KR20000062865A - 기계부품에 필름을 형성하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기계 부품의 소정 표면에 금속재 필름을 형성하는 기술로서의 적용성이 뛰어나고, 작업장의 작업환경을 양호하게 유지할 수 있으며, 노동력 및 노동시간을 줄일 수 있고 비용을 절감할 수 있는 필름형성 방법에 관한 것이다.

기계부품인 회전사판(10)의 작업면(30B) 보다 연질인 금속재로 공급체(40)를 마련한다. 회전사판(10)의 환형 작업면(30B)과 공급체(40)의 환형 단부(41)를 서로 이격된 상태로 마주보게 배치하고, 회전사판(10) 만을 회전시켜 그 회전사판과 공급체(40)가 서로 상대적으로 회전하게 한다. 서로 상대적으로 회전하는 중에 공급체의 단부(41)를 작업면(30B)에 소정 시간동안 가압 용접하여, 공급체의 금속재 일부를 회전사판(10)으로 이동시켜 작업면(30B)에 필름을 형성한다.

Description

기계부품에 필름을 형성하는 방법{METHOD OF FORMING A FILM ON MACHINE PARTS}

본 발명은 기계부품의 작업면에 그 작업면 보다 연질의 금속재 필름을 형성하는 방법에 관한 것이다. 특히, 회전사판형 콤프레서(swash plate type compressor)에 이용되는 회전사판의 표면에 슈(shoes)와의 접촉 활주성을 개선하기 위해 필름을 형성하는 방법에 관한 것이다.

회전사판형 콤프레서의 내부 기구를 구성하는 활주 부재들 간의 윤활은 대개 콤프레서 내의 가스(예를 들어, 프레온 가스와 같은 냉각 가스)에 포함되는 무화(atomizing) 윤활유에 의해 이루어지며, 그 가스는 콤프레서가 작동될 때 그 콤프레서 내부에서 유동하면서 각각의 활주부에 무화된 오일을 이송한다. 그러나, 콤프레서를 오래동안 정지시킨 후에 다시 작동할 때에는 활주부에 붙어 있던 윤활유가 냉각 가스에 의해 종종 씻겨지게 된다. 결과적으로, 오일의 무화를 진행하기 위한 시간 즉, 콤프레서 시동으로 부터 냉각 가스가 복귀하는데 필요한 소정시간(약 1 분) 동안에는 콤프레서의 작동에도 불구하고 윤활이 필요한 활주부에 윤활유가 부족하게 된다. 따라서, 윤활유가 부족한 시간동안에 활주부에 최소한의 윤활성을 부여하기 위해 여러가지 활주부의 표면에 코팅(필름)을 형성하는 기술들이 제안되어 왔다. 회전사판형 콤프레서의 회전사판 표면(특히 슈와 접촉하는 활주면)에 코팅을 형성하는 기술로 한정하더라도, 여러가지 기술이 종래에 제안되었다. 특허 명세서로 공개되거나 제품(회전사판)에 일반적으로 적용하는 코팅 기술에는 주석등을 전해 또는 무전해 방법으로 도금하거나 또는 구리나 알루미늄계 합금을 용사(thermal spraying)하는 방법이 있다.

그러나, 전해 또는 무전해 방법을 이용하여, 주석 등을 수 마이크로 미터 정도로 극히 얇게 도금하여 필름을 형성하는것은 어려운 것이 아니지만, 적어도 수십 마이크로 미터의 비교적 두꺼운 두께로 필름을 형성하는 것이 항상 용이한 것은 아니다. 특히, 도금을 실제로 하기 위해서는 기저금속과 도금되는 금속간의 전기화학적 관계를 고려하여야 하기 때문에, 상기 도금방법을 항상 이용할 수는 없다.

한편, 분말 금속재 등을 용융상태로 만들고 그 용융 금속재 등을 불꽃과 함께 작업면에 분사하는 용사 방법에서는 두꺼운 필름을 형성하는 것과 관련된 어려움이나 전기화학적 친화성 문제가 발생하지 않는다. 그러나, 그러한 용사 방법은 아래의 (A) 및 (B)에 기재한 바와 같은 작업상의 문제점을 본질적으로 갖는다.

(A) 많은 경우에, 용사 작업전에 먼저 숏 브래스팅(shot blasting) 등과 같은 작업을 통해 기계부품의 대상 작업면을 거칠게 하여야 한다. 그러한 전처리 작업은 시간을 소비하고 또한 표면 거칠기 작업에 이용되는 강성 입자(보조 재료)는 값이 비싸다. 따라서, 표면 거칠기 작업은 용사 작업의 시간 및 비용을 소모하게 된다. 또한, 표면 거칠기 작업은 소음을 발생시켜 작업환경을 해치게 된다.

(B) 용사 작업시에 용사작업을 원치 않는 면에 마스크 작업을 하여야 하므로 또한 시간이 소모되고 비용이 상승하게 된다.

비록, 금속재 작업면에 금속재 필름을 형성하는 기술분야에서 이러한 용사 기술이 일반적으로 적용되고 있지만, 작업장의 작업환경을 해치거나 시간과 노동력이 소모되며 비용이 상승되는 문제점을 가지고 있다.

도 1 은 용량 가변식 회전사판형(swash type) 콤프레서의 종방향 단면도.

도 2a 는 공급체의 일부 즉, 공급체의 재료가 도포되는 회전사판의 후방면의 정면도.

도 2b 는 공급체의 사시도.

도 3 은 필름형성장치를 도시한 개략도.

도 4 는 시간에 대한 다른 조건들의 변화를 도시한 그래프.

도 5 는 슈와 접하는 회전사판의 원주부 주변을 도시한 확대 단면도.

본 발명의 목적은 기계 부품의 작업면에 금속재 필름을 형성하는 기술로서의 적용성이 뛰어나고, 작업장의 작업환경을 양호하게 유지할 수 있으며, 노동력 및 노동시간을 줄일 수 있고 비용을 절감할 수 있는 필름형성 방법을 제공하는 것이다.

청구항 제 1 항(기계부품에 필름을 형성하는 방법)은 기계부품의 작업면 보다 연질의 금속로 구성되는 공급체를 마련하는 단계와, 기계부품 및 공급체를 서로 상대적으로 회전시키면서 공급체를 기계부품의 작업면에 가압 용접하는 단계로 이루어져, 상기 공급체를 구성하는 금속재의 일부가 기계부품의 작업면으로 이동하여 금속재 필름을 형성하는 발명에 관한 것이다. 이러한 방법에 따르면, 기계부품의 작업면 보다 연질인 금속재의 일부가 공급체로 부터 작업면으로 적절히 이송되고, 간단하고도 저렴하게 원하는 두께를 가지는 금속 필름을 기계부품의 작업면에 형성할 수 있다.

청구항 제 2 항은 청구항 제 1 항에 따라 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 기계부품은 하나의 축을 중심으로 회전하는 회전자이고, 그 회전자의 작업면은 상기 축을 중심으로하는 환형 또는 원형 표면이고 상기 축과 수직인 방향으로 연장하는 발명에 관한 것이다. 작업대상인 기계부품이 회전자와 같은 것이고 작업면이 회전축에 수직으로 연장하는 환형 또는 원형 면일 때, "기계부품과 공급체를 상대적으로 회전시키면서 기계부품의 작업면에 공급체를 가압 용접하는"본 발명을 자연스럽게 실시할 수 있을 것이다.

청구항 제 3 항에 기재된 발명은 청구항 제 2 항에 따라 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것으로, 기계부품과 접촉하는 공급체의 단부는 환형 또는 원형인 기계부품의 작업면 형상과 일치하는 형상을 가진다. 이러한 구성에 따라, 가압용접 공정중에 공급체의 단부(환형 또는 원형) 전체면이 환형 또는 원형의 기계부품의 작업면과 접촉할 수 있다. 즉, 공급체의 단부를 작업면 전체에 바로 가압용접할 수 있다. 결과적으로, 작업면에 형성된 필름은 두께 차이가 없으며, 균일한 두께를 가진 금속재 필름을 전체 작업면에 도포할 수 있다.

청구항 제 4 항은, 하나의 축을 중심으로하고 그 축에 수직인 방향으로 가로질러 연장하는 기계부품의 작업면에 필름을 형성하는 방법에 관한 것으로서; 기계부품의 작업면 보다 연질인 금속재로 구성되고 동시에 환형인 작업면 형상에 상응하는 환형 단부를 구비한 공급체를 준비하는 단계 A)와, 기계부품의 축 및 공급체의 축을 서로 일치 시키고, 기계부품의 작업면과 공급체의 단부를 대향되게 대치한 상태로 기계부품과 공급체를 서로 상대적으로 회전시키는 단계 B)와, 상기 단계 B)의 상대적인 회전상태를 유지시키면서 기계부품의 작업면을 공급체의 단부와 접촉시키고, 그 접촉중에 소정 압력을 가하는 단계 C)와, 소정 시간 경과 후에 상기 단계 C)에서 서로 접촉하고 있던 기계부품과 공급체를 분리시키고, 단계 B)의 대기상태로 복귀시키는 단계 D)로 구성되는 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 구성은 청구항 제 1 항 내지 제 3 항에 기재하였으며, 청구항 제 4 항에서는 그 구성을 기술적 사상으로서 한정하였다. 따라서, 제 1 항 내지 3 항에 기술적 중요성이 있다 할 것이다.

청구항 제 5 항은 제 4 항에 따라 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 일련의 단계 B), 단계 C), 단계 D)를 한 싸이클로 구성하고, 그 싸이클을 다수 반복하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것이다. 가압용접과 대기 상태를 반복하는 이점 또는 필요성은 기계부품의 대상 작업면을 구성하는 재료 보다 연질의 금속재로 공급체를 형성한다는 사실에 기초를 둔다. 즉, 용접시간이 과도하게 길 경우, 하중 토르크 및 마찰열로 인해 비교적 연질인 공급체가 변형되거나 또는 금속재의 물리적 성질이 변화(전환)될 가능성이 있다. 따라서, 원하는 두께와 원하는 물성을 가진 필름을 형성하는데 방해가 되는 장해들을 제거하기 위해 가압용접과 대기 상태를 반복하는 것이 바람직하다.

청구항 제 6 항 및 제 7 항은 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 기술한 것이다. 즉, 제 6 항은 제 1 항 내지 제 4 항에 따라 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 공급체를 구성하는 금속재는 기계부품을 구성하는 재료 보다 융점이 낮은 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것이다. 특히 제 7 항은 제 1 항 내지 제 4 항에 따라 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 기계부품을 형성하는 재료는 철 계열 재료이고, 공급체를 형성하는 금속재는 알루미늄계 재료인 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 관한 것이다.

청구항 제 8 항은 제 1 항 내지 제 4 항에 따라 기계부품에 필름을 형성하는 벙법에 관한 것으로서, 그 기계부품을 회전사판형 콤플레서에 사용되는 회전사판으로 한정한 것이다. 또한, 보다 바람직하게는, 기계부품인 회전사판의 작업면은 슈와 활주 접촉하는 면이다. 제 8 항은 기계부품에 필름을 형성하는 방법으로서 회전사판에 필름을 형성하는 가장 적절한 방법이다.

먼저, 본 발명의 적용 대상인 용적가변형 회전사판식 콤프레서의 일실시예를 간단히 설명한다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 회전사판형 콤프레서는 실린더 블록(1)과, 그 실린더 블록(1)의 전단부에 결합되는 전방 하우징(2)과, 밸브 플레이트(3)를 통해 실린더 블록(1)의 후단부에 결합되는 후방 하우징(4)으로 구성된다. 이러한 구성부들은 다수의 관통 볼트(도면에 도시 않함)로 상호 결합되어 콤프레서의 하우징을 형성한다. 하우징의 내부는 크랭크 케이스(5)와, 흡입실(6)과, 배출실(7)로 나누어진다. 다수의 실린더 내경부(1a)(하나만을 도시함)가 실린더 블록(1)내에 형성된다. 하나의 헤드 피스톤(8)이 각 내경부(1a)내에서 왕복가능하게 수납된다. 흡입실(6)과 배출실(7)은 밸브가 형성된 플레이트(3)에 마련된 플래퍼(flapper) 밸브들을 통해 각 내경부와 선택적으로 소통된다. 회전축(9)은 크랭크 케이스(5)내에 회전가능하게 지지되고, 캠 플레이트와 같은 회전사판(10)이 그 크랭크 케이스 내에 수납된다. 축 관통부(10a)는 회전사판(10)의 중앙부를 관통하여 마련되고, 구동축(9)은 그 축 관통부(10a)를 통해 삽입된다. 상기 회전사판(10)은 힌지 기구(13) 및 러그 플레이트(lug plate)(11)를 통해 운동가능하게 구동축(9)에 연결되며, 구동축(9)과 동시에 회전하고 구동축(9)의 축방향으로 활주하면서 구동축(9)과 경사진 상태로 운동한다. 또한, 회전사판(10)의 원주부는 한쌍의 슈(20A,20B)를 통해 자유롭게 활주할 수 있게 각 피스톤(8)의 단부에 수납되고, 따라서 모든 피스톤(8)들은 회전사판(10)에 운동가능하게 연결된다. 소정 각도로 경사진 회전사판(10)이 구동축(9)과 함께 회전할 때, 각 피스톤(8)은 그 사판의 경사각에 따른 행정으로 왕복운동한다. 각 실린더 내경부(1a)에서는, 흡입실(흡입 압력Ps 구간)로 부터 냉각 가스가 유입되고 압축되며, 그 압축된 냉매가스가 배출실(7)(배출 압력 Pd 구간)로 배출되는 것이 반복된다.

회전사판(20)은 스프링(14)(회전사판을 최소 경사각 위치로 가압하는 스프링)에 의해 실린더 블록(1) 방향(경사각 감소위치 방향)으로 힘을 받는다. 그러나, 회전사판(10)의 최소 경사각(θ_min)(예를 들어 3 내지 5˚)은, 구동축(9)에 고정된 서클립(circlip)(15)과 같은 것을 이용하여, 회전사판의 경사각 감소위치를 향한 활주 및 경사운동을 조절함으로서 제한 할 수 있다. 한편, 회전사판(10)의 최대 경사각(θ_max)은 회전사판(10)의 대응 중량부(10b)를 러그 플레이트(11)의 한정부(11a)에 맞닿게 하는 등의 방법으로 제한할 수 있다. 회전사판(10)의 경사각은 모멘트들의 상호 균형을 통해 결정되는데, 그러한 모멘트로는 회전사판의 회전중에 발생하는 원심력에 기인한 회전운동 모멘트와, 스프링(회전사판을 최소 경사각 위치로 가압하는 스프링)(14)의 부가 작용에 기초한 스프링력에 의해 발생하는 모멘트와, 피스톤의 왕복관성력에 의한 모멘트와, 가스 압력에 의한 모멘트가 있다. 그 가스압에 의한 모멘트는 실린더 내경부의 내부 압력과, 피스톤의 후방 압력과 일치하는 크랭크 케이스(5)의 내부압력 간의 상호 관계에 기초하여 발생하며, 크랭크 압력(Pc)에 따라 경사각을 작게 하거나 크게한다. 도 1 의 회전사판형 콤프레서에서, 배출조절밸브(16)(상세 도시 안함)를 이용하여 크랭크 압력(Pc)을 조절함으로서 가스 압력에 의한 모멘트를 적절히 변화시켜 회전사판(10)의 경사각(θ)을 최소각(θ_min)과 최대각(θ_max) 사이에서 자유롭게 맞출 수 있다.

예를 들어, 필름을 형성할 콤프레서의 기계부품은 회전사판(10)이다. 도 1, 도 2a, 도 2b 에 도시한 바와 같이, 회전사판(10)의 원주부의 전방면 및 후방면에 환형 활주 접촉면(30A,30B)이 형성된다. 각각의 전방면 및 후방면의 환형 활주 접촉면(30A,30B)은 한 쌍의 슈(20A,20B)와 활주가능하게 접촉한다. 회전사판의 회전중에 발생하는 원심력에 기인한 회전 모멘트를 적절히 발생시키기 위해, 회전사판(10)으로는 FCD700주철과 같이 비교적 중량인 철 계열 재질이 사용된다. 한편, 슈(20A,20B)의 기계적 강도 등을 고려하여, 그 슈에는 베어링과 같은 철 계열 재질이 이용된다. 각각 유사한 금속재로 형성된 두개의 부품(이경우에는 회전사판 및 슈)들이 서로 활주 접촉할 때, 가혹 조건하에서는, 소위 합금현상(alloying phenomenon)에 의한 늘어붙음현상(seizure)이 발생하기 때문에, 도 5 에 도시한 실시예에서와 같이 적어도 회전사판(10)의 활주 접촉면(30A,30B) 각각에 필름(31A,31B)을 형성하여 슈와의 접촉 활주성을 개선한다. 따라서, 회전사판(10)의 활주 접촉면(30A,30B)이 본 발명의 실시예의 작업면이 된다.

필름(31A,31B)은 회전사판(10) 및 슈(20A,20B)를 구성하는 철 계열 재료와는 상이한 금속재로 형성된다. 필름(31A,31B)을 형성하는 금속재의 예를 들면, 실리콘을 포함하는 알루미늄 합금과, 알루미늄과 실리콘의 금속간 화합물(이하에서는 Al-Si계 금속재라 한다)이 있다. 알루미늄계 재료인 Al-Si계 금속간 화합물은 실리콘 함량에 따라 강도나 융점 같은 물리적 성질이 크게 변한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 Al-Si계 금속재의 실리콘 함량은 15 내지 20 중량%, 바람직하게는 17 중량%이다. Al-Si계 금속재와 같은 재료로 필름(31A,32B)을 형성하면 합금현상에 의한 늘어붙음현상을 방지할 수 있을 뿐 아니라 회전사판(10)과 슈(20A,20B) 사이의 접촉 활주성이 개선된다. 즉, 필름(31A,32B)을 형성하면 오일이 없는 조건에서도 회전사판(10)과 슈(20A,20B) 사이의 윤활성이 확실히 보장된다. 또한, 회전사판(10)과 슈(20A,20B)에 이용되는 철 계열 재료는 강도가 아주 높고 적어도 천 수백 ℃ 정도로 융점이 비교적 높은 반면, 필름(31A,32B)을 형성하는 Al-Si계 금속재는 철 계열 금속에 비해 연질이며 융점이 600 내지 700℃로 철 계열 금속에 비해 낮다. Al-Si계 재료와 철 계열 재료 사이의 물리적 성질 차이에 의해 접촉 활주성이 분명히 개선될 것이다. 이러한 개선점 외에도, 이하에서 설명하는 필름형성방법을 이용할 경우 양자간의 물성차는 중요한 의미를 갖는다.

[실시예]

이하에서, 기계부품인 회전사판(10)의 후방면에 위치하는 활주 접촉면(30B)에 필름을 형성하는 방법을 상세히 설명한다.

먼저, 준비단계에서, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 공급체(40)를 준비한다. 그 공급체(40) 전체를 Al-Si계 금속재로 형성하되 두꺼운 원통형으로 만든다. 두꺼운 원통형 공급체(40)의 일 단부(41)는 회전사판(10)의 환형 활주 접촉면(30B)에 상응하는 원형 고리 형태가 된다. 결과적으로, 공급체(40)의 단부(41)가 회전사판의 활주 접촉면(30B)에 접촉할 때, 전체 활주 접촉면(30B)이 그 단부(41)에 의해 덮여진다.

두번째 단계로서, 도 3 에 도시한 바와 같이, 회전사판(10)을 회전지지기구(51)(2점 쇄선으로 개략 도시) 상에 위치시키고, 공급체(40)를 활주지지기구(52)(2점 쇄선으로 개략 도시) 상에 위치시킨다. 회전지지기구(51)는 모터(M)에 연결되고, 그 모터는 모터구동력을 이용하여 지지된 회전사판(10)을 축(L)을 중심으로 회전시킨다. 회전사판(10)이 회전지지기구(51)에 위치되었을 때, 환형 활주 접촉면(30B)이 축(L)을 둘러싸고 동시에 그 축과 수직방향으로 연장한다. 또한, 활주 접촉면(30B)은 공급체(40)의 단부(41)로 부터 이격되고 그 단부와 마주한다. 한편, 활주지지기구(52)는 종방향 활주수단(53)에 이동가능하게 연결되고, 지지된 공급체(40)는 종방향 활주수단(53)의 이동에 따라 회전사판(10)에 접근하여 가압용접하거나 그 회전사판으로 부터 분리된다. 두꺼운 원통형 공급체(40)의 축(L')은 공급체가 활주지지기구(52)에 장착되었을 때 축(L)과 일치되며, 공급체(40)가 회전사판(10)을 향해 전진할 때 단부가 회전사판(10)의 활주면(30B)과 정확히 접하게 된다. 회전사판(10)과 공급체(40)가 각각의 기구에 장착되었을 때, 모터(M)및 회전지지기구(51)(도 4 참조)에 의해 회전사판(10)이 설정된 분당 회전수(N1)(예를 들어 1800 rpm)로 회전한다. 다시 말하면, 원주방향의 상대적인 속도 차이가 회전사판(10)과 정지상태의 공급체(40) 사이에 발생하게 되며, 양자간에 축(L,L')을 중심으로 한 상대적인 회전이 발생한다.

제 3 단계로서, 회전사판(10)이 회전되는 중에, 종방향 활주수단(53)에 의해 공급체(40)는 활주지지기구(52)와 함께 회전사판(10) 쪽으로 전진(이동)한다. 단부(41)가 활주 접촉면(30B)에 접촉한 후에도, 공급체(40)를 활주 접촉면(30B)을 향해 가압하고, 그에 따라 회전사판(10)의 활주 접촉면(30B)에 대한 공급체 단부(41)의 가압력이 증가하여 설정 압력(예를 들어, 5kgf/㎟)에 도달한다(도 4 의 t1 순간). 즉, 공급체(41)의 단부는 회전사판의 활주 접촉면(30B)에 소정 압력(P1)으로 가압용접된다.

제 4 단계로서, 회전사판의 활주 접촉면에 대한 공급체 단부(41)의 가압력이 소정 압력(P1)에 도달 하였을 때 그 소정 압력(P1)을 설정 시간(T)(예를 들어, 5 내지 6 초) 동안 유지하고, 그 설정 시간(T)이 경과한(도 4 의 t2 순간) 후 공급체(40)를 활주지지기구(52)와 함께 회전사판(10)으로 부터 후퇴(분리)시킴으로서, 그 가압용접의 한 싸이클이 종료되고 대기 상태로 되돌아 간다.

그 후에, 일련의 연속공정들(제 2 내지 제 4 단계)을 여러 차례 반복한다. 즉, 대기 단계 후의 회전접촉단계와, 가압용접단계 후의 분리단계를 반복한다. 결과적으로, Al-Si계 금속재로 이루어지고, 필요 두께(예를 들어, 50 ㎛)에 가공여유(shaving margin)(예를 들어, 20 내지 50 ㎛)를 더한 두께(예를 들어 70 내지 100 ㎛)를 갖는 필름(31B)이 형성된다. 이와 같이 형성된 필름(31B)의 두께는 연마(후처리)작업을 통해 조절할 수 있다.

또한, 공급체(40)를 이용하여 전술한 방법과 동일한 방법으로, Al-Si계 금속재로 이루어진 필름(31A)을 회전사판(10)의 전방면에 위치한 회전 활주면(30A)에 형성한다.

이러한 실시예에서, 작업면인 활주 접촉면(30A,30B)에 필름(31A,31B)을 각각 형성하는 중에, 공급체(40)의 가압용접 및 분리로 이루어진 일회 싸이클에서의 가압용접시간(T)을 예를 들어 5 내지 6 초로 제한하고 또 그 싸이클을 수차례 반복하는 단계적인 과정들을 거쳐 소정 두께를 가지는 필름을 형성할 수 있다. 이러한 단계적인 과정을 취하는 이유를 이하에서 설명한다. 작업면이 되는 기계부품(회전사판)에 비해 공급체(40)를 형성하는 금속재가 비교적 연질이고 융점이 낮기 때문에, 가압용접시간(T)이 너무 긴 경우 하중 토르크 및 마찰열의 영향으로 공급체(40)가 변형되어 단부(41)와 작업면 사이의 이상적인 접촉이 이루어지지 않을 가능성이 있으며, 또한 공급체(40)가 오랜시간 동안 고온에 노출되는 경우 Al-Si계 금속재의 결정구조 등이 원치않게 변형되고 활주 접촉면에 형성된 필름의 결정구조가 이용재료로 선택한 금속재의 결정구조와 상이하게 되어 선택한 재료와 다른 재료가 됨으로서, 원하는 효과를 얻을 수 없게 된다. 본 발명의 실시예에서는 이와 관련하여, 각 싸이클 마다 가압용접 시간(T)을 상술한 바와 같이 비교적 짧게 하고 싸이클 간에 가압용접 휴지기(선행 싸이클의 시점(t2)과 다음 싸이클의 시점(t1))를 두는 방식으로 가압용접과정을 다수 단계로 만들어 전술한 바와 같이 바람직하지 않은 상황(공급체의 변형 및 결정구조 변화)을 피한다.

본 발명의 실시예에 따라, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

A) 본 발명 실시예의 필름형성방법에 따라, 짧은 시간에 간단한 방법으로 Al-Si계 금속재로 이루어진 필름(31A,31B)을 회전사판(10)의 활주 접촉면(30A,30B)에 효과적으로 형성할 수 있다.

B) 본 발명 방법은, 회전사판(10)의 작업면에 특별한 전처리 작업을 할 필요가 없다는 점에서 종래의 용사 방법과 상이하다. 또한, 공급체(40)의 단부 형상을 작업면의 형상과 일치되게 함으로서, 특별한 마스킹 작업등이 불필요하다. 결과적으로, 작업에 필요한 노동력과 시간을 크게 절감할 수 있고, 작업 비용을 상당히 줄일 수 있다.

C) 회전사판(10)에 공급체를 가압 용접하는 동안에는 소음이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 작업환경을 해칠 염려가 없다.

D) 본 발명 방법에 따라 작업면에 필름(31A,31B)을 형성하는 것은 가업용접에 의한 물리적인 접착방법을 이용하는 것이기 때문에 강한 화학적 친화성이 불필요하다. 따라서, 그 필름형성방법을 다양한 곳에 적용할 수 있다.

E) 본 발명의 방법에서는 작업면에 필름(31A,31B)을 고착하는 것을 크게 개선하였다. 비록 그 이유는 분명히 밝혀지지 않았지만, 공급체(40)를 회전사판(10)에 가압용접하는 동안 가해지는 압력과 그에 따라 발생하는 마찰열로 인해, 공급체(40)측의 금속재가 회전사판(10)쪽으로 원자단위로 부분 확산됨으로서 회전사판(10)의 작업면과 필름 사이의 접촉영역에 미세 확산층이 형성되어 상기 개선이 이루어진 것으로 평가된다.

전술한 본 발명의 실시예에 더하여, 이하에서 설명하는 바와 같이 그 실시예를 변형할 수 있을 것이다.

F) 전술한 실시예에서는 회전사판(10)이 회전하는 동안 공급체(40)가 종방향으로 활주되지만, 공급체(40)를 회전시키면서 회전사판(10)을 종방향으로 활주시켜 필름을 형성할 수도 있을 것이다. 또한, 회전사판(10)과 공급체(40)를 서로 상이한 회전속도로 회전시켜 양자간에 상대적인 회전속도차를 발생시키고 양자를 서로 가압할 수도 있을 것이다.

G) 본 발명의 필름형성방법을 적용할 수 있는 곳은 회전사판(10)의 활주 접촉면(30A,30B)으로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 방법을 이용하여, 회전사판의 활주 접촉면과 접하는 슈(20A,20B)의 편평면에 유사한 Al-Si계 금속 필름을 형성할 수도 있을 것이다.

H) 고정 스크롤(scroll) 부재와 가동 스크롤 부재를 포함하는 스크롤 타입 콤프레서의 스크롤 부재의 각 단부에 필름을 형성하기 위해 본 발명의 방법을 이용할 수 도 있을 것이다.

이상에서 설명하고 각 청구항에 직접 개시한 기술사상외의 기술사상을 예를들어 이하에서 설명한다

a) 청구범위 제 1 항 내지 제 8 항 중 한 항에 따라 기계부품에 필름을 형성하는 방법으로 기계부품의 작업면에 형성된 금속재 필름은 그 기계부품과 다른 부품 사이의 접촉 활주성을 개선하기 위한 것이다.

b) 청구범위 제 1 항 내지 제 8 항에 따라 필름을 형성하는 벙법은, 제 8 항과 관련하여서는, 회전사판식 콤프레서의 회전사판을 제조하는 방법으로 본다. 본 발명의 방법은 필름이 형성된 회전사판을 제조하는 방법에 특히 적합하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 필름형성방법은 기계 부품의 작업면에 금속재 필름을 형성하는 기술로서의 적용성이 뛰어나고, 동시에 작업장의 작업환경을 양호하게 유지할 수 있으며, 노동력 및 노동시간을 줄일 수 있고 비용을 절감할 수 있다.

Claims (8)

1. 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 있어서, 기계부품의 작업면 보다 연질인 금속재로 이루어진 공급체를 마련하는 단계와, 기계부품 및 공급체를 서로 상대적으로 회전시키면서 공급체를 기계부품의 작업면에 가압 용접하는 단계로 이루어져, 상기 공급체를 구성하는 금속재의 일부가 기계부품의 작업면으로 이동하여 금속재 필름을 형성하는 것을 특징으로 하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기계부품은 하나의 축을 중심으로 회전하는 회전자이고, 그 회전자의 작업면은 상기 축을 중심으로하고 그 축과 수직인 방향으로 연장하는 환형 또는 원형 표면인 것을 특징으로 하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 기계부품과 접촉하는 공급체의 단부는 그 기계부품의 환형 또는 원형 작업면에 상응하는 형상인 것을 특징으로 하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법.
4. 기계부품에 필름을 형성하는 방법에 있어서, 필름은 하나의 축을 중심으로하고 그 축에 수직인 방향으로 가로질러 연장하는 기계부품의 작업면에 형성되고,

   A) 기계부품의 작업면 보다 연질인 금속재로 구성되고 동시에 환형인 작업면 형상에 상응하는 환형 단부를 구비한 공급체를 준비하는 단계와,

   B) 기계부품의 축 및 공급체의 축을 서로 일치 시키고, 기계부품의 작업면과 공급체의 단부를 대향되게 대치한 상태로 기계부품과 공급체를 서로 상대적으로 회전시키는 단계와,

   C) 상기 B단계의 상대적인 회전상태를 유지시키면서 기계부품의 작업면을 공급체의 단부와 접촉시키고, 그 접촉중에 소정 압력을 가하는 단계와,

   D) 소정 시간 경과 후에 상기 C단계에서 서로 접촉하고 있던 기계부품과 공급체를 분리시키고, B단계의 대기상태로 복귀시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 일련의 B단계, C단계, D단계를 한 싸이클로 구성하고, 그 싸이클을 다수 반복하는 것을 특징으로 하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급체를 구성하는 금속재는 기계부품을 구성하는 재료 보다 융점이 낮은 것을 특징으로 하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기계부품을 형성하는 재료는 철 계열 재료이고, 공급체를 형성하는 금속재는 알루미늄계 재료인 것을 특징으로 하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기계부품은 회전사판형 콤플레서에 사용되는 회전사판인 것을 특징으로 하는 기계부품에 필름을 형성하는 방법.