JP2003020902A - ブレード保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストアップになることなく、確実にブレー
ドの脱落を防止する。 【解決手段】 ディスク１の外周に沿って複数のブレー
ド２を所定方向に挿抜自在に植設し、ブレード２の所定
方向の一方側にブレード２に係合して保持する保持部材
５を設ける。保持部材５をリング形状とし、両端を周方
向に互いに重ね合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクに植設さ
れるブレードを保持する保持構造に関し、特にリング状
の保持部材を用いてブレードを保持する際に用いて好適
なブレード保持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンエンジン等に用いられるロ
ータには、回転軸線回りに回転する円盤状のディスクに
周方向に複数のブレードが植設された構成のものがあ
る。この場合、ディスクには、外周に沿って軸線方向
（または軸線に所定の角度をもつ方向、以下軸線方向と
総称する）に溝が複数形成され、ブレードのダブテール
をこの溝に挿入・嵌合させることでこれらを結合してい
る。

【０００３】また、ディスクには、溝の一端側からブレ
ードを挿入したときに他端側で係止させるための係止部
が設けられ、一端側にはＬ字型の突起部が設けられ、一
端側からブレードを保持することでブレードがディスク
から脱落することを防止する保持部材がこの突起部に取
り付けられる構造になっている。

【０００４】従来、この種の保持部材としては、環状の
リングを例えばそれぞれ１２０°相当に３分割し、各保
持部材をディスクに形成された隣り合う突起部に周方向
に隙間をもって取り付けており、ディスク回転時の振動
や、保持部材とディスクとの熱膨張差に起因する保持部
材の伸縮を上記隙間によって分散して吸収している。ま
た、保持部材には、隣り合う突起部の間に収まるように
タブが設けられ、タブが保持部材の回り止め機構をなす
ことで、保持部材の位置が維持され、ブレードの抜け落
ち（脱落）を防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のブレード保持構造には、以下のような問
題が存在する。保持部材がリングを分割した形状なの
で、１周あたりの部品点数が増え、さらに保持部材にタ
ブを設ける際には、タブの部分だけ別途製造しておき、
保持部材に溶接等により取り付ける作業が必要があり、
コストアップになっている。

【０００６】そこで、保持部材を１周のリングで構成す
ることも考えられるが、この場合、運転中の熱膨張によ
りリング先端が周方向に離間して開いてしまい、ブレー
ドが脱落してしまう危険性があった。

【０００７】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、コストアップになることなく、確実にブレ
ードの脱落を防止できるブレード保持構造を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の構成を採用している。請求項１記
載のブレード保持構造は、ディスクの外周に沿って複数
のブレードが所定方向に挿抜自在に植設され、前記ブレ
ードの前記所定方向の一方側に該ブレードに係合して保
持する保持部材が設けられたブレード保持構造であっ
て、前記保持部材はリング形状をなし、両端が周方向に
互いに重ね合わされることを特徴とするものである。

【０００９】従って、本発明のブレード保持構造では、
運転中の振動や熱膨張で保持部材の両端が開いても、両
端間に隙間ができることを防止できる。そのため、ブレ
ードに対する係合・保持を維持することができ、ブレー
ドのディスクからの脱落を確実に防止することができ
る。また、本発明では、保持部材をリング形状として一
つの部材で形成できるので、部品点数の増加を招くこと
なくコストアップを回避できる。

【００１０】請求項２記載のブレード保持構造は、請求
項１記載のブレード保持構造において、前記保持部材の
両端が、径方向に重ね合わされることを特徴とするもの
である。

【００１１】従って、本発明のブレード保持構造では、
保持部材の両端を径方向に重ね合わせた状態で、周方向
に重ね合わせることができる。

【００１２】請求項３記載のブレード保持構造は、請求
項１記載のブレード保持構造において、前記保持部材の
両端が、前記ディスクの回転軸線方向に重ね合わされる
ことを特徴とするものである。

【００１３】従って、本発明のブレード保持構造では、
保持部材の両端をディスクの回転軸線方向に重ね合わせ
た状態で、周方向に重ね合わせることができる。

【００１４】請求項４記載のブレード保持構造は、請求
項１記載のブレード保持構造において、前記保持部材の
一端には凹部が設けられ、前記保持部材の他端には前記
凹部に前記周方向に移動自在に嵌合する凸部が設けられ
ることを特徴とするものである。

【００１５】従って、本発明のブレード保持構造では、
運転中の振動や熱膨張で保持部材の両端が開いても凹部
と凸部とが嵌合しているので、両端間に隙間ができるこ
とを防止できるとともに、保持部材の周方向以外、例え
ば軸線方向や径方向への変形も防止することができる。

【００１６】請求項５記載のブレード保持構造は、請求
項１から３のいずれかに記載のブレード保持構造におい
て、前記保持部材の一端には、第１凹部と第１凸部とが
設けられ、前記保持部材の他端には、前記第１凹部に前
記周方向に移動自在に嵌合する第２凸部と、前記第１凸
部が前記周方向に移動自在に嵌合する第２凹部とが設け
られることを特徴とするものである。

【００１７】従って、本発明のブレード保持構造では、
運転中の振動や熱膨張で保持部材の両端が開いても第１
凹部と第１凸部、および第２凹部と第２凸部とが嵌合し
ているので、両端間に隙間ができることを防止できると
ともに、保持部材の周方向以外、例えば軸線方向や径方
向への変形もより強固に防止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のブレード保持構造
の第１の実施形態を、図１ないし図５を参照して説明す
る。図１において、符号１はディスクであり、符号２は
ブレードである。ディスク１は、例えばインコネルで形
成された円盤状をなしており、ブレード２が植設される
あり溝３が外周に沿って一定間隔で複数形成されてい
る。各あり溝３は、ディスク１の略回転軸線方向（所定
方向；図１中、紙面と直交する方向、以下単に軸線方向
と総称する）に貫通して形成されている。

【００１９】ブレード２は、例えばニッケル合金で形成
されており、その基端部のダブテール２ａがディスク１
のあり溝３に軸線方向の一方側（図１中、紙面の手前
側、図２中左側）から挿抜自在、且つ径方向および周方
向に離脱不能に嵌合して植設される。なお、ディスク２
の軸線方向他方側（図１中、紙面の奥側、図２中右側）
には、図示しない係止部が設けられており、ブレード２
が一方側からのみ挿抜自在、且つあり溝３に挿入された
ときに、係止部に係止して軸線方向の位置決めがなされ
る構成になっている。

【００２０】また、図２に示すように、ディスク１に
は、ディスク１との間で回転中心側に向く開口部を形成
する断面Ｌ字形状のフック４が軸線方向の一方側に突設
されている。このフック４は、図１に示すように、ディ
スク１の外周に沿ってあり溝３とほぼ同じ径（位置）
で、且つあり溝３においては切り欠かれて形成されてい
る。

【００２１】そして、このフック４（とディスク１との
間）には、ディスク１に対するブレード２の脱落を防止
するブレード保持リング（保持部材）５が取り付けられ
る。ブレード保持リング５は、例えばインコネルで形成
され、フック４と略同一の外径を有するリング形状をな
している。また、ブレード保持リング５は、外径に対応
する円周長さ以上の長さを有することで、図３に示すよ
うに、両端が周方向に重ね合わされる長さに形成され、
一端側では内周側を略半分の厚さで、且つ重ね合わせ長
以上の長さで欠落させ、同様に他端側では外周側を略半
分の厚さで、且つ重ね合わせ長以上の長さで欠落させる
ことで、全体としてほぼ同じ厚さで、両端が互いに隙間
をあけた状態で周方向および径方向に重ね合わされる。

【００２２】上記の構成のブレード保持構造の作用につ
いて以下に説明する。まず、ディスク１にブレード２を
装着する際には、ダブテール２ａをあり溝３に軸線方向
の一方側から他方側に向けて挿入する。挿入されたブレ
ード２（ダブテール２ａ）は、係止部に係止して位置決
めがなされる。そして、ブレード保持リング５をフック
４に取り付ける。これにより、ブレード２は、係止部と
ブレード保持リング５とによってディスク１に保持され
ることになり、脱落が阻止された状態で装着（植設）さ
れる。

【００２３】そして、運転中の振動や熱膨張により、ブ
レード保持リング５の両端が開く方向に変形した場合で
も、ブレード保持リング５は両端が周方向に互いに重ね
合わされているため両端が離間することがなく、両端間
に隙間ができることを防止できる。そのため、ブレード
２に対するブレード保持リング５の係合が維持されるこ
とで、ブレード２のディスク１からの脱落が阻止され
る。

【００２４】このように、本実施の形態のブレード保持
構造では、ブレード保持リング５がリング形状であり、
その両端が周方向に重ね合わされているので、振動や熱
膨張等の外乱が生じてもブレード２の脱落を確実に阻止
することが可能になる。また、本実施の形態では、ブレ
ード保持リング５が複数の部材では一つのリングで構成
されているので、部品点数増加やタブ溶接等の作業増加
に起因するコストアップを回避することができる。

【００２５】なお、上記実施の形態では、ブレード保持
リング５の両端が周方向および径方向に重ね合わされる
構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば
図４および図５に示すように、周方向および軸線方向に
重ね合わされる構成であってもよい。

【００２６】図６ないし図８は、本発明のブレード保持
構造の第２の実施形態を示す図である。これらの図にお
いて、図１ないし図５に示す第１の実施形態の構成要素
と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省
略する。第２の実施の形態と上記の第１の実施の形態と
が異なる点は、ブレード保持リングの両端の構成であ
る。

【００２７】図６に示すように、ブレード保持リング５
の一端面（一端）５ａには断面矩形の凹部６が設けられ
ており、他端面（他端）５ｂには凹部６に周方向に移動
自在に嵌合する断面矩形の凸部７が延設されている。な
お、凹部６の長さ（深さ）および凸部７の長さは、ブレ
ード保持リング５の両端が周方向に重ね合わされる長さ
以上に設定されている。

【００２８】従って、上記の構成ののブレード保持構造
では、図７に示すように、ブレード保持リング５は凸部
７が凹部６に嵌合した状態で、且つ図８に示すように、
端面５ａ、５ｂ間に隙間をあけ、両端が周方向に重ね合
わされた状態でフック４に取り付けられる。

【００２９】本実施の形態のブレード保持構造では、上
記第１の実施形態と同様の作用・効果が得られることに
加えて、両端が周方向にのみ移動可能となっているの
で、運転中の振動や熱膨張でブレード保持リング５が周
方向以外、例えば軸線方向や径方向へ変形することを防
止できる。

【００３０】図９ないし図１１は、本発明のブレード保
持構造の第３の実施形態を示す図である。これらの図に
おいて、図６ないし図８に示す第２の実施形態の構成要
素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を
省略する。第３の実施形態と上記の第２の実施形態とが
異なる点は、ブレード保持リングの両端の構成である。

【００３１】図９に示すように、ブレード保持リング５
の一端面５ａには径方向外周側に断面矩形の凹部（第１
凹部）８が設けられ、径方向内周側に断面矩形の凸部
（第１凸部）９が設けられている。また、ブレード保持
リング５の他端面５ｂには径方向外周側に断面矩形の凸
部（第２凸部）１０が設けられ、径方向内周側に断面矩
形の凹部（第２凹部）１１が設けられている。凸部１０
は、凹部８に周方向に移動自在に嵌合し、凹部１１は凸
部９が周方向に移動自在に嵌合する構成になっている。
なお、凹部８、１１の長さ（深さ）および凸部９、１０
の長さは、ブレード保持リング５の両端が周方向に重ね
合わされる長さ以上に設定されている。

【００３２】従って、上記の構成のブレード保持構造で
は、図１０に示すように、ブレード保持リング５は凸部
１０が凹部８に嵌合し、凸部９が凹部１１に嵌合した状
態で、且つ図１１に示すように、端面５ａ、５ｂ間に隙
間をあけ、両端が周方向および径方向に重ね合わされた
状態でフック４に取り付けられる。

【００３３】このように、本実施の形態のブレード保持
構造では、上記第２の実施形態と同様の作用・効果が得
られることに加えて、両端ともが周方向にのみ移動可能
に互いに嵌合し合っているので、運転中の振動や熱膨張
でブレード保持リング５が周方向以外、例えば軸線方向
や径方向へ変形することを一層強固に防止できる。

【００３４】なお、上記実施の形態において、凸部や凹
部の形状を断面矩形としたが、これに限られず、製作が
容易な形状、例えば断面円形等であってもよい。また、
上記実施の形態におけるブレード保持リング５の両端の
重ね合わせ長さは、熱膨張が生じても先端同士に隙間が
発生しない充分な長さを確保することが望ましい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るブ
レード保持構造は、保持部材がリング形状をなし、両端
が周方向に互いに重ね合わされる構成となっている。こ
れにより、このブレード保持構造では、振動や熱膨張等
の外乱が生じてもブレードの脱落を確実に阻止できると
ともに、部品点数の増加やタブ溶接等の作業増加に起因
するコストアップを回避できるという優れた効果を奏す
る。

【００３６】請求項２に係るブレード保持構造は、保持
部材の両端が径方向に重ね合わされる構成となってい
る。これにより、このブレード保持構造では、両端を周
方向および径方向に重ね合わせることで、ブレードの脱
落阻止およびコストアップの回避を実現できるという効
果を奏する。

【００３７】請求項３に係るブレード保持構造は、保持
部材の両端がディスクの回転軸線方向に重ね合わされる
構成となっている。これにより、このブレード保持構造
では、両端を周方向および軸線方向に重ね合わせること
で、ブレードの脱落阻止およびコストアップの回避を実
現できるという効果を奏する。

【００３８】請求項４に係るブレード保持構造は、保持
部材の一端に凹部が設けられ、他端に凹部に周方向に移
動自在に嵌合する凸部が設けられる構成となっている。
これにより、このブレード保持構造では、振動や熱膨張
で保持部材が周方向以外へ変形することを防止できると
いう効果が得られる。

【００３９】請求項５に係るブレード保持構造は、保持
部材の一端に第１凹部と第１凸部とが設けられ、保持部
材の他端に第１凹部に周方向に移動自在に嵌合する第２
凸部と、第１凸部が周方向に移動自在に嵌合する第２凹
部とが設けられる構成となっている。これにより、この
ブレード保持構造では、振動や熱膨張で保持部材が周方
向以外へ変形することを一層強固に防止できるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す図であっ
て、ブレード保持リングの先端を周方向に重ね合わせて
取り付けた図である。

【図２】 図１における部分断面図である。

【図３】 ブレード保持リングの両端部分の外観斜視
図である。

【図４】 ブレード保持リングの先端が軸線方向に重
ね合わされた部分断面図である。

【図５】 先端が軸線方向に重ね合わされたブレード
保持リングの外観斜視図である。

【図６】 本発明の第２の実施形態を示す図であっ
て、先端に凹部および凸部が設けられたブレード保持リ
ングの外観斜視図である。

【図７】 ブレード保持リングの凸部が凹部に嵌合し
て取り付けられた部分断面図である。

【図８】 図７における正面図である。

【図９】 本発明の第３の実施形態を示す図であっ
て、先端に凹部および凸部がそれぞれ設けられたブレー
ド保持リングの外観斜視図である。

【図１０】 ブレード保持リングの凸部が凹部に嵌合
して取り付けられた部分断面図である。

【図１１】 図１０における正面図である。

【符号の説明】

１ ディスク ２ ブレード ５ ブレード保持リング（保持部材） ６ 凹部 ７ 凸部 ８ 凹部（第１凹部） ９ 凸部（第１凸部） １０ 凸部（第２凸部） １１ 凹部（第２凹部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塲 茂 東京都西東京市向台町三丁目５番１号 石 川島播磨重工業株式会社田無工場内 Ｆターム(参考） 3G002 FA04 FA09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクの外周に沿って複数のブレー
   ドが所定方向に挿抜自在に植設され、前記ブレードの前
   記所定方向の一方側に該ブレードに係合して保持する保
   持部材が設けられたブレード保持構造であって、 前記保持部材はリング形状をなし、両端が周方向に互い
   に重ね合わされることを特徴とするブレード保持構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載のブレード保持構造にお
   いて、 前記保持部材の両端は、径方向に重ね合わされることを
   特徴とするブレード保持構造。
3. 【請求項３】 請求項１記載のブレード保持構造にお
   いて、 前記保持部材の両端は、前記ディスクの回転軸線方向に
   重ね合わされることを特徴とするブレード保持構造。
4. 【請求項４】 請求項１記載のブレード保持構造にお
   いて、 前記保持部材の一端には凹部が設けられ、 前記保持部材の他端には前記凹部に前記周方向に移動自
   在に嵌合する凸部が設けられることを特徴とするブレー
   ド保持構造。
5. 【請求項５】 請求項１から３のいずれかに記載のブ
   レード保持構造において、 前記保持部材の一端には、第１凹部と第１凸部とが設け
   られ、 前記保持部材の他端には、前記第１凹部に前記周方向に
   移動自在に嵌合する第２凸部と、前記第１凸部が前記周
   方向に移動自在に嵌合する第２凹部とが設けられること
   を特徴とするブレード保持構造。