KR20000068716A

KR20000068716A - 슈 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20000068716A
Application number: KR1019997002962A
Authority: KR
Inventors: 기타가와요시아키; 무라마츠쇼고; 아키즈키마사노리; 아사노히로유키
Original assignee: 후쿠마 노부오; 다이호 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-11-25
Also published as: EP0939224B1; US6435047B1; DE69827599T2; EP0939224A4; EP0939224A1; JPH11107913A; DE69827599D1; WO1999007998A1; KR100296086B1; JP3285080B2; US6532664B1

Abstract

본 발명의 슈의 제조공정은, 원주형상 소재(1)를 소정의 길이로 절단하여 원판형상 소재(2)를 얻는 공정과, 이 원판형상 소재의 한쪽 끝면에 피스톤측의 구면에 미끄럼 접합되는 구형상 미끄럼 이동면(10)을 형성하는 공정과, 상기 원판형상 소재의 다른 쪽 끝면에 고속가스 화염용사법에 의해 용사층(6)을 형성하고, 이 용사층을 사판에 미끄럼 접합되는 평판형상 미끄럼 이동면(9)으로 하는 공정을 구비한다.

용사층(6)을 구비하는 슈는, 소결층을 형성하고 있던 종래의 슈에 비교하여 큰 내 시저성을 가지고 있으며, 또 염가로 제조할 수가 있다.

Description

슈 및 그 제조방법{SHOE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

종래, 사판식 컴프레서에 사용되는 슈의 제조방법으로서, 다음과 같은 것이 알려져 있다.

즉, 제 1 제조방법으로서, 소정의 직경을 갖는 원주(圓柱)형상의 소재를 소정의 길이로 절단하여 원판형상 소재를 얻으면, 이 원판형상 소재의 한쪽 끝면에 소결층을 형성함과 동시에, 이 소결층을 사판에서 미끄럼 접합되는 평판형상의 미끄럼 이동면에 형성한다. 그리고 다음에, 상기 원판형상 소재의 다른 쪽 끝면에 피스톤측의 구면에 미끄럼 접합되는 구형상의 오목부 또는 구형상 오목부로 이루어지는 구형상 미끄럼 이동면을 형성한다.

또 제 2 제조방법으로서, 강판의 한쪽 표면에 미리 소결층을 형성해 놓고, 이 판형상 소재를 원주형상으로 타발하여 원주형상 소재를 얻는다. 그리고 상기 소결층측을 사판에 미끄럼 접합되는 평판형상 미끄럼 이동면에 형성함과 동시에, 상기 원판형상 소재의 다른쪽 끝면에 피스톤측의 구면에 미끄럼 접합되는 구형상 오목부 또는 구형상 오목부로 이루어지는 구형상 미끄럼 이동면을 형성한다.

상기 제 1 제조방법에서는, 원주형상 소재를 소정의 길이로 절단하여 원판 형상 소재를 얻도록 하고 있으므로, 재료 성공률이 좋다는 이점이 있으나, 원판형상 소재를 얻은 후에 이것에 소결층을 형성하고 있기 때문에 그 작업이 복잡하게 되어, 이 점에서 원가상으로 불리하게 된다.

한편, 제 2 제조방법에 의하면, 강판의 한쪽 표면에 소결층을 형성하고 있기 때문에, 제 1 제조방법에 비교하여 소결층을 형성하는 공정이 용이하게 되지만, 그 반면, 소결층을 형성한 판형상 소재를 원주형상으로 타발하여 원주형상 소재를 얻고 있으므로, 재료 성공률이 나쁘고, 이 점에서 원가상 불리하게 된다.

또 어느 제조방법에 있어서도 소결층을 사용하고 있었으므로, 내(耐) 시저성의 점에서 그 성능향상에 일정한 한계가 있었다.

본 발명은 슈와 슈의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사판(斜板)식 컴프레서에 사용되는 슈와 슈의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 제조공정도,

도 2는 완성후의 슈를 도시하는 확대단면도,

도 3은 본 발명의 슈의 내 시저성을 도시하는 시험결과도이다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여, 내 시저성이 우수하며, 게다가 종래에 비교하여 염가로 제조할 수가 있는 슈와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

즉 본 발명은, 사판에 미끄럼 접합되는 평판형상 미끄럼 이동면과, 피스톤측의 구면에 미끄럼 접합되는 구형상 미끄럼 이동면을 구비한 슈에 있어서,

상기 슈의 펑판형상 미끄럼 이동면측에 용사층을 형성하고, 이 용사층의 표면을 평판형상 미끄럼 이동면으로한 것을 특징으로 하는 슈를 제공하는 것이다.

또 본 발명은, 원주형상 소재를 소정의 길이로 절단하여 원판형상 소재를 얻는 공정과, 이 원판형상 소재의 한쪽 끝면에 피스톤측의 구면에 미끄럼 접합되는 구형상 미끄럼 이동면을 형성하는 공정과, 상기 원판형상 소재의 다른 쪽 끝면에 고속가스 화염용사법에 의해 용사층을 형성하고, 이 용사층을 사판에 미끄럼 접합되는 평판형상 미끄럼 이동면으로 하는 공정을 구비하는 슈의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 제조방법에 의하면, 원주형상 소재를 소정 길이로 절단해서 원판형상 소재를 얻고 있으므로, 재료 성공률이 양호하다. 이에 더하여, 원판형상 소재의 끝면에 용사층을 형성하고 있으므로, 종래와 같이 소결층을 형성하는 경우에 비교하여, 그 용사층의 형성공정이 용이한 것으로 되어, 이것에 의해 슈를 염가로 제조할 수가 있다.

그리고 용사층을 갖는 슈는, 소결층을 갖는 슈 보다도 큰 내 시저성을 가지고 있으며, 특히 윤활부족 상태에서의 사판식 컴프레서의 보다 학실한 운전을 확보할 수가 있다.

특히 상기 용사법으로서, 고속가스 화염용사법을 사용한 경우에는, 용사속도가 크기때문에 용사층이 치밀하게 되고, 또 원주형상 소재와의 밀착강도도 크게되기 때문에, 보다 우수한 내 시저성을 기대할 수가 있다.

이하, 도시된 실시예에 관하여 본 발명의 제조방법을 설명하면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 먼저, 한 예로서 S 4 5 C 로 이루어지는 직경 19 mm의 원주형상 소재(1)를 소정의 길이(L)로 절단하여 원판형상 소재(2)를 얻는다.

다음에, 이 원판형상 소재(2)의 한쪽 끝면에 105도의 각도를 갖는 원추형상의 구멍(3)을 형성하면, 이 구멍(3) 내에 11mm의 직경을 갖는 볼(4)을 가압하여, 상기 원추형상의 구멍(3)의 축방향 중간부에 구형상 오목부(5)를 형성한다. 이 구형상 오목부(5)는, 도시하지 않은 볼을 통하여 슈를 사판식 컴프레서의 피스톤에 연동시키기 위한 것이다.

다음에, 원판형상 소재(2)의 다른 쪽 끝면, 즉 도시하지 않은 사판에 미끄럼 접합되는 평판형상 미끄럼 이동면으로 되는 쪽의 끝면에, 고속가스 화염용사법에 의해 0.4 mm 두께의 용사층(6)을 형성한다. 또한 이 때, 용사해야할 원판형상 소재(2)의 다른 쪽 끝면을 상측으로 향해서 용사가 행해진다.

그리고 원판형상 소재(2)의 외주면 보다도 외측으로 밀려나온 용사층(6)의 잉여부분(6a)을 제거하면, 원판형상 소재(2)의 축심에 직경 3 mm의 관통구멍(7)을 뚫어 설치하고, 상기 구형상 오목부(5) 내를 관통구멍(7)을 통하여 용사층(6) 쪽으로 연통시킨다. 이 관통구멍(7)은, 기름탱크로서 이용되는 것이다.

또한, 상기 원판형상 소재(2) 및 용사층(6)의 전역에 20 ~ 30 ㎛ 두께의 Cu 도금층(8)을 형성하면, 상기 용사층(6)의 표면을 도금층(8)과 함께 0.1mm 정도 얇게 제거하고, 그 표면을 상기 사판에 미끄럼 접합되는 평판형상 미끄럼 이동면(9)으로 한다. 상기 Cu 도금층(8)은, 상기 구형상 오목부(5)와 도시하지 않은 볼과의 미끄럼 이동을 고려하여 형성한 것이다.

다음에, 상기 구형상 오목부(5) 내에 재차 상기 볼(4)을 가압해서, 상기 용사에 의한 변형을 교정하고, 이 구형상 오목부의 표면을 구형상 미끄럼 이동면(10)으로 한다.

다음에, 상기 용사층(6)으로부터 원주형상 소재(2)에 걸쳐서 이들의 외주에 모따기부(11)를 형성함과 동시에, 관통구멍(7)의 평판형상 미끄럼 이동면(9) 측의 내주면에도 모따기부(12)를 형성한다.

다음에, 원주형상 소재(2)와 용사층(6)과의 축방향 길이가 소정의 길이로 되도록, 원주형상 소재(2)의 평판형상 미끄럼 이동면(9)과는 반대측의 끝면, 즉 구면측의 끝면을 얇게 제거한다.

이후에, 원주형상 소재(2)의 구면측의 끝면 외주부에 30도의 각도로 큰 모따기부(13)를 형성하면, 평판형상 미끄럼 이동면(9)에 래핑가공과 버핑 다듬질을 수차 시행하여 이 평판형상 미끄럼 이동면(9)의 두께를 0.15 ~ 0.25 mm의 범위로 하여, 도 2에 확대하여 도시한 슈(14)의 완성품을 얻는다.

이와 같이, 상기 슈(14)의 평판형상 미끄럼 이동면측에 고속가스 화염용사법에 의해 용사층(6)을 형성하고, 이 용사층(6)의 표면을 평판형상 미끄럼 이동면(9)으로 하면, 종래에 비교하여 내 시저성이 우수한 슈를 얻을 수가 있다.

도 3은 내 시저성을 측정한 시험결과를 도시한 것이다.

이 시험은, F C D 담금질 재료로 이루어지는 디스크를 회전시켜, 디스크의 표면에 팁형상으로 형성된 슈를 눌러 접합시켜서 시저로 된 하중을 측정한 것이다.

(시험조건)

슈 접촉부의 주속 : 15 m/s

하중 : 0.4 kN/10 min 점증(漸增)

윤활유 : 냉동기유

본 발명품은, S 45 C 의 소재에 0.15 ~ 0.25 mm 두께의 용사층(6)을 고속가스화염용사법에 의해 형성한 것으로, 이 용사층(6)의 성분은, 중량(%)으로, 잔부 Cu - 10 Sn - 10 Pb로 하였다.

비교품 A는, 팁형상의 슈 전체를 인청동(잔부Cu - 6.5 Sn - 0.2 p)으로 제조한 것이다.

비교품 B는, S 45 C 의 소재에 소결층을 형성한 것으로, 이 소결층의 성분은, 본 발명품과 마찬가지로, 잔부 Cu - 10 Sn - 10 Pb 로 하였다.

비교품 C는, 팁형상의 슈 전체를, 잔부 A1 - 17 Si - 4.5 Cu - 0.5 Fe - 0.5 Mg - 0.1 Mn 의 T6 처리한 것으로부터 제조한 것이다.

비교품 D는, 팁형상의 슈 전체를, 잔부 A1 - 17 S1 - 4 Cu - 5 Fe - 102 Mg - 0.5 Mn 의 T6 처리한 것으로부터 제조한 것이다.

도 3의 시험결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명품은 우수한 내 시저성을 도시하고 있으며, 특히 본 발명품과 동일한 성분을 소결한 비교품 B에 비교하여 우수한 효과를 가지고 있다.

본 발명의 용사층을 형성하는 성분으로서, 중량(%)으로, 40 % 이하의 Pb, 30 % 이하의 Sn, 0.5 % 이하의 P, 15 % 이하의 A1, 10 % 이하의 은, 5 % 이하의 Si, 5 % 이하의 Mn, 5 % 이하의 Cr, 20 % 이하의 Ni 및 30 % 이하의 Zn으로 이루어지는 첨가성분의 1종 또는 2종 이상과, 잔부 Cu로 이루어지는 Cu계 합금을 사용할 수가 있다.

이러한 성분의 Cu계 합금을 사용함으로써, 보다 우수한 내 시저성능을 얻을 수가 있다.

특히, Cu계 합금을 사용하는 경우에는, Cu합금 애터마이즈분말의 미용해 조직과 용해조직과의 혼합조직으로부터 용사층을 형성하는 것이 바람직하다. 즉 일반적으로, 애터마이즈분말은 가스에 의해 프레임 내로 압송될 때에 용해되는데. 냉각을 빨리 하는 등에 의해 그 일부가 용사중에 용해되지 않도록 함으로써, 애터마이즈분말의 일부를 용사층에 잔존시킬 수가 있다. 이와 같은 조직의 용사층에 의해, 보다 우수한 내 시저성능을 얻을 수가 있다.

또한 본 발명의 다른 용사층으로서, 중량(%)으로, Si을 12 ~ 60 % 함유하고, 잔부가 실질적으로 A1로부터 이루어지고, 또한 입자형상의 Si을 매트릭스 중에 분산시킨 A1 합금계의 용사층을 사용할 수가 있다. 이 용사층에는, Sn을 0.1 ~ 30 % 함유시키고, 그 Sn 입자를 매트릭스 중에 분산시켜도 된다. 또한, 7 % 이하의 Cu, 5 % 이하의 Mg, 15 % 이하의 Mn, 1.5 % 이하의 Fe 및 8 % 이하의 Ni로 이루어지는 첨가성분의 적어도 1종 이상을 함유시켜도 된다.

이러한 성분의 A1계 합금에 있어서도, 우수한 내 시저성능을 얻을 수가 있다.

또한, 플라스마 용사에 의한 용사층과 소재와의 밀착강도가 150 ~ 200 ㎏/㎠ 인것에 대하여, 고속가스 화염용사법의 밀착강도가 450 ~ 500 ㎏/㎠ 까지도 있다. 일반적으로 밀착강도가 큰 쪽이 내 마모성이 향상하므로, 용사층(6)을 형성함에 있어서는 고속가스 화염용사법을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 그 밖의 용사법에 의해서 용사층(6)을 형성해도 된다.

어느 용사법이라도, 원판형상 소재(2)의 외주면 보다도 외측으로 밀려난 용사층(6)의 잉여부분(6a)이나, 원주형상 소재(2) 이외로 용사된 용사물은 회수하여 재차 이용할 수가 있으므로, 경제적이 된다.

또, 상기 실시예에서는 오목형상의 구형상 미끄럼 접합면(10)을 형성하고, 이것을 볼을 통하여 피스톤에 연동시키도록 하고 있으나, 종래 주지하는 바와 같이,피스톤에 직접 연동시키기 위하여 볼록형상의 구형상 미끄럼 접합면을 형성해도 되는 것은 물론이다.

또한, 상기 실시예에서는 구형상 오목부(5)를 형성하고서부터 용사층(6)을 형성하고 있으나, 이 공정을 역순으로 하는것도 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 소결층을 형성하는 경우에 비교하여, 큰 내 시저성을 갖는 슈를 염가로 제조할 수가 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

사판에 미끄럼 접합되는 평판형상 미끄럼 이동면과, 피스톤측의 구면에 미끄럼 접합되는 구형상 미끄럼 이동면을 구비한 슈에 있어서,

상기 슈의 평판형상 미끄럼 이동면측에 용사층을 형성하고, 이 용사층의 표면을 평판형상 미끄럼 이동면으로 한 것을 특징으로 하는 슈.
원주형상 소재를 소정의 길이로 절단하여 원판형상 소재를 얻는 공정과, 이 원판형상 소재의 한쪽 끝면에 피스톤측의 구면에 미끄럼 접합되는 구형상 미끄럼 이동면을 형성하는 공정과, 상기 원판형상 소재의 다른 쪽 끝면에 고속가스 화염용사법에 의해 용사층을 형성하고, 이 용사층을 사판에 미끄럼 접합되는 평판형상 미끄럼 이동면으로 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 슈의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 용사층이 Cu계 합금으로 이루어지며, 이 Cu합금 애터마이즈분말의 미 용해조직과 용해조직과의 혼합조직으로부터 용사층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슈 또는 슈의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 상기 Cu계 합금의 성분이, 중량(%)으로, 40 % 이하의 Pb, 30 % 이하의 Sn, 0.5 % 이하의 P, 15 % 이하의 A1, 10 % 이하의 은, 5 % 이하의 Si, 5 % 이하의 Mn, 5 % 이하의 Cr, 20 % 이하의 Ni 및 30 % 이하의 Zn으로 이루어지는 첨가성분의 1종 또는 2종 이상과, 잔부 Cu로부터 이루어지는 Cu계 합금인 것을 특징으로 하는 슈 또는 슈의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 용사층이, 중량(%)으로, Si를 12 ~ 60 % 함유하고, 잔부가 실질적으로 A1으로 이루어지며, 또한 입자형상 Si를 매트릭스 중에 분산시킨 용사층인 것을 특징으로 하는 슈 또는 슈의 제조방법.
제 5 항에 있어서, 중량(%)으로, Sn가 0.1 ~ 30 % 함유되고, 이 Sn 입자가 매트릭스 중에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 슈 또는 슈의 제조방법.
제 6 항에 있어서, 중량(%)으로, 7 % 이하의 Cu, 5 % 이하의 Mg, 1.5 % 이하의 Mn, 1.5 % 이하의 Fe 및 8 % 이하의 Ni로 이루어지는 첨가성분의 적어도 1종 이상이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 슈 또는 슈의 제조방법.