粗度改善のためのパンチング加工装置

本発明は、粗度改善のためのパンチング加工装置とこれを利用して加工されたパターンに関するものであって、特に圧縮機用バルブプレートの吐出口と吸込口の周辺に加工ピンを一定間隔移動させながらパンチングして適正のパターンを形成する粗度改善のためのパンチング加工装置に関する。

一般的に、傾斜板式圧縮機などのピストン型圧縮機は、バルブプレートを介してシリンダーと吸込室及び吐出室が区画されて形成され、バルブプレートには吸込室に面する位置に吸込溝が、吐出室に面する位置に吐出溝がそれぞれ貫通形成されている。

また、バルブプレートのシリンダー側の表面上に吸込バルブが、吸込室及び吐出室側の表面上に吐出バルブがそれぞれ配置され、吸込バルブは吸込溝に対応する位置に吸込リード部を有し、吐出バルブは吐出溝に対応する位置に吐出リード部を有している。

このような圧縮機の運転時には、ピストンの往復運動に応じて吸込バルブの吸込リード部及び吐出バルブの吐出リード部がバルブプレートの吸込溝及び吐出溝を開閉するが、冷媒中に含有されている潤滑油成分が付着されるので、表面張力によってこれらのリード部はバルブプレート表面に強く密着されている。

従って、吸込溝及び吐出溝の開閉時に瞬間的な圧力変動が生じて圧縮機に接続された蒸発機の非正常的な音を誘発したり、リード部の衝撃音が加わって騒音及び振動を助長するものと知られている。

従って、騒音と振動を減少させるために、近年はバルブプレートの表面を一定パターン20に加工して粗面化することによって静粛性を実現する方法が提案されている。

バルブプレート表面の粗面化によって吸込バルブ及び吐出バルブの開閉による騒音及び振動を抑制することができるが、従来、粗面化にはアルミナなどのショット粒子を空気圧に噴射するショットブラスト(shot blast)がよく利用された。 ショットブラストは、バルブプレート表面をマスキングしてショット粒子を噴射し、その後、バルブプレート表面を洗浄した。

しかし、洗浄してもショット粒子によって削られたバルブプレート表面の切削粉やショット粒子そのものが異物(foreign matter)としてバルブプレート表面に残留するおそれがあり、このような異物が圧縮機内に混入されると圧縮機の動作不良や故障を起こす原因となっていた。

また、表面加工の先端が鋭利して磨耗し易く、既存の表面よりも加工された表面が下がる現象が生じ、これに因ってオイルが留まるポケット機能が喪失される可能性が高くなる問題点があった。 もちろん、これを解決するために、プレス加工法で表面に粗面化のためのパターンを形成した。

このようなプレス加工法は、金型に予め粗面化のためのパターンを彫り込みに形成し、プレス装置を利用してバルブプレートを加圧して必要な部分に粗面化のためのパターンを形成する。

しかし、このようなプレス加工法は、加圧時に周辺部分が反作用によって撓み変形される可能性があり、金型に形成できるパターンの種類に限界があるので、様々な形状を実現し難い問題がある。 また、金型のパターンの一部分が損傷される場合、金型全体を分離して交替しなければならないので、メインテナンスが難しい問題がある。

大韓民国特許登録第10−0536790号

本発明は上記の問題点を解決するためのものであって、加工ピンを水平方向に移動させながら垂直方向にパンチングして、対象物の表面に多数個のドットから成るパターンを形成することによって、対象物の変形を最小化しながら様々なパターン形状を形成することができ、摩擦による磨耗を最小化し、メインテナンスが容易な粗度改善のためのパンチング加工装置とこれを利用して加工されたパターンを提供するところにその目的がある。

上記の目的を達成するために、本発明の粗度改善のためのパンチング加工装置は、圧縮機用のバルブプレートの吐出口と吸込口の周辺の表面に多数個のドットから成る一定のパターンを形成する粗度改善のためのパンチング加工装置において、ベースフレームに回転可能に取り付けられ、上部にバルブプレートが配置される載置部が形成された載置ジグと、前記載置ジグに配置されたバルブプレートを前記載置ジグに密着させて固定する固定ジグと、型打ピンを水平及び垂直方向に移動させながら前記バルブプレートの表面を打ってパターンを形成する加工ユニットと、を有して成り、前記載置部は前記吐出口と前記吸込口に挿入される少なくとも二つ以上の係止突起から成り、前記係止突起は前記載置ジグの回転中心と同芯を成す円形に配列される。 前記固定ジグは、バルブプレイとの上部に配置される加圧プレートと、前記加圧プレートを上下移動させる加圧シリンダーと、を有して成る。 前記型打ピンの下端には、下方向に径が小さくなる円形の円錐状の成形部が形成される。 前記型打ピンの下端には、六角円錐状の成形部が形成される。 前記成形部の側面傾斜角度は、30°〜170°である。

上述した本発明のドットパンチング加工装置及びこれを利用して加工されたパターンは、次のような効果がある。

前記載置ジグ100に配置されたバルブプレート10を加圧する前記固定ジグ200が備えられることによって、加工時にバルブプレート10が浮いたり離脱したりせず前記載置ジグ100と水平を成すようにして加工の精度を高め、不良率を落とす効果が奏でる。

前記載置ジグ100が中心点を基準に一定角度の間隔に回転され、前記載置部110が前記載置ジグ100の中心点と同芯になるよう配置されることによって、後述する前記加工ユニット300の移動範囲を縮めて加工時間を短縮させ、精密に加工できる効果が奏でる。

前記載置ジグ100の上部に前記固定突起111から成る前記載置部110が形成されることによって、前記バルブプレート10が固定される位置をガイドして作業を容易にし、固定された後は、任意で水平方向に移動されることを防止して製品の不良率を落とす効果が奏でる。

前記成形部311が六角錐状に形成されることによって、同一の面積に最大限に多くのドットDを形成して前記ドットDに詰められるオイルを全体の面積に満遍なく塗布されるようにしてスペースの活用性を最大化し、前記パターン20を安全性を向上させ、リードとの摩擦時に表面張力を最小化する効果が奏でる。

前記ラインLの間隔を前記吐出口11及び前記吸込口11と遠くなる方向に行くほど大きくすることによって、直接摩擦が起こる前記第2の区間22の表面張力を最も低くして騒音と振動を最小化し、前記第3の区間23ではオイルの含有量を高める効果が奏でる。

本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の斜視図である。

本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の平面構造図である。

本発明の他の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の平面構造図である。

本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の型打ピンの斜視図である。

本発明の他の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の型打ピンの斜視図である。

本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置を利用して加工されたパターンの平面図である。

本発明の他の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置を利用して加工されたパターンの平面図である。

本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置を利用して形成されたドットの断面構造図である。

図1は本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の斜視図、図2は本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の平面構造図、図3は本発明の他の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の平面構造図、図4は本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の型打ピンの斜視図、図5は本発明の他の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置の型打ピンの斜視図、図6は本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置を利用して加工されたパターンの平面図、図7は本発明の他の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置を利用して加工されたパターンの平面図、図8は本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置を利用して形成されたドットの断面構造図である。

図1ないし図4に示されたように、本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置は、載置ジグ100、固定ジグ200、加工ユニット300及び高さ調節台400から成る。 前記載置ジグ100は加工する対象物、即ちバルブプレート10が載置されるジグであり、ベースフレーム500の上部に装着される。

ここで、前記バルブプレート10は、圧縮機などに使用されるもので、ほぼ円板状に形成され、シリンダーの吸込室と連結される吸込口11及び吐出室と連結される吐出口11がそれぞれ形成されている。 前記載置ジグ100は、ほぼ円板状に形成され、前記ベースフレーム500にモータMと連結されて中心点を基準に自転可能に装着される。

また、前記載置ジグ100の上面にはバルブプレート10の載置時に前記吐出口11及び吸込口11に挿入される固定突起111から成る載置部110が形成される。

前記載置部110は、5つの前記固定突起111から成るが、前記固定突起111は前記吐出口11及び吸込口11と同一の径を持つ円形状に突出形成され、前記吐出口11及び前記吸込口11にそれぞれ挿入されるよう同一の位置に配置される。

このように、前記載置ジグ100の上部に前記固定突起111から成る前記載置部110が形成されることによって、前記バルブプレート10が固定される位置をガイドして作業を容易にし、固定された後は、任意で水平方向に移動されることを防止して製品の不良率を落とす効果が奏でる。 また、前記載置部110は、前記載置ジグ100の中心点と同芯になるよう配置される。 ここで、前記載置ジグ100は、いずれか一つの前記固定突起111が後述する前記加工ユニット300の下部に配置されるよう一定角度の間隔に回転される。

より詳細には、図2に示されたように、前記載置部110が5つの固定突起111から成る場合、前記載置ジグ100は72°間隔に回転し、これによって前記固定突起111のうちいずれか一つは、常時前記加工ユニット300の下部に配置される。

このように、前記載置ジグ100が中心点を基準に一定角度の間隔に回転され、前記載置部110が前記載置ジグ100の中心点と同芯になるよう配置されることによって、後述する前記加工ユニット300の移動範囲を縮めて加工時間を短縮させ、精密に加工できる効果が奏でる。

一方、前記固定ジグ200は、前記載置ジグ100に配置されたバルブプレート10を下方向に加圧して前記載置ジグ100に密着固定するためのもので、加圧プレート210と加圧シリンダーとから成る。

前記加圧プレート210は、前記載置ジグ100の上部に配置され、ほぼ矩形状に形成され、長さが前記載置ジグ100の径よりも長く、幅は前記載置ジグ100の径よりも狭く形成され、下降時に前記バルブプレート10の一部分を加圧する。

このような前記加圧プレート210は、前記加圧シリンダー220によって上下移動され、下降時にバルブプレート10の上面と接してバルブプレート10が前記載置ジグ100に密着固定されるようにする。

前記加圧シリンダー220は、一般的な空圧または油圧シリンダーであり、前記加圧プレート210の両側からそれぞれ配置され、前記加圧プレート210と前記ベースフレーム500の間に装着され、バルブプレート10の下降時には前記加圧プレート210を下降させて前記バルブプレート10を加圧し、前記載置ジグ100の回転時には上昇して前記載置ジグ100が回転可能にされる。

このように、前記載置ジグ100に配置されたバルブプレート10を加圧する前記固定ジグ200が備えられることによって、加工時にバルブプレート10が浮いたり離脱したりせず前記載置ジグ100と水平を成すようにして加工の精度を高め、不良率を落とす効果が奏でる。

一方、前記加工ユニット300は下部に装着される型打ピン310を一定速度に水平及び垂直方向に移動させながら前記バルブプレート10の表面を打ってパターン20を形成する装置である。

詳細には、前記加工ユニット300は、一般的な型打機のように前記型打ピン310を垂直方向にほぼ1秒に10回内外に往復移動させ、水平方向に前記吐出口11と前記吸込口11の周辺に沿ってほぼ1秒に10〜80mm移動させ、前記吐出口11と前記吸込口の周辺に円形の凹のドットD多数個を一定の間隔に形成してパターン20を成す。

ここで前記加工ユニット300は、X軸、Y軸ステージステップモータを駆動させて前記型打ピン310を移動させ、CNCによって単独でパターン20を加工するプログラムで駆動される。 また、前記加工ユニット300は、上下移動時に空気圧力を調節して前記ドットDの深さを調節することができる。

このような前記加工ユニット300は、前記バルブプレート10の吐出口11または吸込口11のうちいずれか一つの周辺を加工した後、前記載置ジグ100が一定角度を回転する間、待機していては隣接する他のいずれか一つの吐出口11または吸込口11が下部に配置されると、再度作動して後述する前記パターン20を形成する。 一方、前記加工ユニット300は前記高さ調節台400に装着されて前記載置ジグ100の上部に配置される。

前記高さ調節台400は、前記載置ジグ100と前記加工ユニット300間の間隔を調節するためのものであって、上下に長く形成されたガイドフレーム410と、前記ガイドフレーム410に沿って上下移動可能に装着される移動フレーム420から成り、前記移動フレーム420に前記加工ユニット300が装着される。 一方、場合によって、本発明のパンチング加工装置は、インデックス型の自動化システムから構成されることができる。

詳細には、図3に示されたように、前記載置部110は前記載置ジグ100の円周に沿って多数枚のバルブプレート10を同時に配置することができるよう多数個が備えられる。

即ち、図3に示されたように、一つの前記載置部110は、5つの固定突起111から成り、前記載置ジグ100には総7枚のバルブプレート10が同時に載置されるよう7つの前記載置部110が約51°角度に離隔されるよう円形配置される。 また、前記加工ユニット300は、前記載置ジグ100に配置されるバルブプレート10の枚数に応じて多数個が備えられる。 詳細には、前記加工ユニット300は計5つから成り、前記載置部110の上部に一つずつ配置される。

また、いずれか一つの前記加工ユニット300は、一枚のバルブプレート10に形成された吸込口11または吐出口11のうちいずれか一つの周辺にのみ前記パターン20を形成するよう設定される。

即ち、前記加工ユニット300は多数個から成り、前記載置部110の上部にそれぞれ配置され、パターン20の形成部位が互いに異なるよう前記型打ピン310の位置が異なるよう配置される。

従って、5つの加工ユニット300で加工される部位は、互いに異なるよう設定され、これによって前記載置ジグ100の載置部110に5枚のバルブプレート10を同時に配置した状態で、一定角度を回転させると総5箇所にパターン20を形成することができる。

詳細には、前記載置ジグ100は、約51°間隔に回転され、一枚の前記バルブプレート10が5つの前記加工ユニット300を経由しながら、総5つの前記吸込口11と前記吐出口11の周辺に前記パターン20が全て形成される。 ここで前記載置ジグ100の載置部110のうち残りの2箇所は、作業者が前記バルブプレート10を引き出し、さらに装着する作業を行うために使用される。

勿論、前記バルブプレート10の引き出し及び引き込み作業は、手作業ではなく油圧システムを使用して自動に行われるようにすることもでき、コンベヤー形態に自動化されたシステムで構成することもできる。

このように、前記載置ジグ100の上面に多数枚のバルブプレート10を装着できるよう多数個の載置部110が形成され、前記載置ジグ100が回転しながら多数個の前記加工ユニット100によって前記パターン20を形成することによって、加工装置を自動化してより効率的に作業を行うことによって生産性を向上させる効果が奏でる。

一方、前記型打ピン310は、上下方向に長いピン状であり、下端には前記バルブプレート10の吐出口11と吸込口11の周辺を移動しながら加圧して一定形状のドットDを形成する成形部311が形成される。 前記成形部311は、図4に示されたように、先端の径が下方向に行くほど段々小さくなる円錐状に形成され、先端が丸くラウンディング処理される。 また、図4に示されたように、前記成形部311の側面傾斜角度は90°である。

勿論、場合によって前記成形部311の傾斜角度aを60°または120°に形成されることもでき、前記傾斜角度aが60°である場合、前記ドットDの径は小さく深さは深くなり、90°である場合、前記ドットDの径は大きく深さは浅くなる。

このような成形部311は、前記加工ユニット300によって前記型打ピン310を下方向に強く打ちながらバルブプレート10に凹の円形の前記ドットDを形成し、水平方向に移動して多数個の前記ドットDから成る様々な前記パターン20を形成する。

ここで前記パターン20のドットDにはオイルが詰められ、バルブプレート10の表面粗度を高めて圧縮機シリンダーのリードと前記バルブプレート10の摩擦時のオイルの表面張力によって発生する騒音及び振動を減少させる機能を行う。 一方、場合によって、図5に示されたように、前記成形部311は六角錐状に形成されることもできる。 詳細には、前記成形部311の断面形状が六角形状に形成され、下方向に段々小さくなるが、先端は丸くラウンディング処理されるよう形成される。 このような六角錐状の前記成形部311は、前記バルブプレート10を加圧する六角形状の凹のドットDを形成する。

ここで前記ドットDの形状が六角形状である場合、前記バルブプレート10に形成される後述するパターン20で前記ドットDとドットD間の剰余スペースを最小化しながら、同一の面積に最大限に多くの前記ドットDを形成することができる。

このように、前記成形部311が六角錐状に形成されることによって、同一の面積に最大限に多くのドットDを形成して前記ドットDに詰められるオイルを全体の面積に満遍なく塗布されるようにしてスペースの活用性を最大化し、前記パターン20の安全性を向上させ、リードとの摩擦時に表面張力を最小化する効果が奏でる。 勿論、前記成形部311は、円錐または六角錐の他にも三角錐、四角錐または五角錐など様々に変更して適用可能である。

一方、前記加工ユニット300によって形成された前記パターン20は、図6に示されたように、前記吐出口11及び前記吸込口11の外周縁に沿って多数個のドットDが一定間隔で配列された多数本のラインLから構成され、前記ラインLは前記吐出口11または前記吸込口11と遠くなる方向に相互離隔配置され、前記ラインLの間隔は、前記吐出口11及び前記吸込口11と遠くなるほど大きくなる。 ここで前記ドットDは、凹の円錐形状に形成されることもできるが、本発明の実施形態では、凹の六角錐状に形成される。 詳細には、図6に示されたように、前記パターン20は第1の区間21、第2の区間22及び第3の区間23から成る。 前記第1の区間21は、前記吐出口11または前記吸込口11の外周縁に沿って形成され、前記ラインLが形成されていない区間である。

即ち、前記第1の区間21は、前記吐出口11または前記吸込口11の外周縁から始まって段々遠くなる方向に表面が加工されていない区間に、リング状に形成される。 このような前記第1の区間21の幅は、約0.5mm内外に形成される。

前記第2の区間22は、前記第1の区間21の外側に多数本の前記ラインLが形成された区間であって、前記第1の区間21の外周縁に沿って多数個のドットDが一定間隔に加工されてリング状のパターン20を成す。 ここで前記ドットDは、図6に示されたように、互いに外周縁が接するよう配置され、場合によって互いに重なるよう配置されることもできる。 また、前記第2の区間22の幅は、約1.0mm内外に形成される。

このような前記第2の区間22は、圧縮機シリンダーのリード部と摩擦される区間で、オイルが塗布されていて騒音及び振動が発生するが、前記パターン20の形状によって表面がでこぼこしながら表面張力を縮めて騒音及び振動を最小化する。

前記第3の区間23は、前記第2の区間22の外側に多数本の前記ラインLが形成され、前記ラインLの間隔が前記第2の区間22のラインL間隔よりも大きい。 また、図6に示されたように、前記第3の区間23の前記ドットDは互いに接するよう配置される。 このような前記第3の区間23は、リードと摩擦されず、オイルが詰められている区間として使用され、幅が約2.1mm内外に形成される。

ここで前記第2の区間22のラインL間の間隔は、0.1〜0.2mmであり、前記第3の区間23のラインL間の間隔は、0.2〜0.5mmに形成することが好ましい。 一方、場合によって前記パターンは、前記第2の区間22と第3の区間23のみで構成されることもできる。

このような場合、前記第2の区間22が前記吐出口11または前記吸込口11の外周縁から始まって外側方向に約0〜5本の前記ラインLが配置され、前記第3の区間23は約15本内外のラインLから構成される。 勿論、前記ラインLの本数は、自由に調節可能である。

また、図7に示されたように、前記パターン20のドットDは凹の円錐状に形成され、前記第2の区間22のドットDは互いに接するように配置され、前記第3の区間23のドットDは互いに重なるように配置することができる。

このように、前記ラインLの間隔を前記吐出口11及び前記吸込口11と遠くなる方向に行くほど大きくすることによって、摩擦が直接起こる前記第2の区間22の表面張力を最も低くして騒音と振動を最小化し、前記第3の区間23ではオイルの含有量を高める効果が奏でる。

また、前記パターン20は、前記ドットDが互いに接したり互いに重なるように形成されることによって、リードとの摩擦時に表面張力を最小化して騒音及び振動の発生をさらに縮める効果が奏でる。

一方、前記ラインLを構成する前記ドットDは、図8に示されたように、加工された部分のみ凹に形成されたもので、加工されていない表面は平らであるのでリードとの摩擦時に磨耗され難く、一定の高さを維持することができる。 ここで、前記ドットDは六角錐状に凹に形成され、その深さd1は100μm以下である。 勿論、場合によって円錐またはその他の三角形、矩形などの多角錐状に形成されることもできる。 また、前記ドットDの周辺は、加工時に反作用によって凸に隆起された突出部D1が形成される。 このような前記突出部D1は、前記ドットDの週に沿って突出形成され、高さd2は50μm以下に形成される。

このように、前記ドットDの外周縁に沿って前記突出部D1が形成されることによって、既存の表面が磨耗されて高さが下がることを防止し、表面の粗度を高めることによって、表面張力を縮める効果が奏でる。

一方、前記パターン20状に形成するためのパンチング加工方法は、前記加工ユニット300を操作して前記型打ピン310が前記吐出口11と前記吸込口11の外周縁に沿って水平移動しながら垂直方向に一定速度に垂直往復移動して加工することである。

ここで、前記加工ユニット300は、前記吐出口11と前記吸込口11から遠くなるほど垂直方向の移動速度は同一でありながら前記型打ピン310の水平方向の移動速度は増加されるようにする。

即ち、前記加工ユニット300は、一般的な型打装置のように前記型打ピン310を垂直方向にほぼ1秒に10回内外に往復移動させ、前記第2の区間22では水平方向にほぼ1秒に10〜30mmに移動させ、前記第3の区間23では約30〜80mmに移動させる。

このように、本発明の実施形態に係るパンチング加工方法は、前記型打ピン310などの装備を交替することなく速度によって様々なパターン20を形成することができるので、生産性及び効率性を向上させる効果が奏でる。

上記の構成で成された本発明の実施形態に係る粗度改善のためのパンチング加工装置とこれを利用して加工されたパターンは、前記加工ユニット300を使用して前記型打ピン310で多数個のドットDを形成してパターン20を成し、バルブプレート10の表面部分のみ加工されて表面が鋭くされず、緩やかな屈曲の表面を維持するので、リードとの摩擦時に磨耗し易いことを防止することができ、前記ドットDの周辺に突出部D1が形成されて既存の表面よりも高さが低くなることを防止する効果が奏でる。

特に、前記加工部が六角形状に形成されて、一定の面積で最大限に多くのドットDを形成することができ、これによってオイルポケット機能を最大化し、表面張力を最小化して騒音及び振動の発生をさらに落とす効果が奏でる。

また、前記加工ユニット300のプログラムを操作することによって、様々なパターン20状を形成することができ、型打ピン310を容易に交替することができることからメインテナンスも容易であり、前記加工部の形状を変形して様々なドットD状を形成することから活用性が向上する効果が奏でる。

本発明はこれに限定されず、以下の請求の範囲の思想及び領域を外れない範囲内で当業者によって様々な形態に変形実施されることができ、従ってこのような変形は本発明の領域内にあるものと解釈しなければならない。

100 載置ジグ 110 載置部 111 固定突起 200 固定ジグ 210 加圧プレート 220 加圧シリンダー 300 加工ユニット 310 型打ピン 311 成形部 400 高さ調節台 410 ガイドフレーム 420 移動フレーム 500 ベースフレーム 10 バルブプレート 11 吸込口、吐出口 20 パターン 21 第1の区間 22 第2の区間 23 第3の区間 D ドット D1 突出部 L ライン