JP6178545B2 - Impeller manufacturing method - Google Patents

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本発明は、インペラの製造方法に関する。 The present invention also relates to the production how of the impeller.

圧縮機等に用いられるインペラは、一般に、軸線の一方向に向かって次第に縮径する形状のハブと、該ハブの傾斜するハブ面に設けられて周方向の一方側に傾斜し且つ周方向に所定間隔を存して複数配設されたブレードとを備えている。   An impeller used in a compressor or the like is generally provided with a hub having a diameter that gradually decreases in one direction of an axis, and a hub surface that is inclined to the hub, and is inclined to one side in the circumferential direction and is circumferentially provided. A plurality of blades arranged at predetermined intervals.

このような形状のインペラを製造するときには、多軸の工作機械を用い、ブロック状の材料から削り出すことが行われている（下記特許文献１参照）。   When manufacturing an impeller having such a shape, a multi-axis machine tool is used to cut out a block-shaped material (see Patent Document 1 below).

特開２０１０−２６９４１７号公報JP 2010-269417 A

しかし、多軸の工作機械を用いた場合には、加工時間が長く、製造効率が悪いだけでなくコストも高い。そこで、射出成形等によりインペラを成形することが考えられるが、傾斜するブレードがハブ面を覆う形状では、金型からの離型性が悪く、円滑に離型させるためには金型構造が複雑化してコストが増加する。   However, when a multi-axis machine tool is used, the machining time is long and not only the production efficiency is poor but also the cost is high. Therefore, it is conceivable to mold the impeller by injection molding or the like. However, when the inclined blade covers the hub surface, the mold release structure is poor, and the mold structure is complicated for smooth release. And cost increases.

上記の点に鑑み、本発明は、インペラを効率良く低コストで製造することができるインペラの製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention aims to provide a manufacturing how the impeller can be manufactured impeller efficiently low cost.

かかる目的を達成するために、本発明は、ハブと、該ハブのハブ面に設けられて周方向の一方側に傾斜し且つ周方向に所定間隔を存して複数配設されたブレードとを備えるインペラの製造方法において、前記ブレードを成形するブレード成形工程と、前記ハブを成形するハブ成形工程と、前記ブレード成形工程により成形された各ブレードを回転軸の軸方向に対して所定の角度に傾斜させて前記ハブ面に着座させ、前記ハブと各ブレードとを結合する結合工程とを備え、前記ブレード成形工程においては、環状の連結部と、該連結部に所定間隔を存して一体に連結された複数のブレードとからなるブレード連結体を成形し、前記ハブ成形工程においては、前記ブレード連結体の前記連結部を嵌合させる嵌合部を備えるハブを成形し、前記結合工程は、前記ブレード連結体の各ブレードの姿勢を、前記ブレード成形工程で該ブレードが成形された際の姿勢よりも回転軸の軸方向に対して傾斜した所定の傾斜姿勢となるように、変化させるブレード傾斜工程と、前記ブレード連結体の連結部を前記ハブの嵌合部に嵌合させる嵌合工程とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention includes a hub and a plurality of blades provided on the hub surface of the hub, which are inclined to one side in the circumferential direction and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. In the impeller manufacturing method provided, a blade forming step for forming the blade, a hub forming step for forming the hub, and each blade formed by the blade forming step at a predetermined angle with respect to the axial direction of the rotation shaft. And a connecting step of connecting the hub and each blade, and in the blade forming step, the annular connecting portion and the connecting portion are integrated with a predetermined interval. A blade coupling body composed of a plurality of connected blades is molded, and in the hub molding step, a hub having a fitting portion for fitting the coupling portion of the blade coupling body is molded, and the coupling is performed. The posture of each blade of the blade coupling body is changed so as to have a predetermined inclined posture that is inclined with respect to the axial direction of the rotation shaft rather than the posture when the blade is formed in the blade forming step. a blade inclined step of, characterized Rukoto a fitting step of fitting the coupling portion of the blade connecting body in the fitting portion of the hub.

本発明によれば、ブレード成形工程によりブレードを成形し、ハブ成形工程によりハブを成形するので、ブレード及びハブを射出成形等により成形するとき、金型からの離型が円滑に行え、金型構造が複雑化しない。これにより、インペラを低コストで製造することができる。   According to the present invention, since the blade is molded by the blade molding process and the hub is molded by the hub molding process, when the blade and the hub are molded by injection molding or the like, the mold can be smoothly released from the mold. The structure is not complicated. Thereby, an impeller can be manufactured at low cost.

前記ブレード成形工程において前記ブレード連結体を成形することにより、所定間隔を存して配列された各ブレードが連結部により連結された状態で前記結合工程を行うことができ、ハブ面の所定位置にブレードを１つずつ順次結合するといった作業を行うのに比べ、効率良くインペラを製造することができる。   By forming the blade coupling body in the blade forming step, the joining step can be performed in a state where the blades arranged at a predetermined interval are connected by the connecting portion, and the blade is placed at a predetermined position on the hub surface. The impeller can be manufactured more efficiently than the operation of sequentially connecting the blades one by one.

更に、前記結合工程の前記ブレード傾斜工程においては、連結部材に連結された状態の各ブレードを傾斜させるので、各ブレード相互の位置がずれることなく傾斜姿勢とすることができ、前記嵌合工程においては、連結部を前記嵌合部に嵌合させるので、各ブレードの位置決めが極めて容易に行える。よって、効率良くインペラを製造することができる。   Further, in the blade tilting step of the coupling step, the blades connected to the connecting member are tilted, so that the blades can be in a tilted posture without shifting their positions, and in the fitting step Since the connecting portion is fitted to the fitting portion, each blade can be positioned very easily. Therefore, an impeller can be manufactured efficiently.

また、本発明において、前記ブレード成形工程によって前記ブレードの前記ハブ面への結合面に凸部を備えるブレードを成形し、前記ハブ成形工程によって前記ハブ面に前記ブレードの凸部に対応する凹部を備えるハブを成形し、前記結合工程は、前記ハブ面の凹部に前記ブレードの凸部を係合させる係合工程を備えることを特徴とする。   Further, in the present invention, a blade having a convex portion is formed on a coupling surface of the blade to the hub surface by the blade molding step, and a concave portion corresponding to the convex portion of the blade is formed on the hub surface by the hub molding step. The hub is provided, and the coupling step includes an engaging step of engaging the convex portion of the blade with the concave portion of the hub surface.

これによれば、前記結合工程において前記ハブ面の凹部に前記ブレードの凸部を係合させるだけで極めて容易にハブへの各ブレードの結合が行えるので、効率良くインペラを製造することができる。   According to this, since each blade can be coupled to the hub very easily only by engaging the convex portion of the blade with the concave portion of the hub surface in the coupling step, the impeller can be manufactured efficiently.

本発明の実施形態のインペラを示す斜視図。The perspective view which shows the impeller of embodiment of this invention. 本実施形態のインペラの構成を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the structure of the impeller of this embodiment. ブレードの凸部とハブの凹部とを示す説明的断面図。Explanatory sectional drawing which shows the convex part of a braid | blade, and the recessed part of a hub. ブレード連結体の成形状態を示す平面図。The top view which shows the shaping | molding state of a blade coupling body. ハブへのブレードの組み付けを示す説明的平面図。An explanatory plan view showing assembly of a blade to a hub. 組み付け治具を用いたハブへのブレードの組み付けを示す説明的斜視図。The explanatory perspective view which shows the assembly | attachment of the braid | blade to the hub using an assembly jig. 他の実施形態のブレード及びハブを示す説明図。Explanatory drawing which shows the braid | blade and hub of other embodiment.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のインペラ１は、図１に示すように、ハブ２と複数のブレード３とを備えている。ハブ２は、その外周面に、傾斜するハブ面４を備えている。各ブレード３は、ハブ面４に、その周方向の一方側に傾斜する姿勢で所定間隔を存して設けられている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the impeller 1 of the present embodiment includes a hub 2 and a plurality of blades 3. The hub 2 includes an inclined hub surface 4 on the outer peripheral surface thereof. Each blade 3 is provided on the hub surface 4 with a predetermined interval in a posture inclined to one side in the circumferential direction.

インペラ１は、図２に示すように、ハブ２とブレード連結体５との２つの部材によって構成されている。ハブ２は、回転軸線ｘの一方向（図示では上方）に向かって次第に縮径する略円錐形状に形成されている。ブレード連結体５は、環状の連結部６と、連結部６に所定間隔を存して一体に連結された複数のブレード３とを備えている。   As shown in FIG. 2, the impeller 1 includes two members, a hub 2 and a blade coupling body 5. The hub 2 is formed in a substantially conical shape that gradually decreases in diameter toward one direction (upward in the drawing) of the rotation axis x. The blade coupling body 5 includes an annular coupling portion 6 and a plurality of blades 3 that are integrally coupled to the coupling portion 6 at a predetermined interval.

また、各ブレード３の下端には凸部７が設けられている。ハブ２の上端部には、ブレード連結体５の連結部６を嵌合させる嵌合部８が形成されており、ハブ面４の下端部には、各ブレード３の凸部７の夫々を係合させる複数の凹部９が形成されている。   A convex portion 7 is provided at the lower end of each blade 3. A fitting portion 8 for fitting the connecting portion 6 of the blade connecting body 5 is formed at the upper end portion of the hub 2, and the convex portions 7 of the blades 3 are respectively engaged with the lower end portion of the hub surface 4. A plurality of recesses 9 to be combined are formed.

ハブ２の凹部９は、図３に示すように、回転軸線ｘの方向に凹入するように形成されている。一方、ブレード３の凸部７は、ハブ２の凹部９に挿入して係合させたときにブレード３が所定の傾斜姿勢となるように、ブレード３に対して所定の角度をもって突設されている。これにより、凸部７を凹部９への挿入方向に向け、ブレード３を回転軸線ｘに沿って（図示では鉛直下方に）移動させて凸部７を凹部９に挿入するだけで、ブレード３が所定の傾斜姿勢となる。   As shown in FIG. 3, the recess 9 of the hub 2 is formed to be recessed in the direction of the rotation axis x. On the other hand, the convex portion 7 of the blade 3 protrudes at a predetermined angle with respect to the blade 3 so that the blade 3 assumes a predetermined inclined posture when inserted and engaged with the concave portion 9 of the hub 2. Yes. As a result, the blade 3 is simply inserted into the concave portion 9 by moving the blade 3 along the rotation axis x (vertically downward in the figure) by directing the convex portion 7 in the insertion direction into the concave portion 9. It becomes a predetermined inclination posture.

なお、図示しないが、図３に示すものとは逆に、ハブ２の凹部を、ブレード３の傾斜姿勢に対応する角度に形成しておくことも可能である。しかし、この場合には、ブレード３の凸部を凹部に沿って斜めに挿入させなければならない。このため、図３に示した本実施形態のように、凸部７をブレード３に対して所定の角度をもって突設し、凹部９をハブ２の回転軸線ｘの方向に凹入して形成しておくほうが、係合作業が容易となって好ましい。   Although not shown, it is possible to form the concave portion of the hub 2 at an angle corresponding to the inclined posture of the blade 3, contrary to that shown in FIG. 3. However, in this case, the convex portion of the blade 3 must be inserted obliquely along the concave portion. Therefore, as in the present embodiment shown in FIG. 3, the convex portion 7 is projected with a predetermined angle with respect to the blade 3, and the concave portion 9 is recessed in the direction of the rotation axis x of the hub 2. It is preferable to keep the engagement work easier.

次に、上記構成のインペラ１の製造方法について説明する。先ず、図２に示すように、ブレード連結体５とハブ２とを個別に成形する。即ち、合成樹脂を材料として図外のブレード用射出成形金型を用いてブレード連結体５を射出成形し（ブレード成形工程）、合成樹脂を材料として図外のハブ用射出成形金型を用いてハブ２を射出成形する（ハブ成形工程）。   Next, a method for manufacturing the impeller 1 having the above configuration will be described. First, as shown in FIG. 2, the blade connector 5 and the hub 2 are individually molded. That is, the blade coupling body 5 is injection-molded using a synthetic resin as a material and an injection mold for blades (not shown) (blade molding process), and the synthetic resin is used as a hub and an injection mold for hubs (not shown). The hub 2 is injection molded (hub molding process).

このとき、ブレード連結体５は、図４に平面視して示すように、各ブレード３を鉛直方向に立てた姿勢で成形する。こうすることにより、ブレード連結体５は、金型からの離型が容易となり、金型構造が複雑化せず、低コストで効率良く成形される。   At this time, as shown in a plan view in FIG. 4, the blade coupling body 5 is molded in a posture in which each blade 3 stands in the vertical direction. By doing so, the blade assembly 5 can be easily released from the mold, and the mold structure is not complicated, and can be molded efficiently at low cost.

次いで、図５（ａ）に示すように、ブレード連結体５の連結部６とハブ２の嵌合部８との位置を合わせて、ブレード連結体５をハブ２の上方に対向させる。続いて、図５（ｂ）に示すように、各ブレード３を所定の角度に傾斜させる（ブレード傾斜工程）。このとき、各ブレード３は、連結部６により連結された状態とされているので、各ブレード３の位置ずれが防止される。そして、ブレード連結体５の連結部６をハブ２の嵌合部８に嵌合させ（嵌合工程）、ブレード連結体５の各ブレード３の下縁をハブ面４に着座させると共に、各凸部７をハブ面４の各凹部９に係合させる（係合工程）。これにより、各ブレード３がハブ２に結合される（結合工程）。このときにも、各ブレード３は連結部６により連結された状態が維持されているので、各ブレード３が互いに所定間隔を存した位置で確実に位置決めされ、ハブ２への結合作業が容易に行える。また、各ブレード３の凸部７が、前述した通り、ブレード３に対して所定の角度をもって突設されているので、各ブレード３の凸部７をハブ２の凹部９に係合するだけで、各ブレード３が所定の傾斜姿勢となる。   Next, as shown in FIG. 5A, the positions of the connecting portion 6 of the blade connecting body 5 and the fitting portion 8 of the hub 2 are aligned, and the blade connecting body 5 is opposed to the upper side of the hub 2. Subsequently, as shown in FIG. 5B, each blade 3 is tilted at a predetermined angle (blade tilting step). At this time, each blade 3 is connected by the connecting portion 6, so that the displacement of each blade 3 is prevented. Then, the coupling portion 6 of the blade coupling body 5 is fitted into the fitting portion 8 of the hub 2 (fitting process), the lower edge of each blade 3 of the blade coupling body 5 is seated on the hub surface 4, and each projection The part 7 is engaged with each recess 9 of the hub surface 4 (engagement step). Thereby, each blade 3 is couple | bonded with the hub 2 (joining process). Also at this time, since the blades 3 are maintained in the state of being connected by the connecting portions 6, the blades 3 are reliably positioned at a predetermined distance from each other, and the connecting work to the hub 2 is easy. Yes. Further, as described above, the convex portions 7 of the respective blades 3 are projected at a predetermined angle with respect to the blade 3, so that the convex portions 7 of the respective blades 3 are merely engaged with the concave portions 9 of the hub 2. Each blade 3 is in a predetermined inclined posture.

なお、ブレード傾斜工程により各ブレード３を所定の角度に傾斜させる作業を行う前に、嵌合工程によりブレード連結体５の連結部６をハブ２の嵌合部８に嵌合させるようにしてもよい。この場合には、ブレード連結体５の連結部６がハブ２の嵌合部８に嵌合されて、各ブレード３が位置決めされた状態で、各ブレード３を所定の角度に傾斜させ、次いで、各ブレード３の凸部７をハブ面４の凹部９に係合させることができる。また、各ブレード３の下縁には予め接着剤を塗布しておいてもよく、これによって強固な結合状態を得ることができる。   In addition, before performing the operation | work which inclines each braid | blade 3 to a predetermined angle by a blade inclination process, it may be made to fit the connection part 6 of the blade coupling body 5 to the fitting part 8 of the hub 2 by a fitting process. Good. In this case, the connecting portion 6 of the blade connecting body 5 is fitted into the fitting portion 8 of the hub 2 and each blade 3 is positioned, and each blade 3 is inclined at a predetermined angle. The convex portion 7 of each blade 3 can be engaged with the concave portion 9 of the hub surface 4. In addition, an adhesive may be applied to the lower edge of each blade 3 in advance, whereby a strong bonded state can be obtained.

ここで、各ブレード３のハブ２への結合に際しては、一例として、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、接合用治具１０を用いることが挙げられる。   Here, when the blades 3 are coupled to the hub 2, as an example, as illustrated in FIGS. 6A to 6C, a joining jig 10 may be used.

接合用治具１０は、図６（ａ）に示すように、第１フレーム１１と、該第１フレーム１１に対して回転自在の第２フレーム１２とによって構成される。第１フレーム１１の中央にはその下方に延びる円柱状の保持軸１３が固定されており、第１フレーム１１の周縁には下方に延びる複数の第１当接棒１４が所定間隔を存して固設されている。第２フレーム１２は円盤状に形成され、その周縁には下方に延びる複数の第２当接棒１５が所定間隔を存して固設されている。第１当接棒１４の下端部と、第２当接棒１５の下端部は、ブレード３の所定の傾斜姿勢に沿った角度で屈曲している。   As shown in FIG. 6A, the joining jig 10 includes a first frame 11 and a second frame 12 that is rotatable with respect to the first frame 11. A columnar holding shaft 13 extending downward is fixed to the center of the first frame 11, and a plurality of first contact bars 14 extending downward are provided at predetermined intervals on the periphery of the first frame 11. It is fixed. The second frame 12 is formed in a disc shape, and a plurality of second contact rods 15 extending downward are fixedly provided at the periphery of the second frame 12 at a predetermined interval. The lower end portion of the first contact rod 14 and the lower end portion of the second contact rod 15 are bent at an angle along a predetermined inclined posture of the blade 3.

そして、図６（ｂ）に示すように、保持軸１３にブレード連結体５の連結部６を装着させる。同時に、第１当接棒１４をブレード３の一方側面（ハブ面４に傾斜して対向する面）に沿って位置させ、第２当接棒１５をブレード３の他方側面に沿って位置させる。次いで、第１フレーム１１を第２フレーム１２に対して回転させる。これにより、第１当接棒１４と第２当接棒１５との間にブレード３が挟まれ、ブレード３が所定の傾斜姿勢とされた状態でブレード連結体５が第１フレーム１１と第２フレーム１２とに保持される。   Then, as shown in FIG. 6B, the connecting portion 6 of the blade connecting body 5 is attached to the holding shaft 13. At the same time, the first contact bar 14 is positioned along one side surface of the blade 3 (the surface that is inclined to face the hub surface 4), and the second contact bar 15 is positioned along the other side surface of the blade 3. Next, the first frame 11 is rotated with respect to the second frame 12. Thereby, the blade 3 is sandwiched between the first contact rod 14 and the second contact rod 15, and the blade coupling body 5 is connected to the first frame 11 and the second frame in a state where the blade 3 is in a predetermined inclined posture. The frame 12 is held.

続いて、図６（ｃ）に示すように、第１フレーム１１と第２フレーム１２とで保持したブレード連結体５をハブ面４に着座させて接合する。このように、接合用治具１０を用いることで、ブレード３とハブ２との結合を極めて円滑に行うことができ、インペラ１を容易に製造することができる。   Subsequently, as shown in FIG. 6C, the blade coupling body 5 held by the first frame 11 and the second frame 12 is seated on the hub surface 4 and joined. Thus, by using the joining jig 10, the blade 3 and the hub 2 can be coupled very smoothly, and the impeller 1 can be easily manufactured.

なお、図７（ａ）に示すように、ブレード連結体５の連結部６の内側に突出するキー１６を設け、図７（ｂ）に示すように、ハブ２の嵌合部８に、連結部６のキー１６に対応するキー溝１７を設けてもよい。こうすることにより、ブレード３とハブ２との結合に先立ってハブ２に対するブレード連結体５の位置合わせが極めて容易となる。   As shown in FIG. 7 (a), a key 16 protruding inside the connecting portion 6 of the blade connecting body 5 is provided and connected to the fitting portion 8 of the hub 2 as shown in FIG. 7 (b). A key groove 17 corresponding to the key 16 of the portion 6 may be provided. By doing so, it is very easy to align the blade assembly 5 with respect to the hub 2 prior to the connection between the blade 3 and the hub 2.

なお、上記の実施形態においては、各ブレード３に凸部７を設け、ハブ２に凹部９を設けたものを示したが、例えば、各ブレード３の下縁に予め接着剤を塗布してハブ面４に接着する場合には、凸部７及び凹部９を設けなくてもよい。   In the above embodiment, the projections 7 are provided on the blades 3 and the recesses 9 are provided on the hubs 2. However, for example, an adhesive is applied to the lower edge of each blade 3 in advance. When bonding to the surface 4, the convex portion 7 and the concave portion 9 may not be provided.

ｘ…回転軸線（軸線）、１…インペラ、２…ハブ、３…ブレード、４…ハブ面、５…ブレード連結体、６…連結部、７…凸部、８…嵌合部、９…凹部。   x: rotation axis (axis), 1 ... impeller, 2 ... hub, 3 ... blade, 4 ... hub surface, 5 ... blade coupling body, 6 ... coupling portion, 7 ... convex portion, 8 ... fitting portion, 9 ... concave portion .

Claims (2)

ハブと、該ハブのハブ面に設けられて周方向の一方側に傾斜し且つ周方向に所定間隔を存して複数配設されたブレードとを備えるインペラの製造方法において、
前記ブレードを成形するブレード成形工程と、
前記ハブを成形するハブ成形工程と、
前記ブレード成形工程により成形された各ブレードを回転軸の軸方向に対して所定の角度に傾斜させて前記ハブ面に着座させ、前記ハブと各ブレードとを結合する結合工程とを備え、
前記ブレード成形工程においては、環状の連結部と、該連結部に所定間隔を存して一体に連結された複数のブレードとからなるブレード連結体を成形し、
前記ハブ成形工程においては、前記ブレード連結体の前記連結部を嵌合させる嵌合部を備えるハブを成形し、
前記結合工程は、前記ブレード連結体の各ブレードの姿勢を、前記ブレード成形工程で該ブレードが成形された際の姿勢よりも回転軸の軸方向に対して傾斜した所定の傾斜姿勢となるように、変化させるブレード傾斜工程と、前記ブレード連結体の連結部を前記ハブの嵌合部に嵌合させる嵌合工程とを備えることを特徴とするインペラの製造方法。 In a method of manufacturing an impeller comprising a hub and a plurality of blades provided on the hub surface of the hub and inclined at one side in the circumferential direction and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction,
A blade forming step for forming the blade;
A hub molding step of molding the hub;
Each of the blades formed by the blade forming step is inclined to a predetermined angle with respect to the axial direction of the rotating shaft and is seated on the hub surface, and the hub and the blades are connected to each other.
In the blade forming step, a blade connecting body is formed which includes an annular connecting portion and a plurality of blades integrally connected to the connecting portion at a predetermined interval;
In the hub forming step, a hub including a fitting portion for fitting the connecting portion of the blade connector is formed,
In the joining step, the posture of each blade of the blade coupling body is set to a predetermined inclined posture that is inclined with respect to the axial direction of the rotation shaft rather than the posture when the blade is formed in the blade forming step. An impeller manufacturing method comprising: a blade inclination step to be changed; and a fitting step in which a coupling portion of the blade coupling body is fitted into the fitting portion of the hub. 前記ブレード成形工程においては、前記ブレードの前記ハブ面への結合面に凸部を備えるブレードを成形し、
前記ハブ成形工程においては、前記ハブ面に前記ブレードの凸部に対応する凹部を備えるハブを成形し、
前記結合工程は、前記ハブ面の凹部に前記ブレードの凸部を係合させる係合工程を備えることを特徴とする請求項１記載のインペラの製造方法。 In the blade molding step, a blade having a convex portion is formed on the coupling surface of the blade to the hub surface,
In the hub forming step, a hub having a concave portion corresponding to the convex portion of the blade is formed on the hub surface,
The impeller manufacturing method according to claim 1, wherein the coupling step includes an engagement step of engaging a convex portion of the blade with a concave portion of the hub surface.
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