JP2011021490A - 回転体 - Google Patents

Abstract

【課題】張りキーと動翼と特殊動翼とが強固に定着された回転体を提供する。
【解決手段】外周に沿って環状に設けられた動翼嵌合溝１１と外周に設けられて動翼嵌合溝１１に連通する動翼導入孔１２とを有するローターディスク１０と、前記外周に連続的に複数設けられ、動翼嵌合溝１１に嵌合した翼根２１とローターディスク１０の外方側に突出した羽根本体２３とを有する動翼２０と、動翼嵌合溝１１に一部が嵌合する翼根２１とローターディスク１０の外方側に突出した羽根本体２３とをそれぞれ有し、互いに隣接して動翼導入孔１２を閉塞する二つの特殊動翼２０Ａ，２０Ｂと、動翼２０間に挿入された張りキー３０とを備える回転体１であって、張りキー３０は、周方向の厚さ寸法が径方向内方側の一端から径方向外方側の他端に向かって漸次大きくなる挿入部を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、蒸気タービンのローターに用いて好適な回転体に関する。

周知のように、蒸気によってローターを回転させて、蒸気のもつ熱エネルギーを運動エネルギーに変換する蒸気タービンは、発電又は化学プラントにおけるコンプレッサの駆動などに広く用いられている。

このような蒸気タービンに用いられるローターとしては、ローターシャフトの外周に設けられたローターディスクと、このローターディスクの外周に連続的に複数設けられた動翼とを具備するものがある。このような回転体は、高速回転に伴う遠心力や振動応力、曲げ応力に十分に耐え得るように、ローターディスクと動翼とを強固に固定する必要がある。

例えば、下記特許文献１では、外周に沿って環状に設けられた動翼嵌合溝と外周に設けられて動翼嵌合溝に連通する動翼導入孔とを有するローターディスクと、動翼嵌合溝に嵌合した翼根を有する動翼と、動翼導入孔に位置する最終植込動翼の翼根とローターディスクとを軸方向に貫通するディスクピンと、最終植込動翼の内部に設けられてディスクピンと連動して周方向両側に突出するブレードピンとを備える回転体が開示されている。すなわち、この回転体は、最終植込動翼の両隣の動翼に形成された窪み部と上記ブレードピンとを係合させることにより、最終植込動翼及びその他の動翼を固定している。

特開２００４−１０８２９０号公報

ところで、蒸気タービンの更なる高出力化・高回転化を図るためには、高速回転によって動翼が離脱しないように、動翼をローターディスクに一層強固に定着させる必要がある。しかし、従来の技術では、動翼に形成された窪み部と、最終植込動翼のブレードピンとを係合させて定着させるだけであるので、ブレードピンの強度を向上させたり、形状寸法を最適化したりしたとしても、動翼の定着性が不十分なものとなる。

動翼を強固に定着させることができる構造としては、上記特許文献１に従来技術として記載されている次の構造を挙げることができる。すなわち、この構造は、動翼嵌合溝と動翼導入孔とを有するローターディスクと、翼根を有する動翼と、互いに隣接して動翼導入孔を閉塞すると共にそれぞれの翼根の一部が動翼嵌合溝に嵌合する二つの特殊動翼と、動翼間に挿入された張りキーとを備えており、動翼の間に張りキーを挿入して二つの特殊動翼の位置が調整され、止めピンを特殊動翼の翼根とローターディスクとに貫通させて動翼及び特殊動翼の周方向の移動を拘束するものである。
このような構造であれば、特殊動翼の翼根の一部が動翼嵌合溝と嵌合するために、動翼及び特殊動翼を強固に定着させることができる。
しかしながら、上記構造においては、高速回転によって張りキーが離脱しないように、張りキーの定着性を向上させなければならないという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、張りキーと動翼と特殊動翼とが強固に定着された回転体を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る回転体は、外周に沿って環状に設けられた動翼嵌合溝と外周に設けられて該動翼嵌合溝に連通する動翼導入孔とを有するローターディスクと、前記外周に連続的に複数設けられ、前記動翼嵌合溝に嵌合した翼根と前記ローターディスクの外方側に突出した羽根本体とを有する動翼と、前記動翼嵌合溝に一部が嵌合する翼根と前記ローターディスクの外方側に突出した羽根本体とをそれぞれ有し、互いに隣接して前記動翼導入孔を閉塞する二つの特殊動翼と、前記動翼間に挿入された張りキーとを備える回転体であって、前記張りキーは、前記周方向の厚さ寸法が径方向内方側の一端から径方向外方側の他端に向かって漸次大きくなる挿入部を備えることを特徴とする。

この構成によれば、張りキーが、周方向の厚さ寸法が一端から他端に向かって漸次大きくなる挿入部を備えるので、放射状となる複数の翼根と張りキーとの接触面積を大きくすることができる。これにより、張りキーと翼根とに大きな摩擦力を生じさせることができ、張りキーの定着性を向上させることができる。従って、回転体が高速回転したとしても、張りキーの離脱が抑止され、結果的に動翼及び特殊動翼の離脱を抑止することができる。

また、前記挿入部は、前記翼根の周方向における端面と全面で接触する接触面を有することを特徴とする。
この構成によれば、挿入部が翼根の端面と全面で接触する接触面を有するので、張りキーと動翼との間に生じる摩擦力をより大きくすることができる。

また、前記ローターディスクの外周長をＲ、前記動翼及び前記特殊動翼の総数をＮｂ、前記動翼及び前記特殊動翼における前記翼根の最外方部における周方向の厚さ寸法をｔｂ、前記張りキーの数をＮｋ、前記張りキーの前記挿入部における他端の周方向の厚さ寸法をｔｋとした場合に、前記ローターディスクと前記動翼と前記特殊動翼と前記張りキーとを組み立てる前に、以下の関係を満たすことを特徴とする。
Ｒ＞Ｎｂ×ｔｂ
Ｒ＜Ｎｂ×ｔｂ＋Ｎｋ×ｔｋ
この構成によれば、組み立てた後の回転体において、張りキーと動翼と特殊動翼とがそれぞれ押圧されることとなり、この押圧力によって張りキーと動翼と特殊動翼との間に生じる摩擦力をさらに大きくすることができる。
また、動翼及び特殊動翼の加工公差を大きく許容することができる。

また、前記二つの特殊動翼の翼根は、それぞれの隣接面に前記軸方向に延在する半割り溝を有し、これら二つの半割り溝によって前記軸方向に延在する貫通孔が構成され、前記ローターディスクは、前記ローターディスクを軸方向に貫通して前記貫通孔に軸方向において重なった挿通孔を有する一方、前記貫通孔と前記挿通孔を挿通して前記複数の動翼を周方向に拘束する止めピンを備え、前記止めピンは、少なくとも一方の端部が潰されて固定されていることを特徴とする。
この構成によれば、止めピンの端部が潰されて固定されているので、止めピンが容易に脱落することがない。これにより、止めピンが脱落して動翼と張りキーと特殊動翼とが周方向に位置ずれしたり、径方向に離脱したりするのが防止され、張りキーの定着性を向上させることができる。

また、前記動翼と特殊動翼と前記張りキーとは、線膨張係数が同じ材料で形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、動翼と特殊動翼と張りキーとが、線膨張係数が同じ材料で形成されているので、動翼と特殊動翼と張りキーの定着性をさらに向上することが可能である。換言すれば、回転体を比較的に高温下で使用する場合において、熱伸び量の差によって生じ得る動翼と張りキーとの弛みや熱応力による破損を抑止して張りキーと動翼と特殊動翼の定着性を向上させることができる。

また、動翼嵌合溝の側壁には、前記張りキーが嵌入したガイド溝が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、張りキーが嵌入したガイド溝が形成されているので、回転体の組立の際に、張りキーを挿し入れる位置を容易に判別することができる。

また、前記動翼及び前記特殊動翼は、前記羽根本体と前記翼根との間に設けられたベースプレートを備える一方、前記張りキーは、前記挿入部の他端に設けられ前記ローターディスクの軸方向に延出した延出部を備え、前記ベースプレートは、隣接する前記張りキーの前記延出部の一部を覆う圧潰部を有することを特徴とする。
この構成によれば、ベースプレートが張りキーの延出部の一部を覆う圧潰部を有するので、この圧潰部が張りキーの径方向への離脱を抑止する。すなわち、圧潰部への許容せん断荷重の分だけ張りキーに生じる遠心力を大きくすることができる。これにより、張りキーの定着性を大きく向上させることができる。

また、前記延出部は、前記外方側の角部に面取り部を有し、この面取り部が前記圧潰部に埋められていることを特徴とする。
この構成によれば、延出部に面取り部を有すると共に、圧潰部が面取り部を埋めているので、せん断面積を大きく確保することができ、圧潰部の許容せん断荷重を大きくすることができる。

本発明によれば、張りキーと動翼と特殊動翼とが強固に定着された回転体を提供することができる。

本発明の実施形態に係る蒸気タービンのローターＲを示す模式図である。 本発明の実施形態に係る回転体１の要部拡大断面図であって、図１における要部Ｉの軸方向の直交断面図である。 本発明の実施形態に係るローターディスク１０の外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るローターディスク１０の要部拡大図であって、図３における要部IIの拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転体１の要部拡大断面図であって、図２におけるIII−III線断面図である。 本発明の実施形態に係る回転体１の要部拡大断面図であって、図２におけるIV−IV線断面図である。 本発明の実施形態に係る張りキー３０の概略外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転体１の要部拡大断面図であって、張りキー３０と、この張りキー３０に隣接する動翼２０とを示した図である。 本発明の実施形態に係る回転体１の第一の組立説明図である。 本発明の実施形態に係る回転体１の第二の組立説明図である。 本発明の実施形態に係る回転体１の変形例を示す要部拡大斜視図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施に係る蒸気タービンのローターＲを示す模式図であり、図２は、図１における要部Ｉの軸方向の直交断面図である。
図１に示すように、このローターＲは、ローターシャフトＳの外周に回転体１が複数設けられる構成とされており、これら回転体１と共にローターシャフトＳが回転するようになっている。
図２に示すように、回転体１は、ローターディスク１０と、複数の動翼２０と、二つの特殊動翼２０Ａ，２０Ｂと、複数の張りキー３０と、止めピン４０とを備えている。

図３は、ローターディスク１０の外観斜視図であり、図４は、図３における要部IIの拡大斜視図であり、図５は、図２におけるIII−III線断面図、図６は、図２におけるIV−IV線断面図である。
図３に示すように、ローターディスク１０は、ローターシャフトＳとは別体に形成された円盤部材であり、ローターＲに焼き嵌めされている。
このローターディスク１０は、動翼嵌合溝１１と動翼導入孔１２と挿通孔１３とを有している。

図３に示すように、動翼嵌合溝１１は、ローターディスク１０の外周に沿って環状に形成されており、図５に示すように、最外周端面１０ａにおいて径方向に開口している。動翼嵌合溝１１の溝断面は、図５に示すように、開口から溝底に向かって溝幅寸法（軸方向寸法）が二段に形成されており、開口側に形成されて溝幅寸法が小とされた狭幅部１１ａと、溝底側に形成されて溝幅寸法が大とされた広幅部１１ｂとを有している。換言すると、逆Ｔ字状の溝断面となっている。

図３に示すように、動翼導入孔１２は、ローターディスク１０の外周に一つ形成されており、図４に示すように、周方向において動翼嵌合溝１１の両端部と連通している。
この動翼導入孔１２は、動翼２０の翼根（後述する）を一つのみ導入可能とされており、開口から溝底に向かって溝幅寸法が略一定に形成されている。また、溝底が動翼嵌合溝１１の溝底と連続しており、溝深さ寸法（径方向寸法）が動翼嵌合溝１１と同大に形成されている。

図４に示すように、挿通孔１３（１３ａ，１３ｂ）は、動翼導入孔１２に連通するようにローターディスク１０の盤面を軸方向に貫通しており、図６に示すように、一方の盤面から挿通孔１３ａが、他方の盤面から挿通孔１３ｂがそれぞれ動翼導入孔１２に貫通している。

複数の動翼２０及び特殊動翼２０Ａ，２０Ｂは、図２に示すように、動翼２０の外周に直列的に設けられている。
図５，図６に示すように、動翼２０及び特殊動翼２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ翼根２１と、ベースプレート２２と、羽根本体２３とを有している。

翼根２１は、逆Ｔ字状の断面が一方向に連続する構成とされ、図５に示すように、動翼嵌合溝１１と嵌合している。より具体的には、翼根２１は、浅根部２１ａと深根部２１ｂとからなっており、浅根部２１ａが狭幅部１１ａの溝深さ寸法と略同一の高さ寸法及び狭幅部１１ａの溝幅寸法と略同一の幅寸法とされており、深根部２１ｂが広幅部１１ｂの溝深さ寸法よりも僅かに小さくされた高さ寸法及び広幅部１１ｂの溝幅寸法と同一の幅寸法とされた深根部２１ｂとされている。
この翼根２１は、奥行き寸法（ローターディスク１０の周方向の寸法）が動翼導入孔１２の周方向の寸法よりも僅かに小さくされている。

ベースプレート２２は、図５，図６に示すように、翼根２１と羽根本体２３とを連結する部位であり、羽根本体２３の台座として機能している。
このベースプレート２２は、軸方向に広がってローターディスク１０の外周の大部分を覆っている。また、張りキー３０と隣接する動翼２０のベースプレート２２は、張りキー３０の一部を覆う圧潰部２２ａを有している（図８参照）。なお、この圧潰部２２ａは、ベースプレート２２の一部がカシメられて形成されたものである。

これら翼根２１とベースプレート２２とが構成する周方向の端面２５ａ，２５ｂは、逆Ｔ字状となっており（図６参照）、羽根本体２３の形状に対応して一方の端面２５ａが周方向に凸状となっており、他方の端面２５ｂが周方向に凹状となっている（図９参照）。

羽根本体２３は、図５及び図６に示すように、ローターディスク１０の径方向外方に突出しており、径方向の直交断面が三日月形状となっている（図９参照）。
なお、羽根本体２３の上端面には、シュウラド５０（図２参照）が固定されるテノン２４が形成されている。

特殊動翼２０Ａ，２０Ｂは、図２に示すように、互いに隣接して固定されており、それぞれの翼根２１の周方向半分を動翼嵌合溝１１に嵌合させると共に、それぞれの残り半分を動翼導入孔１２に位置させている。
このような特殊動翼２０Ａ，２０Ｂの翼根２１は、図２及び図５に示すように、互いに隣接する逆Ｔ字状の端面２５ａ，２５ｂに幅方向（ローターディスク１０の軸方向）に延在する半円溝２１ｄ，２１ｅを有している。そして、上記逆Ｔ字状の隣接面が密着することにより半円溝２１ｄ，２１ｅが合わさって、ローターディスク１０の挿通孔１３（１３ａ，１３ｂ）に連通する貫通孔２１ｃを構成している。

図７は、張りキー３０（３０Ａ〜３０Ｅ）の概略外観斜視図である。
図７に示すように、張りキー３０（３０Ａ〜３０Ｅ）は、挿入部３１と、延出部３２とを有している。

挿入部３１は、図７に示すように、周方向に湾曲しており、周方向の一方の接触面３１ｄが動翼２０の端面２５ａ（翼根２１部分）に対して密着可能に凹状に湾曲し、他方の接触面３１ｃが動翼２０の端面２５ｂ（翼根２１部分）に対して密着可能に凸状に湾曲している。
また、この挿入部３１は、ローターディスク１０の周方向の厚さ寸法が、一端３１ａから他端３１ｂに向かって漸次大きくなるテーパ状とされており、一端３１ａ側から動翼２０間に挿入されている。
このような挿入部３１は、ローターディスク１０の軸方向の幅寸法が、動翼嵌合溝１１の溝幅寸法と略同大に形成されている。
このような構成により、挿入部３１の周方向の接触面３１ｃ，３１ｄは、隣接する動翼２０の翼根２１の端面２５ｂ，２５ａと全面で接触している。

図８は、回転体１の要部拡大断面図であって、張りキー３０と、この張りキー３０に隣接する動翼２０とを示した図である。
延出部３２は、図７に示すように、挿入部３１の他端３１ｂから軸方向の両側に延出してなっている。この延出部３２は、挿入部３１と同様に周方向に湾曲しており、周方向の一方の端面３２ｄが凹状に湾曲して動翼２０の端面２５ａ（ベースプレート２２部分）に密着しており、他方の端面３２ｃが凸状に湾曲して動翼２０の端面２５ｂ（ベースプレート２２部分）に対して密着している。

この延出部３２の径方向外方側における四つの角部は、面取り部３２ａとなっている。
この面取り部３２ａは、隣接する動翼２０のベースプレート２２の圧潰部２２ａによって埋められている。
このような面取り部３２ａの面取り角度αは、５０〜７０°とするのが望ましい。面取角度αを５０°以上とするのは、５０°未満の場合には、せん断面積２２ｂが小さくなり過ぎて高速回転時の遠心力に耐えられず、破断する恐れがあるからである。また、面取角度αを７０°以下とするのは、７０°より大きくすると張りキー３０に生じる遠心力が圧潰部２２ａに十分に伝達されないためである。
このような張りキー３０は、動翼２０と同材質で形成されており、線膨張係数が同一となっている。本実施形態では、耐熱鋼を用いているが、他の材質（例えば、ステンレス鋼等）を用いることもできる。

止めピン４０は、図２及び図６に示すように、挿通孔１３及び貫通孔２１ｃに嵌入されており、両端部４０ａ，４０ｂが潰されてローターディスク１０に固定されている。

シュウラド５０は、テノン２４が貫通した状態で、このテノン２４がカシメられることにより、複数の動翼２０を数組に分けて綴っている。

上記構成からなる回転体１は、ローターディスク１０の最外周端面１０ａ（図２及び図５参照）における外周長をＲ、動翼２０及び特殊動翼２０Ａ，２０Ｂの総数をＮｂ、動翼２０及び特殊動翼２０Ａ，２０Ｂにおける翼根２１の最外方部における周方向の厚さ寸法をｔｂ、張りキー３０の数をＮｋ、張りキー３０の挿入部３１における他端の周方向の厚さ寸法をｔｋとした場合に、ローターディスク１０と動翼２０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂと張りキー３０とを組み立てる前に、以下の関係を満たしている。
Ｒ＞Ｎｂ×ｔｂ・・・・・・・・・式（１）
Ｒ＜Ｎｂ×ｔｂ＋Ｎｋ×ｔｋ・・・式（２）
なお、本実施形態では、ｔｋ＝ｔｂ／６とされている。

次に、上記の構成からなる回転体１の組立方法について説明する。図９，図１０は、回転体１の組立説明図である。

まず、図９に示すように、複数の動翼２０を一つずつ動翼導入孔１２に導入する。
次に、動翼導入孔１２に導入した動翼２０を周方向にスライドさせて翼根２１を動翼嵌合溝１１に嵌合させ、図２に示すように、この動翼２０をさらに周方向にスライドさせる。この作業を繰り返して、動翼嵌合溝１１の周方向のスペースを動翼２０の翼根２１で埋めて複数の動翼２０を充填する。

次に、特殊動翼２０Ｂの翼根２１を、上記と同様にして動翼嵌合溝１１に嵌合させた後に、動翼嵌合溝１１に特殊動翼２０Ｂをスライドさせる。
次に、動翼導入孔１２に特殊動翼２０Ａを導入する。

次に、所定位置ＸＡ，ＸＢに張りキー３０Ａ，３０Ｂをそれぞれ嵌め入れる。これら所定位置ＸＡ，ＸＢは、所定位置ＸＡ，ＸＢによって区画される二つの外周円弧のうち優弧Ａ_Ｌ（大きい弧）側に所定数の動翼２０が属するように定められる。
次に、これら二つの張りキー３０Ａ，３０Ｂに隣接する各動翼２０のベースプレート２２をカシメて、張りキー３０Ａ，３０Ｂの面取り部３２ａを圧潰部２２ａで埋めることにより、張りキー３０Ａ，３０Ｂをそれぞれ固定する。この際、優弧Ａ_Ｌ間に属する所定数の動翼２０は張りキー３０Ａ，３０Ｂに押圧されることにより、それぞれ隣接する動翼２０と密着する。一方、劣弧Ａ_Ｓ間に属する動翼２０及び特殊動翼２０Ａ，２０Ｂの間には、三つの張りキー３０Ｃ〜３０Ｅよりも僅かに小さいスペースが形成される。

次に、劣弧Ａ_Ｓ（短い弧）間において、周方向に相互に隣接する動翼２０の間に張りキー３０Ｃ〜３０Ｅを挿入していく。具体的には、最も所定位置ＸＢ側に位置する動翼２０間から所定位置ＸＡ側に順番に、張りキー３０Ｃ〜３０Ｅを挿入する作業と、圧潰部２２ａによって固定する作業とを繰り返す。この際、張りキー３０を挿入する毎に、特殊動翼２０Ａ，２０Ｂが所定位置ＸＡ側にｔｂ／６ずつ移動していく。

全ての張りキー３０を挿入し終わると、図２に示すように、特殊動翼２０Ａ，２０Ｂが、それぞれの翼根２１の周方向半分を動翼嵌合溝１１に嵌合させると共に、周方向残り半分を動翼導入孔１２に位置させた状態となる。この状態においては、貫通孔２１ｃが挿通孔１３と軸方向に重なっている。

次に、図９に示すように、止めピン４０を貫通孔２１ｃと挿通孔１３とに挿通させた後に、図６に示すように、両端部４０ａ，４０ｂを潰して、この止めピン４０をローターディスク１０に固定する。
最後に、図２に示すように、テノン２４をシュウラド５０に貫通させて、このテノン２４をカシメることにより、動翼２０を数組に分けて綴り、回転体１の組立を終了する。

次に、上記構成からなる回転体１の作用について説明する。
まず、複数の羽根本体２３の間を高圧蒸気が通過することにより、回転体１に回転力が与えられる。この回転力により、張りキー３０に遠心力が生じる。この遠心力は、張りキー３０と隣接する二つの動翼２０との摩擦力、及び、四つの圧潰部２２ａとに生じるせん断荷重とで釣り合う。

この張りキー３０の挿入部３１は、隣接する二つの動翼２０に強く押圧されると共に、周方向の接触面３１ｃ，３１ｄが、これら二つの動翼２０の一方の端面とそれぞれ略全面で接触しており、上記摩擦力が大きくなっている。
また、四つの圧潰部２２ａは、面取り部３２ａを埋めることで、せん断面積２２ｂを大きく確保しており、許容せん断荷重が大きくなっている。
すなわち、回転体１が高速回転することにより、張りキー３０に比較的大きな遠心力が作用したとしても、上記大きくされた摩擦力と許容せん断荷重とを超えることない。すなわち、圧潰部２２ａが破断することなく、張りキー３０が離脱しない。
一方、止めピン４０は、両端が潰されており容易に脱落することなく、動翼２０及び特殊動翼２０Ａ，２０Ｂを周方向に拘束し続ける。
このようにして、回転体１及びローターＲの高速回転が継続して行われる。

以上説明したように、本実施形態によれば、張りキー３０が、周方向の厚さ寸法が一端３１ａから他端３１ｂに向かって漸次大きくなる挿入部３１を備えるので、翼根２１と張りキー３０との接触面積を大きくすることができる。これにより、張りキー３０と翼根２１とに大きな摩擦力を生じさせることができ、張りキー３０の定着性を向上させることができる。従って、回転体１が高速回転したとしても、張りキー３０の離脱により周方向に弛みが生じることがないため、動翼２０及び特殊動翼２０Ａ，２０Ｂの離脱を抑止することができる。

また、挿入部３１が翼根２１の端面２５ｂ，２５ａと略全面で接触する接触面３１ｃ，３１ｄを有するので、動翼２０との間に生じる摩擦力をより大きくすることができる。

また、ローターディスク１０と動翼２０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂと張りキー３０とを組み立てる前に、上記式（１），（２）を満たしているので、組み立てた後の回転体１において、張りキー３０と動翼２０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂとがそれぞれ押圧されることとなり、この押圧力によって張りキー３０と、動翼２０との間に生じる摩擦力をさらに大きくすることができる。
また、動翼２０及び特殊動翼２０Ａ，２０Ｂの加工公差を大きく許容することが可能となる。

また、止めピン４０の両端部４０ａ，４０ｂが潰されて固定されているので、止めピン４０が容易に脱落することがない。これにより、止めピン４０が脱落した場合における動翼２０と張りキー３０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂの周方向の位置ずれ及び離脱が防止され、張りキー３０の定着性を向上させることができる。

また、動翼２０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂと張りキー３０とが同材質で形成されているので、動翼２０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂと張りキー３０の定着性をさらに向上することが可能である。すなわち、張りキー３０を動翼２０よりも軟らかい材質で形成すると張りキー３０が変形して周方向に弛みが生じる恐れがある。一方、張りキー３０を動翼２０よりも硬い材質で形成すると動翼２０が破損する恐れがある。上記構成によれば、これらの恐れを排除して張りキー３０と動翼２０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂの定着性を向上させることができる。
換言すれば、張りキー３０と動翼２０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂとが、線膨張係数が同じ材料でされているので、ローターディスク１が高温となった場合において、熱伸び量の差によって生じ得る動翼２０と張りキー３０との弛みや熱応力による破損を抑止して動翼２０と張りキー３０と特殊動翼２０Ａ，２０Ｂの定着性を向上させることができる。

また、ベースプレート２２が張りキー３０の延出部３２の面取り部３２ａを覆う圧潰部２２ａを有するので、圧潰部２２ａが張りキー３０の径方向への離脱を抑止する。すなわち、圧潰部２２ａへの許容せん断荷重の分だけ張りキー３０に生じる遠心力を大きくすることができる。これにより、張りキー３０の定着性を大きく向上させることができる。
また、延出部３２に面取り部３２ａを有すると共に、圧潰部２２ａが面取り部３２ａを埋めているので、せん断面積２２ｂを大きく確保することができ、圧潰部２２ａの許容せん断荷重を大きくすることができる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、図９に示すように、予め張りキー３０を挿入する位置における動翼嵌合溝１１の狭幅部１１ａの側壁に、張りキー３０を嵌入可能なガイド溝１４（１４Ａ〜１４Ｅ）を形成してもよい。例えば、所定位置ＸＡ，ＸＢにガイド溝１４Ａ，１４Ｂを形成し、張りキー３０の軸方向寸法（幅寸法）を、動翼嵌合溝１１の溝幅寸法よりも僅かに大きくしてもよい。
この構成によれば、回転体１の組立の際に、張りキー３０を挿入する位置を容易に判別することができ、さらに、動翼２０の位置調整を行う範囲を規定することで、所定位置ＸＡ，ＸＢの間（図２における劣弧ＡＳ間）における動翼２０の位置調整を容易に行うことが可能となる。

また、所定位置ＸＡ，ＸＢの間（図２における劣弧ＡＳ間）にガイド溝１４Ｂから翼根２１の厚さ寸法ｔｂずつだけ間隔を空けて順番にガイド溝１４Ｃ〜１４Ｅを形成してもよい。

また、上述した実施の形態では、挿入部３１の接触面３１ｃ，３１ｄを翼根２１の形状に合わせて湾曲状に形成したが、例えば、翼根２１の端面２５ａ，２５ｂが平面状に形成されていれば、接触面３１ｃ，３１ｄを平面状に形成して全面で接触させる構成としてもよい。同様に、延出部３２の形状もベースプレート２２の形状に合わせる構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、回転体１がローターシャフトＳとは別体に形成された場合について、説明したが、ローターシャフトとディスクとが鍛造鋼塊から削り出された一体構造のものについても本発明を適用することができる。なお、回転体１がローターシャフトＳとは別体に形成された場合において、焼き嵌めによって一体のものとしたが、他の方法を用いて一体に構成してもよい。

また、上述した実施の形態では、動翼導入孔１２を基準として周方向両側に張りキー３０を挿入する構成としたが、一方側にのみ張りキー３０を挿入する構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、止めピン４０の両端部を潰して止めピン４０をローターディスク１０に固定する構成としたが、一端に頭部を設けて、他端のみ潰す構成としてもよい。
また、上述した実施形態では、止めピン４０を用いたが、必ずしも用いる必要はなく、例えば、特殊動翼２０Ａとこれに隣接する動翼２０とのうち、一方に周方向にへこむ窪み部を、他方に周方向に突出する突出部を設けて、これらを係合させて特殊動翼２０Ａ及び動翼２０の離脱を防止する構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、延出部３２の径方向外方側における四つの角部を面取り部３２ａとし、この面取り部３２ａを圧潰部２２ａで埋める構成としたが、角部が四つ以上ある場合には、このうちの全部又は一部の角部を面取り部としてもよいし、この面取り部を圧潰部２２ａで埋める構成としてもよい。

１…回転体
１０…ローターディスク
１０ａ…最外周端面
１１…動翼嵌合溝
１２…動翼導入孔
１３（１３ａ，１３ｂ）…挿通孔
１４（１４Ａ〜１４Ｅ）…ガイド溝
２０…動翼
２０Ａ，２０Ｂ…特殊動翼
２１…翼根
２１ｃ…貫通孔
２１ｄ，２１ｅ…半円溝
２２…ベースプレート
２２ａ…圧潰部
２３…羽根本体
３０（３０Ａ〜３０Ｅ）…張りキー
３１…挿入部
３１ａ…一端
３１ｂ…他端
３１ｃ，３１ｄ…接触面
３２…延出部
３２ａ…面取り部
４０…止めピン

Claims (8)

1. 外周に沿って環状に設けられた動翼嵌合溝と外周に設けられて該動翼嵌合溝に連通する動翼導入孔とを有するローターディスクと、
   前記外周に連続的に複数設けられ、前記動翼嵌合溝に嵌合した翼根と前記ローターディスクの外方側に突出した羽根本体とを有する動翼と、
   前記動翼嵌合溝に一部が嵌合する翼根と前記ローターディスクの外方側に突出した羽根本体とをそれぞれ有し、互いに隣接して前記動翼導入孔を閉塞する二つの特殊動翼と、
   前記動翼間に挿入された張りキーとを備える回転体であって、
   前記張りキーは、前記周方向の厚さ寸法が径方向内方側の一端から径方向外方側の他端に向かって漸次大きくなる挿入部を備えることを特徴とする回転体。
2. 前記挿入部は、前記翼根の周方向における端面と全面で接触する接触面を有することを特徴とする請求項１に記載の回転体。
3. 前記ローターディスクの外周長をＲ、前記動翼及び前記特殊動翼の総数をＮｂ、前記動翼及び前記特殊動翼における前記翼根の最外方部における周方向の厚さ寸法をｔｂ、前記張りキーの数をＮｋ、前記張りキーの前記挿入部における他端の周方向の厚さ寸法をｔｋとした場合に、前記ローターディスクと前記動翼と前記特殊動翼と前記張りキーとを組み立てる前に、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転体。
   Ｒ＞Ｎｂ×ｔｂ
   Ｒ＜Ｎｂ×ｔｂ＋Ｎｋ×ｔｋ
4. 前記二つの特殊動翼の翼根は、それぞれの隣接面に前記軸方向に延在する半割り溝を有し、これら二つの半割り溝によって前記軸方向に延在する貫通孔が構成され、
   前記ローターディスクは、前記ローターディスクを軸方向に貫通して前記貫通孔に軸方向において重なった挿通孔を有する一方、
   前記貫通孔と前記挿通孔を挿通して前記複数の動翼を周方向に拘束する止めピンを備え、
   前記止めピンは、少なくとも一方の端部が潰されて固定されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の回転体。
5. 前記動翼と特殊動翼と前記張りキーとは、線膨張係数が同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の回転体。
6. 前記動翼嵌合溝の側壁には、前記張りキーが嵌入したガイド溝が形成されていることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の回転体。
7. 前記動翼及び前記特殊動翼は、前記羽根本体と前記翼根との間に設けられたベースプレートを備える一方、
   前記張りキーは、前記挿入部の他端に設けられ前記ローターディスクの軸方向に延出した延出部を備え、
   前記ベースプレートは、隣接する前記張りキーの前記延出部の一部を覆う圧潰部を有することを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の回転体。
8. 前記延出部は、前記外方側の角部に面取り部を有し、この面取り部が前記圧潰部に埋められていることを特徴とする請求項７に記載の回転体。

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