特開 2024-153555 接合ラインの強度検証のための可変プラズマパルス発生器

(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】P2024153555

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】接合ラインの強度検証のための可変プラズマパルス発生器

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/34 20060101AFI20241022BHJP

   G01N 29/04 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

G01N29/34

G01N29/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024039591

(22)【出願日】2024-03-14

(31)【優先権主張番号】18/301,391

(32)【優先日】2023-04-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100103078

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 達也

(74)【代理人】

【識別番号】100130650

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 泰光

(74)【代理人】

【識別番号】100168099

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 伸太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(74)【代理人】

【識別番号】100200609

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 智和

(74)【代理人】

【識別番号】100217467

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴崎 一磨

(74)【代理人】

【識別番号】100228706

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 皓太

(72)【発明者】

【氏名】モルテザ サファイ

【テーマコード（参考）】

2G047

【Ｆターム（参考）】

2G047AA05

2G047AB07

2G047CA00

2G047GF06

(57)【要約】

【課題】
レーザを用いずに接合部を評価するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】
接合部（１９３）を評価するためのシステム及び方法は、調節式の液中プラズマプローブ（１８１、１８２）を用いて、液体を入れた第１容器（１１０）内に圧縮波を発生させる。当該システムは、第１容器（１１０）を検査対象の接合構造体（１９０）に当てて保持するために内部に真空が引かれる第２容器（１４０）をさらに含む。圧縮波は、液体から接合構造体（１９０）内に伝播するように指向され、検査対象の接合部（１９３）に既知の力を加える。調節式液中プラズマプローブ（１８１、１８２）によれば、接合構造体（１９０）において圧縮波の強度を増減することが可能である。
【選択図】 図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

接合部を評価するためのシステムであって、
１つ又は複数の側壁と端壁とを含む第１容器であって、前記第１容器に液体を充填するための供給源に接続するように構成された液体ポートと、検査対象の接合構造体に当てて配置するように構成された開口部とを含む第１容器と、
前記第１容器の前記開口部を囲む第２容器であって、前記第１容器の前記開口部と前記第２容器の開口部とが検査対象の前記接合構造体に隣接している際に前記第１容器の外面と前記第２容器の内面との間の空間に真空を引くために真空システムに接続するように構成された真空ポートを含む第２容器と、
第１調節式マウントに配置された第１電極及び第２電極と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１容器内に配置されており、
前記第１電極と前記第２電極とは、ギャップ長を隔てて離間しており、
前記第１調節式マウントは、前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長を変更するように構成されており、
前記システムは、前記第１電極及び前記第２電極に接続された電源を備え、前記電源は、圧縮波を発生させるために、前記第１電極と前記第２電極との間にプラズマを生成すべく、電気パルスを供給するように構成されている、システム。

【請求項2】

前記第１調節式マウントは、前記ギャップ長を２ｍｍ～２０ｍｍの範囲で変更する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１調節式マウントが配置された第２調節式マウントをさらに備え、前記第２調節式マウントは、前記第１容器の前記開口部の端部と前記第１及び第２電極との間の距離を変更するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記第２調節式マウントは、前記第１容器の前記開口部と前記第１及び第２電極との間の前記距離を、２ｃｍ～１０ｃｍの範囲で変更し、前記ギャップ長、及び、前記第１容器の前記開口部と前記第１及び第２電極との間の前記距離は、１００ｎｓ～３００ｎｓのパルス幅と５ジュール～４０ジュールのエネルギーとを有する圧縮波を発生させる、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１電極はアノードであり、前記第２電極はカソードであり、前記電源によって供給される前記電気パルスは、前記プラズマを発生させるために、前記アノードと前記カソードとの間の前記ギャップ長間の液体を橋絡する、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記電源は、前記第１及び第２電極に４０ｋＶ～６０ｋＶを供給する、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記ギャップ長を手動で又は電子的に変更するコントローラをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記第１容器の開口部の前記端部と前記第１及び第２電極との間の前記距離を、手動で又は電子的に変更するコントローラをさらに備え、前記コントローラは、電子コントローラであり、前記第１容器及び前記第２容器の外部に配置されている、請求項３に記載のシステム。

【請求項9】

接合部の評価方法であって、
第１電極と第２電極との間のギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の接合構造体との間の距離、又は前記ギャップ長と前記距離との両方を調節し、
第１容器の開口部を検査対象の前記接合構造体に当てて配置し、
前記第１容器の外面と、前記第１容器を囲む第２容器の内面との間に真空を引き、前記真空を引くことにより、前記第１容器を前記接合構造体に対して密閉し、
前記第１容器に液体を充填し、前記液体は、前記開口部で検査対象の前記接合構造体と接触し、
前記液体内に圧縮波を発生させるためにプラズマを形成すべく、前記液体内で前記第１電極と前記第２電極との間に火花放電を起こし、前記圧縮波は、前記液体から前記開口部を通って前記接合構造体内に伝播して、前記接合構造体内の接合部に力を加え、
前記接合構造体の前記接合部を検査する、方法。

【請求項10】

前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の前記接合構造体との間の前記距離、又は前記ギャップ長と前記距離との両方を調節することにより、前記接合構造体内の前記接合部に加わる前記力を閾値レベルに調節し、前記閾値レベルは、公称故障率５０％である、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記液体内で火花放電を起こすことは、前記第１及び第２電極に、４０ｋＶ～６０ｋＶを供給することを含む、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長は、前記液体内に１００ｎｓ～３００ｎｓの範囲のパルス幅を有する圧縮波を発生させるように調節され、且つ／又は、前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の前記接合構造体との間の前記距離、又は前記ギャップ長と前記距離との両方を調節することにより、前記接合部を破壊するのに必要な力の３０％～７０％の力を前記接合部に加える圧縮波を発生させる、請求項９に記載の方法。

【請求項13】

前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の前記接合構造体との間の前記距離、又は前記ギャップ長と前記距離との両方を調節することは、前記第１容器を前記接合構造体に対して密閉すべく、前記第１容器の外面と前記第１容器を囲む第２容器の内面との間に真空を引いた後に行われる、請求項９に記載の方法。

【請求項14】

前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の前記接合構造体との間の前記距離、又は前記ギャップ長と前記距離との両方を調節することは、前記接合構造体内の前記接合部を検査した後に行われる、請求項９に記載の方法。

【請求項15】

前記接合構造体は、金属と複合材との接着接合部、又は、複合材と複合材との接着接合部を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項16】

接合部を評価するためのシステムであって、
検査対象の接合構造体に当てて配置するように構成された開口部を含む第１容器と、
前記第１容器の前記開口部を囲む第２容器と、
第１調節式マウントに配置された第１電極及び第２電極と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１容器内に配置されており、
前記第１電極と前記第２電極とは、ギャップ長を隔てて離間しており、
前記第１調節式マウントは、前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長を変更するように構成されており、
前記システムは、前記第１調節式マウントが配置された第２調節式マウントを備え、前記第２調節式マウントは、前記第１容器の前記開口部の端部と前記第１及び第２電極との間の距離を変更するように構成されており、
前記システムは、前記第１電極及び前記第２電極に接続された電源を備え、前記電源は、圧縮波を発生させるために、前記第１電極と前記第２電極との間にプラズマを生成すべく、電気パルスを供給するように構成されている、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、接合構造体内の接合部を評価するためのシステム及び方法に関する。具体的には、本開示は、圧縮波を発生させる調節式液中プラズマプローブを用いて、接合構造体内の接合部を評価するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザ接合検査（ＬＢＩ：laser bond inspection）は、構造体内の接着接合部（adhesive bonds）の品質の評価に用いることができる検査方法である。レーザ接合検査の際は、レーザーパルスを用いて犠牲層をアブレーションしてプラズマを生成し、構造物に圧縮波を発生させる。構造体は、例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化ポリマー）とＣＦＲＰとの接合部又はＣＦＲＰと金属との接合部を含む複合構造体とすることができる。圧縮波は、機械的に接着接合部への応力負荷を生み出す。この負荷にさらされた際に、弱い接合部は壊れるが、強い接合部は壊れない。このようにして、弱い接合部のある構造体を特定し、修理するか、廃棄する。しかしながら、現在のＬＢＩシステムは、大型で高価なレーザと電源とが必要である。従って、レーザを使用しない、改良された接合部評価システム及び評価方法が望まれている。

【発明の概要】

【0003】

本明細書に開示のように、接合部を評価するためのシステムは、１つ又は複数の側壁と端壁とを含む第１容器であって、前記第１容器に液体を充填するための供給源に接続するように構成された液体ポートと、検査対象の接合構造体に当てて配置するように構成された開口部とを含む第１容器と、前記第１容器の前記開口部を囲む第２容器であって、前記第１容器の前記開口部と前記第２容器の開口部とが検査対象の前記接合構造体に隣接している際に前記第１容器の外面と前記第２容器の内面との間の空間に真空を引くために真空システムに接続するように構成された真空ポートを含む第２容器とを備える。当該システムは、第１調節式マウントに配置された第１電極及び第２電極をさらに備え、前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１容器内に配置されており、前記第１電極と前記第２電極とは、ギャップ長を隔てて離間しており、前記第１調節式マウントは、前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長を変更するように構成されている。前記システムは、前記第１電極及び前記第２電極に接続された電源をさらに備え、前記電源は、圧縮波を発生させるために、前記第１電極と前記第２電極との間にプラズマを生成すべく、電気パルスを供給するように構成されている。

【0004】

本明細書に開示のように、接合部の評価方法は、第１電極と第２電極との間のギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の接合構造体との間の距離、又はこれらの両方を調節し、第１容器の開口部を検査対象の前記接合構造体に当てて配置し、前記第１容器の外面と、前記第１容器を囲む第２容器の内面との間に真空を引き、前記真空を引くことにより、前記第１容器を前記接合構造体に対して密閉する。当該方法は、さらに、前記第１容器に液体を充填し、前記液体は、前記開口部で検査対象の前記接合構造体と接触し、前記液体内に圧縮波を発生させるためにプラズマを形成すべく、前記液体内で前記第１電極と前記第２電極との間に火花放電を起こし、前記圧縮波は、前記液体から前記開口部を通って前記接合構造体内に伝播して、前記接合構造体内の接合部に力を加え、前記接合構造体の前記接合部を検査する。

【0005】

本明細書に開示のように、接合部を評価するための他のシステムは、検査対象の接合構造体に当てて配置するように構成された開口部を含む第１容器と、前記第１容器の前記開口部を囲む第２容器とを備える。当該システムは、第１調節式マウントに配置された第１電極及び第２電極をさらに備え、前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１容器内に配置されており、前記第１電極と前記第２電極とは、ギャップ長を隔てて離間しており、前記第１調節式マウントは、前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長を変更するように構成されている。当該システムは、前記第１調節式マウントが配置された第２調節式マウントも備え、前記第２調節式マウントは、前記第１容器の前記開口部の端部と前記第１及び第２電極との間の距離を変更するように構成されており、前記第１電極及び前記第２電極に接続された電源も備え、前記電源は、圧縮波を発生させるために、前記第１電極と前記第２電極との間にプラズマを生成すべく、電気パルスを供給するように構成されている。

【0006】

なお、上述の概括的な説明及び以下の詳細な説明は、いずれも例示的且つ説明的なものに過ぎず、請求の範囲に記載している本開示を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0007】

添付図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するものであり、本開示の態様を例示するとともに、記載と併せて本開示の原理を説明する役割を果たす。なお、図の一部は簡略化させており、厳密な構造の正確性、詳細、スケールを維持することではなく、理解を容易にすることを目的として描いている。

【0008】

【図1A】一実施態様による、調節式液中プラズマプローブを用いて接合構造体内の接合部を評価するためのシステムの概略断面図である。

【図1B】別の実施態様による、調節式液中プラズマプローブを用いて接合構造体内の接合部を評価するためのシステムの概略端面図である。

【図1C】別の実施態様による、調節式液中プラズマプローブを用いて湾曲表面を有する接合構造体内の接合部を評価するためのシステムの概略側面図である。

【図1D】別の実施態様による、接合構造体内の接合部を評価するためのシステムの一部を示す概略図であり、調節式液中プラズマプローブに注目した図である。

【図1E】一実施態様による、調節式液中プラズマプローブを用いて接合構造体内の接着接合部を評価するためのシステムの機能ブロック図である。

【図2】別の実施態様による、調節式液中プラズマプローブを用いて接合構造体内の接着接合部を評価するためのシステムの概略断面図である。

【図3】一実施態様による、調節式液中プラズマプローブを用いて構造体内の接合部を評価する方法のフローチャートである。

【図4】一実施態様による、調節式液中プラズマプローブを用いて接合構造体内の接合部を評価するためのシステムの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、本開示を詳しく説明する。本開示の実施例は、添付図面に示している。図面では、同一の要素は、全体を通して同様の参照数字で示している。以下の記載では、その一部を構成する添付図面を参照する。添付図面には、本開示を実施するための具体的な実施例を、例示として示している。従って、以下の記載は、単に例示的なものである。

【0010】

本開示は、調節式のプラズマプローブを用いて圧縮波を発生させ、構造体内の隣接する２つの層の間の接合強度パラメータを評価する検査システム及び検査方法に関する。圧縮波は、応力波又は縦波としても知られており、本明細書でもそのように称する場合がある。当該検査システムは、液体を入れる第１容器を含み、液体内のプラズマが、圧縮波を発生させる。以下に詳述するように、この圧縮波は、液体から構造体内に伝播し、接合部に機械的に応力を加える。この接合部は、例えば、複合材内における、金属と複合材料といった２つの異なる材料間、あるいは同じ複合材料の２つの層間の接合部とすることができる。圧縮波は、ＬＢＩと同じように接合部に応力を加えるが、プラズマを用いる本開示の検査システム及び検査方法は、ＬＢＩで必要な高価なレーザとその電源を必要とせず、従って、接合検査用の装置のサイズとコストを低減することができる。さらに、このような小型化によって携帯性が向上することで、例えば、ＡＳＴＭ規格Ｄ５８６８－繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）接合のラップせん断接着、ＡＳＴＭ規格Ｄ１００２－シングルラップジョイント接着接合の見かけせん断強さ、ＡＳＴＭ規格Ｄ３１６７－接着剤のフローティングローラー剥離抵抗の標準試験方法に比べて、より広範囲の形状とサイズの接合構造体を、より簡単且つ効率的に検査することが可能になる。調節式の液中プラズマプローブによって圧縮波のパルス幅とパルス強度を制御し変更できることにより、様々な種類、厚み、材料の接合部に、同じ検査チャンバを用いることが可能になる。

【0011】

図１～図１Ｅは、一実施態様による、調節式液中プラズマプローブ１８７を用いて接合構造体内の接合部を評価するためのシステム１００の概略図を示している。図１Ａの断面概略図に示すように、システム１００は、端壁１１２と、１つ又は複数の側壁１１４と、端壁１１２の反対側の開口部１３０とを有する第１容器１１０を含む。開口部１３０は、端壁１１２の反対側の壁（例えば端壁）の全体、又は端壁１１２の反対側の壁の一部とすることができる。第１容器１１０は、液体ポート１２０をさらに含み、これを液体供給源に接続すると、第１容器に液体を充填することができる。以下に詳述するように、第１容器１１０は、液体を収容する役割を行い、開口部１３０があることで、開口部１３０の端部で検査対象の接合構造体に液体が接触することが可能になる。図１Ａに示した接合構造体は、例えば、以下に詳述するように、接合部によって互いに接合された第１構成部材（例えば第１の層）と第２構成部材（例えば第２の層）とで形成された構造体とすることができる。

【0012】

システム１００は、１つ又は複数の側壁１４４と、端壁１４２と、開口部１５０と、真空システムに接続可能な真空ポート１７０とを有する第２容器１４０も含む。図１Ａに示すように、第２容器１４０は、第１容器１１０の開口部１３０を囲んでおり、例えば、第１容器を完全に取り囲んでいる。これにより、検査対象の接合構造体１９０にシステム１００を接触させて位置させた際に、第１容器１１０の外面と第２容器１４０の内面との間の空間１６０に真空を引くことが可能となる。

【0013】

図１Ｂは、システム１００の端面図を示しており、具体的には、検査対象の接合構造体と接する開口部を含む端部を示す図である。検査の際には、接合構造体を、第１容器１１０の開口部１３０の開口部端部１３１と、第２容器１４０の開口部１５０とにかぶせて位置させる。第１容器１１０には、液体ポート１２０を介して液体が充填され、空間１６０内には、真空ポート１７０を介して真空が引かれる。第１容器１１０内の液体の漏出を防止するとともに、空間１６０内の真空引きを容易にするために、任意の構成として、第１容器１１０の開口部１３０に隣接する側壁１１４の端部にシール材１１９を設けることもできる。同様に、任意の構成として、第２容器１４０の開口部１５０に隣接する側壁１４４の端部に、封止材１４９を設けることもできる。なお、円筒形として示しているが、他の形状を採用することもでき、特に、検査対象の構造体に圧縮波を集中させる形状を採用することができることは、当業者なら理解するであろう。

【0014】

開口部１３０における側壁１１４の端部は、平らなものとして描いており、これによれば、表面が平坦な接合構造体１９０内の接合部の検査が可能となる。第１容器１１０及び第２容器１４０の側壁の端部を、検査対象の構造体の表面の形状又は曲率と一致する形状又は曲率を有するように適合させることによって、湾曲形状又はその他の特定形状の表面を有する検査対象構造体も、検査することができる。図１Ｃに示すように、接合部１９３を有する接合構造体１９６は、特定形状又は湾曲形状の表面１９７を有することができ、第２容器１４０の側壁１４４の端部は、この接合構造体１９６の表面１９７の形状又は曲率と一致する形状又は曲率を有するものとすることができる。同様に、第１容器１１０の側壁１１４の端部も、この検査対象の接合構造体１９６の表面１９７の形状又は曲率と一致する形状又は曲率を有するものとすることができる。側壁の端部が検査対象構造体の表面の形状又は曲率と一致することによって、漏出しないように第１容器１１０に液体を充填することが可能となるとともに、第１容器１１０と第２容器１４０との間の空間１６０に真空を引くことが可能となる。任意の構成として、検査対象構造体の表面の形状又は曲率に一致する形状及び／又は曲率を有するシール材１１９及び１４９によって、これを実現することもできる。なお、特定形状又は湾曲形状の表面１９７は、第１容器１１０内の液体から接合構造体１９６への圧縮波の伝播に影響を及ぼす場合があり、圧縮波のパルス振幅及び／又はパルス幅の調節が必要になる場合があることは、当業者なら理解するであろう。

【0015】

システム１００は、調節式の液中プラズマプローブ１８７をさらに含み、当該プローブは、第１容器１１０内に配置され且つ電源１８５に接続された第１電極１８１及び第２電極１８２を有する。ここで、第１電極１８１と第２電極１８２とは、一対の電極であり、例えば、ギャップ長（gap length）を隔てて離間したアノードとカソードである。第１電極１８１及び第２電極１８２は、液体中で発生した圧縮波が検査対象の構造体に向かって伝播するように配置される。例えば、第１電極１８１及び第２電極１８２は、圧縮波が開口部１３０を通って検査対象の接合構造体１９０内に伝播するように、第１容器１１０の開口部１３０の正面に位置させることができる。システム１００は、第１電極１８１と第２電極１８２との間のギャップ長、検査対象構造体１９０と第１電極１８１及び第２電極１８２との間の距離、又はこれらの両方を調節するためのコントローラ１８６も含む。

【0016】

電源１８５は、第１電極１８１と第２電極１８２との間に火花放電を引き起こすために電気パルスを供給する。この電気パルスは、接合部検査のための大きな振幅と短いパルス幅を有する圧縮波を発生させ、例えば、ＬＢＩシステムが発生させる圧縮波に匹敵する大きな振幅と短いパルス幅を有する圧縮波を発生させる。電源１８５は、第１電極１８１及び第２電極１８２に、約４０ｋＶ～約６０ｋＶを供給することができ、例えば、一群又は複数群のコンデンサとすることができる。この一群又は複数群のコンデンサは、時間遅延機能を備えた可変コンデンサとすることができる。電源１８５は、一対の電極１８０に所望の電圧でアークを発生させるために、変圧器を介して電圧（及び例えば電気パルス）を供給することもできる。変圧器の例としては、発振変圧器（oscillator transformer）及びフライバックコンバータ（flyback transformer）があるが、これらに限定されない。電源１８５は、ヴァン・デ・グラーフ・ベルト式高電圧静電気発生装置(Van de Graaff belt high voltage electrostatic generator)又はその他の電気パルス供給源とすることができる。

【0017】

図１Ｄは、調節式液中プラズマプローブ１８７をさらに詳しく説明するために、システム１００の一部を示した図である。調節式液中プラズマプローブ１８７は、第１電極１８１、第２電極１８２、第１調節式マウント１８８、第２調節式マウント１８９、及び、コントローラ１８６を含む。

【0018】

調節式液中プラズマプローブ１８７は、第１容器１１０内に配置された第１調節式マウント１８８を含み、このマウントは、第２調節式マウント１８９に接続されている。図１Ｄに示すように、第１調節式マウント１８８は、第１電極１８１と第２電極１８２との間のギャップ長Ｌを調節する。ギャップ長Ｌを調節することによって、圧縮波のパルス幅を制御することができる。ギャップ長Ｌを短くすることによって、圧縮波のパルス幅を狭くすることができる。また、ギャップ長Ｌを長くすることによって、圧縮波のパルス幅を広くすることができる。ギャップ長は、約２ｍｍ～約２０ｍｍの範囲で調節可能である。第１調節式マウントの例としては、PI L.P.（マサチューセッツ州オーバーン）のリニア移動ステージ及びｘ－ｙ電動又はスクリュー駆動ステージ、Thompson（バージニア州ラドフォード）のリニアアクチュエータ及びリニアモーションシステム、Queensgate Instruments（英国ケンブリッジ）のピエゾアクチュエータ及びトランスレータがあるが、これらに限定されない。

【0019】

第２調節式マウント１８９は、図１Ａに示すように、第１容器１１０の端壁１１２及び第２容器１４０の端壁１４２を貫通して、第１調節式マウント１８８、第１電極１８１、及び第２電極１８２を第１容器１１０内に位置させている。第２調節式マウント１８９は、手動制御あるいは電子制御によって伸縮する、直線伸張型の位置決め装置とすることができる。第２調節式マウント１８９は、伸長又は収縮して、接合構造体１９０から約２ｃｍ～約１０ｃｍの距離に、第１電極１８１及び第２電極１８２を位置させることができる。第２調節式マウントの例としては、Thompson（バージニア州ラドフォード）のネストポスト、リニアモーションシステム、及びリフティングコラム、PI L.P.（マサチューセッツ州オーバーン）の垂直リフトステージ及び多軸ポジショナーがあるが、これらに限定されない。

【0020】

図１Ｄに示すように、第２調節式マウント１８９は、第１電極１８１及び第２電極１８２を、開口部１３１の端部から距離Ｄの位置に位置させる。換言すれば、Ｄは、接合部１９３を有する接合構造体１９０から第１電極１８１及び第２電極１８２まで延びている。Ｄは、約２ｃｍ～約１０ｃｍとすることができる。第２調節式マウント１８９を伸長又は収縮させることにより、Ｄを増大又は減少させて、接合構造体１９０での圧縮波の強度を制御することができる。例えば、Ｄを大きくすると、第１電極１８１及び第２電極１８２が、接合構造体１９０からより遠くに移動し、その結果、接合構造体１９０での圧縮波の強度が低下する。距離Ｄを小さくすると、第１電極１８１及び第２電極１８２が、接合構造体１９０のより近くに移動し、その結果、接合構造体１９０での圧縮波の強度が増す。

【0021】

コントローラ１８６によって、第１調節式マウント１８８及び第２調節式マウント１８９の手動制御又は電子制御が可能となる。手動制御のコントローラ１８６の例としては、第２調節式マウント１８９に設ける手動ねじ、第１調節式マウント１８８の支柱に設けるクランプがあるが、これらに限定されない。電子制御のコントローラ１８６の例としては、リニア移動ステージに接続された電動ドライブを動かすように構成された電子コントローラ、マイクロステージキャリパーとナノメーターアクチュエータ、ピエゾアクチュエータとトランスレータがあるが、これらに限定されない。

【0022】

ギャップ長Ｌ及びＤを変更することによって、調節式液中プラズマプローブ１８７によって発生する衝撃波の接合構造体１９０での強度を制御することができる。これにより、様々な厚みの接合構造体や、様々な材料で形成された接合構造体を、システム１００を用いて検査することが可能になる。例えば、より厚みの大きい接合構造体内の接合部を検査するには、ギャップ長Ｌを大きくし、且つ／又は距離Ｄを小さくして、より強度が高くパルス幅の広い圧縮波を発生させることができる。また、より厚みの小さい接合構造体を検査するには、ギャップ長Ｌを小さくし、且つ／又は距離Ｄを大きくして、より強度が低くパルス幅の狭い圧縮波を発生させることができる。ギャップ長Ｌ及び／又は距離Ｄをさらに変更して圧縮波の強度を制御することで、様々な材料で形成された接合構造体を検査することができ、例えば、このような材料としては、ポリマー、金属、セラミック、炭素繊維強化ポリマーなどの強化複合材料があるが、これらに限定されない。

【0023】

図１Ｅは、液体内の火花放電を用いて接合構造体内の接合部を評価するためのシステム１００の機能ブロック図である。システム１００は、接合構造体１９０に隣接して配置される。真空システム１７８は、真空ポート１７０を介して、第２容器１４０内の空間１６０に真空を引くことができる。この真空によって、接合構造体１９０の表面にシステム１００が固定され、また、封止材１４７によって、空間１６０から真空が失われることが防止される。液体供給源１２８は、液体ポート１２０を介して、第１容器１１０に液体を充填することができる。封止材１４７は、第１容器１１０に空隙／空気ポケットが存在し、これが接合構造体１９０内への圧縮波の伝播に影響を与える事態を回避するために、第１容器１１０からの液体の漏出を防止することできる。電源１８５は、第１電極１８１と第２電極１８２との間にプラズマを発生させる火花放電をもたらす電気パルスを、調節式液中プラズマプローブ１８７に供給することができる。この火花放電が、液体から接合構造体１９０に伝播して、接合部に力を加える圧縮波を発生させる。コントローラ１８６は、検査対象の接合部の種類、厚み、及び材料に応じて、接合構造体１９０での圧縮波の強度及び／又はパルス幅を、手動で、又は電子的に変化させることができる。接合部に力を加えた後は、液体供給源１２８は、第１容器１１０から液体を除去することができ、真空システム１７８は、接合構造体１９０からシステムを外すために、第２容器１４０から真空を除去することができる。

【0024】

図２は、別の実施態様による接合構造体内の接合部を評価するためのシステム２００の断面図を示しており、当該システムでは、第１容器と第２容器とが、共通の側壁及び／又は共通の端壁を有している。システム２００は、１つ又は複数の側壁２４４と、端壁２４２と、端壁２４２の反対側の開口部２５０とを有する第２容器２４０を含む。第２容器２４０は、真空システムに接続することで空間２６０内に真空を引くことができる真空ポート２７０も含む。システム２００は、端壁２４２と、１つ又は複数の側壁２１４、２４４と、端壁２４２の反対側の開口部２３０とを有する第１容器２１０も含む。第１容器２１０は、液体供給源に接続することで第１容器に液体を充填することができる液体ポート２２０をさらに含む。第１容器２１０は、第１容器２１０に液体を充填した際に、例えば気泡状態などの空気を除去するための空気抜き２２３を、任意で含むことができる。

【0025】

図２に示すように、第２容器２４０と第１容器２１０とは、端壁２４２を共有している。第２容器２４０は、側壁２４４の一部も、第１容器２１０と共有している。換言すれば、端壁２４２は、第１容器２１０と第２容器２４０の両方の端壁として機能している。同様に、側壁２４４は、第２容器２４０の側壁として機能し、側壁２４４の一部は、第１容器２１０の側壁としても機能する。

【0026】

検査の際は、接合構造体を、第１容器２１０の開口部２３０及び第２容器２４０の開口部２５０にかぶせて位置させる。第１容器２１０には、液体ポート２２０を介して液体が充填され、空間２６０内には、真空ポート２７０を介して真空が引かれる。接合構造体に接触する側壁の端部に任意で配置される封止材は、第１容器２１０内の液体が流出するのを防止するとともに、空間２６０内での真空の形成を容易にすることができる。検査対象の接合構造体に応じて、第１電極１８１と第２電極１８２との間のギャップ長をコントローラ１８６で調節して、圧縮波のパルス幅を制御することができる。また、検査対象の接合構造体と第１電極１８１及び第２電極１８２との間の距離を、コントローラ１８６で調節して、圧縮波の強度を制御することもできる。

【0027】

液体に浸漬された第１電極１８１及び第２電極１８２に、電源２８５から電気パルスが供給される。第１電極１８１と第２電極１８２との間に形成される電気アークが、液体内にプラズマを発生させ、このプラズマが、第１容器２１０の開口部２３０を通って接合構造体に向かう圧縮波を発生させる。

【0028】

図３は、一実施態様による、構造体内の接合部を評価する方法３００を示すフローチャートである。

【0029】

方法３００の工程３０５において、圧縮波のパルス幅を制御するために、第１電極と第２電極との間のギャップ長を、任意で調節することができる。また、圧縮波の強度を制御するために、検査対象の構造体と第１及び第２電極との間の距離も、任意で調節することができる。このような任意の調節は、手動で、又は電子的に行うことができる。本開示によれば、圧縮波によって接合部に閾値レベルの力が加わるように、第１電極と第２電極との間のギャップ長を調節することができ、且つ／又は、検査対象の構造体と第１及び第２電極との間の距離を調節するこことができる。例えば、この閾値レベルは、事前に決定しルックアップテーブルに記録された公称故障率（nominal failure rate）５０パーセントとすることができる。結合部の公称故障率は、一般的に、破壊検査によって事前に決定される。例えば、一般的に、特定の厚みと材料とを有する同種のＣＦＲＰ結合部の複数の剥離試験を行うことで、公称故障率が決定され、これがルックアップテーブルに記録される。このルックアップテーブルには、厚み及び／又は材料の異なる様々な種類の接合部の公称故障率を含めることができる。方法３００の工程３０５では、検査対象である特定の接合部の公称故障率を、ルックアップテーブルを参照することで把握することができ、閾値レベルを、当該公称故障率の５０％に設定することができる。換言すれば、ギャップ長及び／又は検査対象構造体と第１及び第２電極との間の距離は、この特定の検査対象接合部の公称故障率の５０％の力を圧縮波が加えるように、調節することができる。

【0030】

方法３００の工程３１０において、本明細書に開示の接合部を評価するためのシステムを、検査対象構造体に押し当てて配置することができる。図４は、本明細書に記載のシステムの動作を概略的に示しているが、同図を参照すると、接合部を評価するためのシステム４００は、検査対象の構造体４９０に押し当てて配置することができる。構造体４９０は、例えば、接合部４９３で接着接合された第１部材４９２と第２部材４９４とで形成された構造体とすることができる。第１部材４９２及び第２部材４９４は、例えば、複合構造体内の層とすることができる。なお、より多くの部材が接合されていてもよいが、簡潔化のために２つの部材のみを示している。いくつかの例では、第１部材４９２及び第２部材４９４は、少なくとも一部がＣＦＲＰで形成されている。他の例では、第１部材４９２は、少なくとも一部がＣＦＲＰで形成され、第２部材４９４は、少なくとも一部が金属で形成されている。接合部４９３は、樹脂、接着材、又はエポキシ（例えばボロンエポキシ又はカーボンエポキシ）などの接合材料を含むものとすることができる。

【0031】

システム４００は、第１容器４１０と第２容器４４０の開口部が構造体４９０でふさがれるように、構造体４９０に押し当てて配置される。換言すれば、構造体４９０は、液体を第１容器４１０に充填し且つ構造体４９０の表面に液体を接触させることができるように、第１容器４１０の開口部をふさぐ。構造体４９０はまた、第２容器４４０内に、例えば、第２容器４４０の側壁の内側と第１容器４１０の側壁の外側との間の空間４６０に真空を引くことができるように、第２容器４４０の開口部も塞ぐ。

【0032】

方法３００の工程３２０において、第２容器４４０内に真空を引く。図４を参照すると、真空システムに接続された真空ポート４７０を介して、第２容器４４０の空間４６０に真空を引く。この真空により、第１容器４１０及び第２容器４４０が構造体４９０に当たって保持されて、第１容器４１０内に水密チャンバが形成されるとともに、検査中に、例えば、圧縮波が発生している際に、システム４００が動くことが防止される。また、この真空により、システム４００を様々な配向に配置することが可能になり、例えば構造体４９０が垂直あるいは傾斜した検査対象面を含む場合に、この真空によってシステム４００を構造体に押し当てて保持することができる。真空引きを補助するとともに、この真空を維持し、且つ／又は液体の漏出を防止するために、開口部に隣接する側壁の端部と構造体４９０との間に、封止材、シーリング剤、又はガスケットを配置することができる。さらに、この真空により、第１容器４１０の開口部を様々な配向にした状態でシステム４００を位置させることができ、例えば、開口部を、図１Ａ及び図２に示すような上向き、図４に示すような下向き、又は任意の角度をなす横向きにすることができる。

【0033】

方法３００の工程３３０において、第１容器に液体を充填する。図４を参照すると、液体供給源に接続された液体ポート４２０を介して、第１容器４１０に液体４２５が充填される。液体４２５は、例えば脱イオン水（deionized water）などの水、又は、鉱油もしくは非導電性油などの油とすることができる。液体４２５は、液体４２５内の火花放電によって発生する圧縮波を発生させ、伝播させる媒体として機能する。第１容器４１０には、任意で、最大約１００ｐｓｉ、例えば約５～約９０ｐｓｉ、又は約１０～約７５ｐｓｉの圧力まで液体を充填することができる。第１容器４１０内の圧力は、方法３００における後述の工程３４０で発生する圧縮波の振幅を増大させることができる。システム４００はまた、容器４１０の液体充填と液体排出の速度を上げるために、且つ／又は、プラズマによる液体の分解による液体供給源の汚染を防止するために、例えば第２液体ポート４２１などの追加の液体ポートを任意で含むこともできる。システム４００はまた、例えば気泡などの空気を容器４１０から除去できるように構成された空気抜き４２３を、任意で含むことができる。システム４００によって発生する応力波に耐えられるバルブを用いることで、空気抜き４２３、液体ポート４２０、４１２、及び／又は真空ポート４７０において、システムを閉止することができる。好適なバルブの例としては、差動弁や機械式バルブがあるが、これらに限定されない。

【0034】

方法３００の工程３４０において、火花放電を引き起こすために、第１容器内の液体に浸漬された一対の電極に電気パルスを送る。図４を参照すると、調節式液中プラズマプローブ４８７は、第１電極４８１及び第２電極４８２を含む。第１電極４８１及び第２電極４８２は、これらの電極間のギャップ長を増減可能な第１マウント４８８に配置されている。第１マウント４８８は、検査対象の接合構造体４９０との間の距離を増減可能な第２調節式マウント１８９に配置されている。第１電極４８１及び第２電極４８２は、第１容器４１０内で液体４２５に浸漬されている。

【0035】

電気パルスは、電源４８５によって供給され、例えば、一群のコンデンサ、電圧誘導源、又は電圧スイッチング電源が、液体でプラズマを形成可能な電圧を供給し、このプラズマが、接合部検査用の高振幅、短波長の圧縮波を発生させる。この高振幅、短波長の圧縮波は、約１００ｎｓ～約３００ｎｓのパルス幅と、約５ジュール～約４０ジュールのエネルギーを有するものとすることができる。この高振幅、短波長の圧縮波は、さらに、ＬＢＩ検査の際に発生させる圧縮波に匹敵するものとすることができる。電源４８５は、一対の第１電極４８１及び第２電極４８２に約４０ｋＶ～約６０ｋＶを供給することで、液体中にプラズマを発生させ、これにより、約１００ｎｓ～約３００ｎｓの持続時間又はパルス幅と約５ジュール～約４０ジュールのエネルギーとを有する圧縮波を発生させることができる。

【0036】

特定の理論に縛られることは望まないが、電気パルスが一対の電極に伝達されると、液体内の一対の電極間のギャップ長を橋絡する高強度の電界が発生すると考えられている。その結果、液体分子がイオン化し、ガス状のプラズマが形成される。プラズマによって生成され、液体によって対抗される高温と高圧により、圧縮波などの音波が発生し、これが、液体の密度を変化させるのに十分な振幅で、外方に伝播する。

【0037】

プラズマによって液体４２５内に発生する圧縮波は、液体を通って構造体４９０の第１部材４９２内に伝播する。圧縮波は、第１部材４９２を通って伝播し、接合部４９３に力を加える。種々の実施態様において、満足のいく品質／合格品質の結合部に損傷を与えるか、又はこれを破壊するのに必要な力は、本開示の方法を実行する前に把握しておくことができる。これにより、上記の力を、所定の力とすることができ、ＬＢＩ又は層剥離（peel ply）による接着接合部試験と同様に、例えば、接合部４９３を破壊するのに必要な力の約３０％～約７０％（例えば約５０％）とすることができる。圧縮波によって加えられる当該所定の力は、例えば、電極間のギャップ長、電気パルスのサイズ及び幅、第１容器のサイズ及び形状、及び／又は、容器内の液体によって制御される。この圧縮波が第１部材４９２の表面、第２部材４９４の表面、及び／又は接合部４９３によって反射された後に、反射圧縮波によって、接合部４９３にさらに力が加わることもあり得る。上記所定の力は、例えば、レーザ接合検査において所定の力を設定するのと同様の方法で、層剥離検査に基づいて決定することができる。

【0038】

方法３００の工程３４０で発生した圧縮波によっては、圧縮波の強度を変更することが望ましい場合がある。方法３００の工程３４５では、圧縮波の強度を増減するために、第１電極と第２電極との間のギャップ長を任意で調節することができ、且つ／又は、構造体４９０と第１及び第２電極との間の距離を調節することができる。このような任意の調節は、コントローラ４８６によって、手動で、又は電子的に行うことができる。

【0039】

方法３００の工程３５０において、接合部を検査することができる。例えば、接合部４９３は、非破壊検査（ＮＤＩ）システムで検査することができ、非破壊検査システムの例としては、超音波イメージングシステム又は超音波検査システムがあるが、これらに限定されない。この検査では、圧縮波及び／又は構造体の背面で反射された反射圧縮波に反応して起こる接合部の不具合及び／又は損傷を検出する。この検査によって、接合部４９３が破損又は破壊されていることが判明した場合、この接合部の品質は不良であると判定される。（すなわち、接合部は検査を通過しない。）この検査によって、接合部４９３（例えば接合部を形成する材料）が破損又は破壊されていないことが判明した場合、この接合部の品質は良好であると判定される。（すなわち、接合部は検査を通過する。）接合部のこのような検査は、ＬＢＩ及びＡＳＴＭ Ｄ５５２８－１３－一方向繊維強化ポリマーマトリックス複合材料のモード１層間破壊靭性の標準試験方法による検査に匹敵する。代替の工程又は追加の工程を行ってもよい。

【0040】

本開示のシステム及び方法は、機械的に加える応力を用いて接合部を引き離す層剥離試験のような破壊検査に取って代わることができる。本開示のシステム及び方法はまた、高価且つ大型のレーザ／電源を用いるとともに、圧縮波を発生させるのにアブレーション用の犠牲材料がさらに必要なＬＢＩ試験に取って代わることもできる。

【0041】

さらに、本開示は、以下の付記による実施例を含む。

【0042】

付記１． 接合部を評価するためのシステムであって、１つ又は複数の側壁と端壁とを含む第１容器であって、前記第１容器に液体を充填するための供給源に接続するように構成された液体ポートと、検査対象の接合構造体に当てて配置するように構成された開口部とを含む第１容器と、前記第１容器の前記開口部を囲む第２容器であって、前記第１容器の前記開口部と前記第２容器の開口部とが検査対象の前記接合構造体に隣接している際に前記第１容器の外面と前記第２容器の内面との間の空間に真空を引くために真空システムに接続するように構成された真空ポートを含む第２容器と、第１調節式マウントに配置された第１電極及び第２電極と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１容器内に配置されており、前記第１電極と前記第２電極とは、ギャップ長を隔てて離間しており、前記第１調節式マウントは、前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長を変更するように構成されており、前記システムは、前記第１電極及び前記第２電極に接続された電源を備え、前記電源は、圧縮波を発生させるために、前記第１電極と前記第２電極との間にプラズマを生成すべく、電気パルスを供給するように構成されている、システム。

【0043】

付記２． 前記第１調節式マウントは、前記ギャップ長を約２ｍｍ～約２０ｍｍの範囲で変更する、付記１に記載のシステム。

【0044】

付記３． 前記第１調節式マウントが配置された第２調節式マウントをさらに含み、前記第２調節式マウントは、前記第１容器の前記開口部の端部と前記第１及び第２電極との間の距離を変更するように構成されている、付記１又は２に記載のシステム。

【0045】

付記４． 前記第２調節式マウントは、前記第１容器の前記開口部と前記第１及び第２電極との間の前記距離を、約２ｃｍ～約１０ｃｍの範囲で変更する、付記１～３のいずれか１つに記載のシステム。

【0046】

付記５． 前記第１電極はアノードであり、前記第２電極はカソードであり、前記電源によって供給される前記電気パルスは、前記プラズマを発生させるために、前記アノードと前記カソードとの間の前記ギャップ長間の液体を橋絡する、付記１～４のいずれか１つに記載のシステム。

【0047】

付記６． 前記電源は、前記第１及び第２電極に約４０ｋＶ～約６０ｋＶを供給する、付記１～５のいずれか１つに記載のシステム。

【0048】

付記７． 前記ギャップ長を手動で又は電子的に変更するコントローラをさらに含む、付記１～６のいずれか１つに記載のシステム。

【0049】

付記８． 前記第１容器の開口部の前記端部と前記第１及び第２電極との間の前記距離を、手動で又は電子的に変更するコントローラをさらに含む、付記１～７のいずれか１つに記載のシステム。

【0050】

付記９． 前記コントローラは、電子コントローラであり、前記第１容器及び前記第２容器の外部に配置されている、付記１～８のいずれか１つに記載のシステム。

【0051】

付記１０． 前記ギャップ長、及び、前記第１容器の前記開口部と前記第１及び第２電極との間の前記距離は、約１００ｎｓ～約３００ｎｓのパルス幅と約５ジュール～約４０ジュールのエネルギーとを有する圧縮波を発生させる、付記１～９のいずれか１つに記載のシステム。

【0052】

付記１１． 接合部の評価方法であって、第１電極と第２電極との間のギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の接合構造体との間の距離、又はこれらの両方を調節し、第１容器の開口部を検査対象の前記接合構造体に当てて配置し、前記第１容器の外面と、前記第１容器を囲む第２容器の内面との間に真空を引き、前記真空を引くことにより、前記第１容器を前記接合構造体に対して密閉し、前記第１容器に液体を充填し、前記液体は、前記開口部で検査対象の前記接合構造体と接触し、前記液体内に圧縮波を発生させるためにプラズマを形成すべく、前記液体内で前記第１電極と前記第２電極との間に火花放電を起こし、前記圧縮波は前記液体から前記開口部を通って前記接合構造体内に伝播して前記接合構造体内の接合部に力を加え、前記接合構造体の前記接合部を検査する、方法。

【0053】

付記１２． 前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の前記接合構造体との間の前記距離、又はこれらの両方を調節することにより、前記接合構造体内の前記接合部に加わる前記力を閾値レベルに調節する、付記１１に記載の方法。

【0054】

付記１３． 前記閾値レベルは、公称故障率５０％である、付記１１又は１２に記載の方法。

【0055】

付記１４． 前記液体内で火花放電を起こすことは、前記第１及び第２電極に、約４０ｋＶ～約６０ｋＶを供給することを含む、付記１１～１３のいずれか１つに記載の方法。

【0056】

付記１５． 前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長は、前記液体内に約１００ｎｓ～約３００ｎｓの範囲のパルス幅を有する圧縮波を発生させるように調節される、付記１１～１４のいずれか１つに記載の方法。

【0057】

付記１６． 前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の前記接合構造体との間の前記距離、又はこれらの両方を調節することにより、前記接合部を破壊するのに必要な力の約３０％～約７０％の力を前記接合部に加える圧縮波を発生させる、付記１１～１５のいずれか１つに記載の方法。

【0058】

付記１７． 前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の前記接合構造体との間の前記距離、又はこれらの両方を調節することは、前記第１容器を前記接合構造体に対して密閉すべく、前記第１容器の外面と前記第１容器を囲む第２容器の内面との間に真空を引いた後に行われる、付記１１～１６のいずれか１つに記載の方法。

【0059】

付記１８． 前記第１電極と前記第２電極との間の前記ギャップ長、前記第１及び第２電極と検査対象の前記接合構造体との間の前記距離、又はこれらの両方を調節することは、前記接合構造体内の前記接合部を検査した後に行われる、付記１１～１７のいずれか１つに記載の方法。

【0060】

付記１９． 前記接合構造体は、金属と複合材との接着接合部、又は、複合材と複合材との接着接合部を含む、付記１１～１８のいずれか１つに記載の方法。

【0061】

本開示の広範な範囲を規定する数値範囲およびパラメータは近似値であるが、具体的な実施例で示している数値は、可能な限り正確に述べている。ただし、あらゆる数値は、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を本質的に含んでいる。さらに、本明細書で開示されるすべての範囲は、そこに包含されるあらゆる下位範囲を包含するものと理解されるできである。

【0062】

本開示は、１つ又は複数の実施態様に関して例示しているが、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱することなく、例示した実施例を代替及び／又は変更することが可能である。さらに、本開示のある特定の特徴は、いくつかの実施態様のうちの１つのみに関して開示されている場合があるが、そのような特徴は、任意の特定の機能にとって望ましく有利である場合には、他の実施態様の１つ又は複数の他の特徴と組み合わせてもよい。本明細書において、「a」、「an」及び「the」という用語は、１つ又は複数の要素又は要素の一部を指す場合がある。また、本明細書において、「第一」および「第二」という用語は、２つの異なる要素又は要素の一部を指す場合がある。本明細書において、例えば「Ａ及びＢ」のような項目のリストに関して「Ａ及びＢの少なくとも一方」という際は、Ａのみ、Ｂのみ、又はＡ及びＢを意味する。これらの変形形態や他の変形形態が可能であることは、当業者なら理解するであろう。さらに、「含み」、「含んでおり」、「有し」、「有しており」、「具備する」という用語やその変形形態が詳細な説明と請求の範囲のいずれかに用いられている場合、それらの用語は「備える（comprising）」という用語と同様に、包括的であることを意図している。さらに、本明細書における説明及び特許請求の範囲において、「約」という用語は、本明細書に記載の意図した目的に対してプロセス又は構造上の不適合をもたらさない限り、記載の値を多少変更してもよいことを示す。最後に、「例示的」とは、その記載を例として用いていることを示しており、それが理想的であることを意味しているわけではない。

【0063】

なお、上述したものやその他の特徴や機能の変形例、又はその代替例を、他の多くの様々なシステムや用途に組み込むことができる。現在予見されていない、あるいは予期されていない様々な代替、変更、変形、又は改良が、後に当業者によってなされるかもしれないが、これらもまた、以下の特許請求の範囲によって包含されることが意図される。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2】

【図3】

【図4】

【外国語明細書】