KR100193342B1 - 주형다이 및 주형방법 - Google Patents

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KR100193342B1
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다까히로 나루세
가즈오 니시자와
아끼오 우에다
아끼오 시미즈
히로시 우찌다
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오카메 히로무
닛뽕 데소오 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은 주형다이에 관한 것으로 주형다이 유닛의 보스 주형 다이 어셈블리의 액슬구멍에 미끄러지게 고정되고 편심구멍의 중심이 외부 편심링의 중심에서 벗어난 상기 편심구멍이 형성된 외부편심링과 외부편심링의 이 편심구명에 미끄러질 수 있게 고정된 내부 편심링과 인서트를 수용하고 내부 편심링이 중심에서 벗어난 점에서 내부 편심링에 미끄러지게 고정된 지지핀을 포함한다.
균형을 조종할 때 회전중심이 주형재료의 무게중심과 일치하도록 지지핀의 위치를 조종한다. 다이를 만들 때 위치가 조종되는 지지핀에 의해 유지된 인서트가 주형재료에 끼워진다.

Description

주형다이 및 주형방법
제1도는 본 발명의 실시예를 따르는 보스주형다이 어셈블리의 주요부분의 부분적인 측면도.
제2도는 본 발명의 실시예를 따르는 주입주형기계의 개략도.
제3도는 제1도에 화살표로 표시된 방향에서 본 단면도.
제4도는 본 발명을 따르는 다이에 의해 형성된 주형재료에 끼워진 인서트의 확대 단면도.
제5도는 주형과정에 있어서 편심링과 인서트간의 위치관계를 도시한 부분 확대 단면도.
제6도는 외측편심링의 편심구멍의 중심의 위치와 본 발명을 따르는 내측편심링의 편심구멍의 위치간을 도시한 선명도.
제7a도는 본 발명의 내측구심링의 부분 단면도.
제7b도는 본 발명의 내측편심링의 부분 단면도.
제8도는 본 발명을 따르는 균형조종의 절차를 도시한 설명도.
제9도는 본 발명의 주형이 만든 주형팬의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
6 : 주입주형기계 7 : 실린더
8 : 나사 10 : 노즐
20 : 팬 26 : 인서트
2 : 이동다이 50 : 지지핀
58 : 홀더
본 발명은 주형다이 특히 자동차 라디에이터 콘덴서등에 이용되는 냉각팬을 제조하는데 이용되는 주형다이에 관한 것이다..
일반적으로 팬과 같은 주형된 재료는 무게중심이 회전중심과 일치되도록 제조된다.
만일 무게 중심이 일치하지 않으면, 이러한 주형재료는 균형조종을 해야만 한다.
이러한 주형재료의 균형을 조절하는 수단으로서 심사되지 않은 일본국 실용신안 공개 공보 제49-11066호 및 제50-102971호에 개재되었듯이 주형다이에 균형조종 러그부(rugged portion)을 형성하거나 심사되지 않은 일본국 실용신안공보 제48-62607호 및 50-61403호에 개재되었듯이 납땜물건에 균형 조종돌출부를 형성하는 것이 공지되어 있다.
주형된 물건의 균형을 조종하는 이러한 방법에 따라 무게중심이 불균형할 때 부족부분 해당하는 무게를 무게중심이 회전중심과 일치되도록 주형물건의 가벼운 무게측에 더한다.
이에 따라 불균형이 제거된다.
축에 수직으로 교차하는 평면상의 주형된 물건의 불균형의 량을 방향과 크기를 포함하는 두 개의 성분으로 일반적으로 표시한다.
이들 두 개의 성분은 무게중심, 회전중심 및 팬의 무게를 고려하여 방향을 원래 위치된 팬의 회전중심에 대해 팬의 무게 중심위치로 표현하고 크기는 팬과 팬의 무게간의 무게중심과 회전중심간의 거리의 적(積)을 표시한다.
이러한 정보를 토대로 본 발명의 발명자는 주형된 물건에서 불균형이 존재하면 주형된 물건의 회전중심을 이동시켜 이 중심이 무게중심과 일치하게 하므로서 불균형을 제거하는 방법을 발견하였다.
위에서 설명한 불균형에 대한 수정의 원리의 본 발명의 주형다이에서 회전중심을 조종하는 메카니즘에는 다이가 부착되어 있고 이에 따라 메카니즘은 주형된 물건에 부착될 인서트(insert)를 무게중심에 위치시키는 역할을 하는 지지핀의 위치를 이동할 수 있다.
본 발명의 목적은 주형된 물건의 회전중심을 조종할 수 있는 회전중심을 바꾸는 수단을 다이에 제공하므로서 짧은 시간에 간단한 조작으로 균형을 잡는 주형다이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 회전중심에 축을 연결하는 인서트가 제공된 팬을 형성하는데 이용되는 주형다이를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 회전균형을 만족스럽게 하기위해 회전중심을 바꾸는 수단이 제공된 다이를 이용하므로서 주형물건을 만드는 것이다.
본 발명에 따라서 회전중심에 끼워진 인서트를 가진 주형재료를 형성하는데 사용되는 주형다이는 제1원형구멍이 형성되고 주형재료를 형성하는데 사용되는 제1원형구멍과 제1원형구멍을 형성하는 역할을 하는 제1내주변벽에 미끄러질 수 있게 고정되고 제1원형구멍의 중심에서 벗어난 제2원형구멍의 중심이 형성된 외부편심링과 제2원형구멍을 형성하는 역할을 하고 제2원형구멍의 중심에서 벗어난 주형된 물건의 회전중심에 해당하는 기준점을 가진 내부편심링과 편심링의 기준점에 고정되고 주형공정동안 내부편심링의 기준점에 고정된 지지핀을 포함한다.
균형조정은 다음 방식으로 실시된다.
먼저, 주형재료를 본 발명의 주형다이를 사용하여 형성하고 주형재료의 불균형 한량을 측정한다. 불균형량을 회전중심과 크기에 대해 무게중심의 방향으로 표시한다. 지지핀은 불균형의 량을 구성하기 위해, 즉, 회전중심을 무게중심과 일치시키기 위해 같은 크기만큼 방향에 반대방향으로 이동하므로서 지지핀의 위치를 보정한다. 지지핀의 위치가 이방식으로 보정되는 주형다이를 사용하므로서 주형물건의 균형을 다음에 잘 조정할 수 있다.
도면과 관련해서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이다.
먼저, 제2도는 본 발명의 주형다이를 사용하므로서 팬을 형성하는 역할을 하는 주입주형장치를 예시한다.
제2도에서 팬주형다이유닛(1)은 이동다이 (2), 고정다이 (3) 및 보스 주형다이 어셈블리(boss molding die assembly)를 포함한다. 주입주형기계(6)는 실린더(7), 나사(8), 노즐(10), 호퍼(12), 미터링 플런저(metering plunger)(14) 및 다른 수단을 포함한다.
호퍼(12)에서 실린더(7)에 투입될 수지재료는 미터링플런저(14)가 재료양을 측정하고 나사(8)의 회전의 소정의 량으로 인해 노즐(10)로부터 유입구(13)를 통해 팬주형다이유닛(1)의 중공에 주입된다. 팬주형다이 유닛(1)을 이용하는 주입주형의 결과에 따라 제9도에 도시된 구성을 갖는 팬이 얻어진다.
이 경우에 팬(20)은 4개의 브레드(blade), 브레드(24)가 설치된 보스(22) 및 보스(22)에 부착된 금속인서트(26)를 포함한다. 다음, 제2도에 도시된 것과 같이 이동다이(2)에 부착된 보스주형 다이 어셈블리(4)는 제1도 및 제3도에 설명되어 있다.
제1도에 도시되어 있듯이 원통형의 제2삽입다이(31)는 원주형의 제1삽입다이(30)에 고정되어 있고 이들 제1 및 제2삽입다이는 블록(33)에 의해 브래킷(32)에 고정되어 있다. 제1삽입다이(30)는 냉각수 통로역할을 하는 환상홈(34),(35),(36),(37)과 함께 외주변에 형성되어 있다.
냉각수는 블록(3)에 형성된 냉각수 통로를 통해 환상홈(34),(35),(36),(37),(38)에 안내되고 도시하지 않았지만 블록(33)에 형성된 냉각수 유출구를 통해 외측에 배출된다.
베이스관(40)과 같이 디스크가 제1삽입다이(30)의 단부에 형성된 요면부(30a)에 위치되어 있다. 축(44)은 제1삽입다이(30)의 다른 요면부(40a)에 형성된 한쪽단(44a)에 고정되어 있다. 축(44)의 다른단(44b)에는 핀(46)에 의해 지지핀(50)이 고정되어 있다. 지지핀(50)의 첩단부(50a)는 타원형단면을 하고 첩단부로 감에 따라 테이퍼 되어 있다. 외부편심링(52)과 내부편심링(54)은 지지핀(50)상에 고정되어 있고 조종볼트(56)와 함께 베이스판(40)에 조종할 수 있게 연결되어 있다.
외부편심링(52)을 지지하는 역할을 하는 홀더(58)가 고정볼트(60)에 의해 고정되어 있다. 고정과 동시에 베이스판(40)이 제1삽입다이(30)에 고정된다.
조종볼트(36)를 조종하기전에 외부편심링(52)에는 편심구멍(52a)이 형성되어 있고 이 편심구멍의 중심은 외부편심링의 중심과 불일치한다. 편심구멍(52a)의 편심이 r1이다. 내부편심링(54)은 내주변벽을 따라 원주방향으로 미끄러지도록 편심구멍(52a)에 고정되어 있다. 내부편심링(54)에는 편심구멍(54a)이 형성되어 있고 편심구멍의 중심은 내부 편심링(54)의 중심과 일치하지 않는다.
지지구멍핀(50)은 편심구멍(54a)에 미끄러지게 고정되어 있다. 편심구멍(54a)의 편심은 R2이다. 이 경우에 홀더(58)의 액슬구멍(58a)의 중심(0)에 대한 외부편심링(52)의 편심구멍(52a)의 중심(C)의 위치는 제6도에서 일점쇄선(C')으로 표시한 반면, 중심구멍(52a)의 중심(C)에 대한 내부편심링(54)의 편심구멍(54a)의 중심의 위치는 제6도의 이점쇄선(b')에 의해 표시된 원이다.
따라서 내부편심링(54)의 편심구멍(54a)의 중심(b)이 홀더(38)의 액슬구멍(58a)의 중심(0)에서 반경 r의 거리에 위치했다고 가정하면 반경 r은 다음 방정식을 만족시킨다.
따라서, 지지핀(50)의 중심위치는 원범위내에서 홀더(58)의 액슬구멍(58)의 중심 및 최대반경 rmax(=r1+ r2)로 이동된다. 이것은 최대반경 rmax의 제한거리내에서 홀더(58)의 축의 거리에 대해 지지핀(50)의 중심위치를 조종할 수 있다.
다음 보스 주형다이 어셈블리(4)를 활용하므로서 형성된 주형재료의 균형조종의 절차를 설명할 것이다. 첫째, 보스주형 다이어셈블리(4)는 제2도에 도시된 팬주형 다이유닛(1)의 이동다이(2)에 부착되어 있다. 이 경우에 사용된 보스주형다이 어셈블리(C)는 편심률 r1(=r)이 0.1mm인 외부편심링과 편심률 r2(=r)이 편심 r2(=r)이 0.1mm인 내측편심링(54)을 포함한다.
제4도에 도시된 인서트(26)의 신장구멍(26a)은 보스주형다이 어셈블리(4)의 지지핀(50)에 고정되어 있고 이동다이(2)가 고정다이(3)에 결합될 때까지 이동다이(2)는 화살표(E)의 방향으로 고정다이(3)에 이동된다. 다음, 실린더(7)의 수지재료가 노즐(10)로부터 유입구915)를 통해 중공에 끼워져 주형된다. 그 다음, 주형된 재료를 다이의 중공에서 꺼내기 위해 이동다이(2)가 화살표(E)의 반대 방향으로 고정다이(3)로부터 멀리 이동한다. 꺼내어진 주형된 조각이 예컨대, 제9도에 도시된 팬(20)이다. 테이크아웃된 팬(taken-out fan)(20)이 도시되지 않은 균형측정장치를 이용해 불균형량이 측정된다. 즉, 팬(20)의 인서트(26)가 팬의 무게중심에 비해 얼마나 불균형한가가 측정된다. 팬(20)의 불균형량으로 균형측정장치는 방향값 및 무게값을 얻는다. 이것은 제8도에서 자세히 설명되어 있다. 제8도에서 좌표축의 원점(0)은 지지핀(50)이 유지된 인서트(26)의 현재위치를 나타낸다.
제8도에서 점(p)은 균형측정장치가 측정한 균형값을 편심률로 표현하면, 원점(0) 주위의 점(p)에 대해 대칭인 점(Q)의 위치의 불균형을 제거하기 위해 인서트(26)를 이동해야 한다. 즉, 내측편심링(54)의 중심위치를 점(Q)의 위치에 이동해야만 한다. 외측 및 내측 편심링(52) 및 (54)이 회전해야만 하는 각을 α 및 β라고 하면, 각 α 및 β는 다음식에 따라 계산된다.
여기서 α, α' : 외측편심링의 회전각
β, β' : (각 α에 대한) 내측 편심링의 회전각 운동
γ : 인서트 운동에 필요한 량
θ : 인서트 회전에 필요한 각
δ : 각각의 편심링의 편심률
다음 외측 및 내측 편심링(52) 및 (54)을 외부편심링 회전각 α 또는 α' 및 내측편심링 회전각 β 또는 β'를 토대로 각 α 또는 α'으로 외측 및 내측편심링 (52) 및 (54)이 동시에 회전한다.
다음 외부편심링(52)이 고정되고 내부편심링(54)이 각 β 또는 β'로 회전한다. 조종볼트(56)가 내부편심링(52)에 형성된 구멍(56)에 끼워지고 내부구심링(54)이 정지시키는 외부편심링의 위치의 홀더(58)에 패스너 된다. 이에 따라 외부 및 내부 구심링(52) 및 (54)이 홀더(58)에 대해 고정된다. 이 방법에서 균형조정이 성취된다. 위에서 내부 및 외부편심링의 회전이 시작될 때 외부링(52)의 중심(C)이 제8도의 가로좌표 오른쪽에 놓이고 내부링(54)의 중심(D)은 가로좌표의 왼쪽에 놓인다. 위의 예에서 편심률(r1) 및 (r2)이 같다. 따라서 내부링의 중심(c)이 외부링의 중심(D)과 일치하게 된다. 주형팬을 균형조종 보스 주형다이어 어셈블리(4)를 이용하여 제조하는 주입 주형방법은 위에서 언급한 주입주형방법과 유사하므로 주입주형 방법의 설명은 생략했다.
다음 제4도 및 제5도는 내부 편심링을 고정시키는 수단 및 위에서 설명한 실시예의 보스 몰딩 다이 어셈블리의 인서트의 예의 세부사항을 도시한다. 제4도에 도시되어 있듯이 인서트(26)의 베이스판(65)위에 형성된 원통형 돌출부(66)의 루트부분(root portion)에 기울어진 환상평면(68)이 형성되어 있다.
한편, 내부 편심링(54)의 단면에는 기울어진 환상평면(70)이 형성되어 있고 이 환상평면은 기울어진 환상평면(68)과 접촉하게 된다. 기울어진 환상평면(68) 및 (70)의 경사각은 서로 같다. 기울어진 평면(68) 및 (10)이 서로 눌려지기 때문에 인서트(70)가 내부환상링(54)에 대해 위치한 정확도가 향상된다. 따라서 내부편심링(54)에 대한 인서트(26)의 위치 오프셋트에러가 주입주형과정중에 제거되어 인서어트(26)의 위치정밀도가 향상된다. 다음, 주형된 물건의 무게 중심이 회전중심과 일치하도록 인서어트(26)가 정확히 끼워진다. 위에서 설명한 실시예에서 편심률(r1)이 편심률(r2)과 같은 (r1=r2)경우를 설명했지만 본 발명은 r1≠r2경우에도 물론 적용할 수 있다. 더구나, 위에서 설명한 실시예는 주입주형다이를 이용한 경우이지만 본 발명의 다이는 주입주형을 제외한 프레스 주형, 사출주형 및 다른 주형처리에 이용할 수 있다.
위에서 설명했듯이, 본 발명의 주형다이에 따라 끼워진 인서어트의 위치를 조종하는 메카니즘이 다이에 제공되었기 때문에 다이가 형성한 주형다이가 불균형을 일으킨다해도 균형의 측정값에 따라 핀의 지지핀의 위치를 조종하므로서 불균형을 쉽게 제거할 수 있다. 게다가 본 발명의 주형방법에 따라 주형재료가 회전중심을 만족스럽게 조종할 수 있는 주형다이를 이용해 형성되기 때문에 주형재료의 회전균형을 효과적으로 할 수 있다.

Claims (12)

  1. 회전중심에 끼워진 인서트를 가진 주형재료를 형성하는데 이용되는 주형다이는, 제1원형 구멍이 형성되고 주형물건을 형성하는데 이용되는 다이몸체와, 제1원형구멍을 형성하는 역할을 하는 제1내주변벽에 미끄러질 수 있게 고정되고 제2원형 구멍이 형성되고 상기 원형 구멍의 중심이 제1원형구멍의 중심에서 빗나가 있는 외부편심링과, 제2원형구멍을 형성하는 제2주변에 미끄러지게 고정되고 주형된 물건의 회전중심에 해당하는 기준점을 갖고 이의 중심은 제2원형구멍의 중심에서 빗나간 내부편심링과 내부편심링의 기준점에 고정되고 주형처리동안 인서트를 지지시키는 역할을 하는 지지핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형다이.
  2. 제1항에 있어서, 외부 및 내부링은 서로에 대해 조종할 수 있는 것을 특징으로 하는 주형다이.
  3. 제2항에 있어서, 외부 및 내부 편심링을 다이몸체에 조종할 수 있게 연결하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형다이.
  4. 제3항에 있어서, 외부 및 내부편심링을 다이몸체에 연결하는 수단은 조종볼트인 것을 특징으로 하는 주형다이.
  5. 제1항에 있어서, 내부 및 외부링의 편심률은 서로 같은 것을 특징으로 하는 주형다이.
  6. 보스를 회전축에 연결시키는 역할을 하는 보스의 중심에 위치한 인서트와 보스로부터 방사상 바깥쪽으로 연장한 보스 및 브레드를 포함하는 팬을 만드는데 이용되는 주형다이는, 제1원형구멍이 형성되고 보스를 형성하는데 이용되는 다이몸체와, 제1원형구멍을 형성하는 역할을 하는 제1내주변벽에 미끄러지게 고정되고 제2원형구멍이 형성되고 제2원형구멍의 중심은 제1원형구멍의 중심에서 벗어난 외부편심링과, 제2원형구멍을 형성하는 역할을 하는 제2내주변벽에 미끄러지게 고정되고 주형된 물건의 회전중심에 해당하는 기준점을 갖고 이의 중심은 제2원형구멍의 중심에서 빗나간 내부편심링과, 내부편심링의 기준점에 고정되고 주형처리동안 인서트를 지지시키는 역할을 하는 지지핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형다이.
  7. 제6항에 있어서, 내부 및 외부링은 서로에 대해 조종되는 것을 특징으로 하는 주형다이.
  8. 제7항에 있어서, 외부편심링과 내부편심링을 다이몸체에 조종할 수 있게 연결하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형다이.
  9. 제8항에 있어서, 외부 및 내부편심링을 다이몸체에 연결하는 수단은 조종볼트인 것을 특징으로 하는 주형다이.
  10. 제6항에 있어서, 외부 및 내부링의 편심률은 서로 같은 것을 특징으로 하는 주형다이.
  11. 제1원형 구멍이 형성되고 보스를 형성하는데 사용되는 다이몸체와 제1원형 구멍을 형성하는 역할을 하는 제1내주변벽에 미끄러지게 고정되어 있고 제2원형구멍이 형성되고 제2원형구멍의 중심이 제1원형구멍의 중심에서 빗나간 외부펀심링과 제2원형구멍을 형성하는 역할을 하는 제2주변벽에 미끄러질 수 있게 고정되고 주형재료의 회전중심에 해당하는 기준점을 갖고 이의 중심은 제2원형구멍의 중심에서 빗나가 있는 내부편심링과 내부편심링의 기준점에 고정되고 주형과정동안 내부편심링을 지지하는 역할을 하는 지지핀을 포함하는 주형다이로 성형재료를 형성하는 주형방법을 상기 외부 및 내부편심을 소정의 각으로 회전시키므로서 주형다이의 지지핀의 위치를 조종하는 단계와, 외부편심링을 고정시키는 단계와 주형다이의 지지핀의 위치가 주형재료의 회전중심과 일치하도록 소정의 각으로 내부편심링을 회전시키는 단계와, 내부편심링을 고정시키는 단계와 주형다이를 이용해 주형재료를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주형방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 주형재료는 보스, 보스로부터 방사상 바깥쪽으로 연장한 다수의 브레드 및 보스를 회전축에 연결하는 역할을 하는 보스의 중심에 위치한 인서어트를 포함하는 것을 특징으로 하는 주형방법.
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