(57)【要約】  本発明は、締結具（３０２、３０３）の一方の端部の周りに封止した空洞（３１２）を形成して、締結具（３０２、３０３）に対する落雷時にガス放出およびスパークの事象を封じ込めるためのキャップ（３００）を提案する。本発明は同様に、このようなキャップ（３００）を含む継手、ならびにこのようなキャップ（３００）を設置するための部品キットおよび方法をも提案する。本発明に係るキャップ（３００）は、締結具（３０２、３０３）の一方の端部を封入するための空気空洞（３１２）内への開口部を包囲する縁部（３１８）で終結する環状ベース（３１１）を有する内キャップ部材（３１０）と；環状ベース（３１１）から離れるように半径方向外向きに延在する環状スカートまたはフランジ（３４０）を有する外キャップ部材（３２０）であって、環状スカートまたはフランジ（３４０）と環状ベース（３１１）が互いの間に環状封止空洞（３３４）を画定している外キャップ部材と、を含む。キャップ（３００）は同様に、環状封止空洞（３３４）と流体連通状態にある外キャップ部材（３２０）内の開口部（３２２）を含む封止材料入口（３４４）であって、開口部（３２２）が封止材料注入装置（３０９）と相互連結して封止材料入口（３４４）から環状封止空洞（３３４）内への硬化性封止材料（３０１）の流れを提供している、封止材料入口（３４４）をも含んでいる。内キャップ部材（３１０）と外キャップ部材（３２０）は合わせて溶接されている。
2016522873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結具の一方の端部の周りに封止した空洞を形成するためのキャップにおいて、
−  締結具の一方の端部を封入するための空気空洞内への開口部を包囲する縁部で終結する環状ベースを有する内キャップ部材と；
−  環状スカートまたはフランジを有する外キャップ部材であって、環状スカートまたはフランジと環状ベースが互いの間に環状封止空洞を画定している外キャップ部材と；
−  環状封止空洞と流体連通状態にある外キャップ部材内の開口部を含む封止材料入口であって、開口部が封止材料注入装置と相互連結して封止材料入口から環状封止空洞内への硬化性封止材料の流れを提供している、封止材料入口と；
を含み、
内キャップ部材と外キャップ部材が合わせて溶接されている、
ことを特徴とするキャップ。
【請求項２】
内キャップ部材と外キャップ部材は、溶接部の間で環状封止空間内へと硬化性封止材料が流入できるようにするため溶接部間に通路を伴って、３つ以上の溶接部によって合わせて溶接されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
【請求項３】
内キャップ部材の外表面かまたは外キャップ部材の内表面のいずれかの中に形成された複数の溝路をさらに含み、
各溝路は、封止材料入口の開口部および環状封止空洞と流体連通状態にあり、
内キャップ部材と外キャップ部材が溝路の間で合わせて溶接されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のキャップ。
【請求項４】
溝路が内キャップ部材の外表面内に形成され、外キャップ部材の内表面に当接する尾根部により分離されており、かつ
外キャップ部材の内表面に当接する尾根部の少なくとも１つが外キャップ部材の内表面に溶接されているか；あるいは、
溝路が外キャップ部材の内表面内に形成され、内キャップ部材の外表面に当接する尾根部により分離されており、かつ
内キャップ部材の外表面に当接する尾根部の少なくとも１つが内キャップ部材の外表面に溶接されている、
ことを特徴とする請求項３に記載のキャップ。
【請求項５】
内キャップ部材が、環状ベースから延在する実質的にドーム形の部分を含み、
外キャップ部材が、環状スカートまたはフランジから延在する対応する実質的にドーム形の部分を含み、かつ
実質的にドーム形の部分が合わせて溶接されている、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のキャップ。
【請求項６】
内キャップ部材が、環状ベースよりも小さい外径を有する外側寄り部分に対して環状ベースを接合する肩部を含み、肩部が凸コーナーを成して環状ベースと遭遇し、凹コーナーを成して外側寄り部分と遭遇しており；
外キャップ部材が、環状スカートまたはフランジよりも小さい内径を伴う対応する外側寄り部分に対して環状スカートまたはフランジを接合する対応する肩部を含み、
対応する肩部は凸コーナーを成して環状スカートまたはフランジと遭遇し、凹コーナーを成して対応する外側寄り部分と遭遇している、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のキャップ。
【請求項７】
内キャップ部材の肩部が外キャップ部材の対応する肩部に溶接されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のキャップ。
【請求項８】
内キャップ部材の外側寄り部分が、外キャップ部材の外側寄り部分に溶接されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のキャップ。
【請求項９】
外側寄り部分が実質的にドーム形である、
ことを特徴とする請求項６、７または８に記載のキャップ。
【請求項１０】
内キャップ部材および外キャップ部材が各々熱可塑性材料から形成されている、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のキャップ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のキャップを製造する方法において、
外キャップ部材の内部に内キャップ部材を組立てるステップと、
溶接により内キャップ部材と外キャップ部材を合わせて接合するステップとを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
内キャップ部材と外キャップ部材とを超音波溶接により合わせて接合するステップを含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記組立て中に内キャップ部材と外キャップ部材の間で相対的運動を発生させるステップと、
前記相対的運動中に内キャップ部材と外キャップ部材を合わせて溶接するステップと、
をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１４】
それぞれの超音波工具を用いて内キャップ部材と外キャップ部材を接触させるステップと、
超音波工具の一方または両方からの超音波エネルギーを用いて内キャップ部材と外キャップ部材を合わせて溶接するステップとをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
内キャップ部材と外キャップ部材が、せん断合体して内キャップ部材と外キャップ部材を合わせて溶接する実質的に平行な入れ子表面を有する、
ことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
構造体と；
構造体を貫通する締結具と；
請求項１〜９のいずれかに記載のキャップであって、内キャップ部材の空気空洞が締結具の一端部を封入し、内キャップ部材の縁部が構造体と当接しているキャップと；
キャップの環状封止空洞を充填し、構造体と接触して空気空洞を封止する封止材料と、
を含む、
ことを特徴とする継手。
【請求項１７】
構造体が航空機の構造的構成要素を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の継手。
【請求項１８】
請求項１〜９のいずれかに記載のキャップを提供するために組立て、溶接することのできる部品のキットにおいて、
締結具の端部を封入するための空気空洞内への開口部を包囲する縁部で終結する環状ベースを有する内キャップ部材と；
環状スカートまたはフランジを有する外キャップ部材と；
を含み、
キャップ部材は、外キャップ部材の内部に内キャップ部材を取付けて共に組立てられた時に、環状スカートまたはフランジと環状ベースがその間に環状封止空間を画定するような形で整形されており；かつ
内キャップ部材または外キャップ部材は、１つの溶接部を伴って形成された壁を含み、この溶接部は、内キャップ部材と外キャップ部材が組立てられて行くにつれて他方のキャップ部材と接触するような形で壁から突出している、
ことを特徴とするキット。
【請求項１９】
内キャップ部材が、環状ベースよりも小さい外径を有する外側寄り部分に対して環状ベースを接合する肩部を含み、肩部が凸コーナーを成して環状ベースと遭遇し、凹コーナーを成して外側寄り部分と遭遇しており；
外キャップ部材が、環状スカートまたはフランジよりも小さい内径を伴う対応する外側寄り部分に対して環状スカートまたはフランジを接合する対応する肩部を含み、対応する肩部は凸コーナーを成して環状スカートまたはフランジと遭遇し、凹コーナーを成して対応する外側寄り部分と遭遇している、
ことを特徴とする請求項１８のいずれかに記載のキット。
【請求項２０】
溶接部が内キャップ部材の肩部上または外キャップ部材の対応する肩部上に形成されている、
ことを特徴とする請求項１９に記載のキット。
【請求項２１】
溶接部が、内キャップ部材の外側寄り部分上かまたは外キャップ部材の外側寄り部分上に形成されている、ことを特徴とする請求項１９に記載のキット。
【請求項２２】
外側寄り部分が実質的にドーム形である、ことを特徴とする請求項１９、２０または２１に記載のキット。
【請求項２３】
内キャップ部材または外キャップ部材が、３つ以上の溶接部を伴って形成される壁を含み、
これらの溶接部は、内キャップ部材と外キャップ部材が組立てられている時に他方のキャップ部材と接触するような形で壁から突出している、
ことを特徴とする請求項１９〜２２のいずれかに記載の部分キット。
【請求項２４】
内キャップ部材または外キャップ部材が、１つの溶接部を伴って形成される壁を含み、
この溶接部は、内キャップ部材と外キャップ部材が組立てられている時に他方のキャップ部材と接触するような形で壁から突出しており、
壁が溶接部において増大する壁厚を有している、
ことを特徴とする請求項１９〜２３のいずれかに記載の部分キット。
【請求項２５】
溶接部および外キャップ部材が、実質的に平行である相対する表面を有している、
ことを特徴とする請求項１９〜２４のいずれかに記載の部品キット。
【請求項２６】
溶接部には、内キャップ部材と外キャップ部材が組立てられている時に他方のキャップ部材と最初に接触する溶接部の部分となるような形で位置づけされている点または縁部までテーパーが付いている、
ことを特徴とする請求項１９〜２５のいずれかに記載の部品キット。
【請求項２７】
内キャップ部材の外表面内または外キャップ部材の内表面内のいずれかに形成された複数の溝路をさらに含み、溶接部が一対の溝路の間に形成されている、
ことを特徴とする請求項１９〜２６のいずれかに記載の部品キット。
【請求項２８】
内キャップ部材または外キャップ部材が、３つ以上の溶接部を伴って形成される壁を含み、
各々の溶接部は、内キャップ部材と外キャップ部材が組立てられている時に他方のキャップ部材と接触するような形で壁から突出しており、
溶接部の間には通路が備わっている、
ことを特徴とする請求項１９〜２７のいずれかに記載の部分キット。
【請求項２９】
構造体を貫通する締結具の一方の端部の周りに封止した空洞を形成するためのキャップを設置する方法において、
キャップには、請求項１に記載のキャップが含まれていて、
内キャップ部材の空気空洞の内部に締結具が封入され、環状ベースの縁部が構造体と当接するような形で、キャップを締結具の一方の端部上に設置するステップと；
硬化性封止材料が構造体と接触するような形で、封止材料入口を介して環状封止空洞内に硬化性封止材料を注入するステップと；
硬化性封止材料を硬化させて空気空洞を封止するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項３０】
構造体が航空機の構造的構成要素を含む、
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は締結具の一方の端部の周りに封止した空洞を形成するためのキャップ、このようなキャップを含む継手、ならびにこのようなキャップを設置するための部品キットおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
締結具の周りでのスパーク抑制を提供する公知の方法が、欧州特許第Ａ−０３３４０１１号に記載されている。
一定の体積のガスがキャップによって締結具の周りに封入されている。
ガスは、落雷過程で複合構造体と金属締結具との間に起こり得るアーク放電に対してスパーク抑制を提供する。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の態様は、締結具の一方の端部の周りに封止した空洞を形成するためのキャップにおいて、締結具の一方の端部を封入するための空気空洞内への開口部を包囲する縁部で終結する環状ベースを有する内キャップ部材と；環状スカートまたはフランジを有する外キャップ部材であって、環状スカートまたはフランジと環状ベースが互いの間に環状封止空洞を画定している外キャップ部材と；環状封止空洞と流体連通状態にある外キャップ部材内の開口部を含む封止材料入口であって、開口部が封止材料注入装置と相互連結して封止材料入口から環状封止空洞内への硬化性封止材料の流れを提供している封止材料入口と、を含むキャップを提供する。
内キャップ部材および外キャップ部材は１つ以上の溶接部により合わせて溶接される、キャップ部材を合わせて溶接することで、外キャップ部材が封止材料の圧力により外れることが防止される。
【０００４】
内キャップ部材と外キャップ部材は単一の溶接部のみによって合わせて溶接されてよいが、より典型的には、これらは、溶接部の間で環状封止空間内へと硬化性封止材料が流入できるようにするため溶接部間に通路を伴って、３つ以上の溶接部によって合わせて溶接されている。
【０００５】
締結具の一端部上にキャップを位置づけした後に封止材料入口を介して封止材料を注入できることから、短い実用時間および硬化時間の間に封止材料を使用することが可能である。
封止材料は、塗布時に封止材料注入装置内で混合可能であり、こうして、材料をその可使時間中に、かつ硬化開始前に塗布することが保証される。
急速硬化封止材料には、安定した固着部を非常に迅速に提供するという利点がある。
すなわち、設置されたキャップは、短い時間枠内に組立て作業員による偶発的打撃あるいはそれに類するものに耐えることができるようになる。
【０００６】
環状封止空洞は、封止のための大きな接触部域を提供し、このことが今度は、比較的小さい設置面積の部域内でキャップと構造体の間に強く信頼性の高い固着部を提供する。
キャップと構造体の間の良好な封止は、空気空洞が、落雷過程でひき起こされるガス放出およびスパークを安全に封じ込めることができるような形で空気空洞内部に封止した空気体積を維持するためと同時に、空気空洞内への燃料の漏出を防止するためにも不可欠である。
【０００７】
本発明のキャップは同様に、硬化した封止部内部の空隙を防止し、清潔で一貫性ある塗布プロセスを提供する。
封止材料内の空隙は、封止部（固着ライン）の完全性を損ない、こうして空気空洞内への燃料の漏出を許容することから、このような空隙を防止することが極めて重要である。
【０００８】
環状封止空洞内部の封止材料は、構造体を貫通する締結具全体上にナットキャップが設置された時点で空気空洞を封止するという主要な機能を有するが、キャップを構造体に固着する機能も同様に有していてよい。
したがって、封止材料は、封止および固着材料を構成していてよい。
同様にして、環状封止空洞は、環状封止および固着空洞を構成していてよい。
【０００９】
封止材料入口の開口部は、好ましくは外キャップ部材の中心軸を中心にしている。
このような中心位置は、環状封止空洞の全周への均等な流れを保証する。
代替的には、一部の実施形態において、開口部を中心軸からオフセットして限定空間内でのキャップの設置を可能にしてもよい。
このような場合には、キャップ内に追加の制限機構部または他の機構を内蔵させて、封止剤材料の流れが均等な封止部（固着ライン）を提供できるように保証することが必要であるかもしれない。
【００１０】
キャップはさらに、開口部からの硬化性封止材料を収容しそれを環状封止空洞に分配するように配置された貯槽を含んでいてよい。
貯槽は、開口部と軸方向に整列された（すなわちその真下に位置づけされた）無蓋のチャンバを含んでいてよい。
ひとたび封止材料が充填された時点で貯槽は、周縁部（すなわち上縁部）から溢流して全半径方向に均一な封止材料の流れを提供するように配置されてよい。
【００１１】
内キャップ部材は、好ましくは、環状ベースから延在する実質的にドーム形の部分を含み、外キャップ部材は、好ましくは環状スカートまたはフランジから延在する対応する実質的にドーム形の部分を含む。
外キャップ部材のドーム形状は、例えば組立て作業員が偶発的に打撃を与えたことなどによってキャップが損傷を受ける確率を削減し、応力の集中を最小限に抑える。
内キャップ部材のドーム形状は、空気空洞の体積を最小限に抑えることを可能にし、したがってキャップの全体的サイズおよび質量を最小化する。
こうして、ドーム形状は、所与の重量および空間範囲に対する空気空洞体積を最大化する。
【００１２】
キャップは、内キャップ部材の外表面かまたは外キャップ部材の内表面のいずれかの中に形成された複数の溝路をさらに含んでいてよく、各溝路は、封止材料入口の開口部および環状封止空洞と流体連通状態にある。
内キャップ部材と外キャップ部材は、これらの溝路の間で合わせて溶接されてよい。
【００１３】
溝路は、内キャップ部材と外キャップ部材の間の間隙の一部のみにわたり延在する浅い溝路であってよく、間隙の残りの部分は連続した相互接合領域を提供する。
より好ましくは、溝路は、内キャップ部材の外表面内に形成され、外キャップ部材の内表面に当接する尾根部により分離されているか、あるいは、外キャップ部材の内表面内に形成され、外キャップ部材の外表面に当接する尾根部によって分離されているかのいずれかである。
こうしてこの場合、尾根部は、内キャップ部材と外キャップ部材の間の間隙を複数の溝路に分割し、封止材料が溝路の間を流動できないようにする。
尾根部は、それらがもう１つのキャップ部材に当接する場所で、その部材に対し溶接されてよい。
【００１４】
典型的には、各溝路は、封止材料入口からの硬化性封止材料の流れを収容するように配置された溝路入口と、環状封止空洞内へと硬化性封止材料の流れを補給するように配置された出口とを有する。
溝路は、内キャップ部材の環状ベースの縁部までずっと通っていてよいが、より好ましくは、溝路の出口は、内キャップ部材の環状ベースの縁部から軸方向にセットバックされている。
【００１５】
内キャップ部材または外キャップ部材は、片側のみに溝路を伴って形成されてよいが、より好ましくは、内キャップ部材または外キャップ部材は波形形状を有している。
すなわち、溝路は、内キャップ部材の外表面内に形成され、複数の対応する溝路が、内キャップ部材の内表面内に形成されているか；あるいは溝路は外キャップ部材の内表面内に形成され、対応する複数の溝路が外キャップ部材の外表面内に形成されている。
このような波形形状を有する内キャップ部材または外キャップ部材を形成することで、大量の追加重量を結果としてもたらすことなく比較的幅狭の溝路を形成することが可能となる。
【００１６】
内キャップ部材または外キャップ部材は、典型的に、実質的に均一の壁厚で溝路を形成する側壁を有する。
こうして、キャップの重量は最小限に抑えられる。
【００１７】
各溝路は、それが環状封止空洞に向かって延在するにつれて増大する幅を有していてよい。
このことは、異なる溝路を通る別個の封止材料流が溝路から退出する時に合流するように促す。
【００１８】
各溝路は、それが環状封止空洞に向かって延在するにつれて減少する深さを有していてよい。
【００１９】
好ましくは、外キャップ部材の環状スカートまたはフランジは、縁部において終結し、環状スカートまたはフランジの縁部は内キャップ部材の環状ベースの縁部から軸方向にオフセットされている。
すなわち、締結具の端部が空気空洞の内部に封入され、かつ内キャップ部材の縁部が、締結具の貫通している構造体と当接している状態で、キャップが所定の位置にある場合、通常、環状スカートまたはフランジの縁部と構造体の間には間隙が存在することになる。
この間隙は、封止材料が環状封止空洞から流出して、キャップの周りに目に見える輪を形成し、こうして完全かつ均一な封止の視覚的標示を提供することができるようにする。
オフセットされた縁部は同様に、内キャップ部材の縁部近くにフィレット半径または段などの隆起領域を有する構造体に対しキャップを嵌合させることを可能にする。
【００２０】
内キャップ部材および外キャップ部材は、別個の部品として形成され、組立て後に硬化した封止剤が任意にこれらを互いに固着する。
２つの部材を別個の部品として形成することによって、製造プロセスは著しく単純化される。
内キャップ部材および外キャップ部材は、好ましくはガラス充填ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などの熱可塑性材料から射出成形により形成されてよい。
【００２１】
任意には、外キャップ部材は透明で、注入につれて封止材料を観察できるようになっている。
【００２２】
環状封止空洞は、環状ベースの縁部からの距離に伴ってその断面積が減少するように全体としてフレア形状を有していてよい。
こうして、キャップを固着させるべき構造体と接触状態にある封止材料の部域を、キャップの全体的直径を増大させることなく最大にすることが可能である。
したがって、環状スカートまたはフランジは、好ましくは、環状ベースから半径方向外向きに延在する。
代替的には、環状スカートまたはフランジは、環状ベースに対し直角に、この環状ベースから半径方向外向きに延在してよい。
【００２３】
環状スカートまたはフランジは、環状ベースから半径方向外向きにその全長に沿って延在してよい。
代替的には、環状スカートまたはフランジは、環状ベースに対して平行に延在する円筒形部分と、環状ベースから半径方向外向きに延在しかつ円筒形部分を外キャップ部材の外側寄り部分（ドーム状になっていてよい）に接合する肩部とを含んでいてよい。
肩部は、環状ベースから半径方向外向きに、環状ベースに対し鋭角を成して、あるいは環状ベースに対し直角に延在していてよい。
【００２４】
封止材料入口は、外キャップ部材内に突出部（例えばボス）を含んでいてよく、この突出部は開口部を含み、封止材料注入装置と相互連結するように配置されている。
【００２５】
キャップの環状部品（すなわち環状ベース、環状スカートまたはフランジおよび環状封止空洞は、全体として円形の横断形状を有していてよく、あるいは、六角形または正方形（例えば六角形または正方形の形状を有する締結具を封入するため）などの他の任意の閉鎖形状を有していてよい。
【００２６】
本発明の第２の態様は、
構造体と；
構造体を貫通する締結具と；
第１の態様に係るキャップであって、内キャップ部材の空気空洞が締結具の一端部を封入し、内キャップ部材の縁部が構造体と当接しているキャップと；
キャップの環状封止空洞を充填し、構造体と接触して空気空洞を封止する封止材料と、を含む継手を提供している。
【００２７】
こうして、環状封止空洞内部の封止材料は、封止部（固着部）の厚みおよび封止部（固着部）の外側と空気空洞（内空洞）との間の漏出経路長を最大化するのに役立つ。
【００２８】
好ましい実施形態において、封止材料（または封止および固着材料）は、環状封止空洞を充填して、同時にキャップを構造体に固着させる。
キャップと構造体の間の固着部は、こうしてキャップ−封止剤材料の固着部および封止剤材料−構造体の固着部によって形成される。
【００２９】
第１の態様に係るキャップは、締結具の各端部を封入して、継手が構造体の両側から封止されるようになっていてよい。
【００３０】
構造体は好ましくは、航空機の構造的構成要素、より好ましくは航空機翼の構造的構成要素そして最も好ましくは燃料タンクの境界壁を形成する航空機翼の構造的構成要素である。
構造体は好ましくは、複合構造的構成要素を含み、締結具は金属締結具であってよい。
このような場合、締結具において落雷が発生する確率が極めて高い。
構造体は典型的に、締結具により共に接合される一対の構造部品を含む。
このような航空機の利用分野において、キャップの空気空洞は、落雷時に、内部で制御されたガス放出またはスパーク事象を安全に発生させることのできる１つのエアポケットを提供する。
封止材料は同様に、締結具の端部の周りに流体密な封止部をも提供し、こうして、締結具が貫通する構造体内の孔を通した燃料の漏出を防止する。
【００３１】
内キャップ部材は締結具に当接してもしなくてもよい。
それが締結具と当接する場合には、内キャップ部材の内表面から突出する複数のリブを介して締結具と当接する。
【００３２】
締結具は構造体から突出していてもよいし、あるいは構造体内で皿穴に埋められていてもよい。
【００３３】
本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様に記載のキャップを提供するために組立て、溶接することのできる部品のキットを提供している。
部品キットには、締結具の端部を封入するための空気空洞内への開口部を包囲する縁部で終結する環状ベースを有する内キャップ部材と；環状スカートまたはフランジを有する外キャップ部材が含まれる。
キャップ部材は、外キャップ部材の内部に内キャップ部材を取付けて共に組立てられた場合に、環状スカートまたはフランジと環状ベースがその間に環状封止空間を画定するような形で整形されている。
内キャップ部材または外キャップ部材は、１つの溶接部を伴って形成された壁を含み、この溶接部は、内キャップ部材と外キャップ部材が組立てられている時、他方のキャップ部材と接触するような形で壁から突出している。
【００３４】
単一の溶接部のみが存在していてよいが、より典型的には、内キャップ部材または外キャップ部材は、３つ以上の溶接部を伴って形成される壁を含み、これらの溶接部は、内キャップ部材と外キャップ部材が組立てられている時に他方のキャップ部材と接触するような形で壁から突出しており、硬化性封止材料が溶接部の間でかつ環状封止空間内へと流入できるようにするため、溶接部の間に通路が備わっている。
【００３５】
溶接部は典型的には壁から突出し、壁は、溶接部において増大する壁厚を有する。
この増大した壁厚は、合体して溶接部を形成できる材料を提供する。
【００３６】
溶接部および他方のキャップ部材は、せん断溶接部を形成するように配置されている実質的に平行である相対する表面を有していてよい。
【００３７】
溶接部は、内キャップ部材または外キャップ部材内の一対の溝路の間に形成されてよい。
【００３８】
任意には、キットはさらに、硬化性封止材料の流れを環状封止空間内に誘導するためキャップの封止材料入口と相互連結するように配置されたノズルを有する封止材料注入装置を含む。
【００３９】
硬化性封止材料とは別個にキャップを提供することにより、封止材料は、任意には静的混合ノズルを介して組立てられたキャップに対し直接塗布されることから、短い可使時間を有するタイプの急速硬化封止材料であり得る。
部品キットは、第２の態様の継手を形成して付随する恩恵を達成するために使用することができる。
キャップは、第１の態様に係るキャップを含んでいてよい。
【００４０】
注入装置は、手動式、電動式または圧縮空気駆動式であってよい。
注入装置は、定体積の封止材料を送出しそれにより制御され一貫性ある塗布プロセスを保証するように構成されていてよい。
【００４１】
本発明の第４の態様は、構造体を貫通する締結具の一方の端部の周りに封止した空洞を形成するための本発明の第１の態様に係るキャップを設置する方法を提供している。
この方法には、内キャップ部材の空気空洞の内部に締結具が封入され、環状ベースの縁部が構造体と当接するような形で、キャップを締結具の一方の端部上に設置するステップと；硬化性封止材料が構造体と接触するような形で、封止材料入口を介して環状封止空洞内に硬化性封止材料を注入するステップと；硬化性封止材料を硬化させて空気空洞を封止するステップと、が含まれている。
【００４２】
こうして、硬化した封止材料は、空気空洞の周りに連続したボイドフリーの封止部（固着部）を形成し得る。
【００４３】
硬化性封止材料を硬化するステップは同様に、構造体にキャップを接着させるステップも含んでいてよい。
【００４４】
この方法は、結果として、第２の態様に係る継手をもたらすことができ、かつ第３の態様に係る部品キットを使用することができる。
【００４５】
構造体は好ましくは、航空機の構造的構成要素、より好ましくは航空機翼の構造的構成要素そして最も好ましくは燃料タンクの境界壁を形成する航空機翼の構造的構成要素である。
構造体は好ましくは、複合構造的構成要素または複合および金属製の構造的構成要素のハイブリッドアセンブリを含み、締結具は金属締結具を含む。
このような場合、締結具においてまたは締結具を直近で包囲する部域内で落雷が発生する確率が極めて高い。
構造体は典型的に、締結具により共に接合される一対の構造部品を含む。
このような航空機の利用分野において、キャップの空気空洞は、落雷が発生した場合に起きるガス放出またはスパーク事象を内部で安全に封じ込める１つのエアポケットを提供する。
封止材料は同様に、締結具の端部の周りに流体密な封止部をも提供し、こうして、内部空気空洞内への燃料の漏出を防止する。
【００４６】
本発明のさらなる態様は、第１の態様に係るキャップの製造方法を提供している。
この方法は、外キャップ部材の内部に内キャップ部材を組立てるステップと、溶接により内キャップ部材と外キャップ部材を合わせて接合するステップとを含む。
キャップ部材は、例えば電極スポット溶接または超音波溶接などを含めた、キャップ部材間の合体をひき起こす任意の溶接方法によって合わせて溶接されてよい。
超音波溶接の場合、内キャップ部材と外キャップ部材は、それぞれの超音波工具により接触させられ、超音波工具の一方または両方からの超音波エネルギーで合わせて溶接されてよい。
【００４７】
キャップ部材は、組立ての後合わせて溶接されてよいが、より好ましくは、組立て中に内キャップ部材と外キャップ部材の間に相対的運動が発生させられ、キャップ部材は、この相対的運動中に合わせて溶接される。
典型的には、キャップ部材は、第１の組立て段階において、キャップ部材の溶接領域が互いに接触する部分的に組立てられた位置まで一緒に持って来られ；その後キャップ部材は、第２の組立て段階において、部分的に組立てられた位置を超えて完全に組立てられた位置まで移動させられ、溶接領域は、第２の組立て段階中に合体する。
【００４８】
内キャップ部材および外キャップ部材は、せん断合体して内キャップ部材と外キャップ部材を合わせて溶接する実質的に平行な入れ子表面を有する。
【００４９】
典型的には、内キャップ部材は、環状ベースを、環状ベースよりも小さい外径を有する外側寄り部分（ドーム状であってよい）に接合する肩部を含み、肩部は凸コーナーを成して環状ベースと遭遇し、凹コーナーを成して外側寄り部分と遭遇し；外キャップ部材は、環状スカートまたはフランジを、環状スカートまたはフランジよりも小さい内径を有する対応する外側寄り部分（ドーム状であってよい）に接合する肩部を含み、対応する肩部は凸コーナーを成して環状スカートまたはフランジと遭遇し、凹コーナーを成して対応する外側寄り部分と遭遇する。
【００５０】
一部の実施形態において、内キャップ部材の肩部は、任意には内キャップ部材または外キャップ部材内の溶接部を介して、外キャップ部材の対応する肩部に溶接される。
他の実施形態において、内キャップ部材の外側寄り部分は、任意には内キャップ部材または外キャップ部材内の溶接部を介して、外キャップ部材の外側寄り部分に対し溶接される。
【００５１】
本発明のいずれかの態様に関連して以上または以下で論述されている任意のまたは所望される特徴のいずれかを、個別にまたは任意の組合せの形で、他のいずれかの態様に応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
本発明の実施形態について、ここで以下の添付図面を参照しながら説明する。
【図１】設置された状態での本発明の第１の実施形態に係るナットキャップの平面図である。
【図２ａ】封止材料の注入前の、図１のラインＤ−Ｄに沿って切り取った断面図である。
【図２ｂ】封止材料の注入後の、図１中のラインＤ−Ｄに沿って切り取った断面図である。
【図３】図１のナットキャップの内キャップ部材の側面図である。
【図４】図３の内キャップ部材の平面図である。
【図５】図３のラインＡ−Ａに沿って切り取った断面図である。
【図６】下からかつ一方の側から見た、図５の内キャップ部材の等角図である。
【図７】図１のナットキャップの外キャップ部材の側面図である。
【図８】図７の外キャップ部材の平面図である。
【図９】図７中のラインＢ−Ｂに沿って切り取られた断面図である。
【図１０】上からかつ一方の側から見た図７の外キャップ部材の等角図である。
【図１１】封止材料の注入前の本発明の第２の実施形態に係るナットキャップの断面図である。
【図１２】図１１のナットキャップの内キャップ部材の側面図である。
【図１３】図１２の内キャップ部材の平面図である。
【図１４】部分的に組立てられた位置における図１１のナットキャップの一部分の断面図である。
【図１５】溶接継手を含む完全に組立てられた位置における図１１のナットキャップの一部分の断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係るナットキャップについての内キャップ部材の側面図である。
【図１７】図１６の内キャップ部材の平面図である。
【図１８】部分的に組立てられた位置における本発明の第３の実施形態に係るナットキャップの一部分の断面図である。
【図１９】溶接継手を含む完全に組立てられた位置における図１８のナットキャップの断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係るナットキャップについての内キャップ部材の側面図である。
【図２１】部分的に組立てられた位置における本発明の第４の実施形態に係るナットキャップの一部分の断面図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態に係るナットキャップについての内キャップ部材の側面図である。
【図２３】部分的に組立てられた位置における本発明の第５の実施形態に係るナットキャップの一部分の断面図である。
【図２４】本発明の第６の実施形態に係るナットキャップを組立てるための部品キットを示す。
【図２５】本発明の第７の実施形態に係るナットキャップの内キャップ部材の等角図である。
【図２６】図２５の内キャップ部材の下面図である。
【図２７】本発明の第７の実施形態に係るナットキャップの外キャップ部材の等角図である。
【図２８】図２７の外キャップ部材の断面図である。
【図２９】構造体と遭遇している設置状態にある本発明の第７の実施形態に係るナットキャップの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１および図２は、本発明の第１の実施形態に係る注入可能ナットキャップ３００を示す。
【００５４】
ナットキャップは、図３〜図１２に示されている内キャップ部材３１０と外キャップ部材３２０とを含む。
内キャップ部材および外キャップ部材１０、２０は、ガラス充填ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などの熱可塑性材料から射出成形される。
好適なガラス充填ＰＥＩは、４０体積％のガラス繊維を含むＵｌｔｅｍTM２４００または３０体積％のガラス繊維を含むＵｌｔｅｍTM２３１０である。
内キャップ部材および外キャップ部材は代替的には、成形、積層造形プロセスまたは他の任意の好適なプロセスによって製造されてよい。
【００５５】
内キャップ部材３１０は、図２ａおよび図２ｂに示されている通り、締結具の末端部を封入する対応するドーム形の内部空気空洞３１２を伴う、概して薄い壁を有するドーム形部材である。
【００５６】
図３を参照すると、内キャップ部材３１０は概してベース３１１とドーム形部分３１０とで構成されている。
ベース３１１は、円筒形部分３１３および肩部３１４を有する。
肩部３１４は、ベース３１１から頂点３１７まで延在するより直径の小さいドーム形部分３１０に対して円筒形部分３１３を接合している。
肩部３１４は、凸コーナー３７０において円筒形部分と遭遇し、凹コーナー３７１においてドーム形部分３１０と遭遇している。
図２の設置状態において、円筒形部分３１３の露出された内側縁部３１８は構造的要素５０と当接して、締結具の末端部を空気空洞３１２の内部に完全に密封する。
締結具は、ボルト３０４上に螺入されるナット３０２、および座金３０４を含む。
ベース３１１の円筒形部分３１３は、内キャップ部材３１０と締結具との間の機械的連結を提供するための機械的ロック機構を有する。
この例において、座金３０４は円筒形部分３１３の内表面から突出する３つのスナップ突出部３０６と相互連結するよう張出し部分３０５を内蔵する。
これらの突出部３０６は、注入につれての封止剤材料の圧力によりキャップが構造体５０から強制的に離されるのを防いでいる。
内キャップ部材は同様に、図２ａおよび図２ｂに示されている座金３０４の側面を把持する３つの軸方向に延在するリブ３０７を有している。
【００５７】
図７を参照すると、外キャップ部材３２０は同様に、概して薄い壁を有するドーム形部材であり、内キャップ部材３１０上に嵌合するように整形されている。
外キャップ部材３２０は概して、環状スカート３４０とより小さい直径のドーム形外側寄り部分３４３とで構成されている。
環状スカート３４０は、円筒形部分３４１、円筒形部分３４１をドーム形外側寄り部分３４３に接合する肩部３４２そしてその自由縁部のフレア形唇状部３２６を有する。
肩部３４２は、凸コーナー３８０において円筒形部分３４１と遭遇し、凹コーナー３８１においてドーム形部分３４３と遭遇する。
ドーム形外側寄り部分３４３の頂点にあるテーパー付きボス３４４には、開口部３２２が含まれている。
ボス３４４の外径は、図２ｂに示されている通り、封止材料注入ガン３０９のノズル内に収容されるようにサイズが決定される。
ボス３４４の上にノズルを取付けること（逆ではなく）は、封止剤材料の流れを制限せずキャップ内への封止剤の流れの指向性をより低くする結果となるため、好ましい。
任意には、ノズルは、バイヨネット式取付け具またはそれに類するものを介して、ボスと相互連結してよい。
【００５８】
内キャップ部材は、実質的に均一の壁厚を伴う側壁を有する。
側壁には波形が付けられて、内キャップ部材の外表面内に６つの外向きの尾根部３５１および溝路３５０を、そして内キャップ部材の内表面内に同数の対応する内向き尾根部３５２および溝路３５３を形成する。
尾根部３５１は、図２ａに示されている通り、外キャップ部材のドーム形部材３４３の内表面と当接して、封止材料が溝路３５０の間を流動できないようにしている。
尾根部３５１は、超音波溶接によって外キャップ部材３２０の内表面に付着される。
【００５９】
ノズル３０９は、開口部３２２を介してキャップ部材間の封止体積内に封止材料３０１の連続流を送出する。
３ＭTM製のＳｃｏｔｃｈ−ＷｅｌｄTM７２５６Ｂ／Ａなどの二液型エポキシ系構造用接着剤が使用されてよい。
この接着剤は、カートリッジ形態（５０ｍｌ入りカートリッジが好ましい）で供給され、注入ガンによる塗布時にノズル３０９内で混合される。
このようなエポキシ系接着剤は、自由流動性で、粘度が低く、室温で急速な硬化を示す。
好適な代替的材料は、Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ製のＮａｆｔｏｓｅａｌTMのＭＣ−２３８  ＣｌａｓｓＡ／Ｂなどの二液型ポリスルフィド系封止剤である。
２時間の可使時間と低い粘度を有するＭＣ２３８Ａ−２が特に好ましい。
【００６０】
内キャップ部材と外キャップ部材３１０、３２０の間の封止体積は、
３つの主要領域、すなわち
貯槽３３２；
スカート３４０とベース３１１間の環状封止体積（またはポケット）３３４ａ〜３３４ｃ；および
貯槽３３２と環状封止体積３３４ａ〜３３４ｃとを相互連結する溝路３５０、
を有する。
【００６１】
貯槽３３２は、開口部３２２の真下にあり、こうして開口部から直接封止材料３０１を収容する。
タンク３３２は、比較的低い流れ抵抗を提供することによって封止体積３３４ａ〜３３４ｃ内への封止材料の流れを改善するのに役立ち、同時に溝路３５０内に均等均一な流れを提供するのにも役立つ。
ひとたび硬化した時点で、溝路３５０内部の封止材料は、内キャップ部材３１０と外キャップ部材３２０を共に固着するのに役立ち、キャップ３００に対し構造的剛性を付加する。
【００６２】
環状封止体積は、図２ａに示された３つの部分、すなわち
肩部３１４、３４２間の上部部分３３４ａ；
円筒形部分３４１、３１３の間の円筒形部分３３４ｂ、および
ベース３１１と唇状部３２６の間の下部部分３３４ｃ、
を有する。
【００６３】
肩部３４２は、大きい鋭角を成してキャップの中心軸３７０から離れるように半径方向外向きに延在しており、この鋭角は肩部３１４の鋭角よりさらに大きい。
したがって、肩部３４２の内表面は、小さい鋭角を成して肩部３１４の外表面から離れるように半径方向に延在し、こうして、環状封止体積３３４の上部部分３３４ａは、開口部３２２からの距離と共に増大する断面積を伴うフレア形状を有するようになっている。
環状封止体積の下部部分３３４ｃは同様にフレア形唇状部３２６のためフレア形状を有し、開口部３２２からの距離に伴ってその断面積が増大するようになっている。
環状封止体積３３４ａ〜３３４ｃはその下部面において開放しており、封止材料が環状封止体積から外向きにそして構造用要素５０と接触するように流れることができるようになっている。
【００６４】
唇状部３２６は、内キャップ部材３１０のベース縁部３１８から軸方向にオフセットされている。
この配置により、外キャップ部材３２０は、締結具が傾斜路または半径（フィレット）などの構造的要素の機構に非常に近いところに位置設定された場合でもこのような機構と衝突しないことが保証されている。
このような潜在的衝突は、締結具の外縁部が５ｍｍの半径を有するフィレットの縁部からわずか１．６ｍｍしかないところに位置設定される可能性のある航空機構造体においては、珍しいことではない。
それは同様に、封止部が構造的要素内の小さな表面機構の偏向を吸収でき、ひとたび硬化した時点で一定の可撓性度を得るのに充分な厚みを有することも保証する。
【００６５】
図３を参照すると、各溝路３５０は、封止材料入口から硬化性封止材料の流れを収容するように配置された入口３６０、および環状封止体積３３４ａの上部部分内に硬化性封止材料の流れを補給するように配置された出口３６１を有する。
溝路３５０は、肩部３１４で終結し、こうしてそれらの出口３６１がベース３１１の縁部３１８から軸方向にセットバックされるようになっている。
【００６６】
一連の溝路３５０は、流れに対する低い抵抗を示し、したがって、封止材料は貯槽から環状封止体積内へとより自由に流れることができる。
【００６７】
図２ａの左側を見ればわかるように、各溝路３５０の深さは、流れ方向に漸進的に減少する。
図３を見ればわかるように、各溝路３５０の円周方向幅も同様に、溝路が流れ方向で環状封止体積に向かって延在するにつれて増大する。
このことは、溝路からの封止材料流が、溝路３５０から退出し環状封止体積３３４ａ〜３３４ｃ内に進入するにつれて合流するように促す。
【００６８】
設置の間、キャップ３００は最初に、締結具の末端部（または代替的には先端部）が空気空間３１２内部に封入されている状態で、図２ａに示された位置に設置される。
封止材料注入ガンのノズル３０９はその後ボス３４４上に取付けられて、一時的封止部をその間に作り出す。
予備混合された封止材料３０１が次にノズル３０９から貯槽３３２内に注入され、そこに集合する。
貯槽３３２は、満杯になった時点で溢流し、溝路３５０内への封止材料の均等に分布した流れをひき起こす。
溝路３５０がひとたび充填されると、封止材料の圧力は、封止材料が環状封止体積３３４ａ〜３３４ｃ内へと強制されるレベルにまで上昇する。
封止材料は、流出して構造体５０と接触するまで環状封止体積３３４ａ〜３３４ｃを完全に満たし、その時点でノズル３０９からの封止材料の流れは停止させられる。
【００６９】
注入された封止剤は、キャップ部材の間に、小さい方のキャップに対する３０Ｎから大きい方のキャップに対する５００Ｎ超までの力を及ぼすことのできる圧力を加える。
封止剤が注入される前にキャップ部材を合わせて溶接することにより、外キャップ部材がこの圧力によって外れた状態となることが防がれる。
【００７０】
封止体積中への硬化性封止材料の注入後、ノズル３０９は取外され、注入された封止材料は硬化するように放置される。
硬化時に、封止材料は、キャップ３００と構造体５０の間と同様、内キャップ部材と外キャップ部材３１０、３２０の間にも強い接着性固着部を提供する。
封止材料が上述の通りのエポキシ系接着剤である場合、それは、一時間ほどで実用強度（すなわち、組立て作業員による打撃などに耐えるのに充分な強度を提供するのに好適である程度）にまで硬化し得る。
これは、ポリスルフィドまたは二酸化マンガン系封止剤の場合の１２時間以上という実用強度硬化時間に対比される。
【００７１】
硬化した注入済み封止材料は同様に、空気空間３１２を完全に封止するためにも役立つ。
したがって、空気空間３１２内部に閉じ込められた空気は、落雷中にひき起こされるスパークおよびガス放出事象を封じ込めることのできる安全な環境を提供することができる。
空気空間３１２内への燃料、水または他の汚染物質の進入も同様に防止される。
【００７２】
この封止材料注入方法は、封止材料の均一に分布した被覆が達成されることから、封止体積３３４ａ〜３３４ｃ内部でのエアポケットの蓄積（すなわち空気の閉じ込め）を回避する。
このようなエアポケットは、封止部を劣化させてその後締結具継手を通して燃料を漏出させる可能性があることから、極めて望ましくない。
【００７３】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係るナットキャップの断面図である。
ナットキャップは、第１の実施形態のナットキャップと類似したものであり、同じ特徴を標示するためには同一の参照番号が使用される。
第２の実施形態では、突出する溶接部１００（図１２〜図１４に図示）が、内キャップ部材内の各尾根部３５１の中に形成されている。
溶接部１００は、尾根部２５１が肩部３１４と遭遇する尾根部２５１のベースにおいて形成される。
図１４に示されている通り、各溶接部１００は、その下部（外側）縁部で肩部３１４と遭遇する半径方向に向けられた側面１０１と、凹コーナーを成して尾根部３５１の外表面１０５と遭遇する角度の付いた上部面１０２とを有する。
角度の付いた上部面１０２は、約４５°の角度を成して水平から下方に傾いているが、この角度は０°〜４５°の間で変動してよい。
【００７４】
図１５に示された超音波工具対１１０、１１１が、キャップ部材を合わせて溶接するために使用される。
上部工具１１０は、外キャップ部材の平面でない外表面（すなわち外キャップ部材の角度の付いた肩部３４２およびドーム形部分３４３の垂直ベース）と密に適合するように整形されている角度の付いたリムで終結する環状形状を有する。
下部工具１１１は、内キャップ部材の内部に収容され、図１５に示されている通り外キャップ部材の水平でない内表面と密に係合するように整形されている。
内キャップ部材と外キャップ部材は、上部キャップ部材を下に移動させること、内キャップ部材を上に移動させること、またはその両方の組合せによって、１つにされる。
以下の説明では、上部キャップ部材を下へ移動させることが仮定されている。
上部キャップ部材および超音波工具１１０が、第１の組立て段階において図１４の位置から部分的に組立てられた位置まで方向１０４で下へ移動するにつれて、外キャップ部材は、（表面１０１と１０３の間の約０．３〜０．５ｍｍという干渉距離に起因して）溶接部の上部面１０２と係合する。
次に、上部キャップは第２の組立て段階において、上部工具１１０、下部工具１１１またはその両方による運動中に超音波エネルギー（典型的には２０ＫＨｚまたは４０ＫＨｚ）が適用されている状態で、図１５の完全に組立てられた位置までさらに押し下げられる。
この超音波エネルギーは、平行な入れ子表面１０１、１０３を融解せん断合体させて、図１５に示された溶接１２０を形成する。
【００７５】
溶接部１００は、尾根部３５１から突出し、組立て過程で外キャップ部材と接触する内キャップ部材の最初の部分となっている。
すなわち、溶接部は、（部品が図１５にあるように完全に組立てられた時に初めて外キャップ部材と接触する尾根部３５１の残りの部分とは異なり）キャップ部材が完全に組立てられる前に外キャップ部材と接触する。
尾根部３５１は、図１４に示されているように溶接部１００において厚みＴ１から厚みＴ２まで増大する壁厚を有する。
この増大した壁厚は、外キャップ部材と合体して溶接部を形成できる材料の備蓄を提供している。
【００７６】
図１６および図１７は、本発明の第３の実施形態に係るナットキャップのための内キャップ部材を示す。
ナットキャップは第２の実施形態のナットキャップと類似するものであり、同一の特徴を標示するためには同一の参照番号が使用される。
第３の実施形態においては、突出する溶接部１５０が各尾根部３５１のベースで肩部３１４の上に形成される。
各溶接部１５０は、ベース３１３と一平面にある半径方向に向けられた三角形の側面１５１を有する。
溶接部１５０は、テーパーが付き鋭い凸状縁部１５２において遭遇する一対の側面を伴って三角柱の形状を有する。
【００７７】
図１８および図１９に示された超音波工具対１１０、１１１はキャップ部材を合わせて溶接するために使用される。
上部キャップ部材および超音波工具１１０が図１８の位置から方向１０４を下へ移動するにつれて、外キャップ部材は、部分的に組立てられた位置で溶接部１５０の縁部１５２と係合する。
この鋭い縁部１５２は、外キャップ部材と接触する溶接部の最初の部分であり、接触表面が融解し合体するにつれて超音波エネルギーを接触領域内に集中させるエネルギー導波器として作用する。
キャップがさらにその完全に組立てられた位置まで下に移動するにつれて、溶接部１５０および肩部３４２の内表面は融解し合体して図１９に示された溶接部１６０を形成する。
【００７８】
図２０は、本発明の第４の実施形態に係るナットキャップのための内キャップ部材を示す。
ナットキャップは、第２および第３の実施形態のナットキャップに類似するものであり、同一の特徴を標示するために同一の参照番号が使用されている。
第４の実施形態において、三角形の突出する溶接部２００が内キャップ部材の各尾根部３５１の中に形成される。
第２の実施形態の溶接部１００と同様、溶接部２００は、尾根部２５１が肩部３１４と遭遇する尾根部２５１のベースに形成される。
【００７９】
第３の実施形態の溶接部１５０と同様、各溶接部２００は半径方向に向けられた側面２０１を有する。
しかしながら、ベース３１３と一平面にあるのではなくむしろ、側面２０１は、図２１に示されている通り肩部がベース３１３と遭遇する凸コーナーからセットバックされる。
【００８０】
第３の実施形態の溶接部１５０と同様、溶接部２００は、テーパーが付き縁部２０２で遭遇する一対の側面を伴う三角柱の形状を有する。
【００８１】
上部キャップ部材および超音波工具１１０が図２１の位置から方向１０４を下へ移動するにつれて、外キャップ部材は、溶接部２００の鋭い縁部２０２と係合する（表面２０１と１０３の間には約０．３〜０．５ｍｍという干渉距離が存在する）。
キャップがさらに下に移動するにつれて、入れ子の平行な表面２０１、１０３は融解しせん断合体して、溶接部（図示せず）を形成する。
鋭い縁部２０２は、外キャップ部材と接触する溶接部の最初の部分であり、接触表面が融解し合体するにつれて超音波エネルギーを接触領域内に集中させるエネルギー導波器として作用する。
【００８２】
図２２および図２３は、第４の実施形態の単一の鋭い縁部を有するエネルギー誘導型溶接部２００が類似の鋭い縁部を有する３つのエネルギー誘導型溶接部２５０のセットにより置換されている第５の実施形態を示す。
【００８３】
図２４は、内キャップ部材が、各縁部３５１上にテーパーが付いた突出する溶接部２７０を伴って形成されている第６の実施形態を示す。
各溶接部２７０は三角形の端面対２７１、２７２を有し、テーパーが付き尾根部３５１のドーム形状をたどるように湾曲している鋭い縁部２７３において遭遇する一対の側面を伴う湾曲した三角柱の形状を有する。
【００８４】
キャップ部材を合わせて溶接するためには、一対の超音波工具が使用される。
上部キャップ部材および超音波工具が下へ移動するにつれて、外キャップ部材は、溶接部の縁部２７３と係合する。
この鋭い縁部２７３は、外キャップ部材と接触する溶接部の最初の部分であり、接触表面が融解し合体するにつれて超音波エネルギーを接触領域内に集中させるエネルギー導波器として作用する。
キャップがさらに下に移動するにつれて、溶接部２７０および外キャップ部材の内表面は融解し合体して、６つの溶接（図示せず）を形成する。
一変形実施形態においては、１つ以上の環状尾根部が外キャップ部材のドーム形部分の内表面内に形成されて、その全周にわたり通っていてよい。
これらの環状尾根部は、６つの溶接部２７０と点接触を形成し、超音波エネルギーをこれらの接点内へと導く。
このような環状尾根部２７１の１つの断面形状は、一例として示されている。
【００８５】
図２５〜図２９は、本発明の第８の実施形態に係る注入可能なナットキャップを形成するための部品キットを示す。
キットは、内キャップ部材４１０と外キャップ部材４２０とを含む。
内キャップ部材４１０は概して、円筒形ベース部分４１３、およびベース部分４１３から平面的頂点４１７まで延在するドーム形部分４１６で構成されている。
【００８６】
外キャップ部材４２０は同様に、概して薄い壁を有するドーム形部材であり、内キャップ部材４１０上にぴったり収まるように整形されている。
外キャップ部材４２０は概して、環状フランジ４４０、円筒形ベース４４１およびドーム形外側寄り部分４４２で構成されている。
ドーム形外側寄り部分４４２は、封止材料注入ガン（図示せず）のノズルと相互連結するようにサイズが決定されている開口部４２２を含む。
【００８７】
内キャップ部材は、実質的に均一の壁厚を伴う側壁を有する。
内キャップ部材の外表面内には複数の外向きの尾根部４５１および溝路４５０が形成され、同数の対応する内向きの尾根部４５２および溝路４５３が、内キャップ部材の内表面内に形成されている。
尾根部４５１は、キャップが組立てられた時点で外キャップ部材４２０の内表面と当接し、こうして封止材料は溝路間を流動できないようになっている。
尾根部４５１は、超音波溶接によって外キャップ部材４２０の内表面に付着させられている。
【００８８】
図２９に示されている通りに組立てられた時点で、小さい環状封止体積（またはポケット）４７０が、環状フランジ４４０の湾曲した半径４０７と内キャップ部材のベース４１３の間に形成される。
図２５を参照すると、各溝路４５０は、封止材料入口からの硬化性封止材料の流れを収容するように配置された入口４６０と、環状封止体積４７０内に硬化性封止材料の流れを補給するように配置された出口４６１とを有する。
前述の実施形態とは異なり、溝路４５０はベース４１３の縁部４１４で終結する。
溝路４５０は、流れに対する低い抵抗を示すほぼ半円形の断面形状を有する。
各溝路４５０の深さおよび幅はその長さに沿って実質的に一定であり続ける。
【００８９】
外キャップ部材のベース４４１の内表面は、内キャップ部材の外表面内の対応する陥凹部４８１内にスナップ式に収容される環状突出部４８０を伴って形成される。
【００９０】
上述の本発明の実施形態において、尾根部および溝路は、内キャップ部材内に形成され、外キャップ部材は平滑な外表面を有する。
このことは、外キャップ部材の平滑な外表面が汚れをひきつけず、キャップ上の水または液体の流れに対する影響が比較的少ない断面形状を有していることを理由として、好ましい。
しかしながら、一変形実施形態（図示せず）においては、内キャップ部材の代りに外キャップ部材に波形が付けられて尾根部および溝路を形成していてもよい。
【００９１】
上述した実施形態の全てにおいて、内キャップ部材と外キャップ部材は、複数の溶接部（大部分の実施形態において６個の溶接部、図２５〜図２９の実施形態において８個の溶接部）により合わせて溶接される。
キャップ部材は、キャップの全周にわたって通る単一の連続する溶接部ではなくむしろ多数の別個の溶接部によって合わせて溶接され、溶接部の間に通路が残されて硬化性封止材料がその間を環状封止空間内へと流動できるようにしている。
これらの通路の１つが、図１１の左側で、溶接部１２０の反対側に示されている。
【００９２】
上述の実施形態の大部分において、突出する溶接部は、外キャップ部材上ではなくむしろ内キャップ部材上に形成されている。
しかしながら、外キャップ部材の内表面上に、同等の内向きに突出する溶接部を形成させてもよい。
このような突出する溶接部は、内キャップ部材上の外向きに突出する溶接部の代わりに、あるいはこの溶接部と同時に具備されてよい。
【００９３】
本発明について以上で１つ以上の好ましい実施形態に関連して説明してきたが、添付のクレーム内に定義されている本発明の範囲から逸脱することなくさまざまな変更または修正を加えることができるということも認識される。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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