KR101530669B1

KR101530669B1 - 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법

Info

Publication number: KR101530669B1
Application number: KR1020140007641A
Authority: KR
Inventors: 장지복; 배언석
Original assignee: 희성정밀 주식회사
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2015-06-22

Abstract

본 발명은 제1 본체부성형부와, 제1 본체부성형부 일측으로 위치하며 단면이 반원상인 제1 원형부성형부와, 제1 본체부성형부의 전방과 측방 그리고 제1 원형부성형부의 측방으로 연장된 평면상의 제1 가장자리부가 형성된 제1 금형과; 상기 제1 본체부성형부와 마주하는 제2 본체부성형부와, 제2 본체부성형부 일측으로 위치하며 제1 원형부성형부와 마주하는 단면이 반원상인 제2 원형부성형부와, 제2 본체부성형부의 전방과 측방 그리고 제2 원형부성형부의 측방으로 연장된 평면상의 제2 본체부성형부와 제2 원형부성형부의 양 측방으로 연장된 평면상의 제2 가장자리부가 형성된 제2 금형과; 제1 원형부성형부와 제2 원형부성형부에 의하여 형성되는 원통형 공간으로 삽입되면서 소재를 전방 가압하는 단면이 원형인 측방 펀치로 이루어진 성형장치로 사판식 압축기용 피스톤을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

사판식 압축기용 피스톤 제조 방법{A Manufacturing Method Of Piston For Swash-Plate Type Compressor}

본 발명은 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 플레시에 의한 재료 손실이 발생하지 않으며, 가공 손실을 적게 하는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 차량의 공조장치에 채용되는 압축기는, 증발기 내에서 기화된 열교환매체를 흡입하는 작용과, 흡입된 열교환매체를 압축하는 작용과, 압축된 열교환매체를 토출하는 작용으로 열교환매체를 펌핑하게 된다. 이러한 압축기의 일례로서 가변 용량형 사판식 압축기(11)는, 도 1에 나타내는바와 같이, 용량 가변형 요동사판식 압축기(11)는, 실린더블록(12), 프론트하우징(13), 밸브형성체(14) 및 리어하우징(15)을 복수의 관통볼트(16)에 의해 일체로 접합 고정시킨 메인하우징을 구비하고 있다.

구동축(18)은 크랭크실(17)에 가설된 상태로 복수의 베어링(19)에 의해서 회전가능 하게 지지되어 있다. 구동축(18)의 선단은 예를 들면 전자클러치(도시하지 않음)를 통해서 엔진 등의 외부 구동원(도시하지 않음)에 작동이 연결되어 있다.

회전지지체(20)는 프론트하우징(13)의 내면에 베어링(21)을 통해서 지지되어, 구동축(18)과 일체로 회전한다. 구동축(18)에 끼워 결합된 사판(22)은 회전지지체(20)와 연결되어, 구동축(18)과 일체로 회전이 가능하며, 또한 구동축(18)에 대하여 경사운동이 가능하게 지지되어 있다. 편두형 피스톤(24)은 실린더블록(12)에 둘레방향으로 등 간격의 위치에 관통 설치된 실린더보어(23)에 수용되어 있다. 상기 피스톤(24)은 내부가 중공상태로 되어 있다. 피스톤(24)의 기단부는 슈(25)를 통해서 사판(22)과 연결되며, 피스톤(24)은 사판(22)의 회전운동이 변환되는 것에 의하여 전후로 왕복 운동하도록 되어 있다.

밸브형성체(14)는 흡입 밸브플레이트(26), 밸브플레이트(27), 토출 밸브플레이트(28) 및 리테이너 플레이트(29)로 구성되어 있다. 밸브형성체(14)에는 실린더보어(23)와 상대하는 두 위치에 토출 포트부(30)와 흡입포트부(31)가 각각 형성되어 있다.

리어하우징(15)의 내부에는 격리벽(32)을 끼고 흡입실(33)과 토출실(34)이 구획되어 있다. 리어하우징(15)의 둘레벽에는 토출실(34)과 외부를 연이어 통하게 하는 토출구(35)가 형성되어 있다. 또, 리어하우징(15)의 끝벽에는 흡입실(33)과 외부를 연이어 통하게 하는 흡입구(36)가 형성되어 있다.

리어하우징(15)에 구비된 제어밸브(37)는 크랭크실(17)과 토출실(34)을 연이어 통하게 하는 압력 공급경로(38) 상에 개재되어 있다. 또, 크랭크실(17)과 흡입실(33)은 방압통로(감압통로)(39)에 의해 연통되어 있다. 이와 같은 가변용량형 압축기(11)의 토출용량은 제어밸브(37)의 개방도의 조절에 의해 크랭크실(17)의 압력(크랭크압)을 제어하는 것에 의하여, 사판(22)의 경사각을 조정하는 것으로서 제어된다. 그리고, 크랭크압을 높은 쪽으로 유도하면 사판(22)의 경사각이 작게 되어 피스톤(24)의 스트로크가 작아져서 토출용량이 감소하며, 크랭크압을 낮은 쪽으로 유도하면 사판(22)의 경사각이 크게 되어 피스톤(24)의 스트로크가 커져서 토출용량이 증대한다.

도 2에 도시된 사판식 압축기용 피스톤(24)은 슈(25)가 개재되는 본체부(24a)와, 상기 본체부(24a)의 일측으로 구비되며 실린더보어(23) 내에서 미끄럼 운동하도록 하는 단면이 원형인 슬라이딩부(24b)로 이루어진다. 상기 슬라이딩부(24b)는 경량화를 위하여 원통형으로서 중공형으로 형성된다.

종래 중공형 사판식 압추기용 피스톤(24)은 본체부(24a)의 일측으로 단면이 원형인 원형부(24a-1)를 형성하고, 이 원형부(24a-1)가 컵형 캡에 조립되어 중공형으로 형성된다.

일반적으로 사판식 압축기용 피스톤(24)은 성형될 피스톤(24) 형상의 홈이 형성된 상, 하 금형 사이에 소재를 위치시키고, 상하에서 가압하여 성형하였다. 성형되는 소재의 일부는 측방으로 유동되어 플레시(Flesh)로 형성되며, 성형 공정 후에 트리밍 공정으로 통하여 이 플레시가 제거된다. 따라서 제조 과정에서 플레시로 제거되는 소재가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

도 3 및 도 4는 종래 기술에 의한 본체부(24a)와 일측으로 중공형 슬라이딩부(24b)가 구비되는 사판식 압축기용 피스톤(24)을 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 것으로, 상, 하 금형(210, 230)과 측방 펀치(220)를 구비한 성형 장치(200)에서, 상, 하 금형(210, 230) 사이에 단면이 원형인 소재(240)를 위치시키고, 상하에서 가압하면서, 측방에서 측방 펀치(220)로 가압하여 성형하였다.

그러나 상기와 같이 성형하는 경우에도 도 4의 "A"부로 표시한 부분에서 플레시가 여전히 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 제10-0403217호 등록특허공보 대한민국 특허공개 제10-2000-0056105호 공개특허공보

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 트리밍 공정이 필요하지 않고 따라서 트리밍 공정에 의하여 제거되는 소재가 발생하지 않으며, 성형 장치의 구조가 간단하고 성형에 소요되는 하중을 증가시키지 않을 수 있는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법을 제공한다.

상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 제1 본체부성형부와, 제1 본체부성형부 일측으로 위치하며 단면이 반원상인 제1 원형부성형부와, 제1 본체부성형부의 전방과 측방 그리고 제1 원형부성형부의 측방으로 연장된 평면상의 제1 가장자리부가 형성된 제1 금형과; 상기 제1 본체부성형부와 마주하는 제2 본체부성형부와, 제2 본체부성형부 일측으로 위치하며 제1 원형부성형부와 마주하는 단면이 반원상인 제2 원형부성형부와, 제2 본체부성형부의 전방과 측방 그리고 제2 원형부성형부의 측방으로 연장된 평면상의 제2 본체부성형부와 제2 원형부성형부의 양 측방으로 연장된 평면상의 제2 가장자리부가 형성된 제2 금형과; 제1 원형부성형부와 제2 원형부성형부에 의하여 형성되는 원통형 공간으로 삽입되면서 소재를 전방 가압하는 단면이 원형인 측방 펀치로 이루어진 성형장치로 사판식 압축기용 피스톤을 제조하는 방법에 있어서, 이격된 제1 금형과 제2 금형 사이로 단면이 원형인 원통형 소재를 공급하여 제1 원형부성형부 또는 제2 원형부성형부에 위치시키는 단계(소재 공급 단계)와, 제1 금형과 제2 금형을 접근시켜 제1 가장자리부와 제2 가장자리부가 접촉되도록 하는 단계(공간 형성 단계)와, 제1 원형부성형부와 제2 원형부성형부에 의하여 형성된 원통형 공간을 따라 측방 펀치가 전방 가압되어 소재가 제1 본체부성형부와 제2 본체부성형부 사이로 유동되어 성형되는 단계(성형 단계)로 이루어지는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법을 제공한다.

상기에서, 제1 가장자리부와 제2 가장자리부가 접촉되어; 제1 본체부성형부, 제2 본체부성형부, 제1 원형부성형부, 제2 원형부성형부에 의하여 후방으로 개구된 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 측방 펀치의 전방에는 중심부에서 돌출 높이가 가장 높게 경사 돌출된 경사부가 구비되어, 상기 성형 단계에서는 원형부로 되는 부분의 소재 후방 단부에 전방을 향하여 오목한 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 상기 원통형 소재의 지름은 제1 가장자리부와 제2 가장자리부가 접했을 때, 제1 원형부성형부와 제2 원형부성형부에 의하여 형성되는 원통형인 원형부성형부의 지름의 1/2 값보다 크고, 원형부성형부의 지름의 1.1배보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기에서, 원통형 소재의 지름은 원형부성형부의 지름의 0.9배보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기에서, 경사부는 측방 펀치의 가장자리로부터 이격된 위치에서 전방을 향하여 경사지게 돌출된 제1 경사부와, 상기 제1 경사부의 내측 단부로부터 전방을 향하여 경사지게 돌출되며 중심부에 첨부를 형성하는 제2 경사부로 이루어지며, 상기 제2 경사부의 경사각은 제1 경사부의 경사각보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기에서, 서로 접하는 제1 가장자리부와 제2 가장자리부의 표면 거칠기를 각각 Ra1, Ra2라고 하고, 제1 가장자리부와 제2 가장자리부의 표면 합성 거칠기(HR)를

로 연산할 때, 제1 가장자리부와 제2 가장자리부의 표면 합성 거칠기(HR)는 0.15～9.0㎛Ra 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법에 의하면, 성형 공정 후에 플레시를 제거하기 위한 트리밍 공정이 필요하지 않고, 성형에 소요되는 하중을 많이 증가시키지 않고 성형하는 것이 가능하며, 성형 장치의 구조가 간단하게 되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 가변용량형 사판식 압축기를 도시한 측단면도이며,
도 2는 사판식 압축기에 구비되는 중공형 피스톤을 도시한 단면도이며,
도 3 및 도 4는 종래 기술에 의한 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 것이며,
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따르는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이며,
도 9는 본 발명에 따라 제조된 사판식 압축기용 피스톤 제품을 도시한 개략적인 단면도이며,
도 10은 사판식 압축기용 피스톤 제조용 금형을 도시한 측면도이며,
도 11은 본 발명에 따르는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법에 사용되는 소재를 도시한 단면도이다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법에 대하여 설명한다. 사판식 압축기는 소재의 절단, 단조(소성가공), 선삭, 세척 등의 공정을 통하여 제조되나, 본 발명은 단조(소성가공)에 관한 것으로 소재의 절단과 같은 전공정이나 세척과 같은 후공정에 대한 설명은 생략하고, 이를 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법이라 하여 설명한다. 그리고 단조(소성가공)에 의한 사판식 압축기용 피스톤 반제품을 '피스톤'이라고 하여 설명한다.

도 5 내지 도 8은 본 발명에 따르는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이며, 도 9는 본 발명에 따라 제조된 사판식 압축기용 피스톤 제품을 도시한 개략적인 단면도이며, 도 10은 사판식 압축기용 피스톤 제조용 금형을 도시한 측면도이며, 도 11은 본 발명에 따르는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법에 사용되는 소재를 도시한 단면도이다.

이하에서 설명의 편의를 위하여 압축기의 본체부가 성형되는 방향인 도 5의 좌측을 전방으로, 우측을 후방으로, 지면에 수직한 방향을 측방으로 하여 기재한다.

본 발명에 따르는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법이 실행되는 장치는 제1 금형(110)과, 제2 금형(120)과, 측방 펀치(130)로 이루어진다.

상기 제1 금형(110)은 오목한 제1 본체부성형부(113)와, 상기 제1 본체부성형부(113)의 일측으로 위치하며 오목하게 형성되는 제1 원형부성형부(111)와, 상기 제1 본체부성형부(113)의 전방과 측방 그리고 제1 원형부성형부(111)의 측방으로 연장된 제1 가장자리부(115)가 형성된다. 제1 원형부성형부(111)는 후방 단부까지 연장된다. 제1 원형부성형부(111)는 단면이 반원상으로 형성된다. 제1 본체부성형부(111)의 전방 및 측방은 가장자리를 따라 높이가 일정하지 않을 수 있으며, 제1 가장자리부(111)는 높이가 일정하지 않게 형성될 수 있다. 상기 제1 원형부성형부(111)는 단면이 반원상으로서, 가장자리의 높이가 일정하게 형성될 수 있으므로, 제1 원형부성형부(111)의 측방으로 연장되는 제1 가장자리(115) 부분은 평면상으로 형성된다.

상기 제2 금형(120)은 오목한 제2 본체부성형부(123)와, 상기 제1 본체부성형부(123)의 일측으로 위치하며 오목하게 형성되는 제2 원형부성형부(121)와, 상기 제2 본체부성형부(123)의 전방과 측방 그리고 제2 원형부성형부(121)의 측방으로 연장된 제2 가장자리부(125)가 형성된다. 제2 원형부성형부(121)는 후방 단부까지 연장된다. 제2 원형부성형부(121)는 단면이 반원상으로 형성된다. 제2 본체부성형부(121)의 전방 및 측방은 가장자리를 따라 높이가 일정하지 않을 수 있으며, 제2 가장자리부(121)는 높이가 일정하지 않게 형성될 수 있다. 상기 제2 원형부성형부(121)는 단면이 반원상으로서, 가장자리의 높이가 일정하게 형성될 수 있으므로, 제2 원형부성형부(121)의 측방으로 연장되는 제2 가장자리(125) 부분은 평면상으로 형성된다.

상기 제1 가장자리(115)와 제2 가장자리부(121)는 측방 및 전방으로 수평으로 연장된다.

본 발명의 사판식 압축기용 피스톤을 제조하는 장치에서, 상기 제1 금형(110)과 제2 금형(120)은 서로 마주하여 구비된다. 상기 제1 금형(110)을 이루는 제1 본체부성형부(113)와 제2 본체부성형부(123)는 서로 마주하며, 제1 원형부성형부(111)는 제2 원형부성형부(121)와 마주하여 위치한다.

측방 금형(130)은 단면이 원형으로서, 성형시 후방에서 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121) 사이로 삽입되어 전방으로 이동하게 된다.

상기 제1 금형(110)과 제2 금형(120) 중 어느 하나는 고정 설치되고, 나머지 하나는 고정된 금형을 향하여 접근되거나 고정된 금형으로부터 이격되도록 이동 가능하게 구비된다. 이동되는 금형은 리니어 가이드(도시하지 않음)에 설치되며, 실린더 등과 같은 유압 설비에 연결되어 고정된 금형으로 접근되거나 고정된 금형으로부터 이격될 수 있다. 제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 서로 접근되면서 측방으로 흔들림이 발생하지 않도록 측방으로의 이동을 제한하는 가이드(도시하지 않음)가 설치된다.

제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 서로 접근하여 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)가 접하면, 제1 금형(110)에 오목하게 형성된 제1 본체부성형부(113)와 제1 원형부성형부(111) 그리고 제2 금형(120)에 오목하게 형성된 제2 본체부성형부(123)와 제2 원형부성형부(121)에 의하여 후방으로 개구된 공간부가 형성된다. 제1 본체부성형부(113)와 제2 본체부성형부(123)에 의하여 피스톤의 본체부가 성형되는 공간(이하에서 '본체부공간부'라 한다)이 형성되고, 제1 원형부성형부(113)와 제2 원형부성형부(121)에 의하여 피스톤의 원형부가 성형되는 공간(이하에서 '원형부공간부'라 한다)이 형성된다. 본체부공간부 후방으로 원형부공간부가 형성되고, 원형부공간부의 단면은 지름(D)을 가지는 원형으로 형성된다.

이하에서 설명의 편의를 위하여 제2 금형(120)이 하부에 고정 위치하고, 제1 금형(110)이 상부에 위치하여 제2 금형(120)을 향하여 하강하거나 상승 운동을 하는 것으로 하여 설명한다.

상기 제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 이격된 상태에서, 제1 금형(110)과 제2 금형(120) 사이로 단면이 원형인 원통형 소재(W)가 투입된다. 투입된 소재(W)는 제2 원통형연장부(121)에 안착되어 위치한다. 상기 소재(W)의 전방 단부는 제2 원통형연장부(121)에 위치한다(소재 공급 단계).

소재는 제2 금형(120)의 제2 원형부성형부(121) 후방으로부터 전방으로 이동되어 제2 원형부성형부(121)로 투입된다. 상기 소재(W)의 전방 단부는 제2 원통형연장부(121)의 전방 단부보다 후방에 위치한다.

상기 소재(W)는 단면이 원형이 원형 기둥 형상으로서, 상기 원통형 소재의 지름은 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)가 접했을 때, 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121)에 의하여 형성되는 원형부공간부의 지름의 1/2보다는 크고 원형부공간부의 지름의 0.9배보다는 작게 하는 것이 바람직하다.

상기 원통형 소재의 지름을 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121)에 의하여 형성되는 원형부공간부의 지름의 0.9배 이상으로 하는 경우, 소재(W)의 위치 오차에 의하여 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)가 접했을 때 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121) 사이에 플레시가 발생할 가능성이 있다.

소재(W)의 지름을 원형부공간부 지름의 1.1배까지 크게 하는 것이 가능하다. 1.1배 보다 작게 하는 경우 플레시가 발생할 수 있으나, 트리밍 공정으로 제거할 만한 크기로 발생하지는 않게 된다.

소재(W)의 지름을 원형부공간부 지름의 1.1배보다 크게하는 경우 성형 후 플레시 제거를 위한 트리밍 공정이 필요하며, 소재(W)가 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121) 사이에서 잡히게 되어 측방 펀치(130)에 의하여 가압될 때 가압 저항이 크게 되는 문제가 발생한다.

상기 원통형 소재의 지름을 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)가 접했을 때, 원형형부공간부의 지름의 1/2 이하로 하는 경우, 측방 펀치에 의하여 가압되어 성형될 때 초기 성형시 소재(W)가 측방 펀치(130)의 중심보다 경사부의 하부에서 접하게 되어 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121) 사이에서 형성되는 피스톤의 원형부 성형이 어려워지며 품질에 영향을 주는 문제점이 발생한다. 그리고 지름이 작아지는 만큼 길이가 길어져야 하므로 제1 및 제2 금형(110, 120)에서 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121)의 길이가 길어져야 하며, 측방 펀치(130)의 성형 스트로크도 길어지게 된다.

소재가 공급되어 제2 원형부성형부에 안착되면, 제1 금형(110)이 제2 금형(120)을 향하여 하강하여 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)가 접하게 된다. 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)가 접하면, 제1 금형(110)이 제2 금형(120) 사이에는 제1 본체부성형부(113), 제2 본체부성형부(123), 제1 원형부성형부(111), 제2 원형부성형부(121)에 의하여 후방으로 개구된 공간부(S)가 형성된다. 제1 본체부성형부(113)와 제2 본체부성형부(123)에 의하여 전방 및 측방이 막히며 후방으로 개구된 본체부공간부가 형성되고, 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121)에 의하여 전방으로 상기 본체부공간부로 연통되며 후방으로 개구된 원형부공간부가 형성된다(공간 형성 단계).

원통형 소재(W)는 원형부공간부에 위치한다. 원통형 소재(W)의 지름이 원형부공간부의 지름 이하이고 제1 본체부성형부(113)와 제2 본체부성형부(123) 사이의 원형형부공간부의 지름의 1/2값보다 큰 범위인 경우에는 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121)에 의하여 가압되어 소성변형되지 않고 따라서 외주면에 플레시도 발생하지 않는다. 원통형 소재의 지름(W)이 원형부공간부의 지름보다 큰 경우에는 제1 원형부성형부(111)와 제2 원형부성형부(121)에 의하여 가압되어 소성변형된다. 원통형 소재의 지름(W)이 원형부공간부의 지름보다 크고 원형부공간부 지름의 1.1배보다 작은 범위에서는 가압시 길이 방향으로 소재(W)가 늘어나는 등의 영향으로 플레시가 미세하게 발생할 수 있으나 트리밍 공정을 거쳐야 할 만큼의 크기로 발생하지 않는다. 원통형 소재의 지름(W)이 원형부공간부 지름의 1.1배 이상인 경우에는 플레시 제거가 필요하게 된다.

제1 금형(110)과 제2 금형(120)의 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)가 접하여, 제1 금형(110)과 제2 금형(120) 사이에 본체부공간부와 원형부공간부가 형성되며, 측방 펀치(110)가 전방을 향하여 전진하여 원형부공간부에 위치한 소재(W)를 본체부공간부로 가압하여 전진시킨다. 전진하는 소재(W)는 제1 금형(110), 제2 금형(120) 및 측방 펀치(130)에 의하여 가압 소성 변형되어 본체부와 원형부를 가지는 부품으로 성형된다(성형 단계).

상기에서 서로 접하는 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)의 표면 거칠기를 각각 Ra1, Ra2라고 하고, 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)의 표면 합성 거칠기(HR)를

로 연산할 때,

제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125)의 표면 합성 거칠기(HR)는 0.15∼9.0㎛Ra 범위로 하는 것이 바람직하다. 표면 합성 거칠기(HR)가 0.15㎛Ra보다 작은 경우에는 측방 펀치(130)가 전진할 때 공간부에 존재하는 공기가 외부로 배출되지 않아 성형에 불량이 발생할 수 있으며, 표면 합성 거칠기(HR)가 9.0㎛Ra보다 큰 경우에는 제1 가장자리부(115)와 제2 가장자리부(125) 사이로 소재(W)가 유동하여 버(Burr)가 발생하는 문제점이 있다.

상기 측방 펀치(130)의 전방에는 중심부에서 돌출 높이가 가장 높게 경사 돌출된 경사부가 구비된다. 상기 경사부는 측방 펀치의 가장자리로부터 반경 방향 내향 이격된 위치에서 전방을 향하여 경사지게 돌출된 제1 경사부(135)와, 상기 제1 경사부(135)의 내측 단부로부터 전방을 향하여 경사지게 돌출되며 중심부에 첨부를 형성하는 제2 경사부(133)로 이루어지며, 상기 제2 경사부(133)의 경사각은 제1 경사부(135)의 경사각보다 작게 형성된다. 중심부에 첨부를 형성하는 제2 경사부(133)를 구비함으로써 소재(W)가 가압될 때 반경 방향 외측으로 유동이 용이하게 이루어지며, 피스톤 후방에 오목하게 홈(H)이 형성되어 성형 후 후공정에서 홈을 가공할 필요가 없게 된다. 도 9에서 도면부호 A는 단조 공정 후 절삭 공정에 의하여 제거되는 부위를 나타낸다. 단조 공정 후 도 9의 "A"부분을 절삭에 의하여 제거하고 이 부분이 캡에 삽입되어 결합된다.

도 7에서 도면부호 131은 원형부공간부와 슬라이딩 접촉하는 측방 금형(130)의 외경면을 도시한 것이며, 137은 제1 경사부(135)의 외경으로 구비되는 환형상의 환형부를 도시한 것이다. 환형부(137)를 구비함으로써 단조 성형 후 도 9의 "A"부분 절삭이 가능하게 된다.

110: 제1 금형 120: 제2 금형
130: 측방 펀치

Claims

제1 본체부성형부와, 제1 본체부성형부 일측으로 위치하며 단면이 반원상인 제1 원형부성형부와, 제1 본체부성형부의 전방과 측방 그리고 제1 원형부성형부의 측방으로 연장된 평면상의 제1 가장자리부가 형성된 제1 금형과; 상기 제1 본체부성형부와 마주하는 제2 본체부성형부와, 제2 본체부성형부 일측으로 위치하며 제1 원형부성형부와 마주하는 단면이 반원상인 제2 원형부성형부와, 제2 본체부성형부의 전방과 측방 그리고 제2 원형부성형부의 측방으로 연장된 평면상의 제2 본체부성형부와 제2 원형부성형부의 양 측방으로 연장된 평면상의 제2 가장자리부가 형성된 제2 금형과; 제1 원형부성형부와 제2 원형부성형부에 의하여 형성되는 원통형 공간으로 삽입되면서 소재를 전방 가압하는 단면이 원형인 측방 펀치로 이루어진 성형장치로 사판식 압축기용 피스톤을 제조하는 방법에 있어서,
이격된 제1 금형과 제2 금형 사이로 단면이 원형인 원통형 소재를 공급하여 제1 원형부성형부 또는 제2 원형부성형부에 위치시키는 단계(소재 공급 단계)와, 제1 금형과 제2 금형을 접근시켜 제1 가장자리부와 제2 가장자리부가 접촉되도록 하는 단계(공간 형성 단계)와, 제1 원형부성형부와 제2 원형부성형부에 의하여 형성된 원통형 공간을 따라 측방 펀치가 전방 가압되어 소재가 제1 본체부성형부와 제2 본체부성형부 사이로 유동되어 성형되는 단계(성형 단계)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법.
제1 항에 있어서, 상기 제1 가장자리부와 제2 가장자리부가 접촉되어; 제1 본체부성형부, 제2 본체부성형부, 제1 원형부성형부, 제2 원형부성형부에 의하여 후방으로 개구된 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법.
제1 항에 있어서, 상기 측방 펀치의 전방에는 중심부에서 돌출 높이가 가장 높게 경사 돌출된 경사부가 구비되어, 상기 성형 단계에서는 원형부로 되는 부분의 소재 후방 단부에 전방을 향하여 오목한 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법.
제2 항에 있어서, 상기 원통형 소재의 지름은 제1 가장자리부와 제2 가장자리부가 접했을 때, 제1 원형부성형부와 제2 원형부성형부에 의하여 형성되는 원통형인 원형부성형부의 지름의 1/2 값보다 크고, 원형부성형부의 지름의 1.1배보다 작은 것을 특징으로 하는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법.
제4 항에 있어서, 상기 원통형 소재의 지름은 원형부성형부의 지름의 0.9배보다 작은 것을 특징으로 하는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법.
제3 항에 있어서, 상기 경사부는 측방 펀치의 가장자리로부터 이격된 위치에서 전방을 향하여 경사지게 돌출된 제1 경사부와, 상기 제1 경사부의 내측 단부로부터 전방을 향하여 경사지게 돌출되며 중심부에 첨부를 형성하는 제2 경사부로 이루어지며, 상기 제2 경사부의 경사각은 제1 경사부의 경사각보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 접하는 제1 가장자리부와 제2 가장자리부의 표면 거칠기를 각각 Ra1, Ra2라고 하고, 제1 가장자리부와 제2 가장자리부의 표면 합성 거칠기(HR)를
로 연산할 때, 제1 가장자리부와 제2 가장자리부의 표면 합성 거칠기(HR)는 0.15～9.0㎛Ra 범위인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기용 피스톤 제조 방법.