JP5789027B1 - 多翼ファンの製造装置 - Google Patents

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【課題】有底筒状の翼車素材であるワークにブレードを切込、折曲することで一体状に形成するに際し、その切込、折曲の加工処理を正確かつ自動化して大量生産可能にする。【解決手段】ワークWを準備し供給する供給部10と、ワークWを順次に取り出し、搬送し、ブレードFを形成した後のワークWを供給部10の原位置に戻す搬送機構20と、搬送するワークWを位置決めさせる切込受台42と共にブレードF形状の切込を形成する切込刃台47を有し、搬送機構20によるワークWの所定ピッチ間隔の間欠回転と共に切込刃台47を進退させる切込形成機構40と、切込形成後のワークWを位置決めさせる雌型部材62に対して切込部分をワークWの内方に折曲させてブレードFを形成する雄型部材65を有し、搬送機構20によるワークWの所定ピッチ間隔の間欠回転、間欠昇降と共に雄型部材65を進退させるブレード折曲機構60とから成る。【選択図】図1

Description

本発明は、主として冷暖房機器、空気調和機器等における吹出口等に配置使用される多翼ファンのブレード(羽根・フィン)を精確なピッチで、効率的に形成できるようにした多翼ファンの製造装置に関する。
従来から、多翼ファンを形成するには、例えば所定肉厚の金属板材に所定の深絞り加工を施して有底筒状の翼車素材(ワーク)を形成し、この翼車素材の周側壁に第1段階として切込型材によってブレード形状の切込を形成した後、第2段階としてその切込の外形に沿って素材内に折曲させるよう切抜型材によってブレードを形成している。この切込、折曲を例えば型材に翼車素材の周側壁を宛がい、切込型によって切込作業を、折曲型によって折曲作業を順次に手作業で行うとすれば、そのブレードのピッチ間隔が不揃いになったり、切込位置と折曲位置とが整合せずに歪みが生じたりして、不良品が発生することがある。それ故、これらの作業は熟練性を要するばかりでなく、作業能率も悪く、面倒なものであった。
こうした手作業による欠点を解消すべく、これらを自動的、機械的に処理する各種の製造装置、製造方法が提案されており、例えば多翼ファンの製造方法に係る特許文献1、多翼ファンおよびその製造方法に係る特許文献2である。特許文献1では、羽根加工、羽根供給、側板・芯板供給、芯板側かしめ、側板かしめ、ボスかしめ、排出の各工程を経ることで、細幅状の羽根を組合せ治具によって配列させておいて芯板にかしめ止めして固定した後、組合せ治具を取り去るものとして製造する。特許文献2では、所定幅員の帯板材に形成した縦溝・横溝で囲まれる部分を起立彎曲させて羽根部分を形成し、この帯板材の幅方向両端部を重ね合わせて重合した後、円筒状に形成し、幅方向両側端部を止め部材、止めリング部材で挟持かしめることで多翼ファンとする。
特公平7−51959号公報 特開2005−155433号公報
ただ、自動化が可能な特許文献1による製造方法によると、羽根と芯板とを別個に形成し、組合せ治具によって組み立てるから、組合せ位置を揃えること、羽根の芯板に対するかしめ固定を確実にすること等の面倒な加工、処理の手間が掛かる。また、特許文献2による製造方法では、羽根を形成した帯板材を円筒状に丸め、その丸めた状態で固定させるように止め部材、止めリング部材による挟持、かしめの加工が必要であるから、面倒である。このように従来の特許文献等による製造方法では、所定の加工を施したいくつかの各部材相互の組立を要するから、面倒であり、またその組立が確実でなければ、例えば空調機器製品内に組み入れられて使用されるときの破損、分解の事態が生じないとも限らない。しかも、組立部分では部材が一部でも重ね合わせられているから、重量的にも嵩張るものとなり、全体的な重量配分のバランスを確保できない場合もあり、また軽量化自体は著しく困難であるから、機器製品内で使用回転上の制約も生じ得るのである。
そこで本発明は上述したような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、その目的は有底筒状に絞り加工した翼車素材であるワークにブレード(羽根・フィン)を切込、折曲することで一体状のものとして形成するに際し、その切込、折曲の加工処理を自動化して大量生産可能にすると共に、ブレードのピッチ間隔を精確に位置決めして例えば空調機器内で使用回転する場合でも回転ムラがなく円滑に作動するようにし、また軽量に形成できることで取り扱い、組み込みも容易であるようにした多翼ファンの製造装置を提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明にあっては、後述する発明を実施するための形態における使用符号を付記して説明すると、深絞り状に加工形成された有底筒状で、軸孔W1が開穿されているワークWを準備し供給する供給部10と、この供給部10内のワークWを順次に取り出し、搬送すると共に、ブレードFを形成した後のワークWを供給部10における原位置に戻す搬送機構20と、搬送されるワークWが、このワークWの周側壁の内側面が当接状態で被せられるようにして位置決めされる切込受台42、この切込受台42に対して進退自在で、前進時に周側壁にブレードF形状の切込を形成する切込刃台47それぞれを有し、搬送機構20によるワークWの所定ピッチ間隔の間欠回転と共に切込刃台47を進退させて成る切込形成機構40と、切込形成後で切込形成機構40から搬送されるワークWが、このワークWの周側壁における切込部分の内側面が当接状態で被せられるようにして位置決めされる雌型部材62、この雌型部材62に対して進退自在で、前進時に切込部分をワークWの内方に折曲させてブレードFを形成する雄型部材65それぞれを有し、搬送機構20によるワークWの所定ピッチ間隔の間欠回転と共に雄型部材65を進退させて成るブレード折曲機構60とから成ることを特徴とする。
供給部10、搬送機構20、切込形成機構40、ブレード折曲機構60は、所定の枠部材によってフレーム状に構枠されている支持架台1に配して構成することができる。
供給部10は、ワークWを収納保持しているワークボックスBを支持架台1の底部で後方向に沿って転動自在に移動させる搬入コンベア12、また前方向に沿って転動自在に移動させる搬出コンベア13が左右で対状に配置されている搬入出機構11と、供給部10自体の背部に設けた後部架台2の前面に配した左右ガイド15に沿って左右方向に移動自在な昇降ガイド14と、この昇降ガイド14によって昇降自在に案内される把持アームブロック16と、搬入コンベア12上に載置されているワークボックスBを把持し、所定高さ位置までワークボックスBを上昇させ、また、加工処理後で戻されたワークWを収容保持した後のワークボックスBを搬出コンベア13上に下降させ、解放する把持アーム17とを備えて構成することができる。
搬送機構20は、供給部10上に左右で一対にして配した走行ガイド22によって前後方向に走行する走行支持台21と、この走行支持台21上で左右方向に走行する搬送支持ブロック24と、この搬送支持ブロック24に昇降自在に設けられていて、ワークWにおける軸孔W1に挿入されて拡開されるチャック爪部28を下部に有し、平面で間欠回転されるワーク支持体26とを備えて構成することができる。
ワーク支持体26は、搬送支持ブロック24に設けた搬送昇降ガイド25によって支持されることで昇降する昇降本体部27と、ワークWにおける軸孔W1に挿入され、拡開されることで軸孔W1の内縁に圧止されるよう拡張・収縮する支持爪32を備えて、昇降本体部27の下部に設けられたチャック爪部28とから構成することができる。
チャック爪部28は、昇降本体部27の下端底面に設けたチャックガイドブロック29に放射状に配列形成したガイド溝31内に嵌め入れられて径方向に案内移動される支持爪32を備えて成り、支持爪32は、ガイド溝31内に径方向にスライド自在にして嵌め入れられるスライド部33と、チャックガイドブロックの下方に突出している圧止部34とから側面逆L字形に形成されていて、圧止部34の前面は彎曲していると共に、軸孔W1の内縁にやや食い込み状となる刃部35を設けて構成することができる。
切込形成機構40は、搬送機構20によって搬入されるワークWを搬送機構20による支持状態を維持したままで位置決めさせて、ワークWの周側壁の内側で切込部位に前面が当接すると共に、切込部位に付与される切込圧を弾撥的に支持して進退自在になっている受部44を前面に有する切込受台42と、ワークWの周側壁の外側に配されていて、切込形状に対応した切込端を先端に有する切込刃46と、この切込刃46を受部44に対してワークWの間欠回転に同期して進退自在に作動させる進退作動器51とを備えて構成することができる。
切込受台42は、前面が彎曲し、支持架台1に設けた台座41上に固定される受台本体43と、この受台本体43の前面におけるワークWの周側壁に対してのブレードFの形成位置で、ブレードFの外郭形状に対応した前面形状で切込刃46の前進による切込圧で弾撥的に後退するよう前面に進退自在にして嵌め込み状に設けた受部44とから成る。
ブレード折曲機構60は、搬送機構20によって搬入される切込形成後のワークWを搬送機構20による支持状態を維持したままで位置決めさせて、ワークWの周側壁の内側で折曲部位である切込部分に前面が当接する雌型部材62と、折曲部位に宛がわせてワークWの外側から前記切込部分をワークWの内方に折曲してブレードFを形成させる雄型部材65と、この雄型部材65を雌型部材62に対してワークWの間欠回転に同期して進退自在に作動させる進退作動器69とを備えて構成することができる。
このブレード折曲機構60においては、ワークWの間欠回転に同期してブレードFの折曲形成後でワークWを一旦は間欠昇降させるようにして構成することができる。
以上のように構成された本発明に係る多翼ファンの製造装置にあって、深絞り状に形成された有底筒状のワークWの供給部10からの搬送機構20によるその1個毎の取り出し、切込形成機構40、ブレード折曲機構60への搬送によって、ワークWの周側壁に所定形状、ピッチ間隔でブレードFを自動形成でき、形成後では供給部10における原位置に戻されることで、連続して多数の多翼ファンを製造させる。
供給部10においての搬入コンベア12、搬出コンベア13から成る搬入出機構11は、ワークWが収納保持されて適数段で積載されたワークボックスBを搬入、搬出させ、ワークWの取り出し、戻しを自動化させる。また、左右に移動自在な昇降ガイド14によって昇降自在な把持アームブロック16に設けた把持アーム17は、搬入出機構11の搬入コンベア12で搬入されたワークボックスBを搬送機構20におけるワークWの取り出し支持位置である所定高さ位置に移動させて保持させ、ブレードF形成後に戻る処理済みのワークWを原位置で収納保持させる。処理済みのワークWが収納保持されたワークボックスBは、把持アームブロック16によって搬出コンベア13上に下降され、搬出コンベア13で供給部10の搬入側に搬出させる。
搬送機構20は、ワークボックスB内のワークWを取り出し支持し、ワークWにブレードFの形状で切込加工する切込形成機構40に搬送してその加工中では加工に伴い間欠回転させながらワークWを位置決め保持し、その後、ブレードFを折曲加工するブレード折曲機構60に搬送してその加工中では加工に伴い間欠回転更には間欠昇降させながらワークWを位置決め保持し、加工終了後ではワークWを供給部10における原位置に戻す。
また、搬送機構20におけるワーク支持体26は、ワークWの軸孔W1内に挿入され、拡開されるチャック爪部28の支持爪32によってワークWを支持し、支持爪32の刃部35は軸孔W1の内縁にやや食い込み状に圧止することで、加工中の間欠回転時でもワークWを空回りさせず、所定のブレードFの形成ピッチによるワークWの間欠回転を維持し、正確なピッチ間隔のブレードFを形成させる。また、刃部35による圧止痕は、多翼ファン自体の各種機器への組み込み作業を容易にさせる。
切込形成機構40における切込受台42に対しての進退作動器51の往復動による切込刃46の進退は、ワークWが被せられている切込受台42の弾撥的に進退する受部44と共にワークWの周側壁に、切込刃46の外郭形状に沿う切込を形成させる。このときの搬送機構20のワーク支持体26による所定ピッチでの間欠回転と共に、ワークWの周側壁に正確に位置決めされた切込を形成させる。
ブレード折曲機構60における雌型部材62に対しての進退作動器69の往復動による雄型部材65の進退は、切込加工後のワークWが被せられている雌型部材62と共に切込部分をワークWの内方に折曲させて所定形状のブレードFを形成させる。このときの搬送機構20のワーク支持体26による所定ピッチでの間欠回転と共に、ワークWの周側壁の切込部分を正確に折曲させてブレードFを形成させる。
このブレード折曲機構60では、搬送機構20のワーク支持体26による間欠回転時にワークWを間欠昇降させることで、ブレードFの折曲方向にかかわらず、ワークWの間欠回転方向の前方に雌型部材62自体が位置していても、これを回避して雌型部材62の前方にブレードF部分を送り、折曲加工すべき隣接する切込部分を雌型部材62に位置決めさせる。
本発明は以上説明したように構成されているため、有底筒状に絞り加工した翼車素材であるワークWにブレードFを切込、折曲してこれらを一体状に形成するに際し、ブレードFとなるブレードFの外郭形状に沿う切込の形成、この切込部分に対する折曲によるブレードF形成の加工処理を自動化でき、しかも供給部10へのワークWの投入セットのみで加工処理が自動的に遂行されるから正確な多翼ファンを大量生産可能にすることができる。しかも、ブレードFのピッチ間隔を精確に位置決めして形成できるから、例えば空調機器内に組み込み、回転使用する場合でも回転ムラがなく円滑に作動させるものとでき、また翼車ファン自体を軽量に形成できることで取り扱い、組み込みも容易にさせることができる。
すなわちこれは本発明において、ワークWを準備し供給する供給部10と、ワークWを順次に取り出し、搬送し、ブレードFを形成した後のワークWを供給部10の原位置に戻す搬送機構20と、搬送するワークWを位置決めさせる切込受台42と共にブレードF形状の切込を形成する切込刃台47を有し、搬送機構20によるワークWの所定ピッチ間隔の間欠回転と共に切込刃台47を進退させる切込形成機構40と、切込形成後のワークWを位置決めさせる雌型部材62に対して切込部分をワークWの内方に折曲させてブレードFを形成する雄型部材65を有し、搬送機構20によるワークWの所定ピッチ間隔の間欠回転、更には間欠昇降と共に雄型部材65を進退させるブレード折曲機構60とから成るからである。これによって、ワークWが収納保持されているワークボックスBの供給部10への投入、所定位置に投入されたワークボックスBの搬入・搬出、ワークボックスBからの取り出し支持状態でのワークWの搬送、搬送支持状態での切込形成・ブレードFの折曲形成、ワークWの間欠回転更には間欠昇降による切込・折曲形成等を遂行し、連続的な加工処理を可能にしている。
また、フレーム状に構枠されている支持架台1に、供給部10、搬送機構20、切込形成機構40、ブレード折曲機構60等を配してあることで、ワークWに対する切込形成、ブレードFの折曲形成等各加工処理を搬送しながら行うことができ、また各機構20,40,60等をコンパクトに纏めて構成することができる。
供給部10は、搬入コンベア12、搬出コンベア13が左右で対状に配置されている搬入出機構11と、左右ガイド15に沿って左右方向に移動自在な昇降ガイド14と、この昇降ガイド14によって昇降自在に案内される把持アームブロック16と、搬入コンベア12上のワークボックスBを把持し、所定高さ位置に位置決め保持し、加工処理後で戻されたワークWを収容保持したワークボックスBを搬出コンベア13上に下降し、解放する把持アーム17とを備えて成るので、適数段の積載状態で投入されたワークボックスBを搬送機構20によるワークWの取り出し位置、戻し位置に順次に位置決めできる。また、この供給部10におけるワークボックスBの搬入、搬出のみの作業でワークWを自動的に処理でき、しかも大量に取り扱うことができる。
搬送機構20は、供給部10上で前後に走行する走行支持台21と、この走行支持台21上で左右方向に走行する搬送支持ブロック24と、この搬送支持ブロック24に昇降自在に設けられ、ワークWを取り出し支持する間欠回転されるワーク支持体26とを備えて成ることで、供給部10からのワークWの取り出し、原位置への戻しを確実にし、搬送中での間欠回転によって、切込形成機構40における所定ピッチ間隔での切込形成、ブレード折曲機構60における所定ピッチ間隔でのブレードFの折曲形成を可能にしている。
ワーク支持体26のチャック爪部28における支持爪32は、ワークWの軸孔W1に挿入され、拡開されることでワークWを確実に支持し、その刃部35が軸孔W1の内縁に圧止することで、ワークWを間欠回転させるときの空回りを防止し、所定ピッチでのブレードFの切込形成、折曲形成を確実にしている。また、軸孔W1の内縁に圧止することで形成される圧止痕は、完成された製品を空調機器等に組み込むときの位置決めにも役立てられる利点がある。
搬送機構20におけるワーク支持体26は、前後左右に移動する搬送支持ブロック24の搬送昇降ガイド25によって支持昇降されるから、搬送支持ブロック24の移動によって供給部10で位置決めされるときにはワークWの取り出し、戻しを確実にし、また、切込形成機構40で切込形成位置に位置決めさせ、ブレード折曲機構60でブレードFの折曲形成位置に位置決めさせ、それぞれで円滑に加工処理させる。
切込形成機構40は、搬送機構20による支持状態で位置決めされるワークWの周側壁の内側で当接し、切込圧を弾撥的に支持する受部44を有する切込受台42と、ワークWの周側壁の外側で進退するよう切込端を有する切込刃46と、この切込刃46をワークWの間欠回転に同期して進退自在に作動させる進退作動器51とを備えて成ることで、位置決め支持されたワークWの周側壁に対してブレードFの外郭形状に対応した切込を所定ピッチ間隔で連続的に形成することができる。
ブレード折曲機構60は、搬送機構20による支持状態で位置決めされるワークWの周側壁の内側で当接する雌型部材62と、ワークWの周側壁の外側で切込部分をワークWの内方に折曲してブレードFを形成させる雄型部材65と、この雄型部材65をワークWの間欠回転に同期して進退自在に作動させる進退作動器69とを備えて成ることで、位置決め支持されたワークWの周側壁の切込部分に対してブレードFの形状に対応した折曲形状を所定ピッチ間隔で連続的に形成することができる。
また、このブレード折曲機構60では、搬送機構20のワーク支持体26による間欠回転時にワークWを間欠昇降させることで、その間欠回転が一定方向であるとき、ブレードFの折曲方向の向きにかかわらず、連続的にブレードFの折曲形成を可能にさせている。すなわち、ブレードFの折曲向きによっては、ワークWの間欠回転方向の前方に雌型部材62自体が位置することがあり、間欠回転動作が不能となるようなことがあっても、これを回避して雌型部材62の前方に折曲形成されたブレードF部分を送ることができ、折曲加工すべき隣接する切込部分を雌型部材62位置に順次に位置決めさせることが可能である。これによって、切込形成機構40における切込受台42と切込刃46との対状の組合せ、ブレード折曲機構60における雌型部材62と雄型部材65との対状の組合せによるブレードFの大小、向きその他に対応してこれらが交換されても、同様な作動で対応可能で汎用性にも優れたものとなる。
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項それぞれにおいて付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付した。本発明は、これらの記載、図面中の符号等によって示された構造・形状等に限定されない。
本発明を実施するための一形態を示す概要平面図である。 同じく概要側面図である。 同じく概要正面図である。 同じく搬送機構の正面図である。 同じく搬送機構におけるワーク支持体の一部の拡大図を含む平面図である。 同じくワーク支持体におけるチャック爪部の要部斜視図である。 同じく切込形成機構の平面図である。 同じく切込形成機構の正面図である。 同じく要部平面図である。 同じくブレード折曲機構の平面図である。 同じくブレード折曲機構の正面図である。 同じく要部平面図である。 同じく本発明によって製造される多翼ファンにおける加工中の斜視図である。
以下、図面を参照して本発明を実施するための一形態を説明すると、図において示される符号1は本発明装置を構成する搬送機構20、切込形成機構40、ブレード折曲機構60等を配置構成している支持架台であり、図示のように所定の枠部材によってフレーム状に構枠されている。この支持架台1の正面前部には、加工すべき翼車素材であるワークWを収納、供給し、また加工処理後に戻される製品(W)を保持するワークボックスBをセットする供給部10、この供給部10の背部の後部架台2上に、例えば対称的に配される切込形成機構40、ブレード折曲機構60、そして供給部10からワークWを取り出した後、切込形成機構40によるブレードF部分の切込、ブレード折曲機構60によるブレードFの折曲等の加工中でワークWを支持すると共に、加工処理後のワークWを供給部10における元の位置に戻す搬送機構20が配装されている。
なお、ワークWは、例えば所定肉厚のほぼ矩形状の板素材に対して適数回の深絞り加工によって翼車となる深さ、径を備えた有底筒状で、底部の中央に軸孔W1が開穿されていて、筒部の開口には例えば折返し状に折曲した補強縁を形成して成る。このワークWは、ワークボックスB内に筒開口部を下側に、軸孔W1が開穿されている底部を上側にして整列状態で収納されており、搬送機構20によって取り出されて切込形成機構40、ブレード折曲機構60によって周側壁にブレードFが形成された後に、このワークボックスB内の原位置に戻されるようになっている。
支持架台1は、所定断面の型枠材を適宜な幅員、奥行き長さ、高さとなる直方体枠状に構枠して成り、前部の底部には供給部10を設け、支持架台1自体の背部に形成した後部架台2上には切込形成機構台座4によって切込形成機構40、ブレード折曲機構台座6によってブレード折曲機構60を配置してあると共に、上枠部上には前後に走行する搬送機構20が配されている。
供給部10は、ワークWを収納保持しているワークボックスBを支持架台1の底部で後方向に沿って転動自在に移動させる例えばローラー構成の搬入コンベア12、また前方向に沿って転動自在に移動させる例えば同じくローラー構成の搬出コンベア13が左右で対状に配置されている搬入出機構11と、この供給部10自体の背部に設けた後部架台2の前面に配した左右ガイド15に沿って左右方向に移動自在な昇降ガイド14と、この昇降ガイド14によって昇降自在に案内される把持アームブロック16と、搬入コンベア12上に載置されているワークボックスBを把持し、所定高さ位置までワークボックスBを上昇させ、また、加工処理後で戻されたワークWを収納保持した後のワークボックスBを搬出コンベア13上に下降させ、解放する把持アーム17とを備えて成る。
搬入出機構11の搬入コンベア12における搬入部分である前部、搬出コンベア13における搬出部分である後部それぞれは図示のように、供給部10の前方に所定長さで突出されていて、搬入コンベア12、搬出コンベア13上のワークボックスBは作業者によって移動されるも、必要であれば例えばモーター駆動によって移動される。そして、適数段状で積載された未加工のワークWを収納したワークボックスBを供給部10の前部である搬入コンベア12の搬入部分上に載置し、供給部10の後部側に移動させる。また、加工処理後のワークWが収納されて適数段状で積載されたワークボックスBを供給部10の前部側である搬出コンベア13の後部に移動させ、処理後のワークWを取り出した後は未加工のワークWを再び収納して供給部10の前部側に移動させるようになっている。このように、供給部10の前部側でのワークボックスBの搬入・搬出作業によって、未加工のワークWを収納したワークボックスBの用意セット、加工後のワークWを保持したワークボックスBの取り出し、交換作業を行うことのみで、ワークWの自動加工処理を可能にしている。
昇降ガイド14は、例えば後部架台2の前面で左右方向に沿って例えば上下部、中央で配置された左右ガイド15によって案内されることで、鉛直方向に沿って立てられた状態の儘で、例えばモーターによって左右方向に移動される。
この昇降ガイド14によって昇降案内される把持アームブロック16に前記把持アーム17が設けられており、この把持アーム17は、ワークボックスBの両側外部に係合するよう左右方向でスライドする左右対称に設けられている。そして、ワークボックスB内に支持されているワークWそれぞれが搬送機構20によって取り出されるとき、搬入コンベア12上にあるワークボックスB自体を、搬送機構20によるワークWの取り出し、戻し位置となる高さ位置に位置決めさせるため、例えば搬入コンベア12と搬出コンベア13との中間位置における所定高さ位置で保持させるように、左右の把持アーム17によって挟み込むことで支持している(図1乃至図3参照)。
搬送機構20は、供給部10上に、例えば前記支持架台1における上枠部に左右で一対にして配した走行ガイド22によって前後方向に走行する走行支持台21と、この走行支持台21上で左右方向に走行する搬送支持ブロック24と、この搬送支持ブロック24に昇降自在に設けられていて、ワークWにおける軸孔W1に挿入されて拡開されるチャック爪部28を下部に有し、平面で間欠回転され、また、必要に応じて昇降するワーク支持体26とを備えて成る。
走行支持台21を前後方向に走行案内させる走行ガイド22は、支持架台1の後部の後部架台2と、支持架台1の前部の上枠部との間で左右に対状に配置されていると共に、後部架台2上に配した切込形成機構40、ブレード折曲機構60等の上方に位置させて配されている。即ち、ワーク支持体26におけるチャック爪部28によって支持されたワークWが、切込形成機構40、ブレード折曲機構60における加工処理位置に持ち来されたとき、これらに対して上方から下降させて位置決めセットし、上昇させて位置決め解除できるようにしている。
走行支持台21は、左右の走行ガイド22上に架け渡されるように、走行支持台21の左右端に設けた走行ガイドブロックを走行ガイド22上の例えばレールに噛み合わせてあって、走行モータによって走行制御されることで、支持架台1の前後方向に沿って走行される。
搬送支持ブロック24は、走行支持台21上にこの走行支持台21上の例えばレールに噛み合わせることで、走行支持台21に沿って支持架台1の左右方向に移動走行するように制御されており、搬送支持ブロック24自体は、例えば支持架台1における前後方向に沿って長く形成された平面でほぼ矩形状を呈するものとして走行支持台21上に搭載されている。そして、図示にあるように、この搬送支持ブロック24の後部側に配した搬送昇降ガイド25によって昇降制御させるようにして、ワーク支持体26を昇降自在に支持している。
ワーク支持体26は、搬送昇降ガイド25によって支持されることで昇降する昇降本体部27と、ワークWにおける軸孔W1に挿入され、拡開されることで軸孔W1の内縁に圧止されるよう拡張・収縮する支持爪32を備えて、昇降本体部27の下部に設けられたチャック爪部28とから成る。昇降本体部27は、角筒状に形成されている搬送昇降ガイド25内に昇降自在に装入されており、搬送支持ブロック24に設けた昇降モータによって昇降制御されることで、搬送昇降ガイド25に沿って昇降される。また、このワーク支持体26は、後述するように切込形成機構40、ブレード折曲機構60それぞれにおいて、加工処理位置にワークWが位置決めされた後、その切込形成、ブレード折曲処理に伴い、昇降本体部27内部に設けた制御部36によって所定ピッチ間隔で平面で間欠回転されるものとしてある(図4参照)。更に、ワーク支持体26自体は、ブレード折曲機構60において、後述するように、ブレードFの折曲形成時には、搬送昇降ガイド25による制御によって昇降本体部27が間欠的に昇降されることで、ワークWを支持した状態で間欠的に昇降されるものとしてある。
図示のチャック爪部28は、昇降本体部27の下端底面に設けた平面で円形状を呈するチャックガイドブロック29に3本のガイド溝31を放射状に配列形成し、このガイド溝31内に嵌め入れられて径方向に案内移動される支持爪32を備えて成る。支持爪32は、ガイド溝31内に径方向にスライド自在にして嵌め入れられるスライド部33と、チャックガイドブロックの下方に突出している圧止部34とから側面逆L字形に形成されており、圧止部34の前面は彎曲していると共に、軸孔W1の内縁にやや食い込み状となる刃部35を設けてある(図5、図6参照)。
このチャック爪部28は、制御部36によって支持爪32をチャック爪部28自体の径方向に沿って拡張あるいは収縮されるよう作動され、昇降本体部27が下降されて軸孔W1内にチャック爪部28が挿入されると外方に拡張して、刃部35を軸孔W1の内縁にやや食い込ませることでワークWを支持し、切込形成機構40による切込形成、ブレード折曲機構60によるブレードFの折曲作動中ではワークWを空回りさせることなくしっかりと固定支持する。また、刃部35による食い込み状の圧止痕は、本発明製造装置によって得られた翼車製品を各種機器内に組み込み軸支するときの位置決めにも役立てることができる。
なお、このチャック爪部28における支持爪32は、ブレードFを加工形成するワークWの大小その他によって異なる軸孔W1によって交換できるようになっており、それぞれに対応して使い分けられる。
切込形成機構40は、支持架台1における後部架台2上に配装されており、図示例にあっては、この切込形成機構40とブレード折曲機構60とは、切込形成位置、ブレード折曲位置それぞれを支持架台1における中央側に配して左右で対称的になるようにして、後部架台2上に固定した切込形成機構台座4、ブレード折曲機構台座6それぞれに配装してある(図1参照)。
切込形成機構40は、図7乃至図9に示すように、搬送機構20によって搬入される(搬送されてくる)ワークWを搬送機構20による支持状態を維持したままで位置決めさせて、ワークWの周側壁の内側で切込部位に前面が当接すると共に、切込部位に付与される切込圧を弾撥的に支持して進退自在になっている受部44を前面に有する切込受台42と、ワークWの周側壁の外側に配されていて、切込形状に対応した切込端を先端に有する切込刃46と、この切込刃46を受部44に対してワークWの間欠回転に同期して進退自在に作動させる流体シリンダーの如き進退作動器51とを備えて成る。
切込受台42は、図示のように前記切込形成機構台座4上に設けた台座41上にネジ止め等によって固定セットされるもので、前面が彎曲し、台座41上に固定させるネジ止め孔を備えた受台本体43と、この受台本体43の前面におけるワークWの周側壁に対してのブレードFの形成位置で、ブレードFの外郭形状に対応した前面形状で切込刃46の前進による切込圧で弾撥的に後退するよう前面に進退自在にして嵌め込み状に設けた金属材製あるいは合成樹脂材製の受部44とから成る。図中45は、受部44を受台本体43における前方への突出傾向に付勢している復帰スプリングである。
そして、この切込受台42位置に搬送機構20によって搬入されるワークWが位置決めされるとき、図7、図9に示すように切込受台42にはワークWがすっぽりと被せられ、ワークWの周側壁の内側面が、切込受台42における彎曲している前面に当接状態で位置決めされ、ブレードFの形成ピッチ間隔に対応して前記ワーク支持体26が間欠的に回転することで、ブレードFの切込形成部位が順次に受部44前面に位置決め配置されるようにしている。
一方、切込刃46は、受台本体43における受部44に対向した切込形成機構台座4上に前後に弾撥的に進退自在にして配装した切込刃台47上にネジ止め等によって固定セットされるもので、切込刃台47上に固定される平面で横長矩形状を呈する刃本体部の前面に、ブレードFの切込形状に対応した切込端を先端に設けることで、平面から見て先細状に形成してある。なお、図中48は切込刃台47をスライド案内させるよう切込形成機構台座4上に配した案内レール及び適数のガイドバーから成るガイド部材であり、49はガイド部材48のガイドバーに拡開傾向に付勢させて縮装した復帰スプリングである。
そして、この切込刃46は、刃本体部の後方から突き当てられる進退作動器51における例えばシリンダロッド先端によって受部44方向に強制的に移動させられ、受部44との間に介在されるワークWの周側壁に対して、これの外方からブレードF形状の切込を形成させるようになっている。なお、進退作動器51は例えば空圧あるいは油圧の流体シリンダーのもので、図示のように切込形成機構台座4上に、前記切込受台42と対向させて切込刃46の後方に固定配置されており、シリンダロッド先端には切込刃46の刃本体部の背面に突き当てる作動端52を設けてある。
この進退作動器51のシリンダロッド先端に設けた作動端52と、切込刃46の刃本体部の背面とには、図示のように間隙幅員が調整されるようにした若干の間隙が設定されており、周側壁の肉厚の大小(厚薄)、切込圧その他に対する調整を可能にしている。
なお、これらの切込受台42、切込刃46それぞれは、加工すべきブレードFの形状、大小、ブレードFの向きその他によって交換されるのは勿論である。
ブレード折曲機構60は、図10乃至図12に示すように、搬送機構20によって搬入される(搬送されてくる)切込形成後のワークWを搬送機構20による支持状態を維持したままで位置決めさせて、ワークWの周側壁の内側で折曲部位である切込部分に前面が当接する雌型部材62と、折曲部位に宛がわせてワークWの外側から前記切込部分をワークWの内方に折曲してブレードFを形成させる雄型部材65と、この雄型部材65を雌型部材62に対してワークWの間欠回転更には間欠昇降に同期して進退自在に作動させる流体シリンダーの如き進退作動器69とを備えて成る。
雌型部材62は、図示のように前記ブレード折曲機構台座6上に設けた雌型台座61上にネジ止め等によって固定セットされるもので、雌型台座61上に固定させるネジ止め孔を備えた平面で例えば半ドーナツ形状を呈する雌型本体63と、この雌型本体63の前面に折曲されるブレードFの形状に対応した凸状の雌型部64を一体に形成して成る。図示にあって、この雌型部材62における雌型部64は、ブレードFの形状に対応して凸状に彎曲している雌型形成彎曲面を備えており、この雌型形成彎曲面を雌型部材62の中心側に向けた状態で雌型本体63の中心に対して側方にずらした位置に設けてあり、このずらして設けてある雌型部64がブレード折曲加工位置に位置決めさせて状態で雌型部材62自体が雌型台座61上に固定されるようにしてある。
そして、この雌型部材62位置に搬送機構20によって搬入される切込部分が形成されたワークWが位置決めされるとき、図10、図12に示すように雌型部材62にはワークWがすっぽりと被せられ、ワークWの周側壁における切込部分の内側面が、雌型部材62における雌型部64の先端にほぼ当接状態で位置決めされ、ブレードFの形成ピッチ間隔に対応して前記ワーク支持体26が間欠的に回転することで、切込部分が順次に雌型部材62前面に位置決め配置されるようにしている。
一方、雄型部材65は、雌型本体63における雌型部64に対向したブレード折曲機構台座6上に前後に弾撥的に進退自在にして配装した折曲架台66上にネジ止め等によって固定セットされるもので、折曲架台66上に固定される平面で横長矩形状を呈する雄型本体の前面に、ブレードFの折曲形状に対応した凹状に彎曲している雄型形成彎曲面を先端に設けることで、平面から見て先細状に形成してある。この雄型形成彎曲面は、前記雌型部64の雌型形成彎曲面と対向して対となっているもので、切込形成機構40によってワークWの周側壁に形成された切込部分に対し、この切込部分の内側に位置している不動の雌型部64と共に、前進する雄型部材65が切込部分をワークWの内方に折曲させることで所定形状のブレードFを形成するようになっている。なお、図中69は折曲架台66をスライド案内させるようブレード折曲機構台座6上に配した案内レール及び適数のガイドバーから成るガイド部材であり、71はガイド部材69のガイドバーに拡開傾向に付勢させて縮装した復帰スプリングである。
そして、この雄型部材65は、雄型本体の後方から突き当てられる進退作動器69における例えばシリンダロッド先端によって雌型部材62方向に強制的に移動させられ、雌型部材62との間に介在されるワークWの周側壁における切込部分に対して、これの外方からブレードFの形状に折曲形成させるようになっている。なお、進退作動器69は、切込形成機構40における進退作動器51と同様に例えば空圧あるいは油圧の流体シリンダーのもので、図示のようにブレード折曲機構台座6上に、前記雌型部材62と対向させて雄型部材65の後方に固定配置されており、シリンダロッド先端には雄型部材65の雄型本体の背面に突き当てる作動端71を設けてある。
この進退作動器69のシリンダロッド先端に設けた作動端71と、雄型部材65の雄型本体の背面とには、図示のように間隙幅員が調整されるようにした若干の間隙が設定されており、周側壁の肉厚の大小(厚薄)、折曲圧その他に対する調整を可能にしている。
また、ブレードFの折曲形成に際し、搬送機構20におけるワーク支持体26によって支持されているワークWは、一つのブレードFの折曲形成毎に搬送機構20におけるワーク支持体26自体の昇降作動による間欠昇降と、ワークWの間欠回転とが繰り返されることによって、折曲形成後のブレードFが不動の雌型部材62から上方に回避された後に所定のピッチ間隔で間欠回転され、その後にワークWが下降されることで、隣接する未折曲加工の切込部分が雌型部材62の前端に位置決めされるものとしてある。
このようなワーク支持体26の間欠的な昇降動作は、ワークWに形成されるブレードFが雌型部材62に沿わせられて折曲形成され、その後のワークWの間欠回転に際し、その回転方向が、ブレードFが形成されたがわと反対がわに向かって回転される場合(図12においてのワークWの反時計方向)に必要であり、逆方向即ちブレードFが形成されたがわに向かって回転される場合(同じく図12においての時計方向)では、強いて必要とされない。ただ、ブレードFの折曲方向が左右のいずれであってもワーク支持体26による間欠回転方向が常時一定方向のものとして制御される場合、左右のいずれにでも対応可能なように間欠的な昇降動作を、ワークWの間欠回転と共に作動されるようにしておくことは好ましい。
なお、これらの雌型部材62、雄型部材65それぞれは、加工すべきブレードFの形状、大小、ブレードFの向きその他によって交換されるのは勿論である。
このようなブレード折曲機構60の基本的な作動構造は前記切込形成機構40と同様に構成されており、切込形成機構40による切込加工処理後にワークWが移動されるとき、その移動距離を短縮化し、メインテナンスの容易性等を考慮して、切込形成機構40における切込受台42、ブレード折曲機構60における雌型部材62は、支持架台1における中央側に位置決め配置してあり、その進退作動器51,69は、支持架台1における両脇側に位置させてあることで、対称的に配置構成されている。
次にこれの使用の一例を説明すると、先ず所定肉厚の金属製の形成素材に所定の深絞り加工と切断分離加工とを施すことでワークWとなしてワークボックスB内に配列収納しておき、このワークボックスBを適数段で積載した状態で供給部10における搬入出機構11内に投入する。
投入すると、搬入出機構11の搬入コンベア12によって移動されるワークボックスBが所定位置に位置決めセットされ、処理すべきワークWが収納されているワークボックスBを把持アームブロック16の把持アーム17によって把持した後に上昇させ、また搬入出機構11における中央に位置させて保持する。次いで、搬送機構20における走行支持台21が前後左右に走行した後、昇降するワーク支持体26がワークボックスB内の例えば左前位置にあるワークWをチャック爪部28によって支持し、ワークボックスB内から取り出して切込形成機構40における切込受台42位置に送り込む。このときのチャック爪部28によるワークWの支持は、ワークWの軸孔W1内にチャック爪部28が下降した後、チャック爪部28が外方に拡開してその刃部35が軸孔W1内縁にやや食い込み状に圧止する。そして、ワークボックスBから取り出したときのワークWは、切込形成機構40の例えば直前位置で平面上で適数回で回転されるものとしてあって、チャック爪部28によるワークWの取り出し、確実な支持の有無が確認されるようにしてある。
このようにして搬送機構20によって切込形成機構40に送り込まれたワークWは、切込受台42に被せられるように下降され、受台本体43の前面にワークWの内側面を当接させた状態となしてワーク支持体26のチャック爪部28で空転させることなく位置決め支持されている。位置決め支持された状態で、進退作動器51の前後の往復作動によって切込刃台47を進退させ、ワークWの周側壁がわに前進させたときの切込刃台47先端が周側壁に突き当たり、弾撥的に後退する受部44と共に周側壁の一部をブレードFの外郭形状で僅かに切り込む。この進退作動器51による進退動作は、ワーク支持体26の間欠回転動作に同期しており、切込刃台47による1回の切込動作毎にワークWを所定ピッチで間欠回転させて未加工部分の周側壁を受部44前面に位置させる。
ワークWの間欠回転と、切込刃台47の進退とによってワークWの周側壁の全域にブレードFの形状の切込が形成されると、搬送機構20は、そのワーク支持体26を上昇させてワークWを切込形成機構40位置から取り外し、次いでブレード折曲機構60位置に送り込まれる。ブレード折曲機構60に送り込まれたワークWは、雌型部材62に被せられるように下降され、雌型部材62の前面にワークWにおける切込部分の内側面が雌型部材62の先端に位置決めされた状態で支持されている。位置決め支持された状態で、進退作動器69の前後の往復作動によって雄型部材65を進退させ、ワークWの周側壁がわに前進させたときの雄型部材65先端が周側壁の切込部分に突き当たり、ワークW内に位置している雌型部材62と共に周側壁の切込部分をワークW内に折曲させてブレードFとなるように切込部分を押し込む。この進退作動器51による進退動作は、ワーク支持体26のチャック爪部28の間欠昇降動作及び間欠回転動作に同期しており、雌型部材62による1回の折曲動作毎にワークWを、例えばブレードFの加工時における切込高さ(ブレードFにおける幅員)以上の高さ位置に上昇させて、折曲形成後のブレードFを雌型部材62から一旦は離反させると共に、ブレードFの形成ピッチ間隔で間欠回転させ、その後にワークWを下降させて未折曲部分の周側壁を雌型部材62前面に位置させる。
ワークWの間欠回転・昇降と、雄型部材65の進退とによってワークWの周側壁の全域にブレードFが折曲形成されると、搬送機構20のワーク支持体26は上昇してワークWをブレード折曲機構60位置から取り外し、次いで搬送機構20におけるワーク支持体26自体の走行によって、ブレードFが形成されたワークWをワークボックスBにおけるワークWを取り出した原位置に至ると、チャック爪部28の閉鎖動作によってワークWを解放して戻し、次の処理すべきワークW位置に移動してこれを支持し、取り出して切込形成機構40、ブレード折曲機構60に順次に搬送し、送り込むのである。
このようにしてワークボックスB毎にこれに収納されていた全部のワークWに対するブレードFを形成する加工処理が終了すると、供給部10ではワークボックスBを把持していた把持アーム17によって搬出コンベア13上にワークボックスBが下降されて供給部10の前部に移動される。一方、搬入コンベア12上の新たなワークボックスBが搬入されて所定位置に位置決めセットされ、これが所定位置に位置決めされることで、ワークWに対する所定の加工処理が実施され、これが繰り返えされるのである。
B…ワークボックス W…ワーク
W1…軸孔
1…支持架台 2…後部架台
4…切込形成機構台座 6…ブレード折曲機構台座
10…供給部 11…搬入出機構
12…搬入コンベア 13…搬出コンベア
14…昇降ガイド 15…左右ガイド
16…把持アームブロック 17…把持アーム
20…搬送機構 21…走行支持台
22…走行ガイド 24…搬送支持ブロック
25…搬送昇降ガイド 26…ワーク支持体
27…昇降本体部 28…チャック爪部
29…チャックガイドブロック 31…ガイド溝
32…支持爪 33…スライド部
34…圧止部 35…刃部
36…制御部
40…切込形成機構 41…台座
42…切込受台 43…受台本体
44…受部 45…復帰スプリング
46…切込刃 47…切込刃台
48…ガイド部材 49…復帰スプリング
51…進退作動器 52…作動端
60…ブレード折曲機構 62…雌型部材
63…雌型本体 64…雌型部
65…雄型部材 66…折曲架台
67…ガイド部材 68…復帰スプリング
69…進退作動器 71…作動端

Claims (10)

  1. 深絞り状に加工形成された有底筒状で、軸孔が開穿されているワークを準備し供給する供給部と、この供給部内のワークを順次に取り出し、搬送すると共に、ブレードを形成した後のワークを供給部における原位置に戻す搬送機構と、搬送されるワークが、このワークの周側壁の内側面が当接状態で被せられるようにして位置決めされる切込受台、この切込受台に対して進退自在で、前進時に周側壁にブレード形状の切込を形成する切込刃台それぞれを有し、搬送機構によるワークの所定ピッチ間隔の間欠回転と共に切込刃台を進退させて成る切込形成機構と、切込形成後で切込形成機構から搬送されるワークが、このワークの周側壁における切込部分の内側面が当接状態で被せられるようにして位置決めされる雌型部材、この雌型部材に対して進退自在で、前進時に切込部分をワークの内方に折曲させてブレードを形成する雄型部材それぞれを有し、搬送機構によるワークの所定ピッチ間隔の間欠回転と共に雄型部材を進退させて成るブレード折曲機構とから成ることを特徴とする多翼ファンの製造装置。
  2. 供給部、搬送機構、切込形成機構、ブレード折曲機構は、所定の枠部材によってフレーム状に構枠されている支持架台に配して成る請求項1に記載の多翼ファンの製造装置。
  3. 供給部は、ワークを収納保持しているワークボックスを支持架台の底部で後方向に沿って転動自在に移動させる搬入コンベア、また前方向に沿って転動自在に移動させる搬出コンベアが左右で対状に配置されている搬入出機構と、供給部自体の背部に設けた後部架台の前面に配した左右ガイドに沿って左右方向に移動自在な昇降ガイドと、この昇降ガイドによって昇降自在に案内される把持アームブロックと、搬入コンベア上に載置されているワークボックスを把持し、所定高さ位置までワークボックスを上昇させ、また、加工処理後で戻されたワークを収納保持した後のワークボックスを搬出コンベア上に下降させ、解放する把持アームとを備えて成る請求項1または2に記載の多翼ファンの製造装置。
  4. 搬送機構は、供給部上に左右で一対にして配した走行ガイドによって前後方向に走行する走行支持台と、この走行支持台上で左右方向に走行する搬送支持ブロックと、この搬送支持ブロックに昇降自在に設けられていて、ワークにおける軸孔に挿入されて拡開されるチャック爪部を下部に有し、平面で間欠回転されるワーク支持体とを備えて成る請求項1乃至3のいずれかに記載の多翼ファンの製造装置。
  5. ワーク支持体は、搬送支持ブロックに設けた搬送昇降ガイドによって支持されることで昇降する昇降本体部と、ワークにおける軸孔に挿入され、拡開されることで軸孔の内縁に圧止されるよう拡張・収縮する支持爪を備えて、昇降本体部の下部に設けられたチャック爪部とから成る請求項4に記載の多翼ファンの製造装置。
  6. チャック爪部は、昇降本体部の下端底面に設けたチャックガイドブロックに放射状に配列形成したガイド溝内に嵌め入れられて径方向に案内移動される支持爪を備えて成り、支持爪は、ガイド溝内に径方向にスライド自在にして嵌め入れられるスライド部と、チャックガイドブロックの下方に突出している圧止部とから側面逆L字形に形成されていて、圧止部の前面は彎曲していると共に、軸孔の内縁にやや食い込み状となる刃部を設けてある請求項4または5に記載の多翼ファンの製造装置。
  7. 切込形成機構は、搬送機構によって搬入されるワークを搬送機構による支持状態を維持したままで位置決めさせて、ワークの周側壁の内側で切込部位に前面が当接すると共に、切込部位に付与される切込圧を弾撥的に支持して進退自在になっている受部を前面に有する切込受台と、ワークの周側壁の外側に配されていて、切込形状に対応した切込端を先端に有する切込刃と、この切込刃を受部に対してワークの間欠回転に同期して進退自在に作動させる進退作動器とを備えて成る請求項1乃至6のいずれかに記載の多翼ファンの製造装置。
  8. 切込受台は、前面が彎曲し、支持架台に設けた台座上に固定される受台本体と、この受台本体の前面におけるワークの周側壁に対してのブレードの形成位置で、ブレードの外郭形状に対応した前面形状で切込刃の前進による切込圧で弾撥的に後退するよう前面に進退自在にして嵌め込み状に設けた受部とから成る請求項1乃至7のいずれかに記載の多翼ファンの製造装置。
  9. ブレード折曲機構は、搬送機構によって搬入される切込形成後のワークを搬送機構による支持状態を維持したままで位置決めさせて、ワークの周側壁の内側で折曲部位である切込部分に前面が当接する雌型部材と、折曲部位に宛がわせてワークの外側から前記切込部分をワークの内方に折曲してブレードを形成させる雄型部材と、この雄型部材を雌型部材に対してワークの間欠回転に同期して進退自在に作動させる進退作動器とを備えて成る請求項1乃至8のいずれかに記載の多翼ファンの製造装置。
  10. ブレード折曲機構においては、ワークの間欠回転に同期してブレードの折曲形成後でワークを一旦は間欠昇降させるようにしてある請求項1乃至9のいずれかに記載の多翼ファンの製造装置。
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