KR20150100074A

KR20150100074A - 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기

Info

Publication number: KR20150100074A
Application number: KR1020140021418A
Authority: KR
Inventors: 양은수; 이병철; 강승민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-09-02

Abstract

본 발명은, 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기에 관한 것으로서, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성되거나, 상기 모재와 상기 DLC 코팅층 사이에 버퍼층이 더 형성된 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기를 제공한다. 이에 의하여, 오일에 의한 윤활이 원활하지 않을 때에도 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기가 제공될 수 있다.

Description

고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기{MOVING PART HAVING HIGH HARDNESS AND LOW FRICTION, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND COMPRESSOR HAVING THE SAME}

본 발명은, 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 오일에 의한 윤활이 원활하지 않을 때에도 저마찰 특성을 유지할 수 있도록 한 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 구동부품(Moving parts)은, 예를 들어, 압축기가 냉매를 압축하기 위해 움직이는 부품, 자동차가 운행되기 위해 움직이는 부품과 같이, 기계에서 동작할 때 움직이는 부분을 지칭한다.

상기 구동부품은 통상 다른 부품과 접촉되어 구동된다. 따라서, 상기 구동부품 및 다른 부품과의 접촉부위는 마찰에 의한 손상 및 에너지 손실을 저감하기 위해 고경도 및 저마찰 특성이 요구된다. 이를 충족하기 위하여, 상기 구동부품은 주로 망간계인산염 코팅이 된 부재 또는 DLC(Diamod Like Carbon) 코팅이 된 부재가 사용되고, 마찰부위가 오일로 윤활된다.

상기 DLC 코팅은 다이아몬드의 높은 경도와 흑연의 윤활성을 갖게 하는 탄소성분의 가스 소재를 진공상태에서 플라즈마에 의한 물리증착 방식을 이용해 모재의 표면에 코팅하는 가공기술이다. 이러한 상기 DLC 코팅은 망간계인산염 코팅보다 더욱 우수한 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 코팅으로서 최근에 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 구동부품의 코팅층을 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 구동부품은 코팅층(C)이 거칠게, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 3.2Z 수준으로 가공된 모재(B)의 표면에 DLC 코팅층(C)이 형성되어 있다.

또, 종래의 구동부품은 상기 코팅층(C)에 균열(CR)이 발생되고, 상기 균열(CR)이 상기 코팅층(C)을 더욱 거칠게 한다.

이와 같이, 코팅층(C)이 거칠게 형성된 종래의 구동부품에 있어서는, 오일에 의한 윤활이 원활하지 않을 때, 고경도 특성은 유지되되 저마찰 특성이 상실될 수 있다.

이에 의하여, 종래의 구동부품이 적용된 기계(예를 들어, 압축기)는, 효율이 감소되고, 상기 구동부품과 이에 접촉되는 다른 부품 간 접촉부위가 손상될 수 있다. 특히, 상기 DLC 코팅이 된 종래의 구동부품에 있어서는, 오일에 의한 윤활이 원할하지 못할 경우, 상기 기계의 효율 감소 및 접촉부위의 손상이 상기 망간계인산염 코팅이 된 종래의 구동부품보다 더욱 심각할 수 있다.

본 발명의 목적은, 오일에 의한 윤활이 원활하지 않을 때에도 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 구동부품을 적용하여 효율 감소 및 접촉부위의 손상이 억제될 수 있는 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 구동부품이 제공될 수 있다.

여기서, 상기 모재는 강재로 형성될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 버퍼층이 형성되고, 상기 버퍼층의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 구동부품이 제공될 수 있다.

상기 버퍼층은, 상기 버퍼층의 경도가 상기 모재의 경도보다 높고 상기 DLC 코팅층의 경도보다 낮게 구비될 수 있다.

여기서, 상기 버퍼층은 크롬(Cr), 크롬질화물(CrN) 및 탄화텅스텐-크롬(WC-Cr) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 모재는 강재로 형성될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 강재를 단조하여 모재를 생산하는 단계; 상기 모재의 표면을 연마하여 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 가공하는 단계; 및 상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 DLC 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 구동부품 제조방법이 제공될 수 있다.

여기서, 상기 DLC 코팅층은 가스상태의 DLC 재료가 플라즈마에 의해 증착되어 형성될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 강재를 단조하여 모재를 생산하는 단계; 상기 모재의 표면을 연마하여 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 가공하는 단계; 상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 버퍼층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층의 표면에 DLC 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 구동부품 제조방법이 제공될 수 있다.

여기서, 상기 버퍼층은 가스상태의 버퍼층 재료가 플라즈마에 의해 증착되어 형성되고, 상기 DLC 코팅층은 가스상태의 DLC 재료가 플라즈마에 의해 증착되어 형성될 수 있다.

그리고, 상기 버퍼층은 크롬(Cr), 크롬질화물(CrN) 및 탄화텅스텐-크롬(WC-Cr) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 구동력을 발생시키는 구동모터; 냉매가스를 압축하는 압축기구부; 및 상기 구동모터에서 상기 압축기구부로 구동력을 전달하는 크랭크축;을 포함하고, 상기 크랭크축은, 전술한 상기 구동부품인 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 압축기는 상기 크랭크축을 지지하는 베어링;을 더 구비하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 크랭크축 및 상기 베어링 중 적어도 어느 하나는, 상기 DLC 코팅층이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 모재는 표면의 거칠기가 중심선 평균 거칠기(centerline average height, Ra) 기준으로 0.4a 이하로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 모재는 표면의 거칠기가 최대높이(maximum height, Rmax) 기준으로 1.6S 이하로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기는, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성되거나, 상기 모재와 상기 DLC 코팅층 사이에 버퍼층이 더 형성된 구동부품 및 그 제조방법이 제공될 수 있다. 이에 의하여, 오일에 의한 윤활이 원활하지 않을 때에도 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.

또, 상기 구동부품을 적용하여, 효율 감소 및 접촉부위 손상이 억제될 수 있는 압축기가 제공될 수 있다.

도 1은 종래의 구동부품의 코팅층을 보인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부품의 코팅층을 보인 단면도이고,
도 3은 표면 거칠기의 표준값들을 보인 도표이고,
도 4는 좀머펠드 수(Sommerfeld variable) 0.01 이하에서 도 2의 구동부품의 마찰 특성이 향상되는 효과을 보인 도표이고,
도 5는 고하중 조건에서 도 2의 구동부품의 마찰 특성이 향상되는 효과를 보인 도표이고,
도 6은 저속 운전조건에서 도 2의 구동부품의 마찰 특성이 향상되는 효과를 보인 도표이고,
도 7은 급유가 중지된 상태에서 운전될 때 도 2의 구동부품의 저마찰 특성이 오래 유지되는 효과를 보인 도표이고,
도 8은 도 2의 구동부품의 한계하중이 향상되는 효과를 보인 도표이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동부품의 코팅층을 보인 단면도이고,
도 10은 도 2 또는 도 9의 구동부품이 적용된 압축기를 보인 단면도이다.

이하, 본 발명에 의한 고경도 및 저마찰 특성을 갖는 구동부품, 그 제조방법 및 그를 적용한 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부품의 코팅층을 보인 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 구동부품은 강재로 형성되고

십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재(110)의 표면에 DLC 코팅층(130)이 형성될 수 있다.

상기 구동부품은 강재를 단조하여 모재(110)를 생산하고, 상기 모재(110)의 표면을 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 연마하고, 연마된 상기 모재(110)의 표면에 가스상태의 DLC 재료를 플라즈마로 증착시켜 DLC 코팅층(130)을 형성하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)란, 표면 거칠기의 표시기준 중 하나에 해당되는 것이다.

도 3은 표면 거칠기의 표준값들을 보인 도표이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 표면 거칠기의 표시기준은 상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 외에도 중심선 평균 거칠기(centerline average height, Ra), 최대높이(maximum height, Rmax) 등이 있다.

상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)는 단면 곡선에서 가장 높은 봉우리 5개의 평균 높이와 가장 깊은 골짜기 5개의 평균 깊이의 차로 표면 거칠기를 지정한 값이다.

상기 중심선 평균 거칠기(centerline average height, Ra)는 단면 곡선에서 기준 길이 전체에 걸쳐 평균선으로부터 벗어나는 모든 봉우리와 골짜기의 편차에 대한 평균값으로 표면 거칠기를 지정한 값이다. 여기서, 평균선(mean line)이란, 단면 곡선에서 물체의 윤곽에 해당되는 기하학적 형태의 선을 지칭한다. 참고로, 상기 중심선 평균 거칠기(centerline average height, Ra)는 산술평균 거칠기라고도 한다.

상기 최대높이(maximum height, Rmax)는 단면 곡선에서부터 기준 길이를 발취하고 그 부분의 평균선에 평행한 두 직선으로 발취한 부분을 사이에 두었을 때 상기 두 직선의 간격을 단면 곡선의 종배율(縱倍率) 방향으로 측정한 길이로 표면 거칠기를 지정한 값이다.

이 외에도 여러 가지 표면 거칠기의 표시기준이 있을 수 있다.

이러한 표면 거칠기의 표시기준은 표준화되어 있는 것으로서, 조도 측정기로 각각의 표시기준에 따른 표면 거칠기를 측정하고 관리할 수 있다. 또한, 표면 거칠기는 여러 표시기준 중 어느 하나의 기준으로 값이 지정되거나 측정되면 표면 거칠기 표준에 따라 다른 표시기준의 값으로 환산될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 모재의 표면 거칠기를 상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 1.6Z 이하로 설정하였으나, 상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 1.6Z 이하라는 것은 상기 중심선 평균 거칠기(centerline average height, Ra) 기준으로 0.4a 이하에 해당되는 것이고, 상기 최대높이(maximum height, Rmax) 기준으로 1.6S 이하에 해당될 수 있다. 이 외의 표기 기준으로 환산하는 것은 생략하기로 한다.

이하, 본 실시예의 구동부품의 작용효과에 대해 설명한다.

먼저, 모재의 표면 거칠기에 따른 작용효과를 설명한다.

종래의 문제점에 대한 원인을 분석한 결과, 모재의 표면 거칠기는 코팅층의 거칠기에 영향을 미친다는 것을 파악하였다. 즉, 코팅층은 모재의 단면 곡선을 따라 형성되는데, 모재의 표면 거칠기가 매끄러울수록 코팅층이 매끄럽게 형성될 수 있다.

그런데, 종래의 구동부품에 있어서는, 이러한 모재의 표면 거칠기에 의한 코팅층의 거칠기 영향이 간과되어 표면 거칠기를 고려하지 않은 채 거칠게 가공된 모재의 표면에 코팅층이 형성된다. 실제로, 도 1에 도시된 종래의 구동부품을 분석해본 결과, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 대략 3.2Z 수준으로 거칠게 가공된 상기 모재(B)의 표면에 상기 코팅층(C)이 형성되어 있었다. 이에 의하여, 종래의 구동부품의 상기 코팅층(C)은 표면이 거칠게 가공된 상기 모재(B)의 단면 곡선을 따라 거칠게 형성되어 있었다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 상기 모재(110)가 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 매끄럽게 가공되고, 상기 DLC 코팅층(130)이 상기 모재(110)의 표면에 형성될 수 있다. 이에 의하여, 상기 DLC 코팅층(130)은 표면이 매끄럽게 가공된 상기 모재(110)의 단면 곡선을 따라 매끄럽게 형성될 수 있다.

한편, 종래의 문제점에 대한 원인을 분석한 결과, 모재의 표면 거칠기는 코팅층의 균열 발생에도 영향을 미친다는 것을 파악하였다. 즉, 모재의 표면이 매끄러울수록 코팅층의 균열 발생이 억제될 수 있다.

그런데, 종래의 구동부품에 있어서는, 상술한 바와 같이 상기 모재(B)의 표면이 거칠게 형성되어 상기 균열(CR)이 쉽게 발생된다. 더욱 구체적으로, 상기 모재(B)의 표면이 거칠게 가공되어 상기 코팅층(C)이 거칠게 형성되기 때문에 상기 코팅층(C)의 단면 곡선상 골짜기가 깊어 상기 골짜기에서 상기 균열(CR)이 쉽게 발생된다. 또한, 상기 모재(B)의 표면에는 움푹 패인 홈(F)이 존재할 수 있는데, 상기 모재(B)의 표면이 매끄럽게 가공되지 않아 상기 홈(F)이 제거되지 않는다. 이에 따라, 상기 홈(F)에 이물질이 끼고, 상기 이물질은 세척을 하여도 제거되지 않는다. 이물질이 낀 상기 홈(F) 위에 상기 코팅층(C)이 형성되면, 상기 코팅층(C)과 상기 모재(B) 사이에 상기 홈(F)에 해당하는 공극이 형성된다. 이에 의하여, 상기 모재(B)가 상기 코팅층(C)을 지지하는 지지 강성이 부족하여, 상기 홈(F) 위에 형성된 상기 코팅층(C)은 피로하중 등을 받으면 쉽게 균열(CR)이 발생된다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 상술한 바와 같이 상기 모재(110)의 표면이 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 매끄럽게 형성되어 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 모재(110)의 표면이 매끄럽게 가공되어 상기 DLC 코팅층(130)이 매끄럽게 형성되기 때문에 상기 DLC 코팅층(130)의 단면 곡선상 골짜기가 깊지 않아 상기 골짜기에서의 균열 발생이 억제될 수 있다. 또한, 상기 모재(110)의 표면이 매끄럽게 가공되어 상기 모재(110)에 산포되어 있는 홈(F)이 제거될 수 있다. 이에 의하여, 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130) 사이에 공극이 발생되지 않고, 상기 공극에 의한 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제될 수 있다.

다음으로, 모재의 재질에 따른 작용효과를 설명한다.

종래의 문제점에 대한 원인을 분석한 결과, 모재의 재질은 코팅층의 균열 발생에 영향을 미친다는 것을 파악하였다. 즉, 모재의 경도가 높을수록 코팅층의 균열 발생이 억제될 수 있고, 모재에 흑연상이 존재하지 않아야 코팅층의 균열 발생이 억제될 수 있다.

모재의 경도와 관련하여, 일반적으로, 모재와 코팅층은 하중을 받으면 변형되는데, 모재와 코팅층의 변형량은 각각의 경도에 영향을 받는다. 즉, 하중이 가해졌을 때 경도가 낮은 모재는 많이 변형되고 경도가 높은 코팅층은 적게 변형될 수 있다.

그런데, 종래의 구동부품에 있어서는, 상기 모재(B)가 주철 소재로 형성되어 상기 모재(B)의 경도가 상기 코팅층(C)의 경도보다 상당히 낮다. 이에 의하여, 상기 모재(B)와 상기 코팅층(C)의 변형량 차이가 크고, 상기 코팅층(C)이 상기 변형량 차이를 견디지 못하여, 상기 코팅층(C)에 균열(CR)이 발생된다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 상기 모재(110)가 강재로 형성되어, 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130)의 경도 차이가 감소될 수 있다. 이에 의하여, 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130)의 변형량 차이가 감소되고, 상기 DLC 코팅층(130)이 상기 변형량 차이를 견딜 수 있어, 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제될 수 있다.

한편, 흑연상과 관련하여, 일반적으로, 흑연상은 주로 주철에 산포되어 있는 결정으로 유연하고 강도가 낮다. 상기 흑연상은 외력을 받으면 쉽게 취화(脆化, Embrittlement)된다.

그런데, 종래의 구동부품에 있어서는, 상기 모재(B)가 주철 소재로 형성되어 상기 흑연상(G)이 상기 모재(B)의 전 부분에 걸쳐 산포되어 있다. 상기 흑연상(G)은 강도가 낮기 때문에 상기 모재(B)와 상기 코팅층(C)의 경도 차이를 더욱 심화시키고, 상기 모재(B)와 상기 코팅층(C)의 변형량 차이를 심화시켜 상기 코팅층(C)에 균열(CR)을 발생시킨다. 또한, 상기 흑연상(G)은 쉽게 취화되어 상기 모재(B)와 상기 코팅층(C) 사이에 공극을 형성하고, 상기 지지 강성을 약화시켜 상기 코팅층(C)에 균열(CR)을 발생시킨다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 상기 모재(110)가 강재로 형성되어, 상기 흑연상(G)이 존재하지 않을 수 있다. 이에 의하여, 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130)의 경도 차이가 심화되지 않고, 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130)의 변형량 차이가 심화되지 않아 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제될 수 있다. 또한, 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130) 사이에 공극이 발생되지 않고, 상기 지지 강성이 약화되지 않아 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 구동부품은, 강재로 형성되고 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재(110)의 표면에 DLC 코팅층(130)이 형성됨에 따라, 상기 DLC 코팅층(130)이 매끄럽게 형성되고, 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제되어 상기 DLC 코팅층(130)의 매끄러움이 유지될 수 있다.

이에 의하여, 본 실시예에 따른 구동부품은, 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 고경도 특성을 유지하면서, 오일에 의한 윤활이 원활하지 않을 때에도 저마찰 특성을 가질 수 있다.

더욱 구체적으로, 본 실시예에 따른 구동부품은, 도 4에 도시된 바와 같이, 고체접촉이 일어나는 조건에서 마찰 특성이 향상될 수 있다.

도 4는, 각 좀머펠드 수(Sommerfeld variable)별로 마찰계수의 변화를 보여주는 도표로서, 고체접촉이 일어나는 좀머펠드 수(Sommerfeld variable) 0.01 이하의 조건에서 본 실시예에 따른 구동부품의 마찰계수가 종래의 구동부품보다 저감되는 효과를 보여주는 도표이다. 즉, 도 4는 좀머펠드 수(Sommerfeld variable) 0.01 이하의 조건에서 본 실시예에 따른 구동부품의 마찰 특성이 종래의 구동부품보다 향상되는 효과를 보여주는 도표이다.

참고로, 상기 좀머펠드 수(Sommerfeld variable)란, 베어링 설계에 사용되는 무차원수로서 베어링 성능 변수, 예를 들어, 수직하중, 회전수 등에 의해 정해지게 되는 마찰계수이다. 상기 좀머펠드 수(Sommerfeld variable)가 0.01 이하이면, 고하중(예를 들어, 4000N 이하) 및 저속 회전 운동 운전 조건에서 고체접촉에 의한 윤활이 이루어지고 마찰계수가 고체접촉에 의존한다. 상기 좀머펠드 수(Sommerfeld variable)가 0.01 이상이 되면, 유막에 의한 윤활이 이루어지고 마찰계수가 오일의 점도와 회전축의 회전수에 의존한다.

도 4에서, 종래의 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 3.2Z 수준인 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 것으로, 좀머펠드 수(Sommerfeld variable) 0.01 이하에서 대략 0.05의 마찰계수를 가질 수 있다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 1.6Z 이하인 모재(110)의 표면에 DLC 코팅층(130)이 형성된 것으로, 좀머펠드 수(Sommerfeld variable) 0.01 이하에서 대략 0.01의 마찰계수를 가질 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 구동부품은 고체접촉이 일어나는 좀머펠드 수(Sommerfeld variable) 0.01 이하의 조건에서 마찰계수가 종래의 구동부품보다 대략 80%(=(1-0.01/0.05)*100) 저감될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 구동부품은 고체접촉이 일어나는 좀머펠드 수(Sommerfeld variable) 0.01 이하의 조건에서 마찰 특성이 종래의 구동부품보다 향상될 수 있다.

상기 좀머펠드 수(Sommerfeld variable)의 대표적인 베어링 성능 변수별로 본 실시예에 따른 구동부품의 마찰 특성 향상에 대해 더욱 상세하게 살펴보면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 도 5에 도시된 바와 같이, 고하중 조건에서 마찰 특성이 향상될 수 있다.

도 5는, 각 하중별로 베어링 오일 온도의 변화를 보여주는 도표로서, 고하중 운전 조건에서 본 실시예에 따른 구동부품의 베어링 오일 온도가 종래의 구동부품보다 덜 상승되는 효과를 보여주는 도표이다. 즉, 도 5는 고하중 운전 조건에서 본 실시예에 따른 구동부품의 마찰 특성이 종래의 구동부품보다 향상되는 효과를 보여주는 도표이다. 여기서, 상기 베어링 오일 온도는 마찰 특성을 간접적으로 나타내는 지표로 볼 수 있다. 즉, 동일 하중 조건에서 상기 베어링 오일 온도가 낮다는 것은 마찰계수가 낮은 것으로 볼 수 있고 마찰 특성이 우수한 것으로 볼 수 있다.

도 5에서, 종래의 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 3.2Z 수준인 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 것으로, 하중 4000N에서 대략 섭씨 68도의 베어링 오일 온도가 발생될 수 있다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 1.6Z 이하인 모재(110)의 표면에 DLC 코팅층(130)이 형성된 것으로, 하중 4000N에서 대략 섭씨 54도의 베어링 오일 온도가 발생될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 구동부품은 동일한 고하중 조건에서 베어링 오일 온도가 종래의 구동부품보다 덜 상승될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 구동부품은 동일한 고하중 조건에서 마찰 특성이 종래의 구동부품보다 향상될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 구동부품은, 도 6에 도시된 바와 같이, 저속 운전 조건에서 마찰 특성이 향상될 수 있다.

도 6은, 각 회전수별로 마찰계수의 변화를 보여주는 도표로서, 저속 운전 조건에서 본 실시예에 따른 구동부품의 마찰계수가 종래의 구동부품보다 저감되는 효과를 보여주는 도표이다. 즉, 도 6은 저속 운전 조건에서 본 실시예에 따른 구동부품의 마찰 특성이 종래의 구동부품보다 향상되는 효과를 보여주는 도표이다.

도 6에서, 종래의 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 3.2Z 수준인 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 것으로, 회전수 20Hz 이하에서 대략 0.016 ~ 0.024 범위의 마찰계수를 가질 수 있다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 1.6Z 이하인 모재(110)의 표면에 DLC 코팅층(130)이 형성된 것으로, 회전수 20Hz 이하에서 대략 0.006 ~ 0.007 범위의 마찰계수를 가질 수 있다. 특히, 종래의 구동부품은 회전수가 낮아질수록 마찰계수가 상승되는데 반해, 본 실시예에 따른 구동부품은 회전수가 낮아질수록 마찰계수가 감소되는 효과를 보일 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 구동부품은 동일한 저속 운전 조건에서 마찰계수가 종래의 구동부품보다 대략 56%(≒(1-0.007/0.016)*100) ~ 75%(=(1-0.006/0.024)*100) 저감될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 구동부품은 동일한 저속 운전 조건에서 마찰 특성이 종래의 구동부품보다 향상될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 구동부품은, 도 7에 도시된 바와 같이, 급유가 중지되었을 때 상당한 시간 동안 저마찰 특성이 유지될 수 있다.

도 7은, 오일 급유가 중지된 상태에서 측정 시간별로 마찰계수의 변화를 보여주는 도표로서, 접촉부위에 오일 급유가 중지된 상태에서 운전될 때 본 실시예에 따른 구동부품의 마찰계수가 종래의 구동부품보다 더 오랜 시간 동안 상승되지 않는 효과를 보여주는 도표이다. 즉, 도 7은 접촉부위에 오일 급유가 중지된 상태에서 운전될 때 본 실시예에 따른 구동부품의 저마찰 특성이 종래의 구동부품보다 더 오래 유지되는 효과를 보여주는 도표이다.

도 7에서, 종래의 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 3.2Z 수준인 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 것으로, 측정시간 60초 전에 급격한 마찰계수 증가를 보일 수 있다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 1.6Z 이하인 모재(110)의 표면에 DLC 코팅층(130)이 형성된 것으로, 측정시간 60초 이후에도 상당한 시간 동안 마찰계수가 증가되지 않음을 보일 수 있다.

따라서, 급유가 중지된 상태에서 운전될 때, 본 실시예에 따른 구동부품은 저마찰 특성이 유지되는 시간이 종래의 구동부품보다 길어질 수 있다. 즉, 급유가 중지된 상태에서 운전될 때, 본 살시예에 따른 구동부품은 마찰계수가 종래의 구동부품보다 덜 증가되고, 마찰 특성이 종래의 구동부품보다 향상될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 구동부품은, 도 8에 도시된 바와 같이, 한계하중이 향상되는 효과가 있다.

도 8은, 구동부품별로 한계하중을 보여주는 도표로서, 본 실시예에 따른 구동부품의 한계하중이 종래의 구동부품보다 향상되는 효과를 보여주는 도표이다. 여기서, 한계하중이란, 마찰계수가 급격하게 상승되어 윤활 기능이 상실될 때의 하중을 지칭한다. 한계하중이 높다는 것은, 마찰계수가 낮고, 마찰 특성이 우수함을 의미할 수 있다.

도 8에서, 종래의 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 3.2Z 수준인 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 것으로, 한계하중이 4000N일 수 있다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 예를 들어, 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 기준으로 1.6Z 이하인 모재(110)의 표면에 DLC 코팅층(130)이 형성된 것으로, 한계하중이 7000N일 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 구동부품은 한계하중이 종래의 구동부품보다 대략 1.75배(=7000/4000) 향상될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 구동부품은 마찰 특성이 종래의 구동부품보다 향상될 수 있다.

이와 같이, 마찰 특성이 향상된 본 실시예에 따른 구동부품은, DLC 코팅의 기본적 특성에 따라 고경도 및 저마찰 특성을 가지고, 이에 더불어 접촉부위에 오일량이 부족하거나 오일 점도가 부족하여 원활한 윤활이 되지 못할 경우에도 저마찰 특성을 유지할 수 있다.

이에 의하여, 본 실시예에 따른 구동부품은, 기계의 효율이 저하되는 것을 억제하고, 구동부품과 다른 부품 간 접촉부위에 손상이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동부품의 코팅층을 보인 단면도이다.

이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동부품에 대하여 설명한다.

전술 및 도시한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 구동부품은, 강재로 형성되고 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재(110)의 표면에 버퍼층(220)이 형성되고, 상기 버퍼층(220)의 표면에 DLC 코팅층(130)이 형성되어 구비될 수 있다.

본 실시예에 따른 구동부품은, 강재를 단조하여 모재(110)를 생산하고, 상기 모재(110)의 표면을 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 연마하고, 연마된 상기 모재(110)의 표면에 가스상태의 버퍼층 재료를 플라즈마로 증착시켜 버퍼층(220)을 형성하며, 상기 버퍼층(220)의 표면에 가스상태의 DLC 재료를 플라즈마로 증착시켜 DLC 코팅층(130)을 형성하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

상기 버퍼층(220)의 재료는, 크롬(Cr), 크롬질화물(CrN) 및 탄화텅스텐-크롬(WC-Cr) 중 어느 하나가 사용되거나, 적어도 둘 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

이하, 본 실시예의 구동부품의 작용효과에 대해 설명한다.

먼저, 모재의 표면 거칠기에 따른 작용효과를 설명한다.

전술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 모재의 표면 거칠기는 코팅층의 거칠기에 영향을 미치는데, 종래의 구동부품에 있어서는, 상기 모재(B)의 표면이 거칠게 가공되어 있기 때문에 상기 코팅층(C)이 거칠게 형성되어 있다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 상기 모재(110)가 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 매끄럽게 가공되고, 상기 버퍼층(220)이 상기 모재(110)의 매끄러운 표면을 따라 매끄럽게 형성되고, 상기 DLC 코팅층(130)이 상기 버퍼층(220)의 매끄러운 표면을 따라 매끄럽게 형성될 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 모재의 표면 거칠기는 코팅층의 균열 발생에도 영향을 미치는데, 종래의 구동부품에 있어서는, 상기 모재(B)의 표면이 거칠게 가공되어 있기 때문에 상기 코팅층(C)에 상기 균열(CR)이 쉽게 발생된다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 상술한 바와 같이 상기 모재(110)의 표면이 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 매끄럽게 형성되어 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 모재(110)의 표면이 매끄럽게 가공되어 상기 DLC 코팅층(130)이 매끄럽게 형성되기 때문에 상기 DLC 코팅층(130)의 단면 곡선상 골짜기가 깊지 않아 상기 골짜기에서의 균열 발생이 억제될 수 있다. 또한, 상기 모재(110)의 표면이 매끄럽게 가공되어 상기 모재(110)에 산포되어 있는 홈(F)이 제거될 수 있다. 이에 의하여, 상기 모재(110)와 상기 버퍼층(220) 사이에 공극이 발생되지 않고, 상기 공극에 의한 상기 버퍼층(220)의 균열 발생이 억제될 수 있다. 그 결과, 상기 버퍼층(220)과 상기 상기 DLC 코팅층(130) 사이에 상기 버퍼층(220)의 균열에 의한 새로운 공극이 발생되지 않고, 상기 새로운 공극에 의한 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제될 수 있다.

다음으로, 모재의 재질에 따른 작용효과를 설명한다.

전술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 모재의 재질(경도, 흑연상 존재 여부)은 코팅층의 균열 발생에 영향을 미치는데, 종래의 구동부품에 있어서는, 경도가 낮고 흑연상이 존재하는 주철 소재로 상기 모재(B)가 형성되기 때문에 상기 코팅층(C)에 상기 균열(CR)이 발생된다.

반면, 본 실시예에 따른 구동부품은, 상기 모재(110)가 강재로 형성되어, 상기 모재(110)와 상기 모재(110)를 덮는 코팅층의 경도 차이가 감소될 수 있다. 이에 의하여, 상기 모재(110)와 상기 모재(110)를 덮는 코팅층의 변형량 차이가 감소되고, 상기 모재(110)를 덮는 코팅층이 상기 변형량 차이를 견딜 수 있어, 상기 모재(110)를 덮는 코팅층의 균열 발생이 억제될 수 있다.

여기서, 상기 모재(110)를 덮는 코팅층은 상기 모재(110)에 지지되는 상기 버퍼층(220)이 상기 DLC 코팅층(130)을 지지하는 구조로 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130) 사이에 상기 버퍼층(220)이 형성될 수 있다. 이에 의하여, 상기 버퍼층(220)이 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130)의 경도 차이에 대한 완충재 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 상기 모재(110)의 비커스 경도(Vickers hardness)는 대략 200 정도이고, 상기 버퍼층(220)의 비커스 경도(Vickers hardness)는 대략 1000 정도이며, 상기 DLC 코팅층(130)의 비커스 경도(Vickers hardness)는 대략 2000 정도일 수 있다. 상기 버퍼층(220)이 없을 경우, 상기 모재(110)와 상기 DLC 코팅층(130)의 경도 차이는 대략 1800 정도일 수 있다. 반면, 본 실시예의 경우, 상기 모재(110)와 상기 버퍼층(220)의 경도 차이는 대략 800 정도이고, 상기 버퍼층(220)과 상기 DLC 코팅층(130)의 경도 차이는 대략 1000 정도일 수 있다. 따라서, 상기 버퍼층(220)은, 상기 모재(110)와 상기 모재(110)에 지지되는 코팅층(본 실시예의 경우, 상기 버퍼층(220))의 경도 차이를 감소시키고, 상기 DLC 코팅층(130)과 상기 DLC 코팅층(130)을 지지하는 지지층(본 실시예의 경우, 상기 버퍼층(220))의 경도 차이를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 하중이 가해질 때 상기 모재(110)와 상기 버퍼층(220)의 변형량 차이에 의한 상기 버퍼층(220)의 균열 발생이 억제될 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(220)의 균열 및 상기 버퍼층(220)과 상기 DLC 코팅층(130)의 변형량 차이에 의한 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제될 수 있다. 결론적으로, 상기 버퍼층(220)은, 상기 DLC 코팅층(130)과 상기 모재(110)의 경도 차이에 의한 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 구동부품은, 상기 모재(110)가 강재로 형성되어, 상기 흑연상(G)이 존재하지 않을 수 있다. 이에 의하여, 상기 모재(110)와 상기 모재(110)를 덮는 코팅층의 경도 차이가 심화되지 않고, 상기 모재(110)와 상기 모재(110)를 덮는 코팅층의 변형향 차이가 심화되지 않아, 상기 모재(110)를 덮는 코팅층의 균열 발생이 억제될 수 있다. 또한, 상기 모재(110)와 상기 모재(110)를 덮는 코팅층 사이에 공극이 발생되지 않고, 상기 지지 강성이 약화되지 않아 상기 모재(110)를 덮는 코팅층의 균열 발생이 억제될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 구동부품은, 강재로 형성되고 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재(110)의 표면에 상기 버퍼층(220)이 형성되고, 상기 버퍼층(220)의 표면에 상기 DLC 코팅층(130)이 형성됨에 따라, 상기 DLC 코팅층(130)이 매끄럽게 형성되고, 상기 DLC 코팅층(130)의 균열 발생이 억제되어 상기 DLC 코팅층(130)의 매끄러움이 유지될 수 있다.

이에 의하여, 본 실시예에 따른 구동부품은, 전술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 고경도 특성을 유지하면서, 오일에 의한 윤활이 원활하지 않을 때에도 저마찰 특성을 가질 수 있다. 다시 말해, 마찰 특성이 향상된 본 실시예에 따른 구동부품은 DLC 코팅의 기본적 특성에 따라 고경도 및 저마찰 특성을 가지고, 이에 더불어 접촉부위에 오일량이 부족하거나 오일 점도가 부족하여 원활한 윤활이 되지 못할 경우에도 저마찰 특성을 유지할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에 따른 구동부품은 압축기에 적용될 수 있다.

도 10은 도 2 또는 도 9의 구동부품이 적용된 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 로터리 압축기는, 내부에 오일이 채워져 있고 토출관(DP) 및 흡입관(SP)이 구비되어 있는 케이싱(310), 상기 케이싱(310)의 내부에 설치되어 구동력을 발생시키는 구동모터(320), 상기 케이싱(310)의 내부에 설치되어 상기 구동모터(320)에 의해 구동되어 냉매가스를 압축하는 압축기구부(340) 및 상기 구동모터(320)에서 상기 압축기구부(340)로 구동력을 전달하는 크랭크축(330)을 포함할 수 있다.

상기 케이싱(310)은 상부에 상기 케이싱(310)의 벽면을 관통하는 상기 토출관(DP)이 구비되고, 하부에 상기 케이싱(310)의 벽면을 관통하여 상기 압축기구부(340)와 연통되는 상기 흡입관(SP)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 케이싱(310)은 상부에 상기 구동모터(320)와 외부 전원을 통전 가능하게 연결하는 클러스터 블록(350)이 설치될 수 있다.

상기 구동모터(320)는 상기 케이싱(310)에 고정되는 고정자(322) 및 상기 고정자(322)에 일정 공극을 두고 삽입되어 상기 고정자(322)와의 상호작용으로 회전되는 회전자(324)를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 회전자(324)는 상기 크랭크축(330)의 일단부와 결합될 수 있다.

상기 크랭크축(330)은 타단부에 상기 크랭크축(330)의 회전축에 편심되어 형성되는 편심부(332)가 구비될 수 있다. 상기 크랭크축(330)의 타단부는 후술할 제1 베어링(344) 및 제2 베어링(346)을 관통하고, 상기 편심부(332)가 후술할 압축공간 내에 배치될 수 있다. 이때, 상기 크랭크축(330)은 상기 제1 베어링(344) 및 상기 제2 베어링(346)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 상기 크랭크축(330)은 내부에 오일유로(334)가 축방향으로 길게 관통되도록 형성될 수 있다. 상기 오일유로(334)의 하부에는 상기 케이싱(310)에 채워진 오일을 펌핑하는 오일피더(미도시)가 결합될 수 있다.

상기 압축기구부(340)는 상기 케이싱(310)의 내주면에 고정되어 상기 흡입관(SP)과 연통되는 원형의 실린더(342), 상기 실린더(342)의 양측 개구부에 밀착되어 상기 실린더(342)와 함께 압축공간을 형성하는 제1 베어링(344)과 제2 베어링(346)(이하, '베어링들'이라 지칭함), 상기 크랭크축(330)의 편심부(332)에 결합되어 상기 압축공간 내에서 편심 회전되는 롤링피스톤(348) 및 상기 롤링피스톤(348)의 외주면에 압접되어 상기 롤링피스톤(348)의 선회운동시 직선운동을 하면서 상기 압축공간을 흡입공간과 토출공간으로 구획하는 베인(미도시)을 구비하여 구성될 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 로터리 압축기는, 상기 구동모터에 전원이 인가되면, 상기 회전자(324) 및 상기 크랭크축(330)이 회전될 수 있다. 상기 롤링피스톤(348)은, 상기 크랭크축(330)의 회전에 의해 상기 압축공간 내에서 편심 회전될 수 있다. 상기 베인(미도시)은, 상기 롤링피스톤(348)의 회전에 의해 직선운동 되면서 상기 압축공간을 흡입공간과 압축공간으로 구획할 수 있다. 상기 흡입관(SP)을 통해 상기 압축공간으로 유입된 냉매는, 상기 롤링피스톤(348) 및 상기 베인(미도시)의 운동에 의해 압축되어 상기 토출공간(DP)으로 토출될 수 있다.

여기서, 상기 크랭크축(330)은 상기 제1 베어링(344)과 제2 베어링(346)에 미끄럼 접촉됨에 따라 상기 크랭크축(330)의 표면 상태가 압축기의 마찰손실을 줄이는데 매우 중요할 수 있다.

이를 감안하여, 상기 크랭크축(330)이 전술한 실시예에 따른 구동부품으로 구비될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 크랭크축(330)은 강재로 형성되고 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재(110)의 외주면에 상기 DLC 코팅층(130)이 형성될 수 있다. 또는, 상기 크랭크축(330)은 강재로 형성되고 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재(110)의 외주면에 상기 버퍼층(220)이 형성되고, 상기 버퍼층(220)의 외주면에 상기 DLC 코팅층(130)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 크랭크축(330)은 DLC 코팅의 기본적인 고경도 및 저마찰 특성에 의해 압축기의 효율 저하를 억제하고, 상기 크랭크축(330)이 상기 베어링들(344, 346)과 접촉되는 부위에 손상이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

이에 더불어, 상기 크랭크축(330)은 유막에 의한 윤활이 원활히 되지 못하는 경우에도 저마찰 특성을 유지하여 압축기의 효율 저하를 억제하고, 상기 크랭크축(330)이 상기 베어링들(344, 346)과 접촉되는 부위에 손상이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 상기 유막에 의한 윤활이 원활히 되지 못하는 경우는, 압축기가 기동 직후인 상태, 고하중 및 저속으로 운전되고 있는 상태, 액 냉매가 유입된 상태, 기동이 정지된 상태 등의 운전 상태일 때, 상기 크랭크축(330)과 상기 베어링들(344, 346) 사이 접촉부위에 오일량이 부족하거나 오일 점도가 부족하여 발생될 수 있다.

이 경우, 전술한 실시예에 따른 구동부품이 압축기의 상기 크랭크축(330)에 적용되었으나, 다른 부품에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 전술한 실시예에 따른 구동부품이 압축기의 상기 실린더(342), 상기 제1 베어링(344), 상기 제2 베어링(346), 상기 롤링피스톤(348), 상기 베인(미도시) 등에 적용될 수 있다. 다른 예로, 전술한 실시예에 따른 구동부품이 자동차의 엔진, 더욱 상세하게는, 커넥팅 로드, 피스톤, 실린더 블록, 밸브트레인 등에 적용될 수 있다. 이 외에도 전술한 실시예에 따른 구동부품이 적용될 수 있는 분야는 다양하나, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

110: 모재 130: DLC 코팅층
220: 버퍼층 310: 케이싱
320: 구동모터 322: 고정자
324: 회전자 330: 크랭크축
332: 편심부 340: 압축기구부
342: 실린더 344: 제1 베어링
346: 제2 베어링 348: 롤링피스톤
350: 클러스터 블록 B: 모재
C: 코팅층 CR: 균열
F: 홈 G: 흑연상

Claims

십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 구동부품.
제1항에 있어서,
상기 모재는 강재로 형성되는 구동부품.
십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz)가 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 버퍼층이 형성되고, 상기 버퍼층의 표면에 DLC 코팅층이 형성된 구동부품.
제3항에 있어서,
상기 버퍼층의 경도는 상기 모재의 경도보다 높고 상기 DLC 코팅층의 경도보다 낮은 것을 특징으로 하는 구동부품.
제4항에 있어서,
상기 버퍼층은 크롬(Cr), 크롬질화물(CrN) 및 탄화텅스텐-크롬(WC-Cr) 중 적어도 어느 하나로 형성되는 구동부품.
제3항에 있어서,
상기 모재는 강재로 형성되는 구동부품.
강재를 단조하여 모재를 생산하는 단계;
상기 모재의 표면을 연마하여 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 가공하는 단계; 및
상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 DLC 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 구동부품 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 DLC 코팅층은 가스상태의 DLC 재료가 플라즈마에 의해 증착되어 형성되는 구동부품 제조방법.
강재를 단조하여 모재를 생산하는 단계;
상기 모재의 표면을 연마하여 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 가공하는 단계;
상기 십점 평균 거칠기(ten point average roughness, Rz) 1.6Z 이하로 가공된 모재의 표면에 버퍼층을 형성하는 단계; 및
상기 버퍼층의 표면에 DLC 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 구동부품 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 버퍼층은 가스상태의 버퍼층 재료가 플라즈마에 의해 증착되어 형성되고,
상기 DLC 코팅층은 가스상태의 DLC 재료가 플라즈마에 의해 증착되어 형성되는 구동부품 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 버퍼층은 크롬(Cr), 크롬질화물(CrN) 및 탄화텅스텐-크롬(WC-Cr) 중 적어도 어느 하나로 형성되는 구동부품 제조방법.
구동력을 발생시키는 구동모터;
냉매가스를 압축하는 압축기구부; 및
상기 구동모터에서 상기 압축기구부로 구동력을 전달하는 크랭크축;을 포함하고,
상기 크랭크축은, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 상기 구동부품인 압축기.
제12항에 있어서,
상기 크랭크축을 지지하는 베어링;을 더 구비하고,
상기 크랭크축 및 상기 베어링 중 적어도 어느 하나는, 상기 DLC 코팅층이 형성되는 압축기.