(57)【要約】【課題】びびり振動の発生を抑制することができるブレード把持治具を提供する。【解決手段】ブレードＳの翼形部Ｓ１における前縁部及び後縁部の少なくとも一方を被加工部Ｍ１として加工する際にブレードＳを把持するためのブレード把持治具１である。ブレード把持治具１は、翼形部Ｓ１をその厚さ方向両側から挟持する一対の挟持部２，３を備えている。一対の挟持部２，３は、翼形部Ｓ１を挟持する際に翼形部Ｓ１の表面のうち被加工部Ｍ１を除く領域ＡＳに当接する当接面Ａ２，Ａ３をそれぞれ有している。当接面Ａ２，Ａ３が領域ＡＳに当接したとき、当接面Ａ２，Ａ３の被加工部Ｍ１側の端縁Ｅ２，Ｅ３は、被加工部Ｍ１の近傍で被加工部Ｍ１の翼長方向長さＬＭ１にわたって延在する。【選択図】図１
2020131331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードの翼形部における前縁部及び後縁部の少なくとも一方を被加工部として加工する際に前記ブレードを把持するためのブレード把持治具であって、
前記翼形部をその厚さ方向両側から挟持する一対の挟持部を備え、
前記一対の挟持部は、前記翼形部を挟持する際に前記翼形部の表面のうち前記被加工部を除く領域に当接する当接面をそれぞれ有しており、
前記当接面が前記領域に当接したとき、当該当接面の前記被加工部側の端縁は、前記被加工部の近傍で前記被加工部の翼長方向長さにわたって延在する、ブレード把持治具。
【請求項２】
前記ブレードの前記翼形部以外の部分に当接して、前記当接面に対する前記翼形部の位置を位置決めする位置決め部をさらに備えた請求項１に記載のブレード把持治具。
【請求項３】
前記当接面は、各々が当接する前記領域の表面形状に倣った表面形状をそれぞれ有している、請求項１または２に記載のブレード把持治具。
【請求項４】
前記当接面は、前記当接面が前記領域に当接したとき、当該当接面の平面視において、前記被加工部側の端縁とその反対側の端縁との間に前記翼形部の最大翼厚線が位置するような形状をそれぞれ有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブレード把持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ブレードの翼形部に対して切削、研削等の加工を行う際にブレードを把持するためのブレード把持治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ファンブレードの翼面を加工する際に工作物であるファンブレード素材を固定するための支持装置を開示している。この支持装置では、工作物の被加工面の裏側面に支持基板があり、当該支持基板に、複数本の工作物支持機構が取り付けられている。工作物支持機構は、ばね力により伸縮して工作物の形状に自動的に倣うシリンダ部と、シリンダ部を油圧により固定するスリーブとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９９６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記支持装置は、被加工面の裏側面で工作物を支持するため、当該支持点から離れた部分を加工する際に支持剛性が不足して、工作物にびびり振動が発生するおそれがあった。
【０００５】
本開示の目的は、びびり振動の発生を抑制することができるブレード把持治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、ブレードの翼形部における前縁部及び後縁部の少なくとも一方を被加工部として加工する際にブレードを把持するブレード把持治具である。ブレード把持治具は、翼形部をその厚さ方向両側から挟持する一対の挟持部を備えている。一対の挟持部は、翼形部を挟持する際に翼形部の表面のうち被加工部を除く領域に当接する当接面をそれぞれ有している。当接面が当該領域に当接したとき、当該当接面の被加工部側の端縁は、被加工部の近傍で被加工部の翼長方向長さにわたって延在する。
【０００７】
上記ブレード把持治具は、ブレードの翼形部以外の部分に当接して、当接面に対する翼形部の位置を位置決めする位置決め部を備えてもよい。また、当接面は、各々が当接する領域の表面形状に倣った表面形状をそれぞれ有してもよい。さらに、当接面は、当接面が上記領域に当接したとき、当該当接面の平面視において、被加工部側の端縁とその反対側の端縁との間に翼形部の最大翼厚線が位置するような形状をそれぞれ有してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
上記ブレード把持治具によれば、びびり振動の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかるブレード把持治具の組立斜視図である。
【図２】第１実施形態にかかるブレード把持治具を、図１と異なる方向からみた組立斜視図である。
【図３】ステータブレードの平面図である。
【図４】第１実施形態にかかる一対の挟持部の一方を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態にかかる一対の挟持部の他方を示す斜視図である。
【図６】第１実施形態にかかるブレード把持治具の使用方法を説明する、図１のＶＩ−ＶＩ線断面図であり、（ａ）は、一対の挟持部が開いた状態を、（ｂ）は、一対の挟持部でステータブレードを挟持した状態を示す。
【図７】第２実施形態にかかるブレード把持治具の組立斜視図である。
【図８】ロータブレードの平面図である。
【図９】第２実施形態にかかる一対の挟持部の一方を示す斜視図である。
【図１０】第２実施形態にかかる一対の挟持部の他方を示す斜視図である。
【図１１】第２実施形態にかかるブレード把持治具の使用方法を説明する図であり、（ａ）は、一対の挟持部が開いた状態を、（ｂ）は、（ａ）の状態の一対の挟持部の一方にロータブレードを載置した状態を示す。
【図１２】図１１に続く図であり、（ｃ）は、一対の挟持部が閉じた状態を、（ｄ）は、保持装置により一対の挟持部を閉じた状態でロックした状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、いくつかの実施形態にかかるブレード把持治具について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１〜図３に示すように、第１実施形態にかかるブレード把持治具１は、ステータブレードＳの翼形部Ｓ１における前縁部Ｓ１Ｌの一部または全部を加工する際に、ステータブレードＳを把持するための治具である。ブレード把持治具１は、例えば５軸加工機等の多軸加工機のテーブル上に載置、固定されて使用される。
【００１２】
把持対象のブレードであるステータブレードＳは、例えば、航空機用ジェットエンジン、産業用ガスタービンエンジン等の高圧軸流式圧縮機用の静翼であり、ノズル・ガイド・ベーン（ＮＧＶ）とも称される。ステータブレードＳは、例えば、チタン合金、コバルト基合金、ニッケル基合金等の耐熱合金製であり、図３に示すように、翼断面（翼型）を有する翼形部Ｓ１と、翼長方向両端部Ｓ２，Ｓ３とを有する。両端部Ｓ２，Ｓ３は、ステータブレードＳが圧縮機に取り付けられたとき、翼形部Ｓ１よりも圧縮機の径方向内側に位置する内側端部Ｓ２と、外側に位置する外側端部Ｓ３とからなる。
【００１３】
両端部Ｓ２，Ｓ３は、例えば、それぞれ図示しない内側シュラウド及び外側シュラウドに溶接、ろう付け、拡散接合等により固定される。内側端部Ｓ２には、内側シュラウドに設けられた係合孔に挿入され、固定される係合部Ｓ２ａが形成されており、外側端部Ｓ３には、外側シュラウドに設けられた係合孔に挿入され、固定される係合部Ｓ３ａが形成されている。
【００１４】
翼形部Ｓ１は、前縁部Ｓ１Ｌと、後縁部Ｓ１Ｔと、翼弦方向においてそれらの間に位置する中央部Ｓ１Ｍとを備えている。翼形部Ｓ１の最大翼厚の位置は、中央部Ｓ１Ｍに属する。また、翼形部Ｓ１の翼型がキャンバーを有する場合、最大キャンバーの位置は、中央部Ｓ１Ｍに属する。最大翼厚は、特に限定されないが、例えば２ｍｍ程度である。
【００１５】
翼形部Ｓ１の表面すなわち翼面は、３次元曲面形状を有している。なお、本実施形態では、少なくとも中央部Ｓ１Ｍ及び後縁部Ｓ１Ｔの表面は、最終製品形状或いは最終製品形状に近い形状（ニアネットシェイプ）を有している。このため、中央部Ｓ１Ｍ及び後縁部Ｓ１Ｔは加工範囲から除外されている。
【００１６】
ブレード把持治具１は、図１及び図２に示すように、翼形部Ｓ１をその厚さ方向両側から挟持する一対の挟持部２，３を備えている。挟持部２，３は、例えば、黄銅、アルミニウム合金等、工作物であるステータブレードＳより軟らかい（硬度の低い）金属より形成され得る。
【００１７】
本実施形態の以下の説明では、図１〜図３に示すように、挟持部２，３が翼形部Ｓ１を挟持したとき、挟持部２，３に対して被加工部Ｍ１（図３参照）を含む前縁部Ｓ１Ｌが位置する側を前側とし、その反対側を後側とする。また、挟持部２，３に挟持された状態の翼形部Ｓ１の翼長方向に略平行で、前後方向Ｘ１と直交する方向を上下方向Ｚ１とする。ブレード把持治具１では、多軸加工機のテーブルに固定される側を下側とし、その反対側を上側とする。さらに、前後方向Ｘ１及び上下方向Ｚ１と直交する方向を左右方向Ｙ１とする。なお、これらの方向は、本実施形態における各部品・要素間の相対的な位置関係を説明するために便宜上定めたものであり、ブレード把持治具１の実際の取り付け姿勢等を限定するものではない。前後方向Ｘ１、左右方向Ｙ１及び上下方向Ｚ１は、それぞれ単にＸ１方向、Ｙ１方向、Ｚ１方向とも称する。
【００１８】
ブレード把持治具１は、図１及び図２に示すように、挟持部２，３を支持する基部４を備えてもよい。基部４の下端には、フランジ４ａが設けられ、フランジ４ａには、複数の孔４ｂが設けられている。各孔４ｂには、図示しないボルト等の締結具が挿通される。この締結具を締結することで、ブレード把持治具１は、多軸加工機のテーブル上に位置決めされ固定される。
【００１９】
挟持部２，３のうち右側の挟持部（以下、右挟持部）２は、図４に示すように、その下端において、基部４の上面４ｄと一体に接続されている。左側の挟持部（以下、左挟持部）３は、図５に示すように、右挟持部２から分離可能な可動部材であり、図１に示すように、例えばカムレバー機構５によって右挟持部２に対してＹ１方向に移動可能に連結されている。
【００２０】
カムレバー機構５は、図６に示すように、シャフト６と、シャフト６先端のねじ部６ｂに螺合したピン７と、ピン７を介してシャフト６に回動可能に連結されたカムレバー８と、コンタクトプレート９とを備えている。シャフト６は、両挟持部２，３をＹ１方向に貫通する孔２ａ，３ａに挿通され、かつ、頭部６ａが左挟持部３に係合している。また、コンタクトプレート９は、シャフト６が貫通された状態で、右挟持部２の右側側面２ｂとカムレバー８との間に配置されている。
【００２１】
カムレバー８は、内部にピン７が挿通されたカム部８ａと、カム部８ａから延びるレバー部８ｂとを有している。カム部８ａは、その外周に円筒状のカム面８ｃを備えている。カム面８ｃの中心軸８ｄは、ピン７の中心軸７ａに対して偏心している。
【００２２】
カムレバー８は、レバー部８ｂがシャフト６に対して略平行に延在するアンクランプ位置（図６（ａ）参照）と、シャフト６に対して略直角に延在するクランプ位置（図６（ｂ）参照）との間を、ピン７の中心軸７ａ周りに回動可能である。そして、アンクランプ位置とクランプ位置との間でカムレバー８を回動させることで、カム面８ｃのコンタクトプレート９との接点Ｐと、ピン７の中心軸７ａとの間の距離を増減させることが可能になっている。カムレバー８がアンクランプ位置にあるとき、上記距離は小さく、左挟持部３は、右挟持部２から離間した開位置（図６（ａ）参照）に位置する。カムレバー８がクランプ位置にあるとき、上記距離は大きく、左挟持部３は、右挟持部２との間でステータブレードＳを挟持することができる閉位置（図６（ｂ）参照）に位置する。開位置では、ステータブレードＳをセットしたり、或いはそれらの間からステータブレードＳを取り出したりするのに十分な大きさ隙間Ｇが、両挟持部２，３の間に形成される。
【００２３】
カムレバー８をアンクランプ位置からクランプ位置に回動させると、カム面８ｃからコンタクトプレート９に左向きの力Ｆが作用し、ピン７からシャフト６に右向きの力Ｆが作用する。そして、左向きの力Ｆは、シャフト６の頭部６ａを介して左挟持部３に伝達され、右向きの力Ｆは、コンタクトプレート９を介して右挟持部２に伝達され、これにより、左右の挟持部２，３は互いに近接する方向に移動する。両挟持部２，３の当接面Ａ２，Ａ３が翼形部Ｓ１の表面に当接した後は、力Ｆは当接面Ａ２，Ａ３を介して翼形部Ｓ１に作用し、翼形部Ｓ１は、その力Ｆによって保持される。
【００２４】
挟持部２，３は、位置決めピン１０（図１参照）と、位置決めピン１０が嵌め込まれる位置決め孔１１（図２参照）とを有してもよい。本実施形態では、図４及び図５に示すように、左挟持部３の下部にＹ１方向に貫通する位置決め孔１１が設けられ、右挟持部２の左側側面２ｃの、位置決め孔１１とＹ１方向に対向する位置に位置決めピン１０が突設されている。位置決めピン１０は、左挟持部３が開位置に位置しているときでも、位置決め孔１１に嵌入された状態を維持するので、左挟持部３がシャフト６周りに自重で回転してしまうことを防止することができる。これにより、ステータブレードＳのセットまたは取り出しが容易になる。
【００２５】
挟持部２，３は、翼形部Ｓ１を挟持する際に翼形部Ｓ１の表面に当接する当接面Ａ２，Ａ３をそれぞれ有している。右挟持部２は、図４に示すように、その左側側面２ｃに当接面Ａ２を有し、左挟持部３は、図５に示すように、その右側側面３ｃに当接面Ａ３を有する。当接面Ａ２，Ａ３は、各々、翼形部Ｓ１の表面のうち被加工部Ｍ１を除く領域、例えば本実施形態では、図３に示すように中央部Ｓ１Ｍ及び後縁部Ｓ１Ｔの表面に当接する。当接面Ａ２，Ａ３は、各々が当接する翼形部Ｓ１の表面の領域ＡＳの表面形状に倣った表面形状、すなわち各々が当接する領域ＡＳの表面形状を転写した形状をそれぞれ有している。なお、当接面Ａ２，Ａ３の表面には、接触面圧をより適切にするべく、溝、凹凸等を形成してもよい。
【００２６】
当接面Ａ２，Ａ３が領域ＡＳに当接しているとき、当接面Ａ２，Ａ３の被加工部Ｍ１側の端縁Ｅ２，Ｅ３は、被加工部Ｍ１の近傍で被加工部Ｍ１の翼長方向長さＬＭ１（図３参照）にわたって延在する。端縁Ｅ２，Ｅ３のＹ１方向視における形状は、図示したものに限らず、曲線状であってもよい。端縁Ｅ２，Ｅ３は、被加工部Ｍ１に沿って、被加工部Ｍ１と略平行に延在してもよい。
【００２７】
各当接面Ａ２，Ａ３の端縁Ｅ２，Ｅ３のうち被加工部Ｍ１に沿って延びる部分の翼長方向長さ（Ｚ１方向長さ）ＬＥ２，ＬＥ３（図４及び図５参照）は、それぞれ被加工部Ｍ１の翼長方向長さＬＭ１の７０％以上であることが好ましい。より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、最も好ましくは１００％以上である。両当接面Ａ２，Ａ３の端縁Ｅ２，Ｅ３のうち被加工部Ｍ１に沿って延びる部分は、端縁Ｅ２，Ｅ３による支持剛性を向上させるべく、翼形部Ｓ１を挟持した状態においてＹ１方向投影における輪郭が互いに重なるように配置されてもよい。
【００２８】
図３及び図６（ｂ）に示すように、翼面上において、被加工部Ｍ１の領域境界と端縁Ｅ２，Ｅ３との間には、翼長方向（Ｚ１方向）と直交する方向に所定の距離ｄ１が設けられる。距離ｄ１の大きさは、特に限定されないが、端縁Ｅ２，Ｅ３のうち被加工部Ｍ１に沿って延びる部分の翼長方向長さＬＥ２，ＬＥ３全体にわたって、多軸加工機で使用されるエンドミル等工具Ｔの先端径Ｄの５％以上２００％以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは５％以上１００％以下、さらに好ましくは５％以上６０％以下、最も好ましくは５％以上４０％以下である。挟持部２，３と工具Ｔとの干渉を避けつつ当接面Ａ２，Ａ３の端縁Ｅ２，Ｅ３を被加工部Ｍ１に可及的に近接させるべく、挟持部２，３の前部には、傾斜面または凹面２ｄ，３ｄを形成してもよい。
【００２９】
また、図３に示すように、各当接面Ａ２，Ａ３の外周縁は、平面視において、被加工部Ｍ１側（前側）の端縁Ｅ２，Ｅ３と、被加工部Ｍ１側と反対側（後側）の端縁Ｅ４，Ｅ５との間に最大翼厚線ＬSが位置するような形状を有している。すなわち、当接面Ａ２，Ａ３が領域ＡＳに当接したとき、端縁Ｅ２，Ｅ３よりも後縁部Ｓ１Ｔ側、かつ、端縁Ｅ４，Ｅ５よりも前縁部Ｓ１Ｌ側に最大翼厚線ＬSが位置する。さらに言い換えれば、各当接面Ａ２，Ａ３が領域ＡＳに当接しているとき、翼面上における最大翼厚線ＬS及びその近傍領域（これらをまとめて最大翼厚部とも称する）が、最大翼厚線ＬSの長さにわたって当接面Ａ２，Ａ３に当接する。最大翼厚部と当接面Ａ２，Ａ３との接触領域の翼長方向長さは、最大翼厚線ＬSの長さの７０％以上であることが好ましく、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。最大翼厚線ＬSとは、各翼長方向位置の翼断面における最大翼厚位置を翼長方向に接続して形成される線である。
【００３０】
ブレード把持治具１は、固定側の右挟持部２に、当接面Ａ２，Ａ３に対する翼形部Ｓ１の位置を位置決めする位置決め部１２を備えてもよい。例えば、図４に示すように、右挟持部２の左側側面２ｃの上部及び下部に、当該側面２ｃから左方に突出する突起２ｅ，２ｆを設け、それらの前面を位置決め部１２としてもよい。また、右挟持部２の下端に接続された基部４の上面４ｄを位置決め部１２としてもよい。
【００３１】
両挟持部２，３間の隙間ＧにステータブレードＳを挿入してセットする際、上側及び下側突起２ｅ，２ｆの前面は、例えば図４に示すように、それぞれ内側及び外側端部Ｓ２，Ｓ３の係合部Ｓ２ａ，Ｓ３ａの後端に当接する。これにより、上側及び下側突起２ｅ，２ｆの前面は、当接面Ａ２，Ａ３に対する翼形部Ｓ１のＸ１方向位置を位置決めする。また、基部４の上面４ｄは、内側端部Ｓ２の下面に当接して、当接面Ａ２，Ａ３に対する翼形部Ｓ１のＺ１方向位置を位置決めする。なお、突起２ｅ，２ｆのいずれか一方または両方を、右挟持部２に対して取り外し可能に構成して、翼形部Ｓ１の表面形状が共通するが内側端部Ｓ２または外側端部Ｓ３の形状が異なるステータブレード用の位置決め部を形成してもよい。
【００３２】
ブレード把持治具１の使用する際は、まず、ブレード把持治具１を多軸加工機のテーブル上の所定位置に位置決めし、固定する。次に、図６（ａ）に示すように、カムレバー機構５のカムレバー８をアンクランプ位置に回動させ、左挟持部３を開位置に移動させる。そして、図４及び図６（ａ）に一点鎖線で示すように、両挟持部２，３の間に形成された隙間ＧにステータブレードＳを挿入し、両端部Ｓ２，Ｓ３を位置決め部１２に当接させて、当接面Ａ２，Ａ３に対する翼形部Ｓ１の位置を位置決めする。その後、図６（ｂ）に示すように、カムレバー８をクランプ位置に回動させて、左挟持部３を閉位置に移動させ、これにより左右の挟持部２，３の間に翼形部Ｓ１を挟持する。なお、挟持部２，３からステータブレードＳを取り出す際は、上記と逆の操作を行えばよい。
【００３３】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。
【００３４】
（１）切削、研削等の機械加工中、工作物、工具類或いは工作機械に、一般にびびり振動と呼ばれる継続的な振動が発生することがある。びびり振動は、その振動発生の要因から強制びびり振動と自励びびり振動に大別される。強制びびり振動は、何らかの強制的な振動原因が機械の振動特性によって拡大されて現れるものであり、その振動源としては、例えば、フライス加工（エンドミル加工を含む）の断続切削における周期的な切削力、工作機械の駆動系の振動等がある。自励びびり振動は、機械加工の過程に振動をフィードバックして拡大する閉ループが存在する場合に発生する。びびり振動が発生すると、工作物の被加工面の寸法精度が低下したり、表面粗さが悪化したりする場合がある。
【００３５】
ブレード把持治具１では、一対の挟持部２，３で翼形部Ｓ１を挟持したとき、当接面Ａ２，Ａ３の被加工部Ｍ１側の端縁Ｅ２，Ｅ３が、被加工部Ｍ１の近傍でその翼長方向長さＬＭ１にわたって延在する。すなわち、翼形部Ｓ１の被加工部Ｍ１は、その翼長方向長さＬＭ１にわたって、その近傍を支持される。このため、ブレード把持治具１によれば、被加工部Ｍ１の支持剛性を高めることができ、加工時、断続的に入力される荷重によってステータブレードＳにびびり振動が生じることを抑制することができる。また、切削力、研削力等によるステータブレードＳのたわみを抑制することができ、加工精度を向上させることができる。
【００３６】
（２）また、ブレード把持治具１では、位置決め部１２が、ステータブレードＳの翼形部Ｓ１以外の部分である内側端部Ｓ２及び外側端部Ｓ３に当接して、当接面Ａ２，Ａ３に対する翼形部Ｓ１の位置を位置決めする。このため、翼形部Ｓ１を挟持部２，３で挟持する際に、翼形部Ｓ１と当接面Ａ２，Ａ３とを予め定められた位置関係（Ｘ１方向及びＺ１方向の相対位置、並びにＹ１方向に平行な軸まわりの相対角度）に配置することが容易になる。これにより、翼形部Ｓ１と当接面Ａ２，Ａ３との間の偏当りなど、好ましくない荷重が翼形部Ｓ１に作用することを防止することができる。
【００３７】
（３）さらに、ブレード把持治具１では、各当接面Ａ２，Ａ３が、翼形部Ｓ１の表面のうち各々が当接する領域ＡＳの表面形状に倣った表面形状を有している。このため、３次元曲面形状を有する翼形部Ｓ１の表面に、当接面Ａ２，Ａ３がより広い範囲で当接または面接触することができるため、翼形部Ｓ１を当接面Ａ２，Ａ３に対してより精度よく配置することが可能になる。また、翼形部Ｓ１を挟持部２，３で挟持したときの当接面Ａ２，Ａ３の接触面圧を低減することができるので、挟持による翼形部Ｓ１の表面の損傷を防止することができる。
【００３８】
（４）また、ブレード把持治具１では、各当接面Ａ２，Ａ３の外周縁が、領域ＡＳに当接したときの当接面Ａ２，Ａ３の平面視において、被加工部Ｍ１側の端縁Ｅ２，Ｅ３と、反対側の端縁Ｅ４，Ｅ５との間に最大翼厚線ＬSが位置するような形状を有している。このため、翼形部Ｓ１を挟持部２，３で挟持する際、当接面Ａ２，Ａ３同士の間隔が最大となる部分、すなわちステータブレードＳの最大翼厚部に対応する部分に、当該最大翼厚部が収まりやすくなる。これにより、翼形部Ｓ１と当接面Ａ２，Ａ３とを、特にＸ１方向において予め定められた位置関係に配置することが容易になる。
【００３９】
（５）なお、公知のブレード加工方法として、ブレード中腹部に樹脂材を固化連設させ、加工点近くの固化樹脂材を加工機の回転チャックに把持しつつ、固化樹脂を含めてブレード表面を加工する方法がある（特開２０１１−７３１３１号公報参照）。これに対し、ブレード把持治具１は、ブレード中腹部に樹脂材を固化連設させる必要がないため、特にステータブレードＳの一部（例えば前縁部Ｓ１Ｌ）を加工する場合に、上記方法よりも加工工程を簡略化することができる。
【００４０】
（６）また、上記特許文献１記載の支持装置では、工作物を被加工面の裏側面で支持する工作物支持機構を設けているのに対し、ブレード把持治具１では、当該工作物支持機構を設けることなく、高い支持剛性でステータブレードＳを把持することができる。すなわちブレード把持治具１によれば、特許文献１記載の支持装置よりも装置全体の構造を簡素化することができる。
【００４１】
なお、第１実施形態では、挟持部２，３の当接面Ａ２，Ａ３が、ステータブレードＳの中央部Ｓ１Ｍ及び後縁部Ｓ１Ｔの表面における領域ＡＳの表面形状に倣った表面形状を有していた。しかし、当接面Ａ２，Ａ３に、ステータブレードＳの後縁部Ｓ１Ｔを除く領域（例えば、中央部Ｓ１Ｍ及び前縁部Ｓ１Ｌ）の表面形状に倣った表面形状を付与し、当該領域の表面に当接面Ａ２，Ａ３が当接するようにしてもよい。この変形例によれば、ステータブレードＳの後縁部Ｓ１Ｔの一部または全部を被加工部とすることができる。
【００４２】
＜第２実施形態＞  
第２実施形態にかかるブレード把持治具２１は、図７及び図８に示すように、ロータブレードＲの翼形部Ｒ１における前縁部Ｒ１Ｌ及び後縁部Ｒ１Ｔの一部または全部を加工する際に、ロータブレードＲを把持するための治具である。ブレード把持治具２１は、例えば５軸加工機等の多軸加工機のテーブル上に載置、固定されて使用される。
【００４３】
把持対象のブレードであるロータブレードＲは、例えば、高圧軸流式圧縮機用の動翼である。ロータブレードＲは、例えば、耐熱合金製であり、図８に示すように、翼断面（翼型）を有する翼形部Ｒ１と、ダブテール部Ｒ２と、それらの間に位置するプラットフォーム部Ｒ３とを有する。ダブテール部Ｒ２は、図示しないロータディスクの外周部に設けられたダブテール溝に嵌め込まれ、固定される。
【００４４】
翼形部Ｒ１は、前縁部Ｒ１Ｌと、後縁部Ｒ１Ｔと、翼弦方向においてそれらの間に位置する中央部Ｒ１Ｍとを備えている。翼形部Ｒ１の最大翼厚の位置、及び最大キャンバーの位置は、中央部Ｒ１Ｍに属する。最大翼厚は、特に限定されないが、例えば２ｍｍ程度である。翼形部Ｒ１の表面すなわち翼面は、３次元曲面形状を有している。なお、本実施形態では、少なくとも中央部Ｒ１Ｍの表面は、最終製品形状或いは最終製品形状に近い形状（ニアネットシェイプ）を有している。このため、中央部Ｒ１Ｍは加工範囲から除外されている。
【００４５】
ブレード把持治具２１は、図７に示すように、翼形部Ｒ１をその厚さ方向両側から挟持する一対の挟持部２２，２３を備えている。挟持部２２，２３は、ヒンジピン２４を介して互いに開閉可能に連結されている。
【００４６】
本実施形態の以下の説明では、図７に示すように、挟持部２２，２３が翼形部Ｒ１を挟持したとき、ヒンジピン２４に対して挟持された翼形部Ｒ１が位置する側を前側とし、その反対側を後側とする。また、挟持部２２，２３に挟持された状態の翼形部Ｒ１の厚さ方向に略平行で、前後方向Ｘ２と直交する方向を上下方向Ｚ２とする。ブレード把持治具２１では、多軸加工機のテーブルに固定される側を下側とし、その反対側を上側とする。さらに、前後方向Ｘ２及び上下方向Ｚ２と直交する方向で、ヒンジピン２４の延在方向と略平行な方向を左右方向Ｙ２とする。なお、これらの方向は、本実施形態における各部品・要素間の相対的な位置関係を説明するために便宜上定めたものであり、ブレード把持治具２１の実際の取り付け姿勢等を限定するものではない。前後方向Ｘ２、左右方向Ｙ２及び上下方向Ｚ２は、それぞれ単にＸ２方向、Ｙ２方向、Ｚ２方向とも称する。
【００４７】
挟持部２２，２３のうち上側の挟持部（以下、上挟持部）２２は、図７に示すように、その後端部において、下側の挟持部（以下、下挟持部）２３の後端部に、ヒンジピン２４を介して連結されている。上挟持部２２は、下挟持部２３に対し、下挟持部２３から離間した開位置（図１１参照）と、下挟持部２３との間でロータブレードＲを挟持するときの閉位置（図１２参照）との間をヒンジピン２４周りに回動可能である。開位置では、ロータブレードＲをセットしたり、或いはそれらの間からロータブレードＲを取り出したりするのに十分な大きさ隙間Ｇが、両挟持部２２，２３の間に形成される。
【００４８】
両挟持部２２，２３は、図９及び図１０に示すように、工作物であるロータブレードＲより軟らかい（硬度の低い）、例えば、黄銅、アルミニウム合金等の金属、或いはポリカーボネート等の樹脂からなる挟持片２２Ａ，２３Ａをそれぞれ備えている。上側の挟持片（以下、上挟持片）２２Ａは、上挟持部２２が閉位置にあるときに下挟持部２３に対向する上挟持部２２の側面に、例えばボルト等の締結具により着脱可能に取り付けられている。下側の挟持片（以下、下挟持片）２３Ａは、上挟持部２２が閉位置にあるときに上挟持部２２に対向する下挟持部２３の側面に、締結具により着脱可能に取り付けられている。
【００４９】
ブレード把持治具２１は、図７に示すように、閉位置にある上挟持部２２を下挟持部２３側に押し付けて保持するためのトグル機構２５Ｔを備えた保持装置２５を備えてもよい。そのような保持装置２５としては、例えばミスミ製トグルクランプが挙げられる。保持装置２５は、例えば、下挟持部２３に固定された取付台２６に、ボルト等の締結具２６ａを用いて固定することができる。
【００５０】
保持装置２５は、ハンドル２５ａを後側に倒すとアーム２５ｂが上方に退避し、ハンドル２５ａを前側に起こすとアーム２５ｂが水平に倒れるようになっている。また、保持装置２５は、閉位置にある上挟持部２２の上面に押さえ金具２５ｃの下端を当接させた後、さらにハンドル２５ａを前側に起こすと、押さえ金具２５ｃの下端を上挟持部２２の上面に押し付けた状態でロックがかかるようになっている。
【００５１】
挟持部２２，２３は、翼形部Ｒ１を挟持する際に翼形部Ｒ１の表面に当接する当接面Ａ２２，Ａ２３をそれぞれ有している。上挟持部２２は、図１０に示すように、その上挟持片２２Ａの下側側面に当接面Ａ２２を有し、下挟持部２３は、図９に示すように、その下挟持片２３Ａの上側側面に当接面Ａ２３を有する。各当接面Ａ２２，Ａ２３は、翼形部Ｒ１の表面のうち、被加工部Ｍ２，Ｍ３を除く領域、例えば本実施形態では、図８に示すように中央部Ｒ１Ｍの表面に当接する。当接面Ａ２２，Ａ２３は、各々が当接する翼形部Ｒ１の表面の領域ＡＲの表面形状に倣った表面形状、すなわち各々が当接する領域ＡＲの表面形状を転写した形状をそれぞれ有している。なお、当接面Ａ２２，Ａ２３の表面には、接触面圧をより適切にするべく、溝、凹凸等を形成してもよい。
【００５２】
当接面Ａ２２，Ａ２３のうち一方の被加工部Ｍ２側（前縁部Ｒ１Ｌ側）の端縁Ｅ６，Ｅ７は、当接面Ａ２２，Ａ２３が領域ＡＲに当接しているとき、被加工部Ｍ２の近傍で被加工部Ｍ２の翼長方向長さＬＭ２にわたって延在する。また、当接面Ａ２２，Ａ２３の他方の被加工部Ｍ３側（後縁部Ｒ１Ｔ側）の端縁Ｅ８，Ｅ９は、当接面Ａ２２，Ａ２３が領域ＡＲに当接しているとき、被加工部Ｍ３の近傍で被加工部Ｍ３の翼長方向長さＬＭ３にわたって延在する。端縁Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９のＺ２方向視における形状は、図示したものに限らず、曲線状であってもよい。端縁Ｅ６，Ｅ７は、被加工部Ｍ２に沿って、被加工部Ｍ２と略平行に延在してもよく、また、端縁Ｅ８，Ｅ９は、被加工部Ｍ３に沿って、被加工部Ｍ３と略平行に延在してもよい。
【００５３】
端縁Ｅ６，Ｅ７のうち被加工部Ｍ２に沿って延びる部分の翼長方向長さ（Ｘ２方向長さ）ＬＥ６，ＬＥ７（図９及び図１０参照）は、被加工部Ｍ２の翼長方向長さＬＭ２（図８参照）の７０％以上であることが好ましい。より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、最も好ましくは１００％以上である。同様に、端縁Ｅ８，Ｅ９のうち被加工部Ｍ３に沿って延びる部分の翼長方向長さ（Ｘ２方向長さ）ＬＥ８，ＬＥ９（図９及び図１０参照）は、被加工部Ｍ３の翼長方向長さＬＭ３（図８参照）の７０％以上であることが好ましい。より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、最も好ましくは１００％以上である。
【００５４】
両当接面Ａ２２，Ａ２３の右側の端縁Ｅ６，Ｅ７のうち被加工部Ｍ２に沿って延びる部分は、端縁Ｅ６，Ｅ７による支持剛性を向上させるべく、翼形部Ｒ１を挟持した状態において、Ｚ２方向投影における輪郭が互いに重なるように配置されてもよい。同様に、両当接面Ａ２２，Ａ２３の左側の端縁Ｅ８，Ｅ９のうち被加工部Ｍ３に沿って延びる部分は、翼形部Ｒ１を挟持した状態においてＺ２方向投影における輪郭が互いに重なるように配置されてもよい。
【００５５】
図８に示すように、翼面上において、被加工部Ｍ２，Ｍ３の領域境界と端縁Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９との間には、それぞれ翼長方向（Ｘ２方向）と直交する方向に所定の距離ｄ２，ｄ３が設けられる。距離ｄ２の大きさは、特に限定されないが、各端縁Ｅ６，Ｅ７のうち被加工部Ｍ２に沿って延びる部分の翼長方向長さＬＥ６，ＬＥ７全体にわたって、エンドミル等工具Ｔの先端径Ｄの５％以上２００％以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは５％以上１００％以下、さらに好ましくは５％以上６０％以下、最も好ましくは５％以上４０％以下である。同様に、距離ｄ３の大きさは、特に限定されないが、各端縁Ｅ８，Ｅ９のうち被加工部Ｍ３に沿って延びる部分の翼長方向長さＬＥ８，ＬＥ９全体にわたって、エンドミル等工具Ｔの先端径Ｄの５％以上２００％以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは５％以上１００％以下、さらに好ましくは５％以上６０％以下、最も好ましくは５％以上４０％以下である。
【００５６】
また、図８に示すように、各当接面Ａ２２，Ａ２３の外周縁は、平面視において、一方の被加工部Ｍ２側の端縁Ｅ６，Ｅ７と、他方の被加工部Ｍ３側の端縁Ｅ８，Ｅ９との間に最大翼厚線ＬＲが位置するような形状を有している。すなわち、各当接面Ａ２２，Ａ２３が領域ＡＲに当接したとき、端縁Ｅ６，Ｅ７よりも後縁部Ｒ１Ｔ側、かつ、端縁Ｅ８，Ｅ９よりも前縁部Ｒ１Ｌ側に最大翼厚線ＬＲが位置する。さらに言い換えれば、各当接面Ａ２２，Ａ２３が領域ＡＲに当接しているとき、翼面上における最大翼厚線ＬＲ及びその近傍領域（これらをまとめて最大翼厚部とも称する）が、最大翼厚線ＬＲの長さにわたって当接面Ａ２２，Ａ２３に当接する。最大翼厚部と当接面Ａ２２，Ａ２３との接触領域の翼長方向長さは、最大翼厚線ＬＲの長さの７０％以上であることが好ましく、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。
【００５７】
ブレード把持治具２１は、例えば図７及び図９に示すように、固定側の下挟持部２３に、当接面Ａ２２，Ａ２３に対する翼形部Ｒ１の位置を位置決めする位置決め部２７を備えてもよい。位置決め部２７は、ガイド面２７ａを有し、ガイド面２７ａは、翼形部Ｒ１が下挟持片２３Ａの当接面Ａ２３上に所定の姿勢で載置されたときに、ダブテール部Ｒ２の側面がガイド面２７ａに平行に当接するような位置及び傾斜角で設置される。ここで、所定の姿勢とは、翼形部Ｒ１と下挟持部２３との位置関係（Ｘ２方向及びＹ２方向の相対位置、並びにＺ２方向に平行な軸まわりの相対角度）が翼形部Ｒ１を挟持したときのそれらの位置関係と略同一となるような姿勢をいう。
【００５８】
ガイド面２７ａは、上挟持部２２が開位置にある状態で下挟持部２３の当接面Ａ２３上にロータブレードＲをセットする際、ダブテール部Ｒ２の側面に当接して、当接面Ａ２２，Ａ２３に対する翼形部Ｒ１の位置を位置決めする。
【００５９】
ガイド面２７ａは、ロータブレードＲより軟らかい（硬度の低い）金属または樹脂からなるガイド片２７ｂを、下挟持部２３の前部に設けた傾斜面に取り付けることで形成することができる。なお、翼長方向と直交する方向における翼形部Ｒ１に対するダブテール部Ｒ２の位置公差は比較的大きく、そのため当接面Ａ２３に対するガイド面２７ａの位置精度は低くてもよい。
【００６０】
ブレード把持治具２１は、図７に示すように、下挟持部２３を支持するベース２８を備えてもよい。ブレード把持治具２１は、ベース２８を図示しない多軸加工機のテーブル上に締結することで、多軸加工機のテーブル上に位置決めされ固定される。また、図７及び図９に示すように、位置決め部２７と下挟持片２３Ａとの間に、プラットフォーム部Ｒ３との干渉を避けるための凹部２３ａを設けてもよい。
【００６１】
ブレード把持治具２１の使用する際は、まず、ブレード把持治具２１を多軸加工機のテーブル上の所定位置に位置決めし、固定する。次に、図１１（ａ）に示すように、保持装置２５のハンドル２５ａを後側に倒し、アーム２５ｂを上方に退避させ、上挟持部２２を手動で開位置まで回動させる。その状態で、図１１（ｂ）に示すように、ロータブレードＲを下挟持部２３の当接面Ａ２３上にセットし、ダブテール部Ｒ２を位置決め部２７に当接させ、当接面Ａ２３に対する翼形部Ｒ１の位置を位置決めする。そして、図１２（ｃ）に示すように、上挟持部２２を手動で閉位置まで回動させた後、図１２（ｄ）に示すように、保持装置２５のハンドル２５ａを前側に起こし、押さえ金具２５ｃを上挟持部２２に押し付けた状態でロックする。これにより上下の挟持部２２，２３の間に翼形部Ｒ１を挟持する。なお、挟持部２２，２３からロータブレードＲを取り出す際は、上記と逆の操作を行えばよい。
【００６２】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。
【００６３】
（７）ブレード把持治具２１では、一対の挟持部２２，２３で翼形部Ｒ１を挟持したとき、当接面Ａ２２，Ａ２３の一方の被加工部Ｍ２側（前縁部Ｒ１Ｌ側）の端縁Ｅ６，Ｅ７が、被加工部Ｍ２の近傍でその翼長方向長さＬＭ２にわたって延在する。また、当接面Ａ２２，Ａ２３の他方の被加工部Ｍ３側（後縁部Ｒ１Ｔ側）の端縁Ｅ８，Ｅ９が、被加工部Ｍ３の近傍でその翼長方向長さＬＭ３にわたって延在する。すなわち、翼形部Ｒ１の被加工部Ｍ２，Ｍ３は、各々、その翼長方向長さＬＭ２，ＬＭ３にわたって、その近傍を支持される。このため、ブレード把持治具２１によれば、被加工部Ｍ２，Ｍ３の支持剛性を高めることができ、加工時、断続的に入力される荷重によってロータブレードＲにびびり振動が生じることを抑制することができる。また、切削力、研削力等によるロータブレードＲのたわみを抑制することができ、加工精度を向上させることができる。
【００６４】
（８）また、ブレード把持治具２１では、位置決め部２７が、ロータブレードＲの翼形部Ｒ１以外の部分であるダブテール部Ｒ２に当接して、当接面Ａ２２，Ａ２３に対する翼形部Ｒ１の位置を位置決めする。このため、翼形部Ｒ１を挟持部２２，２３で挟持する際に、翼形部Ｒ１と当接面Ａ２２，Ａ２３とを予め定められた位置関係（Ｘ２方向及びＹ２方向の相対位置、並びにＺ２方向に平行な軸まわりの相対角度）に配置することが容易になる。これにより、翼形部Ｒ１と当接面Ａ２２，Ａ２３との間の偏当りなど、好ましくない荷重が翼形部Ｒ１に作用することを防止することができる。
【００６５】
（９）さらに、ブレード把持治具２１では、各当接面Ａ２２，Ａ２３が、翼形部Ｒ１の表面のうち各々が当接する領域ＡＲの表面形状に倣った表面形状を有している。このため、３次元曲面形状を有する翼形部Ｒ１の表面に、当接部がより広い範囲で当接または面接触することができるため、翼形部Ｒ１を当接面Ａ２２，Ａ２３に対してより精度よく配置することが可能になる。また、翼形部Ｒ１を挟持部２２，２３で挟持したときの当接面Ａ２２，Ａ２３の接触面圧を低減することができるので、挟持による翼形部Ｒ１の表面の損傷を防止することができる。
【００６６】
（１０）また、各当接面Ａ２２，Ａ２３の外周縁は、領域ＡＲに当接したときの当接面Ａ２２，Ａ２３の平面視において、被加工部Ｍ２側の端縁Ｅ６，Ｅ７と、被加工部Ｍ３側の端縁Ｅ８，Ｅ９との間に最大翼厚線ＬＲが位置するような形状を有している。このため、翼形部Ｒ１を挟持部２２，２３で挟持する際、当接面Ａ２２，Ａ２３同士の間隔が最大となる部分、すなわちロータブレードＲの最大翼厚部に対応する部分に、当該最大翼厚部が収まりやすくなる。これにより、翼形部Ｒ１と当接面Ａ２２，Ａ２３とを、特にＹ２方向において予め定められた位置関係に配置することが容易になる。
【００６７】
なお、本実施形態において、上述の（５）及び（６）の効果を得ることができることは勿論である。
【００６８】
＜他の実施形態＞
第１実施形態では、挟持部２，３自体の表面に当接面Ａ２，Ａ３を形成していたが、第２実施形態と同様に、挟持部２，３の各々に、例えば樹脂からなる挟持片を取り付け、当該挟持片の互いに対向する面に当接面Ａ２，Ａ３を形成してもよい。また、第２実施形態の挟持部２２，２３を工作物より軟らかい金属または樹脂から構成し、それらの表面に当接面Ａ２２，Ａ２３を直接形成することで、挟持片２２Ａ，２３Ａを省略してもよい。
【００６９】
さらに、上記実施形態の当接面Ａ２，Ａ３，Ａ２２，Ａ２３の形状は、挟持部により挟持される翼形部の形状に応じて適宜選択可能である。例えば、翼面上の領域ＡＳ，ＡＲが、上記ニアネットシェイプを備えていない場合は、領域ＡＳ，ＡＲの実際の表面形状を計測して、これを転写した形状に相当する表面形状を当接面Ａ２，Ａ３，Ａ２２，Ａ２３に付与すればよい。また、ブレード把持治具１，２１によって把持される工作物は、上記実施形態で示したものに限らず、例えば、可変式ステータブレード、シュラウド付ロータブレード等であってもよい。これら変形例にかかるブレード把持治具では、ボタン、シュラウド等との干渉を避けるための凹部、或いは、それらボタン等に当接することで当接面に対する翼形部の位置を位置決めする位置決め部を、挟持部の当接面の外側の部位に設けてもよい。
【００７０】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本開示は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１，２１  ブレード把持治具
２，３，２２，２３  挟持部
Ａ２，Ａ３，Ａ２２，Ａ２３  当接面
Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９  端縁
１２，２７  位置決め部
Ｓ，Ｒ  ステータブレード、ロータブレード（ブレード）
Ｓ１，Ｒ１  翼形部
Ｓ１Ｌ，Ｒ１Ｌ  前縁部
Ｓ１Ｔ，Ｒ１Ｔ  後縁部
Ｓ２，Ｓ３  端部（翼形部以外の部分）
Ｒ２  ダブテール部（翼形部以外の部分）  
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  被加工部
ＡＲ，ＡＳ  当接面が当接する領域
ＬＲ，ＬS  最大翼厚線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020131331.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020131331.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020131331.tif 000011
【図１０】
2020131331.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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