專利名稱：罩片的制造方法以及罩片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種罩片的制造方法以及罩片。本申請(qǐng)要求2010年7月2日在日本提出的特愿2010-152329號(hào)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容引用于此。
背景技術(shù)：
近年來，為了與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪中的高溫化相對(duì)應(yīng)，提出了用CMC (陶瓷基復(fù)合材料)等纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成環(huán)繞渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片設(shè)置的擋板的方案。通過由該纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成擋板，能夠得到耐熱性高、并且輕量的擋板。在專利文獻(xiàn)I中，提出了由沿圓周方向分開的多個(gè)罩片構(gòu)成擋板的方法。該罩片具備卡止在固定于燃?xì)鉁u輪殼體上的支撐零部件上的鉤部。并且在由上述的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料制造該罩片的情況下，將薄片狀的纖維織物疊層并成形為罩片形狀，相對(duì)于該成形后的罩片形狀的纖維織物含浸成形出基質(zhì)。專利文獻(xiàn)I :日本國特開2004-36443號(hào)公報(bào)。以往由纖維強(qiáng)化復(fù)合材料構(gòu)成的罩片由于是將薄片狀的纖維織物疊層制造的，所以在其側(cè)端纖維彼此在疊層方向上不連續(xù)。因此，為了進(jìn)一步提高擋板的強(qiáng)度，需要進(jìn)行將多個(gè)薄片狀的纖維織物沿層疊方向縫合的縫綴等繁雜的作業(yè)。其結(jié)果，導(dǎo)致制造中工序數(shù)量的增加，成為制造成本增加的原因。特別是，在上述具備鉤部的罩片上，需要在鉤部確保充分高的強(qiáng)度。因此，要求不必進(jìn)行繁雜的作業(yè)即能夠容易地制造出強(qiáng)度高的罩片的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于能夠容易地制造出在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用、鉤部的強(qiáng)度高的罩片。本發(fā)明采用了以下的結(jié)構(gòu)作為解決上述問題的手段。作為本發(fā)明所涉及的第I技術(shù)方案，采用了如下的結(jié)構(gòu)，在用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中由纖維強(qiáng)化復(fù)合材料構(gòu)成的罩片，該纖維強(qiáng)化復(fù)合材料配置在通過鉤部卡止而包圍轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的殼體和上述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片之間的罩片的制造方法中，具有按壓圓筒形的纖維織物的圓筒面而成形為罩片形狀的成形工序，和在成形為罩片形狀的上述纖維織物中含浸形成基質(zhì)的基質(zhì)形成工序。而且，也可以采用如下的結(jié)構(gòu)，當(dāng)在上述成形工序中按壓上述纖維織物的圓筒面之際，在除了相當(dāng)于上述鉤部的部位以外的部位設(shè)置容許上述纖維織物的過度變形的間隙。而且，也可以采用如下的結(jié)構(gòu)，在上述成形工序中，將加強(qiáng)部件配置在圓筒形的纖維織物的內(nèi)部收容，含有上述加強(qiáng)部件地成形出上述纖維織物。而且，也可以采用如下的結(jié)構(gòu)，在由纖維強(qiáng)化復(fù)合材料構(gòu)成，該纖維強(qiáng)化復(fù)合材料配置在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中通過鉤部卡止而包圍轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的殼體和上述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片之間的罩片中，由上述纖維強(qiáng)化復(fù)合材料構(gòu)成，該纖維強(qiáng)化復(fù)合材料具有具有圓筒形并且沿其圓周方向不斷開地連續(xù)的多個(gè)連續(xù)纖維，和附著在上述連續(xù)纖維上成形的基質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，圓筒形的纖維織物的圓筒面被按壓而制成罩片形狀，相對(duì)于該成形為罩片形狀的圓筒形的纖維織物形成基質(zhì)。因此，能夠制造出含有沿其圓周方向不斷開地連續(xù)的多個(gè)連續(xù)纖維、不必進(jìn)行縫綴等作業(yè)工序而強(qiáng)度高的罩片。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠容易地制造出在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用、鉤部的強(qiáng)度高的罩片。


圖IA是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的罩片的附圖，是表示設(shè)置在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪上的樣子的剖視圖；· 圖IB是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的罩片的附圖，是罩片的立體 圖2是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的罩片的制造方法的流程 圖3A是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的罩片的制造方法的示意 圖3B是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的罩片的制造方法的示意 圖3C是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的罩片的制造方法的示意 圖3D是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的罩片的制造方法的示意圖。附圖標(biāo)記說明
I :罩片，2 :對(duì)向部，3 :鉤部，10 :圓筒織物，20 :模具，30 :加強(qiáng)部件，100 :殼體，200 :支撐零部件。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的罩片的制造方法以及罩片的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在以下的附圖中，為了能夠使各部件為能夠識(shí)別的大小而適當(dāng)變更了各部件的比例。圖IA以及圖IB表示本實(shí)施方式的罩片。圖IA是表示罩片設(shè)置在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪上的樣子的剖視圖，圖IB是罩片的立體圖。本實(shí)施方式的罩片I環(huán)繞渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片配置，調(diào)節(jié)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片周圍的間隙。另夕卜，通過配置多個(gè)本實(shí)施方式的罩片I而形成環(huán)狀的擋板。并且本實(shí)施方式的罩片I由陶瓷基復(fù)合材料(CMC)形成。更詳細(xì)地說，作為陶瓷基復(fù)合材料，使用包括由碳化硅構(gòu)成的纖維織物，和由相對(duì)于上述纖維織物含浸的碳化硅構(gòu)成的基質(zhì)的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成罩片I。本實(shí)施方式的罩片I如圖IA以及圖IB所示，具備與渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的旋轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)ο虻膶?duì)向部2，和從對(duì)向部2上立設(shè)并且前端部3a與對(duì)向部2平行地折曲的鉤部3。對(duì)向部2如圖IA以及圖IB所示，具有環(huán)繞渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的旋轉(zhuǎn)軸(向渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的旋轉(zhuǎn)方向)彎曲的板狀。而且，對(duì)向部2的上述旋轉(zhuǎn)軸方向上的長度設(shè)定成比渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的長度更長。并且在對(duì)向部2上，為了確保上述旋轉(zhuǎn)軸方向上的長度，從鉤部3的直立區(qū)域向前后突出地設(shè)有端部2a。
鉤部3如圖IA所示，相對(duì)于安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體100上的支撐零部件200卡止。鉤部3沿渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的旋轉(zhuǎn)軸方向分離地設(shè)有兩個(gè)。另外，在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的流動(dòng)方向上，配置在流動(dòng)方向上游一側(cè)的鉤部3的前端部3a朝向上游一側(cè)折曲。而且，配置在流動(dòng)方向下游一側(cè)的鉤部3的前端部3a朝向下游一側(cè)折曲。并且在本實(shí)施方式中，罩片I具有多個(gè)連續(xù)纖維和附著在上述連續(xù)纖維上形成的基質(zhì)，該連續(xù)纖維具有圓筒形，沿其圓周方向不斷開地連續(xù)，該基質(zhì)。并且罩片I通過以下所說明的制造方法制造。本實(shí)施方式的罩片I的制造方法如圖2的流程圖所示，具有成形工序SI，含浸工序S2,以及燒成工序S3。另外，由含浸工序S2和燒成工序S3構(gòu)成本發(fā)明的基質(zhì)形成工序。成形工序SI是按壓圓筒形的纖維織物的圓筒面而成形為罩片形狀的工序。首先，如圖3A所示，使用如下的圓筒織物10，即其周長設(shè)定成與罩片I的周長相等，其長度設(shè)定成與罩片I的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的旋轉(zhuǎn)方向上的長度相等的圓筒形的纖維織物。圓筒織物10是通過對(duì)被捻成線狀的碳化硅的纖維進(jìn)行編織而形成的。另外，圓筒織物10通過將直徑不同的多個(gè)圓筒形狀的薄織物重合成同心圓狀而制成預(yù)先設(shè)定的厚度。接著，如圖3B所示，將多個(gè)模具20推壓在圓筒織物10的圓筒面上。而且，如圖3C所示，通過推入多個(gè)模具20而將圓筒織物10成形為罩片形狀。另外，雖然在圖3A至圖3D中未圖示，但各模具20具有多個(gè)貫通孔。而且，如圖3C所示，在用模具20按壓時(shí)，在相當(dāng)于罩片I的對(duì)向部2的前端部2a的部位設(shè)有間隙X。也就是說，根據(jù)本實(shí)施方式的罩片I的制造方法，在成形工序SI中按壓圓筒織物10的圓筒面之際，在除了相當(dāng)于鉤部3的部位之外的部位設(shè)有容許圓筒織物10的過度變形的間隙X。通過間隙X，圓筒織物10上相當(dāng)于鉤部3的部位以外的部位能夠柔軟地變形。在成形工序SI結(jié)束后進(jìn)行含浸工序S2。含浸工序S2是使碳化硅相對(duì)于形成為罩片形狀的圓筒織物10含浸的工序。另外，圓筒織物10保持被成形工序SI中的模具20按壓的狀態(tài)實(shí)施含浸工序S2。作為含浸工序S2，例如使用氣相含浸法(CVI法)或者液相含浸法(PIP法)等公知的方法使碳化娃含浸。接著進(jìn)行燒成工序S3。燒成工序S3是通過對(duì)含浸工序S2結(jié)束后的圓筒織物10進(jìn)行燒成而使碳化硅為碳化硅基質(zhì)的工序。另外，也可以根據(jù)需要而重復(fù)進(jìn)行含浸工序S2和燒成工序S3。通過重復(fù)進(jìn)行含浸工序S2和燒成工序S3，能夠形成更致密的基質(zhì)。根據(jù)本實(shí)施方式的罩片I的制造方法，圓筒織物10的圓筒面被按壓而成為罩片形狀，相對(duì)于成形為該罩片形狀的圓筒織物10形成基質(zhì)。因此，能夠制造出含有沿圓周方向不斷開地連續(xù)的多個(gè)連續(xù)纖維、不必進(jìn)行縫綴等作業(yè)工序而強(qiáng)度聞的罩片。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的罩片I的制造方法，能夠容易地制造出含有鉤部3并且整體強(qiáng)度高的罩片。而且，在本實(shí)施方式的罩片I的制造方法中，當(dāng)在成形工序SI中按壓圓筒織物10的圓筒面之際，在除了相當(dāng)于鉤部3的部位之外的部位設(shè)有容許圓筒織物10的過度變形的間隙X。因此，圓筒織物10上相當(dāng)于鉤部3的部位以外的部位能夠柔軟地變形，能夠可靠地將鉤部3成形為預(yù)先設(shè)定的形狀。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的罩片I的制造方法，能夠制造出能夠可靠地卡止在支撐零部件200上的罩片I。另外，如圖3D所示，在成形工序SI中，也可以將加強(qiáng)部件30配置在圓筒織物10的內(nèi)部收容，含有加強(qiáng)部件30地成形出圓筒織物10。能夠制造出具備加強(qiáng)部件30的罩片。
作為加強(qiáng)部件30，例如可列舉出陶瓷板或輔助纖維織物等。在將陶瓷板用作加強(qiáng)部件30的情況下，在相對(duì)于罩片施加了沖擊之際，通過上述陶瓷板破裂而能夠吸收沖擊。其結(jié)果，能夠制造出抗沖擊強(qiáng)的罩片。而且，在將輔助纖維織物用作加強(qiáng)部件30的情況下，能夠制造出中央部的纖維密度高、強(qiáng)度高的罩片。以上參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施方式。在上述實(shí)施方式中所示的各結(jié)構(gòu)部件的諸形狀及組合等僅是一例，能夠在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)基于設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種變更。例如，在上述實(shí)施方式中，對(duì)用包括由碳化硅構(gòu)成的纖維織物，和由相對(duì)于上述纖維織物含浸的碳化硅構(gòu)成的基質(zhì)的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成罩片的例子進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不僅限于此，也可以用其它的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料、例如包括由碳構(gòu)成的纖維織物，和由碳化硅或者碳構(gòu)成的基質(zhì)的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成罩片。而且，在上述實(shí)施方式中，說明了不必進(jìn)行縫綴等作業(yè)工序而能夠制造出強(qiáng)度高的罩片。但是，本發(fā)明并不排除縫綴，也可以根據(jù)需要進(jìn)一步增加進(jìn)行縫綴。在這種情況下，能夠制造出強(qiáng)度更高的罩片。進(jìn)而，也可以相對(duì)于罩片I進(jìn)行后加工。而且，在上述實(shí)施方式中，如圖3A所示，對(duì)圓筒織物10是俯視為正圓形狀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不僅限于此，圓筒織物10的俯視形狀也可以不是正圓。根據(jù)本發(fā)明，能夠容易地制造出在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用、鉤部的強(qiáng)度高的罩片。
權(quán)利要求
1.一種罩片的制造方法，用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中由纖維強(qiáng)化復(fù)合材料構(gòu)成的罩片，該纖維強(qiáng)化復(fù)合材料配置在通過鉤部卡止而包圍轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的殼體和上述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片之間，其特征在于，具有 按壓圓筒形的纖維織物的圓筒面而成形為罩片形狀的成形工序， 在成形為罩片形狀的上述纖維織物中含浸形成基質(zhì)的基質(zhì)形成工序。
2.如權(quán)利要求I所述的罩片的制造方法，其特征在于，當(dāng)在上述成形工序中按壓上述纖維織物的圓筒面之際，在除了相當(dāng)于上述鉤部的部位以外的部位設(shè)置容許上述纖維織物的過度變形的間隙。
3.如權(quán)利要求I所述的罩片的制造方法，其特征在于，在上述成形工序中，將加強(qiáng)部件配置在圓筒形的纖維織物的內(nèi)部收容，含有上述加強(qiáng)部件地成形出上述纖維織物。
4.如權(quán)利要求2所述的罩片的制造方法，其特征在于，在上述成形工序中，將加強(qiáng)部件配置在圓筒形的纖維織物的內(nèi)部收容，含有上述加強(qiáng)部件地成形出上述纖維織物。
5.一種罩片，由纖維強(qiáng)化復(fù)合材料構(gòu)成，該纖維強(qiáng)化復(fù)合材料配置在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中通過鉤部卡止而包圍轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的殼體和上述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片之間，其特征在于， 由上述纖維強(qiáng)化復(fù)合材料構(gòu)成，該纖維強(qiáng)化復(fù)合材料具有具有圓筒形并且沿其圓周方向不斷開地連續(xù)的多個(gè)連續(xù)纖維，和附著在上述連續(xù)纖維上成形的基質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明的罩片的制造方法具有按壓圓筒形的纖維織物(10)的圓筒面而成形為罩片形狀的成形工序，和在成形為罩片形狀的纖維織物中含浸形成基質(zhì)的基質(zhì)形成工序。
文檔編號(hào)F02C7/28GK102959204SQ201180032589
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者溝上陽介, 田尾伸也, 田村崇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社 Ihi