(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転軸に対して半径方向に伸びる航空エンジンのケーシングフランジ（１）で、前記フランジの周囲に均一に配置された穴（３）が孔けられた一連のスカラップリップ（２）を備えるケーシングフランジ（１）を修理する装置にして、貫通穴または止まり穴（９）を使用して前記ケーシングフランジ（１）の健全なスカラップリップ（２）に取り付けられる少なくとも１つの補強フランジ（７）を備え、前記補強フランジ（７）は２つの直交対称面を有する装置であって、前記補強フランジの対称面の１つに位置決めされる締結手段（１０）を使用して第１の部分（１２）で補強フランジ（７）に取り付けられる改造フランジ（８）をさらに備えることを特徴とする、装置。
【請求項２】
貫通穴または止まり穴（９）はねじ穴である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
補強フランジ（７）は、アルミニウム合金製であり、貫通孔または止まリ穴（９）は、ねじ切りされた鋼製挿入物が装着された穴である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記締結手段（１０）は、前記補強フランジの外側面に位置決めされたねじ穴である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
改造フランジ（８）の第１の部分（１２）は、装置の全高を低くするために補強フランジ（７）の前記外側面に形成された周方向切欠部（１１）に挿入される、請求項３および４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
改造フランジ（８）は、補強フランジ（７）の延長上に周方向に伸びる第１の部分（１２）と、前記第１の部分（１２）の端部を越えて半径方向に伸びる第２の部分（１３）とからなるＬ字形の部品の形状をとる、請求項３から５の一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の部分（１３）は、締結手段（１０）がその厚さを補償するように、またエンジンに取り付けた後にケーシングフランジ（１）の延長上に位置するように位置決めされた第１の部分（１２）の対称面から軸方向にずれる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
改造フランジ（８）は、取り付けた後に、欠損スカラップリップ（６）の穴（３）の代わりに位置決めされる穴が孔けられる、請求項３から７の一項に記載の装置。
【請求項９】
改造フランジ（８）は、エンジンに取り付けた後に、エンジンの軸に沿って、欠損スカラップリップ（６）の穴（３）の位置に面して位置決めされるペグを支承する、請求項３から７の一項に記載の装置。
【請求項１０】
補強フランジ（７）の２つの端部に取り付けられ、締結手段（１０）が位置決めされる平面に位置する２つの改造フランジ（８）を備える、請求項１から９の一項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の一項に記載の装置を使用して修理された少なくとも１つのケーシングフランジ（１）を備える、航空エンジンモジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の少なくとも１つのモジュールを備える、航空エンジン。
【請求項１３】
航空エンジンのケーシングフランジの修理方法にして、エンジンの回転軸に対して半径方向に伸び、前記フランジの周囲に均一に配置された穴（３）が孔けられた一連のスカラップリップ（２）を備え、少なくとも１つのスカラップリップ（６）が損傷しているケーシングフランジの修理方法であって、
損傷したスカラップリップ（６）を均すステップと、
均されたスカラップリップに隣接し、請求項１から９の一項に記載の補強フランジ（７）と改造フランジ（８）とを受容可能なケーシングフランジの自由なセクタを選択するステップと、
締結手段（１０）を使用して前記補強フランジ（７）と前記改造フランジ（８）とを組み立てるステップと、
ケーシングフランジ（１）の健全なスカラップリップの穴（３）および補強フランジ（７）の貫通孔または止まり穴（９）を使用して前記アセンブリをケーシングフランジ（１）に固定するステップとを含む、修理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、航空エンジンの修理の分野であり、特に、マルチリップのスカラップ形状のケーシングフランジの修理の分野である。
【背景技術】
【０００２】
航空エンジンは、通常、外側部品では、エンジンの回転軸に沿って順に位置合わせした一連のケーシングによって形成されるモジュールのアセンブリから成る。これらのケーシングは、ケーシングの長手方向端部で半径方向に伸びるフランジに設けられた穴を貫通するボルトで組み立てられる。これらのフランジは、通常、質量を低減し、アセンブリの穴の領域だけで形のある状態を維持するために、スカラップ形状である。また、フランジは、エンジンの動作に必要な機器を支持するのに使用され、その機器はこのエンジンの外側に配置される。したがって、機器は、フランジに設けられた穴に一定間隔でボルト締めして支持される。
【０００３】
この機器を励起させるエンジン振動により、またこの機器が比較的高質量であるために、まず、穴が楕円形化し始めること、次に、スカラップリップが疲労負荷を受け、最終的には、亀裂ひいては破損につながることがわかる。その後、このことが関係する機器の保持に支障をきたす。
【０００４】
アルミニウム系合金のケーシングを作るのに溶接材料を使用すると、未修理部品の機械的特性と同等の機械的特性を回復することはできない。一般に提案される修理方法は、損傷部分を均す（ｌｅｖｅｌｉｎｇ）こと、均されたリップの両側に位置する残りの健全な状態のスカラップリップに固定される補強片によって損傷部分の負荷を吸収することを含む。
【０００５】
現行の修理方法は、特殊でかつ各々が所定の設計のマルチリップカラップの修理に適した部品キットまたは部品セットを使用するものである。したがって、修理には、修理が必要なマルチリップスカラップの考えられるさまざまなタイプに適合する非常に多くの在庫品が必要になるということである。
【０００６】
また、米国特許第３１５５３５２号明細書に記載されているように、航空エンジン付属品をそのフランジの１つに固定する装置が知られている。それには付属品をエンジンの健全なフランジに固定することが含まれているが、損傷したフランジを修理する方法に関しては教示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３１５５３５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
使いやすく、特に、フランジのどの面にも確実に取り付けられ、損傷したスカラップリップが一連の健全な隣接スカラップリップのいずれの側にあるかに関係なくスカラップリップの代用となる修理キットを提案することによって、上述の不利点を克服することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明の主題は、エンジンの回転軸に対して半径方向に伸びる航空エンジンのケーシングフランジで、前記フランジの周囲に均一に配置された穴が孔けられた一連のスカラップリップを備えるケーシングフランジを修理する装置であって、貫通穴または止まり穴を使用して前記ケーシングフランジの健全なスカラップリップに取り付けられる少なくとも１つの補強フランジを備え、前記補強フランジは２つ直交対称面を有する装置である。前記装置はさらに、補強フランジの対称面の１つに位置決めされる締結手段を使用して、第１の部分で補強フランジに取り付けられる改造フランジを備えることを特徴とする。
【００１０】
補強フランジが二重対称性を有すること、および改造フランジがこれらの対称面の１つに取り付けられることから、ケーシングフランジのどちらの側にも、また修理されるスカラップリップの左右どちらにも容易に位置決めすることができる。有利には、貫通孔または止まり穴はねじ穴である。これは、補強フランジを取り付けるのにボルトのねじ軸部のみが必要で、不要なナットの大部分を無くすということである。
【００１１】
好適な実施形態では、補強フランジは、アルミニウム合金製であり、貫通孔または止まリ穴は、ねじ切りされた鋼製挿入物が装着された穴である。したがって、ケーシングフランジの軽さと同じアルミニウム合金部品の軽さを維持することができると同時に、この部品にボルトを正確に締め付けることを保証する。
【００１２】
好ましくは：
前記締結手段は、前記補強フランジの外側面に位置決めされたねじ穴であり、
改造フランジの第１の部分は、装置の全高を低くするために補強フランジの前記外側面に形成された周方向切欠部に挿入され、
改造フランジは、補強フランジの延長上で周方向に伸びる第１の部分と、前記第１の部分の端部を越えて半径方向に伸びる第２の部分とから成るＬ字型状部品であり、
前記第２の部分は、その厚さを補償するように、またエンジンに取り付けた後にケーシングフランジの延長上に位置するように、第１の部分の対称面から軸方向にずれ、
改造フランジは、取り付けた後に、欠損スカラップリップの穴の代わりに位置決めされる穴が孔けられ、
改造フランジは、エンジンに取り付けた後に、エンジンの軸に沿って欠損スカラップリップの穴の位置に面して位置決めされるペグを支承し、
装置は、半径方向面上で補強フランジの両端に取り付けられる２つの改造フランジを備える。
【００１３】
また、本出願は、上述した装置を使用して修理された少なくとも１つのケーシングフランジを備える航空エンジンモジュールを特許請求する。さらに本出願は、上述した少なくとも１つのモジュールを備える航空エンジンを特許請求する。
【００１４】
最後に、本出願は、航空エンジンのケーシングフランジの修理方法で、エンジンの回転軸に対して半径方向に伸び、前記フランジの周囲に均一に配置された穴が孔けられた一連のスカラップリップを備え、少なくとも１つのスカラップリップが損傷しているケーシングフランジの修理方法であって：
損傷したスカラップリップを均すステップと、
均されたスカラップリップに隣接し、上述した補強フランジと改造フランジとを受容可能なケーシングフランジの自由なセクタを選択するステップと、
締結手段を使用して前記補強フランジと前記改造フランジとを組み立てるステップと、
ケーシングフランジの健全なスカラップリップの穴および補強フランジの貫通孔または止まり穴を使用して前記アセンブリをケーシングフランジに固定するステップとを含む修理方法を特許請求する。
【００１５】
添付の概略図を参照して、単に一例にすぎない非限定的な例として挙げられた本発明の多数の実施形態の詳細な説明の中で、本発明はより良く理解され、本発明の他の目的、細部、特徴および利点がより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】損傷したスカラップリップの図である。
【図２】本発明の一実施形態の修理キットが取り付けられて機器支持体を支持するケーシングフランジの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態の修理キットが取り付けられて機器支持体を支持するケーシングフランジの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の２つの修理キットが取り付けられたフランジの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、航空エンジンの構成モジュールのケーシングの非構造フランジ１で、エンジンの軸に対して半径方向に伸び、その外部形状は締め付けボルト４が貫通する穴３が孔けられた一連のスカラップリップ２の形状であるフランジ１を示す。このボルトは、２つの隣接するケーシングのフランジを互いに固定すること、および／またはエンジン設備機器の支持体５を支持するためのものである。図１は、１つのスカラップリップが、高振動環境によって引き起こされた接触摩耗（またはフレッチング）を受けてもぎ取られたことを示している。
【００１８】
損傷したスカラップリップの修理キットが取り付けられたエンジンケーシングのフランジ１を示す図２および図３について説明する。このフランジは、損傷スカラップリップ６を有し、このスカラップリップ６は、残りの金属部品の完全性の不確かさを取り除くために、また修理キットの設計時に機械的観点から立証された知られている形状から始めるために均された状態である。均されたスカラップリップ６に隣接して位置するのは、機器支持体５を取り付けるための締め付けボルト４が装着された３つの健全なスカラップリップである。フランジ１に平行で、３つの健全なスカラップリップの同じボルト４のねじ軸部を使用してフランジ１に固定された状態で、キットは、補強フランジ７および補強フランジ７によって担持される改造フランジ８を備える。
【００１９】
補強フランジ７は、湾曲した平行６面体の形状で、固定されるフランジ１と同じように湾曲し、その側面に、健全スカラップリップに使用されるボルト４の代わりにナットレスねじ軸部１４が係合される３つのねじ貫通穴９が孔けられる。ケーシングフランジは非構造フランジであるので、補強フランジは、通常、軽量化のためにアルミニウム合金製であり、タッピングねじは、ねじ軸部１４の締め付けに耐えて予測される望ましくない緩みに十分抵抗できるように、貫通穴９に嵌め込まれる鋼製挿入物で作られる。貫通穴９は、当然、位置合わせされる２つの止まり穴で代替可能である。
【００２０】
補強フランジ７は、各端部の外側面に、フランジ１に沿って並んで配置される２つのねじ穴１０を有し、これらのねじ穴１０も同様に、改造フランジ８を保持するねじ軸部１５の締め付けに耐えられるように鋼製挿入物が取り付けられる。補強フランジ７の外側面は、図２および図３に示されるように、その半径方向サイズを小さくし、改造フランジ８の形で追加された容積を補償するために、各端部に、周方向の切欠部１１を有することができる。
【００２１】
補強フランジ７は、半径方向にねじ穴１０を通る面に対してかつエンジンの回転軸を通る面に対して二重対称性を有することに留意することが重要である。この二重対称性により、損傷フランジのどちらの側であってもこの補強フランジを全ての想定できる形状に使用することができ、補強フランジの端部のどちら側にも改造フランジを取り付けることができる。したがって、修理工はほぼ完全に自由にこの部品の位置決めを選択することができ、非常に多くの場合、その形状および健全スカラップリップと均されたスカラップリップとの相対的位置決めに関係なく、この部品を設置することができる。
【００２２】
改造フランジ８は、補強フランジ７の周方向切欠部１１に位置決めされ前記フランジの延長上に周方向に伸びる第１の部分１２と、第１の部分１２の端部を越えて半径方向に伸びる第２の部分１３とからなるＬ字形の部品である。この第２の部分１３は、その厚さを補償してケーシングフランジ１の延長上に位置するように第１の部分の対称面から軸方向にずれる。第２の部分は、通常、均されたスカラップリップ６の穴の代用となるようにボルト４が貫通する穴３が孔けられる。
【００２３】
改造フランジ８は、第１の部分１２を貫通して補強フランジ７の外側面に設けられたねじ穴１０に係合される２つの留めねじ１５によって補強フランジ上で保持される。
【００２４】
図２および図３では、補強フランジ７は同じ形状を有することに留意されたい。それは、製造されるのはこの補強フランジの１つの型のみであり、この補強フランジは、均されたスカラップリップ６と健全スカラップリップとの相対的配置に関係なく、またエンジン内を流れるガスの流れ方向に関してケーシングフランジ１の上流側に取り付けられるか下流側に取り付けられるかに関係なく使用できるということである。
【００２５】
一方、改造フランジは、補強フランジ７がケーシングフランジ１の上流側に位置決めされるか下流側に位置決めされるかに応じて２つの型がある。これらの２つの型は、部品の第１の部分１２の対称面に関して互いに対称である。
【００２６】
この改造フランジの一代替形態が図３に示されているが、この場合、第２の部分１３は、ボルト４を受け入れるための穴３が孔けられていないが、支持される機器支持体５に設けられた穴と協働するためのペグ１６を支承する。
【００２７】
２つの健全なリップ２間で均された３つのスカラップリップ分に相当する範囲が損傷した高度損傷ケーシングフランジを示した図４について説明する。フランジは、補強フランジ７に３つのねじ穴９および異なる型の２つの改造フランジ８を取り付けることによって修理される。第１の改造フランジは、補強フランジ７の右側に位置決めされて右側の健全スカラップリップの穴３に固定され、第２の改造フランジは、補強フランジの左側に位置決めされて左側の健全スカラップリップに固定される。図４は、さらに、ケーシングフランジ１の別の欠損部分の代用となる第２の補強フランジを使用した第２の修理方法を示している。
【００２８】
図示されている補強フランジ７は、側面に３つのねじ貫通穴９を有し、この形状によりほとんどの損傷ケーシングフランジが修理できる。当然、例えば、ケーシングフランジ１に沿った利用可能な空間が十分でない場合に、関係する機械的完全性の算出が確認できれば、２つのねじ穴９を有する補強フランジが使用されてもよいし、あるいは、隣接した均されるスカラップリップの数が３を超える場合に、４つ以上の貫通穴９を有するフランジが使用可能である。
【００２９】
本発明の修理キットの損傷ケーシングフランジへの取り付けについて説明する。最初に、スカラップリップ２の損傷部分が均されて、知られている開始形状と健全な状態に戻される。このキットは、補強フランジ７と、上から見た時に第２の部分１３が第１の部分１２に対して左右のどちら側にずれているかに応じて２つの型から選択された改造フランジ８とを備える。
【００３０】
修理されるのが損傷ケーシングフランジのスカラップリップ２のみである場合、操作者は、均されたスカラップリップに隣接し、フランジのどちらの側にあるかに関係なく補強フランジ７を受容可能なケーシングフランジの自由セクタを探す。補強フランジ７は二重対称性を有するので、フランジのどちら側が選択されても設置可能である。操作者は、ケーシングフランジ１の穴３を貫通してねじ貫通穴９の鋼製ねじ挿入物に係合するナットレスねじ１４を使用して、この補強フランジをケーシングフランジ１に固定する。
【００３１】
操作者が補強フランジ７をケーシングフランジ１に取り付けるのにどちらの側（エンジンを上から見た場合のいわゆる右側または左側、エンジンの前部は慣習により向かって左手になるものと定義される）を選択するかに応じて、また、この補強フランジが均されたスカラップリップに対してどのように位置決めされるかに応じて、操作者は改造フランジ８の適切な型を選択する。この改造フランジは、（ケーシングフランジを見た時に）補強フランジがケーシングフランジの右側に位置決めされ、右側端部に取り付けられる場合は第２の部分１３は左にずれるフランジであり、左側端部に取り付けられる場合は第２の部分１３が右にずれるフランジである。一方、補強フランジ７がケーシングフランジ１の左側に取り付けられる場合、改造フランジ８の第２の部分１３は左側端部に位置決めされる場合は右にずれ、右側端部に位置決めされる場合には左にずれる。
【００３２】
修理工は、補強フランジの外側面のねじ穴１０内に作られたねじ挿入物に係合する留めねじ１５を使用して改造フランジ８を補強フランジ７に固定する。この時、第２の部分１３に孔けられた穴３の位置は、均されたスカラップリップの穴３によって果たされていた機能を引き継ぐ位置になる。次に、ケーシングフランジ１によって支承され、均されたスカラップリップの穴を使用していた機器支持体５は、未損傷フランジの場合と同じ手順を使用して再装着される。
【００３３】
補強フランジ７がケーシング１の損傷セクタの代用として使用される図４に示された形態の場合、操作者は、まず、補強フランジ７と、一方が右にずれ他方が左にずれた異なる型の２つの改造フランジ８とを組み立てる。このように形成されたアセンブリは、２つの改造フランジ８の第２の部分に設けられた穴３とこの修理キットに隣接する２つの健全なスカラップリップの穴３とを使用して、ケーシングフランジ１に固定される。ケーシングフランジ１の修理キットが位置決めされる側は、取り付け後、補強フランジ７の面の１つが前記ケーシングフランジ１の面の１つの延長上にくる必要があることから必然的に決まる。
【００３４】
本発明は、多数の特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明は決してこれらの実施形態に限定されないこと、また本発明は、本発明の範囲から逸脱せずに上述の手段に技術的等価物およびその組み合わせを全て含むことは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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