KR102546586B1 - 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐비티(11)가 형성된 다이캐스팅 금형(10); 양단이 개방되며 일단이 상기 다이캐스팅 금형(10)의 캐비티(11)에 연결 설치되고, 상면에는 내부로 용탕(9)이 주입되는 용탕주입구(21)가 형성된 슬리브(20); 이 슬리브(20)의 타단에 끼워져서 슬리브(20)에 주입된 용탕(9)을 다이캐스팅 금형(10)의 캐비티(11)로 주입시키는 플런저팁(31)과, 일단이 상기 플런저팁(31)의 후방으로 연장된 플런저로드(32)를 포함하는 플런저(30); 이 플런저(30)의 플런저로드(32)의 타단에 조인트(70)에 의해 연결 설치되어 플런저로드(32)를 전후진시키는 실린더로드(41)가 구비된 유압실린더(40); 상기 플런저(30)의 플런저로드(32)에 구비되거나 또는 플런저로드(32)와 유압실린더(40)의 연결부위에 구비되며, 유압실린더(40)에 의해 플런저(30)의 플런저로드(32)에 가해지는 압력을 측정하는 로드셀(50); 및 이 로드셀(50)에서 측정된 측정치를 수신하여 이 측정치가 기준치의 오차범위를 벗어나면 유압실린더(40)의 실린더로드(41)의 작동을 제어하는 제어부(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기이다.

Description

사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기{High pressure die-casting machine maintained constant injection pressure}

본 발명은 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유압식 고압 다이캐스팅 금형에 용융된 알루미늄을 플런저로드로 사출시 플런저에 가해지는 압력을 로드셀 센서로 측정후 측정된 압력이 기준치를 벗어날 때 유압을 일정하게 유지하도록 하여 제품의 품질을 일정하게 유지하도록 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기에 관한 것이다.

일반적으로 다이캐스팅은 금형에 알루미늄 등의 금속 용탕을 주입하여 응고시키는 성형방법으로서, 높은 생산성, 높은 치수정밀도, 미려한 주조표면, 두께가 얇은 성형품을 얻을 수 있는 등의 이점이 있어 많은 종류의 자동차부품에서부터 전기부품, 일용품에 이르기까지 광범위하게 이용되고 있다.

도 1은 종래의 다이캐스팅 금형장치를 도시하였는데, 도시된 바와 같이 캐비티(2)가 형성된 금형(1)과, 이 금형(1)의 캐비티(2)와 연결 설치되며 내부에 용탕(9)이 공급되는 슬리브(3)와, 이 슬리브(3)의 내부로 공급된 용탕(9)을 금형(1)의 캐비티(2)로 주입되도록 가압하는 플런저(5)와, 이 플런저(5)를 구동시키는 구동수단을 포함한다. 이때, 슬리브(3)의 상부에는 용탕(9)이 투입되는 용탕투입구(4)가 형성된다.

한편, 구동수단은 스크류 등을 이용하는 전동식도 개발되었으나, 전동식의 경우에는 플런저(5)가 일정량의 용탕(9)을 금형(1)의 캐비티(2)로 주입시키기 위해 요구되는 힘을 플런저(5)에 제대로 제공하지 못하는 문제가 있어 상용화되지 못하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 구동수단으로 유압실린더(6)를 사용하는 것이 바람직하며, 유압실린더(6)의 실린더로드(7)가 플런저(5)와 조인트(8)에 의해 연결 설치된다. 그리고 제어부에서는 유압실린더(6)가 플런저(5)에 일정압력을 가하도록 제어함으로써, 플런저(5)가 전진하면서 정해진 용량의 용탕(9)을 금형(1)의 캐비티(2)로 주입하게 된다.

그런데 종래의 다이캐스팅 금형장치는 유체가 도시안된 유압탱크에서 매니폴드 등의 장치로 이동되면서 유압손실 등이 발생되어 매니폴드를 거친 유체에 의해 작동되는 유압실린더(6)가 플런저(5)에 실제로 가하는 압력이 요구되는 압력보다 낮거나 높게 형성되는 등 플런저(5)에 실제로 가해지는 압력이 달라지는 문제가 있다. 이에 따라, 상황에 따라 플런저(5)에 가해지는 압력이 일정하지 못하므로, 각 성형품마다 밀도 등이 일정하지 못하게 되어 제품의 품질이 일정치 않게 되어 소비자 신뢰를 떨어뜨리게 되는 문제가 있다.

한국 공개특허공보 제10-2018-0079878호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전동식이 아닌 유압을 이용하여 플런저가 성형에 요구되는 충분한 압력을 제공하면서도 유압장치가 아니라 플런저 자체에 가해지는 압력을 측정하여 유압장치에서 발생되는 유압손실 등으로 인해 플런저에 가해지는 압력이 일정하게 유지되지 못하는 문제를 해결하여 플런저에 가해지는 압력을 일정하게 유지함으로써 사출압력이 일정하게 유지되므로 성형품의 품질이 일정하게 유지되어 신뢰도를 향상시킨 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 캐비티(11)가 형성된 다이캐스팅 금형(10); 양단이 개방되며 일단이 상기 다이캐스팅 금형(10)의 캐비티(11)에 연결 설치되고, 상면에는 내부로 용탕(9)이 주입되는 용탕주입구(21)가 형성된 슬리브(20); 상기 슬리브(20)의 타단에 끼워져서 슬리브(20)에 주입된 용탕(9)을 다이캐스팅 금형(10)의 캐비티(11)로 주입시키는 플런저팁(31)과, 이 플런저팁(31)의 후방으로 연장된 플런저로드(32)를 포함하는 플런저(30); 상기 플런저(30)의 플런저로드(32)의 단부에 연결 설치되어 플런저로드(32)를 전후진시키는 실린더로드(41)가 구비된 유압실린더(40); 상기 플런저(30)의 플런저로드(32)에 구비되거나 또는 플런저로드(32)와 유압실린더(40)의 연결부위에 구비되며, 유압실린더(40)에 의해 플런저(30)의 플런저로드(32)에 가해지는 압력을 측정하는 로드셀(50); 및 상기 로드셀(50)에서 측정된 측정치를 수신하여 이 측정치가 기준치의 오차범위를 벗어나면 유압실린더(40)의 실린더로드(41)의 전진력을 제어하는 제어부(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 유압실린더(40)를 이용하여 전동방식에 비해 고압 다이캐스팅 성형시 플런저(30)가 다이캐스팅 금형(10)에 가하도록 요구되는 압력이 충분히 확보되면서도 유압실린더(40)에 의해 플런저(30)에 가해지는 압력을 로드셀(50)로 측정하여 유압장치에서 발생되는 유압손실 등으로 인해 플런저(30)의 상황에 따라 다른 압력이 작용하는 것을 보정함으로써, 플런저(30)에 일정한 압력이 작용하여 사출압력이 일정하게 유지되므로 성형품들의 품질이 기준치 이상으로 일정하게 유지되어 소비자 신뢰도가 향상된다.

도 1은 종래 다이캐스팅 주조기의 일례를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기의 일실시예를 도시한 도면
도 3은 상기 실시예의 요부를 보인 사시도
도 4는 상기 실시예의 요부를 보인 측단면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기는 다이캐스팅 금형(10), 슬리브(20), 플런저(30), 유압실린더(40), 로드셀(50) 및 제어부(60)를 포함한다.

상기 다이캐스팅 금형(10)은 주지된 바와 같이 소정형상의 캐비티(11)가 구비되며, 캐비티(11)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 슬리브(20)는 다이캐스팅 금형(10)의 캐비티(11)에 용탕(9)을 공급하는 것으로서, 용탕(9)의 종류나 주입방식에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다. 이와 같은 슬리브(20)는 양단부가 개방되고 일단이 금형(10)의 캐비티(11)와 연통되도록 설치되고, 상면에는 내부로 용탕(9)이 주입되는 용탕주입구(21)가 형성된다. 주지된 바와 같이, 슬리브(20)는 관 형상으로 이루어질 수 있다. 도 2와 같이, 슬리브(20)는 슬리브설치대(80)에 고정되어 금형(10)의 캐비티(11)와 연통되도록 설치될 수 있다.

상기 플런저(30)는 슬리브(20)의 타단에 끼워져서 슬리브(20)에 주입된 용탕(9)을 다이캐스팅 금형(10)의 캐비티(11)로 주입시키는 플런저팁(31)과, 일단이 상기 플런저팁(31)의 후방으로 연장된 플런저로드(32)를 포함한다.

상기 유압실린더(40)는 플런저(30)의 플런저로드(32)를 전후진시키는 것으로, 플런저로드(32)의 단부에 연결되어 플런저로드(32)를 전후진시키는 실린더로드(41)가 구비된다. 이와 같은 유압실린더(40)는 주지된 바와 같이 상기 제어부(60)에 의해 제어되는 유압탱크(42,43)와 매니폴드(44) 등의 유압장치에 의해 작동되도록 구성된다.

도 2와 같이, 플런저(30)의 플런저로드(32)와 유압실린더(40)의 실린더로드(41)가 일직선상으로 연결설치됨에 따라 플런저로드(32)와 실린더로드(41)의 작동정밀성을 위해 이를 지지하는 지지대(90)가 설치될 수 있다.

상기 로드셀(50)은 유압실린더(40)의 실린더로드(41)의 선단부에 의해 플런저(30)의 플런저로드(32)에 가해지는 하중을 측정하는 것으로, 플런저(30)의 플런저로드(32)에 구비되거나 또는 유압실린더(40)에서 전방으로 돌출된 실린더로드(41)의 선단과 플런저로드(32)의 연결부위에 구비될 수 있다.

도 3과 같이, 플런저(30)의 플런저로드(32)의 후단과 유압실린더(40)의 실린더로드(41)의 선단을 조인트(70)가 감싸서 서로 연결한다. 이때, 플런저로드(32)의 후단과 실린더로드(41)의 선단에는 직경이 확장된 로드확장부(32a,41a)가 형성된다. 조인트(70)는 양단부가 실린더로드(41)의 선단과 플런저로드(32)의 후단을 감싸도록 서로 결합되는 한 쌍의 조인트몸체(71,72)로 이루어지며, 각 조인트몸체(71,72)의 결합면에는 정합되면 로드셀(50)이 수용되는 수용공간을 형성하는 오목홈(73)이 형성되고, 이 오목홈(73)의 양단부에는 상기 플런저로드(32) 및 실린더로드(41)의 로드확장부(32a,41a)가 걸려지는 걸림턱(74,75)이 형성된다. 로드셀(50)이 조인트(70)에 내장되어 외부로부터 보호된다. 그리고 각 조인트몸체(71,72)의 결합면에는 걸림턱(74,75)으로 인해 오목홈(73)이 정합되어 형성되는 수용공간보다 직경이 작아서 플런저로드(32) 및 실린더로드(41)가 각각 삽입되는 투입구를 이루도록 보조오목홈(70a,70b)이 형성된다. 또한 적어도 일측 조인트몸체(71,72)에는 상기 로드셀(50)의 신호선(51)이 수용되는 수용홈(76,77)이 형성된다. 한편, 한 쌍의 조인트몸체(71,72)는 볼트 등의 고정수단(78)으로 결합된다.

본 발명의 일실시예에 따른 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기는 도 3 및 도 4와 같이 로드셀(50)이 플런저로드(32)의 후단과 실린더로드(41)의 선단 사이에 구비되도록 조인트(70)에 내장될 수 있다. 도 3과 같이, 로드셀(50)은 플런저로드(32)의 후단과 실린더로드(41)의 선단 사이에 구비되도록 조인트(70)의 오목홈(73)에 삽입되어 실린더로드(41)가 플런저로드(32)에 가하는 하중을 측정한다.

상기 제어부(60)는 유압탱크(42,43), 매니폴드(44) 및 유압실린더(40)를 포함하는 유압장치의 작동을 제어하며 특히, 로드셀(50)의 측정치를 수신하여 유압실린더(40)의 실린더로드(41)의 작동을 제어한다. 기준치는 플런저로드(32)가 성형시 용탕(9)을 다이캐스팅 금형(10)에 주입시키는데 요구되는 일정수준의 압력이며 사출압력을 나타낸다.

본 발명은 상기와 같이, 로드셀(50)과 제어부(60)에 의해 상황에 따라 유압실린더(40)가 아니라 플런저(30) 자체에 가해지는 하중이 일정하게 유지되도록 함으로써, 유압탱크(42,43), 매니폴드(44) 및 유압실린더(40)를 포함하는 유압장치의 구동에 따른 압력손실 등에 의해 상황에 따라 플런저(30)에 작용하는 하중이 달라지는 문제를 해결할 수 있다. 이에 따라, 플런저(30)에 일정한 하중이 가해져서 사출압력이 일정하게 유지되므로, 성형품들의 밀도 등이 일정수준 이상으로 일정하게 유지되어 품질의 신뢰도가 향상되는 장점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10 : 다이캐스팅 금형 20 : 슬리브
30 : 플런저 31 : 플런저팁
32 : 플런저로드 40 : 유압실린더
41 : 실린더로드 50 : 로드셀
60 : 제어부 70 : 조인트

Claims (1)

1. 캐비티(11)가 형성된 다이캐스팅 금형(10);
   양단이 개방되며 일단이 상기 다이캐스팅 금형(10)의 캐비티(11)에 연결 설치되고, 상면에는 내부로 용탕(9)이 주입되는 용탕주입구(21)가 형성된 슬리브(20);
   상기 슬리브(20)의 타단에 끼워져서 슬리브(20)에 주입된 용탕(9)을 다이캐스팅 금형(10)의 캐비티(11)로 주입시키는 플런저팁(31)과, 일단이 상기 플런저팁(31)의 후방으로 연장된 플런저로드(32)를 포함하는 플런저(30);
   상기 플런저(30)의 플런저로드(32)의 후단에 연결 설치되어 플런저로드(32)를 전후진시키는 실린더로드(41)가 구비된 유압실린더(40);
   양단부가 상기 플런저(30)의 플런저로드(32)의 후단과 유압실린더(40)의 실린더로드(41)의 선단을 감싸서 서로 연결하며, 내부 중간에는 수용공간이 형성된 조인트(70);
   상기 플런저(30)의 플런저로드(32)의 후단과 유압실린더(40)의 실린더로드(41)의 선단 사이에 구비되도록 상기 조인트(70)의 수용공간에 내장되어, 유압실린더(40)의 실린더로드(41)가 플런저(30)의 플런저로드(32)에 가하는 하중을 측정하는 로드셀(50); 및
   상기 로드셀(50)에서 측정된 측정치를 수신하여 유압실린더(40)의 실린더로드(41)의 작동을 제어하는 제어부(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출압력이 일정하게 유지되는 고압 다이캐스팅 주조기.

Images