JPH0849559A - 樹脂製翼部品及びその製造方法並にその補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エロージョン防止のために樹脂製翼部品に接
着される金属製薄板を剥がれ難くする。 【構成】 樹脂製翼部品本体２６に埋込まれた金属製網
状体２５に対し金属製薄板２７を接着固定することによ
って、金属どうしの接着とし、金属製薄板２７が剥がれ
難くなるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジェットエンジンなど
に用いられる樹脂製翼部品及びその製造方法並にその補
修方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、ジェットエンジンの概略を示す
ものである。

【０００３】筒状のエンジン本体１の軸心位置に低圧圧
縮機駆動軸２を回転自在に配設し、該低圧圧縮機駆動軸
２の先端に低圧圧縮機３を取付けると共に、低圧圧縮機
駆動軸２の後端に低圧タービン４を取付け、低圧圧縮機
駆動軸２の中間部外周に中空の高圧圧縮機駆動軸５を回
転自在に外嵌し、該高圧圧縮機駆動軸５の先端に高圧圧
縮機６を取付けると共に、高圧圧縮機駆動軸５の後端に
高圧タービン７を取付け、更に、エンジン本体１内部の
高圧圧縮機６と高圧タービン７との中間位置に燃焼器８
を設ける。

【０００４】又、低圧圧縮機３のディスク９にエンジン
本体１よりも外方へ突出する低圧圧縮機動翼１０を取付
けると共に、エンジン本体１の先端に低圧圧縮機動翼１
０を囲む外筒１１を配設し、エンジン本体１と外筒１１
との間にファン出口案内翼１２を設ける。

【０００５】尚、１３は空気、１４は燃焼器８で発生さ
れた燃焼ガスである。

【０００６】そして、エンジン本体１内部に設けられた
燃焼器８に燃料を供給し、該燃料に空気１３を混合して
燃焼させる。

【０００７】すると、燃焼により発生した燃焼ガス１４
は、エンジン本体１内部を後方へ向かって流れ、燃焼器
８の後方に設けられた高圧タービン７及び低圧タービン
４を回転し、その後、エンジン本体１後部から噴射され
て推力を発生させるようになっている。

【０００８】そして、低圧タービン４が回転されると、
低圧圧縮機駆動軸２を介して低圧圧縮機３が駆動され、
低圧圧縮機３のディスク９に取付けられた低圧圧縮機動
翼１０が回転して空気１３が外筒１１へ吸入され、吸入
された空気１３のうちの一部がエンジン本体１内部へ導
入されて低圧圧縮機３で圧縮される。

【０００９】低圧圧縮機３で圧縮された空気１３は、高
圧タービン７の回転により高圧圧縮機駆動軸５を介して
駆動される高圧圧縮機６によって高圧に圧縮される。

【００１０】高圧圧縮機６で圧縮された空気１３は、燃
焼器８へ入って、前述のように燃料の燃焼に使用され
る。

【００１１】一方、低圧圧縮機動翼１０によって外筒１
１内へ導入された残りの空気１３は、エンジン本体１と
外筒１１との間を流れ、ファン出口案内翼１２によって
整流された後、外筒１１後部から噴射されて推力を発生
させるようになっている。

【００１２】上記したジェットエンジンでは、軽量化の
ため、樹脂製の部品を使用することが検討されており、
先ず、燃料の燃焼によって高温化されるエンジン本体１
内部に比べて低温に保たれるファン出口案内翼１２あた
りから樹脂化が着手されている。

【００１３】尚、ファン出口案内翼１２の材料として
は、エポキシ樹脂系などの熱硬化性樹脂が代表的なもの
である。

【００１４】そして、ファン出口案内翼１２を樹脂化し
た場合、低圧圧縮機動翼１０によって空気１３と共に外
筒１１内へ入込む砂によるエロージョンが問題となり、
エロージョン対策として現在の所、図８に示すように、
ファン出口案内翼１２の前縁部１５の表面に金属製薄板
１６などを接着することが考えられている。

【００１５】尚、ファン出口案内翼１２の前縁部１５の
表面に金属の厚板を取付けることは、複雑且つ微妙な翼
の前縁部形状を厚板で再現することが難かしいなどの理
由で、技術的に困難となっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファン
出口案内翼１２などのジェットエンジン用樹脂部品の表
面に金属製薄板１６などを接着した場合、樹脂と金属と
は接着性が悪いとか、両者間の熱膨張率の違いが大きい
などの理由により、金属製薄板１６が剥がれ易いという
問題があった。

【００１７】本発明は、上述の実情に鑑み、金属製薄板
を剥がれ難くした樹脂製翼部品及びその製造方法並にそ
の補修方法を提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の手段は、
表面に沿って金属製網状体が埋込まれた状態の樹脂製翼
部品本体に対し、金属製網状体の露出部分に耐エロージ
ョン性を有する金属製薄板を接着固定したことを特徴と
する樹脂製翼部品にかかるものである。

【００１９】本発明の第二の手段は、樹脂製翼部品本体
に予め一部が表面に露出するよう金属製網状体を埋込
み、金属製網状体の露出部分に耐エロージョン性を有す
る金属製薄板を接着固定することを特徴とする樹脂製翼
部品の製造・補修方法にかかるものである。

【００２０】本発明の第三の手段は、表面に沿うよう金
属製網状体を内部に埋込まれた樹脂製翼部品本体が、使
用により摩耗などして、金属製網状体が表面に露出した
時に、金属製網状体の露出部分に耐エロージョン性を有
する金属製薄板を接着固定することを特徴とする樹脂製
翼部品の補修方法にかかるものである。

【００２１】上記各手段に対し、熱可塑性樹脂製の樹脂
製翼部品本体を用いるようにしても良い。

【００２２】又、樹脂製翼部品本体の前縁部に埋込まれ
た金属製網状体に対し金属製薄板を接着固定するように
しても良い。

【００２３】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００２４】樹脂製翼部品本体に埋込まれた金属製網状
体に対し金属製薄板を接着固定させることにより、金属
どうしの接着となるので、高い接着性が得られ、金属製
薄板が剥がれ難くなる。

【００２５】上記金属製薄板の接着は、樹脂製翼部品の
製造時でも補修時でも可能である。

【００２６】又、樹脂製翼部品本体は、耐エロージョン
性の優れた熱可塑性樹脂製とすると効果が高い。

【００２７】更に、金属製網状体は、エロージョンの起
こり易い樹脂製翼部品本体の前縁部に部分的に埋込まれ
るようにしても効果がある。

【００２８】

【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。

【００２９】図１〜図４は、本発明の第一の実施例であ
る。

【００３０】又、図中、１７はジェットエンジンに設け
られる樹脂製翼部品の一例としてのファン出口案内翼、
１８はファン出口案内翼１７のプリフォーム、１９はフ
ァン出口案内翼１７及びプリフォーム１８の中心部、２
０はファン出口案内翼１７及びプリフォーム１８の周縁
部、２１はファン出口案内翼１７及びプリフォーム１８
の前縁部である。

【００３１】そして、ポリ・エーテル・エーテル・ケト
ン（以下、ＰＥＥＫという）系の熱可塑性樹脂をフィル
ム状にした熱可塑性樹脂フィルム２２を設ける。

【００３２】同様に、ＰＥＥＫ系の熱可塑性樹脂に炭素
繊維２３を含有させて成る炭素繊維強化樹脂を、フィル
ム状にした炭素繊維強化樹脂フィルム２４を設ける。

【００３３】図２に示すように、炭素繊維強化樹脂フィ
ルム２４を積層して、或いは、積層した炭素繊維強化樹
脂フィルム２４間に適宜、熱可塑性樹脂フィルム２２を
介在させて翼形状をした中心部１９を形成し、該中心部
１９の外周に熱可塑性樹脂フィルム２２を積層させて周
縁部２０を形成し、プリフォーム１８とする。

【００３４】この際、周縁部２０を構成する熱可塑性樹
脂フィルム２２のうち、前縁部２１の表面部分を構成す
る熱可塑性樹脂フィルム２２の間に、ステンレスなどの
耐エロージョン性を有する金属製網状体２５を介在させ
る。

【００３５】そして、形成されたプリフォーム１８を図
示しない金型に入れて、加圧下で加熱溶融させた後、金
型ごと冷却して硬化させることにより、図３に示すよう
な、樹脂製翼部品本体２６を形成する。

【００３６】更に、樹脂製翼部品本体２６の前縁部２１
を研磨するなどして金属製網状体２５を表面に露出さ
せ、該金属製網状体２５に、図４に示すように、ステン
レスなどの耐エロージョン性を有する０．１〜０．３ｍ
ｍ程度の厚さの金属製薄板２７を、シリコン系やエポキ
シ系の接着剤を用いて接着固定し、ファン出口案内翼１
７とする。

【００３７】このように本発明では、樹脂製翼部品とし
てのファン出口案内翼１７の中心部１９に、ＰＥＥＫ系
の熱可塑性樹脂に炭素繊維２３を含有させて成る炭素繊
維強化樹脂を用い、周縁部２０にＰＥＥＫ系の熱可塑性
樹脂を用いているが、ＰＥＥＫ系の熱可塑性樹脂やこれ
に炭素繊維２３を含有させて成る炭素繊維強化樹脂は、
靱性が高く、衝撃力に対して粘り強さを備えているの
で、強度はあるが脆いエポキシ樹脂系などの熱硬化性樹
脂に比べて、耐エロージョン性に優れたファン出口案内
翼１７を作成することができる。

【００３８】又、熱可塑性樹脂や炭素繊維強化樹脂をフ
ィルム状として、熱可塑性樹脂フィルム２２や炭素繊維
強化樹脂フィルム２４などを、図３に示すように積層し
てファン出口案内翼１７のプリフォーム１８を構成する
ようにしたので、取扱及び積層が簡単となり、しかも、
積層時に熱可塑性樹脂フィルム２２や炭素繊維強化樹脂
フィルム２４の間に、ステンレスなどの耐エロージョン
性を有する金属製網状体２５を配置することが容易とな
り、所望の形状、構造、機能を有する樹脂製翼部品本体
２６を自在に作成することができる。

【００３９】更に、図２に示すプリフォーム１８を図示
しない金型に入れて、加圧下で加熱溶融させた後、金型
ごと冷却して硬化させることにより、図１・図３に示す
ように、各組織が一体的に結合された樹脂製翼部品本体
２６が形成され、特に、プリフォーム１８の前縁部２１
表面部分における熱可塑性樹脂フィルム２２の層間に金
属製網状体２５を配置しているので、金属製網状体２５
の網目内に熱可塑性樹脂フィルム２２の熱可塑性樹脂が
入込み、金属製網状体２５が熱可塑性樹脂内に埋込まれ
て強固な結合状態が得られるので、金属製網状体２５が
剥がれることが防止される。

【００４０】そして、熱可塑性樹脂内に強固に埋込まれ
た金属製網状体２５に、図４に示すように、ステンレス
などの耐エロージョン性を有する０．１〜０．３ｍｍ程
度の厚さの金属製薄板２７を、シリコン系やエポキシ系
の接着剤を用いて直接接着固定することにより、金属ど
うしの接着とすることができるので、良好な接着性が得
られ、金属製薄板２７を剥がれ難くすることができる。

【００４１】このようにして、前縁部２１の表面に金属
製薄板２７を接着されたファン出口案内翼１７は、飛行
中に吸込んだ砂によるエロージョンを効果的に防止する
ことが可能となる。

【００４２】尚、金属製薄板２７は、樹脂製翼部品本体
２６の全体に接着することも可能であるが、特にエロー
ジョンの影響の大きい前縁部２１に集中的に設けること
により、ファン出口案内翼１７の軽量化と耐エロージョ
ン性を両立させることができる。

【００４３】又、エロージョンにより金属製薄板２７が
摩耗した場合には、金属製薄板２７を張替えることによ
って何度でも補修し、再使用することができる。

【００４４】図５・図６は、本発明の第二の実施例であ
る。

【００４５】前記実施例では、最初から前縁部２１の表
面に金属製薄板２７を接着されたファン出口案内翼１７
を形成していたのに対し、本実施例では、図５・図６に
示すように、金属製網状体２５が前縁部２１の内部に埋
込まれるようにファン出口案内翼１７を形成し、この状
態でファン出口案内翼１７を使用した場合に、使用によ
り、前縁部２１を構成する熱可塑性樹脂が摩耗して表面
に金属製網状体２５が露出した時に、図４に示すよう
に、金属製網状体２５に金属製薄板２７を接着固定し
て、ファン出口案内翼１７を補修するようにしたもので
ある。

【００４６】上記以外は、前記実施例と同様の構成を備
えており、同様の作用・効果を得ることができる。

【００４７】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、ＰＥＥＫ系の熱可塑性樹脂をベース
としたもの以外にも、熱硬化性樹脂をベースとしたもの
に対しても適用は可能であること、金属製網状体を樹脂
製翼部品本体の前縁部以外に埋込んだ場合にも適用可能
であること、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。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜９記載
の発明によれば、エロージョン防止のために樹脂製翼部
品に接着される金属製薄板を剥がれ難くすることができ
るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例にかかるファン出口案内
翼の全体概略断面図である。

【図２】図１のファン出口案内翼を形成するためのプリ
フォームの前縁部の部分拡大図である。

【図３】図２のプリフォームから形成された樹脂製翼部
品本体の前縁部の部分拡大図である。

【図４】図３の樹脂製翼部品本体から形成された樹脂製
翼部品の前縁部の拡大図である。

【図５】本発明の第二の実施例にかかるファン出口案内
翼のプリフォームにおける前縁部の部分拡大図である。

【図６】図５のプリフォームから形成された樹脂製翼部
品本体の前縁部の部分拡大図である。

【図７】ジェットエンジンの概略側方断面図である。

【図８】現在検討中の樹脂製のファン出口案内翼の前縁
部の概略拡大図である。

【符号の説明】

２１ 前縁部 ２２ 熱可塑性樹脂フィルム（熱可塑性樹脂） ２４ 炭素繊維強化樹脂フィルム（熱可塑性樹脂） ２５ 金属製網状体 ２６ 樹脂製翼部品本体 ２７ 金属製薄板

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に沿って金属製網状体が埋込まれた
   状態の樹脂製翼部品本体に対し、金属製網状体の露出部
   分に耐エロージョン性を有する金属製薄板を接着固定し
   たことを特徴とする樹脂製翼部品。
2. 【請求項２】 樹脂製翼部品本体が熱可塑性樹脂により
   構成された請求項１記載の樹脂製翼部品。
3. 【請求項３】 金属製網状体が樹脂製翼部品本体の前縁
   部に埋込まれた請求項１又は２記載の樹脂製翼部品。
4. 【請求項４】 樹脂製翼部品本体に予め一部が表面に露
   出するよう金属製網状体を埋込み、金属製網状体の露出
   部分に耐エロージョン性を有する金属製薄板を接着固定
   することを特徴とする樹脂製翼部品の製造・補修方法。
5. 【請求項５】 熱可塑性樹脂製の樹脂製翼部品本体を用
   いた請求項４記載の樹脂製翼部品の製造・補修方法。
6. 【請求項６】 樹脂製翼部品本体の前縁部に埋込まれた
   金属製網状体に対し金属製薄板を接着固定する請求項４
   又は５記載の樹脂製翼部品の製造・補修方法。
7. 【請求項７】 表面に沿うよう金属製網状体を内部に埋
   込まれた樹脂製翼部品本体が、使用により摩耗などし
   て、金属製網状体が表面に露出した時に、金属製網状体
   の露出部分に耐エロージョン性を有する金属製薄板を接
   着固定することを特徴とする樹脂製翼部品の補修方法。
8. 【請求項８】 熱可塑性樹脂製の樹脂製翼部品本体を用
   いた請求項７記載の樹脂製翼部品の補修方法。
9. 【請求項９】 樹脂製翼部品本体の前縁部に埋込まれた
   金属製網状体に対し金属製薄板を接着固定する請求項７
   又は８記載の樹脂製翼部品の補修方法。