(57)【要約】      （修正有）【課題】構造体の組み立て及び修理の短時間化したプロセスの提供。【解決手段】光硬化性接着剤１４により少なくとも部分的に接着された構造体が提供される。上記構造体は、対面配置された第１及び第２構造コンポーネント１０、１２を含む。上記構造体は、第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方に含浸されるか、或は第１と第２構造コンポーネントとの間に配置された光硬化性接着剤を更に含む。上記構造体は、第１と第２構造コンポーネントとの間に配置されるとともに光硬化性接着剤と導通している、側面出射型光ファイバー１６などの１つ又は複数の側面出射型導光部材を更に含む。１つ又は複数の側面出射型導光部材は、１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って、光を出射するように構成されている。【選択図】図１
2016095495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性接着剤（１４）により少なくとも部分的に接着された構造体であって、
対面配置された第１及び第２構造コンポーネント（１０、１２）と、
前記第１及び第２構造コンポーネント（１０、１２）の少なくとも一方に含浸されるか、或は前記第１と第２構造コンポーネント（１０、１２）との間に配置された前記光硬化性接着剤（１４）と、
前記第１と第２構造コンポーネント（１０、１２）との間に配置されるとともに、前記光硬化性接着剤（１４）と導通している１つ又は複数の側面出射型導光部材と、を含み、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）は、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）の長さに沿って光を出射するように構成されている、構造体。
【請求項２】
前記第１及び第２構造コンポーネント（１０、１２）は、前記光硬化性接着剤（１４）が含浸された繊維を含んだ複合材料を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記１つ又は複数の導光部材（１６）は、光ファイバーメッシュを含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記光硬化性接着剤（１４）は、紫外線硬化性接着剤である、請求項１に記載の構造体。
【請求項５】
前記第１及び第２構造コンポーネント（１０、１２）の少なくとも一方は、紫外線を透過しない複数の繊維を含んだ複合材料を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項６】
構造体を組み立てるための方法であって、
第１又は第２構造コンポーネント（１０、１２）の少なくとも一方に光硬化性接着剤（１４）を含浸させるか、或は前記第１又は第２構造コンポーネント（１０、１２）の少なくとも一方の上に前記光硬化性接着剤（１４）を配置することにより、前記光硬化性接着剤（１４）を前記第１構造コンポーネント（１０）又は前記第２構造コンポーネント（１２）の少なくとも一方に関連付けることと、
１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）を前記第１構造コンポーネント（１０）又は前記第２構造コンポーネント（１２）の少なくとも一方に関連付けることと、を含み、前記第１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）は、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）の長さに沿って光を出射するように構成されており、
前記第１及び第２構造コンポーネント（１０、１２）が対面するように配置されるとともに、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）が前記光硬化性接着剤（１４）と導通するように、前記第２構造コンポーネント（１２）を前記第１構造コンポーネント（１０）上に配置することを更に含む、方法。
【請求項７】
１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）を前記第１構造コンポーネント（１０）又は前記第２構造コンポーネント（１２）の少なくとも一方に関連付けることは、前記第２構造コンポーネント（１２）を前記第１構造コンポーネント（１０）上に配置した後に前記１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）が前記第１と第２構造コンポーネント（１０、１２）との間に位置するように、当該１つ又は複数の側面出射型導光部材を前記第１構造コンポーネント（１０）の上に配置することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記光硬化性接着剤（１４）を前記第１構造コンポーネント（１０）又は前記第２構造コンポーネント（１２）の少なくとも一方に関連付けることは、繊維を含んで前記第１又は第２構造コンポーネント（１０、１２）の少なくとも一方を形成する複合材料に、前記光硬化性接着剤（１４）を含浸させることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第２構造コンポーネント（１２）又は第３構造コンポーネント（３２）の少なくとも一方に前記光硬化性接着剤（１４）を含浸させるか、或は前記第２又は第３構造コンポーネント（１２、３２）の少なくとも一方に前記光硬化性接着剤（１４）を配置することにより、前記光硬化性接着剤（１４）を前記第２構造コンポーネント又は前記第３構造コンポーネント（１２、３２）の少なくとも一方と関連付けることと、
１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）を前記第２構造コンポーネント（１２）又は前記第３構造コンポーネント（３２）の少なくとも一方に関連付けることと、を更に含み、前記第１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）は、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）の長さに沿って光を出射するように構成されており、
前記第２及び第３構造コンポーネント（１２、３２）が対面するように配置されるとともに、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材（１６）が前記光硬化性接着剤（１４）と導通するように、前記第３構造コンポーネント（３２）を前記第２構造コンポーネント（１２）上に配置することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記光硬化性接着剤（１４）を前記第１構造コンポーネント（１０）又は前記第２構造コンポーネント（１２）の少なくとも一方に関連付けることは、紫外線硬化性接着剤を、前記第１構造コンポーネント（１０）又は前記第２構造コンポーネント（１２）の少なくとも一方に関連付けることを含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的な実施形態は、概して、構造体の組み立て及び硬化に関し、特に、光硬化性接着剤を含む構造体の組み立て及び硬化に関する。
【背景技術】
【０００２】
感熱性接着剤は、通常、複合構造体などの様々な構造体の製造や、下地構造体に対するダブラ（doublers）及びパッチの接着に用いられる。感熱性接着剤を硬化させるために、下地構造体に接着された複合構造体又はダブラ又はパッチは、一般的に、ある期間、例えば数時間に亘って、かなり高い温度及び圧力に曝される必要がある。かなり高い温度及び圧力を加える作業は、手間がかかり、全体的な製造費や修理費が嵩むだけでなく、感熱性接着剤の硬化に要する時間だけ製造プロセス又は修理プロセスが遅れる場合がある。
【０００３】
一例として、複合構造体は、複数のプライ（plies）で形成することができる。各プライは、グラファイト繊維又はガラス繊維などの、複数の繊維を含みうる。各プライには、感熱性接着剤が予備含浸されるか、或は、これらのプライには、当該プライのレイアップ前に、感熱性接着剤が真空含浸されている。いずれの場合にも、複合プライを一体化して複合構造体を形成するために、これらの複合プライを互いにレイアップして硬化させる。感熱性接着剤を硬化させるために、例えば、複合プライを真空バッグに入れて、この真空バッグに入れられたアセンブリをオートクレーブに設置する。オートクレーブは、真空バッグを介して複合プライ及び感熱性接着剤に圧力が加えられる間、これらを加熱する。複合プライを、ある期間、例えば数時間に亘って、高い温度及び圧力に曝すことにより、感熱性接着剤が硬化される。この結果得られる複合構造体は、製造費及び時間はかかるものの、オートクレーブ及び真空バッグから取り出した際に一体化されている。
【０００４】
他の例として、航空機の一部などの下地構造体に、ダブラ又はパッチを接着することにより、当該下地構造体を補強したり、この構造体の修理を行ったりすることができる。この例においては、感熱性接着剤を下地構造体に用いて、ダブラ又はパッチが、この接着剤の上に配置される。その後、修理箇所に直接真空バッグを被せるか、或は、パッチに当て板をした後に修理箇所に真空バッグを被せてから、粘着テープなどにより下地構造体に真空バッグを封着してダブラ又はパッチに真空を印加するとともに、感熱性接着剤を高い温度及び圧力に曝すことにより、感熱性接着剤を硬化させる。例えば、ダブラ又はパッチを覆う真空バッグにヒートブランケットを被せてから、真空を印加してダブラ又はパッチに圧力を加えることにより、下地構造体に向けてダブラ又はパッチを付勢する。ある期間、例えば、数時間に亘って高い温度及び圧力を加えると、感熱性接着剤は硬化されるため、加圧を終了するとともに、下地構造体に接着されたダブラ又はパッチを覆うサーマルブランケットを取り外すことができる。しかしながら、この作業にも修理費及び時間がかかる。
【発明の概要】
【０００５】
例示的な実施形態によれば、光硬化性接着剤により少なくとも部分的に接着された構造体が提供される。これに対応して、他の例示的な実施形態によれば、光硬化性接着剤を含む構造体を組み立てるための方法、及び、構造体内の光硬化性接着剤を硬化させるための方法が提供される。光硬化性接着剤を硬化させるために、上記構造体は、１つ又は複数の側面出射型導光部材を含みうる。１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光に曝露される光硬化性接着剤を用いることにより、例えば、かなりの時間に亘って高温を加える必要性を排除したり、高圧を加える必要性を低減したりして、構造体をより効率的に形成又は修理することができる。
【０００６】
例示的な実施形態においては、光硬化性接着剤により少なくとも部分的に接着される構造体が提供される。この例示的な実施形態における構造体は、対面配置された第１及び第２構造コンポーネントを含む。上記構造体は、第１と第２構造コンポーネントとの間に配置されるか、第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方に含浸された光硬化性接着剤を更に含む。この例示的な実施形態における構造体は、第１と第２構造コンポーネントとの間に配置されるとともに光硬化性接着剤と導通している１つ又は複数の側面出射型導光部材を更に含む。上記１つ又は複数の側面出射型導光部材は、１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光を出射するように構成されている。
【０００７】
例示的な実施形態における第２構造コンポーネントは、ダブラ又はパッチであってもよい。代替の実施形態においては、第１及び第２の構造コンポーネントは、光硬化性接着剤が含浸された繊維を含む複合材料で形成される。上記１つ又は複数の導光部材は、光ファイバーメッシュとして構成可能な複数の側面出射型光ファイバーを含みうる。光硬化性接着剤は、紫外線硬化性接着剤であってもよい。この例示的な実施形態においては、第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方は、紫外線を透過しない複数の繊維を含んだ複合材料を含みうる。
【０００８】
例示的な実施形態における構造体は、第２構造コンポーネントと対面するように配置された第３構造コンポーネントを更に含み、第２構造コンポーネントは、第１と第３構造コンポーネントとの間に配置されている。この例示的な実施形態の構造体は、第２及び第３構造コンポーネントの少なくとも一方に含浸されるか、或は第２と第３構造コンポーネントとの間に配置された光硬化性接着剤を更に含む。更に、この例示的な実施形態における構造体は、第２と第３構造コンポーネントとの間に配置されるとともに光硬化性接着剤と導通している１つ又は複数の側面出射型導光部材を含む。先に述べたように、上記１つ又は複数の側面出射型導光部材は、１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光を出射するように構成されている。
【０００９】
他の例示的な実施形態においては、構造体を組み立てるための方法が提供され、当該方法は、第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方に光硬化性接着剤を含浸させるか、或は第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方に光硬化性接着剤を配置することにより、第１構造コンポーネント又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方に光硬化性接着剤を関連付けることを含む。この例示的な実施形態の方法は、複数の側面出射型光ファイバーなどの１つ又は複数の側面出射型導光部材を、第１構造コンポーネント又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方と関連付けることを更に含む。上記１つ又は複数の側面出射型導光部材は、１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光を出射するように構成されている。この例示的な実施形態においては、上記方法は、第１及び第２構造コンポーネントが対面するように配置されるとともに１つ又は複数の側面出射型導光部材が光硬化性接着剤と導通するように、第２構造コンポーネントを第１構造コンポーネント上に配置することを更に含む。
【００１０】
例示的な実施形態における方法は、第２構造コンポーネントを第１構造コンポーネント上に配置した後に１つ又は複数の側面出射型導光部材が第１と第２構造コンポーネントとの間に位置するように、１つ又は複数の側面出射型導光部材を第１構造コンポーネントの上に配置することにより、１つ又は複数の側面出射型導光部材を第１構造コンポーネント又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることができる。例示的な実施形態においては、上記方法は、ダブラ又はパッチを第１構造コンポーネント上に配置することにより、第２構造コンポーネントを第１構造コンポーネント上に配置することができる。代替の実施形態においては、上記方法は、繊維を有するとともに第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方を形成する複合材料に光硬化性接着剤を含浸させることにより、光硬化性接着剤を第１構造コンポーネント又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方と関連付けることができる。
【００１１】
例示的な実施形態における方法は、紫外線硬化性接着剤を第１構造コンポーネント又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方と関連付けることにより、光硬化性接着剤を第１構造コンポーネント又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方と関連付けることができる。この例示的な実施形態においては、第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方は、紫外線を透過しない複数の繊維を含んだ複合材料を含みうる。
【００１２】
例示的な実施形態における方法は、第２又は第３構造コンポーネントの少なくとも一方に光硬化性接着剤を含浸させるか、或は光硬化性接着剤を第２又は第３構造コンポーネントの少なくとも一方に配置することにより、光硬化性接着剤を第２構造コンポーネント又は第３構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることを更に含みうる。この例示的な実施形態における方法は、更に、１つ又は複数の側面出射型導光部材を第２構造コンポーネント又は第３構造コンポーネントの少なくとも一方と関連付ける。１つ又は複数の側面出射型導光部材は、１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光を出射するように構成されている。この例示的な実施形態における方法は、第２及び第３構造コンポーネントが対面するように配置されるとともに１つ又は複数の側面出射型導光部材が光硬化性接着剤と導通するように、第３構造コンポーネントを第２構造コンポーネント上に配置することを更に含む。
【００１３】
更なる例示的な実施形態においては、構造体内で光硬化性接着剤を硬化させる方法が提供される。この例示的な実施形態における方法は、１つ又は複数の側面出射型導光部材を介して光を伝播させるとともに、当該１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って当該光を出射させることを含む。１つ又は複数の側面出射型導光部材は、互いに対面するように配置された第１と第２構造コンポーネントとの間に設けられる。この例示的な実施形態における方法は、１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って出射される光により、第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方に含浸されるか、或は第１と第２構造コンポーネントとの間に配置されている光硬化性接着剤を硬化させるために、側面出射型導光部材を介した光伝播を維持することを更に含む。
【００１４】
例示的な実施形態における方法は、１つ又は複数の側面出射型導光部材と導通する光源を設置することを更に含みうる。この例示的な実施形態においては、上記方法は、光源から、光の通過及び伝播のための１つ又は複数の側面出射型導光部材へ光を供給することにより、１つ又は複数の側面出射型導光部材を介して光を伝播させることができる。更に、この例示的な実施形態における方法は、例えば、光硬化性接着剤が紫外線硬化性接着剤である場合、光源から紫外線を供給することにより、当該光源から光を供給することができる。この実施形態では、第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方は、紫外線を透過しない複数の繊維を有する複合材料を含む。
【００１５】
例示的な実施形態における方法は、側面出射型導光部材を介した光伝播を維持してもよく、側面出射型導光部材を介して光伝播を維持することにより、オートクレーブの外で、真空バッグを用いずに光硬化性接着剤を硬化させることができる。例示的な実施形態における上記方法は、更に、光硬化性接着剤の硬化後に、１つ又は複数の側面出射型導光部材を介した光伝播を終了することもできる。この例示的な実施形態においては、光硬化性接着剤の硬化後、１つ又は複数の側面出射型導光部材は、構造体内に残っていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
一般的な文言を用いて本開示の態様を説明してきたが、以下では添付の図面について記載する。これらの図面は、必ずしも縮尺に従っていない。
【００１７】
【図１】本開示の例示的な実施形態に係る、光硬化性接着剤を用いて構造体に付着されたパッチ又はダブラを示す斜視図である。
【図２】本開示の例示的な実施形態に係る、構造体に設置されたパッチ又はダブラと、光硬化性接着剤を硬化させるために光を照射する側面出射型導光部材とを示す側面図である。
【図３】本開示の例示的な実施形態に係る、光硬化性接着剤に光を照射するための光ファイバーメッシュを示す平面図である。
【図４】本開示の例示的な実施形態に係る、側面出射型導光部材を有する複数のプライを含む複合構造体を示す側面図であり、当該側面出射型導光部材は、光を照射して光硬化性接着剤を硬化させるためにプライ間に設置されている。
【図５】本開示の例示的な実施形態に係る、構造体を組み立てるために実行される動作を示すフローチャートである。
【図６】本開示の例示的な実施形態に係る、構造体内の光硬化性接着剤を硬化させるために実行される動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、添付の図面を参照しながら、本開示の詳細な説明を行う。これらの図面には、全ての態様ではなく、そのうちの一部が示されている。実際には、本開示は、様々な形態で実施可能であり、本明細書に記載している態様のみに限定されるべきでない。むしろ、これらの態様は、本開示が、該当する法的要件を満たすように記載されているものである。本明細書全体に亘って、同様の参照番号は、同様の要素を示している。
【００１９】
例示的な実施形態によれば、光硬化性接着剤を含む構造体の組み立て及び硬化方法が提供される。これに関して、光硬化性接着剤は、１つ又は複数の側面出射型導光部材により分散される光により硬化させることができる。光硬化性接着剤を用いるとともに、（複数の）側面出射型導光部材による光の照射により、オートクレーブ、ダブル真空デバルク（ＤＶＤ）、真空バッグ詰めなどを必要とせずに、構造体の組み立て及び硬化を効率的に行うことができる。本開示の例示的な実施形態によれば、構造体の組み立て及び硬化方法に加えて、当該方法を行った結果である構造体も提供される。当該構造体は、光硬化性接着剤と、１つ又は複数の側面出射型導光部材とを含む。
【００２０】
光硬化性接着剤を含む構造体は、航空機、自動車や他の乗り物、装甲車などの様々な用途向けの構造体の何れであってもよく、様々な材料で作製された構造体の何れであってもよい。種類に関係なく、構造体は、概して、対面配置される第１及び第２構造コンポーネントを含み、この配置は、例えば、第１及び第２構成要素が並んで隣接するように、第１の構造コンポーネント上に第２の構造コンポーネントを位置決めすることにより実現される。
【００２１】
一例として、第１構造コンポーネントは、航空機、自動車、防護服、装甲車などの外皮であってもよい。第１構造コンポーネントは、様々な材料で形成することができるが、この例示的な実施形態の第１構造コンポーネントは、グラファイト複合材料、ガラス繊維複合材料、金属材料、セラミック材料、プラスチック材料、Kevlar（登録商標）アラミド繊維などであってもよい。第１構造コンポーネント１０の一部を補強する場合、又は第１構造コンポーネントの一部に欠陥がある場合、当該第１構造コンポーネントの一部に、ダブラ又はパッチなどの第２構造コンポーネント１２を接着してもよい。図１は、説明のために、ダブラ又はパッチを第１構造コンポーネントから取り外した様子を示しており、図２は、ダブラ又はパッチを第１構造コンポーネントに設けた後の構造体の側面図である。この例示的な実施形態では、ダブラ又はパッチについても、グラファイト複合材料、ガラス繊維複合材料、金属材料、セラミック材料、プラスチック材料、Kevlar（登録商標）アラミド繊維などを含む様々な材料の何れでも形成することができる。第１及び第２構造コンポーネントは、同じ材料で形成することができるが、これに代えて、いくつかの実施形態では、第１及び第２構造コンポーネントは、それぞれ異なる材料で形成することもできる。更に、図１の例示的な実施形態では、丸みのあるダブラ又は丸みのあるパッチが示されているが、ダブラ又はパッチは、どのような寸法又は形状であってもよい。
【００２２】
例示的な実施形態の構造は、第１構造コンポーネント１０又は第２構造コンポーネント１２の少なくとも一方と関連付けられた光硬化性接着剤１４を更に含む。例えば、光硬化性接着剤は、第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方に含浸させてもよいし、前記第１と第２構造コンポーネントとの間に配置してもよい。図１及び２に示すように、ダブラ又はパッチが第１構造コンポーネントに接着されている例示的な実施形態では、ダブラ又はパッチを第１構造コンポーネントに接着した際に、当該光硬化性接着剤が、第１構造コンポーネントと、ダブラ又はパッチとの間に介在するように、第１構造コンポーネントの対向面、及び、ダブラ又はパッチの対向面の一方又は両方に光硬化性接着剤を配置してもよい。
【００２３】
例示的な実施形態では、光硬化性接着剤１４は、紫外線に曝されると硬化する紫外線硬化性接着剤である。例えば、紫外線硬化性接着剤は、コネチカット州のトリントン（Torrington）に所在するDymax（登録商標）社製のMulti-Cure（登録商標）6-621であってもよい。
【００２４】
例えば、図２に示すように、光硬化性接着剤１４を前記第１及び第２構造コンポーネント１０、１２の間に介在させる場合、光硬化性接着剤は、様々な方法で塗布することができる。例えば、光硬化性接着剤は、第１及び第２構造コンポーネントの一方又は両方に、液体又はペーストの形態で塗布することができる。これに代えて、光硬化性接着剤は、例えば、シートなどのフィルムの形態であってもよい。これに関して、光硬化性接着剤のシートは、当該シートの互いに反対の面の一方又は両方において、例えば、耐紫外線などの、非粘着性且つ耐光性の裏当てを含んでもよく、可変幅を有するロールとして製造されてもよい。これに代えて、スクリム布（scrim cloth）を、光硬化性接着剤で含浸するとともに、その片面又は両面において非粘着性且つ耐光性の裏当てを設けてもよく、可変幅を有するロールとして製造してもよい。これは、フィルム状粘着剤とも呼ばれる。これに関して、スクリム布は、概して、比較的薄い担体（carrier）であり、例えば、約０．０００５インチの厚みを有し、ガラス繊維、リーメイ（remay）などの紡糸ポリエステル、又は、同様のもので形成される。スクリム布を用いることにより、接着厚みを更に調整することができ、液体又はペースト状の接着剤を塗布するのに比べて、光硬化性接着剤の固体フィルムをより容易に付着させることができる。
【００２５】
例示的な実施形態の構造体は、前記第１及び第２構造コンポーネント１０、１２間に配置されるとともに光硬化性接着剤１４と導通、すなわち光学的に導通する１つ又は複数の導光部材１６を更に含む。図１及び２に示すように、１つ又は複数の導光部材は、前記第１と第２構造コンポーネントとの間に配置された光硬化性接着剤の上部又は内部に設けることができる。本開示の例示的な実施形態によれば、１つ又は複数の導光部材は、その側面から、当該導光部材の長さに沿って、光を出射するように構成されている。
【００２６】
構造体は、様々な種類の導光部材１６を含みうる。例えば、導光部材は、光ファイバーが側面出射型である光ファイバーメッシュなどの、１つ又は複数の側面出射型光ファイバーを含みうる。導光部材は、様々な断面形状を有することができるが、例示的な実施形態の側面出射型導光部材は、比較的半径が小さく比較的長さのある円筒状である。この例示的な実施形態の側面出射型導光部材の断面は、円形である。導光部材は、プラスチック、ガラス、又は、光を導くように構成された様々なナノ材料など様々な種類の材料で形成することができる。光硬化性接着剤が紫外線硬化性接着剤である実施形態では、導光部材は、紫外線を導くように構成されてもよい。これに代えて、他の実施形態における光硬化性接着剤は、白色光又は発光ダイオード（ＬＥＤｓ）から出射される光などの、他の波長を有する光で硬化する接着剤であってもよく、これに対応して、導光部材は、他の波長の光を導くように構成されてもよい。
【００２７】
側面出射型導光部材は、その端部だけでなく、その長さにも沿って光を出射する。円筒形の側面出射型導光部材に関して、当該導光部材は、例えば、導光部材の周囲の全方向に光を出射することにより、その側面を介して光を出射する。導光部材１６の側面から光が出射されることにより、光硬化性接着剤１４は、光ファイバーの端部のみから光が出射される場合と比べると、当該導光部材から出射される光に対してより広範囲且つ均一に曝露される。導光部材の側面に沿った発光により、導光部材の長さに沿って延びる接着剤は、導光部材の端部のみに塗布された接着剤と比べると、より均一に光に曝露される。導光部材の数及び配置は、導光部材により出射された光に対して、接着剤が比較的均一に曝露されるように設定される。これに関して、光ファイバーメッシュは、導光部材として用いることができる。図３に示すように、例えば、光ファイバーメッシュは、接着剤を横断して平行に延びるとともに互いに均一に離間した複数の側面出射型光ファイバーを含みうる。光ファイバーメッシュは、横方向に互いに離間した複数の側面出射型の光ファイバーを含みうる。例示的な実施形態では、光ファイバーメッシュは、光ファイバー間の間隔を制限する、紐又はコードなどの１つ又は複数のコネクタ２０を含みうる。光ファイバーメッシュは、他の実施形態において他の構成を有してもよく、例えば、光ファイバーが螺旋状に配置された構成、互いに織り込まれた構成などであってもよい。図３に示す光ファイバーメッシュの側面出射型光ファイバーは、平行に延びているが、当該側面出射型光ファイバーは、必ずしも平行である必要はなく、例えば、その側面から出射される光に対して接着剤を比較的均一に曝露するために、互いに異なる様々な方向に延びていてもよい。
【００２８】
図１に示すように、光源１８は、導光部材１６に光を導入するとともに当該導光部材を介して光を伝播させるために、当該導光部材に導通接続される。例えば、光源は、導光部材の各々に平行に光を注入するために、導光部材の一端に光結合されてもよい。図３の光ファイバーメッシュの一番上の光ファイバーに一例として示すように、光は、光ファイバーの長さに沿って伝播するとともに、その長さに沿って側面から出射されることにより、光ファイバーの長さに沿って光硬化性接着剤１４を照射する。光硬化性接着剤が紫外線硬化性接着剤である場合、光源は、紫外線源である。光源からの光が導光部材の側面から出射される効率を高めるために、光源の反対側における導光部材の端部を反射面として形成することにより、反対側の端部に到達した光が、反射して、それぞれの導光部材を通って戻るようにしてもよい。これに代えて、第２光源を導光部材の反対側の端部に導通接続して、光が導光部材の反対側の端部から導入されるようにしてもよい。
【００２９】
導光部材１６の側面からの光の出射により、光硬化性接着剤１４を硬化させることができる。これに関して、光硬化性接着剤は、構造体を加熱することなく硬化させることができるため、構造体をオートクレーブに入れる必要がない。また、第１及び第２構造コンポーネント１０、１２を一緒に押圧するために、当該第１及び第２構造コンポーネント１０、１２に多少の圧力を加える場合はあるが、構造体を真空バッグに入れる必要はないため、硬化プロセスを更に簡易化することができる。更に、光硬化性接着剤は、少なくともいくつかの感熱性接着剤と比べると比較的早い時間、例えば、３０分以内で硬化するため、硬化プロセスの効率を更に高めることができる。いくつかの実施形態では、接着剤は、１０秒未満などの短い時間光に曝されて硬化される。例えば、接着剤は、強度の高い光に曝されることにより２〜４秒で硬化されたりする。これらの実施形態では、側面出射型導光部材は、強度の高い光などを透過させると破損することが考えられるが、当該側面出射型導光部材は、破損する前に、接着剤の硬化に十分な光を出射することができる。
【００３０】
下地構造コンポーネント１０に接着されたダブラ又はパッチ１２を含む構造体について説明を行ったが、構造体は、他の種類の構造コンポーネントで構成されてもよい。例えば、図４に示すように、構造体は、複数の複合プライ３２で構成されてもよい。各複合プライは、グラファイト繊維、ガラス繊維などの複数の繊維を含みうる。この例示的な実施形態では、複合プライに、光硬化性接着剤を含浸してもよい。これに関して、繊維及び接着剤の両方を含むプリプレグの形態で提供できるように、複合プライに光硬化性接着剤を予備含浸してもよい。これに代えて、レイアップ前に、複合プライに光硬化性接着剤を真空含浸してもよい。更に、プライに対して、繊維のレイアップ後に樹脂を付与するための樹脂注入を行ってもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態においては、１つ又は複数の導光部材１６は、例えば、図４に示すように、近接又は隣接する複合プライ３２の間に各々配置される。導光部材は、例えば、光源１８に光結合して、その側面から光を出射するように構成することにより、複合プライに含浸された光硬化性接着剤を均一且つ容易に硬化させることができる。構造体は、例えば、複合プライなどの第１及び第２構造コンポーネントを構成する繊維が、接着剤を硬化させる役割を果たす光を透過することを前提としていないから、ブラックカーボン繊維などの繊維は、光を透過する必要はなく、１つの例示的な実施形態においては、紫外線を透過する必要がない。透明繊維を用いた複合材料は、全ての用途に十分な強度及び靱性を有するとは限らないため、不透明繊維、すなわち光を透過しない繊維を有する複合材料は、本開示の例示的な実施形態に従い、側面出射型導光部材から出射された光により硬化される接着剤を含んでもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態においては、光ファイバーメッシュなどの導光部材１６は、プライ３２の各対の間に挿入することができるが、これに代えて、プライが、透明繊維を含み、当該透明繊維を介して光伝播が促される実施形態などにおいては、光ファイバーメッシュは、プライの対の全てではなく、いくつかの対の間に挿入してもよい。例えば、光ファイバーメッシュなどの導光部材は、２つ又は３つのプライ毎に、プライ間に挿入される。導光部材の間隔は、導光部材の側面から出射される光が、プライ内部を伝播できる距離により規定されるが、当該距離は、直近にないプライも含む全てのプライにおける接着剤の全体が導光部材の側面から出射される光に曝されて硬化することができる距離である。接着剤は、構造体と共に設けられる導光部材の側面から出射される光により硬化されるため、構造体の全て又は大部分を硬化前に組み立てることができる。これにより、一度に２つ又は３つのプライの硬化しか行えない他の技術に比べて、複数の硬化サイクルの必要性を低減することができ、効率を更に高めることができる。
【００３３】
一例として２つの異なる種類の構造体を説明してきたが、光硬化性接着剤１４と、光を照射して当該光硬化性接着剤を硬化させるための１つ又は複数の側面出射型導光部材１６を用いて、他の様々な構造体を形成することもできる。例えば、本開示の例示的な実施形態により、１つ又は複数の導光部材１６を織り込んでなる複合プライを含む、複合材料を用いて形成された構造体を用いることもできる。
【００３４】
図５に示すように、例示的な実施形態によれば、光硬化性接着剤１４により接着された構造体を組み立てるための方法が提供される。この方法において、紫外線硬化性接着剤などの光硬化性接着剤を、第１構造コンポーネント１０又は第２構造コンポーネント１２のうち少なくとも一方と関連付ける。ブロック４０を参照のこと。これに関して、第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方に光硬化性接着剤を含浸させるか、或は、第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方に光硬化性接着剤を塗布して前記第１と第２構造コンポーネントとの間に当該接着剤を介在させるかの何れか一方を行うことにより、光硬化性接着剤を第１及び／又は第２構造コンポーネントと関連付けることができる。図１及び２に関連して先に説明したように、例えば、光硬化性接着剤は、前記第１と第２構造コンポーネントとの間に挟まれるように、第１構造コンポーネント上に塗布してもよい。これに代えて、図４に示す実施形態に関連して説明したように、第１及び第２構造コンポーネントを形成する複合材料に光硬化性接着剤を含浸させることにより、光硬化性接着剤を第１及び第２構造コンポーネントに関連付けてもよい。
【００３５】
図５のブロック４２に示すように、構造体を組み立てるための方法は、複数の側面出射型光ファイバーなどの１つ又は複数の導光部材１６を、第１構造コンポーネント１０又は第２構造コンポーネント１２のうち少なくとも一方と関連付けることも含む。例えば、１つ又は複数の導光部材は、第１構造コンポーネント上に配置することができる。１つ又は複数の導光部材は、その側面から、当該１つ又は複数の導光部材の長さに沿って、光を出射するように構成することができる。図５のブロック４４に示すように、この例示的な実施形態における方法は、第１及び第２構造コンポーネントが対面するように配置されるとともに１つ又は複数の導光部材が光硬化性接着剤１４と導通するように、第２構造コンポーネント１２を第１構造コンポーネント上に配置することを更に含む。第１構造コンポーネント上に配置された第２構造コンポーネントは、プライ、ダブラ、パッチなどであってもよい。１つ又は複数の導光部材が第１構造コンポーネント上に配置される場合、第１構造コンポーネント上に第２構造コンポーネントを配置することにより、１つ又は複数の導光部材が、前記第１と第２構造コンポーネントとの間に配置される。
【００３６】
構造体の組み立てに続いて、図６に示すように、例示的な実施形態によれば、当該構造体内での光硬化性接着剤１４の硬化方法が提供される。ブロック５０に示すように、例えば、互いに対面するように配置された第１及び第２構造コンポーネント１０、１２と、第１及び第２構造コンポーネントのうち少なくとも一方に含浸されるか、或は前記第１と第２構造コンポーネントとの間に配置された光硬化性接着剤と、前記第１と第２構造コンポーネントとの間に配置された１つ又は複数の導光部材１６と、を含む構造体を用意する。図６のブロック５２に示すように、光源１８を１つ又は複数の導光部材の一端に光学的に接続するなどして、当該光源が当該導光部材に連絡するように配置する。その後、ブロック５４及び図３の一番上の光ファイバーで示すように、１つ又は複数の側面出射型導光部材を介して光を伝播させるとともに、当該１つ又は複数の導光部材の長さに沿って当該光を側面から出射させる。光が、１つ又は複数の側面出射型導光部材を介して伝播するとともに、１つ又は複数の導光部材の長さに沿って側面から出射されている間、第１及び第２構造コンポーネントに圧力を加えて、当該第１及び第２構造コンポーネントを一緒に押圧する。図６のブロック５５を参照のこと。ブロック５６に示すように、導光部材の側面から出射される光に対する光硬化性接着剤の曝露により当該光硬化性接着剤が硬化されるまで、側面出射型導光部材を介した光伝播を維持する。光硬化性接着剤が硬化されると、１つ又は複数の導光部材を介した光伝播を終了する。ブロック５８を参照のこと。なお、１つ又は複数の導光部材は、光硬化性接着剤が硬化した後、例えば、続いて構造体を使用する際にも、構造体内に残る。
【００３７】
１つ又は複数の導電部材１６の側面から出射される光に曝される光硬化性接着剤１４を用いることにより、例えば、かなりの時間に亘り高温及び高圧を加える必要性を低減するなどして、構造体をより効率的に形成又は修理することができる。これに関して、例示的な実施形態の構造体は、オートクレーブ及び真空バッグを使用することなく形成することができ、製造プロセスや修理プロセスを簡素化及び合理化することができる。
【００３８】
更に、本開示は、以下の付記に係る実施形態も含むものとする。
【００３９】
付記１．光硬化性接着剤により少なくとも部分的に接着された構造体であって、
対面配置された第１及び第２構造コンポーネントと、
前記第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方に含浸されるか、或は前記第１と第２構造コンポーネントとの間に配置された前記光硬化性接着剤と、
前記第１と第２構造コンポーネントとの間に配置されるとともに、前記光硬化性接着剤と導通している１つ又は複数の側面出射型導光部材と、を含み、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材は、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光を出射するように構成されている、構造体。
【００４０】
付記２．前記第２構造コンポーネントは、ダブラ又はパッチである、付記１に記載の構造体。
【００４１】
付記３．前記第１及び第２構造コンポーネントは、前記光硬化性接着剤が含浸された繊維を含んだ複合材料を含む、付記１に記載の構造体。
【００４２】
付記４．前記第２構造コンポーネントと対面するように配置された第３部品を更に含み、前記第２構造コンポーネントは、前記第１と第３構造コンポーネントとの間に配置されており、
前記第２及び第３構造コンポーネントの少なくとも一方に含浸されるか、或は前記第２と第３構造コンポーネントとの間に配置された光硬化性接着剤と、
前記第２と第３構造コンポーネントとの間に配置されるとともに、前記光硬化性接着剤と導通している１つ又は複数の側面出射型導光部材と、を更に含み、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材は、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光を出射するように構成されている、付記１に記載の構造体。
【００４３】
付記５．前記１つ又は複数の導光部材は、光ファイバーメッシュを含む、付記１に記載の構造体。
【００４４】
付記６．前記光硬化性接着剤は、紫外線硬化性接着剤である、付記１に記載の構造体。
【００４５】
付記７．前記第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方は、紫外線を透過しない複数の繊維を含んだ複合材料を含む、付記６に記載の構造体。
【００４６】
付記８．構造体を組み立てるための方法であって、
第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方に光硬化性接着剤を含浸させるか、或は前記第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方の上に前記光硬化性接着剤を配置することにより、前記光硬化性接着剤を前記第１構造コンポーネント又は前記第２構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることと、
１つ又は複数の側面出射型導光部材を前記第１構造コンポーネント又は前記第２構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることと、を含み、前記第１つ又は複数の側面出射型導光部材は、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光を出射するように構成されており、
前記第１及び第２構造コンポーネントが対面するように配置されるとともに、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材が前記光硬化性接着剤と導通するように、前記第２構造コンポーネントを前記第１構造コンポーネント上に配置することを更に含む、方法。
【００４７】
付記９．１つ又は複数の側面出射型導光部材を前記第１構造コンポーネント又は前記第２構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることは、前記第２構造コンポーネントを前記第１構造コンポーネント上に配置した後に前記１つ又は複数の側面出射型導光部材が前記第１と第２構造コンポーネントとの間に位置するように、当該１つ又は複数の側面出射型導光部材を前記第１構造コンポーネントの上に配置することを含む、付記８に記載の方法。
【００４８】
付記１０．前記第２構造コンポーネントを前記第１構造コンポーネント上に配置することは、ダブラ又はパッチを前記第１構造コンポーネント上に配置することを含む、付記８に記載の方法。
【００４９】
付記１１．前記光硬化性接着剤を前記第１構造コンポーネント又は前記第２構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることは、繊維を含んで前記第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方を形成する複合材料に、前記光硬化性接着剤を含浸させることを含む、付記８に記載の方法。
【００５０】
付記１２．前記第２構造コンポーネント又は第３構造コンポーネントの少なくとも一方に前記光硬化性接着剤を含浸させるか、或は前記第２構造コンポーネント又は前記第３構造コンポーネントの少なくとも一方に前記光硬化性接着剤を配置することにより、前記光硬化性接着剤を前記第２構造コンポーネント又は前記第３構造コンポーネントの少なくとも一方と関連付けることと、
１つ又は複数の側面出射型導光部材を前記第２構造コンポーネント又は前記第３構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることと、を更に含み、前記第１つ又は複数の側面出射型導光部材は、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って光を出射するように構成されており、
前記第２構造コンポーネント及び前記第３構造コンポーネントが対面するように配置されるとともに、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材が前記光硬化性接着剤と導通するように、前記第３構造コンポーネントを前記第２構造コンポーネント上に配置することを更に含む、付記８に記載の方法。
【００５１】
付記１３．前記光硬化性接着剤を前記第１構造コンポーネント又は前記第２構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることは、紫外線硬化性接着剤を、前記第１構造コンポーネント又は前記第２構造コンポーネントの少なくとも一方に関連付けることを含む、付記８に記載の方法。
【００５２】
付記１４．前記第１及び第２構造コンポーネントの少なくとも一方は、紫外線を透過しない複数の繊維を含んだ複合材料を含む、付記１３に記載の方法。
【００５３】
付記１５．構造体内で光硬化性接着剤を硬化させる方法であって、
対面するように配置された第１と第２構造コンポーネントとの間に設けられた１つ又は複数の側面出射型導光部材を介して光を伝播させるとともに、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って当該光を出射させることと、
前記１つ又は複数の側面出射型導光部材の長さに沿って出射される光により、前記第１又は第２構造コンポーネントの少なくとも一方に含浸されるか、或は前記第１と第２構造コンポーネントとの間に配置されている前記光硬化性接着剤を硬化させるために、前記側面出射型導光部材を介した光伝播を維持することと、を含む方法。
【００５４】
付記１６．前記１つ又は複数の側面出射型導光部材と導通する光源を設置することを更に含み、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材を介して光を伝播させることは、前記光源から、光の伝播のための前記１つ又は複数の側面出射型導光部材へ光を供給することを含む、付記１５に記載の方法。
【００５５】
付記１７．前記光源から光を供給することは、前記光源から紫外線を供給することを含み、前記光硬化性接着剤は、紫外線硬化性接着剤である、付記１６に記載の方法。
【００５６】
付記１８．１つ又は複数の側面出射型導光部材を介して光を伝播させる一方で、前記第１及び第２構造コンポーネントに圧力を加えて前記第１及び第２構造コンポーネントを一緒に押圧することを更に含む、付記１５に記載の方法。
【００５７】
付記１９．前記側面出射型導光部材を介した光伝播を維持することは、前記側面出射型導光部材を介した光伝播を維持することにより、オートクレーブの外で、真空バッグを用いずに前記光硬化性接着剤を硬化させることを含む、付記１５に記載の方法。
【００５８】
付記２０．前記光硬化性接着剤の硬化後に前記１つ又は複数の側面出射型導光部材を介した光伝播を終了することを更に含み、前記光硬化性接着剤の硬化後、前記１つ又は複数の側面出射型導光部材は、前記構造体内に残る、付記１５に記載の方法。
【００５９】
当業者であれば、上記の説明及び関連図面に示された教示を受けて、本明細書の記載事項に対する様々な改変や他の実施形態を思いつくであろう。したがって、本開示は、開示される特定の態様に限定されるものではなく、改変例及び他の態様も添付の請求の範囲に含まれるように意図されることは言うまでもない。本明細書において特定の用語を用いているが、これらの用語は、包括的且つ説明的な意味でのみ用いており、本開示を限定するものではない。
【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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【外国語明細書】
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