KR100887233B1 - 압축기용 경사판 및 그 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사판의 표면 일부분에 대하여 그 표면 거칠기를 표면의 다른 부분 보다 거칠게 하는 것으로, 다수의 실린더 보어를 갖는 실린더 블록, 상기 실린더 블록 내에 회전 가능하게 지지되는 구동축, 상기 구동축과 함께 회전하도록 상기 구동축 상에 유지된 경사판, 상기 실린더 보어 내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤, 상기 피스톤과 경사판 사이에 미끄럼 가능하게 설치되어 상기 경사판의 회전으로 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 슈를 구비한 압축기용 경사판으로서, 상기 경사판의 표면은 연마부와 상기 연마부 보다 표면 거칠기가 큰 러프닝(roughening)부로 이루어지며, 그 표면에 코팅이 이루어지는 것을 특징으로 한다

또한 압축기용 경사판의 표면을 코팅하는 방법으로서, 상기 경사판 표면을 연마하는 단계, 상기 경사판에 커버 플레이트를 장착하는 단계, 상기 커버 플레이트로부터 노출된 경사판 표면을 거칠게 연마하는 블라스팅 단계, 상기 경사판에 장착된 커버 플레이트를 분리하는 단계, 상기 경사판 표면을 코팅하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 경사판 표면에 그 거칠기가 거친 부분과 매끈한 부분이 공존함으로써 코팅이 견고하게 이루어지고, 코팅 부분이 박리되더라도 달라붙는 소착 현상이 발생하지 않는 유용한 효과가 있다.

압축기, 경사판, 커버 플레이트, 러프닝부, 연마부

Description

압축기용 경사판 및 그 코팅방법{Compressor Swash Plate and Coating Method Thereof}

본 발명은 압축기용 경사판 및 그 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기 구동축의 회전력을 피스톤으로 전달하는 압축기용 경사판 및 그 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로 경사판식 압축기는 자동차 공조장치 등에 냉매 가스를 압축하는 장치로 사용되고 있다. 상기 경사판식 압축기는 구동축 중심에 평행한 방향으로 배치된 다수의 실린더 보어를 갖는 실린더 블록, 구동축과 일체로 회전되도록 실린더 블록 내의 구동축에 결합되는 경사판, 상기 실린더 보어 내에 미끄럼 가능하게 결합되는 피스톤, 상기 경사판의 회전으로 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 슈로 이루어진다.

이러한 경사판식 압축기의 경사판과 슈의 미끄럼 표면에는 큰 하중 및 미끄럼 속도가 작용하며, 압축기의 무게를 줄이기 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 경사판의 베이스 금속으로 사용될 때 하중의 영향이 크다.

따라서 시동 시 무윤활 상태 또는 높은 미끄럼 하중일 때와 같은 미끄럼 조건하에서는 경사판과 슈의 윤활이 고려되어야 한다.

상기 경사판 및 슈 사이의 미끄럼 표면 마찰 저항을 감소시키기 위해 경사판 및 슈의 대향 표면에 저마찰 저항을 갖는 피복을 하는 기술이 하기 문헌1의 일본 특허공개공보 평2-130272호의 '경사판식 압축기(이하 '종래기술1'이라 한다)'에 개시되어 있다.

상기 피복층은 주석만을 사용하거나 또는 구리, 니켈, 아연, 납, 인듐 등으로부터 선택된 금속과 주석으로 이루어진다.

또 피복층은 쇼트 블라스트 등에 의해 표면 피복용 기판 또는 베이스를 거칠게 하는데, 기판과 표면 피복의 접착 특성을 증가시키기 위해 열 개의 포인트에서 기판의 평균 거칠기가 약 10㎛ 정도로 하여 표면 피복이 쉽게 박리되지 않게 하고 있다.

한편 하기 문헌2의 등록특허 제279222호에는 '경사판식 압축기(이하, '종래기술2'라 한다)'가 개시되어 있으며, 이를 도1 및 도2에 도시하였다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 상기 종래기술2의 경사판식 압축기는 다수의 실린더 보어(10)를 갖는 실린더 블록(4), 상기 실린더 블록(4) 내에 회전 가능하게 지지되는 구동축(5), 상기 구동축(5)과 함께 회전하도록 상기 구동축(5) 상에 유지된 경사판(8), 상기 실린더 보어(10) 내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤(11), 상기 피스톤(11)과 경사판(8) 사이에 미끄럼 가능하게 설치되어 상기 경사 판(8)의 회전으로 상기 피스톤(11)을 왕복 운동시키는 슈(16)를 구비하며, 연성 표면 피복(21)이 서로 접촉하게 되는 슈(16) 및 경사판(8) 중 어느 한 쪽의 미끄럼 표면(18) 상에 형성된다.

또한 경사판식 압축기는 상기 구동축(5)을 지지하는 베어링(6,7)과 경사판(8)의 전후 양쪽에 스러스트 베어링(9)이 배치되며, 상기 실린더 블록(4) 왼쪽에는 밸브 플레이트(12) 및 전방 하우징(13)으로 폐쇄되고, 실린더 블록 오른쪽에는 밸브 플레이트(14) 및 후방 베어링(15)으로 폐쇄된다.

상기 슈(16)는 스테인레스강 등과 같은 철금속을 베이스 금속으로 사용하며, 경사판(8)은 베이스 금속으로 철금속을 사용한다.

또 상기 연성 표면 피복(21)은 경사판 본체(20)의 베이스 금속 표면(20a) 상에 형성되며, 주석만을 사용하거나 구리, 니켈, 아연, 납, 인듐 등으로부터 선택된 금속과 주석으로 이루어진다.

아울러 연성 표면 피복(21)용 기판을 구성하는 경사판 본체(20)의 베이스 금속 표면(20a)은 표면을 거칠게 하는 연마, 절삭, 쇼트 블라스팅 등에 의해 열 개의 포인트에서 평균 거칠기가 약 8㎛ 이하로 마무리된다.

[문헌 1] 일본 공개특허 평2-130272(1990. 5. 18. 공개)

[문헌 2] 등록특허 제279222호(2001. 1. 15. 등록)

그런데 상기 종래기술1의 경사판식 압축기는 금속으로 이루어진 경사판과 슈가 마찰열에 의해 달라붙게 되는 소착 현상이 발생되고, 이로 인해 경사판과 슈가 원활하게 회전되지 못하게 되는 문제점이 있었다.

또한 종래기술2의 경사판식 압축기는 경사판의 표면 거칠기가 작아(매끄러워) 연성 코팅이 잘 정착되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 경사판의 표면 일부분에 대하여 그 표면 거칠기를 표면의 다른 부분 보다 거칠게 하는 압축기용 경사판 및 그 코팅방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 사판식 압축기의 경사판에 있어서,

상기 경사판의 표면은 연마부와 상기 연마부 보다 표면 거칠기가 큰 러프닝부로 이루어지며, 그 표면에 코팅이 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 러프닝부의 모양은 경사판의 중앙을 중심으로 형성된 원호형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 러프닝부는 경사판의 표면에 분포된 다수의 원형으로 구성된 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 사판식 압축기의 경사판 표면 코팅방법은,

경사판 표면을 연마하는 단계,

상기 경사판 표면에 커버 플레이트를 장착하는 단계,

상기 커버 플레이트로부터 노출된 경사판 표면을 거칠게 연마하는 블라스팅 단계,

상기 경사판에 장착된 커버 플레이트를 분리하는 단계,

상기 경사판 표면을 코팅하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 커버 플레이트는 원형의 구멍이 다수 개 형성된 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 커버 플레이트는 원호형의 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 커버 플레이트에는 그 둘레방향을 따라 연장되는 원호형의 구멍이 다수 개 형성되고, 상기 둘레방향을 따라 이웃하는 원호형 구멍들 사이의 연결부는 한쪽으로 돌출되어 있어, 블라스팅 작업시 상기 경사판 표면과 이격되도록 함으로써 경사판의 표면에 원형고리 모양의 러프닝부를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 경사판 표면에 그 거칠기가 거친 부분과 매끈한 부분이 공존함으로써 코팅이 견고하게 이루어지고, 코팅 부분이 박리되더라도 달라붙는 소착 현상이 발생하지 않는 유용한 효과가 있다.

또한 본 발명은 경사판 표면에 서로 다른 표면 거칠기를 갖는 러프닝부와 연마부를 간단하게 형성할 수 있음은 물론 그 코팅 단계가 간단하여 신속하게 코팅할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 경사판의 표면에 원형 고리형의 러프닝부를 형성할 수 있기 때문에 경사판의 둘레방향을 따라 거칠기가 균일하므로 경사판의 회전이 한층 원활하게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도3은 본 발명의 압축기용 경사판을 도시한 정면도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 압축기용 경사판(100)은 표면 거칠기가 다른 러프닝부(110)와 연마부(120)로 이루어진다.

아울러 본 발명에서 상기 러프닝부(110)는 연마부(120)에 비하여 그 표면 거칠기가 다소 거친 부분을 일컬으며, 상기 연마부(120)는 러프닝부(110)에 비하여 그 표면 거칠기가 다소 매끈한 부분을 지칭하여 설명하기로 한다.

즉, 본 발명에서 러프닝부(110)는 전술한 종래기술에서와 같이, 그 표면 거칠기가 대략 8~10㎛ 이상을 지칭하거나, 연마부(120)는 대략 8㎛ 이하를 지칭할 수 있다.

또한 상기 러프닝부(110)는 경사판(100) 표면에 다수개가 일정 간격으로 배열된다. 이러한 러프닝부(110)는 도3에서와 같이, 원형으로 이루어져 일정 간격만큼 떨어져 배열되거나 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형으로 이루어져 일정 간격만큼 떨어져 배열된다.

아울러 러프닝부(110)는 도4에 도시된 바와 같이, 반원형, 원호형, 격자형, 튜브형 등 그 형상에 구애됨이 없이 형성될 수 있다.

이러한 러프닝부(110) 크기는 경사판(100) 표면에 동일한 크기를 가지거나 서로 다른 크기를 가지면서 일정한 간격으로 배열된다.

한편, 도4는 본 발명의 경사판(100) 표면에 러프닝부(110)를 형성하기 위한 커버 플레이트(130)이다.

상기 커버 플레이트(130)는 경사판(100)과 동일한 크기로 이루어지며, 상기 러프닝부(110)를 형성하기 위한 구멍(131)이 형성된다.

상기 구멍(131)은 경사판(100)에 형성되는 러프닝부(110)와 같이 원형, 다각형, 반원형, 원호형, 격자형, 튜브형 등과 동일한 형상으로 형성된다.

특히, 상기 커버 플레이트(130)에 다수개의 원형 구멍이 분포되도록 하면 경사판(100)의 표면에 러프닝부와 연마부가 고르게 분포되며, 커버 플레이트의 제작도 용이하다는 이점이 있다.

또한, 도5는 본 발명의 커버 플레이트(130)의 일례를 도시한 사시도로서, 구멍(131)과 구멍(131) 사이에 연결부(132)가 형성되며, 이러한 연결부(132)는 도4에 도시되어 있는 커버 플레이트의 중심에 대한 원호형에 적용하여 경사판(110)의 표면에 원형고리형의 러프닝부를 형성할 수 있다.

상기 연결부(132)는, 도5a에 도시된 바와 같이, 경사판(110) 표면과 접촉되는 연결부(132)가 커버 플레이트(130) 상면 쪽으로 돌출되게 형성된다. 이러한 연결부(132)는 커버 플레이트(130)와 경사판(100) 표면을 일정 간격으로 이격시킴으써 블라스트 공정이 이루어질 때 구멍(131)과 구멍(131) 사이에도 블라스트 공정이 이루어지게 되어 원형 고리형의 러프닝부가 형성될 수 있게 된다.

즉, 블라스팅은 고압으로 분사되면서 이루어지므로, 연결부(132)는 블라스팅의 모래 등을 차단하더라도 블라스팅의 모래 등이 연결부(132) 쪽으로 흩어져 번지게 되어 블라스팅이 구멍(131)뿐만 아니라 연결부(132)에 의해 차단된 부분에도 블라스팅이 이루어지게 된다.

이에 따라, 도 5b에 도시한 바와 같이, 경사판(100)의 표면에 원형 고리형의 러프닝부를 형성할 수 있기 때문에 경사판(100)의 둘레방향을 따라 거칠기가 균일하므로 경사판의 회전이 한층 원활하게 된다.

이하 본 발명에 따른 경사판(100) 코팅방법을 도6을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 경사판(100)의 양면을 러프닝한다(S10).

상기 러프닝이 완료되면, 경사판(100) 일면에는 도4에 도시된 바와 같은 커버 플레이트(130)를 장착한다(S11). 이때 커버 플레이트(130)는 경사판(100)으로부터 움직이지 않도록 밀착된다.

이렇게 경사판(100)과 커버 플레이트(130)가 밀착된 상태에서 경사판(100) 표면에 러프닝부(110)를 형성하게 된다(S13). 상기 러프닝부(110)는 그 표면 거칠기가 거칠게 되도록 숏 블라스트(Shot Blast), 샌드 블라스트(Sand Blast) 등의 블라스트 공정으로 형성되며, 블라스트 공정에 의하여 커버 플레이트(130)의 구멍(131)을 통해 숏{shot 또는 그릿(grit) 포함} 또는 모래가 고속으로 분출되어 경사판(100) 표면에 러프닝부(110)가 형성된다.

이때, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 커버 플레이트(130)에 그 둘레방향을 따라 연장되는 원호형의 구멍(131)을 다수 개 형성하고, 상기 둘레방향을 따라 이웃하는 원호형 구멍(131)(131)들 사이의 연결부(132)는 한쪽으로 돌출되어 있어, 블라스팅 작업시 상기 경사판(100) 표면과 이격되도록 함으로써 경사판(100)의 표면에 원형고리 모양의 러프닝부를 형성할 수 있다.

이는, 커버 플레이트(130)의 연결부(132)가 경사판(100) 표면으로부터 이격되어 있기 때문에, 고압으로 분사되는 숏이 흩어져 번지게 되어 구멍(131)과 구멍(131) 사이의 연결부(132)에도 러프닝부(110)가 형성될 수 있기 때문이다.

이와 같이 경사판(100)에 러프닝부(110)가 형성되면, 커버 플레이트(130)를 경사판(100)으로부터 분리시킨다(S13).

아울러 러프닝부(110)가 형성된 경사판(100)의 또 다른 표면(이면)에도 같은 방법으로 러프닝부(110)를 형성한다.

다음, 이렇게 러프닝부(110)가 형성된 경사판(100) 표면을 코팅하게 된다(S14). 이러한 코팅은 경사판(100) 표면을 매끄럽게 하는 것으로, 전술한 바와 같이, 연성 피복 표면(21)을 형성하게 되며, 이러한 코팅은 통상의 코팅이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 경사판을 이용하여 구동축의 회전력을 피스톤에 전달하는 압축기에 적용되며, 경사판 표면에 행해지는 코팅의 작업성 및 내구성을 향상시키는 데 유용하게 이용될 수 있다.

도1은 종래의 압축기를 도시한 단면도.

도2는 종래의 경사판이 코팅된 상태를 도시한 확대 단면도.

도3은 본 발명의 압축기용 경사판을 도시한 정면도.

도4a~도4e는 본 발명의 경사판을 코팅하기 위한 커버 플레이트를 도시한 정면도.

도5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버 플레이트를 도시한 사시도.

도5b는 도 5a의 커버 플레이트를 사용했을 경우 경사판의 표면에 형성된 러프닝부의 구조를 정면도.

도6은 본 발명의 압축기용 경사판의 코팅방법을 나타낸 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 경사판 110: 러프닝부

120: 연마부 130: 커버 플레이트

131: 구멍 132: 연결부

Claims (7)

1. 삭제
2. 사판식 압축기의 경사판에 있어서,

   상기 경사판의 표면은 연마부와 상기 연마부 보다 표면 거칠기가 큰 러프닝부로 이루어지며, 그 표면에 코팅이 이루어지되,

   상기 러프닝부의 모양은 경사판의 중앙을 중심으로 형성된 원호형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기용 경사판.
3. 사판식 압축기의 경사판에 있어서,

   상기 경사판의 표면은 연마부와 상기 연마부 보다 표면 거칠기가 큰 러프닝부로 이루어지며, 그 표면에 코팅이 이루어지되,

   상기 러프닝부는 경사판의 표면에 분포된 다수의 원형으로 구성된 것을 특징으로 하는 압축기용 경사판.
4. 사판식 압축기에서 경사판 표면을 코팅하는 방법으로서,

   경사판 표면을 연마하는 단계,

   상기 경사판 표면에 커버 플레이트를 장착하는 단계,

   상기 커버 플레이트로부터 노출된 경사판 표면을 거칠게 연마하는 블라스팅 단계,

   상기 경사판에 장착된 커버 플레이트를 분리하는 단계,

   상기 경사판 표면을 코팅하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기용 경사판 코팅방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 커버 플레이트는 원형의 구멍이 다수 개 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 경사판 코팅방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 커버 플레이트는 원호형의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 경사판 코팅방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 커버 플레이트에는 그 둘레방향을 따라 연장되는 원호형의 구멍이 다수 개 형성되고, 상기 둘레방향을 따라 이웃하는 원호형 구멍들 사이의 연결부는 한쪽으로 돌출되어 있어, 블라스팅 작업시 상기 경사판 표면과 이격되도록 함으로써 경사판의 표면에 원형고리 모양의 러프닝부를 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기용 경사판 코팅방법.

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