KR20130125145A - 압축기용 풀리 어셈블리 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풀리 어셈블리를 이루는 풀리를 마그네슘 합금으로 구성함과 동시에 가공시 발생될 수 있는 손상을 방지하고, 고온 환경에 적합한 새로운 형태에 따른 압축기용 풀리 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 인너링을 준비하는 사출 준비단계; 상기 준비된 인너링에 마그네슘 합금을 인서트 사출하여 상기 인너링이 일체로 삽입된 풀리를 성형하는 풀리 성형단계; 상기 성형된 풀리의 외표면을 기계 가공하여 가공 치수를 맞추는 외형 가공단계; 상기 풀리의 외표면에 대한 탈지를 수행하는 탈지단계; 상기 탈지가 이루어진 풀리의 표면을 플라즈마 전해 산화(PEO;Plasma Electrolysing Oxcidation) 처리하여 산화 피막층으로 이루어진 1차 코팅층을 생성하는 1차 코팅단계; 상기 1차 코팅단계를 통해 산화 피막층이 생성된 풀리를 건조하는 건조단계; 그리고, 상기 건조된 풀리를 전착으로 표면 처리하여 상기 1차 코팅층의 표면에 2차 코팅층이 추가로 코팅되도록 하는 2차 코팅단계:를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 압축기용 풀리 어셈블리의 제조 방법이 제공된다.

Description

압축기용 풀리 어셈블리 및 그의 제조 방법{A pulley assembly of compressor and method for manufacturing the pulley assembly}

본 발명은 차량의 동력 전달장치에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 차량의 공조장치에 사용되는 압축기로 동력을 전달하는 풀리 어셈블리의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공조장치에 사용되는 압축기는 증발기로부터 냉매를 제공받아 고온 고압 상태의 냉매가스로 변환하여 응축기로 제공하는 역할을 수행한다.

상기한 압축기 중 차량의 공조장치에 사용되는 압축기는 풀리 어셈블리를 통해 엔진의 구동력을 전달받아 냉매를 압축하도록 구성된다.

한편, 통상의 차량용 압축기는 전자 클러치를 이용하여 엔진의 구동력이 상기 압축기의 구동축으로 전달됨을 선택적으로 단속하도록 구성함이 일반적이다.

하지만, 최근에 많이 사용되고 있는 가변용량형 압축기의 경우는 냉방 수요에 따른 사판의 경사각 조절을 통해 압축 운전이 선택적으로 수행됨에 따라 상기 전자 클러치가 별도로 필요치 않으며, 이로 인해 가변용량 압축기로 엔진의 구동력을 전달하는 동력전달장치는 클러치리스 타입으로 구성되고 있다.

이러한 클러치리스 타입 압축기의 동력전달장치는 첨부된 도 1과 같이 풀리 어셈블리(10)와 리미트 어셈블리(30)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 풀리 어셈블리(10)는 엔진의 구동력을 전달받아 회전되는 구성으로써, 중공의 원통형으로 이루어져 그의 외주면에 상기 엔진에 의해 구동되는 벨트(도시는 생략됨)가 연결되는 풀리(11) 및 상기 풀리(11)의 내주면에 설치되는 베어링(12)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 베어링(12)은 상기 풀리(11)가 압축기의 전방 하우징(1a) 에 회전 가능하게 설치된 상태로 지지하는 역할을 수행하며, 상기 베어링(12)의 외륜(12a)은 상기 풀리(11)의 내주면에 압입 고정되며, 상기 베어링(12)의 내륜(12b) 내주면으로는 상기 압축기의 전방 하우징(1a)이 결합된다.

그리고, 상기 리미트 어셈블리(30)는 전자 클러치를 대신하여 압축기의 구동축으로 풀리 어셈블리(10)의 동력을 전달하거나 혹은, 차단하는 구성이다.

특히, 상기한 리미트 어셈블리(30)는 통상의 경우에는 상기 풀리 어셈블리(10)와 함께 회전되면서 구동축(1b)을 회전시키지만, 상기 압축기에 설정치 이상의 토크가 발생되거나 압축기의 구동축(1b)이 회전되지 못할 경우에는 상기 구동력의 전달을 강제로 해제하는 역할을 수행한다.

상기한 리미트 어셈블리(30)는 상기 풀리 어셈블리(10)를 이루는 풀리(11)의 외벽면에 설치되며, 상기 구동축(1b)이 결합되는 허브(31)와, 상기 허브(31)와 결합되는 리미트(32) 및 상기 리미트(32)가 내장되면서 상기 풀리에 결합되는 리미트 하우징(33)을 포함하여 구성된다.

상기 리미트(32)는 상기 압축기에 설정치 이상의 토크가 발생되거나 압축기의 구동축(1b)이 회전되지 못할 경우 파단되면서 상기 풀리(11)로부터 전달되는 회전력이 상기 허브(31)로 전달됨을 차단한다.

한편, 전술된 바와 같은 종래 기술에 따른 클러치리스 타입 압축기의 동력전달장치 중 풀리 어셈블리의 풀리(11)는 통상 스틸(steel) 재질로 만들어진다.

이에 따라, 상기한 풀리(11)의 재질적인 특성에 의해 전체적인 무게의 저감에 한계가 있다는 문제점을 가진다.

물론, 종래에는 상기한 풀리(11)를 경량 재질로 구성하고자 하는 노력도 있었다.

그러나, 상기한 바와 같이 풀리(11)를 경량 재질로 구성할 경우 고온의 환경시 상기 베어링(12)과 상기 풀리(11) 간의 결합 부위가 헐거워져 상기 베어링(12)의 외륜(12a)이 헛도는 문제점이 야기되었을 뿐만 아니라, 베어링(12)을 압입 결합하는 과정이나 이 압입된 베어링(12)의 고정을 위한 코킹 작업을 수행하는 과정에서 상기 풀리(11)가 손상되는 문제점을 가진다.

뿐만 아니라 상기한 풀리(11)는 벨트에 의해 엔진의 구동력을 전달받도록 구성됨을 고려할 때 상기한 벨트와의 지속적인 마찰에 의한 마모가 쉽게 발생되어 지속적인 관리 및 유지 보수가 필요시 되었던 문제점이 있었다.

따라서, 풀리(11)를 마그네슘 합금으로 구성하면 얻을 수 있는 다양한 장점에도 불구하고, 실질적으로 상기 풀리(11)를 마그네슘 합금으로는 구성하지 못하고 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 풀리 어셈블리를 이루는 풀리를 마그네슘 합금으로 구성하여 경량화를 이룰 수 있도록 함과 동시에 표면 경도의 향상을 통한 내마모성의 향상과 내부식성의 추가적인 향상을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 압축기용 풀리 어셈블리 및 그의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압축기용 풀리 어셈블리에 따르면 중공의 원통형으로 이루어지면서 외주면에는 엔진에 의해 구동되는 벨트가 연결되는 풀리와, 상기 풀리의 내주면에 위치되는 베어링을 포함하는 압축기용 풀리 어셈블리에 있어서, 상기 풀리는 마그네슘 합금으로 형성되고, 상기 풀리의 외표면에는 플라즈마 전해 산화(PEO;Plasma Electrolysing Oxcidation) 처리에 의한 산화 피막층으로 이루어진 1차 코팅층과, 상기 1차 코팅층의 표면에 전착에 의한 도금층으로 이루어진 2차 코팅층이 순차적으로 형성되어 이루어지며, 상기 풀리의 내주면에는 상기 풀리와는 다른 재질로 만들어진 원통형의 인너링이 상기 풀리와의 인서트 사출 성형에 의해 서로 일체형을 이루도록 구비되고, 상기 인너링의 내주면에는 상기 베어링이 압입 고정됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압축기용 풀리 어셈블리의 제조 방법에 따르면 인너링을 준비하는 사출 준비단계; 상기 준비된 인너링에 마그네슘 합금을 인서트 사출하여 상기 인너링이 일체로 삽입된 풀리를 성형하는 풀리 성형단계; 상기 성형된 풀리의 외표면을 기계 가공하여 가공 치수를 맞추는 외형 가공단계; 상기 풀리의 외표면에 대한 탈지를 수행하는 탈지단계; 상기 탈지가 이루어진 풀리의 표면을 플라즈마 전해 산화(PEO;Plasma Electrolysing Oxcidation) 처리하여 산화 피막층으로 이루어진 1차 코팅층을 생성하는 1차 코팅단계; 상기 1차 코팅단계를 통해 산화 피막층이 생성된 풀리를 건조하는 건조단계; 그리고, 상기 건조된 풀리를 전착으로 표면 처리하여 상기 1차 코팅층의 표면에 2차 코팅층이 추가로 코팅되도록 하는 2차 코팅단계:를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 풀리 성형단계에서 인서트 사출되는 마그네슘 합금은 용융 상태 혹은, 반용융 상태로 사출되도록 함을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 코팅단계의 1차 코팅층의 도막 두께 및 상기 2차 코팅단계의 2차 코팅층의 도막 두께는 각각 5㎛~40㎛ 범위를 이루도록 형성함을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 압축기용 풀리 어셈블리 및 그의 제조 방법은 다음의 각종 효과를 가진다.

첫째, 본 발명의 압축기용 풀리 어셈블리 제조 방법에 의해 제조된 풀리 어셈블리는 마그네슘 합금으로 형성됨으로 인해 전체적인 무게를 저감시킬 수 있게 된 효과를 가진다.

둘째, 본 발명의 압축기용 풀리 어셈블리 제조 방법에 의해 제조된 풀리 어셈블리는 풀리와 인너링 간을 인서트 사출 성형으로 일체화시킴과 더불어 상기 인너링 내에 베어링을 압입 고정함으로써 실질적으로 베어링이 풀리에 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있게 되어, 고온 상황에서 베어링이 헛도는 문제점을 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

셋째, 본 발명의 압축기용 풀리 어셈블리 제조 방법에 의해 제조된 풀리 어셈블리는 2중 코팅층을 가지기 때문에 벨트와의 마찰에 의한 마모의 발생으로 외측의 2차 코팅층이 벗겨진다 하더라도 내측의 1차 코팅층에 의해 내식성이 확보될 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 상기한 2중의 코팅층 중 1차 코팅층은 플라즈마 전해 산화(PEO;Plasma Electrolysing Oxcidation) 처리에 의한 산화 피막층으로 이루어진 코팅층임에 따라 풀리의 표면 경도를 증가시킴으로써 내마모성의 향상을 이룰 수 있게 되며, 상기 2차 코팅층은 전착(electrodeposition)에 의한 도금층으로 이루어진 코팅층임에 따라 내마모성 및 내식성의 추가적인 향상을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 종래 기술에 따른 클러치리스 타입 압축기의 동력전달장치를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도
도 2는 종래 기술에 따른 클러치리스 타입 압축기의 동력전달장치를 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 풀리 어셈블리를 일부 절개하여 내부 구조를 나타낸 상태도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 풀리 어셈블리의 제조 과정을 설명하기 위해 나타낸 순서도
도 5 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 풀리 어셈블리를 제조하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 요부 절개도

이하, 본 발명의 압축기용 풀리 어셈블리 및 그 제조 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축기용 풀리 어셈블리를 일부 절개하여 내부 구조를 나타낸 상태도이다.

이들 도면을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 풀리 어셈블리는 크게 풀리(100)와 베어링(200) 및 인너링(400)을 포함하여 구성됨을 특징으로 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 풀리(100)는 엔진으로부터 구동력을 전달받는 구성으로써, 중공의 원통형으로 이루어지면서 외주면에는 엔진에 의해 구동되는 벨트(도시는 생략됨)가 연결된다.

본 발명의 실시예에서는 상기한 풀리(100)가 마그네슘 합금으로 형성됨과 더불어 상기 풀리(100)의 표면에는 2중의 코팅층(130,140)이 각각 형성되어 이루어짐을 특징으로 제시한다.

여기서, 상기한 풀리(100)는 상기 벨트가 연결되는 링 형의 연결부와, 상기 연결부의 내측 부위를 이루면서 상기 풀리(100)의 전후 공간을 구획하는 구획벽(110)과, 상기 구획벽(110)의 후방측 벽면(압축기측의 벽면)에 압축기 측을 향해 돌출 형성되면서 후술될 베어링(200)의 설치를 위한 중공의 원통형 보스(120)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 구획벽(110)의 중앙으로는 압축기의 구동축(도시는 생략됨)이 관통되는 관통공(111)이 형성된다.

또한, 상기 풀리(100)의 표면에 형성되는 2중의 코팅층(130,140)은 마그네슘 합금으로 이루어진 풀리(100)의 외표면에 코팅되는 1차 코팅층(130)과, 상기 1차 코팅층(130)의 표면에 재차적으로 코팅되는 2차 코팅층(140)으로 이루어진다.

본 발명의 실시예에서는 상기 1차 코팅층(130)이 플라즈마 전해 산화(PEO;Plasma Electrolysing Oxcidation) 처리에 의한 산화 피막층으로 이루어진 코팅층이고, 상기 2차 코팅층(140)은 상기 1차 코팅층(130)의 표면에 전착에 의한 도금층으로 이루어진 코팅층임을 특징으로 제시한다.

이러한 2중 코팅층(130,140)의 구조는 상기 산화 피막층으로 이루어진 1차 코팅층(130)에 의해 표면 경도를 높일 수 있도록 함과 더불어 2차 코팅층(140)이 마모로 인해 벗겨진다 허더라도 내마모성이나 내부식성을 확보할 수 있도록 한 것이며, 상기 도금층으로 이루어진 2차 코팅층(140)에 의해 상기 1차 코팅층(130)의 표면을 매끄럽게 하면서도 내마모성 및 내부식성의 추가적인 증가를 이룰 수 있도록 한 것이다.

특히, 상기한 1차 코팅층(130)은 플라즈마 전해 산화 기술을 통해 형성됨을 고려할 때 상기 플라즈마 전해 산화에 의한 산화 피막층이 생성되는 도중 해당 피막층에는 기공이 형성될 수밖에 없지만 상기한 기공은 접촉 면적을 증가시키기 때문에 상기 2차 코팅층(140)인 도금층의 밀착력을 향상시키는 역할을 수행하게 되고, 상기 2차 코팅층(140)은 상기 1차 코팅층(130)인 산화 피막층의 표면에 생성된 기공을 덮음으로써 상기 기공에 의한 부스러지기 쉬운 표면을 보호하는 역할을 수행하는 등 상기 1차 코팅층(130)과 상기 2차 코팅층(140)은 상호 보완적인 역할을 수행하게 된다.

다음으로, 상기 베어링(200)은 상기 풀리(100)가 압축기에 회전 가능하게 설치된 상태로 지지하는 구성이다.

상기한 베어링(200)은 상기 풀리(100)를 이루는 보스(120)의 내주면에 위치되면서 후술될 인너링(400)에 의해 상기 풀리(100)에 고정된다.

다음으로, 상기 인너링(400)은 상기 베어링(200)을 상기 풀리(100)에 고정시키는 역할을 수행하는 구성이다.

상기한 인너링(400)은 상기 풀리(100)와는 다른 재질인 예컨대, 스틸(steel) 재질의 원통형 링으로 형성되면서 상기 풀리(100)와는 인서트 사출 성형에 의해 상기 풀리(100)를 이루는 보스(120)의 내주면에 일체형을 이루도록 구성되며, 상기 인너링(400)의 내주면에는 상기 베어링(200)이 압입 고정된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 인너링(400)은 상기 풀리(100)가 마그네슘 합금으로 형성됨을 고려할 때 고온의 상황에서도 상기 베어링(200)이 상기 풀리(100)에 안정적으로 고정된 상태를 유지하는 역할을 수행하여 상기 베어링(200)이 헛도는 문제점을 방지할 수 있도록 한 것이다.

특히, 상기 인너링(400) 역시 베어링(200)과 같은 스틸 재질이지만, 상기 인너링(400)을 상기 풀리(100)에 인서트 사출 성형으로 일체화시킴에 따라 베어링(200)이 헛도는 문제점은 방지할 수 있도록 한 것이다.

이와 함께, 첨부된 도 5 및 도 10과 같이 상기 인너링(400)의 축 방향측 양 끝단에는 상기 인너링(400) 내부에 압입되는 베어링(200)의 축 방향 유동을 방지하기 위한 유동 방지턱(411,412)이 각각 형성된다. 이때, 상기 유동 방지턱(411,412)은 상기 인너링(400) 내에 베어링(200)을 압입한 후 상기 인너링(400)의 양 끝단을 코킹하여 형성할 수도 있지만, 도시된 바와 같이 상기 인너링(400)의 일 측 끝단은 상기 유동 방지턱(411)을 미리 절곡 형성(첨부된 도 5 내지 도 9 참조)함과 더불어 타측 끝단은 상기 인너링(400) 내로의 베어링(200) 압입 후 코킹(caulking)(첨부된 도 10 참조)함으로써 또 다른 유동 방지턱(412)이 형성되도록 구성됨이 바람직하다.

물론, 전술된 인너링(400)을 별도로 적용하지 않고 베어링(200)을 풀리(100)에 직접 인서트 사출 성형하여 일체화시키도록 구성할 수도 있다. 하지만, 이의 경우 베어링(200)의 동작 신뢰성의 저하(예컨대, 볼의 고착 등)가 발생될 우려가 있을 뿐 아니라 고장시 유지 보수를 위한 교체가 불가능하기 때문에 바람직하지는 않다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 인너링(400)의 외주면과 상기 풀리(100)를 이루는 보스(120)의 내주면 간에는 서로 간을 향해 대응되는 형상으로 요입 및 돌출된 요철부가 더 형성됨을 제시한다.

상기한 요철부는 상기 인너링(400)과 상기 풀리(100) 간의 인서트 사출 성형시 접촉면적을 증가시켜 서로 간의 일체화가 더욱 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 역할 및 고온의 상황시 상기 풀리(100)와 상기 인너링(400) 간의 열 팽창 계수 차이에도 불구하고 상기 인너링(400)이 상기 풀리(100)의 축 방향 혹은, 원주 방향으로의 유동됨을 방지하는 역할을 수행하도록 한 구성이다.

상기 요철부는 상기 인너링(400)의 외주면에 복수의 수용홈(420)을 요입 형성함으로써 구성된다. 즉, 상기 인너링(400)의 외주면에 형성되는 수용홈(420)에 의해 인서트 사출 성형시 상기 풀리(100)의 보스(120) 내주면에는 상기 수용홈(420) 내로 수용되는 수용돌기(121)가 돌출 형성되어 서로 간의 안정적인 고정 및 동력 전달이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

물론, 도시되지는 않았지만 상기 인너링(400)의 외주면에 수용돌기를 돌출 형성하고, 인서트 사출 성형시 상기 풀리(100)의 보스(120) 내주면에 상기 수용돌기가 수용되는 수용홈이 요입 형성되도록 구성할 수도 있다.

특히, 상기 수용홈(420)은 상기 인너링(400)의 원주방향 및 축방향과 일치되지 않도록 기울어지게 형성됨이 바람직하다. 이는, 상기 수용홈(420)의 형성 방향이 상기 인너링(400)의 원주방향과 일치되지 않도록 함으로써 풀리(100)의 회전 방향으로 상기 인너링(400)이 유동됨을 방지함과 더불어 상기 수용홈(420)의 형성 방향이 상기 인너링(400)의 축 방향과 일치되지 않도록 함으로써 상기 인너링(400)이 상기 풀리(100)의 축 방향으로 유동됨을 방지할 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 인너링(400)의 외주면에 도금층(도시는 생략됨)이 형성됨을 추가로 제시한다. 이때, 상기 도금층은 풀리(100)와의 전위차 부식(galvanic corrosion)을 방지하기 위한 것으로써, 아연이나 니켈 등을 전착하여 형성한다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 풀리 어셈블리의 제조 과정을 첨부된 도 4의 순서도 및 도 5 내지 도 10의 요부 절개도를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 인너링(400)을 준비(S100)한다.

이때, 상기 인너링(400)은 첨부된 도 5와 같이 그의 외주면에 복수의 수용홈(420)이 형성된 상태임과 더불어 도금층(도시는 생략됨)이 형성된 상태이다.

다음으로, 첨부된 도 6과 같이 상기 준비된 인너링(400)에 마그네슘 합금을 인서트 사출하여 상기 인너링(400)이 일체로 삽입된 풀리(100)를 성형(S200)한다.

즉, 인서트 사출 공정을 통해 상기 풀리(100)가 성형되도록 하면서 상기 인너링(400)은 풀리(100)의 보스(120) 내주면에 일체로 성형된 상태를 이루도록 한 것이다. 이때 상기 보스(120)의 내주면에는 상기 인너링(400)의 수용홈(420) 내로 수용되는 수용돌기(121)가 함께 성형됨으로써 상기 수용홈(420) 및 수용돌기(121)로 이루어진 요철부로 인해 상기 인너링(400)의 원치않는 유동이 방지될 수 있음과 더불어 상기 풀리(100)의 회전력은 상기 인너링(400)으로 더욱 원활히 전달될 수 있게 된다.

상기한 사출 성형 과정에서는 상기 풀리(100)의 외주면인 벨트가 연결되는 부위는 치수 안정성의 확보를 위한 편측 가공 여유를 갖도록 함이 바람직하다.

이와 함께, 상기한 사출 성형 과정은 마그네슘 합금을 용융 상태로 사출할 수도 있고, 반용융 상태로 사출할 수도 있으며, 이는 작업 환경에 따라 자유롭게 선택 가능하다.

그리고, 전술한 일련의 과정을 통한 풀리(100)의 사출 성형이 완료되면 첨부된 도 7과 같이 상기 성형된 풀리(100)의 외표면을 기계 가공(S300)하여 가공 치수를 맞춘다.

즉, 상기 풀리(100)의 외표면인 벨트의 연결 부위를 기계 가공함으로써 상기 벨트의 안정적인 연결이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기의 기계 가공 시에는 체결공(113)의 형성을 위한 탭 가공, 드릴링 가공 등과 같이 리미트 어셈블리(300)와 같이 풀리 어셈블리에 결합되는 각종 구성들의 결합을 위한 각종 가공이 함께 수행되도록 함이 바람직하다.

다음으로, 상기 풀리(100)의 외표면에 대한 기계 가공이 완료되면 상기 풀리(100)의 표면에 대한 탈지를 수행(S400)한다.

이때, 상기한 풀리(100)의 표면에 대한 탈지는 그 이전 과정에서 상기 풀리(100)의 표면에 잔존하는 기름기를 제거함으로써 수행된다.

다음으로, 상기 풀리(100)의 외표면에 대한 탈지 과정이 완료되면 상기 풀리(100)의 표면에 대한 표면처리를 수행한다.

상기한 표면처리는 상기 풀리(100)가 마그네슘 합금으로 형성되기 때문에 발생될 수 있는 부식을 방지하기 위한 것이다. 즉, 마그네슘 합금은 화학적 활성이 큰 금속이기 때문에 그의 표면처리가 되지 않을 경우 대기 중이나 용액 중에서 매우 빠르게 부식되는 특징을 가지기 때문에 상기 표면처리로써 상기 마그네슘 합금으로 이루어진 풀리(100)의 부식이 방지될 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같은 풀리(100)의 표면처리가 플라즈마 전해 산화(PEO;Plasma Electrolysing Oxcidation)에 의한 표면처리(S500) 및 전착(electrodeposition)에 의한 표면처리 등 2중의 표면처리(S700)를 순차적으로 수행함으로써 진행됨을 특징으로 제시한다.

즉, 상기 플라즈마 전해 산화에 의한 표면처리를 통해 첨부된 도 8과 같이 상기 풀리(100)의 표면에 산화 피막층으로 이루어진 1차 코팅층(130)을 생성하고, 계속해서 전착에 의한 표면처리를 통해 첨부된 도 9와 같이 상기 1차 코팅층(130)의 표면에 도금층으로 이루어진 2차 코팅층(140)을 추가로 생성하는 것이다.

여기서, 상기 플라즈마 전해 산화에 의한 표면처리는 상기 풀리(100)를 양극으로 하고, Na를 주재로 한 알루민산염(aluminate), 규산염(silicate), 텅스텐산염(tungstate), 몰리브덴산염(molybdate), 크롬산염(chromate) 및 인산염(phosphate) 등의 전해 용액 내에서 고전압, 고전류의 펄스 혹은, 교류를 부여함에 따른 미세방전을 발생시킴으로써 수행되며, 상기한 플라즈마 전해 산화를 이용한 표면처리 과정에 의해 해당 풀리(100)의 표면에 절연 필름(insulating film)이 형성되고, 이것의 절연파괴(dielectric breakdown)가 반복되면서 비정질 양극산화막이 결정화된 피막으로 형성되어 치밀하고 견고한 세라믹질 피막을 얻을 수 있게 된다.

특히, 상기한 1차 코팅층(130)은 상기 풀리(100)와의 화학 결합으로 강력한 밀착성을 부여하는 박막층과, 알루미나로 구성되어 경도가 높으면서 치밀한 층으로 형성되는 박막층 및 기공을 갖는 박막층이 상기 풀리(100)의 표면으로부터 순차적으로 생성됨으로써 내마모성 및 내부식성을 동시에 얻을 수 있게 된다.

그리고, 상기 전착에 의한 표면처리는 무전해 니켈 도금법 혹은, 아연치환법 등의 방법으로 수행될 수 있으며, 상기한 전착에 의한 표면처리로 인해 1차 코팅층(130)의 표면에 생성되는 2차 코팅층(140) 즉, 도금층은 상기 1차 코팅층(130)의 기공을 갖는 박막층의 표면을 매끄럽게 함과 더불어 추가적인 내마모성 및 내부식성을 제공하게 된다.

물론, 상기한 1차 코팅층(130)의 생성 이후에는 상기 풀리(100)를 건조하는 과정을 추가로 수행한 후 상기 2차 코팅층(140)의 생성이 이루어지도록 함으로써 상기 2차 코팅층(140)의 안정적인 생성이 가능하도록 함이 바람직하다.

한편, 전술된 풀리(100)의 표면처리 과정을 통해 생성되는 1차 코팅층(130) 및 2차 코팅층(140)은 각각 5㎛~40㎛ 범위의 도막 두께를 갖도록 형성됨이 바람직하다.

이는, 상기 각 코팅층(130,140)이 5㎛ 미만의 도막 두께를 갖도록 형성될 경우 충분하지 못한 도막 두께로 인해 급격한 마모의 진행이 발생될 우려를 가지고, 상기 각 코팅층(130,140)이 40㎛ 초과의 도막 두께를 갖도록 형성될 경우 과도한 도막 두께로 인한 제조 시간의 급격한 증가 및 제조 단가의 상승과 공차 관리의 어려움을 겪게 되어 바람직하지 않기 때문에 각 코팅층(130,140)은 5㎛~40㎛ 범위의 도막 두께를 갖도록 형성됨이 가장 바람직한 것이다.

그리고, 전술한 바와 같은 일련의 과정에 의해 2중의 표면처리가 완료된 풀리(100)의 인너링(400) 내주면에 첨부된 도 10과 같이 베어링(200)을 압입한다.

이때, 상기 베어링(200)을 상기 인너링(400) 내주면에 압입한 후에는 상기 인너링(400)의 끝단을 코킹(S400)하여 상기 베어링(200)이 상기 인너링(400)의 축 방향을 향해 유동됨이 방지되도록 함이 바람직하다.

결국, 전술한 일련의 과정에 의해 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 풀리 어셈블리의 제조가 완료된다.

그리고, 이렇게 제조된 풀리 어셈블리는 풀리(100)를 마그네슘 합금으로 형성함으로 인한 전체적인 무게의 저감을 이룰 수 있으며, 인서트 사출로써 상기 풀리(100)와 일체를 이루도록 구성되는 인너링(400)은 고온의 상황이 발생되어 상기 풀리(100)의 열 팽창이 이루어진다 하더라도 베어링(200)의 안정적인 고정 및 지지를 수행하기 때문에 동작 불량이 방지될 수 있다.

특히, 상기 풀리(100)의 표면에 코팅되는 2중의 코팅층(130,140)에 의해 상기 풀리(100)가 벨트와의 마찰로 인한 마모가 발생되어 전착에 의해 생성된 2차 코팅층(140)이 벗겨진다 하더라도 1차 코팅층(130)이 부식으로부터 해당 풀리(100)를 안전하게 보호할 수 있게 된다.

더욱이, 상기 2중의 코팅층(130,140) 중 1차 코팅층(130)은 세라믹질 피막으로 이루어짐을 고려할 때 상기 풀리(100)에 대한 표면 경도의 향상을 이룰 수 있게 되고, 상기 1차 코팅층(130)을 이루는 기공에 의한 접촉 면적의 증가로 인해 2차 코팅층(140)인 도금층의 밀착력이 향상되며, 이와 더불어 상기 2차 코팅층(140)은 상기 기공을 덮음에 따라 기공에 의한 부스러지기 쉬운 표면을 보호할 수 있게 된다.

100. 풀리 110. 구획벽
111. 관통공 112. 볼트
113. 체결공 120. 보스
121. 수용돌기 130. 1차 코팅층
140. 2차 코팅층 200. 베어링
300. 리미트 어셈블리 400. 인너링
411,412. 유동 방지턱 420. 수용홈

Claims (4)

1. 중공의 원통형으로 이루어지면서 외주면에는 엔진에 의해 구동되는 벨트가 연결되는 풀리(100)와, 상기 풀리(100)의 내주면에 위치되는 베어링(200)을 포함하는 압축기용 풀리 어셈블리에 있어서,
   상기 풀리(100)는 마그네슘 합금으로 형성되고,
   상기 풀리(100)의 외표면에는 플라즈마 전해 산화(PEO;Plasma Electrolysing Oxcidation) 처리에 의한 산화 피막층으로 이루어진 1차 코팅층과, 상기 1차 코팅층의 표면에 전착에 의한 도금층으로 이루어진 2차 코팅층이 순차적으로 형성되어 이루어지며,
   상기 풀리(100)의 내주면에는 상기 풀리(100)와는 다른 재질로 만들어진 원통형의 인너링(400)이 상기 풀리(100)와의 인서트 사출 성형에 의해 서로 일체형을 이루도록 구비되고,
   상기 인너링(400)의 내주면에는 상기 베어링(200)이 압입 고정됨을 특징으로 하는 압축기용 풀리 어셈블리.
2. 인너링(400)을 준비하는 사출 준비단계;
   상기 준비된 인너링(400)에 마그네슘 합금을 인서트 사출하여 상기 인너링(400)이 일체로 삽입된 풀리(100)를 성형하는 풀리 성형단계;
   상기 성형된 풀리(100)의 외표면을 기계 가공하여 가공 치수를 맞추는 외형 가공단계;
   상기 풀리(100)의 외표면에 대한 탈지를 수행하는 탈지단계;
   상기 탈지가 이루어진 풀리(100)의 표면을 플라즈마 전해 산화(PEO;Plasma Electrolysing Oxcidation) 처리하여 산화 피막층으로 이루어진 1차 코팅층을 생성하는 1차 코팅단계;
   상기 1차 코팅단계를 통해 산화 피막층이 생성된 풀리(100)를 건조하는 건조단계; 그리고,
   상기 건조된 풀리(100)를 전착으로 표면 처리하여 상기 1차 코팅층의 표면에 2차 코팅층이 추가로 코팅되도록 하는 2차 코팅단계:를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 압축기용 풀리 어셈블리의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 풀리 성형단계에서 인서트 사출되는 마그네슘 합금은 용융 상태 혹은, 반용융 상태로 사출되도록 함을 특징으로 하는 압축기용 풀리 어셈블리의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 1차 코팅단계의 1차 코팅층의 도막 두께 및 상기 2차 코팅단계의 2차 코팅층의 도막 두께는 각각 5㎛~40㎛ 범위를 이루도록 형성함을 특징으로 하는 풀리 어셈블리의 제조 방법.

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