(57)【要約】  【課題】  ＬＦＷを用いてブリスクを製造するに際し、治具の耐久性を向上し、接合品質を向上し、あるいは、ブリスクの生産性を向上する。  【解決手段】  ブリスクの製造方法は、ブレード部品を準備する工程と、ブレードチャック治具に保持されたブレード部品のブレード側接合面をディスク部品と線形摩擦接合で接合するＬＦＷ工程と、前記保持部を切削加工する仕上げ工程と、を備える。ブレード側接合面の法線方向から見て、ブレード側接合面が、翼弦方向に延びる一対の稜線を形成し、ブレード部品の保持部が、一対の稜線の外側で翼弦方向に延びる背側表面および腹側表面を有する。背側表面および腹側表面のうち少なくとも一方が、対応する稜線に沿って湾曲している。ＬＦＷ工程において、翼厚方向および翼弦方向のうち翼厚方向を主成分とする方向に、ブレードチャック治具およびこれに保持されたブレード部品を振動させる。【選択図】  図８
2018150893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレード部品を準備する工程であって、該ブレード部品は、その基端に形成されたブレード側接合面、および、ブレードチャック治具に保持される保持部を有する、ブレード部品準備工程と、
前記ブレードチャック治具に保持された前記ブレード部品の前記ブレード側接合面を、ディスク部品と線形摩擦接合で接合するＬＦＷ工程と、
前記保持部を切削加工する仕上げ工程と、を備え、
前記ブレード部品準備工程において、
前記ブレード側接合面の法線方向から見て、前記ブレード側接合面が、翼弦方向に延びる一対の稜線を形成し、前記保持部は、前記一対の稜線の外側で翼弦方向に延びる背側表面および腹側表面を有し、
前記背側表面および前記腹側表面のうち少なくとも一方が、対応する稜線に沿って湾曲しており、
前記ＬＦＷ工程において、翼厚方向および翼弦方向のうち翼厚方向を主成分とする方向に、前記ブレードチャック治具およびこれに保持された前記ブレード部品を振動させる、ブリスクの製造方法。
【請求項２】
前記背側表面および前記腹側表面の両方が、対応する稜線に沿って湾曲している、請求項１に記載のブリスクの製造方法。
【請求項３】
前記ブレード部品準備工程において、前記ブレード部品は、前記保持部から突出するフランジを更に有し、
前記ＬＦＷ工程において、前記フランジが前記ブレードチャック治具の外面に突き当てられ、
前記仕上げ工程において、前記フランジが切削加工される、請求項１または２に記載のブリスクの製造方法。
【請求項４】
線形摩擦接合でディスク部品と接合されるブレード部品であって、
基端に形成されて前記ディスク部品と接合されるブレード側接合面と、
線形摩擦接合時にブレード治具ユニットに保持される保持部と、を備え、
前記ブレード側接合面の法線方向から見て、前記ブレード側接合面が、翼弦方向に延びる一対の稜線を形成し、前記保持部は、前記一対の稜線の外側で翼弦方向に延びる背側表面および腹側表面を有し、前記背側表面および前記腹側表面のうち少なくとも一方が、対応する稜線に沿って湾曲している、ブレード部品。
【請求項５】
線形摩擦接合でブレード部品をディスク部品と接合する際に用いるブレード治具ユニットであって、該ブレード部品は、その基端に形成されて前記ディスク側部品と接合されるブレード側接合面、および、保持部を有し、前記ブレード側接合面の法線方向から見て、前記ブレード側接合面が、翼弦方向に延びる一対の稜線を形成し、前記保持部は、前記一対の稜線の外側で翼弦方向に延びる背側表面および腹側表面を有し、前記背側表面および前記腹側表面のうち少なくとも一方が、対応する稜線に沿って湾曲しており、
前記ブレード治具ユニットが、
前記ブレード部品を保持するブレードチャック治具と、
前記ブレードチャック治具およびこれに保持された前記ブレード部品を振動させる振動付与部と、を備え、
前記ブレードチャック治具が、前記ブレード部品を収納する収納空間を形成する保持壁を有し、前記保持壁が、前記収納空間に面して前記背側表面および前記腹側表面と当接する一対の内面を有し、前記一対の内面のうち少なくとも一方が、対応する表面と整合するよう湾曲しており、前記振動付与部が、翼厚方向および翼弦方向のうち翼厚方向を主成分とする方向に、前記ブレード部品を振動させる、ブレード治具ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＦＷ（線形摩擦接合：Linear Friction Welding）を用いてブリスクを製造する方法、ブリスクの製造に際してＬＦＷでディスク部品と接合されるブレード部品、および、ＬＦＷ時にブレード部品を保持するブレード治具ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空エンジンの圧縮機のようなターボ機械の部品に、ブリスクを用いることがある。ブリスクは、ディスクに複数のブレードを一体化してなる部品であり、ＩＢＲ（統合回転翼：Integrally Bladed Rotor）とも呼ばれる。一体化のため、ＬＦＷを用いることがある（例えば、特許文献１を参照）。ＬＦＷは、線状の動きで部材同士を擦り合わせ、摩擦熱に伴う塑性流動によって部材同士を一体化する接合技術である。
【０００３】
特許文献１は、翼側部品を保持して振動させる治具ユニットを開示している。翼側部品は、ブリスクの完成状態においてブレードの外形をなす翼本体部と、翼本体部を外囲する保持部とを一体に有する。保持部が治具ユニットのサブブロックにチャックされ、治具から露出している翼側部品の接合面がディスク側部品の接合面に押し付けられる。この加圧状況下で、サブブロックが振動して接合面同士が擦られ、２部品が接合される。接合後、ブレードが正規の形状をなすように、保持部が切削除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−６６５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、保持部が、翼側部品の翼幅方向から見て、翼本体部を外囲する矩形状に形成されている。翼弦長は最大翼厚よりも長い。矩形状である保持部の長辺は概略翼弦方向に延び、短辺は概略翼厚方向に延びる。
【０００６】
ＬＦＷ時における振動方向は翼側部品の翼弦方向である。加圧および振動に伴う荷重を、サブブロックのうち保持部短辺を支持している部分で受け持たなければならない。治具ユニットに作用する単位面積当たりの荷重が大きいので、治具の耐久性が良くない。
【０００７】
単位面積当たりの荷重を小さくするには、保持部の厚さ（翼幅方向寸法）または保持部の短辺長さ（翼厚方向寸法）を大きくすればよい。しかし、保持部が大型化すると、その分、治具の厚みを小さくする必要が生じ、治具の剛性が低下する。剛性の低下は、ＬＦＷ時の翼側部品の位置精度の低下、ひいては接合品質の低下を招く。また、保持部が大型化すると、接合後の切削加工が煩雑となり、ブリスクの生産性が低下する。
【０００８】
本発明は、ＬＦＷを用いてブリスクを製造するに際し、治具の耐久性を向上し、接合品質を向上し、あるいは、ブリスクの生産性を向上することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態に係るブリスクの製造方法は、ブレード部品を準備する工程であって、該ブレード部品は、その基端に形成されたブレード側接合面、および、ブレードチャック治具に保持される保持部を有する、ブレード部品準備工程と、前記ブレードチャック治具に保持された前記ブレード部品の前記ブレード側接合面を、ディスク部品と線形摩擦整合で接合するＬＦＷ工程と、前記保持部を切削加工する仕上げ工程と、を備え、前記ブレード部品準備工程において、前記ブレード側接合面の法線方向から見て、前記ブレード側接合面が、翼弦方向に延びる一対の稜線を形成し、前記保持部は、前記一対の稜線の外側で翼弦方向に延びる背側表面および腹側表面を有し、前記背側表面および前記腹側表面のうち少なくとも一方が、対応する稜線に沿って湾曲しており、前記ＬＦＷ工程において、翼厚方向および翼弦方向のうち翼厚方向を主成分とする方向に、前記ブレードチャック治具およびこれに保持された前記ブレード部品を振動させる。
【００１０】
前記構成によれば、ＬＦＷにおけるブレード部品の振動方向を、翼厚方向および翼弦方向のうち翼厚方向を主成分とする方向としている。そのため、ＬＦＷ中に発生する荷重の多くが、ブレード部品では背側表面および腹側表面で受け持たれ、ブレードチャック治具では背側表面および腹側表面と当接する部位で受け持たれる。背側表面および腹側表面は翼弦方向に延びるので大きな面積を有する。振動方向が翼弦方向（またはこれを主成分とする方向）である場合と比べ、ブレードチャック治具で受け持つ単位面積当たりの荷重を低減でき、ブレードチャック治具の耐久性が向上する。
【００１１】
そして、背側表面および腹側表面のうちの少なくとも一方が、ブレード側接合面により形成される一対の稜線のうち対応するものに沿って湾曲している。したがって、保持部を矩形状に形成する場合と比べ、保持部を小型化できる。なお、上記のとおり、振動方向が翼厚方向を主成分とする方向となり、単位面積当たりの荷重が低減されているので、保持部の湾曲化および小型化が許容される。
【００１２】
保持部が小型化されると、治具に厚みを持たせることができ、治具の剛性が向上する。剛性の向上により、ＬＦＷ中およびＬＦＷ終了時点でのブレード部品のディスク部品に対する位置精度が向上し、接合品質が向上する。保持部が小型化されると、ブレード同士のピッチが狭いブリスクの製造にも対応できる。また、仕上げ工程で切削される保持部の体積が小さくなるので、仕上げ工程の作業負荷が軽減する。
【００１３】
前記背側表面および前記腹側表面の両方が、対応する稜線に沿って湾曲していてもよい。
【００１４】
前記構成によれば、保持部の背側表面および腹側表面の両方が湾曲している。ここで、隣接するブレードが接合済であっても、そのブレードと干渉するのを避けるべく、治具の厚みを制限して隣接するブレードを逃がすスペースを形成する必要がある。両方が湾曲していると、隣接するブレードの保持部も当然湾曲しているので、その湾曲に沿うようにして治具の厚みを拡大できる。よって、治具の剛性を一層高めることができ、接合品質の一層の向上に資する。
【００１５】
前記ブレード部品準備工程において、前記ブレード部品は、前記保持部から突出するフランジを更に有し、前記ＬＦＷ工程において、前記フランジが前記ブレードチャック治具の外面に突き当てられ、前記仕上げ工程において、前記フランジが切削加工されてもよい。
【００１６】
前記構成によれば、ＬＦＷ中に発生する荷重がフランジで受け持たれ、その分、ブレードチャック治具で受け持つ荷重を低減できる。よって、ブレードチャック治具の耐久性が良くなる。ＬＦＷ工程の実行により、ブレード部品のフランジ周辺部分に変形が生じるおそれがあるが、フランジは仕上げ工程で切削されるので、このような変形が生じてもブリスクの品質に悪影響を及ぼさない。
【００１７】
本発明の一形態に係るブレード部品は、線形摩擦接合でディスク部品と接合されるブレード部品であって、基端に形成されて前記ディスク部品と接合されるブレード側接合面と、線形摩擦接合時にブレード治具ユニットに保持される保持部と、を備え、前記ブレード側接合面の法線方向から見て、前記ブレード側接合面が、翼弦方向に延びる一対の稜線を形成し、前記保持部は、前記一対の稜線の外側で翼弦方向に延びる背側表面および腹側表面を有し、前記背側表面および前記腹側表面のうち少なくとも一方が、対応する稜線に沿って湾曲している。
【００１８】
本発明の一形態に係るブレード治具ユニットは、線形摩擦接合でブレード部品をディスク部品と接合する際に用いるブレード治具ユニットであって、該ブレード部品は、その基端に形成されて前記ディスク側部品と接合されるブレード側接合面、および、保持部を有し、前記ブレード側接合面の法線方向から見て、前記ブレード側接合面が、翼弦方向に延びる一対の稜線を形成し、前記保持部は、前記一対の稜線の外側で翼弦方向に延びる背側表面および腹側表面を有し、前記背側表面および前記腹側表面のうち少なくとも一方が、対応する稜線に沿って湾曲しており、前記ブレード治具ユニットが、前記ブレード部品を保持するブレードチャック治具と、前記ブレードチャック治具およびこれに保持された前記ブレード部品を振動させる振動付与部と、を備え、前記ブレードチャック治具が、前記ブレード部品を収納する収納空間を形成する保持壁を有し、前記保持壁が、前記収納空間に面して前記背側表面および前記腹側表面と当接する一対の内面を有し、前記一対の内面のうち少なくとも一方が、対応する表面と整合するよう湾曲しており、前記振動付与部が、翼厚方向および翼弦方向のうち翼厚方向を主成分とする方向に、前記ブレード部品を振動させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＬＦＷを用いてブリスクを製造するに際して、治具の耐久性を向上でき、接合品質を向上でき、あるいは、ブリスクの生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係るブリスク製造方法のフローチャートである。
【図２】図２Ａがブレード部品の斜視図、図２Ｂがブレード側接合面の法線方向から見てブレード部品を示す図である。
【図３】実施形態に係るＬＦＷ装置の概念図である。
【図４】ブレード部品を保持していない状態におけるブレードチャック治具の斜視図である。
【図５】ＬＦＷ工程の実行中におけるＬＦＷ装置の断面図である。
【図６】図６Ａが図５のＡ−Ａ断面図、図６Ｂが図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】ＬＦＷ工程の実行中におけるＬＦＷ装置の断面図である。
【図８】図８Ａが、ブレード部品を保持した状態で示す実施形態に係るブレードチャック治具の正面図であり、図８Ｂが比較例に係るブレードチャック治具の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。全図を通じて同一又は対応する要素には同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。
【００２２】
（ブリスク製造方法）
図１は、実施形態に係るブリスク１００の製造方法のフローチャートと共に、当該方法を用いて製造されたブリスク１００を示す。図１底部に示すように、ブリスク１００は、円筒状のディスク１０１、および、ディスク１０１の外周面から放射状に突出する複数枚のブレード１０２を備え、ブレード１０２がディスク１０１と一体化されている。ブリスク１００は、航空エンジンの圧縮機のようなターボ機械の部品として利用される。
【００２３】
本実施形態に係る製造方法では、ブレード１０２をディスク１０１と一体化するため、線形摩擦接合（ＬＦＷ）を用いる。ブリスク１００を新造する際、製造方法は、ディスク部品準備工程Ｓ１、ブレード部品準備工程Ｓ２、ＬＦＷ工程Ｓ３、および仕上げ工程Ｓ４を備える。
【００２４】
ディスク部品準備工程Ｓ１では、ディスク１０１の元となる部品であるディスク部品８０が準備される。ディスク部品８０は、円筒状のディスク本体８１、および、ディスク本体８１の外周面に設けられた複数のディスク側接合部８２を含む。複数のディスク側接合部８２は、ディスク本体８１の外周面上に周方向に等間隔をおいて並べられている。各ディスク側接合部８２は、ディスク本体８１の軸方向に対して傾斜しかつ湾曲して延びている。
【００２５】
ブレード部品準備工程Ｓ２では、ブレード１０２の元となる部品である、複数（詳細には、ディスク側接合部８２と同数）のブレード部品９０が準備される。ブレード部品９０は、保持部９１、保持部９１の翼幅方向基端側に設けられたブレード側接合部９２、および、保持部９１の翼幅方向先端側に設けられたブレード本体９３を含む。保持部９１は、「フット」と称される場合があり、ブレード側接合部９２は、「スタブ」と称される場合がある。ブレード本体９３は、ブレード１０２の正規の形状を成すように整形されている。ブレード側接合部９２は、ブレード本体９３よりも一回り大きな形状に形成されており、保持部９１は、ブレード側接合部９２およびブレード本体９３よりも一回り大きな形状に形成されている。ブレード部品９０は、更に、保持部９１の基端縁部に設けられたフランジ９４を含む。
【００２６】
ＬＦＷ工程Ｓ３では、１つのブレード部品９０のブレード側接合部９２が、ディスク部品８０の複数のディスク側接合部８２のうちの１つと接合される。ＬＦＷ工程Ｓ３を実行すると、接合部８２，９２同士の間にバリ８９が発生する。仕上げ工程Ｓ４では、保持部９１、フランジ９４、およびバリ８９などが切削除去される。ディスク側接合部８２およびブレード側接合部９２が切削されてもよい。これにより、ブレード部品９０が全体として、ブレード１０２の正規の形状となるように整形される。なお、両部品８０，９０は、一例として、チタン合金の鍛造材から製作されている。
【００２７】
ＬＦＷ工程Ｓ３および仕上げ工程Ｓ４はブレード１０２の枚数分だけ実行されるが、その順序に特に限定はない。例えば、全てのブレード部品９０をディスク部品８０に接合した後、纏めて仕上げ工程Ｓ４を実行してもよい。半数のブレード部品９０をディスク側接合部８２に周方向に１つ飛ばしで接合し、その終了後に半数分の仕上げ工程Ｓ４を実行し、残り半数のブレード部品９０を空いているディスク側接合部８２に接合し、残りの仕上げ工程Ｓ４を実行してもよい。
【００２８】
本実施形態に係る製造方法は、ブリスク１００の新造時のみならず、ブレード１０２の欠損を補修する際にも適用できる。ブレード１０２に欠損が生じた場合、まず、そのブレード１０２を根元から切除する。その後、前述したブレード部品準備工程Ｓ２、ＬＦＷ工程Ｓ３および仕上げ工程Ｓ４を実行することにより、補修されたブリスク１００を製造できる。
【００２９】
（ブレード部品・ブレード部品準備工程）
図２Ａおよび２Ｂに示すように、ブレード側接合部９２は、保持部９１の基端面９１ａ（あるいはフランジ９４の基端面）から突出し、翼幅方向基端側に向かって若干先細りである。ブレード側接合部９２は、ブレード側接合面９２Ｓ、および保持部９１の基端面９１ａをブレード側接合面９２Ｓと繋ぐ周面９２ｃを有している。なお、ディスク部品８０のディスク側接合部８２も、その先端に、ブレード側接合面９２Ｓと同形状のディスク側接合面８２Ｓを有している（図３を参照）。
【００３０】
ブレード側接合面９２Ｓは、ブレード部品９０の全体としての基端に形成される。ブレード側接合面９２Ｓは、平面状であり、ブレード本体９３の断面を一回り大きくした形状に形成されている。ブレード側接合面９２Ｓは、その法線方向（翼幅方向と概略一致）から見て、翼弦方向に延びる背側稜線９２ａおよび腹側稜線９２ｂを有している。背側稜線９２ａは、凸に湾曲しており、弓形状である。腹側稜線９２ｂは、背側稜線９２ａと同じ側に凸となるように湾曲し、かつ、背側稜線９２ａよりも小さな曲率を有していてもよい。腹側稜線９２ｂは、直線状でもよい。腹側稜線９２ｂは、背側稜線９２ａと反対側に凸となるように湾曲してもよい。ブレード側接合面９２Ｓの翼弦方向両端部では、稜線９２ａ，９２ｂが直接的に接続され、あるいは、大きな曲率を有した曲線を介して接続される。周面９２ｃと保持部９１の基端面９１ａとの間の境界９２ｄは、ブレード側接合面９２Ｓの法線方向から見て、ブレード側接合面９２Ｓの稜線９２ａ，９２ｂに沿ってブレード側接合面９２Ｓを外囲している。
【００３１】
保持部９１は、その表面として、ブレード側接合部９２が設けられた基端面９１ａ、ブレード本体９３が設けられた先端面９１ｂ、および、基端面９１ａと先端面９１ｂとを繋ぐ周面９５を有している。ブレード本体９３は、ブレード側接合部９２よりも翼幅方向に大きく、保持部９１は、ブレード部品９０全体としての基端部に位置付けられている。フランジ９４は、保持部９１の周面９５の基端縁部を全周にわたって外側に突出させたものである。
【００３２】
保持部９１の周面９５には、背側表面９５ａ、腹側表面９５ｂ、第１側面９５ｃおよび第２側面９５ｄが含まれる。背側表面９５ａおよび腹側表面９５ｂは、概略翼弦方向および概略翼幅方向に延び、概略翼厚方向に対向している。第１側面９５ｃおよび第２側面９５ｄは、概略翼厚方向および概略翼幅方向に延び、概略翼弦方向に対向している。第１側面９５ｃおよび第２側面９５ｄは、背側表面９５ａおよび腹側表面９５ｂの翼弦方向端部同士を繋いでいる。
【００３３】
保持部９１は、ブレード側接合面９２Ｓの法線方向から見て、ブレード側接合部９２を一回り大きくした形状に形成されている。保持部９１の周面９５は、ブレード側接合部９２およびブレード本体９３に沿うようにして湾曲している。
【００３４】
背側表面９５ａは、ブレード本体９３の背側表面９３ａおよびブレード側接合面９２Ｓの背側稜線９２ａの外側で翼弦方向に延びており、対応する稜線である背側稜線９２ａに沿って湾曲している。ブレード側接合面９２Ｓの法線方向から見たときに、背側表面９５ａの翼弦方向端部同士を線で結ぶと、その線はブレード側接合部９２を通過する（図８Ｂの比較例も参照）。
【００３５】
腹側表面９５ｂは、ブレード本体９３の腹側表面９３ｂおよびブレード側接合面９２Ｓの腹側稜線９２ｂの外側で翼弦方向に延びており、対応する稜線である腹側稜線９２ｂに沿って湾曲している。保持部９１の周面（特に、背側表面９５ａおよび腹側表面９５ｂ）がこのように形成されることで、保持部９１が翼厚方向に小型化される。
【００３６】
第１側面９５ｃおよび第２側面９５ｄは概略平面状に形成されている。これにより、保持部９１が翼弦方向に大型化するのを抑えている。
【００３７】
（ＬＦＷ装置・ＬＦＷ工程）
図３は、実施形態に係るＬＦＷ装置１の概念図である。ＬＦＷ装置１は、前述したＬＦＷ工程Ｓ３（図１を参照）を実行する装置であり、ブレード部品９０をディスク部品８０にＬＦＷで接合する。なお、図３は、ディスク部品８０にブレード部品９０が１枚も接合されていない状態を示している。
【００３８】
ＬＦＷ装置１は、ディスク治具ユニット２、ブレード治具ユニット３、および制御部４を備える。ディスク治具ユニット２は、ディスク支持治具５、回転アクチュエータ６、および加圧部７を含む。ブレード治具ユニット３は、ブレードチャック治具１０、および振動付与部８を含む。制御部４は、回転アクチュエータ６、加圧部７、および振動付与部８の動作を制御する。回転アクチュエータ６は、例えば油圧モータまたは電気モータである。加圧部７および振動付与部８は、例えば油圧シリンダである。
【００３９】
ブレードチャック治具１０は、保持部９１（図５を参照）をチャックすることで、ブレード部品９０を１つ保持することができる。ブレード部品９０がブレードチャック治具１０に保持されると、ブレード側接合部９２が露出する。
【００４０】
ディスク支持治具５は、ディスク部品８０をその中心軸周りに回転可能に支持する。また、ディスク支持治具５は、自身が支持しているディスク部品８０がブレードチャック治具１０に保持されているブレード部品９０から離間した離間位置と、ディスク部品８０がブレード部品９０と接触する接触位置との間で線形に移動可能である。なお、図３は、ディスク支持治具５が離間位置に位置付けられている状態を示している。
【００４１】
回転アクチュエータ６は、ディスク支持治具５に支持されたディスク部品８０をその中心軸周りに回転させる。回転アクチュエータ６は、ディスク部品８０を回転させ、１つのディスク側接合部８２がブレードチャック治具１０に保持されているブレード側接合部９２と対向する回転位置で、ディスク部品８０の回転を停止する。対向関係にあるディスク側接合部８２とブレード側接合部９２に関し、ディスク側接合面８２Ｓはブレード側接合面９２Ｓと平行に配される（ディスク側接合面８２Ｓの法線方向が、ブレード側接合面９２Ｓの法線方向と一致する）。
【００４２】
加圧部７は、ディスク支持治具５およびこれに支持されたディスク部品８０に一方向の推力を付与し、ディスク支持治具５を離間位置と接触位置との間で移動させる。ディスク支持治具５の移動方向、あるいは、加圧部７がディスク支持治具５に付与する推力の方向は、対向関係にある両接合面８２Ｓ，９２Ｓの法線方向に一致する。ディスク支持治具５を接触位置に位置付けることで、両接合面８２Ｓ，９２Ｓを面接触させることができる。加圧部７は、この面接触状態でディスク支持治具５に更に推力を付与することができる。ブレードチャック治具１０がこの推力を受け持ち、ブレード側接合部９２がディスク側接合部８２と圧接される。
【００４３】
振動付与部８は、このような加圧状況下で、ブレードチャック治具１０およびこれに保持されたブレード部品９０を振動（換言すると、線形に往復移動）させる。これにより、両接合面８２Ｓ，９２Ｓに摩擦熱が発生して両接合部８２，９２に塑性流動が生じ、ブレードチャック治具１０に保持されているブレード部品９０がディスク部品８０と一体化される。振動方向は、加圧方向に対して垂直である。ディスク部品８０が水平に支持され、加圧方向および振動方向が水平である場合、両接合面８２Ｓ，９２Ｓは鉛直に延びる。
【００４４】
１枚のブレード部品９０の接合が終わると、ディスク支持治具５およびディスク部品８０を離間位置へと移動させる。これにより、接合済のブレード部品９０がブレードチャック治具１０から解放される。
【００４５】
本実施形態では、ＬＦＷ工程Ｓ３における振動方向が、ブレードチャック治具１０に保持されているブレード部品９０の翼厚方向および翼弦方向のうち翼厚方向を主成分とする方向である。ブレード部品９０は、ブレード本体９３で捻られてもよく、その場合、翼弦方向および翼厚方向は、翼幅方向の位置に応じて変化する。この振動方向の規定における「翼厚方向」および「翼弦方向」は、一例として、ブレード側接合面９２Ｓ上における翼厚方向および翼弦方向であってもよい。「翼厚方向を主成分とする方向」とは、振動方向が、ブレード側接合面９２Ｓ上における翼弦方向と成す角度と比べ、ブレード側接合面９２Ｓ上における翼厚方向と成す角度のほうが小さいことを意味してもよい。単純化して言えば、振動方向は、実質的に翼厚方向である。
【００４６】
別の観点から言えば、振動方向は、ディスク本体８１を軸方向から見たときに、ブレード側接合部９２と圧接しているディスク側接合部８２が設けられている部位における、ディスク本体８１の接線Ｔ（図３および図５を参照）が延在する方向である。仮に、振動方向が実質的に翼弦方向であった場合、振動方向は、ディスク本体８１の軸方向と実質的に一致する。
【００４７】
（ブレードチャック治具）
図４は、ブレード部品９０（図３を参照）を保持していない状態で示すブレードチャック治具１０の斜視図を示す。ブレードチャック治具１０は、収容部材１１およびチャック部材２０を有している。以下、説明便宜上、加圧方向を「前後方向」とし、ディスク治具ユニット２（図３を参照）と近位側を「前」とする。また、加圧方向にも振動方向にも垂直な方向を単に「垂直方向Ｚ」と呼ぶ。
【００４８】
収容部材１１は、その中央に、前後両側で開放された収容空間１１ａを形成している。収容空間１１ａは、正面視で矩形状に形成されている。チャック部材２０は、収容空間１１ａ内に収容されている。
【００４９】
収容部材１１は、カセット本体１２および蓋体１３の２部品で構成されており、これら２部品は振動方向に分割可能に結合される。カセット本体１２は、全体として概略Ｕ字状に形成されている。カセット本体１２は、垂直方向Ｚに延びるベース部１２ａ、ベース部１２ａの両端部から振動方向同側に延びる一対の延在部１２ｂ，１２ｃを有している。蓋体１３は、平板状に形成されており、一対の延在部１２ｂ，１２ｃの先端面に固定され、延在部１２ｂ，１２ｃの先端部同士を垂直方向Ｚに接続している。収容空間１１ａは、部分１２ａ〜１２ｃおよび蓋体１３で囲まれている。
【００５０】
チャック部材２０は、Ｈ状に形成されている。チャック部材２０は、ブレード部品９０が収納される収納空間２２を形成する保持壁２１を有する。保持壁２１は、収容空間１１ａの中央部で概略垂直方向Ｚに延在する。詳細には、垂直方向Ｚに対して振動方向に若干傾斜している。収納空間２２は、保持壁２１を前後方向に貫通するようにして形成され、前後方向に延び、前後両側で開放される。なお、ブレード部品９０のうちブレード側接合部９２については、収納空間２２に収納されず、チャック部材２０の前方で露出する。
【００５１】
チャック部材２０は、保持壁２１の垂直方向Ｚ両端部から振動方向両側に延びる一対の支持壁２３，２４を有する。支持壁２３は、収容部材１１の内面（延在部１２ｂの内面、ベース部１２ａの内面および蓋体１３の内面）に重ねられ、支持壁２４は、収容部材１１の内面（延在部１２ｃの内面、ベース部１２ａの内面および蓋体１３の内面）に重ねられる。これにより、チャック部材２０が、収容部材１１に対する移動および回転を規制された状態で、収容空間１１ａに収容される。支持壁２３，２４は、収容部材１１の内面に、直接に接触して重ねられてもよいし、スペーサを介して重ねられてもよい。
【００５２】
チャック部材２０は、振動方向に分かれた第１チャック部材３０および第２チャック部材４０の２部品で構成されている。第１チャック部材３０は、収容空間１１ａ内で概略垂直方向Ｚに延びる第１挟持壁３１、および、第１挟持壁３１に振動方向に凹設された第１凹部３２を有する。第２チャック部材４０は、収容空間１１ａ内で概略垂直方向Ｚに延びる第２挟持壁４１、および、第２挟持壁４１に振動方向に凹設された第２凹部４２を有する。第１挟持壁３１と第２挟持壁４１とは収容空間１１ａ内で振動方向に重ねられており、これら２つの挟持壁３１，４１が保持壁２１を構成している。第２凹部４２は、第１凹部３２とは振動方向反対側に凹んでおり、第１凹部３２と振動方向に連続し、第１凹部３２と共に１つの収納空間２２を形成している。第１凹部３２および第２凹部４２は、挟持壁３１，４１の前後方向全体に亘る溝状に形成されている。第１挟持壁３１と第２挟持壁４１とは、この収納空間２２に対して垂直方向Ｚ両側で密接している。
【００５３】
第１チャック部材３０は、第１挟持壁３１の垂直方向Ｚ両端部から振動方向に延びる一対の第１支持壁３３，３４を有する。第２チャック部材４０は、第２挟持壁４１の垂直方向Ｚ一端部から振動方向に延びる第２支持壁４３、および、第２挟持壁４１の垂直方向Ｚ他端部に設けられた第２支持壁４４を有する。第１支持壁３３および第２支持壁４３が振動方向に重ねられ、前述した支持壁２３を構成している。第１支持壁３４および第２支持壁４４が振動方向に重ねられ、前述した支持壁２４を構成している。第１支持壁３３，３４は、ベース部１２ａの内面に重ねられ、第２支持壁４３，４４は、蓋体１３の内面に重ねられる。
【００５４】
ブレードチャック治具１０は、保持壁２１の振動方向両側に、ディスク部品８０に接合済のブレード部品９０を収容する第１退避空間１０ａおよび第２退避空間１０ｂを形成している（図７および図８Ａも参照）。
【００５５】
この点、第１チャック部材３０は、全体として概略Ｕ字状に形成されている。第１チャック部材３０は、第１挟持壁３１および第１支持壁３３，３４で囲まれたスペース３５を形成する。カセット本体１２のベース部１２ａの垂直方向Ｚ中央部には、前面から後方へ大きく切り欠かれた凹部１２ｄが形成されている。凹部１２ｄはスペース３５と振動方向に連続し、これにより、第１挟持壁３１のうち第２挟持壁４１とは反対側に第１退避空間１０ａが形成される。
【００５６】
また、第２チャック部材４０も、第２挟持壁４１および第２支持壁４３，４４で囲まれたスペース３６を形成する。スペース３６は、収納空間２２に対して、スペース３５と振動方向反対側に形成される。蓋体１３の垂直方向Ｚ中央部にも、前面から後方へ大きく切り欠かれた凹部１３ａが形成されている。凹部１３ａがスペース３６と振動方向に連続し、これにより、第２挟持壁４１のうち第１挟持壁３１とは反対側に第２退避空間１０ｂが形成される。
【００５７】
図５は、ＬＦＷ工程Ｓ３の実行中におけるＬＦＷ装置１の断面図、図６Ａは、図５のＡ−Ａ断面図、図６Ｂは、図５のＢ−Ｂ断面図である。収納空間２２は、前端部の保持部収納部２５（図５および図６Ａを参照）、および、保持部収納部２５から後方に連続する本体収納部２６（図５および図６Ｂを参照）を含む。
【００５８】
図５を参照して、ブレード部品９０をブレードチャック治具１０にチャックする工程では、ブレード部品９０が収納空間２２の前開口を介してブレード本体９３から収納空間２２に挿入される。この挿入作業は、人手で行われてもよいし、マニピュレータで自動的に行われてもよい。ブレード本体９３が本体収納部２６に収納され、保持部９１が保持部収納部２５に収納される。フランジ９４は、収納空間２２の前開口を通過できず、チャック部材２０の前面に突き当てられる。これにより、ブレード部品９０の収納空間２２への進入が規制される。ブレード側接合部９２は、保持部９１の基端面９１ａ（フランジ９４の基端面）から突出している。そのため、ブレード側接合部９２は、収納空間２２の外側に位置付けられ、ブレードチャック治具１０の前方に露出する。
【００５９】
図５および図６Ａを参照して、保持部９１の周面９５は保持部収納部２５の内面に密着する。換言すると、保持部収納部２５の内面は、保持部９１の周面９５と同一の断面形状を有している。本実施形態では、周面９５のうち背側表面９５ａも腹側表面９５ｂも両方湾曲している。第１凹部３２の内面３２ａおよび第２凹部４２の内面４２ａは、収納空間２２のうちの保持部収納部２５に面している。第１凹部３２の内面３２ａは、２表面９５ａ，９５ｂのうち対応する表面である背側表面９５ａと当接するが、この背側表面９５ａと整合するように湾曲されている。第２凹部４２の内面４２ａは、２表面９５ａ，９５ｂのうち対応する表面である腹側表面９５ｂと当接するが、この腹側表面９５ｂと整合するように湾曲されている。図５および図６Ｂを参照して、ブレード本体９３は、本体収納部２６の内面と離間した状態で、本体収納部２６内に収納されている。
【００６０】
図５では、ディスク部品８０がブレード部品９０を左方に加圧し、ブレード部品９０が上下方向に振動する。ブレード部品９０はフランジ９４がブレードチャック治具１０の前面に突き当たることで収納空間２２への進入が停止する。この状態において、収納空間２２の前開口のエッジが、フランジ９４の後面と、保持部９１の背側表面９５ａまたは腹側表面９５ｂとが成す一対のＬ字角に当たる。このため、図５に黒矢印で示すとおり、ＬＦＷ工程Ｓ３の実行中、加圧および振動に伴い生じる荷重の一部が、収納空間２２のエッジからＬ字角へと斜方入力される。このように、ブレード部品９０が荷重を受け持つことで、ブレードチャック治具１０が受け持つ荷重を減らすことができる。よって、ブレードチャック治具１０の耐久性が向上する。
【００６１】
Ｌ字角に荷重が斜方入力されるので、Ｌ字角が広げられるようにしてブレード部品９０が変形する可能性がある。しかし、フランジ９４は、保持部９１の基端縁部から突出したものである。図５には、ブレード１０２の形状を二点鎖線で示しているが、フランジ９４および保持部９１は、仕上げ工程Ｓ４で切削される。ブレード部品９０のうち荷重を大きく受け持つ部位は、ブリスク１００の完成状態では不要とされる。そのため、仮に変形が生じたとしても、ブリスク１００の品質に悪影響を及ぼさない。
【００６２】
また、図６Ａに示すように、加圧方向から見て断面をとると、ＬＦＷ工程Ｓ３の実行中、振動に伴って生じる荷重は、保持部９１の背側表面９５ａおよび腹側表面９５ｂ、ならびにこれらと面接触しているチャック部材２０の内面３２ａ，４２ａによって受け持たれる。仮に、振動方向が翼弦方向であれば、荷重を保持部９１の２側面９５ｃ，９５ｄで受け持つことになる。周面９５のうち４表面９５ａ〜ｄとも翼幅方向に延びているが、背側表面９５ａおよび腹側表面９５ｂは翼弦方向に延びるのに対し、２側面９５ｃ，９５ｄは翼厚方向に延びている。翼弦長は翼厚と比べて長い。そのため、背側表面９５ａおよび腹側表面９５ｂは、２側面９５ｃ，９５ｄと比べて面積が大きい。振動方向を概略翼厚方向（ディスク本体接線方向）としたことで、振動方向が翼弦方向（ディスク本体軸方向）である場合と比べ、保持部９１およびチャック部材２０で受け持つべき単位面積当たりの荷重を低減できる。
【００６３】
よって、保持部９１の翼幅方向寸法および翼厚方向寸法を短くしても、チャック部材２０の耐久性を維持できる。また、保持部９１の体積を減らすことができるので、仕上げ工程Ｓ４の作業負荷を低減でき、ブリスク１００の生産性が向上する。
【００６４】
図７は、ＬＦＷ工程Ｓ３の実行中におけるＬＦＷ装置１の断面図である。図７は、全てのブレード部品９０をＬＦＷで接合してから仕上げ工程Ｓ４を纏めて行う製造方法の採用時において、最後の１枚のブレード部品９０をディスク部品８０に接合する状態を示している。接合済のブレード部品９０は、前述した第１退避空間１０ａおよび第２退避空間１０ｂに収納され、それにより、接合済のブレード部品９０と干渉することなくＬＦＷ工程Ｓ３を実行できる。
【００６５】
図８Ａは、実施形態に係るブレードチャック治具１０の正面図、図８Ｂは、比較例に係るブレードチャック治具９１０の正面図である。比較例では、保持部９９１が、ブレード側接合部９９２よりも一回り大きい矩形状に形成されている。保持部９９１の背側表面９９５ａおよび腹側表面９９５ｂは互いに平行な平面状である。背側表面９９５ａの翼弦方向両端を結ぶ線は、背側表面９９５ａそのものを表し、ブレード側接合部９９２と交差することはない。
【００６６】
実施形態では、前述したとおり、保持部９１がブレード側接合部９２に沿って湾曲された背側表面９５ａおよび腹側表面９５ｂを有する。そのため、ブレード側接合面９２Ｓの法線方向から見たとき、保持部９１の外形輪郭は、比較例に係る保持部９９１の外形輪郭よりも小さい。保持部９１の体積も、比較例に係る保持部９９１の体積と比べて小さい。
【００６７】
保持部９１をこのように形成することで、第１挟持壁３１の厚さＤ３０および第２挟持壁の厚さＤ４０を大きくすることができる。ここで、厚さＤ３０とは、第１凹部３２の内面３２ａから第１挟持壁３１のうちスペース３５と対向するスペース対向面３１ａまでの振動方向寸法をいう。厚さＤ４０は、第２凹部４２の内面４２ａから第２挟持壁４１のうちスペース４５と対向するスペース対向面４１ａまでの振動方向寸法をいう。この内面３２ａ，４２ａとスペース対向面３１ａ，４１ａとによって規定される壁部分は、ＬＦＷ工程Ｓ３の実行中に生じる荷重の負荷に大きく寄与している。よって、当該壁部分の厚さＤ３０，Ｄ４０を大きく確保することは、ブレードチャック治具１０（チャック部材２０）の剛性の向上に大きく貢献する。ブレードチャック治具１０の剛性が高くなると、ＬＦＷ工程Ｓ３の実行中および終了時点でのブレード部品９０のディスク部品８０に対する位置精度が高くなり、接合品質の向上に繋がる。
【００６８】
しかし、保持壁２１（互いに重ねられる第１挟持壁３１および第２挟持壁４１）に対して振動方向両側には、隣接のブレード部品９０を退避させるための退避空間１０ａ，１０ｂを形成する必要がある。そのため、スペース対向面３１ａ，４１ａの位置を内面３２ａ，４２ａから遠ざけるには限界がある。すなわち、厚さＤ３０，Ｄ４０の確保には制約がある。
【００６９】
比較例では、保持部９９１の外形輪郭が上記のとおり大きいので、第１凹部９３２および第２凹部９４２を第１挟持壁９３１および第２挟持壁９４１に深く形成する必要がある。隣接するブレード部品９０の保持部９９１もまた当然大きいので、第１挟持壁９３１および第２挟持壁９４１を厚くすることも難しい。よって、厚さＤ９３０，Ｄ９４０が小さくなる。
【００７０】
これに対し、実施形態では、保持部９１の外形輪郭が小さくなるので、第１凹部３２および第２凹部４２を浅くすることができる。また、隣接するブレード部品９０の保持部９１も当然小型化されることになるので、スペース対向面３１ａ，４１ａを内面３２ａ，４２ａから遠ざけることを許容される。スペース対向面３１ａは、隣接するブレード部品９０の腹側表面９５ｂに沿って湾曲させればよく、また、スペース対向面４１ａは、隣接するブレード部品９０の背側表面９５ａに沿って湾曲させればよい。そのため、厚さＤ３０，Ｄ４０が大きくなる。よって、ブレード部品９０の位置精度が高くなり、接合品質が向上する。また、保持部９１を小型化しながら厚さＤ３０，Ｆ４０の拡大（スペース対向面３１ａ，４１ａの収納空間２２からの離間）を最小限に止めることで、ブレード１０２のピッチが狭いブリスク１００の製造に対応できるようにもなる。
【００７１】
（変形例）
これまで実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜、追加、削除または変更可能である。
【００７２】
例えば、ブレード部品９０の背側表面および腹側表面をどちらも湾曲させたが、いずれか一方のみが湾曲していてもよい。収納空間２２の内面３２ａ，４２ａについても、湾曲している表面と整合するもののみ湾曲させればよい。両側に湾曲させると、収納空間２２を浅くすることと、保持壁２１を厚くすることとを両方達成でき、厚さＤ３０，Ｄ４０をより大きくできる。
【符号の説明】
【００７３】
３  ブレード治具ユニット
８  振動付与部
１０  ブレードチャック治具
２０  チャック部材
２１  保持壁
２２  収納空間
３２ａ  内面
４２ａ  内面
８０  ディスク部品
９０  ブレード部品
９１  保持部
９２  ブレード側接合部
９２ａ  背側稜線
９２ｂ  腹側稜線
９２Ｓ  ブレード側接合面
９５ａ  背側表面
９５ｂ  腹側表面
１００  ブリスク
Ｓ２  ブレード部品準備工程
Ｓ３  ＬＦＷ工程
Ｓ４  仕上げ工程
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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