KR20200011784A - 챔버 주조용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버를 주조하기 위한 챔버 주조용 금형에 관한 것이다. 본 발명은, 챔버를 성형하기 위한 주조공간의 외측바닥을 형성하는 베이스부; 베이스부 상에 지지되어 주조공간의 외측벽을 형성하며, 측면이 분할 형성되어 각 측면이 결합되는 위치에 따라 주조공간의 외곽 크기를 조절하는 외벽금형부; 외벽금형부의 내측에 이격된 상태로 고정되어, 주조공간의 내측벽과 내측바닥을 형성하는 내벽금형부; 및 외벽금형부에 내벽금형부를 고정하는 고정부; 를 포함하고, 이에 의해, 금형을 조립식으로 구비하여, 챔버의 형상 및 크기에 따라 금형의 형상 및 크기를 조절할 수 있다.

Description

챔버 주조용 금형{MOLD FOR CHAMBER CASTING}

본 발명은 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버를 주조하기 위한 챔버 주조용 금형에 관한 것이다.

반도체용 기판 또는 디스플레이용 기판이 처리되는 챔버는, 공정 챔버(Process Chamber)와 각 공정 챔버로 기판을 이송시키는 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber)로 사용된다. 이 중 트랜스퍼 챔버는, 다수개의 공정 챔버와 결합되고, 챔버 내에 기판을 이송하는 로봇이 설치됨에 따라 공정 챔버에 비하여 훨씬 큰 용량을 갖는 대형 챔버가 사용된다.

이러한 챔버는 기판 처리를 위해 챔버 내부를 진공 상태로 형성한다. 이때, 챔버의 크기가 커질수록 챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위해서 고가의 실링부재를 사용하여야 하며, 챔버의 형태 변형을 막기 위해 챔버 벽을 두껍게 형성하기 때문에 제조 원가가 높을 수밖에 없었다. 특히 최근 기판의 대면적 추세에 따라 이러한 문제가 가중되고 있는 실정이다.

종래의 챔버 제조 방법으로는, 1) 잉곳의 내부를 절삭하여 챔버를 제조하는 절삭 방법, 2) 복수개의 판재를 조립하여 챔버를 구성하는 조립 방법 및 3) 금형을 이용하는 주조 방법으로 나눌 수 있다.

절삭 방법은, 잉곳을 가공하여 사용하므로 진공압에 대한 내구력이 높아 챔버의 형태 유지가 용이하다는 장점이 있으나, 재료의 낭비가 심하여 단가가 높다는 문제점이 있었다. 특히, 챔버가 대형화될수록 더 큰 잉곳이 필요하고, 그에 따라 재료의 낭비가 커서 제조 비용이 매우 높은 단점이 있었다. 또한, 챔버에 기판이 출입하는 게이트나 뚜껑이 설치되는 뚜껑 설치부 등을 형성하기 위해서는, 잉곳의 내부를 절삭하여 내부공간을 형성한 이후에 추가 절삭 공정을 수행해야 하는 번거로움이 있었다.

특히 대형 챔버는 중량이 커서 운반과 설치가 힘들다는 문제점이 있었다.

조립 방법은, 미리 설계된 복수개의 판재를 현장에서 실링부재와 함께 조립하므로 운반과 설치가 용이하다는 장점이 있다. 그러나 실링부재가 많이 사용되어 고진공의 유지가 힘들며, 장시간 사용시 실링부재의 열화로 인한 주기적인 교체 작업이 필요하여 수율이 낮아진다는 문제점이 있었다.

주조 방법은, 낭비되는 재료가 적어 제조 비용이 낮고, 제조 공정이 단순하다는 장점이 있다. 그러나 챔버의 크기나 형태에 따라 별도의 주조 장치가 필요하므로, 다품종 소량 생산에 적합한 진공 챔버 제조에 있어서 오히려 절삭 방법이나 조립 방법에 비하여 생산 비용이 높아질 수 있다는 단점이 있었다.

종래의 한국 공개특허공보 제10-2016-0010531호에는, 용해로 내에 세라믹제의 용탕 사출 주통부를 설치하고, 용탕 사출 주통부 내에 사출로보다 낮은 위치에 밸브체가 설치되어 가압부에 의한 용탕 사출 주통부의 내부 공간에 대한 소정 압력의 가스압의 인가 및 제거를 제어한다. 가압부가 가스압을 인가하면 밸브체가 폐쇄되는 방향으로 움직여서, 용탕 사출 주통부의 내부 용탕이 사출로에서 금형으로 다이캐스팅된다. 가압부가 가스압을 제거하면 밸브체가 개방되는 방향으로 움직여서 다이캐스팅에 필요량의 용탕이 내부 공간에 공급되어, 캐스팅 속도가 빠르고 알루미늄 합금의 용탕을 사용해도 내부 기구의 용손이라는 문제가 발생하지 않는 알루미늄 합금용 핫 챔버 주조기에 대하여 기재되어 있다.

한국 공개특허공보 제10-2016-0052909호에는, 금형내부로 용탕이 주입되는 용탕주입단계, 금형본체 내부로 가스를 주입시킴으로써, 금형본체 내부의 압력을 높이는 가스주입단계, 용탕주입단계 및 가스주입단계에서 성형된 주조품을 응고시킨 후, 금형외부로 취출하는 취출단계를 포함하여, 금형내부의 압력을 높임으로써 주조품의 수축결함을 최소화시킬 뿐만 아니라 조직을 치밀한 양질의 주조품을 제작하는 등 작업의 효율성을 향상시키는 중력금형 주조방법에 대하여 기재되어 있다.

이러한 챔버 주조 과정에서 재료의 용탕 내에 기포가 많이 발생되어 챔버의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다. 특히 챔버 내벽 부분에 잔존하는 기포는 고진공 상태에서 파티클 발생의 원인이 되어 처리되는 기판에 불량을 초래하게 된다.

이러한 기포 발생 문제를 해결하기 위한 종래의 한국 공개특허공보 제10-2006-0016434호에는, 도가니 내부의 용탕에 초음파를 제공하여 용탕 속에 포함된 기포를 제거한 뒤, 기포가 제거된 용탕을 도가니로부터 금형으로 공급하여 챔버를 주조하였다.

그러나 아주 미세한 기포까지 제거할 수는 없었고, 용탕을 도가니로부터 금형으로 공급하는 과정에서 기포가 재발생하는 문제가 있었다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 챔버 조직 내 기포 발생을 방지하는 챔버 주조용 금형을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 챔버의 형상 및 크기에 따라 별도 금형을 구비할 필요가 없는 챔버 주조용 금형을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 챔버 주조용 금형은, 챔버를 성형하기 위한 주조공간의 외측바닥을 형성하는 베이스부; 상기 베이스부 상에 지지되어 상기 주조공간의 외측벽을 형성하며, 측면이 분할 형성되어 각 측면이 결합되는 위치에 따라 상기 주조공간의 외곽 크기를 조절하는 외벽금형부; 상기 외벽금형부의 내측에 이격된 상태로 고정되어, 상기 주조공간의 내측벽과 내측바닥을 형성하는 내벽금형부; 및 상기 외벽금형부에 상기 내벽금형부를 고정하는 고정부; 를 포함한다.

바람직하게, 상기 외벽금형부는, 서로 마주보는 제1, 제2 외벽금형판 및 상기 제1, 제2 외벽금형판 각각의 단부와 결합되는 제3, 제4 외벽금형판으로 이루어지며, 상기 제1, 제2 외벽금형판은, 상기 제3, 제4 외벽금형판의 결합 위치를 가변하도록, 내측면에 복수의 외벽결합홈이 형성된다.

바람직하게, 상기 제3, 제4 외벽금형판은, 양단이 외측으로 절곡된 외벽결합판에 외벽결합홀이 형성된다.

바람직하게, 상기 외벽금형부는, 제1 내지 제4 외벽금형판으로 이루어지며, 상기 제1 내지 제4 외벽금형판은, 인접한 외벽금형판의 결합 위치를 가변하도록, 내측면에 복수의 외벽결합홈이 형성된다.

바람직하게, 상기 제1 내지 제4 외벽금형판은, 일단이 외측으로 절곡된 외벽결합판에 외벽결합홀이 형성되고, 타단의 내측면에 복수의 외벽결합홈이 형성된다.

바람직하게, 상기 베이스부는, 상기 외벽금형부의 결합 위치를 가변하도록, 상면에 복수의 지지홈이 일정 간격으로 형성된다.

바람직하게, 상기 내벽금형부는, 서로 마주보는 제1, 제2 내벽금형판과, 상기 제1, 제2 내벽금형판 각각의 단부와 결합되는 제3, 제4 내벽금형판 및 상기 제1 내지 제4 내벽금형판의 바닥을 연결하는 내측바닥판으로 이루어지고, 상기 제1, 제2 내벽금형판은, 내측면의 양측 단부에 내벽결합홈이 형성되고, 상기 제3, 제4 내벽금형판은, 양단이 내측으로 절곡된 내벽결합판에 내벽결합홀이 형성된다.

바람직하게, 상기 내벽금형부는, 서로 마주보는 제1, 제2 내벽금형판과, 상기 제1, 제2 내벽금형판 각각의 단부와 결합되는 제3, 제4 내벽금형판 및 상기 제1 내지 제4 내벽금형판의 바닥을 연결하는 내측바닥판으로 이루어지고, 상기 제1, 제2 내벽금형판은, 양측 단면에 내벽결합홈이 형성되고, 상기 제3, 제4 내벽금형판은, 내측면의 양측 단부에 내벽결합홀이 형성된다.

바람직하게, 상기 고정부는, 상기 외벽금형부의 상면과 상기 내벽금형부의 상면을 연결하여 고정하는 고정 플레이트로 이루어진다.

바람직하게, 상기 고정 플레이트는, 상기 내벽금형부와 일체로 형성된다.

바람직하게, 상기 주조공간의 용융금속에 초음파를 제공하는 초음파 발생부; 를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 초음파 발생부는, 상기 베이스부의 하부에 구비된다.

바람직하게, 상기 주조공간을 진공 상태로 형성하는 진공형성부; 를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 주조공간의 외곽 둘레에 밀폐공간을 형성하는 진공하우징; 상기 진공하우징과 연결되는 진공배관; 상기 진공배관과 연결되어 상기 밀폐공간에 진공을 제공하는 진공펌프; 를 포함한다.

본 발명의 챔버 주조용 금형은 금형을 조립식으로 구비하여, 챔버의 형상 및 크기에 따라 금형의 형상 및 크기를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 챔버를 주조함으로써, 제조 설비를 단순화하고, 제조 시간을 단축시켜 제조 비용을 절감시킬 수 있고, 다품종 소량 생산을 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 베이스부 상부와 외벽금형부 하부에 각각 지지홈과 지지홀을 형성함으로써, 금형만 교체하여 다양한 크기의 챔버를 제조할 수 있어 제조 원가를 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 외벽금형부의 측면을 분할 형성하여, 각 측면이 결합되는 위치에 따라 주조 공간의 외곽 크기를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 초음파 발생부를 더 포함함으로써, 챔버 조직 내 발생하는 기포를 제거할 수 있다.

또한, 본 발명은 진공형성부를 더 포함함으로써, 주조공간의 진공 상태로 형성하여 기포 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 챔버 주조용 금형을 나타낸 정단면도.
도 2는 본 발명의 챔버 주조용 금형을 나타낸 조립도.
도 3은 제1 실시예에 의한 외벽금형부를 나타낸 조립도.
도 4는 제1 실시예에 의한 외벽금형부를 나타낸 평면도.
도 5는 제1 실시예에 의한 외벽금형부의 다른 조립 상태를 나타낸 평면도.
도 6은 제2 실시예에 의한 외벽금형부를 나타낸 평면도.
도 7은 제2 실시예에 의한 외벽금형부의 다른 조립 상태를 나타낸 평면도.
도 8은 제1 실시예에 의한 내벽금형부를 나타낸 조립도.
도 9는 제1 실시예에 의한 내벽금형부를 나타낸 평면도.
도 10은 제2 실시예에 의한 내벽금형부를 나타낸 조립도.
도 11은 제2 실시예에 의한 내벽금형부를 나타낸 평면도.
도 12는 본 발명을 구성하는 내벽금형부를 나타낸 정단면도.
도 13은 본 발명을 구성하는 다른 실시예의 내벽금형부를 나타낸 정단면도.
도 14는 본 발명을 구성하는 고정부의 결합 상태를 나타낸 평면도.
도 15는 본 발명을 구성하는 다른 고정부의 결합 상태를 나타낸 평면도.
도 16은 본 발명을 구성하는 진공 형성부를 나타낸 정면도.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 챔버 주조용 금형은 챔버를 주조하기 위한 금형에 관한 것으로, 챔버 주조용 금형을 구성하는 구성요소는 각각 여러 실시예로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 여러 실시예 중 동일한 기능과 작용을 하는 구성요소에 대해서는 도면상의 도면부호를 동일하게 사용하기로 한다.

본 발명의 실시예에 의한 챔버 주조용 금형은, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 베이스부(100), 외벽금형부(200), 내벽금형부(300), 고정부(400), 초음파 발생부(500)로 이루어진다.

베이스부(100)는 외벽금형부(200)의 하부를 지지하며, 챔버를 성형하기 위한 주조공간(1)의 외측 바닥을 형성한다.

베이스부(100)의 상면에는 복수의 지지홈(205)이 일정 간격으로 형성된다. 이로써, 외벽금형부(200)의 결합 위치를 가변시킬 수 있다.

베이스부(100)는 내부에 히터(120)를 구비한다.

히터(120)는 주조공간(1) 내부에 공급되는 용융 금속에 열을 제공함으로써 기포의 부상 속도를 높이는 이외에 용융 금속의 빠른 응고를 방지하여 충분한 시간 동안 기포를 부상 분리시킴으로써 챔버 조직을 균질화시킬 수 있다.

외벽금형부(200)는 베이스부(100) 상에 지지되어 주조공간(1)의 외측벽을 형성하며, 측면이 분할 형성되어 각 측면이 결합되는 위치에 따라 주조공간(1)의 외곽 크기를 조절한다. 외벽금형부(200)는 분할 형성된 측면의 형상에 따라 제1, 제2 실시예로 구분될 수 있다.

제1 실시예에 의한 외벽금형부(200)는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 서로 마주보는 제1, 제2 외벽금형판(210, 220) 및 제1, 제2 외벽금형판(210, 220) 각각의 단부와 결합되는 제3, 제4 외벽금형판(230, 240)으로 이루어진다.

제1, 제2 외벽금형판(210, 220)은 내측면에 복수의 외벽결합홈(201)이 형성된다.

외벽결합홈(201)은 제1, 제2 외벽금형판(210, 220)의 양단부 내측면에 형성되는 것이 바람직하며, 수평 방향으로 일정 간격 이격되어 제3, 제4 외벽금형판(230, 240)의 결합 위치가 가변된다.

제3, 제4 외벽금형판(230, 240)은 양단이 외측으로 절곡된 외벽결합판(202), 하부가 외측으로 절곡된 지지판(204)이 형성된다.

외벽결합판(202)은 제1, 제2 외벽금형판(210, 220) 중 어느 하나와 접촉되며, 접촉되는 면에 외벽결합홀(203)이 형성된다. 이때, 별도의 결합부재가 외벽결합홀(203)과 외벽결합홈(201)에 삽입되어, 외벽결합홀(203)과 외벽결합홈(201)을 고정시킨다. 이러한 결합부재는 나사, 볼트 등이 사용될 수 있다.

지지판(204)은 베이스부(100)와 접촉되며, 지지홀(205)이 형성되어, 별도의 결합부재가 지지홀(205)과 지지홈(110)에 삽입되어 지지홀(205)과 지지홈(110)을 고정시킨다.

외벽결합판(202)과 지지판(204)은 제3, 제4 외벽금형판(230, 240)이 제1, 제2 외벽금형판(210, 220)과 베이스부(100)에 결합되는 결합면을 형성하여 고정력을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 제1 실시예에 의한 외벽금형부(200)가 주조공간의 외벽크기를 조절하는 방법을 설명한다.

먼저, 도 4에 도시한 바와 같이, 제3, 제4 외벽금형판(210, 220)의 외벽결합홀(203)이 제1, 제2 외벽금형판(230, 240)의 가장 외측에 위치한 외벽결합홈(201)과 결합되어 주조공간의 가로 길이를 가장 길게 형성할 수 있다. 이때 제3, 제4 외벽금형판(230, 240) 사이의 거리를 'D1'이라 한다.

다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 제3, 제4 외벽금형판(210, 220)의 외벽결합홀(203)이 제1, 제2 외벽금형판(230, 240)의 가장 외측으로부터 두번째에 위치한 외벽결합홈(201)과 결합되어 주조공간의 가로 길이를 도 4에 비하여 짧게 형성할 수 있다. 이때 제3, 제4 외벽금형판(230, 240) 사이의 거리를 'D2'라 한다.

이로써, 제1, 제2 외벽금형판(210, 220)에 대한 제3, 제4 외벽금형판(230, 240)의 결합 위치를 변경함으로써, 주조공간의 일방향 외곽 길이(D1, D2)를 조절할 수 있다.

제2 실시예에 의한 외벽금형부(200)는 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4 외벽금형판(210~240)으로 이루어진다.

제1 내지 제4 외벽금형판(210~240)은 내측면에 복수의 외벽결합홈(201)이 형성되고, 일단이 외측으로 절곡된 외벽결합판(202), 하부가 외측으로 절곡된 지지판(204)이 형성된다.

외벽결합홈(201)은 외벽금형판의 타단부 내측면에 형성되는 것이 바람직하며, 수평 방향으로 일정 간격 이격되어 인접한 외벽금형판과의 결합 위치가 가변된다.

외벽결합판(202)은 인접한 외벽금형판의 내측면과 접촉되며, 접촉되는 면에 외벽결합홀(203)이 형성된다. 이때, 별도의 결합부재가 외벽결합홀(203)과 외벽결합홈(201)에 삽입되어, 외벽결합홀(203)과 외벽결합홈(201)을 고정시킨다.

지지판(204)은 베이스부(100)와 접촉되며, 지지홀(205)이 형성되어, 별도의 결합부재가 지지홀(205)과 지지홈(110)에 삽입되어 지지홀(205)과 지지홈(110)을 고정시킨다.

외벽결합판(202)과 지지판(204)은 외벽금형판이 인접한 외벽금형판과 베이스부(100)에 결합되는 결합면을 형성하여 고정력을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 제2 실시예에 의한 외벽금형부(200)가 주조공간의 외벽크기를 조절하는 방법을 설명한다.

먼저, 도 6에 도시한 바와 같이, 외벽금형판의 외벽결합홀(203)이 인접한 외벽금형판의 가장 외측에 위치한 외벽결합홈(201)과 결합되어 주조공간의 외곽 넓이를 가장 넓게 형성할 수 있다.

다음으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 외벽금형판의 외벽결합홀(203)이 인접한 외벽금형판의 가장 외측으로부터 두번째에 위치한 외벽결합홈(201)과 결합되어 주조공간의 외곽 넓이를 도 6에 비하여 좁게 형성할 수 있다.

이로써, 제1 내지 제4 외벽금형판(210~240) 각각의 결합 위치를 변경함으로써, 주조공간의 외곽 넓이를 조절할 수 있다. 제1 실시예의 외벽금형부와 비교하여, 주조공간의 가로, 세로 길이를 모두 변경할 수 있다는 차이가 있다.

내벽금형부(300)는 외벽금형부(200)의 내측에 이격된 상태로 고정되어, 주조공간(1)의 내측벽과 내측바닥을 형성하며, 측면이 분할 형성되어 각 측면이 결합되는 위치에 따라 주조공간(1)의 내곽 크기를 조절한다. 내벽금형부(300)는 분할 형성된 측면의 형상 및 결합 형태에 따라 제1, 제2 실시예로 구분될 수 있다.

제1 실시예에 의한 내벽금형부(300)는 도 8, 도 9에 도시한 바와 같이, 서로 마주보는 제1, 제2 내벽금형판(310, 320)과 제1, 제2 내벽금형판(310, 320) 각각의 단부와 결합되는 제3, 제4 내벽금형판(330, 340) 및 제1 내지 제4 내벽금형판(310~340)의 바닥을 연결하는 내측바닥판(350)으로 이루어진다.

제1, 제2 내벽금형판(310, 320)은 양측단면에 내벽결합홈(301)이 형성된다.

제3, 제4 내벽금형판(330, 340)은 내측면의 양측 단부에 내벽결합홀(303)이 형성된다.

제1, 제2 내벽금형판(310, 320)의 양측단면과 제3, 제4 내벽금형판(330, 340)의 양측 단부의 내측면이 접촉되며, 별도의 결합부재가 내벽결합홀(303)과 내벽결합홈(301)에 삽입되어, 내벽결합홀(303)과 내벽결합홈(301)을 고정시킨다.

이로써, 제1, 제2 내벽금형판(310, 320)을 길이가 다른 내벽금형판으로 교체하여 내벽금형부(300)의 가로 길이를 조절하거나, 제3, 제4 내벽금형판(330, 340)을 길이가 다른 내벽금형판으로 교체하여 내벽금형부(300)의 세로 길이를 조절할 수 있다.

내측바닥판(350)은 도 12에 도시한 바와 같이, 하부면이 제1 내지 제4 내벽금형판(310~340)의 하부면과 동일한 평면상에 배치된다. 즉, 내측바닥판(350)이 제1 내지 제4 내벽금형판(310~340)의 내측에 삽입된 상태로 고정 배치된다.

제1 내지 제4 내벽금형판(310~340)은 내, 외측면을 관통하는 바닥결합홀(304)이 형성되고, 내측바닥판(350)은 외측면 둘레에 바닥결합홈(305)이 형성되어 바닥결합홀(304)과 바닥결합홈(305)이 결합부재에 의해 결합된다.

내측바닥판(350)은 도 13에 도시한 바와 같이, 상부면이 제1 내지 제4 내벽금형판(310~340)의 하부면과 동일한 평면상에 배치될 수도 있다. 즉, 내측바닥판(3

제0)이 제1 내지 제4 내벽금형판(310~340)의 하부면을 덮는 상태로 고정 배치된다.

제1 내지 제4 내벽금형판(310~340)은 하부면에 바닥결합홈이 형성되고, 내측바닥판(350)은 테두리부를 상하로 관통하는 바닥결합홀이 형성되어 바닥결합홀과 바닥결합홈이 결합부재에 의해 결합된다.

이때, 결합부재가 내벽금형부(300)의 외측으로부터 결합되는 경우, 내벽결합홀(303)의 외측을 카운터 보어(counter bore) 작업하는 것이 바람직하다. 결합부재가 내벽금형부(300)의 외측 표면으로부터 돌출되는 경우, 주조공간(1)을 간섭하여 주조된 챔버의 내측면에 홈부를 형성한다. 따라서, 카운터 보어 작업에 의해 결합부재의 돌출을 방지하여 챔버의 내측면을 고르게 형성할 수 있다

제2 실시예에 의한 내벽금형부(300)는 도 10, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4 내벽금형판(310~340)과 내측바닥판(350)으로 이루어진다.

제1, 제2 내벽금형판(310, 320)은 서로 마주보며, 내측면의 양측 단부에 내벽결합홈(301)이 형성된다.

제3, 제4 내벽금형판(330, 340)은 제1, 제2 내벽금형판(310, 320) 각각의 단부와 결합되며, 양단이 내측으로 절곡된 내벽결합판(302)을 형성한다. 내벽결합판(302)에는 내벽결합홀(303)이 형성된다.

제1, 제2 내벽금형판(310, 320)의 양측 단부의 내측면과 제3, 제4 내벽금형판(330, 340)의 내벽결합판(302)이 접촉되며, 별도의 결합부재가 내벽결합홀(303)과 내벽결합홈(301)에 삽입되어, 내벽결합홀(303)과 내벽결합홈(301)을 고정시킨다.

이로써, 제1, 제2 내벽금형판(310, 320)을 길이가 다른 내벽금형판으로 교체하여 내벽금형부(300)의 가로 길이를 조절하거나, 제3, 제4 내벽금형판(330, 340)을 길이가 다른 내벽금형판으로 교체하여 내벽금형부(300)의 세로 길이를 조절할 수 있다.

또한, 제1 내지 제4 내벽금형판(310~340) 결합 시, 결합부재가 내벽금형부(300)의 내측에 결합되므로, 결합부재의 돌출에 의한 챔버 내측면의 요철 발생을 최소화할 수 있다. 그리고 결합부재의 돌출 방지를 위한 카운터 보어 작업을 실시할 필요가 없어 금형의 제조과정이 간단한 장점이 있다.

내측바닥판(350)은 제1 실시예에 의한 내벽금형부와 동일하게, 도 12, 도 13에 도시한 바와 같이, 두가지 형태로 배치될 수 있다.

고정부(400)는 외벽금형부(200)에 내벽금형부(300)를 고정하며, 외벽금형부(200)와 내벽금형부(300)의 상면을 연결하여 고정하는 고정 플레이트(410)로 이루어질 수 있다.

도 14에 도시한 바와 같이, 고정 플레이트(410)는 넓은 판 형태로 형성되어, 제3, 제4 외벽금형판(230, 240)과 제3, 제4 내벽금형판(330, 340)을 각각 연결할 수 있다. 제1, 제2 외벽금형판과 제1, 제2 내벽금형판을 각각 연결할 수 있음은 물론이다.

도 15에 도시한 바와 같이, 고정 플레이트(410)는 좁은 판 형태로 형성되어, 제1 외벽금형판(210)과 제1 내벽금형판(310), 제2 외벽금형판(220)과 제2 내벽금형판(320), 제3 외벽금형판(230)과 제3 내벽금형판(330), 제4 외벽금형판(240)과 제4 내벽금형판(340) 각각을 연결할 수 있다.

이처럼 고정 플레이트의 크기 및 형태, 배치 위치에 따라 주조공간의 상부가 노출되는 공간을 조절할 수 있다.

또한, 주조공간의 일부가 노출되어야 용융금속을 주조공간에 공급할 수 있으므로, 고정 플레이트가 주조공간 상부 전체를 덮지 않도록 하는 것이 바람직하다.

고정부(400)는 조립된 내벽금형부(300)에 결합된 상태에서 조립된 외벽금형부(200)와 결합하는 것이 바람직하다.

한편, 고정 플레이트는 내벽금형부와 일체로 형성될 수 있다. 이로써, 고정 플레이트와 내벽금형부의 결합 작업이 불필요하여 금형의 조립 과정이 간단하다.

초음파 발생부(500)는 초음파를 발생시켜 주조공간의 용융금속에 초음파를 제공한다. 초음파 발생부(500)는 베이스부(100) 하부에 구비된다.

용융 금속에 초음파를 제공하면 챔버 주조 과정에서 발생하는 기포를 제거하여 성형되는 챔버의 품질을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 초음파 발생부(300)로부터 발생한 초음파가 내, 외벽금형부(300, 200)의 표면으로 전달됨에 따라 내, 외벽금형부(300, 200)의 표면에 존재하는 기포가 초음파에 의해 표면으로부터 분리되어 부상함으로써 제거된다.

본 발명의 챔버 주조용 금형은 도 16에 도시한 바와 같이, 진공 형성부(600)를 더 포함할 수 있다.

진공 형성부(600)는 진공하우징(610), 진공배관(620), 진공펌프(630)을 포함한다.

진공하우징(610)은 주조공간(1)의 외곽 둘레에 밀폐공간을 형성한다. 밀폐공간은 주조공간을 포함하도록 형성되며, 진공하우징(610)이 내, 외벽금형부(200, 300)를 덮도록 베이스부(100) 상부에 결합될 수 있다.

진공배관(620)은 진공하우징(610)과 연결된다.

진공펌프(630)는 진공배관(620)과 연결되어 밀폐공간에 진공을 제공한다.

진공 형성부(600)를 더 포함함으로써, 주조공간의 기포 발생을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상을 중심으로 그 변형물 또는 균등물에까지 미침은 자명하다 할 것이다.

100 : 베이스부
200 : 외벽금형부
300 : 내벽금형부
400 : 고정부
500 : 초음파 발생부
600 : 진공 형성부

Claims (14)

1. 챔버를 성형하기 위한 주조공간의 외측바닥을 형성하는 베이스부;
   상기 베이스부 상에 지지되어 상기 주조공간의 외측벽을 형성하며, 측면이 분할 형성되어 각 측면이 결합되는 위치에 따라 상기 주조공간의 외곽 크기를 조절하는 외벽금형부;
   상기 외벽금형부의 내측에 이격된 상태로 고정되어, 상기 주조공간의 내측벽과 내측바닥을 형성하는 내벽금형부; 및
   상기 외벽금형부에 상기 내벽금형부를 고정하는 고정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 외벽금형부는, 서로 마주보는 제1, 제2 외벽금형판 및 상기 제1, 제2 외벽금형판 각각의 단부와 결합되는 제3, 제4 외벽금형판으로 이루어지며,
   상기 제1, 제2 외벽금형판은, 상기 제3, 제4 외벽금형판의 결합 위치를 가변하도록, 내측면에 복수의 외벽결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제3, 제4 외벽금형판은, 양단이 외측으로 절곡된 외벽결합판에 외벽결합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 외벽금형부는, 제1 내지 제4 외벽금형판으로 이루어지며,
   상기 제1 내지 제4 외벽금형판은, 인접한 외벽금형판의 결합 위치를 가변하도록, 내측면에 복수의 외벽결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 내지 제4 외벽금형판은, 일단이 외측으로 절곡된 외벽결합판에 외벽결합홀이 형성되고, 타단의 내측면에 복수의 외벽결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스부는, 상기 외벽금형부의 결합 위치를 가변하도록, 상면에 복수의 지지홈이 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 내벽금형부는, 서로 마주보는 제1, 제2 내벽금형판과, 상기 제1, 제2 내벽금형판 각각의 단부와 결합되는 제3, 제4 내벽금형판 및 상기 제1 내지 제4 내벽금형판의 바닥을 연결하는 내측바닥판으로 이루어지고,
   상기 제1, 제2 내벽금형판은, 내측면의 양측 단부에 내벽결합홈이 형성되고,
   상기 제3, 제4 내벽금형판은, 양단이 내측으로 절곡된 내벽결합판에 내벽결합홀이 형성된 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 내벽금형부는, 서로 마주보는 제1, 제2 내벽금형판과, 상기 제1, 제2 내벽금형판 각각의 단부와 결합되는 제3, 제4 내벽금형판 및 상기 제1 내지 제4 내벽금형판의 바닥을 연결하는 내측바닥판으로 이루어지고,
   상기 제1, 제2 내벽금형판은, 양측단면에 내벽결합홈이 형성되고,
   상기 제3, 제4 내벽금형판은, 내측면의 양측 단부에 내벽결합홀이 형성된 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정부는, 상기 외벽금형부의 상면과 상기 내벽금형부의 상면을 연결하여 고정하는 고정 플레이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고정 플레이트는, 상기 내벽금형부와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 주조공간의 용융금속에 초음파를 제공하는 초음파 발생부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 초음파 발생부는, 상기 베이스부의 하부에 구비되는 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 주조공간을 진공 상태로 형성하는 진공형성부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 진공형성부는,
    상기 주조공간의 외곽 둘레에 밀폐공간을 형성하는 진공하우징;
    상기 진공하우징과 연결되는 진공배관;
    상기 진공배관과 연결되어 상기 밀폐공간에 진공을 제공하는 진공펌프; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 주조용 금형.

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