JP2008207327A

JP2008207327A - 製作のために構成部品を所定の位置に固定する方法及び装置

Info

Publication number: JP2008207327A
Application number: JP2008033871A
Authority: JP
Inventors: Graham David Sherlock; グラハム・デイビッド・シャーロック; Lynn Charles Gagne; リン・チャールズ・ギャネ; Larry Paul Wencil; ラリー・ポール・ウェンシル
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2008-09-11
Also published as: US20080206005A1; EP1964632A1; EP1964632B1; US7862264B2

Abstract

【課題】複数の異なるタービン構成部品を製作するのに使用する穿孔工具を提供する。
【解決手段】本穿孔工具は、ベース（１１０）と、ベースに結合されたクランプと、クランプに結合されかつベースに対して移動可能であるクランプバー（１１４）と、それを貫通して延びる少なくとも１つの開口（１４４、１５６）を含み、ベースに取外し可能に結合されかつ穿孔対象の第１のエンジン構成部品に基づいて選択された第１のブッシュプレート（１１８）と、それを貫通して延びる少なくとも１つの開口を含み、ベースに取外し可能に結合されかつ第１のエンジン構成部品とは異なる穿孔対象の第２のエンジン構成部品に基づいて選択された第２のブッシュプレートと、第１のブッシュプレートの少なくとも１つの開口及び第２のブッシュプレートの少なくとも１つの開口の少なくとも１つに取外し可能に結合されたブッシュ（１５８）とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、総括的には製作時に構成部品を固定するために使用する工具に関し、より具体的には、製作時にブレード組立体を固定するために使用する工具に関する。

幾つかの公知のタービンは、タービンに向けて送る流体を加圧するために使用する圧縮機セクションを含む。幾つかの公知の圧縮機は、圧縮機ケーシングに固定されたブレードの列を含む。ガスタービンエンジン構成部品の正確な製造は、製造スケジュール及び費用の両方を決定する上での重要な要素となる可能性がある。例えば、構成部品がガスタービンエンジン圧縮機組立体である場合には、圧縮機ブレード及び／又は圧縮機ブレードセグメントの正確な製造は、ガスタービンエンジンの製作並びにブレードのその後の変更、補修及び検査の総費用に影響を与える重要な要素となる可能性がある。

ブレード及びブレードセグメントのようなタービン構成部品内に、開口及び／又は孔を形成する場合がある。そのような開口及び／又は孔は、他のタービン構成部品内に形成された孔及び／又は開口と整列させる必要がある場合がある。開口及び／又は孔の位置についての寸法は、同一ではなく、１つのタービン構成部品の開口及び／又は孔の隣接するタービン構成部品の開口及び／又は孔に対する不整列を引き起こす可能性がある。

製造において構成部品を位置合わせするために、構成部品は、該構成部品上の複数の基準面を位置決めする少なくとも１つの表面を含む固定具に結合することができる。しかしながら、製造工程の間に構成部品を正確に整列させかつ該構成部品をそのような整列状態に保持することは、困難である可能性がある。さらに、製造工程のために固定具を位置決めした時には固定具に構成部品を取付け及び／又は該固定具から構成部品を取外すことが、困難である可能性がある。従って、構成部品を整列させることは、より多大な時間がかかりかつ／又は専門オペレータの訓練を必要とし、場合によっては製造サイクル時間及び製造費用を増大させる可能性がある。さらに、幾つかの機械加工表面は、その後の製造工程において構成部品を位置決めするのに使用する基準面を含む場合がある。従って、そのような機械加工表面の寸法の精度は、その後に機械加工する構成部品の他の表面の寸法及び完成構成部品の全寸法の精度を決定する可能性がある。さらに、そのような製造工程のために固定具を位置決めした場合には、所望の位置及び／又は配向に構成部品が位置決めされたことを確認することは困難である可能性がある。

さらに、タービン構成部品内に開口及び／又は孔を形成することは、時間がかかりかつ費用がかかる作業である可能性がある。公知のタービンは各々、該タービン及び該タービン内での位置に応じて異なる寸法及び構成にされたブレード及び／又はセグメントを有する。これらの異なる構成のブレード及び／又はセグメントの各々は、開口及び／又は孔の周りの材料疲労を減少させるのを可能にするように異なる位置に配置された開口及び／又は孔を必要とする可能性がある。開口及び／又は孔の最適な位置を決定しかつ評価することはまた、時間がかかりかつ費用がかかる可能性がある。
米国特許第７１３４８１４号明細書米国特許第７１０１１２３号明細書米国特許第６９３１７５１号明細書米国特許第６８３０２４０号明細書米国特許第６７２９８０９号明細書米国特許第６５６０８９０号明細書米国特許第６５０８６１３号明細書米国特許第６４８６４３６号明細書米国特許第６３０５８８６号明細書米国特許第６２５４３２０号明細書米国特許第５７４６５５０号明細書米国特許第５２２２８４５号明細書米国特許第５１６３７９２号明細書米国特許第５０４４６１６号明細書米国特許第４６０１６１８号明細書米国特許第４１９６８９７号明細書米国特許第４１９４８６１号明細書米国特許第２４９７７３３号明細書

１つの態様では、２つの異なるタービン構成部品内に開口を形成する方法を提供する。本方法は、ベースにクランプを結合する段階と、クランプをクランプバーに結合する段階とを含み、クランプバーは、ベースに対して移動可能である。第１のブッシュプレートが、穿孔対象の第１のタービン構成部品に基づいて選択され、かつベースに取外し可能に結合される。ブッシュが、第１のブッシュプレートを貫通して延びる少なくとも１つの開口に、取外し可能に結合される。第１のタービン構成部品内には、開口が形成される。第２のブッシュプレートが、穿孔対象の第２のタービン構成部品に基づいて選択される。第２のタービン構成部品は、第１のタービン構成部品とは異なる。第２のブッシュプレートは、ベースに取外し可能に結合される。第２のタービン構成部品内には、開口が形成される。

別の態様では、２つの異なるタービン構成部品用の穿孔工具を提供する。本穿孔工具は、ベースと、ベースに結合されたクランプと、クランプに結合されたクランプバーとを含む。クランプバーは、ベースに対して移動可能である。本穿孔工具はさらに、それを貫通して延びる少なくとも１つの開口を有する第１のブッシュプレートを含む。第１のブッシュプレートは、ベースに取外し可能に結合されかつ穿孔対象の第１のエンジン構成部品に基づいて選択される。本穿孔工具は、それを貫通して延びる少なくとも１つの開口を有する第２のブッシュプレートを含む。第２のブッシュプレートは、ベースに取外し可能に結合されかつ穿孔対象の第２のエンジン構成部品に基づいて選択される。第２のエンジン構成部品は、第１のエンジン構成部品とは異なる。第１のブッシュプレートの少なくとも１つの開口及び第２のブッシュプレートの少なくとも１つの開口の少なくとも１つに、ブッシュが取外し可能に結合される。

さらに別の態様では、複数のブレード内に開口を形成するための穿孔組立体を提供する。本穿孔組立体は、ベースと、ベースに結合されたクランプと、クランプに結合されたクランプバーとを含む。クランプバーは、ベースに対して移動可能である。本穿孔組立体はさらに、それを貫通して延びる開口を有する第１のブッシュプレートを含む。第１のブッシュプレートは、ベースに取外し可能に結合されかつ穿孔対象の第１のタービンブレードに基づいて選択される。本穿孔組立体は、それを貫通して延びる開口を有する第２のブッシュプレートを含む。第２のブッシュプレートは、ベースに取外し可能に結合されかつ穿孔対象の第２のタービンブレードに基づいて選択される。第２のタービンブレードは、第１のタービンブレードとは異なる。第１のブッシュプレートの開口及び第２のブッシュプレートの開口の少なくとも１つに、ブッシュが取外し可能に結合される。本組立体はさらに、ドリルに結合されたドリルビットと、ドリルビットに結合されて穿孔深さをそのように維持するのを可能にするカラーと、ドリルビットに対するベースの位置を維持するのを可能にするように構成されたドリルスタンドとを含む。

図１は、方形系ブレード１０２（図３に示す）で使用することができる例示的なクランプ固定具１００の斜視図を示す。図２は、クランプ固定具１００の斜視図を示す。図３は、方形系ブレード１０２及びその中に配置されたシム１０４を含むクランプ固定具１００の平面図を示す。図４は、穿孔盤１０８に結合された例示的なドリルスタンド１０６に結合されたクランプ固定具１００の斜視図を示す。この例示的な実施形態では、クランプ固定具１００は、ブレード基部（図示せず）内に形成された孔（図示せず）とシム１０４を貫通して延びる開口（図示せず）とが該孔及び／又は開口の製作時に実質的に整列した状態になるように、該ブレード１０２及びシム１０４を所定の位置に固定するのを可能にする。この例示的な実施形態では、ブレード１０２及びシム１０４は、該シム１０４を貫通して延びる開口と該ブレード１０２内に形成された孔とを通して挿入されたリベット（図示せず）により互いに結合される。

この例示的な実施形態では、クランプ固定具１００は、それに限定されないがフレーム６ブレード、フレーム７ブレード及び／又はフレーム９ブレードのような中実方形系ブレード１０２で使用されるように構成される。さらに、この例示的な実施形態では、ブレード１０２は、中空系ブレード（図示せず）以外のものである。別の例示的な実施形態では、クランプ固定具１００は、例えばそれに限定されないが７ＦＡ＋ｅ段１７ブレードなどの中実菱形系ブレード（図示せず）で使用するように構成される。さらに別の例示的な実施形態では、クランプ固定具１００は、例えばそれに限定されないが７ＦＡ＋ｅＥＧＶブレードなどの中実矩形系ブレード（図示せず）で使用するように構成される。

この例示的な実施形態では、クランプ固定具１００は、ベース１１０と、クランププレート１１２と、クランプバー１１４と、スクリュ組立体１１６と、ブッシュプレート１１８とを含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、ベース１１０は、２つの側壁１２０及び１２２と背面１２４とを含む。側壁１２０及び１２２は、溶接法、ファスナ１２６、又はあらゆる他の適切な結合方法を使用して、背面１２４に結合される。それに代えて、側壁１２０及び１２２並びに背面１２４は、一体形に形成することができる。固定具が、方形又は矩形系ブレードで使用するように構成されている場合には、側壁１２０及び１２２の内側表面１２８は、該側壁１２０及び１２２の外側表面１３０にほぼ平行である。それに代えて、固定具１００が、菱形系ブレードで使用するように構成されている場合には、内側表面１２８は、１つの側壁内側表面１２８が反対側の側壁内側表面１２８にほぼ平行であるように、外側表面１３０に対するあらゆる配向で配向することができる。

さらに、この例示的な実施形態では、ベース１１０は、その中に形成されたグルーブ１３２を有する。より具体的には、グルーブ１３２は、背面１２４内に深さＤ_１でかつブッシュプレート１１８の底部側１３６に隣接してシム１０４を配置することができるように、ベース１１０の上面１３４内に形成される。この例示的な実施形態では、グルーブ１３２は、シム１０４の厚さＴ_１よりも僅かに大きい幅Ｗ_１を有する。

この例示的な実施形態では、ベース１１０はまた、背面１２４と各側壁１２０及び１２２との間に形成されたチャネル１３８を含む。より具体的には、チャネル１３８は、その中にシムのタブ１４０及び／又はブレードフランジ（図示せず）を保持するような寸法及び配向にされる。この例示的な実施形態では、チャネル１３８は、深さＤ_２及び幅Ｗ_２を有する。この例示的な実施形態では、深さＤ_２は、タブ長さＬ_１及びフランジ深さ（図示せず）よりも長く、また幅Ｗ_２は、タブ１４０の高さ（図示せず）及びフランジの高さ（図示せず）よりも広い。それに代えて、チャネル深さＤ_２は、タブ長さ及び／又はフランジ深さとほぼ等しいか又はそれよりも小さくすることができ、またチャネル幅Ｗ_２は、タブ高さ及び／又はフランジ高さとほぼ等しいか又はそれよりも小さくすることができる。

この例示的な実施形態では、クランププレート１１２は、該クランププレート１１２が側壁外側表面１３０に対してほぼ垂直になるように、ベース１１０の底面１４２に隣接して配向される。クランププレート１１２は、ファスナ、溶接法又は他の適切な手段によりベース１１０に結合することができる。それに代えて、クランププレート１１２は、ベース１１０と一体形に形成することができる。クランププレート１１２は、それを貫通して形成された開口１４４を含む。より具体的には、開口１４４は、直径ｄ_２を有するロッド１４６よりも広い直径ｄ_１を有する状態で形成される。従って、ロッド１４６を、開口１４４を通して挿入することができる。

この例示的な実施形態では、クランプバー１１４は、該クランプバー１１４が側壁１２０及び１２２に対してほぼ垂直になりかつクランププレート１１２にほぼ平行になるように、固定具１００内に配置される。それに代えて、固定具１００が菱形系ブレードで使用するように構成されている場合には、クランプバー１１４は、側壁の内側表面に対して斜めに配向されかつ側壁外側表面１３０に対してほぼ垂直である。この例示的な実施形態では、クランプバー１１４、クランププレート１１２及びブッシュプレート１１８は、ｘ−軸にほぼ平行な方向に整列される。従って、クランプバー１１４は、該クランプバー１１４とブッシュプレート１１８との間にブレード１０２及びシム１０４を固定することができるように、ｙ−軸に平行な方向に固定具１００内で移動可能である。さらに、クランププレート１１４は、ロッド１４６に結合されたハンドル１４８を回転させた時に該クランププレート１１４が固定具１００に対して移動するように、ロッド１４６に結合される。

この例示的な実施形態では、スクリュ組立体１１６は、ロッド１４６とハンドル１４８とを含む。より具体的には、ハンドル１４８は、溶接法、ねじ込み又はあらゆる他の適切な手段によりロッド１４６に結合することができる。この例示的な実施形態では、ハンドル１４８は、ロッド１４６に螺合される。それに代えて、ロッド１４６は、固定具１００内でクランプバー１１４を移動させるように構成される。一実施形態では、スクリュ１１６は、蝶ネジである。

この例示的な実施形態では、ブッシュプレート１１８は、ベース１１０に結合される。より具体的には、ブッシュプレート１１８は、ドエル１５２及びファスナ１５４によりベース１１０の上端縁部１５０に結合される。それに代えて、ブッシュプレート１１８は、該ブッシュプレート１１８がベース１１０に取外し可能に結合されるように、それに限定されないがネジ、釘及び／又はピンのようなあらゆる他の適切な結合手段によりベース１１０に結合することができる。この例示的な実施形態では、ブッシュプレート１１８は、固定具１００内で穿孔されるブレード１０２のタイプに対応した別のブッシュプレート１１８と置き換えることができる。それに代えて、ブッシュプレート１１８は、ベース１１０に恒久的に固定される。

この例示的な実施形態では、ブッシュプレート１１８は、それを貫通して形成された２つの開口１５６を含む。それに代えて、ブッシュプレート１１８は、２つよりも多い又は少ない開口１５６を含むことができる。開口１５６は、製作対象のブレード１０２のタイプに基づいて配置される。各開口１５６は、その中にブッシュ１５８を受けるような寸法にされる。各ブッシュ１５８は、該ブッシュ１５８が使用予定のドリルビット１６０の寸法に基づいて変更することができるように、取外し可能である。

固定具１００は、ブレード１０２のベース内に形成された各孔を、シム１０４を貫通して延びる各開口と整列させるために使用することができる。シム開口を通しかつベース孔内にリベットを挿入して、シム１０４をブレード１０２に結合することができる。この例示的な実施形態では、シム１０４は、ブレードベースのいずれかの側壁（図示せず）に固定することができる。タービン（図示せず）からブレード１０２及びシム１０４を取外す場合には、ブレード１０２及びシム１０４の相対位置に注意すべきである。この例示的な実施形態では、第４のブレード１０２と第５のブレード１０２との間にシム１０４を結合する場合には、タービン内に再組立てする時にシム１０４が第４のブレード１０２と第５のブレード１０２との間に配置されるように、シム１０４はいずれかのブレード１０２に取付けることができる。より具体的には、この例示的な実施形態では、シム１０４は、水平継ぎ目（図示せず）以外において据付けられる。

この例示的な実施形態では、固定具１００は、ドリルスタンド１０６に結合される。ドリルスタンド１０６は、スタンド基台１６６から延びる直立固定具保持部分１６４を含む。この例示的な実施形態では、スタンド基台１６６は、該基台１６６を貫通して延びて穿孔盤床板１７０内の締付けネジ（図示せず）にアクセスできる複数の開口１６８を含む。この例示的な実施形態では、４つの開口１６８を示しているが、それに代えて、４つよりも多い又は少ない開口１６８が、スタンド基台１６６を貫通して延びることができる。さらに、ドリルスタンド１０６は、それを貫通して形成されたスロット１７４を含む面板１７２を含む。以下により詳細に説明するように、蝶ナット１７６は、スロット１７４に挿入して、穿孔盤１０８に対してドリルスタンド１０６を固定することができる。この例示的な実施形態では、面板１７２は、複数のファスナ１７８により前端縁部１７７に沿ってドリルスタンド基台１６６に結合される。それに代えて、面板１７２は、あらゆる他の適切な手段を使用して、スタンド基台１６６に結合することができる。それに代えて、面板１７２を、スタンド基台１６６と一体形に形成することができる。

この例示的な実施形態では、固定具１００は、ファスナ１２６及びキー（図示せず）を使用して、ドリルスタンド１０６に取外し可能に結合される。より具体的には、この例示的な実施形態では、少なくとも１つのファスナ１２６が、側壁１２０、側壁１２２及び／又はベース１１０を通して、スタンドブリッジ１７９内に形成された孔（図示せず）内に挿入され、キーは、スタンドブリッジ１７９内に形成されたキースロット（図示せず）に取外し可能に結合される。この例示的な実施形態では、キーは、該キーをキースロットに結合するのを可能にするネジ又はあらゆる他の適切な締結手段を使用して、キースロットに結合される。キーは、穿孔対象のブレード１０２のタイプに基づいて選択される。さらに、この例示的な実施形態では、明細書に説明するように、スタンドブリッジ１７９は、それを貫通して形成された複数の孔（図示せず）を含み、それに限定されないがフレーム６ブレード、フレーム７ブレード、フレーム９ブレード、７ＦＡ＋ｅ段１７ブレード及び／又は７ＦＡ＋ｅＥＧＶブレード用の複数の固定具構成のような複数の固定具構成をドリルスタンド１０６に対して結合することができるようになる。この例示的な実施形態では、ベース１１０は、該ベース１１０の背面（図示せず）内に形成されたスロット（図示せず）を含む。ベーススロットは、スタンドブリッジ１７９に結合されたキーを受けるような寸法にされる。

この例示的な実施形態では、穿孔盤１０８は、当技術分野では公知のものであり、ドリルビット１６０を含む。この例示的な実施形態では、スタンド面板１７２は、穿孔盤床板１７０の前面（図示せず）に隣接している。蝶ナット１７６は、スロット１７４を貫通して延び、床板１７０の前面に形成された孔（図示せず）内に受けられる。前面の孔は、蝶ナット１７６を保持するような寸法にされる。この例示的な実施形態では、蝶ナット１７６は、ブッシュ１５８がドリルビット１６０と整列するようにスタンド１０６を再配置するのを可能にするために、緩めることができる。この例示的な実施形態では、床板１７０は、必要に応じてドリルビット１６０に対して調整しかつ再配置することができる。より具体的には、床板１７０は、スタンド基台１６６内に形成された開口１６８を通してアクセスすることができる締付けネジを使用して、再配置することができる。この締付けネジは、床板１７０を穿孔盤１０８に固定するように締付けることができる。

固定具１００及びスタンド１０６が穿孔盤１０８に結合されると、固定具１００内にブレード１０２及びシム１０４を配置することができる。この例示的な実施形態では、シム１０４は、グルーブ１３２内に配置される。より具体的には、この例示的な実施形態では、ブレード１０２は、シム１０４の下方で固定具１００内に配置される。さらに、この例示的な実施形態では、シム１０４及びブレード１０２は、側壁１２２の内側表面１２８に隣接して配置される。スクリュ１１６は、クランプバー１１４がブレード１０２に接触しまたブレード１０２がシム１０４に接触して、シム１０４がブッシュプレート底部側１３６に対して固定されるように、固定具１００に対してブレード１０２及びシム１０４を固定するのを可能にする。別の例示的な実施形態では、ブレード１０２が傾斜ブレードである場合には、シム１０４及びブレード１０２は、側壁１２０の内側表面１２８に隣接して配置される。

この例示的な実施形態では、固定具１００内にブレード１０２及びシム１０４を固定した後に、シム１０４を通して延びる開口及びブレードベース内に形成される孔は、穿孔盤１０８を使用して穿孔することができる。ドリルビット１６０の寸法を決定するために、リベットの直径が測定される。この例示的な実施形態では、リベットは、シム１０４をブレード１０２に結合するために使用される。この例示的な実施形態では、リベット直径は、リベットから外向きに延びる最大の軸方向ローレットの組において測定される。ドリルビット１６０は、リベット直径に基づいて選択される。

この例示的な実施形態では、穿孔深さ（図示せず）は、ドリルビット１６０上にドリルカラー１８４を配置することによって設定することができる。ドリルカラー１８４の位置を決定するために、特注の深さ設定工具（図示せず）又はノギス（図示せず）を使用することができる。それに代えて、ドリルビット１６０上にカラー１８４を配置するための別の適切な手段を使用することができる。この例示的な実施形態では、ノギスは、１．５７０インチに設定される。開口及び孔は、それぞれシム１０４及びブレード１０２内に穿孔することができる。

この例示的な実施形態では、開口及び孔の深さ（図示せず）は、０．５１０インチ〜０．５５０インチの範囲にあるべきである。この例示的な実施形態では、この深さが適切な範囲内にあることを検証するために、ブレード１０２及びシム１０４は、固定具１００から取外される。この深さを測定するために、「正常／不良」深さゲージ（図示せず）又は深さマイクロメータ（図示せず）を使用することができる。

この例示的な実施形態では、深さが範囲内にあることを判定した後に、上述のように、シム１０４及びブレード１０２は、固定具１００に再固定される。ドリルビット１６０は、該ドリルビット１６０が孔の底部（図示せず）に接触するように、開口を通して孔内に挿入される。この例示的な実施形態では、穿孔盤１０８上にストッパ（図示せず）が設置される。別の例示的な実施形態では、カラー１８４が、該カラー１８４がブッシュ１５８に接触するようにドリルビット１６０に固定される。この例示的な実施形態では、複数のシム１０４及びブレード１０２は、上述の方法を使用して形成される。それに代えて、１つのシム１０４及び１つのブレード１０２は、穿孔することができる。

この例示的な実施形態では、各ブレード１０２及びシム１０４内に１つの開口及び１つの孔を穿孔した後に、チャック１８６からドリルビット１６０を取外し、チャック１８６内に皿穴ドリル（図示せず）を受容させる。より具体的には、この例示的な実施形態では、皿穴は、中央ドリル面取り部（図示せず）の外径が、シム１０４の外側表面の下方に位置するように該シム１０４の外側表面下方に配置される。この例示的な実施形態では、ブッシュ１５８は、ブレード１０２及びシム１０４に対して皿穴ドリルを適切に配向するために取外すことができる。この例示的な実施形態では、シム１０４の外側表面の僅かに下方に延びる皿穴凹部（図示せず）は、皿穴ドリルを使用してシム１０４内に形成される。皿穴凹部深さは、リベット深さゲージ（図示せず）を使用して確認することができ、或いはあらゆる他の適切な手段を使用して、奥部深さを確認することができる。

別の穿孔方法は、標準ドリルビット１６０ではなくて特注のドリルビット１６０を使用する段階を含む。この例示的な実施形態では、ドリルビット１６０は、該ドリルビット１６０が、例えばドリル部分（図示せず）及び皿穴ドリル部分（図示せず）を含むような特注のドリルビット／皿穴ドリルである。特注のドリルビット１６０は、該ドリルビット１６０がドリルホルダ１８８内に受けられかつネジ１９０を使用してホルダ１８８内に固定されるサイドロック式ドリルホルダ１８８で使用することができる。この例示的な実施形態では、ブッシュプレートのブッシュ１５８は、ドリルビット１６０の寸法に基づいて選択される。さらに、この例示的な実施形態では、ドリルホルダ１８８及びドリルビット１６０は、ドリルビット１６０の寸法を開口及び孔を適切な深さにした時にドリルホルダ１８８の前面１９２がブッシュ１５８に接触するような寸法にすることによって、該開口及び孔を適切な深さ（図示せず）に形成するように構成することができる。別の例示的な実施形態では、深さを調整するために、小さなシムストック片（図示せず）をドリルホルダ１８８内に挿入することができる。深さは、リベット深さゲージ又はあらゆる他の適切な手段を使用することによって確認することができる。

この例示的な実施形態では、シム１０４をブレード１０２に固定するために使用するリベットは、寸法を変化させることができる。より具体的には、リベットと孔との間の締り嵌めを達成することができるように、組立てに先立ってリベットを測定することが必要である可能性がある。この例示的な実施形態では、マイクロメータ、ノギス又はあらゆる他の適切な手段を使用して、リベットを各ローレットの組において測定し、リベットの最大直径を求めることができる。最大リベット直径が開口及び孔の閾値直径（図示せず）よりも大きい場合には、開口及び孔は、現存の孔の軸方向中心線に沿って適切な深さまで、再穿孔することができる。

この例示的な実施形態では、開口を通してリベットを挿入しかつ孔内に固定した後に、シム１０４内に及びブレード１０２内に第２の開口（図示せず）及び第２の孔（図示せず）を形成することができる。この例示的な実施形態では、例えばブレード１０２のタイプに基づいて、幾つかのブレード１０２は、その中に形成された２つの孔を有することができ、また他のブレード１０２は、その中に形成された１つの孔を有することができる。この例示的な実施形態では、第２の孔を形成するために、ブレード１０２及びシム１０４は、上述のように側壁１２０の内側表面１２８に隣接して配置され、かつ固定具１００内に再固定される。さらに、この例示的な実施形態では、側壁１２２の内側表面１２８に隣接して、幾つかのタイプのブレード１０２を配置することができる。上述のように、ブレード１０２及びシム１０４を固定具１００内に固定した状態で、第２の開口及び孔を穿孔することができる。

この例示的な実施形態では、必要な数のリベットが１つ又は複数の開口を通して挿入されかつ１つ又は複数の孔内に固定されると、ダイグラインダ（図示せず）及びアブレイシブディスク（図示せず）を使用して、シム１０４の側面（図示せず）がブレード１０２の側面（図示せず）とほぼ同一平面になるようにリベット材料を除去することができる。

図５は、クランプ固定具５００の別の実施形態の斜視図を示す。図６は、固定具５００の正面図を示す。この例示的な実施形態では、固定具５００は、シム５０４を貫通して開口（図示せず）を形成することができまたブレードリングセグメント５０２の面（図示せず）内に孔（図示せず）を形成することができるように、ブレードリングセグメント５０２及びシム５０４を所定の位置に固定するのを可能にする。開口を通してリベット（図示せず）を挿入しかつ孔内に固定して、ブレード組立体（図示せず）の一部分を形成する。

この例示的な実施形態では、固定具５００は、ベース５０６と、プランジャクランプ組立体５０８と、クランプ支持体５１０と、調整可能ジョー５１２と、固定ジョー５１４と、カムクランプ組立体５１６と、テノンクランプ組立体５１８とを含む。より具体的には、プランジャクランプ組立体５０８、クランプ支持体５１０、調整可能ジョー５１２、固定ジョー５１４、カムクランプ組立体５１６及びテノンクランプ組立体５１８は、ベース５０６に結合される。

この例示的な実施形態では、クランプ支持体５１０は、幅Ｗ_３、長さＬ_３及び高さＨ_３を有する。それに代えて、クランプ支持体５１０を、４面ブロック以外に設計することができる。クランプ支持体５１０は、それを貫通して形成された開口（図示せず）を有する。より具体的には、開口は、それを通して直径ｄ_３を有するロッド５２０を挿入することができるような寸法にされた直径（図示せず）を有する。さらに、この例示的な実施形態では、クランプ支持体５１０は、少なくとも１つのファスナ５２８を使用して、ベース５０６に結合されている。それに代えて、クランプ支持体５１０は、溶接法によってベース５０６に結合することができ、或いはベース５０６との単体構造に設計することができ、或いはあらゆる他の適切な手段によってベース５０６に結合することができる。

この例示的な実施形態では、プランジャクランプ組立体５０８は、ロッド５２０と、プランジャクランプ５２１と、ハンドル５２２とを含む。ロッド５２０は、該ロッド５２０がプランジャクランプ５２１及びクランプ支持体５１０内で移動可能であるようにロッドストッパ５２４、プランジャクランプ５２１及びクランプ支持体開口を貫通して延びる。より具体的には、ロッド５２０は、プランジャクランプ５２１及びクランプ支持体５１０に対して軸方向に摺動可能かつ移動可能である。さらに、この例示的な実施形態では、プランジャクランプ５２１は、複数のファスナ５２６を使用してクランプ支持体５１０に結合される。それに代えて、プランジャクランプ５２１は、溶接法、単体構造、又はあらゆる他の適切な結合手段を使用してクランプ支持体５１０に結合することができる。この例示的な実施形態では、ロッド５２０は、あらゆる適切な結合手段を使用して調整可能ジョー５１２に結合されている。ロッド５２０は、例えばブレードリングセグメント５０２及びシム５０４などの対象物を調整可能ジョー５１２と固定ジョー５１４との間に固定することができるように、ベース５０６に対して調整可能ジョー５１２を移動させる。それに代えて、プランジャクランプ組立体５０８以外の適切なクランプ組立体を使用して、例えばそれに限定されないがスクリュ１１６と同様でありかつ調整可能ジョー５１２を移動させるために該調整可能ジョー５１２に結合されたネジ棒（図示せず）を含むスクリュ（図示せず）などにより、ベース５０６内に調整可能ジョー５１２を固定することができる。

この例示的な実施形態では、カムクランプ組立体５１６は、固定具５００に対してリングセグメント５０２の曲面状背面（図示せず）を固定する。より具体的には、カムクランプ組立体５１６は、シャフト５３０とロックナット５３２とを含む。この例示的な実施形態では、ロックナット５３２は、該ロックナット５３２に対する摩擦力を増大させるために、それに限定されないが浮出し菱形パターンのようなパターン化表面５３４を含む。さらに、この例示的な実施形態では、ロックナット５３２は、シャフト５３０に螺合される。この例示的な実施形態では、ベース５０６及び固定ジョー５１４は各々、それを通してシャフト５３０を挿入することができるような寸法にされた開口（図示せず）を含む。シャフト５３０上でロックナット５３２を回転させると、カムクランプ組立体５１６は、ブレードリングセグメント５０２に対して締付けられるか又は緩められる。この例示的な実施形態では、固定ジョー５１４と調整可能ジョー５１２との間にリングセグメント５０２をしっかりと固定した後に、カムクランプ組立体５１６は、リングセグメント５０２の背面が固定具５００に対して固定されるように締付けられる。

この例示的な実施形態では、カムシャフト５３０は、ベース５０６内に結合された軸受ジャーナル（図示せず）によって第１の端部（図示せず）において、また固定ジョー５１４内に形成されたネジ開口（図示せず）によって第２の端部５３１において支持されている。より具体的には、この例示的な実施形態では、シャフト５３０は、カムシャフトローブ直径（図示せず）を可変に配置して該カムシャフト５３０をリングセグメント５０２に接触させるのを可能にすることができるように、固定具５００に結合される。従って、カムクランプ組立体５１６は、複数のリングセグメント直径（図示せず）を支持するのを可能にする。さらに、この例示的な実施形態では、ベース５０６内の軸受ジャーナルは、カムシャフト５３０が束縛されない状態で実質的に自由に移動するのを可能にするような寸法にされる。この例示的な実施形態では、ネジ開口及びカムクランプ組立体５１６のジャーナル軸受は、カムクランプ組立体５１６の中心線（図示せず）に対してほぼ同一直線上に整列している。この例示的な実施形態では、この中心線は、中心ローブ直径（図示せず）の軸線（図示せず）とほぼ同軸に整列した状態になっていない。それに代えて、この中心線は、中心ローブ直径の軸線と同軸に整列している。この例示的な実施形態では、ローブの中心ローブ直径は、複数の異なるリングセグメントを支持するのを可能にするように選択される。

この例示的な実施形態では、テノンクランプ組立体５１８は、各々がノブ５３８とスプリング（図示せず）とクランプナット５４０とを含む２つのテノンクランプ５３６を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、一方のテノンクランプ５３６は、固定ジョー５１４に結合され、また他方のテノンクランプ５３６は、調整可能ジョー５１２に結合される。調整可能ジョーテノンクランプ５３６は、該テノンクランプ５３６が調整可能ジョー５１２と共に移動することができるように、ベース５０６に形成されたスロット５４２を貫通して延びる。それに代えて、固定具５００は、１つよりも多いテノンクランプ組立体５１８を含むことができる。この例示的な実施形態では、各ノブ５３８は、該ノブ５３８に対する摩擦力を増大させるために、それに限定されないが浮出し菱形パターンのようなパターン化表面５４４を含む。ノブ５３８を回転させると、テノンクランプ組立体は、緩められるか又は締付けられる。この例示的な実施形態では、固定具５００内にリングセグメント５０２をしっかりと固定した後に、テノンクランプ組立体５１８は、ベース５０６に対してリングセグメント５０２を固定するように締付けられる。

この例示的な実施形態では、調整可能ジョー５１２は、右ブッシュブロック５４６を含み、また固定ジョー５１４は、左ブッシュブロック５４８を含む。それに代えて、ジョー５１４及び５１２は、固定ジョー５１４が右ブッシュブロック５４６を含みまた調整可能ジョー５１２が左ブッシュブロック５４８を含むように配向される。この例示的な実施形態では、各ブッシュブロック５４６及び５４８は、２つのドエル５５０及びファスナ５５２を使用して、各それぞれのジョー５１２及び５１４に取外し可能に結合される。それに代えて、ブッシュブロック５４６及び５４８は、あらゆる他の適切な方法を使用して、それぞれジョー５１２及び５１２に取外し可能に結合することができる。それに代えて、ブッシュブロック５４６及び５４８は、それぞれジョー５１２及び５１４に恒久的に固定される。さらに、この例示的な実施形態では、各ジョー５１２及び５１４は、その中に形成されたチャネル５５４を含み、チャネル５５４は、基本的には上述のようなチャネル１３８と同様な形状及び寸法にされる。

この例示的な実施形態では、固定ジョー５１４は、複数のファスナ、溶接法、接着剤、又は固定ジョー５１４をベース５０６に固定するのを可能にするあらゆる他の適切な締結方法によりベース５０６に結合される。より具体的には、この例示的な実施形態では、調整可能ジョー５１２は、該ジョー５１２から延びるダブテール（図示せず）をベース５０６内に形成されたダブテールスロット（図示せず）内に結合することによって、ベース５０６に結合される。雌ダブテールスロット及びダブテールは、ベース５０６に対する調整可能ジョー５１２の全範囲にわたる意図した直線運動を可能にしかつ調整可能ジョー５１２がリングセグメント５０２との接触を維持するのを可能にするような寸法にされる。さらに、この例示的な実施形態では、調整可能ジョー５１２は、クランプ支持体５１０によって支持されたプランジャクランプ組立体５０８を使用して複数のファスナ５２６でベース５０６に固定される。

この例示的な実施形態では、ブッシュプレート５４６及び５４８とロッド５２０とは、ｘ−軸にほぼ平行な方向に整列し、またクランプ支持体５１０とジョー５１２及び５１４とは、ｙ−軸にほぼ平行な方向に整列する。従って、調整可能ジョー５１２は、固定具５００内でｘ−軸に平行な方向に移動可能であり、リングセグメント５０２及びシム１０４は、調整可能ジョー５１２と固定ジョー５１４との間に固定することができるようになる。

この例示的な実施形態では、各ブッシュブロック５４６及び５４８は、その中にブッシュ５５８を受けるような寸法にされた少なくとも１つの開口５５６を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、以下により詳しく説明するように、ブッシュ５５８は、ドリルビット（図示せず）に基づいて該ブッシュ５５８を選択することができるように、開口５５６に取外し可能に結合される。

さらに、この例示的な実施形態では、開口５５６は、固定具５００内に固定されたリングセグメント５０２の寸法に基づいて、ブッシュブロック５４６又は５４８を貫通して配向される。より具体的には、右ブッシュブロック５４６は、左ブッシュブロック５４８と同様であるが該左ブッシュブロックと反対になるような形状及び寸法にされる。従って、右ブッシュブロック５４６及び左ブッシュブロック５４８は、それに限定されないが７ＦＡ＋ｅブロック５４６及び５４８或いは９ＦＡ＋ｅブロック５４６及び５４８のような組を形成する。この例示的な実施形態では、ブロック５４６及び５４８は、該左ブッシュブロック５４８及び右ブッシュブロック５４６が同じ組からのものであるか或いは該左ブッシュブロック５４８及び右ブッシュブロック５４６が異なる組からのものであるように、選択することができる。例えば、それに限定されないが、固定具５００内に７ＦＢリングセグメント（図示せず）を固定する場合には、ブッシュブロック５４６及び５４８の両方は、７ＦＡ＋ｅの組からのものとすることができ、或いは固定具５００内に９ＦＢリングセグメント（図示せず）を固定する場合には、ブッシュブロック５４６及び５４８の両方は、９ＦＡ＋ｅの組からのものとすることができる。

この例示的な実施形態では、ブロック５４６及び５４８の組合せを使用する場合には、そのような組合せは、例えばそれに限定されないが、以下の表１に示す実施例のようにすることができる。

この例示的な実施形態では、リングセグメント５０２を固定具５００に固定するために、ブッシュプレート５４６及び５４８の背面（図示せず）とリングセグメント５０２の前面（図示せず）との間に、シム５０４が配置される。一実施形態では、シム５０４は、セグメント５０２の凹状端部（図示せず）に隣接して配置される。別の実施形態では、シム５０４は、セグメント５０２の水平接合面以外のセグメント面（図示せず）に隣接している。この例示的な実施形態では、プランジャクランプ組立体５０８は、シム５０４及びセグメント５０２に調整可能ジョー５１２を接触させるように、ベース５０６に対して軸方向摺動ロッド５２０によって配置される。プランジャクランプ組立体５０８は、プランジャクランプ５２１を使用して、セグメント５０２及びシム５０４を所定の位置に固定する。カムクランプ組立体５１６は、固定具５００内にセグメント５０２を固定するように、ロックナット５３２を回転させることによってセグメント５０２に対して締付けられる。テノンクランプ組立体５１８は、固定具５００内にセグメント５０２を固定するように、ノブ５３８を回転させることによってセグメント５０２に対して締付けられる。

固定具５００を使用してシム開口及びセグメント孔を形成するために、当技術分野において公知であるようなハンドドリル（図示せず）が使用される。それに代えて、上述のように、穿孔盤１０８を使用して、ドリルスタンド（図示せず）内に配置された固定具５００を貫通して穿孔することができ、或いはあらゆる他の適切な穿孔手段を使用することができる。このハンドドリルは、上述のようなドリルビット１６０を含むことができる。この例示的な実施形態では、シム開口及びセグメント孔は、穿孔盤１０８及びスタンド１０６ではなく、上述のようにハンドドリルを使用して形成される。

上述の方法及び装置は、工具に対して構成部品を所定の位置に固定するのを可能にすることによって、構成部品を製作するものである。本装置は、製作の間に構成部品の動きを減少させることができるように、構成部品を固定するのを可能にする。さらに、本装置は、シムの開口をブレードベースの孔と整列させるのを可能にする。本装置はまた、開口及び孔を同時に穿孔するので、穿孔時間を短縮するのを可能にする。それに加えて、製作対象の構成部品のタイプに基づいてブッシュの位置を変更することによって、開口及び孔の位置を最適化することを可能にする。

以上に、製作のために構成部品を所定の位置に固定するのを可能にする方法及び装置の例示的な実施形態を詳細に説明している。本装置は、本明細書に説明した特定の実施形態には限定されるものではなく、むしろ本方法及び装置の構成要素は、本明細書に説明した他の構成要素から独立してかつ別個に利用することができる。例えば、本装置はまた、製作しようとする他の構成部品と組み合わせて使用することができ、本明細書に説明したようなガスタービンエンジンブレード及びブレードリングセグメントのみでの実施に限定されるものではない。むしろ、本発明は、多くの他の製作用途に関して実施しかつ利用することができる。

様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは、当業者は分かるであろう。

ブレード組立体で使用することができる例示的なクランプ固定具の斜視図。図１に示すクランプ固定具の斜視図。図１に示すクランプ固定具の平面図。穿孔盤に結合された、図１に示すクランプ固定具の斜視図。ブレード組立体で使用するクランプ固定具の別の実施形態の斜視図。図５に示すクランプ固定具の正面図。

符号の説明

１００クランプ固定具
１０２ブレード
１０４シム
１０６ドリルスタンド
１０８穿孔盤
１１０ベース
１１２クランププレート
１１４クランプバー
１１６スクリュ組立体
１１８ブッシュプレート
１２０側壁
１２２側壁
１２４背面
１２６ファスナ
１２８内側表面
１３０外側表面
１３２グルーブ
１３４上面
１３６底部側
１３８チャネル
１４０シムタブ
１４２底面
１４４開口
１４６ロッド
１４８ハンドル
１５０上端縁部
１５２ドエル
１５４ファスナ
１５６開口
１５８ブッシュ
１６０ドリルビット
１６４直立固定具保持部分
１６６スタンド基台
１６８開口
１７０床板
１７２面板
１７４スロット
１７６蝶ナット
１７７前端縁部
１７８ファスナ
１７９スタンドブリッジ
１８４ドリルカラー
１８６チャック
１８８ドリルホルダ
１９０ネジ
１９２前面
５００固定具
５０２ブレードリングセグメント
５０４シム
５０６ベース
５０８プランジャクランプ組立体
５１０クランプ支持体
５１２調整可能ジョー
５１４固定ジョー
５１６カムクランプ組立体
５１８テノンクランプ組立体
５２０ロッド
５２１プランジャクランプ
５２２ハンドル
５２４ロッドストッパ
５２６ファスナ
５２８ファスナ
５３０カムシャフト
５３１第２の端部
５３２ロックナット
５３４パターン化表面
５３６テノンクランプ
５３８ノブ
５４０クランプナット
５４２スロット
５４４パターン化表面
５４６右ブッシュブロック
５４８左ブッシュブロック
５５０ドエル
５５２ファスナ
５５４チャネル
５５６開口
５５８ブッシュ

Claims

複数の異なるタービン構成部品を製作するのに使用する穿孔工具であって、
ベース（１１０）と、
前記ベースに結合されたクランプと、
前記クランプに結合されかつ前記ベースに対して移動可能であるクランプバー（１１４）と、
それを貫通して延びる少なくとも１つの開口（１４４、１５６）を含み、前記ベースに取外し可能に結合されかつ穿孔対象の第１のエンジン構成部品に基づいて選択された第１のブッシュプレート（１１８）と、
それを貫通して延びる少なくとも１つの開口を含み、前記ベースに取外し可能に結合されかつ前記第１のエンジン構成部品とは異なる穿孔対象の第２のエンジン構成部品に基づいて選択された第２のブッシュプレートと、
前記第１のブッシュプレートの少なくとも１つの開口及び前記第２のブッシュプレートの少なくとも１つの開口の少なくとも１つに取外し可能に結合されたブッシュ（１５８）と、
を含む穿孔工具。
前記クランプが、ネジロッドを含む、請求項１記載の穿孔工具。
前記クランプが、プランジャクランプ（５２１）を含む、請求項１記載の穿孔工具。
前記少なくとも１つのブッシュプレート（１１８）が、その中に形成された複数の開口（１４４、１５６）を含む、請求項１記載の穿孔工具。
前記ベース（１１０）が、それに結合された少なくとも２つのブッシュプレートを含み、前記ブッシュプレートの各々が、それを貫通して延びる少なくとも１つの開口（１４４、１５６）を含む、請求項１記載の穿孔工具。
前記ブッシュプレート（１１８、５４６、５４８）の少なくとも１つが、前記ベース（１１０）に対して移動可能であり、また前記ブッシュプレートの少なくとも１つが、前記ベースに固定されている、請求項５記載の穿孔工具。
ドリルビット（１６０）に結合されて穿孔深さを制限するのを可能にするカラー（１８４）をさらに含む、請求項１記載の穿孔工具。
複数のブレード内に開口を形成するための穿孔組立体であって、
ベース（１１０）と、
前記ベースに結合されたクランプと、
前記クランプに結合されかつ前記ベースに対して移動可能であるクランプバー（１１４）と、
それを貫通して延びる少なくとも１つの開口（１４４、１５６）を含み、前記ベースに取外し可能に結合されかつ穿孔対象の第１のタービンブレードに基づいて選択された第１のブッシュプレート（１１８）と、
それを貫通して延びる少なくとも１つの開口を含み、前記ベースに取外し可能に結合されかつ前記第１のタービンブレードとは異なる穿孔対象の第２のタービンブレードに基づいて選択された第２のブッシュプレートと、
前記第１のブッシュプレートの少なくとも１つの開口及び前記第２のブッシュプレートの少なくとも１つの開口の少なくとも１つに取外し可能に結合されたブッシュ（１５８）と、
ドリルに結合されたドリルビット（１６０）と、
前記ドリルビットに結合されて穿孔深さをそのように維持するのを可能にするカラー（１８４）と、
前記ドリルビットに対する前記ベースの位置を維持するのを可能にするように構成されたドリルスタンド（１０６）と、
を含む穿孔組立体。
前記クランプが、ネジロッドを含む、請求項８記載の穿孔組立体。
前記クランプが、プランジャクランプ（５２１）を含む、請求項８記載の穿孔組立体。