JP3703761B2 - ベーン装着用のツール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータベーンをタービンエンジンに装着するためのツール（工具）およびこのツールを用いる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タービンエンジンは、一般的に、ロータベーン（動翼）アセンブリとステータベーン（静翼）アセンブリを交互に積み重ねると共に、各ステータベーンをエンジンケースに取り付けることにより形成される。最近のエンジンは、以前の分割型ケースではなく、一体型エンジンケースを用いている。この結果、ステータベーンをエンジンケースに取り付ける際に、メクラ作業となる。この作業は、ステータベーンがエンジンケースにいかに首尾よく取り付けられるかに影響を与える。装着の際にステータベーンをケースに対してしっかりと保持することが、エンジン運転の際に望ましくない振動を防止するために、重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステータベーンを装着するために使用されてきた従来のツールは、一体型エンジンケースの場合には用いることができない。よって、ステータベーンの一体型エンジンケースへの適切な装着を確実に行うことができる装着ツール（装着用ツール）の必要性がある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、エンジンケースへの取り付けのためステータベーンを適切に位置決めするために用いることのできる装着ツールを提供することにある。
【０００５】
本発明の更なる目的は、エンジンケースへステータベーンを装着するための改善された方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、本発明の装着ツールおよび方法によって達成される。
本発明によれば、気圧プレス式のベーン持上げ装着ツールが提供される。このツールは、ステータベーンアセンブリを装着する際に、ロータアセンブリとステータベーンアセンブリとの間に配置される、２つの膨張可能な半円形のチューブ部材から形成される。各チューブ部材は、それぞれ、ベーンアセンブリのステータベーン内側端に隣接して位置決めされ、各ベーンに持ち上げ力をかけるために膨張される。この方法で支持された状態で、ベーンはエンジンケースに取り付けられる。
【０００７】
本発明によるステータベーンを装着するための方法は、概略的には、ケース内に第１のロータアセンブリを装着する工程と、第１のロータアセンブリの一部の上部に第１の膨張可能ツールを配置する工程と、このツールの表面上に少なくとも１つのベーンを有する第１のベーン列を位置決めする工程と、前記ツールを膨張させて、第１のベーン列の各ベーンの一部にケースに対する荷重をかける工程と、第１のベーン列の各ベーンをケースに接続する工程とを有してなる。
【０００８】
本発明の装着ツールおよび方法の他の詳細は、これに付随する他の目的や利点とともに、以下の詳細な説明および添付の図面において説明する。なお、図中、同様の符号は同様の要素を示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、図１は、タービンエンジン１０の一部を示したものである。エンジン１０は一体型のアウターケース（外箱）１２を有している。エンジンケース１２には、複数のステータベーン１４が取り付けられている。エンジン１０はさらに、ロータアセンブリ１６を有してり、このロータアセンブリ１６は複数のロータ１８の層（レイヤー）からなるものである。ロータの層は、ピンとボルトによるアセンブリ２０によって結合されており、このピンとボルトによるアセンブリ２０は、ロータアセンブリ１６をアウトプットシャフト（出力軸）２２に結合するためにも使用されている。
【００１０】
ステータベーン１４は、溝とブラケット取付アセンブリによってケース１２に対して保持された片持ち式構造のものである。エンジン１０を適切に組み立てするためには、ステータベーン１４の装着の際に、ステータベーン１４がケース１２に対してしっかりと保持されることが重要である。これによってエンジン運転中の望ましくない振動が防止される。気圧プレス式（例えば、空気圧プレス式）の持上げツールは、ステータベーン１４の適切な装着を確実に行えることが要求されている。
【００１１】
図２を参照すると、ベーン１４の適切な装着を確実に行うためのツール４０が示されている。ツール４０は、２つの膨張可能なチューブまたはブラダー（嚢）４２から形成されるものであり、この膨張可能チューブ４２は、それぞれ、ナイロンなどの柔軟性のある可塑性材料（プラスチック材料）またはゴム材料から形成されるものである。各膨張可能なチューブ４２は、ロータアセンブリとそれに隣接する装着されるべきベーン列との間に適合ないし嵌合するよう寸法決めされている。さらに、各膨張可能なチューブ４２は、実質的に半円形状を有しており、よって装着の際、エンジンケース１２内に適切に位置決めされるようになる。各膨張なチューブ４２は、その先端にエアバルブ（空気弁）４４を持ったステム４３を有する。ステム４３およびエアバルブ４４によって、各チューブ４２は膨張流体源（図示せず）に接続される。またバルブ４４によって、ステータベーン１４の装着が完了した後、各チューブ４２を簡単に収縮することができる。
【００１２】
図３を参照すると、エンジンを組み立てるには、まずケース１２の前端部を下に向ける（ノーズダウンする）。その後、ロータの第１の層５０がケース１２内に装着される。２つの膨張可能チューブ４２からなる膨張可能な装着ツール４０が、チューブ４２が収縮した状態でロータの層５０の表面に位置決めされる。ツール４０は、各チューブ４２が、装着されるべきステータベーン１４の列の内側端５２に隣接するように、ロータの層５０上に位置決めされる。ツール４０の配置に続いて、ステータベーン１４の第１の列がケース１２に位置決めされる。ステータベーンの列は、一般的に、複数のステータベーンの環状列である。ステータベーンの列がケース１２内に位置決めされた後、第２のロータの層５４が第１のステータベーンの列の上に位置決めされる。チューブ４２が膨張されて、第１のステータベーン列のベーン１４の内側端を持ち上げ、各ベーン１４の前脚４６にケース１２に対する荷重をかける。そして、各ステータベーン１４は、従来公知の適切な接続システム（図示せず）を用いてケース１２に接続される。第１の列のステータベーン１４を装着した後、ロータの層およびベーン列は、１つ以上のツール４０が各ロータの層の表面と隣接するベーン列の各ベーンの隣接する表面との間に位置決めされて、上述したように積み重ねられる。
【００１３】
すべてのステータベーン１４が装着された後、ツール４０の各チューブ４２は収縮される。チューブ４２は収縮されると、各ロータの層およびその隣接するベーン列との間から簡単に取り外すことができる。
【００１４】
本発明の方法によれば、膨張可能チューブ４２は、順次膨張されても、同時に膨張されてもよい。このツール４０の主要な利点の１つは、その単純（シンプル）さである。タービンエンジンの組み立てに用いられる他のツールは、装着されるベーンを掴むために多くのフックを用いている。この結果、扱いにくく、高価で、かつ、時間がかかる方法で、ベーンを装着個所に持ち上げることとなる。本発明のツールはまた、ベーンやケースの設計にさらに自由度を提供するという利点を有し、よって金具類（ハードウエア）が組み立て可能となる。ツールはまた、単一型ケースの積み重ね組み立ての問題も解決する。ツールは、エンジンの組み立てにおいても、エンジンのオーバーホールにおいても使用可能である。
【００１５】
本発明によれば、上記した手段、目的および利点のすべてを満たす気圧式プレス式ベーン持上げ用の装着ツールが提供されることは明らかである。また、以上では本発明を特定の実施例について説明してきたが、他の代替、変形、および修正は、上記説明を読むことで当業者に明白である。従って、本発明は、添付した特許請求の範囲の広い範囲内に包含される、これら代替、変形、および修正にも及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】タービンエンジンの部分断面図である。
【図２】本発明に係わる装着ツールの上面図である。
【図３】本発明によるエンジンの組み立て方法を例示した断面図である。
【符号の説明】
１０ タービンエンジン
１２ アウターケース
１４ ステータベーン
１６ ロータアセンブリ
１８ ロータ
２０ ピンとボルトによるアセンブリ
２２ アウトプットシャフト
４０ 装着ツール
４２ 膨張可能チューブ
４３ ステム
４４ エアバルブ
５０ 第１のロータの層
５４ 第２のロータの層

Claims (13)

1. エンジンにベーンを装着するためのツールであって、前記エンジンに装着されるべきベーン列の一部に持ち上げ力を加えるための少なくとも１つの膨張可能なチューブ部材を備えてなる、ことを特徴とするツール。
2. 前記少なくとも１つのチューブ部材は、実質的に半円形の形状を有している、ことを特徴とする請求項１記載のツール。
3. 前記少なくとも１つのチューブ部材は、柔軟性のある可塑性材料から形成されている、ことを特徴とする請求項１記載のツール。
4. 前記少なくとも１つのチューブ部材は、前記チューブ部材が収縮された状態で、ロータアセンブリと前記ベーン列部分との間に適合するよう寸法決めされている、ことを特徴とする請求項１記載のツール。
5. 前記少なくとも１つのチューブ部材は、前記ツールを膨張するために前記膨張可能なチューブ部材を膨張流体源に接続するため、および前記ツールを収縮するために前記チューブ部材から前記膨張流体を排出するためのバルブを備えたステムを有してなる、ことを特徴とする請求項１記載のツール。
6. 装着されるべき前記ベーン列に持ち上げ力を加えるための第１の膨張可能なチューブ部材と第２の膨張可能なチューブ部材とをさらに備え、各前記膨張可能なチューブはそれぞれ実質的に半円形の形状を有している、ことを特徴とする請求項１記載のツール。
7. エンジンを組み立てるための方法であって、
   エンジンケース内に第１のロータアセンブリを装着する工程と、
   前記第１のロータアセンブリの一部の上部に第１の膨張可能なツールを配置する工程と、
   前記膨張可能なツールの表面上に少なくとも１つのベーンを有する第１のベーン列を配置する工程と、
   前記膨張可能なツールを膨張させて、前記第１のベーン列の各ベーンの一部に前記エンジンケースに対する荷重をかける工程と、
   前記ツールが前記膨張した状態にある間に、前記第１のベーン列の各前記ベーンを前記エンジンケースに接続する工程とを有してなる、ことを特徴とする方法。
8. 前記第１のロータアセンブリを装着する前に、前記エンジンケースを下向き状態にする工程をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 前記膨張可能なツールを配置する工程が、前記第１のロータアセンブリの少なくとも一部の上部に２つの実質的に半円形のチューブ部材を配置する工程を有してなる、ことを特徴とする請求項７記載の方法。
10. 前記膨張可能なチューブ部材を配置する工程が、前記第１のベーン列の各前記ベーンの内側端に隣接して各前記膨張可能なチューブ部材を配置する工程を有してなる、ことを特徴とする請求項７記載の方法。
11. 前記第１のベーン列の上に第２のロータアセンブリを位置決めする工程と、
    前記第２のロータアセンブリの一部の上部に第２の膨張可能なツールを設置する工程と、
    前記第２の膨張可能なツールの上部に少なくとも１つのベーンを有する第２のベーン列を位置決めする工程とをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項７記載の方法。
12. 前記第２のベーン列の各前記ベーンを持ち上げるために前記第２のツールを膨張させる工程と、
    前記第２のベーン列の各前記ベーンを前記エンジンケースに取り付ける工程とをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 前記ベーン列の各前記ベーンが前記エンジンケースに取り付けられた後に各前記膨張可能なツールを収縮する工程をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項１２記載の方法。

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