CN106574555A - 圆筒状壳体 - Google Patents

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CN106574555A CN201480081317.0A CN201480081317A CN106574555A CN 106574555 A CN106574555 A CN 106574555A CN 201480081317 A CN201480081317 A CN 201480081317A CN 106574555 A CN106574555 A CN 106574555A
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Abstract

本发明具备：圆筒状的壳体主体(10)；以及连结用环状体(20)，其嵌合固定于壳体主体(10)的一方端部并具备向离心方向开口的环状槽(21)，在连结用环状体(20)形成有朝向壳体主体(10)的与另一方端部相反的一侧开口的缺口(22)，在连结用环状体(20)的缺口(22)嵌合有加强体(30)，在加强体(30)形成有在与连结用环状体(20)的缺口(22)嵌合的状态下与连结用环状体(20)的环状槽(21)连续的圆弧状槽(31)。在能够得到高的刚性的基础上，也能够实现轻量化及制作成本的降低。

Description

圆筒状壳体
技术领域
本发明涉及例如用作对航空机用喷气式发动机的风扇叶片进行覆盖的风扇壳体的圆筒状壳体。
背景技术
目前，作为上述的圆筒状壳体，例如，具有专利文献1记载的技术。该圆筒状壳体是对航空机用喷气式发动机的风扇叶片进行覆盖的风扇壳体，该风扇壳体具备：中间罩体；以及与该中间罩体的发动机后方侧连接的延长件。
该延长件具备：配置于发动机前方侧的圆筒状的接合壳；以及配置于发动机后方侧的下游端。下游端将多个带角度扇形部连成环状而形成，在将多个带角度扇形部连成环状的状态下，形成发动机舱罩连结用环状槽。
该下游端通过交替配置两种带角度扇形部而形成，在由发动机舱罩传递的反向推进力的水平比较低的部位配置有Al合金制带角度扇形部，另一方面，在由发动机舱罩传递的反向推进力水平高的部位配置有耐磨损的Ti合金制带角度扇形部。
该情况下，通过轴向的螺钉将形成于接合壳及带角度扇形部双方的向外的凸缘彼此固定，从而两种带角度扇形部均与接合壳的端部连结。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-150385号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述的现有风扇壳体中，与中间罩体连接的延长件的下游端将多个带角度扇形部连成环状而形成，因此，即使根据反向推进力的水平将Al合金制带角度扇形部及Ti合金制带角度扇形部交替配置，也不能说可以得到高刚性。
另外，构成延长件的两种带角度扇形部由于均通过向外的突缘及螺钉而与接合壳的端部连结，因此，重量的增加不可避免，为了解决该问题，在Al合金制带角度扇形部穿通减重用孔来实现轻量化，在该情况下，具有因该作业量而使制作成本增高的问题，而如何解决这些问题是目前的课题。
本发明着重于上述的目前的课题，其目的在于提供一种圆筒状壳体，在能够得到高的刚性的基础上，能够实现轻量化及制作成本的降低。
用于解决课题的方案
为了实现上述的目的，本发明构成为，具备：圆筒状的壳体主体；以及连结用环状体，其嵌合固定于上述壳体主体的一方端部的周壁的外周侧，并具备向离心方向开口的环状槽，在上述连结用环状体形成有嵌合部，在上述连结用环状体的上述嵌合部嵌合有加强体，在上述加强体形成有在与上述连结用环状体的上述嵌合部嵌合的状态下与该连结用环状体的环状槽连续的圆弧状槽。
在本发明的圆筒状壳体中，例如，在作为具备从反向推进力传递体承受反向推进负载的环状槽的风扇壳体的情况下，在使与反向推进力传递体的连结用环状体形成为一体物的基础上，在连结用环状体的嵌合部嵌合承载更大的反向推进负载的加强体，因此，作为连结用环状体整体能够得到高的刚性。
另外，在连结用环状体的嵌合部嵌合加强体，因此，即使将加强体通过凸缘及螺钉连结于连结用环状体，相比如目前将所有的两种带角度扇形部通过凸缘及螺钉连结于接合壳的情况，也能够抑制重量基本不增加，在此基础上，实现制作成本降低无需穿通用于实现轻量化的减重用孔的作业的量。
发明效果
在本发明的圆筒状壳体中，能够得到以下非常优异的效果，即在能够得到高的刚性的基础上，也能够实现轻量化及制作成本的降低。
附图说明
图1是采用本发明的一实施例的圆筒状壳体作为风扇壳体的航空机用喷气式发动机的概要剖视说明图。
图2是表示图1的风扇壳体的整体立体说明图。
图3是对在图2的风扇壳体的壳体主体的连结用环状体固定了加强体的状态进行放大表示的连结用环状体的上部顶点区域的局部立体说明图。
图4是对在图2的风扇壳体的壳体主体的连结用环状体固定了加强体的状态进行放大表示的连结用环状体的上部顶点区域的局部俯视说明图。
图5是对在图2的风扇壳体的壳体主体的连结用环状体固定了加强体的状态进行放大表示的连结用环状体的上部顶点区域的局部剖视说明图。
图6是表示在对图2的风扇壳体的壳体主体施加了反向推进负载时的反向推进负载的周方向分布的图表。
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明进行说明。
图1～图6表示本发明的圆筒状壳体的一实施例，在该实施例中，列举本发明的圆筒状壳体为对航空机用喷气式发动机的风扇叶片进行覆盖的风扇壳体的情况为例进行说明。
如图1所示，航空机用喷气式发动机1将从前方(图示左方)获取到的空气通过具有多个风扇叶片的风扇2送入压缩机3，向被该压缩机3压缩的空气中喷射燃料并使之在燃烧室4燃烧，利用由此而产生的高温气体的膨胀使高压涡轮5及低压涡轮6旋转。
如图2所示，对风扇2的多个风扇叶片进行覆盖的风扇壳体9具备由使热固性树脂浸渍于增强纤维而得到的复合材料形成的圆筒状的壳体主体10。
此外，对于构成风扇壳体9的壳体主体10的复合材料的增强纤维，例如，能够使用碳纤维、玻璃纤维、有机纤维(芳族聚酰胺、PBO、聚酯、聚乙烯)、氧化铝纤维，碳化硅纤维，作为基质，热固性树脂例如能够使用聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚树脂、双马来酰亚胺树脂、恶唑啉树脂、三聚氰胺甲醛树脂。
在该壳体主体10的前端部(图示左端部)形成有能够与发动机整流罩7连结的外向环状凸缘11，而且在后端部(图示右端部)以嵌合状态固定有Al合金制连结用环状体20。在该连结用环状体20以从壳体主体10的后端部向轴心CL方向突出的方式形成有向离心侧开口的环状槽21，该环状槽21与反向推进力传递体8的金属制内向凸缘嵌合。
在该连结用环状体20的环状槽21，经由反向推进力传递体8施加来自未图示的反推力装置的反向推进负载，但就该反向推进负载而言，在与反向推进力传递体8连结的状态下的壳体主体10上，不是在圆周方向上均匀地施加，而是例如图6所示，主要施加于圆周方向的上部顶点区域(顶点两侧的±20～45°的区域)及下部顶点区域附近(含有顶点的±165～180°的区域)。
因此，在这种情况下，在连结用环状体20的上部顶点附近的两处区域及下部顶点附近的两处区域、共计四处区域配置具有与连结用环状体20的环状槽21连续的圆弧状槽31的Ti合金制加强体30，如图3及图4所述，加强体30以形成一体件、即连结用环状体20的一部分的方式嵌合于在连结用环状体20的上述四处区域所形成的缺口(嵌合部)22。
也就是说，将施加于上述四处区域(加强体的区域)的大的反向推进负载由Ti合金制加强体30的圆弧状槽31承载，将施加于加强体30的区域以外(连结用环状体20的区域)的反向推进负载由Al合金制连结用环状体20的环状槽21承担。
该情况下，如图5所示，加强体30在与壳体主体10的后端部的周壁12相连的加强体主体32上与圆弧状槽31相反的一侧的端部具有多个立壁33，加强体30通过将多个立壁33与在连结用环状体20所形成的多个外向承受壁23重合并用螺栓40及螺母41分别固定，从而以形成了在壳体主体10的轴心CL方向及径向的各定位的状态与连结用环状体20一体化。
此外，将加强体30的加强体主体32用螺栓42及螺母43固定在壳体主体10的后端部的周壁12，从而防止加强体30的两端部的上翘。
在制造上述风扇壳体9时，首先，由使热固性树脂浸渍于增强纤维而得到的复合材料成形圆筒状的壳体主体10(省略详情)。
然后，在该圆筒状的壳体主体10的后端部的周壁12的外周侧嵌合并固定Al合金制连结用环状体20。
然后，在壳体主体10的后端部的周壁12上，在形成于已经固定了的连结用环状体20的加强体区域的缺口22嵌合具备圆弧状槽31的Ti合金制加强体30，并使之与连结用环状体20一体化，然后使加强体30的立壁33与形成于连结用环状体20的外向承受壁23抵接，并用螺栓40和螺母41进行固定，从而进行该加强体30相对于壳体主体10的轴心CL方向及径向的各定位。
之后，通过进行加强体30相对于壳体主体10的轴心CL方向及径向的各定位，对相互连续的连结用环状体20的环状槽21及加强体30的圆弧状槽31一系列地实施槽精加工。
由此，在本实施例的风扇壳体9中，圆筒状的壳体主体10由碳纤维等增强纤维形成，因此能够确保风扇壳体9整体的强度及刚性。
另外，在本实施例的风扇壳体9中，在使与反向推进力传递体8的连结用环状体20形成为一体件的基础上，在连结用环状体20的缺口22嵌合承载更大的反向推进负载的加强体30，因此，作为连结用环状体20整体，能够得到高的刚性。
而且，在本实施例的风扇壳体9中，在连结用环状体20的上部顶点附近的两处区域及下部顶点附近的两处区域、共计四处区域形成有缺口22，在此基础上，在这些缺口22嵌合加强体30。而且，如上所述，使加强体30的立壁33与连结用环状体20的外向承受壁23抵接，并用螺栓40及螺母41进行固定，从而，即使将加强体30与连结用环状体20连结，相比如目前地将所有的两种带角度扇形部通过凸缘及螺钉连结于接合壳的情况，也能够抑制重量基本不增加，在此基础上，实现制作成本降低无需穿通用于实现轻量化的减重用孔的作业的量。
而且，另外，在本实施例的风扇壳体9中，在使加强体30嵌合于在壳体主体10的后端部所嵌合固定的连结用环状体20的缺口22的基础上，使该加强体30的立壁33与连结用环状体20的外向承受壁23抵接并用螺栓40及螺母41进行固定，因此，高精度地形成加强体30相对于壳体主体10的轴心CL方向及径向的各定位，连结用环状体20的环状槽21及加强体30的圆弧状槽31也高精度地连续。
因此，在本实施例的风扇壳体9中，相对于施加比对连结用环状体20施加的反向推进负载大的反向推进负载的部位即连结用环状体20的上部顶点附近的两处区域及下部顶点附近的两处区域，能够以高的定位精度配置Ti合金制加强体30，能够使四个加强体30分别准确地承载大的反向推进负载。
而且，在制造本实施例的风扇壳体9时，在嵌合固定于壳体主体10的后端部的Al合金制连结用环状体20的缺口22嵌合Ti合金制加强体30，在此基础上使之与连结用环状体20的外向承受壁23抵接并进行固定，因此，能够高精度且容易地进行加强体30相对于壳体主体10的轴心CL方向及径向的各定位。
在此基础上，对相互连续的连结用环状体20的环状槽21及加强体30的圆弧状槽31一系列地实施槽精加工，因此，能够使连结用环状体20的环状槽21及加强体30的圆弧状槽31更高精度地连续。
本发明的第一方式构成为，具备：圆筒状的壳体主体；以及连结用环状体，其嵌合固定于上述壳体主体的一方端部的周壁的外周侧并具备向离心方向开口的环状槽，在上述连结用环状体形成有嵌合部，在上述连结用环状体的上述嵌合部嵌合有加强体，在上述加强体形成有在与上述连结用环状体的上述嵌合部嵌合的状态下与该连结用环状体的环状槽连续的圆弧状槽。
在本发明的第一方式的圆筒状壳体中，例如，在作为具备从反向推进力传递体承受反向推进负载的环状槽的风扇壳体的情况下，在使与反向推进力传递体的连结用环状体形成为一体件的基础上，在连结用环状体的嵌合部嵌合承载更大的反向推进负载的加强体，因此，作为连结用环状体整体，能够得到高刚性。
另外，在连结用环状体的嵌合部嵌合加强体，因此，即使将加强体通过凸缘及螺钉连结于连结用环状体，相比如目前地将所有的两种带角度扇形部通过凸缘及螺钉连结于接合壳的情况，也能够将重量的增加抑制在最小，在此基础上，无需穿通用于实现轻量化的减重用孔的作业的量，实现制作成本降低。
本发明的第二方式构成为，上述连结用环状体的上述嵌合部是朝向与上述壳体主体的另一方端部相反的一侧开口的缺口，在上述连结用环状体的上述缺口嵌合上述加强体。
在采用了该结构的情况下，加强体相对于形成为一体件的连结用环状体的稳定较好。
本发明的第三方式构成为，在将上述加强体嵌合于上述连结用环状体的上述缺口的状态下，使上述壳体主体的上述周壁上的上述加强体与形成于上述连结用环状体的向离心方向突出的外向承受壁抵接并固定，从而形成上述加强体相对于上述壳体主体的轴心方向及径向的各定位。
在采用了该结构的情况下，在使加强体嵌合于在壳体主体的端部所嵌合固定的连结用环状体的缺口的基础上，使该加强体与连结用环状体的外向承受壁抵接并进行固定，因此，高精度地形成加强体相对于壳体主体的轴心方向及径向的各定位，连结用环状体的环状槽及加强体的圆弧状槽也高精度地连续。
因此，在本发明的第三方式的圆筒状壳体中，例如，在作为具备从反向推进力传递体承受反向推进负载的环状槽的风扇壳体的情况下，能够高定位精度地对壳体主体的承受反向推进负载且优选的部位配置Ti合金制加强体，能够使加强体准确地承载反向推进负载。
本发明的第四方式构成为，该方式为对航空机用喷气式发动机的风扇叶片进行覆盖的风扇壳体。
该情况下，在实现风扇壳体的高刚性化的基础上，能够有力于轻量化及制造成本的降低。
本发明的第五方式构成为，上述圆筒状的壳体主体由使热固性树脂浸渍于增强纤维而得到的复合材料形成，上述连结用环状体是Al合金制连结用环状体，上述加强体是Ti合金制加强体。
该情况下，圆筒状的壳体主体由碳纤维等增强纤维形成，因此，能够确保壳体整体的强度及刚性。而且，例如，在作为具备从反向推进力传递体承受反向推进负载的环状槽的风扇壳体的情况下，能够对壳体主体的承受反向推进负载且优选的部位配置Ti合金制加强体。
本发明的圆筒状壳体的结构不限于上述的实施例，作为其它结构，例如，也可以将连结用环状体的向轴向突出的凸部作为嵌合部，且在加强体侧形成与该凸部嵌合的凹部。
符号说明
1—航空机用喷气式发动机，8—反向推进力传递体，9—风扇壳体(圆筒状壳体)，10—壳体主体，12—周壁，20—Al合金制连结用环状体，21—环状槽，22—缺口(嵌合部)，23—承受壁，30—Ti合金制加强体，31—圆弧状槽。

Claims (5)

1.一种圆筒状壳体，其特征在于，具备：
圆筒状的壳体主体；以及
连结用环状体，其嵌合固定于上述壳体主体的一方端部的周壁的外周侧，并具备向离心方向开口的环状槽，
在上述连结用环状体形成有嵌合部，
在上述连结用环状体的上述嵌合部嵌合有加强体，
在上述加强体形成有在与上述连结用环状体的上述嵌合部嵌合的状态下与该连结用环状体的环状槽连续的圆弧状槽。
2.根据权利要求1所述的圆筒状壳体，其特征在于，
上述连结用环状体的上述嵌合部是朝向与上述壳体主体的另一方端部相反的一侧开口的缺口，在上述连结用环状体的上述缺口嵌合上述加强体。
3.根据权利要求2所述的圆筒状壳体，其特征在于，
在将上述加强体嵌合于上述连结用环状体的上述缺口的状态下，使上述壳体主体的上述周壁上的上述加强体与形成于上述连结用环状体的向离心方向突出的外向承受壁抵接并固定，从而形成上述加强体相对于上述壳体主体的轴心方向及径向的各定位。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的圆筒状壳体，其特征在于，
上述圆筒状壳体是对航空机用喷气式发动机的风扇叶片进行覆盖的风扇壳体。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的圆筒状壳体，其特征在于，
上述圆筒状的壳体主体由使热固性树脂浸渍于增强纤维而得到的复合材料形成，上述连结用环状体是Al合金制连结用环状体，上述加强体是Ti合金制加强体。
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