JPH04209901A - 動翼及び該動翼の製造方法 - Google Patents
動翼及び該動翼の製造方法Info
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- JPH04209901A JPH04209901A JP40975690A JP40975690A JPH04209901A JP H04209901 A JPH04209901 A JP H04209901A JP 40975690 A JP40975690 A JP 40975690A JP 40975690 A JP40975690 A JP 40975690A JP H04209901 A JPH04209901 A JP H04209901A
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１１
【産業上の利用分野］本発明は、航空用、産業用ガスタ
ービン等のファンや圧縮機に使用する動翼（取付は角を
変えることができる可変動翼も含む）及び該動翼の製造
方法に関するものである。 ［０００２］ 【従来の技術】航空用、産業用ガスタービン等のファン
や圧縮機に使用されている動翼（可変動翼を含む）の製
造方法としては、下記の如き方法が採用されていた。 ［０００３］即ちチタン、ステンレス、アルミニウム等
の金属を素材として、鍛造加工、機械加工、仕上加工、
コーティング加工の手順で製造する動翼製造方法がある
。 ［０００４］上記方法以外に、流体に面する動翼本体部
分と取付は部である翼根部分とを、板状のプリプレグ材
（強化プラスチック材）を積層して圧縮成形することに
より動翼を製造する方法もある。 ［０００５］
ービン等のファンや圧縮機に使用する動翼（取付は角を
変えることができる可変動翼も含む）及び該動翼の製造
方法に関するものである。 ［０００２］ 【従来の技術】航空用、産業用ガスタービン等のファン
や圧縮機に使用されている動翼（可変動翼を含む）の製
造方法としては、下記の如き方法が採用されていた。 ［０００３］即ちチタン、ステンレス、アルミニウム等
の金属を素材として、鍛造加工、機械加工、仕上加工、
コーティング加工の手順で製造する動翼製造方法がある
。 ［０００４］上記方法以外に、流体に面する動翼本体部
分と取付は部である翼根部分とを、板状のプリプレグ材
（強化プラスチック材）を積層して圧縮成形することに
より動翼を製造する方法もある。 ［０００５］
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前者の動
翼加工製造方法では、製造期間が長く、素材のコストが
高く且つ加工工程が多いので高価になり、重量が重い、
等の問題点があった。 ［０００６］又後者の動翼の製造方法は、前者の動翼製
造方法が有する問題点をなくし得るが、以下のような問
題点があった。 ［０００７］■動翼本体部分と翼根部分との間の厚みが
顕著に変化しているので、動翼本体部分及び翼根部分に
おける板状のプリプレグ材に圧縮成形中に掛る圧力を均
等化することができず、そのために作用圧力にバラツキ
が生じて板状のプリプレグ材に不均一な圧力が掛ること
になり、この圧力のバラツキ（不均一）により生ずる圧
力差により溶融樹脂の流動が圧力の高い方から低い方に
不規則に発生し、この流動により強化材であるファイバ
ー（ｆ ｉ ｂｅ ｒ）（樹脂繊維）の流動方向が不規
則なって乱れ（渦巻き等の不整現象）が生じる。 ［０００８］■上記フアイバーの流動方向の乱れにより
強度上必要とされているファイバーの同一向きの方向性
を得ることができず、そのために、強度が著しく低下し
所望の強度が得られない。 ［０００９］■所望の強度を得るために、実験し分析し
その結果により条件を変えて更に実験や分析を繰返すと
いう試行錯誤の作業を行なわねばならず、テストの時間
に費やす作業及び時間が増えて、コストアップや製作の
遅れの原因となる。 ［００１０１本発明は、上述の実情に鑑み、動翼の加工
工程を減少して製造時間を短縮して、コストダウンと軽
量化を図り、更にファイバーの不整現象を防止して振動
減衰率、比強度、比剛性の向上をなし得る、動翼及び該
動翼の製造方法を提供することを目的とするものである
。 ［００１１１
翼加工製造方法では、製造期間が長く、素材のコストが
高く且つ加工工程が多いので高価になり、重量が重い、
等の問題点があった。 ［０００６］又後者の動翼の製造方法は、前者の動翼製
造方法が有する問題点をなくし得るが、以下のような問
題点があった。 ［０００７］■動翼本体部分と翼根部分との間の厚みが
顕著に変化しているので、動翼本体部分及び翼根部分に
おける板状のプリプレグ材に圧縮成形中に掛る圧力を均
等化することができず、そのために作用圧力にバラツキ
が生じて板状のプリプレグ材に不均一な圧力が掛ること
になり、この圧力のバラツキ（不均一）により生ずる圧
力差により溶融樹脂の流動が圧力の高い方から低い方に
不規則に発生し、この流動により強化材であるファイバ
ー（ｆ ｉ ｂｅ ｒ）（樹脂繊維）の流動方向が不規
則なって乱れ（渦巻き等の不整現象）が生じる。 ［０００８］■上記フアイバーの流動方向の乱れにより
強度上必要とされているファイバーの同一向きの方向性
を得ることができず、そのために、強度が著しく低下し
所望の強度が得られない。 ［０００９］■所望の強度を得るために、実験し分析し
その結果により条件を変えて更に実験や分析を繰返すと
いう試行錯誤の作業を行なわねばならず、テストの時間
に費やす作業及び時間が増えて、コストアップや製作の
遅れの原因となる。 ［００１０１本発明は、上述の実情に鑑み、動翼の加工
工程を減少して製造時間を短縮して、コストダウンと軽
量化を図り、更にファイバーの不整現象を防止して振動
減衰率、比強度、比剛性の向上をなし得る、動翼及び該
動翼の製造方法を提供することを目的とするものである
。 ［００１１１
【課題を解決するための手段］請求項１の発明は、樹脂
繊維の向きが同一であるプリプレグ材から成る動翼本体
と、樹脂繊維の向きが動翼本体のプリプレグ材の樹脂繊
維と同じ向きのプリプレグ材から成り且つ動翼本体と連
なる翼根部と、該翼根部の反動翼本体側の略中央部から
動翼本体に挿入した仕切板と、からなることを特徴とす
る動翼、にかかるものである。 ［００１２］請求項２の発明は、動翼本体と該動翼本体
と連なる翼根部とを、板状のプリプレグ材をその樹脂繊
維の向きを揃えて積層形成し、翼根部の反動翼本体側の
略中央部から仕切板を、動翼本体に亘り適宜挿入し、ホ
ットプレスにより圧縮成形して一体化することを特徴と
する動翼の製造方法、にかかるものである。 ［００１３］ 【作用】本発明によれば、従来の如く多数の加工工程行
なうことなく、簡単に動翼を製造できると共に、軽量化
できる。又板状のプリプレグ材のファイバーの不整現象
が発生することを防止でき、遠心応力に耐える強度の向
上が図れ、回転力によって発生する翼根部の剪断、曲げ
の各応力に耐える強度の向上が図れる。 ［００１４］
繊維の向きが同一であるプリプレグ材から成る動翼本体
と、樹脂繊維の向きが動翼本体のプリプレグ材の樹脂繊
維と同じ向きのプリプレグ材から成り且つ動翼本体と連
なる翼根部と、該翼根部の反動翼本体側の略中央部から
動翼本体に挿入した仕切板と、からなることを特徴とす
る動翼、にかかるものである。 ［００１２］請求項２の発明は、動翼本体と該動翼本体
と連なる翼根部とを、板状のプリプレグ材をその樹脂繊
維の向きを揃えて積層形成し、翼根部の反動翼本体側の
略中央部から仕切板を、動翼本体に亘り適宜挿入し、ホ
ットプレスにより圧縮成形して一体化することを特徴と
する動翼の製造方法、にかかるものである。 ［００１３］ 【作用】本発明によれば、従来の如く多数の加工工程行
なうことなく、簡単に動翼を製造できると共に、軽量化
できる。又板状のプリプレグ材のファイバーの不整現象
が発生することを防止でき、遠心応力に耐える強度の向
上が図れ、回転力によって発生する翼根部の剪断、曲げ
の各応力に耐える強度の向上が図れる。 ［００１４］
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。 ［００１５］図１は、本発明の動翼（可変動翼を含む）
を示す斜視図であり、又図２は図１のＩＩ力方向ら見た
図に相当し圧縮成形中の状態を示す図にして、図中１は
動翼本体、２は該動翼本体１と連なる翼根部であり、３
は該翼根部２から動翼本体１に亘り芯となる如く挿入し
た仕切板である。 ［００１６］又図中４． ５． ６は強化材である樹脂
繊維４ａ、５ａ、６ａの向きが同一である板状のプリプ
レグ材であり、板状のプリプレグ材４と５から前記動翼
本体１が、又板状のプリプレグ材４と６から前記翼根部
２が夫々積層形成されている。 ［００１７］前記せる動翼の製造方法について説明する
。 ［００１８１図３に示す如く板状のプリプレグ材４゜５
．６を高さ方向に平行にしかもこれら板状のプリプレグ
材４． ５． ６の樹脂繊維４ａ、５ａ、６ａの向きを
同一方向にして（図２の矢印Ａ方向に揃えて）積層して
、動翼本体１及び該動翼本体１と連なる翼根部２を積層
形成し、該翼根部２の反動翼本体１側の略中央部分から
動翼本体１に亘り仕切板３を適宜挿入して（遠心応力が
一番掛る部分を補強する如く挿入して）、ホットプレス
による圧縮成形法により、加圧、加熱し一体化して動翼
を製造する。 ［００１９］前記した如く動翼本体１及び翼根部２を積
層形成する板状のプリプレグ材４． ５． ６をそれら
の樹脂繊維４ａ、５ａ、６ａの向きを同一方向（図２の
矢印六方向）にして積層し且つ仕切板３を翼根部２から
動翼本体１に亘り各板状のプリプレグ材４． ５． ６
の面と平行に挿入しているので、圧縮成形時に生じる溶
融樹脂の流れが仕切板３に規制されて該仕切板３に沿い
垂直方向（図２の矢印Ａ方向）にしかも樹脂繊維４ａ、
５ａ、 ６ａの向きと同方向に動翼の厚みのある
方からない方に流れることになる。即ち動翼本体１並び
に翼根部２においては、中央部で上下方向に対称に仕切
板３で仕切られているので、該仕切板３で規制された状
態で図２の矢印Ａの方向に対称に溶融樹脂が圧力の高い
方から低い方に流れることになって左右の圧力バランス
がとれることになり、従って圧縮成形時に動翼を積層形
成する板状のプリプレグ材４． ５． ６に略均等な圧
力が掛ることになって樹脂繊維４ａ、５ａ、６ａの向き
に沿いこの向きを乱すことなく溶融樹脂が流動し、その
結果、樹脂繊維の一方向性が維持されて樹脂繊維（ファ
イバー）の不整現象の発生を防止でき強度の向上を図り
得る。 ［００２０１即ち、動翼に生じる引張り、曲げ、捩れ、
剪断等の各応力に対し、強度の向上を図ることができる
。 ［００２１］又圧縮成形時に動翼本体１と翼根部２とに
おける板状のプリプレグ材４． ５． ６に掛る圧力を
均一化できることにより、所望の強度を得るための内部
圧力状態の調査や調整等に費やす時間を大幅に短縮でき
て、特に開発試験中の動翼を製造する場合に最適であり
、しかも比強度及び比剛性が高いので過回転試験を高い
レベルで行なうことができる。 ［００２２］尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、例えば仕切板を金属板又はこれに類
する板材で形成すること、仕切板の動翼本体の挿入端部
分を先細り形状にすること等は任意であり、その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。 ［００２３］
明する。 ［００１５］図１は、本発明の動翼（可変動翼を含む）
を示す斜視図であり、又図２は図１のＩＩ力方向ら見た
図に相当し圧縮成形中の状態を示す図にして、図中１は
動翼本体、２は該動翼本体１と連なる翼根部であり、３
は該翼根部２から動翼本体１に亘り芯となる如く挿入し
た仕切板である。 ［００１６］又図中４． ５． ６は強化材である樹脂
繊維４ａ、５ａ、６ａの向きが同一である板状のプリプ
レグ材であり、板状のプリプレグ材４と５から前記動翼
本体１が、又板状のプリプレグ材４と６から前記翼根部
２が夫々積層形成されている。 ［００１７］前記せる動翼の製造方法について説明する
。 ［００１８１図３に示す如く板状のプリプレグ材４゜５
．６を高さ方向に平行にしかもこれら板状のプリプレグ
材４． ５． ６の樹脂繊維４ａ、５ａ、６ａの向きを
同一方向にして（図２の矢印Ａ方向に揃えて）積層して
、動翼本体１及び該動翼本体１と連なる翼根部２を積層
形成し、該翼根部２の反動翼本体１側の略中央部分から
動翼本体１に亘り仕切板３を適宜挿入して（遠心応力が
一番掛る部分を補強する如く挿入して）、ホットプレス
による圧縮成形法により、加圧、加熱し一体化して動翼
を製造する。 ［００１９］前記した如く動翼本体１及び翼根部２を積
層形成する板状のプリプレグ材４． ５． ６をそれら
の樹脂繊維４ａ、５ａ、６ａの向きを同一方向（図２の
矢印六方向）にして積層し且つ仕切板３を翼根部２から
動翼本体１に亘り各板状のプリプレグ材４． ５． ６
の面と平行に挿入しているので、圧縮成形時に生じる溶
融樹脂の流れが仕切板３に規制されて該仕切板３に沿い
垂直方向（図２の矢印Ａ方向）にしかも樹脂繊維４ａ、
５ａ、 ６ａの向きと同方向に動翼の厚みのある
方からない方に流れることになる。即ち動翼本体１並び
に翼根部２においては、中央部で上下方向に対称に仕切
板３で仕切られているので、該仕切板３で規制された状
態で図２の矢印Ａの方向に対称に溶融樹脂が圧力の高い
方から低い方に流れることになって左右の圧力バランス
がとれることになり、従って圧縮成形時に動翼を積層形
成する板状のプリプレグ材４． ５． ６に略均等な圧
力が掛ることになって樹脂繊維４ａ、５ａ、６ａの向き
に沿いこの向きを乱すことなく溶融樹脂が流動し、その
結果、樹脂繊維の一方向性が維持されて樹脂繊維（ファ
イバー）の不整現象の発生を防止でき強度の向上を図り
得る。 ［００２０１即ち、動翼に生じる引張り、曲げ、捩れ、
剪断等の各応力に対し、強度の向上を図ることができる
。 ［００２１］又圧縮成形時に動翼本体１と翼根部２とに
おける板状のプリプレグ材４． ５． ６に掛る圧力を
均一化できることにより、所望の強度を得るための内部
圧力状態の調査や調整等に費やす時間を大幅に短縮でき
て、特に開発試験中の動翼を製造する場合に最適であり
、しかも比強度及び比剛性が高いので過回転試験を高い
レベルで行なうことができる。 ［００２２］尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、例えば仕切板を金属板又はこれに類
する板材で形成すること、仕切板の動翼本体の挿入端部
分を先細り形状にすること等は任意であり、その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。 ［００２３］
【発明の効果】以上説明したように、本発明の動翼及び
該動翼の製造方法によれば、下記の如き優れた効果を奏
し得る。 ［００２４］■請求項１によれば、樹脂繊維の向きが同
一である板状のプリプレグ材を積層して動翼本体及び翼
根部を形成し且つこれら動翼本体及び翼根部の中央部に
仕切板を挿入してなるので、金属製の動翼に比べ安価に
製造できて軽量であり、比強度及び比剛性が高く、しか
も表面の仕上りが滑らかであるので空力性能が向上する
。 ［００２５］■請求項１によれば、使用時に動翼に作用
する引張り、曲げ、捩れ、剪断等の各応力に対応できる
。 ［００２６］■請求項２によれば、所望の強度を得るた
めに、圧縮成形時に動翼本体と翼根部とにおける作用圧
力状態の調査や調整（例えば作用圧力の均一化を図るた
めの調査や調整）に費やす作業や時間等を大幅に短縮で
き、又表面の仕上りが滑らかであるので仕上工程が必要
でなく製造時間の短縮化を図り得る。 ［００２７］■請求項２によれば、製作期間が短くて済
むので、特に開発試験用の動翼を製造する場合に最適で
ある。 ［００２８］■請求項１．２によれば、樹脂繊維（ファ
イバー）の不整現象をなくすことができるので、品質が
安定し向上する。 ［００２９］■請求項１．２によれば、動翼の回転試験
に際しては、比強度及び比剛性高いために過回転試験が
高いレベルまで可能となり、又軽量化により動翼に発生
する負荷荷重を減少せしめることができて動翼に生ずる
応力を低減でき、更に過回転試験が高いレベルまで可能
となり、従って構造設計も容易となる。
該動翼の製造方法によれば、下記の如き優れた効果を奏
し得る。 ［００２４］■請求項１によれば、樹脂繊維の向きが同
一である板状のプリプレグ材を積層して動翼本体及び翼
根部を形成し且つこれら動翼本体及び翼根部の中央部に
仕切板を挿入してなるので、金属製の動翼に比べ安価に
製造できて軽量であり、比強度及び比剛性が高く、しか
も表面の仕上りが滑らかであるので空力性能が向上する
。 ［００２５］■請求項１によれば、使用時に動翼に作用
する引張り、曲げ、捩れ、剪断等の各応力に対応できる
。 ［００２６］■請求項２によれば、所望の強度を得るた
めに、圧縮成形時に動翼本体と翼根部とにおける作用圧
力状態の調査や調整（例えば作用圧力の均一化を図るた
めの調査や調整）に費やす作業や時間等を大幅に短縮で
き、又表面の仕上りが滑らかであるので仕上工程が必要
でなく製造時間の短縮化を図り得る。 ［００２７］■請求項２によれば、製作期間が短くて済
むので、特に開発試験用の動翼を製造する場合に最適で
ある。 ［００２８］■請求項１．２によれば、樹脂繊維（ファ
イバー）の不整現象をなくすことができるので、品質が
安定し向上する。 ［００２９］■請求項１．２によれば、動翼の回転試験
に際しては、比強度及び比剛性高いために過回転試験が
高いレベルまで可能となり、又軽量化により動翼に発生
する負荷荷重を減少せしめることができて動翼に生ずる
応力を低減でき、更に過回転試験が高いレベルまで可能
となり、従って構造設計も容易となる。
【図１】本発明の動翼を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ力方向ら見た図に相当し圧縮成形中
の状態を示す図である。
の状態を示す図である。
【図３】本発明の動翼の製造方法における積層状態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
１ 動翼本体
２ 翼根部
３ 仕切板
４、 ５．６ 板状のプリプレグ材４ａ、 ５ａ
、 ６ａ 樹脂繊維
、 ６ａ 樹脂繊維
【図１】
Claims (2)
- 【請求項１】樹脂繊維の向きが同一であるプリプレグ材
から成る動翼本体と、樹脂繊維の向きが動翼本体のプリ
プレグ材の樹脂繊維と同じ向きのプリプレグ材から成り
且つ動翼本体と連なる翼根部と、該翼根部の反動翼本体
側の略中央部から動翼本体に挿入した仕切板と、からな
ることを特徴とする動翼。 - 【請求項２】動翼本体と該動翼本体に連なる翼根部とを
、板状のプリプレグ材をその樹脂繊維の向きを揃えて積
層形成し、翼根部の反動翼本体側の略中央部から仕切板
を、動翼本体に亘り適宜挿入し、ホットプレスにより圧
縮成形して一体化することを特徴とする動翼の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40975690A JPH04209901A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 動翼及び該動翼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40975690A JPH04209901A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 動翼及び該動翼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209901A true JPH04209901A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18519043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40975690A Pending JPH04209901A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 動翼及び該動翼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04209901A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5375978A (en) * | 1992-05-01 | 1994-12-27 | General Electric Company | Foreign object damage resistant composite blade and manufacture |
| US9945389B2 (en) | 2014-05-05 | 2018-04-17 | Horton, Inc. | Composite fan |
-
1990
- 1990-12-10 JP JP40975690A patent/JPH04209901A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5375978A (en) * | 1992-05-01 | 1994-12-27 | General Electric Company | Foreign object damage resistant composite blade and manufacture |
| US9945389B2 (en) | 2014-05-05 | 2018-04-17 | Horton, Inc. | Composite fan |
| US10415587B2 (en) | 2014-05-05 | 2019-09-17 | Horton, Inc. | Composite fan and method of manufacture |
| US10914314B2 (en) | 2014-05-05 | 2021-02-09 | Horton, Inc. | Modular fan assembly |
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