JP4737982B2 - 支持体に固定する手段とガスケットシールとを含む金属シート - Google Patents

Description

本発明は、金属シートを支持体に固定することに関し、詳細には、ターボジェットエンジンのストラットなどの、流体流れと接触する部分のカウル（ｃｏｗｌ）形状の金属シートの固定に関する。

ターボジェットエンジンは、構成部品を相互に連結するためのストラット、例えばケーシングを連結または支持するためのストラット、電気ケーブルの流体ダクトの通過および保護のためのストラットを備える。各ストラットは、一般にダイカストまたは機械加工部品のアセンブリで作製されるストラットカウルを含み、このストラットカウルは、ストラットの支持体（例えばストラットを支持するシュー）にねじ止めされる金属シート部分を形成している。

ストラットカウルは、ストラットの外側エンベロープの全体または一部分を形成する。ストラットカウルがガス流れの内部に配置される場合、ガス流れを妨害してはならない。特に、カウルを支持体に固定するためのねじの頭は、カウルの外側表面から突出してはならない。さらに、ストラットカウルの支持体への固定は、密封可能に達成されなければならない。さらにこの固定具は、カウルを容易に取外し可能でなければならない。

図１は、支持体２に固定された、従来技術のストラットカウルまたは別の任意のカウリング部品１の部分断面図を示す。ストラットカウル１は、一般に、一組のアルミニウム部品からなり、支持体２は鋼からなる。カウル１は、周辺に沿って、支持体２への固定ねじを通す一連の穴３を備える。各穴３は、アルミニウム部品の厚さに切削形成され、ステム５および切頭円錐表面を有する平坦な頭６を含むねじ４を受け入れる。各穴３は、ねじ４が固定位置に置かれると、ねじ頭６が、カウル１の外側表面から突出しないように構成されている。

弾性材料ガスケット７が、カウル１の周辺に沿って、相互に接する両面間に配置されている。このガスケット７は、２つの内側膨らみ部８、８’を含むストリップ状であり、ねじ４の通過する、カウル１の穴３に対応する穴９が穿孔されている。ガスケット７は、カウル１を支持体２に固定するためのシールを形成する。

ストラットカウル１を支持体２に固定するこの実施形態は、欠点を有する。まず第１に、カウルからねじ頭が突出しないように、カウル１はねじ４の頭６を収容するための十分な厚みを持たなければならない。カウル１の外側表面から突出しないねじ頭６を有するこの制約は、一般に、穴３内でのねじ頭６の切頭円錐部分に極めて小さい範囲を強いる。制御されない締付けに関連する不十分なねじ４の配置およびねじ込みにより、ねじ４がカウル１を通過し、カウルを劣化させる可能性がある。さらに、ねじ４をねじ込むとき、ガスケット７の圧縮を制御できないため、カウル１の支持体２への均等な取付けを保証できず、この結果、カウル１が、ねじ４のねじ込み点周辺で変形する可能性がある。最後に、アルミニウム部品のアセンブリは、極めて頑丈なカウル１を作製し、カウルの組立および分解が容易でない。

本発明は、前述の欠点を克服することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明は、シートを支持体に固定する固定手段と、これら固定手段に沿って配置されたガスケットシールとを含む金属シートに関し、固定手段は、反対側面に突き出た金属シート部分に対応する固定部品の頭部を受け入れるための空所と、前記突き出た部分で金属シートと支持体との間の応力を伝達するためのワッシャとを有する、打抜きにより金属シートに設けられた少なくとも１つの穴を備えることを特徴とする。

打抜きにより得られる、固定部品の頭を受け入れる空所は、金属シートの厚みより大きい寸法の固定部品の頭、詳細には、金属シートの厚みより大きい範囲を有する切頭円錐部分を備えるねじ頭を収容できる。受入れ空所内の固定部品の案内長さも、より長い。さらに、ガスケットの圧縮、ならびに金属シートおよび支持体とのコーキングは、応力を伝達するワッシャを用いて制御されることができる。

有利には、ワッシャはガスケットと一体化される。

有利には、この場合、ワッシャは、成形中にガスケットに一体化される。

好ましくは、ワッシャは、少なくとも、ガスケット材料を受け入れる穴を開けられた突出部を含む。

本発明の好ましい実施形態においては、ガスケットは弾性材料であり、ワッシャは金属である。

本発明は、特に、ターボジェットエンジンのストラットカウルに適用されるが、この用途への権利の範囲に限定するものではない。

金属シートの厚みより大きい寸法を有する固定部品の頭を受け入れるための空所を有することにより、従来技術に比べてより薄い金属シートでカウルを形成できる。この金属シートは、より可撓性があるため、カウルが、この金属シートを用いて単一部品として形成されている場合でも、組立および分解が容易にできる。したがって、本発明により、単一部品の金属シートを用いてカウルを作製できる。

本記載においては、本発明を金属シートの端部に沿って適用する。ここでは、軸方向および横断方向により、端部の関連点における、金属シートの軸方向および金属シートの端部の軸に対する横断方向を意味する。金属シートは、支持体に固定されるように配置される。金属シートに対して支持体の側に配置されるべき内部を考えて、内側または外側により、内向きまたは外向きを意味する。

本発明は、添付図面を参照する、本発明の金属シートの好ましい実施形態の以下の説明によりさらによく理解されるであろう。

本明細書では、本発明を、ターボジェットエンジンのストラットカウルを形成する金属シートに関して説明する。

図２を参照すると、ターボジェットエンジンのストラットカウル１０は、折り曲げ部に相当する側面を除き、すべての側面が開いている、折り曲げられた金属シートを備える。金属シート１０は、カウル１０の折り曲げられていない端部に沿って分配されている穴１１を通してねじ止めすることにより、支持体に固定されるように配置される。ここでは弾性材料であるシールガスケット１２は、穴１１を含む金属シート１０の端部に沿って接着されている。このガスケット１２は、ガスケットを接着する金属シート１０の端部に平行なストリップ状で存在する。ガスケット１２は、その全長にわたり、内向きに突出する２つの側面膨らみ部１３、１３’を備える。

以下においては、直線で囲まれた金属シート１０の特定の端部（この端部に沿って、軸Ａ方向に延びるガスケット１２が接着される）に関して説明される。

図３および図４を参照すると、各穴１１は、金属シート１０の打抜きにより形成される。したがって、金属シート１０は、各穴１１のまわりに金属シートの変形した円形領域１４を有し、この円形領域は、反対側面に突出する部分に対応する面に空所を有する。空所の形成は、例えば、金型内の金属シート１０への打抜きパンチの作用に関係し、さらに穴１１を穿孔し、そのストロークの方向にこのエンボス加工された領域を形成する。

引抜かれた領域１４は、支持体に向かって湾曲する金属シート１０の面に突出し、これの反対面に、ねじ頭１５を受け入れる空所を提供する。この空所の表面１５は、全体に切頭円錐形である。この空所は、この領域における金属シート１０の全体表面に垂直方向の穴１１の軸Ｂの方向に延びており、領域１４の変形のために、金属シートの厚みに比べて大きい深さを有する。

金属シート１０の各穴１１に向き合って、ガスケット１２は、対応する穴１６を含む。ガスケット１２の内側に接する金属ワッシャ１７は、この穴１６内に組み込まれる。

金属ワッシャ１７は、ガスケット１２と一体化される。これを実現するため、有利には、ワッシャは、ガスケット１２を形成する金型内に直接挿入される。この場合、粘性状態で金型に注入された弾性材料が、この粘性状態から最終の可撓性状態になるとき、ワッシャは金型内部に設定され、弾性材料と一体化されたままである。

図５を参照すると、ガスケット１２とワッシャ１７により形成される全体の結合を保証するために、ワッシャは、２つの反対側の突出部１９、１９’を備え、この突出部それぞれは、ワッシャ１７に穴２０、２０’が穿孔されている。ワッシャ１７がガスケットと一体化されるとき、突出部１９、１９’は、ガスケット１２の軸Ａに沿って配置される。弾性材料が金型に注入されるとき、粘性状態の弾性材料は、突出部１９、１９’の穴２０、２０’内に入り込んで凝固し、この結果、突出部１９、１９’は、ガスケット１２と一体化される。

ここでは参照符号で示されていない第３の穿孔を、ガスケット１７の突出部１９、１９’に設けることができ、この穿孔は、射出成形金型のワッシャ１７の位置決め穿孔であり、ガスケット１２を成形加工する直前に、ワッシャ１７を位置決めおよび方向合わせするのに有用である。

これにより、ワッシャ１７は、膨らみ部１３、１３’の位置で、その外側表面の部分、その側表面、およびその内側表面の部分で、および突出部１９、１９’の穴２０、２０’でガスケット１２に接着される。したがって、ワッシャ１７は、ガスケット１２と一体化され、これにより、金属シート１０へのガスケット１２およびワッシャ１７のアセンブリをかなり容易にし、かつワッシャ１７の損失を避ける。金属シート１０、ガスケット１２、およびワッシャ１７により形成される全体の自己封じ込めは、例えば、エンジンのメンテナンス作業における、ストラットカウルの組立および分解を極めて容易にする。

金属ワッシャ１７の内側表面および外側表面は、少なくとも一部分が、ガスケット１２に設けられた穴１６の空間内に延びる。

ガスケット１２は、金属シート１０の引抜かれた領域１４の内側面の穴１６のまわりに接着される。金属シート１０の引抜かれた領域１４の突出端部１８は、例えば機械的再加工により、穴１１の軸Ｂに垂直な表面を呈するように構成される。金属シート１０の引抜かれた領域１４、ガスケット１２、およびワッシャ１７の寸法は、ガスケット１２およびワッシャが金属シート１０に接着されると、金属シート１０の領域１４の突出端部１８が、金属ワッシャ１７に接触するような寸法にされる。

したがって、ガスケット１２およびワッシャ１７を金属シート１０に接着後、金属シート１０は、一連のねじ隙間穴１１を備え、各穴は、穴の外側面を、ねじ頭１５を受け入れる空所により囲まれ、内側面を、金属ワッシャ１７およびガスケット１２により囲まれている。

特に、金属シート１０を、支持体２１に固定されるように支持体２１に載せるとき、ワッシャ１７およびガスケット１２が介在するため、金属シート１０と支持体２１との間に接触は全く無い。これは、支持体が金属シートと異なる金属であり、金属シート１０および支持体２１上の過大なコーキング応力を避ける理由から、有利である。

支持体２１への金属シート１０の固定は、従来の方法で実行される。金属シート１０を支持体２１上に置き、金属シートの各穴１１が、ねじ２３を受け入れるための支持体２１のボア２２に対して直角に配置される。各ねじ２３は、頭２４とステム２５を含む。ねじ２３のステム２５は、金属シート１０およびワッシャ１７の穴を通して、支持体２１のボア２２内に挿入される。ねじはねじ込まれて、その頭２４が、金属シートのねじ頭１５を受け入れる相補的形状の表面に係合し、この結果、ねじ２３が一旦ねじ込まれると、ねじ頭は、金属シート１０の表面から突き出ない。

ねじ込み作業の間、金属ワッシャ１７が支持体２１の外側表面と係合するまで、ガスケット１２の膨らみ部１３、１３’は、金属シート１０と支持体２１との間で圧縮される。これにより、ワッシャ１７は、２つの機能を果たす。すなわち、ワッシャ機能の１つは、ガスケット１２の圧縮を制御して、ガスケットが、ワッシャ１７により支持体２１の外側表面に対する押圧を抑制することであり、また他の機能は、金属シート１０と支持体２１との間の応力を伝達することである。応力復元機能は、ワッシャ１７が、金属シート１０の変形領域１４の突出端部１８に比べて大きい接触表面を支持体２１に提供する理由から、保証され、これにより、ねじ込み圧力が、この表面全体に分散される。さらに、圧縮されたガスケット１２は、金属シート１０と支持体２１との間のシール機能を保証する。

本発明の金属シートは、ねじ固定装置に関連して記載されてきた。本発明は、頭およびステムを含む固定部品により支持体に固定するために構成されるあらゆる金属シート、詳細には、空気力学的カウリング部品を形成するあらゆる金属シートに適用できることは明らかである。

本発明の金属シートのワッシャの突出部は、ワッシャの残り部分の厚みと同一であっても、または異なっていてもよい。さらに、各突出部は、２つの内側および外側突出部に分割されてもよい。

支持体に固定された、従来技術のターボジェットエンジンのストラットカウルの部分横断面図である。 ターボジェットエンジンのストラットカウルを形成する、本発明の金属シートの好ましい実施形態の斜視図である。 支持体にねじ止めされた、本発明の金属シートの好ましい実施形態の横断面図である。 図３の金属シートおよび支持体の分解組立横断面図である。 本発明の金属シートの好ましい実施形態のガスケットおよびワッシャの斜視図である。

符号の説明

１０ 金属シート
１１、１６、２０、２０’ 穴
１２ シールガスケット
１３、１３’ 側面膨らみ部
１４ 円形領域
１５ 表面
１７ ワッシャ
１８ 突出端部
１９、１９’ 突出部
２１ 支持体
２２ ボア
２３ ねじ
２４ 頭
２５ ステム

Claims (9)

1. 支持体（２１）に固定するための固定手段と、固定手段に沿って配置されたシールガスケット（１２）とを含む金属シート（１０）であって、固定手段が、反対側面に突き出た金属シート部分（１４）に対応する固定部品の頭部を受け入れるための空所（１５）と、前記突き出た部分（１４）で金属シート（１０）と支持体（２１）との間の応力を伝達するためのワッシャ（１７）とを有する、打抜きにより金属シートに設けられた少なくとも１つの穴（１１）を備え、前記空所（１５）および前記突き出た部分（１４）が、穴（１１）の前記打抜きにより形成されることを特徴とする、金属シート（１０）。
2. 固定部品がねじ（２３）である、請求項１に記載の金属シート（１０）。
3. ワッシャ（１７）がガスケット（１２）と一体化されている、請求項１または２に記載の金属シート（１０）。
4. ワッシャ（１７）が、成形の間にガスケット（１２）内に一体化される、請求項３に記載の金属シート（１０）。
5. ワッシャ（１７）が、ガスケット（１２）からの材料を受け入れるための穴（２０、２０’）が穿孔された少なくとも１つの突出部（１９、１９’）を含む、請求項４に記載の金属シート（１０）。
6. ガスケット（１２）が弾性材料である、請求項１から５のいずれか一項に記載の金属シート（１０）。
7. ワッシャ（１７）が金属である、請求項１から６のいずれか一項に記載の金属シート（１０）。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の金属シート（１０）を少なくとも１つ含む、ターボジェットエンジンのストラットカウル。
9. 単一部品としての金属シート（１０）で形成されている、請求項８に記載のターボジェットエンジンのストラットカウル。

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