(57)【要約】  円筒状のケース本体１０と、ケース本体１０の一方の端部に嵌合固定されて、遠心方向に開口する環状溝２１を具備した連結用リング体２０を備え、連結用リング体２０には、ケース本体１０の他方の端部とは反対側に向けて開口する切欠２２が形成され、連結用リング体２０の切欠２２には、補強体３０が嵌合され、補強体３０には、連結用リング体２０の切欠２２に嵌合された状態で連結用リング体２０の環状溝２１に連続する円弧状溝３１が形成されている。高い剛性が得られるのに加えて、軽量化及び製作コストの低減をも実現することが可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のケース本体と、
前記ケース本体の一方の端部における周壁の外周側に嵌合固定されて、遠心方向に開口する環状溝を具備した連結用リング体を備え、
前記連結用リング体には、嵌合部が形成され、
前記連結用リング体の前記嵌合部には、補強体が嵌合され、
前記補強体には、前記連結用リング体の前記嵌合部に嵌合された状態で該連結用リング体の環状溝に連続する円弧状溝が形成されている円筒状ケース。
【請求項２】
前記連結用リング体の前記嵌合部は、前記ケース本体の他方の端部とは反対側に向けて開口する切欠であり、前記連結用リング体の前記切欠に前記補強体が嵌合されている請求項１に記載の円筒状ケース。
【請求項３】
前記連結用リング体の前記切欠に前記補強体を嵌合した状態において、前記連結用リング体に形成された遠心方向に突出する外向き受壁に前記ケース本体の前記周壁上の前記補強体を当接させて固定することで、前記補強体の前記ケース本体に対する軸心方向及び径方向の各位置決めが成される請求項２に記載の円筒状ケース。
【請求項４】
航空機用ジェットエンジンのファンブレードを覆うファンケースである請求項１〜３のいずれか一つの項に記載の円筒状ケース。
【請求項５】
前記円筒状のケース本体は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた複合材料から成り、前記連結用リング体がＡｌ合金製の連結用リング体であり、前記補強体がＴｉ合金製の補強体である請求項１〜４のいずれか一つの項に記載の円筒状ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、航空機用ジェットエンジンのファンブレードを覆うファンケースとして用いられる円筒状ケースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記した円筒状ケースとしては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この円筒状ケースは、航空機用ジェットエンジンのファンブレードを覆うファンケースであり、このファンケースは、中間ケーシングと、この中間ケーシングのエンジン後方側に接続される延長具を備えている。【０００３】
この延長具は、エンジン前方側に配置される円筒状の接合シェルと、エンジン後方側に配置される下流端を具備している。下流端は、複数の角度セクタを環状につなげて成っており、複数の角度セクタを環状につなげた状態においてナセルカバー連結用の環状溝が形成されるようになっている。【０００４】
この下流端は、２種類の角度セクタを交互に配置することで形成されており、ナセルカバーによって伝達される逆推進力のレベルが比較的低い部位にはＡｌ合金製の角度セクタが配置され、一方、ナセルカバーによって伝達される逆推進力のレベルがより高い部位には摩耗に耐えるＴｉ合金製の角度セクタが配置されている。【０００５】
この場合、接合シェル及び角度セクタの双方に形成した外向きフランジ同士を軸方向のねじで固定することで、２種類の角度セクタはいずれも接合シェルの端部に連結されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2009-150385号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記した従来のファンケースにあっては、中間ケーシングに接続される延長具の下流端が、複数の角度セクタを環状につなげて成っているので、逆推進力のレベルに応じてＡｌ合金製の角度セクタ及びＴｉ合金製の角度セクタを交互に配置したとしても、高い剛性が得られるとは言い難い。【０００８】
また、延長具を構成する２種類の角度セクタは、いずれも接合シェルの端部に対して外向きフランジ及びねじにより連結されるようになっているので重量の増加が否めず、これに対処するために、Ａｌ合金製の角度セクタに肉抜き用の孔を穿って軽量化を図る場合には、その作業分だけ製作コストが高くついてしまうという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっている。【０００９】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、高い剛性が得られるうえ、軽量化及び製作コストの低減を実現することが可能である円筒状ケースを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するべく、本発明は、円筒状のケース本体と、前記ケース本体の一方の端部における周壁の外周側に嵌合固定されて、遠心方向に開口する環状溝を具備した連結用リング体を備え、前記連結用リング体には、嵌合部が形成され、前記連結用リング体の前記嵌合部には、補強体が嵌合され、前記補強体には、前記連結用リング体の前記嵌合部に嵌合された状態で該連結用リング体の環状溝に連続する円弧状溝が形成されている構成としている。【００１１】
本発明に係る円筒状ケースでは、例えば、逆推進力伝達体から逆推進荷重を受ける環状溝を具備したファンケースである場合、逆推進力伝達体との連結用リング体を一体物としたうえで、より大きな逆推進荷重を受け持つ補強体を連結用リング体の嵌合部に嵌合するようにしているので、連結用リング体全体として高い剛性が得られることとなる。【００１２】
また、補強体を連結用リング体の嵌合部に嵌合するようにしているので、補強体を連結用リング体に対してフランジ及びねじにより連結したとしても、従来のように２種類の角度セクタの全てを接合シェルに対してフランジ及びねじにより連結する場合と比べて、重量の増加が少なく抑えられるうえ、軽量化を図るための肉抜き用の孔を穿つ作業が不要となる分だけ、製作コストの低減が図られることとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る円筒状ケースでは、高い剛性が得られるのに加えて、軽量化及び製作コストの低減をも実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例による円筒状ケースをファンケースとして採用した航空機用ジェットエンジンの概略断面説明図である。
【図２】図１におけるファンケースを示す全体斜視説明図である。
【図３】図２のファンケースにおけるケース本体の連結用リング体に補強体が固定された状態を拡大して示す連結用リング体の上部頂点領域における部分斜視説明図である。
【図４】図２のファンケースにおけるケース本体の連結用リング体に補強体が固定された状態を拡大して示す連結用リング体の上部頂点領域における部分平面説明図である。
【図５】図２のファンケースにおけるケース本体の連結用リング体に補強体が固定された状態を拡大して示す連結用リング体の上部頂点領域における部分断面説明図である。
【図６】図２のファンケースにおけるケース本体に逆推進荷重が負荷された際の逆推進荷重の周方向分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１〜図６は本発明に係る円筒状ケースの一実施例を示しており、この実施例では、本発明に係る円筒状ケースが航空機用ジェットエンジンのファンブレードを覆うファンケースである場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
図１に示すように、航空機用ジェットエンジン１は、前方（図示左方）から取り入れた空気を複数のファンブレードを有するファン２で圧縮機３に送り込み、この圧縮機３で圧縮された空気に燃料を噴射して燃焼室４で燃焼させ、これで生じる高温ガスの膨張により高圧タービン５及び低圧タービン６を回転させるようになっている。
【００１７】
ファン２の複数のファンブレードを覆うファンケース９は、図２にも示すように、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた複合材料から成る円筒状のケース本体１０を備えている。
なお、ファンケース９のケース本体１０を構成する複合材料の強化繊維には、例えば、炭素繊維，ガラス繊維，有機繊維（アラミド，ＰＢＯ，ポリエステル，ポリエチレン），アルミナ繊維，炭化ケイ素繊維を用いることができ、マトリックスとして、熱硬化性樹脂には、例えば、ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂，ビニルエステル樹脂，フェノール樹脂，ビスマレイミド樹脂，オキサゾリン樹脂，メラミン樹脂を用いることができる。
【００１８】
このケース本体１０の前端部（図示左端部）には、エンジンカウル７と連結可能な外向き環状フランジ１１が形成されていると共に、後端部（図示右端部）には、Ａｌ合金製の連結用リング体２０が嵌合状態で固定されている。この連結用リング体２０には、遠心側に開口する環状溝２１がケース本体１０の後端部から軸心ＣＬ方向にはみ出すようにして形成されており、この環状溝２１には、逆推進力伝達体８の金属製内向きフランジが嵌合されるようになっている。
【００１９】
この連結用リング体２０の環状溝２１には、逆推進力伝達体８を介して図示しないスラストリバーサからの逆推進荷重が負荷されるが、この逆推進荷重は、逆推進力伝達体８に連結した状態のケース本体１０において、円周方向に均等に負荷されるものではなく、例えば、図６に示すように、円周方向の上部頂点領域（頂点両側の±２０〜４５°の領域）及び下部頂点領域付近（頂点を含む±１６５〜１８０°の領域）に多くかかる。
【００２０】
このため、このような場合には、連結用リング体２０の上部頂点付近の２箇所の領域及び下部頂点付近の２箇所の領域の合計４箇所の領域に、連結用リング体２０の環状溝２１に連続する円弧状溝３１を有するＴｉ合金製の補強体３０を配置するようにしており、補強体３０は、図３及び図４に示すように、連結用リング体２０の上記４箇所の領域に形成された切欠（嵌合部）２２に、一体物の連結用リング体２０の一部を成すようにして嵌合されている。
【００２１】
つまり、上記４箇所の領域（補強体領域）にかかる大きな逆推進荷重をＴｉ合金製の補強体３０の円弧状溝３１で受け持ち、補強体３０の領域以外（連結用リング体２０の領域）にかかる逆推進荷重をＡｌ合金製の連結用リング体２０の環状溝２１で受けるようにしている。
【００２２】
この場合、図５にも示すように、補強体３０は、ケース本体１０の後端部の周壁１２に接する補強体本体３２の円弧状溝３１とは反対側の端部に複数の立壁３３を有しており、補強体３０は、複数の立壁３３を連結用リング体２０に形成された複数の外向き受壁２３に重ね合わせてボルト４０及びナット４１でそれぞれ固定することで、ケース本体１０の軸心ＣＬ方向及び径方向の各位置決めが成された状態で連結用リング体２０に一体化されるようになっている。
【００２３】
なお、補強体３０の補強体本体３２をケース本体１０の後端部の周壁１２にボルト４２及びナット４３で固定することで、補強体３０の両端部の跳ね上がりを防ぐようにしている。
【００２４】
上記したファンケース９を製造するに際しては、まず、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた複合材料により円筒状のケース本体１０を成形する（詳細は省略）。
【００２５】
次いで、この円筒状のケース本体１０の後端部における周壁１２の外周側に、Ａｌ合金製の連結用リング体２０を嵌合して固定する。
【００２６】
次に、ケース本体１０の後端部における周壁１２上において、既に固定されている連結用リング体２０の補強体領域に形成された切欠２２に、円弧状溝３１を具備したＴｉ合金製の補強体３０を嵌合して連結用リング体２０に一体化させるのに続いて、連結用リング体２０に形成された外向き受壁２３に、補強体３０の立壁３３を当接させてボルト４０及びナット４１で固定することで、この補強体３０のケース本体１０に対する軸心ＣＬ方向及び径方向の各位置決めを行う。
【００２７】
この後、補強体３０のケース本体１０に対する軸心ＣＬ方向及び径方向の各位置決めを行うことで互いに連続している連結用リング体２０の環状溝２１及び補強体３０の円弧状溝３１に対して、溝仕上げ加工を一連して施す。
【００２８】
このように、本実施例に係るファンケース９では、円筒状のケース本体１０が、炭素繊維等の強化繊維から成っているので、ファンケース９全体の強度及び剛性が確保されることとなる。
【００２９】
また、本実施例に係るファンケース９では、逆推進力伝達体８との連結用リング体２０を一体物としたうえで、より大きな逆推進荷重を受け持つ補強体３０を連結用リング体２０の切欠２２に嵌合するようにしているので、連結用リング体２０全体として高い剛性が得られることとなる。
【００３０】
さらに、本実施例に係るファンケース９では、連結用リング体２０の上部頂点付近の２箇所の領域及び下部頂点付近の２箇所の領域の合計４箇所の領域に切欠２２を形成したうえで、これらの切欠２２に補強体３０を嵌合するようにしている。そして、上述したように、連結用リング体２０の外向き受壁２３に、補強体３０の立壁３３を当接させてボルト４０及びナット４１で固定することにより、補強体３０を連結用リング体２０に連結したとしても、従来のように２種類の角度セクタの全てを接合シェルに対してフランジ及びねじにより連結する場合と比べて、重量の増加が少なく抑えられるうえ、軽量化を図るための肉抜き用の孔を穿つ作業が不要となる分だけ、製作コストの低減が図られることとなる。
【００３１】
さらにまた、本実施例に係るファンケース９では、ケース本体１０の後端部に嵌合固定された連結用リング体２０の切欠２２に補強体３０を嵌合させたうえで、この補強体３０の立壁３３を連結用リング体２０の外向き受壁２３に当接させてボルト４０及びナット４１で固定しているので、補強体３０のケース本体１０に対する軸心ＣＬ方向及び径方向の各位置決めが高精度で成され、連結用リング体２０の環状溝２１及び補強体３０の円弧状溝３１も高精度で連続することとなる。
【００３２】
したがって、本実施例に係るファンケース９では、連結用リング体２０に負荷される逆推進荷重よりも大きな逆推進荷重が負荷される部位、すなわち、連結用リング体２０の上部頂点付近の２箇所の領域及び下部頂点付近の２箇所の領域に対して、Ｔｉ合金製の補強体３０を高い位置決め精度で配置し得ることとなり、４つの補強体３０のそれぞれに偏りなく大きな逆推進荷重を受け持たせ得ることとなる。
【００３３】
そして、本実施例に係るファンケース９を製造する際には、ケース本体１０の後端部に嵌合固定したＡｌ合金製の連結用リング体２０の切欠２２にＴｉ合金製の補強体３０を嵌合したうえで、連結用リング体２０の外向き受壁２３に当接させて固定するようにしているので、補強体３０のケース本体１０に対する軸心ＣＬ方向及び径方向の各位置決めを高精度で且つ容易に行い得ることとなる。
【００３４】
加えて、互いに連続する連結用リング体２０の環状溝２１及び補強体３０の円弧状溝３１に対して、溝仕上げ加工を一連して施すようにしているので、連結用リング体２０の環状溝２１及び補強体３０の円弧状溝３１をより高精度で連続させ得ることとなる。
【００３５】
本発明の第１の態様は、円筒状のケース本体と、前記ケース本体の一方の端部における周壁の外周側に嵌合固定されて、遠心方向に開口する環状溝を具備した連結用リング体を備え、前記連結用リング体には、嵌合部が形成され、前記連結用リング体の前記嵌合部には、補強体が嵌合され、前記補強体には、前記連結用リング体の前記嵌合部に嵌合された状態で該連結用リング体の環状溝に連続する円弧状溝が形成されている構成としている。
【００３６】
本発明の第１の態様に係る円筒状ケースでは、例えば、逆推進力伝達体から逆推進荷重を受ける環状溝を具備したファンケースである場合、逆推進力伝達体との連結用リング体を一体物としたうえで、より大きな逆推進荷重を受け持つ補強体を連結用リング体の嵌合部に嵌合するようにしているので、連結用リング体全体として高い剛性が得られることとなる。
【００３７】
また、補強体を連結用リング体の嵌合部に嵌合するようにしているので、補強体を連結用リング体に対してフランジ及びねじにより連結したとしても、従来のように２種類の角度セクタの全てを接合シェルに対してフランジ及びねじにより連結する場合と比べて、重量の増加が少なく抑えられるうえ、軽量化を図るための肉抜き用の孔を穿つ作業が不要となる分だけ、製作コストの低減が図られることとなる。
【００３８】
本発明の第２の態様は、前記連結用リング体の前記嵌合部は、前記ケース本体の他方の端部とは反対側に向けて開口する切欠であり、前記連結用リング体の前記切欠に前記補強体が嵌合されている構成としている。
【００３９】
この構成を採用した場合には、一体物とした連結用リング体に対する補強体の収まりがよいものとなる。
【００４０】
本発明の第３の態様は、前記連結用リング体の前記切欠に前記補強体を嵌合した状態において、前記連結用リング体に形成された遠心方向に突出する外向き受壁に前記ケース本体の前記周壁上の前記補強体を当接させて固定することで、前記補強体の前記ケース本体に対する軸心方向及び径方向の各位置決めが成される構成としている。
【００４１】
この構成を採用した場合には、ケース本体の端部に嵌合固定された連結用リング体の切欠に補強体を嵌合させたうえで、この補強体を連結用リング体の外向き受壁に当接させて固定しているので、補強体のケース本体に対する軸心方向及び径方向の各位置決めが高精度で成され、連結用リング体の環状溝及び補強体の円弧状溝も高精度で連続することとなる。
【００４２】
したがって、本発明の第３の態様に係る円筒状ケースでは、例えば、逆推進力伝達体から逆推進荷重を受ける環状溝を具備したファンケースである場合、ケース本体の逆推進荷重を受けるうえで好ましい部位に対して、Ｔｉ合金製の補強体を高い位置決め精度で配置し得ることとなり、補強体に偏りなく逆推進荷重を受け持たせ得ることとなる。
【００４３】
本発明の第４の態様は、航空機用ジェットエンジンのファンブレードを覆うファンケースである構成としている。
【００４４】
この場合には、ファンケースの高剛性化を実現したうえで、軽量化及び製造コストの低減に寄与し得ることとなる。
【００４５】
本発明の第５の態様において、前記円筒状のケース本体は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた複合材料から成り、前記連結用リング体がＡｌ合金製の連結用リング体であり、前記補強体がＴｉ合金製の補強体である構成としている。
【００４６】
この場合には、円筒状のケース本体が、炭素繊維等の強化繊維から成っているので、ケース全体の強度及び剛性が確保されることとなる。加えて、例えば、逆推進力伝達体から逆推進荷重を受ける環状溝を具備したファンケースである場合、ケース本体の逆推進荷重を受けるうえで好ましい部位に対して、Ｔｉ合金製の補強体を配置し得ることとなる。
【００４７】
本発明に係る円筒状ケースの構成は、上記した実施例に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、連結用リング体の軸方向に突出する凸部を嵌合部とし、この凸部と嵌合する凹部を補強体側に形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  航空機用ジェットエンジン
８  逆推進力伝達体
９  ファンケース（円筒状ケース）
１０  ケース本体
１２  周壁
２０  Ａｌ合金製の連結用リング体
２１  環状溝
２２  切欠（嵌合部）
２３  受壁
３０  Ｔｉ合金製の補強体
３１  円弧状溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2016027368.tif 000010
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