JP2966696B2 - 中空翼 - Google Patents
中空翼Info
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- JP2966696B2 JP2966696B2 JP17145893A JP17145893A JP2966696B2 JP 2966696 B2 JP2966696 B2 JP 2966696B2 JP 17145893 A JP17145893 A JP 17145893A JP 17145893 A JP17145893 A JP 17145893A JP 2966696 B2 JP2966696 B2 JP 2966696B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機等に使用される
ガスタービン原動機に適用される中空翼に関する。
ガスタービン原動機に適用される中空翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７に、翼背側外板、翼背側コア、翼腹
側コアおよび翼腹側外板の４層からなり超塑性成形（Su
perplastic Forming, 以下ＳＰＦという）および拡散接
合（Diffusion Bonding 以下ＤＢという）で形成される
従来の中空翼の翼断面を示し、図７（Ａ）は成形前、図
７（Ｂ）はＳＰＦによる中空翼成形途中、図７（Ｃ）は
成形後を各々示す。これらの図において、１１はＳＰＦ
（第２工程）用の上型、２は下型、３，４はそれぞれ中
空翼を形成し、その内面に突起部２１が形成された外板
で、３は翼背側外板、４は翼腹側外板、５は翼前縁スペ
ーサ、６は翼後縁スペーサ、７，８は外板３，４の内側
にそれぞれ挿入され外板３，４の突起部２１にその外面
がＤＢにより各々接合されたコアで、７は翼背側コア、
８は翼腹側コアである。この様に中空翼は外板３，４お
よびコア７，８の４層で形成されており、従来は、図７
（Ａ）のＣ部詳細を示す図８に示される様に翼背側コア
７及び翼腹側コア８とも一定板厚のものが使用されてい
る。このため、ＳＰＦ後の中空翼の内部は図７（Ｃ）の
Ｄ部の詳細を示す図９に示される様にＳＰＦ時形状上応
力が大きくなるコア７，８の成形肩部２２に薄肉化が生
じ、この部分のコア７，８の板厚は成形前の１／４〜１
／５の板厚になることがある。この薄肉化は当然中空翼
の強度の低下を招き、設計値におけるガスタービンの使
用に支障が生じる不具合がある。
側コアおよび翼腹側外板の４層からなり超塑性成形（Su
perplastic Forming, 以下ＳＰＦという）および拡散接
合（Diffusion Bonding 以下ＤＢという）で形成される
従来の中空翼の翼断面を示し、図７（Ａ）は成形前、図
７（Ｂ）はＳＰＦによる中空翼成形途中、図７（Ｃ）は
成形後を各々示す。これらの図において、１１はＳＰＦ
（第２工程）用の上型、２は下型、３，４はそれぞれ中
空翼を形成し、その内面に突起部２１が形成された外板
で、３は翼背側外板、４は翼腹側外板、５は翼前縁スペ
ーサ、６は翼後縁スペーサ、７，８は外板３，４の内側
にそれぞれ挿入され外板３，４の突起部２１にその外面
がＤＢにより各々接合されたコアで、７は翼背側コア、
８は翼腹側コアである。この様に中空翼は外板３，４お
よびコア７，８の４層で形成されており、従来は、図７
（Ａ）のＣ部詳細を示す図８に示される様に翼背側コア
７及び翼腹側コア８とも一定板厚のものが使用されてい
る。このため、ＳＰＦ後の中空翼の内部は図７（Ｃ）の
Ｄ部の詳細を示す図９に示される様にＳＰＦ時形状上応
力が大きくなるコア７，８の成形肩部２２に薄肉化が生
じ、この部分のコア７，８の板厚は成形前の１／４〜１
／５の板厚になることがある。この薄肉化は当然中空翼
の強度の低下を招き、設計値におけるガスタービンの使
用に支障が生じる不具合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様に外
板とコアの４層からなりＳＰＦ，ＤＢによって成形され
る中空翼において、中空部に挿入され中空翼を補強する
コアの成形肩部に局所的に形成されることのあるコアの
薄肉化を防止した中空翼を提供することを課題とする。
板とコアの４層からなりＳＰＦ，ＤＢによって成形され
る中空翼において、中空部に挿入され中空翼を補強する
コアの成形肩部に局所的に形成されることのあるコアの
薄肉化を防止した中空翼を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の中空
翼は、それぞれの内面に突起部を形成したタービン翼を
形成する翼背側外板および翼腹側外板と、その外面が外
板の内面に断続的に設けられた突起部とＤＢされる接合
部近傍で、ＳＰＦ時形状上応力が大きくなる部分の内面
に、スペーサをＤＢによって接合したコアとで構成し、
外板とコアとを接合し、ＳＰＦで一体成形する手段とし
た。
翼は、それぞれの内面に突起部を形成したタービン翼を
形成する翼背側外板および翼腹側外板と、その外面が外
板の内面に断続的に設けられた突起部とＤＢされる接合
部近傍で、ＳＰＦ時形状上応力が大きくなる部分の内面
に、スペーサをＤＢによって接合したコアとで構成し、
外板とコアとを接合し、ＳＰＦで一体成形する手段とし
た。
【０００５】
【作用】上述の手段により本発明の中空翼は、外板の内
面に接合され中空翼を補強するコアがＳＰＦ時、形状上
応力が大きくなる所のみスペーサ接合により板厚を増
し、応力が下げられるので局所的な薄肉化が防止され中
空翼の強度が損われることがなくなる。さらに、特に航
空機において重要な重量の増加が、強度の増加に比べて
小さく出来る利点もある。
面に接合され中空翼を補強するコアがＳＰＦ時、形状上
応力が大きくなる所のみスペーサ接合により板厚を増
し、応力が下げられるので局所的な薄肉化が防止され中
空翼の強度が損われることがなくなる。さらに、特に航
空機において重要な重量の増加が、強度の増加に比べて
小さく出来る利点もある。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の中空翼の実施例を図面により
説明する。図１ないし図６は本発明の一実施例を示す図
である。図１は、翼背側コア７と翼腹側コア８の間にコ
ア薄肉防止用のスペーサ９をはさんでＤＢする工程の説
明図である。図１（Ａ）はＤＢ前、図１（Ｂ）はＤＢ後
をそれぞれ示す。翼背側外板３の内面に形成された突起
部２１と翼背側コア７の外面及び翼腹側外板４の内面に
形成された突起部２１と翼腹側コア８の外面とは、各々
ＤＢ等で予備接合しておく。なお、外板の内面の突起部
２１は、あらかじめケミカルミリング等で形成されてい
る。予備接合されて一体化された翼背側コア外板３、翼
背側コア７と翼腹側外板４、翼腹側コア８との間、即ち
コアの内面側に翼前縁スペーサ５、複数のコア薄肉防止
用のスペーサ９及び翼後縁スペーサ６をはさみ込んだ翼
構成部品を、図１（Ａ）に示すように上型１と下型２の
間に組込む。
説明する。図１ないし図６は本発明の一実施例を示す図
である。図１は、翼背側コア７と翼腹側コア８の間にコ
ア薄肉防止用のスペーサ９をはさんでＤＢする工程の説
明図である。図１（Ａ）はＤＢ前、図１（Ｂ）はＤＢ後
をそれぞれ示す。翼背側外板３の内面に形成された突起
部２１と翼背側コア７の外面及び翼腹側外板４の内面に
形成された突起部２１と翼腹側コア８の外面とは、各々
ＤＢ等で予備接合しておく。なお、外板の内面の突起部
２１は、あらかじめケミカルミリング等で形成されてい
る。予備接合されて一体化された翼背側コア外板３、翼
背側コア７と翼腹側外板４、翼腹側コア８との間、即ち
コアの内面側に翼前縁スペーサ５、複数のコア薄肉防止
用のスペーサ９及び翼後縁スペーサ６をはさみ込んだ翼
構成部品を、図１（Ａ）に示すように上型１と下型２の
間に組込む。
【０００７】コア薄肉防止用のスペーサ９は、図１
（Ａ）のＡ部を詳細に示す図２に示されるように、翼背
側外板３の内面に形成された突起部２１と翼背側コア７
の外面との予備接合部の翼背側コア７の内面（翼背側コ
ア７と翼腹側コア８との間）、および翼腹側外板４の内
面に形成された突起部２１と翼腹側コアの外面との予備
接合部の翼腹側コア８の内面（翼腹側コア８と翼背側コ
ア７との間）にそれぞれはさみ込まれる。また、スペー
サ９は図３、および図４に示す形状のものが使用され。
図３に示すものは、翼背側外板３、翼腹側外板４のそれ
ぞれの外板の内面に形成される突起部２１が円形に形成
され外板内面に島状に配置されて、ＳＰＦ後コアを凹凸
のディンプル形状にする場合に好適なスペーサ９ａであ
る。
（Ａ）のＡ部を詳細に示す図２に示されるように、翼背
側外板３の内面に形成された突起部２１と翼背側コア７
の外面との予備接合部の翼背側コア７の内面（翼背側コ
ア７と翼腹側コア８との間）、および翼腹側外板４の内
面に形成された突起部２１と翼腹側コアの外面との予備
接合部の翼腹側コア８の内面（翼腹側コア８と翼背側コ
ア７との間）にそれぞれはさみ込まれる。また、スペー
サ９は図３、および図４に示す形状のものが使用され。
図３に示すものは、翼背側外板３、翼腹側外板４のそれ
ぞれの外板の内面に形成される突起部２１が円形に形成
され外板内面に島状に配置されて、ＳＰＦ後コアを凹凸
のディンプル形状にする場合に好適なスペーサ９ａであ
る。
【０００８】さらに、図４に示すものは、翼外板の内面
に形成される突起部２１が翼根部かさ翼先端方向へ直
線、折線、曲線的に島状に配置されてＳＰＦ成形後、コ
アを直線、折線、曲線的な波状にする場合に好適なスペ
ーサ９ｂである。スペーサ９ａ，９ｂ共その外周又は両
端は、先細形状となっており、コア７，８の内面にはさ
み込まれてＤＢされる時に、ボイドが残らない効果を有
している。
に形成される突起部２１が翼根部かさ翼先端方向へ直
線、折線、曲線的に島状に配置されてＳＰＦ成形後、コ
アを直線、折線、曲線的な波状にする場合に好適なスペ
ーサ９ｂである。スペーサ９ａ，９ｂ共その外周又は両
端は、先細形状となっており、コア７，８の内面にはさ
み込まれてＤＢされる時に、ボイドが残らない効果を有
している。
【０００９】図１（Ａ）に示される様にスペーサ９を上
型１と下型２の間組込んだ後、上型、下型をＤＢ温度ま
で加熱し、翼背側コア７と翼腹側コア８の間を真空引
き、翼背側外板３と翼背側コア７の間及び翼腹側外板４
と翼腹側コア８の間にＡｒガス等の不活性ガスで注入し
て加圧する事により、翼背側コア７、コア薄肉防止用の
スペーサ９及び翼腹側コア８がＤＢにより一体化でき
る。ＤＢ後は、図１（Ｂ）に示すようにコア薄肉防止用
のスペーサ９をはさみ込んだ所のコア（１０）は板厚が
局部的に厚くなる。図５は、図１（Ｂ）に示すコアと外
板との一体化した成形品をＳＰＦにより翼形に膨らませ
成形する説明図である。ＳＰＦ（第２工程）用の上型１
１と下型２の空間は、翼前後縁部に当たる所以外翼形形
状を成形されており、図１（Ｂ）の成形品をその空間に
組込んで、上型および下型をＳＰＦ温度まで加熱し、翼
背側外板３とコア１０の間およびコア１０と翼腹側外板
４の間にＡｒガス等の不活性ガスを注入して加圧する事
により、図５（Ａ），図５（Ｂ），図５（Ｃ）の順に示
す様に、翼背側外板３、コア１０、翼腹側外板４が一体
となって中空翼が成形される。図６は、５図５（ｃ）の
Ｂ部詳細を示す図であり、外面が外板の内面の突起部に
接合される、コアの内面にスペーサ９を入れることによ
り、この部分を局所的に厚くされたコア１０は、成形
後、成形時に形状上応力が集中する成形肩部に薄肉化を
生じず、中空翼は設計値通りの強度を保持する。
型１と下型２の間組込んだ後、上型、下型をＤＢ温度ま
で加熱し、翼背側コア７と翼腹側コア８の間を真空引
き、翼背側外板３と翼背側コア７の間及び翼腹側外板４
と翼腹側コア８の間にＡｒガス等の不活性ガスで注入し
て加圧する事により、翼背側コア７、コア薄肉防止用の
スペーサ９及び翼腹側コア８がＤＢにより一体化でき
る。ＤＢ後は、図１（Ｂ）に示すようにコア薄肉防止用
のスペーサ９をはさみ込んだ所のコア（１０）は板厚が
局部的に厚くなる。図５は、図１（Ｂ）に示すコアと外
板との一体化した成形品をＳＰＦにより翼形に膨らませ
成形する説明図である。ＳＰＦ（第２工程）用の上型１
１と下型２の空間は、翼前後縁部に当たる所以外翼形形
状を成形されており、図１（Ｂ）の成形品をその空間に
組込んで、上型および下型をＳＰＦ温度まで加熱し、翼
背側外板３とコア１０の間およびコア１０と翼腹側外板
４の間にＡｒガス等の不活性ガスを注入して加圧する事
により、図５（Ａ），図５（Ｂ），図５（Ｃ）の順に示
す様に、翼背側外板３、コア１０、翼腹側外板４が一体
となって中空翼が成形される。図６は、５図５（ｃ）の
Ｂ部詳細を示す図であり、外面が外板の内面の突起部に
接合される、コアの内面にスペーサ９を入れることによ
り、この部分を局所的に厚くされたコア１０は、成形
後、成形時に形状上応力が集中する成形肩部に薄肉化を
生じず、中空翼は設計値通りの強度を保持する。
【００１０】
【発明の効果】上述したように、本発明の中空翼は特許
請求範囲に示す構成により、タービン翼を形成する外板
の内部に挿入、接合されて外板を補強するコアにＳＰＦ
時に形状上生じていた成形肩部の薄肉部が形成されず、
一様な厚みのものとすることができるため、タービン翼
の剛性向上、耐振動性向上および耐異物衝突性の向上を
図ることができる。さらに、コアの一部分のみにスペー
サを接合することにより、重量の増加を小さくすること
ができエンジンの重量軽減を資することができる。
請求範囲に示す構成により、タービン翼を形成する外板
の内部に挿入、接合されて外板を補強するコアにＳＰＦ
時に形状上生じていた成形肩部の薄肉部が形成されず、
一様な厚みのものとすることができるため、タービン翼
の剛性向上、耐振動性向上および耐異物衝突性の向上を
図ることができる。さらに、コアの一部分のみにスペー
サを接合することにより、重量の増加を小さくすること
ができエンジンの重量軽減を資することができる。
【図１】本発明の中空翼の成型の第１工程であるＤＢ工
程を説明するための図で、図１（Ａ）ＤＢ前を示す断面
図、図１（Ｂ）はＤＢ後を示す断面図。
程を説明するための図で、図１（Ａ）ＤＢ前を示す断面
図、図１（Ｂ）はＤＢ後を示す断面図。
【図２】図１（Ａ）のＡ部詳細を示す断面図。
【図３】本発明の中空翼に使用されるスペーサの第一実
施例を示す図で、図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は平
面図。
施例を示す図で、図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は平
面図。
【図４】本発明の中空翼に使用されるスペーサの第２実
施例を示す図で、図４（Ａ）は断面図、図４（Ｂ）は平
面部分図。
施例を示す図で、図４（Ａ）は断面図、図４（Ｂ）は平
面部分図。
【図５】本発明の中空翼の成型の第２工程であるＳＰＦ
工程を説明するための図で、図５（Ａ）はＳＰＦ前を示
す断面図、図５（Ｂ）はＳＰＦ途中を示す断面図、図５
（Ｃ）はＳＰＦ後を示す断面図。
工程を説明するための図で、図５（Ａ）はＳＰＦ前を示
す断面図、図５（Ｂ）はＳＰＦ途中を示す断面図、図５
（Ｃ）はＳＰＦ後を示す断面図。
【図６】図５（Ｃ）のＢ部詳細を示す断面図である。
【図７】従来の中空翼の成型の第２工程であるＳＰＦ工
程を説明するための図で、図７（Ａ）はＳＰＦ前を示す
断面図、図７（Ｂ）はＳＰＦ途中を示す図、図７（Ｃ）
はＳＰＦ後を示す断面図。
程を説明するための図で、図７（Ａ）はＳＰＦ前を示す
断面図、図７（Ｂ）はＳＰＦ途中を示す図、図７（Ｃ）
はＳＰＦ後を示す断面図。
【図８】図７（Ａ）のＣ部詳細を示す断面図。
【図９】図７（Ｃ）のＤ部詳細を示す断面図である。
１ 上型（第１工程用） ２ 下型 ３ 突起部付翼背側外板 ４ 突起部付翼腹側外板 ５ 翼前縁スペーサ ６ 翼後縁スペーサ ７ 翼背側コア ８ 翼腹側コア ９ コア薄肉防止スペーサ ９ａ コア薄肉防止スペーサ（凹凸ディンプル
コア用） ９ｂ コア薄肉防止スペーサ（波状コア用） １０， ７，８，９がＤＢ後一体化したコア １１ 上型（第２工程用） ２１ 外板内面の突起部 ２２，２３ コア成形肩部
コア用） ９ｂ コア薄肉防止スペーサ（波状コア用） １０， ７，８，９がＤＢ後一体化したコア １１ 上型（第２工程用） ２１ 外板内面の突起部 ２２，２３ コア成形肩部
Claims (1)
- 【請求項１】 タービン翼を形成する外板の内部に中空
部を形成して、前記中空部にコアを挿入、結合して形成
される中空翼において、前記コアの内面に断続的に配設
されたスペーサを有し、前記スペーサと前記コアおよび
該スペーサが配設されたコアの外面と前記外板の内面に
形成された突起部をそれぞれ拡散接合し、前記スペーサ
が一体化された前記コアと前記外板とを超塑性成形して
中空の翼型に成形したことを特徴とする中空翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17145893A JP2966696B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 中空翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17145893A JP2966696B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 中空翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726902A JPH0726902A (ja) | 1995-01-27 |
| JP2966696B2 true JP2966696B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=15923484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17145893A Expired - Fee Related JP2966696B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 中空翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966696B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP17145893A patent/JP2966696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726902A (ja) | 1995-01-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990713 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |