(57)【要約】      （修正有）【課題】例えば複合ガスタービン構成要素を他のガスタービン構成要素と結合するとき、複合ガスタービン構成要素を機械加工する必要がない取付アセンブリを提供する。【解決手段】複合構成要素６４、６８は、構成要素開口内に配置された挿入物環状壁を有する挿入物１２０を含む。挿入物環状壁は、その中を延在する挿入物開口を画定する。挿入物１２０のフランジは、挿入物環状壁から半径方向外側に延在し、複合構成要素６４、６８の第１の面に接触する。挿入物フランジは、複合構成要素６４、６８により画定される構成要素開口の最小直径より約１．５倍〜約5倍長い直径を備える。【選択図】図４
2017125604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入物（１２０、１２０ａ、１２０ｂ）を備え、第１の面（１０８、１７４）と第２の面（１１０、１７６）との間を延在する構成要素開口（１１２、１８０）を画定する複合構成要素（６４、６８）であって、
中を貫通する挿入物開口（１５０）を画定し、前記構成要素開口（１１２、１８０）内に配置される、挿入物環状壁（１３８）と、
前記挿入物環状壁（１３８）から半径方向外側に延在する挿入物フランジ（１４０）とを前記挿入物（１２０、１２０ａ、１２０ｂ）が備え、前記挿入物フランジ（１４０）が前記複合構成要素（６４、６８）の前記第１の面（１０８、１７４）と接触し、前記挿入物フランジ（１４０）が前記複合構成要素（６４、６８）により画定される前記構成要素開口（１１２、１８０）の最小直径（２１８、２２０）より約１．５倍〜約５倍長い直径（１７０）を備える、複合構成要素（６４、６８）。
【請求項２】
前記挿入物（１２０、１２０（ａ）、１２０（ｂ））が金属超合金およびＣＭＣを含む前記複合構成要素（６４、６８）を含む、請求項１に記載の複合構成要素（６４、６８）。
【請求項３】
前記挿入物フランジ（１４０）および前記挿入物環状壁（１３８）の一部が前記複合構成要素（６４、６８）の前記第１の面（１０８、１７４）と接合されるように、前記挿入物（１２０、１２０（ａ）、１２０（ｂ））が前記複合構成要素（６４、６８）と共硬化される、請求項１に記載の複合構成要素（６４、６８）。
【請求項４】
前記挿入物フランジ（１４０）が、前記複合構成要素（６４、６８）により画定される前記構成要素開口（１１２、１８０）の最小直径（２１８、２２０）より約１．５倍〜約３倍長い直径（１７０）を備える、請求項１に記載の複合構成要素（６４、６８）。
【請求項５】
前記複合構成要素（６４、６８）の前記第１の面（１０８、１７４）が、前記複合構成要素（６４、６８）の前記構成要素開口（１１２、１８０）の周囲に円周方向に配置された空洞（１１４、１７８）を画定し、前記挿入物フランジ（１４０）が、前記空洞（１１４、１７８）内に配置される、請求項１に記載の複合構成要素（６４、６８）。
【請求項６】
前記挿入物（１２０、１２０（ａ）、１２０（ｂ））が前記挿入物環状壁（１３８）と前記挿入物フランジ（１４０）の間に第１の半径範囲（１４２）を備え、前記第１の半径範囲（１４２）が、前記挿入物環状壁（１３８）の長さ（１７２）より短く、前記挿入物フランジ（１４０）の半径方向外側面（１９２）が第２の半径範囲（１５４）を備え、前記第２の半径範囲（１５４）が約０．０５インチ〜０．５インチである、請求項１に記載の複合構成要素（６４、６８）。
【請求項７】
ガスタービン（１０）のための取付けアセンブリ（１００）であって、
第１の開口（１０６、１８０）を画定する第１の構成要素（６６、６８）と
第１の面（１０８）および第２の面（１１０）を含み、前記第１の面（１０８）と前記第２の面（１１０）の間を延在する第２の開口（１１２）を画定する、前記第１の構成要素（６６、６８）と少なくとも部分的に重なる第２の構成要素（６４）と、
中を貫通する挿入物開口（１５０）を画定し、前記第２の構成要素（６４）の前記第２の開口（１１２）内に配置される挿入物環状壁（１３８）および前記第２の構成要素６４の前記第１の面（１０８）と隣接し、前記挿入物環状壁（１３８）から半径方向外側に延在する挿入物フランジ（１４０）を備える挿入物（１２０、１２０（ａ）、１２０（ｂ））と、
前記第２の構成要素（６４）の前記第２の開口（１１２）内に配置されたブッシング環状壁（１５８）およびその中を貫通してブッシング開口（１６８）を画定する前記ブッシング環状壁（１５８）から半径方向外側に延在するブッシングフランジ（１５６）を備えるブッシング（１２２、１２２（ａ）、１２２（ｂ））と、
前記第２の構成要素（６４）の前記第２の面（１１０）と前記ブッシングフランジ（１５６）の間に配置されるばねワッシャ（１２６、１２６（ａ）、１２６（ｂ））と、
前記第１の構成要素（６６、６８）と前記第２の構成要素（６４）を結合する止め具（１２４）とを備え、前記第１の開口（１０６、１８０）、前記挿入物開口（１５０）、前記ブッシング開口（１６８）および前記第２の開口（１１２）が前記止め具（１２４）を受容する取付けアセンブリ（１００）。
【請求項８】
前記止め具（１２４）が、前記ブッシングフランジ（１５６）から軸方向に離間したヘッド（１３２）を備える、請求項７に記載の取付けアセンブリ（１００）。
【請求項９】
前記止め具（１２４）を螺合する前記第１の構成要素（６６、６８）の前記第１の開口（１０６、１８０）内に配置されたカラー（１２８）をさらに備える、請求項７に記載の取付けアセンブリ（１００）。
【請求項１０】
前記ばねワッシャ（１２６、１２６（ａ）、１２６（ｂ））と前記第２の構成要素（６４）の間に配置されたバッカーワッシャ（１３０、１３０（ａ）、１３０（ｂ））。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジン用取付けアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、典型的には圧縮機セクション、燃焼器セクション、タービンセクションおよび排気セクションを含む。ロータシャフトは、圧縮機セクションおよびタービンセクションと回転可能に結合する。これに関して、圧縮機セクションは、ガスタービンエンジンに入る空気を圧縮する。この圧縮された空気は、燃焼器セクション内で燃料と混合して、空気と燃料の混合物を形成し、点火されると高温排気ガスを生成する。これらの高温排気ガスは、タービンセクションを通って流れ、そこから運動エネルギーを抽出する。これは、ロータシャフトを回転し、圧縮機セクションに必要な機械的エネルギーを提供し、流入空気を圧縮する。タービンセクションを通って流れた後、高温排気ガスは、排気セクションを経由してガスタービンエンジンを出る。
【０００３】
特定の構成では、排気セクションは、タービンセクションのリアフレームと結合する中心体を含んでもよい。中心体などの高温ガス路を画定する構成要素は、セラミックマトリックス複合材料（「ＣＭＣ] ）または高温燃焼ガスへの長期露出に耐えることができる他の複合材料から作られてもよい。タービンセクションのリアフレームなどの高温ガス路から半径方向内側または半径方向外側に位置する構成要素は、典型的には、高温ガス路に沿った構成要素より低い温度に置かれる。これに関して、これらの構成要素は、好適な金属材料から作られてもよい。
【０００４】
複合構成要素（例えば、ＣＭＣ中心体）を他の構成要素（例えば、タービンセクションの金属リアフレーム）に結合するためにガスタービンエンジンで典型的に用いられた従来の取付けシステムは、複合構成要素の機械加工が必要である。これは、時間がかかり費用のかかる過程であり、ガスタービンを製造する際に製造時間と費用の増加をもたらす。したがい、複合ガスタービンエンジン構成要素を複合構成要素の機械加工を必要としない他のガスタービン構成要素と結合する取付けアセンブリは、歓迎される技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第２９４３６６１号
【発明の概要】
【０００６】
本発明の態様および利点は、以下の説明に部分的に述べられても、説明から明らかになっても、または本発明の実施を介して学ばれてもよい。
【０００７】
複合ガスタービン構成要素を他のガスタービン構成要素と結合するとき、本明細書で開示される取付けアセンブリは、複合ガスタービン構成要素を機械加工することを必要としない。これに関して、本明細書で開示される取付けアセンブリは、従来の取付けアセンブリに比べて製造時間および費用を削減する。
【０００８】
一態様では、本開示は、第１の面と第２の面の間を延在する構成要素開口を画定する複合構成要素に関する。複合構成要素は、構成要素開口内に配置された挿入物環状壁を有する挿入物を含む。挿入物環状壁は中を貫通する挿入物開口を画定する。挿入物フランジは、挿入物環状壁から半径方向外側に延在し、複合構成要素の第１の面に接触する。挿入物フランジは、複合構成要素により画定される構成要素開口の最小直径より約１．５倍〜約５倍長い直径を備える。
【０００９】
他の態様では、本開示は、ガスタービン用の取付けアセンブリに関する。取付けアセンブリは、第１の開口を画定する第１の構成要素および少なくとも部分的に第１の構成要素と重なる第２の構成要素を含む。第２の構成要素は、第１の面と第２の面を含み、第１の面と第２の面の間を延在する第２の開口を画定する。挿入物は、第２の構成要素の第２の開口内に配置された挿入物環状壁および挿入物環状壁から半径方向外側に延在する挿入物フランジを含む。挿入物フランジは、第２の構成要素の第１の面に近接し、挿入物環状壁は、中を貫通する挿入物開口を画定する。ブッシングは、第２の構成要素の第２の開口内に配置されたブッシング環状壁およびその中を貫通してブッシング開口を画定するブッシング環状壁から半径方向外側に延在するブッシングフランジを含む。ばねワッシャが、第２の構成要素の第２の面とブッシングフランジの間に配置される。第１の開口と、挿入物開口と、ブッシング開口と、第２の開口が止め具を受容するように、止め具が第１の構成要素と第２の構成要素を結合する。
【００１０】
本開示の態様はさらに、複合構成要素を形成する方法に関する。その方法は、挿入物の挿入物フランジ上に複数の樹脂含侵プライを層状にして、複合構成要素を形成することを含む。複合構成要素および挿入物は共硬化される。複合構成要素が硬化されると、挿入物環状壁を中に配置する開口および挿入物フランジを受容する開口の周りに円周方向に配置される空洞を画定する。
【００１１】
本発明のこれらのおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照してより理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、その一部分を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を図示し、明細書とともに本発明の諸原理を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
その最良の形態を含み、当業者を対象とする、本発明の完全で実施可能な程度の開示は、添付図面を参照して、本明細書に述べられる。
【００１３】
【図１】本明細書に開示される実施形態による航空機に使用されるターボファンエンジンの一実施形態の断面図である。
【００１４】
【図２】本明細書に開示される様々な実施形態を組み入れられるように、図１に示すように、低圧タービンセクションおよびターボファンエンジンの排気セクションの断面側面図である。
【００１５】
【図３】本明細書に開示される取付けアセンブリの一実施形態を受容するタービンリアフレーム開口および前方中心体開口の整列状態を示す、タービンリアフレームおよび前方中心体の断面側面図である。
【００１６】
【図４】挿入物およびブッシングを示す、取付けアセンブリの一実施形態の断面図である。
【００１７】
【図５】挿入物環状壁、挿入物フランジおよび挿入物開口を示す、挿入物の一実施形態のお断面図である。
【００１８】
【図６】ブッシング環状壁、ブッシングフランジおよび  ブッシング開口を示す、ブッシングの一実施形態の断面図である。
【００１９】
【図７】本明細書に開示される取付けアセンブリの一実施形態を受容する前方中心体開口および後方中心体開口の整列状態を示す、前方中心体および後方中心体の断面側面図である。
【００２０】
【図８】１対の挿入物および１対のブッシングを示す、取付けアセンブリの一実施形態の断面図である。
【００２１】
【図９】本明細書に開示される実施形態による取付けアセンブリを形成する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで、添付図面に１つ以上の実施例が示された、本発明の実施形態の詳細を参照する。詳細の説明は、数字と文字表示を用いて、図面中で特徴を示す。図面および説明中の同様の表示は本発明の同様の部分を示すのに用いられている。本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」および「第３の」という用語は、一方の構成要素を他方と区別するために交互に使用されてもよく、位置を表すとか、個々の構成要素の重要さを表すことを意図するものではない。「上流」および「下流」という用語は、流体路内の流体の流れに関する相対的な流れの方向を指す。例えば、「上流」は、流体が流れてくる流れの方向を指し、「下流」は、流体が流れていく流れの方向を指す。
【００２３】
ここで、図面を参照すると、図１は、本明細書に開示される実施形態による航空機で使用する、ターボファンガスタービンエンジン１０（「ターボファン１０」）の一実施形態の断面図を示す。ターボファン１０は、それを貫通して延在する長手方向軸または軸方向中心線軸１２を参照として含む。
【００２４】
全体として、ターボファン１０は、コアガスタービンエンジン１４およびその上流に配置されたファンセクション１６を含んでもよい。コアエンジン１４は、全体として、環状導入口２０を画定する実質的に管状の外部ケーシング１８を含んでもよい。さらに、外部ケーシング１８は、コアエンジン１４に流入する空気圧を第１の圧力レベルまで加圧する低圧圧縮機セクション２２をさらに囲繞しかつ担持してもよい。高圧、多段階、軸流圧縮機セクション２４は、低圧圧縮機セクション２２から加圧空気を受け取り、さらにそのような空気圧を加圧し得る。高圧圧縮機セクション２４を出ていく加圧空気は、次いで、燃焼器２６まで流れることができ、その中で、燃料が加圧空気の流れに射出され、その結果生じる混合物が燃焼器２６内で燃焼される。高エネルギー燃焼生成物は、高圧シャフト３０を介して高圧圧縮機セクション２４を駆動するためにターボファン１０の高温ガス路に沿って燃焼器２６から高圧タービンセクション２８へ配向され、全体として高圧シャフト３０と同軸な低圧シャフト３４を介して低圧圧縮機セクション２２およびファンセクション１６を駆動するために低圧タービンセクション３２へ配向される。各タービンセクション２８および３２を駆動した後、燃焼生成物は、排気セクション３５を介してコアエンジン１４から排出され、推進ジェットスラストを提供してもよい。
【００２５】
さらに、図１に示すように、ターボファン１０のファンセクション１６は、環状ファンケーシング４０に囲繞される、回転可能な、軸流ファンロータアセンブリ３８を全体として含んでもよい。ファンケーシング４０は、複数の実質的に半径方向に延在する、円周方向に離間した排出口案内静翼４２により、コアエンジン１４に対して担持されてもよい。したがって、ファンケーシング４０はファンロータアセンブリ３８およびそれが対応するファンロータ動翼４４を含んでもよい。さらに、ファンケーシング４０の下流セクション４６は、追加の推進ジェットスラストを提供する、２次、すなわちバイパス空気流路４８を画定するように、コアエンジン１４の外側部分にわたって延在してもよい。
【００２６】
いくつかの実施形態では、低圧シャフト３４が、ファンロータアセンブリ３８と直接結合して、ダイレクト駆動構成を提供してもよい。あるいは、低圧シャフト３４は、速度減速装置３７（例えば、減速ギアまたはギヤボックス）を介してファンロータアセンブリ３８と結合して、間接駆動またはギヤ式駆動構成を提供してもよい。そのような１つ以上の速度減速装置が任意の他の好適なシャフト、および／または、所望または必要に応じて、エンジン中のスプールとの間に提供されてもよい。
【００２７】
図２は、低圧タービンセクション３２および排気セクション３５の断面図である。より具体的には、低圧タービンセクション３２は、複数の静翼７０および複数のタービン動翼７２を含む。図２は、３枚の静翼７０および2 枚のタービン動翼７２を示すが、低圧タービンセクション３２は、必要または所望に応じて、多少の静翼７０および多少のタービン動翼７２を備えてもよい。燃焼生成物６０が、低圧タービン３２を流れるとき、静翼７０が燃焼生成物６０をタービン動翼７２に配向する。タービン動翼７２は、運動エネルギーを燃焼生成物６０から抽出し、それによって、低圧シャフト３４を回転させる。
【００２８】
低圧タービン３２を流れた後、燃焼生成物は、上述の通り、排出セクション３５を通ってターボファン１０を出る。排出セクション３５は、中心体６２ならびに中心体６２の周りに円周方向におよび中心体６２から半径方向に離間して配置された排気ノズル３６を備えてもよい。これに関して、中心体６２および排気ノズル３６は、燃焼生成物６０が流れる環状排出管７６を画定する。一部の実施形態では、中心体６２は、前方中心体６４および後方中心体６６を備えてもよく、それらは、１つ以上の取付けアセンブリ１００を介して結合されてもよい。中心体６２は、任意の好適な形状でよいが、全体として、円錐形が好ましい。
【００２９】
後方中心体６６または中心体６２（中心体６２が単一の場合）は、１つ以上の取付けアセンブリ１００を介してタービンリアフレーム６８と結合されてもよい。タービンリアフレーム６８は、低圧タービン３２の一部の構成要素（例えば、静翼７０）の構造を担持する。これに関して、タービンリアフレーム６８もまた中心体６２を担持している。しかし、中心体６２はターボファン１０の他の部分と結合してもよい。
【００３０】
図１を再度参照すると、ターボファン１０の動作中、最初の空気流（矢印５０で表す）がファンケーシング４０の関連付けられた導入口５２を通ってターボファン１０に入ってもよいことが理解されよう。空気流５０は、ファン動翼４４を通って、流路４８を流れる第１の圧縮空気流（矢印５４で示す）および低圧圧縮機セクション２２に入る第２の圧縮空気流（矢印５６で示す）に別れる。第２の圧縮空気流５６の圧力は増加して、高圧圧縮機セクション２４（矢印５８で示す）に入る。燃料と混合し燃焼器２６内で燃焼された後、燃焼生成物６０は、燃焼器２６を出て、高圧タービンセクション２８を流れる。その後、燃焼生成物６０は、低圧タービンセクション３２を流れ、排気ノズル３６を出て、エンジン１０に推進力を与える。
【００３１】
ターボファン１０と一緒に、コアタービン１４は同じ目的を果たし、地上のガスタービン、空気の第１の部分５４の空気の第２の部分５６に対する比がターボファンの比より小さいターボジェットエンジン、およびファンセクション１６が環状ファンケーシング４０を欠いている非ダクトファンエンジンに同様の環境が見える。
【００３２】
図３〜６は、取付けアセンブリ１００の一実施形態を例示する。より具体的には、図３は、取付けアセンブリ１００を受容することが可能な前方中心体開口１１２を備えるタービンリアフレーム開口１０６の整列状態を示す。図４は、タービンリアフレーム６８および前方中心体６４と結合する取付けアセンブリ１００を示す。図５は、取付けアセンブリ１００の挿入物１２０を示し、図６は、取付けアセンブリ１００のブッシング１２２を示す。
【００３３】
図３〜８に示すように、取付けアセンブリ１００は、軸方向９０および径方向９２を画定する。
【００３４】
取付けアセンブリ１００は、ターボファン１０のタービンリアフレーム６８などの第１の構成要素をターボファン１０の前方中心体６４などの第２の構成要素に固定する。一部の実施形態では、第１および第２の構成要素は、ガスタービン壁でもよい。しかし、第１および第２の構成要素は、ターボファン１０内の任意の他の近接する構成要素でもよい。一部の実施形態では、前方中心体６４は、ＣＭＣ材料または他の好適な複合材料から作られてもよい。これに関して、より詳細に以下で論ずるように、前方中心体６４が複数のプライ１８６  （図３）を含んでもよい。反対に、タービンリアフレーム６８は、ニッケル基超合金などの金属材料から作られてもよい。しかし、前方中心体６４およびタービンリアフレーム６８は、任意の好適材料から作られてよい。
【００３５】
図３は、取付けアセンブリ１００によって結合された前方中心体６４とタービンリアフレーム６８の部分を示す。より具体的には、タービンリアフレーム６８は、第１の面１０２および第２の面１０４の間を延在するタービンリアフレーム開口１０６を画定する。同様の手法で、前方中心体６４は、第１の面１０８と第２の面１１０の間を延在し、前方中心体の直径２１８を有する前方中心体開口１１２を画定する。また、前方中心体６４は、以下でより詳細に論ずるように、空洞または挿入物１２０を収容する前方中心体開口１１２の周りに円周方向に配置された第１の面１０８内のくぼみ１１４を画定する。環状突起部１１６は、前方中心体６４の第２の面１１０から半径方向外側に延在し、前方中心体開口１１２の周りに円周方向に配置される。前方中心体６４およびタービンリアフレーム６８は、少なくとも部分的に重なり合い、軸方向空隙１１８により軸方向に離間されてもよい。タービンリアフレーム開口１０６および前方中心体開口１１２は半径方向に揃えられる（すなわち、同心状）のが好ましいが、半径方向に偏位してもよい。タービンリアフレーム開口１０６は、複数のねじ山１８８を備えてもよい。
【００３６】
図４は、取付けアセンブリ１００の様々な構成要素ならびに前方中心体６４およびタービンリアフレーム６８のそれぞれに関する配置を示す。
【００３７】
図４および５に示すように、取付けアセンブリ１００は、挿入物環状壁１３８を有する挿入物１２０を含む。挿入物環状壁１３８は、挿入物環状壁の長さ方向１７２を含み、軸方向９０に延在する。挿入物環状壁１３８は、中を延在する挿入物開口１５０を画定する。これに関して、挿入物環状壁１３８は、半径方向外側面１４２および半径方向内側面１４４を含む。したがって、挿入物環状壁１３８は、内径２０２および外径２００を含む。半径方向内側面１４４全体が、図５に示すように、複数のねじ山１９０を含むのが好ましい。しかし、半径方向内側面１４４の一部だけが、複数のねじ山１９０を含むのが好ましい。
【００３８】
また、挿入物１２０は、挿入物環状壁１３８から半径方向外側に延在する挿入物フランジ１４０を含む。挿入物フランジ１４０は、第１の面１４６、第２の面１４８、半径方向外側面１９２および挿入物フランジ径１７０を含む。好ましくは、挿入物フランジ径１７０は、前方中心体開口径２１８より長い。例えば、挿入物フランジ径１７０は、前方中心体開口径２１８より約１．５倍〜５倍大きくてもよい。あるいは、挿入物フランジ径１７０は、前方中心体開口径２１８より約１．５倍〜３倍大きくてもよい。前方中心体開口１１２の径２１８が径方向９２に変化する場合、前方中心体開口径２１８の最小径が、挿入物フランジ径１７０を画定するために使用される。しかし、挿入物フランジ径１７０は、相対的に挿入物環状壁長さ１７２以下であり得る。
【００３９】
挿入物フランジ１４０の半径方向外側面１９２は、半径方向外側半径範囲すなわちフィレット１５４を含む。半径方向外側半径範囲１５４は、０．０５インチ（すなわち、５０ミル）〜０．５インチ（すなわち、５００ミル）であるが、半径方向外側半径範囲１５４は、任意の好適な寸法でもよい。
【００４０】
さらに、挿入物フランジ１４０は、挿入物環状壁１３８と挿入物フランジ１４０の間に半径方向内側半径範囲すなわちフィレット１５２を含む。具体的には、半径方向内側半径範囲１５２は、半径方向外側面１４２と第１の面１４６の間に配置される。半径方向内側半径範囲１５２は少なくとも０．０５インチ（すなわち、５０ミル）であるが、挿入物環状壁１３８の長手方向１７２より短い。しかし、半径方向内側半径範囲１５２は任意の好適な寸法でもよい。
【００４１】
図４〜６に示すように、取付けアセンブリ１００は、また、ブッシング１２２を含んでもよい。ブッシング１２２ブッシング環状壁１５８およびブッシング環状壁１５８から半径方向外側に延在するブッシングフランジ１５６を含む。ブッシング環状壁１５８は、中を延在するブッシング開口１６８を画定する。これに関して、ブッシング環状壁１５８は、半径方向外側面１６４および半径方向内側面１６６を含む。半径方向内側面１６４全体が、図６に示すように、複数のねじ山１９４を含むのが好ましい。しかし、半径方向内側面１６４の一部だけが、複数のねじ山１９４を含むのが好ましい。ブッシング環状壁１５８は、内径１９８および外径１９６を含む。外径１９６は、ブッシング環状壁１５８が挿入物開口１５０内に嵌合することを許容するよう寸法設定されるべきである。ブッシングフランジ１５６は、第１の面１６０および第２の面１６２を含む。
【００４２】
取付けアセンブリ１００は、図４に示す止め具１２４をさらに含む。止め具１２４は、ヘッド１３２およびヘッド１３２から軸方向外側に延在するシャンク２０４を含んでもよい。一実施形態では、シャンク２０４は、平坦部２０８およびねじ山部２０６を含む。しかし、シャンク２０４は、完全に平坦か、ねじ山でもよい。これに関して、止め具１２４は、ボルト状が好ましい。しかし、いずれの好適な止め具の型を使用してもよい。
【００４３】
取付けアセンブリ１００が前方中心体６４とタービンリアフレーム６８を結合するとき、挿入物環状壁１３８は、前方中心体開口１１２内に位置付けられ、挿入物フランジ１４０は、空洞１１４内に配置される。以下でより詳細に論じるように、空洞１１４は、挿入物フランジ１４０上にプライ１８６を層状にして、プライ１８６および挿入物１２０を共硬化することにより形成される。一部の実施形態では、プライ１８６および挿入物フランジ１４０は、また、共焼結されてもよい。所定の実施形態では、バッカーワッシャ１３０は、環状突起部１１６の周りの円周方向および半径方向外側の前方中心体６４の第２の面１１０上に位置付けられてもよい。
【００４４】
ブッシング環状壁１５８は、挿入物開口１５０内に配置される。これに関して、ブッシング環状壁１５８と挿入物環状壁１３８は、ブッシング環状壁１５８の半径方向外側面１６４がねじ山１９４を備え、挿入物環状壁１３８の半径方向内側面１４４がねじ山１９０を備える場合、螺合されてもよい。しかし、ブッシング環状壁１５８と挿入物環状壁１３８は、いずれの好適な手法（例えば、圧入、タック溶接、スナップフィット、加締めなど）で結合されてもよい。図４に示すように、ブッシング１２２は、ブッシングフランジ１５６および挿入物フランジ１４０が前方中心体６４の反対側に配置されるように配向される。
【００４５】
ばねワッシャ、すなわち、皿ばね１２６が、バッカーワッシャ１３０とブッシングフランジ１２２の間に配置される。バッカーワッシャ１３０がない場合、ばねワッシャ１２６が、ブッシングフランジ１５６と前方中心体６４の第２の面１１０の間に配置される。ばねワッシャ１２６は、バッカーワッシャ１３０または第２の面１１０およびブッシングフランジ１５６に軸方向外向きの力を働かせる。この力によって、挿入物フランジ１４０を前方中心体６４（すなわち、空洞１１４）の第１の面１０８に押圧し、それによって、挿入物１２０およびブッシング１２２を前方中心体６４に固定する。あるいは、コイルばね（図示せず）が、前述の軸方向外向きの力を発揮してもよい。
【００４６】
止め具１２４は、ブッシング開口１６８を貫通して、タービンリアフレーム６８と結合する。より具体的には、シャンク２０４の平坦部２０８が、ブッシング開口１６８内に配置されて、シャンク２０４のねじ山部２０６が、タービンリアフレーム６８に結合されてもよい。あるいは、止め具１２４は、一部の実施形態では、ブッシング環状壁１５８と螺合されてもよい。これに関して、止め具１２４は、タービンリアフレーム開口１０６、第２の開口１１２、挿入物開口１５０およびブッシング開口１６８によって少なくとも部分的に受容される。さらに代替の実施形態では、シャンク２０４の平坦部２０８が、タービンリアフレーム開口１０６を貫通して、タービンリアフレーム６８の第１の面１０２と接触して、ナット（図示せず) によって固定されてもよい。取付け後、止め具１２４のヘッド１３２が、軸方向空隙１３６によってブッシングフランジ１５６の第１の面１６０から軸方向に離間されて、取付けアセンブリ１００のさまざまな構成要素の間の熱膨張を許容するのが好ましい。
【００４７】
図４に示す実施形態では、ねじ山部２０６が、タービンリアフレーム開口１０６内に配置され、タービンリアフレーム６８と螺合するカラー１２８と螺合する。さらに、ねじ山部２０６は、タービンリアフレーム６４と直接螺合してもよい。
【００４８】
一部の実施形態では、取付けアセンブリ１００が、軸方向空隙１１８に配置されるリーフシール１３４を含んでもよい。これに関して、リーフシール１３４は、タービンリアフレーム６８の第２の面１０４と挿入物フランジ１４０の第２の面１４８の間を延在する。また、リーフシール１３４は、挿入物フランジ１４０の第２の面１４８の代わりに、またはそれに加えて、前方中心体６４の第1 の面１０８と接触してもよい。しかし、取付けアセンブリ１００の一部の実施形態は、リーフシール１３４を含まなくてもよい。
【００４９】
上述の通り、前方中心体６４は、ＣＭＣ材料または他の好適な複合材料から作られるのが好ましい。例えば、ＣＭＣ材料は、酸化物−酸化物（例えば、シリコンマトリックス中の酸化物繊維）ＣＭＣ材料が好ましい。しかし、ポリマーマトリックス複合または他の好適な複合材料が使用されてもよい。タービンリアフレーム６８、挿入物１２０、ブッシング１２２、止め具１２４、ばねワッシャ１２６、カラー１２８および／またはバッカーワッシャ１３０は、ニッケル基超合金、コバルト基超合金などの超合金金属を含む金属材料から作られる。しかし、タービンリアフレーム６８、挿入物１２０、ブッシング１２２、止め具１２４、ばねワッシャ１２６、カラー１２８および／またはバッカーワッシャ１３０は、任意の好適な材料から作られてもよい。
【００５０】
図７および８は、取付けアセンブリ１００' の代替の実施形態を示す。  より具体的には、図7 は、取付けアセンブリ１００' を取付けることが可能な後方中心体開口１８０を備える前方中心体開口１１２の整列状態を示す。図８は、前方中心体６４と後方中心体６６を結合する取付けアセンブリ１００' を示す。
【００５１】
取付けアセンブリ１００' は、ターボファン１０の前方中心体６４などの第１の構成要素をターボファン１０の後方中心体６６などの第２の構成要素に固定する。取付けアセンブリ１００同様に、第１および第２の構成要素は、ターボファン１０内の任意の他の近接する固定構成要素でもよい。一部の実施形態では、前方中心体６４および後方中心体６６は、ＣＭＣ材料または他の好適な複合材料から作られてもよい。これに関して、前方中心体６４および後方中心体６６は、以下でより詳細に論じるように、複数のプライ１８６  （図７）を含んでもよい。しかし、前方中心体６４および後方中心体６６は、任意の好適材料から作られてもよい。
【００５２】
図７は、取付けアセンブリ１００' により結合された前方中心体６４および後方中心体６６の部分を示す。前方中心体６４の特徴は、図３に関して上記に詳細に論じられている。後方中心体６６は、第１の面１７４と第２の面１７６の間を延在し、後方中心体の直径２２０を有する後方中心体開口１８０を画定する。また、後方中心体６６は、以下でより詳細に論ずるように、挿入物１２０ｂを収容する後方中心体開口１８０の周りに円周方向に配置された第１の面１７４内の空洞またはくぼみ１７８を画定する。環状突起部１８４は、後方中心体６６の第２の面１７６から半径方向外側に延在し、後方中心体開口１８０の周りに円周方向に配置される。前方中心体６４および後方中心体６６は、少なくとも部分的に重なり合い、軸方向空隙１８２により軸方向に離間されてもよい。前方中心体開口１１２および後方中心体開口１８０は、軸方向に整列するが（すなわち同心円状に）、前方中心体開口１１２および後方中心体開口１８０もまた、軸方向に偏位してもよい。
【００５３】
図８に示すように、取付けアセンブリ１００' は、１対の挿入物１２０ａ、１２０ｂ、１対のブッシング１２２ａ、１２２ｂ、１対のばねワッシャ１２６ａ、１２６ｂ、単一止め具１２４を含む。より具体的には、挿入物１２０ａおよびばねワッシャ１２６ａは、上記に詳細に説明されている挿入物１２０およびばねワッシャ１２６と実質的に同一である。ブッシング１２２ａは、ブッシング環状壁１５８の半径方向内側面１６６が止め具１２４のねじ山部２０６と螺合してもよい複数のねじ山２１０を含むことを除いて、ブッシング１２２と実質的に同一である。第1 の挿入物１２０ａ、第１のブッシング１２２ａおよび第１のばねワッシャ１２６ａは、上記でより詳細に論じるように、挿入物１２０、ブッシング１２２およびばねワッシャ１２６と同じ手法で前方中心体６４と結合する。一部の実施形態では、バッカーワッシャ１３０と実質的に同一である第１のバッカーワッシャ１３０ａが、前方中心体６４の第２の面１１０とばねワッシャ１２６ａの間に配置されてもよい。
【００５４】
後方中心体６６に関して、ブッシング１２２ｂおよびばねワッシャ１２６ｂは、上記に詳細に説明されているブッシング１２２およびばねワッシャ１２６と実質的に同一である。挿入物１２０ｂは、半径方向内側面１４４が、複数のねじ山１９０および平坦部２１２を有するねじ山部２１４を含むことを除いて、挿入物１２０と実質的に同一である。さらに、平坦部２１２は、挿入物開口１５０の周りに円周方向に配置された空洞２１６を画定し、止め具１２４のヘッド１３２に隙間を設ける。第２の挿入物１２０ｂ、第２のブッシング１２２ｂおよび第２のばねワッシャ１２６ｂは、上記でより詳細に論じたように、挿入物１２０、ブッシング１２２およびばねワッシャ１２６を前方中心体６４に結合するのと同じ手法で、後方中心体６６と結合する。一部の実施形態では、バッカーワッシャ１３０と実質的に同一である第２のバッカーワッシャ１３０ｂが、後方中心体６６の第２の面1 ７６と第２のばねワッシャ１２６ｂの間に配置されてもよい。
【００５５】
止め具１２４は、前方中心体６４と後方中心体６６を結合する。より具体的には、シャンク２０４の平坦部２０８は、第２のブッシング１２２ｂのブッシング開口１６８内に配置され、シャンク２０４のねじ山部２０６は、第１のブッシング１２２ａのブッシング開口１６８内に配置される。したがって、シャンク２０４のねじ山部２０６は、第１のブッシング１２２ａの内部壁１６６と螺合する。これに関して、止め具１２４は、前方中心体開口１１２、後方中心体開口１８０、第１および第２の挿入物１２０ａ、１２０ｂの挿入物開口１５０および第１および第２のブッシング１２２ａ、１２２ｂのブッシング開口１６８によって受容される。止め具１２４のヘッド１３２は、空洞２１６内に配置される。前方中心体６４の第１の面１０８および後方中心体６６の第２の面１７６は、軸方向空隙１８２によって軸方向に離間され、第２の挿入物１２０ｂ、第２のブッシング１２２ｂおよび第２のばねワッシャ１２６ｂに隙間を設けてもよい。
【００５６】
一部の実施形態では、タービンリアフレーム６８、前方中心体６４および／または後方中心体６６は、互いに離間された複数の開口１０６、１１２、１８０および／または複数の空洞１１４、１７８を含んでもよい。これに関して、タービンリアフレーム６８、前方中心体６４および／または前方中心体６４、後方中心体６６は、複数の円周方向に離間する取付けアセンブリ１００、１００' と結合されてもよい。
【００５７】
図９は、本明細書に開示される実施形態による取付けアセンブリ１００、１００' を形成するための方法（３００）を示す流れ図である。方法（３００）は、前方中心体６４をタービンリアフレーム６８に結合する以下の文脈で説明される。しかし、方法３００は、前方中心体６４を後方中心体６６に結合する文脈で使用されるか、より全体としては、ターボファン１０内のいずれの複合構成要素をターボファン１０内のいずれの他の構成要素と結合する文脈で使用されてもよい。
【００５８】
ステップ（３０２）では、プライ１８６などの複数の樹脂含侵プライが挿入物１２０の挿入物フランジ１４０の上に層状にされて、前方中心体６４などの複合構成要素を形成する。上述の通り、プライ１８６は、酸化物−酸化物ＣＭＣプライが好ましいが、いずれのタイプの好適な複合プライでもよい。具体的には、複数のプライ１８６の一部分は、半径方向外側半径範囲１５４の周囲を湾曲し、挿入物フランジ１４０の第１の面１４６上に配置される。これに関して、空洞１１４は、前方中心体６４内に形成され、挿入物フランジ１４０を収容する。挿入物環状壁１３８は、前方中心体６４を貫通し、それによって、前方中心体開口１１２を形成する。すなわち、プライ１８６は、挿入物環状壁１３８を被覆しない。代わりに、プライ１８６は、挿入物環状壁１３８の半径方向外側面１４２と接触するとき、上方に湾曲し、環状突起部１１６を形成する。上述の通り、前方中心体６４は、必要なだけまたは望むだけ、多くのまたはわずかのプライ１８６を含んでもよい。ステップ（３０４）では、プライ１８６は、初期には湿潤状態である。ステップ（３０４）の硬化過程中、湿潤プライ中のポリマー樹脂が反応して、硬化マトリックスを備えた複合物を産出する。複数の複合構成要素が取付けアセンブリ１００、１００' と結合する場合、ステップ（３０４）が、第２の複合構成要素（例えば、後方中心体６６）用に繰り返されてもよい。前方中心体６４（例えば、組物、フィラメント巻線など）を形成する他の工程が、同様に使用されてもよい。
【００５９】
ステップ（３０４）では、湿潤状態の前方中心体６４および挿入物１２０が共硬化される（すなわち、一緒に同時に硬化される）。典型的には、オートクレーブがステップ（３０４）で硬化に使用される。ステップ（３０４）の後、前方中心体６４は、未焼結状態である。ステップ（３０６）では、前方中心体６４および挿入物１２０は、焼結炉（図示せず）に入れられ、共焼結される（すなわち、一緒に同時に焼結される）。前方中心体６４がポリマーマトリックス複合プライから形成される場合、ステップ（３０６）は省略されてもよい。ステップ（３０４）および（３０６）は、前方中心体６４と挿入物１２０を効果的に、結合する。すなわち、挿入物フランジ１４０および挿入物環状壁１３８の一部は、前方中心体６４の第１の面１０８と接合される。半径方向外側フィレット１５４は、挿入物１２０との共硬化および共焼結において、複合前方中心体６４および金属挿入物１２０の異なる熱膨張係数によって前方中心体６４がびび割れすることを防ぐ。
【００６０】
しかし、この結合は、前方中心体６４上に働く負荷に耐えるほど強くない可能性がある。これに関して、ブッシング１２２およびばねワッシャ１２６が、この結合を強化するために取り付けられてもよい。より具体的には、ばねワッシャ１２６がステップ（３０８）で前方中心体開口１１２および環状突起部１１６の周囲に円周方向に配置される。ステップ（３１０）では、ブッシング１２２が挿入物１２０と螺合される。上記でより詳細に論じたように、ばねワッシャ１２６は、前方中心体６４および挿入物１２０を前方中心体６４に固定するブッシングフランジ１５６上に軸方向外向きの力を働かせる。一部の実施形態では、バッカーワッシャ１３０がばねワッシャ１２６と前方中心体６４の間に配置される。
【００６１】
方法（３００）は他のステップを同様に含んでもよい。例えば、止め具１２４が、ブッシング開口１６８内に配置されて、前方中心体６４をタービンリアフレーム６８などの金属壁または後方中心体６６などの他の複合壁に結合してもよい。
【００６２】
記載したこの記述は、例を用いて、最良の形態を含むこの発明を開示して、かつ、いかなる当業者に対しても、任意の装置またはシステムを作成し用いることおよび任意の統合された方法を実行することを含んだこの発明の実施をすることができるようにもする。特許を受けることができるこの発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の実施例を含みうる。そうした他の実施例は、特許請求の範囲の字義どおりの用語と異なるものではない構造的要素を含む場合、または特許請求の範囲の字義どおりの用語と実体のない差異をもつ同等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内であることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１０   ターボファン
１２   軸方向
１４   エンジン
１６   ファンセクション
１８   外部ケーシング
２０   環状導入口
２２   低圧圧縮機セクション
２４   高圧圧縮機セクション
２６   燃焼器
２８   高圧タービンセクション
３０   高圧シャフト
３２   低圧タービンセクション
３４   低圧シャフト
３５   排気セクション
３６   排気ノズル
３７   減速装置
３８   ファンロータアセンブリ
４０   環状ファンケーシング
４２   排出口案内静翼
４４   ファンロータ動翼
４６   下流セクション
４８   空気流路
５０   空気流
５２   導入口
５４   矢印
５６   空気流
５８   矢印
６０   燃焼生成物
６２   中心体
６４   前方中心体
６６   後方中心体
６８   タービンリアフレーム
７０   低圧静翼
７２   低圧タービン動翼
７４   未使用
７６   環状排出管
９０   軸方向
９２   径方向
９４   円周方向
１００   取付けアセンブリ
１０２   タービンリアフレームの第１の面
１０４   タービンリアフレームの第２の面
１０６   タービンリアフレーム内開口
１０８   前方中心体の第１の側
１１０   前方中心体の第２の側
１１２   前方中心体内開口
１１４   前方中心体内空洞
１１６   前方中心体環状突起部
１１８   前方中心体とタービンリアフレームの間の軸方向空隙
１２０   挿入物
１２０ａ   第１の挿入物
１２０ｂ   第２の挿入物
１２２   ブッシング
１２２ａ   第１のブッシング
１２２ｂ   第２のブッシング
１２４   止め具
１２６   ばねワッシャ
１２６ａ   第１のばねワッシャ
１２６ｂ   第２のばねワッシャ
１２８   カラー
１３０   バッカーワッシャ
１３０ａ   第１のバッカーワッシャ
１３０ｂ   第２のバッカーワッシャ
１３２   止め具ヘッド
１３４   リーフシール
１３６   ブッシングと止め具ヘッドの間の軸方向空隙
１３８   挿入物環状壁
１４０   挿入物フランジ
１４２   挿入物環状壁の半径方向外側面
１４４   挿入物環状壁の半径方向内側面
１４６   挿入物フランジの第１の面
１４８   挿入物フランジの第２の面
１５０   挿入物開口
１５２   半径方向内側フィレット
１５４   半径方向外側フィレット
１５６   ブッシングフランジ
１５８   ブッシング環状壁
１６０   ブッシングフランジの第１の面
１６２   ブッシングフランジの第２の面
１６４   ブッシング環状壁の半径方向外側面
１６６   ブッシング環状壁の半径方向内側面
１６８   ブッシング開口
１７０   挿入物フランジ径
１７２   挿入物環状壁長さ
１７４   後方中心体の第１の側
１７６   後方中心体の第２の側
１７８   後方中心体内空洞
１８０   後方中心体内開口
１８２   前方中心体と後方中心体の間の軸方向空隙
１８４   後方中心体上向き端部
１８６   プライ
１８８   タービンリアフレーム開口内ねじ山
１９０   挿入物環状壁上ねじ山
１９２   挿入物フランジの半径方向外側面
１９４   ブッシング環状壁上ねじ山
１９６   ブッシング環状壁外径
１９８   ブッシング環状壁内径
２００   挿入物環状壁内径
２０２   挿入物環状壁外径
２０４   止め具シャンク
２０６   シャンクの平坦部
２０８   シャンクのねじ山部
２１０   ブッシング環状壁内面上ねじ山
２１２   挿入物環状壁内面の平坦部
２１４   挿入物環状壁内面のねじ山部
２１６   止め具ヘッド用空洞
２１８   前方中心体内開口径
２２０   後方中心体内開口径
３００   方法
３０２   ＣＭＣ壁を形成する
３０４   硬化する
３０６   焼結する
３０８   ブッシングを螺合する
３１０   ばねワッシャを配置する
【図１】
2017125604.tif 000003
【図２】
2017125604.tif 000004
【図３】
2017125604.tif 000005
【図４】
2017125604.tif 000006
【図５】
2017125604.tif 000007
【図６】
2017125604.tif 000008
【図７】
2017125604.tif 000009
【図８】
2017125604.tif 000010
【図９】
2017125604.tif 000011
【外国語明細書】
2017125604000001.pdf