特許 6242953 翼根ばね挿入治具及び翼根ばね挿入方法

(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】6242953

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】翼根ばね挿入治具及び翼根ばね挿入方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 5/30 20060101AFI20171127BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20171127BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   F01D5/30

   F01D25/00 X

   F02C7/00 D

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-128311(P2016-128311)

(22)【出願日】2016年6月29日

(62)【分割の表示】特願2014-520977(P2014-520977)の分割

【原出願日】2013年3月21日

(65)【公開番号】特開2016-194301(P2016-194301A)

(43)【公開日】2016年11月17日

【審査請求日】2016年6月29日

(31)【優先権主張番号】特願2012-135427(P2012-135427)

(32)【優先日】2012年6月15日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】西岡 靖記

(72)【発明者】

【氏名】片岡 正人

(72)【発明者】

【氏名】高岡 良昌

【審査官】 川口 真一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２７３６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１８８１２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０３１７７５６５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３６９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５０４３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ５／３０

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転機械のロータディスクに形成された翼溝の底面と、前記翼溝に係合する動翼の翼根部との間の隙間に翼根ばねを挿入するための翼根ばね挿入治具であって、
前記翼根ばねのうち前記動翼側に位置する面に当接する第１当接面を有する第１部材と、
前記第１当接面に対向して設けられて、前記翼根ばねのうち前記翼溝の前記底面側に位置する面に当接する第２当接面を有する第２部材と、
前記第１当接面と前記第２当接面の間隔を調節して、前記第１部材と前記第２部材とで前記翼根ばねを圧縮するための間隔調節機構と、
前記第１当接面及び前記第２当接面とともに前記翼根ばねが収納される空間を形成する一対の側壁面と、
を備え、
前記一対の側壁面は、前記第１部材と前記第２部材とで前記翼根ばねを圧縮した状態において、前記翼根ばねの一対の湾曲形状の側部と非接触となるように構成され、
前記第１部材は、前記翼根ばねの挿入方向に沿って延在して、前記翼根ばねの一対の前記側部の間に位置する凹部に係合し、前記一対の側壁面に対して前記側部が非接触状態である前記翼根ばねを前記挿入方向に案内するように構成された凸部を有することを特徴とする翼根ばね挿入治具。

【請求項2】

前記翼根ばねの挿入方向における両端側の一対の端面をさらに備え、
前記一対の端面のうち、前記翼根ばねの出口側に位置する出口側端面に対して、前記凸部が傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の翼根ばね挿入治具。

【請求項3】

前記第１当接面及び前記第２当接面とともに前記翼根ばねが収納される空間を形成する一対の側壁面と、
前記翼根ばねの挿入方向における両端側の一対の端面と、をさらに備え、
前記一対の端面のうち、前記翼根ばねの出口側に位置する出口側端面に対して、前記一対の側壁面が傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の翼根ばね挿入治具。

【請求項4】

前記間隔調節機構は、前記第１当接面と前記第２当接面との間隔Ｈ_１を、前記翼根ばねの自然高さＨ_０よりも小さい値に調節可能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の翼根ばね挿入治具。

【請求項5】

前記第１当接面又は前記第２当接面の少なくとも一方は、前記翼根ばねの挿入方向に沿って前記第１当接面と前記第２当接面との間隔が徐々に狭くなるようなテーパ状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の翼根ばね挿入治具。

【請求項6】

前記間隔調節機構は、前記第１当接面と前記第２当接面との間隔は、前記第１当接面及び前記第２当接面によって圧縮された前記翼根ばねの高さが前記翼溝の前記底面と前記翼根部との間の前記隙間よりも大きくなるよう設定するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の翼根ばね挿入治具。

【請求項7】

回転機械のロータディスクに形成された翼溝の底面と、前記翼溝に係合する動翼の翼根部との間の隙間に翼根ばねを挿入するための翼根ばね挿入治具であって、
前記翼根ばねのうち前記動翼側に位置する面に当接する第１当接面を有する第１部材と、
前記第１当接面に対向して設けられて、前記翼根ばねのうち前記翼溝の前記底面側に位置する面に当接する第２当接面を有する第２部材と、
前記第１当接面と前記第２当接面の間隔を調節して、前記第１部材と前記第２部材とで前記翼根ばねを圧縮するための間隔調節機構と、を備え、
前記第１部材は、前記翼根ばねの挿入方向に沿って延在して、前記翼根ばねの一対の湾曲形状の側部の間に位置する凹部に係合するように構成された凸部を有し、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方の前記翼根ばねと当接する部位に設けられたローラをさらに備えることを特徴とする翼根ばね挿入治具。

【請求項8】

回転機械のロータディスクに形成された翼溝の底面と、前記翼溝に係合する動翼の翼根部との間の隙間に翼根ばねを挿入する翼根ばね挿入方法であって、
翼根ばね挿入治具の第１部材と第２部材とで前記翼根ばねを挟圧して、前記翼根ばねの高さが自然高さよりも小さくなるように前記翼根ばねを圧縮するステップと、
前記翼根ばねが圧縮された状態で、前記翼根ばねを前記翼溝に挿入するステップと、を備え、
前記翼根ばねを挿入するステップでは、前記翼根ばね挿入治具の前記第１部材に形成された凸部を、前記翼根ばねの一対の湾曲形状の側部の間に位置する凹部に係合させた状態で、且つ、前記第１部材および前記第２部材とともに前記翼根ばねが収納される空間を形成するように前記翼根ばね挿入治具に設けられた一対の側壁面に対して前記翼根部の前記側部を非接触とした状態で、前記凸部によって前記翼根ばねを該翼根ばねの挿入方向に案内する
ことを特徴とする翼根ばね挿入方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機械の動翼をロータディスクの翼溝に挿入するための翼根ばね挿入治具及び翼根ばね挿入方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービン、ガスタービン、圧縮機等の回転機械は、一般的に、回転部材であるロータに設けられたロータディスクに放射状に動翼を植設し、このロータを静止部材である静翼が固定されたケーシング内に収納した構成を有する。ロータディスクにはその外周に複数の翼溝が形成されており、この翼溝に動翼の翼根部が係合することによって動翼はロータディスクに支持される。

【0003】

回転機械の定格運転時には、ロータが高速で回転するので動翼には大きな遠心力が作用し、この径方向外方に向かう遠心力によって動翼は翼溝に押し付けられて拘束される。これにより、ロータディスクに対する動翼の移動や倒れは生じず、動翼は規定位置に保持される。
一方、回転機械の起動時やターニング時等の低速回転時には、それ程大きな遠心力が動翼に作用するわけではないので、自重による重力やそのモーメントの影響によって動翼にがたつきが生じる。そのため、動翼の翼根部や翼溝に摩耗や変形が引き起こされる。併せて、動翼の重心位置が変化するため軸振動が誘発され、摩耗や変形がさらに進行すると定格運転時にも動翼が規定位置からずれた位置で保持されるようになり軸振動が発生することがある。

【0004】

そこで、このような問題の改善策として、動翼の翼根部と翼溝との間に翼根ばねを介装した構成が知られている。翼根ばねは、動翼を翼溝の径方向外方に押し上げて翼根部を翼溝に密着させ、動翼を拘束するようになっている。
ロータディスクの翼溝への動翼の取り付け時には、まず翼溝に動翼の翼根部を挿入した後、翼根部と翼溝との間の隙間に翼根ばねを打ち込んで挿入する。特許文献１には、翼根ばねの挿入方向における前端部を先細りになるテーパ形状とし、翼溝への翼根ばねの打ち込みを容易に行えるようにすることも記載されている（特許文献１の図１２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−２７３６４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１に記載されるように、翼根ばねのテーパ形状を利用して翼溝に翼根ばねを打ち込んで挿入する場合、翼根ばねは翼溝への挿入時に最大でテーパ形状の高さに相当する分だけ変形する（縮む）。そして、翼根ばねの変形量に基づく弾性力が動翼の翼根部に作用し、翼根部が翼溝に押し付けられる。しかし、翼根ばねに形成できるテーパ形状の高さには限りがあるから大きな押し付け力を得るためには翼根ばねのばね定数を大きくする必要がある。
ここで、ばね定数が大きい翼根ばねは、変形量（縮み量）に対する弾性力の変化率が大きい。よって、ばね定数が大きい翼根ばねの弾性力は動翼の翼根部や翼溝や翼根ばねの製作公差の影響を受けやすく、翼根部の翼溝への押し付け力のバラツキが発生しやすい。そのため、製作公差の影響により翼根ばねの変形量（縮み量）が設計値よりも小さい場合であっても所望の押し付け力が得られるように、余裕をみて、より大きなばね定数の翼根ばねを用いる必要がある。
したがって、特許文献１に記載の手法では、製作公差の影響も考慮に入れて余裕をみた大きなばね定数の翼根ばねの使用を余儀なくされる場合があり、この場合には翼根ばねの翼溝への挿入のために大きな力を与えなければならず、翼根ばねをハンマーで強く叩いたり、油圧ジャッキで翼根ばねを押し込んだりする必要がある。よって、翼根ばねの翼溝への挿入作業を効率的に行うことが難しい。また、ハンマーで強く翼根ばねを叩くことで、翼根ばねが損傷するおそれがある。

【0007】

本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、翼根ばねの翼溝への挿入作業を効率的に行い得る翼根ばね挿入治具及び翼根ばね挿入方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係る翼根ばね挿入治具は、
回転機械のロータディスクに形成された翼溝の底面と、前記翼溝に係合する動翼の翼根部との間の隙間に翼根ばねを挿入するための翼根ばね挿入治具であって、
前記翼根ばねのうち前記動翼側に位置する面に当接する第１当接面を有する第１部材と、
前記第１当接面に対向して設けられて、前記翼根ばねのうち前記翼溝の前記底面側に位置する面に当接する第２当接面を有する第２部材と、
前記第１当接面と前記第２当接面の間隔を調節して、前記第１部材と前記第２部材とで前記翼根ばねを圧縮するための間隔調節機構と、を備え、
前記第１部材は、前記翼根ばねの挿入方向に沿って延在して、前記翼根ばねの一対の湾曲形状の側部の間に位置する凹部に係合するように構成された凸部を有する。
なお、前記翼根ばね挿入治具は、前記第１当接面と前記第２当接面とで前記翼根ばねを押圧して、前記翼根ばねの高さが該翼根ばねの自然高さよりも小さくなるように前記翼根ばねを圧縮するように構成されていてもよい。ここで、翼根ばねの高さとは、翼根ばねの動翼接触面からロータ接触面までの距離のことであり、翼根ばねの自然高さとは、翼根ばねに荷重を加えていない時の翼根ばねの高さのことである。

【0009】

上記挿入治具を用いれば、挿入治具の第１当接面と第２当接面とで翼根ばね押圧することで翼根ばねを予め圧縮できるから、動翼の翼根部と翼溝との隙間に容易に翼根ばねを挿入することが可能となる。
また、翼根ばねのテーパ形状だけを利用して翼溝に翼根ばねを打ち込んで挿入する場合に比べて翼根ばねの変形量（縮み量）を大きくすることも可能であるから、比較的小さいばね定数の翼根ばねが使用可能になる。通常、翼根ばねの製造に際しては、製作公差の影響で発生しうる翼根ばねの変形量が最小の製品であっても、必要押し付け荷重が得られるような押し付け荷重目標値（安全率を含んでもよい）が設定される。ここで、ばね定数が大きい翼根ばねは、変形量（縮み量）に対する弾性力の変化率が大きく、ばね定数が小さい翼根ばねに比べて製作公差の影響を受けやすい。よって、ばね定数が大きい翼根ばねは、ばね定数が小さい翼根ばねに比べて、押し付け荷重目標値は大きく設定される。したがって、製作公差の影響で発生しうる翼根ばねの変形量が最大の製品の押しつけ力を比べると、ばね定数が大きい場合の方がばね定数が小さい場合に比べて大幅に大きくなる。よって、ばね定数が大きい翼根ばねを採用すると、製品によっては翼根部と翼溝との間の隙間への翼根ばねの挿入に大きな力が必要になる。これに対して、ばね定数が小さい翼根ばねは、変形量（縮み量）に対する弾性力の変化率が小さいので、製作公差の影響を受けにくい。そのため、製作公差の影響で発生しうる翼根ばねの変形量が最小の製品において必要押し付け荷重が得られるような押し付け荷重目標値は、ばね定数が大きい翼根ばねに比べて小さく設定される。したがって、製作公差の影響で発生しうる翼根ばねの変形量が最大の製品の押しつけ力は、ばね定数が大きい場合に比べて大幅に小さくなる。よって、ばね定数が小さい翼根ばねを採用することにより、翼根部と翼溝との間の隙間への翼根ばねの挿入に大きな力を必要としなくなり、翼根ばねを隙間に容易に挿入できるようになる。

【0010】

また、間隔調節機構によって、第１部材と第２部材とで翼根ばねを挟んだ状態で第１部材と第２部材との間の距離を変化させることで、第１当接面と第２当接面との間隔を容易に調節できる。よって、翼根ばねの縮み量を適切に調節することができ、翼根ばね挿入治具を用いた翼根ばねの挿入作業を効率的に行うことができる。

【0011】

さらに、上述のとおり、前記第１部材の前記凸部は、前記翼根ばねの挿入方向に沿って延在して、前記翼根ばねの一対の湾曲形状の側部の間に位置する凹部に係合するように構成されている。このため、翼根ばね挿入治具によって翼根ばねを圧縮する際、翼根部と接触することになる翼根ばねの動翼接触面に第１部材の凸部を当接させて、翼根ばねの動翼接触面を凹ませることで、翼根ばねの翼溝への挿入がより一層容易になる。

【0012】

幾つかの実施形態において、前記第１当接面又は前記第２当接面の少なくとも一方は、前記翼根ばねの挿入方向に沿って前記第１当接面と前記第２当接面との間隔が徐々に狭くなるようなテーパ状であってもよい。
この場合、翼根ばね挿入方向に沿って翼根ばねを治具内で動かして第１当接面と第２当接面との間を通過させる過程で、第１当接面及び第２当接面によって翼根ばねが押圧されて圧縮される。また、第１当接面又は第２当接面の少なくとも一方のテーパ形状の設定により、第１当接面と第２当接面の間隔の狭まる量に応じて定まる翼根ばねの縮み量を適切に調節できる。さらに、第１当接面又は第２当接面の少なくとも一方を第１当接面と第２当接面との間隔が徐々に狭くなるようなテーパ状とすることで、翼根ばねを動翼の翼根部と翼溝との隙間に円滑に挿入することが可能である。

【0013】

一実施形態において、翼根ばね挿入治具は、前記第１当接面及び前記第２当接面とともに前記翼根ばねが収納される空間を形成する一対の側壁面をさらに備え、前記翼溝の周囲の前記ロータディスクのディスク端面に前記翼根挿入治具の治具端面を当接させたとき、前記翼溝と平行になるように前記一対の側壁面が前記治具端面に対して傾斜していてもよい。
上記翼根ばね挿入治具は、ロータディスクの端面に当接させた状態において翼溝と平行になるような一対の側壁面を有しているので、翼根ばねを設置した挿入治具の端面をロータディスクのディスク端面に当接させ、翼根ばねの後端部を押圧することにより、側壁面によって翼根ばねが翼溝と翼根部の隙間に適切に案内され、翼根ばねを円滑に挿入することが可能となる。

【0014】

一実施形態において、前記第１当接面と前記第２当接面との間隔は、前記第１当接面及び前記第２当接面によって圧縮された前記翼根ばねの高さが前記翼溝の前記底面と前記翼根部との間の前記隙間よりも大きくなるように設定されてもよい。
翼根ばねは、弾性限界点を超えた領域で使用できれば、同一のばね定数であっても、より大きな押し付け力が得られる。ところが、翼根ばねは、弾性限界点を超えて変形した後、翼根ばねに作用する圧縮力が解放されると、翼根ばねが塑性変形してしまい、翼根ばねの本来の機能を果たせなくなる。そのため、弾性限界点を超えた領域で翼根ばねを使用するためには、翼溝の底面と翼根部との間の隙間に挿入された状態で最も変形量（縮み量）が大きいことが必要である。そこで、治具内における翼根ばねの縮み量を規定する第１当接面と第２当接面との間隔を、第１当接面及び第２当接面による圧縮後の翼根ばねの高さが翼溝の底面と翼根部との間の隙間以下とならない範囲に設定することで、弾性限界点を超えた領域で翼根ばねを使用することが可能になる。

【0015】

一実施形態において、翼根ばね挿入治具は、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方の前記翼根ばねと当接する部位に設けられたローラをさらに備えてもよい。
このように、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方の前記翼根ばねと当接する部位にローラを設けることによって、翼根ばねを翼溝と翼根部の隙間に挿入する際に、翼根ばねと翼根ばね挿入治具との間に生じる摩擦を低減し、翼根ばねを隙間に円滑に挿入することが可能となる。

【0016】

一実施形態において、翼根ばね挿入方法は、
回転機械のロータディスクに形成された翼溝の底面と、前記翼溝に係合する動翼の翼根部との間の隙間に翼根ばねを挿入する翼根ばね挿入方法であって、
翼根ばね挿入治具の第１部材と第２部材とで前記翼根ばねを挟圧して、前記翼根ばねの高さが自然高さよりも小さくなるように前記翼根ばねを圧縮するステップと、
前記翼根ばねが圧縮された状態で、前記翼根ばねを前記翼溝に挿入するステップと、を備え、
前記翼根ばねを挿入するステップでは、前記翼根ばね挿入治具の前記第１部材に形成された凸部を、前記翼根ばねの前記翼根ばねの一対の湾曲形状の側部の間に位置する凹部に係合させた状態で、前記翼根ばねを挿入方向に動かす。
上記翼根ばね挿入方法によれば、翼根ばねの高さが自然高さよりも小さくなるように翼根ばねを圧縮した状態で翼根ばねを翼溝に挿入するようにしたので、翼根ばねの翼溝への挿入が容易になる。
また、翼根ばねのテーパ形状だけを利用して翼溝に翼根ばねを打ち込んで挿入する場合に比べて翼根ばねの変形量（縮み量）を大きくすることも可能であるから、比較的小さいばね定数の翼根ばねが使用可能になる。ばね定数が小さい翼根ばねは、ばね定数が高い翼根ばねに比べて、変形量（縮み量）に対する弾性力の変化率が小さいので、製作公差の影響を受けにくく、翼根部の翼溝への押し付け力のバラツキが発生しにくい。そのため、製作公差の影響により翼根ばねの変形量（縮み量）が設計値よりも小さい場合であっても所望の押し付け力が得られるために必要な翼根ばねのばね定数は比較的小さくても足りる。よって、動翼の翼根部と翼溝との隙間への翼根ばねの挿入が一層容易になる。
さらに、挿入するステップにおいて、第１部材の凸部を翼根ばねの凹部に係合させた状態で翼根ばねを挿入方向に動かすようにしたので、翼根ばねの翼溝への挿入がより一層容易になる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、翼根ばねを予め圧縮することで、動翼の翼根部と翼溝との隙間に容易に翼根ばねを挿入することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】動翼とロータディスクとの間の隙間に翼根ばねを挿入した状態を示す斜視図である。

【図2】翼根ばねを示す斜視図である。

【図3】翼根ばね挿入治具を示す斜視図である。

【図4】翼根ばね挿入治具を示す図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図5】ばね収納体を示す図４のＢ方向矢視図である。

【図6】蓋体を示す図４のＣ方向矢視図である。

【図7】翼根ばねの挿入方法を説明する図である。

【図8】治具テーパ部を有する翼根ばね挿入治具を示す断面図である。

【図9】ばねテーパ部を有する翼根ばねに適用される翼根ばね挿入治具を示す断面図である。

【図10】ローラを有する翼根ばね挿入治具を示す図であり、（Ａ）は翼根ばね挿入治具の断面図で、（Ｂ）はばね収納体の平面図である。

【図11】異なるばね定数を有する２つの翼根ばねの製品頻度と押し付け荷重の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0020】

以下の実施形態では、一例として、回転機械であるガスタービンのタービン部に対して本実施形態に係る翼根ばね挿入治具及び挿入方法を適用した場合について説明する。ただし、本発明はガスタービンの空気圧縮機、蒸気タービン、ジェットエンジン等の他の回転機械にも適用できる。

【0021】

最初に、動翼１及びロータディスク６と翼根ばね１１の一例について説明する。なお、図１は動翼及びロータディスクの間の隙間に翼根ばねを挿入した状態を示す斜視図で、図２は翼根ばねを示す斜視図である。
図１に示すように、タービン動翼である動翼１は、翼面を形成する翼部２と、翼部２のロータディスク側端部に設けられた翼根部４とを有する。ロータディスク６は、翼根部４に対応した形状の翼溝８を有しており、この翼溝８はロータ軸方向に沿って延在している。動翼１は、翼溝８に翼根部４が係合することによってロータディスク６に支持される。翼根部４が翼溝８に係合した状態で翼根部４と翼溝８との間には隙間１０が形成され、この隙間１０に翼根ばね１１が挿入される。翼根ばね１１は、動翼１をロータディスク６に対して径方向外方に向けて押し上げる役割を果たす。

【0022】

図２に示すように、翼根ばね１１は、翼根部４に接触する動翼接触面１２と、翼溝８に接触するロータ接触面１６とを有する長尺の板ばねであってもよい。例えば、翼根ばね１１は、開口１８を挟んで形成される一対のロータ接触面１６と、ロータ接触面１６に略平行に配置された動翼接触面１２とが、湾曲形状を有する一対の側部１７を介して一体的に形成される。また、動翼接触面１２も湾曲形状を有していてもよく、図２では翼根部４の端部形状に沿うように、３つの湾曲部を有するように形成された動翼接触面１２を例示している。

【0023】

次に、図３乃至図６を参照して、本実施形態に係る翼根ばね挿入治具２０について詳細に説明する。ここで、図３は翼根ばね挿入治具を示す斜視図であり、図４は翼根ばね挿入治具を示す図３のＡ−Ａ線断面図で、図５はばね収納体を示す図４のＢ方向矢視図で、図６は蓋体を示す図４のＣ方向矢視図である。なお、図３及び図４では翼根ばね１１は点線で示している。

【0024】

図３及び図４に示すように、翼根ばね挿入治具２０は、第１当接面３０Ｓを有する蓋体（第１部材）３０と、第１当接面３０Ｓに対向する第２当接面２２Ｓを有するばね収納体（第２部材）２２とを含む。蓋体３０の第１当接面３０Ｓは、翼根ばね挿入治具２０への翼根ばね１１の装着時、翼根ばね１１の動翼接触面１２に当接するようになっている。一方、ばね収納体２２の第２当接面２２Ｓは、翼根ばね挿入治具２０への翼根ばね１１の装着時、翼根ばね１１のロータ接触面１６に当接するようになっている。
翼根ばね挿入治具２０による翼根ばね１１の変形量（縮み量）は、第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１によって規定される。幾つかの実施形態では、翼根ばね挿入治具２０は、第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１を調節する後述の間隔調節機構を有する。

【0025】

一実施形態では、ばね収納体２２は、第２当接面２２Ｓを形成する底部２４と、底部２４に対して略垂直に設けられて互いに対向した一対の側壁部２６，２６とを含む。側壁部２６，２６は、翼根ばね１１が収納される空間２８を第１当接面３０Ｓ及び第２当接面２２Ｓとともに形成する側壁面２６Ｓ，２６Ｓをそれぞれ有する。空間２８は、ばね収納体２２に蓋体３０を取り付けた状態では、ばね収納体２２の両端側（翼根ばね挿入方向に対して両端側）の端面２２ａ，２２ｂに開口する。なお、空間２８の翼根ばね挿入方向の長さは翼根ばね１１の長手方向の長さよりも短くなるように構成されていてもよく、この場合には、翼根ばね挿入治具２０から突出した翼根ばね１１の後端部をハンマーで叩くなどによりロータディスク６側に向けて翼根ばね１１を押圧可能になり、翼根ばね１１の挿入作業が容易になる。また、図４及び図５に示すように、ばね収納体２２には、空間２８を挟んで両側（ここでは側壁部２６，２６）にそれぞれ、少なくとも１つのボルト穴２９，２９が設けられていてもよい。さらに、ロータディスク６の端面の直交方向に対して翼溝８が傾斜している場合、ばね収納体２２の一方の端面２２ａをロータディスク６の端面に当接させたときに側壁面２６Ｓ，２６Ｓが翼溝８と平行になるように、側壁面２６Ｓ，２６Ｓが端面２２ａに対して傾斜していてもよい。これにより、翼根ばね挿入治具２０内に翼根ばね１１を収納して、翼根部４と翼溝８との隙間１０に翼根ばね１１を挿入する際に、側壁面２６Ｓ，２６Ｓによって翼根ばね１１が翼溝８と翼根部４の隙間１０に適切に案内される。

【0026】

図３、図４及び図６に示すように、蓋体（第１部材）３０は、第１当接面３０Ｓを有し、ばね収納体（第２部材）２２の上面を覆うように配置される。蓋体３０には、ばね収納体２２のボルト穴２９，２９に対応した位置に、ボルト穴３４，３４が設けられていてもよい。また、蓋体３０には、翼根ばね１１に当接する部位に、翼根ばね１１の挿入方向に延在する凸部３２が設けられていてもよい。この場合、凸部３２によって第１当接面３０Ｓの少なくとも一部を形成してもよい。なお、後述する構成では、凸部３２を設けた場合について詳細に説明しているが、凸部３２が設けられていない構成としてもよいことは勿論である。上記したように、ばね収納体２２の側壁面２６Ｓ，２６Ｓが端面２２ａに対して傾斜している場合には、凸部３２の長手方向も側壁面２６Ｓ，２６Ｓに平行になるように端面２２ａに対して傾斜させる。

【0027】

図４を参照して、間隔調節機構は、蓋体３０の第１当接面３０Ｓとばね収納体２２の第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１を、翼根ばね１１の自然高さＨ_０よりも小さくなるように調節する。ここで、図１に示すように、翼根ばね１１の高さとは、翼根ばね１１の動翼接触面１２からロータ接触面１６までの距離のことであり、翼根ばね１１の自然高さＨ_０とは、翼根ばね１１に荷重を加えていない時の翼根ばね１１の高さのことである。図４に示す例では、間隔調節機構は、蓋体３０のボルト穴３４，３４及びばね収納体２２のボルト穴２９，２９に挿入されるボルト３８を含む。蓋体３０をばね収納体２２に当接させた状態で、ボルト３８により蓋体３０をばね収納体２２に締め付けることで、蓋体３０の第１当接面３０Ｓとばね収納体２２の第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１が翼根ばね１１の自然高さＨ_０よりも小さくなる。なお、蓋体３０の凸部３２とばね収納体２２の底部２４との間に挟み込まれて圧縮された翼根ばね１１を翼根部４と翼溝８との間の隙間１０に挿入しやすくするために、この間隔Ｈ_１は、翼根部４と翼溝８との間の隙間１０に対応して設定されてもよい。

【0028】

上述のように、翼根ばね挿入治具２０は、第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとで翼根ばね１１を押圧することで翼根ばね１１の自然高さＨ_０よりも小さい高さまで圧縮されるように構成されている。そのため、翼根ばね１１を予め圧縮することが可能になり、翼根ばね１１の挿入作業が容易になる。

【0029】

ここで、本実施形態に係る翼根ばね挿入方法の一例を説明する。なお、図７は翼根ばねの挿入方法を説明する図である。
最初に、ばね収納体２２の空間２８内に翼根ばね１１を収納した状態で蓋体３０を翼根ばね１１の上からかぶせて、ボルト３８をボルト穴３４，２９に挿入し、締め付けることによって蓋体３０をばね収納体２２に固定する。このとき、翼根ばね１１は、その自然高さＨ_０より圧縮された状態、すなわち蓋体３０の第１当接面３０Ｓとばね収納体２２の第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１の高さまで圧縮されて弾性力を内在した状態で保持される。
そして、図７に示すように、翼根ばね挿入治具２０の端面２２ａをロータディスク６の端面６ａに当接させ、挿入治具２０から突出した翼根ばね１１の後端部をハンマー４０で叩いて翼根ばね１１を翼根部２と翼溝８との間の隙間１０に挿入する。このとき、翼根ばね１１が途中まで挿入されたら翼根ばね挿入治具２０を取り外して、再度ハンマー４０で翼根ばね１１の後端部を叩き、翼根ばね１１の後端まで隙間１０に挿入するようにしてもよい。

【0030】

本実施形態によれば、蓋体３０の凸部３２とばね収納体２２の底部２４とに挟まれて圧縮された翼根ばね１１を、翼根部２と翼溝８との間の隙間１０に挿入するようにしたので、容易に翼根ばね１１を挿入することが可能となる。

【0031】

また、翼根ばね１１のテーパ形状だけを利用して翼溝８に翼根ばね１１を打ち込んで挿入する場合に比べて翼根ばね１１の変形量（縮み量）を大きくすることも可能であるから、比較的小さいばね定数の翼根ばね１１が使用可能になり、動翼１の翼根部２と翼溝８との隙間１０への翼根ばね１１の挿入が一層容易になる。
ここで、図１１を用いて、翼根ばね１１のばね定数が小さいと翼根ばね１１を挿入し易くなる理由を説明する。なお、図１１は、異なるばね定数を有する２つの翼根ばね１１の製品頻度と押し付け荷重の関係を示すグラフである。このグラフに示されるように、通常、翼根ばね１１の製造に際しては、製作公差の影響で発生しうる翼根ばねの変形量が最小の製品（隙間１０が最も大きい製品）であっても、安全率を加味した必要押し付け荷重Ｆ_ｍｉｎが得られるような押し付け荷重目標値を設定する。ここで、ばね定数が大きい翼根ばね１１は、ばね定数が小さい翼根ばね１１に比べて、変形量（縮み量）に対する弾性力の変化率が大きく、その弾性力は製作公差の影響を受けやすい。よって、ばね定数が大きい翼根ばね１１は、ばね定数が小さい翼根ばね１１に比べて、押し付け荷重の目標値は大きく設定される。したがって、製作公差の影響で発生しうる翼根ばねの変形量が最大の製品（隙間１０が最も小さい製品）の押しつけ力Ｆ_１，Ｆ_２を比べると、ばね定数が大きい場合の方がばね定数が小さい場合に比べて格段に大きくなる。よって、ばね定数が大きい翼根ばね１１を採用すると、製品によっては隙間１０への翼根ばね１１の挿入に大きな力が必要になる。これに対して、ばね定数が小さい翼根ばね１１は、変形量（縮み量）に対する弾性力の変化率が小さいので、製作公差の影響を受けにくい。そのため、製作公差の影響で発生しうる翼根ばねの変形量が最小の製品（隙間１０が最も大きい製品）において、安全率を加味した必要押し付け荷重Ｆ_ｍｉｎが得られるような押し付け荷重目標値は、ばね定数が大きい翼根ばねに比べて小さく設定される。したがって、製作公差の影響で発生しうる翼根ばねの変形量が最大の製品の押しつけ力Ｆ_２は、ばね定数が大きい場合の押しつけ力Ｆ_１に比べて大幅に小さくなる。よって、ばね定数が小さい翼根ばね１１を採用することにより、翼根部４と翼溝８との間の隙間１０への翼根ばね１１の挿入に大きな力を必要としなくなり、翼根ばね１１を隙間１０に容易に挿入できるようになる。

【0032】

また、幾つかの実施形態では、第１当接面３０Ｓ又は第２当接面２２Ｓの少なくとも一方は、翼根ばね１１の挿入方向に沿って第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１が徐々に狭くなるようなテーパ状に形成される。図８は治具テーパ部を有する翼根ばね挿入治具を示す断面図である。図８に示す例示的な実施形態では、翼根ばね挿入治具２０は、蓋体３０のうち翼根ばね１１の動翼接触面１２に当接する第１当接面３０Ｓを含む領域に治具テーパ部３６が設けられている。
この場合、翼根ばね挿入方向に沿って翼根ばね１１を翼根ばね挿入治具２０内で動かして第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとの間（空間２８内）を通過させる過程で、第１当接面３０Ｓ及び第２当接面２２Ｓによって翼根ばね１１が押圧されて圧縮される。空間２８内の通過時における翼根ばね１１の縮み量は、第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１の狭まった量に応じて定まり、最終的な翼根ばね１１の高さは治具テーパ部３６が設けられた領域における第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとの間の最小間隔Ｈ_１ｍｉｎによって決定される。このように、治具テーパ部３６が設けられた領域の通過により、翼根ばね１１の高さが翼根ばね１１の自然高さＨ_０よりも小さくなるので、翼根ばね１１を予め圧縮することが可能になり、翼根ばね１１の挿入作業が容易になる。
また、第１当接面３０Ｓ又は第２当接面２２Ｓの少なくとも一方を間隔Ｈ_１が徐々に狭くなるようなテーパ状とすることで、第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとの間の翼根ばね１１の通過がスムーズになり、翼根ばね１１の挿入作業がより一層容易になる。

【0033】

また、一実施形態において、図９に示すように、第１当接面３０Ｓと第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１は、第１当接面３０Ｓ及び第２当接面２２Ｓによって圧縮された翼根ばね１１の高さ（≒Ｈ_１）が翼溝８の底面と翼根部４との間の隙間１０の間隔Ｈよりも大きくなるように設定されてもよい（即ち、Ｈ_１＞Ｈ）。この場合、翼根ばね１１は、翼根部４と翼溝８との間の隙間１０に挿入された時に弾性限界点を超えた領域で使用されるようにしてもよい。なお、図９はばねテーパ部を有する翼根ばねに適用される翼根ばね挿入治具を示す断面図である。
翼根ばね１１は、弾性限界点を超えた領域で使用できれば、同一のばね定数であっても、より大きな押し付け力が得られる。ところが、翼根ばね１１は、弾性限界点を超えて変形した後、翼根ばね１１に作用する圧縮力が解放されると、翼根ばね１１が塑性変形してしまい、翼根ばね１１の本来の機能を果たせなくなる。そのため、弾性限界点を超えた領域で翼根ばね１１を使用するためには、翼溝８の底面と翼根部４との間の隙間１０に挿入された状態で最も変形量（縮み量）が大きいことが必要である。そこで、翼根ばね挿入治具２０の使用時に蓋体３０の第１当接面３０Ｓとばね収納部２２の第２当接面２２Ｓとの間隔を、例えば間隔調節機構や治具テーパ部３６により、翼溝８の底面と翼根部４との間の隙間１０よりも大きい範囲（すなわちＨ_１＞Ｈの範囲）で調節することで、弾性限界点を超えた領域で翼根ばね１１を使用することが可能になる。
なおこのとき、蓋体３０の第１当接面３０Ｓとばね収納部２２の第２当接面２２Ｓとの間隔Ｈ_１を、翼溝８の底面と翼根部４との間の隙間１０の間隔Ｈよりも大きい範囲とするので、翼根ばね１１が隙間１０に挿入しにくくなる可能性もある。そこで同図に示す例では、翼根ばね１１のロータディスク側端部に、翼根ばね挿入方向に向けて縮径するばねテーパ部１７が設けられていてもよい。なお、ばねテーパ部１７における翼根ばね１１の最小高さＨ_２は、翼溝８の底面と翼根部４との間の隙間１０の間隔Ｈ以下とする。
このように、翼根ばね挿入治具２０の使用時に、翼溝８の底面と翼根部４との間の隙間１０の間隔Ｈよりも大きい範囲で、蓋体３０の第１当接面３０Ｓとばね収納部２２の第２当接面２２Ｓとの間の隙間Ｈ_１を調節することで、塑性変形の領域で翼根ばね１１を使用することが可能になる。

【0034】

また、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、翼根ばね挿入治具２０は、蓋体（第１部材）３０及びばね収納体（第２部材）２２の底部２４の少なくとも一方の翼根ばね１１と当接する部位にローラ２３を設けてもよい。なお、図１０はローラを有する翼根ばね挿入治具を示す図であり、（Ａ）は翼根ばね挿入治具の断面図で、（Ｂ）はばね収納体の平面図である。
同図では、ローラ２３をばね収納体２２の底部２４に複数設けた例を示している。このローラ２３は、回転方向が翼根ばね挿入方向に一致するように設置する。
このように、翼根ばね挿入治具２０の翼根ばね１１と当接する部位にローラ２３を設けることによって、翼根ばね１１を翼溝８と翼根部４の隙間１０に挿入する際に、翼根ばね１１と翼根ばね挿入治具２０との間に生じる摩擦を低減し、翼根ばね１１を隙間１０に円滑に挿入することが可能となる。

【0035】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。

【0036】

特に、図４に示す例示的な実施形態では、第１当接面３０Ｓが凸部３２を有する一方で第２当接面２２Ｓ及び側壁面２６Ｓ，２６Ｓは平面であるが、翼根ばね１１が収納される空間２８を形成する第１当接面３０Ｓ、第２当接面２２Ｓ及び側壁面２６Ｓ，２６Ｓは任意の形状のものを採用しうる。
例えば、翼根ばね１１の形状に応じて、第１当接面３０Ｓ、第２当接面２２Ｓ及び側壁面２６Ｓ，２６Ｓを、平面や曲面からなる形状、あるいは、平面又は曲面に凸部又は凹部を設けた形状としてもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ 動翼
２ 翼部
４ 翼根部
６ ロータディスク
６ａ ロータディスク端面
８ 翼溝
１０ 隙間
１１ 翼根ばね
１２ 動翼接触面
１６ ロータ接触面
１７ ばねテーパ部
１８ 開口部
２０ 翼根ばね挿入治具
２２ ばね収納体（第２部材）
２２Ｓ 第２当接面
２２ａ，２２ｂ ばね収納体の端面
２３ ローラ部
２４ 底部
２６ 側壁部
２６Ｓ 側壁面
２８ 空間
２９，３４ ボルト穴
３０ 蓋体（第１部材）
３０Ｓ 第１当接面
３２ 凸部
３６ 治具テーパ部
３８ ボルト
４０ ハンマー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】