KR20190066723A - 다이캐스팅 금형의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 금형의 냉각홀에 냉각수를 공급하여 다이캐스팅 금형을 냉각시키는 다이캐스팅 금형의 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명은 하나의 단품 형태로 이루어진 몸체부에 이너 파이프와 아우터 파이프, 그리고 제1파이프와 제2파이프를 각각 체결 구조로 연결하는 타입을 적용하고, 또 몸체부에 퀵 커플러 구조를 구비하여 아우터 파이프를 원터치 방식으로 연결하는 새로운 형태의 냉각장치를 구현함으로써, 부품수 감소에 따른 구조 단순화 및 제작비용를 절감할 수 있는 동시에 완벽한 실링구조를 확보할 수 있고 전체적으로 조립성을 향상시킬 수 있는 다이캐스팅 금형의 냉각장치를 제공한다.

Description

다이캐스팅 금형의 냉각장치{Cooling device for die casting mold}

본 발명은 다이캐스팅 금형의 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이캐스팅 금형의 냉각홀에 냉각수를 공급하여 다이캐스팅 금형을 냉각시키는 다이캐스팅 금형의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형은 고온으로 용융된 용융물을 높은 압력으로 상하부 금형과 하부코어의 사이에 형성된 캐비티로 주입시켜 일정한 형태로 성형하고, 용융물을 경화시키는 냉각공정을 거쳐 제품을 성형하는 방식이다.

특히, 사출성형 중 다이캐스팅(Die casting)은 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계 가공된 강제의 금형에 용융금속을 주입하여 금형과 동일한 형상의 주물을 얻는 정밀주조법이다.

이와 같은 다이캐스팅에 의한 주물제조는 주물의 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없으면서도 대량생산이 가능함과 더불어 기계적 성질도 우수하다는 장점이 있다.

이와 같이 다이캐스팅은 제품 생산시 약 650℃ 정도의 고온과 700㎏/㎠의 고압 상태로 금형에 사출해서 응고 냉각시키는 방식이므로, 그 제조 과정에서는 반드시 금형의 온도조절이 이루어지도록 외부에서 급수라인 및 배수라인과 연결되어 냉각수를 공급 및 배출하는 냉각장치가 구비된다.

보통 다이캐스팅 금형은 금형의 내부에 삽입 배치된 파이프로 냉각수를 순환시켜서 금형을 냉각시키며, 이러한 다이캐스팅 금형의 냉각방식은 Line type 냉각방식과 Spot type 냉각방식으로 구분된다.

여기서, 상기 Line type 냉각방식은 제품이 주조되는 금형의 성형공간 형상이 완만하여 전체적인 냉각을 하기 위한 부분에 설치하고, 상기 Spot type 냉각방식은 금형의 성형공간 형상이 좁고 깊은 부위 중 제품의 품질상 냉각이 필수적인 부위에 설치한다.

도 5 내지 도 7은 종래 다이캐스팅 금형의 냉각장치를 나타내는 사시도 및 단면도이다.

도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 냉각장치는 측면에 2개의 연결구 및 상단의 연결구를 가지는 몸체(100)와, 상기 몸체(100)의 상단 연결구에 결합되는 아우터 파이프(110)와, 상기 아우터 파이프(110) 및 몸체(100)의 내부에 관통 배치되면서 몸체(100)의 하단부에 체결되는 지지체(120)에 그 하단이 결합되는 이너 파이프(140)와, 상기 몸체(100)의 측면의 연결구에 각각 결합되는 제1파이프(150) 및 제2파이프(160)로 이루어진다.

그리고, 상기 몸체(100)는 아우터 파이프(110)의 연결을 위한 제1몸체(100b)와, 상기 제1몸체(100b)의 하단부에 조립되면서 지지체(120)의 체결 시 고정되는 제2몸체(100c)로 구성된다.

이와 더불어, 상기 제1몸체(100b)와 제2몸체(100c) 사이, 그리고 상기 제2몸체(100c)와 지지체(120) 사이에는 각각 O-링(170a,170b)이 개재된다.

따라서, 냉각수는 제2파이프(160)와 이너 파이프(140)를 통해 공급된 후에 아우터 파이프(110)와 제1파이프(150)를 통해 회수되면서 다이캐스팅 금형에 대한 냉각작용을 수행할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 냉각장치는 다음과 같은 단점이 있다.

1)제1몸체, 제2몸체, 지지체 등 부품수가 많아 구조적으로 불리하고 제작비용이 증가하는 단점이 있다.

2)제1몸체, 제2몸체, 지지체를 각각 조립해야 하므로 조립공수가 많고 조립이 까다로워 전반적으로 조립성이 떨어지는 단점이 있다.

3)제1몸체, 제2몸체, 지지체의 연결부위를 O-링으로 마감하는 구조인 관계로 O-링의 노후화, 열화, 조립불량 등으로 장기간 기밀유지가 어려운 단점이 있다.

한국 공개특허 10-2009-0100665호

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하나의 단품 형태로 이루어진 몸체부에 이너 파이프와 아우터 파이프, 그리고 제1파이프와 제2파이프를 각각 체결 구조로 연결하는 타입을 적용하고, 또 몸체부에 퀵 커플러 구조를 구비하여 아우터 파이프를 원터치 방식으로 연결하는 새로운 형태의 냉각장치를 구현함으로써, 부품수 감소에 따른 구조 단순화 및 제작비용를 절감할 수 있는 동시에 완벽한 실링구조를 확보할 수 있고 전체적으로 조립성을 향상시킬 수 있는 다이캐스팅 금형의 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 다이캐스팅 금형의 냉각장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 다이캐스팅 금형의 냉각장치는 상단부와 내측에 각각 형성되는 제1연결부 및 제2연결부와 측면에 위아래에 형성되는 제3연결부 및 제4연결부를 가지면서 내부 공간은 격벽체에 의해 상부 영역과 하부 영역으로 구획되어 있는 몸체부와, 상기 몸체부의 제1연결부에 결합되는 아우터 파이프와, 상기 아우터 파이프의 내측에 간격을 두고 동축구조로 배치되면서 몸체의 격벽체의 중심부에 형성되는 제2연결부에 그 하단부를 통해 체결구조로 결합되는 이너 파이프와, 상기 몸체부의 제3연결부와 제4연결부에 각각 체결구조로 결합되는 아웃렛 파이프와 인렛 파이프를 포함하는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 몸체부의 제1연결부는 아우터 파이프를 원터치 방식으로 착탈할 수 있는 퀵 커플러 구조로 이루어질 수 있다.

예를 들면, 상기 제1연결부의 퀵 커플러 구조는 몸체부의 상단부 외주 둘레에 동축구조로 결합되면서 상하 유동이 가능한 슬리브와, 상기 슬리브의 내부에 수용되면서 슬리브를 탄력적으로 지지하는 슬리브 스프링과, 상기 슬리브의 내부에 수용됨과 더불어 아우터 파이프를 선택적으로 구속하는 래치 볼과, 상기 몸체부의 상단 둘레부에 체결되면서 슬리브의 이탈을 막아주는 스냅링으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 아우터 파이프의 하단부 둘레에는 기밀 유지를 위한 O-링이 장착될 수 있으며, 상기 몸체부의 제3연결부와 제4연결부에는 아웃렛 파이프와 인렛 파이프를 체결하기 위한 원터치 피팅이 각각 장착될 수 있다.

본 발명에서 제공하는 다이캐스팅 금형의 냉각장치는 다음과 같은 효과가 있다.

1)하나의 단품 형태로 되어 있는 몸체를 적용함으로써, 부품수를 줄일 수 있고 구조를 단순화할 수 있으며 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

2)단일 몸체에 이너 파이프와 아우터 파이프, 그리고 제1파이프와 제2파이프를 연결하고, 특히 아우터 파이프의 경우 퀵 커플러를 이용하여 원터치 방식으로 결합함으로써, 조립공수를 줄일 수 있는 등 전체적인 조립성을 향상시킬 수 있는 효고가 있다.

3)각 부품의 조립부위에 O-링의 사용을 완전히 배제할 수 있으므로, 장기간에 걸쳐 완벽한 실링 상태를 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 사용상태를 나타내는 단면도
도 5 내지 도 7은 종래의 냉각장치를 나타내는 사시도와 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 다이캐스팅 금형의 냉각장치는 금형측에 냉각수를 공급하기 위해 형성되는 2개의 격리된 유로 및 각 유로와 연결되기 위해 설치되는 각각의 파이프를 하나의 단품 형태로 되어 있는 몸체부로 수용함으로써, 부품수를 줄이고 구조 단순화를 도모할 수 있는 구조로 이루어지게 된다.

이를 위하여, 상기 다이캐스팅 금형의 냉각장치는 하나의 단품 형태로 이루어진 몸체부(17)를 포함한다.

상기 몸체부(17)는 중공의 다각형체 또는 원통형체의 금속 소재로 이루어지게 되며, 이때의 몸체부(17)의 내부 공간은 중간의 격벽체(14)에 의해 윗쪽의 상부 영역(15)과 아래쪽의 하부 영역(16)으로 구획된다.

여기서, 상기 상부 영역(15)은 후술하는 아우터 파이프(18)측 및 아웃렛 파이프(20)측과 연통되는 공간이며, 상기 하부 영역은 후술하는 이너 파이프(19)측 및 인렛 파이프(21)측과 연통되는 공간이다.

이러한 몸체부(17)의 상단부에는 퀵 커플러 구조로 이루어지는 제1연결부(10)가 형성되고, 이렇게 형성되는 제1연결부(10)에는 아우터 파이프(18)의 하단부가 원터치 방식으로 체결 또는 해제가능한 구조로 체결될 수 있는 한편, 상기 몸체부(17)의 내측, 즉 격벽체(14)에는 암나사부가 형성되어 있는 제2연결부(11)가 수직으로 관통 형성되고, 이때의 제2연결부(11)의 암나사부에는 이너 파이프(19)의 하단부에 형성되는 숫나사부가 체결될 수 있게 된다.

그리고, 상기 몸체부(17)의 측면에는 위아래에 나란하게 배치되면서 몸체부에 대해 직각을 이루며 수평으로 관통되는 제3연결부(12)와 제4연결부(13)가 각각 형성되고, 이때의 제3연결부(12)와 제4연결부(13)에는 원터치 피팅(23a,23b)이 각각 장착되는 동시에 각 원터치 피팅(23a,23b)에는 아웃렛 파이프(20)와 인렛 파이프(21)가 각각 원터치 방식으로 체결될 수 있게 된다.

여기서, 상기 원터치 피팅(23a,23b)은 배관 시공 시에 주로 사용되는 공지의 원터치 피팅을 적용할 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 더불어, 상기 몸체부(17)의 상단부 둘레에는 복수 개의 볼 홀(24)이 형성되며, 이때의 볼 홀(24)을 통해 후술하는 래치 볼(10c)이 내측으로 진입하여 아우터 파이프(18)측에 걸려지게 되므로서, 아우터 파이프(18)는 몸체부(17)측에 연결될 수 있게 된다.

특히, 상기 몸체부(17)의 상단부에 형성되는 제1연결부(10)는 아우터 파이프(18)의 손쉬운 연결 및 해제를 위하여 퀵 커플러 구조로 이루어질 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 몸체부(17)의 상단부 외주 둘레에는 원통형의 슬리브(10a)가 동축구조로 결합됨과 더불어 몸체부 축선방향을 따라 상하 유동이 가능하게 결합된다.

이러한 슬리브(10a)의 상단부 내주면 둘레에는 걸림단(25)이 돌출 형성되고, 이때의 걸림단(25)은 후술하는 슬리브 스프링(10b)의 상단을 지지하는 역할을 함과 더불어 슬리브(10a)는 걸림단(25)을 이용하여 후술하는 스냅링(10d)에 걸려지면서 외부로 이탈되지 않게 된다.

이와 더불어, 상기 슬리브(10a)의 상단부 내주면 둘레에는 걸림단(25)의 아래쪽 위치에 연속해서 이어지는 평면 형태의 가압면(26)과 경사면 형태의 해제면(27)이 형성되어 있으며, 이에 따라 가압면(26)이 래치 볼(10c)이 있는 곳에 위치되면 래치 볼(10c)은 중심부 쪽으로 밀리면서 아우터 파이프(18)의 걸림홈(28) 내에 걸려질 수 있게 되고, 해제면(27)이 래치 볼(10c)이 있는 곳에 위치되면 래치 볼(10c)은 외곽부 쪽으로 밀리면서 아우터 파이프(18)의 걸림홈(28) 내에서 빠져나올 수 있게 된다.

그리고, 상기 슬리브(10a)의 내부에는 복수 개의 래치 볼(10c), 예를 들면 몸체부(17)에 있는 볼 홀(24)의 갯수에 상응하는 갯수의 래치 볼(10c)이 설치된다.

이러한 래치 볼(10c)은 볼 홀(24)이 있는 높이에 위치되면서 슬리브(10a)의 당김과 놓음 조작에 따른 슬리브(10a)의 위치에 따라 아우터 파이프(18)의 걸림홈(28)에 진입하여 걸려지거나 걸림홈(28)으로부터 빠져나와 해제될 수 있게 된다.

이와 같은 슬리브(10a)의 내부에는 몸체부(17)의 외주면 둘레를 따라 배치되면서 상단부와 하단부가 각각 슬리브(10a)의 걸림단(25)측과 몸체부(17)의 단차부측에 각각 지지되는 슬리브 스프링(10b)이 설치된다.

이에 따라, 상기 슬리브(10a)는 슬리브 스프링(10b)의 팽창력에 의해 항상 윗쪽으로 상승하려는 힘을 받게 되고, 외력이 작용하지 않는 한 슬리브(10a)는 스프링 힘을 받아 최대한 상승 위치를 유지하면서 래치 볼(10c)을 통해 아우터 파이프(18)의 체결 상태(결합 상태)를 유지시켜줄 수 있게 된다.

이때의 상기 몸체부(17)의 상단 둘레부에는 스냅링(10d)이 장착되며, 이러한 스냅링(10d)은 슬리브(10a)가 몸체부(17)로부터 완전히 이탈되는 것을 막아주는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 다이캐스팅 금형의 냉각장치는 금형측에서 회수되는 냉각수의 통로 역할을 하는 아우터 파이프(18)를 포함한다.

상기 아우터 파이프(18)의 하단부 둘레에는 래치 볼(10c)이 걸려지게 되는 걸림홈(28)이 형성되며, 이때의 걸림홈 형성 위치에 인접한 아래쪽의 하단부 둘레에는 몸체부(17)의 내주면 둘레에 압착되면서 기밀을 유지시켜주는 역할의 O-링(22)이 장착된다.

이러한 아우터 파이프(18)는 몸체부(17)의 상단부에 있는 제1연결부(10), 즉 퀵 커플러 구조를 통해 상단부 내측으로 착탈 가능하게 연결 설치되며, 이렇게 설치되는 아우터 파이프(18)의 내부는 몸체부(17)에 있는 상부 영역(15)과 연통될 수 있게 된다.

또한, 상기 다이캐스팅 금형의 냉각장치는 금형측으로 공급되는 냉각수의 통로 역할을 하는 이너 파이프(19)를 포함한다.

상기 이너 파이프(19)는 아우터 파이프(18)에 비해 상대적으로 직경이 작은 파이프로 이루어지게 된다.

이러한 이너 파이프(19)는 아우터 파이프(18)의 내측에 간격을 두고 동축구조로 수직 배치되면서 몸체(17)의 격벽체(14)의 중심부에 형성되는 제2연결부(11)에 나사체결구조로 연결 설치된다.

즉, 상기 이너 파이프(19)의 하단부에 있는 숫나사부와 제2연결부(11)에 있는 암나사부가 상호 체결되므로서, 이너 파이프(19)는 몸체부(17)측에 지지되는 구조로 설치될 수 있게 되고, 이렇게 설치되는 이너 파이프(19)의 내부는 몸체부(17)에 있는 하부 영역(16)과 연통될 수 있게 된다.

또한, 상기 다이캐스팅 금형의 냉각장치는 외부로부터 몸체부(17)측으로 냉각수를 공급하기 위한 수단으로 아웃렛 파이프(20)와 인렛 파이프(21)를 포함한다.

이러한 아웃렛 파이프(20)는 몸체부(17)의 제3연결부(12)에 나사체결 구조로 장착되어 있는 원터치 피팅(23)에 연결되고, 인렛 파이프(21)는 몸체부(17)의 제4연결부(13)에 나사체결 구조로 장착되어 있는 원터치 피팅(23)에 연결된다.

이렇게 설치되는 아웃렛 파이프(20)와 인렛 파이프(21)는 몸체부(17)의 내부에 형성되는 상부 영역(15)과 하부 영역(16)에 각각 연통될 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 사용상태를 나타내는 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 냉각장치를 조립하는 과정에 대해 살펴보면, 상기 몸체부(17)의 상단부에 퀵 커플러 구조의 제1연결부(10)가 조립되어 있는 상태에서, 즉 몸체부(17)의 상단부에 슬리브 스프링(10b), 래치 볼(10c), 슬리브(10a)를 차례로 삽입 장착한 후에 스냅링(10d)을 체결하여 몸체부(17) 상에 제1연결부(10)를 조립한 상태에서, 상부로부터 이너 파이프(19)를 몸체부(17)의 내부에 삽입함과 더불어 그 파이프 하단부를 격벽체(14)의 암나사 부분에 체결하면, 이너 파이프(19)의 조립이 완료된다.

다음, 상기 제1연결부(10)의 슬리브(10a)를 아래로 당긴 상태에서, 아우터 파이프(18)를 상부로부터 몸체부(17)의 내부로 삽입한 후에 슬리브(10a)를 놓게 되면, 위로 상승하는 슬리브(10a)의 가압면(26)에 의해 래치 볼(10c)이 아우터 파이프(18)에 있는 걸림홈(28) 내에 체결되므로서, 아우터 파이프(18)의 조립이 완료된다.

이렇게 조립을 마친 냉각장치의 이너 파이프(19)와 아우터 파이프(18)를 금형(미도시)에 있는 냉각수 유로(미도시)의 냉각수 출입구(미도시)에 각각 연결하고, 이와 더불어 몸체부(17)의 측면쪽에 장착되어 있는 위아래의 원터치 피팅(23)에 아웃렛 파이프(20)와 인렛 파이프(21)를 각각 체결한다.

이 상태에서, 냉각수 공급을 위한 펌프(미도시)를 가동하게 되면, 이때의 냉각수는 인렛 파이프(21)→하부 영역(16)→이너 파이프(19)→금형 내부로 공급되면서 냉각작용을 수행하게 되고, 냉각작용을 마친 냉각수는 금형 내부→아우터 파이프(18)→상부 영역(15)→아웃렛 파이프(20)로 배출될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 단일체로 이루어진 몸체부에 이너 파이프, 아우터 파이프, 아웃렛 파이프 및 인렛 파이프를 각각 체결 구조로 연결하는 타입의 새로운 냉각장치를 제공함으로써, 부품수 감소에 따른 구조 단순화, 제작비용 절감, 조립성 향상을 도모할 수 있다.

10 : 제1연결부
11 : 제2연결부
12 : 제3연결부
13 : 제4연결부
14 : 격벽체
15 : 상부 영역
16 : 하부 영역
17 : 몸체부
18 : 아우터 파이프
19 : 이너 파이프
20 : 아웃렛 파이프
21 : 인렛 파이프
22 : O-링
23 : 원터치 피팅
24 : 볼 홀
25 : 걸림단
26 : 가압면
27 : 해제면
28 : 걸림홈

Claims (5)

1. 상단부와 내측에 각각 형성되는 제1연결부(10) 및 제2연결부(11)와 측면에 위아래에 형성되는 제3연결부(12) 및 제4연결부(13)를 가지면서 내부 공간은 격벽체(14)에 의해 상부 영역(15)과 하부 영역(16)으로 구획되어 있는 몸체부(17);
   상기 몸체부(17)의 제1연결부(10)에 결합되는 아우터 파이프(18);
   상기 아우터 파이프(18)의 내측에 간격을 두고 동축구조로 배치되면서 몸체(17)의 격벽체(14)의 중심부에 형성되는 제2연결부(11)에 그 하단부를 통해 체결구조로 결합되는 이너 파이프(19);
   상기 몸체부(17)의 제3연결부(12)와 제4연결부(13)에 각각 체결구조로 결합되는 아웃렛 파이프(20)와 인렛 파이프(21);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형의 냉각장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체부(17)의 제1연결부(10)는 아우터 파이프(18)를 원터치 방식으로 착탈할 수 있는 퀵 커플러 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형의 냉각장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1연결부(10)의 퀵 커플러 구조는 몸체부(17)의 상단부 외주 둘레에 동축구조로 결합되면서 상하 유동이 가능한 슬리브(10a)와, 상기 슬리브(10a)의 내부에 수용되면서 슬리브(10a)를 탄력적으로 지지하는 슬리브 스프링(10b)과, 상기 슬리브(10a)의 내부에 수용됨과 더불어 아우터 파이프(18)를 선택적으로 구속하는 래치 볼(10c)과, 상기 몸체부(17)의 상단 둘레부에 체결되면서 슬리브(10a)의 이탈을 막아주는 스냅링(10d)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형의 냉각장치.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 아우터 파이프(18)의 하단부 둘레에는 기밀 유지를 위한 O-링(22)이 장착되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형의 냉각장치.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몸체부(17)의 제3연결부(12)와 제4연결부(13)에는 아웃렛 파이프(20)와 인렛 파이프(21)를 체결하기 위한 원터치 피팅(23a,23b)이 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형의 냉각장치.

Images