(57)【要約】【課題】修理材が設けられる母材を変質させることなく、修理材を十分に加熱することで修理材を十分に加熱して被修理部に確実に固着すること。【解決手段】本発明の修理方法は、外板１に存在する被修理部１４を修理するために、修理パッチ２０および接着剤２１Ａを被修理部１４に設ける修理材設置ステップと、電磁波を照射することにより接着剤２１Ａを加熱し、硬化させる加熱硬化ステップと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
修理対象に存在する被修理部を修理する方法であって、
修理材を前記被修理部に設ける修理材設置ステップと、
電磁波を照射することにより前記修理材を加熱し、硬化させる加熱硬化ステップと、を備える、
ことを特徴とする被修理部の修理方法。
【請求項２】
前記加熱硬化ステップでは、
電磁波を遮蔽する第１シールド部材により、前記修理材、および電磁波を発振する発振源を覆う、
ことを特徴とする請求項１に記載の被修理部の修理方法。
【請求項３】
前記修理材設置ステップでは、
前記修理材と前記修理対象との間に、電磁波を遮蔽する第２シールド部材を介在させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の被修理部の修理方法。
【請求項４】
多数のセルを有するハニカム構造のコアを表皮の間に挟んで構成されるハニカムコアサンドイッチパネルを前記修理対象として修理する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の被修理部の修理方法。
【請求項５】
多数のセルを有するハニカム構造のコアを表皮の間に挟んで構成されるハニカムコアサンドイッチパネルに存在する被修理部を修理する方法であって、
前記ハニカムコアサンドイッチパネルの一方の前記表皮側に電磁波の発振源を設置するとともに、
前記ハニカムコアサンドイッチパネルの他方の前記表皮側に電磁波を遮蔽するシールド部材を設置しておき、
前記発振源から照射される電磁波により、前記コアの内部に存在する水分を気化させて前記被修理部から前記コアの外部へと放出する水分放出ステップを行った後、
前記被修理部に設けられた修理材を加熱により硬化させる加熱硬化ステップを行う、
ことを特徴とするハニカムコアサンドイッチパネルの修理方法。
【請求項６】
修理対象に存在する被修理部を修理する方法であって、
修理材を前記被修理部に設ける修理材設置ステップと、
電磁波を照射することにより前記修理材を加熱して溶融した後、固化状態とするステップと、を備える、
ことを特徴とする被修理部の修理方法。
【請求項７】
修理対象に存在する被修理部を修理する装置であって、
前記被修理部に設けられる修理材と、
電磁波を照射することにより、前記修理材を加熱するための照射装置と、を備える、
ことを特徴とする被修理部の修理装置。
【請求項８】
前記照射装置は、
電磁波を発振する発振源と、
前記修理材および前記発振源を覆い、電磁波を遮蔽する第１シールド部材と、を備える、
ことを特徴とする請求項７に記載の被修理部の修理装置。
【請求項９】
前記照射装置は、
前記修理材と前記修理対象との間に介在し、電磁波を遮蔽する第２シールド部材をさらに備える、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の被修理部の修理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、修理対象に存在する被修理部を修理する方法および修理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の胴体や翼の外表面を形成する外板（スキン）は、落雷や、雹などの飛来物によって損傷すると修理を要する。その修理に用いる修理材には、繊維強化樹脂（ＦＲＰ；fiber reinforced plastics）などの複合材が用いられる。
修理材を加熱により硬化させ、被修理部に固着するために、特許文献１に示すようなヒーターマットが用いられる。ヒーターマットは、被修理部に設けられた修理材の上に配置される。また、修理材を加熱するためにヒートガンやオーブンも用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０８３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
修理材を加熱するためにヒーターマットなどの外部熱源を用いると、その熱源から修理材に熱が伝達される。そのとき、熱源および修理材から、修理材の周囲に熱が拡散する。このため、修理材が設けられる母材（外板）が過熱により変質するおそれがある。
そこで、母材の変質を避けるために外部熱源の出力を下げると、修理材が十分に加熱されないので硬化不足となり、被修理部に修理材を確実に固着することが難しい。
以上の課題に基づいて、本発明は、修理材が設けられる母材を変質させることなく、修理材を十分に加熱して被修理部に確実に固着することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の修理方法は、修理対象に存在する被修理部を修理する方法であって、修理材を被修理部に設ける修理材設置ステップと、電磁波を照射することにより修理材を加熱し、硬化させる加熱硬化ステップと、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、外部熱源を用いることなく、電磁波の照射により修理材を発熱させることで、修理材に熱を与えることができる。本発明における熱源は修理材であって、それ自体が加熱対象である。そのため、外部熱源を用いる場合とは異なり、熱の伝達過程で拡散される熱エネルギーを見込んで、加熱対象に届く熱量よりも大きい熱量で熱エネルギーを発生させる必要がない。
すなわち、本発明では、硬化に必要十分な熱量で修理材を発熱させることにより、修理材を十分に加熱しながら、修理材の周囲への熱拡散を極力抑えることができる。
したがって、本発明によれば、修理材が設けられる母材を過熱により変質させることなく、修理材を母材に確実に固着することができる。
【０００７】
本発明で用いる修理材には、種々の形態が含まれる。
ここで、修理材に複合材を用いる修理方法としては、シート状に形成した繊維に液状の熱硬化性樹脂を含浸させたものを被修理部に積層し、加熱により樹脂を硬化させる方法（ウェットレイアップ）や、半硬化の中間素材（プリプレグ）を被修理部に積層し、加熱により硬化させる方法がある。また、予め加熱硬化された修理パッチ（プリキュアパッチ）を使用し、熱硬化性の接着剤によって修理パッチを被修理部に接着する方法もある。
したがって、修理材は、例えば、予め硬化された熱硬化性樹脂からなるプリキュアパッチ、およびそのプリキュアパッチを被修理部に接着する熱硬化性接着剤に相当する。
また、別の形態として、修理材は、半硬化の熱硬化性樹脂からなるプリプレグ、およびそのプリプレグを被修理部に接着する熱硬化性接着剤に相当する。
さらに、別の形態として、修理材は、ウェットレイアップを行う場合の液状の熱硬化性樹脂および繊維に相当する。
上述した種々の修理材が設けられる被修理部は、衝撃、高温、磨耗、侵食などによって損傷することで修理対象に形成された損傷部と、損傷部の周囲の所定範囲を包含するものと定義する。
【０００８】
本発明の修理方法における、加熱硬化ステップでは、電磁波を遮蔽する第１シールド部材により、修理材、および電磁波を発振する発振源を覆うことが好ましい。
また、本発明の修理方法における、修理材設置ステップでは、修理材と修理対象との間に、電磁波を遮蔽する第２シールド部材を介在させることが好ましい。
第１シールド部材または第２シールド部材を用いることにより、電磁波の照射エネルギーを修理材に効率よく照射することができる。
第１シールド部材により修理材および発振源を覆うとともに、第２シールド部材を修理材と修理対象との間に介在させると、第１シールド部材および第２シールド部材により囲まれる空間に電磁波の照射範囲を限定することができるので、第１シールド部材および第２シールド部材の外側に電磁波のエネルギーを散逸させることなく、修理材のみを局所的に効率よく加熱することができる。
第２シールド部材は、修理後も修理対象に残される。修理対象が航空機の外板であるとき、第２シールド部材は、航空機の耐雷性を確保するのに寄与する。外板の表面には通常、導電性の良好な耐雷材が設けられている。耐雷材および第２シールド部材に沿って、外板への雷撃電流を拡散させることができる。
【０００９】
本発明の修理方法は、多数のセルを有するハニカム構造のコアを表皮の間に挟んで構成されるハニカムコアサンドイッチ構造体の修理に好適である。
ハニカムコアサンドイッチ構造体のコアの内部には水分が蓄積されている。修理材を加熱すると、コアの温度上昇に伴うコア内部の水分の気化によってセルの内圧が増加するため、ハニカムコアサンドイッチ構造体が破壊されるおそれがある。
しかし、本発明によれば、上述したように修理材の周囲への熱拡散を極力抑えることができるので、コア内部の水分が気化するのを抑制することができる。そのため、従来は必要としていたコア内部の乾燥工程を省くことができるので、ハニカムコアサンドイッチ構造体の修理に要する時間を短縮できる。
【００１０】
本発明の別の修理方法は、多数のセルを有するハニカム構造のコアを表皮の間に挟んで構成されるハニカムコアサンドイッチパネルに存在する被修理部を修理する方法であって、ハニカムコアサンドイッチパネルの一方の表皮側に電磁波の発振源を設置するとともに、ハニカムコアサンドイッチパネルの他方の表皮側に電磁波を遮蔽するシールド部材を設置しておき、発振源から照射される電磁波により、コアの内部に存在する水分を気化させて被修理部からコアの外部へと放出する水分放出ステップを行った後、被修理部に設けられた修理材を加熱により硬化させる加熱硬化ステップを行うことを特徴とする。
【００１１】
水分放出ステップで電磁波が照射されると、コアの内部に蓄積されている水分が急速に加熱されて気化し、被修理部を通じてコアの外部へと放出される。
その後、修理材を加熱により硬化させる加熱硬化ステップを行うと、コアの内部の水分量が低減されているために、修理材の加熱によってコアの温度が上昇しても、水蒸気に起因するセルの内圧増加を抑制できる。
本発明によれば、電磁波による水分放出ステップにより、コアの内部の水分を急速に加熱し、水分の気化を促進することができる。このため、加熱時のセルの内圧増加によってパネルが破壊されるのを阻止できる程度にまで、コア内部の水分量を迅速に低減させることができる。したがって、コア内部の水分量を低減させるために長時間を要することなく、ハニカムコアサンドイッチパネルの破壊を防止できる。
【００１２】
本発明の修理方法は、修理対象に存在する被修理部を修理する方法であって、修理材を被修理部に設ける修理材設置ステップと、電磁波を照射することにより修理材を加熱して溶融した後、固化状態とするステップと、を備えることを特徴とする。
本発明においても、熱源は修理材であって、それ自体が加熱対象であるため、溶融に必要十分な熱量で修理材を発熱させることにより、修理材を十分に加熱しながら、修理材の周囲への熱拡散を極力抑えることができる。
したがって、本発明によれば、修理材が設けられる母材を過熱により変質させることなく、修理材を母材に確実に固着することができる。
【００１３】
本発明は、修理装置にも展開することができる。
本発明の修理装置は、修理対象に存在する被修理部を修理する装置であって、被修理部に設けられる修理材と、電磁波を照射することにより、修理材を加熱するための照射装置と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の修理装置では、照射装置は、電磁波を発振する発振源と、修理材および発振源を覆い、電磁波を遮蔽する第１シールド部材と、を備えることが好ましい。
【００１５】
本発明の修理装置では、照射装置は、修理材と修理対象との間に介在し、電磁波を遮蔽する第２シールド部材をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、母材を変質させることなく、修理材を十分に加熱することができるので、母材の被修理部に修理材を確実に固着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るハニカムコアサンドイッチパネルを模式的に示す断面図である。
【図２】ハニカムコアサンドイッチパネルの修理方法を説明するための図である。
【図３】第２実施形態に係るハニカムコアサンドイッチパネルの修理方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
まず、修理によって得られた航空機の外板の構成について説明する。
図１に示す外板１は、航空機の翼の外表面を形成する。外板１は、翼の表裏に間隔をおいて配置され、翼の前縁および後縁を形成するスパーと共にボックス状に組み立てられている。
この外板１は、ハニカム構造のコア（芯材）１０を２枚の表皮１１，１２の間に挟んだ構造（ハニカムコアサンドイッチパネル）とされている。なお、外板１がコア１０および表皮１１，１２以外の層を備えていてもよい。
また、外板１は、航空機の胴体の外表面を構成するものであってもよい。
【００１９】
コア１０は、断面が六角形の多数のセル１３を形成する隔壁１０Ａを有している。このコア１０は、複合材や金属、樹脂などにより形成されている。
コア１０は、セル１３の内部が空隙であるために、空気を内包する。その空気中には水分が含まれている。また、隔壁１０Ａにも水分が保持される。隔壁１０Ａの表面に水が結露することもある。したがって、コア１０の内部（セル１３内および隔壁１０Ａ）には水分が蓄積されている。
表皮１１，１２は、複合材や金属、樹脂などにより形成され、コア１０の端面に接着されている。これらの表皮１１，１２により、隔壁１０Ａに囲まれた開口が塞がれることで、セル１３が密閉されている。
また、表皮１１，１２の各々の表面には、金属などの導電性材料によりメッシュ状のシートに形成された耐雷材１５が設けられている。耐雷材１５は、表皮１１，１２を形成する複合材に含まれる炭素繊維よりも導電性の良好な材料が用いられている。
【００２０】
外板１は、落雷や雹などによって衝撃を受けることで損傷しうる。損傷により、修理が必要となる被修理部１４が外板１に形成される。
被修理部１４は、雹などの飛来物が耐雷材１５および表皮１１を貫通し、コア１０にめり込んだときに形成されたものである。表皮１１には、厚み方向に貫通する欠損孔１４１が形成されている。コア１０には、欠損孔１４１に連通する欠損凹部１４２が形成されている。
ここで、被修理部１４は、欠損孔１４１および欠損凹部１４２の内側である損傷部、および損傷部の周囲の所定範囲をいうものとする。
欠損孔１４１が形成されると、欠損孔１４１を通じて雨や洗浄水がコア１０に浸入することも、コア１０内部の水分蓄積を助長する。
【００２１】
本実施形態では、炭素繊維強化樹脂から形成される板状の修理パッチ２０で欠損孔１４１を覆い、欠損孔１４１の周囲に修理パッチ２０を接着する。
欠損孔１４１の周囲の表皮１１は、サンディングおよび洗浄によって、修理パッチ２０との接着に適した面に整えられることが好ましい。
なお、本実施形態では、欠損凹部１４２を埋めずに空洞として残すが、欠損凹部１４２を修理用の部材で埋めることもできる。
【００２２】
修理パッチ２０は、炭素繊維をシート状に形成したものを積層するとともに、積層物にエポキシ、ポリイミド、ポリウレタン、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱により熱硬化性樹脂を硬化させることによって製作されている。修理パッチ２０は、修理前に予め硬化されるプリキュアパッチとされている。修理パッチ２０は、円形状に形成されているが、楕円形、矩形状などにも形成することができる。
修理パッチ２０には、シート状に形成された導電性の耐雷材を重ねることもできる。
修理パッチ２０には、炭素繊維の代わりに、ガラス繊維を用いることもでき、用いる繊維の種類は問わない。また、修理パッチ２０は、金属によっても製作することができる。
【００２３】
修理パッチ２０と、表皮１１との間には、金属やカーボンなどの導電性材料によりメッシュ状のシートに形成されたシールド部材３３が介在している。シールド部材３３は、図示しない接着層により、欠損孔１４１の周囲の耐雷材１５または表皮１１に接着されている。シールド部材３３は、修理パッチ２０と同様の形状に形成されている。
シールド部材３３は、後述するマイクロ波照射装置３０から発せられるマイクロ波ＭＷを遮蔽する。シールド部材３３のメッシュの隙間は、マイクロ波ＭＷの波長よりも極めて小さく設定されている。
また、シールド部材３３は、欠損孔１４１の周囲の耐雷材１５と共に耐雷デバイスを構成する。シールド部材３３は、航空機の軽量化と、表皮１１の形状に追従させるための柔軟性を与えるためにメッシュ状に形成されているが、孔のあいていない板状に形成することもできる。
修理パッチ２０は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含むエポキシ系接着剤か硬化されることによって形成された接着層２１により、シールド部材３３に接着されている。接着層２１は、修理パッチ２０と共に修理材を構成する。
【００２４】
次に、図２（ｂ）を参照し、外板１の修理に用いるマイクロ波照射装置３０について説明する。
マイクロ波照射装置３０は、マイクロ波ＭＷを遮蔽するシールド筐体３１と、シールド筐体３１の内部に設けられるマイクロ波ＭＷの発振源３２とを備えている。
シールド筐体３１は、金属やカーボンなどの導電性材料により形成され、修理パッチ２０を覆う。シールド筐体３１には、修理パッチ２０に応じた形状の開口部３１Ａが形成されている。開口部３１Ａに対向するシールド筐体３１の内面３１Ｂに、発振源３２が設けられている。シールド筐体３１は、開口部３１Ａを修理パッチ２０に向けて外板１に設置される。
シールド筐体３１は、上述したシールド部材３３と共に、発振源３２から発せられたマイクロ波ＭＷを遮蔽することによってマイクロ波ＭＷの照射範囲を限定する。シールド筐体３１の開口部３１Ａは、シールド部材３３により閉塞されている。
発振源３２は、波長が約２．４５ＧＨｚのマイクロ波ＭＷを発振し、被修理部１４に設けられた修理パッチ２０に照射する。
発振源３２からのマイクロ波ＭＷの照射量は、図示しない制御部により調節することができる。
なお、発振源３２は、シールド筐体３１の内部の適宜な位置に設けることができる。また、複数の発振源３２を設けることもできる。
【００２５】
以下、図２（ａ）および（ｂ）を参照し、外板１の修理方法について説明する。
先ず、図２（ａ）に示すように、修理パッチ２０を被修理部１４に設ける（修理材設置ステップ）。その際に、シールド部材３３を修理パッチ２０と表皮１１との間に介在させる。具体的には、シールド部材３３を欠損孔１４１の周囲に接着する。このとき、導電性接着剤を用いることが好ましい。
そして、シールド部材３３の上に、フィルム状に形成された熱硬化性の接着剤２１Ａおよび修理パッチ２０を設ける。
【００２６】
次いで、修理パッチ２０およびその周囲を耐熱性のバッグフィルム４１で覆うとともに、バッグフィルム４１と表皮１１との間を封止する。それから、バッグフィルム４１に設けられた図示しないバルブを通じて真空引きを行う（真空引きステップ）。真空引きは、次に行う加熱硬化ステップでも継続することが好ましい。
真空引きによって減圧されたバッグフィルム４１の内側と外側の大気圧との差圧により、修理パッチ２０が表皮１１の表面に対して押し付けられるので、接着剤２１Ａを介して修理パッチ２０を密着させることができる。
【００２７】
続いて、図２（ｂ）に示すように、外板１にマイクロ波照射装置３０を設置し、マイクロ波照射装置３０を作動させる。そして、マイクロ波ＭＷの照射によって修理パッチ２０および接着剤２１Ａを発熱させることにより、接着剤２１Ａの熱硬化性樹脂を加熱し、硬化させる（加熱硬化ステップ）。
マイクロ波照射装置３０のシールド筐体３１およびシールド部材３３により、発振源３２および修理パッチ２０が覆われる。これらのシールド筐体３１およびシールド部材３３により閉空間が形成される。
発振源３２から発せられたマイクロ波ＭＷは、一部が修理パッチ２０で吸収された後、接着剤２１Ａにも照射される。すると、接着剤２１Ａおよび修理パッチ２０は、分極に起因する誘電損失に基づいて発熱する。
マイクロ波ＭＷの周波数は、エポキシ樹脂の高分子の固有振動数に近似するため、分極に伴い分子同士が激しく摩擦して顕著に発熱する。マイクロ波ＭＷの照射により、接着剤２１Ａに含まれるエポキシ樹脂の各分子から熱が発せられるので、接着剤２１Ａの全体が、接着剤２１Ａの硬化に必要な温度まで急速に加熱される。
また、修理パッチ２０も、エポキシ樹脂により形成されている場合は顕著に発熱し、また、エポキシ以外の樹脂により形成されている場合も発熱する。いずれにしても、発熱した修理パッチ２０から接着剤２１Ａに熱が伝達されることが、接着剤２１Ａの加熱を助ける。
接着剤２１Ａを透過したマイクロ波ＭＷは、シールド部材３３によって反射され、接着剤２１Ａおよび修理パッチ２０に再度入射する。反射したマイクロ波ＭＷによっても接着剤２１Ａおよび修理パッチ２０が発熱する。
マイクロ波ＭＷは、シールド部材３３およびシールド筐体３１の内壁で反射されるため、マイクロ波ＭＷの照射範囲は、シールド筐体３１およびシールド部材３３により囲まれた範囲に限定される。そのため、シールド筐体３１およびシールド部材３３の外側にマイクロ波ＭＷのエネルギーが散逸することなく、外板１において、マイクロ波ＭＷの照射範囲にある修理パッチ２０および接着剤２１Ａのみを局所的に加熱することができる。
【００２８】
マイクロ波ＭＷの照射を所定時間行うと、接着剤２１Ａが全体に亘り十分に加熱されて硬化される。接着剤２１Ａは、硬化を終えると修理パッチ２０およびシールド部材３３に固着し、接着層２１を形成する。接着層２１およびシールド部材３３を介して修理パッチ２０が表皮１１に一体に接着される。
以上により、外板１の修理が完了する。
【００２９】
本実施形態の修理方法によれば、外部熱源を用いることなく、マイクロ波ＭＷの照射により修理パッチ２０および接着剤２１Ａを発熱させることで、加熱が必要な接着剤２１Ａに熱を与えることができる。
本実施形態における熱源は、修理材を構成する修理パッチ２０および接着剤２１Ａであって、それ自体が加熱対象である。そのため、外部熱源を用いる場合とは異なり、熱の伝達過程で拡散される熱エネルギーを見込んで、加熱対象に届く熱量よりも大きい熱量で熱エネルギーを発生させる必要がない。
すなわち、本実施形態では、接着剤２１Ａの硬化に必要十分な熱量で修理パッチ２０および接着剤２１Ａを発熱させることにより、接着剤２１Ａを十分に加熱しながら、修理パッチ２０および接着剤２１Ａの周囲への熱拡散を極力抑えることができる。
したがって、本実施形態によれば、修理パッチ２０が設けられる母材である表皮１１を過熱により変質させることなく、修理パッチ２０を表皮１１に確実に固着することができる。
その上、シールド筐体３１およびシールド部材３３によりマイクロ波ＭＷの照射範囲を限定することで、修理パッチ２０および接着剤２１Ａのみを局所的に、効率よく加熱することができる。そのため、母材の変質および接着剤２１Ａの固着不良を確実に防ぐことができるので、修理後の外板１の信頼性をより十分に確保することができる。
【００３０】
外板１の修理に用いられるシールド部材３３は、修理後も外板１に残される。このシールド部材３３は、耐雷材１５と共に、外板１への雷撃電流を拡散させるのに寄与する。雷撃電流は、シールド部材３３および耐雷材１５に沿って拡散される。このため、雷撃電流により、表皮１１，１２が熱変形したり、外板１を構成する部材間の隙間でスパークが生じるのを避けることができる。
なお、シールド部材３３が導電性接着剤によって耐雷材１５に接着されていると、導電性接着剤を介してシールド部材３３および耐雷材１５に雷撃電流をよりスムーズに拡散させることができる。
【００３１】
ところで、接着剤２１Ａを加熱して硬化させる際に、コア１０が加熱されると、コア１０の内部の温度が上昇し、コア１０内部に蓄積された水分が気化する。セル１３の開口は表皮１１，１２により塞がれているので、気化により増大したセル１３内の圧力によって表皮１１，１２をコア１０から引き剥がす力が外板１に作用する。修理パッチ２０にコア１０内部の水蒸気を放出するためのピンホールが形成されることもあるが、セル１３の内圧が増大すると、表皮１１，１２がコア１０から剥がれてしまいかねない。
しかし、本実施形態によれば、修理パッチ２０および接着剤２１Ａが、自己に吸収されるだけの熱量で発熱すれば足りるので、加熱される範囲を修理パッチ２０および接着剤２１Ａに留めることができる。そのため、コア１０内部の温度上昇を抑制することができるので、セル１３の内圧増加による外板１の破壊を未然に防止することができる。
したがって、外板１の破壊を防止するために、事前にコア１０を乾燥させる工程を必要としない。多数のセル１３内に存在する空気や隔壁１０Ａに水分が保持されているコア１０を十分に乾燥させるためには、非常に長い時間を要するので、乾燥工程を省くことができる本実施形態の修理方法によれば、修理に要する時間を大幅に短縮できる。
よって、本実施形態の修理方法は、定期運行が強く望まれる航空機の外板１の修理に好適である。
【００３２】
上記実施形態では、エポキシ樹脂を顕著に発熱させて硬化させるために、マイクロ波ＭＷの発振周波数として、エポキシ樹脂の高分子の固有振動数に対応する約２．４５ＧＨｚを選択している。つまり、樹脂の種類に応じて、発熱させるのに最適な発振周波数が存在する。
但し、修理パッチ２０について上述したように、約２．４５ＧＨｚのマイクロ波ＭＷにより、エポキシ以外の樹脂も発熱させることができる。したがって、修理パッチ２０および接着剤２１Ａを発熱によって加熱し、接着剤２１Ａを硬化させて被修理部１４に固着することができる限り、任意の発振周波数、任意の種類の樹脂を選定することができる。
樹脂の種類、および発振周波数の選定にあたっては、樹脂の固有振動数と発振周波数とのマッチングや、発振源の発振周波数に応じた入手容易性などを考慮するとよい。
マイクロ波は、一般的には３００ＭＨｚから３ＴＨｚまでの周波数帯域の電磁波を意味するが、マイクロ波の範疇を外れた周波数帯域から発振周波数を定めることもできる。
【００３３】
電磁波の発振周波数に応じて、それを遮蔽するシールド筐体３１およびシールド部材３３の材質や構成を選定すればよい。
本発明において、シールド筐体３１およびシールド部材３３は必須ではないが、エネルギーの散逸を防いで効率よく修理材を発熱させるために、これらを設けることが好ましいことは言うまでもない。
もし、シールド部材３３を省略すると、表皮１１にも電磁波が照射される。このとき、表皮１１の発熱による変質を避けるために、表皮１１には、電磁波の発振周波数とは離れた固有振動数の材料を用いることが好ましい。
【００３４】
被修理部１４に設けられる修理材には、プリプレグを用いることもできる。プリプレグと、プリプレグを被修理部１４に接着する接着剤が修理材を構成する。この場合、被修理部１４に接着剤およびプリプレグを設けて、接着剤およびプリプレグの各々に含まれる熱硬化性樹脂を電磁波の照射によって加熱し、硬化させる。
また、修理材として繊維および液状の熱硬化性樹脂を用いることもできる。この場合、繊維に含浸した熱硬化性樹脂を電磁波の照射によって加熱し、硬化させる。
修理材の形態を問わず、電磁波の照射によって修理材自体を発熱させることができるので、母材の変質を避けながら、硬化前の熱硬化性樹脂を十分に加熱し、修理材を被修理部１４に確実に固着することができる。
【００３５】
なお、本実施形態の外板１は、ハニカムコアサンドイッチパネルに限らず、任意の形態に構成することができる。例えば、厚み全体に亘り繊維強化樹脂によって形成される外板や、金属製の外板をも修理対象とすることができる。
【００３６】
ところで、被修理部１４に設けられる修理材には、ナイロン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂を用いることもできる。
例えば、熱可塑性樹脂を含浸した繊維を半硬化させたプリプレグを修理材として用いるときは、その修理材を被修理部１４に設ける修理材設置ステップと、電磁波を照射することにより修理材を加熱して溶融した後、固化状態とするステップと、を行う。この場合も、熱硬化性樹脂を用いる場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
〔第２実施形態〕
次に、図３を参照し、ハニカムコアサンドイッチパネルを対象とする修理方法について説明する。なお、上記で既に説明した構成と同様の構成には同じ符号を付している。
第２実施形態の修理方法では、ハニカムコアサンドイッチパネルである外板１のコア１０内部に蓄積された水分をマイクロ波ＭＷの照射によって外部に放出させる水分放出ステップを行う。
そのために、外板１の表皮１２にマイクロ波照射装置３０を設置するとともに、反対側の表皮１１のマイクロ波照射装置３０に対向する位置にシールド部材３３を設置する。
【００３８】
水分放出ステップでは、マイクロ波照射装置３０を作動させて、発振源３２から発せられるマイクロ波ＭＷを外板１に照射する。すると、マイクロ波ＭＷは表皮１２を介してコア１０の内部にも照射される。マイクロ波ＭＷは、主として、コア１０においてシールド筐体３１とシールド部材３３に挟まれた範囲に照射される。すると、マイクロ波ＭＷがコア１０の内部に蓄積されている水の分子に作用することで水が急速に加熱されて気化する。気化により発生した水蒸気は、被修理部１４に露出したセル１３の開口と、シールド部材３３の網目を通じて、コア１０の外部へと放出される。
【００３９】
その後、マイクロ波照射装置３０およびシールド部材３３を外板１から取り外し、被修理部１４に修理材を設ける。修理材には、修理パッチ２０、プリプレグ、あるいは液状の熱硬化性樹脂などを用いることができる。
そして、修理材を加熱により硬化させる加熱硬化ステップを行う。上記の水分放出ステップにより、コア１０の内部から水分が放出されているので、修理材の加熱によってコア１０の温度が上昇しても、水蒸気に起因するセル１３の内圧増加を抑制できる。そのため、外板１の破壊を防止できる。
なお、修理材を加熱し、硬化させる方法は任意である。マイクロ波照射装置３０からマイクロ波ＭＷを照射してもよいし、他の方法を用いることもできる。
【００４０】
本実施形態の修理方法によれば、マイクロ波ＭＷによる水分放出ステップにより、コア１０の内部の水分を急速に加熱し、水分の気化を促進することができる。このため、その後に行う加熱時のセル１３の内圧増加によって外板１が破壊されるのを阻止できる程度にまで、コア１０内部の水分量を迅速に低減させることができる。したがって、コア１０内部の水分量を低減させるために長時間を要することなく、外板１の破壊を防止できる。
なお、マイクロ波ＭＷによる水分放出ステップは、修理を前提とせずに行うこともできる。
また、水分放出ステップにおいて、シールド筐体３１がコア１０内部の水分の放出を妨げない限り、マイクロ波照射装置３０を表皮１１に設置し、シールド部材３３を表皮１２に設置することもできる。
【００４１】
本発明は、上述した修理方法により、航空機の外板に限らず、航空機に設けられる壁材、床材、天井材、扉なども修理することができる。
また、その他の航空機の構造物や装備品の修理にも、本発明を適用できる。
さらに、本発明は、航空機が備える部材の他、例えば、風車の羽根など、修理対象を選ばず、衝撃、高温、磨耗、侵食などによって損傷した種々の物の修理に適用できる。
本発明における修理対象は、板状のものに限らない。本発明は、任意の形態の物に存在する被修理部に修理材を固着する修理に広く適用できる。
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１      外板
１０    コア
１０Ａ  隔壁
１１    表皮（第２表皮）
１２    表皮（第１表皮）
１３    セル
１４    被修理部
１５    耐雷材
２０    修理パッチ
２１    接着層
２１Ａ  接着剤
３０    マイクロ波照射装置
３１    シールド筐体（第１シールド部材）
３１Ａ  開口部
３１Ｂ  内面
３２    発振源
３３    シールド部材（第２シールド部材）
４１    バッグフィルム
１４１  欠損孔
１４２  欠損凹部
ＭＷ    マイクロ波
【図１】
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【図２】
2014188997.tif 000004
【図３】
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