KR101512151B1 - 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트 - Google Patents

다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트 Download PDF

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김용현
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동남정밀 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 스프레이 카세트(1)는, 승강체(51)가 하우징(10)에 대해 승강 가능하게 결합되고, 이형제실(101)로 공급된 고압의 이형제에 의해 승강체(51)가 상승하고, 이형제실(101) 내의 압력이 미리 정해진 값 이하로 감소하면 승강체(51)가 압축코일스프링(53)에 의해 하강하고, 그 결과, 승강체(51)에 결합된 밸브체(52)가 이형제실(101)로부터의 이형제의 배출경로인 안내관(30)을 차단하도록 구성되어 있으므로, 이형제실(101)로부터 불필요하게 유출되는 이형제량이 대폭 감소되며, 그 결과 비용의 절감은 물론, 다이캐스팅 성형 현장의 환경 오염도 줄일 수 있게 된다.

Description

다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트{Releasing spray cassette for die-casting die}
본 발명은 다이캐스팅 금형에 이형제를 분사하기 위해 사용되는 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트에 관한 것이다.
금속제품의 대량생산을 위해 사용되는 다이캐스팅 금형은, 일반적으로 한 쌍으로 이루어져 있으며, 그 한 쌍의 금형(고정금형과 가동금형)은 다이케스팅 성형기에 상호 밀착 및 이격 가능하게 배치된다. 다이캐스팅 금형이 상호 밀착되면 캐비티가 형성되는데, 그 캐비티로 용융 금속이 주입된 후 일정 시간 경과하면, 캐비티 내의 용융 금속이 응고되면서 원하는 형상(캐비티의 형상에 대응되는 형상)의 금속제품이 된다. 이와 같이 캐비티 내에서 금속제품이 성형되면, 밀착되어 있던 다이캐스팅 금형을 상호 이격시키고, 상기 캐비티에서 성형된 금속제품을 다이캐스팅 금형으로부터 빼낸다. 그리고, 금형을 다시 상호 밀착시키고 상술한 금속제품 성형과정을 반복하여 동일한 규격의 금속제품을 대량 생산한다.
한편, 이격되어 있던 다이캐스팅 금형이 상호 밀착되기 전에, 향후 캐비티 내의 금속제품을 금형으로부터 빼내게 될 때 쉽게 빠지도록, 예컨대 등록실용신안공보 20-0291689호에 개시된 것 등과 같은, 스프레이 카세트를 이용하여, 금형에 이형제를 분사하여 둔다.
스프레이 카세트는, 금속제품과의 분리가 원활하게 행해지기 어려운 다이캐스팅 금형의 복수 부위에 동시에 이형제를 분사할 수 있도록 하기 위한 것이다. 스프레이 카세트의 하우징 내부에는 이형제실과 공기실이 형성되어 있으며, 스프레이 카세트의 하우징 하부에는 복수의 분사관이 결합되어 있다. 각 분사관은, 그 일단이 상기 공기실과 통하며, 타단이 다이캐스팅 금형 쪽을 향하도록 작업자에 의해 휘어지게 된다. 스프레이 카세트의 하우징 내부에는 또한, 상단이 이형제실과 통하며 하단은 대응되는 분사관의 일단에 인접된 상태로 공기실에 배치된 복수의 안내관이 설치되어 있다.
이러한 스프레이 카세트는, 다이캐스팅 성형 과정에서, 예컨대 로봇 등과 같은 구동원에 의해, 상호 이격되어 있는 금형들 사이로 진입된 분사위치와, 그 금형들 사이로부터 빠져 나와서 대기하는 대기위치 사이에서 이동하게 된다.
스프레이 카세트가 상기 분사위치에 위치된 후, 외부의 이형제 탱크 등의 이형제 공급원으로부터 이형제가 스프레이 카세트의 이형제실로 고압(대기압보다 높은 압력이며, 예컨대 5kg/cm2 )으로 공급되고, 외부의 공기 탱크 등의 공기 공급원으로부터 스프레이 카세트의 공기실로 공기가 고압으로 공급되면, 공기실 내로 공급된 공기가 복수의 분사관을 통해 다이캐스팅 금형의 상기 복수의 부위(이형제의 도포가 필요한 부위)를 향해 공기가 분사된다. 그리고, 이형제실로 공급된 이형제는, 안내관들을 통해 분사관으로 유입되고, 상기와 같이 분사관 내로 유입되는 공기와 혼합되어 미스트 상태로 분사관으로부터 유출되면서, 다이캐스팅 금형의 복수의 부위로 분사되게 된다.
이형제가 원하는 양만큼 분사되면, 상기 스프레이 카세트 내로의 고압의 이형제 및 공기 공급이 중단되어 이형제 분사과정이 완료되고, 스프레이 카세트는 상기 대기위치로 이동되어 대기하고, 상기 이격되어 있던 금형이 다시 상호 밀착되어 새로운 금속제품이 형성된다. 그 후, 상기 새로운 금속제품을 빼내기 위해 금형이 다시 상호 이격되면, 대기위치에서 대기하고 있던 스프레이 카세트가 다시 분사위치로 진입하고, 이어서 상술한 바와 같은 분사과정이 다시 행해지게 된다.
그런데, 이형제 분사과정이 완료되어 이형제 공급원으로부터 스프레이 카세트 내로의 고압의 이형제 공급이 중단된 후에, 이미 이형제실에 공급되어 있던 고압의 이형제는, 안내관들 및 분사관들을 통해 외부로 계속 불필요하게 배출되어 버리게 되며, 그로 인하여, 이형제의 소모량이 불필요하게 증가할 뿐만 아니라, 다이캐스팅 작업 현장이 오염된다는 문제도 발생하게 된다.
등록실용신안공보 20-0291689호
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 원하는 양만큼의 이형제가 다이캐스팅 금형으로 분사되어 이형제 분사과정이 완료된 후, 이미 이형제실로 공급되어 있던 이형제가 그 이형제실 외부로 계속 불필요하게 배출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있도록 된 구성의 스프레이 카세트를 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트는, 다이캐스팅 금형에 이형제를 분사하기 위한 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트에 있어서:
일측벽에 이형제 유입구 및 공기 유입구가 형성되어 있는 하우징;
상기 하우징 내에 마련되며, 상기 이형제 유입구를 통해 고압의 이형제를 공급받는 이형제실;
상기 이형제실의 하측에 위치하도록 상기 하우징 내에 마련되며, 상기 공기 유입구를 통해 고압의 공기를 공급받는 공기실;
상기 하우징에 결합되며, 상기 공기실 내의 공기가 상기 다이캐스팅 금형측으로 분사될 수 있도록, 일단은 상기 공기실과 통하고 타단은 상기 다이캐스팅 금형을 향하게 되는 복수의 분사관;
상기 이형제실 내의 이형제가 상기 분사관들을 통해 분사되는 공기에 혼합된 상태로 상기 다이캐스팅 금형으로 분사될 수 있도록, 상기 분사관들 각각에 대응되게 복수개 설치되며, 상단은 상기 이형제실과 통하고 하단은 대응되는 분사관의 일단에 인접되게 상기 공기실에 배치되어, 상기 이형제실의 이형제의 상기 분사관 내로의 유동을 안내하는 안내관;
상기 안내관들 각각에 대응되게 설치된 복수의 밸브 유닛;을 구비하며,
상기 각각의 밸브 유닛은:
상기 하우징에 대해 승강 가능하게 상기 하우징에 설치되며, 상하방향으로 관통된 암나사 구멍이 형성되어 있으며, 상기 이형제 유입구를 통해 상기 이형제실로 유입되는 이형제의 압력에 의해 상승하도록 하면이 상기 이형제실로 노출되어 있는 승강체;
상기 안내관의 상방에 위치하며, 상기 승강체의 암나사 구멍에 나사 결합되어 있어서, 상기 승강체에 대한 회전에 의해 상기 승강체에 대해 승강하면서 상기 안내관의 상단과의 간격이 조절됨으로써, 상기 안내관 내로 유입되는 이형제의 유량을 조절 가능한 밸브체;
상기 승강체를 하방으로 탄성적으로 가압하도록 배치되며, 하단은 상기 승강체에 접촉하여 지지된 압축코일스프링;
상기 압축코일스프링의 둘레를 에워싸는 통형의 몸체부와, 이 몸체부의 하단에 마련되어 상기 하우징에 결합되는 플랜지부와, 상기 몸체부의 상단에 마련되어 상기 압축코일스프링의 상단을 접촉지지하는 지지부를 가지는 지지체;를 구비하며,
상기 승강체의 상승시에, 상기 압축코일스프링이 완전히 압축되기 전에, 상기 지지체의 플랜지부의 하면이 상기 승강체의 상면에 접촉함으로써 그 승강체의 상승이 정지되도록 구성되고,
상기 이형제실 내의 이형제의 압력이 미리 설정된 값 이하로 되었을 때, 상기 스프링의 탄성 가압력에 의해 상기 승강체가 하강함으로써, 상기 승강체에 결합되어 있는 밸브체가 상기 안내관의 상단을 막도록 구성되어 있다.
본 발명에 의하면, 원하는 양만큼의 이형제가 금형으로 분사되어 이형제 분사과정이 완료된 후에 이형제실에 남아 있게 되는 이형제가, 다음의 이형제 분사과정이 시작되기 전에 이형제실 외부로 계속 배출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 구성을 구비함으로써, 이형제의 소모량을 감소시킬 수 있으며, 또한 그 다이캐스팅 작업 현장이 오염되는 것도 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트의 전체적인 구성을 설명하기 위한 개략적 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 스프레이 카세트의 일부의 개략적 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 스프레이 카세트의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 스프레이 카세트의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 스프레이 카세트의 Ⅴ-Ⅴ선 개략적 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 밸브 유닛 부위의 개략적 분리 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시된 상태로부터 밸브체의 승강체에 대한 위치가 조절된 상태의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 도 3에 도시된 밸브체의 개략적 분리사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 밸브체의 개략적 단면도이다.
도 10은 도 3의 승강체가 하강한 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트를, 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 스프레이 카세트의 전체적인 구성을 설명하기 위한 개략적 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 스프레이 카세트의 일부의 개략적 사시도이다. 그리고, 도 3 내지 도 5는 각각, 도 2에 도시된 스프레이 카세트의 Ⅲ-Ⅲ선, Ⅳ-Ⅳ선, Ⅴ-Ⅴ선 개략적 단면도이다. 도 6은 도 3에 도시된 밸브 유닛 부위의 개략적 분리 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예의 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트(1)는, 종래의 스프레이 카세트와 마찬가지로, 다이캐스팅 금형(D, D)에 이형제를 분사하기 위한 것으로서, 예컨대 로봇 등의 구동원(미도시)에 의해, 도 1에 실선으로 도시한 바와 같이 상호 이격되어 있는 다이캐스팅 금형(D, D) 사이로 진입된 분사위치와, 도 1에 가상선으로 도시한 바와 같이 다이캐스팅 금형(D, D) 사이로부터 빠져 나와서 대기하는 대기위치 사이에서 위치 이동될 수 있게 배치된다.
다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트(1)는, 예컨대 알루미늄으로 제작된 하우징(10)을 구비하고 있다. 하우징(10)의 일측벽에는, 이형제 유입구(11)와 공기 유입구(12)가 형성되어 있다. 이형제 유입구(11)는 외부의 이형제 공급원(RS)에 접속되어 있으며, 이형제 공급원(RS)으로부터 이형제 유입구(11)를 통해 하우징(10) 내로 고압(대기압보다 높은 압력을 일컬으며, 본 실시예에서는 5kg/cm2)으로 이형제가 유입되게 된다. 공기 유입구(12)는 외부의 공기 공급원(AS)에 접속되어 있으며, 공기 공급원(AS)으로부터 공기 유입구(12)를 통해 하우징(10) 내로 고압(대기압보다 높은 압력이며, 예컨대 5kg/cm2 )으로 공기가 유입되게 된다. 도 1에 있어서, 참조부호 V1은 이형제 공급원(RS)과 이형제 유입구(11) 사이의 이형제 유동경로를 개폐하기 위한 밸브이며, 참조부호 V2는 공기 공급원(AS)과 공기 유입구(12) 사이의 이형제 유동경로를 개폐하기 위한 밸브이다.
하우징(10)의 내부에는, 이형제실(101)과, 그 이형제실(101)의 하측에 위치하며 격벽부(103)에 의해 이형제실(101)과는 격리된 공기실(102)이 형성되어 있다.
상기 이형제실(101)은 이형제 유입구(11)와 통한다. 따라서, 이형제 공급원(RS)으로부터 이형제 유입구(11)를 통해 고압으로 유입되는 이형제는, 이형제실(101)로 공급되며, 그 이형제실(101)에서 후술하는 복수의 안내관(30)으로 골고루 분배된다. 상기 공기실(102)은 공기 유입구(12)와 통한다. 따라서, 공기 공급원(AS)으로부터 공기 유입구(12)를 통해 고압으로 유입되는 공기는, 공기실(102)로 공급되며, 그 공기실(102)에서 후술하는 복수의 분사관(20)으로 골고루 분배된다.
하우징(10)의 바닥부에는 복수의 분사관(20)이 결합되어 있다. 구체적으로, 각 분사관(20)의 일단에는 고정구(25)가 용접 등에 의해 고정되고 이 고정구(25)는 하우징(10)의 바닥부에 나사결합됨으로써, 각 분사관(20)이 하우징(10)에 분리 가능하게 결합되어 있다. 각 분사관(20)의 일단(상기 고정구(25)가 고정되어 있는 단)은, 공기실(102) 내의 공기가 유입될 수 있도록, 그 공기실(102)과 통해 있다. 각 분사관(20)은, 구리 소재의 얇은 파이프에 이루어져 있으며, 후술하는 바와 같이 이형제의 분사시에 그 이형제의 분사방향이 다이캐스팅 금형(D, D)을 향하도록(즉, 각 분사관(20)의 타단이 금형(D, D)을 향하도록), 작업자에 의해 적절히 휘어져 있다.
하우징(10)의 격벽부(103)에는, 상기 각 분사관(20)에 대응하도록, 파이프 형상의 복수의 안내관(30)이 접착제 등의 적절한 결합수단에 의해 고정되어 있다. 각 안내관(30)은 상하방향으로 연장되게 배치되어 있으며, 그 안내관(30)의 상단은 이형제실(101)과 통한다. 각 안내관(30)의 하단은, 복수의 분사관(20)들 중 그 안내관에 대응하는 분사관에 인접되게, 공기실(102)에 위치하고 있다. 따라서, 이형제실(101) 내의 이형제는, 안내관(30)의 상단으로부터 그 안내관(30) 내로 유입되어 하방으로 유동된 후, 그 안내관(30)에 대응되는 분사관(20) 내로 유입될 수 있다. 즉, 이형제실(101) 내의 이형제는 안내관(30)에 의해 안내되면서 분사관(20) 내로 유동될 수 있다.
스프레이 카세트(1)는 또한, 안내관(30)들 각각에 대응되게 설치된 복수의 밸브 유닛(50)을 구비하고 있다.
각각의 밸브 유닛(50)은, 승강체(51)와, 밸브체(52)와, 스프링(53)과, 지지체(54)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 승강체(51)는, 하우징(10) 상부에 형성된 결합공(106)에 승강 가능하게 배치되어 있다. 이 승강체(51)의 중앙부에는 상하방향으로 관통된 암나사 구멍(511)이 형성되어 있으며, 상면에는 환형의 오목부(512)가 형성되어 있다. 승강체(51)의 하면은, 이형제실(101)로 유입된 고압의 이형제와 접촉할 수 있도록, 이형제실(101)로 노출되어 있다. 이형제의 분사 과정에서는, 이형제가 상기 고압의 공급압력으로 이형제 유입구(11)를 통해 이형제실(101)로 공급됨으로써, 이형제실(101) 내의 압력(이형제실 내의 이형제의 압력)이 고압(5kg/cm2)으로 유지되므로, 이형제실(101)로 노출된 승강체(51)의 하면은, 이형제실(101) 내의 이형제와 접촉하여 고압의 이형제의 압력을 받게 되며, 그 이형제의 압력에 의해, 승강체(51)는 후술하는 바와 같이 압축코일스프링(53)을 압축시키면서 상승하게 된다.
상기 밸브체(52)는, 승강체(51)의 하강시에 안내관(30)의 상단을 막기 위해 승강체(51)에 결합된 것이다. 본 실시예에 있어서, 밸브체(52)는 승강체(51)의 암나사 구멍(511)에 나사 결합되어 있으며, 대응되는 안내관(30)의 상방에 그 안내관(30)과 동축적으로 배치되어 있다. 따라서, 밸브체(52)를 승강체(51)에 대해 체결 방향 또는 이완 방향으로 회전시키면, 밸브체(52)는 그 회전방향에 따라 승강체(51)에 대해 상승 또는 하강하며, 그 밸브체(52)의 승강 위치(상하 방향의 위치)에 따라 안내관(30)의 상단과의 사이의 간격(본 명세서에 있어서 밸브체와 안내관의 상단 사이의 "간격"이라 함은, 이형제실(101) 내로 유입된 이형제의 압력에 의해서 승강체가 도 3에 도시된 바와 같이 상승되어 있는 상태에서의, 밸브체와 안내관의 상단 사이의 "간격"을 의미함)이 조절되고, 그에 따라, 이형제실(101)로부터 안내관(30)으로 유입되는 이형제의 유량이 조절된다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같은 상태에서, 만일, 상기 복수의 안내관(30)들 중 어느 하나의 안내관으로 유입되는 이형제의 유량을 증대시키고자 하는 경우에는, 상기 어느 하나의 안내관(30)에 대응하는 밸브체(52)를 이완 방향으로 적정량 돌려서 그 밸브체(52)를, 도 7에 도시된 바와 같이, 승강체(31)에 대해 적정량 상승시킴으로써, 밸브체(52)와 안내관(30) 상단 사이의 간격을 적정량 확대시킨다. 이와 같이 밸브체(52)와 안내관(30) 상단 사이의 간격이 확대되면 단위시간당 더 많은 양의 이형제가 안내관으로 유입될 수 있다. 만일, 밸브체(52)를 승강체(51)에 대하여 체결 방향으로 회전시키면, 밸브체(51)가 승강체(31)에 대해 하강하게 되고, 그에 따라, 밸브체(52)와 안내관(30) 상단 사이의 간격이 축소되어, 안내관(30) 내로 유입되는 이형제 유량이 감소하게 된다.
한편, 안내관(30) 내로의 단위시간당 이형제 유입량이 증가되도록 밸브체(52)와 안내관(30) 상단 사이의 간격을 확대시키기 위하여, 밸브체(52)를 승강체(51)에 대해 이완방향으로 돌려서 그 승강체(51)에 대해 상승시키는 과정에서, 만일, 밸브체(52)가 승강체(51)에 대하여 유량조절 상한 위치(밸브체(52)와 안내관(30) 상단 사이의 간격에서의 이형제의 유동단면적이 안내관(30) 내의 이형제의 유동단면적과 동일해지게 되는 위치를 의미함)까지 상승하게 되면, 그 이후에는 더 상승하더라도 안내관(30)으로 유입되는 단위시간당 이형제의 양은 증가하지 않게 된다. 바꾸어 말하면, 밸브체(52)가 승강체(51)에 대하여 상기 유량조절 상한 위치보다 낮게 위치하는 범위 내에서는, 승강체(51)에 대한 밸브체(52)의 승강에 의해서, 안내관(30)으로 유입되는 단위시간당 이형제의 양이 조절(변화)되게 되며, 밸브체(52)가 승강체(51)에 대하여 상기 유량조절 상한 위치보다 높게 위치하는 범위에서는, 승강체(51)에 대해 밸브체(52)를 승강시키더라도 안내관(30)으로 유입되는 단위시간당 이형제의 양이 조절(변화)되지 않는다. 상기와 같이 밸브체(52)를 체결방향 혹은 이완방향으로 돌림으로써, 안내관(30)으로 유입되는 단위시간당 이형제의 양을 조절할 수 있도록 된 구성은 종래의 장치에도 이미 널리 적용되고 있으며, 상기 특허문헌(등록실용신안공보 20-0291689호)에도 그러한 구성이 개시되어 있다.
밸브체(52)는, 그 전체가 하나의 부재로 되어 있을 수도 있으나, 본 실시예에 있어서는 도 8 및 도 9에 잘 도시된 바와 같이, 2개의 부재 즉, 나사 본체(521)와 마개부재(523)에 의해 이루어져 있다. 나사 본체(521)는, 승강체(51)의 암나사 구멍(511)에 나사결합되도록 외주면에 수나사부가 형성된 부분이다. 나사 본체(521)의 상면에는 그 나사 본체(521)의 회전을 위한 드라이버(미도시)와 맞추어지도록 드라이버 삽입홈(528)이 형성되어 있다. 상기 마개부재(523)는, 나사 본체(521)의 하단부에 덮어씌워지도록 그 나사 본체(521)의 하단부에 하방으로부터 끼워져 결합되어 있다. 마개부재(523)는, 상기 나사 본체(521)를 승강체(51)에 대해 체결 방향으로 일정량 회전시켰을 때, 혹은 도 10에 도시된 바와 같이 승강체(51)가 하강되었을 때, 안내관(30)의 상단을 막는다. 이 마개부재(523)는, 안내관(30)의 상단을 막을 때 시일 효과가 보다 확실하게 이루어질 수 있도록, 예컨대, 실리콘 고무 등과 같이 탄성이 있는 고무 소재로 이루어져 있으며, 하단부는 원뿔형으로 형성되어 있다. 마개부재(523)의 내경은 그 마개부재(523)와 접촉하는 나사 본체(521)의 하단부의 외주면의 직경보다 작게 형성되어 있어서, 나사 본체(521)의 하단부에 끼워질 때 내경이 탄성적으로 확대되면서 끼워지도록 되어 있다. 따라서, 마개부재(523)가 나사 본체(521)에 결합된 상태에서는 그 마개부재(523)는 나사 본체(521)에 탄성적으로 밀착되게 되며, 그 탄성 밀착력에 의해, 나사 본체(521)에 대한 마개부재(523)의 이탈이 방지된다. 또한, 나사 본체(521)의 하단부 외주면에는 환형의 결합오목부(521a)가 형성되어 있으며, 마개부재(523)의 내주면에는 나사 본체(521)의 결합오목부(521a)에 끼워져 걸리는 환형의 결합돌출부(523a)가 형성되어 있어서, 그 결합돌출부(523a)에 의해, 나사 본체(521)에 대한 마개부재(523)의 이탈이 더욱 확실하게 방지될 수 있다.
상기 스프링(53)은 승강체(51)를 하방으로 탄성적으로 가압하도록 배치된 것이다. 본 실시예에 있어서는 상기 스프링(53)으로서 압축코일스프링(이하, 편의상 '스프링(53)'을 '압축코일스프링(53)'이라 칭하는 경우도 있음)이 구비되어 있다. 압축코일스프링(53)의 하단은, 승강체(51)의 오목부(512)에 끼워진 상태로 그 승강체(51)에 접촉하여 지지되어 있다. 이러한 구성에 의해서, 압축코일스프링(53)이 승강체(51)의 상측에 정확하게 위치결정되고 수평방향으로의 위치 이탈이 억제되므로, 스프레이 카세트(1)의 제작 과정에서, 후술하는 지지체(54)를 하우징(10)에 결합할 때, 그 압축코일스프링(53)이 원하는 위치를 이탈하는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 스프레이 카세트(1)의 제작이 용이하게 행해질 수 있다.
상기 지지체(54)는, 예컨대 플라스틱 사출성형에 의해 형성된 것으로서, 압축코일스프링(53)의 둘레를 에워싸는 통형의 몸체부(541)와, 이 몸체부(541)의 하단에 마련된 플랜지부(542)와, 몸체부(541)의 상단에 마련된 지지부(543)를 구비하고 있다. 상기 플랜지부(542)에는 관통구멍(542a)들이 형성되어 있다. 지지체(54)는, 상기 관통구멍(542a)들을 관통하여 하우징(10)의 상면의 나사구멍(109)들에 체결되는 나사(56)들에 의해, 하우징(10)의 상면에 고정된다. 플랜지부(542)는 승강체(51)의 상승위치를 제한하는 기능도 행한다. 구체적으로, 이형제실(101) 내의 고압의 이형제에 의해 승강체(51)가 압축코일스프링(53)을 압축시키면서 상승하는 과정에서, 그 압축코일스프링(53)이 완전히 압축되기 전에, 승강체(51)의 상면이 지지체(54)의 하면(즉 플랜지부(542)의 하면)에 접촉하고, 따라서, 승강체(51)는 그 위치에서 더 이상 상승하지 않고 정지하게 된다. 이처럼, 압축코일스프링(53)이 완전히 압축되기 전에 승강체(51)의 상승이 정지하므로, 압축코일스프링(53)의 내구성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
지지부(543)는 압축코일스프링(53)의 상단을 접촉지지하는 부분이다. 지지부(543)의 중앙에는, 밸브체(52)의 회전을 위한 드라이버(미도시)가 그 밸브체(52)의 드라이버 홈(528)으로 접근할 수 있도록, 구멍(543a)이 형성되어 있다.
참조번호 57은, 이형제실(101) 내의 이형제가 하우징(10)과 승강체(51) 사이를 통해 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 시일 링(seal ring)이다. 이 시일 링(57)은, 하우징(10)의 결합공(106) 내벽에 형성된 환형의 삽입홈(107)에 끼워져서 승강체(51)의 외주면에 탄성적으로 접촉하고 있다.
한편, 상기 승강체(51)는, 이형제실(101) 내의 이형제의 압력이 미리 설정된 값 이하로 되었을 때, 압축코일스프링(53)의 탄성 가압력에 의해 하강하도록 되어 있다. 본 실시예의 경우는, 이형제실(101)의 압력이, 이형제의 공급 압력보다는 작고 대기압보다는 큰 범위 내에서 미리 설정된 값(예컨대, 상기 이형제 공급 압력(5kg/cm2)의 80%에 해당하는 압력인 4kg/cm2) 이하일 경우에는, 상기 압축코일스프링(53)의 탄성 가압력에 의해 승강체(51)가 하강하도록 되어 있다. 구체적으로, 승강체(51)에는 압축코일스프링(53)에 의해 하방으로 가해지는 탄성 가압력과 이형제실(101) 내의 압력에 의해 상방으로 가해지는 힘이 작용한다(물론, 승강체(51)의 중량, 밸브체(52)의 중량, 압축코일스프링(53)의 중량, 시일 링(57)과 승강체(51) 사이의 마찰력 등도 승강체(51)의 승강에 영향을 미치는 힘이기는 하나, 그 영향은 상대적으로 작을 수 있으므로, 설명 및 이해의 편의를 위하여 그러한 힘들은 무시하기로 한다). 따라서, 이형제실(101) 내의 압력이 4kg/cm2일 때 그 압력으로 인하여 승강체(51)에 가해지는 상승방향의 가압력보다 큰 스프링력을 가지는 압축코일스프링(53)을 설치하여 두게 되면, 이형제실(101) 내의 압력이 4kg/cm2 이하인 경우에는 그 압축코일스프링(53)에 의해 승강체(51)가 하강하게 된다.
한편, 승강체(51)가 상승되어 있고 밸브체(52)가 승강체(51)에 대해 상기 유량조절 가능한 범위 내의 높이(상기 유량조절 상한 위치보다 높지 않은 높이)에 위치하고 있는 상태로부터, 승강체(51)를, 상기 밸브체(52)가 상기 안내관(30)의 상단을 막는 위치까지, 상기 압축코일스프링(53)의 탄성 가압력에 의해 하강시킬 수 있도록 하기 위해서는, 상기 승강체(51)가 도 3에 도시된 바와 같이 상승되어 있는 상태에서의 압축코일스프링(53)의 압축량(즉, 도 6에 도시된 바와 같이 하중이 가해지지 않은 무부하 상태의 압축코일스프링(53)의 상하방향의 길이에서, 도 3에 도시된 바와 같이 승강체(51)가 상승되어 있을 때의 압축코일스프링(53)의 상하방향의 길이를 뺀 값)은, 상기 밸브체(52)가 상기 유량조절 상한 위치에 있을 때의 밸브체(52)와 안내관(30)의 상단 사이의 간격보다 길게 설정되어야 함은 자명하다.
이러한 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트(1)를 이용하여, 다이캐스팅 금형(D, D)에 이형제를 분사하는 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 다이캐스팅 금형(D, D; 한 쌍의 금형)이 밀착되어 형성된 캐비티 내에서 금속제품(미도시)이 성형되면, 그 금속제품을 빼내기 위해 다이캐스팅 금형(D, D)이 상호 이격되게 되고, 금속제품을 빼낸 후, 스프레이 카세트(1)가 도 1에 실선으로 도시한 바와 같이 분사위치로 진입하게 된다. 이 때, 스프레이 카세트(1) 내의 이형제실(101)에 아직 고압의 이형제가 공급되지 않은 상태이므로, 압축코일스프링(53)의 탄성 가압력에 의해, 승강체(41)가 도 10에 도시된 바와 같이 하강되어 밸브체(52)가 안내관(30)의 상단을 막고 있는 상태이다.
상기와 같이 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트(1)가 분사위치에 위치한 후, 밸브들(V1, V2)이 개방되어, 이형제 공급원(RS)으로부터 고압(5kg/cm2)의 이형제가 스프레이 카세트(1)의 이형제 유입구(11)를 통해 이형제실(101)로 공급되고, 또한, 공기 공급원(AS)으로부터 고압(5kg/cm2)의 공기가 스프레이 카세트(1)의 공기 유입구(12)를 통해 공기실(102)로 공급된다. 공기실(102)로 공급된 공기는 분사관(20)들을 통해 다이캐스팅 금형(D, D)측으로 분사된다.
한편, 상기와 같이 이형제실(101)로 고압의 이형제가 공급되면, 하강되어 있던 승강체(51)의 하면에 고압(5kg/cm2; 상기 미리 설정된 값(4kg/cm2)보다 큰 압력)의 이형제 압력이 작용하게 된다. 그 결과 승강체(51)가, 압축코일스프링(53)의 탄성 가압력을 극복하고 그 압축코일스프링(53)을 압축시키면서, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 지지체(54)의 하면에 접촉하여 걸리는 위치까지 상승하게 되며, 그 결과, 승강체(51)에 나사결합되어 안내관(30)을 막고 있던 밸브체(52)도 승강체(51)와 함께 상승하여 안내관(30)의 상단을 개방하게 된다.
각 안내관(30)의 상단이 개방되면, 이형제실(101) 내로 계속 고압으로 공급되는 이형제는, 각 안내관(30)의 상단으로부터 그 안내관(30) 내로 유입되고 그 안내관(30)들을 통해 하방으로 유동되어, 대응하는 분사관(20) 내로 유입되며, 이 과정에서 이형제는 상술한 바와 같이 분사관(20) 내로 유입되는 공기와 혼합되어 미스트 상태가 되면서 그 공기와 함께 분사관(20)으로부터 유출되어 다이캐스팅 금형(D, D)의 복수의 부위로 분사되게 된다.
이형제가 원하는 양만큼 분사되면 상기 밸브들(V1, V2)이 닫히게 된다. 그 결과, 이형제 공급원(RS)과 스프레이 카세트(1) 사이의 이형제 유동경로 및, 공기 공급원(AS)과 스프레이 카세트(1) 사이의 공기 유동경로가 차단되어, 고압의 이형제 및 공기가 스프레이 카세트(1) 내로 더 이상 공급되지 않게 되며, 스프레이 카세트(1)는 상기 대기위치로 이동되어 대기하게 된다. 그리고, 다이캐스팅 금형(D, D)은 다시 새로운 금속제품 성형과정을 되풀이하기 위해 상호 밀착되게 된다.
한편, 밸브(V1)가 닫혀서 이형제실(101) 내로 이형제가 공급되지 않게 되더라도, 이형제실(101) 내에는 밸브(V1)가 닫히기 직전에 유입된 고압의 이형제가 남아 있게 되며, 그 이형제의 일부가 안내관(30)을 통해 이형제실(101) 외부로 배출되게 된다. 이처럼, 이형제실(101) 내로의 이형제의 공급이 중단되고 이형제실(101) 내의 이형제의 일부가 이형제실(101) 외부로 배출되게 됨으로써 이형제실(101) 내의 압력은 점차 감소하게 된다. 이처럼 이형제실(101) 내의 압력이 점차 감소하는 도중에, 이형제실(101) 내의 압력이 상기 미리 설정된 값(4kg/cm2)까지 감소하게 되면, 상기 압축되어 있던 압축코일스프링(53)의 탄성 가압력에 의해 승강체(51)가 다시 도 10에 도시된 바와 같이 하강하여, 밸브체(52)의 하단이 안내관(30)의 상단을 덮어서 막게 된다. 따라서, 이형제실(101) 내에 남아 있는 이형제는, 안내관(30) 내로의 유입이 방지되어 그 이형제실(101) 내에 계속 머물러 있게 된다. 즉, 고압으로 이형제실(101) 내로 유입되어 수용된 이형제 중, 이형제실(101) 내의 압력이 상기 미리 설정된 값으로 저하될 때까지 안내관(30)을 통해 유출되는 일부의 이형제를 제외한, 나머지 이형제는 이형제실(101) 내에 계속 머물러 있게 된다.
그러므로, 밸브(V1)가 닫힌 후에 이형제실(101)로부터 불필요하게 유출되는 이형제량이 대폭 감소되며, 그 결과 비용이 절감됨은 물론, 다이캐스팅 성형 현장의 환경 오염도 줄일 수 있게 된다.
이처럼, 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트(1)가, 이형제실(101) 내의 이형제의 유출이 방지된 상태로 대기하고 있는 중에, 다이캐스팅 금형(D, D) 내의 캐비티에서 새로운 금속제품이 성형되고 그 새로운 금속제품을 빼내기 위해 다이캐스팅 금형(D, D)이 다시 상호 이격되게 되면, 대기위치에서 대기하고 있던 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트(1)가 다시 분사위치로 진입하고, 밸브(V1, V2)가 다시 개방되어 상술한 바와 같은 분사과정이 다시 시작된다.
본 실시예에서 이형제의 공급 압력은, 5kg/cm2인 것으로 설명하였으나, 다이캐스팅 금형 상황이나 작업 현장의 상황에 따라, 5kg/cm2 이상이 될 수도 있고 5kg/cm2 이하(예컨대, 4.5kg/cm2)가 될 수도 있다. 그리고, 상기 미리 설정된 압력값도 4kg/cm2이 아닌 다른 값(상기 이형제 공급압력과 대기압 사이의 임의의 값)으로 할 수도 있음은 물론이다.
본 실시예의 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트(1)는, 승강체(51)가 하우징(10)에 대해 승강 가능하게 결합되고, 이형제실(101)로 공급된 고압의 이형제에 의해 승강체(51)가 상승하고, 이형제실(101) 내의 압력이 미리 정해진 값 이하로 감소하면 승강체(51)가 압축코일스프링(53)에 의해 하강하고, 그 결과, 승강체(51)에 결합된 밸브체(52)가 이형제실(101)로부터의 이형제의 배출경로인 안내관(30)을 차단하도록 구성되어 있으므로, 이형제실(101)로부터 불필요하게 유출되는 이형제량이 대폭 감소되며, 그 결과 비용의 절감은 물론, 다이캐스팅 성형 현장의 환경 오염도 줄일 수 있게 된다.
이상, 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 스프레이 카세트가 구현될 수 있다.
1...스프레이 카세트 10...하우징
11...이형제 유입구 101...이형제실
12...공기 유입구 102...공기실
20...분사관 30...안내관
50...밸브 유닛 51...승강체
52...밸브체 53...스프링(압축코일스프링)
54...지지체

Claims (2)

  1. 다이캐스팅 금형에 이형제를 분사하기 위한 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트에 있어서:
    일측벽에 이형제 유입구 및 공기 유입구가 형성되어 있는 하우징;
    상기 하우징 내에 마련되며, 상기 이형제 유입구를 통해 고압의 이형제를 공급받는 이형제실;
    상기 이형제실의 하측에 위치하도록 상기 하우징 내에 마련되며, 상기 공기 유입구를 통해 고압의 공기를 공급받는 공기실;
    상기 하우징에 결합되며, 상기 공기실 내의 공기가 상기 다이캐스팅 금형측으로 분사될 수 있도록, 일단은 상기 공기실과 통하고 타단은 상기 다이캐스팅 금형을 향하게 되는 복수의 분사관;
    상기 이형제실 내의 이형제가 상기 분사관들을 통해 분사되는 공기에 혼합된 상태로 상기 다이캐스팅 금형으로 분사될 수 있도록, 상기 분사관들 각각에 대응되게 복수개 설치되며, 상단은 상기 이형제실과 통하고 하단은 대응되는 분사관의 일단에 인접되게 상기 공기실에 배치되어, 상기 이형제실의 이형제의 상기 분사관 내로의 유동을 안내하는 안내관;
    상기 안내관들 각각에 대응되게 설치된 복수의 밸브 유닛;을 구비하며,
    상기 각각의 밸브 유닛은:
    상기 하우징에 대해 승강 가능하게 상기 하우징에 설치되며, 상하방향으로 관통된 암나사 구멍이 형성되어 있으며, 상기 이형제 유입구를 통해 상기 이형제실로 유입되는 이형제의 압력에 의해 상승하도록 하면이 상기 이형제실로 노출되어 있는 승강체;
    상기 안내관의 상방에 위치하며, 상기 승강체의 암나사 구멍에 나사 결합되어 있어서, 상기 승강체에 대한 회전에 의해 상기 승강체에 대해 승강하면서 상기 안내관의 상단과의 간격이 조절됨으로써, 상기 이형제실로부터 상기 안내관 내로 유입되는 이형제의 유량을 조절 가능한 밸브체;
    상기 승강체를 하방으로 탄성적으로 가압하도록 배치되며, 하단은 상기 승강체에 접촉하여 지지된 압축코일스프링;
    상기 압축코일스프링의 둘레를 에워싸는 통형의 몸체부와, 이 몸체부의 하단에 마련되어 상기 하우징에 결합되는 플랜지부와, 상기 몸체부의 상단에 마련되어 상기 압축코일스프링의 상단을 접촉지지하는 지지부를 가지는 지지체;를 구비하며,
    상기 승강체의 상승시에, 상기 압축코일스프링이 완전히 압축되기 전에, 상기 지지체의 플랜지부의 하면이 상기 승강체의 상면에 접촉함으로써 그 승강체의 상승이 정지되도록 구성되고,
    상기 이형제실 내의 이형제의 압력이 미리 설정된 값 이하로 되었을 때, 상기 압축코일스프링의 탄성 가압력에 의해 상기 승강체가, 그 승강체에 결합되어 상기 이형제실로부터 상기 안내관 내로 유입되는 이형제의 유량 조절을 위해 상기 안내관의 상단과의 간격이 조절되어 있는 밸브체가 상기 안내관의 상단을 막는 위치까지, 하강하도록 구성되어 있으며,
    상기 밸브체는,
    상기 승강체의 암나사 구멍에 나사결합되는 나사 본체와,
    탄성의 고무 소재로 이루어져서 상기 나사 본체의 하단부에 덮어씌워지며, 상기 승강체의 하강시에 상기 안내관의 상단을 막는 마개부재로 이루어져 있고,
    상기 나사 본체의 하단부 외주면에는 환형의 결합오목부가 형성되어 있으며,
    상기 마개부재의 내주면에는 상기 나사 본체의 결합오목부에 끼워져 걸리는 환형의 결합돌출부가 형성되어 있으며,
    상기 나사 본체의 상면은 외부로 노출되어 있으며 상기 나사 본체의 상면에는 그 나사 본체를 회전시키기 위한 드라이버와 맞추어지는 드라이버 삽입홈이 형성되어 있는 다이캐스팅 금형용 이형제 스프레이 카세트.
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