(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のクーリングホールが形成されたエンジン部品に耐熱用コーティングを施した後でクーリングホールの開口縁部を所定の寸法に再加工するためのエンジン部品のクーリングホール再加工方法であって、前記エンジン部品の内部に設けられるとともに前記クーリングホールと連通する冷却用流体の供給路から前記クーリングホールの外部に向かって超高圧の流体を流出させて、前記開口縁部に侵入したコーティング材を除去することを特徴とするエンジン部品のクーリングホール再加工方法。
【請求項２】
前記供給路に超高圧の流体を連続的に供給することを特徴とする請求項１記載のエンジン部品のクーリングホール再加工方法。
【請求項３】
前記供給路に超高圧の流体を衝撃的に供給することを特徴とする請求項１記載のエンジン部品のクーリングホール再加工方法。
【請求項４】
前記供給路内に、供給される流体と同じ流体を充填しおき、この後、前記供給路に超高圧の流体を供給することを特徴とする請求項１記載のエンジン部品のクーリングホール再加工装置。
【請求項５】
多数のクーリングホールが形成されたエンジン部品に耐熱用コーティングを施した後でクーリングホールの開口縁部を所定の寸法に再加工するためのエンジン部品のクーリングホール再加工装置であって、前記エンジン部品を保持する保持手段と、該保持手段に設けられ、前記エンジン部品の内部に設けられるとともに前記クーリングホールと連通する冷却用流体の供給路に超高圧の流体を供給する超高圧流体供給手段と、該超高圧流体供給手段と前記供給路との間に配置され、超高圧の流体の供給路への供給を断続する弁手段とを備えることを特徴とするエンジン部品のクーリングホール再加工装置。
【請求項６】
前記保持手段が、フレームの一端に形成された溝にはめ込まれた弾性材からなるシール部材と、前記フレームの他端に配置され前記シール部材に向けて押圧される押圧部材とを備え、前記シール部材には、シール部材と押圧部材との間に挟まれたエンジン部品の供給路に接続される通路が形成されていることを特徴とする請求項５記載のエンジン部品のクーリングホール再加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、多数のクーリングホールが形成されたエンジン部品に耐熱用コーティングを施した後でクーリングホールの開口縁部を所定の寸法に再加工するためのエンジン部品のクーリングホール再加工方法（以下、特別の場合を除いて、単にクーリングホール再加工方法という。）及び該方法に使用されるエンジン部品のクーリングホール再加工装置（クーリングホール再加工装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、航空機用ジェットエンジンのエンジン部品、例えば、タービンブレードやベーンには、クーリングホールが多数形成されたものがある。このクーリングホール内にはエンジン運転時に冷却用流体が流されエンジン部品を冷却する。
【０００３】
さらに、このようなエンジン部品の表面を熱から保護するために、エンジン部品の表面に耐熱性のコーティング層を形成する技術がある。
【０００４】
ここで、単に、コーティングを施した場合には、コーティング層がクーリングホールの開口縁部内に進入してしてしまい、開口面積が減少したりあるいは完全に閉塞されてクーリングホールの本来の機能を発揮させることができなくなる。
【０００５】
したがって、従来では、コーティング層がクーリングホール内に進入しないように、例えば、クーリングホールの内部を通して開口からアルゴンガスを流しながらコーティングを施したり（以下、第１の従来例という。）、予めクーリングホールの開口部内に棒状のプラグを挿入しておきコーティングを施す（以下、第２の従来例）といったコーティング方法が採られていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の従来例のコーティング方法では、クーリングホールの開口部付近のコーティング層の密着性が低下するといった欠点があり、第２の従来例のコーティング方法では、クーリングホールにプラグを挿入するために手間がかかり、クーリングホールが多数ある場合には非現実的である。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、クーリングホールの開口部付近のコーティング層の密着性を低下させることなく、しかも、作業性良くかつ精度良くクーリングホールを再加工することができるクーリングホール再加工方法及びクーリングホール再加工装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のクーリングホール再加工方法は、多数のクーリングホールが形成されたエンジン部品に耐熱用コーティングを施した後でクーリングホールの開口縁部を所定の寸法に再加工するためのエンジン部品のクーリングホール再加工方法であって、前記エンジン部品の内部に設けられるとともに前記クーリングホールと連通する冷却用流体の供給路から前記クーリングホールの外部に向かって超高圧の流体を流出させて、前記開口縁部に侵入したコーティング材を除去することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２記載のクーリングホール加工方法は、請求項１記載のクーリングホール加工方法において、前記供給路に超高圧の流体を連続的に供給することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３記載のクーリングホール加工方法は、請求項１記載のクーリングホール加工方法において、前記供給路に超高圧の流体を衝撃的に供給することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４記載のクーリングホール加工方法は、請求項１記載のクーリングホール加工方法において、前記供給路内に、供給される流体と同じ流体を充填しおき、この後、前記供給路に超高圧の流体を供給することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５記載のクーリングホール再加工装置は、多数のクーリングホールが形成されたエンジン部品に耐熱用コーティングを施した後でクーリングホールの開口縁部を所定の寸法に再加工するためのエンジン部品のクーリングホール再加工装置であって、前記エンジン部品を保持する保持手段と、該保持手段に設けられ、前記エンジン部品の内部に設けられるとともに前記クーリングホールと連通する冷却用流体の供給路に超高圧の流体を供給する超高圧流体供給手段と、該超超高圧流体供給手段と前記供給路との間に配置され、超高圧の流体の供給路への供給を断続する弁手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載のエンジン部品のクーリングホール再加工装置は、請求項５記載のエンジン部品のクーリングホール再加工装置において、前記保持手段が、フレームの一端に形成された溝にはめ込まれた弾性材からなるシール部材と、前記フレームの他端に配置され前記シール部材に向けて押圧される押圧部材とを備え、前記シール部材には、シール部材と押圧部材との間に挟まれたエンジン部品の供給路に接続される通路が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明の請求項１記載のクーリングホール再加工方法によれば、コーティングを施す際にクーリングホールの開口縁部にコーティング層が侵入しているが、超高圧の流体をエンジン部品の内部に設けられた冷却用流体の供給路を介してクーリングホールから流出させた際に、流体の圧力又は流体分子の運動エネルギ等により除去される。しかも、超高圧の流体はクーリングホールから外側に流出するので、開口縁部に侵入したコーティング層が完全に除去され、しかも、除去されたコーティング層がクーリングホールに詰まったりすることもない。
【００１５】
本発明の請求項２のクーリングホール再加工方法によれば、供給路に連続的に供給された超高圧の流体がクーリングホールから外側に流出し、その際、流体の圧力又は流体分子の運動エネルギ等によりクーリングホールの開口縁部内に侵入したコーティング層が除去される。
【００１６】
本発明の請求項３記載のクーリングホール再加工方法によれば、供給路に衝撃的に供給された超高圧の流体がクーリングホールに衝撃的に作用し、その衝撃的な流体の作用によりクーリングホールの開口縁部内に侵入したコーティング層が除去される。
【００１７】
本発明の請求項４記載のクーリングホール再加工方法によれば、供給路内に超高圧の流体を供給すると、供給路に充填された流体を介して、直ちにクーリングホールの開口縁部内に侵入したコーティング層に作用し、このコーティング層が除去される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の一の実施の形態のクーリングホール再加工方法及びクーリングホール再加工装置について説明する。
【００１９】
まず、本実施の形態のクーリングホール再加工方法が適用されるタービンブレード１の形状等について説明する。図１に示すように、タービンブレード１には、多数（例えば４００個）のクーリングホール２が形成されており、これらのクーリングホール２は集合するかあるいは単独で、タービンブレード１の冷却用流体の供給路３に接続されている。このクーリングホール２は、図３に示すように、タービンブレード１の表面に対して斜めに配置されており、この表面で楕円の開口２ａが形成されている。タービンブレード１の材質としては、ニッケル基コバルト合金が使用され、クーリングホール２の直径は０．２〜１．０ｍｍである。なお、図中の符号４はエンジンのローターに埋め込まれる埋設部、５は埋設部４とローターとの境界部を覆うフランジ部である。
【００２０】
さらに、このようなタービンブレード１の表面には、図３に示すように、その表面を熱から保護するための耐熱性のコーティング層６が形成されている。このコーティング層６は、タービンブレード１の表面に形成されるボンドコート層６ｂと、このボンドコート６ｂの表面に形成されたトップコート層６ａとから構成される。ボンドコート層６ｂとしては、０．０５〜０．２ｍｍの厚さのニッケル基合金やコバルト合金や鉄が採用され、トップコート層６ａとしては、０．０５〜０．３ｍｍの厚さのジルコニア系セラミックスが採用される。
【００２１】
ここで、コーティング層６を形成した際に、コーティング層６は、コーティング層６がクーリングホール２の開口２ａの縁部内に進入し（図中６ｃ参照）、開口面積が減少させられ（図示しないが場合によっては完全に閉塞されて）、クーリングホールの本来の機能を発揮させることができなくなっている。
【００２２】
そこで、本実施の形態のクーリングホール再加工装置１０を用いて、開口面積を正規のものとする。
【００２３】
ここで、本実施の形態のクーリングホール再加工装置１０は、図１に示すように、エンジン部品であるタービンブレード１を保持する保持手段（図示せず）と、該保持手段に設けられ、前記冷却用流体の供給路３に超高圧の流体を供給する超高圧流体供給手段１１と、該超高圧流体供給手段１１と前記供給路３との間に配置され、超高圧の流体の供給路への供給を断続する弁手段１２とを備える。
【００２４】
前記超高圧流体供給手段１１としては、それ自体で超高圧を発生することができる超高圧ポンプ（例えば、流量６ｌ／ｍｉｎ程度）を用いることができる。さらに、図２に示すように、流体圧送用のポンプ１１ａと、このポンプ１１ａから圧送される流体を蓄える蓄圧タンク１１ｂとから超高圧流体供給手段１１を構成してもよい。
【００２５】
前記保持手段の一例を図６に示す。図６に示すものは、門形のフレーム２０と、この門形のフレーム２０の下部に形成された溝２０ａにはめ込まれたシリコンゴム製のシール部材２１と、このシール部材２１を固定するためのボルト２２と、前記門形のフレーム２０の上部に配置された押圧部材２３と、この押圧部材２３を下方に押圧するためのボルト２４とを備えている。なお、シール部材２１には、高圧水が導入される通路２１ａが形成されている。
【００２６】
そして、前記シール部材２１と押圧部材２３との間にタービンブレード１を挟み込みボルト２４を締め込むことにより、タービンブレード１をシール部材２１に押し付け、タービンブレード１の供給路３とシール部材２１の通路２１ａとが密閉的に接続されるようにする。これにより、通路２１ａを介して供給路３に高圧流体を供給した場合に供給路３と通路２１ａとの境界から流体がリークすることを防止することができる。
【００２７】
次に、前記クーリングホール再加工装置１０を用いて、クーリングホールの開口面積を正規のものとする方法を説明する。
【００２８】
すなわち、超高圧流体供給手段１１により超高圧の流体（例えば、水）を圧送して超高圧（例えば、５００〜３０００ｋｇｆ／ｃｍ2）を発生させ、弁手段１２を開いて、供給路３内に超高圧の流体を供給する。この結果、クーリングホール２から超高圧の流体が流出する。
【００２９】
これにより、超高圧の流体がクーリングホール２から噴出する際に、流体圧又は流体分子の運動エネルギにより、クーリングホール２の開口２ａの縁部に侵入したコーティング層６（６ｃ部分）が除去される。しかも、クーリングホール２の外側に向けて噴出するので、除去されたコーティング層６が円滑に除去され、クーリングホール２に詰ることがない。但し、コーティングが除去された後、流体の圧力が急激に減少する場合には、圧力が低下しないように、いくつかの穴を塞ぎながら、コーティングを除去しなけくてはならない。
【００３０】
ここで、超高圧の流体の供給路３への供給方法としては、連続的に供給する方法と、衝撃的に供給する方法がある。
【００３１】
連続的に供給する場合には、供給路３内の圧力を、図４に示すグラフ中の実線で示すように、漸次増大させることが好ましく、圧力増大によりクーリングホール２を通過する流体の流速が増大させられ、この結果、流体分子の運動エネルギが増大して、クーリングホール２の開口２ａの縁部に侵入したコーティング層６を確実に除去することができる。なお、供給路３内の圧力変化は、コーティング層６の付着度合等により、図４中の２点鎖線で示すようにしてもよい。
【００３２】
コーティング層６の侵入度合が多くクーリングホール２の開口縁部２がほぼ閉塞されている場合には、連続的に供給しただけでは、クーリングホール２内に侵入したコーティング層６の除去ができない。そこで、超高圧の流体を衝撃的に供給路３内に供給することが効果的である。すなわち、図５に示すように、供給路３内に衝撃的な圧力変化を与えることにより、衝撃的な圧力をクーリングホール２内に侵入したコーティング層６に作用させ、このコーティング層６を衝撃的に除去する。
【００３３】
この場合、供給路３内の空間に空気が充填された状態であると、供給路３の容積と供給される流体の流量との比によっては、供給された流体の超高圧の衝撃性が弱められることがある。ちなみに、本実施の形態の場合は、供給路３の容積は３０〜５０ｍｍ3であり、供給流量は６ｌ／ｍｉｎであり、衝撃性の低下は殆どない。
【００３４】
衝撃性の低下を最小限に抑えるためには、供給路３内に、供給される流体と同じ流体を充填しておき、超高圧の流体を供給するようにすれば、供給路に充填された流体を介して、直ちにクーリングホール２の開口２ａの縁部内に侵入したコーティング層６に超高圧が作用する。
【００３５】
ここで、供給路３内に流体を充填する簡便な方法としては、流体として例えば水の充満された容器内にタービンブレード１のほぼ全部を浸漬した状態とするものがある。
【００３６】
なお、本実施の形態では、全てのクーリングホール２に対して超高圧流体を作用させるようにしているが、一部のクーリングホール２を閉塞（マスキング）して残りのクーリングホール２に対して超高圧流体を作用させることにより、残りのクーリングホール２に効果的に超高圧を作用させるようにしてもよい。
【００３７】
また、エンジン部品の例として、タービンブレード１を挙げて説明したが、これに限定されることなく、他のエンジン部品例えばベーン等に適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１記載のクーリングホール再加工方法によれば、多数のクーリングホールが形成されたエンジン部品に耐熱用コーティングを施した後でクーリングホールの開口縁部を所定の寸法に再加工するためのエンジン部品のクーリングホール再加工方法であって、前記エンジン部品の内部に設けられるとともに前記クーリングホールと連通する冷却用流体の供給路から前記クーリングホールの外部に向かって超高圧の流体を流出させて、前記開口縁部に侵入したコーティング材を除去するようにしたので、超高圧の流体をエンジン部品の内部に設けられた冷却用流体の供給路を介してクーリングホールから流出させた際に、流体の圧力又は流体分子の運動エネルギ等により除去される。しかも、超高圧の流体はクーリングホールから外側に流出するので、開口縁部に侵入したコーティング層が完全に除去され、しかも、除去されたコーティング層がクーリングホールに詰まったりすることもない。
【００３９】
本発明の請求項２記載のクーリングホール再加工方法によれば、供給路に連続的に供給された超高圧の流体がクーリングホールから外側に流出し、その際、流体の圧力又は流体分子の運動エネルギ等によりクーリングホールの開口縁部内に侵入したコーティング層が除去される。
【００４０】
本発明の請求項３記載のクーリングホール再加工方法によれば、供給路に衝撃的に供給された超高圧の流体がクーリングホールに衝撃的に作用し、その衝撃的な流体の圧力上昇によりクーリングホールの開口縁部内に侵入したコーティング層が除去される。
【００４１】
本発明の請求項４記載のクーリングホール再加工方法によれば、供給路内に超高圧の流体を供給すると、供給路に充填された流体を介して、直ちにクーリングホールの開口縁部内に侵入したコーティング層に作用し、このコーティング層が除去される。
【００４２】
本発明の請求項５記載のエンジン部品のクーリングホール再加工装置は、多数のクーリングホールが形成されたエンジン部品に耐熱用コーティングを施した後でクーリングホールの開口縁部を所定の寸法に再加工するためのエンジン部品のクーリングホール再加工装置であって、前記エンジン部品を保持する保持手段と、該保持手段に設けられ、前記エンジン部品の内部に設けられるとともに前記クーリングホールと連通する冷却用流体の供給路に超高圧の流体を供給する超高圧流体供給手段と、該超高圧流体供給手段と前記供給路との間に配置され、超高圧の流体の供給路への供給を断続する弁手段とを備えるので、超高圧の流体をエンジン部品の内部に設けられた冷却用流体の供給路を介してクーリングホールから流出させた際に、流体の圧力又は流体分子の運動エネルギ等により除去される。しかも、超高圧の流体はクーリングホールから外側に流出するので、開口縁部に侵入したコーティング層が完全に除去され、しかも、除去されたコーティング層がクーリングホールに詰まったりすることもない。
【００４３】
本発明の請求項６記載のエンジン部品のクーリングホール再加工装置は、前記保持手段が、フレームの一端に形成された溝にはめ込まれた弾性材からなるシール部材と、前記フレームの他端に配置され前記シール部材に向けて押圧される押圧部材とを備え、前記シール部材には、シール部材と押圧部材との間に挟まれたエンジン部品の供給路に接続される通路が形成されているので、シール部材と押圧部材２の間にエンジン部品を挟み込みエンジン部品をシール部材に押し付け、エンジン部品の供給路とシール部材の通路とが密閉的に接続され、通路を介して供給路に高圧流体を供給した場合に供給路と通路との境界から流体がリークすることが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態のクーリングホール再加工装置を示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態のクーリングホール再加工装置を示す図である。
【図３】図１又は図２のクーリングホールの概略を示す断面図である。
【図４】本発明の一の実施の形態のクーリングホール再加工方法を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施の形態のクーリングホール再加工方法を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施の形態のクーリングホール再加工装置の一部を示す図である。
【符号の説明】
１  タービンブレード（エンジン部品）
２  クーリングホール
２ａ  開口
３  供給路
６  コーティング層
６ａ  トップコート層
６ｂ  ボンドコート層
２０  フレーム
２１  シール部材
２１ａ  通路
２３  押圧部材
２４  ボルト
【図１】
0003657331.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003657331.tif 000004
【図４】
0003657331.tif 000005
【図５】
0003657331.tif 000006
【図６】
0003657331.tif 000007