KR970003123B1 - 자동차의 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

자동차의 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형

제1도는 종래 일제형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형의 구성단면도,

제2도는 본 발명에 따른 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형의 구성단면도로서,

(a)는 이형상태 단면도,

(b)는 합형상태 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2A : 상부금형 2B : 하부금형

2C,2D : 측부금형 2D-1 : 고정형 측부금형

2D-2 : 가동형 측부금형 3 : 포트 중자

3A,3B : 코어 프린트 4 : 베이스 중자

5 : 실린더 6D : 곡면부

7D : 윗면 7D' : 이중 곡면부

8A,8D : 플랜지 성형면 9D : 아랫면

10 : 지지몸체 11 : 포스트

12 : 가이드 면 13 : 베이스

14 : 연결부재 15 : 공간부

16A : 바깥쪽 상부 성형면 16C : 바깥쪽 측부 성형면

17 : 탕구 17B,17C : 서지 탱크 성형면

18 : 제품 취출수단 19 : 코어 프린트 자리면

본 발명은 자동차의 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크를 베이스 중자를 사용하지 않고 제조할 수 있는 금형에 관한 것으로서, 특히 고정형 및 가동형으로 구성된 측부금형이 베이스 중자의 역할을 대신할 수 있게 한 자동차의 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형에 관한 것이다.

일반적으로 일체형의 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조시 사용하는 금형과 여기에 조립되는 중자는 상,하부 및 측부금형(2A,2B,2C)과, 일체형 흡입 매니폴드 및 서지 탱크의 중공부와 요입부를 각각 형성하게되는 포트 중자(3)와 베이스 중자(4)로 구성되어 있으며, 이러한 금형 및 중자를 첨부도면 제1도에 도시한 바와 같이 상기 하부금형(2B)의 윗쪽에 상기 포트 중자(3) 및 베이스 중자(4)가 적층 결합된 상태로 얹혀져 안착되고, 그 주위의 상부금형(2A)과 측부금형(2C)이 합형되는 배치구조로 조합하여 일체형의 흡입 매니폴드 및 서지탱크를 제조하게 된다.

여기서, 미설명부호 13은 하부금형을 받치고 있는 베이스를 나타낸다.

그러나, 이와 같이 금형상 취출이 불가능한 부분(예컨대, 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크의 요입부에 해당하는 부분으로서 이형 처리시 간섭받은 부분)을 베이스 중자(4)로서 처리하는 방법은 필요악으로서 부득이한 경우에는 어쩔 수 없이 사용하게 되지만, 이와 같은 방법은 고가의 중자 생산, 중자와 금형간의 미스매치(MISSMATCH)에 따른 버어(BURR) 발생으로 사상 공수과다 필요, 폐사 처리등과 같은 원가 상승의 요인을 다분히 안고 있었다.

따라서, 일체형의 흡입 매니폴드의 제조에 있어서 즉, 통상의 알루미늄 중력주조에 있어서, 중자(CORE)는 대단히 중요한 역할을 할 뿐더러 그 만큼 원가에 미치는 영향도 매우 크기 때문에 부득이한 경우를 제외하고는 가능하한 중자를 사용하지 않도록 주조방안과 금형 방안을 세우는 것이 무엇보다도 선결되어야 한다.

본 발명에서는 이와 같은 점을 감안하여 일체형의 흡입 매니폴드 및 서지탱크를 베이스 중자 없이 제조가능하게 금형 방안을 개발함으로써, 생산원가의 대폭적인 절감과 더불어 직업 생산성의 향상을 가져오게 하였으며, 이를 위하여 본 발명에서는 기존의 베이스 중자에 의해 성형되었던 일체형의 흡입 매니폴드 및 서지탱크의 요입부를 고정형 금형과 가동형 금형으로 분리구성되어 있으면서 이때의 가동형 금형은 금형의 이형처리 후 제품 취출시의 간헙 배제를 위해 뒷쪽으로 얼마간 빠져나오도록 되어 있는 측부금형을 통해서 성형되게 하였다.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자동차의 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형에 있어서, 상기 금형은 상하 이동가능한 상부금형(2A) 및 하부금형(2B)과, 좌우 이동 가능한 일편의 측부금형(2C) 및 다른 일편의 일부 가동형 측부금형(2D)으로 이루어지되, 상기 측부금형(2D)은 앞쪽 선단부가 윗쪽으로 볼록한 곡면부(6D)로 이루어져 있는 동시에 이 곡면부(6D)에서부터 그 뒷쪽으로 연장되는 윗면(7D)은 상기 곡면부(6D)와 함께 흡입 매니폴드 안쪽 성형면의 일부를 구성하고 있으며, 상기 윗면(7D)의 뒷쪽 선단 부위에는 흡입 매니폴드 플랜지 성형면(8D)이 형성되어 있으면서 하부금형(2B)에 고정되어 있는 고정형 측부금형(2D-1)과, 앞쪽 선단부가 윗쪽으로부터 아래쪽에 걸쳐서 볼록 및 오목한 이중 곡면부(7D')로 이루어져 있는 동시에 이 이중곡면부(7D')는 나머지의 흡입 매니폴드 안쪽 성형면과 서지탱크 성형면의 일부를 구성하고 있으면서 일정한 수평스트로크를 갖는 실린더(5)의 로드(5-1)에 연결 설치되어 있는 가동형 측부금형(2D-2)의 상하 조합형으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금형은 크게 흡입 매니폴드의 바깥쪽 상부 형성면(16A)을 가지면서 상하 행정가능한 상부금형(2A)과, 횹입 매니폴드의 바깥쪽 측부 성형면(16C) 및 서지탱크 성형면(17C)의 일부를 가지면서 좌우 행정가능한 일측의 측부금형(2C)과, 그 나머지의 서지탱크 성형면(17B)을 가지면서 베이스(13)상에 고정설치되는 하부금형(2B)과, 고정형 측부금형(2D-1)과 가동형 측부금형(2D-2)의 조합형으로 구성된 다른 일측의 측부금형(2D)으로 이루어져 있다.

특히, 상기 고정형 측부금형(2D-1)의 앞쪽 선단부는 윗쪽으로 볼록한 곡면부(6D)로 이루어져 있으며, 이 선단부의 곡면부(6D)에서 부터 그 뒷쪽으로 수평 연장되는 윗면(7D)은 상기 곡면부(6D)와 함께 일체형의 흡입 매니폴드 및 서지탱크 성형면 중에서도 흡입 매니폴드 성형면 예컨대, 흡입 매니폴드의 안쪽 성형면을 구성하게 된다. 그 중에서도 특히 상기 곡면부(6D)는 흡입 매니폴드의 안쪽 성형면 중에서 요입부에 해당되는 부위의 윗쪽 일부를 담당하여 성형하는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 윗면(7D)의 뒷쪽 선단부근에는 흡입 매니폴드의 플랜지 성형면(8D)이 형성되어 있으며, 이때의 플랜지 성형면(8D)은 그 윗쪽 상부금형(2A)의 흡입 매니폴드 성형면이 갖고 있는 플랜지 성형면(8A)과 상호 짝을 이루면서 하나의 온전한 플랜지 성형부를 구성하게 된다.

또한, 상기 고정형 측부금형(2D-1)의 아래면(9D)은 상기 윗면(7D)과 나란한 수평면으로 이루어져 있으며, 이러한 아래면(9D)은 후술하는 가동형 측부금형(2D-2)의 윗면과 맞접촉하면서 가동형 측부금형(2D-2)의 전, 후 행정시 윗쪽면을 안내하는 역할을 하게 된다.

또한, 이와 같은 고정형 측부금형(2D-1)은 흡입 매니폴드의 수에 따라 통상적으로 4기통 엔진인 경우에는 4개 또는 6기통 엔진인 경우에는 6개가 차례로 나라하게 수평 배열되어 하나의 일체형을 이루에 되며 그 후단부의 지지몸체(10)를 이용하여 하부금형(2B)의 양측 포스트(11)에 뒷쪽으로 부터의 스크류 체결을 통해 고정 지지된다.

한편, 상기 고정형 측부금형(2D-1)과 접하면서 그 아래쪽에 위치되는 가동형 측부금형(2D-2)은 고정형 측부금형(2D-1)의 폭과 동일한 폭을 갖는 중량체로 이루어져 있고, 이 가동형 측부금형(2D-2)의 앞쪽 선단부는 상하에 걸쳐서 앞쪽으로 볼록한 동시에 뒷쪽으로 오목한 연속되는 이중 곡면부(7D)로 이루어져 있으며, 이와 같은 이중 곡면부(7D')는 흡입 매니폴드의 안쪽 성형면 특히, 상기 고정형 측부금형(2D-1)의 곡면부(6D)가 갖는 요입부 성형면을 제외한 나머지의 요입부 성형면을 구성하계 되며, 이와 동시에 서지탱크 성형면의 일부도 구성하게 된다. 즉, 상기 이중 곡면부(7D')의 볼록면은 흡입 매니폴드의 안쪽 성형면을 오목면은 서지탱크의 일측성형인 일부를 성형하게 된다.

또한, 상기 가동형 출부금형(2D-2)의 윗면과 아래면은 각각 상기 고정형 측부금형(2D-1)의 아래면(9D)과 상기 하부금형(2B)의 상부 가이드면(12)에 밀착되면서 전후 행정시 윗쪽과 아래쪽에서 각각 안내를 받게 되며, 가동형 측부금형(2D-2)의 후단면부는 이 가동형 측부금형(2D-2)의 전후 행정을 위한 동력원인 실린더(5)의 실린더로드(5-1)에 연결되어 있다. 여기서, 상기 실린더(5)는 설치 위치상의 여러 제약 예컨대, 가동형 측부금형(2D-2)의 전후 행정범위 확보, 상부금형(2A)의 이형 및 합형처리시의 간섭여부 등과 같은 제약으로 금형의 최외각에 위치되면서 상기 상, 하부 및 측부금형(2A,2B,2C,2D)을 받치고 있는 베이스(13)상에 수평자세로 고정설치되며, 이로 인해 실린더로드(5-1)의 선단과 가동형 측부금형(2D-2)의 후면 사이에는 별도의 중간 연결부재(14)가 배치되어 이것들을 서로 연결시켜 줄 수 있게 된다.

또한, 상기 가동형 측부금형(2D-2)이 앞쪽으로 최대한 전진되어 상기 고정형 측부금형(2D-1)과 합형된 상태에서는 가동형 측부금형(2D-2)의 이중 곡면부(7D') 예컨대, 볼록면과 고정형 측부금형(2D-1)의 곡면부(7D)는 동일 곡률을 갖는 하나의 연속된 원호형태를 이루에 되므로 매끈한 흡입 매니폴드 안쪽 성형면을 구성할 수 있게 된다.

그리고, 상기 가동형 측부금형(2D-2)의 후방에는 이 가동형 측부금형(2D-2)이 뒷쪽으로 어느 정도 후진할 수 있는 공간 즉, 공간부(15)가 형성되어 있으며, 이때의 공간부(15)는 가동형 측부금형(2D-2)의 두께에 해당하는 높이와, 폭방향 길이에 해당하는 폭과, 가동형 측부금형(2D-2)의 전후 행정거리에 해당하는 거리를 갖는 한정된 체적으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 가동형 측부금형(2D-2)의 전후 행정거리 즉, 상기 실린더(5)의 스트로크는 가동형 측부금형(2D-2)의 앞쪽선단부를 의미하는 이중곡면부(7D')가 전진한계 위치에서부터 흡입 매니폴드의 요입부로부터 완전히 빠져나와서 서지탱크의 우측 성형부가 위치하고 있는 수직 선상보다 더욱 바깥쪽으로 벗어난 위치인 후진한계 위치까지의 거리로 규정지을 수 있다.

따라서, 이와 같이 고정형 측부금형(2D-1)과 가동형 측부금형(2D-2)의 상하조합형으로 구성된 측부금형(2D), 흡입 매니폴드의 바깥쪽 상부 성형면(16A)을 갖는 상부금형(2A), 흡입 매니폴드의 바깥쪽 측부 성형면(16C) 및 서지탱크 성형면(17C)의 일부를 갖고 있는 측부금형(2C), 그 나머지의 서지탱크 성형면(17B)을 갖고 있는 하부금형(2B)이 상호 유기적인 조합관계를 이루면서 본 발명에 따른 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조를 위한 일체형의 금형을 구성하고 있다.

그러므로, 상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 금형과 여기에 삽입 설치되는 포트 중자(3)를 사용하여 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크를 제조하는 방법을 살펴보면, 첨부도면 제2도는 본 발명의 금형구조를 나타내고 있는 구성단면도로서, (A)는 상, 하부금형(2A,2B)과 양편의 측부금형(2C,2D)이 상호 이형처리되어 있는 상태를 나타내고 있으면, (B)는 상, 하부금형(2A,2B)과 양편의 측부금형(2C,2D)이 상호 합형처리 되어있는 동시에 그 사이에는 포트 중자(3)가 안치되어 있는 상태를 나타내고 있다.

즉, 첨부도면 제2도의 a와 같이 각각의 금형이 이형처리되어 있는 상태에서 하부금형(2B)의 윗쪽으로부터 포트 중자(3)를 설치한다. 이때의 포트 중자(3)는 서지탱크 성형부의 양측 단면부에 축선방향을 따라 돌출 형성되어 있는 코어 프린트(3A)가 하부금형(2B)의 양측 끝단부에 마련된 코어 프린트 자리면(도시되지 않음)에 얹혀져서 지지되고 이와 동시에 흡입 매니폴드 성형부의 끝단부 예컨대, 흡입 매니폴드 플랜지 성형부 보다 더욱 연장되어 형성되어 있는 또 다른 코어 프린트(3B)도 하부금형(2B)의 상부면에 마련된 또 하나의 코어 프린트 자리면(19)에 얹혀져서 지지된다.

여기서, 이렇게 설치된 포트 중자(3)는 하부금형(2B)의 상부에 고정 설치되어져 있는 고정형 측부금형(2D-1)의 윗면(7D) 즉, 흡입 매니폴드의 안쪽 성형면과 어느 정도의 간격을 유지하게 되고 이러한 간격이 완성된 흡입 매니폴드의 외곽 셸(SHELL)을 이루게 된다.

그리고, 이와 같이 포트 중자(3)의 설치를 완료하면 상부금형(2A)과 일편의 측부금형(2C)을 차례로 합형처리하고, 최종적으로 다른 일편의 가동형 측부금형(2D-2)을 실린더(5)의 전지작동을 통해서 합형 처리한다.

따라서, 이와 같은 상태 예컨대, 첨부도면 제2도의 b와 같은 상태에서 금형의 우측 상부에 위치한 탕구(17)로 부터 알루미늄 용탕을 주입하고 일정시간 경과 후 응고되면, 하부금형(2B)으로 부터 상부금형(2A)및 일편의 측부금형(2C)을 차례로 이형처리 한 다음 다른 일편의 가동형 측부금형(2D-2)을 이와 연계 동작되는 실린더(5)의 후진 작동을 통해서 후진 한계 위치 즉, 가동형 측부금형(2D-2)의 앞쪽 선단부가 서지탱크 성형부 보다 더욱 바깥쪽으로 벗어난 위치까지 후진시키고, 하부금형(2B)이 갖고 있는 제품 취출수단(18)을 통해 제품을 취출한다.

이때, 제품을 취출하는 경로는 첨부도면 제2도의 a에서 서지탱크 부위를 이점 쇄선으로 나타낸 바와같은 취출경로가 이루어진다. 즉, 상부금형(2A), 일편의 측부금형(2C) 및 다른 일편의 가동형 측부금형(2D-2)을 이형 처리한 상태에서 제품 취출수단(18)을 통해 제품을 하부금형(2B)에서부터 윗쪽으로 분리시킨다. 이렇게 분리한 제품을 작업자가 직접 손이나 별도의 도구를 사용해 파지하여 어느 정도 들어올린 다음 그 윗쪽에 위치되는 고정형 측부금형(2D-1)과의 간섭을 피하면서 바깥쪽 예컨대, 도면의 좌측으로 약간 빼낸 다음 재차 위쪽으로 들어올려 취출 완료한다.

이렇게 취출한 제품은 그 내부의 포트 중자(3)를 탈자시킴으로써 본 발명의 금형에 의해 완성된 일제형 흡입 매니폴드 및 서지탱크가 된다.

여기서, 상기 상, 하부금형(2A,2B) 및 양편의 측부금형(2C,2D)의 이형처리와 제품 취출과정은 본 발명의 특징 즉, 일편 측부금형(2D)이 갖는 가동형 금형으로 인하여 아무러 간섭작용 없이 원활하게 이루어질 수 있으며, 또한 본 발명의 포트 중자(3)는 기존의 포트 중자와 같이 중밀 중자로 이루어지지 않고 속이 빈 중공 중자로 이루어져 있어서, 중자 중량측면이나 탈사 공정 측면에서 볼 때 매우 유리하며 이에 따른 제품생산원가 절감의 효과도 기대할 수 있다.

한편, 상기 탕구(17)의 위치가 본 발명의 실시예에서와 같이 금형의 우측 상부에 이루어져 있어서 일정한 경사로를 따라 알루미늄용탕의 유입이 서서히 이루어지게 되어 있는 것과는 달리 흡입 매니폴드 성형부 예컨대, 흡입 매니폴드의 직선관 성형부와 동일선상에 이루어져 있는 본 발명의 다른 실시예에서는 금형이 취부되어 있는 주조기(도시되지 않음)의 기계적 작동을 통해서 금형전체를 90°회전 시켜줌으로써, 즉 상기탕구(17)가 윗쪽으로 위치되도록 하여 알루미늄용탕의 유입을 가속시켜줌으로써, 전체적인 작업 소요시간을 단축할 수 있으며, 충밀도 향상에 따른 불량률을 감소시킬 수 있게 된다.

이사에서와 같이 본 발명은 중자 수량감소에 따른 제품 생산원가 절감의 효과가 있으며, 제품 성형면이 모두 금형면으로 이루어져 있어서 깨끗한 외관의 제품을 얻을 수 있는 효과와 이에 따른 사상공수절감의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 자동차의 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형에 있어서, 상기 금형은 상하 이동가능한 상부금형(2A) 및 고정형 하부금형(2B)과, 좌우 이동 가능한 일편의 측부금형(2C) 및 다른 일편의 일부 가동형 측부금형(2D)으로 이루어지되, 상기 측부금형(2D)은 앞쪽 선단부가 윗쪽으로 볼록한 곡면부(6D)로 이루어져 있는 동시에 이 곡면부(6D)에서부터 그 뒷쭉으로 연장되는 윗면(7D)은 상기 곡면부(6D)와 함께 흡입매니폴드 안쪽 성형면의 일부를 구성하고 있으며, 상기 윗면(7D)의 뒷쪽 선단 부위에는 흡입 매니폴드 플랜지 성형면(8D)이 형성되어 있으면서 하부금형(2B)에 고정되어 있는 고정형 측부금형(2D-1)과, 앞쪽 선단부가 윗쪽으로부터 아래쪽에 걸쳐서 볼록 및 오목한 이중 곡면부(7D')로 이루어져 있는 동시에 이 이중 곡면부(7D')는 나머지의 흡입 매니폴드 안쪽 성형면과 서지탱크 성형면의 일부를 구성하고 있으면서 일정한 수평스트로크를 갖는 실린더(5)의 로드(5-1)에 연결 설치되어 있는 가동형 측부금형(2D-2)의 상하 조합형으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 일제형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형.
2. 제1항에 있어서, 상기 가동형 측부금형(2D-2)은 실린더(5)의 전후진 작동에 따라 일정한 스트로크로 상하측 가동형 측부금형(2D-2)의 아래면(9D)과 하부금형(B)의 상부 가이드면(12)과 접하면서 전후 왕복운동을 할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 일체형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정형 측부금형(2D-1)의 곡면부(6D)와 상기 가동형 측부금형(2D-2)의 이중곡면부(7D')는 동일한 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차의 일제형 흡입 매니폴드 및 서지탱크 제조용 금형.