(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機エンジンにおけるアフターバーナのライナーを、これを囲むエンジンケーシングに固定するためのライナー支持構造であって、
互いに対向するエンジンケーシングとライナーの間に配置されエンジンケーシングとライナーの各々に固定されることでライナーをエンジンケーシングに対して固定するための複数のブラケットを備え、
該ブラケットは全体が板状部材によって形成されており、
ブラケットは、ブラケットとエンジンケーシングとの接合部からブラケットとライナーとの接合部までの部位を構成するＵ字状又はＣ字状に湾曲した変位吸収構造部を有し、
ブラケットは、前記変位吸収構造部を２つ備え、該２つの変位吸収構造部は、互いの凹側を向かい合わせにしてエンジンケーシング側とライナー側の一方又は両方において端部同士が結合されており、
前記複数のブラケットは前記エンジンケーシングと前記ライナーの間に周方向に間隔をおいて配置されるとともに、前記エンジンケーシングと前記ライナーの各々に固定されており、
前記ブラケットは、エンジンケーシングからライナーに向かう方向において、エンジンケーシングの位置からライナーの位置までの部分全体が湾曲している、ことを特徴とするライナー支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機エンジンのアフターバーナのライナーを支持する部品として好適なブラケットを備えたライナー支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の一般的な航空機エンジンの概略構成を示す図である。図４において、航空機エンジン１は、回転して空気を取り入れるファン２と、空気を圧縮する圧縮機３と、空気と燃料を混合して燃焼させる燃焼器４と、燃焼器４で発生した高温ガスで駆動される高圧タービン５及び低圧タービン６と、低圧タービン６からの高温ガス（タービン排気ガス）とバイパス流路８から排出される低温の空気を混合するミキサ７と、タービン排気ガス中で燃料を再燃焼させてエンジン推力を増大させるアフターバーナ９とを備える（例えば、下記特許文献１を参照）。
【０００３】
アフターバーナ９は、エンジンケーシング１３に支持された中空円筒型のライナー１０と、燃焼を噴射する燃料噴霧器１１と、混合ガスのうず流を形成する火炎保持器１２とを備える。ライナー１０をエンジンケーシング１３で支持するため、従来では、図５に示すように、ボルト穴を有するボス１５をライナー１０の外周部に溶接し、ライナー１０を、ボス１５を介してボルト１７によりケーシング１３に固定していた。なお、図５において符号１６は、溶接部を示す。
【０００４】
航空機エンジン１において、エンジンケーシング１３は比較的低温であるが、高温ガスに曝されるアフターバーナ９のライナー１０は高温であり、その温度差によって熱膨張差が生じる。また、エンジンケーシング１３にはエンジン運転による振動が伝わる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０１７９号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５に示した、ボス１５を用いた従来のライナー支持構造では、ボス１５の剛性が高すぎるために、上述したエンジンケーシング１３とライナー１０の熱膨張差を吸収できず、また、エンジンケーシング１３からの振動が吸収されずにそのままライナー１０に伝わる。このため、ライナー１０とボス１５との溶接部１６に大きな応力が作用し、溶接部１６の寿命を短くする懸念がある。
また、このような問題は、ライナー１０の支持構造に限られず、熱膨張差を生じたり一方が振動したりする２つの要素を結合する場合にも同様に起こりうる。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、２つの要素間の熱膨張差および振動を吸収できるブラケットを備えたライナー支持構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、ブラケットを備えたライナー支持構造は、以下の技術的手段を採用する。
（１）互いに対向する第１要素と第２要素の間に配置され第１要素と第２要素の各々に固定されることで第２要素を第１要素に対して固定するためのブラケットは、全体が板状部材によって形成されており、ブラケットと第１要素との接合部からブラケットと第２要素との接合部までの部位を構成するＵ字状又はＣ字状に湾曲した変位吸収構造部を有する。
【０００９】
上記のブラケットは、ブラケットの全体が板状部材によって形成されており、ブラケットと第１要素との接合部からブラケットと第２要素との接合部までを構成するＵ字状又はＣ字状に湾曲した変位吸収構造部を備えるので、従来の剛性の高いボスと異なり、第１要素と第２要素の離間方向に伸縮する機能（可撓性）を有する。このため、第１要素と第２要素の熱膨張差および振動を吸収することができる。
また、変位吸収構造部がＵ字状又はＣ字状に湾曲した形状を有するので、ブラケットと第１要素との接合部からブラケットと第２要素との接合部の範囲では、変曲点なく滑らかに曲がっている。このため、ある特定の部位に応力が集中することがなく、変位吸収構造部の全体に応力が分散される効果が生じるので、ブラケット自身の疲労寿命を長くすることができる。
【００１０】
（２）また、上記のブラケットにおいて、前記変位吸収構造部を２つ備え、該２つの変位吸収構造部は、互いの凹側を向かい合わせにして第１要素側と第２要素側の一方又は両方において端部同士が結合されている。
【００１１】
上記の構成によれば、２つの変位吸収構造部を一体的に備えたブラケットが構成されるので、第１要素と第２要素の間に複数のブラケットを設ける場合に、部品数を削減できる。
【００１２】
（３）また、本発明は、航空機エンジンにおけるアフターバーナのライナーを、これを囲むエンジンケーシングに固定するためのライナー支持構造であって、上記（１）又は（２）に記載のブラケットを複数備え、複数のブラケットは前記エンジンケーシングと前記ライナーの間に周方向に間隔をおいて配置されるとともに、前記エンジンケーシングと前記ライナーの各々に固定されている、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明のライナー支持構造によれば、航空機エンジンのアフターバーナのライナー支持構造の疲労寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１要素と第２要素の熱膨張差および振動を吸収でき、支持構造の寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態にかかるブラケット２１及びこれを備えたライナー支持構造２０の構成を示す図である。なお、以下では、航空機エンジンのライナー支持構造２０に適用した実施形態について説明するが、参考例では、熱膨張差を生じたり一方が振動したりする２つの要素を結合するためのブラケットに広く適用できる。
【００１７】
図１に示すライナー支持構造２０において、第１要素としてのエンジンケーシング１３と第２要素としてのライナー１０の間にブラケット２１が配置されている。
エンジンケーシング１３及びライナー１０は、それぞれ、航空機エンジンにおけるエンジンケーシング１３及びアフターバーナのライナー１０であり、適用される航空機エンジンは例えば図４に示した航空機エンジン１であるが、これに限定されず他の形態の航空機エンジンであっても良い。本実施形態では、複数のブラケット２１が、エンジンケーシング１３とライナー１０の間に周方向に間隔をおいて配置されている。
【００１８】
図１において、ブラケット２１は、第１要素としての中空円筒状のエンジンケーシング１３と第２要素としての中空円筒状のライナー１０の各々に固定されることでライナー１０をエンジンケーシング１３に対して固定するための部品であり、全体が板状部材によって形成されている。すなわちブラケット２１は板状部材である。
【００１９】
図１に示すように、ブラケット２１は、ブラケット２１と第１要素であるエンジンケーシング１３との接合部からブラケット２１と第２要素であるライナー１０との接合部までの部位を構成するＵ字状又はＣ字状に湾曲した変位吸収構造部２２を有する。この変位吸収構造部２２は、第１要素であるエンジンケーシング１３と第２要素であるライナー１０との離間方向に伸縮する機能（可撓性）を有している。すなわち、ブラケット２１によってライナー１０がエンジンケーシング１３に対して弾性的に支持されている。
【００２０】
上記の変位吸収構造部２２は、エンジンケーシング１３とライナー１０の熱膨張差を適切に吸収でき、エンジンケーシング１３からの振動を適切に減衰させることができ、かつ適度な剛性（硬さ）でライナー１０を支持できるように、材質、大きさ、形状等を設定するのがよい。
なお、変位吸収構造部２２における湾曲部は、曲率一定の円弧形状に限られず、位置によって曲率が異なる湾曲形状であってもよい。
【００２１】
本実施形態において、ブラケット２１は、ボルト２３及びナット２４によって、エンジンケーシング１３と接合されている。ライナー１０の内側からボルトを挿入できるように、ライナー１０にはボルト挿通用穴１０ａが形成されている。なお、ブラケット２１とエンジンケーシング１３は、可能であれば、リベット、溶接など他の接合手段によって接合されてもよい。
【００２２】
図１の構成例において、ブラケット２１は、リベット２５によって、ライナー１０と接合されている。なお、ブラケット２１とライナー１０は、可能であれば、ボルト及びナット、溶接など他の接合手段によって接合されてもよい。
【００２３】
図１の構成例において、ブラケット２１は、変位吸収構造部２２を２つ備え、２つの変位吸収構造部２２は、互いの凹側を向かい合わせにして配置され、第１要素であるエンジンケーシング１３側において端部同士が結合されている。なお、図１の構成例に代えて、２つの変位吸収構造部２２は、第２要素であるライナー１０側で互いの端部同士が連結されてもよく、エンジンケーシング１３側とライナー１０側の両方で互いの端部同士が連結されてもよい。また、ブラケット２１は、全体が円形又はこれに近い円状、または楕円形またはこれに近い楕円状であってもよい。
【００２４】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００２５】
本実施形態によれば、ブラケット２１の全体が板状部材によって形成されており、ブラケット２１と第１要素であるエンジンケーシング１３との接合部からブラケット２１と第２要素であるライナー１０との接合部までを構成するＵ字状に湾曲した変位吸収構造部２２を備えるので、図４に示した剛性の高い従来のボス１５と異なり、第１要素であるエンジンケーシング１３と第２要素であるライナー１０の離間方向に伸縮する機能（可撓性）を有する。このため、第１要素であるエンジンケーシング１３と第２要素であるライナー１０の熱膨張差および振動を吸収することができる。また、本実施形態のように航空機エンジンのアフターバーナのライナー支持構造２０に適用することにより、ライナー支持構造２０の疲労寿命を長くすることができる。
【００２６】
ここで、図３に示す参考例のように、例えば、エンジンケーシング１３側の接合部からライナー１０側の接合部までを構成する部位を、直線部３０ａ〜３０ｃと、比較的小さな曲率半径をもつ湾曲部３０ｄ，３０ｅとから構成される台形のような形状のブラケット３０も考えられる。しかし、このような構成では、ブラケット３０に荷重が作用したときに、小さな曲率半径をもつ湾曲部３０ｄ，３０ｅに応力が集中するため、ブラケット３０の疲労寿命を大きく低下させる要因となる。一方、図１に示した本実施形態によれば、変位吸収構造部２２がＵ字状又はＣ字状に湾曲した形状を有するので、ブラケット２１と第１要素であるエンジンケーシング１３との接合部からブラケット２１と第２要素であるライナー１０との接合部の範囲では、変曲点なく滑らかに曲がっている。このため、ある特定の部位に応力が集中することがなく、変位吸収構造部２２の全体に応力が分散される効果が生じるので、ブラケット２１自身の疲労寿命を長くすることができる。
【００２７】
本実施形態の構成によれば、２つの変位吸収構造部２２を一体的に備えたブラケット２１が構成されるので、本実施形態のようにエンジンケーシング１３とライナー１０との間に複数のブラケット２１を設ける場合でも、部品数を削減できる。
【００２８】
図２は、本発明の第２実施形態にかかるブラケット２１及びこれを備えたライナー支持構造２０の構成を示す図である。
上述した第１実施形態と異なり、本実施形態では、１つのブラケット２１において１つの変位吸収構造部２２を有する。その他の構成及びその変形例については、第１実施形態と同様である。
【００２９】
本実施形態の構成によっても、変位吸収構造部２２によって第１要素であるエンジンケーシング１３と第２要素であるライナー１０の熱膨張差および振動を吸収することができる。また、本実施形態のように航空機エンジンのアフターバーナのライナー支持構造２０に適用することにより、ライナー支持構造２０の疲労寿命を長くすることができる。
【００３０】
なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態のかかるブラケット及びこれを備えたライナー支持構造の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態のかかるブラケット及びこれを備えたライナー支持構造の構成を示す図である。
【図３】参考例のライナー支持構造の構成を示す図である。
【図４】従来の一般的な航空機エンジンの概略構成を示す図である。
【図５】従来のライナー支持構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ライナー（第２要素）
１０ａ  ボルト挿通用穴
１３  エンジンケーシング（第１要素）
２０  ライナー支持構造
２１  ブラケット
２２  変位吸収構造部
２３  ボルト
２４  ナット
２５  リベット
【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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