JP2017203705A - 衝撃検知積層体、衝撃検知方法および保護対象物の検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
衝撃力が加わる第1面(211)と、
保護対象物(OBJ)に接触する第2面(221)と、
衝撃吸収層(21)と、
第1感圧層(22)と
を備える。
前記第1面から前記第2面に向かう方向を第1方向と定義するとき、前記第1感圧層は、前記衝撃吸収層よりも前記第1方向の側にあり、前記第1感圧層は、前記衝撃吸収層によって減衰された衝撃力である第1衝撃力を検知する層である。
前記衝撃吸収層は、前記第1感圧層と前記第2感圧層との間に配置されている。前記第2感圧層は、前記衝撃吸収層によって減衰される前の衝撃力である第2衝撃力(F)を検知する層であってもよい。
衝撃吸収層(21)と第1感圧層(22)とを含む衝撃検知積層体(2)を準備する工程(ST11)と、
前記衝撃検知積層体を保護対象物(OBJ)に配置する工程(ST12)と、
前記衝撃検知積層体に作用する衝撃力を検知する衝撃力検知工程と
を有する。
前記衝撃力検知工程は、前記衝撃吸収層によって減衰された衝撃力である第1衝撃力(F)を前記第1感圧層が検知する工程(ST13)を有する。
前記衝撃力検知工程は、
前記衝撃吸収層によって減衰される前の衝撃力である第2衝撃力(F)を検知する工程(ST23)と、
前記第2衝撃力が作用した領域である第2衝撃力作用領域(C1)を特定する工程(ST210)と、
前記第2感圧層の前記第2衝撃力作用領域を前記衝撃検知積層体から剥離して第1剥離領域(E1)を形成する工程(ST211)と、
前記第1剥離領域の中から、前記第1衝撃力が作用した領域である第1衝撃力作用領域(C2)を特定する工程(ST213)と
を更に有していてもよい。
前記衝撃検知方法は、前記第1剥離領域(E1)および前記第2剥離領域(E3)が形成された前記衝撃検知積層体を、前記衝撃検知積層体に作用する衝撃力を検出するために再利用する工程(ST218)を更に有していてもよい。
衝撃吸収層(21)と第1感圧層(22)とを含む衝撃検知積層体(2)を準備する工程と、
前記衝撃検知積層体を保護対象物(OBJ)に配置する工程と、
前記衝撃検知積層体に作用する衝撃力を検知する衝撃力検知工程と
を有する。
前記衝撃力検知工程は、
前記衝撃吸収層によって減衰された衝撃力である第1衝撃力(F1)を前記第1感圧層が検知する工程(ST13)と、
単位面積当たりの前記第1衝撃力の大きさが第1閾値を超えた第1衝撃力作用領域を特定する工程(ST17)と、
前記第1衝撃力作用領域に対応する前記保護対象物の領域を検査する工程(ST19)と
を有する。
図1Aは、航空機1の模式図である。図1Aの例では、航空機1は、主翼(右主翼および左主翼)10と、胴体11と、2基のエンジン12とを備える。図1Bは、図1Aに示す主翼10の一部100(破線で囲まれた領域)を模式的に示す一部切りかき図である。図1Bの例では、主翼10は、パネル101と、スパー102とを備える。パネル101は、主翼10の外側の面である第1面103と、主翼10の内側の面である第2面104とを備える。パネル101の素材は、例えば、複合材(繊維強化プラスチック)である。
2.1.構成の概要
図2は、衝撃検知積層体2の構成の一例を示す模式図である。図2の例では、衝撃検知積層体2は、衝撃吸収層21と、第1感圧層22とを備える。更に、衝撃検知積層体2は、外力F(衝撃力)が加わる第1面211と、保護対象物OBJに接触する第2面222とを備える。図2の例では、第1面211は、衝撃吸収層21の面である。第2面222は、第1感圧層22の面である。第1面211から第2面222に向かう方向を第1方向と定義するとき、第1感圧層22は、衝撃吸収層21よりも第1方向の側にある。第1感圧層22は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(第1衝撃力)を検知する層である。第1感圧層22により、保護対象物OBJに衝撃力が加わったことを知ることができる。
図3を参照しながら、衝撃検知方法の概要を述べる。先ず、作業者は、衝撃検知積層体2を準備する。次に、作業者は、衝撃検知積層体2を保護対象物OBJに配置する。その後、外力Fが衝撃検知積層体2の第1面211に加わった場合を考える。このとき、第1感圧層22は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力F1を検知する。よって、作業者は、保護対象物OBJに衝撃力が加わったことを知ることができる。
上述の衝撃検知方法を保護対象物の検査に適用することができる。上述の衝撃検知方法で述べたように、作業者は、衝撃検知積層体2を準備し、衝撃検知積層体2を保護対象物OBJに配置する。その後、外力Fが衝撃検知積層体2に加わった場合を考える。上述のように、第1感圧層22は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力F1を検知する。
第1に、保護対象物に衝撃力が加わったかどうかを容易に知ることができる。取り分け、複合材が適用された主翼の場合、保護対象物に衝撃力が加わったかどうかを判断するためには、作業者に高いスキルが必要であった。第2に、保護対象物に衝撃力が加わったことに加え、衝撃力が保護対象物に作用した領域を特定することができる。したがって、作業者は、保護対象物OBJの全てを検査するのではなく、衝撃力が作用した保護対象物の領域を重点的に検査すればよい。言い換えれば、衝撃力が作用していない保護対象物の領域を再度検査する手間が省ける。このことは、検査の精度を維持しつつ、検査の効率を上げることにつながる。
図4は、衝撃検知積層体2の構成の一例を示す分解斜視図である。図4の例では、衝撃検知積層体2は、衝撃吸収層21と、第1感圧層22と、衝撃力(外力)が加わる面と、保護対象物OBJに接触する面とを備える。付加的に、衝撃検知積層体2は、粘着層23と、粘着層24とを備える。外力が加わる面は、衝撃吸収層21の第1面211である。保護対象物OBJに接触する面は、粘着層24の第2面242である。なお、本願明細書で言う衝撃力は、例えば、工具が衝撃検知積層体2にぶつかった場合のように、瞬間的に発生する力を含む。
衝撃吸収層21は、保護対象物OBJを保護する役割を持つ。衝撃吸収層21は、自身に加えられた衝撃力を減衰させる層である。具体的には、衝撃吸収層21は、粘着層23を介して第1感圧層22の上に配置されている。衝撃吸収層21は、第1面211に加え、第1面211と反対側の第2面212とを備える。衝撃吸収層21は、例えば、樹脂の層である。例えば、衝撃吸収層21は、ポリウレタンフィルムでもよいし、ポリエチレンテレフタレート(PET:Polyethyleneterephthalate)フィルムでもよい。衝撃吸収層21は、同じ素材の層(例:ポリウレタン)が複数積層された層でもよいし、異なる素材の層が複数積層された層(例:樹脂およびPETの組合せ)でもよい。衝撃吸収層21に加わった衝撃力が減衰するならば、衝撃吸収層21の構成は任意である。衝撃吸収層21が衝撃力を減衰させる度合は、大きいほどよい。衝撃吸収層21に重なる第1感圧層22を目視で見ることができるように、衝撃吸収層21は、透明の層であってもよい。衝撃吸収層21は、第1感圧層22から剥離可能な層である。例えば、衝撃吸収層21は、工具を用いることなく、人の手のみによって、第1感圧層22から剥離可能な層であってもよい。
第1感圧層22は、粘着層24を介して、保護対象物OBJの上に配置されている。具体的には、第1感圧層22は、第2面222に加え、第2面222と反対側の第1面221を備える。第1感圧層22は、保護対象物OBJから剥離可能な層である。第1感圧層22は、工具を用いることなく、人の手のみによって、保護対象物OBJから剥離可能な層であってもよい。第1感圧層22は、次の役割を持つ。1つ目は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力を検知することである。2つ目は、第1感圧層22において当該衝撃力が作用した領域を検知することである。これら2つの点については、上述した通りである。ただし、第1感圧層22は、あらゆる大きさの衝撃力を検知するのではなく、ある特定の大きさを超える衝撃力を検知する層である。具体的には、第1感圧層22は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図3に示す衝撃力F1)の大きさが第1閾値を超えるかを検知する層である。ただし、減衰された衝撃力の大きさは、単位面積あたりの大きさである。また、第1感圧層22は、当該衝撃力の大きさが第1閾値を超えた第1感圧層22の領域(図3に示す衝撃力作用領域C1)を検知する。第1閾値が設けられる理由の一つは、上述のように、納品前検査では、ある特定の大きさの衝撃力に起因する損傷が重点的に検査されるためである。
第1感圧層22の第1閾値は、例えば、次のように設定すればよい。第1閾値は、単位面積あたりの衝撃力の大きさで表される。航空機の分野では、航空機の機種や航空機の箇所(例:主翼、胴体)ごとに、衝撃力の許容される大きさが決められている。図1Aに示す主翼10の場合、衝撃力の許容される大きさは、例えば、単位面積(2.54cm×2.54cm≒1インチ×1インチ)あたり163kg(≒360ポンド)である。この例では、単位面積あたり163kgを超える衝撃力に起因する損傷は、修復の対象となる。よって、第1閾値を単位面積あたり163kgに設定すればよい。あるいは、安全性を考慮して、例えば、第1閾値を163kgよりも小さい値に設定してもよい(例:単位面積あたり140kg)。第1閾値を持つ第1感圧層22は、各マイクロカプセル223の強度または各マイクロカプセル223の大きさを調整することによって得られる。あるいは、第1感圧層22の厚みまたは第1感圧層22の材質(例:感圧フィルムの種類)を変えてもよい。第1閾値を微調整するため、第1感圧層22の第1面221がコーティングされていてもよい。コーティングにより、第1感圧層22の誤検知を最小限に留めることができる。
粘着層23は、衝撃吸収層21を第1感圧層22に固定する役割を持つ。粘着層23は、衝撃吸収層21の第2面212に塗布された粘着剤の層であってもよいし、第1感圧層22の第1面221に塗布された粘着剤の層であってもよい。衝撃吸収層21と第1感圧層22との間に薄い空気の層が局所的にあってもよい。つまり、衝撃吸収層21の第2面212の全面、または、第1感圧層22の第1面221の全面に粘着剤が塗布されていなくてもよい。代替的に、粘着層23は、両面テープであってもよい。ただし、粘着層23は、衝撃吸収層21を第1感圧層22から剥離することができる強さの粘着力を持つ。衝撃吸収層21を第1感圧層22に固定することができれば、粘着層23の構成は任意である。
図4に示すように、衝撃吸収層21および第1感圧層22の各々は、複数の切れ目線311、312、321、322を有していてもよい。衝撃吸収層21および第1感圧層22の各々に複数の切れ目線が設けられていることにより、衝撃検知積層体2の一部を簡単に剥離することができる。
保護対象物OBJは、主翼10のパネル101でもよいし、スパー102でもよい(図1Bを参照)。保護対象物OBJにパネル101が適用される場合、保護対象物OBJは、パネル101の第1面103でもよいし、パネル101の第2面104でもよい。例えば、保護対象物OBJがパネル101の第1面103である場合、第1面103の全面に衝撃検知積層体2が配置される。図4の例では、保護対象物OBJの表面(衝撃検知積層体が配置される面)は平面であるが、保護対象物OBJの表面は曲面であってもよい。
上述のように、衝撃検知積層体2に複数の切れ目線が設けられている。そのため、衝撃検知積層体2の一部を簡単に剥離することができる。以下に、衝撃検知積層体2の一部を剥離する方法について述べる。図5は、衝撃検知積層体2の剥離領域を説明するための分解斜視図である。ただし、図5では、粘着層23、24およびマイクロカプセル223の図示が省略されている。
図4の例では、衝撃検知積層体2の形状は、矩形であるが、矩形に限定されない。例えば、図1Bに示すスパー102に衝撃検知積層体2を配置する場合、衝撃検知積層体2の形状をスパー102の形状に合せて作業者が加工すればよい。衝撃検知積層体2の大きさ(面積)も任意である。衝撃検知積層体2の大きさ(面積)が小さい場合、切れ目線および弱化線は、省略されてもよい。
図7Aは、衝撃検知方法の一例および保護対象物の検査方法の一例を示すフローチャートである。図7Bは、図7Aの続きを示すフローチャートである。適宜、図1Aから図6を参照されたい。
先ず、作業者は、複数の衝撃検知積層体2を準備する。複数の衝撃検知積層体2の各々の形状は、例えば、縦100cm×横100cmの矩形である。なお、準備された各衝撃検知積層体2において、衝撃吸収層21が第1感圧層22に固定されているとする。
次に、作業者は、複数の衝撃検知積層体2を保護対象物OBJ(パネル101の第1面103)の全面に配置する(図6を参照)。このとき、作業者は、粘着層24を用いて、衝撃検知積層体2を保護対象物OBJに固定する。
ここで、外力が加わった衝撃検知積層体21に着目する(図6を参照)。第1感圧層22は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図5に示す衝撃力F1:第1衝撃力)を検知する。詳細には、第1感圧層22は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力の大きさが第1閾値を超えるかを検知する。
工程ST13において、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図5に示す衝撃力F1)の大きさが第1閾値を超えている場合(YES)、第1感圧層22は、当該衝撃力の大きさが第1閾値を超えた第1感圧層22の領域(図5に示す衝撃力作用領域C1)を検知する。図5の例では、第1感圧層22の領域A25において衝撃力作用領域C1の色が初期の色(例:無色)から特定の色(例:赤色)に変化する。簡単に言えば、第1感圧層22の色が変化する。
一方、工程ST13において、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図5に示す衝撃力F1)の大きさが第1閾値よりも小さい場合(NO)、第1感圧層22に変化が起こらない、つまり、第1感圧層22の色は変化しない。
作業者は、工程ST12において配置された複数の衝撃検知積層体2の中に変化が起こった衝撃検知積層体があるかどうかを確認する。ここで言う、変化が起こった衝撃検知積層体は、衝撃力作用領域C1(図5を参照)の色が変化した衝撃検知積層体を指しており、例えば、図6に示す衝撃検知積層体21である。変化が起こった衝撃検知積層体の確認は、例えば、目視で行われる。上述のように、各衝撃検知積層体2の衝撃吸収層21は、例えば、透明の層である。そのため、複数の衝撃検知積層体2の中から、変化が起こった衝撃検知積層体(衝撃検知積層体21)を容易に見つけることができる。
工程ST16においてYESの場合、変化が起こった衝撃検知積層体(衝撃検知積層体21)に関して、次の作業が実施される。作業者は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図5に示す衝撃力F1)が第1感圧層22に作用した領域(図5に示す衝撃力作用領域C1)を特定する。衝撃力作用領域C1の色が変化しているので、目視により、衝撃力作用領域C1を特定することは容易である。作業者は、衝撃力作用領域C1が第1感圧層22の領域A25にあることを知る。
次に、作業者は、衝撃吸収層21の領域A15を衝撃吸収層21から剥離して剥離領域E1を形成する(図5を参照)。更に作業者は、第1感圧層22の領域A25を第1感圧層22から剥離して剥離領域E2を形成する(図5を参照)。その結果、保護対象物の領域C2が露出する。
次に、作業者は、衝撃力作用領域C1に対応する保護対象物OBJの領域C2を検査する(図5を参照)。検査は、例えば、非破壊検査(例:超音波探傷検査)である。
検査の結果、保護対象物OBJの領域C2に損傷が見つかった場合(ST110:YES)、作業者は、見つかった損傷を修復する(ST111)。なお、修復の作業のしやすさを考慮して、衝撃吸収層21の剥離領域を現在の剥離領域E1よりも広げてよい。第1感圧層22の剥離領域についても、同様である。一方、保護対象物OBJの領域C2に損傷がなかった場合(NO)、工程ST113に進む。
工程ST111で保護対象物OBJの領域C2の損傷が修復されたとき、保護対象物OBJの領域C2の周囲は、露出している。したがって、保護対象物OBJの露出領域(剥離領域E1および剥離領域E2の双方に対応する保護対象物OBJの領域)に再び損傷が発生するかもしれない。そこで、作業者は、保護対象物OBJの露出領域が塞がるように、保護対象物OBJの露出領域にパッチを充てる。つまり、剥離領域が形成された衝撃検知積層体(パッチ以外の部分)が再利用される。パッチの構成は、衝撃検知積層体2の構成と同じである(図5を参照)。パッチの大きさは、剥離領域の大きさ(剥離領域E1および剥離領域E2)と同じである。代替的に、剥離領域が形成された衝撃検知積層体の全部を新たな衝撃検知積層体と入れ替えてもよい。
航空機1が納品される場合(ST113:YES)、作業者は、保護対象物OBJ(パネル101の第1面103)の全面に配置した複数の衝撃検知積層体2を除去する。除去された複数の衝撃検知積層体2は、別の航空機に対する工程ST11で再利用されてもよい。つまり、剥離領域E1、E2が形成された衝撃検知積層体2は、衝撃検知積層体2に作用する次の衝撃力を検出するために再利用される。一方、まだ航空機1が納品されない場合(ST113:NO)、工程ST13に戻る。
第2の実施の形態は、衝撃検知積層体が2つの感圧層を備える点で、第1の実施の形態と異なる。2つの感圧層が設けられていることにより、衝撃力の検知の精度を上げることができる。その上、衝撃力の加わりやすい部分の特定が容易となる。第2の実施の形態の詳細は次の通りである。
図8は、衝撃検知積層体2Aの構成の一例を示す分解斜視図である。図8の例では、衝撃検知積層体2Aは、衝撃吸収層21と、第1感圧層22と、外力(衝撃力)が加わる面と、保護対象物OBJに接触する面とに加え、第2感圧層25を備える。付加的に、衝撃検知積層体2は、粘着層23と、粘着層24とに加え、粘着層26を備える。外力が加わる面は、第2感圧層25の第1面251である。保護対象物OBJに接触する面は、粘着層24の第2面242である。
第2感圧層25は、粘着層26を介して、衝撃吸収層21の上に配置されている。第2感圧層25は、第1面251と、第1面251と反対側の第2面252とを備える。次の点で、第2感圧層25は、第1感圧層22と類似している。
2)第2感圧層25は、衝撃吸収層21から剥離可能な層である。例えば、第2感圧層25は、工具を用いることなく、人の手によって、衝撃吸収層21から剥離可能な層であってもよい。
3)第2感圧層25は、自身に第2閾値を超える大きさの衝撃力が作用したことを第2感圧層25の色を変化させることで報知する層である。第2感圧層25に第2閾値を超える大きさの衝撃力が加わった場合、当該衝撃力が作用した領域における第2感圧層25の色が初期の色(例:無色)から特定の色(例:赤色)に変化する。また、第2感圧層25に作用する衝撃力の大きさに応じて、色の濃度が変化する。
4)第2閾値を持つ第2感圧層25は、例えば、各マイクロカプセル253の強度または各マイクロカプセル253の大きさを調整することによって得られる。
5)第2感圧層25は、9つの領域A31−A39に分けられており、9つの領域A31−A39の各々の周囲を囲む4本の切れ目線331、332を有していてもよい。
衝撃吸収層21は、第1感圧層22と第2感圧層25との間に配置されている。衝撃吸収層21は、第2感圧層25から伝達される衝撃力を2/3以下(例示)に減衰させて、第1感圧層22に伝達する層である。換言すれば、衝撃吸収層21は、許容衝撃力の3/2(=1.5)倍の衝撃力を許容衝撃力以下に減衰させて、第1感圧層22に伝達する層である。ここで、許容衝撃力は、例えば、保護対象物OBJに対して許容される単位面積当たりの衝撃力である。上述の通り、許容衝撃力は、製造する航空機の規格によって決められている。保護対象物OBJが主翼の場合、許容衝撃力の大きさは、例えば、単位面積あたり163kg(≒360ポンド)である。
粘着層26は、第2感圧層25を衝撃吸収層21に固定する役割を持つ。粘着層26の構成は、粘着層23の構成(あるいは、粘着層24の構成)と同様である。粘着層26は、第2感圧層25の第2面252に塗布された粘着剤の層であってもよいし、衝撃吸収層21の第1面211に塗布された粘着剤の層であってもよい。
図9は、衝撃検知積層体2Aの剥離領域を説明するための分解斜視図である。ただし、図9では、粘着層23、24、26およびマイクロカプセル223、253の図示が省略されている。なお、図9の説明は、第2感圧層25の説明が加わった点で、図5の説明と異なる。また、衝撃力作用領域の符号および剥離領域の符号が変更されている。他の点に関しては、図9の説明は、図5の説明と同様である。
図10Aは、衝撃検知方法の一例および保護対象物の検査方法の一例を示すフローチャートである。図10Bは、図10Aの続きを示すフローチャートである。図10Cは、図10Bの続きを示すフローチャートである。適宜、図1B、図6、図8および図9を参照されたい。
1)図10Aから図10Cの例において、衝撃検知方法は、工程ST21から工程ST214を有する。保護対象物の検査方法は、工程ST21から工程ST220を有する。
2)第2の実施の形態では、衝撃検知積層体が2つの感圧層を備える。そのため、第2感圧層25に関する工程(ST23‐ST25、ST210‐ST211)と、第1感圧層22に関する工程(ST26‐ST28、ST213‐ST214)とがある。工程ST212は、新たに加わった工程である。
先ず、作業者は、複数の衝撃検知積層体2Aを準備する(図8を参照)。なお、準備された各衝撃検知積層体2Aにおいて、第2感圧層25が衝撃吸収層21に固定され、更に衝撃吸収層21が第1感圧層22に固定されているとする。
次に、作業者は、複数の衝撃検知積層体2Aを保護対象物OBJ(例:パネル101の第1面103)の全面に配置する。
配置された複数の衝撃検知積層体2Aのうちで外力が加わった衝撃検知積層体2Aに着目する。第2感圧層25は、衝撃吸収層21によって減衰される前の衝撃力(図9に示す衝撃力F:第2衝撃力)を検知する。詳細には、第2感圧層25は、衝撃吸収層21によって減衰される前の衝撃力の大きさが第2閾値を超えるかを検知する。
工程ST23において、当該衝撃力(図9に示す衝撃力F)の大きさが第2閾値を超えている場合(YES)、第2感圧層25は、当該衝撃力の大きさが第2閾値を超えた第2感圧層25の領域(図9に示す衝撃力作用領域C1:第2衝撃力作用領域)を検知する。図9の例では、第2感圧層25の領域A35において衝撃力作用領域C1の色が初期の色(例:無色)から特定の色(例:赤色)に変化する。簡単に言えば、第2感圧層25の色が変化する。
一方、工程ST23において、当該衝撃力(図9に示す衝撃力F)の大きさが第2閾値よりも小さい場合(NO)、第2感圧層25に変化が起きない。つまり、第2感圧層25の色は変化しない。
第1感圧層22は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図9に示す衝撃力F2:第1衝撃力)を検知する。詳細には、第1感圧層22は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力の大きさが第1閾値を超えるかを検知する。
工程ST26において、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図9に示す衝撃力F2)の大きさが第1閾値を超えている場合(YES)、第1感圧層22は、当該衝撃力の大きさが第1閾値を超えた第1感圧層22の領域(図9に示す衝撃力作用領域C2:第1衝撃力作用領域)を検知する。図9の例では、第1感圧層22の領域A25において衝撃力作用領域C2の色が初期の色(例:無色)から特定の色(例:赤色)に変化する。簡単に言えば、第1感圧層22に変化が起こる。
一方、工程ST26において、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図9に示す衝撃力F2)の大きさが第1閾値よりも小さい場合(NO)、第1感圧層22に変化が起きない。つまり、第1感圧層22の色は変化しない。
作業者は、工程ST22において配置された複数の衝撃検知積層体2の中に変化が起こった衝撃検知積層体があるかどうかを確認する。ここで言う、変化が起こった衝撃検知積層体は、第2感圧層25における衝撃力作用領域C1(図9を参照)の色が変化した衝撃検知積層体を指している。確認の結果、複数の衝撃検知積層体2の中に変化が起こった衝撃検知積層体が見つかった場合(YES)、次の工程ST210に進む。一方、複数の衝撃検知積層体2の中に変化が起こった衝撃検知積層体がなかった場合(NO)、工程ST219に進む。
工程ST29においてYESの場合、変化が起こった衝撃検知積層体に関して、次の作業が実施される(図9を参照)。作業者は、第2感圧層25に外力F(衝撃力)が作用した領域(図9に示す衝撃力作用領域C1:第2衝撃力作用領域)を特定する。つまり、衝撃力作用領域C1の色が変化している。このことは、衝撃検知積層体2Aに外力(衝撃力)が加わったことを意味する。衝撃力作用領域C1の色が変化しているので、目視により、衝撃力作用領域C1を特定することは容易である。作業者は、衝撃力作用領域C1が第2感圧層25の領域A35にあることを知る。
次に、作業者は、第2感圧層25の領域A35を第2感圧層25から剥離して剥離領域E1(第1剥離領域)を形成する(図9を参照)。その結果、衝撃吸収層21の領域A15が露出する。
工程ST211によって、衝撃吸収層21の領域A15は露出している。そこで、作業者は、衝撃吸収層21の領域A15の下にある第1感圧層22の領域A25を確認する。なお、現段階では、第1感圧層22の領域A25を見るために、作業者は、衝撃吸収層21の領域A15を衝撃吸収層21から剥離しなくてもよい。ここで、衝撃吸収層21の色は、例えば、無色である。
工程ST212においてYESの場合、作業者は、衝撃吸収層21によって減衰された衝撃力(図9に示す衝撃力F2)が第1感圧層22に作用した領域(図9に示す衝撃力作用領域C2:第1衝撃力作用領域)を特定する。換言すれば、作業者は、工程ST211で形成された剥離領域E1(第1剥離領域)の中から、衝撃力作用領域C2(第1衝撃力作用領域)を特定する。衝撃力作用領域C2の色が変化しているので、保護対象物OBJに衝撃力が作用したことが分かる。また、衝撃力作用領域C2の色の濃度を調べることにより、保護対象物OBJに作用した衝撃力の大きさを推定することができる。そのため、推定された衝撃力の大きさに応じて、後の工程ST215で検査の内容を変えることができる。例えば、推定された衝撃力の大きさが小さい場合、通常の検査(例:超音波探傷検査)を簡便な検査(例:目視検査)へ変更することができる。
次に、作業者は、衝撃吸収層21の領域A15を衝撃吸収層21から剥離して剥離領域E2を形成する(図9を参照)。更に作業者は、第1感圧層22の領域A25を第1感圧層22から剥離して剥離領域E3を形成する(図9を参照)。そのため、保護対象物の領域C3が露出する。
次に、作業者は、衝撃力作用領域C2(第1衝撃力作用領域)に対応する保護対象物OBJの領域C3を検査する(図9を参照)。
検査の結果、保護対象物OBJの領域C3に損傷が見つかった場合(ST216:YES)、作業者は、見つかった損傷を修復する(ST217)。一方、保護対象物OBJの領域C3に損傷がなかった場合(NO)、工程ST219に進む。
工程ST217で保護対象物OBJの領域C3の損傷が修復されたとき、保護対象物OBJの領域C3の周囲は、露出している。作業者は、保護対象物OBJの露出領域(剥離領域E1‐E3の各々に対応する保護対象物OBJの領域)が塞がるように、保護対象物OBJの露出領域にパッチを充てる。パッチの構成は、衝撃検知積層体2Aの構成と同じである(図8を参照)。パッチの大きさは、剥離領域の大きさ(剥離領域E1−E3)と同じである。なお、第1感圧層22の領域A25の中に色の変化した領域がない場合(工程ST212:NO)、剥離領域は、図9に示す剥離領域E1だけである。したがって、剥離領域E1が塞がるように、パッチを充てればよい。以上のように、剥離領域E1‐E3が形成された衝撃検知積層体2Aは、衝撃検知積層体2Aに作用する次の衝撃力を検出するために再利用される。
航空機1が納品される場合(ST219:YES)、作業者は、保護対象物OBJ(パネル101の第1面103)の全面に配置した複数の衝撃検知積層体2Aを除去する。除去された複数の衝撃検知積層体2Aは、別の航空機に対する工程ST21で再利用されてもよい。一方、まだ航空機1が納品されない場合(ST219:NO)、工程ST23に戻る。
第3の実施の形態は、第1感圧層の構成の点で、第1の実施の形態と異なる。第1感圧層は、形状記憶合金の層であってもよい。
第4の実施の形態は、第1感圧層の構成の点で、第1の実施の形態と異なる。第1感圧層は、2次元に配列された複数の圧電素子を含む層であってもよい。
第5の実施の形態では、図8にそれぞれ示す第2感圧層25と衝撃吸収層21とが一体化している。そのため、衝撃吸収層が発色剤を包含している。
Claims (15)
- 衝撃力が加わる第1面と、
保護対象物に接触する第2面と、
衝撃吸収層と、
第1感圧層と
を備え、
前記第1面から前記第2面に向かう方向を第1方向と定義するとき、前記第1感圧層は、前記衝撃吸収層よりも前記第1方向の側にあり、
前記第1感圧層は、前記衝撃吸収層によって減衰された衝撃力である第1衝撃力を検知する層である
衝撃検知積層体。 - 第2感圧層を更に備え、
前記衝撃吸収層は、前記第1感圧層と前記第2感圧層との間に配置されており、
前記第2感圧層は、前記衝撃吸収層によって減衰される前の衝撃力である第2衝撃力を検知する層である
請求項1に記載の衝撃検知積層体。 - 前記第1感圧層は、単位面積あたりの前記第1衝撃力の大きさが第1閾値を超えるかを検知する層であり、
前記第2感圧層は、単位面積あたりの第2衝撃力の大きさが第2閾値を超えるかを検知する層であり、
前記第1閾値は、前記第2閾値と異なる
請求項2に記載の衝撃検知積層体。 - 層の厚さまたは層の材質に関して、前記第1感圧層は、前記第2感圧層と異なる
請求項2または3に記載の衝撃検知積層体。 - 許容された単位面積あたりの衝撃力を許容衝撃力と定義するとき、前記衝撃吸収層は、前記許容衝撃力の1.5倍の衝撃力を前記許容衝撃力以下に減衰させて、前記第1感圧層に伝達する層である
請求項2から4のいずれか一項に記載の衝撃検知積層体。 - 前記第1感圧層は、発色剤を含む層、形状記憶合金を含む層、および2次元に配列された複数の圧電素子を含む層のうちのいずれかである
請求項1から5のいずれか一項に記載の衝撃検知積層体。 - 前記第1感圧層および前記衝撃吸収層のうちの少なくとも一方は、複数の領域に分けられており、前記複数の領域の各々の周囲を囲む切れ目または弱化線を有する
請求項1から5のいずれか一項に記載の衝撃検知積層体。 - 前記衝撃吸収層は、前記第1感圧層から剥離可能な層である
請求項1から7のいずれか一項に記載の衝撃検知積層体。 - 前記第2面は、前記保護対象物に対して着脱自在な粘着層の表面である
請求項1から8のいずれか一項に記載の衝撃検知積層体。 - 前記衝撃吸収層は、前記衝撃吸収層に作用する衝撃力に応じて発色する
請求項1から9のいずれか一項に記載の衝撃検知積層体。 - 衝撃吸収層と第1感圧層とを含む衝撃検知積層体を準備する工程と、
前記衝撃検知積層体を保護対象物に配置する工程と、
前記衝撃検知積層体に作用する衝撃力を検知する衝撃力検知工程と
を有し、
前記衝撃力検知工程は、前記衝撃吸収層によって減衰された衝撃力である第1衝撃力を前記第1感圧層が検知する工程を有する
衝撃検知方法。 - 前記衝撃検知積層体は、第2感圧層を更に備え、
前記衝撃吸収層は、前記第1感圧層と前記第2感圧層との間に配置されており、
前記衝撃力検知工程は、
前記衝撃吸収層によって減衰される前の衝撃力である第2衝撃力を検知する工程と、
前記第2衝撃力が作用した領域である第2衝撃力作用領域を特定する工程と、
前記第2感圧層の前記第2衝撃力作用領域を前記衝撃検知積層体から剥離して第1剥離領域を形成する工程と、
前記第1剥離領域の中から、前記第1衝撃力が作用した領域である第1衝撃力作用領域を特定する工程と
を更に有する
請求項11に記載の衝撃検知方法。 - 前記衝撃力検知工程は、前記第1感圧層の前記第1衝撃力作用領域を前記衝撃検知積層体から剥離して第2剥離領域を形成する工程を更に有し、
前記衝撃検知方法は、前記第1剥離領域および前記第2剥離領域が形成された前記衝撃検知積層体を、前記衝撃検知積層体に作用する衝撃力を検出するために再利用する工程を更に有する
請求項12に記載の衝撃検知方法。 - 衝撃吸収層と第1感圧層とを含む衝撃検知積層体を準備する工程と、
前記衝撃検知積層体を保護対象物に配置する工程と、
前記衝撃検知積層体に作用する衝撃力を検知する衝撃力検知工程と
を有し、
前記衝撃力検知工程は、
前記衝撃吸収層によって減衰された衝撃力である第1衝撃力を前記第1感圧層が検知する工程と、
単位面積当たりの前記第1衝撃力の大きさが第1閾値を超えた第1衝撃力作用領域を特定する工程と、
前記第1衝撃力作用領域に対応する前記保護対象物の領域を検査する工程と
を有する
保護対象物の検査方法。 - 前記保護対象物は、航空機の主翼を含む
請求項14に記載の保護対象物の検査方法。
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