(57)【要約】      （修正有）【課題】放電電極と通電テープの表面との間にパルス状の放電を生じさせることにより、通電テープの表面にプラズマを衝突させて、エンジン部品の被処理部の表面に残留圧縮応力を与える。【解決手段】絶縁テープ２９を金属製品１に被処理部５ａを覆うように貼り付け、通電テープ３１を絶縁テープ２９に被処理部５ａの表面形状に整合するように貼り付け、絶縁性のある加工液Ｌ中で放電電極２３と通電テープ３１との間にパルス状の放電Ｄを生じさせることにより、爆発的にプラズマＰを発生させると共に、加工液ＬによってプラズマＰを外部へ逃げないように封止しつつ、通電テープ３１の表面に衝突させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製品の被処理部に残留圧縮応力を与えるためのピーニング方法において、
絶縁性を有する絶縁テープを用いて、前記絶縁テープを前記金属製品に前記被処理部を覆うように貼り付ける絶縁テープ貼り付け工程と；
通電性を有する通電テープを用いて、前記通電テープを前記絶縁テープに前記被処理部の表面形状に整合するように貼り付ける通電テープ貼り付け工程と；
前記絶縁テープ貼り付け工程及び前記通電テープ貼り付け工程が終了した後に、放電電極を用いて、絶縁性のある加工液中で前記放電電極と前記通電テープとの間にパルス状の放電を生じさせることにより、爆発的にプラズマを発生させると共に、前記加工液によって前記プラズマを外部へ逃げないように封止しつつ、前記通電テープの表面に衝突させる放電工程と；
を具備してなることを特徴とするピーニング方法。
【請求項２】
金属製品の被処理部に残留圧縮応力を与えるためのピーニング方法において、
表側に通電性を有する通電層を備えかつ裏側に絶縁性を有する接着層を備えたピーニングテープを用いて、前記ピーニングテープを前記金属製品に前記被処理部の表面形状に整合するように貼り付けるテープ貼り付け工程と；
前記テープ貼り付け工程が終了した後に、放電電極を用いて、絶縁性のある加工液中で前記放電電極と前記ピーニングテープの表面との間にパルス状の放電を生じさせることにより、爆発的にプラズマを発生させると共に、前記加工液によって前記プラズマを外部へ逃げないように封止しつつ、前記通電テープの表面に衝突させる放電工程と；
を具備してなることを特徴とするピーニング方法。
【請求項３】
金属製品は、ガスタービンエンジンにおけるエンジン部品であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガスタービンエンジンにおけるエンジン部品等の金属製品の被処理部に残留圧縮応力を与えるためのピーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガスタービンエンジンの分野にあっては、動翼のダブテールの圧力面、ロータディスクのダブテール溝の圧力面に残留圧縮応力を与えて疲労強度を高めることがよく行われる。一方、前記動翼のダブテールの圧力面、前記ロータディスクのダブテール溝の圧力面等、エンジン部品の被処理部に対して残留圧縮応力を与えるためのピーニング方法としては、ショット粒の噴射による方法、レーザ光の発射による方法がある。
【０００３】
ここで、前者のピーニング方法は、工場内の高圧力設備を利用して、ショットノズルから前記ショット粒を噴射させることにより、前記ショット粒を前記エンジン部品の被処理部に衝突させて、前記エンジン部品の被処理部に残留圧縮応力を与える方法である。また、後者のピーニング方法は、レーザ発振器により発振したレーザ光を光伝導系を介してレーザヘッドから発射させることにより、爆発的にラズマを発生させて、前記エンジン部品の被処理部に残留圧縮応力を与える方法である。
【０００４】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１、特許文献２に示すものがある。
【特許文献１】特開２００１−２７７１１８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４６４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前者のピーニング方法の実施にあっては前記高圧力設備を利用しているため、ピーニングライン工程を備えた加工ラインを工場内に設置する場合に、前記加工ラインのレイアウト上の制限を多くなって、工場内のスペースの有効利用を図ることが容易でないという問題がある。
【０００６】
また、後者のピーニング方法の実施にあっては前記レーザ発振器、前記光伝導系を必要とするため、ピーニング方法を実施する装置が大がかりになって、ピーニング方法の実施に要するコストが高くなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明にあっては、金属製品の被処理部に残留圧縮応力を与えるためのピーニング方法において、
絶縁性を有する絶縁テープを用いて、前記絶縁テープを前記金属製品に前記被処理部を覆うように貼り付ける絶縁テープ貼り付け工程と；
通電性を有する通電テープを用いて、前記通電テープを前記絶縁テープに前記被処理部の表面形状に整合するように貼り付ける通電テープ貼り付け工程と；
前記絶縁テープ貼り付け工程及び前記通電テープ貼り付け工程が終了した後に、放電電極を用いて、絶縁性のある加工液中で前記放電電極と前記通電テープの表面との間にパルス状の放電を生じさせることにより、爆発的にプラズマを発生させると共に、前記加工液によって前記プラズマを外部へ逃げないように封止しつつ、前記通電テープの表面に前記プラズマを衝突させる放電工程と；
を具備してなることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記通電テープにおける一旦通電が生じた箇所は、気化されて再度通電（放電）することはない。そのため、前記通電テープの表面全域に亘って略均一に前記プラズマを衝突させることができる。 
なお、前記通電テープ貼り付け工程の順番は、前記絶縁テープ貼り付け工程の後であっても、前記絶縁テープ貼り付け工程の前であっても差し支えない。また、前記絶縁テープは、前記被処理部を覆うように貼り付けてあれば、前記被処理部の表面形状に整合するように貼り付ける必要はない。
【０００９】
請求項２に記載の発明にあっては、金属製品の被処理部に残留圧縮応力を与えるためのピーニング方法において、
表側に通電性を有する通電層を備えかつ裏側に絶縁性を有する接着層を備えたピーニングテープを用いて、前記ピーニングテープを前記金属製品に前記被処理部の表面形状に整合するように貼り付けるテープ貼り付け工程と；
前記テープ貼り付け工程が終了した後に、放電電極を用いて、絶縁性のある加工液中で前記放電電極と前記ピーニングテープの表面との間にパルス状の放電を発生させることにより、爆発的にプラズマを発生させると共に、前記加工液によって前記プラズマを外部へ逃げないように封止しつつ、前記ピーニングテープの表面に前記プラズマを衝突させる放電工程と；
を具備してなることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記ピーニングテープの前記通電層における一旦通電が生じた箇所は、気化されて再度通電（放電）することはない。そのため、前記ピーニングテープの表面全域に亘って略均一に前記プラズマを衝突させることができる。 
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項の他に、金属製品は、ガスタービンエンジンにおけるエンジン部品であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、前記放電電極と前記通電テープの表面との間にパルス状の放電を生じさせることにより、前記通電テープの表面に前記プラズマを衝突させて、前記金属製品の前記被処理部の表面に残留圧縮応力を与えることができるため、工場内の前記高圧力設備を利用するこなく、簡易な装置でピーニング方法を実施することができる。そのため、ピーニングライン工程を備えた加工ラインを工場内に設置する場合に、前記加工ラインのレイアウト上の制限が少なくなって、工場内のスペースの有効利用を容易に図ることができると共に、ピーニング方法の実施に要するコストの低下を図ることができる。
【００１２】
また、前記通電テープを前記絶縁テープに前記金属製品の前記被処理部の表面形状に整合するように貼り付けた後に、前記通電テープの表面全域に亘って略均一に前記プラズマを衝突させることができるため、前記金属製品の前記被処理部の表面全域に亘って略均一に残留圧縮応力を与えることができ、前記金属製品の前記被処理部の疲労強度がより向上する。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、前記放電電極と前記ピーニングテープの表面との間にパルス状の放電を生じさせることにより、前記ピーニングテープの表面に前記プラズマを衝突させて、前記金属製品の前記被処理部の表面に残留圧縮応力を与えることができるため、工場内の前記高圧力設備を利用するこなく、簡易な装置でピーニング方法を実施することができる。そのため、ピーニングライン工程を備えた加工ラインを工場内に設置する場合に、前記加工ラインのレイアウト上の制限が少なくなって、工場内のスペースの有効利用を容易に図ることができると共に、ピーニング方法の実施に要するコストの低下を図ることができる。
【００１４】
また、前記ピーニングテープを前記金属製品の前記被処理部の表面形状に整合するように貼り付けた後に、前記ピーニングテープの前記通電層の表面全域に亘って略均一に前記プラズマを衝突させることができるため、前記金属製品の前記被処理部の表面全域に亘って略均一に残留圧縮応力を与えることができ、前記金属製品の前記被処理部の疲労強度がより向上する。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の最良の形態に係わるピーニング方法の実施対象になるエンジン部品、本発明の最良の形態に係わる放電加工機、本発明の最良の形態に係わる第１のピーニング方法、及び本発明の最良の形態に係わる第２のピーニング方法について、図１から図４を参照して説明する。
【００１７】
ここで、図１は、本発明の最良の形態に係わる第１のピーニング方法を説明する模式的な図であって、図２は、本発明の最良の形態に係わる第２のピーニング方法を説明する模式的な図であって、図３は、本発明の最良の形態に係わる放電加工機の模式的な正面図であって、図４は、ガスタービンエンジンのエンジン部品の一例として、動翼とロータディスクの一部を示す模式的な図である。
【００１８】
図４に示すように、本発明の最良の形態に係わるピーニング方法の実施対象になる金属機械部品は、例えば、動翼１、ロータディスク３等のガスタービンエンジンのエンジン部品である。そして、本発明の最良の形態に係わるピーニング方法の実施によって動翼１のダブテール５の圧力面５ａ、ロータディスク３のダブテール溝７の圧力面７ａに残留圧縮応力が与えられる。
【００１９】
図３に示すように、本発明の最良の形態に係わる放電加工機９はベッド１１を加工機ベースとしており、このベッド１１には、テーブル１３が設けられてあって、このテーブル１３はＸ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によってＸ軸方向（図３において左右方向）へ移動可能かつＹ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によってＹ軸方向（図３において紙面に向かって表裏方向）へ移動可能である。
【００２０】
テーブル１３には、絶縁性のある油等の加工液Ｌを貯留する加工槽１５が設けられており、この加工槽１５内には、支持プレート１７が設けられている。この支持プレート１７には、エンジン部品（動翼１、ロータディスク３等）を取付ける取付具１９が設けられている。
【００２１】
ベッド１１の上方（図３において上方）には、加工ヘッド２１がコラム（図省略）を介して設けられており、この加工ヘッド２１はＺ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によってＺ軸方向（図３において上下方向）へ移動可能である。そして、加工ヘッド２１には、放電電極２３を保持する電極ホルダ２５が設けられている。
【００２２】
なお、電極ホルダ２５及び取付具１９は電源２７に電気的に接続されている。
【００２３】
図１に示すように、本発明の最良の形態に係わる第１のピーニング方法は、動翼１の圧力面５ａ、ロータディスク３の圧力面７ａ等、エンジン部品の被処理部に残留圧縮応力を与えるための方法であって、以下のような、絶縁テープ貼り付け工程と、通電テープ貼り付け工程と、放電工程とからなる。
【００２４】
絶縁テープ貼り付け工程
絶縁性を有する絶縁テープ２９を用いて、絶縁テープ２９を動翼１に圧力面５ａを覆うように貼り付ける（図１（ａ）参照）。
【００２５】
なお、絶縁テープ２９は、圧力面５ａを覆うように貼り付けてあれば、圧力面５ａの表面形状に整合するように貼り付ける必要はない。
【００２６】
通電テープ貼り付け工程
前記絶縁テープ貼り付け工程が終了した後に、通電性を有する通電テープ３１を用いて、通電テープ３１を絶縁テープ２９の表面に圧力面５ａの表面形状に整合するように貼り付ける（図１（ｂ）参照）。
【００２７】
なお、前記通電テープ貼り付け工程は、前記絶縁テープ貼り付け工程の前であっても差し支えない。
【００２８】
放電工程
前記通電テープ貼り付け工程が終了した後に、取付具１９に動翼１を取り付けた状態の下で、前記Ｘ軸サーボモータ、前記Ｙ軸サーボモータの駆動によってテーブル１３をＸ軸方向、Ｙ軸方向（少なくともいずれかの方向）へ移動させることにより、圧力面５ａにおける適宜領域が放電電極２３の下方（図３において下方）に位置するように、動翼１の位置決めを行う（図３参照）。そして、前記Ｚ軸サーボモータの駆動によって放電電極２３を加工ヘッド２１と一体的にＺ軸方向へ移動させつつ（図３参照）、加工液Ｌ中で放電電極２３と通電テープとの間にパルス状の放電Ｄを生じさせる（図１（ｃ）参照）。これにより、爆発的にプラズマＰを発生させると共に、加工液ＬによってプラズマＰを外部へ逃げないように封止しつつ、通電テープ３１の表面に衝突させて、圧力面５ａにおける前記適宜領域に残留圧縮応力を与えることができる（図１（ｄ）参照）。なお、圧力面５ａにおける全領域に残留圧縮応力を与えるまで、上述の動作を繰り返す。
【００２９】
ここで、通電テープ３１における一旦通電が生じた箇所は、気化されて再度通電（放電）することはない。そのため、通電テープ３１の表面全域に亘って略均一にプラズマＰを衝突させることができる。
【００３０】
なお、以上により本発明の最良の形態に係わる第１のピーニング方法の実施によって動翼１の圧力面５ａに残留圧縮応力を与えることができるが、ロータディスク３の圧力面７ａ等、他のエンジン部品の被処理部に対しても、前記第１のピーニング方法の実施によっても残留圧縮応力を与えることができる。
【００３１】
以上の如き、本発明の最良の形態に係わる第１のピーニング方法によれば、放電電極２３と通電テープ３１の表面との間にパルス状の放電Ｄを生じさせることにより、通電テープ３１の表面にプラズマＰを衝突させて、エンジン部品の被処理部（動翼１の圧力面５ａ、ロータディスク３の圧力面７ａ等）の表面に残留圧縮応力を与えることができるため、工場内の前記高圧力設備を利用するこなく、簡易な装置で前記第１のピーニング方法を実施することができる。そのため、ピーニングライン工程を備えた加工ラインを工場内に設置する場合に、前記加工ラインのレイアウト上の制限が少なくなって、工場内のスペースの有効利用を容易に図ることができると共に、前記第１のピーニング方法の実施に要するコストの低下を図ることができる。
【００３２】
また、通電テープ３１を絶縁テープ２９にエンジン部品の被処理部の表面形状に整合するように貼り付けた後に、通電テープ３１の表面全域に亘って略均一にプラズマＰを衝突させることができるため、エンジン部品の被処理部の表面全域に亘って略均一に残留圧縮応力を与えることができ、エンジン部品の被処理部の疲労強度がより向上する。
【００３３】
図２に示すように、本発明の第２のピーニング方法は、動翼１の圧力面５ａ、ロータディスク３の圧力面７ａ等、エンジン部品の被処理部に残留圧縮応力を与えるための方法であって、以下のような、テープ貼り付け工程と、放電工程とからなる。
【００３４】
テープ貼り付け工程
ピーニングテープ３３を用いて、ピーニングテープ３３を動翼１に圧力面５ａの表面形状に整合するよいに貼り付ける（図２（ａ）参照）。
【００３５】
ここで、ピーニングテープ３３の表側（図２において上側）には、通電性を有する通電層３５を備えてあって、ピーニングテープ３３の裏側（図２において下側）には、絶縁性を有する接着層３７を備えてある。
【００３６】
放電工程
前記テープ貼り付け工程が終了した後に、取付具１９に動翼１を取り付けた状態の下で、前記Ｘ軸サーボモータ、前記Ｙ軸サーボモータの駆動によってテーブル１３をＸ軸方向、Ｙ軸方向（少なくともいずれかの方向）へ移動させることにより、圧力面５ａにおける適宜領域が放電電極２３の下方に位置するように、動翼１の位置決めを行う（図３参照）。そして、前記Ｚ軸サーボモータの駆動によって放電電極２３を加工ヘッド２１と一体的にＺ軸方向へ移動させつつ（図３参照）、加工液Ｌ中で放電電極２３とピーニングテープ３３との間にパルス状の放電を生じさせる（図２（ｂ）参照）。これにより、爆発的にプラズマＰを発生させると共に、加工液ＬによってプラズマＰを外部へ逃げないように封止しつつ、ピーニングテープ３３の通電層３５の表面に衝突させて、圧力面５ａにおける前記適宜領域に残留圧縮応力を与えることができる。なお、圧力面５ａにおける全領域に残留圧縮応力を与えるまで、上述の動作を繰り返す。
【００３７】
ここで、ピーニングテープ３３の通電層３５における一旦通電が生じた箇所は、気化されて再度通電（放電）することはない。そのため、ピーニングテープ３３の通電層３５の表面全域に亘って略均一にプラズマＰを衝突させることができる。
【００３８】
なお、以上により本発明の最良の形態に係わる第２のピーニング方法によって動翼１の圧力面５ａに残留圧縮応力を与えることができるが、ロータディスク３の圧力面７ａ等、他のエンジン部品の被処理部に対しても、前記第２のピーニング方法の実施によって残留圧縮応力を与えることができる。
【００３９】
以上の如き、本発明の最良の形態に係わる第２のピーニング方法によれば、放電電極２３とピーニングテープ３３の表面との間にパルス状の放電Ｄを生じさせることにより、ピーニングテープ３３の通電層３５の表面にプラズマＰを衝突させて、エンジン部品の被処理部（動翼１の圧力面５ａ、ロータディスク３の圧力面７ａ等）の表面に残留圧縮応力を与えることができるため、工場内の前記高圧力設備を利用するこなく、簡易な装置で前記第２のピーニング方法を実施することができる。そのため、ピーニングライン工程を備えた加工ラインを工場内に設置する場合に、前記加工ラインのレイアウト上の制限が少なくなって、工場内のスペースの有効利用を容易に図ることができると共に、前記第２のピーニング方法の実施に要するコストの低下を図ることができる。
【００４０】
また、ピーニングテープ３３をエンジン部品に被処理部の表面形状に整合するように貼り付けた後に、ピーニングテープ３３の通電層３５の表面全域に亘って略均一にプラズマＰを衝突させることができるため、エンジン部品の被処理部の表面全域に亘って略均一に残留圧縮応力を与えることができ、エンジン部品の被処理部の疲労強度がより向上する。
【００４１】
なお、本発明は、前述の発明の最良の形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の最良の形態に係わる第１のピーニング方法を説明する模式的な図である。
【図２】本発明の最良の形態に係わる第２のピーニング方法を説明する模式的な図である。
【図３】本発明の最良の形態に係わる放電加工機の模式的な正面図である。
【図４】ガスタービンエンジンのエンジン部品の一例として、動翼とロータディスクの一部を示す模式的な図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｄ          放電
Ｌ          加工液
Ｐ          プラズマ
１          動翼
３          ロータディスク
５          ダブテール
５ａ        圧力面（被処理部）
７          ダブテール溝
７ａ        圧力面（被処理部）
９          放電加工機
２３          放電電極
２９          絶縁テープ
３１          通電テープ
３３          ピーニングテープ
３５          通電層
３７          接着層
【図１】
2005271136.tif 000003
【図２】
2005271136.tif 000004
【図３】
2005271136.tif 000005
【図４】
2005271136.tif 000006