(57)【要約】【課題】複合材の被補修部の形状が微小なヒビや隙間のような樹脂が流入し難い形状の場合でも、被補修部に樹脂を充填することができ、被補修部を補修することを目的とする。【解決手段】補修装置１は、繊維強化樹脂シートを積層して形成される板状の複合材２を補修する装置である。補修装置１は、複合材２の板面同士を接続する端面２ｃに該端面２ｃから凹むように形成された被補修部３を端面２ｃとの間に閉空間Ｓが形成されるように覆う本体部１０と、本体部１０と複合材２とを固定する固定部２０と、閉空間Ｓへ圧力をかけて樹脂を注入する樹脂供給部と、を備えている。本体部１０は、樹脂供給部からの圧力に対して変形しない剛性を有する部材で形成されている。【選択図】図２
2020172077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂シートを積層して形成される板状の複合材を補修する補修装置であって、
前記複合材の端面に形成された被補修部を、前記端面との間に閉空間が形成されるように覆う本体部と、
前記本体部と前記複合材とを固定する固定部と、
前記閉空間へ圧力をかけて樹脂を注入する樹脂供給部と、を備え、
前記本体部は、前記樹脂供給部からの圧力に対して変形しない剛性を有する部材で形成されている補修装置。
【請求項２】
前記閉空間から空気を排出して前記閉空間を真空とする排出部を備えた請求項１に記載の補修装置。
【請求項３】
前記固定部は、前記本体部と一体的に設けられていて前記複合材の一側の板面である一面と面接触する第１接触部と、前記本体部と一体的に設けられていて前記複合材の他側の板面である他面と面接触する第２接触部と、前記第１接触部を前記複合材の前記一面の方向へ押圧するとともに前記第２接触部を前記複合材の前記他面の方向へ押圧する押圧部と、を有する請求項１または請求項２に記載の補修装置。
【請求項４】
前記固定部は、前記本体部と一体的に設けられていて前記複合材の一側の板面である一面と面接触する第１接触部と、前記本体部と一体的に設けられていて前記複合材の他側の板面である他面と面接触する第２接触部と、を有し、
前記第１接触部は、前記複合材の前記一面と接触した状態で、前記一面側に付勢していて、
前記第２接触部は、前記複合材の前記他面と接触した状態で、前記他面側に付勢している請求項１または請求項２に記載の補修装置。
【請求項５】
前記第１接触部と前記複合材の前記一面との間及び前記第２接触部と前記複合材の前記他面との間には、各々、シール部材が設けられている請求項３または請求項４に記載の補修装置。
【請求項６】
前記閉空間に注入された樹脂を加熱する加熱機構を備える請求項１から請求項５のいずれかに記載の補修装置。
【請求項７】
繊維強化樹脂シートを積層して形成される板状の複合材を補修する複合材の補修方法であって、
前記複合材の端部に形成された被補修部を、該被補修部との間に閉空間が形成されるように、本体部で覆う被覆工程と、
前記本体部と前記複合材とを固定する固定工程と、
前記被覆工程と前記固定工程の後に、前記閉空間へ圧力をかけて樹脂を注入する注入工程と、を備え、
前記本体部は、前記注入工程において注入される樹脂の圧力に対して変形しない剛性を有する部材で形成されている複合材の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補修装置及び複合材の補修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
強化繊維に樹脂を含侵させた繊維強化樹脂シートを積層して形成される板状の複合材は、板厚方向と直交する方向の端部が衝撃を受けると、この端部を起点として層間が剥離し、層間に隙間が発生する場合がある。すなわち、破損した状態となる場合がある。破損した状態のまま複合材の使用を継続すると、層間の隙間が複合材の内部方向へ進展し、複合材が所定の強度や剛性を発揮できなくなる可能性がある。このような問題を解決するために、端部を起点として層間が剥離するなどの破損が発生した場合に、層間に発生した隙間に樹脂を流入させて隙間を埋めることで複合材を補修する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、複合材パネルに形成された空隙欠損部の開口部の周囲領域を、被覆材としてのバギングフィルムで被覆し、被覆した部分の周囲にシーラントを配することにより、複合材パネルとバギングフィルムとで囲まれる特定空間を気密状態とする複合材の欠損部修理方法が記載されている。この方法では、バギングフィルムに真空口金を設けておき、真空金具に吸引装置を接続し、この吸引装置を用いて特定空間からの空気の排出（真空引き）を行い、特定空間内の圧力を所定の真空圧に設定する。そして、液状の樹脂を、特定空間内の真空圧により、開口部を介して空隙欠損部の内部に流入させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８７８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複合材の層間が剥離することで発生する隙間は、微小な隙間であるため圧力損失が大きく、粘性を有する樹脂を注入し難い。特許文献１の方法では、真空圧により複合材の隙間に樹脂を流入させているが、上述のように、隙間は微小であるので、真空圧ではこの隙間に樹脂を好適に流入させることができない可能性があった。
【０００６】
また、仮に、特許文献１の方法において、より強い圧力で複合材の隙間に樹脂を注入するために、樹脂を加圧しながら注入することも考えられる。しかしながら、特許文献１の方法ではバギングフィルムで被覆することで特定空間を形成しているため、加圧して樹脂を注入しようとした場合に、圧力によってバギングフィルムが変形してしまうので、複合材の隙間に対して圧力が好適に作用しない。このため、隙間に樹脂を流入させることができない可能性があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複合材の被補修部の形状が微小なヒビや隙間のような樹脂が流入し難い形状の場合でも、被補修部に樹脂を充填することができ、被補修部を補修することができる補修装置及び複合材の補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の補修装置及び複合材の補修方法は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る補修装置は、繊維強化樹脂シートを積層して形成される板状の複合材を補修する補修装置であって、前記複合材の端面に形成された被補修部を、前記端面との間に閉空間が形成されるように覆う本体部と、前記本体部と前記複合材とを固定する固定部と、前記閉空間へ圧力をかけて樹脂を注入する樹脂供給部と、を備え、前記本体部は、前記樹脂供給部からの圧力に対して変形しない剛性を有する部材で形成されている。
【０００９】
上記構成では、複合材と固定され被補修部を覆う本体部と被補修部との間の閉空間へ圧力をかけて樹脂を注入している。閉空間へ樹脂を注入すると、閉空間内に樹脂が充填されるとともに、閉空間から被補修部の内部にも樹脂が充填される。複合材と本体部とが固定されているので、閉空間内に樹脂が充填されている状態で、さらに樹脂供給部から閉空間へ樹脂が供給されると、閉空間の圧力が増大する。閉空間の圧力が増大すると、被補修部の内部へ流入する樹脂に圧力が作用する。これにより、被補修部の内部に樹脂が好適に流入する。上記構成では、このように、被補修部の内部に樹脂を流入し易くすることができる。よって、例えば、複合材の被補修部の形状が微小なヒビや隙間のような樹脂が流入し難い形状の場合でも、被補修部の内部に樹脂を充填することができ、被補修部を補修することができる。
【００１０】
また、上記構成では、本体部が、樹脂供給部からの圧力に対して変形しない剛性を有する部材で形成されている。これにより、本体部が変形しないので、閉空間へ圧力をかけて樹脂を注入することができる。閉空間へ圧力をかけて樹脂を注入することで、被補修部の内部に流入する樹脂に対して圧力を作用させることができる。したがって、被補修部の内部に好適に樹脂を充填することができる。
なお、樹脂供給部からの圧力に対して変形しない剛性を有する部材とは、例えば金属部材や樹脂部材が挙げられる。また、変形しないとは、本体部として機能を発揮できなくなるほどに変形しないとの意味であって、多少の変形が許容されることはもちろんである。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る補修装置は、前記閉空間から空気を排出して前記閉空間を真空とする排出部を備えていてもよい。
【００１２】
上記構成では、空間から空気を排出して閉空間を真空とする排出部を備えている。これにより、閉空間内及び被補修部から空気を排出することができる。したがって、被補修部の内部に樹脂を流入する際に、空気による阻害を抑制することができる。よって、より好適に被補修部の内部に樹脂を充填することができるので、被補修部をより好適に補修することができる。
なお、真空とは、完全な真空状態でなくてもよく、大気圧よりも低い状態であればよい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る補修装置は、前記固定部は、前記本体部と一体的に設けられていて前記複合材の一側の板面である一面と面接触する第１接触部と、前記本体部と一体的に設けられていて前記複合材の他側の板面である他面と面接触する第２接触部と、前記第１接触部を前記複合材の前記一面の方向へ押圧し前記第２接触部を前記複合材の前記他面の方向へ押圧する押圧部と、を有していてもよい。
【００１４】
上記構成では、本体部と一体的に設けられた第１接触部と複合材の一面とが面接触し、本体部と一体的に設けられた第２接触部と複合材の他面とが面接触している。したがって、本体部と複合材との間の圧力損失を増大させることができるので、本体部と複合材との間からの樹脂の漏洩を抑制することができる。
【００１５】
また、押圧部は、第１接触部を複合材の一面の方向へ押圧し、第２接触部を複合材の他面の方向へ押圧する。すなわち、固定部は、第１接触部と第２接触部との間に複合材を挟むように、複合材と本体部とを固定している。これにより、本体部と複合材との間からの樹脂の漏洩をより抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る補修装置は、前記固定部は、前記本体部と一体的に設けられていて前記複合材の一側の板面である一面と面接触する第１接触部と、前記本体部と一体的に設けられていて前記複合材の他側の板面である他面と面接触する第２接触部と、を有し、前記第１接触部は、前記複合材の前記一面と接触した状態で、前記一面側に付勢していて、前記第２接触部は、前記複合材の前記他面と接触した状態で、前記他面側に付勢していてもよい。
【００１７】
上記構成では、本体部と一体的に設けられた第１接触部と複合材の一面とが面接触し、本体部と一体的に設けられた第２接触部と複合材の他面とが面接触している。したがって、本体部と複合材との間の圧力損失を増大させることができるので、本体部と複合材との間からの樹脂の漏洩を抑制することができる。
【００１８】
また、第１接触部が複合材の一面と接触した状態で一面側に付勢していて、第２接触部が複合材の一面と接触した状態で他面側に付勢している。すなわち、固定部は、第１接触部と第２接触部との間に複合材を挟むように、複合材と本体部とを固定している。これにより、本体部と複合材との間からの樹脂の漏洩をより抑制することができる。
【００１９】
また、上記構成では、第１接触部及び第２接触部と複合材とを接触させるために、特別な装置を設けていない。したがって、第１接触部及び第２接触部と複合材とを接触させるために特別な装置を設ける構成と比較して、部品点数を低減し、簡素な構成とすることができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る補修装置は、前記第１接触部と前記複合材の前記一面との間及び前記第２接触部と前記複合材の前記他面との間には、各々、シール部材が設けられていてもよい。
【００２１】
上記構成では、第１接触部と複合材の一面との間及び第２接触部と複合材の他面との間に、各々、シール部材が設けられている。これにより、本体部と複合材との間から漏洩しようとする樹脂は、シール材によって阻害されるので、本体部と複合材との間からの樹脂の漏洩をより抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る補修装置は、前記閉空間に注入された樹脂を加熱する加熱機構を備えてもよい。
【００２３】
上記構成では、加熱機構によって、閉空間に充填された樹脂を加熱することで、樹脂の流動性を高めることができる。このため、被補修部の内部への樹脂の充填を促進したり、被補修部の内部に充填された樹脂の硬化を促進したりすることができる。
【００２４】
本発明の一態様に係る複合材の補修方法は、繊維強化樹脂シートを積層して形成される板状の複合材を補修する複合材の補修方法であって、前記複合材の端部に形成された被補修部を、該被補修部との間に閉空間が形成されるように、本体部で覆う被覆工程と、前記本体部と前記複合材とを固定する固定工程と、前記被覆工程と前記固定工程の後に、前記閉空間へ圧力をかけて樹脂を注入する注入工程と、を備え、前記本体部は、前記注入工程において注入される樹脂の圧力に対して変形しない剛性を有する部材で形成されている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、複合材の被補修部の形状が微小なヒビや隙間のような樹脂が流入し難い形状の場合でも、被補修部に樹脂を充填することができ、被補修部を補修することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る補修装置の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面部である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る補修装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る補修装置及び複合材の補修方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は補修装置のみを図示している。また、図２は、補修装置に複合材が設置され、閉空間に樹脂が充填された状態を図示している。また、以下の説明では、図１及び図２に示されているように、補修装置に複合材が設置された状態における複合材の板厚方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する方向であって樹脂を注入する方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向として説明する。
【００２８】
本実施形態に係る補修装置１は、図１及び図２に示すように、繊維強化樹脂シートを積層して形成される板状の複合材２（例えば、プリプレグを用いた成形品）を補修する装置である。詳細には、板状の複合材２の板面同士を接続する面である端面２ｃから凹むように形成された被補修部３に対して樹脂４を注入することで、当該被補修部３の内部を樹脂４で充填する装置である。被補修部３の例としては、積層された繊維強化樹脂シートが端面２ｃを起点として剥離することで繊維強化樹脂シートの間に形成される隙間やヒビなどが挙げられる。
【００２９】
補修装置１は、端面２ｃとの間に閉空間Ｓが形成されるように被補修部３を覆う本体部１０と、本体部１０と複合材２とを固定する固定部２０と、閉空間Ｓへ圧力をかけて樹脂４を注入する樹脂供給部３０と、空間から空気を排出して閉空間Ｓを真空とする排出部４０と、を備えている。
【００３０】
本体部１０は、外形が直方体形状であって、内部に空間が形成されている箱状の部材である。また、本体部１０のＹ軸方向の一側の端部には、略全域に亘って開口が形成されている。すなわち、本体部１０の内部に形成された空間は、補修装置１に複合材２が設置されていない状態では、この開口によって開放状態とされている。一方、補修装置１に複合材２が設置された状態では、複合材２の端面２ｃがこの開口を塞ぐ。このため、本体部１０の内部に形成されている空間は、本体部１０及び複合材２の端面２ｃとで規定された閉空間Ｓとなる。
【００３１】
本体部１０は、内部に形成された空間のＹ軸方向の他端（すなわち、開口とは反対側の端）を規定する第１壁部１１を有する。第１壁部１１は、補修装置１に複合材２が設置された状態において、複合材２の端面２ｃから所定距離離間している。この第１壁部１１と複合材２の端面２ｃとの間に、閉空間Ｓが形成される。第１壁部１１と複合材２の端面２ｃとの距離Ｌ１（図２参照）は、閉空間Ｓを流通する樹脂４に対する圧力損失が過度に高くならないように設定される。一例として、距離Ｌ１は、５ｍｍから１０ｍｍ程度とされる。ただし、距離Ｌ１は被補修部３の長さや樹脂４の粘度により好適な値が設定されるので、上記値に限定されるものではない。
また、本体部１０は、第１壁部１１のＺ軸方向の一端から略直角に曲折してＹ軸方向へ延びる第２壁部１２と、第１壁部１１のＺ軸方向の他端から略直角に曲折してＹ軸方向へ延びる第３壁部１３と、を有する。第２壁部１２は本体部１０の内部に形成された空間のＺ軸方向の一端を規定し、第３壁部１３はこの空間のＺ軸方向の他端を規定している。
【００３２】
また、本体部１０は、第１壁部１１のＸ軸方向の一端から略直角に曲折してＹ軸方向へ延びる第４壁部１４と、第１壁部１１のＸ軸方向の他端から略直角に曲折してＹ軸方向へ延びる第５壁部（図示省略）と、を有する。第４壁部１４は本体部１０の内部に形成された空間のＸ軸方向の一端を規定し、第５壁部はこの空間のＸ軸方向の他端を規定している。また、第４壁部１４及び第５壁部は、第２壁部１２と第３壁部１３とを接続している。第４壁部１４には、後述する注入ポート３１及び排出ポート４１が貫通している。また、第４壁部１４及び第５壁部のＹ軸方向の一側の端面には、Ｚ軸方向に延在する第１溝１４ａが形成されている。第１溝１４ａは、Ｚ軸方向の全域に亘って形成されている。この第１溝１４ａには、後述するＯリング２５（図示省略）が収容される。
【００３３】
第１壁部１１、第２壁部１２、第３壁部１３、第４壁部１４及び第５壁部は、剛とされた部材で一体的に形成されている。剛とされた部材とは、樹脂供給部３０から閉空間Ｓへ圧力をかけて樹脂４を注入した際に変形しない程度の剛性を有する部材であって、例えば、金属部材や樹脂部材が挙げられる。また、変形しないとは、本体部１０として機能を発揮できなくなるほどに変形しないとの意味であって、多少の変形は許容されることはもちろんである。
【００３４】
固定部２０は、複合材２の一側の板面である一面２ａと面接触する第１接触板部（第１接触部）２１と、複合材２の他側の板面である他面２ｂと面接触する第２接触板部（第２接触部）２２と、を有する。また、固定部２０は、第１接触板部２１を複合材２の一面２ａの方向へ押圧するとともに、第２接触板部２２を複合材２の他面２ｂの方向へ押圧する押圧部２３を有する。
【００３５】
第１接触板部２１と第２接触板部２２とは、略平行に延在しており、対向するように配置されている。第１接触板部２１と、第２接触板部２２との離間距離は、複合材２の厚さ（板厚方向の長さ）よりもわずかに大きく設定されており、第１接触板部２１と第２接触板部２２との間に複合材２を挿入可能とされている。第１接触板部２１と第２接触板部２２との間に複合材２を配置し、押圧部２３により第１接触板部２１及び第２接触板部２２を押圧していない状態では、図２に示すように、第１接触板部２１及び第２接触板部２２は複合材２と面接触していない状態（もしくは、わずかに接触している状態）となる。この状態から、押圧部２３が第１接触板部２１及び第２接触板部２２を押圧すると、第１接触板部２１と第２接触板部２２が弾性変形し、複合材２と接触する。なお、第１接触板部２１及び第２接触板部２２と複合材２とは、シート状のシール材等を介して、間接的に接触していてもよい。
【００３６】
第２接触板部２２は、本体部１０の第３壁部１３のＹ軸方向の一側端部から、さらにＹ軸方向へ延びる板状の部材である。第１接触板部２１と第３壁部１３とは一体的に形成されている。また、第２接触板部２２は、本体部１０と同じ原材料により形成されている。
【００３７】
第２接触板部２２の複合材２と接触する面には、図１に示すように、Ｘ軸方向の両端部に第２溝２２ａが形成されている。各第２溝２２ａは、Ｙ軸方向に沿って延在しており、Ｙ軸方向の略全域に亘って形成されている。各第２溝２２ａのＹ軸方向の他端は、第１溝１４ａのＺ軸方向の他端と接続されている。また、第１接触板部２１の複合材２と接触する面には、図１及び図２に示すように、Ｙ軸方向の一端部に第３溝２２ｂが形成されている。第３溝２２ｂは、Ｘ軸方向に沿って延在しており、Ｘ軸方向の略全域に亘って形成されている。また、第３溝２２ｂは、Ｘ軸方向の両端部が、各々、第２溝２２ａのＹ軸方向の一端に接続されている。すなわち、第３溝２２ｂは、２本の第２溝２２ａのＹ軸方向の一端同士を接続している。
【００３８】
第１接触板部２１は、本体部１０の第２壁部１２のＹ軸方向の一側端部から、さらにＹ軸方向へ延びる板状の部材である。第１接触板部２１と第２壁部１２とは一体的に形成されている。また、第１接触板部２１は、本体部１０と同じ原材料により形成されている。
【００３９】
第１接触板部２１の複合材２と接触する面には、Ｘ軸方向の両端部に第４溝（図示省略）が形成されている。各第４溝は、Ｙ軸方向に沿って延在しており、Ｙ軸方向の略全域に亘って形成されている。各第４溝のＹ軸方向の他端は、第１溝１４ａのＺ軸方向の一端と接続されている。また、第１接触板部２１の複合材２と接触する面には、Ｙ軸方向の一端部に第５溝２１ａが形成されている。第５溝２１ａは、Ｘ軸方向に沿って延在しており、Ｘ軸方向の略全域に亘って形成されている。また、第５溝２１ａは、Ｘ軸方向の両端部が、各々、第４溝のＹ軸方向の一端に接続されている。すなわち、第５溝２１ａは、２本の第４溝のＹ軸方向の一端同士を接続している。
【００４０】
第１溝１４ａ、第２溝２２ａ、第３溝２２ｂ、第４溝及び第５溝２１ａには、各々、Ｏリング２５が収容設置されている。各溝に収容設置されるＯリング２５は、一体的に形成されている。Ｏリング２５は、本体部１０及び複合材２によって形成される閉空間Ｓと、外部空間との間をシールしている。なお、各溝に収容されるＯリング２５は、本体部１０及び複合材２によって形成される閉空間Ｓと、外部空間との間をシールできるものであればよく、別体であってもよく、また、別体をつなぎ合わせたものであってもよい。
【００４１】
押圧部２３は、図２に示すように、第１接触板部２１を複合材２の一面２ａの方向へ押圧するとともに、第２接触板部２２を複合材２の他面２ｂの方向へ押圧する。押圧部２３が第１接触板部２１及び第２接触板部２２を押圧し、複合材２に押し付けることで、複合材２と本体部１０とが固定される。押圧部２３として用いられる装置として、典型的にはＣ型クランプが挙げられる。
【００４２】
樹脂供給部３０は、内部に流路が形成された第４壁部１４を貫通する注入ポート３１と、注入ポート３１を介して閉空間Ｓへ補修用樹脂４を供給する樹脂供給装置（図示省略）と、を有する。
【００４３】
注入ポート３１は、中心軸線がＸ軸方向に沿って延びる円筒状の部材であって、内部に樹脂４が流通可能な流路が形成されている。注入ポート３１の内部に形成された流路は、閉空間Ｓに連通している。
【００４４】
樹脂供給装置は、注入ポート３１と接続可能とされている。樹脂供給装置は、注入ポート３１を介して所定の圧力をかけて閉空間Ｓへ樹脂４を注入するための装置である。すなわち、加圧した樹脂４を閉空間Ｓへ注入するための装置である。樹脂供給装置は、電動の装置であってもよく、手動の装置であってもよい。電動の装置としては、一例として、シリンジ・ディスペンサーコントローラー・コンプレッサが挙げられる。また、手動の装置としては、シリンジとピストンで構成された注射器状の装置が挙げられる。
【００４５】
排出部４０は、内部に流路が形成された第４壁部１４を貫通する排出ポート４１と、排出ポート４１を介して閉空間Ｓから空気を排出させる排出装置（図示省略）と、を有する。
【００４６】
排出ポート４１は、中心軸線がＸ軸方向に沿って延びる円筒状の部材であって、内部に空気が流通可能な流路が形成されている。排出ポート４１の内部に形成された流路は、閉空間Ｓに連通している。
排出装置は、排出ポート４１と接続可能とされている。排出装置は、排出ポート４１を介して、閉空間Ｓから空気を排出させるための装置である。排出装置としては、一例として、真空ポンプが挙げられる。
なお、本実施形態では、注入ポート３１と排出ポート４１とが隣り合って、第４壁部１４に形成されているが、これに限るものではない。例えば、注入ポート３１を第４壁部１４に形成し、排出ポート４１を第５壁部に形成してもよい。
【００４７】
次に、本体部１０、第１接触板部２１及び第２接触板部２２の成形方法について説明する。
本実施形態の本体部１０、第１接触板部２１及び第２接触板部２２とは、一体として成形される。以下、本体部１０、第１接触板部２１及び第２接触板部２２が一体として成形された部材をチャンバーと称する。チャンバーの成形方法の一例として、三次元プリンタで成形する方法が挙げられる。チャンバーは、第１接触板部２１と第２接触板部２２との離間距離を、複合材２の板厚に応じた距離とする必要があるなど、複合材２の補修箇所の形状に応じて作成する必要がある。よって、チャンバーは、様々なサイズや形状が要求されるが、三次元プリンタで成形することで、あらゆる補修箇所の形状に応じたサイズや形状のチャンバーを短期間で成形することができる。また、チャンバーは、第１接触板部２１及び第２接触板部２２の内側の面（対向する面）にＯリング２５を収容するための溝を形成するなど、細かい加工が要求されるが、三次元プリンタで成形することで、細かい加工であっても、短期間で成形することができる。
なお、チャンバーの成形方法として、三次元プリンタで成形する方法以外を用いてもよい。例えば、金属からチャンバーを削り出してもよい。また、射出成型や、鋳造成型でチャンバーを成形してもよい。
【００４８】
次に、本実施形態に係る補修装置１を用いた複合材２の補修方法について説明する。
繊維強化樹脂シートを積層して形成される複合材２は、板厚方向と直交する方向の端部が衝撃を受けると、端面２ｃを起点として層間が剥離し、層間に隙間が発生する場合がある。すなわち、破損した状態となる場合がある。本実施形態に係る補修装置１は、このような複合材２の隙間などの被補修部３に樹脂４を注入することで複合材２の補修を行う。
【００４９】
［設置工程］
具体的には、まず、補修装置１を複合材２に設置する。詳細には、第１接触板部２１が複合材２の一面２ａと対向し第２接触板部２２が複合材２の他面２ｂと対向するとともに、本体部１０が複合材２の被補修部３を覆うように、補修装置１を複合材２に設置する（被覆工程）。また、このとき、複合材２の端面２ｃのうち、閉空間Ｓを規定する領域と隣接する領域が、第４壁部１４及び第５壁部のＹ方向の一側の面（第１溝１４ａが形成される面）と接触させるように設置する。すなわち、複合材２の端面２ｃのうち、閉空間Ｓを規定する領域と隣接する領域は、図１の一点鎖線で示す位置となる。このように、本体部１０と複合材２の端面２ｃとの間に閉空間Ｓが形成されるように、補修装置１を複合材２に設置する。
【００５０】
［固定工程］
次に、押圧部２３によって、第１接触板部２１を複合材２の一面２ａの方向へ押圧するとともに、第２接触板部２２を複合材２の他面２ｂの方向へ押圧する。これにより、第１接触板部２１が複合材２の一面２ａと面接触し、第２接触板部２２が複合材２の他面２ｂと面接触する。また、これにより、第２溝２２ａ及び第３溝２２ｂに収容されているＯリング２５が、第２接触板部２２と複合材２との間で圧迫される。また、第４溝及び第５溝２１ａに収容されているＯリング２５が、第１接触部と複合材２との間で圧迫される。このようにして、本体部１０と複合材２とが固定される。
【００５１】
［空気排出工程］
次に、吸引ポンプを駆動し、排出ポート４１を介して閉空間Ｓ内の空気を吸引することで排出し、閉空間Ｓ内を真空にする。なお、真空とは、空気が完全に存在しない状態（完全な真空状態）でなくてもよく、閉空間Ｓの圧力が大気圧よりも低い状態程度であってもよい。
【００５２】
［注入工程］
次に、樹脂供給装置を駆動させて、注入ポート３１を介して、閉空間Ｓへ補修用樹脂４を注入する。このとき、樹脂供給装置は、所定の圧力をかけて閉空間Ｓへ樹脂４を注入する。閉空間Ｓへ樹脂４を注入すると、閉空間Ｓに樹脂４が充填されるとともに、閉空間Ｓから被補修部３の内部にも樹脂４が充填される。複合材２と本体部１０とが固定されているので、閉空間Ｓ内に樹脂４が充填されている状態で、さらに樹脂供給部３０から閉空間Ｓへ樹脂４が供給されると、閉空間Ｓの圧力が増大する。閉空間Ｓの圧力が増大すると、被補修部３の内部へ流入する樹脂４に圧力が作用する。これにより、被補修部３の内部に樹脂４が好適に流入する。
【００５３】
［取り外し工程］
樹脂４の注入が完了すると、次に、複合材２から補修装置１を取り外す。一度被補修部３の内部に流入した樹脂４は、固まる前であっても、被補修部３から排出されることはない。このため、取り外し工程は、注入した樹脂４が固まるまで待って樹脂４が固まった後に行ってもよいし、樹脂４が固まる前に行ってもよい。取り外し工程では、押圧部２３の押圧を解除し、そのあとに、補修装置１を複合材２から取り外す。樹脂４が固まった後に補修装置１を取り外した場合には、その後に、複合材２の端面２ｃから突出する樹脂４（すなわち、閉空間Ｓで固まった樹脂４）を除去する。また、樹脂４が固まる前に補修装置１を取り外した場合には、その後に、複合材２の端面２ｃに付着した樹脂４を拭き取る。樹脂４を拭き取ってから、樹脂４を固める。樹脂４は、時間経過とともに固まるので、樹脂４が固まるまで待ってもよく、また、積極的に加熱等することで樹脂４の固化を促進してもよい。
このようにして、複合材２の被補修部３の補修を終了する。
【００５４】
本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、複合材２と固定され被補修部３を覆う本体部１０と被補修部３との間の閉空間Ｓへ圧力をかけて樹脂４を注入している。これにより、加圧力により、被補修部３の内部に樹脂４が好適に流入する。本実施形態では、このように、被補修部３の内部に樹脂４を流入し易くすることができるので、例えば、複合材２の被補修部３の形状が微小なヒビや隙間のような樹脂４が流入し難い形状の場合でも、被補修部３の内部に樹脂４を充填することができ、被補修部３を補修することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、本体部１０が、樹脂供給部３０からの圧力に対して変形しない剛性を有する部材で形成されている。これにより、閉空間Ｓへ圧力をかけて樹脂４を注入することができる。閉空間Ｓへ圧力をかけて樹脂４を注入することで、上述のように、被補修部３の内部に流入する樹脂４に対して圧力を作用させることができるので、被補修部３の内部に好適に樹脂４を充填することができる。
【００５６】
本実施形態では、閉空間Ｓから空気を排出して閉空間Ｓを真空とする排出部４０を備えている。これにより、閉空間Ｓ内及び被補修部３から空気を排出することができる。したがって、被補修部３の内部に樹脂４を流入する際に、空気による阻害を抑制することができる。よって、より好適に被補修部３の内部に樹脂４を充填することができるので、被補修部３をより好適に補修することができる。
【００５７】
本実施形態では、本体部１０と一体的に設けられた第１接触板部２１と複合材２の一面２ａとが面接触し、本体部１０と一体的に設けられた第２接触板部２２と複合材２の他面２ｂとが面接触している。したがって、本体部１０と複合材２との間の圧力損失を増大させることができるので、本体部１０と複合材２との間からの樹脂４の漏洩を抑制することができる。
【００５８】
また、押圧部２３は、第１接触部を複合材２の一面２ａの方向へ押圧し、第２接触部を複合材２の他面２ｂの方向へ押圧する。すなわち、固定部２０は、第１接触部と第２接触部との間に複合材２を挟むように、複合材２と本体部１０とを固定している。これにより、本体部１０と複合材２との間からの樹脂４の漏洩をより抑制することができる。
【００５９】
本実施形態では、第１接触部と複合材２の一面２ａとの間及び第２接触部と複合材２の他面２ｂとの間に、各々、シール部材が設けられている。これにより、本体部１０と複合材２との間から漏洩しようとする樹脂４は、シール材によって阻害されるので、本体部１０と複合材２との間からの樹脂４の漏洩をより抑制することができる。
【００６０】
また、例えば、真空バッグ等を用いて樹脂４を注入する方法では、作業者に熟練度が要求され、作業者ごとに品質に差異が発生する可能性があるが、本実施形態では、樹脂供給部３０からの圧力に対して変形しない剛性を有する部材で形成された本体部１０によって形成された閉空間Ｓへ、樹脂供給装置によって樹脂４を注入するだけでよいので、作業を標準化することができる。すなわち、作業者の熟練度に依らず、一定の品質で補修を行うことができる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明に第２実施形態について、図３を用いて説明する。なお、図３は、補修装置１に、複合材２が設置されていない状態を図示している。
本実施形態に係る補修装置５１は、第１壁部１１と、第２壁部５２及び第３壁部５３とが為す角度θが第１実施形態と異なっている。また、押圧部２３の代わりに、第１接触板部５４及び第２接触板部５５に操作部５６が設けられている点で、第１実施形態と異なる。その他においては、第１実施形態と略同一なので、同一の部材については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、被補修部３が設けられる複合材２も第１実施形態と同様のものである。
【００６２】
補修装置５１は、図３に示すように、第１壁部１１と、第２壁部５２及び第３壁部５３とが為す角度θが９０度よりも小さく設定されている。これにより、第２壁部５２及び第３壁部５３と一体的に形成されている第１接触板部５４と第２接触板部５５とが、略平行に配置されておらず、Ｙ軸方向の一端側に向かうほど、近づくように配置されている。また、第１接触板部５４の先端と、第２接触板部５５の先端との距離Ｌ２は、複合材２の板厚よりも小さくなるように設定されている。
【００６３】
また、第１接触板部５４の外面（複合材２と対向する面の反対側の面）及び第２接触板の外面（複合材２と対向する面の反対側の面）には、一対の操作部５６が固定されている。詳細には、各操作部５６は、第１接触板部５４の外面のＹ軸方向の一端部及び、第２接触板部５５の外面のＹ軸方向の一端部に固定されている。各操作部５６は、第１接触板部５４及び第２接触板部５５の外面に沿って延びる板状の部材であって、一端が第１接触板部５４及び第２接触板部５５の外面に固定されている。また、各操作部５６の他端は、第１壁部１１よりもＹ軸方向の他側に位置している。
【００６４】
次に、本実施形態に係る補修装置５１を用いた複合材２の補修方法について説明する。
本実施形態に係る複合材２の補修方法は、設置工程、固定工程及び取り外し工程のみが、第１実施形態と異なっている。したがって、第１実施形態と同一である空気排出工程及び注入工程については、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
［設置工程］
本実施形態に係る補修装置１は、第１接触板部５４の先端と、第２接触板部５５の先端との距離Ｌ２は、複合材２の板厚よりも小さい。したがって、この状態では、第１接触板部５４と第２接触板部５５との間に複合材２を挿入することができないため、第１接触板部５４と第２接触板部５５との間に複合材２を設置することはできない。そこで、本実施形態の補修装置１では、補修装置１を複合材２に設置する際に、まず、一対の操作部５６の他端を操作する。詳細には、図３の矢印Ａで示すように、他端同士が近づくように、一対の操作部５６を操作する。このように操作することで、操作部５６の本体部１０の後端の角を支点Ｐとして、矢印Ｂで示すように、一対の操作部５６の一端同士が離れるように移動する。操作部５６の一端と本体部の一端部とが固定されているので、操作部５６の一端の移動に伴って、本体部１０が弾性変形する。詳細には、第１接触板部５４の先端と、第２接触板部５５の先端との距離Ｌ２が広がるように、本体部１０が弾性変形する。第１接触板部５４と第２接触板部５５との間に複合材２を設置可能になるまで、距離Ｌ２を広げると、第１接触板部５４と第２接触板部５５との間に複合材２を設置する。複合材２の設置位置等は、第１実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００６６】
［固定工程］
複合材２を設置した後に、操作部５６の操作を解除する。操作部５６の操作を解除すると、第１接触板部５４と第２接触板部５５とが元の形状に戻ろうとする力が働く。これにより、第１接触板部５４が、複合材２の一面２ａと接触した状態で、かつ、一面側に付勢した状態となる。また、第２接触板部５５が、複合材２の他面２ｂと接触した状態で、かつ、他面側に付勢した状態となる。このようにして、本体部１０と複合材２とが固定される。
【００６７】
［取り外し工程］
取り出し工程では、再度、図３の矢印Ａで示すように、他端同士が近づくように、一対の操作部５６を操作する。このように操作することで、本体部１０が弾性変形し、第１接触板部５４の先端と、第２接触板部５５の先端との距離Ｌ２が広がるため、複合材２から補修装置１を取り外すことができる。
【００６８】
本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
本実施形態でも、第１実施形態と同様に、本体部１０と一体的に設けられた第１接触部と複合材２の一面２ａとが面接触し、本体部１０と一体的に設けられた第２接触部と複合材２の他面２ｂとが面接触している。したがって、本体部１０と複合材２との間の圧力損失を増大させることができるので、本体部１０と複合材２との間からの樹脂４の漏洩を抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、第１接触部が複合材２の一面２ａと接触した状態で一面側に付勢していて、第２接触部が複合材２の一面２ａと接触した状態で他面側に付勢している。すなわち、固定部２０は、第１接触部と第２接触部との間に複合材２を挟むように、複合材２と本体部１０とを固定している。これにより、第１実施形態と同様に、本体部１０と複合材２との間からの樹脂４の漏洩をより抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、第１接触部及び第２接触部と複合材２とを接触させるために、特別な装置を設けていない。したがって、第１接触部及び第２接触部と複合材２とを接触させるという観点から見た場合に、特別な装置を設ける構成と比較して、部品点数を低減し、簡素な構成とすることができる。
【００７１】
なお、本発明は、上記各実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、第１実施形態においても、第２実施形態と同様に、第１壁部１１と第２壁部５２及び第３壁部５３とが為す角度θを調整し、第１接触板部５４及び第２接触板部５５を複合材２側へ付勢させてもよい。このように構成することで、第１接触板部５４及び第２接触板部５５と複合材２とが、より強く面接触するので、本体部１０と複合材２との間からの樹脂４の漏洩をより抑制することができる。
【００７２】
また、上記第２実施形態において、第１壁部１１と第２壁部５２及び第３壁部５３とが為す角度θを９０度よりも小さくなるように設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。角度θは、補修装置１に複合材２が設置された状態における角度よりも、補修装置に複合材２が設置されていない状態における角度の方が小さくなるように設定すればよく、例えば、９０度よりも大きくなるように設定してもよい。
【００７３】
また、上記各実施形態の本体部１０に、閉空間Ｓに充填された樹脂４を加熱する加熱機構（図示省略）を設けてもよい。加熱機構によって、閉空間Ｓに充填された樹脂４を加熱することで、樹脂４の流動性を高めることができる。このため、被補修部３の内部への樹脂４の充填を促進したり、被補修部３の内部に充填された樹脂４の硬化を促進したりすることができる。加熱機構として、例えば、本体部１０の内部にニクロム線を埋設し、通電することで加熱する機構が挙げられる。加熱機構の加熱の程度は、樹脂４の特性や本体部１０の耐熱性により適宜決定される。
【符号の説明】
【００７４】
１      ：補修装置
２      ：複合材
２ａ    ：一面
２ｂ    ：他面
２ｃ    ：端面
３      ：被補修部
４      ：補修用樹脂
１０    ：本体部
１１    ：第１壁部
１２    ：第２壁部
１３    ：第３壁部
１４    ：第４壁部
１４ａ  ：第１溝
２０    ：固定部
２１    ：第１接触板部
２１ａ  ：第５溝
２２    ：第２接触板部
２２ａ  ：第２溝
２２ｂ  ：第３溝
２３    ：押圧部
２５    ：Ｏリング
３０    ：樹脂供給部
３１    ：注入ポート
４０    ：排出部
４１    ：排出ポート
５１    ：補修装置
５２    ：第２壁部
５３    ：第３壁部
５４    ：第１接触板部
５５    ：第２接触板部
５６    ：操作部
【図１】
2020172077.tif 000003
【図２】
2020172077.tif 000004
【図３】
2020172077.tif 000005