KR100452426B1 - 캠샤프트 금형구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠샤프트 금형구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캠샤프트 형상의 몰드 생성부를 가지는 금형 플레이트; 및 자체를 분리 가능하게 하는 분할면을 가지고, 상기 몰드 생성부에 끼워져 평행핀에 의해 고정되며, 가열시 상기 분할면에 틈 발생을 억제하도록 하부에 상기 몰드 생성부에 고정되는 키가 돌출형성된 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

캠샤프트 금형구조{STRUCTURE OF METALLIC MOULD FOR CAM SHAFT}

본 발명은 캠샤프트 금형구조에 관한 것이다.

일반적으로, 캠샤프트는 차량의 구동원인 엔진에 설치되어 크랭크 샤프트의 회전운동을 전달받아 밸브의 개폐를 담당하는 부품이다.이 캠샤프트는 통상 단조 또는 주조방식으로 제조되고, 이 중 주조방식으로 제조되는 캠샤프트의 경우에는 주형에 금속용탕을 투입하여 냉각시킨 다음, 최종적으로 표면에 부착된 주물사 등을 제거하여 제조한다.이와 같이, 주조에 의한 방법으로 캠샤프트의 주형을 제작하기 위해서는 먼저, 패턴(pattern) 등이 끼워진 캠샤프트 형상을 가지는 금형을 준비하고, 이 금형을 약 300℃까지 가열한다. 이 후, 모래에 가루 또는 액상의 래진(resin)을 혼합하여 모래의 점착력을 높인 래진코티드샌드(resin coated sand)를 가열된 금형 위에 붓는다. 그 후에는, 가열된 금형 상에 일정한 두께의 외피인 셸이 형성되고, 상기 셀을 이루지 못한 나머지 래진코티드샌드는 다시 회수한다. 이렇게 래진코티드샌드를 회수한 이후에는 상기 셸이 형성하는 몰드를 가열경화 후 취출한다. 상기 취출된 몰드에 낙금 및 필터를 셋팅한다. 상기 몰드를 합형한 후 접합하고자 하는 면을 깨끗이하여 고압으로 양자를 접촉시키면서 이와 동시에 면에서 확산이 생기게 하여 접합시키는 압접(BONDING)을 하게 된다.도 1은 종래기술에 따른 캠샤프트의 금형을 도시한 정면도이고, 도 2a는 종래기술에 따른 캠샤프트의 패턴을 도시한 정면도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A선을 절취한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 캠샤프트 금형(1)은 주물 소재의 플레이트(PLATE: 2)에 주형(미도시)의 내부를 이루게 될 하형몰드 생성부(1a) 및 상형몰드 생성부(1b)가 형성된다. 상기 몰드 생성부(1a,1b)들의 내부에는 도 2a에 도시된 바와 같이, 캠샤프트의 형태와 거의 유사한 패턴(PATTERN: 3)이 끼워진다. 상기 패턴(3)은 기계구조용 탄소강(S45C)으로 이루어진다.

이러한 패턴(3)은 저널부위에 분할면(PARTING LINE: 8)이 형성되고, 상기 금형(1)의 몰드 생성부(1a,1b)들에서 분할면(8)이 이격되지 않고 고정시키기 위해서 도 2b에 도시된 바와 같이 고정용 평행핀(7)을 사용하여 고정시킨다.

그리고, 주조품을 성형시 두께가 고르지 못해 홈(sink)이 생기기 쉬운 곳이라든지, 응고를 빨리 시켜 조직을 치밀하게 하고 싶은 부위에 열전도도가 큰 주물삽입물(INSERT CHILLER: 4)이 상기 몰드 생성부(1a,1b)들의 내부에 상기 패턴(3)과 함께 내설된다. 이 주물삽입물(4)은 열간가공용 합금강(SKD61)으로 이루어진다.

또한, 금형(1)의 몰드 생성부(1a,1b)들에는 주형에서 용탕을 부어넣는 부위인 주입구(5)가 형성되고, 주형에서 주입구(5)를 통해 인입된 용탕이 내부에 골고루 전달되도록 탕도(RUNNER: 6)가 형성된다.

하지만, 종래의 캠샤프트 금형구조에서 상기 패턴의 분할면은 캠 형상의 저널 부위에 형성되는데, 이 부위가 주형의 제작시 래진코티드샌드에 의해 쉽게 긁히게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 캠샤프트 금형구조에서 상기 패턴은 고정용 평행핀에 의해 몰드 생성부에 고정되는데, 주형의 제작시 가열에 의해 금형이 팽창과 수축을 반복하게 되면 상기 고정용 평행핀만으로는 패턴을 제대로 고정시킬 수 없으므로, 상기 분할면에 틈이 발생하고, 이 틈으로 인해 셀(Shell)에 버(Burr)가 발생하는 문제점이 있었다.

이와 같이, 버가 발생한 셀로 만들어진 주형은 결국, 노치(notch)가 발생된 캠샤프트 제품을 만들게 되고, 이러한 캠샤프트 제품은 엔진 구동시 노치에 응력이 집중되면 절손되는 심각한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 금형이 가열에 의해 팽창과 수축이 반복되어도 패턴의 분할면에 틈이 발생되지 않도록 하는 캠샤프트 금형구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 캠샤프트의 금형을 도시한 정면도이고,

도 2a는 종래기술에 따른 캠샤프트의 패턴을 도시한 정면도이고,도 2b는 도 2a의 A-A선을 절취한 단면도이고,

도 3a는 본 발명에 따른 캠샤프트의 패턴을 도시한 정면도이며,도 3b는 도 3a의 B-B선을 절취한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 캠샤프트 금형 2,2': 금형플레이트

3,3': 패턴 4: 주물삽입물

5: 주입구 6: 탕도

7,7': 고정용 평행핀 8,8': 분할면

9: 고정용키

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 캠샤프트 형상의 몰드 생성부를 가지는 금형 플레이트; 및 자체를 분리 가능하게 하는 분할면을 가지고, 상기 몰드 생성부에 끼워져 평행핀에 의해 고정되며, 가열시 상기 분할면에 틈 발생을 억제하도록 하부에 상기 몰드 생성부에 고정되는 키가 돌출형성된 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠샤프트 금형구조를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 캠샤프트 금형구조에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 본 발명에 따른 캠샤프트의 패턴을 도시한 정면도이며, 도 3b는 도 3a의 B-B선을 절취한 단면도이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캠샤프트 금형구조는 금형플레이트(2')와 패턴(3')을 포함한다.

상기 금형플레이트(미도시)는 종래기술 및 도 1에서 설명된 바와 같이, 상면에 캠샤프트 형태의 몰드 생성부(미도시)를 가진다.

상기 패턴(3')은 자체를 분리 가능하게 하는 분할면(8')을 가지고, 금형 플레이트의 몰드 생성부에 끼워져 고정용 평행핀(7')에 의해 고정되며, 가열시 상기 분할면(8')에 틈 발생을 억제하도록 하부에 상기 몰드 생성부에 고정되는 고정용 키(9)가 돌출형성된다.

상기 분할면(8')은 도 3a에 도시된 바와 같이, 주물삽입물(INSERT CHILLER: 도 1참조)의 체결부위 내측으로 분할면(8')이 형성된다. 이로 인해, 패턴(3')에서 캠 형상의 저널 부위가 래진코티드샌드에 의해 긁힐 염려가 없다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 패턴(3')의 하부에는 고정용 평행핀(7')이 끼워지는 부위와 인접하게 고정용 키(9)가 돌출 형성된다.

이 고정용 키(9)는 캠샤프트의 주형(미도시)을 제작하는 과정에서 가열시 길이방향으로 팽창 및 수축하는 패턴(3')을 단단하게 고정하므로서, 패턴(3')의 분할면(8')이 벌어져 틈이 발생하는 것을 효과적으로 막을 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 금형 플레이트에 패턴을 고정할 시에 고정용 평행키와 고정용키를 이용하므로서, 캠샤프트의 주형을 제작하는 과정에서 가열시 팽창 및 수축하는 패턴에 의해 분할면에 틈이 발생하는 종래의 문제점을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 캠샤프트 형상의 몰드 생성부를 가지는 금형 플레이트; 및

   자체를 분리 가능하게 하는 분할면을 가지고, 상기 몰드 생성부에 끼워져 평행핀에 의해 고정되며, 가열시 상기 분할면에 틈 발생을 억제하도록 하부에 상기 몰드 생성부에 고정되는 키가 돌출형성된 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠샤프트 금형구조.