特許 6732701 補修部材及び補修構造並びに損傷検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6732701

(24)【登録日】2020年7月10日

(45)【発行日】2020年7月29日

(54)【発明の名称】補修部材及び補修構造並びに損傷検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/22 20060101AFI20200716BHJP

   G01N 29/44 20060101ALI20200716BHJP

【ＦＩ】

   G01N29/22

   G01N29/44

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-140878(P2017-140878)

(22)【出願日】2017年7月20日

(65)【公開番号】特開2019-20323(P2019-20323A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2019年2月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】樋口 暢浩

(72)【発明者】

【氏名】鎗 孝志

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 望

【審査官】 小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１２３９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０９−５０５８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０５４０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１７３３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２７４０６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−０５４３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６３１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２８３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１３７３１６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｂ １／００ − Ｂ６４Ｂ １／７０

Ｂ６４Ｃ １／００ − Ｂ６４Ｃ ９９／００

Ｂ６４Ｄ １／００ − Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｂ６４Ｆ １／００ − Ｂ６４Ｆ ５／６０

Ｂ６４Ｇ １／００ − Ｂ６４Ｇ ９９／００

Ｇ０１Ｎ ２９／００ − Ｇ０１Ｎ ２９／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

補修対象部材に固定され、前記補修対象部材に形成された開口を覆う板状の補修部材であって、
前記補修対象部材と接触する前記補修部材の一面側に配置される超音波探触子を備え、
前記超音波探触子は、前記補修部材と接触する補修部材接触部及び、前記補修対象部材と接触可能な補修対象部材接触部を有し、前記開口に沿って配置されている補修部材。

【請求項2】

前記超音波探触子は、複数設けられ、
前記複数の超音波探触子は、前記開口を囲うように配置される請求項１に記載の補修部材。

【請求項3】

前記超音波探触子は、前記補修部材接触部及び前記補修対象部材接触部から、前記補修部材の前記一面に対して傾斜する方向に超音波を送信可能な送信用超音波探触子を含んでいる請求項１または請求項２に記載の補修部材。

【請求項4】

前記補修対象部材と接触する一面側にて凹状に形成された凹部を有し、
前記超音波探触子は、前記凹部の内部に配置されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の補修部材。

【請求項5】

開口が形成された補修対象部材と、
前記補修対象部材に固定され、前記開口を覆う板状の補修部材と、
前記補修部材と接触する補修部材接触部及び、前記補修対象部材と接触する補修対象部材接触部を有し、前記補修対象部材と前記補修部材との接触面に配置される超音波探触子と、を備え、
前記超音波探触子は、前記開口に沿って配置されている補修構造。

【請求項6】

前記補修部材は、前記補修対象部材と接触する一面側にて凹状に形成された凹部を有し、
前記超音波探触子は、前記凹部の内部に配置されている請求項５に記載の補修構造。

【請求項7】

請求項１から請求項４のいずれかに記載された補修部材を用いた損傷検出方法であって、
前記超音波探触子から超音波を送信するステップと、
前記超音波の送受信状態に基づいて前記補修部材及び前記補修対象部材の少なくとも一方の損傷を検出するステップと、を有する損傷検出方法。

【請求項8】

請求項５または請求項６に記載された補修構造において、
前記超音波探触子から超音波を送信するステップと、
前記超音波の送受信状態に基づいて前記補修部材及び前記補修対象部材の少なくとも一方の損傷を検出するステップと、を有する損傷検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、補修部材及び補修構造並びに損傷検出方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

航空機の外板等（補修対象部材）が損傷した場合、損傷部分を補修する方法として、損傷部分を切り取って除去し、当該除去部分を覆うように板状の補修部材を固定することで、除去部分を塞ぐ方法がある。補修部材は、補修対象部材に形成された除去部分よりも大きく形成され、補修部材の中央領域で除去部分を覆うとともに、補修部材の端部領域は除去部分の隣接領域に重なるように載置される。そして、補修部材が補修対象部材に載置された部分をファスナ止め等することで、補修部材と補修対象部材とが固定される。

【0003】

このような補修方法を行った場合、補修部材と補修対象部材とが重なっている部分では、補修部材の下面や補修対象部材の上面等（すなわち、補修部材と補修対象部材が接触している面等）に発生した腐食やクラック等の損傷は、外部から視認できないので、検出が困難となる場合がある。
補修部材と補修対象部材が接触している面等の外部から視認できない損傷を検出するために、損傷を検出するセンサ等を用いることが考えられる。このようなセンサを有する補修部材としては、特許文献１のようなものがある。

【0004】

特許文献１では、構造部材の表面上の区域に固定されるパッチに、複数のひずみセンサを埋め込んだ構成が開示されている。このひずみセンサは、パッチで覆われた領域のひずみの変化を監視している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第１９９５／０１４９１７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１のパッチは、パッチで覆われた領域のひずみの変化を監視しているので、ひずみの変化が生じない損傷（例えば、腐食減肉や微小なクラック等）の検出は行えない可能性がある。

【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、補修部材及び補修対象部材に発生した損傷を精度よく検出することができる補修部材及び補修構造並びに損傷検出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、本発明の補修部材及び補修構造並びに損傷検出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部材は、補修対象部材に固定され、前記補修対象部材に形成された開口を覆う板状の補修部材であって、前記補修対象部材と接触する前記補修部材の一面側に配置される超音波探触子を備え、前記超音波探触子は、前記一面と接触する補修部材接触部及び、前記補修対象部材と接触可能な補修対象部材接触部を有、前記開口に沿って配置されている。

【0009】

上記構成では、補修部材接触部から送信された超音波は、補修部材の内部を伝搬する。これにより、補修部材の内部の腐食、クラック等の損傷を検出することができる。
また、超音波探触子と補修対象部材とが接触している場合には、補修対象部材接触部から送信された超音波は、補修対象部材の内部を伝搬する。これにより、補修対象部材の内部の腐食、クラック等の損傷を検出することができる。
したがって、補修部材の一面側に配置される超音波探触子のみで、補修部材と補修対象部材との双方の損傷を検出することができる。また、超音波によって損傷等を検出しているので、微小な損傷も検出することができる。
また、補修部材及び補修対象部材の各々に対して、他の部材を介さずに超音波を伝搬させている。これにより、各部材を伝搬する超音波が、補修部材と補修対象部材との接触面（界面）を通過しない。よって、伝搬する超音波の減衰を抑えることができる。したがって、より精度よく各部材の損傷を検出することができる。
なお、超音波探触子は、油等を介して補修対象物または補修部材と接触していてもよい。

【0010】

本発明の一態様に係る補修部材は、前記超音波探触子は、複数設けられ、前記複数の超音波探触子は、前記開口を囲うように配置されてもよい。

【0011】

開口周辺の領域では、応力集中等によって損傷が発生し易い。上記構成では、複数の超音波探触子が、開口を囲うように配置されているので、損傷が発生し易い開口周辺の領域を複数の超音波探触子によって、検出対象領域とすることができる。したがって、開口周辺の領域で発生した損傷を好適に検出することができる。

【0012】

本発明の一態様に係る補修部材は、前記超音波探触子は、前記補修部材接触部及び前記補修対象部材接触部から、前記補修部材の前記一面に対して傾斜する方向に超音波を送信可能な送信用超音波探触子を含んでいてもよい。

【0013】

上記構成では、傾斜する方向に超音波を送信可能であるので、水平方向に超音波を送信する場合と比較して、補修部材及び補修対象部材に対して、板厚方向に広範囲に超音波を送信することができる。また、垂直方向に超音波を送信する場合と比較して、補修部材及び補修対象部材に対して、面内方向に広範囲に超音波を送信することができる。

【0014】

本発明の一態様に係る補修部材は、前記補修対象部材と接触する一面側にて凹状に形成された凹部を有し、前記超音波探触子は、前記凹部の内部に配置されていてもよい。

【0015】

上記構成では、補修部材に凹部を設け、その凹部に超音波探触子を配置しているので、補修対象物に超音波探触子を設置する加工を施すことなく、超音波探触子を設けた補修構造とすることができる。このように、補修対象物に加工を施さないので、補修対象物の強度等を減少させずに補修構造を適用することができる。

【0016】

本発明の一態様に係る補修構造は、開口が形成された補修対象部材と、前記補修対象部材に固定され、前記開口を覆う板状の補修部材と、前記補修対象部材と接触する補修部材接触部及び、前記補修対象部材と接触する補修対象部材接触部を有し、前記補修対象部材と前記補修部材との接触面に配置される超音波探触子と、を備え、前記超音波探触子は、前記開口に沿って配置されている。

【0017】

上記構成では、補修部材接触部から送信された超音波は、補修部材の内部を伝搬する。これにより、補修部材の内部の腐食、クラック等の損傷を検出することができる。
また、補修対象部材接触部から送信された超音波は、補修対象部材の内部を伝搬する。これにより、補修対象部材の内部の腐食、クラック等の損傷を検出することができる。
したがって、補修対象部材と前記補修部材との接触面に配置される超音波探触子のみで、補修部材と補修対象部材との双方の損傷を検出することができる。また、超音波によって損傷等を検出しているので、微小な損傷も検出することができる。
また、補修部材及び補修対象部材の各々に対して、他の部材を介さずに超音波を伝搬させている。これにより、各部材を伝搬する超音波が、補修部材と補修対象部材との接触面（界面）を通過しない。よって、伝搬する超音波の減衰を抑えることができる。したがって、より精度よく各部材の損傷を検出することができる。
なお、超音波探触子は、油等を介して補修対象物または補修部材と接触していてもよい。

【0018】

本発明の一態様に係る補修構造は、前記補修部材は、前記補修対象部材と接触する一面側にて凹状に形成された凹部を有し、前記超音波探触子は、前記凹部の内部に配置されていてもよい。

【0019】

上記構成では、補修部材に凹部を設け、その凹部に超音波探触子を配置しているので、補修対象物に超音波探触子を設置する加工を施すことなく、超音波探触子を設けた補修構造とすることができる。このように、補修対象物に加工を施さないので、補修対象物の強度等を減少させずに補修構造を適用することができる。
また、補修部材側に超音波探触子を設けているので、例えば、予め工場等で補修部材に超音波探触子を設けておけば、補修を行う現場では超音波探触子を設置する作業を省略することができる。したがって、現場での作業工程を低減することができる。

【0020】

本発明の一態様に係る損傷検出方法は、上述の補修部材を用いた損傷検出方法であって、前記超音波探触子から超音波を送信するステップと、前記超音波の送受信状態に基づいて前記補修部材及び前記補修対象部材の少なくとも一方の損傷を検出するステップと、を有する。

【0021】

また、本発明の一態様に係る損傷検出方法は、上述の補修構造において、超音波探触子から前記超音波を送信するステップと、前記超音波の送受信状態に基づいて前記補修部材及び前記補修対象部材の少なくとも一方の損傷を検出するステップと、を有する。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、補修部材及び補修対象部材に発生した損傷を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る補修構造を示す図である。（Ａ）は補修構造の平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図2】図１に示す補修構造の要部の模式的な断面図であって、（Ａ）は補修部材側に損傷が発生した場合を示す図であり、（Ｂ）は補修対象部材側に損傷が発生した場合を示す図である。

【図3】図１に示す補修構造を示す模式的な平面図であって、（Ａ）は損傷が発生していない場合を示す図であり、（Ｂ）は損傷が発生している場合を示す図である。

【図4】図１に示す補修構造の変形例を示す模式的な平面図であって、（Ａ）は損傷が発生していない場合を示す図であり、（Ｂ）は損傷が発生している場合を示す図である。

【図5】図１に示す補修構造の変形例を示す模式的な平面図である。

【図6】従来の補修構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下に、本発明に係る補修部材及び補修構造並びに損傷検出方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
補修構造１は、例えば、金属製の板材などに損傷が発生した場合に、当該損傷部分を補修する際に適用される。本実施形態では、航空機の外板２に損傷（例えば、腐食やクラック）が発生した場合について説明する。本実施形態では、当該損傷部分を切り取ることで補修を行うため、外板に開口３を形成する。

【0025】

本実施形態に係る補修構造１は、損傷部分を切り取ることで形成された開口３を有する外板（補修対象部材）２と、外板２の外側方向から開口３の全部を覆う補修部材４と、補修部材４に埋め込まれるように設けられる超音波探触子７と、外板２と補修部材４とを固定するファスナ５及びカラー６と、を備える。

【0026】

外板２は、アルミニウム合金等の金属で形成され、内部に航空機における内部空間８を形成している。外板２には、損傷部分を切り取ったことで開口３が形成されている。開口３は、略正方形形状に形成され、四隅に応力が集中しないように、四隅が湾曲するように形成されている。また、開口３は、外板２に発生したクラック等の損傷の残存の恐れがないように、損傷部分に対して比較的大きく形成される。外板２の開口３の周辺領域には、外板２を貫通するファスナ孔２ａが複数形成される。複数のファスナ孔２ａは、開口３の四辺を形成する縁と平行となるように、等間隔に配置されている。

【0027】

補修部材４は、略正方形状の金属製の板状部材であって、外部に露出する露出面４ｂと、露出面４ｂと反対側の面であって外板２と接触する接触面４ｃとを有する。補修部材４は、開口３よりも大きく形成され、開口３のすべてを覆うように外板２に固定されている。すなわち、補修部材４は、開口３を覆う領域である中央部分と、中央部分を囲む領域であって外板２に固定される固定部分とを有し、固定部分における接触面４ｃが外板２と接触している。補修部材４は、開口３からのクラックの発生の恐れがないように、開口３に対して比較的大きく形成されている。

【0028】

固定部分には、複数のファスナ孔４ａが形成される。複数のファスナ孔４ａは、それぞれ、外板２に形成された複数のファスナ孔２ａと対応する位置に形成されている。外板２に形成されたファスナ孔２ａと、補修部材４に形成されたファスナ孔４ａとは、連通することでファスナ貫通孔１０を形成する。すなわち、ファスナ貫通孔１０は、補修部材４及び外板２を貫通する孔であって、複数形成されている。複数のファスナ貫通孔１０の各々には、ファスナ５が挿通する。複数のファスナ貫通孔１０の各々にファスナ５が挿通することで、外板２と補修部材４とは固定されている。
固定部分における接触面４ｃには、露出面４ｂ側に向かって凹む凹部１１が複数形成されている。本実施形態では、図１に示すように、開口３の四隅の近傍であって、かつ、ファスナ孔４ａから所定距離だけ離れた位置に凹部１１が形成されている。すなわち、開口３を囲うように４つの凹部１１が形成されている。各凹部１１は、各々、接触面４ｃから垂直に露出面４ｂ方向に延びる円柱状の側面１１ａと、側面１１ａの露出面４ｂ側の端部から接触面４ｃと並行方向に延びる底面１１ｂとを有する。

【0029】

本実施形態に係る超音波探触子７は、超音波を送信する送信用超音波探触子７ｔと、送信用超音波探触子７ｔが送信した超音波を受信する受信用超音波探触子７ｒとの２種類存在する。いずれの超音波探触子７も、補修部材４に形成された凹部１１の内部に配置される。１つの凹部１１には、送信用超音波探触子７ｔまたは受信用超音波探触子７ｒのどちらかが配置される。本実施形態では、開口３に沿って隣接する凹部１１同士には、同種類の超音波探触子７は配置されない。すなわち、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとは、開口３に沿って、交互に配置されている。

【0030】

送信用超音波探触子７ｔ及び受信用超音波探触子７ｒは、厚さは１〜２ｍｍ、直径５〜６ｍｍの円盤状の部材であって、円形に形成された面のうちの一面（補修部材接触部）７ａが凹部１１の底面１１ｂと接触するように凹部１１内に配置されている。また、同時に、円形の他面（補修対象部材接触部）７ｂが補修部材４の接触面４ｃと面一となるように、凹部１１内に配置されている。すなわち、外板２と補修部材４とが接触すると、超音波探触子７（送信用超音波探触子７ｔ及び受信用超音波探触子７ｒ）の他面７ｂも外板２と接触する。なお、送信用超音波探触子７ｔ及び受信用超音波探触子７ｒと、凹部１１の底面とは、直接接触せずに、オイル等を介して接触していてもよい。また、送信用超音波探触子７ｔ及び受信用超音波探触子７ｒと、外板２とも、直接接触せずに、オイル等を介して接触していてもよい。

【0031】

送信用超音波探触子７ｔ及び受信用超音波探触子７ｒには、信号線（図示省略）が接続されている。信号線は、送信用超音波探触子７ｔまたは受信用超音波探触子７ｒと、航空機の内部空間８に配置された制御装置（図示省略）とを接続する。送信用超音波探触子７ｔ及び受信用超音波探触子７ｒは、この信号線を介して、制御装置と信号の送受信を行う。制御装置から超音波送信指令信号が信号線を介して送信用超音波探触子７ｔに送信されると、送信用超音波探触子７ｔから超音波が送信される。受信用超音波探触子７ｒが超音波を受信すると、信号線を介して信号が制御装置に送信される。信号線は、外板２に形成された信号線用の挿通穴を介して、航空機の内部空間８まで延び、制御装置と接続されている。

【0032】

送信用超音波探触子７ｔは、検査対象となる外板２及び補修部材４の内部に向けて超音波を送信するためのもので、制御装置から信号線を介して高電圧（上述の超音波送信指令信号）を印加されることで超音波を送信する。本実施形態では、送信用超音波探触子７ｔは、図２に示すように、送信用超音波探触子７ｔの一面７ａから、該一面７ａに対して傾斜する方向に超音波を送信する。一面７ａから送信された超音波は、補修部材の内部を伝搬する。また、送信用超音波探触子７ｔは、送信用超音波探触子７ｔの他面７ｂから、該他面７ｂに対して傾斜する方向に超音波を送信する。他面７ｂから送信された超音波は、外板２の内部を伝搬する。受信用超音波探触子７ｒは、送信用超音波探触子７ｔから送信された超音波を受信するためのものであり、受信用超音波探触子７ｒの両端の電圧を測定するとことで、受信状態を測定する。

【0033】

制御装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

【0034】

ファスナ５は、複数設けられ、図１に示すように、複数形成されたファスナ貫通孔１０のそれぞれに挿通されている。また、ファスナ５は、それぞれ、図２に示されているように、略円錐台形状の頭部５ａと、頭部５ａの一端から所定方向に延びる円柱状の軸部５ｂとを有する。頭部５ａは、補修部材４の露出面４ｂから突出しないように、全体が補修部材４に形成されたファスナ孔４ａ内に配置される。軸部５ｂの先端は、外板２から内部空間８に突出するように設けられ、この突出部５ｃに環状のカラー６が係合することで、外板２と補修部材４とが固定される。

【0035】

次に、本実施形態に係る補修構造１が適用される外板２の補修方法について説明する。
まず、外板２に発生した損傷部分及び損傷部分に隣接する領域を加工装置（図示省略）によって切り取ることで、外板２に開口３を形成する。このとき、損傷の残存の恐れがないように、損傷部分に対して比較的大きめに開口３を形成する。次に、開口３を外側から覆うように補修部材４を外板２に対して配置する。このとき、補修部材４には、予め工場等において、凹部１１を形成するとともに、凹部１１の内部に超音波探触子７を設置しているので、補修現場では、超音波探触子７を設置する作業は行わない。次に、外板２及び補修部材４に形成されたファスナ貫通孔１０にファスナ５を挿通し、ファスナ５の突出部５ｃとカラー６とを係合させ、外板２と補修部材４とを固定する。なお、補修部材４を外板２に配置する際に、補修部材４と外板２とが接触する面にシーラントを塗布してもよい。

【0036】

次に、本実施形態に係る補修構造１による損傷の検出方法について図２及び図３を用いて説明する。なお、図２及び図３において黒塗りの矢印は超音波を模式的に示したものである。本実施形態では、いわゆる透過方式の損傷検出方法を用いて損傷を検出する。
図２に示すように、補修部材４の凹部１１に配置された送信用超音波探触子７ｔは、送信用超音波探触子７ｔの一面７ａから、該一面７ａに対して傾斜する方向に超音波を送信する。すなわち、送信用超音波探触子７ｔの一面７ａから送信された超音波は、補修部材４の内部を伝搬する。また、同時に、送信用超音波探触子７ｔは、送信用超音波探触子７ｔの他面７ｂから、該他面７ｂに対して傾斜する方向に超音波を送信する。すなわち、送信用超音波探触子７ｔの他面７ｂから送信された超音波は、外板２の内部を伝搬する。
補修部材４及び外板２の内部を伝搬する超音波は、受信用超音波探触子７ｒによって受信される。受信用超音波探触子７ｒは、超音波を受信すると受信状態を制御部に送信する。

【0037】

図３（Ａ）に示すように、補修部材４及び外板２に損傷が存在しない場合には、送信用超音波探触子７ｔから送信された超音波は、損傷に遮られることなく、受信用超音波探触子７ｒによって受信される。
一方、図２（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、補修部材４において、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとの間にクラック等の損傷Ｄが存在している場合には、補修部材４の内部を伝搬する超音波の一部は、損傷Ｄによって遮られる。遮られた超音波は、受信用超音波探触子７ｒまで至らない。また、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示すように、外板２において、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとの間に損傷Ｄが存在している場合には、外板２の内部を伝搬する超音波は、損傷Ｄによって遮られる。遮られた超音波は、受信用超音波探触子７ｒまで至らない。

【0038】

このように、補修部材４または外板２のどちらかにおいて、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとの間に損傷Ｄが存在している場合には、損傷Ｄによって超音波の少なくとも一部が遮られるので、遮られた超音波については、受信用超音波探触子７ｒが受信しない。これにより、損傷Ｄが存在する場合には、損傷が存在しない場合と比較して、受信用超音波探触子７ｒが受信する超音波の送受信状態が異なる。
したがって、制御部に送信されてきた送受信状態の情報が、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとの間に損傷がない場合と比較して、異なっている場合には、補修部材４または外板２のどちらかにおいて、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとの間に損傷が存在していると判断することができる。よって、損傷を検出することができる。
なお、損傷が存在しない場合の送受信状態としては、例えば、補修部材４及び外板２の製造時や修理完了時等の健全性が担保できる状態で取得された送受信状態を用いることができる。

【0039】

この損傷検出方法は、航空機の運転中に行われてもよいし、航空機の運転停止中に行われてもよい。また、常時行われていてもよいし、所定時間ごとに自動的に行われてもよい。また、例えば、メンテナンス時等の特定の時期に、行われてもよい。

【0040】

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
補修部材４の接触面４ｃ側に配置される超音波探触子７のみで、補修部材４と外板２との双方の損傷を検出することができる。また、超音波によって損傷等を検出しているので、微小な損傷も検出することができる。

【0041】

補修部材４及び外板２の損傷を超音波探触子によって検出する方法としては、図６に符号２０ａで示すように、補修部材４の露出面４ｂに超音波探触子２０ａを設置する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、外板２に対して超音波を送信した場合に、送信した超音波が補修部材４を通過し、さらに、補修部材４と外板２との界面を通過することとなる。このように、多くの部材や界面を通過することとなるので、超音波が減衰してしまい、損傷を好適に検出することができない可能性がある。
また、外板２の損傷を超音波探触子によって検出する方法としては、図６に符号２０ｂで示すように、外板２の内部空間８側の面に超音波探触子２０ｂを設置する方法も考えられる。しかしながら、外板２の内部空間８側の面は、航空機の内部空間８を規定する面となるので、外板２の内部空間８側の面には、様々な部材、装置等が設置されている。具体的には、外板２が航空機の胴体部分を構成する場合には、内部空間８側の面には内装が設けられていて、外板２が航空機の翼部分を構成する場合には、内部空間８側の面には燃料シール等が施されている。したがって、外板２の内部空間８側の面には、好適に超音波探触子を設置することができない可能性がある。また、航空機の翼部分の先端等の狭隘部等では、外板２の内部空間８側の面にアクセスできないので、超音波探触子を設置することができない。

【0042】

これに対し、本実施形態では、補修部材４及び外板２の各々に対して、他の部材を介さずに直接的に超音波を伝搬させている。これにより、各部材を伝搬して損傷の有無を検出する超音波が、補修部材４と外板２との接触面（界面）を通過しない。よって、伝搬する超音波の減衰を抑えることができる。したがって、より精度よく各部材の損傷を検出することができる。特に、超音波探触子を露出面側に設ける構成（図６参照）と比較して、より精度よく外板２の損傷を検出することができる。
また、補修部材４の接触面４ｃ側に配置される超音波探触子７のみで、補修部材４と外板２との双方の損傷を検出することができるので、外板２の内部空間８側の面に超音波探触子を設けることなく、補修部材４及び外板２の損傷を検出することができる。

【0043】

また、開口３周辺の領域では、応力集中等によって損傷が発生し易い。本実施形態では、複数の超音波探触子７が、開口３を囲うように配置されているので、損傷が発生し易い開口３周辺の領域を複数の超音波探触子７によって、検出対象領域とすることができる。したがって、開口３周辺の領域で発生した損傷をより好適に検出することができる。

【0044】

また、傾斜する方向に超音波を送信するので、水平方向に超音波を送信する場合と比較して、補修部材５及び外板２に対して、板厚方向に広範囲に超音波を送信することができる。また、垂直方向に超音波を送信する場合と比較して、補修部材５及び外板２に対して、面内方向に広範囲に超音波を送信することができる。

【0045】

また、本実施形態では、補修部材４に凹部１１を設け、その凹部１１に超音波探触子７を配置しているので、航空機を構成する部材である外板２に対して、超音波探触子７を設置するための加工を施すことなく、超音波探触子７を設けた補修構造１とすることができる。このように、外板２に加工を施さないので、外板２の強度等を低減させずに補修構造１を適用することができる。
また、予め工場等で補修部材４に超音波探触子７を設けているので、補修を行う現場では超音波探触子７を設置する作業を省略することができる。したがって、現場での作業工程を低減することができる。

【0046】

なお、本発明は、上記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。

【0047】

例えば、上記実施形態では、超音波の送信を行う超音波探触子（送信用超音波探触子７ｔ）と超音波の受信を行う超音波探触子（受信用超音波探触子７ｒ）とを別々に設ける例について説明したが、超音波の送信及び受信のどちらも行える送受信用超音波探触子７ｔｒを用いて、いわゆる反射方式の損傷検出方法を用いて損傷を検出してもよい。
この例では、図４（Ａ）に示すように、損傷がない場合には、送受信用超音波探触子７ｔｒから送信された超音波は、そのまま進み続けるので、送受信用超音波探触子７ｔｒは超音波を受信しない。一方、図４（Ｂ）に示すように、送受信用超音波探触子７ｔｒの周辺に損傷が存在する場合には、損傷により送信した超音波が反射し、反射した超音波を送受信用超音波探触子７ｔｒが受信する。したがって、送受信用超音波探触子７ｔｒが超音波を受信した場合には、損傷が存在していると判断することができる。

【0048】

また、超音波探触子７を設ける位置は上記実施形態の例に限定されない。損傷が発生した場合に損傷を検出したい箇所であるならば、どこでもよい。例えば、上記実施形態では、開口３の四隅に１つずつ超音波探触子７を配置した例について説明したが、超音波探触子７の配置はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、開口３の四隅に送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとをそれぞれ１つずつ配置してもよい。この場合、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとは、開口３の角部を挟むように配置される。詳細には、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとを結ぶ仮想線Ｌ１が角部の近傍を通過するように配置される。
このように、送信用超音波探触子７ｔと受信用超音波探触子７ｒとを配置することで、開口３周辺の領域のなかでも、応力集中等によって特に損傷が発生し易い開口３の四隅の近傍を検出対象領域とすることができる。したがって、開口３の四隅の近傍の領域で発生した損傷をより好適に検出することができる。

【0049】

また、上記実施形態では、各凹部１１に対して１つの超音波探触子７を配置した例について説明したが、各凹部１１に対して２つの超音波探触子を配置してもよい。この場合には、凹部１１内で、２つの超音波探触子の円形の面を重ねるように配置することで、補修部材の凹部１１の底面１１ｂと接触する超音波探触子と、外板２と接触する超音波探触子とを別の超音波探触子とすることができる。このように、補修部材４と接触する超音波探触子と、外板２と接触する超音波探触子とを別の超音波探触子とすることで、損傷を検出した際に、その損傷が、補修部材４に生じているか、外板２に生じているかを判断することができる。

【0050】

また、信号線の接続経路は、上記実施形態の経路に限られない。例えば、外板２に形成されたファスナ孔２ａに、信号線用の溝を形成し、この溝内に信号線を通してもよい。詳細には、超音波探触子７から、ファスナ孔２ａまでの区間は、信号線を外板２と補修部材４との間にシーラントとともにはさみ、ファスナ孔２ａからはファスナ孔２ａに形成された溝内を通してもよい。

【0051】

また、上記実施形態では、補修部材４の接触面４ｃに凹部１１を形成し、凹部１１の内部に超音波探触子７を配置しているが、超音波探触子７の配置位置はこれに限定されない。外板２の補修部材４と接触する側の面に凹部を形成し、この凹部内に超音波探触子７を配置してもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、補修構造１を航空機の外板２に適用する例について説明したが、補修の対象となる部材（補修対象部材）は航空機の外板２に限定されない。また、上記実施形態では、補修対象部材として金属の部材とする例について説明したが、補修対象部材は金属製に限定されない。例えば、補修対象部材は複合材等であってもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ 補修構造
２ 外板（補修対象部材）
２ａ ファスナ孔
３ 開口
４ 補修部材
４ａ ファスナ孔
４ｂ 露出面
４ｃ 接触面
５ ファスナ
６ カラー
７ 超音波探触子
７ａ 一面（補修部材接触部）
７ｂ 他面（補修対象部材接触部）
７ｔ 送信用超音波探触子
７ｒ 受信用超音波探触子
８ 内部空間
１０ ファスナ貫通孔
１１ 凹部
１１ａ 側面
１１ｂ 底面
Ｄ 損傷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】