KR101090662B1

KR101090662B1 - 압축기용 구동축의 중공 성형방법

Info

Publication number: KR101090662B1
Application number: KR1020080055868A
Authority: KR
Inventors: 임권수; 김민규; 황범성; 윤덕빈; 이성명; 이정재
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2011-12-07
Also published as: KR20090129781A

Abstract

본 발명은 압축기용 구동축의 중공 성형방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 구동축(140)은 압축기(1)에 설치되어 냉매의 압축에 필요한 구동력을 전달하는 것이다. 상기 구동축(140)의 중앙에는 냉매가 이동하는 중공(141')이 형성된다. 상기 중공(141')은 상기 중공(141')의 최종내경 보다 상대적으로 작은 외경을 갖는 드릴(D1,D2)에 의해 상기 중공(141')의 최종길이보다 작은 길이로 성형되는 전처리공정을 거친 후, 상기 중공(141')의 최종내경과 동일한 외경을 갖는 드릴(D3)을 이용하여 상기 중공(141')을 최종내경 및 길이를 갖도록 성형하는 완성공정을 거쳐 성형된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 최종적으로 중공(141')을 형성하는 드릴(D3)을 사용하기에 앞서 상대적으로 길이와 직경이 작은 드릴(D1,D2)들을 사용하여 중공(141')을 점진적으로 형성하므로 길이가 긴 드릴(D3)이 가공작업수행중에 휘어져 상기 구동축(140)의 중심축에서 상기 중공(141')의 중심축이 벗어나는 것이 방지되어 상기 중공(141')을 보다 정밀하게 성형할 수 있는 효과가 있다.

압축기, 구동축, 중공, 드릴

Description

압축기용 구동축의 중공 성형방법{Forming method of center hole of shaft for compressor}

본 발명은 압축기용 구동축에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드릴을 이용하여 구동축의 중앙에 중공을 성형하는 압축기용 구동축의 중공 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다.

도 1에는 일반적인 압축기의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 2에는 종래 기술에 의해 구동축의 중공이 성형되는 모습을 보인 작업상태도가 도시되어 있다. 도면을 참고하여 압축기의 개략 구성을 설명한다. 압축기(1)의 골격과 외관을 전후방하우징(10,20)과 전후방실린더블록(30,30')이 형성한다. 상기 전후방실린더블록(30,30')이 서로 결합되고 그 양단에 상기 전후방하우징(10,20)이 각각 결합된다.

상기 전방하우징(10)에서 상기 전방실린더블록(30)과 마주보는 면, 그리고 상기 후방하우징(20)에서 상기 후방실린더블록(30')과 마주보는 면에는 토출실(14,14')이 요입되게 형성된다. 상기 토출실(14,14')은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성되어, 후술할 상기 전방실린더블록(30)의 각각의 실린더보어(34)와 후술할 밸브유니트(60)에 의해 선택적으로 연통된다. 상기 토출실(14,14')은 상기 실린더보어(34) 내에서 압축된 냉매를 외부로 토출시키는 통로역할을 한다.

상기 전후방실린더블록(30,30')의 중앙에는 축지지공(32)이 구비된다. 상기 축지지공(32)은 후술할 구동축(40)이 삽입되는 부분으로 상기 축지지공(32)의 내경은 구동축(40)의 외면이 밀착될 수 있도록 설계된다.

상기 전후방실린더블록(30,30')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어, 서로 결합함에 의해 사판실(33)을 형성한다. 상기 사판실(33)에는 상기 구동축(40)에 설치된 사판(42)이 회전가능하게 위치된다.

상기 전후방실린더블록(30,30')에는 다수개의 실린더보어(34)가 형성된다. 상기 실린더보어(34)에는 후술할 피스톤(50)이 안착되어 직선왕복운동을 하며 냉매를 압축시킨다.

상기 축지지공(32) 및 상기 전방하우징(10)을 관통해서는 외부 구동원에 의해 회전되는 구동축(40)이 설치된다. 상기 구동축(40)은 소정의 길이를 가지는 봉형상으로 형성된다.

상기 구동축(40)은 엔진의 구동력에 의해 회전하여 후술할 사판(42)을 회전시킨다. 도시되지는 않았지만, 상기 구동축(40)은 클러치에 의해 엔진과 선택적으로 연결되어 엔진의 구동력에 의해 회전하게 된다.

상기 구동축(40)의 내부에는 냉매가 유동되는 중공(40')이 형성된다. 상기 중공(40')은 상기 구동축(40)의 내부에 구동축(40)의 길이방향으로 길게 형성된다. 참고로, 도 1에서 상기 중공(40') 내부의 화살표는 냉매의 흐름을 나타낸다. 도 2를 참고하였을 때, 상기 구동축(40)의 중공(40')은 드릴(D)에 의해 성형된다. 즉, 상기 드릴(D)이 상기 구동축(40)의 중앙을 길이방향으로 뚫어서 상기 중공(40')이 성형되는 것이다.

상기 구동축(40)에는 상기 중공(40')으로 냉매가 유입되고 유출되는 입구(40a)와 출구(40b)가 각각 형성된다.

상기 구동축(40)에는 대략 원판형상의 사판(42)이 구동축(40)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(42)의 중앙에는 허브(44)가 원통형상으로 구비되어 그 중앙을 관통하여 상기 구동축(40)이 설치된다.

상기 실린더보어(34)에는 냉매를 압축시키는 피스톤(50)이 직선왕복운동 가능하도록 설치된다. 상기 피스톤(50)은 상기 사판(42)과 연결되어 상기 사판(42)이 회전함에 의해 상기 실린더보어(34) 내에서 직선왕복운동을 한다.

상기 전방하우징(10)과 상기 전방실린더블럭(30)의 사이 및 상기 후방하우징(20)과 상기 후방실린더블럭(30')의 사이에는 각각 밸브유니트(60,60')가 구비된다. 상기 밸브유니트(60,60')는 상기 토출실(14,14')과 상기 실린더블럭(34)을 선택적으로 연통시키는 역할을 한다.

이와 같은 구성을 가지는 일반적인 압축기(1)의 동작을 설명한다. 외부에서 전달되는 구동력에 의해 상기 구동축(40)이 회전함에 따라, 상기 사판(42)이 구동 축(40)과 함께 회전된다. 상기 사판(42)의 회전은 상기 피스톤(50)이 상기 실린더보어(34) 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.

상기 구동축(40)이 회전함에 따라, 상기 사판실(33) 내부의 냉매는 상기 구동축(40)의 입구(40a)를 통해 상기 구동축(40)의 중공(40')으로 유입되고 상기 중공(40')을 따라 이송되어 다시 상기 구동축(40)의 출구(40b)를 통해 배출된다.

상기 출구(40b)를 통해 배출된 냉매는 다시 상기 실린더보어(34)로 유입되어 상기 피스톤(50)의 직선왕복운동에 의해 압축되어 토출된다.

참고로, 상기 실린더보어(34)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(50)이 해당되는 실린더보어(34)에서 하사점에 위치할 때이다.

상기 실린더보어(34)에 냉매가 전달되고, 해당되는 실린더보어(34)의 상기 피스톤(50)이 상기 밸브유니트(60')방향으로 이동하면, 냉매의 압축이 일어난다. 상기 냉매가 상기 실린더보어(34) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(34) 내부의 압력은 상대적으로 높아지고, 상기 밸브유니트(60')가 개방되어 상기 실린더보어(34)는 상기 토출실(14')과 연통된다.

상기 실린더보어(34)가 상기 토출실(14')과 연통되면 상기 실린더보어(34) 내의 압축된 냉매가 상기 토출실(14')로 이동하여 외부로 토출된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 구동축(40)의 중공(40')은 드릴(D)을 사용하여 한번에 드릴링 가공하여 성형한다. 즉, 외경이 상기 중공(40')의 내경과 동일한 드릴(D)을 사용하여 상기 중공(40')을 성형하는 것이다. 상기 중공(40')이 성형된 후에는 상기 구동축(40)의 입구(40a) 및 출구(40b)를 각각 관통하여 성형한다.

이와 같은 방법으로 상기 구동축(40)의 중공(40')을 성형하면 상기 드릴(D)에 의해 가공이 진행됨에 따라 상기 드릴(D)에 작용하는 압력 및 토크에 의해 상기 드릴(D)이 휘어지게 되고, 결과적으로 도 2의 확대도에서 보듯이 상기 중공(40')의 중심축(N')이 상기 구동축(40)의 중심축(N)에서 벗어나게 된다.

이와 같이 상기 중공(40')의 중심이 상기 구동축(40)의 중심축(N)에서 벗어나게 되면, 상기 구동축(40)의 외면과 상기 중공(40') 사이의 두께가 불균일하게 되어 상기 구동축(40)의 회전시 상기 구동축(40)에 진동이 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 구동축(40)의 회전시 상기 구동축(40)의 외면과 상기 중공(40') 사이의 두께가 상대적으로 얇은 부분은 강도가 약해 상기 구동축(40)이 변형되거나 파손되어 상기 구동축(40)의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

또, 상기 드릴(D)이 휘어진 상태로 회전하게 되어 상기 드릴(D)에 피로가 누적되어 상기 드릴(D)의 수명이 단축되는 문제점도 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구동축의 중공이 순차적으로 최종내경 및 길이로 성형되도록 단계별로 가공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 냉매의 압축을 위한 구동력이 전달되는 구동축의 내부에 중공을 성형하는 구동축의 중공 성형방법에 있어서, 상기 중공의 최종내경보다 작거나 같은 내경을 갖는 드릴로 상기 중공을 최종길이보다 작도록 적어도 1회이상 수행하는 전처리공정; 상기 중공의 최종내경과 동일한 외경을 갖는 드릴로 상기 중공을 최종내경 및 최종길이로 성형하는 완성공정을 포함하여 구성된다.

상기 전처리공정 및 완성공정에 사용되는 드릴의 외경은, 서로 0.1mm의 차이를 갖는다.

상기 전처리공정은 2회 이상 수행되고, 각각의 전처리공정에서 사용되는 드릴의 외경은 0.1mm의 차이를 갖는다.

본 발명에 의한 압축기용 구동축 중공 성형방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 의하면, 구동축의 중공을 성형하기 위해 중공의 최종외경보다 작 은 치수의 드릴(제 1 및 제 2 드릴)로 단계적으로 가공을 하고 마지막으로 중공의 최종외경과 동일한 외경을 갖는 드릴(제 3 드릴)로 가공하는 방식으로 중공을 성형한다.

따라서, 전단계에 가공된 중공이 다음 단계에 사용될 드릴의 가공위치를 안내하는 가이드 역할을 하게 되어 보다 중공의 중심축이 구동축의 중심축에서 벗어나는 양이 작도록 정밀하게 가공하는 것이 가능하여, 구동축과 중공 사이의 두께가 상대적으로 균일하게 가공된다.

이와 같이 구동축과 중공 사이의 두께가 균일하게 되면, 구동축의 회전시 구동축의 진동이 줄어들게 되고, 구동축에 작용하는 토크에 의해 구동축의 변형 및 파손이 되는 것이 방지되어 구동축의 내구성이 좋아지는 효과가 있다.

또한, 중공의 성형과정이 단계별로 진행되므로 드릴에 가해지는 압력에 의해 드릴이 휘어지는 것이 방지되어 드릴의 수명이 연장되는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 압축기용 구동축의 중공 성형방법의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3에는 본 발명에 의한 구동축의 중공 성형방법에 의해 중공이 성형된 구동축이 압축기에 설치된 모습이 단면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 구동축의 중공 성형방법의 바람직한 실시예에 의해 중공이 성형되는 과정을 보인 작업상태도가 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명 실시예에 의한 구동축의 중공 성형방법에 의해 중공을 성형하였을 때와 종래 기술에 의해 중공을 성형하였을 때의 정밀도 및 변형이 일어나는 한계토크 값을 비교한 표가 도시되어 있다.

이들 도면에 따르면, 사판식 압축기(100)의 외관 및 골격은 전후방하우징(110,120)과 전후방실린더블록(130,130')에 의해 형성된다. 상기 전후방하우징(110,120)은 상기 전후방실린더블록(130,130')이 결합된 후 그 양단에 각각 설치된다. 상기 전후방하우징(110,120)은 상기 전후방실린더블록(130,130')과 함께 고정볼트(S)에 의해 서로 체결된다. 즉 상기 고정볼트(S)는 상기 전후방하우징(110,120)과 상기 전후방실린더블록(130,130')을 모두 관통한다. 본 실시예와는 달리 상기 전후방하우징(110,120)의 내부에 상기 전후방실린더블록(130,130')이 안착되어 결합될 수도 있다.

상기 전방하우징(110)은 대략 원판형상으로 형성되어 그 중앙에는 돌출되게 형성되는 보스부(112)가 구비되고, 상기 보스부(112)의 중앙에 후술할 구동축(140)이 관통하는 축통공(112')이 형성된다. 상기 전방하우징(110)에서 상기 전방실린더블록(130)과 마주보는 면에는 토출실(114)이 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(114)은 상기 전방실린더블록(130)에 구비된 실린더보어(134)와 후술할 밸브유니트(160)에 의해 선택적으로 연통된다.

상기 후방하우징(120)은 상기 후방실린더블록(130')의 일면에 장착된다. 상기 후방하우징(120)에서 상기 후방실린더블록(130')과 마주보는 면에는 토출실(124)이 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(124)은 상기 후방실린더블록(130')에 구비된 실린더보어(134)와 후술할 밸브유니트(160)에 의해 선택적으로 연통된다.

상기 전후방실린더블록(130,130')의 서로 결합되는 면에는 요입된 부분이 형성되어 사판실(131)이 형성된다. 상기 사판실(131)에는 후술할 구동축(140)에 설치된 사판(144)이 위치하여 회전한다.

상기 전후방실린더블록(130,130')의 중앙에는 상기 전후방실린더블록(130,130')을 함께 관통하여 축지지공(132)이 형성된다. 상기 축지지공(132)에는 후술할 구동축(140)이 관통하여 설치된다. 상기 축지지공(132)의 내경은 구동축(140)의 외면이 밀착할 수 있도록 설계된다.

상기 전후방실린더블록(130,130')에는 상기 축지지공(132)을 중심으로 원통형상의 실린더보어(134)가 상기 축지지공(132)의 길이방향으로 다수개 형성된다. 상기 실린더보어(134)는 상기 전후방실린더블록(130,130')에 각각 대응되는 위치에 형성된다. 상기 실린더보어(134)와 상기 축지지공(132)은 흡입통로(136)에 의해 각각 연결된다. 상기 흡입통로(136)는 후술할 구동축(140)의 중공(141')으로 전달된 냉매가 상기 실린더보어(134)로 각각 전달되게 한다.

상기 전후방실린더블록(130,130')에는 상기 토출실(114,124)과 연통되게 토출통로(138)가 형성된다. 상기 토출통로(138)는 상기 실린더보어(134)의 내부에서 압축된 냉매를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.

도면부호 140은 구동축이다. 상기 구동축(140)은 냉매의 압축을 위한 구동력이 전달되는 부분이다. 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 구동축(140)이 회전하면 상기 구동축(140)에 설치된 사판(144)이 함께 회전하게 되고, 동시에 상기 사판(144)과 연동하여 상기 압축기(1)의 실린더보어(134) 내에 위치한 피스톤(150)이 직선왕복운동하여 상기 실린더보어(134) 내의 냉매가 압축되는 것이다.

상기 구동축(140)은 크게 몸체부(141)와 연결부(143)로 구성된다. 상기 몸체부(141)는 상기 구동축(140)의 골격을 형성하는 것으로 소정의 길이를 가지는 봉형상이다.

상기 구동축(140)의 중앙에는 중공(141')이 형성된다. 상기 중공(141')은 상기 몸체부(141)의 중앙부분이 길이방향으로 드릴링 가공되어 형성되는 것으로 상기 몸체부(141)에서 후술할 연결부(143)의 경계 부분까지 연장되고 그 반대측이 개구된 형상이다. 상기 중공(141')은 상기 압축기(100)의 실린더보어(134) 내로 냉매를 전달하기 위한 통로역할을 하는 것이다.

상기 몸체부(141)에는 냉매가 유입 및 유출되는 입구(141a) 및 출구(141b)가 각각 형성된다.(도 1 참조) 상기 입구(141a) 및 출구(141b)는 상기 중공(141')이 성형된 후에 성형되는 것으로 도 4는 상기 중공(141')의 성형과정을 나타내는 것이기 때문에 상기 입구(141a) 및 출구(141b)가 도시되지 않은 것이다.

상기 몸체부(141)의 선단에는 연결부(143)가 구비된다. 상기 연결부(143)는 상기 압축기(100)의 구동원인 엔진과 클러치(도시되지 않음)에 의해 선택적으로 연결되는 부분이다.

도 4의 도면부호 D1, D2, D3는 각각 제 1 드릴, 제 2 드릴 및 제 3 드릴이다. 상기 제 1 드릴(D1), 제 2 드릴(D2) 및 제 3 드릴(D3)은 후술할 상기 중공(141')의 성형과정에서 점진적으로 상기 중공(141')을 성형하는 역할을 한다.

상기 제 1 드릴(D1)의 외경(d1)은 상기 제 2 드릴(D2)의 외경(d2)과 같거나 작게 형성되고, 상기 제 2 드릴(D2)의 외경(d2)은 상기 중공(141')의 최종내경(d0)과 같거나 작고, 상기 제 1 드릴(D1)의 외경(d1)과 같거나 크게 형성되며, 상기 제 3 드릴(D3)의 외경(d3)은 상기 중공(141')의 최종내경(d0)과 동일하게 형성된다. 즉, d1 ≤ d2 ≤ d3 = d0 의 식이 성립하게 된다. 이는 후술할 제 1 공정에서 상기 제 1 드릴(D1)에 의해 상기 중공(141')의 일부가 성형된 후에 상기 제 2 드릴(D2)이 제 2 공정 공정을 수행할 때, 제 1 공정에 의해 성형된 중공(141')을 따라 상기 제 2 드릴(D2)의 위치가 안내될 수 있도록 하기 위함이다. 상기 제 2 드릴(D2) 및 제 3 드릴(D3)의 외경의 치수차이도 동일한 이유이다.

단계적으로 상기 중공(141')이 성형되는 과정에서 상기 드릴(D1,D2,D3)에 가해지는 압력과 상기 제 2 및 제 3 드릴(D2,D3)에 의한 각각의 전 단계에서 성형된 중공(141')에 의해 설정되는 위치의 정확도를 감안하였을 때, 상기 제 2 드릴(D2)의 외경(d2)은 상기 제 3 드릴(D3)의 외경(d3) 보다 0.1mm 작게 형성되고, 상기 제 1 드릴(D1)의 외경(d1)은 상기 제 2 드릴(D2)의 외경(d2) 보다 0.1mm 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 구동축(140)에는 상기 중공(141')과 연통되는 입구(141a)와 출구(141b)가 각각 관통되게 형성된다. 상기 입구(141a)와 출구(141b)를 통해 상기 중공(141')으로 냉매가 유입되고 배출된다.

상기 입구(141a) 및 출구(141b)는 상기 중공(141')이 성형된 후에 성형되는 것으로 도 4는 상기 중공(141')의 성형과정을 나타내는 것이기 때문에 상기 입구(141a) 및 출구(141b)가 도시되지 않은 것이다.

상기 입구(141a)는 후술할 허브(146)의 연통공(146b)과 연통되고, 상기 출구(141b)는 상기 실린더보어(134)와 연통된다. 상기 출구(141b)의 위치는 각각의 실린더보어(134)에서 진행되는 냉매의 압축과정에 알맞게 형성되어야 한다.

상기 몸체부(141)의 선단에는 연결부(143)가 구비된다. 상기 연결부(143)는 차량의 엔진과 클러치(도시되지 않음)에 의해 선택적으로 연결되는 부분이다.

상기 구동축(140)에서 상기 사판실(131)에 위치하는 부분에는 사판(144)이 결합된다. 상기 사판(144)은 상기 구동축(140)의 길이방향에 대하여 소정의 각도로 경사지게 상기 구동축(140)에 결합된다. 상기 사판(144)은 상기 구동축(140)과 함께 회전하여 후술할 피스톤(150)을 상기 실린더보어(134)에서 직선왕복운동시킨다. 상기 사판(144)의 중앙에는 원통형상의 허브(146)가 구비된다. 상기 허브(146)의 중앙에는 축공(146a)이 형성되어 상기 축공(146a)으로 상기 구동축(140)이 관통하여 결합된다.

상기 허브(146)에는 연통공(146b)이 형성된다. 상기 연통공(146b)은 상기 축공(146a)과 연통되도록 관통되게 형성된다. 상기 연통공(146b)은 상기 허브(146)에서 상기 구동축(140)의 입구(141a)와 대응되는 위치에 각각 형성된다.

상기 사판(144)의 가장자리 양면에는 슈(147)가 각각 구비된다. 상기 슈(147)는 대략 반구형상으로 형성되어 상기 사판(144)의 가장자리를 따라 이동하여 상기 사판(144)과 후술할 피스톤(150) 사이의 마찰력을 줄여준다.

상기 허브(146)의 양측면에는 베어링(148)이 설치된다. 상기 베어링(148)은 상기 사판(144)이 결합된 상기 구동축(140)이 상기 사판실(131)에서 원활하게 회전하도록 한다.

상기 실린더보어(134)의 내부에는 피스톤(150)이 설치된다. 상기 피스톤(150)은 상기 실린더보어(134)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로 형성되어, 상기 실린더보어(134)로 유입된 냉매를 압축시킨다. 참고로, 하나의 피스톤(150)의 일단이 위치되는 실린더보어(134)에서 압축이 일어나면 타단이 위치되는 실린더보어(134)에서는 흡입과정이 진행된다. 상기 피스톤(150)은 그 중앙이 상기 사판(144)과 상기 슈(147)를 사이에 두고 결합되어 있어, 상기 사판(144)의 회전에 따라 상기 실린더보어(134) 내에서 직선왕복운동하게 된다.

상기 전방하우징(110)과 전방실린더블록(130) 사이와 상기 후방하우징(120)과 후방실린더블록(130') 사이에는 각각 밸브유니트(160)가 설치된다. 상기 밸브유니트(160)는 상기 실린더보어(134)로 유입된 냉매가 실린더보어(134)의 외부로 토출되는 것을 제어하는 역할을 한다.

상기 전후방실린더블록(130,130')에는 머플러(162)가 형성된다. 상기 머플러(162)는 냉매의 맥동과 소음을 줄이는 역할을 한다. 상기 머플러(162)에는 냉매를 상기 사판식 압축기(100)와 연결된 응축기(도시되지 않음)로 토출하는 토출포트(162')가 형성된다.

이하 본 발명에 의한 압축기용 구동축의 중공 성형방법을 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.

참고로 도 4에 도시된 점선 F는 중공(141')의 최종성형 형상이고, 점선 N은 구동축(140)의 중심축이다.

중공(141')을 성형하기 전의 구동축(140)은 그 외관이 성형완료된 상태이다. 즉 구동축(140)의 연결부(143)와 몸체부(141)의 외관이 모두 성형된 상태인 것이다.

이 상태에서 작업자는 제 1 드릴(D1)로 상기 몸체부(141)에서 상기 연결부(143)가 구비된 일단의 타측단을 드릴링 가공한다. 이때, 상기 제 1 드릴(D1)의 중심축과 상기 구동축(140)의 중심축이 일치하도록 잘 맞추어 작업을 수행한다. 상기 제 1 드릴(D1)에 의해 가공되는 중공(141')의 길이는 상기 제 1 드릴(D1)이 가공시 발생하는 압력에 의해 휘어지지 않는 범위 내에서 설정된다. 즉 상기 제 1 드릴(D1)의 재질의 강성에 따라 다르게 설정되어야 한다. 이와 같은 상태가 도 4 의 (a)에 도시되어 있고 이 공정이 제 1 공정이다.

상기 제 1 공정이 완료되면 상기 제 1 드릴(D1)을 제 2 드릴(D2)로 교체하여 제 2 공정을 수행한다. 상기 제 2 드릴(D2)의 외경(d2)은 상기 제 1 드릴(D1)의 외경(d1) 보다 0.1mm 크게 형성되므로, 상기 제 2 드릴(D2)은 상기 제 1 공정에 의해 성형된 중공(141')을 0.1mm 더 크게 가공하게 된다. 이 과정에서 상기 제 2 드릴(D2)은 상기 제 1 공정에 의해 성형된 중공(141')에 의해 가공위치가 가이드되어 상기 구동축(140)의 중심축에서 벗어나지 않으면서 상기 제 2 공정을 수행한다. 이와 같은 상태가 도 4의 (b)에 도시되어 있다. 상기 제 1 공정과 마찬가지로 상기 제 2 공정에서 성형될 중공(141')의 길이는 상기 제 2 드릴(D2)의 재질을 감안하여 상기 제 2 드릴(D2)이 가공시 발생하는 압력에 의해 변형되지 않는 범위 내로 설정되어야 한다.

상기 제 1 공정 및 제 2 공정은 상기 중공(141')을 최종치수로 성형하기 전의 전처리공정으로 위 단계는 다수회 반복될 수 있다.

상기 제 2 공정이 완료되면 상기 제 2 드릴(D2)을 제 3 드릴(D3)로 교체하여 제 3 공정을 수행한다. 상기 제 3 드릴(D3)의 외경(d3)은 상기 중공(141')의 최종 내경(d0)과 동일하게 형성되므로, 상기 제 2 공정에서 성형된 중공(141')은 최종내경을 갖도록 성형된다. 또한, 이 공정에서 상기 중공(141')은 최종길이로 성형된다. 상기 제 2 공정과 마찬가지로 상기 제 2 공정에서 성형된 중공(141')에 의해 상기 제 3 드릴(D3)의 가공위치가 가이드되어 상기 구동축(140)의 중심축에서 벗어나지 않으면서 상기 제 3 공정이 수행된다. 상기 제 3 공정은 완성공정으로 상기 제 3 공정이 끝나면 상기 중공(141')의 성형이 완료되고, 이와 같은 상태가 도 4의 (c)에 도시되어 있다.

도 5의 표에서 #1은 종래 기술에 의한 경우의 값이고 #2는 본 발명 실시예에 의한 경우의 값이다. 가공오차는 상기 중공(141')의 중심축이 상기 구동축(140)의 중심축에서 벗어난 정도를 말하고, 한계토크는 상기 구동축(140)의 변형 및 파손이 일어나기 시작하는 토크값을 말한다. 상기 표에서 알 수 있듯이, #1의 경우 보다 #2의 경우가 가공오차가 상대적으로 작아지고, 한계토크 역시 #1의 경우보다 #2의 경우가 더 큰 것을 알 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하 다.

예를 들어, 본 실시예에서는 상기 중공(141')의 전처리공정이 제 1 공정, 제 2 공정 등 2개의 공정으로 나누어져 있지만, 구동축(140)의 크기 및 재질에 따라 상기 전처리공정을 1개 또는 3개 이상으로 나누어서 수행하는 것도 가능하다.

또한, 상기 전처리공정을 다수회 반복하는 것, 즉 상기 중공(141')의 최종길이보다 작은 길이를 갖고 상기 중공(141')의 내경과 동일한 내경을 갖도록 성형한 후에 이와 같은 공정을 다수회 반복하여 점진적으로 최종길이로 상기 중공(141')을 성형하는 것도 가능하다.

도 1은 일반적인 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의해 구동축의 중공이 성형되는 모습을 보인 작업상태도.

도 3은 본 발명에 의한 구동축의 중공 성형방법에 의해 중공이 성형된 구동축이 압축기에 설치된 모습을 보인 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 구동축의 중공 성형방법의 바람직한 실시예에 의해 중공이 성형되는 과정을 보인 작업상태도.

도 5는 본 발명 실시예에 의한 구동축의 중공 성형방법에 의해 중공을 성형하였을 때와 종래 기술에 의해 중공을 성형하였을 때의 정밀도 및 변형이 일어나는 한계토크 값을 비교한 표.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 사판식 압축기 110 : 전방하우징

112 : 보스부 112': 축통공

114 : 토출실 120 : 후방하우징

124 : 토출실 125 : 오일저장부

130 : 전방실린더블록 130': 후방실린더블록

130": 오일유로 131 : 사판실

132 : 축지지공 134 : 실린더보어

136 : 흡입통로 138 : 토출통로

140 : 구동축 141 : 몸체부

141': 중공 141a: 입구

141b: 출구 143 : 연결부

144 : 사판 146 : 허브

146a: 축공 146b: 연통공

147 : 슈 148 : 베어링

150 : 피스톤 160 : 밸브유니트

162 : 머플러 162': 토출포트

S : 고정볼트 D1 : 제 1 드릴

D2 : 제 2 드릴 D3 : 제 3 드릴

Claims

냉매의 압축을 위한 구동력이 전달되는 구동축(140)의 내부에 각 실린더보어(134) 내로 냉매를 공급하는 냉매의 흡입 유로를 형성하기 위하여 중공(141')을 성형하는 구동축의 중공 성형방법에 있어서,

상기 중공(141')의 최종내경보다 작은 외경을 가짐과 동시에 상기 중공(141')의 최종길이에 비해 짧은 가공길이를 갖는 드릴로 상기 중공(141')의 가공방향과 동일방향으로 중공(141')을 가공하는 과정을 적어도 1회 이상 수행하는 전처리공정;

상기 중공(141')의 최종내경과 동일한 외경을 갖는 드릴로 상기 전처리공정의 가공방향과 동일방향으로 가공하여 상기 중공(141')을 최종내경 및 최종길이로 성형하는 완성공정을 포함하여 구성되는 압축기용 구동축의 중공 성형방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 전처리공정은 2회 이상 수행되고, 각각의 전처리공정에서 사용되는 드릴(D1,D2)의 외경은 0.1mm의 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기용 구동축의 중공 성형방법.