WO2014042236A1 - シーラント成形ノズル、シーラント成形装置、シーラント成形方法 - Google Patents

シーラント成形ノズル、シーラント成形装置、シーラント成形方法 Download PDF

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molding
contact
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憲志 縄田
章仁 鈴木
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三菱重工業株式会社
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    • B29C48/305Extrusion nozzles or dies having a wide opening, e.g. for forming sheets

Definitions

  • the present invention relates to a technique for applying / molding a sealant.
  • a sealant (sealing agent) is applied to the joint portion in order to prevent leakage of water, fuel, and the like from the joint portion such as a tank provided in an aircraft, vehicle, automobile, or the like. In many cases, it is required to mold the sealant so as to satisfy the specified appearance quality (dimensions and shape).
  • Patent Document 1 discloses a nozzle for sealant molding.
  • the nozzle body is formed in a rectangular cylindrical shape.
  • the guide part of the front wall of a nozzle main body is formed according to the surface shape of a workpiece
  • the molding part of the rear wall of the nozzle body is formed so that the sealant is extruded into a desired shape.
  • the guide portion on the front wall serves as a guide and moves along the surface of the workpiece.
  • molds the extruded sealant in a desired shape.
  • One object of the present invention is to provide a technique capable of obtaining a specified appearance quality by suppressing variations in dimensions and shapes during sealant molding.
  • a sealant molding nozzle for sealing an object whose cross-sectional shape in a first plane is a step shape.
  • the sealant molding nozzle includes a molding part that molds the sealant, and a guide part that is provided at a position adjacent to the molding part in a first direction orthogonal to the first plane.
  • the molding part includes a first contact part that contacts the upper surface of the upper step shape, a second contact part that contacts the upper surface of the lower step shape, a molding surface, and a sealant supply hole.
  • the molding surface is orthogonal to the first plane and is formed so as to connect between the first contact portion and the second contact portion.
  • the sealant supply hole is provided for supplying the sealant to a space surrounded by the molding surface and the object.
  • the guide unit includes a guide surface. The guide surface is formed so as to be orthogonal to the first plane and in line contact with the upper corner.
  • a sealant molding apparatus in another aspect of the present invention, includes the above-described sealant molding nozzle and a sealant supply unit that supplies the sealant to the sealant supply hole.
  • a sealant molding method for sealing an object whose cross-sectional shape in the first plane is a step shape includes the step of (A) bringing a sealant molding nozzle into contact with an object.
  • the sealant molding nozzle includes a molding part that molds the sealant, and a guide part that is provided at a position adjacent to the molding part in a first direction orthogonal to the first plane.
  • the molding part includes a first contact part that contacts the upper surface of the upper step shape, a second contact part that contacts the upper surface of the lower step shape, a molding surface, and a sealant supply hole.
  • the molding surface is orthogonal to the first plane and is formed so as to connect between the first contact portion and the second contact portion.
  • the sealant supply hole is provided for supplying the sealant to a space surrounded by the molding surface and the object.
  • the guide unit includes a guide surface. The guide surface is formed so as to be orthogonal to the first plane and in line contact with the upper corner.
  • the sealant molding method further includes (B) supplying a sealant to the space through the sealant supply hole, and (C) moving the sealant molding nozzle in the first direction while causing the guide portion to precede the molded portion. ,including.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a sealing object and a sealant in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an XZ sectional view schematically showing a sealing object and a sealant in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a sealant molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a sealant molding nozzle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an XZ sectional view of a molding portion of the sealant molding nozzle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing a sealant molding nozzle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a sealing object and a sealant in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an XZ sectional view schematically showing a sealing object and a sealant in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing
  • FIG. 7 is an XZ sectional view of the guide portion of the sealant molding nozzle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a YZ side view schematically showing the sealant molding nozzle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the sealant molding method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an XZ cross-sectional view for explaining the effect of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an XZ cross-sectional view for explaining the effect of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a sealing object 100 and a sealant in the present embodiment.
  • the sealing object 100 has a portion where two members are overlapped, and a step is formed by overlapping the two members. That is, the sealing object 100 has a “step shape (step shape)”.
  • the upper member of the step shape is hereinafter simply referred to as “upper 110”.
  • the lower member of the step shape is hereinafter simply referred to as “lower step 120”.
  • the upper stage 110 is stacked on the lower stage 120.
  • the stacking direction of the upper stage 110 and the lower stage 120 is referred to as a “Z direction”.
  • the extending direction of the step shape is hereinafter referred to as “Y direction”.
  • the Y direction is perpendicular to the Z direction and is parallel to the side surface 112 of the upper stage 110.
  • a direction orthogonal to both the Z direction and the Y direction is referred to as an “X direction”.
  • Both the upper surface 111 of the upper stage 110 and the upper surface 121 of the lower stage 120 are parallel to the XY plane. And it can be said that the cross-sectional shape of the sealing object 100 in XZ plane (1st plane) is the above-mentioned step shape.
  • the sealing object 100 is, for example, an aircraft wing.
  • the material of the sealing object 100 is, for example, a composite material.
  • the composite material include fiber reinforced plastics such as carbon fiber reinforced composite materials (CFRP: Caron Fiber Reinforced Plastics) and glass fiber reinforced composite materials (GFRP: Glass Fiber Reinforced Plastics).
  • CFRP carbon fiber reinforced composite materials
  • GFRP glass Fiber reinforced composite materials
  • a base layer may be formed in advance on the surface of the sealing object 100 in order to improve the adhesion of the sealant.
  • an underlayer may be formed in advance on the surface of the sealing object 100 in order to improve the adhesion of the sealant.
  • the first sealant SA serving as a base layer is thinly applied.
  • the application region of the thin first sealant SA includes a step portion and extends over the side surface 112 of the upper stage 110 and the upper surfaces 111 and 121 in the vicinity thereof.
  • the second sealant SB serving as the sealant body is thickly applied on the first sealant SA.
  • the viscosity of the second sealant SB is higher than the viscosity of the first sealant SA. Due to the presence of the first sealant SA, peeling of the second sealant SB is effectively prevented, that is, the adhesion of the sealant is increased. It can be said that the first sealant SA functions as an underlayer for improving the adhesion of the sealant.
  • FIG. 2 is an XZ sectional view of the structure shown in FIG.
  • the first sealant SA is applied on the upper surface 111 and the side surfaces 112 of the upper stage 110 and the upper surface 121 of the lower stage 120.
  • the width of the first sealant SA on the upper surface 111 of the upper stage 110 is WA1.
  • the width of the first sealant SA on the upper surface 121 of the lower stage 120 is WA2.
  • the width WA2 is larger than the width WA1 (WA2> WA1).
  • the second sealant SB is applied on the first sealant SA.
  • the width of the second sealant SB on the upper surface 111 of the upper stage 110 is WB1, which is smaller than the width WA1 of the first sealant SA (WB1 ⁇ WA1).
  • the width of the second sealant SB on the upper surface 121 of the lower stage 120 is WB2, which is smaller than the width WA2 of the first sealant SA (WB2 ⁇ WA2).
  • the width WB2 is larger than the width WB1 (WB2> WB1).
  • widths (dimensions) of the sealant are specified from the viewpoint of internal quality control.
  • a certain shape is desired as the external shape of the second sealant SB. That is, it is required to mold the second sealant SB so as to satisfy the prescribed appearance quality (size and shape).
  • the second sealant SB is manually formed using a spatula or the like, variations in dimensions and shape occur, and it is difficult to obtain a prescribed appearance quality. Moreover, a great amount of time is required for the molding operation.
  • a tool useful for forming the second sealant SB is proposed. As will be described in detail below, according to the present embodiment, it is possible to obtain a specified appearance quality while suppressing variations in dimensions and shape of the second sealant SB.
  • the sealing object 100 is in a state after the first sealant SA, which is a base layer, is applied. That is, the surface of the sealing object 100 is the first sealant SA.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing the sealant molding device 10 according to the present embodiment.
  • the sealant molding apparatus 10 includes a sealant molding nozzle 20 and a sealant supply unit 30.
  • the sealant molding nozzle 20 is assembled at the tip of the sealant molding apparatus 10 and is used for applying / molding the second sealant SB to the sealing object 100.
  • the sealant supply unit 30 supplies the second sealant SB to the sealant supply hole 40 of the sealant molding nozzle 20.
  • the second sealant SB is discharged from the sealant supply hole 40 of the sealant molding nozzle 20 to the outside.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing the sealant molding nozzle 20 according to the present embodiment.
  • the sealant molding nozzle 20 includes a molding unit 50 that molds the second sealant SB.
  • FIG. 5 is an XZ sectional view of the molded part 50.
  • the molding part 50 of the sealant molding nozzle 20 includes a first contact part 51, a second contact part 52, a molding surface 53, and a sealant supply hole 40.
  • the 1st contact part 51 is a part which contacts the upper surface 111 of the upper stage 110 of the sealing object 100, and is extended in the Y direction. From the viewpoint of minimizing the influence on the first sealant SA that is the underlayer, it is preferable that the first contact portion 51 is formed so as to be in line contact with the upper surface 111. For example, as shown in FIG. 5, in the vicinity of the contact line between the first contact portion 51 and the upper surface 111, the intersection line between the surface of the first contact portion 51 and the XZ plane is an “arc”. In other words, the first contact portion 51 is preferably formed in a partial cylindrical shape extending in the Y direction. Thereby, the line contact of the 1st contact part 51 and the upper surface 111 is implement
  • R shape is advantageous for spreading the second sealant SB to every corner.
  • the second contact part 52 is a part in contact with the upper surface 121 of the lower stage 120 of the sealing object 100, and extends in the Y direction. From the viewpoint of minimizing the influence on the first sealant SA that is the underlayer, it is preferable that the second contact portion 52 is formed so as to be in line contact with the upper surface 121. For example, as shown in FIG. 5, in the vicinity of the contact line between the second contact portion 52 and the upper surface 121, the intersection line between the surface of the second contact portion 52 and the XZ plane is an “arc”. In other words, the second contact portion 52 is preferably formed in a partial cylindrical shape extending in the Y direction. Thereby, the line contact of the 2nd contact part 52 and the upper surface 121 is implement
  • R shape is advantageous for spreading the second sealant SB to every corner.
  • the molding surface 53 is a surface of a portion connecting between the first contact portion 51 and the second contact portion 52, and is orthogonal to the XZ plane.
  • the molding surface 53 is designed to match the prescribed shape (see FIG. 2) of the second sealant SB after molding. That is, the shape of the molding surface 53 is also designed so that the prescribed second sealant SB is formed in the space 200 surrounded by the molding surface 53 and the sealing object 100.
  • the molding surface 53 is recessed as viewed from the plane connecting the first contact portion 51 and the second contact portion 52. Further, the molding surface 53 is designed so as not to contact the corner 113 (the boundary between the upper surface 111 and the side surface 112) of the upper stage 110 of the sealing object 100.
  • the sealant supply hole 40 is provided to supply the second sealant SB to the space 200 surrounded by the molding surface 53 and the sealing object 100.
  • the sealant supply hole 40 is connected to the above-described sealant supply unit 30 and receives the supply of the second sealant SB from the sealant supply unit 30.
  • FIG. 6 shows a portion of the sealant molding nozzle 20 that is different from the molded portion 50 (for ease of understanding, the molded portion 50 is indicated by a broken line).
  • the sealant molding nozzle 20 includes a guide portion 60 for guiding the sealant molding nozzle 20 in addition to the molding portion 50.
  • the guide part 60 is provided at a position adjacent to the forming part 50 in the Y direction.
  • FIG. 7 is an XZ sectional view of the guide portion 60.
  • the guide part 60 of the sealant molding nozzle 20 includes a first contact part 61, a second contact part 62, and a guide surface 63.
  • the 1st contact part 61 is a part which contacts the upper surface 111 of the upper stage 110 of the sealing object 100, and is extended in the Y direction.
  • the first contact part 61 is connected to the first contact part 51 of the molding part 50 described above, and has the same shape as the first contact part 51.
  • the second contact part 62 is a part in contact with the upper surface 121 of the lower stage 120 of the sealing object 100 and extends in the Y direction.
  • the second contact portion 62 is connected to the second contact portion 52 of the molding portion 50 described above, and has the same shape as the second contact portion 52.
  • the guide surface 63 is a surface of a portion that connects between the first contact portion 61 and the second contact portion 62, and is orthogonal to the XZ plane.
  • the guide surface 63 is formed so as to be in line contact with the sealing object 100. More specifically, the guide surface 63 is in line contact with the corner portion 113 (the boundary between the upper surface 111 and the side surface 112) of the upper stage 110 of the sealing object 100, and is not in contact with the other surfaces (111, 112, 121). Is formed.
  • the guide surface 63 is formed in a convex shape that swells toward the sealing object 100.
  • the intersection line between the guide surface 63 and the XZ plane is an “arc”.
  • FIG. 8 is a YZ side view of the sealant molding nozzle 20.
  • the sealant supply hole 40 exists on the molding surface 53 of the molding unit 50.
  • a guide portion 60 is provided so as to be adjacent to one side of the sealant supply hole 40.
  • the sealant supply hole 40 has a vertically long shape. More specifically, the lateral width w1 of the sealant supply hole 40 is a width along the Y direction.
  • the vertical width w2 of the sealant supply hole 40 is a width in a direction along an intersection line between the molding surface 53 and the XZ plane. At this time, the vertical width w2 is larger than the horizontal width w1 (w2> w1). In this case, the second sealant SB2 discharged from the sealant supply hole 40 is easily diffused in the vertical direction, which is preferable.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the sealant molding method according to the present embodiment.
  • the sealant molding nozzle 20 is brought into contact with the sealing object 100.
  • the first contact part 51 of the molding unit 50 contacts the upper surface 111 of the upper stage 110 of the sealing object 100
  • the second contact part 52 of the molding part 50 contacts the upper surface 121 of the lower stage 120 of the sealing object 100.
  • the guide surface 63 of the guide unit 60 is in contact with the corner 113 of the upper stage 110 of the sealing object 100.
  • the sealant supply unit 30 supplies the second sealant SB to the sealant supply hole 40 of the sealant molding nozzle 20.
  • the second sealant SB is supplied to the space 200 surrounded by the molding surface 53 and the sealing object 100 through the sealant supply hole 40.
  • the sealant molding nozzle 20 is moved (slid) in the Y direction while maintaining the three-point contact with the sealing object 100 and the supply of the second sealant SB. At this time, the sealant molding nozzle 20 is moved so that the guide portion 60 precedes the molding portion 50. As a result, the second sealant SB supplied to the space 200 is molded into a prescribed shape by the molding surface 53. That is, the second sealant SB as shown in FIGS. 1 and 2 is formed.
  • the molding surface 53 of the molding part 50 is designed to match the prescribed shape (see FIG. 2) of the second sealant SB after molding. Further, the contact between the guide surface 63 of the guide part 60 and the sealing object 100 prevents the positional deviation of the molding part 50. That is, constant widths are obtained as the widths WB1 and WB2 (see FIG. 2B) of the second sealant SB, and variations thereof are prevented. Therefore, by using the sealant molding nozzle 20 according to the present embodiment, it is possible to suppress variations in the size and shape of the second sealant SB. In other words, by using the sealant molding nozzle 20 according to the present embodiment, the second sealant SB that satisfies the specified appearance quality can be easily molded.
  • the guide surface 63 of the guide portion 60 is formed so as to be in line contact with the sealing object 100. More specifically, the guide surface 63 is formed so as to be in line contact with the corner 113 of the upper stage 110 of the sealing object 100 and not in contact with the other surfaces (111, 112, 121). Thereby, the contact area between the guide surface 63 and the sealing object 100 is minimized.
  • the contact area between the guide portion 60 and the sealing object 100 can be minimized. Therefore, the influence on the first sealant SA that is the underlayer is minimized. This means that high sealant adhesion is achieved.
  • first contact part 51 and the second contact part 52 of the molding part 50 are also in line contact with the sealing object 100.
  • the first contact portion 51 and the second contact portion 52 preferably have an arc shape (R shape).
  • FIG. 10 conceptually shows a state of filling the second sealant SB in the case of the second contact portion 52 having an arc shape.
  • FIG. 11 conceptually shows a state of filling the second sealant SB in the case of the second contact portion 52 ′ having a linear shape as a comparative example.
  • the linear shape as shown in FIG. 11, the second sealant SB does not reach the corner, and there is a possibility of “entanglement”.
  • the second sealant SB spreads to every corner, and the occurrence of “entanglement” is prevented.
  • the first contact portion 51 In addition, these things have been confirmed by this inventor through experiment.
  • the sealant supply hole 40 preferably has a vertically long shape (w2> w1).
  • the second sealant SB2 discharged from the sealant supply hole 40 is easily diffused in the vertical direction. This also contributes to the prevention of “entanglement”.
  • the guide part 60 is provided only on one side of the sealant supply hole 40. If the guide portions 60 are provided on both sides of the sealant supply hole 40, the second sealant SB formed by the forming portion 50 is destroyed by the subsequent guide portions.

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Abstract

 本発明は、断面形状がステップ形状である対象(100)に対するシーリング用のシーラント成形ノズル(20)において、シーラントを成形する成形部(50)と、成形部(50)と隣接する位置に設けられたガイド部(60)とを備え、成形部(50)は、ステップ形状の上段(110)の上面(111)と接触する第1接触部(51)と、ステップ形状の下段(120)の上面(121)と接触する第2接触部(52)と、第1接触部(51)と第2接触部(52)との間をつなぐように形成された成形面(53)と、成形面(53)と対象(100)に囲まれた空間にシーラントを供給するシーラント供給孔(40)とを備え、ガイド部(60)は、ステップ形状の上段(110)の角部(113)と線接触するように形成されたガイド面(63)を備えるものである。 当該構成により、成形部の位置ずれを防止することができ、寸法や形状のばらつきを抑制することができる。

Description

シーラント成形ノズル、シーラント成形装置、シーラント成形方法
 本発明は、シーラント塗布/成形のための技術に関する。
 航空機、車両、自動車等に備えられたタンク等の結合部から水や燃料等の漏洩を防止するために、結合部にシーラント(シーリング剤)を塗布することが知られている。多くの場合、規定の外観品質(寸法や形状)を満たすようにシーラントを成形することが要求される。
 しかしながら、ヘラ等を用いて手作業でシーラントを成形する場合、寸法や形状にばらつきが発生し、規定の外観品質を得ることは困難である。また、シーラント成形作業に多大な時間を要する。
 特許文献1は、シーラント成形のためのノズルを開示している。当該技術によれば、ノズル本体が矩形筒状に形成される。また、ノズル本体の前壁の案内部は、ワーク(シーリング対象)の表面形状に合わせて形成される。更に、ノズル本体の後壁の成形部は、シーラントが所望の形状に押出されるように形成される。ノズルの前壁を進行方向に向けて移動させると、前壁の案内部がガイドの役割をはたして、ワークの表面に沿って移動する。そして、後壁の成形部が、押し出されたシーラントを所望の形状に成形する。
特開平9-38556号公報
 本発明の1つの目的は、シーラント成形の際に、寸法や形状のばらつきを抑えて規定の外観品質を得ることができる技術を提供することにある。
 本発明の1つの観点において、第1平面における断面形状がステップ形状である対象に対するシーリング用のシーラント成形ノズルが提供される。そのシーラント成形ノズルは、シーラントを成形する成形部と、第1平面と直交する第1方向において成形部と隣接する位置に設けられたガイド部と、を備える。成形部は、ステップ形状の上段の上面と接触する第1接触部と、ステップ形状の下段の上面と接触する第2接触部と、成形面と、シーラント供給孔とを備える。成形面は、第1平面と直交し、且つ、第1接触部と第2接触部との間をつなぐように形成されている。シーラント供給孔は、成形面と対象に囲まれた空間にシーラントを供給するために設けられている。ガイド部は、ガイド面を備える。そのガイド面は、第1平面と直交し、且つ、上段の角部と線接触するように形成されている。
 本発明の他の観点において、シーラント成形装置が提供される。そのシーラント成形装置は、上記のシーラント成形ノズルと、シーラント供給孔にシーラントを供給するシーラント供給部と、を備える。
 本発明の更に他の観点おいて、第1平面における断面形状がステップ形状である対象に対してシーリングを行うシーラント成形方法が提供される。そのシーラント成形方法は、(A)シーラント成形ノズルを対象に接触させるステップを含む。ここで、シーラント成形ノズルは、シーラントを成形する成形部と、第1平面と直交する第1方向において成形部と隣接する位置に設けられたガイド部と、を備える。成形部は、ステップ形状の上段の上面と接触する第1接触部と、ステップ形状の下段の上面と接触する第2接触部と、成形面と、シーラント供給孔とを備える。成形面は、第1平面と直交し、且つ、第1接触部と第2接触部との間をつなぐように形成されている。シーラント供給孔は、成形面と対象に囲まれた空間にシーラントを供給するために設けられている。ガイド部は、ガイド面を備える。そのガイド面は、第1平面と直交し、且つ、上段の角部と線接触するように形成されている。シーラント成形方法は、更に、(B)シーラント供給孔を通して空間にシーラントを供給するステップと、(C)ガイド部を成形部に対して先行させながら、シーラント成形ノズルを第1方向に移動させるステップと、を含む。
 本発明によれば、シーラント成形の際に、寸法や形状のばらつきを抑えて規定の外観品質を得ることが可能となる。
図1は、本発明の実施の形態におけるシーリング対象とシーラントを概略的に示す斜視図である。 図2は、本発明の実施の形態におけるシーリング対象とシーラントを概略的に示すXZ断面図である。 図3は、本発明の実施の形態に係るシーラント成形装置を示す概念図である。 図4は、本発明の実施の形態に係るシーラント成形ノズルを概略的に示す斜視図である。 図5は、本発明の実施の形態に係るシーラント成形ノズルの成形部のXZ断面図である。 図6は、本発明の実施の形態に係るシーラント成形ノズルを概略的に示す斜視図である。 図7は、本発明の実施の形態に係るシーラント成形ノズルのガイド部のXZ断面図である。 図8は、本発明の実施の形態に係るシーラント成形ノズルを概略的に示すYZ側面図である。 図9は、本発明の実施の形態に係るシーラント成形方法を説明するための概念図である。 図10は、本発明の実施の形態による効果を説明するためのXZ断面図である。 図11は、本発明の実施の形態による効果を説明するためのXZ断面図である。
 添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
 1.シーリング対象及びシーラント
 図1は、本実施の形態におけるシーリング対象100とシーラントを概略的に示す斜視図である。シーリング対象100は、2つの部材が重ね合わせられた部分を有しており、それら2つの部材の重ね合わせにより段差が形成されている。つまり、シーリング対象100は、“ステップ形状(階段形状)”を有している。
 ステップ形状の上段の部材は、以下、単に「上段110」と参照される。一方、ステップ形状の下段の部材は、以下、単に「下段120」と参照される。上段110は下段120の上に積層されている。上段110と下段120の積層方向は、以下、「Z方向」と参照される。ステップ形状の延在方向は、以下、「Y方向」と参照される。Y方向は、Z方向に垂直で、且つ、上段110の側面112に平行である。Z方向とY方向の双方と直交する方向は、以下、「X方向」と参照される。上段110の上面111及び下段120の上面121は共に、XY平面に平行である。そして、XZ平面(第1平面)におけるシーリング対象100の断面形状が、上述のステップ形状であると言える。
 シーリング対象100は、例えば、航空機の翼である。その場合のシーリング対象100の材料は、例えば、複合材料である。複合材料としては、炭素繊維強化複合材料(CFRP:Caron Fiber Reinforced Plastics)やガラス繊維強化複合材料(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)といった繊維強化プラスチックが挙げられる。上段110と下段120との間の段差の部分では、燃料漏れや、落雷によるスパークが発生しやすい。そのような燃料漏れやスパークを防止するためには、段差の部分にシーラントを塗布して保護することが重要である。特に、シーリング対象100が航空機の翼の場合、その翼に燃料タンクが搭載されることが多い。燃料タンクへの引火を防止するためにも、段差部分に対するシーリングは重要である。
 シーリングの際、シーラントの密着性を高めるために、シーリング対象100の表面に下地層があらかじめ形成される場合がある。特に、シーリング対象100が上述のような複合材料で形成されている場合、シーラントの密着性を高めるために、シーリング対象100の表面に下地層があらかじめ形成される場合がある。
 より詳細には、図1に示されるように、まず、下地層となる第1シーラントSAが薄く塗布される。薄い第1シーラントSAの塗布領域は、段差部分を含んでおり、上段110の側面112とその近傍の上面111、121にわたっている。その後、シーラント本体となる第2シーラントSBが、第1シーラントSA上に厚く塗布される。典型的には、第2シーラントSBの粘度は第1シーラントSAの粘度よりも高い。第1シーラントSAの存在により、第2シーラントSBの剥離が効果的に防止される、すなわち、シーラントの密着性が高まる。第1シーラントSAは、シーラントの密着性を高めるための下地層として機能すると言える。
 図2は、図1で示された構造のXZ断面図である。第1シーラントSAは、上段110の上面111と側面112及び下段120の上面121上に塗布されている。上段110の上面111上の第1シーラントSAの幅はWA1である。下段120の上面121上の第1シーラントSAの幅はWA2である。典型的には、幅WA2は幅WA1よりも大きい(WA2>WA1)。
 また、第2シーラントSBは、第1シーラントSA上に塗布されている。上段110の上面111上の第2シーラントSBの幅はWB1であり、第1シーラントSAの幅WA1よりは小さい(WB1<WA1)。下段120の上面121における第2シーラントSBの幅はWB2であり、第1シーラントSAの幅WA2よりは小さい(WB2<WA2)。また、典型的には、幅WB2は幅WB1よりも大きい(WB2>WB1)。
 これらシーラントの幅(寸法)は、内部品質管理等の観点から規定されている。また、第2シーラントSBの外観形状としては、一定の形状が望まれる。すなわち、規定の外観品質(寸法や形状)を満たすように第2シーラントSBを成形することが要求される。しかしながら、ヘラ等を用いて手作業で第2シーラントSBを成形する場合、寸法や形状にばらつきが発生し、規定の外観品質を得ることは困難である。また、成形作業に多大な時間を要する。
 そこで、本実施の形態では、第2シーラントSBの成形に有用な器具が提案される。以下に詳述されるように、本実施の形態によれば、第2シーラントSBに関して、寸法や形状のばらつきを抑えて規定の外観品質を得ることが可能となる。尚、以下の説明において、シーリング対象100は、下地層である第1シーラントSAが塗布された後の状態であるとする。すなわち、シーリング対象100の表面は、第1シーラントSAである。
 2.シーラント成形装置、シーラント成形ノズル
 図3は、本実施の形態に係るシーラント成形装置10を示す概念図である。シーラント成形装置10は、シーラント成形ノズル20とシーラント供給部30を備えている。シーラント成形ノズル20は、シーラント成形装置10の先端に組み付けられ、シーリング対象100に対して第2シーラントSBの塗布/成形を行うために用いられる。シーラント供給部30は、シーラント成形ノズル20のシーラント供給孔40に第2シーラントSBを供給する。第2シーラントSBは、シーラント成形ノズル20のシーラント供給孔40から外部に吐出される。
 図4は、本実施の形態に係るシーラント成形ノズル20を概略的に示す斜視図である。シーラント成形ノズル20は、第2シーラントSBを成形する成形部50を備えている。図5は、その成形部50のXZ断面図である。図4及び図5に示されるように、シーラント成形ノズル20の成形部50は、第1接触部51、第2接触部52、成形面53、及びシーラント供給孔40を備えている。
 第1接触部51は、シーリング対象100の上段110の上面111と接触する部分であり、Y方向に延在している。下地層である第1シーラントSAへの影響を最小化する観点から言えば、第1接触部51が上面111と線接触するように形成されていることが好適である。例えば、図5に示されるように、第1接触部51と上面111との接触線近傍において、第1接触部51の表面とXZ平面との交線は“円弧”である。言い換えれば、第1接触部51は、Y方向に延在する部分円筒状に形成されると好適である。これにより、第1接触部51と上面111との線接触が実現される。それと同時に、このような円弧形状(R形状)は、第2シーラントSBを隅々まで行き渡らせるのに有利である。
 第2接触部52は、シーリング対象100の下段120の上面121と接触する部分であり、Y方向に延在している。下地層である第1シーラントSAへの影響を最小化する観点から言えば、第2接触部52が上面121と線接触するように形成されていることが好適である。例えば、図5に示されるように、第2接触部52と上面121との接触線近傍において、第2接触部52の表面とXZ平面との交線は“円弧”である。言い換えれば、第2接触部52は、Y方向に延在する部分円筒状に形成されると好適である。これにより、第2接触部52と上面121との線接触が実現される。それと同時に、このような円弧形状(R形状)は、第2シーラントSBを隅々まで行き渡らせるのに有利である。
 成形面53は、第1接触部51と第2接触部52との間をつなぐ部分の表面であり、XZ平面と直交している。この成形面53は、成形後の第2シーラントSBの規定形状(図2参照)に合致するように設計されている。つまり、この成形面53とシーリング対象100とに囲まれた空間200に規定形状の第2シーラントSBが形成されるように、成形面53の形状も設計されている。図5に示されるように、成形面53は、第1接触部51と第2接触部52との間を結ぶ平面からみて凹んでいる。また、成形面53は、シーリング対象100の上段110の角部113(上面111と側面112との境界)とは接触しないように設計されている。
 シーラント供給孔40は、成形面53とシーリング対象100とに囲まれた空間200に第2シーラントSBを供給するために設けられている。このシーラント供給孔40は、上述のシーラント供給部30とつながっており、そのシーラント供給部30から第2シーラントSBの供給を受ける。
 図6は、シーラント成形ノズル20のうち上記成形部50とは別の部分を示している(分かりやすいように、成形部50は破線で示してある)。図6に示されるように、シーラント成形ノズル20は、成形部50に加えて、シーラント成形ノズル20をガイドするためのガイド部60を備えている。このガイド部60は、Y方向において成形部50と隣接する位置に設けられている。図7は、そのガイド部60のXZ断面図である。図7に示されるように、シーラント成形ノズル20のガイド部60は、第1接触部61、第2接触部62、及びガイド面63を備えている。
 第1接触部61は、シーリング対象100の上段110の上面111と接触する部分であり、Y方向に延在している。例えば、第1接触部61は、上述の成形部50の第1接触部51とつながっており、第1接触部51と同様の形状を有している。
 第2接触部62は、シーリング対象100の下段120の上面121と接触する部分であり、Y方向に延在している。例えば、第2接触部62は、上述の成形部50の第2接触部52とつながっており、第2接触部52と同様の形状を有している。
 ガイド面63は、第1接触部61と第2接触部62との間をつなぐ部分の表面であり、XZ平面と直交している。このガイド面63は、シーリング対象100と線接触するように形成されている。より詳細には、ガイド面63は、シーリング対象100の上段110の角部113(上面111と側面112との境界)と線接触し、その他の面(111、112、121)とは接触しないように形成されている。好適には、図7に示されるように、ガイド面63は、シーリング対象100に向かって膨らむような凸状に形成されている。例えば、ガイド面63とXZ平面との交線は“円弧”である。これにより、ガイド面63とシーリング対象100との線接触が簡易に実現され得る。線接触の場合、ガイド面63とシーリング対象100との間の接触面積が最小限に抑えられるため、下地層である第1シーラントSAへの影響が最小化され、好適である。
 図8は、シーラント成形ノズル20のYZ側面図である。シーラント供給孔40は、成形部50の成形面53上に存在している。そのシーラント供給孔40の片側に隣接するように、ガイド部60が設けられている。また、好適には、シーラント供給孔40は縦長の形状を有している。より詳細には、シーラント供給孔40の横幅w1は、Y方向に沿った幅である。一方、シーラント供給孔40の縦幅w2は、成形面53とXZ平面との交線に沿った方向の幅である。このとき、縦幅w2が横幅w1よりも大きい(w2>w1)。この場合、シーラント供給孔40から吐出される第2シーラントSB2が上下方向に拡散しやすくなり、好適である。
 3.シーラント成形方法
 図9は、本実施の形態に係るシーラント成形方法を説明するための概念図である。
 第1シーラントSAが塗布された後、シーラント成形ノズル20がシーリング対象100に接触させられる。このとき、成形部50の第1接触部51は、シーリング対象100の上段110の上面111と接触し、成形部50の第2接触部52は、シーリング対象100の下段120の上面121と接触する。また、ガイド部60のガイド面63は、シーリング対象100の上段110の角部113と接触する。
 シーラント供給部30は、シーラント成形ノズル20のシーラント供給孔40に第2シーラントSBを供給する。第2シーラントSBは、シーラント供給孔40を通して、成形面53とシーリング対象100とに囲まれた空間200に供給される。
 そして、シーリング対象100との3点接触及び第2シーラントSBの供給を維持したまま、シーラント成形ノズル20がY方向に移動(スライド)させられる。このとき、成形部50に対してガイド部60が先行するように、シーラント成形ノズル20が移動させられる。これにより、空間200に供給された第2シーラントSBが、成形面53によって規定形状に成形される。すなわち、図1及び図2で示されたような第2シーラントSBが成形される。
 4.効果
 本実施の形態によれば、成形部50の成形面53が、成形後の第2シーラントSBの規定形状(図2参照)に合致するように設計されている。また、ガイド部60のガイド面63とシーリング対象100との接触により、成形部50の位置ずれが防止される。すなわち、第2シーラントSBの幅WB1、WB2(図2B参照)として一定の幅が得られ、そのばらつきが防止される。従って、本実施の形態に係るシーラント成形ノズル20を使用することによって、第2シーラントSBの寸法や形状のばらつきを抑えることができる。言い換えれば、本実施の形態に係るシーラント成形ノズル20を使用することによって、規定の外観品質を満足するような第2シーラントSBを容易に成形することが可能となる。
 また、ヘラ等を用いて手作業で第2シーラントSBを成形する必要がないため、成形作業に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
 更に、本実施の形態によれば、ガイド部60のガイド面63は、シーリング対象100と線接触するように形成されている。より詳細には、ガイド面63は、シーリング対象100の上段110の角部113と線接触し、その他の面(111、112、121)とは接触しないように形成されている。これにより、ガイド面63とシーリング対象100との間の接触面積が最小限に抑えられる。
 比較例として、上述の特許文献1に記載の技術を考える。特許文献1に記載の技術によれば、ノズルのガイド部が、シーリング対象の表面形状に合わせて形成されている。従って、シーリング対象の表面に下地層が形成されている場合、ガイド部との接触により、その下地層が傷つけられたり削り取られたりする可能性がある。このことは、シーラントの密着性を低下させる要因となる。
 一方、本実施の形態によれば、ガイド部60とシーリング対象100との間の接触面積は最小限に抑えられる。従って、下地層である第1シーラントSAへの影響が最小化される。このことは、高いシーラントの密着性が実現されることを意味する。このように、本実施の形態によれば、シーリング対象の表面に下地層が形成されている場合であっても、好適にシーラントを成形することが可能となる。
 同様の理由により、成形部50の第1接触部51及び第2接触部52もシーリング対象100と線接触することが好適である。
 また、上述の通り、第1接触部51や第2接触部52は、円弧形状(R形状)を有していることが好ましい。図10は、円弧形状を有する第2接触部52の場合の第2シーラントSBの充填の様子を概念的に示している。一方、図11は、比較例として、直線形状を有する第2接触部52’の場合の第2シーラントSBの充填の様子を概念的に示している。直線形状の場合、図11に示されるように、第2シーラントSBが隅まで行き渡らず、“巻き込み”が発生する可能性がある。一方、円弧形状の場合、図10に示されるように、第2シーラントSBが隅々まで行き渡り、“巻き込み”の発生が防止される。第1接触部51に関しても同様である。尚、これらのことは、本願発明者が実験を通して確認済みである。
 また、上述の通り、シーラント供給孔40は縦長の形状を有していることが好ましい(w2>w1)。この場合、シーラント供給孔40から吐出される第2シーラントSB2が上下方向に拡散しやすくなる。このことも、“巻き込み”発生の防止に寄与する。
 また、ガイド部60は、シーラント供給孔40の片側にだけ設けられている。もし、ガイド部60がシーラント供給孔40の両側に設けられていたとしたら、成形部50で成形された第2シーラントSBが後続のガイド部によって破壊されてしまうからである。
 以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
 本願は、日本国特許出願番号2012-201592号に基づいて条約上の優先権を主張する。その開示は、引用によりここに組み込まれる。
 
 

Claims (11)

  1.  第1平面における断面形状がステップ形状である対象に対するシーリング用のシーラント成形ノズルであって、
     シーラントを成形する成形部と、
     前記第1平面と直交する第1方向において前記成形部と隣接する位置に設けられたガイド部と
    を備え、
     前記成形部は、
      前記ステップ形状の上段の上面と接触する第1接触部と、
      前記ステップ形状の下段の上面と接触する第2接触部と、
      前記第1平面と直交し、且つ、前記第1接触部と前記第2接触部との間をつなぐように形成された成形面と、
      前記成形面と前記対象に囲まれた空間に前記シーラントを供給するために設けられたシーラント供給孔と
    を備え、
     前記ガイド部は、
      前記第1平面と直交し、且つ、前記上段の角部と線接触するように形成されたガイド面
    を備える
     シーラント成形ノズル。
  2.  請求項1に記載のシーラント成形ノズルであって、
     前記ガイド面は凸状に形成されている
     シーラント成形ノズル。
  3.  請求項2に記載のシーラント成形ノズルであって、
     前記ガイド面と前記第1平面との交線は円弧である
     シーラント成形ノズル。
  4.  請求項1乃至3のいずれか一項に記載のシーラント成形ノズルであって、
     前記第1接触部は、前記上段の上面と線接触するように形成されている
     シーラント成形ノズル。
  5.  請求項4に記載のシーラント成形ノズルであって、
     前記第1接触部と前記上段の上面との間の接触線近傍において、前記第1接触部の表面と前記第1平面との交線は円弧である
     シーラント成形ノズル。
  6.  請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシーラント成形ノズルであって、
     前記第2接触部は、前記下段の上面と線接触するように形成されている
     シーラント成形ノズル。
  7.  請求項6に記載のシーラント成形ノズルであって、
     前記第2接触部と前記下段の上面との間の接触線近傍において、前記第2接触部の表面と前記第1平面との交線は円弧である
     シーラント成形ノズル。
  8.  請求項1乃至7のいずれか一項に記載のシーラント成形ノズルであって、
     前記成形面と前記第1平面との交線に沿った方向は第2方向であり、
     前記第2方向に沿った前記シーラント供給孔の幅は、前記第1方向に沿った前記シーラント供給孔の幅より大きい
     シーラント成形ノズル。
  9.  請求項1乃至8のいずれか一項に記載のシーラント成形ノズルであって、
     前記ガイド部は、前記シーラント供給孔の片側に設けられている
     シーラント成形ノズル。
  10.  請求項1乃至9のいずれか一項に記載のシーラント成形ノズルと、
     前記シーラント供給孔に前記シーラントを供給するシーラント供給部と
     を備える
     シーラント成形装置。
  11.  第1平面における断面形状がステップ形状である対象に対してシーリングを行うシーラント成形方法であって、
     (A)シーラント成形ノズルを前記対象に接触させるステップと、
      ここで、前記シーラント成形ノズルは、
       シーラントを成形する成形部と、
       前記第1平面と直交する第1方向において前記成形部と隣接する位置に設けられたガイド部と
    を備え、
      前記成形部は、
       前記ステップ形状の上段の上面と接触する第1接触部と、
       前記ステップ形状の下段の上面と接触する第2接触部と、
       前記第1平面と直交し、且つ、前記第1接触部と前記第2接触部との間をつなぐように形成された成形面と、
       前記成形面と前記対象に囲まれた空間に前記シーラントを供給するために設けられたシーラント供給孔と
    を備え、
      前記ガイド部は、
       前記第1平面と直交し、且つ、前記上段の角部と線接触するように形成されたガイド面
    を備え、
     (B)前記シーラント供給孔を通して前記空間に前記シーラントを供給するステップと、
     (C)前記ガイド部を前記成形部に対して先行させながら、前記シーラント成形ノズルを前記第1方向に移動させるステップと
    を含む
     シーラント成形方法。
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