KR20040050287A

KR20040050287A - 알루미늄제 로커암 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040050287A
Application number: KR1020020078076A
Authority: KR
Inventors: 최명구
Original assignee: 최명구
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-06-16

Abstract

본 발명은 알루미늄제 로커암의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 로커암에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 차량의 엔진에 사용되고 있는 철제 단조품의 로커암(Rocker Arm)을 알루미늄으로 대체하여 차량용 엔진의 경량화를 도모하고, 알루미늄 대체에 따른 내마모성의 감소를 플라즈마 융사 분말용접법에 의하여 표면 경화층을 형성함으로써 보상하는 알루미늄제 로커암의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 로커암에 관한 것이다.

Description

알루미늄제 로커암 및 그 제조방법 {Aluminium rocker arm and method of manufacturing therof}

본 발명은 알루미늄제 로커암 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 차량의 엔진에 사용되고 있는 철제 단조품의 로커암(Rocker Arm)을 알루미늄으로 대체하여 차량용 엔진의 경량화를 도모하고, 알루미늄 대체에 따른 내마모성의 감소를 플라즈마 융사 분말용접에 의하여 표면 경화층을 형성함으로써 보상하는 알루미늄제 로커암의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 로커암에 관한 것이다.

로커암은 차량용 엔진에 있어서 캠과 짝을 이뤄 실린더 내의 밸브를 개폐하는데 사용되는 장치이다. 도1은 로커암(11)과 캠(13)의 작용에 의해 밸브(15)가 개폐되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 로커암(11)은 로커암 샤프트(14)를 축으로 피봇 가능하기 때문에 캠샤프트(16)의 회전에 따라 캠 로브가 로커암(11)의 노즈(12) 부분과 접촉하게 되면 밸브(15)가 밑으로 내려가게 되므로 실린더(도면 미도시)가 오픈되고, 캠(13)의 다른 부분이 로커암(11)의 노즈(12) 부분과 접촉하게 되면 밸브(15)가 다시 올라와 실린더가 닫히게 되는 것이다. 이렇게 볼 때, 로커암(11)의 노즈(12) 부분은 항상 캠(13)과 접촉하는 부분으로서 일정 수준의 내마모성을 확보할 필요가 있다.

종래에 엔진을 경량화하기 위하여 엔진 재질을 고강도 알루미늄으로 대체하는 시도가 이루어지고 있으나, 주로 실린더 블록이나 헤드 유닛 등 미구동 부분을 위주로 이루어지고 있고, 캠샤프트나 로커암에 대해서는 알루미늄 재질로의 대체가 많이 이루어지지는 않았다.

본 발명은 차량의 경량화를 꾀하기 위하여 차량용 엔진의 중요부분이라 할 수 있는 로커암을 알루미늄으로 대체하되, 일정 수준의 내마모성을 확보하기 위하여 로커암의 표면, 특히 노즈 부분을 플라즈마 융사 분말용접법에 의하여 표면 경화층을 형성하여 보강하는 알루미늄제 로커암 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그목적으로 한다.

도1은 로커암의 기능을 설명하기 위한 도면임.

도2는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 공정을 도시한 도면임.

도3은 본 발명에 따른 용접법을 설명하기 위한 도면임.

도4는 본 발명에 따른 로커암을 도시한 도면임.

<도면 주요부호의 설명>

10 로커암,12 노즈,

13 캠, 14 로커암 샤프트,

15 밸브,16 캠샤프트,

21 텅스텐 전극,23 모재

발명의 개요

본 발명에 따른 알루미늄제 로커암의 제조방법은 주조 또는 단조로 형성된 알루미늄제 로커암 본체 표면에 세라믹 분말을 플라즈마 융사 분말용접법을 통하여 2~5mm의 용접층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

로커암 본체의 캠 접촉부인 노즈 부위만 코팅하는 것이 바람직하고, 세라믹 분말은 Co₂Al₉, FeAl₃, Fe₄Al₁₃, NaAl₃, Na₂Al₁₃, ThAl₂중의 어느 하나인 것이 바람직하다.

플라즈마 융사 분말 용접법은 Co₂Al₉, FeAl₃, Fe₄Al₁₃, NaAl₃, Na₂Al₁₃, ThAl₂등과 같은 세라믹 분말을 플라즈마 열원으로 용융시켜 모재위에 적층하여 육성층을 형성하는 방법으로서, 내마모성, 내열성, 내식성을 확보할 수 있고, 금속적인 결합력을 갖는 고밀도의 코팅과 높은 용착속도 및 패스당 높은 두께 등을 갖는 장점이 있다.

실시예

도2는 본 발명에 따른 알루미늄제 로커암 제조방법의 일 실시예를 설명하기 위한 절차도이다. 알루미늄(Al) 주조 또는 단조로 로커암 본체를 제작하고[301], 상기 로커암 본체의 노즈(12)에 세라믹 분말을 도포하면서 플라즈마 융사 분말용접을 시행하여 2~5mm의 용접층을 형성한 후에[303], 다이아몬드 공구 등 적절한 가공방법을 통하여 선삭, 절삭 및 연삭하여 표면을 가공함으로써[304] 로커암을 제작하는 것이다. 각 공정을 상술하면 다음과 같다.

도3은 플라즈마 융사 분말용접법을 상세히 설명하기 위한 도면이다. 텅스텐 전극(21) 주위로 플라즈마 가스를 흘리면서 상기 전극(21)과 모재(23) 사이에서 플라즈마 아크를 발생시킨 후, 분말을 이 플라즈마 아크 사이로 공급해 주어 플라즈마 아크의 열에 의하여 분말을 녹여 모재(23) 위에 적층함으로써 육성 용접되는 방법이다. 도2에서 아르곤 보호가스는 용접시 산화를 방지하기 위하여 공급해 주는 것이다.

용접에 사용되는 분말은 Co₂Al₉, FeAl₃, Fe₄Al₁₃, NaAl₃, Na₂Al₁₃, ThAl₂등과 같은 세라믹 분말이 바람직하고, 상기와 같은 용접 공정을 통하여 2~5mm 정도의 합금형 표면 경화층을 형성하는 것이 적당하다. 한편, 로커암에서 캠과 접촉하는 부분은 노즈(12) 부분으로, 이 부분이 특히 내마모성을 요구하므로 노즈(12) 부분에만 표면 경화층을 형성하는 것이 경제성이나 작업 용이성 등 여러 가지 측면에서 바람직할 것이다. 용접이 끝나면 다이아몬드 공구 등 적절한 가공법을 통해 선삭 및 연삭하여 로커암을 완성시킬 수 있다.

도4는 본 발명에 따른 로커암을 도시한 것으로서 상기한 바와 같은 공정을 거쳐 로커암의 노즈(12)에 두께 t(약 2~5mm) 만큼의 용접 경화층이 형성된 것을 나타낸다.

이상에서는 본 발명에 따른 일 실시예를 중심으로 그 구성 및 작용을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위가 이에 한정되어 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위의 합리적 해석 방법에 의해 결정되어야 한다.

본 발명에 따른 알루미늄제 로커암 제조방법 및 이에 의한 로커암에 따르면, 로커암을 알루미늄으로 함으로써 차량 경량화에 기여할 수 있으면서 그 표면에 플라즈마 융사 분말용접법을 통하여 합금형 경화층을 형성함으로써 내마모성과 내밀성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims

알루미늄 주조 또는 단조에 의해 로커암 본체를 제작하는 단계,

상기 로커암의 노즈에 세라믹 분말을 도포하면서 플라즈마 융사 분말용접을 시행하여 2~5 mm의 용접층을 형성하는 단계,

절삭, 선삭 및 연삭 과정을 거쳐 표면을 가공하는 단계를 포함하여 구성되는 알루미늄제 로커암 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 세라믹 분말은 Co₂Al₉, FeAl₃, Fe₄Al₁₃, NaAl₃, Na₂Al₁₃, ThAl₂중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 알루미늄제 로커암 제조방법.
알루미늄 주조 또는 단조에 의해 제작되는 본체를 구비하고,

상기 알루미늄제 본체의 노즈 부분에 세라믹 분말을 도포하면서 플라즈마 융사 분말용접을 시행하여 2~5mm 두께로 용접층을 형성한 것을 특징으로 하는 알루미늄제 로커암.
제3항에 있어서,

상기 세라믹 분말은 Co₂Al₉, FeAl₃, Fe₄Al₁₃, NaAl₃, Na₂Al₁₃, ThAl₂중의 어느하나인 것을 특징으로 하는 알루미늄제 로커암.