KR101634788B1 - 피스톤 제조용 에코 금형 장치와 피스톤 제조용 금형 장치 및 피스톤 제조 방법 - Google Patents

피스톤 제조용 에코 금형 장치와 피스톤 제조용 금형 장치 및 피스톤 제조 방법 Download PDF

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류관호
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Abstract

본 발명은 피스톤의 중량을 감소시키면서 피스톤의 각 부를 성형하기 위한 피스톤 제조용 에코 금형 장치와 피스톤 제조용 금형 장치 및 피스톤 제조 방법에 관한 것으로서, 피스톤 에코부를 성형할 수 있도록, 원호 형상의 가이드 슬롯에 의해 상기 피스톤 에코부 방향으로 상기 원호 형상의 궤도를 따라 회동되는 에코 금형부 및 상기 에코 금형부의 일측에 연결되어 상기 에코 금형부를 피스톤 중심축의 수직 방향으로 전후진시키는 에코 금형 구동부를 포함할 수 있다.

Description

피스톤 제조용 에코 금형 장치와 피스톤 제조용 금형 장치 및 피스톤 제조 방법{eco mold device for producing piston and mold device for producing piston and piston producing method}
본 발명은 피스톤 제조용 에코 금형 장치와 피스톤 제조용 금형 장치 및 피스톤 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 피스톤의 중량을 감소시키면서 피스톤의 각 부를 성형하기 위한 피스톤 제조용 에코 금형 장치와 피스톤 제조용 금형 장치 및 피스톤 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 가솔린 또는 디젤 및 액화천연가스 등을 연소시켜 그 폭발력을 이용하여 크랭크축을 회전시켜 구동력을 얻는 것으로, 연료와 공기의 혼합기를 압축하여 이를 연소시키는 실린더를 갖춘 내연기관(이하, 엔진이라 함)을 갖추고 있다. 엔진에는 복수의 실린더를 형성하고 있는 실린더 블록과, 이 실린더 블록의 상부에 제공되어 연소실을 제공하는 실린더 헤드 및 실린더 내에 장착되어, 실린더를 승하강하는 왕복운동을 하면서 폭발로 인한 팽창과정에서 발생하는 고온, 고압의 가스 압력을 받아 커넥팅 로드를 통하여 크랭크 샤프트로 전달하여 주는 역할을 수행하도록 된 내연기관용 피스톤이 구비되어 있다. 이러한, 종래의 내연기관용 피스톤은, 크라운부, 보스부, 스커트부로 구성되어 피스톤 금형 장치에 의해 제조되고 있다.
한편, 엔진의 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤의 중량은 관성력으로 작용하여, 엔진의 각 구성부품(커넥팅 로드, 크랭크축 등)의 설계 강도 및 내구성에 큰 영향을 미친다. 따라서, 강성 및 내구성에 큰 영향이 없는 부분을 중심으로 피스톤의 보스부와 스커트부에 대한 중량을 감소시키기 위한 노력이 계속되고 있다.
그러나 이러한 종래의 피스톤 금형 장치는, 금형 장치의 특성상 조립과 분해가 일직선으로 이루어지기 때문에 경사지게 형성되는 피스톤의 보스부와 스커트부 및 피스톤 보스부에 살빼기 형상을 주조하기 위해서는 복잡하게 구성되는 조각으로 나누어진 금형 파트들의 조합이 필요하게 됨으로써 금형 제작 비용이 증가하고, 피스톤의 주조 공정 시간이 늘어나 작업 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 상술한 문제점으로 인하여, 피스톤의 스커트부와 보스부의 연결부위에 언더컷 형상의 깊은 홈인 에코부를 성형하는데 어려움이 있어서, 피스톤의 중량을 감소시키는데 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 경사지게 형성되는 피스톤의 스커트부를 용이하게 주조할 수 있고, 피스톤의 스커트부와 보스부의 연결부위에 언더컷 형상의 깊은 홈인 에코부를 용이하게 성형할 수 있는 피스톤 제조용 에코 금형 장치와 피스톤 제조용 금형 장치 및 피스톤 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 피스톤 제조용 에코 금형 장치가 제공된다. 상기 피스톤 제조용 에코 금형 장치는, 피스톤 에코부를 성형할 수 있도록, 원호 형상의 가이드 슬롯에 의해 상기 피스톤 에코부 방향으로 상기 원호 형상의 궤도를 따라 회동되는 에코 금형부; 및 상기 에코 금형부의 일측에 연결되어 상기 에코 금형부를 피스톤 중심축의 수직 방향으로 전후진시키는 에코 금형 구동부;를 포함할 수 있다.
상기 피스톤 제조용 에코 금형 장치에서, 상기 에코 금형부는, 적어도 일부분이 상기 피스톤 에코부와 대응되는 형상인 금형 몸체; 상기 금형 몸체의 측면에 돌출되게 형성되고, 일부가 상기 가이드 슬롯에 삽입되어 상기 원호 형상의 상기 궤도에 따라 안내되는 안내 돌기; 상기 에코 금형 구동부의 전후진 운동에 연동될 수 있도록 상기 금형 몸체의 일측에 형성되는 여유 걸림홈부; 및 상기 에코 금형 구동부가 걸릴 수 있도록 상기 여유 걸림홈부의 일단에 돌출되게 형성되는 걸림부;를 포함할 수 있다.
상기 피스톤 제조용 에코 금형 장치에서, 상기 에코 금형 구동부는, 봉 형상의 걸림 막대를 포함할 수 있다.
상기 피스톤 제조용 에코 금형 장치에서, 상기 걸림 막대는, 막대 몸체; 상기 에코 금형부와 연결되어 상기 에코 금형부를 전후진시킬 수 있도록, 상기 막대 몸체의 일단에 형성되고 상기 에코 금형부의 상기 걸림부에 걸리는 걸림 머리부; 및 상기 에코 금형부의 상기 걸림부를 도피할 수 있도록 상기 막대 몸체와 상기 걸림 머리부 사이에 형성되는 걸림 목부;를 포함할 수 있다.
상기 피스톤 제조용 에코 금형 장치에서, 상기 걸림 머리부는, 상기 에코 금형부가 상기 가이드 슬롯을 따라 회동 시 상기 걸림 머리부의 모서리가 상기 에코 금형부의 상기 여유 걸림홈부에 걸리지 않고 원활하게 회동될 수 있도록, 상기 모서리에 원호 형상의 라운드부가 형성될 수 있다.
상기 피스톤 제조용 에코 금형 장치에서, 상기 에코 금형부의 상기 여유 걸림홈부는, 상기 에코 금형부가 상기 가이드 슬롯을 따라 회동 시 상기 에코 금형 구동부의 상기 걸림 머리부에 걸리지 않고 원활하게 회동될 수 있도록, 상기 걸림 머리부의 머리 길이보다 큰 홈부 길이를 가질 수 있다.
상기 피스톤 제조용 에코 금형 장치에서, 상기 홈부 길이는, 상기 머리 길이의 2배 이상의 길이를 가질 수 있다.
상기 피스톤 제조용 에코 금형 장치에서, 상기 에코 금형부 및 상기 에코 금형 구동부는, 상기 피스톤 중심축을 기준으로 양측에 대칭되게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 피스톤 제조용 금형 장치가 제공된다. 상기 피스톤 제조용 금형 장치는, 피스톤 크라운부의 상부를 성형할 수 있도록 상하 이동을 하는 상측 금형; 상기 피스톤의 상기 크라운부의 측부의 일측을 성형할 수 있도록 슬라이드 이동을 하는 좌측 금형; 상기 피스톤의 상기 크라운부의 상기 측부의 타측을 성형할 수 있도록 슬라이드 이동을 하는 우측 금형; 상기 피스톤의 스커트부 내면을 성형할 수 있도록 상하 이동을 하는 하측 금형; 상기 피스톤의 핀 홀을 성형할 수 있도록 좌우 이동을 하는 핀 금형; 및 피스톤 제조용 에코 금형 장치;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 피스톤 제조 방법이 제공된다. 상기 피스톤 제조 방법은, 피스톤을 주조하는 금형 캐비티를 형성할 수 있도록 금형을 형폐하는 금형 형폐 단계; 상기 피스톤이 주조될 수 있도록 일정량의 용융된 유체 피스톤 재료를 상기 금형 캐비티 속으로 주입하는 주조 단계; 용융된 상기 유체 피스톤 재료를 냉각시키는 냉각 단계; 냉각 완료된 상기 피스톤을 취출할 수 있도록 상기 금형을 형개하는 금형 형개 단계; 및 형개 완료된 상기 금형으로부터 상기 피스톤을 분리하는 취출 단계;를 포함하고, 상기 금형 형개 단계는, 에코 금형부가 원호 형상의 가이드 슬롯 및 에코 금형 구동부에 의해 상기 원호 형상의 궤적으로 회동되면서 피스톤 중심축의 수직방향으로 후진 이동하는 에코 금형부 형개 단계;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 경사지게 형성되는 피스톤의 스커트부를 용이하게 주조할 수 있고, 피스톤의 스커트부와 크라운부의 연결부위에 형성되는, 언더컷 형상의 깊은 홈인 에코부를 용이하게 성형할 수 있다.
또한, 피스톤의 에코부를 용이하게 성형함으로써, 피스톤의 중량을 효율적으로 감소 시킬 수 있다. 이에 따라, 엔진의 각 구성부품이 피스톤으로부터 받는 관성력을 줄여서 엔진의 내구성을 증가시키고, 피스톤의 중량 감소에 따라 자동차의 연비를 향상시키는 효과를 가지는 피스톤을 제조할 수 있는 피스톤 제조용 에코 금형 장치와 피스톤 제조용 금형 장치 및 피스톤 제조 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조용 에코 금형 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 피스톤 제조용 에코 금형 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 피스톤 제조용 에코 금형 장치의 동작 순서를 나타내는 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피스톤 제조용 에코 금형 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조용 금형 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 피스톤 제조용 금형 장치로 제조된 피스톤을 나타내는 절개 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조용 에코 금형 장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 피스톤 제조용 에코 금형 장치(100)를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조용 에코 금형 장치(100)는, 에코 금형부(10) 및 에코 금형 구동부(20)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 에코 금형부(10)는, 피스톤(P)의 에코부(E)를 성형할 수 있도록, 원호 형상의 가이드 슬롯(S)에 의해 피스톤(P)의 에코부(E) 방향으로 상기 원호 형상의 궤도를 따라 회동할 수 있다.
예를 들면, 에코 금형부(10)는, 적어도 일부분이 피스톤(P)의 에코부(E)와 대응되는 형상인 금형 몸체(11)와, 금형 몸체(11)의 측면에 돌출되게 형성되고, 일부가 가이드 슬롯(S)에 삽입되어 상기 원호 형상의 상기 궤도에 따라 안내되는 안내 돌기(12)와, 에코 금형 구동부(20)의 전후진 운동에 연동될 수 있도록 금형 몸체(11)의 일측에 형성되는 여유 걸림홈부(13) 및 에코 금형 구동부(20)가 걸릴 수 있도록 여유 걸림홈부(13)의 일단에 돌출되게 형성되는 걸림부(14)를 포함할 수 있다.
여기서, 가이드 슬롯(S)은 별도의 가이드 블록(미도시)에 형성될 수 있으며, 상기 가이드 블록은 상측 금형(M1) 또는 하측 금형(M4) 또는 좌,우측 금형(M2, M3)에 연결되게 형성될 수 있다.
이때, 가이드 슬롯(S)의 원호 형상의 궤적을 따라 안내 돌기(12)가 원활하게 이동하며 안내될 수 있도록, 가이드 슬롯(S)의 내측에 윤활유나 그리스가 도포될 수 있다. 더불어, 안내 돌기(12)에 롤러가 적용되어, 안내 돌기(12)가 가이드 슬롯(S)의 원호 형상의 궤적을 따라 더욱 원활하게 이동될 수 있도록 유도할 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 에코 금형부(10)는, 피스톤(P)을 주조 후 안내 돌기(12) 및 원호 형상의 가이드 슬롯(S)에 의해서 상기 원호 형상으로 회동하면서 후진 이동되어, 언더컷 형상의 에코부(E)로부터 용이하게 분리될 수 있다. 또한, 에코 금형부(10)가 상기 원호 형상으로 회동하면서 후진 이동 되어, 주조 된 피스톤(P)의 에코부(E) 및 피스톤부와의 마찰을 적게 일으키면서 분리될 수 있다.
그러므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 에코 금형부(10)는, 피스톤(P) 주조 시, 피스톤(P)의 스커트부와 크라운부의 연결부위에 형성되는 언더컷 형상의 깊은 홈인 에코부(E)를 용이하게 성형할 수 있다. 또한, 에코 금형부(10)는, 후진 이동 시, 피스톤(P)의 에코부(E) 및 피스톤부와의 마찰을 최소화하여, 에코 금형부(10) 및 피스톤(P)에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이로 인하여, 에코 금형부(10)의 수명 연장 및 주조된 피스톤(P)의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 에코부(E)를 용이하게 성형하여, 피스톤(P)의 중량을 효율적으로 감소 시킬 수 있으므로, 엔진의 각 구성부품이 피스톤(P)으로부터 받는 관성력을 줄여서 엔진의 내구성을 증가시킬 수 있다. 특히, 피스톤(P)의 중량을 줄이는 것은 엔진의 구동 부품 자체의 중량을 줄이는 것으로, 차체의 중량을 줄이는 것에 비하여 훨씬 큰 중량 감소 효과를 가질 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 에코 금형 구동부(20)는, 에코 금형부(10)의 일측에 연결되어 에코 금형부(10)를 피스톤(P) 중심축(C)의 수직 방향으로 전후진시킬 수 있다. 예컨대, 에코 금형 구동부(20)는, 봉 형상의 걸림 막대(21)일 수 있다.
예를 들면, 걸림 막대(21)는, 막대 몸체(21a)와, 에코 금형부(10)와 연결되어 에코 금형부(10)를 전후진시킬 수 있도록, 막대 몸체(21a)의 일단에 형성되고 에코 금형부(10)의 걸림부(14)에 걸리는 걸림 머리부(21b) 및 에코 금형부(10)의 걸림부(14)를 도피할 수 있도록 막대 몸체(21a)와 걸림 머리부(21b) 사이에 형성되는 걸림 목부(21c)를 포함할 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 에코 금형 구동부(20)는 금형(M)에 별도의 실린더 장치를 부가하여, 상기 실린더 장치에 의해 피스톤(P) 중심축(C)의 수직 방향으로 전후진운동을 할 수 있다. 이때, 상기 실린더 장치는, 유압 실린더나 엑츄에이터가 적용될 수 있다. 그러나, 상기 실린더 장치는 상술된 장치에 국한되지 않고 에코 금형 구동부(20)를 피스톤(P) 중심축(C)의 수직 방향으로 전후진운동 시킬 수 있는 다양한 장치가 적용될 수 있다.
또한, 에코 금형 구동부(20)는, 상술된 실린더 장치 이외에도 별도의 가이드 봉(미도시)으로 상측 금형(M1) 또는 하측 금형(M4)과 연동되어, 상측 금형(M1) 또는 하측 금형(M4)의 상하 운동에 의해서 피스톤(P) 중심축(C)의 수직 방향으로 전후진운동을 할 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 에코 금형 구동부(20)는, 에코 금형부(10)의 일측과 연결되고 피스톤(P) 중심축(C)의 수직 방향으로 전후진운동을 하여, 에코 금형부(10)가 피스톤(P) 주조 후 에코부(E)로부터 분리될 수 있도록 에코 금형부(10)를 이동시킬 수 있다.
그러므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 에코 금형 구동부(20)는, 에코 금형부(10)를 언더컷 형상의 에코부(E)로부터 원활하게 분리될 수 있도록 구동하여, 에코부(E)를 용이하게 성형하여 피스톤(P)의 중량을 효율적으로 감소 시킬 수 있다. 이에 따라, 엔진의 각 구성부품이 피스톤(P)으로부터 받는 관성력을 줄여서 엔진의 내구성을 증가시킬 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1의 피스톤 제조용 에코 금형 장치(100)의 동작 순서를 나타내는 단면도들이다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(P) 주조 후 에코 금형부(10)가 에코부(E)로부터 분리될 수 있도록, 에코 금형 구동부(20)가 후진 구동하여 에코 금형부(10)를 후진 이동시킬 수 있다.
이때, 에코 금형부(10)의 여유 걸림홈부(13)는, 에코 금형부(10)가 가이드 슬롯(S)을 따라 회동 시 에코 금형 구동부(20)의 걸림 머리부(21b)에 걸리지 않고 원활하게 회동될 수 있도록, 걸림 머리부(21b)의 머리 길이(D1)보다 큰 홈부 길이(D2)를 가질 수 있다. 이때, 홈부 길이(D2)는, 머리 길이(D1)의 2배 이상의 길이를 가질 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 에코 금형부(10)가 에코 금형 구동부(20)에 의해 후진 이동될 수 있다. 이때, 에코 금형부(10)는 안내 돌기(12) 및 원호 형상의 가이드 슬롯(S)에 의해서 상기 원호 형상으로 회동하면서 후진 이동될 수 있다.
따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조용 에코 금형 장치(100)는, 피스톤(P) 주조 시, 에코 금형부(10)를 이용하여 피스톤(P)에 언더컷 형상의 에코부(E)가 형성되고, 피스톤(P) 주조 후, 언더컷 형상의 에코부(E)로부터 에코 금형부(10)가 원활하게 분리될 수 있다.
그러므로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤 제조용 에코 금형 장치(100)는, 언더컷 형상의 에코부(E)로부터 에코 금형부(10)가 원활하게 분리될 수 있으므로, 에코부(E)를 용이하게 성형하여 피스톤(P)의 중량을 효율적으로 감소 시킬 수 있다. 이에 따라, 엔진의 각 구성부품이 피스톤(P)으로부터 받는 관성력을 줄여서 엔진의 내구성을 증가시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피스톤 제조용 에코 금형 장치(200)를 나타내는 사시도이다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 걸림 머리부(21b)는, 에코 금형부(10)가 가이드 슬롯(S)을 따라 회동 시 걸림 머리부(21b)의 모서리가 에코 금형부(10)의 여유 걸림홈부(13)에 걸리지 않고 원활하게 회동될 수 있도록, 상기 모서리에 원호 형상의 라운드부(R)가 형성될 수 있다.
따라서, 에코 금형부(10)가 가이드 슬롯(S)을 따라 회동 시, 여유 걸림홈부(13)가 걸림 머리부(21b)의 날카로운 모서리에 찍혀서 마찰이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 에코 금형부(10)의 회동이 더욱 원활하게 이루어질 수 있도록 유도할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조용 금형 장치(1000)를 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6의 피스톤 제조용 금형 장치(100)로 제조된 피스톤(P)을 나타내는 절개 사시도이다.
예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 피스톤 제조용 금형 장치(1000)는, 피스톤(P) 크라운부의 상부를 성형할 수 있도록 상하 이동을 하는 상측 금형(M1)과, 피스톤(P)의 상기 크라운부의 측부의 일측을 성형할 수 있도록 슬라이드 이동을 하는 좌측 금형(M2)과, 피스톤(P)의 상기 크라운부의 상기 측부의 타측을 성형할 수 있도록 슬라이드 이동을 하는 우측 금형(M3)과, 피스톤(P)의 스커트부 내면을 성형할 수 있도록 상하 이동을 하는 하측 금형(M4)과, 피스톤(P)의 핀 홀을 성형할 수 있도록 좌우 이동을 하는 핀 금형(M5) 및 에코 금형부(10)와 에코 금형 구동부(20)가 구비된 피스톤 제조용 에코 금형 장치(100)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 피스톤 제조용 에코 금형 장치(100)의 에코 금형부(10) 및 에코 금형 구동부(20)는, 피스톤(P)의 중심축(C)을 기준으로 양측에 대칭되게 형성되어, 피스톤(P)의 둘레를 따라 에코부(E)가 성형되도록 할 수 있다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤(P) 주조 시, 피스톤 제조용 금형 장치(1000)를 이용하여 피스톤(P)에 언더컷 형상의 에코부(E)가 형성되도록 주조할 수 있다. 그러므로, 언더컷 형상의 에코부(E)를 용이하게 성형하여 피스톤(P)의 중량을 효율적으로 감소 시킬 수 있다. 이에 따라, 엔진의 각 구성부품이 피스톤(P)으로부터 받는 관성력을 줄여서 엔진의 내구성을 증가시키고, 피스톤(P)의 중량 감소로 인하여 자동차의 연비를 향상 시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조 방법은, 피스톤(P)을 주조하는 금형 캐비티를 형성할 수 있도록 금형(M)을 형폐하는 금형 형폐 단계(S10)와, 피스톤(P)이 주조될 수 있도록 일정량의 용융된 유체 피스톤 재료를 상기 금형 캐비티 속으로 주입하는 주조 단계(S20)와, 용융된 상기 유체 피스톤 재료를 냉각시키는 냉각 단계(S30)와, 냉각 완료된 피스톤(P)을 취출할 수 있도록 금형(M)을 형개하는 금형 형개 단계(S40) 및 형개 완료된 금형(M)으로부터 상기 피스톤(P)을 분리하는 취출 단계(S50)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 금형 형개 단계(S40)는, 에코 금형부(10)가 원호 형상의 가이드 슬롯(S) 및 에코 금형 구동부(20)에 의해 상기 원호 형상의 궤적으로 회동되면서 피스톤(P) 중심축(C)의 수직방향으로 후진 이동하는 에코 금형부 형개 단계(S41)를 포함할 수 있다.
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 제조 방법에 따르면, 경사지게 형성되는 피스톤(P)의 스커트부(S)를 용이하게 주조할 수 있고, 피스톤(P)의 스커트부(S)와 크라운부의 연결부위에 형성되는, 언더컷 형상의 깊은 홈인 에코부(E)를 용이하게 성형할 수 있다.
그러므로, 피스톤(P)의 에코부(E)를 용이하게 성형함으로써, 피스톤(P)의 중량을 효율적으로 감소 시킬 수 있다. 이에 따라, 엔진의 각 구성부품이 피스톤(P)으로부터 받는 관성력을 줄여서 엔진의 내구성을 증가시키고, 피스톤(P)의 중량 감소에 따라 자동차의 연비를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 에코 금형부
20: 에코 금형 구동부
E: 에코부
S: 가이드 슬롯
100: 피스톤 제조용 에코 금형 장치
1000: 피스톤 제조용 금형 장치

Claims (10)

  1. 피스톤 에코부를 성형할 수 있도록, 원호 형상의 가이드 슬롯에 의해 상기 피스톤 에코부 방향으로 상기 원호 형상의 궤도를 따라 회동되는 에코 금형부; 및
    상기 에코 금형부의 일측에 연결되어 상기 에코 금형부를 피스톤 중심축의 수직 방향으로 전후진시키는 에코 금형 구동부;를 포함하고,
    상기 에코 금형부는,
    적어도 일부분이 상기 피스톤 에코부와 대응되도록 모서리가 각진 돌출된 형상으로 형성된 금형 몸체;
    상기 금형 몸체의 측면에 돌출되게 형성되고, 일부가 상기 가이드 슬롯에 삽입되어 상기 원호 형상의 상기 궤도에 따라 안내되는 안내 돌기;
    상기 에코 금형 구동부의 전후진 운동에 연동될 수 있도록 상기 금형 몸체의 일측에 형성되는 여유 걸림홈부; 및
    상기 에코 금형 구동부가 걸릴 수 있도록 상기 여유 걸림홈부의 일단에 돌출되게 형성되는 걸림부;를 포함하고,
    상기 에코 금형 구동부는, 봉 형상의 걸림 막대를 포함하고,
    상기 걸림 막대는,
    막대 몸체;
    상기 에코 금형부와 연결되어 상기 에코 금형부를 전후진시킬 수 있도록, 상기 막대 몸체의 일단에 형성되고 상기 에코 금형부의 상기 걸림부에 걸리는 걸림 머리부; 및
    상기 에코 금형부의 상기 걸림부를 도피할 수 있도록 상기 막대 몸체와 상기 걸림 머리부 사이에 형성되는 걸림 목부;
    를 포함하는, 피스톤 제조용 에코 금형 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸림 머리부는,
    상기 에코 금형부가 상기 가이드 슬롯을 따라 회동 시 상기 걸림 머리부의 모서리가 상기 에코 금형부의 상기 여유 걸림홈부에 걸리지 않고 원활하게 회동될 수 있도록, 상기 모서리에 원호 형상의 라운드부가 형성되는, 피스톤 제조용 에코 금형 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에코 금형부의 상기 여유 걸림홈부는,
    상기 에코 금형부가 상기 가이드 슬롯을 따라 회동 시 상기 에코 금형 구동부의 상기 걸림 머리부에 걸리지 않고 원활하게 회동될 수 있도록, 상기 걸림 머리부의 머리 길이보다 큰 홈부 길이를 가지는, 피스톤 제조용 에코 금형 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈부 길이는,
    상기 머리 길이의 2배 이상의 길이를 가지는 것인, 피스톤 제조용 에코 금형 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 에코 금형부 및 상기 에코 금형 구동부는, 상기 피스톤 중심축을 기준으로 양측에 대칭되게 형성되는, 피스톤 제조용 에코 금형 장치.
  9. 피스톤 크라운부의 상부를 성형할 수 있도록 상하 이동을 하는 상측 금형;
    상기 피스톤의 상기 크라운부의 측부의 일측을 성형할 수 있도록 슬라이드 이동을 하는 좌측 금형;
    상기 피스톤의 상기 크라운부의 상기 측부의 타측을 성형할 수 있도록 슬라이드 이동을 하는 우측 금형;
    상기 피스톤의 스커트부 내면을 성형할 수 있도록 상하 이동을 하는 하측 금형;
    상기 피스톤의 핀 홀을 성형할 수 있도록 좌우 이동을 하는 핀 금형; 및
    제 1 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 피스톤 제조용 에코 금형 장치;
    를 포함하는, 피스톤 제조용 금형 장치.
  10. 피스톤을 주조하는 금형 캐비티를 형성할 수 있도록 금형을 형폐하는 금형 형폐 단계;
    상기 피스톤이 주조될 수 있도록 일정량의 용융된 유체 피스톤 재료를 상기 금형 캐비티 속으로 주입하는 주조 단계;
    용융된 상기 유체 피스톤 재료를 냉각시키는 냉각 단계;
    냉각 완료된 상기 피스톤을 취출할 수 있도록 상기 금형을 형개하는 금형 형개 단계; 및
    형개 완료된 상기 금형으로부터 상기 피스톤을 분리하는 취출 단계;를 포함하고,
    상기 금형 형개 단계는,
    적어도 일부분이 피스톤 에코부와 대응되도록 모서리가 각진 돌출된 형상으로 형성된 에코 금형부가 원호 형상의 가이드 슬롯 및 봉 형상의 걸림 막대를 포함하는 에코 금형 구동부에 의해 상기 원호 형상의 궤적으로 회동되면서 피스톤 중심축의 수직방향으로 후진 이동하는 에코 금형부 형개 단계;
    를 포함하는, 피스톤 제조 방법.
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