KR102341235B1 - 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법 - Google Patents
사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 상부에 오목하게 다이성형부가 형성되고 상단이 다이성형부로 개구되며 하향 연장되고 다이성형부보다 작은 단면적을 가지는 중공부인 다이연장부가 형성된 하부금형과, 펀치본체와 상기 펀치본체의 하부에 하향 연장 구비되며 상기 다이성형부보다 작은 단면적의 펀치성형부를 가지는 상부금형 사이에서 성형되며;
컵형으로 가장자리에서 상향 연장된 형태의 성형가장자리부를 가지는 성형본체와, 상기 성형본체로부터 하향 연장되며 성형본체보다 작은 단면적을 가지는 성형연장부를 포함하며, 상기 성형가장자리부 내측으로 성형본체의 상면인 바닥면이 형성된 엔드캡용 부품을 성형하는 방법에 있어서;
상기 펀치성형부에는 중심에 오목한 펀치성형오목홈이 형성되어, 상기 성형본체의 바닥면에는 성형시 펀치성형오목홈으로 유동하여 바닥돌출부가 형성되도록 성형되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법에 관한 것이다.
컵형으로 가장자리에서 상향 연장된 형태의 성형가장자리부를 가지는 성형본체와, 상기 성형본체로부터 하향 연장되며 성형본체보다 작은 단면적을 가지는 성형연장부를 포함하며, 상기 성형가장자리부 내측으로 성형본체의 상면인 바닥면이 형성된 엔드캡용 부품을 성형하는 방법에 있어서;
상기 펀치성형부에는 중심에 오목한 펀치성형오목홈이 형성되어, 상기 성형본체의 바닥면에는 성형시 펀치성형오목홈으로 유동하여 바닥돌출부가 형성되도록 성형되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법에 관한 것으로, 성형본체 바닥면에 바닥돌출부를 구비하여 성형시 바닥면에 결함이 발생하지 않아 작업 효율이 향상되는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법에 관한 것이다.
자동차용 공기조화장치에 사용되는 사판식 압축기에는 구동축에 대하여 사판의 경사각도가 일정하게 되는 고정 사판식 압축기나 또는 경사각도가 가변되는 용량가변 사판식 압축기가 있다. 이들 사판식 압축기는 구동축과 동기 회전되는 원판형태의 사판을 갖고, 구동축을 회전시키면, 경사상태의 사판이 이것에 의해 회전운동하여 실린더실내의 피스톤을 왕복운동시키도록 하는 것이다.
용량가변 사판식 압축기에는 슈를 통해 피스톤과 사판을 직접 연결한 것이 있다. 이 직결식 용량가변 사판식 압축기는 각 피스톤이 실린더블록에 형성된 보어내를 왕복 운동하는 피스톤 바디와, 사판과 계합하는 단면이 대략 U자형상의 홈이 형성된 피스톤 리세스부로 되고, 피스톤 리세스부의 양측내면의 대향하는 위치에 형성된 2개의 구면 슈포켓에 대략 반구형상의 슈가 배치되고, 양 슈에 의해 사판 외주부의 표리면이 습동 가능하게 지지되어, 구동축의 회전에 의해 사판이 회전하면서 피스톤의 왕복운동을 변환시키도록 되어 있다.
특허 등록번호 10-0558701의 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 피스톤(40)은 원통 형상의 바디(41)와 U자형의 홈을 갖는 리세스(42) 및 상기 바디(41)의 길이방향으로 리세스(42)의 내측면 대향하여 형성된 한 쌍의 슈포켓(43)을 갖고, 상기 바디(41)와 리세스(42)를 연결하는 브릿지(44)를 포함하며, 상기 슈포켓(43)과 대향하는 냉매압축 부위는 엔드캡(45)으로 밀폐되는 2개의 개체로 이루어져 있다.
이러한 피스톤의 바디(41)와 엔드캡(45)은 포징(Forging) 또는 케스팅(Casting) 등에 의해 제작하고, 서로 조립되는 부분을 가공하여 바디(41)의 개구부에 엔드캡(45)을 조립시킨 후 바디(41)와 엔드캡(45)의 접촉면을 브레이징 또는 웰딩(Welding)으로서 결합시켜 피스톤 완제품을 형성한다.
엔드캡(45)은 도 1에 도시된 바와 같이 상부금형(PU;펀치)과 하부금형(DI;다이)으로 성형하고(성형된 제품을 "엔드캡용 부품"이라 한다), 절삭하여 제조한다.
원통형 블랭크(BL)를 하부금형(DI)에 적치시키고, 상부에서 상부금형(PU)이 하강하여 가압하여 성형한다. 상기 블랭크(BL)에는 고체 윤활제가 도포(예, BONDERITE 등)된다.
성형이 반복되면서 고체 윤활제가 상부금형(PU)의 펀치성형부(PU1)에 부착되어 성형가장자리부(11-1) 내측으로 성형본체 바닥면(11-3)의 중심부에 오목하게 형성된 결함부(11-3a)가 발생하는 문제점이 있었다. 따라서 펀치성형부(PU1)에 부착된 고체 윤활제를 제거하여야 하나 제거 작업에 시간이 소요되고 제거가 쉽지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 엔드캡용 부품의 성형본체 바닥면에 바닥돌출부를 구비하여 성형시 바닥면에 결함이 발생하지 않는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 상부에 오목하게 다이성형부가 형성되고 상단이 다이성형부로 개구되며 하향 연장되고 다이성형부보다 작은 단면적을 가지는 중공부인 다이연장부가 형성된 하부금형과, 펀치본체와 상기 펀치본체의 하부에 하향 연장 구비되며 상기 다이성형부보다 작은 단면적의 펀치성형부를 가지는 상부금형 사이에서 성형되며;
컵형으로 가장자리에서 상향 연장된 형태의 성형가장자리부를 가지는 성형본체와, 상기 성형본체로부터 하향 연장되며 성형본체보다 작은 단면적을 가지는 성형연장부를 포함하며, 상기 성형가장자리부 내측으로 성형본체의 상면인 바닥면이 형성된 엔드캡용 부품을 성형하는 방법에 있어서;
상기 펀치성형부에는 중심에 오목한 펀치성형오목홈이 형성되어, 상기 성형본체의 바닥면에는 성형시 펀치성형오목홈으로 유동하여 바닥돌출부가 형성되도록 성형되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법을 제공한다.
상기에서, 성형본체는 원형으로 형성되고 상기 성형가장자리부는 파이프 형태로 형성되며, 바닥돌출부는 상부로 갈수록 지름이 감소하는 원추형태로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기에서, 성형가장자리부의 내경에 대한 바닥돌출부의 하부지름의 비는 0.29보다는 크고 0.34보다는 작은 것을 특징으로 한다.
상기에서, 바닥돌출부의 하부지름에 대한 상부지름의 비는 2.2보다는 크고 2.5보다는 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법은 엔드캡용 부품의 성형본체 바닥면에 바닥돌출부를 구비하여 성형시 바닥면에 결함이 발생하지 않으며, 성형시 펀치성형부에 부착되는 고체윤활제를 제거해야하는 번거로움이 해소되어 작업시간이 단축되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 엔드캡으로 제조되는 엔드캡용 부품의 제조를 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이며,
도 2는 종래의 엔드캡용 부품의 단면도이며,
도 3은 본 발명의 엔드캡으로 제조되는 엔드캡용 부품의 제조를 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이며,
도 4는 본 발명의 방법으로 제조된 엔드캡용 부품을 도시한 단면도이다.
도 2는 종래의 엔드캡용 부품의 단면도이며,
도 3은 본 발명의 엔드캡으로 제조되는 엔드캡용 부품의 제조를 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이며,
도 4는 본 발명의 방법으로 제조된 엔드캡용 부품을 도시한 단면도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 엔드캡으로 제조되는 엔드캡용 부품의 제조를 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이며, 도 4는 본 발명의 방법으로 제조된 엔드캡용 부품을 도시한 단면도이다.
이하의 설명에서 도 3에 세로 방향은 "상하 방향"이라 하고, 가로 방향은 "반경 방향"으로 기재한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법으로 제조되는 엔드캡용 부품은 하부금형(DI)과 상부금형(PU) 사이에서 성형된다.
상기 하부금형(DI)은 원통형으로 형성된다. 상기 하부금형(DI)에는 다이성형부(DI1)와, 다이연장부(DI2)와, 다이안내부(DI3)가 형성된다.
상기 다이성형부(DI1)는 하부금형(DI)의 상부에 오목하게 형성된다. 상기 다이성형부(DI1)는 단면이 원형인 오목한 홈으로 형성된다.
상기 다이연장부(DI2)는 상단이 다이성형부(DI1)로 개구되며 하향 연장된다. 상기 다이연장부(DI2)는 상기 다이성형부(DI1)보다 작은 단면적을 가지는 중공부로 형성된다. 상기 다이연장부(DI2)는 단면이 원형인 홀이며, 상기 다이성형부(DI1)의 중심부로 개구되도록 형성된다.
상기 다이안내부(DI3)는 상기 다이성형부(DI1)의 상부로 턱을 형성하며 연장된다. 상기 다이안내부(DI3)의 단면은 원형으로 형성된다.
상기 상부금형(PU)은 펀치본체(PU2)와 펀치성형부(PU1)로 이루어진다.
상기 펀치본체(PU2)는 단면이 원형으로 형성된다.
상기 펀치성형부(PU1)는 상기 펀치본체(PU2)로부터 하향 돌출되어 연장 구비된다. 상기 펀치성형부(PU1)의 단면은 원형이며, 상기 다이성형부(DI1)보다 작은 단면적을 가진다. 상기 펀치성형부(PU1)는 하단 가장자리를 따라 만곡된 라운딩 형태로 형성된다. 상기 펀치성형부(PU1)는 중심에 오목한 펀치성형오목홈(PU11)이 더 형성된다.
상기 하부금형(DI)과 상부금형(PU) 사이에서 성형되는 엔드캡용 부품은 알루미늄 재질로 이루어진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 엔드캡용 부품은 성형본체(110)와 성형연장부(130)로 이루어진다.
상기 성형본체(110)는 단면이 원형인 컵 형태로 구비된다. 상기 성형본체(110)에는 성형가장자리부(111)와, 바닥면(113)과, 바닥돌출부(115)가 구비된다.
상기 성형가장자리부(111)는 링 형태로 형성된다. 상기 성형가장자리부(111)는 성형본체(110)의 가장자리에서 상향 연장된다. 상기 성형가장자리부(111)는 파이프 형태로 형성된다.
상기 바닥면(113)은 상기 성형가장자리부(111)의 내측으로 형성된다. 상기 바닥면(113)은 성형본체(110)의 상면이 된다.
상기 바닥돌출부(115)는 상기 바닥면(113)에서 상향 돌출 형성된다. 상기 바닥돌출부(115)는 상부로 갈수록 지름이 감소하는 원추형태로 형성된다.
상기 성형연장부(130)는 상기 성형본체(110)로부터 하향 연장되며 성형본체(110)보다 작은 단면적을 가진다. 상기 성형연장부(130)는 단면이 원형인 형태로 형성된다.
상기 엔드캡용 부품이 성형되는 방법에 대하여 살펴보면, 상기 하부금형(DI)과 상부금형(PU)에 의해 성형되는 엔드캡용 부품은 상부금형(PU)이 하향하여 상부금형(PU)과 하부금형(DI) 사이에서 블랭크(BL)가 가압되어 성형본체(110)와 성형연장부(130)를 가지는 형태의 엔드캡용 부품이 성형된다.
상기 블랭크(BL)는 알루미늄 재질로 이루어진다. 상기 블랭크(BL)는 단면이 원형이며, 블랭크(BL)의 지름은 상기 다이성형부(DI1)의 지름보다 작고 펀치성형부(PU1)의 지름보다 크다.
상기 블랭크(BL)는 상부금형(PU)의 펀치성형부(PU1)와 다이성형부(DI1) 사이에서 가압되어 다이성형부(DI1)와 펀치성형부(PU1) 사이로 유동하여 성형가장자리부(111)가 형성되며 컵 형태의 성형본체(110)로 성형되고, 블랭크(BL)의 일부는 다이연장부(DI2)로 유동하여 성형본체(110)의 하부로 성형연장부(130)가 형성된다. 상기 성형본체(110)의 바닥면(113)에는 성형시 펀치성형부(PU1)의 펀치성형오목홈(PU11)으로 블랭크(BL)가 유동하며 바닥돌출부(115)가 형성된다.
이하에서는 상기 성형본체(110)의 바닥면(113)에 형성된 바닥돌출부(115)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 4의 바닥돌출부(115)를 확대 도시한 부분에서 'D1'은 바닥돌출부(115)의 상부지름이고, 'D2'는 바닥돌출부(115)의 하부지름이며, 'H'는 바닥돌출부(115)의 돌출 높이이고, 'R1'은 바닥돌출부(115)의 하부곡률반경이며, 'R2'는 바닥돌출부(115)의 상부곡률반경을 의미한다.
비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | |
D1 | 4 | 2.4 | 3.3 | 3.2 | 4 | 3.9 |
D2 | 10 | 4.4 | 5.6 | 4.8 | 5.9 | 8.6 |
H | 1 | 0.3 | 0.3 | 1.1 | 1 | 0.65 |
R2 | 1.5 | 1.5 | 0.7 | 0.4 | 1 | 1.5 |
R1 | 4 | 1.5 | 1 | 1 | 1 | 4.4 |
비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | |
D1 | 0.12048 | 0.072289 | 0.099398 | 0.096386 | 0.120482 | 0.11747 |
D2 | 0.3012 | 0.13253 | 0.168675 | 0.144578 | 0.177711 | 0.25904 |
H | 0.03012 | 0.009036 | 0.009036 | 0.033133 | 0.03012 | 0.019578 |
R2 | 0.045181 | 0.045181 | 0.021084 | 0.012048 | 0.03012 | 0.045181 |
R1 | 0.120482 | 0.045181 | 0.03012 | 0.03012 | 0.03012 | 0.13253 |
비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | |
D1 | 0.13578 | 0.081466 | 0.112016 | 0.108622 | 0.135777 | 0.13238 |
D2 | 0.33944 | 0.149355 | 0.190088 | 0.162933 | 0.200272 | 0.29192 |
H | 0.033944 | 0.010183 | 0.010183 | 0.037339 | 0.033944 | 0.022064 |
R2 | 0.050916 | 0.050916 | 0.023761 | 0.013578 | 0.033944 | 0.050916 |
R1 | 0.135777 | 0.050916 | 0.033944 | 0.033944 | 0.033944 | 0.149355 |
각 비교 예에 대한 결과를 살펴보면, '비교예 1'과 '비교예 6'은 바닥돌출부(115)가 정상적으로 성형되었고, '비교예 2' 내지 '비교예 5'에서는 결함이 발생되었다.
이러한 결과를 토대로 상기 바닥돌출부(115)의 결함 유무는 엔드캡용 부품의 외경보다 내경의 비율과 연관이 있다는 것을 알 수 있으며, 바닥돌출부(115)의 하부지름(D2)과 더욱 연관이 있는 것을 알 수 있다.
따라서 엔드캡용 부품 성형 시 결함이 발생되지 않도록 하기 위해서는 성형가장자리부(111)의 내경에 대한 바닥돌출부(115)의 하부지름(D2)의 비가 0.29보다 크고 0.34보다 작은 것이 바람직하다.
비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | |
D2/D1 | 2.5 | 1.833333 | 1.69697 | 1.5 | 1.475 | 2.205128 |
또한, 상기 바닥돌출부(115)의 하부지름(D2)에 대한 상부지름(D1)의 비는 2.2보다는 크고, 2.5보다는 작은 것이 바람직하다.
바닥돌출부(115)는 상기와 같은 크기로 형성됨으로써, 엔드캡용 부품 성형시 펀치성형부(PU1)에 부착된 고체 윤활제(예, ALBONDE, BOONDERITE 등)를 제거하는 과정 없이 엔드캡용 부품 성형이 용이하게 이루어지는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 따른 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
PU : 상부금형 DI : 하부금형
110 : 성형본체 111 : 성형가장자리부
113 : 바닥면 115 : 바닥돌출부
110 : 성형본체 111 : 성형가장자리부
113 : 바닥면 115 : 바닥돌출부
Claims (4)
- 상부에 오목하게 다이성형부(DI1)가 형성되고 상단이 다이성형부(DI1)로 개구되며 하향 연장되고 다이성형부(DI1)보다 작은 단면적을 가지는 중공부인 다이연장부(DI2)가 형성된 하부금형(DI)과, 펀치본체(PU2)와 상기 펀치본체(PU2)의 하부에 하향 연장 구비되며 상기 다이성형부(DI1)보다 작은 단면적의 펀치성형부(PU1)를 가지는 상부금형(PU) 사이에서 성형되며;
컵형으로 가장자리에서 상향 연장된 형태의 성형가장자리부(111)를 가지는 성형본체(110)와, 상기 성형본체(110)로부터 하향 연장되며 성형본체(110)보다 작은 단면적을 가지는 성형연장부(130)를 포함하며, 상기 성형가장자리부(111) 내측으로 성형본체(110)의 상면인 바닥면(113)이 형성된 엔드캡용 부품을 성형하는 방법에 있어서;
상기 펀치성형부(PU1)에는 중심에 오목한 펀치성형오목홈(PU11)이 형성되어, 상기 성형본체(110)의 바닥면(113)에는 성형시 펀치성형오목홈(PU11)으로 유동하여 바닥돌출부(115)가 형성되도록 성형되며;
상기 성형본체(110)는 원형으로 형성되고 상기 성형가장자리부(111)는 파이프 형태로 형성되며, 바닥돌출부(115)는 상부로 갈수록 지름이 감소하는 원추형태로 형성되며; 상기 성형가장자리부(111)의 내경에 대한 바닥돌출부(115)의 하부지름(D2)의 비는 0.29보다는 크고 0.34보다는 작은 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법. - 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서, 상기 바닥돌출부(115)의 하부지름(D2)에 대한 상부지름(D1)의 비는 2.2보다는 크고 2.5보다는 작은 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 피스톤 엔드캡용 부품 성형 방법.
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2020
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