(57)【要約】  複合物品は、高さ方向で構成要素ベース部から構成要素先端部まで延び且つ離間した構成要素の第１及び第２の縁部の間を長さ方向に延びる複合材構成要素を含む。構成要素のプライは、幅方向に離間したプライの第１及び第２の側面とその間にプライ縁部とを有する。複合材構成要素は、高さ方向で複合材構成要素内に延びるシャンクと、シャンクの上側端部にあり複合材構成要素内に実質的に又は完全に埋め込まれたタブと、タブ先端とを含むスパー上に装着される。プライの少なくとも第１の部分のプライ縁部は、タブを直接又は間接的に接触又は押圧している。プライの少なくとも第２の部分のプライ縁部は、タブ先端を直接又は間接的に接触又は押圧している。第１の部分のプライ縁部は、タブにおいて１又はそれ以上の窪み又は凹部面を押圧することができる。複合物品は、複合材翼形部を含む複合材ブレード又はベーンとすることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合物品（３７０）であって、
高さ方向で構成要素ベース部（３７４）から構成要素先端部（３７６）まで延び且つ長さ方向に離間した構成要素の第１及び第２の縁部（ＬＥ、ＴＥ）の間を延びる複合材構成要素（３７２）を備え、
前記複合材構成要素（３７２）が、幅方向に離間したプライの第１及び第２の側面（１１１，１１３）とその間にプライ縁部（１１４）とを有するプライ（１１）を含み、前記複合材構成要素が、前記構成要素ベース部の下方より該構成要素ベース部を通って上方に前記複合材構成要素内に高さ方向に延びるシャンク（８４）と、前記シャンク（８４）の上側端部にあり、前記複合材構成要素内に実質的に又は完全に埋め込まれたタブ（８６）と、を含むスパー（８２）上に装着され、前記タブ（８６）が、高さ方向に離間したタブベース（９４）とタブ先端（９６）とを含み、前記プライ（１１）の少なくとも第１の部分のプライ縁部（１１４）が前記タブ（８６）を直接又は間接的に接触又は押圧している、複合物品（３７０）。
【請求項２】
前記複合材構成要素（３７２）のプライ（１１）の一部をフックするフック手段（１６０）を更に備え、前記フック手段（１６０）が、前記タブの幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面（３９１，３９３）に沿って配置され、前記フック手段（１６０）が、長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部に沿って配置されたフック（１６２）を含み、前記タブが、前記タブベース（９４）と前記タブ先端（９６）との間に１又はそれ以上の窪み又は凹部面を有し、該１又はそれ以上の窪み又は凹部面が、前記フックと前記幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面（３９１，３９３）との間にコーナを含む、請求項１に記載の複合物品（３７０）。
【請求項３】
前記フック（１６２）が、前記長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部にそれぞれ沿って配置された連続した第１及び第２の前縁フックを含む、請求項２に記載の複合物品（３７０）。
【請求項４】
前記フック（１６２）が、前記長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部の各々に沿って前記タブの第１及び第２の側面（３９１，３９３）それぞれから外向きに交互に延びる交互する第１及び第２の側面フックを含む、請求項２に記載の複合物品（３７０）。
【請求項５】
前記フック（１６２）が、段付きフック（１８０）を含み、該段付きフック（１８０）の各々が、上昇部（１８４）によって幅方向で隔てられた延在部（１８２）を備えたフック段部（１８１）を有する、請求項４に記載の複合物品（３７０）。
【請求項６】
前記上昇部（１８４）が、前記プライ（１１）の厚さと等しいか、或いは２倍以上大きい高さを有する、請求項５に記載の複合物品（３７０）。
【請求項７】
前記プライの少なくとも第２の部分のプライ縁部が、前記タブ先端を直接又は間接的に接触又は押圧している、請求項１に記載の複合物品（３７０）。
【請求項８】
高さ方向に離間した前記タブベース（９４）と前記タブ先端（９６）との間で前記タブ内に１又はそれ以上の窪み又は凹部面を更に備え、前記プライの少なくとも第１の部分のプライ縁部が、前記窪み又は凹部面を直接又は間接的に接触又は押圧している、請求項１に記載の複合物品（３７０）。
【請求項９】
前記プライの少なくとも第２の部分のプライ縁部が、前記タブ先端（９６）を直接又は間接的に接触又は押圧している、請求項８に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１０】
前記１又はそれ以上の窪み又は凹部面が、円形断面を有する対応する１又はそれ以上の窪み又は凹部を定める、請求項８に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１１】
前記１又はそれ以上の窪み又は凹部面が、前記タブベースとの間に幅方向のテーパを定める１又はそれ以上の幅方向に離間した窪み又は凹部面を含む、請求項８に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１２】
前記幅方向のテーパが、前記タブ先端から前記タブベースに向かって厚さが小さくなるようにテーパが付けられる、請求項１１に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１３】
前記プライの少なくとも第２の部分のプライ縁部が、前記タブ先端を直接又は間接的に接触又は押圧している、請求項１２に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１４】
前記複合材構成要素のプライの一部をフックするフック手段を更に備え、前記フック手段が、前記タブの幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面に沿って配置され、前記フック手段が、長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部に沿って配置されたフックを含み、前記１又はそれ以上の窪み又は凹部面が、前記フックと前記幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面との間にコーナを含む、請求項８に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１５】
前記フックが、前記長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部にそれぞれ沿って配置された連続した第１及び第２の前縁フックを含む、請求項１４に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１６】
前記フックが、前記長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部の各々に沿って前記タブの第１及び第２の側面それぞれから外向きに交互に延びる交互する第１及び第２の側面フックを含む、請求項１４に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１７】
前記フックが、段付きフックを含み、該段付きフックの各々が、上昇部によって幅方向で隔てられた延在部を備えたフック段部を有する、請求項１６に記載の複合物品（３７０）。
【請求項１８】
前記上昇部が、前記プライの厚さと等しいか、或いは２倍以上大きい高さを有する、請求項１７に記載の複合物品。
【請求項１９】
複合材ブレード又はベーンであって、
翼形部ベースから翼形部先端まで高さ方向又はスパン方向で外向きに延び且つ離間した翼形部前縁と後縁の間で長さ方向又は翼弦方向に延びる幅方向に離間した翼形部正圧及び負圧側面を含む複合材翼形部を備え、
前記複合材翼形部が、幅方向に離間したプライの正圧及び負圧側面とその間にプライ縁部とを有するプライを含み、前記複合材翼形部が、前記翼形部ベースの下方より該翼形部ベースを通って上方に前記複合材翼形部内に延びるシャンクと、前記シャンクの上側端部にあり、前記複合材翼形部内に実質的に又は完全に埋め込まれたタブと、を含むスパー上に装着され、前記タブが、スパン方向に離間したタブベースとタブ先端とを含み、前記プライの少なくとも第１の部分のプライ縁部が前記タブを直接又は間接的に接触又は押圧している、複合材ブレード又はベーン。
【請求項２０】
高さ方向に離間した前記タブベースと前記タブ先端との間で前記タブ内に１又はそれ以上の窪み又は凹部面を更に備え、前記プライの少なくとも第１の部分のプライ縁部が、前記窪み又は凹部面を直接又は間接的に接触又は押圧している、請求項１９に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２１】
前記プライの少なくとも第２の部分のプライ縁部が、前記タブ先端を直接又は間接的に接触又は押圧している、請求項２０に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２２】
前記１又はそれ以上の窪み又は凹部面が、円形断面を有する対応する１又はそれ以上の窪み又は凹部を定める、請求項２１に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２３】
前記１又はそれ以上の窪み又は凹部面が、前記タブベースとの間に幅方向のテーパを定める１又はそれ以上の幅方向に離間した窪み又は凹部面を含む、請求項２１に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２４】
前記幅方向のテーパが、前記タブ先端から前記タブベースに向かって厚さが小さくなるようにテーパが付けられる、請求項２３に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２５】
前記プライの少なくとも第２の部分のプライ縁部が、前記タブ先端を直接又は間接的に接触又は押圧している、請求項２４に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２６】
前記複合材構成要素のプライの一部をフックするフック手段を更に備え、前記フック手段が、前記タブの幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面に沿って配置され、前記フック手段が、長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部に沿って配置されたフックを含み、前記１又はそれ以上の窪み又は凹部面が、前記フックと前記幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面との間にコーナを含む、請求項２１に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２７】
前記フックが、前記長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部にそれぞれ沿って配置された連続した第１及び第２の前縁フックを含む、請求項２６に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２８】
前記フックが、前記長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部の各々に沿って前記タブの第１及び第２の側面それぞれから外向きに交互に延びる交互する第１及び第２の側面フックを含む、請求項２６に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項２９】
前記フックが、段付きフックを含み、該段付きフックの各々が、上昇部によって幅方向で隔てられた延在部を備えたフック段部を有する、請求項２８に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項３０】
前記上昇部が、前記プライの厚さと等しいか、或いは２倍以上大きい高さを有する、請求項２９に記載の複合材ブレード又はベーン。
【請求項３１】
前記スパーが金属である、請求項１９に記載の複合材ブレード又はベーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンの複合材構成、詳細には、航空機ガスタービンエンジンにおいて装着するための複合材翼形部用の金属取付具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボファンタイプのバイパスガスタービンエンジンは、一般に、前方ファン及びブースタ圧縮機と、中間コアエンジンと、後方低圧出力タービンと、を含む。低圧タービンは、低圧シャフトを介してファン及びブースタ圧縮機を回転駆動し、これら全てが低圧ロータを形成する。複合材翼形部は、ブースタ圧縮機の回転段のブレードで、及びブレードの上流側と下流側間に配置されるステータベーンで、並びにファンセクション（ファン出口ガイドベーン）などのエンジンの他のセクションで使用するために開発された。
【０００３】
航空機のガスタービンエンジンブレード及びベーン翼形部を複合材料から製造することは周知である。エンジンの金属ロータ又はステータ部分にブレード又はベーンを装着するための金属取付具に複合材翼形部を取り付けることは困難である。これは、構成要素の荷重の大きさ及び限定されるサイズに起因する問題点である。通常、これらの複合材部品の取り付けは、当該実施構成の困難な課題部分である。通常、一体式の複合材／金属システムを有することが望ましく、これは、複合材の重量軽減及び金属界面の複雑な機械加工が可能という利点がある。これら２つのシステムの接合は、これまで、簡単な接着結合によるものであった。これらの結合は力及びモーメントの影響を受けやすく、複合材翼形部がブレード又はベーンの金属装着具から取り除かれる傾向がある。
【０００４】
ガスタービンエンジンロータとファンフレーム組立体の両方で複合材翼形部をしっかりと堅牢に装着し、複合材翼形部をブレード又はベーンの金属装着具から取り除く傾向がある力及びモーメントに抗し、且つ翼形部及びファンフレーム組立体の寿命を改善することになる装着具を提供することが極めて望ましい。広義には、複合要素を部品上の金属装着具から取り除く傾向がある力及びモーメントに抗して複合材部品をしっかりと堅牢に装着する装着具を提供することが極めて望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，３４０，２８０号明細書
【発明の概要】
【０００６】
複合物品は、高さ方向で構成要素ベース部から構成要素先端部まで延び且つ離間した構成要素の第１及び第２の縁部の間を長さ方向に延びる複合材構成要素を含む。複合材構成要素は、幅方向に離間したプライの第１及び第２の側面とその間にプライ縁部とを有するプライを含む。複合材構成要素が、構成要素ベース部の下方より該構成要素ベース部を通って上方に複合材構成要素内に高さ方向で延びるシャンクと、シャンクの上側端部にあり、複合材構成要素内に実質的に又は完全に埋め込まれたタブと、を含むスパー上に装着され、該タブが、高さ方向に離間したタブベースとタブ先端とを含み、プライの少なくとも第１の部分のプライ縁部がタブを直接又は間接的に接触又は押圧している。
【０００７】
プライの少なくとも第１の部分のプライ縁部は、窪み又は凹部面並びに高さ方向に離間したタブベースとタブ先端との間のタブ内の１又はそれ以上の窪み又は凹部面を直接又は間接的に接触又は押圧する。
【０００８】
プライの少なくとも第２の部分のプライ縁部は、タブ先端を直接又は間接的に接触又は押圧することができる。窪み又は凹部面は、円形断面を有する対応する窪み又は凹部を定めることができる。
【０００９】
複合物品の１又はそれ以上の窪み又は凹部面は、タブベースとの間に幅方向のテーパを定める１又はそれ以上の幅方向に離間した窪み又は凹部面を含むことができる。テーパは、タブ先端からタブベースに向かって厚さが小さくなるようにテーパ付けすることができる。プライの少なくとも第２の部分のプライ縁部が、タブ先端を直接又は間接的に接触又は押圧することができる。
【００１０】
複合物品は、複合材翼形部のプライの一部をフックするフック手段を含み、タブの幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面に沿って配置することができる。フック手段は、タブの長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部に沿って配置されたフックを含み、１又はそれ以上の窪み又は凹部面が、フックと幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面との間にコーナを含む。フックは、長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部にそれぞれ沿って配置された連続した第１及び第２の前縁フックを含むことができる。フックの別の実施形態は、長さ方向に離間したタブの第１及び第２の縁部の各々に沿ってタブの第１及び第２の側面それぞれから外向きに交互に延びる交互する第１及び第２の側面フックを含むことができる。フックは、段付きフックを含むことができ、該段付きフックの各々が、上昇部によって幅方向で隔てられた延在部を備えたフック段部を含む。
【００１１】
複合物品は、複合材ブレード又はベーンとすることができ、該複合材ブレード又はベーンは、翼形部ベースから翼形部先端まで高さ方向又はスパン方向で外向きに延び且つ離間した翼形部前縁と後縁の間で長さ方向又は翼弦方向に延びる幅方向に離間した翼形部正圧及び負圧側面を含む複合材翼形部を含む。複合材翼形部は、幅方向に離間したプライの正圧及び負圧側面とその間にプライ縁部とを有するプライを含む。複合材翼形部は、翼形部ベースの下方より該翼形部ベースを通って上方に複合材翼形部内に延びるシャンクを含むスパー上に装着される。シャンクの上側端部にあるタブは、複合材翼形部内に実質的に又は完全に埋め込まれる。１又はそれ以上の窪み又は凹部面は、高さ方向に離間したタブベースとタブ先端との間でタブ内にある。プライの少なくとも第１の部分のプライ縁部は、窪み又は凹部面を直接又は間接的に接触又は押圧している。スパーは金属とすることができる。
【００１２】
本発明の上記の態様及び他の特徴要素について、添付図面を参照しながら、以下において説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】複合材翼形部を有するブースタブレード及びベーンを有する航空機ターボファンガスタービンエンジンの例示的な実施形態の長手方向部分断面及び部分概略図。
【図２】拡大タブが物品の複合材要素に挿入された、金属シャンクを有する複合物品の概略斜視図。
【図３】図１に示したブースタブレード及びベーンと共に使用するのに好適な拡大タブが挿入された金属シャンクを有する複合材翼形部の概略斜視図。
【図４】図３に示す複合材翼形部及び金属シャンクの拡大概略斜視図。
【図５】図４の線５−５から見た複合材翼形部及び金属シャンクの概略断面図。
【図６】タブがその前縁及び後縁においてフックを有する、複合材翼形部及び金属シャンクの概略断面図。
【図７】図６の線６−６から見た概略断面図。
【図８】図６に示すタブの代替のフックの概略断面図。
【図９】図３に示す複合材翼形部を装着するためのダブテール根元の概略斜視図。
【図１０】図９に示すダブテール根元の概略側面図。
【図１１】図３に示す複合材翼形部のダブテール根元とタブとの間の短いコーナの概略斜視図。
【図１２】図１１に示すダブテール根元の概略側面図。
【図１３】図３に示す複合材翼形部のシャンクとステータバンドとの間の接続部の分解概略斜視図。
【図１４】図１３に示す接続部の概略断面図。
【図１５】図３に示す複合材翼形部のシャンクとバンドとの間のろう付け接合接続部のステータバンド及びシャンクの概略断面図。
【図１６】図３に示す複合材翼形部のシャンクとステータバンドとの間のろう付け接合接続部の概略断面図。
【図１７】図３に示す複合材翼形部のシャンクとステータバンドとの間の短いろう付け接合接続部の概略断面図。
【図１８】図３に示す複合材翼形部のシャンクとステータバンドとの間の金属接合による短いろう付け接合接続部の概略断面図。
【図１９】図３に示す複合材翼形部のモミの木様根元接続部の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１には、エンジン中心軸線１２の周りを囲み、航空機の翼又は胴体に装着されるよう好適に設計された例示的な航空機ガスタービンエンジン１０が示されている。エンジン１０は、下流側直列流れ連通で、ファン１４と、ブースタ又は低圧圧縮機１６と、高圧圧縮機１８と、燃焼器２０と、高圧タービン（ＨＰＴ）２２と、低圧タービン（ＬＰＴ）２４とを含む。ＨＰＴすなわち高圧タービン２２は、高圧駆動シャフト２３により高圧圧縮機１８に連結される。ＬＰＴすなわち低圧タービン２４は、低圧駆動シャフト２５によりファン１４とブースタ又は低圧圧縮機１６の両方に連結される。
【００１５】
典型的な作動時には、空気２６がファン１４により加圧され、この空気の内側部分が低圧圧縮機１６に送られて、ここで更に加圧される。次いで、加圧空気は、高圧圧縮機１８に流れ、ここで更に加圧される。加圧空気は、燃焼器２０において燃料と混合されて高温の燃焼ガスを発生し、該燃焼ガスは、ＨＰＴ２２及びＬＰＴ２４を通って下流側に流れる。２つのタービンにおいてエネルギーが抽出され、ファン１４、低圧圧縮機１６及び高圧圧縮機１８に動力を供給する。ファン１４の直ぐ後方でブースタ圧縮機１６を囲むフロースプリッター３４は鋭利な前縁を含み、この前縁により、ファン１４によって加圧されたファン空気２６がブースタ圧縮機１６を通って送られる半径方向内側ストリーム２７と、バイパスダクト３６を通って送られる半径方向外側ストリーム２９とに分割される。
【００１６】
ファン１４を囲むファンナセル３０は、環状ファンフレーム３２によって支持される。低圧圧縮機１６は、ファンフレーム３２の前方でファン１４に好適に連結され、環状フロースプリッター３４の半径方向内寄りに配置され、また、ファンナセル３０の内側表面から半径方向内側に離間して配置されて間に環状ファンバイパスダクト３６を部分的に定める。ファンフレーム３２はナセル３０を支持する。
【００１７】
圧縮機１６は、第１、第２、及び第３の圧縮機ブレード列４８，５０，５２をそれぞれ備えた回転可能な第１、第２、及び第３の圧縮機段３８、４０、４２を有する。第１、第２、及び第３の圧縮機ブレード列４８，５０，５２の圧縮機ブレード１７は、ファン１４に接続された回転可能ハブ４６から半径方向外向きに延びる。圧縮機１６は、第１及び第２のベーン列６６，６８をそれぞれ備えた非回転可能な第１及び第２のベーン段６２、６４を有する。第１及び第２のベーン段６２、６４の圧縮機ベーン６５は、前方又はファンフレーム３２に固定接続された非回転可能シェル又は外側バンド６９又は他の環状構造から半径方向内向きに延びる。第１、第２、及び第３の圧縮機ブレード列４８，５０，５２は、第１及び第２のベーン列６６，６８と相互嵌合する。圧縮機ブレード及びベーン１７，６５は、複合材翼形部を含むことができる。また、複合材翼形部を有する圧縮機ブレードをガスタービンエンジンのディスク又はドラムに装着することは周知である。
【００１８】
図３〜５には、図１に示され上記で説明された圧縮機ブレード及びベーン１７，６５によって例示されたガスタービンエンジンブレード又はベーンで使用するよう設計された複合材翼形部７２が示される。複合材翼形部７２は、翼形部スパンＳに沿って翼形部ベース７４から翼形部先端７６まで高さ方向又はスパン方向で外向きに延びた幅方向に離間した翼形部の正圧及び負圧側面７１，７３を含む。本明細書で示される例示的な翼形部の正圧及び負圧側面７１，７３は、それぞれ凹面状及び凸面状とすることができる。複合材翼形部７２は、翼形部７２の前方端部７８及び後方端部８０にて又はその近傍で長さ方向又は翼弦方向に離間した翼形部前縁及び後縁ＬＥ，ＴＥを含む。翼弦Ｃは、翼形部７２の翼形部断面８５の翼形部前縁ＬＥ及び後縁ＴＥの間の線として定められる。
【００１９】
複合材翼形部７２は、翼形部ベース７４の下方より該翼形部ベース７４を通って上方に複合材翼形部７２内に延びるシャンク８４を含むスパー８２上に装着される。スパー８２は、複合材翼形部７２よりも実質的に硬質の材料から作ることができる。スパーの材料は金属とすることができる。スパー８２は、シャンク８４の上側端部８７にてタブ８６を含む。タブ８６は、複合材翼形部７２に実質的に又は完全に埋め込まれ、翼形部前縁ＬＥと後縁ＴＥとの間で略翼弦方向でシャンク８４よりも実質的に幅広とすることができる。
【００２０】
タブ８６は、タブベース９４からタブ先端９６まで外向きに延びる幅方向に離間したタブ正圧及び負圧側面９１，９３を含む。タブの正圧及び負圧側面９１，９３は、翼形部の正圧及び負圧側面７１，７３に対応する。タブ８６は、タブ８６のタブ前方及び後方端部８８，９０にて又はその近傍で幅方向に離間したタブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥを含む。タブ８６の例示的な実施形態は、複合材翼形部７２内に完全に埋め込まれ、タブベース９４（本明細書で例示されるような）は、翼形部ベース７４と面一になる。タブ８６は、タブベース９４が翼形部ベース７４の内向きに離間して配置されるように、複合材翼形部７２内により深く埋め込むことができる。
【００２１】
スパー８２及びタブ８６は、エンジンのロータ又は固定構造体上に複合材翼形部７２を装着するための手段を提供する。タブ８６は、複合材翼形部７２をスパー８２及びタブ８６から遊離させて取り除く傾向にある図３に示した力Ｆ及びモーメントＭに逆らうように設計される。力Ｆは、スパー８２を収容するベーン又はブレードがエンジンのロータ又は固定構造体から片持ちで装着されることによってモーメントＭを生成する。力Ｆは、一般に、翼形部前縁ＬＥと後縁ＴＥとの間の翼弦Ｃに略平行な長さ方向又は軸方向の第１の軸線Ａ１、エンジン中心軸線１２に垂直な半径Ｒ（図１に示す）により定められる円周に略接線方向の幅方向又は円周方向の第２の軸線Ａ２、及び半径Ｒに沿った高さ方向又は半径方向の第３の軸線Ａ３として本明細書で示される３つの直交軸線に沿って作用する。モーメントＭは、第１、第２、及び第３の軸線Ａ１、Ａ２、Ａ３それぞれの周りの第１、第２、及び第３のモーメントＭ１、Ｍ２、Ｍ３として示される。
【００２２】
複合材翼形部７２は、フィラメント強化複合材プライ１１（図８に示される）の複合材料レイアップ１０６から形成されるフィラメント強化積層体１００から構成される。本明細書で使用される場合、用語「積層体」及び「プライ」は同義語である。プライ１１は、一般に全てが、一方向性繊維フィラメントプライの織成材料から作られ、これは、材料のテープ又はシート形態とすることができる。プライ１１は、本質的に複合材翼形部７２を形成する。フィラメント強化積層体１００又はプライ１１の各々は、幅方向に離間したプライの正圧及び負圧側面１１１，１１３及びプライ縁部１１４を有する。プライ縁部１１４の２つ又はそれ以上、少なくとも１つのプライ正圧側面１１１、及び少なくとも１つのプライ負圧側面１１３は、直接的又は間接的にタブ８６を押圧し、複合材翼形部をタブ８６に機械的に固定するのを助ける。プライ縁部１１４は、該プライ縁部１１４とタブ８６（図８に示す）との間の固化又は硬化された樹脂充填ポケット１１８を押圧することにより、間接的にタブ８６を押圧する。製造中、プライは、スパー及びタブの周りに及び接触してレイアップされた後、固化される。
【００２３】
図３〜５を参照すると、タブ８６は、複合材翼形部７２をタブ８６に機械的にロックできるような形状にされる。プライ１１の第１の部分１３６は、タブ８６に沿って、より詳細にはタブ８６の前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥの一方又は両方に沿ってタブ８６にて終端する。これらのプライ縁部１１４は、タブ８６に直接又は間接的に接触し又は押圧する。プライ１１の第２の部分１３８は、タブ８６のタブ先端９６に直接又は間接的に接触し又は押圧するプライ縁部１１４を有する。このプライ縁部１１４は、タブ８６の複合材翼形部７２を機械的にロックする。
【００２４】
タブ８６は、タブベース９４とタブ先端９６との間に前方及び後方窪み又は凹部面１２０，１２２を有する。前方及び後方窪み又は凹部面１２０，１２２は、タブベース９４及び／又はタブ先端９６にて又はその近傍でタブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥからタブ８６内に内向きに窪み又は凹部が形成される。前方及び後方窪み又は凹部面１２０，１２２は、図４に示されるようにタブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥに沿って且つタブベース９４及びタブ先端９６の両方の付近から凹部にされて本明細書で例示されている。凹部面は、内向きに湾曲しており、長さ方向及びスパン方向又は高さ方向に延びることができる。長さ方向又は高さ方向の前方及び後方凹部面１２０，１２２は、前方及び後方窪み又は凹部１３０，１３２を定め、タブ８６のタブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥに沿って図４に示されるような曲率半径ＲＣで示す円形断面１３１を有することができる。
【００２５】
本明細書で示される例示的なタブ８６はまた、図４及び５に示すように、追加として又は単独で、タブベース９４とタブ先端９６との間、及びタブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥ間でタブ８６の幅方向に離間した第１及び第２の又は正圧及び負圧側面の凹部面１４０，１４２を有することができる。正圧及び負圧の凹部面１４０，１４２は、タブ８６のタブ正圧及び負圧側面９１，９３にそれぞれ沿っている。タブ８６は、タブ先端９６付近から正圧及び負圧の凹部面１４０，１４２によって定められるタブベース９４まで幅方向内向きにテーパが付けられる。正圧及び負圧の凹部面１４０，１４２は、タブ８６において正圧及び負圧側面凹部１５０，１５２と、狭い幅方向厚さＴを有する幅方向テーパ１５４とを定める。本明細書で示されるテーパ１５４の例示的な実施形態は、タブ先端９６からタブベース９４に向かって厚さが小さくなるようにテーパが付けられる。
【００２６】
複合材翼形部７２は、図４及び５に示す前方及び後方凹部１３０，１３２並びに正圧及び負圧側面凹部１５０，１５２においてタブ８６の窪み又は凹部面１２０，１２２に直接又は間接的に押圧するプライ１１の多くを含む。これにより、複合材翼形部７２がタブ８６に高さ方向及び幅方向で機械的にロックされる。プライ１１の第１の部分１３６は、後方凹部１３２におけるタブ８６にて終端し、これらのプライ縁部１１４は、タブ８６に直接又は間接的に接触又は押圧する。プライ１１の第２の部分１３８は、タブ８６のタブ先端９６に直接又は間接的に接触又は押圧するプライ縁部１１４を有する。このことは、複合材翼形部７２をタブ８６に機械的にロックするのを更に助ける。
【００２７】
図６には、図示されたモーメントＭを打ち消すために複合材翼形部７２のプライ１１をロックするフック手段１６０が示される。フック手段１６０のフック１６２は、破線とタブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥとの間に示される。フック１６２は、タブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥそれぞれにおいて、図７において実線で示される長い連続した前縁フック１６６及び長い連続した後縁フック１６８を含むことができる。
【００２８】
或いは、フック１６２は、図７に示すように、交互する正圧及び負圧側面フック１６３，１６５がタブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥの各々に沿ってタブ正圧及び負圧側面９１，９３から外向きに交互に延びるように構成することができる。フック１６２のこの構成は、タブ前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥそれぞれに沿って、タブ正圧及び負圧側面９１，９３から外向きに交互に延びる前縁正圧及び負圧側面フック１７０，１７２と、タブ正圧及び負圧側面９１，９３から外向きに交互に延びる後縁正圧及び負圧側面フック１７４，１７５を含む。タブ正圧及び負圧側面９１，９３からそれぞれ外向きに延びる前縁正圧側面フック１７０と後縁負圧側面フック１７５の１つのセットが、図７において実線で示されている。タブ負圧及び正圧側面９３，９１からそれぞれ外向きに延びる前縁負圧側面フック１７２と後縁正圧側面フック１７４の交互セットは、図７において破線で示される。前方及び後方凹部面１２０，１２２並びに前方及び後方窪み又は凹部１３０，１３２は、前方及び後方又は正圧及び負圧後縁フック１７４，１７５と、幅方向に離間したタブの第１及び第２の又は正圧及び負圧側面９１，９３との間にコーナ１７８を含む。
【００２９】
図８には、図６及び７に示すフック１６２に対する代替手段である段付きフック１８０が示される。段付きフック１８０は、上昇部１８４によって幅方向で隔てられた延在部１８２を有するフック段部１８１を含む。上昇部１８４は、プライ１１の厚さＴと等しいか、或いは２倍以上大きい高さＨを有する。フック段部１８１におけるプライ１１のプライ縁部１１４は、上昇部１８４に直接又は間接的に接触又は押圧し、複合材翼形部をタブ８６に機械的に固定するのを助ける。プライ縁部１１４は、プライ縁部１１４と上昇部１８４との間の固化又は硬化された樹脂充填ポケット１１８に接触又は押圧することにより、タブ８６に間接的に接触又は押圧することができる。
【００３０】
図９〜１２には、複合材翼形部７２を含むブレード２００の異なる設計が示されている。シャンク８４は、タブ８６の下側端部２２２に取り付けられて好ましくは一体化された根元２２０を含む。根元は、ロータハブ又はディスクにブレードを装着するのに使用される。根元２２０は、これらの図において、当該技術分野において周知であるダブテール２３２を含むダブテール根元２２８として示されている。タブ８６は、シャンク８４のプラットフォーム２２６から上向きに延び、ダブテール２３２は下向きに延びる。長いタブ８６が図９及び図１０に示されており、短いタブ８６が図１１及び図１２に示されている。長いタブ８６は、根元２２８と同一の広がりを有する。図１９には、シャンク８４の下側端部２２２に取り付けられて好ましくは一体化されたモミの木根元２３０が示される。モミの木根元２３０は、当該技術分野において周知であり、ロータハブ又はディスクにブレードを装着するのに使用される別のタイプの根元である。
【００３１】
図１３及び図１４には、図１及び図１５に示す外側バンド６９における装着孔５２を通って配置されるスパー８２のシャンク８４のクリップ接続部２５０が示されている。クリップ接続部２５０は、圧縮機ベーン６５及び外側バンド６９を装着するのに使用される。Ｔ型ヘッド２５４は、シャンク８４の上側端部２５６に位置付けられ、タブ８６は、シャンク８４の下側端部２５８に位置付けられる。Ｕ型クリップ２６０は、シャンク８４の周りで且つＴ型ヘッド２５４の脚部２６２と外側バンド６９との間に配置される。
【００３２】
図１５〜１８には、スパー８２のシャンク８４と外側バンド６９との間のろう付け接続部２７０が示される。シャンク８４の上側端部２５６は、外側バンド６９における細長孔２７２を通して配置されてここにろう付けされる。ろう付け接続部２７０は、圧縮機ベーン６５及び外側バンド６９を装着するように本明細書で示されている。図１６〜１８には、タブ８６及び複合材翼形部７２は変化しないままであるが、シャンク８４の長さＬがどのように変化することができるかを示している。
【００３３】
図２には、高さ方向で構成要素ベース部３７４から構成要素先端部３７６まで延び、且つ長さ方向に離間した構成要素の第１及び第２の縁部ＬＥ、ＴＥの間を延びる複合材構成要素３７２を含むより一般的な複合物品３７０が示されている。複合材構成要素３７２は、図８に示したもののような、フィラメント強化複合材プライ１１の複合材料レイアップ１０６から形成されたフィラメント強化積層体１００から構成される。フィラメント強化積層体１００又はプライ１１の各々は、幅方向に離間したプライの第１及び第２の側面１１１，１１３及びプライ縁部１１４を有する。
【００３４】
図２を参照すると、複合材構成要素３７２は、構成要素ベース部３７４の下方より該構成要素ベース部３７４を通って上方に複合材構成要素３７２内に延びるシャンク８４を含むスパー８２上に装着される。スパー８２は、シャンク８４の上側端部８７にてタブ８６を含む。タブ８６は、複合材構成要素３７２に実質的に又は完全に埋め込まれ、複合材構成要素３７２の前縁ＦＥと後縁ＡＥとの間で略長さ方向でシャンク８４よりも実質的に幅広とすることができる。タブ８６は、タブベース９４からタブ先端９６まで外向きに且つ長さ方向に離間したタブの第１及び第２の前縁及び後縁ＴＬＥ，ＴＴＥ間に延びる幅方向に離間したタブの第１及び第２の側面３９１，３９３を含む。タブの第１及び第２の側面３９１，３９３は、プライの第１及び第２の側面１１１，１１３に対応する。上記で開示されたスパー８２は、構成要素３７２よりも実質的に硬質の材料から作られる。スパー材料は金属とすることができる。
【００３５】
プライ縁部１１４の２又はそれ以上、少なくとも１つのプライ第１の側面１１１、及び少なくとも１つのプライ第２の側面１１３は、直接的又は間接的にタブ８６を押圧し、複合材構成要素３７２をタブ８６に機械的に固定するのを助ける。プライ縁部１１４は、該プライ縁部１１４とタブ８６との間の固化又は硬化された樹脂充填ポケット１１８を押圧することにより、間接的にタブ８６を押圧する。複合材構成要素３７２は、複合材翼形部７２について上述のようにタブ８６に装着されて機械的に固定される。
【００３６】
例示的な方法で本発明を説明してきた。使用した技術用語は、限定の用語としてではなく、説明の用語の性質のものであることが意図される点を理解されたい。本明細書では本発明の好ましく例示的な実施形態であると考えられるものについて説明してきたが、当業者であれば、本明細書の教示から本発明の他の修正が明らかになる筈であり、従って、全てのこのような修正は、本発明の技術思想及び技術的内に属するものとして特許請求の範囲において保護されることが望まれる。
【００３７】
従って、本特許により保護されることを望むものは、特許請求の範囲に記載し且つ特定した発明である。
【符号の説明】
【００３８】
８２  スパー
８４  シャンク
８６  タブ
８７  上側端部
９４  タブベース
９６  タブ先端
１１１，１１３  プライの第１及び第２の側面
３７２  複合材構成要素
３９１，３９３  第１及び第２の側面
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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