KR19990036283A - 압축기와 같은 피스톤 작동형 기계용 연결봉 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 분할된 주연결 단부를 구비한 연결봉에서는, 일체형 부품으로서의 연결봉의 미가공 부품이 다이 캐스트 부품, 바람직하게는 알루미늄 다이 캐스트 부품으로 제작되고, 그러한 미가공 부품에는 후속으로 분할되는 파단선을 따라 노치(13, 15)가 형성된다. 주연결 단부(5)는 분할 전단 공구에 의해 예정 파단선을 따라 실시되는데, 그러한 분할 전단 공구는 후속적인 절결 작업을 필요로 함이 없이 미리 정해진 구역에서 아이를 확장시켜 윤활 포켓을 형성할 수 있다.

Description

압축기와 같은 피스톤 작동형 기계용 연결봉 및 그 제조 방법

예컨대 압축기용의 알루미늄 다이 캐스트 연결봉과 같은 다이 캐스트 연결봉이 공지되어 있는데, 그 연결봉은 주연결 단부(big-end)가 폐쇄된 일체형 연결봉 또는 주연결 단부가 분할된 분할형 연결봉으로서 형성된다. 분할형 연결봉은 예컨대 고정용 돌출부를 구비하는 2개의 주조 부품으로 이루어진다. 또한, 기계적 가공에 의해 분할되어 볼트나 핀에 의해 또는 형상 단면부들의 맞물림에 의해 상호 고정되는 연결봉도 공지되어 있다.

분할형 연결봉의 마무리 가공을 하기 위해서는, 분할된 주연결 단부의 구멍을 가공하기 전에 그 상부를 하부에 나사 결합하고 적절한 방식으로 표식을 해두어야 한다. 개방 절결부의 형태의 윤활 포켓을 측방에 형성하는 것은 그 이후로는 불가능하고, 부득이한 경우라면 그러한 윤활 포켓을 미가공 부품에 미리 마련해 둘 수 있다. 결국, 공지의 형식의 연결봉은 기계적인 후가공을 필요로 하고, 그로 인해 시간 및 비용의 소모를 수반하게 된다.

또한, 마무리 가공에 앞서 주연결 단부의 상부와 하부를 나사 결합하는 것에도 역시 문제가 있는데, 그 이유는 최대한으로 정확하게 센터링을 한 경우에도 항상 미세한 변위 오차가 불가피하기 때문이다. 그러한 공간상의 변위 오차는 크랭크 핀에 조립된 후에 크랭크 핀과 주연결 단부 아이(big-end eye)의 내측 연부와의 사이에 존재하는, 즉 크랭크 핀이 주연결 단부 아이에 대해 회전될 때에 형성되는 윤활막에 불리한 영향을 미친다.

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 연결봉(connecting rod) 및 그러한 연결봉의 제조 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조로 한 실시예에 의거하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 분할선을 설정하기 위해 주연결 단부 아이의 내측 연부와 주연결 단부의 외측 구역에 미리 마련된 노치를 나타내는 본 발명에 따른 연결봉의 미가공 부품의 부분 단면 측면도이고,

도 2는 분할에 사용되는 노치를 나타내는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이며,

도 3은 주연결 단부 아이에 있는 노치의 확대 상세도이고,

도 4는 기계적인 마무리 가공 이후의 본 발명에 따른 연결봉을 나타내는 도 1에 상응하는 측면도이며,

도 5는 분할선 및 분할 전단 공구에 의해 분할 경로에 형성되는 개방 절결부를 나타내는 연결봉의 주연결 단부의 확대된 부분 단면 측면도이다.

그러한 배경 기술로부터 출발한 본 발명의 목적은 그 분할 부분의 제작에 시간 및 비용이 적게 소모될 수 있고, 그럼에도 불구하고 특히 주연결 단부 및 주연결 단부 아이의 구역에서 최대한으로 정확한 제작이 이루어질 수 있는, 압축기와 같은 피스톤 작동형 기계의 연결봉을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 그러한 연결봉의 제조 방법을 제공하는 것이다.

그러한 본 발명의 목적은 청구항 제1항 또는 청구항 제7항의 특징부의 기재에 따른 특징들에 의해 실현된다.

본 발명에 따른 연결봉의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 연결봉에 의해 제공되는 장점은, 연결봉의 미가공 부품이 마치 일체형 연결봉과 같이 마무리 가공될 수 있고, 적절한 분할 전단 공구에 의해 분할 부분에서 예정 파단선을 따라 분할된 이후에야 비로소 압축기에 조립된다는 것이다. 그 경우, 파단 시에 형성되는 파단 부분의 형상 단면부(톱니형 단면부)가 후속적으로 결합을 위한 고정부로서 사용되는 동시에 주연결 단부의 상부와 하부와의 혼동을 방지하는 역할을 하는 것이 바람직하다.

분할 전단 공구를 적절하게 형성하고 전단력과 변형을 적절히 고려한다면, 기계적인 후가공을 필요로 함이 없이 주연결 단부 아이를 최적으로 형성할 수 있다. 특히, 윤활 포켓으로서의 역할을 하는 개방 절결부를 후속적으로 분할 전단 공구에 의해 주연결 단부 아이의 내측 연부에 형성하는 것이 가능하다.

본 발명의 주제의 다른 특징 및 유리한 구성은 청구 범위의 종속항들에 기재되어 있다.

도 1에는 부연결 단부(1)(joint-end), 연결축(3) 및 주연결 단부(5)로 이루어진 연결봉이 본 발명에 의거하여 평면 A를 따라 분할될 준비를 갖춘 상태로 도시되어 있다. 연결봉은 알루미늄 다이 캐스트 부품으로서 제작되는데, 도 1에는 미가공 부품으로서 도시되어 있다. 즉, 도시된 연결봉은 다이 캐스트로 제작되는 부연결 단부 아이(7), 주연결 단부 아이(9) 및 필요한 경우에 형성되는 고정 나사(도시를 생략)용 관통 구멍(11)을 구비한다.

도 1에 도시된 연결봉의 미가공 부품은 평면 A의 구역에서 내측면, 즉 아이(9)의 내측 연부 및 외측면에 연장되는 노치(13, 15)를 구비한다. 도 2 및 도 3은 노치(13, 15)의 가능한 윤곽 형상을 단면도 및 확대 상세도로서 도시하고 있다.

도 1에 도시된 미가공 부품으로부터 출발하여, 후속적으로 연결봉을 마무리 가공한다. 즉, 아이(7, 9)를 요구되는 정확도로 드릴링 절삭하고, 필요한 경우에는 관통 구멍(11)에 암나사부(17)를 형성한다. 아이(9)는 노치(15)의 구역을 제외하고는 원형으로서 형성되는데, 그러한 원형의 윤곽은 후속적으로 실시되는 분할 과정에서 일탈된다.

전술된 바와 같이, 연결봉의 미가공 부품은 가공되어야 할 그 모든 구역이 마무리 가공된다. 연결봉은 먼저 일체형 연결봉으로서 존재하고, 이어서 미가공 부품의 분할 지점(평면 A)에서 적절한 공구 및 조처에 의해 분할된 이후에야 비로소 압축기에 조립된다. 그와 같이 분할할 경우, 적절히 형성된 분할 전단 공구에 의해 작업을 하고, 그러한 분할 과정에서 발생하는 전단력 및 변형을 고려하여 기계적인 후가공을 필요로 함이 없이 최적의 베어링 형태를 형성하도록 한다.

도 5는 주연결 단부(5)에 있는 파단선 B를 확대된 부분 단면 측면도로서 도시하고 있는데, 도 5의 좌측의 반단면도에는 파단선 B를 따라 파단되기 이전의 아이(9)의 구멍의 원형 경로가 윤곽선 C에 의해 도시되어 있는 반면에, 우측의 반단면도에는 파단선 B를 따라 분할되거나 파단된 이후의 아이(9)의 내측 연부의 경로가 윤곽선 D에 의해 도시되어 있다. 양 윤곽선 C와 D의 비교를 통해, 적절한 공구를 사용하여 주연결 단부(5)를 분할하면 크랭크 핀의 압력 부하를 경감하는 구역에서 연결봉의 윤활제를 수납하기에 특히 적합한 개방 절결부(19), 즉 오목부가 형성된다는 것을 알 수 있다.

파단 시에 임의의 톱니 형태로 파단을 해놓으면, 전술된 방식으로 분할된 연결봉을 크랭크 핀(연결봉 베어링 핀)에 조립할 경우, 즉 상부와 하부를 끼워 맞출 경우에 특히 유리하다. 그러한 톱니형 형상 단면부에 의해, 절대적으로 혼동이 없이, 그리고 특히 변위 오차가 없이 상부와 하부가 끼워 맞춰져 크랭크 핀에 나사 결합되는 것이 가능하다.

<도면 부호의 설명>

1 : 부연결 단부

3 : 연결축

5 : 주연결 단부

7, 9 : 아이

11 : 관통 구멍

13, 15 : 노치

17 : 암나사부

19 : 개방 절결부

Claims (8)

1. 주연결 단부를 통해 연장되는 분할부를 구비한 압축기와 같은 피스톤 작동형 기계의 연결봉에 있어서,

   a) 연결봉은 다이 캐스트 부품으로서 형성되고,

   b) 주연결 단부(5)의 분할부는 분할 전단 공구에 의해 형성된 분할 파단선(B)을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기와 같은 피스톤 작동 기계의 연결봉.
2. 제1항에 있어서, 연결봉은 알루미늄 다이 캐스트 부품으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 연결봉.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분할 파단선은 노치(13, 15)에 의해 연결봉의 미가공 부품에 미리 마련된 예정 파단선을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 연결봉.
4. 선행항들 중의 어느 하나의 항에 있어서, 연결봉의 미가공 부품에 형성되는 노치(13, 15)는 주연결 단부(5)의 아이(9)의 내측면 및 직경상의 연장선에서 주연결 단부의 외측면에 형성되어 아이에 있는 노치와 주연결 단부의 외측면에 있는 노치와의 사이에 예정 파단선이 미리 마련되는 것을 특징으로 하는 연결봉.
5. 선행항들 중의 어느 하나의 항에 있어서, 주연결 단부(5)의 분할 이후의 주연결 단부(5)의 아이(9)의 내측면에는 직경상으로 대향된 노치(13)의 구역에서 변형에 의해 분할 경로를 따라 형성되는 개방 절결부(19)가 마련되는 것을 특징으로 하는 연결봉.
6. 제5항에 있어서, 개방 절결부(19)는 주연결 단부를 크랭크 핀에 조립할 때에 크랭크 핀에 대해 윤활제 수납용 윤활 포켓을 형성하는 것을 특징으로 하는 연결봉.
7. 주연결 단부를 통해 연장되는 분할부를 구비한 압축기와 같은 피스톤 작동형 기계의 연결봉을 제조하는 방법에 있어서,

   a) 다이 캐스트 부품, 특히 알루미늄 다이 캐스트 부품으로서 이루어지는 미가공 부품의 가공되어야 할 모든 구역을 기계적으로 마무리 가공하는 단계,

   b) 주연결 헤드에 미리 마련된 분할부의 구역에서 주연결 단부의 내측 연부 및 주연결 단부의 외측 구역에 노치를 형성하여 재료를 감축시키는 단계, 및

   c) 주연결 단부를 노치에 의해 미리 주어진 분할 파단선을 따라 적절한 분할 전단 공구로 파단하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기와 같은 피스톤 작동형 기계의 연결봉 제조 방법.
8. 제3항에 있어서, 주연결 단부의 아이의 내측면에 파단 경로를 따라 윤활 포켓의 역할을 하는 개방 절결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연결봉 제조 방법.