KR20020046211A - Compressor and sliding member thereof - Google Patents

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KR20020046211A
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시모도시히사
가또요시후미
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이시카와 타다시
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Abstract

PURPOSE: To provide a compressor having improved sliding characteristics and sliding components relatively easily manufactured. CONSTITUTION: A swash plate 10 is operatively connected to a driving shaft 9 via a lug plate 11 and a hinge mechanism 12 and slidably fastened to the ends of respective pistons 8 via a pair of front/rear shoes 15a and 15b. The rotating operation of the swash plate 10 caused by the rotation of the driving shaft 9 is converted into the reciprocating movement of the pistons 8 via the shoes 15a and 15b. PEEK(Polyetheretherketone) films 17 are formed on the sliding surfaces of the swash plate 10 and the shoes 15a and 15b, which are the sliding components of the compressor C. It may be applicable to include solid lubricant in the PEEK film 17. As the solid lubricants, for example, polytetrafluoroethylene is used.

Description

압축기 및 압축기의 습동부품 {COMPRESSOR AND SLIDING MEMBER THEREOF}Compressor and sliding parts of compressor {COMPRESSOR AND SLIDING MEMBER THEREOF}

본 발명은 압축기에서 습동부품의 윤활의 개선에 관한 것이다.The present invention relates to an improvement in the lubrication of sliding parts in a compressor.

압축기의 작동중에 서로 습동하는 부품은 마찰을 방지하기 위해 오일에 의해 윤활되어야 할 필요가 있다. 보통, 윤활은 각 습동부품으로 무화된 오일을 운반함으로써 수행된다. 다시 말하면, 압축기내에 보유되는 윤활 오일은, 압축기의 작동에 따라 순환되는 가스 (클로로플루오로카본 (Chlorofluorocarbon) 과 같은 냉매가스) 에 의해 무화된다. 무화된 오일은 압축기의 내부로 운송되고 각 부품상에 부착되어 이로 인해 양호한 윤활이 보장된다. 그러나, 압축기를 오랜 기간동안 정지한후 다시 재시동하는 경우, 습동부품에 부착되었던 윤활 오일은 냉매가스에 의해 씻겨나갔을 것이다.Parts that slide together during operation of the compressor need to be lubricated by oil to prevent friction. Usually, lubrication is performed by conveying atomized oil to each sliding part. In other words, the lubricating oil retained in the compressor is atomized by a gas (refrigerant gas such as chlorofluorocarbon) circulated in accordance with the operation of the compressor. The atomized oil is transported inside the compressor and attached on each part, thereby ensuring good lubrication. However, if the compressor is stopped for a long time and then restarted, the lubricating oil attached to the sliding parts may have been washed off by the refrigerant gas.

게다가, 사판식 압축기에서, 피스톤은 슈를 통하여 사판에 연결되며, 사판이나 회전이나 요동에 따라 실린더 보어내에서 왕복운동한다. 작동의 초기에 윤활 오일이 사판과 슈가 습동하는 표면에 도달하기 전에, 사판과 슈는 서로 습동한다. 최종 작동후 표면에 잔류하는 오일에 의해서는 사판과 슈는 거의 윤활될 수 없다. 그러나, 새로운 윤활 오일이 이 표면에 도달하기 전에 냉매가스가 습동부품의 면에 도달하고 잔류 윤활 오일을 세척한 경우, 사판과 슈는 윤활제가 없이 건조 습동 조건하에서 습동한다.In addition, in a swash plate type compressor, the piston is connected to the swash plate through the shoe and reciprocates in the cylinder bore according to the swash plate or rotation or oscillation. At the beginning of operation, the swash plate and the shoe slide with each other before the lubricating oil reaches the surface where the swash plate and the shoe slide. The swash plate and the shoe can hardly be lubricated by oil remaining on the surface after the final operation. However, if the refrigerant gas reaches the surface of the sliding part and washes away the residual lubricating oil before the new lubricating oil reaches this surface, the swash plate and the shoe slid under dry sliding conditions without lubricant.

따라서, 압축기의 시동후 냉매가스가 압축기로 복귀함으로써 오일의 무화가 진행될때까지의 기간동안에는, 압축기가 작동하고 있음에도 불구하고 습동부품으로의 윤활 오일의 공급이 불충분하다. 그러므로, 이러한 기간에도 습동부품의 윤활을 확보하기 위한 재래적인 방법이 제시되어 왔다.Therefore, the supply of lubricating oil to the sliding parts is insufficient even though the compressor is in operation during the period from the start of the compressor until the refrigerant gas returns to the compressor and the atomization of the oil proceeds. Therefore, even in this period, conventional methods for securing lubrication of sliding parts have been proposed.

사판과 같은 습동부품의 습동특성을 개선하기 위한 기술의 일례로서, 무전해 석출에 의해 Ni-P 도금막을 표면에 형성하는 방법과 철로 제작된 사판의 표면에 Al 분무막을 형성하는 방법이 제시되어 왔다. 또한, 일본 출원 공개공보 평 11-13638 에 개시된 방법에서는, 철 또는 알루미늄의 기판재료로 이루어진 사판의 표면에 주석, 구리등의 도금층이 형성되며, 폴리아미드 이미드 (PAI) 수지와 고체 윤활제 (이황화 몰리브덴 (molybdenum disulfide), 그래파이트 (graphite)등) 를 포함하는 층이 도금층상에 형성된다.As an example of a technique for improving the sliding characteristics of sliding parts such as swash plate, a method of forming a Ni-P plated film on the surface by electroless precipitation and a method of forming an Al spray film on the surface of iron swash plate have been proposed. . Further, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 11-13638, a plating layer such as tin or copper is formed on the surface of a swash plate made of a substrate material of iron or aluminum, and a polyamide imide (PAI) resin and a solid lubricant (disulfide A layer containing molybdenum disulfide, graphite, and the like is formed on the plating layer.

더우기, 일본 출원 공개 제 2000-96203 호는 금속기판재료의 표면에 폴리에테르-에테르-케톤 (이하 PEEK 라 한다) 의 복합재료를 피막하는 방법에 대해 개시하고 있다. 이 방법은 금속기재의 표면상에 금속 결합층을 형성하는 단계와 고속도 산소 연료 (HVOF) 공정을 통하여 금속결합층상에 PEEK 복합재료를 축적시키는 단계를 포함한다. 또한, 스러스트 베어링의 스러스트 패드상에 피막된 PEEK 복합재료가 개시되어 있다.Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-96203 discloses a method of coating a composite material of polyether-ether-ketone (hereinafter referred to as PEEK) on the surface of a metal substrate material. The method includes forming a metal bonding layer on the surface of the metal substrate and accumulating the PEEK composite material on the metal bonding layer through a high speed oxygen fuel (HVOF) process. Also disclosed is a PEEK composite material coated on a thrust pad of a thrust bearing.

그러나, Ni-P 도금막이나 사판의 습동표면상에 분무 Al 막을 형성하는 방법에 의해서는 충분한 습동 특성을 얻을 수 없었다. 더우기, 습동층이 폴리아미드 이미드 수지와 고체 윤활제를 포함하는 일본 출원 공개공보 평 11-13638 에 개시된 방법은, 전술한 Ni-P 도금막의 형성방법에 비해 습동특성이 개선되었으나, 아직도 개선의 여지는 남아 있다.However, sufficient sliding characteristics could not be obtained by a method of forming a sprayed Al film on the sliding surface of the Ni-P plated film or the swash plate. Moreover, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 11-13638, in which the sliding layer contains a polyamide imide resin and a solid lubricant, has improved the sliding characteristics compared to the method of forming the Ni-P plated film described above, but there is still room for improvement. Remains.

압축기의 냉매로서 이산화탄소의 사용이 최근 주목받고 있다. 이산화탄소가 냉매로서 사용된다면, 피스톤을 통하여 사판에 작용하는 압축 부하가, 프레온(클로로플루오로카본) 냉매가 사용되는 경우와 비교해 볼때 현저하게 증가한다. 따라서, 이산화탄소가 냉매로서 사용되는 경우 습동환경은 더욱 가혹해지며, 좀 더 개선된 습동능력이 필요하게 된다.The use of carbon dioxide as a refrigerant in compressors has recently attracted attention. If carbon dioxide is used as the refrigerant, the compressive load acting on the swash plate through the piston is significantly increased compared with the case where a Freon (chlorofluorocarbon) refrigerant is used. Therefore, when carbon dioxide is used as a refrigerant, the sliding environment becomes more severe, and a more improved sliding ability is required.

본 발명자들은 PEEK 가 윤활막으로 사용된 부품과 폴리아미드 이미드 수지와고체 윤활제의 조합을 포함하는 층을 가지는 부품을 비교하였다. 그 결과, PEEK 가 사용된 부품의 습동 특성이 개선되었음을 확인하였다.The inventors compared parts having PEEK as a lubricating film and parts having a layer comprising a combination of a polyamide imide resin and a solid lubricant. As a result, it was confirmed that the sliding characteristics of the parts using PEEK was improved.

분무에 의해 PEEK 피막을 형성할때, PEEK 분체는 충분히 가열되고 용융된 상태로 기재에 축적된다. 그러나, 일본 출원 공개 제 2000-96203 호에 개시된 방법과 같이 분무시에 화염이 사용되는 경우, PEEK 를 지나치게 높은 온도로 가열하는 것은 PEEK 를 저하시킨다. 게다가, 일본 출원 공개 제 2000-96203 호에 개시된 방법에서는, 다공성 금속 결합층이 금속 기재에 미리 형성되고 그런 다음, 용융된 PEEK 재료가 HVOF 공정에 의해 금속결합층의 각 구멍에 축적되며, 이로 인해 일부 입자가 용융되지 않은 상태로 표면에 남아 있는 경우에도 PEEK 층의 고착이 보장되는데 이는 이 입자들이 재료 축적 과정을 통해 용융되기 때문이다. 그러나, 이 방법에서 PEEK 피막 제작과정은 더욱 복잡해진다.When forming the PEEK coating by spraying, the PEEK powder accumulates in the substrate in a sufficiently heated and molten state. However, when a flame is used during spraying, such as the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-96203, heating the PEEK to an excessively high temperature lowers the PEEK. In addition, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-96203, a porous metal bonding layer is previously formed on the metal substrate, and then molten PEEK material is accumulated in each hole of the metal bonding layer by HVOF process, thereby Even if some of the particles remain unmelted on the surface, the PEEK layer is secured because they melt through the material accumulation process. However, the PEEK film fabrication process becomes more complicated in this method.

본 발명의 방법은 서로 접촉하는 부품간의 윤활이 개선된 압축기의 습동부품을 제공하며, 그 제조방법은 상대적으로 용이하다.The method of the present invention provides a sliding part of a compressor in which lubrication between parts in contact with each other is improved, and a manufacturing method thereof is relatively easy.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면도.1 is a cross-sectional view of a compressor according to an embodiment of the present invention.

도 2 는 사판과 슈사이의 관계를 도시하는 부분 확대 단면도.2 is a partially enlarged cross sectional view showing a relationship between a swash plate and a shoe;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1: 실린더 블럭2: 전방하우징1: cylinder block 2: front housing

5: 크랭크 케이스6: 흡입실5: crank case 6: suction chamber

7: 토출실8: 피스톤7: discharge chamber 8: piston

9: 구동축10: 사판9: drive shaft 10: swash plate

15a: 전방 슈15b: 후방 슈15a: front shoe 15b: rear shoe

17: 폴리에테르-에테르-케톤 피막17: polyether ether ketone film

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압축기의 작동기구에 사용되는 습동부품을 제공하며, 이 습동부품은 다른 부품과 습동가능하게 접촉하는 표면을 가지고, 이 표면은 압축기가 작동중인 경우 표면과 다른 부품간에 발생하는 마찰을 최소화하기 위한 성분를 가지며, 상기 부품은 하나 이상의 금속재료로 제작되고 표면에 폴리에테르-에테르-케톤 피막을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a sliding part for use in the actuating mechanism of the compressor, the sliding part has a surface in contact with the other parts in a slidable contact with the surface when the compressor is in operation. It has a component for minimizing the friction occurring between different parts, characterized in that the part is made of one or more metallic materials and includes a polyether-ether-ketone coating on its surface.

바람직한 실시예에서, 본 발명은 사판식 압축기를 제공하며, 이 압축기는 사판; 상기 사판의 회전운동에 따라 왕복운동하는 피스톤; 상기 피스톤과 상기 사판사이에 배치된 슈; 및 슈와 접촉하기 위해 상기 사판에 형성된 제 1 폴리에테르-에테르-케톤 피막을 포함한다.In a preferred embodiment, the present invention provides a swash plate compressor, the compressor comprising: a swash plate; A piston reciprocating according to the rotational movement of the swash plate; A shoe disposed between the piston and the swash plate; And a first polyether-ether-ketone coating formed on the swash plate to contact the shoe.

본 발명의 다른 특징은, 압축기의 작동기구에 사용되는 사판을 제공하는 것이며, 이 사판은 상기 사판에 연결된 피스톤; 상기 피스톤과 상기 사판사이에 위치되어 있으면서 상기 사판의 표면과 습동가능하게 접촉하는 표면을 가지는 슈; 및 사판의 표면상의 적어도 일부에 형성된 폴리에테르-에테르-케톤 피막을 포함한다.Another feature of the invention is to provide a swash plate for use in the operation mechanism of the compressor, the swash plate is a piston connected to the swash plate; A shoe positioned between the piston and the swash plate and having a surface in slidable contact with the surface of the swash plate; And a polyether-ether-ketone film formed on at least a portion on the surface of the swash plate.

본 발명의 다른 특징과 장점은 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해 명백해질 것이며, 예를 통해 본 발명의 원리가 설명될 것이다.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description with reference to the drawings, and by way of example the principles of the invention will be described.

본 발명의 목적 및 장점은, 첨부된 도면과 함께 바람직한 실시예의 기재를 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.The objects and advantages of the invention will be best understood by reference to the description of the preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

이하에서는 도면을 참조하여 가변용량형 사판식 압축기로 구체화된 본 발명의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described an embodiment of the present invention embodied in a variable displacement swash plate compressor.

도 1 에 도시된 바와 같이, 압축기 (C) 는 실린더 블럭 (1) 을 가진다. 전방 하우징 (2) 은 실린더 블럭 (1) 의 전단에 연결된다. 후방 하우징 (4) 은 밸브판 (3) 을 통해 실린더 블럭 (1) 의 후단에 연결된다. 압축기 (C) 의 하우징을 구성하기 위해, 실린더 블럭 (1), 밸브판 (3), 및 두개의 하우징 (2, 4) 은 서로 다수의 관통 볼트 (도시안됨) 에 의해 고정된다. 도 1 의 좌측이 압축기(C) 의 전면임을 유의하여야 한다.As shown in FIG. 1, the compressor C has a cylinder block 1. The front housing 2 is connected to the front end of the cylinder block 1. The rear housing 4 is connected to the rear end of the cylinder block 1 via the valve plate 3. To construct the housing of the compressor C, the cylinder block 1, the valve plate 3, and the two housings 2, 4 are fixed to each other by a plurality of through bolts (not shown). Note that the left side of FIG. 1 is the front of the compressor C. FIG.

크랭크케이스 (5), 흡입실 (6), 및 토출실 (7) 은 하우징내에서 규정된다. 다수의 실린더 보어 (1a) (도면에는 그 중 하나만이 도시됨) 가 실린더 블럭 (1) 에 형성되어 있다. 단일 헤드 피스톤 (8) 이, 각 실린더 보어 (1a) 에 수용되어 있으며 왕복운동할 수 있다. 흡입실 (6) 과 토출실 (7) 은, 밸브판 (3) 에 제공된 흡입 밸브 (3a) 와 공급 밸브 (3b) 를 통해 각 실린더 보어 (1a) 에 연통가능하도록 연결된다.The crankcase 5, the suction chamber 6, and the discharge chamber 7 are defined in the housing. A plurality of cylinder bores 1a (only one of which is shown in the drawing) are formed in the cylinder block 1. A single head piston 8 is housed in each cylinder bore 1a and can reciprocate. The suction chamber 6 and the discharge chamber 7 are connected to each cylinder bore 1a via a suction valve 3a and a supply valve 3b provided on the valve plate 3.

구동축 (9) 은, 크랭크 케이스 (5) 를 관통하여 실린더 블럭 (1) 과 전방 하우징 (2) 에 대해 회전가능하도록 베어링을 통해 지지된다. 사판 (10) 은 크랭크케이스 (5) 에 수용된다. 관통 구멍 (10a) 이 사판 (10) 의 중심부에 형성되며, 구동축 (9) 이 상기 관통 구멍 (1a) 을 관통한다. 래그 플레이트 (11) 는 구동축 (9) 에 고정되고 크랭크케이스 (5) 에서의 일체적 회전을 허용한다. 사판 (10) 은 래그 플레이트 (11) 와 힌지 기구 (12) 를 통하여 구동축 (9) 에 연결된다. 사판 (10) 은, 구동축 (9) 과 동기화되어 회전가능하며, 축방향으로 습동되어 경사진 상태로 이동가능하다.The drive shaft 9 is supported through a bearing so as to be rotatable with respect to the cylinder block 1 and the front housing 2 through the crankcase 5. The swash plate 10 is housed in the crankcase 5. The through hole 10a is formed in the center of the swash plate 10, and the drive shaft 9 penetrates the through hole 1a. The lag plate 11 is fixed to the drive shaft 9 and allows integral rotation in the crankcase 5. The swash plate 10 is connected to the drive shaft 9 via the lag plate 11 and the hinge mechanism 12. The swash plate 10 is rotatable in synchronization with the drive shaft 9 and is movable in an inclined state by being slid in the axial direction.

카운터 웨이트부 (10b) 에는, 구동축 (9) 을 개재시킴으로써 반경방향으로 힌지 기구 (12) 에 마주하는 위치에서 사판 (10) 이 일체로 형성 되어 있다. 압축 스프링 (13) 은 구동축 (9) 상에서 래그 플레이트 (11) 와 사판 (10) 사이에 위치한다. 사판 (10) 은 압축 스프링 (13) 에 의해 실린더블럭 (1) 방향 (또는, 경사감소방향) 으로 힘을 받는다. 사판 (10) 의 경사의 감소는, 사판 (10)의 최소 경사각 θmin을 제한하기 위해, 구동축 (10) 에 결합된 서클립 (14) 에 접촉함으로써 제한된다. 또한, 사판 (10) 의 최대 경사각 θmax는 사판 (10) 의 카운터 웨이트부 (10b) 와 래그 플레이트 (11) 가 접촉함으로써 제한된다. 경사각은 구동축 (10) 에 직교하는 면과 사판 (13) 사이의 각도를 의미하는 것임에 유의하여야 한다.The swash plate 10 is integrally formed in the counter weight portion 10b at a position facing the hinge mechanism 12 in the radial direction by interposing the drive shaft 9. The compression spring 13 is located between the lag plate 11 and the swash plate 10 on the drive shaft 9. The swash plate 10 is urged by the compression spring 13 in the cylinder block 1 direction (or inclined direction). The reduction of the inclination of the swash plate 10 is limited by contacting the circlip 14 coupled to the drive shaft 10 in order to limit the minimum inclination angle θ min of the swash plate 10. In addition, the maximum inclination angle θ max of the swash plate 10 is limited by the counter weight portion 10b of the swash plate 10 contacting the lag plate 11. Note that the inclination angle means the angle between the plane orthogonal to the drive shaft 10 and the swash plate 13.

사판 (10) 의 원주는 전·후방의 슈 (15a, 15b) 를 통하여 각 피스톤 (8) 의 단부에 습동가능하게 연결된다. 구동축 (9) 의 회전에 수반되는 사판 (10) 의 회전은, 슈 (15a, 15b) 를 통하여 피스톤 (8) 의 왕복운동으로 변환된다.The circumference of the swash plate 10 is slidably connected to the end of each piston 8 via the front and rear shoes 15a and 15b. The rotation of the swash plate 10 accompanying the rotation of the drive shaft 9 is converted into the reciprocating motion of the piston 8 via the shoes 15a, 15b.

크랭크 압력 Pc 을 조절하기 위해, 공지된 제어 밸브 (16) 가 후방 하우징 (4) 에 제공된다. 제어 밸브 (16) 는, 솔레노이드에 의한 전자기력으로 추기통로의 개방을 제어하기 위해, 추기통로의 중간에 제공되며, 이 추기통로는 도면에는 도시되어 있지 않으며 크랭크케이스 (5) 및 토출실 (7) 과 연통한다. 크랭크 압력 Pc 은, 토출실 (7) 에서 제어 밸브 (16) 를 통해 크랭크 케이스 (5) 로 향하는 도입 냉매가스량과, 도면에는 도시되어 있지 않으며 크랭크 케이스 (5) 및 흡입실 (6) 과 연통하는 토출통로를 통해 크랭크 케이스 (5) 에서 흡입실 (6) 로 이동하는 냉매가스량의 균형을 통해 조절된다.In order to regulate the crank pressure Pc, a known control valve 16 is provided in the rear housing 4. The control valve 16 is provided in the middle of the bleeding passage in order to control the opening of the bleeding passage by electromagnetic force by the solenoid, which is not shown in the figure, and the crankcase 5 and the discharge chamber 7 are provided. Communicate with The crank pressure Pc communicates with the amount of the introduced refrigerant gas from the discharge chamber 7 to the crankcase 5 via the control valve 16 and not in the figure, but in communication with the crankcase 5 and the suction chamber 6. The balance of the amount of refrigerant gas moving from the crank case 5 to the suction chamber 6 through the discharge passage is controlled.

PEEK 피막 (17) 은, 본 발명에서 습동부품으로서 기능하는 사판 (13) 및 슈 (15a, 15b) 의 적어도 습동면상에 형성된다. PEEK 피막 (17) 은, 사판 (13) 및 슈 (15a, 15b) 가 서로 접촉하는 표면상에 직접 형성된다. 고체 윤활제가 PEEK피막 (17) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 이 고체 윤활제로 사용될 수 있다.The PEEK film 17 is formed on at least the sliding surfaces of the swash plate 13 and the shoes 15a and 15b which function as sliding parts in the present invention. The PEEK film 17 is formed directly on the surface where the swash plate 13 and the shoes 15a, 15b are in contact with each other. Solid lubricants may be included in the PEEK coating 17. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE) can be used as the solid lubricant.

예를 들어, 사판에 의해 수용되는 피스톤의 작동에 기인한 진동으로 인한 회전중 사판 각도의 요동을 방지하기 위해, 비교적 무거운 철 함유 금속 (예컨대, FCD 700 과 같은 주철등) 이 사판 (10) 으로서 사용될 수 있다. 한편으로, 유사한 철 함유 금속 (볼 베어링 강과 같은) 이 그 기계적 강도등을 고려하여 슈 (15a, 15b) 에 사용된다.For example, in order to prevent fluctuations in the swash plate angle during rotation due to vibrations caused by the operation of the piston received by the swash plate, a relatively heavy iron-containing metal (for example, cast iron such as FCD 700) is used as the swash plate 10. Can be used. On the other hand, similar iron-containing metals (such as ball bearing steels) are used in the shoes 15a and 15b in consideration of their mechanical strength and the like.

PEEK 피막 (17) 을 사판 (10) 에 형성함에 있어서는, 먼저, 정전 분체 도장 (electrostatic powder coating) 에 의해 PEEK 분체가 사판 (10) 의 습동면 (슈 (15a, 15b) 와 습동하는 표면) 에 부착된다. 예를 들어, 평균 입자 직경 50 내지 100 ㎛ 를 갖는 PEEK 분체가 피막에 사용된다. 실온에서 정전 분체 도장을 수행함으로써 균질의 분체 피막이 습동면상에 형성된다. 다음으로, 사판 (10) 은 전기 오븐에서 구워진다. 예를 들어, 온도는 30 분만에 350℃ 에서 400℃ 로 상승되며, 400℃ 에서 10 분간 유지된다. PEEK 분체는 이 기간중에 용융된다. 그런 다음,사판 (10) 은 전기 오븐에서 제거되고 물로서 급냉된다. 급냉된 PEEK 피막 (17) 은, 비정질 상태와 결정 상태가 혼합된 피막이기는 하나, 매끄러운 면을 가지며 사판 (10) 의 표면에 견고하게 고정된다. 결정 상태의 안정화와 잔류응력의 제거를 목적으로 풀림처리가 수행된다. 풀림 처리는, 예를 들어, 240℃ 에서 1 시간동안 수행된다. 풀림처리에 의해 결정화가 진행된다. PEEK 피막 (17) 에 고체 윤활제를 포함시키기 위해, PEEK 분체와 고체 윤활제의 혼합물이 정전 분체 도장에서 사용된다.In forming the PEEK film 17 on the swash plate 10, first, the PEEK powder is formed on the sliding surfaces (surfaces that slide with the shoes 15a and 15b) of the swash plate 10 by electrostatic powder coating. Attached. For example, PEEK powder having an average particle diameter of 50 to 100 µm is used for the coating. By performing electrostatic powder coating at room temperature, a homogeneous powder coating is formed on the sliding surface. Next, the swash plate 10 is baked in an electric oven. For example, the temperature rises from 350 ° C. to 400 ° C. in 30 minutes and is held at 400 ° C. for 10 minutes. PEEK powder melts during this period. The swash plate 10 is then removed from the electric oven and quenched with water. The quenched PEEK film 17 is a film in which an amorphous state and a crystalline state are mixed, but has a smooth surface and is firmly fixed to the surface of the swash plate 10. The annealing process is carried out for the purpose of stabilizing the crystal state and removing residual stress. The annealing treatment is performed at 240 ° C. for 1 hour, for example. Crystallization proceeds by annealing. In order to include a solid lubricant in the PEEK coating 17, a mixture of PEEK powder and solid lubricant is used in electrostatic powder coating.

PEEK 피막 (17) 과 종래 기술에 의한 피막의 습동 성능을 비교하기 위해, 사판 (10) 과 동일한 크기의 주철로 제작된 디스크에 대해 시험이 수행되었으며, 이는 a) PEEK 또는 PEEK 와 PTFE 의 조합이 피막된 경우와 b) NiPB 가 피막된 경우를 비교하기 위함이다. 디스크의 표면이 매끄러운 것이 바람직하므로, 표면 조도 Rz < 3 ㎛ 를 갖는 디스크에 대해 비교가 이루어 진다.In order to compare the sliding performance of the PEEK coating 17 and the coating according to the prior art, a test was carried out on a disc made of cast iron of the same size as the swash plate 10, which was a) PEEK or a combination of PEEK and PTFE. This is to compare the case where it is coated with the case where b) NiPB is coated. Since the surface of the disk is preferably smooth, a comparison is made for the disk having a surface roughness Rz <3 μm.

습동 시험에서 사판이 건조 상태 (윤활제 없는 상태) 에서 소착될 때까지의 시간을 측정하기 위해, 피막이 형성된 디스크를 원주속도 10.4 m/s 로 회전시키고, SUJ2 로 제작되며 직경 10mm 를 갖는 디스크를 상기 피막면에 대해 1,960 N 의 힘으로 가압한다. 디스크가 소착되고 고정될때까지 소요되는 시간이 측정되었다. 결과는 표 1 에 도시된 바와 같다.In order to measure the time until the swash plate is sintered in the dry state (without lubricant) in the sliding test, the film-formed disk is rotated at a circumferential speed of 10.4 m / s, a disk made of SUJ2 and having a diameter of 10 mm Pressurized with a force of 1,960 N against the face. The time taken for the disk to squeeze and settle was measured. The results are as shown in Table 1.

피막의 재질 시간(초)실시예 1 PEEK 120실시예 2 PEEK + PTFE 780비교예 1 NiPB 도금 20비교예 2 NiP + Sn 도금 60비교예 3 PTFE + PAI 피막 40Coating Material Time (Seconds) Example 1 PEEK 120 Example 2 PEEK + PTFE 780 Comparative Example 1 NiPB Plating 20 Comparative Example 2 NiP + Sn Plating 60 Comparative Example 3 PTFE + PAI Coating 40

표 1 을 참조하면, 비교예 1 내지 3 과 비교해 볼때, PEEK 피막이 형성된 실시예 1 의 부품은 소착까지 소요되는 시간이 길고, 압축기의 습동부품으로서 월등한 것으로 확인되었다. 더우기, PTFE 를 함유하는 PEEK 피막을 갖는 실시예 2 의 경우, 단지 PEEK 피막만을 갖는 부품과 비교해 볼때, 습동 특성이 훨씬 개선되었음이 확인되었다.Referring to Table 1, when compared with Comparative Examples 1 to 3, the parts of Example 1 having a PEEK coating were found to have a long time until quenching and were superior as sliding parts of the compressor. Moreover, in the case of Example 2 having a PEEK coating containing PTFE, it was found that the sliding characteristics were much improved as compared with the parts having only the PEEK coating.

전술한 바와 같이 구성된 압축기의 작동을 이하에서 설명하기로 한다.The operation of the compressor configured as described above will be described below.

사판 (10) 이 구동축 (9) 과 일체로 회전할 때, 사판 (10) 의 회전운동은 슈 (15a, 15b) 를 통하여 각 피스톤 (8) 의 왕복운동으로 변환된다. 각 피스톤 (8) 은 사판 (10) 의 경사에 따른 행정으로 왕복운동한다. 이러한 작동을 계속함으로써, 흡입실 (6) 로부터 흡입된 냉매가스는 실린더 보어 (1a) 에서 압축되고, 압축된 가스는 토출실 (7) 로 토출된다. 도면에는 도시되지 않은 외부 냉매 회로로부터 흡입실 (6) 로 공급된 냉매는, 흡입 포트 (도시 안됨) 를 통하여 실린더 보어 (1a) 로 흡입되고, 피스톤 (8) 의 운동으로 인해 압축작용을 받으며, 그런 다음 토출 포트 (도시 안됨) 를 통해 토출실 (7) 로 토출된다. 토출실 (7) 로 토출된 냉매는 토출 구멍 (도시안됨) 을 통해 외부 냉매 회로로 보내진다.When the swash plate 10 rotates integrally with the drive shaft 9, the rotational motion of the swash plate 10 is converted into reciprocating motion of each piston 8 via the shoes 15a, 15b. Each piston 8 reciprocates in a stroke along the inclination of the swash plate 10. By continuing this operation, the refrigerant gas sucked from the suction chamber 6 is compressed in the cylinder bore 1a, and the compressed gas is discharged to the discharge chamber 7. The refrigerant supplied to the suction chamber 6 from the external refrigerant circuit not shown in the drawing is sucked into the cylinder bore 1a through a suction port (not shown), and is subjected to a compression action due to the movement of the piston 8, Then, it is discharged to the discharge chamber 7 through the discharge port (not shown). The refrigerant discharged to the discharge chamber 7 is sent to the external refrigerant circuit through the discharge hole (not shown).

그런 다음, 차량내부의 온도 또는 냉방부하에 따라 제어 밸브 (16) 의 개도가 조절되며, 토출실 (7) 과 크랭크 케이스 (5) 사이의 연통 조건은 변화된다. 온도가 높거나, 또는, 냉방부하가 크거나, 그리고 흡입실 (6) 의 압력이 높은 경우, 제어 밸브 (16) 는 적게 개방되며, 크랭크 케이스 (5) 의 압력 (크랭크 압력 Pc) 은 감소되고, 따라서, 사판 (10) 의 경사가 증가한다. 따라서, 피스톤 (8) 의 행정은 증가하고, 압축기는 높은 토출량하에서 작동된다.Then, the opening degree of the control valve 16 is adjusted in accordance with the temperature or cooling load inside the vehicle, and the communication condition between the discharge chamber 7 and the crankcase 5 is changed. If the temperature is high, or the cooling load is large, and the pressure in the suction chamber 6 is high, the control valve 16 is opened less, and the pressure (crank pressure Pc) of the crankcase 5 is reduced. Therefore, the inclination of the swash plate 10 increases. Thus, the stroke of the piston 8 increases, and the compressor is operated under a high discharge amount.

차량 내부의 온도가 낮거나, 냉방부하가 적은 경우, 그리고 흡입실 (6) 의 압력이 낮은 경우, 제어 밸브 (16) 는 많이 개방되고 크랭크 압력 Pc 은 증가하며따라서, 사판 (10) 의 경사는 감소한다. 그 결과, 피스톤 (8) 의 행정은 적어지고 , 압축기는 적은 토출량하에서 작동된다.When the temperature inside the vehicle is low, or when the cooling load is low, and when the pressure in the suction chamber 6 is low, the control valve 16 is opened a lot and the crank pressure Pc increases, so that the inclination of the swash plate 10 is Decreases. As a result, the stroke of the piston 8 becomes small, and the compressor is operated under a small discharge amount.

전술한 압축기에서, 내열성, 기계적 강도 및 내화학성이 월등한 PEEK 피막 (17) 이, 사판 (10) 과 슈 (15a, 15b) 가 서로 습동하는 표면상에 직접 형성된다. 따라서, 습동특성 및 내구성이 개선될뿐만 아니라, PEEK 피막 (17) 과 금속본체부품사이의 금속결합층의 형성이 요구되지 않기 때문에 제작이 더욱 간단하다. 습동부품 자체를 PEEK 로 형성하는 대신에, 금속본체부품의 습동면상에 PEEK 피막 (17) 이 형성된다. 따라서, 사판 (10) 과 같은 습동표면에 슈 (15a, 15b) 를 통하여 큰 부하가 가해지는 경우에도 필요한 강도가 확보된다.In the compressor described above, a PEEK coating 17 having excellent heat resistance, mechanical strength and chemical resistance is formed directly on the surface on which the swash plate 10 and the shoes 15a, 15b slide with each other. Therefore, not only the sliding characteristics and durability are improved, but also the production is simpler because the formation of the metal bonding layer between the PEEK film 17 and the metal body part is not required. Instead of forming the sliding part itself from PEEK, a PEEK film 17 is formed on the sliding surface of the metal body part. Therefore, even when a large load is applied to the sliding surface such as the swash plate 10 through the shoes 15a and 15b, necessary strength is ensured.

더우기, PTFE 가 PEEK 피막 (17) 내에 고체윤활제로서 함유되어 있다. 따라서, 고체 윤활제를 함유하지 않는 PEEK 피막 (17) 과 비교할때, PEEK 피막 (17) 의 마찰계수는 적고 습동특성은 개선된다.Moreover, PTFE is contained in the PEEK coating 17 as a solid lubricant. Therefore, when compared with the PEEK film 17 which does not contain a solid lubricant, the coefficient of friction of the PEEK film 17 is small and the sliding characteristics are improved.

게다가, 아주 가혹한 습동환경하에 있는 사판 (10) 의 윤활 능력과 신뢰성이 개선되므로, 압축기의 신뢰성과 내구성이 개선된다.In addition, since the lubricating ability and reliability of the swash plate 10 in a very harsh sliding environment are improved, the reliability and durability of the compressor are improved.

또한, PEEK 피막 (17) 은 정전 분체 도장에 의해 형성된다. 따라서, 본체 부품에 대한 높은 결합 강도를 갖는 PEEK 피막 (17) 의 형성이, 분무의 경우보다 더 간단해진다.In addition, the PEEK film 17 is formed by electrostatic powder coating. Therefore, the formation of the PEEK film 17 having a high bond strength to the body part becomes simpler than in the case of spraying.

본 발명은, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 한 여러 다른 형태로 실시될 수 있음이 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 명백하여야 한다. 특히, 본 발명은 다음의 실시예의 형태로 구체화될 수 있음을 알아야 한다.It should be apparent to those skilled in the art that the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention. In particular, it should be understood that the present invention may be embodied in the form of the following examples.

개선된 윤활면은, 사판 (10) 및 슈 (15a, 15b) 로의 피막의 적용을 제한하지않고, 피스톤 (8) 및 래그 플레이트 (11) 와 같은 다른 습동부품들에도 적용될 수 있다. 피스톤 (8) 의 경우, 실린더 블럭 (1) 과 전방 하우징 (2) 과의 습동표면, 또는 슈 (15a, 15b) 와의 습동 표면상에 PEEK 피막 (17) 이 형성된다.The improved lubricating surface can be applied to other sliding parts such as the piston 8 and the lag plate 11 without restricting the application of the coating to the swash plate 10 and the shoes 15a and 15b. In the case of the piston 8, a PEEK coating 17 is formed on the sliding surface between the cylinder block 1 and the front housing 2 or the sliding surfaces between the shoes 15a and 15b.

PEEK 피막 (17) 이 습동부품의 적어도 습동표면상에 형성되면 충분하며, 습동표면에 대한 피막외에 습동면을 제외한 다른 부분에 대해 PEEK 피막 (17) 을 형성하는 것도 가능하다.It is sufficient that the PEEK film 17 is formed on at least the sliding surface of the sliding part, and it is also possible to form the PEEK coating 17 on other parts except the sliding surface in addition to the coating on the sliding surface.

PEEK 피막 (17) 을 형성하는 방법은 정전 분체 도장에 한정되지 않는다. 열 분무 (Thermal spraying) 도 PEEK 피막을 형성하는 방법으로 채택될 수 있다.The method of forming the PEEK film 17 is not limited to electrostatic powder coating. Thermal spraying may also be employed as a method of forming the PEEK coating.

고체 윤활제는 PTFE 에 한정되지 않으며, 이황화몰리브덴 (MoS2) 및 그래파이트등이 사용될 수도 있다. 더우기, 한 종류의 고체 윤활제를 함유하는 대신에 다수의 종류의 고체 윤활제가 함유될 수도 있다.Solid lubricants are not limited to PTFE, and molybdenum disulfide (MoS 2 ), graphite, and the like may be used. Moreover, instead of containing one type of solid lubricant, many types of solid lubricants may be contained.

사판 (10) 의 재질은 철-함유 금속에 한정되지 않는다. 알루미늄-함유 금속(알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은) 및 스테인레스 스틸등도 사용될 수 있다.The material of the swash plate 10 is not limited to the iron-containing metal. Aluminum-containing metals (such as aluminum or aluminum alloys) and stainless steel may also be used.

본 발명은 이중 헤드형 및 고정용량형 사판식 압축기에 적용될 수도 있으며, 가변용량형 사판식 압축기에 제한되지 않는다. 사판이 구동축과 일체로 회전하지는 않으나 구동축의 회전에 수반하여 요동하는 사판식의 압축기에도 적용될 수 있다.The present invention may be applied to a double head type and fixed displacement swash plate compressor, and is not limited to a variable displacement swash plate compressor. The swash plate does not rotate integrally with the drive shaft, but may be applied to a swash plate type compressor that swings with rotation of the drive shaft.

더우기, 본 발명은 사판식 압축기에 한정되지 않으며, 스크롤형 압축기나 베인형 압축기등의 다른 종류의 압축기에도 적용될 수 있다.In addition, the present invention is not limited to the swash plate type compressor, but may be applied to other types of compressors such as a scroll type compressor or a vane type compressor.

따라서, 본 발명의 실시예들은 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니며, 본 발명은 여기에 기재된 상세한 설명에 한정되지 않으나, 첨부된 청구범위와 동등하거나 그 범위내에서 변형될 수 있다.Accordingly, embodiments of the invention are illustrative and not restrictive, and the invention is not to be limited to the details described herein, but may be equivalent to or modified within the scope of the appended claims.

Claims (12)

압축기 (C) 의 작동기구에 사용되는 습동부품으로서, 상기 습동부품은 다른 부품과 습동가능하게 접촉하는 표면을 가지며, 상기 표면은, 압축기 (C) 가 작동중일때 상기 표면과 다른 부품사이에서 발생하는 마찰을 최소화하기 위한 성분을 구비하는 습동부품에 있어서,A sliding part for use in an actuating mechanism of the compressor (C), the sliding part has a surface in slidable contact with another part, the surface occurring between the surface and the other part when the compressor (C) is in operation. In the sliding part having a component for minimizing friction, 상기 부품은 한가지 종류이상의 금속 재료로 제작되며 그 표면상에 폴리에테르-에테르-케톤 피막 (17) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 습동부품.The component is made of at least one kind of metallic material and has a polyether-ether-ketone coating (17) on its surface. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에테르-에테르-케톤 피막 (17) 은 고체 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 하는 습동부품.The sliding part according to claim 1, wherein the polyether-ether-ketone coating (17) comprises a solid lubricant. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에테르-에테르-케톤 피막 (17) 은 정전 분체 도장에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 습동부품.The sliding part according to claim 1, wherein the polyether-ether-ketone coating (17) is formed by electrostatic powder coating. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 (C) 는 사판식 압축기이며, 상기 습동부품은 사판 (10) 이고, 상기 다른 부품은 슈 (15a, 15b) 이며, 피스톤 (8) 은 상기 사판 (10) 에 연결되어 사판 (10) 의 회전운동에 따라 왕복운동하고, 상기 슈 (15a, 15b) 는 각 피스톤 (8) 과 상기 사판 (10) 사이에 위치되어 사판 (10) 과 습동가능하게 접촉하는 것을 특징으로 하는 습동부품.The compressor (C) according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor (C) is a swash plate type compressor, the sliding part is a swash plate (10), the other parts are shoes (15a, 15b), and the piston (8). Is connected to the swash plate 10 and reciprocates according to the rotational movement of the swash plate 10, and the shoes 15a and 15b are positioned between each piston 8 and the swash plate 10 to be swash plate 10 and the swash plate 10. Sliding parts, characterized in that the sliding contact. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 (C) 는 사판식 압축기이며, 상기 습동부품은 피스톤 (8) 이고, 상기 다른 부품은 실린더 블럭 (1) 이며, 상기 피스톤 (8) 은 실린더 블럭 (1) 과 습동가능하게 접촉하며 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 습동부품.The compressor (C) according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor (C) is a swash plate compressor, the sliding part is a piston (8), the other part is a cylinder block (1), and the piston (8) Is a sliding part which is in sliding contact with the cylinder block (1) and reciprocates. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 (C) 는 사판식 압축기이며, 상기 습동부품은 피스톤 (8) 이고, 상기 다른 부품은 전방 하우징 (2) 이며, 상기 피스톤 (8) 은 전방 하우징 (2) 과 습동가능하게 접촉하는 것을 특징으로 하는 습동부품.The compressor (C) according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor (C) is a swash plate compressor, the sliding part is a piston (8), the other part is a front housing (2), and the piston (8). Is a sliding part which is in sliding contact with the front housing (2). 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 (C) 는 사판식 압축기이며, 상기 습동부품은 피스톤 (8) 이고, 상기 다른 부품은 슈 (15a, 15b) 이며, 피스톤 (8) 은 사판 (10) 에 연결되어 사판 (10) 의 회전운동에 따라 왕복운동하고 , 슈 (15a, 15b) 는 각 피스톤 (8) 과 사판 (10) 사이에 위치되어 각 피스톤 (8) 과 습동가능하게 접촉하는 것을 특징으로 하는 습동부품.The compressor (C) according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor (C) is a swash plate compressor, the sliding part is a piston (8), the other part is a shoe (15a, 15b), and the piston (8) Is connected to the swash plate 10 and reciprocates according to the rotational movement of the swash plate 10, and the shoes 15a and 15b are positioned between each piston 8 and the swash plate 10 to be able to slide with each piston 8. A sliding part, characterized in that the contact. 사판 (10), 이 사판 (10) 의 회전에 따라 왕복운동하는 피스톤 (8) 및, 상기 피스톤 (8) 과 상기 사판 (10) 사이에 위치되는 슈 (15a,15b) 를 포함하는 사판식 압축기로서, 상기 사판 (10) 은 슈 (15a,15b) 와 습동가능하게 접촉하는 표면을가지며, 이 표면은, 압축기 (C) 가 작동중일때 상기 표면과 슈 (15a,15b) 사이에서 발생하는 마찰을 최소화하기 위한 성분을 갖는 압축기에 있어서,A swash plate type compressor including a swash plate 10, a piston 8 reciprocating according to the rotation of the swash plate 10, and shoes 15a and 15b positioned between the piston 8 and the swash plate 10. As such, the swash plate 10 has a surface in slidable contact with the shoes 15a, 15b, which is a friction that occurs between the surface and the shoes 15a, 15b when the compressor C is in operation. In a compressor having a component for minimizing 상기 슈 (15a,15b) 와의 접촉을 위해 상기 사판 (10) 의 표면상에 제 1 폴리에테르-에테르-케톤 피막 (17) 이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.A swash plate type compressor, characterized in that a first polyether-ether-ketone coating (17) is formed on the surface of the swash plate (10) for contact with the shoes (15a, 15b). 제 8 항에 있어서, 상기 사판 (10) 과의 접촉을 위해 제 2 폴리에테르-에테르-케톤 피막이 상기 슈 (15a,15b) 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.9. A swash plate compressor according to claim 8, wherein a second polyether-ether-ketone coating is formed on the shoes (15a, 15b) for contact with the swash plate (10). 사판 (10) 에 연결되는 피스톤 (8), 및 이 피스톤 (8) 과 상기 사판 (10) 사이에 위치되는 슈 (15a,15b) 를 포함하는 압축기 (C) 의 작동기구에 사용되는 사판으로서, 상기 슈 (15a,15b) 는 상기 사판 (10) 과 습동가능하게 접촉하는 표면을 가지며, 이 표면은 압축기 (C) 가 작동중일때 상기 표면과 슈 (15a,15b) 사이에서 발생하는 마찰을 최소화하기 위한 성분을 갖는 사판에 있어서,As the swash plate used in the operating mechanism of the compressor (C) comprising a piston (8) connected to the swash plate (10), and shoes (15a, 15b) located between the piston (8) and the swash plate (10), The shoe 15a, 15b has a surface in slidable contact with the swash plate 10, which minimizes the friction that occurs between the surface and the shoe 15a, 15b when the compressor C is in operation. In the swash plate having a component for 상기 사판 (10) 의 표면상의 적어도 일부에는 폴리에테르-에테르-케톤 피막 (17) 이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사판.A swash plate, characterized in that a polyether-ether-ketone film (17) is formed on at least part of the surface of the swash plate (10). 제 10 항에 있어서, 상기 폴리에테르-에테르-케톤 피막 (17) 은 고체 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 하는 사판 (10).The swash plate (10) according to claim 10, wherein said polyether-ether-ketone coating (17) comprises a solid lubricant. 제 10 항에 있어서, 상기 폴리에테르-에테르-케톤 피막 (17) 은 정전 분체 도장에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 사판 (10).11. The swash plate (10) according to claim 10, wherein the polyether-ether-ketone film (17) is formed by electrostatic powder coating.
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