KR20130072470A - 풀리 제조금형 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풀리 제조금형 및 제조방법으로써, 서로 다른 재질로 이루어진 두 부재를 결합하여 차량의 공조기 등에 장착되는 풀리를 성형하는 풀리 제조금형 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 풀리 제조금형은, 상기 외륜의 하부형상을 성형하는 하부성형부가 장착된 하부금형과; 상기 하부금형의 상부에 배치되어 승강하고, 상기 외륜의 상부형상을 성형하는 상부성형부가 장착된 상부금형과; 상기 하부금형과 상부금형 사이에 배치되어 슬라이딩하고, 상기 외륜의 측면형상을 성형하는 슬라이더; 를 포함하여 이루어지되, 상기 상부성형부의 하면에는 중공형상의 상기 내륜이 삽입되어 결합되는 코어가 하방향으로 돌출 형성되고, 상기 슬라이더가 슬라이딩하여 상기 하부성형부 및 슬라이더에 의해 용탕홈이 형성되며, 상기 상부금형이 하강하면, 상기 용탕홈의 상부가 폐쇄되고 상기 코어에 결합된 상기 내륜은 상기 용탕홈 내부에서 상기 하부성형부 및 슬라이더와 이격되게 배치되며, 상기 용탕홈에 주입되는 용탕에 의해 상기 내륜의 외주면에 상기 외륜이 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

풀리 제조금형 및 제조방법 { Manufacturing mold and method for pulley }
본 발명은 풀리 제조금형 및 제조방법으로써, 서로 다른 재질로 이루어진 두 부재를 결합하여 차량의 공조기 등에 장착되는 풀리를 성형하는 풀리 제조금형 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 냉방을 목적으로 에어컨이 설치되어 있는데, 차량용 에어컨은 에어컨 컴프레서(압축기)와 응축기와 증발기 등으로 구성되어 냉매가 순환되면서 열교환을 통해 주변공기를 냉각시키고, 이러한 주변공기가 블로워에 의해 자동차의 실내로 유입됨으로써 냉방효과를 얻도록 되어 있다.
한편, 상기 에어컨 컴프레서는 에어컨에서 순환되는 냉매를 압축시켜 고온, 고압의 가스 상태로 만드는 장치로써, 자동차의 엔진 동력으로 작동된다.
구체적으로 엔진의 측면에는 내부의 크랭크축에 연동되어 회전하는 엔진용 풀리가 설치되고, 상기 엔진용 풀리는 컴프레서용 풀리와 벨트로 연결된다.
즉, 엔진에서 피스톤의 왕복운동으로 발생되는 동력은 크랭크축의 측부에 설치된 엔진용 풀리에 전달되고, 벨트로 연결된 컴프레서용 풀리에 동력을 전달하여 회전함으로써 구동력을 발생시키게 된다.
공개특허 제10-2007-0111617호에는 이러한 풀리를 제조하는 금형이 개시되어 있다.
도 1은 종래의 풀리 제조금형의 수직단면도이고, 도 2는 종래의 풀리 제조금형에 의해 제조된 풀리의 수직단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 풀리 제조금형은 성형다이(4)와 슬리브(2)로 이루어진다.
상기 성형다이(4)는 고정부(42)와 상기 고정부의 상부에 배치되어 승강하는 이동부(41)로 이루어진다.
상기 고정부(42)와 이동부(41) 사이에는 용탕홈(43)이 형성되고, 상기 고정부(42)의 하부에는 상기 용탕홈(43)과 연통된 주입구(44)가 형성된다.
상기 슬리브(2)는 상기 고정부(42)의 하부에 배치되고, 상기 주입구(44)에 연결되어 상기 용탕홈(43)에 용융된 금속 용탕을 주입한다.
그리고 상기 용탕홈(43)에 주입된 용탕을 냉각시켜 풀리를 성형한다.
이와 같은 풀리는 도 2에 도시된 바와 같이 내주면에 베어링(10)이 결합되는 내륜(124)과 상기 내륜(124)의 외측에 배치되는 외륜(111,112)이 일체로 형성된다.
이에 따라 풀리는 상기 베어링(10)에 의해 컴프레서에 회전되게 장착되고, 풀리에 상기 허브(310)가 장착되어 컴프레서의 동력축에 연결된다.
이러한 풀리는 철을 용융시켜 전술한 풀리 제조금형으로 풀리를 성형할 수 있지만 풀리를 철로 성형할 경우 무게가 무거워지는 문제점이 있다.
이에 따라 풀리를 경량화하기 위해서 마그네슘합금으로 성형할 수도 있지만, 풀리를 마그네슘합금으로 성형할 경우 상기 베어링(10)과의 열팽창 계수의 차이로 인해 고온에서 풀리의 내륜(124)과 상기 베어링(10)의 외륜과의 결합력이 떨어져 헛돌게 되는 문제점이 있다.
또한, 풀리를 마그네슘합금으로 성형할 경우 강성이 부족하여 탭홀 등 타부재와 체결되는 부위의 가공시 파손되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중량을 감소시키면서 베어링과의 결합력을 높이고 강성을 높일 수 있는 풀리의 제조금형 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 풀리 제조금형은, 상기 외륜의 하부형상을 성형하는 하부성형부가 장착된 하부금형과; 상기 하부금형의 상부에 배치되어 승강하고, 상기 외륜의 상부형상을 성형하는 상부성형부가 장착된 상부금형과; 상기 하부금형과 상부금형 사이에 배치되어 슬라이딩하고, 상기 외륜의 측면형상을 성형하는 슬라이더; 를 포함하여 이루어지되, 상기 상부성형부의 하면에는 중공형상의 상기 내륜이 삽입되어 결합되는 코어가 하방향으로 돌출 형성되고, 상기 슬라이더가 슬라이딩하여 상기 하부성형부 및 슬라이더에 의해 용탕홈이 형성되며, 상기 상부금형이 하강하면, 상기 용탕홈의 상부가 폐쇄되고 상기 코어에 결합된 상기 내륜은 상기 용탕홈 내부에서 상기 하부성형부 및 슬라이더와 이격되게 배치되며, 상기 용탕홈에 주입되는 용탕에 의해 상기 내륜의 외주면에 상기 외륜이 일체로 형성된다.
상기 내륜은 철로 이루어지고, 상기 외륜은 용융된 마그네슘합금 용탕으로 성형된다.
상기 슬라이더는 상기 하부성형부를 중심으로 상호 반대방향에 배치된 제1슬라이더와 제2슬라이더로 이루어지되, 상기 상부금형이 상승하면 상기 제1슬라이더와 제2슬라이더는 상호 멀어지는 방향으로 슬라이딩하고, 상기 상부금형이 하강하면 상기 제1슬라이더와 제2슬라이더는 상호 가까워지는 방향으로 슬라이딩하며, 상기 제1슬라이더와 제2슬라이더의 상호 마주보는 면에는 각각 상기 외륜의 외주면에 그루브(Groove) 형상을 성형하는 그루브돌기가 형성된다.
상기 상부금형에는 상기 용탕홈에 용탕을 주입하는 게이트가 형성되고, 상기 상부성형부의 하면에는 상기 용탕홈과 연통되어 상기 용탕홈의 내부 가스가 배출되는 가스벤트가 형성되며, 상기 하부성형부의 상면에는 상기 용탕홈과 연통되어 용탕이 흘러들어가는 오버플로웰이 형성되되, 상기 오버플로웰은 상기 코어를 중심으로 상기 게이트가 배치된 방향의 반대 방향 하부에 형성된다.
상기 가스벤트는, 일단이 상기 용탕홈에 연결된 제1배기부와; 일단이 상기 제1배기부의 타단에 연결되는 제2배기부로 이루어지되, 상기 제2배기부는 깊이가 상기 제1배기부의 깊이보다 얕다.
본 발명의 풀리 제조방법은, 하부금형의 상부에 배치된 상부금형에는 하방향으로 코어가 형성되고, 상기 코어에 상기 내륜을 결합하는 내륜 결합단계; 상기 내륜이 장착된 상부금형이 하강하면 상기 하부금형과 상부금형 사이에 배치된 슬라이더가 슬라이딩하여 상기 하부금형과 슬라이더 사이에 용탕홈을 형성하는 용탕홈 형성단계; 상기 용탕홈에 용융된 금속 용탕을 주입하는 용탕 주입단계; 상기 용탕홈에 주입된 용탕을 냉각시켜 상기 외륜을 성형하는 용탕 냉각단계; 상기 용탕이 냉각된 후에 상기 상부금형을 상승시키면 상기 슬라이더가 외륜으로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩되어 응고된 외륜을 상기 내륜과 함께 분리하는 주물 분리단계; 를 포함하여 이루어지되, 상기 용탕홈 형성단계에서 상기 내륜은 상기 용탕홈의 내부에 배치되고, 상기 용탕 냉각단계에서 용탕이 응고되어 상기 내륜의 외주면에 상기 외륜이 일체로 형성된다.
상기 내륜은 철로 이루어지고, 상기 외륜은 용융된 마그네슘합금 용탕으로 성형된다.
상기 내륜 결합단계 이전에 상기 내륜을 예열하는 예열단계를 더 포함하여 이루어진다.
상기 용탕과 접하는 상기 내륜의 외주면에 다수의 결합홈을 형성한다.
본 발명에 따른 풀리 제조금형 및 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
서로 다른 재질의 내륜과 외륜을 용탕홈에 주입하여 풀리를 일체로 형성함으로써, 풀리의 중량을 감소시키면서 베어링과의 결합력을 높이고 강성 및 내마모성을 높여 풀리의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 풀리의 외륜을 마그네슘합금으로 성형하여 풀리를 경량화하면서 내주면에 베어링이 결합되는 풀리의 내륜은 철로 이루어져 베어링과의 열팽창 계수 차이를 최소화함으로써, 베어링과의 결합력을 높일 수 있다.
또한, 슬라이딩하여 하부성형부와 함께 용탕홈을 형성하는 제1슬라이더와 제2슬라이더의 상호 마주보는 면에는 그루브돌기가 형성됨으로써, 외륜에 그루브 형상을 형성하여 풀리와 벨트의 결합력을 높여 동력전달성능을 높일 수 있다.
또한, 용탕홈의 상부에는 가스벤트가 형성되고, 코어를 중심으로 게이트가 배치된 방향의 반대방향에 오버플로웰이 형성됨으로써, 용탕홈의 내부가스를 배출시켜 외륜의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 풀리의 내륜을 코어에 결합시키기 전에 예열함으로써, 상부성형부의 온도저하를 방지하여 풀리의 성형성을 개선할 수 있다.
또한, 내륜의 내주면에 결합홈을 형성함으로써, 내륜과 내륜의 내주면에 결합되는 베어링의 결합력을 높일 수 있다.
도 1은 종래의 풀리 제조금형을 나타낸 도면,
도 2는 종래의 풀리 제조금형으로 제조된 풀리를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조금형의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조금형의 일방향 분해사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조금형의 타방향 분해사시도,
도 6은 도 3의 A-A선을 취하여 본 단면도,
도 7은 도 3의 B-B선을 취하여 본 단면도,
도 8은 도 7에서 상부금형이 상승하여 슬라이더가 슬라이딩된 상태를 나타낸 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조방법을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조금형의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조금형의 일방향 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조금형의 타방향 분해사시도이고, 도 6은 도 3의 A-A선을 취하여 본 단면도이며, 도 7은 도 3의 B-B선을 취하여 본 단면도이고, 도 8은 도 7에서 상부금형이 상승하여 슬라이더가 슬라이딩된 상태를 나타낸 단면도이다.
구체적으로 도 8은 상부금형이 상승함에 따라 슬라이더가 상호 멀어지는 방향으로 슬라이딩된 상태이다.
본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조금형은 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 하부금형(600), 슬라이더(700) 및 상부금형(800)으로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따라 제조되는 풀리는 자동차의 공조기 등에 사용되고, 서로 다른 금속재질의 내륜(510)과 외륜(520)이 결합되어 일체로 형성된다.
구체적으로 상기 내륜(510)은 철로 이루어지고, 상기 외륜(520)은 용융된 마그네슘합금 용탕으로 성형된다.
상기 하부금형(600)은 도 4에 도시된 바와 같이 상부에 상기 외륜(520)의 하부형상을 성형하는 하부성형부(610)가 장착된다.
상기 하부성형부(610)는 상기 슬라이더(700)와 함께 용탕이 주입되어 상기 외륜(520)을 성형하는 용탕홈(530)을 형성한다.
상기 하부금형(600)의 상부에는 유입로(620)가 형성된다.
상기 유입로(620)는 상기 상부금형(800)으로 주입된 용탕을 상기 용탕홈(530)으로 흘려보낸다.
구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 유입로(620)는 상기 상부금형(800)에 형성된 게이트(830)와 결합되어 상기 게이트(830)로 주입된 용탕이 상기 유입로(620)를 통해 상기 용탕홈(530)으로 흘러들어가게 된다.
그리고 상기 하부성형부(610)의 상면에는 상기 용탕홈(530)과 연통되어 용탕이 흘러들어가는 오버플로웰(611)이 형성된다.
상기 오버플로웰(611)은 상기 용탕홈(530)을 중심으로 상기 유입로(620)가 배치된 방향의 반대방향에 형성되며, 상기 용탕홈(530)이 용탕으로 채워질 때 상기 용탕홈(530)의 하부에 가스가 잔류하는 것을 방지한다.
더욱 구체적인 사항은 상기 슬라이더(700) 및 상부금형(800)과 함께 후술하도록 한다.
그리고 상기 하부금형(600)에는 상하로 승강하는 이젝터(630)가 결합된다.
상기 이젝터(630)는 상부가 상기 하부성형부(610)를 상하로 관통하도록 상기 하부금형(600)에 결합되고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 이젝터(630)가 하강된 상태에서 상단면의 높이가 상부로 돌출된 상기 하부성형부(610)의 상면 높이와 일치하도록 배치된다.
이러한 상기 이젝터(630)는 상기 용탕홈(530)에서 용탕이 응고되어 상기 외륜(520)의 성형이 완료되면 상승하여 상기 외륜(520)을 상부로 들어올린다.
상기 이젝터(630)는 종래에 공지된 기술에 따라 다양하게 적용하여 실시할 수 있다.
또한, 상기 하부성형부(610)에는 상기 하부성형부(610)의 상부로 돌출되어 상기 외륜(520)에 탭홀 등을 형성할 수 있는 홀핀(640)이 결합된다.
그리고 상기 하부성형부(610)의 양측에는 상기 슬라이더(700)가 슬라이딩되도록 삽입 배치되는 가이드부(650)가 형성된다.
상기 가이드부(650)에는 상하 관통된 관통공(651)이 형성된다.
상기 관통공(651)에는 상기 상부금형(800)에 형성된 앵글핀(820)이 삽입 배치된다.
상기 슬라이더(700)는 상기 하부금형(600)과 상부금형(800) 사이에 배치되어 슬라이딩하고, 상기 외륜(520)의 측면형상을 성형한다.
상기 슬라이더(700)는 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 제1슬라이더(710)와 제2슬라이더(720)로 이루어진다.
상기 제1슬라이더(710)와 제2슬라이더(720)는 각각 상기 가이드부(650)에 삽입되어 상기 하부성형부(610)를 중심으로 상호 반대방향에 배치된다.
이러한 상기 제1슬라이더(710)와 제2슬라이더(720)는 상호 마주보는 방향으로 슬라이딩하여 상기 하부성형부(610)와 함께 상기 용탕홈(530)을 형성한다.
그리고 상기 제1슬라이더(710)와 제2슬라이더(720)의 상호 마주보는 면에는 각각 상기 외륜(520)의 외주면에 그루브(Groove) 형상을 성형하는 그루브돌기(730)가 돌출 형성된다.
풀리의 외주면에 형성되는 그루브 형상은 벨트와의 마찰력을 높여 동력전달성능을 향상시킨다.
그리고 상기 제1슬라이더(710) 및 제2슬라이더(720)에는 앵글홈(740)이 형성된다.
구체적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1슬라이더(710) 및 제2슬라이더(720)에 각각 형성된 상기 앵글홈(740)은 하부로 갈수록 상호 멀어지도록 경사지게 형성된다.
상기 앵글홈(740)에는 상기 상부금형(800)에 형성된 앵글핀(820)이 삽입되어 상기 상부금형(800)이 상승하면 상기 제1슬라이더(710)와 제2슬라이더(720)는 상호 멀어지는 방향으로 슬라이딩하고, 상기 상부금형(800)이 하강하면 상호 가까워지는 방향으로 슬라이딩하여 상기 용탕홈(530)을 형성한다.
상기 상부금형(800)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 하부금형(600)의 상부에 배치되어 승강하고, 하부에 상기 외륜(520)의 상부형상을 성형하는 상부성형부(810)가 장착된다.
상기 상부금형(800)의 승강구조는 종래에 공지된 일반적인 승강구조에 따라 실시할 수 있다.
이러한 상기 상부금형(800)은 하강하여 상기 용탕홈(530)의 상부를 폐쇄한다.
즉, 전술한 바와 같이 상기 상부금형(800)이 하강하면 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1슬라이더(710)와 제2슬라이더(720)가 상호 마주보는 방향으로 슬라이딩하면서 상기 용탕홈(530)을 형성하고, 상기 상부성형부(810)가 상기 용탕홈(530)의 상부를 덮어 폐쇄한다.
상기 상부성형부(810)의 하면에는 중공형상의 상기 내륜(510)이 삽입되어 결합되는 코어(811)가 하방향으로 돌출 형성된다.
상기 내륜(510)은 외주면이 상기 코어(811)의 외주면에 밀착되게 결합된다.
상기 코어(811)는 상기 상부금형(800)이 하강하여 상기 용탕홈(530)이 폐쇄되면 상기 용탕홈(530)의 내부 중심부에 배치된다.
이에 따라 상기 코어(811)에 결합된 상기 내륜(510)이 상기 용탕홈(530)의 내부에서 상기 하부성형부(610) 및 슬라이더(700)에 이격되게 배치된다.
또한, 상기 상부성형부(810)의 하면에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 용탕홈(530)과 연통되어 상기 용탕홈(530)의 내부 가스가 배출되는 가스벤트(812)가 형성된다.
상기 가스벤트(812)는 상기 용탕홈(530)의 주위에 다수개가 형성되고, 제1배기부(813)와 제2배기부(814)로 이루어진다.
상기 제1배기부(813)는 깊이가 얕은 사각홈 형상으로 형성되고, 일단이 상기 용탕홈(530)에 연결된다.
상기 제2배기부(814)는 일단이 상기 제1배기부(813)의 타단에 연결되고, 깊이가 상기 제1배기부(813)의 깊이보다 얕게 형성된다.
상기 용탕홈(530)에 상기 용탕이 주입됨에 따라 상기 용탕홈(530)의 내부에 존재하는 가스 등이 상기 용탕에 의해 상기 제1배기부(813) 및 제2배기부(814)로 배출된다.
그리고 상기 용탕홈(530)이 상기 용탕으로 가득 채워지면 용탕이 상기 제1배기부(813)로 유입되면서 상기 용탕홈(530)이 용탕으로 채워져서 완전한 형상의 상기 외륜(520)을 성형할 수 있다.
이때, 상기 제1배기부(813)로 유입된 용탕은 상기 제2배기부(814)로 유입될 수 있지만, 상기 제2배기부(814)의 깊이를 상기 제1배기부(813)의 깊이보다 얕게 형성하여 상기 제1배기부(813)로 유입된 용탕이 상기 제2배기부(814)로 잘 유입되지 않도록 하면서 가스만 배출되도록 하였다.
그리고 상기 상부금형(800)의 하부에는 상기 상부성형부(810)의 양측에 앵글핀(820)이 돌출 형성된다.
상기 앵글핀(820)은 도 7에 도시된 바와 같이 하부로 갈수록 상호 멀어지도록 형성되어 상기 앵글홈(740) 및 관통공(651)에 삽입된다.
이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 상기 상부금형(800)이 상승하면 상기 앵글핀(820)이 상승하면서 상기 앵글핀(820)에 의해 상기 제1슬라이더(710) 및 제2슬라이더(720)가 상호 멀어지는 방향으로 슬라이딩하게 된다.
또한, 상기 상부금형(800)이 하강하면 상기 앵글핀(820)이 하강하면서 상기 앵글핀(820)에 의해 상기 제1슬라이더(710)와 제2슬라이더(720)가 상호 가까워지는 방향으로 슬라이딩하여 상기 하부성형부(610), 제1슬라이더(710) 및 제2슬라이더(720)에 의해 상기 용탕홈(530)이 형성되면서 상기 상부성형부(810)가 상기 용탕홈(530)을 덮어 밀폐시킨다.
그리고 상기 상부금형(800)에는 상기 용탕홈(530)에 용탕을 주입하는 게이트(830)가 형성된다.
상기 게이트(830)는 전술한 바와 같이 상기 상부금형(800)이 하강하여 상기 용탕홈(530)을 덮으면 상기 유입로(620)에 결합되어 상기 유입로(620)를 통해 용탕이 상기 용탕홈(530)으로 흘러들어가게 된다.
상기 용탕홈(530)으로 주입된 용탕은 상기 용탕홈(530)의 바닥면에서부터 차오르게 되고 상기 오버플로웰(611)로 유입된다.
전술한 바와 같이 상기 오버플로웰(611)은 상기 용탕홈(530)을 중심으로 상기 유입로(620)가 배치된 방향의 반대방향 하부에 형성된다.
즉, 상기 오버플로웰(611)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 코어(811)를 중심으로 상기 게이트(830)가 배치된 방향의 반대방향에 형성된다.
이에 따라 상기 게이트(830)로 주입된 용탕은 상기 유입로(620)를 통해 상기 용탕홈(530)으로 흘러들어간다.
그리고 용탕은 상기 유입로(620) 방향의 바닥면에서부터 상기 오버플로웰(611)이 형성된 방향으로 흘러 채워지게 된다.
상기 용탕홈(530)으로 주입되는 용탕은 상기 용탕홈(530)의 내부 가스를 밀어내게 된다.
이에 따라 상기 용탕홈(530)의 내부 가스는 용탕에 의해 상기 코어(811)를 중심으로 상기 유입로(620)가 배치된 방향의 반대방향인 상기 오버플로웰(611)이 형성된 방향으로 밀려나게 된다.
이와 같이 용탕이 상기 용탕홈(530)에서 채워지면서 상부로 차오르게 되는데 상기 용탕홈(530)의 측면을 형성하는 상기 슬라이더(700)에는 그루브돌기(730)가 돌출 형성되어 있기 때문에 상기 용탕홈(530)의 내부 가스가 상기 오버플로웰(611)이 형성된 방향에 형성된 그루브돌기(730)의 하부로 밀려나게 되고 용탕은 상기 용탕홈(530)의 상부로 차오른다.
이때, 상기 그루브돌기(730)의 하부로 밀려난 가스는 용탕이 상부로 차오르면서 상부로 배출되지 못하고 상기 그루브돌기(730)의 하부에 잔존하게 될 수 있다.
이에 따라 가스가 상기 유입로(620)가 배치된 방향의 반대방향에 형성된 상기 그루브돌기(730)의 하부에 잔존하지 않도록 하기 위하여 용탕과 함께 내부 가스가 상기 오버플로웰(611)로 배출되도록 하였다.
상기 용탕홈(530)에 내부 가스가 잔존하게 되면 상기 외륜(520)의 성형시 잔존 가스에 의해 상기 외륜(520)의 내부에 공극이 형성되어 상기 외륜(520)의 품질을 떨어뜨리게 된다.
상술한 바와 같이 상기 용탕홈(530)의 하부에 잔존하는 가스는 상기 오버플로웰(611)로 배출시키고 나머지 가스는 상기 용탕홈(530)의 상부로 밀어내어 상기 가스벤트(812)로 배출시킨다.
이와 같이 상기 용탕홈(530)의 내부에 잔존 가스를 제거한 용탕을 채워 냉각시키면, 상기 내륜(510)의 외주면에 상기 외륜(520)이 일체로 형성된다.
따라서 풀리의 외륜(520)을 마그네슘합금으로 성형하여 풀리를 경량화하면서 내륜(510)은 철로 이루어져 베어링과의 결합력을 높이고 강성 및 내마모성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조방법에 대하여 알아본다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 풀리 제조방법을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 풀리 제조방법은 도 9에 도시된 바와 같이, 예열단계(S901), 내륜 결합단계(S902), 용탕홈 형성단계(S903), 용탕 주입단계(S904), 용탕 냉각단계(S906) 및 주물 분리단계(S906)로 이루어진다.
먼저 상기 내륜(510)은 상기 용탕홈(530)의 내부에서 용탕과 접하는 외주면에 다수의 결합홈(미도시)을 형성하여 상기 외륜(520)과의 결합력을 높인다.
상기 내륜(510)의 외주면에 다수의 결합홈을 형성함으로써, 상기 외륜(520)을 성형하는 용탕과의 접촉면적을 증가시켜 상기 내륜(510)과 외륜(520)의 결합력을 높인다.
상기 결합홈은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고 용융된 마그네슘합금 용탕과 접하는 상기 내륜(510)은 철로 이루어지기 때문에 전위차 부식을 방지하기 위하여 표면을 아연/니켈 계열의 금속으로 도금 처리한다.
상기 예열단계(S901)는 상기 내륜(510)을 상기 코어(811)에 삽입하여 결합하기 전에 예열한다.
이와 같이 상기 내륜(510)을 상기 코어(811)에 결합하기 전에 예열함으로써 상기 상부금형(800)의 온도저하를 방지하여 외륜(520)의 성형성을 향상시킨다.
상기 내륜 결합단계(S902)는 상기 상부금형(800)이 상승된 상태에서 상기 코어(811)에 상기 내륜(510)을 삽입하여 결합한다.
상기 코어(811)는 원통형상으로 형성되고 상기 코어(811)에 상기 내륜(510)이 억지끼움 방식으로 결합되어 고정된다.
상기 용탕홈 형성단계(S903)는 상기 내륜(510)이 장착된 상부금형(800)이 하강함에 따라 상기 하부금형(600)과 상부금형(800) 사이에 배치된 상기 제1슬라이더(710)와 제2슬라이더(720)가 상호 마주보는 방향으로 슬라이딩하여 상기 하부금형(600)과 슬라이더(700) 사이에 상기 용탕홈(530)을 형성하면서 상기 상부성형부(810)가 상기 용탕홈(530)의 상부를 덮는다.
이때, 상기 내륜(510)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 코어(811)에 결합되어 상기 용탕홈(530)의 내부에 배치되어 상기 하부성형부(610) 및 슬라이더(700)와 이격된다.
상기 용탕 주입단계(S904)는 상기 용탕홈(530)에 용융된 마그네슘합금 용탕을 주입한다.
구체적으로 상기 게이트(830)로 용탕을 주입하여 상기 유입로(620)를 통해 상기 용탕홈(530)에 용탕을 채운다.
상기 용탕홈(530)으로 주입되는 용탕은 상기 용탕홈(530)의 내부를 채우면서 용탕홈(530)의 내부 가스를 상기 오버플로웰(611) 및 가스벤트(812)로 밀어내어 배출시킨다.
상기 용탕 냉각단계(S906)는 상기 용탕홈(530)에 주입된 용탕이 상기 용탕홈(530)을 완전히 채우면 용탕을 냉각시켜 상기 외륜(520)을 성형한다.
상기 용탕 냉각단계(S906)에서 용탕이 응고되어 상기 내륜(510)의 외주면에 상기 외륜(520)이 일체로 형성되게 된다.
상기 주물 분리단계(S906)는 상기 용탕이 냉각되어 응고된 후에 상기 외륜(520)을 상기 내륜(510)과 함께 분리한다.
구체적으로 상기 상부금형(800)을 상승시키면 상기 코어(811)가 상기 내륜(510)과 분리되고 상기 슬라이더(700)가 외륜(520)으로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩하며, 상기 상부금형(800)이 상승된 후에 상기 이젝터(630)를 상승시켜 응고된 외륜(520)을 상기 내륜(510)과 함께 상부로 들어올려 분리한다.
이와 같이 분리된 풀리는 용탕이 상기 오버플로웰(611) 및 가스벤트(812)로 유입되어 응고된 부분을 제거한다.
그리고 내륜(510)과 외륜(520)이 일체로 형성된 풀리는 외부 부식환경으로부터 보호하기 위하여 별도의 표면처리를 해준다.
구체적인 표면처리방법에는 전착, 아노다이징, 플라즈마 전해 산화 코팅방법 등이 있다.
이와 같이 철로 이루어진 내륜(510)에 마그네슘합금으로 성형된 외륜(520)을 일체로 형성함으로써, 풀리를 경량화하면서 강성, 결합력, 내마모성 등을 높여 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명인 풀리 제조금형 및 제조방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
510 : 내륜, 520 : 외륜, 530 : 용탕홈,
600 : 하부금형, 610 : 하부성형부, 611 : 오버플로웰, 620 : 유입로, 630 : 이젝터, 640 : 홀핀, 650 : 가이드부, 651 : 관통공,
700 : 슬라이더, 710 : 제1슬라이더, 720 : 제2슬라이더, 730 : 그루브돌기, 740 : 앵글홈,
800 : 상부금형, 810 : 상부성형부, 811 : 코어, 812 : 가스벤트, 813 : 제1배기부, 814 : 제2배기부, 820 : 앵글핀, 830 : 게이트,
S901 : 예열단계, S902 : 내륜 결합단계, S903 : 용탕홈 형성단계, S904 : 용탕 주입단계, S905 : 용탕 냉각단계, S906 : 주물 분리단계,

Claims (9)

  1. 서로 다른 금속재질의 내륜과 외륜이 결합되어 일체로 형성되는 풀리의 제조금형에 있어서,
    상기 외륜의 하부형상을 성형하는 하부성형부가 장착된 하부금형과;
    상기 하부금형의 상부에 배치되어 승강하고, 상기 외륜의 상부형상을 성형하는 상부성형부가 장착된 상부금형과;
    상기 하부금형과 상부금형 사이에 배치되어 슬라이딩하고, 상기 외륜의 측면형상을 성형하는 슬라이더; 를 포함하여 이루어지되,
    상기 상부성형부의 하면에는 중공형상의 상기 내륜이 삽입되어 결합되는 코어가 하방향으로 돌출 형성되고,
    상기 슬라이더가 슬라이딩하여 상기 하부성형부 및 슬라이더에 의해 용탕홈이 형성되며,
    상기 상부금형이 하강하면, 상기 용탕홈의 상부가 폐쇄되고 상기 코어에 결합된 상기 내륜은 상기 용탕홈 내부에서 상기 하부성형부 및 슬라이더와 이격되게 배치되며,
    상기 용탕홈에 주입되는 용탕에 의해 상기 내륜의 외주면에 상기 외륜이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 풀리 제조금형.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내륜은 철로 이루어지고, 상기 외륜은 용융된 마그네슘합금 용탕으로 성형되는 것을 특징으로 하는 풀리 제조금형.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 슬라이더는 상기 하부성형부를 중심으로 상호 반대방향에 배치된 제1슬라이더와 제2슬라이더로 이루어지되,
    상기 상부금형이 상승하면 상기 제1슬라이더와 제2슬라이더는 상호 멀어지는 방향으로 슬라이딩하고,
    상기 상부금형이 하강하면 상기 제1슬라이더와 제2슬라이더는 상호 가까워지는 방향으로 슬라이딩하며,
    상기 제1슬라이더와 제2슬라이더의 상호 마주보는 면에는 각각 상기 외륜의 외주면에 그루브(Groove) 형상을 성형하는 그루브돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 풀리 제조금형.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 상부금형에는 상기 용탕홈에 용탕을 주입하는 게이트가 형성되고,
    상기 상부성형부의 하면에는 상기 용탕홈과 연통되어 상기 용탕홈의 내부 가스가 배출되는 가스벤트가 형성되며,
    상기 하부성형부의 상면에는 상기 용탕홈과 연통되어 용탕이 흘러들어가는 오버플로웰이 형성되되,
    상기 오버플로웰은 상기 코어를 중심으로 상기 게이트가 배치된 방향의 반대 방향 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 풀리 제조금형.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가스벤트는,
    일단이 상기 용탕홈에 연결된 제1배기부와;
    일단이 상기 제1배기부의 타단에 연결되는 제2배기부로 이루어지되,
    상기 제2배기부는 깊이가 상기 제1배기부의 깊이보다 얕은 것을 특징으로 하는 풀리 제조금형.
  6. 서로 다른 금속재질의 내륜과 외륜이 결합되어 일체로 형성되는 풀리의 제조방법에 있어서,
    하부금형의 상부에 배치된 상부금형에는 하방향으로 코어가 형성되고, 상기 코어에 상기 내륜을 결합하는 내륜 결합단계;
    상기 내륜이 장착된 상부금형이 하강하면 상기 하부금형과 상부금형 사이에 배치된 슬라이더가 슬라이딩하여 상기 하부금형과 슬라이더 사이에 용탕홈을 형성하는 용탕홈 형성단계;
    상기 용탕홈에 용융된 금속 용탕을 주입하는 용탕 주입단계;
    상기 용탕홈에 주입된 용탕을 냉각시켜 상기 외륜을 성형하는 용탕 냉각단계;
    상기 용탕이 냉각된 후에 상기 상부금형을 상승시키면 상기 슬라이더가 외륜으로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩되어 응고된 외륜을 상기 내륜과 함께 분리하는 주물 분리단계; 를 포함하여 이루어지되,
    상기 용탕홈 형성단계에서 상기 내륜은 상기 용탕홈의 내부에 배치되고,
    상기 용탕 냉각단계에서 용탕이 응고되어 상기 내륜의 외주면에 상기 외륜이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 풀리 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 내륜은 철로 이루어지고, 상기 외륜은 용융된 마그네슘합금 용탕으로 성형되는 것을 특징으로 하는 풀리 제조방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 내륜 결합단계 이전에 상기 내륜을 예열하는 예열단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 풀리 제조방법.
  9. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 용탕과 접하는 상기 내륜의 외주면에 다수의 결합홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 풀리 제조방법.
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