JP7189025B2 - 複合部材の損傷判定方法 - Google Patents

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Description

本発明は複合部材(composite members)の損傷判定方法に関する。すなわち、繊維強化プラスチック、強化熱可塑性プラスチック、炭素系複合材料等の複合材によって製造された部材の損傷判定方法に関するものである。排他的にではないが、特に、本発明は乗物(vehicles)、とりわけ自動車の複合部品の損傷判定に関する。
複合部材の損傷判定方法はいくつか知られている。最もよく知られているのは（かつ最も粗雑なのは）、複合部材を単に目視で検査し、損傷しているか否かを判定する方法である。例えば自動車のような乗物が衝突した後、通常、メカニックが例えばパネルのような複合部品を目視で検査し、損傷していないかどうか判定する。損傷が明白なことはよくある－パネルはしばしばいくつかの部分に折れて砕けている。他の場合、構造的な損傷は目に見えない形で引き起こされることもある。
特に、目に見える表面への衝撃により引き起こされる、目に見えない表面の損傷を処理するための、その他の複合部材の損傷判定方法が、米国特許出願公開第２００９／０１７３１３９号明細書に記載されている。この方法によれば、構造体は、少なくとも１つの溝が設けられた表面を有する本体部を有するセンサを備えている。本体部の表面は、見ることのできない表面に、溝と第２の表面とによってコンジット（conduit）が形成され、コンジットと少なくとも１つのコンジットに隣接する基準圧力の圧力差が確立されるように固定されている。そして、表面が損傷しているか否かを判定するため、少なくとも１つのコンジットの圧力の変化のために、圧力を監視する。
米国特許出願公開第２００９／０１７３１３９号明細書
この方法は、いくつかの欠点を抱えている。特に、複合パネルに固定され、それに密封されるセンサと、センサとパネルにより形成されて監視装置に配管されるコンジットが必要になる。さらに、差圧（正又は負のいずれも）を複合パネルの第２の表面に印加しなければならない。
複合パネルにそれぞれ取り付けられて配管されたセンサと監視装置が必要であることが、重量と複雑さを増す。このことは自動車への適用に特に重要であるが、他の場所でも重要である。複合材はその低重量であるが故に従来の部品の代わって一般的に使用されているのに、部品を追加してしまうとその意義がなくなるからである。さらに、多くの複合材はただでさえ製造が高価につくので、追加の費用は回避されるべきであり、加えて、特に高性能の自動車において、余分な非構造的な部品が、しばしば重要な空間も占めることになる。
最後に、コンジット内またはコンジットを通り流れる圧力の状態の変化を監視する米国特許出願公開第２００９／０１７３１３９号明細書により意図された、部品の一方の側面への差圧の長期にわたる印加は、それ自体が、とりわけ部品が特に繊細な場合に、損傷を与えかねない。
本発明は、改良された複合部材の損傷判定方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様によれば、少なくとも１つの空洞（cavity）を有する複合部材を準備し、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力（surrounding ambient pressure）との間の第１の圧力差（first pressure differential）を確立し（establishing）、第１の所定期間にわたって第１の圧力差の変化率（rate of change）を監視し（monitoring）、空洞内の圧力が雰囲気圧力と等しくなるように圧力差が低下する（subside）ことを許容する複合部材の損傷判定方法であって；監視ステップの結果を複合部材の基準値（reference value）として記憶し；且つ、複合部材の少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと、所定期間にわたって圧力差の変化率を監視するステップと、空洞内の圧力が雰囲気圧力と等しくなるように圧力差が低下することを許容するステップとを繰り返し；且つ、複合部材の繰り返された監視ステップ（repeated monitoring step）の結果を複合部材の基準値と比較し、繰り返された監視ステップの結果が、所定量を超えて基準値と異なっている場合に複合部材に欠陥がある（defective）と判定することを特徴とする複合部材の損傷判定方法を提供する。
当業者であれば「複合部材（composite member）」という表現が、複合材料から形成された部材を意味することは理解するであろう。複合材料は、繊維などの補強材及び樹脂などのバインダを含むことができ、繊維強化プラスチック、強化熱可塑性プラスチック、炭素系複合材料等であってもよい。
この方法は従来技術に対していくつかの利点を有する。例えば、圧力差が低下することが許容されているので、複合部材は、長時間、上昇した又は低下した圧力をかけられ続けることがない。これにより、複合部材へのストレスを低減する。さらに、複合部材は多くの場合、異なる初期リーク量(initial leakage)を有し（すなわち、同じ機能に適合する２つの同じ部材は、第１の所定期間にわたる初期の圧力差の変化率がかなり異なるが、いずれもそれらの意図した目的に適合している可能性がある－一般的には、複合部材の機能は流体を含むことではない）、空洞は、テスト目的のためにのみ形成されている。したがって、初期リーク量は、デバイスの構造的一体性(structural integrity)の良好な指標にはなり得ない。しかしながら、損傷等により引き起こされる構造的一体性の低下は、圧力差の変化率の実質的減少を伴うことになる。それゆえ、テストが繰り返されれば、初期値（original value）との比較は、いかなる任意の絶対値と比べても、部品が損傷していて交換の必要があるかどうかについての、はるかに良好な決定要因(determiner)となる。
この方法は、複合部材の合否(acceptability)についてのさらなる検査の実行を含むことができる。例えば、Ｘ線またはレーザー・シェアログラフィー(laser shearography)によるものである。この検査は、ステップを繰り返す前に実行してもよく、乗物（例えば、自動車）に複合部材を取り付ける前に実行してもよく、最初の監視ステップの前に実行してもよい。
このような追加ステップの実施は、通常は損傷を判定するために使用されるが、経時的に発生する欠陥を検出することに加えて、複合部材の部品が製造工程におけるエラーに起因して欠陥を有していることを確実に検出するために、追加的なバックアップとして行うこともできる。
例えば、その他の追加的な検査として、本方法は、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の第１の圧力差を確立する際に、圧力増加率（rate of pressure increase）の測定を含むことができる。特に高い増加率は、ブロックされた空洞／パイプ（または誤った部品への接続）を示し、低い増加率は、亀裂／穴、または、同様に、間違った部品へ接続していることを示すであろう。さらに、本方法は、第１の圧力差を確立する際の率（rate of establishing a first pressure differential）と、第１の圧力差を確立する際の以前確立された基準値とを比較することを含むことができる。本方法は、第１の圧力差を確立するために加圧された流体を部品内に導入する際に、所定期間にわたる圧力増加率を監視することにより、増加率の基準値を確立することを含むことができる。
第１の圧力差は、所定の圧力差でもよい。
繰り返された圧力差（repeated pressure differential）は、第１の圧力差と同じでもよい。
繰り返す期間は、第１のの所定期間と同じでもよい。
監視ステップの結果は、所定期間後に到達した圧力差の値として記憶されていてもよい。
監視ステップの結果は、圧力差の変化率として記憶されていてもよい。
本方法は、基準値を記憶した後、且つ、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと、所定期間にわたって圧力差の変化率を監視するステップとを繰り返す前に、複合部材を使用状態にし、繰り返された監視ステップの結果を基準値と比較することを含んでもよい。
特徴的なステップは、インシデント（incident）の後に繰り返されてもよい。例えば、複合部材が乗物の部品であれば、衝突に巻き込まれた後である。これは、衝突により目に見えない損傷が生じたか否かを判定し、及び、部品を交換する必要があるか否かを決定するのに有用である。
特徴的なステップは、所定期間後に繰り返されてもよい。例えば、複合部材が所定時間使用状態にあった後である。
例えば、本方法は、基準値を記憶した後、且つ、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと、所定期間にわたって圧力差の変化率を監視するステップとを繰り返す前に、少なくとも１日間待機し、繰り返された監視ステップの結果を基準値と比較することを含んでもよい。
代わりに、本方法は、基準値を記憶した後、且つ、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと、所定期間にわたって圧力差の変化率を監視するステップとを繰り返す前に、少なくとも１週間待機し、繰り返された監視ステップの結果を基準値と比較することを含んでもよい。
代わりに、本発明は、基準値を記憶した後、且つ、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと、所定期間にわたって圧力差の変化率を監視するステップとを繰り返す前に、少なくとも１カ月間待機し、繰り返された監視ステップの結果を基準値と比較することを含んでもよい。
代わりに、本発明は、基準値を記憶した後、且つ、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと、所定期間にわたって圧力差の変化率を監視するステップとを繰り返す前に、少なくとも１年間待機し、繰り返された監視ステップの結果を基準値と比較することを含んでもよい。
特徴的なステップは、サービススケジュールにしたがって繰り返されてもよい。例えば複合部材が乗物の部品であれば、乗物が所定のマイル数を走行した後である。
特徴的なステップは、サービススケジュールに従って複数回（more than once）繰り返されてもよい。これらのオプションは、疲労荷重（fatigue loading）等により、経時的に目に見えない損傷が発生しているかを判定するのに有用である。
基準値は電子的に記憶されてもよい。例えば、製造業者のデータベース内に、インターネットやイントラネット等を介してアクセス可能であってもよい。代わりに、基準値は手動で記憶され、また、部品に印刷または貼り付けられていてもよい。
本方法は、複数の複合部材に適用することができ、基準値のそれぞれは、複数の複合部材の１つにそれぞれ関連付けられた固有ＩＤに関連付けられていてもよい。
基準値は、閾値（例えば、第１の所定期間全体における圧力の最大低下、または、第１の所定期間全体における圧力の最大平均変化率（maximum average rate of change of pressure）と比較されてもよく、もし閾値を超えた場合には、各部品は使用を除外されるようにしてもよい。
本方法は、基準値が所定の絶対閾値を超える場合、複合部材に欠陥があると判定するステップを含んでいてもよい。
本方法は、監視ステップの結果を基準値として記憶した後、複合部材を乗物の構成部品として取り付け、構成部品が取り付けられた乗物と関連付けられたデータベースに基準値を記憶するステップをさらに含んでいてもよい。
本発明は、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の第１の圧力差を確立し、第１の所定期間にわたって圧力差の変化率を監視し、空洞内の圧力が雰囲気圧力と等しくなるように圧力差が低下することを許容し、圧力差が低下することを許容し、複合部材を乗物に取り付ける前に、及び／または、乗物に取り付けた後に、監視ステップの結果を基準値として記憶するステップを含んでいてもよい。
本発明は、空洞を有する欠陥部品を修理または交換し、修理／交換された部品中の少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の第１の圧力差を確立し、第１の所定期間にわたって圧力差の変化率を監視し、圧力差が低下することを許容し、新たな基準値として監視ステップの結果を記憶するステップをさらに含んでいてもよい。
本方法は、データベース中に存在する基準値を、新たな基準値に置き換えることを含んでいてもよい。
本発明は、少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立し、所定期間にわたって圧力差の変化率を監視し、且つ、圧力差が低下することを許容することを繰り返し、次に、繰り返された監視ステップの結果を新たな基準値と比較し、繰り返された監視ステップの結果が所定量を超えて基準値と異なっている場合に複合部材に欠陥があると判定することをさらに含んでいてもよい。
圧力差は、空洞内に流体をポンプ注入することにより確立することができる。流体は空気、水またはヘリウムでもよい。
空洞は、複合部材への損傷がその安全機能に対し致命的になる領域に形成することができる。
複合部材は、自動車の車体の部品でもよい。
複合部材は自動車のシャシー構造（chassis structure）の部品でもよい。
代わりに、また、好ましくは、複合部材は、ホイール（wheel）、または、ホイールの部品であり、特に、自動車のホイールである。
複合部材は、自動車以外の乗物の部品であってもよい。例えば、飛行機の部品（例えば、翼のリブ（rib））でもよい。代わりに、複合部材は、異なる構造物、あるいは構造物／システムの部品でもよい。鉄筋コンクリートのような複合材料にまで拡張することができる。このケースでは、複合部材は、橋（bridge）、ビル（building）、または、橋若しくはビルの部品でもよい。
本発明の第２の態様は、複合部材の空洞の開口部に接続するコネクタと、空洞と周囲の環境との間の圧力差を発生する器具と、圧力差の変化を検知するセンサと、上記方法（任意の特徴を任意に含む）を実行するのに適切なプロセッサとを備えたテスト器具（test apparatus）を提供する。
本発明をはっきりと理解するために、本発明の実施の態様を、例として、添付の図を参照して示す：
複合部材の正面図であり、内部の特徴は破線で示されており、テスト装置に取り付けられている。 図１の複合部材の斜視図であり、内部の特徴は破線で示され、テスト装置に取り付けられている。 本発明の方法を実施するための自動化テスト・ユニットの概略図である。 本発明の実施の形態の方法によるフローチャートである。
図１に示すように、本発明の方法によって判定される典型的な複合部材（composite member）１は、本体部を備えている。本体部は、本例では、直方体形状であり、従来の手段により、繊維強化プラスチック、強化熱可塑性プラスチック、炭素系複合材料等の複合材料（composite material）から形成されている。本体部の内部には、空洞２が形成されている。この特定の例においては、空洞２は接続されたチューブ（tubes）のネットワークとして形成されている。このチューブは、損傷が複合部材の安全機能に対し致命的になる複合部材の領域に隣接して戦略的（strategically）に配置されている。
複合部材１の角の１つには、開口部（opening）３が形成されている。開口部３には、適切なソケット（図示せず）が設けられている。例えば、ソケットにはねじ山（screw thread）が形成されており、例えば、テスト装置（test apparatus）５のチューブ４の雄ねじを有するコネクタ（externally threaded connector）が接続できる。テスト装置は、チューブ４に接続されたコンプレッサ６を含み、また圧力センサ７も備えている。圧力センサ７は概略的にアナログゲージとして示されているが、実際には、本方法は自動化されていることが好ましい。この場合は、圧力の計測及び複合部材１内への流体のポンプ注入は、図３に示す監視ユニット（monitoring unit）８により、コンピュータ制御されている。
監視ユニット８は、通信ユニット９と、プロセッサ１０と、その他の入力部１１とを備えている。通信ユニット９は、（例えば有線接続、ＷＩＦＩ（ＲＴＭ）等を通じて）コンプレッサ６に信号を送信し、圧力センサ７から信号を受信する。プロセッサ１０は、センサ７からの信号を処理する。入力部１１は、例えば、マウス、ボタン、若しくは、タッチスクリーン、または、メモリ１２に保存された命令によるバーコード／ＲＦＩＤスキャナ等のユーザ操作入力デバイスである。プロセッサ１０は、データベースに情報を出力する。情報は、例えば、”クラウド（the cloud）”１３に記憶されてもよい。
監視ユニット８は、以下に図４を参照しつつ説明する方法２０を実行可能である。
図４に示した本発明の実施形態の方法によると、複合部材１は内部に空洞が形成されていれば、ステップ２１において、例えば製造業者の品質管理部内のオペレータが、テスト器具を複合部材に接続し、次にステップ２２において、部品のリーク性能を計測する。リーク性能を計測するため、プロセッサ１０は通信ユニット９を介してコンプレッサ６に信号を送信し、加圧した流体（ここでは空気）を複合部材１内にポンプで注入する。同時に、プロセッサ１０は、センサ７により検知される部品中の圧力を監視し、所定圧力Ｐ1に達したら（空洞と周囲の気圧との間の圧力差が発生したら）、プロセッサ１０はコンプレッサ６に信号を送信して複合部材１内への空気のポンプ注入を停止させる。続いて、テスト器具５は、第１の所定期間Ｔ1にわたって圧力差の変化率を監視する。もちろん正確な変化率は線形ではないが、ここで定義したように、圧力差の変化率は、所定期間の開始時の所定圧力Ｐ1から、所定期間の終了時の圧力Ｐ2を減算し、所定期間Ｔ1で割り算して得られる、圧力差の推定平均変化率(estimated average rate of change)を含むものと、広く理解されるべきである。
次に、ステップ２３において、圧力差の推定平均変化率と閾値を比較し、閾値を超えている場合、すなわち変化率が閾値より高い場合には、ステップ２４において、部品は使用から除外される。
閾値は雰囲気圧力に依拠していてもよい。推定され、ユーザ操作入力デバイスのような入力部１１を介して監視ユニット８に入力され、メモリ１２に記憶される。あるいは、複合部材に接続していない場合には、センサ７により判定されてもよい（例えば、起動プロセスの一部として）。雰囲気圧力に応じて閾値を変化させることは、同じ初期圧力Ｐ1における同じ複合部材について生じる圧力差の変化率における相異を許容する。初期の差は、雰囲気圧力が低い場所（例えば、より高い標高の場所）では高くなるからである。
ステップ２３において、圧力差の推定平均変化率が閾値を超えていないと判定された場合には（所定圧力及び所定期間が既知であれば、所定期間の終了時の圧力Ｐ2を閾値圧力と比較することにより簡易に達成できる）、複合部材のリーク性能が必要最小限を満たしていると判定し、さらに処理が継続される。
したがって、テスト器具５との接続を切り、バルブを開き、または（最も好ましくはないが）単に待機することにより、圧力差を低下させることが許容される。次に、ステップ２５において、監視ステップ２３の結果が基準値として記憶される。もちろん、基準値を記憶する多くの異なる方法が存在することは理解されるだろう。例えば、最終的な圧力値が記憶されてもよく、圧力の変化率が記憶されてもよく、または、より包括的なデータのセット（例えば、所定期間Ｔ1、所定圧力Ｐ1、所定期間の終了時の圧力Ｐ2及びテストが行われた場所の雰囲気圧力）が記憶されてもよい。
図４のステップ２５に示されているように、基準値としてテスト結果を記録するのと同時に、複合部材に対してシリアルナンバー（ＩＤナンバー）が割り当てられてもよい。これは複合部材上のＲＦＩＤタグ等に書き込んでもよく、または、印刷して複合部材に貼り付けてもよい。代わりに、複合部材は、（例えばイントラネットやクラウド１３内の）データベース内に記憶されたシリアルナンバーを予め有していてもよく、基準値は、このシリアルナンバーに関連付けられたフィールド内に記憶されてもよい。
本実施の形態においては、ステップ２６において、複合部材は乗物（他の実施形態においては、複合部材は異なる役割を果たしてもよい）に取り付けられ、任意のプロセス２７が続く。この乗物用（特に自動車（図示せず）用）の任意のプロセスにおいては、ステップ２６における取り付けの後に、ステップ２８において複合部材１は、再度、テスト器具５に接続される。
その後、ステップ２９において、部品のリーク性能が再計測される。乗物への取り付けに先立って実行されたプロセスと同じプロセスが再度実行される。すなわち、リーク性能を計測するために、プロセッサ１０は通信ユニット９を介してコンプレッサ６に信号を送信し、加圧した流体（ここでは空気）を複合部材１内にポンプで注入する。同時に、プロセッサ１０はセンサ７により検知される部品中の圧力を監視し、所定圧力Ｐ1に達したら（空洞と周囲の気圧との間の圧力差が発生したら）、プロセッサ１０はコンプレッサ６に信号を送信して複合部材１内への空気のポンプ注入を停止させる。続いて、テスト器具５は第１の所定期間Ｔ1にわたって圧力差の変化率を監視する。再度、所定期間の開始時の所定圧力Ｐ1から、所定期間の終了時の圧力Ｐ3を減算し、所定期間Ｔ1で割り算することにより、変化率が再度得られる。
続いて、例えば自動車の構成部品として取り付けられる複合部材のための任意のプロセス２７の最後のステップで、ステップ３０においては、テスト結果は、部品のシリアルナンバーのみならず、乗物を参照して記録される。したがって、オペレータは、例えば、乗物に関連付けられたＲＦＩＤタグをスキャンして、乗物のＶＩＮ及び／または乗物に関連付けられた内部シリアルナンバーを取得することができる。あるいはテスト器具は、この情報を読み取るために、入力デバイス１１として適切なセンサを備えていてもよく、テスト結果は（例えば、イントラネットやクラウド１３に記憶された）データベースにアップロードされてもよい。
ステップ２９の後に、図４には示していない、任意のプロセス２７におけるさらなる任意のステップを実行してもよい。ステップ２９で実行された、取り付けた複合部材に対するリーク検出テストの結果を、ステップ２３で取り付ける前に実行された初期のテストの結果と比較し、結果が所定量よりも大きく異なっていた場合には、複合部材は取り付けの間に損傷したものと判定され、乗物から除去及び取り除かれ、新たな複合部材と交換される。新たな複合部材についても同じ方法でテストされる。
その後、複合部材１は実際の使用状態に置かれる。
ステップ３１に示すように、使用頻度やミスユース（misuse）に基づいて、複合部材が使用状態に置かれた後のある期間経過後、再テストされる。再テストステップは、インシデントの後（例えば、複合部材が乗物の部品である場合、乗物が衝突、事故、火事等に巻き込まれた後）、所定期間経過後（例えば、複合部材が所定時間使用状態にあった後）、または、サービススケジュールにしたがって（例えば、特に複合部材が乗物の部品であれば、乗物が所定のマイル数を走行した後）のうち、いずれか早いときに、繰り返されてもよい。
好ましい実施形態においては、繰り返しテスト３１を実行するのに、同じテスト装置（test equipment）５が使用され、同じ初期圧力Ｐ1、同じ圧力差、及び、同じ所定期間Ｔ1が使用される。もちろん当業者であれば、異なる期間／異なる圧力が使用された場合には、異なる結果が予想され、テストを修正できることは理解できるであろう。しかしながら、同じプロセスが使用される実施形態においては、プロセッサ１０は通信ユニット９を介してコンプレッサ６に信号を送信し、加圧した流体（ここでは空気）を複合部材１内にポンプで注入する。同時に、プロセッサ１０は、センサ７により検知される部品中の圧力を監視し、所定圧力Ｐ1に達したら（空洞と周囲の気圧との間の圧力差が発生したら）、プロセッサ１０はコンプレッサ６に信号を送信して複合部材１内への空気のポンプ注入を停止させる。続いて、テスト器具５は、第１の所定期間Ｔ1にわたって圧力差の変化率を監視し、所定期間の開始時の所定圧力Ｐ1から、所定期間の終了時の圧力Ｐ4を減算し、所定期間Ｔ1で割り算することにより、新たな変化率を得る。
ステップ３２において、この繰り返された監視ステップの結果が基準値（すなわち初期値）と比較される。構成部品として取り付けられ、任意のプロセス２７を完了している複合部材の場合、新たな結果が比較される初期値、または、基準値はいずれも、ステップ２５で取り付けの前に記憶された結果でも、ステップ３０で取り付けた後に記憶された結果のいずれでもよい。もちろん、理想的な状態では、これら２つの初期値は同一になるはずである。
結果を比較するために、プロセッサは入力デバイス１１（例えば、ユーザ操作入力デバイス）から複合部材１のシリアルナンバーを取得し、（例えば、クラウド１３に記憶された）データベースから基準値を読み出し、この結果を繰り返されたステップ３１の結果から減算する。続いて、ステップ３３で、減算の結果を閾値（threshold amount）と比較し、閾値よりも小さければ、複合部材は良好な状態にあると判定する。
ステップ３４に示すように、この場合、部品は取り付けられたままの使用状態に存続される。フローチャートはステップ３１に戻り、測定及び基準値との比較を繰り返す特徴的なステップが、サービススケジュールにしたがって、あるいは複合部材１を再テストすることが必要になる他のインシデント（例えば衝突）まで、継続して複数回繰り返される。
一方、ステップ３３において、テスト値から基準値を減算した結果が所定の閾値よりも大きいと判定した場合には、複合部材１には欠陥があると識別され、ステップ３５で、修理または交換が必要であると判定する。構成部品ではない複合部材１の場合には、これは最終ステップになり、複合部材１は処分または修理され、修理した場合は新たな部品として取り扱われ、ステップ２１に戻る。
本実施形態による複合部材（自動車のような乗物の構成部品）の場合、ステップ３６で、新たな部品（または修理した部品）を乗物に取り付ける。この新たな／修理した複合部材１は、もちろんステップ２１～２６にしたがってテストされたものであり、そのシリアルナンバーに対して基準値が記憶されている。
次に、この新たな／修理した部品は、任意のプロセス２７において行われたものに類似した方法でテストされる。ステップ３７において、複合部材１は再度テスト器具５に接続されることによる。
その後、ステップ３８において、部品のリーク性能が再度計測される。乗物への取り付けに先立って実行されたプロセスと同じプロセスが再度実行される。すなわち、リーク性能を計測するために、プロセッサ１０は通信ユニット９を介してコンプレッサ６に信号を送信し、加圧した流体（ここでは空気）を複合部材１内にポンプで注入する。同時に、プロセッサ１０はセンサ７により検知される部品中の圧力を監視し、所定圧力Ｐ1に達したら（空洞と周囲の気圧との間の圧力差が発生したら）、プロセッサ１０はコンプレッサ６に信号を送信して複合部材１内への空気のポンプ注入を停止させる。続いて、テスト器具５は第１の所定期間Ｔ1にわたって圧力差の変化率を監視する。再度、所定期間の開始時の所定圧力Ｐ1から、所定期間の終了時の圧力Ｐ5を減算し、所定期間Ｔ1で割り算することにより、変化率が再度得られる。
次にステップ３９において、テスト結果は部品のシリアルナンバーのみならず、乗物を参照して記録される。したがって、オペレータは、例えば乗物に関連付けられたＲＦＩＤタグをスキャンして、乗物のＶＩＮ及び／または乗物に関連付けられた内部シリアルナンバーを取得することができる。あるいはテスト器具は、この情報を読み取るために、入力デバイス１１として適切なセンサを備えていてもよく、テスト結果は（例えば、イントラネットやクラウド１３に記憶された）データベースに基準値としてアップロードされてもよい。
ステップ３８の後に、図４には示していない、任意のプロセス２７におけるさらなる任意のステップを実行してもよい。ステップ３８で実行された、取り付けた複合部材に対するリーク検出テストの結果を、取り付ける前に実行された初期のテストの結果と比較し、結果が所定量よりも大きく異なっていた場合には、複合部材は取り付けの間に損傷したものと判定され、乗物から除去及び取り除かれ、新たな複合部材と交換される。新たな複合部材についても同じ方法でテストされる。
その後、再度、複合部材１は実際の使用状態に置かれ、ステップ３１～３４のテストのサイクルが無期限に続く。
図４のフローシートには記載されていないが、加えて、ステップ２６で部品を取り付けるに先立って、さらには、ステップ２１でテストを実行するに先立って、ステップ２３で実行されたテストによって、（例えば、製造過程において生じた）現存する損傷が検出されない領域内に、部品が十分に入っていることを確実にするために、さらなるテストを実行してもよい。このテストは、Ｘ線及び／またはレーザー・シェアログラフィーを含み、複合材料をテストする当業者にはいずれもよく知られている。
上述のように、複合部材１内に形成された空洞２はテスト目的のみのものであり、多くの複合部材１の流体密封性（fluid-tightness）は必須の機能ではないため（複合部材は、本質的に透過性(inherently permeable)である材料から形成されていてもよい）、初期リーク量には大きな差が生じうる。したがって、初期の流体密封性を用いて流体密封性を検査する後続のテストを実行することによって、複合部材が損傷しているかどうかについて、流体密封性についての恣意的な閾値を用いた検査よりも良好な指標を提供できる。また、初期テストの時点と繰り返した時点との間で、複合部材の構造的一体性が低下しているかどうかについてのより良好な指標を提供できる。
上記実施の態様は、例示としてのみ説明されている。添付の請求の範囲に定めたように、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変形例が可能である。

Claims (19)

  1. ａ．少なくとも１つの空洞を有する乗物の部品である複合部材を準備するステップと；
    ｂ．前記少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の第１の圧力差を確立するステップと；
    ｃ．第１の所定期間にわたって前記第１の圧力差の変化率を監視する第１の監視ステップと；
    ｄ．前記空洞内の圧力が前記雰囲気圧力と等しくなるように前記第１の圧力差が低下することを許容するステップと；
    ｅ．前記第１の監視ステップの結果を前記複合部材の基準値として記憶するステップと；且つ、
    ｆ．前記複合部材の前記少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の第２の圧力差を確立するステップを繰り返すステップと；
    ｇ．第２の所定期間にわたって前記第２の圧力差の変化率を監視する第２の監視ステップと；
    ｈ．前記空洞内の圧力が前記雰囲気圧力と等しくなるように前記第２の圧力差が低下することを許容するステップと；
    ｉ．前記複合部材の繰り返された前記第２の監視ステップの結果を前記複合部材の前記基準値と比較するステップと；
    ｊ．繰り返された前記第２の監視ステップの結果が、所定量を超えて前記基準値と異なっている場合に前記複合部材に欠陥があると判定するステップとを含むことを特徴とする複合部材の損傷判定方法。
  2. 前記第１の監視ステップの前に、前記複合部材の合否についての１以上の追加的な検査を実行することをさらに含み、
    前記１以上の追加的な検査は、Ｘ線による検査、レーザー・シェアログラフィーによる検査、及び、前記少なくとも１つの空洞と前記周囲の雰囲気圧力との間の前記第１の圧力差を設定する際に圧力増加率を測定し、前記第１の圧力差を設定するために加圧された流体を前記複合部材内に導入する際に、所定期間にわたる前記圧力増加率を監視することにより、増加率の基準値を設定し、前記第１の圧力差を設定する際の増加率と、前記第１の圧力差を設定する際の以前設定された前記基準値とを比較することによる検査からなるグループから選択される請求項１に記載の複合部材の損傷判定方法。
  3. 繰り返された前記第２の圧力差は、前記第１の圧力差と同じであり、且つ、前記第２の所定期間は、前記第１の所定期間と同じである請求項１または２に記載の複合部材の損傷判定方法。
  4. 前記基準値を記憶した後、且つ、前記少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の前記第２の圧力差を確立するステップと；前記第２の所定期間にわたって前記第２の圧力差の変化率を監視する前記第２の監視ステップとを繰り返す前に、前記複合部材を使用状態にし；
    繰り返された前記第２の監視ステップの結果を前記基準値と比較することを含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  5. 前記少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと；前記第２の所定期間にわたって前記第２の圧力差の変化率を監視する前記第２の監視ステップと；前記第２の圧力差が低下することを許容するステップとを繰り返すのに先立って、前記複合部材がインシデントに巻き込まれ；
    繰り返された前記第２の監視ステップの結果を前記基準値と比較し；
    繰り返された前記第２の監視ステップの結果が所定量を超えて前記基準値と異なっている場合に前記複合部材に欠陥があると判定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  6. 前記インシデントは、衝突である請求項５に記載の複合部材の損傷判定方法。
  7. 前記基準値を記憶した後、且つ、前記少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の前記第２の圧力差を確立するステップと；前記第２の所定期間にわたって前記第２の圧力差の変化率を監視する前記第２の監視ステップとを繰り返す前に、少なくとも１日間待機し；
    繰り返された前記第２の監視ステップの結果を前記基準値と比較することを含む請求項１乃至６のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  8. スｚテップｆからｊは、サービススケジュールにしたがって繰り返される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  9. ステップｆからｊは、前記複合部材を備えた乗物が所定のマイル数を走行した後に繰り返される請求項７または８に記載の複合部材の損傷判定方法。
  10. ステップｆからｊは、サービススケジュールにしたがって複数回繰り返される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  11. 前記基準値に、前記複合部材に関連付けられた固有ＩＤを関連付ける請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  12. 前記基準値を閾値と比較するステップをさらに含み、前記基準値が前記閾値を超えた場合には、前記複合部材の使用を除外する請求項１１に記載の複合部材の損傷判定方法。
  13. 前記基準値が所定の絶対閾値を超える場合、前記複合部材に欠陥があると判定するステップを含む請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  14. 前記第１の監視ステップの結果を基準値として記憶した後、前記複合部材を乗物の構成部品として取り付け、前記構成部品が取り付けられた前記乗物と関連付けられたデータベースに前記基準値を記憶するステップをさらに含む請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  15. 前記少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の前記第１の圧力差を確立するステップと；
    前記第１の所定期間にわたって前記第１の圧力差の変化率を監視する前記第１の監視ステップと；
    前記第１の圧力差が低下することを許容するステップと、；
    前記複合部材を乗物に取り付ける前に、及び／または、前記乗物に取り付けた後に、前記第１の監視ステップの結果を基準値として記憶するステップを含む請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  16. 空洞を有する欠陥部品を修理または交換するステップと；
    修理／交換された部品中の前記少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと；
    所定期間にわたって前記圧力差の変化率を監視する監視ステップと；
    前記圧力差が低下することを許容するステップと；
    新たな基準値として前記監視ステップの結果を記憶するステップをさらに含む請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  17. 前記少なくとも１つの空洞と周囲の雰囲気圧力との間の圧力差を確立するステップと；所定期間にわたって前記圧力差の変化率を監視する監視ステップと；前記圧力差が低下することを許容するステップとを繰り返し；
    次に、繰り返された前記監視ステップの結果を前記新たな基準値と比較し；
    繰り返された前記監視ステップの結果が所定量を超えて前記新たな基準値と異なっている場合に前記複合部材に欠陥があると判定することをさらに含む請求項１６に記載の複合部材の損傷判定方法。
  18. 前記空洞の形成は、前記複合部材への損傷がその安全機能に対し致命的になる領域に前記空洞を形成することを含む請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の複合部材の損傷判定方法。
  19. 複合部材の空洞の開口部に接続するコネクタと、前記空洞と周囲の環境との間の圧力差を発生する器具と、前記圧力差の変化を検知するセンサと、請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の方法を実行するのに適当なプロセッサとを備えたテスト器具。
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