KR100652906B1 - 압축기용 밸브플레이트의 제조방법 및 이에 의해 제조된밸브플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 밸브플레이트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제작비용이 저렴하면서 대량생산이 가능하고 냉간단조를 통해 가공경화가 이루어져 주요부위의 기계적 성질이 우수해지도록 하는 압축기용 밸브플레이트의 제조방법에 관한 것으로써, 다수의 조립홀과 흡입밸브홀 및 토출밸브홀이 형성될 위치에 맞추어 모재에 구멍을 천공하는 1차 피어싱 단계와; 상기 흡입밸브홀에 해당하는 구멍의 둘레로 흡입리드밸브가 안착되는 요홈을 냉간단조로 형성시키면서 동시에 상기 토출밸브홀에 해당하는 구멍에 요홈을 냉간단조로 형성시키는 요홈형성 단계와; 제품의 형상을 갖도록 모재의 외곽을 절단하는 커팅 단계와; 조립홀과 흡입밸브홀 및 토출밸브홀이 형성되도록 상기 모재에 형성된 구멍을 기준으로 재차 구멍을 천공하는 2차 피어싱 단계를; 포함하여 이루어진다.

압축기, 밸브플레이트, 제조

Description

압축기용 밸브플레이트의 제조방법 및 이에 의해 제조된 밸브플레이트{Method for manufacturing a valve plate of compressor and a valve plate manufactured thereby}

도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 밸브플레이트의 제조공정을 보인 공정도,

도 3은 본 발명에 따라 제조된 밸브플레이트를 보인 사시도,

도 4는 도 3에 따른 A-A선의 단면도,

도 5는 도 3에 따른 B-B선의 단면도,

도 6은 종래의 압축기를 보인 종단면도,

도 7은 도 6에 따른 밸브조립체의 분해 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브플레이트

10 : 조립홀 20 : 흡입밸브홀

30 : 토출밸브홀 40 : 요홈

본 발명은 압축기용 밸브플레이트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조가 보다 손쉽게 이루어지면서 냉간단조를 통해 가공경화가 이루어져 주요부위의 기계적 성질이 우수해지도록 하는 압축기용 밸브플레이트의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 도 6에 도시된 바와 같이, 모터(M)에 의해 크랭크축(S)이 회전되어 그 편심부에 장착된 커넥팅로드(R)를 구동시키면, 상기 커넥팅로드(R)의 선단에 설치된 피스톤(P)이 실린더(C)의 내부를 소정의 스트로크로 왕복 이동하게 된다.

이러한 피스톤(P)의 왕복운동에 따라 밸브조립체(V)의 흡입밸브홀과 토출밸브홀이 번갈아 개폐되면서 실린더(C)의 내부로 냉매를 흡입하여 압축한 뒤에 실린더헤드(H)로 토출하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 종래의 밸브조립체(V)는 흡입밸브홀(101)과 토출밸브홀(102)을 갖는 밸브플레이트(100)와, 상기 흡입밸브홀(101)에 밀착되게 상기 밸브플레이트(100)의 전면에 장착되는 박판 형태의 흡입리드밸브(200)와, 상기 토출밸브홀(102)에 밀착되게 상기 밸브플레이트(100)의 배면에 장착되는 박판 형태의 토출리드밸브(300)로 구성된다.

상기 밸브플레이트(100)는 그 전면에 흡입밸브홀(101)의 둘레로 삽입홈(103)이 형성되고 상기 삽입홈(103)에 삽입되어 상기 흡입밸브홀(101)에 흡입리드밸브(200)가 밀착되도록 장착되고, 그 둘레로 다수개의 조립홀(104)이 형성된다.

이와 같이 구성되는 밸브조립체(V)는 피스톤이 하사점으로 이동하면 실린더 내의 압력이 낮아져 토출리드밸브(300)가 밸브플레이트(100)의 토출밸브홀(102)을 폐쇄함과 동시에 흡입리드밸브(200)가 탄성적으로 굽혀져 밸브플레이트(100)의 흡입밸브홀(101)을 통해 냉매가스가 실린더의 내부로 흡입된다.

이와 같이 실린더의 내부로 냉매가스가 흡입된 상태에서 피스톤이 상사점으로 이동하여 상기 실린더 내의 압력이 높아지면서 흡입리드밸브(200)가 흡입밸브홀(101)을 폐쇄함과 동시에 토출리드밸브(300)가 탄성적으로 굽혀져 토출밸브홀(102)을 개방시킴으로써, 상기 실린더의 내부로 상기 피스톤에 의해 압축된 냉매가스가 상기 토출밸브홀(102)을 통해 토출하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 밸브플레이트는 합금재의 소결로 제조됨으로써, 제작비용이 높고, 소결, 피막, 연마, 면가공 등 복잡한 후가공이 요구되어 대량생산에는 부적합한 문제점이 있었다.

또한, 합금재의 소결로 제조된 밸브플레이트는 충격에 약함으로써, 흡입밸브홀 및 토출밸브홀과 같은 주요부위에 균열이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제작비용이 저렴하면서 대량생산이 가능하고 냉간단조를 통해 가공경화가 이루어져 주요부위의 기계적 성질이 우수해지도록 하는 압축기용 밸브플레이트의 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 밸브시트의 형성을 통해 흡입밸브홀과 토출밸 브홀에 안착되는 흡입리드밸브와 토출리드밸브의 밀착성이 보다 우수해지도록 하는 압축기용 밸브플레이트의 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 압축기용 밸브플레이트의 제조방법은 다수의 조립홀과 흡입밸브홀 및 토출밸브홀이 형성될 위치에 맞추어 모재에 구멍을 천공하는 1차 피어싱 단계와; 상기 흡입밸브홀에 해당하는 구멍의 둘레로 흡입리드밸브가 안착되는 요홈을 냉간단조로 형성시키면서 동시에 상기 토출밸브홀에 해당하는 구멍에 요홈을 냉간단조로 형성시키는 요홈형성 단계와; 제품의 형상을 갖도록 모재의 외곽을 절단하는 커팅 단계와; 조립홀과 흡입밸브홀 및 토출밸브홀이 형성되도록 상기 모재에 형성된 구멍을 기준으로 재차 구멍을 천공하는 2차 피어싱 단계를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 피어싱 단계에 의해 형성된 흡입밸브홀의 주연부로 요홈의 내부면보다 돌출된 밸브시트를 형성하고, 상기 2차 피어싱 단계에 의해 형성된 토출밸브홀의 하면에 모재의 하면보다 돌출된 밸브시트를 형성하는 밸브시트형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 제조방법에 의해 제조된 밸브플레이트를 제공함에 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 밸브플레이트의 제조공정을 보인 공정도이다.

이에 도시된 바와 같이, 압축기용 밸브플레이트의 제조방법은 모재(M)에 다수개의 구멍(H)을 천공하는 1차 피어싱 단계(S1)와, 모재(M)를 냉간단조하여 요홈(40)을 형성하는 요홈형성 단계(S2)와, 모재(M)의 외곽을 절단하여 제품을 형성하는 커팅 단계(S3)와, 천공되어 형성된 구멍(H)을 기준으로 재차 구멍을 천공하는 2차 피어싱 단계(S4)를 포함한다.

상기 1차 피어싱 단계(S1)는 다수개의 조립홀과 흡입밸브홀 및 토출밸브홀이 형성될 위치에 맞추어 모재(M)에 구멍(H)을 천공하는 단계를 말하는 것으로, 이와 같이 천공된 구멍(H)은 모재(M)에서 각 홀의 위치를 지정하는 역할을 하면서 동시에 요홈(40)의 형성을 위해 모재(M)를 냉간단조하는 중에 이 단조에 의해 모재(M)의 연신되는 부위가 천공된 구멍(H)으로 늘어나 냉간단조에 의해 생성되어 모재(M)에 잔류하는 응력을 풀어주는 역할을 한다.

다시 말해서, 상기 1차 피어싱 단계(S1)에서 모재(M)에 형성된 구멍(H)은 요홈형성 단계(S2)에서 요홈(40)의 형성을 위한 냉간단조에 의해 모재(M)가 늘어나면서 천공된 구멍(H)의 일부를 채우게 되고, 그에 따라 이 구멍(H)의 채워짐에 의해 냉간단조시에 생성되는 잔류응력이 어느 정도 풀어지게 되는 것이다.

또한, 상기 요홈형성 단계(S2)는 흡입밸브홀에 해당하는 구멍(H)의 둘레로 흡입리드밸브가 안착되는 요홈(40)을 냉간단조로 형성시키면서 동시에 상기 토출밸브홀에 해당하는 구멍(H)에 요홈(40)을 냉간단조로 형성시키는 단계를 말하는 것으로, 이는 냉매가스가 유동되는 주요부위에 냉간단조를 하여 조직을 경화시키면서 동시에 흡입리드밸브가 삽입되어 안착되는 홈이 원활히 형성되도록 하는 것이다.

그리고, 상기한 바와 같이 냉간단조에 의해 발생되는 모재(M)의 연신은 천공된 구멍(H)이 수용을 함으로써, 밸브플레이트(1)의 형상이 완료된 후에 잔류응력에 의한 변형이 원활히 방지된다.

또한, 상기 커팅 단계(S3)는 제품의 형상을 갖도록 모재(M)의 외곽을 절단하는 단계를 말하는 것으로, 냉간단조에 의한 모재(M)의 연신을 천공된 구멍(H)이 수용한 후에 모재(M)의 외곽을 절단함으로써 추후에 잔류응력에 의한 밸브플레이트(1)의 형상변화가 적절히 방지된다.

또한, 상기 2차 피어싱 단계(S4)는 다수의 조립홀(10)과 흡입밸브홀(20) 및 토출밸브홀(30)이 형성되도록 밸브플레이트(1)에 형성된 구멍(H)을 기준으로 재차 구멍을 천공하는 단계를 말하는 것이다.

다시 말해서, 냉간단조에 의해 모재(M)의 연신을 천공된 구멍(H)이 수용함으로써, 이 구멍(H)이 찌그러지게 되고, 이와 같이 찌그러진 구멍(H)이 본래의 역할을 하도록 적절히 복원하는 단계를 말하는 것으로, 조립홀(10)은 압축기에 밸브플레이트(1)가 설치되는 구멍이고, 흡입밸브홀(20)은 냉매가스가 실린더로 흡입되는 구멍이며, 토출밸브홀(30)은 실린더에서 압축된 냉매가스가 토출되는 구멍이다.

이와 같은 다수의 조립홀(10)과 흡입밸브홀(20) 및 토출밸브홀(30)은 천공된 구멍(H)을 기준으로 재차 구멍을 천공하여 형성된다.

또한, 상기 2차 피어싱 단계(S4)에 의해 형성된 흡입밸브홀(20)의 주연부로 요홈(40)의 내부면보다 돌출된 밸브시트(21)를 형성하고, 상기 2차 피어싱 단계(S4)에 의해 형성된 토출밸브홀(30)의 하면에 밸브플레이트(1)의 하면보다 돌출된 밸브시트(31)를 형성하는 밸브시트형성 단계(S5)를 더 포함한다.

상기 밸브시트형성 단계(S5)는 밸브플레이트(1)의 상하면을 상부금형 및 하부금형으로 압착하여 흡입밸브홀(20)의 주연부와 토출밸브홀(30)의 주연부를 돌출시킴으로써, 흡입리드밸브와 토출리드밸브가 밀착되는 밸브시트(21)(31)가 밸브플레이트(1)에 형성되도록 하는 단계이다.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 밸브플레이트를 보인 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 A-A선의 단면도이며, 도 5는 도 3에 따른 B-B선의 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 제조방법에 의해 제조된 밸브플레이트(1)는 소정의 두께를 갖는 사각형의 판상으로 형성되고, 둘레부위에 다수의 조립홀(10)이 형성되며, 상기 조립홀(10)의 내측으로 흡입밸브홀(20)과 토출밸브홀(30)이 형성되고, 상기 흡입밸브홀(20)의 둘레로 요홈(40)이 형성된다.

상기 요홈(40)은 밸브플레이트(1)의 외면에서 내측으로 형성되면서 내부에 흡입밸브홀(20)이 형성되는 것으로, 상기 흡입밸브홀(20)의 관통길이가 짧아지도록 함으로써, 상기 흡입밸브홀(20)을 통해 실린더의 내부로 유입되는 냉매가스의 체적손실을 최소화시키는 역할을 한다.

그리고, 상기 밸브플레이트(1)의 전면으로 요홈(40)의 내측 흡입밸브홀(20)의 둘레에 상기 요홈(40)의 내부면보다 다소 돌출된 밸브시트(21)가 형성된다.

상기 흡입밸브홀(20)의 둘레에 형성된 밸브시트(21)는 요홈(40)에 삽입되어 장착되는 흡입리드밸브(2)가 밀착되면서 상기 흡입밸브홀(20)이 기밀된 상태로 유지되도록 하는 것이다.

아울러, 상기 밸브플레이트(1)의 배면으로 토출밸브홀(30)의 둘레에 상기 밸브플레이트(1)의 배면보다 다소 돌출된 밸브시트(31)가 형성된다.

상기 토출밸브홀(30)의 둘레에 형성된 밸브시트(31)는 밸브플레이트(1)의 배면에 장착되는 토출리드밸브(3)가 밀착되면서 상기 토출밸브홀(30)을 기밀된 상태로 유지되도록 하는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 제작비용이 저렴하면서 대량생산이 가능하고 냉간단조를 통해 가공경화가 이루어져 주요부위의 기계적 성질이 우수해지도록 함으로써, 저가의 밸브플레이트를 대량으로 제조가 가능해지고 주요부위의 균열발생이 방지되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 밸브시트의 형성을 통해 흡입밸브홀과 토출밸브홀에 안착되는 흡입리드밸브와 토출리드밸브의 밀착성이 보다 우수해지도록 함으로써, 흡입리드밸브 및 토출리드밸브에 의한 흡입밸브홀 및 토출밸브홀의 밀폐가 보다 정밀하면서 안정적으로 이루어지는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 다수의 조립홀과 흡입밸브홀 및 토출밸브홀이 형성될 위치에 맞추어 모재에 구멍을 천공하는 1차 피어싱 단계(S1)와;

   상기 흡입밸브홀에 해당하는 구멍의 둘레로 흡입리드밸브가 안착되는 요홈을 냉간단조로 형성시키면서 동시에 상기 토출밸브홀에 해당하는 구멍에 요홈을 냉간단조로 형성시키는 요홈형성 단계(S2)와;

   제품의 형상을 갖도록 모재의 외곽을 절단하는 커팅 단계(S3)와;

   조립홀과 흡입밸브홀 및 토출밸브홀이 형성되도록 상기 모재에 형성된 구멍을 기준으로 재차 구멍을 천공하는 2차 피어싱 단계(S4)를;

   포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기용 밸브플레이트의 제조방법.
2. 제1항에 있어서;

   상기 2차 피어싱 단계(S4)에 의해 형성된 흡입밸브홀의 주연부로 요홈의 내부면보다 돌출된 밸브시트를 형성하고, 상기 2차 피어싱 단계(S4)에 의해 형성된 토출밸브홀의 하면에 모재의 하면보다 돌출된 밸브시트를 형성하는 밸브시트형성 단계(S5)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기용 밸브플레이트의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항의 제조방법에 의해 제조된 밸브플레이트.

Images