KR101169360B1

KR101169360B1 - 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형

Info

Publication number: KR101169360B1
Application number: KR1020100030265A
Authority: KR
Inventors: 김기원
Original assignee: 주식회사 알룩스
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2012-07-30
Also published as: KR20110110952A

Abstract

본 발명은 중공 원 형태의 플레이트로 형성되는 플랜지부와, 중공 원통 형상으로 형성되되 상기 플랜지부의 일면 중심에서 수직 방향으로 돌출 형성되어 내측에 베어링을 수용하고 외측에 휠이 결합되는 휠 결합부와, 중공 원통 형상으로 형성되되 상기 플랜지부의 타면 중심에서 수직 방향으로 돌출 형성되어 브레이크 디스크와 연결되는 디스크 연결부를 포함하여 구성되는 상용차 휠의 허브를 성형하는 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형에 있어서, 상부가 상기 휠 결합부의 내측 중공부에 대응하는 형상의 하부 코어와, 상기 하부 코어를 감싸도록 형성되고, 내측이 허브의 외측 형상으로 단차지게 형성된 제1 하부 금형과, 내측이 상기 하부 코어의 하단부 형상에 대응되도록 단차지게 형성되고, 제1 하부 금형의 하부에 결합되는 제2 하부 금형과, 상기 하부 코어의 상부에 형성되되, 하부 영역이 디스크 연결부의 내측 중공부에 대응하는 형상으로 형성되는 상부 코어와, 상기 상부 코어를 감싸도록 형성되고, 내부가 허브의 외측 형상으로 단차지게 형성되며, 하부가 제1 하부 금형의 상부와 접하는 상부 금형과, 상기 디스크 연결부의 단면에 대응하는 링 형상으로 형성되어 상부 코어와 상부 금형의 사이에 설치되는 이젝터 링과, 상기 이젝터 링에 연결되어 이젝터 링을 승하강시키는 제1 승하강 유닛을 포함하되, 상기 제1 하부 금형의 상부 수평면과 상부 금형의 하부 수평면 사이에 갭이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상부 금형에 링 형상의 이젝터 링을 형성시켜 상부 금형과 외부와의 틈새 면적을 증가시킴으로써 성형시 생성되는 가스의 배출을 원활하게 하여 불량품의 발생을 억제하고, 하부 금형의 일부를 승하강 가능하도록 형성시켜 이형제의 배출을 손쉽게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형 {FORGING MOLD FOR WHEEL HUB OF COMMERCIAL VEHICLE}

본 발명의 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상부 금형에 링 형상의 이젝터 링을 형성시킴으로써 상부 금형과 외부와의 틈새 면적을 증가시켜 성형시 생성되는 가스의 배출을 원활하게 하고, 하부 금형의 일부를 승하강 가능하도록 형성시켜 이형제의 배출을 손쉽게 하는 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 휠 허브는 주철재의 제품이 주로 사용되었으나 시대적, 환경적 요구에 부응하고자 알루미늄 재로 재질이 변경되고 있으며, 주철재의 경우에는 주조공법을 사용하여도 무방하나 알루미늄의 경우에는 일반 주조시 결함 등에 의한 재질 특성의 현저한 저하로 고압 성형 공법인 용탕 단조 공법의 성형이 주로 이루어진다.

이러한 상용차 휠의 허브를 성형하는 용탕 단조 성형은 용탕 상태의 용융 금속을 단조 금형의 캐비티에 주입한 후 가압 및 냉각시킴으로써 단조 금형의 캐비티에 상당하는 상용차 휠의 허브를 만들어내는 성형 방법으로서, 성형이 완료되면 이젝터수단을 이용하여 상용차 휠의 허브를 금형으로부터 밀어내서 탈형되게 함에 따라 최종적으로 성형물을 얻게 된다.

상기와 같이 상용차 휠의 허브를 성형하는 용탕 단조 금형은, 도 1에 도시된 바와 같이, 허브의 하부 영역에 대응되도록 상부에서 하부로 함몰되는 캐비티가 형성된 하부 금형(10)과, 하부 면이 하부 금형(10)의 상부 면과 면접하도록 설치되되 허브의 상부 영역에 대응되도록 하부에서 상부로 함몰되는 캐비티가 형성된 상부 금형(20)과, 상부 금형(20)의 상부에서 캐비티의 내부로 연장되도록 설치되어 상하 이동되는 핀 형상의 이젝터수단(30)으로 구성된다.

상기 용탕 단조 금형을 이용하여 상용차 휠의 허브를 제작하는 과정을 살펴보면, 먼저 별도의 구동 수단(미도시)에 의해 상부 금형(20)이 상부로 이동되면, 금형 내부의 캐비티에 이형제를 도포하고 용융 금속을 주입한다.

그 후, 상부 금형(20)이 상기 구동 수단에 의해 하부로 이동되어 용융 금속에 압력을 주게 됨으로써 금형 내부의 캐비티에 대응되는 휠 허브가 성형 된다.

그런 다음, 상기 구동 수단에 의해 상부 금형(20)이 상부로 이동되고, 상부 금형(20)에 부착되어 상부로 이동된 휠 허브는 이젝터수단(30)에 의해 상부 금형(20)과 분리되어 취출된다.

상기와 같은 일련의 과정에 따라 상용차의 휠 허브를 성형하는 종래의 용탕 단조 금형은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 금형의 내부 캐비티에 용융 금속을 주입하고 상부 금형(20)이 하부로 이동되어 용융 금속에 압력을 가할 때 발생하는 가스가 이젝터수단(30)이 형성되어 생성된 틈새로만 배출되기 때문에, 원활한 가스의 배출이 어려워 불량품이 발생하는 문제점이 있었다.

둘째, 하부 금형(10)에 별도의 이형제 배출 수단이 형성되지 않았기 때문에, 성형된 휠의 허브를 금형에서 취출한 후 이형제를 제거시키기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상부 금형에 링 형상의 이젝터 링을 형성시킴으로써 상부 금형과 외부와의 틈새 면적을 증가시켜 성형시 생성되는 가스의 배출을 원활하게 하고, 하부 금형의 일부를 승하강 가능하도록 형성시켜 이형제의 배출을 손쉽게 하는 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 중공 원 형태의 플레이트로 형성되는 플랜지부와, 중공 원통 형상으로 형성되되 상기 플랜지부의 일면 중심에서 수직 방향으로 돌출 형성되어 내측에 베어링을 수용하고 외측에 휠이 결합되는 휠 결합부와, 중공 원통 형상으로 형성되되 상기 플랜지부의 타면 중심에서 수직 방향으로 돌출 형성되어 브레이크 디스크와 연결되는 디스크 연결부를 포함하여 구성되는 상용차 휠의 허브를 성형하는 상용차 휠의 허브용 단조 금형에 있어서, 상부가 상기 휠 결합부의 내측 중공부에 대응하는 형상의 하부 코어와, 상기 하부 코어를 감싸도록 형성되고, 내측이 허브의 외측 형상으로 단차지게 형성된 제1 하부 금형과, 내측이 상기 하부 코어의 하단부 형상에 대응되도록 단차지게 형성되고, 제1 하부 금형의 하부에 결합되는 제2 하부 금형과, 상기 하부 코어의 상부에 형성되되, 하부 영역이 디스크 연결부의 내측 중공부에 대응하는 형상으로 형성되는 상부 코어와, 상기 상부 코어를 감싸도록 형성되고, 내부가 허브의 외측 형상으로 단차지게 형성되며, 하부가 제1 하부 금형의 상부와 접하는 상부 금형과, 상기 디스크 연결부의 단면에 대응하는 링 형상으로 형성되어 상부 코어와 상부 금형의 사이에 설치되는 이젝터 링과, 상기 이젝터 링에 연결되어 이젝터 링을 승하강시키는 제1 승하강 유닛을 포함하되, 상기 제1 하부 금형의 상부 수평면과 상부 금형의 하부 수평면 사이에 갭이 형성되는 것에 의해 달성된다.

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또한, 상기 제1 승하강 유닛은 상기 상부 코어의 상부에서 캐비티의 내부로 천공되는 통로와, 상기 통로에 끼워져 설치되어 하단이 상기 이젝터 링과 결합되되, 구동 수단에 의해 통로를 따라 승하강되는 승하강 핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부 코어의 하부에 형성되어 하부 코어를 승하강시키는 제2 승하강 유닛을 더 포함할 수 있다.

이에 의해, 상부 금형에 링 형상의 이젝터 링을 형성시켜 상부 금형과 외부와의 틈새 면적을 증가시킴으로써 성형시 생성되는 가스의 배출을 원활하게 하여 불량품의 발생을 억제하고, 하부 금형의 일부를 승하강 가능하도록 형성시켜 이형제의 배출을 손쉽게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 대한 정 단면도이다.
도 2는 종래기술에 대한 평 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형에 의해 성형되는 휠의 허브에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형에 대한 정 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형에 대한 평 단면도이다.
도 6a 내지 6g는 본 발명에 따른 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형에 대한 작동도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명을 설명하기 전에 본 발명에 의해 성형되는 상용차 휠의 허브에 대해서 간략하게 설명한다.

본 발명에 의해 성형되는 상용차 휠의 허브(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 중공 원 형태의 플레이트로 형성되는 플랜지부(110)와, 중공 원통 형상으로 형성되되 플랜지부(110)의 일면 중심에서 수직 방향으로 돌출 형성되어 내측에 베어링(미도시)을 수용하고 외측에 휠(미도시)이 결합되는 휠 결합부(120)와, 중공 원통 형상되되 플랜지부(110)의 타면 중심에서 수직 방향으로 돌출 형성되어 브레이크 디스크(미도시)와 연결되는 디스크 연결부(130)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 상용차 휠의 허브(100)는 일반적으로 널리 사용되는 것으로서, 자세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 허브(100) 휠 결합부(120)의 내측 중공부에 대응하는 형상의 하부 코어(200)와, 하부 코어(200)를 감싸도록 형성되고 내측이 허브(100)의 외측 형상으로 단차지게 형성된 제1 하부 금형(210)과, 내측이 하부 코어(200)의 하단부 형상에 대응되도록 단차지게 형성되고 제1 하부 금형(210)의 하부에 결합되는 제2 하부 금형(220)과, 하부 코어(200)의 상부에 형성되되 하부 영역이 허브(100) 디스크 연결부(130)의 내측 중공부에 대응하는 형상으로 형성되는 상부 코어(300)와, 상부 코어(300)를 감싸도록 형성되고 내부가 허브(100)의 외측 형상으로 단차지게 형성되며 하부가 제1 하부 금형(210)의 상부와 접하는 상부 금형(310)과, 허브(100) 디스크 연결부(130)의 단면에 대응하는 링 형상으로 형성되어 상부 코어(300)와 상부 금형(310) 사이에 설치되는 이젝터 링(400)과, 이젝터 링(400)에 연결되어 이젝터 링(400)을 승하강시키는 제1 승하강 유닛(500)으로 구성된다.

먼저, 하부 코어(200)는 상부 영역이 하부에서 상부로 휠 결합부(120)의 내측 중공부에 대응하는 형상으로 돌출되고, 돌출된 부분의 하단은 휠 결합부(120)의 두께만큼 수평 방향으로 연장되도록 형성된다.

제1 하부 금형(210)은 하부 코어(200)의 상부 영역을 감싸도록 형성되되, 그 내측이 상부에서 하부로 플랜지부(110) 외측의 형상만큼 1차로 함몰되고, 휠 결합부(120)의 외측의 형상만큼 2차로 함몰되도록 형성된다.

그리고, 제2 하부 금형(220)은 하부 코어(200)의 하부 영역에 대응되도록 내측이 단차지게 형성되어 하부 코어(200)의 하부 영역을 감싸도록 형성되되, 상부 면이 제1 하부 금형(210)의 하부 면과 맞닿도록 형성된다.

여기서, 제1 하부 금형(210)과 제2 하부 금형(220)은 별도의 결합 수단(미도시, 예를 들면 볼트 등)으로 상호 결합되어 있다.

본 실시예에서는 제1 하부 금형(210)과 제2 하부 금형(220)이 분리되어 별도의 결합 수단에 의해 결합되는 것으로 설명하지만, 이는 금형 마모시 손쉬운 교체를 위한 것일 뿐 제1 하부 금형(210)과 제2 하부 금형(220)이 일체로 형성되어도 무방하다.

한편, 상부 코어(300)는 하부 코어(200)의 상부 측에 형성되되, 하부 영역이 상부에서 하부로 디스크 연결부(130)의 내측 중공부에 대응하는 형상으로 돌출되고, 돌출된 부분의 상단은 디스크 연결부(130)의 두께만큼 수평 방향으로 연장되도록 형성된다.

그리고, 상부 금형(310)은 상부 코어(300)를 감싸도록 형성되되, 그 하부 영역이 상부에서 하부로 디스크 연결부(130)의 외측 형상에 대응하는 형상으로 돌출되고, 돌출된 하단부는 플랜지부(110)의 직경에 대응되도록 수평 방향으로 연장 형성되어 돌출된 부분이 제1 하부 금형(210)의 1차 함몰된 영역에 삽입됨으로써 허브(100)의 캐비티를 생성하게 된다.

이때, 상부 금형(310)의 측면 가장자리 하부 면과 제1 하부 금형(210)의 상부 면은 서로 면접할 수도 있지만 도면 4의 t만큼 간격이 벌어질 수 있다.

이는, 허브(100) 성형시 용융 금속에 충분한 압력을 가해주기 위함이다.

그리고, 상부 코어(300)와 상부 금형(310)은 별도의 결합 수단(미도시, 예를 들면 볼트 등)으로 상호 결합되어 있으며, 상부 금형(310)의 일 측에 설치된 승강 수단(320)에 의해 상부 코어(300) 및 상부 금형(310)은 승하강 가능하게 된다.

한편, 이젝터 링(400)은 디스크 연결부(130)의 단면에 대응하는 소정 두께를 갖는 링 형상으로 형성되어 상부 코어(300)와 상부 금형(310) 사이에 설치되되, 상부 면이 상부 코어(300)의 디스크 연결부(130)의 두께만큼 수평 방향으로 연장된 부분의 하부 면과 맞닿도록 설치된다.

상기와 같이 금형의 상부 측이 상부 코어(300)와 상부 금형(310)으로 분리되어 있고, 이젝터 링(400)이 원형 형상으로 형성되기 때문에, 종래의 일체형 상부 금형과 이젝터 핀보다 캐비티와 금형 외부와의 틈새의 전체 면적이 증가하게 되어 허브(100) 성형시 발생하는 가스의 배출이 원활하게 됨으로써 불량품이 현저히 줄어들게 되는 매우 뛰어난 효과를 갖게 된다.

또한, 제1 승하강 유닛(500)은 상부 코어(300)의 상부에서 캐비티의 내부로 천공되는 원통 형상의 통로(510)와, 통로(510)의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 형성되는 핀 또는 봉으로써 통로(510)에 삽입 설치되어 하단이 이젝터 링(400)과 결합되되 상부에 연결된 구동 수단(530)에 의해 통로를 따라 승하강되는 승하강 핀(520)으로 구성된다.

여기서, 구동 수단(530)은 일반적으로 널리 사용되는 유압 실린더 또는 리니어 모터 등으로 반드시 이에 한정되지 않고, 승하강 핀(520)을 승하강시킬 수 있는 모든 구성을 포함한다.

상기와 같이 구성되는 제1 승하강 유닛(500)에 의해 이젝터 링(400)이 승하강하게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 상용차 휠의 허브용 단조 금형은 하부 코어(200)의 하부에 설치되어 하부 코어(200)를 승하강시키는 제2 승하강 유닛(600)을 더 포함한다.

제2 승하강 유닛(600)은 하부 코어(200)의 하부에 연결되는 연결체와, 상기 연결체의 하부에 설치되어 연결체를 승하강시킴으로써 하부 코어(200) 또한 승하강시키는 유압실린더로 구성된다.

상기와 같이, 하부 코어(200)가 제2 승하강 유닛(600)에 의해 승하강되기 때문에, 허브(100) 성형 후 금형 내부에 남아있는 이형제를 하부 코어(200)가 승강됨에 따라 생성되는 틈새로 배출할 수 있어, 이형제 제거가 한결 손쉽게 되는 효과가 있다.

이하에서는, 도 6a 내지 6g를 참조하여 본 발명에 따른 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형의 작동에 대해 설명한다.

먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이 승강 수단(320)에 의해 상부 코어(300) 및 상부 금형(310)이 승강 되면 캐비티 내부에 이형제를 도포하고 용융 금속을 주입한다.

그 후, 도 6b에 도시된 바와 같이 승강 수단(320)에 의해 상부 코어(300) 및 상부 금형(310)이 하강하게 되어 용융 금속에 압력을 가해 허브(100)를 성형하게 된다.

이때, 발생되는 가스는 이젝터 링(400)과 상부 코어(300) 및 상부 금형(310)의 분리에 의해 형성된 틈새로 원활히 배출되어 불량품 발생이 억제된다.

상기와 같이 허브(100)의 성형이 완료되면, 도 6c에 도시된 바와 같이 하부 코어(200)가 제2 승하강 유닛(600)에 의해 승강하고, 이와 동시에 승강 수단(320)에 의해 상부 코어(300) 및 상부 금형(310)도 승강한다.

이때, 승강 수단(320)은 제2 승하강 유닛(600)이 작동을 멈추더라도 소정 시간 더 작동되어 허브(100)와 하부 코어(200) 및 제1 하부 금형(210)을 완전히 분리시키게 된다.(도 6d 참조)

그런 다음 제1 승하강 유닛(500)에 의해 이젝터 링(400)이 하강함으로써, 허브(100)가 상부 코어(300) 및 상부 금형(310)과 분리되어 취출된다.(도 6e 참조)

상기와 같이 금형으로부터 허브(100)를 취출한 후, 하부 코어(200)가 승강함에 따라 생성된 하부 틈새로 이형제를 배출하고(도 6f 참조), 하부 코어(200)를 하강시켜 도 6g와 같은 상태로 금형을 위치시키고 다시 캐비티에 용융 금속을 주입하여 다음 성형품을 생성하게 된다.

상기와 같은 일련에 과정에 의해 상용차 휠의 허브가 성형된다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

10 : 하부 금형 20 : 상부 금형
30 : 이젝터수단 100 : 허브
110 : 플랜지부 120 : 휠 결합부
130 : 디스크 연결부 200 : 하부 코어
210 : 제1 하부 금형 220 : 제2 하부 금형
300 : 상부 코어 310 : 상부 금형
400 : 이젝터 링 500 : 제1 승하강 유닛
510 : 통로 520 : 승하강 핀
530 : 구동 수단 600 : 제2 승하강 유닛

Claims

중공 원 형태의 플레이트로 형성되는 플랜지부와, 중공 원통 형상으로 형성되되 상기 플랜지부의 일면 중심에서 수직 방향으로 돌출 형성되어 내측에 베어링을 수용하고 외측에 휠이 결합되는 휠 결합부와, 중공 원통 형상으로 형성되되 상기 플랜지부의 타면 중심에서 수직 방향으로 돌출 형성되어 브레이크 디스크와 연결되는 디스크 연결부를 포함하여 구성되는 상용차 휠의 허브를 성형하는 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형에 있어서,
상부가 상기 휠 결합부의 내측 중공부에 대응하는 형상의 하부 코어와;
상기 하부 코어를 감싸도록 형성되고, 내측이 허브의 외측 형상으로 단차지게 형성된 제1 하부 금형과;
내측이 상기 하부 코어의 하단부 형상에 대응되도록 단차지게 형성되고, 제1 하부 금형의 하부에 결합되는 제2 하부 금형과;
상기 하부 코어의 상부에 형성되되, 하부 영역이 디스크 연결부의 내측 중공부에 대응하는 형상으로 형성되는 상부 코어와;
상기 상부 코어를 감싸도록 형성되고, 내부가 허브의 외측 형상으로 단차지게 형성되며, 하부가 제1 하부 금형의 상부와 접하는 상부 금형과;
상기 디스크 연결부의 단면에 대응하는 링 형상으로 형성되어 상부 코어와 상부 금형의 사이에 설치되는 이젝터 링과;
상기 이젝터 링에 연결되어 이젝터 링을 승하강시키는 제1 승하강 유닛을 포함하되,
상기 제1 하부 금형의 상부 수평면과 상부 금형의 하부 수평면 사이에 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 승하강 유닛은,
상기 상부 코어의 상부에서 캐비티의 내부로 천공되는 통로와;
상기 통로에 끼워져 설치되어 하단이 상기 이젝터 링과 결합되되, 구동 수단에 의해 통로를 따라 승하강되는 승하강 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형.
제1항에 있어서,
상기 하부 코어의 하부에 형성되어 하부 코어를 승하강시키는 제2 승하강 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차 휠의 허브용 용탕 단조 금형.