KR20060064347A - 다이캐스팅용 용탕 주입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 다이캐스팅용 용탕 주입장치는, 다이캐스팅기 본체에 지지되는 다이캐스팅 금형 내로 공급될 용탕을 수용하며 다이캐스팅기 본체측에 고정되는 파이프 형상의 슬리이브와, 일단부가 상기 슬리이브 내에 수용되며, 그 슬리이브의 길이방향으로 이동 가능하게 지지되어 그 이동에 의해 상기 슬리이브 내의 용탕을 상기 금형 내로 밀어내는 플런저와, 상기 플런저의 이동을 위한 구동력을 제공하도록 직선 왕복이동 가능한 실린더로드를 가지는 구동실린더와, 상기 구동실린더의 실린더로드를 상기 플런저의 타단부에 연결시키는 연결부재를 구비하는 것에 있어서, 상기 플런저는 상기 연결부재에, 그 플런저의 직경방향으로 유동 가능하게 지지되며, 상기 플런저를 직경방향으로 탄성적으로 가압하기 위한 가압수단을 구비하여, 슬리이브가 휘어지더도 플런저가 그 휘어진 슬리이브의 내부경로를 추종하면서 큰 부하를 받지 않는 상태로 왕복이동되게 되므로, 플런저팁과 슬리이브 간의 과도한 마찰에 기인하는 플런저팁의 마모, 긁힘, 파손 등이 효과적으로 방지된다.

Description

다이캐스팅용 용탕 주입장치{Molten metal injection device for die-casting}

도 1은 종래의 다이캐스팅용 용탕 주입장치의 개략적 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이캐스팅용 용탕 주입장치의 개략적 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 용탕 주입장치의 "A"부위를 확대한 도면이다.

도 4는 도 3에서의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.

도 5는 도 3에서의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.

도 6은 도 3에서의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1...다이캐스팅기 본체 2...다이캐스팅 금형

10...슬리이브 20...플런저

30...구동실린더 31...실린더로드

50...연결부재 59...결합부재

595...삽입공 60...가압부재

70...스프링 80...캡부재

81...나사공 90...조정용 볼트

본 발명은 다이캐스팅기 본체에 지지되는 다이캐스팅 금형 내로 용탕을 주입시키기 위한 다이캐스팅용 용탕 주입장치에 관한 것으로서, 특히 플런저의 설치구조가 개선된 다이캐스팅용 용탕 주입장치에 관한 것이다.

다이캐스팅기는, 잘 알려진 바와 같이, 그 다이캐스팅기 본체에 지지되는 다이캐스팅 금형 내로 용탕을 주입하여 그 금형의 캐비티 내에서 일정시간 냉각되도록 함으로써 상기 금형의 캐비티에 대응되는 금속 제품을 얻는데 사용되는 장치이다. 이러한 다이캐스팅기는 상기 금형 내로 용탕을 주입하기 위한 용탕 주입장치를 구비한다.

상술한 다이캐스팅용 용탕 주입장치는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 슬리이브(10)와, 플런저(20)와, 구동실린더(30)와, 연결부재(40)를 포함하여 구성된다. 상기 슬리이브(10)는 파이프 형상을 가지며 다이캐스팅기 본체(1)에 고정되어 있다. 슬리이브(10)의 상부에는, 슬리이브(10) 내부로 용탕을 넣기 위한 주입구(11)가 형성되어 있다. 상기 플런저(20)는, 플런저팁(21)과, 그 플런저팁(21)에 조인트부재(23)로 연결된 플런저로드(22)로 이루어져 있다. 이 플런저(20)의 일단부 즉, 상기 플런저팁(21) 부분은 슬리이브(10)에 끼워져 있으며, 타단부 즉, 구동실린더(30)에 인접된 단부는 상기 연결부재(40)에 의해 구동실린더(30)의 실린더로드(31)에 연결되어 있다. 참조번호 41은, 플런저(20)가 실린더로드(31)에 대해 그 실린더로드의 왕복이동방향으로 상대이동되는 것을 방지하기 위하여, 플런저(20)와 실린더로드(31) 사이에 설치되는 스페이스블록이다.

상술한 구성에 있어서, 구동실린더(30)가 작동하여 실린더로드(31)가 슬리이브(10)측으로 접근하는 방향으로 이동되게 되면 연결부재(40)에 의해 그 실린더로드(31)에 연결된 플런저(20)가 실린더로드(31)가 함께 이동되며, 그에 따라 상기 플런저(20)의 플런저팁(21)이 슬리이브(10) 내에서 이동되면서 그 슬리이브(10) 내의 용탕을 다이캐스팅기 본체(1)에 지지된 금형(2) 내로 밀어내게 된다.

한편, 통상적으로, 슬리이브(10) 내로 주입되는 용탕의 양은 슬리이브(10)의 내부공간의 절반이상을 넘지 않아서 슬리이브(10)의 하반부쪽에만 채워지게 된다. 따라서, 슬리이브(10)는 고온의 용탕과 직접 접촉하는 하측 부분의 열팽창량이 고온의 용탕과 직접 접촉하지 않는 상측 부분의 열팽창량보다 크며, 그 결과, 슬리이브(10)는 상기 다이캐스팅기 본체(1)에 결합된 단부의 반대측 단부 즉, 상기 구동실린더(30)에 가까운 단부쪽이 상방으로 휘어져 올라가는 현상이 발생된다.

한편, 상술한 바와 같이 슬리이브(10)가 휘는 현상이 발생되면, 플런저(20)에는 상기 슬리이브(10)에 끼워진 플런저팁(21) 부분을 통해 상방으로 들어올려지는 방향으로의 부하가 가해지게 되는데, 플런저(20)의 타측단부는 연결부재(40)에 의해 그 직경방향으로의 유동이 불가능한 상태로 고정이 되어 있어서 상방으로의 이동이 불가능하므로, 상기 부하에 의해 플런저(20)나 슬리이브(10)가 파손되는 경우가 생긴다. 더욱이, 플런저(20)는 연결부재(40)에 의해 실린더로드(31)에 대한 상대유동이 불가능한 상태로 고정되어서 실린더로드(31)와 함께 직선방향으로 이동 되도록 되어 있으므로, 슬리이브(10) 내에서 직선이동되는 플런저팁(21)의 휘어진 슬리이브(10)와의 마찰이 증대되어 플런저팁(21)에 마모, 긁힘, 파손 등이 자주 발생하게 된다. 이와 같이, 플런저팁(21)에 마모, 긁힘, 파손 등이 발생되면, 상기 조인트부재(23)에 의한 플런저로드(22)와 플런저팁(21)의 연결상태를 해제하고, 그 손상된 플런저팁(21) 대신 새로운 플런저팁을 다시 상기 조인트부재(23)를 통해 플런저로드(30)에 연결하여 사용하여야 하는 매우 번거로운 작업을 행할 필요가 있어서 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 플런저팁의 잦은 교환으로 인하여 부품비용이나 유지보수비용 등이 증대된다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 슬리이브에 휨 등의 변형이 발생되더라도 플런저가 그 변형된 슬리이브를 적절히 추종하면서 이동하도록 됨으로써 플런저, 특히 그 팁부분의 손상의 발생이 감소될 수 있도록 구조가 개선된 다이캐스팅용 용탕 주입장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 다이캐스팅용 용탕 주입장치는, 다이캐스팅기 본체에 지지되는 다이캐스팅 금형 내로 공급될 용탕을 수용하며 다이캐스팅기 본체측에 고정되는 파이프 형상의 슬리이브와, 일단부가 상기 슬리이브 내에 수용되며, 그 슬리이브의 길이방향으로 이동 가능하게 지지되어 그 이동에 의해 상기 슬리이브 내의 용탕을 상기 금형 내로 밀어내는 플런저와, 상기 플런저의 이동을 위한 구동력을 제공하도록 직선 왕복이동 가능한 실린더로드를 가지는 구동 실린더와, 상기 구동실린더의 실린더로드를 상기 플런저의 타단부에 연결시키는 연결부재를 구비하는 것에 있어서, 상기 플런저는 상기 연결부재에, 그 플런저의 직경방향으로 유동 가능하게 지지되며, 상기 플런저를 그 플런저의 직경방향으로 탄성적으로 가압하기 위한 가압수단을 구비하는 점에 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이캐스팅용 용탕 주입장치의 개략적 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 용탕 주입장치의 "A"부위를 확대한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 다이캐스팅용 용탕 주입장치도, 도 1을 참조하면서 설명한 종래 용탕 주입장치와 마찬가지로, 슬리이브(10)와, 플런저(20)와, 구동실린더(30)와, 연결부재(50)를 구비하여 이루어진다.

상기 슬리이브(10)는 다이캐스팅기 본체(1)에 지지되는 다이캐스팅 금형(2) 내로 공급될 용탕을 수용하기 위한 것으로서, 파이프 형상으로 이루어져 있다. 이 슬리이브(10)의 상단에는 용탕을 부어 넣기 위한 주입구(11)가 형성되어 있다.

상기 플런저(20)는 조인트부재(23)에 의해 상호 연결고정된 플런저팁(21) 및 플런저로드(22)로 이루어져 있다. 플런저(20)의 일단부 즉, 상기 플런저팁(21) 부분은 슬리이브(10) 내에 이동 가능하께 끼워져 있다. 상기 구동실린더(30)는 플런저(20)의 이동을 위한 구동력을 제공하기 위한 것으로서, 직선 왕복이동 가능한 실린더로드(31)를 가진다.

상기 연결부재(50)는, 상기 플런저(20)와 실린더로드(31)를 연결하기 위하여 마련된 것으로서, 본 실시예에 있어서는, 하측부재(55)와, 이 하측부재(55)의 상측에 위치하는 제1,2,3부재(51, 52, 53)를 포함하여 이루어져 있다. 제1부재(51)는 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 볼트(519)에 의해 하측부재(55)에 결합되며, 제2부재(52)는 도 5에 도시된 바와 같이 볼트(529)에 의해 하측부재(55)에 결합되며, 제3부재(53)는 도 6에 잘 도시된 바와 같이 볼트(539)에 의해 하측부재에 결합되어 있다.

참조번호 41은, 상기 실린더로드(31)의 이동방향에 대한 상기 플런저(20)와 실린더로드(31) 사이의 상대이동을 방지하도록, 플런저(20)와 실린더로드(31) 사이에 개재된 스페이서블록이다. 그리고, 참조번호 57은 제1부재(51)와 제2부재(52)간의 상대위치가 더욱 확실히 고정되도록 하기 위한 브라켓으로서, 그 일측은 볼트(571)에 의해 제1부재(51)에 고정되며 타측은 볼트(572)에 의해 제2부재(52)에 고정되어 있다.

한편, 연결부재(50)와 그 연결부재측의 플런저 단부 사이, 구체적으로는, 제1부재(51)와 플런저로드(22)의 단부 사이에는 그 플런저(20)의 직경방향으로의 소정크기의 갭(G)이 형성되어 있어서, 플런저가 그 갭(G)만큼 직경방향으로 유동될 수 있도록 되어 있다. 상기 갭(G)은 설계에 따라 적절한 크기로 설정될 수 있으며, 예컨대, 1~10mm 정도로 할 수 있다.

상기 하측부재(55)의 하측에는 결합부재(59)가 볼트(591)들에 의해 고정되어 있다. 이 결합부재(59)에는 삽입공(595)이 형성되어 있다. 그리고, 가압부재(60)가 상기 결합부재(59)의 삽입공(595)으로 삽입되어 하측부재(55)를 관통하도록 배 치되어서 플런저(20)의 직경방향을 따라 상기 하측부재(55)에 대해 왕복이동될 수 있도록 되어 있다. 가압부재(60)의 선단은 플런저(20)의 외주면, 보다 구체적으로는 연결부재(50)에 수용된 단부의 외주면에 접촉하도록 되어 있다.

결합부재(59)의 하측에는 상기 삽입공(595)과 동축적으로 형성된 나사공(81)을 가지는 캡부재(80)가 볼트(89)들에 의해 고정되어 있다. 상기 캡부재(80)의 나사공(81)에는 조정용 볼트(90)가 나사체결되어 있다. 따라서, 조정용볼트(90)를 체결방향으로 회전시키면 그 조정용 볼트(90)가 가압부재(60)에 접근하는 방향으로 이동되고 이완방향으로 회전시키면 가압부재(60)로부터 이격되는 방향으로 이동된다.

상기 가압부재(60)와 조정용 볼트(90) 사이에는, 가압부재(60)에 플런저(20)를 가압하는 방향으로 탄성력을 제공하기 위한 스프링(70)이 설치되어 있으며, 그 스프링(70)의 일단부는 가압부재(60)측에 지지되고 타단부는 조정용 볼트(90)측에 지지되어 있다. 따라서, 조정용 볼트(90)를 상기 체결방향으로 회전시켜서 가압부재측(60)으로 이동시키면 스프링(70)의 압축량이 커져서 그 스프링(70)에 의해 제공되는 탄성력이 커지게 되며, 상기 조정용 볼트(90)를 상기 이완방향으로 회전시켜서 가압부재(60)에 대해 이격되는 방향으로 이동시키면 상기 스프링(70)의 압축량이 작아져서 그 스프링(70)에 의해 제공되는 탄성력이 작아지게 된다. 참조번호 99는, 스프링(70)과 조정용 볼트(90) 사이에 설치된 와셔로서, 이러한 와셔는 가압부재(60)와 스프링(70) 사이에 설치될 수도 있다.

상기 가압부재(60)와 스프링(70)은, 플런저(20)를 직경방향으로 (본 실시예 에 있어서는 위쪽 방향으로) 탄성적으로 가압하기 위한 가압수단으로서 마련된 것이며, 상기 조정용 볼트(90)는 상기 스프링(70)에 의한 탄성가압력의 크기를 조절하기 위한 조절수단으로서 마련된 것이다.

이러한 구성을 가지는 다이캐스팅용 용탕 주입장치에 있어서, 구동실린더(30)가 작동하여 플런저(20)를 슬리이브(10)측으로 직선이동시키고 그에 따라 플런저(20)의 일단부(플런저팁; 21)이 슬리이브(10) 내에서 이동되면서 그 슬리이브(10) 내에 수용되어 있는 용탕을, 다이캐스팅 금형(2) 내로 주입하는 기본적인 작용이나 기능은 도 1을 참조하면서 설명한 종래의 용탕 주입장치와 다를 바 없으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 실시예의 용탕 주입장치에 있어서는 상기 플런저(20)가 상방으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 슬리이브(10)가 상방으로 휘어 올라감으로 인하여 그 슬리이브(10)에 끼워진 플런저팁(21)을 통해서 플런저(20)에 상방으로의 부하가 가해지는 경우에도, 슬리이브(10)에 끼워진 플런저팁(21)측은 슬리이브(21)와 함께 상승되고 플런저(20)의 상기 연결부재(50)측 단부도 상기 스프링(70)에 의해 상방으로의 가압력을 받고 있는 가압부재(60)에 의해 자연스럽게 밀어 올려지게 되므로, 플런저(20)는 수평을 유지하는 상태에서 그 위치가 상승될 수 있으며, 또한 상술한 바와 같이 플런저(20)의 일단부측에 가해지는 부하에 대해 그 플런저(20)의 위치가 변동될 수 있도록 되어 있으므로 플런저(20)에 내부응력도 발생하지 않게 된다. 그리고, 상기 플런저(20)가 상승되어 있는 상태에서 만일 플런저팁(21)에 하방으로의 힘이 가해지는 경우에는 그 플런저(20)의 상기 연결부재(50)쪽 단부가 가압부재(60)를 눌러 스프링(70)을 압축시키면서 하강하게 되며, 그 결과 플런저(20)는 수평을 유지한 상태로 전체적으로 하강하게 된다.

상술한 바와 같은 용탕 주입장치에 있어서는, 슬리이브(10)에 휨변형이 발생되어 상술한 바와 같이 플런저(20)가 수평상태로 상승되어 있는 상태에서, 구동실린더(30)의 작동에 의해 플런저(20)가 상기 금형(2)쪽으로 이동되면서 플런저팁(21) 부분이 슬리이브(10) 내에서 이동되는 과정에서, 상기 휨변형된 슬리이브의 상부 내면과의 접촉에 의해 플런저팁(21) 부분에 하방으로의 부하가 연속적으로 가해지게 되더라도, 상술한 바와 같이 플런저(20) 전체가 수평을 유지하는 상태로 하강되면서 상기 부하를 흡수하게 된다. 반대로, 실린더로드(31)가 후퇴되어 플런저(20)가 상기 구동실린더(30)쪽으로 이동되는 과정에서, 상기 휨변형된 슬리이브(10)의 하부 내면과의 접촉에 의해 플런저팁(21) 부분에 상방으로의 부하가 연속적으로 가해지는 경우, 상술한 바와 같이 플런저(20) 전체가 수평을 유지하는 상태로 상승하면서 상기 부하를 흡수하게 된다.

이처럼, 본 실시예의 용탕 주입장치에 있어서는 슬리이브(10)가 휘어져 있더라도 플런저(20)가 그 휘어진 슬리이브(10)의 내부경로를 추종하면서 큰 부하를 받지 않는 상태로 왕복이동되게 되므로, 플런저(20)의 손상 특히, 플런저팁(21)과 슬리이브(10)간의 마찰에 기인하는 플런저팁(21)의 마모, 긁힘, 파손 등이 효과적으로 억제된다. 그러므로, 플런저팁(21)을 자주 교체할 필요가 없게 되고 그 결과, 플런저팁(21)의 교체에 의한 생산성 저하나 비용의 증대를 억제할 수 있다.

본 실시예에 있어서는, 상기 슬리이브(10)가 상방으로 휘는 것에 대응하기 위하여, 직경방향을 따라 상방으로 유동 가능하게 지지되어 있고 가압부재(60)나 스프링(70) 등이 연결부재(50)의 하측에 마련되어 플런저(20)를 상방으로 가압하도록 설치된 경우에 대해 설명 및 도시하였다. 그러나, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 플런저(20)가 직경방향을 따라 하방으로도 유동 가능하도록 상술한 바와 같은 갭(G)을 플런저(20)의 하부와 연결부재(50)의 하측부재(55) 사이에도 형성하고 상기 가압부재(60)와 스프링(70) 등의 가압수단을 연결부재(50)의 상측에도 대칭적으로 마련하게 되면, 슬리이브(10)가 하방으로 휘어지는 경우에도 상술한 바와 마찬가지의 원리에 의해 플런저(20)는 그 슬리이브(10)를 추중하면서 이동할 수 있게 된다.

상술한 실시예에 있어서는, 각각 별도로 제조된 제1부재(51)와 제2부재(52)와 제3부재(53)가 각각 하측부재(55)에 결합됨으로써 연결부재(50)가 구성되도록 하였으나, 경우에 따라서는, 상기 제1부재(51)와 제2부재(52)와 제3부재(53)가 일체화된 형태의 하나의 상측부재와 상기 하측부재(55)에 의해 연결부재가 구성되도록 할 수도 있다.

또한, 플런저(20)의 경우에도, 실린더로드(31)에 결합되는 쪽 단부보다 슬리이브(10)에 결합되는 쪽 단부가 쉽게 손상되는 점을 고려하여 그 슬리이브(10)측 단부를 다른쪽 단부에 대해 교체하는 것이 가능하도록 하기 위하여, 플런저팁(21) 부분과 플런저로드(22) 부분을 별도로 제조한 후 상기 조인트부재(23)에 의해 상호 연결고정하도록 된 구성을 예로 들어 설명 및 도시하였으나, 장치 전체의 간소화를 위하여 상기 팁부분과 플런저로드 부분을 하나의 몸체에 일체로 형성한 형태의 플 런저의 경우에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.

이상, 바람직한 실시예 및 몇가지 응용예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 구성이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다이캐스팅용 용탕 주입장치에 의하면, 슬리이브가 휘어지더도 플런저가 그 휘어진 슬리이브의 내부경로를 추종하면서 큰 부하를 받지 않는 상태로 왕복이동되게 되므로, 플런저팁과 슬리이브 간의 과도한 마찰에 기인하는 플런저팁의 마모, 긁힘, 파손 등이 효과적으로 방지된다.따라서, 플런저팁 또는 플런저를 자주 교체할 필요가 없게 되고 그 결과, 플런저팁 또는 플런저의 교체에 의한 생산성 저하나 비용의 증대를 억제할 수 있다.

Claims (5)

1. 다이캐스팅기 본체에 지지되는 다이캐스팅 금형 내로 공급될 용탕을 수용하며 다이캐스팅기 본체측에 고정되는 파이프 형상의 슬리이브와, 일단부가 상기 슬리이브 내에 수용되며, 그 슬리이브의 길이방향으로 이동 가능하게 지지되어 그 이동에 의해 상기 슬리이브 내의 용탕을 상기 금형 내로 밀어내는 플런저와, 상기 플런저의 이동을 위한 구동력을 제공하도록 직선 왕복이동 가능한 실린더로드를 가지는 구동실린더와, 상기 구동실린더의 실린더로드를 상기 플런저의 타단부에 연결시키는 연결부재를 구비하는 다이캐스팅용 용탕 주입장치에 있어서,

   상기 플런저는 상기 연결부재에, 그 플런저의 직경방향으로 유동 가능하게 지지되며,

   상기 플런저를 그 플런저의 직경방향으로 탄성적으로 가압하기 위한 가압수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용탕 주입장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가압수단은, 상기 플런저를 위쪽방향으로 가압하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용탕 주입장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 커플링을 관통하도록 배치되어 상기 플런저의 직경방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며, 그 선단부가 상기 플런저에 접촉되는 가압부재와,

   상기 가압부재에 상기 플런저를 가압하는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용탕 주입장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 스프링에 의한 탄성가압력의 크기를 조절하기 위한 조절수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용탕 주입장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 가압부재가 끼워지는 삽입공을 가지며 상기 커플링에 결합되는 결합부재를 더 구비하며,

   상기 조절수단은, 상기 삽입공의 입구부에 설치되며 그 삽입공과 동축적으로 배치된 나사공을 가지는 캡부재와, 상기 캡부재의 나사공에 나사체결되는 조정용 볼트를 구비하며,

   상기 스프링의 일단부는 상기 삽입공에 끼워진 가압부재측에 지지되고, 스프링의 타단부는 상기 조정용 볼트측에 지지되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용탕 주입장치.

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