KR102155842B1 - 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업자가 볼트와 너트로 상하부 금형을 조립하고 해체하던 기존 방식에서 벗어나 승강수단(8)에 의해 작동하는 클램프에 의해 상하부 금형(10)(11)이 자동으로 신속 간편하면서 효율적으로 클램핑(조립) 및 언클램핑(해체)될 수 있도록 한 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치에 관한 것으로, 기대(2) 상부 중앙에 수직으로 축설치되는 축관(3)과, 축관(3)을 일방향으로 고속회전시키는 모터(4) 및 동력전달수단과, 축관(3) 상부면에 수평으로 형성되고 축관(3)보다 큰 직경의 받침(5)과, 축관(3)의 길이방향 내부에 형성되는 중공부(6)와, 중공부(6)에 설치되고 자중과 상하부 금형(10)(11)의 하중에 의해 하강하는 승강봉(7)과, 승강봉(7)을 상승시키는 승강수단(8)과, 승강봉(7)의 상단부에 고정되는 받침판(5)과, 원판(9)의 상부면에 분리 결합되는 하부금형(10)과, 하부금형(10) 상부에 분리 결합되는 상부금형(11)과, 원판(9)을 따라 상승하면서 상하부 금형(10)(11)을 클램핑시키고 원판(9)을 따라 하강하면서 상하부 금형(10)(11)을 언클램핑시키는 클램프(12)를 포함한다.

Description

원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치{Mold clamping automation device of centrifugal casting machine}

본 발명은 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치에 관한 것으로, 상세하게는 승강수단에 의해 작동하는 클램프로 상하부 금형을 자동으로 신속 간편하면서 효율적으로 클램핑(조립) 및 언클램핑(해체)할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 링 형상(또는 판상의 플랜지)의 제품을 원심주조하는 원심주조기는 상부금형 및 하부금형과, 상하부 금형을 잠금 및 잠금 해제시키는 복수의 클램프와, 상하부 금형을 고속으로 회전시키는 구동수단이 구비되며, 상부금형에는 고온의 용융액을 주입할 수 있도록 주입구가 형성되고, 하부금형은 고속 회전력이 전달되는 회전축에 고정되어 상부금형과 함께 고속으로 회전하면서 원심주조하게 된다.

상기 주입구에는 고온의 용융액을 주입하고 원심주조가 끝나면 주조된 제품을 끄집어내기 위해 상부금형 또는 상하부 금형을 완전 분리시켜 열어 젖히게 된다.

종래에는 용융액을 주입하기 전에 볼트와 너트를 이용하여 상부금형과 하부금형을 체결하고 상하부 금형 사이의 주조공간으로 용융액을 주입시켜 원심주조한 다음 볼트와 너트를 풀어 상부금형과 하부금형을 분리 해체시킨 다음 주조된 제품을 끄집어 내고, 주조 제품이 분리된 상하부 금형은 볼트 너트로 재조립한 다음 용융액을 주입시켜 원심주조하는 작업을 반복하게 되며, 상기 볼트와 너트를 이용한 상하부 금형의 체결과 해체작업은 모두 작업자가 도구를 이용하여 직접 처리하게 된다.

이 때 작업자가 다루는 금형 자체는 약 1,700℃에 달하는 고온의 용융액이 반복적으로 주입되면서 금형 및 금형 주변 온도가 약 600~700℃ 까지 고온으로 상승하게 되며, 상기 고온의 열기는 작업자에게 직접 작용 및 전달되면서 극한의 작업환경이 될 뿐 아니라, 작업자의 주의에도 불구하고 착용한 보호장구의 틈을 통해 드러나는 맨살 부분이 닿거나 또는 고온의 용융액이 비산하면서 작업자의 맨살에 닿아 심한 화상을 유발시키기도 한다.

한편, 상하부 금형을 조립 및 해체할 때 사용하는 볼트/너트의 체결과 분리작업은 그 특성상 작업자의 신체가 구부러진 자세에서 이루어진다. 이 자세는 짧은 시간이지만 반복되면 허리와 어깨에 심한 통증이 유발되면서 근골격계 질환이 유발된다.

이러한 극한 작업환경을 개선하기 위해 다루기 쉬운 원터치 잠금장치가 안출된 바 있으나, 사용 중 잠금이 해제되면서 안전사고가 종종 발생하고 있다.

즉, 용융액이 주입구를 통하여 금형으로 주입되는 순간, 고열로 인해 금형 내부에 처리된 특수오일이 산화 팽창하고 내부 공기 또한 팽창하면서 주입구를 통하여 금형 외부로 배출되는 바, 주입구의 내경이 좁은 탓에 순간적으로 배출되지 못한 팽창 공기가 상부금형과 하부금형을 밀어붙이는 힘이 상당하고 금형 자체가 고속으로 회전하므로 예측하지 못한 상황들이 발생하면서 원터치 잠금장치가 풀리는 사례가 종종 발생하여 안전에 대한 신뢰성을 얻지 못하는 등의 여러 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0985178호(발명의 명칭: 원심주조기의 금형 결합장치, 2010. 10. 05. 특허공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1169690호(발명의 명칭: 원심주조기의 금형 결합장치, 2012. 07. 31. 특허공고)

본 발명은 작업자가 볼트와 너트로 상하부 금형을 조립하고 해체하던 기존 방식에서 벗어나 승강수단에 의해 작동하는 클램프를 이용하여 상하부 금형이 신속 간편하면서 효율적으로 클램핑(조립) 및 언클램핑(해체)될 수 있도록 한 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치는, 기대 상부 중앙에 수직으로 축설치되는 축관과, 축관을 일방향으로 고속회전시키는 모터 및 동력전달수단과, 축관 상부면에 수평으로 형성되고 축관보다 큰 직경의 받침판과, 축관의 길이방향 내부에 형성되는 중공부와, 중공부에 설치되고 자중과 상부 하중에 의해 하강하는 승강봉과, 승강봉을 상승시키는 승강수단과, 승강봉의 상단부에 고정되는 원판과, 원판의 상부면에 분리 결합되는 하부금형과, 하부금형의 상부면에 분리 결합되는 상부금형과, 원판을 따라 상승하면서 상하부 금형을 클램핑시키고 원판을 따라 하강하면서 상하부 금형을 언클램핑시키는 클램프와, 상부금형의 상부면 가장자리 부분에 형성되는 소정폭의 단턱부와, 원판의 상부면 가장자리부분에 형성되는 요입홈에 분리 결합되고 하부금형의 저부면 가장자리 부분에 형성되는 결합돌부와, 하부금형의 상부면 가장자리 부분에 형성되는 요입홈에 분리 결합되고 상부금형의 저부면 가장자리 부분에 형성되는 결합돌부를 포함한다.

상기 클램프는, 받침판의 저부면에 고정되는 고정부와, 고정부의 단부에 수직으로 상승 돌출되는 '┛' 형상의 본체와, 본체의 상부 양측에 수직으로 형성되고 원판과 상하부 금형의 외주연을 지지하는 한 쌍의 수직부와, 수직부 사이에 형성되는 공간부와, 수직부 상부에 핀으로 축설되는 잠금구와, 잠금구의 일측에 형성되고 상부금형의 단턱부를 가압하는 가압부와, 원판의 측면에 형성되는 외향 돌출부와, 잠금구의 하향 돌출부와 원판의 외향 돌출부를 축핀으로 연결하는 링크와, 수직부의 상부 내측 모서리 부분에 형성되는 경사면을 포함한다.

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상기 잠금구는 축핀이 결합되는 축공을 기준으로 일측 상부에는 형성되고 상부금형의 단턱부를 가압하는 가압부와, 타측 하부에 형성되는 하향 돌출부와, 하향 돌출부에 형성되고 링크가 핀으로 축결합되는 핀공을 포함한다.

상기 승강수단은 엑추에이터(구동부 또는 구동수단)에 의해 승강하는 로드와, 로드의 상단부에 설치되는 회전베어링과, 회전베어링의 상단부에 구성되고 승강봉의 결합홈에 결합되는 결합돌부를 포함한다.

상기 승강수단은, 유압실린더, 공압실린더, 유압모터, 공압모터, 유공압 복합모터, 유공압 복합 실린더, 전동실린더, 전동 볼스크류 중 어느 하나 일 수 있다.

본 발명은 작업자가 볼트와 너트로 한 쌍의 상하부 금형을 조립하고 해체하던 기존 방식에서 벗어나 승강수단(8)에 의해 작동하는 클램프(12)에 의해 상하부 금형(10)(11)이 클램핑 및 언클램핑되므로 상하부 금형(10)(11)의 조립과 해체 작업이 신속 간편하면서 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.

본 발명은 승강수단(8)에 의해 상하부 금형(10)(11)을 신속 간편하게 조립 및 해체할 수 있어서 작업성이 우수하고 생산성이 크게 향상되며, 수개의 볼트와 너트를 수공구만으로 풀고 체결하는 극한 노동환경에서 작업자들을 해방시키는 효과가 있는 획기적인 발상전환의 산물이다.

본 발명은 받침판(5)에 등간격으로 설치되는 적어도 3개 이상의 클램프(12)에는 좌우 한 쌍의 수직부(31)(32)가 각각 구성되며, 원판(9)과 상하부 금형(10)(11)의 외주연은 상기 수직부(31)(32)의 내측면에 의해 수직으로 가지런히 정열되면서 자동으로 센터링되므로 별도의 센터링 작업이 불필요하다.

본 발명은 승강수단(8)의 로드(52)가 원심주조시에만 승강봉(7)과 기구적으로 연결되기 때문에 고온의 열간섭이나 열스트레스로 인한 승강수단(8)의 동작불안이나 동작불량이 해소되므로 연속적인 주조작업에서도 생산성과 안전성이 확보되며, 사용 수명이 연장되는 효과가 있다.

본 발명은 클램프(12)에 의해 상하부 금형(10)(11)이 클램핑 및 언클램핑 될 뿐 아니라, 클램프(12)가 원판(9)과 상하부 금형(10)(11)의 상하 움직임을 지지하게 되므로, 구성이 간단해지면서 원심주조기(1)의 전체 중량이 줄고 회전부하가 줄어 원심주조의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 승강수단(8)에 의해 상하부 금형(10)(11)의 클램핑과 언클램핑이 신속 간편하게 이루어지므로 상하부 금형(10)(11)의 조립과 해체에 따른 작업성이 우수하여 작업시간이 크게 단축되고 생산성이 크게 향상되며, 또한 안전사고와 작업자의 근골격계질환 등이 예방되는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1 : 본 발명 일 예로 도시한 도면으로, 상하부 금형이 클램핑(잠금)된 상태의 단면도.
도 2 : 본 발명 일 예로 도시한 도면으로, 상하부 금형이 언클램핑(잠금 해제)된 상태의 단면도.
도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 도면으로, 상하부 금형이 원심주조기로부터 분리 및 해체된 상태의 단면도.
도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 상하부 금형 및 클램프 부분 평면도.
도 5 : 본 발명 다른 예로 도시한 상하부 금형 및 클램프 부분 평면도.
도 6 : 본 발명 일 예로 도시한 분해 사시도.
도 7 : 본 발명 다른 예로 도시한 도면으로, 상하부 금형이 클램핑(잠금)된 상태의 단면도.
도 8 : 본 발명 다른 예로 도시한 도면으로, 상하부 금형이 언클램핑(잠금 해제)된 상태의 단면도.
도 9 : 본 발명 또 다른 예로 도시한 도면으로, 상하부 금형이 클램핑(잠금)된 상태의 단면도.
도 10 : 본 발명 또 다른 예로 도시한 도면으로, 상하부 금형이 언클램핑(잠금 해제)된 상태의 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략하며, 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

도 1은 본 발명 일 예로 도시한 원심주조기(1)의 상하부 금형(10)(11)이 승강수단(8) 및 클램프(12)에 의해 클램핑되면서 조립(잠금)된 상태의 단면도이고, 도 2는 상하부 금형(10)(11)이 언클램핑된 상태의 단면도이고, 도 3은 상하부 금형(10)(11)과 주조제품(60)이 원심주조기(1)로부터 분리 및 해체된 상태의 단면도이다.

본 발명은 원심주조기(1)의 기대(2) 상부 중앙에 수직으로 축설치되는 축관(3)과, 축관(3)을 일방향으로 고속회전시키는 모터(4) 및 동력전달수단과, 축관(3) 상부면에 수평으로 형성되고 축관(3)보다 큰 직경의 받침판(5)과, 축관(3)의 길이방향 내부에 형성되는 중공부(6)와, 중공부(6)에 설치되어 승강하고 자중과 상부 하중(상하부 금형 및 주조 제품)에 의해 하강하는 승강봉(7)과, 승강봉(7)을 상승시키는 승강수단(8)과, 승강봉(7)의 상단부에 고정되는 원판(9)과, 원판(9)의 상부면에 분리 결합되는 하부금형(10)과, 하부금형(10) 상부에 분리 결합되는 상부금형(11)과, 원판(9)을 따라 상승하면서 상하부 금형(10)(11)을 클램핑시키고 원판(9)을 따라 하강하면서 상하부 금형(10)(11)을 언클램핑시키는 클램프(12)를 포함한다.

상기 모터(4)는 전자브레이크가 내설된 브레이크 모터(brake motor)로 구성되며 별도의 제동수단없이 원하는 때, 예컨대 원심주조 싸이클에서 정지구간, 또는 원심주조의 종료, 또는 원심주조기나 금형 등의 수리를 위하여 정지시킬 필요가 있을 때와 같은 시기에 축관(3)을 제동시킬 수 있게 된다. 상기 축관(3)은 기대(2) 상부에 고정되는 지지부재(13)의 상하부에 베어링(14)(15)으로 축설치된다.

상기 동력전달수단은, 지지부재(13)의 하부로 돌출되는 축관(3) 외주연에 끼워져 고정되는 풀리(16)와, 모터(4)의 회전축에 끼워져 고정되는 풀리(17)와, 상기 풀리(16)와 풀리(17)를 연결하는 벨트(18)를 포함하며, 모터(4)의 고속 회전력이 축관(3)으로 전달되어 받침판(5)과 원판(9) 및 상하부 금형(10)(11)이 고속으로 회전하게 된다. 상기 풀리(16)(17)와 벨트(18)는 타이밍 풀리 및 타이밍 벨트일 수 있다.

상기 원판(9)은 상부면 가장자리 부분에 요입홈(19)이 빙둘러 형성되고, 하부금형(10)의 저부면 가장자리 부분에는 상기 요입홈(19)에 분리 결합되는 결합돌부(20)가 형성되고, 하부금형(10)의 상부면 가장자리 부분에는 요입홈(21)이 빙둘러 형성되고, 상부금형(11)의 저부면 가장자리 부분에는 상기 요입홈(21)에 분리 결합되는 결합돌부(22)가 빙둘러 형성된다.

따라서 원판(9)의 상부면에 하부금형(10)을 얹어 결합하면 원판(9)의 요입홈(19)에 하부금형(10)의 결합돌부(20)가 서로 결합되고, 하부금형(10)의 상부면에 상부금형(11)을 얹어 결합하면 하부금형(10)의 요입홈(21)에 상부금형(11)의 결합돌부(22)가 서로 결합되면서 원판(9)과 상하부 금형(10)(11)의 회전축 또는 축중심이 같은 수직선상에 있도록 동기화되며, 또한 원판(9)과 상하부 금형(10)(11)의 외주연은 클램프(12)의 수직부(31)(32)의 내측면에 지지되는 상태에서 클램프(12)에 의해 가압 클램핑된다.

상기 원판(9)과 하부금형(10)과 상부금형(11)이 차례로 얹혀 결합되는 구성이므로 상하부 금형(10)(11)의 해체(분리) 또한 쉽게 이루어진다.

상기 상부금형(11)의 중앙에는 용융액 주입구(23)가 수직으로 형성되며, 상기 주입구(23)는 하향할수록 내경이 점차 넓어지도록 구성하여 용융액이 주조실(24)로 쉽게 주입되면서 상하부 금형(10)(11) 바깥으로 유출되지 않도록 함이 바람직하다.

또한 주입구(23)로 주입되는 고온의 용융액이 낙하하는 하부금형(10)의 바닥 중앙에는 수리 및 교체 가능한 캐스타블 등의 내화재(25)가 설치되어 하부금형(10)의 열스트레스가 경감되도록 구성되며, 내화재(25)의 수리 교체가 용이하다.

또한 상부금형(11)의 상부면 가장자리 부분에는 소정폭의 단턱부(26)가 형성되어 클램프(12)의 클램핑이 쉽도록 구성된다.

상기 클램프(12)는 원판(9)에 적어도 3개 이상 등간격으로 설치되며, 상기 클램프(12)에는 좌우 한 쌍의 수직부(31)(32)에 각각 구성되며, 따라서 상하부 금형(10)(11)의 외주연은 상기 수직부(31)(32)의 내측면에 의해 수직으로 가지런히 정열되면서 자동 센터링이 달성된다.

상기 클램프(12)는, 받침판(5)의 저부면에 용접 또는 복수의 체결부재(28)로 체결되는 고정부(29)와, 고정부(29)의 단부에서 수직으로 상승 돌출되는 '┛' 형상의 본체(30)와, 본체(30)의 상부 양측에 수직으로 형성되고 원판(9)과 상하부 금형(10)(11)의 외주연(바깥면이나 측면)을 지지하는 한 쌍의 수직부(31)(32)와, 수직부(31)(32) 사이에 형성되는 공간부(33)와, 수직부(31)(32) 상부에 축핀(34)으로 축설되는 잠금구(35)와, 잠금구(35)의 일측에 형성되고 상부금형(11)의 단턱부(26)를 가압하는 가압부(36)와, 원판(9)의 측면에 형성되는 외향 돌출부(37)와, 잠금구(35)의 하향 돌출부(38)와 원판(9)의 외향 돌출부(37)를 축핀(39)(40)으로 연결하는 링크(41)를 포함한다.

상기 클램프(12)는 3개의 축핀(34) 및 축핀(39)(40)으로 구성되는 3점 구조에 의해 견고한 클램핑이 달성된다. 즉, 상기 잠금구(35)는 링크(41)에 의해 축핀(34)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하면서 상하부 금형(10)(11)을 가압하여 클램핑(잠금)하거나, 가압력을 해제시켜 상하부 금형(10)(11)을 언클램핑(잠금 해제)하게 된다.

상기 수직부(31)(32)의 상부 내측 모서리 부분에 형성되는 경사면(42)(43)을 더 포함한다. 상기 경사면(42)(43)에 의해 상하부 금형(10)(11)을 금형 위치로 투입 및 안착시킬 때 투입 및 안착이 용이해지며 분리 또한 용이하다.

상기 수직부(31)와 수직부(32)의 후단에는 내측면을 연결시켜 보강하는 보강부(44)를 더 포함한다. 상기 보강부(44)에 의해 양측 수직부(31)(32)의 지지력이 향상될 뿐 아니라 벌어짐 또한 방지된다.

상기 잠금구(35)는, 축핀(34)이 결합되는 축공(46)을 기준으로 일측 상부에는 상부금형(11)의 단턱부(26)를 가압하는 가압부(36)가 형성되고, 타측 하부에는 하향 돌출부(38)가 형성되며, 하향 돌출부(38)에는 링크(41)가 축핀(39)으로 축결합되는 핀공(47)이 형성된다.

상기 잠금구(35)는 수직부(31)(32)의 상부 안쪽 부분에 수평으로 끼워지는 축핀(34)에 의해 축설치되고, 잠금구(35)의 하향 돌출부(38)에는 링크(41)의 상부가 축핀(39)으로 축설치되고, 원판(9)의 외향 돌출부(37)에는 상기 링크(41)의 하부가 축핀(40)으로 축설치된다.

상기 핀공(47)은 도 1에 도시한 것처럼 축공(46)의 바깥 방향에 위치하도록 구성함으로써 승강수단(8)의 상승제어에 의해 로드(52)가 승강봉(7)을 밀어 올려 원판(9)이 상승하면 링크(41)의 상승운동에 의해 잠금구(35)가 축핀(34)을 중심으로 상부금형(11) 방향으로 회전하게되고, 가압부(36)의 가압면(36a)은 상부금형(11)의 단턱부(26)를 가압하면서 상하부 금형(10)(11)을 밀착시켜 클램핑이 달성된다.

즉, 링크(41)의 하단부는 외향 돌출부(37)에 축핀(40)으로 축설치되어 있고, 축핀(34)은 수직부(31)(32)의 축공(46)에 축설치되어 있으므로 원판(9)과 가압부(36) 사이에 위치하는 상하부 금형(10)(11)이 클램핑된다.

상하부 금형(10)(11)이 클램핑된 상태에서 버킷 등을 이용하여 도가니의 용융액을 상부금형(11)의 주입구(23)로 적정량 주입하면 하부금형(10)의 바닥 중앙에 위치하는 내화재(25)로 먼저 낙하하면서 주조실(24)에 채워지고, 원심 주조에 의해 주조제품(60)이 성형된다.

반대로 도 2와 같이 승강수단(8)을 하강 제어하여 로드(52)가 하강 몰입되면 원판(9)과 상하부 금형(10)(11)의 하중에 의해 승강봉(7)이 하강하게 되고, 상기 원판(9)이 하강하면서 받침판(5)의 상부면에 안착하게되고, 원판(9)의 외향 돌출부(37)에 축설치된 링크(41)의 하강운동에 의해 잠금구(35)가 축핀(34)을 중심으로 회전하되 상부금형(11)의 반대방향으로 회전하게되고, 상부금형(11)을 가압하고 있던 가압부(36)가 클램핑 과정의 반대방향으로 회전 및 벌어지면서 상하부 금형(10)(11)이 언클램핑되며, 가압부(36)가 벌어진 상태에서 도 3과 같이 상하부 금형(10)(11)을 분리시켜 해체하면 주조제품(60)이 얻어진다.

상기 가압부(36)가 벌어지는 거리(L1)는 도 3과 같이 상하부 금형(10)(11)의 직경(L2)보다 크게 벌어지도록 구성함으로써 상하부 금형(10)(11)의 조립과 해체가 쉽게 달성된다.

상기 승강봉(7)의 하부는 축관(3) 하단부에 결합되는 베어링(48)에 미끄럼 결합되어 상승 및 하강할 수 있도록 구성되며, 승강봉(7)의 하단부에는 원통형 블럭(49)이 구성되고, 블럭(49)의 저부에는 원뿔형상의 결합홈(50)이 상향 형성된다.

상기 승강수단(8)은 승강봉(7)을 밀어 올릴 수 있도록 구성된다.

상기 승강수단(8)은 바닥판(51)의 상부면에 설치되고, 승강수단(8)의 상부에는 엑추에이터(구동부 또는 구동수단)에 의해 승강(출몰)하는 로드(52)가 구성된다. 상기 로드(52)의 상단부에는 회전베어링(53)이 설치되고, 회전베어링(53)의 상단부에는 상기 결합홈(50)에 결합되는 원뿔형상의 결합돌부(54)가 구성된다. 상기 엑추에이터(도시 생략)는 승강수단(8) 내부에 설치되며 로드(52)를 상승 및 하강시킬 수 있는 구동원 또는 구동수단이다.

상기 결합홈(50)과 결합돌부(54)는 위가 좁고 아래가 넓은 원뿔형상, 또는 원뿔형상에 가까운 형상이며, 결합홈(50)은 상기 결합돌부(54)가 결합될 수 있도록 위가 좁고 아래가 넓은 원뿔형상, 또는 원뿔형상에 가까운 홈으로 구성되며, 따라서 승강수단(8)에 의해 상승하는 결합돌부(54)와 결합홈(50)은 암수 결합구조로 결합되며, 상기 회전베어링(53)에 의해 로드(52)와 승강수단(8)은 회전하지 않은 상태에서 고속으로 회전하는 승강봉(7)을 지지하게 된다.

상기 승강수단(8)은 내부에 설치되는 엑추에이터에 의해 로드(52)가 승강하면서 상하부 금형(10)(11)을 충분히 클램핑시킬 수 있는 파워(Power)를 갖는 구조나 방식이면 만족한다. 또한 적어도 원심 주조하는 기간 동안 상하부 금형(10)(11)의 클램핑 상태가 유지되면 만족한다.

상기 승강수단(8)으로는 유압실린더, 공압실린더, 유압모터, 공압모터, 유공압 복합모터, 유공압 복합 실린더, 전동실린더, 전동 볼스크류 등을 예로 들 수 있으며, 상기 승강수단(8)을 제어할 수 있도록 유압, 또는 공압, 또는 전기제어, 또는 전동제어, 또는 기계 제어 등의 구동수단(55)이 부가 설치되어 제어부(56)의 제어를 받는다.

상기 축관(3)과 원판(9)과 받침판(5)과 상하부 금형(10)(11)은 모터(4)와 동력전달수단에 의해 고속으로 회전하면서 주조제품(60)이 원심주조되며, 이때 상하부 금형(10)(11)을 일정 압력으로 밀어 올려 상하부 금형(10)(11)의 클램핑 상태를 지속 유지하는 승강봉(7)도 고속으로 회전하지만, 승강봉(7)을 일정 압력으로 밀어 올리는 로드(52)는 상부의 회전베어링(53)에 의해 회전하지 않게되며, 로드(52)를 상승시키는 승강수단(8) 또한 회전하지 않게 된다.

본 발명에서 받침판(5)에 등간격으로 설치되는 적어도 3개 이상 설치되는 클램프(12)에는 좌우 한 쌍의 수직부(31)(32)가 각각 구성되며, 상하부 금형(10)(11)의 외주연은 상기 수직부(31)(32)의 내측면에 의해 수직으로 가지런히 정열되면서 자동 센터링이 달성되며, 수직부(31)(32)의 상부 내측에는 경사면(42)(43)이 각각 형성되어 있어서 상하부 금형(10)(11)을 원판(9) 상부로 쉽게 투입시켜 안착시킬 수 있다.

도 4에서는 3개의 클램프(12)를 원판(9)에 등간격으로 설치한 예시도이며, 물론, 상하부 금형(10)(11)의 직경에 따라 3개 내지 8개의 클램프(12)가 등간격으로 설치될 수 있다.

도 5는 클램프(12)와 클램프(12) 사이에 원판(9)을 연장시켜 등 간격으로 설치되는 클램프(12)를 더욱 견고하게 지지(고정)할 수 있음을 예시한 것이다.

도 7, 도 8은 본 발명 다른 실시예의 단면도로, 가압부(36)의 가압면(36b)을 하향 돌출시켜 가압력을 증대시키고 가압부(36)를 통한 열전도를 줄일 수 있도록 한 것이다.

도 9, 도 10은 가압부(36)의 가압면(36a)에 캐스타블 등의 내화재(36c)를 접합시켜 가압부(36)를 통한 열전도를 크게 줄일 수 있도록 구성한 것이다.

또한 회전베어링(53)과 결합돌부(54) 사이에도 내화재(54c)를 접합, 체결 등의 방법으로 고정시켜 승강봉(7)을 통하여 로드(52)로 전도되는 고열이나 열량을 크게 감소시킬 수 있음을 도시한 것이다.

본 발명은 작업자가 볼트와 너트로 한 쌍의 금형(상하부 금형)을 조립하고 해체하던 기존 방식에서 벗어나 승강수단(8)에 의해 작동하는 클램프(12)에 의해 상하부 금형(10)(11)이 클램핑 및 언클램핑되므로 상하부 금형(10)(11)의 조립 및 해체 작업이 신속 간편하면서 효율적으로 이루어지게된다.

본 발명은 받침판(5)에 등간격으로 설치되는 적어도 3개 이상 설치되는 클램프(12)에는 좌우 한 쌍의 수직부(31)(32)에 각각 구성되며, 요입홈(19)(21)과 결합돌부(20)(22)에 의해 서로 결합되는 원판(9)과 상하부 금형(10)(11)의 외주연은 상기 수직부(31)(32)의 내측면에 접하면서 수직으로 가지런히 정열되므로 별도의 센터링 작업이 불필요하다.

본 발명은 승강수단(8)의 로드(52)가 원심주조시에만 승강봉(7)과 기구적으로 연결되기 때문에 고온의 열간섭이나 열스트레스로 인한 승강수단(8)의 동작불안이나 동작불량이 해소되므로 연속적인 주조작업에서도 생산성과 안전성이 확보되며, 사용 수명이 연장된다.

본 발명은 클램프(12)에 의해 상하부 금형(10)(11)이 클램핑 및 언클램핑 될 뿐 아니라, 클램프(12)가 원판(9)과 상하부 금형(10)(11)의 상하 움직임을 지지하게 되므로, 구성이 간단해지면서 원심주조기(1)의 전체 중량이 줄고 회전부하가 줄어 원심주조의 생산성이 향상된다.

본 발명은 승강수단(8)과 승강봉(7) 및 클램프(12)를 이용하여 상하부 금형(10)(11)의 클램핑과 언클램핑 및 조립과 해체를 용이하게 달성할 수 있다. 즉, 볼트 너트와 도구를 이용하여 상하부 금형(10)(11)을 체결시키거나 분리시킬 필요가 없으므로 종래처럼 작업자가 고온의 상하부 금형(10)(11)에 접근하거나 노출되는 시간이 격감될 뿐 아니라, 승강수단(8)으로 승강봉(7)을 상승 및 하강시키는 방법으로 클램프(12)를 동작시켜 상하부 금형(10)(11)의 클램핑 및 언클램핑 및 조립과 해체를 신속 간편하게 자동으로 달성되므로 작업 시간이 크게 단축되고 생산성 또한 크게 향상되며, 안전사고와 작업자의 근골격계질환 등이 예방되고, 극한 노동환경에서 작업자들을 해방시키는 효과가 있는 획기적인 발상전환의 산물이다.

즉, 종래에는 용융액 주입에 의해 고열이 전도되는 상하부 금형을 볼트 너트로(수작업으로) 직접 체결시켜 잠금하거나 풀어 해리하는 방식이므로 작업이 매우 힘들고 번거로우며, 높은 열과 흐르는 땀도 괴로운 문제이지만 대부분의 일들이 허리를 구부리고 장시간 일해야 하는 작업이기 때문에 근골격계 질환이 유발될 뿐 아니라, 상하부 금형을 통하여 전도되는 고온에 의해 볼트가 열(熱) 팽창하면서 쉽게 열화되고, 열(熱)스트레스에 의해 볼트 및 금형에 형성된 나사산들이 쉽게 산화 및 변형되는 등의 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 볼트 너트의 사용이 배제되므로 종래와 같은 문제점들이 한꺼번에 해소된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

(1)--원심주조기 (2)--기대
(3)--축관 (4)--모터
(5)--받침판 (6)--중공부
(7)--승강봉 (8)--승강수단
(9)--원판 (10)--하부금형
(11)--상부금형 (12)--클램프
(13)--지지부재 (14)(15)--베어링
(16)(17)--풀리 (18)--벨트
(19)(21)--요입홈 (20)(22)--결합돌부
(23)--주입구 (24)--주조실
(25)--내화재 (26)--단턱부
(28)--체결부재 (29)--고정부
(30)--본체 (31)(32)--수직부
(33)--공간부 (34)--축핀
(35)--잠금구 (36)--가압부
(37)--외향 돌출부 (38)--하향 돌출부
(39)(40)--축핀 (41)--링크
(42)(43)--경사면 (44)--보강부
(46)--축공 (47)--핀공
(52)--로드 (48)--베어링
(49)--블럭 (50)--결합홈
(51)--바닥판 (52)--로드
(53)--회전베어링 (54)--결합돌부
(55)--구동수단 (56)--제어부

Claims (5)

1. 기대 상부 중앙에 수직으로 축설치되는 축관;
   축관을 일방향으로 고속회전시키는 모터 및 동력전달수단;
   축관 상부면에 수평으로 형성되고 축관보다 큰 직경의 받침판;
   축관의 길이방향 내부에 형성되는 중공부;
   중공부에 설치되는 승강봉;
   승강봉을 상승시키는 승강수단;
   승강봉의 상단부에 고정되는 원판;
   원판의 상부면에 분리 결합되는 하부금형;
   하부금형의 상부면에 분리 결합되는 상부금형;
   원판을 따라 상승하면서 상하부 금형을 클램핑시키고 원판을 따라 하강하면서 상하부 금형을 언클램핑시키는 클램프;
   상부금형의 상부면 가장자리 부분에 형성되는 소정폭의 단턱부;
   원판의 상부면 가장자리부분에 형성되는 요입홈에 분리 결합되고 하부금형의 저부면 가장자리 부분에 형성되는 결합돌부;
   하부금형의 상부면 가장자리 부분에 형성되는 요입홈에 분리 결합되고 상부금형의 저부면 가장자리 부분에 형성되는 결합돌부;
   를 포함하는 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치.
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 클램프는,
   받침판의 저부면에 고정되는 고정부;
   고정부의 단부에 수직으로 상승 돌출되는 '┛' 형상의 본체;
   본체의 상부 양측에 수직으로 형성되고 원판과 상하부 금형의 외주연을 지지하는 한 쌍의 수직부;
   수직부와 수직부 사이에 형성되는 공간부;
   수직부 상부에 핀으로 축설되는 잠금구;
   잠금구의 일측에 형성되고 상부금형의 단턱부를 가압하는 가압부;
   원판의 측면에 형성되는 외향 돌출부;
   잠금구의 하향 돌출부와 원판의 외향 돌출부를 축핀으로 연결하는 링크;
   수직부의 상부 내측 모서리 부분에 형성되는 경사면;
   을 포함하는 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치.
3. 삭제
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
   상기 승강수단은,
   엑추에이터에 의해 승강하는 로드;
   로드 상단부에 설치되는 회전베어링;
   회전베어링의 상단부에 구성되고 승강봉의 결합홈에 결합되는 결합돌부;
   를 포함하는 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
   상기 승강수단은,
   유압실린더, 공압실린더, 유압모터, 공압모터, 유공압 복합모터, 유공압 복합 실린더, 전동실린더, 전동 볼스크류 중 어느 하나 임을 특징으로 하는 원심주조기의 금형 클램핑 자동화 장치.

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