KR101866516B1 - 부위별 분사량이 조절되는 이형제 스프레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이형제 스프레이 장치에 관한 것으로서, 내부에 에어공급로(110)와 이형제공급로(120)가 병렬 형태로 구비되며, 에어공급로(110)에 일정 간격으로 형성된 다수의 에어실(111) 전면에는 에어노즐결합부(112)가 구비되고, 에어실(111) 후면에는 이형제공급로(120)와 통하는 이형제노즐결합부(121)가 구비된 노즐바디(100); 상기 에어노즐결합부(112)에 조립되어 에어공급로(110)의 에어가 공급되는 에어노즐(200); 상기 이형제노즐결합부(121)에 조립되어 이형제공급로(120)의 이형제가 공급되는 이형제노즐(300); 이형제노즐(300)에 조립되어 이형제노즐(300)을 막아주는 이형제차단캡(301); 이형제노즐(300)에 조립되며, 길이가 서로 달라서 이형제가 여러 형태로 스프레이 되는 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330) 중 하나가 조립되는 노즐캡(302); 각 에어노즐(200)의 선단에 에어노즐캡(201)으로 조립 설치되는 일정길이의 에어안내관(210);으로 구성되어 이형제를 스프레이 할 필요가 없는 부위의 이형제노즐(300)에는 이형제차단캡(301)을 조립하고, 나머지 이형제노즐(300)에서는 에어안내관(210) 내부에 위치된 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)의 길이에 따라 부위별로 이형제 분사량이 조절되게 한 것을 특징으로 한다.

Description

부위별 분사량이 조절되는 이형제 스프레이 장치{Surface lubricant spray devices that are controlled by the amount of injected for each area}
본 발명은 이형제 스프레이 장치에 관한 것으로서, 특히 다이캐스팅 작업이나 사출 작업시 성형 된 제품이 금형에서 잘 취출 될 수 있도록 하기 위해서 금형 표면에 이형제를 스프레이하여 도포할 때 금형 표면에서 용탕과의 접착력이 강하지 않은 부위에는 이형제가 폭넓게 미세한 분무 형태로 도포되고, 용탕과의 접착력이 강한 부위에는 폭 좁게 많은 양의 이형제가 도포되게 함으로서 양질의 제품 성형이 가능한 부위별 분사량이 조절되는 이형제 스프레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 다이캐스팅 성형 작업이나 사출성형 작업시 성형 된 제품이 금형 표면에서 쉽게 잘 취출 될 수 있도록 하기 위해서 금형 표면에 이형제를 스프레이하여 도포하고 있다.
이형제 도포 작업 공정은 금형에 금형에서 제품을 취출하면 이형제를 도포하기 전에 금형의 표면에 강한 에어를 불어서 이물질을 청소 제거한 후 펌프로 가압 되는 액상의 이형제를 노즐로 분사시켜 스프레이하게 된다.
상기 이형제는 원액과 물을 적절히 배합하여 탱크에 보관하며, 필요시 탱크에 보관된 이형제를 펌프로 가압하여 호스 또는 연결된 배관을 통해서 스프레이 장치에서 분사하여 금형 표면에 골고루 도포하여 이형제 코팅막을 형성하는 것이며, 이러한 이형제는 금형 표면에 부위별로 알맞게 도포되어 있어야만 성형된 제품을 취출할 때 손상시키기 않게 되는 것으로서, 다이캐스팅이나 사출 금형 장비를 취급할 때 보편적으로 사용하고 있다.
이러한 이형제 스프레이장치로 개발된 선행기술문헌으로는 아래의 특허문헌에 개시된 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2014-0146455호(2014.12.26.공개)의 "이형제 스프레이 카세트"가 있다.(이하 '선행기술'이라 칭함)
상기 선행기술은 승강체가 하우징에 대해 승강 가능하게 결합 되고, 이형제실로 공급된 고압의 이형제에 의해 승강체가 상승하고, 이형제실 내의 압력이 미리 정해진 값 이하로 감소하면 승강체가 압축코일스프링에 의해 하강하고, 그 결과, 승강체에 결합된 밸브체가 이형제실로부터의 이형제의 배출경로인 안내관을 차단하도록 구성되어 있으므로, 이형제실로부터 불필요하게 유출되는 이형제량을 줄일 수 있고, 그 결과 비용의 절감은 물론, 다이캐스팅 성형 현장의 환경 오염도 줄일 수 있도록 한 것이다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2014-0146455호(2014.12.26.공개)의 "이형제 스프레이 카세트"
상기 선행기술은 일렬 횡대로 배치된 모든 분사관과 안내관 간의 간격은 항시 일정하게 유지되는 구조이며, 이형제실 내부의 압력이 설정값 이상이 되면 모든 안내관이 동시에 열리면서 동일한 양의 이형제가 금형 표면 전체에 동일하게 스프레이 되는 것이다.
그런데, 금형 표면은 부위에 따라 많은 양의 이형제가 액상 상태로 스프레이 되어 도포되어야만 성형된 제품의 취출이 잘되는 부분과, 이형제가 미세한 분무 입자 형태로 스프레이 되어 도포되기만 하여도 제품 취출이 잘 되는 부분으로 구분된다.
따라서, 선행기술처럼 안내관과 일정하게 연결된 모든 분사관을 통해 이형제가 모두 동일하게 스프레이될 경우는 상기와 같이 금형 표면의 이형제가 많이 도포되어야 할 부분과 적게 도포되어야 할 부분으로 나누어 도포하기 어려운 문제점이 있으며, 이로 인해 이형제가 부족한 부위는 제품 취출이 잘 안 되는 경향이 있고, 이형제가 과다한 부위는 아래의 문제점이 발생된다.
즉, 상기 미세한 분무 입자 형태로 도포되어야 할 부위에 이형제가 과다하게 액상 상태로 스프레이 되어 도포될 경우 이형제가 금형 열에 의해서 금형 표면에 달라붙어 도포된 상태를 양호하게 유지하지 못하며, 일부 흘러내리게 되면 코팅이 불균일하게 하게 되는 현상이 발생 된다.
그리고 금형의 형상이 종류마다 다르고 형상에 따라 깊이가 깊은 성형면을 갖는 부위의 이형제는 오래 머물러 있어야 하는데 이를 위해 너무 과다한 이형제가 분사될 경우 이형제 낭비가 발생 되고, 액상의 이형제 도포시 머물러 있는 시간이 길게 되면 금형의 온도가 급냉하게 되어 금형의 수명 단축을 야기하게 된다.
이에 본 발명은 상기한 선행기술의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 금형 표면에서 용탕과의 부착력이 강하지 않은 부위에는 이형제가 폭넓게 미세한 분무 형태로 도포되게 하고, 용탕과의 부착력이 강한 부위에는 다른 부위에 비해 많은 양의 이형제가 도포되게 함으로서 제품의 원활한 취출과 양질의 제품 성형이 가능하고, 금형의 수명을 연장 시킬 수 있도록 부위별 분사량이 조절되는 이형제 스프레이 장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 본 발명의 목적은 이형제를 에어 분사력으로 스프레이하는 이형제 스프레이 장치를 구성함에 있어서, 내부에 에어공급로와 이형제공급로가 병렬 형태로 구비되며, 에어공급로에 일정 간격으로 형성된 다수의 에어실 전면에는 에어노즐결합부가 구비되고, 에어실 후면에는 이형제공급로와 통하는 이형제노즐결합부가 구비된 노즐바디; 상기 에어노즐결합부에 조립되어 에어공급로의 에어가 공급되는 에어노즐; 상기 이형제노즐결합부에 조립되어 이형제공급로의 이형제가 공급되는 이형제노즐; 이형제노즐에 조립되어 이형제노즐을 막아주는 이형제차단캡; 이형제노즐에 조립되며, 길이가 서로 달라서 이형제가 여러 형태로 스프레이 되는 제1 내지 제3 이형제안내관 중 하나가 조립되는 노즐캡;으로 구성하여 금형의 표면 부위에 따라 이형제차단캡과 제1 내지 제3 이형제안내관을 취사 선택하도록 함으로써 달성될 수 있다.
이러한 본 발명은 금형 표면에 이형제를 도포하는 작업을 행할 때, 금형 표면에서 이형제가 도포되지 않아도 되는 부위와 이형제가 도포되어야 할 부위를 구분하여 이형제의 스프레이 차단 및 스프레이 실시를 구분하여 행할 수 있으며, 이형제가 도포되는 곳은 부위별 이형제의 필요량에 따라 이형제가 좁은 폭으로 많이 도포되게 하거나 미세한 분무 형태로 넓은 면적에 얇게 도포되도록 할 수 있으므로 제품의 원활한 취출과 양질의 제품 성형이 가능한 효과가 있다.
그리고, 상기와 같이 금형 표면의 부위별로 필요한 이형제를 알맞는 두께로 도포하면 분사시 오래 머무를 필요가 없고 동일한 시간에 분사되며, 이형제 소모량을 90% 이상 절감할 수 있는 효과를 얻게 된다.
또한 금형 표면에 부위별로 필요한 양의 이형제를 도포하는 것이므로 종래 방식에 비해 금형의 온도 변화가 적고, 금형의 온도에 의해 바로 수분이 증발하고 빠른 시간에 코팅되는 효과를 얻으며, 금형의 과냉에 의한 열손실이 적어 다시 가열되기까지의 시간이 짧으므로 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
그리고 금형의 형상에 따라 노즐차단캡 및 제1 내지 제3 노즐안내관이 조정된 노즐캡의 교체 방식이므로 금형 교체가 있기 전까지는 계속 같은 노즐로 작업을 행하고, 금형 교체하고 작업준비를 할 때 그에 맞는 노즐캡으로 교체하는 것이므로 사용 중에 기계를 세워서 조절한 후 작업에 들어가는 불편을 해소할 수 있다.
도 1 은 본 발명이 실시된 이형제 스프레이 장치를 일례로 보인 사시도
도 2 는 도 1 의 스프레이 장치 일부를 위에서 본 평면도
도 3 은 도 2 의 A-A선 단면도
도 4 는 본 발명에 사용되는 이형제차단캡과 노즐캡 구조를 보인 단면도
도 5 는 본 발명에 의해 부위별로 이형제가 차단되거나 서로 다른 형태로 스프레이 되는 상태를 보인 단면도
도 6 은 본 발명의 다른 실시 예를 보인 사시도
이하에서는 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 기술구성을 바람직한 실시예로 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 이형제 스프레이 장치를 일례로 보인 사시도이고, 도 2 는 도 1 의 스프레이 장치의 일부를 위에서 본 평면도이며, 도 3 은 도 2 의 A-A선 단면도이다.
이에 도시된 본 발명의 이형제 스프레이 장치를 구성하는 노즐바디(100)의 내부에는 에어공급로(110)와 이형제공급로(120)가 병렬 형태로 구비된다. 그리고 에어공급로(110)에 일정 간격으로 형성된 다수의 에어실(111) 전면에는 에어노즐결합부(112)가 구비되고, 에어실(111) 후면에는 이형제공급로(120)와 통하는 이형제노즐결합부(121)가 구비된다.
상기 에어노즐결합부(112)에는 에어공급로(110)의 에어가 공급되는 에어노즐(200)이 조립되고, 상기 이형제노즐결합부(121)에는 이형제공급로(120)의 이형제가 공급되는 이형제노즐(300)이 조립된다.
그리고, 이형제노즐(300)에는 이형제가 스프레이 되지 않도록 이형제노즐(300)을 막아주는 이형제차단캡(301)이 설치되거나, 또는 길이가 서로 달라서 이형제가 여러 형태로 스프레이 되는 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330) 중 하나가 조립되는 노즐캡(302)이 설치되고, 상기 각 에어노즐(200)의 선단에는 일정길이의 에어안내관(210)이 에어노즐캡(201)으로 조립된다.
도면중 미설명 부호 (500)은 이형제가 도포되는 금형이다.
상기 이형제노즐(300)과 이형제차단캡(301) 및 노즐캡(302)은 에어노즐결합부(112)에 에어노즐(200)이 조립되지 않은 상태에서 에어노즐결합부(112)를 통해 조립하면 된다.
즉, 에어로 청소하고 에어를 공급하는 에어노즐(200)과 이형제를 분사하는 이형제노즐(300)을 노즐바디(100) 내에 함께 구비하되 에어노즐결합부(112)의 구경은 크게 하고, 이형제노즐(300)은 에어노즐결합부(112)에 비해 더 작은 구경으로 형성하여 에어노즐결합부(112)를 통해 그 내부에 설치된다.
그리고 상기 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)을 다른 것으로 교체하고자 할 때는 이형제노즐(300)에서 노즐캡(302)을 분리한 다음 그 노즐캡(302)에서 기존의 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)을 빼내고 다른 길이의 이형제안내관으로 교체한 후 이형제노즐(300)에 다시 체결하면 된다.
그러나 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)이 각각 설치된 노즐캡(302)을 별도로 구비하였다가 부위별로 알맞는 길이의 이형제안내관이 구비된 노즐캡(302) 그 자체를 교체하도록 하여도 무방하다.
그리고 상기 각 에어노즐(200)의 선단에는 일정길이의 에어안내관(210)이 에어노즐캡(201)으로 조립되어 있으며, 에어안내관(210)을 통해 분사되는 에어 압력은 에어안내관(210) 내부의 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)의 길이에 따라 상이하게 작용하게 되므로 이형제는 다른 형태로 스프레이 된다.
즉, 도 4 에 예시한 바와 같이 이형제노즐(300)에 이형제차단캡(301)이 설치된 것은 "N0", 제일 짧은 길이의 제1 이형제안내관(310)이 노즐캡(302)에 설치된 것은 "N1", 중간 길이의 제2 이형제안내관(320)이 노즐캡(302)에 설치된 것은 "N2", 제일 긴 길이의 제3 이형제안내관(330)이 노즐캡(302)에 설치된 것은 "N3"로 칭하여 설명하기로 한다.
도 5 는 본 발명의 스프레이 장치를 금형에 설치한 상태를 일례로 보인 횡단면도이다. 이에 도시한 바와 같이 이형제를 스프레이 할 필요가 없는 부위의 이형제노즐(300)에는 "N0"와 같이 이형제차단캡(301)이 있는 노즐캡(302)을 조립하면 된다. 그러면 이형제차단캡(301)에 의해 이형제노즐(300)이 막혀있으므로 "N0"의 이형제노즐(300)에서는 이형제가 전혀 스프레이 되지 않는다.
그리고, 나머지 이형제노즐(300)에는 부위에 따라 "N1~N3"와 같이 서로 상이한 길이의 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)이 조립된 노즐캡(302) 중 하나를 취사선택하여 체결하면 된다.
즉, 금형(500)의 오목하게 들어간 성형면 중에서 이형제가 제일 많이 스프레이 되어야 할 부위의 이형제노즐(300)에는 "N3"와 같이 길이가 제일 긴 제3 이형제안내관(330)이 있는 노즐캡(302)을 조립하면 된다.
이때의 제3 이형제안내관(330)은 에어안내관(210)의 선단에 제일 가까이 근접되어 있으므로 제3 이형제안내관(330)을 통해 분사되는 이형제는 에어노즐(200)을 통해 분사되는 에어 압력을 최대한 늦게 받게 된다.
즉, 제3 이형제안내관(330)에서 분사되는 이형제는 에어안내관(210)의 선단 부위에 최대한 근접된 상태에서 에어노즐(200)에서 분사되는 에어 압력을 받게 되므로 이형제는 분사력이 에어 압력을 덜 받는 상태이며, 이러한 이형제는 좁은 폭으로 스프레이 됨에 따라 이 부위는 상당히 좁은 면적에 많은 양의 이형제가 도포된다.
그리고, 상기 "N3"의 제3 이형제안내관(330)이 있는 부위보다 이형제의 도포량이 적게 도포되어야 할 이형제노즐(300)에는 "N2"와 같이 중간 길이의 제2 이형제안내관(320)이 있는 노즐캡(302)을 조립하면 된다. 그러면 중간 길이의 제2 이형제안내관(320)은 길이가 제일 긴 제3 이형제안내관(330) 보다 에어안내관(210)의 선단에서 더 멀리 떨어져 있는 상태를 유지한다.
따라서, "N2"의 제2 이형제안내관(320)에서 스프레이된 이형제는 에어안내관(210)에서 분사되는 에어 압력을 상기 제3 이형제안내관(330)에서 스프레이되는 이형제보다는 더 받게 되며, 이에 따라 제2 이형제안내관(320)에서 분사되는 이형제는 에어안내관(210)의 선단을 통과하는 순간 좀 더 넓게 퍼져 스프레이 되면서 넓은 면적에 얇은 두께로 도포 된다.
그리고 도 5 에 도시하지는 않았지만 금형(500) 표면에서 굴곡진 형상 부분이 별로 없어서 이형제가 "N2" 보다 더 적게 도포되어야 할 부위는 "N1"의 제1 이형제안내관(310)을 이형제노즐(300)에 설치하면 된다. 그러면 제1 이형제안내관(310)은 길이가 더 짧은 상태이므로 제2 이형제안내관(320) 보다 에어안내관(210)의 선단에서 더 멀리 떨어져 있는 상태를 유지한다.
즉, "N1"의 제1 이형제안내관(310)에서 스프레이된 이형제는 에어노즐(200)에서 분사되는 에어 압력을 최대한 빨리 많이 받음에 따라 이때의 이형제는 에어압력에 의해 매우 미세한 입자 형태로 변하여 에어안내관(210)의 선단을 통과하는 순간 최대한 넓게 퍼져서 더 넓은 면적에 매우 얇은 두께로 도포되는 상태가 되는 것이다.
이와 같이 본 발명은 이형제를 스프레이 할 필요가 없는 부위의 이형제노즐(300)에는 이형제차단캡(301)을 사용하여 이형제의 스프레이가 안되도록 하고, 나머지 이형제노즐(300)의 노즐캡(302)에는 금형(500)의 성형면을 포함한 표면에서 필요로 하는 이형제의 도포량 정도에 따라 상이한 길이를 갖는 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)을 취사선택 조립하기만 하면 금형(500) 표면의 부위별로 원하는 이형제 도포를 알맞게 할 수 있다.
이러한 본 발명은 금형(500) 표면의 크기 면적에 따라 상기 노즐바디(100)를 구성할 때 에어공급로(110)와 이형제공급로(120)를 상하 2열 이상의 다수열 횡대로 구비하고, 이에 에어노즐(200)과 이형제노즐(300) 및 에어안내관(210)과 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)을 상하 2열 이상 횡대로 설치하는 크기로 형성할 수도 있다.
그리고 상기 에어노즐(200) 및 노즐캡(302)은 에어안내관(210) 및 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)이 설치되는 홀의 선단 내면에 패킹용 부싱(400)을 구비하는 것이 바람직하다.
그러면 에어안내관(210)을 에어노즐(200)에 설치할 때 및 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)을 노즐캡(302)에 설치할 때 밀폐력을 높일 수 있으며, 에어노즐(200)과 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)의 탈착 조립을 신속하면서도 용이하게 할 수 있다.
이러한 본 발명은 각각의 금형별로 알맞는 이형제의 노즐캡(302) 규격표를 작성하여 놓으면, 그 금형에 맞는 순서의 이형제 도포를 위한 노즐캡(302)을 순서에 맞추어 보다 신속하게 교체할 수 있으므로 일관된 작업성 유지가 가능한 것이다.
100 : 노즐바디 110 : 에어공급로
111 : 에어실 112 : 에어노즐결합부
120 : 이형제공급로 121 : 이형제노즐결합부
200 : 에어노즐 201 : 에어노즐캡
210 : 에어안내관 300 : 이형제노즐
301 : 이형제차단캡 310 : 제1 이형제안내관
320 : 제2 이형제안내관 330 ; 제3 이형제안내관
400 : 부싱

Claims (4)

  1. 이형제가 에어 분사력으로 스프레이되는 이형제 스프레이 장치에 있어서,
    내부에 에어공급로(110)와 이형제공급로(120)가 병렬 형태로 구비되며, 에어공급로(110)에 일정 간격으로 형성된 다수의 에어실(111) 전면에는 에어노즐결합부(112)가 구비되고, 에어실(111) 후면에는 이형제공급로(120)와 통하는 이형제노즐결합부(121)가 구비된 노즐바디(100);
    상기 에어노즐결합부(112)에 조립되어 에어공급로(110)의 에어가 공급되는 에어노즐(200);
    상기 이형제노즐결합부(121)에 조립되어 이형제공급로(120)의 이형제가 공급되는 이형제노즐(300);
    이형제를 스프레이 할 필요가 없는 부위의 이형제노즐(300)에 조립되어 이형제노즐(300)을 막아주는 이형제차단캡(301);
    이형제를 스프레이 할 부위의 이형제노즐(300)에 조립되며, 길이가 서로 다른 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330) 중 하나가 조립되는 노즐캡(302);
    각 에어노즐(200)의 선단에 에어노즐캡(201)으로 조립 설치되는 일정길이의 에어안내관(210);으로 구성하여
    이형제를 스프레이 할 필요가 없는 부위의 이형제노즐(300)은 이형제차단캡(301)으로 차단되게 하고,
    나머지 이형제노즐(300)에서는 에어안내관(210) 내부에 위치된 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330)의 길이에 따라 이형제가 다른 형태로 분무되게 한 것을 특징으로 하는 부위별 분사량이 조절되는 이형제 스프레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    노즐바디(100)는
    금형 표면의 크기 면적에 따라 에어공급로(110)와 이형제공급로(120)를 상하 2열 이상의 다수열 횡대로 구비하고,
    에어노즐(200) 및 이형제노즐(300)도 상하 2열 이상 횡대로 구비한 것을 특징으로 하는 부위별 분사량이 조절되는 이형제 스프레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    에어노즐(200) 및 노즐캡(302)은,
    홀의 선단 내면에 패킹용 부싱(400)을 구비하여 에어안내관(210) 및 제1 내지 제3 이형제안내관(310)(320)(330) 설치시 탈착 조립이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 부위별 분사량이 조절되는 이형제 스프레이 장치.
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