(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正圧面と負圧面とを備える翼本体と、
翼本体先端に備えられ、軸方向に前記正圧面から前記負圧面に向けて径方向外側方向に傾くチップシュラウドと、を備え、
前記チップシュラウドは、
周方向中央部に配置され径方向外側に延伸するフィンと、前記正圧面側の腹側チップシュラウドと前記負圧面側の背側チップシュラウドと、からなり、
前記背側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの前縁端部に背側コンタクトブロックを含み、
前記腹側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの後縁端部に腹側コンタクトブロックを含み、
前記背側コンタクトブロックは、周方向に向く第１面を備え、
前記腹側コンタクトブロックは、前記第１面に対し周方向の反対方向を向く第２面を備え、
前記第１面又は前記第２面の少なくとも一方の面の軸方向下流側端部に凹部が形成されていると共に、
前記フィンは、フィレットを介して前記背側コンタクトブロック又は前記腹側コンタクトブロック又はカバー板に結合され、前記第１面と前記第２面の間に形成される隙間に沿って前記軸方向下流側端部に形成される前記凹部の軸方向上流側端は、前記フィレットの軸方向下流側の外縁位置から軸方向上流側の外縁位置の間に形成されているタービン動翼。
【請求項２】
前記第１面を備える前記背側コンタクトブロックは、前記背側コンタクトブロックの軸方向上流側で前記フィンに接合し、軸方向下流側で傾斜面を介して背側カバー板に接合し、
前記第２面を備える前記腹側コンタクトブロックは、前記腹側コンタクトブロックの軸方向下流側で前記フィンに接合し、軸方向上流側で傾斜面を介して腹側カバー板に接合する請求項１に記載のタービン動翼。
【請求項３】
正圧面と負圧面とを備える翼本体と、
翼本体先端に備えられ、軸方向に前記正圧面から前記負圧面に向けて径方向外側方向に傾くチップシュラウドと、を備え、
前記チップシュラウドは、
周方向中央部に配置され径方向外側に延伸するフィンと、前記正圧面側の腹側チップシュラウドと前記負圧面側の背側チップシュラウドと、からなり、
前記背側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの前縁端部に背側コンタクトブロックを含み、
前記腹側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの後縁端部に腹側コンタクトブロックを含み、
前記背側コンタクトブロックは、周方向に向く第１面を備え、
前記腹側コンタクトブロックは、
前記第１面に対し周方向の反対方向を向く第２面を備え、
前記第１面又は前記第２面の少なくとも一方の面の軸方向下流側端部又は径方向外側端部の何れかに凹部が形成されていると共に、
前記第１面を備える前記背側コンタクトブロックは、前記背側コンタクトブロックの軸方向上流側で前記フィンに接合し、軸方向下流側で傾斜面を介して背側カバー板に接合し、
前記第２面を備える前記腹側コンタクトブロックは、前記腹側コンタクトブロックの軸方向下流側で前記フィンに接合し、軸方向上流側で傾斜面を介して腹側カバー板に接合するタービン動翼。
【請求項４】
前記凹部は、前記第１面又は前記第２面の少なくとも一方の面の軸方向下流側端部に形成され、
前記フィンは、
フィレットを介して前記コンタクトブロック又はカバー板に結合され、前記第１面と前記第２面の間に形成される隙間に沿って前記軸方向下流側端部に形成される前記凹部の軸方向上流側端は、前記フィレットの軸方向下流側の外縁位置から軸方向上流側の外縁位置の間に形成されている請求項３に記載のタービン動翼。
【請求項５】
前記第１面と周方向に隣接する翼の前記第２面とが対向するように配置されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項６】
前記背側チップシュラウドは、
前記背側コンタクトブロックと、
前記チップシュラウドの径方向内周面縁から前記チップシュラウドの径方向内周面に沿って前記第１面から離間する方向であって、前記フィンの軸方向下流側に延在する背側カバー板と、から形成され、
前記腹側チップシュラウドは、
前記腹側コンタクトブロックと、
前記チップシュラウドの径方向内周面縁から前記チップシュラウドの径方向内周面に沿って前記第２面から離間する方向であって、前記フィンの軸方向上流側に延在する腹側カバー板と、から形成され、
前記第１面又は前記第２面を挟んだ周方向の断面視で、前記背側チップシュラウドは、軸方向下流側に向かうと共に、径方向外側に傾斜するように形成され、前記腹側チップシュラウドは、軸方向上流側に向かうと共に、径方向内側に傾斜するように形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項７】
前記第１面と前記第２面の間に形成される隙間の方向を見て、
前記第１面から時計回りの方向に、前記第１面と、前記背側チップシュラウドの径方向内側を向く内周面とのなす角度は９０度より小さく、
前記第２面から反時計回りの方向に、前記第２面と、前記腹側チップシュラウドの径方向内側を向く内周面とのなす角度は９０度より大きい請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項８】
前記第１面と前記第２面の間に形成される隙間に沿って、前記第１面又は前記第２面の前記軸方向下流側端部に形成された前記凹部は、少なくとも前記第１面又は前記第２面の径方向外側端面及び軸方向下流側端面を含み、径方向内側方向に延在するように形成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項９】
前記チップシュラウドは、前縁端部に設けられ、前記翼本体側に固定端を有し前記固定端から回転方向前方側の自由端である背側カバー端面まで延在する背側端部領域と、
後縁端部に設けられ、前記翼本体側に固定端を有し、前記固定端から回転方向後方側の自由端である腹側カバー端面まで延在する腹側端部領域と、を含む、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項１０】
前記第１面又は前記第２面の前記軸方向下流側端部に形成される前記凹部は、前記凹部の軸方向上流側端の外表面から軸方向下流側端に向かってコンタクト面から周方向に後退する方向に傾斜している請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のタービン動翼を備えるターボ機械。
【請求項１２】
正圧面と負圧面とを備える翼本体と、
翼本体先端に備えられ、軸方向に前記正圧面から前記負圧面に向けて径方向外側方向に傾くチップシュラウドと、を備え、
前記チップシュラウドは、
周方向中央部に配置され径方向外側に延伸するフィンと、前記正圧面側の腹側チップシュラウドと前記負圧面側の背側チップシュラウドと、からなり、
前記背側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの前縁端部に背側コンタクトブロックを含み、
前記腹側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの後縁端部に腹側コンタクトブロックを含み、
前記背側コンタクトブロックは、周方向に向く第１面を備え、
前記腹側コンタクトブロックは、前記第１面に対し周方向の反対方向を向く第２面を備え、
前記第１面又は前記第２面の少なくとも一方の面の軸方向下流側端部に凹部が形成されたタービン動翼の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方であるコンタクト面を製造するコンタクト面製造方法であって、
前記タービン動翼の前記コンタクト面となる面の母材の表面にコーティングを形成するステップと、
形成したコーティングの表面を研磨し、平坦にするステップと、
前記コーティングの軸方向下流側端部を研磨し、前記凹部を形成するステップと、を有するコンタクト面製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の周方向に所定間隔で複数配置されるタービン動翼、これを備えたターボ機械及びコンタクト面製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ターボ機械の一種である発電用のガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。そして、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）を得て、この燃焼ガスによりタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。【０００３】
このようなガスタービンのタービンにて、前方段の１段動翼や２段動翼は、翼高さ方向（回転軸における径方向）の長さが短いが、後方段の３段動翼や４段動翼（最終段動翼）では、性能面からこの翼高さ方向の長さが長いもの（長大翼）となっている。そして、翼高さ方向の長さが長いタービン動翼は、振動が発生しやすいことから、先端部にチップシュラウドを装着し、隣接する動翼のチップシュラウド同士を接触させることで、円環形状をなすシュラウドを形成している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２５２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タービン動翼は、チップシュラウドのコンタクト面が、隣接するタービン動翼のチップシュラウドのコンタクト面と接触する。接触の際、運転時のチップシュラウドの変形により、コンタクト面に片当たりが生じ、コンタクト面が損傷する場合がある。チップシュラウドのコンタクト面に損傷が生じると、補修や交換等のメンテナンスが必要になる。【０００６】
本発明の少なくとも１実施形態は、上述した課題を解決するものであり、コンタクト面に損傷が生じる可能性を低減することができ、翼の信頼性をより高くすることができるタービン動翼、ターボ機械、コンタクト面の製造方法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】
上述した目的を達成するための本開示の少なくとも１実施形態に係るタービン動翼は、正圧面と負圧面とを備える翼本体と、翼本体先端に備えられ、軸方向に前記正圧面から前記負圧面に向けて径方向外側方向に傾くチップシュラウドと、を備え、前記チップシュラウドは、周方向中央部に配置され径方向外側に延伸するフィンと、前記正圧面側の腹側チップシュラウドと前記負圧面側の背側チップシュラウドと、からなり、前記背側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの前縁端部に背側コンタクトブロックを含み、前記腹側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの後縁端部に腹側コンタクトブロックを含み、前記背側コンタクトブロックは、周方向に向く第１面を備え、前記腹側コンタクトブロックは、前記第１面に対し周方向の反対方向を向く第２面を備え、前記第１面又は前記第２面の少なくとも一方の面であって、少なくとも軸方向下流側端部又は径方向外側端部の何れかに凹部が形成されている。【０００８】
前記第１面と周方向に隣接する翼の前記第２面とが対向するように配置されていることが好ましい。【０００９】
前記背側チップシュラウドは、前記背側コンタクトブロックと、前記チップシュラウドの径方向内周面縁から前記チップシュラウドの径方向内周面に沿って前記第１面から離間する方向であって、前記フィンの軸方向下流側に延在する背側カバー板と、から形成され、前記腹側チップシュラウドは、前記腹側コンタクトブロックと、前記チップシュラウドの径方向内周面縁から前記チップシュラウドの径方向内周面に沿って前記第２面から離間する方向であって、前記フィンの軸方向上流側に延在する腹側カバー板と、から形成され、前記第１面又は前記第２面を挟んだ周方向の断面視で、前記背側チップシュラウドは、軸方向下流側に向かうと共に、径方向外側に傾斜するように形成され、前記腹側チップシュラウドは、軸方向上流側に向かうと共に、径方向内側に傾斜するように形成されていることが好ましい。
【００１０】
前記第１面と前記第２面の間に形成される隙間の方向を見て、前記第１面から時計回りの方向に、前記第１面と、前記背側チップシュラウドの径方向内側を向く内周面とのなす角度は９０度より小さく、前記第２面から反時計回りの方向に、前記第２面と、前記腹側チップシュラウドの径方向内側を向く内周面とのなす角度は９０度より大きいことが好ましい。【００１１】
前記第１面と前記第２面の間に形成される隙間に沿って、前記第１面又は前記第２面の前記軸方向下流側端部に形成された前記凹部は、少なくとも前記第１面又は前記第２面の径方向外側端面及び軸方向下流側端面を含み、径方向内側方向に延在するように形成されることが好ましい。【００１２】
前記フィンは、フィレットを介して前記コンタクトブロック又はカバー板に結合され、前記第１面と前記第２面の間に形成される隙間に沿って前記軸方向下流側端部に形成される前記凹部の軸方向上流側端は、前記フィレットの軸方向下流側の外縁位置から軸方向上流側の外縁位置の間に形成されていることが好ましい。【００１３】
前記チップシュラウドは、前縁端部に設けられ、前記翼本体側に固定端を有し前記固定端から回転方向前方側の自由端である背側カバー端面まで延在する背側端部領域と、後縁端部に設けられ、前記翼本体側に固定端を有し前記固定端から回転方向後方側の自由端である腹側カバー端面まで延在する腹側端部領域と、を含むことが好ましい。【００１４】
前記第１面又は前記第２面の前記軸方向下流側端部に形成される前記凹部は、前記凹部の軸方向上流側端の外表面から軸方向下流側端に向かってコンタクト面から周方向に後退する方向に傾斜していることが好ましい。【００１５】
前記第１面又は前記第２面の前記径方向外側端部に形成される前記凹部は、前記凹部の径方向内側端の外表面から径方向外側端に向かって前記フィンに接近する方向に傾斜していることが好ましい。【００１６】
前記第１面を備える前記背側コンタクトブロックは、前記背側コンタクトブロックの軸方向上流側で前記フィンに接合し、軸方向下流側で傾斜面を介して背側カバー板に接合し、前記第２面を備える前記腹側コンタクトブロックは、前記腹側コンタクトブロックの軸方向下流側で前記フィンに接合し、軸方向上流側で傾斜面を介して腹側カバー板に接合することが好ましい。【００１７】
上述した目的を達成するための本開示のターボ機械は、上記のいずれかに記載のタービン動翼を備える。【００１８】
上述した目的を達成するための本開示のコンタクト面製造方法は、上記のいずれかに記載のタービン動翼の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方であるコンタクト面を製造するコンタクト面製造方法であって、前記タービン動翼の前記コンタクト面となる面の母材の表面にコーティングを形成するステップと、形成したコーティングの表面を研磨し、平坦にするステップと、前記コーティングの少なくとも軸方向下流側端部又は径方向外側端部を研磨し、凹部を形成するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の少なくとも１実施形態によれば、チップシュラウドのコンタクト面に発生する損傷が回避され、タービン翼の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態のタービン動翼が適用されたガスタービンを表す概略図である。
【図２】図２は、第１実施形態のタービン動翼の組立状態を表す概略図である。
【図３】図３は、第１実施形態のタービン動翼のチップシュラウドの概略構成を示す模式図である。
【図４】図４は、図３におけるチップシュラウドの接触部分の周辺部を拡大して示す模式図である。
【図５】図５は、図３における背側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す正面図である。
【図６】図６は、図３における背側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す上面図である。
【図７】図７は、図３における背側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す側面図である。
【図８】図８は、図３における腹側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す正面図である。
【図９】図９は、図３における腹側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す上面図である。
【図１０】図１０は、図３における腹側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す側面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、背側コンタクトブロック及び腹側コンタクトブロック廻りの模式図を示す上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、背側コンタクトブロック及び腹側コンタクトブロックを組み合わせた側面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、背側コンタクトブロック及び腹側コンタクトブロックを組み合わせた他の側面図である。
【図１２】図１２は、コンタクト面の製造方法の一例を示す模式図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態のタービン動翼のチップシュラウドの概略構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、図１３における背側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るタービン動翼、ターボ機械、コンタクト面製造方法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い。
【００２２】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態のタービン動翼が適用されたガスタービンを表す概略図である。図２は、本実施形態のタービン動翼の組立状態を表す概略図である。本実施形態のガスタービンは、図１に示すように、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３により構成されている。このガスタービンには、図示しない発電機が連結されており、発電可能となっている。
【００２３】
圧縮機１１は、空気を取り込む空気取入口２１を有し、圧縮機車室２２内に複数の静翼２３と動翼２４が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されてなり、その外側に抽気室２５が設けられている。燃焼器１２は、圧縮機１１で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、点火することで燃焼可能となっている。タービン１３は、タービン車室２６内に複数の静翼２７と動翼２８が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されている。このタービン車室２６の下流側には、排気車室２９を介して排気室３０が配設されており、排気室３０は、タービン１３に接続する排気ディフューザ３１を有している。
【００２４】
また、圧縮機１１、燃焼器１２、タービン１３、排気室３０の中心部を貫通するようにロータ（回転軸）３２が位置している。ロータ３２は、圧縮機１１側の端部が軸受部３３により回転自在に支持される一方、排気室３０側の端部が軸受部３４により回転自在に支持されている。
【００２５】
そして、このガスタービンは、圧縮機１１の圧縮機車室２２が脚部３５に支持され、タービン１３のタービン車室２６が脚部３６により支持され、排気室３０が脚部３７により支持されている。
【００２６】
従って、圧縮機１１の空気取入口２１から取り込まれた空気が、複数の静翼２３と動翼２４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。燃焼器１２にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給され、燃焼する。そして、この燃焼器１２で生成された作動流体である高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）が、タービン１３を構成する複数の静翼２７と動翼２８を通過することでロータ３２を駆動回転し、このロータ３２に連結された発電機を駆動する。一方、排気ガス（燃焼ガス）のエネルギは、排気室３０の排気ディフューザ３１により圧力に変換され減速されてから大気に放出される。
【００２７】
上述した本実施形態のタービン１３において、後段側の動翼（タービン動翼）２８は、チップシュラウド４３を備えている。図２に示すように、動翼２８は、ディスク（ロータ３２）に固定される翼根部４１と、基端部がこの翼根部４１に接合される翼本体４２と、この翼本体４２の先端部に連結されるチップシュラウド４３と、チップシュラウド４３の径方向外側の外面に形成されるシールフィン（フィン）４４と、を有する。翼本体４２は、負圧面４２ａと正圧面４２ｂとを備える。負圧面４２ａは、翼本体４２の平面断面の排ガスが流れる側の面が凸となる背側面である。正圧面４２ｂは、翼本体４２の平面断面の排ガスが流れる側の面が凹となる腹側面である。翼本体４２は、所定角度だけねじられている。動翼２８は、翼根部４１がディスクの外周部に周方向に沿って複数嵌合することで、各チップシュラウド４３同士が接触して接続される。タービン１３は、複数の動翼２８のチップシュラウド４３同士を接触させることで、径方向の外周側に円環形状をなすシュラウドを構成する。
【００２８】
次に、図３に加え、図４から図１０を用いて、チップシュラウド４３の詳細な構造について説明する。図４は、チップシュラウド４３の接触部分の周辺部を拡大して示す模式図である。図５は、背側コンタクトブロック５０の概略構成を示す正面図である。図５は、背側コンタクトブロック５０と腹側コンタクトブロック６０の間の隙間を図３のＡ方向から見た図である。図６は、背側コンタクトブロック５０の概略構成を示す上面図である。図７は、背側コンタクトブロック５０の概略構成を示す側面図である。図７は、背側コンタクトブロック５０を図３のＢ方向から見た図である。図８は、腹側コンタクトブロック６０の概略構成を示す正面図である。図８は、腹側コンタクトブロック６０を図３のＣ方向から見た図である。図９は、腹側コンタクトブロック６０の概略構成を示す上面図である。図１０は、腹側コンタクトブロック６０の概略構成を示す側面図である。図１０は、腹側コンタクトブロック６０を図３のＤ方向から見た図である。
【００２９】
チップシュラウド４３は、周方向に沿って延びる長い板形状であり、軸方向に正圧面（腹側翼面）から負圧面（背側翼面）に向けて径方向外側方向に傾いている（特許文献１の図９参照）。チップシュラウド４３は、翼本体４２の負圧面４２ａ側に延在する背側チップシュラウド４６と、翼本体４２の正圧面４２ｂ側に延在する腹側チップシュラウド４８と、を有する。タービン動翼２８は、背側チップシュラウド４６と腹側チップシュラウド４８の径方向外側の上面には、径方向外側に延伸するフィン４４が配置されている。フィン４４は、チップシュラウド４３の軸方向の中央部に配置され、タービン翼２８の周方向に延在している。フィン４４とチップシュラウド４３との接続部にフィレット１２０が形成されている。つまり、フィン４４のフィレット１２０は、接続部の径方向外側のフィン４４の軸方向上流側及び下流側の端面４４ａと径方向内側のチップシュラウド４３の上面の間に凹面状に形成され、チップシュラウド４３の上面に形成されたフィレット１２０の末端は、フィレット外縁１２０ａを形成する。
【００３０】
背側チップシュラウド４６は、背側コンタクトブロック５０と、フィン４４から軸方向下流側に延在する背側カバー板５１と、からなる。また、背側カバー板５１は、フィン４４より軸方向下流側の背側翼面４２ａ側であって、前縁４２ｃ側の背側コンタクトブロック５０側に形成される下流側背側カバー板５２と、後縁４２ｄ側の腹側コンタクトブロック６０側に形成される下流側腹側カバー板６６と、を有する。フィン４４と、背側コンタクトブロック５０と、背側カバー板５１とは、一体で成形されている。背側カバー板５１は、翼本体４２が延在する径方向に対して軸方向に交差して延在する板であり、背側カバー板５１の軸方向上流側の端面の下面で翼本体４２と結合している。また、背側カバー板５１は、軸方向上流側の端面の上面の前縁４２ｃ側で背側コンタクトブロック５０に連結し、背側カバー板５１のその他の部分は、フィレット１２０を介してフィン４４に連結している。
【００３１】
背側コンタクトブロック５０は、背側チップシュラウド４６の前縁端部４３ａに設けられている。背側コンタクトブロック５０は、周方向で回転方向の前方側を向く背側コンタクト面（第１面）１１０を有する。背側コンタクトブロック５０は、図７に示すように背側コンタクト面１１０に対して軸方向下流側の径方向に厚みがある構造であり、背側コンタクト面１１０とは軸方向の反対側の軸方向下流側の傾斜面外縁１１６ａが、下流側背側カバー板５２と滑らかな面で連結している。背側コンタクトブロック５０は、下流側背側カバー板５２側の端部が、下流側背側カバー板５２に向かうにしたがって径方向の厚みが徐々に薄くなる傾斜面１１６を有する。傾斜面１１６は、径方向内側に凹む断面が凹面状に形成された傾斜面である。背側コンタクトブロック５０は、背側コンタクト面１１０の周方向反対側の端部であって、軸方向上流側でフィン４４に接合し、軸方向下流側は傾斜面１１６を介して背側チップシュラウド４６の下流側背側カバー板５２に接合する。
【００３２】
図３及び図４に示すように、背側コンタクト面１１０は、後述する隣接するタービン翼のチップシュラウド４３の腹側コンタクトブロック６０の腹側コンタクト面１４０と周方向で対向する面である。下流側背側カバー板５２は、翼本体４２の背側翼面４２ａ又は背側コンタクト面１１０からチップシュラウド４３の径方向内側の内周面４６ｂ（図７）に沿って軸方向下流側のフィン４４から離間する方向に延在する。翼本体４２に対して、周方向で、下流側背側カバー板５０の反対側に配置された下流側腹側カバー板６６は、中間接続部６８を介して後述する腹側コンタクトブロック６０の軸方向下流側の端部６０ｂと接続している。中間接続部６８は、下流側腹側カバー板６６の一部を形成し、翼本体４２の腹側翼面４２ｂ側に向かって凹む凹面状の湾曲面で形成されている。
【００３３】
腹側チップシュラウド４８は、腹側コンタクトブロック６０と、フィン４４から軸方向上流側に延在する腹側カバー板６１と、からなる。また、腹側カバー板６１は、フィン４４より軸方向上流側の腹側翼面４２ｂ側であって、前縁４２ｃ側の背側コンタクトブロック５０側に形成される上流側背側カバー板５６と、後縁４２ｄ側の腹側コンタクトブロック６０側に形成される上流側腹側カバー板６２と、を有する。フィン４４と、腹側コンタクトブロック６０と、腹側カバー板６１とは、一体で成形されている。また、腹側カバー板６１の上流側腹側カバー板６２の一部は、腹側コンタクトブロック６０の腹側コンタクト面１４０側とは軸方向反対側から傾斜面１１６を介して腹側コンタクトブロック６０に連結している。上流側腹側カバー板６２のその他の部分は、フィレット１２０を介してフィン４４に接合している。
【００３４】
腹側コンタクトブロック６０は、腹側チップシュラウド４８の後縁端部４３ｂに設けられている。腹側コンタクトブロック６０は、周方向で回転方向の後方側を向く腹側コンタクト面（第２面）１４０を有する。腹側コンタクト面１４０は、隣接するタービン動翼２８のチップシュラウド４３の背側コンタクトブロック５０（背側コンタクト面１１０）と周方向及び軸方向で対向する面である。つまり、腹側コンタクト面１４０は、隣接するタービン動翼２８の背側コンタクト面１１０と周方向及び軸方向で対向して配置されている。上流側腹側カバー板６２は、翼本体４２が立設する径方向に交差する方向に延在する板状部材であり、翼本体４２の背側翼面縁又は背側コンタクト面１１０からチップシュラウド４３の内周面４８ｂに沿って軸方向上流側の離間する方向に延在する。上流側背側カバー板５６は、中間接続部５８を介して背側コンタクトブロック５０の軸方向上流側の端部と接続されている。中間接続部５８は、翼本体４２の背側翼面側に向かって突出する凸状の湾曲面で形成されている。なお、背側コンタクト面（第１面）１１０と腹側コンタクト面（第２面）は、互いに平行に配置されている。
【００３５】
後述する図１１Ａに示すように、回転方向Ｒ１の後方側の腹側カバー端面５４において、上流側腹側カバー板６２の腹側コンタクト面１４０に直交する方向の板幅は、腹側カバー端面５４の延長線上の下流側背側カバー板５２の背側コンタクト面１１０に直交する方向の板幅より短く形成されている。つまり、腹側カバー端面５４の延長線上における下流側背側カバー板５２の背側コンタクト面１１０に直交する方向の板幅は、腹側カバー端面５４に沿った上流側腹側カバー板６２の腹側コンタクト面１４０に直交する方向の板幅より長く形成されている。
【００３６】
一方、回転方向Ｒ１の前方側の背側カバー端面６４において、下流側背側カバー板５２の背側コンタクト面１１０に直交する方向の板幅は、背側カバー端面６４の延長線上の上流側腹側カバー板６２の腹側コンタクト面１４０に直交する方向の板幅より短く形成されている。つまり、背側カバー端面６４の延長線上における上流側腹側カバー板６２の腹側コンタクト面１４０に直交する方向の板幅は、背側カバー端面６４に沿った下流側背側カバー板５２の背側コンタクト面１１０に直交する方向の板幅より長く形成されている。
【００３７】
また、図３及び図４に示すように、前縁４２ｃ側であって回転方向Ｒ１の前方側の背側カバー端面６４と、周方向に対向して配置された隣接する翼の下流側腹側カバー板６６との間の隙間７１は、燃焼ガスの漏れを抑制するため、背側カバー端面６４と下流側腹側カバー端面６４ａとは互いに平行に配置され、所定の隙間が維持されている。つまり、一翼の構成において、前縁４２ｃ側の回転方向Ｒ１の前方側に配置され、背側コンタクトブロック５０のコンタクトブロック端部１１４を含んだ背側カバー端面６４と、背側カバー板５１側であって回転方向Ｒ１の後方側の下流側腹側カバー端面６４ａとは、周方向及び軸方向で互いに平行に配置されている。同様に、軸方向上流側の腹側カバー板６１において、後縁４２ｄ側であって回転方向Ｒ１の後方側の腹側カバー端面５４と、前縁４２ｃ側であって回転方向Ｒ１の前方側の上流側背側カバー板５６の上流側背側カバー端面５４ａとは、周方向及び軸方向で互いに平行に配置されている。
【００３８】
なお、背側チップシュラウド４６の下流側背側カバー板５２の軸方向下流側端面は、隣接するタービン動翼２８との間に形成されるスロート位置より下流側に位置されている。上流側腹側カバー板６２は、中間接続部６８を介して腹側コンタクトブロック６０の軸方向下流側の端部と接続している。中間接続部６８は、翼本体４２側に向かって突出する凸の湾曲面である。また、中間接続部５８、６８は、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の径方向外側面から腹側カバー板６１又は背側カバー板５１の上面に向けて滑らかな傾斜面を有する剛性を持たせた湾曲面状の壁部５８ａ、６８ａとして形成されている（図４）。
【００３９】
次に、背側コンタクトブロック５０の背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクトブロック６０の腹側コンタクト面１４０の構造を説明する。図３及び図４に示すように、背側コンタクト面１１０は、隣接するタービン動翼２８の腹側コンタクト面１４０と周方向及び軸方向で対面している。
【００４０】
背側コンタクトブロック５０の背側コンタクト面１１０は、母材１００にコーティング１０２が形成されている。コーティング１０２は、溶射膜であり、耐摩耗性が高い材料で形成されている。なお、コーティング１０２の材料、形成方法はこれに限定されない。また、コーティング１０２を設けることが好ましいが、コーティング１０２を設けず母材１００の表面を背側コンタクト面１１０としてもよい。
【００４１】
図３及び図４並びに図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、軸方向上流側から背側コンタクト面１１０を見て、つまり、背側コンタクト面１１０と腹側コンタクト面１４０の間に形成される隙間７１を見る方向から背側チップシュラウド４６の断面を見た場合、背側コンタクト面１１０から時計回りの方向に、背側コンタクト面１１０と背側チップシュラウド４６の径方向内側を向く内周面４６ｂとのなす角度は、９０度より小さい。また、背側コンタクト面１１０又は腹側コンタクト面１４０を挟んだ周方向の断面視で、背側コンタクト面１１０（背側チップシュラウド４６）は、軸方向下流側に向かうと共に、径方向外側に傾斜するように形成されている。背側コンタクト面１１０を含む背側コンタクトブロック５０と腹側コンタクト面１４０を含む腹側コンタクトブロック６０の構造詳細は、後述する。
【００４２】
背側コンタクト面１１０は、平坦面であり、軸方向下流側端部に凹部１１２を有する。図５及び図６に示すように、凹部１１２は、背側コンタクト面１１０の中間接続部５８側とは反対側のコンタクトブロック端部１１４を含む位置に形成されている。背側コンタクトブロック５０のコンタクトブロック端部１１４に向かうにしたがって、平坦面である背側コンタクト面１１０よりも回転方向Ｒ１の後方側の後縁４２ｄ方向に後退する方向に、傾斜角θを持った傾斜した凹部傾斜面１１２ａが形成されている。凹部１１２は、背側コンタクト面１１０の径方向の全域、つまり、径方向の上端から下端まで形成されている。
【００４３】
ここで、凹部１１２は、軸方向上流側端がフィレット１２０の軸方向下流側のフィレット外縁１２０ａの位置より軸方向上流側に形成されていることが好ましい。また、凹部１１２は、軸方向における形成位置が、フィレット１２０が形成されている領域、つまり、フィレット１２０の軸方向上流側のフィレット外縁１２０ａに位置することが一層好ましい。凹部１１２の形成位置を上記範囲とすることで、背側コンタクト面１１０が、腹側コンタクト面１４０と接触する位置を、剛性が高いフィン４４の付け根の強度が高い位置とすることができ、かつ、コンタクト面の接触面積の減少による面圧不足を回避することができる。なお、凹部１１２は、凹部傾斜面１１２ａのように傾斜面である必要はなく、平坦面１０２ａに対して周方向で回転方向の後方側に凹む形状であればよい。
【００４４】
図６に示すように、背側コンタクトブロック５０の背側コンタクト面１１０は、母材１００にコーティング１０２が形成されている。コーティング１０２は、溶射膜であり、耐摩耗性が高い材料で形成されている。なお、コーティング１０２の材料、形成方法はこれに限定されない。また、コーティング１０２を設けることが好ましいが、コーティング１０２を設けず、母材１００の表面を背側コンタクト面１１０としてもよい。
【００４５】
図８及び図９並びに図１１Ｂに示すように、軸方向上流側から腹側コンタクト面１４０を見て、つまり、背側コンタクト面１１０と腹側コンタクト面１４０の間に形成される隙間７１を見る方向から腹側チップシュラウド４８の断面を見た場合、腹側コンタクト面１４０から反時計回りの方向に、腹側コンタクト面１４０と腹側チップシュラウド４８の径方向内側を向く内周面４８ｂとのなす角度は直角（９０度）より大きい。背側コンタクト面１１０又は腹側コンタクト面１４０を挟んだ周方向の断面視で、腹側コンタクト面１４０（腹側チップシュラウド４８）は、軸方向上流側に向かうと共に、径方向内側に傾斜するように形成されている。
【００４６】
腹側コンタクト面１４０は、平坦面であり、軸方向下流側端部に凹部１４２を有する。凹部１４２は、腹側コンタクト面１４０の中間接続部５８と接続するコンタクトブロック端部１４４を含む位置に形成されている。腹側コンタクトブロック６０のコンタクトブロック端部１４４に向かうにしたがって、平坦面である腹側コンタクト面１４０よりも回転方向Ｒ１の前方側の前縁４２ｃ方向に後退する方向に傾斜した凹部傾斜面１４２ａが形成されている。凹部１４２は、腹側コンタクト面１４０の径方向の全域、つまり、径方向の上端から下端まで形成されている。腹側コンタクトブロック６０の凹部１４２の、フィン４４のフィレット１２０に対する好ましい位置は、背側コンタクトブロック５０の凹部１１２と同様である。
【００４７】
タービン動翼２８は、タービン１３が回転すると回転により生じる遠心力を受ける。チップシュラウド４３は、遠心力Ｆを受けて径方向に変形しつつ、背側コンタクトブロック５０が周方向の一方に隣接するタービン動翼２８の腹側コンタクトブロック６０と接触し、腹側コンタクトブロック６０が周方向の他方に隣接するタービン動翼２８の背側コンタクトブロック５０と接触する。つまり、タービン動翼２８のチップシュラウド４３の腹側コンタクト面１４０と、周方向に隣接するタービン動翼２８のチップシュラウド４３の背側コンタクト面１１０が、互いに接触しやすい状態となる。
【００４８】
一例として、タービン動翼２８の背側チップシュラウド４６の背側コンタクトブロック５０の背側コンタクト面１１０と、周方向に対向して配置された隣接するタービン動翼２８の腹側チップシュラウド４８の腹側コンタクトブロック６０の腹側コンタクト面１４０とが片当たりする理由を、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照しながら以下に説明する。
【００４９】
対向する背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクト面１４０を有する背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクブロック６０廻りの構造について、図１１Ａを参照しながら以下に説明する。図１１Ａは、図３に示すＡ部及びＢ部を組み合わせたＡＡ廻りの拡大図であり、背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクト面１４０を互いに周方向に対向させて配置された上面図である。つまり、周方向に対向して配置された背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクブロック６０廻りの構造を示したもので、チップシュラウド４３を径方向外側から内側方向に見た模式図である。また、図１１Ａには、背側チップシュラウド４６に設けられ、点ＡＢＣＤで囲われた２点鎖線で示された台形形状の背側端部領域４７と、腹側チップシュラウド４８に設けられ、点ＥＦＧＨで囲われた２点鎖線で示された台形形状の腹側端部領域４９と、が示されている。
【００５０】
背側端部領域４７は、チップシュラウド４３の回転方向Ｒ１の前方側の前縁端部４３ａに配置され、フィン４４及び背側コンタクトブロック５０並びに下流側背側カバー板５２を含み、軸方向の上流側から下流側に向かって、背側コンタクトブロック５０、フィン４４、下流側背側カバー板５２の順に配置され、一体化された構造を備えている。なお、背側端部領域４７は、辺ＡＢで翼本体４２に近いチップシュラウド４３の剛性の高い領域に接合され、辺ＢＣ、辺ＣＤ及び辺ＡＤは他の部材から何らの拘束をされず、自由に変位が可能な端部（自由端）である。従って、背側端部領域４７は、辺ＡＢを固定端とし、辺ＣＤを自由端とした台形形状の片持ち梁ＡＢＣＤとして、簡易モデル化して捉えることが出来る。固定端の辺ＡＢの周方向の位置は、下流側背側カバー板５２より剛性が高い背側コンタクトブロック５０の回転方向Ｒ１の後方側を向く端面と辺ＡＡ１で大略一致する。従って、固定端の辺ＡＢは、自由端である辺ＣＤと比較して変形し難い。辺ＡＢは、軸方向で隣接して配置された腹側端部領域４９の辺ＧＨの延長線上に配置されている。また、片持ち梁ＡＢＣＤの固定端である辺ＡＢの長さは、自由端である辺ＣＤの長さより長い。
【００５１】
腹側端部領域４９は、チップシュラウド４３の回転方向Ｒ１の後方側の後縁端部４３ｂに配置され、フィン４４及び腹側コンタクトブロック６０並びに上流側腹側カバー板６２を含み、軸方向の下流側から上流側に向かつて、腹側コンタクトブロック６０、フィン４４、上流側腹側カバー板６２の順に配置され、一体化された構造である。腹側端部領域４９は、辺ＥＦで回転方向Ｒ１の前方側の翼本体４２に近いチップシュラウド４３の剛性の高い領域に接合され、辺ＦＧ、辺ＧＨ及び辺ＥＨは他の部材から何らの拘束をされず、自由に変位が可能な端部（自由端）である。従って、腹側端部領域４９は、辺ＥＦを固定端とした台形形状の片持ち梁ＥＦＧＨとして、簡易モデル化して捉えることが出来る。固定端の辺ＥＦの周方向の位置は、コンタクトブロック６０の回転方向Ｒ１の前方側を向く端面と辺ＦＦ１で大略一致し、軸方向で隣接して配置された背側端部領域４７の辺ＣＤの延長線上に配置されている。また、片持ち梁ＥＦＧＨの固定端である辺ＥＦの長さは、自由端である辺ＧＨの長さより長い。
【００５２】
図１１Ｂは、図３及び図１１Ａに示されたＢ方向から見た断面図で、背側チップシュラウド４６の背側コンタクト面１１０と腹側チップシュラウド４８の腹側コンタクト面１４０の間に形成された隙間７１を挟んで、背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクト面１４０が対向して配置された背側チップシュラウド４６と腹側チップシュラウド４８の組合せ断面図である。また、図１１Ｂは、背側端部領域４７と腹側端部領域４９をＢ方向から見た組合せ断面図でもある。図１１Ｂは、背側チップシュラウド４６と腹側チップシュラウド４８の構造を簡易モデル化して示している。すなわち、背側チップシュラウド４６は、点Ｐ１Ｐ２Ｐ３Ｐ４で囲まれた変形矩形断面で示された背側コンタクトブロック５０の断面５０ａと、点Ｐ３Ｐ５Ｐ６Ｐ７で囲まれた変形矩形断面で示された下流側背側カバー板５２の断面５２ａ  、の２つの断面を結合した断面を簡略化して表示している。下流側背側カバー板５２の断面５２ａは、軸方向上流側から下流側に向け背側コンタクト面１１０から離間する方向に延び、背側コンタクト面１１０から離間すると共に径方向外側方向の上向きに傾斜する変形矩形形状で示される。一方、腹側チップシュラウド４８は、点Ｐ１１Ｐ１２Ｐ１３Ｐ１４で囲まれた変形矩形断面で示された腹側コンタクトブロック断面６０ａと、点Ｐ１３Ｐ１５Ｐ１６Ｐ１７で囲まれた変形矩形断面で示された上流側腹側カバー板６２の断面６２ａ、の２つの断面を結合した断面を簡略化して表示している。上流側腹側カバー板６２の断面６２ａは、軸方向下流側から上流側に向け腹側コンタクト面１４０から離間する方向に延び、腹側コンタクト面１４０から離間すると共に径方向内側方向の下向きに傾斜する変形矩形形状で示される。
【００５３】
背側チップシュラウド４６の断面４６ａと腹側チップシュラウド４８の断面４８ａの断面形状の違いによる各断面の変形容易性及び変形の方向について、以下に説明する。図１１Ｂに示すように、背側チップシュラウド４６の断面４６ａの一部を形成する背側コンタクトブロック５０の断面５０ａは、径方向に延伸する変形矩形断面であり、下流側背側カバー板５２の断面５２ａは、背側チップシュラウド４６の径方向内側の内周面４６ｂに沿って径方向外側の上向き方向に傾斜して軸方向下流方向に延在する変形矩形断面である。
【００５４】
一方、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａを形成する腹側コンタクトブロック断面６０ａは、径方向に延伸する変形矩形断面であり、上流側腹側カバー板６２の断面６２ａは、腹側チップシュラウド４８の径方向内側の内周面４８ｂに沿って径方向内側の下向き方向に傾斜して軸方向上流方向に延在する変形矩形断面である。
【００５５】
上述した構造の違いにより、タービン動翼２８のチップシュラウド４３が遠心力Ｆを受けた場合、背側チップシュラウド４６の断面４６ａの変形の方向と、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａの変形の方向が異なっている。すなわち、背側チップシュラウド４６の断面４６ａの最少断面二次モーメントの主軸を破線で示すＩＭ１とし、主軸ＩＭ１に直交する方向を矢印で示すＩＭＤ１とすれば、ＩＭＤ１が示す方向が、背側チップシュラウド４６の断面４６ａが遠心力Ｆを受けて、最も変形し易く、変形量が大きくなる方向である。一方、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａの最少断面二次モーメントの主軸を破線で示すＩＭ２とし、主軸ＩＭ２に直交する方向を矢印で示すＩＭＤ２とすれば、ＩＭＤ２が示す方向が、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａが遠心力Ｆを受けて、最も変形し易く、変形量が大きくなる方向である。背側チップシュラウド４６の断面４６ａが変形する方向ＩＭＤ１は、径方向外側方向（ロータ３２に直交する方向）より腹側コンタクト面１４０側に傾斜し、隣接する翼の腹側コンタクト面１４０に接近する方向である。この理由は、径方向に延伸する背側コンタクトブロック５０の断面５０ａに接合する下流側背側カバー板５２の延伸する方向が、径方向外側の上向き方向であることに起因している。一方、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａが変形する方向ＩＭＤ２は、隣接する翼の背側コンタクト面１１０から離間する方向であり、背側チップシュラウド４６の断面４６ａが変形するＩＭＤ１の方向より更に軸方向上流側に傾いている。この理由は、径方向に延伸する腹側コンタクトブロック断面６０ａに接合する上流側腹側カバー板６２が延伸する方向が、径方向内側の下向き方向であることに起因している。その結果、背側チップシュラウド４６と腹側チップシュラウド４８が、遠心力Ｆを受けて、隣接する翼の背側コンタクト面１１０と腹側コンタクト面１４０は、互いに離間する方向に変形する。
【００５６】
次に、図１１Ａを参照しつつ、径方向外側から内側方向にチップシュラウド４３を見た場合の背側コンタクト面１１０と、周方向に隣接する翼の腹側コンタクト面１４０の相対的な動きを説明する。梁ＡＢＣＤとして模式化された背側端部領域４７と、周方向に隣接する翼の梁ＥＦＧＨとして模式化された腹側端部領域４９とは、固定端である辺ＡＢ、辺ＥＦと自由端である辺ＣＤ、辺ＧＨの位置が、回転方向Ｒ１で互いに反対側に配置されている。すなわち、背側端部領域４７は、固定端である辺ＡＢが回転方向Ｒ１の後方側に配置され、自由端である辺ＣＤは、回転方向Ｒ１の前方側に配置されている。一方、周方向に隣接する翼の腹側端部領域４９は、固定端である辺ＥＦが回転方向Ｒ１の前方側に配置され、自由端である辺ＧＨは、回転方向Ｒ１の後方側に配置されている。背側端部領域４７と腹側端部領域４９とは、回転方向Ｒ１で互いに反対方向に向いて配置されている。なお、翼単位で見た場合、図３に示すように、背側端部領域４７は、翼本体４２より回転方向Ｒ１の前方側の前縁端部４３ａに配置され、腹側端部領域４９は、翼本体４２より回転方向Ｒ１の後方側の後縁端部４３ｂに配置されている。すなわち、背側端部領域４７の固定端である辺ＡＢと、腹側端部領域４９の固定端である辺ＥＦは、翼本体４２を間に挟んで、回転方向Ｒ１の前方側と後方側に配置され、背側端部領域４７は、固定端である辺ＡＢから回転方向Ｒ１の前方側に自由端である辺ＣＤまで延伸している。一方、腹側端部領域４９は、固定端である辺ＥＦから回転方向Ｒ１の後方側に自由端である辺ＧＨまで延伸している。従って、固定端である辺ＡＢ、辺ＥＦに対して、自由端である辺ＣＤ、辺ＧＨは、周方向（回転方向Ｒ１）で互いに反対側の位置に配置されている。また、背側端部領域４７の回転方向長さ（梁ＡＢＣＤの隙間７１に沿った方向の辺ＡＤの長さ）は、腹側端部領域４９の回転方向長さ（梁ＥＦＧＨの隙間７１に沿った方向の辺ＦＧの長さ）とほぼ同じである。
【００５７】
このように、背側コンタクト面１１０と腹側コンタクト面１４０を介して互いに隣接する背側端部領域４７と腹側端部領域４９の位置関係において、梁ＡＢＣＤと梁ＥＦＧＨが、遠心力Ｆを受けて径方向の外側方向に変形した後の形状は、梁ＡＢＣ１Ｄ１と梁ＥＦＧ１Ｈ１で表示される。すなわち、梁ＡＢＣＤのうち、固定端である辺ＡＢは、遠心力Ｆを受けてもほとんど変形することなく移動しない。一方、前述のように、背側チップシュラウド４６の断面４６ａが変形する方向ＩＭＤ１は、腹側コンタクト面１４０に接近する方向である。従って、自由端である辺ＣＤは、隣接する翼の腹側コンタクト面１４０に接近する方向に移動する。移動後の辺ＣＤの位置が辺Ｃ１Ｄ１で表示される。辺ＣＤが変位した後、腹側コンタクト面１４０に最も近い背側コンタクト面１１０の先端部である点Ｄが点Ｄ１に移動して、背側コンタクト面１１０が腹側コンタクト面１４０に接近する。最終的には、梁ＡＢＣＤの回転方向Ｒ１の前方側（軸方向下流側）の先端部である背側コンタクト面１１０の点Ｄの近傍で、背側コンタクト面１１０が腹側コンタクト面１４０に片当たりにより接触する可能性が生ずる。
【００５８】
一方、前述したように、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａが変形する方向ＩＭＤ２は、背側コンタクト面１１０から離間する方向である。従って、背側コンタクト面１１０に対向して配置された腹側コンタクト面１４０側の梁ＥＦＧＨは、遠心力Ｆを受けて、自由端である辺ＧＨが背側コンタクト面１１０から離間する方向に移動する。しかし、軸方向で背側コンタクト面１１０に最も近い腹側コンタクト面１４０の自由端近傍の点Ｇに対向する背側コンタクト面１１０側の点Ａの位置は、梁ＡＢＣＤを形成する固定端の一部であり、遠心力Ｆを受けてもほとんど移動しない。従って、梁ＡＢＣＤ側の背側コンタクト面１１０の点Ａと、梁ＥＦＧＨ側の腹側コンタクト面１４０の点Ｇとが、遠心力Ｆにより接触する可能性はない。なお、図１１Ａにおいて、静止状態での翼形状は２点鎖線で表示され、運転状態における変形後の翼形状は実線で表示されている。
【００５９】
図１１Ｃに示すように、背側チップシュラウド４６と腹側チップシュラウド４８は、遠心力Ｆを受けて、互いに反対方向の回転力を受けてねじり変形し、背側コンタクト面１１０と腹側コンタクト面１４０とが、対向するコンタクト面の上端で接触する。すなわち、図１１Ｃに示すように、背側チップシュラウド４６の断面４６ａは、遠心力Ｆを受けて図１１Ｃの紙面上で反時計廻り方向Ｒ２に回転する。一方、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａは、遠心力Ｆを受けて時計廻り方向Ｒ３に回転する。その理由を以下に説明する。
【００６０】
背側チップシュラウド４６の断面４６ａは、図１１Ｂで説明したように、背側コンタクトブロック５０の断面５０ａ（変形矩形断面Ｐ１Ｐ２Ｐ３Ｐ４）と下流側背側カバー板断面５２ａ（変形矩形断面Ｐ３Ｐ５Ｐ６Ｐ７）とが結合した断面として表示できる。背側コンタクトブロック５０の断面５０ａは、径方向に延伸する軸方向幅の大きい矩形断面であり剛性が大きい。従って、背側コンタクトブロック５０の断面５０ａ自体が、遠心力Ｆを受けて、回転によるねじり変形を生ずることはほとんどない。一方、下流側背側カバー板５２の断面５２ａは、軸方向下流方向に延伸する板厚の薄い細長い矩形断面形状であり、下流側背側カバー板５２の断面５２ａの断面中心５２Ｇの位置が、背側コンタクトブロック５０の断面５０ａから軸方向下流側の離れた位置にある。従って、下流側背側カバー板５２の断面５２ａが遠心力Ｆを受けて径方向外側方向に変形し、径方向外側方向にめくり上げられる。背側コンタクトブロック５０は、背側コンタクトブロック５０の断面５０ａと下流側背側カバー板５２の断面５２ａとが接合する位置（辺Ｐ３Ｐ７）で、背側コンタクトブロック５０の断面５０ａが遠心力Ｆによる下流側背側カバー板５２の断面５２ａから受ける回転モーメントにより、反時計廻り方向Ｒ２に回転し、ねじり変形を生ずる。
【００６１】
同様に、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａは、図１１Ｂで説明したように、腹側コンタクトブロック断面６０ａ（変形矩形断面Ｐ１１Ｐ１２Ｐ１３Ｐ１４）と上流側腹側カバー板６２の断面６２ａ（変形矩形断面Ｐ１３Ｐ１５Ｐ１６Ｐ１７）とが結合した断面として表示できる。腹側コンタクトブロック断面６０ａは、径方向に延伸する軸方向幅の大きい変形矩形断面であり剛性が大きい。従って、腹側コンタクトブロック断面６０ａ自体が、遠心力Ｆを受けて回転によるねじり変形を生ずることはほとんどない。一方、上流側腹側カバー板６２の断面６２ａは、軸方向上流方向に延伸する板厚の薄い細長い矩形断面形状であり、断面６２ａの断面中心６２Ｇの位置が、腹側コンタクトブロック断面６０ａから軸方向上流側の離れた位置にある。従って、上流側腹側カバー板６２の断面６２ａが、遠心力Ｆを受けて径方向外側方向に変形し、径方向外側方向にめくり上げられる。腹側コンタクトブロック６０は、腹側コンタクトブロック断面６０ａと上流側腹側カバー板６２の断面６２ａとが接合する位置（辺Ｐ１３Ｐ１７）で、腹側コンタクトプロック断面６０ａが遠心力Ｆによる上流側腹側カバー板６２の断面６２ａから受ける回転モーメントにより、時計廻り方向Ｒ３に回転し、ねじり変形を生ずる。
【００６２】
図１１Ｃにおいて、遠心力Ｆを受けて、背側チップシュラウド４６及び腹側チップシュラウド４８が回転する方向を矢印Ｒ２、Ｒ３で示す。背側チップシュラウド４６の断面４６ａと、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａに遠心力Ｆが働いた場合、背側チップシュラウド４６の断面４６ａは反時計廻り方向Ｒ２に回転し、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａは時計廻り方向Ｒ３に回転する。従って、チップシュラウド４３に遠心力Ｆが働いた場合、背側チップシュラウド４６の背側コンタクト面１１０の径方向外側端部（背側コンタクトブロック５０の断面５０ａの点Ｐ１）及び腹側チップシュラウド４８の腹側コンタクト面１４０の径方向外側端部（腹側コンタクトブロック６０の断面６０ａの点Ｐ１１）が、点Ｑにおいて片当たりにより互いに接触し、点Ｑを中心にして背側チップシュラウド４６及び腹側チップシュラウド４８は、互いに逆方向の矢印Ｒ２方向及びＲ３方向に回転することになる。なお、図１１Ｃにおいて、静止状態でのチップシュラウド４３の断面形状は２点鎖線で表示され、運転状態で遠心力Ｆを受けて回転した状態でのチップシュラウド４３の断面形状は、実線で表示されている。
【００６３】
図１１Ａから図１１Ｃを用いて説明したように、背側チップシュラウド４６の断面４６ａと、腹側チップシュラウド４８の断面４８ａは、背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクト面１４０を介して対面する構造であり、且つ、断面構造が異なるため、背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクト面１４０が互いに片当たりにより接触し、コンタクト面を損傷させる可能性がある。従って、接触による損傷を回避して、タービン動翼の信頼性を向上させる対策が必要になり、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクト面１４０の適正な位置に凹部１１２、１４２を設けることが、重要になる。
【００６４】
なお、背側コンタクト面１１０と腹側コンタクト面１４０の周方向（回転方向Ｒ１）の間には、便宜的に隙間７１を介して配置する態様で示しているが、組立時においては、背側コンタクト面１１０と隣接する翼の腹側コンタクト面１４０の間には、隙間が発生することなく、接触している。但し、運転時は、遠心力と熱伸びを受けて隙間７１が発生し、前述のように、背側チップシュラウド４６及び腹側チップシュラウド４８の変形及び振動により、片当たりにより部分的に接触する場合がある。
【００６５】
タービン動翼２８は、本実施形態のように、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の軸方向下流側の領域の、径方向の上端から下端の全域に凹部１１２、１４２を設けることで、背側コンタクト面１１０及び隣接する翼の腹側コンタクト面１４０の軸方向下流端部での接触を回避することができる。すなわち、チップシュラウド４３の背側コンタクト面１１０と腹側コンタクト面１４０との接触位置を、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０のコンタクトブロック端部１１４、１４４よりも中心側のフィン４４の付け根近傍に移動した位置とすることができる。これにより、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の強度が高いフィン４４の付け根近傍の領域を接触領域とし、軸方向下流端部での接触を回避することができるので、翼の耐久性をより向上させることができる。
【００６６】
具体的には、上述したように、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０は、周方向の厚みが厚く、周方向に背側カバー板５１及び腹側カバー板６１まで延びる傾斜面１１６が形成されて、剛性が高い部分を接触位置とすることができる。また、フィン４４のフィレット１２０が形成されている位置を凹部１１２、１４２が形成される位置とすることで、背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクト面１４０の接触可能な面積を広く取ることができ、接触による隣接する翼からの負荷が一部に集中することを抑制できる。
【００６７】
タービン動翼２８は、本実施形態のように、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０の軸方向下流側の領域の、径方向の上端から下端の全域に凹部１１２、１４２を設けることが好ましいが、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の軸方向下流側の領域のうち径方向の一部のみに設けてもよい。径方向の一部に設ける場合は、径方向外側の端部を含むように設けることが好ましい。つまり、凹部１１２、１４２は、背側コンタクト面１１０の径方向外側端面及び軸方向下流側端面を含み、径方向内側方向に延在することが好ましい。
【００６８】
また、本実施形態のタービン動翼２８は、背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０の軸方向下流側端部に凹部１１２、１４２を設けたがこれに限定されない。タービン動翼２８は、背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０の径方向外側端部に凹部を形成してもよい。タービン動翼２８は、背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０の径方向外側端部に凹部を形成することで、背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０の径方向外側端部が接触すること抑制することができ、接触位置を、端部よりも中心側に移動した位置とすることができる。径方向外側端部に形成される凹部は、凹部の径方向内側端の外表面から径方向外側端に向かってフィン４４に接近する方向に傾斜させることが好ましい。これにより、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の強度が高い領域を接触領域とすることができ、耐久性をより向上させることができる。このため、タービン動翼２８は、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０の径方向外側端部の、軸方向の上流側から下流側の全域に凹部を設けることが好ましいが、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の径方向外側の領域のうち軸方向の一部のみに設けてもよい。軸方向の一部に設ける場合は、軸方向下流側の端部を含むように設けることが好ましい。
【００６９】
また、タービン動翼２８は、背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０の軸方向下流側端部と径方向外側端部の両方に凹部を形成してもよい。
【００７０】
タービン動翼２８は、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０のいずれか一方に凹部１１２、１４２を設ければよい。つまり、タービン動翼２８は、背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０の背側コンタクト面１１０及び腹側コンタクト面１４０の一方に凹部１１２、１４２を形成し、他方は、全面を平坦面としてもよい。凹部１１２、１４２の少なくとも一方を設けることで、背側コンタクト面１１０と腹側コンタクト面１４０との接触位置を、コンタクトブロック端部１１４、１４４よりも中心側のフィン４４の付け根近傍に移動した位置とすることができる。
【００７１】
また、タービン動翼２８は、軸方向下流側端部が、中間接続部５８から離れた位置となる、背側チップシュラウド４６の背側コンタクトブロック５０に凹部１１２を形成することが好ましい。これより、凹部１１２の製造をより簡単にすることができる。
【００７２】
図１２は、コンタクト面（背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０）の製造方法の一例を示す模式図である。図６及び図９も併せて参照すれば、タービン動翼は、母材１００で形成された背側コンタクトブロック５０及び腹側コンタクトブロック６０のコンタクト面に対応する領域の表面にコーティング１０２を形成することで、コンタクト面を形成する。コンタクト面は、作業者が処理を行い製造しても、自動で作成する装置で製造してもよい。以下は、作業者が作業を行う場合として説明する。
【００７３】
作業者は、母材のコンタクト面に相当する領域にコンタクトコーティングを溶射する工程を実施する（ステップＳ１２）。次に、作業者は、母材の表面に形成したコンタクトコーティングの表面を研磨する工程を実施する（ステップＳ１４）。作業者は、コンタクトコーティングの表面を研磨して、平坦面１０２ａを形成する。次に、作業者は、コンタクトコーティングの軸方向下流側の端部に凹部１１２を形成する工程を実施する（ステップＳ１６）。
【００７４】
コンタクト面製造方法は、コンタクト面のコーティングの全面を研磨した後、一部に凹部を形成することで、剛性の小さいコンタクトブロック端部１１４近傍での接触を回避し、剛性の高いフィン４４の付け根近傍を接触位置として、片当たりによる損傷を防ぐタービン動翼のコンタクト面とすることができる。これにより、より耐久性が高いコンタクト面を製造することができる。
【００７５】
上記のコンタクト面製造方法は、新しく製造するタービン動翼のコンタクト面の製造に用いることができるがこれに限定されない。上記のコンタクト面製造方法は、使用したタービン動翼に対する補修でコーティングを形成する場合にも適用することができる。
【００７６】
〔第２実施形態〕
次に、タービン動翼の第２実施形態について、以下に説明する。図１３は、第２実施形態のタービン動翼のチップシュラウドの概略構成を示す模式図である。図１４は、図１３における背側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す正面図である。第２実施形態に示すタービン動翼は、第１実施形態と比較して、コンタクトブロック（背側コンタクトブロック５０、腹側コンタクトブロック６０）廻りの構造が異なっている。
【００７７】
図１３及び図１４に示すように、本実施形態のタービン翼２８のチップシュラウド４３は、フィン４４と背側チップシュラウド２４６と腹側チップシュラウド４８とからなる。本実施形態のチップシュラウド４３は、背側チップシュラウド２４６の形状及び構造が、第１実施形態と異なるが、フィン４４及び腹側チップシュラウド４８の形状及び構造は、第１実施形態と同じ形状及び構造である。
【００７８】
本実施形態における背側チップシュラウド２４６は、背側コンタクトブロック２５０と、フィン４４に接合し、フィン４４から軸方向下流側に延在する背側カバー板２５１と、からなる。フィン４４と、背側コンタクトブロック２５０と、背側カバー板２５１とは、一体で成形されている。また、背側カバー板２５１は、フィン４４より軸方向下流側の背側翼面４２ａ側であって、前縁４２ｃ側の背側コンタクトブロック２５０側に形成される下流側背側カバー板２５２と、後縁４２ｄ側の腹側コンタクトブロック６０側に形成される下流側腹側カバー板２６６と、を有する。腹側チップシュラウド４８は、第１実施形態と同様の形状及び構造であり、腹側コンタクトブロック６０と腹側カバー板６１とから形成される。腹側カバー板６１は、第１実施形態と同様に、前縁４２ｃ側の上流側背側カバー板５６と後縁４２ｄ側の上流側腹側カバー板６２とから形成されている。
【００７９】
本実施形態における背側コンタクトブロック２５０は、第１実施形態と同様に、周方向で回転方向の前方側を向く背側コンタクト面（第１面）２１０を有する。背側コンタクトブロック２５０は、背側コンタクト面２１０に対して軸方向下流側の直交する方向に厚みがある構造であり、背側コンタクト面２１０とは軸方向の反対側に延びて、下流側背側カバー板２５２に連結している。背側コンタクトブロック２５０は、軸方向下流側に向かって徐々に厚さが薄くなる傾斜面１１６を有する。背側コンタクトブロック２５０は、背側コンタクト面２１０の周方向反対側の端部であって、軸方向上流側でフィン４４に接合し、軸方向下流側は傾斜面１１６を介して背側チップシュラウド２４６の下流側背側カバー板２５２に接合する。
【００８０】
図１３に示すように、背側コンタクトブロック２５０の軸方向下流側を向くコンタクトブロック端部２１４は、背側カバー端面６４の一部を形成し、後縁４２ｄ側の下流側腹側カバー端面６４ａに平行に軸方向下流側に延び、下流側背側カバー板２５２の軸方向下流側の端面に接合する。背側コンタクトブロック２５０のコンタクトブロック端部２１４の回転方向の前方側の先端端部２１４ａの軸方向位置は、フィレット１２０の背側チップシュラウド２４６側のフィレット外縁１２０ａが交わる軸方向位置と一致する。
【００８１】
本実施形態におけるフィン４４より軸方向上流側の腹側コンタクト面１４０及び腹側コンタクトブロック６０並びに腹側コンタクトブロック６０から前縁４２ｃ方向に延びる傾斜面１１６及び腹側カバー板６１（上流側腹側カバー板６２）の構成は、第１実施形態と同様である。
【００８２】
本実施形態における背側コンタクトブロック２５０は、図６及び図８に示す第１実施形態の態様とは異なっている。すなわち、上述のように、背側コンタクトブロック２５０の軸方向下流側の端面は、コンタクトブロック端部２１４を形成し、コンタクトブロック端部２１４の軸方向上流側の先端端部２１４ａを起点として、後縁４２ｄ側の下流側腹側カバー端面６４ａに平行に軸方向下流側方向に延びる端面である。つまり、本実施形態の背側コンタクト面２１０の形状と、第１実施形態の背側コンタクト面１１０の形状を比較すると、本実施形態の先端端部２１４ａの軸方向の位置と、第１実施形態の先端端部１１４ａの軸方向の位置が異なっている。本実施形態の先端端部２１４ａは、フィン４４の背側チップシュラウド４６側のフィレット外縁１２０ａの軸方向の位置と一致する。一方、第１実施形態の先端端部１１４ａの軸方向の位置は、フィン４４の背側チップシュラウド４６側のフィレット外縁１２０ａの軸方向の位置より軸方向下流側に形成され、フィレット外縁１２０ａからコンタクトブロック端部１１４までの範囲に凹部１１２が形成されている。
【００８３】
本実施形態における背側コンタクトブロック２５０のコンタクトブロック端部２１４は、タービン動翼２８の鋳造過程で、翼本体４２及びチップシュラウド４３の製造と同時に形成される。
【００８４】
本実施形態における背側コンタクトブロック２５０の背側コンタクト面２１０に適用されるコーティング１０２の材料及び形成方法は、第１実施形態における材料及び形成方法と同様である。
【００８５】
但し、本実施形態におけるコーティング形成方法では、図１２に示す第１実施形態のコンタクト面の製造方法に対して、ステップ１６に示す凹部１１２を形成する工程が省略される点が異なっている。すなわち、本実施形態においては、上述のように、背側コンタクトブロック２５０のコンタクトブロック端部２１４は、フィン４４の背側チップシュラウド４６側のフィレット外縁１２０ａの位置である先端端部２１４ａを起点とする端部として、タービン動翼２８の鋳造過程で同時に形成される。従って、本実施形態における背側コンタクト面１１０には、第１実施形態における凹部１１２が形成される背側コンタクト面の部分は存在しない。本実施形態では、背側コンタクトブロック２５０のコンタクトブロック端部２１４の軸方向の位置が、剛性の高いフィン４４の付け根の位置と一致する。そのため、隣接する翼の腹側コンタクト面１４０と片当たりによる接触が生じても、剛性の高いフィン４４の付け根近傍の背側コンタクト面２１０で接触するため、背側コンタクト面２１０が損傷する可能性がなく、翼の信頼性が向上する。
【００８６】
また、本実施形態のコンタクト面の製造方法によれば、第１実施形態におけるコンタクト面の製造方法と比較して、図１２に示す凹部１１２を形成する工程（ステップＳ１６）が省略できるので、作業工程が短縮され、製造コストが低減される。
【００８７】
本発明に係る一実施形態によれば、隣接する翼のコンタクト面との間で片当たりによる接触が生じても、コンタクト面の剛性が高いフィン４４との付け根の位置近傍で接触するため、コンタクト面の損傷が抑制される。
【符号の説明】
【００８８】
１１  圧縮機
１２  燃焼器
１３  タービン
２７  静翼
２８  動翼（タービン動翼）
３２  ロータ（回転軸）
４１  翼根部
４２  翼本体
４２ａ  負圧面（背側翼面）
４２ｂ  正圧面（腹側翼面）
４２ｃ  前縁
４２ｄ  後縁
４３  チップシュラウド
４３ａ  前縁端部
４３ｂ  後縁端部
４４  シールフィン（フィン）
４４ａ  端面
４６  背側チップシュラウド
４７  背側端部領域
４９  腹側端部領域
４８  腹側チップシュラウド
５０、２５０  背側コンタクトブロック
６０  腹側コンタクトブロック
５１、２５１  背側カバー板
５２、２５２  下流側背側カバー板
５６  上流側背側カバー板
５４  腹側カバー端面
５４ａ  上流側背側カバー端面
６４  背側カバー端面
６４ａ  下流側腹側カバー端面
５８、６８  中間接続部
６１  腹側カバー板
６２  上流側腹側カバー板
６６、２６６  下流側腹側カバー板
７１  隙間
１００  母材
１０２  コーティング
１０２ａ  平坦面
１１０、２１０  背側コンタクト面（第１面）
１４０  腹側コンタクト面（第２面）
１１２、１４２  凹部
１１２ａ、１４２ａ  凹部傾斜面
１１４、１４４、２１４  コンタクトブロック端部
１１６  傾斜面
１１６ａ  傾斜面外縁
１２０  フィレット
１２０ａ  フィレット外縁
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
0006986155.tif 000013
【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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