KR20140022094A

KR20140022094A - 중공형 부재 성형 장치 및 성형 방법

Info

Publication number: KR20140022094A
Application number: KR1020140013703A
Authority: KR
Inventors: 이창준; 김영태
Original assignee: 우신공업 주식회사
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2014-02-21

Abstract

본 발명은 샌드 코어의 처짐을 방지할 수 있는 중공형 부재 성형 장치를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 중공형 부재 성형 장치는 제1 성형틀과, 제2 성형틀과, 그고 제1 및 제2 성형틀 사이에 위치되는 샌드 코어부를 포함한다. 그리고, 샌드 코어부는 보강 코어와, 보강 코어의 둘레에 압착되며 보강 코어에 의해 지지되는 샌드 코어를 포함한다.

Description

중공형 부재 성형 장치 및 성형 방법{Hollow member molding apparatus and molding method}

본 발명은 가운데가 빈 중공형 부재를 하나의 몸체로 성형하는 성형 장치 및 성형 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 중공형 부재 성형 장치는 탕로(runner)를 통해 성형틀에 용탕을 주입하여 중공형 부재를 일체로 성형하는 장치로, 탕로가 형성된 상부 성형틀과, 하부 성형틀과, 그리고 그 사이에 위치되는 샌드 코어(sand core)를 포함한다.

특히, 이러한 중공형 부재 성형 장치를 이용하여, 길다란 파이프나 스티어링 기어 프레임과 같은 중공형 부재를 하나의 몸체로 성형하게 된다. 여기서, 스티어링 기어 프레임(SGF; steering gear frame)은 자동차에 사용되는 것으로, 피니언 하우징과 랙 하우징과 사이드 서브 프레임이 일체로 형성된 것이다.

하지만, 종래의 중공형 부재 성형 장치는 다음과 같은 문제가 있을 수 있다.

중공형 부재가 길 경우, 상부 및 하부 성형틀에 안착된 샌드 코어의 중심이 자중에 의해서 처지거나 유입되는 용탕의 흐름방향으로 밀리면서 샌드 코어가 전체적으로 휘어지는 문제가 있을 수 있다. 결과적으로, 성형 제품에 불량이 초래되거나 성형 제품을 불필요하게 후처리 해야 하는 문제가 있다.

특히, 랙과 같은 이동체가 중공형 부재의 중공부에서 좌우로 움직여야 하는 스티어링 기어 프레임과 같은 성형 제품의 경우, 샌드 코어가 조금만 휘어져도 바로 불량으로 판정되는 실정이다.

본 발명의 기술적 과제는, 샌드 코어의 처짐을 방지할 수 있는 중공형 부재 성형 장치 및 성형 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치는 제1 성형틀; 제2 성형틀; 및 상기 제1 및 제2 성형틀 사이에 위치되는 샌드 코어부를 포함한다. 그리고, 상기 샌드 코어부는 보강 코어; 및 상기 보강 코어의 둘레에 압착되며 상기 보강 코어에 의해 지지되는 샌드 코어를 포함한다.

일예로, 상기 보강 코어는 봉 형상을 할 수 있다.

다른 예로, 상기 보강 코어는 속이 빈 원통 형상을 할 수 있다.

또한, 상기 보강 코어는 그 양단이 개방되어 전체적으로 그 길이 방향을 따라 관통된 형상을 하고, 상기 보강 코어의 양단은 상기 샌드 코어의 양단으로부터 각각 돌출됨과 함께 상기 제1 및 제2 성형틀의 외부로 돌출될 수 있다.

또한, 상기 보강 코어에는 복수개의 통기공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 보강 코어는 스틸 재질로 이루어질 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 이용한 성형 방법은 상기 보강 코어의 중공부에 샌드 차단봉을 삽입하는 단계; 상기 보강 코어의 둘레에 샌드를 압착시키면서 샌드 코어를 만드는 단계; 상기 보강 코어에서 상기 샌드 차단봉을 제거하는 단계; 및 상기 샌드 차단봉이 제거된 샌드 코어를 상기 제1 및 제2 성형틀 사이에 위치시키는 단계를 포함한다.

또한, 상기 샌드 코어를 만드는 단계에서, 상기 보강 코어의 양단을 상기 샌드 코어의 양단으로부터 외부에 각각 노출시킬 수 있다.

또한, 상기 샌드 코어를 상기 제1 및 제2 성형틀 사이에 위치시키는 단계에서, 상기 샌드 코어의 양단을 외부에 노출시킬 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치 및 성형 방법은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 샌드 코어의 내부에 보강 코어가 길게 구비되므로, 샌드 코어의 처짐을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 보강 코어가 원통 형상을 가지므로, 용탕의 열을 품은 샌드 코어가 보강 코어의 중공부를 통해 빠르게 냉각되므로 성형이 촉진될 수 있다. 또한, 중공부를 통해 보강 코어의 냉각이 촉진되므로 보강 코어가 열에 의해 팽창되거나 휘지 않아 이로 인한 성형 제품의 불량을 미연에 막을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 보강 코어가 원통 형상을 하고 복수개의 통기공이 형성되므로, 성형 촉진이 배가될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 중공형 부재 성형 장치 중 보강 코어를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 이용한 성형 방법 중 샌드 코어 형성 과정을 순차적으로 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 중공형 부재 성형 장치에 의해 일체로 성형된 스티어링 기어 프레임을 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 성형틀(100)과, 제2 성형틀(200)과, 그리고 제1 및 제2 성형틀(100)(200) 사이에 위치되는 샌드 코어부(300)를 포함한다.

제1 및 제2 성형틀(100)(200)은 중공형 부재의 외형을 형성하기 위한 성형틀로서, 성형틀의 상부 및 하부를 각각 이루며, 샌드 압착 방식 등으로 만들어진다. 특히, 제1 및 제2 성형틀(100)(200) 사이에는 중공형 부재(파이프 또는 도 6의 "SGF" 참조)와 동일한 형상의 공간부가 형성되고, 성형틀의 상부에 해당하는 제1 성형틀(100)에는 용탕(10)이 유입되는 탕로(110)가 형성된다. 따라서, 공간부가 채워지도록 탕로(110)로 용탕(10)을 주입하고, 용탕(10)이 굳은 후 제1 및 제2 성형틀(100)(200)을 제거하는 방식으로 중공형 부재가 성형된다.

샌드 코어부(300)는 중공형 부재의 중공부를 성형하기 위한 성형틀로서, 제1 및 제2 성형틀(100)(200) 사이에 위치된다. 구체적으로, 샌드 코어부(300)는 봉 형상의 보강 코어(310)와, 그리고 보강 코어(310)의 둘레에 압착되며 보강 코어(310)에 의해 지지되는 샌드 코어(320)를 포함한다. 따라서, 샌드 코어(320)가 봉 형상의 보강 코어(310)에 의해 지지되므로, 샌드 코어(320)의 처짐을 방지할 수 있다.

또한, 봉 형상의 보강 코어(310)는 스틸 재질로 이루어질 수 있다. 특히, 용탕(10)의 열에 의한 열 변형이 최소화되도록 스틸 재질로 고 탄소강 등이 채용될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 설명한다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 샌드 코어부(1300)를 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로 이하에서는 샌드 코어부(1300)에 대해서만 설명하기로 한다.

샌드 코어부(1300)는 중공형 부재(파이프 또는 도 6의 "SGF" 참조)의 중공부를 성형하기 위한 성형틀로서, 제1 및 제2 성형틀(100)(200) 사이에 위치된다. 구체적으로, 샌드 코어부(1300)는 속이 빈 원통 형상의 보강 코어(1310)와, 그리고 보강 코어(1310)의 둘레에 압착되며 보강 코어(1310)에 의해 지지되는 샌드 코어(1320)를 포함한다. 따라서, 샌드 코어(1320)가 속이 빈 원통 형상의 보강 코어(1310)에 의해 지지되므로, 샌드 코어(1320)의 처짐을 방지할 수 있다.

나아가, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 보강 코어(1310)가 속이 빈 원통 형상을 가지므로, 용탕(10)의 열을 품은 샌드 코어(1320)가 보강 코어(1310)의 중공부(1311)를 통해 빠르게 냉각되므로 성형이 촉진될 수 있다. 또한, 중공부(1311)를 통해 보강 코어(1310)의 냉각이 촉진되므로 보강 코어(1310)가 열에 의해 팽창되거나 휘지 않아 이로 인한 성형 제품의 불량을 미연에 막을 수 있다.

또한, 보강 코어(1310)의 양단은 도 2에 도시된 바와 같이, 샌드 코어(1320)의 양단으로부터 각각 외부에 노출된다. 따라서, 보강 코어(1310)의 중공부(1311)의 열은 샌드 코어(1320)에 의해 방해됨 없이 빠르게 식게 된다.

또한, 원통 형상의 보강 코어(1310)는 스틸 재질로 이루어질 수 있다. 특히, 용탕(10)의 열에 의한 열 변형이 최소화되도록 스틸 재질로 고 탄소강 등이 채용될 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 설명한다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 나타낸 단면도이고, 그리고 도 4는 도 3의 중공형 부재 성형 장치 중 보강 코어를 나타낸 사시도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 샌드 코어부(2300)를 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로 이하에서는 샌드 코어부(2300)에 대해서만 설명하기로 한다.

샌드 코어부(2300)는 중공형 부재(파이프 또는 도 6의 "SGF" 참조)의 중공부를 성형하기 위한 성형틀로서, 제1 및 제2 성형틀(100)(200) 사이에 위치된다. 구체적으로, 샌드 코어부(2300)는 속이 빈 원통 형상을 가지며 복수개의 통기공(2312)이 형성된 보강 코어(2310)와, 그리고 보강 코어(2310)의 둘레에 압착되며 보강 코어(2310)에 의해 지지되는 샌드 코어(2320)를 포함한다. 따라서, 샌드 코어(2320)가 속이 빈 원통 형상을 가지며 복수개의 통기공(2312)이 형성된 보강 코어(2310)에 의해 지지되므로, 샌드 코어(2320)의 처짐을 방지할 수 있다.

나아가, 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 보강 코어(2310)가 속이 빈 원통 형상을 하고 복수개의 통기공(2312)이 형성되므로, 통기공(2312)을 통한 열교환이 추가되므로 본 발명의 제2 실시예에 비해 성형 촉진이 배가될 수 있다.

또한, 원통 형상의 보강 코어(2310)는 스틸 재질로 이루어질 수 있다. 특히, 용탕(10)의 열에 의한 열 변형이 최소화되도록 스틸 재질로 고 탄소강 등이 채용될 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 이용한 성형 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 중공형 부재 성형 장치를 이용한 성형 방법 중 샌드 코어 형성 과정을 순차적으로 보인 단면도이다.

먼저, 속이 빈 원통 형상을 가지며 복수개의 통기공(2312)이 형성된 보강 코어(2310)의 중공부(2311)에 샌드 차단봉(2330)을 삽입한다(도 5(a)).

샌드 차단봉(2330)이 보강 코어(2310)의 중공부(2311)에 완전히 삽입(도 5 (b))된 후, 보강 코어(2310)의 둘레에 샌드를 압착시켜 샌드 코어(2320)를 만든다(도 5(c)).

보강 코어(2310)의 둘레에 샌드 코어(2320)가 완전히 압착되면, 보강 코어(2310)에서 샌드 차단봉(2330)을 제거한다(도 5(d)).

샌드 차단봉(2330)이 제거된 샌드 코어(2320)를 제1 및 제2 성형틀(100)(200) 사이에 위치시키고, 용탕(10)을 탕로(110)로 주입하여 중공형 부재(파이프 또는 도 6의 "SGF" 참조)를 성형한다(도 3 참조).

또한, 상술한 샌드 코어(2320)를 만드는 단계(도 5(c))에서, 보강 코어(2310)의 양단을 샌드 코어(2320)의 양단으로부터 각각 외부에 노출시킨다. 또한, 상술한 샌드 코어(2320)를 제1 및 제2 성형틀(100)(200) 사이에 위치시키는 단계(도 3 참조)에서, 샌드 코어(2320)의 양단을 외부에 노출시킨다. 따라서, 보강 코어(2310)의 중공부(2311)의 열은 샌드 코어(2320) 또는 제1 및 제2 성형틀(100)(200)에 의해 방해됨 없이 빠르게 식게 된다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 중공형 부재 성형 장치에 의해 일체로 성형된 스티어링 기어 프레임을 나타낸 단면도이다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 중공형 부재 성형 장치 및 성형 방법 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시예들에 의하면, 샌드 코어(300)(1300)(2300)의 내부에 보강 코어(310)(1320)(2310)가 길게 구비되므로, 샌드 코어(320)(1320)(2320)의 처짐을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 의하면, 보강 코어(1310)(2310)가 원통 형상을 가지므로, 용탕의 열을 품은 샌드 코어(1320)(2320)가 보강 코어(1310)(2310)의 중공부(1311)(2311)를 통해 빠르게 냉각되므로 성형이 촉진될 수 있다. 또한, 중공부(1311)(2311)를 통해 보강 코어(1310)(2310)의 냉각이 촉진되므로 보강 코어(1310)(2310)가 열에 의해 팽창되거나 휘지 않아 이로 인한 성형 제품의 불량을 미연에 막을 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 보강 코어(2310)가 원통 형상을 하고 복수개의 통기공(2312)이 형성되므로, 성형 촉진이 배가될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 용탕 100: 제1 성형틀
110: 탕로 200: 제2 성형틀
300, 1300, 2300: 샌드 코어부 310, 1310, 2310: 보강 코어
320, 1320, 2320: 샌드 코어 2311: 통기공

Claims

제1 성형틀;
제2 성형틀; 및
상기 제1 및 제2 성형틀 사이에 위치되는 샌드 코어부를 포함하고, 그리고
상기 샌드 코어부는
보강 코어; 및
상기 보강 코어의 둘레에 압착되며 상기 보강 코어에 의해 지지되는 샌드 코어를 포함하고,
상기 보강 코어는 속이 빈 원통 형상을 하고,
상기 보강 코어는 그 양단이 개방되어 전체적으로 그 길이 방향을 따라 관통된 형상을 하고,
상기 보강 코어의 양단은 상기 샌드 코어의 양단으로부터 각각 돌출됨과 함께 상기 제1 및 제2 성형틀의 외부로 돌출되는 중공형 부재 성형 장치.
제1항에서,
상기 보강 코어는 스틸 재질로 이루어지는 중공형 부재 성형 장치.
제1항의 중공형 부재 성형 장치를 이용한 성형 방법으로,
상기 보강 코어의 중공부에 샌드 차단봉을 삽입하는 단계;
상기 보강 코어의 둘레에 샌드를 압착시켜 샌드 코어를 만드는 단계;
상기 보강 코어에서 상기 샌드 차단봉을 제거하는 단계; 및
상기 샌드 차단봉이 제거된 샌드 코어를 상기 제1 및 제2 성형틀 사이에 위치시키는 단계
를 포함하는 중공형 부재 성형 방법.
제3항에서,
상기 샌드 코어를 만드는 단계에서,
상기 보강 코어의 양단을 상기 샌드 코어의 양단으로부터 각각 노출시키는 중공형 부재 성형 방법.
제4항에서,
상기 샌드 코어를 상기 제1 및 제2 성형틀 사이에 위치시키는 단계에서,
상기 샌드 코어의 양단을 노출시키는 중공형 부재 성형 방법.