KR900003059B1 - 용탕 주입장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용탕 주입장치

제 1 도는 본 발명에 따른 용탕주입장치의 고정다이와 가동다이의 하부에 대한 확대종단면도.

제 2 도는 본 발명에 따른 다이캐스팅기의 종단면도.

제 3 도는 제 2 도의 A-A선 단면도.

제 4 도는 본 발명에 따른 용탕주입장치에 사용되는 2중구조플런저의 작동상태도.

제 5 도는 본 발명에 따른 환형홈의 다른 실시예 종단 단면도.

제 6 도는 본 발명에 따른 환형홈의 또 다른 실시예를 설명하는 횡단면도.

제 7 도는 본 발명에 따른 2중구조플런저의 또 다른 실시예 종단면도.

제 8 도는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 횡단면도.

제 9 도, 제 10 도, 제 11 도는 본 발명의 또 다른 실시예 종단면도.

제 12 도는 돌출부를 갖춘 고정슬리이브의 종단면도.

제 13 도는 제 12 도의 B-B선 횡단면도.

제 14 도는 하중과 플런저위치사이의 관계를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 다이캐스팅기 22 : 수평체결유니트

23 : 수직주입유니트 24 : 받침대

25 : 고정가압판 26 : 칼럼

27 : 너트 28 : 이동가압판

29 : 토글링크 30 : 고정다이

31,31a,33 : 키이 32 : 가동다이

34 : 분할면 35 : 캐비티

36: 교축부 37 : 수직구멍

38: 쉘접촉면 39 : 고정슬리이브

39a,39b,39c : 환형홈 39d : 테이퍼면

39f : 돌출부 40 : 배출기

41 : 프레임 42 : 피트

43 : 지지로드 44 : 주입프레임

45 : 배출실린더 46 : 피스톤로드

47,47' : 플런저 47a,47a' : 외부플런저칩

47c,47c' : 내부플런저칩 49 : 지지블럭

50 : 램 51 : 실린더

52 :주입슬리이브 53 : 경사실린더

54 : 조절스토퍼 55 : 잉여금속

59 : 램 60 : 삽입구멍

본 발명은 용탕주입장치에 관한 것으로, 특히 다이캐스팅기에 쓰여지는 용탕주입장치에 관한 것이다.

종래의 다이캐스팅기들은 그 대부분이 고정다이와 가동다이가 상호 체결되어 지지되는 방향이 용탕이 구조캐비티로 주입되는 방향과 같게 되어 있으나, 최근에는 고정다이와 가동다이가 수평방향으로 상호 클램핑되어 지지시켜진 상태에서 용탕을 다이의 하단 또는 바닥쪽으로부터 주입시키는 형식으로 된 다이캐스팅기가 제안되어 일부 사용되고 있는바, 이러한 다이캐스팅기를 본 발명의 설명에서는 수평 클램핑식 및 수직용탕주입식 다이캐스팅기라 부르기로 한다.

그런데 이와같은 형식의 다이캐스팅기는 여러가지 잇점을 갖고 있는바, 즉 용탕이 캐비티내부로 주입되기 전에 주입슬리이브 또는 레이들슬리이브내에서 머무르는 시간을 짧게할 수 있어서 용탕의 온도가 강하되는 것을 최소화할 수 있고, 용탕과 공기사이의 접촉면적이 작게 되므로 용탕이 캐비티속으로 주입될때, 혼입되는 공기의 양이 적어 다이캐스팅제품에 주입스리이브내에 채워진 가스로 인한 기포의 발생이 적어지게 된다.

한편, 용탕이 주조캐비티에 완전히 채워질때 주입플런저가 상기 캐비티와 대향되는 위치에 위치하게되므로서 주입압력이 효과적으로 전달될 수 있기는 하나, 용탕이 캐비티로 주입될때 온도강하가 일어나게 되어 주입슬리이브의 내부벽면부분에서 용탕의 일부가 응고하게 됨으로서 응고된 금속이 캐비티내부로 함께 주입되어 다이캐스팅 제품의 품질을 저하시키게 된다고 하는 것이 문제로 되고 있다.

이와같은 문제를 해결하기 위해 본 출원인은 기히 일본국 특허공고 제 58-55895호에 게재된 것과 같이 응고된 금속이 캐비티내부로 주입되는 것을 방지할 수 있는 다이캐스팅방법과 그를 실현하기 위한 다이캐스팅기를 제안한바 있는데 그 내용을 간략히 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 제안된 다이캐스팅기는 고정다이와 가동다이가 2쪽으로 분할된 고정슬리이브와 끼워맞춰지면서 이 고정슬리이브의 하단이 윗쪽으로 밀려져 상승할 수 있도록 된 주입슬리이브와 접촉하게 되고, 이 주입슬리이브 또는 레이들 슬리이브내부에는 플런저가 수직왕복 이동할 수 있도록 끼워 설치되어 수직용탕주입식 유니트의 주입실린더가 상기 플런저를 수직으로 왕복운동시키게 되는 한편, 고정다이와 가동다이에 의해 형성된 캐비티와 고정슬리이브의 구멍사이에는 작은직경으로 된 교축부가 형성되어 상호 소통시켜주도록 되어있다.

상기와 같이 구성된 상기 종래의 다이캐스팅기는, 용탕이 주입슬리이브로 주입되면 용탕이 윗쪽으로 밀려져 고정슬리이브에 접촉하게 되고, 이어 플런저가 전진하게 되면 고정슬리이브의 구멍과 교축부를 통해 용탕이 캐비티내부로 주입시켜지도록 되어있다.

그런데 용탕이 캐비티로 주입되는 경우에는 용탕이 고정슬리이브의 내부벽면을 따라 원통형상의 얇은 막 형태로 응고되게 되는바, 이렇게 응고된 금속(이하 쉘이라함)은 상기 작은직경으로 된 교축부 앞에서 플런저와 계단부 사이에서 압착시켜지면서 주름이 잡히게 되어, 상기 쉘이 고정슬리이브의 구멍내에 잔류하게 됨으로써 용탕이 캐비티내부로 주입되는 것을 방해하게 된다.

따라서 캐비티속의 용탕이 완전히 응고된 후, 캐비티 밖으로 배출된 다이캐스팅제품은, 상기 작은 직경으로된 교축부에 상당하는 응고금속을 매개로 플런저 위에 잔류된 이른바 "비스켓"이라 불리우는 응고된 잉여금속(이하 간단히 과잉금속이라 함)과 연결시켜진 상태로 되는바, 이때 이 잉여금속은 상기 교축부에 상당하는 체적으로 정상적으로 응고시켜진 금속을 파손시키면서 다이캐스팅제품으로부터 쉽게 분리되게 된다.

그런데, 상기와같은 형태의 용탕주입장치에 있어서는, 용탕이 캐비티내부로 주입된 후 주입슬리이브와 플런저가 하강할 때 상기 잉여금속이 플런저의 상단면과 긴밀히 접촉하게 되어 잉여금속도 주입슬리이브와 함께 하강하게 되고, 그 결과 상기 잉여금속이 교축부에 상당하는 정상응고금속으로부터 파손되어 분리시켜지게 되므로, 주입슬리이브의 한쪽에 잉여금속이 남아 있는 상태로 다이캐스팅제품이 캐비티의 밖으로 배출되게 된다.

한편, 캐비티내에서 용탕의 유동상태를 관찰한 결과를 기초로 만족할 만한 주조상태를 얻을 수 있도록 된 부분주입방법에 의하면, 캐비티에 부분적으로 용탕이 채워지는 적절한 시간에 플런저를 아래로 하강시키게 되는바, 그에 따라 상기 잉여금속은 상기 교축부에 상당하는 정상응고금속부위로부터 파손되게 된다. 특히 플런저가 주입슬리이브내에서 멈추게 되면, 주입슬리이브에 남아있는 응고금속의 길이가 고정슬리이브의 길이보다 길 경우, 상기 응고금속이 주입슬리이브와 함께 하강하게 된다.

따라서 상기와 같이 잉여금속이 주입슬리이브의 한쪽에 잔류하게 되면 새로이 주입하고자 하는 용탕을 주입슬리이브내부로 주입할 수가 없게 되고, 더구나 응고금속이 교축부에 상당하는 정상응고금속으로부터 파손되어 주입슬리이브 너머로 돌출시켜진 상태로 잔류하는 동안 주입실린더가 기울어지게 됨과 더불어, 주입슬리이브 또는 레이들슬리이브를 넘어 돌출시켜진 잉여금속의 선단부가 고정가압판의 하단에서 노치를 갖춘 림에 부딪히게 됨으로써 주입실린더를 원하는 각도로 기울여줄 수가 없게 되고, 그에 따라 주입슬리이브 바깥으로 뻗어나온 잉여금속부위를 가스를 가지고 절단한 다음 주입슬리이브를 레이들위치로 기울여주어야만 하게 된다.

그 다음 플런저를 윗쪽으로 밀어주게 되면 주입슬리이브나 레이들슬리이브에 남아있는 잉여금속이 플런저 외측으로 밀려나면서 제거되게 되는바, 그 결과 다이캐스팅작업의 효율이 상당히 저하될 뿐만 아니라, 잉여금속이 주입슬리이브 밖으로 돌출됨과 더불어 주입슬리이브가 하부위치에 위치된 상태로 플런저가 위쪽으로 밀려지게 됨으로서, 잉여금속의 선단이 고정다이의 작은직경으로된 교축부 하단면에 부딪히게 된다. 왜냐하면 이는 주입슬리이브의 하향스트로우크가 짧기때문인바, 그 때문에 잉여금속을 가스를 사용해서 절단해주지 않는 한 잉여금속을 주입슬리이브로부터 제거할 수가 없게 된다.

또한, 종래의 고정슬리이브는 완전한 원통형상의 내부벽면으로 되어 있어서 쉘이 잔류할 수 있는 공간이 충분치않고, 또 쉘은 작은직경의 교축부쪽으로 이동하려는 경향이 있어서 상기 쉘이 작은직경의 교축부를 통해 캐비티내부로 진입하려는 경향이 있게 되며, 또한 완전한 원통형상의 내부벽면을 갖는 종래의 고정슬리이브를 사용하여 용탕을 주입할 경우, 만일 주입하는 동안에 상당히 큰 응고금속편이 주형의 캐비티로 유입되게 되면 이들 금속편에 의해 캐비티로 주입되는 용탕의 원할한 흐름이 방해를 받게 되어, 그 결과 캐비티내에 용탕이 적절히 충만시켜지지 못하는 결과가 초래되게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 캐비티로 용탕을 주입하는 동안 주입공정에서 생성된 응고금속편이 그 내부에 지지시켜지도록 해서 주물제품의 품질향상은 물론 다이캐스팅작업효율을 높일 수 있도록 된 고정슬리이브를 갖춘 용탕주입장치를 제공함은 물론, 쉘이 캐비티로 유입되는 것을 방지함과 더불어 응고된 금속편의 크기를 가능한 한 최소화하고, 캐비티로부터 다이캐스팅제품을 쉽게 분리할 수 있도록 된 용탕주입장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고정다이와 가동다이가 수평으로 견고히 결합되고, 다이캐비티와 이 다이캐비티의 하단과 연통되는 작은직경의 교축부 및 이 교축부의 하단과 연통되는 큰직경수직구멍이 형성되어, 주입슬리이브나 레이들슬리이브로부터 캐비티로 용탕이 주입되도록 되어 있는바, 여기서 상기 수직구멍을 둘러싸고 있는 내주면에 오목부와 돌출부로 이루어진 계단부가 돌출형성된 것을 그 특징으로 한다. 따라서 용탕이 오목부로 유입되거나 또는 돌출부 아래에 남아있게 됨으로서, 주입슬리이브가 아래쪽으로 하강할 때 응고된 금속편이 다이캐스팅제품과 함께 캐비티내부에 잔류하게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

제 1 도 내지 제 3 도는 본 발명에 따른 용탕주입장치의 구체적인 실시예를 도시한 것으로, 제 1 도는 다이의 하반부를 확대시켜 단면으로 도시한 것이고, 제 2 도는 본 발명에 사용되는 수평체결식 및 수직주입식다이캐스팅기를 종단면도로 도시한 것이며, 제 3 도는 제 2 도의 A-A선 단면도이다.

여기서 상기 다이캐스팅기(21)는 수평클램핑유니트(22)와 수직주입유니트(23)를 갖추고 있는바, 그중 상기 수평체결유니트(22)에는 플로어바닥에 단단히 고정시켜진 받침대(24)와, 이 받침대(24)의 한쪽선단에 수직으로 설치된 고정가압판(25) 및, 상기 받침대(24)의 다른쪽 선단에 위치한 가동끝판(도시안됨)이 갖춰져있다. 그리고 상기 고정가압판(25)의 4개의 코너부위와 끝판(도시안됨)은 4개의 컬럼(26)에 의해 이동되도록 된 이동가압판(28)이 상기 고정가압판(25)으로 전진하여 접근하거나 그로부터 후퇴해서 멀어지도록 되어 있는바, 여기서 상기 이동가압판(28)은 끝판의 한쪽에 배치된 다이체결실린더(도시안됨)에 토글링크(29)를 매개로 동작할 수 있도록 결합되어져 있다.

참조부호 30은 고정다이로서 이 고정다이(30)는 고정가압판(25)에 부착된 키이(31)에 의해 수직방향으로의 이동이 제한됨과 더불어 고정가압판(25)의 중앙에 수직으로 배치된 키이(31a)에 의해 제 2 도에서의 수직방향으로 설치되도록 되어 있고, 또 참조부호 32는 가동다이로서 이 가동다이(32)는 이동가압판(28)에 부착된 키이(33)에 의해 수직방향으로는 이동할 수 없도록 되어 있는바, 이들 고정다이(30)와 가동다이(32)는 분할면(34)을 경계로 상호 접촉하면서 상기 가동다이(32)가 고정다이(30)에 대해 수평으로 전진, 후퇴하도록 되어 있다. 여기서 상기 수직키이(31a)가 고정가압판(25)과 고정다이(30)사이에 배치되는 이유는, 고정다이(30)와 가동다이 (32)사이의 분할면(34) 아래에 배치된 수직주입유니트(23)의 용탕주입슬리이브(52)에 대하여 고정다이(30)의 가로방향위치를 간단히 정렬시킬 수가 있기 때문이다.

한편, 상기 고정다이(30)와 가동다이(32)사이에는 다이캐스팅제품의 형상과 대응하는 캐비티(35)와 이 캐비티(35)와 연통되도록 그 하부에 오리피스 또는 교축부(36)가 형성되고, 이교축부(36)에는 그와 연통되면서 아래로 뻗어 그 하단이 개방된 큰 직경의 수직구멍(37)이 형성되어 있는바, 이들 캐비티(35)와 교축부(36) 및 큰직경수직구멍(37)은 상기 분할면(34)을 따라 분할 형성되고, 상기교축부(36)와 상기 수직구멍(37)사이에는 상기분할면(34)에 수직인 쉘접촉면(38)이 형성되어 있다.

그리고 상기 수직구멍(37)에는 2쪽으로 분할된 고정슬리이브(39)가 끼워지면서 이 고정슬리이브(39)의 상단내부벽면에 단면이 직 4 각형인 고리모양의 환형홈(39a)이 형성되어 용탕이 고정슬이브(39)에 채워질때 용탕이 이환형홈(39a)으로 유입되게 되고, 용탕이 응고된 후 플런저(47)가 하강하게 되면 이른바 "바스켓"이라 불리우는 잉역금속이 상기 환형홈(39a)에 걸려지게 됨으로서 이 잉여금속이 플런저(47)와 함께 아래로 이동하는 것이 방지되게 되는바, 그에 따라 배출기(40)가 캐비티(35)밖으로 다이캐스팅제품만을 배출시키게 된다.

다음에는 본 발명에서의 수직주입유니트의 구성에 대해 설명한다.

수직주입유니트(23)의 프레임(47)은 다이클램핑유니트(22)하부에 형성된 피트(42)에 수직으로 설치되어 받침대(24)를 지지해주게 되는바, 이 피트(42)의 바닥부근에 배치된 주입프레임(44)은 지지로드(43)를 매개로 하부칼럼(26)에 연결되고, 상기 주입프레임(44)상부에 회동할 수 있도록 장착된 배출실린더(45)에는 커플링(48)을 매개로 플런저(47)에 연결된 피스톤로드(46)가 갖춰져 있으며, 이 피스톤로드(46)가 상기 배출실린더(45)내의 유압에 의해 상하로 승강하도록 되어 있다. 여기서 상기 플런저(47)는 제 4 도에 도시된 바와같이 외부플런저칩(47a)과 내부플런저칩(47c)의 2중구조로 되어있다.

따라서 용탕이 후술하는 경사장치에 의해 수직주입유니트(23)의 슬리이브(52)로 주입된 다음 플런저(47)가 위로 상승하게 되면 용탕이 캐비티(35)로 주입시켜지게 되는바, 이 경우 플런저(47)의 상단과 일체로 형성된 외부플런저칩(47a)은 주입슬리이브(52)의 내부직경과 거의 같은 직경으로 되어 플런저(47)가 승강할 때 주입슬리이브(52) 및 고정슬리이브(39)의 내부면과 미끄럼 접촉하게 된다. 한편 상기 외부플런저칩(47a)과 플런저(47)는 제 4 도에 도시된 바와같이, 내부플런저(47b)가 미끄럼이동할 수 있게 끼워지도록 동축상의 구멍을 갖추고, 내부플런저(47b) 상단에는 원통형상으로서 외부플런저칩(47a)의 직경보다 약간 작은 직경으로 된 내부플런저칩(47c)이 일체로 형성되어, 이 내부플런칩(47c)이 스트로우크의 하단에 위치하게 되면 이 내부플런저칩(47c)의 상부면이 상기 외부플런저칩(47a)의 상부면과 동일평면에 놓이도록 되어 있다.

또한, 플런저(47)의 구멍 하단에는 오일체임버(도시안됨)가 형성되어, 가압된 오일이 상기 오일체임버로 유입되거나 배출시켜질때, 내부플런저(47b)가 상하로 승강하게 되어 내부플런저칩(47c)이 외부플런저칩(47a)의 상부면으로부터 상승하거나 또는 외부플런저칩(47a)의 상부면과 동일평면에 위치하게 됨으로서, 주입동작중 플런저(47)가 캐비티(35)로 용탕을 주입하게 되면 상기 내부플런저칩(47c)이 외부플런저칩(47a) 상부면 윗쪽으로 올라가도록 되어 있다.

그리고 제 2 도 및 제 3 도에 도시된 바와같이, 지지블럭(49)의 상부면에서 수직으로 연장된 한쌍의 램(50)에 지지되게 되는바, 이 램(50) 상기 지지블럭(49) 내에 형성된 램홀에 끼워지게 되고, 또 상기 지지블럭(49)은 그 바닥에 관통된 개구부를 갖추어 이 개구부에 피스톤(46)이 끼워지도록 되어 있다. 따라서 압축오일이 블럭(49)은 그 바닥에 관통된 개구부를 갖추어 이 개구부에 피스톤(46)이 끼워지도록 되어 있다. 따라서 압축오일이 블럭(49)내의 실린더(51)로 유입되면, 지지블럭(49)이 상승하고, 피스톤로드(46)가 하강하면 상기 지지블럭(46)로 하강하게 된다.

여기서 상기 지지블럭(49)의 상부면에는 주입슬리이브(52)가 견고히 고정되어 동축상으로 설치된 고정슬리이브(39)의 직경과 동일한 직경을 갖는 원통형상을 하고 있는바, 그에 따라 압축오일이 실린더(51)로 가해져 지지블럭(49)이 상승하게 되면 상기 주입슬리이브(52)와 고정슬리이브(39)가 상호 동축관계로 상호 압착되면서 결합시켜지게 되고, 상기 지지블럭 (49)이 하강하게 되면 상기 주입슬리이브(52)와 고정슬리이브(39)가 서로 분리시켜지게 된다.

한편, 베이스가 프레임(41)에 대해 회동하도록 된 경사실린더(53)에는 그 작동선단이 배출실린더(45)에 대해 회동하도록 결합된 피스톤로드가 갖춰져, 상기 경사실린더(53)가 동작하게 되면 지지블럭(49)이 하강해서 고정슬리이브(39)와 주입슬리이브(52)가 상호 분리시켜지게 되어, 전체 수직주입유니트(23)가 제 2 도와 제 3 도에 도시된 주입위치와 용탕이 수직주입유니트(23)로 주입되는 경사위치 사이를 회전하게 되는바, 여기서 상기 수직주입유니트(23)가 정확한 주입위치에 위치하도록 조절하는 조절스토퍼(54)가 상기 배출실린더(45)에 결합되어져 있다.

다음에는 상기와같이 구성된 다이캐스팅기의 동작에 대해 설명한다.

먼저 고정가압판(25)과 이동가압판(28)이 고정다이(30)와 가동다이(32)에 각각 결합시켜진 다음 다이체결실린더(도시안됨)의 피스톤로드가 뻗혀지게 되면 상기 이동가압판(28)이 토글링크(29)를 매개로 전진해서 제 2 도에 도시된 바와같이 다이를 폐쇄시키게 된다. 이어 배출실린더(45)의 피스톤로드(46)가 도면에 나타내어진 위치로 하강하게 되면, 상기 지지블럭(49)이 도면에 도시된 위치보다 더 낮은 위치로 이동하게 되어 고정슬리이브(39)와 주입슬리이브(52)가 서로 분리시켜지게 된다. 따라서 경사실린더(53)의 피스톤로드가 전진하게 되면 전체수직 주입유니트(23)가 기울어지게 되어 주입슬리이브(52)가 고정가압판(25)의 하부 외측으로(제 2 도의 우측으로) 이동하게 되고, 이어 용탕이 레이들에 의해 주입슬리이브(52)내부로 주입됨과 더불어 경사실린더(53)가 다시 동작하게 되어 수직주입유니트(23)가 수직위치로 위치시켜지게 된 다음 압축오일이 지지블럭(49)의 실린더(51)내로 가해지므로서 상기 지지블럭(49)이 상승하게 됨과 더불어 주입슬리이브(52)가 동축상으로 위치한 고정슬리이브(39)의 하단에 대해 압착시켜지게 된다.

다음에는 압축오일이 배출실린더(45)내에 가해지면서 피스톤로드(46)가 윗쪽으로 뻗음과 더불어 플런저(47)도 커플링(48)을 매개로 윗쪽으로 밀려지게되는바, 이때 주입슬리이브(52)내의 용탕이 고정다이(30)와 가동다이(32) 사이의 수직분할면(34)의 직하단으로부터 고정다이(30)와 가동다이(32)에 의해 형성시켜지는 캐비티(35) 내부로 주입되게 되는바, 이 경우 용탕이 고정슬리이브(39)내의 환형홈(39a)에도 주입되게 된다.

그런데 용탕이 캐비티(35)로 주입되기 전에는 주입슬리이브(52)의 내부벽면과 접촉하고 있는 일부 용탕이 응고되면서 이른바 "쉘"이라고 불리우는 얇은 원통형상의 응고된 금속편이 제 4 도에 나타내어진 바와같이 생성되는바, 그 때문에 플런저(47)가 상승할때 이 쉘(59)이 그 원통형상을 유지하면서 외부플런저칩(47a)에 의해 상승하게 되고, 이 쉘(59)의 상단이 쉘접촉면(38)과 접촉하게 되면 상기 외부플런저칩(47a)이 더 상승하게 됨으로서 쉘(59)에 주름이 잡히면서 압착되게 된다.

한편 압축오일이 플런저(47)내의 오일체임버(도시안됨)내로 가해지게 되면 내부플런저(47b)가 상승하면서 외부플런저칩(47a)의 상부면을 넘어 윗쪽으로 뻗어 용탕을 윗쪽으로 밀어주게 되고, 그 때문에 상기 외부플런저칩(47a) 은 단지 쉘(59)을 압착시키는 기능만을 하게 되는바, 이 경우에 용탕은 쉘(59)에서 가장 멀리 떨어진 용탕부위, 즉 용탕의 온도가 가장 높은 용탕의 상부 중심부분부터 교축부(36)를 거쳐 캐비티(35)내부로 점착적으로 주입되게 된다. 이때 상기 외부플런저칩(47a)과 내부플런저칩(47c)이 스트로우크의 상단에 도달하게 되면, 압착된 쉘(59)이 내부플런저칩(47a)과 고정슬리이브(39) 사이의 공간(37)에 걸려지게 되고, 그에 따라 다이캐스팅제품에 붙게 되는 잉여금속의 양을 최소화하기 위해 플런저(47)가 최상부위치까지 밀려져 상승하게 되더라도 쉘(59)은 상기 공간(37)에 걸려져 남게 되어 캐비티(35)로 유입되지 못하게 된다.

이 경우, 압착된 쉘(59)은 고정슬리이브(39)의 상단 내주면에 형성된 환형홈(39a)에 걸려져 모이게 되므로, 만일 이 환형홈(39a)의 체적을 쉘(59)이 모이기에 충분한 크기로 해주게 되면 쉘(59)이 교축부(36)로 유입되지 못하게 된다. 그리고 만일 쉘(59)이 환형홈(39a)내로 유입된다 하더라도 이 쉘(59)이 잘게 파쇄되므로서 환형홈(39a) 내부로 쉘(59)이 유입되게 되더라도 큰 문제가 발생하지 않게 됨은 물론, 쉘(59)의 조각이 교축부(36)를 통해 주형 캐비티(35) 내부로 들어간다 하더라도 다이캐스팅제품의 품질에는 전혀 악영향을 미치지 않게 된다.

한편 용탕이 캐비티(35)내로 주입되어 응고되어져 다이캐스팅제품이 만들어지게 되면, 오일체임버(도시안됨)로부터 압축오일이 배출되어 내부플런저칩(47c)이 하강하면서 외부플런저칩(47a)을 아래로 당겨주게 된다. 그런데 여기서 만일 내부플런저칩(47c)과 외부플런저칩(47a)이 동시에 하강하게 되면, 쉘(59)이 내부플런저칩(47c)의 상단에서 떨어져나가거나 전체 쉘(59)이 내부플런저칩(47c)에 부착되어 함께 아래쪽으로 하강하게 된다는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 내부플런저칩(47c)의 상부면이 외부플런저칩(47a)의 상부면과 동일평면이 된 상태로 내부플런저칩(47c)을 하강시킨 다음 이들 외부플런저칩(47a)과 내부플런저칩(47c)을 동시에 아래쪽으로 하강시키게 되는바, 이렇게 플런저칩(47c)이 아래쪽으로 하강시켜진 후에는 실린더(561)로부터 압축오일이 배출되어 지지블럭(49)이 아래쪽으로 하강하게 됨과 더불어 주입슬리이브(52)가 고정슬리이브(39)로부터 분리시켜지게 되고, 또 이와 동시에 배출실린더(45)로부터 압축오일이 배출되면서 플런저(47)가 아래쪽으로 하강하게 된다. 이어 다이체결실린더(도시안됨)의 피스톤로드가 후퇴해서 이동가압판(28)이 고정가압판(28)으로부터 멀어지게 되면 다이(30,32)가 개방되면서 배출기(40)에 의해 다이캐스팅제품이 캐비티(35)밖으로 배출되게 됨으로써 다이캐스팅동작의 한 사이클이 끝나게 된다.

여기서 만일 다이캐스팅제품이 캐비티(35)밖으로 배출되기전에 플런저(47)가 하강하게 되면 외부플런저칩(47a)의 상단면이 외부플런저칩(47a)의 상단면 위에서 응고되는 용탕의 잉여금속(55)과 밀접히 접촉하게 되는바, 그에따라 잉여금속(55)이 플런저(47)와 함께 아래로 이동하려는 경향이 있게되는바, 실제로는 쉘(59)과 용탕이 환형홈(39a)으로 유입됨으로해서 잉여금속(55)의 일부가 이 환형홈(39a)으로 유입되게 되고, 그 결과 상기 잉여금속(55)은 다이캐스팅제품과 함께 남아있고 플런저(47)만 하강하게 된다. 따라서 캐비티(35)밖으로 배출시켜진 캐스팅제품에는 교축부(36)와 잉여금속(55)에 상당하는 좁은 연결부위가 붙어 있게 되나, 햄머같은 도구로 상기 연결부위를 깨뜨려줌으로써 이 잉여금속(55)을 다이캐스팅제품으로부터 쉽게 분리시킬 수가 있게 된다.

제 5 도는 본 발명에서의 환형홈의 다른 실시예를 단면으로 도시해 놓은 것으로, 이는 제 1 도와는 비슷하기는 하나 구체적으로는 제 1 도에 도시된 제 1 실시예와는 달리 고정슬리이브(39)의 상단으로부터 일정거리로 떨어진 내벽면에 그 상부가 개방되지 않은 환형홈(39b)이 형성되어 있는바, 즉 환형홈(39b)이 일정폭을 갖는 환상형태로 되어 있어서 제 1 실시예에서와 마찬가지로 용탕이 이 혼형홈(39b)에 유입되게 됨으로써 잉여금속이 다이캐스팅제품에 일체인 상태로 잔류하게 된다. 여기서 상기 환형홈(39b)은 상기 2쪽으로 분할된 고정슬리이브(39)의 반쪽중 고정다이(30)쪽 내부벽면에 반원형상으로 형성시킬 수도 있고, 또 제 6 도에 도시된 바와같이 고정슬리이브(39)의 내부벽면중 소정부위에만 환형홈(39c)을 형성시킬 수도 있다.

한편 이중구조로 된 플런저의 여러 실시예를 생략할 수도 있는바, 그 중 상술한 제 1 실시예에 있어서는 플런저(47)에 외부플런저칩(47a)과 내부플런저칩(47c)이 갖춰져 플런저(47)가 가장높은 위치로 상승할 수 있게 되어, 잉여금속의 두께를 감소시킬 수가 있고, 또 상기 제 1 실시예에서는 내부플런저칩(47c)이 아래쪽으로 후퇴할때 내부플런저칩(47c)의 상단면이 외부플런저칩(47a)의 상단면과 동일평면상에 놓여지는 것으로 설명하였으나, 상기 내부플런저칩(47c)이 아랫쪽으로 후퇴할 때 이 내부플런저칩(47c)의 상단면이 외부플런저칩(47a)의 상단면 위로 뻗어 위치된 상태로 하강하도록 할 수도 있다. 이 경우 내부플런저칩(47c)이 스트로우크의 최하부위치로 하강하였을때, 외부플런저칩(47a)의 상단면 윗쪽으로 돌출시켜진 내부플런저칩(47c)의 높이가 이 내부플런저칩(47c)의 직경과 실제로 같아지게 되는바, 이때 용탕주입공정의 최후반부에서 내부플런저칩(47a)이 윗쪽으로 상승하기 전에 쉘(59)이 플런저(47)의 상승동작과 함께 윗쪽으로 뻗은 내부플런저칩(47c)의 주위에 남아있게 되므로 쉘(59)이 캐비티(35)로 유입되는 것이 방지될 수 있게 된다.

제 7 도는 본 발명에서의 2중구조 플런저의 다른 실시예를 단면돌로 도시한 것으로, 이는 플런저(47')의 외부플런저칩(47a')의 상반부(47a'-A)의 직경이 점차 감소되어 3-5°의 각도로 테이퍼지고, 교축부(36)와 수직구멍(37) 사이에 내부 플런저칩(47')이 끼워지는 삽입구멍(60)이 형성된 구조로 되어 있는바, 사이 외부플런저칩(47a')의 상반부(47a'-A)는 제 1 실시예의 내부플런저(47c)의 연장부위까지 뻗고, 내부플런저칩(47c)도 삽입구멍(60) 내부까지 더 뻗어 형성됨으로서 플런저칩(47a')의 상반부(47a'-A)가 상기 제 1 실시예의 내부 플런저칩(47c)과 마찬가지로 기능을 하게 되어, 상반부(47a'-A)와 고정슬리이브(39) 사이로 한정되어지는 공간에 쉘(59)이 걸려 잔류하도록 된 것이다.

여기서 상기 외부플런저칩(47a')의 상반부(47a'-A)가 테이퍼져 있기 때문에 플런저(47)가 아래로 하강할때 쉘(59)로부터 쉽게 빠져나올 수 있게 됨으로써 쉘(59)이 쉽게 잔류할 수 있게 되고, 또 상기 내부플런저칩(47c')이 연장되어져 있기 때문에 고정슬리이브(39)내의 거의 모든 용탕이 캐비티(35) 내부로 주입됨으로써 잉여금속의 양이 최소화되어 다이캐스팅제품의 품질이 개선될 수 있게 된다.

제 8 도와 제 9 도, 제 10 도 및 제 11 도는 고정다이(30)쪽이 2쪽으로 분할된 고정슬리이브(39)의 반쪽이 쉽게 분리시켜질 수 있게 경사면(39d)에서 끝나도록 개량시킨 구조를 도시한 것으로서, 상기 경사면(39d)이 구멍에 접선방향으로 뻗어 형성되어 있는바, 여기서 이 경사면(39d)은 고정다이(30)쪽 고정슬리이브(39)의 반쪽을 따라 전체 또는 부분적으로 뻗게 형성시킬 수도 있다.

즉 제 9 도에서는 수직구멍(37)의 상단(39e)이 테이퍼져 있는 것을 도시한 것이고, 제 10 도는 고정다이(30)쪽 수직구멍(37)의 상단(39e)반쪽이 테이퍼진 것을 도시한 것이며, 제 11 도는 외부플런저칩(47a)과 내부플런저칩(47c)의 상단면(47e)이 고정다이(30)쪽을 향해 윗쪽으로 경사진 것을 도시한 것인바, 이들 제 8 도 내지 제 11 도에 도시된 모든 실시예는 다이로부터 다이캐스팅제품을 쉽게 분리할 수 있도록 하기 위해서인 것이다.

한편 상기 설명에서의 플런저(47)는 외부플런저칩(47a)과 내부플런저칩(47c)이 갖춰진 2중구조 플런저형태의 플런저로 한정되어 있으나, 이러한 설명이 플런저구조상에 대해 제한을 하는것은 아니고, 본 발명은 원통형상의 플런저칩을 구비하게 되는 통상적인 플런저에 대해 적용할 수 있다.

제 12 도와 제 13 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로 상기 실시예에서의 환형홈(39a, 39b, 39c)대신에 돌출부(39f)가 갖춰진 것인바, 이는 고정슬리이브(39)의 내부원통면에서 형성된 쉘(59)의 상단이 주입공정이 진행됨에 따라 상승해서 상기 돌출부(39f)의 하부에 부딪히면서 다수의 조각으로 부서져, 부서진 상태의 일부 쉘(59)이 교축부(36)의 앞에 형성된 평면부(38)에 맞닿을 때까지 돌출부(39f)를 가로질러 전진하도록 되어 있는 것이다.

여기서는 상기 돌출부(39f)의 형상이 반드시 직 4 각형일 필요는 없어 라운드

제 14 도는 주입동작이 이루어지는 동안의 플런저칩의 위치와 그때 가해지는 부하사이의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프는 2가지의 경우가 설명되고 있는바, 즉 하나는 고정슬리이브(39)내에 환형홈(39b)이 갖춰져 있지 않은 종래의 기술에 관한 것이고, 다른 하나는 환형홈(39b)이 갖춰진 본 발명의 경우에 관한 것으로, 그래프에서 점 So는 용탕의 선단이 교축부(36)하단인 쉘접촉면(38)과 처음 만나게 되는 플런저칩포인트로서, 이 점으로부터 윗쪽은 플러스인 반면 아랫쪽은 마이너스이고, 부하 T는 주입실린더의 출력을 나타낸다.

이 제 14 도의 곡선 Ⅱ로부터 알 수 있는 바와같이, 고정슬리이브(39)에 본 발명에서와 같은 환형홈(39b)이 형성된 경우에는 캐비티(35)에 용탕이 완전히 채워지기 전에는 (ST는 용탕이 캐비티에 완전히 채워지는 점임)플런저칩에 부하가 거의 가해지지 않게 되나, 주입완료지점에 가까와지게 되면 부하가 갑자기 증가하기 시작하는바, 이것이 본 발명에 의해 얻어질 수 있는 최선의 부하특성곡선인 것이다.

그러나 상기 부하특성곡선과는 달리 곡선 I 에 나타나듯이 환형홈(39b)이 갖춰지지 않은 종래의 고정슬릴리브(39)인 경우에는 용탕이 캐비티(35)로 주입되기 시작하자마자 부하가 점차 증가하기 시작하게 되는 바, 이와같은 종래의 기술에서의 부하증가율은 본 발명에서보다 훨씬 커지게 되어, 부하가 최대가 되더라도 플런저칩(47)은 용탕이 캐비티에 충만된 것을 나타내는 ST위치에 아직 도달하지 않게 된다. 즉 이는 캐비티(35) 내부에서의 용탕의 충만상태가 부적당하거나 불완전하다는 것을 의미하는바, 환언하면 주입공정에서 생산된 다이캐스팅제품에 성형되지 않은 부분이 포함되는 등 불량품이 발생되게 됨을 의미하게 된다.

이와같은 바람직하지 않은 상태는 때때로 상당히 큰 응고금속덩어리 즉 셀(59)때문에 유발되게 되는바, 왜냐하면 상기 쉘(59)이 교축부(36) 앞부분에서 걸려지지 않고, 캐비티(35)내부로 유입되게 됨으로서 주입압력의 적절한 전달동작과 용탕의 원활한 흐름이 방해되기 때문이다.

이상 설명에서와 같이 본 발명에 의하면, 고정슬리이브(39)에 환형홈(39b)과 같은 계단부가 형성됨으로서 주입동작중 용탕이 다이캐비티로 원할히 주입되게 됨과 더불어 캐비티내부로 응고금속이 주입되는 것이 방지되어 다이캐스팅제품의 품질이 높혀질 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상호 수평방향으로 견고히 결합되어 그 사이에 다이캐비티(35)와 이 캐비티(35)의 하부와 연통되는 작은 직경의 교축부(36) 및 이 교축부(36)의 하단과 연통되는 큰 직경의 수직구명(37)이 형성된 고정다이(30) 및 가동다이(32)와, 상기 다이캐비티(35) 내부로 용탕을 주입하도록 된 고정슬리이브(39) 및, 이 고정슬리이브(39) 내부에서 수직으로 왕복이동하도록 된 플런저(47)를 갖춘 용탕주입장치에 있어서, 상기 수직구멍(37)을 둘러싸는 내벽면이 상기 고정다이(30)와 가동다이(32)의 분할면(34)을 따라 두쪽으로 분할된 고정슬리이브(39)의 내주면으로 이루어지면서 이 내주면에 계단부가 형성된 것을 특징으로 하는 용탕주입장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 계단부가 오목한 환형홈(39a,39b,39c)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용탕주입장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상

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