特許 5697303 ファンブレードのアセンブリ及びそのダンパのアセンブリ、ファンブレードダンパ及びダンパの較正方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5697303

(24)【登録日】2015年2月20日

(45)【発行日】2015年4月8日

(54)【発明の名称】ファンブレードのアセンブリ及びそのダンパのアセンブリ、ファンブレードダンパ及びダンパの較正方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/34 20060101AFI20150319BHJP

   F01D 5/26 20060101ALI20150319BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/34 F

   F01D5/26

   F04D29/34 B

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2008-288423(P2008-288423)

(22)【出願日】2008年11月11日

(65)【公開番号】特開2009-121473(P2009-121473A)

(43)【公開日】2009年6月4日

【審査請求日】2011年10月17日

(31)【優先権主張番号】0707923

(32)【優先日】2007年11月12日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】505277691

【氏名又は名称】スネクマ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100140523

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 千尋

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100103920

【弁理士】

【氏名又は名称】大崎 勝真

(74)【代理人】

【識別番号】100124855

【弁理士】

【氏名又は名称】坪倉 道明

(72)【発明者】

【氏名】ジエローム・ポール・マルソー・マセ

(72)【発明者】

【氏名】テイエリー・ニトル

(72)【発明者】

【氏名】パトリツク・ジヤン−ルイ・ルゲザ

【審査官】 柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】 特表平０８−５０３５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１０９９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３２９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１３９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２９１８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／３４

Ｆ０１Ｄ ５／２６

Ｆ０１Ｄ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ファン及びファンブレードダンパを有するターボジェットのファンブレードアセンブリであって、ファンブレードが、根元部及びプラットフォームを備え、ファンブレードダンパが、プラットフォームの下側面に形成されたハウジング内に取り付けられるのに適しており、前記ハウジングが、ブレード根元部の延在方向に垂直な上流側面を備え、ファンブレードダンパが、第１の部分がハウジングの上流側面に平行であり且つ第２の部分が前記上流側面に対して傾斜している前縁を備え、前記第１の部分および前記第２の部分が、ファンブレードダンパの幅方向に互いに隣接している、アセンブリ。

【請求項2】

上流側面に平行な部分が、ハウジングの上流側面に当接している、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項3】

前縁の平行部分と傾斜部分との間に形成された角度（α）が、１０°から２０°の間である、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項4】

傾斜部分が、平坦面を形成している、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項5】

傾斜部分が、曲面を形成している、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項6】

傾斜部分の尾根が、丸みがある、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項7】

ファンブレードダンパが、その外面において、少なくとも１つの金属製の接触領域を備える、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項8】

請求項１に記載のファンブレードアセンブリを実現するように構成されたターボジェットのファンブレードダンパであって、Ｘ方向軸に沿って長さが、Ｙ方向軸に沿って幅が、Ｚ方向軸に沿って高さが延在しており、
前記ファンブレードダンパが、軸Ｘに関して前部及び後部をその長さ方向に備え、上側右傾斜面及び上側左傾斜面を備える上側面を備え、ファンブレードダンパの前部の前方に形成されている前縁が、軸Ｘに対して横方向である第１の部分と、前記第１の部分に対し、ファンブレードのハウジングに関して下流側に傾斜している第２の部分とを備える、ファンブレードダンパ。

【請求項9】

ファンを有するターボジェットのファンブレードとともに、請求項１に記載のアセンブリを形成するように配置されている、請求項８に記載のダンパ。

【請求項10】

ファンと重量予備部分を備えるファンブレードダンパとを有するターボジェットのファンブレードアセンブリのダンパの較正方法であって、
ファンブレードダンパの参照重量Ｍｒｅｆが決定され、
ファンブレードダンパの有効重量Ｍｅｆｆが測定され、
切り取られたファンブレードダンパの重量が参照重量Ｍｒｅｆと等しくなるように重量予備部分が切り取られ、切り取られた後のファンブレードダンパが、請求項８に記載のファンブレードダンパの外形を示す、方法。

【請求項11】

重量予備部分が、ファンブレードダンパの前端に配置されている、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

ファンブレードダンパが、請求項８に記載のファンブレードダンパである、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボジェット、特にフロントファンを有するターボジェットの分野に関する。

【背景技術】

【0002】

ツインスプールターボジェットは、機能的には、ガスの流れ方向における上流から下流にかけて、ケーシング内のファンと、コンプレッサと、燃焼チャンバと、タービンと、排気ノズルとを備える。低圧及び高圧の２つのスプールは、互いに独立して回転し、同軸である。ターボジェットは、高圧ＨＰコンプレッサの上流に低圧ＢＰコンプレッサを備えるとともに、ＢＰタービンの上流にＨＰタービンを備える。「内部」もしくは「外部」、又は、「内側」もしくは「外側」は、説明において、エンジンの軸に関して、エンジンに対して半径方向内部もしくは外部、又は、エンジンに対して半径方向内側もしくは外側を意味する。

【0003】

ファンは、ブレードとともに設けられて低圧ロータトラニオンを介して低圧シャフトに固定的に取り付けられたファンディスクを備える。各ファンブレードは、エンジン内に半径方向に延在し、外側から内側にかけて、エアフォイルと、プラットフォームと、ファンディスクの溝に係合するように配置された根元部とを備える。

【0004】

ブレードがファンケーシング内で回転するとき、ブレードは、振動する傾向にあり、それらの摩耗を加速して耐用年数を低減する。この摩耗を制限するために、ブレードのプラットフォームの下方に振動を吸収するためにダンパを置く慣習が知られている。

【0005】

ダンパは、エンジンが回転する間にダンパがプラットフォームを押圧するように、２つの隣接するブレードに跨って、プラットフォームの下方に置かれた剛性部品である。

【0006】

２つの隣接するブレード間の任意の相対的な移動は、ブレードとダンパとの接触面間に摩擦を生じさせる。この摩擦は、振動エネルギーの消散に寄与する。

【0007】

ＥＰ１２９１４９２は、ブレードのプラットフォームの下方に形成されたハウジング内に保持されたダンパを教示している。接触要素は、ダンパの正確な位置決めを確実にするためにダンパの面上に配置されている。ダンパの近接した取り付けは、接触面間の面間（ｆｌａｔ−ｔｏ−ｆｌａｔ）圧力を阻止する。

【0008】

そのハウジング内へのダンパの取り付けの質は、上記ダンパの製造許容誤差に依存する。ダンパの追加の厚みは、不完全な位置決めと、そのダンパを有するブレードの早期の摩耗とを生じさせる。

【0009】

ダンパが取り付け工程の間に正確に位置決めされることもまた可能であるが、ダンパは、エンジンが動作しているときに移動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】欧州特許出願公開第１２９１４９２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

それらの形状により、ダンパは、ブレードの回転効果のもとに、ブレードのプラットフォームに配置されたハウジングの上流側に当接して侵入するために上流に引き出され、ハウジングの上流側においてダンパとプラットフォームとの間にピボット接触が引き起こされる。このピボットまわりのダンパの回転は、面間圧力を阻止し、ダンパ及びブレードの摩耗を生じさせる。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第１の目的は、部品の耐用年数を増加させるために部品の摩耗を制限することである。

【0013】

さらに、ターボジェットの種類に応じて、ファンブレードダンパは、異なる重量を有さなければならない。所望の重量のダンパを得るために、標準重量のダンパは経験的な手法で機械加工される。この機械加工又は較正の作業は、一律な方法では実施されず、簡便且つ低コストで再現することはできない。

【0014】

本発明の第２の目的は、簡便且つ再現可能な方法で、ブレードのプラットフォームに対するダンパの位置決めを変化させることなく、ダンパの重量を較正することである。

【0015】

これらの目的を達成して上述した不都合を解決するために、本出願人は、ファン及びファンブレードダンパを有するターボジェットのファンブレードアセンブリであって、ファンブレードは、根元部及びプラットフォームを備え、ファンブレードダンパは、プラットフォームの下側面に形成されたハウジング内に取り付けられるのに適しており、上記ハウジングは、ブレード根元部に垂直な上流側面を備え、ダンパは、第１の部分がハウジングの上流側面に平行であり且つ第２の部分が上記上流側面に対して傾斜している前縁を備える、アセンブリを提案する。

【0016】

好ましくは、上流側面に平行な部分は、ハウジングの上流側面に当接している。

【0017】

さらに好ましくは、前縁の平行部分と傾斜部分との間に形成された角度は、１０°から２０°の間である。

【0018】

本発明の特徴によれば、傾斜部分は、平坦面を形成している。

【0019】

本発明の他の特徴によれば、傾斜部分は、曲面を形成している。

【0020】

さらに好ましくは、傾斜部分の尾根は、丸みを有する。

【0021】

さらに好ましくは、ダンパは、その外面において、少なくとも１つの金属製の接触領域を備える。

【0022】

本発明はまた、Ｘ方向軸に沿って長さが、Ｙ方向軸に沿って幅が、Ｚ方向軸に沿って高さが延在しており、第１の前部及び軸Ｘに関して多角形断面の第２の後部を、その長さ方向に備えるターボジェットのファンブレードダンパに関し、ダンパは、上側右傾斜面及び上側左傾斜面を備える上側面を備え、ダンパの第１の前部の前方に形成されている前縁は、軸Ｘに対して横方向である第１の面と、上記第１の面に対して傾斜している第２の面とを備える。

【0023】

本発明はまた、ファンと重量予備部分（ｖｏｌｕｍｅ）を備えるファンブレードダンパとを有するターボジェットのファンブレードアセンブリのダンパの較正方法に関し、本方法において、
ダンパの参照重量Ｍｒｅｆが決定され、
ダンパの有効重量Ｍｅｆｆが測定され、
切り取られたダンパの重量が参照重量Ｍｒｅｆと等しくなるように重量予備部分が切り取られる。

【0024】

適切には、重量予備部分は、ダンパの前端に配置されている。

【0025】

本発明は、添付された図面の補助をともなってよりよく理解される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で方向付けられた座標系におけるダンパの斜視図を示している。

【発明を実施するための形態】

【0027】

ターボジェットは、機能的には、ガスの流れ方向における上流から下流にかけて、ケーシング内のファンと、コンプレッサと、燃焼チャンバと、タービンと、排気ノズル上流とを備える。ファンは、ブレードが取り付けられたファンディスクを備える。ブレードは、互いに隣接して、ディスクの周囲に円周方向に置かれる。

【0028】

「内部」もしくは「外部」、又は、「内側」もしくは「外側」は、説明において、エンジンの軸に関して、エンジンに対して半径方向内部もしくは外部、又は、エンジンに対して半径方向内側もしくは外側を意味する。「左」又は「右」は、説明において、エンジンの左又は右を意味する。方向は、エンジンの軸に関して考慮され、上流から下流へと向けられる。

【0029】

ダンパ２０は、ファンブレードのプラットフォームの下方に収容されている。

【0030】

ブレードは、エンジン内に半径方向に延在し、外側から内側にかけて、エアフォイルと、プラットフォームと、ファンディスクに取り付けられるように配置された根元部とを備える。プラットフォームは、エアフォイルの両側に横方向に延在し、右側プラットフォームと左側プラットフォームとからなる。右側プラットフォームは、左側プラットフォームよりも広い。

【0031】

ダンパ２０は、ファンディスクに対して円周方向に取り付けられた２つのブレードのプラットフォームの下方に置かれている。第１のブレードのプラットフォームの右側プラットフォームは、第２のブレードの隣接するプラットフォームの左側プラットフォームと接触している。

【0032】

ダンパ２０は、プラットフォームの下方に形成されたハウジング内に収容されている。ハウジングは、第１の右側プラットフォームの下方及び第２の左側プラットフォームの下方にそれぞれ形成された２つの部分を備える。ハウジングは、ダンパ２０が上記ハウジング内に都合よく収容されているときにダンパ２０がプラットフォームの下側面と面間接触するように配置されている。

【0033】

図１を参照すると、ダンパ２０は、Ｘ方向軸に沿って長さが、Ｙ方向軸に沿って幅が、Ｚ方向軸に沿って高さが延在している。ダンパは、第１の前部２５と、第１の前部２５に対して上方にオフセットしている第２の後部２６とを、その長さ方向に備える。

【0034】

前後は、Ｘ方向軸に関して定義され、軸Ｘは、前から後ろに向けられる。ダンパの底（下側部）及び上（上側部）は、Ｚ方向軸に関して定義され、軸Ｚは、底から上に向けられる。左右方向は、Ｙ方向軸に関して定義され、軸Ｙは、右から左に向けられる。

【0035】

したがって、ダンパ２０がそのハウジング内に位置決めされるとき、軸Ｘは、エンジンの軸に略平行であり、前後方向は、それぞれ、上流及び下流方向に対応する。

【0036】

前部２５及び後部２６は、それぞれ、軸Ｘに関して多角形断面を有し、第１の部分２５の断面は、軸Ｘの方向に増加している。

【0037】

ダンパの非平行側面２０Ｄ、２０Ｇは、面（Ｘ、Ｚ）に対して傾斜しており、側面２０Ｄ、２０Ｇの間の距離は、後部２６に対して前部２５においてより短い。側面２０Ｄ、２０Ｇは、下側面２０Ｉを構成する面（Ｘ、Ｙ）に直交している。

【0038】

上側面２０Ｓは、面（Ｘ、Ｙ）に対して傾斜しており、上側面２０Ｓと下側面２０Ｉとの間の距離は、後部２６に対して前部２５においてより短い。

【0039】

ダンパ２０の上側面２０Ｓは、傾斜しており接合尾根２８によって離隔されている右上側面及び左上側面を備える。ダンパ２０の左右上側面は、それぞれ、右側プラットフォームの下側面及び左側プラットフォームの下側面と接触しており、接合尾根２８は、隣接するプラットフォームの側プラットフォームの間の接触領域と一致して配置されている。

【0040】

前縁２１は、ダンパの第１の前部２５の前方に形成されている。前縁２１は、軸Ｘに関して第１の横断面２１Ａを備えるとともに、上記第１の面２１Ａに関して第２の傾斜面２１Ｂを備える。後縁２２はまた、後部２６の後方に形成されている。

【0041】

いったんダンパ２０がハウジング内に位置決めされると、ハウジングは、プラットフォームに平行に延在する。ブレードのハウジングは、根元部に垂直な上流側面を備え、ダンパ２０の前縁２１は、上記側面に当接する。

【0042】

図１を参照すると、２つの部分２５、２６は、プラットフォームに略平行である。前部２５及び後部２６は、それぞれ、それらの外面に、金属から作られてブレードのプラットフォームの内面と接触するために配置された２つの接触要素２５１、２６１を備える。これらの金属接触要素２５１、２６１は、ブレードの間隙に起因する振動を吸収するのを可能とする。接触要素２５１、２６１は、略矩形である。

【0043】

ダンパ２０は、主にプラスチック材料から作られる。他の合成材料が同様に適合可能であることはいうまでもない。

【0044】

図１を参照すると、ダンパ２０の前部２５は、その前端において、前縁２１によってその前端で終端とされている、予備部分２７と称される重量予備部分２７を備える。

【0045】

予備部分２７は、ダンパ２０の重量を較正するために切り取られるために用意されている。

【0046】

ダンパ２０の製造中におけるダンパ２０の鋳造後に、ダンパ２０の前縁２１は、ダンパがそのハウジング内にあるときに軸Ｘを横断して上流側面に平行な単一面を備える。予備部分２７は、所望の重量に較正されたダンパ２０を得るために切り取られる。

【0047】

ダンパ２０は、ダンパ２０の前縁２１上に、軸Ｘに関して第１の横断面２１Ａに対応する、ハウジングの上流側面に平行な部分を配置するとともに、第２の傾斜面２１Ｂに対応する、ハウジングの上流側面に対する傾斜部分を配置するために、予備部分２７の前縁２１において切り取られる。

【0048】

図１を参照すると、前縁２１の傾斜部分２１Ｂは、平行部分２１Ａの左にある。傾斜部分２１Ｂは、上流側面と接触せず、これにより、ダンパ２０とブレードとの間にピボット接触が引き起こされるのを阻止する。次いで、ダンパ２０は、エンジンが動作しているときにはハウジング内で移動することができない。

【0049】

第１の例示的な実施形態：予備部分の直線的な切り取り
第１の例示的な実施形態において、予備部分２７は、直線的な様式で切り取られる又は面取りされる。傾斜部分２１Ｂと平行部分２１Ａとの間に形成される切り取り角度αは、１０°から２０°の間であり、好ましくは１４°である。

【0050】

ユーザは、ダンパ２０の上側面について、ダンパ２０の左縁に延在する直線とダンパ２０の前縁２１の平行部分２１Ａに延在する直線との交差点に対応する仮想点ＰＶを定義する。点ＰＶは、ダンパ２０が切り取られる前のダンパ２０の隅部に対応している。

【0051】

ユーザは、仮想点ＰＶまでのダンパ２０の左縁に延在する距離に対応する第１の長手方向面取り距離ＢＬを定義する。ユーザはまた、仮想点ＰＶまでのダンパ２０の前縁の平行部分に延在する距離に対応する第２の横方向面取り距離ＢＴを定義する。この場合、長手方向面取り距離ＢＬは、横方向面取り距離ＢＴよりも短い。

【0052】

したがって、ダンパ２０とプラットフォームとの間の接触領域は、ハウジングの上流側面において低減する。

【0053】

第１の長手方向面取り距離ＢＬの長さは、３．５ｍｍから７ｍｍの間であり、好ましくは５．８ｍｍである。

【0054】

第２の横方向面取り距離ＢＴの長さは、１８ｍｍから２２ｍｍの間であり、好ましくは２０．３ｍｍである。

【0055】

第２の例示的な実施形態：予備部分の丸みのある切り取り
ユーザは、半径が０．５ｍから０．６ｍの間である球形をともなうダンパ２０の交差点に沿って予備部分２７の凹状丸みのある切り取りを作る。

【0056】

各切り取りについて、ユーザは、ダンパ２０の傾斜部分２１Ｂの尾根２１１の放射を作り出し、放射は、尾根２１１がミリメートルオーダー（この場合、１ｍｍ）の半径を有するように丸み付けすることによって尾根２１１を平滑にすることに本質がある。

【0057】

これら全ての切り取り及び放射は、ダンパ２０がプラットフォームに静止して上記部品間の接触領域を移動させ、ブレードの早期の摩耗を生じさせるのを阻止することができる。切り取りは、上流接触を制限し且つダンパの重量を較正するように行われる。

【0058】

ダンパ２０の較正方法に応じて、ユーザは、そのブレードに設けられたファンディスクが平衡を保つようにダンパ２０の参照重量Ｍｒｅｆを決定する。ユーザは、製造後にダンパ２０の有効重量Ｍｅｆｆを測定する。一般に、有効重量Ｍｅｆｆは、参照重量Ｍｒｅｆよりも重い。次いで、ユーザは、切り取られたダンパ２０の重量が参照重量Ｍｒｅｆと等しくなるように重量予備部分２７を切り取る。

【0059】

ダンパの切り取りは、その位置決め及び較正という２つの不都合を同時に解決するのを可能とする。

【0060】

いったん切り取られると、ダンパ２０は、そのハウジング内に収容され、前縁２１の平行部分２１Ａは、上流側面に当接し、左側面２０Ｇは、ブレード根元部に当接し、右側面２０Ｄは、他のブレード根元部に当接する。ダンパ２０は、ブレードとファンディスクとの間に固定される。

【0061】

ダンパ２０は、従来技術のものと同じ金型を用いて製造される。したがって、上記ダンパを製造するための製造ラインを変える必要がない。

【0062】

有利には、同じエンジンにおいて同じブレードのセットについて、従来技術及び本発明に係るダンパを用いることが可能である。したがって、既に流通しているエンジンについて、摩耗したダンパを本発明に係るダンパに置換することが可能である。本発明の利点は、即時のものであり、エンジンの構造的な変更を必要としない。

【符号の説明】

【0063】

２０ ダンパ
２０Ｄ、２０Ｇ 非平行側面
２０Ｉ 下側面
２０Ｓ 上側面
２１ 前縁
２１Ａ 第１の横断面
２１Ｂ 第２の傾斜面
２２ 後縁
２５ 第１の前部
２６ 第２の後部
２７ 重量予備部分
２８ 接合尾根
２１１ 尾根
２５１、２６１ 接触要素

【図1】