KR101216518B1 - 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정해진 형상의 성형물에 대응하는 형상으로 이루어지는 형상스틸과, 프레스에 고정되고 상기 형상스틸이 결합되는 주물본체를 포함하는 구성으로 이루어지고, 열간 프레스 성형공정에서 판재로부터 전달되는 열을 냉각시키게 되는 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형은 복잡한 형상의 성형물을 성형하기 위하여 주물본체와 형상스틸의 조합으로 이루어지게 되는 금형 내부에 냉각수가 유동하게 되는 냉각수통로가 직렬로 형성되도록 하고, 주물본체의 냉각수통로와 복잡한 형상의 형상스틸에 대응하여 복수개로 형성되는 냉각채널을 연통시키게 되는 냉각수분배용 플레이트가 주물본체와 형상스틸 사이에 배치되어 구비되어 냉각수가 형상스틸에 형성된 냉각채널로 안정되고 균일하게 유입될 수 있도록 함으로써 성형물의 복잡한 형상에 대응하여 금형의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있게 되고, 금형의 냉각효율도 증대될 수 있게 된다. 특히, 본 발명은 주물본체의 입구홀과 출구홀에 삽입고정되는 내열성 소재의 호스블록에 냉각수탱크와 연결된 호스가 결합되도록 함으로써 금형의 열에 의해 호스가 손상되는 현상이 방지되어 냉각시스템의 운용이 원활하게 이루어지게 된다.
본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에서 냉각시스템은 호스블록, 냉각수통로, 냉각수분배용 플레이트, 냉각채널을 포함하여 이루어진다. 호스블록은 주물본체의 표면에 형성된 입구홀과 출구홀에 각각 삽입고정되고, 내열성 소재로 이루어져 냉각수탱크와 연결된 호스가 결합되는 것이다. 냉각수통로는 주물본체의 입구홀과 연통되게 주물본체의 내부에 형성되는 냉각수 공급통로와 주물본체의 출구홀과 연통되게 주물본체의 내부에 형성되는 냉각수 배출통로로 이루어지되 주물본체 표면에 다수개의 공급용 유동홀과 다수개의 배출용 유동홀이 전체 면적에 걸쳐 분포되도록 하여 냉각수 공급통로는 다수개의 공급용 유동홀과 연통되도록 하고, 냉각수 배출통로는 다수개의 배출용 유동홀과 연통되도록 한다. 냉각수분배용 플레이트는 정해진 두께의 평판 형상으로 이루어져 주물본체와 형상스틸 사이에 배치되고, 주물본체의 공급용 유동홀과 연통되는 유입로와 주물본체의 배출용 유동홀과 연통되는 유출로가 형성되며, 유입로와 유출로에 각각 연통되는 다수개의 개방홀이 형상스틸이 결합되는 표면 전체 면적에 걸쳐 분포되도록 한다. 냉각채널은 형상스틸의 내부 전체 부위에 걸쳐 분포되고, 냉각수분배용 플레이트에 형성된 다수개의 개방홀과 연통되어 냉각수가 순환되도록 하는 것이다. 이와 같은 냉각시스템에서 주물본체의 입구홀에 삽입고정된 호스블록에서 유입되는 냉각수는 주물본체의 냉각수 공급통로, 주물본체의 공급용 유동홀, 냉각수분배용 플레이트의 유입로, 냉각수분배용 플레이트의 개방홀을 통해 형상스틸의 냉각채널로 전달되어 판재로부터 전달되는 열에 의해 가열되는 형상스틸을 냉각시키게 되고, 형상스틸의 냉각채널 내에서 열을 전달받아 온도가 상승한 냉각수는 냉각수분배용 플레이트의 개방홀, 냉각수분배용 플레이트의 유출로, 주물본체의 배출용 유동홀, 주물본체의 냉각수 배출통로 및 주물본체의 출구홀에 삽입고정된 호스블록에 연결된 호스를 통해 배출되게 된다.

Description

냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형{Hot press mold having cooling system}

본 발명은 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 복잡한 형상의 성형물을 성형하기 위해 주물본체와 형상스틸이 분리되어 결합되는 형태의 금형 내부에 냉각수를 이송시키기 위한 냉각수통로가 직렬로 형성되도록 하고, 주물본체와 형상스틸 사이에 배치되는 냉각수분배용 플레이트에 의해 냉각수가 형상스틸의 냉각채널로 분배되도록 하여 금형 내 냉각수의 이송이 안정되고 균일하게 이루어지도록 하는 한편, 냉각수를 금형으로 전달하는 호스가 주물본체에 끼워지는 내열성 소재의 호스블록에 연결됨에 따라 금형의 열에 의해 호스가 손상되는 현상이 방지되도록 한 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에 관한 것이다.

프레스성형에 의한 제품의 생산은 자동차산업분야에서 차체의 제조를 비롯하여 다양한 산업분야에서 활용되고 있는데, 특히, 제품의 성형성을 증대시키고, 제품 소재의 강도특성을 증대시키는 것을 목적으로 하는 열간 프레스 성형도 현재 많이 활용되고 있는 추세이다.

이와 같은 열간 프레스 성형은 열처리성을 증대시키기 위하여 붕소(boron)이나 망간 등을 첨가한 강(steel) 소재의 판재(blank)를 오븐(oven)이나 가열로(furnace)에 장입한 후 Ac3변태점 이상의 온도로 가열하여 강 소재의 판재가 완전 오스테나이트(Austenite)화되도록 한 다음, 판재를 곧바로 프레스의 금형으로 이송시켜 스탬핑에 의해 성형되도록 하는 동시에 닫힌 금형 내부에 판재가 정해진 압력을 받으며 위치된 상태에서 냉각시스템을 이용하여 급랭(quenching)시켜 고강도의 마르텐사이트(Martensite)로 변태시키는 공법이다.

상기와 같은 열간 프레스 성형에 의해 제조되는 성형물은 마르텐사이트 조직을 가짐에 따라 1500MPa 이상의 높은 인장강도를 가지게 되고, 고온 조건에서 성형됨에 따라 높은 연신율을 가지게 되며, 닫힌 금형의 내부에 판재가 구속된 상태에서 성형과 동시에 냉각이 이루어짐에 따라 스프링백 현상이 방지되는 한편 치수정밀도가 향상되는 효과를 가지게 되어 높은 성형성을 가지게 되는 것이다.

여기서, 상기와 같은 열간 프레스 성형에 사용되는 금형은 오스테나이트화 온도로 가열된 강소재의 판재와 접촉하게 됨에 따라 프레스의 스탬핑 과정에서 시간의 경과에 따라 금형의 온도가 높아지게 되는데, 금형의 온도가 높아져 고온 상태가 되면 성형물을 급랭(quenching)하는 공정에서 원래 목적하는 조직상태인 마르텐사이트 조직으로 성형물이 변태되지 못하고, 베이나이트나 페라이트 조직으로 성형물이 변태되어 강도특성이 취약하게 되는 현상이 발생하였다.

따라서, 금형 자체를 냉각시키기 위한 냉각시스템이 금형에 적용되어 사용되고 있는데, 이와 관련한 기술로는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-1998-038963호 "부품 성형용 금형 시스템의 냉각장치", 공개번호 제10-2009-0067765호 "냉각구조를 갖는 금형" 등록실용신안공보 등록번호 제20-0407159호 "금형냉각장치를 가지는 프레스장치", 공개실용신안공보 공개번호 제20-1999-0025298호 "자동차 프레스 금형의 냉각장치" 등이 안출되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 금형의 냉각시스템은 단순한 구성의 냉각수 배관을 제공하여 금형의 냉각효율이 낮은 문제점을 가지고 있었다.

또한, 복잡한 형상의 성형물에 대응하여 제작되는 금형에 적용되는 냉각시스템의 경우 금형의 내부에 냉각수통로나 냉각채널이 병렬로 형성되고, 냉각수탱크와 연결된 다수개의 호스가 금형에 병렬적으로 접속되어 각각의 냉각수통로와 냉각채널에 연결되면서 금형 내부로 냉각수를 공급하는 구성임에 따라 냉각시스템의 구성이 복잡해지고, 냉각수가 각 냉각수통로와 냉각채널의 상태에 영향을 받으며 이송됨에 따라 냉각수의 이송이 불안정하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 냉각시스템은 냉각수탱크와 연결된 호스가 금형에 직접 접속되는 구성이어서 열간 프레스 성형 과정에서 고온의 판재로부터 열을 전달받아 고온상태가 되는 금형이나 금형 표면에 형성되는 경질의 산화철(scale)에 의해 호스가 손상되는 현상도 동시에 발생하였으므로, 이를 개선하는 냉각시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이라 하겠다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 복잡한 형상의 성형물을 성형하기 위하여 주물본체와 형상스틸의 조합으로 이루어지게 되는 금형 내부에 냉각수가 유동하게 되는 냉각수통로가 직렬로 형성되도록 하고, 형상스틸의 복잡한 형상에 대응하여 복수개로 형성되는 형상스틸의 냉각채널을 주물본체의 냉각수통로와 연통시키게 되는 냉각수분배용 플레이트가 주물본체와 형상스틸 사이에 배치되어 냉각수가 형상스틸에 형성된 냉각채널로 안정되고 균일하게 유입될 수 있도록 함으로써 성형물의 복잡한 형상에 대응하여 금형의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있게 되고, 금형의 냉각효율도 증대될 수 있도록 하는 새로운 형태의 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 주물본체의 입구홀과 출구홀에 삽입고정되는 내열성 소재의 호스블록에 냉각수탱크와 연결된 호스가 결합되도록 함으로써 금형의 열에 의해 호스가 손상되는 현상이 방지되어 냉각시스템의 운용이 원활하게 이루어지게 되는 새로운 형태의 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 정해진 형상의 성형물에 대응하는 형상으로 이루어지는 형상스틸과, 프레스에 고정되고 상기 형상스틸이 결합되는 주물본체를 포함하는 구성으로 이루어지고, 열간 프레스 성형공정에서 판재로부터 전달되는 열을 냉각시키게 되는 냉각시스템을 구비하게 되는 금형에 있어서, 상기 냉각시스템은 상기 주물본체의 표면에 형성된 입구홀과 출구홀에 각각 삽입고정되고, 내열성 소재로 이루어져 냉각수탱크와 연결된 호스가 결합되는 호스블록과; 상기 주물본체의 입구홀과 연통되게 상기 주물본체의 내부에 형성되는 냉각수 공급통로와 상기 주물본체의 출구홀과 연통되게 상기 주물본체의 내부에 형성되는 냉각수 배출통로로 이루어지되 상기 주물본체 표면에 다수개의 공급용 유동홀과 다수개의 배출용 유동홀이 전체 면적에 걸쳐 분포되도록 하여 상기 냉각수 공급통로는 상기 다수개의 공급용 유동홀과 연통되도록 하고, 상기 냉각수 배출통로는 상기 다수개의 배출용 유동홀과 연통되도록 하는 냉각수통로와; 정해진 두께의 평판 형상으로 이루어져 상기 주물본체와 형상스틸 사이에 배치되고, 상기 주물본체의 공급용 유동홀과 연통되는 유입로와 상기 주물본체의 배출용 유동홀과 연통되는 유출로가 형성되며, 상기 유입로와 유출로에 각각 연통되는 다수개의 개방홀이 상기 형상스틸이 결합되는 표면 전체 면적에 걸쳐 분포되도록 하는 냉각수분배용 플레이트 및; 상기 형상스틸의 내부 전체 부위에 걸쳐 분포되고, 상기 냉각수분배용 플레이트에 형성된 다수개의 개방홀과 연통되어 냉각수가 순환되도록 하는 냉각채널을 포함하여, 상기 주물본체의 입구홀에 삽입고정된 호스블록에서 유입되는 냉각수는 상기 주물본체의 냉각수 공급통로, 상기 주물본체의 공급용 유동홀, 상기 냉각수분배용 플레이트의 유입로, 상기 냉각수분배용 플레이트의 개방홀을 통해 상기 형상스틸의 냉각채널로 직렬로 전달되어 상기 판재로부터 전달되는 열에 의해 가열되는 상기 형상스틸을 냉각시키게 되고, 상기 형상스틸의 냉각채널 내에서 열을 전달받아 온도가 상승한 냉각수는 상기 냉각수분배용 플레이트의 개방홀, 상기 냉각수분배용 플레이트의 유출로, 상기 주물본체의 배출용 유동홀, 상기 주물본체의 냉각수 배출통로 및 상기 주물본체의 출구홀에 삽입고정된 호스블록에 연결된 호스를 통해 직렬로 배출되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에서 상기 냉각수분배용 플레이트는 상기 형상스틸의 냉각채널과 연통되는 개방홀이 형성된 표면 둘레를 따라 실링재용 안착홈이 형성되도록 하고, 상기 실링재용 안착홈에 끼워지는 고무소재의 실링재에 의해 상기 냉각수분배용 플레이트와 형상스틸 사이에서 냉각수가 누출되는 것이 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에서 상기 냉각수분배용 플레이트는 내식성 물질로 표면이 코팅되어 부식이 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에서 상기 냉각수분배용 플레이트는 상기 개방홀이 슬릿(slit) 형상으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에서 상기 냉각수분배용 플레이트는 바닥면과 상기 개방홀의 반대편 표면에 상기 냉각수분배용 플레이트의 유입로 입구와 상기 냉각수분배용 플레이트의 유출로 입구가 형성되도록 하고, 상기 냉각수 공급통로와 냉각수 배출통로는 상기 주물본체의 내부에서 분기되어 상기 냉각수분배용 플레이트의 바닥면의 상기 개방홀의 반대편 표면에 형성된 상기 유입로 입구와 상기 유출로 입구과 연통되도록 하여, 냉각수가 상기 냉각수분배용 플레이트의 바닥면과 표면을 통해 동시에 상기 냉각수분배용 플레이트로 유출입하도록 하여 유동효율이 증대되도록 하는 것을 특징으로

이와 같은 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에서 상기 금형에 상형 패드와 하형 패드가 더 포함되고, 상기 상형 패드와 하형 패드는 상기 주물본체와 형상스틸으로 이루어져 상기 주물본체와 형상스틸 사이에 냉각수분배용 플레이트가 설치되도록 하여 냉각수가 이송되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형에 의하면, 금형 내부에 직렬로 형성되는 냉각수통로에 의해 이송되는 냉각수가 냉각수분배용 플레이트에 의해 형상스틸의 냉각채널로 분배되도록 함에 따라 금형 내 냉각수의 이송이 안정되고 균일하게 이루어져 냉각효율이 증대되고, 금형이 원활하게 냉각되는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 냉각수를 공급하는 호스가 주물본체에 끼워지는 내열성 소재의 호스블록에 연결됨에 따라 금형의 열에 의해 호스가 손상되는 현상이 방지되어 호스의 손상에 의한 냉각수 유출사고가 방지되고, 냉각시스템의 내구성이 증대되는 효과도 동시에 가지게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 주물본체의 사시도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 형상스틸의 사시도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 냉각수분배용 플레이트의 사시도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형의 결합 사시도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 주물본체에 형성된 냉각수통로를 보여주기 위한 도면;
도6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 냉각수분배용 플레이트에 형성된 유입로와 개방홀을 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 냉각수분배용 플레이트의 구성을 보여주기 위한 도면;
도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 냉각수분배용 플레이트에 실링재가 설치되는 구성을 보여주기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템을 보여주기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형(100)은 정해진 형상의 성형물에 대응하는 형상으로 이루어지는 형상스틸(40)과, 프레스에 고정되고 형상스틸(40)이 결합되는 주물본체(20)를 포함하는 구성으로 이루어지는 것으로, 금형(100) 내부에 냉각시스템(60)이 구비되어 열간 프레스 성형공정에서 판재로부터 전달되는 열을 냉각시킴으로써 금형(100)의 온도가 일정온도 이상으로 상승하지 않도록 한 것이다.

특히, 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형(100)은 복잡한 형상의 성형물을 성형하기 위하여 주물본체(20)와 형상스틸(40)의 조합으로 이루어지게 되는 금형(100)에 적용되어 복잡한 형상의 형상스틸(40)을 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형(100)은 내부에 냉각수가 유동하게 되는 냉각수통로(63)가 주물본체(20)에 직렬로 형성되도록 하고, 형상스틸(40)의 복잡한 형상에 대응하여 복수개로 형성되는 형상스틸(40)의 냉각채널(65)을 주물본체(20)의 냉각수통로(63)와 연통시키게 되는 냉각수분배용 플레이트(64)가 주물본체(20)와 형상스틸(40) 사이에 배치되어 냉각수가 형상스틸(40)에 형성된 냉각채널(65)로 안정되고 균일하게 유입될 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다. 이와 같이 주물본체(20) 내부에 직렬로 형성되는 냉각수통로(63)에 의해 이송되는 냉각수가 냉각수분배용 플레이트(64)에 의해 형상스틸(40)의 냉각채널(65)로 분배되도록 함에 따라 금형(100) 내 냉각수의 이송이 안정되고 균일하게 이루어져 냉각효율이 증대되고, 금형이 원활하게 냉각되게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형(100)은 주물본체(20)의 입구홀(22)과 출구홀(24)에 삽입고정되는 내열성 소재의 호스블록(62)에 냉각수탱크와 연결된 호스(61)가 결합되도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다. 이에 따라, 금형(100)의 열에 의해 호스가 손상되는 현상이 방지되어 냉각시스템(60)의 운용이 원활하게 이루어지게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 9에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 금형이나 금형의 냉각시스템 및 열간 프레스 성형으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 주물본체의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 형상스틸의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 냉각수분배용 플레이트의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형의 결합 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 주물본체에 형성된 냉각수통로를 보여주기 위한 도면이고, 도6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 냉각수분배용 플레이트에 형성된 유입로와 개방홀을 보여주기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 냉각수분배용 플레이트의 구성을 보여주기 위한 도면이고, 도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 이루는 냉각수분배용 플레이트에 실링재가 설치되는 구성을 보여주기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템을 보여주기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형(100)은 도 1 내지 도 4에서와 같이 주물본체(20)와 형상스틸(40)을 포함하는 구성으로 이루어지고, 주물본체(20)와 형상스틸(40)에 냉각시스템(60)이 설치되는데, 이와 같은 냉각시스템(60)은 호스블록(62), 냉각수통로(63), 냉각수분배용 플레이트(64), 냉각채널(65)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

호스블록(62)은 도 1과 도 5에서와 같이 주물본체(20)의 표면에 형성된 입구홀(22)과 출구홀(24)에 각각 삽입고정되는 것으로, 냉각수탱크와 연결된 호스(61)가 결합되는데, 이와 같은 호스블록(62)은 내열성의 열전도율이 낮은 소재로 이루어지도록 하여 호스블록(62)에 결합되는 호스(61)로 금형(100)의 열이 전달되지 않도록 한다. 이에 따라 본 발명에서는 금형(100)과 접속하게 되는 호스(61)가 열에 의해 손상되는 것이 방지된다.

냉각수통로(63)는 도 9에서와 같이 외부로부터 전달되는 냉각수가 주물본체(20)의 내부로 유입되도록 하는 냉각수 공급통로(63a)와, 정해진 형상의 성형물로 가공되는 판재와 직접 접촉하여 열을 전달받게 되는 형상스틸(40)을 냉각시키고 온도가 높아진 냉각수가 주물본체(20)의 내부를 통과하여 외부로 배출되도록 하는 냉각수 배출통로(63b)로 이루어진다.

이와 같이 냉각수 공급통로(63a)는 주물본체(20)의 입구홀(22)과 연통되게 주물본체(20)의 내부에 직렬로 형성되는 것이고, 냉각수 배출통로(63b)는 주물본체(20)의 출구홀(24)과 연통되게 주물본체(20)의 내부에 직렬로 형성되는 것이다.

상기와 같이 냉각수 공급통로(63a) 및 냉각수 배출통로(63b)가 병렬이 아닌 직렬로 형성됨에 따라 냉각수의 이송이 원활하고 안정되게 이루어질 수 있게 된다.

여기서, 주물본체(20)의 표면에는 다수개의 공급용 유동홀과 다수개의 배출용 유동홀이 전체 면적에 걸쳐 분포되는데, 다수개의 공급용 유동홀은 냉각수 공급통로(63a)와 연통되어 냉각수가 냉각수분배용 플레이트(64)로 전달되도록 하고, 다수개의 배출용 유동홀은 냉각수 배출통로(63b)는 연통되어 냉각수분배용 플레이트(64)로부터 냉각수를 전달받도록 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수통로(63)는 도 9에서와 같이 냉각수 공급통로(63a)와 냉각수 배출통로(63b)가 주물본체(20)의 내부에서 분기되어 냉각수분배용 플레이트(64)의 바닥면과 개방홀(644)의 반대편 표면에 형성된 유입로(642a) 입구와 유출로(642b) 입구과 연통되도록 함으로써 냉각수분배용 플레이트(64)로의 냉각수 공급이 원활하게 이루어지도록 한다.

냉각수분배용 플레이트(64)는 정해진 두께의 평판 형상으로 이루어져 주물본체(20)와 형상스틸(40) 사이에 배치되는 것으로, 본 발명의 열간 프레스 성형용 금형(100)은 복잡한 형상의 성형물을 제조하는데 적용되어 형상스틸(40)이 복잡한 형상으로 이루어져 다양한 굴곡면을 가지게 되는데, 이에 대응하여 형상스틸(40)에 복수개로 형성되는 냉각채널(65)에 냉각수를 원활하게 분배하기 위하여 냉각수분배용 플레이트(64)가 설치되는 것이다.

이와 같은 냉각수분배용 플레이트(64)는 주물본체(20)의 공급용 유동홀(632a)과 연통되는 유입로(642a)와 주물본체(20)의 배출용 유동홀(632b)과 연통되는 유출로(642b)가 내부에 형성되고, 유입로(642a)와 유출로(642b)에 각각 연통되는 다수개의 개방홀(644)이 형상스틸(40)이 결합되는 표면 전체 면적에 걸쳐 분포된다.

여기서, 개방홀은 도 6와 도 7에서와 같이 일정 길이의 슬릿(slit) 형상으로 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 이는 개방홀(644)이 냉각수로 완전히 채워진 상태에서 개방홀(644)을 통해 냉각수가 형상스틸(40)의 냉각채널(65)로 유입되도록 하여 형상스틸(40)으로 유입되는 냉각수의 유압이 일정해지도록 함으로써 형상스틸(40)으로 공급되는 냉각수의 이송이 안정되고 원활해지도록 하기 위함이다.

그리고, 냉각수분배용 플레이트(64)는 내식성 물질로 표면이 코팅되어 부식이 방지되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수분배용 플레이트(64)는 바닥면과 개방홀(644)의 반대편 표면에 각각 유입로(642a) 입구와 유출로(642b) 입구가 형성되는데, 이에 따라, 주물본체(20)의 내부에서 분기되는 냉각수 공급통로(63a)와 냉각수 배출통로(63b)가 냉각수분배용 플레이트(64)의 바닥면과 개방홀(644)의 반대편 표면에 형성된 유입로(642a) 입구와 유출로(642b) 입구과 연통되어 냉각수분배용 플레이트(64)로의 냉각수 공급이 원활하게 이루어지게 되고, 유동효율이 증대되게 된다.

냉각채널(65)은 복잡한 형상으로 이루어지는 형상스틸(40)의 내부 전체 부위에 걸쳐 분포되는 것으로, 복수개의 냉각채널(65)이 형성되어 냉각수분배용 플레이트(64)에 형성된 다수개의 개방홀(644)과 연통됨으로써 냉각수를 전달받아 냉각수를 형상스틸(40) 내부에서 순환시키게 된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수분배용 플레이트(64)는 도 7와 도 8에서와 같이 형상스틸(40)의 냉각채널(65)과 연통되는 개방홀(644)이 형성된 표면 둘레를 따라 실링재용 안착홈(646)이 형성되도록 하여, 실링재용 안착홈(646)에 고무소재의 실링재(80)가 끼워지면서 냉각수분배용 플레이트(64)와 형상스틸(40) 사이에서 냉각수가 누출되는 것이 방지되도록 한다.

상기와 같이 구성되는 냉각시스템(60)은 주물본체(20)의 입구홀(22)에 삽입고정된 호스블록(62)을 통해 유입되어 주물본체(20)의 냉각수 공급통로(63a), 주물본체(20)의 공급용 유동홀(632a)을 통과하며 직렬로 이송되는 냉각수가 냉각수분배용 플레이트(64)의 유입로(642a), 냉각수분배용 플레이트(64)의 개방홀(644)을 통해 형상스틸(40)에 형성된 복수개의 냉각채널(65)로 전달되어 판재로부터 전달되는 열에 의해 가열되는 형상스틸(40)을 냉각시키게 된다.

또한, 상기와 같이 구성되는 냉각시스템(60)은 형상스틸(40)의 냉각채널(65) 내에서 열을 전달받아 온도가 상승한 냉각수를 냉각수분배용 플레이트(64)의 개방홀(644), 냉각수분배용 플레이트의 유출로(642b)를 통해 전달받아 주물본체(20)의 배출용 유동홀(632b), 주물본체(20)의 냉각수 배출통로(63b) 및 주물본체(20)의 출구홀(24)에 삽입고정된 호스블록(62)에 연결된 호스(61)를 통해 직렬로 배출하게 된다.

한편, 상기와 같은 냉각시스템(60)의 구성은 금형(100)을 이루는 상형 패드와 하형 패드에도 적용되어 상형 패드와 하형 패드가 상기한 구성의 냉각시스템(60)을 구비하는 주물본체(20)와 형상스틸(40)으로 이루어져 주물본체(20)와 형상스틸(40) 사이에 냉각수분배용 플레이트(64)가 설치되어 냉각수가 이송되도록 할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

20 : 주물본체 22 : 입구홀
24 : 출구홀 40 : 형상스틸
646 : 실링재용 안착홈 60 : 냉각시스템
61 : 호스 62 : 호스블록
63 : 냉각수통로 63a : 냉각수 공급통로
63b : 냉각수 배출통로 632a : 공급용 유동홀
632b : 배출용 유동홀 64 : 냉각수분배용 플레이트
642a : 유입로 642b : 유출로
644 : 개방홀 65 : 냉각채널
80 : 실링재 100 : 열간 프레스 성형용 금형

Claims (6)

1. 정해진 형상의 성형물에 대응하는 형상으로 이루어지는 형상스틸과, 프레스에 고정되고 상기 형상스틸이 결합되는 주물본체를 포함하는 구성으로 이루어지고, 열간 프레스 성형공정에서 판재로부터 전달되는 열을 냉각시키게 되는 냉각시스템을 구비하게 되는 금형에 있어서,
   상기 냉각시스템은 상기 주물본체의 표면에 형성된 입구홀과 출구홀에 각각 삽입고정되고, 내열성의 열전도율이 낮은 소재로 이루어져 냉각수탱크와 연결된 호스가 결합되는 호스블록과;
   상기 주물본체의 입구홀과 연통되게 상기 주물본체의 내부에 직렬로 형성되는 냉각수 공급통로와 상기 주물본체의 출구홀과 연통되게 상기 주물본체의 내부에 직렬로 형성되는 냉각수 배출통로로 이루어지되 상기 주물본체 표면에 다수개의 공급용 유동홀과 다수개의 배출용 유동홀이 전체 면적에 걸쳐 분포되도록 하여 상기 냉각수 공급통로는 상기 다수개의 공급용 유동홀과 연통되도록 하고, 상기 냉각수 배출통로는 상기 다수개의 배출용 유동홀과 연통되도록 하는 냉각수통로와;
   정해진 두께의 평판 형상으로 이루어져 상기 주물본체와 형상스틸 사이에 배치되고, 상기 주물본체의 공급용 유동홀과 연통되는 유입로와 상기 주물본체의 배출용 유동홀과 연통되는 유출로가 형성되며, 슬릿(slit) 형상으로 이루어지는 개방홀 다수개가 상기 유입로와 유출로에 각각 연통되어 상기 형상스틸이 결합되는 표면 전체 면적에 걸쳐 분포되도록 하는 냉각수분배용 플레이트 및;
   상기 형상스틸의 내부 전체 부위에 걸쳐 분포되고, 상기 냉각수분배용 플레이트에 형성된 다수개의 개방홀과 연통되어 냉각수가 순환되도록 하는 냉각채널을 포함하여,
   상기 주물본체의 입구홀에 삽입고정된 호스블록에서 유입되는 냉각수는 상기 주물본체의 냉각수 공급통로, 상기 주물본체의 공급용 유동홀, 상기 냉각수분배용 플레이트의 유입로, 상기 냉각수분배용 플레이트의 개방홀을 통해 상기 형상스틸의 냉각채널로 직렬로 전달되어 상기 판재로부터 전달되는 열에 의해 가열되는 상기 형상스틸을 냉각시키게 되고, 상기 형상스틸의 냉각채널 내에서 열을 전달받아 온도가 상승한 냉각수는 상기 냉각수분배용 플레이트의 개방홀, 상기 냉각수분배용 플레이트의 유출로, 상기 주물본체의 배출용 유동홀, 상기 주물본체의 냉각수 배출통로 및 상기 주물본체의 출구홀에 삽입고정된 호스블록에 연결된 호스를 통해 직렬로 배출되되,
   상기 냉각수분배용 플레이트는 바닥면과 상기 개방홀의 반대편 표면에 상기 냉각수분배용 플레이트의 유입로 입구와 상기 냉각수분배용 플레이트의 유출로 입구가 형성되도록 하고,
   상기 냉각수 공급통로와 냉각수 배출통로는 상기 주물본체의 내부에서 분기되어 상기 냉각수분배용 플레이트의 바닥면의 상기 개방홀의 반대편 표면에 형성된 상기 유입로 입구와 상기 유출로 입구과 연통되도록 하여,
   냉각수가 상기 냉각수분배용 플레이트의 바닥면과 표면을 통해 동시에 상기 냉각수분배용 플레이트로 유출입하도록 하여 유동효율이 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각수분배용 플레이트는 상기 형상스틸의 냉각채널과 연통되는 개방홀이 형성된 표면 둘레를 따라 실링재용 안착홈이 형성되도록 하고, 상기 실링재용 안착홈에 끼워지는 고무소재의 실링재에 의해 상기 냉각수분배용 플레이트와 형상스틸 사이에서 냉각수가 누출되는 것이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각수분배용 플레이트는 내식성 물질로 표면이 코팅되어 부식이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금형에 상형 패드와 하형 패드가 더 포함되고,
   상기 상형 패드와 하형 패드는 상기 주물본체와 형상스틸으로 이루어져 상기 주물본체와 형상스틸 사이에 냉각수분배용 플레이트가 설치되도록 하여 냉각수가 이송되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형.

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