KR20220155155A - 다중 가압이 가능한 저압주조장치 - Google Patents

Abstract

저압주조장치에 있어서, 내부에 소정의 공간이 마련되며, 용융 금속이 응고되어 주조품이 주조되도록 구비되는 금형, 상기 금형의 하방면에 구비되며, 상기 용융 금속을 수용하도록 마련되는 챔버, 상기 금형 내부의 공간과 연결되고, 상기 챔버에 장입되도록 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 금형에 상기 챔버로부터 상기 용융 금속이 충진되도록 구비되는 주입부 및 상기 챔버에 연결되고, 상기 챔버 내에 유체를 공급하여 압력을 가할 수 있도록 구비되는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 가압이 가능한 저압주조장치{An equipment for Low Pressure Casting With Multiple Pressurization}

본 발명은 저압주조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 용융 금속을 수용하는 챔버를 적어도 하나 이상 구비하여 각각 상이한 압력을 주입할 수 있도록 마련되고, 이로 인해 고품질의 주조품을 주조할 수 있고, 각 챔버 내에 상이한 용융 금속을 수용할 수 있으므로, 단일 공정으로 다른 물성을 가지는 주조품을 주조할 수 있는 다중 가압이 가능한 저압주조장치에 관한 것이다.

일반적으로 저압주조는 용융 금속을 금형의 하부에서 저압으로 서서히 주입하여 응고시키는 기술을 말하는 것으로, 주조결함과 산화물 등의 이물질 혼입이 적고, 정밀한 주조품의 제조가 가능하다는 장점으로 인해 엔진블록, 실린더 헤드 등의 제조에 주로 사용되는 공법이다.

한편, 저압주조와 관련한 종래 일반적인 구조는 내부에 성형공간, 즉 캐비티를 가지는 금형과, 금형 아래에 위치하며 일정한 용융 금속이 저장되는 챔버 및 챔버로 일정 압력의 유체를 공급하는 가압부를 구비한다.

즉, 상기 구조의 저압주조장치는 가압부를 통해 일정 압력의 유체를 챔버로 공급하면 챔버에 수용되어 있는 용융 금속이 유체의 압력으로 인해, 주입부를 통해 금형 내로 주입되고, 일정 시간의 응고 과정을 거친 후, 금형을 개방하여 주조품을 취출할 수 있다.

하지만, 주조품의 대형화로 인해, 주조품의 큰 단차가 있을 시, 단차의 높고 낮은 곳의 용융 금속의 응고 속도가 서로 상이하게 되는 문제가 발생한다.

이로 인해, 주조품 내에 미성형 구간이 발생하기때문에, 취출된 주조품의 내구성 저하 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 저압주조장치에 적어도 하나 이상 구비되는 챔버를 통해, 취출되는 주조품의 단차가 크더라도 미성형 구간이 발생하지 않도록 주조품의 내구성을 향상시키고자 하는데 그 목적이 이 있다.

뿐만 아니라, 단일 공정으로 다른 물성을 가지는 주조품을 주조하여, 생산성을 향상시키는 데에도 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 다중 가압이 가능한 저압주조장치에 있어서, 내부에 소정의 공간이 마련되며, 용융 금속이 응고되어 주조품이 주조되도록 구비되는 금형, 상기 금형의 하방면에 구비되며, 상기 용융 금속을 수용하도록 마련되는 챔버, 상기 금형 내부의 공간과 연결되고, 상기 챔버에 장입되도록 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 금형에 상기 챔버로부터 상기 용융 금속이 충진되도록 구비되는 주입부 및 상기 챔버에 연결되고, 상기 챔버 내에 유체를 공급하여 압력을 가할 수 있도록 구비되는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 챔버는, 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 챔버는, 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 상기 챔버는, 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른, 다중 가압이 가능한 저압주조장치가 금형, 챔버, 주입부, 가압부를 포함함에 따라, 금형으로부터 요구되는 주조품의 단차가 클 경우, 종래 저압주조장치는 용융 금속이 금형에 충진되는 속도가 같으므로, 완성된 주조품의 미성형 구간이 발생하여 내구성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으나, 주입부의 길이를 상이하게 구비하여, 용융 금속이 금형 측으로 충진되는 속도가 서로 상이하게 마련될 수 있으므로, 금형 내의 용융 금속의 응고 속도를 조절할 수 있다.

또한, 가압부가 적어도 하나 이상으로 구비되는 상기 챔버에 상이한 유체 압력을 가압할 수 있음을 통해, 용융 금속이 금형 측으로 충진되는 속도가 서로 상이하도록 진행할 수 있으므로, 주조품의 내구성이 보다 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 가압이 가능한 저압주조장치를 도시한 정면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 설명하기로 하겠다.

이하, 도 1을 참조하여 다중 가압이 가능한 저압주조장치에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 다중 가압이 가능한 저압주조장치의 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 다중 채버가 구비된 저압주조장치(1000)는 금형(100), 챔버(200), 주입부(300) 및 가압부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 상기 금형(100)은, 내부에 소정 공간이 마련되어, 용융 금속(P)이 응고되어 주조품이 주조되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 금형(100) 내부의 소정 공간은 상기 용융 금속(P)의 성형 공간인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금형(100)은 상, 하 금형으로 나뉘어진 상태로 합형되도록 구성될 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 금형(100)은 냉각 장치를 추가적으로 구비할 수 있으며, 상기 냉각 장치는 관 형태로 구비되어 내부에 냉각수가 흐를 수 있다.

여기서, 상기 냉각 장치는 상기 금형(100)의 외부에 구비된 결합홈에 끼움 결합되어 구비될 수 있으며, 상기 냉각 장치를 구비함으로써, 상기 주조품을 응고할 때, 시간을 보다 단축할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

다음으로, 상기 챔버(200)는, 상기 금형(100)의 하방면에 구비되며, 상기 용융 금속(P)을 수용하도록 마련된다.

여기서, 상기 챔버(200)는 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 종래 저압주조자치가 하나의 상기 챔버(200)를 마련한 것보다, 적어도 하나 이상 구비되는 상기 챔버(200)를 통해, 후술할 가압부(400)부가 상기 챔버부(200)에 각각 상이한 유체 압력을 주입할 수 있다.

이로 인해, 상기 용융 금속(P)은 후술할 주입부(300)를 통해, 상이한 속도로 상기 챔버(200) 내부로 주입될 수 있다.

또한, 상기 챔버(200)는 금속을 용융할 수 있도록 마련되며, 상기 금속이 모두 용융된 후 응고되지 않도록, 보온 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.

뿐만 아니라, 상기 챔버(200)가 적어도 하나 이상 구비됨을 통해, 단일 공정으로 각각 서로 다른 특성을 가지는 두 가지 종류의 알루미늄 용융 금속을 동시에 상기 금형(100)에 주입할 수 있다.

보다 상세하게는, 예를 들면, 주조성이 우수한 알루미늄 용탕과, 내마모성의 특성을 갖는 알루미늄 용탕을 각각 상기 챔버(200)에 수용하여, 상기 금형(100)에 주입할 수 있다.

이로 인해, 단일 공정으로 다른 물성을 가지는 주조품을 주조할 수 있으므로, 생산성 향상과 더불어 작업자의 편의성이 증대되는 효과가 발생한다.

다음으로 상기 주입부(300)는 상기 금형(100)의 내부 공간과 연결되고, 상기 챔버(200)에 장입되도록 구비되며, 상기 금형(100)에 상기 챔버(200)로부터 상기 용융 금속(P)이 충진되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 주입부(300)는, 상기 챔버(200)의 수와 대응되는 수만큼 구비되며, 상기 주입부(300)는 관 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 주입부(300)는 상기 챔버(200)에 장입되며, 상기 주입부(300) 내부를 통해, 상기 용융 금속(P)이 상기 금형(100)에 채워지게 된다.

이때, 상기 금형(100)으로부터 요구되는 주조품의 단차가 클 경우, 종래 저압주조장치는 상기 용융 금속의 응고 속도로 인해, 주조 시 미성형 구간이 발생할 수 있다.

여기서, 본 발명의 상기 챔버(200) 및 상기 주입부(300)가 다중으로 구비될 수 있음에 따라, 상기 금형(100)에 상기 용융 금속(P)을 주입 시 시간차를 두어 주입할 수 있으므로, 상기 금형(100)에 주입된 상기 용융 금속(P)의 응고 시간을 작업자가 설정할 수 있게된다.

또한, 상기 주입부(300)가 적어도 하나 이상 마련됨에 따라, 상기 용융 금속(P)의 주입 속도가 빠르며, 상기 금형(100) 내부의 전체 영역에 고르게 효율적으로 주입되는 효과를 갖는다.

뿐만 아니라, 상기 주입부(300)는 공기 중에 노출되어 있어 상기 용융 금속(P)의 온도가 떨어지지 않게 보온을 하는 것이 필수적이다.

여기서, 상기 주입부(300)는 상기 용융 금속(P)이 응고되지 않도록 단열 부재를 더 포함할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 챔버(200)에 수용된 상기 용융 금속(P)을 상기 금형(100)에 주입할 때, 상기 주입부(300) 내 상기 용융 금속(P)의 응고에 의한 막힘 현상을 방지할 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 단열 부재는 상기 주입부(300)를 감싸는 구조로 구비될 수 있으며, 상기 단열 부재가 상기 주입부(300)의 테두리에 감싸는 구조로 구비됨을 통해, 상기 금형에 열 영향을 주지 않는다.

그러므로, 상기 금형(100)의 냉각이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 상기 용융 금속(P)이 용융 상태로 원활하게 이송될 수 있으므로, 주조품의 제작 생산성을 증대시킬 수 있다.

또한 보다 바람직하게는, 상기 단열 부재는 단열재 재질로 구비될 수 있으며, 단열 부재의 일측이 절개되어 벌어질 수 있고, 벌어진 틈을 이용해 주입로의 테두리를 감싼 후 볼트 등으로 체결할 수 있다.

이로 인해, 상기 금형(100)에 열을 가하지 않아 상기 금형(100)의 냉각에 유리하며, 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있고, 상기 단열 부재의 교환 시 체결된 볼트만 체결 해제하여 교환을 진행할 수 있으므로 유지보수가 용이하다.

다음으로, 상기 가압부(400)는, 상기 챔버(200)에 연결되고, 상기 챔버(200) 내에 유체를 공급하여 압력을 가할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 가압부(400)는, 적어도 하나 이상 구비되는 상기 챔버(200)에 상이한 유체 압력을 가할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 가압부(400)는, 상기 용융 금속(P)이 상기 금형(100) 내부로 충진될 수 있도록 상기 챔버(200) 내부로 압력을 전달하고, 관통된 형상으로 구비되는 주입 파이프(410)를 더 포함한다.

또한, 상기 가압부(400)는, 상기 주입 파이프(410)를 통해 유체를 저압으로 가압 분출되도록 개폐되는 개폐 밸브(420)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가압부(400)가 상기 주입 파이프(410) 및 상기 개폐 밸브(420)를 포함함에 따라, 상기 가압부(400)가 유체 압력을 가하게 되면, 상기 챔버(100)의 상기 용융 금속(P)이 상기 주입부(300)를 따라 상기 금형(100) 내부로 충진이 된다.

이때, 상기 개폐 밸브(420)로 적어도 하나 이상 구비되는 상기 챔버(200)의 압력을 상이하도록 조절할 수 있으므로, 상기 용융 금속(P)의 응고 속도를 상이하게 조절할 수 있다.

이로 인해, 상기 금형(100)의 내부 단차가 크더라도 상기 용융 금속(P)가 상기 금형(100) 내부에 충진되는 속도를 상이하게 조절함으로써, 미성형 구간이 감소하게 됨을 통해, 주조품의 내구성이 보다 향상되는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 개폐 밸브(420)는 상기 챔버(200) 내의 상기 용융 금속(P)의 양을 감지하여 개폐 동작을 제어할 수 있도록 센서가 포함될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

1000 : 다중 가압이 가능한 저압주조장치
100 : 금형
200 : 챔버
300 : 주입부
400 : 가압부

Claims (3)

1. 다중 가압이 가능한 저압주조장치(1000)에 있어서,
   내부에 소정의 공간이 마련되며, 용융 금속(P)이 응고되어 주조품이 주조되도록 구비되는 금형(100);
   상기 금형(100)의 하방면에 구비되며, 상기 용융 금속(P)을 수용하도록 마련되는 챔버(200);
   상기 금형(100) 내부의 공간과 연결되고, 상기 챔버(200)에 장입되도록 구비되며, 상기 금형(100)에 상기 챔버(200)로부터 상기 용융 금속(P)이 충진되도록 구비되는 주입부(300); 및
   상기 챔버(200)에 연결되고, 상기 챔버(200) 내에 유체를 공급하여 압력을 가할 수 있도록 구비되는 가압부(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 가압이 가능한 저압주조장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 챔버(200)는,
   적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 가압이 가능한 저압주조장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 가압부(400)는,
   적어도 하나 이상으로 구비되는 상기 챔버(200)에 상이한 유체 압력을 가압할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 가압이 가능한 저압주조장치.

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