(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部とこの端部から内向きに延びる開口部を有する部材と、液化するために加熱されるとともに加圧下でノズルを通して供給される充填材料の供給手段と、のための固定具であって、この固定具は、作動状態において加熱された充填材料の流れを前記手段から前記部材へ注入することを可能とするとともに、非作動状態において充填材料の流れを前記手段から前記部材へ注入することを不能にする流路を有し、前記固定具は、
前記部材の材料よりも軟らかい材料で形成されるとともに該部材と係合する工具部材を含み、この工具部材は、前記端部から離間されているとともに該端部との間に収容領域が残り、この収容領域を通って充填材料を注入する流路が延びており、前記工具部材は、この工具部材の周囲に延びる少なくとも１つの面を有し、この面は、作動状態において、前記工具部材と前記部材との間の位置で充填材料が前記収容領域から流出するのを防ぐように、前記固定具が前記部材の端部と弾性的に係合するように設けられ、前記工具部材は、前記ノズルを受け入れる開口部をさらに有しており、
前記部材と係合する前記工具部材の部分よりも硬い材料で形成された第２の部材を含み、この第２の部材は、前記工具部材の前記開口部内に翼幅方向に延びる中空の部材であり、この中空の第２の部材は、前記ノズルを収容する翼幅方向長さを有するダクトと、該ダクトを境界づけるシール面と、を有し、このシール面によって、作動状態において前記第２の部材が前記ノズルと接触するように設けられ、前記第２の部材は、前記ノズルから前記充填材料の流れを受け入れるように前記シール面から延びる前記流路の一部を含み、この第２の部材に設けられた流路部分の長さは、ノズルを収容するダクトの翼幅方向長さよりも短くなっており、
前記手段の前記ノズルは、作動状態において、加圧された充填材料の流れが流路内に注入されるときにこの加圧された充填材料の漏れを防止するように、前記第２の部材のシール面に対して密着して押し付けられるように設けられ、前記工具部材は、前記部材と前記工具部材との間の充填材料の漏れを防止するとともに、前記収容領域を境界づけてこの収容領域とともに充填材料を前記部材の端部および前記開口部に分配するプレナムを形成するように、前記部材に押し付けられるように設けられ、
前記第２の部材のシール面は、前記工具部材内の充填材料の流れの中で、前記工具部材の上流のどの点よりも前記収容領域に近い位置を有することで、作動状態において、前記第２の部材を通る流路内の充填材料の翼幅方向長さＬｆｕが、前記工具部材を通って延びる前記ノズルの部分の充填材料の翼幅方向長さＬｆｈよりも短くなり、これにより、前記工具部材を通って延びる前記ノズルの部分の充填材料の翼幅方向長さＬｆｈに対して、非作動状態における第２の部材を通る流路内の充填材料の翼幅方向長さＬｆｕが減少することを特徴とする固定具。
【請求項２】
前記工具部材内に延在する前記ノズルの部分は、ノズルプラグの一部であり、前記第２の部材内の充填材料用の流路は、直径Ｄと流路の直径Ｄの５倍以下の長さＬとを有し、これにより、前記シール面は、直径Ｄの５倍以下の距離で前記収容領域と近接して離間されていることを特徴とする請求項１記載の固定具。
【請求項３】
前記ノズルプラグ内の充填材料の流れは、直径Ｄとほぼ等しい直径を有し、前記第２の部材内の流路の長さＬは、直径Ｄの約１倍よりも短いことを特徴とする請求項２記載の固定具。
【請求項４】
作動状態において充填材料の供給手段からエアフォイルに充填材料の流れを注入する流路を有する固定具を使用して、第１のエアフォイルと第２のエアフォイルとを含む少なくとも２つのエアフォイルにノズルを通して加圧下で加熱された充填材料を連続して供給する充填材料の供給方法であって、これらの各エアフォイルは、端部とこの端部から内向きに延びる開口部とを含み、前記方法は、
前記エアフォイルよりも軟らかい材料で形成された工具部材を第１のエアフォイルの端部に隣接して配置し、かつ前記エアフォイルの端部と前記工具部材の一部とを係合させるとともに前記工具部材と前記エアフォイルの端部とを離間させることによって収容領域を形成することを含み、
シール面を有するノズルアダプタを前記工具部材内に配置することによって、前記工具部材よりも硬い材料で前記ノズル用のシール面を形成することを含み、このシール面の形成は、前記ノズルアダプタ内に前記シール面から下流に延びる充填材料用の流路を形成するとともに、この流路を前記工具部材内で該工具部材のどの上流位置よりも前記収容領域に近い翼幅方向位置に配置することを含み、さらに、前記工具部材内に翼幅方向で延在するように前記ノズルを前記工具部材内に配置し、
前記ノズルアダプタと前記工具部材内の前記ノズルとを接触させ、
充填材料の流れを前記ノズル部材を通して、続いて前記ノズルアダプタの流路を通して前記収容領域へと注入し、
第１のエアフォイルを充填後に取り除き、これにより、前記ノズルアダプタの流路に翼幅方向長さの充填材料が残され、
第２のエアフォイルと前記工具部材とを係合させ、
第１のエアフォイルを取り除いてから第２のエアフォイルを係合させるまでの時間間隔の後で溶融状態の充填材料を供給するために、第２のエアフォイルの充填中および充填前に前記工具部材内に配置される前記ノズルの部分に熱を供給し、
前記ノズルからの溶融充填材料によって前記ノズルアダプタから該ノズルアダプタの流路内の翼幅方向長さの充填材料を押し出すことを含み、前記工具部材内に前記ノズルを配置するとともに前記シール面を前記収容領域の上流の点よりも該収容領域の近くに設けることによって、前記工具部材の翼幅方向長さにおける加熱されていない充填材料の翼幅方向長さが、前記工具部材の翼幅方向長さ全体から、前記ノズルアダプタの流路の翼幅方向長さへと減少していることを特徴とする充填材料の供給方法。
【請求項５】
前記充填材料の供給手段は、前記ノズルを含み、前記ノズルアダプタを前記工具部材内に配置することは、前記工具部材と前記充填材料の供給手段との間にスプループレートを配置するとともに、前記ノズルアダプタを前記スプループレートで支持するようにこのスプループレートに対して配置し、かつ前記ノズルアダプタを前記工具部材内に延在させることを含み、前記方法は、さらに前記工具部材を前記エアフォイルに対して押し付けるために前記スプループレートを前記工具部材に対して押し付けることを含むことを特徴とする請求項４記載の充填材料の供給方法。
【請求項６】
前記ノズルを前記工具部材内に配置することは、前記ノズルを前記ノズルアダプタ内に配置するとともに、前記ノズルの少なくとも翼幅方向長さ部分にわたって該ノズルを前記ノズルアダプタから離間して配置することを特徴とする請求項５記載の充填材料の供給方法。
【請求項７】
端部とこの端部から内向きに延びる開口部を有するエアフォイルと、加圧下でノズルを通して供給される充填材料の供給手段と、のための固定具であって、この固定具は、作動状態において加熱された充填材料の流れを前記手段から前記エアフォイルへ注入することを可能とするとともに、非作動状態において充填材料の流れを前記手段から前記エアフォイルへ注入することを不能にする流路を有し、前記固定具は、
前記エアフォイルの材料よりも軟らかい材料で形成されるとともに該エアフォイルと係合する工具部材を含み、この工具部材は、前記端部から離間されているとともに該端部との間に収容領域が残り、この収容領域を通って充填材料を注入する流路が延びており、前記工具部材は、この工具部材の周囲に延びる少なくとも１つの面を有し、この面は、作動状態において、前記工具部材と前記エアフォイルとの間の位置で充填材料が前記収容領域から流出するのを防ぐように、前記固定具が前記エアフォイルの端部と弾性的に係合するように設けられ、前記工具部材は、前記ノズルを受け入れる開口部をさらに有しており、
前記エアフォイルと係合する前記工具部材の部分よりも硬い材料で形成された第２の部材を含み、この第２の部材は、前記工具部材の前記開口部内に翼幅方向に延びる中空の部材であり、この中空の第２の部材は、前記ノズルを収容する翼幅方向長さを有するダクトと、該ダクトを境界づけるシール面と、を有し、このシール面によって、作動状態において前記第２の部材が前記ノズルと接触するように設けられ、前記第２の部材は、前記ノズルから前記充填材料の流れを受け入れるように前記シール面から延びる前記流路の一部を含み、この第２の部材に設けられた流路部分の長さは、ノズルを収容するダクトの翼幅方向長さよりも短くなっており、
前記手段の前記ノズルは、作動状態において、加圧された充填材料の流れが流路内に注入されるときにこの加圧された充填材料の漏れを防止するように、前記第２の部材のシール面に対して密着して押し付けられるように設けられ、前記工具部材は、前記エアフォイルと前記工具部材との間の充填材料の漏れを防止するとともに、前記収容領域を境界づけてこの収容領域とともに充填材料を前記エアフォイルの端部および前記開口部に分配するプレナムを形成するように、前記エアフォイルに押し付けられるように設けられ、
前記第２の部材のシール面は、前記工具部材内の充填材料の流れの中で、前記工具部材の上流のどの点よりも前記収容領域に近い位置を有することで、作動状態において、前記第２の部材を通る流路内の充填材料の翼幅方向長さＬｆｕが、前記工具部材を通って延びる前記ノズルの部分の充填材料の翼幅方向長さＬｆｈよりも短くなり、これにより、前記工具部材を通って延びる前記ノズルの部分の充填材料の翼幅方向長さＬｆｈに対して、非作動状態における第２の部材を通る流路内の充填材料の翼幅方向長さＬｆｕが減少することを特徴とする固定具。
【請求項８】
前記工具部材内に延在する前記ノズルの部分は、ノズルプラグの一部であり、前記第２の部材内の充填材料用の流路は、直径Ｄと流路の直径Ｄの５倍以下の長さＬとを有し、これにより、前記シール面は、直径Ｄの５倍以下の距離で前記収容領域と近接して離間されていることを特徴とする請求項７記載の固定具。
【請求項９】
前記ノズルプラグ内の充填材料の流れは、直径Ｄとほぼ等しい直径を有し、前記第２の部材内の流路の長さＬは、直径Ｄの約１倍よりも短いことを特徴とする請求項８記載の固定具。
【請求項１０】
前記エアフォイルは、前記開口部によって接続された第１の端部と第２の端部とを有し、前記第２の部材は、ノズルアダプタであり、前記工具部材は、前記ノズルアダプタを受け入れるとともに、前記エアフォイルの第１の端部と係合する第１の部品を有し、前記工具部材は、前記エアフォイルの第２の端部と係合するとともに、作動状態において前記開口部を通して前記第１の収容領域と流体的に連通する第２の収容領域を有する第２の部品を有することを特徴とする請求項７記載の固定具。
【請求項１１】
前記エアフォイルは、ステータベーンであることを特徴とする請求項１０記載の固定具。
【請求項１２】
前記第２の部材は、スプループレートであり、このスプループレートは、前記収容領域と近接する前記シール面を形成するように前記工具部材内に延在するノズルアダプタを有することを特徴とする請求項７記載の固定具。
【請求項１３】
前記工具部材は、前記収容領域を境界づける少なくとも１つの翼幅方向に面する壁と少なくとも１つの翼幅方向に延在する壁とを有し、充填材料が前記工具部材の翼幅方向に面する壁と接触するのを防止するために、前記収容領域の一部にマスキング材料が配置されていることを特徴とする請求項８記載の固定具。
【請求項１４】
前記マスキング材料は、充填材料が前記翼幅方向に延びる壁と接触するのを防止していることを特徴とする請求項１３記載の固定具。
【請求項１５】
前記マスキング材料は、充填材料が前記翼幅方向に延びる壁と接触するのを防止していないことを特徴とする請求項１３記載の固定具。
【請求項１６】
前記第２の部材は、ノズルアダプタであり、このノズルアダプタは、前記工具部材内に延在し、前記工具部材は、前記ノズルアダプタの周囲に延在するとともに該ノズルアダプタと密着していることを特徴とする請求項７記載の固定具。
【請求項１７】
前記第２の部材は、ノズルアダプタであり、このノズルアダプタは、前記工具部材内に延在し、前記工具部材は、前記ノズルアダプタの周囲に延在するとともに該ノズルアダプタから離間されており、これらの間に間隙Ｇｔが残されることを特徴とする請求項７記載の固定具。
【請求項１８】
前記収容領域内に配置されるマスキング材料は、間隙Ｇｔ内に延在しており、この間隙Ｇｔは、マスキング材料で満たされることを特徴とする請求項１７記載の固定具。
【請求項１９】
第１の端部とこの第１の端部から翼幅方向に離間された第２の端部とこれらの端部の間で延びる開口部とを有するステータベーンと、液化するために加熱されるとともに、前記ステータベーンに通じるノズルプラグを有するノズルを通して加圧下で供給される充填材料の供給手段と、のための固定具であって、この固定具は、作動状態において前記手段から前記ステータベーンへと加熱された充填材料の流れを注入する流路を有し、前記固定具は、
Ａ．工具部材を含み、この工具部材は、
前記ステータベーンの材料よりも軟らかい材料で形成されるとともに前記第１の端部から離間された第１の部品を有し、前記第１の端部と前記第１の部品との間には、充填材料を注入する流路が延びる収容領域が残り、前記工具部材は、該工具部材の周囲に延びるとともに翼幅方向に面する少なくとも１つの第１の面を備え、この第１の面は、作動状態において、前記工具部材と前記ステータベーンとの間の位置で収容領域から充填材料が流出するのを防ぐために、前記固定具が前記ステータベーンの第１の端部と弾性的に係合するように設けられており、前記ステータベーンの材料よりも軟らかい材料で形成されるとともに前記第２の端部から離間された第２の部品を有し、前記第２の端部と前記第２の部品との間には、充填材料を注入する流路が延びる収容領域が残り、前記工具部材は、該工具部材の周囲に延びるとともに翼幅方向に面する少なくとも１つの第２の面を備え、この第２の面は、作動状態において、前記工具部材と前記ステータベーンとの間の位置で収容領域から充填材料が流出するのを防ぐために、前記固定具が前記ステータベーンの第２の端部と弾性的に係合するように設けられており、Ｂ．スプループレートを含み、このスプループレートは、前記工具部材の第１の部品内に翼幅方向に延在するとともに、前記ステータベーンと係合する前記工具部材の部分よりも硬い材料で形成されたノズルアダプタを有し、このノズルアダプタは、作動状態において、前記スプループレートが前記ノズルと接触するように設けられており、前記ノズルアダプタは、
前記ノズルプラグの少なくとも一部を受け入れるダクトと、
作動状態において翼幅方向で前記ステータベーンの反対側に面し、かつ加圧された充填材料を受け入れる流路用の開口部を有するとともに、前記ノズルプラグと接触するシール面を有する第１の翼幅方向に面する面を含む第１の側面と、作動状態において翼幅方向で前記ステータベーンに面し、かつ前記収容領域の一部を境界づける第２の翼幅方向に面した面を有する第２の側面と、を備えており、
スプループレートホルダが、前記スプループレートを収容することができるように設けられたスロットと、前記スプループレートと前記スプループレートホルダとの間の相対的な動作を防止する手段を有しており、
前記スプループレートホルダは、設置状態において、充填材料を供給する前記手段と一体に取り付けられており、前記ノズルは、前記流路に加圧された遮断材料の流れを供給するために、前記スプループレートのノズルアダプタのシール面に対して押し付けられており、
作動状態における前記ノズルアダプタ流路内の充填材料の翼幅方向長さは、Ｌｆｕであり、前記工具部材を通って延びる前記ノズルの部分内の充填材料の翼幅方向長さは、Ｌｆｈであり、
作動状態において、前記各収容領域を境界づけるとともにこれらの収容領域と共にステータベーンの関連する端部と前記開口部とに充填材料を分配するプレナムを形成することによって、前記ステータベーンと前記工具部材との間で充填材料が漏れるのを防止するために、前記工具部材の第１の部品は、前記ステータベーンの第１の端部に対して押し付けられており、かつ前記工具部材の第２の部品は、前記ステータベーンの第２の端部に対して押し付けられており、
前記ノズルアダプタのシール面は、前記工具部材内の充填材料の流れにおいて、前記工具部材の上流のどの点よりも前記収容領域に近い位置を有し、このため、前記ノズルアダプタの流路における充填材料の長さＬｆｕは、前記ノズル内の充填材料の長さＬｆｈよりも短くなっており、これにより、前記スプループレートと前記工具部材の翼幅方向長さ全体を通って延びる充填材料の流路を有する構成に比べて、加熱されていない充填材料の翼幅方向長さＬｆｕが減少していることを特徴とする固定具。
【請求項２０】
前記工具部材内に延在する前記ノズルの部分は、前記ノズルプラグの一部であり、前記第２の部材内の充填材料用の流路は、直径Ｄと流路の直径Ｄの５倍以下の長さＬとを有し、これにより、前記シール面は、直径Ｄの５倍以下の距離で前記収容領域と近接して離間されていることを特徴とする請求項１９記載の固定具。
【請求項２１】
前記ノズルプラグ内の充填材料の流れは、直径Ｄとほぼ等しい直径を有し、前記第２の部材内の流路の長さＬは、直径Ｄの約１倍よりも短いことを特徴とする請求項２０記載の固定具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸流回転機械用のエアフォイルの上またはその内部に材料を配置するための固定具に関する。この材料は、加熱されて液化するとともに、エアフォイル内の流路に注入されて流路内で硬化し、例えば、コーティングが流路に流入したり、流路まで貫通する冷却空気孔を掘削するときにレーザビームが流路の内部に衝突したりすることを防止する。この材料は、一般に“充填材料”または“遮断材料”と呼ばれ、エアフォイルの内部または外部に配置される。本発明は、特に、エアフォイル内の流路に充填材料を配置するための固定具に関し、このようなエアフォイル内の流路には、供給流路からエアフォイルの内部および外部への管路を提供する比較的大きい供給流路または比較的小さい流路であるロータブレードやステータベーン内の流路などが含まれる。本発明は、軸流回転機械の分野で開発されたが、材料が加熱されて液化するとともに、続いて、この材料を部材内に注入して部材の上またはその内部に配置するために他の分野でも適用可能である。
【０００２】
本発明は、共に１９９８年１２月１７日に出願され、かつ１９９８年１１月２０日に出願された米国仮特許出願第６０／１０９，１７６号の出願日の遡及を主張する米国特許出願第０９／２１３，５９２号、および米国特許出願第０９／２１３，６９０号の一部継続出願である。
【０００３】
また、本発明は、フォスタ  フィリップ  ラム等による米国特許出願第０９／２１３，５９１号、名称「レーザ加工用に部材を処理する方法及び材料」、ゴードン  エム．リード等に付与された米国特許第６，１７７，０３８  Ｂ１号（米国特許出願第０９／２１３，５８０号）、名称「処理及びエアフォイル用のマスクを形成するためのエアフォイルの配置方法」、およびゴードン  エム．リード等に付与された米国特許第６，１３９，３０３号（米国特許出願第０９／２１３，５９３号）、名称「エアフォイル内にレーザ遮断材料を配置するための固定具」に関連する。
【０００４】
【従来の技術】
ガスタービンエンジン用のエアフォイルは、作動媒体ガス用の流路に配置されている。このようなエアフォイルの例としては、タービンブレードやタービンベーンが挙げられる。これらのエアフォイルは、ガスがエンジンを通って流れるのに従って熱ガスを浴びる。運転状態では、冷却空気がエアフォイル内部の主要供給流路を通って流れる。ステータベーンは、一般にロータブレードよりも大きく、タービンベーンの冷却空気用の主要供給流路は、ロータブレードの供給流路よりも容積が大きい。
【０００５】
続いて、冷却空気は、エアフォイルの温度を許容限度内に保つように、これらの流路からエアフォイルを通って流れる。冷却空気孔は、エアフォイルの内部から外部へも伸びている。このような冷却空気孔は、一般に“フィルム冷却孔”と呼ばれる。これらの冷却空気孔は、小さく、１１〜１７ミル（０．０１１〜０．０１７インチ）の範囲内の直径を有し得る。冷却空気は、エアフォイル内部の流路から冷却空気孔すなわち高温の壁を通ってエアフォイルの外部面へと流れる。冷却空気は、壁を通過するときに吹出し冷却を提供し、エアフォイルから排出された後は、冷却空気のフィルムによりエアフォイルの外側面にフィルム冷却を提供する。この冷却空気のフィルムは、エアフォイルと熱い作動媒体ガスとの間のバリアとなる。
【０００６】
冷却空気孔は、所定のパターンで掘削されるとともに、エアフォイルの十分な冷却が確実に得られる形状を有する。これらの孔を掘削する１つの方法には、レーザを用いてエアフォイルの外側面にコヒーレントエネルギを有するビームを放射するものがある。レーザビームによる強い放射は、エアフォイルの壁を焼き抜き、冷却空気用の十分な管路を提供する孔を形成する。レーザビームは、エアフォイルの壁を貫通してキャビティ内に到達する時にキャビティの他方側の隣接構造体に衝突して許容できない程度の損傷をエアフォイルに与えるおそれがある。従って、レーザビームが、エアフォイル壁を貫通した後にキャビティを囲む壁に衝突しないように、キャビティ内に遮断材料を配置することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
１つの方法は、製造工程におけるブレードの鋳込みコアであるセラミック製鋳造コアを、エアフォイル内に配置したままとすることである。このセラミック製コアが、適切な遮断材料となる。このセラミックコアは、続いて周知の浸出技術を用いて取り除かれる。この方法は、グレゴア、グリフィス、及びストラウドに付与された米国特許第５，２２２，６１７号、名称「タービンブレードの掘削」に説明されている。
【０００８】
遮断材料として使用される充填材料の他の例としては、ワックスもしくはワックス様の材料が挙げられる。この材料は、エアフォイルの前縁流路などの流路の内部へ容易に流れるように溶融される。融点以上に加熱された溶融材料の温度は、２５０°Ｆを超え得る。この溶融材料は、キャビティ内に手作業で流し入れるかもしくは注入することができ、または、保護する面に噴霧もしくは塗装することもできる。しかし、この溶融材料によって、作業員がひどいやけどを負うおそれがある。また、このような材料を手作業でエアフォイルに流し入れた場合には、作業に時間がかかってしまう。
【０００９】
ボイドの形成を防止するために添加剤を用いるワックス様材料の１つの例が、コルフェ及びストラウドに付与された米国特許第５，０４９，７２２号、名称「レーザバリア材料及びレーザ掘削方法」に開示されている。この特許では、ワックス基剤にワックス様材料であるＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）が添加されている。ＰＴＦＥは、ボイドの形成を防止する。
【００１０】
また他の方法には、流体状態でエアフォイル内に配置されるエポキシ樹脂のようなマスキング剤を用いるものがある。エポキシ樹脂は、エアフォイル内に樹脂を単に流し入れることによって配置される。また、エポキシ樹脂は、室温であり、作業員がやけどを負う危険性を伴わない。エポキシ樹脂は、流体を硬化させて米国特許第５，０４９、７２２号に開示されたＰＴＦＥワックスと同様のより固形の材料とするために更に処理される。しかし、この樹脂は、溶融ワックスに比べて比較的粘度が高く、エアフォイル内部の細い接続流路を通って流れることが困難である。
【００１１】
他の方法には、レーザ光を分散させる材料を含むチキソトロピー媒体を使用するものがある。この方法は、マァ及びピンダに付与された米国特許第４，８７３，４１４号、名称「部材のレーザ掘削」で説明されている。この媒体の利点は、特に、レーザ光と接触したときに分散性材料が光を放つことである。光を監視することで、部材面を貫通するレーザビームを検出し、フィードバック制御を用いてレーザビームによって貫通孔が掘削されたか否かを判断するビームの制御方法が提供される。加えて、部材の内部面にわたって媒体が容易に流れるように、媒体をノズルに通過させることによって媒体の粘度を低下させる。
【００１２】
更に他の方法は、ストラウド及びコースに付与された米国特許出願第５，１４０，１２７号、名称「レーザ遮断材料」に開示されている。この方法は、注入可能な遮断材料を使用し、この遮断材料は、四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンからなる第１のコポリマと、ポリ四フッ化エチレンを基礎とするとともに少なくとも１つのフッ化アルコキシ群（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ａｌｋｏｘｙ  ｓｉｄｅ  ｇｒｏｕｐ）を含む第２のコポリマと、からなる群から選択した組成を有する。この材料は、部材の内部に流し入れられるかもしくは注入される。
【００１３】
また更に他の方法は、ターナに付与された米国特許出願第５，７６７，４８２号、名称「レーザバリア材料及び方法」に開示されている。この特許では、熱的に安定しているとともに高い融点を有する塩化ナトリウム（塩）や他の金属塩などの微細な結晶材料を使用している。塩は、流し入れるかもしくは水とともにペースト状にして注入することによって部材の内部に導入することができる。この塩は、部材を水で洗うことによって取り除かれる。
【００１４】
上記技術よりも更に、大量生産で使用可能であるとともに、時間のかかる作業を繰り返すことなく比較的容易に取り除くことができる充填材料を、部材の内部またはその上に配置するための材料、方法、及び装置、例えば、レーザビームを遮断する充填材料をエアフォイルの内部に配置するための材料、方法、及び装置の開発が求められている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、大量生産の工程において加熱して液化されるポリマ充填材料とともに使用される固定具は、部材を充填するのに必要な時間を減少させることで生産時に大きな利点を提供するという認識に一部基づいている。“加熱”という用語は、熱伝達または材料をノズルに押し通すなどの仕事を材料に対して行うことによって材料の温度を上昇させることを指す。このような固定具は、例えばガスタービンエンジン用のエアフォイルの内部をレーザビーム遮断材料で充填するために使用可能である。本発明は、また、このような充填材料を外部面または比較的大きい部材の内部容積に配置するためにこの材料を加熱することによって、この充填材料が冷却して収縮する際に部材から許容されない程度に剥がれるおそれが生じるという認識に一部基づいている。また、このような部材に充填材料を付着させることによって、この材料が剥がれることを減少させるかまたは防止することができ、エアフォイルなどの部材にレーザ掘削処理を行う際に有利な効果を有し得るという認識に一部基づいている。本発明は、更に、ステータベーンなどのエアフォイルは、比較的軟らかい材料を介してステータベーンと係合する固定具を必要とする場合があり、このような比較的軟らかい材料は、固定具と係合する密着位置において許容差に応じて弾性的に変形するという認識に一部基づいている。これは、この位置が冷却孔の掘削が終わるまで仕上げ加工されないために起こり得る。また、本発明は、充填材料が軟らかい材料によく付着し、エアフォイルから固定具を分離するときにエアフォイルから充填材料が許容できないほど取り除かれるおそれがあるという認識に基づいている。本発明は、また、エアフォイルに付着する加熱された充填材料を収容して供給する加熱されていない供給流路を固定具内に含むことによって、エアフォイルを連続して充填する際などのように充填材料の流れが短期間でも中断した場合に、供給流路が詰まるおそれがあるという認識に一部基づいている。更に、機械の構成によって課される吐出圧力の制限やエアフォイル壁が耐え得るエアフォイルの内部と外部との間の圧力差によって生じる吐出圧力の制限によって、射出手段から充填材料に加わる圧力は、詰まりを解消するのに必要なレベルを超えないおそれがあるという認識に一部基づいている。また、詰まった充填材料の翼幅方向の付着長さを減少することによって、この詰まりを除去するために必要な圧力が減少するという認識に一部基づいている。最後に、流路の壁に付着するおそれがある硬化したまたは部分的に凝固した充填材料を流入させた場合に、充填材料の小さい詰まりの上流の流路に位置する充填材料の量が充填材料を再度溶融するかまたは軟化させるのに充分な熱を供給し、充填材料が充分な量でかつプラグを再度溶融するために充分な熱容量を有する新たに加熱された充填材料を含むエアフォイル内またはエアフォイルに隣接する領域へと流れれば、充填されたエアフォイルにおいて許容できる結果が得られることに一部基づいている。
【００１６】
本発明によると、加熱された充填材料の流れを部材に注入する固定具は、部材と弾性的に係合して充填材料のための収容領域を部材において形成する工具部材を含み、また、工具部材内に延在してノズル用のシール面とシール面の下流における充填材料用の流路とを提供するノズルアダプタを含み、このシール面は、工具部材の上流に位置するどの点よりも収容領域に近い位置に設けられている。
【００１７】
本発明の１つの実施例では、この部材は、ステータベーンまたはロータブレードなどのエアフォイルである。
【００１８】
本発明の１つの実施例では、固定具は、工具部材と接触するように横方向に延在するスプループレートを含んでおり、ノズルアダプタは、スプループレートの一部を構成する。
【００１９】
１つの詳細な実施例では、充填材料が工具部材と接触するのを防止するために、マスキング部材が収容領域に配置されている。
【００２０】
１つの詳細な実施例では、マスキング材料は、収容領域からノズルアダプタの周りに周方向で、かつノズルアダプタと工具部材との間に延在する。
【００２１】
本発明の主な特徴は、加圧された充填材料の流れをノズルから部材に注入するための固定具であり、この固定具は、部材と弾性的に係合するようにこの部材よりも軟らかい材料によって形成された工具部材を有している。他の特徴は、充填材料を収容するための収容領域であり、この収容領域は、工具部材と部材とによって境界づけられている。更に他の特徴は、充填材料を収容領域に注入するために工具部材を通って延びる流路である。また他の特徴は、流路の一部を含む第２の部材である。第２の部材は、ノズルと接触し、かつ工具部材よりも硬い材料で形成されたシール面を有する。このシール面は、工具部材の上流のどの点よりも収容領域に近い。１つの実施例は、工具部材がノズルを受け入れ可能となるように工具部材に設けられた開口部を特徴とする。１つの実施例では、第２の部材は、スプループレートである。スプループレートは、工具部材内に延在するとともにノズルを受け入れるように設けられたシール面を有するノズルアダプタを含む。１つの実施例は、スプループレートの一部に設けられた開口部を特徴とし、ノズルがこの開口部を通って延在してノズルアダプタと接触する。
【００２２】
本発明の主な利点は、１つの材料によって部材の許容差に弾性的に対応し、かつ部材に近接して比較的硬いシール面を有する固定具を使用して、ノズルからの充填材料によって部材を反復して充填することによって得られるコストの減少および効率である。他の利点は、作業員によって手動で除去する必要がある固定具の流路における閉塞を防止することによって得られる、付着性の充填材料によって固定具を通してエアフォイルを連続して充填する速度とコストである。１つの実施例では、レーザ遮断材料として加熱された付着性の充填材料を使用し、かつこの付着性の充填材料を多量に反復してエアフォイルに供給する能力を有することによって得られるエアフォイルのレーザ掘削孔のコストと品質である。
【００２３】
本発明の上述の特徴および利点は、以下の実施形態および添付図面によってより明らかとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、ガスタービンエンジン用のエアフォイル１０として示した部材の部分説明図である。また、図１は、部材の上または内部に充填材料を配置する、例えば、部材の内部にレーザ遮断材料などを配置するための工具１２を示している。この工具１２は、エアフォイル１０が充填される時にこれらのエアフォイル１０が１つずつ連続的に配置されるキャビティ１３を有している。“エアフォイル”には、タービンブレード、ステータベーン、および流れを案内する面を有する他の部材が含まれる。
【００２５】
図２Ａは、製造時におけるロータブレード１０の側面の断面図である。図９は、ステータベーン１０ｖの斜視図を含んでいる。ロータブレード１０およびステータベーン１０ｖは、類似する構造的な特徴を有する。このような類似する特徴は、それぞれのエアフォイルに関して同一の符号を使用して説明しており、ステータベーンの特徴には参照記号“ｖ”を追加している。ロータブレードは、翼幅方向に面する面１５を有する根部として示した第１の端部１４と、翼幅方向に面する面１７を有するプラットフォーム１６と、翼幅方向に面する面１９を有する先端部として示した第２の端部１８と、を有する。ロータブレード１０は、翼幅方向に延びる空気力学的形状の前縁２２を備えており、空気力学的形状の後縁２４が空気力学的形状の前縁２２から翼弦方向で離間されている。エアフォイル１０は、複数のキャビティ即ち冷却空気用の流路を含み、これらの流路は、前縁流路２６及びロータブレード１０の根部１４を通って延びる流路２８，３０，３２，３４として示されている。流路２８，３０，３２，３４は、ロータブレード１０の内部へと延びるとともに、流路３２のように蛇行していることも多い。
【００２６】
図２Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ線に沿った翼弦方向の断面図である。エアフォイル１０は、負圧面即ち側壁４２及び正圧面即ち側壁４４として示した流れを案内する面を備えている。これらの各面は、前縁２２から後縁２４まで後方に延在し、かつプラットフォーム１６から先端部１８まで翼幅方向に延在する。
【００２７】
孔４８として示した複数の内部インピンジメント孔によって、前縁領域における前縁流路２６と冷却空気の供給流路２８とが接続されている。これらのインピンジメント孔４８は、小さく、一般に４０ミルよりも小さい水力直径Ｄｈを有する（即ち、Ｄh＝４Ａｉ／Ｐ＝０．０４０インチ、Ａは、孔の面積、Ｐは、孔の全周）。いくつかの用途では、これらの孔４８は、３０ミルよりも小さい水力直径を有することもできる。孔４６として示した前縁２２に隣接する複数のフィルム冷却孔が、前縁領域におけるインピンジメント流路２６からロータブレード１０の外側まで延びている。
【００２８】
図２Ａで示したように、フィルム冷却孔４６を形成する１つの方法には、レーザビームＬｂとして示したレーザビームによって、孔を掘削する方法がある。この孔は、エアフォイル（ロータブレード）の外側から前縁流路２６まで掘削される。図２Ａおよび図２Ｂは、エアフォイル内に配置された充填材料を概略的に示している。レーザ遮断材料５２として示された充填材料は、レーザビームを弱めるために部材の一部にわたって前縁流路内に配置されている。レーザ遮断材料５２は、レーザビームが掘削工程においてロータブレードの壁を貫通するときに、このレーザビームによって冷却空気孔に面する構造体が損傷されることを確実に防ぐ。この充填材料は、他の目的で追加することもでき、このような目的には、コーティングの付着の防止が含まれ得る。
【００２９】
図１では、射出成形機５４の一部として示されている圧力下で遮断材料５２を供給する手段が、工具１２と流体的に連通している。成形機は、充填材料を加熱する手段（図示省略）を含む。他の同様の機械には、エアフォイル１０に加圧したレーザ遮断材料５２を供給する供給源となり得るトランスファ成型器やプラスチック押し出し機などが含まれる。
【００３０】
工具１２には、ロータブレード１０にレーザ遮断材料５２を充填するためにロータブレード１０と係合する固定具５６が含まれる。“充填”とは、エアフォイルの上またはその内部に材料を配置つまり供給するという意味であり、ロータブレードやステータブレードなどのエアフォイルを部分的にまたは完全に充填することが含まれる。固定具５６は、基部５８、スプループレート６２、及びスプループレート保持具６４を含む。レーザ遮断材料５２を供給する流路６５が、スプループレート６２及びスプループレート保持具６４を通って延びている。
【００３１】
射出成形機５４は、工具１２が設置されるテーブル６６と、図４及び図５で示したノズル７０を備えたハウジング６８と、を有する。ハウジング６８は、工具１２に対して方向Ｍで移動可能となっており、所定の力を工具１２とロータブレード１０とに加えることができる。図１に示すように、ハウジング６８は、（概略的に示した）レーザ遮断材料５２の供給７４を受けるチャンバ７２を有する。供給７４の量は、レーザ遮断材料を受け入れるエアフォイル１０の内部容積よりも僅かに大きい。
【００３２】
チャンバ７２は、流路（図示省略）からレーザ遮断材料５２を受け入れ、この流路には、レーザ遮断材料５２をチャンバ内７２内に押し入れるためのスクリュ手段（図示省略）が設けられている。チャンバ７２内には、ラムすなわちピストン７５が配置されている。作動時には、ピストン７５によって、流路６５の収容部分内の遮断材料５２がハウジングを通ってスプループレート６２へと送られる。この目的のために使用できる機械の１つには、オハイオ州，ニューベリー（Ｎｅｗｂｕｒｙ，Ｏｈｉｏ）所在のミニ−ジェクタマシーナリ社（Ｍｉｎｉ−Ｊｅｃｔｏｒ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ  Ｃｏｒｐ．）のモデル７０射出成形機が挙げられる。他に使用できる機械としては、ニュージャージー州，パインブルック，シャピン  １６（１６  Ｃｈａｐｉｎ，Ｐｉｎｅｂｒｏｏｋ  ＮＪ  ０７０５３）所在のトウヨウ  オブ  アメリカ社（Ｔｏｙｏ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）を通して、日立グループから供給されているトウヨウプラスタＴＩ−９０Ｇ２射出成型機がある。
【００３３】
図１で示しているように、工具１２のスプリュープレート保持具６４は、ボルト（図示省略）などによって射出成形機５４のハウジング６８に一体に接続されている。スプループレート保持具６４は、ダブテール形のスロット部７６を備えている。スプループレート６２は、ダブテール形スロット部７６を介してスライドしてスプループレート保持具６４と係合するとともに、ダブテール形スロット部７６と共同してスプループレート６２を保持するテーパ状の端部７７を備えている。スプループレート６２は、レーザ遮断材料５２を受け入れる流路６５の一部を含む。この流路６５によって、射出成形機５４のチャンバ７２がタービンブレード１０の根部１４を通って延びる流路２８，３０，３２，３４と流体的に連通する。
【００３４】
テーブル６６は、射出成形機５４のハウジング６８に対して調整可能となっている。工具１２の基部５８は、テーブル６６に対して所定の方法で配置されている。工具１２をテーブル６６に設置する度に、基部が同じ位置で正確にテーブル６６と接触するように、基部５８には、位置決めドエル即ち位置決めピン（図示省略）が設けられている。よって、工具１２の基部５８は、テーブル６６によってハウジングに対して調整可能となっている。
【００３５】
工具１２には、マスク７８が含まれる。このマスク７８は、第１のマスク部材８２と第２のマスク部材８４として示した一対のマスク部材を有する。これらのマスク部材は、それぞれ第１のマスク部材８２の第１の面８６と第２のマスク部材８４の第２の面８８として示した面を備える。これらの各面は、それぞれエアフォイル１０の外側面に一致する。これらのマスク部材８２，８４は、室温加硫（ＲＴＶ）ゴムなどのエラストマ材料で形成されている。使用可能なエラストマ材料の１つとしては、ニューヨーク、ウォーターフォード（ＮＹ，Ｗａｔｅｒｆｏｒｄ）所在のジェネラル  エレクトリック  カンパニー（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙ）が供給するＲＴＶ６６８エラストマ材料が挙げられる。
【００３６】
工具１２は、更に、第１のジョー９２と第２のジョー９４として示した一対の対向するジョーを含む。各ジョー９２，９４は、対応するマスク部材８２，８４と係合して、これらのマスク部材をエアフォイル１０に密着させる。例えば、第２のジョー９４は、第２のマスク部材８４と係合する。第２のジョー９４が工具１２の基部５８に固定されているので、この第２のジョー９４によってハウジング６８と第２のマスク部材８４との両方に対して基準面９６が提供される。ハウジング６８によって、スプループレート６２が位置決めされる。よって、翼弦方向に面した基準面９６を備えた第２のジョー９４は、スプループレート６２とスプループレート保持具６４と組み合わさって、充填作業においてロータブレード１０を射出成形機５４に対して正確に整列させる。
【００３７】
ジョー９２，９４は、互いに対して相対的に移動可能となっている。図１で点線によって示されているように、第１のジョー９２は、第２のジョー９４に対して、実線で示した閉位置から点線で示した開位置へと移動可能である。第２のジョー９４は、このような移動のために各側にそれぞれ配置された対となったガイド部材を有し、これらのガイド部材は、ガイド部材９８及びガイド部材１０２として示されている。第１のジョー９２は、対となった第１のガイド部材９８とスライドして係合する第１のガイドレール１０４を備えるとともに、対となった第２のガイド部材１０２とスライドして係合する第２のガイドレール１０６を備える。また、このような相対的な移動は、両方のジョー９２，９４を移動することによって達成することもできる。上述したように、第２のジョー９４は、射出成形機５４のハウジング６８に対してマスク７８を位置決めするための基準面９６を提供する。この機能は、第２のジョー９４が正確にその閉位置へと戻ることによって反復可能となっている。
【００３８】
工具１２は、開位置から閉位置へとジョー９２，９４を移動する手段を含み、この手段は、図１に示したアーム部１０８とレバー１１２の機構として示されている。アーム部１０８は、支点１１３を中心として回転する。アーム部１０８が開いた移動位置へと回転すると、レバー１１２が第１のジョー９２及び第１のマスク部材８２をロータブレード１０から離れるように引っ張り、オペレータが素早く第２のマスキング部材８４からロータブレード１０を除去もしくはマスキング部材８４にロータブレード１０を挿入することが可能となる。ジョー９２を移動する手段となり得る他の装置には、電気的、空気式、油圧式の装置やチェーン、プーリ、バネなどの機械的な作動装置によって作動されるものが含まれる。
【００３９】
図３は、工具１２及び射出成形機５４の一部を切り欠いた図１の上面図である。図３では、スプループレート６２及びスプループレート６２を通って翼幅方向に延びる流路６５に対するロータブレード１０の関係が示されている。この流路６５によって、スプループレート６２が射出成形機５４のノズル７０から加圧された遮断材料５２を受け入れ可能となっている。スプループレート６２は、第１の翼幅方向に面した面１１６を備えた第１の側面１１４を有する。面１１６は、作動可能な状態において、ロータブレード１０に対して翼幅方向外側へと、翼幅方向の軸Ｓに沿って第１の方向に面している。図３で示しているように、翼幅方向軸Ｓは、ロータブレード１０の翼弦方向断面のスタッキングラインである。第１の面１１６によって、スプループレート６２が、ノズル７０（図４参照）と係合可能となっているとともに、加圧した遮断材料５２を受け入れるための流路６５の周りにシールを形成するようになっている。
【００４０】
流路６５は、ロータブレード１０に加圧された遮断材料５２を放出するために細くなった部分１１８を含んでいる。流路６５の細くなった部分１１８は、ロータブレード１０の根部１４の流路２８，３０，３２，３４によって形成された開口部と流体的に連通している。根部１４は、これらの流路２８，３０，３２，３４によって、射出成形機５４よりレーザ遮断材料５２を受け入れ可能となっている。
【００４１】
工具１２の第１のジョー９２を点線で示している。レバー１１２は、第１のジョー９２と係合する（点線で示した）端部１１２ａを備える。更に、このレバー１１２は、レバー１１２の長さを調整可能とする調整可能なリンク１１２ｂを備える。（点線で示した）第２のジョー９４は、作動時の閉じた状態において、第１のジョー９２から小さな間隙Ｇによって離間されている。この間隙は、通常小さく、１つの実施例では、２５〜３０ミル（０．０２５〜０．０３０インチ）よりも小さい。
【００４２】
図４は、一部切り欠いた分解図であり、工具１２及び射出成形機５４のノズル７０の一部を示している。図１，図４で示しているように、この工具１２は、固定具５６を含んでいる。固定具５６は、工具１２の基部５８、スプループレート６２、及びスプループレート保持具６４を含む。スプループレート保持具６４は、開口部１１９を備える。ノズル７０は、開口部１１９を通って延びてスプループレート６２と接触する。このノズル７０は、ボルト（図示省略）によって第１の側面１１４の第１の面１１６に対して押しつけられ、これにより、ノズル７０とスプループレート６２とが接合される。スプループレート６２は、第２の翼幅方向に面した面１２２を備えた第２の側面１２０を有する。
【００４３】
固定具５６は、更に、ブロック１２４（位置決めブロック）として示した部材を含み、このブロック１２４は、スプループレート６２から翼幅方向に離間されている。位置決めブロック１２４は、翼幅方向に面しており、かつ作動状態においてエアフォイル１０の第２の端部すなわち先端部１８と係合する第１の基準面１２６を備える。位置決めブロック１２４は、エアフォイル１０の先端部１８が損傷されるのを防ぐように、エアフォイル１０の先端部１８の材料よりも軟らかい材料で形成されている。第２のマスク部材８４には、材料のブロック１２４を収容するために第１の開口部１２８が設けられている。図示のように、位置決めブロック１２４は、第２のマスク部材８４内におさまっており（即ちその内部にぴったりと収容されており）、第２のジョー９４が第２のマスク部材８４を位置決めするのを補助している。
【００４４】
工具１２の基部５８は、面１３２を備える。第１のマスク部材８２と第２のマスク部材８４とは、この面１３２上に載っている。工具１２の基部５８は、位置決めブロック１２４を位置決めするために、位置決め孔１３４と、この孔１３４の底部を境界づける基部基準面１３６と、を備える。位置決めブロック１２４は、材料のブロック１２４を工具１２の基部５８に対して正確に配置するために、工具１２の基部５８の円状の孔内に設けられている。他の実施例では、工具１２の基部５８は、エアフォイル１０の先端部１８と係合する第１の基準面１２６を含む部材とすることができ、基部５８の基準面１３６をこの目的で使用することもできる。
【００４５】
第２のマスク部材８４は、第２の開口部１３８を備えており、この開口部１３８は、エアフォイル１０の前縁２２などの空気力学的な端部と一致する。第２のマスク部材８４は、エアフォイル１０の負圧側４２及び正圧側４４の両方でエアフォイル１０の前縁を覆っている。このような接触は、マスク部材８２，８４が、互いに対して相対的に、かつエアフォイル１０と係合するように移動するのに伴って、マスク７８がエアフォイル１０を支持及び位置決めするのを助ける。他の実施例では、このマスク７８は、エアフォイル１０の両端部もしくは後縁２４のみを覆うこともあり得る。
【００４６】
図５は、マスク７８ａを有する図４で示した工具１２の他の実施例である。マスク７８ａは、第１のマスク部材８２ａと第２のマスク部材８４ａを含む。マスク７８ａの接合面にライナ７８ｂのような柔軟性のある材料を設けることができ、このライナ７８ｂは、位置決めブロック１２４で使用されるタイプの材料で形成された適度な硬さの支持部７８ｃと組み合わせて設けることができる。各マスク部材８２ａ，８４ａは、エアフォイル１０の翼幅方向に面する面１７と接触する第１の基準面１２６ａの一部を含む。図示のように、翼幅方向に面する面１７は、エアフォイル１０のプラットフォーム１６ａ上にある。この面１７は、エアフォイル１０の第２の端部即ち先端部１８の翼幅方向に面する面と同様に、位置決めブロック１２４の第１の基準面１２６ａと接触して、エアフォイル１０を翼幅方向に位置決めするように設けられている。
【００４７】
図６は、スプループレート６２の下側からの説明図である。第２の翼幅方向に面する面１２２は、領域Ａ１を有する。第２の面１２２は、作動状態でロータブレードに向かって翼幅方向に面する。第２の側面１２０は、約６０ミルの距離Ｄだけ翼幅方向に延在する突出部１４２を有する。この突出部１４２は、流路６５の周囲に延在し、この流路６５を境界づける周辺部となっている。この突出部１４２は、更に、第３の面１４４を有し、この面は、エアフォイル１０と接触するように翼幅方向に面するもう一つの（第２の）基準面となっている。第３の面１４４（第２の翼幅方向に面する基準面）は、領域Ａ１より小さい翼幅方向に面する領域Ａ２を含んでいる（Ａ２＜Ａ１）。
【００４８】
領域Ａ２は、スプループレート６２のシール領域即ちシール面となる。領域Ａ２（第２の翼幅方向に面する基準面）を有する第３の面１４４は、表面粗さＲａの測定値が約６３ミクロインチである滑らかな機械仕上げに対応する表面仕上げを有している。上記測定値は、測定値を平均値からの平均として示した米国規格協会発行の仕様書“ＡＮＳＩ  Ｂ４６．１−１９８５  表面組織”に記載の手順に基づいて測定したものである。ロータブレード１０は、表面粗さ仕上げＲａが約１２５ミクロインチである微細な機械仕上げに対応する表面を有している。
【００４９】
スプループレート保持具６４は、固定手段や接着などによって射出成形機５４と一体となるように取り付けられている。スプループレート６２は、止めねじもしくはプレート６２を保持具６４に固定する他の装置によってスプループレート保持具６４に固定されている。開示した実施例では、固定手段（図示省略）によって、スプループレート保持具６４が射出成形機５４のハウジング６８に押しつけられ、スプループレート保持具６４によって、スプループレート６２がノズル７０に対して上向きに押しつけられる。作動状態では、スプループレート６２と射出成形機５４のノズル７０とは、流路６５からレーザ遮断材料５２が漏れることを防ぐシールを形成するように互いに対して充分にきつく押しつけられる。射出成形機５４のハウジング６８は、スプループレート保持具６４に対して下向きに約１００ポンドの力Ｆを加える。これにより、スプループレート６２の他方側がエアフォイル１０に対して押しつけられ、（面積が減少された領域Ａ１とエアフォイル１０の根部との間の境界面に）シールが形成される。力Ｆは、エアフォイル１０を通して伝達され、これにより、エアフォイル１０の先端部１８（第２の端部）がブロック１２４に対して押しつけられ、ブロック１２４とスプループレート６２との間にエアフォイル１０が翼幅方向に捕捉される。
【００５０】
他の実施例では、スプループレート６２に対してノズル７０を押しつけることもでき、この場合には、この力によってスプループレート６２がエアフォイル１０の根部１４（第１の端部）に対して押しつけられる。同様に、これにより、スプループレート６２と根部１４との間の第２の翼幅方向に面する基準面１４４においてスプループレート６２とエアフォイル１０との間にシールが形成される。
【００５１】
上述のように、射出成形機５４によってエアフォイル１０がブロック１２４に対して押しつけられるときにロータブレード１０の先端部１８が損傷されることのないように、位置決めブロックの面１２６（第１基準面）は、ロータブレード１０の先端部１８よりも軟らかくなっている。作動状態では、加圧された材料が、約１６００ｐｓｉの圧力及び約３００°Ｆの温度でノズルから放出される。
【００５２】
図７は、図６に示したスプループレート６２の他の実施例６２ｂである。このスプループレート６２ｂは、ミシガン州，イースト  ランシング，ドーン  アベニュー（４９１７  Ｄａｗｎ  Ａｖｅｎｕｅ，Ｅａｓｔ  Ｌａｎｓｉｎｇ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ  ４８８２３−５６９１）所在のシバ−ゲイジ  コーポレイション（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から供給されている硬化された二液型エポキシ（ｔｗｏ−ｐａｒｔ  ｅｐｏｘｙ）から形成される。この材料は、Ｒ１５００硬化剤とともにＲ４０３６樹脂として供給されている。これは、位置決めブロック１２４に適する材料の一例である。
【００５３】
図７に示したスプループレート６２ｂは、ロータブレード１０の根部１４を受け入れるリセス１４６を有する。このリセス１４６は、シール面１４７を有し、このシール面１４７によって、スプループレート６２ｂがポリ四フッ化エチレン製のシールを受け入れることができるようになっている。ポリ四フッ化エチレン製のシールは、射出成形機５４によってスプループレート６２ｂ及びロータブレード１０に対してきつく押しつけられる。ポリ四フッ化エチレン製のシールは、スプループレート６２ｂからロータブレード１０への流路６５に沿って遮断材料５２を通す開口部１５２を有する。１つの実施例では、このシールは、長さが４分の３インチで、かつ幅が２分の１インチであり、エアフォイル１０の根部１４に遮断材料５２を流し入れるための適切な開口部を有している。シール用の好適な材料の１つには、コールドフローのおそれが非常に小さいメカニカルグレードのテフロン（登録商標）材料がある。この材料は、ニュージャージー州，バーリントン，コネチカット  ドライブ１（Ｏｎｅ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ  Ｄｒｉｖｅ，Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ  ０８０１６−４１０１）所在のインタープラスト  インコーポレイテッド（Ｉｎｔｅｒｐｌａｓｔ，Ｉｎｃ．）よりシート形状で供給されている。インタプラストは、デゥポン  テフロン（登録商標）材料の加工業者である。
【００５４】
固定具５６は、射出成形機５４などのレーザ遮断材料５２を注入するどのような機械に対してもエアフォイル１０を配置する工程で使用することができる。工具１２を用いて同様のエアフォイル１０を連続的に充填することができるように、新しいエアフォイル１０を射出成形機５４に対して配置する１つの方法を以下に説明する。第１のステップは、工具１２を機械から取り除くとともに、図８で示した装置１５４に工具１２を設置することである。この装置１５４は、射出成形機５４用に開示したテーブル６６と同様のテーブル１５６を有する。このテーブルは、工具１２をテーブル１５６に対して所定の関係で位置決めする位置決めピン（図示省略）を有する。工具１２の基部５８は、位置決めブロック１２４を位置決めするための位置決め孔１３４を有している。位置決めブロック１２４は、第１の基準面１２６を介してエアフォイル１０の先端部１８と接触する。工具１２とテーブル１５６との組み合わせによって、エアフォイル１０の先端部１８（第２の端部）が装置に対して位置決めされるように、位置決めブロック１２４が装置に対する既知の位置に配置される。ブロック１２４を適切な高さのブロックに変更することで、異なる長さのエアフォイル１０を容易に固定具１５６に配置することができる。
【００５５】
この装置は、溝１５８を備えた垂直部材１５４を有する。また、装置は、側方に延びるプレート１６４を含んでいる。このプレート１６４は、溝１５８とスライド可能に係合する垂直な支持部１６６を有する。プレート１６４は、垂直な支持部１６６に一体に取り付けられているとともに、止めクランプ１６８によって垂直部材１５４に対して調整可能となっている。開示した実施例では、装置のプレート１６４は、スプループレート保持具６４とスプループレート６２を、位置決めブロック１２４の第１の基準面１２６に対して翼幅方向で正確に配置するようにスプループレート保持具６４と係合するように設けられており、作動状態においても第１の基準面１２６に対して翼幅方向で同様な関係となるように配置される。
【００５６】
第１の基準面１２６に対してエアフォイル１０の根部（第１の端部）１４が正確に配置される限り、スプループレート６２と類似するスプループレート要素などの装置を、スプループレート６２の代わりに使用することもできる。スプループレート要素及びスプループレートは、共に図８のスプループレート６２として示されている。スプループレート６２及びスプループレート保持具６４もしくはスプループレート保持具に類似する装置を用いる利点は、作動状態において、エアフォイル１０や工具１２の他の部分に対して、スプループレート６２の接触状態を再現することができる点である。
【００５７】
射出成形機５４に対してエアフォイル１０を配置する方法には、キャビティ１３を有するように工具１２を形成することが含まれる。このキャビティ１３によって、固定具１２は、作動状態においてエアフォイル１０と接触するマスク７８の弾性マスク部材８２，８４を受け入れ可能となっている。
【００５８】
この方法には、エアフォイル１０と接触するマスク７８を形成することも含まれる。これは、少なくともマスク７８と接触する領域にわたって、充填するエアフォイル１０と寸法的に等しいエアフォイル部を有するコアを形成するステップを含む。また、実際のエアフォイル１０をコアとして用いることもできる。コアをキャビティ１３に配置した後に、エアフォイル１０、固定された第２のジョー９４、及び位置決めブロック１２４の第１の基準面１２６に対してスプループレート６２を配置するように、装置のプレート１６４とスプループレート１１４を調整する。この方法は、スプループレート６２に対するコアの配置及び第１の基準面１２６に対するコアの配置が作動状態と同様となるように、コアをスプループレート６２と第１の基準面１２６との間に捕捉することを含む。
【００５９】
また、この方法は、流体状のマスキング材料をキャビティ１３内に配置するとともに、この材料を硬化させることを含む。好適な材料には、ジェネラル  エレクトリック  カンパニー（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙ）からＲ６６８として供給されている室温硫化材料などの弾性材料がある。
【００６０】
図３に示しているように、第１のジョー９２と第２のジョー９４とは、溝１７４ａ，１７４ｂ及び溝１７６ａ，１７６ｂとして示した翼幅方向に延びる一対の溝をそれぞれ備えている。マスキング材料は、これらの溝の内部へと流れる。この材料は、マスク７８にストリップを形成するように硬化する。これらのストリップは、第１のジョーの溝１７４ａ，１７４ｂと係合するストリップ１７８ａ，１７８ｂと、第２のジョーの溝１７６ａ，１７６ｂと係合するストリップ１８２ａ，１８２ｂとして示される。これらのストリップは、溝の内部で延在してジョー９２，９４の面に対して実質的に垂直に翼弦方向でジョーと係合する。
【００６１】
材料が硬化した後で、マスク７８を形成するステップは、単一部材のマスクが望ましい場合には単一のパーティングラインを形成するように、２つの部材を含むマスクが望ましい場合には、２つのパーティングラインを形成するように、マスキング材料を実質的に翼幅方向で切断することを含む。これらのパーティングラインによってコアの除去と作動状態におけるエアフォイル１０の挿入が可能となる。
【００６２】
図８で示した実施例では、マスク部材を一対のマスク部材８２，８４に分割するように、２つのパーティングラインがエアフォイル１０の両側に形成されている。他の実施例では、２つ以上のマスク部材が含まれることが望ましいこともあり得る。これらのマスク部材は、各パーティングラインが、最終的に製造されるエアフォイル１０の各冷却孔の間で延びるように切断される。これにより、遮断材料がエアフォイル１０の孔４６から流出するのをマスク７８によって塞いで、この材料がエアフォイル１０上のレーザ掘削工程用の位置決め面へと流れるのを防止することができる。これは、修繕したエアフォイル１０を再度掘削する場合や新しく製造したエアフォイル１０を再加工する場合に、エアフォイル１０の表面に既にいくつかの冷却孔４６が形成されているときに重要である。
【００６３】
工具１２のジョー９２，９４は、互いに対して移動可能となっている。マスク７８を形成することによってエアフォイル１０を配置する方法には、閉位置においてジョー９２，９４を間隙Ｇで互いから離間させることが含まれる（間隙Ｇは、ジョーが作動状態で離間される距離である）。間隙Ｇを埋めるように、成形材料の層がジョー９２，９４の間に配置される。この成形材料は、型から流体状のマスキング材料が流出することを防ぐ。このための好適な材料の１つには、みつろうが挙げられる。また、ジョー９２，９４を、間隙Ｇよりも大きい間隙Ｇ１で離間させることもできる。これは、マスク７８を形成するステップにおいて、ジョー９２，９４を完全に閉じないことによって達成することができる。これにより、作動状態において、マスクの側方の長さがキャビティの側方の幅よりも僅かに大きくなる。このような構成では、作動状態においてジョー９２，９４からマスキング部材に所定の力が加わる。同様の効果は、ジョー９２，９４を移動させるレバー１１２の長さを調整することによっても得られる。これは、ジョー９２，９４が、作動状態において間隙Ｇを有するように完全に閉じた位置まで移動可能となっている一方で、調整可能なリンク１１２ｂを使用してジョー９２，９４が間隙Ｇ１によって離間されるように調整することによって可能となる。好適な間隙Ｇ１の一例は、約８分の１インチ（１２５ミル）である。１つの実施例では、閉位置の工具１２の間隙Ｇ１は、作動状態における工具１２の間隙Ｇの約４倍である。
【００６４】
工具１２の利点は、特に、第２のジョー９４が移動しないことである。このジョー９４と第２の翼弦方向に面する基準面９６とは、共に固定されているので、位置決め孔１３４に対して所定の関係を有している。また、位置決め孔の位置は、第１の基準面１２６を備える位置決めブロック１２４の位置を定める。これらの既知の関係によって、ジョー９２，９４と係合するマスク７８及びそのマスク部材８２，８４と（第１の基準面と係合する）エアフォイル１０との関係が既知のものとなるとともに、第２のジョー９４の基準面９６に対するエアフォイル１０の関係も既知のものとなる。また、第２のジョー９４に対する固定具１２の基部５８の関係、そして装置のテーブル６６に対するハウジング６２の関係を通してスプループレート６２に対するエアフォイル１０及びマスク７８との関係も既知のものとなる。例えば、作動状態において、間隙Ｇと比較した間隙Ｇ１の寸法に応じて側方に多少調整することも必要となり得る。これは、これらの部材が作動状態で正しい関係となるようにするためである。従って、マスク７８を形成する装置における上記の関係は、作動状態での関係と同様であるかあるいは作動状態での関係へと容易に調整することができる。
【００６５】
図９は、図１に示した固定具５４の別の実施例の部分的な斜視図である。この固定具は、第１の部品１４８ｖと第２の部品１２４ｖを含む工具部材１８４によって示されている。この固定具は、ステータベーン１０ｖとして示されているエアフォイルと係合するように設けられている。
【００６６】
ステータベーン１０ｖは、外側プラットフォームとして示される第１の端部１４ｖを備えており、この第１の端部１４ｖは、翼幅方向外側に面する第１の面１５ｖと翼幅方向内側に面する第２の面１７ｖを有する。このステータベーン１０ｖは、更に、内側プラットフォームとして示される第２の端部１８ｖを備えており、この第２の端部１８ｖは、翼幅方向外側に面する面１９ｖを有する。このエアフォイル１０ｖは、これらのプラットフォームの間で翼幅方向に延在する空気力学的な前縁２２ｖを備える。空気力学的な後縁２４ｖが、空気力学的な前縁２２ｖから翼弦方向に離間されている。
【００６７】
エアフォイル１０ｖは、前縁流路２６ｖ及び後縁流路２８ｖとして示されている複数の冷却空気用のキャビティ即ち開口部を有する。これらの流路は、第１の端部１４ｖ（外側プラットフォーム）を通ってステータベーンの内部へと延びるとともに、ステータベーンの第２の端部１８ｖ（内側プラットフォーム）を通って延びる。これらの流路は、第１の端部と第２の端部を流体的に連通させるとともに、充填材料用の流路６５ｖの一部である。これらの翼幅方向のベーン流路は、ロータブレードで示した翼幅方向流路よりも一般にかなり大きい。ベーン流路を境界づけるステータベーンの壁は、より厚く、かつ製造時にステータベーンの内側と外側のより大きい圧力差に耐えられるようにすることができる。
【００６８】
エアフォイルは、負圧面即ち側壁４２ｖ及び正圧面即ち側壁４４ｖとして示した流れを案内する面を備えている。これらの各面は、前縁２２ｖから後縁２４ｖまで後方に延在し、かつ外側プラットフォーム１４ｖから内側プラットフォーム１８ｖまで翼幅方向に延在する。
【００６９】
ステータベーンは、外側および内側のプラットフォーム１４ｖ，１８ｖの仕上げ機械加工および冷却孔の掘削を行っていない仕上げ前の状態で示されている。ロータブレードと同様に、ステータベーンも、前縁に隣接してロータブレードの冷却孔４８と同様の複数の内部インピンジメント冷却孔を有する。ステータベーンは、また、ロータブレードのフィルム冷却孔４６と同様に、エアフォイルの内部面から外部面に延びる複数のフィルム冷却孔を有する。これらの冷却孔は、一般に負圧面、正圧面、およびプラットフォームまで延びる。冷却孔は、大きさが小さく、ロータブレードと同程度の水力直径を有する。
【００７０】
工具部材１８４の第１の部品１４８ｖは、ステータベーンの第１の端部１４ｖのシール部材として機能し、図７のガスケット１４８と類似している。第１の部品１４８ｖは、開口部１５８に設けられた締結具（図示省略）によって図１０Ａに示すスプループレート６２ｖなどの第２の部材に取り付けることができる。第１の部品１４８ｖは、平均翼幅方向長さＬａを有する。この長さＬａは、第１の部品１４８ｖをステータベーンの第１の端部１４ｖに押し付けるために、繰り返し加えられる力に耐え得る耐久性のある構造体を提供するように選択される。長さＬａは、ステータベーンの翼幅方向に延在するフランジの長さよりも長く、第１の部品１４８ｖがステータベーンより上の翼弦方向位置まで延在するように設けられている。第１の部品１４８ｖは、スプループレート６２ｖによってステータベーンに対して押し付けられ、このスプループレート６２ｖは、第１の部品１４８ｖを超えて翼弦方向に延在する。
【００７１】
第１の部品１４８ｖは、ステータベーンの材料よりも軟らかい材料で形成されている。材料の弾力性によって、作動状態において固定具がステータベーンの第１の端部１４ｖと弾性的に係合することが可能となっている。良好な材料には、ポリウレタンエラストマが含まれ、この材料は、特に耐摩耗性に適しており、英国、ケンブリッジシア、ケンブリッジ、デュックスフォード（Ｄｕｘｆｏｒｄ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅｓｈｉｒｅ，Ｕ．Ｋ．）所在のバンティコ  リミテッド（Ｖａｎｔｉｃｏ  Ｌｔｄ．）からＲＰ６４４４ＲＥＮ：Ｃ：Ｏ−ＴＨＡＮＥ（登録商標）ポリウレタンエラストマとして供給されている。このエラストマは、樹脂と硬化剤を混合して、樹脂と硬化剤を適切な型内で硬化させることによって形成される。材料の硬さは、６０（ＡＳＴＭ試験法Ｄ−２２４０による６０±５ショアＤ）であり、引張強度は、３４００ｐｓｉであり、伸びは、３２５％（１分あたり２０インチにおけるＡＳＴＭ試験法Ｄ−６３８）である。工具部材１８４の第１の部品１４８ｖの開口部１８６によって、第１の部品１４８ｖが充填材料（レーザ遮断材料）の流路即ち流れＳを受け入れるようになっており、この流れＳは、第１の部品１４８ｖを通って延びている。この流路即ち流れＳは、図１０Ａに示されている。第１の部品１４８ｖは、ステータベーンの第１の端部１４ｖから離間されており、間に充填材料５２を受け入れる第１の収容領域１８８が残される。この収容領域１８８は、ステータベーンの端部１４ｖ，１８ｖおよび流路２６ｖ，２８ｖを含むステータベーンの必要な領域に充填（レーザ遮断）材料を分配するためのプレナムとして機能する。分解図は、収容領域が、壁１９０，１９２として示されている少なくとも１つの翼幅方向に面する壁と、壁１９４によって示される少なくとも１つの翼幅方向に延在する壁と、によって境界づけられていることを示す。
【００７２】
充填材料５２が翼幅方向に面する壁１９２に接触して付着するのを防ぐために、マスキング材料の層１９６を第１の収容領域１８８内に配置することができる。図示の実施例では、マスキング材料は、表面積が比較的小さい翼幅方向に延在する面１９４の全体ではなく一部のみにわたって、充填材料との接触を防止するように延在している。好適なマスキング材料の１つは、ジェネラル  エレクトリック  カンパニーがＲ６６８材料として供給している室温加硫ゴムなどのエラストマ材料である。
【００７３】
工具部材１８４の第２の部品１２４ｖは、ステータベーンの第２の端部１８ｖのためのシール部材として機能し、図３に示す位置決めブロック１２４と類似する。第２の部品１２４ｖは、第１の部品１４８ｖと同じ材料で形成されている。第２の部品１２４ｖは、開口部１９８に配置される締結具（図示省略）によって図１に示すテーブル６６などの第２の部材に取り付けることができる。第２の部品１２４ｖは、平均翼幅方向長さＬｂを有する。この長さＬｂは、第２の部品１２４ｖをステータベーンの第２の端部１８ｖに押し付けるために、繰り返し加えられる力に耐え得る耐久性のある構造体を提供するように選択される。また、長さＬｂは、ステータベーンの翼幅方向に延在するフランジの長さよりも長く、第２の部品１２４ｖを超えて翼弦方向に延在する射出成形機のテーブル６６に対して第２の部品１２４ｖを押し付けることができるようになっている。最後に、長さＬａ，Ｌｂは、第１の部品１４８ｖと第２の部品１２４ｖの部分が全体的に十分な弾力性を有し、幾らか圧縮されて長さが減少してもいいように選択されている。長さの減少によって、部品の他の部分と、未完成の部材の許容差によって翼幅方向位置が変化するおそれのある端部の面と、の接触が可能となる。
【００７４】
第２の部品１２４ｖは、ステータベーンの第２の端部１８ｖから離間されており、間に充填材料５２を受け入れる第２の収容領域２０２と第３の収容領域２０４が残される。第３の収容領域２０４は、ステータベーンの内部を通して第２の収容領域１８８と流体的に連通している。これらの収容領域は、流路２６ｖ，２８ｖからの充填材料（レーザ遮断材料）の流れを、ステータベーンの端部などの必要な位置に分配するプレナムとして機能する。
【００７５】
分解図は、収容領域２０２，２０４が、壁２０６，２０８として示されている少なくとも１つの翼幅方向に面する壁と、壁２１２によって示される少なくとも１つの翼幅方向に延在する壁と、によって境界づけられていることを示す。第１の部品１４８ｖにおけるマスキング材料の配置と同様に、マスキング材料２１４の層が収容領域２０２，２０４内に配置されている。
【００７６】
図１０Ａは、図９に示す固定具５４ｖの他の実施例５４ｖａの線Ａ−Ａに沿った断面図である。この実施例では、マスキング材料が、充填材料と翼幅方向に延在する壁１９４，２１２との接触を防止するように延在している。これらの壁は、工具部材１８４の第１の部品１４８ｖと第２の部品１２４ｖの収容領域１８８，２０２，２０４を境界づけている。図１０Ａは、また、固定具５４ｖａに対するノズル７０の関係、そして特にスプループレート６２ｖおよび工具部材１８４に対するノズル７０の関係を示している。図１に示すように、スプループレート保持具６４は、スプループレートを受け入れ可能とするスロットと、スプループレートとスプループレート保持具との間の相対的な移動を防止する手段と、を有する。
【００７７】
ノズル７０は、スプループレート保持具に対して、即ちスプループレート６２ｖに対して移動可能となっている。ノズル７０は、ノズルプラグ２１８とノズルプラグキャリア２２２を有する。充填材料の流れＤは、ノズルププラグ２１８と固定具を通ってステータベーン１０ｖまで延びるとともに、ステータベーンを通ってステータベーンの端部１４ｖ，１８ｖまで延びる。ノズルプラグは、その長さにわたる熱伝導によって、また充填材料の供給物による熱対流によって、充填材料に熱を供給する熱源（図示省略）と熱伝達を行っている。ノズルプラグキャリア２２２は、開口部２２４によってスライドしてノズルプラグ２１８と係合するように設けられている。ノズルプラグ２１８は、ステータベーンに充填材料を注入するための複数の入口開口部２２６を含む充填材料用の流路６５の一部を含む。充填材料によって、ノズルプラグ２１８に圧力Ｆが加わる。図１０Ａに示す接触位置では、ノズルプラグキャリア２２２がノズルプラグ２１８に対して下向きに移動して、充填材料がノズルプラグ２１８を通って流れることを可能とする。図１１に示す非接触位置では、ノズルプラグキャリア２２２が上向きに移動しており、ノズルプラグ２１８が、力Ｆに応じて開口部２２４内により深く移動している。これにより、チャンバからノズルプラグ２１８の入口開口部２２６への通路が閉じられる。
【００７８】
図１０Ａに示すように、スプループレート６２ｖは、工具部材１８４の第１の部品１４８ｖの開口部１８６内に翼幅方向に延びるノズルアダプタ２２８を有する。ノズルアダプタ２２８を含むスプループレートは、射出成形機によって加熱されず、ステータベーンの充填時において、ノズルプラグ２１８とスプループレート６２ｖとの短い接触によって熱がスプループレート６２ｖとノズルアダプタ２２８に伝達されるだけである。
【００７９】
図１０Ｂは、図１０Ａの部分拡大図である。図１０Ａ，図１０Ｂに示すように、ノズルアダプタ２２８は、シール面２３２を有する。このシール面２３２は、作動状態でステータベーンとは反対向きで翼幅方向に面する第１の翼幅方向に面する面である。ノズルアダプタ２２８のシール面によって、固定具５４ｖａの作動状態においてスプループレート６２ｖがノズル７０のノズルプラグ２１８と接触可能に設けられている。ノズルアダプタ２２８は、鋼などの比較的硬くて耐久性のある材料で形成される。この材料は、工具部材１８４の第１の部品１４８ｖのステータベーンに接触する部分よりも硬い。シール面の比較的硬い材料は、高圧に対するシールの提供やノズルプラグ２１８との反復接触に対する耐性のためにシール用の比較的軟らかい材料よりも適している。
【００８０】
ノズルアダプタ２２８は、ノズルプラグ２１８の少なくとも一部を収容するダクト２３２を含む。ノズルアダプタ２２８は、第１の側面２３６と第２の側面２３８を有する。ノズルアダプタ２２８は、これらの側面２３６，２３８の間に延びる充填材料用の流路６５の一部を境界づける。第１の側面２３６は、シール面２３２を含む。また、第１の側面２３６は、固定具を通って延びる流路６５用の開口部を有する。ノズルアダプタ２２８の第２の側面２３８は、第２の翼幅方向に面する面２４４を有する。第２の面２４４は、作動状態においてステータベーンに向かって翼幅方向に面しており、第１の収容領域１８８の一部を境界づける。
【００８１】
ノズルアダプタ２２８内に位置する充填材料用の流路６５の一部は、直径Ｄと、流路の直径Ｄの５倍以下である長さＬを有する。従って、シール面２３２は、直径Ｄの５倍以下の長さによって収容領域と近接してこの収容領域から離間されている。図示の特定の実施例では、ノズルプラグ２１８内の充填材料の流れは、直径Ｄとおおよそ等しい直径を有し、第２の部材内の流路の長さＬは、直径Ｄの約１倍よりも短い。
【００８２】
上述のように、ノズルアダプタ流路内の充填材料の流れＳは、ノズルプラグ内の充填材料の流れに比べて受ける熱が非常に小さい。ノズルアダプタ２２８のシール面２３２は、工具部材１８４の第１の部品１４８ｖにおいて、充填材料の流れＳ内で所定の翼幅方向位置を有する。このシール面２３２の所定位置は、工具部材の上流のどの点よりも、即ち図示の実施例ではスプループレート６２ｖの残りの部分よりも第１の収容領域１８８に近い。これにより、ノズルアダプタ２２８内の比較的加熱されていない材料の長さＬｆｕが、ノズル７０内の加熱された充填材料の長さＬｆｈよりも短くなる。従って、充填材料の流路がスプループレートと工具部材の全体の翼幅方向長さによって境界づけられた構成に比べて、比較的加熱されていない充填材料の翼幅方向長さＬｆｕが減少する。
【００８３】
図示のように、ノズルアダプタ２２８は、工具部材１８４内に延在する。工具部材５４ｖａは、ノズルアダプタ２２８の周囲に延び、かつこのノズルアダプタ２２８と密着している。これにより、ノズルアダプタ２２８の周囲に良好なメカニカルシールが提供される。他の実施例では、ノズルアダプタは、固定具の第１の部品１４８ｖを通って延在してノズルアダプタと係合する支持部を有する外部構造体によって支持されていてもよい。この支持部は、シール面を備えるノズルアダプタの一部のみと係合することができる。他の実施例では、ノズルアダプタは、第１の側面、第２の側面、流路６５ｖの一部、およびシール面２３２を有する支持部のみを含み得る。
【００８４】
図１１は、図１０Ａの固定具５４ｖａの別の実施例５４ｖｂである。ノズルアダプタ２２８は、図１０Ａの構成と同様に工具部材１８４内に延在する。工具部材１８４の第１の部品１４８ｖは、ノズルアダプタ２２８の周囲に延在し、かつ間に間隙Ｇｔが残るようにノズルアダプタ２２８から離間されている。この実施例では、マスキング材料の環状のスリーブ２４８が第１の収容領域１８８のマスキング材料の層１９６から外側に延在する。充填材料が間隙Ｇｔ内に侵入した場合には、第１の部品１４８ｖの開口部１８６（内側面）とノズルアダプタ２２８の外側面２３０とが、それぞれマスキング材料と密着する。作動状態において、ノズルアダプタと固定具の第１の部品との間に押し込まれた充填材料は、充填材料の翼幅方向長さの一方側にわたって必然的にマスキング材料と接触する。よって、充填材料の単一の層が、ノズルアダプタ２２８または第１の部品１４８ｖのいずれかと接触する可能性があるが、これらの両方と接触することがない。
【００８５】
熱可塑性ポリマの中には、ロータブレード１０またはステータベーン１０ｖの内部にレーザ遮断材料５２を配置してレーザビームを弱めることを促進する特性を有するものがある。このような特性は、エアフォイルを充填してレーザで掘削する際に有利であり、またエアフォイルから遮断材料を除去した後にも有利である。ホットメルト接着剤の形成などに使用されるポリアミドは、ステータベーンの大きいキャビティおよび平らな端部面で使用すると特に有用であることが分かった。このような接着剤は、電子部品のポッティングおよびカプセル封じのために電子工業で一般的に使用されている。ポリアミド材料は、アミド基（−ＣＯＮＨ−）を含むが、この材料は、特別なアフタバーナ処理を行わずに通常の炉の排気口から排出できる燃焼生成物を発生する。この材料は、かなり完全に燃焼し、許容できる程度に内部がきれいになる。材料の許容される粘性は、４００°Ｆ（２０４℃）で約７５０センチポアズよりも低く、かつ軟化点が３３０°Ｆ（１６５℃）以下である。従って、材料は、１００°Ｆよりも小さい温度上昇で素早く液化し、以下で説明するずり減粘と同様の特性を示す。
【００８６】
ポリアミド材料を使用して実験を行った。この材料は、約２７５〜３００°Ｆの温度範囲において、比較的小型の射出成形機の範囲内である８００〜１２００ポンド毎平方インチの圧力で注入可能である。この材料の利点は、特に、ステータベーンの材料などの金属と強固な付着結合部を形成することである。これにより、孔の掘削位置に隣接する流路が比較的大きい容積を有する場合に、冷却時に材料の収縮の影響が拡大するにもかかわらず、孔の掘削位置に隣接する位置に付着性の材料が保持される。そうでなければ、材料は、硬化するに従って収縮の影響によって孔の位置から剥がれるおそれがある。良好な材料の１つは、ニューハンプシャー州、シーブルック、デクスタードライブ１（Ｏｎｅ  Ｄｅｘｔｅｒ  Ｄｒｉｖｅ，Ｓｅａｂｒｏｏｋ，Ｎｅｗ  Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ）所在のデクスター  コーポレイション（Ｄｅｘｔｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のハイソル部門（Ｈｙｓｏｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ）から供給されているポリアミドホットメルト接着材料のハイソル７９０１（Ｈｙｓｏｌ  ７９０１）材料である。
【００８７】
他の例は、炭素及び水素のみで形成された熱可塑性ポリマを含むレーザ遮断材料５２である。この熱可塑性ポリマは、材料がバーンアウト時に完全燃焼した場合には、無害の生成物を形成する。また、このポリマは、約５０よりも大きいメルトフローインデックスを有し、これにより、流れが促進される。この熱可塑性ポリマは、一部非結晶質でかつ一部結晶質であり、レーザの放射ビームを拡散するために結晶化度が４０％よりも大きくなっている。
【００８８】
ポリオレフィン族の物質を使用して実験を行った。“ポリオレフィン”という用語及び“ポリプロピレン”、“ポリエチレン”などのポリオレフィンの特定の形態には、そのコポリマやホモポリマも含まれる。例えば、このような物質には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及びポリプロピレン（ＰＰ）が含まれる。
【００８９】
好適な材料の１つには、ミシガン州，ミッドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ  ４８６７４）所在のダウ  ケミカル  カンパニー（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造され、アシュランド  ケミカル  カンパニー（Ａｓｈｌａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のジェネラルポリマ  デヴィジョンからダウレックス２５０３（Ｄｏｗｌｅｘ  ２５０３）として供給されている直鎖状低密度ポリエチレンがある。このポリエチレンは、２３℃で０．９３７０の比重を有し、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８−８２の“押出しプラストメータによる熱可塑性樹脂の流動度”に記載された測定基準を用いて測定したメルトフローインデックスが１０５であった。このポリエチレンのメルトフローインデックスは、既知のオリフィスを通してＡＳＴＭ基準の状態Ｅに相当する約１９０℃の温度及び約２．１６ｋｇの負荷で、１０分間数グラムのポリマを流すことによって測定される。このポリエチレンは、破断時の伸びが７５．２％であり、曲げ係数が７５５００ｐｓｉであり、破断時の引張強さが１１００ｐｓｉであり、降伏時の引張強さが２０１０ｐｓｉである。測定したアイゾッド衝撃強さは、６８．２°Ｆ及び０．１２５０インチで０．４５（ｆｔ−ｌｂｓ．／ｉｎ）であった。引張衝撃強さは、７２．２°Ｆで１平方インチ当たり６２．４０ｆｔ−ｌｂｓ．であった。また、ぜい化温度は、３６°Ｆであり、ビカー軟化温度（Ｖｉｃａｔ  Ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）が２１２°Ｆである。この物質は、エチレンとオクテン−１（Ｏｃｔｅｎｅ−１）のコポリマである。
【００９０】
この材料は、５７２°Ｆ即ち３００℃よりも高い温度では、非常に燃焼しやすいガスを放出する。比重は１よりも小さく、約０．８４〜０．９７の範囲にあるために、０．９５よりも小さいこともあり得る。この値は、充填剤が含まれていないことを示す。この材料は、１０００より大きい比較的高い分子量を有するとともに、炭素と水素のみから形成される。
【００９１】
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリイソプレン、などのポリオレフィンは、その比較的良好なメルトフローインデックスと組み合わさったずり減粘（ｓｈｅａｒ  ｔｈｉｎｎｉｎｇ）という利点を有する。メルトフローインデックスは、低いずり応力条件の下で測定される。ポリエチレンのずり応力が増加すると、材料の粘度が急激に低下し、この低下は５０％もしくはこれより大きいこともあり得る。これらのポリオレフィンは、ロータブレード内部ではポリアミドよりも粘度が低い。また、これらのポリオレフィンは、ポリアミドよりも収縮が大きい場合がある。それにもかかわらず、ポリオレフィンは、ロータブレードの比較的小さい流路において、非常に良好であることが実証されている。
【００９２】
射出成形機５４を使用してポリオレフィンを含むレーザ遮断材料５２を注入する利点、およびこれよりも程度が小さいがポリアミドを含むレーザ遮断材料５２を注入する利点は、この機械自体及びこの機械によって加わる圧力によって、材料がチャンバ１２または収容領域１８８に到達する前に材料にずり減粘が生じ、材料がノズル７０を通過する時にずり減粘が生じ、またポリエチレンに関しては確実に、必要であればエアフォイル１０の内部流路内でずり減粘を生じさせることができる点である。
【００９３】
メルトフローインデックスと同様に、ずり減粘特性は、経験的に定まるパラメータであり、ポリマの物理的特性や分子構造及び測定条件によって大きく影響される。このパラメータは、毛細管レオメーターによって測定されるが、科学者やエンジニアが、例えば、非常に狭い流路を有する部材を充填するといった目的に関するこのパラメータの重要性にまだ焦点を当てていないので、このパラメータに関して、このような材料の全ての温度及び圧力における一般的な測定値は提供されていない。
【００９４】
材料がエアフォイル内の狭い流路からエアフォイル内の広い流路へと流れると、ポリマ鎖に加わるずり速度が比較的小さくなるために粘度が増加する。しかし、ポリマが次の後縁などの比較的小さい断面領域を通って流れると、ずり速度が増加するために再び粘度が低下する。材料は、この粘度の低下により、比較的狭い領域を通って容易に流れる。材料がエアフォイル１０から流出するときには、材料に加わる圧力及び温度が急に低下するために材料の粘度が急激に増加し、エアフォイル１０の位置決め面へと材料が流れることが防がれる。ポリアミドでは、温度が急激に減少すると、粘度が急激に増加してポリアミドを凝固させ、材料が望ましくない位置へと流れることが防がれる。
【００９５】
従って、ずり減粘は、最新式のエアフォイル１０をレーザ遮断材料５２で充填するのに非常に有用である。一般に、エアフォイル１０に注入される充填材料７４の量は、充填するエアフォイル１０の内部容積が完全に充填されるように、この容積よりも約５〜１０％ほど多い。この材料は、エアフォイル１０内へ及びエアフォイル１０を通るように押し込む必要があり、エアフォイル１０が完全に充填されるようにある程度エアフォイル１０から押し出す必要がある。また、材料がエアフォイル１０を通ってエアフォイル１０表面の望ましくない位置へと流れないように、充分な粘度を有する必要がある。上述のように、この材料は、エアフォイル１０内へ及びエアフォイル１０を通って、またエアフォイル１０から出るように注入した後に、定位置に素早く凝固する必要がある。
【００９６】
エアフォイル１０の充填作業中に、例えば、約１５００ｐｓｉよりも大きい押出し圧力及び３００°Ｆ以上の温度で熱可塑性ポリエチレンポリマがエアフォイル１０に押し込まれる。温度によっても粘度の低下が起こる。ポリオレフィン族のほとんどの材料の温度は、約２５０°Ｆ〜５４０°Ｆの範囲となると予測される。これにより、材料は、温度によって粘度が低下し、ずり減粘によって更に粘度が低下した低粘度状態でエアフォイル１０を通って流れる。
【００９７】
ダウレックス２５０３材料を使用する１つの応用例では、４０ミルよりも小さい水力直径を有する流路及び孔を含むエアフォイル１０に１６００ｐｓｉの圧力でポリエチレンが押し込まれた。用途によっては、流路の水力直径は、３０ミルよりも小さく、また２５ミルよりも小さい場合もある。エアフォイル１０の流路を通ってポリエチレンが流れるに従って、エアフォイル１０の前縁や後縁領域などの特に制限された領域において、更にずり減粘が起こる。これらの領域では、台座や直径が小さい孔によって、表面に向かって延びる孔４６が掘削されるキャビティに材料が流入することが阻止される。それでも、これらのエアフォイル１０を好適に充填することができるのは、一部分、エアフォイル１０内のレーザ遮断材料のずり減粘特性のためである。他の試験では、材料を約２０００ｐｓｉの圧力及び５４０°Ｆより低く、約４００°Ｆ〜５００°Ｆの範囲である材料温度で注入した。ポリプロピレンも同様の圧力及びその融点より高い温度で、好適に使用することができた。
【００９８】
図２Ａに示したエアフォイル１０の充填時には、エアフォイル１０は、マスク部材８２，８４が第１及び第２のジョー９２，９４によってエアフォイル１０に対して押しつけられた状態でマスク７８内に配置される。上述のように、間隙Ｇと間隙Ｇ１との差を調整するために、テーブルもしくはレバー１１２を僅かに調整することもできる。マスク部材８２，８４によってエアフォイル１０に外圧が加わり、この外圧によって、エアフォイル１０の流れを導く面を通ってエアフォイル１０の望ましくない位置へとレーザ遮断材料５２が漏れることが防がれる。マスク部材８２，８４は、また、エアフォイル１０を通じて高圧のポリエチレン材料が流れるに従って、（場合により２０ミル程度まで薄いこともある）エアフォイル１０の薄壁を変形に対して補強する。
【００９９】
レーザ遮断材料５２は、エアフォイル１０の内部へと素早く流れ、複雑な形状を含めて１分もかからずに、場合によっては約３０秒で充填される。この材料の利点は、特に、比較的低い溶融温度である。これにより、エアフォイル１０の熱容量特性は、取扱いが難しくなる程度まで温度が上昇することなく、材料から熱を吸収するようになっている。いくつかの試験では、作業者は、充填したエアフォイル１０を素手でもしくは薄い手袋で扱うことができた。
【０１００】
材料の熱は、エアフォイル１０内の隣接する金属によって奪われるが、材料は、レーザ遮断材料５２を配置する必要がある領域を満たすまで流れ続ける。材料の凝固は、エアフォイル１０によって材料の熱が奪われるに従って急速に起こる。材料が凝固すると、エアフォイル１０を新たな位置まで移動することが可能となり、このときエアフォイル１０を振り動かしても良く、材料の液化を心配することもない。
【０１０１】
この遮断材料の他の利点は、固形状態において弾力性を有することである。これにより、レーザが遮断材料５２を貫通したことを確認するために、レーザで掘削した孔４６を点検することが容易となる。孔４６がエアフォイル１０の壁を貫通して掘削されたことを確認するために孔４６を点検するための１つの方法には、細いワイヤで孔４６をプローブする方法がある。このワイヤは、弾性的なポリエチレン材料と接触した場合に、エアフォイル材料のような硬質の部材と接触した場合とは異なる反応を示す。多くの場合には、レーザ遮断材料が孔４６に流入しており、目視検査によってポリエチレンを確認することで孔４６が貫通していることを確認することができる。
【０１０２】
ポリアミド材料は、ポリエチレン材料の有利な特性の多くを示す。例えば、ポリアミド材料は、加熱されると容易に流れるとともに、エアフォイル内で硬化した後に弾力性を有し、かつ適度な温度及び圧力で作業可能である。
【０１０３】
エアフォイル（ステータベーン）をポリアミド材料などの充填材料で充填するときには、エアフォイルを固定具５４ｖまたは固定具５４ｖａに配置する。ステータベーンの第１の端部１４ｖは、工具部材１８４の第１の部品１４８ｖと係合し、第２の端部１８ｖは、第２の部品１２４ｖと係合する。ステータベーンと工具部材１８４との間で充填材料が漏れるのを防止するために、工具部材１８４の第１の部品１４８ｖは、ステータベーンの第１の部品１４８ｖに対して押し付けられるとともに、工具部材１８４の第２の部品１２４ｖは、ステータベーンの第２の端部１８ｖに押し付けられる。ノズルプラグ２１８は、材料の流れＳが流路６５を通って流れるときに充填（レーザ遮断）材料の漏れが防止される圧力でノズルアダプタ２２８のシール面２３２と接触する。この材料は、続いて収容領域１８８，２０２，２０４へと流れる。それぞれの壁が、各収容領域を境界づけてこれらの収容領域と共にプレナムを形成し、このプレナムによってステータベーンの関連する端部及び開口部２６ｖ，２８ｖに充填材料が分配される。
【０１０４】
上述したように、付着結合部は、ポリアミド充填材料が冷却されるに従って収縮するのにもかかわらず、ステータベーンの表面から剥がれないほど十分に強く付着する。ポリエチレンは、このような場合には剥がれるおそれがある。ポリアミド充填材料は、内部に流れるとともに望ましくない外部位置に流れないように十分な粘性を有し、これは、一部分小さい温度減少で粘度が増加するためである。従って、ポリエチレンで充填されるロータブレードで要求される外部マスクが不要となる場合もある。
【０１０５】
層１９６，２１４などのマスキング材料の層によって、工具部材１８４の特定面に充填材料５２と工具部材との間の強い付着結合部が形成されることが防止される。このように防止しなかった場合には、幾つかの実験において、ステータベーンと固定具を分離したときにレーザ遮断材料がステータベーンからとれるほど付着結合部が強かった。それにもかかわらず、この材料は、固定具５４ｖの面１９４などの翼幅方向の長さが制限された特定の翼幅方向に延在する面やノズルアダプタの第２の側面２３８の第２の翼弦方向に面する面２４４からは良好に分離した。
【０１０６】
この強い付着結合部は、マスキング材料のスリーブ２４８があるために固定具５４ｖｂの間隙Ｇｔにおいても問題を生じさせない。マスキング材料のスリーブ２４８によって、充填材料の翼幅方向面の一方だけにしか強い結合部が確実に形成されない。これにより、ステータベーンの充填材料を許容できないほど分断せずに、この位置で充填材料を分離させることが可能となる。充填材料が間隙Ｇｔ内で翼幅方向に延びる面の両方と強く付着結合する構成では、分離が良好に起こらないおそれがある。これは、充填材料の要素がノズルアダプタの面２３０に接触し、かつ充填材料の同じ要素が工具部材の開口部１８６とも接触する場合に起こるおそれがある。工具部材１８４（第１の部品１４８ｖ）のポリウレタン材料との間に結合部が生じ、この結合部は、いくつかの構成では充填材料とノズルアダプタとの結合部よりも強く、また、この充填材料とノズルアダプタとの結合部とともに、ステータベーンとの間に形成された結合部から充填材料が外れることを妨害してしまう。
【０１０７】
充填材料の流れがノズルアダプタ２２８を通って延在する流路６５の部分では、結合部は問題とならない。第一に、加熱されない充填材料の長さＬｆｕは、スプループレート６２ｖの主要部分を通って、そして図示の実施例では工具部材の第一の部品の全体を通って、シール面までノズルプラグ２１８を延在させたことによって減少している。これにより、エアフォイルの反復される充填作業の合間に、加熱されて溶融状態に保たれる充填材料Ｌｆｈの流れの長さが延長される。第二に、ノズルアダプタ２２８を使用するこの構成により、工具部材の上流のポリアミド充填材料の流れの位置よりも第１の収容領域１８８の近くにシール面が配置される。この結果、工具部材がステータベーン内の許容差に対応する弾性材料で形成されているにもかかわらず、シール面を収容領域に近接して配置することができる。
【０１０８】
ステータベーンに関する実施例では、加熱されていない充填材料の翼幅方向長さは充分に小さく、加圧および加熱された充填材料が流路のこの部分から硬化した充填材料を押し出すことができる。実験的な試験では、加熱されていない充填材料の長さＬｆｕが直径Ｄの１０〜１２倍よりも長い場合に、流路のこの部分を通って加熱された充填材料が流れるのを妨害するおそれがあることが示された。長さＬｆｕは、直径Ｄの５倍よりも小さければ良好であると考えられている。実験的な試験では、長さＬｆｕは、直径Ｄよりも短くても良好であることが示された。最後に、この材料の容積とともに充填材料の温度をその軟化点まで上昇させるために必要な圧力及び熱量が小さいことによって、材料の小さな栓は、ステータベーンの比較的大きいキャビティを充填することを妨げない。
【０１０９】
レーザビームＬによる孔４６の掘削時には、レーザビームの干渉性放射によって負圧壁４２や正圧壁４４などのエアフォイル１０の壁が蒸発して、冷却孔４６が形成される。レーザビームがエアフォイル１０内部の壁を貫通すると、このレーザビームは、エアフォイル１０の内部に配置されたポリオレフィン（ポリエチレン）またはポリアミド材料に衝突する。
【０１１０】
ポリオレフィン遮断材料は、レーザビームによってエアフォイル１０内部の壁が許容できないほど損傷されてしまうのを防止するのに特に有効である。現象としては解明されていないが、ポリオレフィンの結晶化度がこの処理に役立っていると考えられている。また、レーザビームが衝突すると、ポリエチレンの比熱及び融点のためにポリエチレンの小さな部分が即座にガス状もしくは液体状の流体となるからとも考えられている。ガス状となる場合には、このポリエチレンガスは、可燃性混合物である炭素及び水素で形成されるが、（材料自体が炭素及び水素のみで形成されているために）材料によって酸素は供給されない。このため、すすを出す粒子の形成が防止される。
【０１１１】
蒸発したポリエチレンのプラズマは、孔４６を最後まで掘削するレーザビームの能力を実質的に損なわない程度に、レーザビームに対して透過性を有する。更に、この流体は、孔４６の形成を阻害することなく、実際には、孔４６の内部に移動してレーザがきれいな孔４６を掘削することができるようにその能力を向上させ、溶融したエアフォイル１０の壁材料がはねて孔４６に吸い込まれることによって孔４６が塞がれることを防止する。
【０１１２】
実験的な掘削作業では、掘削作業の終了時における壁の閉塞が著しく低下した。１回の運転における閉塞孔の割合が、約５０％〜６０％から１０％より少ない値へと減少した。これにより、エアフォイル１０の再加工の必要性が減少するとともに、製造部材における冷却空気の均等な配分が促進される。
【０１１３】
ポリアミド材料も、有効な結晶構造を有していないようであるが、上述の点で良好であった。ポリアミド材料は、壁の閉塞を防止する点に関しては、少なくともポリエチレン材料と同程度に良好であると思われる。この現象はまだよく解明されていないが、ポリアミド材料とステータベーンとの間の強い付着結合部によって、充填材料とベーンとの間に間隙が形成されることが防止され、これにより、充填材料が壁の閉塞を減少させることが可能になると思われる。
【０１１４】
ポリエチレンを使用するいくつかの構成では、このような間隙は、掘削作業によって生じる少量のデブリが孔に隣接する位置で壁に融合するおそれがある。しかし、これにかかわらず、ポリエチレンを使用してロータブレードに良好な孔を形成することができた。良好な孔が形成されない場合には、ポリアミド材料をロータブレードに使用することによって、ポリオレフィンの粘性および費用便益がポリアミド材料を使用する利点よりまさっていない限りは、上述の利点を有すると考えられる。レーザ掘削におけるポリエチレン充填材料の他の利点は、ポリエチレン材料の厚さの増加に対して起こるレーザ放射の拡散の量である。この量は、レーザ放射を遮断するために使用される他の材料よりも大きいと考えられている。これは、ポリオレフィンの比較的高い結晶化度に関連づけることができ、この結晶化度は、ポリオレフィンの場合には、４０％よりも高く、ダウレックスポリエチレン材料の場合には、６０％よりも高い。ポリオレフィンは、メルトフローインデックスの値が５０よりも大きく、かつ大量のレーザ遮断材料がレーザビームによって完全に溶融することがない程度に融点が充分に高いために他のポリマよりも好適である。このため、いくつかの掘削作業では、従来のワックス充填物で使用されたレーザエネルギを超えるパルスを用いることができ、このことによっても、エアフォイル１０材料の後方への散乱によって孔が閉塞されることが最小となり、きれいな排出孔の形成が促進される。
【０１１５】
ポリオレフィンに小量の他のポリマを混合することもできる。他のポリマによってポリオレフィンの特性が損なわれず、かつ材料の燃焼時に環境的な危険性が生じない限り、例えば、約５重量％よりも少ない量の他のポリマを加えることができる。
【０１１６】
炭素と水素のみによって形成される熱可塑性ポリマは、エアフォイル１０に孔４６を掘削した後にレーザ遮断材料５２を取り除くときに大きな利点を提供するので、ポリオレフィンに上述のように他のポリマを加えた場合、または他の材料を熱可塑性のポリマに加えた場合には注意を要する。レーザ遮断材料５２を取り除く方法の１つは、燃焼するまでレーザ遮断材料を加熱する方法である。好適な温度の一例は、約１３００°Ｆである。ポリオレフィン族、特にポリエチレンの利点は、これらのポリマが不純物を生じることなく燃焼する可燃性の高いガスを形成する点である。ポリエチレンに含まれる炭素と水素は、燃焼環境の酸素と結合して二酸化炭素と水蒸気となる。これにより、エアフォイル１０が非常にきれいな状態となり、エアフォイル１０の内部から不純物を取り除くために更に処理を行う必要性が生じない。レーザ遮断材料が完全に燃焼するように充分な酸素があれば、バーンアウト処理で生じる有害ガスを取り除くスクラバを設ける必要がない。最後に、バーンアウトを行うと、ブレードに更に溶剤を流し入れる必要やブレードを操作する必要がないという利点を有する。
【０１１７】
更に、ポリオレフィン、特にポリエチレンは、比較的低い溶融温度を有する。これにより、燃焼によりポリエチレンを取り除くためにエアフォイル１０を高温まで熱したときに、ポリエチレンは、膨張し続けてエアフォイル１０に望ましくない内圧を加えることなく、溶融してブレードの孔４６から流れ出る。
【０１１８】
また、ポリエチレンは、溶融の前に弾性特性を有し、この特性によって、材料が負荷により偏向した場合に、材料の変形が可能となる。ポリエチレン材料をバーンアウト処理時に加熱すると、溶融する前に膨張する。材料の熱膨張によって生じる力が全てエアフォイル１０の壁に伝達されないように、固形のポリエチレン材料の膨張によってこの材料が変形し、エアフォイル１０の開口部から材料が押し出されることもあり得る。エアフォイル１０の比較的薄い壁は、バーンアウト処理時にエアフォイル１０に悪影響のある残留応力が生じたり、エアフォイル１０が損傷される程度まで変形することはない。また、バーンアウトは、作業の迅速化のために比較的低い温度で行うこともでき、もしくは、エアフォイル１０を形成する合金の特性が損なわれない限り、処理時間を短縮するために比較的高い温度で行うこともできる。
【０１１９】
本発明をその実施例に関して開示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくその形態及び詳細に関して種々の変更を加えることができることは、当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】エアフォイルなどの部材、この部材にレーザ遮断材料を配置するための工具、及び仮想線で射出成形機などのレーザ遮断材料の供給源の一部を示した説明図である。
【図２】図２Ａは、図１のエアフォイルの側面の断面図であり、図２Ｂは、図２ＡのエアフォイルのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】工具及び射出成形機の一部を切り欠いたかもしくは仮想線で示した図１の上面図である。
【図４】射出成形機のノズルの一部と一対のマスク部材を含む図１の工具の一部の分解説明図である。
【図５】図４のエアフォイルのプラットフォームと係合するかなり硬質の材料の一部として形成されたマスク部材を示す、図４の工具の一部の他の実施例の説明図である。
【図６】図１及び図４に示したスプループレートの下方からの説明図である。
【図７】シール用のリセスとこのリセスにはまるシール部材とを示した図６のスプループレートの他の実施例の下方からの分解説明図である。
【図８】装置と係合するように僅かに改良されたスプループレート及びスプループレート保持具とを示した、レーザ遮断材料の供給源に対してエアフォイルを配置する装置に図１の工具を設置した説明図である。
【図９】図１の工具の他の実施例の一部とエアフォイルの他の実施例を示す分解説明図である。
【図１０】図１０Ａは、図９のＡ−Ａ線に沿った固定具の他の実施例の断面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの拡大図である。
【図１１】図１０Ａに示す固定具の他の実施例の断面図である。
【符号の説明】
１０ｖ…ステータベーン
５４ｖ…固定具
６２ｖ…スプループレート
６５…供給流路
７０…ノズル
１８４…工具部材
１８８，２０２，２０４…収容領域
２２８…ノズルアダプタ
２３２…シール面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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