(57)【要約】【課題】複数の壁によって画定された複数のセルを含む、遮蔽ドアのハニカムコアを成形するための、圧縮成形組立体を提供する。【解決手段】圧縮成形組立体は、ラム板であって、当該ラム板を貫通して画定された複数の開口部を有するラム板と、ラム板に結合された複数のコアインサートとを備え、その結果、複数のコアインサートは、遮蔽ドアのハニカムコアを形成するように構成される。各コアインサートは、複数の開口部のそれぞれの開口部に取り外し可能に結合され、その結果、各コアインサートは、複数のセルのそれぞれのセルを形成するように構成される。【選択図】図1
2018035803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮蔽ドアのハニカムコアを成形するための圧縮成形組立体であって、前記ハニカムコアは、複数の壁によって画定された複数のセルを含み、前記圧縮成形組立体は、
ラム板であって、前記ラム板を貫通して画定された複数の開口部を有する、ラム板と、
前記ラム板に結合されるとともに前記遮蔽ドアの前記ハニカムコアを形成するように構成された複数のコアインサートであって、前記各コアインサートは、前記複数の開口部の各開口部に取り外し可能に結合され、その結果、前記各コアインサートは、前記複数のセルのそれぞれのセルを形成するように構成される、複数のコアインサートと
を備える、圧縮成形組立体。
【請求項２】
前記複数のコアインサートが、コアインサートの複数の組を含み、前記コアインサートの各組が、前記コアインサートの他の全ての組とサイズが異なる、請求項1に記載の圧縮成形組立体。
【請求項３】
前記複数のコアインサートが、コアインサートの第1の組と、コアインサートの第2の組とを含み、前記コアインサートの第1の組が、第1のサイズを有し、前記コアインサートの第2の組が、前記第1のサイズとは異なる第2のサイズを有する、請求項1〜2のいずれか一項に記載の圧縮成形組立体。
【請求項４】
前記複数のコアインサートの隣接するコアインサート同士の間に隙間が画定され、前記隙間が、前記ハニカムコアのセル壁の厚さを画定する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧縮成形組立体。
【請求項５】
前記複数のコアインサートの各コアインサートを、前記複数の開口部の各開口部の中に結合するように構成された、複数の取り外し可能な締め具をさらに備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧縮成形組立体。
【請求項６】
前記コアインサートおよび前記ラム板に結合されるとともに前記コアインサートの適切な配向を容易にするように構成された複数のインデックスピンをさらに備える、請求項5に記載の圧縮成形組立体。
【請求項７】
前記コアインサートおよび前記ラム板に結合されるとともに前記コアインサートの回転を防止するように構成された複数のキーをさらに備える、請求項5〜6のいずれか一項に記載の圧縮成形組立体。
【請求項８】
前記ラム板に結合されるとともに前記遮蔽ドアを前記ラム板から押し出すように構成された押出組立体をさらに備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載の圧縮成形組立体。
【請求項９】
前記押出組立体が、前記ラム板に画定された複数のピン開口部を通って延伸するように構成された複数の押出ピンを備える、請求項8に記載の圧縮成形組立体。
【請求項１０】
形成板と、前記形成板に結合された複数の取り外し可能な側壁とを有する、下側成形組立体をさらに備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の圧縮成形組立体。
【請求項１１】
前記複数の側壁の各側壁が、前記遮蔽ドアの所望の特性に基づいて交換可能である、請求項10に記載の圧縮成形組立体。
【請求項１２】
前記形成板の各開口部に挿入されるように構成された、複数の取り外し可能な取付構造インサートをさらに備える、請求項10〜11のいずれか一項に記載の圧縮成形組立体。
【請求項１３】
取付構造インサートが、前記遮蔽ドアの所定の望ましい取付構造に基づくモジュール式になっている、請求項12に記載の圧縮成形組立体。
【請求項１４】
圧縮成形組立体を用いて遮蔽ドアを形成する方法であって、前記遮蔽ドアは、複数の壁によって画定された複数のセルを有する、ハニカムコアを含み、前記方法は、
複数の取り外し可能なコアインサートをラム板に結合するステップと、
前記圧縮成形組立体に、熱可塑性材料を装填するステップと、
前記ラム板を、形成組立体に向かって、前記熱可塑性材料の中に押し込むステップと、
前記複数のコアインサートを用いて、前記複数のセルを形成するステップと
を含む、方法。
【請求項１５】
複数の取り外し可能なコアインサートを結合するステップが、コアインサートの複数の組を結合することを含み、前記コアインサートの各組が、前記コアインサートの他の全ての組とサイズが異なる、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
第1のサイズであるコアインサートの第1の組を、前記ラム板に結合するステップと、
前記第1のサイズとは異なる第2のサイズであるコアインサートの第2の組を、前記ラム板に結合するステップと
をさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
複数の取付構造インサートを下側成形組立体に挿入するステップであって、前記取付構造インサートは、前記遮蔽ドアに複数の取付構造を一体的に形成する、挿入するステップをさらに含む、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数のセルを形成するステップが、
前記複数のコアインサートのうちのコアインサートの第1の組で、セルの第1の組を形成することと、
前記複数のコアインサートのうちのコアインサートの第2の組で、セルの第2の組を形成することと
を含む、請求項14〜17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記セルの第1の組を形成するステップが、第1の壁の厚さで前記セルの第1の組を形成することを含み、
前記セルの第2の組を形成するステップが、前記第1の壁の厚さとは異なる第2の壁の厚さで前記セルの第2の組を形成することを含む、請求項16〜18のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
押出組立体を用いて、前記ラム板から前記遮蔽ドアを押し出すステップをさらに含む、請求項14〜19のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される例示的な実施形態は、一般にエンジン組立体に関し、より詳細には、エンジン組立体と共に使用され得る熱可塑性遮蔽ドアに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン組立体には、ファン組立体、環状コアカウルに囲まれたコアガスタービンエンジン、およびコアガスタービンエンジンの一部を囲むファンナセルを含めることができる。ファンナセルは一般に、環状コアカウルから半径方向外側に離間され、その結果、コアカウルとファンナセルとは、ファン出口ノズルで終わるファンダクトを形成する。少なくともいくつかのエンジン組立体は、逆推力装置組立体を含む。逆推力装置組立体は、第1の固定カウルと、第1のカウルに対して軸線方向に平行移動可能な第2のカウルとを備えてもよい。少なくともいくつかの逆推力装置組立体は、遮蔽ドアまたはパネルを備え、逆推力装置がドラッグリンクその他の機械的手段によって展開されると、バイパスダクトの中に能動的に移動されて、ファン出口ノズルを通るバイパス空気の流れを阻止または妨害する。バイパスファン空気は、例えばカスケードボックスに配置された一連の旋回ベーンを通って、逆推力を与えるように転用されてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
少なくともいくつかの知られている遮蔽ドアは、上部および下部スキンから製造され、接着剤でスキンに結合されたアルミニウムハニカムコアを囲んでいる。ハニカムコアは、構造上の理由で密度の高い部分と、構造負荷がより少ない、密度の低い部分とを含む場合がある。また、ハニカムコアがより大きい負荷に耐えられるように、より密度の高いハニカムコア部分に、埋め込み用樹脂が充填され得る。しかしながら、埋め込み用樹脂は、遮蔽ドアの重量を増加させることに加えて、ハニカムコアの音響減衰特性に望ましくない影響を及ぼす。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様において、遮蔽ドアのハニカムコアを成形するための圧縮成形組立体を提供する。ハニカムコアは、複数の壁によって画定された、複数のセルを含む。圧縮成形組立体は、ラム板であって、当該ラム板を貫通して画定された複数の開口部を有するラム板と、ラム板に結合された複数のコアインサートとを備え、その結果、複数のコアインサートは、遮蔽ドアのハニカムコアを形成するように構成される。各コアインサートは、複数の開口部のそれぞれの開口部に取り外し可能に結合され、その結果、各コアインサートは、複数のセルのそれぞれのセルを形成するように構成される。
【０００５】
別の態様において、圧縮成形組立体を用いて遮蔽ドアを形成する方法が提供される。遮蔽ドアは、複数の壁によって画定された複数のセルを有する、ハニカムコアを含む。本方法は、複数の取り外し可能なコアインサートをラム板に結合するステップと、圧縮成形組立体の中に熱可塑性材料を装填するステップとを含む。本方法は、ラム板を成形組立体に向かって熱可塑性材料の中に押し付けるステップと、複数のコアインサートを用いて複数のセルを形成するステップとをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】例示的なエンジン組立体の概略図である。
【図２】図1に示すエンジン組立体の一部の分解図である。
【図３】格納位置にある、例示的な逆推力装置組立体を示す概略側面図である。
【図４】図3に示す逆推力装置組立体を、完全に展開した配置で示す概略側面図である。
【図５】図3に示す逆推力装置組立体と共に使用するための、例示的な遮蔽ドア組立体の斜視図である。
【図６】図5に示す遮蔽ドア組立体と共に使用するための、例示的な遮蔽ドア本体部分の1つの実装の上面斜視図である。
【図７】図6に示す遮蔽ドア本体部分の底面斜視図である。
【図８】図5に示す遮蔽ドア組立体と共に使用するための、例示的な遮蔽ドアの別の実装の分解側断面図である。
【図９】図8に示す遮蔽ドアの分解上面図である。
【図１０】図5に示す遮蔽ドアを製造する例示的な方法を示す、フローチャートである。
【図１１】図6に示す遮蔽ドア本体部分を成形するために使用され得る、圧縮成形組立体の斜視図である。
【図１２】遮蔽ドア本体部分を成形する前の、圧縮成形組立体の側面図である。
【図１３】遮蔽ドア本体部分を成形した後の、圧縮成形組立体の側面図である。
【図１４】圧縮成形組立体と共に使用され得る、上側成形組立体の斜視底面図である。
【図１５】ラム板および複数のコアインサートを示す、圧縮成形組立体の一部の斜視断面図である。
【図１６】ラム板および複数のコアインサートを示す、圧縮成形組立体の一部の斜視断面図である。
【図１７】圧縮成形組立体と共に使用され得る、押出組立体の斜視図である。
【図１８】圧縮成形組立体と共に使用され得る、下側成形組立体の斜視図である。
【図１９】複数の取り外し可能な取付構造インサートを示す、図18に示す下側成形組立体の底面斜視図である。
【図２０】圧縮成形組立体を用いて、遮蔽ドアを製造する例示的な方法を示す、フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書の実施形態は、ガスタービンエンジンに用いられる遮蔽ドア組立体について説明する。遮蔽ドア組立体は、複数の取付構造を有する遮蔽ドアと、取付構造と一体的に形成された本体部分とを備える。さらに、本体部分は、これに限定されないが、射出成形や圧縮成形等の熱可塑性成形工程を用いて、熱可塑性材料で形成される。遮蔽ドアは、本体部分に結合された表面シートをさらに有し、表面シートもまた熱可塑性材料で形成される。このように、本体部分と表面シートとは、一体化した単体部品を形成するように、互いに熱接合または接着接合することができる。
【０００８】
本明細書で説明するように、一体的に形成された熱可塑性遮蔽ドアは、互いに結合された異なる材料で作られた従来の遮蔽ドアに勝るいくつかの利点を有する。例えば、従来の遮蔽ドアは、上部および下部スキンから製造され、接着剤でスキンに結合されたアルミニウムハニカムコアを囲んでいる。アルミニウムハニカムコアは、規格化されたセル高さおよび壁の厚さを有することが多い。規格化されたサイズが仕様を満たさない場合は、ハニカムコアがより大きい負荷に耐えられるように、ハニカムコアの一部に埋め込み用樹脂を充填してもよい。しかしながら、埋め込み用樹脂は、遮蔽ドアの重量を増加させることに加えて、アルミニウムハニカムコアの音響減衰特性に望ましくない影響を及ぼす。熱可塑性材料を用いることにより、規格サイズのハニカムを使用する制約を回避し、また、所望の仕様に適合するようにセル高さおよび壁の厚さをカスタマイズできるので、ハニカムの埋め込み用材料の充填剤の使用も回避する。さらに、ハニカム本体部分の別の部分は、別の負荷要件、または騒音減衰要件に応えるために、セルのサイズが異なっていてもよい。ハニカムセルのサイズをこのようにカスタマイズすることによって、騒音減衰を向上させることが可能になる。また、アルミニウムのスキンおよびハニカムに代えて熱可塑性材料を用いることによって、材料費および人件費を削減できるので、遮蔽ドアの軽量化、および費用削減の両方につながる。
【０００９】
単数形「a」、「an」および「the」は、文脈上そうでないことが明確に示されていない限り、複数形への言及を含む。
【００１０】
本明細書および特許請求の範囲の全体で用いられる近似を表す語は、関連する基本機能を変化させることなく許容可能な程度に変化し得る、任意の定量的表現を修飾するために使用されてもよい。したがって、「約」、「およそ」および「ほぼ」などの用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されない。少なくとも場合によっては、近似を表す語は、値を測定する機器の精度に対応させることができる。本明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、範囲の制限は組み合わせおよび／または交換されてもよく、文脈または用語がそうでないことを示さない限り、このような範囲は識別され、かつそこに包含される全ての部分範囲を含む。
【００１１】
本明細書で使用される「第1」、「第2」および「第3」という用語は、ある構成要素を別の構成要素から区別するために、置き換え可能に使用されてもよく、個々の構成要素の位置または重要性を示すものではない。「熱膨張係数が低い材料」という用語は、温度が上昇した際の膨張が、比較的小さい材料を指す。
【００１２】
本明細書で用いられる「軸線方向の」、および「軸線方向に」という用語は、タービンエンジンの中心線とほぼ平行に延伸する方向および配向を指す。「軸線方向の」または「軸線方向に」に関連して使用される「前方」という用語は、エンジン入口、または別の部品と比較してエンジン入口に比較的近い部品の方向に向かって移動することを指す。「軸線方向の」または「軸線方向に」に関連して使用される「後方」という用語は、エンジン出口、または別の部品と比較してエンジン出口に比較的近い部品の方向に向かって移動することを指す。さらに、「半径方向の」、および「半径方向に」という用語は、タービンエンジンの中心線にほぼ垂直に延伸する方向および配向を指す。
【００１３】
全ての方向を表す言い方（例えば、半径方向、軸線方向、近位、遠位、上側、下側、上向き、下向き、左、右、横、前、後、上部、下部、上方、下方、垂直、水平、時計回り、反時計回り）は、本発明を理解しやすくするために、識別する目的のために使用され、特に本発明の位置、配向、または使用に関して制限を設けるものではない。接続を表す言い方（例えば、取付け、結合、接続、および接合）は、広義に解釈されるべきであり、別段の指示がない限り、部品の集合同士の間の中間部材、および部品同士の間の相対移動を含んでもよい。このように、接続を表す言い方は、2つの部品が必ずしも直接接続されて、互いに固定された関係にあることを示すものではない。例示的な図面は、単に図示するためのものであり、添付の図面に反映された寸法、位置、順序および相対的なサイズは変化する場合がある。
【００１４】
最初に図1を参照すると、ガスタービンエンジン10の概略側断面図が示されている。ガスタービンエンジンの機能は、高圧高温の燃焼ガスからエネルギーを抽出して、そのエネルギーを仕事のための機械的エネルギーに変換することである。ガスタービンエンジン10は、エンジン入口端12を有し、空気はここからファン部18を通過した後に、コアエンジン13に入る。エンジンナセル19は、コアエンジン13およびファン部18を囲み、その結果、コアエンジン13の外壁23と、ナセル19との間にバイパスダクト22が画定される。コアエンジン13は一般に、圧縮機14、燃焼器16、多段高圧タービン（high pressure turbine、HPT）20、および別の低圧タービン（low pressure turbine、LPT）21によって画定される。集合的に、コアエンジン13は、運転中に推力または動力を供給する。ガスタービンエンジン10は、航空、発電、工業、船舶等に使用されてもよい。
【００１５】
運転中は、空気はエンジン10の空気入口端12を通って入り、圧縮機の少なくとも1つの段を通って移動し、ここで空気圧が増加して燃焼器16に導かれる。圧縮空気は、燃料と混合され燃やされて高温燃焼ガスを供給し、高温燃焼ガスは、燃焼器16を出て高圧タービン20へと向かう。高圧タービン20では、高温燃焼ガスからエネルギーが抽出されてタービンブレードを回転させ、次に、エンジン軸線26の周囲で第1のシャフト24を回転させる。シャフト24は、エンジンの前面に向かって通っており、タービン設計に応じて、1つ以上の圧縮機段14、ファン部18、または入口ファンブレードの回転を継続させる。ファン部18は、第2のシャフト28によってLPT21に結合され、エンジン10の出口端15を通して空気を排出することによって、タービンエンジン10の推力を生成する。LPT21はまた、さらなるエネルギーを抽出して、別の圧縮機段に動力を供給するために使用されてもよい。
【００１６】
図2〜図4を参照すると、例示的な実施形態において、エンジン10は、ナセル19の一部を画定する平行移動可能なカウル部材102を有する、逆推力装置組立体100を備える。図2は、逆推力装置組立体100の分解図である。図3は、第1の動作位置（すなわち格納位置）にある、平行移動可能なカウル部材102と、遮蔽ドア組立体104とを示す、逆推力装置組立体100の概略側面図である。図4は、第2の動作位置（すなわち完全に平行移動された）にある、平行移動可能なカウル部材102と、遮蔽ドア組立体104とを示す、逆推力装置組立体100の概略側面図である。平行移動可能なカウル部材102を完全に平行移動させると、遮蔽ドア組立体104は受動的に、半径方向にバイパスダクト22の中に延伸して、ファン空気が出口端15（図1に示す）を通って流れるのを遮断または妨害し、その結果ファン空気は、逆推力装置組立体100を通って導かれて逆推力を与える（すなわち、逆推力装置組立体が完全に展開される）。
【００１７】
例示的な実施形態では、平行移動可能なカウル部材102は、半径方向内側パネル106と、半径方向外側パネル108とを含み、これらは、その間に空間110を画定するように配置され構成される。逆推力装置組立体100は、アクチュエータ組立体112を備え、これは、平行移動可能なカウル部材102に結合され、かつ少なくとも部分的に空間110内に配置されて、カウル部材102をほぼ軸線方向に、選択的に平行移動させる。例示的な実施形態では、アクチュエータ組立体112は、カウル部材102を動作位置間で平行移動させるために、電気、空気圧、または油圧によって動力供給されてもよい。トルクボックス114は、平行移動可能なカウル部材102の前端116に近接してアクチュエータ組立体112に結合され、アクチュエータ組立体112の動作を容易にする。
【００１８】
例示的な実施形態は、平行移動可能なカウル部材102によって選択的に覆われたり露出されたりするように、半径方向内側パネル106と半径方向外側パネル108との間の空間110内にそれぞれ配置された、複数の逆推力装置部材118をさらに含む。したがって、平行移動可能なカウル部材102が格納動作位置に配置されると、逆推力装置部材118は覆われ、平行移動可能なカウル部材102が完全に平行移動した動作位置にあると、逆推力装置部材118は露出される。例示的な実施形態では、適切な流れ誘導部材、およびシールが、部品間をシール（例えば、密閉）係合させるために使用される。例示的な実施形態では、逆推力装置部材118は、複数のカスケード旋回ベーン120を含む、固定カスケード構造である。さらに、支持リング122が、逆推力装置部材118の後端に結合されて、部材118を支持する。
【００１９】
動作時に、平行移動可能なカウル部材102が格納動作位置（図3）にあるとき、バイパスダクト22内の空気は、前方推進動作では、通常は出口端15から導出される。逆推力を与えるために、平行移動可能なカウル部材102は、完全に平行移動した動作位置（図4）に移動され、これにより逆推力装置部材118が露出されて、空気流が旋回ベーン120を通って導かれる。
【００２０】
図3および図4を特に参照すると、遮蔽ドア組立体104は、外壁23に結合されたベース124と、ベース124に結合されて、バイパスダクト22を通って延伸するドラッグリンク126とを備える。例示的な実施形態では、遮蔽ドア組立体104は、ドラッグリンク126、およびカウル部材102の内側パネル106の両方に枢動可能に結合された、遮蔽ドア128をさらに備える。遮蔽ドア128は、逆推力装置組立体100が完全に展開されてエンジン出力および空気流が増加したときに、十分な空気負荷の作用を受けると、ヒンジ129を中心に回転することによって、半径方向に移動するように動作可能である。例示的な方法で図4に示すように、遮蔽ドア128は外壁23と協働して、バイパスダクト22を通る空気流を遮断または妨害し、空気流は、その代わりに逆推力装置組立体100を通って導かれ、旋回ベーン120によって旋回されて逆推力を供給する。したがって、遮蔽ドア128は、機械的アクチュエータその他の機構によって能動的に回転されるというよりは、（例えば、空気流によって）受動的に作動される。あるいは、遮蔽ドア128は、機械的アクチュエータその他の機構によって、能動的に制御される。
【００２１】
図5は、図3に示す逆推力装置組立体と共に用いる遮蔽ドア組立体104の斜視図であり、図6は、遮蔽ドア128の本体部分130の上面図であり、図7は、本体部分130の底面図である。例示的な実装において、遮蔽ドア128は、本体部分130と、複数の取付構造132と、表面シート134とを備える。より詳細には、本体部分130は、本体部分130が取付構造132と一体的に形成されるように、熱可塑性材料で成形される。熱可塑性材料の成形は、射出成形または圧縮成形のいずれかによって行われてもよい。別の実装において、本体部分130と取付構造132とを一体的に形成するために、任意の熱可塑性材料成形工程を用いてもよい。例示的な実装において、熱可塑性材料は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルファイド、およびポリエーテルイミドのうちの少なくとも1つを含む。別の実装において、熱可塑性材料は、任意の高温耐性樹脂、および化学耐性樹脂を含む。
【００２２】
例示的な実装において、本体部分130は、熱可塑性材料でハニカムコア137と一体的に形成された、または共成形された、バックシート136を含む。より詳細には、熱可塑性材料は、バックシート136およびハニカムコア137を形成するために、射出成形または圧縮成形される。以下でさらに詳細に説明するように、熱可塑性材料を用いることにより、ハニカムコア137のセル壁の高さおよび厚さの両方を、所望の仕様に適合するようにカスタマイズすることが可能になる。さらに、ハニカム本体部分の別の部分は、別の負荷要件、または騒音減衰要件に応えるために、セルのサイズが異なっていてもよい。ハニカムセルのサイズをこのようにカスタマイズすることによって、騒音減衰を向上させることが可能になる。したがって、取付構造132、バックシート136、およびハニカムコア137は全て、熱可塑性材料で同時かつ一体的に成形される。
【００２３】
図7に示すように、本体部分130は、ハニカムコア137と一体的に形成された、バックシート136を含む。例示的な実装において、コア137は複数のセル170を含み、複数のセル170は、各セル170を形成するための複数の壁172を有する。前述したように、コア137は、壁172の厚さおよび高さが、本体130上の位置によって変化するようにカスタマイズすることができる。より具体的には、セル170の各組は、セルの他の全ての組の壁の厚さとは異なる、所定の厚さを有する壁172によって画定される。
【００２４】
例示的な実装において、複数のセル170は、壁176の第1の組によって画定されたセルの第1の組174、壁180の第2の組によって画定されたセルの第2の組178、壁184の第3の組によって画定されたセルの第3の組182、および壁188の第4の組によって画定されたセルの第4の組186を含む。より詳細には、壁176の第1の組174は、壁180の第2の組178の厚さT2よりも大きい、第1の厚さT1を有する。同様に、壁184の第3の組182は、T1およびT2よりも小さいが、壁188の第4の組186の厚さT4よりも大きい、第3の厚さT3を有する。本体部分130は、セル170と壁172との4つの組を有するものとして示されているが、本体部分130は、より多い、またはより少ないセル170と壁172との組を有してもよい。一般に、本体部分130は、本明細書で説明するように、本体部分130の動作を容易にするのに所望される、任意の数のセル170とそれに対応する壁172との組を有する。
【００２５】
本体部分130はまた、ハニカムコア137およびバックシート136と一体的に形成、または共成形されて本体部分130にさらなる強度を与える、複数の補強リブ190を備える。リブ190は、バックシート136から、複数の壁172の遠位端に向かって延伸する。より詳細には、リブ190は、バックシート136から第1の距離だけ延伸し、壁172は、セル170がリブ190よりも高くなるように、第1の距離よりも大きい第2の距離だけ延伸する。1つの実装において、リブ190は、コア137の中央領域192から本体部分130の角に向かって延伸する、一対のリブ190を含む。一対のリブ190は、本体部分130をさらに強化するように、互いに平行である。さらに、リブ190は、最も厚い壁176および180を有するセルの組174および178に隣接して延伸し、その結果、リブ190と、厚い壁176および180との密接な位置関係により、本体部分130に、強度の集中した領域を設ける。
【００２６】
図8は、遮蔽ドア組立体104で用いる遮蔽ドア128の側断面図であり、図9は、遮蔽ドア128の分解図である。別の実装において、バックシート136は、その上に熱可塑性材料が射出成形または圧縮成形されるソリッドな積層構造であって、積層バックシート136の周囲に、取付構造132および本体部分130が形成される。このように、取付構造132は、取付構造132と本体部分130とが一体的に形成されるように、本体部分130と共成形される。別の実装において、取付構造132は、本体部分130の形成後に、熱可塑性の本体部分130に結合される。また、一体的に形成された取付構造132の機械加工、例えば、少なくとも1つの貫通孔138の穿孔は、取付構造132の周囲に本体部分130を形成した後に完成されてもよい。
【００２７】
例示的な実装において、表面シート134は、表面シート134がバイパスダクト22（図4に示す）に露出するように、本体部分130の内面140に結合される。例示的な実装において、表面シート134は、本体部分130と同一の熱可塑性材料で形成される。別の実装において、表面シート134は、本体部分130を形成する熱可塑性材料とは異なる熱可塑性材料で形成される。さらに別の実装において、表面シート134は、材料の複数のプライ142で形成される。より詳細には、表面シート134は、互いに圧縮成形された、約3〜約20枚のプライ142で形成される。複数のプライ142は、熱可塑性材料であってもよく、またはこれに限定されないが、炭素繊維等の複合熱可塑性材料であってもよく、あるいは熱硬化性材料であってもよい。
【００２８】
さらに、例示的な実装において、表面シート134は、表面シート134を貫通して形成された、複数の開口部144（図9に示す）を有する。開口部144は、エンジン10内で発生する騒音の減衰を容易にして、エンジン10から漏れる騒音の量を低減する。例示的な実装において、各開口部144は、寸法が約0．02インチ（in．）〜0．06インチである。より詳細には、各開口部144は、寸法が約0．04インチである。別の実施形態では、開口部144は、本明細書で説明するように、遮蔽ドア組立体104の遮蔽ドア128の動作を容易にする、任意の寸法サイズを有する。また、開口部144は、本明細書で説明するように、遮蔽ドア組立体104の遮蔽ドア128の動作を容易にする任意の形状、例えば、これに限定されないが、円形、楕円形、または長方形であってもよい。例示的な実装において、開口部144は、ホットニードル穿孔によって表面シート134と共形成されるか、または表面シート134の形成後に、（ギャング穿孔、またはパンチ穿孔によって）穿孔される。
【００２９】
本明細書で説明するように、例示的な実装において、表面シート134は、熱接合の工程を用いて本体部分130に結合される。このような熱接合では、本体部分130を表面シート134に熱溶着し、その結果、本体部分130と表面シート134とは、一体的な単体部品を形成する。別の実装において、表面シート134は、接着接合で本体部分130に結合される。さらに別の実装において、遮蔽ドア128は、表面シート134を本体部分130に結合するのを容易にする、複数の機械的締め具146を含む。表面シート134を本体部分130に結合するために、熱接合、接着接合、および締め具146の任意の組み合わせを用いてもよい。
【００３０】
1つの実装において、本体部分130は、第1の部分148と、第2の部分150とを有する。このような構成では、遮蔽ドア128は、第1の部分148と第2の部分150との間に結合された、中間シート152を含む。例示的な実装において、中間シート152は、本体部分130と同じ熱可塑性材料で形成される。別の実装において、中間シート152は、本体部分130を形成する熱可塑性材料とは異なる熱可塑性材料で形成される。別の実装において、中間シート152は、布の薄いシートで形成される。中間シート152は、本体部分130に形成された複数の凹所156に対応する、複数の隆起した突出部154を有する。中間シート152の突出部154は、第1の部分148および第2の部分150の凹所156と組み合わされると、エンジン10内で発生する騒音の減衰を容易にして、エンジン10から漏れる騒音の量を低減する。別の実装において、中間シート152は、突出部154を有さず、ほぼ平坦である。例示的な実装において、中間シート152は、厚さが約0．002インチ〜0．008インチである。より詳細には、中間シート152は、厚さが約0．005インチである。別の実施形態では、中間シート152は、本明細書で説明するように、遮蔽ドア組立体104の遮蔽ドア128の動作を容易にする、任意の厚さを有する。
【００３１】
表面シート134および本体部分130に関して前述したように、中間シート152は、熱接合工程を用いて、本体部分130の第1の部分148と第2の部分150との間に結合される。このような熱接合によって、中間シート152を第1の部分148と第2の部分150との間に熱溶着し、その結果、第1の部分148および第2の部分150と、中間シート152と、表面シート134とが、一体的な単体部品を形成する。別の実装において、中間シート152は、第1の部分148と第2の部分150との間に、接着接合によって結合される。さらに別の実装において、機械的締め具146が、中間シート152を第1の部分148と第2の部分150との間に結合するのを容易にする。中間シート152を、本体部分130の第1の部分148と第2の部分150との間に結合するために、熱接合、接着接合、および締め具146の任意の組み合わせを用いてもよい。
【００３２】
1つの実装において、遮蔽ドア128は、本体部分130の外周の少なくとも一部の周りに結合された、シール部品158（図5に示す）をさらに有する。シール部品158は、遮蔽ドア128と、平行移動するカウル部材102の内側パネル106（いずれも図3に示す）、およびトルクボックス114の内側パネル160（いずれも図3に示す）のうちの少なくとも1つとの間にシールを形成する。このように、シール部品158は、図3に示すように、遮蔽ドア組立体104が展開されていないときに、バイパスダクト22から、平行移動するカウル部材102を通って流れる空気を防止するかまたは減少させる。
【００３３】
図10は、遮蔽ドア128を製造する例示的な方法300を示す、フローチャートである。方法300は、熱可塑性材料および複合材料の少なくとも1つから表面シート134等の表面シートを形成するステップ302と、熱可塑性材料から、射出成形、圧縮成形その他の熱可塑性成形工程のうちの1つを用いて、本体部分130等の本体部分を形成するステップ304とを含む。1つの実装において、形成するステップ304は、熱可塑性材料で、コア137等のハニカムコアと、バックシート136等のバックシートとを一体的に形成することを含む。方法300は、熱接合、接着接合、および複数の機械的締め具のうちの少なくとも1つを用いて、表面シートを本体部分に結合するステップ308をさらに含む。
【００３４】
図11は、遮蔽ドア128（図5に示す）の本体部分130（図6および図7に示す）を圧縮成形するために使用され得る、圧縮成形組立体200の斜視図である。より詳細には、組立体200は、バックシート136とハニカムコア137とを一体的に形成するために用いられる。例示的な実装において、組立体200は、熱可塑性材料で圧縮成形された本体部分130を結合して単体部品にする、上側成形組立体202と下側成形組立体204とを備える。
【００３５】
図12は、遮蔽ドア本体部分130の成形前の圧縮成形組立体200の側面図であり、図13は、遮蔽ドア本体部分130の成形後の圧縮成形組立体200の側面図である。図12および図13に示すように、上側成形組立体202は、本体部分130の輪郭を画定する下面208を有する、ラム板206を備える。ラム板206は、複数の加熱チャネル210と、ラム板206にわたって交互に離間された、複数の冷却チャネル212とをさらに有する。チャネル210および212は、成形中に熱可塑性材料214に熱を加える、または熱を除去するように構成されて、成形のために材料214を溶融させる、または成形後に材料214を硬化させるのを容易にする。ラム板206および／または材料214の温度を測定するために、複数の熱電対216もラム板206内に収容される。
【００３６】
例示的な実装において、ラム板206は、ラム板206を貫通して画定された、複数の開口部218をさらに有する。開口部218は、面208に画定され、チャネル210、212に垂直に、ラム板206を通って延伸する。上側成形組立体202は、ラム板206に取り外し可能に結合された、複数のコアインサート220をさらに含み、その結果、各開口部218は、コアインサート220のそれぞれの1つを受ける。本明細書で説明するように、コアインサート220は、複数の開口部218のそれぞれの開口部218と取り外し可能に結合され、遮蔽ドアの本体部分130のハニカムコア137の形成を容易にする。より詳細には、各コアインサート220は、複数のセル170のそれぞれのセル170（図7に示す）を形成し、隣接するコアインサート220同士の間の隙間（図12または図13には図示せず）は、複数の壁172のそれぞれの壁172（図7に示す）を形成する。
【００３７】
例示的な実装において、上側成形組立体202は、成形中にラム板206を下側成形組立体204の方へ案内する、複数のガイドピン222をさらに備える。別の実装において、ガイドピン222は、上側成形組立体202の外側に配置され、かつ／あるいはガイドピン222が熱膨張するのを防ぐために断熱される。本明細書でさらに詳細に説明するように、下側成形組立体204は、成形のために材料214が装填される空隙部（図12または図13には示されていない）を画定するように結合する、複数の側壁224と形成板226とを備える。形成板226は、複数の加熱チャネル228と、交互に離間された複数の冷却チャネル230とをさらに有する。ラム板206の場合と同様に、チャネル228および230は、成形中に熱可塑性材料214に熱を加える、または熱を除去するように構成されて、成形のために材料214を溶融させる、または成形後に材料214を硬化させるのを容易にする。形成板226および／または材料214の温度を測定するために、複数の熱電対232も形成板226内に収容される。
【００３８】
図14は、ラム板206およびコアインサート220を示す、上側成形組立体202の斜視底面図である。図15および図16は、ラム板206、コアインサート220、および形成板226の斜視断面図である。例示的な実装において、コアインサート220は、コアインサートの複数の組を含み、コアインサート220の各組は、コアインサート220の他の全ての組とサイズが異なる。より詳細には、図14に示すように、上側成形組立体202は、インサート220の第1の組234、インサート220の第2の組236、インサート220の第3の組238、およびインサート220の第4の組240を含む。各組234、236、238、および240は、他の全ての各組234、236、238、および240とサイズが異なる。例えば、第1の組234は、第1のサイズのインサート220を含み、第2の組236は、第1のサイズとは異なる第2のサイズのインサート220を含む。上側成形組立体202は、4組のインサート220を有するものとして示されているが、上側成形組立体202は、より多くの、またはより少ない組のインサート220を有してもよい。一般に、上側成形組立体202は、本明細書で説明するように、上側成形組立体202の動作を容易にするのに所望される、任意の数のインサート220の組を有する。
【００３９】
例示的な実装において、各インサート220は、本体部分130の所望の強度要件を満たすために、各インサートを交換できるようにラム板206に取り外し可能に結合されて、本体部分130のセル170のサイズの調整を容易にする。より詳細には、本体部分130においてより高い強度が必要な領域では、より小さいインサート220が、ラム板206に結合されてもよい。これは、隣接するインサート220同士の間の隙間241が、ハニカムコアセル170の壁172の厚さを画定するので、インサート220が小さくなるほど壁の厚さが大きくなって、本体部分130のその領域の強度が増加するためである。同様に、高い強度が必要とされない領域では、壁の厚さを減少させるためにより大きいインサート220を用いることができ、したがって本体部分130の重量を減少させることができる。このように、ハニカムコア137の各セル170の壁の厚さは、そのセル170に用いられるインサート220のサイズに基づいて調整することができ、インサート220のサイズは、コア137のそのセル170の位置における所望の負荷容量に基づく。
【００４０】
図15および図16に示すように、各コアインサート220は、複数の取り外し可能な締め具242のうちの1つを用いて、ラム板206に結合される。例示的な実装において、締め具242は、開口部218を通して、コアインサート220に画定された開口部244に挿入される。開口部244と締め具242の一部とは、ねじ込みによって容易に結合する。コアインサートを正しい向きで挿入するのを容易にするために、必要に応じてインデックスピン246が、各コアインサート220とラム板206との間に結合される。また、開口部244は、コアインサート220の回転を防止するために、キー250を受けるように構成されたキー穴248を有する。
【００４１】
図17は、成形された遮蔽ドアの本体部分130を上側成形組立体202から押し出すために、圧縮成形組立体200と共に使用され得る、押出組立体252の斜視図である。例示的な実装において、押出組立体252は、押出板254と、押出板254とラム板206との両方に結合された、押出保持板256とを備える。複数の押出制御板258が、押出板254に結合されて、押出組立体252と、上側成形組立体202とが、下側成形組立体204の方へ移動するのを容易にする。押出組立体252は、ラム板206に形成された複数のピン開口部262（図14に示す）を通って延伸する、複数の押出ピン260をさらに備える。動作時に上側成形組立体202が、下側成形組立体204から離れるように動かされると、完全に成形された本体部分130も一緒に持ち上げられる。次に、押出組立体252が上側成形組立体202に向かって下げられるか、あるいは静止状態に保持されて、上側成形組立体202が押出組立体252に向かって動かされて、本体部分130を上側成形組立体202から押し出す。板254および256は、押出組立体252をガイドピン222に沿って移動させるための、ガイドポスト開口部264を有する。上側成形組立体202と押出組立体252とが合わさると、押出ピン260がラム板206のピン開口部262を貫通して、本体部分130をラム板206から取り外す。
【００４２】
図18は、形成板226に結合された側壁224を示す、下側成形組立体204の斜視図である。例示的な実装において、側壁224と形成板226とは、遮蔽ドア本体部分130を成形するために熱可塑性材料214が装填される、空隙部266を形成する。側壁224は、本体部分130の外周を形成し、本体部分130の所望の特性に基づいて異なる側壁224を用いることができるように、取り外しおよび交換が可能である。例えば、本体部分130の外周の一部に沿って、特定の形状を有することが望ましい場合に、所望の形状を有する側壁224が、下側成形組立体204に配置されてもよい。その後、その形状が所望されなくなったときは、組立体204に元の側壁224が配置されてもよい。あるいは、所望の形状は、1つ以上の側壁224に機械加工されてもよく、残りの側壁224には加工せずに、機械加工された側壁224を組立体204に戻してもよい。
【００４３】
図19は、複数の取り外し可能な取付構造インサート268を示す、下側成形組立体204の底面斜視図である。各取付構造インサート268は、本体部分130に取付構造132を形成し、対応する開口部270を通して形成板226に挿入される。取付構造インサート268は、本体部分130にヒンジ構造、またはドラッグリンク構造のうちの少なくとも1つを形成する。あるいは、本体部分130に構造を形成しない取付構造インサート268を用いてもよい。側壁224と同様に、取付構造インサート268は、本体部分130の所望の取付構造に基づいて異なる取付構造インサート268を用いることができるように、取り外しおよび交換が可能である。さらに、取付構造インサート268は、圧縮成形組立体200の他の構成部品を変更することなく、所定の望ましい取付構造132に基づいて異なる取付構造132を形成するように、各インサート268が形状を変えることが可能な、モジュール式になっている。
【００４４】
図20は、圧縮成形組立体200を用いて遮蔽ドア128の本体部分130を形成する、例示的な方法400を示すフローチャートである。前述のように、本体部分130は、複数の壁172によって画定された複数のセル170を含む、ハニカムコア137を有する。方法400は、複数の取り外し可能なコアインサート220を、圧縮成形組立体200のラム板206に結合するステップ402を含む。より詳細には、コアインサート220を結合するステップ402は、コアインサート220の複数の組234、236、238、および240を結合するステップ402を含み、コアインサートの各組は、コアインサートの他の全ての組とサイズが異なる。例えば、結合するステップ402は、第1のサイズであるコアインサートの第1の組を、ラム板206に結合するステップと、第1のサイズとは異なる第2のサイズであるコアインサートの第2の組を、ラム板206に結合するステップ402とをさらに含む。
【００４５】
方法400は、熱可塑性材料214を圧縮成形組立体200に装填するステップ404をさらに含む。より詳細には、材料214は、下側成形組立体204の側壁224と、形成板226とによって形成された空隙部266に装填される（ステップ404）。次に、ラム板206は、成形組立体204に向かって熱可塑性材料214の中に押し付けられ（ステップ404）、複数のコアインサート220を用いて、ハニカムコア137の複数のセル170が形成される（ステップ408）。複数のセル170を形成するステップ408は、複数のコアインサートのうちのコアインサート220の第1の組234で、セルの第1の組174を形成することと、複数のコアインサートのうちのコアインサート220の第2の組236で、セルの第2の組178を形成することとを含む。
【００４６】
本明細書の実施形態は、ガスタービンエンジンに用いられる遮蔽ドア組立体について説明する。遮蔽ドア組立体は、騒音減衰を容易にするための複数の開口部を有する表面シートと、表面シートに結合された本体部分とを備える。本体部分は、ハニカムコアと一体的に形成されたバックシートを有し、本体部分は、射出成形、圧縮成形その他の熱可塑性成形工程のうちの1つを用いて、熱可塑性材料から成形される。また、本明細書では、遮蔽ドアのハニカムコアを成形するための圧縮成形組立体についても説明し、ハニカムコアは、複数の壁によって画定された複数のセルを含む。圧縮成形組立体は、ラム板であって、当該ラム板を貫通して画定された複数の開口部を有するラム板と、ラム板に結合された複数のコアインサートとを備える。コアインサートは、遮蔽ドアのハニカムコアを形成するように構成される。各コアインサートは、ラム板の複数の開口部のそれぞれの開口部に取り外し可能に結合され、その結果、各コアインサートは、複数のセルのそれぞれのセルを形成するように構成される。
【００４７】
本明細書で説明するように、一体的に形成された熱可塑性遮蔽ドアは、互いに結合された異なる材料で作られた従来の遮蔽ドアに勝るいくつかの利点を有する。例えば、従来の遮蔽ドアは、上部および下部スキンから製造され、接着剤でスキンに結合されたアルミニウムハニカムコアを囲んでいる。アルミニウムハニカムコアは、規格化されたセル高さおよび壁の厚さを有することが多い。規格化されたサイズが仕様を満たさない場合は、ハニカムコアがより大きい負荷に耐えられるように、ハニカムコアの一部に埋め込み用樹脂を充填してもよい。しかしながら、埋め込み用樹脂は、遮蔽ドアの重量を増加させることに加えて、アルミニウムハニカムコアの音響減衰特性に望ましくない影響を及ぼす。成形された熱可塑性樹脂を用いることにより、規格サイズのハニカムを使用する制約を回避し、また、所望の仕様に適合するようにセル高さおよび壁の厚さをカスタマイズできるので、ハニカムの埋め込み用材料の充填剤の使用も回避する。
【００４８】
さらに、取り外し可能な個別のコアインサートによって、ハニカム本体部分の別の部分が、別の負荷要件、または騒音減衰要件に応えるために、異なるセルのサイズを有することが可能になる。ハニカムセルのサイズをこのようにカスタマイズすることによって、本体部分の負荷を増加させることが可能になる。また、アルミニウムのスキンおよびハニカムに代えて熱可塑性材料を用いることによって、材料費および人件費を削減できるので、遮蔽ドアの軽量化、および費用削減の両方につながる。
【００４９】
さらに、各コアインサートは、所望の強度要件を満たすために、各コアインサートを交換できるようにラム板に取り外し可能に結合されて、本体部分のハニカムセルのサイズの調整を容易にする。より詳細には、本体部分においてより高い強度が必要な領域では、より小さいコアインサートが、ラム板に結合されてもよい。これは、隣接するコアインサート同士の間の隙間が、ハニカムコアセルの壁の厚さを画定するので、コアインサートが小さくなるほど壁の厚さが大きくなって、本体部分のその領域の強度が増加するためである。同様に、高い強度が必要とされない領域では、壁の厚さを減少させるためにより大きいコアインサートを用いることができ、したがって本体部分の重量を減少させることができる。このように、ハニカムコアの各セルの壁の厚さは、そのセルに用いられるコアインサートのサイズに基づいて調整することができ、コアインサートのサイズは、ハニカムコアのそのセルの位置における所望の負荷容量に基づく。
【００５０】
本明細書は、最良の態様を含む様々な実装を開示するため、また、任意の装置またはシステムの作成および使用、ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含み、当業者がこの様々な実装を行うことを可能にするために、例を用いる。本開示の特許請求可能な範囲は請求項によって定義され、当業者が思いつく他の例を含むことができる。このような他の例は、その例が、請求項の文言と異ならない構造要素を有するか、あるいはその例が、請求項の文言とごくわずかしか異ならない均等な構造要素を含む場合は、特許請求の範囲内であることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
10  ガスタービンエンジン
12  入口端
13  コアエンジン
14  圧縮機（圧縮機段）
15  出口端
16  燃焼器
18  ファン部
19  ナセル
20  高圧タービン（HPT）
21  低圧タービン（LPT）
22  バイパスダクト
23  外壁
24  第1のシャフト
26  エンジン軸線
28  第2のシャフト
100  逆推力装置組立体
102  カウル部材
104  遮蔽ドア組立体
106  半径方向内側パネル
108  半径方向外側パネル
110  空間
112  アクチュエータ組立体
114  トルクボックス
116  前端
118  逆推力装置部材
120  旋回ベーン
122  支持リング
124  ベース
126  ドラッグリンク
128  遮蔽ドア
129  ヒンジ
130  本体部分
132  取付構造
134  表面シート
136  バックシート
137  ハニカムコア
138  貫通孔
140  内面
142  プライ
144  開口部
146  締め具
148  第1の部分
150  第2の部分
152  中間シート
154  突出部
156  凹所
158  シール部品
160  内側パネル
170  セル
172  壁
174  セルの第1の組
176  壁の第1の組
178  セルの第2の組
180  壁
182  壁の第3の組
184  壁
186  壁の第4の組
188  壁
190  補強リブ
192  中央領域
200  圧縮成形組立体
202  上側成形組立体
204  下側成形組立体
206  ラム板
208  下面
210  加熱チャネル
212  冷却チャネル
214  熱可塑性材料
216  熱電対
218  開口部
220  コアインサート
222  ガイドピン
224  側壁
226  形成板
228  加熱チャネル
230  冷却チャネル
232  熱電対
234  第1の組
236  第2の組
238  第3の組
240  第4の組
241  隙間
242  締め具
244  開口部
246  インデックスピン
248  キー穴
250  キー
252  押出組立体
254  押出板
256  押出保持板
258  押出制御板
260  押出ピン
262  ピン開口部
264  ガイドポスト開口部
266  空隙部
268  取付構造インサート
270  開口部
【図１】
2018035803.tif 000003
【図２】
2018035803.tif 000004
【図３】
2018035803.tif 000005
【図４】
2018035803.tif 000006
【図５】
2018035803.tif 000007
【図６】
2018035803.tif 000008
【図７】
2018035803.tif 000009
【図８】
2018035803.tif 000010
【図９】
2018035803.tif 000011
【図１０】
2018035803.tif 000012
【図１１】
2018035803.tif 000013
【図１２】
2018035803.tif 000014
【図１３】
2018035803.tif 000015
【図１４】
2018035803.tif 000016
【図１５】
2018035803.tif 000017
【図１６】
2018035803.tif 000018
【図１７】
2018035803.tif 000019
【図１８】
2018035803.tif 000020
【図１９】
2018035803.tif 000021
【図２０】
2018035803.tif 000022
【外国語明細書】
2018035803000001.pdf