圆筒状外壳及圆筒状外壳的制造方法技术

本发明专利技术涉及圆筒状外壳及圆筒状外壳的制造方法。该圆筒状外壳具有由使热固化树脂含浸于强化纤维而成的复合材料形成的外壳主体(9C)、和外壳主体(9C)上的朝外凸缘(10)，朝外凸缘(10)具有：被粘接的粘接层(11c)；被配置在粘接层(11c)上的基础层(12)；一个凸缘构成层(13)，具有从基础层(12)的一个斜面(12a)被层叠在粘接层(11c)上的底层(13a)及从一个斜面(12a)立起的壁层(12b)；另一个凸缘构成层(11)，具有从基础层(12)的另一个斜面(12b)被层叠在粘接层(11c)上的底层(13a)及从另一个斜面(12b)立起的壁层(11b)，基础层(12)是层叠粗纱层而形成的，凸缘构成层(11、13)是层叠包含非卷曲结构的2轴织物(15)在内的多个2轴织物层而形成的。能够确保将强化纤维和热固化树脂的复合材料作为素材的风扇外壳的朝外凸缘的高的结构强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如作为覆盖航空器用喷气发动机的风扇叶片的风扇外壳使用的圆 筒状外壳及圆筒状外壳的制造方法。
技术介绍
例如，上述覆盖航空器用喷气发动机的风扇叶片的风扇外壳谋求轻量及具有高强 度，为满足这些要求，作为风扇外壳的素材尝试采用强化纤维和热固化树脂的复合材料。 在上述风扇外壳中，在覆盖风扇叶片的呈圆筒状的外壳主体的中间部分，例如，安 装有齿轮箱等的结构体，或者根据设计，成为用于将喷气发动机连结于翼的结构体或用于 将喷气发动机的推力传递到机体的结构体的一部分而得的朝外凸缘沿着周向以环状配置， 但该朝外凸缘的素材也与外壳主体同样地开始采用碳纤维等的强化纤维和环氧树脂等的 热固化树脂的复合材料。 作为采用了该复合材料的朝外凸缘，有例如专利文献1记载的专利技术。该朝外凸缘 具有：沿着外壳主体的周向的环状的成为凸缘主体部分的凸缘主体层；从两侧支承凸缘主 体层且固定在外壳主体的外周面上的附着支承层，凸缘主体层及附着支承层都是层叠包含 由碳纤维等的强化纤维形成的织物在内的多个织物层而形成的。 将上述朝外凸缘形成在外壳主体的外周面上来制造风扇外壳（圆筒状外壳）时， 首先，重叠多个织物层而成形层叠体，通过加热该层叠体，使预先含浸于织物层的热固化树 脂固化而形成凸缘主体层。 然后，在由强化纤维和热固化树脂的复合材料形成的外壳主体的外周面上，沿周 向配置凸缘主体层，在该凸缘主体层的两侧，层叠多个织物层作为附着支承层成形之后，加 热附着支承层使其与凸缘主体层同样地固化，由此将凸缘主体层固定在外壳主体的外周面 上。 【现有技术文献】 【专利文献】 【专利文献1】日本特开2008-144757号公报 然而，在上述风扇外壳中，在外壳主体的外周面上形成朝外凸缘时，在将凸缘主体 层沿周向配置在外壳主体的外周面上的状态下，在该凸缘主体层的两侧成形附着支承层， 从而具有在凸缘主体层的基端部分和覆盖该部分的附着支承层之间可能产生间隙的问题， 解决该问题就成为了以往的课题。
技术实现思路
本专利技术是着眼于上述以往的课题而研发的，其目的是提供圆筒状外壳及圆筒状外 壳的制造方法，例如，将强化纤维和热固化树脂的复合材料作为素材，具有环状的朝外凸缘 的风扇外壳的情况下，能够确保该朝外凸缘的部分中的高结构强度。 为实现上述目的，本专利技术的圆筒状外壳，由使热固化树脂含浸于强化纤维而成的 复合材料形成，其特征在于，具有：呈圆筒状的外壳主体；朝外凸缘，沿周向以环状配置在 所述外壳主体的外周面上，所述朝外凸缘具有：粘接层，被粘接在所述外壳主体的外周面 上；截面三角形的基础层，在该粘接层上沿所述外壳主体的周向配置；一个凸缘构成层， 一体地具有从该基础层的一个斜面层叠在该一个斜面这一侧的所述粘接层上的底层及从 所述基础层的一个斜面沿离心方向立起的壁层；另一个凸缘构成层，一体地具有与所述 粘接层连续且从所述基础层的另一个斜面层叠在该另一个斜面这一侧的所述粘接层上的 底层及从所述基础层的另一个斜面向离心方向立起并与所述一个凸缘构成层的壁层重合 的壁层，所述基础层是层叠包含集束强化纤维而成的粗纱在内的粗纱层而形成的，一体地 具有所述底层及所述壁层的一个凸缘构成层、以及一体地具有所述粘接层、所述底层及所 述壁层的另一个凸缘构成层都是层叠包含由相对于所述外壳主体的轴心方向的取向角为 ± 15~75°的2轴的强化纤维带形成的非卷曲结构的2轴织物在内的多个2轴织物层而 形成的。 优选的是，所述外壳主体的外周面及所述朝外凸缘中的两所述凸缘构成层的各壁 层都是通过由使热固化树脂含浸于强化纤维而成的复合材料形成的保护层被覆盖。 优选的是，作为覆盖航空器用喷气发动机的风扇叶片的风扇外壳使用。 另外，本专利技术的上述圆筒状外壳的制造方法，其特征在于，经由如下工序形成所述 朝外凸缘：将片状的所述另一个凸缘构成层的粘接层部分层叠在模具上而形成所述粘接层 的工序；在层叠于所述模具上的片状的所述另一个凸缘构成层中的所述粘接层上形成截面 三角形的所述基础层的工序；从所述基础层的一个斜面将片状的所述一个凸缘构成层的底 层部分层叠在位于所述另一个凸缘构成层中的该一个斜面侧的所述粘接层上而形成所述 底层的工序；使所述一个凸缘构成层的壁层部分在所述基础层的一个斜面上立起而形成所 述壁层的工序；将与所述另一个凸缘构成层的所述粘接层连续的部分在所述基础层的另一 个斜面这一侧折回，将该折回的部分从所述粘接层重合于所述基础层的另一个斜面上而形 成该另一个凸缘构成层的所述底层，并且在所述基础层的另一个斜面上立起并形成所述壁 层而与所述一个凸缘构成层的壁层重合的工序；在所述另一个凸缘构成层这一侧设定受压 模，在装袋后的状态下加热加压而使含浸于所述织物层的各强化纤维的热固化树脂固化的 加热加压工序，在经过上述各工序形成了该所述朝外凸缘之后，将从所述模具脱模的所述 朝外凸缘粘接在由使热固化树脂含浸于所述强化纤维而成的复合材料形成的圆筒状的所 述外壳主体的外周面。 在本专利技术的中，构成外壳主体及朝外凸缘 的复合材料的强化纤维能够使用例如碳纤维、玻璃纤维、有机纤维（芳纶、PBO、聚酯、聚乙 烯）、氧化铝纤维、碳化硅纤维，作为基质，热固化树脂能够使用例如聚酯树脂、环氧树脂、乙 烯基酯树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、P恶挫啉树脂、三聚氰胺树脂。 在本专利技术的圆筒状外壳中，构成朝外凸缘的一个凸缘构成层及另一个凸缘构成层 都是层叠包含由碳纤维等的强化纤维束形成的呈非卷曲结构的2轴织物在内的多个2轴织 物层而形成的，从而能够发挥非卷曲结构的特征即伸缩性，朝外凸缘的制造时的凸缘构成 层的各折回不会产生褶皱或纤维的曲折。 另外，在本专利技术的圆筒状外壳中，朝外凸缘的制造时，一个凸缘构成层及另一个凸 缘构成层的两凸缘构成层的各底层被层叠在层叠于粘接层上的基础层的两斜面上及粘接 层上，并且两凸缘构成层的各壁层都在基础层的两斜面上立起，从而几乎没有在两凸缘构 成层和基础层之间产生间隙的可能性，其结果，在朝外凸缘的部分中，能够确保高的结构强 度。 专利技术的效果 在本专利技术的圆筒状外壳中，具有环状的朝外凸缘的风扇外壳的情况下，能够发挥 能够确保该朝外凸缘的部分中的高的结构强度这样的非常优良的效果。【附图说明】 图1是采用了本专利技术的一实施例的风扇外壳的航空器用喷气发动机的概要截面 说明图。 图2A是图1的风扇外壳的朝外凸缘部分的放大截面说明图。 图2B是剖切图1的风扇外壳的朝外凸缘所采用的2轴织物的一部分地表示的部 分平面说明图。 图3A是图1所示的风扇外壳的制造方法中的朝外凸缘的成形工序的第1工序说 明图。 图3B是图1所示的风扇外壳的制造方法中的朝外凸缘的成形工序的第2工序说 明图。 图3C是图1所示的风扇外壳的制造方法中的朝外凸缘的成形工序的第3工序说 明图。 图3D是图1所示的风扇外壳的制造方法中的朝外凸缘的成形工序的第4工序说 明图。 图3E是图1所示的风扇外壳的制造方法中的朝外凸缘的成形工序的第5工序说 明图。 图4A是图1所示的风扇外壳的制造方法中的朝外凸缘的成形工序的第6工序说 明图。 图4B是图1所示的风扇外壳的制造方法中的朝外凸缘的成形工序的第7工序说 明图。 图4C是图1所示的风扇外壳的制造方法中的朝外凸缘的成形工序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆筒状外壳，由使热固化树脂含浸于强化纤维而成的复合材料形成，其特征在于，具有：呈圆筒状的外壳主体；以及朝外凸缘，沿周向以环状配置在所述外壳主体的外周面上，所述朝外凸缘具有：粘接层，被粘接在所述外壳主体的外周面上；截面三角形的基础层，在该粘接层上沿所述外壳主体的周向配置；一个凸缘构成层，一体地具有从该基础层的一个斜面层叠在该一个斜面这一侧的所述粘接层上的底层及从所述基础层的一个斜面沿离心方向立起的壁层；另一个凸缘构成层，一体地具有与所述粘接层连续且从所述基础层的另一个斜面层叠在该另一个斜面这一侧的所述粘接层上的底层及从所述基础层的另一个斜面向离心方向立起并与所述一个凸缘构成层的壁层重合的壁层，所述基础层是层叠包含集束强化纤维而成的粗纱在内的粗纱层而形成的，一体地具有所述底层及所述壁层的一个凸缘构成层、以及一体地具有所述粘接层、所述底层及所述壁层的另一个凸缘构成层都是层叠包含由相对于所述外壳主体的轴心方向的取向角为±15～75°的2轴的强化纤维带形成的非卷曲结构的2轴织物在内的多个2轴织物层而形成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上务，奥村郁夫，重成有，原田敬，段佑辅，
申请(专利权)人：株式会社IHI，株式会社IHI空间技术，
类型：发明
国别省市：日本;JP