JPH09242957A - 分割型繊維強化プラスチック複合材製ダクトの長手継手の締結構造およびその締結方法 - Google Patents

分割型繊維強化プラスチック複合材製ダクトの長手継手の締結構造およびその締結方法

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JPH09242957A
JPH09242957A JP8072696A JP8072696A JPH09242957A JP H09242957 A JPH09242957 A JP H09242957A JP 8072696 A JP8072696 A JP 8072696A JP 8072696 A JP8072696 A JP 8072696A JP H09242957 A JPH09242957 A JP H09242957A
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JP
Japan
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longitudinal joint
joint flange
reinforced plastic
fastening
plastic composite
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Withdrawn
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JP8072696A
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English (en)
Inventor
Junji Matsuhiro
純二 松広
Hiroaki Miyamoto
裕晶 宮本
Tetsuo Matsuyama
哲夫 松山
Yukio Shimada
幸雄 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENEREETA KENKYUSHO KK
Original Assignee
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENEREETA KENKYUSHO KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00Flanged joints
    • F16L23/02Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長手継手フランジを繊維強化プラスチック複
合材製としても所定の強度および曲げ剛性が確保される
長手継手フランジの締結構造および締結方法を提供す
る。 【解決手段】 分割型繊維強化プラスチック複合材製ダ
クト2の繊維強化プラスチック複合材製長手継手フラン
ジ1,1を、その長手継手フランジ1,1との滑りを生
じないようにした金属プレート3,3により挾持させて
ボルト・ナット留め4,4,4,…としてなるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は分割型繊維強化プラ
スチック複合材製ダクトの長手継手の締結構造およびそ
の締結方法に関する。さらに詳しくは、繊維強化プラス
チック複合材製長手継手フランジを金属製補強材により
補強してなる分割型繊維強化プラスチック複合材製ダク
トの長手継手の締結構造およびその締結方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、軽量高効率のガスタービンや
ジェットエンジン(以下、ガスタービンで代表させる)
を実現するために繊維強化プラスチック複合材が用いら
れており、圧縮機ダクトへの適用については実用化の研
究が進められている。この繊維強化プラスチック複合材
を用いた圧縮機ダクト(以下、複合材ダクトという)
は、製造上の都合から長手方向に2分割され、そして長
手継手フランジをボルト・ナット留めにより締結した構
造とされている。
【0003】しかるに、この長手継手フランジには周継
手より大きな内圧による接線方向の荷重が作用するとこ
ろから、従来、この長手継手フランジを金属製として所
定強度を確保するとともに、この金属製フランジaを複
合材ダクトbにリベット留めcとする構造が採られてい
る(図7参照)。その結果、複合材ダクトの重量の増大
および構造の複雑化を招来している。そこで、複合材ダ
クトの長手継手フランジを繊維強化プラスチック複合材
を用いて作製することが提案されている。
【0004】しかしながら、長手継手フランジを繊維強
化プラスチック複合材製とすると、繊維強化プラスチッ
ク複合材は層間強度および曲げ剛性が金属に比して劣る
ところから、所定の強度および曲げ剛性が確保されない
という問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、長手継手フラン
ジを繊維強化プラスチック複合材製としても所定の強度
および曲げ剛性が確保される長手継手フランジの締結構
造および締結方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の長手継手フラン
ジの締結構造は、分割型繊維強化プラスチック複合材製
ダクトの繊維強化プラスチック複合材製長手継手フラン
ジの締結構造であって、前記長手継手フランジを金属製
補強材により挾持させた状態で締結してなることを特徴
とする。
【0007】本発明の長手継手フランジの締結構造にお
いては、金属製補強材が長手継手フランジの被挾持面に
おいて滑らないようにして長手継手フランジを挾持させ
てなるのが好ましい。
【0008】ここで、金属製補強材が長手継手フランジ
の被挾持面において滑らないような構成は、例えば、金
属製補強材が接着剤により長手継手フランジの被挾持面
に接着された構成、長手継手フランジが金属製補強材に
圧着された構成、あるいは金属製補強材の挾持面および
/または長手継手フランジの被挾持面に対して滑り防止
表面処理がなされた構成などがある。
【0009】一方、本発明の長手継手フランジの締結方
法は、分割型繊維強化プラスチック複合材製ダクトの繊
維強化プラスチック複合材製長手継手フランジを金属製
補強材により挾持させて締結する長手継手の締結方法で
あって、金属製補強材が長手継手フランジの被挾持面に
おいて滑らないようにしてから締結することを特徴とす
る。
【0010】ここで、金属製補強材が長手継手フランジ
の被挾持面において滑らないような方法としては、例え
ば、金属製補強材を接着剤により長手継手フランジの被
挾持面に接着する方法、長手継手フランジを金属製補強
材に圧着する方法、あるいは金属製補強材の挾持面およ
び/または長手継手フランジの被挾持面に対して滑り防
止表面処理をしてから締結する方法などがある。
【0011】
【作用】本発明においては、繊維強化プラスチック複合
材製長手継手フランジが金属製補強材により補強されて
いるので、重量の増大を最小限に抑制しながら所定の強
度および曲げ剛性が確保される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
【0013】本発明の一実施の形態の締結構造が用いら
れている複合材ダクトの一部を図1に斜視図で示し、そ
の長手継手の拡大図を図2に斜視図で示す。この締結構
造Jは、図1および図2に示すように、繊維強化プラス
チック複合材により形成された長手継手フランジ(以
下、単に長手継手フランジという)1を複合材ダクト2
に固着するとともに、この長手継手フランジ1に金属プ
レート3を裏当てして補強してなるものである。つま
り、長手継手フランジ1,1を金属プレート3,3によ
り挾持し、その状態でボルト・ナット留め4,4,4,
…により締結してなるものである。
【0014】この場合、補強金属プレート3と長手継手
フランジ1との間に滑りが生じると所定の強度が確保さ
れないため、金属プレート3により長手継手フランジ1
を補強する際に滑り防止が図られる。この滑り防止は、
例えば、金属プレート3を長手継手フランジ1の被挾持
面に接着剤により接着することにより、長手継手フラン
ジ1を金属プレート3の挾持面に圧着することにより、
あるいは長手継手フランジ1と金属プレート3との接合
面に対して滑り防止処理をすることによりなされる。
【0015】このように、この実施の形態によれば、長
手継手フランジ1を金属プレート3により補強している
ので、重量の増大を最小限に抑えながら、長手継手フラ
ンジ1の内圧による大変形およびそれに伴う高応力の発
生が防止される。つまり、軽量化という目的を達成しつ
つ、長手継手フランジ1に対して所定の強度および曲げ
剛性を付与できる。また、長手継手フランジ1を繊維強
化プラスチック複合材により作製しているので、複合材
ダクト2との接着がなし得るようになり、構成が簡素化
される。それにより、設計工程および製作工程も簡略化
される。
【0016】
【実施例】以下、より具体的な実施例に基づいて本発明
をより具体的に説明する。
【0017】実施例および比較例 長手継手フランジ、複合材ダクトおよび補強金属プレー
トを下記のように設定して数値計算モデル(シミュレー
ションモデル)を作成し、内圧を20kg/cm2の条
件下でのシミュレーションにより層間剥離応力および層
間剪断応力を算出した。得られた層間剥離応力および層
間剪断応力を図3および図4にそれぞれ示す(実施
例)。
【0018】補強金属プレートを用いなかった他は実施
例と同一としてシミュレーションにより層間剥離応力お
よび層間剪断応力を算出した。得られた層間剥離応力お
よび層間剪断応力を図5および図6にそれぞれ示す(比
較例)。
【0019】図3と図5との比較および図4と図6との
比較により、実施例においては金属プレートの補強効果
により層間剥離応力および層間剪断応力のいずれもが、
実用上問題のない程度になっているのがわかる。
【0020】シミュレーションモデル 長手継手フランジ:PMR15/T800繊維強化プラ
スチック複合材製 複合材ダクト:PMR15/T800繊維強化プラスチ
ック複合材製 金属プレート:スチール製
【0021】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
長手継手フランジを金属プレートにより補強しているの
で、重量の増大を最小限に抑えながら、長手継手フラン
ジの内圧による大変形およびそれに伴う高応力の発生が
防止されるという優れた効果が得られる。つまり、軽量
化という目的を達成しつつ、長手継手フランジに対して
所定の強度および曲げ剛性を付与できるという優れた効
果が得られる。また、長手継手フランジを繊維強化プラ
スチック複合材により作製しているので、複合材ダクト
との接着がなし得えるようになり構成が簡素化され、そ
れにより設計工程および製作工程も簡略化されるという
優れた効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の締結構造が用いられて
いる複合材ダクトの一部を示す斜視図である。
【図2】図1の長手継手を拡大して示す斜視図である。
【図3】実施例のシミュレーションにより得られた層間
剥離応力の分布図である。
【図4】実施例のシミュレーションにより得られた層間
剪断応力の分布図である。
【図5】比較例のシミュレーションにより得られた層間
剥離応力の分布図である。
【図6】比較例のシミュレーションにより得られた層間
剪断応力の分布図である。
【図7】従来の金属製長手継手フランジと複合材ダクト
とのリベット接合の説明図である。
【符号の説明】 1 長手継手フランジ 2 複合材ダクト 3 金属プレート 4 ボルト・ナット留め J 締結構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 哲夫 神戸市西区高塚台2丁目8番1号 川崎重 工業株式会社西神工場内株式会社先進材料 利用ガスジェネレータ研究所西神分室内 (72)発明者 島田 幸雄 神戸市西区高塚台2丁目8番1号 川崎重 工業株式会社西神工場内株式会社先進材料 利用ガスジェネレータ研究所西神分室内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分割型繊維強化プラスチック複合材製ダ
    クトの繊維強化プラスチック複合材製長手継手フランジ
    の締結構造であって、 前記長手継手フランジを金属製補強材により挾持させた
    状態で締結してなることを特徴とする締結構造。
  2. 【請求項2】 金属製補強材が長手継手フランジの被挾
    持面において滑らないようにして長手継手フランジを挾
    持させてなることを特徴とする請求項1記載の締結構
    造。
  3. 【請求項3】 金属製補強材が接着剤により長手継手フ
    ランジの被挾持面に接着されてなることを特徴とする請
    求項2記載の締結構造。
  4. 【請求項4】 長手継手フランジが金属製補強材に圧着
    されてなることを特徴とする請求項2記載の締結構造。
  5. 【請求項5】 金属製補強材の挾持面および/または長
    手継手フランジの被挾持面に対して滑り防止表面処理が
    なされてなることを特徴とする請求項2記載の締結構
    造。
  6. 【請求項6】 分割型繊維強化プラスチック複合材製ダ
    クトの繊維強化プラスチック複合材製長手継手フランジ
    を金属製補強材により挾持させて締結する長手継手の締
    結方法であって、 金属製補強材が長手継手フランジの被挾持面において滑
    らないようにしてから締結することを特徴とする締結方
    法。
  7. 【請求項7】 金属製補強材を接着剤により長手継手フ
    ランジの被挾持面に接着してから締結することを特徴と
    する請求項6記載の締結方法。
  8. 【請求項8】 長手継手フランジを金属製補強材に圧着
    してから締結することを特徴とする請求項6記載の締結
    方法。
  9. 【請求項9】 金属製補強材の挾持面および/または長
    手継手フランジの被挾持面に対して滑り防止表面処理を
    してから締結することを特徴とする請求項6記載の締結
    方法。
JP8072696A 1996-03-08 1996-03-08 分割型繊維強化プラスチック複合材製ダクトの長手継手の締結構造およびその締結方法 Withdrawn JPH09242957A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4837096B2 (ja) * 2006-07-12 2011-12-14 エアバス フランス 航空機のタービン・エンジン用吸気口
EP2434105A3 (en) * 2010-09-28 2014-05-14 United Technologies Corporation Metallic backing for composite flange of a fan containment case
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