JP3782367B2 - ブレード保持金具の製造方法及びその製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ガスタービンブレード保持金具の製造方法及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービン、特にジェットエンジンのタービンブレードは、ガスタービンのディスク外周部に形成されたスロットにタービンブレードを嵌め込み、ブレード保持金具（リテイナ）によりこれをディスクに固定する。
【０００３】
次に従来から行われているタービンブレードの固定方法について特開平１１−２７０３０３号公報を用いて説明する。図６に示すように、ディスク５１の外周部に多数形成されたスロット５２の内部に長方形状の金属板の一端を析曲してなるＬ字状のリテイナ５３を動翼５４と共にはめ込み、このリテイナ５３の他端部を折り曲げることによって動翼５４をディスク５１に固定する。
【０００４】
上述の如きリテイナ５３の構造を更に詳細に説明する。図７に示すように、リテイナ５３は、断面蒲鉾型で扁平で細長状の金属板からなり、硬い金属例えばインコネルにより形成されている。リテイナ５３は、細長い胴部５５とその一方端にほぼ直角に折曲された係止部５６を有する。また、他方端には、動翼５４をディスク５１に固定する際、折り曲げやすくするための段部を有する折曲片５７が形成されている。
【０００５】
このリテイナ５３は、次のようにして形成される。
図８に示すように、基台５８の上に所定の間隔を開けて並行して立設した二つの支柱５９、６０の一方の支柱６０に設けられたスリット６１へ、予め断面蒲鉾型に引き抜き成形された扁平で細長状の材料６２を支柱６０の外側から挿通し、その先端が他方の支柱５９に当接したところで、材料６２をばね６３で支持され上下移動自在の受けダイス６４で受け、支柱５９，６０の内側スパンと同じ刃幅を有するパンチ６５を降下させ、材料６２を所定の寸法に切り出す。
【０００６】
次に図９に示すように、上面に所定の角度のＶ溝７２が掘られている曲折ダイス７０の上に前述の手順で切り出された材料（ブランク）７５の先端がストッパ７３に当接するように置く。該曲折ダイス７０のＶ溝の形状に合致した山形の凸型パンチ７１を用意し、これを曲折ダイス７０上に載置した前記ブランク７５の上から押しつけ、該ブランク７５を曲げる。その後、該折曲した材料７６の他方端に、動翼５４をディスク５１に固定する際、折り曲げやすくするための段部を有する折曲片５７を形成し、リテイナを形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のリテイナの製法は、基台５８の上に直立した二つの支柱５９、６０の一方の支柱６０に設けられたスリット６１へ挿通された扁平で細長状の材料６２からブランク７５を切り出す際、側圧力のため切断パンチ６５の逃げに起因する材料６２の変位が発生し、ブランク７５の跳ね上がり、湾曲、もしくは、切断治具の支柱５９，６０間に切り出されたブランク７５の食い込みを起こす。また、震動によりだれが発生し、該ブランク７５が所定の寸法より長めに切断され、切り出し後のブランク７５の寸法精度が悪くなるばかりか、受けダイス６４の上面から切断後のブランク７５を、切断毎に取り出す必要があり、生産効率が低いという問題がある。しかも、折曲ダイス７０の上に載置されたブランク７５を折曲する際、ブランク７５の曲折箇所の断面形状が潰れて、曲折後の材料表面に圧痕７４が形成されるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記の如き従来製法の不都合な点を改善しようとするものであり、その目的は、出来上がったリテイナの寸法精度が向上し、かつ表面に圧痕などが形成されず、かつ生産効率を向上させるリテイナの製造方法とその製造装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の如き本発明の目的を達成するために、本願の請求項１に記載の発明は、ブレード保持金具の本体となる扁平で細長状の材料の一方端が位置する部分に、該材料切断時の該一方端の振動を吸収する所定の硬さを有する緩衝材を配置するステップと、前記扁平で細長状の材料の一方端を該緩衝材に摺動させ、端部に緩衝器を有する切断ストッパに該材料の先端を当接するステップと、該一方端を該緩衝材に押しつける方向に外力を印加しながら上記材料を所定の寸法に切断するステップと、所定の寸法に切断された材料（ブランク材料）の端部から折曲する位置までの間をクランプするステップと、該クランプ状態が崩れない範囲の外力でブランク材料の自由端を折曲するステップと、を具備してなることを特徴とするブレード保持金具の製造方法を提供する。
【００１０】
本願の請求項２に記載の発明は、緩衝材の材質をポリウレタンとした、請求項１に記載 のブレード保持金具の製造方法を提供する。
【００１１】
本願の請求項３に記載の発明は、切断ストッパの端部の緩衝器の材質をポリウレタンとした、請求項１に記載のブレード保持金具の製造方法を提供する。
【００１２】
本願の請求項４に記載の発明は、切断された材料のクランプに所定の高さのポリウレタンの反発力を利用した、請求項１に記載のブレード保持金具の製造方法を提供する。
【００１３】
本願の請求項５に記載の発明は、切断治具基台の上に所定の間隔を開けて並行立設した二つの切断治具支柱と、一方の切断治具支柱に貫通穿設されたスリットと、他方の切断治具支柱に貫設された端部に緩衝器を有する切断ストッパと、二つの切断治具支柱の間であって切断治具支柱側の切断治具基台表面から該切断ストッパ近くまで延びる緩衝材と、二つの切断治具支柱の間であってスリットを貫通穿設した一方の切断治具支柱と一定間隔の隙間を形成し該切断治具支柱に沿って上下移動自在な切断パンチと、を配設したことを特徴とするブレード保持金具の材料切断装置を提供する。
【００１４】
本願の請求項６に記載の発明は、曲折治具基台の上に所定の間隔を開けて並行立設する二つの曲折治具支柱と、一方の曲折治具支柱の上面と内側面に刻設された所定の寸法に切断された（ブランク材料）の幅に合致した所定の深さの加工溝と、該加工溝のコーナに施された所定の半径の面取り部と、二つの曲折治具支柱の間に内設しスライドばねとシャフトで上下移動自在に支持される上面に所定の角度の勾配を有する受けスライドと、ブランク材料の幅に合致しブランク材料の厚さを超えない所定の深さで受けスライドの上面と平行な底面のガイド溝と、該曲折治具支柱の上面の加工溝に挿入定着した曲折ストッパと、該受けスライドの上面と平行な断面を有する曲折パンチと、を配設したことを特徴とするブレード保持金具の材料曲折装置を提供する。
【００１５】
本願の請求項７に記載の発明は、緩衝材の材質をポリウレタンとした、請求項５に記載のブレード保持金具の材料切断装置を提供する。
【００１６】
本願の請求項８に記載の発明は、緩衝器の材質をポリウレタンとした、請求項５に記載のブレード保持金具の材料切断装置。
【００１７】
本願の請求項９に記載の発明は、切断パンチの立方体上面と下面のいずれか一方もしくは両方に、材料の断面蒲鉾型に合致した溝を十字に刻設し、該立方体下面の４稜と上面と下面の８稜に切断刃を施した、請求項５、請求項７、又は、請求項８に記載のブレード保持金具の材料切断装置を提供する。
【００１８】
本願の請求項１０に記載の発明は、所定の高さのポリウレタンを、スライドばねで上下移動自在に支持されている受けスライドの下に該スライドばねと連設した、請求項６に記載のブレード保持金具の材料曲折装置を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は材料切断を行う材料切断装置の構成を示す平面図である。図１において、本発明に係る材料切断装置は、プレス排出口１２を具備するプレス台９に戴設された切断治具基台１の上に所定の間隔を開けて二つの立方体の切断治具支柱２，３を並行して立設する。切断治具基台１には、排出口１１を設ける。切断治具支柱２に材料供給用のスリット４を貫通穿設する。切断治具支柱３には、切断する扁平で細長状の材料６２の長さを規制する切断ストッパ５を設ける。該切断ストッパ５は、端部に緩衝器１４を有する。立設された切断治具支柱２，３の間であって、切断治具支柱３側の切断治具基台１表面から該切断ストッパ５近くまで延びる緩衝材６を設ける。
切断治具支柱２，３の間であって、該切断治具支柱２と一定間隔の隙間を形成し、切断治具支柱２に沿って上下移動自在な立方体の切断パンチ７を配設する。切断パンチ７には、切断治具支柱２と対向する面に切断刃８を有する。さらに、切断パンチ７の下面には、材料６２の断面蒲鉾型に合致した溝１３を材料６２の挿入方向と平行に刻設する。
【００２０】
この実施例では、前記緩衝器１４は、材料６２を切断する際に発生する側圧力による切断パンチ７の逃げに起因する材料６２の変位を吸収する材料を用いる。この実施の形態では、ポリウレタン材を用いている。このポリウレタン材は、ショア硬度（Ａ）９０程度の硬さを有しているので、切断寸法精度には影響がない。また、前記緩衝材６は、材料６２切断の際に、その先端が緩衝材６の中にめり込まないほどの硬さを有し、かつその振動を速やかに吸収する材料を用いる。この実施の形態では、ポリウレタン材｛ショア硬度（Ａ）９０程度｝を用いている。その他の前記治具を構成する部品材料は、切断パンチ７と切断治具支柱２に対してはモリブデン系高速度工具鋼鋼材ＪＩＳ ＳＫＨ５１を使用し、切断治具基台１と切断治具支柱３に対しては機械構造用炭素鋼鋼材ＪＩＳ Ｓ４５Ｃを使用している。
【００２１】
図２は所定の寸法に切断された材料（ブランク材料）曲げを行う材料曲折装置の構成を示す平面図である。図３はブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す上視図である。図２と図３において、本発明に係る材料曲折装置は、プレス台９に戴設された曲折治具基台２２の上に所定の間隔を開けて二つの立方体の曲折治具支柱２３，２４を並行して立設する。曲折治具支柱２３には、上面と内側面にブランク材料２１の幅に合致した所定の深さの加工溝２５を刻設する。この加工溝２５は、支柱上面外側稜２６から支柱上面内側稜２７にわたり形成され、さらに内側面を支柱上面内側稜２７から支柱下面内側稜２８へ垂直に下降して形成されている。加工溝２５のコーナには、所定の半径の面取り部２９を施す。スライドばね３０と該スライドばね３０の内部に貫通したシャフト３１で上下移動自在に支持されている受けスライド３２を、二つの曲折治具支柱２３，２４の間に内設する。受けスライド３２上面には、曲折治具支柱２３側から曲折治具支柱２４側へ向かって高くなる所定の角度の勾配を有する。受けスライド３２には、受けスライド３２の上面と平行な底面を有するのガイド溝３３を刻設する。ガイド溝３３は、ブランク材料２１の厚さを超えない所定の深さであり、ブランク材料２１の幅に合致する幅を有する。このガイド溝３３の曲折治具支柱２３側の底面高さは、加工溝２５底面高さに合致する。曲折治具支柱２３の上面の加工溝２５には、ブランク材料先端部３７に当接する曲折ストッパ３４を挿入し、ねじ３５で定着する。曲折治具支柱２３，２４の間であって、曲折治具支柱２３と一定間隔の隙間を形成する曲折パンチ３６を設ける。さらに、曲折パンチ３６は、上下移動自在で受けスライド３２を圧下自在な位置に配設する。曲折パンチ３６は、受けスライド３２と平行な所定の角度の断面を有する。
【００２２】
曲折治具支柱２３に刻設されている加工溝２５のコーナの面取り部２９は、ブランク材２１を曲折する際に傷が付かないようにするもので、材料６２の硬度、及び、曲折後の寸法を考慮し面取り半径を２ｍｍから１０ｍｍの範囲内で調整する。この実施例では、面取り半径を４ｍｍから６ｍｍとする。曲折治具支柱２３，２４の間に内設されている受けスライド３２上面と曲折パンチ３６の断面の角度は、ブランク材料２１の弾性により幾分もとに戻るスプリングバックを考慮したもので、このリテイナの製造方法では水平に対し０〜１０°の範囲で曲折角度を鋭角になるように調整する。この実施例では、５°±１°とする。なお、この実施例の前記治具を構成する部品材料の曲折パンチ３６、曲折治具支柱２３と受けスライド３２はモリブデン系高速度工具鋼鋼材ＪＩＳ ＳＫＨ５１を使用している。
【００２３】
次に本発明のガスタービンのブレードを保持する保持金具の製造の方法を、図１と図２を用いて詳細に説明する。
図１において、本発明に係る材料切断ステップの材料切断方法は、ブレード保持金具の本体となる扁平で細長状の材料６２の一方端が位置する部分に、該材料切断時の該一方端の振動を吸収する所定の硬さを有する緩衝材６を配置する。切断治具支柱２に貫通穿設されたスリット４に材料６２を切断治具支柱２の外側から挿通する。挿通された材料６２の材料先端部下面１０は、その先端が切断ストッパ５の緩衝器１４に当接するまで緩衝材６の上面に当接しながら摺動する。該先端が切断ストッパ５の緩衝器１４に当接したところで、材料６２の挿通を止める。材料６２の材料先端部下面１０を緩衝材６で支持した状態に保つ。切断パンチ７を下降させ、切断パンチ７の切断動作により材料６２の先端を緩衝材６に押しつける。すなわち該一方端を該緩衝材６に押しつける方向に外力を印加する状態を保持する。そしてこの状態を保持したまま、切断パンチ７と切断治具支柱２のスリット４で材料６２を所定の寸法にせん断する。せん断された材料６２は、自然落下し材料切断装置の切断治具基台１の排出口１１より排出される。
【００２４】
図２において、本発明に係る所定の寸法に切断された材料（ブランク材料）曲折ステップの材料曲折方法は、ブランク材料先端部３７と加工溝２５とのいずれか一方に潤滑油を塗布する。ブランク材料２１を受けスライド３２のガイド溝３３に挿入する。ブランク材料２１を、加工溝２５とガイド溝３３を横架するように、ブランク材料先端部３７を曲折ストッパ３４に当接するまで滑動する。曲折パンチ３６を下降してブランク材料２１を圧下する。ブランク材料２１の下降圧力に対しスライドばね３０に生ずるの応力で受けスライド３２に上昇圧力を発生させ、曲折パンチ３６と受けスライド３２とでブランク材料２１の端部から折曲する位置までの間をクランプする。
【００２５】
加工溝２５のコーナの面取り部２９にクランプされたブランク材料自由端を圧下する。該クランプ状態が崩れない範囲の外力でブランク材料の自由端を折曲する。
ブランク材先端部３２と、加工溝２５のいずれか一方に潤滑油を塗布することと、加工溝２５のコーナに円弧状の面取り部２９（面取り半径を４ｍｍから６ｍｍ）を形成することで、曲折する際に生じるブランク材料２１と曲折治具支柱２３との摩擦力を低減し、表面を傷付ないで曲折することができる。
ブランク材料２１をガイド溝３３に挿入し、曲折パンチ３６と受けスライド３２でクランプすることで、従来例図９のブランク７５に掛かっていた点荷重を、面荷重にすることができる。その結果、荷重が分散されるため曲折箇所の断面の変形を防ぐことができる。
【００２６】
上記のステップで曲折されたブランク材料の他方端に段部を形成するステップの加工方法は、ミリング加工を行う一般的なものなのでここでの説明は省略する。
以上が本発明のガスタービンのブレードを保持するリテイナの製造の方法となる。
【００２７】
次に、本発明に係る他の実施形態を説明する。
図１の材料切断装置の切断ストッパ５の端部に設けられた緩衝器１４を低硬度の金属（アルミニウム、真鍮、銅、亜鉛等）、ゴム、もしくは、ポリウレタン以外の合成樹脂、あるいは、ばねを使用する。緩衝器１４も同様に、材料６２の硬度、形状、寸法に合わせ、低硬度の金属（アルミニウム、真鍮、銅、亜鉛等）、ゴム、もしくは、ポリウレタン以外の合成樹脂、あるいは、ばねに見られるような、切断パンチ７の逃げに起因する材料６２の変位を吸収する材料、部品を使用しても良い。 図１の材料切断装置の材料６２の材料先端部下面１０を切断支柱２に並設した緩衝材６をゴム、もしくは、ポリウレタン以外の合成樹脂、あるいは、ばねで支持する。材料６２の硬度、形状、寸法に合わせこの緩衝材６の材質を、ゴム、もしくは、ポリウレタン以外の合成樹脂、あるいは、ばねに見られるような他の振動を速やかに吸収する材料を使用しても良い。
【００２８】
図１の材料切断装置の立方体の切断パンチ７は、前記スリット４を貫通穿設した切断治具支柱２と一定間隔の隙間を形成し、立方体の稜幅に材料６２の断面蒲鉾型に合致した溝１３と切断刃８を有する。その溝１３を十字に刻設し、切断刃８を立方体下面の４稜に施す。この切断刃８の数を増やすことで切断パンチ７の交換寿命を長くすることができる。また、同様に切断パンチ７の上面下面に、材料６２の断面蒲鉾型に合致した溝１３を十字に刻設することと８稜に切断刃８を施すことで、治具の交換寿命をさらに長くすることができる。図４に切断パンチ７の下面に溝１３を十字に刻設し、切断刃８を立方体下面の４稜に施した切断パンチ７の斜視図を示す。
【００２９】
図５はブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す別な実施形態の平面図である。図５と図２の同じ参照数字は同じ構成部分を示し、説明は省略する。このブランク材料２１曲げを行う材料曲折装置の構成を示す別な実施形態は、ポリウレタン３８を二つのスライドばね３０間に連設し受けスライド３２を上下移動自在に支持する。
図２の材料曲折装置は、受けスライド３２を支持するスライドばね３０に、通常市販品のコイルばねを使用するが、市販品のコイルばねを使用するとスライドばねの上下方向の剛性が十分に得られない場合がある。その場合ブランク材料２１を面取り部２９に圧下すると、ブランク材２１の剛性が受けスライド３２の曲折パンチ３６圧力に対する応力に打ち勝ってしまい、ブランク材２１を適正な姿勢でクランプし続けられずブランク材２１を曲折できない。この対策は、コイルばねのばね定数を変更し剛性を高めることが考えられるが、往々にして市販品のコイルばねの中に適するものが無いためにカスタム品とになり、費用と時間を費やすことになる。この材料（ブランク材料）曲げを行う材料曲折装置の構成を示す別な実施形態は、上記のスライドばねの上下方向の剛性が十分に得られない場合の対策で、その方法はポリウレタン３８を二つのスライドばね３０間に追加するというもので、費用と時間を費やさずスライドばね３０の剛性を補うことができ、安定して前記ブランク材２１を曲折できる。
【００３０】
以上、本発明を上述の実施の形態により説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、ガスタービンのブレードを保持する保持金具の製造方法において、ブレード保持金具の本体となる扁平で細長状の材料の一方端が位置する部分に、該材料切断時の該一方端の振動を吸収する所定の硬さを有する緩衝材を配置するステップと、前記扁平で細長状の材料の一方端を該緩衝材に摺動させ、端部に緩衝器を有する切断ストッパに該材料の先端を当接するステップと、該一方端を該緩衝材に押しつける方向に外力を印加しながら上記材料を所定の寸法に切断するステップと、所定の寸法に切断された材料（ブランク材料）の端部から折曲する位置までの間をクランプするステップと、該クランプ状態が崩れない範囲の外力でブランク材料の自由端を折曲するステップと、を具備してなるブレード保持金具の製造方法で、出来上がったリテイナの寸法精度が向上し、かつ表面に圧痕などが形成されず、かつ生産効率を向上させるリテイナの製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る材料切断を行う材料切断装置の構成を示す平面図である。
【図２】図２は本発明に係るブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す平面図である。
【図３】図３は本発明に係るブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す上視図である。
【図４】図４は本発明に係る材料切断を行う材料切断装置の構成を示す別な実施形態の切断パンチの斜視図である。
【図５】図５は本発明に係るブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す別な実施形態の平面図である。
【図６】図６はガスタービンのブレードを保持するリテイナの使用方法を示す断面図である。
【図７】図７はガスタービンのブレードを保持するリテイナの側面図である。
【図８】図８は従来の材料切断を行う材料切断装置の構成を示す概略図である。
【図９】図９は従来のブランク曲げを行う材料曲折装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・・・・切断治具基台
２・・・・・・切断治具支柱
３・・・・・・切断治具支柱
４・・・・・・スリット
５・・・・・・切断ストッパ
６・・・・・・緩衝材
７・・・・・・切断パンチ
８・・・・・・切断刃
９・・・・・・プレス台
１０・・・・・材料先端部下面
１１・・・・・排出口
１２・・・・・プレス排出口
１３・・・・・溝
１４・・・・・緩衝器
２１・・・・・ブランク材料
２２・・・・・曲折治具基台
２３・・・・・曲折治具支柱
２４・・・・・曲折治具支柱
２５・・・・・加工溝
２６・・・・・支柱上面外側稜
２７・・・・・支柱上面内側稜
２８・・・・・支柱下面内側稜
２９・・・・・面取り部
３０・・・・・スライドばね
３１・・・・・シャフト
３２・・・・・受けスライド
３３・・・・・ガイド溝
３４・・・・・曲折ストッパ
３５・・・・・ねじ
３６・・・・・曲折パンチ
３７・・・・・ブランク材料先端部
３８・・・・・ポリウレタン
５１・・・・・ディスク
５２・・・・・スロット
５３・・・・・リテイナ
５４・・・・・動翼
５５・・・・・胴部
５６・・・・・係止部
５７・・・・・析曲片
５８・・・・・基台
５９・・・・・支柱
６０・・・・・支柱
６１・・・・・スリット
６２・・・・・材料
６３・・・・・ばね
６４・・・・・受けダイス
６５・・・・・パンチ
７０・・・・・曲折ダイス
７１・・・・・凸型パンチ
７２・・・・・Ｖ溝
７３・・・・・ストッパ
７４・・・・・縁
７５・・・・・ブランク
７６・・・・・保持金具材料
【発明が属する技術分野】
本発明は、ガスタービンブレード保持金具の製造方法及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービン、特にジェットエンジンのタービンブレードは、ガスタービンのディスク外周部に形成されたスロットにタービンブレードを嵌め込み、ブレード保持金具（リテイナ）によりこれをディスクに固定する。
【０００３】
次に従来から行われているタービンブレードの固定方法について特開平１１−２７０３０３号公報を用いて説明する。図６に示すように、ディスク５１の外周部に多数形成されたスロット５２の内部に長方形状の金属板の一端を析曲してなるＬ字状のリテイナ５３を動翼５４と共にはめ込み、このリテイナ５３の他端部を折り曲げることによって動翼５４をディスク５１に固定する。
【０００４】
上述の如きリテイナ５３の構造を更に詳細に説明する。図７に示すように、リテイナ５３は、断面蒲鉾型で扁平で細長状の金属板からなり、硬い金属例えばインコネルにより形成されている。リテイナ５３は、細長い胴部５５とその一方端にほぼ直角に折曲された係止部５６を有する。また、他方端には、動翼５４をディスク５１に固定する際、折り曲げやすくするための段部を有する折曲片５７が形成されている。
【０００５】
このリテイナ５３は、次のようにして形成される。
図８に示すように、基台５８の上に所定の間隔を開けて並行して立設した二つの支柱５９、６０の一方の支柱６０に設けられたスリット６１へ、予め断面蒲鉾型に引き抜き成形された扁平で細長状の材料６２を支柱６０の外側から挿通し、その先端が他方の支柱５９に当接したところで、材料６２をばね６３で支持され上下移動自在の受けダイス６４で受け、支柱５９，６０の内側スパンと同じ刃幅を有するパンチ６５を降下させ、材料６２を所定の寸法に切り出す。
【０００６】
次に図９に示すように、上面に所定の角度のＶ溝７２が掘られている曲折ダイス７０の上に前述の手順で切り出された材料（ブランク）７５の先端がストッパ７３に当接するように置く。該曲折ダイス７０のＶ溝の形状に合致した山形の凸型パンチ７１を用意し、これを曲折ダイス７０上に載置した前記ブランク７５の上から押しつけ、該ブランク７５を曲げる。その後、該折曲した材料７６の他方端に、動翼５４をディスク５１に固定する際、折り曲げやすくするための段部を有する折曲片５７を形成し、リテイナを形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のリテイナの製法は、基台５８の上に直立した二つの支柱５９、６０の一方の支柱６０に設けられたスリット６１へ挿通された扁平で細長状の材料６２からブランク７５を切り出す際、側圧力のため切断パンチ６５の逃げに起因する材料６２の変位が発生し、ブランク７５の跳ね上がり、湾曲、もしくは、切断治具の支柱５９，６０間に切り出されたブランク７５の食い込みを起こす。また、震動によりだれが発生し、該ブランク７５が所定の寸法より長めに切断され、切り出し後のブランク７５の寸法精度が悪くなるばかりか、受けダイス６４の上面から切断後のブランク７５を、切断毎に取り出す必要があり、生産効率が低いという問題がある。しかも、折曲ダイス７０の上に載置されたブランク７５を折曲する際、ブランク７５の曲折箇所の断面形状が潰れて、曲折後の材料表面に圧痕７４が形成されるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記の如き従来製法の不都合な点を改善しようとするものであり、その目的は、出来上がったリテイナの寸法精度が向上し、かつ表面に圧痕などが形成されず、かつ生産効率を向上させるリテイナの製造方法とその製造装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の如き本発明の目的を達成するために、本願の請求項１に記載の発明は、ブレード保持金具の本体となる扁平で細長状の材料の一方端が位置する部分に、該材料切断時の該一方端の振動を吸収する所定の硬さを有する緩衝材を配置するステップと、前記扁平で細長状の材料の一方端を該緩衝材に摺動させ、端部に緩衝器を有する切断ストッパに該材料の先端を当接するステップと、該一方端を該緩衝材に押しつける方向に外力を印加しながら上記材料を所定の寸法に切断するステップと、所定の寸法に切断された材料（ブランク材料）の端部から折曲する位置までの間をクランプするステップと、該クランプ状態が崩れない範囲の外力でブランク材料の自由端を折曲するステップと、を具備してなることを特徴とするブレード保持金具の製造方法を提供する。
【００１０】
本願の請求項２に記載の発明は、緩衝材の材質をポリウレタンとした、請求項１に記載 のブレード保持金具の製造方法を提供する。
【００１１】
本願の請求項３に記載の発明は、切断ストッパの端部の緩衝器の材質をポリウレタンとした、請求項１に記載のブレード保持金具の製造方法を提供する。
【００１２】
本願の請求項４に記載の発明は、切断された材料のクランプに所定の高さのポリウレタンの反発力を利用した、請求項１に記載のブレード保持金具の製造方法を提供する。
【００１３】
本願の請求項５に記載の発明は、切断治具基台の上に所定の間隔を開けて並行立設した二つの切断治具支柱と、一方の切断治具支柱に貫通穿設されたスリットと、他方の切断治具支柱に貫設された端部に緩衝器を有する切断ストッパと、二つの切断治具支柱の間であって切断治具支柱側の切断治具基台表面から該切断ストッパ近くまで延びる緩衝材と、二つの切断治具支柱の間であってスリットを貫通穿設した一方の切断治具支柱と一定間隔の隙間を形成し該切断治具支柱に沿って上下移動自在な切断パンチと、を配設したことを特徴とするブレード保持金具の材料切断装置を提供する。
【００１４】
本願の請求項６に記載の発明は、曲折治具基台の上に所定の間隔を開けて並行立設する二つの曲折治具支柱と、一方の曲折治具支柱の上面と内側面に刻設された所定の寸法に切断された（ブランク材料）の幅に合致した所定の深さの加工溝と、該加工溝のコーナに施された所定の半径の面取り部と、二つの曲折治具支柱の間に内設しスライドばねとシャフトで上下移動自在に支持される上面に所定の角度の勾配を有する受けスライドと、ブランク材料の幅に合致しブランク材料の厚さを超えない所定の深さで受けスライドの上面と平行な底面のガイド溝と、該曲折治具支柱の上面の加工溝に挿入定着した曲折ストッパと、該受けスライドの上面と平行な断面を有する曲折パンチと、を配設したことを特徴とするブレード保持金具の材料曲折装置を提供する。
【００１５】
本願の請求項７に記載の発明は、緩衝材の材質をポリウレタンとした、請求項５に記載のブレード保持金具の材料切断装置を提供する。
【００１６】
本願の請求項８に記載の発明は、緩衝器の材質をポリウレタンとした、請求項５に記載のブレード保持金具の材料切断装置。
【００１７】
本願の請求項９に記載の発明は、切断パンチの立方体上面と下面のいずれか一方もしくは両方に、材料の断面蒲鉾型に合致した溝を十字に刻設し、該立方体下面の４稜と上面と下面の８稜に切断刃を施した、請求項５、請求項７、又は、請求項８に記載のブレード保持金具の材料切断装置を提供する。
【００１８】
本願の請求項１０に記載の発明は、所定の高さのポリウレタンを、スライドばねで上下移動自在に支持されている受けスライドの下に該スライドばねと連設した、請求項６に記載のブレード保持金具の材料曲折装置を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は材料切断を行う材料切断装置の構成を示す平面図である。図１において、本発明に係る材料切断装置は、プレス排出口１２を具備するプレス台９に戴設された切断治具基台１の上に所定の間隔を開けて二つの立方体の切断治具支柱２，３を並行して立設する。切断治具基台１には、排出口１１を設ける。切断治具支柱２に材料供給用のスリット４を貫通穿設する。切断治具支柱３には、切断する扁平で細長状の材料６２の長さを規制する切断ストッパ５を設ける。該切断ストッパ５は、端部に緩衝器１４を有する。立設された切断治具支柱２，３の間であって、切断治具支柱３側の切断治具基台１表面から該切断ストッパ５近くまで延びる緩衝材６を設ける。
切断治具支柱２，３の間であって、該切断治具支柱２と一定間隔の隙間を形成し、切断治具支柱２に沿って上下移動自在な立方体の切断パンチ７を配設する。切断パンチ７には、切断治具支柱２と対向する面に切断刃８を有する。さらに、切断パンチ７の下面には、材料６２の断面蒲鉾型に合致した溝１３を材料６２の挿入方向と平行に刻設する。
【００２０】
この実施例では、前記緩衝器１４は、材料６２を切断する際に発生する側圧力による切断パンチ７の逃げに起因する材料６２の変位を吸収する材料を用いる。この実施の形態では、ポリウレタン材を用いている。このポリウレタン材は、ショア硬度（Ａ）９０程度の硬さを有しているので、切断寸法精度には影響がない。また、前記緩衝材６は、材料６２切断の際に、その先端が緩衝材６の中にめり込まないほどの硬さを有し、かつその振動を速やかに吸収する材料を用いる。この実施の形態では、ポリウレタン材｛ショア硬度（Ａ）９０程度｝を用いている。その他の前記治具を構成する部品材料は、切断パンチ７と切断治具支柱２に対してはモリブデン系高速度工具鋼鋼材ＪＩＳ ＳＫＨ５１を使用し、切断治具基台１と切断治具支柱３に対しては機械構造用炭素鋼鋼材ＪＩＳ Ｓ４５Ｃを使用している。
【００２１】
図２は所定の寸法に切断された材料（ブランク材料）曲げを行う材料曲折装置の構成を示す平面図である。図３はブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す上視図である。図２と図３において、本発明に係る材料曲折装置は、プレス台９に戴設された曲折治具基台２２の上に所定の間隔を開けて二つの立方体の曲折治具支柱２３，２４を並行して立設する。曲折治具支柱２３には、上面と内側面にブランク材料２１の幅に合致した所定の深さの加工溝２５を刻設する。この加工溝２５は、支柱上面外側稜２６から支柱上面内側稜２７にわたり形成され、さらに内側面を支柱上面内側稜２７から支柱下面内側稜２８へ垂直に下降して形成されている。加工溝２５のコーナには、所定の半径の面取り部２９を施す。スライドばね３０と該スライドばね３０の内部に貫通したシャフト３１で上下移動自在に支持されている受けスライド３２を、二つの曲折治具支柱２３，２４の間に内設する。受けスライド３２上面には、曲折治具支柱２３側から曲折治具支柱２４側へ向かって高くなる所定の角度の勾配を有する。受けスライド３２には、受けスライド３２の上面と平行な底面を有するのガイド溝３３を刻設する。ガイド溝３３は、ブランク材料２１の厚さを超えない所定の深さであり、ブランク材料２１の幅に合致する幅を有する。このガイド溝３３の曲折治具支柱２３側の底面高さは、加工溝２５底面高さに合致する。曲折治具支柱２３の上面の加工溝２５には、ブランク材料先端部３７に当接する曲折ストッパ３４を挿入し、ねじ３５で定着する。曲折治具支柱２３，２４の間であって、曲折治具支柱２３と一定間隔の隙間を形成する曲折パンチ３６を設ける。さらに、曲折パンチ３６は、上下移動自在で受けスライド３２を圧下自在な位置に配設する。曲折パンチ３６は、受けスライド３２と平行な所定の角度の断面を有する。
【００２２】
曲折治具支柱２３に刻設されている加工溝２５のコーナの面取り部２９は、ブランク材２１を曲折する際に傷が付かないようにするもので、材料６２の硬度、及び、曲折後の寸法を考慮し面取り半径を２ｍｍから１０ｍｍの範囲内で調整する。この実施例では、面取り半径を４ｍｍから６ｍｍとする。曲折治具支柱２３，２４の間に内設されている受けスライド３２上面と曲折パンチ３６の断面の角度は、ブランク材料２１の弾性により幾分もとに戻るスプリングバックを考慮したもので、このリテイナの製造方法では水平に対し０〜１０°の範囲で曲折角度を鋭角になるように調整する。この実施例では、５°±１°とする。なお、この実施例の前記治具を構成する部品材料の曲折パンチ３６、曲折治具支柱２３と受けスライド３２はモリブデン系高速度工具鋼鋼材ＪＩＳ ＳＫＨ５１を使用している。
【００２３】
次に本発明のガスタービンのブレードを保持する保持金具の製造の方法を、図１と図２を用いて詳細に説明する。
図１において、本発明に係る材料切断ステップの材料切断方法は、ブレード保持金具の本体となる扁平で細長状の材料６２の一方端が位置する部分に、該材料切断時の該一方端の振動を吸収する所定の硬さを有する緩衝材６を配置する。切断治具支柱２に貫通穿設されたスリット４に材料６２を切断治具支柱２の外側から挿通する。挿通された材料６２の材料先端部下面１０は、その先端が切断ストッパ５の緩衝器１４に当接するまで緩衝材６の上面に当接しながら摺動する。該先端が切断ストッパ５の緩衝器１４に当接したところで、材料６２の挿通を止める。材料６２の材料先端部下面１０を緩衝材６で支持した状態に保つ。切断パンチ７を下降させ、切断パンチ７の切断動作により材料６２の先端を緩衝材６に押しつける。すなわち該一方端を該緩衝材６に押しつける方向に外力を印加する状態を保持する。そしてこの状態を保持したまま、切断パンチ７と切断治具支柱２のスリット４で材料６２を所定の寸法にせん断する。せん断された材料６２は、自然落下し材料切断装置の切断治具基台１の排出口１１より排出される。
【００２４】
図２において、本発明に係る所定の寸法に切断された材料（ブランク材料）曲折ステップの材料曲折方法は、ブランク材料先端部３７と加工溝２５とのいずれか一方に潤滑油を塗布する。ブランク材料２１を受けスライド３２のガイド溝３３に挿入する。ブランク材料２１を、加工溝２５とガイド溝３３を横架するように、ブランク材料先端部３７を曲折ストッパ３４に当接するまで滑動する。曲折パンチ３６を下降してブランク材料２１を圧下する。ブランク材料２１の下降圧力に対しスライドばね３０に生ずるの応力で受けスライド３２に上昇圧力を発生させ、曲折パンチ３６と受けスライド３２とでブランク材料２１の端部から折曲する位置までの間をクランプする。
【００２５】
加工溝２５のコーナの面取り部２９にクランプされたブランク材料自由端を圧下する。該クランプ状態が崩れない範囲の外力でブランク材料の自由端を折曲する。
ブランク材先端部３２と、加工溝２５のいずれか一方に潤滑油を塗布することと、加工溝２５のコーナに円弧状の面取り部２９（面取り半径を４ｍｍから６ｍｍ）を形成することで、曲折する際に生じるブランク材料２１と曲折治具支柱２３との摩擦力を低減し、表面を傷付ないで曲折することができる。
ブランク材料２１をガイド溝３３に挿入し、曲折パンチ３６と受けスライド３２でクランプすることで、従来例図９のブランク７５に掛かっていた点荷重を、面荷重にすることができる。その結果、荷重が分散されるため曲折箇所の断面の変形を防ぐことができる。
【００２６】
上記のステップで曲折されたブランク材料の他方端に段部を形成するステップの加工方法は、ミリング加工を行う一般的なものなのでここでの説明は省略する。
以上が本発明のガスタービンのブレードを保持するリテイナの製造の方法となる。
【００２７】
次に、本発明に係る他の実施形態を説明する。
図１の材料切断装置の切断ストッパ５の端部に設けられた緩衝器１４を低硬度の金属（アルミニウム、真鍮、銅、亜鉛等）、ゴム、もしくは、ポリウレタン以外の合成樹脂、あるいは、ばねを使用する。緩衝器１４も同様に、材料６２の硬度、形状、寸法に合わせ、低硬度の金属（アルミニウム、真鍮、銅、亜鉛等）、ゴム、もしくは、ポリウレタン以外の合成樹脂、あるいは、ばねに見られるような、切断パンチ７の逃げに起因する材料６２の変位を吸収する材料、部品を使用しても良い。 図１の材料切断装置の材料６２の材料先端部下面１０を切断支柱２に並設した緩衝材６をゴム、もしくは、ポリウレタン以外の合成樹脂、あるいは、ばねで支持する。材料６２の硬度、形状、寸法に合わせこの緩衝材６の材質を、ゴム、もしくは、ポリウレタン以外の合成樹脂、あるいは、ばねに見られるような他の振動を速やかに吸収する材料を使用しても良い。
【００２８】
図１の材料切断装置の立方体の切断パンチ７は、前記スリット４を貫通穿設した切断治具支柱２と一定間隔の隙間を形成し、立方体の稜幅に材料６２の断面蒲鉾型に合致した溝１３と切断刃８を有する。その溝１３を十字に刻設し、切断刃８を立方体下面の４稜に施す。この切断刃８の数を増やすことで切断パンチ７の交換寿命を長くすることができる。また、同様に切断パンチ７の上面下面に、材料６２の断面蒲鉾型に合致した溝１３を十字に刻設することと８稜に切断刃８を施すことで、治具の交換寿命をさらに長くすることができる。図４に切断パンチ７の下面に溝１３を十字に刻設し、切断刃８を立方体下面の４稜に施した切断パンチ７の斜視図を示す。
【００２９】
図５はブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す別な実施形態の平面図である。図５と図２の同じ参照数字は同じ構成部分を示し、説明は省略する。このブランク材料２１曲げを行う材料曲折装置の構成を示す別な実施形態は、ポリウレタン３８を二つのスライドばね３０間に連設し受けスライド３２を上下移動自在に支持する。
図２の材料曲折装置は、受けスライド３２を支持するスライドばね３０に、通常市販品のコイルばねを使用するが、市販品のコイルばねを使用するとスライドばねの上下方向の剛性が十分に得られない場合がある。その場合ブランク材料２１を面取り部２９に圧下すると、ブランク材２１の剛性が受けスライド３２の曲折パンチ３６圧力に対する応力に打ち勝ってしまい、ブランク材２１を適正な姿勢でクランプし続けられずブランク材２１を曲折できない。この対策は、コイルばねのばね定数を変更し剛性を高めることが考えられるが、往々にして市販品のコイルばねの中に適するものが無いためにカスタム品とになり、費用と時間を費やすことになる。この材料（ブランク材料）曲げを行う材料曲折装置の構成を示す別な実施形態は、上記のスライドばねの上下方向の剛性が十分に得られない場合の対策で、その方法はポリウレタン３８を二つのスライドばね３０間に追加するというもので、費用と時間を費やさずスライドばね３０の剛性を補うことができ、安定して前記ブランク材２１を曲折できる。
【００３０】
以上、本発明を上述の実施の形態により説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、ガスタービンのブレードを保持する保持金具の製造方法において、ブレード保持金具の本体となる扁平で細長状の材料の一方端が位置する部分に、該材料切断時の該一方端の振動を吸収する所定の硬さを有する緩衝材を配置するステップと、前記扁平で細長状の材料の一方端を該緩衝材に摺動させ、端部に緩衝器を有する切断ストッパに該材料の先端を当接するステップと、該一方端を該緩衝材に押しつける方向に外力を印加しながら上記材料を所定の寸法に切断するステップと、所定の寸法に切断された材料（ブランク材料）の端部から折曲する位置までの間をクランプするステップと、該クランプ状態が崩れない範囲の外力でブランク材料の自由端を折曲するステップと、を具備してなるブレード保持金具の製造方法で、出来上がったリテイナの寸法精度が向上し、かつ表面に圧痕などが形成されず、かつ生産効率を向上させるリテイナの製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る材料切断を行う材料切断装置の構成を示す平面図である。
【図２】図２は本発明に係るブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す平面図である。
【図３】図３は本発明に係るブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す上視図である。
【図４】図４は本発明に係る材料切断を行う材料切断装置の構成を示す別な実施形態の切断パンチの斜視図である。
【図５】図５は本発明に係るブランク材料曲げを行う材料曲折装置の構成を示す別な実施形態の平面図である。
【図６】図６はガスタービンのブレードを保持するリテイナの使用方法を示す断面図である。
【図７】図７はガスタービンのブレードを保持するリテイナの側面図である。
【図８】図８は従来の材料切断を行う材料切断装置の構成を示す概略図である。
【図９】図９は従来のブランク曲げを行う材料曲折装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・・・・切断治具基台
２・・・・・・切断治具支柱
３・・・・・・切断治具支柱
４・・・・・・スリット
５・・・・・・切断ストッパ
６・・・・・・緩衝材
７・・・・・・切断パンチ
８・・・・・・切断刃
９・・・・・・プレス台
１０・・・・・材料先端部下面
１１・・・・・排出口
１２・・・・・プレス排出口
１３・・・・・溝
１４・・・・・緩衝器
２１・・・・・ブランク材料
２２・・・・・曲折治具基台
２３・・・・・曲折治具支柱
２４・・・・・曲折治具支柱
２５・・・・・加工溝
２６・・・・・支柱上面外側稜
２７・・・・・支柱上面内側稜
２８・・・・・支柱下面内側稜
２９・・・・・面取り部
３０・・・・・スライドばね
３１・・・・・シャフト
３２・・・・・受けスライド
３３・・・・・ガイド溝
３４・・・・・曲折ストッパ
３５・・・・・ねじ
３６・・・・・曲折パンチ
３７・・・・・ブランク材料先端部
３８・・・・・ポリウレタン
５１・・・・・ディスク
５２・・・・・スロット
５３・・・・・リテイナ
５４・・・・・動翼
５５・・・・・胴部
５６・・・・・係止部
５７・・・・・析曲片
５８・・・・・基台
５９・・・・・支柱
６０・・・・・支柱
６１・・・・・スリット
６２・・・・・材料
６３・・・・・ばね
６４・・・・・受けダイス
６５・・・・・パンチ
７０・・・・・曲折ダイス
７１・・・・・凸型パンチ
７２・・・・・Ｖ溝
７３・・・・・ストッパ
７４・・・・・縁
７５・・・・・ブランク
７６・・・・・保持金具材料
Claims (10)
- ガスタービンブレードを保持するブレード保持金具の製造方法において、
ブレード保持金具の本体となる扁平で細長状の材料の一方端が位置する部分に、該材料切断時の該一方端の振動を吸収する所定の硬さを有する緩衝材を配置するステップと、
前記扁平で細長状の材料の一方端を該緩衝材に摺動させ、端部に緩衝器を有する切断ストッパに該材料の先端を当接するステップと、
該一方端を該緩衝材に押しつける方向に外力を印加しながら上記材料を所定の寸法に切断するステップと、
所定の寸法に切断された材料の端部から折曲する位置までの間をクランプするステップと、
該クランプ状態が崩れない範囲の外力で所定の寸法に切断された材料の自由端を折曲するステップと、
を具備してなるブレード保持金具の製造方法。 - 前記緩衝材の材質をポリウレタンとした、請求項１に記載のブレード保持金具の製造方法。
- 前記切断ストッパの端部の緩衝器の材質をポリウレタンとした、請求項１に記載のブレード保持金具の製造方法。
- 前記切断された材料のクランプに所定の高さのポリウレタンの反発力を利用した、請求項１に記載のブレード保持金具の製造方法。
- ガスタービンブレードを保持する保持金具の材料切断装置において、
切断治具基台の上に所定の間隔を開けて並行立設した二つの切断治具支柱と、
一方の切断治具支柱に貫通穿設されたスリットと、
他方の切断治具支柱に貫設された端部に緩衝器を有する切断ストッパと、
二つの切断治具支柱の間であって切断治具支柱側の切断治具基台表面から該切断ストッパ近くまで延びる緩衝材と、
二つの切断治具支柱の間であってスリットを貫通穿設した一方の切断治具支柱と一定間隔の隙間を形成し該切断治具支柱に沿って上下移動自在な切断パンチと、を配設したことを特徴とするブレード保持金具の材料切断装置。 - ガスタービンブレードを保持する保持金具の材料曲折装置において、
曲折治具基台の上に所定の間隔を開けて並行立設する二つの曲折治具支柱と、
一方の曲折治具支柱の上面と内側面に刻設された所定の寸法に切断された材料の幅に合致した所定の深さの加工溝と、
該加工溝のコーナに施された所定の半径の面取り部と、
二つの曲折治具支柱の間に内設しスライドばねとシャフトで上下移動自在に支持される上面に所定の角度の勾配を有する受けスライドと、
所定の寸法に切断された材料の幅に合致し所定の寸法に切断された材料の厚さを超えない所定の深さで受けスライドの上面と平行な底面のガイド溝と、
該曲折治具支柱の上面の加工溝に挿入定着した曲折ストッパと、
該受けスライドの上面と平行な断面を有する曲折パンチと、
を配設したことを特徴とするブレード保持金具の材料曲折装置。 - 前記緩衝材の材質をポリウレタンとした、請求項５に記載のブレード保持金具の材料切断装置。
- 前記緩衝器の材質をポリウレタンとした、請求項５に記載のブレード保持金具の材料切断装置。
- 立方体の切断パンチの上面と下面のいずれか一方もしくは両方に、材料の断面に合致した溝を十字に刻設し、該立方体下面の４稜もしくは上面と下面の８稜に切断刃を施した、請求項５、請求項７、又は、請求項８に記載のブレード保持金具の材料切断装置。
- 所定の高さのポリウレタンを受けスライドを上下移動自在に支持するスライドばねに連設した、請求項６に記載のブレード保持金具の材料曲折装置。
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