(57)【要約】【課題】効率よく筒状部材を製造することができる筒状部材の製造方法及び製造支援装置を提供すること。【解決手段】筒状部材の外表面に投影させて作成された第１分割線及び筒状部材の三次元形状データを取得するステップと、筒状部材の外表面に沿って軸方向に延びる基準線を設定するステップと、筒状部材の軸方向の異なる位置で軸方向中心線に直交する面で切断する複数の仮想断面を設定するステップと、筒状部材の周方向の外表面に沿って、仮想断面における基準線から第１分割線までの周長を算出する周長算出ステップと、軸方向の仮想断面の位置と対応する周長の関係から周長曲線を作成するステップと、周長曲線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば修正指示を出す修正要否判定ステップと修正指示に基づき第１分割線を修正する第１分割線修正ステップと、を含む。【選択図】図１
2018027554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部材の製造方法であって、
前記筒状部材は、図形ソフトウェアで作成された三次元形状データに基づきプレス加工され、溶接で一体に形成される部材であり、
前記図形ソフトウェアで前記筒状部材の外表面に投影させて作成された第１分割線及び前記筒状部材の三次元形状データを取得するステップと、
前記筒状部材の前記外表面に沿って軸方向に延びる基準線を設定するステップと、
前記筒状部材の軸方向の異なる位置で軸方向中心線に直交する面で切断する複数の仮想断面を設定するステップと、
前記筒状部材の周方向の外表面に沿って、前記仮想断面における前記基準線から前記第１分割線までの周長を算出する周長算出ステップと、
前記軸方向の前記仮想断面の位置と対応する前記周長の関係から周長曲線を作成するステップと、
前記周長曲線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば修正指示を出す修正要否判定ステップと、
前記修正指示に基づき前記第１分割線を修正する第１分割線修正ステップと、を含む筒状部材の製造方法。
【請求項２】
修正された前記第１分割線により定まる前記周長を前記仮想断面ごとに前記筒状部材の外表面に再現させて、第２分割線を設定する分割線再現ステップと、
前記第２分割線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記第２分割線の修正指示を出すステップと、
前記修正指示に基づき前記第２分割線を修正する第２分割線修正ステップと、を更に含む請求項１に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項３】
前記三次元形状データに基づき平板形状と金型形状を設定するステップと、
前記平板形状及び前記金型形状並びに前記第２分割線のデータに基づき第一シミュレーションを実行するステップと、
前記第一シミュレーションの結果に基づき成形限界を示す線図を作成するステップと、
前記線図に基づき前記第２分割線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば修正指示を出すステップと、
前記修正指示に基づき前記第２分割線を修正する第２分割線再修正ステップと、
修正後の前記第２分割線に基づき前記平板形状を算出するステップと、
前記修正指示がない場合、前記第２分割線を最終分割線に設定するステップと、を含む請求項２に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項４】
前記最終分割線の設定時の前記平板形状及び前記金型形状に基づき第二シミュレーションを実行するステップと、
前記第二シミュレーションの結果に基づき分割体の曲面形状誤差を算出するステップと、
前記曲面形状誤差に基づき曲面形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記金型形状の修正指示を出すステップと、
前記第二シミュレーション実行後の修正指示に基づきスプリングバック量を考慮して前記金型形状を修正するステップと、
前記第二シミュレーション実行後の修正指示がない場合、前記金型形状を最終金型形状に設定するステップと、を含む請求項３に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項５】
前記最終金型形状に基づき第三シミュレーションを実行するステップと、
前記第三シミュレーションの結果に基づき前記分割体の平板形状誤差を算出するステップと、
前記平板形状誤差に基づき前記平板形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記平板形状の修正指示を出すステップと、
前記第三シミュレーション実行後の修正指示に基づき前記平板形状を修正するステップと、
前記第三シミュレーション実行後の修正指示がない場合、前記平板形状を最終平板形状に設定するステップと、を含む請求項４に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項６】
前記周長算出ステップが、前記仮想断面が前記筒状部材の外表面を切る切断線に沿って前記基準線と前記第１分割線上の終点との間の長さを周長として算出する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項７】
前記周長算出ステップが、前記仮想断面と前記筒状部材が交わることにより前記筒状部材の外表面に形成される軸方向断面の外縁に沿って、前記基準線と前記第１分割線上の終点との間の長さを周長として算出する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項８】
前記修正要否判定ステップは、前記仮想断面における両側の前記周長曲線で挟まれた挟み角が、隣接する他の前記仮想断面における両側の前記周長曲線で挟まれた挟み角より小さい場合、前記仮想断面近傍の前記第１分割線の修正が必要と判定する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項９】
前記第１分割線修正ステップが、前記仮想断面の両側に隣接する他の前記仮想断面の位置で、前記周長曲線に内接する第１修正曲線を形成し、前記周長曲線を前記第１修正曲線に置換えて、前記第１分割線を修正する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１分割線修正ステップが、前記周長の長さを変えることにより前記第１分割線の周方向の位置を修正する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１１】
前記分割線再現ステップが、前記筒状部材の前記基準線から前記外表面の周方向に沿って前記周長により定まる終点を前記外表面に設定し、前記終点を結んで形成される曲線を前記第２分割線に設定する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１２】
前記第２分割線修正ステップが、前記仮想断面の両側に隣接する前記他の仮想断面の位置で、前記第２分割線に内接する第２修正曲線を形成し、前記第２分割線を前記第２修正曲線に置換えて前記第２分割線を修正する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１３】
前記第２分割線修正ステップが、前記周長の長さを変えることにより前記第２分割線の周方向の位置を修正する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１４】
前記筒状部材は、燃焼器の尾筒である請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１５】
前記第１分割線は、前記筒状部材の周方向において、複数設けられている請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１６】
前記筒状部材は、内部に前記軸方向に延在する複数の冷却通路が形成されている請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１７】
画像を表示する表示部と、
入力された操作を検出する操作部と、前記操作部で検出した操作に基づいて処理を行う制御部と、
を有する筒状部材の製造支援装置であって、
前記筒状部材は、少なくとも一つ以上の分割体から形成される部材であり、
前記製造支援装置は、
前記筒状部材の三次元形状データと、前記筒状部材の外表面に投影させて前記外表面上に形成された第１分割線の三次元データとを取得するデータ取得部を更に有し、
前記制御部は、前記筒状部材の前記外表面に沿って軸方向に延びる基準線と、前記筒状部材の軸方向の異なる位置で軸方向中心線に直交する面で切断した複数の仮想断面と、を設定する基準設定部と、
それぞれの前記仮想断面における前記筒状部材の周方向の外表面に沿って前記基準線から前記第１分割線までの周長を算出する周長算出部と、
前記仮想断面の位置と前記周長の関係から周長曲線を作成する周長曲線作成部と、
を含む第１分割線設定部を含む、筒状部材の製造支援装置。
【請求項１８】
前記制御部は、
前記第１分割線の前記仮想断面の位置と前記周長との関係に基づき三次元形状モデルに前記第１分割線を再現させて前記第２分割線とする第２分割線再現部を含む、第２分割線修正部を更に含む、請求項１７に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項１９】
前記制御部は、
前記分割体の平板形状と金型形状を設定する条件設定部と、
前記平板形状及び前記金型形状並びに前記第１分割線又は前記第２分割線のデータに基づき第一シミュレーションを実行する第一シミュレーション実行部と、
前記第一シミュレーションの結果に基づき前記分割体の成形限界を示す線図を作成する線図作成部と、を含むプレス限界予測修正部を更に含む、請求項１８に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２０】
前記制御部は、
曲面形状設定部と平板形状設定部と、を含む分割体形状設定部を含み、
前記曲面形状設定部は、
最終分割線を設定する際の前記平板形状及び前記金型形状に基づいて第二シミュレーションを実行する第二シミュレーション実行部と、
前記第二シミュレーションの結果に基づき前記分割体の曲面形状誤差を算出する曲面形状誤差算出部と、
前記曲面形状誤差に基づき曲面形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば、前記金型形状の修正指示を出す曲面形状判定部と、
前記修正指示に基づきスプリングバック量を考慮して前記金型形状を修正する金型形状修正部と、を含む請求項１７から請求項１９のいずれか一項に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２１】
前記平板形状設定部は、
前記最終金型形状設定時の前記平板形状と前記金型形状に基づき第三シミュレーションを実行する第三シミュレーション実行部と、
前記第三シミュレーションの結果に基づき平板形状誤差を算出する平板形状誤差算出部と、
前記平板形状誤差に基づき前記平板形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判断すれば、前記平板形状の修正指示を出す平板形状誤差判定部と、
前記平板形状の修正指示に基づき前記平板形状を修正する平板形状修正部と、
を含む請求項２０に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２２】
前記第１分割線は、前記筒状部材の周方向において、複数設けられている請求項１７から請求項２１のいずれか一項に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２３】
前記筒状部材は、燃焼器の尾筒であることを特徴とする請求項１７から請求項２２のいずれか一項に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２４】
前記筒状部材は、内部に前記軸方向に延在する複数の冷却通路が形成されている請求項１７から請求項２３のいずれか一項に記載の筒状部材の製造支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状部材の製造方法及び製造支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属で製造される筒状部材としては、ガスタービンの燃焼器の一部、例えば尾筒がある。尾筒は、燃料ノズル直後の尾筒入口からタービンの第１段静翼に繋がる尾筒出口へ、燃料ノズルから噴出された燃焼ガスを導く部材である。また、尾筒は、尾筒入口が円形断面形状に形成され、尾筒出口は第１段タービン静翼に燃焼ガスを供給するために第１段タービン静翼の燃焼ガス通路に接続されるため、略矩形状の断面形状に形成されている。すなわち、尾筒は、尾筒入口から尾筒出口に至り断面形状が変形している。さらに、尾筒は、燃焼ガスの流れを安定させるため、尾筒入口から尾筒出口に絞りが設けられている。つまり、尾筒は、軸方向における断面の形状が変化する。
【０００３】
尾筒は、平板状の部材をプレス成形で板曲げして変形させて、プレス成形後の板部材の合わせ面を溶接して筒状部材を形成する。例えば、特許文献１には、１枚の板をプレスで変形させて筒状部材を作製している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４２１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プレス成形後の溶接面の面合わせの際の隙間等の不良個所の発生は、手直しの繰り返しによる製造の遅れや製造コストの増加につながる。このような修正作業の繰り返しを低減させるため、プレス加工のシミュレーションで、合わせ面の面合わせの困難性を予測することは有効である。一方、プレスシミュレーションを行うには、分割体の目標形状を定める必要がある。この場合、修正作業の繰り返しを低減するため、合わせ面に滑らかな面が形成できるようにすることは重要である。しかし、筒状部材は三次元形状モデルで表示され、三次元形状モデルの分割ラインを修正する作業は、非常に煩雑な作業になる。特に製造現場においては、高精度の面合わせが容易にできる製造方法が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易に分割位置を修正し、高精度な面合わせにより効率よく筒状部材を製造することができる筒状部材の製造方法及び製造支援装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の筒状部材の製造方法は、前記筒状部材は、図形ソフトウェアで作成された三次元形状データに基づきプレス加工され、溶接で一体に形成される部材であり、前記図形ソフトウェアで前記筒状部材の外表面に投影させて作成された第１分割線及び前記筒状部材の三次元形状データを取得するステップと、前記筒状部材の前記外表面に沿って軸方向に延びる基準線を設定するステップと、前記筒状部材の軸方向の異なる位置で軸方向中心線に直交する面で切断する複数の仮想断面を設定するステップと、前記筒状部材の周方向の外表面に沿って、前記仮想断面における前記基準線から前記第１分割線までの周長を算出する周長算出ステップと、前記軸方向の前記仮想断面の位置と対応する前記周長の関係から周長曲線を作成するステップと、前記周長曲線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば修正指示を出す修正要否判定ステップと、前記修正指示に基づき前記第１分割線を修正する第１分割線修正ステップ、を含むことを特徴とする。
【０００８】
修正された前記第１分割線により定まる前記周長を前記仮想断面ごとに前記筒状部材の外表面に再現させて、第２分割線を設定する分割線再現ステップと、前記第２分割線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記第２分割線の修正指示を出すステップと、前記修正指示に基づき前記第２分割線を修正する第２分割線修正ステップと、を更に含むことが好ましい。
【０００９】
前記３次元形状データに基づき平板形状と金型形状を設定するステップと、前記平板形状及び前記金型形状並びに前記第２分割線のデータに基づき第一シミュレーションを実行するステップと、前記第一シミュレーションの結果に基づき成形限界を示す線図を作成するステップと、前記線図に基づき前記第２分割線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば修正指示を出すステップと、前記修正指示に基づき前記第２分割線を修正する第２分割線再修正ステップと、前記修正後の前記第２分割線に基づき前記平板形状を算出するステップと、前記修正指示がない場合、前記第２分割線を最終分割線に設定するステップと、を含むことが好ましい。
【００１０】
前記最終分割線の設定時の前記平板形状及び前記金型形状に基づき第二シミュレーションを実行するステップと、前記第二シミュレーションの結果に基づき分割体の曲面形状誤差を算出するステップと、前記曲面形状誤差に基づき曲面形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記金型形状の修正指示を出すステップと、前記第二シミュレーション実行後の修正指示に基づきスプリングバック量を考慮して前記金型形状を修正するステップと、前記第二シミュレーション実行後の修正指示がない場合、前記金型形状を最終金型形状に設定するステップと、を含むことが好ましい。
【００１１】
前記最終金型形状に基づき第三シミュレーションを実行するステップと、前記第三シミュレ−ションの結果に基づき前記分割体の平板形状誤差を算出するステップと、前記平板形状誤差に基づき前記平板形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記平板形状の修正指示を出すステップと、前記第三シミュレーション実行後の修正指示に基づき前記平板形状を修正するステップと、前記第三シミュレーション実行後の修正指示がない場合、前記平板形状を最終平板形状に設定するステップと、を含むことが好ましい。
【００１２】
前記周長算出ステップが、前記仮想断面が前記筒状部材の外表面を切る切断線に沿って前記基準線と前記第１分割線の終点との間の長さを周長として算出することが好ましい。
【００１３】
前記周長算出ステップが、前記仮想断面と前記筒状部材が交わることにより前記筒状部材の外表面に形成される軸方向断面の外縁に沿って、前記基準線と前記第１分割線上の終点との間の長さを周長として算出することが好ましい。
【００１４】
前記修正要否判定ステップが、前記仮想断面における両側の前記周長曲線で挟まれた挟み角が、隣接する他の前記仮想断面における両側の前記周長曲線で挟まれた挟み角より小さい場合、前記仮想断面近傍の前記第１分割線の修正が必要と判定することが好ましい。
【００１５】
前記第１分割線修正ステップが、前記仮想断面の両側に隣接する前記他の仮想断面の位置で、前記周長曲線に内接する第１修正曲線を形成し、前記周長曲線を前記第１修正曲線に置換えて前記第１分割線を修正することが好ましい。
【００１６】
前記第１分割線修正ステップが、前記周長の長さを変えることにより前記第１分割線の周方向の位置を修正することが好ましい。
【００１７】
前記分割線再現ステップが、前記筒状部材の前記基準線から前記外表面の周方向に沿って前記周長により定まる終点を前記外表面に設定し、前記終点を結んで形成される曲線を第２分割線に設定することが好ましい。
【００１８】
前記第２分割線修正ステップが、前記仮想断面の両側に隣接する前記他の仮想断面の位置で前記第２分割線に内接する第２修正曲線を形成し、前記第２分割線を前記第２修正曲線に置換えて前記第２分割線を修正することが好ましい。
【００１９】
前記第２分割線修正ステップが、前記周長の長さを変えることにより前記第２分割線の周方向の位置を修正することが好ましい。
【００２０】
前記筒状部材は、燃焼器の尾筒であることが好ましい。
【００２１】
前記筒状部材は、内部に前記軸方向に延在する複数の冷却通路が形成されていることが好ましい。
【００２２】
前記第１分割線は、前記筒状部材の周方向において、複数設けられていることが好ましい。
【００２３】
上記の目的を達成するために、本発明の筒状部材の製造支援装置は、画像を表示する表示部と、入力された操作を検出する操作部と、前記操作部で検出した操作に基づいて処理を行う制御部と、を有する筒状部材の製造支援装置であって、前記筒状部材は、少なくとも一つ以上の分割体から形成される部材であり、前記製造支援装置は、前記筒状部材の三次元形状データと、前記筒状部材の外表面に投影させて前記外表面上に形成された第１分割線の三次元データとを取得するデータ取得部を更に有し、前記制御部は、前記筒状部材の前記外表面に沿って軸方向に延びる基準線と、前記筒状部材の軸方向の異なる位置で軸方向中心線に直交する面で切断した複数の仮想断面と、を設定する基準設定部と、それぞれの前記仮想断面における前記筒状部材の周方向の外表面に沿って前記基準線から前記第１分割線までの周長を算出する周長算出部と、前記仮想断面の位置と前記周長の関係から周長曲線を作成する周長曲線作成部と、を含む第１分割線設定部を含むことを特徴とする。
【００２４】
前記制御部は、前記第１分割線の前記仮想断面の位置と前記周長との関係に基づき三次元形状モデルに前記第１分割線を再現させて前記第２分割線とする第２分割線再現部を含む、第２分割線修正部を更に含むことが好ましい。
【００２５】
前記制御部は、前記分割体の平板形状と金型形状を設定する条件設定部と、前記平板形状及び前記金型形状並びに前記第１分割線又は前記第２分割線のデータに基づき第一シミュレーションを実行する第一シミュレーション実行部と、前記第一シミュレーションの結果に基づき前記分割体の成形限界を示す線図を作成する線図作成部と、を含むプレス限界予測修正部を更に含むことが好ましい。
【００２６】
前記制御部は、曲面形状設定部と平板形状設定部と、を含む分割体形状設定部を含み、前記曲面形状設定部は、最終分割線を設定する際の前記平板形状及び前記金型形状に基づいて第二シミュレーションを実行する第二シミュレーション実行部と、前記第二シミュレーションの結果に基づき前記分割体の曲面形状誤差を算出する曲面形状誤差算出部と、前記曲面形状誤差に基づき曲面形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば、前記金型形状の修正指示を出す曲面形状判定部と、前記修正指示に基づきスプリングバック量を考慮して前記金型形状を修正する金型形状修正部と、を含むことが好ましい。
【００２７】
前記平板形状設定部は、前記最終金型形状設定時の前記平板形状と前記金型形状に基づき第三シミュレーションを実行する第三シミュレーション実行部と、前記第三シミュレーションの結果に基づき平板形状誤差を算出する平板形状誤差算出部と、前記平板形状誤差に基づき前記平板形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判断すれば、前記平板形状の修正指示を出す平板形状誤差判定部と、前記平板形状の修正指示に基づき前記平板形状を修正する平板形状修正部と、を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、効率よく筒状部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の複数の実施形態に係る筒状部材の斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、周長と仮想断面の位置との関係を示す周長曲線の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、周長曲線の変形例の一例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、筒状部材の分割線を再現させた部分図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａで再現された分割線のＡ部の部分図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａで再現された分割線のＡ部の変形例を示す部分図である。
【図４】図４は、分割体の成形限界線図の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、成形後の分割体の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの断面Ｂ−Ｂを示す図である。
【図６】図６は、筒状部材と分割体の平板形状誤差を説明する図である。
【図７】図７は、ガスタービンの概略構成図である。
【図８】図８は、ガスタービンにおける燃焼器の概略構成図である。
【図９】図９は、燃焼器における尾筒の形状の概略図である。
【図１０】図１０は、尾筒の尾筒ケーシングの部分断面を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係る筒状部材の製造方法の全体フローチャートである。
【図１２】図１２は、図１１に示す第１分割線修正手段及び第２分割線修正手段の詳細フローチャートである。
【図１３】図１３は、図１０に示すプレス限界予測修正手段及び分割体形状設定手段の詳細フローチャートである。
【図１４】図１４は、第１実施形態に係る製造支援装置を有する製造システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係る筒状部材の斜視図である。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係る筒状部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００３１】
本発明に係る三次元形状の筒状部材の製造方法及び製造支援装置について、本発明の複数の実施形態に共通する基本的な考え方を、図１を参照して以下に説明する。本実施形態が対象とする三次元形状を有する筒状部材１５０は、軸方向Ｄａの両端に開口を有する中空部材であり、両端の開口は互いに連通する開口である。筒状部材１５０は、少なくとも１つ以上の所定形状を有する部材（分割体１５２）を切断加工で、平板から平板形状を切り出し、平板形状をプレス成形後、面合わせをして溶接にて一体に形成される。一方、分割体１５２の分割位置の合わせ面は、プレス成形による残留歪や残留応力の影響を受け、面合わせが困難であり、多大な修正作業が発生する場合がある。そのため、事前にプレス成形のシミュレーションを行い、適正な分割線を選定することが重要である。しかし、筒状部材１５０は三次元形状モデルに表示されている。従って、プレス成形後の残留歪等の影響による溶接面の面合わせの困難性（溶接面の隙間、割れ、しわの発生等）を予測して、合わせ面を組み付け易いように分割線を修正することは、製造現場では容易ではない。特に、三次元筒状体で形状が異なる異形断面を有する部材の場合は、プレス成形後の部材表面の凹凸による合わせ面への影響を事前に予測することが困難である。そこで、本実施形態は、三次元形状モデルの分割線を平板形状に展開し、平板形状で周長を基準に分割線の位置を決定する。その分割線を更に三次元形状モデルに再現させて分割線の位置を調整して、簡易且つ容易に三次元形状体である分割体の分割位置における面合わせが可能な分割線設定手段を提供するものである。
【００３２】
図１は、軸方向に分割線を有する筒状部材１５０の斜視図を示す。筒状部材１５０は、平板から切断加工で切り出された少なくとも１つ以上の分割体１５２からなり、分割体１５２をプレス成形後、分割線１５５で面合わせされ、溶接されて筒状部材１５０として一体に形成されている。
【００３３】
なお、以下で説明する製造支援装置１０２（詳細は後述）の一部を構成する各種の修正手段（第１分割線修正手段ＳＴ１０、第２分割線修正手段ＳＴ２０、プレス限界予測修正手段ＳＴ３０、分割体形状設定手段ＳＴ４０等）は、別途準備された図形ソフトウェアから取得された筒状部材１５０の三次元形状データに基づき、製造支援装置１０２の制御部１２０に収納された各種プログラムを用いて処理される。
【００３４】
まず、第１分割線修正手段ＳＴ１０として、三次元形状モデルの分割線を平面形状に展開して、平面形状で分割線の位置を修正する方法を説明する。ここの説明では、三次元形状モデルとして筒状部材を採用したが、中空部材であれば、この実施態様に限定されない。図１において、筒状部材１５０は、筒状部材１５０の入口２２１は略円形断面で、筒状部材１５０の出口２２２は略矩形断面であり、軸方向Ｄａの中間位置で円形断面から矩形断面に徐々に断面形状が変化して、断面積が出口２２２に向かって拡大する中空部材である。また、筒状部材１５０は、図１に示すように、断面形状が変化する中間位置から中心軸Ｓの方向が変化する。すなわち、入口側中心軸Ｓに対して出口側中心軸Ｓは一定の傾きを有する。つまり、本実施形態に示す筒状部材１５０は、入口２２１側から出口２２２側へ軸方向Ｄａに進むと共に、徐々に断面形状が変化し、且つ中心軸Ｓが後方側の中心軸Ｓより傾く異形断面形状を有する筒状部材である。なお、筒状部材１５０の中心軸Ｓが、入口２２１中心から出口２２２中心に向かって断面中心を貫通する方向を軸方向Ｄａとし、軸方向Ｄａに垂直な方向を高さ方向Ｄｈとする。つまり、高さ方向Ｄｈは、各断面における軸方向Ｄａに垂直な方向であり、軸方向Ｄａの入口２２１からの位置によって高さ方向Ｄｈが変化する。また、軸方向Ｄａ及び高さ方向Ｄｈに直交する方向を周方向Ｄｃとする。
【００３５】
次に、筒状部材１５０の外表面１５３に分割線１５５を設定する方法の一例を説明する。まず、筒状部材１５０の設計に用いる別途準備した図形ソフトウェアにおいて、筒状部材１５０の三次元形状モデルの外側空間に、分割体１５２の分割位置の目標ラインである分割候補ライン１５４を設定し、分割候補ライン１５４を筒状部材１５０の三次元形状モデルに投影させて、筒状部材１５０の外表面１５３上に分割線１５５を形成する。本実施形態の製造システムは、筒状部材１５０の三次元形状データと共に、分割候補ライン１５４を筒状部材１５０に投影させた分割線１５５の三次元データを外部の図形ソフトウェアから取り込み、この分割線１５５の位置を組み付け易い合わせ面が形成できるように修正する。
【００３６】
図１に示す実施形態は、筒状部材１５０の高さ方向Ｄｈの上部外表面１５３ａに形成された分割線１５５と高さ方向Ｄｈの下部外表面１５３ｂに形成された分割線１５６の２本の分割線を備えた例である。つまり、分割線１５５、１５６を設けることにより、分割体１５２ａ、１５２ｂの２つの分割体１５２で形成される筒状部材１５０になる。分割線１５６は、図示しない分割候補ラインを高さ方向Ｄｈの下部空間に設定し、同様に下部外表面１５３ｂに投影させて、分割線１５６を形成すればよい。なお、筒状部材１５０の外表面１５３に分割線１５５、１５６を設定する方法は、前述の投影方法に限る必要はなく、別途分割線の座標を入力して分割線１５５、１５６を設定してもよい。
【００３７】
また、分割線１５５、１５６は、外表面１５３（１５３ａ、１５３ｂ）に沿って形成されている限り、軸方向Ｄａに延びる直線でもよいし、曲線であってもよい。なお、図１には図示していないが、中心軸Ｓを含み、高さ方向Ｄｈに延びる平面を想定し、この平面に対して、筒状部材１５０の外表面１５３の分割線１５５、１５６と対称の位置に、２つの分割線を設定してもよい。つまり、筒状部材１５０の高さ方向Ｄｈの上部外表面１５３ａに２本の分割線を設定し、高さ方向Ｄｈの下部外表面１５３ｂに更に２本の分割線を設定して、筒状部材１５０の全体で４本の分割線を設定し、４面の分割体１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄから形成される筒状部材１５０としてもよい。
【００３８】
次に、筒状部材１５０の中心軸Ｓに垂直で高さ方向Ｄｈに広がる平面状の仮想断面１５８を設定する。仮想断面１５８と筒状部材１５０の外表面１５３が交わり、筒状部材１５０の外表面１５３に形成される断面を、軸方向断面１５８ａとする。また、筒状部材１５０の上部外表面１５３ａ上に軸方向Ｄａに延びる基準線１５７を設定する。図１に示す基準線１５７は、筒状部材１５０の高さ方向Ｄｈの上部外表面１５３ａの周方向Ｄｃの幅の中心に配置されているが、基準となる位置であれば、周方向Ｄｃの中心である必要はない。各仮想断面１５８が筒状部材１５０の外表面１５３を切る線を切断線１５９とする。また、上部外表面１５３ａにおいて、切断線１５９と基準線１５７とが交わる点を始点１５９ａとし、切断線１５９と分割線１５５が交わる点を終点１５９ｂとすれば、始点１５９ａと終点１５９ｂの間をつなぐ切断線１５９は、基準線１５７からの筒状部材１５０の周方向Ｄｃの上部外表面１５３に沿った周長ＲＬ（周方向Ｄｃの長さ）と一致する。すなわち、切断線１５９は、軸方向断面１５８ａの外縁１５８ａａに沿って形成され、切断線１５９の始点１５９ａ及び終点１５９ｂの位置は、軸方向断面１５８ａの外縁１５８ａａ上に常に存在する。従って、仮想断面１５８の軸方向Ｄａの位置Ｘと基準線１５７の筒状部材１５０の周方向Ｄｃの位置を設定すれば、三次元形状データに基づき、各仮想断面１５８について、始点１５９ａからの周長ＲＬと軸方向断面１５８ａの外縁１５８ａａ上の終点１５９ｂの位置情報（座標）の関係が設定される。つまり、単に周長ＲＬを指定することにより、軸方向断面１５８ａの外縁１５８ａａ上にある終点１５９ｂの位置も決定できる。
【００３９】
軸方向Ｄａに複数の仮想断面１５８を設定し、各仮想断面１５８について周長を算出し、仮想断面１５８の位置と周長の関係を周長曲線１６０として表示する。なお、周長の算出方法は、三次元形状モデルで、公知の周長の計測方法を用いて算出できる。また、始点１５９ａは基準線１５７上に常に存在し、終点１５９ｂは分割線１５５上に存在する。
【００４０】
上述した例は、上部外表面１５３ａ上に基準線１５７を設定し、上部外表面１５３ａ上に切断線１５９を形成する例を説明したが、基準線１５７を下部外表面１５３ｂ上に設定し、切断線１５９を下部外表面１５３ｂ上に形成してもよい。また、基準線１５７を高さ方向Ｄｈに延びる側部外表面１５３ｃ上に設定し、切断線１５９を側部外周面１５３ｃ上の軸方向断面１５８ａの外縁に沿って周方向Ｄｃに延在させ、終点１５９ｂを上部外周面１５３ａ又は下部外周面１５３ｂに配置してもよい。
【００４１】
図２Ａには、仮想断面１５８の位置Ｘを横軸に、各仮想断面１５８における周長ＲＬを縦軸にプロットして平面グラフに作成された周長曲線１６０を示す。仮想断面１５８の開始点は入口２２１（Ａ点）であり、仮想断面１５８の終了点は出口２２２（Ｂ点）になる。図２Ａは、筒状部材１５０の入口２２１のＡ点から筒状部材１５０の出口２２２のＢ点までの間の各仮想断面１５８の周長の変化を周長曲線１６０として示している。軸方向Ｄａの中間位置から出口２２２側に向かうと共に、周長ＲＬが長くなる傾向を示している。外表面１５３上の分割線１５５が滑らかなラインで形成され、合わせ面が滑らかに形成されていれば、図２Ａ及び図２Ｂに示す周長曲線１６０も滑らかになる。但し、分割線１５５が視覚的には滑らかな曲線で形成されているように見えていても、当初投影される分割候補ライン１５４が複雑な曲線である場合又は筒状部材１５０の断面形状又は断面積が軸方向Ｄａの位置で変化する場合には、外表面１５３の僅かな凹凸面の影響を受けて、滑らかな曲線ではなく、不適正な周長曲線１６０が形成され、円滑で精度の良い合わせ面が形成されない場合がある。例えば、図２Ａに示す例は、仮想断面１５８の位置Ｘ１における周長曲線１６０上のＰ１点の近傍の周長曲線が適正でない場合の一例である。Ｐ１点の近傍では、周長曲線１６０の傾きが急激に変化している。このような急激な周長の変化を無視すると、分割体１５２のプレス成形時の形状のばらつき等のため、面合わせが容易でない場合がある。なお、仮想断面１５８（位置Ｘ１）上のＰ１点は、切断線１５９の終点１５９ｂに一致する。
【００４２】
すなわち、図２Ａに示すように、仮想断面１５８（１５８Ａ（位置Ｘ１））のＰ１点を境に周長曲線１６０の傾きが急激に変化する場合は、Ｐ１点で周長曲線１６０の鋭角な角（エッジ）が生じやすく、面合わせが容易でない。これを避けるためには、仮想断面１５８Ａの位置Ｘ１の前後の周長曲線１６０が滑らかに繋がるように周長曲線１６０を修正することが望ましい。つまり、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）を挟んで軸方向Ｄａの入口２２１側の周長曲線１６０ａと、出口２２２側の周長曲線１６０ｂとが滑らかに繋がるように、当初の周長曲線１６０を周長曲線１６０ａ及び周長曲線１６０ｂに滑らかに内接する第１修正曲線１６１に修正することが望ましい。つまり、第１修正曲線１６１は、Ｐ１点と同じ仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）上で、仮想断面１５８Ａの周長ＲＬを決定する切断線１５９の終点１５９ｂの位置を周方向Ｄｃに延長して新たにＱ１点を設定し、Ｑ１点を通り周長曲線１６０ａと周長曲線１６０ｂに内接する曲線とするのが望ましい。すなわち、図２Ａに示す例の場合、Ｐ１点の周長ＲＬを周方向Ｄｃに延長したＱ１点を終点１５９ｂとする新たな周長ＲＬを選定し、Ｑ１点を通り周長曲線１６０ａと周長曲線１６０ｂに内接する第１修正曲線１６１を設定することが望ましい。
【００４３】
ここで、第１修正曲線１６１を設定する一例を以下に具体的に説明する。図２Ａは、第１修正曲線１６１（１６１ａ）が、Ｑ１点を通り、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）に隣接する軸方向Ｄａの入口２２１側の仮想断面１５８Ｂ（位置Ｘ２）と出口２２２側で仮想断面１５８Ａに隣接する仮想断面１５８Ｃ（位置Ｘ３）において、周長曲線１６０（１６０ａ、１６０ｂ）に内接するように第１修正曲線１６１ａが設定された例を示している。ここで、第１修正曲線１６１ａが周長曲線１６０に内接するとは、第１修正曲線１６１ａが、周方向Ｄｃにおいて、周長曲線１６０を挟んで基準線１５７の反対側に位置する内接円１６３を設定し、内接円１６３の中心Ｃ１側から周長曲線１６０ａ、１６０ｂのそれぞれに対して内接円１６３が接することを言う。すなわち、図２Ａにおいて、内接円１６３と周長曲線１６０ａの接点をＰ２点とし、内接円１６３と周長曲線１６０ｂの接点をＰ３点とすれば、内接円１６３の一部であるＰ２点とＰ３点を結び、Ｑ１点を通る内接円１６３の円弧が第１修正曲線１６１ａに相当する。なお、図２Ａに示す例の場合、仮想断面１５８Ａを境にして、出口２２２側に向かうと共に周長ＲＬが大きくなる。従って、内接円１６３の中心Ｃ１が配置される位置は、出口２２２側に向かうと共に周方向Ｄｃで周長ＲＬが大きくなる場合は、周長曲線１６０に対して周方向Ｄｃで基準線１５７の反対側に配置される。また、出口２２２側に向かうと共に周方向Ｄｃで周長ＲＬが小さくなる場合は、周長曲線１６０に対して基準線１５７と同じ側に配置される。すなわち、図２Ａに示すように、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）近傍に不適正な周長曲線１６０が形成される場合、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）近傍の周長曲線１６０を、周長曲線１６０ａ、１６０ｂに内接する内接円１６３の円弧の一部（Ｐ２点とＰ３点を結ぶ円弧）からなる第１修正曲線１６１ａに置換えて、全体として滑らかな周長曲線１６０に修正することが望ましい。周長曲線１６０を修正することにより、面合わせが容易な第１分割線１５５ａが形成できる。
【００４４】
なお、周長曲線１６０の傾きが急激に変化する場合の周長曲線１６０の修正の考え方の一例を、図２Ａを用いて以下に説明する。図２Ａに示す例では、周長曲線１６０の内、Ｐ１点とＰ２点の区間を周長曲線１６０ｃとし、Ｐ１点とＰ３点の区間を周長曲線１６０ｄとする。図２Ａに示す例では、仮想断面１５８Ａと交点Ｐ１において交差する周長曲線１６０ｃは、仮想断面１５８Ａより入口２２１側にあり、周長曲線１６０ａの延長線上で、大略基準線１５７に平行に軸方向Ｄａに延びている。一方、仮想断面１５８Ａと交点Ｐ１で交差する周長曲線１６０ｄは、仮想断面１５８Ａより出口２２２側寄りにあり、入口２２１側に隣接する周長曲線１６０ｃと、Ｐ１点において挟み角α１で交差している。また、隣接する仮想断面１５８Ｂにおける交点Ｐ２で交差する周長曲線１６０ａと、隣接する周長曲線１６０ｃとが、Ｐ２点において交差する挟み角は、１８０度であり、Ｐ１点における挟み角より大きい。更に、仮想断面１５８Ｃより出口２２２側寄りにあり、実線で示す周長曲線１６０ｂは、周長曲線１６０ｄの出口２２２側に向かう延長線上にある例である。この場合、仮想断面１５８Ｃの交点Ｐ３において、互いに隣接する周長曲線１６０ｂと周長曲線１６０ｄとが交差する挟み角は、１８０度であり、Ｐ１点における挟み角より大きい。
【００４５】
すなわち、図２Ａに示す実施形態の場合、仮想断面１５８Ａの交点Ｐ１において、隣接する周長曲線１６０ｃと周長曲線１６０ｄで挟まれた挟み角α１が、他の隣接する仮想断面１５８Ｂの交点Ｐ２における周長曲線１６０ｂ、１６０ｃで挟まれた挟み角より小さく、他の隣接する仮想断面１５８Ｃの交点Ｐ３における周長曲線１６０ｂ、１６０ｄで挟まれた挟み角より小さい。つまり、仮想断面１５８Ａの交点Ｐ１において、軸方向Ｄａで隣接する両側の周長曲線１６０ｃ、１６０ｄで挟まれた挟み角α１が、軸方向Ｄａの両側の他の仮想断面１５８Ｂ、１５８Ｃの交点Ｐ２、Ｐ３における両側に隣接する周長曲線で挟まれた挟み角と比較して小さい場合、仮想断面１５８Ａ近傍の周長曲線１６０を修正することが望ましい。
【００４６】
具体的には、両側の周長曲線で挟まれた挟み角α１が最も小さい交点Ｐ１の仮想断面１５８Ａを中心に周長曲線１６０を修正する際、まず、仮想断面１５８Ａの両側に隣接して配置された他の仮想断面１５８Ｂ、１５８Ｃと周長曲線１６０ｃ、１６０ｄとの交点Ｐ２、Ｐ３で接する内接円１６３を設定する。次に、内接円１６３が形成する円弧Ｐ２Ｐ３を第１修正曲線１６１ａに選定する。前述のように、仮想断面１５８Ａにおける切断線１５９の終点１５９ｂに相当するＰ１点を周方向Ｄｃに延長し、修正曲線１６１ａとの交点がＱ１点に相当する。従って、周長曲線１６０の内のＰ２点とＰ３点の間の区間を第１修正曲線１６１ａに置換えることにより、Ｑ１点を通り、Ｐ２点とＰ３点で周長曲線１６０（１６０ｃ、１６０ｄ）に内接して、全体として滑らかな曲線を形成する周長曲線１６０に修正できる。ここで、挟み角とは、仮想断面の軸方向Ｄａの前後に配置された２つの周長曲線で挟まれた角度（挟み角）であって、内接円１６３の中心Ｃ１側にある角度を言う。
【００４７】
次に、周長曲線の変形例の一例について、図２Ｂを参照しつつ説明する。図２Ｂに示す変形例は、図２Ａに示す筒状部材１５０の構造とは異なり、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）から出口２２２側に向かって筒状部材１５０の断面積が縮小し、周長ＲＬが小さくなる構造を示している。このような構造であっても、軸方向Ｄａの中間位置である仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）近傍において、筒状部材１５０の軸方向Ｄａの断面形状が変化する場合は、Ｐ１点を境にして、周長曲線１６０の傾きが急激に変化する場合がある。このような周長曲線１６０の急激な変化を修正するためには、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）近傍の周長曲線１６０を修正することが望ましい。図２Ｂに示す例は、周長曲線１６０に内接する第１修正曲線１６１ｂを設定して、全体として滑らかな周長曲線１６０が形成されている。ここで、第１修正曲線１６１ｂが周長曲線１６０に内接するとは、周長曲線１６０に対して周方向Ｄｃで、基準線１５７と同じ側に内接円（図示せず）を設定する。基準線１５７側に位置する内接円の中心側から仮想断面１５８Ｂにおける接点Ｐ２及び仮想断面１５８Ｃにおける接点Ｐ３において、内接円の円弧の一部である第１修正曲線１６１ｂが周長曲線１６０（１６０ａ、１６０ｂ）に接することを言う。すなわち、第１修正曲線１６１ｂと仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）上の切断線１５９との交点をＱ１とすれば、第１修正曲線１６１ｂは、位置Ｘ２における接点Ｐ２と、位置Ｘ３における接点Ｐ３点に接し、Ｑ１点を通る内接円の一部を形成する円弧Ｐ２Ｐ３に相当する。Ｐ２点とＰ３点を結ぶ円弧Ｐ２Ｐ３を第１修正曲線１６１ｂとして、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）近傍の周長曲線１６０を第１修正曲線１６１ｂに置換えて、全体として滑らかな周長曲線１６０を形成する考え方は、図２Ａの例と同様である。
【００４８】
図２Ｂに示す例においても、仮想断面１５８Ａの点Ｐ１における周長曲線１６０ｃと周長曲線１６０ｄとの挟み角α２が、軸方向Ｄａの両側に隣接する仮想断面１５８Ｂの点Ｐ２における周長曲線１６０ａと周長曲線１６０ｃとの挟み角及び仮想断面１５８Ｃの点Ｐ３における周長曲線１６０ｄと周長曲線１６０ｂとの挟み角と比較して最も小さい場合、仮想断面１５８Ａ近傍の周長曲線１６０を修正することが望ましい。具体的には、最も小さい挟み角α２を有する周長曲線１６０が交差する仮想断面１５８Ａを中心に、両側に隣接して配置された他の仮想断面１５８Ｂ、１５８Ｃと周長曲線１６０との交点Ｐ２、Ｐ３で接する内接円（図示せず）を設定し、内接円が形成する円弧Ｐ２Ｐ３を第１修正曲線１６１ｂに選定する考え方は、図２Ａの例と同様である。
【００４９】
なお、図２Ａ及び図２Ｂの具体例に示す第１修正曲線１６１は、想定する内接円の一部を形成する円弧を第１修正曲線に用いたが、滑らかな曲線が形成できれば、内接円の替りに楕円を形成する曲線の一部を適用してもよい。
【００５０】
また、第１修正曲線１６１が周長曲線１６０に接する接点が、仮想断面１５８Ａの位置Ｘ１に対して、隣接する仮想断面１５８Ｂ（位置Ｘ２）又は仮想断面１５８Ｃ（位置Ｘ３）より更に軸方向Ｄａに離れる側（入口２２１側又は出口２２２側に近づく側）の場合は、他の仮想断面１５８Ｂ、１５８Ｃのそれぞれに隣接し、仮想断面１５８Ａから更に離れる方向の仮想断面で接する第１修正曲線１６１を設定してもよい。
【００５１】
すなわち、入口２２１側の周長曲線１６０ａと出口２２２側の周長曲線１６０ｂとが交差して交点に角（エッジ）を有する不適正な周長曲線１６０が形成される場合、角（エッジ）が形成される仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）を挟んで、軸方向の入口２２１側に配置された入口寄り仮想断面及び出口２２２側に配置された出口寄り仮想断面を設定する。周長曲線１６０と入口寄り仮想断面及び出口寄り仮想断面との交点を接点に選択し、入口寄り仮想断面及び出口寄り仮想断面における各接点において、周長曲線１６０（１６０ａ、１６０ｂ）に内接する曲線を第１修正曲線１６１に選定して、周長曲線１６０を修正してもよい。
【００５２】
第１修正曲線１６１が決定したら、修正された第１修正曲線１６１に基づき、筒状部材１５０の三次元形状モデルに、修正後の第１分割線１５５ａを再現させ、当初の第１分割線１５５ａの位置を修正する。再現された第１分割線１５５ａに基づき、再度仮想断面１５８の位置Ｘごとの周長ＲＬを算出し、周長曲線１６０を平面グラフに表示して、周長曲線１６０が適正か否かを判定する。周長曲線１６０が適正でない場合は、第１修正曲線１６１を修正し、再度筒状部材１５０の三次元形状モデルに第１分割線１５５ａを再現させる。適正な周長曲線１６０が形成できるまで、上記の手順を繰り返す。適正な周長曲線１６０が形成できたら、第１分割線修正手段ＳＴ１０における第１分割線１５５ａの位置が決定される。なお、第１修正曲線１６１に基づき第１分割線１５５ａを再現するとは、修正後の第１修正曲線１６１の仮想断面１５８の位置Ｘ、周長ＲＬ又は周長ＲＬを決定する終点１５９ｂの座標等のデータを入力して、後述する制御部１２０に収納された三次元形状モデルの作成プログラムに取り込み、三次元形状モデルにプロットして第１分割線１５５ａを表示することを言う。
【００５３】
次に、第２分割線修正手段ＳＴ２０について、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照しつつ説明する。第１分割線修正手段ＳＴ１０で第１分割線１５５ａの位置が決定したら、第１分割線１５５ａを筒状部材１５０の三次元形状モデルに再現させる。この段階では、第１分割線１５５ａの位置の決定に用いた各仮想断面１５８の位置Ｘ、周長ＲＬの末端を示す終点１５９ｂを三次元形状モデルに再現させて、筒状部材１５０の三次元形状モデルに終点１５９ｂを通る分割線１５５を形成させる。再現された筒状部材１５０の分割線１５５（第２分割線１５５ｂ）は、当初の分割候補ライン１５４を筒状部材１５０に投影させた第１分割線１５５ａとは異なり、新たに第１分割線修正手段ＳＴ１０で算出され、決定された周長ＲＬを基準に引き直された第２分割線１５５ｂである。筒状部材１５０に再現された第２分割線１５５ｂが滑らかな曲線であれば、平板形状をプレス成形した後でも、高精度の合わせ面が形成される。しかし、図３Ａ及び図３Ｂに一例として示す第２分割線１５５ｂの場合は、適正な第２分割線１５５ｂとは言えず、面合わせが困難になる場合がある。なお、図３Ａは、筒状部材１５０の三次元形状モデルに第２分割線１５５ｂを再現させ、その一部を示した部分図であり、図３Ｂは、図３Ａの再現された第２分割線１５５ｂのＡ部の詳細を示す部分図である。図３Ｃは、図３Ａの適正でない第２分割線１５５ｂの変形例を示す部分図である。なお、図３Ａから図３Ｃに示す筒状部材１５０は、いずれも、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）から軸方向Ｄａの出口２２２側に向かって筒状部材１５０の断面積が拡大して、周長ＲＬが大きくなる構造の例を示している。
【００５４】
前述したように、複雑な形状の分割候補ライン１５４の場合や筒状部材１５０の外表面１５３に僅かな凹凸が存在する場合は、その影響を受けて、図３Ａに示すように、正常ではない第２分割線１５５ｂが作成される場合がある。すなわち、軸方向Ｄａの位置Ｘ１にある仮想断面１５８Ａを境にして、三次元形状モデルに再現された第２分割線１５５ｂの軸方向Ｄａの入口２２１側の第２分割線１５５ｂａと出口２２２側の第２分割線１５５ｂｂとが、滑らかに接続することなく互いに交差して、Ｒ１点で交点が形成される。そのため、Ｒ１点で第２分割線１５５ｂの傾きが変化して、Ｒ１点で角（エッジ）が形成される。つまり、第１分割線修正手段ＳＴ１０において滑らかな周長曲線１６０が得られた場合であっても、三次元形状モデルに第２分割線１５５ｂを再現させた場合、図３ＡのＲ１点のような、角（エッジ）を備えた第２分割線１５５ｂが形成される場合がある。このような場合は、当初の再現された第２分割線１５５ｂの入口２２１側の第２分割線１５５ｂａと出口２２２側の第２分割線１５５ｂｂに対して、滑らかに内接する第２修正曲線１６２ａを想定して、第２分割線１５５ｂを修正することが望ましい。
【００５５】
なお、第２分割線修正手段ＳＴ２０における第２分割線１５５ｂは、三次元形状モデルに立体的に表示された三次元曲線である。一方、第２修正曲線１６２ａは、平面的に表示された二次元曲線である。従って、第２分割線修正手段ＳＴ２０における第２分割線１５５ｂを修正する考え方は、便宜的に、第２分割線１５５ｂを平面図形上に投影させ、二次元曲線として平面図形上に表示させる。その後、平面図形上で第２分割線１５５ｂａ及び第２分割線１５５ｂｂに滑らかに接する第２修正曲線１６２ａを選定し、各仮想断面１５８における周長ＲＬを算出する。更に、修正後の周長ＲＬを反映させた三次元形状データを作成し、三次元形状モデルに修正後の第２分割線１５５ｂを再現させ、修正後の第２分割線１５５ｂの形状が滑らかな曲線か否かを判断する。以下で説明する変形例を含めた修正曲線の設定の考え方は、便宜的に平面図形上で修正曲線１６２を設定する方法である。いずれの場合も、各仮想断面１５８について、修正曲線１６２に基づき修正後の周長ＲＬを算出し、修正後の周長ＲＬに基づき第２分割線１５５ｂを三次元形状モデルに再現させ、三次元形状モデルに表示された第２分割線１５５ｂの形状が適正か否かを判断する点で共通する。第２分割線１５５ｂが、滑らかな曲線で形成されていれば、プレス成形後の高精度の合わせ面が形成できる。
【００５６】
以下、第２分割線１５５ｂの修正方法について説明する。図３Ａに示すように、周方向Ｄｃに、第２分割線１５５ｂを間に挟んで基準線１５７の反対側に中心Ｃ２をもつ内接円１６４を想定する。内接円１６４を中心Ｃ２側から第２分割線１５５ｂａ及び第２分割線１５５ｂｂに接するように配置して、内接円１６４の円弧の一部を第２修正曲線１６２ａに置換えるのが望ましい。ここで、第２修正曲線１６２ａが第２分割線１５５ｂに内接するとは、第２修正曲線１６２ａの一端が第２分割線１５５ｂａに内接し、他端が軸方向Ｄａで隣接する出口２２２側寄りの第２分割線１５５ｂｂに内接している状態である。
【００５７】
具体的には、図３Ｂに示すように、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）の軸方向Ｄａの両側に隣接する他の仮想断面１５８Ｂ、１５８Ｃの位置Ｘ２、Ｘ３のそれぞれで、第２分割線１５５ｂａ、１５５ｂｂに接する第２修正曲線１６２ａを作成し、それぞれの接点をＲ２点、Ｒ３点とする。また、切断線１５９をＲ１点から周方向Ｄｃに延長して、第２修正曲線１６２ａと交わる点をＴ１点とすれば、Ｔ１点、Ｒ２点及びＲ３点を繋ぐ第２修正曲線１６２ａは、上述の内接円１６４の円弧の一部（円弧Ｒ２Ｒ３）を形成し、第２分割線１５５ｂａ、１５５ｂｂにおいて滑らかに接する曲線になる。すなわち、筒状部材１５０の三次元形状モデルに再現された第２分割線１５５ｂが、図３Ａに示すＲ１点のような角（エッジ）を有する場合、第２修正曲線１６２ａは、Ｔ１点を通り、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）に隣接する他の仮想断面１５８Ｂ、１５８Ｃの接点Ｒ２、Ｒ３において、第２分割線１５５ｂａ、１５５ｂｂに内接するように設定することが望ましい。
【００５８】
次に、設定された第２修正曲線１６２ａに基づき、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）上の修正後の周長ＲＬを設定する。修正後の周長ＲＬを入力して、筒状部材１５０の三次元形状モデルに第２分割線１５５ｂを再現させる。すなわち、第２分割線１５５ｂを再現するとは、設定された第２修正曲線１６２ａに基づき、仮想断面１５８Ａの周長ＲＬを算出し、三次元形状モデルに第２分割線１５５ｂを形成することにより、第２分割線１５５ｂを修正することを意味する。周長ＲＬを修正して再現された第２分割線１５５ｂが滑らかな曲線で形成されていれば、平板形状をプレス成形した後でも、高精度な合わせ面が形成される。再現された第２分割線１５５ｂが、滑らかな曲線ではなく角（エッジ）を有する場合は、適正な分割線が再現できるまで、上記と同じ手順を繰り返すことが望ましい。
【００５９】
次に、筒状部材１５０の三次元形状モデルに再現された第２分割線１５５ｂであって、正常ではない分割線の他の例（図３ＡのＡ部の変形例）について、図３Ｃを参照して説明する。図３Ｃに示す変形例は、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）におけるＲ１点を頂点に、基準線１５７から見てＴ１点を越えて周方向Ｄｃに突出した第２分割線１５５ｂを示す。このような第２分割線１５５ｂは、筒状部材１５０の軸方向の断面形状の変化が大きく、外表面１５３の凹凸が大きい場合に形成される。このような第２分割線１５５ｂの場合は、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）近傍の第２分割線１５５ｂを、Ｒ１点を通り、第２分割線１５５ｂａと第２分割線１５５ｂｂに滑らかに内接する第２修正曲線１６２ｂに置換えて、第２分割線１５５ｂを修正すればよい。
【００６０】
すなわち、Ｒ１点のある仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）における終点１５９ｂの周方向Ｄｃの位置は変えずに、第２修正曲線１６２ｂが第２分割線１５５ｂａに接する位置を、仮想断面１５８Ｂ（位置Ｘ２）より更に入口２２１側寄りの仮想断面１５８Ｄ（位置Ｘ４）に設定し、接点をＲ４点とする。また、第２修正曲線１６２ｂが第２分割線１５５ｂｂに接する位置を、仮想断面１５８Ｃ（位置Ｘ３）より更に出口２２２側寄りの仮想断面１５８Ｅ（位置Ｘ５）に設定し、接点をＲ５点とする。つまり、図３Ａに示す内接円１６４より径の大きい内接円（図示せず）を設定して、この内接円１６４が第２分割線１５５ｂａと接する接点をＲ４点とし、第２分割線１５５ｂｂと接する接点をＲ５点とする。Ｔ１点、Ｒ４点及びＲ５点を通る内接円の円弧の一部（円弧Ｒ４Ｒ５）を第２修正曲線１６２ｂに選定する。その後、仮想断面１５８Ｂ及び仮想断面１５８Ｃの切断線１５９の各終点１５９ｂを周方向Ｄｃに延長して、第２修正曲線１６２ｂと交わる点をＴ２点及びＴ３点とする。終点１５９ｂをＴ２点及びＴ３点とする周長ＲＬを算出し、仮想断面１５８Ａの周長ＲＬと共に、修正後の周長ＲＬに基づく三次元形状データを作成し、三次元形状モデルに第２分割線１５５ｂを再現させる。なお、第２分割線１５５ｂを修正する際、周長ＲＬ基準ではなく、周長ＲＬの終点１５９ｂを形成するＴ２点及びＴ３点の座標を算出し、第２修正曲線１６２ｂを形成する各点（Ｔ１、Ｒ４、Ｒ５、Ｔ２、Ｔ３）の各座標を入力して、修正後の第２分割線１５５ｂを三次元形状モデルに再現させてもよい。すなわち、本変形例も、各仮想断面１５８における終点１５９ｂの位置を変更し、周長ＲＬを基準に第２分割線１５５ｂを三次元形状モデルに再現することにより、第２分割線１５５ｂを修正できる。再現された第２分割線１５５ｂが滑らかな曲線で形成されていれば、平板形状をプレス成形した後でも、高精度の合わせ面が形成される。図３Ａ、図３Ｂの例と同様に、適正な第２分割線１５５ｂが再現できるまで、上記と同じ手順を繰り返すことが望ましい。
【００６１】
すなわち、図３Ａ及び図３Ｂに示す例から解るように、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）を中心に正常でない第２分割線１５５ｂが再現される場合は、中心となる仮想断面１５８Ａの軸方向Ｄａの前後の第２分割線１５５ｂａ及び第２分割線１５５ｂｂに滑らかに内接する第２修正曲線１６２ｂを設定し、第２分割線１５５ｂの一部を第２修正曲線１６２ｂに置換える。修正された第２分割線１５５ｂに基づき修正後の周長ＲＬ又は終点１５９ｂの位置座標を算出し、三次元形状モデルに第２分割線１５５ｂを再現することにより第２分割線１５５ｂの位置を修正すればよい。なお、図３Ａから図３Ｃに示す筒状部材１５０は、仮想断面１５８Ａ（位置Ｘ１）から軸方向Ｄａの出口２２２側に向かって筒状部材１５０の断面積が拡大して、周長ＲＬが大きくなる構造の例を示したが、軸方向Ｄａの出口２２２側に向かって筒状部材１５０の断面積が縮小して、周長ＲＬが小さくなる場合であっても、内接円１６４の中心Ｃ２が基準線１５７と同じ側に配置される点を除き、その他の考え方は、図３Ａから図３Ｃで説明した考え方と同様である。
【００６２】
前述のように、第１分割線修正手段ＳＴ１０において、平面グラフで周長に基づき滑らかな周長曲線１６０を選定して、第１分割線１５５ａを選定する。次に、第１分割線修正手段ＳＴ１０の結果に基づき、第２分割線修正手段ＳＴ２０では、三次元形状モデルで、周長を基準に滑らかに形成された第２分割線１５５ｂを再現する。この２つのステップを適用する方法が、分割体１５２の滑らかな合わせ面を形成するために最も望ましい方法である。この方法により、製造現場における面合わせ作業が容易になる。なお、当初設定する分割候補ライン１５４が直線等の単純な場合や筒状部材１５０の軸方向の異形断面形状の変化が小さい場合は、第２分割線修正手段ＳＴ２０を省略して、第１分割線修正手段ＳＴ１０のみにより分割線１５５を修正して、最終分割線を設定してもよい。
【００６３】
次に、第１分割線修正手段ＳＴ１０及び第２分割線修正手段ＳＴ２０により、分割体１５２の面合わせが容易な分割線の位置が決定出来たら、プレス限界予測修正手段ＳＴ３０において、プレス成形後の加工歪等の影響による溶接面の面合わせの困難性（合わせ面の割れ、しわの発生等）を予測する。プレス限界予測修正手段ＳＴ３０は、プレスシミュレーション（プレス成形のシミュレーション）を実行して面合わせの困難性を予測し、筒状部材１５０の分割線１５５の位置を修正する手段である。すなわち、プレスシミュレーションを実行するにあたって、筒状部材１５０の三次元形状データに基づき、金型形状及び分割体１５２の平板形状を設定する。設定された金型形状と平板形状に基づきプレスシミュレーション（第一シミュレーション）を実行し、各仮想断面１５８毎の歪量を算出する。歪量から仮想断面１５８における不具合（割れやしわ等）の発生の可能性を判定し、分割線１５５の位置の妥当性を判断する。
【００６４】
図４は、分割体１５２のプレス成形時の成形限界を示す成形限界線図１７０の一例である。横軸に最大歪ε１を示し、縦軸に最少歪ε２を示す。図４において、成形限界線１７１より左側（成形限界線より最大歪ε１が小さい）領域の黒丸表示で一例として示す点であれば、合わせ面に不具合は発生せず、分割線１５５の位置の修正は不要と判断する。成形限界線より右側（成形限界線より最大歪ε１が大きい）領域であれば、合わせ面で不具合の発生の可能性があるとみなし、分割線の位置の修正が必要と判断する。分割線１５５の位置が妥当と判断されれば、精度の良い合わせ面が形成可能な最終分割線の位置が決定される。分割線１５５の修正が必要と判断される場合は、周方向Ｄｃの歪量が小さくなる位置に分割線１５５の位置を修正すればよい。
【００６５】
プレス限界予測修正手段ＳＴ３０を適用すれば、従来は煩雑な作業のため確認が困難であったプレス成形後の加工歪等の影響による分割体１５２の面合わせの不具合（割れ、しわ等）の発生を事前に予測できる。その結果、分割体１５２の分割位置を修正して、不良個所の発生を防止し、作業工程の短縮及び製造コストの削減ができる。
【００６６】
前述の説明により、プレス限界予測修正手段ＳＴ３０において、プレス成形に伴う歪量から生ずる不具合を解消する手段を説明した。次に、分割体１５２の面合わせを更に容易にする手段として、分割体１５２の分割体形状設定手段ＳＴ４０を適用することが望ましい。分割体１５２の分割体形状設定手段ＳＴ４０には、分割体１５２の曲面形状設定手段ＳＴ４１と平板形状設定手段ＳＴ４２が含まれる。
【００６７】
曲面形状設定手段ＳＴ４１は、プレス成形後の分割体１５２の曲面形状誤差を最少にして、プレス成形後の曲面形状を分割体１５２の目標曲面形状に一致させる方法である。更に、平板形状設定手段ＳＴ４２は、分割体１５２の曲面形状を合わせた後、分割体１５２の平板形状誤差を最少にして、プレス成形後の平板形状を目標形状に一致させる方法である。なお、曲面形状設定手段ＳＴ４１に用いる平板形状は、プレス限界予測修正手段ＳＴ３０で決定された平板形状が適用できる。
【００６８】
曲面形状設定手段ＳＴ４１における分割体１５２の曲面形状誤差は、主に金型形状に左右され、プレスシミュレーションにより、目標曲面形状に一致するように金型形状を修正する必要がある。具体的には、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、分割体１５２はプレス成形後においては、スプリングバック量だけ、金型形状から周方向Ｄｃの外側に広がる傾向を示す。そのため、プレスシミュレーション（第二シミュレーション）を実行して、スプリングバック量を算出する。次に、プレス成形後の分割体１５２の曲面形状が目標曲面形状に一致するように、金型形状を反スプリングバック方向（スプリングバックにより形状が広がる方向とは逆方向）にスプリングバック量を考慮して金型形状の修正量を設定し、金型形状を修正する。曲面形状誤差が許容値内に納まれば、分割位置における合わせ面の段差等の不具合の発生が低減できる。ここで、曲面形状誤差とは、図５Ｂに示すように、目標曲面形状とプレスシミュレーション後の曲面形状との分割体１５２の断面方向（周方向Ｄｃ）のずれ量を言い、金型形状の修正量と一致する。なお、図５Ｂは、分割体１５２のプレスシミュレーション後の変形の方向が、分割体１５２の断面中心から右側のみを表示し、左側の変形の表示は省略している。
【００６９】
次に、平板形状設定手段ＳＴ４２を説明する。平板形状設定手段ＳＴ４２は、プレスシミュレーション（第三シミュレーション）を用いて、分割体１５２のプレス成形後の平板形状誤差を最少とし、プレス成形後の分割体１５２を筒状部材１５０の目標形状に一致させる修正を行う。具体的な修正手段を以下に説明する。平板形状誤差を最小にする修正手段は、修正後の最終金型形状を用いて、分割体１５２ごとに行われる。図６に示す例は、筒状部材１５０の側面パネルを形成する側部分割体片１５２ｂｂのみを取り出し、目標形状となる筒状部材１５０の三次元形状モデルに隣接させて配置した図である。ここで、取り出された側部分割体片１５２ｂｂは、プレス限界予測修正手段ＳＴ３０において、最終金型形状に基づきプレスシミュレーション（第三シミュレーション）を実行した後の成形部材である。前述のように、最終金型形状を用いているため、側部分割体１５２ｂの曲面形状誤差は小さく、仮想断面１５８ごとの曲面形状は、目標曲面形状に一致している。この状態で、プレス成形後の側部分割体片１５２ｂｂの端部形状について、三次元形状モデルの側部分割体１５２ｂとの平板形状誤差が最少となるように側部分割体片１５２ｂｂの端部形状を修正する。ここで、平板形状誤差とは、プレス成形後部材である側部分割体片１５２ｂｂを三次元形状体の一部である側部分割体１５２ｂに重ね合わせた場合において、各仮想断面１５８における周方向Ｄｃの端部誤差（側部分割体片１５２ｂｂの端面と三次元形状モデルの分割線１５５との周方向Ｄｃのずれ量）を言う。
【００７０】
図６に基づき、平板形状誤差の考え方を具体的に説明する。ここで、筒状部材１５０の三次元形状モデルの一部を形成する側部分割体１５２ｂの分割線１５５、１５６上にある入口２２１側の高さ方向Ｄｈの上部側端部Ａ１１、下部側端部Ａ１２、出口２２２側の高さ方向Ｄｈの上部側端部Ｂ１１、下部側端部Ｂ１２とし、入口２２１側から位置Ｘ１における仮想断面１５８上の上部側端部Ｘ１１、下部側端部Ｘ１２とする。また、側部分割体片１５２ｂｂの周方向Ｄｃの入口２２１側の上部側端部Ａ２１、下部側端部Ａ２２、出口２２２側の周方向Ｄｃの上部側端部Ｂ２１、下部側端部Ｂ２２、入口２２１側から位置Ｘ１における周方向Ｄｃの上部側端部Ｘ２１、下部側端部Ｘ２２とする。まず、側部分割体片１５２ｂｂを筒状部材１５０の三次元形状モデルの一部を構成する側部分割体１５２ｂに重ね、入口２２１側及び出口２２２側の端部の位置を一致させる。すなわち、上部側端部Ａ１１とＡ２１、上部側端部Ｂ１１とＢ２１、下部側端部Ａ１２とＡ２２、下部側端部Ｂ１２とＢ２２の軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃの位置を一致させる。入口２２１側及び出口２２２側のそれぞれの端部を一致させた状態で、各仮想断面１５８における上部側端部Ｘ１１とＸ２１との周方向Ｄｃの平板形状誤差を算出する。平板形状誤差が所定値を超える場合は、誤差が零（ゼロ）となるように、最終金型形状設定時の平板形状を修正する。全ての仮想断面１５８において、平板形状誤差が許容値内に収まれば、側部分割体１５２ｂｂの端部形状は、側部分割体１５２ｂの目標形状と一致する。
【００７１】
上述のように、第１分割線修正手段ＳＴ１０及び第２分割線修正手段ＳＴ２０の方法に加えて、プレス限界予測修正手段ＳＴ３０及び分割体形状設定手段ＳＴ４０の方法を組み合わせれば、分割線の合わせ面は精度良く且つ滑らかな面合わせが可能になり、製造現場における面合わせ作業が容易になる。以下の実施形態の説明では、筒状部材の一例として燃焼器の尾筒を例に挙げ、各実施形態についての製造方法及び製造支援装置の内容を説明する。
【００７２】
［第１実施形態]
本実施形態は、２つの分割体１５２で形成され、２面合わせで一体化された尾筒２２に適用した例である。図７から図９を用いて、筒状部材１５０の一例である尾筒２２を備えるガスタービンの一例について説明する。図７は、本発明の実施形態に係るガスタービンの概略構成図、図８は、ガスタービンにおける燃焼器の概略構成図、図９は、燃焼器における尾筒の形状の概略図である。
【００７３】
ガスタービンは、図７に示すように、圧縮機１と燃焼器２とタービン３とを有する。また、圧縮機１、燃焼器２およびタービン３の中心部には、ロータ４が貫通して配置されている。圧縮機１、燃焼器２およびタービン３は、ロータ４の軸心Ｒに沿い、空気または燃焼ガスの流れの上流側から下流側に向かって順に並設されている。なお、以下の説明において、軸方向Ｄａとは軸心Ｒに平行な方向をいい、周方向Ｄｃとは軸心Ｒを中心とした回転する方向をいい、径方向Ｄｒとは軸心Ｒに直交する方向をいう。また、径方向内側とは軸心Ｒに対して接近する側であり、径方向外側とは軸心Ｒに対して離隔する側である。
【００７４】
圧縮機１は、空気を圧縮して圧縮空気とするものである。圧縮機１は、空気を取り込む空気取入口１１を有した圧縮機ケーシング１２の内部の空気通路に、圧縮機静翼１３および圧縮機動翼１４が設けられている。圧縮機静翼１３は、圧縮機ケーシング１２側に取り付けられて周方向Ｄｃに複数並設されている。また、圧縮機動翼１４は、ロータ４側に取り付けられて周方向Ｄｃに複数並設されている。これら圧縮機静翼１３と圧縮機動翼１４とは、軸方向Ｄａで交互に複数設けられている。
【００７５】
燃焼器２は、圧縮機１で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給することで、高温・高圧の燃焼ガスを生成するものである。燃焼器２は、圧縮空気と燃料を混合して燃焼させる内筒２１と、内筒２１から燃焼ガスをタービン３に導く尾筒２２と、内筒２１の外周を覆い、圧縮機１からの圧縮空気を内筒２１に導く外筒２３とを有している。この燃焼器２は、車室ケーシング２４に対し周方向Ｄｃに複数（例えば１６個）並設されている。また、燃焼器２は、ガスタービンの車室内部の構造の制約から、燃焼器２の中心軸Ｓをロータ４の軸心Ｒに対して傾けて、径方向外側から径方向内側に斜めに燃焼ガスを噴出するように配置されている。
【００７６】
また、燃焼器２には、図８に示すように、主に燃料を供給する燃料ノズル２５１，２５２が設けられている。燃料ノズル２５１は、内筒２１の中央に１本設けられたパイロットノズルである。また、燃料ノズル２５２は、内筒２１内でパイロットノズル２５１の周囲で周方向に複数（例えば８個）隣接して設けられたメインノズルである。このメインノズル２５２の周囲には、メインノズル２５２を覆うバーナー筒２５２ｂが設けられている。
【００７７】
この燃焼器２では、図８に示すように、高温・高圧の圧縮空気の空気流が外筒２３の内部に流れ込み、この圧縮空気が内筒２１の内部に流れ込む。内筒２１内では、圧縮空気がメインノズル２５２から噴射された燃料と混合され、バーナー筒２５２ｂにて予混合気の旋回流となって尾筒２２内に流れ込む。また、圧縮空気は、パイロットノズル２５１から噴射された燃料と混合され、図示しない点火装置により点火されて燃焼し、燃焼ガスとなって尾筒２２内に噴出する。このとき、パイロットノズル２５１から噴射した燃料による拡散火炎により、各メインノズル２５２のバーナー筒２５２ｂからの予混合気の燃焼を安定させるための保炎を行う。
【００７８】
図７に示すように、タービン３は、燃焼器２で燃焼された燃焼ガスにより回転動力を生じるものである。タービン３は、燃焼ガスが送り込まれるタービンケーシング３１の内部の排気通路にタービン静翼３２およびタービン動翼３３が設けられている。タービン静翼３２は、タービンケーシング３１側に取り付けられて周方向Ｄｃに複数並設されている。また、タービン動翼３３は、ロータ４の軸心Ｒを中心とした円盤状のディスクの外周に固定されて周方向Ｄｃに複数並設されている。これらタービン静翼３２とタービン動翼３３とは、軸方向Ｄａで交互に複数設けられている。また、タービンケーシング３１の下流側には、タービン３に連続するディフューザ部３４ａを内部に有した排気室３４が設けられている。
【００７９】
ロータ４は、圧縮機１側の端部が軸受部４１により支持され、排気室３４側の端部が軸受部４２により支持されて、軸心Ｒを中心として回転自在に設けられている。そして、ロータ４の排気室３４側の端部には、発電機（図示せず）の駆動軸が連結されている。
【００８０】
このようなガスタービンは、圧縮機１の空気取入口１１から取り込まれた空気が、複数の圧縮機静翼１３と圧縮機動翼１４とを通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となる。この圧縮空気に対し、燃焼器２から燃料が供給されることで高温・高圧の燃焼ガスが生成される。そして、この燃焼ガスがタービン３のタービン静翼３２とタービン動翼３３とを通過することでロータ４が回転駆動され、このロータ４に連結された発電機に回転動力を付与することで発電を行う。そして、ロータ４を回転駆動した後の燃焼ガスは、排気室３４内のディフューザ部３４ａで静圧に変換されてから大気に放出される。
【００８１】
上述したガスタービンにおいて、図８および図９に示すように、燃焼器２の尾筒２２は、筒状に形成され、一方の開口である尾筒２２の入口２２１が内筒２１に接続され、他方の開口である尾筒２２の出口２２２がタービン３における排気通路の入口である第１段タービン静翼３２１に接続されている。尾筒２２の入口２２１が接続される内筒２１は、円筒形状に形成されている。このため、尾筒２２の入口２２１は円形断面形状に形成されている（図９参照）。上述したように燃焼器２は、周方向Ｄｃに複数並設されている。このため、尾筒２２の出口２２２は、第１段タービン静翼３２１に対応し、略四辺形断面形状に形成されている（図９参照）。なお、尾筒の形状は、本実施形態に限定されない。
【００８２】
燃焼器２の尾筒２２は、内部を流れる高温の燃焼ガスから尾筒ケーシング２２３を保護するため、冷却溝を備えた二重壁で形成される。図１０に示すように、尾筒２２の尾筒ケーシング２２３は、外側部材２２３ａと冷却溝２２３ｃが形成された内側部材２２３ｂとからなり、外側部材２２３ａと内側部材２２３ｂをろう付け等で貼りあわせて、内部に冷却溝２２３ｃを備え一体に形成された尾筒ケーシング２２３が作製される。冷却溝２２３ｃが軸方向Ｄａに沿って形成され、複数の冷却溝２２３ｃが周方向Ｄｃに平行に並ぶように配置される。尾筒ケーシング２２３をプレス成形する際は、板曲げの位置や曲面の程度によっては、冷却溝２２３ｃの近傍に割れやしわ等が発生する可能性がある。従って、そのような場合は、分割体１５２の分割位置（分割線）を周方向Ｄｃに若干移動させることが望ましい。
【００８３】
次に、図１１から図１３を用いて、尾筒２２（筒状部材１５０）の製造方法について説明する。図１１は、筒状部材１５０の製造方法の全体フローチャートである。図１２は、製造方法の内の第１分割線修正手段ＳＴ１０及び第２分割線修正手段ＳＴ２０のフローチャートを示す。図１３は、製造方法の内のプレス限界予測修正手段ＳＴ３０及び分割板形状設定手段ＳＴ４０のフローチャートを示す。
【００８４】
図１１に示すように、尾筒２２に代表される筒状部材１５０は、第１分割線修正手段ＳＴ１０と第２分割線修正手段ＳＴ２０とプレス限界予測修正手段ＳＴ３０と分割体形状設定手段ＳＴ４０と実加工の製作工程ＳＴ５０を経て製造される。第１分割線修正手段ＳＴ１０及び第２分割線修正手段ＳＴ２０では、分割体１５２の分割位置における精度の良い面合わせが出来る分割線の位置を、周長を基準に決定する。プレス限界予測修正手段ＳＴ３０では、プレスシミュレーションにより、合わせ面における不具合（割れやしわ等）の発生を予測し、分割線の位置を修正して、不具合の発生を回避できる分割線を決定する。分割体形状設定手段ＳＴ４０では、プレスシミュレーションにより、分割体１５２の曲面形状誤差及び平板形状誤差の小さい曲面形状及び平板形状を決定して、面合わせを更に容易にすることができる。分割体形状設定手段ＳＴ４０において、平板形状が最終的に決定したら、筒状部材１５０の実加工である製作工程ＳＴ５０に進む。
【００８５】
図１１に示すように、製作工程ＳＴ５０は、平板形状罫書き手段ＳＴ５１と切断加工手段ＳＴ５２とプレス成形加工手段ＳＴ５３と面合わせ手段ＳＴ５４及び溶接加工手段ＳＴ５５と、から構成される。分割体形状設定手段ＳＴ４０で設定された分割体１５２の最終平板形状を平板形状罫書き手段ＳＴ５１に出力して、平板上に分割体１５２の平板形状が罫書きされる。平板上に罫書かれた分割体１５２を切断加工手段ＳＴ５２で切断加工する。切断加工手段ＳＴ５２では、機械加工の他に、レーザ切断加工等が適用できる。切断加工手段ＳＴ５２で切り出された平板形状の分割体１５２は、プレス成形加工手段ＳＴ５３で、プレス成形される。プレス成形加工手段ＳＴ５３で成形された分割体１５２は、面合わせ手段ＳＴ５４で分割体１５２の分割位置での面合わせ作業を行う。合わせ面である溶接面の段差や隙間量が許容値内であることを確認後、溶接加工手段ＳＴ５５にて一体化された筒状部材１５０（尾筒２２）が形成される。
【００８６】
次に、図１２を参照しつつ、第１分割線修正手段ＳＴ１０及び第２分割線修正手段ＳＴ２０について、以下に詳細に説明する。第１分割線修正手段ＳＴ１０では、以下に説明する方法により、第１分割線の位置を決定する。すなわち、詳細は後述する製造支援装置１０２のデータ取得部１１８（図１４参照）から筒状部材１５０及び分割線１５５の三次元形状データを取得する（ステップＳ１１）。具体的には、筒状部材１５０の三次元形状データと、分割候補ライン１５４を筒状部材１５０に投影させた分割線１５５の三次元形状データを外部（別途の図形ソフトウェア）からデータ取得部１１８に取り込み、図１に示すような筒状部材１５０の三次元形状モデルに分割線１５５（第１分割線１５５ａ）を表示する。なお、以下で説明する各ステップの工程は、後述する製造支援装置１０２の制御部１２０に収納されたプログラムを用いて実行される。各ステップの工程の考え方は前述した内容である。
【００８７】
次に、筒状部材１５０の外表面１５３上に軸方向Ｄａに延びる基準線１５７を設定する。また、筒状部材１５０の軸方向Ｄａの中心軸Ｓに直交する複数の仮想断面１５８を設定する（ステップＳ１２）。次に、三次元形状データに基づき、仮想断面１５８ごとの周長ＲＬを算出する（ステップＳ１３）。周長ＲＬを算出する考え方は、前述した方法である。次に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、仮想断面１５８の位置Ｘを横軸に、各仮想断面１５８における周長ＲＬを縦軸にプロットして周長曲線１６０のグラフを作成する（ステップＳ１４）。次に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、仮想断面１５８ごとの周長ＲＬに基づき作成した周長曲線１６０の修正の要否を判定する（ステップＳ１５）。前述した方法により、周長曲線１６０（第１分割線１５５ａ）の修正の要否を、各仮想断面１５８について判定する。周長曲線１６０が滑らかな曲線で形成されず、例えば、図２Ａ又は図２Ｂに示すように、Ｐ１点で角（エッジ）が形成され、Ｐ１点の前後で曲線の傾きが急激に変化するような場合は、第１分割線１５５ａの位置は修正が必要と判定して、第１分割線１５５ａの修正を指示する。修正指示が出された場合は、該当する仮想断面１５８、位置Ｘ、周長ＲＬ等を入力して、三次元形状モデルに第１分割線１５５ａを再現して、第１分割線１５５ａの位置を修正し（ステップＳ１６）、ステップＳ１３に戻る。第１分割線１５５ａの修正は不要と判定した場合は、第２分割線修正手段ＳＴ２０に進む。
【００８８】
第２分割線修正手段ＳＴ２０では、まず、第１分割線１５５ａの筒状部材１５０の三次元形状モデルへの再現の要否を判定する（ステップＳ２１）。分割候補ライン１５４が単純な形状の場合又は筒状部材１５０の軸方向Ｄａの断面形状変化が小さい場合、或いは、第１分割線修正手段ＳＴ１０で再現された第１分割線１５５ａの形状を見て明らかに修正は不要と判断できる場合は、三次元形状モデルへの第１分割線１５５ａの再現は不要と判定して、ステップＳ２５へ移動する。三次元形状モデルへの第１分割線１５５ａの再現が必要と判定した場合は、第１分割線１５５ａを筒状部材１５０の三次元形状モデルに再現させ、再現された第１分割線１５５ａを第２分割線１５５ｂとする（ステップＳ２２）。再現された第２分割線１５５ｂについて、仮想断面１５８ごとに、適正で、滑らかな曲線であるか否かの判断基準に基づいて修正の要否を判定する（ステップＳ２３）。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、Ｒ１点に角（エッジ）が形成される場合又はＲ１点の前後で第２分割線１５５ｂの曲線の傾きが急激に変化する場合、第２分割線１５５ｂの修正が必要と判定して、第２分割線１５５ｂの修正を指示する。或いは、図３Ｃに示すように、第２分割線１５５ｂが仮想断面１５８（位置Ｘ１）で周方向に突出する頂点であるＲ１点を有する分割線を形成する場合も、同様に、第２分割線１５５ｂの修正が必要と判定して、修正を指示する。第２分割線１５５ｂの修正が不要と判定した場合は、第２分割線設定手段ＳＴ２０の作業は終了する。第２分割線１５５ｂの修正指示がある場合は、該当する仮想断面１５８の位置Ｘ、周長ＲＬ又は周長ＲＬを定める位置座標等を入力して、第２分割線１５５ｂの位置を修正し、ステップＳ２２に戻る。なお、第２分割線１５５ｂを三次元形状モデルに再現する前に、第２分割線１５５ｂの修正が必要と判断される場合は、該当する仮想断面１５８の位置Ｘ、周長ＲＬ又は周長ＲＬを定める位置座標等を入力して、第２分割線１５５ｂの位置を修正し（ステップＳ２４）、ステップＳ２２に戻る。第２分割線１５５ｂの修正指示がない場合、プレス限界予測修正手段ＳＴ３０の適用の要否（プレス限界予測修正手段ＳＴ要否判定）を判定する（ステップＳ２５）。分割候補ライン１５４が単純な形状の場合又は筒状部材１５０の軸方向ｄａの断面形状変化が小さい場合又は既に類似の形状について蓄積データがあり、プレス限界の評価は不要と判断される場合、後述する第一シミュレーションは行わずにステップＳ３７に移る。その他の場合は、次のプレス限界予測修正手段ＳＴ３０に進む。
【００８９】
図１３に示すように、プレス限界予測修正手段ＳＴ３０は、プレスシミュレーションを実行して、分割体１５２の分割位置における不良発生（しわや割れ等の発生）の可能性を予測する。まず、プレス成形前の平板形状及び金型形状を設定する（ステップＳ３１）。プレスシミュレーション（第一シミュレーション）を実行し、仮想断面１５８ごとの歪量を算出する（ステップＳ３２）。図４に示すように、仮想断面１５８ごとに、算出された歪量をプロットした成形限界線図１７０を作成し、シミュレーション結果として線図を画面（後述する表示部１１２）に表示する（ステップＳ３３）。成形限界線図１７０から不良個所（しわや割れ等）の発生の有無を判断し、第２分割線１５５ｂの修正の要否を判定する（ステップＳ３４）。修正が不要と判定されたら、第２分割線１５５ｂが最終分割線として設定される（ステップＳ３７）。第２分割線１５５ｂの修正が必要と判定された場合、該当する仮想断面１５８の位置Ｘ、周長ＲＬを定める位置座標等を入力して、第２分割線１５５ｂの位置を修正する（ステップＳ３５）。更に、修正後の第２分割線１５５ｂ及び三次元形状データに基づき、分割体１５２の平板形状を算出し（ステップＳ３６）、ステップＳ３２に戻る。最終分割線が決定されたら、筒状部材１５０の三次元形状モデルの分割線の位置が決定され、次の分割体形状設定手段ＳＴ４０に進む。
【００９０】
次に、図１３を参照しつつ、分割体形状設定手段ＳＴ４０を説明する。分割体形状設定手段ＳＴ４０は、曲面形状設定手段ＳＴ４１と平板形状設定手段ＳＴ４２から構成される。曲面形状設定手段ＳＴ４１は、プレスシミュレーションを実行して、分割体１５２の曲面形状を設定する。すなわち、プレスシミュレーション（第一シミュレーション）の実行過程で、最終分割線の決定に用いた平板形状及び金型形状を設定条件として、プレスシミュレーション（第二シミュレーション）を実行する（ステップＳ４１）。仮想断面１５８ごとの分割体１５２の曲面形状誤差を算出し（ステップＳ４２）、各仮想断面１５８に対する曲面形状誤差（金型形状の修正量）を画面（後述の表示部１１２）に表示する（ステップＳ４３）。図５Ｂを用いて説明したように、曲面形状誤差は、金型形状によって左右される。曲面形状誤差が許容値内か否かを判断して、金型形状の修正の要否を判定する（ステップＳ４４）。金型形状の修正が必要と判定された場合、金型形状の修正指示を出す。曲面形状誤差が許容値内であれば、金型形状を最終金型形状として決定して（ステップＳ４６）、分割体の曲面形状設定手段ＳＴ４１を終了して、平板形状設定手段ＳＴ４２に進む。曲面形状誤差が、許容値を超える場合は、金型形状を修正して（ステップＳ４５）、ステップＳ４１に戻る。
【００９１】
平板形状設定手段ＳＴ４２は、曲面形状設定手段ＳＴ４１で決定された最終金型形状に基づき、プレスシミュレーション（第三シミュレーション）を実行して（ステップＳ４７）、分割体１５２の平板形状誤差を算出し（ステップＳ４８）、画面に表示する（ステップＳ４９）。平板形状設定手段ＳＴ４２は、図６を用いて説明したように、曲面形状設定手段ＳＴ４１において、分割体１５２の曲面形状を目標曲面形状に合わせた後、分割体１５２の平板形状誤差が許容値以内に入るように、分割体１５２のプレス成形後の端部形状を目標形状に一致させる方法である。平板形状誤差の算出方法は、前述した図６に示す方法で行うことが出来る。次に、側部分割体片１５２ｂｂの平板形状誤差が許容値内か否かを判断し、平板形状の修正の要否を判定する。修正が必要な場合は、平板形状の修正指示を出力する（ステップＳ５０）。平板形状誤差が許容値内であれば、精度良く合わせ面が形成されていると判断され、最終平板形状が決定される（ステップＳ５２）。平面形状の修正指示がある場合は、前述したように、該当する仮想断面１５８における側部分割体片１５２ｂｂの平板形状を修正して（ステップＳ５１）、ステップＳ４７に戻る。最終平板形状が決定したら、分割体１５２の平板形状データが製作工程ＳＴ５０の平板形状罫書き手段ＳＴ５１に出力される。
【００９２】
なお、図１０に尾筒ケーシング２２３の一例を示したように、尾筒ケーシング２２３は、外側部材２２３ａと軸方向Ｄａに延びる冷却溝２２３ｃが形成された内側部材２２３ｂとを貼りあわせた二重壁構造である。尾筒２２に代表される筒状部材１５０の内部に冷却通路（フィン）が形成された構造とする場合、冷却通路と冷却通路との間に分割位置が配置されるように、分割線を形成することが好ましい。
【００９３】
本実施形態では、筒状部材が尾筒の場合について説明したが、筒状部材は、尾筒以外の部材であってもよい。筒状部材は、筒状部材の周方向の少なくとも一面を溶接により接合する構造であればよい。
【００９４】
次に、図１４を参照しながら、本実施形態に係る製造支援装置及び製造装置からなる製造システムについて説明する。図１４は、本実施形態に係る製造支援装置を有する製造システムの概略構成を示すブロック図である。図１４に示す製造システム１００は、燃焼器２の尾筒２２などの三次元形状を有する筒状部材１５０を製造する際に、筒状部材１５０の三次元形状データを外部（別途の図形ソフトウェア）から入手し、プレスシミュレーションを組み合わせて、製造部門が扱い易いデータに加工し、加工されたデータに基づいて筒状部材１５０を製造するシステムである。製造システム１００は、製造支援装置１０２と、製造装置１０４と、を有する。
【００９５】
製造支援装置１０２は、製造する筒状部材１５０の分割位置を製造部門が取り扱い易い方法で決定する。製造支援装置１０２は、表示部１１２と、操作部１１４と、記憶部１１６と、データ取得部１１８と、制御部１２０と、を有する。
【００９６】
表示部１１２は、画面を表示するデバイスであり、液晶ディスプレイ、紙に画像を印刷するプリンタ等を有する。操作部１１４は、作業者が必要な操作を入力するデバイスであり、キーボード、マウス、タッチパネル等を有する。記憶部１１６は、処理を実行するプログラムや、各種データを記憶している。データ取得部１１８は、記録媒体からデータを読み取るデバイスや、通信によりデータを取得するデバイスを有する。
【００９７】
制御部１２０は、記憶部１１６に記憶したプログラムを実行することで各種処理を実現する演算装置である。制御部１２０は、第１分割線修正部１２１と、第２分割線修正部１２２と、プレス限界予測修正部１２３と、分割体形状設定部１２４と、を有する。
【００９８】
第１分割線修正部１２１は、基準設定部１２１Ａ、周長算出部１２１Ｂ、周長曲線作成部１２１Ｃを備える。基準設定部１２１Ａは、記憶部１１６又はデータ取得部１１８に収納された筒状部材１５０の三次元形状データ及び分割候補ライン１５４を筒状部材１５０の三次元形状モデルに投影させた三次元データ並びに仮想断面及び基準線等の入力データを取得する。更に、取得した三次元形状データ等に基づき三次元形状モデルに第１分割線１５５ａ及び基準線１５７並びに仮想断面１５８を設定する。周長算出部１２１Ｂは、設定された基準線１５７と第１分割線１５５ａの位置情報に基づき筒状部材１５０の仮想断面１５８ごとの周長ＲＬを算出する。周長曲線作成部１２１Ｃは、図２Ａ又は図２Ｂに示す仮想断面１５８の位置Ｘと周長ＲＬの関係を示す周長曲線１６０の平面グラフを作成し、表示部１１２に表示させる。作業者は、表示部１１２に表示された周長曲線１６０について、仮想断面１５８ごとに周長曲線１６０の形状が適正か否かを判断し、第１分割線１５５ａの位置の修正の要否を判定する。第１分割線１５５ａの修正が必要と判定されたら、作業者は、第１分割線１５５ａの修正指示及び修正すべき仮想断面１５８の位置Ｘ並びに修正後の周長ＲＬ等の修正データを操作部１１４から入力する。修正データが入力されたら、周長算出部１２１Ｂにおいて修正データに基づき周長ＲＬが算出される。周長曲線作成部１２１Ｃで修正後の周長曲線１６０の平面グラフが作成され、表示部１１２に表示される。第１分割線１５５ａの修正は不要と判定されれば、第１分割線１５５ａの関連データ（仮想断面１５８の位置Ｘと周長ＲＬの関係等の情報）が第２分割線修正部１２２に送られる。なお、上述における第１分割線１５５ａの修正は、作業者が判定し、修正データを入力する方法として説明したが、図１２に示す作業手順に従い、装置に自動的に判定させ、自動的に修正させてもよい。
【００９９】
第２分割線修正部１２２は、第２分割線再現部１２２Ａを有する。第２分割線再現部１２２Ａは、図３Ａ、図３Ｂ又は図３Ｃに示すように、三次元形状データ及び第１分割線修正部１２１から送られた第１分割線１５５ａの関連データに基づき、筒状部材１５０の三次元形状モデルに第１分割線１５５ａを、周長ＲＬを基準に表示して、第２分割線１５５ｂとして再現させる。更に、第２分割線１５５ｂを載せた三次元形状モデルを表示部１１２に表示する。作業者は、仮想断面１５８ごとに、第２分割線１５５ｂの修正の要否を判定する。第２分割線１５５ｂの修正が必要と判定した場合、修正指示及び修正すべき該当の仮想断面１５８の位置Ｘ並びに周長ＲＬ等の修正データを操作部１１４から入力する。修正データが入力されたら、修正データに基づき、修正後の第２分割線１５５ｂが三次元形状モデルに再現され、表示部１１２に表示される。第２分割線１５５ｂの修正指示がなければ、第２分割線１５５ｂの関連データがプレス限界予測修正部１２３に送られる。
【０１００】
プレス限界予測修正部１２３は、条件設定部１２３Ａ、第一シミュレーション実行部１２３Ｂ及び線図作成部１２３Ｃを有する。条件設定部１２３Ａは、第２分割線修正部１２２から送られた第２分割線１５５ｂの関連データ及び入力された平板形状並びに金型形状に基づきプレスシミュレーションを実行するための条件を設定する。第一シミュレーション実行部１２３Ｂは、条件設定部１２３Ａで設定された条件に基づき、プレスシミュレーション（第一シミュレーション）を実行する。線図作成部１２３Ｃは、第一シミュレーション実行部１２３Ｂでのプレスシミュレーションの結果に基づき、図４に一例として示す成形限界線図１７０を作成して、表示部１１２に表示する。作業者は、成形限界線図１７０を参照して、仮想断面１５８ごとに不具合（割れやしわ等）の発生の可能性を判断し、第２分割線１５５ｂの修正の要否を判定する。第２分割線１５５ｂの修正が必要と判定された場合、作業者は、修正指示及び修正該当の仮想断面１５８の位置Ｘ並びに第２分割線１５５ｂの周方向Ｄｃの修正後の位置の修正データを操作部１１４から入力する。修正データが入力されたら、修正データに基づき条件設定部１２３Ａにおいて平板形状及び第２分割線１５５ｂの条件が修正され、再度第一シミュレーションが実行され、成形限界線図１７０が作成される。第２分割線１５５ｂの修正指示がない場合、最終分割線の位置を決定して、分割体形状設定部１２４に関連データが送られる。
【０１０１】
分割体形状設定部１２４は、曲面形状設定部１２４Ａと平板形状設定部１２４Ｂを有し、分割体１５２の曲面形状及び平板形状を決定する。曲面形状設定部１２４Ａは、第二シミュレーション実行部１２４ＡＡ、曲面形状誤差算出部１２４ＡＢ、曲面形状誤差判定部１２４ＡＣ及び金型形状修正部１２４ＡＤを有する。
【０１０２】
第二シミュレーション実行部１２４ＡＡは、三次元形状データ及びプレス限界予測修正部１２３から送られた最終分割線の関連データ並びに第一シミュレーションの結果データに基づき、プレスシミュレーション（第二シミュレーション）を実行する。曲面形状誤差算出部１２４ＡＢは、図５Ｂに示すように、第二シミュレーションの結果データに基づき、仮想断面１５８ごとに、スプリングバック量から分割体１５２の曲面形状誤差を算出する。曲面形状誤差判定部１２４ＡＣは、曲面形状誤差が許容値内か否かを判定する。曲面形状誤差が許容値を超える場合は、金型形状の修正指示が出される。金型形状修正部１２４ＡＤは、修正指示に基づき、スプリングバック量を考慮して、シミュレーション後の曲面形状が、目標形状に一致するように金型形状を修正する。修正された金型形状は第二シミュレーション実行部１２４ＡＡに送られ、再度第二シミュレーションが実行され、曲面形状誤差が算出される。曲面形状誤差が許容値内と判定されたら、第二シミュレーション実行時の金型形状を最終金型形状と設定し、次の平板形状設定部１２４Ｂに第二シミュレーション実行後の関連データ（最終金型形状等）が送られる。
【０１０３】
平板形状設定部１２４Ｂは、第三シミュレーション実行部１２４ＢＡ、平板形状誤差算出部１２４ＢＢ、平板形状誤差判定部１２４ＢＣ及び平板形状修正部１２４ＢＤを有する。第三シミュレーション実行部１２４ＢＡは、三次元形状データ及び曲面形状設定部１２４Ａから送られた関連データ並びに第二シミュレーションの結果データに基づきプレスシミュレーション（第三シミュレーション）を実行し、側部分割体１５２ｂｂのデータを取得する。平板形状誤差算出部１２４ＢＢは、第三シミュレーションの結果データに基づき、仮想断面１５８ごとの分割体１５２の平板形状誤差を算出する。平板形状誤差判定部１２４ＢＣは、平板形状誤差が許容値内か否かを判定する。平板形状誤差が許容値を超える場合は、平板形状の修正指示が出される。平板形状修正部１２４ＢＤは、許容値を超えた仮想断面１５８ごとに、平板形状誤差が小さくなる方向に平板形状の端部の周方向Ｄｃの位置を修正する。修正後の平板形状のデータは、第三シミュレーション実行部１２４ＢＡに送られ、再度第三シミュレーションが実行されて、平板形状誤差が算出される。平板形状の修正は不要と判定された場合、第三シミュレーションの実行時の平板形状を最終平板形状に決定し、実加工用の平板形状罫書き用データを製造装置１０４に出力する。
【０１０４】
本実施形態によれば、三次元形状の筒状部材１５０の周長ＲＬを基準に周長曲線１６０を平面グラフに表示して、分割線１５５の位置の妥当性を判定できるので、製造現場でも簡潔且つ容易に分割体１５２の分割位置を修正でき、作業効率が向上する。また、修正後の分割位置を筒状部材１５０の三次元形状モデルに再現して、分割位置を修正するので、分割位置の面合わせが容易になる。更に、プレスシミュレーションの結果も反映できるので、分割線１５５の分割位置における不具合の発生を事前に予測できる。従って、容易に分割位置の修正ができ、面合わせ作業が一層容易になる。また、製作不良の発生も抑制できる。
【０１０５】
［第２実施形態]
本実施形態は、図１５に示すように、４枚の分割体１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄで構成され、４面合わせで全体として一体化された尾筒２２の製造に適用した例である。第１実施形態は、軸方向Ｄａに延びる基準線１５７に対して、周方向Ｄｃの一方側であって上部外表面１５３ａと下部外表面１５３ｂの２箇所に分割線１５５、１５６を設けた実施形態である。なお、本実施形態は、基準線１５７に対して周方向Ｄｃの反対側の上部外表面１５３ａ及び下部外表面１５３ｂの両側に更に分割線１５５を設けて、４本の分割線１５５を介して一体に形成された尾筒２２である。すなわち、本実施形態の尾筒２２は、４枚の分割体１５２による４面の面合わせが必要な尾筒２２であり、第１実施形態と比較して、より高精度の面合わせが要求される。従って、本実施形態に本発明を適用すれば、製品品質が更に向上して、製造現場での作業効率が一層向上する。
【０１０６】
［第３実施形態］
本実施形態は、図１６に示すように、１枚の平板をプレス成形して、１つの筒状部材として形成された尾筒２２の製造に適用した例である。本実施形態においても、軸方向Ｄａに複数の仮想断面１５８を設定して、仮想断面１５８ごとに周長ＲＬを算出して、平面グラフ上に周長曲線１６０を表示させ、周長曲線１６０が適正か否かを判断して、分割線１５５を修正し、滑らかな合わせ面を形成できる点では、他の実施形態と同じである。なお、筒状部材の分割数は、上述の実施形態に限定されず、いくつであってもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１  圧縮機
２  燃焼器
２１  内筒
２２  尾筒
２２１  入口
２２２  出口
２２３  尾筒ケーシング
２３  外筒
２４  車室ケーシング
２５１  パイロットノズル
２５２  メインノズル
２５２ｂ  バーナー筒
３  タービン
３１  タービンケーシング
３２  タービン静翼
３２１  第１段タービン静翼
３３  タービン動翼
４  ロータ
１００  製造システム
１０２  製造支援装置
１０４  製造装置
１１２  表示部
１１４  操作部
１１６  記憶部
１１８  データ取得部
１２０  制御部
１２１  第１分割線修正部
１２１Ａ  基準設定部
１２１Ｂ  周長算出部
１２１Ｃ  周長曲線作成部
１２２  第２分割線修正部
１２２Ａ  第２分割線再現部
１２３  プレス限界予測修正部
１２３Ａ  条件設定部
１２３Ｂ  第一シミュレーション実行部
１２３Ｃ  線図作成部
１２４  分割体形状設定部
１２４Ａ  曲面形状設定部
１２４ＡＡ  第二シミュレーション実行部
１２４ＡＢ  曲面形状誤差算出部
１２４ＡＣ  曲面形状誤差判定部
１２４ＡＤ  金型形状修正部
１２４Ｂ  平板形状設定部
１２４ＢＡ  第三シミュレーション実行部
１２４ＢＢ  平板形状誤差算出部
１２４ＢＣ  平板形状誤差判定部
１２４ＢＤ  平板形状修正部
１５０  尾筒（筒状部材）
１５２  分割体
１５３  外表面
１５３ａ  上部外表面
１５３ｂ  下部外表面
１５３ｃ  側部外表面
１５４  分割候補ライン
１５５、１５６  分割線
１５５ａ  第１分割線
１５５ｂ  第２分割線
１５７  基準線
１５８  仮想断面
１５８Ａ  仮想断面（位置Ｘ１）
１５８ａ  内部断面
１５９  切断線
１５９ａ  始点
１５９ｂ  終点
１６０  周長曲線
１６１  第１修正曲線
１６２  第２修正曲線
１７０  成形限界線図
１７１  成形限界線
ＳＴ１０  第１分割線修正手段
ＳＴ２０  第２分割線修正手段
ＳＴ３０  プレス限界予測修正手段
ＳＴ４０  分割体形状設定手段
ＳＴ４１  曲面形状設定手段
ＳＴ４２  平板形状設定手段
ＳＴ５０  製作工程
Ｓ  筒状部材の軸方向中心軸
【図１】
2018027554.tif 000003
【図２Ａ】
2018027554.tif 000004
【図２Ｂ】
2018027554.tif 000005
【図３Ａ】
2018027554.tif 000006
【図３Ｂ】
2018027554.tif 000007
【図３Ｃ】
2018027554.tif 000008
【図４】
2018027554.tif 000009
【図５Ａ】
2018027554.tif 000010
【図５Ｂ】
2018027554.tif 000011
【図６】
2018027554.tif 000012
【図７】
2018027554.tif 000013
【図８】
2018027554.tif 000014
【図９】
2018027554.tif 000015
【図１０】
2018027554.tif 000016
【図１１】
2018027554.tif 000017
【図１２】
2018027554.tif 000018
【図１３】
2018027554.tif 000019
【図１４】
2018027554.tif 000020
【図１５】
2018027554.tif 000021
【図１６】
2018027554.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月28日(2016.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部材の製造方法であって、
前記筒状部材は、図形ソフトウェアで作成された三次元形状データに基づきプレス加工され、溶接で一体に形成される部材であり、
前記図形ソフトウェアで前記筒状部材の外表面に投影させて作成された第１分割線及び前記筒状部材の三次元形状データを取得するステップと、
前記筒状部材の前記外表面に沿って軸方向に延びる基準線を設定するステップと、
前記筒状部材の軸方向の異なる位置で軸方向中心線に直交する面で切断する複数の仮想断面を設定するステップと、
前記筒状部材の周方向の外表面に沿って、前記仮想断面における前記基準線から前記第１分割線までの周長を算出する周長算出ステップと、
前記軸方向の前記仮想断面の位置と対応する前記周長の関係から周長曲線を作成するステップと、
前記周長曲線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば修正指示を出す修正要否判定ステップと、
前記修正指示に基づき前記第１分割線を修正する第１分割線修正ステップと、を含む筒状部材の製造方法。
【請求項２】
修正された前記第１分割線により定まる前記周長を前記仮想断面ごとに前記筒状部材の外表面に再現させて、第２分割線を設定する分割線再現ステップと、
前記第２分割線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記第２分割線の修正指示を出すステップと、
前記修正指示に基づき前記第２分割線を修正する第２分割線修正ステップと、を更に含む請求項１に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項３】
前記三次元形状データに基づき平板形状と金型形状を設定するステップと、
前記平板形状及び前記金型形状並びに前記第２分割線のデータに基づき第一シミュレーションを実行するステップと、
前記第一シミュレーションの結果に基づき成形限界を示す線図を作成するステップと、
前記線図に基づき前記第２分割線の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば修正指示を出すステップと、
前記修正指示に基づき前記第２分割線を修正する第２分割線再修正ステップと、
修正後の前記第２分割線に基づき前記平板形状を算出するステップと、
前記修正指示がない場合、前記第２分割線を最終分割線に設定するステップと、を含む請求項２に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項４】
前記最終分割線の設定時の前記平板形状及び前記金型形状に基づき第二シミュレーションを実行するステップと、
前記第二シミュレーションの結果に基づき分割体の曲面形状誤差を算出するステップと、
前記曲面形状誤差に基づき曲面形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記金型形状の修正指示を出すステップと、
前記第二シミュレーション実行後の修正指示に基づきスプリングバック量を考慮して前記金型形状を修正するステップと、
前記第二シミュレーション実行後の修正指示がない場合、前記金型形状を最終金型形状に設定するステップと、を含む請求項３に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項５】
前記最終金型形状に基づき第三シミュレーションを実行するステップと、
前記第三シミュレーションの結果に基づき前記分割体の平板形状誤差を算出するステップと、
前記平板形状誤差に基づき前記平板形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば前記平板形状の修正指示を出すステップと、
前記第三シミュレーション実行後の修正指示に基づき前記平板形状を修正するステップと、
前記第三シミュレーション実行後の修正指示がない場合、前記平板形状を最終平板形状に設定するステップと、を含む請求項４に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項６】
前記周長算出ステップが、前記仮想断面が前記筒状部材の外表面を切る切断線に沿って前記基準線と前記第１分割線上の終点との間の長さを周長として算出する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項７】
前記周長算出ステップが、前記仮想断面と前記筒状部材が交わることにより前記筒状部材の外表面に形成される軸方向断面の外縁に沿って、前記基準線と前記第１分割線上の終点との間の長さを周長として算出する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項８】
前記修正要否判定ステップは、前記仮想断面における両側の前記周長曲線で挟まれた挟み角が、隣接する他の前記仮想断面における両側の前記周長曲線で挟まれた挟み角より小さい場合、前記仮想断面近傍の前記第１分割線の修正が必要と判定する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項９】
前記第１分割線修正ステップが、前記仮想断面の両側に隣接する他の前記仮想断面の位置で、前記周長曲線に内接する第１修正曲線を形成し、前記周長曲線を前記第１修正曲線に置換えて、前記第１分割線を修正する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１分割線修正ステップが、前記周長の長さを変えることにより前記第１分割線の周方向の位置を修正する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１１】
前記分割線再現ステップが、前記筒状部材の前記基準線から前記外表面の周方向に沿って前記周長により定まる終点を前記外表面に設定し、前記終点を結んで形成される曲線を前記第２分割線に設定する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１２】
前記第２分割線修正ステップが、前記仮想断面の両側に隣接する他の前記仮想断面の位置で、前記第２分割線に内接する第２修正曲線を形成し、前記第２分割線を前記第２修正曲線に置換えて前記第２分割線を修正する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１３】
前記第２分割線修正ステップが、前記周長の長さを変えることにより前記第２分割線の周方向の位置を修正する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１４】
前記筒状部材は、燃焼器の尾筒である請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１５】
前記第１分割線は、前記筒状部材の周方向において、複数設けられている請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１６】
前記筒状部材は、内部に前記軸方向に延在する複数の冷却通路が形成されている請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の筒状部材の製造方法。
【請求項１７】
画像を表示する表示部と、
入力された操作を検出する操作部と、前記操作部で検出した操作に基づいて処理を行う制御部と、
を有する筒状部材の製造支援装置であって、
前記筒状部材は、少なくとも一つ以上の分割体から形成される部材であり、
前記製造支援装置は、
前記筒状部材の三次元形状データと、前記筒状部材の外表面に投影させて前記外表面上に形成された第１分割線の三次元データとを取得するデータ取得部を更に有し、
前記制御部は、前記筒状部材の前記外表面に沿って軸方向に延びる基準線と、前記筒状部材の軸方向の異なる位置で軸方向中心線に直交する面で切断した複数の仮想断面と、を設定する基準設定部と、
それぞれの前記仮想断面における前記筒状部材の周方向の外表面に沿って前記基準線から前記第１分割線までの周長を算出する周長算出部と、
前記仮想断面の位置と前記周長の関係から周長曲線を作成する周長曲線作成部と、
を含む第１分割線設定部を含む、筒状部材の製造支援装置。
【請求項１８】
前記制御部は、
前記第１分割線の前記仮想断面の位置と前記周長との関係に基づき三次元形状モデルに前記第１分割線を再現させて第２分割線とする第２分割線再現部を含む、第２分割線修正部を更に含む、請求項１７に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項１９】
前記制御部は、
前記分割体の平板形状と金型形状を設定する条件設定部と、
前記平板形状及び前記金型形状並びに前記第１分割線又は前記第２分割線のデータに基づき第一シミュレーションを実行する第一シミュレーション実行部と、
前記第一シミュレーションの結果に基づき前記分割体の成形限界を示す線図を作成する線図作成部と、を含むプレス限界予測修正部を更に含む、請求項１８に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２０】
前記制御部は、
曲面形状設定部と平板形状設定部と、を含む分割体形状設定部を含み、
前記曲面形状設定部は、
最終分割線を設定する際の前記平板形状及び前記金型形状に基づいて第二シミュレーションを実行する第二シミュレーション実行部と、
前記第二シミュレーションの結果に基づき前記分割体の曲面形状誤差を算出する曲面形状誤差算出部と、
前記曲面形状誤差に基づき曲面形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判定すれば、前記金型形状の修正指示を出す曲面形状判定部と、
前記修正指示に基づきスプリングバック量を考慮して前記金型形状を修正する金型形状修正部と、を含む請求項１９に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記第二シミュレーション実行後の修正指示がない場合、前記金型形状を最終金型形状に設定し、
前記平板形状設定部は、前記最終金型形状の設定時の前記平板形状と前記金型形状に基づき第三シミュレーションを実行する第三シミュレーション実行部と、
前記第三シミュレーションの結果に基づき平板形状誤差を算出する平板形状誤差算出部と、
前記平板形状誤差に基づき前記平板形状の修正の要否を判定し、修正が必要と判断すれば、前記平板形状の修正指示を出す平板形状誤差判定部と、
前記平板形状の修正指示に基づき前記平板形状を修正する平板形状修正部と、
を含む請求項２０に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２２】
前記第１分割線は、前記筒状部材の周方向において、複数設けられている請求項１７から請求項２１のいずれか一項に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２３】
前記筒状部材は、燃焼器の尾筒であることを特徴とする請求項１７から請求項２２のいずれか一項に記載の筒状部材の製造支援装置。
【請求項２４】
前記筒状部材は、内部に前記軸方向に延在する複数の冷却通路が形成されている請求項１７から請求項２３のいずれか一項に記載の筒状部材の製造支援装置。