KR100699417B1

KR100699417B1 - 성형 장치

Info

Publication number: KR100699417B1
Application number: KR1020030024421A
Authority: KR
Inventors: 아키라 이토
Original assignee: 기무라고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2007-03-27
Also published as: EP1358957A2; EP1358957B1; TW200305493A; ATE307693T1; DE60302000D1; TWI222927B; US7011137B2; JP3921513B2; KR20030082487A; CN1451501A; EP1358957A3; US20030228389A1; DE60302000T2; CN1246110C; JP2004230386A

Abstract

성형 장치는 하부금형 유닛 및 상부금형 유닛을 포함한다. 상부금형 유닛이 하부금형 유닛에 접근하는 경우에 상부금형 유닛과 하부금형 유닛의 사이에 성형 캐비티가 한정된다. 하부금형 유닛은 성형 캐비티와 연통하는 저장실을 구비한다. 하부금형 유닛은 감압 기구 및 압출 기구를 구비한다. 용융 재료는 저장실에 저장된다. 성형 캐비티가 하부금형 유닛과 상부금형 유닛 사이에 형성되는 경우, 감압 기구는 성형 캐비티 내의 압력을 저감시킨다. 그 후, 하부금형 파지부재가 상부금형 유닛에 의하여 하강 이송되는 동작과 동시에 압출 기구의 사출 로드가 저장실 내의 용융 재료를 성형 캐비티로 압출시킨다. 이에 따라, 성형 작업의 효율이 향상된다.

Description

성형 장치{MOLDING DEVICE}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 성형 장치의 주요부의 단면도이며,

도 2는 도 1에 도시된 성형 장치 내에 설치되어 있는 금형 유닛의 개방된 상태를 도시하는 단면도이고,

도 3은 하부금형 유닛의 하부금형 파지부재가 기울어져 있는 상태를 도시하는 단면도이며,

도 4는 저장실 내에 용탕이 저장되어 있는 상태를 도시하는 단면도이고,

도 5는 상부금형 유닛의 상부금형 파지부재가 중간 높이 위치에 배치된 상태를 도시하는 단면도이며,

도 6은 하부금형 유닛과 상부금형 유닛이 밀폐된 상태를 도시하는 단면도이고,

도 7은 성형 장치 전체를 도시하는 단면도이며,

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 성형 장치의 단면도이고,

도 9는 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 성형 장치의 단면도이며,

도 10은 본 발명의 제2 실시예의 다른 변형예에 따른 성형 장치의 단면도이고,

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 또다른 변형예에 따른 성형 장치의 단 면도이며,

도 12는 도 11에 도시된 성형 장치의 하부 성형 유닛이 측방으로 이동한 상태를 도시하는 단면도이고,

도 13은 도 11 및 12에 도시된 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 성형 장치의 단면도이며,

도 14는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 성형 장치의 단면도이고,

도 15는 도 14에 나타난 금형 유닛의 자세 변형 상태가 도시된 단면도이며,

도 16은 도 15에 나타난 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 성형 장치의 단면도이고,

도 17은 종래 기술에 따른 성형 장치의 단면도이다.

본 발명은 다양한 제품을 캐비티 내에서 성형하기 위한 성형 장치에 관한 것이다.

종래의 성형 장치로서 도 17에 도시된 바와 같은 것이 제공되고 있다. 이 성형 장치는 고정 금형(113) 및 금형 파지부재(115)를 포함한다. 고정 금형(113)은 베드(111)에 고정된 금형 파지부재(112)에 분리 가능하게 설치되어 있다. 금형 파지부재(115)는 안내 레일(114)을 따라 금형 파지부재(112)에 대하여 전후방향(도 17에서 좌우방향)으로 왕복 이동할 수 있도록 설치된다. 가동(可動) 금형(116)이 금형 파지부재(115)에 분리가능하게 장착되어 있다. 사출기구(117)는 베드(111)의 우측에 배치되어 있다. 알루미늄 등의 용탕이 사출기구(117)를 통하여 제품 성형을위해 밀폐되는 고정 금형(113)과 가동 금형(116)에 의하여 형성된 캐비티 내로 공급된다. 사출기구(117)는 슬리브(118)을 포함한다. 슬리브(118)는 금형 파지부재(112)를 관통하여 고정 금형(113)과 연통되는 용탕의 저장실(119)을 구비한다. 용탕 주입구(120)는 슬리브(118)의 바깥쪽 에지부에 형성된다. 사출 로드(121)는 저장실(119) 내에 삽입되어 있으며, 실린더(122)에 의하여 왕복 이동한다.

이러한 성형 장치에서, 용탕은 가동 금형(116)이 고정 금형(113)에 대하여 밀폐된 상태를 유지하는 동안 주입구(120)로부터 저장실(119) 내로 유입된다. 다음으로, 사출 로드(121)는 실린더(122)에 의하여 앞으로 이동하여 저장실(119) 내에 있는 용탕이 캐비티 내로 압입된다. 이에 따라, 성형 작업의 가공단계는 금형의 밀폐, 용탕 압입 및 용탕의 처리라는 3가지 공정을 포함한다. 공정의 수가 많기 때문에, 성형 작업의 효율이 감소하고 제조 단가가 증가한다.

또한, 이러한 성형 장치에서는, 금형을 밀폐시킨 다음에 캐비티의 압력이 감소하여 캐비티 내의 공기가 사출 성형 공정 동안 용탕과 혼합되지 않는다. 그러나, 압력이 높은 부압(負壓)까지 감소하는 경우에, 외부 공기가 사출 로드(121)의 외주면과 슬리브(118)의 내주면 사이의 작은 개구부를 통하여 저장실(119)의 내부로 침입한다. 외부 공기는 캐비티의 내부로 인도되며 미세한 기포가 용탕과 혼합되어 성형 제품의 품질이 저하된다. 따라서, 부압을 증가시키기 곤란하기 때문에, 성형 제품의 품질을 향상시키기 어렵다.

본 발명은 성형 작업의 효율과 성형 제품의 품질을 개선한 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 제1 금형 유닛, 제2 금형 유닛, 저장실 및 압출 기구를 포함하는 성형 장치가 제공된다. 제2 금형 유닛은 제1 금형 유닛과 대향하도록 배치된다. 제1 금형 유닛과 제2 금형 유닛은 접근하거나 멀어질 수 있다. 제1 금형 유닛과 제2 금형 유닛이 서로 접근하여 밀폐되는 경우에 제1 금형 유닛과 제2 금형 유닛의 사이에 성형 캐비티가 한정된다. 저장실은 제1 금형 유닛 및 제2 금형 유닛 중 적어도 어느 하나에 배치된다. 저장실은 성형 캐비티와 연통되며 용융된 재료를 수용한다. 압출 기구는 성형 캐비티가 제1 금형 유닛과 제2 금형 유닛의 사이에서 한정되는 경우에 저장실 내의 용융된 재료를 성형 캐비티로 압출시킨다.

본 발명의 다른 양태 및 이점은 본 발명의 일 실시예로서 첨부된 도면을 참조하여 기재된 상세한 설명에 의하여 명확해 질 것이다.

본 발명과 본 발명의 목적 및 이점은 바람직한 실시예에 대한 후술하는 설명과 다음과 같은 첨부 도면에 의하여 잘 이해될 수 있을 것이다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 장치를 도 1 내지 7을 참조하여 설명한다.

먼저, 성형 장치 전체의 구조를 도 7을 참조하여 설명한다.

하부 지지대(11)의 하면에는 다리부(12)가 설치되고, 하부 지지대(11)의 상면에는 복수개(이 실시예에서는 4개)의 위치에 안내 지주(13)가 위쪽으로 서로에 대하여 평행하게 연장되도록 설치된다. 이들 안내 지주(13)의 상단부 사이에는 상부 지지대(14)가 수평으로 설치된다. 각 안내 지주(13)의 상부에는 승강판(15)이 상하로 왕복이동할 수 있도록 배치된다. 이 승강판(15)은 상부 지지대(14)에 아래쪽 방향으로 고정된 복수개의 실린더(16)(1개만 도시)의 피스톤 로드(17)에 의하여 승강 작동된다.

하부 지지대(11)의 상면에는, 제1 금형 유닛으로 작동하는 하부금형 유닛(21)이 안내 지주(13) 사이에 설치된다. 승강판(15)의 하면에는 제2 금형 유닛으로 작동하는 상부금형 유닛(22)이 설치된다. 이들 상부 성형 유닛(21)과 하부 성형 유닛(22)은 금형 유닛(23)을 구성한다.

금형 유닛(23)의 하부금형 유닛(21) 및 상부금형 유닛(22)의 구조에 대하여 도 1 및 2를 참조하여 설명한다.

도 2에 도시된 하부금형 유닛(21)의 기판(24)은 클램핑 기구(도시되지 않음)에 의하여 도 7에 나타나 있는 하부 지지대(11)의 상면에 설치된다. 기판(24)의 상면에는 수평 지지판(25)이 힌지 기구(26)에 의하여 상하로 경사질 수 있도록 설치된다. 기판(24)과 수평 지지판(25) 사이에는 틸팅 기구(27)가 설치되어 수평 지지판(25)이 기울질 수 있도록 되어 있다. 틸팅 기구(27)는 틸팅 실린더(28) 및 캠(30)을 포함한다. 틸팅 실린더(28)는 기판(24)의 상면에 수평으로 지지되어 있다. 캠(30)은 틸팅 실린더(28)의 피스톤 로드(29)에 의하여 작동된다. 기판(24)의 좌단에는 잠금 레버(31)가 좌우로 경사질 수 있도록 설치되어 있다. 잠금 레버(31)는 틸팅 실린더(28)의 좌단으로 연장되는 피스톤 로드(33)에 의하여 잠긴 상태로 유지된다.

수평 지지판(25)의 상면에는 좌우측에 한 쌍의 좌부(34)가 고정된다. 좌부(34)에는 안내 기구로서 작동하는 원통형 안내 로드(35)가 위쪽으로 서로에 대하여 평행하게 연장되도록 설치된다. 안내 로드(35)에는 주철 등의 금속으로 이루어진 하부금형 파지부재(36)가 원통형 슬리브(361)를 매개로 하여 상하로 왕복이동할 수 있도록 고정된다. 하부금형 파지부재(36)의 상면에는, 중앙에 하부금형(37)이 분리가능하게 배치된다. 각 좌부(34)의 상면과 하부금형 파지부재(36) 안쪽에 있는 슬리브(361)의 하면 사이에는, 승강 유지 기구로서 작동하는 코일 스프링(38)이 설치되어, 하부금형 파지부재(36)를 지정된 높이에서 탄성적으로 유지한다. 하부금형 파지부재(36) 및 하부금형(37)은 가동 부재를 형성한다.

수평 지지판(25)의 상면 중심에는 좌부(39)가 고정되어 있다. 이 좌부(39)로부터 압출 로드로서 작동하는 사출 로드(40)가 위쪽으로 연장된다. 하부금형 파지부재(36) 및 하부금형(37)의 중심부에는 원통형 부재(41)가 삽입 고정되어있다. 하부금형 파지부재(36)의 하면 중심부에는 안내 부재(43)가 삽입되고 보울트(도시되지 않음)에 의하여 하부금형 파지부재(36)에 고정된다. 사출 로드(40)의 상단부는 안내 부재(43) 및 원통형 부재(41)의 내주면(411)에 마련된 삽입구(431)에 삽입된다. 원통형 부재(41)의 내주면(411)과 사출 로드(40)의 상단면에 의하여 형성되는 바닥을 갖는 원통 형상의 공간은 용탕 등의 피성형 재료의 저장실(42)을 형성한다. 이 저장실(42) 내로 용탕(45)이 위쪽으로부터 주입된다.

다음으로, 승강판(15)에 설치되는 상부금형 유닛(22)에 대하여 설명한다. 금속 재료로 이루어진 상부금형 파지부재(51)의 상면에는 연결 부재(52)가 복수개의 위치에 연결된다. 이 연결 부재(52)는 도 7에 도시된 승강판(15)의 하면에 클램핑 기구(도시되지 않음)에 의하여 고정된다. 상부금형 파지부재(51)의 하면 좌우 양측에는 하부금형 파지부재(21)의 안내 로드(35)와 대응하여 좌우 한 쌍의 원통형 안내 부재(53)가 설치된다. 따라서, 상부금형 유닛(22)이 하강하는 경우, 안내 로드(35)가 원통형 안내 부재(53)에 삽입되고, 상부금형 파지부재(51)는 안내 로드(35)를 따라 안내 이동된다. 상부금형 파지부재(51)의 하면 중앙부에는 상부금형(54)이 분리가능하게 설치되어 있다. 상부금형 파지부재(51)에는 상부금형(54)을 유지하기 위한 지지 로드(55)가 설치되어 있다. 이 상부금형(54)에 형성된 제2 성형면(541)과, 하부금형(37)에 형성된 제1 성형면(371)에 의하여 소정 형상을 갖는 제품을 성형하기 위한 캐비티(75)가 형성된다.

이하에서는, 제1 감압기구(65)와 제2 감압기구(68)에 대하여 설명한다. 제1 감압기구는 상부금형 유닛(22)에 배치되고 제2 감압기구(68)는 하부금형 유닛(21)에 배치된다.

하부금형 파지부재(36)의 상면에는 원형 홈(362)이 하부금형(37)을 둘러싸도록 형성되어 있다. 원형 홈(362)에는 하부금형 파지부재(36)의 상면으로부터 위쪽으로 돌출하도록 제1 밀봉 부재로저 작동하는 제1 밀봉링(611)이 수용된다.

상부금형 파지부재(51)의 소정에 위치에는 제1 감압 통로(62)가 형성된다. 제1 감압 통로(62)는 상부금형 파지부재(51)의 하면에서 개방된다. 제1 감압 통로(62)의 개구부의 시단부는 도 1에 도시된 바와 같이 하부금형 파지부재(36)와 상부금형 파지부재(51)가 서로 근접하여 제1 밀봉링(611)이 밀봉 부재로서 작동하는 경우에, 파지부재(36 및 51) 사이에 형성되는 제1 공간(63)과 연통한다. 제1 감압 통로(62)의 기단부는 감압용 펌프(64)에 접속된다. 이 실시예에서는, 제1 실링(611), 제1 감압 통로(62), 제1 공간(63) 및 감압용 펌프(64) 등에 의하여 제1 감압 기구(65)가 형성된다.

안내 부재(43)의 삽입구(431)에는 원형 홈(432)이 형성되고, 이 원형 홈(432)에는 고무로 이루어지고 제2 밀봉부재로서 작동하는 제2 밀봉링(612)이 수용된다. 하부금형 파지부재(36) 및 안내 부재(43)에는 제2 감압 통로(66)가 형성된다. 이 통로(66)의 개구부의 시단부는 사출 로드(40)의 외주면과 안내 부재(43)의 삽입구(431)의 사이에 형성된 제2 공간(67)쪽으로 개방되어있다. 이 개방부의 위치는 제2 밀봉링(612)과 저장실(42)의 사이에 마련된다. 제2 감압 통로(66)는 감압용 펌프(64)에 접속된다. 이 실시예에서는, 제2 밀봉링(612), 제2 감압 통로(66), 제2 공간(67) 및 감압용 펌프(64) 등에 의하여 제2 감압 기구(68)가 형성된다.

다음으로, 안내 부재(43)에 설치된 제2 밀봉링(612)의 냉각기구(74)에 대하여 설명한다.

도 1의 좌측에 도시된 수도관 등의 수원(71)으로부터 공급된 냉각수가 하부금형 파지부재(36) 및 안내부재(43)에 설치된 제1 냉각통로(72)로 이송된다. 이 제1 냉각통로(72)는 안내부재(43)의 삽입구(431)를 소정의 거리를 두고 둘러싸도록 배치되며, 제2 공간(67)을 간접적으로 냉각시킨다. 냉각 후의 물은 배수 통로(도시되지 않음) 및 배수관을 통하여 외부로 배출된다. 좌부(39) 및 사출로드(40)에는 제2 냉각통로(73)가 형성된다. 수원(71)으로부터 공급된 냉각수에 의하여 사출 로드(40)의 내부를 냉각시키고, 이에 의하여 제2 밀봉링(612)을 간접적으로 냉각시킨다. 이 실시예에서는, 수원(71), 제1 냉각 통로(72) 및 제2 냉각 통로(73) 등에 의하여 제2 밀봉링(612)의 냉각기구(74)가 형성된다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 성형 장치의 동작에 대하여 설명한다. 도 2 내지 6에는, 제1 감압기구(65) 및 제2 감압기구(68)의 구성을 도시하면서 제1 감압 통로(62)를 제외하고 다른 구성은 생략하였다.

도 2에는 하부금형 유닛(21)으로부터 상부금형 유닛(22)이 상방으로 떨어져 개방된 상태가 도시되어 있다. 이 상태에서, 틸팅 실린더(28)의 피스톤 로드(33)를 후진(도 2에서 우측으로 이동)시켜 수동으로 로크 레버(31)의 잠긴 상태를 해제한다. 틸팅 기구(27)의 틸팅 실린더(28)의 피스톤 로드(29)를 전진(도 2에서 우측으로 이동)시켜 캠(30)을 회전시킨다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 수평 지지판(25) 및 하부금형 파지부재(36)가 힌지 기구(26)를 중심으로 시계방향으로 회전한다. 이 상태에서, 저장실(42) 내에 용탕(45)을 주입한다.

다음으로, 틸팅 기구(27)의 피스톤 로드(29)를 도 3에서 뒤쪽 방향으로 이동시키고, 수평 지지판(25) 및 하부금형 파지부재(36)를 도 4에 도시된 바와 같이 최초의 수평상태로 복귀시킨다. 그 후, 피스톤 로드(33)를 좌측으로 이동시켜 잠금 레버(31)를 회전시키는 것에 의하여, 수평 지지판(25)의 좌단부를 잠금 레버(31)로 고정한다.

도 5에 도시된 바와 같이 상부금형 유닛(22)을 아래쪽으로 이동시키고 상부금형 파지부재(51)의 하면이 하부금형 파지부재(36)의 상면에 근접하는 중간 높이의 위치에서 상부금형 파지부재(51)를 정지시키고 유지한다. 이 상태에서는, 하부금형 파지부재(36)과 상부금형 파지부재(51)의 사이에 제1 공간(63)(도 1 참조)이 형성되고, 제1 밀봉링(611)의 상면이 상부금형 파지부재(51)의 하면에 대하여 적당한 압력으로 눌려진다. 이러한 도 1에 도시된 상태에서 감압용 펌프(64)를 작동시켜 캐비티(75) 내의 공기를 제1 감압 통로(62)를 통하여 외부로 배출시키는 것과 함께 사출 로드(40)과 안내부재(43)의 사이에 형성된 제2 공간(67) 내의 공기를 제2 감압통로(66)를 통하여 외부로 배출한다. 제2 공간(67) 내의 압력은 캐비티(75) 내의 압력과 같은 압력으로 유지된다.

제2 공간(67)은 저장실(42) 내의 용탕(45)에 의하여 캐비티(75)와 단절된다. 제2 공간(67) 내의 압력은 캐비티(75)의 반대쪽에 있는 용탕(45)의 하면에 가해지고, 캐비티(75) 내의 압력은 저장실(42) 내의 용탕(45)의 상면에 가해진다. 이에 따라, 제2 공간(67) 내의 압력이 캐비티(75) 내의 압력보다 높은 경우에는, 저장실(42) 내의 용탕(45)이 제2 공간(67)의 압력에 의하여 캐비티(75)를 향하여 위쪽으로 들어올려진다. 다른 경우에는, 제2 공간(67) 내의 공기가 저장실(42) 내의 용탕(45)으로 혼입되어 미세한 기포를 형성한다. 그러나, 이 실시예에서는, 제2 공간(67)의 압력이 캐비티(75) 내의 압력과 동일한 수준으로 떨어지기 때문에, 용탕(45)이 저장실(42) 내에서 유동하는 것이 방지되고, 기포가 용탕(45)에 혼입되는 것이 방지된다.

다음에, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부금형 유닛(22)을 하방으로 이동시키고, 상부금형 파지부재(51)에 의하여 하부금형 파지부재(36)가 하방으로 이동된다. 이 때, 제1 밀봉링(611)이 상부금형 파지부재(51)의 하면에 의하여 가압되기 때문에, 제1 밀봉링(611)은 원형 홈(362)(도1 참조) 내에서 압축되고, 하부금형 파지부재(36)의 상면과 상부금형 파지부재(51)의 하면이 서로 밀착하여 닫힌 상태로 된다. 상부금형 파지부재(51)에 의하여 하부금형 파지부재(36)가 코일 스프링(38)의 위쪽으로의 탄성력에 대항하여 눌려지고, 하부금형 파지부재(36)의 하단면은 좌부(34)의 상단면에 접촉된다. 하부금형 파지부재(36)의 하강행정에서 사출 로드(40)는 원통형 부재(41) 내에서 상대적으로 위쪽으로 이동하는 것이 되기 때문에, 저장실(42)에 저장되어 있는 용탕(45)이 캐비티(75) 내로 압입된다. 이에 따라, 캐비티(75)의 형상을 갖는 제품(451)이 성형된다.

제품(451)의 제조가 완료된 후에, 상부금형 유닛(22)이 위쪽으로 이동한다. 따라서, 상부금형 파지부재(51)와 상부금형(54)이 제품(451)으로부터 분리되고, 성형 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 개방된 상태로 유지된다. 도시되지는 않았지만, 제품(451)은 하부금형 파지부재(36)에 설치된 제품 압출핀에 의하여 제1 성형면(371)으로부터 위쪽으로 압출된다.

전술한 실시예에 따른 성형 장치는 아래와 같은 이점이 있다.

(1) 전술한 실시예에서는, 하부금형 유닛(21)의 하부금형 파지부재(36) 및 하부금형(37) 내에 용탕(45)의 저장실(42)이 형성된다. 저장실(42) 내의 용탕(45) 은 하부금형 유닛(21)과 상부금형 유닛(22)의 밀폐 동작에 연동하여 사출 로드(40)에 의하여 캐비티(75) 내로 압입된다. 따라서, 종래와 같이 외부에 설치된 사출 기구가 필요없어지고 구조가 단순해지며, 성형 장치를 소형화할 수 있게 된다. 또한, 장치를 용이하게 제조할 수 있으며 비용이 절감된다. 하부금형 유닛(21)과 상부금형 유닛(22)이 밀폐되는 동작과 연동하여 저장실(42) 내의 용탕(45)을 캐비티(75)로 압입시키는 동작을 수행할 수 있기 때문에, 성형작업의 단계를 하나의 단계로 줄일 수 있다.

(2) 전술한 실시예에서는, 상부금형 유닛(22)의 상부금형 파지부재(51)를 하부금형 파지부재(36)의 상면 근처로 이동 정지시킨 상태에서 제1 밀봉링(611)에 의하여 캐비티(75)를 밀봉 상태로 유지한다. 또한, 사출 로드(40)와 안내부재(43)의 미끄럼면에 제2 밀봉링(612)을 개재시키고, 저장실(42)의 저부에 있는 용탕(45)과 이에 대응하는 제2 공간(67)을 제2 밀봉링(612)에 의하여 밀봉할 상태로 유지한다. 이러한 상태에서, 제1 공간(63) 및 제2 공간(67)은 감압용 펌프(64)에 의하여 종래의 다이캐스팅으로는 얻을 수 없었던 거의 진공에 가까운 상태까지 감압된다. 이에 따라, 용탕(45)에 기포가 혼입되지 않게 되어 기포의 혼입에 의하여 발생하는 미세한 공동부가 없는 제품을 제공하고 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 용탕(45)이 공기에 포함된 산소에 의하여 산화되는 정도가 극단적으로 작아지기 때문에, 제품의 외관을 향상시킬 수 있다.

(3) 전술한 실시예에서는, 제2 감압기구(68)를 구성하는 제2 밀봉링(612)의 냉각기구(74)를 설치하기 때문에 높은 온도의 용탕(45)에 의하여 제2 밀봉링(612) 이 열화되는 것을 억제할 수 있어서, 제2 밀봉링(612)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

(4) 전술한 실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이 금형이 밀폐된 상태에서 하부금형 유닛(21)의 하부금형 파지부재(36)을 틸팅 기구(27)에 의하여 경사 위치로 유지하도록 한다. 이에 따라, 저장실(42) 내로 용탕(45)을 용이하게 주입할 수 있으며, 기포가 용탕(45) 내에 발생되지 않으므로 기포가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 제2 실시예를 설명한다. 이하에서는, 전술한 실시예와 같은 기능을 갖는 부재에 대하여는 동일한 참조부호를 붙이고 설명을 생략하였다.

이 실시예에서는, 좌부(34)가 일체로 형성되고, 좌부(34)의 중앙부에는 실린더(76)가 형성된다. 실린더(76)의 피스톤(77)에 사출 로드(40)가 연결된다. 사출 로드(40)의 상단부에는 대직경부(401)가 설치되어 있다. 좌부(34)의 상면에는 스프링 수용실(341)이 복수개 형성되고, 그 내부에는 콘디스크(cone disc) 스프링(78)이 수용된다.

상부금형 파지부재(51)의 상면에는 덮개(79)가 연결되고, 이 덮개(79)는 상부금형 파지부재(51)에 보울트(도시되지 않음)로 고정된다. 덮개(79)에는 지지판(48)이 수용되고, 지지판(48)에는 제품 압출핀(49)이 연결된다. 제품 압출핀(49)은 상부금형 파지부재(51)와 상부금형(54)을 관통하여 캐비티(75)로 진입한다. 실린더(46)는 승강판(15)의 상면에 위쪽으로 고정되고, 피스톤 로드(47)는 덮개(79)를 관통하여 지지판(48)과 연결된다.

상부금형 파지부재(51)와 덮개(79)의 접합면에는 밀봉링(50)이 개재된다. 피스톤 로드(47)의 외주면과 덮개(79)의 사이에도 밀봉링(50)이 개재되어 있다. 상부금형 파지부재(51)에 설치된 제1 감압 통로(62)는 지지판(48)을 수용하는 챔버(791)와 연통된다.

피스톤(77)의 아래쪽에 형성된 압력실(81)은 좌부(34)에 설치된 통로(82)와 연통되고, 이 통로(82)에는 릴리프 밸브(83)가 설치된다. 압력실(81)에는 유체공급장치(도시되지 않음)에 의하여 기름 등의 유체가 공급되고 압력실의 압력은 소정의 압력으로 유지된다. 이 실시예에서는, 실린더(76), 통로(82) 및 릴리프 밸브(83) 등에 의하여, 저장실(42) 내의 성형 재료의 양에 대응하여 사출 로드(40)의 높이 위치를 조정하는 위치 조정 기구가 형성된다.

이 실시예에서, 실린더(76) 및 릴리프 밸브(83)는 저장실(42) 내에 저장된 용탕(45)의 저장량에 변동이 발생하는 경우에 그것을 보상하는 기능을 한다. 예를 들어, 저장실(42)에 용탕(45)의 양이 많으면, 금형 유닛이 도 8에 도시된 바와 같이 밀폐되어 있을 경우에 사출 로드(40)가 용탕(45)에 의하여 아래쪽으로 눌려진다. 이에 따라, 피스톤(77)은 압력실(81) 내의 유체를 가압한다. 그러면, 압력실(81) 압력을 유지하기 위하여, 압력실 내의 유체(81)가 릴리프 밸브(83)를 통하여 방출된다. 이에 따라, 사출 로드(40)는 아래쪽으로 이동할 수 있게 되고, 캐비티(75) 내로 유입될 수 없는 여분의 용탕은 저장실(42)에 남는다.

콘디스크 스프링(78)은 하부금형 파지부재(36)와 상부금형 파지부재(51)가 밀폐된 상태에서 접촉면이 개방되는 것을 방지한다. 이 콘디스크 스프링(78)에 대신하여 실린더를 사용할 수도 있다.

이 실시예는 다음과 같이 변형시킬 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 저장실(42)이 하부금형(37)의 제1 성형면(371) 내에 설치될 수 있다. 저장실(42)에 저장된 용탕은 상부금형(54)의 제2 성형면(541)에 의하여 직접 가압되어 제품으로 성형된다. 이 실시예에서, 제1 성형면(371)의 홈 부분은 저장실(42)로서 작동하며, 상부금형(54)의 제2 성형면(541)은 사출 로드(40)로서 작동한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 복수개의 캐비티(75)가 하부금형(37)에 설치되어 복수개의 제품을 성형할 수 있다.

도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 틸팅 기구(27)를 대신하여 수평 지지판(25)을 수평 방향으로 왕복 이동시킴으로써 하부금형 파지부재(36)의 위치를 전환시키는 위치 전환 기구(91)를 설치하여도 좋다. 기판(25)의 상면에는 한 쌍의 안내 레일(92)이 소정의 간격을 두고 서로에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 수평 지지판(25)의 하면에 고정된 한 쌍의 안내 부재(93)는 수평 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 안내 레일(92) 위에서 지지된다. 실린더(94)는 기판(24)의 상면에 수평으로 고정되고, 실린더(94)의 로드(95)의 선단부는 수평 지지판(25)의 하면 상에 배치된 브라켓(96)에 연결된다. 기판(25)의 상면에는 브라켓(96)과 대응하는 위치 규제 부재(97)가 위치 조절 기구(도시되지 않음)에 의하여 수평 방향으로 위치 조정이 가능하도록 배치되어 있다. 이 위치 규제 부재(97)에 의하여 브라켓(96)의 위 치가 규제되고, 하부금형 파지부재(36)가 상부금형 파지부재(51)와 대응하는 위치에 유지된다. 이 변형예에는, 비록 도 11 내지 16에는 도시되지 않았지만, 제1 감압 기구(65), 제2 감압 기구(68) 및 냉각 기구(74)가 제공된다.

이 변형예에서, 실린더(94)의 로드(95)는 도 11에 도시된 이형 상태로부터 후퇴하고 하부금형 유닛(21)의 하부금형 파지부재(36)는 도 12에 도시된 바와 같이 우측의 대기 위치로 이동한다. 이 상태에서, 용탕은 공급 장치(도시되지 않음)로부터 저장실(42)의 내부로 공급된다. 용탕의 공급이 완료되면, 실린더(94)의 로드(95)를 전방으로 이동시킴으로써 수평 지지판(25)을 도 11에 도시된 바와 같은 형합 위치로 이동시키며, 상부금형 유닛(22)으로 하부금형 유닛(21)으로 하강시킨다. 후속하는 성형 작업은 도 1에 도시된 실시예와 동일하다.

도 13에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 구부러진 안내 레일(92)이 기판(24) 위에 배치될 수 있으며, 이 안내 레일(92)에 의하여 안내되는 롤러(101, 102)는 수평 지지판(25)의 하면 상에 배치될 수 있다. 브라켓(96)에는 체인 구동 기구(103)의 체인(104)을 맞물리고, 이 체인(104)을 모터(105) 및 체인(106) 등에 의하여 회전시키는 것에 의하여 수평 지지판(25)의 위치를 전환시키는 것도 좋다.

이 변형예에서는, 하부금형 파지부재(36) 및 저장실(42)은 경사진 상태로 대기 위치에서 유지된다. 이에 따라, 저장실(42) 내로의 용탕의 유입이 경사 상태에서 이루어질 수 있고, 용탕으로 기포가 혼입되는 것을 저감시켜 주입을 적정하게 수행할 수 있다.

이 변형예에서는, 하부금형 파지부재(36)를 경사 하방으로 이동시키면서, 저 장실(42)의 내부에 용탕을 주입하도록 한다면, 저장실(42)의 경사각이 큰 상태에서 작은 상태로 변화하는 과정에서 주입 작업이 이루어지기 때문에, 용탕의 주입을 기포의 혼입 방지의 관점으로부터 적정하고 효율적으로 수행할 수 있다.

도 14에 도시된 변형예는, 기판(24)의 우단부 상면에 대하여 힌지 기구(26)를 매개로 하여 수평 지지판(25)이 경사질 수 있도록 설치되어 있다. 기판(24)의 중앙부에는 직경이 큰 수용구(241)가 설치되며, 수평 지지판(25)의 하면에는 유압 실린더(107)가 상향으로 부착되어 있다. 이 유압 실린더(107)의 피스톤 로드는 사출 로드(40)과 일체로 형성되며, 수평 지지판(25)에 설치된 관통구(251)에 느슨하게 삽입되어 있다.

이 변형예에서는, 도 15에 도시된 바와 같이 상부금형 유닛(22)이 상방으로 이동한 상태에서 기판(24)과 수평 지지판(25)의 사이에 설치되는 틸팅 실린더(도시되지 않음)가 작동되는 경우, 수평 지지판(25)이 힌지 기구(26)를 중심으로 같은 도면의 시계방향으로 기울어진다. 이 때, 수평 지지판(25)과 함께 유압 실린더(107)가 경사 상방으로 이동되고, 용탕이 저장실(42)의 내부로 유입된다.

용탕의 주입 작업 후에, 틸팅 실린더(도시되지 않음)를 작동시켜 수평 지지판(25)을 도 14에 도시된 상태로 복귀시키고, 하부금형 유닛(21)을 향하여 상부금형 유닛(22)을 하향으로 이동시켜 형합되도록 한다. 이 상태에서 제1 및 제2 감압기구(도시되지 않음)에 의하여 캐비티(75) 내부의 압력을 저감시킨 후, 유압실린더(107)를 작동시켜 저장실(42) 내에 수용된 용탕을 캐비티(75)의 내부에 압입시킨다.

이 변형예에서는, 형합 동작이 일 회만 수행되기 때문에, 제품의 성형 작업을 효율적으로 수행할 수 있다.

도 16에 도시된 변형예는, 도 14에 도시된 변형예가 변형된 것이다. 유압 실린더(107)은 기판(24)의 수용구(241)의 저부에 고정된다. 또한, 사출 로드(40)의 하단부에는 플랜지부(402)가 일체로 형성되어 있다. 수평 지지판(25)의 관통구(251)의 저부에 설치된 단차부(252)에 의하여 플랜지부(402)가 하방으로 이동할 수 없도록 지지된다. 또한, 사출 로드(40)의 하단면은 유압 실린더(107)의 피스톤 로드(108)의 상단면에 의하여 상방으로 눌려진다.

이 변형예에서, 유압 실린더(107)의 피스톤 로드(108)와 사출 로드(40)가 분리되어 있기 때문에, 수평 지지판(25)가 기울어지는 경우에 유압 실린더(107)를 위쪽으로 이동시킬 필요가 없다. 다른 구조 및 작동은 도 14에 도시된 변형예와 같다.

도 8에 도시된 실시예에서는, 실린더(76)가 제품을 밀어올리는 실린더로서의 기능을 함께 갖도록 구성되어도 좋다.

이 실시예에서, 용탕을 사용하여 제품을 제조하도록 하고 있지만, 성형 재료로서 고체와 액체가 공존하는 반응고 재료를 사용하여 제품의 성형을 수행하여도 좋다. 또한, 예를 들어 200 내지 300℃로 가열된 고체 알미늄 등의 금속의 성형 재료를 저장실(42) 내에 수용하고 열간 성형하는 것도 좋다.

하부금형 파지부재(36)의 부상 유지 수단으로서 코일 스프링을 대신하여 유압 실린더를 사용하여도 좋다. 이 경우에는 전술한 고체의 열간 성형에서 고체를 압축할 때의 높은 압력을 극복하고 하부금형 파지부재(36)를 진공 감압시에 소정 높이의 위치로 이동시켜 유지하는 것이 가능하다.

도시되지는 않았지만, 제1 밀봉링(611)을 상부금형 파지부재(51)의 하면에 형성된 원형 홈에 설치하여도 좋다. 제2 밀봉링(612)을 사출 로드(40)의 외주면에 형성하여 원형 홈에 설치하여도 좋다.

힌지 기구(26) 및 틸팅 기구(27)를 생략하여도 좋다.

기판(24)의 아래쪽에 제품을 들어올리는 실린더 등의 액추에이터를 배치하여도 좋다.

제1 감압 통로(62)를 하부금형 파지부재(36) 측에 형성하여도 좋다.

전술한 각 실시예에서, 하부금형 유닛(21)이 형합된 위치로부터 전방 또는 후방의 대기 위치로 이동시키는 것도 좋다.

도 1 내지 7, 8, 9 및 10에 도시된 각 실시예에서, 수평 지지판(25)을 이동할 수 없는 소정 위치에 배치하여도 좋다.

도 14 또는 도 16에 도시된 변형예에서, 유압 실린더(107)가 제품을 들어올리는 수단인 실린더의 기능을 함께 갖도록 하는 것도 좋다.

도 1 내지 7에 도시된 실시예에서, 잠금 레버(31)를 피스톤 로드(33)에 의하여 자동적으로 잠김 해제될 수 있도록 하는 것도 좋다.

도 8에 도시된 실시예에서, 피스톤 로드(77)의 하면이 스프링에 의하여 상방으로 눌려지도록 하고, 통로(82) 및 릴리프 밸브(83)를 생략하여도 좋다.

전술한 바와 같이, 청구항 1 내지 14에 기재된 발명은, 종래의 외부 장착식의 사출 기구를 사용하지 않으며, 구조를 단순화하여 장치의 단순화 및 비용의 저감을 도모할 수 있고, 이와 함께 제품의 성형 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것이고 제한하기 위한 것은 아니며, 본 발명은 위에서 설명한 사항에 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구의 범위 또는 이와 등가인 범위 내에서 변형될 수 있다.

Claims

하부 금형 유닛;

상기 하부 금형 유닛과 대향 하도록 상기 하부 금형 유닛 위에 배치되는 상부 금형 유닛으로서, 상기 하부 금형 유닛과 상기 상부 금형 유닛은 서로 접근하거나 멀어질 수 있고, 상기 하부 금형 유닛과 상기 상부 금형 유닛이 서로 접근하여 밀폐되는 경우에 상기 하부 금형 유닛과 상기 상부 금형 유닛의 사이에 성형 캐비티가 한정되고;

상기 하부 금형 유닛내에 배치되고, 상기 성형 캐비티와 연통되며 용융된 재료를 수용하는 저장실; 및

상기 성형 캐비티가 상기 하부 금형 유닛과 상기 상부 금형 유닛의 사이에서 한정되면 상기 저장실 내의 용융된 재료를 상기 성형 캐비티로 압출하도록 상기 하부 금형 유닛 내에 배치되어 있는 압출 기구

를 포함하는 성형 장치로서,

상기 하부 금형 유닛에는 상기 성형 캐비티의 일부를 한정하며 상기 저장실을 가지는 가동부재가 포함되어 있고, 상기 압출 기구에는 상기 저장실에 삽입되는 사출로드가 포함되어 있으며, 상기 사출로드에는 상기 저장실의 바닥을 형성하는 단부면이 있으며, 상기 사출로드는 상기 가동부재가 상기 사출로드에 대하여 상기 상부 금형 유닛과 함께 이동하면 상기 저장실 내의 용융된 재료를 상기 성형 캐비티로 압출하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 저장실 내의 용융된 재료를 성형 캐비티로 압출하기 전에 상기 성형 캐비티 내의 압력을 강하시키는 감압 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 하부 금형 유닛 및 상기 상부 금형 유닛은 각각 대향면을 포함하며, 상기 대향면은 서로 대향하고, 상기 감압 기구는 상기 대향면 사이에 배치되는 제1 밀봉 부재와 상기 대향면 중의 적어도 어느 하나에서 개방되는 제1 감압 통로를 구비하며, 상기 대향면이 서로 접근하여 대향면 사이에 미리 한정된 제1 공간이 형성되는 경우 제1 밀봉 부재는 상기 대향면 사이의 공간을 밀봉하여 상기 성형 캐비티 및 상기 제1 공간의 일부를 둘러싸고, 상기 제1 감압 통로는 상기 제1 밀봉 부재에 의하여 둘러싸인 상기 제1 공간의 일부를 통하여 상기 성형 캐비티와 연통되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 감압 기구는 제1 감압 기구이며,

상기 성형장치는 상기 성형 캐비티 내의 압력이 낮아지는 것과 실질적으로 동시에 상기 성형 캐비티의 반대측에 위치하는 용융된 재료의 일부에 가해지는 압력을 저감시키는 제2 감압 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 하부 금형 유닛은 상기 저장실과 연통하며 상기 압출 로드를 수용하는 삽입구를 가지며, 소정의 제2 공간이 상기 압출 로드의 외주면과 상기 삽입구의 내주면의 사이에서 한정되며, 상기 제2 감압 기구는 제2 밀봉 부재와 제2 감압 통로를 구비하고, 상기 제2 밀봉 부재는 상기 압출 로드의 외주면과 상기 압출 로드의 내주면 사이에 형성되는 공간을 밀봉하며, 상기 제2 감압 통로는 상기 제2 밀봉 부재와 상기 저장실의 사이에서 상기 제2 공간의 일부와 연통되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 제2 밀봉 부재를 냉각하는 냉각 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
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청구항 1에 있어서,

상기 하부금형 유닛에는 수평 지지판이 포함되어 있고, 상기 가동부재에는 상기 수평 지지판상에서 지지되고 수직 방향으로 왕복 운동하는 하부금형 파지부재 및 상기 하부금형 파지부재에 의하여 파지되는 하부금형이 포함되어 있으며, 상기 하부 금형 유닛에는 상기 하부금형 파지부재를 상방 이동시켜 상기 수평 지지판에 대하여 지정된 높이의 위치에서 상기 하부금형 파지부재를 유지하는 승강 유지 장치가 더 포함되어 있으며,

상기 압출 로드는 상기 하부 금형 파지부재가 상기 상부 금형 유닛에 의하여 상기 수평 지지판을 향하여 하강함에 따라 상기 저장실 내의 상기 용융 재료를 상기 성형 캐비티로 압출시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 하부금형 유닛은 상기 저장실 내의 용융 재료의 양에 따라서 상기 압출 로드의 축방향 위치를 조정하는 위치 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 하부 및 상부 금형 유닛은 수직 방향과 수평 방향으로 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
청구항 1에 있어서,상기 하부금형 유닛은 상기 저장실을 기울이는 틸팅 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.