(57)【要約】      （修正有）【課題】大きな粘度のシール材料を自動で塗布する装置を提供する。【解決手段】シール材料を塗布する方法及び装置においては、ノズルシステム１２０は、ロボット機器１２８を用いて、構造物１０４に対して位置決めされる。シール材料は、ノズルシステム１２０とロボット機器１２８を用いて、構造物１０４上に所定数の流れ１３１で塗布し、所望の形状１４０を備えているシール材料堆積物１３８を形成し、前記シール材料１０２は、所定の閾値１１４より大きな粘度１１２を備えている。【選択図】図１
2020011237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット機器への取付け用に構成したロボット取付け要素と、
所定の閾値より大きな粘度を有するシール材料を保持する供給源への取付け用に構成した供給源取付け要素と、
構造物に前記シール材料を所定数の流れで塗布して、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成するように構成したノズルシステムと、を含む装置。
【請求項２】
ノズルシステムが、構造物へのシール材料の塗布中、前記構造物から少なくとも０．５インチ離れて保持されるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ノズルシステムが、構造物へのシール材料の塗布中、前記構造物から少なくとも１．０インチ離れて保持されるように構成されている、請求項１又は２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
ロボット機器が、構造物に対してノズルシステムを移動するように構成され、シール材料が、所望のレベルの均一性及び精度で塗布されるようにする、請求項２又は３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
シール材料堆積物の所望の形状が、その長さ方向に沿って、実質的に均一な厚さ及び幅を有するビードである、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
ノズルシステムに関連付けられるとともに、前記ノズルシステムを介して流れるシール材料の温度を制御し、前記シール材料の粘度を変化させるように構成した温度制御要素を更に含む、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
ノズルシステムが、所定の塗布パターンを用いて、単一流モード及び複数流モードの一方で、構造物上にシール材料を塗布するように構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
ノズルシステムが、構造物の所定数の標的部に対して、所定数の流れでシール材料を塗布するように構成され、シール材料堆積物が硬化したときに、所定数の標的部上に所望の形状を有するシール部を形成する、請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
ロボット機器取付け要素、供給源取付け要素、及びノズルシステムが、シール材料塗布システムを構成し、当該シール材料塗布システムが、ロボット機器用のエンドエフェクタである、請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
ロボット機器を用いて、構造物に対してノズルシステムを位置決めすることと、
前記ノズルシステムとロボット機器を用いて、前記構造物上に所定数の流れで、シール材料を塗布して、所望の形状を備えているシール材料堆積物を形成すること、を含むシール材料の塗布方法であって、
前記シール材料は、所定の閾値より大きな粘度を有している、方法。
【請求項１１】
ノズルシステムとロボット機器を用いて、構造物上にシール材料を塗布することが、
前記構造物に沿ってノズルシステムを移動させ、同時に、前記ロボット機器を用いて、前記ノズルシステムからシール材料を吐出させ、前記シール材料が、所望のレベルの均一性及び精度で塗布されるようにすること、を含んでいる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ロボット機器を用いて、構造物に対してノズルシステムを位置決めすることが、
前記ロボット機器を用いて、前記構造物に対してノズルシステムを位置決めし、前記ノズルシステムが、構造物から少なくとも約０．５インチ離れて保持されるようにすることと、
前記構造物に沿ってノズルシステムを移動させ、同時に、前記ロボット機器を用いて、前記ノズルシステムからシール材料を吐出させることと、
前記構造物と、ノズルシステムの端部との間に少なくとも約０．５インチの所定の距離を維持し、同時に、前記ロボット機器を用いて、前記構造物に沿って、ノズルシステムを移動させることと、を含んでいる、請求項１０又は請求項１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
構造物上にシール材料を塗布することが、
前記構造物上へのシール材料の塗布中、ノズルシステム用の複数のパラメータを制御すること、を含んでいる、請求項１０〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
構造物上へのシール材料の塗布中、ノズルシステム用の複数のパラメータを制御することが、
吐出させる前記シール材料の流速、前記シール材料の温度、前記ノズルシステムの並進速度、又は前記ノズルシステムの回転速度の少なくとも一つを制御すること、を含んでいる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
構造物上にシール材料と塗布することが、
前記シール材料の粘度を変化させ、ノズルシステムを介して、前記シール材料の流速を変更することと、
前記ノズルシステムを用いて、単一流モードと複数流モードの一方で、所定の塗布パターンにて、前記構造物上にシール材料を塗布することと、を含んでいる、請求項１０〜１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示内容は、一般に流体塗布に関し、特に、高粘度シール材料塗布に関する。更に詳細には、本開示内容は、自動システムを用いて、高粘度シール材料を塗布する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シール材料は、保護遮蔽部を提供するために用いられる粘性流体であってもよく、前記保護遮蔽部は、流体及び粒子が、前記遮蔽部を通過しないようにできる。更に、シール材料を用いて、接合部及び他の種類の界面及び標的部を密閉できる。いくつかの場合、シール材料を用いて、部品を腐食から保護できる。
【０００３】
シール材料は、航空宇宙業界、自動車業界、及び他の業界を含む様々な業界で使用できるが、それらの業界に限定されない。航空宇宙業界では、シール材料を用いて、組立体、半組立体、機体部品、翼部品、及び／又は他の種類の部品を密閉できる。一般に、航空宇宙業界で用いられるシール材料は、自動車業界で用いられるシール材料より高粘度であってもよい。航空宇宙業界で用いられるシール材料は、自動車業界で用いられるシール材料に比べて、空気及び／又は空間を介した動作負荷及び移動によって生じるより多くの力に耐える必要がある。
【０００４】
航空宇宙業界においては、異なる種類の塗布システムを用いて、シール材料を塗布できる。本明細書で使用する場合、シール材料を「塗布する」とは、ノズルから前記シール材料を吐出させること、及び／又は一つ以上の面に前記シール材料を付着させることを含んでいてもよい。ノズルからシール材料を吐出させることは、前記ノズルからシール材料を放出させることと同じである。
【０００５】
航空宇宙業界で用いられるシール材料は高粘度であり、これらのシール材料の吐出及び塗布を困難にするため、望ましくない。その結果、これらのシール材料は、手動塗布することが必要になる。シール材料を塗布する既存の手動方法としては、例えば、手動装置を用いて、シール材料をブラシすること、浸漬すること、ロール塗布すること、及びスプレイすることなどが考えられるが、これらに限定されるものではない。
【０００６】
しかし、シール材料を塗布するこれらの方法は、労働集約的であり、時間がかかるため、望ましくない。更に、これらの方法は、正確性に乏しく、制御もきかない点も望ましくない。場合によっては、シール材料は、溶媒で希釈し、前記シール材料の粘度を低減する必要がある。例えば、シール材料は、環境に対して有害な溶媒を用いて希釈し、スプレイ動作に十分になるまで前記シール材料の粘度を低減する必要が生じることもある。追加的に、これらの種類の方法に含まれる洗浄は、広範囲及び／又は高価となり、望ましくない。
【０００７】
更に、シール材料を塗布するこれらの既存の方法は、塗布されるシール材料の量、形状、及び／又は厚さが正確ではない点でも望ましくない。その結果、これらの高粘度シール材料を用いて、塗布されるシールビード用の要件に適合させることは、困難になって、望ましくない。場合によっては、塗布されたシールビードを改善するために、マスク処理、マスク除去、再成形、及び／又はトリミングが必要となる。しかし、この処理は、労働集約的で、時間がかかり望ましいものではなく、広範囲の再処理を要する。
【０００８】
自動車業界においてシール材料の吐出及び塗布のために現在利用されている自動方法の
中には、低粘度から中粘度のシール材料に使用することに適しているものもある。例えば、これらの方法は、約１００，０００センチポイズ（ｃＰ）未満の粘度を有するシール材料に適している。しかし、航空宇宙業界で用いられるシール材料は、その特性として１００，０００センチポイズより大きな粘度であり、これらの種類のシール材料によってその結果もたらされる問題のために、自動車業界で用いられる自動塗布方法は、これらの種類のシール材料と共に使用するには適していないと、航空宇宙技術者は考えるであろう。従って、上で議論した問題の少なくとも一部、及び他の可能な問題を考慮した方法及び装置を持つことが望まれる。
【発明の概要】
【０００９】
一実施形態では、装置は、ロボット取付け要素、供給源取付け要素、及びノズルシステムを含んでいてもよい。ロボット取付け要素は、ロボット機器への取付け用に構成されている。供給源取付け要素は、所定の閾値より大きな粘度を備えているシール材料を保持する供給源への取付け用に構成されている。ノズルシステムは、所定数の流れで構造物上にシール材料を塗布し、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成できるように構成されている。
【００１０】
別の実施形態では、シール材料塗布システムは、ロボット取付け要素、供給源、供給源取付け要素、及びノズルシステムを含んでいてもよい。ロボット取付け要素は、ロボット機器へのシール材料塗布システムの取付け用に構成されている。供給源は、約１００，０００センチポイズより大きな粘度を備えているシール材料を保持できる。供給源取付け要素は、供給源へのシール材料塗布システムの取付け用に構成されている。ノズルシステムは、所望のレベルの均一性と精度を備えた所定数の流れで、構造物の複数の標的部の上にシール材料を塗布するように構成され、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成し、前記シール材料堆積物を硬化させ、前記所定数の標的部にシール部を形成できる。
【００１１】
更に別の実施形態では、シール材料を塗布する方法が提供される。ノズルシステムは、ロボット機器を用いて、構造物に対して位置決めできる。シール材料は、所定の閾値より大きな粘度を有しており、ノズルシステム及びロボット機器を用いて、構造物上に所定数の流れで塗布され、所望の形状を備えているシール材料堆積物を形成できる。
【００１２】
更に別の実施形態では、航空宇宙機用の構造物にシール材料を塗布する方法が提供される。所定の閾値より大きな粘度を有するシール材料は、シール材料塗布システムのノズルシステム内に収容できる。ノズルシステムは、ロボット機器を用いて、構造物に対して位置決めし、前記ノズルシステムが、構造物上へのシール材料の塗布中、前記構造物から少なくとも０．５インチ（約１．２７ｃｍ）離れて保持されるようにする。シール材料は、ノズルシステムから吐出できる。シール材料の粘度は、前記シール材料の吐出中に変化させ、吐出させるシール材料の流速を変更できる。前記ノズルシステムからシール材料を吐出させながら、ロボット機器を用いて、ノズルシステムを構造物に沿って移動させ、所望のレベルの均一性及び精度で、所定の塗布パターンに従って、所定数の流れで、前記シール材料を構造物上に塗布し、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成する。硬化すると、シール材料堆積物は、剛性面及び所定の許容範囲内の所望の形状を有するシール部を形成できる。
【００１３】
つまり、本発明の一つの側面によると、ロボット機器への取付け用に構成したロボット取付け要素と、所定の閾値より大きな粘度を備えているシール材料を保持する供給源への取付け用に構成した供給源取付け要素と、所定数の流れで構造物上に前記シール材料を塗布し、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成するように構成したノズルシステムと、を含む装置が提供される。
【００１４】
本装置では、ノズルシステムは、構造物上へのシール材料の塗布中、前記構造物から少なくとも０．５インチ離れて保持されるように構成すると有利である。
【００１５】
本装置では、ノズルシステムは、構造物上へのシール材料の塗布中、前記構造物から少なくとも１．０インチ離れて保持されるように構成すると有利である。
【００１６】
本装置では、ロボット機器は、構造物に対しノズルシステムを移動させ、所望のレベルの均一性及び精度で、シール材料を塗布するように構成すると有利である。
【００１７】
本装置では、所望の形状のシール材料堆積物は、その長さ方向に沿って、実質的に均一の厚さ及び幅を有するビードであると有利である。
【００１８】
本装置は更に、ノズルシステムに関連付けられるとともに、前記ノズルシステムを介して流れるシール材料の温度を制御し、前記シール材料の粘度を変化させるように構成した温度制御要素を含んでいると有利である。
【００１９】
本装置では、ノズルシステムは、所定の塗布パターンにて、単一流モード及び複数流モードの一方で、構造物上にシール材料を塗布するように構成すると有利である。
【００２０】
本装置では、所定の塗布パターンは、渦巻きパターンであると有利である。
【００２１】
本装置では、ノズルシステムは、構造物の所定数の標的部の上に、所定数の流れでシール材料を塗布し、シール材料堆積物が硬化すると、所望の形状を有する所定数の標的部上にシール部が形成されるように構成すると有利である。
【００２２】
本装置では、所定数の標的部の一つは、接合部、締付け要素、締付け要素の端部、一つ以上の部品の間の界面、溝、及び継ぎ目の一つから選択されると有利である。
【００２３】
本装置では、シール材料の粘度の所定の閾値は、約１００，０００センチポイズより大きいと有利である。
【００２４】
本装置では、供給源は、シール材料カートリッジであると有利である。
【００２５】
本装置では、ロボット取付け要素、供給源取付け要素、及びノズルシステムは、シール材料塗布システムを構成すると有利である。
【００２６】
本装置では、シール材料塗布システムは、ロボット機器用のエンドエフェクタであると有利である。
【００２７】
本装置では、構造物は、工作物、部品の組立体、及び半組立体の一つから選択されると有利である。
【００２８】
本装置では、構造物は、航空宇宙機用の複数の部品を含んでいると有利である。
【００２９】
本装置では、構造物上に塗布するシール材料は、硬化すると、剛性面及び所定の許容範囲内の所望の形状を有するシール部を形成すると有利である。
【００３０】
本発明の別の側面によると、ロボット機器へのシール材料塗布システムの取付け用に構成したロボット取付け要素と、約１００，０００センチポイズより大きな粘度を有するシール材料を保持する供給源と、前記供給源にシール材料塗布システムを取り付けるように
構成した供給源取付け要素と、所望のレベルの均一性及び精度にて所定数の流れで、構造物の所定数の標的部上に前記シール材料を塗布し、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成し、前記シール材料堆積物を硬化させると、前記所定数の標的部上にシール部を形成するように構成したノズルシステムと、を含んでいるシール材料塗布システムが提供される。
【００３１】
本発明の更に別の側面によると、シール材料を塗布する方法が提供され、前記方法は、ロボット機器を用いて、構造物に対してノズルシステムを位置決めすることと、前記ノズルシステムとロボット機器を用いて、前記構造物上に所定数の流れで、前記シール材料を塗布し、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成することと、を含み、前記シール材料が、所定の閾値より大きな粘度を備えている。
【００３２】
本方法では、ノズルシステム及びロボット機器を用いて、構造物上にシール材料を塗布することは、前記構造物に沿ってノズルシステムを移動させ、同時に、前記ロボット機器を用いて、前記ノズルシステムからシール材料を吐出させ、所望のレベルの均一性及び精度で、前記シール材料を塗布することを含んでいると有利である。
【００３３】
本方法では、ロボット機器を用いて、構造物に対してノズルシステムを位置決めすることは、前記ロボット機器を用いて、前記構造物に対してノズルシステムを位置決めし、前記ノズルシステムが、前記構造物から少なくとも約０．５インチ離れて保持されるようにすることを含んでいると有利である。
【００３４】
本方法では、ノズルシステム及びロボット機器を用いて、構造物上にシール材料を塗布することは、ノズルシステムからシール材料を吐出させながら、前記ロボット機器を用いて前記構造物に沿ってノズルシステムを移動させることと、前記ロボット機器を用いて前記構造物に沿ってノズルシステムを移動させるあいだ、前記構造物とノズルシステムの端部との間に少なくとも約０．５インチの所定距離を維持することと、を含んでいると有利である。
【００３５】
本方法では、構造物上にシール材料を塗布することは、前記構造物上へのシール材料の塗布中に、ノズルシステム用の複数のパラメータを制御することを含んでいると有利である。
【００３６】
本方法では、構造物上へのシール材料の塗布中、ノズルシステム用の複数のパラメータを制御することは、吐出させるシール材料の流速、前記シール材料の温度、前記ノズルシステムの並進速度、又は前記ノズルシステムの回転速度の少なくとも一つを制御することを含んでいると有利である。
【００３７】
本方法では、構造物上にシール材料を塗布することは、前記シール材料の粘度を変化させ、ノズルシステムを介した前記シール材料の流速を変化させることと、所定の塗布パターンを用いて、単一流モード及び複数流モードの一方で、前記ノズルシステムを用いて構造物上にシール材料を塗布することと、を含んでいると有利である。
【００３８】
本方法では、所定の塗布パターンを用いて、単一流モード及び複数流モードの一方で、ノズルシステムを用いて構造物上にシール材料を塗布することは、渦巻きパターンを用いて、前記単一流モード及び複数流モードの一方で、前記ノズルシステムを用いて構造物上にシール材料を塗布することを含んでいると有利である。
【００３９】
本方法では、構造物上にシール材料を塗布することは、前記構造物上にシール材料を塗布し、シール材料堆積物の所望の形状が、その長さ方向に沿って実質的に均一な厚さ及び
幅を有するビードであるようにすることを含んでいると有利である。
【００４０】
本方法は更に、シール材料堆積物を硬化させ、剛性面及び所定の許容範囲内の所望の形状を有するシール部を形成することを含んでいると有利である。
【００４１】
本発明の更に別の側面によると、航空宇宙機用の構造物上にシール材料を塗布する方法が提供され、前記方法は、シール材料塗布システムのノズルシステム内に、所定の閾値より大きな粘度を有する前記シール材料を収容することと、ロボット機器を用いて、前記構造物に対してノズルシステムを位置決めし、前記ノズルシステムが、前記構造物上へのシール材料の塗布中、前記構造物から少なくとも０．５インチ離れて保持されるようにすることと、前記ノズルシステムからシール材料を吐出させ、前記シール材料の吐出中、前記シール材料の粘度を変化させ、吐出させるシール材料の流速を変更することと、ノズルシステムからシール材料を吐出させながら、前記ロボット機器を用いて前記構造物に沿ってノズルシステムを移動させ、所望のレベルの均一性及び精度で、所定の塗布パターンにて、所定数の流れで、前記構造物上にシール材料を塗布し、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成することと、前記シール材料堆積物を硬化させ、剛性面及び所定の許容範囲内の所望の形状を有するシール部を形成することと、を含んでいる。
【００４２】
上記特徴及び機能は、本開示内容の様々な実施形態で別個に実現でき、更に複数の他の実施形態内で組み合わせてもよく、更なる詳細は、以下の説明及び図面を参照しながら理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
実施形態に特有であると思われる新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかし、実施形態、並びにその好ましい使用方式、別の目的及び特徴は、添付の図面を参照しながら行う、本開示内容における実施形態の以下の詳細な説明によって最もよく理解されるであろう。
【図１】一実施形態に係るシール材料塗布システムを示すブロック図である。
【図２】一実施形態に係るシール材料塗布システムを示す図である。
【図３】一実施形態に従って、異なる形状のシールビードを形成できるシナリオの一覧表的な図である。
【図４】渦巻きパターンを用いて、シール材料堆積物を形成するための、一実施形態に係るノズルシステムを示す図である。
【図５】渦巻きパターンを用いて、シール材料堆積物を形成するための、一実施形態に係るノズルシステムを示す図である。
【図６】一実施形態に係るシール材料の塗布過程を示すフローチャートである。
【図７】一実施形態に従って、航空宇宙機の構造物上にシール材料を塗布する過程を示すフローチャートである。
【図８】一実施形態に係る航空機製造及び保守方法を示すフローチャートである。
【図９】一実施形態に係る航空機を示すブロック図である。
【詳細な説明】
【００４４】
実施形態は、異なる検討項目を認識した上で成立したものである。例えば、実施形態は、高粘度を備えているシール材料を塗布する方法及び装置を持つことが望ましいことを認識した上で成立している。特に、実施形態では、約１００，０００センチポイズより大きな粘度を備えているシール材料を塗布する方法及び装置を持つことが望ましいことを認識した上で成立している。
【００４５】
従って、実施形態は、シール材料を塗布する方法及び装置を提供する。一実施形態では、ノズルシステムは、ロボット機器を用いて、構造物に対して位置決めできる。シール材
料は、ノズルシステム及びロボット機器を用いて、所望のパターンで構造物上に塗布し、前記シール材料は、所定の閾値より大きな粘度を備えている。本実施形態では、シール材料は、約１００，０００センチポイズより大きな粘度を備えていてもよい。
【００４６】
ここで図面、特に、図１を参照すると、シール材料塗布システムが、一実施形態に従って示されている。本実施形態では、シール材料塗布システム１００を用いて、構造物１０４上にシール材料１０２を塗布できる。特に、シール材料塗布システム１００を用いて、シール材料１０２を吐出又は放出させることも、構造物１０４上にシール材料１０２を付着させることもできる。
【００４７】
構造物１０４は、工作物、部品の組立体、半組立体、又はいくつかの他の種類の構造の形態を取ることができる。一実施形態では、構造物１０４は、所定数の部品１０６及び／又は所定数の表面１０８から構成されている。本明細書において、「所定数の」品目とは、一つ以上の品目をいう。このように、所定数の部品１０６は、一つ以上の部品を含んでおり、所定数の表面１０８は、一つ以上の表面を含んでいる。
【００４８】
形態に依存して、構造物１０４は、構造物１０４の所定数の表面１０８に露出した、シール材料１０２を塗布する対象となる所定数の標的部１１０を備えていている。言い換えると、所定数の標的部１１０は、シール材料１０２を塗布することを必要とする。所定数の標的部１１０は、例えば、接合部、締付け要素、締付け要素の端部、一つ以上の部品の間の界面、溝、継ぎ目、又はいくつかの他の種類の形態を取ることができるが、これらの形態に限定されるものではない。
【００４９】
本実施形態では、シール材料１０２は、粘性１１２（粘度）を有する。粘度１１２は、所定の閾値１１４より大きな高粘度であってもよい。所定の閾値１１４は、例えば、約１００，０００センチポイズ（ｃＰ）であってもよいが、これに限定されない。もちろん、他の実施形態では、所定の閾値１１４は、約２００，０００センチポイズ、約３００，０００センチポイズ、又はいくつかの他の粘度であってもよい。このように、シール材料１０２は、高粘度シール材料１１６の形態を取ることができる。
【００５０】
状況に依存して、シール材料１０２は、単成分系又は多成分系であってもよい。言い換えると、シール材料１０２は、任意の数の成分にて構成できる。
【００５１】
図のように、シール材料塗布システム１００は、供給源取付け要素１１８、ノズルシステム１２０、及びロボット取付け要素１２２を含んでいてもよい。供給源取付け要素１１８は、シール材料塗布システム１００への供給源１２４の取付け用に構成されている。本実施形態では、供給源１２４は、シール材料塗布システム１００に対するシール材料１０２の供給源である。言い換えると、供給源１２４は、シール材料塗布システム１００にシール材料１０２を送出又は提供するために用いられる装置、システム、又はその他の種類のものであってもよい。例えば、供給源１２４は、タンク、ドラム、シール材料カートリッジ、シール材料チューブ、流体容器、又はいくつかの他の種類の供給源の形態を取ることができるが、これらに制限されない。一実施形態では、供給源１２４は、シール材料１０２を保持する５５ガロンドラムの形態を取ることができる。
【００５２】
ノズルシステム１２０は、シール材料１０２の吐出又は放出用に構成されている。本実施形態では、ノズルシステム１２０は、約５００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）より大きな圧力で、シール材料１０２を吐出させるために使用できる。いくつかの実施形態では、ノズルシステム１２０は、シール材料吐出ノズルシステムとも呼ばれる。
【００５３】
一実施形態では、温度制御要素１２６は、ノズルシステム１２０に関連付けされている
。本明細書においては、一つの部品を他の部品に「関連付ける」とは、図示の例における物理的関連付けをいう。
【００５４】
例えば、温度制御要素１２６等の第一部品は、いくつかの適切な方法で、第二部品に固定又は取り付けることによって、ノズルシステム１２０等の前記第二部品と関連付けられるといえるが、これに制限されない。第一部品は、第三部品を用いて、第二部品に接続してもよい。更に、第一部品は、第二部品の一部及び／又は延長部であることによって、前記第二部品と関連付けられるともいえる。
【００５５】
温度制御要素１２６は、ノズルシステム１２０からシール材料１０２を吐出させる際、シール材料１０２の加熱及び／又は冷却を行うように構成される。シール材料１０２は、加熱及び／又は冷却を行い、シール材料１０２の粘度１１２を変更できる。例えば、シール材料１０２を加熱すれば、シール材料１０２の粘度１１２を低減させることができるが、これに限定されることはない。また、シール材料１０２を冷却すれば、シール材料１０２の粘度１１２を増大させることができる。
【００５６】
このように、温度制御要素１２６を用いて、シール材料１０２の粘度１１２を制御し、粘度１１２が、所定の許容範囲内で所望の粘度になるようにする。所望の粘度を選択し、例えば、所望の速度‐速度に限定されないが‐などの所望の条件で、シール材料１０２がノズルシステム１２０から流れるようにする。従って、シール材料１０２を構造物１０４上に塗布する条件は、温度制御要素１２６を用いて制御できる。
【００５７】
ロボット取付け要素１２２は、ロボット機器１２８にシール材料塗布システム１００を取付けるように構成されている。ロボット機器１２８は、異なる形態を取ることができる。例えば、ロボット機器１２８は、ロボット作業機、ロボットアーム、ロボット操作システム、ロボット操縦機、又はいくつかの他の種類の自動又は半自動システムの形態を取ることができるが、これらには限定されない。一実施形態では、ロボット機器１２８は、ロボットアーム１３０の形態を取ることができる。
【００５８】
シール材料塗布システム１００は、ロボット取付け要素１２２を介して、ロボットアーム１３０に取付けできる。本実施形態では、シール材料塗布システム１００は、ロボットアーム１３０のエンドエフェクタと考えてもよい。エンドエフェクタは、アーム端工具（end-of-arm tooling:ＥＯＡＴ）とも呼ばれる。このように、ロボット取付け要素１２２
は、ロボットアーム端工具取付け要素とも呼ばれる。
【００５９】
本実施形態では、ロボットアーム１３０を用いて、ノズルシステム１２０の案内又は操作を行うことができる。本明細書において、ノズルシステム１２０を「操作する」とは、ノズルシステム１２０を移動すること、ノズルシステム１２０を位置決めすること、及び／又はノズルシステム１２０の向きを変更することを含んでいてもよい。ロボットアーム１３０を用いて、正確且つ均一にシール材料１０２を塗布することができる。更に、ロボットアーム１３０を用いて、シール材料塗布システム１００の操作又は案内を行うことは、構造物１０４上へのシール材料１０２の塗布を、均一、確実、及び正確に繰返し行うことができる。
【００６０】
本実施形態では、ノズルシステム１２０を用いて、複数の異なる方法で、構造物１０４にシール材料１０２を塗布できる。例えば、シール材料１０２は、ノズルシステム１２０を用いて、単一流モード１３２及び複数流モード１３４のいずれかにて、所定数の流れ１３１で、ノズルシステム１２０から吐出できる。単一流モード１３２では、所定数の流れ１３１は、シール材料１０２の単一流となる。複数流モード１３４では、所定数の流れ１３１は、材料の二つ以上の流れを含む。いくつかの実施形態では、シール材料の流れは、
シール材料のストランド、フィラメント、又はリボンとも呼ばれる。
【００６１】
一実施形態として、シール材料１０２は、複数流モード１３４のノズルシステム１２０を用いて、ノズルシステム１２０から一つ以上のフィラメントとして吐出できる。特に、シール材料１０２は、機械支援又は気流誘導塗布法を用いて、一つ以上の薄いフィラメントとして塗布できる。この機械支援又は気流誘導塗布法を用いて、シール材料１０２の塗布に際して、シール材料１０２の回転及び／又は方向を制御することができる。
【００６２】
もちろん、状況に依存して、他のモードを用いて、構造物１０４にシール材料１０２を塗布してもよい。これらの他のモードは、例えば、接触モード、非接触モード、圧力モード、混合モード、及び／又は他の種類のモードを含むが、これらに制限されない。
【００６３】
更に、ノズルシステム１２０は、所定の塗布パターン１３６にて、シール材料１０２を吐出できる。所定の塗布パターン１３６は、ノズルシステム１２０を移動させ、構造物１０４にシール材料１０２を塗布するためのパターンである。例えば、所定の塗布パターン１３６は、シール材料１０２をノズルシステム１２０から吐出させる際、特定の方向にノズルシステム１２０を並進させる単なる直線パターンであってもよいが、これに限定されない。
【００６４】
別の実施形態では、所定の塗布パターン１３６は、ノズルシステム１２０を円軌道にて移動させると同時に並進させ、構造物１０４にシール材料１０２の渦巻きを形成する渦巻きパターンの形態を取ることもできる。例えば、シール材料１０２の一つ以上のストランドは、シール材料１０２を構造物１０４に塗布する際、制御された円軌道に渦を巻かせてもよいが、これに限定されるものではない。
【００６５】
言い換えると、渦巻きパターンは、薄いシール材料１０２の多数の密に重複している円の形態で、シール材料１０２を塗布することによって形成できる。場合によっては、シール材料１０２をノズルシステム１２０から吐出させる際、シール材料１０２に向かって圧縮空気を誘導し、塗布されるシール材料１０２の一つ以上のストランドの延伸、もしくは制御及び操作を行ってもよい。
【００６６】
ノズルシステム１２０は、構造物１０４にシール材料１０２を塗布し、所望の形状１４０を有するシール材料堆積物１３８を形成できる。シール材料堆積物１３８は、構造物１０４上における未硬化のシール材料１０２であってもよい。所望の形状１４０は、例えば、ビード１４２の形態を取ることができるが、これに限定されない。ビード１４２は、単一流モード１３２又は複数流モード１３４で、ノズルシステム１２０を用いて形成できる。ビード１４２は、厚いストランド又はリボンの形態となったシール材料１０２であってもよい。一実施形態では、シール材料塗布システム１００を用いて、ビード１４２の長さ全体にわたって実質的に均一な厚さ及び幅を備えているビード１４２を形成できる。
【００６７】
シール材料塗布システム１００は、安定な制御されたパターンで、シール材料１０２を塗布するように構成でき、前記パターンは、必要に応じて一貫して繰り返すことができる。更に、シール材料塗布システム１００は、寸法及び材料特性に関して、調整可能で一貫しているシール材料１０２のパターンを形成できる。このように、シール材料塗布システム１００は、例えば、航空宇宙分野‐この分野に限定されないが‐などの要件に適合するようにシール材料１０２を塗布する構成である。
【００６８】
所望のシール材料堆積物１３８を形成できるようにするために、例えば、ノズルシステム１２０用の所定数のパラメータ１４３を選択してもよいが、この方法に限定されない。所定数のパラメータ１４３は、シール材料１０２の流速、シール材料１０２の温度、ノズ
ルシステム１２０の並進速度、ノズルシステム１２０の回転速度、又はいくつかの他の種類のパラメータの少なくとも一つを含む。
【００６９】
本明細書で使用される場合、語句「少なくとも一つ」は、品目のリストと共に使用されるとき、一つ以上の列挙された品目の異なる組合せであってもよく、リスト内の各品目の一つだけが必要とされてもよいことを意味する。品目は、特定の対象、物、又は分類であってもよい。言い換えると、「少なくとも一つ」というときは、品目の任意の組合せ又は所定数の品目がリストから用いられてもよいが、リスト内の全ての品目が必要とされるとは限らないことを意味する。
【００７０】
例えば、「品目Ａ、品目Ｂ、および品目Ｃの少なくとも一つ」は、品目Ａ単独、品目Ａと品目Ｂの組合せ、品目Ｂ単独、品目Ａと品目Ｂと品目Ｃの組合せ、又は品目Ｂと品目Ｃの組合せなどを意味する。場合によっては、「品目Ａ、品目Ｂ、および品目Ｃの少なくとも一つ」は、例えば、二つの品目Ａと一つの品目Ｂと１０個の品目Ｃの組合せ、４個の品目Ｂと７個の品目Ｃの組合、又はいくつかの他の適切な組合せを意味し得る。
【００７１】
シール材料１０２の流速は、シール材料１０２が、ノズルシステム１２０から流れ出る速度である。流速は、流出速度とも呼ばれる場合もある。シール材料１０２の流速は、例えば、シール材料１０２の粘度１１２を制御することによって制御できるが、これに限定されない。ノズルシステム１２０内の温度制御要素１２６を用いて、シール材料１０２の温度を変えることによって、シール材料１０２の粘度１１２を変更し、それにより吐出させるシール材料１０２の流速を増大又は減少させることができる。
【００７２】
ノズルシステム１２０の並進速度は、ノズルシステム１２０が、構造物１０４に沿って特定の方向に移動する速度である。並進速度は、移動速度とも呼ばれることもある。ノズルシステム１２０の回転速度は、ノズルシステム１２０を回転させる速度、又はノズルシステム１２０が円軌道を移動する速度である。
【００７３】
ノズルシステム１２０の並進速度及び／又は回転速度を変更し、構造物１０４上に形成されるシール材料堆積物１３８の厚さ及び／又は体積を変更できる。限定的ではないが、例えば、並進速度を低減させることで、形成されるシール材料堆積物１３８の厚さ及び／又は体積を増大できる。更に、回転速度を増大させれば、形成されるシール材料堆積物１３８の厚さ及び／又は体積を増大できる。
【００７４】
更に、シール材料塗布システム１００では、シール材料１０２の塗布作業中、ノズルシステム１２０が構造物１０４から所定の距離１４４に位置決めされる。所定の距離１４４は、ノズルシステム１２０の端部１４６と、構造物１０４との間の距離である。
【００７５】
一実施形態では、所定の距離１４４は、約０．５インチ以上の距離であってもよい。例えば、ロボット機器１２８を用いて、シール材料１０２の塗布作業中、構造物１０４から少なくとも約０．５インチ離れてノズルシステム１２０を位置決めされるが、これに限定されない。別の例では、ロボット機器１２８を用いて、シール材料１０２の塗布作業中、構造物１０４から少なくとも約１．０インチ離れてノズルシステム１２０を位置決めされる。従って、シール材料塗布システム１００を用いて、シール材料１０２を正確に吐出及び塗布できる。
【００７６】
図１に示されるシール材料塗布システム１００は、実施形態における実際上の物理的又は構造的制限を暗示するものではない。図示された部品に加えて又はその代わりに、他の部品を使用することもできる。いくつかの部品は、任意的である。また、ブロックは、いくつかの部品の機能を示す。実際の実施に際しては、これらのブロックの一つ以上を、組
合せ、又は、分割、又は組合せと分割の両方を行って、異なるブロックへと仕立ててもよい。
【００７７】
限定的ではないが、例えば、供給源取付け要素１１８は、ロボット取付け要素１２２と関連付けられる場合もある。状況に応じて、供給源取付け要素１１８は、ロボット取付け要素１２２に取り付けてもよいし、又はロボット取付け要素の一部として構成してもよい。
【００７８】
上記説明によれば、シール材料塗布システム１００は、シール材料１０２の塗布用に構成されているが、シール材料塗布システム１００、又はシール材料塗布システム１００と同様に構成した塗布システムは、構造物に対して他の種類の高粘度流体を塗布するために用いてもよい。限定的ではないが、これらの高粘度流体は、例えば、接着剤材料、コーキング材料、及び／又は他の種類の流体を含んでいてもよい。シール材料１０２以外の高粘度流体を塗布するために使用する場合、シール材料塗布システム１００は、一般に、流体塗布システムとも呼ばれる。
【００７９】
ここで図２を参照すると、シール材料塗布システムの一実施形態が示されている。本実施形態では、シール材料塗布システム２００は、図１のシール材料塗布システム１００実例である。
【００８０】
図示のように、シール材料塗布システム２００は、供給源取付け要素２０１、カートリッジ２０２、ノズルシステム２０４、及びロボット取付け要素２０５を含んでいてもよい。供給源取付け要素２０１、カートリッジ２０２、ノズルシステム２０４、及びロボット取付け要素２０５は、図１における供給源取付け要素１１８、供給源１２４、ノズルシステム１２０、及びロボット取付け要素１２２の各々に対する実例である。
【００８１】
本実施形態では、カートリッジ２０２は、約２００，０００センチポイズの粘度を有するシール材料２０７を保持できる。図２では、カートリッジ２０２がシール材料２０７を供給するように示されているが、他の種類の供給源又は送出システムを用いて、シール材料塗布システム２００のノズルシステム２０４に、シール材料２０７の送出、又は提供を行なうようにしてもよい。
【００８２】
供給源取付け要素２０１を用いて、ノズルシステム２０４にカートリッジ２０２を取付けることもできる。ノズルシステム２０４を用いて、シール材料２０７を吐出させることができる。更に、限定的ではないが、ロボット取付け要素２０５を用いて、例えば、シール材料塗布システム２００をロボット機器（図示せず）に取り付けることができる。限定的ではないが、ロボット機器（図示せず）は、例えば、図１のロボットアーム１３０等のロボットアームの形態をとってもよい。シール材料塗布システム２００は、このロボットアームによって操作し、シール材料２０７が、所望のレベルの信頼性、均一性、及び精度で塗布されるようにする。実施形態によっては、ロボット取付け要素２０５を用いて、他のシステム及び／又は機器に、シール材料塗布システム２００を取り付ける場合もある。
【００８３】
本実施形態では、シール材料塗布システム２００を用いて、構造物２１４の部品２１０と部品２１２の間に形成された界面２０６に、シール材料２０７を塗布される。特に、シール材料堆積物２１５は、界面２０６上に形成される。シール材料堆積物２１５は、図１のシール材料堆積物１３８の実例である。図示のように、シール材料塗布システム２００を、構造物２１４に対して操作又は位置決めし、ノズルシステム２０４が、界面２０６から少なくとも１インチ離れて保持されるようにする。
【００８４】
更に、本実施形態では、シール材料塗布システム２００を用いて、ビード２１６を形成
することができる。ビード２１６は、図１のビード１３８の実例である。ビード２１６は、ビード２１６の長さ方向に沿って、実質的に均一な厚さ及び幅を備えていてもよい。ビード２１６は、硬化又は固化すると、界面２０６にシール部２１８を形成する。本実施形態では、シール部２１８は、ビード２１６の形状を維持している。しかし、他の例では、ビード２１６は、再加工又は再成形して、シール部２１８が、いくつかの他の形状又は構成を有するようにしてもよい。限定的ではないが、例えば、ビード２１６を再成形し、シール部２１８が、所定の要件に適合する形状を有するように形成できる。異なる種類及び構成のシール部の断面図は、図３に示されている。
【００８５】
図２に示されたシール材料塗布システム２００は、実施形態で実際に採用し得る物理的又は構造的制限を示すものではない。図示された部品に加えて又はその代わりに、他の部品を使用することもできる。いくつかの部品は、任意的であってもよい。
【００８６】
図２に示した種々な部品は、図１にブロック形態で示した部品が、物理的な構造としてどのような形態になるかを示す実例である。追加的に、図２の部品いくつかは、図１の部品に組み合わせることも、図１の部品と共に使用することも、これら二つの組合せとすることもできる。
【００８７】
ここで図３を参照すると、実施形態に従って、異なる形状のシールビードが形成されるシナリオを断面図の一覧表として示されている。本実施形態では、表３００は、シナリオ３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、及び３１０を含んでいる。限定的ではないが、これらのシナリオの各々は、例えば、端部又は隅部などの標的部に関連した特性に基づいて、標的部の密閉、被覆、及び／又は保護に必要なシールビードの形状を特定する。以下で説明するシールビードの各々は、図１のビード１３８の実例である。
【００８８】
シナリオ３０１では、シール材料を用いて、形状３１２を有するシールビード３１１が形成される。シールビード３１１は、第一部品３１４と第二部品３１５によって形成される隅部３１３に設けられる。本実施形態においては、シールビード３１１の形状３１２は、ビード形状である。シールビード３１１の形状３１２は、第一部品３１４の厚さ３１６に基づいて選択される。
【００８９】
更に、シナリオ３０２では、シール材料を用いて、形状３１９を有するシールビード３１８が形成される。シールビード３１８は、第一部品３２１と第二部品３２２によって形成される隅部３２０に設けられる。シールビード３１８の形状３１９は、第一部品３２１の厚さ３２３に基づいて選択される。
【００９０】
シナリオ３０３では、シール材料を用いて、形状３２５を有するシールビード３２４が形成される。シールビード３２４は、第一部品３２７と第二部品３２８によって形成される隅部３２６に設けられる。シールビード３２４の形状３２５は、第一部品３２７の厚さ３２９に基づいて選択される。
【００９１】
シナリオ３０４に示したように、シール材料を用いて、形状３３１を有するシールビード３３０が形成される。シールビード３３０は、第一部品３３３と第二部品３３４によって形成される端部３３２、及び第二部品３３４と第三部品３３６によって形成される隅部３３５に設けられる。シールビード３３０の形状３３１は、第一部品３３３の厚さ３３７に基づいて選択される。
【００９２】
更に、シナリオ３０５では、シール材料を用いて、形状３４０を有するシールビード３３８が形成される。シールビード３３８は、第一部品３４２と第二部品３４３によって形
成される隅部３４１に設けられる。シールビード３３８の形状３４０は、第一部品３４２の厚さ３４４に基づいて選択される。
【００９３】
シナリオ３０６では、シール材料を用いて、形状３４７を有するシールビード３４６と、形状３４９を有するシールビード３４８が形成される。シールビード３４６は、第一部品３５１と第二部品３５２によって形成される隅部３５０に設けられる。シールビード３４８は、第二部品３５２と第三部品３５５を結合している締付け要素３５４の端部３５３上に形成できる。シールビード３４６の形状３４７は、第一部品３５１の厚さ３５６に基づいて選択され、シールビード３４８の形状３４９は、締付け要素３５４の端部３５３の形状及び／又はサイズに基づいて選択される。
【００９４】
シナリオ３０７で、シール材料を用いて、形状３５９を有するシールビード３５８、及び形状３６１を有するシールビード３６０が形成されるという点で異なる。シールビード３５８は、第一部品３６３と第二部品３６４によって形成される隅部３６２に設けられるが、シールビード３６０は、第一部品３６３と第二部品３６４によって形成される隅部３６５に設けられる。シールビード３５８の形状３５９とシールビード３６０の形状３６１は、第一部品３６３の厚さ３６６、及び隅部３６２と隅部３６５の間の距離３６７に基づいて選択される。シナリオ３０７では、シールビード３５８とシールビード３６０は、これらのシール部が互いに接触しないように形成される。
【００９５】
図示のように、シナリオ３０８では、シール材料を用いて、形状３６９を有するシールビード３６８が形成される。シールビード３６８は、第一部品３７１と第二部品３７２によって形成される隅部３７０と隅部３７３に設けられる。シールビード３６８の形状３６９は、第一部品３７１の厚さ３７４、及び隅部３７０と隅部３７３の間の距離３７５に基づいて選択される。
【００９６】
更に、シナリオ３０９では、シール材料を用いて、形状３７７を有するシールビード３７６が形成される。シールビード３７６は、第一部品３７９、第二部品３８０、及び第三部品３８１の間に形成される溝３７８内に設けられる。シールビード３７６に対する形状３７７は、溝３７８の形状３８２に基づいて選択される。
【００９７】
更に、シナリオ３１０では、シール材料を用いて、形状３８５を有するシールビード３８４が形成される。シールビード３８４を形成することにより、第一部品３８７の縁部３８６、第二部品３８９の縁部３８８、第三部品３９１の縁部３９０、及び第三部品３９１と第四部品３９３によって形成される隅部３９２を密閉被覆できる。
【００９８】
表３００に示したシールビードの形状又は構成は、シール材料を用いて形成できる形状の例にすぎない。これらの形状は、特に、図１のシール材料塗布システム１００、及び／又は図２のシール材料塗布システム２００等のシール材料塗布システムを用いて形成できる。
【００９９】
ここで図４を参照すると、渦巻きパターン４０６にシール材料堆積物を形成するノズルシステムの実施形態が示されている。本実施形態では、ノズルシステム４００は、図１のノズルシステム１２０に対する実例の一つであってもよい。
【０１００】
図示のように、ノズルシステム４００を用いて、表面４０２上にシール材料を塗布し、シール材料堆積物４０４を形成する。シール材料堆積物４０４は、図１のシール材料堆積物１３８に対する実例の一つである。本実施形態では、ノズルシステム４００は、単一流モード、例えば図１の単一流モード１３２、にて操作される。更に、ノズルシステム４００は、渦巻きパターン４０６にシール材料堆積物４０４を形成できる。
【０１０１】
図示のように、ノズルシステム４００は、矢印４０８の方向に並進させ、同時に、時計回りの方向４１０の円軌道にて移動させ、シール材料堆積物４０４を形成する。矢印４０８の方向に移動するノズルシステム４００の並進速度と、時計回りの方向４１０に移動するノズルシステム４００の回転速度は、表面４０２に形成されるシール材料堆積物４０４の厚さ、体積、及び／又は形状を決定する。
【０１０２】
ここで図５を参照すると、渦巻きパターン５０６を用いてシール材料堆積物を形成するノズルシステムの実施形態が示されている。本実施形態では、ノズルシステム５００は、図１のノズルシステム１２０に対する実例一つである。
【０１０３】
図示のように、ノズルシステム５００を用いて、表面５０２上にシール材料を塗布し、シール材料堆積物５０４を形成する。シール材料堆積物５０４は、図１のシール材料堆積物１３８に対する一つの実例である。本実施形態では、ノズルシステム５００は、単一流モード、例えば図１の単一流モード１３２、にて操作される。更に、ノズルシステム５００は、渦巻きパターン５０６にてシール材料堆積物５０４を形成する。
【０１０４】
図示のように、ノズルシステム５００は、矢印５０８の方向に並進させ、同時に、時計回りの方向５１０の円軌道で移動させ、シール材料堆積物５０４を形成する。矢印５０８の方向に移動するノズルシステム５００の並進速度と、時計回りの方向５１０に移動するノズルシステム５００の回転速度は、表面５０２に形成されるシール材料堆積物５０４の厚さ、体積、及び／又は形状を決定する。
【０１０５】
本実施形態では、シール材料堆積物５０４は、図４のシール材料堆積物４０４に比べて、より大きな厚さを備えていても、より大きな体積のシール材料を含んでいてもよく、より堅固な形状を形成することもできる。特に、ノズルシステム５００は、図４のノズルシステム４００より遅い並進速度、及びより速い回転速度で移動させる。
【０１０６】
ここで図６を参照すると、シール材料を塗布する処理が、実施形態に従ってフローチャートにて示されている。図６に示した処理は、図１のシール材料塗布システム１００を用いて実行できる。
【０１０７】
処理は、ロボット機器１２８を用いて構造物１０４に対してノズルシステム１２０を位置決めすることによって開始される（操作６００）。本実施形態では、構造物１０４に対してノズルシステム１２０を操作することは、ノズルシステム１２０を位置決めし、ノズルシステム１２０が、構造物１０４から所望の距離に保持されるようにすることを含んでいる。
【０１０８】
その後、シール材料１０２は、ノズルシステム１２０及びロボット機器１２８を用いて、所定数の流れ１３１で構造物１０４上に塗布され、所望の形状１４０を有するシール材料堆積物１３８が形成される（操作６０２）。シール材料１０２は、所定の閾値１１４より大きな粘度１１２を有していてもよい。その後、処理は終了する。操作６０２では、所定の閾値１１４は、約１００，０００センチポイズであってもよい。
【０１０９】
更に、操作６０２では、ノズルシステム１２０は、供給源１２４からシール材料１０２を受取り、シール材料１０２を吐出させ、シール材料１０２が、構造物１０４上に塗布されるように構成してもよい。ノズルシステム１２０からシール材料１０２を吐出させる際、構造物１０４に対してノズルシステム１２０を操作することによって、シール材料１０２を構造物１０４上に塗布できる。構造物１０４に対してのノズルシステム１２０の操作は、例えば、ノズルシステム１２０を移動すること、ノズルシステム１２０を位置決めす
ること、ノズルシステム１２０を案内すること、及び／又は構造物１０４に対してノズルシステム１２０の方向を変更することを含んでいるが、これらに限定されるものではない。
【０１１０】
限定的ではないが、シール材料堆積物１３８に対する所望の形状１４０は、例えば、ビード１４２である。ノズルシステム１２０を所定の塗布パターン１３６に従って移動させることにより、所望の形状１４０を有するシール材料堆積物１３８を形成できる。更に、状況に応じて、ノズルシステム１２０は、ロボット機器１２８を用いて、例えば、単一流モード１３２、複数流モード１３４、又はいくつかの他の種類のモードで操作することにより、シール材料堆積物１３８が形成できる。ロボット機器１２８を用いてノズルシステム１２０を操作することにより、操作６０２を正確で制御された状態で実行できる。
【０１１１】
ここで図７を参照すると、航空宇宙機の構造物上にシール材料を塗布する処理の一実施形態がフローチャートにて示されている。図７に示した処理は、図１の構造物１０４上にシール材料１０２を塗布ための、図１のシール材料塗布システム１００を用いて実行することができる。
【０１１２】
処理は、シール材料塗布システム１００のノズルシステム１２０内に、所定の閾値１１４より大きな粘度１１２を有するシール材料１０２を収容することによって開始できる（操作７００）。操作７００では、所定の閾値１１４は、約１００，０００センチポイズであってもよい。その後、ノズルシステム１２０は、ロボット機器１２８を用いて、構造物１０４に対して位置決めし、構造物１０４上へのシール材料１０２の塗布作業中、ノズルシステム１２０が、構造物１０４から少なくとも０．５インチ離れて保持されるようにする（操作７０２）。
【０１１３】
その後、シール材料１０２は、所望の速度でノズルシステム１２０から吐出される（操作７０４）。シール材料１０２の吐出中にシール材料１０２の粘度１１２変化させことにより、吐出させるシール材料１０２の流速を変更できる（操作７０５）。
【０１１４】
ノズルシステム１２０は、構造物１０４に沿って移動され、同時に、ロボット機器１２８を用いて、ノズルシステム１２０からシール材料１０２を吐出させ、シール材料１０２が、所望のレベルの均一性及び精度で、所定の塗布パターン１３６にて、複数流れ１３１で構造物１０４上に塗布され、所望の形状１４０を有するシール材料堆積物１３８が形成される（操作７０６）。
【０１１５】
次に、シール材料堆積物１３８が硬化され、剛性面を有するシール部が所定の許容範囲内で所望の形状１４０で形成され（操作７０８）、その後、処理は終了する。操作７０８は、シール材料１０２内に存在する活性剤によって実行できる。これらの活性剤は、シール材料１０２がノズルシステム１２０内を流動する際、及び／又はノズルシステム１２０からのシール材料１０２を吐出させる際に、シール材料１０２に混合しても、それと組合せてもよい。
【０１１６】
もちろん、シール材料１０２を硬化させる操作７０８は、紫外光、熱、圧力、及び／又は他の種類の方法を利用する硬化システムを用いて実行する場合もある。場合によっては、硬化を通常の環境温度で行わせてもよい。このように、操作７０８は、用いられるシール材料１０２の種類に依存して、現在利用可能な任意の数の硬化手法を用いて実行できる。
【０１１７】
このように、シール材料塗布システム１００を用いて、異なる種類の構造物に対して均一且つ正確に、シール材料１０２を塗布できる。これらの構造物は、航空宇宙機内の構造
物であってもよい。
【０１１８】
本開示内容は、図８に示したような航空機製造及び保守方法８００、及び図９に示したような航空機９００についての実施形態としても説明できる。まず図８を参照すると、航空機製造及び保守方法が、実施形態に従ってフローチャートにて示されている。製造前において、航空機製造及び保守方法８００は、図９の航空機９００の仕様及び設計８０２と資材調達８０４を含んでいる。
【０１１９】
製造中、図９の航空機９００の部品及び半組立体製造８０６及びシステム統合８０８が行われる。その後、図９の航空機９００は、認証及び納品８１０を経て、稼働８１２できる状態になる。顧客による稼働８１２状態では、図９の航空機９００は、定期的整備及び保守８１４を計画し、それは、改造、再構成、改修、及び他の整備又は保守を含んでいてもよい。
【０１２０】
航空機製造及び保守方法８００の各処理は、システム構築業者、第三者、及び／又は事業者によって実行又は実施される。これらの例では、事業者は、顧客であってもよい。限定的ではないが、この説明におけるシステム構築業者は、任意の数の航空機製造業者及び主システム下請け業者を含んでいてもよく、第三者は、任意の数の供給業者、下請け業者、及び納入業者を含んでいてもよく、事業者は、航空会社、リース業者、軍隊、サービス機関等であってもよい。
【０１２１】
ここで図９を参照すると、航空機の一実施形態が示されている。この例では、航空機９００は、図８の航空機製造及び保守方法８００によって製造され、複数のシステム９０４及び内装９０６を備えた機体９０２を含んでいてもよい。システム９０４の例は、一つ以上の推進システム９０８、電気システム９１０、油圧システム９１２、及び環境システム９１４を含んでいる。任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、異なる例としては、自動車産業等の他の産業に適用することもできる。
【０１２２】
本明細書で具現化される装置及び方法は、図８の航空機製造及び保守方法８００の少なくとも一つの段階で使用できる。特に、図１のシール材料塗布システム１００を用いて、航空機製造及び保守方法８００の任意の一つの段階で、航空機９００の機体９０２の一つ以上の構造物上に、シール材料１０２を塗布できる。限定的ではないが、例えば、図１のシール材料塗布システム１００を用いて、部品及び半組立体製造８０６、システム統合８０８、稼働８１２、日常の整備及び保守８１４、又は航空機製造及び保守方法８００のいくつかの他の段階の少なくとも一つ中で、シール材料１０２を塗布できる。
【０１２３】
一実施形態では、図８の部品及び半組立体製造８０６で製造される部品又は半組立体は、航空機９００が、図８の稼働８１２中である間に製造される部品又は半組立体と同様に生産又は製造できる。更に別の例として、一つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組合せは、図８の部品及び半組立体製造８０６、及びシステム統合８０８等の、製造段階で利用できる。一つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組合せは、航空機９００が稼働８１２中である間、及び／又は図８の整備及び保守８１４中に利用できる。複数の異なる実施形態の仕様は、航空機９００の組立を実質的に促進し、及び／又はコストを低減できる。
【０１２４】
異なる実施形態のフローチャート及びブロック図は、実施形態に係る装置及び方法のいくつかの可能な構造、機能、及び動作の実例を示している。この点では、フローチャート及びブロック図の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び／又は動作又は段階の一部を表しているといえよう。
【０１２５】
実施形態のいくつかの代替例では、ブロックにて示した一つ以上の機能は、図示の順番とは異なる順番にて行われてもよい。例えば、連続的に示した二つのブロックを実質的に同時に実行してもよい場合もあり、含まれる機能に依存して、ブロックを逆順に実行する場合もある。また、フローチャート又はブロック図に示したブロックに加えて、他のブロックを追加してもよい。
【０１２６】
異なる実施形態の説明は、例示及び説明のために提示されており、包括的なものではなく、開示した実施形態に制限するものでもない。多くの修正及び変形形態が、当業者には明らかであろう。更に、異なる実施形態は、他の所望の実施形態に比べて、異なる標的部を提供することになろう。記述の実施形態は、その原理、実際の用途を最もよく説明できるように選択されており、当業者なら本開示内容を理解して、想定される特定の用途に適するように様々な修正を加えた実施形態となるようにできるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月10日(2019.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット機器への取付け用に構成したロボット取付け要素と、
約１００，０００センチポイズである所定の閾値より大きな粘度を有するシール材料を保持するとともに、前記ロボット取付け要素を介して前記ロボット機器へ取付けられる供給源と、
前記供給源への取付け用に構成した供給源取付け要素と、
構造物に前記シール材料を所定数の流れで塗布して、所望の形状を有するシール材料堆積物を形成するように構成し且つ前記供給源取付け要素を介して前記供給源に取り付けられたノズルシステムと、を含む装置であって、
前記ノズルシステムは、当該ノズルシステムに配置された温度制御要素を含んでおり、前記温度制御要素は、前記シール材料の粘度を変化させるべく前記ノズルシステム内の前記シール材料を加熱するように構成されている、装置。
【請求項２】
前記ノズルシステムが、前記構造物への前記シール材料の塗布中、前記構造物から少なくとも０．５インチ離れて保持されるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ノズルシステムが、前記構造物への前記シール材料の塗布中、前記構造物から少なくとも１．０インチ離れて保持されるように構成されている、請求項１又は２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
前記ロボット機器が、前記構造物に対して前記ノズルシステムを移動するように構成され、前記シール材料が、所望のレベルの均一性及び精度で塗布されるようにする、請求項２又は３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記ノズルシステムが、所定の塗布パターンを用いて、単一流モード及び複数流モードの一方で、前記構造物上に前記シール材料を塗布するように構成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記ノズルシステムが、前記構造物の所定数の標的部に対して、所定数の流れで前記シール材料を塗布するように構成され、前記シール材料堆積物が硬化したときに、前記所定数の標的部上に所望の形状を有するシール部を形成する、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記ロボット取付け要素、前記供給源取付け要素、及び前記ノズルシステムが、シール材料塗布システムを構成し、当該シール材料塗布システムが、前記ロボット機器用のエンドエフェクタである、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
ロボット機器を用いて、構造物に対してノズルシステムを位置決めすることと、
前記ノズルシステムと前記ロボット機器を用いて、前記構造物上に所定数の流れで、シール材料を塗布して、所望の形状を備えているシール材料堆積物を形成すること、を含むシール材料の塗布方法であって、
前記シール材料は、約１００，０００センチポイズである所定の閾値より大きな粘度を有しており、
前記構造物上に前記シール材料を塗布する際には、前記ノズルシステムに取付けられた供給源内の前記シール材料を前記ノズルシステムに導入し、かつ、前記シール材料の粘度を変化させるべく前記ノズルシステム内の前記シール材料を加熱し、
前記ノズルシステムは、当該ノズルシステムと前記供給源との間に配置された供給源取付け要素を介して前記供給源とは別体として構成されており、
前記シール材料の加熱は、前記ノズルシステムに配置された温度制御要素を用いて行われる、方法。
【請求項９】
前記ノズルシステムと前記ロボット機器を用いて、前記構造物上に前記シール材料を塗布することが、
前記構造物に沿って前記ノズルシステムを移動させ、同時に、前記ロボット機器を用いて、前記ノズルシステムから前記シール材料を吐出させ、前記シール材料が、所望のレベルの均一性及び精度で塗布されるようにすること、を含んでいる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ロボット機器を用いて、前記構造物に対して前記ノズルシステムを位置決めすることが、
前記ロボット機器を用いて、前記構造物に対して前記ノズルシステムを位置決めし、前記ノズルシステムが、前記構造物から少なくとも約０．５インチ離れて保持されるようにすることと、
前記構造物に沿って前記ノズルシステムを移動させ、同時に、前記ロボット機器を用いて、前記ノズルシステムから前記シール材料を吐出させることと、
前記構造物と、前記ノズルシステムの端部との間に少なくとも約０．５インチの所定の距離を維持し、同時に、前記ロボット機器を用いて、前記構造物に沿って、前記ノズルシステムを移動させることと、を含んでいる、請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記構造物上に前記シール材料を塗布することが、
前記構造物上への前記シール材料の塗布中、前記ノズルシステム用の複数のパラメータを制御すること、を含んでいる、請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記構造物上への前記シール材料の塗布中、前記ノズルシステム用の前記複数のパラメータを制御することが、
前記ノズルシステムの並進速度、又は前記ノズルシステムの回転速度の少なくとも一つを制御すること、を含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記構造物上に前記シール材料を塗布することが、
前記ノズルシステムを用いて、単一流モードと複数流モードの一方で、所定の塗布パターンにて、前記構造物上に前記シール材料を塗布することと、を含んでいる、請求項８〜１２のいずれかに記載の方法。
【外国語明細書】
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2020011237000002.pdf
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