JPS61109608A - 羽根車の加工方法 - Google Patents

羽根車の加工方法

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JPS61109608A
JPS61109608A JP59228942A JP22894284A JPS61109608A JP S61109608 A JPS61109608 A JP S61109608A JP 59228942 A JP59228942 A JP 59228942A JP 22894284 A JP22894284 A JP 22894284A JP S61109608 A JPS61109608 A JP S61109608A
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blade
impeller
main plate
plane
axis
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JP59228942A
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Kazumi Katayama
片山　一三
Susumu Isaki
伊崎　進
Ken Fujita
憲 藤田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • B23C3/18—Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ターボ発電装置に用いる蒸気タービン用潤滑
油用ポンプの羽根車、高圧ポンプ、遠心圧縮機、遠心送
風機等の遠心式回転流体機械の羽根車の加工の技術分野
で利用される。
従来の技術 従来の羽根車の加工方法の概要について第５図より第９
図を参照して説明する。
遠心羽根車を有するポンプ、遠心圧縮機等の流体機械に
用いられる羽根車部分を第５ａ図およびそのｖｂ−ｖｂ
断面である第５ｂ図に示す。
１は回転軸、２は回転軸１に取付けられている羽根車の
主板、３は羽根、４は側板で、５は羽根車に流体を効率
良く導くための整流通路を示す。
従来の高速で回転させる羽根車にあっては１羽根３は主
板２と一体となっており、削り出し一体成形であり、側
板４と羽根３とは、リベット又は溶接等によって接合さ
れている。又逆に、羽根３を側板４と一体削り出し構造
として主板２と接合する方法も取られる。
従来の羽根車は第５ａ図、第５ｂ図に示すように、各羽
根は軸直角断面のいずれにおいても同一形状を有するよ
うに設計されており、第９図に図示するようにＸ−Ｙ平
面に直角な２軸方向に位置を制御されながら可動なスピ
ンドルＳに取り付けたエンドミルカッタを用いて羽根３
を主板２と一体に削出していた。
近年になって、これらの流体機械の効率を良くするため
に、設計的な種々の改良がなされているが、特に羽根車
の形状の改良は効果が大きい。設計的な改良点は第６ａ
図、第６ｂ図に示すように、羽根３が流体を吸い込む羽
根先端“Ｂ”（第６ａ図）を従来より内径にまで延長す
ることである。
これはほぼ軸方向に流入する様に導かれた流体を回転し
ている羽根車に導入する時に、羽根３の先端“Ｂ”での
周速を遅（することにより、羽根に入る時の流体の羽根
に対する相対流入速度を低くする事により羽根先端との
衝突損失を低減することを狙ったものである。この場合
、羽根先端の流入端は主板２側と側板４側では、半径が
異るため周速が異なり、従って、流体の相対流入角度は
第７ａ図に示すように大幅に異なる。この様に主板２側
と側板４側で異なる相対流入角に対して流体を効率良く
吸い込むためＫは、第８図に側板４を取り除いて一枚の
羽根を軸方向から見た形状を示す様に、第５ａ図、第５
ｂ図の従来形と異なり、軸方向の各断面で羽根３の形状
は異った、いわゆる三次元羽根とする必要がある。この
様な複雑な形状を有する羽根３を、円周方向に等ピッチ
に有するように、主板２又は側板４を加工する必要があ
る。
従来のように、捩れを有する羽根車を創成するためＫは
第９図に示す単なる３軸制御装置付加工機では一般には
不可能であり、さらにカッタスピンドルの回転軸に垂直
な平面内の互に直角な２軸の回りの回転角を制御し、回
転可動とした機能を追加したいわゆる５軸制御装置付加
工機が必要である。この様な複雑な制御装置を有する加
工機は非常に高価なものであり、これを使用することに
より、製品の原価が上昇し、安価で効率の良いものが供
給出来ないし、この装置を有しない場合には３次元羽根
の加工が出来ない。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、従来の３軸制御加工機を用〜・る事により、
安価で高効率な羽根車を生産するどとを目　　パ的とし
、生産設備の大幅な更新をしなくても高効率な羽根車を
多量に加工可能とすることＫある。
問題点を解決するための手段 本発明は、上述の問題を解決するために、次のような手
段を採つ【いる。すなわち 平面に対して羽根車の主板材料を任意の角度だけ傾けて
、その方向を中心として回転割出し可能な治具に載置し
て工作機テーブル上に固定し、左右１前後、上下方向の
３軸の位置を３軸制御装置によって制御して羽根車の主
板又は側板と羽根とを切削工具により削り出し一体成形
する。
作用 以上述べた手段によれば、したがって、羽根の背及び腹
の曲面を形成する事により、羽根の背腹の曲面は第１図
に示すようにＸ−Ｙ平面に対して主板材料を任意の角度
αだけ傾けて、その方向を中心として回転割り出しが可
能な治具を用いてテーブルに固定することによってＸ、
Ｙ、Ｚ方向の３軸の位置を制御する事のみにより、エン
ドミルカッタにより羽根の加工が可能となり、従来、高
価であった羽根車を効率良く、かつ安価に生産すること
が出来る。
実施例 次に、本発明の実施例について、第１図より第４図を参
照して詳述する。
第２ａ図、第２ｂ図及び第３図に、本発明にもとづいて
加工された主板２及び羽根空を示す。
円周上に等ピッチに配置されている他の羽根は説明を簡
単にするため省略している。この場合は側板４を取り付
ける前に主板２０回転軸方向からある角度αだけ傾いた
方向から見た所を示しており、図中ａで示す羽根形状が
主板付根部を示し、ｂで示す羽根形状が側板４付根に相
当する部位での形状を示す。この様にａ及びｂの羽根形
状は背Ｂ及び腹Ｆの形状を構成する曲線Ｓ□及びＳ２上
でそれぞれある部分では重なっており、両者が共通の清
らな曲線の一部によって形成されている。
第８図は、上記第２ａ図、第２ｂ図の本発明になる主板
２及び羽根３を角度αだけ回転させて主板２の回転軸方
向から見た所を示す。この場合も他の羽根３は省略して
いる。この場合１羽根３の腹Ｆの面は第２ａ図、第２ｂ
図で示した時には重なって見ていた腹Ｆの点（ｌ、２．
３、ｎ）がそれぞれ１ａとｌｂ、２ａと２ｂ、３ａと３
ｂ、−−−口ａとｎｌ）の点に分かれる。ｌａ、２ａ、
３ａ・・・ｎａの魚群で示される曲線が羽根の主板付根
の所の羽根形状を示し、ｌｂ、２ｂ、３ｂ、・・・ｒＢ
）の魚群で示される曲線が羽根３の側板付根の所の羽根
形状を示す。背Ｂ側については示してないが同様である
。
次に、以上に述べた本発明による羽根の形状をさらに詳
細に説明するために、この原理を第４図の斜視図に示す
。
羽根車を図示し、流体流入端の主板２側曲面との交点を
Ａ、同様に側板４側曲面との交点をＤとする。また、回
転中心軸を２とし、これを直交する座標軸をＸ、Ｙとし
、凍上をＯとする。図中に示す羽根形状の曲面は説明を
簡単にするため羽根３の腹面側のみを一曲面にて示す。
背面についてｉ　　も同様のことが言えるので、ここで
は腹面側曲面を羽根曲面と称することとする。図中には
簡略にするため一枚の羽根しか示していない。
羽根曲面が主板側面の外周と交わる点をＢとし同様に側
板の外周と交わる点をＣとする。この様に３次元的に捩
れた羽根曲面を図中斜線にて示す。
今、Ｘ−Ｙ平面と平行な平面を右に示し、Ｘ’−Ｙ′平
面にて示す。いま、羽根形状をＺ軸方向にＸ′ｙ／平面
に投影する。羽根曲面はＸ／　　ｙ　／平面、斜線で示
す平面となる。
羽根曲面が主板２及び側板４と交わる曲線をそれぞれ“
ａ”、′ｂ″とすれば、Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄ点の投影点
はそれぞれＡ′、Ｂ′、ａ′、Ｄ′となり、曲線ａ。
ｂはそれぞれａ′、ｂ′となり　Ｘ　／　　ｙ　７面へ
の投影された曲線では一致していない。
次に、Ｚ軸と角αをなすＺ軸に直交する平面をＸ’−Ｙ
“平面とする。この時、羽根曲面をＸ’−Ｙ”平面にＺ
″軸方向に投影すると、図示のよ５に主板２及び側板４
と交わる曲線“ａ″及び“ｂ”はガＹ＃平面には重なっ
て投影され“ａ″′及び“ｂｔｊｐとなり、それぞれＡ
、　Ｂ、　Ｃ，Ｄ点はＡ’　１　Ｂ’　ｇ　Ｃ’　ｐＤ
″点に投影される。
本発明は、Ｚ軸と任意の角度αをなす軸方向に投影した
時一つの曲線に重なる様な曲面によって羽根の背腹の曲
面を形成することによって構成された捩れた羽根が特徴
である。
次に、他の具体例について述べる。
以上の説明には、都合上、側板付きの羽根車について記
述したが、側板を付けないで主板と一体で削り出された
羽根についても同様の方法が利用出来ることは容易に理
解できるであろう。
発明の効果 上記のように羽根の背及び腹の曲面を形成する事により
、羽根の背腹の曲面は第１図忙示すようにＸ−Ｙ平面に
対して主板材料を任意の角度αだけ傾けて、その方向を
中心として回転割り出しが可能な治具６を用いてテーブ
ル７に固定することによってｘｌ　ｙ、ｚ方向の３軸の
位置を制御する事のみにより、エンドミルカッタ８によ
り１羽根の加工が可能である。
この様な加工方法によって創成された羽根の形状は第３
図に示すように主板側では流入角が大きく、また側板側
では流入角を小さくする事が出来る。また、外周端での
流体の流出角は主板、側板共はぼ同一の角度に成形可能
とすることができ、前記した理由により、羽根の流体流
入端に於いて、流体の理論流入角に羽根角度をそれぞれ
の半径位置で合せることが出来るようになつ、効率の良
い羽根車を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法を示す装置の斜視図、第２ａ図は本
方法により加工された主板及び羽根の断面図、第２ｂ図
は羽根の一部斜視図、第３図は第２ａ図のＡ矢視図、第
４図は本発明による羽根形状を詳しく説明するための斜
視図、第５図より第９図は従来例に係り、第５ａ図は従
来の羽根車の断面図、第５ｂ図は第５ａ図のｖｂ−ｖｂ
矢視の断面図、第６ａ図は改良点を示す羽根車の断面図
、第６ｂ図はその正面図、第７ａ図は流体の相対流入角
を示す羽根車の断面図、第７ｂ図は第７ａ図の■ｂ−ｖ
ｎｂ矢視断面図、第７Ｃ図は第７ａ図の■Ｃ−■Ｃ矢視
断面図、第８図は側板を取り除いて一枚の羽根を軸方向
から見た形状を示す一部拡大図、第９図は従来の加工方
法を示す装置の斜視図である。 １・・回転軸、２・・主板、３・・羽根、４・・側板、
５・・整流通路、６・・治具、７・・テーブル、８・・
エンドミルカッタ。 （はが７名） 第１図 第２α図 第２ｂ図 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平面に対して羽根車の主板材料を任意の角度だけ傾けて
    、その方向を中心として回転割出し可能な治具に載置し
    て工作機テーブル上に固定し、左右、前後、上下方向の
    ３軸の位置を３軸制御装置によって制御して羽根車の主
    板または側板と羽根とを切削工具により削り出し一体成
    形する羽根車の加工方法。
JP59228942A 1984-11-01 1984-11-01 羽根車の加工方法 Pending JPS61109608A (ja)

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