特開 2024-117914 構造体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024117914

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】構造体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B64F 5/10 20170101AFI20240823BHJP

   B23P 21/00 20060101ALI20240823BHJP

   B64C 1/00 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

B64F5/10

B23P21/00 303Z

B64C1/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024003

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100136504

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 毅彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 洋一

(72)【発明者】

【氏名】山岸 豊

(72)【発明者】

【氏名】芦澤 一眞

【テーマコード（参考）】

3C030

【Ｆターム（参考）】

3C030CC00

(57)【要約】

【課題】部品の連結によって構造体を製作する場合において、部品間にギャップが生じた際に適切な形状のシムを製作できるようにすることである。
【解決手段】実施形態に係る構造体の製造方法は、第１及び第２の部品の第１及び第２の合わせ面における第１及び第２のプロファイル並びに第１及び第２の部品の第３及び第４の面における第３及び第４のプロファイルを位置決め完了前に測定するステップと、第１及び第２の合わせ面を突き合わせて位置決めを行うステップと、位置決め完了後の第３及び第４の面における第５及び第６のプロファイルを測定するステップと、第１から第６のプロファイルに基づいて第１の部品と第２の部品との間に形成される隙間の大きさを算出するステップと、算出した隙間の大きさに基づいてシムを製作するステップと、隙間にシムを挿入して位置決めを行った状態で第１の部品と第２の部品を連結するステップとを有する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の部品と第２の部品との間に形成される隙間にシムを挿入して連結することによって、航空機、航空機部品、宇宙飛行体又は宇宙飛行体の部品からなる構造体を製造する製造方法において、
前記第１の部品の、前記第２の部品との第１の合わせ面における第１のプロファイルを、前記第１の部品及び前記第２の部品の連結位置への前記第１の部品及び前記第２の部品の位置決め完了前に測定するステップと、
前記第２の部品の、前記第１の部品との第２の合わせ面における第２のプロファイルを、前記位置決め完了前に測定するステップと、
前記第１の部品の、前記位置決め完了後に測定することが可能な少なくとも一部の第３の面における第３のプロファイルを前記位置決め完了前に測定するステップと、
前記第２の部品の、前記位置決め完了後に測定することが可能な少なくとも一部の第４の面における第４のプロファイルを前記位置決め完了前に測定するステップと、
前記第１の合わせ面と前記第２の合わせ面を突き合わせて前記位置決めを行うステップと、
前記位置決め完了後の前記第３の面における第５のプロファイルを測定するステップと、
前記位置決め完了後の前記第４の面における第６のプロファイルを測定するステップと、
測定した前記第１から第６のプロファイルに基づいて、前記隙間の大きさを算出するステップと、
算出した前記隙間の大きさに基づいて前記シムを製作するステップと、
前記隙間に前記シムを挿入して前記位置決めを行った状態で前記第１の部品と前記第２の部品を連結するステップと、
を有する構造体の製造方法。

【請求項2】

測定した前記第１から第６のプロファイルに基づいて、前記位置決め完了後の前記第１の合わせ面における第７のプロファイルと、前記位置決め完了後の前記第２の合わせ面における第８のプロファイルを算出し、
算出した前記第７及び第８の各プロファイルに基づいて、前記隙間の大きさを算出する請求項１記載の構造体の製造方法。

【請求項3】

測定した前記第３から第６のプロファイルに基づいて、前記位置決め完了後における前記第１の部品と前記第２の部品の各変形量を算出し、
算出した前記各変形量と、前記位置決め完了前に測定した前記第１及び第２の各プロファイルに基づいて、前記位置決め完了後の前記第１の合わせ面における第７のプロファイルと、前記位置決め完了後の前記第２の合わせ面における第８のプロファイルを算出する請求項２記載の構造体の製造方法。

【請求項4】

前記位置決め完了後における前記第１の合わせ面と、前記位置決め完了後における前記第２の合わせ面との間における距離を隙間ゲージで測定せずに、算出した前記隙間の大きさに基づいて前記シムを製作する請求項１記載の構造体の製造方法。

【請求項5】

ウェブを有する部品又はパネルからなる前記第１の部品と、ウェブを有する部品、パネル、補強部材又はフィッティングからなる前記第２の部品とを連結することによって前記構造体を製造する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、構造体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

翼構造体等の航空機構造体は、部品の組立によって製作されるが、製造誤差等によって部品間にギャップが発生した場合には、ギャップを埋めるためのシムが挿入される（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。部品間に生じたギャップを埋めるためシムを製作するためには、製作すべきシムの形状を決定することが必要となる。そこで、多くの場合、部品間に生じたギャップを隙間ゲージで直接測定することによって、シムの形状が決定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０５１７５１号公報

【特許文献2】特開２０１８－０４１４３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、部品間に生じたギャップを隙間ゲージで測定しようとしても、部品同士を合わせる面の端部における隙間しか計測することができない。このため、部品同士を合わせる面の中央付近でギャップが膨らんでいる場合のように、部品の端部以外の部分においてギャップが膨らんでいても、ギャップが膨らんでいることを把握することができない。その結果、部品間に隙間が残ったり、シムの挿入後に隙間が発見された場合にはシムの再作が必要になったりするという問題がある。

【0005】

そこで、本発明は、部品の連結によって構造体を製作する場合において、部品間にギャップが生じた際に適切な形状のシムを製作できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態に係る構造体の製造方法は、第１の部品と第２の部品との間に形成される隙間にシムを挿入して連結することによって、航空機、航空機部品、宇宙飛行体又は宇宙飛行体の部品からなる構造体を製造するものである。この製造方法は、前記第１の部品の、前記第２の部品との第１の合わせ面における第１のプロファイルを、前記第１の部品及び前記第２の部品の連結位置への前記第１の部品及び前記第２の部品の位置決め完了前に測定するステップと、前記第２の部品の、前記第１の部品との第２の合わせ面における第２のプロファイルを、前記位置決め完了前に測定するステップと、前記第１の部品の、前記位置決め完了後に測定することが可能な少なくとも一部の第３の面における第３のプロファイルを前記位置決め完了前に測定するステップと、前記第２の部品の、前記位置決め完了後に測定することが可能な少なくとも一部の第４の面における第４のプロファイルを前記位置決め完了前に測定するステップと、前記第１の合わせ面と前記第２の合わせ面を突き合わせて前記位置決めを行うステップと、前記位置決め完了後の前記第３の面における第５のプロファイルを測定するステップと、前記位置決め完了後の前記第４の面における第６のプロファイルを測定するステップと、測定した前記第１から第６のプロファイルに基づいて、前記隙間の大きさを算出するステップと、算出した前記隙間の大きさに基づいて前記シムを製作するステップと、前記隙間に前記シムを挿入して前記位置決めを行った状態で前記第１の部品と前記第２の部品を連結するステップとを有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係る構造体の製造方法の流れを示すフローチャート。

【図2】図１に示す製造方法で製造される構造体の組立順序を概略的に説明する図。

【図3】図１に示す製造方法で製造される構造体の第１の例を示す斜視図。

【図4】図１に示す製造方法で製造される構造体の第２の例を示す斜視図。

【図5】図１に示す製造方法で製造される構造体の第３の例を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の実施形態に係る構造体の製造方法について添付図面を参照して説明する。

【0009】

図１は、本発明の実施形態に係る構造体の製造方法の流れを示すフローチャートである。

【0010】

図１に示す構造体の製造方法は、第１の部品と第２の部品との間に形成される隙間にシムを挿入して連結することによって、構造体を製造する場合に採用することができる。すなわち、構造体は、少なくとも第１の部品と第２の部品を組立てることによって製作され、第１の部品と第２の部品との間に形成される隙間にシムが挿入される。

【0011】

このような構造体の典型例としては、航空機、航空機部品、ロケット等の宇宙飛行体及び宇宙飛行体の部品が挙げられる。従って、航空機、航空機部品、宇宙飛行体又は宇宙飛行体の部品からなる構造体の製造方法として、図１に示す製造方法を採用することができる。航空機は、固定翼機に限らず、ヘリコプタ、マルチコプタ、ドローン、空飛ぶくるま等の回転翼航空機であっても良い。

【0012】

図２は、図１に示す製造方法で製造される構造体１の組立順序を概略的に説明する図である。尚、図２において構造体１を構成する第１の部品２Ａと、第２の部品２Ｂの変形量は強調して図示されている。

【0013】

図２（Ａ）に示す第１の部品２Ａと、第２の部品２Ｂを、それぞれ図２（Ｂ）に示すように組立治具ＪＡ、ＪＢに固定し、第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂを突き合わせて配置することができる。すなわち、第１の部品２Ａと、第２の部品２Ｂを、第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂを組立てた後の位置に、それぞれ位置決めすることができる。

【0014】

尚、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの少なくとも一方を、組立治具ＪＡ、ＪＢの代わりに、或いは組立治具ＪＡ、ＪＢに加えて、クランプ等を用いて他方の部品２Ａ、２Ｂに仮留めしても良い。従って、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの位置決めは、組立治具ＪＡ、ＪＢに設けられたピンと位置決め孔や基準面等の位置決め構造に限らず、他方の部品２Ａ、２Ｂに設けられた位置決め構造を利用して行うことができる。

【0015】

第１の部品２Ａと、第２の部品２Ｂの位置決めが完了すると、図２（Ｂ）に示すように第１の部品２Ａの形状と、第２の部品２Ｂの形状が、それぞれ初期形状から変形する。すなわち、位置決め前における第１の部品２Ａの形状と、位置決め後における第１の部品２Ａの形状は互いに異なる。同様に、位置決め前における第２の部品２Ｂの形状と、位置決め後における第２の部品２Ｂの形状は互いに異なる。

【0016】

従って、位置決め後における第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、位置決め後における第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂとの間には、変形後における第１の部品２Ａの形状と、変形後における第２の部品２Ｂの形状に応じた隙間４が生じる。具体的には、変形後における第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、変形後における第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂとの間における距離が、隙間４の大きさとなる。

【0017】

変形後における第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、変形後における第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂとの間における距離は、位置ごとに同一とは限らない。このため、隙間４の大きさは、厚さが一定でない板状の空間の広さ、具体的には、第１の合わせ面３Ａと第２の合わせ面３Ｂとの間における各位置の距離で表すことができる。

【0018】

次に、位置決めによる変形後における第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、位置決めによる変形後における第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂとの間に生じた隙間４を埋めるためのシム５が、図２（Ｃ）に示すように製作される。製作すべきシム５の形状は、隙間４の形状にフィットする形状とすることが適切である。従って、シム５の形状は、厚さが一定でない板状となる。

【0019】

但し、隙間ゲージで測定可能な隙間４の距離は、第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａの縁と、第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂの縁との間における隙間４の距離に限られる。このため、図２（Ｂ）に示すように、第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａの縁と、第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂの縁との間における隙間４の距離が、内部における隙間４の距離よりも小さい場合には、内部における隙間４の距離を予測してシム５の形状を設計せざるを得ない。

【0020】

シム５が製作されると、図２（Ｃ）に示すように第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂが一旦、引き離される。尚、図２（Ｃ）に示す例では、組立治具ＪＡ、ＪＢとともに第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの一方又は双方を平行移動させることによって、第１の合わせ面３Ａと第２の合わせ面３Ｂが互いに引き離されているが、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの一方又は双方を組立治具ＪＡ、ＪＢ又は他方の部品２Ａ、２Ｂから取外すことによって、第１の合わせ面３Ａと第２の合わせ面３Ｂを互いに引き離すようにしても良い。

【0021】

第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂを、少なくとも板状のシム５の最大厚さより長い距離だけ引き離すと、図２（Ｃ）に示すように、隙間４の位置に合わせてシム５を配置することができる。例えば、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの一方が下方に配置される場合であれば、下方に配置された部品２Ａ、２Ｂの上にシム５を載置することができる。

【0022】

次に図２（Ｄ）に示すように再び第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの位置決めが行われる。すなわち、シム５で隙間４を埋めた状態で、第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの位置決めを行うことができる。その後、必要な穿孔を行い、ボルトやリベット等のファスナで第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの連結を行うことによって構造体１を製造することができる。

【0023】

図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す手順で組立てられる構造体１を図１に示す製造方法で製造することができる。図１に示す製造方法は、図２（Ｂ）に示すように、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの連結位置への第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの位置決めが完了した後における隙間４の大きさを予測し、予測した隙間４の大きさに合わせて製作したシム５を挟んで図２（Ｄ）に示すように第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂを連結する方法である。

【0024】

具体的には、まずステップＳ１において、第１の部品２Ａの、第２の部品２Ｂとの第１の合わせ面３Ａにおける第１のプロファイル（輪郭）と、第２の部品２Ｂの、第１の部品２Ａとの第２の合わせ面３Ｂにおける第２のプロファイルが、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの連結位置への位置決め完了前にそれぞれ測定される。すなわち、第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第１のプロファイルと、第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第２のプロファイルが、それぞれ図２（Ａ）に示すような単品段階において測定される。

【0025】

加えて、第１の部品２Ａの、図２（Ｂ）に示すように位置決め完了後に測定することが可能な少なくとも一部の第３の面６Ａにおける第３のプロファイルと、第２の部品２Ｂの、図２（Ｂ）に示すように位置決め完了後に測定することが可能な少なくとも一部の第４の面６Ｂにおける第４のプロファイルが、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの連結位置への位置決め完了前にそれぞれ測定される。すなわち、第１の部品２Ａの位置決め完了後に測定することが可能な第３の面６Ａにおける第３のプロファイルと、第２の部品２Ｂの位置決め完了後に測定することが可能な第４の面６Ｂにおける第４のプロファイルも、それぞれ図２（Ａ）に示すような単品段階において測定される。

【0026】

第１の合わせ面３Ａ、第２の合わせ面３Ｂ、第３の面６Ａ及び第４の面６Ｂの各プロファイルは、公知の三次元測定機で測定することができる。接触式の三次元測定機としては、プローブを被測定物に接触させて表面のプロファイルを測定するものが代表的である。一方、非接触式の三次元測定機としては、レーザ光等の光を照射して被測定物の表面のプロファイルを測定するものが代表的である。第１の合わせ面３Ａ、第２の合わせ面３Ｂ、第３の面６Ａ及び第４の面６Ｂの各プロファイルは、三次元測定機で測定することによって、三次元の空間座標で定義される各面上における点群データとしてそれぞれ取得することができる。

【0027】

尚、組立治具ＪＡ、ＪＢや第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂと三次元測定機との間に干渉が無ければ、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの一方の位置決めが完了した後において、第１の合わせ面３Ａ、第２の合わせ面３Ｂ、第３の面６Ａ及び第４の面６Ｂの少なくとも１つのプロファイルを三次元測定機で測定するようにしても良い。換言すれば、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂ双方の位置決めが完全に完了する前において測定可能であれば、第１の合わせ面３Ａ、第２の合わせ面３Ｂ、第３の面６Ａ及び第４の面６Ｂの少なくとも１つのプロファイルを三次元測定機で測定することができる。具体例として、第１の部品２Ａを組立治具ＪＡにセットして位置決めした後、第１の部品２Ａを移動させずに第２の部品２Ｂを位置決めする場合であれば、第１の部品２Ａについては位置決め完了後に第１の合わせ面３Ａ及び第３の面６Ａの各プロファイルを測定する一方、第２の部品２Ｂについては位置決め前に第２の合わせ面３Ｂ及び第４の面６Ｂの各プロファイルを測定することができる。

【0028】

次に、ステップＳ２において、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの連結位置への位置決めが行われる。その結果、図２（Ｂ）に示すように第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂが、互いに突き合わせられる。位置決めは、上述したように、組立治具ＪＡ、ＪＢ及び部品２Ａ、２Ｂの少なくとも一方に設けられた位置決め構造を利用して行うことができる。

【0029】

第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの位置決めが完了すると、第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂとの間における接触、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの組立治具ＪＡ、ＪＢへの各取付け、一方の部品２Ａ、２Ｂと他方の部品２Ａ、２Ｂをセットするための組立治具ＪＡ、ＪＢとの間における接触等によって第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂが変形する。そして、上述したように、図２（Ｂ）に示すように、変形後における第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂとの間に隙間４が生じる。

【0030】

次に、ステップＳ３において、第１の合わせ面３Ａが第２の合わせ面３Ｂと突き合わされて変形した状態の位置決め完了後における第１の部品２Ａの第３の面６Ａにおける第５のプロファイルと、第２の合わせ面３Ｂが第１の合わせ面３Ａと突き合わされて変形した状態の位置決め完了後における第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂにおける第６のプロファイルが、それぞれ三次元測定機で測定される。すなわち、第１の部品２Ａの第３の面６Ａと、第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂについては、それぞれ位置決めに伴う第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの変形前後において、各プロファイルが測定される。

【0031】

このように、位置決め完了前の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第１のプロファイル、位置決め完了前の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第２のプロファイル、位置決め完了前の第１の部品２Ａの第３の面６Ａにおける第３のプロファイル、位置決め完了前の第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂにおける第４のプロファイル、位置決め完了後における第１の部品２Ａの第３の面６Ａにおける第５のプロファイル並びに位置決め完了後における第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂにおける第６のプロファイルが測定されると、測定した第１から第６のプロファイルに基づいて、位置決め完了後の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第７のプロファイルと、位置決め完了後の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第８のプロファイルを算出することが可能となる、

【0032】

具体的には、ステップＳ４において、測定した第３から第６のプロファイルに基づいて、位置決め完了後における第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの各変形量が算出される。すなわち、第１の部品２Ａの第３の面６Ａの変形前における第３のプロファイルと、第１の部品２Ａの第３の面６Ａの変形後における第５のプロファイルに基づいて、第１の部品２Ａの変形量が算出される。同様に、第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂの変形前における第４のプロファイルと、第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂの変形後における第６のプロファイルに基づいて、第２の部品２Ｂの変形量が算出される。

【0033】

第１の部品２Ａの変形量は、第１の部品２Ａの第３の面６Ａの変形後における第５のプロファイルを表す点群データから、第１の部品２Ａの第３の面６Ａの変形前における第３のプロファイルを表す点群データを減算する演算、すなわち位置ごとの引き算によって算出することができる。同様に、第２の部品２Ｂの変形量も、第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂの変形後における第６のプロファイルを表す点群データから、第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂの変形前における第４のプロファイルを表す点群データを減算する演算、すなわち位置ごとの引き算によって算出することができる。このため、第１の部品２Ａの変形量も第２の部品２Ｂの変形量も位置ごとの変形量を表す点群データとして算出される。

【0034】

尚、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの位置決め完了後に干渉等によって三次元測定機で測定できない面や断面の変形前後におけるプロファイルが第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの各変形量の算出に必要となる場合には、離散的なプロファイルに基づく外挿や内挿等の補間によって当該プロファイルを算出することができる。或いは、第３から第６のプロファイルに基づいて第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの各変形量を離散的に算出した後、算出した離散的な変形量に基づく補間によって連続的かつ完全な変形量を算出するようにしても良い。

【0035】

また、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの形状が複雑である場合には、有限要素法（ＦＥＭ：Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）等による公知の解析で、位置決め完了後における第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの各変形量を算出するようにしても良い。その場合には、位置決め完了後における第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの各変形量を算出するための計算に、第１の部品２Ａの変形前における第１の合わせ面３Ａの第１のプロファイルと、第２の部品２Ｂの変形前における第２の合わせ面３Ｂの第２のプロファイルを用いても良い。

【0036】

次に、ステップＳ５において、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの各変形量と、位置決め完了前に測定した第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第１のプロファイル及び第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第２のプロファイルに基づいて、位置決め完了後の第１の合わせ面３Ａにおける第７のプロファイルと、位置決め完了後の第２の合わせ面３Ｂにおける第８のプロファイルが算出される。

【0037】

位置決め完了後の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第７のプロファイルは、位置決め完了前に測定した第１の合わせ面３Ａにおける第１のプロファイルを表す点群データに第１の部品２Ａの変形量を表す点群データを加算することによって算出することができる。同様に、位置決め完了後の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第８のプロファイルは、位置決め完了前に測定した第２の合わせ面３Ｂにおける第２のプロファイルを表す点群データに第２の部品２Ｂの変形量を表す点群データを加算することによって算出することができる。

【0038】

尚、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの位置決め完了後に干渉等によって三次元測定機で測定できない面や断面の変形前後におけるプロファイルが第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの各変形量の算出に必要となる場合において、補間処理の対象を、第１の部品２Ａの第３の面６Ａ及び第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂの第３から第６までの各プロファイルとしたり、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの各変形量としたりせずに、位置決め完了後の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第７のプロファイル及び位置決め完了後の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第８のプロファイルとしても良い。

【0039】

次に、ステップＳ６において、位置決め完了後の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第７のプロファイルと、位置決め完了後の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第８のプロファイルに基づいて、位置決め完了後の第１の部品２Ａと位置決め完了後の第２の部品２Ｂとの間における隙間４の大きさが算出される。

【0040】

隙間４の大きさは、位置決め完了後の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第７のプロファイルを表す点群データと、位置決め完了後の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第８のプロファイルを表す点群データとの間におけるサブトラクション処理によって算出することができる。つまり、位置決め完了後の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、位置決め完了後の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂとの間における位置ごとの距離として、隙間４の大きさを算出することができる。

【0041】

このように、位置決め完了前の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第１のプロファイル、位置決め完了前の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第２のプロファイル、位置決め完了前の第１の部品２Ａの第３の面６Ａにおける第３のプロファイル、位置決め完了前の第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂにおける第４のプロファイル、位置決め完了後における第１の部品２Ａの第３の面６Ａにおける第５のプロファイル並びに位置決め完了後における第２の部品２Ｂの第４の面６Ｂにおける第６のプロファイルを測定すれば、測定した第１から第６のプロファイルに基づいて、隙間４の大きさを算出することができる。

【0042】

尚、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの位置決め完了後に干渉等によって三次元測定機で測定できない面や断面の変形前後におけるプロファイルが第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの各変形量の算出に必要となる場合において、補間処理の対象を、隙間４の大きさとしても良い。その場合には、隙間４の大きさを算出するための第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの各変形量や各プロファイル等の中間データを離散的なデータとして扱うことができる。

【0043】

また、上述したようにＦＥＭ解析等の解析処理を行う場合には、解析処理の出力データを第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの各変形量とせずに、位置決め完了後の第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａにおける第７のプロファイル及び位置決め完了後の第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂにおける第８のプロファイルとしたり、隙間４の大きさとしたりしても良い。

【0044】

次に、ステップＳ７において、算出した隙間４の大きさに基づいてシム５が製作される。すなわち、算出した隙間４の形状にフィットするようにシム５の形状が設計され、算出した隙間４の形状にフィットする形状を有するシム５が製作される。

【0045】

シム５の材質は、通常構造体１の設計要求として定められており、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの材質と一致するとは限らない。シム５は、アルミニウム等の金属又はガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ： Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の複合材よも呼ばれる繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）で構成される場合が多い。尚、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの材質も、アルミニウム等の金属又はＦＲＰで構成される場合が多い。

【0046】

シム５は、算出した隙間４の大きさに対応する設計情報に基づいて、機械加工による削り出しや研磨など材質に応じた所望の製作方法で製作することができる。すなわち、位置決め完了後における第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、位置決め完了後における第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂとの間における距離を必ずしも隙間ゲージで測定せずに、算出した隙間４の大きさのみに基づいてシム５を製作することができる。但し、算出した隙間４の大きさの精度を確認するために位置決め完了後における第１の部品２Ａの第１の合わせ面３Ａと、位置決め完了後における第２の部品２Ｂの第２の合わせ面３Ｂとの間における距離を隙間ゲージで測定し、必要に応じて算出した隙間４の大きさを隙間ゲージで測定した距離に合わせてオフセット補正しても良い。

【0047】

次に、ステップＳ８において、第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂとの間における隙間４にシム５を挿入して位置決めを行った状態で第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂが連結される。具体的には、図２（Ｃ）に示すように第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂとの間にシム５を挿入できるように、一旦、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂの少なくとも一方が他方から引き離される。その後、シム５を隙間４となる位置に配置した状態で再び第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの位置決めを行うと、図２（Ｄ）に示すように隙間４にシム５を挿入した状態で第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの位置決めを行うことができる。

【0048】

第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの位置決めが完了すると、ハンドドリル等で必要な穿孔を行い、ボルトやリベット等のファスナで第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂが連結される。そして、第１の部品２Ａ及び第２の部品２Ｂが各連結位置においてファスナで連結されると、構造体１の組立作業が完了する。すなわち、構造体１を製作することができる。

【0049】

次に、図１に示す製造方法で製造することが可能な構造体１の具体例について説明する。

【0050】

図３は、図１に示す製造方法で製造される構造体１の第１の例を示す斜視図である。

【0051】

図３に例示されるように、ウェブを有する部品又はパネルを第１の部品２Ａとし、ストリンガ、スパー、リブ、フレーム又はスティフナ等の長尺構造を有する補強部材からなる第２の部品２Ｂをウェブ又はパネルにファスナで接合することによって構造体１を組立てる場合に、図１に示す製造方法を採用することができる。尚、ウェブを有する部品はスパー等の補強部材であっても良い。従って、パネルを補強するための補強部材のウェブに別の補強部材を連結することによって構造体１を組立てる場合においても、図１に示す製造方法を採用することができる。もちろん、補強部材の横断面の形状は任意である。

【0052】

この場合、パネル又はウェブの表面と補強部材の合わせ面との間に生じる隙間４がサイズの算出対象及びシム５の挿入対象となる。また、図３中の一点鎖線は、パネル又はウェブと補強部材を、組立治具ＪＡ、ＪＢやパネル又はウェブの表面を利用して位置決めすべき直交３軸方向における各面を示している。

【0053】

図４は、図１に示す製造方法で製造される構造体１の第２の例を示す斜視図である。

【0054】

図４に例示されるようにウェブを有する部品又はパネルからなる第１の部品２Ａとし、フィッティング（取付け金具）からなる第２の部品２Ｂをウェブ又はパネルにファスナで接合することによって構造体１を組立てる場合においても、図１に示す製造方法を採用することができる。

【0055】

この場合、パネル又はウェブの表面とフィッティングの取付け面との間に生じる隙間４がサイズの算出対象及びシム５の挿入対象となる。また、図４中の一点鎖線は、パネル又はウェブとフィッティングを、位置決めピンを含む組立治具ＪＡ、ＪＢやパネル又はウェブの表面を利用して位置決めすべき直交３軸方向における各面を示している。

【0056】

図５は、図１に示す製造方法で製造される構造体１の第３の例を示す斜視図である。

【0057】

図５に例示されるようにウェブを有する部品又はパネルを第１の部品２Ａとする一方、別のウェブを有する部品又はパネルを第２の部品２Ｂとし、２枚のウェブ又はパネル間をファスナで接合することによって構造体１を組立てる場合においても、図１に示す製造方法を採用することができる。

【0058】

この場合、２枚のパネル又はウェブの表面間に生じる隙間４がサイズの算出対象及びシム５の挿入対象となる。また、図５中の一点鎖線は、２枚のパネル又はウェブを、組立治具ＪＡ、ＪＢ等を利用して位置決めすべき直交３軸方向における各面を示している。

【0059】

以上の構造体１の製造方法は、構造体１を構成する第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの位置決めに伴う変形前後において測定可能な面のプロファイルを測定し、測定したプロファイルに基づいて位置決め後の第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの間に生じる隙間４のサイズを算出するようにしたものである。

【0060】

（効果）
上述した構造体１の製造方法によれば、隙間ゲージでは従来測定することが困難であった第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの間に生じる隙間４全体のサイズを高精度に取得することができる。このため、隙間４にフィットする適切な形状を有するシム５を製作することが可能となる。その結果、構造体の内部に僅かな空隙が残存することによる構造体の品質低下や、隙間にフィットしないシムを製作した場合におけるシムの作り直しに伴う構造体の製造遅延を回避することができる。

【0061】

加えて、隙間ゲージを用いた第１の部品２Ａと第２の部品２Ｂの縁部分における隙間４の測定を不要にすることができる。このため、隙間ゲージで隙間を測定できるようにするための種々の制約を無くすことができる。具体例として、隙間ゲージで隙間を測定できるようにするための、干渉回避を考慮した組立治具等の設計を不要にすることができる。

【0062】

（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

【符号の説明】

【0063】

１ 構造体
２Ａ 第１の部品
２Ｂ 第２の部品
３Ａ 第１の合わせ面
３Ｂ 第２の合わせ面
４ 隙間
５ シム
６Ａ 第３の面
６Ｂ 第４の面
ＪＡ、ＪＢ 組立治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】