KR20120117357A - 회전자용 다이캐스팅 금형 - Google Patents

회전자용 다이캐스팅 금형 Download PDF

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KR20120117357A KR1020110035069A KR20110035069A KR20120117357A KR 20120117357 A KR20120117357 A KR 20120117357A KR 1020110035069 A KR1020110035069 A KR 1020110035069A KR 20110035069 A KR20110035069 A KR 20110035069A KR 20120117357 A KR20120117357 A KR 20120117357A
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Abstract

본 발명은 회전자용 다이캐스팅 금형에 관한 것으로, 회전자 철심에 대한 다이캐스팅을 진행할 때 용융물의 충진율을 향상시켜 다이캐스팅으로 형성된 구조물 내에 기공이 형성되는 것을 억제하기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 제1 다이캐스팅 블록은 복수의 슬롯이 형성된 회전자 철심이 삽입되는 삽입홀이 형성되어 있다. 제2 다이캐스팅 블록은 삽입홀의 입구쪽에 위치하며, 회전자 철심의 일면에 형성될 제1 구조물에 대응되게 제1 공간부가 형성되어 있다. 제3 다이캐스팅 블록은 삽입홀의 출구쪽에 위치하며, 회전자 철심의 타면에 형성될 제2 구조물에 대응되게 제2 공간부가 형성되고, 제2 공간부와 연결되게 제1 용융물 배출 공간부가 형성되어 있다. 용융물 주입 블록은 제2 다이캐스팅 블록에 결합되며 용융물을 제2 다이캐스팅 블록의 제1 공간부로 주입한다. 그리고 용융물 배출 블록은 제3 다이캐스팅 블록에 결합되며, 제1 용융물 배출 공간부에 연결되는 제2 용융물 배출 공간부가 형성되고, 제2 용융물 배출 공간부에 연결되어 공기를 외부로 배출하는 에어 벤트가 형성되어 있다. 이때 용융물 주입 블록으로 주입되는 용융물은 제1 공간부, 복수의 슬롯 및 제2 공간부를 충전하고, 용융물 중 초기에 주입된 용융물은 제1 및 제2 용융물 배출 공간부로 배출시킨다.

Description

회전자용 다이캐스팅 금형{Die-casting mold for rotor}
본 발명은 유도전동기 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자 철심에 대한 다이캐스팅(die-casting)을 진행할 때 용융물의 충진율을 향상시켜 다이캐스팅으로 형성된 구조물 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있는 회전자용 다이캐스팅 금형에 관한 것이다.
일반적으로 유도전동기는 권선에 교류를 흘려 회전자계를 형성하는 고정자(stator)와 그 자계에 의해 회전하는 회전자(rotor)로 구성되어 있다.
회전자는 생산 방식에 따라 회전자 철심의 슬롯에 동 바를 삽입하고 양 끝단부를 엔드링과 접합하여 제작하는 동 바 타입과, 알루미늄 다이캐스팅 방법으로 회전자 철심의 슬롯을 채우는 다이캐스팅 타입으로 분류할 수 있다.
특히 다이캐스팅 방식의 높은 생산성 때문에 소형의 범용 유도전동기의 경우 다이캐스팅 방식으로 제작하고, 중대형의 경우 다이캐스팅 제작 방식의 어려움 때문에 생산성이 떨어지는 동 바 타입의 생산 방식이 더 많이 적용되고 있는 실정이다. 그러나 최근 다이캐스팅 기술의 발달로 중대형 타입에서도 다이캐스팅 타입의 회전자 생산이 점차 증가하고 있다.
이러한 다이캐스팅은 회전자 철심을 다이캐스팅 금형에 삽입한 상태에서, 알루미늄 소재의 용융물을 회전자 철심의 슬롯에 밀어 넣어 도체바, 엔드링 및 브레이드를 형성하게 된다. 이때 용융물은 다이캐스팅 금형에 형성된 런너를 따라서 회전자 철심이 삽입된 곳으로 주입되면서 다이캐스팅 금형 내의 공기를 에어 벤트를 통하여 외부로 배출하게 된다.
그런데 다이캐스팅 과정에서 다이캐스팅 금형에 형성된 에어 벤트를 통하여 다이캐스팅 금형 내의 공기를 외부로 전부 배출시키는 데는 한계가 있기 때문에, 다이캐스팅된 구조물에 기공이 형성될 수 있다.
또한 다이캐스팅 과정에서 주입되는 용융물 중 초기에 주입된 용융물에 상대적으로 많은 공기를 포함하고 있지만, 초기에 주입된 용융물 또한 구조물을 형성하는 데 대부분 사용되기 때문에, 초기에 주입된 용융물로 형성된 다이캐스팅된 구조물에 주로 기공이 많이 형성된다.
이러한 회전자의 다이캐스팅된 구조물에 형성된 기공은 회전자 외관 불량의 원인으로 작용하여 회전자의 생산 수율을 떨어뜨리는 요인으로 작용하고 있다.
또한 다이캐스팅된 구조물에 기공이 형성된 회전자로 유도전동기를 제조할 경우, 제조된 유도전동기를 사용하는 과정에서 기공이 형성된 부분이 파손되거나, 기공으로 인해 유도전동기의 가동 효율이 떨어질 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 회전자 철심에 대한 다이캐스팅을 진행할 때 용융물의 충진율을 향상시켜 다이캐스팅으로 형성된 구조물 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있는 회전자용 다이캐스팅 금형을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다이캐스팅 과정에서 다이캐스팅 금형으로 용융물이 주입될 때 다이캐스팅 금형 내의 공기를 외부로 원활히 배출시킬 수 있는 회전자용 다이캐스팅 금형을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 내지 제3 다이캐스팅 블록, 용융물 주입 블록 및 용융물 배출 블록을 포함하는 회전자용 다이캐스팅 금형을 제공한다. 상기 제1 다이캐스팅 블록은 복수의 슬롯이 형성된 회전자 철심이 삽입되는 삽입홀이 형성되어 있다. 상기 제2 다이캐스팅 블록은 상기 삽입홀의 입구쪽에 위치하며, 상기 회전자 철심의 일면에 형성될 제1 구조물에 대응되게 제1 공간부가 형성되어 있다. 상기 제3 다이캐스팅 블록은 상기 삽입홀의 출구쪽에 위치하며, 상기 회전자 철심의 타면에 형성될 제2 구조물에 대응되게 제2 공간부가 형성되고, 상기 제2 공간부와 연결되게 제1 용융물 배출 공간부가 형성되어 있다. 상기 용융물 주입 블록은 상기 제2 다이캐스팅 블록에 결합되며 용융물을 상기 제2 다이캐스팅 블록의 제1 공간부로 주입한다. 그리고 상기 용융물 배출 블록은 상기 제3 다이캐스팅 블록에 결합되며, 상기 제1 용융물 배출 공간부에 연결되는 제2 용융물 배출 공간부가 형성되고, 상기 제2 용융물 배출 공간부에 연결되어 공기를 외부로 배출하는 에어 벤트가 형성되어 있다. 이때 상기 용융물 주입 블록으로 주입되는 용융물은 상기 제1 공간부, 상기 복수의 슬롯 및 상기 제2 공간부를 충전하고, 상기 용융물 중 초기에 주입된 용융물은 상기 제1 및 제2 용융물 배출 공간부로 배출된다.
본 발명에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 제3 다이캐스팅 블록은, 상기 제2 공간부에 연결되는 상기 제1 용융물 배출 공간부의 입구는 좁게 형성되고, 상기 제2 용융물 배출 공간부와 연결되는 상기 제1 용융물 배출 공간부의 출구는 상기 입구보다는 넓게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 용융물 배출 블록은, 상기 제1 용융물 배출 공간부에 연결되는 상기 제2 용융물 배출 공간부의 입구는 상기 제1 용융물 배출 공간부의 출구 보다는 넓게 형성되고, 상기 제2 용융물 배출 공간부의 입구와 마주보는 바닥면은 상기 제2 용융물 배출 공간부의 입구보다는 넓게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 용융물 배출 블록은 상기 제3 다이캐스팅 블록과 맞물려 상기 에어 벤트를 형성하며, 상기 에어 벤트는 상기 제2 용융물 배출 공간부의 입구와 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 제1 및 제2 용융물 배출 공간부는 각각 입구에서 안쪽으로 점진적으로 넓게 공간이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 제1 및 제2 공간부는, 상기 회전자 철심의 양면에 형성되는 엔드링 공간부를 포함할 수 있다. 이때 상기 제2 공간부에 형성된 상기 엔드링 공간부가 상기 제1 용융물 배출 공간부에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 제1 및 제2 공간부는 상기 회전자 철심의 양면에 형성되는 엔드링 공간부와, 상기 회전자 철심의 양면에 형성되며, 상기 엔드링 공간부와 연결되어 형성되는 브레이드 공간부를 포함할 수 있다. 이때 상기 제2 공간부에 형성된 상기 브레이드 공간부가 상기 제1 용융물 배출 공간부에 연결될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형에 있어서, 상기 제1 내지 제3 다이캐스팅 블록, 상기 용융물 주입 블록 및 상기 용융물 배출 블록은 수평 방향으로 설치되며, 상기 제1 다이캐스팅 블록을 중심으로 양쪽에 위치하는 블록들은 좌우로 이동 가능하게 서로 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형은 용융물이 주입된 후 초기에 주입된 용융물의 일부가 배출될 수 있는 용융물 배출 블록을 구비함으로써, 다이캐스팅 금형에 초기에 주입된 용융물의 일부를 다이캐스팅 금형 내의 공기와 함께 용융물 배출 블록을 통하여 다이캐스팅 블록에서 배출시킬 수 있기 때문에, 다이캐스팅을 진행할 때 용융물의 충진율을 향상시키고 다이캐스팅으로 형성된 구조물 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 즉 용융물 내에 잔존 공기를 상대적으로 많이 포함하고 있는 초기에 주입된 용융물을 다이캐스팅 블록 밖으로 배출시킴으로써, 다이캐스팅을 진행할 때 용융물의 충진율을 향상시키고 다이캐스팅으로 형성된 구조물 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
또한 다이캐스팅 블록 및 용융물 배출 블록에 형성된 제1 및 제2 용융물 배출 공간부와, 제2 용융물 배출 공간부에 연결된 에어 벤트를 통하여 다이캐스팅 과정에서 다이캐스팅 금형으로 용융물이 주입될 때 다이캐스팅 금형 내의 공기를 외부로 원활히 배출시킬 수 있다. 특히 용융물 배출 블록에 형성된 제2 용융물 배출 공간부와 연결되는 다이캐스팅 블록에 형성된 제1 용융물 배출 공간부는 제2 공간부와 연결되는 입구가 좁고, 용융물 배출 블록으로 쪽으로 갈수록 넓게 형성함으로써, 다이캐스팅 금형 내의 공기를 외부로 원활히 배출시킬 수 있다.
또한 제1 용융물 배출 공간부의 입구는 좁게 형성되고, 제2 용융물 배출 공간부는 제1 용융물 배출 공간부보다는 상대적으로 크게 형성함으로써, 다이캐스팅 금형 내의 공기를 외부로 원활히 배출되도록 하면서 다이캐스팅을 완료하고 난 이후에 제1 및 제2 용융물 배출 공간부에 잔존하는 용융물 찌꺼기를 다이캐스팅된 구조물에서 쉽게 분리할 수 있다. 즉 다이캐스팅을 완료하고 난 이후에 다이캐스팅된 회전자를 다이캐스팅 금형에서 분리하기 위해서 용융물 배출 블록이 다이캐스팅 블록에서 분리될 때, 다이캐스팅 블록에서 용융물 배출 블록이 분리되는 힘에 의해 제2 구조물에서 제1 용융물 배출 공간부의 입구 부분이 떨어지게 된다. 이때 용융물 배출 블록의 제2 용융물 배출 공간부에 형성된 굳은 용융물 찌꺼기가 제1 용융물 배출 공간부에 형성된 굳은 용융물 찌꺼기를 잡아당기기 때문에, 기계적인 스트레스에 취약한 제1 용융물 배출 공간부의 입구 부분에서 제1 용융물 배출 공간부에 형성된 굳은 용융물 찌꺼기가 제2 구조물에서 쉽게 분리시킬 수 있다.
도 1은 다이캐스팅 되기 전의 회전자 철심을 보여주는 도면이다.
도 2는 회전자 철심에 다이캐스팅이 완료된 회전자의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 회전자 철심에 다이캐스팅이 완료된 회전자의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다.
도 6 내지 도 10은 도 4의 회전자용 다이캐스팅 금형을 이용한 다이캐스팅 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들로서,
도 6은 제1 다이캐스팅 블록에 회전자 철심이 삽입된 상태를 보여주는 도면이고,
도 7은 다이캐스팅 금형이 맞물린 상태를 보여주는 도면이고,
도 8은 용융물이 런너를 통해 다이캐스팅 금형으로 주입되는 상태를 보여주는 도면이고,
도 9는 다이캐스팅 블록에서 용융물 주입 블록 및 용융물 배출 블록이 분리된 상태를 보여주는 도면이고,
도 10은 제1 다이캐스팅 블록에서 제2 및 제3 다이캐스팅 블록이 분리되는 상태를 보여주는 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
또한 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 다이캐스팅 되기 전의 회전자 철심(11)을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 회전자 철심(11)은 동일한 형상의 회전자 철판(12) 복수 개가 축 방향으로 적층된 구조를 갖는다. 회전자 철심(11)은 중심 부분에 회전축이 삽입되는 회전축 삽입구멍(14)이 형성되어 있다. 그리고 회전자 철심(11)은 회전축 삽입구멍(14)의 외측의 가장자리 둘레에 복수의 도체바가 다이캐스팅으로 형성될 복수의 슬롯(13)이 형성되어 있다.
이때 회전자 철판(12)으로는 규소 강판이 사용될 수 있다. 회전자 철심(11)의 슬롯(13)은 축 방향으로 수직하게 형성할 수도 있고, 스큐를 주어 형성할 수도 있다. 본 실시예에서는 회전자 철판(12)에 형성된 슬롯(13)이 폐곡선 형태로 형성된 예를 개시하였지만, 회전자 철판(12)의 외주면 쪽으로 개방되게 형성될 수도 있다.
이러한 회전자 철심(11)은 다이캐스팅을 통하여 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같은 회전자(10,10a)로 제조될 수 있다.
도 2를 참조하면, 회전자(10)는 회전자 철심(11)과, 회전자 철심(11)의 양면에 각각 형성된 제1 구조물(15) 및 제2 구조물(16)을 포함한다. 회전자 철심(11)에 형성된 슬롯(도 1의 13)에는 다이캐스팅에 의해 도체바(도 8의 17)가 형성된다. 도체바, 제1 구조물(15) 및 제2 구조물(16)은 다이캐스팅에 의해 일괄적으로 형성된다. 이때 다이캐스팅 소재로는 알루미늄, 구리 등이 사용될 수 있다.
여기서 제1 및 제2 구조물(15,16)은 엔드링(15a,16a)과, 엔드링(15a,16a) 위에 형성된 브레이드(15b,16b)를 포함한다. 제1 구조물(15)은 제1 엔드링(15a)과 제1 브레이드(15b)를 포함한다. 제2 구조물(16)은 제2 엔드링(16a)과 제2 브레이드(16b)를 포함한다. 한편 도 2에서는 제1 및 제2 구조물(15,16)로 엔드링(15a,15b)과 브레이드(16a,16b)가 형성된 예를 개시하였지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 엔드링만이 회전자(10a)의 제1 및 제2 구조물(15,16)로 형성될 수 있다.
이와 같은 회전자(10)를 제조하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다이캐스팅 금형(100)을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형(100)을 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다. 여기서 본 실시예에서는 회전자용 다이캐스팅 금형(100)으로 도 2에 도시된 회전자(10)를 제조하기 위한 다이캐스팅 금형을 개시하였다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형(100)은 다이캐스팅 블록(20), 용융물 주입 블록(60) 및 용융물 배출 블록(70)을 포함한다. 다이캐스팅 블록(20)은 제1 다이캐스팅 블록(30), 제2 다이캐스팅 블록(40) 및 제3 다이캐스팅 블록(50)을 포함한다. 이때 다이캐스팅 블록(20)을 중심으로 일측에 용융물 주입 블록(60)이 설치되고, 타측에 용융물 배출 블록(70)이 설치된다. 다이캐스팅 블록(20), 용융물 주입 블록(60) 및 용융물 배출 블록(70)은 수평 방향으로 설치된다. 용융물 주입 블록(60) 및 용융물 배출 블록(70)은 다이캐스팅 블록(20)을 중심으로 좌우로 이동 가능하게 서로 다이캐스팅 블록(20)에 연결되어 있다.
여기서 제1 다이캐스팅 블록(30)은 복수의 슬롯이 형성된 회전자 철심이 삽입되는 삽입홀(31)이 형성되어 있다. 제2 다이캐스팅 블록(40)은 삽입홀(31)의 입구쪽에 위치하며, 회전자 철심의 일면에 형성될 제1 구조물에 대응되게 제1 공간부(41)가 형성되어 있다. 제3 다이캐스팅 블록(50)은 삽입홀(31)의 출구쪽에 위치하며, 회전자 철심의 타면에 형성될 제2 구조물에 대응되게 제2 공간부(51)가 형성되고, 제2 공간부(51)와 연결되게 제1 용융물 배출 공간부(57)가 형성되어 있다. 용융물 주입 블록(60)은 제2 다이캐스팅 블록(40)에 결합되며 용융물을 제2 다이캐스팅 블록(40)의 제1 공간부(41)로 주입한다. 그리고 용융물 배출 블록(70)은 제3 다이캐스팅 블록(50)에 결합되며, 제1 용융물 배출 공간부(57)에 연결되는 제2 용융물 배출 공간부(71)가 형성되고, 제2 용융물 배출 공간부(71)에 연결되어 공기를 외부로 배출하는 에어 벤트(77)가 형성되어 있다. 이때 용융물 주입 블록(60)으로 주입되는 용융물은 제1 공간부(41), 복수의 슬롯 및 제2 공간부(51)를 충전하고, 용융물 중 초기에 주입된 용융물은 제1 및 제2 용융물 배출 공간부(57,71)로 배출된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 다이캐스팅 금형(100)은 초기에 주입된 용융물을 다이캐스팅으로 제2 구조물이 형성된 제2 공간부(51) 밖으로 배출시킴으로써, 다이캐스팅을 진행할 때 용융물의 충진율을 향상시키고 다이캐스팅으로 형성된 구조물 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 즉 용융물 내에 잔존 공기를 상대적으로 많이 포함하고 있는 초기에 주입된 용융물을 다이캐스팅 블록(20) 밖으로 배출시킴으로써, 다이캐스팅을 진행할 때 용융물의 충진율을 향상시키고 다이캐스팅으로 형성된 구조물 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 다이캐스팅 금형(100)에 대해서 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
다이캐스팅 블록(20)은 회전자 철심이 삽입되며, 회전자 철심의 양면에 다이캐스팅을 통하여 제1 및 제2 구조물을 성형하는 블록이다. 제1 다이캐스팅 블록(30)을 중심으로 일측에 제2 다이캐스팅 블록(40)이 설치되고, 타측에 제3 다이캐스팅 블록(50)이 설치된다. 제2 및 제3 다이캐스팅 블록(40,50)은 제1 다이캐스팅 블록(30)을 중심으로 좌우로 이동 가능하게 서로 제1 다이캐스팅 블록(30)에 연결된다. 제2 다이캐스팅 블록(40)은 용융물 주입 블록(60)에 연결되고, 제3 다이캐스팅 블록(50)은 용융물 배출 블록(70)에 연결된다. 제2 및 제3 다이캐스팅 블록(40,50)은 제1 다이캐스팅 블록(30)을 중심으로 대칭되는 구조를 가질 수 있다.
제1 다이캐스팅 블록(30)은 복수의 슬롯이 형성된 회전자 철심이 삽입되는 삽입홀(31)이 중심 부분을 관통하게 수평 방향으로 형성되어 있다.
제2 다이캐스팅 블록(40)은 삽입홀(31)의 입구쪽에 위치하며, 회전자 철심의 일면에 형성될 제1 구조물에 대응되게 제1 공간부(41)가 형성되어 있다. 제2 다이캐스팅 블록(40)은 제1 공간부(41)와 연결되게 제1 용융물 주입 공간부(47)가 형성되어 있다. 제1 공간부(41)는 회전자 철심의 일면에 형성되는 제1 엔드링 공간부(43)와, 제1 엔드링 공간부(43)와 연결되어 형성되는 제1 브레이드 공간부(45)를 포함한다. 제1 브레이드 공간부(45)는 제1 용융물 주입 공간부(47)와 연결된다.
여기서 제2 다이캐스팅 블록(40)은 제1 공간부(41)에 연결되는 제1 용융물 주입 공간부(47)의 출구(48)는 좁게 형성되고, 제2 용융물 주입 공간부(61)와 연결되는 제1 용융물 주입 공간부(47)의 입구(49)는 출구(48)보다는 넓게 형성된다. 이와 같이 제1 용융물 주입 공간부(47)를 형성한 이유는, 다이캐스팅 공정을 완료한 이후에 제1 공간부(41)에 형성된 제1 구조물에서 제1 용융물 주입 공간부(47)에 형성된 제1 용융물 찌꺼기를 쉽게 분리할 수 있도록 하기 위해서이다. 즉 제1 구조물과 제1 용융물 찌꺼기를 연결하는 부분의 면적이 좁기 때문에, 제1 다이캐스팅 블록(30)에서 제2 다이캐스팅 블록(40)을 분리하는 과정을 통하여 쉽게 제1 구조물에서 제1 용융물 찌꺼기를 분리할 수 있다.
제3 다이캐스팅 블록(50)은 삽입홀(31)의 출구쪽에 위치하며, 회전자 철심의 타면에 형성될 제2 구조물에 대응되게 제2 공간부(51)가 형성되고, 제2 공간부(51)와 연결되게 제1 용융물 배출 공간부(57)가 형성되어 있다. 제2 공간부(57)는 제1 공간부(41)에 대응되게 형성될 수 있다. 즉 제2 공간부(51)는 회전자 철심의 타면에 형성되는 제2 엔드링 공간부(53)와, 제2 엔드링 공간부(53)와 연결되어 형성되는 제2 브레이드 공간부(55)를 포함한다. 제2 브레이드 공간부(55)는 제1 용융물 배출 공간부(57)와 연결된다.
여기서 제3 다이캐스팅 블록(50)은 제2 공간부(51)에 연결되는 제1 용융물 배출 공간부(57)의 입구(58)는 좁게 형성되고, 제2 용융물 배출 공간부(71)와 연결되는 제1 용융물 배출 공간부(57)의 출구(59)는 입구(58)보다는 넓게 형성된다. 이와 같이 제1 용융물 배출 공간부(57)를 형성한 이유는, 도 9에 도시된 바와 같이, 용융물이 제1 공간부(41)를 거쳐 제2 공간부(51)를 충전한 이후에 초기에 충전된 용융물이 제2 공간부(51)로 밖으로 배출될 수 있도록 하면서, 다이캐스팅 공정을 완료한 이후에 제2 공간부(51)에 형성된 제2 구조물(16)에서 제1 용융물 배출 공간부(57)에 형성된 제2 용융물 찌꺼기(83)를 쉽게 분리할 수 있도록 하기 위해서이다. 즉 제2 구조물(16)과 제2 용융물 찌꺼기(83)를 연결하는 부분의 면적이 좁기 때문에, 제1 다이캐스팅 블록(30)에서 제3 다이캐스팅 블록(50)을 분리하는 과정을 통하여 제2 구조물(16)에서 제2 용융물 찌꺼기(83)를 쉽게 분리할 수 있다.
용융물 주입 블록(60)은 다이캐스팅 블록(20)에 연결되며, 용융물을 다이캐스팅 블록(20)으로 주입한다. 즉 용융물 주입 블록(60)은 제2 다이캐스팅 블록(40)에 결합되며 용융물을 제2 다이캐스팅 블록(40)의 제1 공간부(41)로 주입한다. 여기서 용융물 주입 블록(60)은 용융물이 공급되는 런너(67)와, 런너(67)와 연결되어 제1 용융물 주입 공간부(47)로 용융물을 주입하는 제2 용융물 주입 공간부(61)를 포함한다.
제1 용융물 주입 공간부(47)에 연결되는 제2 용융물 주입 공간부(61)의 출구는 제1 용융물 배출 공간부(47)의 입구(49) 보다는 넓게 형성되고, 제2 용융물 주입 공간부(61)의 출구와 마주보는 바닥면은 제2 용융물 주입 공간부(61)의 출구보다는 넓게 형성된다. 이와 같이 제2 용융물 주입 공간부(61)를 형성하는 이유는, 도 9에 도시된 바와 같이, 다이캐스팅 공정을 완료한 이후에 제1 구조물(15)에 연결된 제1 용융물 찌꺼기(81)를 분리할 때 제1 용융물 찌꺼기(81)를 끌어당길 수 있도록 하기 위해서이다. 즉 제1 용융물 찌꺼기(81)는 제1 용융물 주입 공간부(47)에 형성되는 제1-1 용융물 찌꺼기(81a)와, 제1-1 용융물 찌꺼기(81a)에 연결되며 제2 용융물 주입 공간부(61)에 형성되는 제1-2 용융물 찌꺼기(81b)를 포함한다. 제2 용융물 주입 공간부(61)는 입구는 넓고 출구는 좁게 형성되기 때문에, 제2 다이캐스팅 블록(40)에서 용융물 주입 블록(60)이 분리되면 제2 용융물 주입 공간부(61)가 제1-2 용융물 찌꺼기(81b)에 힘을 작용하게 된다. 또한 제2 용융물 주입 공간부(61)의 출구는 제1 용융물 주입 공간부(47)의 입구(49)보다는 넓게 형성되고, 제1 용융물 주입 공간부(47)는 입구(49)는 넓고 출구(48)는 좁게 형성되기 때문에, 제1-2 용융물 찌꺼기(81b)에 걸리는 힘에 의해 제1-1 용융물 찌꺼기(81a)는 제1 용융물 주입 공간부(47)에서 쉽게 빠지게 된다.
그리고 용융물 배출 블록(70)은 다이캐스팅 과정에서 다이캐스팅 금형(20) 내의 공기를 외부로 배출하고, 용융물의 일부가 배출되는 블록이다. 용융물 배출 블록(70)은 제3 다이캐스팅 블록(50)에 결합되며, 제1 용융물 배출 공간부(57)에 연결되는 제2 용융물 배출 공간부(71)가 형성되어 있다. 용융물 배출 블록(70)은 제2 용융물 배출 공간부(71)에 연결되어 공기를 외부로 배출하는 에어 벤트(77)가 형성되어 있다.
여기서 용융물 배출 블록(70)에 있어서, 제1 용융물 배출 공간부(57)에 연결되는 제2 용융물 배출 공간부(71)의 입구(73)는 제1 용융물 배출 공간부(57)의 출구(59) 보다는 넓게 형성되고, 제2 용융물 배출 공간부(71)의 입구(73)와 마주보는 바닥면(75)은 제2 용융물 배출 공간부(71)의 입구(73)보다는 넓게 형성된다. 예컨대 제1 및 제2 용융물 배출 공간부(57,71)는 각각 입구(58,73)에서 안쪽으로 갈수록 점진적으로 넓게 공간이 형성된다. 이와 같이 제2 용융물 배출 공간부(71)를 형성하는 이유는 제2 용융물 주입 공간부(61)를 형성한 이유와 동일하다. 즉 도 9에 도시된 바와 같이, 다이캐스팅 공정을 완료한 이후에 제2 구조물(16)에 연결된 제2 용융물 찌꺼기(83)를 분리할 때 제2 용융물 찌꺼기(83)를 끌어당길 수 있도록 하기 위해서이다. 즉 제2 용융물 찌꺼기(83)는 제1 용융물 배출 공간부(57)에 형성되는 제2-1 용융물 찌꺼기(83a)와, 제2-1 용융물 찌꺼기(83a)에 연결되며 제2 용융물 배출 공간부(71)에 형성되는 제2-2 용융물 찌꺼기(83b)를 포함한다. 제2 용융물 배출 공간부(71)는 바닥면(75)이 넓고 입구(73)는 좁게 형성되기 때문에, 제3 다이캐스팅 블록(50)에서 용융물 배출 블록(70)이 분리되면 제2 용융물 배출 공간부(71)가 제2-2 용융물 찌꺼기(83b)에 힘을 작용하게 된다. 또한 제2 용융물 배출 공간부(71)의 입구(73)는 제1 용융물 배출 공간부(57)의 출구(59)보다는 넓게 형성되고, 제1 용융물 배출 공간부(57)는 출구(59)가 넓고 입구(58)가 좁게 형성되기 때문에, 제2-2 용융물 찌꺼기(83b)에 걸리는 힘에 의해 제2-1 용융물 찌꺼기(83a)는 제1 용융물 배출 공간부(57)에 쉽게 빠지게 된다.
또한 제2 구조물(16)의 외측에 제2 구조물(16)과 연결되게 제1 및 제2 용융물 배출 공간부(57,71)를 형성함으로써, 용융물 내에 잔존 공기를 상대적으로 많이 포함하고 있는 초기에 주입된 용융물을 제2 구조물(16) 밖으로 배출시킬 수 있다. 이로 인해 다이캐스팅을 진행할 때 용융물의 충진율을 향상시키고 다이캐스팅으로 형성된 도체바(17), 제1 구조물(15) 및 제2 구조물(16) 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
또한 용융물 배출 블록(70)은 제3 다이캐스팅 블록(50)과 맞물려 에어 벤트(77)를 형성한다. 에어 벤트(77)는 제2 용융물 배출 공간부(71)의 입구(73)와 연결되어 있고, 출구는 용융물 배출 블록(70) 외곽의 외부와 연결된다.
한편 본 실시예에 따라 제조될 회전자(10)는 제1 및 제2 구조물(15,17)로서 엔드링(15a,16a)과 브레이드(15b,16b)를 포함하는 예를 개시하였기 때문에, 제2 공간부(51)에 형성된 제2 브레이드 공간부(55)가 제1 용융물 배출 공간부(57)에 연결되는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 제조될 회전자(10a)가, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 구조물(15,16)로서 엔드링만을 포함하는 경우, 제2 공간부인 제2 엔드링 공간부가 제1 용융물 배출 공간부에 연결될 수 있다.
또한 본 실시예에서는 하나의 회전자 철심을 다이캐스팅 할 수 있는 다이캐스팅 금형(100)을 예시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 다이캐스팅 금형은 복수의 회전자 철심을 일괄적으로 다이캐스팅 할 수 있는 구조로도 변형이 가능함은 물론이다.
이와 같은 본 실시예에 따른 회전자용 다이캐스팅 금형(100)을 이용하여 도 2의 회전자(10)를 제조하는 다이캐스팅 방법을 도 4 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 6 내지 도 10은 도 4의 회전자용 다이캐스팅 금형(100)을 이용한 다이캐스팅 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 다이캐스팅 블록(30,40,50), 용융물 주입 블록(60) 및 용융물 배출 블록(70)을 서로 일정 간격 분리한다. 이때 제1 다이캐스팅 블록(30)의 삽입홀(31)에 회전자 철심을 삽입할 수 있도록, 제1 다이캐스팅 블록(30)에 대해서 제2 또는 제3 다이캐스팅 블록(40,50)을 충분히 벌린다.
다음으로 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 다이캐스팅 블록(30)의 삽입홀(31)에 회전자 철심(11)을 삽입한다.
다음으로 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 다이캐스팅 블록(30)의 양쪽에 제2 및 제3 다이캐스팅 블록(40,50)을 밀착시킨다. 또한 제2 다이캐스팅 블록(40)에 용융물 주입 블록(60)을 밀착시킨다. 또한 제3 다이캐스팅 블록(50)에 용융물 배출 블록(70)을 밀착시킨다.
이어서 도 8에 도시된 바와 같이, 용융물(80)을 용융물 주입 블록(60)의 런너(67)를 통하여 주입하여 다이캐스팅을 수행한다. 런너(67)를 통하여 주입된 용융물(80)은 용융물 주입 블록(60)을 지나 제2 다이캐스팅 블록(40), 제1 다이캐스팅 블록(30), 제3 다이캐스팅 블록(50) 및 용융물 배출 블록(70)으로 순차적으로 주입된다. 제1 공간부(41)에 주입된 용융물(80)은 제1 구조물(15)을 형성하고, 슬롯(13)에 주입된 용융물(80)은 도체바(17)를 형성하고, 제2 공간부(51)에 주입된 용융물(80)은 제2 구조물(16)을 형성한다. 그리고 제1 구조물(15)의 일측에는 제1 용융물 찌꺼기(81)가 형성되고, 제2 구조물(16)의 일측에는 제2 용융물 찌꺼기(83)가 형성된다.
특히 제2 용융물 찌꺼기(83)는 용융물(80) 내에 잔존 공기를 상대적으로 많이 포함하고 있는 초기에 주입된 용융물(80)을 제2 공간부(51) 밖으로 배출시켜 형성한 것으로, 제1 및 제2 용융물 배출 공간부(57,71)에 형성된다. 이와 같이 용융물(80) 내에 잔존 공기를 상대적으로 많이 포함하고 있는 초기에 주입된 용융물(80)을 제2 공간부(41) 밖으로 배출시키기 때문에, 다이캐스팅을 진행할 때 용융물(80)의 충진율을 향상시키고 다이캐스팅으로 형성된 도체바(17), 제1 구조물(15) 및 제2 구조물(16) 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
또한 다이캐스팅 금형(20) 내의 공기(90)는 용융물(80)에 밀려 에어 벤트(77)를 통하여 외부로 배출된다.
다이캐스팅 금형(20)으로 주입된 용융물(80)이 식어 굳게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 용융물 주입 블록(60)과 용융물 배출 블록(70)이 다이캐스팅 블록(20)에서 분리된다. 즉 제2 다이캐스팅 블록(40)에서 용융물 주입 블록(60)이 일정 간격 이격되게 분리된다. 또한 제3 다이캐스팅 블록(50)에서 용융물 배출 블록(70)이 일정 간격 이격되게 분리된다.
이때 제2 다이캐스팅 블록(40)에서 용융물 주입 블록(60)이 분리될 때, 제1 용융물 찌꺼기(81)는 제1 구조물(15)에서 떨어진다. 즉 용융물 주입 블록(60)에 형성된 제1-2 용융물 찌꺼기(81b)가 제1-1 용융물 찌꺼기(81a)를 끌어당겨 제1-1 용융물 찌꺼기(81a)를 제1 구조물(15)에서 분리한다. 한편 용융물 주입 블록(60)에 형성된 제1 용융물 찌꺼기(81)는 제1 용융물 주입 블록(62) 및 제2 용융물 주입 블록(64)의 분리를 통하여 제거할 수 있다.
또한 제3 다이캐스팅 블록(50)에서 용융물 배출 블록(70)이 분리될 때, 제2 용융물 찌꺼기(83)가 제2 구조물(16)에서 떨어진다. 즉 용융물 배출 블록(70)에 형성된 제2-2 용융물 찌꺼기(83b)가 제2-1 용융물 찌꺼기(83a)를 끌어당겨 제2-1 용융물 찌꺼기(83a)를 제2 구조물(16)에서 분리한다. 한편 용융물 배출 블록(70)에 형성된 제2 용융물 찌꺼기(83)는 이형핀을 이용하여 용융물 배출 블록(70)에서 제거할 수 있다.
이와 같이 용융물(80)이 주입된 후 초기에 주입된 용융물(80)의 일부가 배출될 수 있는 용융물 배출 블록(70)을 구비함으로써, 다이캐스팅 금형(20)에 초기에 주입된 용융물(80)의 일부를 다이캐스팅 금형(20) 내의 공기(90)와 함께 용융물 배출 블록(70)을 통하여 다이캐스팅 블록(20)에서 배출시킬 수 있기 때문에, 다이캐스팅을 진행할 때 용융물(80)의 충진율을 향상시키고 다이캐스팅으로 형성된 구조물 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 즉 용융물(80) 내에 잔존 공기를 상대적으로 많이 포함하고 있는 초기에 주입된 용융물(80)을 다이캐스팅 블록(20) 밖으로 배출시킴으로써, 다이캐스팅을 진행할 때 용융물(80)의 충진율을 향상시키고 다이캐스팅으로 형성된 제1 및 제2 구조물(15,16) 내에 기공이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
또한 다이캐스팅 블록(20) 및 용융물 배출 블록(70)에 형성된 제1 및 제2 용융물 배출 공간부(57,71)와, 제2 용융물 배출 공간부(71)에 연결된 에어 벤트(77)를 통하여 다이캐스팅 과정에서 다이캐스팅 금형(20)으로 용융물(80)이 주입될 때 다이캐스팅 금형(80) 내의 공기(90)를 외부로 원활히 배출시킬 수 있다. 특히 용융물 배출 블록(70)에 형성된 제2 용융물 배출 공간부(71)와 연결되는 다이캐스팅 블록(20)에 형성된 제1 용융물 배출 공간부(57)는 제2 공간부(51)와 연결되는 입구가 좁고, 용융물 배출 블록(70)으로 쪽으로 갈수록 넓게 형성함으로써, 다이캐스팅 금형(20) 내의 공기(90)를 외부로 원활히 배출시킬 수 있다.
이때 제1 용융물 배출 공간부(57)의 입구는 좁게 형성되고, 제2 용융물 배출 공간부(71)는 제1 용융물 배출 공간부(57) 보다는 상대적으로 크게 형성함으로써, 다이캐스팅 금형(20) 내의 공기(90)를 외부로 원활히 배출되도록 하면서 다이캐스팅을 완료하고 난 이후에 제1 및 제2 용융물 배출 공간부(57,71)에 잔존하는 제2 용융물 찌꺼기(83)를 다이캐스팅된 제2 구조물(83)에서 쉽게 분리할 수 있다. 즉 다이캐스팅을 완료하고 난 이후에 다이캐스팅된 회전자를 다이캐스팅 금형(20)에서 분리하기 위해서 용융물 배출 블록(70)을 다이캐스팅 블록(20)에서 분리시킬 때, 다이캐스팅 블록(20)에서 용융물 배출 블록(70)이 분리되는 힘에 의해 제2 구조물(16)에서 제1 용융물 배출 공간부(57)의 입구 부분이 떨어지게 된다. 이때 용융물 배출 블록(70)의 제2 용융물 배출 공간부(71)에 형성된 굳은 제2-2 용융물 찌꺼기(83b)는 제1 용융물 배출 공간부(57)에 형성된 굳은 제2-1 용융물 찌꺼기(83a)를 잡아당기면, 기계적인 스트레스에 취약한 제1 용융물 배출 공간부(57)의 입구 부분에서 제1 용융물 배출 공간부(57)에 형성된 굳은 제2-1 용융물 찌꺼기(83a)가 제2 구조물(16)에서 쉽게 분리된다.
다음으로 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 다이캐스팅 블록(30)에서 제2 및 제3 다이캐스팅 블록(40,50)을 일정 간격 이격시킨다. 이때 다이캐스팅 블록(20)으로부터 회전자(10)를 분리할 수 있도록, 제2 및 제3 다이캐스팅 블록(40,50)을 충분히 제1 다이캐스팅 블록(30)에서 이격시킨다.
그리고 제1 다이캐스팅 블록(30)의 삽입홀(31)에서 다이캐스팅된 회전자(10)를 분리한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10,10a : 회전자 11 : 회전자 철심
12 : 회전자 철판 13 : 슬롯
14 : 회전축 삽입구멍 15 : 제1 구조물
15a, 16a : 엔드링 15b, 16b : 브레이드
16 : 제2 구조물 17 : 도체바
20 : 다이캐스팅 블록 30 : 제1 다이캐스팅 블록
31 : 삽입홀 40 : 제2 다이캐스팅 블록
41 : 제1 공간부 43 : 제1 엔드링 공간부
45 : 제1 브레이드 공간부 47 : 제1 용융물 주입 공간부
50 : 제3 다이캐스팅 블록 51 : 제2 공간부
53 : 제2 엔드링 공간부 55 : 제2 브레이드 공간부
57 : 제1 용융물 배출 공간부 58 : 입구
59 : 출구 60 : 용융물 주입 블록
61 : 제2 용융물 주입 공간부 67 : 런너
70 : 용융물 배출 블록 71 : 제2 용융물 배출 공간부
73 : 입구 75 : 바닥면
77 : 에어 벤트 80 : 용융물
81 : 제1 용융물 찌꺼기 83 : 제2 용융물 찌꺼기
100 : 다이캐스팅 금형

Claims (8)

  1. 복수의 슬롯이 형성된 회전자 철심이 삽입되는 삽입홀이 형성된 제1 다이캐스팅 블록;
    상기 삽입홀의 입구쪽에 위치하며, 상기 회전자 철심의 일면에 형성될 제1 구조물에 대응되게 제1 공간부가 형성된 제2 다이캐스팅 블록;
    상기 삽입홀의 출구쪽에 위치하며, 상기 회전자 철심의 타면에 형성될 제2 구조물에 대응되게 제2 공간부가 형성되고, 상기 제2 공간부와 연결되게 제1 용융물 배출 공간부가 형성된 제3 다이캐스팅 블록;
    상기 제2 다이캐스팅 블록에 결합되며 용융물을 상기 제2 다이캐스팅 블록의 제1 공간부로 주입하는 용융물 주입 블록;
    상기 제3 다이캐스팅 블록에 결합되며, 상기 제1 용융물 배출 공간부에 연결되는 제2 용융물 배출 공간부가 형성되고, 상기 제2 용융물 배출 공간부에 연결되어 공기를 외부로 배출하는 에어 벤트가 형성된 용융물 배출 블록;을 포함하며,
    상기 용융물 주입 블록으로 주입되는 용융물은 상기 제1 공간부, 상기 복수의 슬롯 및 상기 제2 공간부를 충전하고, 상기 용융물 중 초기에 주입된 용융물은 상기 제1 및 제2 용융물 배출 공간부로 배출되는 것을 특징으로 하는 회전자용 다이캐스팅 금형.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3 다이캐스팅 블록은,
    상기 제2 공간부에 연결되는 상기 제1 용융물 배출 공간부의 입구는 좁게 형성되고, 상기 제2 용융물 배출 공간부와 연결되는 상기 제1 용융물 배출 공간부의 출구는 상기 입구보다는 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 회전자용 다이캐스팅 금형.
  3. 제2항에 있어서, 상기 용융물 배출 블록은,
    상기 제1 용융물 배출 공간부에 연결되는 상기 제2 용융물 배출 공간부의 입구는 상기 제1 용융물 배출 공간부의 출구 보다는 넓게 형성되고, 상기 제2 용융물 배출 공간부의 입구와 마주보는 바닥면은 상기 제2 용융물 배출 공간부의 입구보다는 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 회전자용 다이캐스팅 금형.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 용융물 배출 블록은 상기 제3 다이캐스팅 블록과 맞물려 상기 에어 벤트를 형성하며, 상기 에어 벤트는 상기 제2 용융물 배출 공간부의 입구와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자용 다이캐스팅 금형.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 용융물 배출 공간부는 각각 입구에서 안쪽으로 점진적으로 넓게 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 회전자용 다이캐스팅 금형.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공간부는,
    상기 회전자 철심의 양면에 형성되는 엔드링 공간부;를 포함하며,
    상기 제2 공간부에 형성된 상기 엔드링 공간부가 상기 제1 용융물 배출 공간부에 연결되는 것을 특징으로 하는 회전자용 다이캐스팅 금형.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공간부는,
    상기 회전자 철심의 양면에 형성되는 엔드링 공간부;
    상기 회전자 철심의 양면에 형성되며, 상기 엔드링 공간부와 연결되어 형성되는 브레이드 공간부;를 포함하며,
    상기 제2 공간부에 형성된 상기 브레이드 공간부가 상기 제1 용융물 배출 공간부에 연결되는 것을 특징으로 하는 회전자용 다이캐스팅 금형.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 다이캐스팅 블록, 상기 용융물 주입 블록 및 상기 용융물 배출 블록은 수평 방향으로 설치되며, 상기 제1 다이캐스팅 블록을 중심으로 양쪽에 위치하는 블록들은 좌우로 이동 가능하게 서로 연결된 것을 특징으로 하는 회전자용 다이캐스팅 금형.
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