KR20090059912A - 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀 - Google Patents

다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀 Download PDF

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Abstract

본 발명의 예시적인 실시예는, 금형의 내부에 구성되어 상기 금형의 냉각을 위한 것으로서, ⅰ)내부에 제1 중공부를 형성하고 있는 핀 몸체와, ⅱ)상기 핀 몸체의 제1 중공부 내부에 설치되며, 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 형태로서 내부에 제2 중공부를 형성하고, 일측에 상기 제1 중공부를 상호 연결하는 관통구를 형성하고 있으며, 이의 외주면에 다수의 냉각수 배출홀들을 형성하고 있는 냉각관과, ⅲ)상기 핀 몸체의 제1 중공부와 상기 냉각관의 제2 중공부를 통하여 설치되어 냉각수를 상기 제2 중공부로 유통시키는 냉각수 공급튜브를 포함하며, 상기 냉각관의 냉각수 배출홀들에는 상기 제2 중공부와 연결되는 구멍을 지닌 캡부재가 끼워져 설치되는 것을 특징으로 하여, 고압 주조용 금형 내부에서 냉각수의 유동을 활성화하여 냉각수의 단위 체적당 열원과의 접촉 면적을 크게 함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀을 제공한다.
다이캐스팅, 금형, 냉각수, 보어 핀, 냉각관

Description

다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀 {BORE PIN FOR COOLING IN DIE CASTING METALLIC PATTERN}
본 발명의 예시적인 실시예는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압 주조용 금형 내부에서 고열 발생 부분을 냉각수를 통하여 냉각시키기 위한 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 관한 것이다.
일반적으로, 다이캐스팅은 다이 주조라고도 하며, 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계 가공된 강제(鋼製)의 금형(金型)에 용융금속(熔融金屬)을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀 주조법으로, 그 제품을 다이캐스트 주물이라고 한다.
이러한 다이캐스팅에 의한 방법은 주물의 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없는 장점 외에 기계적 성질이 우수하며, 대량 생산이 가능하다는 특징이 있으며, 이에 이용되는 금속은 아연, 알루미늄, 주석, 구리 등의 합금이며, 다이캐스트 주조기를 사용하여 공기압, 수압, 유압 등에 의해 주입하여 냉각 응고시킴으로서 제품을 주조하게 된다.
상기한 다이캐스팅에 사용되는 금형은 금속성(金屬性)의 형(型)으로서, 보 통, 도 6에서 도시한 바와 같이, 가동측 금형(101)과 고정측 금형(103)으로 나뉘어지며, 각 금형내에는 금형의 냉각을 위하여 금형 냉각용 보어 핀(107; 이하에서는 편의상 "보어 핀" 이라고 한다)을 구비한다.
상기 보어 핀(107)는 도 7에서와 같이 내부에 중공부(203)를 형성하며, 하부로 개구되어 하부에서 중공부 내측면에는 나사부(205)가 형성되는 상부 핀 몸체(207)와, 상기 상부 핀 몸체(207)의 나사부(205)에 체결되도록 상부 외주면에 나사 체결부(209)를 형성하는 하부 핀 몸체(211)가 내부에 중공부(213)를 형성하여 구비된다.
그리고 상기 상부 핀 몸체(207)의 중공부(203) 내에는 냉각 스크류 관(215)이 삽입되는데, 상기 냉각 스크류 관(215)은 상기 상부 핀 몸체(207)의 중공부(203) 내에 끼워져 하부 핀 몸체(211)의 체결과 함께 고정되도록 형성되는 체결부(217)와, 상기 체결부(217)와 일체로 그 상부에 연결되며, 외부면에는 스크류 형상의 냉각수 가이드 판(219)이 형성되는 냉각부(221)로 이루어진다.
또한, 상기 냉각 스크류 관(215)은 내부에 중공부(223)를 형성하며, 상기 체결부(217)에는 일측에 상부 및 하부 핀 몸체(207, 211) 내부의 중공부(203, 213)을 상호 연결하는 2개의 관통구(225)를 형성한다.
그리고 상기 하부 핀 몸체(211)의 중공부(213)와 냉각 스크류 관(215)의 중공부(223)를 통하여 냉각수 공급관로(227)이 삽입되어 설치되며, 상기 냉각수 공급관로(227)은 외부의 급수펌프(미도시)와 연결되어 급수펌프로부터 냉각수를 공급받아 상부 핀 몸체(207)의 중공부(203) 내부로 냉각수를 공급하게 된다.
또한, 상기 하부 핀 몸체(211)의 하부에는 상기 냉각수 공급관로(227)와 함께, 그 중공부(213)가 밀폐되도록 패킹(229)이 끼워지며, 상기 패킹(229)에는 상기 냉각수 공급관로(227)가 끼워지는 일측으로 냉각수를 배출하기 위한 배출관로(231)가 상기 중공부(213)와 연결되도록 끼워져 설치된다.
따라서, 상기한 바와 같은 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 의한 냉각수의 유동을 통한 작용을 설명하면, 급수펌프(미도시)로부터의 냉각수가 냉각수 공급관로(227)로 공급되면, 상기 냉각수는 상부 핀 몸체(207)의 중공부(203) 상부로 공급되고, 계속해서 냉각수 공급관로(227)를 통하여 공급되는 냉각수는 그 공급압에 의해 냉각 스크류 관(215)의 냉각수 가이드 판(219)을 따라 상부 핀 몸체(207)의 중공부(203) 내부를 회전하면서, 냉각 스크류 관(215)의 관통구(225)를 통하여 하부 핀 몸체(211)의 중공부(213) 내부로 이동하게 된다.
그리고 상기 하부 핀 몸체(211)의 중공부(213) 내부로 이동한 냉각수는 다시 배출관로(231)를 통하여 금형의 외부로 배출되면서, 냉각수 순환을 이루어 금형을 냉각시키게 되는 것이다.
그런데, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀(107)의 구성에 의하면, 냉각 스크류 관(215)의 상단 부분이 개방됨에 따라 냉각수가 상부 핀 몸체(207)의 상단 부분에 집중됨으로, 실제로 냉각이 필요한 상부 핀 몸체(207)의 원주 방향측 부분에서 냉각수 단위 체적당 열원과의 접촉을 통한 냉각효율이 떨어진다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 고압 주조용 금형 내부에서 냉각수의 유동을 활성화하여 냉각수의 단위 체적당 열원과의 접촉면적을 크게 함으로서 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 하는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀은, 금형의 내부에 구성되어 상기 금형의 냉각을 위한 것으로서, ⅰ)내부에 제1 중공부를 형성하고 있는 핀 몸체와, ⅱ)상기 핀 몸체의 제1 중공부 내부에 설치되며, 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 형태로서 내부에 제2 중공부를 형성하고, 일측에 상기 제1 중공부를 상호 연결하는 관통구를 형성하고 있으며, 이의 외주면에 다수의 냉각수 배출홀들을 형성하고 있는 냉각관과, ⅲ)상기 핀 몸체의 제1 중공부와 상기 냉각관의 제2 중공부를 통하여 설치되어 냉각수를 상기 제2 중공부로 유통시키는 냉각수 공급튜브를 포함하며, 상기 냉각관의 냉각수 배출홀들에는 상기 제2 중공부와 연결되는 구멍을 지닌 캡부재가 끼워져 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 있어서, 상기 냉각수 배출홀들은 상기 냉각관의 내주면에 형성되어 외주면 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 제1 부분과, 상기 냉각관의 외주면에 형성되어 내주면 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아 지는 제2 부분과, 상기 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 제3 부분으로서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 있어서, 상기 캡부재는 상기 제1 부분에 끼워지는 제1 캡, 및 상기 제2 부분에 끼워지는 제2 캡으로서 이루어질 수 있다.
상기 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 있어서, 상기 제1 캡은 상기 제2 캡에 끼워지는 결합 돌기를 형성하며, 상기 제2 캡은 상기 결합 돌기에 대응하여 그 결합 돌기가 끼워지는 결합홈이 형성될 수 있다.
상기 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 있어서, 상기 냉각관은 상기 핀 몸체의 제1 중공부 내에 끼워져 고정되는 체결부와, 상기 체결부와 일체로 형성되면서 상기 다수의 냉각수 배출홀들이 형성되는 냉각부로서 구성될 수 있다.
상기 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀은, 상기 체결부와 상기 냉각부 사이에 오-링이 설치될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 의하면, 고압 주조용 금형 내부에서 냉각수의 유동을 활성화하여 냉각수의 단위 체적당 열원과의 접촉면적을 크게 함으로서 냉각효율을 향상시키는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀을 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합 단면 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀(100)은 다이캐스팅에 사용되는 금형 내에 구성되어 그 금형의 냉각을 위한 것이다.
즉, 본 발명이 적용되는 금형은 금속성(金屬性)의 형(型)으로서, 상기 도 6에서 도시한 바와 같이 가동측 금형(101)과 고정측 금형(103)으로 나뉘어지며, 각 금형 내에는 고열부에 금형의 냉각을 위한 본 발명의 보어핀(100)을 구비하게 된다.
이러한 보어 핀(100)은 고압 주조용 금형 내부에서 냉각수의 유동을 활성화하여 냉각수의 단위 체적당 열원과의 접촉 면적을 크게 함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.
본 발명의 예시적인 실시예에 의한 상기 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀(100)은 기본적으로 핀 몸체(10)와, 핀 몸체(10)의 내부에 설치되는 냉각관(30)과, 그 냉각관(30)의 내부로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급튜브(70)를 포함하여 이루어진다.
본 실시예에서, 상기 핀 몸체(10)는 내부에 제1 중공부(11)를 형성하며, 이 의 하단에 개구를 가지면서 그 하단의 제1 중공부(11) 내측에는 나사부(미도시)가 형성되어 있다.
본 실시예에서, 상기 냉각관(30)은 핀 몸체(10)의 제1 중공부(11) 내부에 설치되며, 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 형태로서 내부에 제2 중공부(31)를 형성하고 있다.
상기 냉각관(30)은 핀 몸체(10)의 제1 중공부(11) 내에 끼워져 고정되는 체결부(33)와, 그 체결부(33)와 일체로 형성되는 냉각부(35)로서 구성된다.
이 경우 상기 체결부(33)의 외주면에는 핀 몸체(10)의 나사부(미도시)에 체결되도록 나사 체결부(34)를 형성하고 있다.
그리고 상기 냉각부(35)의 하부에는 제2 중공부(31)와 상호 연결되는 한 쌍의 관통구(39)가 형성되고, 그 냉각부(35)의 외주면에는 다수의 냉각수 배출홀들(36)이 형성되어 있다.
상기 각 냉각수 배출홀(36)은 도 3에서와 같이, 냉각관(30)의 내주면에 형성되어 외주면 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 제1 부분(36a)과, 냉각관(30)의 외주면에 형성되어 내주면 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 제2 부분(36b)과, 제1 부분(36a) 및 제2 부분(36b)을 연결하는 제3 부분(36c)으로서 이루어지는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 상기한 냉각수 배출홀들(36)에는 도 4 및 도 5에서와 같이 제2 중공부(31)와 상호 연통되는 구멍(41)을 지닌 캡부재(43)가 끼워져 설치되는 바, 상기 캡부재(43)는 냉각수 배출홀(36)의 제1 부분(36a)에 끼워지면서 그 제1 부분(36a)과 형태의 결합을 이루는 제1 캡(45)과, 냉각수 배출홀(36)의 제2 부분(36b)에 끼워지면서 그 제2 부분(36b)과 형태의 결합을 이루는 제2 캡(47)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제1 캡(45)에는 제2 캡(47)에 끼워지는 결합 돌기(46)가 돌출되게 형성되며, 제2 캡(47)에는 상기 결합 돌기(46)에 대응하여 그 결합 돌기(46)가 끼워지는 결합홈(48)이 형성된다.
즉, 상기 제1 캡(45)이 냉각수 배출홀(36)의 제1 부분(36a)에 끼워지고, 제2 캡(47)이 냉각수 배출홀(36)의 제2 부분(36b)에 끼워지면서 제1 캡(45)의 결합 돌기(46)가 제2 캡(47)의 결합홈(48)에 결합됨으로, 상기 제1 및 제2 캡(45, 47)은 냉각수 배출홀(36)의 내부에 장착될 수 있는 것이다.
이에 더하여, 본 실시예에 의한 보어 핀(100)은 핀 몸체(10)와 냉각관(30) 사이에서 그 냉각관(30)의 체결부(33)와 냉각부(35)의 연결 부분에 설치되는 오-링(51)을 더욱 포함하고 있다.
상기한 오-링(51)은 핀 몸체(10)의 내부 압력을 지지하고 냉각수의 역류를 방지하는 기능을 하게 된다.
본 실시예에서, 상기 냉각수 공급튜브(70)는 핀 몸체(10)의 제1 중공부(11)와 냉각관(30)의 제2 중공부(31)를 통하여 삽입 설치되는데, 상기 냉각수 공급튜브(70)는 외부의 급수 펌프(미도시)와 연결되어 그 급수 펌프로부터 냉각수를 공급받아 냉각관(30)의 제2 중공부(31) 내부로 냉각수를 공급하게 된다.
따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀(100)에 의하면, 금수 펌프(미도시)로부터 냉각수 공급튜브(70)를 통해 냉각관(30)의 제2 중공부(31)로 공급되면, 상기 냉각수는 냉각관(30)의 냉각수 배출홀들(36)을 통해 배출되면서 금형을 냉각시키고, 냉각관(30)의 관통구(39)를 통하여 핀 몸체(10)의 제1 중공부(11) 내부로 이동하게 된다.
그리고 상기 핀 몸체(10)의 제1 중공부(11) 내부로 이동한 냉각수는 별도의 배출 관로(미도시)를 통하여 금형의 외부로 배출되면서 냉각수 순환을 이루며 금형을 냉각시키게 된다.
이와 같은 냉각수의 유동 과정에서, 본 실시예에서는 냉각관(30)의 상단 부분이 폐쇄되어 냉각수가 냉각수 배출홀들(36)을 통해 냉각관(30)의 원주 방향으로 분사됨에 따라, 핀 몸체(10)의 상부에 냉각수가 집중되지 않고 보어 핀(100)의 전 부위를 균일하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 냉각관(30)의 냉각수 배출홀들(36)에 상술한 바와 같은 캡부재(43)가 끼워져 설치됨에 따라, 이물질에 의해 냉각수 배출홀(36)이 막혔을 경우 상기 캡부재(43) 만을 교체함으로써 보어 핀(100)의 사용 수명을 더욱 연장시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기 캡부재(43)의 제1 캡(45)이 냉각수 배출홀(36)의 제1 부분(36a)(냉각관(30)의 내주면에 형성되어 외주면 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 부분)에 끼워지고, 제2 캡(47)이 냉각수 배출홀(36)의 제2 부분(36b)(냉각관(30)의 외주면에 형성되어 내주면 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 부분)에 끼워짐에 따라, 상기한 제1 및 제2 캡(45, 47)을 통해 냉각수를 미스 트(mist) 형태로서 분사시키게 되므로 냉각수의 단위 체적당 접촉 면적을 넓게 확보하여 냉각 효율을 극대화시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 단면 구성도이다.
도 3은 도 2의 "A" 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 적용되는 캡부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 결합 단면 구성도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 다이캐스팅용 금형의 냉각수 순환 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 종래 기술에 따른 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀의 단면 구성도이다.

Claims (6)

  1. 금형의 내부에 구성되어 상기 금형의 냉각을 위한 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀에 있어서,
    내부에 제1 중공부를 형성하고 있는 핀 몸체;
    상기 핀 몸체의 제1 중공부 내부에 설치되며, 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 형태로서 내부에 제2 중공부를 형성하고, 일측에 상기 제1 중공부를 상호 연결하는 관통구를 형성하고 있으며, 이의 외주면에 다수의 냉각수 배출홀들을 형성하고 있는 냉각관; 및
    상기 핀 몸체의 제1 중공부와 상기 냉각관의 제2 중공부를 통하여 설치되어 냉각수를 상기 제2 중공부로 유통시키는 냉각수 공급튜브
    를 포함하며,
    상기 냉각관의 냉각수 배출홀들에는 상기 제2 중공부와 연결되는 구멍을 지닌 캡부재가 끼워져 설치되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각수 배출홀들은,
    상기 냉각관의 내주면에 형성되어 외주면 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 제1 부분과, 상기 냉각관의 외주면에 형성되어 내주면 쪽으로 갈수록 직경이 점 차 작아지는 제2 부분과, 상기 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 제3 부분으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 캡부재는,
    상기 제1 부분에 끼워지는 제1 캡, 및 상기 제2 부분에 끼워지는 제2 캡으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 캡은 상기 제2 캡에 끼워지는 결합 돌기를 형성하며, 상기 제2 캡은 상기 결합 돌기에 대응하여 그 결합 돌기가 끼워지는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각관은,
    상기 핀 몸체의 제1 중공부 내에 끼워져 고정되는 체결부와, 상기 체결부와 일체로 형성되면서 상기 다수의 냉각수 배출홀들이 형성되는 냉각부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 체결부와 상기 냉각부 사이에 오-링이 설치되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀.
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CN106166606A (zh) * 2016-08-31 2016-11-30 乔治费歇尔汽车产品(苏州)有限公司 汽车高压压铸模具用预铸销
KR20170038801A (ko) 2014-08-01 2017-04-07 가부시키가이샤 도쿠야마 n형 질화 알루미늄 단결정 기판

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