JP2012172596A - Method of manufacturing fluid machine blade - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプなどの流体機械の羽根に適用される技術である。 The present invention is a technique applied to blades of a fluid machine such as a centrifugal pump, a mixed flow pump, and an axial flow pump.
一般に、流体機械の羽根は、プレス機械等を用いた板金加工により製作される。
例えば、特許文献1に示されるポンプ用吐出ボウルでは、鋼板を略円筒状に成形して同心状に配置した内胴の外周面と外胴の内周面に接合する案内翼を、鋼板をプレス成形することで製作するようにしている。
In general, a blade of a fluid machine is manufactured by sheet metal processing using a press machine or the like.
For example, in the pump discharge bowl shown in Patent Document 1, a guide blade that joins the outer peripheral surface of the inner cylinder and the inner peripheral surface of the outer cylinder, which are concentrically formed by forming a steel sheet into a substantially cylindrical shape, is pressed into the steel sheet. It is made by molding.
また、特許文献2に示される遠心ポンプでは、回転する羽根車から出た流体を減速させるディフューザー部と、該ディフューザー部を通過した流体を吐出側に導くリターンベーンと、これらディフューザー部及びリターンベーンが固定される主板とを板金にて製作するようにしている。
Further, in the centrifugal pump disclosed in
また、引用文献3に示されるポンプでは、回転軸のハブ外周に設けられる羽根車を板金加工により製作するようにしている。
Moreover, in the pump shown by the cited
ところで、上記引用文献1〜3に示される流体機械の羽根には、冷却空気による冷却効率を高めるため、又は材料の使用量を減少させることによる低コスト化/軽量化を図るために、羽根の翼高さ方向、又は空気の流れ方向に穴を設けることが行われている。しかしながら、翼の内部に穴を形成する場合には、鋳造や機械加工の精度に限界があり、希望通りの穴開け加工ができないという問題があった。
特に、図5に示されるような羽根50の翼部材51は、三次元的に湾曲した形状であり、矢印で示すような空気(流体)の流れ方向に沿って、翼内部に穴や溝をする場合、このような三次元形状の翼部材51への穴加工や溝加工が非常に難しいという問題がある。
By the way, in the blades of the fluid machinery shown in the above cited documents 1 to 3, in order to increase the cooling efficiency by the cooling air or to reduce the cost / weight by reducing the amount of material used, Holes are provided in the blade height direction or the air flow direction. However, when a hole is formed inside the blade, there is a limit to the precision of casting and machining, and there is a problem that the desired drilling cannot be performed.
In particular, the
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、三次元的に湾曲した平面を有する、複雑な形状の翼本体の表面又は内部への穴の形成を容易にすることができる流体機械羽根の製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has a three-dimensionally curved plane and can easily form a hole on the surface or inside of a complex-shaped wing body. A method of manufacturing a mechanical blade is provided.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明の流体機械羽根の製造方法では、流体機械の翼部材の全部又は一部となる平面状の板状部材に穴を形成する工程と、前記板状部材を羽根形状となるように曲げ加工する工程と、を有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, in the fluid machine blade manufacturing method of the present invention, the step of forming a hole in a planar plate-like member that is all or part of the blade member of the fluid machine, and the plate-like member in a blade shape. And a bending process.
そして、上記のような工程を有する本発明では、流体機械の羽根の全部又は一部となる平面状の板状部材に穴を形成した後で、該板状部材を羽根形状となるように曲げ加工するようにしたので、三次元的に湾曲した平面を有する翼本体の表面又は内部への穴加工を容易に行うことができ、かつ鋳造や機械加工の精度に影響されない複雑な穴加工が可能となる。 And in this invention which has the above processes, after forming a hole in the flat plate-shaped member used as all or a part of the blade of a fluid machine, this plate-shaped member is bent so that it may become a blade shape. Since it is processed, it is possible to easily drill holes on the surface or inside of a blade body with a three-dimensionally curved plane, and complex holes that are not affected by the accuracy of casting and machining are possible. It becomes.
また、本発明では、前記板状部材を羽根形状となるように曲げ加工することにより、回転軸のディスクに設置される翼部材となることを特徴とする。 In the present invention, the plate-like member is bent so as to have a blade shape, thereby forming a blade member installed on the disk of the rotating shaft.
また、本発明では、前記穴は、前記翼部材の高さ方向に沿って形成されることを特徴とする。 In the present invention, the hole is formed along a height direction of the wing member.
また、本発明では、前記穴は、前記翼部材の流体の流れ方向に沿って形成されることを特徴とする。 Moreover, in this invention, the said hole is formed along the flow direction of the fluid of the said wing | blade member, It is characterized by the above-mentioned.
そして、上記のように構成された本発明では、板状部材の高さ方向又は流体の流れ方向等に沿って穴を形成した後、板状部材を羽根形状となるように曲げ加工して、回転軸のディスクに設置される翼部材を形成した。そして、板状部材に形成する穴の形態(板状部材の高さ方向又は流体の流れ方向等に沿う穴など)を選択的に形成することで、該翼部材の冷却空気による冷却効率を高める、又は材料の使用量を減少させることによる低コスト化/軽量化を図ることができる。 And in this invention comprised as mentioned above, after forming a hole along the height direction of a plate-shaped member or the flow direction of a fluid, etc., it bends so that a plate-shaped member may become blade shape, A wing member installed on the disk of the rotating shaft was formed. And the cooling efficiency by the cooling air of this wing | blade member is improved by selectively forming the form (hole etc. along the height direction of a plate-shaped member, or the flow direction of a fluid) of the hole formed in a plate-shaped member. Alternatively, it is possible to reduce cost and weight by reducing the amount of material used.
また、本発明では、前記穴形成後にその穴の内部に充填物を詰めることを特徴とする。 In the present invention, a filling material is filled in the hole after the hole is formed.
また、本発明では、前記充填物はフレキシブルな材料であることを特徴とする。 In the present invention, the filler is a flexible material.
そして、上記のように構成された本発明では、穴形成後に内部にフレキシブルな材料等からなる充填物を詰めるようにしたので、その後の板状部材を羽根形状となるように曲げ加工する工程において、該変形によって穴が塞がることを防止でき、羽根形状を有する板状部材に確実に穴を形成することができる。 And in this invention comprised as mentioned above, since it filled the filler which consists of a flexible material etc. inside after hole formation, in the process of bending the subsequent plate-shaped member so that it may become a blade shape The hole can be prevented from being blocked by the deformation, and the hole can be surely formed in the plate-like member having the blade shape.
本発明によれば、流体機械の羽根の全部又は一部となる平面状の板状部材に穴を形成した後で、該板状部材を羽根形状となるように曲げ加工するようにしたので、三次元的に湾曲した平面を有する翼本体の表面又は内部への穴加工を容易に行うことができ、かつ鋳造や機械加工の精度に影響されない複雑な穴加工が可能となる。 According to the present invention, after the hole is formed in the planar plate-like member that is all or part of the blade of the fluid machine, the plate-like member is bent so as to have a blade shape. It is possible to easily drill a hole in the surface or inside of the blade body having a three-dimensionally curved plane, and to perform a complicated hole machining that is not affected by the accuracy of casting or machining.
本発明に係る流体機械羽根(インペラ)の製造方法に関する一実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
図1(A)は本発明が適用される平面状の板状部材1であって、プレス機等による曲げ加工(後述する)により、最終的には、三次元的に湾曲した形状を有する部材、例えば流体機械の羽根となる。
An embodiment relating to a method of manufacturing a fluid machine blade (impeller) according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A is a planar plate-like member 1 to which the present invention is applied, and finally a member having a three-dimensionally curved shape by bending (described later) with a press or the like. For example, it becomes a blade of a fluid machine.
前記平面状の板状部材1には、旋盤などの機械加工によって複数の穴2〜4を形成する。例えば、図1(A)に示されるような板状部材1を厚さ方向に貫通する穴2、板状部材1を高さ方向に貫通する穴3、板状部材1を長さ方向に貫通する穴4、などを必要に応じて選択的に形成する。
A plurality of
なお、ここで言う穴2〜4とは、流体機械羽根として使用している場合に、空気などの流体が流れる流路を指すものであり、図1に示す貫通孔の他に、板状部材1の表面に形成された丸溝、V字状溝のような凹部も含むものとする。また、前記穴2〜4は、冷却空気による冷却効率を高めるため、又は材料の使用量を減少させることによる低コスト化/軽量化などの用途に用いられる。さらに、前記穴2〜4は用途に応じて選択的に形成するものであるが、これに加えて図2に示されるように、板状部材1の表面から流体の流れる方向に沿って非直線状に内部を貫通する穴5のような形態であっても良い。
Here, the
次に、図1(B)に示されるように、プレス機械等を用いた板金曲げ加工により、前記穴2が形成された前記板状部材1を三次元的に湾曲した羽根形状とし、これにより翼部材10を形成する。
その後、図1(C)に示されるように、該翼部材10を回転軸11のディスク12に一定間隔となるように取り付けることにより流体機械羽根100を完成する。
Next, as shown in FIG. 1B, the plate-like member 1 in which the
Thereafter, as shown in FIG. 1 (C), the
ここで、翼部材10はそれ自体を回転軸11のディスク12に設置しても良いが、図3に示すように一部を鋳物13として翼部材20を構成しても良い。
図3で示す翼部材20は、鋳物13の表面に図1(A)〜(C)で作成した翼部材10を貼り付けることにより構成したものであるが、これに限定されず、図4に示すように、鋳物13を囲むように図1(A)〜(C)で作成した翼部材10を取り付けることにより翼部材20を構成しても良い。また、図3及び図4では鋳物13を使用しているが、板金加工により得た金属部材を使用しても良い。
そして、このような構成した翼部材10を含む翼部材20では、図3及び図4に矢印で示すように穴5を経由した空気(流体)の流路を形成することができ、翼部材の冷却空気による冷却効率を高める等の効果を得ることができる。
Here, the
The
In the
以上詳細に説明したように本実施形態に示される流体機械羽根100の製造方法によれば、流体機械の翼部材10・20の全部又は一部となる平面状の板状部材1に穴2〜5を形成した後で、該板状部材1を羽根形状となるように曲げ加工するようにしたので、三次元的に湾曲した平面を有する翼本体の表面又は内部への穴加工を容易に行うことができ、かつ鋳造や機械加工の精度に影響されない複雑な穴加工が可能となる。
As described above in detail, according to the method for manufacturing the
また、上記流体機械羽根100の製造方法によれば、板状部材1の高さ方向又は流体の流れ方向等に沿って穴2〜5を形成した後、板状部材1を羽根形状となるように曲げ加工して、回転軸11のディスク12に設置される翼部材10・20を形成した。そして、穴形成時に、板状部材1に形成する穴2〜5の形態(板状部材1の高さ方向又は流体の流れ方向等に沿う穴2〜5など)を選択的に形成することで、該翼部材10・20の冷却空気による冷却効率を高める、又は材料の使用量を減少させることによる低コスト化/軽量化を図ることができる。
Moreover, according to the manufacturing method of the
(変形例)
上記流体機械羽根100の製造方法では、曲げ加工前で穴2〜5を形成した工程の後に、曲げ加工時に穴2〜5が変形して、穴形状が小さくなったり(本来真円とすべき穴が扁平状になるような変形を含む)、あるいは、閉塞することを防止すべく、曲げ加工前に以下の(1)〜(4)に示す処理を実行しても良い。なお、これら(1)〜(4)の処理は、択一的に、あるいは、その後の加工条件(温度、塑性加工の変形量等)に応じて複数の処理を組み合わせても良い。
(Modification)
In the manufacturing method of the
(1)板状部材1に穴2〜5を形成した後に、はんだ等の低融点合金を穴2〜5に埋め、曲げ加工後に加熱して除去する。
(2)板状部材1に穴2〜5を形成した後に、該穴2〜5部にフレキシブルな棒状の材料を挿入した状態で曲げ加工し、その後、棒状の部材を抜き取る。この変形例の場合、前記棒状の部材として、例えば板状部材よりヤング率が高い等、曲げ加工によって塑性変形し難い材料からなる所定の断面形状(形成すべき穴と同じ断面形状)の線状体を用いれば、板状部材1の曲げ加工による穴2〜5の変形を防止することができる。
(3)板状部材1に穴2〜5を形成した後に、粉体状の材料で穴2〜5を埋め、穴の両端に栓をして、あるいは溶接等で両端を閉じて内部に封止し、曲げ加工後に前記栓を除去して封止を除去する。
(4)板状部材1に穴2〜5を形成した後に、水、油、液体金属等の非圧縮性流体を穴2〜5に入れ、穴2〜5の穴の両端に栓をして、あるいは溶接等で両端を閉じて封止し、曲げ加工後、前記封止を解除して流体を抜く。
(1) After forming the
(2) After forming the
(3) After the
(4) After forming
そして、このような(1)〜(4)を追加した流体機械羽根100の製造方法によれば、穴形成後にその穴2〜5の内部にフレキシブルな材料等からなる充填物を詰めるようにしたので、その後の板状部材1を羽根形状となるように曲げ加工する工程において、該充填物によって穴2〜5が塞がることを防止でき、羽根形状を有する板状部材1に確実に穴を形成することができる。
And according to the manufacturing method of the fluid machine blade |
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
本発明は、遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプなどの流体機械の羽根に適用される技術である。 The present invention is a technique applied to blades of a fluid machine such as a centrifugal pump, a mixed flow pump, and an axial flow pump.
1 板状部材
2 穴
3 穴
4 穴
5 穴
10 翼部材
11 回転軸
12 ディスク
13 鋳物
20 翼部材
100 流体機械羽根
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plate-
Claims (6)
前記板状部材を羽根形状となるように曲げ加工する工程と、を有することを特徴とする流体機械羽根の製造方法。 Forming a hole in a planar plate-like member that is all or part of a wing member of a fluid machine;
And a step of bending the plate-like member into a blade shape.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH05306698A (en) * | 1992-04-30 | 1993-11-19 | Kubota Corp | Cavitation reduction system of impeller pressure surface |
JPH08300052A (en) * | 1995-04-28 | 1996-11-19 | Showa Alum Corp | Bending method of hollow material, hollow material and both end cap device of hollow material |
US20110027097A1 (en) * | 2008-03-25 | 2011-02-03 | Snecma | Method for manufacturing a hollow blade |
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