(57)【要約】【課題】オートクレーブを運転するための装置および方法を提供する。【解決手段】一実施形態は、オートクレーブの運転サイクル中にオートクレーブ内に配置されるバッフルを含む。解放機構が、運転サイクル中にバッフルを引込み位置に固定し、運転サイクル中にオートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合にバッフルを展開位置まで自動的に解放してオートクレーブ内の空気流を変化させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートクレーブの運転サイクル中に前記オートクレーブ内に配置されるバッフルと、
前記運転サイクル中に前記バッフルを引込み位置に固定し、前記運転サイクル中に前記オートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合に前記バッフルを展開位置まで解放して前記オートクレーブ内の空気流を変化させる解放機構と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記バッフルが、前記オートクレーブ内の箇所にヒンジ機構で取り付けられ、前記バッフルが、前記ヒンジ機構によって前記引込み位置から前記展開位置まで枢動するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記解放機構が、前記バッフルを前記展開位置まで解放するために前記目標温度で融解する材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記解放機構が、前記目標温度で軟化し、前記バッフルを前記展開位置まで解放するために曲がる材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記解放機構が、形状記憶合金（ＳＭＡ）材料を含み、該形状記憶合金材料は、前記バッフルを前記引込み位置に固定するために第１の形状を有し、前記バッフルを前記展開位置まで解放するために前記目標温度で第２の形状に変わる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記バッフルが前記引込み位置に固定される場合に荷重がかかり、前記解放機構によって解放される場合に前記バッフルを前記展開位置まで枢動させる復帰力を加えるばね機構  をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記バッフルが前記展開位置まで解放される場合に指示を出す指示機構をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記指示機構が、前記バッフルの前記引込み位置と前記展開位置との間の経路に設置された熱電対配線を含み、前記バッフルが、前記引込み位置から前記展開位置まで枢動する場合に前記熱電対配線の接続部を遮断する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
オートクレーブを運転する方法であって、
前記オートクレーブの熱分析を行うステップと、
前記熱分析に基づいて前記オートクレーブ内のバッフル要素のための箇所を選択するステップと、
前記箇所に前記バッフル要素を設置するステップであって、前記バッフル要素が、前記オートクレーブの内側の箇所にヒンジ機構を介して取り付けられ、引込み位置と展開位置との間を前記ヒンジ機構によって枢動するバッフルを含む、ステップと、
前記オートクレーブの運転サイクル中に前記バッフルを展開させるための目標温度を選択するステップと、
前記バッフルを前記引込み位置に解放機構で固定するステップと、
前記運転サイクルを開始するステップと、
前記運転サイクル中に前記オートクレーブの内部の温度が前記目標温度に到達した場合に前記バッフルを展開位置まで前記解放機構で解放するステップと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記目標温度で状態を変える前記解放機構を選択するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記目標温度で状態を変える前記解放機構を選択する前記ステップが、
前記バッフルを前記展開位置まで解放するために前記目標温度で融解する前記解放機構用の材料を選択するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記目標温度で状態を変える前記解放機構を選択する前記ステップが、
前記目標温度で軟化し、前記バッフルを前記展開位置まで解放するために曲がる前記解放機構用の材料を選択するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記目標温度で状態を変える前記解放機構を選択する前記ステップが、
前記バッフルを前記展開位置まで解放するために前記目標温度で形状を変える前記解放機構用の形状記憶合金（ＳＭＡ）材料を選択するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記バッフルが前記展開位置まで解放される場合に指示を出す指示機構を設置するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記指示機構を設置する前記ステップが、
前記バッフルの前記引込み位置と前記展開位置との間の経路に熱電対配線を設置するステップを含み、
前記バッフルが、前記引込み位置から前記展開位置まで枢動する場合に前記熱電対配線の接続部を遮断する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、製造の分野に関し、より詳細には、オートクレーブ（autoclaves）およびオートクレーブを使用する関連製造工程に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートクレーブは、構成要素、例えば複合材料から作られる構成要素の製造に使用される装置である。オートクレーブは、圧力および温度が制御可能な容器を含む。ワークピースが容器の内側に置かれ、容器は密閉される。次いで、容器は、容器を通じて空気または他のガスをポンプで注入することによって加圧される。空気は空気入口を通って容器に入り、空気出口を通って容器から出る。容器の内部の温度は、容器を通じてポンプで注入された空気を加熱または冷却することによって制御され得る。オートクレーブの高温性能および高圧性能は、製造工程、例えば複合材料を硬化させるのに有用である。
【０００３】
容器の内部の圧力は実質的に均一であるが、オートクレーブ内で硬化されているワークピースの温度は、その範囲にわたって均一ではない場合がある。このことは、複合部材のいくつかの部分は適切な硬化温度に到達しその温度を保つ一方で、他の部分はそうならない場合があるため、複合部材を硬化させる場合に問題となり得る。複合部材の各部分が異なる速度で暖まると、複合部材の品質は損なわれる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書における諸実施形態は、オートクレーブの運転サイクル中に展開可能なバッフルを記述している。バッフルのうちの１つまたは複数は、オートクレーブの内部に非展開位置または引込み位置に設置される。運転サイクル中、バッフルは、オートクレーブ内の温度が目標温度に到達した場合に自動的に展開する。展開位置では、バッフルはオートクレーブを通る空気流を変化させ、その結果、オートクレーブ内のワークピースの表面における熱伝達率を変える。したがって、オートクレーブ内の局所熱伝達率は、異なる箇所で運転サイクル中にバッフルを展開させることによって変えることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態は、オートクレーブの運転サイクル中にオートクレーブ内に配置されるバッフルを含む装置を備える。装置は、運転サイクル中にバッフルを引込み位置に固定し、運転サイクル中にオートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合にバッフルを展開位置まで自動的に解放する解放機構も含む。展開位置では、バッフルはオートクレーブ内の空気流を変化させる。
【０００６】
別の実施形態では、バッフルは、オートクレーブの内側の箇所にヒンジ機構で取り付けられ、バッフルは、ヒンジ機構によって引込み位置から展開位置まで枢動するように構成される。
【０００７】
別の実施形態では、解放機構は、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で融解する材料を含む。
【０００８】
別の実施形態では、解放機構は、目標温度で軟化し、バッフルを展開位置まで解放するために曲がる材料を含む。
【０００９】
別の実施形態では、解放機構は、バッフルを引込み位置に固定するために第１の形状を有し、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で第２の形状に変わる形状記憶合金（ＳＭＡ）材料を含む。
【００１０】
別の実施形態では、装置は、バッフルが引込み位置に固定される場合に荷重がかかり、解放機構によって解放される場合にバッフルを展開位置まで枢動させる復帰力を加えるばね機構を含む。
【００１１】
別の実施形態では、装置は、バッフルの回動を展開位置で停止させる停止装置を含む。
【００１２】
別の実施形態では、装置は、バッフルが展開位置まで解放される場合に指示を出す指示機構を含む。
【００１３】
別の実施形態では、指示機構は、バッフルの引込み位置と展開位置との間の経路に設置された熱電対配線（thermocouple wire）を含む。バッフルは、引込み位置から展開位置まで枢動する場合に熱電対配線の接続部を遮断する。
【００１４】
別の実施形態は、オートクレーブとオートクレーブ内に設置された１つまたは複数のバッフル要素とを備える。バッフル要素は、バッフルと、バッフルをオートクレーブの内側表面に取り付けるヒンジ機構と、オートクレーブの運転サイクル中にバッフルを引込み位置に固定する解放機構と、を含む。解放機構は、運転サイクル中にオートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合にバッフルを展開位置まで自動的に解放する。
【００１５】
別の実施形態は、オートクレーブを運転する方法を含む。方法は、オートクレーブの内部の熱分析を行うステップ、熱分析に基づいてオートクレーブ内のバッフル要素のための箇所を選択するステップ、およびその箇所にバッフル要素を設置するステップを含む。方法は、オートクレーブの運転サイクル中にバッフル要素のバッフルを展開させるための目標温度を選択するステップ、およびバッフルを引込み位置に解放機構で固定するステップを含む。方法は、運転サイクルを開始するステップ、および運転サイクル中にオートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合にバッフルを展開位置まで解放機構で解放するステップをさらに含む。
【００１６】
別の実施形態では、方法は、目標温度で状態を変える解放機構を選択するステップを含む。
【００１７】
別の実施形態では、方法は、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で融解する解放機構用の材料を選択するステップを含む。
【００１８】
別の実施形態では、方法は、目標温度で軟化し、バッフルを展開位置まで解放するために曲がる解放機構用の材料を選択するステップを含む。
【００１９】
別の実施形態では、方法は、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で形状を変える解放機構用の形状記憶合金（ＳＭＡ）材料を選択するステップを含む。
【００２０】
別の実施形態では、方法は、バッフルが展開位置まで解放される場合に指示を出す指示機構を設置するステップを含む。
【００２１】
別の実施形態では、方法は、バッフルの引込み位置と展開位置との間の経路に熱電対配線を設置するステップを含み、バッフルは、引込み位置から展開位置まで枢動する場合に熱電対配線の接続部を遮断する。
【００２２】
別の実施形態は、オートクレーブ内の熱を制御する方法を含む。方法は、オートクレーブの運転サイクルを開始するステップ、および運転サイクル中にオートクレーブ内の装置を展開させてオートクレーブ内の空気流を変化させ、ワークピースの１つまたは複数の領域への熱伝達を変えるステップ、を含む。
【００２３】
論じられている形態、機能、および利点は、様々な実施形態で独立に実現することができる、あるいは他の実施形態では組み合わされてもよく、かかる形態、機能、および利点のさらなる詳細は、下記の説明および図面を参照して理解することができる。
【００２４】
次に、本発明のいくつかの実施形態について、単に例として、添付図面を参照して説明する。同じ参照番号は、すべての図面において同じ要素または同じタイプの要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】例示的な一実施形態におけるオートクレーブを示す図である。
【図２】例示的な一実施形態におけるバッフル要素を示す図である。
【図３】例示的な一実施形態における引込み位置にあるバッフルを示す図である。
【図４】例示的な一実施形態における展開位置にあるバッフルを示す図である。
【図５】例示的な一実施形態におけるバッフルの展開を助勢するためのばね機構を示す図である。
【図６】例示的な一実施形態における停止機構を示す図である。
【図７】例示的な一実施形態における指示機構を示す図である。
【図８】例示的な一実施形態における指示機構を示す別の図である。
【図９】例示的な一実施形態におけるオートクレーブを運転する方法を示す流れ図である。
【図１０】例示的な一実施形態におけるオートクレーブ内の熱を制御する方法を示す流れ図である。
【図１１】例示的な一実施形態における航空機の製造および保守点検方法を示す流れ図である。
【図１２】例示的な一実施形態における航空機の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
上記図および下記の説明は特定の例示的な諸実施形態を例示する。当業者なら、本明細書に明確には記述または図示されていないが、本明細書に記述されている原理を具体化するとともに、本明細書に続く特許請求の範囲の予期される範囲内に含まれる様々な配置を考案することができることが理解されよう。さらに、本明細書に記述されている例は、本開示の原理を理解するのに役立つためのものであり、限定されないものと解釈されるべきである。したがって、本開示は、以下に記述される特定の実施形態および例に限定されるものではなく、特許請求の範囲およびその同等物によって限定される。
【００２７】
図１は、例示的な一実施形態におけるオートクレーブ１００を示す。オートクレーブ１００は、ワークピースが運転サイクル中に置かれる内部１０４を有する円筒形容器１０２を含む。容器１０２は、一端に配置された扉１０６と反対端に配置された壁１０８またはエンクロージャとを有する。扉１０６は複数の空気入口１１０を含み、壁１０８は１つまたは複数の空気出口１１２を含む。空気は空気入口１１０から容器１０２内に導入され、容器１０２の内部１０４を通って流通し、空気出口１１２から出て行く。オートクレーブ１００は、空気入口１１０に空気を吹き込む１つまたは複数のファンを含んでいてもよく、容器１０２を通って流通される空気を加熱するためのヒータを含んでいてもよい。容器１０２は、オペレータが歩いてオートクレーブ１００内に入ってワークピースを載せるまたは取り除き、整備などを行うことを可能にするために、プラットホーム１１６またはキャットウォークも含む。下部構造がプラットホーム１１６上に置かれてもよく、ワークピースは運転サイクルのために下部構造上に載せられてもよい。オートクレーブ１００の構造は単なる例であり、以下に記述される実施形態は様々なタイプのオートクレーブに適用することができる。
【００２８】
オートクレーブ１００の典型的な運転サイクルでは、１つまたは複数のワークピースが容器１０２内に置かれ、扉１０６で密閉される。空気入口１１０の中に空気を導入することにより容器１０２に圧力が加えられ、容器１０２内の温度は最大で保持温度に上げられる。容器１０２内の温度は、硬化工程などの工程を完了する時間の長さにわたってこの温度に保持され得る。容器１０２内の圧力は均一であるが、空気速度は容器１０２内で異なる場合がある。熱空気が容器１０２を空気入口１１０から空気出口１１２まで流れるので、空気流は、容器１０２の容積全体にわたって一貫したパターンを有していない場合がある。一様でない空気流は、容器１０２内のワークピースを横切って温度のばらつきをもたらす。温度のばらつきは、容器１０２の設計、ワークピースの形状、容器１０２内のワークピースの配置、容器１０２内の下部構造の形状などに依存し得る。
【００２９】
下記の実施形態は、運転サイクル中に自動的に展開する１つまたは複数の展開可能なバッフル要素１５０を使用してオートクレーブ１００および他のタイプのオートクレーブ内での温度ばらつきを補償することができる。図１に示されているように、１つまたは複数のバッフル要素１５０がオートクレーブ１００の内部１０４に設置される。バッフル要素１５０は、オートクレーブ１００内の空気流を変えるために運転サイクル中に展開可能であるオートクレーブ１００内の装置または構成要素を備える。以下にさらに説明するように、バッフル要素１５０は最初に、バッフル要素１５０がオートクレーブ１００内の空気流の乱流をほとんどまたは全く引き起こさない引込み位置にセットされる。オートクレーブ１００の運転サイクル中、バッフル要素１５０は、一定の温度で、バッフル要素１５０が空気流の乱流を引き起こす位置まで自動的に展開する。バッフル要素１５０によって引き起こされる乱流は、オートクレーブ１００内の空気流パターンを変える。ワークピースを横切って流れる空気の速度を上げると、そのワークピースへの熱伝達は増大するが、ワークピースを横切って流れる空気の速度を下げると、そのワークピースへの熱伝達は減少する。したがって、急速にまたはゆっくり暖まっているオートクレーブ１００内のワークピース上の箇所は、硬化工程などを改善するために運転サイクル中に変えることができる。
【００３０】
図２は、例示的な一実施形態におけるバッフル要素１５０を示す。バッフル要素１５０は、オートクレーブ１００の内部１０４に設置され、運転サイクル中にオートクレーブ１００内の空気流を変えるように構成される。バッフル要素１５０は、ヒンジ機構２０２に取り付けられたバッフル２０１を含む。バッフル２０１は、空気の流れを抑制する装置である。図２に示されているバッフル２０１の形状およびサイズは一例にすぎず、所望されるように異なっていてもよい。バッフル２０１は、ヒンジ機構２０２を介してオートクレーブ１００内の表面に取り付けられる。ヒンジ機構２０２は、ジョイントで枢動する任意の構造を備える。この実施形態では、ヒンジ機構２０２は、オートクレーブ１００内の表面に取り付けるための第１の構成要素２１０と、バッフル２０１に取り付けるための第２の構成要素２１１と、構成要素２１０、２１１を連結する枢動ジョイント２１４と、を含む。図２に示されているヒンジ機構２０２の構造は一例にすぎず、所望されるように異なっていてもよい。
【００３１】
バッフル２０１は、一定の温度で引込み位置から展開位置へ移行するように構成される。したがって、バッフル要素１５０は、バッフル２０１を引込み位置に保持し、運転サイクル中に一定の温度または温度範囲でバッフル２０１を展開位置まで解放するように構成された解放機構をさらに含み、一定の温度または温度範囲は「目標」温度と称される。図３は、例示的な一実施形態における引込み位置にあるバッフル２０１を示す。図３は、オートクレーブ１００内の表面３０２上に設置されたバッフル要素１５０の側面図である。表面３０２は、オートクレーブ１００の容器１０２内の任意の表面を表す。表面３０２は、オートクレーブ１００の天井、オートクレーブ１００の側壁、オートクレーブ１００のプラットホームまたは床、オートクレーブ１００内の下部構造などを表すこともある。ヒンジ機構２０２はバッフル２０１を表面３０２に取り付け、バッフル２０１は、表面３０２の方へ引込み位置にまで枢動または回動させられる。引込み位置は、バッフル２０１の主要表面が空気流３３０の偏向を最小にするためにオートクレーブ１００内の空気流３３０と同一面内にまたは実質的に同一面内にある位置である。バッフル２０１は、解放機構３１０によって引込み位置に固定される。解放機構３１０は、バッフル２０１を目標温度未満で引込み位置に保持し、バッフル２０１を目標温度以上で解放するように構成される。例えば、解放機構３１０は、表面３０２（またはバッフル２０１に関連して固定される別の表面）に取り付けられ、バッフル２０１を引込み位置に固定するためにバッフル２０１（またはヒンジ機構２０２）に接触するラッチ装置３１２を含んでいてもよい。
【００３２】
バッフル２０１を目標温度で解放するために、ラッチ装置３１２は、目標温度で融解または軟化する材料、例えば、鉛またはスズを含む金属合金や熱可塑性物質などを含んでいてもよい。オートクレーブ１００のオペレータが、バッフル２０１が展開するための目標温度を決定する場合、オペレータは、その目標温度で融解または軟化するラッチ装置３１２用の材料のタイプを選択してもよい。したがって、温度が運転サイクル中にオートクレーブ１００内で上昇する場合、ラッチ装置３１２はバッフル２０１を引込み位置に固定する。温度が目標温度に到達すると、ラッチ装置３１２は融解してバッフル２０１を解放する、または軟化し曲がってバッフル２０１を解放する。
【００３３】
あるいは、ラッチ装置３１２は、目標温度で形状を変える形状記憶合金（ＳＭＡ）、または目標温度で曲がるバイメタルを含んでいてもよい。ＳＭＡは、異なる温度で異なる形状を記憶しているようにプログラムされ得る強い軽量合金である。ＳＭＡ材料の例としては、ニッケル−チタン（Ｎｉ−Ｔｉ）、ニッケル−チタン−ハフニウム（Ｎｉ−Ｔｉ−Ｈｆ）、銅−アルミニウム−ニッケル（Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ）などがある。ＳＭＡは、２つの異なる結晶構造または結晶相を示す。マルテンサイト形態は低い温度で存在し、オーステナイト形態は高い温度で存在する。ＳＭＡが低い温度でマルテンサイト形態をとる場合、ＳＭＡは所望の形状に容易に形成することができる。ＳＭＡが高い温度でオーステナイト形態をとる場合、ＳＭＡは「鍛えられ」別の形状に移行することができる。例えば、ＳＭＡは、オーステナイト形態をとる場合に異なる形状を有するように曲げられ、圧搾され、ねじられ、またはその他の方法で形成され得る。したがって、ＳＭＡ材料で作られた場合、ラッチ装置３１２は、ＳＭＡ材料がこの材料の低温（マルテンサイト）形状である場合にバッフル２０１を引込み位置に固定する。温度が目標温度に到達すると、ラッチ装置３１２のＳＭＡ材料は、この材料の低温（マルテンサイト）形状からこの材料の高温（オーステナイト）形状に移行し、バッフル２０１を解放する。
【００３４】
解放機構３１０は、ラッチ装置３１２がバッフル２０１を目標温度で解放するように他の所望の構造（図示せず）を有していてもよい。例えば、ラッチ装置３１２はアクチュエータに連結されてもよい。コントローラーがオートクレーブ１００内の温度を温度センサによって測定し、温度が目標温度に到達した場合にバッフル２０１を解放するためにラッチ装置３１２をアクチュエータによって別の場所に移してもよい。
【００３５】
図４は、例示的な一実施形態における展開位置にあるバッフル２０１を示す。図４は、やはり、オートクレーブ１００内に設置されたバッフル要素１５０の側面図である。展開位置へ移行するために、バッフル２０１は、ヒンジ機構２０２によって表面３０２から離れる向きに枢動または回動させられる。展開位置は、空気流３３０の偏向を引き起こすためにバッフル２０１の主要表面がオートクレーブ１００内の空気流３３０の面外にある位置である。図４に示されているように、バッフル２０１は、ヒンジ機構２０２を中心に引込み位置から展開位置まで枢動する。展開位置にある場合、バッフル２０１はオートクレーブ１００内の空気流３３０を混乱または変化させ、それによりオートクレーブ１００内の温度分布を変化させる。
【００３６】
バッフル２０１は、重力により引込み位置から展開位置まで枢動し得る。バッフル２０１の重量は、この重量が空気流３３０の力に打ち勝ち、バッフル２０１が展開位置まで枢動し、この位置にとどまることができるように選択され得る。バッフル２０１の展開は、ばね機構などで助勢されてもよい。図５は、例示的な一実施形態におけるバッフル２０１の展開を助勢するためのばね機構５０２を示す。この実施形態では、ばね機構５０２はヒンジ機構２０２の構成要素２１０および２１１の間に設置される。ばね機構５０２は、バッフル２０１が引込み位置にまで枢動される場合に荷重がかかり、バッフル２０１を展開位置まで枢動させる復帰力を加える。ばね機構５０２によって加えられる復帰力は、バッフル２０１が展開位置に完全に到達し展開位置にとどまることができるように、空気流３３０の力に打ち勝つのを助勢する。図５に示されているばね機構５０２の構造は一例にすぎず、所望されるように異なっていてもよい。
【００３７】
バッフル２０１を展開位置で停止させるために、バッフル要素１５０は、ヒンジ機構２０２と共に使用される停止機構を含んでいてもよい。停止機構は、ヒンジ機構２０２によるバッフル２０１の回動を展開位置で停止させる任意の構造または装置を備えていてもよい。図６は、例示的な一実施形態における停止機構６０２を示す。停止機構６０２は、表面３０２（またはバッフル２０１に関連して固定される別の表面）に取り付けられる一端６０４とバッフル２０１の回動経路内にある他端６０６とを含む。バッフル２０１がヒンジ機構２０２を中心に枢動し、端部６０６に当たった場合に、バッフル２０１は所望の位置に停止する。図６に示されている停止機構６０２の構造は単なる例であり、所望されるように異なっていてもよい。例えば、ばね装架ピンが、バッフル２０１を展開位置で停止させるための停止機構として働くように使用されてもよい。別の例では、ケーブルが表面３０２とバッフル２０１との間に取り付けられてもよく、ケーブルはバッフル２０１を展開位置まで枢動してから停止させる。
【００３８】
オペレータは、バッフル２０１が展開するかどうかまたはバッフルがいつ展開するのかを決定するために運転サイクル中にオートクレーブ１００の中を見ることができないかもしれない。したがって、バッフル２０１が展開する場合に指示を出す装置をオートクレーブ１００内に設置することが有利となり得る。図７および図８は、例示的な一実施形態における指示機構７０２を示す。指示機構７０２は、バッフル２０１が展開位置にまで展開する場合に指示を出す任意の装置を備える。図７に示されている実施形態では、指示機構７０２は、引込み位置と展開位置との間のバッフル２０１の経路を横切って張られる熱電対配線７０４を含んでいてもよい。熱電対配線７０４は、オートクレーブ１００の内側の温度センサ７０６をオートクレーブ１００の外側の計装７０８に接続するために使用され得る。温度センサ７０６は、オートクレーブ１００内の空気温度を読み取るように構成される。熱電対配線７０４はバッフル２０１の経路を横切って張られ、バッフル２０１は、バッフル２０１が引込み位置から展開位置まで回動する場合に温度センサ７０６と計装７０８との間の熱電対配線７０４によって作られた接続部を遮断する（図８参照）。例として、温度センサ７０６が７０°Ｆから１８０°Ｆに上昇する温度を読み取り、その温度が計装７０８によってオペレータに表示されるものとする。バッフル２０１が目標温度で解放され、展開位置の方へ枢動する場合に、バッフル２０１は温度センサ７０６と計装７０８との間の接続部を遮断する。したがって、計装７０８は、温度センサ７０６との接続部が失われるために温度の急激な低下を示すことになる。これは、オペレータにバッフル２０１が展開されていることを知らせる。
【００３９】
図７および図８に示されている指示機構７０２の構造は単なる例であり、所望されるように異なっていてもよい。例えば、バッフル２０１が展開するときを検出するためにレーザセンサがオートクレーブ１００内に設置されてもよく、展開した場合にバッフル２０１によって押圧または接触されるスイッチがオートクレーブ１００内に設置されてもよい、などがある。
【００４０】
上述した複数のバッフル要素１５０がオートクレーブ１００内に設置されてもよい。バッフル要素１５０の数および箇所は、オートクレーブ１００内の温度分布と運転サイクル中に所望される空気流変化とによって左右され得る。各バッフル要素１５０のサイズおよび形状は、オートクレーブ１００内の所望される空気流変化に応じて異なっていてもよい。さらに、異なる温度で展開する異なるバッフル要素１５０が利用されてもよい。例えば、オートクレーブ１００のオペレータは、１つのバッフル要素１５０が目標温度ｔ１で展開し、別のバッフル要素１５０が別の目標温度ｔ２で展開し、別のバッフル要素１５０が別の目標温度ｔ３で展開することを望むかもしれない。そうするために、各バッフル要素１５０の解放機構３１０は異なる目標温度で展開するように構成される。
【００４１】
オートクレーブ１００のオペレータは、例えば複合材料を硬化させるための製造工程にバッフル要素１５０を使用してもよい。図９は、例示的な一実施形態におけるオートクレーブ１００を運転する方法９００を示す流れ図である。本明細書に記載されている方法のステップはすべてを含んでいるわけではなく、図示されていない他のステップを含んでいてもよい。本明細書に示されている流れ図のステップは他の順序で実行されてもよい。
【００４２】
方法９００は、オートクレーブ１００の熱分析、より詳細にはオートクレーブ１００の内部１０４の熱分析を行うステップ（ステップ９０２）を含む。例として、モデル化プログラムが、オートクレーブ１００の容積、オートクレーブ１００内の空気流パターン、オートクレーブ１００内の温度ばらつき、などをモデル化するために使用され得る。モデル化プログラムは、オートクレーブ１００内に１つまたは複数のワークピースが置かれた場合の空気流をモデル化するためにも使用され得る。ワークピースを横切る空気流が増大するとワークピースへの熱伝達が増大し、ワークピースを横切る空気流が減少するとワークピースへの熱伝達が減少するので、空気流からワークピースの各領域への熱伝達が識別またはモデル化され得る。様々な熱伝達特性が大型ワークピースでさらに明瞭になり得る。
【００４３】
方法９００は、オートクレーブ１００内のバッフル要素１５０のための箇所を熱分析に基づいて選択するステップをさらに含んでいてもよい（ステップ９０４）。バッフル要素１５０のための箇所は、オートクレーブ１００の運転サイクル中に空気流３３０を変化させてワークピースの１つまたは複数の領域上での熱伝達を変えるために選択され得る。例えば、熱分析がワークピースの１つの領域に沿ってより速い空気流を示し、別の領域に沿ってより遅い空気流を示した場合、バッフル要素１５０の箇所は、ワークピースのこれらの異なる領域が同様の温度に加熱されるようにオートクレーブ１００内の空気流パターンを変えるように選択され得る。バッフル要素１５０は、空気をオートクレーブ１００内のより速い空気流領域からオートクレーブ１００内のより遅い空気流領域へ偏向させるように位置していてもよい。次いで、バッフル要素１５０は選択された箇所に設置される（ステップ９０６）。モデル化プログラムは、バッフル要素１５０のための箇所を選択するとともに、バッフル要素１５０がオートクレーブ１００内の空気流パターンにどのような影響を及ぼすかを決定するためにも使用され得る。
【００４４】
方法９００は、オートクレーブ１００の運転サイクル中にバッフル要素１５０を展開させるための目標温度を選択するステップをさらに含む（ステップ９０８）。方法９００は、目標温度で状態を変える解放機構３１０を選択するステップをさらに含んでいてもよい（ステップ９１０）。ステップ９１０は、使用される解放機構３１０のタイプに合わせたオプションのステップである。例えば、オペレータは、目標温度で融解する、目標温度で形状を変える（例えばＳＭＡ）、またはその他の方法で、目標温度で状態を変える解放機構３１０用の材料を選択してもよい。方法９００は、バッフル要素１５０のバッフル２０１を引込み位置に解放機構で固定するステップをさらに含む（ステップ９１２）。
【００４５】
ステップ９０４〜９１２は、複数のバッフル要素１５０に対して何回も実行され得る。
【００４６】
バッフル要素１５０がオートクレーブ１００内の所望の箇所に設置され、引込み位置にセットされた状態で、オートクレーブ１００の運転サイクルが開始され得る（ステップ９１４）。ワークピースもまた運転サイクルのためにオートクレーブ１００内に置かれると想定される。運転サイクルは、オートクレーブ１００を加圧するステップ、およびオートクレーブ１００内の温度を保持温度に上昇させるステップを含む。バッフル要素１５０の解放機構３１０に近接するまたはこれを取り囲む空気流３３０の温度が目標温度に到達した場合にバッフル２０１は解放され、引込み位置から展開位置まで枢動する（ステップ９１６）。バッフル２０１の展開によりオートクレーブ１００内の空気流が変わる。これにより、オートクレーブ１００内のワークピースの周りの種々の箇所で熱伝達率が変わる。オートクレーブ１００の運転サイクル中に熱伝達率を変えることができることにより、ワークピース（特に大型ワークピース）のすべての領域が運転サイクル中に同様の温度にさらされる。例えば、ワークピースが硬化されている複合物である場合、複合物のすべての領域は所望の硬化仕様に従って硬化される。
【００４７】
オートクレーブ１００の運転サイクル中にバッフル要素１５０を展開させることにより、ワークピースの様々な領域上でのオートクレーブ１００内の熱を制御することが可能になる。図１０は、例示的な一実施形態におけるオートクレーブ１００内の熱を制御する方法１０００を示す流れ図である。方法１０００では、オートクレーブ１００内の空気流３３０からワークピースの各領域への熱伝達がモデル化される（ステップ１００２）。熱伝達とは、オートクレーブ１００内での空気流３３０とワークピースとの間の熱エネルギー交換を意味する。熱伝達は、オートクレーブ１００内の空気流パターンに基づいてモデル化することができる。モデル化は、より高い熱伝達を有するワークピース上の領域を示すとともに、より低い熱伝達を有するワークピース上の領域を示してもよい。方法１０００は、空気流３３０を変化させるためのオートクレーブ１００内の装置（例えばバッフル要素１５０）のための箇所を選択するステップをさらに含んでいてもよい（ステップ１００４）。装置のための箇所は、オートクレーブ１００の運転サイクル中に空気流３３０を変化させるために選択され得る。次いで、装置は、オートクレーブ１００内の選択された箇所に、例えば、オートクレーブ１００の天井、壁または床上、オートクレーブ１００内の下部構造上、などに設置され得る（ステップ１００６）。方法１０００は、オートクレーブ１００の運転サイクルを開始するステップをさらに含む（ステップ１００８）。運転サイクル中、装置（例えばバッフル要素１５０）はオートクレーブ１００内で展開されて、オートクレーブ１００内の空気流３３０を変化させ、ワークピースの領域のうちの１つまたは複数への熱伝達を変える（ステップ１０１０）。上記のように、装置は、空気流３３０の温度が目標温度に到達した場合に展開され得る。
【００４８】
本開示の諸実施形態は、図１１に示されている航空機の製造および保守点検方法１１００ならびに図１２に示されている航空機１２００の状況で説明され得る。プレ生産中、例示的な方法１１００は、航空機１２００の仕様および設計１１０４ならびに材料調達１１０６を含んでいてもよい。生産中、航空機１２００の構成要素および部分組立品の製造１１０８ならびにシステム統合１１１０が行われる。その後、航空機１２００は、就航中１１１４に置かれるために認証および搬送１１１２を経ることがある。顧客による就航中に、航空機１２００は日常整備および保守点検１１１６（変更、再構成、改修なども含み得る）が計画される。
【００４９】
方法１１００の工程はそれぞれ、システム統合者、第三者、および／またはオペレータ（例えば顧客）によって実行または実施されてもよい。この目的のために、システム統合者は、制限なく、任意の数の航空機製造業者および主要システム下請業者を含んでいてもよく、第三者は、制限なく、任意の数の売主、下請業者、および供給業者を含んでいてもよく、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、保守点検組織などでよい。
【００５０】
図１２に示されているように、例示的な方法１１００によって生産される航空機１２００は、複数のシステム１２０４および内部１２０６と共に機体１２０２を含んでいてもよい。高レベルシステム１２０４の例は、推進システム１２０８、電気システム１２１０、油圧システム１２１２、および環境システム１２１４のうちの１つまたは複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。航空宇宙の例が示されているが、本明細書に記述される原理は、自動車産業などの他の産業に適用されてもよい。
【００５１】
本明細書で具体化される装置および方法は、生産および保守点検方法１１００の段階のうちのいずれか１つまたは複数の段階で用いられてもよい。例えば、生産工程１１０８に対応する構成要素または部分組立品は、航空機１２００が就航中に生産される構成要素または部分組立品と同様の方法で製作または製造されてもよい。さらに、１つまたは複数の装置実施形態、方法実施形態、またはそれらを組み合わせたものが、例えば、航空機１２００の組立を実質的に促進させるまたは航空機１２００のコストを低減することにより、生産段階１１０８および１１１０で利用されてもよい。同様に、１つまたは複数の装置実施形態、方法実施形態、またはそれらを組み合わせたものが、航空機１２００が就航中に、例えば制限なく、整備および保守点検１１１６に利用されてもよい。
【００５２】
図に示されているまたは本明細書に記載されている様々な要素のいずれも、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの何らかの組み合わせとして実装され得る。例えば、一要素が専用ハードウェアとして実装され得る。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ」、「コントローラー」、または何らかの類似用語と称されることがある。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、または複数の個々のプロセッサ（いくつかのプロセッサが共有されてもよい）によって提供され得る。さらに、「プロセッサ」または「コントローラー」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアを専ら意味すると解釈されるべきでなく、制限なく、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または他の回路網、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納するための読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性記憶装置、論理回路、あるいは他の物理的ハードウェアコンポーネントまたはハードウェアモジュールを暗黙的に含んでいてもよい。
【００５３】
さらに、一要素が、この要素の機能を果たすためにプロセッサまたはコンピュータによって実行される命令として実装され得る。命令のいくつかの例が、ソフトウェア、プログラムコード、およびファームウェアである。命令は、プロセッサによって実行される場合、プロセッサに要素の機能を果たすよう指示するためにいつでも使えるようになっている。命令は、プロセッサによって読取り可能な記憶装置に格納され得る。記憶装置のいくつかの例が、デジタルメモリもしくはソリッドステートメモリ、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、または光学的に読取り可能なデータ記憶媒体である。
【００５４】
したがって、要約すると、本発明の第１の態様によれば下記が提供される。
Ａ１．オートクレーブの運転サイクル中にオートクレーブ内に配置されるバッフルと、
運転サイクル中にバッフルを引込み位置に固定し、運転サイクル中にオートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合にバッフルを展開位置まで解放してオートクレーブ内の空気流を変化させる解放機構と
を備える装置。
【００５５】
Ａ２．バッフルが、オートクレーブ内の箇所にヒンジ機構で取り付けられ、バッフルが、ヒンジ機構によって引込み位置から展開位置まで枢動するように構成される、第Ａ１項に記載の装置も提供される。
【００５６】
Ａ３．解放機構が、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で融解する材料を含む、第Ａ１項に記載の装置も提供される。
【００５７】
Ａ４．解放機構が、目標温度で軟化し、バッフルを展開位置まで解放するために曲がる材料を含む、第Ａ１項に記載の装置も提供される。
【００５８】
Ａ５．解放機構が、バッフルを引込み位置に固定するために第１の形状を有し、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で第２の形状に変わる形状記憶合金（ＳＭＡ）材料を含む、第Ａ１項に記載の装置も提供される。
【００５９】
Ａ６．バッフルが引込み位置に固定される場合に荷重がかかり、解放機構によって解放される場合にバッフルを展開位置まで枢動させる復帰力を加えるばね機構をさらに備える、第Ａ１項に記載の装置も提供される。
【００６０】
Ａ７．バッフルの回動を展開位置で停止させる停止装置をさらに備える、第Ａ１項の装置も提供される。
【００６１】
Ａ８．バッフルが展開位置まで解放される場合に指示を出す指示機構をさらに備える、第Ａ１項の装置も提供される。
【００６２】
Ａ９．指示機構が、バッフルの引込み位置と展開位置との間の経路に設置された熱電対配線を含み、バッフルが、引込み位置から展開位置まで枢動する場合に熱電対配線の接続部を遮断する、第Ａ８項に装置も提供される。
【００６３】
Ｂ１．オートクレーブと、
オートクレーブ内に設置された少なくとも１つのバッフル要素と、
を備える装置であって、
少なくとも１つのバッフル要素が、
バッフルと、
バッフルをオートクレーブの内側表面に取り付けるヒンジ機構であって、バッフルが、オートクレーブ内の空気流を変化させるためにヒンジ機構によって引込み位置から展開位置まで枢動するように構成される、ヒンジ機構と、
オートクレーブの運転サイクル中にバッフルを引込み位置に固定し、運転サイクル中にオートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合にバッフルを展開位置まで自動的に解放する解放機構と
を含む、装置。
【００６４】
Ｂ２．少なくとも１つのバッフル要素が、
オートクレーブの内側の第１の箇所に設置された第１のバッフル要素と、
オートクレーブの内側の第２の箇所に設置された第２のバッフル要素と、
を備え、
第１のバッフル要素および第２のバッフル要素が、運転サイクル中に異なる目標温度で展開するように構成される、
第Ｂ１項に記載の装置も提供される。
【００６５】
Ｂ３．少なくとも１つのバッフルがオートクレーブの天井上に設置される、第Ｂ１項に記載の装置も提供される。
【００６６】
Ｂ４．解放機構が、オートクレーブの内側表面に取り付けられ、バッフルを引込み位置に固定するためにバッフルに接触するラッチ装置を含み、
ラッチ装置が、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で融解する材料を含む、第Ｂ１項に記載の装置も提供される。
【００６７】
Ｂ５．解放機構が、オートクレーブの内側表面に取り付けられ、バッフルを引込み位置に固定するためにバッフルに接触するラッチ装置を含み、
ラッチ装置が、目標温度で軟化し、バッフルを展開位置まで解放するために曲がる材料を含む、第Ｂ１項に記載の装置も提供される。
【００６８】
Ｂ６．解放機構が、オートクレーブの内側表面に取り付けられ、バッフルを引込み位置に固定するためにバッフルに接触するラッチ装置を含み、
ラッチ装置が、バッフルを引込み位置に固定するために第１の形状を有し、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で第２の形状に変わる形状記憶合金（ＳＭＡ）材料を含む、第Ｂ１項に記載の装置も提供される。
【００６９】
Ｂ７．少なくとも１つのバッフル要素が、
バッフルが引込み位置に固定される場合に荷重がかかり、解放機構によって解放される場合にバッフルを展開位置まで枢動させる復帰力を加えるばね機構を含む、第Ｂ１項に記載の装置も提供される。
【００７０】
Ｂ８．少なくとも１つのバッフル要素が、バッフルの回動を展開位置で停止させる停止装置を含む、第Ｂ１項に記載の装置も提供される。
【００７１】
Ｂ９．バッフルが展開位置まで解放される場合に指示を出す指示機構をさらに備える、第Ｂ１項に記載の装置も提供される。
【００７２】
Ｂ１０．指示機構が、バッフルの引込み位置と展開位置との間の経路に設置された熱電対配線を含み、バッフルが、引込み位置から展開位置まで枢動する場合に熱電対配線の接続部を遮断する、第Ｂ９項に記載の装置も提供される。
【００７３】
Ｃ１．オートクレーブを運転する方法であって、
オートクレーブの熱分析を行うステップ、
熱分析に基づいてオートクレーブ内のバッフル要素のための箇所を選択するステップ、
上記箇所にバッフル要素を設置するステップであって、バッフル要素が、オートクレーブの内側の箇所にヒンジ機構を介して取り付けられ、引込み位置と展開位置との間をヒンジ機構によって枢動するバッフルを含むステップ、
オートクレーブの運転サイクル中にバッフルを展開させるための目標温度を選択するステップ、
バッフルを引込み位置に解放機構で固定するステップ、
運転サイクルを開始するステップ、および
運転サイクル中にオートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合にバッフルを展開位置まで解放機構で解放するステップ
を含む、方法。
【００７４】
Ｃ２．目標温度で状態を変える解放機構を選択するステップをさらに含む、第Ｃ１項に記載の方法も提供される。
【００７５】
Ｃ３．目標温度で状態を変える解放機構を選択するステップが、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で融解する解放機構用の材料を選択するステップを含む、第Ｃ２項に記載の方法も提供される。
【００７６】
Ｃ４．目標温度で状態を変える解放機構を選択するステップが、目標温度で軟化し、バッフルを展開位置まで解放するために曲がる解放機構用の材料を選択するステップを含む、第Ｃ２項に記載の方法も提供される。
【００７７】
Ｃ５．目標温度で状態を変える解放機構を選択するステップが、バッフルを展開位置まで解放するために目標温度で形状を変える解放機構用の形状記憶合金（ＳＭＡ）材料を選択するステップを含む、第Ｃ２項に記載の方法も提供される。
【００７８】
Ｃ６．バッフルが展開位置まで解放される場合に指示を出す指示機構を設置するステップをさらに含む、第Ｃ１項に記載の方法も提供される。
【００７９】
Ｃ７．指示機構を設置するステップが、バッフルの引込み位置と展開位置との間の経路に熱電対配線を設置するステップを含み、
バッフルが、引込み位置から展開位置まで枢動する場合に熱電対配線の接続部を遮断する、第Ｃ６項に記載の方法も提供される。
【００８０】
Ｄ１．オートクレーブ内の熱を制御する方法であって、
オートクレーブの運転サイクルを開始するステップ、および
運転サイクル中にオートクレーブ内の装置を展開させてオートクレーブ内の空気流を変化させ、空気流からワークピースの少なくとも１つの領域への熱伝達を変えるステップ  を含む、方法。
【００８１】
Ｄ２．装置を展開させるステップが、
運転サイクル中にオートクレーブの内部の温度が目標温度に到達した場合に装置を自動的に展開させるステップを含む、第Ｄ１項に記載の方法も提供される。
【００８２】
Ｄ３．熱伝達のモデル化に基づいて装置を展開させるための目標温度を選択するステップをさらに含む、第Ｄ２項に記載の方法も提供される。
【００８３】
Ｄ４．オートクレーブ内の空気流からオートクレーブ内のワークピースの各領域への熱伝達をモデル化するステップをさらに含む第Ｄ１項に記載方法も提供される。
【００８４】
Ｄ５．熱伝達のモデル化に基づいてオートクレーブ内の装置のための箇所を選択するステップ、および
上記箇所に装置を設置するステップであって、装置が、オートクレーブの内側表面にヒンジ機構を介して取り付けられ、引込み位置と展開位置との間をヒンジ機構によって枢動するバッフルを含むステップをさらに含む、第Ｄ１項に記載の方法も提供される。
【００８５】
特定の諸実施形態について本明細書で説明したが、範囲はそれらの特定の実施形態に限定されるものではない。むしろ、範囲は、特許請求の範囲およびその同等物によって規定される。
【符号の説明】
【００８６】
１００  オートクレーブ
１０２  円筒形容器
１０４  内部
１０６  扉
１０８  壁
１１０  空気入口
１１２  空気出口
１１６  プラットホーム
１５０  バッフル要素、バッフルユニット
２０１  バッフル
２０２  ヒンジ機構
２１０  第１の構成要素
２１１  第２の構成要素
２１４  枢動ジョイント
３０２  表面
３１０  解放機構
３１２  ラッチ装置
３３０  空気流
５０２  ばね機構
６０２  停止機構
６０４  一端
６０６  他端
７０２  指示機構
７０４  熱電対配線
７０６  温度センサ
７０８  計装
【図１】
2017064698.tif 000002
【図２】
2017064698.tif 000003
【図３】
2017064698.tif 000004
【図４】
2017064698.tif 000005
【図５】
2017064698.tif 000006
【図６】
2017064698.tif 000007
【図７】
2017064698.tif 000008
【図８】
2017064698.tif 000009
【図９】
2017064698.tif 000010
【図１０】
2017064698.tif 000011
【図１１】
2017064698.tif 000012
【図１２】
2017064698.tif 000013
【外国語明細書】
2017064698000001.pdf