(57)【要約】【課題】  ディスク（３４）に複数のスロットを切削するために湾曲した長手方向プロファイルの回転ビット（２２）を有する工作機械で使用される冷却剤ノズル（４２）を提供する【解決手段】  冷却剤ノズル（４２）は、少なくとも１つの冷却剤入口と少なくとも１つの冷却剤出口とを含む。冷却剤出口は、湾曲部を有するとともに、ビット（２２）に対して接線方向でビット（２２）の回転方向に冷却剤の流れを導くように配置されている。ノズル（４２）の内側面部分によって、入口と出口との間に１つまたは複数の通路が画成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械用の冷却剤ノズルであって、この工作機械は、ディスクに複数のスロットを切削するために湾曲した長手方向プロファイルを有する回転ビットを含み、前記冷却剤ノズルは、
少なくとも１つの冷却剤入口と、
湾曲部を有するとともに、ビットに対して接線方向でビットの回転方向に冷却剤の流れを導くように配置された少なくとも１つの冷却剤出口と、
前記少なくとも１つの冷却剤入口と前記少なくとも１つの冷却剤出口との間で１つまたは複数の通路を画成する内部面部分と、を有することを特徴とする工作機械用の冷却剤ノズル。
【請求項２】
前記内部面部分は、レーザ焼結されたセラミック製本体に形成されることを特徴とする請求項１記載の工作機械用の冷却剤ノズル。
【請求項３】
前記少なくとも１つの冷却剤出口は、第１の出口を含み、前記ノズルは、スロットに向かって冷却剤の流れを導くように配置された第１の案内面をさらに有し、
前記ビットが前記ディスクと第１の出口との間でスロットの片側にあるときに、第１の出口からの冷却剤の流れが前記ビットと第１の案内面との間を横方向に通過することを特徴とする請求項１記載の工作機械用の冷却剤ノズル。
【請求項４】
前記少なくとも１つの冷却剤出口は、ディスクの収容空間の第１の側および第２の側に設けられた第１の冷却剤出口および第２の冷却剤出口を含むことを特徴とする請求項１記載の工作機械用の冷却剤ノズル。
【請求項５】
前記ノズルによって工作機械からディスクを長手方向に抜き取るのが妨げられる作業状態と、該ノズルによってこのような抜き取りが妨げられない状態と、の間でノズルを移動することができるように、前記ノズルが移動可能に取り付けられていることを特徴とする工作機械およびビットと請求項１の冷却剤ノズルの組み合わせ。
【請求項６】
工作機械用の冷却剤ノズルであって、この工作機械は、工作物にスロットを形成するための回転ビットを含み、前記冷却剤ノズルは、
工作物を動作位置に収容するための間隙と、
少なくとも１つの冷却剤入口と、
工作物の第１の側から工作物に向かって第１の冷却剤の流れを導くように配置された第１の冷却剤出口と、
工作物の第２の側から工作物に向かって第２の冷却剤の流れを導くように配置された第２の冷却剤出口と、
第１の冷却剤の流れをスロットに向かって導くように配置された第１の案内面と、
第２の冷却剤の流れをスロットに向かって導くように配置された第２の案内面と、を有することを特徴とする工作機械用の冷却剤ノズル。
【請求項７】
第１の案内面と第２の案内面とは、実質的に反対方向に面していることを特徴とする請求項６記載の工作機械用の冷却剤ノズル。
【請求項８】
第１の案内面と第２の案内面とは、ビットによって形成されるスロットの湾曲した第１の側面部および第２の側面部に対応する湾曲部を有することを特徴とする請求項６記載の工作機械用の冷却剤ノズル。
【請求項９】
第１の冷却剤出口および第２の冷却剤出口は、ビットによって形成されるスロットの第１の側面部および第２の側面部に対応する湾曲部を有することを特徴とする請求項８記載の工作機械用の冷却剤ノズル。
【請求項１０】
第１の案内面および第２の案内面と第１の出口および第２の出口とは、単一の焼結されたセラミック要素の第１のアーム部および第２のアーム部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項６記載の工作機械用の冷却剤ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工に関し、特に、ターボ機械のディスクへのブレード取付スロットの機械加工に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンなどのターボ機械では、ファン、圧縮機、およびタービン部のブレードは、別々のディスクに固定されうる。一つの取付手段は、ディスクの周辺部に設けられたスロットの湾曲部と相補的な湾曲部を備えるブレード根部を提供することを含む。湾曲プロファイルを含む例示的な形状であって、スロットの底部から開口部に向かって横方向の寸法が実質的に増加する形状は、もみの木形状と呼ばれている。このようなスロットを形成する方法として、いくつかのものが使用および提案されてきた。例示的な方法は、非特許文献１に説明されている。このような装置では、冷却剤／潤滑剤の投入が非常に重要である。
【非特許文献１】エス．エル．スー（Ｓ．Ｌ．Ｓｏｏ）外著、「ニッケル基超合金の点接触式研削（Ｐｏｉｎｔ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｎｉｃｋｅｌ−Ｂａｓｅ  Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ）」、インダストリアル  ダイアモンド  レビュー（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｒｅｖｉｅｗ）、２００２年２月、ｐ．１０９−１１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、ディスクに複数のスロットを切削するために湾曲した長手方向プロファイルの回転ビットを有する工作機械で使用される冷却剤ノズルを提供することである。
【０００４】
本発明の他の目的は、工作物にスロットを形成するための回転ビットを有する工作機械で使用される冷却剤ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
冷却剤ノズルは、１つの形態では、少なくとも１つの冷却剤入口と少なくとも１つの冷却剤出口とを含む。冷却剤出口は、湾曲部を有するとともに、ビットに対して接線方向でビットの回転方向に冷却剤の流れを導くように配置されている。ノズルの内側面部分によって、入口と出口との間に１つまたは複数の通路が画成される。
【０００６】
種々の実施例では、内側面部分は、レーザ焼結されたセラミック製本体に形成可能である。ノズルは、冷却剤の流れをスロットに向かって導くように配置された案内面を有してもよく、ビットがディスクと出口との間でスロットの片側にあるときに、冷却剤の流れがビットと案内面との間を横方向に通過する。ディスク受入空間の第１および第２の面に、第１および第２の出口を設けることができる。ノズルによって工作機械からディスクを長手方向に抜き取るのが妨げられる作業状態と、ノズルによってこのような抜き取りが妨げられない状態と、の間でノズルを移動することができるように、ノズルを移動可能に取り付けることができる。
【０００７】
冷却剤ノズルは、他の形態では、工作物を作業位置に収容するための間隙を含む。ノズルは、少なくとも１つの冷却剤入口を含む。また、ノズルは、第１および第２の冷却剤の流れを工作物の第１および第２の側から工作物に向かって導くための第１および第２の冷却剤出口を含む。さらに、ノズルは、第１および第２の冷却剤の流れをスロットに向かって導くように配置された第１および第２の案内面を含む。
【０００８】
種々の実施例では、上記の案内面は、実質的に反対向きに面してもよい。また、これらの案内面は、ビットによって形成されるスロットの湾曲した側面部に対応する湾曲部を有することができる。出口も、スロットの側面部に対応する湾曲部を有しうる。第１および第２の案内面および第１および第２の出口は、単一の焼結セラミック要素の第１および第２のアーム部にそれぞれ設けることができる。
【０００９】
本発明の１つまたは複数の実施例が添付図面および以下の最良の形態に記載されている。本発明の他の特徴、目的、および利点は、最良の形態、図面、および請求項によって明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、スピンドル軸５０２を中心に方向５００に回転するように（砥粒クイルなどの）ビット２２を支持する工作機械のスピンドル２０を示している。この工作機械は、ブレードディスク３４の周辺部から内側に延びる予備スロット３０から一連のブレード保持スロットを機械加工するために使用される。ディスクは、軸５０４を中心に制御された回転を行うように取付具（図示省略）に保持してもよい。工作機械は、スロットを機械加工するために軸５０２と直交する軸５０６に沿ってスピンドルを往復して平行移動させることができる。例示的な実施例では、スロットは、段付きの側壁を有する予備スロットから研削されるが、連続する周辺部から直接研削することもできる。（クリアランスが比較的小さい）予備スロットは、段付きの研削砥石（図示省略）によって最初に研削することができ、続いてビット２２によって拡大／再度形状づけることができる。図１には、ノズル４２を有する冷却剤供給装置４０がさらに示されている。ノズル４２は、第１および第２の出口アーム部４６，４８を有する選択的にレーザ焼結（ＳＬＳ）されたノズル本体４４を含む。ディスクとノズルとが動作位置にあるときに、アーム部の遠位端部の間の間隙すなわち空間５０がディスクを受け入れる。ノズルは、工作機械に対してノズルを支持する摺動ガントリー機構５２によって、例えば方向５１０に沿ってディスクに対して横方向に移動するように取付可能である。
【００１１】
図２，図３は、ノズル４２のさらなる詳細を示している。各々のアーム部４６，４８は、遠位端面６０，６１を有する。これらの面は、スロット３０のプロファイルと少なくとも部分的に対応する開口部６４，６５をそれぞれ有している。関連するアーム部の端部６６，６７に沿って開口部６４，６５から内側に面６８，６９が延びており、これらの面は関連する端部の内側面７０，７１まで延在している。端部から内側に離間して、出口開口部７８，７９を有する対応する出口端面７４，７５が設けられている。１つまたは複数の通路が、出口開口部と１つまたは複数の冷却剤入口とを接続する。例示的な実施例では、ノズルは、第１および第２の冷却剤入口８２，８４をそれぞれ含み、これらの冷却剤入口には適切な取付部品および冷却剤管路（図示省略）が接続されている。第１の出口開口部７８は、連結された第１および第２の部分８６，８７を有する。第１の部分８６（図４参照）は、外側部分８８と、セグメント化された内側部分８９と、を含む周辺部を有し、外側部分８８と内側部分８９とは、互いに対して実質的に平行でかつ僅かに離間されている。第１の部分８６は、ビットのプロファイル、すなわち機械加工後のスロットのプロファイルに少なくとも部分的に対応する湾曲プロファイル（ｃｏｎｖｏｌｕｔｅｄ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を含むように形成される。第２の部分８７は、内側部分９０およびセグメント化された外側部分９１を含む周辺部を有する。外側部分９１のセグメントは、内側部分８９のセグメントに面するとともに端部において内側部分のセグメントと接続され、ここで２つの出口部分が連結される。第２の部分８７は、予備スロットのプロファイルと少なくとも部分的に対応する段付きの湾曲プロファイルを含むように形成される。第２の出口開口部７９（図５参照）は、外側部分９４と内側部分９６とを含む周辺部を有し、外側部分９４と内側部分９６とは、互いに対して実質的に平行でかつ僅かに離間されている。例示的な実施例では、出口開口部７９と出口開口部７８の第１の部分８６とは、ビットの先端部となる箇所の近傍ではビットプロファイルの両側に沿って延び、かつビットの研削長さの実質的に全長に沿って一方側のみで延びている。この特定の側は、第１および第２の出口開口部から噴出する対応する第１および第２の冷却剤噴流１０２，１００（図６参照）が、この側に沿ってビットの回転に対して（反対方向ではなく）接線方向に衝突するように選択される。
【００１２】
図６は、方向５２０に沿った平行移動の中間段階におけるビットが示されている。ビットは、第２の受入ベイ１０６から面６９によって画成されるチャネルに入っている。この段階では、第２のノズル開口部７９からの冷却剤が第１の側の面６９によって案内されて上述のようにビットに衝突するが、切削されていない予備スロットの存在によって、（噴流１００の一部である）第１のノズル開口部７８の第１の部分８６からの冷却剤は予備スロットに実質的に流入せずにディスクの第１の面１０８によって偏向される。（噴流１００の第２の部分である）第２の部分８７からの冷却剤は、接線方向での衝突が僅かに小さくなるが、実質的に予備スロットに流入して接近するビットを冷却することができる。図７では、ビットがチャネルから出てノズルとディスクとの間の間隙を横切り、ディスクの第２の面１１０に貫入して予備スロットからスロットを切削し始めている。ビットがディスクに向かってチャネルをさらに進むと、面６９（特に出口と整列した側面の部分）によって噴流がさらにビットに案内される。最終的に、ビットは、ディスクの第１の面１０８から出て案内面６８によって画成されるチャネルに入り、第１の受入ベイ１０４に達する。ビットが第１の面１０８を貫通すると、第１の出口開口部の第１の部分８６からの噴流１００の部分が上述のようにビットに接線方向に衝突可能となる。続いて、ビット／スピンドルを方向５２０とは逆方向に後退するように平行移動して、第２のベイに再度挿入することができる。また、機械加工したスロットを通って戻るようにビット／スピンドルを平行移動することもできる。続いて、次の予備スロットを作業位置に持ってくるためにディスクを少しずつ回転させることができ、上記の手順が繰り返される。
【００１３】
本発明の１つまたは複数の実施例を説明したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく種々の変更を行うことができる。例えば、研削されるスロットおよびノズルとともに使用される機械の詳細は、実施例の詳細に影響を与えうる。従って、他の実施例も請求項の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ブレードディスクおよび工作機械のスピンドルに対して動作位置に設けられた本発明に係る冷却剤ノズルの斜視図である。
【図２】図１のノズルの一方側からの拡大説明図である。
【図３】図１のノズルの他方側からの拡大説明図である。
【図４】図１のノズルの第１の出口端面の端面図である。
【図５】図１のノズルの第２の出口端面の端面図である。
【図６】図１の６−６線に沿ったノズルの断面図である。
【図７】第２の段階における図６のノズルおよびビットの断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
２０…スピンドル
２２…ビット
３０…予備スロット
３４…ブレードディスク
４０…冷却剤供給装置
４２…ノズル
４４…ノズル本体
４６，４８…出口アーム部
５０…間隙
５２…摺動ガントリー機構
５０２…スピンドル軸
５０４…軸
【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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