JP2017111119A - 接合コンポーネントの構造健全性を監視するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取得したエネルギー（harvested energy）、短絡の検出、及び、専用の視覚識別（dedicated visual identification）を用いて、接合ジョイントの監視を現場で行うためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】接合コンポーネント１１２の構造健全性を監視するためのシステム１１０は、エネルギーハーベスティング装置１２２およびエネルギーハーベスティング装置からの電気エネルギーにより作動する損傷検出モジュール１２０、さらに、接合コンポーネント間の界面１１６を横切るように接合コンポーネントに対して塗布された導電性インク１２６を含む。導電性インクは、損傷検出モジュールと共に電気回路１２７を形成し、視覚表示装置１２４は、電気エネルギーを受けて、接合コンポーネントに対する損傷を視覚表示するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本開示は、概して、接合ジョイントの構造健全性の監視に関し、より具体的には、取得したエネルギー（harvested energy）、短絡の検出、及び、専用の視覚識別（dedicated visual identification）を用いて、接合ジョイントの監視を現場で行うためのシステム及び方法に関する。

コンポーネントの接合は、大型のアセンブリ及び構造体の多くの製造プロセス及び修理プロセスにおいて行われる工程である。また、コンポーネントを接合するための多くの装置及び方法が存在する。「ジョイント」という用語は、少なくとも２つの互いに連結されたコンポーネント間の点、線、又は空間や、これらの点、線、又は空間に隣接した２つのコンポーネント間の局所的部分を指す。ジョイントは、様々な締結技術、連結技術、溶接技術、及び／又は、接合技術のうちのいずれかを用いることにより、コンポーネント間に形成される。接合技術を用いて形成されたジョイントは、接合ジョイントと呼ばれる。

従来、ジョイントの強度又は構造健全性は、当該ジョイントに対する試験又は目視観察により特定される。一般に、強度試験は現場外で行われ、通常、ジョイントに対してせん断力、圧縮力、及び／又は張力を加えることを含む。例えば、従来の接合ジョイントの試験方法においては、構造体における作動位置からジョイントを取り外さなければならない場合もあり、莫大なコストと時間がかかる。また、損傷を確認するためのジョイントの典型的な目視観察技術は、困難な場合がある。このような目視観察技術は、通常は手動観察で行われる精密な検査を要する場合が多い。

コンポーネントが、構造体の最初の製造時の工程として接合されるのか、或いは、構造体の損傷箇所を修理するために接合されるのかに関わらず、時間が経つと、ある操作条件下において、接合されたコンポーネント間の接合ジョイントは、破損する可能性がある。例えば、接合コンポーネント間の接合ジョイントを形成する接合材料は、接合コンポーネントのうちの１つ又は複数から分離することがある。このような状態は、剥離又は分離として知られており、接合材料が、接合コンポーネントのうちの１つ又は複数から剥がれてしまう。剥離は、接合コンポーネント間の界面、又は、接合コンポーネント間の縁に沿って発生し、結果として、接合材料が、接合コンポーネントのうちの１つ又は複数から分離したり、接合コンポーネントのうちの１つが、他の接合コンポーネントのうちの少なくとも１つから分離したりする。接合ジョイントの剥離は、接合ジョイント、接合コンポーネント、及び、接合コンポーネントが一部を形成する構造体全体の性能や完全性に悪影響を与えうる。

本開示の要旨は、当該技術分野の現状を受けて開発されたものであり、特に、従来のジョイント試験システムの限界を受けて開発されたものである。具体的には、従来のジョイントの試験方法及びシステムにおいては、現場で、或いは、構造体の使用時に、ジョイントの試験や監視を行うことはできない。したがって、本開示の要旨は、当該技術分野における上記欠点の少なくともいくつかを克服する、現場で接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステム及び方法を提供すべく開発された。

一実施形態によると、接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステムは、非電気エネルギーを電気エネルギーに交換するために構成されたエネルギーハーベスティング装置を含む。前記システムは、さらに、前記エネルギーハーベスティング装置からの電気エネルギーにより作動する損傷検出モジュールを含む。さらに、前記システムは、接合コンポーネント間の界面を横切るように接合コンポーネントに対して塗布された導電性インクを含む。導電性インクは、前記損傷検出モジュールと共に電気回路を形成する。これに加えて、前記システムは、前記損傷検出モジュールに電気的に連結された視覚表示装置を含む。前記視覚表示装置は、電気エネルギーを受けて、前記接合コンポーネントに対する損傷を視覚表示するように構成されている。前記損傷検出モジュールは、前記導電性インクにおける破損を検出するとともに、前記導電性インクにおける前記破損の検出を受けて、前記エネルギーハーベスティング装置から前記視覚表示装置に電気エネルギーを供給するように構成されている。

前記システムのいくつかの実施態様においては、前記エネルギーハーベスティング装置、前記損傷検出モジュール、及び前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに固定されている。前記エネルギーハーベスティング装置、前記損傷検出モジュール、及び前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに組み込まれている。前記エネルギーハーベスティング装置、前記損傷検出モジュール、及び前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに永久的に連結されていてもよい。

前記システムのある実施態様によれば、非電気エネルギーは、運動エネルギーを含む。前記エネルギーハーベスティング装置は、圧電発電機を含みうる。

前記システムのある実施態様においては、前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントに対する破損の永久的な視覚表示を行う。前記視覚表示装置は、熱変色性マーカを含みうる。

前記システムのいくつかの実施態様によると、前記損傷検出モジュールは、スイッチコンポーネントを含み、当該スイッチコンポーネントは、前記導電性インクに破損が検出されなかった場合、前記エネルギーハーベスティング装置から前記導電性インクにのみ電気エネルギーを供給し、前記導電性インクに破損が検出された場合、前記エネルギーハーベスティング装置から前記視覚表示装置にのみ電気エネルギーを供給するように構成されている。前記スイッチコンポーネントは、受動スイッチコンポーネントを含みうる。これに代えて、又は、これに加えて、前記スイッチコンポーネントはトランジスタを含んでもよい。

前記システムのいくつかの実施態様においては、導電性インクは、前記界面の周縁において、前記界面をジグザグに横切る。前記導電性インクは、前記界面の周縁において、前記界面を横切る複数のパスを含むパターンを辿っていてもよい。

前記システムのある実施態様によれば、前記視覚表示装置による前記接合コンポーネントに対する損傷の視覚表示は、非環境光の条件下においてのみ視認可能である。

前記システムのある実施態様においては、前記界面は、接合材料を含む。

他の実施形態によれば、構造体は、損傷部分を有する基板と、前記基板の前記損傷部分に取り付けられたパッチとを含む。前記基板と前記パッチとの間には界面が規定されている。前記構造体は、さらに、前記基板に固定されるとともに、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成されたエネルギーハーベスティング装置を含む。また、前記構造体は、損傷検出モジュールを含み、当該モジュールは、前記基板に固定されるとともに、前記エネルギーハーベスティング装置からの電気エネルギーにより作動する。前記構造体は、さらに、前記界面を横切るように前記基板及び前記パッチに対して塗布される導電性インクを含む。導電性インクは、前記損傷検出モジュールと共に電気回路を形成する。さらに、前記構造体は、視覚表示装置を含み、当該装置は、前記損傷検出モジュールに電気的に連結されるとともに、前記導電性インクから離間している。前記視覚表示装置は、電気エネルギーを受けて、前記界面に対する損傷を視覚表示するように構成されている。前記損傷検出モジュールは、前記導電性インクにおける破損を検出するとともに、前記導電性インクにおける前記破損の検出を受けて、前記エネルギーハーベスティング装置から前記視覚表示装置に電気エネルギーを供給するように構成されている。

前記構造体のいくつかの実施態様においては、前記視覚表示装置は、前記基板に固定されている。前記構造体は、航空機を含みうる。前記基板は、前記航空機の一部を形成しうる。

さらに他の実施形態によれば、接合コンポーネントの構造健全性を監視する方法は、前記接合コンポーネント間の界面を横切るように前記接合コンポーネントに対して導電性インクを塗布することにより電気回路を形成することを含む。前記方法は、さらに、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換し、前記電気エネルギーを前記電気回路に供給することを含む。これに加えて、前記方法は、前記導電性インクにおける破損を検出することを含む。前記方法は、さらに、前記導電性インクにおける破損の検出を受けて、前記電気エネルギーにより作動する視覚表示装置上で、前記導電性インクにおける破損を視覚表示することを含む。

前記方法のいくつかの実施態様においては、前記接合コンポーネント上、及び、前記接合コンポーネント間の前記界面を横切って前記導電性インクを塗布することにより前記電気回路を形成するに際して、導電性インクの複数のパスが、前記界面の周縁において前記界面を横切るように塗布される。導電性インクの複数のパスを塗布するに際して、各々が、四角形状、三角形状、又は、正弦波形状のうちの少なくとも１つを有する複数のパスを塗布してもよい。さらに、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換するに際し、少なくとも１つの圧電発電機を用いて運動エネルギーを電気エネルギーに変換してもよい。

本開示の要旨に記載された特徴、構造、利点、及び／又は特色は、１つ又は複数の実施形態及び／又は実施態様において、任意の適切な態様で組み合わせることができる。以下の記載においては、本開示の要旨の実施形態が十分に理解されるように、多くの具体的な詳細事項を提示している。当業者であれば分かるように、本開示の要旨は、特定の実施形態又は実施態様の具体的な特徴、細部、コンポーネント、材料、及び／又は方法のうちの１つ又は複数が無くても、実施可能である。場合によっては、ある実施形態及び／又は実施態様において追加の特徴及び利点が認識されることがあるが、これらが、全ての実施形態又は実施態様に存在するものではない場合もありうる。また、場合によっては、本開示の要旨の態様を不明瞭にすることを避けるため、周知の構造、材料、又は動作については、詳細に図示又は説明していない。本開示の要旨の特徴及び利点は、以下の記載及び添付の特許請求の範囲から、より明らかになるであろう。或いは、以下に記載の要旨を実施することによって知ることができるであろう。

要旨の利点が容易に理解されるように、簡潔に上述した要旨を、添付図面に図示した特定の実施形態に言及して、より詳細に説明する。なお、これらの図面は、要旨の典型的な実施形態のみを図示したものであり、要旨の範囲を限定するものではない。これを前提とした上で、図面を使用して、要旨をさらに具体的かつ詳細に説明する。

一実施形態による、接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステムを有する構造体を第１状態にて示す上面図である。 一実施形態による、図１のシステムの損傷検出モジュールを示す概略ブロック図である。 一実施形態による、接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステムを第１状態にて示す側方断面図である。 一実施形態による、接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステムを第２状態にて示す上面図である。 一実施形態による、接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステムを第２状態にて示す側方断面図である。 接合コンポーネントの構造健全性を監視する方法の一実施形態を示す概略フローチャートである。

上述したように、２つ以上の要素を連結するために様々な方法が存在する。本開示は、接着剤組成物（「接合ジョイント」）を用いたコンポーネントの永久的な接合に関し、さらに、接合ジョイント、又は少なくとも２つのコンポーネント間の界面などの、接合コンポーネントの構造健全性の監視に関する。多くの機械的構造体においては、これらの構造体の最初の製造又は修理の際にコンポーネントを永久的に連結するための接合ジョイントが用いられている。例えば、航空宇宙産業においては、様々な要素を保持するために、航空機のフレーム、下部構造、及び外部パネルの全体に亘って接合ジョイントが用いられる。航空宇宙の用途においては、接合ジョイントは、過酷な温度、圧力、湿度範囲、気象条件、及び／又は、他の環境状況に耐えなければならないことも多い。さらに、接合ジョイントは、例えば、民間航空機の場合における日常的な飛行などの、頻繁な使用に関連して繰り返される大きな負荷に耐えなければならない。

図１は、航空機１００の接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステム１１０を有する航空機１００の一実施形態を示す。航空機１００は、航空機の構造体を形成するコンポーネント１１２を含む。コンポーネント１１２は、航空機１００の内装／外装パネル、機体（例えば、胴体）の外皮、基板、フレーム、及び／又は下部構造、翼、垂直安定板、水平安定板、エンジンハウジングなどの複数のコンポーネントのうちの任意の１つであってもよい。例示的な実施形態においては、参照されるコンポーネント１１２は、航空機１００の機体の外装パネルである。しかしながら、他の実施形態においては、コンポーネント１１２は、航空機１００の任意の他の構造コンポーネントであってもよい。図１に示す構造体は、航空機１００であるが、本開示の原理は、本開示の本質から逸脱することなく、宇宙船、自動車、ウォータークラフト、建物、橋などの任意の構造体に適用することができる。以下に詳述するが、システム１１０は、構造体がフル稼働可能な状態で当該構造体に連結される。すなわち、システム１１０は、現場である構造体に設けられたままの状態にて、当該構造体の稼働中に構造体の接合コンポーネントの構造健全性を監視する。

接合ジョイントを介してコンポーネント１１２を航空機１００の他のコンポーネントに永久的に接合することにより、接合コンポーネントを形成することができる。接合ジョイントは、少なくとも２つのコンポーネントを永久的に相互に固定するために当該コンポーネント間に介在する接着剤、エポキシ樹脂、溶接材、又は他の接合材料により形成される。界面は、２つの接合コンポーネント間に規定される。２つの接合コンポーネント間の界面は、（例えば、空間または接合材料を介して）２つの接合コンポーネントが直接接触または間接接触するところである。例えば、いくつかの実施形態において、複数の接合コンポーネントのそれぞれの第１部分は、接合材料を用いて互いに接合されている一方で、複数の接合コンポーネントのそれぞれの第２部分は、これらの間に接合材料を用いずに互いに直接接触している。このような例においては、２つの接合コンポーネント間に２種類の界面、すなわち、接合コンポーネントの第１部分間の接合材料、及び、接合コンポーネントの第２部分間の直接接触、が存在する。言い換えると、接合コンポーネントの互いに隣接する部分間に界面を規定するために、これらの接合コンポーネントの隣接する部分間に接合材料を介在させる必要はない。

図示する実施形態において、特に図１及び図３を参照すると、コンポーネント１１２は、当該コンポーネント１１２とコンポーネント１１４との間に介在する接合材料１１７により形成される接合ジョイントを介して、コンポーネント１１４に永久的に固定されている。界面１１６は、コンポーネント１１２とコンポーネント１１４との間に規定されている。図示のように、２つの接合コンポーネント１１２、１１４の間の界面１１６は、これらの２つの接合コンポーネントの間に介在する接合材料１１７によって規定される。しかしながら、上述したように、他の実施形態においては、２つの接合コンポーネント１１２、１１４の間のインターフェースは、接合材料１１７により規定されるのではなく、これらの接合コンポーネント間の空間又は直接接触により規定されてもよい。図１〜図３に示される接合ジョイントの種類は、接合コンポーネント１１２、１１４の先端又は端部でこれらのコンポーネントを連結する突合せジョイント（butt joint）である。しかしながら、他の例においては、異なる種類の接合ジョイントを用いて、接合コンポーネントを永久的に固定してもよい。

コンポーネント１１４は、上述したような様々なコンポーネントのうちの任意のものであってもよい。しかしながら、一実施形態においては、コンポーネント１１４は、コンポーネント１１２の損傷部分１１３或いは不適切な部分を効果的に修理するパッチである。したがって、コンポーネント１１４は、コンポーネント１１２のより小さな部分を代替するように構成されている。概して、一実施形態においては、損傷部分１１３は、コンポーネント１１２の損傷セクション（不図示）をコンポーネント１１２から除去することにより形成される。すなわち、損傷部分１１３は、損傷セクションを除去することにより形成されたコンポーネント１１２の空隙である。その後、コンポーネント１１４、すなわちパッチは、損傷部分１１３である空隙内に配置されることにより、コンポーネント１１２から除去された損傷セクションを効果的に代替する。コンポーネント１１２の損傷部分１１３内にコンポーネント１１４を永久的に固定するために、コンポーネント１１２、１１４間に接合材料１１７を塗布することにより、コンポーネント１１４をコンポーネント１１２に接合する。必須ではないが、ある実施態様においては、コンポーネント１１４は、当該コンポーネント１１４がコンポーネント１１２と面一になるように、コンポーネント１１２の損傷部分１１３内に配置されるとともに当該コンポーネントに接合される。さらに、コンポーネント１１２に塗布されたコーティング剤及び／又は表面処理剤に合わせて、１つ又は複数のコーティング剤及び／又は表面処理剤をコンポーネント１１４に塗布してもよい。例えば、１つ又は複数の塗装層を、コンポーネント１１４の表面に設けてもよい。

コンポーネント１１２、１１４は、当該技術分野で知られる金属、複合材料、セラミックス、プラスチックなどの、様々な材料のうちの任意のもので作製することができる。同様に、接合材料１１７は、当該技術分野で知られるエポキシ接着剤、ポリアミド接着剤、ビスマレイミド接着剤、熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤などの、様々な接合材料のうちの任意のものであってよい。概して、接合材料１１７は、コンポーネント１１２、１１４の材料と接合する能力に応じて選択される。これに加えて、接合材料１１７として、様々な環境条件に耐える能力を有する材料が選択されてもよい。一例によれば、コンポーネント１１２、１１４は、繊維強化複合材料で形成され、接合材料１１７は、エポキシ接着剤又はウレタン接着剤である。他の例においては、コンポーネント１１２、１１４は、金属材料で形成され、接合材料１１７は、メタクリル接着剤である。すなわち、コンポーネント１１２、１１４は、金属材料、複合材料、又はセラミック材料で形成されえる。

構造体の最初の製造時の工程として接合されるのか、或いは、構造体の損傷箇所を修理するために接合されるのかに関わらず、時間が経つと、ある操作条件下において、接合されたコンポーネント間の接合は、破損する可能性がある。例えば、接合コンポーネント間の接合ジョイントを形成する接合材料は、接合コンポーネントのうちの１つ又は複数から分離することがある。このような状態は、剥離として知られており、接合材料が、接合コンポーネントのうちの１つ又は複数から剥がれてしまう。剥離は、接合コンポーネント間の界面、又は、接合されたコンポーネント間の縁に沿って発生し、結果として、接合材料が、接合コンポーネントのうちの１つ又は複数から分離したり、接合コンポーネントのうちの１つが、他の接合コンポーネントのうちの少なくとも１つから分離したりする。例えば、図３及び図４を参照すると、接合材料１１７は、コンポーネント１１４から剥離又は分離しており、これにより、接合材料とコンポーネント１１４との間に分離領域又は隙間１４２を形成している。図４又は図５に示すような、接合ジョイントの剥離又は分離は、接合コンポーネント、ひいては、これらが一部を形成する構造体全体の性能や完全性に悪影響を与えうる。

上述したように、剥離又は分離したジョイントの検出は困難な場合がある。典型的には、剥離又は分離したジョイントの検出は、通常は手動観察で行われる精密な検査を要する。

図１及び図３を再び参照すると、航空機１００の接合コンポーネント１１２、１１４の構造健全性を監視するためのシステム１１０は、接合コンポーネント間の接合ジョイントの剥離又は分離を自動的に検出するとともに、剥離又は分離したジョイントの検出を受けて容易に識別可能な視覚表示を行うように構成されている。いくつかの実施態様において、視覚表示は、永久的な表示であり、他の実施態様においては、視覚表示は、非永久的な表示である。

例示的な実施形態によれば、システム１１０は、例えば、電力供給部などの、パワー供給部１２５（図２）を含む。一実施形態において、パワー供給部１２５は、航空機からパワーを得る。ある例示的な実施形態において、パワー供給部１２５は、エネルギーハーベスティング装置（energy-harvesting device）１２２である。システム１１０は、さらに、損傷検出モジュール１２０と、視覚表示装置１２４と、導電性インク１２６とを含む。導電性インク１２６は、プリント配線を形成するために、接合コンポーネント１１２、１１４に対して、これらの接合コンポーネント間の界面１１６を横切るように塗布される。導電性インク１２６の塗布は、印刷、吹付け、ブラッシング、ステンシル、スタンピング（stamping）などの様々な方法のうちの任意の方法で実現することができる。一実施形態によれば、界面１１６を横切る所望のパターンで導電性インク１２６を接合コンポーネント１１２、１１４に対して直接印刷するために、インクジェットプリンタ又はレーザープリンタが用いられる。所望のパターンは、少なくとも部分的に、導電性インク１２６の幅、及び、当該導電性インクにより覆われる界面１１６の所望の表面積に応じて選択される。

概して、所望のパターンは、界面１１６を横切る導電性インク１２６のパス（pass）を少なくとも１つ含む。しかしながら、導電性インク１２６により覆われる界面１１６の表面積を増大させるために、所望のパターンは、図１に示すように、界面１１６の周縁において当該界面を横切る導電性インクのパスを複数含んでもよい。すなわち、図１に示す導電性インク１２６は、界面の周縁を辿りながら、界面１１６を複数回横切って通過しているか、方向転換（switches back）しながら通過しているか、或いは、ジグザグに通過している。したがって、導電性インク１２６は、界面１１６の第１位置を第１方向に横切った後、第１方向とは反対の第２方向に方向転換して、第１位置から離れた第２位置で界面１１６を横切る。導電性インク１２６の方向転換による所望パターンは、様々な形状及び繰返し頻度のうちの任意のものを有してもよい。図１に示す実施形態においては、単に例示として、方向転換が、非曲線形状または角張った形状を有するとともに、界面１１６の一辺につき約８回の頻度で発生していることが示されている。他の実施形態においては、方向転換は、丸い形状または丸みを帯びていない他の形状（例えば、三角形状）を有するとともに、図示例よりも高い頻度または低い頻度で発生してもよい。したがって、導電性インク１２６は、界面１１６に重なる矩形波、正弦波、三角波、または、任意の他の適切なパターンの形状を有しうる。さらに、導電性インク１２６の振幅及び頻度は、検出しようとする剥離の大きさに基づいて予め設定してもよい。例えば、方向転換の回数を増やすことにより、システムは、より小さい剥離などを特定することができる。

導電性インク１２６は、接合コンポーネント１１２、１１４及び界面１１６における様々な迂回パターン又は非迂回パターン（circuitous or non-circuitous patterns）のうちの任意のパターンに沿うものであるが、接合コンポーネント１１２、１１４に塗布される導電性インク１２６は、連続的且つ不断のインク配線を形成する。導電性インク１２６は、損傷検出モジュール１２０に電気的に連結されている。より具体的には、導電性インク１２６は、損傷検出モジュール１２０と共に電気回路１２７を形成する。例えば、図示のように、導電性インク１２６の第１端は、損傷検出モジュール１２０の正極側に電気的に接続されており、導電性インク１２６の第２端は、損傷検出モジュールの負極側に電気的に連結されている。損傷検出モジュール１２０は、当該損傷検出モジュールの正極側及び負極側における導電性インク１２６との電気的な連結を介して当該導電性インクにより形成される電気回路１２７を通じて、図示の方向に電気エネルギーを伝達するように構成されている。

損傷検出モジュール１２０により電気回路１２７に伝達される電気エネルギーは、電気ワイヤ１２８を介してエネルギーハーベスティング装置１２２から受け取る。エネルギーハーベスティング装置１２２は、非電気エネルギー又は再生可能エネルギーを取得するとともに、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成されている。非電気エネルギーは、振動の形態の運動エネルギー（kinetic energy）であってもよい。このような実施態様において、エネルギーハーベスティング装置１２２は、振動の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成された１つ又は複数の圧電発電機であってもよい。これに代えて、又は、これに加えて、いくつかの実施形態においては、非電気エネルギーは、風力エネルギーであり、エネルギーハーベスティング装置１２２は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成された１つ又は複数のタービンである。これに代えて、又は、これに加えて、いくつかの実施形態においては、非電気エネルギーは、太陽エネルギーであり、エネルギーハーベスティング装置１２２は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成された１つ又は複数のパネルである。電気ワイヤ１２８は、印刷などの様々な方法のうちの任意の方法を用いてコンポーネント１１２に塗布される、導電性インクなどの様々な導電性ワイヤのうちの任意のワイヤであってもよい。いくつかの実施形態においては、電気ワイヤ１２８は、電気回路１２７の導電性インク１２６と同じ一般的な手法で形成される。

図２を参照すると、損傷検出モジュール１２０は、スイッチコンポーネント１２１を含み、当該スイッチコンポーネントは、損傷検出コンポーネント１２３により電気回路１２７に破損（break）が検出されたか否かを受けて、電気回路１２７又は視覚表示装置１２４のうち一方にパワー供給部１２５からの電気エネルギーを伝達（例えば、伝送）するように構成されている。より具体的には、損傷検出モジュール１２０のスイッチコンポーネント１２１は、図１に示すように、損傷検出コンポーネント１２３により電気回路１２７に破損が検出されなかった場合、電気回路１２７に電気エネルギーを伝達するが、視覚表示装置１２４には電気エネルギーを伝達しない。これに対して、損傷検出モジュール１２０のスイッチコンポーネント１２１は、損傷検出コンポーネント１２３により電気回路１２７に破損が検出された場合、電気ワイヤ１３０又は電線を介して視覚表示装置１２４に電気エネルギーを伝達するが、電気回路１２７には電気エネルギーを伝達しない。パワー供給部１２５からの電気エネルギーは、エネルギーハーベスティング装置１２２などのエネルギーハーベスティング装置から供給されてもよいし、航空機１００のバッテリ、電気エネルギー発生機、又は、主電源などの航空機の他の電源から供給されてもよい。さらに、パワー供給部１２５は、電気ワイヤ１２８を介して、スイッチコンポーネント１２１に電力を伝達する。

図４及び図５を参照すると、接合ジョイントの剥離により、電気回路１２７に、物理的破損である破損１４０が生じている。したがって、電気回路１２７において破損を検出することにより、接合ジョイントに対する剥離又は損傷を検出することができる。図示例において、接合材料１１７がコンポーネント１１４から離間、分離、又は剥離すると、当該接合材料と当該コンポーネントとの間に分離領域又は隙間１４２が形成される。導電性インク１２６がコンポーネント１１２、コンポーネント１１４、及び接合材料１１７に塗布された状態においては、この接合材料とコンポーネント１１４とが分離することにより、導電性インク１２６自体が分離して、当該導電性インク１２６に空間又は破損１４０が形成される。導電性インク１２６における破損１４０により、電気回路１２７を流れる電気エネルギーの通り道が遮断されて、開回路が形成される。

概して、損傷検出コンポーネント１２３は、電気回路１２７における開回路又は短絡を検出することにより、電気回路１２７における破損を検出する。したがって、損傷検出コンポーネント１２３は、開回路、又は回路の短絡を能動的又は受動的に検出するように構成された様々な能動型センサ又は受動型センサのうちの任意のセンサであってもよい。いくつかの実施態様においては、損傷検出コンポーネント１２３は、抵抗型センサであり、当該センサは、電気エネルギーにより電力が供給される電気回路における電気抵抗を監視するとともに、監視している抵抗が漸近的に無限大に近づいたときに、電気回路における開回路を検出する。ある実施態様によれば、損傷検出コンポーネント１２３は、電気回路１２７の短絡状態を特定するためのロジック（logic）を含んでもよい。開回路又は短絡は、電気回路における破損を示し、この破損は、接合ジョイントの剥離が存在する場合に発生するため、開回路又は短絡の検出は、接合ジョイントの剥離を示すことになる。

再び図４及び図５を参照すると、損傷検出コンポーネント１２３は、電気回路１２７における短絡を検出し、その後、損傷検出コンポーネント１２３は、電気回路の短絡状態をスイッチコンポーネント１２１に伝達する。この伝達を受けて、スイッチコンポーネントは、図４に示すように、電気エネルギーの伝達を、電気回路１２７から視覚表示装置１２４に切り替える。電気エネルギーは、電気ワイヤ１３０を介して視覚表示装置１２４に伝達される。電気ワイヤ１３０は、印刷などの様々な方法のうちの任意の方法を用いてコンポーネント１１２に塗布される、導電性インクなどの様々な導電性ワイヤのうちの任意のワイヤであってもよい。いくつかの実施形態においては、電気ワイヤ１３０は、電気回路１２７の導電性インク１２６と同じ一般的な手法で形成される。電気回路１２７の短絡状態は、スイッチコンポーネント１２１に対して、電気通信又は電力信号などを用いて電気的に伝達されてもよいし、作動装置などを用いて機械的に伝達されてもよい。

スイッチコンポーネント１２１は、損傷検出コンポーネント１２３から入力される短絡状態を受けて、電気エネルギーの伝達を、ある回路から他の回路へ切り替えるように構成された様々な電気装置のうちの任意の装置であってもよい。一実施形態によれば、スイッチコンポーネント１２１は、損傷検出コンポーネント１２３からの電気回路１２７の短絡状態の機械的な伝達により作動可能な受動的又は機械的なスイッチである。他の実施形態においては、スイッチコンポーネント１２１は、損傷検出コンポーネント１２３からの電気回路１２７の短絡状態の電気的な伝達により動作可能な電気スイッチである。スイッチコンポーネント１２１は、少なくとも１つの電気トランジスタ、又は他の論理素子を含みうる。なお、スイッチコンポーネント１２１及び損傷検出コンポーネント１２３は、図２において別個のコンポーネントとして示されているが、いくつかの実施形態においては、スイッチコンポーネント１２１及び損傷検出コンポーネント１２３は、同じコンポーネントとして一体化形成されてもよい。

再び図４及び図５を参照すると、視覚表示装置１２４は、エネルギーハーベスティング装置１２２により供給される電気エネルギーを損傷検出モジュール１２０から受けて、接合コンポーネント１１２、１１４間の接合ジョイントに対する損傷（例えば、当該ジョイントの剥離）を視覚表示する。上述したように、視覚表示装置１２４は、ユーザに対して永久的若しくは非可逆的な視覚表示、又は、ユーザに対して非永久的若しくは可逆的な視覚表示を行うことができる。永久的であるか、或いは非永久的であるかに関わらず、視覚表示装置１２４による視覚表示は、ユーザが接合ジョイントを精密に検査しなくても容易に認識可能な表示である。いくつかの実施態様においては、視覚表示装置１２４は、電気回路１２７から離れた位置、分離した位置、又は、離間した位置に設けられており、接合コンポーネントの構造健全性を観察する方法として、接合コンポーネントの目視検査、又は、電気回路１２７の目視検査よりも簡単に認識可能な別個の方法を提供している。実際に、ある実施態様においては、電気回路１２７は、少なくとも１つの外層１５０で覆われているが、視覚表示装置１２４は、この少なくとも１つの外層１５０で覆われていない。したがって、電気回路１２７は、ユーザの目に見えないが、視覚表示装置１２４は、ユーザの目に見える。

いくつかの実施形態によれば、視覚表示装置１２４は、電気エネルギーを受け取った際に永久的な視覚インジケータを提供する熱変色性マーカ（thermochromic marker）又は同様の装置である。より具体的には、熱変色性マーカが受け取る電気エネルギーにより熱変色性マーカの温度が上昇すると、当該マーカが永久的に変色する。このように、ユーザは、熱変色性マーカの変色を目で確認することにより、接合ジョイントに対する損傷を認識する。熱変色性マーカの色は、一度変わると、例えば、航空機１００が静止している場合などのように、エネルギーハーベスティング装置１２２から電気エネルギーを受け取らない場合であっても、変色したままである。ある代替の実施態様によれば、熱変色性マーカの変色、又は、他の永久的な視覚インジケータは、非環境光の条件下（non-ambient lighting conditions）においてのみ視認可能であってもよい。例えば、熱変色性マーカは、電気エネルギーを受け取ると、ブラックライトの照明条件下またはブラックライトがマーカに照らされている場合にのみ蛍光発光により視認可能な蛍光色に変化するようにしてもよい。

さらに他の実施形態において、視覚表示装置１２４は、電気エネルギーを受け取ると、非永久的な視覚インジケータ（例えば、照明光）を提供する照明（例えば、ＬＥＤ）装置又は他の同様の装置である。このように、ユーザは、照射される光を目で確認することにより、接合ジョイントに対する損傷を認識する。熱変色性マーカなどの永久的な視覚インジケータとは対照的に、照明は、エネルギーハーベスティング装置１２２から電気エネルギーを受け取らないときには、光の照射を停止する。しかしながら、いくつかの実施態様においては、システム１１０は、エネルギーハーベスティング装置１２２により取得される少なくともいくらかのエネルギーを蓄積する電気エネルギー蓄積コンポーネント（例えば、バッテリ）を含みうる。照明などの非永久的な視覚インジケータは、エネルギーハーベスティング装置１２２が電気エネルギーの生成を停止した後であっても、電気エネルギー蓄積コンポーネントに蓄積されているエネルギーを用いることにより、接合ジョイントに対する損傷を示すために点灯し続けることができる。

他の実施形態によれば、視覚表示装置１２４は、監視センター又は航空機のコックピットなどの遠隔位置に無線又は有線の電子通信信号を送信する送信機であってもよい。このような電子通信信号を受信すると、遠隔位置に設けられたライト、ディスプレイ、ゲージなどの視覚インジケータは、接合ジョイントの損傷を視覚表示する。

いくつかの実施形態においては、損傷検出モジュール１２０、エネルギーハーベスティング装置１２２、及び視覚表示装置１２４は、接合コンポーネント１１２、１１４のうちの少なくとも一方に取り付けられている。損傷検出モジュール１２０、エネルギーハーベスティング装置１２２、及び視覚表示装置１２４は、接着、締結、溶接などの様々な固定方法のうちの任意の方法を用いて、接合コンポーネント１１２、１１４のうちの少なくとも一方に取り付けられる。固定方法に基づき、損傷検出モジュール１２０、エネルギーハーベスティング装置１２２、及び視覚表示装置１２４は、接合コンポーネント１１２、１１４に対して、永久的に連結されてもよいし、取り付けられてもよい。これに代えて、損傷検出モジュール１２０、エネルギーハーベスティング装置１２２、及び視覚表示装置１２４は、接合コンポーネント１１２、１１４に対して、非永久的又は着脱可能に連結されてもよいし、取り付けられてもよい。

少なくとも損傷検出モジュール１２０及びエネルギーハーベスティング装置１２２は、接合コンポーネント１１２、１１４に取り付けられた後、少なくとも１つの外層１５０、例えば、塗装層やシーラント層などで覆われる。少なくとも１つの外層１５０は、損傷検出モジュール１２０及びエネルギーハーベスティング装置１２２が見えなくなるように、これらの損傷検出モジュール１２０及びエネルギーハーベスティング装置１２２を完全に覆ってもよい。少なくとも１つの外層１５０は、損傷検出モジュール１２０及びエネルギーハーベスティング装置１２２に加えて、コンポーネント１１２、１１４、界面１１６、電気回路１２７、電気ワイヤ１２８、及び電気ワイヤ１３０を覆ってもよい。上述したように、少なくとも１つの外層１５０は、視覚表示装置１２４が、航空機１００において視覚表示を行う場合には、少なくとも部分的に視覚表示装置１２４を覆ってもよいし、視覚表示装置１２４が、視覚表示を行う遠隔位置に損傷情報を送信するために用いられる場合には、視覚表示装置１２４を完全に覆ってもよい。

損傷検出モジュール１２０、エネルギーハーベスティング装置１２２、及び視覚表示装置１２４は、完成したコンポーネント又は組み立てが完了したコンポーネントに取り付け又は装着される。これに代えて、損傷検出モジュール１２０、エネルギーハーベスティング装置１２２、及び視覚表示装置１２４は、コンポーネントの製造又は組み立て中に、１つのコンポーネントに組み込まれて（例えば、埋設されて）もよい。

損傷検出モジュール１２０、エネルギーハーベスティング装置１２２、及び視覚表示装置１２４は、マイクロサイズ又はナノサイズのコンポーネントであってもよい。さらに、損傷検出モジュール１２０及び視覚表示装置１２４を作動および操作するために必要な電気エネルギーは、最小限で済む。したがって、エネルギーハーベスティング装置１２２は、損傷検出モジュール１２０及び視覚表示装置１２４を操作するための最小限の電気エネルギーのみを取得するように構成される必要がある。

図６を参照しながら、先に詳述した接合コンポーネントの構造健全性を監視する方法の要約として、接合コンポーネントの構造健全性を監視する方法２００についての説明を行う。方法２００は、２１０において、接合コンポーネント間の界面を横切るように導電性インクを接合コンポーネントに対して塗布することを含む。さらに、方法２００は、２２０において、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換することを含む。非電気エネルギーは、エネルギーハーベスティング装置を用いて取得することができる。これに加えて、方法２００は、２３０において、導電性インクを介して電気エネルギーを供給することを含む。方法２００は、導電性インクが破損しているか否かを監視する。電気回路において導電性インクにより形成される短絡又は開回路が検出された場合、導電性インクの破損が発生している。導電性インクにおける破損が２４０において検出されると、方法２００において、電気エネルギーの供給を導電性インクから視覚表示装置に切り替えて、接合コンポーネントに対する破損（例えば、剥離）を視覚表示する。視覚表示は、いくつかの実施態様においては永久的である。導電性インクにおける破損が２４０において検出されなければ、方法２００の２３０において、導電性インクを介して電気エネルギーの供給を継続する。

本明細書全体において、「一実施形態」、「実施形態」、又はこれに類する用語を用いた場合、その実施形態に関連付けて説明したある特定の特徴、構造、又は特性が、本開示の要旨の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書全体において、「一実施形態において」、「実施形態において」、又はこれに類する用語を用いた場合、必ずしもそうとは限らないが、全て同じ実施形態について言及していることもありうる。同様に、「実施態様（implementation）」という用語を用いた場合、この用語は、本開示の要旨の１つ又は複数の実施形態に関連付けて説明した特定の特徴、構造、又は特性を有する実施態様を意味する。ただし、他の相互関係が明示されていない限り、実施態様は、１つ又は複数の実施形態に関連付けることができる。

別段の示唆がない限り、「第１」、「第２」などの用語は、本明細書において、単に標識として用いられており、これらの用語が言及するアイテムに対して、順序、位置、又は階層的な要件を課すものではない。さらに、例えば、「第２」のアイテムについて言及することによって、例えば、「第１」又はより小さい序数のアイテム、及び／又は、例えば、「第３」又はより大きい序数のアイテムの存在を要件としたり排除したりするものではない。

先の記載において、「上」、「下」、「上側」、「下側」、「水平」、「垂直」、「左」、「右」、「上方」「下方」などの用語が用いられている場合がある。これらの用語は、相対的な関係を示すに際して、説明をある程度明確にするために、適所において用いられている。ただし、これらの用語は、絶対的な関係、位置、及び／又は配向を示すものではない。例えば、ある物体に関して「上側」の面は、その物体を反転させることにより「下側」の面になりうる。その場合も、物体自体は同じである。さらに、「含む」、「備える」、「有する」及びこれらの変形の用語は、別段の明確な記載が無い限り、「含むがこれに限定されない」ことを意味する。列挙したアイテムのリストは、別段の明確な記載が無い限り、アイテムのいずれか又は全てが、相互に排他的及び／又は相互に包括的であることを意味するものではない。「a」、「an」、及び「the」という用語も、別段の明確な記載が無い限り「１つ又は複数」を意味する。さらに、「複数の」という用語は、「少なくとも２つ」と定義することができる。

また、本明細書における、１つの要素が別の要素に「連結されている」事例は、直接的な連結と間接的な連結とを含みうる。直接的な連結は、１つの要素が別の要素に連結されて、ある程度接触していると定義することができる。間接的な接触は、２つの要素間の連結であって、互いに直接接触せず、これら連結要素間に１つ又は複数の追加の要素を有する連結であると定義することができる。また、本明細書において、１つの要素を別の要素に固定することは、直接的な固定と間接的な固定とを含みうる。また、本明細書において、「隣接する」とは、必ずしも接触を意味するわけではない。例えば、ある要素は、別の要素に、接触することなく隣接することができる。

本明細書において、「少なくとも１つの」という語句がアイテムのリストについて用いられる場合、リストアップされたアイテムのうちの１つ又は複数の様々な組み合わせを使用してもよいということであり、リストのアイテムの１つだけを必要とする場合もあることを意味する。アイテムは、ある特定の対象、物、又はカテゴリであってもよい。すなわち、「少なくとも１つの」は、あらゆる組み合わせのあらゆる数のアイテムをリストから使用してもよいが、リスト上の全てのアイテムを必要とはしない場合もあることを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、アイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、アイテムＡ；アイテムＡとアイテムＢ；アイテムＢ；アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ；又は、アイテムＢとアイテムＣ、を意味する場合がある。いくつかのケースにおいて、「アイテムＡ、アイテムＢ、アイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、２個のアイテムＡと、１個のアイテムＢと、１０個のアイテムＣ；４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ；又は、他の適切な組み合わせであってもよい。

本明細書で説明した機能ユニットの多くは、その実施態様の独立性を特に強調するために、モジュールと呼ばれている。例えば、モジュールは、カスタムのＶＬＳＩ回路若しくはゲートアレイ、論理チップやトランジスタなどの既製の半導体、又は、その他のディスクリート部品を含むハードウェア回路として実現することができる。モジュールは、さらに、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック（programmable array logic）、プログラマブルロジックデバイスなどの、プログラマブルハードウェアデバイスに組み込んでもよい。

モジュールは、さらに、様々なタイプのプロセッサによって実行されるソフトウェアに組み込んでもよい。コンピュータ可読プログラムコードの特定モジュール（identified module）には、例えば、コンピュータ命令の１つ又は複数の物理ブロック又は論理ブロックを含めることができ、これらは、例えば、オブジェクト、プロシージャ（procedure）、又は関数としてまとめてもよい。ただし、特定モジュールの実行ファイル（executables）は、物理的に一緒に配置する必要はなく、別々の位置に保存された異種の命令を含んでもよい。これらの命令は、論理的に結合されてモジュールを構成し、そのモジュールの定められた目的を達成する。

実際に、プログラムコードのモジュールは、１つの命令であっても多数の命令であってもよく、さらには、いくつかの異なるコードセグメント、別々のプログラム、及び、いくつかのメモリデバイスにわたって、分散されていてもよい。同様に、本明細書では、オペレーショナルデータが、モジュール内に特定及び図示されている場合があり、当該データは、任意の適切な形で具現化し、任意の適切なタイプのデータ構造内にまとめてもよい。オペレーショナルデータは、単一のデータセットとして集められてもよいし、異なる記憶装置上などの、異なる位置に分散させてもよいし、少なくとも一部が、単なる電子信号としてシステム又はネットワーク上に存在してもよい。モジュール又はモジュールの一部がソフトウェアに組み込まれる場合は、コンピュータ可読プログラムコードは、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体に格納及び／又は伝播させてもよい。

コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読プログラムコードを格納する有形のコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、限定するものではないが、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、ホログラフィック、マイクロメカニカル、若しくは半導体のシステム、装置、若しくはデバイス、又は、これらの任意の適切な組み合わせであってもよい。

コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例は、限定するものではないが、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、光学記憶装置、磁気記憶装置、ホログラフィック記憶媒体、マイクロメカニカル記憶装置、又は、これらの任意の適切な組み合わせを含む。本明細書のコンテキストにおいては、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって使用したり、これらに関連させて使用したりするためのコンピュータ可読プログラムコードを含有及び／又は格納することができる任意の有形の媒体であってよい。

コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体であってもよい。コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドにおいて又は搬送波の一部として、プログラムコードを包含する伝搬データ信号を含みうる。このような伝播信号は、限定するものではないが、電気的形態、電磁的形態、磁気的形態、光学的形態、又はこれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態のうちの任意の形態をとることができる。コンピュータ可読信号媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスにより用いられるプログラムコード、或いは、これらに関連して用いられるプログラムコードを伝達、伝搬、又は転送することができる、コンピュータ可読記憶媒体ではない任意のコンピュータ可読媒体であってよい。コンピュータ可読信号媒体に組み込まれたコンピュータ可読プログラムコードは、限定するものではないが、無線、有線、光ファイバケーブル、無線周波数（ＲＦ）など、又はこれらの任意の適切な組合せを含む任意の適切な媒体を用いて送信することができる。

一実施形態において、コンピュータ可読媒体は、１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体と、１つ又は複数のコンピュータ可読信号媒体との組み合わせを含んでもよい。例えば、コンピュータ可読プログラムコードを、光ファイバケーブルを介して電磁信号として伝搬してプロセッサによって実行させ、且つ、ＲＡＭ記憶装置に格納してプロセッサによって実行させてもよい。

本発明の態様の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、スモールトーク、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語、又はこれらに類するプログラミング言語を含む、１つ又は複数のプログラミング言語のうちの任意の組み合わせによって書かれたものであってもよい。コンピュータ可読プログラムコードは、全体をユーザのコンピュータで実行してもよいし、一部を、スタンドアローンソフトウェアパッケージとしてユーザのコンピュータで実行してもよいし、一部をユーザのコンピュータで実行し一部をリモートコンピュータで実行してもよいし、全体をリモートコンピュータ又はサーバーで実行してもよい。後者の場合、リモートコンピュータを、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続してもよいし、或いは、（例えば、インターネットサービスプロバイダを用いたインターネットを介して）外部コンピュータに接続してもよい。

本明細書に含まれる概略フローチャートは、概して、論理フローチャート（logical flow chart）として示されている。したがって、図示されている順序及び標記された工程は、本開示の方法の一実施形態を示すものである。機能、論理、又は効果において、図示されている方法の１つ又は複数の工程、又はその一部に均等な他の工程及び方法も想定されうる。さらに、ここで使用した形式及び記号は、上記方法の論理工程を説明するために用いたのであって、当該方法を限定するものではない。フローチャートにおいて、様々なタイプの矢印及び線が用いられているが、これらは、対応する方法の範囲を制限するものではない。実際、矢印や他の接続線の中には、上記方法の論理的な流れのみを示すために用いられるものもある。例えば、矢印は、図示の方法の列挙された工程間における不特定の長さの待機期間又は監視期間を示すこともある。また、特定の方法が発生する順序は、図示された対応する工程の順序に厳密に従っていることもあるし、そうでないこともある。

さらに、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。

付記１．接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステムであって、
エネルギーハーベスティング装置からの電気エネルギーにより作動する損傷検出モジュールと、
前記接合コンポーネント間の界面を横切るように前記接合コンポーネントに対して塗布されるとともに、前記損傷検出モジュールと共に電気回路を形成する導電性インクと、
前記損傷検出モジュールに電気的に連結されるとともに、電気エネルギーを受けて、前記接合コンポーネントに対する損傷を視覚表示するように構成された視覚表示装置と、を含み、
前記損傷検出モジュールは、前記導電性インクにおける破損を検出するとともに、前記導電性インクにおける前記破損の検出を受けて、前記エネルギーハーベスティング装置から前記視覚表示装置に電気エネルギーを供給するように構成されている、システム。

付記２．前記エネルギーハーベスティング装置、前記損傷検出モジュール、及び前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに固定されている、付記１に記載のシステム。

付記３．前記エネルギーハーベスティング装置、前記損傷検出モジュール、及び前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに組み込まれている、付記１に記載のシステム。

付記４．前記エネルギーハーベスティング装置、前記損傷検出モジュール、及び前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに永久的に連結されている、付記１に記載のシステム。

付記５．前記非電気エネルギーは、運動エネルギーを含む、付記１に記載のシステム。

付記６．前記エネルギーハーベスティング装置は、圧電発電機である、付記５に記載のシステム。

付記７．前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントに対する破損の永久的な視覚表示を行う、付記１に記載のシステム。

付記８．前記視覚表示装置は、熱変色性マーカを含む、付記７に記載のシステム。

付記９．前記損傷検出モジュールは、スイッチコンポーネントを含み、当該スイッチコンポーネントは、前記導電性インクに破損が検出されなかった場合、前記エネルギーハーベスティング装置から前記導電性インクにのみ電気エネルギーを供給し、前記導電性インクに破損が検出された場合、前記エネルギーハーベスティング装置から前記視覚表示装置にのみ電気エネルギーを供給するように構成されている、付記１に記載のシステム。

付記１０．前記スイッチコンポーネントは、受動スイッチコンポーネントを含む、付記９に記載のシステム。

付記１１．前記スイッチコンポーネントは、トランジスタを含む、付記９に記載のシステム。

付記１２．前記導電性インクは、前記界面の周縁において、前記界面をジグザグに横切る、付記１に記載のシステム。

付記１３．前記視覚表示装置による前記接合コンポーネントに対する損傷の視覚表示は、非環境光の条件下においてのみ視認可能である、付記１に記載のシステム。

付記１４．前記界面は、接合材料を含む、付記１に記載のシステム。

付記１５．前記導電性インクは、前記界面の周縁において、前記界面を横切る複数のパスを含むパターンを辿っている、付記１に記載のシステム。

付記１６．接合コンポーネントの構造健全性を監視するための方法であって、
前記接合コンポーネント間の界面を横切るように前記接合コンポーネントに対して導電性インクを塗布することにより電気回路を形成し、
非電気エネルギーを電気エネルギーに変換し、
前記電気エネルギーを前記電気回路に供給し、
前記導電性インクにおける破損を検出し、
前記導電性インクにおける破損の検出を受けて、前記電気エネルギーにより作動する視覚表示装置上で、前記導電性インクにおける破損を視覚表示する、ことを含む方法。

付記１７．前記接合コンポーネント間の前記界面を横切るように前記接合コンポーネントに対して前記導電性インクを塗布することにより前記電気回路を形成するに際して、導電性インクの複数のパスを、前記界面の周縁において前記界面を横切るように塗布する、付記１６に記載の方法。

付記１８．導電性インクの複数のパスを塗布するに際して、各々が、四角形状、三角形状、又は、正弦波形状のうちの少なくとも１つを有する複数のパスを塗布する、付記１７に記載の方法。

付記１９．非電気エネルギーを電気エネルギーに変換するに際し、少なくとも１つの圧電発電機を用いて運動エネルギーを電気エネルギーに変換する、付記１６に記載の方法。

付記２０．損傷部分を有する基板と、
前記基板の前記損傷部分に取り付けられたパッチと、を含み、前記基板と前記パッチとの間には界面が規定されており、
さらに、
前記基板に固定されるとともに、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成されたエネルギーハーベスティング装置と、
前記基板に固定されるとともに、前記エネルギーハーベスティング装置からの電気エネルギーにより作動する損傷検出モジュールと、
前記界面を横切るように前記基板及び前記パッチに対して塗布されるとともに、前記損傷検出モジュールと共に電気回路を形成する導電性インクと、
前記損傷検出モジュールに電気的に連結されるとともに、前記導電性インクから離間しており、電気エネルギーを受け取ると、前記界面に対する損傷を視覚表示するように構成された視覚表示装置と、を含み、
前記損傷検出モジュールは、前記導電性インクにおける破損を検出するとともに、前記導電性インクにおける前記破損の検出を受けて、前記エネルギーハーベスティング装置から前記視覚表示装置に電気エネルギーを供給するように構成されている、構造体。

本開示の要旨は、その思想又は本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化することができる。説明した実施形態は、全ての点において、単なる例示であり、非限定的なものであると解釈されるべきである。

Claims (10)

1. 接合コンポーネントの構造健全性を監視するためのシステムであって、
   エネルギーハーベスティング装置からの電気エネルギーにより作動する損傷検出モジュールと、
   前記接合コンポーネント間の界面を横切るように前記接合コンポーネントに対して塗布されるとともに、前記損傷検出モジュールと共に電気回路を形成する導電性インクと、
   前記損傷検出モジュールに電気的に連結されるとともに、電気エネルギーを受けて、前記接合コンポーネントに対する損傷を視覚表示するように構成された視覚表示装置と、を含み、
   前記損傷検出モジュールは、前記導電性インクにおける破損を検出するとともに、前記導電性インクにおける前記破損の検出を受けて、前記エネルギーハーベスティング装置から前記視覚表示装置に電気エネルギーを供給するように構成されている、システム。
2. 前記エネルギーハーベスティング装置、前記損傷検出モジュール、及び前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに固定されており、好ましくは、前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに永久的に連結されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記エネルギーハーベスティング装置、前記損傷検出モジュール、及び前記視覚表示装置は、前記接合コンポーネントのうちの少なくとも１つに組み込まれている、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記エネルギーハーベスティング装置は、非電気エネルギー又は再生可能エネルギーを取得するとともに、当該非電気エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成されており、好ましくは、前記エネルギーハーベスティング装置は、圧電発電機である、請求項１〜３のいずかに記載のシステム。
5. 前記視覚表示装置は、非環境光の条件下においてのみ視認可能な熱変色性マーカを含む、請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
6. 前記損傷検出モジュールは、スイッチコンポーネントを含み、当該スイッチコンポーネントは、前記導電性インクに破損が検出されなかった場合、前記エネルギーハーベスティング装置から前記導電性インクにのみ電気エネルギーを供給し、前記導電性インクに破損が検出された場合、前記エネルギーハーベスティング装置から前記視覚表示装置にのみ電気エネルギーを供給するように構成されている、請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
7. 前記導電性インクは、前記界面の周縁において、前記界面をジグザグに横切る、請求項１〜６のいずれかに記載のシステム。
8. 接合コンポーネントの構造健全性を監視するための方法であって、
   前記接合コンポーネント間の界面を横切るように前記接合コンポーネントに対して導電性インクを塗布することにより電気回路を形成し、
   非電気エネルギーを電気エネルギーに変換し、
   前記電気エネルギーを前記電気回路に供給し、
   前記導電性インクにおける破損を検出し、
   前記導電性インクにおける前記破損の検出を受けて、前記電気エネルギーにより作動する視覚表示装置上で、前記導電性インクにおける破損を視覚表示する、ことを含む方法。
9. 前記接合コンポーネント間の前記界面を横切るように前記接合コンポーネントに対して前記導電性インクを塗布することにより前記電気回路を形成するに際して、四角形状、三角形状、又は、正弦波形状のうちの少なくとも１つを有する導電性インクの複数のパスを、前記界面の周縁において前記界面を横切るように塗布する、請求項８に記載の方法。
10. 非電気エネルギーを電気エネルギーに変換するに際し、少なくとも１つの圧電発電機を用いて運動エネルギーを電気エネルギーに変換する、請求項８又は９に記載の方法。

Images