KR101066698B1 - 무틀식 조형기 - Google Patents
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Abstract
개시된 본 발명은 상부 및 하부 주형틀(12, 13) 및 그 사이에 끼움 지지된 매치 플레이트(11)를 수평 자세로부터 수직 자세로 회동시킬 때, 상부 및 하부 조형 공간을 규정할 수 있으며, 또한 하부 주형틀 내의 하부 주형에 코어를 용이하게 배치할 수 있는 조형기를 제공한다.
상부 스퀴즈 부재(14)는 그 가압면이 매치 플레이트(11)의 상면에 대향하면서 상부 주형틀(12) 내로 삽입 가능하다. 상기 가압면은 매치 플레이트(11)의 상면 및 상부 주형틀(12)과 함께 상부 조형 공간을 규정한다. 회동 프레임(23)은 상부 스퀴즈 부재(14)의 가압면이 수직 방향 하방으로 향하게 될 수평 자세와 상기 가압면이 수평 방향으로 향하게 될 수직 자세 사이에서 상부 및 하부 주형틀(12, 13), 그 사이에 끼움 지지된 매치 플레이트(11) 및 상부 스퀴즈 부재(14)를 일체적으로 회동 가능하게 지지한다. 수직 자세로 고정된 충전 프레임(15)은 상부 및 하부 주형틀(12, 13)과 그 사이에 끼움 지지된 매치 플레이트(11)가 수직 자세일 때, 하부 주형틀(13)에 접한다. 하부 스퀴즈 부재(16)는 가압면이 수평 방향으로 향하게 되며, 충전 프레임 및 그에 접한 하부 주형틀(13) 내로 삽입 가능하다. 하부 스퀴즈 부재(16)의 가압면은 매치 플레이트(11)의 하면, 하부 주형틀(13) 및 충전 프레임(15)과 함께 하부 조형 공간을 규정한다. 하부 주형틀(13) 내의 하부 주형에 내에 코어를 배치하기 위하여, 하부 주형틀(13)을 상부 주형틀(12)의 바로 아래에서부터 측방으로 이동시킴으로써, 개방된 작업 공간을 제공한다.
Description
본 발명은 조형기, 특히 무틀식 상부 주형과 무틀식 하부 주형을 동시에 조형하는 조형기에 관한 것이다.
무틀식 조형법에 있어서, 공지된 무틀식 조형기를 이용하여 작업 효율의 개선을 도모하는 시도가 이루어져 왔다. 예를 들어, 일본국 공개특허공보 평04[1992]-66245호에 개시된 것에서는, 공지의 무틀식 조형기에 대해, 새로운 패턴 플레이트를 수작업이 아닌 기계적 또한 자동적으로 교환하는 교환 기구를 부가하고 있다.
그러나, 상기 개시 사항에서 채용된 무틀식 조형기는, 상기 공보에도 "조형기 본체(10)는 소위 무틀식 주형의 조형 시에 이용되고 있는 공지의 구조인 것"으로 기재되어 있는 바와 같이, 수작업으로 패턴 플레이트가 교환되는 종래의 무틀식 조형법에서도 이용되고 있는 공지의 무틀식 조형기이다. 따라서, 무틀식 조형기에서 한 쌍의 조형 공간을 형성하는 공정에 대해서는, 수작업으로 패턴 플레이트가 교환되는 종래의 무틀식 조형법과 동일하다. 즉, 먼저 조형기의 측방에서, 양면에 패턴을 갖는 패턴 플레이트를 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에 수평 자세로 끼움 지지시킨 후, 이들을 일체적으로 조형기의 주물사 충전 기구의 하방으로 회동 이동시켜 수직 자세로 한다. 상기 패턴 플레이트를 수직 자세로 끼움 지지하고 있는 한 쌍의 주형틀 내로, 한 쌍의 대향하는 스퀴즈 헤드를 수평 방향으로 삽입함으로써, 한 쌍의 조형 공간이 규정된다. 따라서, 종래의 무틀식 조형기에서는, 한 쌍의 조형 공간을 형성하는 공정이, 패턴 플레이트를 끼움 지지한 상부 주형틀 및 하부 주형틀이 수직 자세가 될 때까지 개시될 수 없었다. 이에 기인하여 조형기에서의 조형 작업은 여전히 시간을 필요로 하므로, 주형의 생산 효율이 낮다.
무틀식 조형기에서 조형된 최종적인 주형은, 겹쳐진 상부 주형 및 하부 주형이다. 이 주형을 겹치기 전에, 하부 주형틀 내에 조형된 주형 내에 여러 차례 수작업으로 코어를 배치하는 경우가 있다. 그런데, 상술한 종래의 무틀식 조형기에서, 하부 주형틀 내에 조형된 하부 주형 내에 코어를 배치하고자 할 때에는, 그 바로 위에 위치하는 상부 주형틀이 작업자에게 방해가 되어, 코어의 배치가 용이하지 않다. 이것도 무틀식 조형기의 생산 효율을 악화시키는 요인이다.
따라서 본 발명의 목적은, 무틀식 주형의 조형에 필요한 시간을 단축하여, 생산 효율을 높일 수 있는 무틀식 조형기를 제공하는 데에 있다.
또한, 이러한 무틀식 조형기에 있어서, 하부 주형틀 내에 조형된 하부 주형에 코어를 배치할 필요가 있는 경우에는, 그 배치 작업을 용이하게 하는 것도 본 발명의 목적의 일부이다. 단, 본 발명의 무틀식 조형기에 있어서, 조형된 하부 주형에 코어를 배치하는 것은 필수는 아니다.
본 발명은 한 쌍의 무틀식 주형을 조형하는 조형기를 제공한다. 상기 조형기는, 상부 주형틀, 하부 주형틀, 및 교환 가능한 매치 플레이트를 포함하여 이루어지며, 상기 매치 플레이트의 상면 및 하면에 패턴이 형성되어 있는 주형틀 어셈블리와; 주형틀 어셈블리의 상부 주형틀 및 하부 주형틀이 매치 플레이트를 끼움 지지 및 해방할 수 있도록, 상부 주형틀 및 하부 주형틀을 매치 플레이트에 대해 상대 이동시키는 수단과; 가압면을 가지는 상부 스퀴즈 부재로서, 상기 상부 스퀴즈 부재는, 그 가압면이 상기 매치 플레이트의 상면에 대향하도록, 주형틀 어셈블리의 상부 주형틀 내로 삽입 가능한 동시에, 그 가압면이 주형틀 어셈블리의 매치 플레이트 상면 및 상부 주형틀과 함께 상부 조형 공간을 규정하는 상부 스퀴즈 부재와; 상부 스퀴즈 부재의 가압면이 수직 방향 하방으로 향하게 될 수평 자세와, 그 가압면이 수평 방향으로 향하게 될 수직 자세 사이에서, 주형틀 어셈블리 및 상부 스퀴즈 부재를 일체적으로 회동 가능하게 지지하는 지지 수단과; 주형틀 어셈블리가 수직 자세에 있을 때에, 하부 주형틀에 대해 수직 자세에서 접하도록 배치된 충전 프레임과; 수평 방향으로 향하게 되는 가압면을 가지는 하부 스퀴즈 부재로서, 상기 하부 스퀴즈 부재는 충전 프레임 내로 삽입 가능한 동시에, 주형틀 어셈블리가 수직 자세에 있을 때는, 그 가압면이 상기 매치 플레이트의 하면에 대향하도록, 충전 프레임을 통해 하부 주형틀 내로 삽입 가능하며, 또한 그 가압면이 상기 매치 플레이트 하면, 하부 주형틀, 및 충전 프레임과 함께 하부 조형 공간을 규정하는 하부 스퀴즈 부재와; 상부 주형틀 내로 삽입된 상부 스퀴즈 부재의 가압면이, 상부 조형 공간 내에 충전된 주물사를 스퀴즈하도록, 상부 스퀴즈 부재를 매치 플레이트의 상면을 향해 구동시키는 상부 액추에이터와; 하부 주형틀에 삽입된 하부 스퀴즈 부재의 가압면이, 하부 조형 공간 내에 충전된 주물사를 스퀴즈하도록, 하부 스퀴즈 부재를 매치 플레이트의 하면을 향해 구동시키는 하부 액추에이터와; 수평 자세에 있는 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이로 상기 매치 플레이트를 삽입 및 이탈시키도록, 매치 플레이트를 반송하는 반송 기구와; 수평 자세에 있는 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이로부터 매치 플레이트가 반출된 후, 하부 주형틀을 상부 주형틀에 대해 조형기의 측방으로 이동시키는 이동 수단을 구비한다.
삭제
이 경우, 수평 자세로부터 상기 수직 자세로의 회동 기간 중에, 하부 스퀴즈 부재의 충전 프레임에 대한 삽입이 개시되는 동시에, 충전 프레임이 하부 주형틀에 접했을 때에는, 하부 스퀴즈 부재가 충전 프레임을 통해 하부 주형틀 내로 삽입되어, 하부 스퀴즈 부재의 가압면, 상기 매치 플레이트의 하면, 및 하부 주형틀에 의해 하부 조형 공간을 규정한다.
상부 및 하부 액추에이터는, 유압 실린더여도 되며, 또는 전동 실린더 혹은 서보 실린더여도 된다.
상부 주형틀 및 하부 주형틀은, 그 측벽에 모래 공급 구멍을 포함하는 동시에, 규정된 상부 및 하부 조형 공간 내로 상기 모래 공급 구멍을 통해 주물사를 공기를 이용하여 도입하는 주물사 도입 수단을 더 구비해도 된다. 상기 주물사 도입 수단은, 압축 공기의 분사에 의해 주물사를 유동화하는 유동화 기구를 포함해도 된다.
삭제
조형기는, 조형된 한 쌍의 주형을 상부 주형틀 및 하부 주형틀로부터 취출하는 주형 취출 기구(means for stripping)를 더 구비해도 된다. 바람직하게는, 상기 주형 취출 기구는, 조형된 한 쌍의 주형을 포함하여 겹쳐진 상태에 있는 상부 주형틀 및 하부 주형틀로부터 주형을 압출하는 압출 수단(means for pushing out)을 포함한다.
삭제
상술한 바 및 그 밖의 본 발명의 특징과 목적은 첨부된 도면을 참조하는 이하의 설명으로부터 보다 명확해진다.
도 1은 본 발명에 따른 조형기의 일 실시예의 정면도이다.
도 2는 도 1의 조형기를 일부 파단하여 도시하는 정면도이다.
도 3은 도 1의 조형기의 우측면도이다.
도 4는 도 1의 조형기에 형성되는 한 쌍의 조형 공간 및 그에 관련된 요소를 도시하는 상면도이다.
도 5는 도 1의 조형기에 형성되는 한 쌍의 조형 공간 및 그에 관련된 요소를 일부 파단하여 도시하는 정면도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 도 1의 조형기에 의해 한 쌍의 조형 공간을 규정하는 공정을 나타내는 연속적인 도면이다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 도 1의 조형기에 의해 조형 공간 내에 주물사를 충전, 및 스퀴즈하는 공정을 나타내는 연속적인 도면이다.
도 8(a) 및 도 8(b)는 도 1의 조형기에 의해 한 쌍의 주형틀로부터 매치 플레이트를 분리하는 공정을 나타내는 연속적인 도면이다.
도 9(a) 및 도 9(b)는 도 1의 조형기로부터 매치 플레이트가 반출된 상태, 및 하부 주형틀 내의 주형에 코어를 배치하는 공정을 나타내는 연속적인 도면이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 무틀식 조형기의 일 실시예를 나타낸다. 전체적으로 무틀식 조형기는, 그 기대(20; 機臺) 위에 배치된 조형기 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이에 대해 교환 가능한 매치 플레이트(11, 도 2)를 반입 및 반출시키는 반송 기구(2, 도 3)를 구비하고 있다. 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)은, 각각 측벽에 모래 도입구를 가지고 있다. 매치 플레이트(11)의 상면 및 하면에는 각각 패턴이 형성되어 있다. 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)과, 이들 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이에 끼움 지지되는 매치 플레이트(11)로 주형틀 어셈블리가 구성된다.
도시된 실시예에서의 조형기는, 본체(1)에서 조형된 상부 주형 및 하부 주형을 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)로부터 취출하는 주형 취출 기구(3)를 더 구비하고 있다.
1. 조형기 본체
본 발명에 따른 조형기에 대해 우선 그 본체(1)를 설명한다. 본체(1)는, 특히 도 2에 도시한 바와 같이, 상술한 주형틀 어셈블리(즉, 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)과, 이들 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이에 끼움 지지되는 교환 가능한 매치 플레이트(11))를 포함하고 있다. 본체(1)는 주형틀 어셈블리의 매치 플레이트(11)의 상면에 대향하여 상부 주형틀(12) 내로 삽입 가능한 상부 스퀴즈 부재(14)와, 수직 자세로 기대(20)에 고정된 충전 프레임(15)과, 상기 충전 프레임(15)에 삽입 가능하도록, 가압면을 수평 방향으로 향하여 배치한 하부 스퀴즈 부재(16)를 더 포함하고 있다.
도 2는 본체(1)의 초기 상태를 도시하고 있으며, 이 상태에서는, 매치 플레이트(11), 상부 주형틀(12), 하부 주형틀(13), 및 상부 스퀴즈 부재(14)는 수평 자세에 있고, 상부 스퀴즈 부재(14)의 가압면은 수직 하방으로 향하게 되어 있다. 이들 매치 플레이트(11), 상부 주형틀(12), 하부 주형틀(13), 및 상부 스퀴즈 부재(14)는 후술하는 바와 같이 일체적으로 수직 자세로 회동 가능하다.
한편, 충전 프레임(15) 및 하부 스퀴즈 부재(16)는 회동하지 않고, 그 방향은 수평 방향으로 고정되어 있다. 충전 프레임(15)은, 매치 플레이트(11)를 끼움 지지한 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)이 회동을 완료한 수직 자세에 있을 때에, 하부 주형틀(13)에 접하는 위치에 고정되어 있다. 하부 스퀴즈 부재(16)는, 충전 프레임(15)을 통하여 수직 자세의 하부 주형틀(13) 내로 삽입 가능하다.
본체(1)의 상부 중앙부에 배치된 주물사 충전 기구(17)는, 그 하방에 형성될 한 쌍의 조형 공간으로 주물사를 충전한다(도 1 및 도 2에서는, 조형 공간은 아직 형성되어 있지 않음).
특히, 도 4 및 도 5에 명확하게 나타낸 바와 같이, 주물사 충전 기구(17)의 하방 근방에는, 상부 스퀴즈 부재(14) 및 하부 스퀴즈 부재(16)를 각각 작동하는 한 쌍의 횡방향 상부 액추에이터(18)와, 하나의 횡방향 하부 액추에이터(19)가 대향하여 배치되어 있다. 이들 상부 및 하부 액추에이터(18 및 19)는, 본 실시예에서는 유압 실린더이지만, 전동 실린더 혹은 서보 실린더여도 된다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 기대(20)의 상방 우측에 배치된 회전축(21)은, 본체(1)의 전후 방향(도 1 및 도 2의 지면에 대하여 수직 방향)으로 연장되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에서의 회전축(21)은 그 전단면(前端面)만 표시되어 있다. 상기 회전축(21)은, 전후 방향으로 소정 간격을 두고 기대(20)에 장착된 한 쌍의 베어링(22)(도 1에 전측(前側) 베어링(22)만을 나타냄)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 회전축(21)의 길이 방향 중앙 부근에는, 실질적으로 수직 방향으로 연장되는 회동 프레임(23)이 고정부착되어 있다.
특히, 도 2에 도시한 바와 같이, 회동 프레임(23)의 우측 하단에는, 우측 방향으로 연장되는 지지 부재(24)가 장착되어 있다. 상기 지지 부재에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 횡방향 제 1 실린더(25; 이동 수단)가 전후 방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 있다. 한 쌍의 제 1 실린더(25) 사이에는 하부 주형틀(13)이 걸어 설치되어, 상기 하부 주형틀(13)은 제 1 실린더(25)의 신축 작동에 의해 본체(1)의 좌우 방향으로 왕복 이동한다.
회동 프레임(23)의 우측부에는, 실질적으로 수직 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 로드(26)가 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이들 한 쌍의 수직 가이드 로드(26)에는, 하부 주형틀(13)의 상방에서 매치 플레이트(11)를 재치(載置)하는 재치 부재(27)가, 상기 재치 부재(27)의 상방에는 상부 주형틀(12)이, 각각 한 쌍의 가이드 홀더(28) 및 한 쌍의 가이드 홀더(29)를 통해 수직 가이드 로드(26)를 따라 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다.
재치 부재(27)는, 조형기 전후 방향으로 연장되는 가이드 레일(31) 위에, 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하게 재치되어 있다. 상기 가이드 레일(31)은, 회동 프레임(23)에 장착된 제 2 실린더(30)의 신축 작동에 의해 승강한다. 상부 주형틀(12)은, 그 피스톤 로드의 선단이 회동 프레임(23)에 장착된 하향 제 3 실린더(32)에 지지 부재(미도시)를 통해 고정부착되어 있으며, 제 3 실린더(32)의 신축 작동에 의해 재치 부재(27)에 대해 진퇴 이동한다.
특히, 도 1에 도시한 바와 같이, 상부 주형틀의 전후 양측면(도 1에는 전측면만 도시함)의 중앙부에는, 상부 스퀴즈 부재(14)를 피스톤 로드의 선단 사이에 걸어 설치하여, 신축 동작에 의해 상부 주형틀(12)에 대해 진퇴 이동시키는 한 쌍의 횡방향 제 4 실린더(33)가 장착되어 있다. 따라서, 상기 제 4 실린더(33)는 상부 주형틀(12) 및 상부 스퀴즈 부재(14)와 일체적으로 회동 가능하다. 상부 주형틀(12)의 전후 양측면의 양단(兩端)에는, 상부 주형틀(12)을 매치 플레이트(11)에 대하여 밀어내는 2쌍의 하향 제 5 실린더(34)가 장착되어 있다. 하부 주형틀(13, 도 2)의 전후 양 외측면에는, 이를 매치 플레이트(11)에 대해 밀어내는 4개의 상향 제 6 실린더(35)가 장착되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본체(1)에 있어서는, 기대(20)의 상면의 전후 양측에는, 한 쌍의 우향 제 7 실린더(36)가 장착되어 있다. 한 쌍의 제 7 실린더(36)의 피스톤 로드의 선단 사이에는, 회동 프레임(23)의 상부가 연결 기구(37)를 통해 연결되어 있어, 제 7 실린더(36)의 신축 작동에 의해, 회동 프레임(23)이 회전축(21) 주위로 상하 방향으로 회동한다.
본체(1)의 주물사 충전 기구(17)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기대(20) 상면에서의 한 쌍의 제 7 실린더(36) 사이에 설치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 주물사 충전 기구(17)의 모래 탱크(38)의 하부에는, 주물사를 유동화시키기 위한 압축 공기를 분사하는 분사 기구(39)가 설치되어 있다.
도 5의 평면도 및 도 6의 정면도는, 매치 플레이트(11), 상부 및 하부 주형틀(12 및 13), 상부 및 하부 스퀴즈 부재(14 및 16), 및 충전 프레임(15)이, 도 1 및 도 2에 도시한 상태에서, 상술한 바와 같이 상부 및 하부 조형 공간을 형성하여, 그들의 관련 부재와 함께 주물사 충전 기구(17)의 바로 아래로 선회 이동할 때의 배치를 도시한다. 도 5 및 도 6에 있어서, 주물사 충전 기구(17, 도 6)의 하방에는, 평면 단면이 개략적으로 C자 형상을 이루는 지지 프레임체(40)가 기대(20, 도 1 및 도 2)에 장착되어 있다.
특히, 도 5에 도시한 바와 같이, 지지 프레임체(40)의 좌측 프레임의 내측에는, 하부 조형 공간을 규정할 때에 충전 프레임(15)이 하부 주형틀(13)에 접하도록, 수직 자세의 충전 프레임(15)이 장착되어 있다. 지지 프레임체(40)의 좌측 프레임의 중앙부에는, 상술한 단독의 하부 액추에이터(19)가 우측 횡방향으로 장착되어 있으며, 그 피스톤 로드의 선단에는 수직 자세의 하부 스퀴즈 부재(16)가 고정부착되어 있다. 지지 프레임체(40)의 한 쌍의 개방단에는, 상술한 상부 액추에이터(18) 각각이 좌측 횡방향으로 장착되어 있다.
2. 매치 플레이트의 반송 기구
다음으로, 본 발명에 따른 조형기의 반송 기구(2)에 대하여 설명한다. 상기 반송 기구(2)는, 도 1 및 도 2에 도시한 본체(1)의 후방에 배치되어 있다.
도 3의 조형기의 우측면도에 도시한 바와 같이, 반송 기구(2)는 매치 플레이트(11, 도 2)용 재치 부재(27)를 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이로 안내하는 레일(41)을 포함하고 있다. 반송 기구(2)는, 레일(41)의 하방에 수직 방향으로 소정 간격을 두고 조형기의 기대(20)에 장착되어, 조형기 전후 방향(도 4에서는 좌우 방향)으로 연장되는 한 쌍의 수평 타이 바(42; tie bar)와, 상기 한 쌍의 수평 타이 바(42)에 이를 따라 슬라이딩 이동하도록 걸어 장착된 이동 부재(43)와, 상기 이동 부재(43)와 재치 부재(27)를 탈부착 가능하게 연결하는 연결 기구(44)를 더 포함한다. 반송 기구(2)는, 이동 부재(43)를 수평 타이 바(42)를 따라 왕복 구동시키는 구동 기구(45)를 더 포함한다. 상기 구동 기구(45)는 조형기 전후 방향으로 회동하는 회동 아암(46)을 구비한 구동체(47)를 포함한다. 상기 회동 아암(46)의 선단과 이동 부재(43)는 연결 기구(48)에 의해 연결되어 있다. 재치 부재(27)는, 구동체(47)의 구동에 의한 회동 아암(46)의 왕복 회동에 의해, 이동 부재(43)를 통해 좌우 방향으로 왕복 이동한다.
3. 주형
취출
기구
다음으로, 본 발명에 따른 조형기의 주형 취출 기구(3)에 대하여 설명한다. 주형 취출 기구(3)는, 도 1 및 도 2에서의 우측에 배치되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 주형 취출 기구(3)에 있어서는, 기대(20)에 지지 부재(49)를 통해 장착된 한 쌍의 하향 제 8 실린더(50)의 피스톤 로드가 승강 프레임(51)에 부착되어 있다.
주형 취출 기구(3)의 승강 프레임(51)의 상방에는, 겹쳐진 상태의 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)로부터 취출된 겹쳐진 상태의 상부 주형 및 하부 주형을 받아내는 주형 받이 부재(52)가 배치되어 있다. 주형 취출 기구(3)는 주형 받이 부재(52) 위의 겹쳐진 상태의 상부 주형 및 하부 주형을 주형 받이 부재(52) 위로부터 압출하기 위한 압출 기구(53)도 포함하고 있다.
조형기에 의한 상부 주형 및 하부 주형의 조형
도 1 내지 도 6에 도시한 본 발명에 따른 조형기를 이용하여, 도 1 및 도 2에 도시한 상태에서, 겹쳐진 상태의 무틀식 상부 및 하부 주형을 조형하는 순서에 대하여, 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
우선, 본체(1)의 제 3 실린더(32)를 수축 작동시켜, 하부 주형틀(13) 위에 매치 플레이트(11) 및 상부 주형틀(12)을 실질적으로 수평 자세로 순서대로 겹침으로써, 매치 플레이트(11)를 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이에 끼움 지지한다(도 6(a)).
이어서, 본체(1)의 상부 액추에이터(18)를 수축시킨 상태에서, 본체(1)의 한 쌍의 제 7 실린더(36)를 신장 작동시켜 회동 프레임(23)을 회동축(21) 주위로 시계 방향으로 회동시킴으로써, 매치 플레이트(11)를 끼움 지지한 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)과 함께 상부 스퀴즈 부재(14)를, 상부 액추에이터(18)와 충전 프레임(15) 사이로 반송하여, 수직 자세로 한다. 상기 회동과 동시에 하부 액추에이터(19)를 소정 길이 신장 작동시키며, 또한 한 쌍의 제 4 실린더(33)를 수축 작동시켜, 도 4에 도시한 상부 및 하부 조형 공간의 규정을 개시한다. 보다 상세하게는, 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)에 의해 매치 플레이트(11)를 끼움 지지한 상태에서, 상부 주형틀(12) 내에 매치 플레이트(11)에 대향하는 상부 스퀴즈 부재(14)를 삽입시킴으로써, 상부 조형 공간이 규정된다. 매치 플레이트(11)를 끼움 지지한 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13), 상부 스퀴즈 부재(14) 및 이를 구동하는 제 4 실린더(33)는 일체적으로 회동 가능하므로, 그 회동 기간 중에 상부 조형 공간을 규정할 수 있다. 상기 회동과 동시에 하부 액추에이터(19)를 신장 작동시킴으로써, 하부 스퀴즈 부재(16)를 충전 프레임(15)에 삽입통과시키며, 또한 회동에 의해 실질적으로 수직 자세인 접근하는 하부 주형틀(13)에 삽입한다. 회동이 완료하여 하부 주형틀(13)이 충전 프레임(15)에 접하면, 하부 조형 공간도 규정된다(도 6(b)). 따라서, 종래의 조형기에 비하여 조형 공간을 규정하기 위해 필요한 시간, 나아가서는 조형에 필요한 시간이 대폭으로 단축된다.
다음으로, 모래 탱크(38)의 유동화 공기 분사 기구(39)로 도시하지 않은 공급원으로부터 압축 공기를 공급하여, 상부 및 하부 조형 공간에 주물사를 공기를 이용하여 충전한다(도 7(a)). 상기 주물사의 충전 시에는, 모래 탱크(38) 내에도 압축 공기를 공급하여, 모래 탱크(38) 내의 주물사의 도입 시간을 단축하는 것이 바람직하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상부 액추에이터(18) 및 하부 액추에이터(19)를 각각 신장 작동시킴으로써, 상부 스퀴즈 부재(14) 및 하부 스퀴즈 부재(16)를 각각 매치 플레이트(11)를 향해 이동시켜, 상부 및 하부 조형 공간 내의 주물사를 스퀴즈한다(도 7(b)). 상기 주물사를 스퀴즈함으로써, 상부 조형 공간 및 하부 조형 공간 내에는 각각 상부 주형 및 하부 주형이 조형된다.
다음으로, 한 쌍의 제 7 실린더(36)를 수축 작동시켜 회동 프레임(23)을 반시계 방향으로 회동시킴으로써, 상부 주형 및 하부 주형을 각각 포함한 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)을 주형 취출 기구(3)로 선회 이동시킨다(도 8(a)).
이어서, 한 쌍의 제 3 실린더(32)를 신장 작동하여 상부 주형틀(12)을 상승시키는 동시에, 4개의 제 5 실린더(34)를 신장 작동시켜, 매치 플레이트(11)를 상부 주형틀(12)로부터 밀어낸다. 동시에, 4개의 제 6 실린더(35)를 신장 작동시켜, 매치 플레이트(11)를 하부 주형틀(13)로부터 밀어낸다(도 8(b)).
이 경우, 한 쌍의 제 3 실린더(32)의 신장 작동에 의한 상부 주형틀(12)의 상승 속도를, 4개의 제 6 실린더(35)의 신장 작동에 의한 매치 플레이트(11)의 하부 주형틀(13)로부터의 분리 속도의 약 2배로 함으로써, 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13)의 매치 플레이트(11)로부터의 분리 속도를 거의 동일하게 할 수 있다.
다음으로, 반송 기구(2)의 구동 기구(45)의 구동체(47)를 구동하여, 회동 아암(46)을 정역 회동시킴으로써, 이동 부재(43) 및 재치 부재(27)를 전후 방향으로 왕복 이동시켜, 매치 플레이트(11)를 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이로부터 반출한다(도 9(a)).
이어서, 필요에 따라, 하부 주형틀(13) 내의 주형에 작업자가 수작업으로 코어를 배치해도 된다(도 9(b)). 이를 위해서는, 한 쌍의 제 1 실린더(25)를 신장 작동시켜, 하부 주형틀(13)을 상부 주형틀(12)에 대해 본체(1)의 측방향(작업자측)으로 이동시킨다. 이 경우, 도 9(b)에 명확하게 도시한 바와 같이, 하부 주형틀(13) 상방의 공간이 개방되어 있으므로, 코어를 배치하는 작업자에게 상부 주형틀(12)이 간섭하지 않는다. 따라서, 하부 주형틀(13) 내의 주형에 코어를 용이하게 배치할 수 있다. 하부 주형틀(13) 내의 주형에 코어를 배치한 후, 한 쌍의 제 1 실린더(25)를 수축 작동시켜 하부 주형틀(13)을 원래의 위치(상부 주형틀(12) 바로 아래의 위치)로 되돌린다. 단, 코어의 배치가 필요하지 않으면, 도 9(b)에 도시한 공정은 생략 가능하다.
다음으로, 제 3 실린더(32)를 수축 작동시키며, 상부 주형틀(12)을 하강시켜 하부 주형틀(13)에 겹치게 한다. 또한, 주형 취출 기구(3)의 제 8 실린더(50)를 수축 작동하여 승강 프레임(51)을 통해 주형 받이 부재(52)를 상승시켜 하부 주형의 하면에 접하게 한다. 이어서, 한 쌍의 제 4 실린더(33)를 수축 작동시켜, 상부 스퀴즈 부재(14)를 통해 상부 주형틀(12) 내의 주형을 하방으로 가압하는 동시에, 제 8 실린더(50)를 신장 작동시켜, 승강 프레임(51)을 통해 주형 받이 부재(52)를 하강시켜, 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13) 내로부터 상부 주형 및 하부 주형을 취출한다. 다음으로, 한 쌍의 제 4 실린더(33)를 신장 작동시켜, 상부 스퀴즈 부재(14)를 상승시킨다.
다음으로, 압출 기구(53)를 구동하여, 주형 받이 부재(52) 위의 겹쳐진 상태의 상부 주형 및 하부 주형을 주형 받이 부재(52) 위로부터 압출한다. 그에 따라, 겹쳐진 상태의 무틀식 상부 주형 및 하부 주형이 얻어진다.
상술한 실시예는 단지 본 발명의 일례를 나타내는 것으로, 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다. 첨부된 청구항에 규정된 본 발명의 요지와 목적을 이탈하지 않고 다양한 변경 또는 개선이 가능함은 당업자에게 자명하다.
Claims (8)
- 한 쌍의 무틀식 주형을 조형하는 조형기로서,기대(機臺)와;상기 기대에 장착된 지지 프레임체와;상부 주형틀, 하부 주형틀, 및 교환 가능한 매치 플레이트를 겹쳐 이루어지며, 상기 매치 플레이트의 상면 및 하면에 패턴이 형성되어 있는 주형틀 어셈블리와;상기 상부 주형틀과 상기 하부 주형틀 사이에, 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀과 함께 상기 주형틀 어셈블리를 구성할 상기 매치 플레이트를 끼움지지 및 해방하도록, 상기 상부 주형틀 및 상기 하부 주형틀을 상기 매치 플레이트에 대해 수평 자세로 상대 이동시키는 수단과;가압면을 가지는 상부 스퀴즈 부재로서, 상기 상부 스퀴즈 부재는, 그 가압면이 상기 매치 플레이트의 상면에 대향하도록, 상기 주형틀 어셈블리의 상부 주형틀 내에 삽입 가능한 동시에, 그 가압면이 상기 주형틀 어셈블리의 매치 플레이트 상면 및 상기 상부 주형틀과 함께 상부 조형 공간을 규정하는 상부 스퀴즈 부재와;상기 기대에 지지된 회전축 주위로 회동 가능한 회동 프레임과,상기 상대 이동시키는 수단과 상기 주형틀 어셈블리 및 상기 상부 스퀴즈 부재를 일체적으로 지지하여 상기 회동 프레임에 장착됨으로써, 상기 회동 프레임의 회동에 의해, 상부 스퀴즈 부재의 가압면이 수직 방향 하방을 향하게 될 수평 자세와, 그 가압면이 수평 방향을 향하게 될 수직 자세 사이에서, 상기 상대 이동시키는 수단과 상기 주형틀 어셈블리 및 상부 스퀴즈 부재를 일체적으로 회동 가능하게 하는 지지 수단과;수평방향을 향한 가압면을 가지며, 그 방향이 고정된 하부 스퀴즈 부재로서, 상기 하부 스퀴즈 부재는, 상기 주형틀 어셈블리가 상기 수직 자세에 있을 때에는, 그 가압면이 상기 매치 플레이트의 하면에 대향하도록, 상기 하부 주형틀 내에 삽입 가능하며, 또한 그 가압면이 상기 매치 플레이트 하면 및 하부 주형틀과 함께 하부 조형 공간을 규정하는 하부 스퀴즈 부재와;상부 주형틀 내로 삽입된 상부 스퀴즈 부재의 가압면이, 상부 조형 공간 내에 충전된 주물사를 스퀴즈하도록, 상기 수직 자세로 회동된 상부 스퀴즈 부재를 상기 매치 플레이트의 상면을 향해 구동시키도록 상기 지지 프레임체에 장착된 상부 액추에이터와;하부 주형틀에 삽입된 하부 스퀴즈 부재의 가압면이, 하부 조형 공간 내에 충전된 주물사를 스퀴즈하도록, 하부 스퀴즈 부재를 상기 매치 플레이트의 하면을 향해 구동시키도록 상기 지지 프레임체에 장착된 하부 액추에이터와;상기 수평 자세에 있을 때의 상기 주형틀 어셈블리에서의 상기 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에, 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀과 함께 상기 주형틀 어셈블리를 구성할 상기 매치 플레이트를 삽입이탈시키도록, 상기 매치 플레이트를 반송하는 반송 기구를 구비하며,상기 수평 자세에 있을 때의 상기 주형틀 어셈블리에서의 상기 상부 주형틀과 상기 하부 주형틀 사이로부터 상기 매치 플레이트가 반출된 후, 상기 하부 주형틀을 상기 상부 주형틀에 대해 상기 조형기의 측방으로 이동시키는 이동 수단과,상기 지지 수단에 의해 일체적으로 회동 가능하게 지지된 상기 주형틀 어셈블리와 상부 스퀴즈 부재 중, 상기 상부 스퀴즈 부재를 상기 상부 주형틀에 대해 진퇴이동시키도록 상기 주형틀 어셈블리의 상기 상부 주형틀에 장착되어 있음으로써, 상기 지지 수단에 의해 상기 주형틀 어셈블리 및 상기 상부 스퀴즈 부재가 일체적으로 회동할 때에는, 상기 주형틀 어셈블리의 상기 상부 주형틀과 함께 회동하는 추가의 액추에이터와,방향이 수평 방향으로 고정되어 회동하지 않는 충전 프레임을 더 구비하며, 상기 충전 프레임은, 상기 주형틀 어셈블리가 상기 수직 자세에 있을 때에, 상기 하부 주형틀에 대해 수직 자세에서 접하도록, 또한 하부 액추에이터의 구동에 의해 하부 스퀴즈 부재가 상기 충전 프레임을 통해 상기 하부 주형틀 내에 삽입 가능한 위치에서 상기 지지 프레임체에 고정되며,상기 지지 수단에 의해 상기 주형틀 어셈블리 및 상부 스퀴즈 부재가 상기 수평 자세로부터 상기 수직 자세로 회동하는 기간 중에는, 회동 중의 상기 상부 스퀴즈 부재를 회동 중의 상기 주형틀 어셈블리의 상기 상부 주형틀의 상기 추가의 액추에이터로 구동함으로써, 상기 상부 스퀴즈 부재의 가압면, 상기 주형틀 어셈블리의 상기 매치 플레이트의 상면 및 상기 상부 주형틀에 의해 상기 상부 조형 공간을 규정하면서, 상기 하부 액추에이터의 구동에 의해 상기 하부 스퀴즈 부재의 상기 충전 프레임 내로의 삽입이 개시되어, 상기 충전 프레임이 상기 하부 주형틀에 접했을 때에는, 상기 하부 스퀴즈 부재가 상기 충전 프레임을 통해 상기 하부 주형틀 내로 삽입되어, 상기 하부 스퀴즈 부재의 가압면, 상기 매치 플레이트의 하면, 및 상기 하부 주형틀에 의해 상기 하부 조형 공간이 규정되는 것을 특징으로 하는 조형기.
- 제 1 항에 있어서,상부 및 하부 액추에이터는, 유압 실린더, 전동 실린더 혹은 서보 실린더를 포함하는, 조형기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 상부 주형틀 및 상기 하부 주형틀이 그 측벽에 모래 공급 구멍을 갖는 동시에, 상기 규정된 상부 및 하부 조형 공간 내로 상기 공급 구멍을 통해 주물사를 공기를 이용하여 도입하는 주물사 도입 수단을 더 구비하는, 조형기.
- 제 3 항에 있어서,상기 주물사 도입 수단은, 압축 공기의 분사에 의해 주물사를 유동화하는 유동화 기구를 포함하는, 조형기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,조형된 한 쌍의 주형을 상기 상부 및 하부 주형틀로부터 취출하는 주형 취출 기구(means for stripping)를 구비하는, 조형기.
- 제 5 항에 있어서,상기 주형 취출 기구는, 조형된 한 쌍의 주형을 포함하여 겹쳐진 상태에 있는 상기 상부 및 하부 주형틀로부터 주형을 압출하는 압출 수단(means for pushing out)을 포함하는, 조형기.
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