KR20150020051A - 공기역학적 기능성 코팅 표면을 항공 표면화하는 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

항공 표면화 처리장치가 제공된다. 항공 표면화 처리장치는 하우징 조립체와 그 안에 배치된 모터 조립체를 구비한다. 상기 모터 조립체는 모터 유니트와 구동 유니트를 구비한다. 상기 항공 표면화 처리장치는 상기 하우징 조립체에 결합된 결합 힘/경사 제한 부재를 추가로 포함하고, 이 제한 부재는 중앙 구멍과, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅에 항공 표면화될 표면에 접촉하도록 된 바닥 단부를 구비한다. 상기 항공 표면화 처리장치는상기 구동 유니트에 결합되고, 상기 중앙 구멍을 통해 상기 결합 힘/경사 제한 부재와 비접촉으로 연통되게 삽입된 연마 유니트를 추가로 포함한다. 상기 연마 유니트는 상기 표면 위에서 구동 유니트에 의해 랜덤 궤도 이동으로 구동된다. 상기 결합 힘/경사 제한 부재는 상기 표면에 대해 상기 연마 유니트의 결합력과 경사 이동을 기계적으로 제한한다.

Description

공기역학적 기능성 코팅 표면을 항공 표면화하는 장치, 시스템 및 방법 {APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR AERO-CONTOURING A SURFACE OF AN AERODYNAMICALLY FUNCTIONAL COATING}

본 발명은 일반적으로 구조물의 표면을 항공 표면화하고(aero-contouring) 부스러기를 수집하는 장치, 방법 및 시스템에 대한 것으로, 특히 항공기와 같은 비행체 구조물에 적용되는 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화 처리하고 부스러기를 수집하는 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다.

상용 여객기와 화물 운송기와 같은 비행체는 다양한 색상의 장식적인 디자인을 갖고 코팅되거나 페인팅된 외부 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 비행체의 그러한 외부 표면은 비행체의 꼬리, 날개, 동체, 엔진실 또는 다른 외부 표면을 포함할 수 있다. 그러한 다양한 색상과 장식적인 디자인은, 항공사의 브랜드와 차별성을 제공하기 위하여 항공사의 로고, 상호, 또는 다른 정체적인 특징을 드러내는 비행기의 표준 계획인 항공사의 상징 디자인을 포함할 수 있다. 항공사의 상징 디자인 장식적인 기능뿐만 아니라 브랜드와 차별성을 제공하기 때문에, 상징 디자인이 계속적으로 적용되고 양호한 외관, 광택 및 내구성을 가지는 것이 중요한 요소이다.

추가로, 예를 들어 항항공 표면화의 꼬리에 코팅되거나 페인트칠한 항공사의 상징 디자인과 같은 코팅되거나 페인팅된 항공기 표면 위로 바람직한 공기 흐름 특성을 유지하는 것은 쉽지 않은 일이다. 비행하는 동안에 바람직한 경계층 특성에 대한 충격을 피하기 위하여 페인트 모서리와 파형에 대한 허용 기준이 있다. 페인트 모서리와 파형에 대한 것보다 더 엄격한, 부스러기, 먼지 , 건조 코팅 스프레이에 의해 야기된 것들로부터 일어날 수 있는 것들과 같은 3차원 표면 불연속성에 대한 제한이 존재한다.

표면을 매끈하게 하고 광택내기 위하여 코팅되고 페인팅된 표면을 연마하고 샌딩하기 위하여 공지의 장치, 시스템 및 방법이 존재한다. 그러나, 장식적인 상징 디자인과 같은 공기역학적 기능성 코팅의 코팅 모서리 또는 페인트 모서리를 매끄럽게 하고 광택내는 것은 아주 높은 기술 수준으로 실행되는 수작업 공정을 필요로 하고 완성하기까지 수많은 시간이 소요된다. 숙련된 작업자에 의해 수행되는 수작업 공정은 요구되는 시간과 기술 때문에 상업용 비행기의 상징을 위해 필요한 넓은 작업 영역 및 작업 비율을 포괄하지 못한다. 더욱이, 연마나 샌딩을 수행하기 위하여 덜 숙련된 작업자가 사용되면, 표면을 연마하거나 샌딩하는 동안 과도한 압력이 우발적으로 상기 표면에 작용할 수 있고, 또 연마 또는 샌딩 장치가 우발적으로 측면을 찌르게 되면 상기 표면이 깎이는 일이 발생할 수도 있다. 게다가, 공지의 샌딩 장치를 사용하는 샌딩 작업이 장식적인 상징 디자인의 코팅이나 페인트 모서리에서 수행되더라도, 양호한 외관, 광택 및 내구성이 요구되는 외부의 장식적인 상징 디자안 코팅이나 페인트를 위한 성공적인 작업 방법이 아닐 수도 있다.

따라서, 비행체의 구조물과 같은 구조물에 적용된 항공사의 상징 디자인과 같은 장식적인 디자인의 공기역학적 기능성 코팅이나 페인트의 표면을 항공 표면화하기 위한, 공지의 장치, 시스템 및 방법을 능가하는 장점을 제공하는 개선된 장치, 시스템 및 방법에 대한 필요가 있다.

비행체의 구조물과 같은 구조물에 적용되는 항공사의 상징 디자인과 같은 장식적인 디자인의 공기역학적 기능성 코팅이나 페인트의 표면을 공기-표면화하기 위한 장치, 시스템 및 방법을 개선할 필요는 본 발명에 의하여 만족된다. 이하의 발명의 상세한 설명에서 설명될 것이지만, 비행체의 구조물과 같은 구조물에 적용되는 항공사의 상징 디자인과 같은 장식적인 디자인의 공기역학적 기능성 코팅이나 페인트의 표면을 공기-표면화하기 위한 개선된 장치, 시스템 및 방법은 종래의 공지된 방법과 시스템에 비하여 상당한 이점을 제공한다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 항공 표면화 장치가 제공된다. 상기 항공 표면화 장치는 하우징 조립체를 구비한다. 상기 항공 표면화 장치는 추가로 상기 하우징 조립체에 배치된 모터 조립체를 구비한다. 상기 모터 조립체는 모터 유니트와 구동 유니트를 구비한다.

상기 항공 표면화 장치는 상기 하우징 조립체에 결합된 결합 힘/경사 제한부재를 추가로 구비한다. 상기 결합 힘/경사 제한부재는 중앙 개구부를 갖고 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅에 항공 표면화 처리될 표면에 접촉하도록 된 바닥 단부를 구비한다. 상기 항공 표면화 장치는 상기 구동 유니트에 결합되고, 상기 결합 힘/경사 제한부재와 비접촉으로 연통되어 상기 개구부를 통해 삽입된 연마 유니트를 추가로 구비한다. 상기 연마 유니트는 상기 표면에서 임의의 궤도 운동으로 상기 구동 유니트에 의해 구동된다.

상기 하우징 조립체, 상기 모터 조립체, 상기 결합 힘/경사 제한부재, 및 상기 연마 유니트는 함께, 항공 표면화될 표면을 항공 표면화하기 위한 항공 표면화장치를 포함하고, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 결합력과 상기 표면에 대한 상기 연마 유니트의 경사 운동을 기계적으로 제한한다. 선택적으로, 상기 항공 표면화 장치는 부스러기 수집 장치에 부착될 수 있게 된 진공 출구 포트를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 항공 표면화 시스템이 제공된다. 상기 항공 표면화 시스템은 항공 표면화처리될 구조물을 갖는 공기역학적 기능성 코팅으로 코팅된 구조물을 포함한다.

상기 항공 표면화 시스템은 상기 표면을 항공 표면화하기 위한 항공 표면화 장치를 추가로 포함한다. 상기 항공 표면화 장치는 하우징 조립체와 이 하우징 조립체 내에 배치된 모터 조립체를 포함한다. 상기 모터 조립체는 모터 유니트와 구동 유니트를 포함한다.

상기 항공 표면화 시스템은 상기 하우징 조립체에 결합된 결합 힘/경사 제한부재를 추가로 포함한다. 상기 결합 힘/경사 제한부재는 중앙 개구부를 갖고 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅에 항공 표면화 처리될 표면에 접촉하도록 된 바닥 단부를 구비한다. 상기 항공 표면화 시스템은 상기 구동 유니트에 결합되고, 상기 결합 힘/경사 제한부재와 비접촉으로 연통되어 상기 개구부를 통해 삽입된 연마 유니트를 추가로 구비한다. 상기 연마 유니트는 상기 표면에서 임의의 궤도 운동으로 상기 구동 유니트에 의해 구동된다. 상기 결합 힘/경사 제한부재는 결합력과 상기 표면에 대한 상기 연마 유니트의 경사 운동을 기계적으로 제한한다. 선택적으로, 상기 항공 표면화 시스템은 부스러기 수집 장치에 부착될 수 있게 된 진공 출구 포트를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅에 항공 표면화될 표면으로 항공 표면화 장치로 접촉하는 단계를 포함한다.

상기 항공 표면화 장치는 하우징 조립체와 이 하우징 조리체 내에 배치된 모터 조립체를 포함한다. 상기 모터 조립체는 모터 유니트와 구동 유니트를 포함한다. 상기 항공 표면화 장치는 상기 하우징 조립체에 결합된 결합 힘/경사 제한부재를 추가로 포함한다. 상기 결합 힘/경사 제한부재는 중앙 개구부를 갖는다. 상기 항공 표면화 장치는 상기 구동 유니트에 결합되고, 상기 결합 힘/경사 제한부재와 비접촉으로 연통되어 상기 개구부를 통해 삽입된 연마 유니트를 추가로 구비한다. 선택적으로, 상기 항공 표면화 장치는 부스러기 수집 장치에 부착될 수 있게 된 진공 출구 포트를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 표면을 연마하고 매끄럽게 하기 위하여 상기 표면에서 임의의 궤도 운동으로 상기 항공 표면화 장치를 이동시키는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 상기 결합 힘/경사 제한부재로 결합력과 상기 표면에 대한 상기 연마 유니트의 경사운동을 기계적으로 제한하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 표면의 어떠한 이물질을 제거하는 단계, 및 표면을 도려내지 않고 그리고 표면에 과도한 결합력을 초래하지 않고 표면 위의 모서리를 코팅하는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하우징 조립체와, 상기 하우징 조립체 내에 배치되고 모터 유니트와 구동 유니트를 포함하는 모터 조립체, 상기 하우징 조립체에 결합된 결합 힘/경사 제한부재, 및 연마 유니트를 포함하여 이루어지고, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 중앙 개구부를 갖고 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅에 항공 표면화 처리될 표면에 접촉하도록 된 바닥 단부를 구비하고, 상기 연마 유니트는 상기 구동 유니트에 결합되고 상기 결합 힘/경사 제한부재와 비접촉으로 연통되어 상기 개구부를 통해 삽입되며 상기 표면에서 임의의 궤도 운동으로 상기 구동 유니트에 의해 구동되고, 상기 하우징 조립체, 상기 모터 조립체, 상기 결합 힘/경사 제한부재, 및 상기 연마 유니트는 함께, 항공 표면화될 표면을 항공 표면화하기 위한 항공 표면화장치를 포함하고, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 결합력과 상기 표면에 대한 상기 연마 유니트의 경사 운동을 기계적으로 제한하게 되어 있는 항공 표면화 장치가 제공된다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치에 있어서, 상기 하우징 조립체는 수작업 동안에 상기 항공 표면화 장치를 손으로 잡을 수 있도록 된 파지부를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치에 있어서, 상기 하우징 조립체는 부스러기 수집 시스템에 부착될 수 있게 된 진공 출구 포트를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치에 있어서, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 상기 부스러기 수집 시스템에 수집될 연마 부스러기를 휩쓸기 위하여 항공 표면화될 표면에서 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 함께 가속하는 수렴 노즐부와 발산 노즐부를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치에 있어서, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 비사각형 테두리 구조를 가진 외부 림부를 갖는 기계가공된 링 부재를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치에 있어서, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 이 결합 힘/경사 제한부재로부터 표면화 처리될 표면으로 오염물질이나 잔여물질의 전달을 방지하거나 최소화하는 재료로 만들어진다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치에 있어서, 상기 항공 표면화 장치는 상기 표면의 항공 표면화 작업에 수정을 실행할 수 있도록 구성되고, 상기 하우징 조립체는 상기 항공 표면화 장치로 항공 표면화 작업을 수정하는 동안에 작업자가 상기 표면 위의 항공 표면화 위치를 볼 수 있도록 관찰부를 형성하는 하나 이상의 절단부를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치에 있어서, 상기 연마 유니트는 제1 측면과 제2 측면을 갖는 연마 패드와, 상기 구동 유니트에 연결될 수 있게 되어 있고 상기 제1 측면에 부착된 연결 부재, 및 상기 표면을 연마할 수 있게 되어 있고 상기 제2 측면에 부착된 연마 매체를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치에 있어서, 상기 연마 유니트는 약 2.54cm(1 인치)에서 약 7.62cm(3 인치) 이내의 길이를 갖는 외부 직경을 가진다.

본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 항공 표면화될 표면을 구비하는 공기역학적 기능성 코팅으로 코팅된 구조물과, 상기 표면을 항공 표면화하기 위한 항공 표면화 장치를 포함하되, 상기 항공 표면화 장치는 하우징 조립체와 이 하우징 조립체 내에 배치된, 모터 유니트와 구동 유니트를 포함하는 모터 조립체, 상기 하우징 조립체에 결합되어 있으면서 중앙 개구부를 갖고 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅에 항공 표면화 처리될 표면에 접촉하도록 된 바닥 단부를 구비하는 결합 힘/경사 제한부재, 및 상기 구동 유니트에 결합되고, 상기 결합 힘/경사 제한부재와 비접촉으로 연통되어 상기 개구부를 통해 삽입되고 상기 표면에서 임의의 궤도 운동으로 상기 구동 유니트에 의해 구동되는 연마 유니트를 포함하고, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 결합력과 상기 표면에 대한 상기 연마 유니트의 경사 운동을 기계적으로 제한하도록 되어 있는 항공 표면화 시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 항공 표면화 시스템에 있어서, 부스러기 수집 장치에 부착될 수 있게 된 진공 출구 포트를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 항공 표면화 시스템에 있어서, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 상기 부스러기 수집 시스템에 수집될 연마 부스러기를 휩쓸기 위하여 항공 표면화될 표면에서 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 함께 가속하는 수렴 노즐부와 발산 노즐부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 항공 표면화 시스템에 있어서, 상기 구조물은 수직 안정기 꼬리부와 수평 안정기 꼬리부를 구비하는 하나 이상의 비행체 꼬리;와 작은 날개를 구비하는 비행체의 날개; 비행체의 동체; 및 비행체의 엔진실을 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 시스템에 있어서, 상기 항공 표면화 장치는 상기 표면의 항공 표면화 작업에 수정을 실행할 수 있도록 구성되고, 상기 하우징 조립체는 상기 항공 표면화 장치로 항공 표면화 작업을 수정하는 동안에 작업자가 상기 표면 위의 항공 표면화 위치를 볼 수 있도록 시각 특성을 형성하는 하나 이상의 절단부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화하는 방법으로서, 상기 방법은 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅에 항공 표면화될 표면으로 항공 표면화 장치로 접촉하는 단계를 포함하고, 상기 항공 표면화 장치는 하우징 조립체와, 상기 하우징 조립체 내에 배치되고 모터 유니트와 구동 유니트를 포함하는 모터 조립체, 상기 하우징 조립체에 결합된 결합 힘/경사 제한부재, 및 연마 유니트를 포함하여 이루어지고, 상기 결합 힘/경사 제한부재는 중앙 개구부를 갖고, 상기 연마 유니트는 상기 구동 유니트에 결합되고 상기 결합 힘/경사 제한부재와 비접촉으로 연통되어 상기 개구부를 통해 삽입되며, 상기 방법은 상기 결합 힘/경사 제한부재가 결합력과 상기 표면에 대한 상기 연마 유니트의 경사 운동을 기계적으로 제한하면서, 상기 표면을 연마하고 매끄럽게 하기 위하여 상기 표면에서 임의의 궤도 운동으로 상기 항공 표면화 장치를 이동시키는 단계, 및 상기 표면을 도려내지 않고 그리고 표면에 과도한 결합력을 초래하지 않고 표면의 어떠한 이물질을 제거하고 표면 위의 모서리를 코팅하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 방법에 있어서, 상기 부스러기 수집 시스템에 수집될 연마 부스러기를 휩쓸어 항공 표면화될 표면에서 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한부재를 사용하는 단계를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 방법에 있어서, 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한부재를 사용하는 단계는 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한부재에 형성된 수렴 노즐부와 발산 노즐부를 사용하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 벙법에 있어서, 상기 표면 위의 항공 표면화 위치를 볼 수 있도록 시각 특성을 형성하는 하나 이상의 절단부를 제거해냄으로써 상기 표면의 항공 표면화 작업에 수정을 실행할 수 있도록 하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 방법에 있어서, 상기 표면을 접촉하는 단계는 약 1 인치 내지 3인치 이내의 길이를 갖는 외부 직경을 가지는 연마 유니트로 상기 표면에 접촉하는 단계를 포함한다.

본 발명의 특징, 기능 및 장점은 본 발명의 다양한 실시예에서 독립적으로 달성될 수 있고, 첨부된 도면과 발명의 상세한 설명을 참조로 더욱 자세히 알 수 있듯이 다른 실시예에 결합될 수도 있다.

본 발명에 따라, 비행체의 구조물과 같은 구조물에 적용된 항공사의 상징 디자인과 같은 장식적인 디자인의 공기역학적 기능성 코팅이나 페인트의 표면을 항공 표면화하기 위한, 공지의 장치, 시스템 및 방법을 능가하는 장점을 제공하는 개선된 장치, 시스템 및 방법이 제공된다.

바람직한 실시예, 예시적인 실시예는 첨부된 도면(실측으로 도시된 것은 아님)을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1a는 표면을 항공 표면화하기 위한 본 발명의 항공 표면화 장치의 실시예의 측면 사시도를 나타낸다.
도 1b는 도 1a의 항공 표면화 장치의 실시예의 상부 사시도를 나타낸다.
도 1c는 다양한 내부 구성요소를 점선으로 표시하면서, 도 1a의 항공 표면화 장치의 실시예의 측면도를 나타낸다.
도 2a는 표면을 항공 표면화하기 위한 본 발명의 항공 표면화 장치의 다른 실시예의 저면 사시도를 나타낸다.
도 2b는 도 2a의 항공 표면화 장치의 분해도를 나타낸다.
도 2c는 표면을 항공 표면화하기 위한 본 발명의 항공 표면화 장치의 다른 실시예의 측면 사시도를 나타낸다.
도 3a는 비사각형 테두리 구조의 하나의 실시예를 나타내는 본 발명의 항공 표면화 장치의 결합 힘/경사 제한부재의 단면도를 나타낸다.
도 3b는 비사각형 테두리 구조의 다른 실시예를 나타내는 본 발명의 항공 표면화 장치의 결합 힘/경사 제한부재의 단면도를 나타낸다.
도 4a는 표면을 항공 표면화하기 위한 본 발명의 항공 표면화 장치의 다른 실시예의 정면 사시도를 나타낸다.
도 4b는 도 4a의 항공 표면화 장치의 실시예의 측면도를 나타낸다.
도 4c는 도 4a의 항공 표면화 장치의 실시예의 정면도를 나타낸다.
도 4d는 도 4a의 항공 표면화 장치의 실시예의 평면도를 나타낸다.
도 4e는 도 4a의 항공 표면화 장치의 실시예의 저면도를 나타낸다.
도 5a는 표면을 항공 표면화하기 위한 본 발명의 항공 표면화 장치의 다른 실시예의 후면 사시도를 나타낸다.
도 5b는 도 5a의 항공 표면화 장치의 정면 사시도를 나타낸다.
도 5c는, 로봇 적용을 위한 순응하는 엔드 이펙터 커플링(end effector coupling)을 가지는, 도 5a의 항공 표면화 장치의 정면 사시도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 항공 표면화 시스템의 하나의 실시예의 블록 다이아그램을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 항공 표면화 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 항공 표면화 장치와 항공 표면화 시스템 중의 하나 이상을 사용하여 항공 표면화되는 하나 이상의 표면을 결합하는 비행체의 사시도를 나타낸다.
도 9는 항공기의 생산과 서비스 방법론의 흐름도를 나타낸다.
도 10은 항공기의 블록 다이아그램을 나타낸다.

이하에서는, 본 발명의 모든 실시예가 아닌 일부 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다. 사실, 몇 가지 다른 실시예가 제공될 수 있는데, 여기에 설명된 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 오히려, 이러한 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분하고 본 발명의 범위를 충분히 전달할 수 있도록 제공되는 것이다.

이제 도면을 참조하면, 도 1a 내지 도 2c 및 도 4a 내지 도 5c는, 구조물(52, 도 1a, 도 4a, 도 8)에 적용될 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 8)에 항공 표면화될 표면(50, 도 1c 및 도 4a)을 항공 표면화하기 위한 본 발명의 항공 표면화 장치(10)의 다양한 실시예를 보여준다. 도 6은 본 발명의 항공 표면화 장치(10)를 통합하는 항공 표면화 시스템(130)의 실시예의 블록 다이아그램을 나타낸다. 여기서 사용되고 있는 "항공 표면화"는, 코팅이나 페인트 모서리(대략 90도 단차)를 없애거나 최소화하기 위하여 그리고 표면에서 이물질이나 다른 입자 또는 결함을 제거하기 위하여, 구조물의 코팅 또는 페인팅 된 표면, 특히 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅이나 페인트를 갖는 표면을 정밀 연마, 광택처리하는 것을 포함하는 연마를 의미한다.

상기 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 8)은 바람직하게는 페인트나 다른 적절한 코팅의 형태로 되어 있다. 선택적으로, 상기 항공 표면화 장치(10)는, 예를 들어, 상기 구조물(52, 도 1c, 도 4a, 도 8)에 적용된 아플리케(applique)와 같은 공기역학적 기능성 필름 부재(220, 도 6)를 포함하는 공기역학적 기능성 코팅의 표면(50, 도 1c 및 도 4a)을 항공 표면화하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 공기역학적 기능성 필름 부재(220, 도 6)는 구조물(52, 도 1c, 도 4a, 도 8)에 공기역학적 기능성 페인트 대신에 적용될 수도 있다.

상기 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 8)과 상기 공기역학적 기능성 필름 부재(220, 도 6)는 장식적 코팅(216, 도 6) 또는 비장식적 코팅(218, 도 6)을 포함할 수 있다. 바람직하기로는, 상기 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 8)과 상기 공기역학적 기능성 필름 부재(220, 도 6)는 항공사 상징 디자인과 같은 장식적 코팅(216, 도 6)을 포함한다.

항공 표면화될 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a, 도 8)은 상기 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 8) 및/또는 상기 공기역학적 기능성 필름 부재(220, 도 6)로 코팅되거나 페인팅된 코팅되거나 페인팅된 표면(50a)의 형태로 되는 것이 바람직하다. 상기 코팅되거나 페인팅된 표면(50a)는 항공기(200a, 도 8)과 같은 비행체(200, 도 8)의 구조물(52, 도 8)의 외부 공기역학적 표면(53, 도 8)을 포함하는 것이 바람직하다. 외부 공기역학적 표면(53, 도 8)을 가진 구조물(52, 도 8)은, 수직 안정기 꼬리부분(210, 도 8)과 수평 안정기 꼬리부분(212, 도 8)을 포함하는 꼬리날개(206, 도 8), 비행체(200, 도 8)의 동체(202, 도 8), 비행체(200, 도 8)의 엔진실(213, 도 8), 또는 외부 공기역학적 표면을 갖는 적절한 다른 구조물을 포함한다.

바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 6)는, 항공 표면화될 표면(50, 도 1c) 상에서 랜덤 궤도 운동(132, 도 6)을 하도록 된 연마장치(11, 도6), 예컨대 랜덤 궤도 샌더(random orbit sander)를 구비한다. 여기서 사용되는 용어 "랜덤 궤도 운동"은 랜덤 궤도 패턴을 생성하기 위하여 동시에 회전하면서 타원형 운동을 하는 것과 같이 반복적인 원형 스트로크로 운동하거나 이동하는 것을 의미한다. 상기 항공 표면화 장치(10, 도 6)는 바람직하게는 랜덤 궤도 운동(132)을 하도록 되어 있기 때문에, 작동 중에 어떠한 연마 부스러기(138, 도6)나 입자가 동일한 경로를 두 번 이동하지 않게 된다. 이것은 바람직하게도 항공 표면화 후에 상기 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 8)의 표면(50, 도 1c, 도 4a, 도 8)에 회오리 마크가 없거나 줄여주게 된다. 추가로, 랜덤 궤도 운동(132)을 하도록 된 상기 항공 표면화 장치(10, 도 6)는 비랜덤 궤도 운동 장치에 비교하여 더 빠르게 넓은 표면 면적을 항공 표면화하는 데 사용될 수 있다.

바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c)는, 아래에서 자세히 설명할 것이지만, 연마 필름과 루프 부재(64a, 도 2b)와 같은 연마 매개체(64, 도 2b)를 갖는 연마 유니트(60, 도 1a, 도 2a, 도 2b, 도 4a)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 연마 매개체(64, 도 2b)를 갖는 연마 유니트(60, 도 1a)는 둘다 약 2.54cm(1 인치)에서 약 7.62cm(3 인치) 이하 범위 길이의 외부 직경을 갖고, 더 바람직하게는, 약 2.54cm(1 인치)에서 약 3.2cm(1.25 인치) 이하 범위의 길이의 외부 직경을 갖는다.

도 1a 내지 도 1c는 상기 구조물(52, 도 1c)에 적용된 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 8)에 항공 표면화처리된 표면(50, 도 1c)을 항공 표면화하기 위한 항공 표면화 장치(10a)의 형태와 같은 항공 표면화 장치(10)의 실시예의 하나를 보여준다. 도 1a는 상기 표면(50, 도 1c)을 항공 표면화하기 위한 본 발명의, 항공 표면화 장치(10a)의 형태와 같은 항공 표면화 장치(10)의 측면 사시도를 보여준다. 도 1b는 도 1a의 항공 표면화 장치(10a)의 형태와 같은 항공 표면화 장치(10)의 상부 사시도를 보여준다. 도 1c는, 내부의 다양한 구성요소를 점선으로 보여주면서, 도 1a의 항공 표면화 장치(10a)의 형태와 같은 항공 표면화 장치(10)의 측면도를 보여준다.

도 1a 내지 도 1c에서 보여준 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 하우징 조립체(12)를 포함한다. 상기 하우징 조립체(12)는 폐쇄형 하우징 조립체(12a, 도 1a, 도 2a, 도 2c, 도 5a)의 형태로 되어 있을 수 있고, 상기 하우징 조립체(12)는 개방형 하우징 조립체(12b, 도 4a)의 형태로 되어 있을 수 있다. 도 1a 내지 도 1c에서 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 상부단(14a), 하부단(14b), 및 그 사이의 본체부(16)를 포함한다. 또 도 1a 내지 도 1c에서 보인 바와 같이, 상기 본체부(16)는, 상기 항공 표면화 장치(10)로 상기 표면(50)을 항공 표면화 처리하는 도중 연마 부스러기(138)를 용이하게 수집하기 위하여 본체부(16)의 하부단(14b)에서 밖으로 퍼진 하부의 스커트부(20)를 구비한다. 상기 하부단(14b, 도 1a 내지 도 1c)에서 상기 스커트부(20, 도 1a 내지 도 1c)에는 립부(18, 도 1a 내지 도 1c)가 형성될 수 있다.

상기 하우징 조립체(12, 도 1a)는 상기 하부단(14b, 도 1a)에 개방된 내부(22, 도 1a)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 개방된 내부(22, 도 1a)는, 바람직하게는, 상기 하우징 조립체(12) 내에 설치하기 위한, 최소한 모터 조립체 (80, 도 1c)와, 결합 힘/경사 제한부재(28, 도 1a 내지 도 1c) 및 연마 유니트(60, 도 1a, 도 1c)를 수용하기에 충분한 크기와 구조를 갖는다.

도 1a 내지 도 1c에서 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 수작업 도중에 상기 항공 표면화 장치(10)를 손으로 잡을 수 있도록 된 그립부(24)를 추가로 포함한다. 상기 그립부(24, 도 1a 내지 도 1c)는 측면 연장 그립부(24a, 도 1a 내지 도 1c, 도 2c)나, 상부 그립부(24b, 도 2a, 도 2b), 트리거 핸들 그립부(24c, 도 4a 내지 도 5b)나 다른 적절한 그립부(24)의 형태로 될 수 있다. 도 1a 내지 도 1c, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b에 보인 바와 같이, 상기 그립부(24)는 제1 단부(26a)와 제2 단부(26b)를 갖는다. 상기 제2 단부(26a, 도 1a 내지 도 1c, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b)는 바람직하게는 상기 본체부(16, 도 1a 내지 도 1c)에 일체로 되어 있거나, 상기 본체부(16, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b)에 결합되어 있다. 상기 하우징 조립체(12, 도 1a)의 상기 그립부(24, 도 1a)와 상기 본체부(16, 도 1a)는 바람직하게는, 튼튼하면서 유연한 플라스틱, 나일론, 비닐 또는 다른 적절한 튼튼하면서 유연한 재료로 만들어진다.

도 1a 내지 도 5b에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 상기 하우징 조립체에 결합된 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 1a, 도 2b)를 추가로 포함한다. 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 1a, 도 2b)는 바람직하게는, 기계가공된 링 부재(28a, 도 1a, 도 2a)의 형태로 되어 있다.

도 3a는 구조물(52)의 표면(50)을 항공 표면화하기 위한 본 발명의 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a, 도 2a)의 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 단면도를 나타낸다. 도 2b는 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 측면 사시도를 나타낸다. 도 2b와 도 3a에서 보인 바와 같이, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 제1 단부(32a)와, 제2 단부(32b), 그 사이의 본체부(36), 및 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)에 형성된 중앙 관통 구멍(44, 도 1a, 도 3a)를 구비한다. 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 3a)의 바닥 단부인 상기 제2 단부(32b, 도 3a)는 상기 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 6)에 항공 표면화처리될 표면(50, 도 3a)에 접촉하도록 되어 있다.

도 2b와 도 3a에 보인 바와 같이, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 본체부(36)는 결합부(34)를 포함하고 이 결합부(34)에는 다수의 결합 부재(34a)가 형성되어 있다. 상기 결합 부재(34a)는 톱니형 스냅식 고정 결합부재나 다른 적절한 결합부재와 같은 스냅식 고정 결합부재 형태로 될 수 있다. 상기 결합 부재(34a, 도 2b)는 바람직하게는 스냅식 고정으로, 상기 하우징 조립체(12, 도 2b)의 본체부(16)의 내벽(78, 도 2b)에 형성된 다수의 결합부재 결합부(82, 도 2b)와 결합하도록 되어 있다. 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는, 바람직하게는 상기 하우징 조립체(12, 도 2b)의 본체부(16)의 내벽(78, 도 2b)으로 스냅식으로 고정되되, 필요한 경우 제거될 수도 있다.

도 2b와 도 3a에서 보인 바와 같이, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 본체부(36)는 비사각형 모서리 구조(30)를 갖는 외부 림부(29, 도 3a)를 갖는 베이스부(38)를 포함한다. 도 2b와 도 3a에 보인 바와 같이, 상기 외부 림부(29, 도 3a)의 상기 비사각형 모서리 구조(30)는 모따기 구조(30a)를 포함할 수 있다.

도 3b는, 비사각형 모서리 구조(30)의 다른 실시예를 보여주는 본 발명의 항공 표면화 장치(도 1a, 도 2a)의, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 단면도를 나타낸다. 도 3b에 보인 바와 같이, 상기 외부 림부(29)의 상기 비사각형 모서리 구조(30)는 연속적인 커브 구조(30c)를 포함할 수 있다.

선택적으로, 도 4a에 보인 바와 같이, 상기 외부 림부(29)의 상기 비사각형 모서리 구조(30)는 라운드된 구조(30b)를 구비할 수 있다. 상기 외부 림부(29)는 또한 다른 적절한 비사각형 모서리 구조를 가질 수 있다.

도 3a에 보인 바와 같이, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 상기 중앙 관통 구멍(44)의 직경과 같은 내부 직경(46a)을 갖고, 상기 외부 림부(29)의 최외부 직경과 같은 외부 직경(46b)을 가진다. 도 3a는 상기 중앙 관통 구멍(44)의 중심을 통과하는 중앙선(54)를 추가로 보여준다.

도 2a에 보인 하나의 실시예에서, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 바닥 단부인 제2 단부(32b)는 평평하거나 실질적으로 평평하고, 유일한 구멍은 상기 중앙 관통 구멍(44)이다. 도 2c와 도 4c에 보인 다른 실시예에서, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 바닥 단부인 제2 단부(32b)는 다수의 원뿔형 구멍(48)을 가진다. 도 2c와 도 4e에 보인 바와 같이, 상기 원뿔형 구멍(48)은 서로 동일한 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 도 4e에 보인 바와 같이 각각의 원뿔형 구멍(48)은 원뿔형 부재(108)을 수용할 수 있도록 형성된다.

도 1a, 도 3a, 도 3b에서 보인 바와 같이, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 수렴 노즐부(40)와 확산 노즐부(42)를 포함한다. 도 3a와 도 3b에 보인 바와 같이, 상기 수렴 노즐부(40)는 상기 외부 림부(29)의 최외부로부터 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 바닥 단부인 제2 단부(32b)로 안쪽으로 그리고 아래로 테이퍼진 제1 테이퍼부(41)를 구비한다. 도 3a와 도 3b에 보인 바와 같이, 상기 확산 노즐부(42)는 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 바닥 단부인 제2 단부(32b)로부터 상기 중앙 관통 구멍(44)을 향해 바깥쪽으로 그리고 위로 테이퍼진 제2 테이퍼부(43)를 구비한다. 상기 수렴 노즐부(40)와 확산 노즐부(42)의 구조는 항공 표면화되거나 연마되는 표면(50, 도 3a, 도 3b)에서 수렴하고 확산하는 노즐을 효과적으로 형성한다. 상기 수렴하고 확산하는 노즐은 제1 테이퍼부(41, 도 3a, 도 3b)와 제2 테이퍼부(43, 도 3a, 도 3b)를 포함하고, 항공 표면화되거나 연마되는 표면(50, 도 3a, 도 3b)에서 공급된 흡입구동된 공기 흐름 속도(56a, 도 3a, 도 3b)를 가속시킨다. 이것은, 확산하고 수렴하는 노즐의 개선된 특징에 의해 연마 부스러기(138, 도 6)의 수집을 향상시키게 된다.

상기 항공 표면화 장치(10)는, 외부 진공 시스템(100, 도 2b, 도 5a)과 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b, 도 5a)과 함께 사용하도록 되어 있고, 상기 수렴 노즐부(40, 도 3a, 도 3b)와 확산 노즐부(42, 도 3a, 도 3b)는, 외부 진공 시스템(100, 도 2b, 도 5a)과 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b, 도 5a)과 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b, 도 5a)에 대해 연마 부스러기(138, 도 6)를 휩쓸기 위해 상기 표면(50, 도 3a, 도 3b)의 갭 내에서 흐르는 흡입구동된 공기 흐름 속도(56a, 도 3a)를 함께 가속한다.

도 3a와 도 3b에 보인 바와 같이, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)의 바닥 단부인 제2 단부(32b)와 코팅되거나 페인팅된 표면(50a)과 같은 상기 표면(50) 사이의 갭(58)은 매우 좁다. 상기 수렴 노즐부(40, 도 3a, 도 3b)와 확산 노즐부(42, 도 3a, 도 3b)는 상기 갭(58, 도 3a, 도 3b) 내에서 흡입구동된 공기 흐름 속도(56a, 도 3a, 도 3b)를 가속하고 상기 중앙 관통 구멍(44, 도 3a, 도 3b)을 통해 흡입된 공기 흐름 속도(56a, 도 3a, 도 3b)를 빨아 올린다. 상기 갭(58) 내에서 높은 속도의 공기 흐름은 어떠한 연마 부스러기(138, 도 6)나 샌딩 부스러기를, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 2b, 도 5a)에 연결된 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b, 도 5a)에서 수집하기 위하여 휩쓸고 흡인하고 이동한다. 그리하여, 상기 항공 표면화 장치(10)는, 외부의 진공 시스템(100, 도 2b)와 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b)과 같이 사용하도록 된 어떠한 항공 표면화 장치(10)에 대하여 연마 부스러기(138, 도 6)를 수집하기 위한 제한된 흐름 경로를 제공한다.

기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 3a, 도 3b)로부터 항공 표면화될 상기 표면(50, 도 3a, 도 3b)으로 어떠한 오염물질이나 잔여물질의 이동을 방지하거나 최소화하는 재료로 만드는 것이 바람직하다. 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 3a, 도 3b)로부터 항공 표면화될 코팅되거나 페인팅된 표면(50a, 도 3a, 도 3b)과 같은 상기 표면(50, 도 3a, 도 3b)으로 어떠한 오염물질이나 잔여물질의 이동을 방지하거나 최소화하는, 튼튼하고 딱딱한 아세탈 수지(acetal resin) 재료나, 튼튼하고 딱딱한 나일론 재료 또는 다른 적절한 튼튼하고 딱딱한 플라스틱 재료와 같은 재료로 만드는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 DELRIN 아세탈 수지로 만들어지는 것이 좋다. (DELRIN은 E.I. Du Pont de Nemours and Compacy of Wilmington(Delaware 소재)의 등록 상표이다.)

기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)에 추가하여, 코팅되거나 페인팅된 표면(50a, 도 3a, 도 3b)과 같은 상기 표면(50, 도 3a, 도 3b)에 직접 접촉될 수 있는 상기 항공 표면화 장치(10)의 어떤 다른 부분도 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 3a, 도 3b)로부터 항공 표면화될 상기 표면(50, 도 3a, 도 3b)으로 어떠한 오염물질이나 잔여물질의 이동을 방지하거나 최소화하는 재료로 만드는 것이 바람직하다.

도 1c와 도 2c에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 상기 하우징 조립체(12) 내에 배치된 모터 조립체(80)를 추가로 포함한다. 도 1c와 도 2c에 보인 바와 같이, 상기 모터 조립체(80)는 모터 유니트(90)와 구동 유니트(84)를 포함한다. 상기 모터 유니트(90, 도 1c, 도 2c)는 공기 모터 부재(90a, 도 1c, 도 2c)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 모터 유니트(90)는 전기 모터 부재(90b, 도 6)나 다른 적절한 모터 유니트를 포함할 수 있다.

도 1c와 도 2c에 보인 바와 같이, 상기 구동 유니트(84)는 제1 단부(85a)와 제2 단부(85b)를 구비한다. 상기 제1 단부(85a, 도 1c)에 연마 유니트 결합부(86, 도 1c, 도 2c)가 있다. 상기 제2 단부(85b, 도 1c)에 모터 유니트 결합부(88, 도 1c, 도 2c)가 있다. 상기 구동 유니트(84)는 바람직하게는 회전 구동축 아답터 유니트나 다른 적절한 구동 메카니즘을 구비한다. 상기 구동 유니트(84, 도 1c)는 바람직하게는 샌딩 유니트(60a, 도 1c)의 형태와 같은 연마 유니트(60, 도 1c)를 구동하거나 회전시키도록 되어 있다. 상기 연마 유니트 결합부(86, 도 1c)는 바람직하게는 연마 유니트(60, 도 1c)에 부착되어 있다. 상기 모터 유니트 결합부(88, 도 1c)는 바람직하게는 상기 모터 유니트(90, 도 1c)에 부착되어 있다.

도 1a, 도 2c, 도 4a 내지 도 5c에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는, 상기 구동 유니트(84, 도 1c)에 결합되고 기계가공된 링 부재(28a, 도 2c)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 2c)와 비접촉으로 연통되는 상기 중앙 관통 구멍(44, 도 2c)를 통해 삽입된 연마 유니트(60, 도 1c)를 추가로 포함한다. 상기 연마 유니트(60, 도 2c)는 바람직하게는 상기 표면(50, 도 1c) 위에서 랜덤 궤도 운동(132, 도 6)으로 상기 구동 유니트(84, 도 1c, 도 2c)에 의해 구동되는 상기 연마 유니트 결합부(86, 도 1c, 도 2c)에 부착되어 있다.

상기 랜덤 궤도 운동(132)은, 타원형으로 상기 연마 유니트(60)를 이동시키고 상기 연마 유니트(60)를 동시에 회전시킴으로써 랜덤 궤도 연마 또는 샌딩 패턴을 생성한다. 도 1a에 보인 바와 같이, 샌딩 유니트(60a) 형태와 같은 연마 유니트(60)는, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)에 비교하였을 때 그리고 상기 항공 표면화 장치(10)의 하우징 조립체(12)에 비교하였을 때, 바람직하게는 오프셋 위치(74)에 있다.

도 2b와 도 2c에 보인 바와 같이, 샌딩 유니트(60a, 도 2c)의 형태와 같은 상기 연마 유니트(60)는, 연마 패드(62)와, 이 연마 패드(62)의 한 측면에 부착된 연마 매개체(64) 및 상기 연마 패드(62)의 다른 측면에 부착된 연결 부재(66)를 포함한다. 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 연마 패드(62)는 제1 측면(63a)과 제2 측면(63b)을 구비한다. 상기 연마 패드(62, 도 2b)는 바람직하게는 폼 패드(foam pad)와 후크 부재(62a, 도 2b)의 형태로 된다. 예를 들어, 상기 폼 패드와 후크 부재(62a)는 상기 제1 측면(63a)에 폼 패드층을 포함하고 제2 측면(63b)에 후크층을 포함한다. 상기 후크층은 접착재료로 상기 폼 패드층에 부착될 수 있다.

또 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 연결 부재(66)는 제1 측면(67a)과 제2 측면(67b)을 구비한다. 상기 연결 부재(66, 도 2b)는 바람직하게는 회전식 잠금 부재(68a)의 형태와 같은 잠금 부재(68)를 갖는 회전식 잠금 연결부(66a)의 형태로 되어 있다. 상기 잠금 부재(68)는 바람직하게는 상기 연결 부재(66)의 제1 측면(67a)에 부착되어 있고 상기 구동 유니트(84, 도 1c, 도 2c)에 연결되도록 되어 있다. 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 연마 패드(62)의 제1 측면(63a)는 바람직하게는 상기 연결 부재(66)의 제2 측면(67b)에 접착재료로 부착되어 있다. 또 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 연결 부재(66)의 잠금 부재(68)는 바람직하게는 구멍(70)을 통해 삽입될 수 있게 되어 있고 상기 하우징 조립체(12)에 위치된 연결 부재 수용 부재(72)에 부착될 수 있게 되어 있다.

도 2b에 보인 바와 같이, 상기 연마 매개체(64)는 제1 측면(65a)과 제2 측면(65b)을 구비한다. 상기 연마 매개체(64)의 제1 측면(65a, 도 2b)은 바람직하게는 상기 연마 패드(62, 도 2b)의 제2 측면(63b, 도 2b)에 부착되어 있다. 상기 연마 매개체(64, 도 2b)는 바람직하게는 연마 필름과 루프 부재(64a, 도 2b)의 형태로 되어 있다. 예를 들어, 상기 연마 필름과 루프 부재(64a, 도 2b)는 상기 제1 측면(65a)에 루프층을 포함하고 상기 제2 측면(65b)에 연마 샌딩 필름 또는 샌딩지를 포함한다. 상기 연마 매개체(64, 도 2b)의 연마 샌딩 필름 또는 샌딩지는 바람직하게는 마무리 품질 요건에 충분한 모래 크기를 갖는다. 상기 연마 매개체(64)는 한번 이상의 사용 후에 소비되는 소비 품목으로 설계되고 대체되어 사용될 수 있도록 되어 있다.

도 2a에 보인 바와 같이, 상기 연마 패드(62, 도 2b)와, 상기 연마 매개체(64, 도 2b), 연결 부재(66, 도 2a)를 구비하는 연마 유니트(60)는 바람직하게는 약 약 2.54cm(1 인치)에서 약 7.62cm(3 인치) 이하 범위 길이의 외부 직경(76)을 갖고, 더 바람직하게는, 약 2.54cm(1 인치)에서 약 3.2cm(1.25 인치) 이하 범위의 길이의 외부 직경(76)을 갖는다. 연마 장치(11, 도 6)의 형태와 같은 상기 항공 표면화 장치(10)는 바람직하게는 약 3.2cm(1.25 인치) 직경의 연마 유니트(60)의 형태와 같은 연마 유니트(60, 도 2b)의 랜덤 궤도 이동(132, 도 6)을 허용하는 충분한 간격을 갖는다.

연마 장치(11, 도 6)의 형태와 같은 상기 항공 표면화 장치(10)는 바람직하게는, 항공 표면화 공정을 더욱 제어가능하게 하고 항공 표면화 처리 후에 항공 표면화된 영역과 아닌 영역 사이에 시각적인 차이가 나는 영역을 감소시키면서, 항공 표면화되거나 연마될 영역을 코팅 모서리(222, 도 6) 또는 표면 혼입(224, 도 6)의 흠에 바로 인접한 영역으로 한정하기 위하여 약 3.2cm(1.25 인치) 직경 또는 약간 작은 직경으로 된 연마 필름과 루프 부재(64a, 도 2b)의 형태와 같은 연마 매개체(64, 도 2b)를 사용한다. 상기 항공 표면화 장치(10)는 바람직하게는, 2-3도 이상 더 기울이고 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 6)을 통한 연마나 샌딩으로부터 상기 항공 표면화 장치(10)의 제어를 용이하게 하기 위하여 상기 연마 유니트(60, 도 1a, 도 1c)의 상기 제2 측면(65b, 도 1a)이 코팅되거나 페인팅된 표면(50a, 도 1c)과 같은 표면(50, 도 1c)과 거의 나란하게 유지한다.

도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c에 보인 바와 같이, 하우징 조립체(12), 상기 모터 조립체(80), 결합 힘/경사 제한 부재(28) 및 상기 연마 유니트(60)는 함께, 항공 표면화될 표면(50)을 항공 표면화하기 위하여 항공 표면화 장치(10)를 포함한다. 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 6)는 상기 표면(50, 도 6)에 대하여 결합력(134, 도 6)과 상기 연마 유니트(60, 도 6)의 어떠한 경사 이동(136, 도 6)을 기계적으로 제한한다. 특히, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 6)는 항공 표면화될 표면(50)에 대해 연마 유니트(60, 도 2b) 특히 연마 매개체(64, 도 2b)의 결합력을 기계적으로 제한한다.

추가로, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 6)는, 상기 표면(50)이 파내어지는 것을 초래할 수 있는, 연마 패드(62)나 연마 매개체(64, 도 2b)와 같은 샌딩 유니트(60) 측면에 과도한 연마 압력을 방지하기 위하여, 상기 표면(50)에 대하여 연마 유니트(60), 특히 연마 패드(62, 도 2b)와 연마 매개체(64, 도 2b)의 어떠한 경사를 기계적으로 제한한다. 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 6)를 구비한 상기 항공 표면화 장치(10)는 바람직하게는, 항공 표면화되거나 연마될 평평하거나 만곡된 표면(50)과 평행하거나 접선 접촉되도록 상기 연마 매개체(64, 도 2b)를 유지하도록 한다.

다른 실시예에서, 연마 장치(11, 도 6)의 형태와 같은 상기 항공 표면화 장치(10)는 어떠한 연마 부스러기(138, 도 6)를 제거하기 위하여 외부 진공 시스템(100, 도 2b)과 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b)를 포함한다. 도 2a 내지 도 2c에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는, 외부 진공 시스템(100, 도 2b)와 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b)에 연결된 진공 부착 부재(101, 도 2)에 부착될 수 있게 된 진공 출구 포트(98)을 갖는 항공 표면화 장치(10b)와 같은 형태로 되어 있다.

도 2a는 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a, 도 8)을 항공 표면화하기 위한, 항공 표면화 장치(10b)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)의 실시예의 하부 사시도를 나타낸다. 상기 항공 표면화 장치(10)는 외부 진공 시스템(100, 도 2b)과 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b)과 함께 사용된다. 도 2b는, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)와, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 2b)의 상기 하우징 조립체(12)로부터 분리된 연마 유니트(60)를 보여주는, 항공 표면화 장치(10b)와 같은 형태로 되어 있는 도 2a의 항공 표면화 장치(10)의 분해도를 나타낸다.

도 2a, 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 상단부(14a)와, 하단부(14b) 및 상부 그립부(24b)의 형태와 같은 그립부(24)를 갖는 닫힌 하우징 조립체(12a)의 형태로 되어 있는 하우징 조립체(12)를 포함한다. 도 2a, 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 만곡된 구조(30a)와 같은 것을 포함하는 비사각형 모서리 구조(30)를 갖는 상기 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)와, 상기 중앙 관통 구멍(44, 도 2a)을 통하여 삽입된 연마 유니트(60)를 포함한다.

또 도 2a, 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 공기 모터 부재(90a)와 같은 모터 유니트(90)에 부착된 제한 밸브(92)를 포함한다. 상기 제한 밸브(92)는 바람직하게는 공기 모터 배기 제한기, 예를 들어, 부착된 연마 유니트(60)를 구동하거나 회전시키는 구동 유니트(84)의 분당 회전수(rpm)를 조절하는공기 모터 가변 배기 제한기를 포함한다.

또 도 2a, 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 배기 튜브부(96)와, 부착단부(99)를 갖는 진공 출구 포트(98)를 갖는 배기 조립체를 포함한다. 도 2b에 보인 바와 같이, 상기 진공 출구 포트(98)의 부착단부(99)는 바람직하게는, 상기 외부 진공 시스템(100)과 같은 부스러기 수집 시스템(97)의 진공 부착 부재(101)과 부착될 수 있게 되어 있다.

도 2c는, 다른 형식의 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)와 다른 형식의 하우징 조립체(12)를 포함하는 항공 표면화 장치(10c)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)의 다른 실시예를 나타낸다. 도 2c에 보인 바와 같이, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 다수의 원뿔형 구멍(48)을 구비하고, 상기 하우징 조립체(12)는 바람직하게는 폐쇄형 하우징 조립체(12a)의 형태로 되어 있다. 추가로, 도 2c는, 상기 외부 진공 시스템(100)과 같은 부스러기 수집 시스템(97)의 진공 부착 부재(101)과 부착될 수 있게 되어 있는 진공 출구 포트(98)를 포함하는 상기 항공 표면화 장치(10c)를 나타낸다.

도 4a 내지 도 4e에 보인 하나의 실시예에서, 상기 항공 표면화 장치(10)는 예컨대 작은 표면적을 터치업(touch-up) 항공 표면화를 수행할 수 있도록 구성될 수 있다. 도 4a는 구조물(52)의 상기 표면(50)을 항공 표면화하기 위한 본 발명의, 항공 표면화 장치(10d)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)의 다른 실시예의 정면 사시도를 나타낸다.도 4a 내지 도 4e의 상기 항공 표면화 장치(10d)는 바람직하게는 구조물(52)의 상기 표면(50)의 터치업 적용에 적합하도록 되어 있다. 도 4b는 도 4a의 항공 표면화 장치(10d)의 형태와 같은 항공 표면화 장치(10)의 측면도를 나타낸다.

도 4c는 도 4a의 항공 표면화 장치(10d)의 형태와 같은 항공 표면화 장치(10)의 정면도를 나타낸다. 도 4d는 도 4a의 항공 표면화 장치(10d)의 형태와 같은 항공 표면화 장치(10)의 평면도를 나타낸다. 도 4e는 도 4a의 항공 표면화 장치(10d)의 저면도를 나타낸다.

도 4a에 보인 바와 같이, 이 실시예에서는, 상기 하우징 조립체(12)는, 항공 표면화 장치(10)로 터치업 항공 표면화 작업중에 항공 표면화될 구조물(52)의 상기 표면(50) 위에서 항공 표면화 위치(105)를 작업자가 볼 수 있도록 하는 관찰부(103)를 형성하는 하나 이상의 절단부(102)를 포함한다. 지점 터치업을 위하여, 도 4a 내지 도 4e에 보인 상기 항공 표면화 장치(10)는, 과도한 샌딩이나 절개를 방지하기 위하여 기계적인 제한 수단을 제공하면서, 항공 표면화되거나 연마될 항공 표면화 위치(105)를 쉽게 찾고 볼 수 있는 방법을 제공한다.

도 4a에 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 원뿔형 부재(108, 도 4e)를 수용하기 위한 구멍(106)을 가지는 다리부(104)를 구비하는 개방형 하우징 조립체(12b)의 형태로 되어 있다. 추가로 도 4a에 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 하우징 조립체(12)의 상부단(14a)으로부터 연장하는 트리거 핸들 그립부(24c)와 같은 형태로 되어 있는 그립부(24)를 포함한다. 상기 트리거 핸들 그립부(24c)는 제1 단부(26a), 제2 단부(26b), 및 트리거 핸들부(114, 도 4a)를 포함한다. 상기 트리거 핸들 그립부(24c)는 모터 유니트(90)를 포함하고, 상기 트리거 핸들 그립부(24c)의 제2 단부(26b)는 상기 하우징 조립체(12)에 부착된다. 도 4a에 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 직각 기어박스(110)와 배기 포트(112)를 포함한다.

도 4b에 보인 바와 같이, 항공 표면화 장치(10d)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)는 비사각형 모서리 구조(30)를 갖는 외부 림부(29)를 구비하는 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)를 포함한다. 상기 비사각형 모서리 구조(30)는 만곡된 구조(30b, 도 4b)를 포함할 수 있다. 추가로 도 4b에 보인 바와 같이, 항공 표면화 장치(10d)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)는, 구동 유니트(84)와, 연마 유니트 결합부(86), 및 모터 유니트 결합부(88)를 포함하는 모터 조립체(80)를 포함한다.

도 4e에 보인 바와 같이, 항공 표면화 장치(10d)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)는, 기계가공된 링 부재(28a)와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)를 포함한다. 상기 기계가공된 링 부재(28a)와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 바람직하게는 바닥 단부인 제2 단부(32b)에서, 원뿔형 부재(108)를 갖는 다수의 원뿔형 구멍(48)과, 만곡된 구조(30b)와 같은 비사각형 모서리 구조(30)를 갖는 외부 림부(29)를 포함한다.

도 5a는 항공 표면화 장치(10e)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)의 다른 실시예에 대한 후면 사시도를 나타내는데, 여기서 상기 항공 표면화 장치(10)는 표면을 항공 표면화하기 위하여, 클램프 고정부(120)와 함께 사용될 수 있다. 도 5a에 보인 바와 같이, 상기클램프 고정부(120)를 갖는 상기 항공 표면화 장치(10)는 바람직하게는 상기 외부 진공 시스템(100)과 같은 부스러기 수집 시스템(97)과 함께 사용되고, 상기 외부 진공 시스템(100)과 같은 부스러기 수집 시스템(97)의 진공 부착 부재(101)에 부착될 수 있도록 되어 있다.

도 5b는 도 5a의 항공 표면화 장치(10e)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)의 정면 사시도를 나타낸다. 도 5a와 도 5b에 보인 바와 같이, 클램프 고정부(120)는 부착부(122)를 통해 제2부(120b)에 부착된 제1부(120a)를 포함한다. 상기 클램프 고정부(120)는 상기 하우징 조립체(12)의 상부단(14a)에서 연장된 연장부이다. 도 5a와 도 5b에 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 기계가공된 링 부재(28a)의 형태와 같은 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)에 부착될 수 있도록 부착부재(미 도시)를 수용하기 위한 구멍(118)을 구비한 실질적으로 폐쇄형 하우징 조립체(12)이다. 도 5a와 도 5b에 보인 바와 같이, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 만곡된 구조(30b)와 같은 비사각형 모서리 구조(30)를 갖는 기계가공된 링 부재(28a)를 포함한다.

또 도 5a와 도 5b에 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 제1 단부(26a), 제2 단부(26b), 및 트리거 핸들부(114)를 갖는 트리거 핸들 그립부(24c) 형태와 같은 그립부(24)를 포함한다. 또 도 5a와 도 5b에 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 상기 외부 진공 시스템(100)과 같은 부스러기 수집 시스템(97)의 진공 부착 부재(101)에 부착될 수 있도록 되어 있는 부착단부(99)를 갖는 진공 외부 포트(98)를 포함한다.

상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a, 도 2a, 도 4a, 도 5a)는 수작업 뿐만 아니라 로봇 작업과 같은 자동화 작업에도 적용될 수 있다. 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a, 도 2a, 도 4a, 도 5a)가 로봇 작업과 같은 자동화 작업에 적용되는 경우, 순응하는 엔드 이펙터 커플링(124, end effector coupling)이 상기 하우징 조립체(12)에 부착되거나 상기 하우징 조립체(12)에 일체로 형성될 수 있다.

도 5c는 로봇 작업과 같은 자동화 작업에 적용될 수 있는 도 5b의 항공 표면화 장치(10e)와 같은 형태로 되어 있는 항공 표면화 장치(10)의 정면 사시도를 나타낸다. 상기 순응하는 엔드 이펙터 커플링(124)은 바람직하게는 로봇 장치(126, 도 5c)에 부착될 수 있도록 구성된다. 상기 로봇 장치(126)가 상기 순응하는 엔드 이펙터 커플링(124, 도 5c)를 통해 상기 그립부(24)를 고정하거나 붙잡을 수 있도록 설계되어 있어서, 상기 트리거 핸들부(114, 도 5b)는 항공 표면화 장치(10e, 도 5c)로부터 제거될 수 있고, 상기 순응하는 엔드 이펙터 커플링(124)으로 대체될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 항공 표면화 시스템(130)이 제공되어 있다. 도 6은 본 발명의 항공 표면화 장치(10)의 실시예를 포괄하는 항공 표면화 시스템(130)의 실시예의 블록 다이아그램을 나타낸다. 바람직하게는, 상기 항공 표면화 시스템(130, 도6)은 예컨대, 샌딩과 광택 시스템과 같은 연마 시스템(131, 도 6)을 포함한다.

상기 항공 표면화 시스템(130)은 항공 표면화처리될 표면(50)을 갖는 공기역학적 기능성 코팅(214)으로 코팅된 구조물(52)을 포함한다. 상기 구조물(52)은 수직 안정기 꼬리부(210)과 수평 안정기 꼬리부(212)를 구비하는 비행체(200)의 하나 이상의 꼬리(208);와 작은 날개(206)를 구비하는 비행체(200)의 날개; 비행체(200)의 동체(202); 및 비행체(200)의 엔진실(213);을 포함한다. 상기 구조물(52)은 공기역학적 기능성 필름 부재(220)를 포함하는 공기역학적 기능성 코팅(214)으로 코팅될 수 있다.

도 6에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 시스템(130)은 상기 표면(50)을 항공 표면화처리하기 위한 항공 표면화 장치(10)를 추가로 포함한다. 상기 항공 표면화 장치(10)는 하우징 조립체(12)와 상기 하우징 조립체(12) 내에 배치된 모터 조립체(80)를 포함한다. 상기 모터 조립체(80)는 모터 유니트(90)와 구동 유니트(84)를 포함한다.

도 6에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 시스템(130)의 항공 표면화 장치(10)는 상기 하우징 조립체(12)에 결합된 결합 힘/경사 제한 부재(28)을 추가로 포함한다. 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 중앙 구멍(44)을 갖고, 구조물(52)에 적용된 공기역학적 기능성 코팅(214)에 항공 표면화처리될 표면(50)에 접촉하도록 구성된 바닥 단부(32b, 도 3a, 도 3b)를 갖는다.

도 6에 보인 바와 같이, 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는, 외부 진공 시스템(100, 도 2b, 도 2c, 도 5a)과 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b, 도 2c, 도 5a)에 수집을 위한 연마 부스러기(138)를 휩쓸어 항공 표면화처리될 표면(50)에서 흡입구동된 공기 흐름 속도(56a)를 함께 가속하게 될 수렴 노즐부(40)와 확산 노즐부(42)를 포함한다.

도 6에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 시스템(130)의 항공 표면화 장치(10)는 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)와 비접촉으로 연통하는 중앙 구멍(44)을 통해 삽입되고 상기 구동 유니트(84)에 결합된 연마 유니트(60)를 추가로 포함한다. 상기 연마 유니트(60, 도 1c)는 상기 표면(50)에서 랜덤 궤도 이동(132, 도 6)으로 상기 구동 유니트(84, 도 1c)에 의해 구동된다. 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는, 상기 표면(50)에 대하여 상기 연마 유니트(60, 도 6)의 결합력(134, 도 6)과 어떠한 경사 이동(136, 도 6)도 기계적으로 제한하게 된다. 선택적으로, 상기 항공 표면화 시스템(130)는 상기 항공 표면화 장치(10)에 부착되기 위한 외부 진공 시스템(100, 도 6)과 같은 부스러기 수집 시스템(97)을 포함할 수 있고, 여기서 상기 항공 표면화 장치(10)는 진공 출구 포트(98, 도 6)를 추가로 포함한다.

도 4a에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 상기 표면(50)의 터치업 항공 표면화처리를 수행하도록 되어 있다. 도 4a에 보인 바와 같이, 상기 하우징 조립체(12)는 터치업 항공 표면화 작업중에 상기 표면(50) 위에서 항공 표면화 위치(105)를 작업자가 볼 수 있도록 하는 관찰부(103)를 형성하는 하나 이상의 절단부(102)를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 구조물(52)에 적용된 공기역학적 기능성 코팅(214)의 항공 표면화처리하는 방법이 제공된다. 도 7은 본 발명의 항공 표면화 처리 방법(150)의 흐름도이다. 항공 표면화 처리 방법(150)은 수작업으로 또는 자동화로 실행될 수 있다. 상기 방법(150)은 구조물(52)에 적용된 공기역학적 기능성 코팅(214)에 항공 표면화처리될 표면(50)을 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c)로 접촉하는 단계(152)를 포함한다.

도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 하우징 조립체(12)와 상기 하우징 조립체(12) 내에 배치된 모터 조립체(80)를 포함한다. 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c에 보인 바와 같이, 상기 모터 조립체(80)는 모터 유니트(90)와 구동 유니트(84)를 포함한다. 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)는 상기 하우징 조립체(12)에 결합된 결합 힘/경사 제한 부재(28)를 추가로 포함한다. 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)는 중앙 구멍(44)을 구비한다. 상기 항공 표면화 장치(10)는 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)와 비접촉으로 연통하는 중앙 구멍(44)을 통해 삽입되고 상기 구동 유니트(84)에 결합된 연마 유니트(60)를 추가로 포함한다.

도 7에 보인 바와 같이, 상기 항공 표면화 장치(10)로 상기 표면(50)을 접촉하는 단계(152)는 바람직하게는, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1c, 도 4a)의 연마 장치(60, 도 1c, 도 4a)로 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a)을 접촉하는 단계를 포함하는데, 상기 연마 장치(60)는 약 2.54cm(1 인치)에서 약 3.2cm(1.25 인치) 이하 범위의 길이의 외부 직경(76)을 갖는다. 상기 표면(50, 도 1a, 도 4a)을 접촉하는 단계(152)는 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28)로부터 항공 표면화처리될 표면(50)으로 어떠한 오염 물질이나 잔여 물질의 전달을 최소화하거나 방지하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 1a, 도 4a)를 형성하는 단계를 추가로 포함한다.

도 7에 보인 바와 같이, 상기 방법(150)은 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a)을 연마하고 부드럽게 하기 위하여 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c)를 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a) 위에서 랜덤 궤도 이동(132, 도 6)으로 이동하는 단계(154)를 추가로 포함한다. 특히, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c)의 상기 연마 장치(60, 도 2b)는 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a)을 연마하고 부드럽게 하기 위하여 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a) 위에서 랜덤 궤도 이동(132, 도 6)으로 이동된다.

상기 공기역학적 기능성 코팅(214) 및 또는 상기 공기역학적 기능성 부재(220)의 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a)을 연마하고 부드럽게 하는 단계는 바람직하게는, 페인트 모서리와 흐름 표면(226, 도 6)과 같은 코팅 모서리(222, 도 6)를 연마하고 부드럽게 하기 위하여 연마 장치(11, 도 6)와 같은 형태의 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2b, 도 4a 내지 도 5b)를 사용하는 단계를 포함한다. 추가로, 상기 공기역학적 기능성 코팅(214) 및 또는 상기 공기역학적 기능성 부재(220)의 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a)을 연마하고 부드럽게 하는 단계는 바람직하게는, 항공 표면화처리된 표면(50)의 외관과 항공 표면화 처리되지 않은 표면을 뒤섞기 위하여, 페인트 모서리와 같은 코팅 모서리(222, 도 6)와 흐름 표면(226, 도 6)을 완전히 연마하는 것과 같은 정밀 연마를 수행하기 위하여, 연마 장치(11, 도 6)와 같은 형태의 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2b, 도 4a 내지 도 5c)를 사용하는 단계를 포함한다.

도 7에 보인 바와 같이, 상기 방법(150)은 상기 표면(50, 도 1c, 도 3, 도 4a)에 대하여 상기 연마 유니트(60, 도 6)의 결합력(134, 도 6)과 어떠한 경사 이동(136, 도 6)을 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 2a, 도 4a)로 기계적으로 제하는 단계(156)를 추가로 포함한다.

도 7에 보인 바와 같이, 상기 방법(150)은 상기 표면(50)에 과도한 결합력(134, 도 6)을 초래하지 않고 상기 표면(50, 도 6)을 흡집내지 않고, 상기 표면(50, 도 6) 위에 표면 혼입(224, 도 6)과 코팅 모서리(222, 도 6)를 최소화하거나 제거하는 단계(158)를 추가로 포함한다. 표면 혼입(224, 도 6)은, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c)로 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a)의 항공 표면화 처리 도중 또는 후에 상기 표면(50, 도 1c, 도 4a)에 남아 있을 수 있는 먼지 입자, 부스러기 입자, 코팅 잉여 스프레이, 실오라기 또는 다른 입자나 오염물질을 포함할 수 있다. 그러한 표면 혼입(224, 도 6)으로부터 생기는 3차원 표면 불연속은 직각(90도) 단차 형태와 같은 코팅 모서리(222) 보다 더 낮을 수도 있다. 연마 부스러기(138, 도 6)는, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 2b, 도 2c)에 부착될 수 있는 외부 진공 시스템(100, 도 2b, 도 2c)과 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b, 도 2c)로 제거될 수 있다.

도 7에 보인 바와 같이, 상기 방법(150)은 외부 진공 시스템(100, 도 2b, 도 2c, 도 5a)과 같은 부스러기 수집 시스템(97, 도 2b, 도 2c, 도 5a)에서 수집하기 위한 연마 부스러기(138, 도 6)를 휩쓸기 위하여 상기 표면(50)에서 흡입 구동된 공기 흐름 속도(56a, 도 6)를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 2b, 도 3)를 사용하는 단계(160)를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 흡입 구동된 공기 흐름 속도(56a, 도 6)를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 3, 도 6)를 사용하는 단계(160)는, 상기 흡입 구동된 공기 흐름 속도(56a, 도 6)를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한 부재(28, 도 3, 도 6)에 형성된 수렴 노즐부(40, 도 6)와 발산 노즐부(42, 도 6)를 사용하는 단계를 포함한다.

도 7에 보인 바와 같이, 상기 방법(150)은 항공 표면화될 구조물(52)의 상기 표면(50) 위에서 항공 표면화 위치(105, 도 4a)를 작업자가 볼 수 있도록 하는 관찰부(103, 도 4a)를 형성하기 위하여 상기 하우징 조립체(12, , 도 4a)로부터 하나 이상의 절단부(102, 도 4a)를 제거함으로써 상기 항공 표면화 장치(10, 도 4a)로 상기 표면(50) 위에서 터치업 항공 표면화 처리를 가능하도록 하는 단계(162)를 선택적으로 포함한다.

도 8은 구조물(52)의 외부 공기역학적 표면(53)과 같은 구조물(52)의 하나 이상의 표면(50)을 포괄하는 항공기(200a)의 형태와 같은 비행체(200)의 사시도이고, 여기서 상기 하나 이상의 표면(50)은 본 발명의 항공 표면화 장치(10)의 하나 이상의 실시예로 항공 표면화될 수 있다. 도 8에 보인 바와 같이, 항공기(200a)의 형태와 같은 상기 비행체(200)는 동체(202), 날개(204), 수직 꼬리부(210)와 수평꼬리부(212)를 갖는 꼬리(208) 및 엔진실(213)을 포함한다.

도 8에 보인 항공기(200a)가, 장식적 코팅(216, 도 6) 또는 비장식적 코팅(218, 도 6)과 같은 공기역학적 기능성 코팅(214)으로 코팅된 하나 이상의 구조물(52)을 갖는 상업용 항공기의 일반적인 대표물이지만, 본 발명의 실시예는 다른 여객기에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는, 장식적 코팅(216, 도 6) 또는 비장식적 코팅(218, 도 6)을 사용하는 화물기, 군용기, 회전날개 항공기, 다른 형태의 항공기 또는 우주 비행체, 인공위성, 우주 발사체, 로켓 및 다른 우주 비행체와 같은 우주 구조물에도 적용될 수 있다.

도 9는 항공기 제조 및 서비스 방법(300)에 대한 흐름도이다. 도 10은 항공기(316)의 실시예의 블록 다이아그램이다. 도 9와 도 10을 참조하면, 도 9에 보인 상기 항공기 제조 및 서비스 방법(300)과, 도 10에 보인 항공기(316)와 관련하여 본 발명의 실시예가 자세히 설명될 것이다.

전-생산 공정 동안, 예시적인 상기 항공기 제조 및 서비스 방법(300)은 항공기(316)의 시방서 및 설계(302)와 재료 구입(304)을 포함한다. 생산 동안에, 항공기(316)의 요소 및 소조립체 제조(306) 및 시스템 통합(308)이 일어난다. 그 다음에, 항공기(316)는 서비스(312)에 놓이기 위하여 증명과 인도(310)를 거치게 된다. 고객에 의하여 항공기가 서비스될 때, 항공기(316)는 일정한 정비 및 서비스(314)가 계획되어 있다. (이러한 정비 서비스에는 변경, 개조, 보수 등이 포함된다.)

상기 항공기 제조 및 서비스 방법(300)의 각 공정은 시스템 통합자, 제3자, 및/또는 오퍼레이터(예컨대, 고객)에 의하여 수행된다. 이러한 설명을 위하여, 시스템 통합자는 수의 제한없이 항공기 제조자와 대형 시스템 하도급업자를 포함하고; 제3자는 숫자의 제한없이 판매업자, 하도급업자 및 공급자를 포함하고; 오퍼레이터는 항공사, 대여업자(leasing company), 군부대, 서비스 단체 및 다른 적절한 오퍼레이터를 포함한다.

도 10에 보인 바와 같이, 상기 방법에 의하여 제조된 항공기(316)는 다수의 시스템(320)과 인테리어(322)를 갖춘 비행기 본체(318)를 구비한다. 다수의 시스템(320)의 예로서는 하나 이상의 추진 시스템(324), 전기 시스템(326), 유압 시스템(328) 및 환경 시스템(330)이 포함된다. 다른 적절한 시스템도 다수 포함될 수 있다. 항공기를 예시로 설명하였으나, 본 발명의 구성은 자동차 산업과 같은 다른 산업에도 적용될 수 있다.

여기서 고려된 장치와 방법은 상기 항공기 제조 및 서비스 방법(300)의 하나 이상의 단계 동안에 적용될 수 있다. 예를 들어, 생산 공정(306)에 상응하는 요소와 소조립체는 상기 항공기(316)가 운항 서비스 중에 있는 동안, 생산된 구성요소와 소조립체와 유사한 방식으로 제작되거나 생산될 수 있다. 추가로, 하나 이상의 장치의 구성, 방법 실시예 또는 이들의 결합이, 예를 들어, 실질적으로 항공기(316)의 조립을 촉진하고 또는 항공기의 비용을 감소시킴으로써, 도 9에서의 구성요소와 소조립체 제조(306)와 시스템 통합(308) 동안에 사용될 수 있다. 유사하게, 복수의 장치 실시예, 방법 실시예 또는 이들의 결합이, 예를 들어 또는 제한없이, 항공기(306)가 서비스 중에, 예컨대 이에 한정되지 않고, 유지와 정비 서비스(314)에도 사용될 수 있다.

상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c), 상기 항공 표면화 시스템(130, 도 6) 및 항공 표면화 방법(150, 도 7)의 실시예는 많은 장점을 가지고 있고, 바람직한 흐름 특성을 확보하기 위하여 공기역학적 요구조건을 충족하는, 장식적인 코팅(216, 도 6)과 같은 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 6)의 항공 표면화를 위해 제공된다. 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c)의 실시예, 상기 항공 표면화 시스템(130, 도 6) 및 항공 표면화 방법(150, 도 7)은, 바람직한 흐름 특성을 확보하기 위하여 매끄러운 코팅과 페인트 모서리가 요구되는, 작은 날개(206, 도 8)나 상기 수직 안정기 꼬리부(210, 도 8)와 같은 항공기(200a, 도 8)의 외부 공기역학적 표면(53, 도 8)의 장식적인 코팅(216, 도 6)을 항공 표면화하는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 표면 혼입(224, 도 6)의 제거나 수리를 위해 필요한, 날개(204, 도 8)와 수평 안정기 꼬리부(212, 도 8)에 적용될 수 있는 것과 같이 비장식적인 코팅(218, 도 6)에도 사용될 수 있다.

추가로, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c), 상기 항공 표면화 시스템(130, 도 6) 및 항공 표면화 방법(150, 도 7)의 실시예는 항공 표면화 영역을 코팅 모서리(222, 도 6) 또는 표면 혼입(224, 도 6) 흠결에 바로 인접하게 제한하기 위하여 바람직하게는 3.2 cm(1.25 인치) 또는 이보다 약간 작은 길이의 외부 직경(76, 도 2a)을 갖는 연마 매개체(64, 도 2b)를 구비한 연마 유니트(60, 도 2b)를 사용는데, 그리하여 항공 표면화 과정이 더욱 제어가능하게 하며, 항공 표면화 과정 후에 항공 표면화 처리 영역과 비처리 영역 사이에 시각적 차이가 있는 영역을 줄일 수 있게 한다.

더욱이, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c), 상기 항공 표면화 시스템(130, 도 6) 및 항공 표면화 방법(150, 도 7)의 실시예는 항공 표면화 처리될 상기 표면(50, 도 1c)과 상기 연마 유니트(60, 도 1c, 도 2b)의 결합력(134, 도 6)을 기계적으로 제한하고, 상기 표면(50)이 깎여 나가게 될 수 도 있기 때문에 상기 연마 유니트(60)의 한 측면에 과도한 항공 표면화 압력이 걸리는 것을 방지하기 위하여 상기 표면(50, 도 1c)에 대한 연마 유니트(60, 도 1c, 도 2b)의 경사를 기계적으로 제한하고, 진공 설비된 항공 표면화 장치(10)에 대하여 연마 부스러기(138, 도 6)를 수집하기 위한 제한된 흐름 경로를 제공하고, 과도한 항공 표면화처리나 표면 깎임을 방지하기 위하여 전술한 기계적 제한특성을 제공하면서 항공 표면화 처리될 위치영역(105, 도 4a)을 쉽게 확인하고 관찰할 수 있게 함에 의해 상기 표면(50, 도 4a)의 부분적인 손질을 제공한다.

추가로, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c), 상기 항공 표면화 시스템(130, 도 6) 및 항공 표면화 방법(150, 도 7)의 실시예는 공기역학적 기능성 코팅(214, 도 6)의 표면(50, 도 6)에 소용돌이 흔적을 감소시키기 위하여 바람직하게는 랜덤 궤도 이동(132, 도6)이 가능한 랜덤 궤도 이동 형태인 항공 표면화 장치(10)를 제공한다. 추가로, 코팅되거나 페인팅된 표면(50a)에 접촉하는 항공 표면화 장치(10)의 모든 부품은 이어지는 코팅 작업에 영향을 줄 수 있는 잔여물을 남기지 않는 재료로 만들어지는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c), 상기 항공 표면화 시스템(130, 도 6) 및 항공 표면화 방법(150, 도 7)의 실시예는 항공 표면화처리될 표면(50)을 수작업으로 항공 표면화처리할 때 필요한 시간과 노동력을 감소시키고, 작업 동안에 상기 항공 표면화 장치(10)를 기울일 수 있게 함으로써 상기 표면(50)이 깎여지는 것을 방지하거나 최소화함으로써 그리고 항공 표면처리될 표면에 과도한 압력이 작용하는 것을 방지하거나 최소화함으로써 덜 숙련된 작업자라도 원하는 작업결과를 생산할 수 있게 한다. 추가로, 상기 항공 표면화처리 방법(130)은 수동으로 또는 자동으로 실행할 수 있다. 최종적으로, 상기 항공 표면화 장치(10, 도 1a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 5c), 상기 항공 표면화 시스템(130, 도 6) 및 항공 표면화 방법(150, 도 7)의 실시예는 차별화된 마켓팅을 위하여 표면 마무리에서 향상된 품질과 미감을 제공할 수 있다.

전술한 발명의 상세한 설명과 첨부된 관련 도면으로 제공된 장점과 제안을 가지고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 자에게는 본 발명의 다양한 변형이나 다른 실시예가 용이하게 떠오를 수 있을 것이다. 여기에서 설명한 본 발명의 실시예는 예시적인 것이며 이에 한정하려는 의도가 아님을 밝혀둔다. 여기에서 특정한 용어가 사용되었더라도 일반적이고 설명적인 의미로 사용된 것이지 한정적인 목적으로 사용한 것이 아니다.

10: 항공 표면화 장치 12: 하우징 조립체
16: 본체부 28: 결합 힘/경사 제한 부재
50: 표면 60: 연마 유니트
80: 모터 조립체 214: 공기역학적 기능성 코팅

Claims (14)

1. 하우징 조립체;
   상기 하우징 조립체 내에 배치되고, 모터 유니트와 구동 유니트를 포함하는 모터 조립체;
   상기 하우징 조립체에 결합되어 있고, 중앙 구멍을 구비하고 있고, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅에 항공 표면화처리될 표면에 접촉하도록 된 바닥 단부를 구비하는 결합 힘/경사 제한 부재; 및
   상기 구동 유니트에 결합되어 있고, 상기 결합 힘/경사 제한 부재에 비접촉으로 연통되어 상기 중앙 구멍을 통해 삽입되고, 상기 표면 위에서 랜덤 궤도 이동으로 상기 구동 유니트에 의해 구동되는 연마 유니트;를 포함하고,
   상기 하우징 조립체, 상기 모터 조립체, 상기 결합 힘/경사 제한 부재, 및 상기 연마 유니트는 상기 표면을 항공 표면화 처리하기 위한 항공 표면화 장치를 함께 포함하고, 상기 결합 힘/경사 제한 부재는 상기 표면에 대한 상기 연마 유니트의 결합력과 경사 이동을 기계적으로 제한하게 되어 있는 항공 표면화 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징 조립체는 수동으로 작업 중에 상기 항공 표면화 장치를 손으로 파지할 수 있도록 된 그립부를 포함하는 항공 표면화 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하우징 조립체는 부스러기 수집 시스템에 부착되도록 된 진공 출구 포트를 포함하는 항공 표면화 장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 결합 힘/경사 제한 부재는 부스러기 수집 시스템에 부스러기를 휩쓸어 수집하기 위하여 항공 표면화 처리될 표면에서 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 함께 가속하는 수렴 노즐부와 확산 노즐부를 포함하는 항공 표면화 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 힘/경사 제한 부재는 비사각 모서리 구조를 갖는 외부 림부를 갖는 기계가공된 링부재를 포함하는 항공 표면화 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 힘/경사 제한 부재는, 상기 상기 결합 힘/경사 제한 부재로부터 항공 표면화 처리될 표면으로 어떠한 오염물질이나 잔여물을 전달하지 않게 하거나 최소화하는 재료로 만들어지는 항공 표면화 장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 항공 표면화 장치는, 상기 표면의 항공 표면화 처리 터치업을 수행할 수 있는 구조로 되어 있고, 상기 하우징 조립체는 항공 표면화 장치로 터치업 항공 표면화 작업중에 항공 표면화될 상기 표면 위에서 항공 표면화 위치를 작업자가 볼 수 있도록 하는 관찰부를 형성하는 하나 이상의 절단부를 포함하는 항공 표면화 장치.
   
8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 유니트는 제1 측면과 제2 측면을 갖는 연마 패드와, 상기 제1 측면에 부착되어 있고 상기 구동 유니트에 연결되도록 되어 있는 연결부재, 및 상기 제2 측면에 부착되어 있고 상기 표면을 연하도록 되어 있는 항공 표면화 장치.
   
9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 유니트는 2.54cm(1 인치)에서 7.62cm(3 인치) 이하 범위 길이의 외부 직경을 갖는 항공 표면화 장치.
   
10. 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화처리하는 방법으로서,
    구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화 처리하기 위해 상기 표면에 항공 표면화 장치를 접촉하는 단계:를 포함하되, 상기 항공 표면화 장치는,
    하우징 조립체;
    상기 하우징 조립체 내에 배치되고, 모터 유니트와 구동 유니트를 포함하는 모터 조립체;
    상기 하우징 조립체에 결합되어 있고, 중앙 구멍을 구비하고 있는 결합 힘/경사 제한 부재; 및
    상기 구동 유니트에 결합되어 있고, 상기 결합 힘/경사 제한 부재에 비접촉으로 연통되어 상기 중앙 구멍을 통해 삽입된 연마 유니트;를 포함하고,
    상기 표면을 연마하고 매끈하게 하기 위하여 상기 표면 위에서 상기 항공 표면화 장치를 랜덤 궤도 이동으로 이동시키는 단계;를 포함하고,
    상기 결합 힘/경사 제한 부재로 상기 표면에 대한 상기 연마 유니트의 결합력과 경사 이동을 기계적으로 제한하는 단계;를 포함하고,
    상기 표면에 과도한 결합력이 초래되지 않게 하고 표면의 깎임을 방지하면서 상기 표면 위에서 표면 혼입과 코팅 모서리를 제거하거나 최소화하는 단계;를 포함하는, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화처리하는 방법.
    
11. 제10항에 있어서, 부스러기 수집 시스템에 부스러기를 휩쓸어 수집하기 위하여 항공 표면화 처리될 표면에서 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한 부재를 사용하는 단계를 포함하는, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화처리하는 방법.
    
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한 부재를 사용하는 단계는 상기 흡입 구동된 공기 흐름 속도를 가속하기 위하여 상기 결합 힘/경사 제한 부재에 형성된 수렴 노즐부와 확산 노즐부를 사용하는 단계를 포함하는, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화처리하는 방법.
    
13. 제10항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 표면에서 항공 표면화 처리하는 위치를 관찰하기 위하여 관찰부를 형성하기 위하여 상기 하우징 조립체로부터 하나 이상의 절단부를 제거함으로써 상기 항공 표면화 장치로 상기 표면 위에서 항공 표면화 터치업을 가능하게 하는 단계를 포함하는, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화처리하는 방법.
    
14. 제10항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연마장치로 상기 표면을 접촉하는 단계는 2.54cm(1 인치)에서 7.62cm(3 인치) 이하 범위 길이의 외부 직경을 갖는 연마 유니트로 상기 표면에 접촉하는 단계를 포함하는, 구조물에 적용된 공기역학적 기능성 코팅의 표면을 항공 표면화처리하는 방법.
    

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