KR100858098B1 - 슬라이딩 부재 - Google Patents

Abstract

슬라이딩 부재의 슬라이딩 면을 선 형상 또는 점 형상으로 직접 소입하여 볼록부(3a)를 형성함과 동시에, 그 직접 소입 부분에 인접한 비직접 소입 부분에 오목부(3b)를 형성하여, 상기 직접 소입 부분과 비직접 소입 부분으로 슬라이딩 면에 요철면을 형성한다. 상기 직접 소입 부분은 격자 형상, 평행한 직선 형상, 동심원 형상 또는 나선 형상으로 형성할 수 있다. 슬라이딩 면에 직접 소입 부분과 비직접 소입 부분에 의해 요철면을 형성함으로써, 내소부성의 향상을 도모할 수 있다.

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Description

슬라이딩 부재{SLIDING MEMBER}

본 발명은, 예를 들면 반구 형상 슈 등의 슬라이딩 부재에서의 슬라이딩 면에 관한 것으로, 그 슬라이딩 면을 개량함으로써 내소부성(anti-seizure property: 늘어붙음 방지성)을 향상시킨 슬라이딩 부재의 슬라이딩 면에 관한 것이다.

종래, 슬라이딩 부재로서는 여러가지의 것이 알려져 있지만, 가혹한 조건하에서 사용되는 슬라이딩 부재로서 경사판식 콤프레서에 사용되는 반구 형상 슈가 알려져 있다.

이 반구 형상 슈는 반구 형상을 한 반구면과 평활한 끝면을 구비하고 있고, 반구면이 경사판식 콤프레서를 구성하는 피스톤의 반구 형상의 오목부에 슬라이딩접촉함과 동시에, 끝면이 회전축에 설치된 경사판에 슬라이딩 접촉하게 되어 있다. 즉 반구 형상 슈는, 반구면이 피스톤에 대한 슬라이딩 면으로 됨과 동시에, 끝면이 경사판에 대한 슬라이딩 면으로 되어 있다.

그리고 상기 반구 형상 슈의 슬라이딩 면은 소요값 이하의 거칠기로 평활하게 제조되어 있는 것이 보통이다(특허문헌 1).

특허문헌 1: 일본 특개2001-153039호 공보

발명이 이루고자 하는 기술적 과제

그런데 상기 반구 형상 슈는, 특히 경사판에 슬라이딩 접촉하는 끝면에 대해서는 그것에의 윤활유가 냉매 중에 포함되어 공급되기 때문에 충분히 공급되기 어려운 것이나, 피스톤의 왕복운동에 수반되는 경사판에의 압접력의 변동이 크고, 게다가 순간적으로 상당히 높은 압력으로 경사판에 압접되므로, 높은 내소부성이 요구되고 있다.

본 발명은 그러한 사정을 감안하여, 높은 내소부성이 요구되는 반구 형상 슈 등의 슬라이딩 부재의 슬라이딩 면에 대해, 종래에 비해 그 슬라이딩 면의 내소부성을 더 한층 향상시킨 슬라이딩 부재를 제공하는 것이다.

발명을 해결하기 위한 수단

청구항 1의 발명은, 슬라이딩 부재의 슬라이딩 면을 선 형상 또는 점 형상으로 직접 소입하여 볼록부를 형성함과 동시에, 그 직접 소입 부분에 인접한 비직접 소입 부분에 오목부를 형성하고, 상기 직접 소입 부분과 비직접 소입 부분으로 슬라이딩 면에 요철면을 형성하고, 이 요철면에 랩 가공과 버프가공을 실시하여 이 요철면의 단면형상을 이웃하는 볼록부와 오목부가 매끄럽게 접속된 요철형상으로 함과 동시에 상기 볼록부의 높이를 0.1∼1㎛의 범위로 하고, 상기 비직접 소입 부분인 오목부도 소입되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재를 제공하는 것이다.

발명의 효과

청구항 1의 발명에 의하면, 슬라이딩 부재의 슬라이딩 면에 직접 소입 부분과 비직접 소입 부분에 의해 요철면이 형성되어 있으므로, 뒤의 실험결과에서 나타내는 바와 같이 그러한 요철면이 없는 종래의 슬라이딩 부재의 슬라이딩 면에 비교하여, 높은 내소부성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 도시하는 정면도,

도 2는 도 1의 저면도,

도 3은 도 2의 주요부를 과장하여 도시하는 확대 단면도,

도 4는 내소부성의 실험결과도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 저면도,

도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 저면도,

도 7은 본 발명의 제 4 실시예를 도시하는 저면도,

도 8은 본 발명의 제 5 실시예를 도시하는 저면도이다.

(부호의 설명)

1 반구 형상 슈(슬라이딩 부재)

3 끝면(슬라이딩 면)

3a 볼록부 3b 오목부

이하 도시한 실시예에 대해 본 발명을 설명하면 도 1에서, 슬라이딩 부재로서의 반구 형상 슈(1)는 종래 공지의 경사판식 콤프레서에 사용되어 있고, 도시하지 않았지만 회전축에 경사져서 설치된 경사판과 피스톤에 설치된 반구 형상의 오목부 사이에 개재되어, 경사판의 회전에 따라 피스톤을 왕복구동 시킬 수 있게 되어 있다.

상기 반구 형상 슈(1)는, 반구 형상을 한 반구면(2)과 평활한 끝면(3)을 가 지고 있고, 반구면(2)이 상기 피스톤의 반구 형상의 오목부에 슬라이딩 접촉함과 동시에, 끝면(3)이 경사판에 슬라이딩 접촉하게 되어 있다. 또 끝면(3)의 중앙부에는 오목부로 이루어지는 오일 고임부(4)가 형성되어 있다.

도 2에 도시하는 실시예에서는, 상기 끝면(3)에 격자 형상으로 볼록부(3a)를 형성하고 있고, 이 볼록부(3a) 이외의 부분을 상대적으로 오목부(3b)로 함으로써, 상기 끝면(3)에 요철면을 형성하고 있다.

상기 볼록부(3a)는 상기 끝면(3)에 레이저를 조사하고, 그 조사에 의해 끝면(3)을 직접 소입 함으로써 형성되어 있다. 즉, 상기 레이저가 조사된 조사 부분은, 도 3에 도시하는 바와 같이 원래의 끝면(3)의 표면을 형성하고 있던 모재 표면(3c)이 직접적으로 소입된 상태로 되어 그 모재 표면보다도 팽출되고, 그것에 의해 볼록부(3a)가 형성되게 된다.

이와 같이 레이저의 조사 부분은 직접적으로 소입 된 상태로 되는데, 레이저의 조사 부분에 인접하여 레이저가 조사되지 않은 오목부(3b)는 직접 소입되지는 않고, 이 부분은 비직접 소입 부분이 된다. 그리고 이 비직접 소입 부분은 상기볼록부(3a)에 대하여 상대적으로 움푹 들어가 오목부(3b)로 형성되게 된다.

그렇지만, 비직접 소입 부분이 되는 오목부(3b)가 소입되어 있지 않다는 것은 아니다. 즉 레이저의 조사에 의한 소입 범위는, 예를 들면 도 3의 상상선(5)으로 표시되는 바와 같이, 레이저의 조사 위치를 중심으로 하여 단면이 반원인 형상으로 되므로, 인접한 레이저의 조사 간격을 좁힘으로써, 그 중간이 되는 비직접 소입 부분의 오목부(3b)에서도 소입 할 수 있다. 이 비직접 소입 부분인 오목부(3b) 부분을 소입할 것인지 아닌지는, 레이저의 조사 간격에 의해 설정할 수 있다. 그리고 비직접 소입 부분인 오목부(3b)를 소입하면, 볼록부(3a) 정도는 아니라고 해도, 그 부분은 모재 표면(3c)보다도 팽출되게 된다.

다음에, 내소부성에 관한 실험결과를 설명한다.

본 실험에서는, SUJ2에서 제조한 반구 형상 슈(1)의 끝면(3)에 YAG 레이저를 직선으로, 또한 0.2mm의 간격으로 평행하게 조사한 후, 이것과 직교하는 방향에도 0.2mm의 간격으로 평행하게 조사하여, 전체로서 격자 형상으로 YAG 레이저를 조사했다. 이 간격은 0.1∼0,3mmφ 범위인 것이 바람직하다.

상기 YAG 레이저의 출력은 50W이며, 이것을 끝면(3)의 표면에 대해 2㎜의 깊이가 되는 위치에서 YAG 레이저의 초점이 맺어지도록 집광렌즈를 조정하고, 따라서 끝면(3)의 표면에 대해서는 초점이 흐려진 상태로 YAG 레이저를 조사했다.

상기 레이저가 조사된 직접 소입 부분인 볼록부(2a)의 표면은, 모재의 경도인 Hv750에 대해 Hv100 정도 경도로 증대해 있고, 또 오목부(3b)의 표면은 Hv50 정도 증대해 있었다. 한편, 직접 소입 부분보다도 약간 깊은 부분(6)(도 3 참조)은 소둔되어서 경도가 모재보다도 Hv100 정도 저하되어 있고, 또 직접 소입 부분인 볼록부(3a)와 볼록부(3a)의 교점도, 즉 레이저의 조사 부분이 교차하는 부분도 소둔되어서, 역시 경도가 모재보다도 Hv100 정도 저하되어 있었다. 그러나, 레이저에 의한 소입은 급냉각으로 되기 때문에, 상기 약간 깊은 부분(6)보다도 더욱 깊은 위치에서 모재의 경도저하는 확인되지 않았다.

상기 반구 형상 슈(1)의 끝면(3)은, 상기한 바와 같이 레이저를 조사한 후 에, 랩 가공과 버프 가공이 차례로 시행되어 완성되는데, 오목부(3b)에 대한 볼록부(3a)의 높이는, 레이저 처리 직후에서 0.1∼10㎛ 정도이고, 랩 가공 및 버프 가공 후의 완성품에서는 0.1∼1㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 하여 제조한 본 발명품과, 레이저를 조사하지 않고 동일 조건에서 랩 가공과 버프 가공을 한 비교품에 대해서, 하기의 시험조건으로 내마모성을 측정했다. 또한, 비교품은 반구 형상 슈 전체가 소입되어 있고, 그 경도는 Hv750이었다.

경사판 회전수: 1000rpm씩 1분마다 9스텝 증가: 최대 회전수 9000rpm(원주속도 38m/s)

면압: 예비하중 2.7MPa이고 2.7MPa씩 1분마다 증가: 늘어붙음에 이를 때까지

오일 미스트량: 0.05∼0.25g/min 노즐 위치 고정

오일 : 냉동기유

늘어붙음 조건: 축 토크 4.0N·m 이상

즉, 본 발명품의 끝면을 상기 경사판에 가압접촉시킨 상태에서, 이 경사판의 회전수를 상기 조건으로 증대시킨다. 다른 한편, 본 발명품을 경사판에 압접시킬 때의 면압을 상기 조건으로 증대시키고, 경사판에 가해지는 축 토크가 4.0N·m을 초과했을 때에 눌어붙음에 도달했다고 판정했다. 이것은 비교품에 대해서도 동일하다.

도 4에 도시하는 실험결과로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명품은 비교품에 대해 각별히 우수한 내소부성이 얻어졌다.

도 5 내지 도 8은 각각 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 5는 평행한 직선 형상으로 직접 소입 부분을 형성하여 볼록부(3a)를 형성함과 동시에, 그 직접 소입 부분에 인접한 비직접 소입 부분에 오목부(3b)를 형성하여, 상기 직접 소입 신분과 비직접 소입 부분으로 슬라이딩 면에 요철면을 형성한 것이다.

또, 도 6은 동심원 형상으로 볼록부(3a)를 형성한 것으로, 도 7은 나선 형상으로 볼록부(3a)를 형성한 것이다. 또한 도 8은 격자 형상의 교점에 레이저를 조사하여, 슬라이딩 면에 점 형상으로 볼록부(3a)를 형성한 것이다.

또한, 상기 실시예에서는 슬라이딩 부재로서 반구 형상 슈(1)를 사용하고 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니고, 여러 슬라이딩 면에 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또, 상기 실시예에서는 레이저에 의해 슬라이딩 면을 직접 소입하여 볼록부를 형성하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 플라즈마 빔 등을 이용하는 것도 가능하다.

Claims (6)

1. 슬라이딩 부재의 슬라이딩 면을 선 형상 또는 점 형상으로 직접 소입하여 볼록부를 형성함과 동시에, 그 직접 소입 부분에 인접한 비직접 소입 부분에 오목부를 형성하고, 상기 직접 소입 부분과 비직접 소입 부분으로 슬라이딩 면에 요철면을 형성하고, 이 요철면에 랩 가공과 버프가공을 실시하여 이 요철면의 단면형상을 이웃하는 볼록부와 오목부가 매끄럽게 접속된 요철형상으로 함과 동시에 상기 볼록부의 높이를 0.1∼1㎛의 범위로 하고, 상기 비직접 소입 부분인 오목부도 소입되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬라이딩 부재는 반구 형상 슈이고, 상기 슬라이딩 면은 이 반구 형상 슈의 끝면인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 요철면에서의 서로 인접하는 볼록부의 간격이 0.1∼0.3mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 직접 소입 부분은 격자 형상, 평행한 직선 형상, 동심원 형상 또는 나선 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 요철면에서의 서로 인접하는 볼록부의 간격이 0.1∼0.3mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 직접 소입 부분은 격자 형상, 평행한 직선 형상, 동심원 형상 또는 나선 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.

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