KR102551041B1 - 구조 집약형 동잉고트 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조 집약형 동잉고트 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 동잉고트를 제조하기 위한 제조 설비에 있어 동잉고트 이동을 위한 컨베이어 구조물이 비대하게 일자로 길어지는 것을 방지하여 한정된 작업공간 내에서 설비의 점유면적을 보다 컴팩트하게 구성함으로써 동잉고트의 이동 동선 및 작업자의 작업 동선을 최소화 및 최적화해 작업성을 개선하고 생산성을 극대화시킬 수 있는 동잉고트 제조장치에 관한 것이다.

Description

구조 집약형 동잉고트 제조장치{Copper-ingot manufacturing equipment with structural intensive}

본 발명은 구조 집약형 동잉고트 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 동잉고트를 제조하기 위한 제조 설비에 있어 동잉고트 이동을 위한 컨베이어 구조물이 비대하게 일자로 길어지는 것을 방지하여 한정된 작업공간 내에서 설비의 점유면적을 보다 컴팩트하게 구성함으로써 동잉고트의 이동 동선 및 작업자의 작업 동선을 최소화 및 최적화해 작업성을 개선하고 생산성을 극대화시킬 수 있는 동잉고트 제조장치에 관한 것이다.

통상 잉고트는 용해로에서 용융된 금속 용융물을 잉고트 금형에 일정 량씩 주입하고, 적절히 냉각시켜 경화된 잉고트를 잉고트 금형으로부터 탈형하는 방식으로 제조할 수 있다.

특히, 잉고트를 적절한 방식으로 냉각시켜주지 않게 되면 잉고트 내,외부 온도차는 더욱 커지게 되고, 물성 저하에 따른 파손, 크랙 등이 발생하고 단조, 성형, 쾌삭성 등에 심각한 결함을 나타내는 원인이 되는 등 소재의 성질 저하로 인한 상술한 다양한 문제점을 내포하게 되는 한편 용해로에서 용융된 용융물의 온도는 대략 900℃ 를 선회하므로, 공냉시에는 온도가 쉽게 떨어지지 아니하는 구조상, 제조 라인에서, 잉고트를 강제적으로 냉각시켜주지 않게 되면, 생산성을 보장할 수 없는 것은 자명하다.

따라서, 잉고트 제조 공정 라인에는 용융로, 금형 또는 잉고트 이동수단, 탈형수단, 적재수단 뿐만 아니라, 잉고트의 빠른 냉각을 위한 대규모 수냉식 냉각수단이 연계 설비되어 있다.

그러나, 이러한 각각의 구성 계통을 일렬로 연결 설비하게 되면 한정된 작업공간 내에서 설비의 점유면적을 비효율적으로 차지하게 될 뿐만 아니라, 작업 동선이 길어지는 문제로, 현장 근로자의 작업성을 현저하게 떨어트리는 문제가 있다.

공개특허 10-2020-0080203

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 동잉고트를 제조하기 위한 제조 설비에 있어 동잉고트 이동을 위한 컨베이어 구조물이 비대하게 일자로 길어지는 것을 방지하여 한정된 작업공간 내에서 설비의 점유면적을 보다 컴팩트하게 구성함으로써 동잉고트의 이동 동선 및 작업자의 작업 동선을 최소화 및 최적화해 작업성을 개선하고 생산성을 극대화시킬 수 있는 동잉고트 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 동잉고트를 이동시키는 이동기, 상기 이동기의 경로상에 설치되며 상기 동잉고트를 냉각시키는 냉각기 및 상기 냉각기를 통과한 동잉고트를 픽업하여 적재하는 적재기를 포함하는 구조 집약형 동잉고트 제조장치에 있어서, 상기 이동기는, 제1 각도로 정렬된 동잉고트를 제1 방향으로 이동시키는 제1 컨베이어부; 상기 제1 컨베이어부로부터 이동된 동잉고트를 전달받아 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로서 냉각기를 향해 동잉고트를 이동시키는 제2 컨베이어부; 및 상기 제1 컨베이어부와 제2 컨베이어부 사이에 설치되어 상기 제1 컨베이어부의 배출단으로 배출되는 동잉고트를 제1 각도에 수직인 제2 각도로 회전시켜 제2 컨베이어부로 전달하는 방향전환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방향전환부는, 상기 제1 컨베이어부의 경로상의 일측에 설치되며 제1 각도로 정렬된 상태로 이동 중인 동잉고트의 일단부에 접촉하여 제1 컨베이어부 위에서 동잉고트를 일정 각도 회전시키는 터닝부재; 상기 제1 컨베이어부의 배출단 상부에 고정 설치되며 상기 터닝부재에 의해 일정 각도 회전된 동잉고트가 수직으로 회전된 상태로 통과되도록 동잉고트를 가이드하는 가이드부재; 상기 가이드부재 배출단의 직하부에 설치되며 상기 가이드부재에서 배출된 동잉고트를 자유낙하시키는 낙하부재; 및 상기 제2 컨베이어부의 경로상에 설치되며 상기 낙하부재로부터 낙하되는 동잉고트를 제2 컨베이어부 위로 안착시키는 안착부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 컨베이어부는, 평행하게 이격된 한 쌍의 이동체인;을 포함하며, 상기 동잉고트의 양 단부 하면에는 귀부가 함몰 형성되어 각각의 귀부가 한 쌍의 이동체인에 각각 안착되도록 마련되며, 상기 안착부재는, 상기 한 쌍의 이동체인 사이 하부에 고정 설치되는 제1 베이스판; 상기 한 쌍의 이동체인 사이에서 상하 이동 가능하게 배치되며 낙하부재로부터 낙하되는 동잉고트를 지지하며 하부로 제1 가이드돌기가 돌출 형성되는 안착대; 상기 제1 베이스판과 안착대 사이에 설치되어 상기 안착대를 지지한 상태로 하방으로 탄성 견인하는 제1 탄성스프링; 상기 제1 베이스판의 일측에 고정 설치되는 제2 베이스판; "ㄷ"자 형태로 절곡되어 각각의 단부가 안착대를 바라보는 방향으로 배치되되 상기 제2 베이스판 상에 좌우 이동 가능하게 결합되며 제1 단부에는 상기 낙하부재로부터 자유낙하하는 동잉고트가 충돌하는 충돌판이 형성되고, 제2 단부에는 상기 제1 가이드돌기에 슬립 가능하게 접촉 지지되는 제2 가이드돌기가 형성되어 안착대의 하방 이동을 선택적으로 제한하는 작동프레임; 및 상기 충돌판과 제2 베이스판 사이에 설치되어 상기 작동프레임을 안착대 방향으로 탄성 견인하는 제2 탄성스프링;을 포함하며, 상기 낙하부재에서 배출되는 동잉고트가 충돌판에 충돌하면 작동프레임이 안착대로부터 멀어지는 방향으로 편심 이동하는 한편 제2 가이드돌기가 제1 가이드돌기로부터 이격됨에 따라 안착대가 제1 탄성스프링의 탄성 견인력 및 동잉고트의 무게에 의해 하방으로 이동하여 동잉고트의 양측 귀부를 각각 이동체인의 고정위치에 안착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동잉고트의 상면에는 가이드홈이 함몰 형성되며, 상기 터닝부재는, 제1 컨베이어부의 일측으로 이격 설치되며 내측 하면에는 회전축이 마련되고 내측 상면에는 전방으로 갈수록 점차 낮아지는 경사천장이 형성되는 함체 형상의 터닝박스; 상기 회전축에 회전 가능하게 결합된 상태로 제1 컨베이어부 위로 연장 형성되며 일단부에 제1 컨베이어부 위의 동잉고트에 구름 가능하게 접촉되는 구름롤러를 가지는 제1 회동아암; 상기 제1 회동아암의 타단부에서 상부로 연장 형성되며 상단에 힌지대가 마련된 수직아암; 상기 경사천장에 접촉된 상태로 일단부는 제1 컨베이어부를 향해 연장되어 자유단을 이루고 타단부는 상기 힌지대에 연결되는 제2 회동아암; 상기 제2 회동아암의 일단에 결합되며 상기 가이드홈에 선택적으로 삽입되어 동잉고트를 가압하는 가압캐스터; 상기 제1 회동아암과 터닝박스의 내측 전면 사이에 설치되어 제1 회동아암을 후방으로 탄성 가압하는 제3 탄성스프링; 및 상기 제2 회동아암과 터닝박스의 내측 하면 사이에 설치되어 제2 회동아암을 상부로 탄성 가압하는 제4 탄성스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압캐스터는, 하면에 일정 깊이의 볼작동홈이 형성되는 볼하우징; 및 상기 볼작동홈에 구름 가능하게 결합되어 상기 동잉고트의 가이드홈 내부에 선택적으로 삽입되는 작동볼;을 포함하며, 상기 가이드부재는 다수 회 절곡된 판 부재로서 좌우로 대칭 형성되되, 제1 컨베이어부의 배출단으로 갈수록 사이 폭이 점진적으로 좁아지도록 마련되어 사이 공간으로 회전된 동잉고트를 제2 각도로 정렬하여 배출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적재기는, 가이드레일; 상기 가이드레일에 접속되며, 상하 왕복 작동 및 제자리 회전 작동하여 상기 냉각기를 통과한 동잉고트를 픽업하는 픽업부; 및 상기 가이드레일과 픽업부 사이에 결합되며 상기 적재대를 향해 픽업부를 왕복 이동시키는 구동부;를 포함하며, 상기 적재기는 픽업한 동잉고트를 적재대 위에 90도 간격으로 회전해 순차 적층하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 동잉고트를 제조하기 위한 제조 설비에 있어 동잉고트 이동을 위한 컨베이어 구조물이 비대하게 일자로 길어지는 것을 방지하여 한정된 작업공간 내에서 설비의 점유면적을 보다 컴팩트하게 구성함으로써 동잉고트의 이동 동선 및 작업자의 작업 동선을 최소화 및 최적화해 작업성을 개선하고 생산성을 극대화시킬 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 동잉고트 제조장치의 평면구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 동잉고트를 도시한 도면.
도 3은 도 1의 요부구성을 확대 도시한 도면.
도 4는 터닝부재의 분해구성을 도시한 도면.
도 5a는 동잉고트가 터닝부재를 향해 접근하는 상황을, 도 5b는 동잉고트가 터닝부재에 충돌하여 회전하는 상황을 예시적으로 도시한 도면.
도 6a는 도 5a를 좌측면에서 바라본 상태를 예시적으로 도시한 도면이고, 도 6b는 도 5a를 좌측면에서 바라본 상태를 예시적으로 도시한 도면.
도 7은 도 1에 도시된 A 방향에서 바라본 구성을 예시적으로 도시한 도면.
도 8은 동잉고트가 이동체인에 안착된 상태를 도시한 도면.
도 9 내지 도 10은 적재기 구성을 도시한 도면.
도 11은 동잉고트가 90도 간격으로 회전해 순차 적층된 상태를 도시한 도면.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명에 따른 구조 집약형 동잉고트 제조장치(이하, 동잉고트 제조장치라 함)은 크게, 이동기(10), 냉각기(20) 및 적재기(30)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.

먼저, 이동기(10)는 동잉고트(50)를 이동시키는 구성으로, 이동기(10)에 연결된 동잉고트주조기(40)로부터 연속 공급되는 동잉고트(50)를 적재기(30)를 향해 이동시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 이동기(10)는 크게 제1 컨베이어부(11) 및 제2 컨베이어부를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

제1 컨베이어부(11)는 통상의 컨베이어벨트 구조물로서, 상부로 안착된 동잉고트(50)를 일렬로 이동시킬 수 있다. 이때, 제1 컨베이어부(11) 위에는 제1 각도로 정렬된 동잉고트(50)가 등간격으로 놓일 수 있고, 이렇게 제1 각도로 정렬된 동잉고트(50)는 제1 컨베이어부(11)의 연장 방향을 따라 제1 방향으로 직선 이동할 수 있다.

이때 동잉고트(50)가 정렬된 각도를 의미하는 제1 각도는 동잉고트(50)의 길이방향 장축이 동잉고트(50)의 이동방향에 수직인 상태의 회전 각도를 의미할 수 있다. 따라서, 제1 각도에서는 동잉고트(50) 길이방향 양 단부가 제1 컨베이어부(11)의 좌우 끝단에 놓여진 상태가 된다.

제2 컨베이어부는 제1 컨베이어부(11)의 배출단에서 연계 설치되어 상기 제1 컨베이어부(11)의 배출단으로 이동된 각각의 동잉고트(50)를 전달받아 일렬로 이동시킬 수 있다.

이때, 제2 컨베이어부는 제1 컨베이어부(11)의 연장 방향에 대해 수직 방향으로 길게 연장 설치될 수 있으며, 이에 따라, 제2 컨베이어부는 동잉고트(50)를 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로서 이동시킬 수 있다.

예컨대, 현장의 설치면에 제1 컨베이어부(11)가 전후로 길게 설치되었다면 제2 컨베이어부는 좌우로 길게 설치되어 대략 "ㄴ" 자 이동경로를 형성할 수 있으며, 이에 따라, 컨베이어 구조물이 비대하게 일자로 길어지는 것을 방지할 수 있게 된다.

제2 컨베이어부의 경로상에는 냉각기(20)가 구비될 수 있고, 배출단을 향해서는 적재기(30)가 연결 설치될 수 있다. 따라서, 제2 컨베이어부 위의 동잉고트(50)는 제2 컨베이어부의 동작에 따라 냉각기(20)를 순차 통과한 뒤 적재기(30)를 향해 이동할 수 있다.

한편, 제2 컨베이어부는 통상의 컨베이어 구조물, 예컨대 제1 컨베이어부(11)처럼 동잉고트(50) 하부를 넓은 면적으로 지지해 이동시키는 구조가 아니라, 동잉고트(50)의 좌우 양 단부만을 최소한으로 지지한 상태로 이동시켜 동잉고트(50)의 냉각기(20) 통과시 동잉고트(50)가 냉각기(20)에 채워진 냉각수에 넓은 면적으로 접촉이 되어 냉각효율이 보장될 수 있도록 하는 구조를 갖추도록 한다.

이를 위해, 제2 컨베이어부는 평행하게 이격된 한 쌍의 이동체인(12)을 포함하며, 동잉고트(50)의 좌우 양 단부 하면에는 귀부(51)가 함몰 형성되어 각각의 귀부(51)가 한 쌍의 이동체인(12)에 각각 안착되도록 마련되어 특별히 이동체인(12) 위에서 동잉고트(50)가 편심되거나 회전하지 아니하고 안정적으로 냉각기(20)를 통과하게 되는 구조가 갖춰진다.

냉각기(20)는 이동기(10), 보다 구체적으로는 제2 컨베이어부의 경로상에 설치되며 상기 동잉고트(50)를 냉각시키도록 냉각수가 저류된 수조 형태로 예시되고, 이동체인(12)은 상기 냉각기(20)의 상부를 가로질러 통과하되, 일부 구간에서 상기 냉각기(20) 내로 일정 깊이 침지되어 동잉고트(50)를 냉각기(20) 내부로 가이드할 수 있다.

제2 컨베이어부는 상기 이동체인(12)을 무한궤도 형태로 작동하기 위한 스프라킷, 모터 등의 구성을 더 포함할 수 있으며, 이는 체인 구동을 위한 공지수단이므로 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 제1 컨베이어부(11)와 제2 컨베이어부는 서로 수직으로 접해 설치가 되므로, 제1 컨베이어부(11) 상에서 제1 각도로 정렬된 동잉고트(50)가 제2 컨베이어부를 향해 그대로 배출되면 한 쌍의 이동체인(12)에 대해 동잉고트(50)의 좌우 양단이 수직으로 편심 회전된 상태가 되므로, 한 쌍의 이동체인(12) 위에 자동으로 동잉고트(50)의 귀부(51)가 안착될 수 없는 사용구조상의 문제가 있으며, 따라서, 동잉고트(50)가 제1 컨베이어부(11)에서 배출되기 직전 적어도 90도 회전을 시켜 제2 컨베이어부 방향으로 배출시켜야 한다.

이를 위해, 이동기(10)는 제1 컨베이어부(11)와 제2 컨베이어부 사이에 설치되어 상기 제1 컨베이어부(11)의 배출단으로 배출되는 동잉고트(50)를 제1 각도에 수직인 제2 각도로 회전시켜 제2 컨베이어부로 전달하는 역할을 담당하는 방향전환부(13)를 더 포함할 수 있다.

따라서, 제1 컨베이어부(11) 상에 제1 각도로 정렬된 동잉고트(50)가 제1 컨베이어부(11)에서 배출되기 직전 제2 각도로 회전되어 제2 컨베이어부로 그대로 배출 유도되어 동잉고트(50)의 양 단부에 마련된 귀부(51)가 한 쌍의 이동체인(12)에 자동적으로 안착이 이루어질 수 있다.

보다 구체적으로, 방향전환부(13)는 크게, 터닝부재(100), 가이드부재(200), 낙하부재(300) 및 안착부재(400)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

먼저, 터닝부재(100)는 제1 컨베이어부(11)의 경로상의 일측에 설치되며 제1 각도로 정렬된 상태로 이동 중인 동잉고트(50)의 일단부에 접촉하여 제1 컨베이어부(11) 위에서 동잉고트(50)를 일정 각도 회전시키는 역할을 담당한다.

따라서, 제1 컨베이어부(11) 위에서 일렬로 이동 중인 각각의 동잉고트(50)의 단부가 제1 컨베이어부(11) 위를 침범해 연장된 터닝부재(100) 상에 충돌하여 제1 컨베이어부(11) 위에서 일정 각도 회전이 유도될 수 있다.

이때, 터닝부재(100)는 터닝부재(100) 상에 동잉고트(50)가 충돌되는 순간 충돌부위의 동잉고트(50) 상면을 소정의 압력으로 가압해 줌으로써 가압된 지점 기준으로 동잉고트(50)가 회전됨을 유도하여 동잉고트(50)가 과도하게 회전하는 것과 아울러 제1 컨베이어부(11) 위에서 불특정한 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

이를 위해, 동잉고트(50)의 상면에는 가이드홈(52)이 함몰 형성될 수 있으며, 터닝부재(100)는 동잉고트(50)의 제1 방향 이동 중 가이드홈(52)에 삽입이 이루어져 설정 범위 내에서 동잉고트(50)의 이동을 제한하고, 또한 동잉고트(50)의 회전이 가이드홈(52) 지점 기준으로 유도될 수 있도록 한다.

보다 구체적으로, 터닝부재(100)는 크게 터닝박스(110), 제1 회동아암(120), 수직아암(140), 제2 회동아암(150), 가압캐스터(170) 제3 탄성스프링(130) 및 제4 탄성스프링(160)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

터닝박스(110)는 제1 컨베이어부(11)를 바라보는 방향으로 개방 형성되는 함체 형상으로서, 제1 컨베이어부(11)의 일측으로 이격 설치된다.

터닝박스(110)는 고정형 구성이고, 내부 적소에 제1 회동아암(120), 수직아암(140), 제2 회동아암(150), 제3 탄성스프링(130) 및 제4 탄성스프링(160)이 배치 구성될 수 있다.

터닝박스(110)의 내측 하면에는 회전축(111)이 마련되고 내측 상면에는 전방으로 갈수록 점차 낮아지는 경사천장(112)이 형성될 수 있다.

즉, 터닝박스(110)의 내측 상면에는 경사천장(112)의 구배가 형성되어 제2 회동아암(150)의 상하 회동을 가이드할 수 있다.

터닝박스(110)의 내측 하면에는 회전축(111)에서 일정 거리 편심된 지점에 스톱퍼(113)가 돌출 형성되어 제1 회동아암(120)의 전후 방향 회동을 제한할 수 있으며 도시하지 않았지만, 내측 하면, 측면 등에는 제3 탄성스프링(130)과 제4 탄성스프링(160)을 지지하기 위한 지지대가 마련될 수 있다.

다음으로, 제1 회동아암(120)은 길게 연장된 막대형 구성으로, 회전축(111)에 회전 가능하게 결합된 상태로 제1 컨베이어부(11) 위로 연장 형성되어 제1 컨베이어부(11)에서 이동하는 동잉고트(50)의 단부를 가로막을 수 있다.

제1 회동아암(120)의 하면에는 상기 회전축(111)에 축결합하는 축결합대(122)가 마련될 수 있고, 일단부에 제1 컨베이어부(11) 위의 동잉고트(50)에 구름 가능하게 접촉되는 구름롤러(121)를 가질 수 있다.

따라서, 제1 컨베이어부(11) 위에서 이동 중인 동잉고트(50)는 제1 회동아암(120)의 일단에 형성된 구름롤러(121)에 접촉 충돌이 되어 충돌지점 기준으로 회전이 이루어지는 한편, 제1 회동아암(120) 역시 이동하는 동잉고트(50)에 밀려 전방으로 소정 각도 회동이 허용될 수 있다.

제3 탄성스프링(130)은 제1 회동아암(120)을 후방으로 탄성 가압하는 구성으로서, 동잉고트(50)에 의해 밀려 전방으로 회동된 제1 회동아암(120)을 동잉고트(50)가 통과하면 다시 원위치로 복원하는 역할을 담당한다.

제3 탄성스프링(130)은 제1 회동아암(120)과 터닝박스(110)의 내측 전면 사이에 설치될 수 있으며, 제3 탄성스프링(130)에 의해 후방으로 탄성 가압되는 제1 회동아암(120)은 스톱퍼(113)에 지지되어 고정 위치에서 후방 이동이 제한될 수 있다.

수직아암(140)은 제1 회동아암(120)의 타단부에서 상부로 연장 형성되는 구성으로서, 상단에 힌지대(141)가 마련될 수 있다.

제2 회동아암(150)은 제1 회동아암(120)과 동일하게 길게 연장된 막대형 구성으로, 제1 회동아암(120)에 대해 상부로 이격된 상태로 배치될 수 있다.

제2 회동아암(150)의 일단부는 제1 컨베이어부(11)를 향해 연장되어 자유단을 이루고 타단부는 상기 힌지대(141)에 연결되어 수직아암(140) 상에서 상하 방향으로 회동 가능하게 작동할 수 있다.

특히, 제2 회동아암(150)은 제2 회동아암(150)과 터닝박스(110)의 내측 하면 사이에 설치된 제4 탄성스프링(160)에 의해 상부로 가압되어 자중에 의해 하부로 쳐지지 아니하고, 경사천장(112)에 접촉된 상태를 탄성적으로 유지할 수 있다.

한편, 제1 회동아암(120), 수직아암(140) 및 제2 회동아암(150)은 서로 연계된 일체형 구성으로서 제1 회동아암(120)이 전후로 회동하면 이와 연동하여 수직아암(140) 및 제2 회동아암(150)이 회전축(111)을 기준으로 하여 전후로 회동될 수 있다.

이때, 제2 회동아암(150)의 경우 제4 탄성스프링(160)에 의해 상부로 탄성 가압되어 경사천장(112)에 접촉되어지는 상태인바, 제1 회동아암(120)이 가장 후방으로 밀려 있는 상태일 경우 제2 회동아암(150)은 가장 높은 경사천장(112) 부위에 위치하여 제1 회동아암(120)과 평행하게 유지되어 동잉고트(50)의 이동 경로를 간섭하지 아니하지만, 제1 회동아암(120)이 전방으로 회동하면 제2 회동아암(150)은 전방으로 회동됨과 동시에 경사천장(112)의 구배 방향을 따라 경사천장(112)의 가장 낮은 지점으로 가이드되어 일단부가 하부로 치우치게 되는 구조가 된다.

이때, 제2 회동아암(150)의 일단부에는 가압캐스터(170)가 결합되어 있으며, 가압캐스터(170)가 제1 회동아암(120)의 구름롤러(121) 상에 접촉된 동잉고트(50)의 상면, 보다 구체적으로 가이드홈(52) 내로 삽입되어 동잉고트(50)를 가압해줄 수 있다.

가압캐스터(170)는 제2 회동아암(150)의 상하 회동 여부에 따라 상기 가이드홈(52)에 선택적으로 삽입될 수 있되, 가이드홈(52)에 완전히 삽입되어진 상태에서도 동잉고트(50)의 제1 방향 이동시 동잉고트(50)가 가압캐스터(170)로부터 이격될 수 있도록 가이드홈(52)의 외측 단부는 완전히 개방된 구조를 갖추도록 한다. 따라서, 가이드홈(52) 내에 가압캐스터(170)가 삽입되어 동잉고트(50)를 가압하더라도, 동잉고트(50)의 회전과 더불어 동잉고트(50)가 제1 방향으로 지속적으로 이동함에 따라 가이드홈(52)의 개방된 부위로 가압캐스터(170)가 빠져나올 수 있게 되어 제1 컨베이어부(11) 위에서 동잉고트(50)가 고정되지 아니하고 원활히 이동이 될 수 있다.

가압캐스터(170)는 제2 회동아암(150)에 고정되며 하면에 일정 깊이의 볼작동홈이 형성되는 볼하우징(171) 및 볼작동홈에 구름 가능하게 결합되어 상기 동잉고트(50)의 가이드홈(52) 내부에 선택적으로 삽입되는 작동볼(172)을 포함하는 구조로 이루어지며, 이에 따라, 구름 가능하게 작동하는 작동볼(172)이 동잉고트(50)를 소정의 압력으로 가압하여 줌으로써 동잉고트(50)를 향해 별도의 회전저항을 아니하도록 해 동잉고트(50)가 용이하게 회전될 수 있도록 한다.

다음으로, 가이드부재(200)는 상기 터닝부재(100)에 의해 일정 각도 회전된 동잉고트(50)가 수직으로 회전된 상태로 통과되도록 제1 컨베이어부(11) 위를 이동하는 동잉고트(50)를 가이드한다.

즉, 상기 터닝부재(100)를 통과하여 소정의 각도로 회전된 동잉고트(50)는 연이어 가이드부재(200)를 통과하여 제1 각도와 수직인 제2 각도로 완전히 회전된 상태로서 제2 컨베이어부를 향해 배출될 수 있다.

가이드부재(200)는 제1 컨베이어부(11)의 배출단 상부에 고정 설치되며 소정의 각도로 회전된 동잉고트(50)를 중앙으로 유도하며 제2 각도로 회전시키게끔 제1 컨베이어부(11)의 좌우 외곽에서부터 중앙을 향해 다수 회 절곡된 판 부재로서 좌우로 대칭 형성되되, 제1 컨베이어부(11)의 배출단으로 갈수록 사이 폭이 점진적으로 좁아지도록 마련될 수 있다.

이에 따라, 한 쌍의 가이드부재(200) 사이 공간으로 회전된 동잉고트(50)가 이동되면 점진적으로 좁아져 결국 제1 방향과 평행하게 연장된 직선 구간에서 제2 각도로 정렬하여 배출이 이루어질 수 있다.

다음으로, 낙하부재(300)는 제1 컨베이어부(11) 또는 가이드부재(200) 배출단의 직하부에 설치되며, 소정의 경사를 형성하여 가이드부재(200)에서 배출된 동잉고트(50)를 안착부재(400)를 향해 빠르게 자유낙하시킬 수 있다.

다음으로, 안착부재(400)는 상기 제2 컨베이어부의 경로상에 설치되며 상기 낙하부재(300)로부터 낙하되는 동잉고트(50)를 제2 컨베이어부 위의 정위치에 순차적으로 안착시키는 역할을 담당한다.

즉, 안착부재(400)는 낙하부재(300)에서 순차적으로 자유낙하하는 각각의 동잉고트(50)를 제2 컨베이어부의 이동체인(12) 상에 올바르게 안착시켜 이동체인(12)을 통해 동잉고트(50)를 냉각기(20) 방향으로 이동시킬 수 있도록 한다.

이를 위한 안착부재(400)는 크게, 제1 베이스판(410), 안착대(420), 제1 탄성스프링(430), 제2 베이스판(440), 작동프레임(450) 및 제2 탄성스프링(460)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

먼저, 제1 베이스판(410)은 한 쌍의 이동체인(12) 사이 하부에 고정 설치되는 판상의 구성으로서, 제1 베이스판(410) 위로 제1 탄성스프링(430), 제2 베이스판(440) 등이 지지 결합될 수 있다.

안착대(420)는 낙하부재(300)로부터 낙하되는 동잉고트(50)를 지지한 상태로 한 쌍의 이동체인(12) 사이에서 상하 이동 가능하게 배치되는 구성으로, 제1 베이스판(410)과 안착대(420) 사이에 설치되는 제1 탄성스프링(430)을 통해 제1 베이스판(410)의 상부 일정 높이에 이격 지지될 수 있다.

제1 탄성스프링(430)은 제1 베이스판(410) 위에서 안착대(420)를 지지한 상태로 안착대(420)를 하방으로 탄성 견인하는 역할을 담당하며 이때 제1 탄성스프링(430)에 의해 하방으로 탄성 견인되는 안착대(420)는 후술 될 작동프레임(450)을 통해 고정 위치에서 하방 이동이 선택적으로 제한될 수 있다.

낙하부재(300)로부터 이동된 동잉고트(50)는 안착대(420)에 안착이 이루어지는 한편 안착대(420)는 동잉고트(50)를 지지한 상태로 제1 탄성스프링(430)의 탄성 견인력을 통해 하부로 이동하여 동잉고트(50)를 이동체인(12)으로 옮길 수 있다.

다시, 안착대(420) 하부로는 직삼각형 형태의 제1 가이드돌기(421)가 돌출 형성될 수 있으며 이 제1 가이드돌기(421)의 경사면 상에 작동프레임(450)의 단부가 슬립 가능하게 접할 수 있다.

제2 베이스판(440)은 제1 베이스판(410)의 일측에 상부로 세워지도록 고정 설치되어 작동프레임(450)을 지지할 수 있다. 도시하지 않았지만, 제2 베이스판(440)에는 작동프레임(450)이 삽입 결하되는 결합구가 관통 형성될 수 있다.

작동프레임(450)은 안착대(420)의 하방 이동을 선택적으로 제한하는 구성으로서, 제2 베이스판(440) 상에 좌우 이동 가능하게 결합되며 "ㄷ"자 형태로 절곡되어 각각의 단부가 안착대(420)를 바라보는 방향으로 배치될 수 있다.

각각의 단부는 자유단을 이루며, 특히, 상부의 제1 단부(451)에는 낙하부재(300)로부터 자유낙하하는 동잉고트(50)가 충돌하는 충돌판(452)이 형성되고, 하부의 제2 단부(453)에는 상기 제1 가이드돌기(421)에 슬립 가능하게 접촉 지지되는 제2 가이드돌기(454)가 형성될 수 있다.

낙하부재(300)로부터 빠르게 자유낙하하는 동잉고트(50)는 상기 충돌판(452)에 그대로 충돌하여 작동프레임(450)에 좌우 진동을 가할 수 있다.

제2 가이드돌기(454)는 제1 가이드돌기(421)의 경사면에 맞닿는 경사면을 가지는 직삼각형 형태로서, 작동프레임(450)의 좌우 진동에 따라서 제1 가이드돌기(421) 및 상위 구성을 상하로 왕복 이동시킬 수 있다.

제2 탄성스프링(460)은 충돌판(452)과 제2 베이스판(440) 사이에 설치되어 상기 작동프레임(450)을 안착대(420) 방향으로 탄성 견인하는 역할을 담당한다.

따라서, 충돌판(452)에 동잉고트(50)에 의한 충격이 이루어지지 않게 되면 작동프레임(450)은 항시 안착대(420) 방향으로 탄성 가압된 상태로 위치하여 제1 단부(451)는 안착대(420) 상부로, 제2 단부(453)는 안착대(420) 하부로 각각 밀착 배치되고, 아울러 안착대(420)의 경우 제2 단부(453)에 형성된 제2 가이드돌기(454)가 제1 가이드돌기(421)와 맞닿아 줌으로써 이동체인(12) 상부에 위치한 상태에서 임의로 하방 이동하는 것을 제한할 수 있다.

반대로, 동잉고트(50) 공급에 따라 충돌판(452)에 동잉고트(50)에 의한 충격이 가해지면 작동프레임(450)은 안착대(420)로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 이에 따라, 안착대(420)가 이동체인(12)이 위치한 하방으로 이동하여 안착대(420) 상에 안착된 동잉고트(50)가 이동체인(12)에 옮겨질 수 있다.

이하, 이동기(10)의 작용을 간략하게 설명한다.

먼저, 동잉고트주조기(40)로부터 제1 각도로 정렬된 동잉고트(50)가 제1 컨베이어부(11) 위에서 제1 방향으로 이동하면 제1 컨베이어부(11)의 경로상에 배치된 터닝부재(100)의 제1 회동아암(120)에 충돌하게 된다.

동잉고트(50)의 충돌에 따라 제1 회동아암(120)이 전방으로 소정 각도 회동하게 되면, 제1 회동아암(120)과 평행하게 배치되어 있던 제2 회동아암(150)이 경사천장(112)의 구배를 따라 동잉고트(50)의 상면을 향해 회동하게 되고, 제2 회동아암(150) 일단부에 마련된 가압캐스터(170)가 동잉고트(50)의 가이드홈(52) 내로 삽입이 이루어져 동잉고트(50)의 회전을 보조한다.

이어서, 동잉고트(50)의 제1 방향 이동에 따라 가압캐스터(170)가 가이드홈(52) 내에서 빠져나옴과 동시에 제1 회동아암(120)의 구름롤러(121)가 동잉고트(50)으로부터 이격되면 제3 탄성스프링(130)과 제4 탄성스프링(160)에 의해 제1 회동아암(120)과 제2 회동아암(150)이 다시 원위치로 복귀하여 후행하는 동잉고트(50)를 연속적으로 회전시키게 된다.

한편, 일정 각도 회전된 동잉고트(50)는 가이드부재(200)에 의해 제2 각도로 정렬된 상태로 제1 컨베이어부(11)를 완전히 빠져나가게 되며, 이어서 낙하부재(300)에 의해 빠른 속도로 안착부재(400)를 향해 자유낙하한다.

이렇게 자유낙하한 동잉고트(50)가 충돌판(452)에 충돌하면 작동프레임(450)이 안착대(420)로부터 멀어지는 방향으로 편심 이동하는 한편 제2 가이드돌기(454)가 제1 가이드돌기(421)로부터 이격됨에 따라 안착대(420)가 제1 탄성스프링(430)의 탄성 견인력 및 동잉고트(50)의 무게에 의해 하방으로 이동하여 동잉고트(50)의 양측 귀부(51)를 각각 이동체인(12)의 고정위치에 안착시키게 된다.

한편, 안착대(420)가 하방으로 이동된 상태를 유지할 수 있도록 제1 가이드돌기(421)와 제2 가이드돌기(454)의 서로 마주하는 경사면에는 걸림턱(422,455)이 형성될 수 있다.

다시, 동잉고트(50)가 이동체인(12)에 안착되면 이동체인(12)에 추종하여 제2 방향으로 이동이 이루어지며 동잉고트(50)가 안착대(420)의 상면 및 충돌판(452)에서 이격되면 제2 탄성스프링(460)이 작동프레임(450)을 안착대(420) 방향으로 탄성 가압하여 이동시키게 되며 이에 따라, 작동프레임(450)의 제2 단부(453)에 지지된 안착대(420)가 다시 상부로 상승하여 후행하는 동잉고트(50)를 연속 지지한다.

이동체인(12)에 안착된 동잉고트(50)는 냉각기(20)를 통과하여 냉각이 이루어진 후 적재기(30)를 향해 이동하여 적재대(34)에 적층될 수 있다.

적재기(30)는 냉각기(20)를 통과한 동잉고트(50)를 픽업하여 적재대(34) 상에 적재하는 역할을 담당하는 구성으로서, 제2 컨베이어부 배출단에 설치되어 제2 컨베이어부의 배출단으로 이동된 복수의 동잉고트(50)를 일제히 파지하여 적재대(34)에 적재시킬 수 있다.

적재기(30)는 크게, 가이드레일(31a)을 포함하는 지지프레임(31), 상기 가이드레일(31a)에 접속되며, 상하 왕복 작동 및 제자리 회전 작동하여 상기 냉각기(20)를 통과한 동잉고트(50)를 픽업하는 픽업부(32) 및 상기 가이드레일(31a)과 픽업부(32) 사이에 결합되며 상기 적재대(34)를 향해 픽업부(32)를 왕복 이동시키는 구동부(33)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

지지프레임(31)은 적재기(30)의 골격을 구성하며 가이드레일(31a)의 경우 지지프레임(31) 상단을 구성하여 적재대(34)를 향해 길게 연장 형성되어 픽업부(32)의 이동 경로를 제공한다.

픽업부(32)는 집게 작용을 하는 집게 구조의 구조물로서 제2 컨베이어부로부터 배출되어 지지프레임(31) 내에 정렬된 복수의 동잉고트(50)를 일제히 파지 픽업한 상태로 적재대(34) 직상방으로 이동한 다음 적재대(34) 상에 놓아 적재할 수 있다.

특히, 픽업부(32)는 픽업한 동잉고트(50)를 적재대(34) 위에 90도 간격으로 교대 회전해 순차 적층하여 적재대(34) 상에 보다 안정적으로 동잉고트(50)가 적층될 수 있도록 한다.

만일, 동잉고트(50)가 한 방향으로만 계속 적층이 될 경우 동잉고트(50)의 무게중심이 조금만 틀어지게 적층되면 적층된 동잉고트(50)가 쉽게 전도되는 문제가 있는바, 본 실시예에서와 같이 층마다 동잉고트(50)를 90도 간격으로 회전해 순차 적층하게 될 경우 동잉고트(50)를 층층이 높게 쌓더라도 보다 안정적으로 적층된 상태를 유지할 수 있다.

픽업부(32)는 예컨대, 가이드레일(31a)에 접속되는 동체(32a), 상기 동체(32a)에 제자리 회전 및 승강 가능하게 결합되는 픽업베이스(32b), 상기 픽업베이스(32b)의 양측으로 복수 개가 회동 가능하게 결합되는 픽업집게(32c), 상기 픽업베이스(32b)와 픽업집게(32c) 사이에 결합되어 상기 픽업집게(32c)를 왕복 회동시키는 픽업액츄에이터(32d), 상기 동체(32a) 상에서 픽업베이스(32b)를 제자리 회전 구동시키는 회전액츄에이터(32e) 및 상기 동체(32a) 상에서 픽업베이스(32b)를 상하로 승강 구동시키는 승강액츄에이터(32f)를 포함하는 것으로 예시될 수 있으며, 집게 형태의 구조물로서 동잉고트(50)를 픽업, 회전 및 이동 이동시킬 수 있는 선에서 다양하게 변형실시될 수 있으므로, 구체적인 구조는 생략한다.

구동부(33)는 가이드레일(31a) 상에서 동체(32a)를 왕복 직선 이동시키기 위한 동력을 제공하는 액츄에이터로 이루어질 수 있다.

본 설명에서 말하는 액츄에이터는 모터, 전자제어식 유, 공압 실린더 등으로 이루어질 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10: 이동기
20: 냉각기
30: 적재기

Claims (5)

1. 동잉고트를 이동시키는 이동기, 상기 이동기의 경로상에 설치되며 상기 동잉고트를 냉각시키는 냉각기 및 상기 냉각기를 통과한 동잉고트를 픽업하여 적재하는 적재기를 포함하는 구조 집약형 동잉고트 제조장치에 있어서,
   상기 이동기는,
   제1 각도로 정렬된 동잉고트를 제1 방향으로 이동시키는 제1 컨베이어부;
   상기 제1 컨베이어부로부터 이동된 동잉고트를 전달받아 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로서 냉각기를 향해 동잉고트를 이동시키는 제2 컨베이어부; 및
   상기 제1 컨베이어부와 제2 컨베이어부 사이에 설치되어 상기 제1 컨베이어부의 배출단으로 배출되는 동잉고트를 제1 각도에 수직인 제2 각도로 회전시켜 제2 컨베이어부로 전달하는 방향전환부;를 포함하며,
   상기 방향전환부는,
   상기 제1 컨베이어부의 경로상의 일측에 설치되며 제1 각도로 정렬된 상태로 이동 중인 동잉고트의 일단부에 접촉하여 제1 컨베이어부 위에서 동잉고트를 일정 각도 회전시키는 터닝부재;
   상기 제1 컨베이어부의 배출단 상부에 고정 설치되며 상기 터닝부재에 의해 일정 각도 회전된 동잉고트가 수직으로 회전된 상태로 통과되도록 동잉고트를 가이드하는 가이드부재;
   상기 가이드부재 배출단의 직하부에 설치되며 상기 가이드부재에서 배출된 동잉고트를 자유낙하시키는 낙하부재; 및
   상기 제2 컨베이어부의 경로상에 설치되며 상기 낙하부재로부터 낙하되는 동잉고트를 제2 컨베이어부 위로 안착시키는 안착부재;를 포함하며,
   상기 제2 컨베이어부는,
   평행하게 이격된 한 쌍의 이동체인;을 포함하며,
   상기 동잉고트의 양 단부 하면에는 귀부가 함몰 형성되어 각각의 귀부가 한 쌍의 이동체인에 각각 안착되도록 마련되며,
   상기 안착부재는,
   상기 한 쌍의 이동체인 사이 하부에 고정 설치되는 제1 베이스판;
   상기 한 쌍의 이동체인 사이에서 상하 이동 가능하게 배치되며 낙하부재로부터 낙하되는 동잉고트를 지지하며 하부로 제1 가이드돌기가 돌출 형성되는 안착대;
   상기 제1 베이스판과 안착대 사이에 설치되어 상기 안착대를 지지한 상태로 하방으로 탄성 견인하는 제1 탄성스프링;
   상기 제1 베이스판의 일측에 고정 설치되는 제2 베이스판;
   "ㄷ"자 형태로 절곡되어 각각의 단부가 안착대를 바라보는 방향으로 배치되되 상기 제2 베이스판 상에 좌우 이동 가능하게 결합되며 제1 단부에는 상기 낙하부재로부터 자유낙하하는 동잉고트가 충돌하는 충돌판이 형성되고, 제2 단부에는 상기 제1 가이드돌기에 슬립 가능하게 접촉 지지되는 제2 가이드돌기가 형성되어 안착대의 하방 이동을 선택적으로 제한하는 작동프레임; 및
   상기 충돌판과 제2 베이스판 사이에 설치되어 상기 작동프레임을 안착대 방향으로 탄성 견인하는 제2 탄성스프링;을 포함하며,
   상기 낙하부재에서 배출되는 동잉고트가 충돌판에 충돌하면 작동프레임이 안착대로부터 멀어지는 방향으로 편심 이동하는 한편 제2 가이드돌기가 제1 가이드돌기로부터 이격됨에 따라 안착대가 제1 탄성스프링의 탄성 견인력 및 동잉고트의 무게에 의해 하방으로 이동하여 동잉고트의 양측 귀부를 각각 이동체인의 고정위치에 안착시키는 것을 특징으로 하는 구조 집약형 동잉고트 제조장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 동잉고트의 상면에는 가이드홈이 함몰 형성되며,
   상기 터닝부재는,
   제1 컨베이어부의 일측으로 이격 설치되며 내측 하면에는 회전축이 마련되고 내측 상면에는 전방으로 갈수록 점차 낮아지는 경사천장이 형성되는 함체 형상의 터닝박스;
   상기 회전축에 회전 가능하게 결합된 상태로 제1 컨베이어부 위로 연장 형성되며 일단부에 제1 컨베이어부 위의 동잉고트에 구름 가능하게 접촉되는 구름롤러를 가지는 제1 회동아암;
   상기 제1 회동아암의 타단부에서 상부로 연장 형성되며 상단에 힌지대가 마련된 수직아암;
   상기 경사천장에 접촉된 상태로 일단부는 제1 컨베이어부를 향해 연장되어 자유단을 이루고 타단부는 상기 힌지대에 연결되는 제2 회동아암;
   상기 제2 회동아암의 일단에 결합되며 상기 가이드홈에 선택적으로 삽입되어 동잉고트를 가압하는 가압캐스터;
   상기 제1 회동아암과 터닝박스의 내측 전면 사이에 설치되어 제1 회동아암을 후방으로 탄성 가압하는 제3 탄성스프링; 및
   상기 제2 회동아암과 터닝박스의 내측 하면 사이에 설치되어 제2 회동아암을 상부로 탄성 가압하는 제4 탄성스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 집약형 동잉고트 제조장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 가압캐스터는,
   하면에 일정 깊이의 볼작동홈이 형성되는 볼하우징; 및
   상기 볼작동홈에 구름 가능하게 결합되어 상기 동잉고트의 가이드홈 내부에 선택적으로 삽입되는 작동볼;을 포함하며,
   상기 가이드부재는 다수 회 절곡된 판 부재로서 좌우로 대칭 형성되되, 제1 컨베이어부의 배출단으로 갈수록 사이 폭이 점진적으로 좁아지도록 마련되어 사이 공간으로 회전된 동잉고트를 제2 각도로 정렬하여 배출하는 것을 특징으로 하는 구조 집약형 동잉고트 제조장치.

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