KR20020075200A - 주조방법 및 주조용 금형장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 인발 구배가 작은 내주면 또는 외주면을 갖는 주조품을 얻는다.

(해결수단) 주조용 금형장치의 가동형 (226) 에는, 테이퍼 내주면 (304) 을 갖는 중공 원통형상부 (280) 를 일체적으로 설치하고, 고정형 (224) 에는 테이퍼 내주면 (304) 에 대응하는 테이퍼 외주면 (326) 을 갖는 테이퍼 부재 (310) 를 설치한다. 중공 원통형상부 (280) 의 외주면이 실린더 보어 (12) 의 내주면을 성형하는 캐비티면 (300) 을 구성한다. 형 (224, 226) 을 닫으면, 테이퍼 내주면 (304) 과 테이퍼 외주면 (326) 이 조임 끼워맞춤되어, 탄성변형에 의해 중공 원통형상부 (280) 가 캐비티 (236) 측으로 직경이 확대된다. 중공 원통형상부 (280) 의 탄성변형상태를 유지한 채, 캐비티 (236) 내에 금속의 용탕을 주입한다. 용탕이 응고된 후, 형 (224, 226) 을 열고, 중공 원통형상부 (280) 의 탄성변형을 해소한다. 중공 원통형상부 (280) 의 외주면과 실린더 보어 (12) 의 내주면 사이에 반경방향의 틈이 생기고, 실린더 블록 (10) 을 용이하게 가동형 (226) 으로부터 밀어서 떼어낼 수 있다.

Description

주조방법 및 주조용 금형장치 {CASTING METHOD AND METAL MOLD APPARATUS FOR CASTING}

본 발명은, 인발 구배가 없는, 또는 인발 구배가 작은 내주면과 외주면의 적어도 한면을 갖는 주조품을 주조하는 방법 및 그 실시에 적합한 주조용 금형장치에 관한 것이다.

내주면과 외주면의 적어도 한면을 갖는 주조품을 주조하는 방법으로서, 금형 내부의 캐비티 내에 슬라이드 코어를 배치하여 그 슬라이드 코어의 외주면을 상기 캐비티를 획정 (劃定) 하는 캐비티면의 일부로 하고, 그 캐비티 내에 금속의 용탕을 주입하여 슬라이드 코어에 의해 주조품의 내주면을 형성하는 방법이 일반적으로 실시되고 있다. 캐비티 내의 용탕이 응고된 후에 슬라이드 코어가 주조품으로부터 이탈되는데, 용탕은 응고시에 수축되므로, 슬라이드 코어에 결합력(締付力)이 작용하여 주조품으로부터 슬라이드 코어를 이탈시키는 것이 어려워진다. 따라서, 이탈을 용이하게 하기 위해, 슬라이드 코어에는 인발 구배를 부여할 수 있다. 그러나, 이 슬라이드 코어에 의해 형성되는 주조품의 내주면에는 본래 구배가 불필요한 경우가 많고, 그 경우에는 후에 기계가공에 의해 구배가 제거되어 곧은 내주면이 된다. 따라서, 기계가공비용을 가능한 한 작게 하기 위해, 인발 구배를 가급적 작게 하는 것이 바람직하고, 이를 위한 한 방법이 일본 공개특허공보 평 7-60399 호에 기재되어 있다. 상기 슬라이드 코어를, 주조품의 재료의 열팽창율과 동등 이상의 열팽창율을 갖는 재료에 의해 형성하는 것이다. 이렇게 하면, 용탕 금속이 응고되어 주조품이 되는 시점에는 슬라이드 코어가 거의 동일한 온도로 가열되고, 그 후 주조품의 온도 저하와 함께 슬라이드 코어의 온도도 저하된다. 그리고, 슬라이드 코어가 주조품의 재료와 동등 이상의 열팽창율을 갖는 재료로 이루어지므로, 주조품의 수축량과 동등 이상의 수축이 슬라이드 코어에 발생한다. 따라서, 슬라이드 코어를 주조품으로부터 이탈시키는 것이 용이해진다. 그러나, 상기 슬라이드 코어의 재료가, 금형에 적합한 재료로서 주조품의 재료와 동등 이상의 열팽창율을 갖는 것으로 한정되는 문제가 있었다. 또, 상기 공보에 기재된 방법은, 주조품의 외주면의 인발 구배를 없애거나 또는 작게 하는 데는 이용할 수 없다.

본 발명은, 이상의 사정을 배경으로 하여, 주조품의 내주면 또는 외주면의 인발 구배를 종래보다 작게할 수 있는 주조방법 및 그에 적합한 주조용 금형장치를 얻는 것을 과제로 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시형태인 주조용 금형장치를 사용하여, 또한 본 발명의 일실시형태인 주조방법에 의해 제조되는 사판식 압축기를 나타내는 정면 단면도이다.

도 2 는 상기 사판식 압축기의 실린더 블록을 나타내는 사시도이다.

도 3 은 상기 주조용 금형장치를 구비하는 주조장치를 개략적으로 나타내는 정면도 (일부 단면) 이다.

도 4 는 상기 주조용 금형장치의 요부를 나타내는 정면 단면도이다.

도 5 는 본 발명의 다른 실시형태인 주조용 금형장치를 나타내는 정면 단면도이다.

도 6 은 본 발명의 또 다른 실시형태인 주조용 금형장치를 나타내는 정면 단면도이다.

도 7 은 상기 주조용 금형장치의 일부를 나타내는 측면 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 실린더 블록 12 : 실린더 보어

16 : 프론트 하우징 214 : 개폐용 실린더

224 : 고정형 (固定型) 226 : 가동형 (可動型)

236 : 캐비티 (cavity) 240, 242 : 캐비티면

250 : 슬리브 260 : 이젝터 장치

280 : 중공 원통형상부 284 : 끼워맞춤 구멍

300 : 캐비티면 304 : 테이퍼 내주면

310 : 테이퍼 부재 326 : 테이퍼 외주면

400 : 고정형 402 : 가동형

410 : 중공 원통형상부 412 : 끼워맞춤 구멍

420 : 캐비티면 422, 424 : 캐비티면

426 : 캐비티 428 : 테이퍼 내주면

440 : 테이퍼 부재 444 : 테이퍼 외주면

500 : 고정형 502 : 가동형

510 : 중공 원통형상부 524 : 테이퍼 외주면

530, 532 : 캐비티면 538 : 캐비티면

540 : 캐비티 550 : 콜릿 (collet)

552 : 콜릿직경 변경장치 556 : 테이퍼 외주면

560 : 테이퍼 부재 564 : 축방향 이동장치

568 : 테이퍼 내주면 570 : 볼

590 : 이젝터 장치

본 발명에 의해, 하기 각 양태의 주조방법 및 주조용 금형장치가 얻어진다. 각 양태는 청구항과 같이 항으로 구분하여 각 항에 번호를 붙이고, 필요에 따라 다른 항의 번호를 인용하는 형식으로 기재한다. 이는 어디까지나 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위함이며, 본 명세서에 기재된 기술적 특징 및 그들의 조합이 이하의 각 항에 기재된 것에 한정된다고 해석되어야 하는 것은 아니다. 또, 하나의 항에 복수의 사항이 기재되어 있는 경우, 그 복수의 사항을 항상 함께 채택해야 하는 것은 아니다. 일부 사항만을 선택하여 채택하는 것도 가능하다.

이하의 각 항에 있어서, (1) 항이 청구항 1 에 상당하고, (4) 항이 청구항 2 에, (5) 항이 청구항 3 에, (6) 항이 청구항 4 에, (8) 항이 청구항 5 에, (11) 항이 청구항 6 에 각각 상당한다.

(1) 내주면과 외주면의 적어도 한면을 갖는 주조품을 주조하는 방법으로서,

상기 내주면과 외주면의 적어도 한면을 성형하는 캐비티면을 갖는 중공 통형상부를 구비한 금형을 닫고, 그 금형의 내부에 상기 주조품에 대응하는 형상의 캐비티를 형성함과 동시에, 상기 중공 통형상부를, 상기 내주면과 외주면의 한면을 캐비티측으로 변위시키는 방향으로 탄성변형시키고, 그 탄성변형상태를 유지한 채 상기 캐비티에 금속의 용탕을 주입하고, 그 용탕이 응고된 후에 상기 금형을 개방함과 동시에 상기 중공 통형상부의 탄성변형을 해소하고, 주조품을 금형에서 꺼내는 것을 특징으로 하는 주조방법.

중공 통형상부를 캐비티측으로 탄성변형시킨 상태에서, 캐비티에 용탕을 주탕하여 응고시키면, 그에 의해 성형된 주조품과 중공 통형상부는 조임 끼워맞춤 상태가 된다. 따라서, 중공 통형상부의 탄성변형을 해소하면, 중공 통형상부가 캐비티측과는 반대측으로 변형된다. 중공 통형상부의 외주면이 캐비티면인 경우에는, 탄성변형에 의해 확장상태로 유지되어 있던 중공 통형상부가 수축되고, 중공 통형상부의 내주면이 캐비티면인 경우에는, 탄성변형에 의해 수축상태로 유지되어 있던 중공 통형상부가 확장되어, 중공 통형상부와 주조품의 조임 끼워맞춤 상태가 경감되거나, 또는 틈이 있는 끼워맞춤 상태가 된다. 따라서, 이 상태에서 중공 통형상부와 주조품을 이탈시키면 용이하게 이탈시킬 수 있고, 주조품의 내주면 또는 외주면의 인발 구배를 종래보다 작게 할 수 있다. 경우에 따라서는, 인발 구배를 완전하게 없애는 것도 가능하다.

(2) 상기 중공 통형상부의 상기 내주면과 외주면의 한면을 성형하는 캐비티면과는 반대측 면을, 그 중공 통형상부의 중심축선과 평행한 방향에 있어서 길이가 직선적으로 점차 변하는 테이퍼면으로 하는 한편, 그 테이퍼면에 대응하는 테이퍼면을 갖는 테이퍼 부재를 준비하고, 상기 중공 통형상부의 탄성변형을 테이퍼 부재의 중공 통형상부와의 조임 끼워맞춤에 의해 발생시키는 (1) 항에 기재된 주조방법.

테이퍼 부재와 중공 통형상부를 서로 대응하는 테이퍼면끼리 조임 끼워맞추면, 중공 통형상부를 용이하게 탄성변형시킬 수 있다.

(3) 상기 중공 통형상부가 횡단면 형상이 원인 중공 원통형상부인 (1) 항 또는 (2) 항에 기재된 주조방법.

중공 통형상부의 횡단면 형상은 임의이지만, 횡단면 형상이 정다각형인 각통형상부 등, 축대칭 형상인 경우에 본 발명을 양호하게 적용할 수 있고, 횡단면 형상이 원인 중공 원통형상부인 경우에 특히 바람직한 결과를 얻을 수 있다.

(4) 상기 주조품이, 사판식 압축기의 복수의 실린더 보어를 구비한 실린더 블록이고, 상기 내주면과 외주면의 적어도 한면이 상기 실린더 보어의 내주면인 (1) 항 내지 (3) 항 중 어느 한 항에 기재된 주조방법.

실린더 블록은 본 발명을 적용하는 데 특히 적합한 제품이지만, 복수의 실린더 보어가 서로 인접하여 형성되는 경우에는, 중공 원통형상부의 횡단면 형상을 완전한 원형으로 하면 진원도 (眞圓度) 가 양호한 실린더 보어가 형성되지 않는 경우가 있다. 그 경우에는, 적어도 탄성변형상태에서는 중공 원통형상부의 횡단면 형상이 진원으에서 약간 벗어난 형상이 되도록 하고, 주조품의 실린더 보어가 진원이 되도록 하는 것이 바람직하다.

(5) 상기 주조품이, 사판식 압축기의 중공 원통부를 구비한 프론트 하우징이고, 상기 내주면과 외주면의 적어도 한면이 상기 중공 원통부의 내주면인 (1) 항 내지 (3) 항 중 어느 한 항에 기재된 주조방법.

사판식 압축기의 프론트 하우징은, 예컨대 피스톤의 자전방지부와 슬라이딩하는 원통면을 구비하는 등, 내주면이 정밀한 원통면일 필요가 있는 경우가 많다. 이 내주면을 본 발명에 따라 형성하면, 소요 기계가공량을 감소시키거나 기계가공을 생략하는 것이 가능해진다.

(6) 내주면과 외주면의 적어도 한면을 갖는 주조품을 주조하기 위한 금형장치로서,

상기 내주면과 외주면의 한면을 성형하는 캐비티면을 갖는 중공 통형상부를 구비한 금형과,

그 금형의 중공 통형상부를, 그 중공 통형상부의 상기 내주면과 외주면의 한면을 캐비티측으로 변위시키는 방향으로 탄성변형시키는 탄성변형장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 금형장치.

본 주조용 금형장치에 의하면 상기 (1) 항에 기재된 주조방법을 실시할 수 있다.

(7) 서로 접근, 이간되어 개폐하는 한 쌍의 금형을 포함하고, 그 한 쌍의 금형의 개폐방향과 평행한 방향으로 연장되는 자세로 상기 중공 통형상부가 설치된 (6) 항에 기재된 주조용 금형장치.

중공 통형상부를 금형의 개폐방향과 교차하는 방향으로 연장되는 자세로 설치하는 것도 가능하지만, 금형의 개폐방향과 평행하게 연장되는 자세로 설치하면, 중공 통형상부를 탄성변형시키는 것, 또는 탄성변형의 해소후에 중공 통형상부와 주조품을 이탈시키는 것이 용이해진다.

(8) 상기 중공 통형상부가, 상기 금형의 본체와는 별체의 부재에 의해 구성되고, 적어도 상기 중공 통형상부로서 기능하는 부분에 인접하는 부분이, 상기 본체에 형성된 끼워맞춤부와 반경방향의 틈을 남기고 끼워맞춰진 (6) 항 또는 (7) 항에 기재된 주조용 금형장치.

상기 끼워맞춤부는, 끼워맞춤 구멍인 경우와 끼워맞춤 돌출부인 경우가 있다. 전자는 캐비티면을 구성하는 주면이 외주면인 경우이고, 후자는 내주면인 경우이다. 어느 경우에도, 중공 통형상부로서 기능하는 부분에 인접하는 부분이, 상기 본체에 형성된 끼워맞춤부와 반경방향의 틈을 남기고 끼워맞춰지면, 이 부분의 탄성변형이 용이해져, 중공 통형상부로서 기능하는 부분 전체에 거의 균일한 탄성변형을 발생시키는 것이 용이해진다.

(9) 상기 중공 통형상부의 상기 내주면과 외주면의 한면이 외주면이고, 상기 탄성변형장치가, 중공 통형상부의 내주면에 접촉하는 확장부재와, 그 확장부재를 중공 통형상부의 내주면에 강제적으로 가압함으로써 중공 통형상부를 확장하는 가압장치를 포함하는 (6) 항 내지 (8) 항 중 어느 한 항에 기재된 주조용 금형장치.

본 항의 확장부재는, 예컨대 후술하는 테이퍼 부재나 콜릿으로 할 수 있고, 그러한 경우에는, 가압장치가 조임 끼워맞춤장치나 콜릿직경 변경장치가 된다.

(10) 상기 중공 통형상부의 상기 내주면과 외주면의 한면이 내주면이고, 상기 탄성변형장치가, 중공 통형상부의 외주면에 접촉하는 축소부재와, 그 축소부재를 중공 통형상부의 외주면에 강제적으로 가압함으로써 중공 통형상부를 축소하는 가압장치를 포함하는 (6) 항 내지 (8) 항 중 어느 한 항에 기재된 주조용 금형장치.

본 항의 축소부재는, 예컨대 후술하는 테이퍼 부재나 콜릿으로 할 수 있고, 그러한 경우에는, 가압장치가 조임 끼워맞춤장치나 콜릿직경 변경장치가 된다.

(11) 상기 중공 통형상부의 상기 내주면과 외주면의 한면을 성형하는 캐비티면과는 반대측 면이, 그 중공 통형상부의 중심축선과 평행한 방향에 있어서 길이가 점차 변하는 테이퍼면이 되는 한편, 그 테이퍼면에 대응하는 테이퍼면을 갖는 테이퍼 부재가 설치되어, 상기 탄성변형장치가, 그 테이퍼 부재와, 그 테이퍼 부재를 상기 중공 통형상부의 상기 테이퍼면에 조임 끼워맞추는 조임 끼워맞춤장치를 포함하는 (6) 항 내지 (8) 항 중 어느 한 항에 기재된 주조용 금형장치.

본 주조용 금형장치는 상기 (2) 항의 주조방법의 실시에 적합한 것이다.

(12) 상기 테이퍼 부재가 상기 금형의 본체에 축방향으로 이동가능하게 유지되어 있고, 상기 조임 끼워맞춤장치가 그 테이퍼 부재를 축방향으로 이동시키는 축방향 이동장치를 포함하는 (11) 항에 기재된 주조용 금형장치.

본 양태는, 중공 통형상부와 테이퍼 부재를 금형의 개폐방향과 교차하는 자세로 설치하는 경우에 특히 유효한데, 금형의 개폐방향과 평행한 자세로 설치하는 경우에도 채택가능하다.

(13) 상기 축방향 이동장치가 상기 금형에 고정된 액압 실린더를 포함하는 (12) 항에 기재된 주조용 금형장치.

(14) 상기 테이퍼 부재가, 상기 한 쌍의 금형의 상기 중공 통형상부가 설치된 측과는 반대측의 금형에 고정되고, 그들 한 쌍의 금형을 개폐하는 개폐장치가 상기 조임 끼워맞춤장치를 겸하는 (11) 항에 기재된 주조용 금형장치.

(15) 상기 한 쌍의 금형 중 상기 중공 통형상부가 설치된 측의 금형에, 그 금형으로부터 주조품을 밀어서 떼어냄과 동시에 상기 중공 통형상부와 주조품을 이탈시키는 이젝터 장치가 설치된 (7) 항 내지 (14) 항 중 어느 한 항에 기재된 주조용 금형장치.

이젝터 장치를 설치하면, 중공 통형상부와 주조품을 이탈시키는 것이 용이해진다. 특히, 중공 통형상부의 탄성변형이 해소된 후에 이젝터 장치를 작동시키면, 중공 통형상부와 주조품을 용이하게 이탈시킬 수 있다. 본 항의 특징과 (14) 항에 기재된 특징을 함께 채택하는 것이 특히 유효하다. 한 쌍의 금형이 열림과 동시에 테이퍼 부재와 중공 통형상부가 이탈되고, 중공 통형상부의 탄성변형이 해소되어, 중공 통형상부와 주조품의 이탈이 용이해진 상태에서, 이젝터 장치를 작동시켜 중공 통형상부와 주조품을 이탈시킬 수 있기 때문이다.

(16) 상기 중공 통형상부가, 횡단면 형상이 원환형상인 중공 원통형상부이고, 또한 상기 탄성변형장치가,

상기 중공 통형상부의 상기 내주면과 외주면의 한면을 성형하는 캐비티면과는 반대측 면과 끼워맞춰진 콜릿과,

그 콜릿의 직경을 기계적으로 변경함으로써, 상기 반대측 면으로 밀어내는 콜릿직경 변경장치를 포함하는 (6) 항에 기재된 주조용 금형장치.

여기서, 콜릿은 중공 원통형상 부재를 주방향에 있어서 복수로 분할한 것으로, 용이하게 확장 또는 수축시킬 수 있다. 단, 복수로 분할된 부재간의 틈이 큰 경우에는, 그 틈에 대응하는 부분에 있어서 중공 통형상부의 탄성변형량이 작아지고, 중공 통형상부의 외주면 또는 내주면의 진원도가 나빠져, 주조품의 내주면 또는 외주면의 진원도도 나빠지므로, 틈은 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 콜릿은 복수의 부재가 완전히 분리되어 있어도 되지만, 취급의 편의상, 일부에 있어서 일체적으로 연결된 상태가 되는 것이 바람직하다.

(17) 상기 콜릿의 상기 중공 원통형상부와 끼워맞춰지는 면과는 반대측 면이 축방향에 직경이 직선적으로 점차 변하는 제 1 테이퍼면이고, 상기 콜릿직경 변경장치가,

상기 제 1 테이퍼면에 대응하는 제 2 테이퍼면을 구비한 테이퍼 부재와,

적어도 그들 제 1 테이퍼면과 제 2 테이퍼면이 끼워맞춰진 상태에서, 콜릿과 테이퍼 부재 사이에, 서로 일정한 상대위치를 유지하고 또한 개별적으로 회전가능한 상태로 개재하는 다수의 볼과,

상기 테이퍼 부재와 상기 중공 원통형상부를 축방향으로 상대이동시켜 상기제 1, 제 2 테이퍼면을 상기 다수의 볼을 통하여 조임 끼워맞추는 축방향 이동장치를 포함하는 (16) 항에 기재된 주조용 금형장치.

다수의 볼은 제 1 테이퍼면과 제 2 테이퍼면 중 어느 한면에 형성된 볼 수용 오목부에 회전가능하게, 또한 일부가 외부로 돌출된 상태로 유지되고, 그 돌출부에 있어서 제 1 테이퍼면과 제 2 테이퍼면의 다른 면에 접촉하도록 되어도 되고, 테이퍼 부재와 중공 원통형상부 양쪽으로부터 독립된 리테이너에 회전가능하게, 또한 그 리테이너의 양면에서 외부로 돌출된 상태로 유지되고, 제 1 테이퍼면과 제 2 테이퍼면 사이에 끼워져 그 사이에서 전동하도록 되어도 된다. 어느 경우라도, 테이퍼 부재와 중공 원통형상부가 조임 끼워맞춰질 때의 마찰이 경감되어, 금형장치의 내구성이 향상되는 효과가 얻어진다.

(발명의 실시형태)

이하, 본 발명의 일실시형태인 주조용 금형장치를 사용하여, 또한 본 발명의 일실시형태인 주조방법에 의해 제조되는 사판식 압축기를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 에, 본 실시형태에서의 자동차용 공조장치에 사용되는 사판식 압축기를 나타낸다. 도 1 및 도 2 에 있어서, 10 은 실린더 블록이고, 실린더 블록 (10) 의 중심축선 (L) 주위의 일원주상에는, 중심축선 (L) 과 평행하게 연장되는 복수 (도시한 예에서는 7 개) 의 실린더 보어 (12) 가 등각도 간격으로 형성되어 있다. 실린더 보어 (12) 의 각각에는, 편두 피스톤 (14) (이하, 피스톤 (14) 이라 약칭) 이 왕복운동 가능하게 설치되어 있다. 실린더 블록 (10) 의 축방향의 일단면 (도 1 의 좌측 단면으로, 전단면이라 칭함) 에는, 프론트 하우징 (16) 이 장착되고, 다른 단면 (도 1 의 우측 단면으로, 후단면이라 칭함) 에는, 리어 하우징 (18) 이 밸브 플레이트 (20) 를 통하여 장착되어 있다. 프론트 하우징 (16), 리어 하우징 (18), 실린더 블록 (10) 등에 의해 사판식 압축기의 하우징이 구성되어 있다. 리어 하우징 (18) 과 밸브 플레이트 (20) 사이에는, 흡입실 (22), 토출실 (24) 이 형성되고, 각각 흡입 포트 (26), 공급 포트 (28) 를 거쳐, 도시하지 않은 냉동회로에 접속된다. 밸브 플레이트 (20) 에는, 흡입 구멍 (32), 흡입 밸브 (34), 토출 구멍 (36), 토출 밸브 (38) 등이 설치되어 있다.

상기 하우징내에는, 회전축 (50) 이, 실린더 블록 (10) 의 중심축선 (L) 을 회전축선으로 하여 회전가능하게 설치되어 있다. 회전축 (50) 은, 그 양단부에 있어서 프론트 하우징 (16), 실린더 블록 (10) 에 베어링을 통하여 회전가능하게 지지되어 있다. 실린더 블록 (10) 의 중심부에는, 지지 구멍 (56) 이 형성되어 있고, 그 지지 구멍 (56) 에 있어서 상기 베어링을 통하여 지지되어 있는 것이다. 회전축 (50) 의 프론트 하우징 (16) 측의 단부는, 도시하지 않은 구동원으로서의 차량 엔진에, 전자 클러치 등의 클러치 장치를 통하여 연결되어 있다. 따라서, 차량 엔진의 작동시에, 클러치 장치에 의해 회전축 (50) 이 차량 엔진에 접속되면, 회전축 (50) 이 자신의 축선을 중심으로 회전된다.

회전축 (50) 에는, 사판 (60) 이 축방향으로 상대이동 가능하게 그리고 경사운동 가능하게 장착되어 있다. 사판 (60) 에는, 중심선을 통과하는 관통 구멍 (61) 이 형성되고, 이 관통 구멍 (61) 을 회전축 (50) 이 관통하고 있다. 관통구멍 (61) 은 양단 개구측일수록 도 1 에서의 상하방향으로 내경 길이가 점차 증가되어, 그들 양단부의 횡단면 형상이 긴 구멍을 이루고 있다. 회전축 (50) 에는 또, 회전판 (62) 이 고정되어 있고, 슬라이드 베어링 (64) 을 통하여 프론트 하우징 (16) 에 지지되고 있다. 사판 (60) 은, 힌지 기구 (66) 에 의해, 회전축 (50) 과 일체적으로 회전됨과 동시에, 축방향의 이동을 수반하는 경사운동이 허용된다. 힌지 기구 (66) 는, 회전판 (62) 에 고정적으로 설치된 지지 아암 (67) 과, 사판 (60) 에 고정적으로 설치되고 지지 아암 (67) 의 가이드 구멍 (68) 에 슬라이드 가능하게 끼워맞춰진 가이드 핀 (69) 과, 사판 (60) 의 관통 구멍 (61) 과, 회전축 (50) 의 외주면을 포함하는 것이다.

상기 피스톤 (14) 은, 사판 (60) 의 외주부에 걸친 상태로 걸어맞춰지는 걸어맞춤부 (70) 와, 걸어맞춤부 (70) 와 일체로 설치되어 실린더 보어 (12) 에 끼워맞춰지는 두부 (頭部; 72) 를 구비하고 있다. 두부 (72), 실린더 보어 (12) 및 밸브 플레이트 (20) 가 공동으로 압축실을 형성하고 있다. 또, 걸어맞춤부 (70) 는 한 쌍의 구관 (球冠) 형상의 슈 (76) 를 통하여 사판 (60) 의 외주부와 걸어맞춰져 있다.

사판 (60) 의 회전운동은, 슈 (76) 를 통하여 피스톤 (14) 의 왕복직선운동으로 변환된다. 피스톤 (14) 이 상사점에서 하사점으로 이동하는 흡입 행정에 있어서, 흡입실 (22) 내의 냉매 가스가 흡입 구멍 (32), 흡입 밸브 (34) 를 거쳐 실린더 보어 (12) 내로 흡입된다. 피스톤 (14) 이 하사점에서 상사점으로 이동하는 압축 행정에 있어서, 실린더 보어 (12) 내의 냉매 가스가 압축되고, 토출 구멍 (36), 토출 밸브 (38) 를 거쳐 토출실 (24) 로 토출된다. 냉매 가스의 압축에 따라 피스톤 (14) 에는 축방향의 압축 반력이 작용한다. 압축 반력은, 피스톤 (14), 사판 (60), 회전판 (62) 및 슬라이드 베어링 (64) 을 통하여 프론트 하우징 (16) 에서 지지된다. 피스톤 (14) 의 걸어맞춤부 (70) 에는, 도시를 생략한 자전방지부 (自轉防止部) 가 일체적으로 설치되어 있다. 이 자전방지부는, 프론트 하우징 (16) 의 내주면에 접촉함으로써 피스톤 (14) 의 중심축선 주위의 회전을 규제하여, 피스톤 (14) 과 사판 (60) 의 간섭을 회피한다.

실린더 블록 (10) 을 관통하여 급기통로 (80) 가 설치되어 있다. 이 급기통로 (80) 에 의해, 토출실 (24) 과, 프론트 하우징 (16) 과 실린더 블록 (10) 사이에 형성된 사판실 (86) 이 접속되어 있다. 급기통로 (80) 의 도중에는, 전자제어밸브 (90) 가 설치되어 있다. 이 전자제어밸브 (90) 의 솔레노이드 (92) 로의 전류공급이, 컴퓨터를 주체로 하는 제어장치 (도시 생략) 에 의해, 냉방 부하 등의 정보에 따라 제어된다.

회전축 (50) 의 내부에는, 배출통로 (100) 가 설치되어 있다. 배출통로 (100) 는, 일단에서 상기 지지 구멍 (56) 에 개구됨과 동시에, 타단에서 사판실 (86) 에 개구되어 있다. 지지 구멍 (56) 은 배출 포트 (104) 를 거쳐 흡입실 (22) 에 연이어 통해 있다.

본 사판식 압축기는 가변용량형이며, 고압측인 토출실 (24) 과 저압측인 흡입실 (22) 의 압력차를 이용하여 사판실 (86) 내의 압력이 제어됨으로써, 피스톤 (14) 의 전후에 작용하는 실린더 보어 (12) 내의 압축실의 압력과 사판실 (86) 의압력의 차이가 조절되고, 사판 (60) 의 경사각도가 변경되어 피스톤 (14) 의 스트로크가 변경되어, 압축기의 토출용량이 조절된다. 구체적으로는, 전자제어밸브 (90) 의 여자, 소자의 제어에 의해, 사판실 (86) 이 토출실 (24) 에 연이어 통하거나 차단됨으로써, 사판실 (86) 의 압력이 제어된다. 사판 (60) 의 최대경사각은, 사판 (60) 에 설치된 스토퍼 (106) 의 회전판 (62) 과 맞닿아 규정되고, 최소경사각은 사판 (60) 의 회전축 (50) 상의 스토퍼 (107) 와 맞닿아 규정된다.

사판 (60) 과 회전판 (62) 사이에는, 탄성지지장치의 일종인 탄성부재로서의 압축 코일 스프링 (108) 이 설치되고, 사판 (60) 이 스토퍼 (107) 와 맞닿아 실린더 블록 (10) 의 중심축선에 거의 직각인 자세가 되는 위치를 향해 탄성지지되어 있다. 압축기의 운전이 정지되면, 사판 (60) 은 스프링 (108) 의 탄성지지력에 의해 상기 스토퍼 (107) 와 맞닿아, 재기동에 대비하여 대기하는 상태가 된다.

실린더 블록 (10) 및 피스톤 (14) 은, 금속의 일종인 알루미늄 합금제로 되어 있고, 피스톤 (14) 의 외주면에는, 불소 수지의 코팅이 실시되어 있다. 불소 수지로 코팅하면, 동종 금속과의 직접 접촉을 회피하여 용착을 방지하면서 실린더 보어 (12) 와의 끼워맞춤 틈을 가급적 좁게 할 수 있다. 단, 실린더 블록 (10) 이나 피스톤 (14) 의 재료, 코팅층의 재료 등은, 상술한 재료에 한정되지 않고 다른 재료라도 된다.

실린더 블록 (10) 에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 각 실린더 보어 (12) 를 획정하는 주벽 (周壁) 에, 중심축선 (L) 에 가까운 내주측 부분으로부터, 중심축선 (L) 과 먼 외주측 부분이 사판실 (86) 측에 축방향으로 길게 연장되어 나오는부분 (150) 이 일체로 형성되어 있다. 각 연장되어 나오는 부분 (150) 의 전단면 (152) 은 동일 평면상에 위치하도록 서로 연결되고, 이 전단면 (152) 에 있어서 프론트 하우징 (16) 이 장착되어 있다. 실린더 보어 (12) 의 내주면은, 리어 하우징 (18) 측의 완전한 원통면을 이루는 내주면 (154) 과, 프론트 하우징 (16) 측의 부분 원통면을 이루는 내주면 (156) 을 가지고 있다. 이렇게 연장되어 나오는 부분 (150) 을 설치하여 실린더 보어 (12) 의 주벽의 외주측 (중심축선 (L) 에서 먼 측) 의 길이를 길게 하면, 피스톤 (14) 의 하사점에서의 피스톤 (14) 과 실린더 보어 (12) 의 외주측에서의 끼워맞춤 길이를 길게 할 수 있고, 이에 의해, 피스톤 (14) 의, 걸어맞춤부 (70) 가 외주측으로 이동하는 방향의 기울어짐이 양호하게 회피되므로, 피스톤 (14) 이 과대한 마찰저항에 의해 실린더 보어 (12) 내로 되돌아가지 않게 되어, 사판 (60) 의 최소경사각으로의 복귀가 저해되는 것이 회피된다. 실린더 보어 (12) 의 내주측 (중심축선 (L) 에 가까운 측) 은, 연장되어 나오는 부분 (150) 이 형성되어 있지 않아, 사판 (60) 의 최대경사위치에서 최소경사위치로의 이동이 방해되는 일은 없다.

상술한 바와 같이 구성되는 실린더 블록 (10) 의 제조방법에 대해 설명한다. 본 실시형태에서의 실린더 블록 (10) 은 주조에 의해 제조된다. 본 주조방법에 사용되는 주조용 금형장치를 포함하는 주조장치의 개략도를 도 3 에 나타낸다. 주조장치 (200) 의 본체 프레임 (202) 상에는, 한 쌍의 고정반(盤) (204, 206) 이 서로 대향하여 설치되어 있고, 고정반 (204, 206) 의 네 모서리에는 4 개의 가이드 로드 (208) 의 각 양단부가 고정되어 있다. 4 개의 가이드 로드 (208) 는 서로평행하게 설치되어 있고, 그들 가이드 로드 (208) 에는 가동반 (210) 이 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 고정반 (204) 에는, 형체(形締)장치를 구성하는 개폐용 실린더 (214) 가 설치되어 있다. 개폐용 실린더 (214) 는, 유체압 실린더의 일종인 액압 실린더이며, 개폐용 실린더 (214) 의 실린더 하우징 (216) 이, 고정반 (204) 의 가동반 (210) 측과는 반대측에 액밀 (液密) 유지된 상태로 장착되어 있다. 실린더 하우징 (216) 내에 액밀되고 또한 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰진 피스톤 (218) 과 일체적으로 설치된 피스톤 로드 (220) 가 고정반 (204) 을 관통하여 가동반 (210) 방향으로 돌출되어, 선단부에 있어서 가동반 (210) 에 연결되어 있다. 개폐용 실린더 (214) 에 의해 가동반 (210) 이 가이드 로드 (208) 에 안내되면서 고정반 (206) 에 접근, 이간되는 방향으로 이동된다. 가동반 (210) 의 이간한도는 도시하지 않은 이간한도 규정장치에 의해 규정된다.

고정반 (206) 과 가동반 (210) 의 서로 대향하는 측의 면에는, 각각 고정형 (224) 과 가동형 (226) 이 착탈 가능하게 장착되어 있다. 주조용 금형장치는, 이들 고정형 (224) 및 가동형 (226) 을 포함하는 것이다. 고정형 (224) 은 상세한 도시는 생략하지만, 복수의 판형상 부재가 겹쳐져서 이루어진 것으로, 고정측 형판, 고정측 장착판 등을 구비하고, 고정측 장착판에 있어서 고정반 (206) 에 장착되어 있다. 가동형 (226) 도, 고정형 (224) 과 마찬가지로, 복수의 판형상 부재로 이루어지고, 가동측 형판, 가동측 장착판 등을 구비하고, 가동측 장착판에 있어서 가동반 (210) 에 장착되어 있다. 이들 고정형 (224) 과 가동형 (226) 은 각각 고정반 (206), 가동반 (210) 에 대해 정밀하게 위치결정된 상태로 장착된다.예컨대, 고정반 (206) 과 가동반 (210) 에 각각 설치된 걸어맞춤 홈에, 고정형 (224), 가동형 (226) 에 각각 일체적으로 설치된 걸어맞춤 돌출부가 걸어맞춰짐으로써, 모두 정밀하게 위치결정된다. 고정형 (224) 과 가동형 (226) 의 한쪽에 위치결정 핀이 설치되고, 다른쪽에 핀 구멍이 형성되어, 두 형 (224, 226) 이 서로 위치결정된 상태에서, 고정반 (206), 가동반 (210) 에 장착되도록 하는 것도 가능하다.

고정형 (224) 및 가동형 (226) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 서로 대향하는 측의 면인 파팅(parting)면 (230, 232) 에 있어서 개폐가능하고, 가동형 (226) 이 개폐용 실린더 (214) 의 구동력에 의해 고정형 (224) 에 대해 접근되어 파팅면 (230, 232) 끼리 밀착된다. 이들 파팅면 (230, 232) 이 서로 밀착된 상태에서, 형 (224, 226) 의 내부에는 주조품인 실린더 보어 (12) 의 외형에 대응하는 형상의 캐비티 (236) 가 형성된다. 각 파팅면 (230, 232) 에 있어서 서로 대응하는 위치에 캐비티면 (240, 242) 이 각각 형성되고, 이들 캐비티면 (240, 242) 에 의해 실린더 블록 (10) 의 외형이 획정된다. 상기 캐비티 (236) 에 금속 (본 실시형태에서는 알루미늄을 주체로 하는 재료인 알루미늄 합금) 의 용탕이 사출됨으로써 실린더 블록 (10) 이 주조된다.

캐비티 (236) 의 하단부는, 파팅면 (230, 232) 과 평행하게 연장되는 탕도를 거쳐, 주탕구를 갖는 슬리브 (250) (도 3 참조) 에 연이어 통해 있다. 탕도의 캐비티 (236) 측의 단부에는, 다른 부분보다도 횡단면적이 작은 게이트가 형성되어 있다. 슬리브 (250) 는 원통형상을 이루고, 고정형 (224) 으로부터 외부로 연장되어 나와 고정반 (206) 에 지지되어 있다. 슬리브 (250) 의 고정반 (206) 을 관통하여 외부로 연장되어 나온 부분내에, 플런저 (252) 의 선단에 설치된 플런저 (252) 보다 직경이 큰 플런저 팁 (254) 이 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰져 있다. 플런저 (252) 는, 플런저 구동장치의 일례로서의 플런저 구동용 실린더 (256) 의 피스톤 로드 (258) 에 일체적으로 이동가능하게 연결되어 있다. 플런저 구동용 실린더 (256) 는, 유체압 실린더의 일종인 액압 실린더이고, 본체 프레임 (202) 에 이동이 불가능하게 지지되어 있다. 이들 슬리브 (250), 플런저 (252), 플런저 팁 (254), 플런저 구동용 실린더 (256), 피스톤 로드 (258) 가, 주탕구에서 주입된 알루미늄 합금의 용탕을 캐비티 (236) 에 사출하는 사출장치를 구성하고 있다.

가동형 (226) 의 내부에는, 이젝터 장치 (260) 가 설치되어 있다. 이젝터 장치 (260) 는, 압출용 실린더 (262) (도 3 참조) 와, 복수의 압출 핀 (264) 을 갖는 압출부재 (266) (도 4 참조) 를 구비하는 것이다. 압출용 실린더 (262) 는, 유체압 실린더의 일종인 액압 실린더로서, 가동형 (226) 의 다른 부재와 간섭하지 않는 위치에 장착되어 있다. 압출용 실린더 (262) 의 구동에 의해 피스톤 로드 (268) 가 신장되면 압출부재 (266) 가 압출되고, 압출 핀 (264) 의 선단면이, 캐비티면 (242) 과 공동으로 캐비티 (236) 를 획정하는 후퇴단 위치에서, 캐비티 (236) 내에 돌출되어 주조된 주조품을 압출하는 전진단 위치로 전진된다. 또, 피스톤 로드 (268) 가 수축되면 압출부재 (266) 는 후퇴된다. 압출부재 (266) 의 전진, 후퇴한도는, 예컨대 압출부재 (266) 의 전진, 후퇴방향에서의 전, 후면과, 압출부재 (266) 가 전진, 후퇴가능하게 끼워맞춰진 끼워맞춤 구멍의 어깨면과 맞닿아 각각 규정된다.

개폐용 실린더 (214), 플런저 구동용 실린더 (256), 압출용 실린더 (262) 등은, 컴퓨터를 구비한 도시하지 않은 제어장치에 의해 제어된다. 구체적으로는, 그들에 접속된 액통로에 설치된 방향제어밸브 등이 제어장치에 의해 제어되는 것이다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 가동형 (226) 에는, 중공 원통형상부 (280) 가 일체적으로 설치되어 있다. 구체적으로는, 가동형 (226) 의 본체를 구성하는 가동형 본체 (283) 에, 그 가동형 본체 (283) 와는 별체의 중공 원통형상 부재 (282) 가, 그것의 축방향이 고정형 (224) 과 가동형 (226) 의 개폐방향과 평행이 되는 상태로 고정수단에 의해 상대이동이 불가능하게 장착되고, 그 일단부 (선단부) 의 캐비티면 (242) 에서 축방향으로 돌출되는 부분이 탄성변형에 의해 직경의 확대·축소가 가능한 중공 원통형상부 (280) 로서 기능하도록 되어 있는 것이다. 중공 원통형상 부재 (282) 의 선단면은, 가동형 (226) 의 파팅면 (232) 과 동일 평면상에 위치한다. 중공 원통형상 부재 (282) 의 형성재료는, 금형재로서 일반적으로 사용되는 합금 공구강 (JIS 의 SKD 계 공구강으로, 예컨대 SKD61) 등이 바람직하다. 또, 고정형 (224) 및 가동형 (226) 의 적어도 캐비티 (236) 를 형성하는 부분도, 합금 공구강 등의 공구강에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

도시한 예에 있어서는, 중공 원통형상 부재 (282) 의 중공 원통형상부 (280) 측과는 반대측인 후단부가, 가동형 본체 (283) 내에 개폐방향과 평행하게 형성된 끼워맞춤 구멍 (284) 에 끼워맞춰져 있다. 중공 원통형상부 (280) 의 계단형상내주면에 형성된 어깨면 (286) 에 걸어맞춤 핀 (288) 의 다른 부분보다 직경이 큰 걸어맞춤부 (290) 가 걸어맞춰지고, 그 걸어맞춤 핀 (288) 의 걸어맞춤부 (290) 측과는 반대측에 있어서 가동형 본체 (283) 에서 돌출되는 후단부에 형성된 나사부에 너트 (292, 293) 가 죄어져, 중공 원통형상 부재 (282) 가 장착부재 (294) 에 장착되고, 그 장착부재 (294) 가 가동형 본체 (183) 에 고정되어 있다.

끼워맞춤 구멍 (284) 은, 캐비티면 (242) 측의 단부가 다른 부분보다 약간 직경이 큰 큰 직경 구멍부 (296) 로 되어 있다. 중공 원통형상 부재 (282) 의 외주면은, 비탄성변형상태에서, 도 4 에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이 직경이 축방향에 있어서 일정한 원통면을 이루고, 중공 원통형상 부재 (282) 의 중공 원통형상부 (280) 로서 기능하는 부분에 인접하는 부분의 외주면이, 상기 큰 직경 구멍부 (296) 의 내주면과 반경방향의 미소한 틈을 남기고 끼워맞춰져 있다. 중공 원통형상부 (280) 의 외주면은, 실린더 블록 (10) 의 실린더 보어 (12) 의 내주면을 성형하는 캐비티면 (300) 을 구성하고 있다. 즉, 고정형 (224) 의 캐비티면 (240), 가동형 (226) 의 캐비티면 (242) 및 중공 원통형상부 (280) 의 캐비티면 (300) 에 의해, 실린더 블록 (10) 의 형상에 대응하는 캐비티 (236) 가 획정되어 있는 것이다. 도 4 에는, 복수 (본 실시형태의 경우 7 개) 의 실린더 보어 (12) 의 내주면을 성형하기 위한 중공 원통형상부 (280) 중의 1 개가 대표적으로 나타나 있다. 중공 원통형상부 (280) 의 내주면은, 중공 원통형상부 (280) 의 중심축선과 평행한 방향에 있어서 직경이 개구측 (고정형 (224) 측) 일수록 직선적으로 증대되는 테이퍼 내주면 (304) 이 된다.

고정형 (224) 에는, 테이퍼 부재 (310) 가 일체적으로 설치되어 있다. 테이퍼 부재 (310) 는, 가동형 (226) 의 중공 원통형상부 (280) 에 대향하는 위치에 동일 축상태로 설치되어 있다. 테이퍼 부재 (310) 는, 축형상의 부재로, 고정형 (224) 의 본체인 고정형 본체 (312) 에 고정수단에 의해 이동이 불가능하게 장착되어 있다. 고체형 본체 (312) 에는, 축방향으로 연장되는 끼워맞춤 구멍 (314) 이 형성되고, 그 끼워맞춤 구멍 (314) 의 가동형 (226) 측과는 반대측의 단부는 암나사 구멍 (316) 으로 되어 있다. 테이퍼 부재 (310) 의 일단부에는, 나사부 (320) 가 일체적으로 설치되고, 그 나사부 (320) 가 암나사 구멍 (316) 에 끼워짐으로써, 테이퍼 부재 (310) 가 고정형 (224) 에 고정된다. 단, 고정수단은 다른 형태의 것으로 해도 되고, 예컨대 테이퍼 부재 (310) 를 고정형 (224) 의 끼워맞춤 구멍에 압입함으로써 이동 불가능하게 장착할 수도 있다. 테이퍼 부재 (314) 의 나사부 (320) 측의 단은, 다른 부분보다 직경이 큰 두부 (322) 가 되고, 이 두부 (322) 의 단면과 고정형 (224) 의 단면이 맞닿기까지 나사부 (320) 가 조여진 상태에서, 나사부 (320) 와는 반대측의 단부 (선단부) 가 고정형 (224) 의 파팅면 (230) 및 캐비티면 (240) 에서 가동형 (226) 측으로 돌출되어 있다. 이 테이퍼 부재 (314) 의 선단부의 외주면은, 상기 테이퍼 내주면 (304) 에 대응하는 테이퍼 외주면 (326) 이 된다.

가동형 (226) 이 고정형 (224) 에 접근되어 파팅면 (230, 232) 끼리 밀착되면, 중공 원통형상부 (280) 의 테이퍼 내주면 (304) 과 테이퍼 부재 (310) 의 테이퍼 외주면 (326) 이 조임 끼워맞추고, 중공 원통형상부 (280) 및 그 중공 원통형상부 (280) 에 인접하는 부분이 외주측으로 탄성변형되어 외주면의 직경이 확대된다 (도 4 참조). 단, 도 4 에는, 이해를 용이하게 하기 위해, 중공 원통형상부 (280) 의 탄성변형량이 과대하게 나타나 있다. 중공 원통형상부 (280) 에 인접하는 부분이 큰 직경 구멍부 (296) 내에서 직경이 확대되고, 그 외주면이 큰 직경 구멍부 (296) 의 내주면에 밀착됨으로써, 끼워맞춤 구멍 (284) 의 캐비티면 (242) 측의 개구부가 밀봉되어 캐비티 (236) 와의 이어짐이 차단된다. 테이퍼 부재 (310) 가 중공 원통형상부 (280) 에 압입된 상태에서도, 테이퍼 부재 (310) 의 선단면과 중공 원통형상부 (280) 에 걸어맞춰진 걸어맞춤 핀 (288) 의 걸어맞춤부 (290) 와는 축방향에 틈이 남도록, 중공 원통형상부 (280) 및 테이퍼 부재 (310) 의 각 축방향 길이가 설정되어 있다. 또, 가동형 (226) 이 고정형 (224) 으로부터 이간되어, 테이퍼 부재 (310) 가 중공 원통형상부 (280) 로부터 이탈되면, 중공 원통형상부 (280) 의 탄성변형이 해소된다.

이상과 같이 구성되는 주조용 금형장치를 구비하는 주조장치 (200) 를 사용한 주조방법에 대해 설명한다. 먼저, 개폐용 실린더 (214) 가 구동되고, 가동형 (226) 이 고정형 (224) 에 접근되어 파팅면 (230, 232) 끼리 밀착된 상태에서 형체된다. 가동형 (226) 과 고정형 (224) 이 닫힌 상태에서, 이들 형 (224, 226) 내부에 캐비티 (236) 가 형성된다. 이 때, 중공 원통형상부 (280) 의 테이퍼 내주면 (304) 과 테이퍼 부재 (310) 의 테이퍼 외주면 (326) 이 조임 끼워맞춰짐으로써, 중공 원통형상부 (280) 가 캐비티 (236) 측으로 탄성변형된다. 상술한 바와 같이, 가동형 (226) 의 끼워맞춤 구멍 (284) 은 밀봉됨으로써, 캐비티 (236) 로부터 차단되어 있다. 형 (224, 226) 이 닫힌 상태에서는, 슬리브 (250) 의 내부 공간이 탕도를 거쳐 캐비티 (236) 에 연이어 통한다. 또, 플런저 팁 (254) 이 슬리브 (250) 의 주탕구를 캐비티 (236) 에 연이어 통하게 하는 후퇴단 위치에 위치되어, 주탕구로부터 슬리브 (250) 내로 금속 (예컨대, 알루미늄 합금) 의 용탕이 공급된다. 그 후, 플런저 팁 (254) 이 고정형 (224), 가동형 (226) 을 향해 전진되고, 슬리브 (250) 내의 탕면이 상승된다. 용탕이 탕도로 진입하면, 이 시점부터 플런저 팁 (254) 의 전진속도가 높아져, 용탕이 좁은 게이트를 통과하여 캐비티 (236) 내에 한번에 분출된다. 용탕이 캐비티 (236) 에 충만한 후에도 플런저 팁 (254) 이 계속 구동되어, 캐비티 (236) 내의 용탕이 충분한 압력하에서 응고된다.

캐비티 (236) 로의 용탕 충전 완료후, 설정시간 동안 주조품인 실린더 블록 (10) 이 응고되는 것을 기다린다. 실린더 블록 (10) 의 실린더 보어 (12) 의 내주면은, 탄성변형에 의해 확장상태로 유지된 중공 원통형상부 (280) 의 외주면인 캐비티면 (300) 에 의해 성형된다. 가동형 (226) 이 고정형 (224) 으로부터 이간됨으로써 형 (224, 226) 이 열린다. 동시에, 중공 원통형상부 (280) 도 테이퍼 부재 (310) 로부터 이간됨으로써 중공 원통형상부 (280) 의 테이퍼 내주면 (304) 과 테이퍼 부재 (310) 의 테이퍼 외주면 (326) 의 조임 끼워맞춤이 해제되어, 중공 원통형상부 (280) 의 탄성변형이 해소된다. 중공 원통형상부 (280) 는 형체시와는 반대로, 캐비티 (236) 와는 반대측으로 변형 (수축) 되고, 중공 원통형상부 (280) 의 캐비티면 (300) 과 주조된 실린더 블록 (10) 의 실린더 보어 (12)의 내주면과의 사이에 반경방향의 틈이 생겨, 실린더 보어 (12) 의 내주면과 캐비티면 (300) 이 조임 끼워맞춤 상태에서 틈이 있는 끼워맞춤 상태로 된다. 그리고, 압출용 실린더 (262) 의 구동에 의해, 가동형 (226) 에 유지된 실린더 블록 (10) 이 압출 핀 (264) 의 전진에 의해 압출된다. 상술한 바와 같이, 실린더 보어 (12) 의 내주면과 캐비티면 (300) 의 조임 끼워맞춤은 경감되어 틈이 있는 끼워맞춤 상태로 되어 있기 때문에, 실린더 블록 (10) 을 가동형 (226) 으로부터 용이하게 이탈시킬 수 있다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 실시형태는 캐비티면을 구성하는 주면이 외주면인 경우이고, 중공 원통형상부 (280) 는 중공 통형상부의 일례이다. 테이퍼 내주면 (304) 이 중공 통형상부의 중심축선과 평행한 방향에 있어서 길이가 직선적으로 점차 변하는 테이퍼면이고, 테이퍼 외주면 (326) 이 상기 테이퍼면에 대응하는 테이퍼면이다. 또, 끼워맞춤 구멍 (284) 은 끼워맞춤부의 일례이다. 고정형 (224) 및 가동형 (226) 은, 주조용 금형장치의 구성요소인 서로 접근, 이간되어 개폐하는 한 쌍의 금형의 일례이다. 테이퍼 부재 (310) 를 축방향으로 이동시키는 개폐용 실린더 (214) 가 조임 끼워맞춤장치의 일례인 축방향 이동장치를 구성하고 있다. 개폐용 실린더 (214) 는, 고정형 (224), 가동형 (226) 을 개폐하는 개폐장치이기도 하고, 본 실시형태에서의 개폐용 실린더 (214) 는, 개폐장치와 상기 조임 끼워맞춤장치를 겸하고 있는 것이 된다. 테이퍼 부재 (310) 가, 중공 원통형상부 (280) 의 내주면에 접촉하는 확장부재의 일례이고, 상기 조임 끼워맞춤장치로서의 개폐용 실린더 (214) 가, 그 확장부재를 중공 원통형상부 (280)의 내주면에 강제적으로 가압함으로써 중공 원통형상부 (280) 를 확장하는 가압장치를 구성하고 있다.

본 실시형태에 의하면, 실린더 보어 (12) 의 내주면을 성형하는 부재인 중공 원통형상부 (280) 의 인발 구배를 작게 하거나 인발 구배를 완전히 없애더라도, 성형후의 실린더 블록 (10) 을 지장없이 가동형 (226) 으로부터 이탈시킬 수 있어, 성형후에 실린더 보어 (12) 의 내주면의 기계가공비용을 적게 할 수 있거나, 또는 기계가공이 불필요해져 압축기의 제조비용이 감소된다. 중공 원통형상부 (280) 의 외경 및 탄성변형량은, 원하는 내주면의 길이에 따라 적절히 설정가능하다.

중공 원통형상부 (280) 를 고정형 (224) 에 설치하고, 테이퍼 부재 (310) 를 가동형 (226) 에 설치해도 된다. 또, 테이퍼 부재 (310) 를 개폐용 실린더 (214) 와는 별도로 설치한 액압 실린더 등의 구동장치에 의해, 금형과는 별개로 축방향으로 이동가능하게 해도 된다.

본 발명에 관한 주조용 금형장치 및 그것을 사용한 주조방법을, 실린더 블록 (10) 이외의 주조품의 주조에 적용해도 된다. 사판식 압축기의 중공 원통부를 구비하는 프론트 하우징 (16) 을 제조하는 경우를 예를 들어, 도 5 에 의거하여 설명한다. 도 5 에 프론트 하우징 (16) 을 주조하기 위한 금형장치를 개략적으로 나타낸다. 이 금형장치를 구비하는 주조장치 전체의 구조에 대해서는, 도 3 에 나타내는 주조장치 (200) 와 동일한 것으로 할 수 있기 때문에, 여기서는 설명은 생략한다. 본 금형장치는, 상기 실시형태와 동일하게 서로 접근, 이간됨으로써 개폐하는 고정형 (400) 과 가동형 (402) 을 구비한다. 고정형 (400), 가동형(402) 은 상세한 도시는 생략하지만, 모두 복수의 판형상 부재가 겹쳐져서 이루어진 것이다. 가동형 (402) 은, 도시를 생략하는 개폐용 구동장치 (예컨대 액압 실린더) 에 의해 고정형 (400) 에 대해 접근, 이간되고, 서로 대향하는 측의 면인 파팅면 (404, 406) 에 있어서 밀착된다. 고정형 (400) 에는, 중공 원통형상 부재 (408) 가 고정형 (400), 가동형 (402) 의 접근, 이간방향 (축방향) 과 평행한 방향으로 연장되는 상태로 일체적으로 설치되어 있다. 중공 원통형상 부재 (408) 는, 파팅면 (404) 에서 축방향으로 연장되는 중공 원통형상부 (410) 와, 중공 원통형상부 (410) 에 인접하는 부분이며, 고정형 (400) 의 본체인 고정형 본체 (411) 의 끼워맞춤 구멍 (412) 에 축방향으로 이동 불가능하게 끼워맞춰지는 끼워맞춤부 (414) 를 구비하고 있다. 끼워맞춤부 (414) 는, 그 끝(가장자리)이 다른 부분보다 직경이 큰 플랜지부 (416) 를 갖는다. 고정형 본체 (411) 의 끼워맞춤 구멍 (412) 은, 파팅면 (404) 과는 반대측이 직경이 큰 구멍이 되는 계단 형상을 이루고 있다. 끼워맞춤 구멍 (412) 의 파팅면 (404) 측의 직경이 작은 구멍의 내주면 직경은, 플랜지부 (416) 의 외주면 직경보다 작게 되어 있다. 중공 원통형상 부재 (408) 는, 중공 원통형상부 (410) 측을 선단부로 하여 끼워맞춤 구멍 (412) 의 큰 직경 구멍측에서 삽입되고, 플랜지부 (416) 와 끼워맞춤 구멍 (412) 의 어깨면이 접촉하여 중공 원통형상부 (410) 의 파팅면 (404) 에서의 돌출한도가 규정됨과 동시에, 가압부재 (417) 가 큰 직경 구멍측에서 끼워맞춰져 고정형 본체 (411) 에 고정수단으로서의 볼트에 의해 고정됨으로써, 중공 원통형상 부재 (408) 의 고정형 본체 (411) 로부터의 이탈이 방지된다. 가압부재 (417) 는 고정후에는 고정형 본체의 일부로서 기능한다. 끼워맞춤부 (414) 는, 비탄성변형상태에서, 도 5 에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 끼워맞춤 구멍 (412) 에 반경방향의 틈을 남기고 끼워맞춰져 있다. 중공 원통형상 부재 (410) 의 외주면은, 축방향에 직경이 일정한 원통면을 이루고, 프론트 하우징 (16) 의 내주면을 성형하는 캐비티면 (420) 을 형성하고 있다. 이 캐비티면 (420) 은, 고정형 (400), 가동형 (402) 의 각 본체 (411, 421) 의 캐비티면 (422, 424) 과 함께 프론트 하우징 (16) 의 형상에 대응하는 캐비티 (426) 를 획정한다. 그리고, 가동형 (402) 의 프론트 하우징 (16) 의 외면을 획정하는 캐비티면 (424) 에 있어서는, 축방향에 인발 구배가 부여되어 있다. 중공 원통형상 부재 (408) 의 내주면은, 그것의 중심축선과 평행한 방향에 있어서 직경이 점차 직선적으로 변하여, 가동형 (402) 측의 직경이 최대가 되는 테이퍼 내주면 (428) 이 된다.

캐비티 (426) 의 하단부는, 파팅면 (404, 406) 과 평행하게 연장되는 탕도 (430) 를 거쳐, 주탕구를 갖는 슬리브에 연이어 통해 있다. 탕도 (430) 의 캐비티 (426) 측의 단부에는, 다른 부분보다도 횡단면적이 작은 게이트 (432) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서도, 상기 실시형태와 동일한 구성을 갖는 슬리브, 플런저, 플런저 팁, 플런저 구동장치 등을 포함하는 사출장치가 설치되어 있지만, 본 실시형태에 있어서는 그 도시, 설명은 생략한다. 또, 가동형 (402) 의 내부에는, 이젝터 장치 (260) 와 동일한 구성을 갖는 이젝터 장치 (도시 생략) 가 설치되어 있다.

고정형 (400) 에는, 중공 원통형상 부재 (408) 의 내부공간을 축방향으로 이동가능하게 유지된 테이퍼 부재 (440) 가 설치되어 있다. 테이퍼 부재 (440) 는, 축형상의 부재로, 중공 원통형상부 (410) 와 동일 축에 설치되어 있다. 테이퍼 부재 (440) 의 중공 원통형상부 (410) 측의 단부인 선단부의 외주면은, 상기 테이퍼 내주면 (428) 에 대응하는 테이퍼 외주면 (444) 이 된다. 테이퍼 부재 (440) 는, 고정형 (400) 에 고정된 테이퍼 부재 이동용 실린더 (도시 생략) 의 피스톤 로드 (446) 에 연결되어 있다. 테이퍼 부재 이동용 실린더는, 액츄에이터의 일종인 액압 실린더가 된다.

가동형 (402) 이 고정형 (400) 에 접근되어 파팅면 (404, 406) 끼리 밀착된 후, 테이퍼 부재 이동용 실린더가 구동되고, 테이퍼 부재 (440) 가 중공 원통형상 부재 (408) 내를 전진하여 중공 원통형상부 (410) 의 테이퍼 내주면 (428) 과 테이퍼 부재 (440) 의 테이퍼 외주면 (444) 이 조임 끼워맞춰지고, 중공 원통형상부 (410) 및 중공 원통형상부 (410) 에 인접하는 부분 (중공 원통형상 부재 (408) 전체) 이 외주측으로 탄성변형되어 외주면의 직경이 확대된다. 중공 원통형상부 (410) 에 인접하는 부분은 끼워맞춤 구멍 (412) 내에서 직경이 확대되고, 그 외주면이 끼워맞춤 구멍 (412) 의 내주면에 밀착됨으로써, 끼워맞춤 구멍 (412) 의 캐비티면 (422) 측의 개구부가 밀봉되어 캐비티 (426) 와의 연이은 이어짐이 차단된다. 동시에, 테이퍼 부재 (440) 가 그 이상 전진하기 어려워지고, 그 상태에서 테이퍼 부재 (440) 의 선단면이 중공 원통형상부 (410) 의 선단면과 동일 평면상에 위치한다. 중공 원통형상부 (410) 의 탄성변형상태를 유지한 채 캐비티 (426) 내에 금속 (예컨대, 알루미늄 합금) 의 용탕이 주입된다. 주입된 용탕이 응고된후, 고정형 (400) 과 가동형 (402) 이 열리기 전에, 테이퍼 부재 (440) 가 후퇴되어 중공 원통형상부 (410) 의 테이퍼 내주면 (428) 으로부터 이탈됨으로써, 중공 원통형상부 (410) 를 포함하는 중공 원통형상 부재 (408) 의 탄성변형이 해소되고, 중공 원통형상부 (410) 가 수축되어 캐비티면 (420) 과 주조품으로서의 프론트 하우징 (16) 의 중공원통부의 내주면에 반경방향의 틈이 생긴다. 그 후, 가동형 (402) 이 고정형 (400) 으로부터 이간된다. 이 때, 프론트 하우징 (16) 은 가동형 (402) 에 유지되어 고정형 (400) 으로부터 이간되고, 가동형 (402) 과 고정형 (400) 이 충분히 열린 후, 상기 이젝터 장치에 의해 가동형 (402) 으로부터 밀려 떼어진다.

이렇게 하여 제조되는 프론트 하우징 (16) 에는, 회전축 (50) 이 관통하는 관통 구멍이 형성되는데, 이 관통 구멍은, 주조후에 기계가공에 의해 형성해도 되고, 주조시에 다른 부분과 함께 성형해도 된다. 후자의 경우에는, 테이퍼 형상의 인발 구배를 형성한 축형상 부재에 의해 성형해도 되고, 본 실시형태에 있어서 설명한 중공 원통형상부와 탄성변형장치를 구비하는 금형장치에 의해 성형해도 된다. 후자의 경우에는, 인발 구배를 없애거나 작게 할 수 있다.

중공 원통형상부 (410) 의 고정형 본체 (411) 에 대한 고정수단은, 상기 도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 실시형태에서 설명한 고정수단으로 하는 것도 가능하다. 또, 상기 실시형태에 있어서, 중공 원통형상부 (280) 의 가동형 (226) 에 대한 고정수단을, 본 실시형태에서의 고정수단으로 하는 것도 가능하다. 중공 원통형상부 (410) 및 테이퍼 부재 (440) 는, 가동형 (402) 에 설치해도 된다. 이젝터 장치는 고정형 (400) 에 설치해도, 가동형 (402) 에 설치해도 된다.

본 발명에 관한 주조방법 및 그것에 사용되는 주조용 금형장치에 의하면, 도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 실시형태에서의 실린더 보어 (12) 의 내주면과 같이 축방향으로 관통하는 관통 구멍의 내주면을 성형할 수도 있고, 도 5 에 나타내는 실시형태에서의 프론트 하우징 (16) 의 내주면과 같이 바닥부를 갖는 오목부의 내주면을 성형할 수도 있다.

캐비티면을 구성하는 주면이 내주면인 경우의 일실시형태를 도 6 및 도 7 에 의거하여 설명한다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서의 주조용 금형장치는, 상기 각 실시형태와 동일하게, 서로 접근, 이간됨으로써 개폐되는 고정형 (500) 과 가동형 (502) 을 구비한다. 이 금형장치를 구비하는 주조장치 전체의 구조에 대해서는, 도 3 에 나타내는 주조장치 (200) 와 동일한 것으로 할 수 있기 때문에, 여기서는 설명은 생략한다. 고정형 (500), 가동형 (502) 은, 상세한 도시는 생략하지만, 모두 복수의 판형상 부재는 겹쳐져서 이루어진 것이다. 가동형 (502) 은, 도시를 생략하는 개폐용 구동장치 (예컨대 액압 실린더) 에 의해 고정형 (500) 에 대해 접근, 이간되고, 두 형 (500, 502) 이 서로 대향하는 측의 면인 파팅면 (504, 506) 에 있어서 밀착된다.

가동형 (502) 에는, 고정형 (500), 가동형 (502) 의 접근, 이간방향 (축방향) 과 평행한 방향으로 연장되는 상태에서 중공 원통형상부 (510) 가 일체적으로 설치되어 있다. 가동형 (502) 의 본체인 가동형 본체 (511) 에는, 중공 원통형상 부재 (512) 의 평판 형상의 장착부 (514) 가 볼트 등 적절한 고정수단에 의해이동이 불가능하게 장착되어 있고, 그 장착부 (514) 의 내주 둘레로부터 축방향에 고정형 (500) 측으로 연장되어 나온 상태에서 횡단면 형상이 원환형상인 중공 원통형상부 (510) 가 설치되어 있다. 중공 원통형상 부재 (512) 의 내부에는, 끼워맞춤부재 (520) 가 끼워맞춰져 있다. 끼워맞춤부재 (520) 는, 중공 원통형상부 (510) 측과는 반대측의 후단부가 다른 부분보다 직경이 큰 장착부 (522) 가 되고, 이 장착부 (522) 에 있어서, 중공 원통형상 부재 (512) 와 동일하게 가동형 본체 (511) 에 고정되어 있다.

끼워맞춤부재 (520) 의 선단부의 외주면은, 선단일수록 직경이 점차 감소된 테이퍼 외주면 (524) 이 된다. 중공 원통형상부 (510) 는, 탄성변형에 의해 직경의 확대·축소가 가능하며, 탄성변형되어 있지 않은 상태에서는, 중공 원통형상부 (510) 와 끼워맞춤부재 (520) 의 선단부 사이에는 반경방향으로 틈이 형성되어 있다. 중공 원통형상부 (510) 의 내주면과, 끼워맞춤부재 (520) 의 선단면이, 가동형 (502) 측의 캐비티면 (530, 532) 을 구성하고 있다. 한편, 고정형 (500) 의 파팅면 (504) 에는, 축방향에 가동형 (502) 측으로 돌출되는 돌출부 (536) 가 일체적으로 설치되고, 고정형 (500) 과 가동형 (502) 이 파팅면 (504, 506) 에 있어서 밀착된 상태에서는, 상기 돌출부 (536) 가 캐비티면 (530, 532) 에 의해 형성되는 내부 공간에 위치하도록 배치되고, 이 돌출부 (536) 의 외측면 및 선단부가 캐비티면 (538, 539) 을 구성하고 있다. 따라서, 이들 캐비티면 (530, 532, 538, 539) 등에 의해, 주조품의 형상에 대응하는 캐비티 (540) 가 획정된다. 돌출부 (536) 는, 선단일수록 직경이 점차 감소되고, 인발 구배가 부여되어 있다.

중공 원통형상부 (510) 의 캐비티면 (530) 과 반대측인 외주면 (544) 에는, 콜릿 (collet; 550) 이 끼워맞춰져 있다. 콜릿 (550) 은, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 주방향에 있어서 등각도 간격으로 분할되어, 복수개 (6 개 이상인 것이 바람직하다) 의 세그먼트 (551) 로 되어 있다. 콜릿 (550) 은, 콜릿직경 변경장치 (552) 에 의해 콜릿 (550) 의 직경이 기계적으로 변경 (직경이 축소) 됨으로써, 콜릿 (550) 의 내주면 (554) 이 중공 원통형상부 (510) 의 외주면 (544) 에 밀려, 중공 원통형상부 (510) 가 탄성변형에 의해 수축된다. 콜릿 (550) 의 외주면은, 축방향에 있어서 고정형 (500) 측으로 향할수록 직경이 점차 증대되는 테이퍼 외주면 (556) 이 된다.

콜릿직경 변경장치 (552) 는, 테이퍼 부재 (560) 와, 그 테이퍼 부재 (560) 와, 그 테이퍼 부재 (560) 를 축방향으로 이동시키는 축방향 이동장치 (564) 등을 구비한다. 테이퍼 부재 (560) 는, 대략 원통형상을 이루고, 상기 테이퍼 외주면 (556) 에 대응하는 테이퍼 내주면 (568) 을 구비하고, 이들 테이퍼 외주면 (556) 과 테이퍼 내주면 (568) 사이에는, 다수의 볼 (570) 이 개재되어 있다. 이들 볼 (570) 은, 테이퍼 부재 (560) 및 콜릿 (550) 으로부터 독립된 리테이너 (retainer; 572) 에, 서로 일정한 상대위치를 유지하고, 또한 개별적으로 회전가능하게 유지되어 있다. 각 볼 (570) 은 리테이너 (572) 의 외주면측과 내주면측 양쪽으로 돌출된 상태로 유지되어 있고, 리테이너 (572) 와 공동으로 전동 축받침을 구성하고 있다. 볼 (570) 이 테이퍼 외주면 (556) 과 테이퍼 내주면 (568) 사이에서 전동함으로서, 테이퍼 부재 (560) 와 콜릿 (550) 이 축방향 이동장치 (564) 에 의해 조임 끼워맞춰질 때의 마찰이 경감된다. 테이퍼 부재 (560) 의 축방향으로 떨어진 2 부분에 일체적으로 설치된 규제면 (576, 578) 에 의해, 상기 전동 축받침의 콜릿 (550) 과 테이퍼 부재 (560) 사이에서의 발출이 방지되어 있다. 축방향 이동장치 (564) 는, 구동원으로서의 액압 액츄에이터의 일종인 액압 실린더 (도시 생략) 와, 그 액압 실린더의 피스톤 로드 (580) 과 테이퍼 부재 (560) 를 연결하는 연결부재 (582) 를 구비하고 있다.

가동형 (502) 내부의 다른 부재와 간섭하지 않는 위치에는, 이젝터 장치 (590) 가 설치되어 있다. 이젝터 장치 (590) 는, 이젝터 장치 (260) 와 동일하게, 가동형 본체 (502) 에 고정된 압출용 실린더 (592) 와, 복수의 압출 핀 (594) 을 갖는 압출부재 (596) 를 구비하는 것이다. 압출용 실린더 (592) 의 구동에 의해 피스톤 로드 (598) 가 신장되면 압출부재 (596) 가 압출되고, 압출 핀 (594) 의 선단면이, 캐비티면 (532) 과 공동으로 캐비티 (540) 를 획정하는 후퇴단 위치에서 캐비티 (540) 내에 돌출되어 주조된 주조품을 압출하는 전진단 위치로 전진된다.

캐비티 (540) 는, 탕도 (600) 를 거쳐, 주탕구를 갖는 슬리브 (602) 에 연이어 통해 있다. 탕도 (600) 의 캐비티 (540) 측의 단부에는, 다른 부분보다도 횡단면적이 작은 게이트 (606) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서도, 상기 실시형태와 동일한 구성을 갖는 슬리브 (602), 플런저 (608), 플런저 팁 (610), 플런저 구동장치 등을 포함하는 사출장치가 설치되어 있지만, 그 상세한 도시, 설명은 생략한다.

가동형 (502) 이 고정형 (500) 에 접근되어 파팅면 (504, 506) 끼리 밀착된 후, 축방향 이동장치 (564) 가 구동되고, 테이퍼 부재 (560) 가 전진되어 그것의 테이퍼 내주면 (568) 과 콜릿 (550) 의 테이퍼 외주면 (556) 이 조임 끼워맞춰지고, 중공 원통형상부 (510) 및 중공 원통형상부 (510) 에 인접하는 부분이 내주측으로 탄성변형되어 내주면인 캐비티면 (530) 의 직경이 축소된다 (도 6 참조). 중공 원통형상부 (510) 에 인접하는 부분은 끼워맞춤부재 (520) 의 테이퍼 외주면 (524) 을 따라 직경이 축소되고, 그 내주면이 끼워맞춤부재 (520) 의 테이퍼 외주면 (524) 에 밀착됨으로써, 캐비티 (540) 와 축방향 이동장치 (564) 등이 설치된 가동형 (502) 의 내부와의 연이은 이어짐이 차단된다. 중공 원통형상부 (510) 의 탄성변형장치를 유지한 채로 캐비티 (540) 내에 금속 (예컨대, 알루미늄 합금) 의 용탕이 주입된다. 주입된 용탕이 응고된 후에 고정형 (500) 과 가동형 (502) 이 열려, 주조품이 가동형 (502) 에 유지되어 고정형 (500) 으로부터 이간된다. 그 후, 테이퍼 부재 (560) 가 후퇴되어 콜릿 (550) 의 테이퍼 외주면 (556) 으로부터 이간됨으로써 중공 원통형상부 (510) 의 탄성변형이 해소되고, 중공 원통형상부 (510) 의 직경이 확대되어 캐비티면 (530) 과 주조품의 외주면에 반경방향의 틈이 생긴다. 따라서, 가동형 (502) 에 유지된 주조품이, 이젝터 장치 (590) 에 의해 용이하게 밀려서 떼어진다. 본 주조용 금형장치는, 예컨대 압축기용 피스톤의 두부를 형성하는 소재를 주조하는 데 적합하다.

본 실시형태에 있어서는, 테이퍼 부재 (560) 와 콜릿 (550) 에 테이퍼면이 형성되고, 중공 원통형상부 (510) 의 두께는 전체 길이에 걸쳐 일정하면 되므로,중공 원통형상부 (510) 전체를 균일하게 직경을 축소시키는 것이 용이하다. 또, 테이퍼 부재 (560) 와 콜릿 (550) 의 조임 끼워맞춤이 전동 축받침을 통하여 실시되므로, 마찰저항이 작아도 되고, 축방향 이동장치 (564) 의 작동력이 중공 원통형상부 (510) 의 직경의 축소에 유효하게 이용되어, 축방향 이동장치 (564) 의 소형화가 가능해진다. 또한, 테이퍼 부재 (560) 와 콜릿 (550) 을 직접 조임 끼워맞추는 경우에 비하여, 마모가 경감되어 내구성이 향상되는 효과도 얻어진다.

중공 원통형상부 (510) 를 가능한 한 진원도를 유지하여 탄성변형시키기 위해, 세그먼트의 개수를 많게 하는 것이 바람직하고, 또 직경축소상태에서의 세그먼트 사이의 틈이 가능한 한 작아지도록 하는 것이 바람직하다. 또, 직경확대상태에 있어서 세그먼트 사이의 틈이 균일해지는 것이 바람직하고, 그를 위해 예컨대 통상의 콜릿과 동일하게, 세그먼트를 완전하게 분리하지 않고, 축방향의 일단부에 있어서, 탄성변형가능한 연결부에 의해 서로 연결된 상태로 할 수 있다. 이 연결부는 중공 원통형상부 (510) 로부터 축방향으로 떨어진 부분, 즉 가동형 본체 (511) 측에 접근된 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 실시형태는 캐비티면을 구성하는 주면이 내주면인 경우이며, 중공 원통형상부 (510) 는 중공 통형상부의 일례이다. 콜릿 (550) 의 테이퍼 외주면 (556) 이 축방향으로 직경이 점차 직선적으로 변하는 제 1 테이퍼면이고, 테이퍼 부재 (560) 의 테이퍼 내주면 (568) 이 상기 제 1 테이퍼면에 대응하는 제 2 테이퍼면이다. 또, 콜릿 (550) 과 콜릿직경 변경장치 (552) 가 탄성변형장치를 구성하고 있다. 콜릿 (550) 이, 중공 원통형상부 (510) 의외주면에 접촉하는 축소부재의 일례이고, 콜릿직경 변경장치 (552) 가, 상기 축소부재를 중공 원통형상부 (510) 의 외주면 (544) 에 강제적으로 가압함으로써 중공 원통형상부 (510) 의 직경을 축소시키는 가압장치를 구성하고 있다. 본 실시형태와 같이 콜릿과 그 콜릿의 직경을 기계적으로 변경하는 콜릿직경 변경장치를, 캐비티면을 구성하는 주면이 외주면인 형태 (예컨대 도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 실시형태 및 도 5 에 나타내는 실시형태) 에 채택해도 된다.

본 실시형태에서의 주조용 금형장치 및 그것을 사용한 주조방법은, 알루미늄을 주체로 하는 재료로 이루어지는 성형품, 예컨대 상술한 실린더 보어 (12) 나 프론트 하우징 (16) 의 성형에 적합한 것이지만, 그 이외의 것의 제조에 본 발명의 주조용 금형장치 및 그것을 사용한 주조방법을 적용하는 것도 가능하다.

이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 상세하게 설명했지만 이들은 예시에 불과하며, 본 발명은 상기 '발명의 구성'의 항에 기재된 양태를 비롯하여, 당업자의 지식에 의거하여 여러 변경, 개선을 실시한 형태로 실시할 수 있다.

본 발명에 의하여, 주조품의 내주면 또는 외주면의 인발 구배를 종래보다 작게할 수 있는 주조방법 및 그에 적합한 주조용 금형장치가 얻어진다.

Claims (6)

1. 내주면과 외주면의 적어도 한면을 갖는 주조품을 주조하는 방법으로서,

   상기 내주면과 외주면의 적어도 한면을 성형하는 캐비티면을 갖는 중공 통형상부를 구비한 금형을 닫고, 그 금형의 내부에 상기 주조품에 대응하는 형상의 캐비티를 형성함과 동시에, 상기 중공 통형상부를, 상기 내주면과 외주면의 한면을 캐비티측으로 변위시키는 방향으로 탄성변형시키고, 그 탄성변형상태를 유지한 채 상기 캐비티에 금속의 용탕을 주입하고, 그 용탕이 응고된 후에 상기 금형을 개방함과 동시에 상기 중공 통형상부의 탄성변형을 해소하고, 주조품을 금형에서 꺼내는 것을 특징으로 하는 주조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주조품이, 사판식 압축기의 복수의 실린더 보어를 구비한 실린더 블록이고, 상기 내주면과 외주면의 적어도 한면이 상기 실린더 보어의 내주면인 것을 특징으로 하는 주조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주조품이, 사판식 압축기의 중공 원통부를 구비한 프론트 하우징이고, 상기 내주면과 외주면의 적어도 한면이 상기 중공 원통부의 내주면인 것을 특징으로 하는 주조방법.
4. 내주면과 외주면의 적어도 한면을 갖는 주조품을 주조하기 위한 금형장치로서,

   상기 내주면과 외주면의 한면을 성형하는 캐비티면을 갖는 중공 통형상부를 구비한 금형과,

   그 금형의 중공 통형상부를, 그 중공 통형상부의 상기 내주면과 외주면의 한면을 캐비티측으로 변위시키는 방향으로 탄성변형시키는 탄성변형장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 금형장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 중공 통형상부가, 상기 금형의 본체와는 별체인 부재에 의해 구성되고, 적어도 상기 중공 통형상부로서 기능하는 부분에 인접하는 부분이, 상기 본체에 형성된 끼워맞춤부와 반경방향의 틈을 남기고 끼워맞춰지는 것을 특징으로 하는 주조용 금형장치.
6. 제 4 또는 5 항에 있어서, 상기 중공 통형상부의 상기 내주면과 외주면의 한면을 성형하는 캐비티면과는 반대측 면이, 그 중공 통형상부의 중심축선과 평행한 방향에 있어서 길이가 점차 변하는 테이퍼면이 되는 한편, 그 테이퍼면에 대응하는 테이퍼면을 갖는 테이퍼 부재가 설치되어, 상기 탄성변형장치가, 그 테이퍼 부재와, 그 테이퍼 부재를 상기 중공 통형상부의 상기 테이퍼면에 조임 끼워맞추는 조임 끼워맞춤장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 금형장치.