JP3836090B2

JP3836090B2 - Method and apparatus for manufacturing rocket tank cylinder

Info

Publication number: JP3836090B2
Application number: JP2003176243A
Authority: JP
Inventors: 信介平塚; 保範中山; 裕人高安; 浩平下川; 信彦岩崎; 昌也吉見
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP2005007454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロケットタンクシリンダや筒状体の製造に関し、さらに詳しくは、ＦＳＷによる接合時に簡易な手段で被接合材を拘束することのできるロケットタンクシリンダの製造方法及びその製造装置を提供することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロケットタンクシリンダは、断面円弧状の曲板を複数接合して製造される。従来は溶接によって接合していたが、近年では溶接に代わってＦＳＷ（Friction Stir Welding：摩擦攪拌接合）が使用されてきている。このような、ロケットタンクシリンダをＦＳＷによって製造する技術が非特許文献１に開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
「Friction Stir Welding Takes Off at Boeing」 Welding Journal, February, 1999. P35- AWS（American Welding Society）出版
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１に開示されたロケットタンクの製造方法では、複数の油圧シリンダを用いてＦＳＷによる接合部を一方向から押さえ込んで拘束するので、複数の油圧シリンダを支持する部分の剛性を極めて高くしなければならなかった。このため、製造装置が大型化し、また多くの油圧シリンダが必要なので、装置構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＦＳＷによる接合時に簡易な手段で被接合材を拘束して、製造設備を簡略化することのできるロケットタンクシリンダの製造方法及びその製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法は、複数の断面円弧状の曲板をその直線側端部で接合して筒状のロケットタンクシリンダを製造するにあたり、前記曲板同士の直線側端部同士を突合せる工程と、前記曲板の直線側端部に平行な方向、前記曲板の突合せ部を引き離す方向、前記曲板を浮き上がらせる方向のうち少なくとも１方向は、他の２方向とは異なる拘束手段で拘束する工程と、前記曲板の突合せ部をＦＳＷにより接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本願発明者らは、鋭意研究の結果、ＦＳＷ時に発生する反力を分解して検討した結果、個々の分力毎に対応して被接合材を拘束すれば、従来の拘束方法よりも格段に小さい力で被接合材を拘束できることに想到した。かかる研究結果に基づき、このロケットタンクシリンダの製造方法は、ＦＳＷで接合するにあたって、被接合材である断面円弧状の曲板の直線側端部に平行な方向、前記曲板の突合せ部を引き離す方向、前記曲板を浮き上がらせる方向のうち少なくとも１方向は、他の２方向とは異なる拘束手段で拘束するようにしてある。これによって、接合部を一方向から押さえ込む場合と比較して、格段に拘束力を小さくすることができるので、簡易な拘束手段によって被接合材を拘束できる。また、拘束手段の支持剛性を高くしなくとも十分に被接合材を拘束できるので、製造装置を簡略化することができる。
【０００８】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法は、複数の断面円弧状の曲板をその直線側端部で接合して筒状のロケットタンクシリンダを製造するにあたり、前記曲板の直線側端部同士を突合せる工程と、前記曲板の直線側端部に平行な方向、前記曲板の突合せ部を引き離す方向、前記曲板を浮き上がらせる方向のそれぞれを、他とは異なる拘束手段で拘束する工程と、前記曲板の突合せ部をＦＳＷにより接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
このロケットタンクシリンダの製造方法は、ＦＳＷで接合するにあたって、被接合材である断面円弧状の曲板の直線側端部に平行な方向、前記曲板の突合せ部を引き離す方向、前記曲板を浮き上がらせる方向のそれぞれを、他とは異なる拘束手段により拘束する。これによって、ＦＳＷ時に発生する反力を３分割して拘束できるので、従来よりも格段に拘束力を小さくすることができる。その結果、簡易な拘束手段によって被接合材を拘束できる。また、拘束手段の支持剛性を高くしなくとも十分に被接合材を拘束できるので、製造装置を簡略化することができる。
【００１０】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法は、前記ロケットタンクシリンダの製造方法において、前記曲板同士の突合せ部両側であって前記曲板の曲線側端部近傍を拘束することによって前記曲板の直線側端部に平行な方向を拘束し、前記曲板を拘束する部分の間からＦＳＷを開始することを特徴とする。
【００１１】
ＦＳＷ開始時には発生する反力が最大となるが、本発明のように曲板の曲線側端部近傍を拘束する部分の間からＦＳＷを開始するので、この曲板拘束部によっても曲板の突合せ部を引き離す方向の分力を受けることができる。これによって、曲板を確実に拘束することができる。
【００１２】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法は、前記ロケットタンクシリンダの製造方法において、さらに、ＦＳＷは、前記曲板を拘束する部分の間で終了することを特徴とする。
【００１３】
このように、ＦＳＷを終了させる場合にも、曲板の曲線側端部近傍を拘束する部分の間でＦＳＷを終了させるので、この曲板拘束部によっても曲板の突合せ部を引き離す方向の分力を受けることができる。これによって、曲板を確実に拘束することができる。
【００１４】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法は、前記ロケットタンクシリンダの製造方法において、さらに、すべての前記曲板の突合せ部をＦＳＷにより接合して筒状の部材を形成した後、当該筒状の部材の軸方向側端部を除去する工程を含むことを特徴とする。
【００１５】
このように、複数の曲板を接合して完成した筒状の部材の端部を除去するので、ＦＳＷによる接合時においては端部の劣化を考慮せず、強力に端部を拘束することができる。これによって、確実に曲板を接合するとともに、端部の性状が優れたロケットタンクシリンダを製造することができる。
【００１６】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法は、前記ロケットタンクシリンダの製造方法において、前記曲板は、直線側端部と平行に突起部が形成されており、前記突起部を拘束することによって前記曲板の突合せ部を引き離す動きを拘束することを特徴とする。
【００１７】
一般のロケットタンクシリンダは、２ｍｍ程度の軽合金の金属であるため、強度を発揮させるためリブが形成される場合が多い。この発明においては、このようなリブのうち、曲板の直線側端部に平行なリブ（突起部）を拘束することによって曲板の突合せ部を引き離す動きを拘束する。これにより、特別な部材を付加することなしに曲板の突合せ部を引き離す動きを確実に拘束できる。
【００１８】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造装置は、断面円弧状の曲板同士を突合せて接合するＦＳＷヘッドと、前記曲板の曲線側端部に設けられて、ＦＳＷ時に発生する前記曲板の直線側端部に平行な方向に作用する反力を受けるＸ方向拘束手段と、前記曲板の直線側端部に設けられて、ＦＳＷ時に発生する前記曲板の突合せ部を引き離す方向に作用する反力を受けるＹ方向拘束手段と、前記曲板を押圧することにより前記曲板の浮き上がりを抑えるＺ方向拘束手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
このロケットタンクシリンダの製造装置は、ＦＳＷで接合するにあたって、被接合材である断面円弧状の曲板をＸ方向拘束手段と、Ｙ方向拘束手段と、Ｚ方向拘束手段とによって拘束する。これによって、ＦＳＷ時に発生する反力を３分割して拘束できるので、従来よりも格段に拘束力を小さくすることができる。その結果、簡易な拘束手段によって被接合材を拘束できる。また、拘束手段の支持剛性を高くしなくとも十分に被接合材を拘束できるので、製造装置を簡略化することができる。
【００２０】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法は、前記ロケットタンクシリンダの製造装置において、前記Ｘ方向拘束手段は、前記曲板の曲線側端部と係合する係合部を有することを特徴とする。
【００２１】
このように、Ｘ方向拘束手段に係合部を設け、これと曲板の曲線側端部とを係合させてＦＳＷ時に発生する前記曲板の直線側端部に平行な方向に作用する反力を受ける。これにより、曲板の直線側端部に平行な方向に過大な反力が作用しても、この係合部によって確実に曲板を拘束できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。なお、本発明は、ロケットタンクシリンダの製造に対して好適であるが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る本発明は、シリンダスキンと呼ばれる複数の断面円弧状の曲板をＦＳＷにより接合してロケットタンクシリンダを製造するにあたり、曲板のＸ、Ｙ、Ｚ方向のうち少なくとも１方向は、他の方向と異なる拘束手段によって固定することにより、ＦＳＷ時の反力に起因する変形を抑制する点に特徴がある。
【００２４】
図１は、ロケットタンクシリンダの製造方法の一例を示す説明図である。一般に、図１（ｂ）に示すロケットタンク用シリンダ２は、図１（ａ）に示すような軽合金の曲板で作られる複数のシリンダスキン１を、その直線側の端部１ｓｔで接合して製造される。図１（ｂ）の１ｃが、シリンダスキン１同士の接合部であり、シリンダスキン１同士は、ＦＳＷによって接合される。ここで、図１（ｃ）に示すように、シリンダスキン１の曲線側における端部を１ｃｔ、直線側における端部を１ｓｔとする（以下同様）。
【００２５】
ＦＳＷは摩擦熱によって被接合材の組織内部を攪拌して一体化させることで、母材同士を接合する技術である。このように、母材を溶融させないで接合するため、一般的な溶融池を生ずる溶接とは異なり、熱影響による接合部周辺の強度低下が極めて小さいという特長がある。したがって、ＦＳＷにおいては接合継ぎ手部の機械的性質はほとんど変化しないという利点がある。また、ＦＳＷでは、溶接できない材料でも接合することができるので、広汎な種類の材料に対して適用できるという特徴もある。なお、溶接できない材料には、例えば２１９５Ａｌ−Ｌｉ合金やセラミック粒子分散Ａｌ基複合材（Aluminum metal matrix composite：ＭＭＣ）等がある。
【００２６】
図２は、実施の形態１の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造装置を示す説明図である。このロケットタンクシリンダの製造装置（以下製造装置と略称）１００は、リング１１０にシリンダスキン支持体１１４と接合部支持体１１６とが取り付けられている。シリンダスキン１はシリンダスキン支持体１１４上に載置され、シリンダスキン１の接合部同士は互いに突き合わされて接合部支持体１１６上に配置される。
【００２７】
また、製造装置１００には、リング１１０内を縦貫する２本の支持ビーム１１２が備えられている。この支持ビーム１１２は、リング１１０とは独立した片持ち梁構造である。シリンダスキン１を接合する回転工具１２を備えるＦＳＷ装置１０は、可動支持体１１８に取り付けられる。可動支持体１１８は、それぞれの支持ビーム１１２に設けられたレール１１１を介して取り付けられており、支持ビーム１１２上をシリンダスキン１の直線側の端部１ｓｔ方向（図１（ｃ）参照）に移動する。これによって、回転工具１２がシリンダスキン１同士の突合せ部３を攪拌しながら接合する。
【００２８】
可動支持体１１８には押さえローラ４０がローラ支持棒４２を介して取り付けられている。押さえローラ４０は、ＦＳＷ装置の進行方向（接合方向）前方に配置されてシリンダスキン１を押さえ込むことにより、ＦＳＷ中におけるシリンダスキン１の浮き上がりを防止する。また、支持ビーム１１２には、Ｙ方向拘束具３０が取り付けられており、ＦＳＷ時におけるシリンダスキン１の突合せ部の開きを抑制する。
【００２９】
図３は、実施の形態１に係る本発明に適用できるＦＳＷの方式を示す説明図である。図３（ａ）は、回転工具１２による一般的なＦＳＷの方式を示している。この接合方式では、ＦＳＷ接合時に発生するピン部１２ｐを備えた回転工具１２の押し付け荷重Ｐ₁を支持する必要があるので、バックメタルＢＭの張り出し力Ｐ₂によってこれを支持する。図３（ｂ）は、ボビンツール方式のＦＳＷ接合であり、回転工具１２と、これと一体として回転するピン部１２ｐを有する対向回転工具１２ｂとで、被接合材であるシリンダスキン１を挟み込みながら接合する。この方式では、回転工具１２の押し付け荷重Ｐ₁は発生しないのでバックメタルＢＭが不要になり、シリンダスキン１の接合部支持構造の剛性を大きくする必要がなくなる。実施の形態１においては、ボビンツール方式のＦＳＷ接合を使用するが、図３（ａ）に示した一般的なＦＳＷの方式を使用してもよい。
【００３０】
図４は、ＦＳＷによる接合時に発生する反力を説明する概念図である。ＦＳＷでは、シリンダスキン１等の被接合材に塑性流動を発生させることにより、被接合材を溶融させずに接合するので、接合時には大きな反力Ｆが発生する。この反力Ｆに打ち勝って被接合材を拘束しなければ摩擦発熱や塑性流動は発生せず、被接合材同士を接合することはできない。図４（ａ）は、ＦＳＷにより発生する反力Ｆを、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の３成分に分解して模式的に表したものである。また、図４（ｂ）は、シリンダスキン１をＦＳＷによって接合する場合に発生する反力Ｆの分力を示したものである。ここで、Ｘ方向とは、回転工具１２の回転や、回転工具１２が接合線Ｌ１方向へ進行することによって生じる分力Ｆ_Xの方向である。また、Ｘ方向は、断面円弧状の曲板で形成された被接合材であるシリンダスキン１の直線側における端部１ｓｔと平行な方向とも表せる。Ｙ方向とは、回転工具１２が被接合材を掻き分けようとする力であり被接合材同士を引き離す方向に作用する分力Ｆ_Yの方向である。また、Ｚ方向とは、前記Ｘ方向に作用する分力Ｆ_Xによって発生する分力Ｆ_Zの方向であり、被接合材を浮き上がらせる方向である。
【００３１】
実施の形態１に係る本発明では、回転工具１２の回転及び進行に起因する反力ＦをＸ、Ｙ、Ｚ方向に分解し、それぞれの方向の分力Ｆ_X、Ｆ_Y、Ｆ_Zを個別に、又は少なくとも１個は個別に拘束する。このように、それぞれの分力Ｆ_X、Ｆ_Y、Ｆ_Zを単独、又は少なくとも１個を単独で拘束すればよいので、従来技術のようにＺ方向からの押圧力のみによってＸ、Ｙ、Ｚ方向の分力を拘束する場合と比較して、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向それぞれの拘束力は極めて小さくて済む。本発明ではこのような構成を採用することによって、効率よく拘束力を発揮させることができるので、ＦＳＷ時においては従来よりも格段に小さい拘束力で被接合材を拘束して、確実に接合することができる。また、各方向の拘束力は従来よりも格段に小さいので、従来技術の支持方向に対する支持剛性を極端に高くする必要はなく、既存の溶接設備を利用して本発明に係る製造装置１００を構成することができる。次に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の拘束構造について説明する。
【００３２】
図５は、Ｘ方向の拘束構造を示す説明図である。図５（ａ）、（ｃ）に示すように、シリンダスキン１は、それぞれの直線側における端部同士が突き合わされた状態で接合部支持体１１６上に載置される。シリンダスキン１は、その曲線側における端部１ｃｔ側に取り付けられるＸ方向拘束具２０によって拘束される。図５（ｂ）に示すように、シリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔ側には、拘束用のピン孔１ｈが開口しており、Ｘ方向拘束具２０を介してシリンダスキン１の拘束用ボルト２２が差し込まれる。また、接合部支持体１１６上のＸ方向拘束具２０は、締結ボルト２３によって接合部支持体１１６に固定される。なお、拘束用ボルト２２及び締結ボルト２３の本数は１個のＸ方向拘束具２０に対してそれぞれ２個に限られるものではなく、シリンダスキン１の仕様やＦＳＷの条件等によって適宜これらの本数を変更することができる。
【００３３】
この拘束構造では、Ｘ方向拘束具２０とシリンダスキン１との摩擦力、Ｘ方向拘束具２０と接合部支持体１１６との摩擦力、及びシリンダスキン１と接合部支持体１１６との摩擦力によって、ＦＳＷ時に発生する反力Ｆの分力Ｆ_Xを受けることができる。また、拘束用ボルト２２及び締結ボルト２３のせん断力によっても、前記分力Ｆ_Xを受けることができる。
【００３４】
さらに、この拘束構造が備えるＸ方向拘束具２０は断面Ｌ字状であって、シリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔと係合する係合部２０ｔを備えている（図５（ｂ））。したがって、この係合部２０ｔによっても、ＦＳＷ時に発生する反力Ｆの分力Ｆ_Xを受けることができる。回転工具１２の接近にともない、ＦＳＷ終了側における係合部２０ｔで受ける反力Ｆは最大になる。したがって、この係合部２０ｔによる反力Ｆの分力Ｆ_Xの支持は、ＦＳＷの終了側において特に有効である。このため、少なくともＦＳＷの終了側におけるシリンダスキン１の曲線側の端部１ｃｔ側を拘束する場合には、係合部２０ｔを備えたＸ方向拘束具２０を用いることが好ましい。上記構成によって、ＦＳＷ時に発生する反力Ｆの分力Ｆ_Xによるシリンダスキン１のずれを拘束することができる。
【００３５】
なお、ＦＳＷの開始側におけるシリンダスキン１の曲線側の端部１ｃｔ側を拘束する場合には、Ｆ_X1＞Ｆ_X2（図４（ａ）参照）なので、Ｘ方向拘束具２０を使用しないで拘束用ボルト２２によってシリンダスキン１を接合部支持体１１６に締結してもよい。ここで、図４（ａ）に示すように、Ｆ_X1は、回転工具１２の進行方向の分力であり、Ｆ_X2は、回転工具１２の進行方向と反対方向の分力である。
【００３６】
図５（ｄ）は、ＦＳＷが終了した状態を示している。ＦＳＷが終了して、Ｘ方向拘束具２０を外すと、曲線側の端部１ｃｔ側には拘束用のピン孔１ｈが残る。また、曲線側の端部１ｃｔ側から所定の距離は接合されていない。このため、すべてのシリンダスキン１を接合して筒状の容器が完成したら、切断線ＣＬに沿ってシリンダスキン１を切断し、曲線側の端部１ｃｔ側を所定領域だけ取り除く。これによって、ロケットタンク用シリンダ２（図１参照）が完成する。
【００３７】
図６は、Ｘ方向におけるＦＳＷの始点及び終点を示す説明図である。図６（ａ）に示すように、対向するシリンダスキン１を拘束する１対のＸ方向拘束具２０の間からＦＳＷを開始するように、ＦＳＷの始点ＳＰを１対のＸ方向拘束具２０の間に位置させることが好ましい。このようにすれば、Ｘ方向に対するシリンダスキン１のずれを効率よく拘束することができる。また、ＦＳＷの開始時には大きなＹ方向の分力Ｆ_Yが作用して、シリンダスキン１同士を引き離そうとするが、Ｘ方向拘束具２０によってこれを効率的に抑制でき、確実にシリンダスキン１同士を接合できる。
【００３８】
始点ＳＰは、ＦＳＷ開始側であってシリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔからｌ₁以上ｌ₂の範囲にあればよい。ここで、ｌ₁は、ＦＳＷ開始側であってシリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔから最初の拘束用ピン２２の中心までの距離であり、ｌ₂は、ＦＳＷ開始側であってシリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔから最後の拘束用ピン２２の中心までの距離である。
【００３９】
同様に、対向するシリンダスキン１を拘束する１対のＸ方向拘束具２０の間でＦＳＷが終了するように、ＦＳＷの終点ＥＰを１対のＸ方向拘束具２０の間に位置させることが好ましい。このようにすれば、Ｘ方向に対するシリンダスキン１のずれを効率よく拘束することができる。また、ＦＳＷの終了時において、回転工具１２はシリンダスキン１の端部近傍に位置するが、シリンダスキン１の端部は部品の剛性部位がなくなる。これにともなって、Ｙ方向の分力Ｆ_Yがシリンダスキン１同士の端部を引き離す方向に作用する。しかし、終点ＥＰにおいてはＸ方向拘束具２０によってこれを効率的に抑制できるので、確実にシリンダスキン１同士を接合できる。
【００４０】
ここで、終点ＥＰは、シリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔからｌ₁以上ｌ₂の範囲にあればよい。ここで、ｌ₁は、ＦＳＷ終了側であってシリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔから最初の拘束用ピン２２の中心までの距離であり、ｌ₂は、ＦＳＷ終了側であってシリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔから最後の拘束用ピン２２の中心までの距離である。
【００４１】
図７は、Ｘ方向を拘束する構造の他の例を示す説明図である。同図に示すように、シリンダスキン１側の拘束点が１点の場合には、ＦＳＷの始点ＳＰが、ＦＳＷの開始側であってシリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔからｌ₁の距離に位置するようにすることが好ましい。ここで、ｌ₁は、ＦＳＷの開始側であってシリンダスキン１の曲線側における端部１ｃｔから拘束用ピン２２の中心までの距離である。このようにすれば、ＦＳＷによって発生する反力のＸ方向の分力Ｆ_XとＹ方向の分力Ｆ_Yとを略均一に拘束用ボルト２２で受けることができるので、より確実にシリンダスキン１を拘束できる。なお、ＦＳＷの終点ＥＰについても、シリンダスキン１の曲線側の端部から拘束用ピン２２までの距離に位置するようにすることが好ましい。
【００４２】
図８は、Ｙ方向を拘束する構造を示す説明図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の矢印Ｃ方向から見た側面図である。支持ビーム１１２には、シリンダスキン１のＹ方向に対する動きを拘束するＹ方向拘束具３０が、Ｙ方向拘束具支持部材３２を支点として取り付けられる。Ｙ方向拘束具３０の先端部３０ｔは、図８（ｃ）に示すようにシリンダスキン１の直線側端部１ｓｔ近傍に形成された突起部１ａに係合して、ＦＳＷ時におけるシリンダスキン１のＹ方向に対する動きが拘束される。通常、ロケットタンク用シリンダ２（図１参照）は、強度を持たせるためにリブが形成されるが、本発明では、シリンダスキン１の直線側における端部１ｓｔと平行なリブ、すなわち突起部１ａを利用して、シリンダスキン１のＹ方向に向かう動きを拘束する。このようにすれば、部材を追加することなくＹ方向に向かう動きを拘束することができる。
【００４３】
支持ビーム１１２とＹ方向拘束具３０との間には、Ｙ方向拘束具押圧手段３６が配置される。このＹ方向拘束具押圧手段３６によって、ＦＳＷ時にはＹ方向拘束具３０をシリンダスキン１側へ押し付けて、Ｙ方向の分力Ｆ_Yを支持する。本実施の形態においては、Ｙ方向拘束具押圧手段３６には空気溜めを用いており、ＦＳＷ時にはこの空気溜めに空気を入れることによって、Ｙ方向拘束具３０をシリンダスキン１側へ押し付ける。なお、このような機能を達成できれば、例えばソレノイドやモータ等のアクチュエータを用いてもよい。
【００４４】
Ｙ方向分力Ｆ_Yは、シリンダスキン１の突起部１ａからＹ方向拘束具３０の先端部３０ｔで受け止められてＹ方向拘束具３０に伝達される。そして、Ｙ方向拘束具３０が支持されているＹ方向拘束具支持部材３２においては、Ｙ方向拘束具支持部材３２に設けられた押さえボルト３４によってＹ方向分力Ｆ_Yが支持ビーム１１２へ伝達される。このように、Ｙ方向分力Ｆ_Yは、Ｙ方向拘束具３０、Ｙ方向拘束具支持部材３２及び押さえボルト３４を介して支持ビーム１１２で支持される。ＦＳＷが終了してシリンダスキン１を拘束する必要がなくなったら、Ｙ方向拘束具押圧手段３６の押圧を開放して（ここでは空気溜めの空気を抜いて）、次のシリンダスキン１を接合する。
【００４５】
図９は、Ｚ方向を拘束する構造を示す説明図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）をＺ方向から見た平面図である。Ｚ方向拘束手段である押さえローラ４０は、回転工具１２の進行方向前方に間隔ｋをもって配置してあり、押さえ力Ｌが付加される。本実施の形態において、押さえローラ４０に対する押さえ力Ｌは、１０〜２０ｋＮであるが、ＦＳＷの条件やシリンダスキン１の仕様により変動する。押さえローラ４０は、押さえ力Ｌが付加された状態で、回転工具１２に先行してシリンダスキン１の突合せ部を押さえローラ４０によって押圧する。そして、シリンダスキン１を押圧しながら回転工具１２とともに進行することにより、ＦＳＷ時におけるシリンダスキン１のＺ方向に対する変形を抑制する。このとき、押さえローラ４０の中心と回転工具１２の中心との間隔ｋは、１０〜２０ｃｍ程度が好ましい。このような構成で、シリンダスキン１のＺ方向に対する動きが拘束される。なお、押さえローラ４０の押さえ力Ｌを大きくすることにより、Ｚ方向の動きを拘束するとともに、Ｙ方向の動きを拘束してもよい。この場合、上記Ｙ方向拘束具３０は全長押さえが不要になり、Ｙ方向拘束具３０の間隔を大きくできるので、製造装置１００の構成を簡略化できる。
【００４６】
図１０は、ＦＳＷ時におけるＸ方向分力とＹ方向分力との測定結果を示す説明図である。曲板のシリンダスキン１の代わりに平板のテストピース１ｐを用いて、Ｘ方向及びＹ方向の分力を測定した。各分力は、ロードセルＲｅＸ、ＡｄＸ、ＡｄＹ１〜ＡｄＹ３、ＲｅＹ１〜ＲｅＹ３によって測定した。ロードセルＡｄＹ１〜ＡｄＹ３、ＲｅＹ１〜ＲｅＹ３は、図１０（ａ）に示すように、回転工具１２の進行方向と平行（テストピース１ｐの突合せ部に対して平行）に配置されている。ロードセルＲｅＸ、ＡｄＸ等からの出力は計測器５０に取り込まれ、コンピュータ５１で処理される。
【００４７】
図１０（ｂ）に示すように、ロードセルＲｅＸによって測定されるＸ方向分力は、ＦＳＷの開始時直後に最大値を示し、その大きさは７ｋＮ程度である。その後、ロードセルＲｅＸによって測定されるＸ方向分力は計測時間の経過とともに低下する。ロードセルＡｄＸによって測定されるＸ方向分力は、ＦＳＷの開始時後から時間の経過とともに増加する。そして、ＦＳＷの終了直前に最大値を示し、その大きさは１２ｋＮ程度である。ロードセルＲｅＹ（ＲｅＹ１）によって測定されるＹ方向分力は、ＦＳＷの開始時直後に最大値を示し、その大きさは７ｋＮ程度である。その後、ロードセルＲｅＹによって測定されるＹ方向分力は計測時間の経過とともに低下する。Ｚ方向については図示しないが、押さえローラ４０（図９参照）の押さえ力Ｌを減じていって測定した結果、押さえ力Ｌは最大で５ｋＮ程度である。このように、ＦＳＷ時におけるＸ方向及びＹ方向の分力は最大でも１２ｋＮ程度である。
【００４８】
ここで、従来技術においては、シリンダスキン１を拘束するために４０〜５０ｋＮ／２０ｍｍのＺ方向拘束力が必要であり、数メートルのシリンダスキン１をＦＳＷによって接合する際には、拘束構造のＺ方向に対する剛性を極めて高くする必要がある。しかし、本発明においては、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の分力をそれぞれ別個に支持するので、前記ロードセルで分力を検出した領域において最大１２ｋＮ程度の分力を支持できればよい。したがって、被接合材を拘束する構造のＺ方向に対する剛性をそれ程大きくしなくとも、十分にこれらの分力を支持できる。
【００４９】
次に、実施の形態１の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法について説明する。図１１は、本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法を示すフローチャートである。また、図１２は、本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法を示す概念図である。なお、次の説明においては、適宜図２を参照されたい。
【００５０】
まず、被接合材であるシリンダスキン１同士の直線側端部同士を突合せて製造装置１００のシリンダスキン支持体１１４上に載置し、シリンダスキン１の突合せ部が接合部支持体１１６上に位置するように位置決めする（ステップＳ１０１）。そして、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向を上記拘束手段によって拘束して（ステップＳ１０２）、ＦＳＷを開始する（ステップＳ１０３、図１２（ａ））。
【００５１】
ＦＳＷが終了して（ステップＳ１０４）、シリンダスキン１同士を接合したら、すべての被接合材であるシリンダスキン１を接合したかどうか判定する（ステップＳ１０５）。未接合のシリンダスキン１がある場合には（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、新たなシリンダスキン１を用意して接合する（図１２（ｂ））。被接合材であるシリンダスキン１すべてを接合すると円筒状の部材が完成するが、この円筒状の部材はＸ方向の拘束に用いたピン孔１ｈか端部２ｔに開口しているので、端部２ｔを切断して（ステップＳ１０６、図１２（ｃ））除去する。これによって、ロケットタンク用シリンダ２が完成し、これに鏡板４その他の付属品を取り付けて（ステップＳ１０７、図１２（ｄ））、ロケットタンクが完成する。
【００５２】
以上、実施の形態１に係る本発明によれば、ＦＳＷにおいて被接合材に作用するＸ、Ｙ、Ｚ方向の分力をそれぞれ別個に支持するので、被接合材を拘束する構造の剛性をそれ程大きくしなくとも、十分にこれらの分力を支持できる。その結果、既存の設備を利用して製造装置を構成できるので、製造装置の製造コストを低減できる。また、小さい力で確実に被接合材を拘束できるので、より確実に被接合材同士を接合でき、製品の精度も向上する。さらに、従来のように、多くの油圧シリンダでシリンダスキンを拘束する必要はないので、製造装置を簡略化できるとともに、油圧シリンダの駆動エネルギーも不要になるので、その分だけロケットタンクシリンダの製造に係るエネルギーを低減することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
図１３は、実施の形態２の本発明に係るシリンダの製造方法を示す説明図である。このシリンダの製造方法は、上記実施の形態１に係るロケットタンクシリンダの製造方法と略同一の構成であるが、ＦＳＷによる接合後に、Ｙ方向の拘束に用いたリブを除去する点が異なる。その他の構成は実施の形態１と同様なのでその説明を省略するとともに、同一の構成要素には同一の符号を付する。
【００５４】
まず、図１３（ａ）に示すように、Ｙ方向拘束具３０の先端部３０ｔとシリンダスキン１の突起部１ａとを係合させて、ＦＳＷ時にシリンダスキン１へ作用するＹ方向の分力を受ける。シリンダスキン１同士の接合が完了したら、切削工具５３によって突起部１ａを除去して（図１３（ｂ））、突起部１ａのない滑らかな状態とする（図１３（ｃ））。このシリンダの製造方法では、内壁に突起のないシリンダを製造する場合に有効である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法では、ＦＳＷで接合するにあたって、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のうち少なくとも１方向は、他の２方向とは異なる拘束手段で拘束した。これによって、接合部を一方向から押さえ込む場合と比較して、格段に拘束力を小さくすることができる。その結果、拘束手段の支持剛性を高くしなくとも十分に被接合材を拘束できるので、製造装置を簡略化することができる。
【００５６】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法では、ＦＳＷで接合するにあたって、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のそれぞれを、他とは異なる拘束手段により拘束した。これによって、ＦＳＷ時に発生する反力を３分割して拘束できるので、従来よりも格段に拘束力を小さくすることができる。その結果、拘束手段の支持剛性を高くしなくとも十分に被接合材を拘束できるので、製造装置を簡略化することができる。
【００５７】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法では、曲板の曲線側端部近傍を拘束する部分の間からＦＳＷを開始するようにした。その結果、この曲板拘束部によっても曲板の突合せ部を引き離す方向の分力を受けることができるので、曲板を確実に拘束することができる。
【００５８】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法では、ＦＳＷを終了させる場合にも、曲板の曲線側端部近傍を拘束する部分の間でＦＳＷを終了させるようにした。これによって、曲板を拘束する部分によっても曲板の突合せ部を引き離す方向の分力を受けることができるので、曲板を確実に拘束することができる。
【００５９】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法では、複数の曲板を接合して完成した筒状の部材の端部を除去するようにしたので、ＦＳＷによる接合時においては端部の劣化を考慮せず、強力に端部を拘束することができる。これによって、確実に曲板を接合するとともに、端部の性状が優れたロケットタンクシリンダを製造することができる。
【００６０】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法では、曲板の直線側端部に平行なリブ（突起部）を拘束することによって、ＦＳＷ時における曲板の突合せ部を引き離す動きを拘束するようにした。これにより、特別な部材を付加することなしに、曲板の突合せ部を引き離す動きを確実に拘束できる。
【００６１】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造装置では、ＦＳＷで接合するにあたって、Ｘ方向拘束手段と、Ｙ方向拘束手段と、Ｚ方向拘束手段とによって拘束するようにした。これによって、ＦＳＷ時に発生する反力を３分割して拘束できるので、従来よりも格段に拘束力を小さくすることができる。その結果、拘束手段の支持剛性を高くしなくとも十分に被接合材を拘束できるので、製造装置を簡略化することができる。
【００６２】
また、次の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法では、Ｘ方向拘束手段に係合部を設け、これと曲板の曲線側端部とを係合させてＦＳＷ時に発生する前記曲板の直線側端部に平行な方向に作用する反力を受けるようにした。これにより、曲板の直線側端部に平行な方向に過大な反力が作用しても、この係合部によって確実に曲板を拘束できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロケットタンクシリンダの製造方法の一例を示す説明図である。
【図２】実施の形態１の本発明に係るロケットタンクシリンダの製造装置を示す説明図である。
【図３】実施の形態１に係る本発明に適用できるＦＳＷの方式を示す説明図である。
【図４】ＦＳＷによる接合時に発生する反力を説明する概念図である。
【図５】Ｘ方向の拘束構造を示す説明図である。
【図６】Ｘ方向におけるＦＳＷの始点及び終点を示す説明図である。
【図７】Ｘ方向を拘束する構造の他の例を示す説明図である。
【図８】Ｙ方向を拘束する構造を示す説明図である。
【図９】Ｚ方向を拘束する構造を示す説明図である。
【図１０】ＦＳＷ時におけるＸ方向分力とＹ方向分力との測定結果を示す説明図である。
【図１１】本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係るロケットタンクシリンダの製造方法を示す概念図である。
【図１３】実施の形態２の本発明に係るシリンダの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１シリンダスキン
１ａ突起部
１ｃｔ曲線側の端部
１ｓｔ直線側の端部
２ロケットタンク用シリンダ
２ｔ端部
３突合せ部
１０ロケットタンクシリンダ製造装置
２０Ｘ方向拘束具
２０ｔ係合部
２２拘束用ボルト
２３締結ボルト
３０Ｙ方向拘束具
３０ｔ先端部
３２Ｙ方向拘束具支持部材
３４押さえボルト
３６Ｙ方向拘束具押圧手段
４０押さえローラ
４２ローラ支持棒
１００製造装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the manufacture of a rocket tank cylinder and a cylindrical body, and more particularly, to provide a method for manufacturing a rocket tank cylinder and a manufacturing apparatus for the same that can restrain a material to be joined by simple means when joining by FSW. About.
[0002]
[Prior art]
The rocket tank cylinder is manufactured by joining a plurality of curved plates having an arc cross section. In the past, welding was performed by welding, but in recent years, FSW (Friction Stir Welding) has been used instead of welding. A technique for manufacturing such a rocket tank cylinder by FSW is disclosed in Non-Patent Document 1.
[0003]
[Non-Patent Document 1]
"Friction Stir Welding Takes Off at Boeing" Welding Journal, February, 1999. P35- AWS (American Welding Society) publication
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of manufacturing a rocket tank disclosed in Non-Patent Document 1, since the joint portion by the FSW is pressed and restrained from one direction using a plurality of hydraulic cylinders, the rigidity of the portion supporting the plurality of hydraulic cylinders is extremely high. Had to be high. For this reason, there has been a problem that the manufacturing apparatus becomes large and a lot of hydraulic cylinders are required, so that the apparatus configuration becomes complicated.
[0005]
Therefore, the present invention has been made in view of the above, and a method for manufacturing a rocket tank cylinder capable of simplifying manufacturing equipment by restraining a material to be bonded by a simple means at the time of joining by FSW and its An object is to provide a manufacturing apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention is to manufacture a cylindrical rocket tank cylinder by joining a plurality of circular arc-shaped curved plates at their linear end portions. At least one of the step of butting the straight side ends of the curved plates, the direction parallel to the straight side ends of the curved plates, the direction of separating the butted portions of the curved plates, and the direction of lifting the curved plates The direction includes a step of restraining by a restraining means different from the other two directions, and a step of joining the butt portion of the curved plate by FSW.
[0007]
As a result of diligent research, the inventors of the present application have decomposed and studied the reaction force generated during FSW. It came to the idea that the material to be joined can be restrained with a small force. Based on such research results, this rocket tank cylinder manufacturing method separates the butted portion of the curved plate in a direction parallel to the straight side end of the curved plate having a circular arc cross-section as a material to be joined when joining by FSW. At least one of the directions and the directions in which the curved plate is lifted is restrained by restraining means different from the other two directions. Thereby, compared with the case where a joined part is pressed down from one direction, since a restraining force can be made remarkably small, a to-be-joined material can be restrained by a simple restraining means. Further, since the material to be joined can be sufficiently restrained without increasing the support rigidity of the restraining means, the manufacturing apparatus can be simplified.
[0008]
Further, in the manufacturing method of the rocket tank cylinder according to the present invention, when manufacturing a cylindrical rocket tank cylinder by joining a plurality of circular cross-section curved plates at their straight side end portions, The step of abutting side ends, a direction parallel to the straight side end of the curved plate, a direction of separating the butted portion of the curved plate, and a direction of lifting the curved plate are different from each other. And a step of joining the butt portion of the curved plate by FSW.
[0009]
In this rocket tank cylinder manufacturing method, when joining with FSW, the direction parallel to the straight side end of the curved plate having a circular arc cross section as the material to be joined, the direction of separating the butted portion of the curved plate, Each of the rising directions is restrained by restraining means different from the others. As a result, the reaction force generated at the time of FSW can be restrained by being divided into three, so that the restraining force can be remarkably reduced as compared with the prior art. As a result, the material to be joined can be restrained by simple restraining means. Further, since the material to be joined can be sufficiently restrained without increasing the support rigidity of the restraining means, the manufacturing apparatus can be simplified.
[0010]
Moreover, the manufacturing method of the rocket tank cylinder which concerns on the next this invention is the manufacturing method of the said rocket tank cylinder, By restraining the curve side edge vicinity of the said curved plate on both sides of the abutting part of the said curved plates. A direction parallel to the linear side end of the curved plate is constrained, and FSW is started between the portions constraining the curved plate.
[0011]
The reaction force generated at the start of the FSW is maximized, but since the FSW is started from the portion that constrains the vicinity of the curved side end of the curved plate as in the present invention, the curved plate is also abutted by the curved plate restraining portion. Can receive a component force in the direction of separating the parts. Thereby, a curved plate can be restrained reliably.
[0012]
Further, the following rocket tank cylinder manufacturing method according to the present invention is characterized in that in the rocket tank cylinder manufacturing method, the FSW is terminated between the portions constraining the curved plate.
[0013]
As described above, even when the FSW is terminated, the FSW is terminated between the portions constraining the vicinity of the curved side end of the curved plate. Can receive power. Thereby, a curved plate can be restrained reliably.
[0014]
Further, in the method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the next invention, in the method for manufacturing the rocket tank cylinder, after further joining the butted portions of all the curved plates by FSW to form a cylindrical member, The method includes a step of removing an end portion in the axial direction of the cylindrical member.
[0015]
Thus, since the end of the cylindrical member completed by joining a plurality of curved plates is removed, it is possible to strongly restrain the end without considering deterioration of the end when joining by FSW. it can. This makes it possible to manufacture a rocket tank cylinder that reliably joins curved plates and has excellent end portion properties.
[0016]
Further, in the following method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention, in the method for manufacturing the rocket tank cylinder, the curved plate is formed with a protrusion in parallel with the straight side end, and the protrusion is constrained. By doing so, the movement of pulling apart the butted portion of the curved plate is restricted.
[0017]
Since a general rocket tank cylinder is a light alloy metal of about 2 mm, ribs are often formed to exert strength. In the present invention, among these ribs, the rib (protrusion) parallel to the straight side end of the curved plate is restrained to restrain the movement of pulling the butted portion of the curved plate. Thereby, the movement which pulls apart the butting | matching part of a curved plate can be reliably restrained, without adding a special member.
[0018]
Further, a manufacturing apparatus for a rocket tank cylinder according to the present invention includes an FSW head that joins curved plates having an arcuate cross section to each other, and a curved side end portion of the curved plate, which is generated at the time of FSW. An X-direction restraining means that receives a reaction force acting in a direction parallel to the straight side end of the curved plate, and a direction that is provided at the straight side end of the curved plate and separates the butted portion of the curved plate that occurs during FSW Y-direction restraining means for receiving a reaction force acting on the Z-direction, and Z-direction restraining means for suppressing the bending of the curved plate by pressing the curved plate.
[0019]
When the rocket tank cylinder manufacturing apparatus is joined by FSW, a curved plate having a circular arc cross section as a material to be joined is restrained by an X-direction restraining means, a Y-direction restraining means, and a Z-direction restraining means. As a result, the reaction force generated at the time of FSW can be restrained by being divided into three, so that the restraining force can be remarkably reduced as compared with the prior art. As a result, the material to be joined can be restrained by simple restraining means. Further, since the material to be joined can be sufficiently restrained without increasing the support rigidity of the restraining means, the manufacturing apparatus can be simplified.
[0020]
Further, in the following rocket tank cylinder manufacturing method according to the present invention, in the rocket tank cylinder manufacturing apparatus, the X-direction restraining means has an engaging portion that engages with a curved end of the curved plate. It is characterized by.
[0021]
As described above, the X-direction restraining means is provided with the engaging portion, and this is engaged with the curved-side end portion of the curved plate to act in a direction parallel to the straight-side end portion of the curved plate generated during FSW. Receive power. Thereby, even if an excessive reaction force acts in a direction parallel to the linear side end of the curved plate, the curved plate can be reliably restrained by the engaging portion.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same. In addition, although this invention is suitable with respect to manufacture of a rocket tank cylinder, the application object of this invention is not restricted to this.
[0023]
(Embodiment 1)
In the present invention according to the first embodiment, when a rocket tank cylinder is manufactured by joining a plurality of arcuate curved plates called cylinder skins by FSW, at least one of the X, Y, and Z directions of the curved plate Is characterized in that the deformation caused by the reaction force during FSW is suppressed by fixing with a restraining means different from the other directions.
[0024]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method for manufacturing a rocket tank cylinder. In general, a cylinder 2 for a rocket tank shown in FIG. 1B is formed by joining a plurality of cylinder skins 1 made of a light alloy curved plate as shown in FIG. Manufactured. 1c in FIG. 1B is a joint portion between the cylinder skins 1, and the cylinder skins 1 are joined by FSW. Here, as shown in FIG. 1 (c), the end of the cylinder skin 1 on the curve side is defined as 1ct, and the end of the straight line side is defined as 1st (the same applies hereinafter).
[0025]
FSW is a technique for joining base materials by stirring and integrating the inside of the structure of the materials to be joined by frictional heat. In this way, since the base materials are joined without melting, unlike the welding that generates a general molten pool, there is a feature that the strength reduction around the joint due to the heat effect is extremely small. Therefore, the FSW has an advantage that the mechanical properties of the joint portion hardly change. In addition, since FSW can join even materials that cannot be welded, it can be applied to a wide variety of materials. Examples of materials that cannot be welded include 2195 Al—Li alloy and ceramic particle-dispersed Al-based composite (Aluminum metal matrix composite: MMC).
[0026]
FIG. 2 is an explanatory view showing a rocket tank cylinder manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this rocket tank cylinder manufacturing apparatus (hereinafter abbreviated as manufacturing apparatus) 100, a cylinder skin support 114 and a joint support 116 are attached to a ring 110. The cylinder skin 1 is placed on the cylinder skin support 114, and the joint portions of the cylinder skin 1 are abutted with each other and disposed on the joint support 116.
[0027]
In addition, the manufacturing apparatus 100 includes two support beams 112 that pass through the ring 110. The support beam 112 has a cantilever structure independent of the ring 110. The FSW device 10 including the rotary tool 12 that joins the cylinder skin 1 is attached to the movable support 118. The movable support body 118 is attached via a rail 111 provided on each support beam 112, and on the support beam 112 in the end 1st direction on the straight side of the cylinder skin 1 (see FIG. 1C). Moving. Thereby, the rotary tool 12 joins the abutting portions 3 of the cylinder skins 1 while stirring.
[0028]
A pressing roller 40 is attached to the movable support 118 via a roller support bar 42. The pressing roller 40 is disposed in front of the FSW device in the traveling direction (joining direction) and presses the cylinder skin 1 to prevent the cylinder skin 1 from being lifted in the FSW. Moreover, the Y-direction restraining tool 30 is attached to the support beam 112, and the opening of the butting portion of the cylinder skin 1 during FSW is suppressed.
[0029]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an FSW system applicable to the present invention according to the first embodiment. FIG. 3A shows a general FSW system using the rotary tool 12. In this joining method, the pressing load P of the rotary tool 12 having the pin portion 12p generated at the time of FSW joining. ₁ Because it is necessary to support the back metal BM overhang force P ₂ Support this by. FIG. 3B shows bobbin tool type FSW joining, with the rotating tool 12 and the opposing rotating tool 12b having a pin portion 12p rotating integrally therewith, sandwiching the cylinder skin 1 as the material to be joined. Join. In this method, the pressing load P of the rotary tool 12 is ₁ Therefore, the back metal BM becomes unnecessary, and it is not necessary to increase the rigidity of the joint support structure of the cylinder skin 1. In the first embodiment, a bobbin tool type FSW junction is used, but a general FSW type shown in FIG. 3A may be used.
[0030]
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a reaction force generated during joining by FSW. In FSW, by joining a material to be joined such as the cylinder skin 1 without generating a plastic flow, the material to be joined is joined without melting. Therefore, a large reaction force F is generated at the time of joining. If the material to be joined is not constrained by overcoming the reaction force F, frictional heat generation and plastic flow do not occur, and the materials to be joined cannot be joined. FIG. 4A schematically shows the reaction force F generated by the FSW after being decomposed into three components in the X, Y, and Z directions. FIG. 4B shows the component force of the reaction force F generated when the cylinder skin 1 is joined by FSW. Here, the X direction is a component force F generated by the rotation of the rotary tool 12 or the advance of the rotary tool 12 in the direction of the joining line L1. _X Direction. Further, the X direction can also be expressed as a direction parallel to the end portion 1st on the straight line side of the cylinder skin 1 which is a member to be joined formed of a curved plate having an arcuate cross section. The Y direction is a force with which the rotary tool 12 tries to scrape the materials to be joined, and a component force F acting in a direction to separate the materials to be joined. _Y Direction. The Z direction is a component force F acting in the X direction. _X Component force F generated by _Z It is a direction which raises a to-be-joined material.
[0031]
In the present invention according to Embodiment 1, the reaction force F resulting from the rotation and progression of the rotary tool 12 is decomposed in the X, Y, and Z directions, and the component forces F in the respective directions. _X , F _Y , F _Z Are constrained individually or at least one individually. Thus, each component force F _X , F _Y , F _Z , Or at least one of them may be constrained alone, so that X, Y, Z, and Z component forces are restricted only by pressing force from the Z direction as in the prior art. The restraining force in each of the Z directions can be extremely small. By adopting such a configuration in the present invention, the restraining force can be efficiently exhibited. Therefore, at the time of FSW, the materials to be joined are restrained with a much smaller restraining force than in the past, and the materials are securely joined. be able to. Further, since the restraining force in each direction is much smaller than in the past, it is not necessary to extremely increase the support rigidity in the support direction of the prior art, and the manufacturing apparatus 100 according to the present invention is configured using existing welding equipment. can do. Next, the constraint structure in the X, Y, and Z directions will be described.
[0032]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a restraining structure in the X direction. As shown in FIGS. 5A and 5C, the cylinder skin 1 is placed on the joint support 116 in a state where the ends on the straight lines are abutted with each other. The cylinder skin 1 is restrained by the X-direction restraining tool 20 attached to the end 1ct side on the curved side. As shown in FIG. 5 (b), a pin hole 1 h for restraint is opened on the end 1 ct side on the curved side of the cylinder skin 1, and for restraining the cylinder skin 1 via the X direction restraint tool 20. Bolt 22 is inserted. Further, the X-direction restraining tool 20 on the joint support 116 is fixed to the joint support 116 by the fastening bolt 23. The number of the restraining bolts 22 and the fastening bolts 23 is not limited to two for each X-direction restraining tool 20, and these numbers are appropriately determined depending on the specifications of the cylinder skin 1 and the FSW conditions. Can be changed.
[0033]
In this restraint structure, the frictional force between the X-direction restraint 20 and the cylinder skin 1, the frictional force between the X-direction restraint 20 and the joint support 116, and the frictional force between the cylinder skin 1 and the joint support 116. , Component force F of reaction force F generated during FSW _X Can receive. Further, the component force F is also generated by the shearing force of the restraining bolt 22 and the fastening bolt 23. _X Can receive.
[0034]
Further, the X-direction restraining tool 20 provided in the restraining structure has an L-shaped cross section and includes an engaging portion 20t that engages with the end portion 1ct on the curved side of the cylinder skin 1 (FIG. 5B). . Therefore, also by this engagement portion 20t, the component force F of the reaction force F generated during FSW _X Can receive. As the rotary tool 12 approaches, the reaction force F received by the engaging portion 20t on the FSW end side becomes maximum. Accordingly, the component force F of the reaction force F by the engaging portion 20t. _X Is particularly effective on the end side of the FSW. For this reason, when restraining at least the end 1ct of the cylinder skin 1 on the curve side on the end side of the FSW, it is preferable to use the X-direction restraining tool 20 provided with the engaging portion 20t. With the above configuration, the component force F of the reaction force F generated during FSW _X The displacement of the cylinder skin 1 due to can be restrained.
[0035]
In addition, when restraining the end 1ct side of the curve side of the cylinder skin 1 on the start side of the FSW, _X1 > F _X2 Therefore, the cylinder skin 1 may be fastened to the joint support 116 by the restraining bolts 22 without using the X-direction restraining tool 20 (see FIG. 4A). Here, as shown in FIG. _X1 Is a component force in the traveling direction of the rotary tool 12, and F _X2 Is a component force in the direction opposite to the traveling direction of the rotary tool 12.
[0036]
FIG. 5D shows a state in which the FSW is finished. When the FSW is finished and the X-direction restraining tool 20 is removed, a restraining pin hole 1h remains on the curved end 1ct side. Further, a predetermined distance from the curved end 1ct side is not joined. For this reason, when all the cylinder skins 1 are joined and a cylindrical container is completed, the cylinder skin 1 is cut along the cutting line CL, and only a predetermined region is removed from the curved end 1ct side. Thus, the rocket tank cylinder 2 (see FIG. 1) is completed.
[0037]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the start point and end point of the FSW in the X direction. As shown in FIG. 6A, the start point SP of the FSW is set so that the FSW is started from between a pair of X-direction restraints 20 that restrain the opposing cylinder skins 1. It is preferable to locate between them. In this way, the displacement of the cylinder skin 1 with respect to the X direction can be efficiently restrained. Also, at the start of FSW, a large component force F in the Y direction _Y Acts to separate the cylinder skins 1 from each other, but this can be efficiently suppressed by the X-direction restraining tool 20, and the cylinder skins 1 can be reliably joined together.
[0038]
The starting point SP is from the end 1ct on the curve side of the cylinder skin 1 on the FSW start side. ₁ L ₂ If it is in the range. Where l ₁ Is the distance from the end 1ct on the curve side of the cylinder skin 1 to the center of the first restraining pin 22 on the FSW start side, l ₂ Is the distance from the end 1ct on the curve side of the cylinder skin 1 to the center of the last restraining pin 22 on the FSW start side.
[0039]
Similarly, it is preferable that the end point EP of the FSW is positioned between the pair of X direction restraints 20 so that the FSW ends between the pair of X direction restraints 20 that restrain the opposing cylinder skin 1. . In this way, the displacement of the cylinder skin 1 with respect to the X direction can be efficiently restrained. At the end of the FSW, the rotary tool 12 is positioned in the vicinity of the end of the cylinder skin 1, but the end of the cylinder skin 1 has no rigid part of the part. Along with this, the component force F in the Y direction _Y Acts in the direction of pulling the ends of the cylinder skins 1 apart. However, since this can be efficiently suppressed by the X-direction restraining tool 20 at the end point EP, the cylinder skins 1 can be reliably joined.
[0040]
Here, the end point EP is 1 to the end 1ct on the curve side of the cylinder skin 1. ₁ L ₂ If it is in the range. Where l ₁ Is the distance from the end 1ct on the curve side of the cylinder skin 1 to the center of the first restraining pin 22 at the end of the FSW and l ₂ Is the distance from the end 1ct on the curve side of the cylinder skin 1 to the center of the last restraining pin 22 on the FSW end side.
[0041]
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating another example of a structure that restrains the X direction. As shown in the figure, when the restraint point on the cylinder skin 1 side is one point, the start point SP of the FSW is the start side of the FSW and the end 1ct from the end 1ct on the curve side of the cylinder skin 1 ₁ It is preferable to be located at a distance of. Where l ₁ Is the distance from the end 1ct on the curve side of the cylinder skin 1 to the center of the restraining pin 22 on the start side of the FSW. In this way, the component force F in the X direction of the reaction force generated by the FSW. _X And component force F in the Y direction _Y The cylinder skin 1 can be restrained more reliably. The end point EP of the FSW is also preferably located at a distance from the curve side end of the cylinder skin 1 to the restraining pin 22.
[0042]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a structure for restraining the Y direction. FIG. 8B is a side view seen from the direction of arrow C in FIG. A Y-direction restraining tool 30 that restrains the movement of the cylinder skin 1 in the Y direction is attached to the support beam 112 using the Y-direction restraining tool support member 32 as a fulcrum. As shown in FIG. 8C, the tip 30t of the Y-direction restraining tool 30 engages with a protrusion 1a formed in the vicinity of the straight-side end 1st of the cylinder skin 1, and the cylinder skin 1 at the time of FSW is engaged. The movement in the Y direction is constrained. Usually, the rocket tank cylinder 2 (see FIG. 1) is formed with ribs to give strength, but in the present invention, ribs parallel to the end portion 1st on the straight side of the cylinder skin 1, that is, the protruding portion 1a. Is used to restrain the movement of the cylinder skin 1 in the Y direction. If it does in this way, the movement which goes to a Y direction can be restrained, without adding a member.
[0043]
Between the support beam 112 and the Y direction restraint tool 30, Y direction restraint tool pressing means 36 is disposed. This Y-direction restraining tool pressing means 36 pushes the Y-direction restraining tool 30 toward the cylinder skin 1 at the time of FSW, so that a component force F in the Y direction is obtained. _Y Support. In the present embodiment, an air reservoir is used for the Y-direction restraining tool pressing means 36, and the Y-direction restraining device 30 is pressed against the cylinder skin 1 by inserting air into the air reservoir during FSW. Note that an actuator such as a solenoid or a motor may be used as long as such a function can be achieved.
[0044]
Y direction component force F _Y Is received by the tip portion 30 t of the Y-direction restraining tool 30 from the protrusion 1 a of the cylinder skin 1 and transmitted to the Y-direction restraining tool 30. In the Y-direction restraint tool support member 32 on which the Y-direction restraint tool 30 is supported, the Y-direction component force F is applied by the holding bolt 34 provided on the Y-direction restraint tool support member 32. _Y Is transmitted to the support beam 112. Thus, Y direction component force F _Y Is supported by the support beam 112 via the Y direction restraint tool 30, the Y direction restraint tool support member 32 and the presser bolt 34. When the FSW is finished and the cylinder skin 1 does not need to be restrained, the pressing of the Y-direction restraining tool pressing means 36 is released (here, the air in the air reservoir is discharged), and the next cylinder skin 1 is joined.
[0045]
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a structure for restraining the Z direction. FIG. 9B is a plan view of FIG. 9A viewed from the Z direction. The pressing roller 40, which is a Z-direction restraining means, is disposed at a distance k in front of the rotating tool 12 in the traveling direction, and a pressing force L is applied thereto. In the present embodiment, the pressing force L against the pressing roller 40 is 10 to 20 kN, but varies depending on the FSW conditions and the cylinder skin 1 specifications. The pressing roller 40 presses the butted portion of the cylinder skin 1 with the pressing roller 40 prior to the rotary tool 12 with the pressing force L applied. Then, by proceeding with the rotary tool 12 while pressing the cylinder skin 1, deformation in the Z direction of the cylinder skin 1 during FSW is suppressed. At this time, the distance k between the center of the pressing roller 40 and the center of the rotary tool 12 is preferably about 10 to 20 cm. With such a configuration, the movement of the cylinder skin 1 in the Z direction is restricted. Note that by increasing the pressing force L of the pressing roller 40, the movement in the Z direction may be constrained and the movement in the Y direction may be constrained. In this case, the Y-direction restraining tool 30 does not need to be pressed down and the interval between the Y-direction restraining tools 30 can be increased, so that the configuration of the manufacturing apparatus 100 can be simplified.
[0046]
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating measurement results of the X direction component force and the Y direction component force during FSW. Instead of the curved cylinder skin 1, a flat test piece 1p was used to measure the component forces in the X and Y directions. Each component force was measured by load cells ReX, AdX, AdY1 to AdY3, ReY1 to ReY3. As shown in FIG. 10A, the load cells AdY1 to AdY3 and ReY1 to ReY3 are arranged in parallel to the traveling direction of the rotary tool 12 (parallel to the butt portion of the test piece 1p). Outputs from the load cells ReX, AdX, etc. are taken into the measuring instrument 50 and processed by the computer 51.
[0047]
As shown in FIG. 10B, the X-direction component force measured by the load cell ReX shows a maximum value immediately after the start of the FSW, and the magnitude thereof is about 7 kN. Thereafter, the X-direction component force measured by the load cell ReX decreases as the measurement time elapses. The X-direction component force measured by the load cell AdX increases as time elapses after the start of the FSW. The maximum value is shown immediately before the end of the FSW, and its size is about 12 kN. The Y-direction component force measured by the load cell ReY (ReY1) shows a maximum value immediately after the start of the FSW, and its magnitude is about 7 kN. Thereafter, the Y-direction component force measured by the load cell ReY decreases as the measurement time elapses. Although not shown in the Z direction, the pressing force L of the pressing roller 40 (see FIG. 9) is reduced and measured. As a result, the pressing force L is about 5 kN at the maximum. Thus, the component force in the X direction and the Y direction during FSW is about 12 kN at the maximum.
[0048]
Here, in the prior art, a Z-direction restraining force of 40 to 50 kN / 20 mm is required to restrain the cylinder skin 1, and when the cylinder skin 1 of several meters is joined by FSW, the Z of the restraining structure is used. The rigidity in the direction needs to be extremely high. However, in the present invention, since the component forces in the X, Y, and Z directions are separately supported, it is only necessary to support a component force of about 12 kN at the maximum in the region where the component force is detected by the load cell. Therefore, these component forces can be sufficiently supported without increasing the rigidity in the Z direction of the structure for restraining the material to be joined.
[0049]
Next, a method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention of Embodiment 1 will be described. FIG. 11 is a flowchart showing a method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention. FIG. 12 is a conceptual diagram showing a method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention. In the following description, please refer to FIG. 2 as appropriate.
[0050]
First, the straight side ends of the cylinder skins 1 as the materials to be joined are butted and placed on the cylinder skin support 114 of the manufacturing apparatus 100, and the butted portion of the cylinder skin 1 is positioned on the joint support 116. Then, positioning is performed (step S101). Then, the X, Y, and Z directions are restrained by the restraining means (step S102), and FSW is started (step S103, FIG. 12A).
[0051]
When the FSW is finished (step S104) and the cylinder skins 1 are joined, it is determined whether or not the cylinder skins 1 that are all the materials to be joined are joined (step S105). If there is an unjoined cylinder skin 1 (step S105; No), a new cylinder skin 1 is prepared and joined (FIG. 12B). When all the cylinder skins 1 that are the members to be joined are joined, a cylindrical member is completed, but this cylindrical member opens at the pin hole 1h or the end 2t used for restraining in the X direction. 2t is cut (step S106, FIG. 12C) and removed. Thus, the rocket tank cylinder 2 is completed, and the end plate 4 and other accessories are attached thereto (step S107, FIG. 12 (d)), and the rocket tank is completed.
[0052]
As mentioned above, according to this invention which concerns on Embodiment 1, since the component force of the X, Y, Z direction which acts on a to-be-joined material in FSW is each supported separately, the rigidity of the structure which restrains to-be-joined material is so much. Even if it is not increased, these component forces can be fully supported. As a result, since the manufacturing apparatus can be configured using existing equipment, the manufacturing cost of the manufacturing apparatus can be reduced. In addition, since the materials to be joined can be reliably restrained with a small force, the materials to be joined can be joined more reliably, and the accuracy of the product is improved. Furthermore, since it is not necessary to constrain the cylinder skin with many hydraulic cylinders as in the conventional case, the manufacturing apparatus can be simplified and the drive energy of the hydraulic cylinders is not required. Such energy can be reduced.
[0053]
(Embodiment 2)
FIG. 13 is an explanatory view showing a cylinder manufacturing method according to the present invention in the second embodiment. This cylinder manufacturing method has substantially the same configuration as the rocket tank cylinder manufacturing method according to the first embodiment, except that the rib used for restraining in the Y direction is removed after joining by FSW. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted and the same components are denoted by the same reference numerals.
[0054]
First, as shown in FIG. 13 (a), the tip 30t of the Y-direction restraint 30 and the protrusion 1a of the cylinder skin 1 are engaged, and the component force in the Y direction acting on the cylinder skin 1 during FSW is obtained. receive. When the joining of the cylinder skins 1 is completed, the protruding portion 1a is removed by the cutting tool 53 (FIG. 13B), and a smooth state without the protruding portion 1a is obtained (FIG. 13C). This cylinder manufacturing method is effective when manufacturing a cylinder having no protrusion on the inner wall.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, in the method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention, at the time of joining with FSW, at least one of the X, Y, and Z directions is restrained by restraining means different from the other two directions. Thereby, compared with the case where a junction part is pressed down from one direction, restraint force can be made remarkably small. As a result, since the material to be joined can be sufficiently restrained without increasing the support rigidity of the restraining means, the manufacturing apparatus can be simplified.
[0056]
Further, in the following method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention, when joining by FSW, the X, Y, and Z directions are restrained by restraining means different from the others. As a result, the reaction force generated at the time of FSW can be restrained by being divided into three, so that the restraining force can be remarkably reduced as compared with the prior art. As a result, since the material to be joined can be sufficiently restrained without increasing the support rigidity of the restraining means, the manufacturing apparatus can be simplified.
[0057]
Further, in the following method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention, the FSW is started between the portions that restrain the vicinity of the curved side end of the curved plate. As a result, the curved plate restraining portion can also receive a component force in the direction of separating the butted portion of the curved plate, so that the curved plate can be restrained reliably.
[0058]
Further, in the following method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention, even when the FSW is terminated, the FSW is terminated between the portions constraining the vicinity of the curved side end of the curved plate. As a result, a component force in the direction of separating the butted portion of the curved plate can be received by the portion that restrains the curved plate, so that the curved plate can be reliably restrained.
[0059]
Further, in the following method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention, the end of the cylindrical member completed by joining a plurality of curved plates is removed. The end portion can be strongly restrained without considering the deterioration. This makes it possible to manufacture a rocket tank cylinder that reliably joins curved plates and has excellent end portion properties.
[0060]
Further, in the following method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention, a rib (protrusion) parallel to the straight side end of the curved plate is constrained to restrain the movement of separating the butted portion of the curved plate during FSW. I tried to do it. Thereby, the movement which pulls apart the butting | matching part of a curved plate can be restrained reliably, without adding a special member.
[0061]
Further, in the following rocket tank cylinder manufacturing apparatus according to the present invention, when joining by FSW, the X direction restraining means, the Y direction restraining means, and the Z direction restraining means are restrained. As a result, the reaction force generated at the time of FSW can be restrained by being divided into three, so that the restraining force can be remarkably reduced as compared with the prior art. As a result, since the material to be joined can be sufficiently restrained without increasing the support rigidity of the restraining means, the manufacturing apparatus can be simplified.
[0062]
Further, in the following method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention, an engagement portion is provided in the X direction restraining means, and the curved side end portion of the curved plate is engaged with the curved portion of the curved plate generated at the FSW. A reaction force acting in a direction parallel to the straight side end is received. Thereby, even if an excessive reaction force acts in a direction parallel to the linear side end of the curved plate, the curved plate can be reliably restrained by the engaging portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a method for manufacturing a rocket tank cylinder.
FIG. 2 is an explanatory view showing a rocket tank cylinder manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an FSW system applicable to the present invention according to Embodiment 1.
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a reaction force generated at the time of joining by FSW.
FIG. 5 is an explanatory view showing a restraining structure in the X direction.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a start point and an end point of an FSW in the X direction.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of a structure for restraining the X direction.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a structure for constraining the Y direction.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a structure for restraining the Z direction.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing measurement results of X direction component force and Y direction component force during FSW.
FIG. 11 is a flowchart showing a method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention.
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a method for manufacturing a rocket tank cylinder according to the present invention.
13 is an explanatory view showing a method for manufacturing a cylinder according to the present invention in Embodiment 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Cylinder skin
1a Protrusion
1ct Curve end
1st straight line end
2 Rocket tank cylinder
2t end
3 Butting part
10 Rocket tank cylinder manufacturing equipment
20 X direction restraint
20t engagement part
22 Restraint bolt
23 Fastening bolt
30 Y direction restraint
30t tip
32 Y direction restraint support member
34 Presser bolt
36 Y direction restraint tool pressing means
40 Pressing roller
42 Roller support rod
100 Manufacturing equipment

Claims

In manufacturing a cylindrical rocket tank cylinder by joining a plurality of arcuate curved plates at the straight side end,
A step of butting the straight side ends of the curved plates together;
A step of restraining at least one direction by a restraining means different from the other two directions among a direction parallel to the straight side end portion of the curved plate, a direction to separate the butted portion of the curved plate, and a direction to lift the curved plate When,
Joining the butted portion of the curved plate by FSW;
The curved plate is restrained by inserting a restraining pin into a restraining pin hole provided on the curved plate on both sides of the curved portion of the curved plate and in the vicinity of the curved side end of the curved plate. The FSW is started from a portion constraining the direction parallel to the linear side end of the curved plate and the direction parallel to the linear side end of the curved plate, and further on the FSW start side and the curved plate The distance from the end on the curved side to the center of the first restraining pin is not less than the distance from the end on the curved side of the curved plate to the center of the last restraining pin. A method for manufacturing a rocket tank cylinder, characterized by positioning a start point of FSW.

In manufacturing a cylindrical rocket tank cylinder by joining a plurality of arcuate curved plates at the straight side end,
A step of abutting the straight side ends of the curved plate;
A step of restraining each of a direction parallel to the linear side end portion of the curved plate, a direction of separating the butted portion of the curved plate, and a direction of lifting the curved plate with restraining means different from the others;
Joining the butted portion of the curved plate by FSW;
The curved plate is restrained by inserting a restraining pin into a restraining pin hole provided on the curved plate on both sides of the curved portion of the curved plate and in the vicinity of the curved side end of the curved plate. The FSW is started from a portion constraining the direction parallel to the linear side end of the curved plate and the direction parallel to the linear side end of the curved plate, and further on the FSW start side and the curved plate The distance from the end on the curved side to the center of the first restraining pin is not less than the distance from the end on the curved side of the curved plate to the center of the last restraining pin. A method for manufacturing a rocket tank cylinder, characterized by positioning a start point of FSW.

Furthermore, FSW is complete | finished between the parts which restrain the direction parallel to the linear side edge part of the said curved board, The manufacturing method of the rocket tank cylinder of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

The method further comprises the step of removing the end portions in the axial direction of the cylindrical member after joining the butted portions of all the curved plates by FSW to form the cylindrical member. The manufacturing method of the rocket tank cylinder of any one of -3.

5. The curved plate has a projection formed in parallel with the linear side end portion, and restrains the movement of pulling the butted portion of the curved plate by restraining the projection. The manufacturing method of the rocket tank cylinder of any one of these.

An FSW head that butt-joins and joins curved plates having a circular arc cross section;
It said curved plate al provided a curved end portion is of, and restrain the curved side end portion of the curved plate by inserting a restraint pin into the pin hole for restraining provided on curved end side of the curved plate it allows the X-direction restraining means for receiving a reaction force acting in a direction parallel to the line side end of the curved plate that occurs during FSW which,
Y-direction restraining means that is provided at a linear side end portion of the curved plate and receives a reaction force that acts in a direction to separate the butted portion of the curved plate generated during FSW;
Z-direction restraining means for suppressing lifting of the curved plate by pressing the curved plate;
Bei give a more than distance a F SW initiator from the end portion in the curve side of the curved plate to the center of the first restraint pin, the end from the end of the curve side of the curved plate A FSW initiator The start point of the FSW is located in a range equal to or less than the distance to the center of the restraining pin, and the FSW is started from the portion constraining the vicinity of the curved side end of the curved plate. An apparatus for manufacturing a rocket tank cylinder, characterized in that a butting portion between the straight side ends of the curved plate is joined in the direction of the end .

The rocket tank cylinder manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the X direction restraining means includes an engaging portion that engages with a curved side end portion of the curved plate.