KR100828849B1 - 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 금형을 매개로 주조되는 실린더 블럭에 있어 오일필터의 장착을 위한 경사홀의 형성을 위한 코어핀을 다이캐스팅 금형내에서 용탕의 주입통로로 이용되는 슬리브와의 간섭을 회피한 부위로 설치함으로써, 고압주조에 의한 실린더 블럭의 양산을 가능하게 함과 더불어, 주조시 경사구멍의 일체 성형을 가능하게 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 실린더 블럭의 고압주조를 위해 고정 금형과 가동 금형 및 상기 금형의 내부에 용탕의 주입을 위한 슬리브를 구비한 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 고정 금형에는 상기 슬리브와의 간섭을 회피하도록 상기 슬리브의 상측에 위치한 제1 공간부와, 상기 슬리브의 좌/우측에 위치한 제2 공간부로 이루어지는 이동 공간부가 형성되고; 상기 이동 공간부에는 주조시 상기 실린더 블럭의 내부에 경사진 형태의 유동통로의 형성을 위한 경사홀 가공설비가 설치되며; 상기 경사홀 가공설비는 상기 제1 공간부내에 이동 가능하게 설치되는 가동 부재와, 상기 가동 부재에 설치되어 상기 실린더 블럭내 유동통로의 형성을 위한 코어핀 및, 상기 제2 공간부내에서 상기 가동 부재를 왕복운동시키는 액츄에이터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형{die casting mold for forming inclined hole in cylinder block}

도 1은 일반적인 실린더 블럭을 도시한 도면.

도 2는 도 1의 스커트부내에 형성되는 경사홀을 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 도 3에 도시된 고정 금형을 종방향으로 절단하여 도시한 도면.

도 5는 도 4에 도시된 슬리브와 본 발명의 주요부에 해당하는 경사홀 가공설비 사이의 배치관계만을 분리하여 도시한 도면.

도 6은 도 4에서 슬리브의 배면 구조를 도시한 도면.

도 7은 도 5에 도시된 경사홀 가공설비의 작동 전/후의 상태를 각각 도시한 도면.

도 8은 도 5에 도시된 가동 부재의 정면과 배면 사시도.

도 9는 도 5에 도시된 마운팅 부시를 도시한 도면.

본 발명은 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 블럭의 주조용 다이캐스팅 금형내에 경사홀의 형성을 위한 가공설비를 용탕 주입용 슬리브와의 간섭을 회피한 상태로 설치하는 다이캐스팅 금형에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 실린더 블럭의 제조는 주철을 재료로 하는 주조에 의해 이루어지는 바, 근래에 들어 엔진의 경량화를 달성하기 위해 알루미늄을 이용한 저압주조 공법으로 생산하고 있다.

그런데 저압주조 공법으로 생산되는 실린더 블럭의 경우에는 생산물량이 소량으로 한정되는 단점이 있어, 최근에는 고압주조를 위한 다이캐스팅이라는 새로운 제조방법을 적용하고 있는 바, 그에 따라 제조되는 실린더 블럭(1)의 일례는 도 1에 도시된 바와 같다.

한편, 주조에 의해 제조되는 실린더 블럭(1)에는 오일과 냉각수의 유동경로에 해당하는 각종 유동통로가 구비되어야 하는 바, 이러한 유동통로는 주조시 금형의 내부에 설치되는 코어핀에 의해 형성된다.

이에 따라, 주조시 금형의 내부에 코어핀을 설치할 때에는 금형의 이동방향과 용탕의 주입방향 등 여러가지의 사안들을 종합적으로 고려하여 적정한 위치와 방향으로 배치되어야만 한다.

그러나, 실린더 블럭의 내부에 형성되는 각종 유동통로중 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실린더 블럭(1)의 중앙측 스커트부(1a)에서 오일필터의 장착을 위한 경사홀(1b)의 경우에는 다이캐스팅 금형내에 코어핀의 설치를 통해 형성할 수 없게 되는 데, 이는 상기 경사홀(1b)의 형성부위가 다이캐스팅 금형의 구조상 용탕의 주입경로에 해당하는 슬리브와의 간섭이 발생되는 위치에 존재하기 때문이다.

즉, 종래 다이캐스팅 금형을 통해 주조되는 실린더 블럭(1)에 있어서, 스커트부(1a)에 구비되는 경사홀(1b)은 다이캐스팅 금형의 내부에 설치되는 코어핀에 의해 형성되는 바, 이때 상기 코어핀을 주조시 금형의 내부로 진입시켰다가 주조후 금형의 탈형전에 코어핀을 제거하는 액츄에이터의 설치위치가 다이캐스팅 금형에 있어 용탕 주입용 슬리브의 배치위치와 중첩되어 간섭을 유발하는 관계로 인해, 경사홀(1b)의 형성을 위한 코어핀이 다이캐스팅 금형내에 설치할 수 없게 된다.

이 결과, 상기 실린더 블럭(1)의 스커트부(1a)에 형성되는 경사홀(1b)은 다이캐스팅 주조후 별도의 가공공정을 거쳐 형성해야 하는 바, 이 경우, 실린더 블럭(1)에 있어 오일필터의 장착을 위한 경사홀(1b)은 비교적 소재의 살두께가 두터운 부위로 형성되기 때문에, 주조시 각 부위별 주물의 냉각에 따른 수축율의 차이에 의해 소재의 내부에 기포의 발생이 초래되고, 이렇게 발생된 기포는 차후 유동되는 오일의 누설공간으로 작용해 오일의 누유에 따른 엔진의 윤활 성능의 저하를 초래하게 된다.

또한, 실린더 블럭(1)의 스커트부(1a)에 형성되는 경사홀(1b)은 그 길이가 비교적 길기 때문에 주조후 경사홀(1b)의 가공시 이용되는 드릴과 같은 가공공구의 손상을 초래하는 문제를 유발하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 다이캐스팅 금형을 매개로 주조되는 실린더 블럭에 있어 오일필터의 장착을 위한 경사홀의 형성을 위한 코어핀을 다이캐스팅 금형내에서 용탕의 주입통로로 이용되는 슬리브와의 간섭을 회피한 부위로 설치함으로써, 고압주조에 의한 실린더 블럭의 양산을 가능하게 함과 더불어, 주조시 경사구멍의 일체 성형을 가능하게 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실린더 블럭의 고압주조를 위해 고정 금형과 가동 금형 및 상기 금형의 내부에 용탕의 주입을 위한 슬리브를 구비한 다이캐스팅 금형에 있어서,

상기 고정 금형에는 상기 슬리브와의 간섭을 회피하도록 상기 슬리브의 상측에 위치한 제1 공간부와, 상기 슬리브의 좌/우측에 위치한 제2 공간부로 이루어지는 이동 공간부가 형성되고;

상기 이동 공간부에는 주조시 상기 실린더 블럭의 내부에 경사진 형태의 유동통로의 형성을 위한 경사홀 가공설비가 설치되며;

상기 경사홀 가공설비는 상기 제1 공간부내에 이동 가능하게 설치되는 가동 부재와, 상기 가동 부재에 설치되어 상기 실린더 블럭내 유동통로의 형성을 위한 코어핀 및, 상기 제2 공간부내에서 상기 가동 부재를 왕복운동시키는 액츄에이터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 실린더 블럭(이하 도 1을 참조로 함)의 고압주조를 위한 다이캐스팅 금형은 고정 금형(10)과, 상기 고정 금형(10)에 대해 이동가능하게 설치되어 가동 금형(12)으로 이루어지고, 상기 고정 금형(10)과 가동 금형(12) 사이에는 실린더 블럭의 외형에 상당하는 주형이 형성된다.

상기 고정 금형(10)에는 내부 주형으로 용탕을 주입하기 위한 통로에 해당하는 슬리브(14)가 구비되고, 상기 슬리브(14)에는 용탕을 내부 주형으로 압송하기 위한 플런져(도시안됨)가 설치된다.

상기 고정 금형(10)에는 상기 슬리브(14)와의 간섭을 회피하는 부위로 이동 공간부(16)가 형성되고, 상기 이동 공간부(16)에는 주조시 상기 실린더 블럭의 내부에 경사진 형태의 유동통로를 형성하기 위한 경사홀 가공설비가 설치된다.

이를 위해, 상기 이동 공간부(16)는 상기 고정 금형(10)의 내부에서 상기 슬리브(14)와의 간섭을 회피하도록 상기 슬리브(14)의 상측에 위치한 제1 공간부(16a)와, 상기 고정 금형(10)의 내부에서 상기 슬리브(14)의 좌/우측에 위치한 제2 공간부(16b)로 이루어진다.

상기 경사홀 가공설비는 상기 이동 공간부(16)의 제1 공간부(16a)내에 이동 가능하게 설치되는 가동 부재(18)와, 상기 가동 부재(18)의 중앙부에 설치되어 상기 실린더 블럭내 경사진 형태의 유동통로인 경사홀의 형성을 위한 코어핀(20) 및, 상기 이동 공간부(16)의 제2 공간부(16b)내에 설치되어 주조의 진행과 완료시 상기 가동 부재(18)를 왕복운동시키는 액츄에이터(21)로 이루어진다.

상기 고정 금형(10)에는 주조시 상기 코어핀(20)이 주형의 내부로 삽입될 때 이를 안내하는 중공형 가이드 홀이 형성되고, 상기 가이드 홀에는 상기 코어핀(20)에 의한 소재의 손상방지를 위한 중공형 핀형 부시(10a)가 설치되며, 상기 가이드 홀의 입구에는 상기 핀형 부시(10a)의 이탈을 방지하기 위해 상기 가이드 홀의 입구에 체결되는 중공형 체결부재(10b)가 설치된다.

상기 이동 공간부(16)의 제2 공간부(16b)에는 상기 가동 부재(18)의 이동을 안내하는 가이드 로드(22)가 설치되는 바, 상기 가이드 로드(22)의 일단부는 상기 액츄에이터(21)에 고정되고, 상기 가이드 로드(22)의 타단부는 상기 이동 공간부(16)의 제2 공간부(16b)내에서 상기 가동 부재(18)의 이동방향을 따라 설치된다.

이 경우, 상기 가이드 로드(22)는 상기 가동 부재(18)의 양단부를 관통하여 설치되고, 상기 가동 부재(18)의 양단부에는 상기 가이드 로드(22)의 설치를 위한 제1 관통구멍(18a)이 각각 형성되며, 상기 각각의 제1 관통구멍(18a)에는 상기 가이드 로드(22)와의 마찰을 줄이기 위한 중공형의 마운팅 부시(24)가 설치된다.

그리고, 상기 가동 부재(18)의 중앙부에는 상기 코어핀(20)의 설치를 위한 제2 관통구멍(18b)이 형성되고, 상기 코어핀(20)은 일단부에 상기 제2 관통구멍(18b)의 입구에 형성된 오목한 형상의 안착부(18c)내에 면착되어 지지되는 플랜지부(20a)를 일체로 갖추며, 상기 플랜지부(20a)의 배면에는 상기 제2 관통구멍(18b)으로부터 상기 코어핀(20)의 이탈을 저지하기 위한 후퇴방지용 플레이트(26)가 결합된다.

또한, 상기 가동 부재(18)의 양단부에는 상기 가이드 로드(22)의 설치를 위한 제3 관통구멍(18d)이 형성된다.

아울러, 상기 가동 부재(18)의 중앙부 저면에 위치하는 일측 모서리에는 상기 슬리브(14)의 상단부와의 간섭을 회피하기 위한 모따기부(18e)가 형성되는 바, 이는 상기 슬리브(14)에 설치방향에 대해 상기 가동 부재(18)의 설치방향이 다소 경사지게 배치되어 있기 때문이고, 이러한 모따기부(18e)의 형성각도 내지 부위의 면적은 상기 고정 금형(10)내에서 상기 가동 부재(18)가 슬리브(14)와의 간섭을 회피할 수 있는 수준을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.

상기 액츄에이터(21)는 상기 가동 부재(18)의 양측 선단부와 결합되어, 상기 가동 부재(18)를 상기 이동 공간부(16)내에서 왕복운동시키는 피스톤 로드(21a)를 구비하는 데, 이 경우 상기 액츄에이터(21)는 외부로부터 제공되는 작동압을 매개로 상기 가동 부재(18)를 상기 이동 공간부(16)의 제1 공간부(16a)내에서 상하방향으로 왕복운동시키게 된다.

이를 위해 상기 액츄에이터(21)에는 외부 작동압 공급원과 연결되는 압력관로(20b)가 구비된다.

이하, 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 다이캐스팅 주조는 상기 고정 금형(10)과 상기 가동 금형(12)이 상호 결합된 상태에서 상기 고정 금형(10)에 구비된 슬리브(14)를 통한 용탕의 주입으로부터 시작된다.

이때, 상기 고정 금형(10)과 상기 가동 금형(12) 사이에 형성되는 주형의 내 부로 상기 코어핀(20)은 진입한 상태로 전환되어, 주조후 실린더 블럭내에 경사진 형태의 유동통로를 형성할 수 있게 된다.

즉, 상기 고정 금형(10)내 이동 공간부(16)에서 상기 가동 부재(18)는 액츄에이터(21)의 동작에 따라 신장되는 피스톤 로드(21a)에 의해 제1 공간부(16a)를 따라 상승하게 되고, 이때 상기 가동 부재(18)에 결합된 코어핀(20)도 동시에 상승하면서 상기 고정 금형(10)에 구비된 가이드 홀(10a)을 통해 주형의 내부로 진입하게 된다.

이때, 상기 제1 공간부(16a)내에서 승강되는 가동 부재(18)는 상기 가이드 로드(22)에 의해 정위치로 안내될 수 있어, 상기 코어핀(20)이 상기 고정 금형(10)에 형성된 가이드 홀(10a)을 통해 주형의 내부 정해진 위치로 정확하게 진입할 수 있게 된다.

이후, 상기 슬리브(14)를 통한 용탕의 주입이 완료되면, 상기 액츄에이터(21)는 복원 동작을 하여 상기 가동 부재(18)를 원래의 위치로 하강시키게 되고, 이때 주형의 내부로 진입된 코어핀(20)도 주형의 내부로부터 상기 고정 금형(10)의 가이드 홀(10a)내로 동시에 이동하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형에 의하면, 실린더 블럭의 다이캐스팅 주조시 금형내에서 경사홀의 형성을 위해 설치되는 가공설비가 고정 금형에 구비된 용탕 주입용 슬리브와의 간 섭을 회피한 상태로 설치될 수 있으므로, 실린더 블럭의 주조시 경사홀이 일체로 형성될 수 있게 된다.

이 결과, 실린더 블럭의 주조시 경사홀이 형성되는 소재의 두께가 두터운 부위에서 주물의 냉각에 따른 수축율의 차이에 의해 수반되는 기포의 발생을 배제할 수 있게 되고, 실린더 블럭의 주조시 경사홀의 일체 성형에 따라 주조후 경사홀의 가공시 수반되는 공구의 손상 등의 문제를 해소할 수 있게 된다.

또한, 주조된 주형의 취출을 위해 금형의 분리 이전에 경사홀의 형성을 위한 코어핀이 고정 금형의 내부로 복귀할 수 있으므로, 경사홀이 손상되는 우려를 배제할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 실린더 블럭의 고압주조를 위해 고정 금형과 가동 금형 및 상기 금형의 내부에 용탕의 주입을 위한 슬리브를 구비한 다이캐스팅 금형에 있어서,

   상기 고정 금형에는 상기 슬리브와의 간섭을 회피하도록 상기 슬리브의 상측에 위치한 제1 공간부와, 상기 슬리브의 좌/우측에 위치한 제2 공간부로 이루어지는 이동 공간부가 형성되고;

   상기 이동 공간부에는 주조시 상기 실린더 블럭의 내부에 경사진 형태의 유동통로의 형성을 위한 경사홀 가공설비가 설치되며;

   상기 경사홀 가공설비는 상기 제1 공간부내에 이동 가능하게 설치되는 가동 부재와, 상기 가동 부재에 설치되어 상기 실린더 블럭내 유동통로의 형성을 위한 코어핀 및, 상기 제2 공간부내에서 상기 가동 부재를 왕복운동시키는 액츄에이터로 이루어진 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 고정 금형에는 상기 코어핀의 삽입을 안내하는 가이드 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 가이드 홀에는 상기 코어핀에 의한 소재의 손상방지를 위한 중공형 핀형 부시가 설치되고,

   상기 가이드 홀의 입구에는 상기 핀형 부시의 이탈을 방지하기 위한 중공형 체결부재가 설치된 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2 공간부에는 상기 가동 부재의 이동을 안내하는 가이드 로드가 설치된 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 가이드 로드의 일단부는 상기 액츄에이터에 고정되고, 상기 가이드 로드의 타단부는 상기 제2 공간부내에서 상기 가동 부재의 작동방향을 따라 설치된 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 가이드 로드는 상기 가동 부재의 양단부를 관통하여 설치된 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 가동 부재의 양단부에는 상기 가이드 로드의 설치를 위한 제1 관통구멍이 각각 형성되고, 상기 각각의 제1 관통구멍에는 상기 가이드 로드와의 마찰을 줄이기 위한 마운팅 부시가 설치된 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 가동 부재의 중앙부에는 상기 코어핀의 설치를 위한 제2 관통구멍이 형성되고, 상기 코어핀은 일단부에 상기 제2 관통구멍의 입구에 면착되어 지지되는 플랜지부를 일체로 갖추며, 상기 플랜지부의 배면에는 상기 제2 관통구멍으로부터 상기 코어핀의 이탈을 저지하기 위한 후퇴방지용 플레이트가 결합된 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 액츄에이터는 상기 가동 부재의 양측 선단부와 결합되어, 상기 가동 부재를 상기 제1 공간부내에서 왕복운동시키는 피스톤 로드를 구비한 것을 특징으로 하는 실린더 블럭내 경사홀의 형성을 위한 다이캐스팅 금형.

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