特許 6156022 一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6156022

(24)【登録日】2017年6月16日

(45)【発行日】2017年7月5日

(54)【発明の名称】一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニット

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/12 20060101AFI20170626BHJP

   F01D 5/02 20060101ALI20170626BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20170626BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20170626BHJP

   F04D 29/32 20060101ALI20170626BHJP

   F04D 29/34 20060101ALI20170626BHJP

【ＦＩ】

   B23K20/12 B

   F01D5/02

   F01D25/00 X

   F02C7/00 D

   F04D29/32 K

   F04D29/34 L

   B23K20/12 G

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-203222(P2013-203222)

(22)【出願日】2013年9月30日

(65)【公開番号】特開2015-66579(P2015-66579A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年7月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】品川 幹

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１４１０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０３２４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１７７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２４８５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２０／１２

Ｆ０１Ｄ ５／０２

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ０４Ｄ ２９／３２

Ｆ０４Ｄ ２９／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスクと翼とを一体化した一体型翼車における、少なくとも前記ディスクを含むディスク側部分を除いた翼側部分を、該翼側部分の翼弦方向に往復移動させて前記ディスク側部分に線形摩擦接合する線形摩擦接合装置において用いられ、前記翼側部分を保持した状態で前記翼弦方向に往復移動されると共に、前記ディスク側部分から前記翼側部分に加わる荷重を該翼側部分から受ける治具ユニットであって、
前記ディスク側部分に対向する箇所において、前記翼弦方向に往復移動される保持ブロックを有しており、
前記保持ブロックは、前記ディスク側部分に対向する端面に開口した前記翼側部分の収容部を内部に有すると共に、該収容部に収容した前記翼側部分の腹側と背側とに分割可能に構成されており、
前記収容部は、前記翼側部分の前記ディスク側部分に対する摩擦接合端に形成したフランジ部を前記端面に当接させた状態で、該フランジ部の翼先端側に連なり前記ディスク側部分への線形摩擦接合後に除去される前記翼側部分の保持部を保持する保持面を、前記端面の開口に連なる内壁面部分に有すると共に、前記翼側部分の前記保持部よりも翼先端側の翼表面に間隔をおいて対向する対向面を、前記保持面に連なる内壁面部分に有している、
ことを特徴とする一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニット。

【請求項2】

前記保持ブロックは、前記翼弦方向に往復移動され、前記ディスク側部分に対向する箇所に開口する凹部を有するメインブロックと、前記ディスク側部分に対向する端面を有し、前記凹部に着脱可能に保持されて該凹部の深さ方向において隙間なく前記凹部に当接され、前記メインブロックにより前記翼弦方向に往復移動されるサブブロックとを有しており、該サブブロックは、前記凹部の深さ方向の全体に延在する寸法で形成されており、前記凹部の深さ方向に貫通し前記端面に開口する貫通部の内周面により前記保持面及び前記対向面を構成していることを特徴とする請求項１記載の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニット。

【請求項3】

前記サブブロックは、前記凹部の深さ方向に分割された複数の分割コマによって構成されており、前記複数の分割コマのうち前記凹部の開口に露出する開口側コマは、前記深さ方向に一定の断面形状で貫通する貫通部の内周面により前記保持面を構成しており、前記開口側コマを除く前記サブブロックの他の分割コマは、前記深さ方向に一定の断面形状で貫通する貫通部の内周面により前記対向面の一部を構成していることを特徴とする請求項２記載の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮機やタービンの一体型翼車（ブリスク）の製造に用いる線形摩擦接合装置に係り、特に、翼をディスクの周面に線形摩擦接合して一体型翼車を新造する際や、欠損した翼に補修用翼片を継ぎ足して一体型翼車を修理する際に用いる治具ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、航空機エンジンの分野においては、機械的強度及び軽量性の向上を図るために、圧縮機又はタービンのロータとして一体型翼車（ブリスク）が用いられる。一体型翼車とは、ディスクと翼を一体型構造にしたものである。

【0003】

一体型翼車は、素材から削り出しによって形成するのが通常である。しかし、大量の切り粉が発生するなど素材の利用効率が悪い。そこで、別々に形成したディスクと翼を線形摩擦接合で一体化することで素材の利用効率を高めることが望まれている。

【0004】

一体型翼車における翼の線形摩擦接合については、本出願人も過去に、一部欠損した翼の修理に際して採用することを提案している。この提案による修理方法では、修理対象の翼を欠損部の根元側で切断して欠損部を除去する。そして、翼の切断断面に補修用の翼片を線形摩擦接合する（以上、例えば、特許文献１）。

【0005】

したがって、一体型翼車を新造する際にも、修理の際と似たような手順でディスクの周面に翼を線形摩擦接合することになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−１７７２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述した線形摩擦接合により一体型翼車を新造したり修理する際には、接合する翼側の部材とディスク側の部材とを、ディスクの径方向に近づけながら翼の翼弦方向に相対的に往復移動させることになる。その際に加わる荷重によって翼の翼面に変形等が生じないように工夫することは、線形摩擦接合を用いて一体型翼車を製造（新造又は修理）する上で非常に重要なことである。

【0008】

本発明は、前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、翼側の部材とディスク側の部材とを線形摩擦接合する際に荷重が加わって翼面が変形するのを抑制することができる、一体型翼車の線形摩擦接合装置用の治具ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため請求項１に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットは、
ディスクと翼とを一体化した一体型翼車における、少なくとも前記ディスクを含むディスク側部分を除いた翼側部分を、該翼側部分の翼弦方向に往復移動させて前記ディスク側部分に線形摩擦接合する線形摩擦接合装置において用いられ、前記翼側部分を保持した状態で前記翼弦方向に往復移動されると共に、前記ディスク側部分から前記翼側部分に加わる荷重を該翼側部分から受ける治具ユニットであって、
前記ディスク側部分に対向する箇所において、前記翼弦方向に往復移動される保持ブロックを有しており、
前記保持ブロックは、前記ディスク側部分に対向する端面に開口した前記翼側部分の収容部を内部に有すると共に、該収容部に収容した前記翼側部分の腹側と背側とに分割可能に構成されており、
前記収容部は、前記翼側部分の前記ディスク側部分に対する摩擦接合端に形成したフランジ部を前記端面に当接させた状態で、該フランジ部の翼先端側に連なり前記ディスク側部分への線形摩擦接合後に除去される前記翼側部分の保持部を保持する保持面を、前記端面の開口に連なる内壁面部分に有すると共に、前記翼側部分の前記保持部よりも翼先端側の翼表面に間隔をおいて対向する対向面を、前記保持面に連なる内壁面部分に有している、
ことを特徴とする。

【0010】

請求項１に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットによれば、ディスクの周面に翼を線形摩擦接合して一体型翼車を新造したり、ディスクの周面から立設された翼の欠損部に補修用の翼片を線形摩擦接合により継ぎ足して一体型翼車を修理する際に、つまり、一体型翼車を製造する際に、保持ブロックの収容部に収容して保持面により保持部を保持した翼側部分を、ディスク側部分に当接させて翼弦方向に往復移動させることになる。

【0011】

このとき、ディスク側部分から翼側部分に加わる荷重は、翼側部分のフランジ部から保持ブロックのディスク側部分に対向する端面に伝達される。このように、翼側部分のフランジ部が当接する端面を保持ブロックが有していることから、ディスク側部分から翼側部分に加わる荷重が翼部に伝わることなく保持ブロックに伝達される。このため、ディスク側部分から加わる荷重によって翼側部分の翼面が変形するのを抑制することができる。

【0012】

また、保持ブロックの収容部の保持面が翼側部分の保持部を保持することから、保持ブロック及び翼側部分が一体となってディスク側部分に対して翼弦方向に往復移動される。しかも、保持ブロックと直接接触するのは、ディスク側部分への線形摩擦接合後に除去される翼側部分の保持部であることから、ディスク側部分に対する往復移動の際に翼側部分に変形が生じるとしても、その変形が生じる箇所は保持部に限られる。

【0013】

このため、翼側部分をディスク側部分に接触させて往復移動させることにより翼側部分の翼面が変形することも、抑制することができる。

【0014】

また、請求項２に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットは、請求項１に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットにおいて、前記翼弦方向に往復移動され、前記ディスク側部分に対向する箇所に開口する凹部を有するメインブロックと、前記ディスク側部分に対向する端面を有し、前記凹部に着脱可能に保持されて該凹部の深さ方向において隙間なく前記凹部に当接され、前記メインブロックにより前記翼弦方向に往復移動されるサブブロックとを有しており、該サブブロックは、前記凹部の深さ方向の全体に延在する寸法で形成されており、前記凹部の深さ方向に貫通し前記端面に開口する貫通部の内周面により前記保持面及び前記対向面を構成していることを特徴とする。

【0015】

請求項２に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットによれば、請求項１に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットにおいて、サブブロックをメインブロックの凹部に取り付けると、凹部の深さ方向において隙間なくサブブロックが凹部に当接する。

【0016】

したがって、サブブロックがその端面で受けた、ディスク側部分から翼側部分に加わる荷重が、翼の翼部に伝わることなくサブブロックを経てメインブロックに伝達される。このため、ディスク側部分から翼側部分に加わる荷重によって翼の翼部が変形するのを抑制することができる。

【0017】

また、請求項３に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットは、請求項２に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットにおいて、前記サブブロックは、前記凹部の深さ方向に分割された複数の分割コマによって構成されており、前記複数の分割コマのうち前記凹部の開口に露出する開口側コマは、前記深さ方向に一定の断面形状で貫通する貫通部の内周面により前記保持面を構成しており、前記開口側コマを除く前記サブブロックの他の分割コマは、前記深さ方向に一定の断面形状で貫通する貫通部の内周面により前記対向面の一部を構成していることを特徴とする。

【0018】

請求項２に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットにおいて、翼側部分の保持部よりも翼先端側の翼部は、腹側が凹、背側が凸の湾曲形状を呈している。この翼表面から一定間隔をおいて対向するように対向面を構成すると、対向面自身を翼表面形状に対応する湾曲面とする必要があり、製造が困難となる。

【0019】

一方、翼表面のどの部分とも接触しないような平面で対向面を構成するには、保持ブロックの収容部の容積を大きくする必要があり、そうするためには、ディスク側部分から翼側部分に加わる荷重のサブブロックによる受圧面積を小さくしなければならなくなる。したがって、ディスク側部分からの荷重に対する耐性をサブブロックに持たせるのが難しくなる。

【0020】

そこで、請求項３に記載した本発明の一体型翼車の線形摩擦接合装置用治具ユニットのように、サブブロックを凹部の深さ方向に分割した複数の分割コマで構成すれば、翼側部分の保持部を保持する保持面を有する開口側コマを除く他の分割コマの貫通部の内周面を、翼表面の全体に接触しない平面ではなく、分割コマが対向する表面部分だけに接触しない平面で構成することができる。

【0021】

つまり、各分割コマの貫通部の位置を、各分割コマの貫通部の内周面に対向する前記翼表面の、深さ方向と直交する平面内における位置に合わせて、各分割コマごとにずらすことができる。これにより、各分割コマに設けるディスク側部分からの荷重の受圧面積を、サブブロックを一つの物体で構成する場合に比べて大きくして、サブブロックとしての剛性を高めることができる。よって、ディスク側部分からの荷重に対するサブブロックの耐性を強くすることができる。

【0022】

したがって、翼側部分をディスク側部分に線形摩擦接合する際に翼側部分をディスク側部分に十分に押し付けて、翼側部分のディスク側部分に対する線形摩擦接合を効率よく行えるようにすることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、翼側の部材とディスク側の部材とを線形摩擦接合する際に荷重が加わって翼面が変形するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る治具ユニットを用いた一体型翼車の線形摩擦接合装置の概略構成を示す説明図である。

【図2】図１の線形摩擦接合装置を用いて製造される一体型翼車の要部を示す拡大斜視図である。

【図3】図１の動翼保持部の概略構成を示す斜視図である。

【図4】図３のメインブロックの縦断面図である。

【図5】（ａ）は図３のメインブロックの凹部にサブブロックを保持させた状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のサブブロックの分解斜視図である。

【図6】（ａ）は図５（ａ）のメインブロックに固定したサブブロックが保持する動翼に図１のディスク保持部のディスクの周面を当接させて荷重をかけた状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のサブブロックの一部切欠正面図である。

【図7】図５（ｂ）のサブブロックのうち開口側コマを除くコマの概略構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る治具ユニットを用いた一体型翼車の線形摩擦接合装置の概略構成を示す説明図である。

【0026】

図１に示す線形摩擦接合装置１０は、圧縮機やタービンの一体型翼車（ブリスク）の製造に用いるものである。図２の拡大斜視図で要部を示すように、一体型翼車１は、円筒状のディスク３とその周面３ａから立設された複数の動翼５とを一体化したものである。

【0027】

本実施形態の線形摩擦接合装置１０は、動翼５をディスク３の周面３ａに摩擦接合することで、動翼５をディスク３と一体化させる。なお、本実施形態では、ディスク３が請求項中のディスク側部分に相当し、動翼５が請求項中の翼及び翼側部分に相当する。

【0028】

そして、図１に示す線形摩擦接合装置１０は、ベース部２０、ディスク保持部３０、荷重付与部４０、動翼保持部５０、軸受部６０、振動付与部７０、及び、制御部８０を有している。

【0029】

ベース部２０は平板テーブル状を呈しており、線形摩擦接合装置１０の設置床面に干渉機構を介して設置されている。このベース部２０上には、制御部８０を除く各部３０〜７０が配置されている。

【0030】

ディスク保持部３０は、ベース部２０上のガイドレール２１に沿って動翼保持部５０に対し接近離間する水平方向に移動可能に配置されている。このディスク保持部３０には、油圧シリンダ等の荷重付与部４０によって、動翼保持部５０に対して接近する向きへの荷重が付与される。なお、ディスク保持部３０は、ディスク３を隣り合う動翼５どうしの１ピッチ分ずつ周方向に回転させるロータリーアクチュエータ３１を内蔵している。

【0031】

動翼保持部５０は、ベース部２０上の軸受部６０によって、ベース部２０に対して上下方向に移動可能に支持されている。動翼保持部５０は、詳しくは、軸受部６０によって軸受支持されるベースブロック５１と、ベースブロック５１に取り付けられるメインブロック５２と、メインブロック５２に着脱可能に保持されるサブブロック５３（図４参照）とを有している。メインブロック５２とサブブロック５３は請求項中の保持ブロックを構成している。

【0032】

メインブロック５２は、図３の斜視図に示すように、ベースブロック５１に対する取付ねじ５４（図４参照）が貫通するねじ孔５２ｂを前面５２ａに有している。また、メインブロック５２は、前面５２ａに開口した凹部５２ｃを有している。凹部５２ｃの上下には、左右に間隔をおいて前面５２ａから膨出した一対のブロック固定部５２ｄ，５２ｄがそれぞれ設けられている。図４の縦断面図に示すように、各ブロック固定部５２ｄには、固定ねじ５５を挿通するねじ孔５２ｅが上下方向に貫通して形成されている。

【0033】

サブブロック５３は、ベースブロック５１及びメインブロック５２と共に動翼保持部５０を構成する。また、サブブロック５３は、メインブロック５２と共に、請求項中の治具ユニットを構成している。このサブブロック５３は、図１のディスク保持部３０のディスク３に摩擦接合する動翼５を保持するもので、図４に示すように、メインブロック５２の凹部５２ｃに保持され、固定ねじ５５によってメインブロック５２に固定される。本実施形態では、サブブロック５３は、凹部５２ｃの深さ方向において４つのコマ５３ａ〜５３ｄ（請求項中の分割コマに相当）に分割されている。

【0034】

ここで、サブブロック５３に保持される動翼５の構成について説明する。動翼５は、ディスク３の周面に摩擦接合される接合面５ａ寄りの周面部分に、断面矩形状の保持部５ｂを有している。また、保持部５ｂの接合面５ａ側に、保持部５ｂよりも一回り大きい外形の矩形のフランジ部５ｃを有している。保持部５ｂのフランジ部５ｃとは反対側には、動翼５の翼部５ｄが形成されている。上述した保持部５ｂ及びフランジ部５ｃは、ディスク３に動翼５を摩擦接合した後に、図２に仮想線で示すように、正規の動翼５の外形となるまで切削除去される。

【0035】

図４に示すように、上述した動翼５を保持するサブブロック５３の各コマ５３ａ〜５３ｄは、動翼５を収容する収容部５３ｅ〜５３ｈをそれぞれ内部に有している。

【0036】

図５（ａ）は図３のメインブロックの凹部にサブブロックを保持させた状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のサブブロックの分解斜視図である。また、図６（ａ）は図５（ａ）のメインブロック５２に固定したサブブロック５３が保持する動翼５に図１のディスク保持部３０のディスク３の周面３ａを当接させて荷重をかけた状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のサブブロックの一部切欠正面図である。

【0037】

図５（ａ）に示すサブブロック５３のコマ５３ａ〜５３ｄのうち、メインブロック５２の凹部５２ｃの開口から外部に露出する開口側コマ５３ａは、図５（ｂ）に示すように、動翼５の腹側及び背側にそれぞれ配置される左右のコマ片５３ｉ，５３ｊと、動翼５の上方及び下方にそれぞれ配置される上下のコマ片５３ｋ，５３ｌとにより、上下と左右（腹側及び背側）に分割可能に構成されている。

【0038】

このうち、左右の各コマ片５３ｉ，５３ｊは、図５（ａ）に示すように、凹部５２ｃと同じ上下高さを有しており、上下に対向する２つのブロック固定部５２ｄ，５２ｄ間にそれぞれ配置される。一方、開口側コマ５３ａの上下の各コマ片５３ｋ，５３ｌは、左右に対向する２つのブロック固定部５２ｄ，５２ｄの間隔と同じ幅を有しており、左右のブロック固定部５２ｄ，５２ｄ間と左右の各コマ片５３ｉ，５３ｊ間とに跨ってそれぞれ配置される。

【0039】

上述した４つのコマ片５３ｉ〜５３ｌによって、図４に示すように、開口側コマ５３ａの中央に動翼５の収容部５３ｅ（請求項中の開口側コマの貫通部に相当）が貫通して形成されている。この収容部５３ｅは、動翼５の保持部５ｂの外形に対応する大きさ及び断面形状の保持面５３ｍと、動翼５の翼部５ｄに間隔をおいて対向する対向面５３ｎを有している。

【0040】

また、開口側コマ５３ａを除く他のコマ５３ｂ〜５３ｄは、図５（ｂ）に示すように、左右のコマ片５３ｏ，５３ｐで構成されており、それぞれの収容部５３ｆ〜５３ｈ（請求項中の他の分割コマの貫通部に相当）が、左右のコマ片５３ｏ，５３ｐに跨って形成されている。即ち、他のコマ５３ｂ〜５３ｄは、それぞれの収容部５３ｆ〜５３ｈを境に動翼５の腹側及び背側に分割可能に構成されている。

【0041】

なお、動翼５の翼部５ｄは、腹側が凹、背側が凸の湾曲形状を呈している。また、翼部５ｄには、全体に亘って捻りが加えられている。この捻りは、図７の説明図で示すように、翼基部５ｄｒよりも翼先端５ｄｔの方が、翼部５ｄの前縁の位置が動翼５の回転方向において先行するようなものである。このため、図７に仮想線で示している各コマ５３ｂ〜５３ｄの収容部５３ｆ〜５３ｈの位置は、実際には、図４に示すように、翼部５ｄの各収容部５３ｆ〜５３ｈにそれぞれ収容される部分の位置に合わせてそれぞれ異なる。

【0042】

以上の構成による動翼保持部５０に動翼５を保持させる際には、まず、サブブロック５３の開口側コマ５３ａの収容部５３ｅに、動翼５の保持部５ｂを保持させると共に、他のコマ５３ｂ〜５３ｄの収容部５３ｆ〜５３ｈに動翼５の翼部５ｄを収容して、サブブロック５３をコマ５３ｄ側（動翼５の翼先端５ｄｔ側）からメインブロック５２の凹部５２ｃに挿入する。

【0043】

一方、メインブロック５２の凹部５２ｃの上方のブロック固定部５２ｄ，５２ｄの間と、凹部５２ｃの下方のブロック固定部５２ｄ，５２ｄの間には、図５（ａ）に示すように、取付片５６ａのコマ押え部５６ｂをそれぞれ挿入する。そして、取付片５６ａのねじ孔５６ｃとブロック固定部５２ｄのねじ孔５２ｅを貫通させた固定ねじ５５を、図５（ｂ）に示す、開口側コマ５３ａの左右のコマ片５３ｉ，５３ｊのねじ孔５３ｑ，５３ｒにねじ止めする。これにより、動翼５を保持したサブブロック５３がメインブロック５２に固定される。そこで最後に、メインブロック５２を取付ねじ５４によりベースブロック５１にねじ止めする。

【0044】

これにより、図６（ｂ）に示すように、各取付片５６ａのコマ押え部５６ｂによって上下のコマ片５３ｋ，５３ｌが動翼５の保持部５ｂ側に押圧されて、動翼５の保持部５ｂが開口側コマ５３ａの収容部５３ｅ（の内周面で構成される保持面）により強固に保持される。また、図６（ａ）に示すように、動翼５のフランジ部５ｃが、開口側コマ５３ａのコマ５３ｂが当接しない方の端面に当接する。この状態で、動翼５の翼部５ｄは、各コマ５３ｂ〜５３ｄの収容部５３ｆ〜５３ｈから間隔をおいて位置する。

【0045】

なお、ベースブロック５１、メインブロック５２、及び、サブブロック５３は、例えばステンレス鋼で形成することができる。これらは、ディスク保持部３０のディスク３やその周面３ａに接合面５ａを当接させた動翼５を介して伝わる荷重付与部４０からの荷重に対抗する剛性を有している。また、サブブロック５３は、ディスク３の周面３ａに摩擦接合する際の動翼５の加熱温度に対する耐熱性を有している。

【0046】

上述した動翼保持部５０には、図１に示すベース部２０上の振動付与部７０によって、動翼５の翼弦方向Ｘに往復移動する振動力が付与される。振動付与部７０は、油圧シリンダ等によって構成することができる。

【0047】

なお、振動付与部７０により振動力を付与する前に、動翼保持部５０のサブブロック５３に保持された動翼５の特に接合面５ａを、摩擦接合に適した温度に加熱してもよい。動翼５を加熱する際には、動翼５を直接加熱してもよく、動翼保持部５０を介して間接的に動翼５を加熱してもよい。

【0048】

動翼５を加熱するか否かは、ディスク３や動翼５に用いる材料や、線形摩擦接合装置１０によって行う線形摩擦接合動作の内容といった条件に応じて、任意に決定することができる。

【0049】

なお、ディスク保持部３０に設けたロータリーアクチュエータ３１によるディスク３の回転や、荷重付与部４０によるディスク保持部３０の動翼保持部５０側への荷重付与、振動付与部７０による動翼保持部５０への翼弦方向Ｙの振動力付与等は、制御部８０によって制御される。

【0050】

このように構成された本実施形態の線形摩擦接合装置１０では、動翼保持部５０に保持させた動翼５の接合面５ａを、ディスク保持部３０に保持したディスク３の周面３ａに当接させる。そして、荷重付与部４０によりディスク３を動翼５の接合面５ａに押し付けつつ動翼５を振動付与部７０により翼弦方向Ｘに往復移動（振動）させる。これにより、動翼５の接合面５ａがディスク３の周面３ａに摩擦接合される。

【0051】

以上の作業を、ディスク保持部３０のロータリーアクチュエータ３１によりディスク３を動翼５の立設間隔ずつ回転させつつ繰り返す。そして、ディスク３の周面３ａに必要数の動翼５を摩擦接合したならば、各動翼５の保持部５ｂ及びフランジ部５ｃや、摩擦接合によりバリが生じた接合面５ａの部分を、エンドミル等を用いて正規の動翼５の外形となるまで切削除去する。これにより、ディスク３と動翼５とを一体化した一体型翼車１が完成する。

【0052】

そして、一体型翼車１を製造する際にディスク３から動翼５に加わる荷重は、動翼５のフランジ部５ｃからサブブロック５３の開口側コマ５３ａのディスク保持部３０側の端面に伝達され、サブブロック５３が当接するメインブロック５２の凹部５２ｃの底面に伝達される。このように、動翼５のフランジ部５ｃが当接する端面をサブブロック５３が有していることから、ディスク３から動翼５に加わる荷重が翼部５ｄに伝わることなくサブブロック５３を経てメインブロック５２に伝達される。このため、ディスク３から加わる荷重によって動翼５の翼部５ｄが変形するのを抑制することができる。

【0053】

また、サブブロック５３の開口側コマ５３ａの収容部５３ｅが動翼５の保持部５ｂを保持することから、メインブロック５２と共にサブブロック５３及び動翼５が一体となってディスク３に対し翼弦方向に往復移動される。しかも、サブブロック５３と直接接触するのは、ディスク３の周面３ａへの摩擦接合後に除去される動翼５の保持部５ｂやフランジ部５ｃ等である。このため、ディスク３の周面３ａに対するメインブロック５２やサブブロック５３の往復移動の際に動翼５に変形が生じるとしても、その変形が生じる箇所は動翼５の保持部５ｂに限られる。

【0054】

このため、動翼５の接合面５ａをディスク３の周面３ａに接触させて往復移動させることにより動翼５の翼部５ｄが変形することも、抑制することができる。

【0055】

なお、動翼５の保持部５ｂよりも翼先端側の翼部５ｄは、腹側が凹、背側が凸の湾曲形状で、かつ、捻りが加えられている。このため、サブブロック５３を単体で構成すると、翼部５ｄの表面（請求項中の翼表面に相当）から一定間隔をおいて対向する収容部をサブブロック５３に形成するには、翼部の表面形状に対応する湾曲面とする必要があり、製造が困難となる。

【0056】

一方、サブブロック５３の収容部を平面で構成するには、翼部５ｄの全体に亘って表面に接触しないように、収容部の容積を大きくする必要があり、そうするためには、ディスク３から動翼５に加わる荷重のサブブロック５３による受圧面積を小さくしなければならなくなる。

【0057】

そこで、本実施形態では、サブブロック５３を、サブブロック５３が保持されるメインブロック５２の凹部５２ｃの深さ方向に４つに分割した。そして、凹部５２ｃの開口に露出する開口側コマ５３ａの収容部５３ｅにより動翼５の保持部５ｂを保持し、他の各コマ５３ｂ〜５３ｄの収容部５３ｆ〜５３ｈに、動翼５の翼部５ｄの対応する部分を収容した。

【0058】

このため、各コマ５３ｂ〜５３ｄの収容部５３ｆ〜５３ｈを、動翼５の翼部５ｄの対応する部分にだけ接触しない平面で構成することができる。したがって、各コマ５３ｂ〜５３ｄの収容部５３ｆ〜５３ｈの位置を、各コマ５３ｂ〜５３ｄの収容部５３ｆ〜５３ｈに対向する翼部５ｄの、凹部５２ｃの深さ方向と直交する平面内における位置に合わせて、各コマ５３ｂ〜５３ｄごとにずらすことができる。

【0059】

これにより、各コマ５３ｂ〜５３ｄに設けるディスク３からの荷重の受圧面積を、サブブロック５３を一つの物体で構成する場合に比べて大きくし、サブブロック５３としての剛性を高めることができる。よって、ディスク３からの荷重に対するサブブロック５３の耐性を強くすることができる。

【0060】

したがって、動翼５をディスク３に線形摩擦接合する際に動翼５をディスク３に十分に押し付けて、動翼５のディスク３に対する線形摩擦接合を効率よく行えるようにすることができる。

【0061】

なお、サブブロック５３を複数のコマ５３ａ〜５３ｄに分割するか否かは任意である。また、分割する際の分割数も、本実施形態のように、開口側コマ５３ａを除いて３つに分割する代わりに、開口側コマ５３ａを除いて２つに分割したり、４つ以上に分割しても良い。

【0062】

さらに、本実施形態では、動翼５を根元からディスク３の周面３ａに摩擦接合して一体型翼車１を新しく製造する場合について説明した。しかし、本発明は、既に形成された一体型翼車１の翼部５ｄが一部欠けた動翼５を修理する際に、翼部５ｄの欠けた部分を切除し補修用の翼部を接合する際にも、利用することができる。

【0063】

この場合、ディスク保持部３０には、ディスク３と動翼５の翼部５ｄの根元側の一部とからなるディスク側部分が保持され、動翼保持部５０のメインブロック５２及びサブブロック５３には、ディスク３の周面３ａに残っている動翼５の翼部５ｄの根元側に継ぎ足す補修用の翼部５ｄの先端側部分（動翼側部分）が保持される。そして、ディスク３側の動翼５の翼部５ｄの欠損部を切除した切り口と、補修用の動翼５の翼部５ｄの接合面とを当接させて、摩擦接合することになる。

【0064】

また、本実施形態では、ディスクの周面に摩擦接合するのが、ディスクと共に回転する動翼である場合について説明した。しかし、本発明は、静翼のように回転しない翼とディスクとを一体化したブリスクを摩擦接合により製造する際にも適用可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 一体型翼車
３ ディスク
３ａ 周面
５ 動翼
５ａ 接合面
５ｂ 保持部
５ｃ フランジ部
５ｄ 翼部
５ｄｒ 翼基部
５ｄｔ 翼先端
１０ 線形摩擦接合装置
２０ ベース部
２１ ガイドレール
３０ ディスク保持部
３１ ロータリーアクチュエータ
４０ 荷重付与部
５０ 動翼保持部
５１ ベースブロック
５２ メインブロック
５２ａ 前面
５２ｂ，５３ｑ，５３ｒ，５２ｅ，５６ｃ ねじ孔
５２ｃ 凹部
５２ｄ ブロック固定部
５３ サブブロック
５３ａ 開口側コマ
５３ｂ〜５３ｄ コマ
５３ｅ〜５３ｈ 収容部
５３ｉ〜５３ｌ，５３ｏ，５３ｐ コマ片
５３ｍ 保持面
５３ｎ 対向面
５４ 取付ねじ
５５ 固定ねじ
５６ａ 取付片
５６ｂ コマ押え部
６０ 軸受部
７０ 振動付与部
８０ 制御部
Ｘ 翼弦方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】