KR20100118038A - 다이캐스팅용 스프레이 카세트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이캐스팅용 스프레이 카세트에 관한 것으로, 다이캐스팅용 금형에 냉각매체를 분사하여 상기 금형을 최적의 온도 조건으로 유지하며 금형의 크기와 형태에 상관없이 사용이 용이하도록 함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 다이캐스팅용 스프레이 카세트는, 내부에 냉각매체가 유입되며 일측벽 이상에 다수의 노즐(121)이 구비된 냉각블록(120)과; 그리고, 상기 냉각블록의 내부에 교체 가능하게 장착되며 상기 냉각블록의 노즐과 연통하며 상기 노즐보다 적은 수의 냉각유로(210)가 구비되어 상기 노즐을 선택적으로 개폐하는 개폐판(200)을 포함하여, 냉각매체가 상기 개폐판의 냉각유로와 상기 냉각블록의 노즐을 통해 금형에 분사되어 상기 금형을 냉각한다.

다이캐스팅, 금형, 냉각, 개폐판

Description

다이캐스팅용 스프레이 카세트{SPRAY CASSETTE FOR DIE CASTING}

본 발명은 다이캐스팅용 스프레이 카세트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금형의 형태와 크기 등에 상관없이 개폐판의 교체를 통해 금형을 최적의 온도 조건으로 유지할 수 있는 다이캐스팅용 스프레이 카세트에 관한 것이다.

다이캐스팅 방법으로 제품을 성형할 경우에 가동측 금형과 고정측 금형은 가열된 용융소재로 인하여 금형이 과열되는 현상이 발생하고, 성형제품의 응고 후 성형제품이 금형으로부터 쉽게 분리되지 않는 현상이 발생하게 된다. 이러한 과열현상을 방지하기 위하여 에어 또는 물(水)로서 가동측 금형과 고정측 금형을 냉각시키고, 가동측 금형과 고정측 금형으로부터 성형제품을 용이하게 분리하게 하기 위하여 금형의 성형면에 이형제를 도포하게 된다. 이와 같이 금형의 냉각과 이형제의 도포를 실시하기 위하여 자동식 스프레이장치를 설치하게 된다.

도 1에서 보이는 것처럼, 종래 자동식 스프레이장치에 설치된 일반적인 카세트(1)는 스프레이장치의 헤드에 장치되며 다수의 분사관(1a)을 갖는다.

분사관(1a)은 개별적으로 적당히 벤딩되어 고정측 금형(2)과 가동측 금형(3)의 각 성형면 형태에 따라 적절히 분사구가 대치되도록 함으로써 다이캐스팅 제품의 성형 전후에 에어 및 이형제를 금형(2,3)의 성형면에 분사한다.

그러나, 종래 기술에 의한 다이캐스팅용 스프레이 카세트는 다음과 같은 문제점이 있다.

이와 같은 종래 카세트는 알루미늄으로 제조되며 상기 카세트에 일체로 결합되는 분사관(1a)은 동관으로써 제조시 연질 처리되어 인력으로 구부릴 수 있도록 제공되는데, 종래에는 성형용 금형(2,3)이 교체되어 이형제의 분사위치가 변동될 경우에는 카세트(1)를 완전히 교체하여야 하고 스프레이장치의 헤드를 교체하여야 할 경우도 있었다. 예를 들어 카세트(1)에 결합된 분사관(1a)은 사용시간이 경과됨에 따라 금형(2,3)으로부터 발생되는 고열에 의하여 점차 경화됨으로 성형제품이 다른 금형으로 교체시 그 금형(2,3)의 성형면 형태에 맞게 변형시킬 수가 없으므로 단품(單品)으로 된 카세트(1) 전부를 새것으로 교체하여야 하고, 교체된 카세트가 스프레이장치의 헤드의 장착위치나 규격에 맞지 않을 경우에는 상기 헤드도 교체하여 주어야 하기 때문이다. 즉, 스프레이 카세트(1)에서 분사관(1a)들은 소모품에 해당되는데 이 소모품을 교체하거나 유지보수를 하기 위해서는 분사관(1a)이 카세트(1)와 단일 물품으로 되어 있으므로 카세트(1) 전체를 폐기하거나 수리하여야 하기 때문이다.

그리고, 분사관(1a)의 단부를 벤딩하는 것이 어렵기 때문에 분사관(1a)의 길 이가 길어질 수밖에 없고, 또한, 금형(2,3)의 모든 면적에 냉각매체를 분사하기 위하여 분사관(1a)의 길이가 길어질 수밖에 없으므로 금형(2,3)의 개폐 거리가 넓어지며, 따라서, 생산 사이클(cycle)이 길어지고 단위 시간 당 생산량이 적어지는 문제점도 있다.

또한, 분사관(1a)들이 서로 다른 형태와 길이로 벤딩된 상태이기 때문에 분사관(1a)을 갖는 냉각기의 카세트의 보관시 냉각기가 세워지지 않으므로 보관이 난해하고, 분사관(1a)의 파손시 냉각기 카세트 전체를 교체하여야 하는 문제점도 있다.

또한, 분사관(1a)이 냉각매체를 분사한다는 기능면에서는 문제가 없지만, 미관상 좋지 않은 문제점도 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 분사관만을 별도로 분리하여 선택적으로 적용할 수 있는 다이캐스팅용 스프레이 카세트가 제안된 바 있으나, 이는 분사관을 그대로 이용하기 때문에 전술한 문제점을 그대로 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금형의 형태와 크기에 상관없이 모든 금형에 쉽게 적용하여 금형을 냉각할 수 있는 다이캐스팅용 스프레이 카세트를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 서로 모아지거나 멀어지는 방향으로 이동하 는 금형의 사이에 개재되어 상기 금형에 냉각매체를 분사하며, 상기 금형의 이동 거리를 단축하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 육면체 등과 같이 돌출된 부분을 최소화하여 부피를 줄이고 운반과 보관이 용이하도록 하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 미적 요소를 감안하여 시각적 불쾌감을 주지 않으려는데 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다이캐스팅용 스프레이 카세트는, 내부에 냉각매체가 유입되며 일측벽 이상에 다수의 노즐이 구비된 냉각블록과; 그리고, 상기 냉각블록의 내부에 교체 가능하게 장착되며 상기 냉각블록의 노즐과 연통하며 상기 노즐보다 적은 수의 냉각유로가 구비되어 상기 노즐을 선택적으로 개폐하는 개폐판을 포함하여, 냉각매체가 상기 개폐판의 냉각유로와 상기 냉각블록의 노즐을 통해 금형에 분사되어 상기 금형을 냉각하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트에 의하면, 금형의 변화시 냉각블록을 공용하고 서로 다른 형태와 수량의 냉각유로를 갖는 개폐판만을 교체함으로써 금형에 적합한 냉각기를 구성할 수 있으므로 금형에 적합한 냉각기를 구비하 는 것보다 비용을 절감할 수 있다.

그리고, 냉각블록과 개폐판이 얇은 판재로 이루어져 금형 간의 이동 거리를 단축할 수 있으므로 단위 시간당 생산량을 증대할 수 있다.

또한, 냉각블록, 개폐판 등이 분리 구성되어 보수가 필요한 부분만 선택하여 보수함으로써 유지비용을 절감할 수 있고 냉각블록의 외주면이 평평하기 때문에 제한된 공간에 많은 수량을 적재할 수 있다.

또한, 외부에서 볼 때 육면체형 냉각블록의 양측면에 다수의 노즐이 돌출되게 보이며, 상기 노즐은 모든 것들이 동일한 길이와 직경으로 이루어지므로 시각적으로 불쾌감을 주지 않으므로 상품 가치를 높일 수 있다.

<실시예 1>

도 2와 도 3에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트는, 냉각매체와 이형제 공급원(미도시)으로부터 냉각매체(냉각공기)와 이형제(이하에서는 냉각매체만을 예로 들어 설명한다)를 공급받아 금형측에 분사하는 냉각블록(100)과; 냉각블록(100)에 갖추어진 노즐(121)을 금형의 형태에 따라 개폐하는 한 쌍(금형의 수량에 따라 달라진다)의 개폐판(200)으로 구성된다.

상기 냉각매체 공급원은 냉각매체의 이송을 위한 펌프, 공급관 등으로 이루어질 수 있고, 기존에 사용되고 있는 것들과 동일하게 구성된다.

냉각블록(100)은 냉각블록 몸체(110)와 커버(120)로 분리 구성될 수 있다.

냉각블록 몸체(110)는 냉각매체 유입구(111a)와 냉각매체 공급구(111b)를 갖는 하나 이상의 냉각매체 공급로(111)가 내부에 형성된다.

냉각매체 공급로(111)는 상기 냉각매체 공급원과 연통되어 냉각매체를 공급받으며, 1개의 냉각매체 유입구(111a)에 대해 다수의 냉각매체 공급구(111b)가 연통될 수 있고, 냉각매체 유입구(111a)와 냉각매체 공급구(11b)는 동일 수량으로 형성될 수도 있다.

냉각블록 몸체(110)에 공급된 냉각매체와 이형제 중 일부는 노즐(121)을 통해 분사되지 못하고 남게 될 것이며, 이러한 잔량은 품질의 저하를 유발하여 제거되어야 할 것이고, 이를 위하여 냉각블록 몸체(110)의 저부(냉각매체 공급로(111)의 저부)에는 밸브(V)가 갖추어진다. 밸브(V)는 이형제의 분사시에는 냉각매체 공급로(111)의 저부를 폐쇄하고 이형테의 분사가 완료되면 냉각매체 공급로(111)를 개방하여 이형제가 외부로 배출되도록 한다. 이때, 냉각매체 공급로(111)에서 제거되는 잔량은 밸브(V)에 연결된 별도의 배출호스(H)를 통해 배출되어 저장된 후 재사용될 수도 있다. 전술한 것처럼, 밸브(V)는 이형제의 분사와 연동하는 것으로, 유무선 통신에 의해 개폐 동작될 수 있다. 다르게는 밸브(V)에 의해 잔여 이형제를 수시로 배출하지 않고 냉각매체 공급로(111)의 저부측 개구부를 개폐하는 밸브판을 작업자가 정기적으로 분리하여 배출할 수도 있다.

커버(120)는 냉각블록 몸체(110)의 냉각매체 공급구(111b)측에 결합되며 냉각매체 공급구(111b)와 연통하는 동일 수량의 노즐(121)이 갖추어진다.

커버(120)는 개폐판(200)을 냉각블록 몸체(110)에 고정하는 기능을 수행하며, 개폐판(200)을 교체할 수 있도록 다수(4방 모서리부)의 체결구(122)를 통해 분리 가능하게 체결된다.

아울러, 커버(120)는 냉각매체가 개폐판(200)과의 틈을 통해 누설되지 않도록 테두리부에 단차진 턱이 형성되어 개폐판(200)을 감싼다.

노즐(121)은 도면에서처럼 별도의 단품으로 이루어져 냉각블록 몸체(110)에 설치될 수도 있고 냉각블록 몸체(110)에 구멍 형태로 형성될 수도 있으며, 즉, 냉각매체를 분사할 수 있는 총칭을 의미한다.

개폐판(200)은 다수의 냉각유로(210)를 갖는 판상 구조물이다. 하나의 냉각유로(210)는 하나의 노즐(121)의 직경과 동일 내지는 크거나 작을 수 있지만 2개 이상의 노즐(121)을 덮는 크기는 바람직하지 않을 것이다.

개폐판(200)은 커버(120)의 노즐(121)을 개폐하여 다수의 노즐(121) 중 개방된 노즐(121)을 통해서만 냉각매체가 분사되도록 하는 것으로, 도면에 도시된 것처럼, 노즐(121)의 수량은 12개이지만 냉각유로(210)는 8개이며, 따라서, 8개의 냉각유로(210)와 연통되는 8개의 노즐(121)로만 냉각매체가 분사되며 나머지 노즐(121)에서는 냉각매체가 분사되지 않는다.

개폐판(200)의 기능에 따라 냉각유로(210)는 노즐(121)보다 적은 수량이 형성될 것이며, 노즐(121)과 동일 수량이라면 개폐판(200)을 사용할 이유가 없기 때문이다.

이와 같은 구성의 개폐판(200)은 도면에 도시된 것에 한정되지 않고 서로 다른 수량의 냉각유로(210)를 갖는 것들이 제품화되어 있을 것이며, 금형의 형태에 맞는 것이 선택되어 사용된다(도 4a 내지 도 4c 참고).

그리고, 냉각매체가 개폐판(200)을 경유한 후 커버(120)의 노즐(121)에 공급될 때 외부로 누출되지 않도록 패킹(300)이 갖추어질 수 있다.

패킹(300)은 노즐(121)과 동일 수량의 통공(310)이 구비된 판재일 수 있고, 커버(120)의 체결시 압축되어 기밀을 증대할 수 있도록 탄성재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시예에 의한 다이캐스팅용 스프레이 카세트는 한 쌍의 금형이 이격되어 제품이 탈형된 후 상기 금형측으로 이동(전후진, 승강 등)하여 냉각매체를 상기 금형에 분사하는 것이며, 이와 같은 동작은 기존 냉각기와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.

본 발명에 의한 다이캐스팅용 스프레이 카세트는 소재를 한정하지 않으며, 냉각매체의 온도를 변화하지 않도록 단열 성능이 우수한 것으로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 다이캐스팅용 스프레이 카세트의 작용은 다음과 같다.

한 쌍 이상의 금형을 이용하여 알루미늄 제품을 다이캐스팅할 때 상기 금형의 형태에 맞는 개폐판(200)을 선택하고, 선택된 개폐판(200)을 냉각블록(100)에 장착한다. 개폐판(200)의 장착은 커버(120)의 고정시 이루어질 수 있고 기밀을 위 하여 패킹(300)을 함께 장착한다. 체결구(122)를 체결하면 개폐판(200)의 양측에 배치된 패킹(300)이 압축되어 냉각블록 몸체(110)와 개폐판(200) 및 커버(120) 사이를 기밀하게 유지할 수 있다.

다이캐스팅 작업을 개시하면 금형이 모아져 내부에 공간을 형성하며, 용탕에 저장된 액상의 알루미늄은 상기 금형 내부의 공간에 주입되어 제품이 완성된다.

다이캐스팅이 완료되면 상기 금형은 제품을 탈형할 수 있도록 서로 벌어지며, 별도의 장비에 의해 제품이 금형에서 탈형된다.

제품의 탈형 이후 냉각이 진행되며, 본 발명에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트는 상기 금형측으로 이동하며, 냉각매체를 상기 금형에 분사한다.

구체적으로 설명하면, 냉각매체 공급원에서 공급되는 냉각매체는 냉각블록 몸체(110)의 냉각매체 유입구(111a)를 통해 냉각매체 공급로(111)에 유입된 후 냉각매체 공급구(111b)를 경유한다.

이어서, 패킹(300) - 개폐판(200)을 거쳐 노즐(121)에 공급되는데, 냉각매체는 개폐판(200)의 냉각유로(210)를 통해서만 노즐(121)에 공급된다. 즉, 냉각유로(210)가 없는 부분과 대응되는 냉각매체 공급구(111b)는 폐쇄 상태이기 때문에 냉각매체가 진행되지 않으며 따라서, 개방 공간인 냉각유로(210)를 통해서만 노즐(121)에 공급된다.

냉각매체는 개폐판(200)의 냉각유로(210)를 통과한 후 노즐(121)을 통해 상기 금형에 분사되어 상기 금형을 냉각한다.

즉, 냉각매체는 다수의 노즐 중 금형과 대응되는 위치의 노즐(121)을 통해서 만 공급되어 상기 금형을 충분히 냉각할 수 있으며 불필요한 손실을 줄일 수 있다.

냉각매체의 분사는 정해진 시간만큼 이루어질 수 있으며, 분사 시간이 경과되면 본 발명의 다이캐스팅용 스프레이 카세트는 금형이 합쳐질 수 있도록 대기 위치로 복귀한다.

이와 같은 공정을 반복하면서 금형을 지속적으로 냉각하여 최적의 조건으로 유지할 수 있다.

<실시예 2>

도 5에서 보이는 것처럼, 본 실시예에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트는, 개폐판(200)의 취급이 용이하도록 구성된 것을 특징으로 하며, 예컨대 개폐판(200)을 슬라이드식으로 수납하고 인출할 수 있도록 냉각블록 몸체(110)에 개폐판 수용부(130)가 형성된다.

개폐판 수용부(130)는 예컨대, 개폐판(200)의 슬라이딩을 위한 레일의 형태일 수 있으며, 물론 레일로 한정되는 것은 아니다.

개폐판 수용부(130)는 상부에서 하부로 넣고 빼는 방식과 좌측(또는 우측)에서 우측(또는 좌측)으로 넣고 빼는 방식 모두가 가능하며, 도면에서는 좌측이 개방되어 좌측에서 우측으로 넣고 빼는 방식을 도시하였다.

개폐판 수용부(130)는 구조상 개폐판(200)이 출입되는 개방부가 반드시 갖추어져야 할 것이며, 냉각시 이 개방부를 통해 개폐판(200)이 빠지지 않도록 덮개(140)가 적용된다.

덮개(140)는 냉각블록 몸체(110)에 다수의 체결구(141)를 통해 분리 가능하게 고정되며 개폐판(200)이 흔들리지 않고 이탈되지 않도록 한다.

이외의 구성(냉각매체 공급로(111) 등)은 전술한 실시예 1과 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.

본 실시예에 의하면, 덮개(140)를 분리하고 선택된 개폐판(200)을 개폐판 수용부(130)에 삽입한 후 덮개(140)를 체결구(141)로 체결 고정한다. 이로써, 개폐판(200)의 장착이 완료되며, 냉각매체에 의한 냉각 작용은 전술한 실시예 1과 동일하다.

<실시예 3>

도 6a와 도 6b에서 보이는 것처럼, 본 실시예에 의한 다이캐스팅용 스프레이 카세트는, 실시예 2의 변형예로서, 개폐판(200)은 내부에 일측이 개방된 공간을 갖는 박스 형태이며 좌우 양측벽에 각각 냉각유로(210)가 형성된다. 이 개방부는 냉각매체를 공급받는 개방부일 것이다.

즉, 개폐판(200) 내부에 유입된 냉각매체가 양측의 냉각유로(210)를 통해 냉각블록 몸체(110)의 양측에 설치된 노즐(121)에 공급되어 1개의 개폐판(200)만으로도 냉각매체를 공급할 수 있는 특징이 있다.

실시예 2와 동일 부호가 부여된 구성요소는 실시예 2와 동일한 것이므롤 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 종래 기술에 의한 다이캐스팅용 스프레이 카세트의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트의 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트의 종단면도.

도 4a 내지 도 4c는 각각 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트에 적용된 개폐판의 구성도.

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트의 분해 사시도.

도 6a와 도 6b는 각각 본 발명의 실시예 2에 따른 다이캐스팅용 스프레이 카세트의 분해 사시도와 종단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 냉각블록, 110 : 냉각블록 몸체

120 : 커버, 121 : 노즐

130 : 개폐판 수용부, 140 : 덮개

200 : 개폐판, 210 : 냉각유로

Claims (6)

1. 일측벽 이상에 다수의 노즐(121)이 구비되고 냉각매체와 이형제를 공급받는 냉각블록(120)과; 그리고,

   상기 냉각블록의 내부에 교체 가능하게 장착되며 상기 냉각블록의 노즐과 연통하며 상기 노즐보다 적은 수의 냉각유로(210)가 구비되어 상기 노즐을 선택적으로 개폐하는 개폐판(200)을 포함하여, 냉각매체와 이형제가 상기 개폐판의 냉각유로와 상기 냉각블록의 노즐을 통해 금형의 성형면에 분사되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 스프레이 카세트.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각블록은, 냉각매체 유입구(111a)와 냉각매체 공급구(111b)를 갖는 하나 이상의 냉각매체 공급로(111)가 내부에 형성된 냉각블록 몸체(110),

   상기 냉각블록 몸체의 냉각매체 공급구측에 결합되며 상기 노즐이 형성된 커버(120)로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 스프레이 카세트.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 냉각매체 공급로의 저부측 개구부에 설치되어 상기 이형제의 분사시 상기 냉각매체 공급로를 폐쇄하고 상기 이형제의 분사 중지시 상기 냉각매체 공급로를 개방하여 상기 냉각매체 공급로에 남은 이형제를 배출토록 하는 밸브(V)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 스프레이 카세트.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 개폐판은 상기 냉각블록 몸체(111)와 커버의 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 스프레이 카세트.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각블록은,

   냉각매체 유입구와 냉각매체 공급구를 갖는 하나 이상의 냉각매체 공급로가 내부에 형성되면서 일측 개방형 개폐판 수용부(130)가 형성되어 상기 개폐판 수용부에 상기 개폐판이 삽입되도록 하는 냉각블록 몸체(110),

   상기 냉각블록 몸체에 분리 가능하게 결합되어 상기 개폐판 수용부의 개방부를 폐쇄하는 덮개(140)로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 스프레이 카세트.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각블록은, 냉각매체 유입구와 냉각매체 공급구를 갖는 하나 이상의 냉각매체 공급로가 내부에 형성되면서 일측 개방형 개폐판 수용부(130)가 형성되어 상기 개폐판 수용부에 상기 개폐판이 삽입되도록 하는 냉각블록 몸체(110), 상기 냉각블록 몸체에 분리 가능하게 결합되어 상기 개폐판 수용부의 개방부를 폐쇄하는 덮개(140)로 이루어지고,

   상기 개폐판은 내부에 일측이 개방되며 상기 냉각블록 몸체의 냉각매체 공급로와 연통하는 공간을 갖는 박스형태이면서 양측 벽에 상기 노즐을 개폐하는 냉각유로가 형성된 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 스프레이 카세트.

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