特開 2022-60672 タービンディスク溝加工用ブローチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022060672

(43)【公開日】2022-04-15

(54)【発明の名称】タービンディスク溝加工用ブローチ

(51)【国際特許分類】

   B23D 43/02 20060101AFI20220408BHJP

   F01D 5/30 20060101ALI20220408BHJP

【ＦＩ】

B23D43/02

F01D5/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020168267

(22)【出願日】2020-10-05

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100192614

【弁理士】

【氏名又は名称】梅本 幸作

(74)【代理人】

【識別番号】100158355

【弁理士】

【氏名又は名称】岡島 明子

(72)【発明者】

【氏名】井沢 晃

(72)【発明者】

【氏名】酒井 紀子

【テーマコード（参考）】

3C050

3G202

【Ｆターム（参考）】

3C050BA00

3C050BB03

3C050BB04

3C050BD01

3G202FB01

(57)【要約】

【課題】複数の切れ刃体をつなぐ接続部への応力集中を解消するタービンディスク溝加工用ブローチを提供する。
【解決手段】左右両側に切れ刃１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂを備える複数の切れ刃体１１，１２とこれらの切れ刃体１１，１２に連続して形成する接続部２１を有するタービンディスク溝加工用ブローチ１０において、接続部２１および当該接続部２１に隣接する切れ刃体１２の頂上に平坦面を連続して形成する。同時に、切れ刃１２Ａ，１２Ｂと平坦面は互いに不連続とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

左右両側に切れ刃を備えた複数の切れ刃体と、前記切れ刃体同士をつなぐ接続部と、を有しており、前記複数の切れ刃体が長手方向に配列しているタービンディスク溝加工用ブローチにおいて、前記接続部の頂上および前記接続部と長手方向の後方側に隣接している前記切れ刃体の頂上には平坦面が連続して形成されており、かつ前記切れ刃と前記平坦面は互いに不連続であることを特徴とするタービンディスク溝加工用ブローチ。

【請求項2】

前記切れ刃体における平坦面の長手方向の寸法は、前記切れ刃体の長手方向の寸法の半分以上であることを特徴とする請求項１に記載のタービンディスク溝加工用ブローチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、航空機や火力発電所等で使用されるタービンディスクの外周面に溝加工を行うためのブローチに関する。

【背景技術】

【0002】

主に航空機や火力発電所等で使用されるタービンディスクの外周面には、多数の羽根を嵌め込むために、樹枝形状の溝加工を特殊な工具（タービンディスク溝加工用ブローチ）で切削加工により行われる（特許文献１ないし３参照）。

【0003】

タービンディスクは一般的に耐熱鋼などの高硬度材であり、かつ溝形状が複雑であるため、溝加工の際には複数の工程に分割して、工程ごとに異なる形状や材質の工具が使用される。特に、溝加工の後半の工程では、樹枝形状の左右両側を同時に切削加工することで仕上げ加工とされる場合が多い。

【0004】

ここで、本溝加工に使用されるタービンディスク溝加工用ブローチの一般的な形状を図７および図８に示す。従来のタービンディスク溝加工用ブローチ１００は、図７および図８に示すように溝形状の左右両側を切削するための切れ刃１０１Ａ，１０１Ｂが左右両側に設けられており（以下、切れ刃体１０１という）、この切れ刃体１０１，１０２，１０３が長手方向に多数配列されている。ここで、「長手方向」とは溝加工時のタービンディスク溝加工用ブローチの移動方向と同一である。

【0005】

また、図９に示すようにタービンディスク溝加工用ブローチ２００において互いに隣接する２つの切れ刃体２０１，２０２の間（以下、接続部２１０という）は、切削加工時に被削材との干渉を防止するため断面視で山型の形状となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実開昭６２－６１４１９号公報

【特許文献2】特開平１－１８８２１９号公報

【特許文献3】特開２００１－２３４７０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

この接続部２１０の頂上部分は、図８および図９に示すように先端が尖っているため、溝加工時には当該頂上部分に応力が集中することで亀裂が発生して、タービンディスク溝加工用ブローチの破損につながるという問題があった。

【0008】

この問題に対して、従来はタービンディスク溝加工用ブローチ２００の製作過程において、図１０に示すように予めエアーグラインダＴなどの工具を用いて、当該先端部を削り落としていた。しかし、このようなエアーグラインダＴを用いた作業は、作業者の技量によって先端部の仕上がり具合が大きく左右されるので、作業者による手作業での対応は万全の対策とは言えない状況であった。

【0009】

また、タービンディスク溝加工用ブローチ２００は溝加工が進むにつれて、各切れ刃体２０１，２０２の切れ刃２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂの切削性能が低下する。そのため、切れ刃体２０１，２０２の左右両側にある各切れ刃２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂを再研削することになる。

【0010】

その際に接続部２１０の頂上付近も研削される。その結果、タービンディスク溝加工用ブローチ２００の接続部２１０における端部Ｃ（接続部２１０と切れ刃体２０２の境界）は、図１１に示すように頂上付近に尖った形状が再度形成されることになる。

【0011】

そこで、本発明は、タービンディスクの溝加工（特に仕上げ加工）において、専用のタービンディスク溝加工用ブローチを構成している、左右両側に切れ刃を有した切れ刃体を長手方向で連続して接続している接続部への応力集中を解消するタービンディスク溝加工用ブローチを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明のタービンディスク溝加工用ブローチは、左右両側に切れ刃を備えた複数の切れ刃体とこれら切れ刃体同士をつなぐ接続部を有して、これらの複数の切れ刃体が長手方向に配列しているタービンディスク溝加工用ブローチにおいて、接続部の頂上およびその接続部と長手方向の後方側に隣接している切れ刃体の頂上に平坦面（平滑面）を連続して形成する。また、接続部の頂上と切れ刃体の頂上（頂面）に設ける平坦面は、切れ刃体の左右両側にある切れ刃とは互いに不連続とする（相互が空間的に接続されていない）。なお、切れ刃体における平坦面の長手方向の寸法Ｓは、切れ刃体の長手方向の寸法Ｌの半分以上とすることもできる。

【発明の効果】

【0013】

本発明のタービンディスク溝加工用ブローチは、長手方向に連続して形成される切れ刃体をつなぐ接続体およびその長手方向の後方側に接続する切れ刃体の頂上に平坦面を設けたので、タービンディスク溝加工中においてタービンディスク溝加工用ブローチの中で厚み寸法が最も薄い接続部への応力集中を避けることができる。そのため、タービンディスク溝加工用ブローチの突発的な亀裂や折損を防止するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチ１０の正面図である。

【図2】図１に示すタービンディスク溝加工用ブローチ１０の部分平面図である。

【図3】第２実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチ５０の部分平面図である。

【図4】図３に示すＡ－Ａ線断面図である。

【図5】第３実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチ７０の部分平面図である。

【図6】図５に示すＢ－Ｂ線断面図である。

【図7】従来のタービンディスク溝加工用ブローチ１００の正面図である。

【図8】従来のタービンディスク溝加工用ブローチ１００の側面図である。

【図9】従来のタービンディスク溝加工用ブローチ２００の接続部分２１０の斜視図である。

【図10】タービンディスク溝加工用ブローチ２００の接続部分２１０における加工例である。

【図11】加工後の接続部分２１０の端部Ｃの状態である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明のタービンディスク溝加工用ブローチの実施形態について、図面を用いて説明する。本発明の一実施形態であるタービンディスク溝加工用ブローチ１０の正面図を図１、部分平面図を図２、図２の第２実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチ５０の部分平面図を図３、図２に示すＡ－Ａ線断面図を図４にそれぞれ示す。

【0016】

本発明の第１実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチ１０は、図７に示す従来のタービンディスク溝加工用ブローチ１００の構成と同様に、左右両側に複数の切れ刃を備えている切れ刃体１１～１４が長手方向（図１の左右方向）に配列されており（図１参照）、各切れ刃体１１～１４の左右両側には、切れ刃１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂが設けられている。

【0017】

また、タービンディスク溝加工用ブローチ１０の長手方向に隣接している各切れ刃体１１～１４同士は、接続部２１～２３を介して連続的に形成されている。なお、ここで「長手方向」とは、前述したようにタービンディスク溝加工用ブローチの溝加工時における移動方向に沿った方向とする。

【0018】

さらに、当該接続部２１と後方側（タービンディスク溝加工用ブローチ１０の移動方向の後方側）でつながる切れ刃体１２の頂上には、図２に示すように平坦面Ｆ１が接続部２１および切れ刃体１２に連続して形成されている。また、この平坦面Ｆ１は、切れ刃体１２の頂上の面（頂面）とは異なる面であり、切れ刃体１２の左右両側に設けられた切れ刃１２Ａ，１２Ｂとは空間的につながっていない（互いに不連続な関係にある）。なお、切れ刃体１２における平坦面Ｆ１の長手方向の寸法Ｓ１は、図２に示すように切れ刃体１２の長手方向の寸法Ｌ１の２分の１以上とすることが望ましい。

【0019】

次に、本発明のタービンディスク溝加工用ブローチの第２実施形態について、図３および図４を用いて説明する。第２実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチ５０も図３および図４に示すように、図１および図２に示すタービンディスク溝加工用ブローチ１０の場合と同様に左右両側に切れ刃５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂを有した切れ刃体５１，５２が長手方向に沿って複数配列されている（溝加工時の移動方向：図面左方向）。

【0020】

隣接する各切れ刃体５１，５２は、図３および図４に示すように接続部６１を介して連続して形成されていて、接続部６１とそれに連続する切れ刃体５２の頂上には平坦面Ｆ２が形成されている。また、この平坦面Ｆ２も前述した第１実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチの平坦面と同様に、切れ刃体５２の頂上の面（頂面）とは異なる面である。なおかつ、平坦面Ｆ２は切れ刃体５２の左右両側に設けられた切れ刃５２Ａ，５２Ｂとは空間的につながっていない（互いに不連続な関係にある）。なお、切れ刃体５１における平坦面Ｆ２の長手方向の寸法Ｓ２は、図３に示すように切れ刃体５１の長手方向の寸法Ｌ２の２分の１以上とすることが望ましい。

【0021】

次に、本発明のタービンディスク溝加工用ブローチの第３実施形態について、図５および図６を用いて説明する。第３実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチ７０も図５および図６に示すように、図１および図２に示すタービンディスク溝加工用ブローチ１０の場合と同様に左右両側に切れ刃７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂを有した切れ刃体７１，７２が長手方向に沿って複数配列されている（溝加工時の移動方向：図面左方向）。

【0022】

隣接する各切れ刃体７１，７２は、図５および図６に示すように接続部８１を介して連続して形成されていて、接続部８１とそれに連続する切れ刃体７２の頂上には平坦面Ｆ３が形成されている。前述した第１および第２実施形態のタービンディスク溝加工用ブローチ１０，５０と異なる点は、平坦面Ｆ３が図５および図６に示すように切れ刃体７１、接続部８１，切れ刃体７２，接続部８２を通して連続して形成されており、１つの平面として形成されている点である。なお、実施形態の場合も第１および第２実施形態の場合と同様に、この平坦面Ｆ３は各切れ刃体７１，７２の左右両側に設けられた各切れ刃７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂのいずれとも空間的につながっていない（互いに不連続な関係にある）。

【0023】

本発明のタービンディスク溝加工用ブローチは、左右両側に切れ刃を有した切れ刃体が長手方向に連続して形成されている場合に、長手方向に隣接する各切れ刃体同士をつなぐ接続部に平坦面を設ける。その平坦面は接続部とそれに続く切れ刃体に連続して形成することで、溝加工時における接続部の応力集中を緩和する作用がある。

【0024】

したがって、溝加工時の接続部における亀裂や折損を防止すると共に、作業者の技量差に起因した接続部の平滑処理の個体差を解消し、均一なタービンディスク溝加工用ブローチを提供する効果がある。同時に、本発明のタービンディスク溝加工用ブローチを構成する接続部と切れ刃体に設ける平坦面は、前述した特許文献１等に開示されているように当該ブローチの頂上部全体に平坦面を設けるのではなく、切れ刃体の左右両側に形成された切れ刃とは不連続となるように平滑面を設けている。そのため、当該ブローチの高さ方向（加工溝の深さ方向）を変える必要がないので、現行のタービンディスク溝加工用ブローチの寸法のまま当該ブローチの亀裂や折損を防止することができる。

【符号の説明】

【0025】

１０，５０，７０，１００，２００ タービンディスク溝加工用ブローチ
１１，１２，５１，５２，７１，７２ 切れ刃体
１０１，１０２，１０３，２０１，２０２ 切れ刃体
１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ 切れ刃
５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ 切れ刃
７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ 切れ刃
１０１Ａ，１０１Ｂ 切れ刃
２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂ 切れ刃
２１，６１，８１，２１０ 接続部
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ 平坦面
Ｌ 切れ刃体の長手方向の寸法
Ｓ 切れ刃体における平坦面の長手方向の寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】