JPH09250303A - タービン動翼植込部の緩衝材 - Google Patents
タービン動翼植込部の緩衝材Info
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- JPH09250303A JPH09250303A JP5500896A JP5500896A JPH09250303A JP H09250303 A JPH09250303 A JP H09250303A JP 5500896 A JP5500896 A JP 5500896A JP 5500896 A JP5500896 A JP 5500896A JP H09250303 A JPH09250303 A JP H09250303A
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- Japan
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- cushioning
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング加工の不可能な超合金製緩衝材に
対し、加工を施して曲げ加工を容易に行えるようにす
る。 【解決手段】 本発明は、タービンディスク１の溝３と
これに収容される動翼２の植込部４との間に介設される
緩衝材５において、上記植込部４の曲がり部分１５に沿
って曲げられる曲げ部１８に、レーザ加工によって削除
されてなる削除部１９を設けたものである。
対し、加工を施して曲げ加工を容易に行えるようにす
る。 【解決手段】 本発明は、タービンディスク１の溝３と
これに収容される動翼２の植込部４との間に介設される
緩衝材５において、上記植込部４の曲がり部分１５に沿
って曲げられる曲げ部１８に、レーザ加工によって削除
されてなる削除部１９を設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にタービン動翼
への応力集中を緩和すべく、タービンディスクの溝と動
翼の植込部との間に介設される緩衝材に関するものであ
る。
への応力集中を緩和すべく、タービンディスクの溝と動
翼の植込部との間に介設される緩衝材に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン等のタービン動翼にセラミ
ック製のものを採用すると大巾な軽量化が図れる利点が
あるが、セラミックは脆性で伸びが期待できず、局所的
に過大な応力が集中すると一気に破壊に及んでしまう欠
点がある。これを防止するため、動翼の取付部に緩衝材
を設け、この緩衝材により応力集中を緩和しようという
提案が本出願人によっても種々なされている。（特願平
6-152112号、特願平7-131536号等） また一般に、動翼の取付方法としては、タービンディス
クの外周部の溝に動翼の植込部をスライド嵌合させるこ
とで行われる。緩衝材は動翼の嵌合前に予め植込部に巻
き付けられ、植込部と一緒に溝内に挿入される。これに
より、緩衝材は、溝と植込部の隙間に嵌め入れられて両
者間に介在されることになる。
ック製のものを採用すると大巾な軽量化が図れる利点が
あるが、セラミックは脆性で伸びが期待できず、局所的
に過大な応力が集中すると一気に破壊に及んでしまう欠
点がある。これを防止するため、動翼の取付部に緩衝材
を設け、この緩衝材により応力集中を緩和しようという
提案が本出願人によっても種々なされている。（特願平
6-152112号、特願平7-131536号等） また一般に、動翼の取付方法としては、タービンディス
クの外周部の溝に動翼の植込部をスライド嵌合させるこ
とで行われる。緩衝材は動翼の嵌合前に予め植込部に巻
き付けられ、植込部と一緒に溝内に挿入される。これに
より、緩衝材は、溝と植込部の隙間に嵌め入れられて両
者間に介在されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、緩衝材には
緩衝能の他、耐高温クリープ性や耐高温酸化性等の使用
条件に適合する性能が要求される。また加工誤差や組立
再現性に関しても高精度のものが要求され、これにより
正確なチップクリアランス等を確保でき、高い信頼性、
耐久性を満足することができる。
緩衝能の他、耐高温クリープ性や耐高温酸化性等の使用
条件に適合する性能が要求される。また加工誤差や組立
再現性に関しても高精度のものが要求され、これにより
正確なチップクリアランス等を確保でき、高い信頼性、
耐久性を満足することができる。
【０００４】こういった理由から、緩衝材に用いられる
材料は厳選され、現在ではＣｏ基、Ｎｉ基等の超合金が
検討されるに至っている。
材料は厳選され、現在ではＣｏ基、Ｎｉ基等の超合金が
検討されるに至っている。
【０００５】また、従来の緩衝材の製作方法としては、
特願平6-152112号に示されているようにフォトエッチン
グによる方法が一般的である。しかしながら、上述の例
による超合金の中にはエッチング加工が不可能なものも
あり、従ってこの従来方法に代え、新規な加工方法を採
択する必要がある。
特願平6-152112号に示されているようにフォトエッチン
グによる方法が一般的である。しかしながら、上述の例
による超合金の中にはエッチング加工が不可能なものも
あり、従ってこの従来方法に代え、新規な加工方法を採
択する必要がある。
【０００６】一方、動翼取付時に緩衝材は植込部に予め
巻き付けられるが、植込部に曲がり部分があると緩衝材
はそれに沿って曲げ加工されることになる。しかし、緩
衝材が十分な緩衝能を発揮するにはある程度の厚さが必
要で、その厚さのものを曲げ加工するのは作業性が悪
く、組立精度としても高いものが期待できない。
巻き付けられるが、植込部に曲がり部分があると緩衝材
はそれに沿って曲げ加工されることになる。しかし、緩
衝材が十分な緩衝能を発揮するにはある程度の厚さが必
要で、その厚さのものを曲げ加工するのは作業性が悪
く、組立精度としても高いものが期待できない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、タービンディスクの溝とこれに収容される
動翼の植込部との間に介設される緩衝材において、上記
植込部の曲がり部分に沿って曲げられる曲げ部に、レー
ザ加工によって削除されてなる削除部を設けたものであ
る。
に本発明は、タービンディスクの溝とこれに収容される
動翼の植込部との間に介設される緩衝材において、上記
植込部の曲がり部分に沿って曲げられる曲げ部に、レー
ザ加工によって削除されてなる削除部を設けたものであ
る。
【０００８】これによれば、レーザ加工が採用されるた
め、フォトエッチング加工が不可能な超合金においても
加工が可能となる。また、削除部により、曲げ部が脆弱
化されて容易に曲げ加工できるようになる。
め、フォトエッチング加工が不可能な超合金においても
加工が可能となる。また、削除部により、曲げ部が脆弱
化されて容易に曲げ加工できるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００１０】図１に示すように、タービンディスク１の
外周部には断面逆Ω状（ダブテール状）の溝３が形成さ
れている。タービンディスク１はＣｏ基等の耐熱合金か
らなり、溝３はブローチ加工により精密に加工される。
溝３は、円盤状タービンディスク１の全厚に亘って形成
され、タービン軸方向（紙面厚さ方向）に沿う長手方向
の両端が開放されると共に、タービン軸方向に対しては
斜めに形成されている（図３参照）。
外周部には断面逆Ω状（ダブテール状）の溝３が形成さ
れている。タービンディスク１はＣｏ基等の耐熱合金か
らなり、溝３はブローチ加工により精密に加工される。
溝３は、円盤状タービンディスク１の全厚に亘って形成
され、タービン軸方向（紙面厚さ方向）に沿う長手方向
の両端が開放されると共に、タービン軸方向に対しては
斜めに形成されている（図３参照）。
【００１１】溝３内には、動翼２の植込部４がスライド
挿入により収容され、植込部４は、溝３に適合する断面
球根状に形成されている。動翼２はセラミックによる一
体成形品であり、植込部４はそのタービン軸方向の長さ
がタービンディスク１の厚さと等しくされる。
挿入により収容され、植込部４は、溝３に適合する断面
球根状に形成されている。動翼２はセラミックによる一
体成形品であり、植込部４はそのタービン軸方向の長さ
がタービンディスク１の厚さと等しくされる。
【００１２】溝３は、その断面が逆Ω状とされることか
ら、その開口部がくびれておりこれによりくびれ部８が
形成される。くびれ部８はその内面が当り面１０とさ
れ、これと対応して植込部４の両方の肩部６外面が当接
面１１となる。ここで当り面１０と当接面１１とは、対
称的に傾斜された断面ハ字状とされ、且つ互いの面同士
が適合し合うよう最小の誤差範囲内で極めて滑らかに仕
上げられている。なお、これら面１０，１１はほぼ平面
に近く、これら面１０，１１の範囲は図中Ａで示され
る。
ら、その開口部がくびれておりこれによりくびれ部８が
形成される。くびれ部８はその内面が当り面１０とさ
れ、これと対応して植込部４の両方の肩部６外面が当接
面１１となる。ここで当り面１０と当接面１１とは、対
称的に傾斜された断面ハ字状とされ、且つ互いの面同士
が適合し合うよう最小の誤差範囲内で極めて滑らかに仕
上げられている。なお、これら面１０，１１はほぼ平面
に近く、これら面１０，１１の範囲は図中Ａで示され
る。
【００１３】動翼植込部４においては、それぞれの当接
面１１に連続する曲がり面１５が形成され、これら両方
の曲がり面１５が、タービン中心側端部の略平面部１６
で接続されている。図中、曲がり面１５の範囲がＢ、略
平面部１６の範囲がＣで示される。このように動翼植込
部４の外表面形状としては曲がり面１５の部分が最も曲
がりがきつく、曲率が高い。そして、この曲がり面１５
の部分が動翼植込部４の曲がり部分を形成することにな
る。なお溝３の内面は、これら面１５，１６に沿った形
状に形成されている。
面１１に連続する曲がり面１５が形成され、これら両方
の曲がり面１５が、タービン中心側端部の略平面部１６
で接続されている。図中、曲がり面１５の範囲がＢ、略
平面部１６の範囲がＣで示される。このように動翼植込
部４の外表面形状としては曲がり面１５の部分が最も曲
がりがきつく、曲率が高い。そして、この曲がり面１５
の部分が動翼植込部４の曲がり部分を形成することにな
る。なお溝３の内面は、これら面１５，１６に沿った形
状に形成されている。
【００１４】植込部４と溝３との間には僅かな隙間１２
が形成され（図は大きめに描かれている）、この隙間１
２には緩衝材５が介設される。緩衝材５は、ここではエ
ッチング加工の不可能なＣｏ基、Ｎｉ基等の耐熱超合
金、特にＭｏ，Ｔｉ，Ｗ等を含む多元合金からなる。こ
れらは常温から高温に至るまで柔軟性、成形性に比較的
富み、塑性変形し易く且つ溶融しない金属である。従っ
てこの緩衝材５は、その塑性能を利用して、特に当り面
１０と当接面１１との間で互いの形状不整を緩和し、動
翼２が受ける遠心力に基づく植込部４への応力集中を防
止するものである。
が形成され（図は大きめに描かれている）、この隙間１
２には緩衝材５が介設される。緩衝材５は、ここではエ
ッチング加工の不可能なＣｏ基、Ｎｉ基等の耐熱超合
金、特にＭｏ，Ｔｉ，Ｗ等を含む多元合金からなる。こ
れらは常温から高温に至るまで柔軟性、成形性に比較的
富み、塑性変形し易く且つ溶融しない金属である。従っ
てこの緩衝材５は、その塑性能を利用して、特に当り面
１０と当接面１１との間で互いの形状不整を緩和し、動
翼２が受ける遠心力に基づく植込部４への応力集中を防
止するものである。
【００１５】図２には、緩衝材５の取付前の状態が示さ
れている。図示するように、緩衝材５は、略矩形で一定
厚さの１枚の板材から形成される。緩衝材５は、その幅
方向（図中左右方向）両端に、上記当り面１０及び当接
面１１間に位置される緩衝部７を有する。両緩衝部７の
幅中心側には、上記曲がり面１５に重ね合わされる曲げ
部１８が隣接して設けられる。そして両曲げ部１８は、
上記略平面部１６に重ね合わされる中央の連結部９で連
結されている。
れている。図示するように、緩衝材５は、略矩形で一定
厚さの１枚の板材から形成される。緩衝材５は、その幅
方向（図中左右方向）両端に、上記当り面１０及び当接
面１１間に位置される緩衝部７を有する。両緩衝部７の
幅中心側には、上記曲がり面１５に重ね合わされる曲げ
部１８が隣接して設けられる。そして両曲げ部１８は、
上記略平面部１６に重ね合わされる中央の連結部９で連
結されている。
【００１６】ここで特に、それぞれの曲げ部１８には、
長さ方向（（ｂ）図の上下方向）の全長に亘って複数の
穴１９が設けられる。穴１９は、各曲げ部１８に対し、
円形のものが幅方向に３列、千鳥状に配列されている。
長さ方向（（ｂ）図の上下方向）の全長に亘って複数の
穴１９が設けられる。穴１９は、各曲げ部１８に対し、
円形のものが幅方向に３列、千鳥状に配列されている。
【００１７】これら穴１９は、緩衝材５が前述の如くエ
ッチング不可能な超合金製であることから、ここでは別
の方法、即ちレーザ加工により貫通形成されている。
ッチング不可能な超合金製であることから、ここでは別
の方法、即ちレーザ加工により貫通形成されている。
【００１８】このレーザ加工の一例を述べると、レーザ
の種類としては、穴１９が微細であることから、ビーム
を微細に絞ることのできるＹＡＧレーザが好ましい。そ
して加工前の緩衝材５をワークテーブルに載せ、レーザ
ビームを照射して打抜き加工を施す。ワークテーブルか
レーザトーチの一方を、予めプログラムされたＮＣ制御
により同一平面内で移動させ、順次レーザビームの照射
を行っていけば、正確な位置に連続して穴１９を精密加
工することができる。
の種類としては、穴１９が微細であることから、ビーム
を微細に絞ることのできるＹＡＧレーザが好ましい。そ
して加工前の緩衝材５をワークテーブルに載せ、レーザ
ビームを照射して打抜き加工を施す。ワークテーブルか
レーザトーチの一方を、予めプログラムされたＮＣ制御
により同一平面内で移動させ、順次レーザビームの照射
を行っていけば、正確な位置に連続して穴１９を精密加
工することができる。
【００１９】このようにして、エッチング不可能なあら
ゆる金属材料に対し、精密加工を容易に実行でき、信頼
性を高めることができる。また、上述の打抜き加工に限
らず、切断、薄肉加工等も容易に可能である。
ゆる金属材料に対し、精密加工を容易に実行でき、信頼
性を高めることができる。また、上述の打抜き加工に限
らず、切断、薄肉加工等も容易に可能である。
【００２０】また図２（ｂ）に示すように、緩衝材５の
長さ方向両端縁は曲線状とされているが、これはタービ
ンディスク１の溝３がタービン軸方向に対し斜めに形成
されているためで、緩衝材５を植込部４に巻き付ければ
その端縁は植込部４の端縁にきれいに揃うようになる。
長さ方向両端縁は曲線状とされているが、これはタービ
ンディスク１の溝３がタービン軸方向に対し斜めに形成
されているためで、緩衝材５を植込部４に巻き付ければ
その端縁は植込部４の端縁にきれいに揃うようになる。
【００２１】次に、上記形態の作用について説明する。
【００２２】動翼２のタービンディスク１への取付けに
際しては、予め緩衝材５を植込部４に巻き付けて合わせ
曲げを行い、緩衝部７を当接面１１上に重ねるようにす
る。こうすると、曲げ部１８が曲がり面１５に重ね合わ
され、連結部９が略平面部１６上に重ね合わされるよう
になる。この状態を保持して、植込部４を緩衝材５とと
もにタービンディスク１の溝３内にスライド挿入する。
こうなれば、動翼２の取付けが終了する。
際しては、予め緩衝材５を植込部４に巻き付けて合わせ
曲げを行い、緩衝部７を当接面１１上に重ねるようにす
る。こうすると、曲げ部１８が曲がり面１５に重ね合わ
され、連結部９が略平面部１６上に重ね合わされるよう
になる。この状態を保持して、植込部４を緩衝材５とと
もにタービンディスク１の溝３内にスライド挿入する。
こうなれば、動翼２の取付けが終了する。
【００２３】特にこの取付時、緩衝材５の曲げ加工の際
に、曲がり面１５に重ね合わされる曲げ部１８は比較的
きつく曲げられることになる。しかも緩衝材５は、緩衝
能を発揮するのに十分な厚さを有しており、何等加工を
施さない板材のみではその曲げ加工は容易でない。
に、曲がり面１５に重ね合わされる曲げ部１８は比較的
きつく曲げられることになる。しかも緩衝材５は、緩衝
能を発揮するのに十分な厚さを有しており、何等加工を
施さない板材のみではその曲げ加工は容易でない。
【００２４】そこで、かかる緩衝材５では、曲げ部１８
に複数の穴１９を設けて曲げ剛性を低下させ、脆弱化を
図っている。これにより曲げが容易となって、作業性が
向上するようになる。従って結果的に、組立精度や組立
再現性も向上するようになり、これによって高い信頼
性、耐久性を得ることが可能となる。
に複数の穴１９を設けて曲げ剛性を低下させ、脆弱化を
図っている。これにより曲げが容易となって、作業性が
向上するようになる。従って結果的に、組立精度や組立
再現性も向上するようになり、これによって高い信頼
性、耐久性を得ることが可能となる。
【００２５】なお、この曲げ加工は手作業で行われるこ
とが多いため、このような作業の容易化はタービン性能
の向上に直接関わる事項となる。
とが多いため、このような作業の容易化はタービン性能
の向上に直接関わる事項となる。
【００２６】ここで特に、上記形態においては穴１９に
よる脆弱化を図っているが、曲げ加工を容易にするため
には穴１９によらずとも別の方法が可能である。例え
ば、レーザ加工により曲げ部１８の薄肉化を図ったり、
曲がり目に沿った溝を設ける方法や、端縁部等を一部切
欠く方法もある。また穴の形状に関しても、円形に限ら
ず長円、長方形等様々なものが可能である。要は、曲げ
部１８の一部をレーザ加工により削除すればよく、上記
形態においては穴１９がその削除部を形成するものであ
る。このように、削除部の形態としては様々なものが考
えられる。
よる脆弱化を図っているが、曲げ加工を容易にするため
には穴１９によらずとも別の方法が可能である。例え
ば、レーザ加工により曲げ部１８の薄肉化を図ったり、
曲がり目に沿った溝を設ける方法や、端縁部等を一部切
欠く方法もある。また穴の形状に関しても、円形に限ら
ず長円、長方形等様々なものが可能である。要は、曲げ
部１８の一部をレーザ加工により削除すればよく、上記
形態においては穴１９がその削除部を形成するものであ
る。このように、削除部の形態としては様々なものが考
えられる。
【００２７】他、本発明は上記以外にも様々な形態が可
能で、例えばエッチング処理の可能な金属材料にも適用
できる。また、かかる緩衝材は金属製動翼と組み合わせ
ることも可能である。
能で、例えばエッチング処理の可能な金属材料にも適用
できる。また、かかる緩衝材は金属製動翼と組み合わせ
ることも可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００２９】（１）エッチング加工の不可能な金属材料
からなる緩衝材に対し、精密加工が容易に可能となる。
からなる緩衝材に対し、精密加工が容易に可能となる。
【００３０】（２）曲げ加工が容易となり、組立再現
性、信頼性等を向上することができる。
性、信頼性等を向上することができる。
【図１】本発明に係る緩衝材を示す縦断正面図である。
【図２】緩衝材の取付前の状態を示し、（ａ）は縦断正
面図、（ｂ）は平面図である。
面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】タービンディスクの溝を示す部分平面図であ
る。
る。
１ タービンディスク ２ 動翼 ３ 溝 ４ 植込部 ５ 緩衝材 １５ 曲がり面（曲がり部分） １８ 曲げ部 １９ 穴（削除部）
Claims (2)
- 【請求項１】 タービンディスクの溝とこれに収容され
る動翼の植込部との間に介設される緩衝材において、上
記植込部の曲がり部分に沿って曲げられる曲げ部に、レ
ーザ加工によって削除されてなる削除部を設けたことを
特徴とするタービン動翼植込部の緩衝材。 - 【請求項２】 上記削除部が穴からなる請求項１記載の
タービン動翼植込部の緩衝材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5500896A JPH09250303A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | タービン動翼植込部の緩衝材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5500896A JPH09250303A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | タービン動翼植込部の緩衝材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250303A true JPH09250303A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=12986639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5500896A Pending JPH09250303A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | タービン動翼植込部の緩衝材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250303A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2959271A1 (fr) * | 2010-04-26 | 2011-10-28 | Snecma | Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface |
| WO2015108616A1 (en) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | General Electric Company | Composite blade root stress reducing shim |
| CN110567376A (zh) * | 2019-10-22 | 2019-12-13 | 无锡航亚科技股份有限公司 | 一种涡轮盘榫槽检测方法 |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP5500896A patent/JPH09250303A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2959271A1 (fr) * | 2010-04-26 | 2011-10-28 | Snecma | Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface |
| WO2011135234A3 (fr) * | 2010-04-26 | 2011-12-29 | Snecma | Elément d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un élément d'interface |
| US9103220B2 (en) | 2010-04-26 | 2015-08-11 | Snecma | Interface element between a blade root and a blade root housing of a turbine disc, and turbine rotor comprising an interface element |
| WO2015108616A1 (en) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | General Electric Company | Composite blade root stress reducing shim |
| CN105899762A (zh) * | 2014-01-16 | 2016-08-24 | 通用电气公司 | 复合叶根应力消除衬垫 |
| CN105899762B (zh) * | 2014-01-16 | 2017-11-07 | 通用电气公司 | 复合叶根应力消除衬垫 |
| US10837457B2 (en) | 2014-01-16 | 2020-11-17 | General Electric Company | Composite blade root stress reducing shim |
| CN110567376A (zh) * | 2019-10-22 | 2019-12-13 | 无锡航亚科技股份有限公司 | 一种涡轮盘榫槽检测方法 |
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