損傷した穴を修復する方法および拡大穴修復キット
【課題】費用軽減効果が高く、しかも耐久性のある、様々な部品における拡大した穴（４６）を修復する方法を提供する。
【解決手段】損傷した穴（４６）を修復するための方法と装置は、変形可能なロッド（６２）とその中央部分（６８）の周囲に巻かれたファブリック（６４）とを備える。該ロッドの第１の部分（６６）は損傷した穴内に挿入される。該ロッドは、その中央部分とファブリックとを穴の内側周辺部に整合させるために引き伸ばされる。該ロッドは、次いで、該穴の内側周辺部に対抗してファブリックを圧縮するために、弛緩される。
【解決手段】損傷した穴（４６）を修復するための方法と装置は、変形可能なロッド（６２）とその中央部分（６８）の周囲に巻かれたファブリック（６４）とを備える。該ロッドの第１の部分（６６）は損傷した穴内に挿入される。該ロッドは、その中央部分とファブリックとを穴の内側周辺部に整合させるために引き伸ばされる。該ロッドは、次いで、該穴の内側周辺部に対抗してファブリックを圧縮するために、弛緩される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、損傷した穴を修復する方法および装置に関する。より詳細には、本発明は、ガスタービンエンジンの複合ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
取り外し可能なノーズコーンは、ガスタービンエンジンのインレットの中央にあるハブに通常取り付けられる。ノーズコーンは、ハブ機材に対する滑らかな空力的表面被覆をもたらし、かつ、ファンブレードに空気を供給する。いくつかのエンジン設計において、ノーズコーンは、ファンブレードと共に回転する。
【０００３】
ノーズコーンは、ハブ上の対応する穴に整合したノーズコーンのフランジ上の取り付け穴を通過する複数の取り付けボルトでハブに取り付けることができる。フランジは、交互に設けられた取り付け穴とバランスウェイト穴とを備える。バランスウェイト穴は、バランスウェイト穴を通してボルトを挿入することによってノーズコーンをハブに設置する前に、ノーズコーンのつり合いを取るのに使用される。取り付け穴用のボルトは、ノーズコーンをハブに整合させた後に挿入される。
【０００４】
ガスタービンエンジン内部の作動条件に起因して、時間が経つにつれて、フランジ上の取り付け穴とバランスウェイト穴は拡大する。拡大した穴により、ボルトが穴内で移動することになる。そのため、ボルトが適切に取り付け穴とバランスウェイト穴内で固定されるよう、ボルト穴を修復する必要が生じることになる。
【０００５】
拡大した穴を修復する方法の１つは、チョップドファイバ充填エポキシ樹脂で穴を詰めて、次いでボルトが再挿入される領域をドリルで空けることからなる。しかしながら、この方法は、その耐久性に関して不適切である。あるいはまた、ノーズコーン全体を交換することは、非常に高価である。
【０００６】
したがって、費用軽減効果が高く、しかも耐久性のある、様々な部品における拡大した穴を修復する方法が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、費用軽減効果が高く、しかも耐久性のある、様々な部品における拡大した穴を修復する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、損傷した穴を修復するための方法と装置であり、変形可能なロッドの第１の部分を穴内に挿入することを含む。該ロッドは、ロッドの中央部分の周囲を取り巻く織られたファブリック（織物）を有する。本発明の方法はさらに、ロッドの中央部分とファブリックとを、穴の内側周辺部に整合させるためにロッドを引き伸ばすことと、該穴の内側周辺部に対抗してファブリックを圧縮するために、ロッドを弛緩させることとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、ターボファンガスタービンエンジン１０の断面図であり、インレットノーズコーン１２と、低圧圧縮機１４と、高圧圧縮機１６と、燃焼器１８と、高圧タービン２０と、低圧タービン２２とを備える。
【００１０】
低圧圧縮機１４は、ファンセクション２４と、内側ファンケース２６と、外側ファンケース２８とを備える。インレットノーズコーン１２は、アクセスキャップ３０を備える。ノーズコーン１２は、反対側の端部でファンセクション２４に取り付けられる。
【００１１】
図２は、前方（前部）端３２と後方（後部）端３４とを有するインレットノーズコーン１２の側面からの斜視図である。インレットノーズコーン１２は、開口３６と、本体部３８と、後方フェアリング４０と、ランプ４２と、フランジ４４とを備える。開口３０は、ノーズコーン１２の前方端３２に位置しており、アクセスキャップ３０を受容するよう形成されている。後方フェアリング４０は、ノーズコーン１２の後方端３４において本体部３８から延在している。ランプ４２もまた、ノーズコーン１２の後方端３４において本体部３８から延在している。本体部３８、後方フェアリング４０、およびランプ４２は、それらの接合部でY字接合を形成するよう形成される。フランジ４４はランプ４２から延在している。フランジ４４は、フランジ４４の周囲に交互に設けられた複数のバランスウェイト穴４６と、複数の取り付け穴４８とを有する。
【００１２】
バランスウェイト穴４６は、ファンセクション２４に取り付ける前にノーズコーン１２のつり合いをとるために設計される。バランスウェイト穴４６は、（図示しない）バランスウェイトボルトと、つり合いおもりワッシャおよびナットとを受容するよう形成される。
【００１３】
取り付け穴４８は、ファンセクション２４上の（図示しない）対応する穴に整合するよう形成される。ノーズコーン１２をファンセクション２４に取り付けるために、取り付けボルト（図示せず）を、取り付け穴４８とファンセクション２４に設けられた穴とを通って挿入することができる。
【００１４】
図３は、図２のインレットノーズコーン１２の別の斜視図である。
【００１５】
図４は、図３のインレットノーズコーン１２の一部の断面図である。図４に示すように、ノーズコーン１２は、本体部３８と、後方フェアリング４０と、ランプ４２と、バランスウェイト穴４６を有するフランジ４４とを備える。フランジ４４はまた、外側面５０と内側面５２とを備える。
【００１６】
時間が経つにつれて、ガスタービンエンジン１０内の作動条件により、バランスウェイト穴４６の径Ｄが拡大する。このため、穴４６を介して固定されている（図示しない）ボルトが移動するようになり、望ましくない。そのため、拡大したバランスウェイト穴４６を修復する必要が生じる。
【００１７】
図４においては示していないが、フランジ４４の取り付け穴４８もまた、時間が経つにつれて径が大きくなる。そのため、取り付け穴４８も、拡大した穴の寸法を小さくするために修復する必要がある。
【００１８】
一実施態様において、取り付け穴４８の径はバランスウェイト穴４６の径より大きい場合がある。たとえば、取り付け穴４８を、０．３０インチ（７．６２ｍｍ）より小さく、また、バランスウェイト穴４６を０．２５インチ（６．３５ｍｍ）より小さくなるよう設計する場合がある。しかしながら、あらゆる寸法のボルト穴の修復も本発明の範囲内であることが認められる。
【００１９】
拡大したバランスウェイト穴または取り付け穴は、穴全体を複合材料で充填することによって修復することができる。航空機産業においては、ファイバーグラスが丈夫で耐久性があり、非常な高温に対する耐性を有するため用いるのに好ましい。例として、エポキシなどの樹脂と組み合わせたファイバーグラスのチョップドストランドを、穴の全領域いっぱいに充填するよう、穴内に挿入することができる。ファイバーグラスとエポキシの複合体は、次いで、穴の内側で固まるよう硬化される。その後、ボルトが修復した穴内で受容されるよう、ボルト径とほぼ等しい径の領域をドリルで空ける。
【００２０】
樹脂と組み合わせたファイバーグラスのチョップドストランドを使用する難点の１つとは複合体が、樹脂を含浸させた織られたファブリックほど耐久性が高くないということである。拡大した穴の適切な修復には、十分に耐久性を有する丈夫な材料が必要である。さらには、上記方法の別の難点とは、穴にボルトを挿入するための領域を形成するために、材料をドリルで穴空けして取り除くというさらなる工程が必要であるということである。
【００２１】
図５〜図７は、本発明の実施態様、装置６０を図示しており、この装置は、これに限定されるものではないが、インレットノーズコーンの拡大したボルト穴などの拡大した穴の修復に使用される。装置６０は、ロッド６２とファブリック６４のロールとを備える。以下でより詳細に説明するように、ファブリック６４は、拡大した穴に挿入されるように設計されており、穴の内側のブッシュとして機能するため、穴の径を減少させることができる。ロッド６２は、やはり以下で説明するように、弛緩状態と伸張状態とを有する。
【００２２】
図５は、ファブリック６４をロッド６２の周囲に取り巻く前の、弛緩状態にあるロッド６２とファブリック６４の斜視図である。ロッド６２は、長さＬ１と、第１の端領域６６と、中央領域６８と、第２の端領域７０とを備える。第１の端領域６６は第１の径Ｄ１を有する。ロッド６２が弛緩状態にあるとき、中央領域６８は径ＲＤを有する。図５に示すように、ロッド６２は、第１の端領域６６の第１の径Ｄ１が中央領域６８の径ＲＤより小さくなるよう、段状に径が減少した部分を有する。
【００２３】
図５では示していないが、ロッド６２は、第２の端領域７０もまた段状の径減少部と、中央領域６８の径ＲＤより小さい径とを有するよう形成することができる。
【００２４】
図５の代替実施態様として、段状の径減少部の代わりに、テーパー状の径減少部を有するよう、ロッド６２に第１の端領域６６の周囲で内側に向かってテーパーをつけることができる。同様にして、第２の端領域７０もまた、テーパー状の径減少部を有することができる。
【００２５】
ロッド６２は、変形可能で固着しない（ｎｏｎ−ｓｔｉｃｋ）の面を有するよう設計される。好ましい実施態様では、ロッド６２は、ゴムなどの弾性材料（エラストマー）から形成される。しかしながら、ロッド６２は様々なその他の材料から形成できることが認められる。
【００２６】
一実施態様において、ファブリック６４は織られたファイバーグラスから形成される。上述したように、ファイバーグラスは航空エンジン部品の修復に使用するのに好ましい材料である。しかし、他の材料も使用可能である。ファブリック６４は樹脂で含浸してもよく、その際、この用途に特に適した樹脂はエポキシである。使用可能なその他の種類の樹脂には、ポリエステル、ビスマレイミド（ＢＭＩ）、ポリイミドが包含される。
【００２７】
図６は、ロッド６２の中央領域６８周囲にコイル状に巻かれるプロセスにあるファブリック６４を示している。実施態様において、ファブリック６４の最低２つの完全な層でロッド６２周囲を取り巻くことができる。ファブリックの厚さがロッド６２の周囲で均一になるように一周にわたって完全に取り巻くことが好ましい。
【００２８】
図７は、ファブリック６４をロッド６２周囲に取り巻いた後の、ロッド６２とファブリック６４の上面図を示している。図７に示す実施態様では、３つのファブリック６４の完全な層（第１のプライＰ１、第２のプライＰ２と、第３のプライＰ３）が、ロッド６２周囲にコイル状に巻かれている。
【００２９】
図５〜図７において、ロッド６２は弛緩状態にある。上述したように、ロッド６２は変形可能に設計されている。ロッド６２は伸張した状態にするために引っ張って長く伸ばすことができる。その伸張された状態では、ロッド６２は長さＬ１より長い長さを有し、中央領域６８は（弛緩された状態の）径ＲＤよりも小さい径を有する。
【００３０】
ロッド６２と同様のロッドにファブリック６４に類似のファブリックを予め巻くことができ、その場合には、図５と図６に示す工程は不要となる。
【００３１】
図８〜図１５は、拡大したボルト穴を修復するために装置６０を用いるための概略的な工程を示している。図８は、ファブリック６４で巻かれたロッド６２を備える装置６０と、図４で示すようにいずれもノーズコーン１２にある（断面で示す）バランスウェイト穴４６を有するフランジ４４とランプ４２の一部とを示している。図８において、ノーズコーン１２は、図４の位置に対しておおよそ９０°時計方向に回転されている。
【００３２】
すぐ下の説明において、装置６０は、フランジ４４のバランスウェイト穴４６の修復に関して使用されている。装置６０はまた、フランジ４４の取り付け穴４８や、その他種々の部品の多くのその他の種類の拡大した穴を修復するのに使用することができる。
【００３３】
図８は、穴４６を通って挿入されるロッド６２の第１の端領域６６を示している。第１の端領域６６の第１の径Ｄ１が、拡大した穴４６の径Ｄよりも小さいため、第１の端領域６６を容易に穴４６に通すことができる。一旦、第１の端領域６６を穴４６に通した後、第１の端領域６６と第２の端領域７０とをそれぞれつかんで、伸張された状態へ引き伸ばしたロッド６２へと引っ張る。
【００３４】
図９は、図８の弛緩された状態と比較した際の伸張された状態のロッド６２を示している。伸張された状態では、ロッド６２は弛緩された状態の長さＬ１よりも実質的に長い第２の長さＬ２を有し、ロッド６２の中央領域６８は弛緩された状態の径ＲＤよりも実質的に小さい伸張された径ＳＤを有する。
【００３５】
上述したように、実施態様において、ファブリック６４はエポキシなどの樹脂で含浸することができる。したがって、ファブリック６４は粘着性があるため、引き伸ばし工程中にロッド６２に接着する。ファブリック６４が最初に弛緩された状態のロッド６２周囲に巻かれるとき、ファブリック６４はコイル状の層（第１のプライＰ１、第２のプライＰ２、第３のプライＰ３）が相互に完全に整合するようにきつく巻かれる。ロッド６２が引き伸ばされるとき、ファブリック６４もまたロッド６２と共に伸張されて、ファブリック６４は図９に示すように、ロッド６２上でいく分巻きを解かれる。
【００３６】
一旦ロッド６２を伸張された状態にした後、中央領域６８の伸張された径ＳＤは、穴４６の拡大された径Ｄよりも小さく、そのため、伸張されたロッド６２は、ファブリック６４が穴４６に整合するまで穴４６を通して引っ張ることができる。中央領域６８の伸張された径ＳＤが穴４６の拡大した径Ｄより小さいため、それを取り巻くファブリック６４を有するロッド６２の中央領域６８は、ファブリック６４を穴４６の内側周辺部に接触させることなく、穴４６を容易に通過させることができる。ファブリック６４が粘着性を有するため、穴４６を通してロッド６２を移動させる間、ファブリック６４は穴４６の内側周辺部に接触しないことが好ましい。また、挿入する間、ファブリック６４にしわが寄らないことが好ましい。
【００３７】
ファブリック６４を穴４６に整合させるとき、過剰なファブリックは両端から穴４６を超えて延びるべきである。この過剰部分は、上述したロッド６２上でのファブリック６４の伸張による部分がある。ファブリック６４が適切に整合した後、ロッド６２を第１の端領域６６と第２の端領域７０にかかっている引っ張る力を解除することにより、弛緩された状態に戻すことができる。ロッド６２が緩むと、ロッド６２は元の長さＬ１および中央領域６８が径ＲＤを有する寸法形状に戻る。
【００３８】
図１０は、ロッド６２が弛緩された状態に戻った後のロッド６２とファブリック６４とを示している。中央領域が径ＲＤを有するようになるまで拡がって戻るとき、ファブリック６４は、穴４６の内側周辺部に対して圧縮される。図１０では見えないが、ファブリック６４の３つの層（第１のプライＰ１、第２のプライＰ２、第３のプライＰ３）が穴４６の内側とロッド６２との間で圧縮される。
【００３９】
ファブリック６４は、その後、ファブリック６４に含浸された樹脂が固まってファブリック６４を固定するよう高温で硬化される。ファブリック６４が硬化すると穴４６の内側周辺部に接着する。その結果、ファブリック６４は動かなくなり、穴４６の内側に固定される。
【００４０】
高温硬化プロセスの代わりに、室温で硬化する樹脂も使用できるが、上述した図８〜図１０で示した工程をファブリック中の樹脂が硬化する前に迅速に行う必要がある。
【００４１】
ロッド６２が伸張された状態まで引き伸ばされたとき、ファブリック６４は一緒に伸ばされて捻れる（図９を参照）。ロッド６２がその弛緩された状態まで圧縮されて戻るとき、ファブリック６４は元のコイル状に巻かれた形態に戻り、ファブリック６４の厚さはロッド６２の中央領域６８周囲のすべての箇所で実質的に均一となる。
【００４２】
図１０に示すように、過剰なファブリック６４はフランジ４４の外側面５０と内側面５２（図１１参照）を超えて延びている。過剰なファブリックは、様々な方法で処理することができ、以下にその２つを説明する。
【００４３】
図１１〜図１２と図１４〜図１５では、図８〜図１０と比較してフランジ４４はおおよそ９０°時計方向に回転されている。図１１は、フランジ４４の内側面５２上にある過剰なファブリックが、ナイフＫで切り取られていることを示している。フランジ４４の内側面５２は、ファブリック６４の層全体を切るための裏当て面として用いることができる。
【００４４】
過剰なファブリックをトリミングによって除去する代わりの例として、過剰なファブリックを、フランジ４４の外側面５０か、内側面５２の穴４６を取り囲む領域の周囲で、フランジ付ブッシュヘッドと同様に、ボウタイを形成するのに使用することができる。図１２〜図１４は、フランジ４４の外側面５０の周囲にボウタイを形成するための概略的な工程を図示している。ボウタイ形をここで説明しているが、その他の適当な形状もまた利用可能であることは留意すべきである。
【００４５】
図１２は、フランジ４４の外側面５０上にボウタイを形成する工程における第１のステップを示している。ロッド６２を切断面として使用して、ファブリック６４を通る最初の、第１の垂直なカットＣ１を形成するのに、ナイフＫを使用することができる。
【００４６】
図１３は、ロッド６２とファブリック６４の、ボウタイを形成する工程における第２のステップを示す底面図である。カットＣ１に加えて、第２の垂直なカットＣ２と、第３の垂直なカットＣ３と、第４の垂直なカットＣ４とを、ファブリック６４の層を通って同様に形成することができる。図１３に示すように、次いで、カットＣ１とカットＣ２との間のファブリックを除去してよく、その後、カットＣ３とカットＣ４との間のファブリックを除去することができる。ファブリックの２つの残存するボウタイ部分（第１の部分はカットＣ１とカットＣ２の間、第２の部分はカットＣ３とカットＣ４の間）を、その後、ボウタイを形成するのに使用することができる。
【００４７】
実施態様においては、カットＣ１とカットＣ４との間（同様に、カットＣ２とカットカットＣ３との間）の角度は１２０°より小さくてよい。カットＣ１とカットＣ４との間（およびカットＣ２とカットＣ３との間）の好ましい角度範囲は、６０°と９０°の間であり、図１３に示すようにカットＣ１〜カットＣ４は所望の角度に応じて、陰影をつけた領域のいずれかの箇所に形成してよい。
【００４８】
図１４は、外側面５０上に例示的なボウタイを形成する工程における第３のステップを示している。ファブリック６４を２つのボウタイ部分に形成した後、外側のプライＰ２，Ｐ３を外側面５０の穴４６の両側に折って、ナイフＫと外側面５０を裏当て面として用いて切り取ることができる。プライＰ２とＰ３とは、（図１４に示すように）別途、または単一のカットとして切ることができる。プライＰ２，Ｐ３は、切り取られて除去され、残存する過剰なファブリックは第１のプライＰ１の２つの半割部のみであり、これらを、次いで、フランジ４４の外側面５０と同じ面上に折ってボウタイを形成することができる。
【００４９】
図１５は、フランジ４４の外側面５０に位置した例示的な（第１のプライＰ１から形成された）ボウタイ８０を示している。ボウタイ８０の利点は、フランジ付ブッシュと同様に穴４６の内側周囲に対して圧縮されたファブリック６４の３つの層が穴４６内でしっかりと保持されることである。ボウタイ８０はまた、穴４６内のファブリック６４の層を、穴４６内に固定されたボルトによって引きはがされたり破損したりすることから保護する。
【００５０】
図１１〜図１５を参照しながら上で説明したように、フランジ４４の内側面５２を超えて延びている過剰ファブリックは切り取られ、また、フランジ４４の外側面５０を超えて延びているファブリックはボウタイ８０を形成するのに使用した。しかしながら、第２のボウタイをフランジ４４の内側面５２上に同様に形成することも可能であることは認められる。ボウタイのない代替的な実施態様では、過剰なファブリックをフランジ４４の両側で切り取ることができる。
【００５１】
上述した図８〜図１５に示した実施態様において、ファブリック６４は、３つの層（第１のプライＰ１、第２のプライＰ２、第３のプライＰ３）を有するコイルをロッド６２の周囲に形成した。しかし、他の実施例では、ファブリック６４のコイルは、１層、２層または３層以上とすることができる。図１５のボウタイ８０に類似したボウタイを形成するために、何層のプライが存在するかにかかわらず、（図１４に示すように）最も内側の層を除く全ての層を切り取って取り除いてよい。その後、最も内側の層の２つのボウタイ部分を、１層のボウタイを形成するよう折ることができる。他の実施例では、所望であれば複数層のボウタイを同様に形成してもよい。
【００５２】
ボウタイ８０はまた、代替的な方法を用いて形成することもできる。（図１２と図１３に示すように）ファブリック６４の３つの層全てを通る垂直なカットを形成する代わりに、外側の巻きを（第３のプライＰ３から開始して）ファブリックの最も内側の層（第１のプライＰ１）がさらされるまで解くことができる。ナイフＫは、すでに解かれたファブリックを切り取るのに使用することができる。第１のプライＰ１はロッド６２上で無傷のままである。図１３を参照して上記で説明した（４つのカットを形成して、２つのカットの間のファブリックを取り除く）工程を、次いで、第１のプライ１について実施して２つのボウタイ部分を形成し、この部分はその後１層のボウタイを形成するよう引きはがされる。
【００５３】
図１５は、修復された穴４６から取り除かれているときのロッド６２を示している。ファブリック６４が硬化されて固まっているため、ロッド６２はファブリック６４との接触から解放可能である。ロッド６２は、再び伸ばして中央領域６８が伸張された径ＳＤを有する伸張された状態に戻される。伸張された状態では、ロッド６２が容易に穴４６を通して除去可能である。
【００５４】
好ましい実施態様においては、ロッドは安価なゴムから作製され、ロッド６２は穴４６から取り除かれた後に破棄可能である。あるいはまた、別の拡大した穴を修復するために、ロッド６２は、再使用してその中央部分の周囲にファブリックのコイルを巻くことができる。
【００５５】
図１６と図１７は、ブッシュとして挿入されたファブリック６４と、穴４６内に固定されたボルトＢとを有する修復されたバランスウェイト穴４６を備えるフランジ４４を示している。図１６は、フランジ４４と、上述のボウタイ８０を備えるファブリック６４を有する穴４６の断面図である。図１６は、ファブリック６４の第１のプライＰ１と、第２のプライＰ２と、第３のプライＰ３とを示している。図１６に示すように、ボウタイ８０は第１のプライＰ１から形成される。
【００５６】
図１７は、フランジ４４の外側面５０と、ボウタイ８０と、ボルトＢの上面図である。図１６と図１７に示すように、好ましい実施態様において、ボウタイ８０は、ボウタイ８０の主軸がエンジン（図１参照）の軸に対して周方向に延在し、かつ、ボウタイ８０がフランジ４４の縁に対して平行であるよう形成される。しかしながら、別の実施態様においては、ボウタイを、フランジ４４の縁に対して垂直に配向されるように形成することも可能である。したがって、図１６と図１７のボウタイ８０と比較した際、ボウタイは外側面５０上で９０°回転されている。
【００５７】
上述したように、ファブリック６４は、好ましい実施態様において織られたファイバーグラスから作製される。異なる織り方ならびにヤーンの寸法も全ての織られたファブリックに対して可能である。この種の用途に関して、ファブリックの厚さは、適当な厚さを用いてよいが、通常、織り方によって変化し、１プライ当たりおおよそ０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）から０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）である。織られたファイバーグラスの代表的な規格の例はＳＡＥ ＡＭＳ３８２４である。
【００５８】
図５〜図７および図８〜図１５を参照しながら上述した工程を実行する前に、穴に挿入される適切なファブリックの厚さ、ならびにプライの層の数を決定するために、損傷した穴の径を測定することができる。本発明はまた、損傷した穴の種々の寸法形状に適応するような径範囲を有するロッドを包含する。
【００５９】
本発明はガスタービンエンジンのノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための方法と装置に関するが、この方法と装置はあらゆる種類の拡大したあるいは損傷した穴、特にボルト穴の修復に使用できることは認められる。
【００６０】
本発明を好ましい実施態様を参照して説明してきたが、当業者であれば、本発明の趣旨ならびに範囲から逸脱することなく、形態および細部において変更可能であることは認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ターボファンエンジンの断面図。
【図２】図１のターボファンエンジンのインレットノーズコーンの斜視図。
【図３】図２のインレットノーズコーンを９０°時計方向に回転させた斜視図。
【図４】修復を要する拡大したボルト穴を含む、図３のノーズコーンの一部の断面図。
【図５】拡大ボルト穴を修復するために使用される装置を示す図。
【図６】拡大ボルト穴を修復するために使用される装置を示す図。
【図７】拡大ボルト穴を修復するために使用される装置を示す図。
【図８】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図９】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１０】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１１】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１２】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１３】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１４】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１５】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１６】修復された穴と、その穴内に固定されボルトを有する、図４のノーズコーンの一部の断面図。
【図１７】図１６のノーズコーンを９０°時計方向に回転させた上面図。
【符号の説明】
【００６２】
４４…フランジ
４６…バランスウェイト穴
６２…ロッド
６４…ファブリック
６６…第１の端領域
６８…中央領域
７０…第２の端領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、損傷した穴を修復する方法および装置に関する。より詳細には、本発明は、ガスタービンエンジンの複合ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
取り外し可能なノーズコーンは、ガスタービンエンジンのインレットの中央にあるハブに通常取り付けられる。ノーズコーンは、ハブ機材に対する滑らかな空力的表面被覆をもたらし、かつ、ファンブレードに空気を供給する。いくつかのエンジン設計において、ノーズコーンは、ファンブレードと共に回転する。
【０００３】
ノーズコーンは、ハブ上の対応する穴に整合したノーズコーンのフランジ上の取り付け穴を通過する複数の取り付けボルトでハブに取り付けることができる。フランジは、交互に設けられた取り付け穴とバランスウェイト穴とを備える。バランスウェイト穴は、バランスウェイト穴を通してボルトを挿入することによってノーズコーンをハブに設置する前に、ノーズコーンのつり合いを取るのに使用される。取り付け穴用のボルトは、ノーズコーンをハブに整合させた後に挿入される。
【０００４】
ガスタービンエンジン内部の作動条件に起因して、時間が経つにつれて、フランジ上の取り付け穴とバランスウェイト穴は拡大する。拡大した穴により、ボルトが穴内で移動することになる。そのため、ボルトが適切に取り付け穴とバランスウェイト穴内で固定されるよう、ボルト穴を修復する必要が生じることになる。
【０００５】
拡大した穴を修復する方法の１つは、チョップドファイバ充填エポキシ樹脂で穴を詰めて、次いでボルトが再挿入される領域をドリルで空けることからなる。しかしながら、この方法は、その耐久性に関して不適切である。あるいはまた、ノーズコーン全体を交換することは、非常に高価である。
【０００６】
したがって、費用軽減効果が高く、しかも耐久性のある、様々な部品における拡大した穴を修復する方法が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、費用軽減効果が高く、しかも耐久性のある、様々な部品における拡大した穴を修復する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、損傷した穴を修復するための方法と装置であり、変形可能なロッドの第１の部分を穴内に挿入することを含む。該ロッドは、ロッドの中央部分の周囲を取り巻く織られたファブリック（織物）を有する。本発明の方法はさらに、ロッドの中央部分とファブリックとを、穴の内側周辺部に整合させるためにロッドを引き伸ばすことと、該穴の内側周辺部に対抗してファブリックを圧縮するために、ロッドを弛緩させることとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、ターボファンガスタービンエンジン１０の断面図であり、インレットノーズコーン１２と、低圧圧縮機１４と、高圧圧縮機１６と、燃焼器１８と、高圧タービン２０と、低圧タービン２２とを備える。
【００１０】
低圧圧縮機１４は、ファンセクション２４と、内側ファンケース２６と、外側ファンケース２８とを備える。インレットノーズコーン１２は、アクセスキャップ３０を備える。ノーズコーン１２は、反対側の端部でファンセクション２４に取り付けられる。
【００１１】
図２は、前方（前部）端３２と後方（後部）端３４とを有するインレットノーズコーン１２の側面からの斜視図である。インレットノーズコーン１２は、開口３６と、本体部３８と、後方フェアリング４０と、ランプ４２と、フランジ４４とを備える。開口３０は、ノーズコーン１２の前方端３２に位置しており、アクセスキャップ３０を受容するよう形成されている。後方フェアリング４０は、ノーズコーン１２の後方端３４において本体部３８から延在している。ランプ４２もまた、ノーズコーン１２の後方端３４において本体部３８から延在している。本体部３８、後方フェアリング４０、およびランプ４２は、それらの接合部でY字接合を形成するよう形成される。フランジ４４はランプ４２から延在している。フランジ４４は、フランジ４４の周囲に交互に設けられた複数のバランスウェイト穴４６と、複数の取り付け穴４８とを有する。
【００１２】
バランスウェイト穴４６は、ファンセクション２４に取り付ける前にノーズコーン１２のつり合いをとるために設計される。バランスウェイト穴４６は、（図示しない）バランスウェイトボルトと、つり合いおもりワッシャおよびナットとを受容するよう形成される。
【００１３】
取り付け穴４８は、ファンセクション２４上の（図示しない）対応する穴に整合するよう形成される。ノーズコーン１２をファンセクション２４に取り付けるために、取り付けボルト（図示せず）を、取り付け穴４８とファンセクション２４に設けられた穴とを通って挿入することができる。
【００１４】
図３は、図２のインレットノーズコーン１２の別の斜視図である。
【００１５】
図４は、図３のインレットノーズコーン１２の一部の断面図である。図４に示すように、ノーズコーン１２は、本体部３８と、後方フェアリング４０と、ランプ４２と、バランスウェイト穴４６を有するフランジ４４とを備える。フランジ４４はまた、外側面５０と内側面５２とを備える。
【００１６】
時間が経つにつれて、ガスタービンエンジン１０内の作動条件により、バランスウェイト穴４６の径Ｄが拡大する。このため、穴４６を介して固定されている（図示しない）ボルトが移動するようになり、望ましくない。そのため、拡大したバランスウェイト穴４６を修復する必要が生じる。
【００１７】
図４においては示していないが、フランジ４４の取り付け穴４８もまた、時間が経つにつれて径が大きくなる。そのため、取り付け穴４８も、拡大した穴の寸法を小さくするために修復する必要がある。
【００１８】
一実施態様において、取り付け穴４８の径はバランスウェイト穴４６の径より大きい場合がある。たとえば、取り付け穴４８を、０．３０インチ（７．６２ｍｍ）より小さく、また、バランスウェイト穴４６を０．２５インチ（６．３５ｍｍ）より小さくなるよう設計する場合がある。しかしながら、あらゆる寸法のボルト穴の修復も本発明の範囲内であることが認められる。
【００１９】
拡大したバランスウェイト穴または取り付け穴は、穴全体を複合材料で充填することによって修復することができる。航空機産業においては、ファイバーグラスが丈夫で耐久性があり、非常な高温に対する耐性を有するため用いるのに好ましい。例として、エポキシなどの樹脂と組み合わせたファイバーグラスのチョップドストランドを、穴の全領域いっぱいに充填するよう、穴内に挿入することができる。ファイバーグラスとエポキシの複合体は、次いで、穴の内側で固まるよう硬化される。その後、ボルトが修復した穴内で受容されるよう、ボルト径とほぼ等しい径の領域をドリルで空ける。
【００２０】
樹脂と組み合わせたファイバーグラスのチョップドストランドを使用する難点の１つとは複合体が、樹脂を含浸させた織られたファブリックほど耐久性が高くないということである。拡大した穴の適切な修復には、十分に耐久性を有する丈夫な材料が必要である。さらには、上記方法の別の難点とは、穴にボルトを挿入するための領域を形成するために、材料をドリルで穴空けして取り除くというさらなる工程が必要であるということである。
【００２１】
図５〜図７は、本発明の実施態様、装置６０を図示しており、この装置は、これに限定されるものではないが、インレットノーズコーンの拡大したボルト穴などの拡大した穴の修復に使用される。装置６０は、ロッド６２とファブリック６４のロールとを備える。以下でより詳細に説明するように、ファブリック６４は、拡大した穴に挿入されるように設計されており、穴の内側のブッシュとして機能するため、穴の径を減少させることができる。ロッド６２は、やはり以下で説明するように、弛緩状態と伸張状態とを有する。
【００２２】
図５は、ファブリック６４をロッド６２の周囲に取り巻く前の、弛緩状態にあるロッド６２とファブリック６４の斜視図である。ロッド６２は、長さＬ１と、第１の端領域６６と、中央領域６８と、第２の端領域７０とを備える。第１の端領域６６は第１の径Ｄ１を有する。ロッド６２が弛緩状態にあるとき、中央領域６８は径ＲＤを有する。図５に示すように、ロッド６２は、第１の端領域６６の第１の径Ｄ１が中央領域６８の径ＲＤより小さくなるよう、段状に径が減少した部分を有する。
【００２３】
図５では示していないが、ロッド６２は、第２の端領域７０もまた段状の径減少部と、中央領域６８の径ＲＤより小さい径とを有するよう形成することができる。
【００２４】
図５の代替実施態様として、段状の径減少部の代わりに、テーパー状の径減少部を有するよう、ロッド６２に第１の端領域６６の周囲で内側に向かってテーパーをつけることができる。同様にして、第２の端領域７０もまた、テーパー状の径減少部を有することができる。
【００２５】
ロッド６２は、変形可能で固着しない（ｎｏｎ−ｓｔｉｃｋ）の面を有するよう設計される。好ましい実施態様では、ロッド６２は、ゴムなどの弾性材料（エラストマー）から形成される。しかしながら、ロッド６２は様々なその他の材料から形成できることが認められる。
【００２６】
一実施態様において、ファブリック６４は織られたファイバーグラスから形成される。上述したように、ファイバーグラスは航空エンジン部品の修復に使用するのに好ましい材料である。しかし、他の材料も使用可能である。ファブリック６４は樹脂で含浸してもよく、その際、この用途に特に適した樹脂はエポキシである。使用可能なその他の種類の樹脂には、ポリエステル、ビスマレイミド（ＢＭＩ）、ポリイミドが包含される。
【００２７】
図６は、ロッド６２の中央領域６８周囲にコイル状に巻かれるプロセスにあるファブリック６４を示している。実施態様において、ファブリック６４の最低２つの完全な層でロッド６２周囲を取り巻くことができる。ファブリックの厚さがロッド６２の周囲で均一になるように一周にわたって完全に取り巻くことが好ましい。
【００２８】
図７は、ファブリック６４をロッド６２周囲に取り巻いた後の、ロッド６２とファブリック６４の上面図を示している。図７に示す実施態様では、３つのファブリック６４の完全な層（第１のプライＰ１、第２のプライＰ２と、第３のプライＰ３）が、ロッド６２周囲にコイル状に巻かれている。
【００２９】
図５〜図７において、ロッド６２は弛緩状態にある。上述したように、ロッド６２は変形可能に設計されている。ロッド６２は伸張した状態にするために引っ張って長く伸ばすことができる。その伸張された状態では、ロッド６２は長さＬ１より長い長さを有し、中央領域６８は（弛緩された状態の）径ＲＤよりも小さい径を有する。
【００３０】
ロッド６２と同様のロッドにファブリック６４に類似のファブリックを予め巻くことができ、その場合には、図５と図６に示す工程は不要となる。
【００３１】
図８〜図１５は、拡大したボルト穴を修復するために装置６０を用いるための概略的な工程を示している。図８は、ファブリック６４で巻かれたロッド６２を備える装置６０と、図４で示すようにいずれもノーズコーン１２にある（断面で示す）バランスウェイト穴４６を有するフランジ４４とランプ４２の一部とを示している。図８において、ノーズコーン１２は、図４の位置に対しておおよそ９０°時計方向に回転されている。
【００３２】
すぐ下の説明において、装置６０は、フランジ４４のバランスウェイト穴４６の修復に関して使用されている。装置６０はまた、フランジ４４の取り付け穴４８や、その他種々の部品の多くのその他の種類の拡大した穴を修復するのに使用することができる。
【００３３】
図８は、穴４６を通って挿入されるロッド６２の第１の端領域６６を示している。第１の端領域６６の第１の径Ｄ１が、拡大した穴４６の径Ｄよりも小さいため、第１の端領域６６を容易に穴４６に通すことができる。一旦、第１の端領域６６を穴４６に通した後、第１の端領域６６と第２の端領域７０とをそれぞれつかんで、伸張された状態へ引き伸ばしたロッド６２へと引っ張る。
【００３４】
図９は、図８の弛緩された状態と比較した際の伸張された状態のロッド６２を示している。伸張された状態では、ロッド６２は弛緩された状態の長さＬ１よりも実質的に長い第２の長さＬ２を有し、ロッド６２の中央領域６８は弛緩された状態の径ＲＤよりも実質的に小さい伸張された径ＳＤを有する。
【００３５】
上述したように、実施態様において、ファブリック６４はエポキシなどの樹脂で含浸することができる。したがって、ファブリック６４は粘着性があるため、引き伸ばし工程中にロッド６２に接着する。ファブリック６４が最初に弛緩された状態のロッド６２周囲に巻かれるとき、ファブリック６４はコイル状の層（第１のプライＰ１、第２のプライＰ２、第３のプライＰ３）が相互に完全に整合するようにきつく巻かれる。ロッド６２が引き伸ばされるとき、ファブリック６４もまたロッド６２と共に伸張されて、ファブリック６４は図９に示すように、ロッド６２上でいく分巻きを解かれる。
【００３６】
一旦ロッド６２を伸張された状態にした後、中央領域６８の伸張された径ＳＤは、穴４６の拡大された径Ｄよりも小さく、そのため、伸張されたロッド６２は、ファブリック６４が穴４６に整合するまで穴４６を通して引っ張ることができる。中央領域６８の伸張された径ＳＤが穴４６の拡大した径Ｄより小さいため、それを取り巻くファブリック６４を有するロッド６２の中央領域６８は、ファブリック６４を穴４６の内側周辺部に接触させることなく、穴４６を容易に通過させることができる。ファブリック６４が粘着性を有するため、穴４６を通してロッド６２を移動させる間、ファブリック６４は穴４６の内側周辺部に接触しないことが好ましい。また、挿入する間、ファブリック６４にしわが寄らないことが好ましい。
【００３７】
ファブリック６４を穴４６に整合させるとき、過剰なファブリックは両端から穴４６を超えて延びるべきである。この過剰部分は、上述したロッド６２上でのファブリック６４の伸張による部分がある。ファブリック６４が適切に整合した後、ロッド６２を第１の端領域６６と第２の端領域７０にかかっている引っ張る力を解除することにより、弛緩された状態に戻すことができる。ロッド６２が緩むと、ロッド６２は元の長さＬ１および中央領域６８が径ＲＤを有する寸法形状に戻る。
【００３８】
図１０は、ロッド６２が弛緩された状態に戻った後のロッド６２とファブリック６４とを示している。中央領域が径ＲＤを有するようになるまで拡がって戻るとき、ファブリック６４は、穴４６の内側周辺部に対して圧縮される。図１０では見えないが、ファブリック６４の３つの層（第１のプライＰ１、第２のプライＰ２、第３のプライＰ３）が穴４６の内側とロッド６２との間で圧縮される。
【００３９】
ファブリック６４は、その後、ファブリック６４に含浸された樹脂が固まってファブリック６４を固定するよう高温で硬化される。ファブリック６４が硬化すると穴４６の内側周辺部に接着する。その結果、ファブリック６４は動かなくなり、穴４６の内側に固定される。
【００４０】
高温硬化プロセスの代わりに、室温で硬化する樹脂も使用できるが、上述した図８〜図１０で示した工程をファブリック中の樹脂が硬化する前に迅速に行う必要がある。
【００４１】
ロッド６２が伸張された状態まで引き伸ばされたとき、ファブリック６４は一緒に伸ばされて捻れる（図９を参照）。ロッド６２がその弛緩された状態まで圧縮されて戻るとき、ファブリック６４は元のコイル状に巻かれた形態に戻り、ファブリック６４の厚さはロッド６２の中央領域６８周囲のすべての箇所で実質的に均一となる。
【００４２】
図１０に示すように、過剰なファブリック６４はフランジ４４の外側面５０と内側面５２（図１１参照）を超えて延びている。過剰なファブリックは、様々な方法で処理することができ、以下にその２つを説明する。
【００４３】
図１１〜図１２と図１４〜図１５では、図８〜図１０と比較してフランジ４４はおおよそ９０°時計方向に回転されている。図１１は、フランジ４４の内側面５２上にある過剰なファブリックが、ナイフＫで切り取られていることを示している。フランジ４４の内側面５２は、ファブリック６４の層全体を切るための裏当て面として用いることができる。
【００４４】
過剰なファブリックをトリミングによって除去する代わりの例として、過剰なファブリックを、フランジ４４の外側面５０か、内側面５２の穴４６を取り囲む領域の周囲で、フランジ付ブッシュヘッドと同様に、ボウタイを形成するのに使用することができる。図１２〜図１４は、フランジ４４の外側面５０の周囲にボウタイを形成するための概略的な工程を図示している。ボウタイ形をここで説明しているが、その他の適当な形状もまた利用可能であることは留意すべきである。
【００４５】
図１２は、フランジ４４の外側面５０上にボウタイを形成する工程における第１のステップを示している。ロッド６２を切断面として使用して、ファブリック６４を通る最初の、第１の垂直なカットＣ１を形成するのに、ナイフＫを使用することができる。
【００４６】
図１３は、ロッド６２とファブリック６４の、ボウタイを形成する工程における第２のステップを示す底面図である。カットＣ１に加えて、第２の垂直なカットＣ２と、第３の垂直なカットＣ３と、第４の垂直なカットＣ４とを、ファブリック６４の層を通って同様に形成することができる。図１３に示すように、次いで、カットＣ１とカットＣ２との間のファブリックを除去してよく、その後、カットＣ３とカットＣ４との間のファブリックを除去することができる。ファブリックの２つの残存するボウタイ部分（第１の部分はカットＣ１とカットＣ２の間、第２の部分はカットＣ３とカットＣ４の間）を、その後、ボウタイを形成するのに使用することができる。
【００４７】
実施態様においては、カットＣ１とカットＣ４との間（同様に、カットＣ２とカットカットＣ３との間）の角度は１２０°より小さくてよい。カットＣ１とカットＣ４との間（およびカットＣ２とカットＣ３との間）の好ましい角度範囲は、６０°と９０°の間であり、図１３に示すようにカットＣ１〜カットＣ４は所望の角度に応じて、陰影をつけた領域のいずれかの箇所に形成してよい。
【００４８】
図１４は、外側面５０上に例示的なボウタイを形成する工程における第３のステップを示している。ファブリック６４を２つのボウタイ部分に形成した後、外側のプライＰ２，Ｐ３を外側面５０の穴４６の両側に折って、ナイフＫと外側面５０を裏当て面として用いて切り取ることができる。プライＰ２とＰ３とは、（図１４に示すように）別途、または単一のカットとして切ることができる。プライＰ２，Ｐ３は、切り取られて除去され、残存する過剰なファブリックは第１のプライＰ１の２つの半割部のみであり、これらを、次いで、フランジ４４の外側面５０と同じ面上に折ってボウタイを形成することができる。
【００４９】
図１５は、フランジ４４の外側面５０に位置した例示的な（第１のプライＰ１から形成された）ボウタイ８０を示している。ボウタイ８０の利点は、フランジ付ブッシュと同様に穴４６の内側周囲に対して圧縮されたファブリック６４の３つの層が穴４６内でしっかりと保持されることである。ボウタイ８０はまた、穴４６内のファブリック６４の層を、穴４６内に固定されたボルトによって引きはがされたり破損したりすることから保護する。
【００５０】
図１１〜図１５を参照しながら上で説明したように、フランジ４４の内側面５２を超えて延びている過剰ファブリックは切り取られ、また、フランジ４４の外側面５０を超えて延びているファブリックはボウタイ８０を形成するのに使用した。しかしながら、第２のボウタイをフランジ４４の内側面５２上に同様に形成することも可能であることは認められる。ボウタイのない代替的な実施態様では、過剰なファブリックをフランジ４４の両側で切り取ることができる。
【００５１】
上述した図８〜図１５に示した実施態様において、ファブリック６４は、３つの層（第１のプライＰ１、第２のプライＰ２、第３のプライＰ３）を有するコイルをロッド６２の周囲に形成した。しかし、他の実施例では、ファブリック６４のコイルは、１層、２層または３層以上とすることができる。図１５のボウタイ８０に類似したボウタイを形成するために、何層のプライが存在するかにかかわらず、（図１４に示すように）最も内側の層を除く全ての層を切り取って取り除いてよい。その後、最も内側の層の２つのボウタイ部分を、１層のボウタイを形成するよう折ることができる。他の実施例では、所望であれば複数層のボウタイを同様に形成してもよい。
【００５２】
ボウタイ８０はまた、代替的な方法を用いて形成することもできる。（図１２と図１３に示すように）ファブリック６４の３つの層全てを通る垂直なカットを形成する代わりに、外側の巻きを（第３のプライＰ３から開始して）ファブリックの最も内側の層（第１のプライＰ１）がさらされるまで解くことができる。ナイフＫは、すでに解かれたファブリックを切り取るのに使用することができる。第１のプライＰ１はロッド６２上で無傷のままである。図１３を参照して上記で説明した（４つのカットを形成して、２つのカットの間のファブリックを取り除く）工程を、次いで、第１のプライ１について実施して２つのボウタイ部分を形成し、この部分はその後１層のボウタイを形成するよう引きはがされる。
【００５３】
図１５は、修復された穴４６から取り除かれているときのロッド６２を示している。ファブリック６４が硬化されて固まっているため、ロッド６２はファブリック６４との接触から解放可能である。ロッド６２は、再び伸ばして中央領域６８が伸張された径ＳＤを有する伸張された状態に戻される。伸張された状態では、ロッド６２が容易に穴４６を通して除去可能である。
【００５４】
好ましい実施態様においては、ロッドは安価なゴムから作製され、ロッド６２は穴４６から取り除かれた後に破棄可能である。あるいはまた、別の拡大した穴を修復するために、ロッド６２は、再使用してその中央部分の周囲にファブリックのコイルを巻くことができる。
【００５５】
図１６と図１７は、ブッシュとして挿入されたファブリック６４と、穴４６内に固定されたボルトＢとを有する修復されたバランスウェイト穴４６を備えるフランジ４４を示している。図１６は、フランジ４４と、上述のボウタイ８０を備えるファブリック６４を有する穴４６の断面図である。図１６は、ファブリック６４の第１のプライＰ１と、第２のプライＰ２と、第３のプライＰ３とを示している。図１６に示すように、ボウタイ８０は第１のプライＰ１から形成される。
【００５６】
図１７は、フランジ４４の外側面５０と、ボウタイ８０と、ボルトＢの上面図である。図１６と図１７に示すように、好ましい実施態様において、ボウタイ８０は、ボウタイ８０の主軸がエンジン（図１参照）の軸に対して周方向に延在し、かつ、ボウタイ８０がフランジ４４の縁に対して平行であるよう形成される。しかしながら、別の実施態様においては、ボウタイを、フランジ４４の縁に対して垂直に配向されるように形成することも可能である。したがって、図１６と図１７のボウタイ８０と比較した際、ボウタイは外側面５０上で９０°回転されている。
【００５７】
上述したように、ファブリック６４は、好ましい実施態様において織られたファイバーグラスから作製される。異なる織り方ならびにヤーンの寸法も全ての織られたファブリックに対して可能である。この種の用途に関して、ファブリックの厚さは、適当な厚さを用いてよいが、通常、織り方によって変化し、１プライ当たりおおよそ０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）から０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）である。織られたファイバーグラスの代表的な規格の例はＳＡＥ ＡＭＳ３８２４である。
【００５８】
図５〜図７および図８〜図１５を参照しながら上述した工程を実行する前に、穴に挿入される適切なファブリックの厚さ、ならびにプライの層の数を決定するために、損傷した穴の径を測定することができる。本発明はまた、損傷した穴の種々の寸法形状に適応するような径範囲を有するロッドを包含する。
【００５９】
本発明はガスタービンエンジンのノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための方法と装置に関するが、この方法と装置はあらゆる種類の拡大したあるいは損傷した穴、特にボルト穴の修復に使用できることは認められる。
【００６０】
本発明を好ましい実施態様を参照して説明してきたが、当業者であれば、本発明の趣旨ならびに範囲から逸脱することなく、形態および細部において変更可能であることは認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ターボファンエンジンの断面図。
【図２】図１のターボファンエンジンのインレットノーズコーンの斜視図。
【図３】図２のインレットノーズコーンを９０°時計方向に回転させた斜視図。
【図４】修復を要する拡大したボルト穴を含む、図３のノーズコーンの一部の断面図。
【図５】拡大ボルト穴を修復するために使用される装置を示す図。
【図６】拡大ボルト穴を修復するために使用される装置を示す図。
【図７】拡大ボルト穴を修復するために使用される装置を示す図。
【図８】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図９】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１０】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１１】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１２】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１３】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１４】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１５】ノーズコーンの拡大したボルト穴を修復するための、図５〜図７に示す装置を用いるための概略的な工程を示す図。
【図１６】修復された穴と、その穴内に固定されボルトを有する、図４のノーズコーンの一部の断面図。
【図１７】図１６のノーズコーンを９０°時計方向に回転させた上面図。
【符号の説明】
【００６２】
４４…フランジ
４６…バランスウェイト穴
６２…ロッド
６４…ファブリック
６６…第１の端領域
６８…中央領域
７０…第２の端領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部分の周囲に織られたファブリックが巻かれた、変形可能なロッドの第１の部分を損傷した穴内に挿入するステップと、
前記ロッドの中央部分とファブリックとを前記穴の内側周辺部に整合させるために、前記ロッドを伸張させるステップと、
前記穴の内側周辺部に対抗して前記ファブリックを圧縮するために、前記ロッドを弛緩させるステップと、
を含んでなることを特徴とする、損傷した穴を修復する方法。
【請求項２】
前記ファブリック中に含浸させた樹脂が固まって、それにより、前記ファブリックが前記穴の内側周辺部に接着して該穴の内側でファブリックを固定することができるよう、前記ファブリックを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ロッドを前記ファブリックとの接触から解放するために、前記ロッドを伸張させるステップと、
前記ロッドを前記穴から除去するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記穴を超えて延びる前記ファブリック部分の少なくとも１つの外側層を除去するステップと、
前記穴を超えて延びる前記ファブリック部分の内側層の少なくとも一部を、それを用いて２つのボウタイ部分を形成するために除去するステップと、
前記穴を取り囲む領域に、ボウタイ部分のそれぞれを固定するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記織られたファブリックがファイバーグラスであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記織られたファブリックが樹脂で含浸されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記樹脂がエポキシであることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ロッドがエラストマーからなることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記エラストマーがゴムであることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
織られた含浸されたファブリックを、第１の端領域と、第２の端領域と、本体領域とを有し、該第１の端領域は該本体領域の径よりも小さい径を有する弾性ロッドの該本体領域の周囲に巻くステップと、
前記ロッドの第１の端領域を拡大した穴を通して挿入するステップと、
前記ロッドを引き伸ばして前記本体領域の径を、前記拡大した穴の径よりも小さくなるよう減少させるために、前記ロッドを伸張させるステップと、
前記ロッド上に巻かれた前記ファブリックが前記拡大した穴の内側に位置するよう、前記引き伸ばされたロッドを前記拡大した穴内に配置するステップと、
前記拡大した穴の内側周辺部に対抗して前記ファブリックを圧縮するために、前記ロッドを弛緩させるステップと、
を含んでなることを特徴とする、径を有する拡大した穴を修復する方法。
【請求項１１】
前記ファブリック中に含浸させた樹脂が固まって、それにより、前記ファブリックが前記穴の内側周辺部に接着して該穴の内側でファブリックを固定することができるよう、前記ファブリックを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ロッドを再度引き伸ばして、前記本体領域の径を減少させるために、前記ロッドを伸張させるステップと、
前記ロッドを、前記ファブリックとの接触から解放するステップと、
前記穴から前記ロッドを除去するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記織られたファブリックの少なくとも２つの完全な層が前記ロッドの周囲に巻かれることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記拡大した穴が、ガスタービンエンジンのノーズコーンに形成された複数の穴のうちの１つであることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
元来は弛緩された径を有する弛緩状態である、該弛緩された径よりも小さい伸張された径を有する伸張状態へ引き伸ばすことが可能な、弾性ロッドと、
前記ロッドの周囲に巻かれる含浸されたファブリックであって、該ファブリックは前記ロッドが伸張状態にあるときに拡大した穴の内側周辺部内に挿入可能であり、かつ、該ファブリックは前記ロッドが弛緩状態に戻ったときに前記穴の内側周辺部と係合可能である、ファブリックと、
を含んでなることを特徴とする、拡大穴修復キット。
【請求項１６】
前記ファブリックが前記穴の内側周辺部と係合した後に、前記ファブリック中に含浸された樹脂が固まって前記ファブリックが前記穴の内側周辺部に接着するよう、前記ファブリックを硬化させる硬化装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の修復キット。
【請求項１７】
前記ファブリックが、前記ロッドの周囲に少なくとも１回巻かれることを特徴とする、請求項１５記載の修復キット。
【請求項１８】
前記ロッドが、
径を有する第１の端部分と、
第２の端部分と、
径を有し、前記第１の端部分と第２の端部分との間に配置される本体部分であって、前記ロッドが前記弛緩状態にあるときに、前記第１の端部分の径が該本体部分の径よりも小さい、本体部分と、
を含んでなることを特徴とする、請求項１５記載の修復キット。
【請求項１９】
前記第２の端部分が前記第１の端部分の径と実質的に等しい径を有することを特徴とする、請求項１８記載の修復キット。
【請求項２０】
前記ファブリックを前記穴の内側周辺部に対して保持するために、前記ファブリックの一部が前記穴を取り囲む領域上に拡がるように、前記穴の内側周辺部を超えて延びる前記ファブリックの部分を切断する切断装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の修復キット。
【請求項１】
中央部分の周囲に織られたファブリックが巻かれた、変形可能なロッドの第１の部分を損傷した穴内に挿入するステップと、
前記ロッドの中央部分とファブリックとを前記穴の内側周辺部に整合させるために、前記ロッドを伸張させるステップと、
前記穴の内側周辺部に対抗して前記ファブリックを圧縮するために、前記ロッドを弛緩させるステップと、
を含んでなることを特徴とする、損傷した穴を修復する方法。
【請求項２】
前記ファブリック中に含浸させた樹脂が固まって、それにより、前記ファブリックが前記穴の内側周辺部に接着して該穴の内側でファブリックを固定することができるよう、前記ファブリックを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ロッドを前記ファブリックとの接触から解放するために、前記ロッドを伸張させるステップと、
前記ロッドを前記穴から除去するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記穴を超えて延びる前記ファブリック部分の少なくとも１つの外側層を除去するステップと、
前記穴を超えて延びる前記ファブリック部分の内側層の少なくとも一部を、それを用いて２つのボウタイ部分を形成するために除去するステップと、
前記穴を取り囲む領域に、ボウタイ部分のそれぞれを固定するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記織られたファブリックがファイバーグラスであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記織られたファブリックが樹脂で含浸されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記樹脂がエポキシであることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ロッドがエラストマーからなることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記エラストマーがゴムであることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
織られた含浸されたファブリックを、第１の端領域と、第２の端領域と、本体領域とを有し、該第１の端領域は該本体領域の径よりも小さい径を有する弾性ロッドの該本体領域の周囲に巻くステップと、
前記ロッドの第１の端領域を拡大した穴を通して挿入するステップと、
前記ロッドを引き伸ばして前記本体領域の径を、前記拡大した穴の径よりも小さくなるよう減少させるために、前記ロッドを伸張させるステップと、
前記ロッド上に巻かれた前記ファブリックが前記拡大した穴の内側に位置するよう、前記引き伸ばされたロッドを前記拡大した穴内に配置するステップと、
前記拡大した穴の内側周辺部に対抗して前記ファブリックを圧縮するために、前記ロッドを弛緩させるステップと、
を含んでなることを特徴とする、径を有する拡大した穴を修復する方法。
【請求項１１】
前記ファブリック中に含浸させた樹脂が固まって、それにより、前記ファブリックが前記穴の内側周辺部に接着して該穴の内側でファブリックを固定することができるよう、前記ファブリックを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ロッドを再度引き伸ばして、前記本体領域の径を減少させるために、前記ロッドを伸張させるステップと、
前記ロッドを、前記ファブリックとの接触から解放するステップと、
前記穴から前記ロッドを除去するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記織られたファブリックの少なくとも２つの完全な層が前記ロッドの周囲に巻かれることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記拡大した穴が、ガスタービンエンジンのノーズコーンに形成された複数の穴のうちの１つであることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
元来は弛緩された径を有する弛緩状態である、該弛緩された径よりも小さい伸張された径を有する伸張状態へ引き伸ばすことが可能な、弾性ロッドと、
前記ロッドの周囲に巻かれる含浸されたファブリックであって、該ファブリックは前記ロッドが伸張状態にあるときに拡大した穴の内側周辺部内に挿入可能であり、かつ、該ファブリックは前記ロッドが弛緩状態に戻ったときに前記穴の内側周辺部と係合可能である、ファブリックと、
を含んでなることを特徴とする、拡大穴修復キット。
【請求項１６】
前記ファブリックが前記穴の内側周辺部と係合した後に、前記ファブリック中に含浸された樹脂が固まって前記ファブリックが前記穴の内側周辺部に接着するよう、前記ファブリックを硬化させる硬化装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の修復キット。
【請求項１７】
前記ファブリックが、前記ロッドの周囲に少なくとも１回巻かれることを特徴とする、請求項１５記載の修復キット。
【請求項１８】
前記ロッドが、
径を有する第１の端部分と、
第２の端部分と、
径を有し、前記第１の端部分と第２の端部分との間に配置される本体部分であって、前記ロッドが前記弛緩状態にあるときに、前記第１の端部分の径が該本体部分の径よりも小さい、本体部分と、
を含んでなることを特徴とする、請求項１５記載の修復キット。
【請求項１９】
前記第２の端部分が前記第１の端部分の径と実質的に等しい径を有することを特徴とする、請求項１８記載の修復キット。
【請求項２０】
前記ファブリックを前記穴の内側周辺部に対して保持するために、前記ファブリックの一部が前記穴を取り囲む領域上に拡がるように、前記穴の内側周辺部を超えて延びる前記ファブリックの部分を切断する切断装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の修復キット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−２７１０８３（Ｐ２００７−２７１０８３Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８６５５４（Ｐ２００７−８６５５４）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５９０００５４４９）ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション (581)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＴＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５９０００５４４９）ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション (581)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＴＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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