピン工具（206）と同心の軸線（208）周りに回転させることにより少なくとも2つの部品の接合界面部（250）に可塑化材料を形成するステップ（2402）と、
摩擦撹拌溶接装置（202）の第1の肩部（210）と第2の肩部（212）との間に可塑化材料を閉じ込めるステップであって、第1の肩部（210）および第2の肩部（212）は、軸線（208）に沿って互いに対向するとともに、スピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに実質的に回転できないステップと、
を備える方法。
【０１２６】
B17.ピン工具（206）を回転させつつ第1の肩部（210）および第2の肩部（212）を接合界面部（250）に沿って押し進めるステップ（2406）を更に備える項B16の方法。
【０１２７】
B18.軸線（208）が第1の軸線であり、接合界面部（250）は、第1の軸線に対して略垂直な第2の軸線に沿って配置される項B17の方法。
【０１２８】
B19.少なくとも2つの部品を互いに対して角度をもって方向付けるステップ（2408）を更に備える項B16からB18のいずれか一項の方法。
【０１２９】
B20.接合界面部（250）は、接合界面部（250）の一方側に第1の接合界面部表面（258）を含むとともに、接合界面部（250）の反対側に第2の接合界面部表面（260）を含む項B16からB19のいずれか一項の方法。
【０１３０】
B21.第1の接合界面部表面（258）は、第2の接合界面部表面（260）の形状と異なる形状を有する項B20の方法。
【０１３１】
B22.第1の接合界面部表面（258）および第2の接合界面部表面（260）のうちの少なくとも一方に沿って接合界面部（250）に隅肉輪郭（251）を形成するステップ（2410）を更に備える項B20または項B21の方法。
【０１３２】
B23.隅肉輪郭（251）が隅肉半径（253）である項B22の方法。
【０１３３】
B24.隅肉半径（253）がほぼゼロである項B23の方法。
【０１３４】
B25.第1の肩部（210）は、第1の接合界面部表面（258）に対して相補的な第1の接触部（254）を含み、第2の肩部（212）は、第2の接合界面部表面（260）に対して相補的であるとともに第1の接触部（254）に面する第2の接触部（256）を含み、第1の肩部（210）が第3の接触部（268）を含み、第2の肩部（212）が第3の接触部（268）と対向する第4の接触部（270）を含み、方法は、
ピン工具（206）を回転させつつ摩擦撹拌溶接装置（202）を接合界面部（250）に沿って押し進めるステップであって、第3の接触部（268）および第4の接触部（270）のうちの少なくとも一方が、第1の接合界面部表面（258）および第2の接合界面部表面（260）のうちの少なくとも一方に沿って接合界面部（250）に隅肉輪郭（251）を形成する、ステップを更に備える項B22からB24のいずれか一項の方法。
【０１３５】
B26.スピンドルハウジング（204）に対して実質的に回転できない少なくとも1つの冷却ジャケット（224または226）を使用して第1の肩部（210）および第2の肩部（212）のうちの少なくとも一方を冷却するステップ（2412）を更に備える項B22からB25のいずれか一項の方法。
【０１３６】
C27.スピンドルハウジング（204）と、
軸線（208）と同心であるとともにスピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに回転できるピン工具（206）と、
第1の肩部（210）と、
第2の肩部（212）と、
を備え、
第1の肩部（210）および第2の肩部（212）のうちの一方がスピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに回転でき、第1の肩部（210）および第2の肩部（212）のうちの他方がスピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに実質的に回転できない、
摩擦撹拌溶接装置（202）。
【０１３７】
C28.ピン工具（206）は、第1の肩部（210）に対して軸線（208）に沿って移動できるとともに、第2の肩部（212）に対して軸線（208）に沿って固定される項C27の装置（202）。
【０１３８】
C29.第1の肩部（210）に熱的に結合される第1の冷却ジャケット（224）と、
第2の肩部（212）に熱的に結合される第2の冷却ジャケット（236）と、
を更に備える項C27または項C28の装置（202）。
【０１３９】
C30.第1の冷却ジャケット（224）がスピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに実質的に回転できない項C29の装置（202）。
【０１４０】
C31.第1の肩部（210）が第1の接触部（254）を含み、第2の肩部（212）が第1の接触部（254）に面する第2の接触部（256）を含む項C27からC30のいずれか一項の装置（202）。
【０１４１】
C32.第1の接触部（254）および第2の接触部（256）のうちの少なくとも一方が不連続である項C31の装置（202）。
【０１４２】
C33.第1の接触部（254）および第2の接触部（256）のうちの少なくとも一方が非平面である項C31または項C32の装置（202）。
【０１４３】
C34.第1の接触部（254）と第2の接触部（256）とが互いに相補的である項C31の装置（202）。
【０１４４】
C35.第1の接触部（254）と第2の接触部（256）とが互いに対称である項C31の装置（202）。
【０１４５】
C36.第1の接触部（254）は、第2の接触部（256）の形状とは異なる形状を有する項C31からC33のいずれか一項の装置（202）。
【０１４６】
C37.第1の肩部（210）が第3の接触部（268）を更に含み、第2の肩部（212）は、第3の接触部（268）と対向する第4の接触部（270）を更に含む項C31の装置（202）。
【０１４７】
C38.第3の接触部（268）および第4の接触部（270）のうちの少なくとも一方が非平面である項C37の装置（202）。
【０１４８】
C39.第3の接触部（268）と第4の接触部（270）とが互いに対称である項C37の装置（202）。
【０１４９】
C40.第3の接触部（268）は、第4の接触部（270）の形状とは異なる形状を有する項C37の装置（202）。
【０１５０】
C41.第3の接触部（268）および第4の接触部（270）のうちの少なくとも一方がエッジを形成する項C37の装置（202）。
【０１５１】
D42.少なくとも2つの部品を接合する方法であって、
摩擦撹拌溶接装置（202）のピン工具（206）を摩擦撹拌溶接装置（202）のスピンドルハウジング（204）に対してピン工具（206）と同心の軸線（208）周りに回転させることにより少なくとも2つの部品の接合界面部（250）に可塑化材料を形成するステップ（2402）と、
摩擦撹拌溶接装置（202）の第1の肩部（210）と第2の肩部（212）との間に可塑化材料を閉じ込めるステップであって、第1の肩部（210）および第2の肩部（212）のうちの一方がスピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに回転でき、第1の肩部（210）および第2の肩部（212）のうちの他方がスピンドルハウジング（204）に対して軸線（208）周りに実質的に回転できず、第1の肩部（210）が軸線（208）に沿って第2の肩部（212）と対向するステップと、
を備える方法。
【０１５２】
D43.ピン工具（206）を回転させつつ第1の肩部（210）および第2の肩部（212）を接合界面部（250）に沿って押し進めるステップ（2406）を更に備える項D42の方法。
【０１５３】
D44.軸線（208）が第1の軸線であり、接合界面部（250）は、第1の軸線に対して略垂直な第2の軸線に沿って配置される項D43の方法。
【０１５４】
D45.少なくとも2つの部品（252）を互いに対して角度をもって方向付けるステップ（2408）を更に備える項D42からD44のいずれか一項の方法。
【０１５５】
D46.少なくとも2つの部品（252）は、接合界面部（250）の一方側に第1の接合界面部表面（258）を含むとともに、接合界面部（250）の反対側に第2の接合界面部表面（260）を含む項D42からD45のいずれか一項の方法。
【０１５６】
D47.第1の接合界面部表面（258）は、第2の接合界面部表面（260）の形状と異なる形状を有する項D46の方法。
【０１５７】
D48.第1の接合界面部表面（258）および第2の接合界面部表面（260）のうちの少なくとも一方に沿って接合界面部（250）に隅肉輪郭（251）を形成するステップ（2410）を更に備える項D46または項D47の方法。
【０１５８】
D49.隅肉輪郭（251）が隅肉半径（253）である項D48の方法。
【０１５９】
D50.隅肉半径（253）がほぼゼロである項D49の方法。
【０１６０】
D51.第1の肩部（210）は、第1の接合界面部表面（258）に対して相補的な第1の接触部（254）を含み、第2の肩部（212）は、第2の接合界面部表面（260）に対して相補的であるとともに第1の接触部（254）に面する第2の接触部（256）を含み、第1の肩部（210）が第3の接触部（268）を含み、第2の肩部（212）が第3の接触部（268）と対向する第4の接触部（270）を含み、方法は、
ピン工具（206）を回転させつつ摩擦撹拌溶接装置（202）を接合界面部（250）に沿って押し進めるステップであって、第3の接触部（268）および第4の接触部（270）のうちの少なくとも一方が、第1の接合界面部表面（258）および第2の接合界面部表面（260）のうちの少なくとも一方に沿って接合界面部（250）に隅肉輪郭（251）を形成する、ステップを更に備える項D48からD50のいずれか一項の方法。
【０１６１】
D52.スピンドルハウジング（204）に対して実質的に回転できない少なくとも1つの冷却ジャケット（224または226）を使用して第1の肩部（210）および第2の肩部（212）のうちの少なくとも一方を冷却するステップ（2412）を更に備える項D48からD51のいずれか一項の方法。
【０１６２】
本開示の例は、図26に示される航空機の製造および保守点検方法2600と図27に示される航空機2700との関連で説明されてもよい。生産前の間にわたって、製造および保守点検方法2600は、航空機2700の仕様および設計2602と、材料調達2604とを含んでもよい。生産中、構成要素および部分組立品の製造2606と、航空機2700のシステム統合2608とが行われる。その後、航空機2700は、就航2612するために認証および搬送2610を経由してもよい。取引先による就航の間、航空機2700は、定期的な整備および保守点検2614（変更、再構成、改修などを含んでもよい）の予定が組まれる。
【０１６３】
製造および保守点検方法2600のプロセスのそれぞれは、システム統合者、第三者、および／または、オペレータ（例えば、取引先）によって実行されあるいは行われてもよい。この説明の目的のため、システム統合者は、制限なく、任意の数の航空機製造業者および主要システム下請業者を含んでもよく、第三者は、制限なく、任意の数のベンダー、下請業者、および、サプライヤーを含んでもよく、また、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事企業、保守点検機関などであってもよい。
【０１６４】
図27に示されるように、製造および保守点検方法2600によって生産される航空機2700は、少なくとも2つの高レベルシステム2704および内部2706を有する機体2702を含んでもよい。高レベルシステム2704の例は、推進システム2708、電気システム2710、油圧システム2712、および、環境システム2714のうちの1つ以上を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙の例が示されるが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業に適用されてもよい。
【０１６５】
本明細書中に示されあるいは記載される装置および方法は、製造および保守点検方法2600の任意の1つ以上の段階中に使用されてもよい。例えば、構成要素および部分組立品の製造2606に対応する構成要素または部分組立品は、航空機2700が就航中の間に生産された構成要素または部分組立品と同様の態様で作られあるいは製造されてもよい。また、装置、方法、または、これらの組み合わせの1つ以上の態様は、例えば航空機2700の組み立てをかなり促進させることによってあるいは航空機2700のコストを低減することによって、構成要素および部分組立品の製造2606中やシステム統合2608中に利用されてもよい。同様に、装置実現、方法実現、または、これらの組み合わせの1つ以上の態様は、例えば制限なく、航空機2700が就航中の間に、例えば整備および保守点検2614中に利用されてもよい。
【０１６６】
様々な構成要素、特徴、および、機能を含む装置および方法の異なる例および態様が本明細書中に開示される。言うまでもなく、本明細書中に開示される装置および方法の様々な例および態様は、本明細書中に開示される装置および方法の任意の他の例および態様の任意の構成要素、特徴、および、機能を任意の組み合わせで含んでもよく、また、そのような可能性の全てが本開示の思想および範囲内にあるように意図される。
【０１６７】
前述した説明および関連する図面では教示内容の利点が与えられてきたが、開示された主題の多くの改変が、この開示が関連する技術分野の当業者に明らかになる。したがって、言うまでもなく、開示は、与えられた特定の例および態様に限定されるべきでなく、また、開示の改変は、添付の特許請求の範囲内にあるように意図される。また、前述の開示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示的な組み合わせについて記載するが、添付の特許請求の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み合わせが実現されてもよいことが理解されるべきである。
【符号の説明】
【０１６８】
100  航空機
102  翼
104  翼
106  機体
108  （翼102に取り付けられる）エンジン
110  （翼104に取り付けられる）エンジン
112  （機体106の）尾部
114  水平安定版
116  水平安定版
118  垂直安定版
202  摩擦撹拌溶接装置
204  スピンドルハウジング
206  ピン工具
208  軸線
210  第1の肩部
212  第2の肩部
216  ピンホルダ
218  構造アダプタ
220  構造ホルダ
222  第1の構造体
224  第1の冷却ジャケット
226  流体冷却ポート
228  ラジアルスラストベアリング
230  冷却デバイス
232  回転防止デバイス
234  高さ調整デバイス
236  第2の冷却ジャケット
238  第2の構造体
240  ボビンナット
241  カバー
242  流体冷却ポート
244  ラジアルスラストベアリング
246  冷却デバイス
250  接合界面部
251  隅肉輪郭
252  少なくとも2つ部品
253  隅肉半径
254  第1の接触部
255  隅肉輪郭
256  第2の接触部
257  隅肉半径
258  第1の接合界面部表面
260  第2の接合界面部表面
262  （第1の接触部254の）形状
264  角度
265  角度
266  （第2の接触部256の）形状
268  第3の接触部
270  第4の接触部
272  形状
274  形状
1902  エッジ
1906  軸線
2402  工程
2404  工程
2406  工程
2408  工程
2410  工程
2412  工程
2502  工程
2504  工程
2506  工程
2508  工程
2600  製造および保守点検方法
2602  仕様および設計
2604  材料調達
2606  構成要素および部分組立品の製造
2608  システム統合
2610  認証および搬送
2612  就航
2614  整備および保守点検
2700  航空機
2702  機体
2704  システム
2706  内部
2708  推進システム
2710  電気システム
2712  油圧システム
2714  環境システム
【図１】
2019069475.tif 000003
【図２】
2019069475.tif 000004
【図３】
2019069475.tif 000005
【図４】
2019069475.tif 000006
【図５】
2019069475.tif 000007
【図６】
2019069475.tif 000008
【図７】
2019069475.tif 000009
【図８】
2019069475.tif 000010
【図９】
2019069475.tif 000011
【図１０】
2019069475.tif 000012
【図１１】
2019069475.tif 000013
【図１２】
2019069475.tif 000014
【図１３】
2019069475.tif 000015
【図１４】
2019069475.tif 000016
【図１５】
2019069475.tif 000017
【図１６】
2019069475.tif 000018
【図１７】
2019069475.tif 000019
【図１８】
2019069475.tif 000020
【図１９】
2019069475.tif 000021
【図２０】
2019069475.tif 000022
【図２１】
2019069475.tif 000023
【図２２】
2019069475.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2019069475.tif 000026
【図２５】
2019069475.tif 000027
【図２６】
2019069475.tif 000028
【図２７】
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【外国語明細書】
2019069475000001.pdf