KR101105500B1 - 주조용 금형의 가스배출 벤트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조용 금형의 상형(101)에 설치되는 몸체(1) 외주 둘레로 배출절개홈(2)과 고정돌기(11)를 다수개 형성하여 가스배출 벤트(a)를 구성하되,
상기 배출절개홈(2)은 몸체(1) 외주둘레에서 시작하여 몸체(1) 중심 측으로 일정깊이를 가짐과 동시에 몸체(1) 길이방향으로 형성하고, 상기 고정돌기(11)는 배출절개홈(2) 사이사이에 배치하여 몸체(1) 길이방향으로 돌출되도록 하며, 상기 몸체(1) 하단부 둘레로는 하향 경사지게 결합경사면(12)을 형성하여서 됨을 특징으로 한다.
따라서, 상기 주조용 금형의 가수배출 벤트는 금형에 대한 결합의 용이성과 견고성 그리고 가스 및 공기 배출의 효율성 및 범용성 등을 제공하여 보다 양질의 주조작업과 주조물을 얻게 하여 준다.

Description

주조용 금형의 가스배출 벤트{Gas discharge vent for casting mold}

본 발명은 금형에 대한 결합의 용이성과 견고성, 가스 및 공기 배출 효율성, 범용성 등을 도모할 수 있으면서 내구력도 우수한 주조용 금형의 가스배출 벤트에 관한 것이다.

일반적으로 주조용 금형에 사용되는 가스배출 벤트는 금속을 용해하여 만든 용탕을 금형 내에 주입하여 성형할 때, 금형 내부에서 발생하는 유해한 가스(코어와 용탕과의 접촉에 의하여 코어가 타면서 발생하는 가스와 그에 함유된 이물질)와 내부 공기를 배출시켜 용탕의 원활한 충진 및 주조물로의 기포와 이물질 발생을 방지토록 하는 것이다.

따라서, 위와 같은 기능을 수행하게 되는 가스배출 벤트는 통상 다수개의 미세관통공을 가지는 원기둥 형상의 몸체로 구성됨과 동시에 금형 내부 공간 중 가스와 공기가 집중되는 가스 및 공기 집중공간부(금형 내부 형성 공간 중 돌출되거나 굴곡진 공간은 용탕의 충진이 가장 늦게 이루어지므로 가스와 내부공기가 집중되는 현상이 발생하게 되는데, 이러한 공간을 가스 및 공기 집중공간이라 칭한다.)가 위치한 상형에서 설치되어, 용탕의 충진에 의해 발생하는 가스와 금형 내부의 공기를 그 관통공을 통해 외부로 배출시키게 된다.

그러나, 위 언급한 통상의 가스배출 벤트는 주조 금형을 통해 일체로 제조되는 것으로 금형제작에 따른 비용상승은 물론 가스배출구의 다양한 규격 제작이 난이하고 더욱이 몸체가 원기둥형상이어서 상형에 형성된 장착홀과의 결합력이 매우 떨어져 작은 충격 내지는 성형물의 배출시 몸체가 동시에 이탈되어져 버리는 문제가 빈번히 발생하였으며, 또한 몸체 내부 길이방향으로 다수개의 관통공을 형성함에 따라 가스 배출구의 형상변화가 불가능하여 주조 금형의 다양한 형상에 대처할 수 없었던 문제와, 장시간 사용시 이물질에 의한 관통공의 막힘 현상이 발생하는 문제가 있었다.

하여, 근래 위 문제점을 조금이나마 해소할 목적으로 "저압 주조 금형의 가스 배출장치"(이하 '선발명'이라 칭함)가 개발되었다.

하지만, 상기 선발명은 "상형에 형성되는 장착 홀에 끼워져 장착되며, 길이방향 중심부에 가스 배출홀을 갖는 원주형으로 형성되고, 일측 외주면에는 원주방향의 법선으로 다수개의 조립틈새가 형성되는 보디와;, 상기 보디의 원주와 크기가 다른 원주로 형성되는 상부 하우징과;, 상기 보디의 원주와 크기가 다른 원주로 형성되며, 원주 방향으로 다수개의 원주 슬릿이 형성되는 하부 하우징을 포함한 구성으로, 그 제작이 매우 난이 할 뿐 아니라 제작비용이 매우 높고 또 상형의 장착홀과의 결합력이 약하여 장시간 사용시 심하게 유동되거나 용탕의 충진압력에 의한 이탈의 문제가 발생하는 문제가 지적되었다.

이를 보다 구체적으로 설명하자면, 먼저 위 구성으로 이루어진 선발명을 상형에 설치하여 사용하기 위해서는 상형의 일정위치로 바디와 동일 형상으로 이루어짐과 동시에 바디의 외경보다 미세하게 큰 장착공간과 걸림공간을 가지는 장착홀을 정밀하게 형성하여야 하기에 그 작업이 매우 까다로움은 물론 불량의 소지가 굉장히 높고, 더욱이 상기 장착홀로 선발명의 바디를 설치시, 바디의 하부를 장착홀의 장착공간에 위치시켜 하부 하우징의 슬릿과 가공슬릿 및 그 외주연과 장착공간 내주연 사이의 미세 틈으로 가스와 공기가 상부로 배출되도록 하고, 그와 동시에 바디의 상부하우징을 장착홀의 상부 걸림공간에 위치시켜 볼트삽입에 의한 상부 하우징의 팽창효과로 걸림공간의 내주연과 밀착고정되도록 하는데, 이때 상기 바디의 결합력이 상부 하우징에만 의존하고 있어 용탕의 고온으로 인해 금형의 물성저하 및 장시간에 거친 용탕의 충친 압력발생시, 바디와 장착홀의 밀착력이 떨어져 바디의 유동 및 이탈을 유발하게 되고 특히 바디 하부가 장착홀 내주연과 틈을 두고 설치되어져 있어, 바디의 유동을 쉽게 야기 시킴은 물론 조금의 유동에도 바디 하부가 일측방향으로 편중되어 그 틈을 확대시키게 되는 것으로 용탕의 누출을 일으키는 문제가 있었다.

그리고 상기 선 발명에서 제시하는 가스배출장치는 내부로 배출홀을 갖는 바디와, 상부로 배출홀과 연계되는 조립틈새와 볼트 삽입공을 가지는 상부 하우징과 하부로 배출홀과 연계되는 슬릿과 가공슬릿을 가지는 하부하우징과 상기 하부하우징 중심부에 끼움되는 유지봉으로 이루어지는 것으로, 제조공정이 매우 복잡하고 까다로워 제품의 생산효율을 저하시킴은 물론 제품비용의 상승을 초래하게 되는 문제가 있고, 더욱이 하부 하우징에 마련된 슬릿과 가공슬릿을 통해 바디의 배출홀로 가스와 공기가 유입된 다음 그 상부 하우징의 조립틈새로 배출이 이루어지도록 한 것으로, 하부 하우징의 슬릿과 배출홀의 연계공간이 과도하게 협소하고 또 가스와 공기의 이동 직진성이 떨어져 정체현상에 따른 배출효율 저하 및 그에 따른 용탕의 충진시간 지연을 유발하게 된다.

또한 상기 하부 하우징에는 형상유지를 위한 유지봉이 단순히 끼움 구성되어져 있어, 성형물에 쉽게 응고되어 이탈될 수 있는 우려가 있었다.

또 선발명의 가스배출장치는 그 구성이 난해하여 형상의 다변화를 꾀할 수 없었으므로 앞서 설명한 가스 및 공기 집중공간이 위치한 상형의 다양한 형상에 정밀하게 적용할 수 없었던 문제를 가지고 있었다.

이상 설명한 바와 같이 선 발명은 그 구성이 매우 복잡하여 제조와 사용 그리고 비용적 문제면에서 계속적인 지적이 있었고 더욱이 사용을 위한 상형의 장착홀 형성에까지 불편함이 지적되고 있어, 해당기술분야에서는 그 사용을 기피하는 실정이다.

특허등록제10-0527477호:저압주조금형의가스배출장치

본 발명은 위와 같은 종래 제반 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로, 특히 주조용 금형의 가스배출 벤트을 구성함에 있어서, 몸체 외주둘레로 배출 절개홈과 고정돌기를 일정 간격을 두고 다수 형성하여 절개홈에 의한 가스와 공기의 배출 직진성을 높여 그 배출효율의 증가효과를 꾀하고, 또 고정돌기를 통해 몸체가 금형에 보다 견고하면서 용이하게 설치될 수 있도록 함에 그 기술적 과제의 주안점을 두고 개발되었다.

따라서, 본 발명은 첨부된 도면 도 1에서와 같이, 주조용 금형의 상형(101)에 설치되는 몸체(1) 외주 둘레로 배출절개홈(2)과 고정돌기(11)를 다수개 형성하여 가스배출 벤트(a)를 구성하되,

상기 배출절개홈(2)은 몸체(1) 외주둘레에서 시작하여 몸체(1) 중심 측으로 일정깊이를 가짐과 동시에 몸체(1) 길이방향으로 형성하고,

상기 고정돌기(11)는 배출절개홈(2) 사이사이에 배치하여 몸체(1) 길이방향으로 돌출되도록 하며,

상기 몸체(1) 하단부 둘레로는 하향 경사지게 결합경사면(12)을 형성하여서 됨을 특징으로 하는 주조용 금형의 가스배출 벤트를 과제의 해결수단으로 제시하여 상기 종래 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명은 상기 수단을 통해 설치 용이성과 견고성 및 내구성을 동시에 가지게 되므로 작용의 효율성이 매우 높아 반영구적인 사용이 가능해지고, 또 공기와 가스의 배출효율이 증대되어 용탕의 충진을 원활하게 함과 동시에 주조물로부터 기포발생과 이물질 함유를 방지하는 주조의 안정성을 확보하여 주조물의 품질을 향상시키며,

더욱이 가스배출 벤트의 몸체 외주둘레로 배출절개홈과 고정돌기를 구성하여 상기의 효과를 얻는 것으로 몸체의 다양한 형상 변화를 꾀할 수 있고, 또 그 제작시 모두 형성공정을 통해 이루어지는 것으로 제작의 편리성과 대량 생산 및 생산 비용을 절감할 수 있는 효과까지 가지게 된다.

이를 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 설명하자면 아래와 같다.

도 1은 본 발명의 전체 예시도,
도 2는 본 발명의 저면 예시도,
도 3은 본 발명의 평면도,
도 4는 '가'분 확대 예시도,
도 5는 본 발명의 정면도,
도 6은 A - A'선단면도,
도 7은 B - B'선단면도,
도 8은 본 발명의 설치상태도,
도 9는 본 발명의 또 다른 예시도.

본 발명은 주조용 금형의 상형(101)에 설치되는 몸체(1) 외주 둘레로 배출절개홈(2)과 고정돌기(11)를 다수개 형성하여 주조용 금형의 가스배출 벤트(a)를 구성하게 되는데,

이때, 몸체(1)는 금속재로 이루어지고, 또 와이어컷팅 장치를 통해 금속소재를 절단제조하여 얻는 것으로, 사각, 삼각 등과 같은 다각형으로도 형성할 수 있어 도면에 표현된 원주 형상에만 한정하지는 않는다.

그리고 상기 몸체(1) 외주 둘레에 형성되는 배출절개홈(2)은 도 3과 6에서와 같이 몸체(1) 외주둘레에서 시작하여 몸체 중심 측으로 일정깊이를 가지면서, 몸체(1) 길이방향으로 형성된다.

배출절개홈(2)은 도 6에서와 같이 몸체(1)를 상형(101)의 장착홀(102)에 타설할 때, 몸체(1)의 형상변화를 막음과 동시에 차후 가스와 공기가 다수개의 배출절개홈(2)을 통해 균등비율로 배출될 수 있도록 그 형성깊이를 몸체(1)의 반지름 대비 2/3 깊이로 절개형성토록 한다.

만약 상기 배출절개홈(2)을 몸체(1) 외주둘레에서 그 중심 측으로 상기 비율보다 깊게 형성하면, 몸체(1)의 강도가 저하되어 장착홀(102)에 타설 작업시 몸체(1) 형상이 쉽게 변형되면서 배출절개홈(2)을 막아 버리는 문제를 야기하게 되고, 반대로 배출절개홈(1)의 깊이를 위 제시 비율보다 얇게 형성하면 가스 및 공기의 배출경로가 축소되어 배출효율성이 떨어지는 문제를 야기하게 되는 것으로 상기 제시된 깊이의 비율이 가장 바람직하다 할 것이다.

또 상기 배출절개홈(2)의 폭은 통상 0.03 ~ 0.05mm 이내로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 몸체(1) 외주 둘레에 다수개 형성되는 고정돌기(11)는 등 간격으로 형성된 배출절개홈(2)의 사이사이에 돌출형성되도록 한다.

고정돌기(11)는 도 1에서와 같이 다수 배출절개홈(2) 사이사이의 간격에 위치한 몸체 외주 둘레에 배치됨과 동시에 몸체(1) 길이 방향으로 형성·돌출형성되는 것으로,

차후 몸체(1)가 상형(101)의 장착홀(102)에 타설될 때, 다수개의 고정돌기(11)가 장착홀(102) 내주면에 도 8에서와 같은 형태로 맞물림·끼움 되어 몸체(1)의 설치견고성을 향상시키게 된다.

그리고 상기 몸체(1) 하단부 둘레로는 5~10°로 하향 경사지게 결합경사면(12)을 가지도록 구성한다.

결합경사면(12)은 상형(101)에 형성되는 장착홀(102)이 가스배출 벤트(a)보다 미세하게 작으므로 그 끼움이 신속, 용이하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이상의 구성으로 이루어진 본 발명의 실시 예를 설치상태와 작용상태로 나누어서 살펴보면, 먼저 도 7, 8에서와 같이 가스와 공기가 집중되는 위치의 상형(101)으로 장착홀(102)을 형성한 다음 그 내에 상기의 가스배출 벤트(a)를 타설하여 금형 내부의 가스와 공기를 외부로 배출시켜 주조가 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는데

이때, 본 발명에서 제시하는 가스배출 벤트(a)는 몸(1)체 하단부로 결합경사면(12)을 가짐과 동시에 외주 둘레에 다수개의 고정돌기(11)를 가지고 있어, 상형(101)의 장착홀(102)에 설치가 신속·용이하게 이루어짐은 물론 그 설치력이 매우 우수하여 장시간 사용 내지는 용탕의 강한 압력에도 흔들림이 없고 또 주조물의 배출시 가스배출 벤트(a)가 주조물과 함께 이탈해버렸던 종래의 문제점이 전혀 발생하지 않게 된다.

아울러, 금형을 장기간 사용할 경우 용탕의 고열에 의해 금형의 물성이 변화하면서 장착홀(102) 크기를 미세하게 확대 변화시키는 경우가 있는데, 이때 본 발명은 몸체(1) 외주 둘레의 고정돌기(11)가 장착홀(102) 내주면에 맞물림·끼움 되어져 있어 장착홀(102)의 크기 변화에도 안정적으로 대응하여 상기의 작용효과를 계속적으로 유지하여 준다.

즉, 종래에는 가스배출 벤트(a)의 외주면과 장착홀(102) 내주면을 밀착고정시키는 방식이어서 장착홀(102)의 미세한 변화에 쉽게 이탈되는 문제가 있었으나, 본 발명은 가스배출 벤트(a)와 장착홀(102)을 서로 맞물림 시켜 고정하는 방식이므로 장착홀(102)의 미세한 크기 변화에도 상기 고정돌기(11)가 그 변화에 대응하여 가스배출 벤트(a)의 이탈을 방지하여 주게 된다.

그리고 상기 설치상태를 통해 본 발명의 가스배출 벤트(a)가 금형의 상형(101)에 견고히 설치고정되면, 금형 내부로 용탕을 충진함에 따라 발생하는 가스와 금형 내부의 공기가 상기 가스배출 벤트(a)의 몸체(1)에 형성된 다수개의 배출절개홈(2)을 통해 외부로 자연 배출이 이루어지도록 한다.

여기서, 상기 다수의 배출절개홈(2)은 도 1, 2에서와 같이 몸체(1) 외주 둘레에서 그 길이방향으로 일직선이 되게 형성되어져 있어 이동의 직진성이 매우 좋아 가스 및 공기의 배출효율이 증대되고, 또 몸체(1) 중앙 측으로 동일 깊이를 가지게 형성하여 가스와 공기가 한쪽으로 편중되지 않고 균등하면서도 신속하게 배출될 수 있도록 하였다.

또한 본 발명에서는 상기 몸체(1)에 형성된 배출절개홈(12) 사이사이로 상향 경사지게 형성되는 보조배출절개홈(21)을 구성하는 또 다른 실시 예를 가진다

상기 보조배출절개홈(21)은 그 상단부가 하단부에 비해 깊이가 확장될 수 있도록 몸체(1) 하단에서 몸체(1) 상단 중심 측으로 상향 경사진 깊이를 가지도록 한다.

이는 보조배출절개홈(21)의 구성시 그 깊이를 몸체 하단부에 상단부로 상향 경사지는 형성하여 보조배출절개홈(21) 하단부를 통해 유입된 공기나 가스가 그 확장된 보조배출절개홈 상단부를 통해 신속하게 배출될 수 있도록 하기 위함이다.

또한 본 발명에서는 상기 몸체(1)에 형성되는 고정돌기(11) 사이사이로 보조가스배출홈(13)을 함몰형성하는 또 다른 실시 예를 가진다.

상기 보조가스배출홈(13)은 도 8과 같이 다수개의 고정돌기(11) 사이사이에 위치하는 몸체(1) 외주 둘레에 다수 마련하여 몸체(1) 외주둘레와 상형(101)의 장착홀(102) 내주면 사이에 미세한 틈을 발생시켜 가스와 공기가 단시간 내에 보다 많이 배출될 수 있도록 도모하기 위한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 금형과의 결합력이 우수할 뿐 아니라 내구성이 뛰어나고 또 가스와 공기의 배출효율이 매우 높아 주조작업의 안정성을 제공하며, 더욱이 본 발명은 가스 및 공기 배출 수단과 결합수단들을 모두 몸체 외주 둘레에서부터 구성하게 되어 와이어컷팅장치로 편리하게 제조할 수 있음은 물론 도 9의 a, b, c와 같은 다양한 형태로 제작할 수 있어, 가스 및 공기가 집중되는 상형의 어떠한 위치에도 그 형상에 적합한 모양으로 적용할 수 있어 주조물의 정밀한 생산을 가능케 하여 주는 아주 획기적이면서도 그 기대되는 바가 실로 큰 발명이고 또 해당 기술 분야의 발전을 도모할 수 있는 발명이라 할 것이다.

a : 가스배출 벤트 1 : 몸체
11 : 고정돌기 12 : 결합경사면
13 : 보조가스배출홈 101 : 상형
102 : 장착홀 2 : 배출절개홈
21 : 보조배출절개홈

Claims (3)

1. 주조용 금형의 상형(101)에 설치되는 몸체(1) 외주 둘레로 배출절개홈(2)과 고정돌기(11)를 다수개 형성하여 가스배출 벤트(a)를 구성하되,
   상기 배출절개홈(2)은 몸체(1) 외주둘레에서 시작하여 몸체(1) 중심 측으로 일정깊이를 가짐과 동시에 몸체(1) 길이방향으로 형성하고,
   상기 고정돌기(11)는 배출절개홈(2) 사이사이에 배치하여 몸체(1) 길이방향으로 돌출되도록 하며,
   상기 몸체(1) 하단부 둘레로는 하향 경사지게 결합경사면(12)을 형성하여서 됨을 특징으로 하는 주조용 금형의 가스배출 벤트.
   
2. 청구항 제 1항에 있어서,
   몸체(1)에 형성된 배출절개홈(12) 사이사이로 보조배출절개홈(21)을 배출절개홈(12)과 동일하게 형성하되,
   상기 보조배출절개홈(21)은 그 상단부의 깊이가 하단부의 깊이에 비해 확장될 수 있도록 몸체(1) 하단에서 몸체(1) 상단 중심 측으로 깊이를 상향 경사지게 형성하여서 됨을 특징으로 하는 주조용 금형의 가스배출 벤트.
   
3. 청구항 제 1항에 있어서,
   몸체(1)에 형성되는 고정돌기(11) 사이사이로 보조가스배출홈(13)을 배치함과 동시에 몸체(1) 길이방향으로 함몰형성되도록 함을 특징으로 하는 주조용 금형의 가스배출 벤트.

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