KR100363541B1 - 압축기 사판의 예비성형체 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속기재 복합재료(Metal Matrix Composites)로 이루어진 압축기의 사판(Swash Plate) 제조를 위한 예비성형체(Preform)를 제조하는 방법 및 장치를 개시한다.
본 발명은 세라믹계 쇼트 화이버, 실리카계 무기바인더, 물, 주석 분말을 소정비율로 혼합하고 교반시켜 혼합재료를 형성하는 단계와; 상기 혼합재료를 형틀에 소정량 공급하는 단계와, 상기 혼합재료의 균일한 분포를 위해 형틀을 회전시키는 단계와, 상기 혼합재료를 진공흡인력과 피스톤의 가압력으로 가압시켜 재료에 함유된 수분을 배수시키는 단계와; 배수가 완료된 재료를 형틀로부터 분리시킨 후 건조시켜 예비성형체를 성형하는 단계를 포함하는 예비성형체 제조방법 및 장치를 제공함으로써 예비성형체의 부피분율을 균일하게 할 수 있으며, 윤활특성이 우수한 주석 분말을 예비성형체에 고르게 분포시킬 수 있어 금속기재 복합재료로 이루어진 압축기 사판의 마모특성 및 윤활특성을 개선하여 에어콘의 효율을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

압축기 사판의 예비성형체 제조방법 및 제조장치
본 발명은 금속기재 복합재료(Metal Matrix Composites)로 이루어진 압축기의 사판(Swash Plate)의 제조에 사용되는 예비성형체(Preform)를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 마모특성과 윤활특성을 향상을 위해 첨가되는 주석분말(Sn Powder)이 고르게 분포될 수 있는 압축기 사판의 예비성형체 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
압축기의 사판(Swash Plate)은 압축기의 회전축에 결합되어 회전축 방향으로 상하 위상차를 갖도록 경사면이 형성된 것으로, 경사면의 바깥둘레에 결합되는 다수개의 피스톤을 연속적으로 상하운동시키는 부품이다. 따라서 사판은 특히, 피스톤과 접촉되는 부위의 내마모성 및 내열성이 요구되며, 윤활성도 고려해야 하므로 기능부위만의 특성을 강화할 수 있는 복합재료로 제조하는 노력들이 활발하게 이루어지고 있다.
즉, 복합재료는 여러 가지 재료를 조합하여 필요한 방향에 요구되는 특성을 가지도록 설계하여 만들어진 재료로서, 단일 재료로는 기대할 수 없는 여러 우수한 특성을 가질 수 있다.
도 1은 본 출원인에 의해 선행 출원된 금속기재 복합재료로 이루어진 압축기의 사판의 제조를 위한 예비성형체(Preform)를 제조하는 장치를 개략적으로 도시한 것으로, 대한 민극 특허 출원 번호 제 97-54158 호에 공개되어 있다.
선행출원된 바에 따른 예비성형체의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 세라믹계(Al2O3, Al2O3+ SiO2, Al2O3Whisker, SiC whisker 등의) 쇼트 화이버(Short Fiber)와 물 그리고 실리카계 바인더(Binder)를 소정의 비율로 섞고 교반기로 이들을 혼합한다. 쇼트 화이버는 직경이 약 1∼3㎛이며, 길이가 약 100∼200㎛인 침상의 결정구조를 갖는다.
이와같이, 혼합된 재료를 형틀(1)의 상부를 통해 형틀(1) 내부의 거름종이(6) 위로 공급한다.
그리고 집수조(2)의 일측에 설치된 진공펌프(4)를 동작시켜 형틀(1)의 하부로부터 공기를 흡입하여 혼합된 재료중의 수분을 배수판(5)의 구멍(5a)을 통해 배수시킴과 동시에 적정량의 부피분율(Volume Fraction)과 결합강도를 유지하기 위하여 피스톤(7)으로 혼합된 재료의 상부를 가압함으로써 예비성형체를 성형하게 된다.
그리고 이와같이 성형된 예비성형체를 형틀(1)에서 추출한 다음, 완전히 건조시켜 용적율 5-30%, 기공율 70-95%의 다공성 예비성형체를 제조하게 된다.
이와같이 제조된 종래의 세라믹계 예비성형체는 내마모 특성은 좋으나, 윤활 특성이 나쁜 결점을 가지고 있다.
따라서 종래에는 윤활 특성을 향상시키기 위하여 제조된 세라믹계 예비성형체의 표면에 주석을 도금하는 공정을 별도로 수행하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 윤활특성이 우수한 주석 분말(Sn Powder)을 첨가하여 예비성형체에 고르게 분포할 수 있도록하여 우수한 마모특성 및 윤활특성을 가지는 예비성형체 제조방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 세라믹계 쇼트 화이버, 실리카계 무기바인더, 물, 주석 분말을 소정비율로 혼합하고 교반시켜 혼합재료를 형성하는 단계와; 상기 혼합재료를 형틀에 소정량 공급하는 단계와, 상기 혼합재료의 균일한 분포를 위해 형틀을 회전시키는 단계와, 상기 혼합재료를 진공흡인력과 피스톤의 가압력으로 가압시켜 재료에 함유된 수분을 배수시키는 단계와; 배수가 완료된 재료를 형틀로부터 분리시킨 후 건조시켜 예비성형체를 성형하는 단계를 포함하는 예비성형체 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 회동될 수 있도록 바깥둘레에 풀리가 형성된 원통형상의 형틀과, 상기 형틀 내부에 설치되는 배수판과, 상기 배수판 상부에 설치되는 거름수단과, 상기 형틀 하부에 설치되는 집수수단과, 상기 형틀 내부에 진공을 형성할 수 있도록 집수수단 측에 설치되는 흡수수단과, 상기 형틀 내부에 장입된 혼합재료에 가압력을 부여할 수 있도록 형틀 상부에 설치되는 가압수단과, 상기 형틀의 풀리와 동력전달부재로 연결되어 회동시킬 수 있도록 설치되는 구동수단을 포함하는 예비성형체 제조장치를 제공한다.
본 고안의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 선행출원된 예비성형체 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 예비성형체 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 예비성형체 제조방법에 의해 제조된 예비성형체를 도시한 사시도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >
10 ; 형틀 11 ; 풀리
12 ; 구동모터 13 ; 동력전달부재
14 ; 배수구멍 15 ; 배수판
16 ; 거름종이 17 ; 집수조
18 ; 진공펌프 20 ; 혼합재료
21 ; 피스톤 22 ; 예비성형체
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 예비성형체 제조장치를 도시한 단면도이다.
본 발명은 도시된 바와 같이, 원통형상의 형틀(10) 바깥둘레에 풀리(11)가 형성되어 별도로 구비되는 구동모터(12)와 동력전달부재(13)로 연결되어 회동될 수 있도록 설치된다.
상기 형틀(10) 내부에는 배수구멍(14)이 형성된 배수판(15)이 설치되고, 그 위에는 수분만을 통과시키는 거름종이(16)가 설치된다.
한편 형틀(10) 하부에는 상기 배수구멍(14)과 연통되어 형틀(10) 내부의 수분을 집수할 수 있는 집수조(17)가 설치되며, 집수조(17) 내부에 진공을 형성하여 배수구멍을 통해 형틀 내부의 수분을 진공흡수할 수 있도록 집수조(17) 일단에 진공펌프(18)가 설치된다.
한편 상기 형틀(10) 상부에는 형틀(10) 내부에 장입된 혼합재료(20)에 가압력을 부여할 수 있도록 피스톤(21)이 설치된다.
이와같은 제조장치를 이용한 예비성형체의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 세라믹계 쇼트 화이버, 실리카계 무기바인더, 물, 주석 분말을 소정비율로 혼합하고 교반시켜 혼합재료(20)를 형성한다.
그리고 혼합재료(20)를 형틀(1) 내부의 거름종이(16)와 배수판(15)위에 소정량 공급하고, 구동모터(12)를 작동시켜 형틀(10)을 회전시킨다.
이처럼 회동되는 형틀(10) 내부에서는 원심력이 작용하여 혼합재료(20) 중에서 특히 비중이 높은 주석 분말이 자중에 의해 혼합재료(20) 하부로 집중되는 것을 차단하고 고르게 분포될 수 있도록 한다.
한편, 진공펌프(18)를 작동시켜 집수조(17) 내의 공기를 빨아들이면 배수판(15)의 배수구멍(14)을 통해 혼합재료(20)에 함유된 수분이 거름종이(16)를 통과하여 집수조(17)로 수집된다.
또한, 피스톤(21)에 가압력을 부여하여 혼합재료(20)를 압착하여 혼합재료(20)에 함유된 수분을 배수시키면서 요구하는 형상 및 두께를 형성하도록 한다.
이와같이 배수가 완료된 재료를 형틀(15)로부터 분리시킨 후, 건조시켜 도 3에 도시된 바와같은 예비성형체(22)를 성형한다.
본 발명에 따른 예비성형체(22)는 형틀(10)을 회전시키면서 동시에 가압성형 및 진공흡수를 수행하게 되므로 예비성형체(22) 내,외부의 부피분율을 균일하게 할 수 있으며, 특히 비중 7.2의 주석 분말이 예비성형체(22) 저부에 가라앉거나 집중되는 것을 방지하여 전체적으로 균일한 조성의 예비성형체(22)를 성형할 수 있다. 따라서 금속기재 복합재료로 이루어진 압축기의 사판 제조시에 사판의 마모특성 및 윤활특성을 개선할 수 있다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
따라서 본 발명의 예비성형체 제조방법 및 장치에 의하면, 예비성형체의 부피분율을 균일하게 할 수 있으며, 윤활특성이 우수한 주석 분말을 예비성형체에 고르게 분포시킬 수 있어 금속기재 복합재료로 이루어진 압축기 사판의 마모특성 및 윤활특성을 개선하여 에어콘의 효율을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

  1. 세라믹계 쇼트 화이버, 실리카계 무기바인더, 물, 주석 분말을 소정비율로 혼합하고 교반시켜 혼합재료를 형성하는 단계와; 상기 혼합재료를 형틀에 소정량 공급하는 단계와, 상기 혼합재료의 균일한 분포를 위해 형틀을 회전시키는 단계와, 상기 혼합재료를 진공흡인력과 피스톤의 가압력으로 가압시켜 재료에 함유된 수분을 배수시키는 단계와; 배수가 완료된 재료를 형틀로부터 분리시킨 후 건조시켜 예비성형체를 성형하는 단계를 포함하는 예비성형체 제조방법.
  2. 회동될 수 있도록 바깥둘레에 풀리가 형성된 원통형상의 형틀과, 상기 형틀 내부에 설치되는 배수판과, 상기 배수판 상부에 설치되는 거름수단과, 상기 형틀 하부에 설치되는 집수수단과, 상기 형틀 내부에 진공을 형성할 수 있도록 집수수단 측에 설치되는 흡수수단과, 상기 형틀 내부에 장입된 혼합재료에 가압력을 부여할 수 있도록 형틀 상부에 설치되는 가압수단과, 상기 형틀의 풀리와 동력전달부재로 연결되어 회동시킬 수 있도록 설치되는 구동수단을 포함하는 예비성형체 제조장치.
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