特許 7088948 複合構造のためのインサート

(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】

(24)【登録日】2022-06-13

(45)【発行日】2022-06-21

(54)【発明の名称】複合構造のためのインサート

(51)【国際特許分類】

   F16B 5/01 20060101AFI20220614BHJP

   B64C 1/00 20060101ALI20220614BHJP

【ＦＩ】

F16B5/01

B64C1/00 A

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019547115

(86)(22)【出願日】2018-03-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-05-28

(86)【国際出願番号】 EP2018058001

(87)【国際公開番号】W WO2018178193

(87)【国際公開日】2018-10-04

【審査請求日】2019-10-23

(31)【優先権主張番号】00412/17

(32)【優先日】2017-03-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CH

(73)【特許権者】

【識別番号】512265009

【氏名又は名称】ルアク・シュヴァイツ・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＲＵＡＧ ＳＣＨＷＥＩＺ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100131808

【弁理士】

【氏名又は名称】柳橋 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】ドミニク・ネゲリ

【審査官】児玉 由紀

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５２１３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０２５３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４８１２１９３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０００－２３３２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２００７０２１３４１（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開昭４６－５８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００８０６７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１８２０６７２６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５０３７１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｂ ５／００－５／１２

Ｂ６４Ｃ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パネル（２００）と共に用いるためのインサート（１００）であって、
前記パネル（２００）は、
１対の対向する第１の表面と第２の表面を有するコア構造（２５０）と、
前記コア構造（２５０）の前記第１の表面の少なくとも一部を覆う第１のカバーシート（２１０）と、を備え、
前記コア構造（２５０）は、前記コア構造（２５０）の前記第１の表面に画定される開口（２１２）を有し、
前記開口（２１２）は、第２の開口部と、前記第２の開口部の周りに延在する第１の開口部とを有し、
前記第２の開口部は、前記第１の開口部より前記コア構造（２５０）の前記第２の表面に向かってさらに延在し、
前記コア構造（２５０）の前記開口（２１２）に適合されるように構成される前記インサート（１００）は、内側スカート（１３０）と、前記内側スカート（１３０）の周りに延在し、前記内側スカート（１３０）から距離を置いて離れる外側スカート（１２０）と、を有し、
前記内側スカート（１３０）と前記外側スカート（１２０）は、前記コア構造（２５０）の開口（２１２）に適合されたとき、前記内側スカート（１３０）が前記コア構造（２５０）の前記第２の開口部に適合され、前記外側スカート（１２０）が、前記コア構造（２５０）の前記第１の開口部に設置されるような形状と大きさにされ、
前記インサート（１００）は、さらに、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）に配置され、前記インサート（１００）が初期挿入安定性を増すために、前記第１のカバーシート（２１０）の前記開口（２１２）に挿入されたとき、前記第１のカバーシート（２１０）の一部と相互作用するように構成された少なくとも１つの固定手段（１８０）を有し、
前記固定手段（１８０）の少なくとも一部は、前記外側スカート（１２０）と一体に作られ、
前記固定手段(１８０）は、基礎部（１１０）に隣接する前記外側スカート（１２０）の領域に配置され、
前記固定手段（１８０）は、前記インサート（１００）が前記パネル（２００）の前記開口（２１２）に取り付けられたとき、締まりばめが得られるように前記パネル（２００）の前記第１のカバーシート（２１０）と干渉する突起部（１８１）を備え、
前記突起部（１８１）は、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）の周りの円周方向に延在する、インサート（１００）。

【請求項2】

前記固定手段（１８０）は、少なくとも部分的に前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）から突き出る少なくとも１つの前記突起部（１８１）を備える、請求項１に記載のインサート（１００）。

【請求項3】

複数の前記突起部（１８１）は、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）の周りに分配され、円周に配置される、請求項２に記載のインサート（１００）。

【請求項4】

前記固定手段（１８０）は、少なくとも１つの凹部（１８２）を備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインサート（１００）。

【請求項5】

前記凹部は、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）の周りの円周方向に延在する、請求項４に記載のインサート（１００）。

【請求項6】

前記固定手段（１８０）は、少なくとも部分的にポリマ材料で作られる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインサート（１００）。

【請求項7】

前記ポリマ材料は、接着剤を含む、請求項６に記載のインサート（１００）。

【請求項8】

前記ポリマ材料は、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）にコーティング層として配置される、請求項６または７に記載のインサート（１００）。

【請求項9】

前記固定手段（１８０）は、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）の非コーティング部分の摩擦係数より高い摩擦係数を有する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインサート（１００）。

【請求項10】

前記固定手段（１８０）の少なくとも一部は、前記外側スカート（１２０）と異なる材料で作られている、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインサート（１００）。

【請求項11】

少なくとも１つの第１の溝（１２５）は、前記基礎部（１１０）に配置される前記外側スカート（１２０）の基端より、前記外側スカート（１２０）の自由端（１２１）に近い前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）に配置される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインサート（１００）。

【請求項12】

少なくとも１つの前記外側スカート（１２０）は、前記外側スカート（１２０）の自由端（１２１）に配置され、内側スカート表面（１２３）から前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）に延在する、少なくとも１つのスロット（１４０）を備える、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインサート（１００）。

【請求項13】

多数のスロット（１４０）は、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）の周りに分配され、円周に配置される、請求項１２に記載のインサート（１００）。

【請求項14】

前記多数のスロットの間に配置される前記外側スカート（１２０）の一部（１５０）は、弾力性のある舌部を形成する、請求項１３に記載のインサート（１００）。

【請求項15】

（ａ）１対の対向する第１の表面と第２の表面を有するコア構造（２５０）と、前記コア構造（２５０）の前記第１の表面の少なくとも一部を覆う第１のカバーシート（２１０）と、を備えるパネル（２００）であって、
前記コア構造（２５０）は、前記コア構造（２５０）の前記第１の表面に画定される開口（２１２）を有し、
前記開口（２１２）は、第２の開口部と、前記第２の開口部の周りに延在する第１の開口部とを有し、
前記第２の開口部は、前記第１の開口部より前記コア構造（２５０）の前記第２の表面に向かってさらに延在する前記パネル（２００）と、
（ｂ）前記コア構造（２５０）の前記開口（２１２）に適合されるように構成されるインサート（１００）であって、
前記インサート（１００）は、内側スカート（１３０）と、前記内側スカート（１３０）の周りに延在し、前記内側スカート（１３０）から距離を置いて離れる外側スカート（１２０）と、を有し、
前記内側スカート（１３０）と前記外側スカート（１２０）は、前記コア構造（２５０）の開口（２１２）に適合されたとき、前記内側スカート（１３０）が前記コア構造（２５０）の前記第２の開口部に適合され、前記外側スカート（１２０）が、前記コア構造（２５０）の前記第１の開口部に設置されるような形状と大きさにされ、
前記インサート（１００）は、さらに、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）に配置され、前記インサート（１００）が初期挿入安定性を増すために、前記第１のカバーシート（２１０）の前記開口（２１２）に挿入されたとき、前記第１のカバーシート（２１０）の一部と相互作用するように構成された少なくとも１つの固定手段（１８０）を有する、前記インサート（１００）と、を備え、
前記固定手段（１８０）の少なくとも一部は、前記外側スカート（１２０）と一体に作られ、
前記固定手段(１８０）は、基礎部（１１０）に隣接する前記外側スカート（１２０）の領域に配置され、
前記固定手段（１８０）は、前記インサート（１００）が前記パネル（２００）の開口（２１２）に取り付けられたとき、締まりばめが得られるように前記パネル（２００）の前記第１のカバーシート（２１０）と干渉する突起部（１８１）を備え、
前記突起部（１８１）は、前記外側スカート（１２０）の外周表面（１２４）の周りの円周方向に延在する、インサートシステム（１）。

【請求項16】

前記インサート（１００）が、前記固定手段（１８０）と前記第１のカバーシート（２１０）の間の前記締まりばめによって前記パネル（２００）と機械的に相互接続される、請求項１５に記載のインサートシステム（１）。

【請求項17】

前記開口（２１２）は、前記第１のカバーシート（２１０）の下に配置された逃げ溝（２２５）を備える、請求項１５または１６に記載のインサートシステム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インサート、特に例えばハニカムパネルなどのセル状固体で作られたコア構造を備えるパネルに使われるインサートに関する。本発明は、またそのようなインサート及びパネルを備えるインサートシステムに関する。本発明は、さらにそのようなインサートシステムを作り出すための方法に関する。本発明は、さらにインサートシステムを作り出すマシンシステム及びそのようなマシンシステムのためのワークヘッドに関する。本発明は、さらにインサートを格納し、そのようなマシンシステムのために用いられるマガジンに関する。本発明は、さらにそのようなマシンシステムで用いられる接着剤分配機に関する。

【背景技術】

【0002】

セル状固体で作られたコア構造を備えるパネルで使われるのに適したいくつかのタイプのインサートシステムが知られている。

【0003】

米国特許第３４５２８２号は、Ｈｕｇｈｅｓ Ａｉｒｃｒａｆｔ社によって１９６９年１２月２３日に公開され、ハニカム構造のような固体及びセル状構造のための拡張できるインサートを示す。開示されたインサートは、明確にまたは正確に測定され特定の量の拡張可能な接合剤を備える。米国特許第３４５２８２号に開示される１つの実施形態において、インサートは、その外縁の周りに間隔を空けられた複数の開口部を有する円筒形ケースを備える。ナットのようなアタッチメントは、ケース内の中心に固定される。ケース内において、拡張可能な接合剤が配置される。セル状構造にインサートを設置するために、インサートは、セル状構造のあらかじめ形成された穴の中に設置される。その後、触媒剤、すなわち熱は、インサートに与えられ、拡張可能な接合剤が拡張し、ケースの開口を通って、このためセル状構造の穴によって開けられるインサート周囲のセルに押し出される。公報によると、接合手段は、その後全ての破裂したセルを完全に満たすまで拡張する。そのようなインサートの欠点は、熱または別の触媒が誘導されなければならず、囲っているセル状構造に影響を与えるかもしれないことである。その上、全ての破裂したセルを完全に満たすために、拡張可能な接合剤のある最小体積が必要とされ、ケース内にとどまり、このため囲っているセル状構造のインサートの固定に貢献しないが、インサートの総重量に加わる。

【0004】

国際公開第２０１６１０２３０５Ａ１は、Ａｌｅｍａ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎによって２０１６年６月３０日に公開され、例えば、リベット、ねじ、ボルトなど機械的な留め具を供給するための供給機構を開示する。出願は、好ましくは加圧空気及び運搬手段の下流に配置された運搬留め具を減速するための停止プレートを備える停止及び調整ユニットによって、機械的留め具を運搬する運搬手段を有する供給機構を示す。出願によると、運搬手段は、高速、高繰り返しで留め具を供給する一方、停止及び調整ユニットは、停止プレートでそれらを減速することによって、機械的留め具の損傷を減らすことができる。

【0005】

国際公開第２００８１２４３５３Ａ１は、Ｂｏｅｉｎｇ社によって２００８年１０月１６日に公開され、ワークピースの留め具を設置する装置を開示し、ワークピース上にコンピュータ制御動作で取り付けられる。出願によると、装置は、オンボードに全てのものを有し、ツール、留め具、駆動及び制御を含む外部接続なく、独立して操作される必要がある。その上、ツール、駆動、及び制御に電力を供給するオンボード電源供給を含むかもしれない。さらに、オンボード取り替え可能なカセットによって、留め具の供給部を備える。出願によると、オンボード留め具運搬装置は、カセットからツールへ個々の留め具を運搬する。それゆえ、装置は、留め具の供給部が取り付けられる基礎部とワークピースの表面上の動作のための基礎部を取り付ける手段を備える。その上、少なくとも１つのツールは、設置パスに沿って、ワークピースの留め具を設置するために基礎部に取り付けられる。さらに、制御は、ツールの操作を制御するために基礎部に取り付けられる。国際公開第２００８１２４３５３Ａ１で開示されたタイプの装置は、機体フレームを備える外板を接合するために航空機の機体に沿って、独立して、本質的にゆっくり進むロボットとして用いられることを意図する。このタスクを満たすために必要である様々な構成要素は、装置を比較的重くする。それゆえ、そのような装置は、比較的高い構造適性を有する構造または比較的高い剛性を備える補助装置の組み合わせでのみ独立して働くことができる。

【0006】

国際公開第１４０６００２７Ａ１、国際公開第１１６７３９Ａ１、国際公開第１４１４６７４０Ａ１は、公開され、全ては、接着剤を用いてパネルに取り付けられるインサートを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】米国特許第３４５２８２号

【文献】国際公開第２０１６１０２３０５号

【文献】国際公開第２００８１２４３５３号

【文献】国際公開第１４０６００２７号

【文献】国際公開第１１６７３９号

【文献】国際公開第１４１４６７４０号

【発明の概要】

【0008】

航空機製造で用いられる複合パネルに取り付けられることが想定されるほとんどのインサートは、自動取り付けがいくつかの理由によってほとんどできないという欠点を有する。

【0009】

第１の理由は、通常、航空機製造で用いられる複合パネルは、非常に特別な機械動作を示し及び／または非常に特定のプロセスを必要とする材料を含むことである。これは特に例えば発泡材料またはハニカム材料など、連続気泡または独立気泡固体などセル固体から作られたコア材料を含む、サンドイッチ型パネルに当てはまる。例えばパネルは、プラスチック材料または繊維強化プラスチック材料から作られたコアを備える。航空機製造で用いられる意図があるパネルにおいて、アラミド及び／またはパラアラミド及び／またはメタアラミド繊維を備える材料は、よく知られている。その上、コア構造のような同じ材料（特にアラミド及び／またはパラアラミド及び／またはメタアラミド）または異なるタイプの材料から作られた複合パネルのカバーシートが、またインサートの自動取り付けを見込むことができる。さらに、多くの場合において、航空機製造で用いられるように複合パネルは、異なるタイプの化粧板として適用されるニス、ガラス、木、竹及び石を含む、特別なタイプのコーティングを含む。これらの材料から作られたパネルにインサートを挿入するとき、挿入プロセスに対するパネルの機械的応答は、通常、非常に限られた範囲に（それぞれ予測され）制御されるのみである。このための主な理由は、パネルが作られるタイプの材料であり、通常、インサート取り付け中に非線形及びたまに不連続性の機械的応答を示す。

【0010】

インサートの自動取り付けを予測する別の理由は、航空機製造で用いられるほとんどのパネルは、通常例えば人工衛星に用いられるほとんどのパネルより薄いことである。例えばサンドイッチパネルなどに取り付けられるインサートの場合、これによりインサートの安定性へのカバーシートの影響が増加する。その上、航空機製造に適用されるインサートの空間的な大きさは、多くの場合において空間構造に適用されるインサートのそれより小さい。その結果として、多くの場合においてサンドイッチパネルコア構造のマクロ構造は、インサートと類似のまたは少なくとも同じサイズレンジである。これにより、インサートの挿入へのパネルの機械的応答は、インサート位置に高く依存する。結果として、多くの場合においてインサートの正確な位置決めは、難しくなり、インサートの自動取り付けに反する。

【0011】

従来、インサートは、パネルのあらかじめ作られた開口に設定され、その後、接着剤は、任意の自由体積を満たすためにインサート周囲領域空間に注入され、この理由によりインサート－パネル構造の構造安定性を増加する。しかしながらそのような接着剤の注入は、通常サンドイッチパネルの両方のカバーシートに接触する接着剤をもたらす。これにより、特に２つの方法でパネルの光学的外観に影響を与える。第１にカバーシートへの接着剤の付着は、カバーシートのコーティング（例えばニス）のそれぞれに、カバーシートの色の変化を誘導する。第２に、接着剤の注入は、カバーシートが膨らむことを引き起こしまたは、代わりに接着剤が硬化の間縮み、少なくともカバーシートの１つにギザギザ／へこみを引き起こす。特に、高品質／光沢表面仕上げにおいて、そのような膨らみまたはギザギザは、通常反射された光のゆがみによって、観察者によってすぐに気づかれ、広範囲のさらなる処理を必要とさせる。その上、従来の接着剤の注入は、通常、特にハニカムパネルにおいて、インサートの安定性／固定に効果的に貢献しない領域に流れる比較的大量の接着剤を必要とする。

【0012】

上述のタイプのパネルにおけるインサートの自動取り付けを妨げる別の理由は、これらのパネルの特定の機械的動作により、従来のインサートは、十分初期挿入安定性を提供せず、接着剤が硬化する間、所定の位置にそれを保持するために補助の手段を用いる必要があることである。これにより、通常、多数のインサートの取り付けが妨げられ、この理由により、多数のインサートを備えるパネルの生産が減速する。

【0013】

本発明によるインサートは、通常基礎部と、基礎部から延在する外側スカートを備え、それによりチャンバを形成する。外側スカートは、第１の内側スカート表面と第１の外側スカート表面が設けられる。本発明によると、インサートは、第１の外側スカート表面に配置され、初期挿入安定性を増加するためにパネルの開口に挿入されたとき、パネルと相互作用する（それぞれ定義された方法で干渉する）ように構成された少なくとも１つの固定手段を備える。それゆえ、パネルと干渉する固定手段と、パネルのインサート周囲領域の接着剤と干渉する外側スカートは、接着剤の硬化（ｃｕｒｉｎｇ）／硬化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）の間インサート位置及び配置を維持し、最終的に長期間インサート安定性を得るための十分な初期挿入安定性を提供する。

【0014】

いくつかの用途において、少なくともスカートの一部は、回転対称形状を有する。少なくともスカートの一部が円筒または円錐形状を有するならばよい結果が得られる。

【0015】

固定手段が基礎部に隣接する外側スカートの領域に配置されるならばよい結果が得られる。それゆえ、固定手段は、非常に高い初期挿入安定性を得られるパネルの第１のカバーシートと干渉することができる。そのような本発明によるインサートの実施形態は、特に比較的大きなセルを備える比較的コア構造を備えるパネルで使用されることにおいて利点がある。

【0016】

本発明のバリエーションによると、固定手段は、第１の外側スカート表面から少なくとも部分的に突き出る少なくとも１つの厚い部分を備える。この理由により締まりばめは得られる。いくつかのタイプのパネルにおいて、多数の厚い部分は、インサートの外側スカート表面の周りに分配され、円周に配置される。突起部が、カバーシートのインサート周囲領域にいかなる臨界応力を誘起せず、特に臨界ノッチ効果を作り出さないように配置され、形成される、第１の外側スカート表面の周りに分配され、円周に配置され、第１の外側スカート表面から突き出る多数の厚い部分を固定手段が備えるならば、比較的繊細なカバーシートを有するパネルの非常に良好な初期の、長期の安定性を提供するインサートが得られる。厚い部分それぞれの１つの厚い部分の形状及び材料は、インサートが挿入されるべきパネルのカバーシートの厚さ及び材料に適合される。

【0017】

代わりにまたはさらに、固定手段は、少なくとも１つの凹部を備え、凹部は、第１の外側スカート表面の周りの円周の方向に延在する。

【0018】

パネルのいくつかのタイプにおいて、固定手段は、ギザギザパターン及び／またはひだを備え、それらは、例えばエンボス加工または成形によって作られることができる。

【0019】

いくつのタイプのパネルにおいて、特に機械的に特に繊細なパネルにおいて、固定手段は、ポリマ材料で、少なくとも一部が形成されることができる。特に高初期挿入安定性を得るために、ポリマ材料は、接着剤を含む。代わりにまたはさらに、ポリマ材料はシリコーンであることができる。接着剤は、インサートと取り付けられるパネルの間の少なくとも一時的な接着接合を得るように構成されることができる。インサートの挿入を促進するために、非永続的な接着剤が塗布される。その上、接着剤は、熱活性であることができる。ポリマ材料が第１の外側スカート表面にコーティング層として配置されるならば、よい結果が得られる。

【0020】

いくつかの用途において、固定手段は、第１の外側スカート表面の非コーティング部の摩擦係数より高い摩擦係数を有するコーティング層を備えることができる。この理由により、いくつかのタイプのパネルにおいて、インサートの挿入深さは、よりよく制御されることができる。

【0021】

固定手段の少なくとも一部が外側スカートと一体的に作られるならばよい結果が得られる。代わりに、またはさらに固定手段の少なくとも一部は、外側スカートと異なる材料で作られる。固定手段は、射出成型プロセスによって作り出されることができる。

【0022】

いくつかの用途において、少なくとも１つの第１の溝は、基礎部に配置された外側スカートの基端より、外側スカートの自由端に近い第１の外側スカート表面に配置されることができる。この理由により、初期及び長期の挿入安定性は、十分に改善されることができる。

【0023】

本発明のバリエーションによると、少なくとも１つの外側スカートは、外側スカートの自由端に配置され、内側スカート表面から外側スカート表面に延在する少なくとも１つのスロットを備える。多数のスロットが、外側スカート表面の周りに分配され、円周に配置されるならば、よい結果が得られる。それゆえ、低コストで作られ、ねじり荷重によい抵抗を提供し、容易に取り付けることができるインサートが得られる。代わりにまたはさらに、外側スカートは、接着剤と結合したとき引き抜き強度を増加するために外側スカートの自由端から離れた距離を置いて配置され、内側スカート表面から外側スカート表面に延在する少なくとも１つの開口を備える。

【0024】

いくつかの用途において、インサートは、基礎部から延在し、チャンバに配置され、外側スカートから距離を空ける内側スカートを備える。本発明の実施形態によると、多数のスロットの間に配置された外側スカートの一部は、弾力性のある舌部を形成する。それゆえ、挿入中のインサートの中央揃を、容易にできる。

【0025】

いくつかの用途において、インサートは、内側スカートの外側表面において配置され、少なくとも円周の一部に沿って前記内側スカートの円周方向に延在する少なくとも１つの第２の円周溝を備える。

【0026】

本発明は、またインサートシステムに関する。そのようなインサートシステムは、通常コア構造と、コア構造と本明細書で記載されたようなインサートの少なくとも一部を覆う第１のカバーシートを備え、インサートは、パネルの開口に取り付けられる。インサートが機械的に固定手段と第１のカバーシートの間の締まりばめによってパネルと相互接続するならば、よい結果が得られる。開口が第１のカバーシートの下に配置された逃げ溝を備えるならば、良好な長い期間のインサート安定性が得られる。

【0027】

本発明は、また本明細書で記載されたようなインサートシステムを作り出す方法に関する。そのような方法は、通常、コア構造とコア構造の少なくとも一部を覆う第１のカバーシートを備えるパネルを提供するステップであって、第１のカバーシートは、パネルの開口を誘導するパネルを提供するステップと、開口に特定の量の接着剤を供給するステップと、開口にインサートを挿入するステップと、固定手段と第１のカバーシートの間に機械的な相互接続を確立するステップと、を備える。インサートの外側スカートが開口に存在する接着剤に突き出て、固定手段がパネルと干渉するとき、そのような方法によって作り出されたインサートシステムは、特に高い初期挿入安定性を有する。

【0028】

本発明は、またパネルに取り付けられるインサートを処理するインサートマシンシステムのワークヘッドに関する。そのようなワークヘッドは、通常パネルに取り付けられる少なくとも１つのインサートを支えるための少なくとも１つのインサート保持手段を備える。さらに、パネルに取り付けられる少なくとも１つのインサートを受け入れるように構成された少なくとも１つのインサート受け入れポートと、少なくとも１つのインサート受け入れポートにおいて受け入れられるインサートを、少なくとも１つのインサート保持手段に運搬するように構成された少なくとも１つの案内手段を備える。本明細書で記載されたような高初期挿入安定性を提供するインサートとの組み合わせにおいて、そのようなワークヘッドは、非常に多いインサートでさえ、非常に効率的な取り付けを許容する。しかしながら、そのようなワークヘッドは、また他のタイプのインサートに使われることができる。

【0029】

本発明の１つの態様によると、ワークヘッドは、インサートの特に効率的な取り付けを許容することを提供する。そのようなワークヘッドは、通常、パネルに取り付けられる少なくとも１つインサートを支持するための少なくとも１つのインサート保持手段と、パネルに取り付けられる少なくとも１つのインサートを受け入れるように構成された少なくとも１つのインサート受け入れポートと、少なくとも１つのインサート受け入れポートにおいて受け入れられるインサートを少なくとも１つのインサート保持手段に運搬するように構成された少なくとも１つの案内手段と、を備える。この理由により、多数のインサートを取り付けるワークヘッドの動作の総量を、最小化することができる。

【0030】

いくつかの用途において、ワークヘッドは、少なくとも１つのインサート保持手段、少なくとも１つのインサート受け入れポート及び少なくとも１つの案内手段が機械的に相互接続されるワークヘッドキャリアを備える。

【0031】

ワークヘッドキャリアは、ワークヘッドキャリアを取り外し可能な方法で、マシンシステムの作動装置の対になる連結手段と機械的に相互接続するように構成された機械的連結手段を備える。この理由により、必要に応じて、ワークヘッドは、容易にメンテナンスのために置き換えられ、または代替方法に適応される。ワークヘッドのバリエーションは、パネルの開口に特定の量の接着剤及び／またはパネルの開口に取り付けられるインサートに特定の量の接着剤を供給するように構成された接着剤分配ユニットを備えることができる。接着剤分配ユニットは、ワークヘッドキャリアと取り外し可能に機械的に相互接続される。

【0032】

取り付けられるインサートを受け入れるために、ワークヘッドは、インサートを少なくとも１つのインサート受け入れポートに提供するように構成された多数のインサートを含むマガジンに機械的に相互接続されるように構成された機械的インサート連結手段を備えることができる。代わりにまたはさらに機械的インサート連結手段は、インサートを少なくとも１つのインサート受け入れポートに提供するように構成されたインサート運搬手段と機械的に相互接続されるように構成されることができる。本発明のバリエーションによると、ワークヘッドは、インサートが取り付けられるパネルの開口を誘導するために少なくとも１つのツールを備える。

【0033】

本発明は、さらに複合パネルに取り付けられるインサートを格納するマガジンに関する。本発明によるマガジンは、通常、特定の配置を有しながら多数のインサートを格納するために構成された少なくとも１つの格納部と民生機器の対になる機械的連結手段と機械的に相互接続されるように構成された少なくとも１つの機械的連結手段とを備える。マガジンは通常、さらにインサートが特定の配置を有するように格納部から民生機器のインサート受け入れポートにインサートを供給するように構成された少なくとも１つのインサート供給ポートを備える。

【0034】

マガジンが格納部から供給ポートを通って民生機器のインサート受け入れポートへのインサートの移動を支持するための格納部の内側に付勢手段を備えるならば、よい結果が得られる。

【0035】

本発明の１つの態様は、第１のマガジンの少なくとも１つの格納部が第１のタイプのインサートを格納するために配置される、本明細書で記載されるような第１のマガジンを備えるマガジンシステムに関する。マガジンシステムは、さらに第２のマガジンの少なくとも１つの格納部が第１のタイプのインサートと異なる（例えば形状及び／または大きさ及び／または材料）第２のタイプのインサートを格納するために配置される、本明細書で記載されるような第２のマガジンを備える。第１のマガジンの少なくとも１つの機械的連結手段と第２のマガジンの少なくとも１つの機械的連結手段は、同じタイプの民生機器の機械的連結手段と機械的に相互接続されるように構成され、第１のマガジンの少なくとも１つのインサート供給ポートと第２のマガジンの少なくとも１つのインサート供給ポートは、同じタイプの民生機器のインサート受け入れポートと機械的に相互接続されるように構成される。

【0036】

本発明は、さらに接着剤分配ユニットをワークヘッドキャリアと機械的に相互接続するための機械的相互接続インターフェースを備える、接着剤分配キャリアを備える接着剤を分配する接着剤分配ユニットに関する。接着剤分配ユニットは、また通常、第１の接着剤源と流体相互接続するように構成された少なくとも１つの第１の流体ポートと、第１の接着剤を分配するための少なくとも１つのノズルとを備える。

【0037】

いくつかのタイプの接着剤において、接着剤分配ユニットは、第２の接着剤源と相互接続する第２の流体ポートを備えることができる。接着剤分配ユニットは、第１の接着剤を第２の接着剤と混ぜ、ノズルへ混合物を供給するように構成された混合チャンバを備える。いくつかの用途において、第１及び／または第２の流体ポートは、第１それぞれ第２の流体剤を含む格納タンクと相互接続する。そのような格納タンクは、その後示されるようにインサートシステムを作り出すためのマシンシステムの作動装置と相互接続する。代わりに格納タンクは、分配キャリアと相互接続し、または格納タンクは、マシンベッドから離れた距離を置いて配置され、流体ラインによって接着剤分配機と流体相互接続する。

【0038】

本発明は、またインサートシステムを作り出すためのマシンシステムに関し、通常、パネルを保持するための少なくとも１つの保持装置とパネルに対して変位可能で、挿入ツールを受け入れるように構成された（パネルに対して変位可能で、開口に挿入されるインサートを支持するように構成された）第１のワークヘッドを備える。本発明のバリエーションにおいて、第１のワークヘッドは、第１の作動装置において配置される。第１の作動装置は、例えばＣＮＣルータの橋またはロボットアームである。

【0039】

マシンシステムの性能を上げるために、マシンシステムは、第２の作動装置において配置され、第１のワークヘッドに対して変位可能である第２のワークヘッドを備える。第２の作動装置は、例えばＣＮＣルータの橋またはロボットアームである。第２のワークヘッドは、パネルに開口を誘導するための開口ツールを備えることができる。

【0040】

第１のワークヘッドは、本明細書で記載されたようなワークヘッドである。いくつかの用途において、ワークマシンは、パネルに対して変位可能な接着剤分配ユニットを備える。いくつかの用途において、接着剤分配ユニットは、第１のワークヘッドと機械的に相互接続する。接着剤分配ユニットが、本明細書で記載されたような接着剤分配ユニットであるならばよい結果が得られる。

【0041】

マシンシステムが、接着剤分配装置と離れた距離において配置され、接着剤または多数化学成分の接着剤の少なくとも１つの化学成分を備える少なくとも１つの接着剤格納タンクと第１または第２の流体ポートを相互接続する少なくとも１つの流体ラインを備えるならば、よい性能が得られる。

【0042】

いくつかの用途において、マシンシステムは、ワークヘッドから離れた距離において配置された固定インサート受け入れポートから、ワークヘッドのインサート受け入れポートへ少なくとも１つのインサートを運ぶための少なくとも１つのインサート運搬手段を備えることができる。固定インサート受け入れポートは、保持装置から離れた距離において、固定された位置で配置される。インサート運搬手段は、取り付けられる１つまたは多数のインサートを例えば加圧空気などによって運ぶことができるチューブを備える。

【0043】

代わりにまたはさらに、マシンシステムは、ワークヘッドとワークヘッドのインサート受け入れポートと相互接続するインサート供給ポートおいて配置される、本明細書で記載されるような少なくとも１つのマガジンを備える。いくつかの用途において、マガジンは、ワークヘッド及びインサート運搬手段によってワークヘッドのインサート受け入れポートと相互接続するインサート供給ポートから離れた距離において配置される。

【0044】

上述のようなパネルと用途において特に利点があるが、本発明によるインサートとそのようなインサートを取り付ける装置は、これらに限定されず、この理由により、例えば宇宙技術のために用いられるパネル、例えばアルミニウムで作られたハニカム構造と炭素繊維強化プラスチックで作られたカバーシートを備えるパネルなど、他のタイプのパネルにおいて用いられることができる。

【0045】

本明細書で記載された発明は、本明細書で以下に与えられる詳細な説明と添付の図面からさらに完全に理解され、添付の請求項に記載された発明に限定するように考えられるべきでない。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本発明によるインサートの実施形態の概略斜視図を示す。

【図2】図１のインサートの正面図を示す。

【図3】図２のＤ－Ｄ断面を示す。

【図4】本発明によるインサートの実施形態の概略斜視図を示す。

【図5】本発明によるインサートの実施形態の概略斜視図を示す。

【図6】本発明によるインサートの実施形態の概略斜視図を示す。

【図7】本発明によるインサートの実施形態の概略斜視図を示す。

【図8】本発明によるインサートの実施形態の概略斜視図を示す。

【図9】本発明によるインサートの実施形態の概略斜視図を示す。

【図10】本発明によるインサートシステムの実施形態の概略断面図を示す。

【図11】本発明によるインサートシステムの実施形態の概略断面図を示す。

【図12】本発明によるワークヘッドの実施形態の概略図を示す。

【図13】本発明によるワークヘッドの実施形態の概略図を示す。

【図14】本発明によるマシンシステムの実施形態の概略上面図を示す。

【図15】本発明によるマガジンの実施形態の概略斜視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0047】

前述の概要及び続く好ましい実施形態の詳細な説明は、添付の図面と併せて読まれるとき、よりよく理解される。本発明を説明する目的において、現に好ましい実施形態であり、類似の符号は、図面のいくつかの図に渡って類似の部分を表し、しかしながら、本発明は、開示された特定の方法及び手段に限定されないことが理解される。

【0048】

図１から３は、本発明によるインサート１００のバリエーションを示す。インサート１００は、基礎部１１０と基礎部１１０から外側スカート端部１２１に延在する外側スカート１２０を備える。基礎部１１０及び外側スカート１２０は、図３に示されるようにチャンバ１０１を形成する。外側スカート１２０は、第１の内側スカート表面１２３と第１の外側スカート表面１２４が設けられる。インサート１００のバリエーションは、第１の外側スカート表面１２４において配置され、パネルの開口に挿入されたときパネル（図示せず）と干渉し、それにより以下にさらに詳細に説明されるように初期挿入安定性を増加するように構成された固定手段１８０を備える。示されるように、固定手段１８０は、基礎部１１０と隣接する外側スカート１２０の領域において配置される。示されるバリエーションにおいて、固定手段１８０は、インサート１００が取り付けられたとき、その後に示されるように締まりばめが得られるように、パネルの開口がパネルのカバーシートと干渉する厚い部分１８１を備える。厚い部分１８１は、第１の外側スカート表面１２４の周りに円周方向に延在する。さらに示されるインサート１００のバリエーションは、外側スカート１２０の自由端１２１において配置され、内側スカート１２３から外側スカート１２４に延在する多数のスロット１４０を備える。スロットは、外側スカート表面１２４の周りに分配され円周に配置される。スロット１４０は、インサート１００が開口に挿入されたとき、パネルの開口に存在する接着剤（図示せず）の分配を改善する。同時に、スロット１４０は、インサート１００とパネルのフォームフィット接続を確立することを助け、それゆえ、特にインサートがねじれ負荷下にあるとき、インサート－パネル構造の機械的安定性を増加すること助ける。さらに示されるインサート１００のバリエーションは、基礎部１１０において配置された外側スカート１２０の基端より外側スカート１２０の自由端１２１に近い第１の外側スカート表面１２４において配置された第１の溝１２５を備える。溝１２５は、インサート１００の周りの円周に延在する。溝１２５は、とりわけインサート１００の引き抜き強度を増加する。さらに、インサート１００は、開口のインサート１００の挿入を支持する面取りとして形成された、外側スカート１２０の自由端１２１２において配置された案内手段１７０を備える。多数のスロット１４０の間に配置された外側スカート１２０の一部１５０は、溝１２５によってさらに開口へのインサート１００の挿入を支持する、インサート１００の半径方向にゆがめられたときわずかに減少した剛性を有する弾力性のある舌部を形成する。インサートはさらに示されたバリエーションにおいて、例えばインサートと機器装置を機械的に相互接続するために、例えばねじ（図示せず）を受け入れるように構成された内側ねじ山である、接続手段１６０を備える。しかしながら、示されたバリエーションまたは本発明の他ののバリエーションは、そのような結合手段の種類を限定しない。その上、インサートは、基礎部１１０において配置された内側スカート１３０を有する。

【0049】

図４から８は、異なるタイプの固定手段１８０を備える本発明によるインサート１００のさらなるバリエーションを概略的に示す。図４で示されるバリエーションにおいて、固定手段１８０は、ギザギザ、それぞれひだを備える。図５で概略的に示されるようにインサート１００のバリエーションにおいて、固定手段は、第１の外側スカート表面１２４にコーティング層として配置され、外側スカート表面１２４の周りに分配され、円周に配置される部分に配置されるポリマ材料を備える。ポリマ材料は、第１の外側スカート表面１２４の非コーティング部の摩擦係数より大きい摩擦係数を有するシリコーンである。この理由により、いくつかのタイプのパネルにおいて、ｚ方向のパネルへの相対的なインサート１００のそのようなバリエーションの位置決めはよりよく制御され（それぞれ自動化され）、またパネルのインサート１００の初期安定性を増加することができる。図６は、固定手段１８０がカバーシートのインサート周囲領域にノッチ効果及び結果の臨界応力を全く作り出さずに十分な初期挿入安定性を提供するために準楕円形状を有する突起を備えるインサート１００のバリエーションを示す。図７は、インサート１００の周りの円周方向に延在するひだとして形成される固定手段１８０を備えるインサート１００の別のバリエーションを概略的に示す。図８は、固定手段１８０がインサート１００の周りの円周方向に延在する凹部／溝を備える、インサート１００のバリエーションを概略的に示す。そのような固定手段１８０のバリエーションは、パネルに対して相対的にインサート１００の位置決めを支持するので、いくつかのタイプのパネルに適用されるインサート１００に用いられることができる。

【0050】

図９は、図１乃至３に示されるようなインサート１００のバリエーションを備える本発明によるインサートシステム１のバリエーションを示す。その上、インサートシステム１は、セル壁によって区切られた複数のセルを備えるハニカム構造であるコア構造２５０を有するパネル２００を備える。しかしながら、本明細書に開示されるような本発明は、そのようなタイプのコア構造を備えるパネルに限定されない。パネルはさらにコア構造２５０を覆う第１のカバーシート２１０及び第２のカバーシート２３０を備える。取り付けられたとき、インサート１００は、パネル２００に配置された開口２１２に配置される。示されるようにインサートシステム１のバリエーションにおいて、コア２５０のインサート周囲領域において、接着剤（図示せず）は、存在し、インサート１００とパネル２００を相互接続する。概略的に示されるように、インサート１００の固定手段１８０は、第１のカバーシート２１０と干渉し、それによってインサート１００と第１のカバーシート２１０の間の締まりばめを誘導し、それにより初期挿入安定性を提供する。

【0051】

図１０は、本発明によるインサートシステム１のバリエーションを概略的に示す。示されるように、取り付けられた状態のとき、インサート１００は、パネル２００に配置された開口２１２に配置される。開口２１２は、第１のカバーシート２１０に隣接し、バリエーションにおいて本質的に円筒形状を有する第１の部分を備える（コア構造２５０がハニカム構造であるならば、ハニカム構造の六角形状は、前記円筒形状を覆うかもしれない）。外側スカート１２０は、本質的に開口２１２のこの第１の部分に配置される。そのような開口を得る方法がよく知られている。開口２１２は、さらに第２のカバーシート２３０に向かって延在し、インサート１００の内側スカートが配置される第２の部分をさらに備える。開口２１２とインサート１００の境界壁の間の空間において、接着剤は、配置され（詳細に図示せず）、長期間の安定性（インサート１００とパネル２００の間のそれぞれの接合）を提供する。概略的に示されるように、本発明によるインサートシステム１は、インサートの安定性、特にインサート１００の引き抜き強度を増加する逃げ溝２２５を有する開口２１２を備えることができる。概略的に示されるように、示されるインサート１００のバリエーションは、締まりばめが得られるように、取り付け状態において第１のカバーシート２１０の開口２１２の境界と相互作用する厚い部分を備える固定手段１８０を有する。

【0052】

図１１は、図１０に示される実施形態と同様の本発明によるインサートシステム１の別の実施形態を概略的に示す。図１０に示される実施形態とは対照的に、開口は、パネル２００のコア構造２５０の一部がチャンバ１０１に配置されるように、形成される。そのようなインサートシステム１の実施形態は、いくつかのタイプのパネル２００で有利である。

【0053】

図１２は、本発明によるワークヘッド３００の実施形態を概略的に示す。ワークヘッドは、パネル２００に取り付けられる少なくとも１つのインサート１００を支えるためにインサート保持手段３１０を備える。示される実施形態において、保持手段は、取り付ける間インサート１００を支えるための真空システムを備える。ワークヘッド３００は、さらに（取り外し可能な）マガジン４００からパネル２００に取り付けられるインサート１００を受け入れるように構成されたインサート受け入れポート３３０（詳細に図示せず）を備える。ワークヘッド３００は、さらにインサート受け入れポート３３０において受け入れられるインサート１００をインサート保持手段３１０に運搬するように構成された案内手段３５０を備える。ワークヘッド３００は、さらにインサート保持手段３１０と受け入れポート３３０と案内手段３５０が機械的に相互接続されるワークヘッドキャリア３６０を備える。ワークヘッドキャリア３６０は、ワークヘッドキャリア３６０を取り外し可能な方法で、マシンシステム（図示せず）の作動装置７３０、７３５の対になる連結手段と機械的に相互接続するように構成された機械的連結手段を備える。この理由により、ワークヘッド３００は、例えばワークヘッドのメンテナンスまたはマシンシステムの変更のために容易に置換されることができる。さらに、示されるワークヘッド３００の実施形態は、パネル２００の開口２１２に接着剤を分配する接着剤分配ユニット５００を備える。示される接着剤分配ユニット５００の実施形態は、接着剤分配ユニット５００をワークヘッドキャリア３６０と機械的に相互接続するための機械的相互接続インターフェースを有する接着剤分配キャリア５１０を備える。その上、接着剤分配ユニット５００は、接着剤源として機能する格納タンク５５０と流体相互接続する第１の流体ポートを備える。接着剤分配ユニット５００は、さらにパネル２００の開口２１２に接着剤を分配するように構成されたノズル５３０を備える。

【0054】

図１３は、図１２に示される１つと同様の本発明によるワークヘッド３００の実施形態を示す。しかしながら、後者とは対照的に、ワークヘッドは、インサート受け入れポート３３０にインサートを提供するように構成されたインサート運搬手段７６０と機械的相互接続する機械的インサート連結手段３４０を備える。そのためインサート１００は、例えばワークヘッド３００から離れた距離において配置されたマガジン（図示せず）から運ばれ、その結果、ワークヘッド３００の総重量は減り、ワークヘッド３００及び／または作動装置７３０、７３５の構造安定性に関する要求が低くなる。

【0055】

図１４は、本明細書で記載されるようなインサートシステムの製造のためのマシンシステム７００の実施形態を概略的に示す。マシンシステムは、パネル２００を保持／支持するための保持装置７１０を備える。保持装置７１０は、例えばパネル２００を保持するための真空システムを備えるテーブルとして形成されることができる。マシンシステム７００は、さらにパネル２００に対して取り外し可能である第１の作動装置７３０に配置され、パネル２００の開口２１２に挿入されるインサート（詳細に図示せず）を支持するように構成された第１のワークヘッド３００を備える。示されるように、第１のワークヘッド３００は、パネル２００の開口２１２にインサートを取り付けるように配置されたインサート保持手段３１０とインサート取り付けの前の開口２１２に接着剤を供給するための本明細書で記載されるような接着剤分配ユニット５００を備える。ワークヘッド３００は、インサートを供給するように構成され、マガジンからワークヘッド３００にインサートを運ぶように構成されたインサート運搬手段７６０によってマガジン４００と機械的に相互接続する。示されるように、マガジン４００は、容易に例えば置換するためにアクセスできるが、保持装置７１０に沿って第１の作動装置７３０とともに動くことができるように、第１の作動装置７３０と機械的に相互接続するが、保持装置７１０から離れた距離において配置される。示されるようにマシンシステム７００の実施形態は、さらに、第２の作動装置７３５において配置され、第１のワークヘッド３００に対して取り外し可能な第２のワークヘッド３００’を備える。第２のワークヘッド３００’は、パネル２００に開口２１２を誘導するための開口ツール７２０を備える。

【0056】

図１５は、本発明によるマガジン４００の実施形態を概略的に示す。マガジン４００は、多数のインサート１００が格納されるが、特定の方向に一列に並べられる格納部４１０を備える。マガジン４００は、例えばワークヘッドなど、民生機器の対になる連結手段と機械的に相互接続を確立するように構成された機械的連結手段４２０（視認できず）を備える。マガジン４００は、インサート１００が特定の配置を有するように、格納部４１０から民生機器（例えばワークヘッドまたはインサート運搬手段）のインサート受け入れポート（図示せず）にインサート１００を供給するように構成されたインサート供給ポート４３０を備える。

【符号の説明】

【0057】

１ インサートシステム
４ マガジンシステム
１００ インサート
１０１ チャンバ
１１０ 基礎部
１２０ 外側スカート
１２１ 外側スカート端部
１２３ 第１の内側スカート表面
１２４ 第１の外側スカート表面
１２５ 溝
１３０ 内側スカート
１４０ スロット
１５０ 一部
１７０ 案内手段
１８０ 固定手段
１８１ 厚い部分
１８２ 凹部
２００ パネル
２１０ 第１のカバーシート
２１２ 開口
２２５ 逃げ溝
２３０ 第２のカバーシート
２５０ コア構造
３００、３００’ ワークヘッド
３１０ インサート保持手段
３３０ インサート受け入れポート
３４０ 機械的インサート連結手段
３５０ 案内手段
３６０ ワークヘッドキャリア
４００ マガジン
４１０ 格納部
４２０ 機械的連結手段
４３０ インサート供給ポート
５００ 接着剤分配ユニット
５１０ 接着剤分配キャリア
５３０ ノズル
５５０ 格納タンク
７００ マシンシステム
７１０ 保持装置
７２０ 開口ツール
７３０ 第１の作動装置
７３５ 第２の作動装置
７５０ 流体ライン
７５５ 接着剤格納タンク
７６０ インサート運搬手段
７６１ 固定インサート受け入れポート
７６５ チューブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】