JP2003254298A - ジェットエンジン用翼と翼部の製造方法 - Google Patents
ジェットエンジン用翼と翼部の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐衝撃性の向上を図ると共に、成形性の向上
を図るようにしたジェットエンジン用翼と翼部の製造方
法を提供することにある。 【解決手段】 ジェットエンジン用翼４１であって、翼
部４３は翼厚方向に、配向度が０°の炭素繊維入り熱可
塑性マトリックス樹脂シート４３Ａと、配向度が＋３０
°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート４３
Ｂと、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シート４３Ｃと、配向度が＋６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート４３Ｄと、配向
度が−６０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂
シート４３Ｅとを組み合わせて積層し一体成形してなる
ことを特徴とする。
を図るようにしたジェットエンジン用翼と翼部の製造方
法を提供することにある。 【解決手段】 ジェットエンジン用翼４１であって、翼
部４３は翼厚方向に、配向度が０°の炭素繊維入り熱可
塑性マトリックス樹脂シート４３Ａと、配向度が＋３０
°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート４３
Ｂと、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シート４３Ｃと、配向度が＋６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート４３Ｄと、配向
度が−６０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂
シート４３Ｅとを組み合わせて積層し一体成形してなる
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ジェットエンジ
ン用翼と翼部の製造方法に関する。
ン用翼と翼部の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の航空用ジェットエンジン１は、図
６に示されているように、筒状のエンジン本体３を備え
ており、このエンジン本体３の軸心位置には低圧圧縮機
駆動軸５が回転自在に配設されてる。この低圧圧縮機駆
動軸５の先端には低圧圧縮機７が取り付けられていると
共にこの低圧圧縮機駆動軸５の後端に低圧タービン９が
取り付けられている。また、前記低圧圧縮機駆動軸５の
中間部外周には中空の高圧圧縮機駆動軸１１が回転自在
に外嵌されている。この高圧圧縮機駆動軸１１の先端に
は高圧圧縮機１３が取り付けられていると共にこの高圧
圧縮機駆動軸１１の後端には高圧タービン１５が取り付
けられている。さらに、前記エンジン本体３内部の高圧
圧縮機１３と高圧タービン１５との中間位置には燃焼器
１７が設けられている。
６に示されているように、筒状のエンジン本体３を備え
ており、このエンジン本体３の軸心位置には低圧圧縮機
駆動軸５が回転自在に配設されてる。この低圧圧縮機駆
動軸５の先端には低圧圧縮機７が取り付けられていると
共にこの低圧圧縮機駆動軸５の後端に低圧タービン９が
取り付けられている。また、前記低圧圧縮機駆動軸５の
中間部外周には中空の高圧圧縮機駆動軸１１が回転自在
に外嵌されている。この高圧圧縮機駆動軸１１の先端に
は高圧圧縮機１３が取り付けられていると共にこの高圧
圧縮機駆動軸１１の後端には高圧タービン１５が取り付
けられている。さらに、前記エンジン本体３内部の高圧
圧縮機１３と高圧タービン１５との中間位置には燃焼器
１７が設けられている。
【０００３】前記低圧圧縮機７のディスク１９には前記
エンジン本体３よりも外方へ突出する低圧圧縮機動翼２
１が回転自在に取り付けられていると共に前記エンジン
本体３の先端には低圧圧縮機動翼２１を囲んで外筒２３
が設けられ、前記エンジン本体３と外筒２３との間には
ファン出口静翼２５が設けられている。前記エンジン本
体３の内壁には静翼２７、２９、３１が取り付けられて
いる。
エンジン本体３よりも外方へ突出する低圧圧縮機動翼２
１が回転自在に取り付けられていると共に前記エンジン
本体３の先端には低圧圧縮機動翼２１を囲んで外筒２３
が設けられ、前記エンジン本体３と外筒２３との間には
ファン出口静翼２５が設けられている。前記エンジン本
体３の内壁には静翼２７、２９、３１が取り付けられて
いる。
【０００４】上記構成により、前記燃焼器１７に燃料を
供給し、この燃料に外部（図６の左部）から取り入れた
エア３３を混合して燃焼させる。すると、燃焼により発
生した燃焼ガス３５は、エンジン本体３内部を後方（図
６の右方）へ向かって流れ、燃焼器１７の後方に設けら
れた高圧タービン１５および低圧タービン９が回転さ
れ、その後、エンジン本体３後部から噴射されて推力が
発生されることになる。
供給し、この燃料に外部（図６の左部）から取り入れた
エア３３を混合して燃焼させる。すると、燃焼により発
生した燃焼ガス３５は、エンジン本体３内部を後方（図
６の右方）へ向かって流れ、燃焼器１７の後方に設けら
れた高圧タービン１５および低圧タービン９が回転さ
れ、その後、エンジン本体３後部から噴射されて推力が
発生されることになる。
【０００５】そして、低圧タービン９が回転されると、
低圧圧縮機駆動軸５を介して低圧圧縮機７が駆動され、
低圧圧縮機７のディスク１９に取り付けられた低圧圧縮
機動翼２１が回転して外筒２３へエア３３が吸入され、
吸入されたエア３３の一部がエンジン本体３内部へ導入
されて低圧圧縮機７で圧縮される。
低圧圧縮機駆動軸５を介して低圧圧縮機７が駆動され、
低圧圧縮機７のディスク１９に取り付けられた低圧圧縮
機動翼２１が回転して外筒２３へエア３３が吸入され、
吸入されたエア３３の一部がエンジン本体３内部へ導入
されて低圧圧縮機７で圧縮される。
【０００６】低圧圧縮機７で圧縮されたエア３３は、高
圧タービン１５の回転により高圧圧縮機駆動軸１１を介
して駆動される高圧圧縮機１３によって高圧に圧縮され
る。高圧圧縮機１３によって高圧に圧縮されたエア３３
は、燃焼器１７へ入って燃料の燃焼に使用される。
圧タービン１５の回転により高圧圧縮機駆動軸１１を介
して駆動される高圧圧縮機１３によって高圧に圧縮され
る。高圧圧縮機１３によって高圧に圧縮されたエア３３
は、燃焼器１７へ入って燃料の燃焼に使用される。
【０００７】一方、低圧圧縮機動翼２１によって外筒２
３内へ入ったエア３３は、エンジン本体３と外筒２３と
の間を流れ、ファン出口静翼２５によって整流された
後、外筒２３後部から噴射されて推力が発生されること
になる。
３内へ入ったエア３３は、エンジン本体３と外筒２３と
の間を流れ、ファン出口静翼２５によって整流された
後、外筒２３後部から噴射されて推力が発生されること
になる。
【０００８】前記ファン出口静翼２５は、図７に示され
ているように、翼部３７とプラットフオーム部とから構
成されている。そして、前記翼部３７は、樹脂基複合材
（ＰＭＣ）としての例えば図８（Ａ）に矢印で示されて
いるような、配向度が０°の炭素繊維入り熱硬化性マト
リックス樹脂シート３７Ａと、図８（Ｂ）に矢印で示さ
れているような、配向度が＋４５°の炭素繊維入り熱硬
化性マトリックス樹脂シート３７Ｂと、図８（Ｃ）に矢
印で示されているような、配向度が−４５°の炭素繊維
入り熱硬化性マトリックス樹脂シート３７Ｃと、図８
（Ｄ）に矢印で示されているような、配向度が９０°の
炭素繊維入り熱硬化性マトリックス樹脂シート３７Ｄと
を組み合わせて積層し一体成形されている。そして、熱
硬化性マトリックス樹脂としてエポキシ系樹脂が一般的
に用いられている。
ているように、翼部３７とプラットフオーム部とから構
成されている。そして、前記翼部３７は、樹脂基複合材
（ＰＭＣ）としての例えば図８（Ａ）に矢印で示されて
いるような、配向度が０°の炭素繊維入り熱硬化性マト
リックス樹脂シート３７Ａと、図８（Ｂ）に矢印で示さ
れているような、配向度が＋４５°の炭素繊維入り熱硬
化性マトリックス樹脂シート３７Ｂと、図８（Ｃ）に矢
印で示されているような、配向度が−４５°の炭素繊維
入り熱硬化性マトリックス樹脂シート３７Ｃと、図８
（Ｄ）に矢印で示されているような、配向度が９０°の
炭素繊維入り熱硬化性マトリックス樹脂シート３７Ｄと
を組み合わせて積層し一体成形されている。そして、熱
硬化性マトリックス樹脂としてエポキシ系樹脂が一般的
に用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のファン出口静翼２５を構成している翼部３７は、エ
ポキシ系樹脂からなる熱硬化性マトリックス樹脂では、
靭性が低く、しかも、配向度が０°の炭素繊維入り熱硬
化性マトリックス樹脂シート３７Ａと、配向度が＋４５
°の炭素繊維入り熱硬化性マトリックス樹脂シート３７
Ｂと、配向度が−４５°の炭素繊維入り熱硬化性マトリ
ックス樹脂シート３７Ｃと、配向度が９０°の炭素繊維
入り熱硬化性マトリックス樹脂シート３７Ｄの組み合わ
せからなる積層構成では鳥などの吸い込みによる耐衝撃
性が十分でなかった。また、熱硬化性マトリックス樹脂
のため成形が難しく、コスト高であった。
来のファン出口静翼２５を構成している翼部３７は、エ
ポキシ系樹脂からなる熱硬化性マトリックス樹脂では、
靭性が低く、しかも、配向度が０°の炭素繊維入り熱硬
化性マトリックス樹脂シート３７Ａと、配向度が＋４５
°の炭素繊維入り熱硬化性マトリックス樹脂シート３７
Ｂと、配向度が−４５°の炭素繊維入り熱硬化性マトリ
ックス樹脂シート３７Ｃと、配向度が９０°の炭素繊維
入り熱硬化性マトリックス樹脂シート３７Ｄの組み合わ
せからなる積層構成では鳥などの吸い込みによる耐衝撃
性が十分でなかった。また、熱硬化性マトリックス樹脂
のため成形が難しく、コスト高であった。
【００１０】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、耐衝撃性の向上を図ると共
に、成形性の向上を図るようにしたジェットエンジン用
翼と翼部の製造方法を提供することにある。
されたもので、その目的は、耐衝撃性の向上を図ると共
に、成形性の向上を図るようにしたジェットエンジン用
翼と翼部の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のジェットエンジン用翼は翼
長さ方向に平行に、配向度が０°の炭素繊維入り熱可塑
性マトリックス樹脂シートと、配向度が−３０°の炭素
繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が
−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シー
トと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせて積層
し一体成形してなることを特徴とするものである。
に請求項１によるこの発明のジェットエンジン用翼は翼
長さ方向に平行に、配向度が０°の炭素繊維入り熱可塑
性マトリックス樹脂シートと、配向度が−３０°の炭素
繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が
−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シー
トと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせて積層
し一体成形してなることを特徴とするものである。
【００１２】したがって、配向度が０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が＋３０°
の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせ
て積層してあるから、繊維の積層構成が大きく変化しな
いので、局所的にかかる衝撃荷重に対しても翼厚の両側
の層で合わせて荷重が負担でき、耐衝撃性の向上が図ら
れる。また、熱可塑性マトリックス樹脂を用いたことで
更なる耐衝撃性の向上が図られる。
熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が＋３０°
の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせ
て積層してあるから、繊維の積層構成が大きく変化しな
いので、局所的にかかる衝撃荷重に対しても翼厚の両側
の層で合わせて荷重が負担でき、耐衝撃性の向上が図ら
れる。また、熱可塑性マトリックス樹脂を用いたことで
更なる耐衝撃性の向上が図られる。
【００１３】請求項２によるこの発明のジェットエンジ
ン用翼は、請求項１記載のジェットエンジン用翼におい
て、前記炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート
層間にインターリーフが部分的に介在されていることを
特徴とするものである。
ン用翼は、請求項１記載のジェットエンジン用翼におい
て、前記炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート
層間にインターリーフが部分的に介在されていることを
特徴とするものである。
【００１４】したがって、前記炭素繊維入り熱可塑性マ
トリックス樹脂シート層間にインターリーフが部分的に
介在されているから、層間の密着力が向上し、強度の低
下が防がれる。
トリックス樹脂シート層間にインターリーフが部分的に
介在されているから、層間の密着力が向上し、強度の低
下が防がれる。
【００１５】請求項３によるこの発明のジェットエンジ
ン用翼は、請求項１または２記載のジェットエンジン用
翼において、前記熱可塑性マトリックス樹脂がポリエー
テルイミド樹脂であることを特徴とするものである。
ン用翼は、請求項１または２記載のジェットエンジン用
翼において、前記熱可塑性マトリックス樹脂がポリエー
テルイミド樹脂であることを特徴とするものである。
【００１６】したがって、前記熱可塑性マトリックス樹
脂をポリエーテルイミド樹脂とすることにより、耐衝撃
性の向上が図られる。
脂をポリエーテルイミド樹脂とすることにより、耐衝撃
性の向上が図られる。
【００１７】請求項４によるこの発明の翼部の製造方法
は、翼長さ方向に平行に、配向度が０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が＋３０°
の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせ
て積層した状態で、一対の金型内に入れて加熱状態で加
圧し、一体成形して翼部を製造することを特徴とするも
のである。
は、翼長さ方向に平行に、配向度が０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が＋３０°
の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせ
て積層した状態で、一対の金型内に入れて加熱状態で加
圧し、一体成形して翼部を製造することを特徴とするも
のである。
【００１８】したがって、配向度が０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が＋３０°
の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせ
て積層してあるから、繊維の積層構成が大きく変化しな
いので、局所的にかかる衝撃荷重に対しても翼厚の両側
の層で合わせて荷重が負担でき、耐衝撃性の向上が図ら
れる。また、熱可塑性マトリックス樹脂を用いたので、
更なる耐衝撃性の向上が図られる。
熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が＋３０°
の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせ
て積層してあるから、繊維の積層構成が大きく変化しな
いので、局所的にかかる衝撃荷重に対しても翼厚の両側
の層で合わせて荷重が負担でき、耐衝撃性の向上が図ら
れる。また、熱可塑性マトリックス樹脂を用いたので、
更なる耐衝撃性の向上が図られる。
【００１９】請求項５によるこの発明の翼部の製造方法
は、請求項４記載の翼部の製造方法において、前記炭素
繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート層間にインタ
ーリーフが部分的に介在されていることを特徴とするも
のである。
は、請求項４記載の翼部の製造方法において、前記炭素
繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート層間にインタ
ーリーフが部分的に介在されていることを特徴とするも
のである。
【００２０】したがって、前記炭素繊維入り熱可塑性マ
トリックス樹脂シート層間にインターリーフが部分的に
介在されているから、層間の密着力が向上し、強度の低
下が防がれる。
トリックス樹脂シート層間にインターリーフが部分的に
介在されているから、層間の密着力が向上し、強度の低
下が防がれる。
【００２１】請求項６によるこの発明の翼部の製造方法
は、請求項４または５記載の翼部の製造方法において、
前記熱可塑性マトリックス樹脂がポリエーテルイミド樹
脂であることを特徴とするものである。
は、請求項４または５記載の翼部の製造方法において、
前記熱可塑性マトリックス樹脂がポリエーテルイミド樹
脂であることを特徴とするものである。
【００２２】したがって、前記熱可塑性マトリックス樹
脂をポリエーテルイミド樹脂とすることにより、衝撃性
の向上が図られる。
脂をポリエーテルイミド樹脂とすることにより、衝撃性
の向上が図られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
いて図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】この発明の航空用ジェットエンジンは、従
来の技術で説明したものと同じであるから、重複するの
で、詳細な説明を省略する。
来の技術で説明したものと同じであるから、重複するの
で、詳細な説明を省略する。
【００２５】図１を参照するに、ジェットエンジン用翼
としての例えばファン出口静翼４１は、翼部４３とプラ
ットフォーム部とからなっていて、前記翼部４３の具体
的な構造は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示されてい
るような構造となっている。前記翼部４３は図３（Ａ）
に矢印で示されているような、翼長手方向に、配向度が
０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート
（プリプレーグ）４３（Ａ）と、図３（Ｂ）に矢印で示
されているような、配向度が＋３０°の炭素繊維入り熱
可塑性マトリックス樹脂シート４３（プリプレーグ）
（Ｂ）と、図３（Ｃ）に矢印で示されているような、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シート（プリプレーグ）４３（Ｃ）と、図３（Ｄ）に
矢印で示されているような、配向度が＋６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート（プリプレー
グ）４３（Ｄ）と、図３（Ｅ）に矢印で示されているよ
うな、配向度が−６０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シート４３（プリプレーグ）（Ｅ）とを組み
合わせて積層し一体成形されている。しかも、前記熱可
塑性マトリックス樹脂は例えば比重が約１．２７、ガラ
ス転移温度２１７℃からなるポリエーテルイミド樹脂Ｐ
ＥＩであることが比エネルギー吸収Ｅｓ（Ｋ）／ｋｇか
ら見て好ましい。このポリエーテルイミド樹脂ＰＥＩ以
外の例えばＰＥＥＫの熱可塑性マトリックス樹脂などで
あっても構わない。また、炭素繊維は比重が約１．８０
で、樹脂含有量は３０％前後である。
としての例えばファン出口静翼４１は、翼部４３とプラ
ットフォーム部とからなっていて、前記翼部４３の具体
的な構造は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示されてい
るような構造となっている。前記翼部４３は図３（Ａ）
に矢印で示されているような、翼長手方向に、配向度が
０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート
（プリプレーグ）４３（Ａ）と、図３（Ｂ）に矢印で示
されているような、配向度が＋３０°の炭素繊維入り熱
可塑性マトリックス樹脂シート４３（プリプレーグ）
（Ｂ）と、図３（Ｃ）に矢印で示されているような、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シート（プリプレーグ）４３（Ｃ）と、図３（Ｄ）に
矢印で示されているような、配向度が＋６０°の炭素繊
維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート（プリプレー
グ）４３（Ｄ）と、図３（Ｅ）に矢印で示されているよ
うな、配向度が−６０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シート４３（プリプレーグ）（Ｅ）とを組み
合わせて積層し一体成形されている。しかも、前記熱可
塑性マトリックス樹脂は例えば比重が約１．２７、ガラ
ス転移温度２１７℃からなるポリエーテルイミド樹脂Ｐ
ＥＩであることが比エネルギー吸収Ｅｓ（Ｋ）／ｋｇか
ら見て好ましい。このポリエーテルイミド樹脂ＰＥＩ以
外の例えばＰＥＥＫの熱可塑性マトリックス樹脂などで
あっても構わない。また、炭素繊維は比重が約１．８０
で、樹脂含有量は３０％前後である。
【００２６】前記炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シートの積層構成の具体的な一例としては、図４に示
されているように、翼厚中心部と翼厚の両側（図４にお
いて上下側）に配向度が０°の炭素繊維入り熱可塑性マ
トリックス樹脂シート４３（Ａ）を設け、翼厚中心部と
翼厚の両側（図４において上下側）との間に配向度が＋
３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート
４３（Ｂ）と、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑
性マトリックス樹脂シート４３（Ｃ）と、配向度が＋６
０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート４
３（Ｄ）と、配向度が−６０°の炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シート４３（Ｅ）を設け、また、例え
ば配向度が０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シート４３（Ａ）と配向度が＋３０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ｅ）との間、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シート４３（Ｄ）と配向度が＋６０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ｂ）との間に、
ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）からなる熱可塑性マ
トリックス樹脂であるインターリーフを部分的に介在さ
れているものである。
脂シートの積層構成の具体的な一例としては、図４に示
されているように、翼厚中心部と翼厚の両側（図４にお
いて上下側）に配向度が０°の炭素繊維入り熱可塑性マ
トリックス樹脂シート４３（Ａ）を設け、翼厚中心部と
翼厚の両側（図４において上下側）との間に配向度が＋
３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート
４３（Ｂ）と、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑
性マトリックス樹脂シート４３（Ｃ）と、配向度が＋６
０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート４
３（Ｄ）と、配向度が−６０°の炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シート４３（Ｅ）を設け、また、例え
ば配向度が０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シート４３（Ａ）と配向度が＋３０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ｅ）との間、配
向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シート４３（Ｄ）と配向度が＋６０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ｂ）との間に、
ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）からなる熱可塑性マ
トリックス樹脂であるインターリーフを部分的に介在さ
れているものである。
【００２７】この図４に示された炭素繊維入り熱可塑性
マトリックス樹脂シートを積層した状態で成形する加圧
装置４７は図５に示されている。図５において、加圧装
置４７はベース４９とスライド５１を備えており、この
ベース４９の上部部分およびスライド５１の下部部分に
はそれぞれ左右方向へ適宜な間隔でヒータ装置５３が内
蔵されている。また、前記ベース４９上には一対の金型
のうちの固定金型５５が設けられていると共に前記スラ
イド５１の下部には一対の金型のうちの可動金型５７が
設けられている。
マトリックス樹脂シートを積層した状態で成形する加圧
装置４７は図５に示されている。図５において、加圧装
置４７はベース４９とスライド５１を備えており、この
ベース４９の上部部分およびスライド５１の下部部分に
はそれぞれ左右方向へ適宜な間隔でヒータ装置５３が内
蔵されている。また、前記ベース４９上には一対の金型
のうちの固定金型５５が設けられていると共に前記スラ
イド５１の下部には一対の金型のうちの可動金型５７が
設けられている。
【００２８】上記構成により、図４に示された炭素繊維
入り熱可塑性マトリックス樹脂シートを積層したもの
を、前記固定金型５５内に入れて載置せしめる。そし
て、前記ヒータ装置５３を作動せしめてベース４９とス
ライド５１を例えば３００〜４００℃程度に加熱せしめ
る。この状態でスライド５１を下降せしめると可動金型
５７も下降し、固定金型５５と可動金型５７との協動で
例えば０〜５ＭＰａ程度の加圧力で加圧することで溶融
および一体化することで成形されて、翼部４３を製造す
ることができる。
入り熱可塑性マトリックス樹脂シートを積層したもの
を、前記固定金型５５内に入れて載置せしめる。そし
て、前記ヒータ装置５３を作動せしめてベース４９とス
ライド５１を例えば３００〜４００℃程度に加熱せしめ
る。この状態でスライド５１を下降せしめると可動金型
５７も下降し、固定金型５５と可動金型５７との協動で
例えば０〜５ＭＰａ程度の加圧力で加圧することで溶融
および一体化することで成形されて、翼部４３を製造す
ることができる。
【００２９】したがって、繊維の積層構成が大きく変化
しないので、局所的にかかる衝撃荷重に対しても翼厚の
両側の層で合わせて荷重が負担でき、耐衝撃性の向上を
図ることができる。また、熱可塑性マトリックス樹脂を
用いたので、更なる耐衝撃性の向上を図ることができ
る。
しないので、局所的にかかる衝撃荷重に対しても翼厚の
両側の層で合わせて荷重が負担でき、耐衝撃性の向上を
図ることができる。また、熱可塑性マトリックス樹脂を
用いたので、更なる耐衝撃性の向上を図ることができ
る。
【００３０】しかも、前記配向度が０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ａ）が、前記翼
厚の中心部と、翼厚の両側に少なくとも設けられている
から、より一層の耐衝撃性の向上を図ることができる。
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ａ）が、前記翼
厚の中心部と、翼厚の両側に少なくとも設けられている
から、より一層の耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００３１】前記炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹
脂シート層間、すなわち、配向度が０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ａ）と配向度が
＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シー
ト４３（Ｅ）との間、配向度が−３０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ｄ）と配向度が
＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シー
ト４３（Ｂ）との間に、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥ
Ｉ）からなる熱可塑性マトリックス樹脂であるインター
リーフを部分的が介在させることにより、層間の密着力
を向上することができると共に、強度の低下を防ぎ層厚
の調整をすることができる。また、前記熱可塑性マトリ
ックス樹脂をポリエーテルイミド樹脂とすることによ
り、従来より成形温度を下げることができ、より一層の
耐衝撃性の向上を図ることができる。
脂シート層間、すなわち、配向度が０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ａ）と配向度が
＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シー
ト４３（Ｅ）との間、配向度が−３０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シート４３（Ｄ）と配向度が
＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シー
ト４３（Ｂ）との間に、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥ
Ｉ）からなる熱可塑性マトリックス樹脂であるインター
リーフを部分的が介在させることにより、層間の密着力
を向上することができると共に、強度の低下を防ぎ層厚
の調整をすることができる。また、前記熱可塑性マトリ
ックス樹脂をポリエーテルイミド樹脂とすることによ
り、従来より成形温度を下げることができ、より一層の
耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００３２】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、その他の態様で実施し得るものであ
る。本実施の形態ではジェットエンジン用翼としてファ
ン出口静翼２５を例にとって説明したが、ファン動翼な
どそれ以外の翼であっても構わない。
定されることなく、その他の態様で実施し得るものであ
る。本実施の形態ではジェットエンジン用翼としてファ
ン出口静翼２５を例にとって説明したが、ファン動翼な
どそれ以外の翼であっても構わない。
【００３３】
【発明の効果】以上のごとき実施の形態から理解される
ように、請求項１の発明によれば、配向度が０°の炭素
繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が
＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シー
トと、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０°
の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組
み合わせて積層してあるから、繊維の積層構成が大きく
変化しないので、局所的にかかる衝撃荷重に対しても翼
厚の両側の層で合わせて荷重が負担でき、金属性のアル
ミニウム翼並の耐衝撃性の向上を図ることができる。ま
た、熱可塑性マトリックス樹脂を用いたので、更なる耐
衝撃性の向上を図ることがてきる。
ように、請求項１の発明によれば、配向度が０°の炭素
繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が
＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シー
トと、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り
熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０°
の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組
み合わせて積層してあるから、繊維の積層構成が大きく
変化しないので、局所的にかかる衝撃荷重に対しても翼
厚の両側の層で合わせて荷重が負担でき、金属性のアル
ミニウム翼並の耐衝撃性の向上を図ることができる。ま
た、熱可塑性マトリックス樹脂を用いたので、更なる耐
衝撃性の向上を図ることがてきる。
【００３４】請求項２の発明によれば、前記炭素繊維入
り熱可塑性マトリックス樹脂シート層間にインターリー
フを部分的に介在されているから、層間の密着力を向上
することができると共に強度の低下を防ぐことができ
る。
り熱可塑性マトリックス樹脂シート層間にインターリー
フを部分的に介在されているから、層間の密着力を向上
することができると共に強度の低下を防ぐことができ
る。
【００３５】請求項３の発明によれば、前記熱可塑性マ
トリックス樹脂をポリエーテルイミド樹脂とすることに
より、請求項１よりも、より一層の耐衝撃性の向上を図
ることができる。
トリックス樹脂をポリエーテルイミド樹脂とすることに
より、請求項１よりも、より一層の耐衝撃性の向上を図
ることができる。
【００３６】請求項４の発明によれば、配向度が０°の
炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向
度が＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂
シートと、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マ
トリックス樹脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維
入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が−６
０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと
を組み合わせて積層してあるから、繊維の積層構成が大
きく変化しないので、局所的にかかる衝撃荷重に対して
も翼厚の両側の層で合わせて荷重が負担でき、金属性の
アルミニウム翼並の耐衝撃性の向上を図ることができ
る。また、熱可塑性マトリックス樹脂を用いたので、更
なる耐衝撃性の向上を図ることができる。
炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向
度が＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂
シートと、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マ
トリックス樹脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維
入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が−６
０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと
を組み合わせて積層してあるから、繊維の積層構成が大
きく変化しないので、局所的にかかる衝撃荷重に対して
も翼厚の両側の層で合わせて荷重が負担でき、金属性の
アルミニウム翼並の耐衝撃性の向上を図ることができ
る。また、熱可塑性マトリックス樹脂を用いたので、更
なる耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００３７】請求項５の発明によれば、前記炭素繊維入
り熱可塑性マトリックス樹脂シート層間にインターリー
フを部分的に介在されているから、層間の密着力を向上
することがてきると共に強度の低下を防ぐことができ
る。
り熱可塑性マトリックス樹脂シート層間にインターリー
フを部分的に介在されているから、層間の密着力を向上
することがてきると共に強度の低下を防ぐことができ
る。
【００３８】請求項６の発明によれば、前記熱可塑性マ
トリックス樹脂をポリエーテルイミド樹脂とすることに
より、請求項５よりも、より一層の耐衝撃性の向上を図
ることができる。
トリックス樹脂をポリエーテルイミド樹脂とすることに
より、請求項５よりも、より一層の耐衝撃性の向上を図
ることができる。
【図１】この発明のジェットエンジン用翼としての例え
ばファン出口翼の側面図である。
ばファン出口翼の側面図である。
【図２】（Ａ）はファン出口翼における翼部の拡大正面
図、（Ｂ）は（Ａ）における（Ｂ）失視図である。
図、（Ｂ）は（Ａ）における（Ｂ）失視図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シートの配向を説明する説明である。
ックス樹脂シートの配向を説明する説明である。
【図４】炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シート
を積層構成した一例図である。
を積層構成した一例図である。
【図５】加圧装置を用いて炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シートを積層したものを成形する製造方法の
説明図である。
ックス樹脂シートを積層したものを成形する製造方法の
説明図である。
【図６】従来の航空エンジンの側面断面図である。
【図７】従来のファン出口翼の側面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は炭素繊維入り熱可塑性マトリ
ックス樹脂シートの配向を説明する説明である。
ックス樹脂シートの配向を説明する説明である。
１ 航空用ジェットエンジン
３ エンジン本体
２３ 外筒
４１ ファン出口翼
４３ 翼部
４３Ａ 配向度が０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリッ
クス樹脂シート ４３Ｂ 配向度が＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シート ４３Ｃ 配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シート ４３Ｄ 配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シート ４３Ｅ 配向度が−６０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シート ４７ 加圧装置 ４９ ベース ５１ スライド ５３ ヒータ装置 ５５ 固定金型（金型） ５７ 可動金型（金型）
クス樹脂シート ４３Ｂ 配向度が＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シート ４３Ｃ 配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シート ４３Ｄ 配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シート ４３Ｅ 配向度が−６０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シート ４７ 加圧装置 ４９ ベース ５１ スライド ５３ ヒータ装置 ５５ 固定金型（金型） ５７ 可動金型（金型）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｂ２９Ｋ 71:00 Ｂ２９Ｋ 71:00
79:00 79:00
Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00
(72)発明者 盛田 英夫
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石
川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内
(72)発明者 守屋 勝義
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石
川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内
Ｆターム(参考） 3H034 AA02 AA16 BB03 BB08 BB17
BB19 CC03 DD07 DD12 DD22
DD24 EE11
4F204 AA32 AA40 AD08 AD16 AD20
AG03 AH31 FA01 FB01 FB11
FF01 FF50 FG02
Claims (6)
- 【請求項１】 ジェットエンジン用翼であって、翼部は
翼長手方向に平行に、配向度が０°の炭素繊維入り熱可
塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が＋３０°の炭
素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度
が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シ
ートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シートと、配向度が−６０°の炭素繊維入
り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを組み合わせて積
層し一体成形してなることを特徴とするジェットエンジ
ン用翼。 - 【請求項２】 前記炭素繊維入り熱可塑性マトリックス
樹脂シート層間にインターリーフが部分的に介在されて
いることを特徴とする請求項１記載のジェットエンジン
用翼。 - 【請求項３】 前記熱可塑性マトリックス樹脂がポリエ
ーテルイミド樹脂であることを特徴とする請求項１また
は２記載のジェットエンジン用翼。 - 【請求項４】 翼長さ方向に平行に、配向度が０°の炭
素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度
が＋３０°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シ
ートと、配向度が−３０°の炭素繊維入り熱可塑性マト
リックス樹脂シートと、配向度が＋６０°の炭素繊維入
り熱可塑性マトリックス樹脂シートと、配向度が−６０
°の炭素繊維入り熱可塑性マトリックス樹脂シートとを
組み合わせて積層した状態で、一対の金型内に入れて加
熱状態で加圧し、一体成形して翼部を製造することを特
徴とする翼部の製造方法。 - 【請求項５】 前記炭素繊維入り熱可塑性マトリックス
樹脂シート層間にインターリーフが部分的に介在されて
いることを特徴とする請求項４記載の翼部の製造方法。 - 【請求項６】 前記熱可塑性マトリックス樹脂がポリエ
ーテルイミド樹脂であることを特徴とする請求項４また
は５記載の翼部の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002055797A JP4100005B2 (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | ジェットエンジン用翼と翼部の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002055797A JP4100005B2 (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | ジェットエンジン用翼と翼部の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254298A true JP2003254298A (ja) | 2003-09-10 |
| JP4100005B2 JP4100005B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=28666548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002055797A Expired - Lifetime JP4100005B2 (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | ジェットエンジン用翼と翼部の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4100005B2 (ja) |
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- 2002-03-01 JP JP2002055797A patent/JP4100005B2/ja not_active Expired - Lifetime
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