WO2014132797A1 - タービン翼の加工方法、加工工具及びタービン翼 - Google Patents

タービン翼の加工方法、加工工具及びタービン翼 Download PDF

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polishing
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知己 園尾
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三菱重工業株式会社
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    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling

Definitions

  • the present invention relates to a turbine blade processing method, a processing tool, a turbine blade processing method, or a turbine blade processed by a processing tool in which a through hole is formed.
  • turbine stationary blades and turbine blades are arranged in a path through which fluid (combustion gas and steam) flows.
  • the stationary blade is supported by a stationary member such as a passenger compartment, and the turbine rotor blade is supported by a rotational member such as a rotating shaft.
  • Turbine blades including turbine stationary blades and turbine rotor blades may have through holes connected to the interior space on the surface.
  • This through hole is, for example, a film cooling hole that cools the turbine blades by discharging air for cooling from the inside.
  • Patent Document 1 describes a method of applying a bond coat to a blade base material, perforating film cooling holes, forming a top coat, and removing the top coat in an area including the cooling hole array with an air blast or a water jet.
  • Patent Document 2 describes a thermal barrier coating is applied to a metal part of a gas turbine engine having a cooling hole including a metering hole, a cooling hole outlet, and a trough portion, and is first attached to the metering hole by a water jet or a laser.
  • a method is described in which the coating is removed, then the deposit is removed at the cooling hole outlet and finally the trough coating is removed.
  • the turbine blade is formed by laminating a protective film (for example, a film that improves the heat resistance function) by spraying or the like on the surface of the substrate (base material) in which the through-holes are formed.
  • a protective film for example, a film that improves the heat resistance function
  • the protective film that affects the through hole is removed by air blast, water jet, and laser.
  • the present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a turbine blade processing method, a processing tool, and a turbine blade capable of efficiently processing a through-hole penetrating from the surface of the turbine blade to the inside. To do.
  • a turbine blade machining method is a turbine blade machining method in which a through hole of a turbine blade having a protective film formed on the surface of a substrate is machined, and a polishing region is provided at the tip.
  • the protective film overlying the through hole can be selectively removed by inserting the processing tool provided with the polishing region into the through hole and polishing to remove the protective film overlying the through hole. Further, by removing the protective film by polishing using a processing tool, the work can be performed while confirming the state of removal of the protective film, so that the processing can be performed efficiently. Thereby, the through-hole penetrating from the surface of the turbine blade to the inside can be efficiently processed.
  • the processing tool is characterized in that the polishing region has a shape along the shape of the through hole as viewed from the surface of the base.
  • the polishing area of the processing tool along the shape of the through hole, it is possible to perform processing while protecting the substrate of the through hole. Further, the protective film overlapping the through hole can be efficiently removed.
  • the machining tool is characterized in that the polishing region is formed on at least one surface of a pyramid shape that becomes narrower toward the tip.
  • the polishing region can be made thinner and flatter as it goes to the tip, and a part of the polishing region can be prevented from coming into contact with the through-hole substrate to form a groove or the like. Thereby, it can make it easy to process, protecting a through-hole.
  • the removing step is characterized in that the protective film is polished in the polishing region by vibrating the processing tool by a vibration unit.
  • polishing process can be performed efficiently by vibrating the vibrating part.
  • the excitation unit reciprocates the polishing region along an insertion direction into the through hole.
  • a rod-shaped processing tool provided with a rod-shaped polishing region at the tip is placed in the through-hole so that the polishing region faces the surface of the through-hole.
  • the protective film can be efficiently removed by removing a part of the protective film before the insertion step.
  • a rod-shaped processing tool provided with a rod-shaped polishing region at the tip is inserted into the through-hole so that the polishing region faces the surface of the through-hole.
  • the removal can be suitably performed even when the protective film remains in the through-hole by the post-treatment process.
  • the protective film is formed by thermal spraying on the surface of the base.
  • the protective film formed by thermal spraying can be suitably removed.
  • the machining tool is characterized in that diamond particles are bonded to the polishing region.
  • the protective film can be suitably removed.
  • a processing tool of the present invention is connected to a tip having at least one polishing surface on which a polishing region to which diamond particles are bonded is formed, and one end of the tip.
  • the polishing surface is a surface whose width becomes narrower toward the tip portion that is the end portion opposite to the end portion supported by the support portion.
  • the polishing surface can be suitably brought into contact with the through hole, and polishing becomes easy. Thereby, the through-hole penetrating from the surface of the turbine blade to the inside can be efficiently processed.
  • the polishing surface is characterized in that a cross section perpendicular to a direction connecting the end supported by the support and the tip is a straight line.
  • the protective film stacked in the through hole in which the flat surface is formed can be suitably removed.
  • the polishing surface has a curved surface in which a cross section perpendicular to a direction connecting the end portion supported by the support portion and the tip end portion is convex inward.
  • the polished surface as a curved surface that protrudes inward, it is possible to suitably remove the protective film stacked in the through-hole in which the curved surface that protrudes outward is formed.
  • the vibration is coupled to the support portion and reciprocates in the direction connecting the end portion supported by the support portion and the tip portion via the support portion. It further has a portion.
  • the processing can be performed while protecting the base of the through-hole to be processed.
  • a turbine blade of the present invention is characterized in that a through hole is processed by any of the above-described turbine blade processing methods.
  • the through hole can be shaped with higher accuracy, and the performance of the turbine blade can be improved.
  • the turbine blade of the present invention for achieving the above object is characterized in that a through hole is machined by any of the machining tools described above.
  • the through hole can be shaped with higher accuracy, and the performance of the turbine blade can be improved.
  • a through-hole penetrating from the surface of the turbine blade to the inside can be efficiently processed.
  • the through hole can be shaped with higher accuracy, and the performance of the turbine blade can be further improved.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a processing tool according to the present embodiment.
  • FIG. 2A is a top view showing a schematic configuration of the tool body.
  • 2B is a side view showing a schematic configuration of the tool main body shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a front view showing a schematic configuration of the tool main body shown in FIG. 2A.
  • FIG. 3A is a top view illustrating a schematic configuration of a modified tool body.
  • FIG. 3B is a side view showing a schematic configuration of the tool main body shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of a modified tool body.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an example of a turbine stationary blade.
  • FIG. 6A is a perspective view showing a schematic configuration of cooling holes of the turbine stationary blade shown in FIG. 6B is a front view showing a schematic configuration of the cooling hole shown in FIG. 6A.
  • 6C is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the cooling hole shown in FIG. 6A.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a turbine blade machining method.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining another example of a method for processing a turbine blade.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a processing tool according to the present embodiment.
  • FIG. 2A is a top view showing a schematic configuration of the tool body.
  • 2B is a side view showing a schematic configuration of the tool main body shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a front view showing a schematic configuration of the tool main body shown in FIG. 2A.
  • the processing tool 10 includes a tool body 12 and a vibration unit 13.
  • the tool body 12 has a support portion 14 and a tip portion 16 fixed to one end portion of the support portion 14 as shown in FIGS. 1 and 2A to 2C.
  • the support part 14 is a rod-shaped member, and the end part on the side where the tip part 16 is not fixed is attached to the vibration part 13.
  • the distal end portion 16 has a shape in which the cross section becomes smaller toward the distal end, that is, from the portion connected to the support portion 14 toward the opposite end portion.
  • the tip 16 has a polishing region 18 in a certain range on the tip side.
  • the polishing region 18 has diamond particles bonded to the surface thereof. Diamond particles are joined to the tip 16 by electrodeposition or the like.
  • the polishing region 18 of the tip portion 16 has a quadrangular pyramid shape.
  • tip part 16 of a present Example is the shape by which the front-end
  • the polishing region 18 has one surface having the largest area as an upper surface 18a, a surface opposite to the upper surface 18a as a bottom surface 18b, and is sandwiched between the upper surface 18a and the bottom surface 18b and extends in the extending direction of the support portion 14.
  • the existing surface is a side surface 18c
  • the tip surface is a tip 18d.
  • the polishing region 18 of the present embodiment has a trapezoidal shape in which the upper surface 18a and the bottom surface 18b become narrower toward the tip 18d.
  • the top surface 18a and the bottom surface 18b are isotropic trapezoids, and the angle formed by the hypotenuse is ⁇ 1.
  • the upper surface 18 a is a surface parallel to the extending direction of the support portion 14, and the bottom surface 18 b is a surface inclined at a predetermined angle with respect to the extending direction of the support portion 14.
  • interval becomes wide as the upper surface 18a and the bottom face 18b leave
  • the upper surface 18a and the bottom surface 18b are flat surfaces (planes) in which the cross section perpendicular to the extending direction of the support portion 14 is a straight line.
  • the vibration unit 13 is a device that vibrates the tool body 12 in the extending direction (the direction of arrow A).
  • the extending direction is a direction in which the support part 14 extends, and is connected to the support part 14 and the tip of the tip part 16 (the narrowed part opposite to the end part connected to the support part 14). It is the direction which tied the edge part.
  • various drive sources can be used. For example, an electric polishing machine (a machine that reciprocates a machining tool with electric power) or an excitation source of an ultrasonic polishing machine can be used.
  • the processing tool 10 is configured as described above, and the polishing region 18 is formed on the distal end side of the distal end portion 16 of the tool body 12, and the polishing region 18 is brought into contact with the object to be polished, and is polished by sliding.
  • the object can be polished.
  • the polishing region 18 of the present embodiment is a surface that the bottom surface 18b mainly contacts with the object to be polished, that is, a polishing surface.
  • the processing tool 10 has a shape in which the width increases, that is, a tapered shape as the polishing surface 18 of the polishing region 18 is separated from the tip 18d, and a surface (a flat surface in this embodiment). As a result, the tip 18d becomes narrow, and a processing target having a flat surface shape can be processed appropriately. Moreover, since the processing tool 10 can be suitably processed using the polished surface, the tool life can be extended.
  • the machining tool 10 can vibrate the polishing region 18 in the extending direction by vibrating the tool body 12 in the extending direction by the vibration unit 13.
  • the processing tool 10 vibrates the polishing region 18 with respect to the object to be polished by vibrating the polishing region 18 in the extending direction by the vibration unit 13 while bringing the polishing region 18 into contact with the object to be polished. be able to. Thereby, polishing can be performed efficiently. Further, when the polishing area 13 is vibrated in the extending direction by the vibration unit 13, the polishing area 18 comes into contact with the side wall or the like of the object to be polished when the object to be polished becomes thinner toward the tip. This can be suppressed.
  • FIG. 3A is a top view illustrating a schematic configuration of a modified tool body.
  • FIG. 3B is a side view showing a schematic configuration of the tool main body shown in FIG. 3A.
  • the tool body 22 shown in FIGS. 3A and 3B has a support portion 24 and a tip portion 26.
  • a polishing region 28 is provided at the distal end portion 26.
  • the polishing region 28 shown in FIGS. 3A and 3B has a trapezoidal shape whose width becomes narrower as the upper surface 28a and the bottom surface 28b (polishing surface) move toward the tip.
  • the top surface 28a and the bottom surface 28b are isotropic trapezoids, and the angle formed by the hypotenuse is ⁇ 2.
  • ⁇ 2 is an angle smaller than ⁇ 1.
  • the processing tool 10 can set the angle of the tapered shape of the polishing surface to various angles. For example, when ⁇ 1 is set to 30 ° and ⁇ 2 is set to 15 °, the processing target can be suitably processed using any of the tool bodies 12 and 22.
  • FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of a modified tool body.
  • the polishing area 38 of the tool main body 32 shown in FIG. 4 has a top surface 38a, a side surface 38c, and a tip portion 38d that are flat surfaces.
  • the bottom surface 38b of the polishing region 38 has a curved surface in which a cross section orthogonal to the extending direction (a cross section orthogonal to the direction connecting the end portion supported by the support portion and the tip portion) protrudes inward.
  • the tool body 32 may have a bottom surface 38b, that is, a polished surface having a curved shape.
  • the process target in which the curved surface which protruded outside was formed can be grind
  • the tip end portion 16 has a quadrangular pyramid shape and one surface of the quadrangular pyramid has a curved surface.
  • the present invention is not limited to this.
  • the tip 16 (polishing region) 18 may be a polygonal pyramid, such as a triangular pyramid or a hexagonal pyramid, to form a polished surface.
  • the influence which it has on the side wall of a process target can be decreased by setting it as a quadrangular pyramid.
  • the machining tool 10 of the present embodiment can perform suitable machining as described above by vibrating the tool body 12 in the extending direction using the vibration unit 13, but is not limited thereto.
  • the processing tool 10 may vibrate the tool body 12 in a direction orthogonal to the extending direction or may rotate the tool body 12. Moreover, you may combine the vibration to a various direction.
  • the processing tool 10 may not include a drive source that vibrates the tool body 12. Specifically, the polishing region 18 may be manually slid with respect to the processing target.
  • the processing tool 10 can suitably process a through hole of a turbine blade, for example, a film cooling hole. More specifically, the processing tool 10 formed a protective film, for example, TBC (Thermal Barrier Coating, high-performance thermal barrier coating for gas turbine) on the surface of the turbine blade base during the production of the turbine blade having the through hole. Thereafter, the protective film can be suitably used for removing a protective film formed on a portion overlapping the through hole or a protective film formed inside the through hole.
  • TBC Thermal Barrier Coating, high-performance thermal barrier coating for gas turbine
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an example of a turbine stationary blade.
  • 6A is a perspective view showing a schematic configuration of cooling holes of the turbine stationary blade shown in FIG. 6B is a front view showing a schematic configuration of the cooling hole shown in FIG. 6A.
  • 6C is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the cooling hole shown in FIG. 6A.
  • the cooling holes provided in the turbine stationary blade will be described, but the same applies to the turbine rotor blade. That is, the turbine blade includes both a turbine stationary blade and a turbine blade.
  • the turbine stationary blade 43 has a blade body (blade structure portion) 44. Further, the blade body 44 has an outer shroud (end wall structure) fixed to one end (outer in the radial direction) in the longitudinal direction (radial direction of the rotor), and an inner shroud (end) in the other end (inward in the radial direction). Wall structure) is fixed.
  • the blade body 44 has a hollow shape, the upstream side in the flow direction of the combustion gas (left side in FIG. 5) has a curved cross-sectional shape, and the downstream side in the flow direction of the combustion gas (right side in FIG. 5). It has a tapered cross-sectional shape.
  • the wing body 44 is partitioned into three spaces by two partition walls 51.
  • the blade body 44 is formed with a plurality of cooling holes 52 penetrating inside and outside at predetermined positions.
  • the wing body 44 has partition plates 55a, 55b, and 55c fixed to the inside thereof.
  • the partition plates 55a, 55b, and 55c have a cylindrical shape, and end portions on the side of each shroud are expanded to be fixed to the shrouds.
  • the partition plates 55a, 55b, and 55c are fixed on the inner side, so that the cavity 62 is defined.
  • the partition plates 55a, 55b, and 55c have a large number of through holes 59 formed at almost equal intervals over the entire region.
  • the cooling air (cooling medium) from the cooling passage is supplied to the turbine stationary blade 43
  • the cooling air is first introduced into the blade body 44, that is, inside the partition plate 55.
  • the cooling air in the partition plate 55 is then injected into the cavity 58 through a large number of through holes 59 formed in the partition plate 55, where the inner wall surface of the blade body 44 is impingement cooled.
  • the cooling air in the cavity 58 is discharged to the outside (combustion gas passage) through the numerous cooling holes 52 and flows along the outer wall surfaces of the blade body 44, the back profile 45, and the ventral profile 46.
  • Film cooling of the wall surface film cooling.
  • the cooling hole 52 is formed in the blade body 44 as described above.
  • the wing body 44 has a protective film 72 formed on the surface of the base 70.
  • the protective film 72 is provided in a region on the surface of the blade body 44 where the cooling holes 52 are not formed.
  • the protective film 72 is a film having a function of protecting the surface of the base body 70, and is formed of TBC, for example. Since the blade main body 44 is provided with the protective film 72, the durability of the surface can be improved, and the durability of the turbine vane can be increased.
  • the cooling hole 52 has a cylindrical portion 62 that is inclined with respect to the surface (the surface on which the protective film is formed) from the inside of the blade body 44, and the end portion on the surface side of the cylindrical portion 62 becomes the opening 63. .
  • the cylindrical portion 62 is inclined with respect to the direction in which the central axis 62a is orthogonal to the surface.
  • the cooling hole 52 extends from the opening 63 at the downstream side of the cooling air flowing from the inside of the blade main body 44 to the surface, that is, at the end inclined to the perpendicular of the inclined cylindrical portion 62. 66 is formed.
  • the extended portion 66 is formed with a surface where the angle formed with the direction orthogonal to the surface is larger than that of the cylindrical portion 62, that is, the inclination is gentle.
  • the extended portion 66 has a flat surface. Further, the extended portion 66 has a shape in which the width increases as the opening portion moves away from the opening 63 as shown in FIG. 6B.
  • the turbine vane 43 has a shape in which the cooling hole 52 is formed by connecting the cylindrical portion 62 and the expansion portion 66, thereby allowing cooling air discharged from the inside of the blade body 44 to flow to the surface along the surface of the blade body 44. It can be made easier.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a turbine blade machining method.
  • a base body 102 having a through hole 103 to be a cooling hole is formed, and as shown in step S14, a protective film 104 is formed on the surface of the base body 102.
  • the protective film 104 can be formed on the surface of the substrate 102 by thermal spraying, for example.
  • the protective film 104 is uniformly formed on the surface of the base 102, and thus the protective film 104 is also formed in a region overlapping with the through hole 103.
  • the processing method inserts the tip 16 of the processing tool 10 into the region where the through hole 103 is formed (insertion step).
  • the distal end portion 16 is inserted in such a direction that the bottom surface 18b (polishing surface) of the polishing region 18 of the distal end portion 16 faces the through hole 103 (the protective film 104 overlapping the through hole 103).
  • the distal end portion 16 is vibrated by the vibrating portion 13. At this time, it may be vibrated before insertion or after insertion.
  • step S18 the tip portion 16 is vibrated by the vibration portion 13 while the polishing region 18 of the tip portion 16 is in contact with the protective film 104 that overlaps the through hole 103.
  • the overlapping protective film 104 is polished and removed (removal step).
  • the processing method uses the processing tool 10 to remove the protective film 104 that overlaps the through-hole 103, and as shown in step S ⁇ b> 20, the protective film is located at a position that does not overlap the opening 63 and the extended part 66 of the cylindrical part 62.
  • a turbine vane in which 72 is formed can be created.
  • the cooling film 52 is efficiently covered with the protective film 72 by removing the protective film 104 that overlaps the through hole 103 by polishing using the processing tool 10. There can be no state.
  • the through hole 103 and the polishing surface can be made substantially parallel, and the polishing surface penetrates during processing.
  • the contact with the hole 103 and the cutting of the through hole 103 can be suppressed.
  • the range of the through holes 103 that can be processed simultaneously can be increased, the time required for removing the protective film 104 can be shortened.
  • the polishing surface can be moved along the inclination direction (tapered shape) of the through-hole 103. Thereby, it can suppress that a grinding
  • the processing tool 10 having the above-described shape, specifically, the polishing surface has a surface shape.
  • a tapered processing tool it is preferable to use a tapered processing tool, but the present invention is not limited to this.
  • the shape of the tool for polishing the protective film can be various.
  • a tool body having a cylindrical and conical tip portion may be used, or a tool body having a flat plate tip portion may be used.
  • step S12 the base 102 in which the through hole 103 serving as a cooling hole is formed is formed, and as shown in step S14, the protective film 104 is formed on the surface of the base 102. .
  • step S ⁇ b> 32 the tip end portion 92 of the processing tool 90 is inserted into the region where the through hole 103 is formed, and the polishing region of the tip end portion 92 overlaps the through hole 103.
  • the tip portion 92 is vibrated by the vibrating portion while being in contact with the protective film 104, thereby polishing the protective film 104 overlapping the through-hole 103 and removing a part thereof (pretreatment step).
  • tip part 92 becomes a cylindrical shape.
  • the processing tool 90 may rotate the distal end portion 92 with a rotating device such as a portable grinder without vibrating.
  • step S18 in the processing method, the tip end portion 16 is inserted so that the bottom surface 18b of the polishing region 18 of the tip end portion 16 of the processing tool 10 faces the through hole 103, and the polishing region 18 is passed through the through hole.
  • the top end portion 16 is vibrated by the vibrating portion 13 while being in contact with the protective film 104 that overlaps the 103, that is, the bottom surface 18b of the polishing region 18 is reciprocated along the insertion direction, thereby overlapping the through hole 103.
  • 104 is polished and removed (insertion step, removal step).
  • the tip portion 92a of the processing tool 90 is inserted into the region where the through hole 103 is formed, more specifically, the region where the cylindrical portion is formed. While the polishing region is in contact with the protective film 104 that overlaps the through-hole 103, the tip portion 92 is vibrated by the vibrating portion, whereby the protective film 104 that overlaps the through-hole 103 is polished and removed (post-processing step).
  • the tip portion 92a has a columnar shape in which the polishing region has a smaller diameter than the cylindrical portion.
  • the front end portion 92a is inserted into the cylindrical portion, and the protective film 104 overlapping the through hole 103 is polished and removed, so that the protective film 104 attached to the inside of the cylindrical portion can be more reliably removed. it can.
  • the processing method uses the processing tools 10 and 90 to remove the protective film 104 that overlaps the through-hole 103, so that the opening 63 and the expansion portion 66 of the cylindrical portion 62 are formed as shown in Step S ⁇ b> 20.
  • a turbine vane having a protective film 72 formed at a position where it does not overlap can be created.
  • the processing method shown in FIG. 8 uses a processing tool 90 to remove the protective film 104 that overlaps the through-hole 103 (rough processing), and uses the processing tool 10 to correspond to an extended portion whose surface is flat.
  • the protective film 104 that overlaps with the cylindrical portion is removed, and the protective film 104 attached to the cylindrical portion can be removed using the processing tool 90.
  • the protective film 104 can be efficiently removed from the cooling hole with high accuracy.
  • a tool suitable for processing each part can be used. Thereby, it is possible to perform processing while suppressing polishing of the through-hole 103.
  • the turbine blade manufactured by processing with the above-described processing tool and the turbine blade manufactured by processing with the above-described processing method have through holes such as cooling holes with higher accuracy,
  • the performance can be made higher.
  • the performance of the turbine blade can be increased.
  • the turbine blade is removed from the protective film 104 such as a sprayed film while suppressing adverse effects on the inside of the through hole 103.
  • the protective film 104 can be appropriately formed to increase durability, and the protective film 104 is removed with high accuracy while maintaining the shape of the through hole 103, so that the through hole 103 is cooled.
  • the cooling performance when used as a hole can be increased.

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Abstract

　タービン翼の表面から内部に貫通する貫通孔を効率よく加工することができるタービン翼の加工方法、加工工具及びタービン翼を提供することにある。基体の表面に保護膜が形成されたタービン翼の貫通孔を加工するタービン翼の加工方法であって、先端に研磨領域が設けられた加工工具を、研磨領域が貫通孔の表面と対面する向きで貫通孔に挿入する挿入工程と、貫通孔に挿入した加工工具の研磨領域で、貫通孔に積層された保護膜を研磨して、貫通孔に積層された保護膜を除去する除去工程と、を有する。

Description

タービン翼の加工方法、加工工具及びタービン翼
　本発明は、貫通孔が形成されたタービン翼の加工方法、加工工具及びタービン翼の加工方法または加工工具で加工されたタービン翼に関するものである。
　ガスタービンや蒸気タービン等は、流体（燃焼ガスや蒸気）が流通する経路にタービン静翼とタービン動翼とが配置されている。静翼は、車室等の固定側の部材に支持されており、タービン動翼は、回転軸等、回転側の部材に支持されている。
　タービン静翼とタービン動翼とを含むタービン翼は、表面に内部の空間まで繋がった貫通孔を設ける場合がある。この貫通孔は、例えば、内部から冷却用の空気を排出させることで、タービン翼をフィルム冷却するフィルム冷却孔である。
　このタービン翼に貫通孔を形成する方法（タービン翼の加工方法）としては、種々の方法が提案されている（特許文献１、２参照）。例えば特許文献１には、翼基材にボンドコートを施し、フィルム冷却孔を穿孔し、トップコートを形成し、冷却孔列を含む領域のトップコートをエアブラスト若しくはウォータージェットで除去する方法が記載されている。また、特許文献２には、調量孔と冷却孔出口とトラフ部とからなる冷却孔を有するガスタービンエンジンの金属部品に遮熱コーティングを施し、ウォータージェット若しくはレーザにより先ず調量孔に付着したコーティングを除去し、次に冷却孔出口に付着分を除去し、最後にトラフ部のコーティングを除去する方法が記載されている。
特開２０１２－８２７００号公報 特開２０１２－１４０９５２号公報
　特許文献１及び２に示すように、タービン翼は、貫通孔が形成された基体（基材）の表面に溶射等により保護膜（例えば耐熱機能を向上させる膜）を積層させて、保護膜により貫通孔が塞がらないように、保護膜のうち、貫通孔に積層されたり、貫通孔の内部に入ったりした部分を除去する。ここで、特許文献１及び２では、エアブラスト、ウォータージェット及びレーザにより、貫通孔に影響のある保護膜を除去している。
　しかしながら、エアブラストやウォータージェットを用いる場合は、貫通孔を加工できるように貫通孔のパターンを形成したマスク（遮蔽板）を使用する必要があったり、基体への影響を抑制するために加工条件を調整したりする必要がある。また、加工時の付与する力を小さくすると加工に時間がかかり、加工時の付与する力を大きくすると基体に影響を与えてしまう恐れが大きくなる。また、レーザを用いる場合、貫通孔の形状に沿った加工条件の制定が困難であり、加工の効率の向上に限界がある。
　本発明は上述した課題を解決するものであり、タービン翼の表面から内部に貫通する貫通孔を効率よく加工することができるタービン翼の加工方法、加工工具及びタービン翼を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するための本発明のタービン翼の加工方法は、基体の表面に保護膜が形成されたタービン翼の貫通孔を加工するタービン翼の加工方法であって、先端に研磨領域が設けられた加工工具を、前記研磨領域が前記貫通孔の表面と対面する向きで前記貫通孔に挿入する挿入工程と、前記貫通孔に挿入した加工工具の前記研磨領域で、前記貫通孔に積層された保護膜を研磨して、前記貫通孔に積層された保護膜を除去する除去工程と、を有することを特徴とする。
　従って、研磨領域を設けた加工工具を貫通孔に挿入し研磨して貫通孔に重なった保護膜を除去することで、貫通孔に重なった保護膜を選択的に除去することができる。また、加工工具を用いた研磨により保護膜を除去することで、保護膜の除去の状態を確認しながら作業が可能となるため、効率よく加工を行うことができる。これにより、タービン翼の表面から内部に貫通する貫通孔を効率よく加工することができる。
　本発明のタービン翼の加工方法では、前記加工工具は、前記研磨領域が、前記基体の表面から見た前記貫通孔の形状に沿った形状であることを特徴とする。
　従って、加工工具の研磨領域を貫通孔の形状に沿った形状とすることで、貫通孔の基体を保護しつつ、加工を行うことができる。また、貫通孔に重なった保護膜を効率よく除去することができる。
　本発明のタービン翼の加工方法では、前記加工工具は、前記研磨領域が、先端に向かうにしたがって、細くなる角錐形状の少なくとも１面に形成されていることを特徴とする。
　従って、研磨領域を先端に行くほど細くなり平坦な面とすることができ、研磨領域の一部が貫通孔の基体と接触して、溝等が形成されてしまうことを抑制することができる。これにより、貫通孔を保護しつつ、加工を行いやすくすることができる。
　本発明のタービン翼の加工方法では、前記除去工程は、加振部により前記加工工具を振動させることにより、前記研磨領域で前記保護膜を研磨することを特徴とする。
　従って、加振部により振動させることで、研磨処理を効率よく実行することができる。
　本発明のタービン翼の加工方法では、前記加振部は、前記研磨領域を、前記貫通孔への挿入方向に沿って往復移動させることを特徴とする。
　従って、前記貫通孔への挿入方向に沿って往復移動させることで、貫通孔の基体等を保護しつつ、加工を行うことができる。
　本発明のタービン翼の加工方法では、前記挿入工程の前に、先端に棒状の研磨領域が設けられた棒状加工工具を、前記研磨領域が前記貫通孔の表面と対面する向きで前記貫通孔に挿入し、前記貫通孔に挿入した加工工具の前記研磨領域を回転させつつ前記保護膜に接触させて前記保護膜を研磨して、前記貫通孔に積層された保護膜の一部を除去する前処理工程をさらに有することを特徴とする。
　従って、挿入工程前に、保護膜の一部を除去することで、効率よく保護膜を除去することができる。
　本発明のタービン翼の加工方法では、前記除去工程の後に、先端に棒状の研磨領域が設けられた棒状加工工具を、前記研磨領域が前記貫通孔の表面と対面する向きで前記貫通孔に挿入し、前記貫通孔に挿入した加工工具の前記研磨領域で、前記貫通孔に積層された保護膜を研磨して、前記貫通孔に積層された保護膜を除去する後処理工程をさらに有することを特徴とする。
　従って、後処理工程により、貫通孔に保護膜が残った場合も好適に除去を行うことができる。
　本発明のタービン翼の加工方法では、前記保護膜は、前記基体の表面に溶射で形成されていることを特徴とする。
　従って、溶射で形成された保護膜を好適に除去することができる。
　本発明のタービン翼の加工方法では、前記加工工具は、前記研磨領域にダイヤモンドの粒子が接合されていることを特徴とする。
　従って、保護膜を好適に除去することができる。
　上記の目的を達成するための本発明の加工工具は、ダイヤモンドの粒子が接合された研磨領域が形成された研磨面を少なくとも１面備える先端部と、前記先端部の一方の端部に連結された支持部と、を有し、前記研磨面は、前記支持部で支持されている端部とは反対側の端部である前記先端部に向かうにしたがって、幅が狭くなる面であることを特徴とする。
　従って、研磨面を貫通孔に好適に接触させることができ、研磨しやすくなる。これにより、タービン翼の表面から内部に貫通する貫通孔を効率よく加工することができる。
　本発明の加工工具では、前記研磨面は、前記支持部で支持されている端部と前記先端部とを結ぶ方向に直交する断面が直線となることを特徴とする。
　従って、研磨面を平坦な面とすることで、平坦な面が形成された貫通孔に積層された保護膜を好適に除去することができる。
　本発明の加工工具では、前記研磨面は、前記支持部で支持されている端部と前記先端部とを結ぶ方向に直交する断面が内側に凸となる曲線となることを特徴とする。
　従って、研磨面を内側に凸となる曲面とすることで、外側に盛り上がっている曲面が形成された貫通孔に積層された保護膜を好適に除去することができる。
　本発明の加工工具では、前記支持部に連結され、前記支持部を介して、前記先端部を、前記支持部で支持されている端部と前記先端部とを結ぶ方向に往復運動させる加振部をさらに有することを特徴とする。
　従って、支持部で支持されている端部と先端部とを結ぶ方向に往復移動させることで、加工対象の貫通孔の基体等を保護しつつ、加工を行うことができる。
　上記の目的を達成するための本発明のタービン翼は、上記のいずれかに記載のタービン翼の加工方法で貫通孔が加工されたことを特徴とする。
　従って、貫通孔をより高い精度の形状とすることができ、タービン翼の性能をより高くすることができる。
　上記の目的を達成するための本発明のタービン翼は、上記のいずれかに記載の加工工具で貫通孔が加工されたことを特徴とする。
　従って、貫通孔をより高い精度の形状とすることができ、タービン翼の性能をより高くすることができる。
　本発明のタービン翼の加工方法及び加工工具によれば、タービン翼の表面から内部に貫通する貫通孔を効率よく加工することができる。本発明のタービン翼によれば、貫通孔をより高い精度の形状とすることができ、タービン翼の性能をより高くすることができる。
図１は、本実施例に係る加工工具の概略構成を示す斜視図である。 図２Ａは、工具本体の概略構成を示す上面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示す工具本体の概略構成を示す側面図である。 図２Ｃは、図２Ａに示す工具本体の概略構成を示す正面図である。 図３Ａは、変形例の工具本体の概略構成を示す上面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示す工具本体の概略構成を示す側面図である。 図４は、変形例の工具本体の概略構成を示す正面図である。 図５は、タービン静翼の一例の概略構成を示す横断面図である。 図６Ａは、図５に示すタービン静翼の冷却孔の概略構成を示す斜視図である。 図６Ｂは、図６Ａに示す冷却孔の概略構成を示す正面図である。 図６Ｃは、図６Ａに示す冷却孔の概略構成を示す断面図である。 図７は、タービン翼の加工方法の一例を説明するための説明図である。 図８は、タービン翼の加工方法の他の例を説明するための説明図である。
　以下に添付図面を参照して、本発明に係るタービン翼の加工方法及び加工工具の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
　図１は、本実施例に係る加工工具の概略構成を示す斜視図である。図２Ａは、工具本体の概略構成を示す上面図である。図２Ｂは、図２Ａに示す工具本体の概略構成を示す側面図である。図２Ｃは、図２Ａに示す工具本体の概略構成を示す正面図である。加工工具１０は、工具本体１２と加振部１３とを有する。
　工具本体１２は、図１及び図２Ａ～図２Ｃに示すように、支持部１４と支持部１４の一方の端部に固定された先端部１６とを有する。支持部１４は、棒状の部材であり、先端部１６が固定されていない側の端部が加振部１３に装着されている。先端部１６は、先端に向かうにつれて、つまり支持部１４と連結している部分から、反対側の端部に向かうにつれて、断面が小さくなる形状である。
　先端部１６は、先端側の一定範囲が研磨領域１８となる。研磨領域１８は、表面にダイヤモンドの粒子が接合されている。ダイヤモンドの粒子は、先端部１６に電着等で接合させる。先端部１６の研磨領域１８は、四角錐形状となる。なお、本実施例の先端部１６は、正確には、四角錐の先端が切り落とされた形状、つまり、先端が面となる形状である。したがって、研磨領域１８も先端に向かうにつれて、つまり支持部１４と連結している部分から、反対側の端部に向かうに従って、断面が小さくなる形状である。研磨領域１８は、面積が最も広い一方の面を上面１８ａとし、上面１８ａとは反対側の面を底面１８ｂとし、上面１８ａと底面１８ｂとで挟まれて、支持部１４の延在方向に延在する面を側面１８ｃとし、先端の面を先端１８ｄとする。本実施例の研磨領域１８は、図２Ａに示すように上面１８ａ及び底面１８ｂが、先端１８ｄに向うにつれて幅が狭くなる台形形状である。上面１８ａ及び底面１８ｂは、等方台形であり、斜辺のなす角がθ１となる。上面１８ａは、支持部１４の延在方向に平行な面であり、底面１８ｂは、支持部１４の延在方向に対して所定の角度傾斜している面である。これにより、上面１８ａと底面１８ｂとは、先端１８ｄから離れるにつれて間隔が広くなる。また、上面１８ａと底面１８ｂとは、それぞれ、支持部１４の延在方向に直交する断面が直線の平坦な面（平面）となる。
　加振部１３は、工具本体１２を延在方向（矢印Ａの方向）に振動させる機器である。延在方向とは、支持部１４が伸びている方向であり、先端部１６の先端（支持部１４と連結している端部と反対側の細くなっている部分）と支持部１４と連結している端部とを結んだ方向である。加振部１３としては、種々の駆動源を用いることができ、例えば電動研磨機（電動で加工工具を往復運動させる機械）、超音波研磨機の加振源、を用いることができる。
　加工工具１０は、以上のような構成であり、工具本体１２の先端部１６の先端側に研磨領域１８を形成し、研磨する対象に研磨領域１８を接触させ、摺動させることで、研磨する対象を研磨することができる。ここで、本実施例の研磨領域１８は、主として底面１８ｂが研磨する対象に接触させる面つまり研磨面となる。
　また、加工工具１０は、研磨領域１８の研磨面である底面１８ｂを先端１８ｄから離れるにつれて、幅が大きくなる形状、つまり先細り形状であり、かつ、面（本実施例では平坦な面）とすることで、先端１８ｄが細くなり、平坦な面の形状の加工対象を好適に加工することができる。また加工工具１０は、研磨面を用いて好適に加工を行うことが出来るため、工具の寿命も長くすることができる。
　また、加工工具１０は、加振部１３で、工具本体１２を延在方向に振動させることで、研磨領域１８を延在方向に振動させることができる。加工工具１０は、研磨領域１８を研磨する対象に接触させつつ、加振部１３で研磨領域１８を延在方向に振動させることで、研磨する対象に対して、研磨領域１８を好適に振動させることができる。これにより、研磨を効率よく実行することができる。また、加振部１３で研磨領域１８を延在方向に振動させることで、研磨する対象が先端に向かうほど細くなる形状である場合に、当該研磨する対象の側壁等に研磨領域１８が接触することを抑制することができる。
　ここで、加工工具１０の工具本体１２の形状、より具体的には研磨領域１８の研磨面の形状は、これに限定されない。研磨面は、先細り形状であり、かつ、面であればよい。図３Ａは、変形例の工具本体の概略構成を示す上面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す工具本体の概略構成を示す側面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示す工具本体２２は、支持部２４と先端部２６とを有する。先端部２６には、研磨領域２８が設けられている。図３Ａ及び図３Ｂに示す研磨領域２８は、上面２８ａ及び底面２８ｂ（研磨面）が先端に向かうにつれて幅が狭くなる台形形状である。また、上面２８ａ及び底面２８ｂは、等方台形であり、斜辺のなす角がθ２となる。ここで、θ２は、θ１よりも小さい角度である。このように、加工工具１０は、研磨面の先細り形状の角度を種々の角度とすることができる。例えば、θ１を３０°とし、θ２を１５°とした場合、工具本体１２、２２のいずれを用いても加工対象を好適に加工することができる。
　次に、図４は、変形例の工具本体の概略構成を示す正面図である。図４に示す工具本体３２の研磨領域３８は、上面３８ａ、側面３８ｃ及び先端部３８ｄが平坦な面で形成されている。また、研磨領域３８の底面３８ｂは、延在方向に直交する断面（支持部で支持されている端部と先端部とを結ぶ方向に直交する断面）が内側に凸となる曲線となる。このように、工具本体３２は、底面３８ｂ、つまり研磨面を曲面形状としてもよい。このように内側に凸となる曲面形状とすることで、外側に盛り上がっている曲面が形成された加工対象を好適に研磨することができる。
　また、本実施例では、研磨面を面とするため、先端部１６（研磨領域１８）を四角錐形状、四角錐の一面が曲面となる形状としたが、これに限定されない。例えば、先端部１６（研磨領域）１８は、三角錐、六角形の角錐等、多角形の角錐とすることで、研磨面を形成することができる。なお、四角錐とすることで、加工対象の側壁に与える影響を少なくすることができる。
　また、本実施例の加工工具１０は、加振部１３を用いて工具本体１２を延在方向に振動させることで、上述したように好適な加工を行うことができるがこれに限定されない。加工工具１０は、工具本体１２を延在方向に直交する方向に振動させてもよいし、回転させてもよい。また、種々の方向への振動を組み合わせてもよい。また、加工工具１０は、工具本体１２を振動させる駆動源を備えていなくてもよい。具体的には、手動で加工対象に対して研磨領域１８を摺動させるようにしてもよい。
　また、加工工具１０は、タービン翼の貫通孔、例えばフィルム冷却孔を好適に加工することができる。より具体的には、加工工具１０は、貫通孔を備えるタービン翼の作成時に、タービン翼の基体の表面に保護膜、例えばＴＢＣ（Thermal Barrier Coating、ガスタービン用高性能遮熱コーティング）を形成した後、貫通孔に重なった部分に形成された保護膜や、貫通孔の内部に形成された保護膜を除去する処理に好適に用いることができる。
　次に、図５から図８を用いて、タービン翼の加工方法について説明する。
　まず、図５、図６Ａから図６Ｃを用いて、加工対象となるタービン翼の貫通孔について説明する。図５は、タービン静翼の一例の概略構成を示す横断面図である。図６Ａは、図５に示すタービン静翼の冷却孔の概略構成を示す斜視図である。図６Ｂは、図６Ａに示す冷却孔の概略構成を示す正面図である。図６Ｃは、図６Ａに示す冷却孔の概略構成を示す断面図である。なお、以下では、タービン静翼に設けた冷却孔について、説明するがタービン動翼の場合も同様である。つまり、タービン翼は、タービン静翼とタービン動翼の両方を含む。
　タービン静翼４３は、翼本体（翼構造部）４４を有する。また翼本体４４は、長手方向（ロータの径方向）における一端部（径方向の外側）に外側シュラウド（端壁構造部）が固定され、他端部（径方向の内側）に内側シュラウド（端壁構造部）が固定されている。
　翼本体４４は、中空形状をなし、燃焼ガスの流動方向の上流側（図５にて、左側）が湾曲断面形状をなし、燃焼ガスの流動方向の下流側（図５にて、右側）が先細断面形状をなしている。そして、翼本体４４は、内部が２つの隔壁５１により３つの空間部に区画されている。また、翼本体４４は、所定の位置にそれぞれ内部と外部を貫通する冷却孔５２が複数形成されている。
　翼本体４４は、その内側に仕切板５５ａ、５５ｂ、５５ｃが固定されている。この仕切板５５ａ、５５ｂ、５５ｃは、筒形状をなし、各シュラウド側の端部が拡径してこの各シュラウドに固定されている。翼本体４４は、内側にこの仕切板５５ａ、５５ｂ、５５ｃが固定されることで、キャビティ６２が区画形成されている。仕切板５５ａ、５５ｂ、５５ｃは、その全域にわたってほぼ均等間隔で多数の貫通孔５９が形成されている。
　タービン静翼４３は、冷却通路からの冷却空気（冷却媒体）が供給されると、この冷却空気が、まず、翼本体４４の内側、つまり、仕切板５５の内側に導入される。そして、仕切板５５内の冷却空気は、次に、この仕切板５５に形成された多数の貫通孔５９を通してキャビティ５８に噴射され、ここで、翼本体４４の内壁面をインピンジメント冷却する。その後、キャビティ５８の冷却空気は、多数の冷却孔５２を通して外部（燃焼ガス通路）へ排出され、翼本体４４、背側プロファイル４５、腹側プロファイル４６の外壁面に沿って流れることで、この外壁面を膜冷却（フィルム冷却）する。
　次に、冷却孔（貫通孔）５２について説明する。冷却孔５２は、上述したように翼本体４４に形成されている。ここで、翼本体４４は、基体７０の表面に保護膜７２が形成されている。保護膜７２は、翼本体４４の表面の冷却孔５２が形成されていない領域に設けられている。保護膜７２は、基体７０の表面を保護する機能を備える膜であり、例えば、ＴＢＣで形成されている。翼本体４４は、保護膜７２が配置されていることで、表面の耐久性を向上させることができ、タービン静翼としての耐久性を高くすることができる。
　冷却孔５２は、翼本体４４の内部から表面（保護膜が形成されている面）に対して、傾斜した円筒部６２を有し、円筒部６２の表面側の端部が開口部６３となる。円筒部６２は、中心軸６２ａが、表面に直交する方向に対して傾斜している。冷却孔５２は、開口部６３のうち、翼本体４４の内部から表面に流れる冷却空気の下流側、つまり、傾斜している円筒部６２の垂線に対して傾いている側の端部に拡張部６６が形成されている。
　拡張部６６は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、表面に直交する方向とのなす角が、円筒部６２よりも大きくなる、つまり傾斜が緩やかになる面が形成されている。拡張部６６は、面が平面となっている。また、拡張部６６は、開口部分が図６Ｂに示すように、開口部６３から離れるにしたがって、幅が広くなる形状である。
　タービン静翼４３は、冷却孔５２を円筒部６２と拡張部６６とを繋げた形状とすることで、翼本体４４の内部から表面に排出された冷却空気を翼本体４４の表面に沿って流しやすくすることができる。
　次に、図７を用いて、タービン翼の加工方法、具体的には、タービン静翼の冷却孔を上述した冷却孔に加工する方法について説明する。図７は、タービン翼の加工方法の一例を説明するための説明図である。
　本実施例の加工方法は、ステップＳ１２に示すように、冷却孔となる貫通孔１０３が形成された基体１０２を作成し、ステップＳ１４に示すように、基体１０２の表面に保護膜１０４を形成する。ここで、保護膜１０４は、例えば溶射で基体１０２の表面に形成することができる。このとき、加工方法は、基体１０２の表面に一様に保護膜１０４を形成するため、貫通孔１０３と重なる領域にも保護膜１０４が形成される。
　次に、加工方法は、ステップＳ１６に示すように、貫通孔１０３が形成されている領域に加工工具１０の先端部１６を挿入する（挿入工程）。このとき、先端部１６の研磨領域１８の底面１８ｂ（研磨面）が貫通孔１０３（貫通孔１０３と重なる保護膜１０４）と対面する向きで先端部１６を挿入する。加工方法は、先端部１６を挿入させる際に、加振部１３により先端部１６を振動させる。このとき、挿入前から振動させておいても、挿入後に振動させてもよい。加工方法は、ステップＳ１８に示すように、先端部１６の研磨領域１８を貫通孔１０３と重なる保護膜１０４と接触させつつ、加振部１３により先端部１６を振動させることで、貫通孔１０３と重なる保護膜１０４を研磨し、除去する（除去工程）。
　加工方法は、加工工具１０を用いて、貫通孔１０３に重なる保護膜１０４を除去することで、ステップＳ２０に示すように、円筒部６２の開口部６３及び拡張部６６に重ならない位置に保護膜７２が形成されたタービン静翼を作成することができる。
　以上のように、本実施例の加工方法は、加工工具１０を用いた研磨により、貫通孔１０３に重なる保護膜１０４を除去することで、効率よく、冷却孔５２が保護膜７２で覆われていない状態とすることができる。
　また、加工工具１０の研磨面を、貫通孔１０３の形状に沿った、平坦かつ先細り形状とすることで、貫通孔１０３と研磨面とを略平行とすることができ、加工時に研磨面が貫通孔１０３と接触し、貫通孔１０３を削ることを抑制することができる。また、貫通孔１０３のうち同時に加工できる範囲をより広くすることができるため、保護膜１０４の除去にかかる時間を短くすることができる。
　また、上述したように、研磨面を延在方向に移動させることで、貫通孔１０３の傾斜方向（先細りになっている形状）に沿って研磨面を移動させることができる。これにより、貫通孔１０３の側壁等に研磨面が接触することを抑制することができる。
　加工方法は、本実施例のように、冷却孔５２の基体１０２を保護しつつ、効率よく加工を行うことができるため、上述した形状の加工工具１０、具体的には、研磨面が面形状でありかつ先細り形状の加工工具を用いることが好ましいが、これに限定されない。保護膜を研磨する工具の形状は種々の形状とすることができる。例えば、先端部が円柱、円錐形状の工具本体を用いてもよいし、先端部が平板形状の工具本体を用いてもよい。また、種々の形状の工具本体を組み合わせてもよい。
　次に、図８を用いて、加工方法の他の例について説明する。なお、図８に示す処理のうち、図７に示す処理と同様の工程については、詳細な説明を省略する。
　図８に示す加工方法は、ステップＳ１２に示すように、冷却孔となる貫通孔１０３が形成された基体１０２を作成し、ステップＳ１４に示すように、基体１０２の表面に保護膜１０４を形成する。
　次に、加工方法は、ステップＳ３２に示すように、貫通孔１０３が形成されている領域に加工工具９０の先端部９２を挿入し、先端部９２の研磨領域を貫通孔１０３と重なる保護膜１０４と接触させつつ、加振部により先端部９２を振動させることで、貫通孔１０３と重なる保護膜１０４を研磨し、一部を除去する（前処理工程）。ここで、加工工具９０は、先端部９２の研磨領域が、円柱形状となる。また、加工工具９０は、振動させずに、ポータブルグラインダ等の回転機器で先端部９２を回転させてもよい。
　次に、加工方法は、ステップＳ１８に示すように、加工工具１０の先端部１６の研磨領域１８の底面１８ｂが貫通孔１０３と対面する向きで先端部１６を挿入し、研磨領域１８を貫通孔１０３と重なる保護膜１０４と接触させつつ、加振部１３により先端部１６を振動させる、つまり、研磨領域１８の底面１８ｂを挿入方向に沿って往復運動させることで、貫通孔１０３と重なる保護膜１０４を研磨し、除去する（挿入工程、除去工程）。
　次に、ステップＳ３３に示すように、貫通孔１０３が形成されている領域に、より具体的には円筒部が形成されている領域に加工工具９０の先端部９２ａを挿入し、先端部９２ａの研磨領域を貫通孔１０３と重なる保護膜１０４と接触させつつ、加振部により先端部９２を振動させることで、貫通孔１０３と重なる保護膜１０４を研磨し、除去する（後処理工程）。先端部９２ａは、研磨領域が、円筒部より径の小さい円柱形状である。加工方法は、先端部９２ａを円筒部に挿入して、貫通孔１０３と重なる保護膜１０４を研磨し、除去することで、円筒部の内部に付着した保護膜１０４をより確実に除去することができる。
　加工方法は、このように、加工工具１０、９０を用いて、貫通孔１０３に重なる保護膜１０４を除去することで、ステップＳ２０に示すように、円筒部６２の開口部６３及び拡張部６６に重ならない位置に保護膜７２が形成されたタービン静翼を作成することができる。
　図８に示す加工方法は、加工工具９０を用いて、貫通孔１０３に重なる保護膜１０４を除去し（荒加工し）、加工工具１０を用いて、面が平坦になる拡張部に相当する領域に重なる保護膜１０４を除去し、加工工具９０を用いて、円筒部に付着した保護膜１０４を除去することができる。これにより、効率よく、かつ、高い精度で冷却孔から保護膜１０４を除去することができる。また、保護膜１０４の除去を複数の工程に分けることで、各部の加工に適した工具を用いることができる。これにより、貫通孔１０３を研磨することを抑制しつつ、加工を行うことができる。
　また、上述した加工工具で加工を行い製造したタービン翼、また、上述した加工方法で加工を行い製造したタービン翼は、より高い精度で冷却孔等の貫通孔がされているため、貫通孔の性能をより高くすることができる。これによりタービン翼の性能を高くすることができる。具体的には、タービン翼は、貫通孔１０３の内部に悪影響を与えることを抑制しつつ溶射膜等の保護膜１０４を除去されている。これにより保護膜１０４が適切に形成されていることで耐久性を高くすることができ、貫通孔１０３の形状を維持しつつ保護膜１０４が高い精度で除去されているため、貫通孔１０３を冷却孔として用いた場合の冷却性能を高くすることができる。
　１０　加工工具
　１２、２２　工具本体
　１３　加振部
　１４、２４　支持部
　１６、２６　先端部
　１８、２８　研磨領域
　１８ａ　上面
　１８ｂ　底面（研磨面）
　１８ｃ　側面
　１８ｄ　先端
　４３　タービン静翼（タービン翼）
　４４　翼本体
　５２　冷却孔（貫通孔）
　７０　基体
　７２　保護膜
　１０２　基体
　１０３　貫通孔
　１０４　保護膜

Claims (15)

  1. 　基体の表面に保護膜が形成されたタービン翼の貫通孔を加工するタービン翼の加工方法であって、
    　先端に研磨領域が設けられた加工工具を、前記研磨領域が前記貫通孔の表面と対面する向きで前記貫通孔に挿入する挿入工程と、
    　前記貫通孔に挿入した加工工具の前記研磨領域で、前記貫通孔に積層された保護膜を研磨して、前記貫通孔に積層された保護膜を除去する除去工程と、を有することを特徴とするタービン翼の加工方法。
  2. 　前記加工工具は、前記研磨領域が、前記基体の表面から見た前記貫通孔の形状に沿った形状であることを特徴とする請求項１に記載のタービン翼の加工方法。
  3. 　前記加工工具は、前記研磨領域が、先端に向かうにしたがって、細くなる角錐形状の少なくとも１面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のタービン翼の加工方法。
  4. 　前記除去工程は、加振部により前記加工工具を振動させることにより、前記研磨領域で前記保護膜を研磨することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のタービン翼の加工方法。
  5. 　前記加振部は、前記研磨領域を、前記貫通孔への挿入方向に沿って往復移動させることを特徴とする請求項４に記載のタービン翼の加工方法。
  6. 　前記挿入工程の前に、先端に研磨領域が設けられた棒状加工工具を、前記研磨領域が前記貫通孔の表面と対面する向きで前記貫通孔に挿入し、前記貫通孔に挿入した加工工具の前記研磨領域を回転させつつ前記保護膜に接触させて前記保護膜を研磨して、前記貫通孔に積層された保護膜の一部を除去する前処理工程をさらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のタービン翼の加工方法。
  7. 　前記除去工程の後に、先端に研磨領域が設けられた棒状加工工具を、前記研磨領域が前記貫通孔の表面と対面する向きで前記貫通孔に挿入し、前記貫通孔に挿入した加工工具の前記研磨領域で、前記貫通孔に積層された保護膜を研磨して、前記貫通孔に積層された保護膜を除去する後処理工程をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のタービン翼の加工方法。
  8. 　前記保護膜は、前記基体の表面に溶射で形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のタービン翼の加工方法。
  9. 　前記加工工具は、前記研磨領域にダイヤモンドの粒子が接合されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のタービン翼の加工方法。
  10. 　ダイヤモンドの粒子が接合された研磨領域が形成された研磨面を少なくとも１面備える先端部と、
    　前記先端部の一方の端部に連結された支持部と、を有し、
    　前記研磨面は、前記支持部で支持されている端部とは反対側の端部である先端に向かうにしたがって、幅が狭くなる面であることを特徴とする加工工具。
  11. 　前記研磨面は、前記支持部で支持されている端部と前記先端とを結ぶ方向に直交する断面が直線となることを特徴とする請求項１０に記載の加工工具。
  12. 　前記研磨面は、前記支持部で支持されている端部と前記先端とを結ぶ方向に直交する断面が内側に凸となる曲線となることを特徴とする請求項１０に記載の加工工具。
  13. 　前記支持部に連結され、前記支持部を介して、前記先端部を、前記支持部で支持されている端部と前記先端とを結ぶ方向に往復運動させる加振部をさらに有することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の加工工具。
  14. 　請求項１から９のいずれか一項に記載のタービン翼の加工方法で貫通孔が加工されたことを特徴とするタービン翼。
  15. 　請求項１０から１３のいずれか一項に記載の加工工具で貫通孔が加工されたことを特徴とするタービン翼。
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