(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】2022-12-08
(45)【発行日】2022-12-16
(54)【発明の名称】ホットドレープ成形機用の高温計制御
(51)【国際特許分類】
B29C 70/44 20060101AFI20221209BHJP
【ＦＩ】
B29C70/44
【請求項の数】
19
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2018130508
(22)【出願日】2018-07-10
(65)【公開番号】P2019077165
(43)【公開日】2019-05-23
【審査請求日】2021-06-16
(31)【優先権主張番号】15/788,508
(32)【優先日】2017-10-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【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】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(74)【代理人】
【識別番号】100163522
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 晋平
(74)【代理人】
【識別番号】100154922
【弁理士】
【氏名又は名称】崔 允辰
(72)【発明者】
【氏名】ディヴィッド・ジェイ・サンドキスト
(72)【発明者】
【氏名】トレヴァー・エル・ハワード
(72)【発明者】
【氏名】サラ・ヴェイスレイニー
(72)【発明者】
【氏名】ロバート・エー・ラップ
(72)【発明者】
【氏名】ジョシュア・ケー・ヒラム
【審査官】田代 吉成
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－１７９６１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５００１６４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ７０／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
部品をホットドレープ成形するための装置（１００）であって、複数の高温計（１０８）と、
成形可能な材料（１１２）を覆うブラダ（１０６）と、
前記複数の高温計（１０８）と前記成形可能な材料（１１２）との間に配置される高温計制御媒体（１１６）であって、前記複数の高温計（１０８）が前記高温計制御媒体（１１６）の温度を測定するように構成される、高温計制御媒体（１１６）と、
密閉可能な内部空間を形成するフレームの上方に取り付けられた複数の熱源（１０４）であって、雄型ツールの上に配置された前記成形可能な材料（１１２）を加熱するように構成された複数の熱源（１０４）と、
を備え、
前記高温計制御媒体（１１６）が前記ブラダ（１０６）と前記複数の高温計（１０８）との間にある、装置（１００）。
【請求項2】
前記高温計制御媒体（１１６）が前記ブラダ（１０６）上に塗布される表面処理剤である、請求項１に記載の装置（１００）。
【請求項3】
前記高温計制御媒体（１１６）が前記ブラダ（１０６）の上に載っている、請求項１または２に記載の装置（１００）。
【請求項4】
前記高温計制御媒体（１１６）が前記ブラダ（１０６）に組み込まれる、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項5】
前記高温計制御媒体（１１６）が２０ミクロンを超える表面粗さを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項6】
前記高温計制御媒体（１１６）が４光沢度未満の光沢を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項7】
前記高温計制御媒体（１１６）がポリエステルマットを備える、請求項６に記載の装置（１００）。
【請求項8】
前記高温計制御媒体（１１６）が黒マット加工された材料を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項9】
前記高温計制御媒体（１１６）が複数の離間されたパッチ（１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ）を備え、前記複数の離間されたパッチ（１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ）の１つ１つが、前記複数の高温計（１０８）のそれぞれ１つの直下に配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項10】
前記高温計制御媒体（１１６）の厚さが１／５インチ未満である、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項11】
前記高温計制御媒体（１１６）がフェルト材料を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項12】
前記高温計制御媒体（１１６）がラテックス材料を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項13】
前記高温計制御媒体（１１６）が均一の厚さを有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項14】
複数の高温計（１０８）と、成形可能な材料（１１２）を覆うブラダ（１０６）と、
前記複数の高温計（１０８）と前記成形可能な材料（１１２）との間に配置される高温計制御媒体（１１６）であって、前記複数の高温計（１０８）が前記高温計制御媒体（１１６）の温度を測定するように構成される、高温計制御媒体（１１６）と、
を備える装置（１００）と；
密閉可能な内部空間を形成するフレームの上方に取り付けられた複数の熱源（１０４）であって、雄型ツールの上に配置された前記成形可能な材料（１１２）を加熱するように構成された複数の熱源（１０４）と；
前記複数の高温計（１０８）の温度読取りに基づいて前記複数の熱源（１０４）を制御するコントローラ（２０５）と；
を備え、
前記高温計制御媒体（１１６）が前記ブラダ（１０６）と前記複数の高温計（１０８）との間にある、ホットドレープ成形システム（２００）。
【請求項15】
前記複数の熱源（１０４）が複数のゾーン（１２０ａ～１２０ｅ）に分割され、前記複数の高温計（１０８）の１つ１つが前記ゾーン（１２０ａ～１２０ｅ）のうちの１つに対応し、
前記コントローラ（２０５）が、前記複数の高温計（１０８）のうちの対応する１つに基づいて各ゾーンの電源を入り切りするように構成される、
請求項１４に記載のホットドレープ成形システム（２００）。
【請求項16】
前記コントローラ（２０５）が、前記高温計制御媒体（１１６）の前記温度に基づいて前記成形可能な材料（１１２）の温度を予測するように構成される、請求項１４または１５に記載のホットドレープ成形システム（２００）。
【請求項17】
ホットドレープ成形機を制御する方法（３００）であって、複数の高温計（１０８）と成形可能な材料（１１２）を覆うブラダ（１０６）との間に高温計制御媒体（１１６）を配置するステップと、
密閉可能な内部空間を形成するフレームの上方に取り付けられた複数の熱源（１０４）によって雄型ツールの上に配置された前記成形可能な材料（１１２）を加熱するステップと、
前記高温計制御媒体（１１６）の温度を前記複数の高温計（１０８）で測定するステップと、
前記高温計制御媒体（１１６）の前記温度に基づいて前記成形可能な材料（１１２）の温度を予測するステップと、
を含む、方法（３００）。
【請求項18】
前記複数の高温計（１０８）と前記成形可能な材料（１１２）を覆う前記ブラダ（１０６）との間に前記高温計制御媒体（１１６）を配置する前記ステップが、前記ブラダ（１０６）と前記複数の高温計（１０８）との間にマット加工された材料を配置するステップを含む、請求項１７に記載の方法（３００）。
【請求項19】
前記複数の高温計（１０８）と前記成形可能な材料（１１２）を覆うブラダ（１０６）との間に前記高温計制御媒体（１１６）を配置するステップが、前記ブラダ（１０６）上に前記高温計制御媒体（１１６）を表面処理剤として塗布するステップを含む、請求項１７または１８に記載の方法（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、ホットドレープ成形プロセス(hot drape forming processes)に関し、より詳細には、ホットドレープ成形プロセス用の温度制御に関する。
【背景技術】
【0002】
ホットドレープ成形（ＨＤＦ）は、部品の複合材料が曲面または外形をつけた形状に形成されることを可能にする。複合材料に関して、ＨＤＦは、複合材料を加熱するステップと、加熱された複合材料を曲面または外形をつけた成形ツールに押し付けるステップと、を含む。複合材料の不正確な温度読取り(inaccurate temperatures readings)によってしばしば引き起こされる、ＨＤＦ中の複合材料の不均一な加熱は、部品の望ましくない変形または不一致につながる可能性がある。現在のＨＤＦ技法では、複合材料の均一な加熱を助長するように複合材料の温度を正確に監視するのは困難であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本願の主題は、最新技術に応じて、特に、現在利用可能な技法によってまだ十分には解決されていない従来のホットドレープ成形プロセスに関連する問題および欠点に応じて開発されている。したがって、本願の主題は、従来技術の技法の上述した短所のうちの少なくともいくつかを克服するシステム、装置、および方法の諸実施形態を提供するために開発されている。例えば、一実施態様によれば、部品全体にわたって一貫した温度読取りを容易にするホットドレープ成形プロセスが開示される。
【課題を解決するための手段】
【0004】
部品をホットドレープ成形するための装置が本明細書で開示される。この装置は、複数の高温計と、成形可能な材料を覆うブラダと、複数の高温計と成形可能な材料との間に配置される高温計制御媒体と、を含む。複数の高温計は高温計制御媒体の温度を測定するように構成される。本項の先の主題は本開示の例１を特徴付ける。
【0005】
高温計制御媒体はブラダと複数の高温計との間にある。本項の先の主題は本開示の例２を特徴付け、例２は上記の例１に記載の主題も含む。
【0006】
高温計制御媒体はブラダ上に塗布される表面処理剤(surface treatment)である。本項の先の主題は本開示の例３を特徴付け、例３は上記の例２に記載の主題も含む。
【0007】
高温計制御媒体はブラダの上に載っている。本項の先の主題は本開示の例４を特徴付け、例４は上記の例２に記載の主題も含む。
【0008】
高温計制御媒体はブラダに組み込まれる。本項の先の主題は本開示の例５を特徴付け、例５は上記の例２に記載の主題も含む。
【0009】
高温計制御媒体は２０ミクロンを超える表面粗さを有する。本項の先の主題は本開示の例６を特徴付け、例６は上記の例１から５のいずれか１つに記載の主題も含む。
【0010】
高温計制御媒体は４光沢度未満の光沢を有する。本項の先の主題は本開示の例７を特徴付け、例７は上記の例１から６のいずれか１つに記載の主題も含む。
【0011】
高温計制御媒体はポリエステルマットを含む。本項の先の主題は本開示の例８を特徴付け、例８は上記の例７に記載の主題も含む。
【0012】
高温計制御媒体は黒マット加工された材料(black matted material)を含む。本項の先の主題は本開示の例９を特徴付け、例９は上記の例１から８のいずれか１つに記載の主題も含む。
【0013】
高温計制御媒体は複数の離間されたパッチを含む。複数の離間されたパッチの１つ１つが、複数の高温計のそれぞれ１つの直下に配置される。本項の先の主題は本開示の例１０を特徴付け、例１０は上記の例１から９のいずれか１つに記載の主題も含む。
【0014】
高温計制御媒体の厚さは１／５インチ未満である。本項の先の主題は本開示の例１１を特徴付け、例１１は上記の例１から１０のいずれか１つに記載の主題も含む。
【0015】
高温計制御媒体はフェルト材料を含む。本項の先の主題は本開示の例１２を特徴付け、例１２は上記の例１から１１のいずれか１つに記載の主題も含む。
【0016】
高温計制御媒体はラテックス材料を含む。本項の先の主題は本開示の例１３を特徴付け、例１３は上記の例１から１２のいずれか１つに記載の主題も含む。
【0017】
高温計制御媒体は均一の厚さを有する。本項の先の主題は本開示の例１４を特徴付け、例１４は上記の例１から１３のいずれか１つに記載の主題も含む。
【0018】
ホットドレープ成形システムも本明細書で開示される。ホットドレープ成形システムは、複数の高温計と、成形可能な材料を覆うブラダと、複数の高温計と成形可能な材料との間に配置される高温計制御媒体と、を含む装置を含む。複数の高温計は高温計制御媒体の温度を測定するように構成される。ホットドレープ成形システムは、複数の熱源と、複数の高温計の温度読取りに基づいて複数の熱源を制御するコントローラと、をさらに含む。本項の先の主題は本開示の例１５を特徴付ける。
【0019】
複数の熱源は複数のゾーンに分割される。複数の高温計の１つ１つが複数のゾーンのうちの１つに対応し、コントローラは、複数の高温計のうちの対応する１つに基づいて各ゾーンの電源を入り切りするように構成される。本項の先の主題は本開示の例１６を特徴付け、例１６は上記の例１５に記載の主題も含む。
【0020】
コントローラは、高温計制御媒体の温度に基づいて成形可能な材料の温度を予測するように構成される。本項の先の主題は本開示の例１７を特徴付け、例１７は上記の例１５または１６に記載の主題も含む。
【0021】
さらに、ホットドレープ成形機(hot drape former)を制御する方法が本明細書で開示される。方法は、複数の高温計と成形可能な材料を覆うブラダとの間に高温計制御媒体を配置するステップを含む。方法は、高温計制御媒体の温度を複数の高温計で測定するステップも含む。方法は、高温計制御媒体の温度に基づいて成形可能な材料の温度を予測するステップをさらに含む。本項の先の主題は本開示の例１８を特徴付ける。
【0022】
複数の高温計と成形可能な材料を覆う前記ブラダとの間に高温計制御媒体を配置するステップは、ブラダと複数の高温計との間にマット加工された材料を配置するステップを含む。本項の先の主題は本開示の例１９を特徴付け、例１９は上記の例１８に記載の主題も含む。
【0023】
複数の高温計と成形可能な材料を覆うブラダとの間に高温計制御媒体を配置するステップは、ブラダ上に高温計制御媒体を表面処理剤として塗布するステップを含む。本項の先の主題は本開示の例２０を特徴付け、例２０は上記の例１８または１９に記載の主題も含む。
【0024】
本開示の主題の上記の形態、構造、利点、および／または特徴は、１以上の実施形態および／または実施態様において任意適当な態様で組み合わされてもよい。以下の説明では、本開示の主題の実施形態の完全な理解を与えるために多くの特定の詳細が提供される。当業者なら、本開示の主題が特定の実施形態または実施態様の特定の形態、詳細、構成要素、材料、および／または方法のうちの１以上なしに実施され得ることを認識するであろう。他の例では、追加の形態および利点が、すべての実施形態または実施態様には存在しないかもしれないいくつかの実施形態および／または実施態様で認識され得る。さらに、場合によっては、よく知られた構造、材料、または動作は、本開示の主題の諸態様を不明瞭にするのを回避するために詳細には図示または記述されていない。本開示の主題の形態および利点は、下記の説明および添付の特許請求の範囲からさらに十分に明らかになり、あるいは後述するように主題を実行することで習得することができる。
【0025】
主題の利点をより容易に理解できるようにするために、簡潔に上述した主題のより詳細な説明が、添付図面に示されている特定の実施形態を参照することによって与えられる。これらの図面は主題の典型的な実施形態だけを描いてあり、したがって、主題の範囲を制限すると見なされるべきでないという理解の下で、主題は、図面の使用により追加の特異性および詳細を用いて記述および説明される。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本開示の１以上の実施形態による、部品をホットドレープ成形するための装置の側面図である。
【図3】本開示の１以上の実施形態による、部品をホットドレープ成形するための装置の熱源および高温計の上平面図である。
【図4】本開示の１以上の実施形態による、部品をホットドレープ成形するための装置の側面図である。
【図5】本開示の１以上の実施形態による、ホットドレープ成形システムのブロック図である。
【図6】本開示の１以上の実施形態による、部品をホットドレープ成形する方法の概略流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本明細書全体を通して「一実施形態(one embodiment)」、「ある実施形態(an embodiment)」または類似言語に言及することは、その実施形態に関連して記述される特定の形態、構造、または特徴が本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書全体を通して「一実施形態では(in one embodiment)」、「ある実施形態では(in an embodiment)」、および類似言語の語句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を意味するものではない。同様に、「実施態様(implementation)」という用語は、本開示の１以上の実施形態に関連して記述される特定の形態、構造、または特徴を有する一実施態様を意味するが、特に指示すべき明確な相関関係がない限り、一実施態様は、１以上の実施形態に関連することができる。
【0028】
図１を参照すると、部品をホットドレープ成形（ＨＤＦ）するための装置１００の一実施形態が示されている。装置１００は、ＨＤＦプロセスを実施するために使用される。以下でより詳細に記述するように、装置１００は温度制御システムを含み、温度制御システムは、装置１００全体にわたって正確でより均一な温度制御を助長する。
【0029】
装置１００は、フレーム１０２および複数の熱源１０４を含む。フレーム１０２は、装置１００の様々な構成要素および装置１００と共に利用される要素を収容、支持、または補強する構造またはケーシングである。フレーム１０２は上方部分および下方部分を有し、上方部分および下方部分は互いに相対的に移動し、密閉可能な内部空間を形成することができる。複数の熱源１０４はフレーム１０２に装着される。複数の熱源１０４は、以下に限定するものではないが、熱ランプ、熱コイル、熱要素などを含む様々なタイプの熱源のいずれでもよい。複数の熱源１０４は、装置１００の内部または外部の様々な箇所に、例えば、フレーム１０２に、フレーム１０２の上方に、またはフレーム１０２の下方に装着され得る。いくつかの実施形態では、複数の熱源１０４はフレーム１０２に対して協働して移動可能に結合される。いくつかの実施形態では、熱源１０４はフレーム１０２には装着されず、内部空間を加熱するように配置される。
【0030】
装置１００は、成形可能な材料１１２を部品に形成するように構成される。成形可能な材料１１２は、単一材料、または加熱されたときに成形可能である複合材料を含む複数の材料で作られた材料シートである。成形可能な材料は、制限なく、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）またはポリマーマトリックス複合物を含む積層体または積層素材(laminate charge)とすることができる。複数の熱源１０４は、装置１００内に雄型ツール１１０の上に配置された成形可能な材料１１２を加熱するように構成され、雄型ツール１１０はマンドレル状とすることができる。
【0031】
ＨＤＦプロセスでは、熱源１０４が成形可能な材料１１２を、雄型ツール１１０の上の成形可能な材料１１２の変形を助長するのに十分な温度に加熱した後、加えられた力が成形可能な材料１１２の張出し縁部を雄型ツール１１０の上に密着させる。いくつかの実施形態では、加えられた力は成形可能な材料１１２への圧力差によって引き起こされて、成形可能な材料１１２を雄型ツール１１０の上に形成する。図１を参照すると、空隙部１２５のブラダ１０６（薄膜またはダイヤフラムと呼ばれることもある）の下に真空が作られ、真空は空隙部１２５内に圧力差を引き起こす。この圧力差によりブラダ１０６が成形可能な材料１１２に力を加え、成形可能な材料１１２は、成形可能な材料１１２の突出し部を雄型ツール１１０の上に押し付ける。ブラダ１０６は、限定的ではなく、シリコンなどの可撓性の伸縮性材料である。
【0032】
装置１００にはスタンドオフブロック１１４も配置され、スタンドオフブロック１１４は、圧力差を加える前にブラダ１０６が成形可能な材料１１２に加える重量および力を軽減するのに役立つ。スタンドオフブロック１１４は、適切な温度に達する前に成形可能な材料１１２を雄型ツール１１０上にまで下方へ押し下げるのを妨げるために、雄型ツール１１０の周縁のまわりにブラダ１０６の重量の一部を支持するように配置される。
【0033】
成形可能な材料１１２に沿って温度がばらつくと、成形部品が不適合になる可能性がある。対照的に、成形可能な材料１１２全体の温度が均一であると、成形部品の最適特性を高めるのに役立ち、不適合部品を廃棄する必要性を低くなる。装置１００は、成形可能な材料１１２の加熱および成形可能な材料１１２全体の温度均一性を調整するために、温度制御システムを含むフィードバックメカニズム(feedback mechanisms)を利用する。フィードバックメカニズムは、成形可能な材料１１２全体の温度均一性を促進するために、熱源１０４を機能的に制御する（例えば、熱源１０４を作動させたり非作動にしたりする、熱源１０４によって生成される熱を調整する、など）。
【0034】
本明細書に記載されている諸実施形態は、フィードバックを返すために高温計１０８を利用する。高温計は、赤外線温度計と呼ばれることもあり、表面の温度を測定するために使用されるリモートセンシング温度計の一種である。高温計は、高温測定または放射測定として知られるプロセスを用いて距離から表面の温度を決定する。一般に、高温測定または放射測定は、表面が発する、黒体放射と呼ばれることもある熱放射のスペクトルを検出することを含む。高温計１０８は、成形可能な材料１１２に向かう方向に向けられる。図示の実施形態では、高温計１０８はフレーム１０２に装着され、フレーム１０２に沿って固定箇所に配置される。いくつかの実施形態では、高温計１０８は、成形可能な材料１１２に対する高温計１０８の位置を調整するために、フレーム１０２に沿って再配置可能であり得る。例えば、高温計１０８は、フレーム１０２に形成されたスロット内で摺動可能であるとともに、高温計１０８とフレーム１０２の相対運動を一時的に妨げるためにスロット内の所望の箇所で解放可能に締付可能であり得る。いくつかの実施態様では、高温計１０８の位置は、形成されるべき部品のサイズおよび／または形状に基づいて調整可能である。
【0035】
高温計１０８は、成形可能な材料１１２の温度を検知するように配置される。しかしながら、図１に示されているように、ブラダ１０６などのいくつかの固形形態は、高温計１０８と成形可能な材料１１２との間に挿置されてもよい。したがって、高温計１０８は、成形可能な材料１１２の温度を直接的には検知せず、むしろ、高温計１０８と成形可能な材料１１２との間の固形形態の温度を直接検知したのに基づいて成形可能な材料１１２の温度を間接的に検知する。言い換えると、成形可能な材料１１２の温度は、中間表面の温度読取りに基づいて予測される。中間表面の正確な読取りは、成形可能な材料１１２の温度の正確な予測または間接的な読取りを助長する。成形可能な材料１１２の温度の正確な予測を助長するために、装置１００は、複数の高温計１０８の下方にかつブラダ１０６および成形可能な材料１１２の上方に配置される高温計制御媒体１１６を含む。高温計制御媒体１１６は、高温計１０８によるより正確な温度読取りを助長するように構成され、このことは、成形可能な材料１１２の温度のより正確な予測につながる。
【0036】
上述のように、高温計１０８は、高温計制御媒体１１６の温度を測定または遠隔検知するように構成される。高温計制御媒体１１６は、ブラダ１０６の上に配置されかつブラダ１０６の上に載っている覆いまたはシートでもよく、ブラダ１０６から分離しているまたはブラダ１０６に装着されてもよく、ブラダ１０６上に塗布される表面処理剤でもよく、あるいはブラダ１０６の一部であってもよい。
【0037】
高温計制御媒体１１６がブラダ１０６の上に配置されかつブラダ１０６の上に載っている覆いまたはシートである実施形態では、高温計制御媒体１１６は、均一の厚さまたは実質的に均一の厚さ（例えば、材料の表面粗さの許容差以内の厚さ）の薄い材料シートとすることができる。材料シートは、高温計制御媒体１１６がブラダ１０６をまたぎかつこれを覆うことができるサイズである。いくつかの実施態様では、高温計制御媒体１１６は均一の厚さではない。
【0038】
いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６はブラダ１０６から分離していてもよい。高温計制御媒体１１６は、いかなる方法でもブラダ１０６に連結または装着されない。高温計制御媒体１１６はブラダ１０６に対して移動することができるので圧力差が加えられると、高温計制御媒体１１６とブラダ１０６が接触して熱伝達が起こり、ブラダ１０６の動きを阻止しないまたはこの動きに影響を及ぼさないままに正確な温度読取りが可能になる。
【0039】
いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６はブラダ１０６に装着される。この種の実施形態では、高温計制御媒体１１６はより安定することができ、さらに、高温計制御媒体１１６の配置が部分ごとに一貫性のあるまたは反復可能であるようにする。例えば、高温計制御媒体１１６は、粘着性材料によってブラダ１０６に付着されてもよく、またはブラダ１０６に縫合もしくは縫付けされてもよく、あるいはその他の方法で装着されてもよい。高温計制御媒体１１６は同行移動可能に装着されてもよい。
【0040】
いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６はブラダ１０６から分離しておらず、表面処理剤としてブラダ１０６に塗布される。例えば、高温計制御媒体１１６はブラダ１０６上に直接塗られてもよい。高温計制御媒体１１６上に塗られることで、別個の材料シートを必要とせずに高温計のより正確な読取りが可能になる。他の実施態様では、高温計制御媒体１１６は、ブラダ１０６に塗布される他の表面処理剤用途でもよい。
【0041】
いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６はブラダ１０６の一部でもよい。ブラダ１０６に高温計制御媒体１１６を表面処理剤として塗布するのではなく、ブラダ１０６の形成または製造は高温計制御媒体１１６を含むことができる。例えば、高温計制御媒体１１６は、ブラダ１０６に組み込まれてもよく、またはブラダ１０６と共形成されてもよい。いくつかの実施態様では、ブラダ１０６は、本明細書に記載されているものと同じ色彩、テクスチャ、および／または表面特性を有する材料で作られ、高温計制御媒体１１６として機能することができる。
【0042】
図２を参照すると、高温計制御媒体１１６およびブラダ１０６の詳細図が示されている。高温計制御媒体１１６は、複数の高温計１０８にさらされるように構成された表面１１７を含む。表面は粗くてもよい。いくつかの実施形態では、表面粗さは２０ミクロンを超える。いくつかの実施形態では、表面粗さは３５０ミクロンを超える。いくつかの実施形態では、表面粗さは４００ミクロンを超える。表面粗さは、高温計制御媒体１１６に利用される材料のタイプに依存することができる。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６はマット加工された材料である。
【0043】
正確な温度センシングを高めるために、高温計制御媒体１１６は比較的暗い色彩を有する材料で作られる。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６は黒色である。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６は灰色である。高温計制御媒体１１６は、緑色、茶色、青色、または紫色を含む他の暗い色彩または色調でもよい。色彩の暗さおよび／または明るさもまた、高温計制御媒体１１６に利用される材料のタイプに依存することができる。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６は、ＣＩＥＬＡＢ色空間またはＬａｂ色空間で測定される３０Ｌ＊未満の明度を含む。
【0044】
高温計制御媒体１１６は、十分に暗くかつ許容可能なテクスチャを与える様々な材料のいずれかで作ることができる。高温計制御媒体１１６は、ゴム、フェルト、ラテックス、ポリエステル、シリコン、アルミニウム箔、および／または他の類似材料とすることができる。
【0045】
正確な温度センシングを高めるために、高温計制御媒体１１６は特定の光沢レベル未満とすることができる。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６は４光沢度未満の光沢を含む。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体は１０光沢度未満の光沢を含む。光沢は、表面の鏡面反射光沢を測定する光沢計を用いて測定することができる。
【0046】
正確な温度センシングを高めるために、さらに成形可能な材料１１２の加熱を可能にするためにも、高温計制御媒体１１６は、効率的熱伝達を可能にする厚さとなるように構成することができる。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６はブラダ１０６全体にわたって均一の厚さとすることができる。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６は１／５インチ以下の厚さを含む。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６は１インチ以下の厚さを含む。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６は１／２０インチ以下の厚さを含む。高温計制御媒体１１６の厚さもまた、高温計制御媒体１１６に利用される材料のタイプに依存することができる。熱をより効率的に伝達する材料は、一般に、熱伝達にあまり効率的でない材料より厚くすることができる。
【0047】
高温計制御媒体１１６はブラダ１０６に接触することができる。高温計制御媒体１１６とブラダ１０６との間の接触により、高温計制御媒体１１６とブラダ１０６との間の熱伝達分布がより一様になり、高温計制御媒体１１６の温度とブラダ１０６との間の関係がより正確になることが可能になり得る。同じ原理が、ブラダ１０６と成形可能な材料１１２との間に適用され得る。ブラダ１０６と成形可能な材料１１２との間の接触により、ブラダ１０６と成形可能な材料１１２との間の熱伝達分布がより一様になり、ブラダ１０６の温度と成形可能な材料１１２との間の関係がより正確になることが可能になり得る。
【0048】
高温計１０８の位置決めは、異なる温度読取りにつながる可能性もある。成形可能な材料１１２の中心が雄型ツール１１０の上に載っているとき、成形可能な材料１１２の中心は、雄型ツール１１０の上に張り出す成形可能な材料の外縁部よりもゆっくりと熱くなり得る。成形可能な材料１１２の中心での１回の読取りでは温度読取値が低くなる可能性があり、成形可能な材料１１２の中心での読取りだけに頼ると、雄型ツール１１０の上に張り出す成形可能な材料１１２の外縁部上の温度を超過する結果となり得る。
【0049】
図３に示されているように、成形可能な材料の様々な部分の間の加熱分散を抑制しようとするために、熱源１０４は加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅに分割されてもよい。図示のように、所定のパターンの熱源１０４の格子がフレーム１０２に装着される。熱源１０４の運転は、個々にかつ／または加熱ゾーンによって制御され得る。図示の実施形態では、熱源１０４は、５つの別々の加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅに分割される。各加熱ゾーンは、他の加熱ゾーンに対して独立に制御および運転され得る。例えば、加熱ゾーン１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄ内の熱源１０４は、加熱ゾーン１２０ａおよび１２０ｅ内の熱源１０４の電源が切られている間に発熱させ続けることができる。
【0050】
独立した加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅは、高温計１０８ａ～１０８ｅの独立読取値に基づいて制御（例えば、作動（電源オン）、非作動（電源オフ）、および調整）され得る。個々の高温計１０８ａ～１０８ｅはそれぞれ、高温計１０８ａ～１０８ｅの対応する加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅの熱源１０４の電源を入り切りすべきときの制御を可能にするために、独立読取値を与えることができる。例えば、加熱ゾーン１２０ａの熱源１０４の運転は、高温計１０８ａによって収集された読取値に依存することができるが、熱ゾーン１２０ｂの熱源１０４の運転は、高温計１０８ｂによって収集された読取値に依存することができる、などである。
【0051】
図示の実施形態では、加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅはそれぞれ、単一の対応する高温計１０８ａ～１０８ｅを有する。いくつかの実施形態では、加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅは複数の高温計１０８を含むことができる。このような場合、特定の加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅ内の熱源１０４の運転は、特定の加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅ内の高温計１０８からの複数の読取値の平均または混合に依存することができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅは、形成されるべき成形可能な材料１１２のサイズおよび形状ならびに／あるいは雄型ツール１１０のサイズおよび形状に応じて調整可能であり得る。加えて、高温計１０８ａ～１０８ｅは、選択される加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅに基づいて作動／非作動にされてもよく、あるいは認知／無視されてもよい。例えば、ある実施形態では、装置１００は、装置１００内の一定の箇所にある複数の高温計１０８を含むことができる。形成されるべき成形可能な材料１１２のサイズおよび形状ならびに／あるいは雄型ツール１１０のサイズおよび形状に応じて、いくつかの高温計１０８の電源が切られてもよく、あるいは読取値が装置の運転中に無視されてもよい。
【0053】
高温計制御媒体１１６はブラダ１０６全体を覆うことができる。いくつかの実施形態では、高温計制御媒体１１６はブラダ１０６全体を覆わない。図４を参照すると、高温計制御媒体１１６は複数のパッチ１１６ａ、１１６ｂ、および１１６ｃである。図示の実施形態では、パッチ１１６ａ、１１６ｂ、および１１６ｃは高温計１０８の直下に配置される。いくつかの実施形態では、高温計１０８は、パッチ１１６ａ、１１６ｂ、および１１６ｃを指すように構成される。これにより、高温計１０８は、不正確な温度読取りを与え得るブラダ１０６の代わりにパッチ１１６ａ、１１６ｂ、および１１６ｃの温度を遠隔検知することが可能になる。
【0054】
ここで図５を参照すると、ホットドレープ成形システム２００のブロック図が示されている。システム２００は、本明細書に記載されている装置１００の様々な実施形態の制御および運転を可能にする。システムは、本明細書に記載されている装置の制御を可能にするために、以下に限定されるものではないが、プロセッサ、メモリ、コンピュータハードウェアおよびソフトウェア、モジュールなど、図示されていない様々な構成要素を含むことができる。システム２００は、本明細書に記載されている装置１００の諸実施形態に関連して記述した構成要素を含む様々な構成要素を含む。
【0055】
例示したブロック図は、熱源１０４、高温計１０８、ブラダ１０６、成形可能な材料１１２、および高温計制御媒体１１６を含む。ホットドレープ成形システム２００はコントローラ２０５をさらに含み、コントローラ２０５は、装置１００ならびに装置１００およびシステム２００の様々な構成要素を制御することができる。
【0056】
コントローラ２０５は、図１～図４に関連して上述したように、熱源１０４、高温計１０８、および加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅの運転を制御するように構成することができる。装置１００内の適所に固定された高温計１０８と熱源１０４、高温計１０８、および加熱ゾーン１２０ａ～１２０ｅをコントローラ２０５によって制御する能力とを用いると、部品を形成するためのセットアップ労力および時間を大幅に減らすことができる。個々の熱センサが、ホットドレープ成形機内に利用される従来の熱電対の場合のように、それぞれの新しい部品または異なるサイズの部品に配置される必要はない。高温計１０８は固定され、コントローラ２０５への入力に基づいて作動／非作動にされてもよく、あるいは認知／無視されてもよい。
【0057】
ここで図６を参照すると、ホットドレープ成形機を制御する方法３００の一実施形態が示されている。方法３００は、ブロック３０２での複数の高温計を成形可能な材料に向けるステップと、ブロック３０４での複数の高温計と成形可能な材料を覆うブラダとの間に高温計制御媒体を配置するステップと、を含む。ブロック３０６で、方法３００は、高温計制御媒体の温度を複数の高温計で測定するステップを含む。次いで方法は終了する。
【0058】
いくつかの実施形態では、複数の高温計と成形可能な材料を覆うブラダとの間に高温計制御媒体を配置するステップは、ブラダの上にマット加工された材料を配置するステップを含む。いくつかの実施形態では、複数の高温計と成形可能な材料を覆うブラダとの間に高温計制御媒体を配置するステップは、ブラダ上に高温計制御媒体を表面処理剤として塗布するステップを含む。
【0059】
ホットドレープ成形機を制御する方法は、図示の順序で説明したが、いくつかの順序付けられた組合せのうちのいずれで進行してもよい。例として、高温計は、複数の高温計を成形可能な材料に向ける前にまたは向けた後で配置されてもよい。
【0060】
上記説明では、「上へ(up)」、「下へ(down)」、「上方の(upper)」、「下方の(lower)」、「水平の(horizontal)」、「垂直の(vertical)」、「左の(left)」、「右の(right)」、「～の上に(over)」、「～の下に(under)」、などのいくつかの用語が用いられることがある。これらの用語は、該当する場合、相対的関係を扱うときに説明のいくらかの明瞭さを提供するために用いられる。しかし、これらの用語は、絶対的な関係、位置、および／または向きを含意するものではない。例えば、一物体に関して、「上方」表面は、単純にその物体をひっくり返すことにより「下方」表面となり得る。それにもかかわらず、この物体は依然として同じ物体である。さらに、用語の「含む(including)」、「備える(comprising)」、「有する(having)」、およびそれらの用語の変形は、特に明示的に規定されない限り「～を含むが、それらに限定されるものではないこと(including but not limited to)」を意味する。列挙した項目のリストは、特に明示的に規定されない限り、それらの項目のいずれかまたはすべてが相互排他的かつ／または相互包括的である。さらに、「１つの(a)」、「１つの(an)」、および「その(the)」という用語は、特に明示的に規定されない限り「１以上の(one or more)」を意味する。さらに、「複数(plurality)」という用語は、「少なくとも２つ(at least two)」と定義することができる。
【0061】
さらに、１つの要素が別の要素に「結合される(coupled)」本明細書の例は、直接結合および間接結合を含むことができる。直接結合は、１つの要素が別の要素に結合かつ一部接触しているものと定義することができる。間接結合は、互いに直接接触してない２つの要素の間で結合しているが、結合された要素の間に１以上の追加要素を有するものと定義することができる。さらに、本明細書では、１つの要素を別の要素に固着することは、直接固着することおよび間接固着することを含むことができる。さらに、本明細書では、「隣接(adjacent)」は必ずしも接触を表すものではない。例えば、１つの要素が、別の要素に、その要素と接触していない状態で隣接することができる。
【0062】
本明細書では、項目リストと共に用いられるときの「～のうちの少なくとも１つ(at least one of)」という語句は、列挙された項目のうちの１以上の様々な組合せが使用され得ること、および、リスト内の項目のうちの１つだけが必要とされ得ること、を意味する。項目は、特定の物体、物事、またはカテゴリとすることができる。言い換えると、「～のうちの少なくとも１つ」は、リストから項目の任意組合せまたは任意の数の項目が使用され得るが、リスト内の項目のすべてが必要ではない場合があることを意味する。例えば、「項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、項目Ａ、項目Ａおよび項目Ｂ、項目Ｂ、項目Ａ、項目Ｂおよび項目Ｃ、あるいは項目Ｂおよび項目Ｃを意味することがある。場合によっては、「項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定的ではなく、２個の項目Ａ、１個の項目Ｂおよび１０個の項目Ｃ、４個の項目Ｂおよび７個の項目Ｃ、あるいは他の適切な組合せを意味することがある。
【0063】
特に指示がない限り、「第１の(first)」、「第２の(second)」などの用語は、本明細書では単にラベルとして用いられ、これらの用語が参照する項目に順序、位置、または階層の要件を課すものではない。さらに、例えば「第２の」項目への言及は、例えば「第１の」すなわち低い番号を付けられた項目、および／または、例えば「第３の(third)」すなわち高い番号を付けられた項目の存在を必要とするまたは排除するものではない。本明細書では、特定の機能を実行する「ように構成された(configured to)」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、確かに、さらなる変更後に特定の機能を実行する可能性を単に有するのではなく、何ら変更を加えることなく特定の機能を実行することができる。言い換えると、特定の機能を実行する「ように構成された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、具体的には、特定の機能を実行するために選択、生成、実装、利用、プログラム設定、および／または設計される。本明細書では、「～ように構成された」は、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアの既存の特徴を表し、既存の特徴により、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、さらなる変更なしに特定の機能を実行することが可能になる。この開示の目的のために、特定の機能を実行する「ように構成される」ものとして説明されるシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、付加的にまたは代替的に、その機能を実行する「ようになされた(adapted to)」かつ／または「よう動作する(operative to)」ものとして記述される場合がある。
【0064】
本明細書に含まれる概略流れ図は、一般に、論理流れ図として示されている。したがって、図示の順序およびラベル付きステップは、提示された方法の一実施形態を表す。機能、論理、または効果が、図示の方法の１以上のステップ、あるいはこれらのステップの一部と同等である他のステップおよび方法が考案され得る。さらに、使用された書式およびシンボルは、方法の論理的ステップを説明するために提供され、方法の範囲を限定するものではないと理解される。流れ図には様々な矢印種および線種が使用され得るが、それらの矢印種および線種は、対応する方法の範囲を限定するものではないと理解され得る。実際、いくつかの矢印または他の結合子が方法の論理の流れのみを示すために使用されてもよい。例えば、ある矢印は、図示の方法の列挙されたステップの間の不特定期間の待機または監視期間を示すことがある。さらに、特定の方法が行われる順序は、図示されている対応するステップの順序を厳守しなくてもよい。
【0065】
本主題は、本主題の精神または本質的特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具現化され得る。前述した実施形態は、あらゆる点で単に例示と見なされ、限定的なものと見なされるべきではない。特許請求の範囲の等価物の意味および範囲に収まるすべての変更は、特許請求の範囲に包含されるものとする。
【符号の説明】
【0066】
１００ 装置、１０２ フレーム、１０４ 熱源、１０６ ブラダ、１０８ 高温計、１０８ａ 高温計、１０８ｂ 高温計、１０８ｃ 高温計、１０８ｄ 高温計、１０８ｅ 高温計、１１０ 雄型ツール、１１２ 成形可能な材料、１１４ スタンドオフブロック、１１６ 高温計制御媒体、１１６ａ パッチ、１１６ｂ パッチ、１１６ｃ パッチ、１１７ 表面、１２０ａ 加熱ゾーン、１２０ｂ 加熱ゾーン、１２０ｃ 加熱ゾーン、１２０ｄ 加熱ゾーン、１２０ｅ 加熱ゾーン、１２５ 空隙部、２００ ホットドレープ成形システム、２０５ コントローラ
３００ 方法
３００ 方法
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】