JP2011073131A - ブレードの樹脂充填保持装置、ブレードの樹脂充填固化方法、ブレードの樹脂充填固化加工方法、長尺ブレードの樹脂充填固化加工装置、長尺ブレードの樹脂充填固化加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 各種ブレードを多分割した筒状治具内に樹脂鋳込して保持させ、加工機の回転チャック等に支持した筒状治具をその片端側から区分毎に順次加工するブレードの樹脂充填保持方法とブレードの樹脂充填加工方法とブレードの樹脂充填保持装置を提供する。
【解決手段】 筒１，２を軸心方向に二つ割とするとともに該筒に所定間隔毎に楔状の切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成した筒状治具２０と、上記筒状治具に設けた各切込み空間に挿入するＶ字状の隔壁板６〜１１と、上記各隔壁板の筒内の先端６ａ〜１１ａで支持されるべく筒内に挿入されたブレードＢと、上記筒状治具内に充填しブレードＢを保持する樹脂材Ｊと、を具備するブレードの樹脂充填保持装置１００である。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄肉三次元曲線の各種ブレードの樹脂充填保持装置と樹脂充填固化加工方法及びその加工装置に係わり、特に、ブレードを多分割に樹脂充填固化させて保持させ、加工機の回転チャックに把持した各樹脂充填固化毎に分割剥離した区分毎に順次加工を進めるブレードの樹脂充填保持装置、ブレードの樹脂充填固化方法、ブレードの樹脂充填固化加工方法、長尺ブレードの樹脂充填固化加工装置とその加工方法に関するものである。

近年、例えば、航空機による国際的な物流増大に対応する事と、対地球環境向上を図るための低燃費性の要求が高まり、航空機のジェットエンジンの軽量化と燃費改善が図られている。その具体的方策として、ジェットエンジンの２基化や小型化、更には、タービンブレードの薄肉化等で対応している。特に、タービンブレードは、三次元曲線の薄肉に構成されており、この薄肉化されたタービンブレードの加工には、高度な加工技術が必須になっている。上記タービンブレードの形状は、ルート部（根部）とブレード部（中間羽根部）とシュラウド部（外套部）とからなる。特に、中間羽根部が三次元形状で、しかも薄肉化が図られている上に、タービンブレードが大型化されている。従って、上記三次元曲面を有するタービンブレード材において、高精度に加工する加工方法を完全自動加工により達成させる新加工技術とその加工装置が必須となっている。更に、２ｍを超える大物・長尺ブレードは、加工時に刃具から受ける加工圧でその中央部が撓むために、加工歪みが生ずるから、この対策が急務になっている。

上記タービンブレードの加工方法や加工装置には、４軸、５軸の加工機による加工方法が一般的である。上記タービンブレードの多軸加工機、ワークの加工方法においては、ワークとなるタービンブレードの加工精度は、加工ツールとワーク台にクランプされるワークとの相対位置関係の精度に支配される。このために、加工ツールを保持するチャックやワーク台の他、加工機全体を高剛性化して高精度加工に対応してる。しかし、上記加工機では、工具が共振してびびり振動を生じることがあり、ワーク表面の加工精度に悪影響を与えるから、これを防ぐ対策として、加工中の工具及び加工機の振動を測定し、びびり振動が起きている時は運転条件を変更させるものがある。上記運転条件を変更させる具体的な手段の一つは、複数の作動軸を有する多軸加工機であって、加工すべきワークを保持するワーク保持部と、前記ワーク保持部に保持された前記ワークを加工するための加工ツールを保持する加工ツール保持部と前記ワーク保持部で保持した前記ワークに生じたびびり振動を検出する振動検出部と、前記振動検出部でびびり振動が検出されたときに、前記加工ツール保持部で保持し、前記加工ツールによる前記ワークに対する加工条件を変更するコントローラと、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、上記タービンブレード材は、特に中間羽根部が薄肉化しているために、この中間羽根部を高精度にクランプする治具が要求される。従来のクランプ治具には、下記のものが知られている。
Ｉ、基準ピンとネジ止め式は、ブレード部を多数のピンで受け、基準が出た状態で任意箇所をネジ止めして拘束固定するものであり、拘束力が弱い。
ＩＩ、鋳込法は、ブレード部を多数のピンで受け、基準が出た状態で任意箇所をネジ止めし、低溶融金属（鉛錫の合金）で鋳込んで拘束固定する。この鋳込法のメリットは、タービンブレード材の両端を加工するに際して三次元曲面の薄肉の羽根部に歪み・撓みを生じることなく高精度に拘束固定できる。
ＩＩＩ、専用の固定装置の一例には、固定装置と共に使用され、精度の高い形状の部品を形成するための中間物体（タービンブレード材）であって、該中間物体は、先端部 と、この先端部から離間された根本領域と、第１の面と、を有しさらに、前記第１の面内に配設された前記先端部の第１のロケータと、前記根本領域から長手方向に延びた長手方向延長領域と、前記中間物体の前記長手方向延長領域に形成された第２のロケータと、を有し、前記第２のロケータは、前記第１の面内に配設されていて、前記中間物体が前記固定装置へと挿入されると、この中間物体を前記高精度形状部品へと機械加工できるように、前記中間物体が前記固定装置の前記各ロケータによってクランプされるものである。

更に、タービンブレード材は、特に中間羽根部が薄肉化しているために、この中間羽根部を加工すると、タービンブレードの両端部を外側（外側に配置した機械側）に保持して加工すると中間羽根部が刃物に押されて逃げて振動を発生させるから、刃物寿命が短く、タービンブレードの面粗度が悪く、加工寸法が揃わない。そこで、中間羽根部の逃げ対策としてタービンブレードの両端部を外側へ引っ張り、中間羽根部の逃げ量を縮小化させている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００５−７４５６８号公報 特開平１１−８２９号公報

上記タービンブレードの多軸加工機、ワークの加工方法は、特に、中間羽根部の加工時におけるびびり振動を回避し、高精度でしかも効率の良い加工を行うことが可能となるメリットがある。しかし、上記ブレードのワーク保持部の構成が不明解である。即ち、撓み易い羽根部を保持する保持手段の構成が説明されていないし、ルート部（根部）とシュラウド部（外套部）の保持手段もその詳細が説明されていから、びびり振動を回避する重要な要素となるワーク保持部の問題が解決されていない。

また、従来のクランプ治具における基準ピンとネジ止め式は、ブレードワークの拘束力が弱く、びびり振動を回避することが出来ない。即ち、中間羽根部を複数本の基準ピンとネジ止め式で固定されたブレードワークにおいて、ルート部（根部）又はシュラウド部（外套部）を加工時には、工具から受ける加工圧が約３０ｋｇ／ｃｍ２と高いから中間羽根部とルート部（根部）又はシュラウド部（外套部）との首部が大きく歪んで加工歪みを生じさせる。また、ルート部（根部）又はシュラウド部（外套部）を把持して中間羽根部を加工時にも同様に、中間羽根部が大きく歪んで加工歪みを生じさせる。

そして、鋳込法は、ブレードワークの拘束力が強く、びびり振動を回避することができる。しかし、鉛は人体に有害であり、鋳込から外したタービンブレード材を酸洗いする必要がある。更に、専用の固定装置では、多数のピンで羽根部を押し圧して位置決め支持するものであり、且つ、三次元曲面形状の羽根表面の形状精度や機械的強度も弱く歪み易いから、一つ一つのブレード部品において、寸法精度が異なるために部品交換毎に、一つ一つの手作業による再調節作業を要するから、ブレード固定に多くの手間と時間を要し、固定制度にもバラツキが見られ高い加工精度や能率の良い加工が出来ないという問題点が残存している。これは、２ｍを超える大物・長尺ブレードにおいて、加工時に刃具から受ける加工圧でその中央部が撓むために、加工歪みを生じるから、大物・長尺ブレードの対策が急務になっている。

上記の他、タービンブレードの加工時における最大の問題点は、加工点での加工熱による焼け現象である。タービンブレード材は、加工点の加工熱が６３０℃付近を超えると急速に変質する性質をもっているが、上記各公知技術では、加工点の加工発熱の検出や制御手段が開示されていないし、その焼け現象を防止する課題や対策も全く開示されていない。特に、航空機用のジェットエンジンに使用されるタービンブレードにおいて、加工熱による材料の変質は信頼性を損ねる大きな問題点であり、早急に解決された加工方法とこれによるタービンブレードが求められている。

本発明は、上記ブレードを加工する従来の加工方法や加工装置、ワーク保持装置の冶具等、そして、大物・長尺ブレードにおける各種問題点に鑑みてなされたものである。その目的は、例えば、航空機用のジェットエンジンに使用されるタービンブレードにおいて、ルート部（根部）又はシュラウド部（外套部）の加工時に、工具から受ける加工圧によりルート部（根部）又はシュラウド部（外套部）の首部の加工歪みを生じさせないものとする。加工熱による材料の変質を防止する他、加工精度の向上及び無公害加工を可能とするものである。即ち、その技術手段は、各種ブレードを多分割に樹脂充填固化させて保持させ、加工機の回転チャックに把持された各樹脂充填固化毎に分割剥離した区分毎に順次加工を進めるブレードの樹脂充填保持装置とブレードの樹脂充填固化方法とブレードの樹脂充填固化加工方法を提供するものである。

上記目的を達成するべく本発明の請求項１によるブレードの樹脂充填保持装置は、筒は軸心方向を回転軸として二つ割とするとともに該筒に所定間隔毎に楔状の切込み空間を形成した筒状治具と、上記筒状治具に設けた各切込み空の間に挿入するＶ字状の隔壁板と、上記各隔壁板の筒内の先端で支持されるべく筒内に挿入されたブレードと、上記筒状治具内に充填保持する樹脂材と、を具備してなることを特徴とする。

また、本発明の請求項２のブレードの樹脂充填固化方法は、二つ割にした筒の所定間隔毎に楔状の切込み空間が形成された筒状治具の開口工程と、上記開口工程で開口された筒状治具内にブレードを配置するセット工程と、上記セット工程に続いて各切込み空間にＶ字状の隔壁板を挿入してこの先端でブレードの各面を支持する把持工程と、上記把持工程に続いて筒状治具内に溶融した樹脂材を充填してブレードを完全保持する保持工程と、上記保持工程により充填した樹脂材の固化を待ってＶ字状の隔壁板の取外しと筒状治具を二つ割して固化樹脂からの取外し工程と、からなることを特徴とする。

また、本発明の請求項３によるブレードの樹脂充填固化加工方法は、ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と、上記把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めたブレード表面を加工する短寸加工工程と、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進めることを特徴とする。

また、本発明の請求項４によるブレードの樹脂充填固化加工方法は、ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と、上記把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を破砕して露出したブレード表面を加工する短寸加工工程と、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進めることを特徴とする。

また、本発明の請求項５による長尺ブレードの樹脂充填固化加工装置は、長尺ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させる樹脂充填ブレードの成形部と、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を把持する加工機の回転チャックと、上記回転チャックの把時に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面を短寸加工する加工部と、加工済みブレード部を両持ちすべく他力に配置した第二回転チャックと、長尺ブレードの中腹部の歪みを抑制すべく加工済みとなった反加工面側のブレード表面を等圧保持するサポート腕と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明の請求項６による長尺ブレードの樹脂充填固化加工方法は、長尺ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、上記長尺ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と、上記把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面を加工する短寸加工工程と、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進め、加工済み長尺ブレード部が所定長さに達した後は加工済み長尺ブレード部を他方に配置した回転チャックに両持ちさせる把持工程と、上記両持ち把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面を加工する短寸加工工程とを順次に繰り返すことを特徴とする。

しかして、本発明の請求項１のブレードの樹脂充填保持装置によれば、筒状治具は、筒を軸心方向に二つ割とするとともに該筒に所定間隔毎に楔状の切込み空間を形成しており、上記筒状治具に設けた各切込み空間にＶ字状の隔壁板を挿入するとともに、筒内の先端で筒内に挿入されたブレードを仮に支持する。そして、上記筒状治具内に溶融した樹脂材を充填させ、固化して強固に保持する。

また、本発明の請求項２のブレードの樹脂充填固化方法によれば、先ず、筒状治具の開口工程により、所定間隔毎に楔状の切込み空間を形成した筒状治具が二つ割に開かれる。上記開口工程で開口された筒状治具内にセット工程でブレードを配置する。上記セット工程に続いて把持工程において、各切込み空間にＶ字状の隔壁板を挿入してこの先端でブレードの各面を支持する。上記把持工程に続いて保持工程では、筒状治具内に溶融した樹脂材を充填してブレードを完全保持する。上記保持工程により充填した樹脂材の固化を待ち、最後に取外し工程において、Ｖ字状の隔壁板の取外しと筒状治具を二つ割して固化樹脂で中間部（羽根部）が固められたブレードが得られる。

また、本発明の請求項３のブレードの樹脂充填固化加工方法によれば、ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、先ず、把持工程により上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する。上記把持工程に続いて短寸加工工程により、加工端の固化樹脂を含めてブレード表面を加工する。続いて、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進めることで、ブレードの中間部（羽根部）が固化樹脂を含めて加工される。

また、本発明の請求項４のブレードの樹脂充填固化加工方法によれば、ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、先ず、把持工程により上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する。上記把持工程に続いて短寸加工工程により、加工端の未加工の固化樹脂を破砕して露出したブレード表面を加工する。続いて、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進めることで、ブレードの中間部（羽根部）が極めて効率良く加工される。

また、本発明の請求項５の長尺ブレードの樹脂充填固化加工装置によれば、長尺ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させる樹脂充填ブレードの成形部と、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を把持する加工機の回転チャックと、上記回転チャックの把時に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面を短寸加工する加工部と、加工済みブレード部を両持ちすべく他方に配置した第二回転チャックと、加工済みとなった反加工面側のブレード表面を等圧保持するサポート腕とを備えているから、２ｍを超える大物・長尺ブレードにおいて、加工時に刃具から受ける加工圧でその中央部を撓ませることなく、加工歪みの無い大物・長尺ブレードの加工が行われる。

また、本発明の請求項６の長尺ブレードの樹脂充填固化加工方法によれば、長尺ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、把持工程により上記長尺ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する。上記把持工程に続いて短寸加工工程により、加工端の未加工の固化樹脂を破砕して露出したブレード表面を加工する。続いて、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進め、加工済み長尺ブレード部が所定長さに達した後は両持ち把持工程により加工済み長尺ブレード部を他方に配置した回転チャックに把持させる。上記両持ち把持工程に続いて短寸加工工程により、加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面を加工することで、長尺ブレードの中間部（羽根部）が極めて効率良く加工される。

本発明のブレードの樹脂充填保持装置によると、二つ割にした筒の所定間隔毎に楔状の切込み空間が形成された筒状治具に、Ｖ字状の隔壁板を挿入してこの先端でブレードの各面を支持した状態で筒状治具内に溶融した樹脂材を充填させ、ブレードを樹脂固化で強固に保持できる保持装置が提供できる。

更に、ブレードの樹脂充填加工方法によると、二つ割にした筒の所定間隔毎に楔状の切込み空間が形成された筒状治具に、Ｖ字状の隔壁板を挿入してこの先端でブレードの各面を支持した状態で筒状治具内に溶融した樹脂材を充填させ、ブレードを樹脂固化で強固に保持できる。

更に、ブレードの樹脂充填固化加工方法によると、ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持し、加工端の固化樹脂を含めてブレード表面が加工できる。上記加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持させ、順次に繰り返すブレード加工を進めることで、ブレードの中間部（羽根部）が固化樹脂を含めて高精度に加工できる。他方、工端の未加工の固化樹脂を破砕させ、露出したブレード表面を加工すれば、ブレードの中間部（羽根部）が極めて効率良く加工できる。
更に、航空機用のジェットエンジンに使用されるタービンブレードにおいて、加工熱による材料の変質を防止する他、加工精度の向上及び無公害加工ができる。更に、２ｍを超える大物・長尺ブレードにおいて、加工時に刃具から受ける加工圧でその中央部を撓ませることなく、加工歪みの無い大物・長尺ブレード加工が高精度にできる。

更に、ブレードの樹脂充填固化加工装置によると、加工済みブレード部を他方に配置した第二回転チャックにより両持ちでき、２ｍを超える大物・長尺ブレードにおいて、加工時に刃具から受ける加工圧で中央部を撓ませず、加工歪みの無い大物・長尺ブレードの加工を実施できる。

本発明の第１の実施の形態を示し、ブレードの樹脂充填保持装置の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、樹脂充填保持装置に隔壁板を挿入する斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、樹脂充填保持装置に樹脂充填する斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、樹脂充填保持装置から隔壁板を外した正面図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、樹脂充填保持装置を開口した斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、ブレードを樹脂充填保持する工程図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、ブレードのチャッキングによる加工手順図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、ブレードの樹脂充填保持装置の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、固定樹脂のチャッキングによる加工手順図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、固定樹脂のチャッキングによる加工手順図である。 本発明の第３の実施の形態を示し、ブレードの樹脂充填保持装置の正面図である。 本発明の第３の実施の形態を示し、固定樹脂のチャッキングによる加工手順図である。

以下、図１乃至図１２を参照して本発明の各実施の形態を順次に説明する。

本発明の第１の実施の形態となるブレードの樹脂充填保持装置１００は、図１〜図７に示す。先ず、図１において、筒状治具２０は、半円の筒１，２を蝶番３，４により軸心方向Ｏを回転軸として、二つ割に開閉可能とするとともに、該筒に所定間隔毎に楔状の切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が開口形成されている。これにより、半円の筒１，２を開口した状態にて、タービンブレード（以下、単にブレードと言う）Ｂをこの空間内に納めて閉じる。尚、上記ブレードＢは、ルート部（根部）Ｂ３とブレード部（中間羽根部）Ｂ０とシュラウド部（外套部）Ｂ４とからなる。特に、中間羽根部が三次元形状で、しかも薄肉化が図られている。ここで、図２に示すように、上記筒状治具２０に設けた各切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に、Ｖ字状の隔壁板６〜１１が挿入される。このＶ字状の隔壁板６〜１１は、樹脂材または薄板材で作られていて、切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３への押し込み力の強さにより、Ｖ字状の隔壁板６〜１１の間隔ａを絞って挿入深さが調節される。これにより、上記筒内の各隔壁板の先端で支持すべく、筒内１，２に挿入されたブレードＢに対して、この表面Ｂ１，Ｂ２に隔壁板６〜１１の先端部６ａ〜１１ａが当接して仮に保持する。そして、図３に示すように、仮保持の状態にあるブレードＢに対して、溶融した樹脂材Ｊを充填させ、充填後の温度低下による硬化を待って充填樹脂Ｊがブレードの中間部（羽根部）Ｂ０を強固に固化保持する。上記充填樹脂Ｊが固化されるのを待ち、図４に示すように、Ｖ字状の隔壁板６〜１１を切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から外される。最後に、図５に示すように、筒状治具２０における半円の筒１，２を二つ割に開き、固化樹脂Ｊ１〜Ｊ４に強固に包囲保持されたブレードＢを形成する樹脂充填保持装置１００に構成されている。

続いて、上記ブレードの樹脂充填保持装置１００の樹脂充填固化方法を図６の工程図を中心に説明する。先ず、二つ割にした筒１，２の所定間隔毎に楔状の切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が形成された筒状治具２０の開口工程（Ｅ１）と、上記開口工程で開口された筒状治具１０内にブレードＢを配置するセット工程（Ｅ２）と、上記セット工程に続いて各切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にＶ字状の隔壁板６〜１１を挿入してこの先端でブレードの各面Ｂ１，Ｂ２を支持する把持工程（Ｅ３）と、上記把持工程に続いて筒状治具２０内に溶融した樹脂材Ｊを充填してブレードＢを完全保持する保持工程（Ｅ４）と、上記保持工程により充填した樹脂材Ｊの固化を待ってＶ字状の隔壁板６〜１１の取外しと筒状治具１０を筒１，２で二つ割して固化樹脂Ｊ１〜Ｊ４からの取外し工程（Ｅ５）と、からなる。

これにより、先ず、筒状治具の開口工程（Ｅ１）では、所定間隔毎に楔状の切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成した筒状治具２０が二つ割に開かれる。上記開口工程（Ｅ１）で開口された筒状治具内にセット工程（Ｅ１）でブレードＢを配置する。上記セット工程に続いて把持工程（Ｅ３）では、各切込み空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にＶ字状の隔壁板６〜１１を挿入してこの先端でブレードＢの各面ａ，ｂを支持する。上記把持工程に続いて保持工程（Ｅ４）では、筒状治具２０内に溶融した樹脂材Ｊを充填してブレードＢを完全保持する。上記保持工程（Ｅ４）により充填した樹脂材の固化を待ち、最後に取外し工程（Ｅ５）では、Ｖ字状の隔壁板６〜１１の取外しと筒状治具２０を二つ割して固化樹脂Ｊ１〜Ｊ４で中間部（羽根部）Ｂ０が固められたブレードＢが得られる。

更に、本発明のブレードの樹脂充填固化加工方法を図４と図７により説明する。
先ず、樹脂充填ブレードＢは、図４に示すように、ブレードＢの中腹部Ｂ０を所定の間隔毎にＶ型空隙ＳＯが設けられた固化樹脂Ｊ１〜Ｊ４を連設させたものである。この樹脂充填ブレードＢに対し、図７（ａ）に示すように、この樹脂充填ブレードＢの最端側となる固化樹脂材Ｊ１の加工点近くの固化樹脂材Ｊ２を加工機の回転チャックＣに把持する第一チャック工程（Ｃ１）と、上記第一チャック工程（Ｃ１）に続いて加工端の固化樹脂Ｊ１を含めてブレード表面を加工する第一短寸加工工程（Ｃ２）と、上記第一短寸加工工程（Ｃ２）による加工が行われる。加工後には、図７（ｂ）に示すように、再び、加工点近くの二つ目の固化樹脂材Ｊ３を加工機の回転チャックに把持する第二チャック工程（Ｃ３）と第二短寸加工工程（Ｃ４）へ、更に、図７（ｃ）に示すように、加工点近くの三つ目の固化樹脂材Ｊ４を加工機の回転チャックに把持する第二チャック工程（Ｃ３）と第二短寸加工工程（Ｃ４）へ順次に短寸加工を繰り返し、最後に、最他端側の固化樹脂材Ｊ４を含めたブレード加工の各工程を進める。

かくして、本発明のブレードの樹脂充填保持装置１００及びこれを使用上記ブレードの樹脂充填固化加工方法の実施の形態によれば、下記の効果が得られる。先ずは、航空機用のジェットエンジン等に使用されるタービンブレードにおいて、加工熱による材料の変質を防止する他、加工精度の向上及び無公害加工ができる。

更に、ブレードの樹脂充填保持装置によると、二つ割にした筒の所定間隔毎に楔状の切込み空間が形成された筒状治具に、Ｖ字状の隔壁板を挿入してこの先端でブレードの各面を支持した状態で筒状治具内に溶融した樹脂材を充填させ、ブレードを樹脂固化で強固に保持できる保持装置が提供できる。

更に、ブレードの樹脂充填加工方法によると、二つ割にした筒の所定間隔毎に楔状の切込み空間が形成された筒状治具に、Ｖ字状の隔壁板を挿入してこの先端でブレードの各面を支持した状態で筒状治具内に溶融した樹脂材を充填させ、ブレードを樹脂固化で強固に保持できる。

更に、ブレードの樹脂充填固化加工方法によると、ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持し、加工端の固化樹脂を含めてブレード表面が加工できる。上記加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持させ、順次に繰り返すブレード加工を進めることで、ブレードの中間部（羽根部）が固化樹脂を含めて高精度に加工できる。

本発明のブレードの樹脂充填保持装置とブレードの樹脂充填固化方法とブレードの樹脂充填固化加工方法は、上記各実施の形態例に限定されず、その発明の要旨内における設計変更が自由に行える。例えば、上記図４と図７に示すブレードの樹脂充填固化加工方法において、ブレードの把持工程に続く短寸加工工程において、加工端の未加工の固化樹脂を破砕して露出したブレード表面を加工させても良い。

これにより、ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と、上記把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を破砕して露出したブレード表面を加工する短寸加工工程と、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進める。

しかして、加工端の未加工の固化樹脂を破砕させ、露出したブレード表面を加工すれば、ブレードの中間部（羽根部）が極めて効率良く加工できる。かくして、加工熱による材料の変質を防止する他、加工精度の向上及び無公害加工ができる。

続いて、図８に示すように、第２実施の形態の樹脂充填保持装置２００において、筒状治具３０を、多連式（例えば、４連筒に分割したサポート治具）の半円筒１´，２´を蝶番３，４により軸心方向Ｏを回転軸に二つ割に各々が独立して開閉可能としたものである。その他の構成は、上記ブレードの樹脂充填保持装置１００と同一に付き、同一符号を付して説明を省略する。

そして、図９（ａ）〜（ｃ）は、ブレードＢの右端部を加工後、円筒治具、樹脂、分割可能としたサポート治具１´，２´を取り除く工程を示す。また、図１０（ａ）（ｂ）は、筒状治具３０を回転チャックＣに把時は半円筒１´，２´を把持し、その先端側の加工すべき位置の半円筒１´，２´を外してから、固化樹脂材Ｊ１を含めた中間部（羽根部）Ｂ０のブレード表面Ｂ１，Ｂ２の加工を行う。以上の加工を順次にブレードＢの一端から他端側へとワンステップ毎に進めて加工を終了させる。

かくして、本発明の第２実施の形態の樹脂充填保持装置２００及びこれを使用上記ブレードの樹脂充填固化加工方法の実施の形態によれば、下記の効果が得られる。筒状治具３０を回転チャックＣに把時させられるから、固化樹脂材を加工機の回転チャックに直接把持するよりは、強固な把時に耐えられて一層強固な重切削や高精度加工が可能できる。

本発明の第３実施の形態は、図１１と図１２に示すように、２ｍを超える大物・長尺ブレードにおいて、加工時に刃具から受ける加工圧でその中央部を撓ませることなく、加工歪みの無い大物・長尺ブレードの加工を実施する樹脂充填保持装置３００及びこれを使用したブレードの樹脂充填固化加工方法である。

先ず、図１１において、樹脂充填保持装置３００は、の中腹部Ｂ０に掛かる切削圧力、温度、振動等の加工時情報を取り込む各種センサＳＳを長尺ブレードＬＢの中腹部Ｂ０を所定の間隔毎に樹脂材Ｊを固化連設させる樹脂充填ブレードの成形部ＢＡと、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材Ｊ１〜Ｊ９の一つを把持する加工機の回転チャックＣと、上記回転チャックＣの把時に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面Ｂ１，Ｂ２を短寸加工する加工部Ｇと、加工済みブレード部Ｂ０１を両持ちすべく他方に配置した第二回転チャックＣＣを備えている。更に、長尺ブレードＬＢの中腹部Ｂ０が加工圧の押し付けで歪むから、これを抑制する部材となるサポート腕４０の先端部４０Ａが加工済みとなる反加工面側のブレード表面Ｂ１又はＢ２を等圧保持する。上記サポート腕４０には、温度・加圧力・振動・変位等を検出する各種センサＳＳを備えている。これらの各種センサＳＳからの情報により、サポート腕４０の先端部４０Ａがブレード表面Ｂ１又はＢ２を等圧保持するとともに、図示しないが、加工機の切削速度や切削量の制御を行わせる関係構成になっている。上記樹脂充填保持装置３００により、２ｍを超える大物・長尺ブレードＬＢにおいて、加工時に刃具から受ける加工圧でその中腹部・中央部Ｂ０を撓ませることなく、加工歪みの無い大物・長尺ブレードの加工が行われる。

しかして、図１２に示すように、上記樹脂充填保持装置３００を使用したブレードの樹脂充填固化加工方法によると、長尺ブレードＬＢの中腹部Ｂ０を所定の間隔毎に樹脂材Ｊを固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、把持工程（Ｅ６）により上記長尺ブレードの加工点近くの固化樹脂材Ｊ１〜Ｊ４を加工機の回転チャックＣに把持する。上記把持工程（Ｅ６）に続いて短寸加工工程（Ｅ７）により、加工端の未加工の固化樹脂Ｊ１〜Ｊ４を破砕して露出したブレード表面Ｂ１，Ｂ２を加工する。続いて、上記短寸加工工程（Ｅ７）による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックＣに把持する把持工程（Ｅ６）と上記短寸加工工程（Ｅ７）とを順次に繰り返すブレード加工工程を進め、加工済み長尺ブレード部Ｂ０が所定長さに達した後は両持ち把持工程（Ｅ８）により加工済み長尺ブレード部を他方に配置した第２回転チャックＣＣに把持させる一方、加工済みとなった反加工面側のブレード表面をサポート腕で等圧保持する。上記両持ち把持工程（Ｅ８）に続いて短寸加工工程（Ｅ７）により、加工端の未加工の固化樹脂Ｊ１〜Ｊ４を含めるか又は破砕して露出したブレード表面Ｂ１，Ｂ２を加工することで、長尺ブレードＬＢの中間部（羽根部）Ｂ０が極めて効率良く加工される。

本発明の第３実施の形態となる長尺ブレードの樹脂充填保持装置３００及びこれを使用したブレードの樹脂充填固化加工方法の効果は、加工済みブレード部を他方に配置した第二回転チャックにより両持ちでき、２ｍを超える大物・長尺ブレードにおいて、加工時に刃具から受ける加工圧で中央部を撓ませず、加工歪みの無い大物・長尺ブレードの加工を実施できる。

本発明は、その対象物を航空機のジェットエンジンや発電機に使用されているタービンブレードの薄板状の被加工物を対象の実施例で説明したものであるが、様々な製品装置における板状の被加工物を対象としての適用が可能である。

１，２ 筒
１´，２´ 半円筒
３，４ 蝶番
６〜１１ 隔壁板
６ａ〜１１ａ 先端部
２０ 筒状治具
３０ 筒状治具
４０ サポート腕
４０Ａ 先端部
ａ 間隔
Ｂ ブレード
ＢＡ 成形部
Ｂ１，Ｂ２ 表面
Ｂ０ 中間部（羽根部，中腹部）
Ｂ０１ ブレード部
Ｃ 回転チャック
ＣＣ 第二回転チャック
Ｃ１ 第一チャック工程
Ｃ２ 第一短寸加工工程
Ｃ３ 第二チャック工程
Ｃ４ 第二短寸加工工程
Ｅ１ 開口工程
Ｅ２ セット工程
Ｅ３ 把持工程
Ｅ４ 保持工程
Ｅ５ 取外し工程
ＬＢ 長尺ブレード
Ｇ 加工部
Ｊ 樹脂材
Ｊ１〜Ｊ９ 固化樹脂材
Ｏ 軸心方向
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 切込み空間
ＳＯ Ｖ型空隙
ＳＳ 各種センサ
１００，２００ 樹脂充填保持装置
３００ 樹脂充填保持装置

Claims (6)

1. 筒は軸心方向を回転軸として二つ割とするとともに該筒に所定間隔毎に楔状の切込み空間を形成した筒状治具と、上記筒状治具に設けた各切込み空間に挿入するＶ字状の隔壁板と、上記各隔壁板の筒内の先端で支持されるべく筒内に挿入されたブレードと、上記筒状治具内に充填しブレードを保持する樹脂材と、を具備してなることを特徴とするブレードの樹脂充填保持装置。
2. 二つ割にした筒の所定間隔毎に楔状の切込み空間が形成された筒状治具の開口工程と、上記開口工程で開口された筒状治具内にブレードを配置するセット工程と、上記セット工程に続いて各切込み空間にＶ字状の隔壁板を挿入してこの先端でブレードの各面を支持する把持工程と、上記把持工程に続いて筒状治具内に溶融した樹脂材を充填してブレードを完全保持する保持工程と、上記保持工程により充填した樹脂材の固化を待ってＶ字状の隔壁板の取外しと筒状治具を二つ割して固化樹脂からの取外し工程と、からなることを特徴とするブレードの樹脂充填固化方法。
3. ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と、上記把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めたブレード表面を加工する短寸加工工程と、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進めることを特徴とするブレードの樹脂充填固化加工方法。
4. ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と、上記把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を破砕して露出したブレード表面を加工する短寸加工工程と、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進めることを特徴とするブレードの樹脂充填固化加工方法。
5. 長尺ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させる樹脂充填ブレードの成形部と、上記ブレードの加工点近くの固化樹脂材を把持する加工機の回転チャックと、上記回転チャックの把時に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面を短寸加工する加工部と、加工済みブレード部を両持ちすべく他方に配置した第二回転チャックと、長尺ブレードの中腹部の歪みを抑制すべく加工済みとなった反加工面側のブレード表面を等圧保持するサポート腕と、を具備したことを特徴とする長尺ブレードの樹脂充填固化加工装置。
6. 長尺ブレードの中腹部を所定の間隔毎に樹脂材を固化連設させた樹脂充填ブレードに対し、上記長尺ブレードの加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と、上記把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面を加工する短寸加工工程と、上記短寸加工工程による加工後に再び加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持する把持工程と上記短寸加工工程とを順次に繰り返すブレード加工工程を進め、加工済み長尺ブレード部が所定長さに達した後は加工済み長尺ブレード部を他方に配置した回転チャックに両持ちさせる把持工程と、上記両持ち把持工程に続いて加工端の未加工の固化樹脂を含めるか又は破砕して露出したブレード表面を加工する短寸加工工程とを順次に繰り返すことを特徴とする長尺ブレードの樹脂充填固化加工方法。

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