KR100422748B1 - 금형 냉각을 위한 매니폴드형 쿨러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금형 냉각을 위한 매니폴드형 쿨러에 관한 것으로서, 연결파이프가 연결되는 하나씩의 냉각수 유입구와 냉각수 배출구가 구비되고 내부에 소정의 냉각수 유로가 구비되어 냉각수의 일방향 순환이 이루어지는 몸체와, 서로 일정거리를 두고 평행 배치되어 각각의 후단부가 상기 몸체에 삽입 연결되는 제1내/외부파이프 쌍 및 제2내/외부파이프 쌍으로 구성되고, 상기 몸체 내부에 형성시킨 냉각수 유로를 통하여 일방향 순환하는 냉각수가 두 냉각홀을 동시에 냉각시키도록 된 매니폴드형 쿨러를 제공한다.

본 발명에 의하면, 종래에 불가능했던 쿨러 간섭부위에 쿨러를 설치할 수 있어 냉각효과를 증대시킬 수 있고, 성형되는 제품의 불량을 줄일 수 있게 된다.

또한, 금형 상에서 배관 통로를 추가로 가공할 필요가 없어 금형의 강도가 유지될 수 있고, 외부파이프가 착탈식 구조이므로 분해 및 조립이 용이하며, 조립시간의 단축, 배관수 축소 및 부품수 축소가 가능한 효과가 있다.

Description

금형 냉각을 위한 매니폴드형 쿨러{Manifold-type cooler for cooling a die}

본 발명은 금형 냉각을 위한 매니폴드형 쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연결파이프가 연결되는 하나씩의 냉각수 유입구와 냉각수 배출구가 구비되고 내부에 소정의 냉각수 유로가 구비되어 냉각수의 일방향 순환이 이루어지는 몸체와, 서로 일정거리를 두고 평행 배치되어 각각의 후단부가 상기 몸체에 삽입 연결되는 제1내/외부파이프 쌍 및 제2내/외부파이프 쌍으로 구성되고, 상기 몸체 내부에 형성시킨 냉각수 유로를 통하여 일방향 순환하는 냉각수가 두 냉각홀을 동시에 냉각시키도록 된 매니폴드형 쿨러에 관한 것이다.

통상 자동변속기 케이스 등은 알루미늄 합금을 재질로 하여 다이캐스팅 주조법으로 제조되고 있고, 이 다이캐스팅 주조법은 용융된 고온(약 680℃ 전후)의 알루미늄 합금을 고속, 고압으로 금형 내 제품형상의 캐비티 내부로 사출한 후 단시간(15 ~ 30초) 내에 냉각(금형온도 280 ~ 350℃)시켜 복잡한 형상의 제품을 생산하는 주조법이다.

상기 제조공정 중 제품의 응고과정동안의 금형 냉각은 제품 품질의 중요한 요소가 되며, 냉각방식으로서, 요구되는 냉각부위(금형의 과열부)(3)에 냉각홀(5)을 가공한 후 이 냉각홀(5) 내에 냉각수 공급이 가능한 쿨러(cooler)(10)를 삽입하고, 이 쿨러(10)를 통해 냉각수를 순환시켜 금형(1)의 적정 온도를 유지시키는 방법이 이용되고 있다.

상기 쿨러(10)는, 첨부한 도 4에 도시한 바와 같이, 냉각수유입용 연결파이프(8)와 냉각수배출용 연결파이프(9)가 각각 헤드(12)에 별도로 연결되어 있고, 이 헤드(12)에는 냉각수배출용 연결파이프(9)와 연통되는 외부파이프(16)와, 이 외부파이프(16)의 내부에 동심축상으로 삽입 배치되고 냉각수유입용 연결파이프(8)와 연통되는 내부파이프(14)가 연결된다.

상기 외부파이프(16)의 선단부는 금형(1)에 구비된 냉각홀(5)에 삽입 고정되는 바, 냉각홀(5) 입구에 탭 가공을 하여 선단부가 체결될 수 있도록 되어 있고, 상기 내부파이프(14)의 선단부는 외부파이프(16)의 선단부에서 일정정도 돌출되어 있다.

상기와 같이 금형(1)의 냉각홀(5)에 삽입 고정된 쿨러(10) 내에서 냉각수가 순환하는 경로를 설명하면, 상기 냉각수유입용 연결파이프(8)를 통해 유입된 냉각수가 내부파이프(14)의 선단 출구를 통해 냉각홀(5) 내부로 흐르고, 냉각홀(5) 내부의 냉각수는 다시 외부파이프(16)의 선단 입구를 통해 헤드(12)로 유입된 후, 상기 냉각수배출용 연결파이프(9)를 통해 쿨러(10) 외부로 배출된다.

상기 쿨러(10)는 각 냉각홀(5)에 하나씩 설치되고, 성형되는 제품의 크기 및 금형의 구조에 따라 다르나 캐비티(7) 주변으로 금형(1)당 통상 약 40 ~ 50개가 설치되며, 캐비티(7)의 형상에 따른 냉각부위(3)의 최적 위치에 냉각홀(5)을 가공하여 쿨러(10)를 설치하여야 한다.

따라서, 쿨러(10)가 금형(1)의 다른 부품과 간섭이 일어나지 않도록 하는 최적의 금형설계가 요구되며, 쿨러(10)의 설치를 제한하는 금형(1)의 부품으로 조인트, 리미트 스위치, 리미트 아암, 코어 핀 등이 있다.

특히, 금형 본체와 유압실린더의 연결부품인 조인트나, 캐비티 내에서 제품의 홀을 형성시키는 코어 핀 등은 위치변경이 매우 난이하거나 불가하므로 쿨러가 설치되는 위치는 반드시 상기 부품들과 간섭이 일어나지 않게 고려되어야 한다.

즉, 상기 쿨러는 일자형으로서, 첨부한 도 5에 도시한 바와 같이, 쿨러의 삽입부위(A)와 쿨러 후측의 취부부위(B)가 일직선 상에 있게 되므로, 쿨러(10) 후측의 헤드 및 두 연결파이프가 다른 부품과의 간섭을 피할 수 있도록 금형을 설계해야 하는 것이다.

그러나, 금형제작 완료 후 금형의 특정 냉각부위에 쿨러가 반드시 설치되어야 함에도 불구하고, 상기와 같은 타 부품과의 간섭으로 인하여 설치가 불가한 경우에 대한 대처방안이 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 종래에 불가능했던 쿨러 간섭부위에 쿨러를 설치할 수 있어 냉각효과를 증대시킬 수 있고, 성형되는 제품의 불량을 줄일 수 있는 금형 냉각용 매니폴드형 쿨러를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 매니폴드형 쿨러를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 매니폴드형 쿨러의 절개사시도,

도 3은 본 발명에 따른 매니폴드형 쿨러가 금형에 장착된 상태를 나타내는 장착상태도,

도 4는 종래의 쿨러를 나타내는 단면도,

도 5는 종래의 쿨러가 금형에 장착된 상태를 나타내는 장착상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 금형 3 : 냉각부위

5a,5b : 냉각홀 7 : 캐비티

8 : 냉각수유입용 연결파이프 9 : 냉각수배출용 연결파이프

20 : 쿨러 22 : 몸체

24 : 제1내부파이프 26 : 제1외부파이프

28 : 제2내부파이프 30 : 제2외부파이프

34 : 시일 링 C,D,E : 몸체 내부의 냉각수 유로

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 연결파이프(8,9)가 연결되는 하나씩의 냉각수 유입구(23a)와 냉각수 배출구(23b)가 구비되고 내부에서 냉각수의 일방향 순환이 이루어지는 몸체(22)와, 서로 일정거리를 두고 평행 배치되어 각각의 후단부가 상기 몸체(22)에 삽입 연결되는 제1내/외부파이프 쌍(24,26) 및 제2내/외부파이프 쌍(28,30)으로 구성되고,

냉각수의 일방향 순환이 이루어질 수 있도록 상기 몸체(22) 내부에는 상기 냉각수 유입구(23a)와, 상기 몸체(22) 내부로 삽입된 상기 제1내부파이프(24)의 후단부 입구를 연결하는 냉각수 유로(C)와; 상기 몸체(22) 내부로 삽입된 제1외부파이프(26)의 후단부 출구와, 상기 몸체(22) 내부로 삽입된 상기 제2내부파이프(28)의 후단부 입구를 연결하는 냉각수 유로(D)와; 상기 몸체(22) 내부로 삽입된 상기 제2외부파이프(30)의 후단부 출구와, 상기 냉각수 배출구(23b)를 연결하는 냉각수 유로(E);가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 각 외부파이프(26,30)의 선단부는 상기 각 냉각홀(5a,5b)에 착탈 가능하게 압입 체결되는 구조로서, 상기 선단부 외주면 상에 다수개의 링 홈(32)이 형성되어 있고, 상기 각 링 홈(32)에는 냉각홀(5a,5b) 내부의 냉각수 누수방지를 위한 시일 링(34)이 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 다이캐스팅 금형에서 냉각이 요구되는 부위에 쿨러를 추가 설치해야 하나 헤드 및 두 연결파이프가 금형의 타 부품과 간섭이 발생함에 따라 해당 쿨러의 설치가 불가한 경우, 기존 인접한 쿨러와 연결된 어댑터의 기능을 하여 두 냉각홀(5a,5b)에 대해 냉각수의 일방향 순환이 이루어지도록 한 매니폴드형 쿨러(manifold-type cooler)(20)에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 기존 설치된 쿨러 인근에 또 다른 쿨러의 설치가 요구됨에도 타 부품과의 간섭 발생으로 쿨러를 설치할 수 없을 경우 이용하게 되는 것으로서, 본 발명의 매니폴드형 쿨러(20)의 몸체(22) 내부에 형성시킨 냉각수 유로(C,D,E)를 통하여 일방향 순환하는 냉각수가 두 냉각홀(5a,5b)을 동시에 냉각시키게 한 것이다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 매니폴드형 쿨러를 나타내는 사시도로서, 이를 참조하여 본 발명의 쿨러(20)를 좀더 상세히 설명하면, 내부에 냉각수 유로(C,D,E)가 구비된 쿨러 몸체(22)에는 내부파이프(24,28)와 외부파이프(26,30)가 한 쌍을 이루어 두 쌍이 조립 연결되며, 설치시 내부파이프와 외부파이프의 각 쌍(24와 26, 28과 30)은 두 냉각홀(5a,5b)에 별도로 삽입된다.

상기 외부파이프와 내부파이프의 쌍은 다른 하나의 외부파이프와 내부파이프의 쌍과 일정거리를 두고 몸체(22)에 평행 연결된다.

또한, 냉각수유입용 연결파이프(8)는 몸체(22)의 냉각수 유입구(23a)에, 냉각수배출용 연결파이프(9)는 몸체(22)의 냉각수 배출구(23b)에 각각 설치되는 바, 본 발명의 쿨러(20)에는 하나씩의 냉각수유입 및 배출을 위한 연결파이프(8,9)가 연결된다.

이하, 본 발명의 상세한 설명에서는 보다 명확한 설명을 위하여, 종래의 쿨러를 설치할 시 간섭이 발생하게 되는 냉각홀(5a)을 제1냉각홀이라 칭하고, 쿨러의 설치가 가능한 냉각홀(5b)을 제2냉각홀이라 칭하기로 한다.

또한, 본 발명의 상기한 각 외부파이프와 내부파이프를 칭함에 있어, 쿨러(20) 설치시 제1냉각홀(5a)에 삽입되는 외부파이프(26)와 내부파이프(24)를 각각 제1외부파이프 및 제1내부파이프라 칭하고, 제2냉각홀(5b)에 삽입되는 외부파이프(30)와 내부파이프(28)를 각각 제2외부파이프 및 제2내부파이프라 칭하기로 한다.

또한, 각 내부파이프(24,28) 및 외부파이프(26,30)의 선단부라함은 각 냉각홀(5a,5b)에 삽입되는 단부를, 후단부라함은 몸체(22)에 삽입된 단부를 칭하는 것으로 한다.

여기서, 상기 각 내부파이프(24,28)는 해당 외부파이프(26,30)의 내부에 동심축상으로 삽입 배치되고, 그 선단부가 각 냉각홀(5a,5b) 내부로 깊숙히 삽입될 수 있도록 외부파이프(26,30)의 선단부에 비해 삽입방향으로 길게 돌출되어 있다.

또한, 상기 각 외부파이프(26,30)는 냉각홀(5a,5b)에 직접 삽입 고정되는 부분으로서, 몸체(22)를 금형(1)의 냉각부위(3)에 취부될 수 있도록 고정하게 된다.

이때, 냉각홀(5a,5b) 입구에 탭 가공을 하여 외부파이프의 선단부가 체결될 수 있도록 한 종래기술에 대비하여, 외부파이프(26,30)의 선단부 외주면 상에 다수개의 링 홈(32)을 형성시키고, 냉각홀(5a,5b) 내부의 냉각수 누수방지를 위한 시일 링(saal ring)(34)을 각 링 홈(32)에 설치하여, 상기 외부파이프(26,30)가 금형(1)의 냉각홀(5a,5b)에서 압입 체결되도록 하되, 용이하게 착탈될 수 있도록 한다.

상기 각 외부파이프(26,30)와 내부파이프(24,28)는 몸체(22) 내부로 연결된 후단부가 몸체(22) 내부에 형성시킨 별도의 냉각수 유로와 연결된다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 매니폴드형 쿨러의 절개사시도로서, 몸체(22) 내부의 냉각수 유로를 보여주고 있으며, 도면부호 5a와 5b는 각각 금형(1)에 형성시킨 제1냉각홀과 제2냉각홀을 나타낸다.

이에 도시한 바와 같이, 각 연결파이프(8,9)와 외부파이프(26,30)는 공히 몸체(22)의 각 연결부에 탭 가공하여 조립 연결되며, 내부파이프(24,28) 또한 몸체(22) 내부에 삽입된 후단부가 해당 유로(C,D)에 연통될 수 있도록 하여 탭 가공된 연결부에 조립 연결된다.

쿨러 몸체(22) 내부에는 일방향 순환 냉각을 위한 냉각수 유로(C,D,E)가 형성되어 있는 바, 그 실시예로서, 냉각수유입용 연결파이프(8)가 연결되는 몸체(22)의 냉각수 유입구(23a)와, 몸체(22) 내부로 삽입된 제1내부파이프(24)의 후단부 입구를 연결하는 냉각수 유로(C)가 형성된다.

또한, 제1외부파이프(26)의 삽입된 후단부 출구와, 몸체(22) 내부에 삽입된 제2내부파이프(28)의 후단부 입구를 연결하는 냉각수 유로(D)가 형성되며, 상기 제2외부파이프(30)의 삽입된 후단부 출구와, 냉각수배출용 연결파이프(9)가 연결되는 몸체(22)의 냉각수 배출구(23b)를 연결하는 냉각수 유로(E)가 형성되어 있다.

상기 도 2에서, 도면부호 38은, 쿨러 몸체(22) 내부에 형성시킨 각 유로(C,D,E)를 용이하게 형성시키기 위하여 몸체(22)를 관통시킨 후 불필요한 홀을막게 되는 바, 이에 삽입 설치한 플러그를 나타낸다.

이와 같이 하여, 외부의 냉각수공급수단으로부터 냉각수유입용 연결파이프(8)를 통해 몸체(22) 내부로 유입된 냉각수는 제1내부파이프(24)의 선단부 출구를 통해 제1냉각홀(5a) 내부로 배출되고, 이 제1냉각홀(5a) 내부의 냉각수는 제1외부파이프(26)의 선단부 입구를 통해 다시 몸체(22) 내부로 유입된다.

상기 몸체(22) 내부로 유입된 냉각수는 다시 제2내부파이프(28)의 선단부 출구를 통해 제2냉각홀(5b) 내부로 배출되고, 이 제2냉각홀(5b) 내부의 냉각수는 제2외부파이프(30)의 선단부 입구를 통해 다시 몸체(22) 내부로 유입되며, 이후 냉각수배출용 연결파이프(9)를 통해 외부로 배출된다.

이와 같이 하여, 쿨러 설치를 제한하게 되는 간섭 부품의 위치를 변경하지 않고도 기존 쿨러의 배관 라인으로 추가되는 냉각홀(5a)의 냉각수 유입 및 배출이 이루어지게 할 수 있고, 일방향 순환하는 냉각수가 제1(5a) 및 제2냉각홀(5b)을 동시에 냉각시키게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 금형 냉각을 위한 매니폴드형 쿨러에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 종래에 불가능했던 쿨러 간섭부위에 쿨러를 설치할 수 있어 냉각효과를 증대시킬 수 있고, 이에 따라 성형되는 제품의 불량을 줄일 수 있게 된다.

2) 기존의 쿨러 배관을 사용하게 되므로 금형 상에서 배관 통로를 추가로 가공할 필요가 없고, 이에 따라 금형의 강도가 유지될 수 있게 된다.

3) 냉각홀에 직접 삽입되는 각 외부파이프가 시일 링이 설치된 착탈식으로 되어 있어 분해 및 조립이 용이하고, 조립시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

4) 냉각수가 두 냉각홀을 동시에 순환하면서 냉각시키게 되므로 배관수 축소 및 부품수 축소가 가능하다.

Claims (2)

1. 연결파이프(8,9)가 연결되는 하나씩의 냉각수 유입구(23a)와 냉각수 배출구(23b)가 구비되고 내부에서 냉각수의 일방향 순환이 이루어지는 몸체(22)와, 서로 일정거리를 두고 평행 배치되어 각각의 후단부가 상기 몸체(22)에 삽입 연결되는 제1내/외부파이프 쌍(24,26) 및 제2내/외부파이프 쌍(28,30)으로 구성되고,

   냉각수의 일방향 순환이 이루어질 수 있도록 상기 몸체(22) 내부에는 상기 냉각수 유입구(23a)와, 상기 몸체(22) 내부로 삽입된 상기 제1내부파이프(24)의 후단부 입구를 연결하는 냉각수 유로(C)와; 상기 몸체(22) 내부로 삽입된 제1외부파이프(26)의 후단부 출구와, 상기 몸체(22) 내부로 삽입된 상기 제2내부파이프(28)의 후단부 입구를 연결하는 냉각수 유로(D)와; 상기 몸체(22) 내부로 삽입된 상기 제2외부파이프(30)의 후단부 출구와, 상기 냉각수 배출구(23b)를 연결하는 냉각수 유로(E);가 형성된 것을 특징으로 하는 금형 냉각을 위한 매니폴드형 쿨러.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 외부파이프(26,30)는 그 선단부의 외주면상에 다수 개의 링 홈(32)이 형성되어 있는 동시에 상기 링 홈(32)에는 시일 링(34)이 설치되어 있어서 상기 시일 링(34)을 이용하여 각 냉각홀(5a,5b)의 내측으로 압입되는 구조로 체결된 것을 특징으로 하는 금형 냉각을 위한 매니폴드형 쿨러.