KR101498989B1

KR101498989B1 - 중자 보강장치

Info

Publication number: KR101498989B1
Application number: KR1020130090959A
Authority: KR
Inventors: 이경환; 조형호; 이영철; 박태규
Original assignee: 한국생산기술연구원; 주식회사 티에스피
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-03-16
Also published as: KR20150015205A

Abstract

중자 보강장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 중자 보강장치는: 외측에 중자용 내부주형을 지지하는 다수 개의 심금강판과, 심금강판의 중심부에 길이 방향으로 이격 배치되는 축봉과, 축봉과 심금강판을 상호 연결하고, 축봉의 당김시 심금강판이 중심부로 수축되면서 탈거 가능하게 하는 관절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

중자 보강장치{REINFORCE APPARATUS FOR CORE}

본 발명은 중자 보강장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 중자를 지지하는 설치공간 내에 가스배출공이 형성된 다수 개의 심금강판을 일부 겹쳐 설치하고, 축봉에 연결되는 관절구조를 이용하여 심금강판을 오므려 줌으로써, 주형 강성을 보강하고 통기성을 부여하며 중자 해체를 용이하게 수행할 수 있는 중자 보강장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박용 엔진의 실린더 등과 같이, 대형이면서 내부가 중공(中空)이고, 길이가 진 주물을 제작하기 위해서는 중공부 성형용 중자(中子, core)가 사용된다. 선박 실린더 라이너용 중자는 길이가 길어서 용탕이 주입될 때 용탕의 부력에 의해 부상하거나 부러지지 않아야 하므로 충분한 강도가 필요하다.

이와 같이, 중자의 제작에는 후란 주형사와 같은 유기점결 주형사나 물유리 주형사가 일반적으로 사용되는데 이들 주형재료 만으로는 강도가 충분치 못하여 용탕의 유동력에 의해 중자가 부러지거나 부상하는 수가 있다. 이를 방지하기 위해 중자 조형시 중자 내에 중자를 보강하고 지지하기 위한 중자 지지용 강봉 이나 강관(심금 역할을 함, core metal) 등을 삽입하여 제작한다.

이때, 강봉 이나 강관은 심금(core metal) 역할을 수행한다. 즉, 심금은 코어의 형을 강하게 하여 조형중이나 용탕 주입시에 파괴나 낙사(落砂)룰 방지하고, 용탕의 압력에 견디게 해준다.

한편, 강봉을 삽입할 경우는 용탕의 열에 의해 분해되는 중자의 점결제 연소 가스가 배출되는 주형자체 이외에 별도의 통로를 제공하기 못하여 가스가 주물로 역류해 들어가 라이너 등의 주물에 기포발생의 원인이 될 수 있다.

이를 방지하기 위해 중자 자지용 강관을 사용하고 있으며, 이 강관에 내외부를 관통하는 다수 개의 구멍을 뚫어 중자와 외형 사이에 투입되는 주형에서 발생한 분해가스가 중자인 즉, 주형사를 거쳐 강관의 구멍을 통해 강관의 중심부에 모이고, 외부로 배출되게 하여 가스 배출을 도와줌으로써, 주물의 가스결함을 줄이는 추세이다.

본 발명에 대한 배경기술은 한국공개특하공보 제10-2002-0071424(발명의 명칭: 증공형 주물 제조용 복합주형, 공개일자: 2003.09.03)가 제안되어 있다.

종래와 같이, 중자 지지대용 강관에 구멍을 다수 개 형성한 상태에서, 중자 해체를 위해 강관을 뽑을 경우 용탕의 열에 의해 약화된 강관의 강도와 강관의 표면의 구멍으로 인해 강관이 찢어지거나 파손되는 문제점이 종종 발생되고 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중자를 지지하는 설치공간 내에 가스 배출공이 형성된 다수 개의 심금강판을 일부 겹쳐 설치하고, 축봉에 연결되는 관절구조를 이용하여 축봉을 당겨 심금강판을 오므려 탈거함으로써, 주형 강성을 보강하고 통기성을 부여하며 중자 해체를 용이하게 수행할 수 있는 중자 보강장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 중자 보강장치는, 외측에 중자용 내부주형을 지지하는 다수 개의 심금강판; 상기 심금강판의 중심부에 길이 방향으로 이격 배치되는 축봉; 및 상기 축봉과 상기 심금강판을 상호 연결하고, 상기 축봉의 당김시 상기 심금강판이 중심부로 수축되면서 탈거 가능하게 하는 관절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 심금강판은 가장자리 일부가 서로 겹치는 상태로 설치되고, 상기 심금강판은 단면에서 볼 때 다수개 겹쳐진 상태가 원형 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 심금강판은 동일한 크기로 4개 형성되되, 마주 보는 어느 2개는 내측에 배치되고, 마주보는 다른 2개는 상기 어느 2개에 일부 겹치면서 외측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 심금강판에는 상기 내부주형을 통해 유입되는 가스를 중심부를 통해 배출하도록 다수 개의 가스배출공이 형성되고, 상기 축봉은 원형 봉인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 관절부는 상기 축봉의 길이 방향으로 갈수록 90°씩 어긋나게 배치되되, 상기 관절부 2개씩 마다 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 관절부는, 상기 축봉에 대해 회동 가능하게 형성되는 제1관절부; 및 상기 제1관절부와 연결되고, 상기 심금강판의 각각에 대해 회동가능하게 형성되는 제2관절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1관절부는, 상기 축봉의 길이방향 기준으로 다수 어긋나는 형태로 관통 삽입되고, 양단이 노출되는 다수 개의 제1힌지; 및 상기 제1힌지에 제1삽입공이 각각 끼워지고, 양측으로 한 쌍씩 설치되는 제1관절부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2관절부는, 상기 제1관절부재의 단부측에 관통 삽입되는 다수 개의 제2힌지; 및 상기 제2힌지에 제2삽입공이 끼워지고, 상기 심금강판의 내주면에 접하는 상태로 설치되는 제2관절부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1관절부재는 직사형 판재로 이루어지고, 상기 제1힌지의 양단에 상호 어긋나게 설치되므로 한 쌍씩 모두 등 간격으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2관절부재는 고정부재에 의해 상기 심금강판과 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2관절부재는 상기 심금강판에 접하는 일면이 라운드 형상이고, 상기 제1관절부재에 접하는 양면이 직선 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 중자 보강장치는, 중자를 지지하는 설치공간 내에 가스 배출공이 형성된 다수 개의 심금강판을 일부 겹쳐 설치하고, 축봉에 연결되는 관절구조를 이용하여 축봉을 당겨 심금강판을 오므려 탈거함으로써, 주형 강성을 보강하고 통기성을 부여하며 중자 해체를 용이하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치를 십입한 중자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치가 삽입된 중자를 외부주형에 삽입한 주형 상태 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 전체 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 조립 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 조립 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치를 설명하도록 한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치를 십입한 중자의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치가 삽입된 중자를 외부주형에 삽입한 주형 상태 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 전체 조립 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 조립 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 조립 단면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 중자 보강장치는 선박용 라이너 등의 길이가 길고 내부가 빈 주물을 성형하기 위한 내부주형에 해당하는 중자(2)를 지지하는 장치이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 중자(2)는 본 발명에 따른 중자 보강장치와 중자상자(7)를 지지하는 중자정반(6)에 수직으로 지지돤다. 즉, 중자 보강장치와 중자상자(7) 사이에 형성된 공간부로 주형사를 투입하여 성형하고 굳힌 후, 중자상자(6)를 분리하므로 중자 보강장치에 의해 보강지지된 중자(2)를 형성할 수 있다.

즉, 중자(2)는 내부 심 코어(core)이다.

이와 같이, 내부에 중자 보강장치에 의해 지지된 중자(2)는 성형을 완료하고 표면을 도형한 상태에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 주형의 외부주형(5)의 중심 공간에 삽입하고 합형한 다음 수직으로 세운다.

연이어, 중자(2)와 외부주형(5) 사이 공간부(8)에 용탕주입구를 통해 용탕을 주입한다. 주물이 응고하고 나서 주물의 냉각 속도를 조절하기 위해 적절한 시점에 중자(2)를 해체하여야 한다.

그래서, 중자(2)를 효율적으로 해체하기 위해 본 발명에 따른 중자 보강장치가 필요하다.

본 발명에 따른 중자 보강장치는, 중자(2)를 해체하기 위해 축봉(30)을 당겨주면 후술하는 관잘부(30)에 의해 중자(20)를 지지하는 다수 개의 심금강판(10)이 오므려지면서, 큰 무리 없이 중자(2)를 해체할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 중자 보강장치에 대해 구체적으로 살펴 본다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치는, 심금강판(10), 축봉(20) 및 관절부(30)를 포함하여 이루어진다.

심금강판(10)은 외측에 중자(2)용 내부주형을 지지하기 위해 다수 개 형성된다.

심금강판(10)은 가장자리 일부가 서로 겹치는 상태로 설치된다.

심금강판(10)은 단면에서 볼 때 다수개 겹쳐진 상태가 원형 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

심금강판(10)은 동일한 크기로 4개 형성되되, 마주 보는 어느 2개는 내측에 배치되고, 마주보는 다른 2개는 어느 2개에 일부 겹치면서 외측에 배치된다.

물론, 심금강판(10)의 개수 및 배치되는 형태는 다양하게 구성하는 것이 가능하다.

심금강판(10)은 기존의 강관 또는 강봉의 역할을 수행하는 것으로서, 다수 개로 이루어진 상태에서 축봉(20) 및 관절부(30)의 보강력에 의해 중자(2)를 지지하다가 축봉(20)을 당겨 관절부(30)를 통해 심금강판(2)을 중심부로 오므려 탈거하므로 중자(2) 해체를 용이하게 해줄 수 있다.

심금강판(10)에는 내부주형을 통해 유입되는 가스를 심금강판(10)의 중심부를 통해 배출하도록 다수 개의 가스배출공(12)이 형성된다.

가스배출공(12)은 중사(2)의 외측에 투입된 용탕 주물에서 발생되는 가스를 중자(2)의 틈새를 거쳐 심금강판(10) 중심부로 모아주는 역할을 한다.

가스배출공(12)에 의해 심금강판(10) 중심부로 모아진 가스는 심금강판(10)의 길이 방향으로 이동하여 외부로 배출된다.

축봉(20)은 심금강판(10)의 중심부에 길이 방향으로 이격 배치된다.

축봉(20)은 원형 봉인 것이 바람직하다. 물론, 축봉(20)의 단면 형상은 다각형 등과 같이 다양하게 형성하는 것이 가능하다.

관절부(30)는 축봉(20)과 심금강판(10)을 상호 연결하고, 축봉(20)의 당김시 심금강판(10)이 중심부로 수축되면서 탈거 가능하게 한다.

도 3을 참조하면, 관절부(30)는 축봉(20)의 길이 방향으로 갈수록 90°씩 어긋나게 배치되되, 관절부(30) 2개씩 마다 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.

물론, 관절부(30)의 배치 형태는 중자(2)의 보강지지력을 증진하기 위해 다양하게 변경하는 것이 가능하다.

관절부(30)는 제1관절부(40) 및 제2관절부(50)를 포함한다.

제1관절부(40)는 축봉(20)에 대해 회동 가능하게 형성된다.

제1관절부(40)는, 축봉(20)의 길이방향 기준으로 다수 어긋나는 형태로 관통 삽입되고, 양단이 노출되는 다수 개의 제1힌지(42)와, 제1힌지(42)에 제1삽입공(46)이 각각 끼워지고, 양측으로 한 쌍씩 설치되는 제1관절부재(44)를 포함한다.

관절부(30)가 축봉(20) 길이 방향으로 갈수록 90°씩 어긋나게 배치됨에 따라, 제1힌지(42) 역시 90°씩 어긋나는 형태로 축봉(20) 길이 방향으로 형성되어 축봉(20)의 끼움공(22)에 각각 삽입된다.

따라서, 끼움공(22) 역시 축봉(10)에 길이방향으로 90°씩 어긋나는 형태로 형성된다.

제1관절부재(44)는 직사형 판재로 이루어지고, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1힌지(42)의 양단에 상호 어긋나게 설치되므로 한 쌍씩 모두 등 간격으로 설치된다.

제1관절부재(44)는 제1힌지(42)의 양단에 어느 일측에 설치되는 한쌍이 내측에 배치되고, 타측에 설치되는 다른 한 쌍이 외측에 배치되므로 각 쌍의 간격이 서로 다르게 구성할 수 있다. 이 경우 제2관절부재(54)의 너비는 서로 다를 수 있다.

이와 같이, 제2관절부재(44)는 제1힌지(42)에 다양한 형태로 배치될 수 있다.

제2관절부(50)는 제1관절부(40)와 연결되고, 심금강판(10)의 각각에 대해 회동가능하게 형성된다.

심금강판(10)은 제2관절부(50)에 의해 강제적으로 젖혀지는 것 없이 힌지를 통해 수평 상태를 그대로 유지하는 상태로 중자(2)의 일측면으로 부터 분리된다.

제2관절부(50)는, 제1관절부재(44)의 단부측에 관통 삽입되는 다수 개의 제2힌지(52)와, 제2힌지(52)에 제2삽입공(56)이 끼워지고, 심금강판(10)의 내주면에 접하는 상태로 설치되는 제2관절부재(54)를 포함한다.

제2힌지(52)는 제1힌지(42)와 설정 간격을 가지면서, 동일방향으로 배치되는 형태로 마련된다.

제2관절부재(54)는 고정부재(60)에 의해 심금강판(10)과 결합될 수 있다.

고정부재(60)는 조임볼트일 수 있다.

고정부재(60)는 심금강판(10)의 외측에서 삽입되어 제2관절부재(54)에 나사 결합되어 고정될 수 있다.

고정부재(60)는 다양한 방식으로 심금강판(10)과 제2관절부재(54)를 상호 고정할 수 있다.

제2관절부재(54)는 심금강판(10)에 접하는 일면이 라운드 형상이고, 제1관절부재(44)에 접하는 양면이 직선 형상으로 이루어질 수 있다.

제2관절부재(54)는 제1관절부재(44)에 접하는 양단이 직선 연결되어 폐곡선 형태로 이루어질 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 중자 보강장치의 작용 및 효과를 살펴보도록 한다.

우선, 중자 보강장치의 조립과정을 살펴보면, 축봉(20)의 끼움공(22)에 제1힌지(42)를 어긋나는 형태로 축봉(20)의 길이방향으로 연속적으로 삽입한다.

그 다음, 제1힌지(42)의 양단에 제1삽입공(46)을 삽입하여 제1관절부재(44)를 각 설치한다.

연이어, 제1관절부재(44)의 단부측에 제2힌지(52)를 삽입하고, 제1관절부재(44)의 내측면에 제2관절부재(54)의 직선 부위를 배치하고, 심금강판(10)의 저면에 라운드부위가 접하는 상태로 설치한다.

그리고, 고정부재(60)를 통해 심금강판(10)과 제2관절부재(54)를 상호 결합한다.

이러한 상태에서, 도 1 및 도 2에 도시된 경로를 거쳐 중자 보강장치를 설치한 후, 중자(2)와 외부주형(5) 사이 공간부(8)를 통해 용탕을 주입하여 주물을 형성한다.

연이어, 주물이 응고되고 난 후 주물의 냉각 속도를 조절하기 위해 적절한 시점에 중자(2)를 해체하여야 한다.

이 때, 본 발명에 따른 중자 보강장치를 이용하여 중자(2)를 해체한다.

작업자가 축봉(20)을 당겨주면, 제1힌지(42)를 기준으로 제1관절부재(44)가 젖혀진다.

연이어, 제1관절부재(44)가 제2힌지(52)를 기준으로 제2관절부재(54)에 대해 젖혀지면서 제2힌지(52)를 당기게 되고, 고정부재(60)를 통해 다수 개의 심금강판(10)을 중심부로 오므려주므로 심금강판(10)의 탈거가 용이해진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

2 : 중자 4 : 내부주형
5 : 외부주형 6 : 중자정반
10 : 심금강판 12 : 가스배출공
20 : 축봉 30 : 관절부
40 : 제1관절부 42 : 제1힌지
44 : 제1관절부재 50 : 제2관절부
52 : 제2힌지 54 : 제2관절부재
56 : 제2삽입공 60 : 고정부재

Claims

외측에 중자용 내부주형을 지지하는 다수 개의 심금강판;
상기 심금강판의 중심부에 길이 방향으로 이격 배치되는 축봉; 및
상기 축봉과 상기 심금강판을 상호 연결하고, 상기 축봉의 당김시 상기 심금강판이 중심부로 수축되면서 탈거 가능하게 하는 관절부;를
포함하는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 1항에 있어서,
상기 심금강판은 가장자리 일부가 서로 겹치는 상태로 설치되고,
상기 심금강판은 단면에서 볼 때 다수개 겹쳐진 상태가 원형 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 1항에 있어서,
상기 심금강판은 동일한 크기로 4개 형성되되, 마주 보는 어느 2개는 내측에 배치되고, 마주보는 다른 2개는 상기 어느 2개에 일부 겹치면서 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 1항에 있어서,
상기 심금강판에는 상기 내부주형을 통해 유입되는 가스를 중심부를 통해 배출하도록 다수 개의 가스배출공이 형성되고,
상기 축봉은 원형 봉인 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 1항에 있어서,
상기 관절부는 상기 축봉의 길이 방향으로 갈수록 90°씩 어긋나게 배치되되, 상기 관절부 2개씩 마다 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 중자 보강 장치.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 관절부는,
상기 축봉에 대해 회동 가능하게 형성되는 제1관절부; 및
상기 제1관절부와 연결되고, 상기 심금강판의 각각에 대해 회동가능하게 형성되는 제2관절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 6항에 있어서,
상기 제1관절부는,
상기 축봉의 길이방향 기준으로 다수 어긋나는 형태로 관통 삽입되고, 양단이 노출되는 다수 개의 제1힌지; 및
상기 제1힌지에 제1삽입공이 각각 끼워지고, 양측으로 한 쌍씩 설치되는 제1관절부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 7항에 있어서,
상기 제2관절부는,
상기 제1관절부재의 단부측에 관통 삽입되는 다수 개의 제2힌지; 및
상기 제2힌지에 제2삽입공이 끼워지고, 상기 심금강판의 내주면에 접하는 상태로 설치되는 제2관절부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 7항에 있어서,
상기 제1관절부재는 직사형 판재로 이루어지고, 상기 제1힌지의 양단에 상호 어긋나게 설치되므로 한 쌍씩 모두 등 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 8항에 있어서,
상기 제2관절부재는 고정부재에 의해 상기 심금강판과 결합되는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.
제 8항에 있어서,
상기 제2관절부재는 상기 심금강판에 접하는 일면이 라운드 형상이고, 상기 제1관절부재에 접하는 양면이 직선 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중자 보강장치.