KR100567337B1 - 압축기용 피스톤과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

몸통부와, 상기 몸통부의 양 단부에 형성되는 오일 주입부와, 상기 오일 주입부의 양 측에 연장되는 연장부를 구비하는 압축기용 피스톤의 제조방법에 있어서, (가) 상기 몸통부의 양 단부의 외경이 상기 연장부보다 작게 가공하는 단계; (나) 상기 피스톤을 세정하는 단계; (다) 상기 피스톤의 외면에 코팅층을 형성하는 단계; (라) 상기 피스톤에 형성된 코팅층을 고온에서 가열하는 단계; 및 (마) 상기 피스톤의 외주면을 연삭하는 단계;를 포함하는 압축기용 피스톤과 그 제조방법에 관한 것으로서, 몸통부의 양 단부가 연장부보다 외경이 작게 형성됨

으로써 연삭 공정에서 코팅층의 두께가 균일하게 연삭된다. 따라서, 압축기가 작동시 코팅층의 편마모현상을 줄일 수 있다.

Description

압축기용 피스톤과 그 제조방법{Piston and piston fabrication for compressor}

본 발명은 압축기용 피스톤과 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤의 양 단부 구조가 개선된 압축기용 피스톤과 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 자동차용 공기조화장치에 사용되는 압축기는 증발기내에서 기화된 열 교환매체를 흡입하여 압축하고, 압축된 열 교환매체를 펌핑하여 연속적으로 열 교환매체가 순환될 수 있도록 하는 것으로, 구동 방식에 따라 스와쉬 플레이트 타입, 로터리 타입 등 여러 종류가 있다.

도 1은 이러한 압축기중 스와쉬 플레이트 타입 압축기(10)의 일 예를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 압축기(10)는 좌우로 분리되는 본체(11a)(11b)가 마련되고, 상기 본체(11a)(11b)의 내부에는 실린더(12a)(12b)가 설치된다. 상기 실린터(12a)(12b) 내부에는 회전축(13)에 의하여 지지되는 스와쉬 플레이트(14)가 설치되고, 상기 스와쉬 플레이트(14)에는 복수개의 피스톤(20)이 직선왕복운동가능하게 결합된다. 그리고, 상기 본체(11a)(11b)의 내주면과 실린더(12a)(12b)의 양 측면의 사이에는 밸브 유니트(16a)(16b)가 각각 설치된다.

도 2는 종래의 피스톤(20)를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 상기 피스톤(20)은 원통 형상의 몸통부(21)와, 상기 몸통부(21)의 양 단부(21a)(21b)에 형성되는 오일 주입부(22)와, 상기 오일 주입부(22)로부터 연장되는 연장부(23)를 구비한다. 상기 몸통부(21)의 양 단부(21a)(21b) 외경은 상기 연장부(23)의 외경과 동일하게 형성된다. 그리고, 상기 몸통부(21)에는 길이 방향으로 형성된 삽입부(24)의 양 측면을 따라서 복수개의 지지부(25)가 돌출되어 있다. 이때, 상기 지지부(25) 사이에는 상기 스와쉬 플레이트(도 1,14)가 삽입되는데, 지지부(25)와 스와쉬 플레이트(14)와의 마찰력을 줄이기 위하여 상기 지지부(25) 단부에는 관통공을 통하여 슈(shoe,26)가 삽입된다.

상기와 같이 구성된 종래의 피스톤(20)이 제조되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 피스톤(20)의 형상을 가지도록 가공하고, 가공된 피스톤(20)의 외면을 정밀 가공한다. 이어서, 상기 피스톤(20)의 표면에 잔재하는 이물질을 제거하기 위하여 세척을 하고, 피스톤(20)의 외면에 코팅 재료를 스프레이 분사함으로써 코팅층을 형성한다. 이때, 상기 코팅재료로서는 내열성과 내마모성이 뛰어난 테플론(teflon)이 바람직하다.

코팅 공정이 완료되면, 상기 피스톤(20)의 외면에 코팅된 테플론을 건조시키고, 상기 피스톤(20)을 오븐(oven)내에 장입하여 230℃ 내지 250℃의 고온에서 가열하게 된다. 이어서, 상기 코팅층은 피스톤(20)의 불규칙한 형상으로 인하여 코팅층의 두께 차이가 날 수 있기 때문에 연마기를 이용하여 연삭하게 된다.

그런데, 종래의 피스톤(20)을 연삭하는데 있어서, 상기 몸통부(21)의 양 단부(21a)(21b)와 연장부(23)가 동시에 연삭될 때 코팅층의 두께 편차가 발생하게 된다. 이것은 연삭 숫돌에 접촉되는 피연삭면의 면적이 상호 다르기 때문이다.

즉, 도면에 나타낸 바와 같이, 몸통부(21)와 연장부(23)의 일측의 폭(W₁)은 타측의 폭(W₂)보다 작으므로 연삭 숫돌에 접촉되는 면적도 달라지게 된다. 이에 따라 일측에 연삭되는 코팅층은 그 두께가 얇게되고, 타측에 연삭되는 코팅층은 상기 일측의 코팅층 두께보다 상대적으로 두껍게 된다. 이러한 두께의 편차는 압축기의 작동시 코팅층의 일부가 벗겨지는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피스톤의 몸통부와 연장부의 양 단부의 외경 크기를 달리하여 도포층의 두께를 균일하게 유지하는 압축기용 피스톤과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 압축기용 피스톤과 그 제조방법은, 몸통부와, 상기 몸통부의 양 단부에 형성되는 오일 주입부와, 상기 오일 주입부의 양 측에 연장되는 연장부를 구비하는 압축기용 피스톤의 제조방법에 있어서, (가) 상기 몸통부의 양 단부의 외경이 상기 연장부보다 작게 가공하는 단계; (나) 상기 피스톤을 세정하는 단계; (다) 상기 피스톤의 외면에 코팅층을 형성하는 단계; (라) 상기 피스톤에 형성된 코팅층을 고온에서 가열하는 단계; 및 (마) 상기 피스톤의 외주면을 연삭하는 단계;를 포함한다.

본 발명은 상기 (가) 단계에서, 상기 연장부의 외경 크기는 몸통부 단부의 외경 크기와 연삭시 연장부로부터 연삭되는 코팅층 두께의 합인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 연장부의 외경이 상기 몸통부 양 단부의 외경보다 60 마이크로미터 더 큰 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 일부가 절개된 원통형의 몸통부와, 상기 몸통부의 양 단부로부터 연장되는 오일 주입부와, 상기 오일 주입부로부터 연장되는 연장부를 구비한 압축기용 피스톤에 있어서, 상기 몸통부의 양 단부의 외경은 상기 연장부의 외경보다 작게 형성되는 압축기용 피스톤를 제공한다.

본 발명의 상기 연장부의 외경 크기는 상기 몸통부 단부의 외경 크기와, 상기 연장부상에 형성된 코팅층의 연삭되는 두께의 합인 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 압축기용 피스톤과 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 피스톤(30)을 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 상기 피스톤(30)은 일부가 절개된 원통형의 몸통부(31)가 마련되고, 상기 몸통부(31)의 양 단부(31a)(31b)에는 오일 주입부(32)가 형성된다. 그리고, 상기 오일 주입부(32)의 단부로부터 각각의 연장부(33)가 연장되어 있다.

또한, 상기 몸통부(31)에는 길이 방향으로 형성된 삽입부(34)의 양 측면을 따라서 복수개의 지지부(35)가 돌출되어 있다. 이 지지부(35) 사이에는 스와쉬 플레이트가 결합되는데, 상기 지지부(35)와 스와쉬 플레이트의 마찰력을 줄이기 위해서 지지부(35)의 관통공을 통하여 슈(36)가 결합된다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 몸통부(31)의 양 단부(31a)(31b)의 외경은 상기 연장부(33)의 외경보다 작게 형성된다. 보다 상세하게는, 상기 피스톤(30)의 외면에 형성된 코팅층을 연삭하는 연삭 공정에서 연삭되는 코팅층의 두께만큼, 상기 몸통부(31)의 양 단부(31a)(31b)의 외경이 연장부(23)의 외경보다 작게 형성된다. 이에 따라, 상기 몸통부(31) 양 단부(31a)(31b)의 외경은 상기 연장부(33)의 외경보다 60 마이크로미터정도 작게 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 외경 크기의 차이(h)는 연삭시 상기 몸통부(31)와 연장부(33)의 코팅층이 균일하게 연삭되기 위해서 필요한 최소한의 두께 차이이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 피스톤(30)을 제조하기 위한 공정은 다음과 같다.

먼저, 상기 피스톤(30)의 형상을 가지도록 가공한다. 이때, 상기 몸통부(31) 양 단부(31a)(31b)의 외경은 연삭 공정으로 연마되는 코팅층의 두께만큼 연장부(33)의 외경보다 작게 형성한다.

이어서, 상기 피스톤(30)의 표면에 잔재하는 이물질을 제거하기 위하여 세정 작업을 행하고, 상기 피스톤(30)의 외면에 코팅층을 형성한다. 이때, 코팅층은 스프레이 분사 방식으로 분사되는데, 내열성과 내마모성이 강한 테플론을 이용하는 것이 바람직하다.

이어서, 상기 피스톤(30)의 외면에 도포된 코팅층을 건조시키고, 오븐(oven)내에 상기 피스톤(30)을 장입하여 230℃ 또는 250℃ 정도에서 가열하게 된다. 이때, 상기 피스톤(30)은 코팅층의 도포시 피스톤(30)의 불규칙한 형상에 기인하여 도포 두께의 편차를 나타낼 수도 있다. 따라서, 연마기에 피스톤(30)을 장착시키고 도포되는 코팅층의 두께가 피스톤(30)의 전 부분에서 균일하도록 일정 속도로 연삭하게 된다.

이와 같이 완성된 본 발명에 따른 압축기는 회전축이 회전함에 따라 회전축에 고정된 스와쉬 플레이트가 회전하게 되고, 이에 따라 스와쉬 플레이트에 지지된 복수개의 피스톤이 실린더에 대하여 직선왕복운동하면서 열 교환매체를 흡입, 압축 및 펌핑하게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 압축기용 피스톤과 그 제조방법은 몸통부의 양 단부의 외경이 연장부의 외경보다 작게 형성됨으로써 연삭 공정에서 코팅층의 두께가 균일하게 연삭된다. 따라서, 압축기가 작동시 코팅층의 편마모현상을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 통상적인 압축기를 도시한 분리 사시도,

도 2는 종래의 피스톤을 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 피스톤을 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10. 압축기 11a,11b. 본체

12a,12b. 실린더 13. 회전축

14. 스와쉬 플레이트 16a,16b. 밸브 유니트

20,30. 피스톤 21,31. 몸통부

21a,21b. 단부 22,32. 오일 주입부

23,33. 연장부 24,34. 삽입부

25,35. 지지부 26,36. 슈

31a,31b. 단부

Claims (4)

1. 몸통부와, 상기 몸통부의 양 단부에 형성되는 오일 주입부와, 상기 오일 주입부의 양 측에 연장되는 연장부를 구비하는 압축기용 피스톤의 제조방법에 있어서,

   (가) 상기 몸통부의 양 단부의 외경이 상기 연장부보다 작게 가공하는 단계;

   (나) 상기 피스톤을 세정하는 단계;

   (다) 상기 피스톤의 외면에 코팅층을 형성하는 단계;

   (라) 상기 피스톤에 형성된 코팅층을 고온에서 가열하는 단계; 및

   (마) 상기 피스톤의 외주면을 연삭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 (가) 단계에서, 상기 연장부의 외경 크기는 몸통부 단부의 외경 크기와 연삭시 연장부로부터 연삭되는 코팅층 두께의 합인 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 연장부의 외경은 상기 몸통부 양 단부의 외경보다 60 마이크로미터 더 큰 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤의 제조방법.
4. 일부가 절개된 원통형의 몸통부와, 상기 몸통부의 양 단부로부터 연장되는 오일 주입부와, 상기 오일 주입부로부터 연장되는 연장부를 구비한 압축기용 피스톤에 있어서,

   상기 몸통부의 양 단부의 외경은 상기 연장부의 외경보다 작게 형성되고, 상기 연장부의 외경 크기는 상기 몸통부 단부의 외경 크기와, 상기 연장부상에 형성된 코팅층의 연삭되는 두께의 합인 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤.