KR102571363B1 - 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드는 합성고무를 주 성분으로 하여 열경화성수지와 카본블랙 과 탄산칼슘과 유황 및 마이카를 설정비율로 혼합하여 성형함에 따라 제조가 간단하고 성형시 필요한 전력 소비를 대폭 줄일 수 있으며, 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드를 제조시 조성물을 믹싱한 후 성형시 200℃ 정도의 낮은 온도에서도 수분 내에 성형이 가능하면서도 기존의 소결 방식으로 제조되는 마찰 패드에 비해 30% 이상 저렴하게 제작이 가능해 원가절감 효과가 큰 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 차량용 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 내구성이 우수하고 제조가 간단하면서도 제조원가를 절감할 수 있는 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 설치되는 에어컨에 있어서 압축기는 엔진의 동력으로 구동되어 냉매를 압축시키게 되는데, 이와같이 압축기에 전달되는 엔진의 동력은 차내가 충분히 냉각되었을 경우에는 차단되어야 하고, 차내의 온도가 상승했을 경우에는 다시 전달되어야 한다. 마그네틱 클러치는 강력한 전자석의 흡인력이 클러치 판을 밀착되게 하는 것으로, 압축기에 설치되어 엔진으로부터의 구동력을 선택적으로 전달하거나 차단할 수 있게 하고 있다.
종래 차량용 에어컨 압축기의 마그네트 클러치는 에어컨압축기의 회전축에 베어링을 통해 축결되어 엔진에 연결된 벨트를 통해 자유회전되는 풀리조립체의 회전력을 선택적으로 에어컨압축기에 전달하기 위해 에어컨압축기의 일측에는 마그네트스테이터가 구비되고, 상기 회전축의 단부에 구비된 허브에 의해 회전축에 클러치디스크가 고정설치되어 상기 마그네트스테이터에 공급되는 전기적 신호에 따라 발생하는 자력에 의해 상기 클러치디스크가 상기 풀리조립체의 마찰면에 클러칭되어 엔진의 동력을 상기 에어컨압축기에 전달시켜 차량용 에어컨을 작동시킨다.
이와 같은 종래 차량용 에어컨 압축기의 마그네트 클러치는 등록실용신안 제20-0478273호(참고문헌 1) 또는 공개특허 특1997-0027888호(참고문헌 2) 등 자동차 또는 냉동탑차에는 보편적으로 사용되고 있다.
이때 클러치디스크와 상기 풀리조립체의 마찰면에 클러칭시 마찰면의 마모가 발생하게 되어 슬립이 발생하는 등의 문제점을 해소하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드(1)를 클러치디스크 또는 풀리(10)의 마찰면에 설치하여 기동 시 마찰 Torque 향상을 통한 성능 향상 및 내구 수명을 증대시킨다.
이러한 마찰 패드(1)는 로터 페이싱(Rotor Facing)이라고도 하며, 원판형 링 구조로 이루어지는 것으로, 종래에는 금속이나 비금속 분체를 가열하여 소성하여 굳히는 소결(sintering)을 통해 제조한다. 이러한 소결(sintering) 방식으로 마찰 패드(1)를 제조하는 경우 일 예로 1,300℃ 정도의 고온에서 5시간 가열 후 2시간 동안 냉각시키는 과정을 거치게 된다.
따라서 종래 마찰 패드(1)는 전기로를 사용하여 고온으로 가열해야 하므로 전력소모가 크고 아울러 제조원가 역시 높은 문제점이 있다.
따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 내구성이 우수하고 제조가 간단하면서도 제조원가를 절감할 수 있는 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
에어컨 컴프레셔용 마찰 패드에 있어서, 합성고무 22 ~ 29 중량%, 열경화성수지 5 ~ 10 중량%, 카본블랙 5 ~ 10 중량%, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량%, 유황 2 ~ 8 중량% 및 마이카 17 ~ 25 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드를 제공한다.
이때 상기 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드는 합성고무 22 ~ 29 중량%, 열경화성수지 5 ~ 10 중량%, 카본블랙 5 ~ 10 중량%, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량%, 유황 2 ~ 8 중량% 및 마이카 17 ~ 25 중량%를 믹싱(Mixing)하여 200 ℃의 온도에서 200 kgf/㎠의 압력을 가하며 2분44초 동안 프레스 성형한 후 230 ℃의 온도에서 8 시간 동안 열처리(HEAT TREATMENT)하여서 제조한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은;
합성고무 22 ~ 29 중량%, 열경화성수지 5 ~ 10 중량%, 카본블랙 5 ~ 10 중량%, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량%, 유황 2 ~ 8 중량% 및 마이카 17 ~ 25 중량%를 믹싱(Mixing)하는 제1단계; 상기 제1단계에서 믹싱된 조성물을 금형에 삽입하고 180 ~ 220 ℃의 온도범위에서 180 ~ 220 kgf/㎠의 압력을 가하며 2분30초 ~ 3분 동안 성형하는 제2단계; 및 상기 제2단계를 통해 성형된 반가공된 패드를 210 ~ 250 ℃의 온도범위에서 7 ~ 9 시간 동안 열처리(HEAT TREATMENT)하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드의 제조방법도 제공한다.
그리고 상기 제3단계 이후에, 상기 열처리된 반가공된 패드의 양면을 연마(GRINDING)하는 제4단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드는 합성고무를 주 성분으로 하여 열경화성수지와 카본블랙 과 탄산칼슘과 유황 및 마이카를 설정비율로 혼합하여 성형함에 따라 제조가 간단하고 성형시 필요한 전력 소비를 대폭 줄일 수 있다.
아울러 본 발명에 따르면 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드를 제조시 조성물을 믹싱한 후 성형시 200℃ 정도의 낮은 온도에서도 수분 내에 성형이 가능하면서도 기존의 소결 방식으로 제조되는 마찰 패드에 비해 30% 이상 저렴하게 제작이 가능해 원가절감 효과가 크다.
도 1은 일반적인 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드의 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드의 제조 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드의 제조 공정 흐름도이다.
이하 본 발명에 따른 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의해 그 특징을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드는 금속분말을 사용하여 소결 제조하지 않으므로 제조가 용이하면서도 기존의 소결 제조되는 마찰 패드의 기능을 충실히 수행가능하다.
이러한 본 발명에 따른 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드는 도 2를 참고하면 마찰 패드를 제조하기 위한 조성물인 열경화성수지, 합성고무, 카본블랙, 탄산칼슘, 유황, 마이카를 혼합하여 고온 및 고압으로 가열하여 제조한다.
이때, 상기 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드의 조성물은 합성고무 22 ~ 29 중량%, 열경화성수지 5 ~ 10 중량%, 카본블랙 5 ~ 10 중량%, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량%, 유황 2 ~ 8 중량% 및 마이카 17 ~ 25 중량%로 구성된다.
바람직하게는 상기 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드의 조성물은 합성고무 22 ~ 29 중량부를 기준으로, 열경화성수지 5 ~ 10 중량부, 카본블랙 5 ~ 10 중량부, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량부, 유황 2 ~ 8 중량부 및 마이카 17 ~ 25 중량부를 포함하여 구성된다.
상기 열경화성수지는 열을 가하여 모양을 만든 다음에는 다시 열을 가하여도 부드러워지지 않는다. 즉, 한번 성형을 시키면 다시 다른 형태로 변형시킬 수 없는데, 이것은 고분자 화합물이 그물 모양으로 결합되어 있기 때문이며, 수지 그대로는 용매에 녹일 수 없다. 열경화성 수지에는 페놀 수지, 요소 수지 등이 있다.
상기 합성고무는 니트릴 부타디엔 고무(nitrile butadiene rubber), 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-butadiene rubber) 등을 사용할 수 있다.
니트릴 부타디엔 고무(nitrile butadiene rubber)는 유화중합에 의하여 제조된 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체로 가장 널리 사용되고 있는 내유성고무이다. 니트릴함량이 42~46%의 극고 니트릴, 36~41%의 고 니트릴, 31~35%의 중고 니트릴, 25~30%의 저 니트릴등으로 분류된다. 니트릴함량의 증대에 따라서 내유성, 내마모성, 기계적 성질이 향상되지만 내한성, 신장성, 탄성은 저하된다. 인쇄용롤, 내유성호스, 자동차용 부품 등에 널리 사용된다
스티렌-부타디엔 고무(Styrene-butadiene rubber)는 SBR로 불리고 있는 합성 고무의 일종이다. 이는 천연 고무에 비하여 내한성(耐寒性), 탄성(彈性) 등은 못하나 내열성, 내마모성, 내노화성(耐老化性), 내수성, 내가스 투과성이 뛰어나 타이어, 호스, 벨트, 패킹 등에 사용되고, 레이텍스(latex)상(狀)으로는 접착제, 종이의 사이징(sizing)제(劑)로 사용된다.
상기 카본블랙(Carbon black)은 코울타르 등과 같은 석유 제품의 불완전 연소에 의해 생산되는 검댕이와 비슷한 물질로 표면적이 매우 큰 성질을 지니며 안료 및 플라스틱의 강화제로 사용된다. 흑색의 미세한 탄소분말인데 이른바 그을음에 상당하는 것으로 탄소입자의 크기는 1∼500nm이며 흑연과 비슷하다. 공업적으로는 천연가스 ·타르 등을 불완전연소시켜 생긴 그을음을 모으거나, 그것들을 열분해하여 제조하고 있다. 현재 소비량의 85%가 고무용이고, 11% 정도가 인쇄잉크를 비롯하여 흑색안료(黑色顔料)로 사용된다. 이른바 그을음에 상당하는 것으로 탄소입자의 크기는 1∼500nm이며 흑연과 비슷하며, 공업적으로는 천연가스 ·타르 등을 불완전연소시켜 생긴 그을음을 모으거나, 그것들을 열분해하여 제조하고 있다. 고무용에는 입자가 미세한 사슬 모양의 결합이 없는 것이 적합하며, 증강제(增强劑)나 내유성(耐油性) ·내열성(耐熱性) 등의 성질을 주기 위해 사용된다.
상기 탄산칼슘(calcium carbonate)은 무기물로서 탄산 칼슘은 칼슘 이온(Ca2+)과 탄산 이온(CO3 2-)으로 이루어진 이온 화합물이다. 이 화합물은 암석을 이루는 주성분으로 결정형으로 존재하게 되는데, 칼사이트(calcite)와 아라고나이트(aragonite)가 대부분을 차지한다. 진주와 조개껍질을 이루는 주성분이며, 달걀 껍데기 역시 대부분 탄산 칼슘으로 이루어져 있다. 이러한 탄산칼슘은 안료, 도료, 제지, 치약으로 사용하고 고무 공업에서는 보강제로 사용된다.
상기 유황(硫黃)은 녹는 점은 120℃, 비중은 1.92이다. 상온에서는 황색, 무취의 파삭파삭한 결정체이며, 고온에서는 금과 백금을 제외한 거의 모든 금속이나 수소와 화합하여 황화물을 만든다. 점화하면 청색의 불꽃이 생기며, 화약과 성냥의 원료, 약용·농약·펄프 제조 등에 쓰인다.
상기 마이카(mica;운모)는 절연제이다. 그러나 자연에 알려져 있는 수십 종류의 운모광물들이 다 절연제로 되는 것은 아니다. 운모류의 광물들은 모두 4가지 류형(칼리움운모류, 리티움운모류, 마그네시움운모류, 수운모류)에 속해 있는데 그 중에서 전기절연제로 큰 의의를 가지는 운모는 칼리움운모류와 마그네시움운모류에 속하는 백운모와 금운모이다. 마이카 분말은 전기 케이블, 공압 타이어, 용접 전극, bitmunized 판지, 페인트 및 플라스틱, 건조한 윤활유, 유전체의 드레싱, 내화성 절연체로 쓰이며, 보통 알키드 수지와 함께 갖춰진다.
이하, 도 2를 참고로 본 발명의 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드의 제조공정을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드를 제조하기 위해 조성물인 인 합성고무 22 ~ 29 중량%, 열경화성수지 5 ~ 10 중량%, 카본블랙 5 ~ 10 중량%, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량%, 유황 2 ~ 8 중량% 및 마이카 17 ~ 25 중량%를 믹싱(Mixing)한다.(S100)
이와 같이 믹싱된 조성물을 금형에 삽입하고 180 ~ 220 ℃의 온도범위에서 180 ~ 220 kgf/㎠의 압력을 가하며 2분30초 ~ 3분 동안 프레스 성형하여 중앙이 개구된 원판형 링 형상을 이루는 반가공된 패드를 제조한다.(S200) 이때, 상기 프레스 성형시 믹싱된 조성물을 금형에 삽입하고 200 ℃의 온도에서 200 kgf/㎠의 압력을 가하며 2분44초 동안 성형함이 바람직하다.
그리고 상기 단계(S2)를 통해 성형된 반가공된 패드를 210 ~ 250 ℃의 온도범위에서 7 ~ 9 시간 동안 열처리(HEAT TREATMENT)한다.(S300) 이때, 상기 반가공된 패드를 230 ℃의 온도에서 8시간 동안 열처리함이 바람직하다.
마지막으로 상기 단계(S3)를 통해 열처리된 반가공된 패드의 양면을 연마(GRINDING)한다.(S400)
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100 : 혼합(MIXING)
S200 : 성형(PRESSING)
S300 : 열처리(HEAT TREATMENT)
S400 : 연마(GRINDING)
S200 : 성형(PRESSING)
S300 : 열처리(HEAT TREATMENT)
S400 : 연마(GRINDING)
Claims (2)
- 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드에 있어서,
합성고무 22 ~ 29 중량%, 열경화성수지 5 ~ 10 중량%, 카본블랙 5 ~ 10 중량%, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량%, 유황 2 ~ 8 중량% 및 마이카 17 ~ 25 중량%로 이루어지며,
상기 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드는 합성고무 22 ~ 29 중량%, 열경화성수지 5 ~ 10 중량%, 카본블랙 5 ~ 10 중량%, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량%, 유황 2 ~ 8 중량% 및 마이카 17 ~ 25 중량%를 믹싱(Mixing)하여 200 ℃의 온도에서 200 kgf/㎠의 압력을 가하며 2분44초 동안 프레스 성형한 후 230 ℃의 온도에서 8 시간 동안 열처리(HEAT TREATMENT)하여서 제조한 것을 특징으로 하는 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드.
- 합성고무 22 ~ 29 중량%, 열경화성수지 5 ~ 10 중량%, 카본블랙 5 ~ 10 중량%, 탄산칼슘 30 ~ 35 중량%, 유황 2 ~ 8 중량% 및 마이카 17 ~ 25 중량%를 믹싱(Mixing)하는 제1단계;
상기 제1단계에서 믹싱된 조성물을 금형에 삽입하고 180 ~ 220 ℃의 온도범위에서 180 ~ 220 kgf/㎠의 압력을 가하며 2분30초 ~ 3분 동안 성형하는 제2단계; 및
상기 제2단계를 통해 성형된 반가공된 패드를 210 ~ 250 ℃의 온도범위에서 7 ~ 9 시간 동안 열처리(HEAT TREATMENT)하는 제3단계;
상기 제3단계 이후에, 상기 열처리된 반가공된 패드의 양면을 연마(GRINDING)하는 제4단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨 컴프레셔용 마찰 패드의 제조방법.
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