KR100329119B1 - 속이 빈 주물의 제조장치 및 그 장치로 제조되는 주물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심력을 이용한 속이 빈 주물의 제조장치에 관한 것으로 특히 이음 부분이 없는 양질의 속이 빈 다양한 형태의 주물을 단일공정으로 생산하는데 목적이 있다.

모터로부터 전해지는 일축회전이 금형에 고정된 환체와 기대에 고정된 환체와 물리적 접촉에 의하여 양축회전으로 전환됨을 이용한 본 발명은 내부에 공간부 (10a)(20a)가 형성되고 또 상하로 분리되는 결합된 상,하부금형(10)(20)을 상,하부금형 지지대(30)(40)에 X축 으로 회전되게 축설하며 하부금형의 저부에는 요철부(42)를 갖는 환체(41)를 결합하는 한편, 이 환체가 기대(50)에 장착된 수직상의 환체(51)가장자리 요철부(52)에 접면되어 Y축 방향으로도 동시에 회전되게 한 구조이다. 본 발명은 하부금형에 용융금속을 일정량 주입한후 상부 금형을 신속히 합치하고 구동축(70)을 회전시키면 상하부금형은 X축 및 Y축으로 동시에 회전되면서 용융금속이 원심력에 의해 금형 내면에 응고케 된다.

Description

속이 빈 주물의 제조장치 및 그 장치로 제조되는 주물 {Apparatus for Making Empty Globe and the Empty Globe therefrom}

본 발명은 외부에서 전해지는 일축회전력을 금형과 기대의 맞물림을 이용하여 X축 및 Y축의 양축회전으로 전환하는 회전구조를 특징으로 하는 원심력을 이용한 속이 빈 주물의 제조장치 및 이 장치에 의하여 제조되는 주물에 관한 것이다.

일반적인 원심주조장치는 1축 회전식으로서 속이 빈 파이프를 주조 하는데 적용되고 있으며 입방체의 경우는 속이 체워진 상태로 밖에 주조 할 수 없다. 종래 기술은 속이 빈 구체를 제조 할경우 코어에 용융금속을 넣고 주조한뒤 코어를 다시빼고 코어 받침 구멍을 용접으로 메꾸거나 또는 2개의 반구로 제작한 다음 이를 용접으로 접합하고 이어서 그 접합 부위를 연마하게 된다. 그러나 이와같은 구체의 주조성형 방법이나 장치는 작업성이 결여되어 생산성이 극히 낮고 이에따른 제품가격의 상승 요인이 되고 있으며, 외관이 정교하지 못하다.

본 발명은 특히 속이 빈 주물을 제조함에 있어서 이음부분이 없고 속이 빈 양질의 주물 제품을 단일공정으로 제조하는데 목적이 있다. 속이 빈 금속(또는 유리 및 고분자 재료)의 주물은 장식품 또는 경량 구조용의 충전물 등으로 다양하게 쓰이고 있다.

본 발명은 모터로부터 전해지는 일축회전력이 금형에 고정된 환체와 기대에 고정된 환체의 물리적 접촉에 의하여 양축회전으로 전환되는 장치로서 한쌍의 상하부금형을 상하부금형 지지대에 축설하여 구동축에 의해 X축 방향으로 회전되게 한 구조와, 하부금형에는 수평방향의 환체를, 그리고 기대 일측에는 수직방향의 환체를 각각 설치하여 상호 요철부가 접면되게 구성하여 상기 상하부 금형 및 지지대가 X축 방향으로의 회전할때 하부금형의 환체가 기대상의 수직 환체에 마찰되면서 상부금형과 함께 Y축 방향으로도 동시에 회전되는 구조를 취하고 있다. 하부 금형에 용융 금속을 일정량 주입한후 상하부금형을 합치하고 곧바로 구동시키면 상하부금형은 상기한 바와 같이 X축 및 Y축으로 동시에 회전되어 용융 금속이 원심력에 의해 금형 내면에 전체적으로 고르게 확산되면서 응고되어 속이 빈 주물을 형성한다.

도 1은 본 발명의 장치의 전체구성을 나타내는 사시도

도 2는 본 발명의 상하부 금형을 분리한 상태도

도 3은 본 발명의 상하부 금형을 결합한 상태도

도 4는 본 발명에 의해 제조된 여러 가지 주물의 단면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 상부금형 20: 하부금형

10a,20a: 공간부 30: 상부금형 지지대

31: 관통공 40: 하부금형 지지대

50,50': 기대 41,51: 환체

42,52: 요철부 60: 수직연결대

70: 구동축 71: 풀리

80: 볼트봉 90: 너트캡

결합과 분리가 가능하게구성된 상하부금형(10)(20)은 결합된 상태에서 내부에 공간부(10a)(20a)가 형성되게하고, 상부 및 하부금형(10)(20)을 각각 지지대(30)(40)에 회동 가능하도록 축설하고 하부금형(20)과 하부금형 지지대(40) 사이에는 외주연에 요철부(42)가 형성된 환체(41)를 결합한다. 상하부금형 지지대(30)(40)는 공히 일단의 수직연결대(60)로 연결되며 이 수직연결대(60)를 포함한 상하부금형(10)(20) 및 상하부금형 지지대(30)(40)는 그 양쪽에 입설된 기대(50)(50')사이에 설치한다. 상기 상부금형(10)을 지지하는 지지대(30)는 수직연결대(60)와 연결됨에 있어서 탈착이 가능한 구조로 한다.또 일측 기대(50)에는 일단의 외면 가장자리에 요철부(52)를 형성한 환체(51)를 수직으로 설치하는 한편, 이 환체(51)의 요철부(52)에는 하부금형(20) 및 하부금형 지지대(40) 사이에 수평으로 결합되는 환체(41)의 요철부(42)와 접면되도록 구성한다. 그리고 타측 기대(50')에는 일단에 풀리(71)를 갖는 구동축(70)을 관통 설치하여 상기 수직연결대(60)의 중앙부 즉, 상부 및 하부금형 지지대(30)(40)사이의 중간 지점에 축설한다. 요철부(42)(52)로 접면되어 동력을 전달하는 환체(41)(51)는 베벨기어의 치합으로 대체해도 기능상 전혀 지장이 없다.

한편 수직연결대(60)에 있어서 그 저부는 하부금형 지지대(40)와 일체형의 직교 상태로 형성된 구조이며 상부는 상부금형 지지대(30)와 분리되면서 그 상단에는 수직으로 돌출되게 고정한 볼트봉(80)이 구성된다. 또한, 상부금형 지지대(30)의 일단에는 관통공(21)을 천공하여 상기 볼트봉(80)이 이에 끼워지면서 상부금형 지지대(30)와 수직연결대(60)가 결합 되도록 하고 볼트봉(80)의 상단을 일단의 너트캡(90)으로 조여 상부금형 지지대(30)와 수직연결대(60)가 상호 결합, 고정 되도록 한다. 상기 상부금형 지지대(30)와 수직연결대(60)가 볼트봉(80) 및 너트캡(90)으로 연결하도록 함은 탈착 즉 분리와 결합이 가능하도록 하기 위함이다.그리고 기대(50')를 관통한 구동축(70)의 자유단부에 축설된 풀리(71)는 모터의 동력에 의하여 회전시키거나(첨부도면에서 구체적인 도시는 생략하였음) 또는 상기 풀리(71)는 일측면 가장자리에 손잡이(100)를 구성하여 풀리(71)를 수동으로도 회전시킬 수 있도록 한다.

이와같이 구성된 본 발명은 도 2에서와 같이 너트캡(90)을 볼트봉(80)에서 푼 다음 상부금형 지지대(30)를 상측으로 들어 올려 주면 수직연결대(60)와 분리 되면서 상부금형(10)도 함께 상측으로 이동하여 하부금형(20)과 분리된다. 이와같은 상태에서 하부금형(20)내의 공간부(20a)에 용융금속을 적정량 주입한 후 상부금형 (10)을 하부금형(20)과 신속히 합치시키고 이어 상부금형 지지대(30)일단의 관통공(31)으로 삽입되어 상측으로 돌출된 볼트봉(80)에 너트캡(90)을 결합하여 조여주면 분리되어 있던 상부금형 지지대(30)가 수직연결대(60)와 견고히 결합됨과 동시에 상하부금형(10)(20)도 견고히 그리고 긴밀히 합치된다. 그리고 상하부금형(10) (20)의 결합부위에 대한 기밀성을 향상시키기 위해 그 접면 부위에 내열성 패킹을 개재시키는 것이 바람직하다.

이와같은 상태에서 모터를 가동시키면 이와 연동된 풀리(71) 및 구동축(70)이 회전되고 이에따라 상기 구동축(70)에 축설된 수직연결대(60), 그리고 이와 연결된 상하부금형 지지대(30)(40) 및 결합된 상하부금형(10)(20)은 일제히 X축을 중심축으로 하여 회전된다. 이와 동시에 하부금형(20)의 저부에 수평으로 결합된 환체(41)의 요철부(42) 일단이 일측 기대(50)에 수직으로 장착된 환체(51)의 요철부(52)에 접면되어 마찰 됨에따라 결합된 상하부금형(10)(20)은 상기한 바와 같이 수직연결대(60) 등과 함께 X축을 중심축으로 한 회전과 동시에 Y축을 중심축으로 한 회전도 함께 이루어진다. 즉 결합된 상하부금형(10)(20)은 X축 회전과 Y축회전을 동시에 수행하게 된다.

구동축(70)을 축으로 하여 X축을 중심축을 하여 회전되는 결합된 상하부금형(10)(20)에 있어서, 하부금형(20)과 하부금형 고정틀(40)사이에 수평 상태로 결합된 환체(41)의 회전반경은 일측 기대(50)에 수직상으로 장착된 환체(51)의 가장자리부 즉, 요철부(52)와 일치 되도록 되어 있으며 또 마찰계수가 양호한 요철부(42)(52)의 구조로 상호 접면 되어 있어 하부금형(20)과 함께 환체(41)가 회전될때 이 환체(41)의 요철부(42)가 상기 수직상의 환체(51) 가장자리에 형성된 요철부(52)에 마찰되고 이에따라 상하부 금형지지대(30)(40) 및 수직연결대(60)를 제외한 상부금형(10) 그리고 저부의 환체(41)을 포함한 하부금형(20) 만이 X축 으로 회전되어 결국 상하부금형(10)(20)은 X축 및 Y축 으로 동시에 회전이 이루어 지게되는 것이다.

따라서 결합된 상하부금형(10)(20)은 모터(도시생략)에 의한 동력을 이용한 전동식 회전 또는 손잡이(100)를 이용한 수동식 회전에 의해 공히 X축을 중심축으로 한 회전 및 Y축을 중심축으로 한 회전이 동시에 달성되므로, 상하부금형(10)(20)의 내측 공간부(10a)(20a)에 주입된 용융금속은 원심력에 의하여 공간부(10a)(20a)의 내면 전체에 고르게 확산되면서 응고된다.

용융금속의 응고가 완료된후 너트캡(90)을 볼트봉(80)에서 풀어서 수직연결대(60)에서 상부금형 지지대(30)를 분리하면 상부금형(10)도 하부금형(20)에서 분리되어 제품이 탈형된다. 이와 같이 얻어진 본 발명의 제품은 도 4에서와 같은 속이 빈 다양한 형태의 주물이 된다.

본 발명은 금형이 X축 및 Y축으로 동시 회전함으로써 발생하는 원심력을 이용하여 속이 빈 주물을 제조하므로 외관상 종래와 같은 이음부가 발생되지 않고 따라서 이음부를 없애기 위한 마무리 공정이 없이 정교한 곡면을 갖는 양질의 구체를 제공할 수 있다. 나아가서 생산공정이 간소화되어 속이 빈 양질의 주물을 저렴하게 제공 할 수 있고 이를 이용한 제품 가격의 인하를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 내측에 용융금속이 주입되는 공간부(10a)(10b)가 형성된 상하부 금형(10)(20)을 구성하고, 상하부금형과 결합된 상하부금형 지지대(30)(40) 및 수직연결대(60)가 그 양쪽의 기대(50)(50') 사이에 설치되어 일단의 구동측(70)으로 축설하여, 구동축(70)에 연결된 풀리(71)를 핸들(100)에 의한 수동 또는 전동의 동력원에 의해 X축을 중심축으로 하여 회전시키면, 하부금형(20)과 하부금형 지지대(40) 사이에 결합된 수평의 환체(41)가 일측 기대(50)에 고정 장착된 환체(51)와 각 요철부(42)(52)로 접면되어 Y축을 중심축으로한 회전이 X축을 중심축으로한 회전과 동시에 이루어져 용융금속이 원심력에 의하여 성형되는 구조을 특징으로 하는 속이 빈 구체의 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 수직연결대(60)는 상부금형 지지대(30)와 탈착이 가능한 구조로 구성하여 상부금형(10)과 하부금형(20)을 결합 및 분리할 수 있도록 하여 주조품을 주조 및 탈형할 수 있도록 하되, 수직연결대(60)의상단에 수직으로 세워고정된 볼트봉(80)을 구비하여 상부금형 지지대(30)의 일단에 형성된 관통공(31)에 끼워지도록 구성하고, 볼트봉(80)이 지지대(30)의 관통공(31)에 삽입되어 볼트봉(80)의 상단부가 지지대(30)의 위로 노출되도록 구성하여 볼트봉(80)의 상단을 너트캡(90)으로 조여 상부금형 지지대(30)와 결합시킴을 특징으로 하는 원심력을 이용한 속이 빈 주물의 제조장치.
3. 제 1항에 있어서, 결합된 상부금형(10)과 하부금형(20)은 동시에 발생하는 X축을 중심축으로 한 회전과 Y축을 중심축으로 한 회전의 원심력으로 결합된 상하부금형(10, 20)의 내부에 형성된 공간부(10a, 20a)에 주입된 용융 금속이 내면 전체에 일정한 두께로 고르게 퍼져 응고되어 형성된 속이 빈 주물.