(57)【要約】      （修正有）【課題】部品、特にターボ機械ブレード用補強縁を加工する方法を提供する。【解決手段】金属糸を三次元的に織ることによって少なくとも１つの繊維構造を作製するステップと、金属糸を稠密部品を得るような方法で塊状化するようにして繊維構造に熱間等静圧圧縮成形を受けさせるステップとを有する。複合稠密部品、特にターボ機械ブレード用補強縁２０は、三次元的に織られたセラミック繊維３２、３９の補強構造４０、および金属または合金マトリックス４１を有する。【選択図】図７
2016180406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を加工する方法であって、
金属糸を三次元的に織ることによって少なくとも１つの繊維構造（２５）を作製するステップと、
金属糸を稠密部品を得るような方法で塊状化するようにして繊維構造（２５）に熱間等静圧圧縮成形を受けさせるステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記部品が、第１の方向に延在し、第１の方向に直角な平面において変化する厚みを示し、
三次元製織のために使用される縦糸は、第１の方向に沿って延在し、
部品の厚みの変化は、異なる直径の縦糸を使用することによって、および任意に織り方を変えることによって得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
金属糸が、
金属または金属合金、特にチタンまたはチタン合金からなる糸（３６）、および／または
セラミック繊維芯（３２、３９）、特に炭化ケイ素芯、および特にチタン、またはチタン合金、またはホウ素合金からなる金属または合金コーティング（３４，３７）を有する複合糸（３０、３８）である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも２つの繊維構造（１２５Ａ、１２５Ｂ；２２５Ａ、２２５Ｂ）が三次元製織によって作製され、これらの繊維構造はまとめられ、これらのまとめられた繊維構造によって形成された集合体（１２５、２２５）は、前記熱間等静圧圧縮成形を受ける、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
金属インサート（２６０）が、２つの繊維構造（２２５Ａ、２２５Ｂ）がまとめられる前に、２つの繊維構造（２２５Ａ、２２５Ｂ）間に設置される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記部品が、ターボ機械ファンブレード用補強縁（２０）である、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
三次元的に織られたセラミック繊維（３２、３９）の補強構造（４０）および金属または合金マトリックス（４１）を有する複合稠密部品。
【請求項８】
ターボ機械ファンブレード用補強縁（２０）を構成する、請求項７に記載の複合稠密部品。
【請求項９】
補強縁（２０）が、第１の方向（Ａ）の長手方向に延在し、第１の方向（Ａ）に直角な平面の断面において、より大きな厚みの中央部分（２２）および先細状の枝（２４）を備えた略Ｃ形状の輪郭を示し、三次元的に織られたセラミック繊維の補強構造（４０）は、少なくとも中央部分（２２）の外側領域に位置する、請求項８に記載の複合稠密部品。
【請求項１０】
補強構造（４０）のより大きな直径の縦糸が、少なくとも中央部分（２２）の外側領域に位置する、請求項９に記載の複合稠密部品。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか１項に記載の補強縁（２０）を有するターボ機械ファンブレード。
【請求項１２】
請求項１１に記載のファンブレードを有するターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、部品を加工する方法、およびその方法によって得られた複合稠密部品に関する。
【０００２】
より詳細には、部品は、ターボ機械のファンブレード用補強縁であってもよい。そのような補強縁は、陸上での使用でも航空機での使用でも、任意のタイプのターボ機械に、特に、ヘリコプターのターボシャフトエンジンまたは航空機のターボジェットに適合されてもよい。
【背景技術】
【０００３】
ターボ機械ファンブレードは、それらの回転数に特に関連して、ハイレベルの機械的応力を受け、一方、それらの重量およびサイズに関して厳密な条件を満たす必要もある。ブレードの重量を低減するために予見されたオプションの１つは、複合材料からそれらを加工することである。しかしながら、ターボ機械ファンブレードは、使用中の厳しい基準も満たさなければならず、特に、それらは、異物からの衝撃および磨耗に耐えることができなければならない。例えば、航空機のターボジェットの正面ファンブレードは、飛行中にぶつかる鳥からの衝撃および飛行中の磨耗にも耐えなければならない。残念なことに、ブレードの前縁がブレードの本体と同じ複合材料からなる場合には、前縁は、衝撃および磨耗に耐えるのに不十分な能力を有する危険を冒す。
【０００４】
その問題を軽減するために、ブレードの本体上に適合され、ブレードの空気力学プロフィールに適合する部品を使用することによって、その前縁でブレードが強固にされることができることが予見された。そのような適合された部品は、補強縁と称する。
【０００５】
補強縁は、一般的に、ファンの回転軸に対して実質的に半径方向で長手方向に延在する稠密部品であり、断面では、それは、先細状の枝間に大きな厚みの中央部分を備えた略Ｃ形状の輪郭を有する。補強縁は、このようにして、薄い長手側面間に「鼻」と称する相当な厚みの長手中央部分を有する。
【０００６】
そのような補強縁の厚みは、このようにして変化し、典型的には、その中央部分で数ミリメートルであり、その先細状の枝の端でのみ十分の数ミリメートル（例えば０．２ｍｍ）に減少する。
【０００７】
補強縁は、ねじられ反った形状、つまりそれが取り付けられるブレード本体の上流縁の形状に補足的な形状も有さなければならない。
【０００８】
最後に、その外側面上に、補強縁は、ブレードの空気力学特性を傷つけないように、滑らかな表面状態を有さなければならず、その内側面上で、それが取り付けられるブレード本体の上流縁にぴったりと適合するように、それは良質の曲率半径を有さなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
チタン合金からなる部品を熱成形および機械加工することによって補強縁を加工することが知られている。しかしながら、前述の必要条件のために、成形および機械加工操作は非常に多く、長く、複雑で、それによって、補強縁を加工するコストを増大させる結果を有する。残念なことに、公知の加工方法を使用して補強縁を加工するコストは、特に、それがファンブレードを加工する全コストのあまりにも大きな割合を示すところとなり、近頃では高すぎると理解されている。
【００１０】
したがって、前述の必要条件をできるだけ満たしながら、ファンブレード補強縁をより容易により低コストで加工することを可能にする加工の方法のための実際の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示は、部品を加工する方法であって、
金属糸を三次元的に織ることによって少なくとも１つの繊維構造を作製するステップと、
金属糸を稠密部品を得るような方法で塊状化するようにして繊維構造に熱間等静圧圧縮成形を受けさせるステップとを有する方法を提供する。
【００１２】
本明細書では、前記稠密部品を「最終部品」とも称する。
【００１３】
三次元製織により繊維構造を作製することは、単一操作で、構造、ひいては最終部品のために良好な機械的強度を得ることを可能にする。
【００１４】
さらに、三次元製織によって織り合わせられた金属糸は、繊維構造を変形することが可能なように、互いに対して移動することが可能であり、それによって、支持体、ひいては最終部品が複合した形状、特に、ねじれおよび／または反った形状が付与されることを可能にする。
【００１５】
三次元製織は、繊維構造、ひいては厚みが変化する最終部品を得ることをも可能にし、その厚みは、厚い部分と、非常に薄い部分との間で連続的な三次元製織を行うことが可能であるので、非常に小さくなってもよい。
【００１６】
そのような方法は、このようにして、ターボ機械ファンブレード用の補強縁を加工することに非常に適する。
【００１７】
熱間等静圧圧縮成形（ＨＩＰ）ステップは、圧縮を作用させて、繊維構造に最終形状をもたらし、その金属糸を拡散溶接することによって繊維構造を緻密にする。結果生じる稠密部品は、０または非常に小さい気孔率を有する。
【００１８】
熱間等静圧圧縮成形は、等温プレスまたはオートクレーブ中のバッグで行われてもよく、使用されるツーリングは、いくつかの加工サイクルに再使用されることができる。さらに、複数の部品を同時に圧縮することが可能である。部品を加工するコストはこのようにして減少される。
【００１９】
ある実施形態では、加工された部品は、第１の方向に延在し、第１の方向に直角な平面において変化する厚みを示し；三次元製織のために使用される縦糸は、第１の方向に沿って延在し；部品の厚みの変化は、異なる直径の縦糸を使用することによって、および任意に織り方を変えることによって得られる。
【００２０】
部品の最も大きな厚みの部分は、最大直径の縦糸を使用して一般的に加工される。
【００２１】
加工された部品がターボ機械ファンブレード用の補強縁である場合には、前記第１の方向は、補強縁の長手方向である。
【００２２】
ある実施形態では、使用される金属糸は次のとおりである：
金属または合金、特にチタン（Ｔｉ）またはチタン合金からなる糸、および／または
特に炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる中心セラミック繊維、および特にチタン、チタン合金、またはホウ素合金からなる金属または合金コーティングを有する複合糸。
【００２３】
複合糸は、最も高く機械的に応力を受ける部品の一部で有利に使用される。例えば、補強縁では、複合糸は、衝撃を受ける側、つまり補強縁の外側領域（ブレードの本体から最も遠くに位置する領域）に位置する。
【００２４】
ある実施形態では、複数の繊維構造または「サブ構造」が三次元製織によって作製され、これらの繊維構造はまとめられ、まとめられた繊維構造によって形成された結果生じる集合体または「最終構造」は、前記熱間等静圧圧縮成形を受ける。
【００２５】
最終構造は、一般的に、異なる形状および幾何学的構成の複数のサブ構造を積み重ねることによって得られる多層構成を有する。
【００２６】
この解決法は、単体として作製された繊維構造に直面する可能性がある、製織、取り扱い、および冷間成形の困難を緩和することを可能にする。加工される部品が、厚みの大きな変化を有する場合に、そのような困難が特に現われる可能性があり、これらの厚みの変化は、製織の間に困難を発生する（特に、最も小さな直径の糸の過度の緊張のために）、または縦糸の直径および織り方を単に変えることによって、あるいは金属糸および／または弾力性のあるリターンを有するサブ構造自体に起因することによって得ることができない。
【００２７】
繊維構造（またはサブ構造）をまとめるステップは、様々な方法で行われてもよい。
【００２８】
ある実施形態では、繊維構造は、接続糸を埋め込むことによってまとめられ、各接続糸は、各プリフォームを少なくとも一部分通過する。例えば、繊維構造は、金属糸を縫うことによってまとめられてもよい。
【００２９】
ある実施形態では、繊維構造は、ドレーピング、溶接、および／または接着剤によってまとめられる。
【００３０】
さらに、ある実施形態では、少なくとも１つの金属インサートは、２つの繊維構造をまとめる前に繊維構造（つまり２つのサブ構造）間に配置される。そのようなインサートは、最終構造においてより大きな厚みの部分を得ることを可能にする。インサートは、様々な方法で、例えば、溶接によって、接着剤によって、２つの繊維構造間で閉じ込められることによって、および／またはツーリングに直接挿入されることによって、サブ構造に接続されてもよい。
【００３１】
提案された方法のいくつかの実施形態は、本明細書で説明される。しかしながら、逆の記載がなければ、任意の１つの特定の実施形態を参照して説明される特性は、いずれかの他の実施形態に適用されてもよい。
【００３２】
本開示は、三次元的に織られたセラミック繊維および金属または合金マトリックスの補強構造を有する複合稠密部品をも提供する。
【００３３】
三次元的に織られたセラミック繊維補強構造の存在のために、そのような部品は向上された機械的強度を有していた。
【００３４】
補強構造はその部品全体に必ずしも延在する必要はないが、これに反して、最も高く機械的に応力を受ける部品のそれらの領域に単に位置してもよいことが注意されるべきである。
【００３５】
ある実施形態では、前記稠密部品は、ターボ機械ファンブレード用補強縁である。
【００３６】
そのような補強縁は、例えば、接着剤によってブレードの本体上にそれを保護するために固定されていてもよい。それは、ブレードの前縁に適合されることが一般的に目的とされているが、それは後縁に適合されることもできる。
【００３７】
ある実施形態では、前記補強縁は、第１の方向で長手方向に延在し、断面（すなわち、第１の方向に直角な平面）で、それは、先細状の枝間に大きな厚みの中央部分を備えた略Ｃ形状の輪郭を有し、前記補強構造は、少なくとも中央部分の外側領域、つまり、輪郭の凸側に位置する中央部分の領域に位置する。
【００３８】
中央部分、特に、補強縁の外側は、衝撃を最も受ける部分であるので、この部分における補強構造の存在は、それを補強するために使用される。
【００３９】
ある実施形態では、補強構造におけるより大きな直径の縦糸は、少なくとも前記中央部分、および少なくとも補強縁の外側に位置する。
【００４０】
より大きな直径の縦糸は、最良の機械的特性を有するので、部品の一部におけるそれらの存在は、その一部のより良好な機械的補強を得るために使用される。
【００４１】
本開示は、上記のように補強縁を有するターボ機械ファンブレード、およびそのようなファンブレードを有するターボ機械をも提供する。
【００４２】
複合稠密部品のいくつかの実施形態は、本明細書に記載されている。しかしながら、逆の記載がなければ、いずれかの１つの実施形態を参照して説明される特性は、いずれかの他の実施形態に適用されてもよい。
【００４３】
添付図面は概略であり、それらが本発明の原理をとりわけ説明しようとするので、必ずしも縮尺どおりではない。
【００４４】
図面では、ある図から別の図まで、同一の要素（または要素部分）は同じ引用符号によって識別される。さらに、異なる実施形態に属するが、機能において類似する要素（または要素部分）は、同じ数に１００、２００などを加えることによって参照される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】例示する補強縁が取り付けられたターボ機械ファンブレードの例の斜視図である。
【図２】図１の補強縁の斜視図である。
【図３】インターロックタイプの三次元製織の平面図である。
【図４】多層タイプの三次元製織の平面図である。
【図５】三次元製織によって作製された繊維構造の例を示す図である。
【図６】熱間等静圧圧縮成形手段内に位置する図５の繊維構造を示す。
【図７】熱間等静圧圧縮成形後に得られた稠密部品を示す。
【図８】まとめるための繊維構造またはサブ構造の２つの例を、熱間等静圧圧縮成形前のそれらの状態で示す。
【図９】一旦まとめられた２つの図８のサブ構造を示す。
【図１０】金属インサートと一緒に繊維構造またはサブ構造の２つの例を示し、これら３つの要素は、熱間等静圧圧縮成形前にまとめられるように目的とされている。
【図１１】まとめられた場合の図１０の３つの要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
添付図面を参照して以下に詳細に説明される本発明の実施形態は、本発明の特性および利点を示すことを目指す。しかしながら、本発明は、これらの例に制限されないことが想起されるべきである。
【００４７】
図１は、大きな翼弦を有するファンブレードタイプのターボ機械ブレード１を示す。そのようなブレード１は、複合形状で、ファンの回転軸に対して半径方向に翼４によって延在された根元部２を有する。翼４は、エンジンを通過する流体流れの経路に設置するためのものであり、それは、２つの外側表面を備え、それぞれ吸引側表面６および圧力側表面８と称する。それらの「上流」端で、これらの表面６、８は、前縁１０によって接続されており、それらの「下流」端で、それらは、後縁１２によって接続されている（ここで、上流および下流は、ターボ機械を介してのガスの通常の流れ方向に対して定義される）。典型的には、前縁１０および後縁１２の長さは、５００ｍｍ程度である。補強縁は、特に、衝撃の場合に、それへのダメージを回避するまたは少なくとも遅らせるために、その後縁１２で、とりわけ、その前縁１０でブレードの本体７に固定されていてもよい。
【００４８】
示された例において、補強縁２０は、ブレードの本体７にその前縁１０上で固定されている。前縁１０は、その機械的および空気力学的特性を損なわないように、ブレードの全体形状にできるだけ密接に適合する補強縁２０によって少なくとも一部分において構成されている。
【００４９】
ファンブレード１は、図１に示されるように複合形状である。特に、ブレードは、その長手方向にねじれ、その横断方向に反っている。補強縁２０は、図２に示されるように、このようにして複合形状も示す。
【００５０】
より正確に、補強縁２０は、第１の方向Ａで長手方向に延在し、第１の方向に直角な平面Ｐの面で（つまり断面で）、それは、先細状の枝（２４）間に大きな厚みの中央領域２２を備えた略Ｃ形状の輪郭に示す。補強縁２０は、このようにして、その各側を縁取る２つの長手側面２３を有する大きな厚みの長手中央部分２１を示し、側面は、それらの遠位端に向けてより薄い部分である。側面２３の外側面２４Ｅは、ブレードの圧力および吸引側面８、６と切れ目なく連続する。一旦補強縁２０がブレードの本体７に固定されると、中央部分２１の外側面２２Ｅは、ブレードの前縁１０を形成する（図１参照）。
【００５１】
そのような補強縁２０の寸法の例は、約２０ｍｍ〜５００ｍｍ、例えば、２５０ｍｍのオーバーラップ長さＬ、約１ｍｍ〜２５ｍｍ、例えば７ｍｍの中央部分２１（または中央領域２２）用の最大の厚みＨ、０．１ｍｍ〜６ｍｍの範囲、例えば１ｍｍにある側面２３（または枝２４）用の最小厚みＥであり、側面２３の厚みは、側面２３の端に接近するにつれて減少する（厚みは、外側面２２Ｅ、２４Ｅの輪郭への接線に直角な平面Ｐで測定される）。そのような部品の厚みがかなり変化することが注意されるべきである。
【００５２】
補強縁２０などの部品を加工するために、初期操作は、三次元製織によって少なくとも１つの繊維構造を作製することである。
【００５３】
製織は、縦糸および横糸を織り合わせることにあることが想起されるべきである。製織用語において、「製織」は、縦糸および横糸が織り合わせられる方法である。
【００５４】
本明細書では、用語「三次元」製織（または「３Ｄ製織」）は、縦糸の少なくともいくつかが複数の横糸層にわたって横糸を連結する製織技術を表すために使用される。
【００５５】
三次元製織は、このようにして、各縦糸が単独の横糸層内の糸の一方の側から他方の側に通る点で、より従来の「二次元」製織（または「２Ｄ製織」）と異なる。
【００５６】
縦糸および横糸が織り合わせられる方法によって異なる各種三次元製織がある。例えば、三次元製織は、「インターロック」タイプまたは「多層」タイプであってもよい。
【００５７】
用語「インターロック製織」は、各縦糸層が複数の横糸層を連結する製織を使用する３Ｄ製織を表すために使用され、同じ縦糸列の糸のすべてが製織平面で同じ動きを有する。図３は、７つの縦糸層ＦＣおよび８つの横糸層ＦＴを使用するインターロック製織の平面図である。示されたインターロック製織では、横糸層Ｔは、縦糸方向に互いにオフセットされた２つの隣接する横糸ハーフ層ｔから構成されている。このようにして、千鳥状の構成の１６の横糸ハーフ層がある。各縦糸ＦＣは、３つの横糸ハーフ層を連結する。以下に、用語「層」は、逆の記載がなければ、完全な層または横糸のハーフ層を表すために使用されてもよい。
【００５８】
横糸ＦＴが千鳥状でない配置を採用することも可能であり、２つの隣接する横糸層の横糸ＦＴが同じ列上に整列される。
【００５９】
用語「多層製織」は、各層のベース製織が従来の２Ｄ製織（例えば、無地、サテン、または綾織タイプの製織）に等しい横糸の複数の層であるが、横糸層を連結する製織のいくつかの点を使用する３Ｄ製織を意味するために使用される。図４は、隣接する横糸層の糸ＦＴ’を捕らえ、２つの隣接する横糸層を連結する特定の無地点ＰＴを形成するために、縦糸ＦＣが、１つの横糸層に関連したそれらの従来の無地２Ｄ経路から時々そらされた無地タイプまたは「多層無地」タイプの多層製織の平面図を示す。特定の無地点ＰＴで、縦糸ＦＣは、２つの隣接する横糸層内の同じ列に位置する２つの横糸ＦＴおよびＦＴ’の周りを通る。
【００６０】
多層製織において付与された横糸ＦＣによる連結は、２つの隣接する横糸層に制限されないが、２つより多い横糸層の深さにわたって延在してもよいことが注意されるべきである。
【００６１】
最後に、用語「織り方」は、横方向および長手方向における単位長さあたりの糸の数を表すために使用され、低い織り方（または緩い構造）は、少数の糸を表し、このようにして、高い織り方（または堅固構造）と対照的に、より開いた製織である。
【００６２】
本明細書およびすべての図面では、横糸層または複数の横糸層内で横糸を捕えるために、縦糸がそれらの経路からそれていることを、慣例によりおよび便宜の理由で述べられ、示されている。しかしながら、縦糸と横糸との間で役割を交換することが可能であり、そのような交換は、特許請求の範囲によってカバーされると見なされるべきである。
【００６３】
補強縁２０などの部品を加工するために、最初のステップは、このようにして、金属糸を三次元的に織ることによって少なくとも１つの繊維構造を作製することである。
【００６４】
図５は、次の金属糸の三次元製織によって作製されたそのような繊維構造２５の例を示す：
チタン（またはホウ素）合金のコーティング３４によって被覆された炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる中心セラミック繊維３２を有する大きな直径（例えば０．５ｍｍ）の複合糸３０であり、このタイプの糸は、当業者によって、「ＳｉＣ／Ｔｉ糸」または「ＳｉＣ−Ｔｉ糸」（ホウ素合金のコーティング用または「ＳｉＣ／Ｂ糸」または「ＳｉＣ−Ｂ糸」と称する）；
チタン合金（例えば、ＴＡ６Ｖ、Ｔｉ６２４２などのタイプの合金）のより小さな直径（例えば０．１ｍｍ）糸３６；および
チタン（またはホウ素）合金のコーティング３７によって被覆された炭化ケイ素（ＳｉＣ）の中心セラミック繊維３９を有する小さな直径（例えば０．２５ｍｍ）の複合糸３８。
【００６５】
図５では、複合糸３８、セラミック繊維３９、およびそれらのコーティング３７は、すべて同じ種類の線によって表されている。
【００６６】
金属糸３０、３６、３８は、単繊維構造または一体成形構造を形成するように三次元製織によって織り合わせられる。金属糸３０、３６が縦糸として使用され、それらは実質的に第１の方向Ａ（図２参照）に置かれ、一方、金属糸３８は横糸として使用されている。
【００６７】
大きな直径の金属糸が、繊維構造の最も厚い部分で使用され、これらの糸の大きな直径が、特に、大きな厚みの構造を得るために使用されると注意されるべきである。
【００６８】
本明細書の意味で、織り合わせられたセラミック繊維３２、３９が、三次元的に織られたセラミック繊維補強構造を形成し、複合糸３０のように、より大きな直径のセラミック繊維がセラミック繊維３２であることも注意されるべきである。
【００６９】
最後に、使用された金属糸は、すべて複合材料からなることができ、それらは、すべて金属または合金（例えば、ＴＡ６Ｖ、Ｔｉ６２４２などのタイプの合金）からなることができることを注意されるべきである。同様に、使用される金属糸はすべて同じ直径を有することができる。
【００７０】
図５の繊維構造は、次いで、図６に図式的に示されたツーリング５０内部に配置され、次いで、熱間等静圧圧縮成形を受ける。示された例において、繊維構造は、１０００バールの圧力下で、９４０℃で１２０分間維持される。
【００７１】
熱間等静圧圧縮成形の終わりに、図２の補強縁２０が得られ、この補強縁２０は、図７に図式的な断面で示されている。
【００７２】
この補強縁２０は、本明細書の意味で複合稠密部品の例である。それは、金属合金のマトリックス４１と一緒に、三次元的に織られたセラミック繊維３２、３９の補強構造４０を有する。このマトリックス４１は、糸３０のチタン合金コーティング３４、糸３８のチタン合金コーティング３７、および圧縮され、拡散溶接によって塊状化された糸３６のチタン合金に起因する。
【００７３】
注目すべきは、補強縁２０は、第１の方向Ａに延在し（図２、図７参照）、それは、この第１の方向Ａに直角な平面において変化する厚みを示し、同様に、織られた補強構造４０内に縦糸を形成するセラミック繊維３２は、第１方向Ａに延在する。さらに、最も大きな厚みである補強縁２０の層では、補強構造４０は、最大直径の縦糸を有する。
【００７４】
上記のように、衝撃を最も受ける補強縁２０の部分は、中央部分２２、より正確には、補強縁の外側に（つまり外側面２２Ｅの近くに）位置する中央部分２２の領域である。この領域は、以下に「敏感領域」と称する。
【００７５】
三次元に織られたセラミック繊維３２、３９の補強構造４０が、補強するように前記敏感領域に特に位置することが注意されるべきである。補強構造４０の最大直径の縦糸（つまりセラミック繊維３２）、つまり最も大きな機械的強度を示す構造４０の糸が、この領域の補強をさらに向上するようにこの敏感領域に同様に位置することが注意されるべきである。
【００７６】
当然、補強構造４０は、補強縁２０の他の領域内に、または確かにその全体にわたってあらゆる方向に延在することができる。
【００７７】
図８は、繊維構造の２つの他の例を示し、「最終」構造１２５と称する単繊維構造を形成するためにまとめるためのものである「サブ構造」１２５Ａ、１２５Ｂと称する。２つのサブ構造１２５Ａ、１２５Ｂは、金属糸を三次元的に織ることによって得られ、サブ構造１２５Ａは、縦糸１３０および横糸１３８Ａを織り合わせることによって得られ、サブ構造１２５Ｂは、縦糸１３６および横糸１３８Ｂを織り合わせることによって得られる。
【００７８】
縦糸１３０、１３６および横糸１３８Ａ、１３８Ｂは、複合または非複合であってもよい。示された例において、糸１３０、１３８Ａは、炭化ケイ素からなるセラミック繊維芯、およびチタン（またはホウ素）合金からなるコーティングを有する複合糸である。糸１３６、１３８Ｂはチタン合金糸である。
【００７９】
示された例において、サブ構造１２５Ａの縦糸１３０は、サブ構造１２５Ｂの縦糸１３６より大きな直径であり、それによって、より少数の糸を織るという利点、およびより低い織り方を示すのでより柔軟なサブ構造１２５Ａを得るという利点を有する。
【００８０】
示された例において、サブ構造１２５Ａ、１２５Ｂは、点１３５によって図９に図式的に示されるように点結合／溶接によってまとめられる。
【００８１】
サブ構造１２５Ａ、１２５Ｂをまとめることに起因する最終構造１２５は、図５の構造２５のものと類似する利点を有し、次の可能性をも有する：
サブ構造が異なる方向性を有することが可能である；
サブ構造間の形状および厚みの大きな変化があることが可能であり、このようにして、最終構造において、いかなる他の方法で得ることが困難な形状および厚みの大きな変化を有することを可能にする；
織られたサブ構造の１つに特に平らな形状を達成することが可能である。
【００８２】
その後、補強縁２０に類似する補強縁（不図示）を得るように、図６、図７を参照して、上記のように、最終構造１２５は熱間等静圧圧縮成形を受ける。
【００８３】
図１０は、金属インサート２６０と一緒に、まとめるためのものであるサブ構造２２５Ａ、２２５Ｂと称する２つの他の繊維構造を示す。このインサート２６０は、集合体をまとめる前に２つの繊維構造２２５Ａ、２２５Ｂ間に配置される。示された例において、インサートと一緒に２つの繊維構造２２５Ａ、２２５Ｂは、図１１に破線によって表されたツーリング５１に自由に挿入される。
【００８４】
インサート２６０は、接合／溶接され、１つまたは複数の金属糸を介してサブ構造に取り付けられ、またはツーリングに挿入される前にサブ構造の１つに粘着的に接合または溶接された２つのサブ構造間に挿入されてもよい。
【００８５】
インサート２６０は、それが、サブ構造の少なくとも１つに取り付けられることを可能にするスパイクを有していてもよい。
【００８６】
金属インサート２６０の存在は、最終構造２２５の厚みが増加されることを可能にし、このようにして、加工される補強縁２０の厚みが増大されることを可能にする。この厚みの増大は、図９、図１１を比較することによって示されている。さらに、金属インサート２６０は、鍛造または機械加工タイプの方法によって形成されてもよく、それは鋳造されてもよく、または、それは部分部材タイプであってもよい。インサート２６０は、このようにして、織ることにより得ることが困難な形状を示してもよい（そしてそれによって最終構造２２５に付与する）。
【００８７】
サブ構造２２５Ａ、２２５Ｂをインサート２６０とともにまとめることに起因する最終構造２２５は、図５の構造２５のものに類似する利点をも示す。
【００８８】
最終構造２２５は、次いで、補強縁２０に類似する補強縁（不図示）を得るように、図６、図７を参照して上記のように熱間等静圧圧縮成形を受ける。
【００８９】
この補強縁は、金属合金からなるマトリックスと一緒に三次元的に織られたセラミック繊維の補強構造を有する。このマトリックスは、サブ構造２２５Ａ、２２５Ｂの金属部分、および圧縮および拡散溶接によって塊状化された金属インサート２６０の結果である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2016180406.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年5月31日(2016.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械ブレード用補強縁（２０）を製造する方法であって、
前記補強縁（２０）は、第１の方向（Ａ）に長手方向に延在し、第１の方向（Ａ）に直角な平面の断面において、より大きな厚みの中央部分（２２）および先細状の枝（２４）を備えた略Ｃ形状の輪郭を示し、
前記方法が、
金属糸を三次元的に織ることによって少なくとも１つの繊維構造（２５）を作製するステップと、
金属糸を稠密部品を得るような方法で塊状化するように繊維構造（２５）に熱間等静圧圧縮成形を受けさせるステップとを有し、
金属糸が、金属または金属合金からなる糸（３６）、第１の複合糸（３８）、および、第２の複合糸（３０）を含み、第１の複合糸（３８）および第２の複合糸（３０）が、セラミック繊維芯（３２、３９）、および、金属または金属合金コーティング（３４、３７）を有し、第２の複合糸（３０）が第１の複合糸（３８）より大きな直径を有し、
補強縁（２０）の厚みの変化が、少なくとも中央部分（２２）の外側領域で第２の複合糸（３０）を使用することによって、および任意に織り方を変えることによって得られる、方法。
【請求項２】
三次元的に織る際に、糸（３６）と第２の複合糸（３０）が縦糸として用いられ、第１の複合糸（３８）が横糸として用いられ、縦糸が第１の方向（Ａ）に沿って延びる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
糸（３６）が、チタンまたはチタン合金からなり、
セラミック繊維芯（３２、３９）が、炭化ケイ素からなり、および
金属または金属合金コーティング（３４、３７）が、チタン、またはチタン合金、またはホウ素合金からなる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第１の複合糸（３８）および第２の複合糸（３０）の金属または金属合金コーティングが糸（３６）と同じ金属または金属合金からなる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも２つの繊維構造（１２５Ａ、１２５Ｂ；２２５Ａ、２２５Ｂ）が三次元製織によって作製され、これらの繊維構造はまとめられ、これらのまとめられた繊維構造によって形成された集合体（１２５、２２５）が、前記熱間等静圧圧縮成形を受ける、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
２つの繊維構造（２２５Ａ、２２５Ｂ）がまとめられる前に、２つの繊維構造（２２５Ａ、２２５Ｂ）間に金属インサート（２６０）が設置される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ターボ機械ブレード用複合補強縁（２０）であって、三次元的に織られたセラミック繊維（３２、３９）の補強構造（４０）および金属または金属合金マトリックス（４１）を有し、
補強縁（２０）が、第１の方向（Ａ）に長手方向に延在し、第１の方向（Ａ）に直角な平面の断面において、より大きな厚みの中央部分（２２）および先細状の枝（２４）を備えた略Ｃ形状の輪郭を示し、三次元的に織られたセラミック繊維の補強構造（４０）は、少なくとも中央部分（２２）の外側領域に位置し、
補強構造（４０）のより大きな直径の縦糸が、少なくとも中央部分（２２）の外側領域に位置する、ターボ機械ブレード用補強縁（２０）。
【請求項８】
請求項７に記載の補強縁（２０）を有するターボ機械ブレード。
【請求項９】
請求項８に記載のブレードを有するターボ機械。