(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と、前記固定金型に対向して設けられ、前記固定金型とキャビティを形成する可動金型と、前記可動金型を貫通してキャビティに至るように形成されるエジェクターピンと、を備え、
排気装置で前記キャビティから空気を抜き出して真空環境に造成した状態で金属溶湯を充填して成形した後、前記エジェクターピンにより、成形された製品を押して脱型することになり、
前記可動金型の、前記固定金型と対向する面と逆側の面に密閉板が密着して載せられ、前記エジェクターピンが前記密閉板と前記可動金型を順に貫通し、
前記密閉板の、前記エジェクターピンが貫通する孔にはパッキンが設けられることにより、外部空気が前記キャビティに流入することが防止される一方、
前記可動金型と前記パッキンとの間に遮断空間が形成されることにより、前記パッキンに熱が伝導されることを遮断することになる、高度の真空環境で金属を成形する金型装置。
【請求項２】
前記パッキンは、前記密閉板の、前記可動金型と接する面とは逆側の面から前記エジェクターピンが貫通する孔に嵌め込まれており、
前記密閉板の、前記可動金型と接する面と逆側の面上に支持板がさらに備えられ、前記パッキンが前記支持板によって圧迫される、
請求項１に記載の高度の真空環境で金属を成形する金型装置。
【請求項３】
前記パッキンは、前記密閉板の、前記可動金型と対向する面側から前記エジェクターピンが貫通する孔に嵌め込まれており、
前記遮断空間に設けられており、前記密閉板側の端部が前記パッキンを支持して圧迫し、前記可動金型側の端部が前記可動金型に支持される中空の丸棒をさらに備え、前記エジェクターピンが前記丸棒の中空部を貫通する、
請求項１に記載の高度の真空環境で金属を成形する金型装置。
【請求項４】
前記密閉板の、前記エジェクターピンが貫通する孔において、前記パッキンが嵌め込まれる側の開口部にパッキン溝が形成され、前記パッキン溝に前記パッキンが差し込まれ、前記パッキン溝に、前記パッキンの上部から離脱防止リングが差し込まれることによって、前記パッキンの離脱が防止される、
請求項１に記載の高度の真空環境で金属を成形する金型装置。
【請求項５】
前記排気装置は前記キャビティと前記遮断空間から同時に空気を抜き出す、
請求項１に記載の高度の真空環境で金属を成形する金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属を成形する金型装置に関し、特に、金型を成形するキャビティの内部を高度の真空状態にして金属を成形することができる、高度の真空環境で金属を成形する金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属は多様な方法で成形される。代表的に金型による鋳造法及び鍛造法がある。鋳造又は鍛造は金属を早くて正確に成形することができるので、大量生産に適した方式である。
【０００３】
鋳造又は鍛造のための金型装置は、一般的に可動金型を固定金型と合体させて、製品を成形する空間であるキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）を形成し、そのキャビティ内に、金属を加熱して溶かした金属溶湯を注入して満たすか（鋳造）あるいは加圧して凝固（鍛造）させた後、可動金型を固定金型から離隔させ、成形された製品を脱型することになる。
【０００４】
ここで、前記成形された製品の脱型は、エジェクターピン（ｅｊｅｃｔｏｒ  ｐｉｎ）で成形された製品を可動金型から取り離す方式で行われる。固定金型から可動金型を離隔させれば、成形された製品は可動金型に付いた状態になり、エジェクターピンは、可動金型を貫通してキャビティに至る長さを有するように形成され、シリンダーによってキャビティ側に前進して前記成形された製品を押して可動金型から取り離すものである。
【０００５】
一方、金属溶湯を成形する場合、金属溶湯が大気と接触すると、急速に酸化するとともに金属溶湯に不純物が浸入してドロス（Ｄｒｏｓｓ）が生成される。ドロスは大気との接触を防止する効果が多少はあるが、金属が溶ける過程での持続的な撹拌を妨げ、良質の金属溶湯を連続的に供給しにくくする。このような問題を解決するために、真空環境で金属を成形する金型装置が提案されている。例えば、韓国公開特許第１０−２００４−０１０３２５１号公報（２００４．１２．８）の「成形作業中に向上された真空度を提供するダイカスト装置」がある。
【０００６】
ところが、前記のように真空環境で金属を成形する金型装置においてエジェクターピンで成形された製品を脱型させる装置では、キャビティを高度の真空状態に形成しにくいという欠点があった。なぜならば、エジェクターピンが可動金型を貫通して往復することができるようにするためには、エジェクターピンが貫通する孔とエジェクターピンとの間に微細な隙間が形成されるしかなく、この隙間を通じて外部空気がキャビティに流入するからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記のような問題点を解決するためのものであり、エジェクターピンが貫通する孔とエジェクターピンとの間の隙間を通じて外部空気がキャビティに流入することを効果的に妨げて、キャビティを高真空に維持した状態で金属を成形することができる金型装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エジェクターピンが貫通する孔とエジェクターピンとの間の隙間にパッキンを設けることで、キャビティの内部を真空に形成するとき、外部空気がキャビティに流入しないようにすることによって前記目的を達成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、金属を成形する空間を高度の真空状態にした状態で金属を成形することができることになり、金属溶湯が空気と接触して物性が変わることを防止することができることになる。また、外部空気が金属を成形する空間に流入することを防止するために設けられるパッキンが熱によって損傷されることを最小化することができるので、低価格のパッキンの使用が可能になり、経済的な金型装置を具現することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による金型装置の概略的な構成を示す例示図である。
【図２】図１のＡ部の分解図である。
【図３】図１のＡ部の断面図である。
【図４】図１のＢ部の断面図である。
【図５】図１のＣ部の断面図である。
【図６】本発明の他の実施例による金型装置の概略的な構成を示す例示図である。
【図７】本発明による金型装置で金属製品を成形する過程を示す例示図である。
【図８】本発明による金型装置で金属製品を成形する過程を示す例示図である。
【図９】本発明による金型装置で金属製品を成形する過程を示す例示図である。
【図１０】本発明による金型装置で金属製品を成形する過程を示す例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、エジェクターピンが貫通する孔とエジェクターピンとの間の隙間を通じて外部空気がキャビティに流入することを効果的に遮断して、キャビティを高真空に維持した状態で金属を成形することができる金型装置を提供するために、
【００１２】
固定金型と可動金型との当接箇所にキャビティが形成され、前記可動金型を貫通してキャビティに至るエジェクターピンが設けられ、排気装置によって前記キャビティを真空環境に造成した状態で金属溶湯を充填して成形し、前記エジェクターピンで成形された製品を押して脱型することになり、
【００１３】
前記エジェクターピンが貫通する孔と前記エジェクターピンとの間にパッキンが設けられことで、真空環境を造成する際に、外部空気がキャビティに流入しなくなる一方、前記パッキンの前方に遮断空間が形成されることにより、前記パッキンに伝導される熱が遮断される、高度の真空環境で金属を成形する金型装置を提案する。
【００１４】
以下、本発明を添付図面の図１〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明による金型装置の概略的な構成を示す例示図、図２は図１のＡ部の分解図、図３は図１のＡ部の断面図、図４は図１のＢ部の断面図、及び図５は図１のＣ部の断面図である。
【００１６】
図示のように、本発明による金型装置は、固定金型（１１０）と可動金型（１２０）を備え、固定金型（１１０）と可動金型（１２０）との当接箇所に、金属溶湯が充填されて成形される空間であるキャビティ（１３０）が形成される。キャビティ（１３０）の下側には金属を加熱する圧湯部（１３２）が形成され、圧湯部（１３２）には加圧プランジャー（１７０）が設けられることで、圧湯部（１３２）で生成された金属溶湯をキャビティ（１３０）内に押し込んで充填させるように形成される。
【００１７】
前記固定金型（１１０）はその位置が固定される金型であり、可動金型（１２０）は固定金型（１１０）から遠ざかる方向に後進するか近付く方向に前進することができ、後進すればキャビティ（１３０）が開放される。
【００１８】
可動金型（１２０）には、前記キャビティ（１３０）で成形された製品を脱型するエジェクターピン（１４０）が取り付けられる。エジェクターピン（１４０）は棒状、好ましくは断面円形の形態に形成され、一つ又は多数が備えられ、前記可動金型（１２０）を貫通し、端部がキャビティ（１３０）に至ることになる。端部がキャビティ（１３０）内に突出する方向に前進するかその反対方向に後進することができるように形成され、キャビティ（１３０）内に端部が突出しながら、成形された製品を可動金型（１２０）から取り離すことになる。
【００１９】
キャビティ（１３０）は真空環境に造成される。別に備えられる排気装置（１９０）によって前記キャビティ（１３０）から空気を抜き出して真空環境に造成することになる。排気装置（１９０）は少なくとも一つの排気管を通じて空気を抜き出してキャビティ（１３０）を真空環境に造成する。
【００２０】
ここで、可動金型（１２０）と固定金型（１１０）との当接箇所にはキャビティ（１３０）の外周に沿ってパッキン（Ｐ３）が設けられる。図５に示した通りであり、これにより、キャビティ（１３０）は、真空環境に造成される過程中に、あるいは真空環境に造成された後に外部空気がキャビティ（１３０）に流入することを遮断する。
【００２１】
さらに、本発明では、前記エジェクターピン（１４０）が貫通する孔と前記エジェクターピン（１４０）との間にパッキン（Ｐ１）が設けられる。したがって、エジェクターピン（１４０）が貫通する孔を通じて流入し得る空気も遮断することができ、キャビティ（１３０）を高真空環境に造成することができることになる。
【００２２】
前記パッキン（Ｐ１）はエジェクターピン（１４０）が貫通する孔の入口に設けられることができる。この場合、図２及び図３に示したように、パッキン（Ｐ１）が装着されるパッキン溝（１２２）が前記孔の入口に形成されることにより、パッキン（Ｐ１）が外部に露出しないように前記パッキン溝（１２２）に収容される。また、パッキン（Ｐ１）がパッキン溝（１２２）から抜け出ないようにするために、前記パッキン溝（１２２）の入口に離脱防止リング（１２４）が差し込まれることができる。
【００２３】
前記パッキン溝（１２２）は入口が広くて内側に行くほど漏斗状のように直径が減少してから一定地点からは同一直径をなし、前記同一直径部分にパッキン（Ｐ１）が装着される。離脱防止リング（１２４）が備えられる場合、離脱防止リング（１２４）も一緒に装着されるように形成できる。この構成によってパッキン（Ｐ１）をより容易にパッキン溝（１２２）に差し込んで取り付けることができる。
【００２４】
一方、金属溶湯をキャビティ（１３０）に充填して製品を成形する本発明による金型装置は、製品を成形する過程で相当な熱が発生する。特に、金属の急激な熱変形を防止するために、可動金型（１２０）は２００〜３００℃に至る高温に加熱された状態で製品を成形することになる。このような熱が、エジェクターピン（１４０）が貫通する孔に設けられているパッキン（Ｐ１）に影響を及ぼして、パッキン（Ｐ１）を損傷させることになる。
【００２５】
これを防止するために、本発明では、熱がパッキン（Ｐ１）に伝達されることを遮断する遮断空間（１８０）が形成される。遮断空間（１８０）がパッキン（Ｐ１）と可動金型（１２０）との間に形成されることにより、可動金型（１２０）の熱がパッキン（Ｐ１）に伝導されないようにする。
【００２６】
前記遮断空間（１８０）の形成は密閉板（１５０）によって達成できる。密閉板（１５０）は板状であって前記可動金型（１２０）の上部に載せられ、前記遮断空間（１８０）が可動金型（１２０）と密閉板（１５０）との間に形成される。例えば、密閉板（１５０）において可動金型（１２０）との当接箇所に凹形空間が形成されれば遮断空間（１８０）が自然に形成されるものである。
【００２７】
このように形成される遮断空間（１８０）は、図４に示したように、密閉板（１５０）と可動金型（１２０）との間に遮断空間（１８０）の外周に沿ってパッキン（Ｐ２）が設けられることによって密閉されるようにすることが好ましい。
【００２８】
密閉板（１５０）が形成される構成においては、エジェクターピン（１４０）が密閉板（１５０）、遮断空間（１８０）及び可動金型（１２０）を順に貫通してキャビティ（１３０）に至ることになる。そして、パッキン（Ｐ１）は密閉板（１５０）の上面においてエジェクターピン（１４０）が貫通する孔の入口に設けられる。この際、密閉板（１５０）において前記パッキン（Ｐ１）が設けられる箇所にはパッキン溝（１２２）が形成され、パッキン溝（１２２）に離脱防止リング（１２４）が差し込まれるものである。
【００２９】
排気装置（１９０）は、前記キャビティ（１３０）と前記遮断空間（１８０）から同時に空気を抜き出すことになる。
【００３０】
遮断空間（１８０）は内部が空いている空間であり、可動金型（１２０）で発生する熱がパッキン（Ｐ１）に伝導されないようにする。したがって、パッキン（Ｐ１）が熱によって損傷されることが防止され、その上、比較的熱抵抗力の低い低価格の製品を使っても密閉性能が低下しないようになるので、コスト節減を果たして経済的にも利益になる。
【００３１】
前記のように形成される密閉板（１５０）の上部には支持板（１６０）が載せられるように形成できる。支持板（１６０）は板状であって密閉板（１５０）に当接するように載せられ、必要に応じて密閉板（１５０）から分離できるように形成される。添付図面においては、上方に持ち上げれば、支持板（１６０）が密閉板（１５０）から分離されながら上昇することになる。この状態で、前記パッキン（Ｐ１）を取り付ける又は交換することができる。
【００３２】
このように、パッキン（Ｐ１）が密閉板（１５０）と支持板（１６０）との間に設けられ、支持板（１６０）によって押されて堅固に支持され、結果としてパッキン（Ｐ１）の設置状態が安定に維持できるものである。
【００３３】
図６は、本発明の他の実施例による金型装置の概略的な構成を示す例示図である。
【００３４】
図示のように、本発明の他の実施例による金型装置は、前記可動金型（１２０）の上部に密着して載せられる密閉板（１５０）を備え、前記遮断空間（１８０）は可動金型（１２０）と密閉板（１５０）との間に形成される。そして、エジェクターピン（１４０）が密閉板（１５０）と可動金型（１２０）を順に貫通することになる。以前の実施例による支持板（１６０）（図１参照）が排除された構成である。
【００３５】
この実施例においては、前記パッキン（Ｐ１）が密閉板（１５０）の底面においてエジェクターピン（１４０）が貫通する孔の入口に設けられることができる。この場合、パッキン（Ｐ１）の離脱を防止するために、丸棒（１２６）が取り付けられる。丸棒（１２６）は前記遮断空間（１８０）内で上端がパッキン（Ｐ１）を支持して圧迫し、下端が可動金型（１２０）に支持されることによって立てられる。したがって、エジェクターピン（１４０）は前記丸棒（１２６）を貫通してから可動金型（１２０）を貫通することになる。丸棒（１２６）は、パッキン（Ｐ１）の離脱を防止しながらも遮断空間（１８０）とエジェクターピン（１４０）を断絶させる機能を同時に果たすことになる。
【００３６】
前記丸棒（１２６）は断熱性のある素材であることが好ましいが、これに限定されない。
【００３７】
図面において、未説明符号は以前の実施例と同一の構成であるので、その説明を省略する。
【００３８】
以下、本発明による金型装置で金属溶湯から製品を成形する過程を説明する。図７〜図１０は本発明による金型装置で金属製品を成形する過程を示す例示図である。
【００３９】
まず、図７に示したように、可動金型（１２０）を上昇させ、キャビティ（１３０）とキャビティ（１３０）の下部に形成される圧湯部（１３２）を掃除する。この際、高圧の空気を噴射して掃除し、掃除後に離型剤及び潤滑油を噴射する。
【００４０】
掃除が終わると、金属を圧湯部（１３２）の内部に投入し、加熱しながら可動金型（１２０）を下降させる。これにより、図８に示したように、可動金型（１２０）が固定金型（１１０）と合体されたら、排気装置（１９０）を稼動してキャビティ（１３０）と遮断空間（１８０）から同時に空気を抜き出し、空気をすっかり抜き出したら、バルブを閉めて高度の真空環境を造成する。
【００４１】
前記投入された金属が充分に加熱されて溶解したら、図９に示したように、加圧プランジャー（１７０）を上昇させて、溶解した金属、つまり金属溶湯をキャビティ（１３０）の内部に充填させる。その後、所定時間の間放置して冷却することにより、キャビティ（１３０）の形状の通りに金属が成形されるようにする。この過程で、可動金型（１２０）は所定温度に加熱された状態であり、可動金型（１２０）で発生する熱は、遮断空間（１８０）によってその伝導が遮断される。
【００４２】
その後、冷却が完了したら、図１０に示したように、可動金型（１２０）を再び上昇させる。この際、成形された製品は可動金型（１２０）に付いたままで上昇し、エジェクターピン（１４０）を成形された製品側に前進させることで、成形された製品を可動金型（１２０）から取り離して脱型する。
【００４３】
最後に、脱型された製品を研磨して塗布するなどの後処理を経て製品が完成することになる。前記過程を繰り返しながら高度の真空環境で金属を連続的に成形することができることになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0006309693.tif 000009
【図９】
0006309693.tif 000010
【図１０】
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