KR20050000144A - 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 알루미늄 휠 주조기에 관한 것이다.

즉 본 발명은, 알루미늄 휠 주조기의 구조 개선을 통해 작업 성능을 향상시킴은 물론 알루미늄 휠 주조물의 품질 만족도를 높이면서 로히터의 전력소모를 최소화하고, 제품의 생산성을 향상시키면서 온도가 높은 금형베이스의 직접적인 접촉으로 발생하였던 화상 등의 안전사고를 사전에 예방하며, 더불어 보온로의 수평력과 지지력을 일정하게 유지시켜 휠 주조물의 성형 불량을 방지하는 특징을 갖는다.

또한 본 발명은 측면 금형간의 과열현상에 따른 휠 주조물의 성형 불량을 개선하면서, 그 알루미늄 용용물로 부터 성형되는 휠 주조물의 품질 만족도를 보다 향상시키는 자동차용 알루미늄 휠 주조장치를 제공한다.

Description

자동차용 알루미늄 휠 주조 장치{Device for casting aluminum wheel of a car}

본 발명은 자동차용 알루미늄 휠 주조기에 관한 것으로서, 특히 알루미늄 휠 주조기의 구조 개선을 통해 작업 성능을 향상시킴은 물론 양질의 알루미늄 휠을 주조할 수 있도록 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조장치에 관한 것이다.

통상적으로, 자동차용 알루미늄 휠 주조기는 보온로에서 녹인 알루미늄 용융물을 보온로에 주입한 후 이 알루미늄 용융물을 콤프레서에서 생산된 압축공기를 이용하여 보온로의 위쪽에 위치한 금형베이스로 강제 주입하므로서 알루미늄 휠을 주조하는 장치로, 이는 보온로 내부 온도가 대략 750℃를 상회하는 고온을 유지할 때 품질 좋은 알루미늄 휠 주조물을 얻게 된다.

여기서, 상기 금형베이스는 상부 및 하부 금형과 수평 이동되는 다수개의 측면 금형으로 구성되어 있다.

그러나, 종래에는 하부 금형으로 알루미늄 용융물의 주입이 이루어진 후 그 하부 금형에 상부 금형을 가압할 경우, 상기 상부 금형과 함께 승강운동을 하는 무빙플레이트가 수평방향으로 열팽창을 하면서 상부 금형의 승강운동을 안내하는 가이드의 휨 현상이 발생하였는 바, 이로인하여 종래에는 하부금형과 상부금형의 맞물림이 부정확하게 이루어지면서 휠 주조물의 품질저하를 초래하는 문제점도 가지게 되었다.

또한, 콤프레서를 통해 공급되는 압축공기가 다소의 습기를 함유하고 있는데, 종래에는 이러한 압축공기가 보온로내에 들어가면서 보온로의 상부 온도를 낮춰 전력소모를 증가시키는 문제점을 가지고 있다.

또한, 종래에는 상부 및 하부와 측면 금형을 포함하는 금형베이스를 상부로 회전 및 정위치시킬때마다 작업자가 일일이 후크볼트를 풀고 조여야 하는 구조적인 단점을 가지고 있는 바, 이로인하여 제품의 생산성이 저하됨은 물론, 온도가 높은 금형베이스를 작업자가 접촉하는데 따른 화상 등의 안전사고가 빈번하게 발생하는 문제점을 가지게 되었다.

또한, 종래에는 하부금형으로 보온로의 알루미늄 용융물이 이송관(튜브)을 통해 강제 주입될 때 그 알루미늄 용융물의 외부 누출을 방지하기 위해 이송관에 패킹을 설치하였는데, 상기 패킹은 그 사용기간에 따라 마모가 발생할수밖에 없는 구조적인 단점을 가지고 있으므로 이로인하여 이송관과 하부금형의 주입구 사이에서 발생하는 알루미늄 용융물의 누출을 제대로 차단하지는 못하였다.

또한, 종래에는 알루미늄 용융물이 주입된 보온로의 완충작용이 완충용 스프링에 의해서만 이루어지는 관계로, 보온로 자체의 하중은 물론 상부금형의 가압이 일어날 때 그 압력을 완충용 스프링이 제대로 분산시키지 못하였으며, 이에따라 종래에는 보온로의 수평력과 지지력이 일정하게 유지되지 못하였고, 이는 곧 휠 주조물의 성형이 불량해지는 폐단이 따랐다.

또한, 종래 휠 주조기의 경우에는 성형 완료된 휠 주조물의 추출 위치가 항상 고정되어 있을뿐만 아니라 그 휠 주조물을 추출하기 위한 수단이 구비되어 있지 않은 관계로, 이의 추출은 물론 검수작업을 진행할 경우 작업자의 위치 이동이 반드시 수반되어야 하는 등 작업효율이 크게 저하되었다.

또한, 종래에는 하부 금형으로 알루미늄 용융물의 주입이 이루어질 때 그 하부금형의 주변에 위치하는 다수개의 측면 금형에는 소정의 온도가 가해질수밖에 없는데, 이때 측면 금형으로 가해지는 온도가 균일하게 작용하지 못하면서 측면 금형간의 과열현상을 초래할수밖에 없었으며, 이는 곧 휠 주조물의 성형 불량을 초래하는 문제점을 가지게 되었다.

또한, 종래에는 하부 금형으로 알루미늄 용융물의 주입이 이루어질 때 그 알루미늄 용융물을 안내하는 이송관(튜브)의 온도가 일정하게 유지되어야 하지만, 종래에는 이송관에 알루미늄 용융물의 온도를 일정하게 유지시키는 수단이 구비되어 있지 않은 관계로, 알루미늄 용융물로 부터 성형되는 휠 주조물의 품질이 저하될수밖에 없는 구조적인 단점을 내포하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은, 상부금형과 함께 승강운동하는 무빙플레이트의 수평방향 열팽창을 흡수하는 부재를 부가하므로서, 무빙플레이트의 수평방향 열팽창에 따른 승강축의 휨 현상을 방지하여 하부금형과 상부금형의 맞물림이 정확하게 이루어지도록 함은 물론, 그 상부 및 하부 금형의 정확한 맞물림으로 부터 휠 주조물의 품질 만족도를 높이려는데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 폐열을 이용하여 보온로에 공급되는 압축공기를 예열하는 부재를 부가하므로서, 압축공기로 인한 보온로의 상부 온도 낮아짐을 방지하면서 로히터의 전력소모를 최소화할 수 있도록 하려는데 또 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은, 금형베이스를 작업자가 접촉하지 않고도 그 회전 및 정위치 고정을 가능하게 하는 부재를 부가하므로서, 제품의 생산성이 향상시킴은 물론 온도가 높은 금형베이스의 직접적인 접촉으로 발생하였던 화상 등의 안전사고를 사전에 예방할 수 있도록 하려는데 또 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은, 이송관에 설치된 패킹의 주변에 알루미늄 용융물의 누출이 발생할 때 그 누출 상태를 검출한 후 보온로의 압축공기 유입과 배기를 제어하는 부재를 부가하므로서, 하부 금형으로 알루미늄 용융물의 주입이 이루어질 때 그 하부금형의 주입구와 이송관의 사이에 발생하던 알루미늄 용용물의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있도록 하려는데 또 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은, 보온로의 하중은 물론 상부금형의 가압력을 고르게 분산시키는 부재를 부가하므로서, 보온로의 수평력과 지지력을 일정하게 유지시켜 휠 주조물의 성형 불량을 방지하려는데 또 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은, 성형 완료된 휠 주조물을 추출하는 부재를 구비하므로서, 작업자가 불필요하게 움직이는 것을 방지함은 물론, 검수의 작업이 보다 정확하게 이루어질수 있도록 하려는데 또 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은, 하부 금형으로 알루미늄 용융물이 주입될 때 그 주변에 위치하는 측면 금형으로 균일한 온도가 가해지도록 안내하는 부재를 구비하므로서, 측면 금형간의 과열현상에 따른 휠 주조물의 성형 불량을 개선하려는데 또 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은, 측면 금형의 사이에 하부금형으로 주입되는 알루미늄 용융물의 온도를 일정하게 유지시키는 부재를 구비하므로서, 그 알루미늄 용용물로 부터 성형되는 휠 주조물의 품질 만족도를 향상시키도록 하려는데 또 다른 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 자동차용 알루미늄 휠 주조장치의 측면도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 자동차용 알루미늄 휠 주조장치의 정면도.

도 3은 본 발명의 일실시예로 무빙플레이트의 열변위 흡수 구조를 보인 분해도.

도 4는 본 발명의 일실시예로 도 3의 결합단면도.

도 5는 본 발명의 일실시예로 보온로 급기장치용 히터의 구조도.

도 6은 본 발명의 일실시예로 도 1의 A부분 확대 단면도.

도 7은 본 발명의 일실시예로 보온로의 상단부위에 에어분사부재 및 온도보상부재가 설치된 상태의 개략도.

도 8은 본 발명의 일실시예로 알루미늄 용융물 누출 방지장치의 검출신호에 따라 휠 주조장치의 동작을 제어하는 블럭회로도.

도 9는 본 발명의 일실시예로 휠 추출부재의 구조를 보인 평면도.

도 10은 본 발명의 일실시예로 휠 추출부재의 구조를 보인 정면도.

도 11은 본 발명의 일실시예로 휠 추출부재의 사용상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 ; 보온로 2 ; 금형베이스

22; 슬라이드 부시 32; 폐열저장탱크

34; 급기관로 35; 코일부

46; 가압밸브 구동부 47; 배기밸브 구동부

52; 회전로드 53a; 피스톤

55; 휠 수납판 62; 분사노즐관

71; 세라믹관 73; 발열히터

84; 테이퍼형 핀 96,97; 상,하 완충스프링

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 자동차용 알루미늄 휠 주조장치의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 자동차용 알루미늄 휠 주조장치의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예로 무빙플레이트의 열변위 흡수 구조를 보인 분해도 이다.

도 4는 본 발명의 일실시예로 도 3의 결합단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예로 보온로 급기장치용 히터의 구조도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예로 도 1의 A부분 확대 단면도 이다.

도 7은 본 발명의 일실시예로 보온로의 상단부위에 에어분사부재 및 온도보상부재가 설치된 상태의 개략도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예로 알루미늄 용융물 누출 방지장치의 검출신호에 따라 휠 주조장치의 동작을 제어하는 블럭회로도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예로 휠 추출부재의 구조를 보인 평면도 이다.

도 10은 본 발명의 일실시예로 휠 추출부재의 구조를 보인 정면도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예로 휠 추출부재의 사용상태도 이다.

도 1 내지 도 11에 도시된 바와같이, 콤프레서로 부터 압축공기를 공급받으면서 금형주입구(1a)를 가지는 이송관(1b)을 통해 보온로(1)의 알루미늄 용융물을 금형베이스(2)에 설치된 하부금형(2a)으로 강제 주입한 후 측면금형(2b)은 물론, 제 1 승강축(3)을 통해 무빙플레이트(4)와 더불어 승강되는 상부금형(2c)의 가압으로 부터 알루미늄 휠을 주조하는 통상의 자동차용 알루미늄 휠 주조장치에 있어서,

상기 무빙플레이트(4)에는 수평방향의 열변위를 흡수하여 제 1 승강축(3)의 휨 현상을 방지하는 열변위 흡수부재를 형성하고,

상기 보온로(1)의 측벽에는 폐열을 이용하여 보온로(1)에 공급되는 압축공기를 예열하는 예열부재를 형성하며,

상기 금형주입구(1a)와 이송관(1b)의 사이에는 패킹(1c)을 설치하되, 그 패킹(1c)이 주변으로는 알루미늄 용융물의 누출이 발생할 때 그 누출 상태를 검출한 후 보온로의 압축공기 유입과 배기를 제어하는 제어부재를 형성하고,

상기 상부금형(2c)의 승강을 안내하는 제 2 승강축(2d)의 일단에는 성형 완료된 알루미늄 휠 주조물이 상부금형(2c)에 의해 승강될 때 그 승강된 알루미늄 휠 주조물이 올려지도록 한 후 주조기의 외부로 이동시키도록 회전 구동하는 휠 추출부재를 형성하며,

상기 금형베이스(2)에는 하부 금형(2a)으로 알루미늄 용융물이 주입될 때 측면 금형(2b)의 주변 온도가 균일하게 유지되도록 소정압력의 에어를 분사하는 에어분사부재를 형성하고,

상기 이송관(1b)의 금형주입구(1a)를 통해 하부금형(2a)으로 알루미늄 용융물의 강제 주입이 이루어질 때 그 온도를 일정하게 유지시키는 온도보상부재를 형성함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 열변위 흡수부재는,

무빙플레이트(4)의 중심으로 부터 반경방향 연장선과 평행한 면에 형성된 부시삽입구멍(21)과,

상기 부시삽입구멍(21)으로 삽입되어 제 1 승강축(3)을 지지하도록 플랜지부(22a)를 가지는 슬라이드부시(22) 및,

상기 슬라이드부시(22)의 상하 유동을 방지하면서 무빙플레이트(4)에 가해지는 수평방향의 열변위를 흡수하도록 상기 슬라이드부시(22)와 소정의 갭(G)을 유지하는 캡(23)의 결합으로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 예열부재는,

보온로(1)의 측벽에 설치되어 그 보온로(1)내의 폐열 방출(고온가스)을 안내하도록 배기밸브(31a)를 가지는 폐열방출관(31)과,

상기 폐열방출관(31)의 출구단에 설치되면서 방출되는 폐열을 저장하는 폐열저장탱크(32)와,

상기 폐열저장탱크(32)에 부착되어 폐열을 외부로 방출시키는 폐열배출관(33)과,

상기 폐열저장탱크(32)의 내부를 관통시켜 보온로(1)에는 압축공기의 흐름을 안내하도록 가압밸브(34a)를 가지는 급기관로(34)를 연결하되, 상기 폐열저장탱크(32)내에 위치하는 급기관로(34)는 폐열에 의해 상온보다 높은 고온으로 압축공기의 열교환이 이루어지도록 코일부(35)로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 제어부재는,

패킹(1c)의 외측 주연부에 형성되어 다수개의 통과구멍(41a)이 천공된 차단벽(41)과,

상기 통과구멍(41a)의 외측에 설치되어 알루미늄 용융물의 온도를 검출하는 제 1 온도센서(42)와,

상기 제 1 온도센서(42)의 출력신호에 따라 보온로(1)내의 공기 유입과 배기를 제어하는 제어부로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 제어부는,

제 1 온도센서(42)의 출력신호에 따라 고온의 온도 검출신호를 출력하는 다수개의 온도검출부(43)와,

상기 온도검출부(43)로 부터 출력되는 신호를 미리 설정된 기준전압과 비교하여 알루미늄 용융물의 누출을 판단하는 다수개의 비교부(44)와,

상기 비교부(44)로 부터 출력되는 알루미늄 용융물의 누출 판단신호를 선별하는 게이트(45)와,

상기 게이트(45)의 출력신호로 부터 알루미늄 용융물의 누출되지 않을 경우에는 보온로(1)에 압축공기를 공급하고 알루미늄 용융물이 누출될 경우에는 보온로(1)내의 압축공기를 배기시키도록 가압밸브(34a) 및 배기밸브(31a)의 개폐를 제어하는 가압밸브 및 배기밸브 구동부(46)(47)로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 휠 추출부재는,

상부금형(2c)의 승강을 안내하는 제 2 승강축(2d)의 일단에 형성된 지지축(51)과,

상기 지지축(51)에 결합되는 회전로드(52)와,

상기 회전로드(52)를 회전시키도록 피스톤(53a)을 가지는 제 1 유압실린더(53)와,

상기 피스톤(53a)으로 회전가능하게 일측단이 결합하되, 타측단은 회전로드(52)에 고정되어 회전로드(52)의 회전을 안내하는 연결판(54)과,

상기 회전로드(52)의 일측 끝단에 축핀(55a)으로 결합되어 소정각도(예; 180°)로의 수동 회전이 가능하도록 하면서 성형 완료된 알루미늄 휠 주조물이 올려지는 휠 수납판(55)의 결합으로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 에어분사부재는,

알루미늄 용융물이 하부금형(2a)으로 강제 주입될 때 측면금형(2b)의 주변에가해지는 온도를 감지하는 제 2 온도센서(61)와,

상기 제 2 온도센서(61)로 부터 감지된 신호에 따라 에어를 분사하여 측면금형(2b)의 상하단 부위 온도를 균일하게 유지시키도록 분사노즐관(62)을 가지는 에어분사부(도면에는 도시하지 않음)로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 분사노즐관(62)의 둘레면에는 서로 다른 온도를 가지는 측면금형(2b)의 상하단 부위에 에어의 분사량을 다르게 안내하도록 서로 다른 직경의 제 1 분사구멍(62a)을 형성하고, 상기 분사노즐관(62)의 꼭지부위에는 대향된 측면금형(2b)의 주변 온도가 서로 간섭되지 않도록 에어벽 형성이 가능하도록 하는 제 2 분사구멍(62b)을 형성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 온도보상부재는,

이송관(1b)의 금형주입구(1a)에 결합되어 하부금형(2a)으로의 알루미늄 융융물 강제 주입을 안내하는 세라믹관(71)과,

상기 세라믹관(71)의 일단에 형성되어 하부금형(2a)으로 알루미늄 용융물의 강제 주입이 이루어질 때 그 주입 온도를 감지하는 제 3 온도센서(72)와,

상기 제 3 온도센서(72)로 부터 감지된 신호에 따라 강제 주입이 이루어지는 알루미늄 융융물의 온도를 보상하도록 발열동작하는 발열히터(73)와,

상기 발열히터(73)의 발열 동작시 그 열기의 누수를 차단하는 보온재(74)의 결합으로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 금형베이스(2)의 정위치 고정은,

금형베이스(2)에 테이퍼형 구멍(81)과 핀캡(82)을 형성하되, 그 테이퍼형 구멍(81) 및 핀캡(82)으로 전방지지대(83)의 선단부에 고정되는 테이퍼형 핀(84)의 끼움으로 부터 이루어짐을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 보온로(1)의 지지는,

보온로(1)의 외측 상하단에 각각 상하브라켓(91)(92)을 부착하고, 그 상하브라켓(91)(92)과 보온로(1)의 받침대(93)에 지지대(94)를 설치하되, 상기 상하 브라켓(91)(92)의 지지대(94)에는 각각 상하 완충스프링(96)(97)과 상하조절너트(98)(99)를 설치하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 미설명된 도면부호는 5는 금형베이스(2)를 회전시키기 위한 제 2 유압실린더이고, 도면부호 6은 상부금형(2c)의 승강시키기 위한 제 3 유압실린더이며, 도면부호 7은 측면금형(2b)을 좌우로 이동시키기 위한 제 4 유압실린더 이다.

이하, 도시하지는 않았지만 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치에는 그 주조장치의 각 구성요소들을 제어하는 패널이 연결되도록 하였다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 알루미늄 용융물이 주입되는 보온로(1)의 외측 상하단에 각각 상하브라켓(91)(92)을 부착한 후 그 상하브라켓(91)(92)과 보온로(1)의 받침대(93)에 지지대(94)를 설치하여 둔다.

그리고, 도 1 및 도 2에서와 같이 상기 상하 브라켓(91)(92)의 지지대(94)에 각각 상하 완충스프링(96)(97)과 상하조절너트(98)(99)를 설치하면, 상기 보온로(1)에 하중이 가해지더라도 그 하중은 상하 완충스프링(96)(97)의 탄성력에의해 고르게 분산되면서 보온로(1)는 충분한 지지력과 수평상태를 유지하게 된다.

이후, 알루미늄 휠 주조물을 성형하기에 앞서 하부금형(2a)은 물론 측면금형(2b)이 설치된 금형베이스(2)를 정위치 고정시켜 둔다.

즉, 도 6에 도시된 바와같이 상기 금형베이스(2)에 형성된 테이퍼형 구멍(81) 및 핀캡(82)으로 전방지지대(83)의 선단부에 고정되는 테이퍼형 핀(84)을 끼워두면, 상기 금형베이스(2)는 그 정위치 고정이 이루어질 수 있는 것이다.

이후, 콤프레서로 부터 압축공기를 공급받으면서 금형주입구(1a)를 가지는 이송관(1b)을 통해 보온로(1)의 알루미늄 용융물을 금형베이스(2)에 설치된 하부금형(2a)으로 강제 주입한다.

이때, 도 1 및 도 5에 도시된 바와같이 상기 보온로(1)의 측벽에 형성된 예열부재는 보온로(1)내의 폐열을 이용하여 보온로(1)에 공급되는 압축공기를 예열하게 된다.

즉, 상기 보온로(1)의 측벽에는 배기밸브(31a)를 가지는 폐열방출관(31)이 설치되어 있고, 그 폐열방출관(31)의 출고단에는 폐열저장탱크(32)가 설치되어 있는 바,

상기 폐열저장탱크(32)는 배기밸브(31a)이 개방이 이루어질 때 폐열방출관(31)을 통해 방출되는 보온로(1)내의 폐열(고온가스)을 저장하여 둔다.

이때, 상기 폐열저장탱크(32)와 보온로(1)는 가열밸브(34a)를 가지는 급기관로(34)에 의해 연결되어 있고, 상기 폐열저장탱크(32)내에 위치하는 급기관로(34)는 코일부(35)로 구성되어 있는 바,

상기 콤프레서에서 발생되는 압축공기가 코일부(35)로 이루어진 급기관로(34)를 통해 보온로(1)에 공급될 때, 상기 코일부(35)를 지나는 압축공기는 폐열저장탱크(32)에 저장된 폐열에 의해 상온보다 높은 고온으로 열교환이 이루어진다.

그러므로, 상기 보온로(1)의 내부 온도는 상온보다 높은 고온으로 열교환되어 공급되는 압축공기에 의해 적정하게 조절될 수 있는 것이다.

한편, 도 7에 도시된 바와같이 상기 보온로(1)로 부터 하부금형(2a)으로 알루미늄 용융물의 강제 주입이 이루어질 때 그 이송관(1b)의 금형주입구(1a)에 형성된 온도보상부재는 하부금형(2a)으로 강제 주입되는 알루미늄 용융물의 온도를 일정하게 유지시키도록 하였다.

즉, 상기 이송관(1b)의 금형주입구(1a)에는 하부금형(2a)으로의 알루미늄 융융물 강제 주입을 안내하는 세라믹관(71)이 결합되어 있고, 상기 세라믹관(71)에는 제 3 온도센서(72)는 물론 보온재(74)에 의해 덮혀진 발열히터(73)가 형성되어 있는 바,

상기 제 3 온도센서(72)는 하부금형(2a)으로 알루미늄 용융물의 강제 주입이 이루어질 때 그 주입 온도를 감지하게 된다.

이때, 상기 제 3 온도센서(72)로 부터 감지된 알루미늄 용융물의 온도가 높을 경우에는 상기 발열히터(73)의 발열동작이 일어나지 않지만, 그 온도가 낮을 경우 상기 발열히터(73)는 강제 주입이 이루어지는 알루미늄 융융물의 온도를 보상하기 위한 발열동작을 수행하게 되는 것이다.

한편, 상기 온도보상부재에 의해 온도가 보상되면서 하부금형(2a)으로 알루미늄 용융물의 강제 주입이 이루어질 때 그 알루미늄 용융물의 누출을 방지하기 위한 제어부재의 동작이 이루어지도록 하였다.

즉, 도 7에 도시된 바와같이 상기 이송관(1b)에 설치된 패킹(1c)의 외측 주연부에 다수개의 통과구멍(41a)이 천공된 차단벽(41)을 형성한 후 그 통과구멍(41a)의 외측에는 알루미늄 용융물의 온도를 검출하는 제 1 온도센서(42)를 설치하여 둔다.

그러면, 도 8에 도시된 바와같이 상기 제어부재에 포함된 제어부에서는 제 1 온도센서(42)로 부터 출력되는 신호에 따라 보온로(1)내의 공기 유입과 배기 상태를 제어하므로서, 하부금형(2a)으로 알루미늄 용융물의 주입이 이루어질 때 그 하부금형(2a)의 금형주입구(1a)와 이송관(1b)의 사이에 발생하던 알루미늄 용용물의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있게 되는 것이다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 제어부에 포함된 다수개의 온도검출부(43)는 제 1 온도센서(42)의 출력신호에 따라 고온의 온도 검출신호를 출력한다.

이때, 상기 다수개의 온도검출부(43)와 대응하는 다수개의 비교부(44)는 상기 온도검출부(43)로 부터 출력되는 신호를 미리 설정된 기준전압과 비교하여 알루미늄 용융물의 누출을 판단한 후 그 신호를 게이트(45)로 출력한다.

그러면, 상기 게이트(45)는 비교부(44)로 부터 출력되는 알루미늄 용융물의 누출 판단신호를 선별하게 되는 바,

상기 게이트(45)로 선별된 신호가 알루미늄 용융물의 누출신호인 경우, 상기 보온로(1)에는 가압밸브 구동부(46)의 구동으로 개방된 가압밸브(34a)에 의해 예열이 이루어진 압축공기가 공급된다.

그러나, 상기 게이트(45)로 선별된 신호가 알루미늄 용융물의 누출신호인 경우에는, 상기 가압밸브 구동부(46)의 구동으로 부터 가압밸브(34a)가 닫히면서 반대로 배기밸브 구동부(47)의 구동이 이루어지면서 배기밸브(31a)의 개방이 이루어지게 된다.

따라서, 상기 보온로(1)에는 압축공기의 공급이 차단되면서 반대로 그 보온로(1)의 내부에 존재하는 압축공기의 외부 배출이 이루어지므로서, 상기 하부금형(2a)으로 알루미늄 용융물의 강제 주입을 정지시켜 작업상의 오류를 수정할 수 있도록 하였다.

한편, 상기와 같이 알루미늄 용융물의 누출이 방지된 상태에서, 상기 하부금형(2a)으로의 강제 주입이 이루어질 때, 상기 하부금형(2a)으로는 제 4 유압실린더(7)의 구동으로 측면금형(2b)의 접근이 이루어지게 된다.

이때, 도 7에 도시된 바와같이 상기 하부금형(2a)은 물론 측면금형(2b)이 설치된 금형베이스(2)에 형성된 에어분사부재는 소정압력의 에어를 분사하여 하부금형(2a)으로 알루미늄 용융물이 주입될 때 측면 금형(2b)의 주변 온도를 균일하게 유지시키도록 하였다.

즉, 상기 측면금형(2b)의 주변에 설치된 제 2 온도센서(61)는 알루미늄 용융물이 하부금형(2a)으로 강제 주입될 때 측면금형(2b)의 주변에 가해지는 온도를 감지하게 되는 바,

상기 제 2 온도센서(61)로 부터 감지된 신호에 따라 에어분사부에서는 에어노즐관(62)을 통해 측면금형(2b)의 상하단 부위에 서로 다른 압력의 에어를 분사하므로서, 상기 측면금형(2b)의 상하단 부위 온도를 균일하게 유지시키게 되는 것이다.

다시말해, 하부금형(2a)으로 소정온도를 가지는 알루미늄 용융물의 강제 주입이 이루어진 상태에서 그 하부금형(2a)의 측부로 측면금형(2b)이 접근할 경우, 상기 측면금형(2b)의 상단부위 온도는 알루미늄 용융물에 보다 근접되어 있는 하단부위의 온도보다 낮을수밖에 없으며, 이는 곧 측면금형(2b) 서로간에 과열현상을 초래하게 되었다.

이에따라, 상기 에어노즐관(62)의 상단부위에 형성된 제 1 분사구멍(62a)은 그 직경을 작게 설계하여 에어의 분사량을 줄이고, 상기 에어노즐관(62)의 하단부위에 형성된 제 1 분사구멍(62a)은 그 직경을 크게 설계하여 에어의 분사량이 많아지도록 하였다.

그러면, 상기 측면금형(2b)의 하단부위 온도는 분사량이 많은 에어에 의해 그 냉각이 빠르게 진행되지만, 측면금형(2b)의 상단부위 온도는 분사량이 적은 에어에 의해 그 냉각이 서서히 진행되므로서, 상기 측면금형(2b)의 상하단 부위는 전체적으로 균일한 온도를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 분사노즐관(62)의 꼭지부위에 형성된 제 2 분사구멍(62b)을 통해 에어의 분사가 이루어지도록 하였는 바,

상기 제 2 분사구멍(62b)을 통해 분사되는 에어는 대향된 측면금형(2b)의 주변 온도가 서로 간섭되지 않도록 에어벽을 형성하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 측면금형(2b)의 과열현상을 방지시킨 상태에서 제 3 유압실린더(6)을 구동시켜 상부금형(2c)을 알루미늄 용융물이 주입된 하부금형(2a)을 하강시킨다.

그러면, 상기 상부금형(2c)은 제 1 승강축(3)을 통해 무빙플레이트(4)와 더불어 그 하강이 이루어지고, 상기 상부금형(2c)의 하강으로 부터 알루미늄 용융물의 가압이 이루어지면서 알루미늄 휠을 주조물이 만들어지게 되는 것이다.

이때, 상기 상부금형(2c)의 가압이 이루어질 때, 상기 무빙플레이트(4)에는 수평방향의 열변위가 발생하면서 제 1 승강축(3)의 휨 현상이 발생하게 되는 바, 이는 열변위 흡수부재에 의해 해결하도록 하였다.

즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이 상기 무빙플레이트(4)의 중심으로 부터 반경방향 연장선과 평행한 면에는 부시삽입구멍(21)을 형성한 후, 이에 제 1 승강축(3)을 지지하도록 플랜지부(22a)를 가지는 슬라이드부시(22)가 삽입시켜 둔다.

그리고, 상기 슬라이드부시(22)와 소정의 갭(G)을 유지시키면서 그 슬라이드부시(22)에 캡(23)을 결합시키면, 상기 슬라이드부시(22)는 캡(23)에 의해 그 상하 유동이 방지됨은 물론, 상기의 갭(G)에 의해 무빙플레이트(4)에 가해지는 수평방향의 열변위가 흡수될 수 있게 된다.

이에따라, 상기 무빙플레이트(4)의 수평방향 열팽창에 따른 제 1 승강축(3)이 휨 현상을 방지되면서, 상기 하부금형(2a)과 상부금형(2c)의 맞물림은 보다 정확하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 동작으로 부터 알루미늄 휠 주조물의 성형이 종료된 후, 상기 성형 완료된 알루미늄 휠 주조물은 제 3 유압실린더(6)으로 구동으로 부터 상부금형(2c)을 따라 그 승강이 이루어진다.

이때, 상기 알루미늄 휠 주조물의 승강이 이루어진 후, 상기 상부금형(2c)의 승강을 안내하는 제 2 승강축(2d)의 일단에 형성된 휠 추출부재는 성형 완료된 알루미늄 휠 주조물이 상부금형(2c)에 의해 승강될 때 그 승강된 알루미늄 휠 주조물이 올려지도록 한 후 주조기의 외부로 이동시키는 회전 구동을 하도록 하였다.

즉, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와같이 상기 상부금형(2c)의 승강을 안내하는 제 2 승강축(2d) 일단에는 지지축(51)을 형성하고, 이에 회전로드(52)를 결합하여 둔다.

이후, 상기 회전로드(52)는 피스톤(53a)을 가지는 제 1 유압실린더(53)에 의해 그 회전이 이루어지도록, 상기 피스톤(53a)에는 연결판(54)의 일측단을 회동가능하게 결합하여 두고 타측단은 회전로드(52)에 고정시켜 둔다.

더불어, 상기 회전로드(52)의 일측 끝단에는 축핀(55a)으로 결합되어 소정각도(예; 180°)로의 수동 회전이 가능한 휠 수납판(55)을 결합하여 둔다.

그러면, 성형 완료된 알루미늄 휠 주조물이 상부금형(2a)에 의해 위로 승강될 때, 상기 제 1 유압실린더(53)는 피스톤(53a)의 직선운동을 통해 회전로드(52)를 주조기내로 위치시킨다.

이때, 상기 회전로드(52)의 일측 끝단에 축핀(55a)으로 결합된 휠수납판(55)은 성형 완료되어 위로 승강된 알루미늄 휠 주조물과 수직방향으로 동일선상에 위치하도록 하였는 바,

상기 휠 수납판(55)에는 상부금형(2c)에 의해 승강이 이루어진 알루미늄 휠 주조물의 수납이 가능하게 되는 것이다.

여기서, 상기에서와 같이 휠 수납판(55)으로 알루미늄 휠 주조물의 수납이 이루어질 경우, 상기 제 1 유압실린더(53)는 피스톤(53a)의 직선복귀운동을 통해 상기 회전로드(52)를 원래의 위치로 회전시킨다.

그러면, 상기 알루미늄 휠 주조물이 수납된 휠 수납판(55)은 주조기의 내부로 부터 그 벗어나게 되므로서, 작업자는 주조기의 내부로 벗어난 알루미늄 휠 주조물의 성형상태를 사방에서 보다 용이하게 검수할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명 알루미늄 휠 주조장치는 알루미늄 휠 주조기의 구조 개선을 통해 작업 성능을 향상시킴은 물론, 알루미늄 휠 주조물의 품질 만족도를 높이면서 로히터의 전력소모를 최소화하는 특징을 갖는다.

본 발명 알루미늄 휠 주조장치는 제품의 생산성을 향상시킴은 물론 온도가 높은 금형베이스의 직접적인 접촉으로 발생하였던 화상 등의 안전사고를 사전에 예방할 수 있고, 더불어 보온로의 수평력과 지지력을 일정하게 유지시켜 휠 주조물의 성형 불량을 방지하는 특징을 갖는다.

본 발명 알루미늄 휠 주조장치는 측면 금형간의 과열현상에 따른 휠 주조물의 성형 불량을 개선하면서, 그 알루미늄 용용물로 부터 성형되는 휠 주조물의 품질 만족도를 보다 향상시키는 특징을 갖는다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (11)

1. 콤프레서로 부터 압축공기를 공급받으면서 금형주입구를 가지는 이송관을 통해 보온로의 알루미늄 용융물을 금형베이스에 설치된 하부금형으로 강제 주입한 후 측면금형은 물론, 제 1 승강축을 통해 무빙플레이트와 더불어 승강되는 상부금형의 가압으로 부터 알루미늄 휠을 주조하는 통상의 자동차용 알루미늄 휠 주조장치에 있어서,

   상기 무빙플레이트에는 수평방향의 열변위를 흡수하여 제 1 승강축의 휨 현상을 방지하는 열변위 흡수부재를 형성하고,

   상기 보온로의 측벽에는 폐열을 이용하여 보온로에 공급되는 압축공기를 예열하는 예열부재를 형성하며,

   상기 금형주입구와 이송관의 사이에는 패킹을 설치하되, 그 패킹이 주변으로는 알루미늄 용융물의 누출이 발생할 때 그 누출 상태를 검출한 후 보온로의 압축공기 유입과 배기를 제어하는 제어부재를 형성하고,

   상기 상부금형의 승강을 안내하는 제 2 승강축의 일단에는 성형 완료된 알루미늄 휠 주조물이 상부금형에 의해 승강될 때 그 승강된 알루미늄 휠 주조물이 올려지도록 한 후 주조기의 외부로 이동시키도록 회전 구동하는 휠 추출부재를 형성하며,

   상기 금형베이스에는 하부금형으로 알루미늄 용융물이 주입될 때 측면금형의 주변 온도가 균일하게 유지되도록 소정압력의 에어를 분사하는 에어분사부재를 형성하고,

   상기 이송관의 금형주입구를 통해 하부금형으로 알루미늄 용융물의 강제 주입이 이루어질 때 그 온도를 일정하게 유지시키는 온도보상부재를 형성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열변위 흡수부재는,

   무빙플레이트의 중심으로 부터 반경방향 연장선과 평행한 면에 형성된 부시삽입구멍과,

   상기 부시삽입구멍으로 삽입되어 제 1 승강축을 지지하도록 플랜지부를 가지는 슬라이드부시 및,

   상기 슬라이드부시의 상하 유동을 방지하면서 무빙플레이트에 가해지는 수평방향의 열변위를 흡수하도록 상기 슬라이드부시와 소정의 갭을 유지하는 캡의 결합으로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 예열부재는,

   보온로의 측벽에 설치되어 그 보온로내의 폐열 방출(고온가스)을 안내하도록 배기밸브를 가지는 폐열방출관과,

   상기 폐열방출관의 출구단에 설치되면서 방출되는 폐열을 저장하는 폐열저장탱크와,

   상기 폐열저장탱크에 부착되어 폐열을 외부로 방출시키는 폐열배출관과,

   상기 폐열저장탱크의 내부를 관통시켜 보온로에는 압축공기의 흐름을 안내하도록 가압밸브를 가지는 급기관로를 연결하되, 상기 폐열저장탱크내에 위치하는 급기관로는 폐열에 의해 상온보다 높은 고온으로 압축공기의 열교환이 이루어지도록 코일부로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부재는,

   패킹의 외측 주연부에 형성되어 다수개의 통과구멍이 천공된 차단벽과,

   상기 통과구멍의 외측에 설치되어 알루미늄 용융물의 온도를 검출하는 제 1 온도센서와,

   상기 제 1 온도센서의 출력신호에 따라 보온로내의 공기 유입과 배기를 제어하는 제어부로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는,

   제 1 온도센서의 출력신호에 따라 고온의 온도 검출신호를 출력하는 다수개의 온도검출부와,

   상기 온도검출부로 부터 출력되는 신호를 미리 설정된 기준전압과 비교하여 알루미늄 용융물의 누출을 판단하는 다수개의 비교부와,

   상기 비교부로 부터 출력되는 알루미늄 용융물의 누출 판단신호를 선별하는 게이트와,

   상기 게이트의 출력신호로 부터 알루미늄 용융물의 누출되지 않을 경우에는보온로에 압축공기를 공급하고 알루미늄 용융물이 누출될 경우에는 보온로내의 압축공기를 배기시키도록 가압밸브 및 배기밸브의 개폐를 제어하는 가압밸브 및 배기밸브 구동부로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 휠 추출부재는,

   상부금형의 승강을 안내하는 제 2 승강축의 일단에 형성된 지지축과,

   상기 지지축에 결합되는 회전로드와,

   상기 회전로드를 회전시키도록 피스톤을 가지는 제 1 유압실린더와,

   상기 피스톤으로 회전가능하게 일측단이 결합하되, 타측단은 회전로드에 고정되어 회전로드의 회전을 안내하는 연결판과,

   상기 회전로드의 일측 끝단에 축핀으로 결합되어 소정각도로의 수동 회전이 가능하도록 하면서 성형 완료된 알루미늄 휠 주조물이 올려지는 휠 수납판의 결합으로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 에어분사부재는,

   알루미늄 용융물이 하부금형으로 강제 주입될 때 측면금형의 주변에 가해지는 온도를 감지하는 제 2 온도센서와,

   상기 제 2 온도센서로 부터 감지된 신호에 따라 에어를 분사하여 측면금형의 상하단 부위 온도를 균일하게 유지시키도록 분사노즐관을 가지는 에어분사부로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 분사노즐관의 둘레면에는 서로 다른 온도를 가지는 측면금형의 상하단 부위에 에어의 분사량을 다르게 안내하도록 서로 다른 직경의 제 1 분사구멍을 형성하고,

   상기 분사노즐관의 꼭지부위에는 대향된 측면금형의 주변 온도가 서로 간섭되지 않도록 에어벽 형성이 가능하도록 하는 제 2 분사구멍을 형성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 온도보상부재는,

   이송관의 금형주입구에 결합되어 하부금형으로의 알루미늄 융융물 강제 주입을 안내하는 세라믹관과,

   상기 세라믹관의 일단에 형성되어 하부금형으로 알루미늄 용융물의 강제 주입이 이루어질 때 그 주입 온도를 감지하는 제 3 온도센서와,

   상기 제 3 온도센서로 부터 감지된 신호에 따라 강제 주입이 이루어지는 알루미늄 융융물의 온도를 보상하도록 발열동작하는 발열히터와,

   상기 발열히터의 발열 동작시 그 열기의 누수를 차단하는 보온재의 결합으로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 금형베이스의 정위치 고정은,

    금형베이스에 테이퍼형 구멍과 핀캡을 형성하되, 그 테이퍼형 구멍 및 핀캡으로 전방지지대의 선단부에 고정되는 테이퍼형 핀의 끼움으로 부터 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 보온로의 지지는,

    보온로의 외측 상하단에 각각 상하브라켓을 부착하고, 그 상하브라켓과 보온로의 받침대에 지지대를 설치하되, 상기 상하 브라켓의 하단지지대에는 각각 상하 완충스프링과 상하조절너트를 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 휠 주조 장치.