KR101922384B1 - 플러그 핀 제조장치 및 이를 이용한 플러그 핀 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엣지 프레임과 중심 프레임을 재활용할 수 있는 순환식 플러그 핀 제조장치 및 이를 이용한 플러그 핀 제조방법에 관한 것으로, 가열로에서 용융된 용융 아연합금이 충진되는 슬리브; 상기 슬리브과 연통되는 캐비티를 구비하는 금형; 상기 금형으로부터 상기 사출부재를 그립하여 취출하는 취출로봇; 아래로 경사지는 제1 안내레일; 무한궤도로 구동하는 제2 안내레일; 냉각유닛; 한 쌍의 체인이 길이 방향 구동하도록 마련되는 제3 안내레일; 엣지 프레임을 분리시키는 제1 분리유닛; 플러그 핀을 분리시키는 제2 분리유닛; 상기 엣지 프레임이 안착되고 아래로 경사진 형상을 포함하는 제4 안내레일; 상기 플러그 핀이 안착되는 플러그 핀 받이통; 아래로 경사진 형상을 포함하는 제5 안내레일; 상기 제4 및 제5 안내레일과 합쳐지고, 상기 엣지 프레임과 상기 중심 프레임을 이송하도록 무한궤도 또는 컨베이어 구동하는 제6 안내레일; 아래로 경사진 형상을 포함하는 제7 안내레일; 및 상기 중심 프레임과 상기 엣지 프레임을 수용하는 상기 가열로를 포함한다.

Description

플러그 핀 제조장치 및 이를 이용한 플러그 핀 제조방법{Manufacturing Apparatus of Plug Pin and Manufacturing Method of using the same}

본 발명은 플러그 핀 제조장치 및 이를 이용한 플러그 핀 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 엣지 연결부재와 중심 핀부재를 재활용할 수 있는 순환식 플러그 핀 제조장치 및 이를 이용한 플러그 핀 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 사무실 등에는 전원이 공급되는 콘센트가 설치되어있다. 이러한 콘센트를 이용해 전기를 사용하기 위해서는 플러그를 콘센트에 연결하여 전원을 인가받아 사용해야 한다.

현대 생활에서 냉장고, TV, 조명, 휴대폰 등 거의 모든 분야 있어서 전기는 필수적으로 사용해야 하고, 전기를 사용하기 위해서는 플러그 역시 필수적으로 필요하게 된다. 이러한 플러그는 전도체로 이루어진 플러그 핀에 의해 콘센트에서 전력을 인가받게 되는데 콘센트에 따라 여기에 끼워지는 플러그 핀의 형상도 다르게 사용해야 한다.

특히 콘센트는 사용 국가나 사용 전력에 따라 다른 형태로 제공되는데 사용하고자 하는 콘센트에 맞는 플러그를 사용해야 하기 때문에 콘센트의 종류에 따라 다양한 형태의 플러그 핀이 필요하게 된다.

또한 콘센트에 끼워지는 형상으로 이루어지되 플러그 내측에 내장되면서 전원이 연결되어야 하기 때문에 콘센트와 플러그의 크기나 형상에 맞게 정밀 가공해야 한다.

이러한 플러그 핀은 일반적으로 재료를 절단하고 이를 가공하여 사용하고자 하는 콘센트에 맞는 형태로 제작하게 되는데 일반적으로 선반을 이용해 가공하거나 금형에 의해 제작하는 방식 및 사출, 압출 등 다양한 방식이 사용된다.

종래 등록특허공보 제10-1354424호에 개시된 플러그 핀 제조장치에 의해 제조된 플러그 핀도 엣지 연결부재와 중심 핀부재를 수동으로 제거해야 하는 문제가 있었다.

등록특허공보 제10-1354424호

본 발명은 엣지 프레임을 자동으로 분리하고, 플러그 핀을 중심 프레임으로부터 자동으로 분리할 수 있는 플러그 핀 제조장치 및 이를 이용한 플러그 핀 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 엣지 프레임과 중심 프레임을 모아서 가열로로 회수시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열로에서 용융된 용융 아연합금이 충진되고 피스톤의 전진에 의해 용융 아연합금을 밀어내는 슬리브; 상기 슬리브과 연통되고, 중심 프레임과, 상기 중심 프레임의 양 측에 각각 복수로 연결되는 플러그 핀들과, 일 측의 플러그 핀들을 연결하는 한 쌍의 엣지 프레임을 포함하는 사출부재의 형상에 대응하는 형상을 가지는 캐비티를 구비하는 금형; 상기 금형으로부터 상기 사출부재를 그립하여 취출하는 취출로봇; 상기 취출로봇의 하방에 위치하고, 아래로 경사진 형상을 포함하는 제1 안내레일; 상기 제1 안내레일의 출구측 하방에 입구측이 위치하여 낙하하는 상기 사출부재를 안착시키고, 무한궤도로 구동하는 제2 안내레일; 상기 제2 안내레일의 도중에 마련되어 상기 사출부재를 냉각시키는 냉각유닛; 상기 제2 안내레일의 출구측 하방에 입구측이 위치하여 낙하하는 상기 사출부재를 안착시키고, 상기 중심 프레임의 양 측을 감싸도록 배치되는 한 쌍의 체인이 길이 방향 구동하도록 마련되는 제3 안내레일; 상기 제3 안내레일의 도중에 마련되어 상기 사출부재에서 상기 엣지 프레임을 분리시키는 제1 분리유닛; 상기 제3 안내레일의 도중에 상기 제1 분리유닛의 후방에 마련되어 상기 사출부재에서 상기 플러그 핀을 분리시키는 제2 분리유닛; 상기 제1 분리유닛의 하방에 입구측이 마련되어 낙하하는 상기 엣지 프레임이 안착되고 아래로 경사진 형상을 포함하는 제4 안내레일; 상기 제2 분리유닛의 하방에 마련되어 낙하하는 상기 플러그 핀이 안착되는 플러그 핀 받이통; 상기 제3 안내레일의 출구측 하방에 입구측이 위치하고, 아래로 경사진 형상을 포함하는 제5 안내레일; 상기 제4 및 제5 안내레일과 합쳐지고, 상기 엣지 프레임과 상기 중심 프레임을 이송하도록 무한궤도 또는 컨베이어 구동하는 제6 안내레일; 상기 제6 안내레일의 출구측 하방에 입구측이 위치하고, 아래로 경사진 형상을 포함하는 제7 안내레일; 및 상기 제7 안내레일의 출구측 하방에 위치하여 낙하하는 상기 중심 프레임과 상기 엣지 프레임을 수용하는 상기 가열로를 포함하고, 상기 가열로 내의 용융 아연합금으로부터 형성된 상기 사출부재의 상기 중심 프레임과 상기 엣지 프레임은 상기 제1 내지 제7 안내레일을 따라 이동하여 다시 상기 가열로 내로 수용되어 용융되는 순환식 구조를 포함하는 플러그 핀 제조장치.

또한, 상기 금형은 상기 슬리브와 상기 취출로봇 사이에 축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 서로 위치를 교환할 수 있는 제1 금형 및 제2 금형을 포함하고, 상기 제1 금형이 상기 슬리브와 연결되어 용융 아연합금이 충진되고 응고되는 과정은, 상기 제2 금형으로부터 상기 취출로봇이 상기 사출부재를 취출하는 과정과 일부 중처되는 구간을 포함하는 플러그 핀 제조장치.

또한, 상기 금형은 우측 금형과 좌측 금형을 포함하고, 상기 금형과 상기 슬리브가 연결되는 부분은 상기 금형이 상기 슬리브로부터 분리되면서 상기 중심 프레임의 단부가 노출되고, 상기 취출로봇은 노출된 상기 중심 프레임의 단부를 그립하여 취출하는 플러그 핀 제조장치.

또한, 상기 취출로봇은 실린더 또는 모터 구동에 의해 전진 및 후진하도록 마련되는 암과, 상기 암의 단부에 마련되고 상기 중심 프레임의 단부를 그립 및 그립 해제할 수 있는 그리퍼를 포함하고, 상기 그리퍼는 상기 사출부재를 90도 회전시키도록 회전구조를 포함하는 상기 볼트 플러그 핀 제조장치.

또한, 상기 금형은 좌측 금형과 우측 금형을 포함하고, 상기 좌측 금형과 우측 금형이 서로 분리되면 수직 방향의 상기 사출부재가 노출되는 플러그 핀 제조장치.

또한, 상기 냉각유닛은 상기 제2 안내레일의 길이 방향을 따라 연속적으로 배치되는 제1 및 제2 냉각장치를 포함하고, 전방에 위치하는 상기 제1 냉각장치에서 상기 사출부재가 냉각되는 온도 범위는 후방에 위치하는 상기 제2 냉각장치에서 상기 사출부재가 냉각되는 온도 범위 보다 작게 마련되어 상기 사출부재의 스트레스를 감소시키는 플러그 핀 제조장치.

또한, 상기 제1 분리유닛은 상기 엣지 프레임에 대응하는 위치에서 하강하도록 마련되는 제1 가압부재와, 상기 제1 가압부재가 하강하는 영역의 내측에서 상기 한 쌍의 체인 양 측에 마련되어 플러그 핀을 지지하는 플러그 핀 안착부를 포함하고, 상기 플러그 핀 안착부가 상기 플러그 핀을 지지한 상태에서 상기 제1 가압부재가 하강하여 상기 엣지 프레임을 분리하는 플러그 핀 제조장치.

또한, 상기 제2 분리유닛은 상기 플러그 핀에 대응하는 위치에서 하강하도록 마련되는 제2 가압부재를 포함하고, 상기 체인이 상기 중심 프레임을 지지한 상태에서 상기 제2 가압부재가 하강하여 상기 플러그 핀을 분리하는 플러그 핀 제조장치.

또한, 상기 제1 내지 제3 안내레일은 일 방향으로 일렬로 배치되고, 상기 제1 안내레일은 하강 경사지게 배치되고, 상기 제4 및 제5 안내레일은 상기 일 방향에 수직한 방향으로 서로 평행하게 하강 경사지게 배치되고, 상기 제6 안내레일은 일 방향의 역 방향으로 상방 경사지게 배치되고, 상기 제7 안내레일은 상기 제6 안내레일에 수직한 방향으로 하강 경사지게 배치되는 플러그 핀 제조장치.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 플러그 핀 제조장치를 이용하여 플러그 핀을 제조하는 플러그 핀 제조방법에 있어서, 전방에 위치하는 상기 제1 금형이 상기 슬리브와 연결되어 용융 아연합금이 충진되고 응고되고, 후방에 위치하는 상기 제2 금형에 노출되는 상기 중심 프레임을 상기 취출로봇이 그립한 후에 상기 제2 금형의 좌,우측 금형이 분리되고, 상기 취출로봇이 후방으로 이동하여 상기 사출부재를 상기 제2 금형으로부터 취출하고, 상기 취출로봇이 90도 회전하여 상기 사출부재의 면 방향을 평행하게 한 상태에서 상기 제1 안내레일에 상기 사출부재를 낙하시키고, 상기 사출부재는 자중에 의해 상기 제1 안내레일을 따라 이동하여 상기 제2 안내레일 상에 안착되고, 상기 사출부재는 제2 안내레일을 따라 이동하는 동안 상기 냉각유닛에서 냉각되어 온도가 하강하고, 상기 제2 안내레일에서 상기 제3 안내레일로 전달된 후에, 상기 제1 분리유닛에서 상기 엣지 프레임이 분리되고, 그 후 상기 제3 안내레일 상에서 상기 제2 분리유닛에서 상기 플러그 핀이 분리되고, 상기 엣지 프레임은 상기 제4 안내레일과 상기 제6 안내레일을 따라 이송되고, 상기 중심 프레임은 상기 제5 안내레일과 상기 제6 안내레일을 따라 이송되고, 상기 제6 안내레일의 상기 중심 프레임과 상기 엣지 프레임은 상기 제7 안내레일을 따라 이동하여 상기 가열로 내부에 수용되고, 상기 제1 금형에서 용융 아연합금이 충진되는 공정과 상기 제2 금형에서 상기 사출부재가 취출되는 공정은 일부 중첩되는 구간이 마련되는 플러그 핀 제조방법이 제공될 수 있다.

본 발명에 의한 플러그 핀 제조장치를 이용하면, 캐비티 형상 그대로 형성되는 사출부재에서 엣지 프레임과 중심 프레임을 자동으로 제거하여 플러그 핀 부재만을 자동으로 분리할 수 있는 이점이 있다.

또한, 엣지 프레임과 중심 프레임을 모아서 가열로로 자동 회수 시킴으로써 생산성을 향상시키고 연속적인 플러그 핀 제조가 가능한 이점이 있다.

또한, 회전 동작하는 한 쌍의 금형을 이용함으로써 취출 로봇이 하나의 금형으로부터 사출부재를 취출하는 동안 다른 금형의 캐비티에 용융아연을 채워 사출부재를 성형할 수 있어 UPH를 향상시킬 수 있다.

도 1은 금형을 나타내는 도면이다.
도 2는 취출로봇이 금형에서 사출부재를 취출하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 취출로봇이 사출부재를 떨어뜨려 제1 이송레일에 안착시키는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 제2 이송레일 위의 사출부재가 냉각유닛을 지나는 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 분리유닛을 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 분리유닛이 엣지 프레임을 분리하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 분리유닛을 나타내는 도면이다.
도 8은 제2 분리유닛이 엣지 프레임을 분리하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 제6 안내레일이 제4 및 제5 안내레일과 합쳐져서 엣지 프레임과 중심 프레임이 제6 안내레일을 따라 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은 제7 안내레일을 따라 엣지 프레임과 중심 프레임이 가열로에 떨어지는 모습을 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 플러그 핀 제조장치에 대해 설명한다.

도면에 도시되지는 않았지만, 전원 프럴그 핀 성형공정은 다이캐스팅 금형을 제작하는 금형형성단계, 아연합금을 용융시키는 아연합금 융해단계, 용융 아연합금을 다이캐스팅 금형 내부의 캐비티에 주입시키는 사출단계, 캐비티에 의해 성형된 아연합금 전원 플러그 핀을 온도를 낮추어 응고시키는 냉각단계, 이 냉각단계를 거쳐 응고된 아연합금 전원 플러그 핀을 캐비티에서 꺼내는 취출단계와, 다이캐스팅 금형에서 취출된 아연합금 전원 플러그 핀을 프레임에서 분리하는 분리단계, 분리된 아연합금 전원 플러그 핀을 다듬는 바렐단계와, 아연합금 전원 플러그 핀의 표면에 도금 층을 형성하는 표면처리단계를 포함한다.

본 발명은 아연합금 융해단계에서부터 분리단계까지의 공정을 수행할 수 있는 플러그 핀 제조장치 및 이를 이용한 플러그 핀 제조방법에 관한 것이다.

상기 다이캐스팅 금형형성단계에서는 상금형과 하금형으로 이루어진 다이캐스팅 금형을 형성한다. 이때, 상금형과 하금형의 서로 마주하는 면에는 전원 플러그 핀 성형을 위한 상부캐비티와 하부 캐비티가 형성되어, 상금형과 하금형을 맞닿도록 결합하면, 상기 상하부 캐비티에 의해 다이캐스팅 금형의 내부에 전원 플러그 핀 형태의 캐비티가 형성된다.

상기 다이캐스팅 금형의 캐비티 일측에는 주입구가 형성되고, 이 주입구에는 용융 아연합금이 채워지는 슬리브가 연결되며, 이 슬리브에는 피스톤이 상하 이동이 가능하게 설치된다.

상기 아연합금 융해단계에서는 아연합금을 가열로 등에 수용하여 고온으로 용융시킨다. 이때, 아연합금의 용융온도는 400℃~450℃가 바람직하며, 400℃ 이하이면 아연합금이 잘 용융되지 않고 450℃ 이상이면 아연합금의 물성 변화가 발생될 가능성이 있으므로, 용융 온도 범위를 400℃~450℃로 하는 것이 바람직하다.

상기 사출단계에서는 용융 아연합금을 다이캐스팅 금형 내부의 캐비티에 주입시킨다. 즉, 다이캐스팅 금형의 일측에 구비된 슬리브에 용융 아연합금이 충전되고, 슬리브 외부의 피스톤을 상하로 전진시키면, 용융 아연합금이 주입구를 통해 다이캐스팅 내부의 캐비티로 압축주입되는 것이다.

즉, 사출단계는 다이캐스팅 금형의 캐비티와 연통되는 슬리브 내부에 충전되어있는 용융 아연합금을, 슬리브 외부에 상하 이동이 가능하게 설치된 피스톤을 전진시켜 용융 아연합금을 다이캐스팅 금형의 캐비티 내부로 주입하는 단계로서, 상기 사출단계에서 피스톤이 전진하는 사출 시간은 0.5~1초 이다.

상기 냉각단계는 다이캐스팅 금형의 캐비티에 전원 플러그 핀 형상으로 성형된 아연합금을 자연 공냉식으로 식혀서 응고시키는 것이다. 이처럼 자연 공냉식으로 성형 아연합금을 응고시킴로써, 조직 변화를 최소화시키며, 이로 인해, 고품질의 제품을 얻을 수 있다. 이때, 냉각 응고시간은 2초~4초 정도이다.

상기 취출단계에서는 다이캐스팅 금형의 좌측 금형과 우측 금형을 분리하고, 다이캐스팅 금형의 캐비티 내부에서 아연합금 전원 플러그 핀을 꺼내게 된다. 이때, 로보트를 이용하여 자동 취출하는 것이 바람직하다.

상기 분리단계는 다이캐스팅 금형에서 취출된 아연합금 전원 플러그 핀을 캐비티에서 분리하는 과정이다.

분리단계에서는 휨 관리 및 버(Burr) 제거를 위하여 트리밍기를 사용하여 분리하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도 1 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 플러그 핀 제조장치를 설명하기로 한다.

도 1은 금형을 나타내는 도면이고, 도 2는 취출로봇이 금형에서 사출부재를 취출하는 모습을 나타내는 도면이다.

취출로봇(200)은 금형(110)으로부터 플러그 핀을 포함하는 사출부재(10)를 취출한다. 사출부재(10)는 금형 내부의 캐비티(120) 형상에 따라 제조된다. 사출부재(10)는 길이 방향으로 연장되는 중심 프레임(13)과, 중심 프레임의 양 측에 폭 방향으로 복수개 연결되는 플러그 핀(12)과, 중심 프레임(13)의 일 측에 연결되는 플러그 핀(12)들을 연결하는 엣지 프레임(11)을 포함한다. 엣지 프레임(11)은 줌심 프레임(13)의 양 측에 각각 마련되어 한 쌍으로 마련된다.

중심 프레임(13)은 금형(110) 내부에서 금형의 입구에 연결되는 슬리브에까지 연장된다. 따라서 슬리브가 금형으로부터 제거되면 금형 입구에 중심 프레임(13)의 일 단이 노출된다. 즉, 중심 프레임(13)은 금형의 입구부의 외측으로 돌출된다.

취출로봇(200)은 암부재가 전진하고 암부재의 일 측에 연결되는 그리퍼가 돌출된 중심 프레임(13)의 일 측을 그립한다. 그 후 좌측 금형과 우측 금형이 서로 분리되어 사출부재(10)가 노출된다.

도 3은 취출로봇이 취출부재를 떨어뜨려 제1 이송레일에 안착시키는 모습을 나타내는 도면이다.

취출로봇(200)의 암부재는 다시 후진하여 사출부재(10)를 금형(110)으로부터 제1 안내레일(310)의 상부까지 이송한다. 이 때, 사출부재(10)는 플러그 핀들이 위아래로 배치되도록 위치한다.

그리고 암부재는 90도 회전하여 사출부재(10)가 평평한 면이 아래를 향하도록 한다. 그 후 그리퍼는 중심 프레임(13)의 일 측의 그립을 해제한다. 사출부재(10)는 취출로봇(200)으로부터 분리되어 제1 안내레일(310)로 떨어진다.

한편, 금형(110)은 수평 방향으로 연장되는 회전축과, 회전축을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 금형을 포함할수 있다.

예를 들어, 제1 금형과 제2 금형은 회전축을 중심으로 대향하는 위치에 마련될 수 있다. 슬리브가 전진하여 제1 금형의 입구에 결합되고 슬리브의 피스톤을 통해 제1 금형의 캐비티 내부에 용융 아연합금이 주입된다. 제1 금형 내부의 용융 아연합금이 냉각된 후에 슬리브가 후퇴하면서 제1 금형으로부터 분리된다. 그 후 제1 금형과 연결된 회전축이 회전하면서 제1 금형이 취출 위치로 이동한다. 제1 금형이 취출 위치에 이동하는 동시에 대향하는 위치의 제2 금형이 슬리브와 결합되는 위치로 이동한다.

그리고 취출로봇(200)이 사출부재(10)의 중심 프레임(13)을 그립하고 제1 금형이 좌우로 분리되어 사출부재(10)가 노출된다. 취출로봇(200)이 사출부재(10)를 그립하여 이송하는 동안 제2 금형에는 용융 아연합금이 주입되고 냉각된다.

이처럼 제1 금형과 제2 금형이 교번적으로 사출부재의 제작 및 취출을 반복하면서 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 금형(110)에 연결되는 회전축의 회전은 모터에 의해 동작할 수 있고, 좌측 금형과 우측 금형이 근접하여 결합되고 분리되는 구동은 실린더에 의해 동작할 수 있다.

한편, 취출로봇(200)은 상하로 배치되는 제1 암부재와 제2 암부재를 포함할 수 있다. 제1 암부재와 제2 암부재는 상호 독립적으로 이동할 수 있다. 예를 들어 위에 위치하는 제1 암부재가 전진하여 제1 금형의 사출부재를 그립하고, 제1 암부재가 후진하여 사출부재를 제1 안내레일로 이송하는 동안 제2 암부재가 전진하여 제2 금형의 사출부재를 그립한다. 그리고 제1 암부재와 제2 암부재가 상호 전후진하면서 교번적으로 이동하는 동안 제1 금형과 제2 금형이 상호 회전하면서 교번적으로 위치 이동될 수 있다.

한편, 암부재의 전후진은 실린더에 의해 동작할 수 있고, 그리퍼의 회전은 모터에 의해 동작할 수 있다.

제1 안내레일(310)은 경사지게 마련될 수 있다. 취출로봇(200)에서 분리된 사출부재(10)는 자중에 의해 아래로 이동할 수 있다.

제1 안내레일(310)은 양 측에 가이드부(311)를 포함할 수 있다. 가이드부(311)는 위에서 아래로 갈수록 좁아지는 구간을 포함할 수 있다. 사출부재(10)는 가이드부를 지나면서 정위치로 가이드될 수 있다.

제1 안내레일(310)의 출구 측 아래에는 제2 안내레일(320)이 마련될 수 있다.

제2 안내레일(320)은 무한궤도를 포함할 수 있다. 따라서 제2 안내레일(320)의 입구측과 출구축은 각각 회전축 주위를 둘러싸도록 마련되된다. 제1 안내레일(310)의 출구 측은 제2 안내레일(320)의 입구 측 상면 중간에서 소정 거리 위로 떨어져 위치할 수 있다.

제1 안내레일(310)에서 낙하한 사출부재(10)는 제2 안내레일(320) 위에 안착되고, 제2 안내레일(320)의 무한궤도를 따라 이송된다. 제2 안내레일(320)에 낙하되는 사출부재(10)는 고온의 상태이므로 고무 타입의 무한궤도 보다는 금속 타입의 무한궤도를 사용하는 것이 바람직하다.

제2 안내레일(320)은 양 측에 가이드부를 포함할 수 있다. 가이드부는 제2 안내레일(320)과 이격되도록 마련되어 고정된다. 가이드부는 점점 폭이 좁아지도록 마련될 수 있다. 사출부재(10)는 제2 안내레일(320) 상에서 이동하면서 가이드부에 의해 자세가 정렬될 수 있다. 가이드부의 입구 측은 제1 안내레일(310)의 가이드부의(311) 출구 측과 동일한 폭으로 마련될 수 있다.

도 4는 제2 이송레일 위의 취출부재가 냉각유닛을 지나는 나타내는 도면이다.

제2 안내레일(320)은 냉각유닛(400)을 관통하여 지나가도록 마련된다. 냉각유닛(400)은 제2 안내레일(320)의 상부에 마련되는 냉각장치를 포함한다. 예를 들어, 냉각장치는 공냉방식으로 동작할 수 있다. 제2 안내레일(320)의 상부에 마련되는 팬이 회전하면서 제2 안내레일(320)을 향해 외기를 분출할 수 있다. 제2 안내레일(320)을 따라 이동하는 사출부재(10)는 냉각장치로부터 분사되는 바람에 의해 냉각될 수 있다.

냉각유닛(400)은 제2 안내레일(320)의 길이 방향으로 복수의 냉각장치를 포함할 수 있다. 그리고 길이 방향으로 배치되는 복수의 냉각장치는 서로 다른 출력을 가지도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 전방에 위치하는 냉각장치의 출력은 후방에 위치하는 냉각장치의 출력보다 작을 수 있다.

가열로(100)에서 취출된 사출부재(10)는 고온 상태로 취출되는데, 냉각장치에 의해 급격하게 온도가 낮아지는 경우 용융 아연합금 내부에 스트레스가 쌓일 수 있다. 따라서 사출부재를 점진적으로 냉각할 필요가 있다. 제2 안내레일(320)을 따라 이송되는 사출부재는 전방에 위치하고 출력이 상대적으로 낮은 제1 냉각장치에 의해 소정 온도로 냉각된다. 그리고 제1 냉각장치를 지나 후방에 위치하고 출력이 상대적으로 높은 제2 냉각장치에 의해 소정 온도로 냉각된다. 이처럼 점진적으로 온도가 내려가면서 용융 아연합금 내부의 스트레스를 최소로 할 수 있다.

도면에는 두 개의 냉각장치가 연속적으로 마련되는 것을 도시하였지만, 3개 이상의 냉각장치가 연속적으로 마련될 수도 있다.

도 5는 제1 분리유닛을 나타내는 도면이다.

도 6은 제1 분리유닛이 엣지 프레임을 분리하는 모습을 나타내는 도면이다.

제2 안내레일(320)은 제3 안내레일(330) 상으로 사출부재를 전달할 수 있다.

제3 안내레일(330)은 스프로킷과 이에 결합되는 한 쌍의 체인을 포함할 수 있다. 제3 안내레일의 입구 측과 출구 측에는 각각 회전축에 결합되고 일정 간격 떨어져서 배치되는 한 쌍의 스프로킷이 마련되고, 각각의 스프로킷은 한 쌍의 체인으로 연결된다.

제3 안내레일(330)의 입구 측은 제2 안내레일(320)의 출구 측 보다 소정 간격 아래에 위치할 수 있다. 그리고 인접하는 체인 사이의 간격은 중심 프레임(13)의 폭 보다 소정 길이 크게 마련될 수 있다. 따라서 제2 안내레일(320)에 의해 이송되는 사출부재(10)의 중심 프레임(13)은 제3 안내레일(330)로 전달되면서 인접하는 체인 사이로 수용되고, 사출부재는 제3 안내레일(330)의 체인 상에 안착될 수 있다. 이는 사출부재(10)에서 플러그 핀(12)의 두께가 중심 프레임(13)의 두께 보다 작게 마련되기 때문이다. 보다 상세하게는 중심 프레임(13)의 양 측에 마련되는 플러그 핀(12)이 체인 상에 안착되는 때에 중심 프레임(13)의 하부 일부가 인접하는 체인 사이에 수용될 수 있다. 따라서 사출부재(10)는 제3 안내레일(330) 상에 안착되는 때에 정위치로 안착될 수 있다.

제3 안내레일(330)은 제1 분리유닛(510)과 제2 분리유닛(520)을 차례로 관통하여 지나도록 마련된다. 제1 분리유닛(510)은 사출부재(10)의 엣지 프레임(11)을 분리하고, 제2 분리유닛(520)은 사출부재(10)의 플러그 핀(12)을 분리한다.

제1 분리유닛(510)은 사출부재(10)의 양 측에 마련되는 엣지 프레임(11)에 대응하는 한 쌍의 가압부재를 포함한다. 한 쌍의 가압부재는 일정한 간격을 유지하면서 제3 안내레일(530)의 길이 방향으로 연장된다. 그리고 가압부재의 길이는 사출부재(10)의 길이를 커버할 수 있는 정도로 마련된다.

가압부재는 가압 블록 또는 가압 날로 마련될 수 있다. 가압 블록으로 마련되는 경우에는 엣지 프레임(11)을 가압하면서 플러그 핀으로부터 분리시키고, 가압 날로 마련되는 경우에는 엣지 프레임(11)과 플러그 핀(12)의 연결부를 가압하면서 플러그 핀으로부터 분리시킨다.

도 7은 제2 분리유닛을 나타내는 도면이다.

도 8은 제2 분리유닛이 엣지 프레임을 분리하는 모습을 나타내는 도면이다.

제2 분리유닛(520)은 중심 프레임(13)의 양 측에 마련되는 플러그 핀(12)에 대응하는 한 쌍의 가압부재를 포함한다. 한 쌍의 가압부재는 일정한 간격을 유지하면서 제3 안내레일(330)의 길이 방향으로 연장된다. 그리고 가압부재의 길이는 사출부재(10)의 길이를 커버할 수 있는 정도로 마련된다.

가압부재는 가압 블록 또는 가압 날로 마련될 수 있다. 가압 블록으로 마련되는 경우에는 플러그 핀을 가압하면서 중심 프레임으로부터 분리시키고, 가압 날로 마련되는 경우에는 플러그 핀과 중심 프레임의 연결부를 가압하면서 중심 프레임으로부터 분리시킨다.

제1 분리유닛(510)의 하부에는 엣지 프레임 받이통이 위치한다. 따라서 제1 분리유닛에서 분리되는 엣지 프레임은 엣지 프레임 받이통에 떨어진다.

제2 분리유닛(520)의 하부에는 플러그 핀 받이통이 위치한다. 따라서 제2 분리유닛에서 분리되는 플러그 핀은 플러그 핀 받이통에 떨어진다.

엣지 프레임 받이통은 일 측에 제4 안내레일(340)이 연결된다. 제4 안내레일(340)은 아래로 경사지게 마련된다. 그리고 엣지 프레임 받이통의 타 측에는 엣지 프레임을 제4 안내레일(340)로 밀어내는 펀치블럭이 마련된다. 엣지 프레임 받이통에 일정 수 이상의 엣지 프레임들이 수용되면 펀치블럭이 작동하여 엣지 프레임 받이통의 엣지 프레임들을 밀어낸다. 펀치블럭은 실린더를 이용하여 길이 가변될 수 있다.

사출부재(10)는 제1 분리유닛(510)에서 엣지 프레임(11)이, 그리고 제2 분리유닛(520)에서 플리그 핀(12)이 분리되고 중심 프레임(13)만 남은 상태로 제3 안내레일(330)을 따라 이동한다.

도 9는 제6 안내레일이 제4 및 제5 안내레일과 합쳐져서 엣지 프레임과 중심 프레임이 제6 안내레일을 따라 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.

제3 안내레일(330)의 단부에는 중심 프레임 받이통이 위치한다. 따라서 제3 안내레일(530)에서 떨어지는 중심 프레임(13)은 중심 프레임 받이통에 떨어진다.

중심 프레임 받이통은 일 측에 제5 안내레일(350)이 연결된다. 제5 안내레일(350)은 아래로 경사지게 마련된다. 그리고 중심 프레임 받이통의 타 측에는 중심 프레임을 제5 안내레일로 밀어내는 펀치블럭이 마련된다. 중심 프레임 받이통에 일정 수 이상의 중심 프레임들이 수용되면 펀치블럭이 작동하여 중심 프레임 받이통의 중심 프레임들을 밀어낸다. 펀치블럭은 실린더를 이용하여 길이 가변될 수 있다.

제1 내지 제3 안내레일(310, 320, 330)은 일 방향으로 나란하게 연장된다. 그리고 제4 및 제5 안내레일(340, 350)은 일 방향에 수직한 방향으로 나란하게 연장된다.

제5 안내레일(350)은 제6 안내레일(360)에 연결된다. 제6 안내레일(360)은 제1 내지 제3 안내레일(310, 320, 330)의 역 방향으로 연장된다. 그리고 제4 안내레일(340)의 단부는 제6 안내레일(360)과 합체된다. 따라서 엣지 프레임(11)과 중심 프레임(13)은 모두 제6 안내레일(360)을 따라 이동한다.

제6 안내레일(360)은 컨베이어 타입으로 동작한다. 제5 안내레일(350)을 따라 수송된 중심 프레임(13)과 제4 안내레일(340)을 따라 수송된 엣지 프레임(11)은 제6 안내레일(360)을 따라 가열로(100) 방향으로 역 이송된다.

도 10은 제7 안내레일을 따라 엣지 프레임과 중심 프레임이 가열로에 떨어지는 모습을 나타내는 도면이다.

제6 안내레일(360)의 단부 아래에는 제7 안내레일(370)이 위치한다. 제7 안내레일(370)은 제6 안내레일(360)에 수직한 방향으로 배치되되, 아래로 경사지도록 마련된다.

제7 안내레일(370)의 단부의 아래에는 가열로(100)가 위치한다. 따라서 제7 안내레일(370)에서 떨어지는 엣지 프레임(11)과 중심 프레임(13)은 가열로(100) 안으로 떨어진다. 엣지 프레임(11)과 중심 프레임(13)은 모두 용융 아연합금으로 마련되기 때문에 불순물이 없다. 이러한 엣지 프레임(11)과 중심 프레임(13)이 자동 이송장치에 의해 가열로(100) 안으로 회귀되기 때문에 플러그 핀 제조장치의 생산성이 향상될 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

10 : 사출부재, 11 : 엣지 프레임, 12 : 플러그 핀, 13 : 중심 프레임,
100 : 가열로, 110 : 금형, 120 : 캐비티,
200 : 취출로봇
310 : 제1 안내레일, 320 : 제2 안내레일, 330 : 제3 이송레일, 331 : 플러그 핀 안착부, 340 : 제4 안내레일, 350 : 제5 안내레일, 360 : 제6 안내레일, 370 : 제7 안내레일
400 : 냉각유닛
510 : 제1 분리유닛, 520 : 제2 분리유닛
600 : 플러그 핀 받이통

Claims (10)

1. 가열로에서 용융된 용융 아연합금이 충진되고 피스톤의 전진에 의해 용융 아연합금을 밀어내는 슬리브;
   상기 슬리브과 연통되고, 중심 프레임과, 상기 중심 프레임의 양 측에 각각 복수로 연결되는 플러그 핀들과, 일 측의 플러그 핀들을 연결하는 한 쌍의 엣지 프레임을 포함하는 사출부재의 형상에 대응하는 형상을 가지는 캐비티를 구비하는 금형;
   상기 금형으로부터 상기 사출부재를 그립하여 취출하는 취출로봇;
   상기 취출로봇의 하방에 위치하고, 아래로 경사진 형상을 포함하는 제1 안내레일;
   상기 제1 안내레일의 출구측 하방에 입구측이 위치하여 낙하하는 상기 사출부재를 안착시키고, 무한궤도로 구동하는 제2 안내레일;
   상기 제2 안내레일의 도중에 마련되어 상기 사출부재를 냉각시키는 냉각유닛;
   상기 제2 안내레일의 출구측 하방에 입구측이 위치하여 낙하하는 상기 사출부재를 안착시키고, 상기 중심 프레임의 양 측을 감싸도록 배치되는 한 쌍의 체인이 길이 방향 구동하도록 마련되는 제3 안내레일;
   상기 제3 안내레일의 도중에 마련되어 상기 사출부재에서 상기 엣지 프레임을 분리시키는 제1 분리유닛;
   상기 제3 안내레일의 도중에 상기 제1 분리유닛의 후방에 마련되어 상기 사출부재에서 상기 플러그 핀을 분리시키는 제2 분리유닛;
   상기 제1 분리유닛의 하방에 입구측이 마련되어 낙하하는 상기 엣지 프레임이 안착되고 아래로 경사진 형상을 포함하는 제4 안내레일;
   상기 제2 분리유닛의 하방에 마련되어 낙하하는 상기 플러그 핀이 안착되는 플러그 핀 받이통;
   상기 제3 안내레일의 출구측 하방에 입구측이 위치하고, 아래로 경사진 형상을 포함하는 제5 안내레일;
   상기 제4 및 제5 안내레일과 합쳐지고, 상기 엣지 프레임과 상기 중심 프레임을 이송하도록 무한궤도 또는 컨베이어 구동하는 제6 안내레일;
   상기 제6 안내레일의 출구측 하방에 입구측이 위치하고, 아래로 경사진 형상을 포함하는 제7 안내레일; 및
   상기 제7 안내레일의 출구측 하방에 위치하여 낙하하는 상기 중심 프레임과 상기 엣지 프레임을 수용하는 상기 가열로를 포함하고,
   상기 가열로 내의 용융 아연합금으로부터 형성된 상기 사출부재의 상기 중심 프레임과 상기 엣지 프레임은 상기 제1 내지 제7 안내레일을 따라 이동하여 다시 상기 가열로 내로 수용되어 용융되는 순환식 구조를 포함하는 플러그 핀 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 금형은 상기 슬리브와 상기 취출로봇 사이에 축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 서로 위치를 교환할 수 있는 제1 금형 및 제2 금형을 포함하고,
   상기 제1 금형이 상기 슬리브와 연결되어 용융 아연합금이 충진되고 응고되는 과정은, 상기 제2 금형으로부터 상기 취출로봇이 상기 사출부재를 취출하는 과정과 일부 중처되는 구간을 포함하는 플러그 핀 제조장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 금형은 우측 금형과 좌측 금형을 포함하고,
   상기 금형과 상기 슬리브가 연결되는 부분은 상기 금형이 상기 슬리브로부터 분리되면서 상기 중심 프레임의 단부가 노출되고,
   상기 취출로봇은 노출된 상기 중심 프레임의 단부를 그립하여 취출하는 플러그 핀 제조장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 취출로봇은 실린더 또는 모터 구동에 의해 전진 및 후진하도록 마련되는 암과, 상기 암의 단부에 마련되고 상기 중심 프레임의 단부를 그립 및 그립 해제할 수 있는 그리퍼를 포함하고,
   상기 그리퍼는 상기 사출부재를 90도 회전시키도록 회전구조를 포함하는 플러그 핀 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 금형은 좌측 금형과 우측 금형을 포함하고, 상기 좌측 금형과 우측 금형이 서로 분리되면 수직 방향의 상기 사출부재가 노출되는 플러그 핀 제조장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 냉각유닛은 상기 제2 안내레일의 길이 방향을 따라 연속적으로 배치되는 제1 및 제2 냉각장치를 포함하고,
   전방에 위치하는 상기 제1 냉각장치에서 상기 사출부재가 냉각되는 온도 범위는 후방에 위치하는 상기 제2 냉각장치에서 상기 사출부재가 냉각되는 온도 범위 보다 작게 마련되어 상기 사출부재의 스트레스를 감소시키는 플러그 핀 제조장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 분리유닛은 상기 엣지 프레임에 대응하는 위치에서 하강하도록 마련되는 제1 가압부재와, 상기 제1 가압부재가 하강하는 영역의 내측에서 상기 한 쌍의 체인 양 측에 마련되어 플러그 핀을 지지하는 플러그 핀 안착부를 포함하고, 상기 플러그 핀 안착부가 상기 플러그 핀을 지지한 상태에서 상기 제1 가압부재가 하강하여 상기 엣지 프레임을 분리하는 플러그 핀 제조장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 분리유닛은 상기 플러그 핀에 대응하는 위치에서 하강하도록 마련되는 제2 가압부재를 포함하고, 상기 체인이 상기 중심 프레임을 지지한 상태에서 상기 제2 가압부재가 하강하여 상기 플러그 핀을 분리하는 플러그 핀 제조장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 내지 제3 안내레일은 일 방향으로 일렬로 배치되고, 상기 제1 안내레일은 하강 경사지게 배치되고,
   상기 제4 및 제5 안내레일은 상기 일 방향에 수직한 방향으로 서로 평행하게 하강 경사지게 배치되고,
   상기 제6 안내레일은 일 방향의 역 방향으로 상방 경사지게 배치되고,
   상기 제7 안내레일은 상기 제6 안내레일에 수직한 방향으로 하강 경사지게 배치되는 플러그 핀 제조장치.
10. 제2항에 따른 플러그 핀 제조장치를 이용하여 플러그 핀을 제조하는 플러그 핀 제조방법에 있어서,
    전방에 위치하는 상기 제1 금형이 상기 슬리브와 연결되어 용융 아연합금이 충진되고 응고되고,
    후방에 위치하는 상기 제2 금형에 노출되는 상기 중심 프레임을 상기 취출로봇이 그립한 후에 상기 제2 금형의 좌,우측 금형이 분리되고,
    상기 취출로봇이 후방으로 이동하여 상기 사출부재를 상기 제2 금형으로부터 취출하고,
    상기 취출로봇이 90도 회전하여 상기 사출부재의 면 방향을 평행하게 한 상태에서 상기 제1 안내레일에 상기 사출부재를 낙하시키고,
    상기 사출부재는 자중에 의해 상기 제1 안내레일을 따라 이동하여 상기 제2 안내레일 상에 안착되고,
    상기 사출부재는 제2 안내레일을 따라 이동하는 동안 상기 냉각유닛에서 냉각되어 온도가 하강하고,
    상기 제2 안내레일에서 상기 제3 안내레일로 전달된 후에, 상기 제1 분리유닛에서 상기 엣지 프레임이 분리되고,
    그 후 상기 제3 안내레일 상에서 상기 제2 분리유닛에서 상기 플러그 핀이 분리되고,
    상기 엣지 프레임은 상기 제4 안내레일과 상기 제6 안내레일을 따라 이송되고,
    상기 중심 프레임은 상기 제5 안내레일과 상기 제6 안내레일을 따라 이송되고,
    상기 제6 안내레일의 상기 중심 프레임과 상기 엣지 프레임은 상기 제7 안내레일을 따라 이동하여 상기 가열로 내부에 수용되고,
    상기 제1 금형에서 용융 아연합금이 충진되는 공정과 상기 제2 금형에서 상기 사출부재가 취출되는 공정은 일부 중첩되는 구간이 마련되는 플러그 핀 제조방법.

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