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公開番号2021178506
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211118
出願番号2021048116
出願日20210323
発明の名称はめ継ぎ修理装置、システム、及び方法
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人園田・小林特許業務法人
主分類B29C 73/00 20060101AFI20211022BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】従来の手動のはめ継ぎ工程に固有のばらつきの低減を促進する、はめ継ぎ修理装置、システム、及び方法を提供する。
【解決手段】はめ継ぎ修理ガイド内の第2の空隙142に合致する部品の積層材料内の層状であり得る第1の空隙144を形成するための複写機アセンブリ122である。複写機アセンブリは、第1の端部分と第2の端部分とを備えるアーム134を備える。第1の端部分は、第2の端部分から間隔を空けられている。複写機アセンブリは、アームの第1の端部分に固定されたプローブ136も備え、はめ継ぎ修理ガイド120内の第2の空隙をトレース(trace)するように構成されている。複写機アセンブリは、アームの第2の端部分に固定されたフライス工具140を更に備える。したがって、フライス工具は、アームを介してプローブと共動可能に結合されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
はめ継ぎ修理ガイド(120)内の第2の空隙(142)に合致する部品(102)の積層材料内の第1の空隙(144)を形成するための複写機アセンブリ(122)であって、
第1の端部分(146)と第2の端部分(148)とを備えたアーム(134)であって、前記第1の端部分(146)が前記第2の端部分(148)から間隔を空けられている、アーム(134)、
前記アーム(134)の前記第1の端部分(146)に固定され、前記はめ継ぎ修理ガイド(120)内の前記第2の空隙(142)をトレースするように構成されたプローブ(136)、及び
フライス工具(140)であって、前記フライス工具(140)が前記アーム(134)を介して前記プローブ(136)と共動可能に結合されるように、前記アーム(134)の前記第2の端部分(148)に固定されたフライス工具(140)を備える、複写機アセンブリ(122)。
続きを表示(約 2,200 文字)【請求項2】
前記第1の端部分(146)に固定されたハンドル(138)であって、前記プローブ(136)と共動可能に結合されたハンドル(138)を更に備える、請求項1に記載の複写機アセンブリ(122)。
【請求項3】
部品(102)を修理するために前記部品(102)の積層材料内に第1の空隙(144)を形成するためのシステム(100)であって、
前記部品(102)に対して移動不可能に固定され且つ第2の空隙(142)を含むはめ継ぎ修理ガイド(120)であって、前記第1の空隙(144)が前記第2の空隙(142)と合致する、はめ継ぎ修理ガイド(120)、並びに
アームアセンブリ(132)を備え、前記アームアセンブリ(132)は、
第1の端部分(146)と第2の端部分(148)とを備えたアーム(134)であって、前記第1の端部分(146)が前記第2の端部分(148)から間隔を空けられている、アーム(134)、
前記アーム(134)の前記第1の端部分(146)に固定され、前記はめ継ぎ修理ガイド(120)内の前記第2の空隙(142)をトレースするように構成されたプローブ(136)、及び
フライス工具(140)が前記アーム(134)を介して前記プローブ(136)と共動可能に結合されるように、前記アーム(134)の前記第2の端部分(148)に固定された前記フライス工具(140)であって、前記プローブ(136)が前記はめ継ぎ修理ガイド(120)内の前記第2の空隙(142)をトレースするときに、前記はめ継ぎ修理ガイド(120)内の前記第2の空隙(142)に合致する前記部品(102)内の前記第1の空隙(144)を形成するように構成された前記フライス工具(140)を備える、システム(100)。
【請求項4】
部品(102)の積層材料を修理するためのはめ継ぎ修理ガイド(120)を作製する方法(200)であって、
異常(104)を含有する前記部品(102)の少なくとも一部分を走査すること、
前記異常(104)を含有する前記部品(102)の少なくとも前記一部分を走査したことに応じて、前記異常(104)に対応するデータを生成すること、
前記異常(104)に対応する前記データに少なくとも部分的に基づいて、デジタルはめ継ぎ修理モデル(116)を生成すること、及び
前記デジタルはめ継ぎ修理モデル(116)に基づいて、前記はめ継ぎ修理ガイド(120)を作製することを含む、方法(200)。
【請求項5】
前記異常(104)に対応する前記データに基づいて、前記部品(102)内の少なくとも前記異常(104)のコンピュータ援用設計(CAD)モデル(112)を生成することを更に含み、前記デジタルはめ継ぎ修理モデル(116)は、前記CADモデル(112)に基づいて生成される、請求項4に記載の方法(200)。
【請求項6】
前記異常(104)に対応する前記データは、前記部品(102)の配向、前記部品(102)の前記異常(104)の位置、及び前記異常(104)の形状を含む、請求項4又は5に記載の方法(200)。
【請求項7】
部品(102)の積層材料を修理する方法(300)であって、
プローブ(136)を用いて、前記部品(102)に対して移動不可能に固定されたはめ継ぎ修理ガイド(120)の第2の空隙(142)をトレースすること、
前記プローブ(136)が前記第2の空隙(142)をトレースするときに、フライス工具(140)を前記プローブ(136)と共動させること、及び
前記フライス工具(140)が前記プローブ(136)と共動するときに、前記フライス工具(140)を用いて前記部品(102)の前記積層材料を除去して、前記はめ継ぎ修理ガイド(120)内の前記第2の空隙(142)に合致する前記部品(102)の前記積層材料内の第1の空隙(144)を形成することを含む、方法(300)。
【請求項8】
前記プローブ(136)を用いて前記第2の空隙(142)をトレースするステップは、少なくとも3つの自由度のうちのいずれか1つに従って、前記プローブ(136)を移動させることを含み、
前記フライス工具(140)を共動させるステップは、前記少なくとも3つの自由度のうちのいずれか1つに従って、前記フライス工具(140)を移動させることを含む、請求項7に記載の方法(300)。
【請求項9】
前記プローブ(136)を用いて前記第2の空隙(142)をトレースするステップは、前記はめ継ぎ修理ガイド(120)内の前記第2の空隙(142)の外形変化に応じて、前記プローブ(136)を枢動させることを含み、
前記フライス工具(140)を共動させるステップは、前記フライス工具(140)を前記プローブ(136)と共枢動させることを含む、請求項7又は8に記載の方法(300)。
【請求項10】
前記プローブ(136)を用いて前記第2の空隙(142)をトレースするステップは、前記第2の空隙(142)に沿って前記プローブ(136)を手動で移動させることを含む、請求項7から9のいずれか一項に記載の方法(300)。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、広くは、異常(abnormality)を有する部品を修理することに関し、特に、はめ継ぎ修理(scarf repair)装置、システム、及び工程を使用して積層部品を修理することに関する。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
多くの構造物は、繊維強化ポリマーから作製されている。というのも、それらは、高い強度及び低い重量を有するからである。しかし、繊維強化ポリマー部品に対する損傷を修理することは、複雑であり、時間がかかり、高価である。はめ継ぎ修理技法などの幾つかの技法が、特に繊維強化ポリマー部品を修理するために設計されてきたが、そのような技法は、未だ幾つかの欠点を有している。例えば、従来の空隙(void)形成技法は、異常のサイズ(例えば深さ及び形状)を正確に予測しないので、異常の除去に対応する部品内の空隙のサイズを正確に特定することができない。したがって、幾つかの従来のはめ継ぎ修理技法では、異常が十分に除去されることを確実にするために、空隙のサイズがより大きく(例えば、より広く、より深く)予測され、手動で形成される。それは、部品の積層材料の不必要な無駄をもたらし、部品の構造的完全性の低減をもたらす。更に、従来の方法を使用して手動でプライをはめ継ぎすることは、ばらつきを導入し、修理全体の外観に悪影響を与え得る。
【発明の概要】
【0003】
本出願の主題は、当該技術分野の現状に応じて、特に、現在使用可能な技法によって未だ完全には解決されていない、従来のはめ継ぎ修理技法の欠点に応じて、開発されたものである。したがって、本出願の主題は、先行技術の上述された欠点のうちの少なくとも幾つかを克服する装置、システム、及び方法を提供するために開発されてきた。例えば、本明細書で説明される装置、システム、及び方法は、正確さを促進し、材料及び労力の損失の低減を促進し、並びに、修理エリアの外観の大幅な改善を提供することによって、従来の手動のはめ継ぎ工程に固有のばらつきの低減を促進する。
【0004】
下記には、本明細書で開示される主題の実施例が非網羅的に列挙されており、これらの実施例は、特許請求されることもされないこともある。
【0005】
本明細書で開示されるのは、はめ継ぎ修理ガイド内の第2の空隙に合致する部品の積層材料内の第1の空隙を形成するための複写機アセンブリである。複写機アセンブリは、アームを備え、アームは第1の端部分と第2の端部分とを備える。第1の端部分は、第2の端部分から間隔を空けられている。複写機アセンブリはまた、アームの第1の端部分に固定され且つはめ継ぎ修理ガイド内の第2の空隙をトレース(trace)するように構成されたプローブも備える。複写機アセンブリは、アームの第2の端部分に固定されたフライス工具を更に備える。したがって、フライス工具は、アームを介してプローブと共動可能に(co-movably)結合される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例1を特徴付ける。
【0006】
複写機アセンブリは、第1の端部分に固定されたハンドルを更に備える。ハンドルは、プローブと共動可能に結合される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例2を特徴付けており、実施例2は、上述の実施例1による主題も含む。
【0007】
プローブは、はめ継ぎ修理ガイド内の第2の空隙の外形変化に応じて、アームに対して移動可能である。フライス工具は、第2の端部分と枢動可能に結合される。フライス工具は、プローブがアームに対して移動することに応じて、アームに対して枢動する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例3を特徴付けており、実施例3は、上述の実施例1から2のいずれか1つによる主題も含む。
【0008】
複写機アセンブリは、アームに結合された関節動作可能(articulatable)アームを更に備える。関節動作可能アームは、部品及びはめ継ぎ修理ガイドに対してアームを手動で移動させるように、部品及びはめ継ぎ修理ガイドに対して手動で移動可能である。この段落の前述の主題は、本開示の実施例4を特徴付けており、実施例4は、上述の実施例1から3のいずれか1つによる主題も含む。
【0009】
関節動作可能アームは、少なくとも3つの回転軸の周りで手動で移動可能である。それによって、プローブ及びフライス工具は、少なくとも3つの回転軸の周りで手動で移動可能である。この段落の前述の主題は、本開示の実施例5を特徴付けており、実施例5は、上述の実施例4による主題も含む。
【0010】
アーム、プローブ、及びフライス工具は、アームアセンブリを形成する。アームアセンブリは、関節動作可能アームと選択的に解放可能に結合される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例6を特徴付けており、実施例6は、上述の実施例4から5のいずれか1つによる主題も含む。
(【0011】以降は省略されています)

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