穴あけ工具
【課題】液体シムの高温硬化及び穴あけ治具の機能を促進する穴あけ工具
【解決手段】工具２０６は、第一及び第二の構造部材２０２、２０４の間に配置された液体シム２１６の層を有する第一及び第二の構造部材を貫通して穴をあけることを提供する。工具は、構造部材にあけられる穴の位置を定める開口部を有する穴あけ治具２０８と、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分に結合されたヒートブランケット２１０を有し、液体シムに近接したエリアの前記構造部材の一に結合される。方法は、構造部材にあけられる穴に対応する穴あけ工具を提供するステップ、液体シムに近接したエリアに前記構造部材の一に前記工具を結合するステップ、前記ヒートブランケットをアクティブにし、既定の期間に硬化温度を超える温度まで液体シムの温度を上昇させるステップ、及び、前記穴あけ治具の前記穴を貫通して、前記構造部材及び前記液体シムに穴をあけるステップを含む。
【解決手段】工具２０６は、第一及び第二の構造部材２０２、２０４の間に配置された液体シム２１６の層を有する第一及び第二の構造部材を貫通して穴をあけることを提供する。工具は、構造部材にあけられる穴の位置を定める開口部を有する穴あけ治具２０８と、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分に結合されたヒートブランケット２１０を有し、液体シムに近接したエリアの前記構造部材の一に結合される。方法は、構造部材にあけられる穴に対応する穴あけ工具を提供するステップ、液体シムに近接したエリアに前記構造部材の一に前記工具を結合するステップ、前記ヒートブランケットをアクティブにし、既定の期間に硬化温度を超える温度まで液体シムの温度を上昇させるステップ、及び、前記穴あけ治具の前記穴を貫通して、前記構造部材及び前記液体シムに穴をあけるステップを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体シムとともに使用する穴あけ工具に関するもので、より具体的には、液体シムの高温硬化及び穴あけ治具の機能を促進する穴あけ工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空宇宙産業で使用される複合構造体などの構造部材は、多くの場合、構造部材を貫く穴をあけ、構造部材をボルトや他の締結装置のようなもので留めることにより、接合される。正確に穴をあけ適切に噛み合うことを確実にするため、できる限り締まった構造部材間の接合部分を有することが一般的に望まれる。しかしながら、部品のサイズ、形状、及び耐性により、空洞及び隙間がそのような構造部材間にしばしば存在することになる。
【０００３】
正確に穴があけられ、ボルトが嵌められる際に構造部材間の接合部分が締まるように、液体シムがそのような構造部材間の空洞や隙間を縮小または除去するために使用される。液体シムは、一般的には粘着性の樹脂である。一般的な液体シムの例として、高い圧縮強度を持つエポキシ樹脂材料が含まれる。二の構造部材間に空洞または隙間が見つかると、その空洞または隙間をうめるのに十分な量の液体シムが構造部材間に塗布され、材料を硬化させるための時間が与えられる。液体シムは、室温または高温で硬化される。熱を加えることは、硬化工程の迅速化に大いに役立つ。続いて、締結装置が適用できるように、構造部材及び液体シムを貫通して穴があけられる。
【０００４】
液体シムを使用して構造部材に穴をあける従来の方法は、工具を適用し且つそれらを除去するために、一般的に多大な時間、工程、工具、及び労働力が要求される。たとえば、一般的な方法として、はじめに構造部材間に液体シムが塗布され、液体シムを硬化するために特別な硬化工具が構造部材に適用される。次いで、穴あけ工程が始まる前に、硬化工具が除去されなければならない。除去された時点で、構造部材や液体シムなどを貫通して穴をあけるために、穴あけ治具のような穴あけ工具が適用される。それゆえ、液体シムを使用する際の現在の穴あけ方法では不十分である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本開示の第一の態様では、液体シムを使用する構造部材に穴をあける工具が提供され、これにより、工具を構造部材から除去せずに、液体シムの硬化すること及び穴をあけることが可能になる。工具は、少なくとも一の穴を定める穴あけ治具、及び、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分に結合されるヒートブランケットを有する。ヒートブランケットは、穴あけ治具により定められる少なくとも一の穴と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その穴の少なくとも直径である、少なくとも一の穴を定める。
【０００６】
好適には、ヒートブランケットは、穴あけ治具により定められる少なくとも一の穴と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その穴の少なくとも直径である、少なくとも一の穴を定める。好適には、ヒートブランケットの底表面が穴あけ治具の底表面と同一平面になるように、ヒートブランケットは、穴あけ治具の底表面に形成された凹部に結合される。好適には、工具は、穴あけ治具とヒートブランケットとの間に位置付けられた断熱層を有する。好適には、穴あけ治具は、金属、プラスチックまたはゴムからなるグループから選択された材料から作られる。好適には、ヒートブランケットは、巻かれた抵抗線のグリッドを囲むゴムパッドを有する。好適には、ヒートブランケットは、液体シムの層に少なくともおよそ華氏１４０度の温度を提供するように構成される。
【０００７】
本開示による別の態様では、工具は、第一及び第二の構造部材の間に配置された液体シムの層を有する第一の構造部材及び第二の構造部材を貫通して穴をあけることを提供する。工具は、あけられる穴の位置を定める開口部を有する穴あけ治具、及び、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分に結合されるヒートブランケットを有する。ヒートブランケットは、穴あけ治具の開口部と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その開口部の少なくとも直径である、開口部を有する。ヒートブランケットが構造部材に隣接するように、液体シムのエリアに隣接する構造部材の一に工具を結合することにより、工具は使用される。
【０００８】
好適には、ヒートブランケットは、穴あけ治具により定められた開口部と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その開口部の少なくとも直径である、開口部を有する。好適には、ヒートブランケットの底表面が穴あけ治具の底表面と同一平面になるように、ヒートブランケットが、穴あけ治具の底表面に形成された凹部に結合される。好適には、工具は、穴あけ治具とヒートブランケットとの間に結合される断熱層をさらに有する。好適には、穴あけ治具は、金属、プラスチックまたはゴムからなるグループから選択された材料から作られる。好適には、ヒートブランケットは、巻かれた抵抗線のグリッドを囲むゴムパッドを有する。好適には、ヒートブランケットは、液体シムの層に少なくともおよそ華氏１４０度の温度を提供するように構成される。
【０００９】
本開示のさらに別の態様では、互いの間に配置される液体シムの層を有する第一及び第二の構造部材に穴をあける方法が提供される。方法は、ヒートブランケットが穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分に結合され、ヒートブランケットに結合された穴を定める穴あけ治具を有する穴あけ工具を提供するステップ、液体シムに近接したエリアに構造部材の一に穴あけ工具を結合するステップ、ヒートブランケットをアクティブにし、硬化温度を超える温度に液体シムの温度を上昇させるステップ、液体シムが硬化するのを待つステップ、穴あけ治具及びヒートブランケットの穴を貫通し、第一の構造部材、第二の構造部材、及び硬化された液体シムを貫通するまで穴をあけるステップ、及び構造部材から工具を除去するステップを含む。
【００１０】
好適には、方法において、ヒートブランケットは、穴あけ治具により定められる穴と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その穴の少なくとも直径である、穴を定める。好適には、方法は、前記構造部材から前記工具を除去するステップをさらに含む。好適には、方法において、液体シムの温度は、少なくともおよそ華氏１４０度まで上昇させられる。好適には、方法において、ヒートブランケットの底表面が穴あけ治具の底表面と同一平面になるように、ヒートブランケットは、穴あけ治具の底表面に形成された凹部に結合される。好適には、方法は、穴あけ治具とヒートブランケットとの間で断熱層を検査するステップを含む。
【００１１】
他の目的、特徴及び効果は、図面とともに好適な実施形態の詳細な説明が考察されれば、明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】穴をあけ且つ液体シムを硬化させるための穴あけ工具を使用する工程を示す。
【図２Ａ】接合される構造体の適合前の穴あけ工具の等角図を示す。
【図２Ｂ】図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿った断面図を示す。
【図３Ａ】接合される構造体に適合される穴あけ工具の等角図を示す。
【図３Ｂ】図３Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿った断面図を示す。
【図４Ａ】接合するために穴あけ工具を構造体に適合し、構造体に穴を開ける様子を示す等角図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿った断面図を示す。
【図５Ａ】穴あけ工具が接合された構造体から除去され、構造体に穴が開けられた様子を示す等角図である。
【図５Ｂ】図５Ａの線５Ｂ−５Ｂに沿った断面図を示す。
【図６Ａ】本開示の内容を使用して形成される穴に固定された留め具と接合される第一及び第二の構造体の等角図を示す。
【図６Ｂ】図６Ａの線６Ｂ−６Ｂに沿った断面図を示す。
【図７Ａ】底側を上面にして描かれた、穴あけ工具の第一の実施形態の等角図を示す。
【図７Ｂ】底側を上面にして描かれた、ヒートブランケットの凹部を伴う、穴あけ工具の第二の実施形態の等角図を示す。
【図７Ｃ】底側を上面にして描かれた、ヒートブランケットの凹部及びヒートブランケットと穴あけ治具との間の断熱材の層を伴う、穴あけ工具の第三の実施形態の等角図を示す。
【００１３】
以下で図面を参照するが、異なる図面の類似の参照番号は類似の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示は、液体シムとともに使用する穴あけ工具、及びそれを使用する方法を提供する。穴あけ工具は、あけられる穴の位置を示す穴あけ位置合わせ用の穴を有する穴あけ治具、及び、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分を覆う付属のヒートブランケットを有する。ヒートブランケットは、穴あけ治具の穴に対応し、且つ、その穴と軸方向に一列に整列される穴を有してもよい。工具は、硬化工具及び穴あけ治具の二元的な役割を果たすことにより、製造時間及びコストの効率化を提供し、且つ、別個の硬化工具及び別個の硬化工具の使用に関わる時間と労力の必要性を取り除く。さらに、この単独の工具は二元的な役割で使用できるので、硬化する間及び穴をあける間に、工具のより高い可搬性が提供される。
【００１５】
これから図１を参照して、穴をあけ且つ高温で液体シムを硬化するための穴あけ工具の使用方法を示し、説明する。また、穴あけ工具が使用される例となる設定を示す図２Ａから図６Ｂ、及び、穴あけ工具の追加的実施形態を示す図７Ａから図７Ｃについても言及する。
【００１６】
ステップ１０２、図２Ａ及び図２Ｂでは、第一の構造体２０２、第二の構造体２０４及び液体シム２１６の層が提供される。第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４は、ボルトまたは穴をあけることを必要とする他の締結方法によって接合される組立品を有する。そのような組立品において、望まれない空洞または隙間が、第一の構造体２０２と第二の構造体２０４との間に存在する。
【００１７】
そのような空洞を埋めるため、液体シム２１６が使用される。一般的な液体シム２１６は、高い圧縮強度を有するエポキシベースの材料からなる。そのような液体シム２１６は、ある厚さ未満の空洞を埋めるために一般的に使用される。炭素複合体に適する市販の液体シムの一例として、カリフォルニア州、Ｈｙｓｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂａｙ Ｐｏｉｎｔから入手可能なＨｙｓｏｌ Ｂｒａｎｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｈｉｍｓが挙げられる。
【００１８】
接合される第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４は、多種多様な材料のいずれかとする。本開示の穴あけ工具２０６は、炭素複合構造体と接合する状況で特に有益である、というのは、それらによりヒートブランケットから液体シムの層へ十分な熱伝達が可能になるからである。しかしながら、穴あけ工具は、十分に熱を伝えるいかなる材料、またはヒートブランケットとともに液体シムの下位層を十分に暖められる他のいかなる材料とも使用できる。
【００１９】
また、工具２０６は、空洞または隙間がつくられてもよいとする精密部品の寸法公差に起因して、航空宇宙用材料に使用される炭素複合材との関連においても特に有益である。しかしながら、そのようなシムが使用されるいかなる状況においても、液体シムに熱を加え、結果として液体シムの硬化を加速するために穴あけ工具が使用される、ということが理解されるべきである。
【００２０】
液体シム２１６は二の構造体のうちの一に付加され、それらの構造体は結合される。必要ならば、構造体に圧力を加え、不必要な液体シム２１６を押し出す。選択的に、液体シム２１６は、構造要素２０２及び２０４が結合された後に、シリンジなどの装置によって付加される。
【００２１】
ステップ１０４では、ヒートブランケット２１０に結合された穴あけ治具２０８を有する穴あけ工具２０６が提供される。穴あけ治具２０８は、構造体２０２及び２０４への迅速かつ正確な配置及び穴あけを促進するために提供され、アルミニウムまたは繊維ガラスのような液体材料から作られ、または、平坦でない部分または輪郭部分については、それらの部分の表面に一致するゴムのような弾力性物質から作られる。穴あけ治具２０８の形状、サイズ及び構成は、接合して使用される構造体の形状、サイズ、構成及び位置によって決定される。
【００２２】
穴あけ治具２０８は、一または複数の穴２１２を定めるが、それらの穴は、下位の構造体の位置を示し、下位の構造体で穴をあけることを促進するものである。穴あけ治具２０８は、既定の穴あけ構造に基づいて、一列に整列して穴をあけるのに役立つ。それゆえ、穴あけ治具は、構造要素２０２及び２０４に穴をあけるのに貫通する少なくとも一の穴２１２を有する。また、穴あけ治具２０８は、構造体上に治具２０８の位置付け及び方向付けのための特性を有する。この特性は、調整穴及び工具ピンを有する。図２Ａ及び図２Ｂにおいて、工具２０６上の穴２１２を穴があけられる構造体２０２及び２０４上のポイントと正しく一列に整列するために、工具ピン２１１は、穴あけ治具２０８の穴２１２に挿入され貫通し、第一及び第二の構造体２０２及び２０４上にある一セットの調整穴２１３と一列に整列されるように示されている。調整穴２１３は、あけられる穴の総数の小さなサブセットを有しており、それらは標準より小さい穴とされる。工具ピン２１１の代わりに、クレコタイプの一時的な留め具が穴あけ治具の穴に挿入され、構造体２０２及び２０４の調整穴２１３まで貫通されてもよい。クレコはレベットの代わりに使用される一時的な留め具の種類であり、ピンを収容する円筒軸からなる。ピンは、バネ押上式であり、ヘッドとプロングを伴うテールを有する。クレコは、テールを先にして二の構造体に挿入され接合される。ヘッドが押し下げられると、プロングがクレコから伸び、引き続きヘッドがゆるめられると、プロングは引っ込むが、外に向かって伸び、構造体の一の表面に達し、クレコをその場所に保持する。ヘッドに近接したフランジは、クレコを別の構造体に貼り付け、これにより二つの構造体を互いに所定の場所に保持する。
【００２３】
穴あけ治具２０８を使用するため、穴あけ治具２０８の穴が穴を必要とする構造体のエリアに対応するように、穴あけ治具２０８は、穴を必要とし一列に整列された構造体２０２及び２０４上の位置に配置される。構造が液体シムを含まず、且つ硬化が要求されない場合は、ドリルは穴あけ治具２０８の穴を貫通して構造体に穴をあけるために使用される。
【００２４】
ヒートブランケット２１０は、液体シム２１６を硬化させるための構造体を介して十分な熱を提供できるいかなる種類の素材でもよい。一の適する種類のヒートブランケット２１０は、繊維ガラスと強化されたシリコンゴムの二層の間で加硫処理された、巻かれた抵抗線のグリッドを含むシリコンゴムパッドからなる。たとえば、適するヒートブランケットは、ワシントン州シアトルのＨｅａｔｃｏｎ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手できる。ヒートブランケット２１０は、ヒートブランケット２１０から伸びる一または複数のワイヤー２２１に接続された外部の電源（図示せず）により、電力供給される。ワイヤー２２１の外端は、プラグまたは他のクイックリリースタイプのコネクタなど、ワイヤーを電源に接続するためのあらゆる種類の市販の手段に適合される。ヒートブランケットからの熱による損傷を防ぐために、ワイヤーは保護剤に適合される。
【００２５】
ヒートブランケット２１０は、穴あけ治具２０８の形状に対応する形状を有するよう形成され、且つ、穴あけ治具２０８の穴２１２に対応する穴２１４を有する。それゆえ、穴あけ工具２０６は、工具、すなわち、ヒートブランケット２１０及び穴あけ治具２０８、の複合構造を貫通する穴２１２及び２１４を有する。ヒートブランケットの穴は、穴あけ治具の穴と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、穴あけ治具の穴の少なくとも直径である。この構造により、穴あけ工具２０６が所定の位置にある間に、構造体に穴をあけることが可能になる。
【００２６】
ヒートブランケットは、穴あけ治具の穴を取り囲む底表面全体を覆うことができ、また、底表面の一部分のみを覆うこともできる。それゆえ、ヒートブランケットは、ヒートブランケットの連続的な層であってもよく、また、穴あけ治具の穴が覆われないという条件で、穴あけ治具の長さまたは幅に沿って一定の間隔を保つ、あるいは、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分を覆う別の類似の構造を有する、一セットの細長い形状を有していてもよい。また、ヒートブランケットは、穴あけ治具の長さまたは幅よりも細い、細長い形状を有していてもよい。
【００２７】
ヒートブランケットの形状を決定する際に考慮すべきことは、熱分配である。液体シムが所望の時間内に硬化するように、ヒートブランケットからの十分な熱量が液体シムの層のすべてのエリアへ到達することが有益である。このことは、穴があけられる位置に近接した液体シムの層のこれらの部分に、特に当てはまる。
【００２８】
液体シムの層に十分な熱伝達を確保するのに役立つ方法の一つは、ヒートブランケットを液体シムの層全体の真上に形成することである。これにより、液体シムの層のすべての部分の真上に熱源を確保できる。しかしながら、熱はヒートブランケットからヒートブランケットの真下ではない位置に伝わるので、このような構造は必ずしも必要ではない。それゆえ、液体シムの層を完全には覆わないヒートブランケットを使用することも容認できる。しかしながら、液体シムのエリア全体を硬化させるのに十分な熱を供給するには、ヒートブランケットが十分な量の液体シムを覆うことが好ましい。要求されるヒートブランケットの量は、構造体の材料、構造体の厚さ、構造体の形状、及び他の要因によって決まる。たとえば、ヒートブランケット素材と液体シム層との距離が増加するにつれ液体シムへ供給される熱量は減少するので、構造体が厚くなると、より多くのヒートブランケット素材が液体シムの層の真上にあることが必要になる。
【００２９】
図７Ａから図７Ｃは、底面を上面にした方向で、穴あけ工具の実施形態を示す。
【００３０】
図７Ａは、上述したように、穴あけ治具の平らな底表面に結合されたヒートブランケットを有する穴あけ工具、すなわち、図２Ａから図６Ｂに示される穴あけ工具２０６の第一実施形態を図示する。穴あけ工具２０６の底表面（“ヒートブランケットサイド”ともいう）２１８が、上に向かって示される。ヒートブランケット２１０の底表面が穴あけ工具２０６の底表面となるように、ヒートブランケット２１０の形状及びサイズは、穴あけ治具２０８の形状及びサイズに合わせるのが好ましい。
【００３１】
図７Ｂは、穴あけ治具の底表面により形成された縁７１８で囲まれた、穴あけ治具７０８の底表面の少なくとも一部分において、穴あけ治具７０８に凹部７１４が提供された、穴あけ工具７０６の実施形態を示す。ヒートブランケットの底表面７１３が穴あけ治具７０８の底表面の縁と同一平面になるよう、凹部は、ヒートブランケット７１０が凹部の小さな空間にはまるほど深くなければならない。それゆえ、穴あけ工具の底表面は、ヒートブランケット７１０の底表面７１３及び縁７１８から構成されている。さらに、穴あけ工具７０６が取り付けられる構造（つまり、暖められる構造体に対して）内にあるときには、ヒートブランケット及び底表面の縁は構造体と同一平面上にある。
【００３２】
図７Ｃは、図７Ｂで示した実施形態に類似する、穴あけ治具７２８が凹部７３４を有する穴あけ工具７２６の実施形態である。本実施形態では、かなりの量の熱がヒートブランケット７３０から穴あけ治具７２８へ伝達されるのを防ぐため、凹部７３４は、断熱材７３６の層によって覆われている。このことは、たとえば、穴あけ治具７２８が熱の良導体である場合、または、穴あけ治具７２８が高い温度にさらされることにより曲がる、溶ける、または他の悪影響を受ける可能性のある物質から作られている場合、など、様々な理由に有益である。断熱材は、図７Ａで示すヒートブランケット２１０と穴あけ治具２０８との間で使用してもよい。
【００３３】
図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示される穴あけ工具２０６、７０６、７２６の各々の実施形態において、パンチング、カッティング、またはドリリングにより、穴はヒートブランケットを貫通する。ヒートブランケットは、このような穴を有するのもとして特別に製造してもよい。穴がヒートブランケットからパンチング、カッティングまたはドリリングされる場合には、ブランケット内で内部の発熱体の露出を防ぐために、電気的に及び／または熱的に断熱材が使われる。ヒートブランケットは、穴あけ治具に、接着剤で結合される、または、適する留め具で機械的に留められる。
【００３４】
図２Ａ及び図２Ｂでは、第一の構造体２０２、第二の構造体２０４及び穴あけ工具２０６が示される。穴あけ工具２０６は、穴あけ治具２０８及びヒートブランケット２１０を有するものとして図示され、その両者はそれらを貫通して延びる穴２１２及び２１４を有する。第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４が、それらの間に配置された液体シム２１６の層と共に図示されている。この構造における液体シム２１６は硬化されない。
【００３５】
ステップ１０６、図３Ａ及び図３Ｂにおいて、熱が構造体２０４に直接加わるように、工具のヒートブランケット２１０のサイド２１８が構造体２０４と向かい合った状態で、穴あけ工具２０６は、第一の構造体２０２または第二の構造体２０４に（図３Ａ及び３Ｂにおいては、構造体２０４に）結合される。工具２０６の穴２１２は、穴があけられる構造体２０４上のポイントと一列に整列される。
【００３６】
穴あけ工具２０６は、接着剤の使用または物理的接着機構を介して、第一の構造体２０２または第二の構造体２０４に接着される。
【００３７】
ステップ１０８において、ヒートブランケット２１０はアクティブにされ、構造体２０４を介して熱が液体シム２１６に加えられ、その硬化は加速する。エポキシベースの液体シム２１６などの、一般的な熱硬化性液体シム２１６について、硬化はおよそ華氏１４０度で約１時間で完了する。熱ベースの加速がなければ、同様の液体シム２１６を室温で硬化するには、およそ９時間以上かかる。それゆえ、工具２０６は、製造時間短縮の観点から多大な利益を提供する。工具２０６は、ヒートブランケット２１０が必要とされない状況においては、ヒートブランケット２１０をアクティブにすることなく使用される。
【００３８】
ステップ１１０では、ヒートブランケット２１０がアクティブにされた後に、液体シム２１６は所定時間硬化される。
【００３９】
ステップ１１２、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、液体シムが硬化した後に、穴２１２及び２１４により示されるように、構造体２０４及び２０２及び液体シム２１６を貫通して穴をあけるために、ドリル２２０が使用される。小さい直径の調整穴がある場合には、これらの穴はフルサイズまで全開される。
【００４０】
ステップ１１４、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、穴あけ工具２０６が取り除かれる。これにより、第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４、及び硬化されたシム２２２の層はそのまま残され、それらすべてが所望の位置を貫通した穴を有することになる。
【００４１】
ステップ１１６、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、この時点で貫通した穴を有する、第一の構造体２０２、第二の構造体２０４及び硬化されたシム２２２の層は、留め具２２４によって連結される。留め具２２４は、ナット付きのネジ状のボルトを有し、ボルトは第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４の穴を貫通し、ナットで保持される。留め具２２４は、代替的に、穴を貫通して二の構造体を連結するのに適したいかなる種類の留め具を有することができる。
【００４２】
図２Ａから図６Ｂまでに示された構造体は単なる例となるものであり、上述した穴あけ工具は広範な種類の構造、形状及び穴の構造で使用できると理解されるべきである。
【００４３】
それゆえ、本開示の主題である穴あけ工具は、多数の部品を交換する必要がなく、簡単でわかりやすい方法で発熱体及び穴あけ位置合わせ工具（穴あけ治具）の適用を可能にする。これにより、時間、労働力、人件費が削減され、液体シムを必要とする穴あけ手順の複雑さが軽減される。さらに、本開示により促進される液体シムの高温硬化により、そのような液体シムを必要とする部品形成に必要な時間が大いに短縮される。
【００４４】
様々な実施形態を参照して本開示を説明したが、本開示の範囲から逸脱せずに、様々な変更が行われてもよく、且つ、同等のものがその構成要素として代用されてもよいことが、当業者には理解されるべきである。また、本開示の本質的な範囲から逸脱することなく、本開示の内容に特定の状況を適用するために、多くの変更が行われてもよい。それゆえ、本開示の方法を実行するためにここで開示され熟考された特定の実施形態に本開示を限定することが目的ではなく、本開示が添付された請求項の範囲内に収まる全ての実施形態を含んでいることが目的である。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体シムとともに使用する穴あけ工具に関するもので、より具体的には、液体シムの高温硬化及び穴あけ治具の機能を促進する穴あけ工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空宇宙産業で使用される複合構造体などの構造部材は、多くの場合、構造部材を貫く穴をあけ、構造部材をボルトや他の締結装置のようなもので留めることにより、接合される。正確に穴をあけ適切に噛み合うことを確実にするため、できる限り締まった構造部材間の接合部分を有することが一般的に望まれる。しかしながら、部品のサイズ、形状、及び耐性により、空洞及び隙間がそのような構造部材間にしばしば存在することになる。
【０００３】
正確に穴があけられ、ボルトが嵌められる際に構造部材間の接合部分が締まるように、液体シムがそのような構造部材間の空洞や隙間を縮小または除去するために使用される。液体シムは、一般的には粘着性の樹脂である。一般的な液体シムの例として、高い圧縮強度を持つエポキシ樹脂材料が含まれる。二の構造部材間に空洞または隙間が見つかると、その空洞または隙間をうめるのに十分な量の液体シムが構造部材間に塗布され、材料を硬化させるための時間が与えられる。液体シムは、室温または高温で硬化される。熱を加えることは、硬化工程の迅速化に大いに役立つ。続いて、締結装置が適用できるように、構造部材及び液体シムを貫通して穴があけられる。
【０００４】
液体シムを使用して構造部材に穴をあける従来の方法は、工具を適用し且つそれらを除去するために、一般的に多大な時間、工程、工具、及び労働力が要求される。たとえば、一般的な方法として、はじめに構造部材間に液体シムが塗布され、液体シムを硬化するために特別な硬化工具が構造部材に適用される。次いで、穴あけ工程が始まる前に、硬化工具が除去されなければならない。除去された時点で、構造部材や液体シムなどを貫通して穴をあけるために、穴あけ治具のような穴あけ工具が適用される。それゆえ、液体シムを使用する際の現在の穴あけ方法では不十分である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本開示の第一の態様では、液体シムを使用する構造部材に穴をあける工具が提供され、これにより、工具を構造部材から除去せずに、液体シムの硬化すること及び穴をあけることが可能になる。工具は、少なくとも一の穴を定める穴あけ治具、及び、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分に結合されるヒートブランケットを有する。ヒートブランケットは、穴あけ治具により定められる少なくとも一の穴と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その穴の少なくとも直径である、少なくとも一の穴を定める。
【０００６】
好適には、ヒートブランケットは、穴あけ治具により定められる少なくとも一の穴と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その穴の少なくとも直径である、少なくとも一の穴を定める。好適には、ヒートブランケットの底表面が穴あけ治具の底表面と同一平面になるように、ヒートブランケットは、穴あけ治具の底表面に形成された凹部に結合される。好適には、工具は、穴あけ治具とヒートブランケットとの間に位置付けられた断熱層を有する。好適には、穴あけ治具は、金属、プラスチックまたはゴムからなるグループから選択された材料から作られる。好適には、ヒートブランケットは、巻かれた抵抗線のグリッドを囲むゴムパッドを有する。好適には、ヒートブランケットは、液体シムの層に少なくともおよそ華氏１４０度の温度を提供するように構成される。
【０００７】
本開示による別の態様では、工具は、第一及び第二の構造部材の間に配置された液体シムの層を有する第一の構造部材及び第二の構造部材を貫通して穴をあけることを提供する。工具は、あけられる穴の位置を定める開口部を有する穴あけ治具、及び、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分に結合されるヒートブランケットを有する。ヒートブランケットは、穴あけ治具の開口部と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その開口部の少なくとも直径である、開口部を有する。ヒートブランケットが構造部材に隣接するように、液体シムのエリアに隣接する構造部材の一に工具を結合することにより、工具は使用される。
【０００８】
好適には、ヒートブランケットは、穴あけ治具により定められた開口部と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その開口部の少なくとも直径である、開口部を有する。好適には、ヒートブランケットの底表面が穴あけ治具の底表面と同一平面になるように、ヒートブランケットが、穴あけ治具の底表面に形成された凹部に結合される。好適には、工具は、穴あけ治具とヒートブランケットとの間に結合される断熱層をさらに有する。好適には、穴あけ治具は、金属、プラスチックまたはゴムからなるグループから選択された材料から作られる。好適には、ヒートブランケットは、巻かれた抵抗線のグリッドを囲むゴムパッドを有する。好適には、ヒートブランケットは、液体シムの層に少なくともおよそ華氏１４０度の温度を提供するように構成される。
【０００９】
本開示のさらに別の態様では、互いの間に配置される液体シムの層を有する第一及び第二の構造部材に穴をあける方法が提供される。方法は、ヒートブランケットが穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分に結合され、ヒートブランケットに結合された穴を定める穴あけ治具を有する穴あけ工具を提供するステップ、液体シムに近接したエリアに構造部材の一に穴あけ工具を結合するステップ、ヒートブランケットをアクティブにし、硬化温度を超える温度に液体シムの温度を上昇させるステップ、液体シムが硬化するのを待つステップ、穴あけ治具及びヒートブランケットの穴を貫通し、第一の構造部材、第二の構造部材、及び硬化された液体シムを貫通するまで穴をあけるステップ、及び構造部材から工具を除去するステップを含む。
【００１０】
好適には、方法において、ヒートブランケットは、穴あけ治具により定められる穴と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、その穴の少なくとも直径である、穴を定める。好適には、方法は、前記構造部材から前記工具を除去するステップをさらに含む。好適には、方法において、液体シムの温度は、少なくともおよそ華氏１４０度まで上昇させられる。好適には、方法において、ヒートブランケットの底表面が穴あけ治具の底表面と同一平面になるように、ヒートブランケットは、穴あけ治具の底表面に形成された凹部に結合される。好適には、方法は、穴あけ治具とヒートブランケットとの間で断熱層を検査するステップを含む。
【００１１】
他の目的、特徴及び効果は、図面とともに好適な実施形態の詳細な説明が考察されれば、明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】穴をあけ且つ液体シムを硬化させるための穴あけ工具を使用する工程を示す。
【図２Ａ】接合される構造体の適合前の穴あけ工具の等角図を示す。
【図２Ｂ】図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿った断面図を示す。
【図３Ａ】接合される構造体に適合される穴あけ工具の等角図を示す。
【図３Ｂ】図３Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿った断面図を示す。
【図４Ａ】接合するために穴あけ工具を構造体に適合し、構造体に穴を開ける様子を示す等角図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿った断面図を示す。
【図５Ａ】穴あけ工具が接合された構造体から除去され、構造体に穴が開けられた様子を示す等角図である。
【図５Ｂ】図５Ａの線５Ｂ−５Ｂに沿った断面図を示す。
【図６Ａ】本開示の内容を使用して形成される穴に固定された留め具と接合される第一及び第二の構造体の等角図を示す。
【図６Ｂ】図６Ａの線６Ｂ−６Ｂに沿った断面図を示す。
【図７Ａ】底側を上面にして描かれた、穴あけ工具の第一の実施形態の等角図を示す。
【図７Ｂ】底側を上面にして描かれた、ヒートブランケットの凹部を伴う、穴あけ工具の第二の実施形態の等角図を示す。
【図７Ｃ】底側を上面にして描かれた、ヒートブランケットの凹部及びヒートブランケットと穴あけ治具との間の断熱材の層を伴う、穴あけ工具の第三の実施形態の等角図を示す。
【００１３】
以下で図面を参照するが、異なる図面の類似の参照番号は類似の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示は、液体シムとともに使用する穴あけ工具、及びそれを使用する方法を提供する。穴あけ工具は、あけられる穴の位置を示す穴あけ位置合わせ用の穴を有する穴あけ治具、及び、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分を覆う付属のヒートブランケットを有する。ヒートブランケットは、穴あけ治具の穴に対応し、且つ、その穴と軸方向に一列に整列される穴を有してもよい。工具は、硬化工具及び穴あけ治具の二元的な役割を果たすことにより、製造時間及びコストの効率化を提供し、且つ、別個の硬化工具及び別個の硬化工具の使用に関わる時間と労力の必要性を取り除く。さらに、この単独の工具は二元的な役割で使用できるので、硬化する間及び穴をあける間に、工具のより高い可搬性が提供される。
【００１５】
これから図１を参照して、穴をあけ且つ高温で液体シムを硬化するための穴あけ工具の使用方法を示し、説明する。また、穴あけ工具が使用される例となる設定を示す図２Ａから図６Ｂ、及び、穴あけ工具の追加的実施形態を示す図７Ａから図７Ｃについても言及する。
【００１６】
ステップ１０２、図２Ａ及び図２Ｂでは、第一の構造体２０２、第二の構造体２０４及び液体シム２１６の層が提供される。第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４は、ボルトまたは穴をあけることを必要とする他の締結方法によって接合される組立品を有する。そのような組立品において、望まれない空洞または隙間が、第一の構造体２０２と第二の構造体２０４との間に存在する。
【００１７】
そのような空洞を埋めるため、液体シム２１６が使用される。一般的な液体シム２１６は、高い圧縮強度を有するエポキシベースの材料からなる。そのような液体シム２１６は、ある厚さ未満の空洞を埋めるために一般的に使用される。炭素複合体に適する市販の液体シムの一例として、カリフォルニア州、Ｈｙｓｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂａｙ Ｐｏｉｎｔから入手可能なＨｙｓｏｌ Ｂｒａｎｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｈｉｍｓが挙げられる。
【００１８】
接合される第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４は、多種多様な材料のいずれかとする。本開示の穴あけ工具２０６は、炭素複合構造体と接合する状況で特に有益である、というのは、それらによりヒートブランケットから液体シムの層へ十分な熱伝達が可能になるからである。しかしながら、穴あけ工具は、十分に熱を伝えるいかなる材料、またはヒートブランケットとともに液体シムの下位層を十分に暖められる他のいかなる材料とも使用できる。
【００１９】
また、工具２０６は、空洞または隙間がつくられてもよいとする精密部品の寸法公差に起因して、航空宇宙用材料に使用される炭素複合材との関連においても特に有益である。しかしながら、そのようなシムが使用されるいかなる状況においても、液体シムに熱を加え、結果として液体シムの硬化を加速するために穴あけ工具が使用される、ということが理解されるべきである。
【００２０】
液体シム２１６は二の構造体のうちの一に付加され、それらの構造体は結合される。必要ならば、構造体に圧力を加え、不必要な液体シム２１６を押し出す。選択的に、液体シム２１６は、構造要素２０２及び２０４が結合された後に、シリンジなどの装置によって付加される。
【００２１】
ステップ１０４では、ヒートブランケット２１０に結合された穴あけ治具２０８を有する穴あけ工具２０６が提供される。穴あけ治具２０８は、構造体２０２及び２０４への迅速かつ正確な配置及び穴あけを促進するために提供され、アルミニウムまたは繊維ガラスのような液体材料から作られ、または、平坦でない部分または輪郭部分については、それらの部分の表面に一致するゴムのような弾力性物質から作られる。穴あけ治具２０８の形状、サイズ及び構成は、接合して使用される構造体の形状、サイズ、構成及び位置によって決定される。
【００２２】
穴あけ治具２０８は、一または複数の穴２１２を定めるが、それらの穴は、下位の構造体の位置を示し、下位の構造体で穴をあけることを促進するものである。穴あけ治具２０８は、既定の穴あけ構造に基づいて、一列に整列して穴をあけるのに役立つ。それゆえ、穴あけ治具は、構造要素２０２及び２０４に穴をあけるのに貫通する少なくとも一の穴２１２を有する。また、穴あけ治具２０８は、構造体上に治具２０８の位置付け及び方向付けのための特性を有する。この特性は、調整穴及び工具ピンを有する。図２Ａ及び図２Ｂにおいて、工具２０６上の穴２１２を穴があけられる構造体２０２及び２０４上のポイントと正しく一列に整列するために、工具ピン２１１は、穴あけ治具２０８の穴２１２に挿入され貫通し、第一及び第二の構造体２０２及び２０４上にある一セットの調整穴２１３と一列に整列されるように示されている。調整穴２１３は、あけられる穴の総数の小さなサブセットを有しており、それらは標準より小さい穴とされる。工具ピン２１１の代わりに、クレコタイプの一時的な留め具が穴あけ治具の穴に挿入され、構造体２０２及び２０４の調整穴２１３まで貫通されてもよい。クレコはレベットの代わりに使用される一時的な留め具の種類であり、ピンを収容する円筒軸からなる。ピンは、バネ押上式であり、ヘッドとプロングを伴うテールを有する。クレコは、テールを先にして二の構造体に挿入され接合される。ヘッドが押し下げられると、プロングがクレコから伸び、引き続きヘッドがゆるめられると、プロングは引っ込むが、外に向かって伸び、構造体の一の表面に達し、クレコをその場所に保持する。ヘッドに近接したフランジは、クレコを別の構造体に貼り付け、これにより二つの構造体を互いに所定の場所に保持する。
【００２３】
穴あけ治具２０８を使用するため、穴あけ治具２０８の穴が穴を必要とする構造体のエリアに対応するように、穴あけ治具２０８は、穴を必要とし一列に整列された構造体２０２及び２０４上の位置に配置される。構造が液体シムを含まず、且つ硬化が要求されない場合は、ドリルは穴あけ治具２０８の穴を貫通して構造体に穴をあけるために使用される。
【００２４】
ヒートブランケット２１０は、液体シム２１６を硬化させるための構造体を介して十分な熱を提供できるいかなる種類の素材でもよい。一の適する種類のヒートブランケット２１０は、繊維ガラスと強化されたシリコンゴムの二層の間で加硫処理された、巻かれた抵抗線のグリッドを含むシリコンゴムパッドからなる。たとえば、適するヒートブランケットは、ワシントン州シアトルのＨｅａｔｃｏｎ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手できる。ヒートブランケット２１０は、ヒートブランケット２１０から伸びる一または複数のワイヤー２２１に接続された外部の電源（図示せず）により、電力供給される。ワイヤー２２１の外端は、プラグまたは他のクイックリリースタイプのコネクタなど、ワイヤーを電源に接続するためのあらゆる種類の市販の手段に適合される。ヒートブランケットからの熱による損傷を防ぐために、ワイヤーは保護剤に適合される。
【００２５】
ヒートブランケット２１０は、穴あけ治具２０８の形状に対応する形状を有するよう形成され、且つ、穴あけ治具２０８の穴２１２に対応する穴２１４を有する。それゆえ、穴あけ工具２０６は、工具、すなわち、ヒートブランケット２１０及び穴あけ治具２０８、の複合構造を貫通する穴２１２及び２１４を有する。ヒートブランケットの穴は、穴あけ治具の穴と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、穴あけ治具の穴の少なくとも直径である。この構造により、穴あけ工具２０６が所定の位置にある間に、構造体に穴をあけることが可能になる。
【００２６】
ヒートブランケットは、穴あけ治具の穴を取り囲む底表面全体を覆うことができ、また、底表面の一部分のみを覆うこともできる。それゆえ、ヒートブランケットは、ヒートブランケットの連続的な層であってもよく、また、穴あけ治具の穴が覆われないという条件で、穴あけ治具の長さまたは幅に沿って一定の間隔を保つ、あるいは、穴あけ治具の底表面の少なくとも一部分を覆う別の類似の構造を有する、一セットの細長い形状を有していてもよい。また、ヒートブランケットは、穴あけ治具の長さまたは幅よりも細い、細長い形状を有していてもよい。
【００２７】
ヒートブランケットの形状を決定する際に考慮すべきことは、熱分配である。液体シムが所望の時間内に硬化するように、ヒートブランケットからの十分な熱量が液体シムの層のすべてのエリアへ到達することが有益である。このことは、穴があけられる位置に近接した液体シムの層のこれらの部分に、特に当てはまる。
【００２８】
液体シムの層に十分な熱伝達を確保するのに役立つ方法の一つは、ヒートブランケットを液体シムの層全体の真上に形成することである。これにより、液体シムの層のすべての部分の真上に熱源を確保できる。しかしながら、熱はヒートブランケットからヒートブランケットの真下ではない位置に伝わるので、このような構造は必ずしも必要ではない。それゆえ、液体シムの層を完全には覆わないヒートブランケットを使用することも容認できる。しかしながら、液体シムのエリア全体を硬化させるのに十分な熱を供給するには、ヒートブランケットが十分な量の液体シムを覆うことが好ましい。要求されるヒートブランケットの量は、構造体の材料、構造体の厚さ、構造体の形状、及び他の要因によって決まる。たとえば、ヒートブランケット素材と液体シム層との距離が増加するにつれ液体シムへ供給される熱量は減少するので、構造体が厚くなると、より多くのヒートブランケット素材が液体シムの層の真上にあることが必要になる。
【００２９】
図７Ａから図７Ｃは、底面を上面にした方向で、穴あけ工具の実施形態を示す。
【００３０】
図７Ａは、上述したように、穴あけ治具の平らな底表面に結合されたヒートブランケットを有する穴あけ工具、すなわち、図２Ａから図６Ｂに示される穴あけ工具２０６の第一実施形態を図示する。穴あけ工具２０６の底表面（“ヒートブランケットサイド”ともいう）２１８が、上に向かって示される。ヒートブランケット２１０の底表面が穴あけ工具２０６の底表面となるように、ヒートブランケット２１０の形状及びサイズは、穴あけ治具２０８の形状及びサイズに合わせるのが好ましい。
【００３１】
図７Ｂは、穴あけ治具の底表面により形成された縁７１８で囲まれた、穴あけ治具７０８の底表面の少なくとも一部分において、穴あけ治具７０８に凹部７１４が提供された、穴あけ工具７０６の実施形態を示す。ヒートブランケットの底表面７１３が穴あけ治具７０８の底表面の縁と同一平面になるよう、凹部は、ヒートブランケット７１０が凹部の小さな空間にはまるほど深くなければならない。それゆえ、穴あけ工具の底表面は、ヒートブランケット７１０の底表面７１３及び縁７１８から構成されている。さらに、穴あけ工具７０６が取り付けられる構造（つまり、暖められる構造体に対して）内にあるときには、ヒートブランケット及び底表面の縁は構造体と同一平面上にある。
【００３２】
図７Ｃは、図７Ｂで示した実施形態に類似する、穴あけ治具７２８が凹部７３４を有する穴あけ工具７２６の実施形態である。本実施形態では、かなりの量の熱がヒートブランケット７３０から穴あけ治具７２８へ伝達されるのを防ぐため、凹部７３４は、断熱材７３６の層によって覆われている。このことは、たとえば、穴あけ治具７２８が熱の良導体である場合、または、穴あけ治具７２８が高い温度にさらされることにより曲がる、溶ける、または他の悪影響を受ける可能性のある物質から作られている場合、など、様々な理由に有益である。断熱材は、図７Ａで示すヒートブランケット２１０と穴あけ治具２０８との間で使用してもよい。
【００３３】
図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示される穴あけ工具２０６、７０６、７２６の各々の実施形態において、パンチング、カッティング、またはドリリングにより、穴はヒートブランケットを貫通する。ヒートブランケットは、このような穴を有するのもとして特別に製造してもよい。穴がヒートブランケットからパンチング、カッティングまたはドリリングされる場合には、ブランケット内で内部の発熱体の露出を防ぐために、電気的に及び／または熱的に断熱材が使われる。ヒートブランケットは、穴あけ治具に、接着剤で結合される、または、適する留め具で機械的に留められる。
【００３４】
図２Ａ及び図２Ｂでは、第一の構造体２０２、第二の構造体２０４及び穴あけ工具２０６が示される。穴あけ工具２０６は、穴あけ治具２０８及びヒートブランケット２１０を有するものとして図示され、その両者はそれらを貫通して延びる穴２１２及び２１４を有する。第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４が、それらの間に配置された液体シム２１６の層と共に図示されている。この構造における液体シム２１６は硬化されない。
【００３５】
ステップ１０６、図３Ａ及び図３Ｂにおいて、熱が構造体２０４に直接加わるように、工具のヒートブランケット２１０のサイド２１８が構造体２０４と向かい合った状態で、穴あけ工具２０６は、第一の構造体２０２または第二の構造体２０４に（図３Ａ及び３Ｂにおいては、構造体２０４に）結合される。工具２０６の穴２１２は、穴があけられる構造体２０４上のポイントと一列に整列される。
【００３６】
穴あけ工具２０６は、接着剤の使用または物理的接着機構を介して、第一の構造体２０２または第二の構造体２０４に接着される。
【００３７】
ステップ１０８において、ヒートブランケット２１０はアクティブにされ、構造体２０４を介して熱が液体シム２１６に加えられ、その硬化は加速する。エポキシベースの液体シム２１６などの、一般的な熱硬化性液体シム２１６について、硬化はおよそ華氏１４０度で約１時間で完了する。熱ベースの加速がなければ、同様の液体シム２１６を室温で硬化するには、およそ９時間以上かかる。それゆえ、工具２０６は、製造時間短縮の観点から多大な利益を提供する。工具２０６は、ヒートブランケット２１０が必要とされない状況においては、ヒートブランケット２１０をアクティブにすることなく使用される。
【００３８】
ステップ１１０では、ヒートブランケット２１０がアクティブにされた後に、液体シム２１６は所定時間硬化される。
【００３９】
ステップ１１２、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、液体シムが硬化した後に、穴２１２及び２１４により示されるように、構造体２０４及び２０２及び液体シム２１６を貫通して穴をあけるために、ドリル２２０が使用される。小さい直径の調整穴がある場合には、これらの穴はフルサイズまで全開される。
【００４０】
ステップ１１４、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、穴あけ工具２０６が取り除かれる。これにより、第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４、及び硬化されたシム２２２の層はそのまま残され、それらすべてが所望の位置を貫通した穴を有することになる。
【００４１】
ステップ１１６、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、この時点で貫通した穴を有する、第一の構造体２０２、第二の構造体２０４及び硬化されたシム２２２の層は、留め具２２４によって連結される。留め具２２４は、ナット付きのネジ状のボルトを有し、ボルトは第一の構造体２０２及び第二の構造体２０４の穴を貫通し、ナットで保持される。留め具２２４は、代替的に、穴を貫通して二の構造体を連結するのに適したいかなる種類の留め具を有することができる。
【００４２】
図２Ａから図６Ｂまでに示された構造体は単なる例となるものであり、上述した穴あけ工具は広範な種類の構造、形状及び穴の構造で使用できると理解されるべきである。
【００４３】
それゆえ、本開示の主題である穴あけ工具は、多数の部品を交換する必要がなく、簡単でわかりやすい方法で発熱体及び穴あけ位置合わせ工具（穴あけ治具）の適用を可能にする。これにより、時間、労働力、人件費が削減され、液体シムを必要とする穴あけ手順の複雑さが軽減される。さらに、本開示により促進される液体シムの高温硬化により、そのような液体シムを必要とする部品形成に必要な時間が大いに短縮される。
【００４４】
様々な実施形態を参照して本開示を説明したが、本開示の範囲から逸脱せずに、様々な変更が行われてもよく、且つ、同等のものがその構成要素として代用されてもよいことが、当業者には理解されるべきである。また、本開示の本質的な範囲から逸脱することなく、本開示の内容に特定の状況を適用するために、多くの変更が行われてもよい。それゆえ、本開示の方法を実行するためにここで開示され熟考された特定の実施形態に本開示を限定することが目的ではなく、本開示が添付された請求項の範囲内に収まる全ての実施形態を含んでいることが目的である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一の穴（２１２）を定める穴あけ治具（２０８）、及び
穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）の少なくとも一部分に結合されたヒートブランケット（２１０）を有する穴あけ工具（２０６）。
【請求項２】
ヒートブランケット（２１０）は、穴あけ治具（２０８）により定められる少なくとも一の穴（２１２）と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、少なくとも一の穴（２１２）の少なくとも直径である、少なくとも一の穴（２１４）を定める、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項３】
ヒートブランケット（２１０）の底表面（７１３）が穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）と同一平面になるように、ヒートブランケット（２１０）は、穴あけ治具（２１８）の底表面（２０８）に形成された凹部（７１４）に結合される、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項４】
穴あけ治具（２０８）とヒートブランケット（２１０）との間に位置付けられた断熱層をさらに有する、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項５】
穴あけ治具（２０８）が、金属、プラスチックまたはゴムからなるグループから選択された材料から作られる、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項６】
ヒートブランケット（２１０）は、巻かれた抵抗線のグリッドを囲むゴムパッドを有する、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項７】
ヒートブランケット（２１０）は、液体シム（２１６）の層に少なくともおよそ華氏１４０度の温度を提供するように構成された、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項８】
第一の構造部材（２０２）と第二の構造部材（２０４）との間に配置される液体シム（２１６）の層を有する第一及び第二の構造部材（２０２、２０４）に穴をあける方法であって、
穴あけ治具（２０８）は、穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）の少なくとも一部分を覆うヒートブランケット（２１０）に結合されており、構造部材（２０２、２０４）にあけられる穴に対応する穴（２１２）を有する前記穴あけ治具（２０８）を有する穴あけ工具（２０６）を提供するステップ、
液体シム（２１６）に近接したエリアに前記構造部材（２０２、２０４）の一に前記工具（２０６）を結合するステップ、
前記ヒートブランケット（２１０）をアクティブにし、既定の期間に硬化温度を超える温度に液体シム（２１６）の温度を上昇させるステップ、及び
前記穴あけ治具（２０８）の前記穴（２１２）を貫通して、前記構造部材（２０２、２０４）及び前記液体シム（２１６）に穴をあけるステップを含む方法。
【請求項９】
液体シム（２１６）の温度は、少なくともおよそ華氏１４０度まで上昇させられる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ヒートブランケット（２１０）の底表面（７１３）が穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）と同一平面になるように、ヒートブランケット（２１０）が、穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）に形成された凹部（７１４）に結合される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
穴あけ治具（２０８）とヒートブランケット（２１０）との間に断熱層を提供するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１】
少なくとも一の穴（２１２）を定める穴あけ治具（２０８）、及び
穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）の少なくとも一部分に結合されたヒートブランケット（２１０）を有する穴あけ工具（２０６）。
【請求項２】
ヒートブランケット（２１０）は、穴あけ治具（２０８）により定められる少なくとも一の穴（２１２）と実質的に軸方向に一列に整列され、且つ、少なくとも一の穴（２１２）の少なくとも直径である、少なくとも一の穴（２１４）を定める、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項３】
ヒートブランケット（２１０）の底表面（７１３）が穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）と同一平面になるように、ヒートブランケット（２１０）は、穴あけ治具（２１８）の底表面（２０８）に形成された凹部（７１４）に結合される、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項４】
穴あけ治具（２０８）とヒートブランケット（２１０）との間に位置付けられた断熱層をさらに有する、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項５】
穴あけ治具（２０８）が、金属、プラスチックまたはゴムからなるグループから選択された材料から作られる、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項６】
ヒートブランケット（２１０）は、巻かれた抵抗線のグリッドを囲むゴムパッドを有する、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項７】
ヒートブランケット（２１０）は、液体シム（２１６）の層に少なくともおよそ華氏１４０度の温度を提供するように構成された、請求項１に記載の工具（２０６）。
【請求項８】
第一の構造部材（２０２）と第二の構造部材（２０４）との間に配置される液体シム（２１６）の層を有する第一及び第二の構造部材（２０２、２０４）に穴をあける方法であって、
穴あけ治具（２０８）は、穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）の少なくとも一部分を覆うヒートブランケット（２１０）に結合されており、構造部材（２０２、２０４）にあけられる穴に対応する穴（２１２）を有する前記穴あけ治具（２０８）を有する穴あけ工具（２０６）を提供するステップ、
液体シム（２１６）に近接したエリアに前記構造部材（２０２、２０４）の一に前記工具（２０６）を結合するステップ、
前記ヒートブランケット（２１０）をアクティブにし、既定の期間に硬化温度を超える温度に液体シム（２１６）の温度を上昇させるステップ、及び
前記穴あけ治具（２０８）の前記穴（２１２）を貫通して、前記構造部材（２０２、２０４）及び前記液体シム（２１６）に穴をあけるステップを含む方法。
【請求項９】
液体シム（２１６）の温度は、少なくともおよそ華氏１４０度まで上昇させられる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ヒートブランケット（２１０）の底表面（７１３）が穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）と同一平面になるように、ヒートブランケット（２１０）が、穴あけ治具（２０８）の底表面（２１８）に形成された凹部（７１４）に結合される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
穴あけ治具（２０８）とヒートブランケット（２１０）との間に断熱層を提供するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【公開番号】特開２０１３−４３２８３（Ｐ２０１３−４３２８３Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１８５３０７（Ｐ２０１２−１８５３０７）
【出願日】平成２４年８月２４日（２０１２．８．２４）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８５３０７（Ｐ２０１２−１８５３０７）
【出願日】平成２４年８月２４日（２０１２．８．２４）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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