KR20020022702A - 주물사의 압축 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

패턴 플레이트(10a), 하부 보조틀(16b), 주형틀(18), 필링 프레임(20) 및 멀티 세그먼트 스퀴징 풋(36a)에 의해 규정되는 조형 공간 내에, 주물사(S)를 충전시켜 압축시키는 방법. 먼저, 조형 공간에 주물사를 채워넣는다. 그 다음에, 적어도 하부 보조틀(16a)이 하강할 수 없는 상태에서, 스퀴징 풋(36a)을 하강시켜서 조형 공간 내의 주물사(S)를 1차 압축시킨다. 그 후, 하부 보조틀(16b), 주형틀(18), 및 필링 프레임(20)이 하강할 수 있는 상태에서, 스퀴징 풋(36a)을 하강시켜서 주형 조형 공간 내의 주물사(S)를 2차 압축시킨다.

Description

주물사의 압축 방법 및 그 장치{COMPRESSING METHOD FOR CASTING SAND AND DEVICE THEREFOR}

종래의 주형 조형에 있어서, 패턴 플레이트와 주형틀과 램(ram)에 의해 규정된 조형 공간에 채워진 주물사를 압축시키는 한 가지 방법에서는, 패턴 플레이트와 램을 서로 접근시켜서 주물사의 압축을 이루고 있다. 이와 같은 방법은, 패턴 플레이트를 상하 이동시키기 위해 대형의 유체 실린더를 필요로 한다. 그 결과, 주형 조형 장치는, 그 높이가 비교적 높아지기 때문에, 그 설치를 위해서는 예컨대 바닥면에 피트(pit)를 설치해야만 한다.

종래, 하부 보조틀이 부착된 상태에서의 스퀴징 조형은 잘 알려져 있다. 이러한 스퀴징 조형에서는, 주형틀, 패턴 및 하부 보조틀에 의해 규정된 조형 공간에 주물사를 채운 후, 각각 실린더에 의해 구동되는 상부 가압 헤드 및 하부 가압 헤드에 의해 조형 공간 내의 주물사를 압축시키고 있다. 이러한 조형에 이용되는 이형 방법에서는, 먼저 하부 가압 헤드를 하강시키고, 주형으로부터 패턴을 빼내는동시에, 상부 가압 헤드를 상승시킨다. 그런 다음, 고정 및 해제 기구에 의해 주형틀의 고정을 해제하여, 주형 조형을 끝마친 주형틀을 컨베이어에 의해 다음 공정으로 반송시키고 있다. 이형은, 하부 가압 헤드의 실린더의 신장 상태에서 이루어진다.

그러나, 이러한 이형 방법에서는, 주형으로부터 패턴을 빼낼 때, 이형의 정밀도를 얻을 수 없다고 하는 문제가 있었다. 그렇기 때문에, 주형의 표면 붕괴가 발생하여 주물 결함으로 이어졌다.

다른 종래의 이형 방법도, 일반적으로 실린더를 사용하고 있으며, 이 실린더의 신장 상태에서 이형이 이루어진다. 이 경우, 실린더를 따르는 가이드 핀의 강성 부족으로 인해, 이형 불량이 발생하는 경우가 있다. 하지만, 충분한 강성을 갖는 가이드 핀은, 그 지름이 너무 크고 고가이다.

주형틀 내에 사형을 조형하는 종래의 조형 장치는, 패턴 플레이트의 상부에 주형틀(flask)과 필링 프레임(filling frame)을 중첩시킨 공간에 주물사를 채워넣고, 이 채워진 주물사를 긁어내서 고르게 한 다음, 평판 형상의 스퀴징 플레이트 또는 세그먼트 방식의 스퀴징 풋(squeezing foot)에 의해 압축시키고 있다.

그러나, 주물사를 긁어내서 고르게 하는 것은, 비교적 많은 양의 모래를 흘리게 된다. 더욱이, 평판 형상의 스퀴징 플레이트를 사용하는 주물사의 압축에서는, 패턴 플레이트의 패턴이 높은 부분과 낮은 부분에서는 압축이 불균일하게 되며, 특히 패턴이 낮은 부분의 압축이 부족하다. 또한, 세그먼트 방식의 스퀴징 풋에 의해 주물사를 압축하는 방식에서는, 조형된 사형의 상부면이 평탄해지지 않기때문에, 조형후에 올록볼록한 면을 절삭해 내지 않으면 안되어, 주물사의 낭비가 많아진다.

본 발명은 일반적으로 주형 조형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 조형 공간에 채워진 주물사를 압축시키는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은, 주형을 이형시키는 방법에 관한 것이기도 하다.

본 명세서에 편성되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 모식적으로 도시하며, 전술한 일반적인 설명 및 이하의 바람직한 실시 형태의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 상술 및 그 밖의 목적과 이점을 설명하는 데 도움이 된다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시 형태를 도시하는 개략적인 종단면도이다.

도 2 내지 도 6은 도 1의 장치의 동작을 설명하는 개략적인 종단면도이다.

도 2는 주형을 조형하기 위한 조형 공간이 규정된 단계를 도시한다.

도 3은 조형 공간 내에 주물사를 채워넣는 단계를 도시한다.

도 4는 조형 공간 내의 주물사를 1차 압축시키는 단계를 도시한다.

도 5는 조형 공간 내의 주물사를 2차 압축시키는 단계를 도시한다.

도 6은 주형을 패턴 플레이트로부터 분리시키는 단계를 도시한다.

도 7은 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시 형태를 도시하는 개략적인 종단면도이다.

도 8은 도 7의 장치의 동작을 설명하는 개략적인 종단면도로서, 주형을 조형하기 위한 조형 공간이 규정된 단계를 도시하는 도면이다.

도 9는 마찬가지로 주물사의 통기 충전 상태를 도시하는 도면이다.

도 10은 마찬가지로 조형 공간 내의 주물사를 1차 압축시키는 단계를 도시하는 도면이다.

도 11은 마찬가지로 조형 공간 내의 주물사를 2차 압축시키는 단계를 도시하는 도면이다.

도 12는 마찬가지로 주형의 이형 및 주물사의 보급 단계를 도시하는 도면이다.

도 13은 마찬가지로 패턴을 교환하는 단계를 도시하는 도면이다.

도 14는 다른 패턴 캐리어를 도시하는 개략적인 종단면도이다.

도 15는 본 발명에 따른 장치의 제 3 실시 형태를 도시하는 개략적인 종단면도이다.

도 16은 도 15의 장치의 동작을 설명하는 개략적인 종단면도로서, 주형을 조형하기 위한 조형 공간이 규정된 단계를 도시하는 도면이다.

도 17은 마찬가지로 조형 공간 내에 주물사를 통기 충전시키는 단계를 도시하는 도면이다.

도 18은 마찬가지로 조형 공간 내의 주물사를 1차 압축시키는 단계를 도시하는 도면이다.

도 19는 마찬가지로 조형 공간 내의 주물사를 2차 압축시키는 단계를 도시하는 도면이다.

도 20은 마찬가지로 주형의 이형 및 주물사의 보급 단계를 도시하는 도면이다.

도 21은 마찬가지로 패턴을 교환하는 단계를 도시하는 도면이다.

도 22는 도 15에 있어서의 A-A 화살표에 따른 확대도이다.

도 23은 제 3 실시 형태의 장치의 하나의 변형예를 도시하는 횡단면도로서,4개의 실린더를 사각 형상으로 배치한 예이다.

도 24는 제 3 실시 형태의 장치의 다른 변형예를 도시하는 횡단면도로서, 3개의 실린더를 삼각 형상으로 배치한 예이다.

도 25는 본 발명에 따른 장치의 제 4 실시 형태를 도시하는 개략적인 종단면도이다.

도 26은 도 25와 동일한 도면으로서, 주형을 조형하기 위한 조형 공간이 규정된 단계를 도시한다.

본 발명의 하나의 목적은, 패턴 플레이트 승강을 위해 대형(예컨대 설치에 피트를 필요로 하는 높이)의 실린더를 설치하지 않고, 패턴 플레이트와 주형틀과 압축 수단에 의해 규정된 주형 조형 공간에 채워진 주물사를, 거의 전체에 걸쳐 원하는 경도로 압축시킬 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 주형으로부터 패턴 플레이트를 빼낼 때 이형의 정밀도가 뛰어난 이형 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 흘리는 모래(spill sand)나 절삭 모래의 발생을 대폭으로 삭감시키는 동시에, 주물사의 압축이 주형 전체에 균일하게 이루어져, 충분한 강성을 확보할 수 있으며, 이형의 정밀도가 뛰어난 동시에, 비용을 줄일 수 있는 주형의 조형 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 주형을 조형하는 조형 공간 내에 주물사를 채워넣고 압축시키는 장치가 제공된다.

이 장치는, 조형 공간을 규정하도록, 패턴을 갖는 패턴 플레이트와, 이 패턴 플레이트를 둘러싸고 상하 이동할 수 있는 하부 보조틀과, 이 하부 보조틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되어 상기 패턴을 둘러싸는 주형틀과, 이 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치된 필링 프레임과, 상기 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되며, 하부가 상기 필링 프레임 내에 진입할 수 있는 압축 수단을 포함한다. 더욱이, 장치는, 조형 공간 내에 주물사를 채워넣는 수단을 포함한다.

상기 압축 수단은, 먼저 적어도 상기 하부 보조틀이 하강할 수 없는 상태에서 하강하여, 상기 조형 공간 내의 주물사를 압축시킨다(1차 압축). 이러한 1차 압축에 이어서, 상기 압축 수단은, 상기 필링 프레임, 상기 하부 보조틀 및 상기 주형틀이 하강할 수 있는 상태에서 하강하여, 상기 조형 공간의 주물사를 더욱 압축한다(2차 압축).

2차 압축에 있어서의 압축력은, 1차 압축 때보다 큰 것이 바람직하다.

상기 압축 수단은, 멀티 세그먼트 방식의 스퀴징 풋으로 해도 무방하다.

본 발명의 이형 방법은, 수평 형태로 고정되고, 패턴을 갖는 패턴 플레이트와, 이 패턴 플레이트를 둘러싸고 상하 이동할 수 있는 하부 보조틀과, 이 하부 보조틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되어 상기 패턴을 둘러싸는 주형틀과, 이 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치된 필링 프레임과, 상기 주형틀의 상방에 위치한 상하 이동 가능한 지지 수단에 부착되며, 하부가 상기 필링 프레임 내에 진입할 수 있는 압축 수단에 의해 규정되는 조형 공간 내에 채워진 주물사에, 상기 압축 수단에 의해 제 1 압축과 제 2 압축의 두 단계의 압축을 실시함으로써 조형된 주형을 이형시키는 방법이다.

이러한 방법은, 상기 하부 보조틀을 설정 속도로 상승시켜서 상기 필링 프레임을 통해서 상기 지지 수단에 대해 위쪽을 향해 힘을 가하는 동시에, 상기 주형이 조형된 주형틀을 상기 압축 수단 및 상기 필링 프레임과 일체적으로 상승시켜서, 상기 패턴 플레이트로부터 분리시키는 단계와, 이 분리된 상기 주형틀을 건져 올리는 단계를 포함한다.

이 방법은, 통기 충전(aeration filling)을 이용하여 조형된 주형을 적용해도 된다.

본 명세서에 있어서 「통기(aeration)」란, 상기 조형 공간 내에 충전시켜야 할 주물사를 압축 공기의 흐름에 의해 유동화시키는 것을 의미한다. 또한, 「통기 충전」이라 함은, 통기에 의해 유동화된 주물사를, 더 압축된 압축 공기의 흐름에 의해 조형 공간 내에 충전시키는 것을 의미한다.

본 발명의 주형을 조형하는 장치는, 실질적으로 횡단면이 사각 형상인 베이스와, 이 베이스 상에 세워진 3개 이상의 막대(rod) 형상의 요소를 포함한다. 3개 이상의 막대 형상의 요소 중에서 적어도 2개는, 각각 피스톤 로드를 갖는 상향 실린더이다. 3개 이상의 막대 형상의 요소의 선단(2개의 상향 실린더의 피스톤 로드의 선단을 포함)은, 상기 상향 실린더의 구동에 의해 상하 이동이 가능한 지지 수단이 부착되어 있다. 이러한 지지 수단에는, 주물사를 저장하는 모래 호퍼가 지지되어 있다. 이러한 모래 호퍼는, 저장된 주물사를 압축 공기의 흐름에 의해 통기시키는 통기 수단과, 이 통기된 주물사를 더 압축된 압축 공기에 의해 사출하는 복수개의 노즐을 갖는다. 이러한 모래 호퍼의 하단의 상기 노즐 근처에는, 멀티 세그먼트 스퀴징 풋이 부착되어 있다. 장치는 또한, 상기 노즐 및 스퀴징 풋을 둘러싸고 상하 이동시킬 수 있는 필링 프레임과, 반입/반출 수단을 포함한다. 필링 프레임은, 상기 노즐로부터 주물사와 함께 사출되는 압축 공기를 토출시키는 토출구를 갖는다. 반입/반출 수단은, 패턴을 갖는 패턴 플레이트를 각각 나르는 한 쌍의패턴 캐리어를 포함하고, 상기 베이스 상의 상기 필링 프레임에 정합되는 위치에 대해, 상기 한 쌍의 패턴 캐리어의 한쪽과 다른쪽을 교대로 반입 및 반출시킨다.

상기 노즐로부터 사출된 주물사는, 상기 패턴 플레이트, 상기 필링 프레임, 상기 스퀴징 풋에 의해 규정되는 조형 공간에 채워져서, 상기 스퀴징 풋에 의해 압축된다.

2개의 상기 상향 실린더는, 상기 베이스 상의 한쪽의 대각선상의 모서리부에 배치해도 상관없다. 이 경우, 상기 베이스 상의 다른쪽 대각선상의 모서리부에는, 마찬가지로 2개의 상향 실린더를 배치하여, 상기 막대 형상의 요소로서 4개의 상향 실린더를 채용해도 된다. 또는, 다른쪽 대각선상의 모서리부에는, 각각이 가이드 핀을 상하 슬라이드시킬 수 있게 끼워 맞춘 한 쌍의 홀더를 배치할 수도 있다.

상기 막대 형상의 요소는, 상기 베이스 상에 삼각 형상으로 배치된 3개의 상기 상향 실린더로 해도 된다. 이 경우, 상기 반입/반출 수단은, 삼각형의 꼭지점 부분을 이루는 실린더를 회전축으로 하여 수평면 내에서 회전하는 턴테이블로 해도 무방하다.

모든 실시 형태에서, 주물사를 압축시키는 압축 수단으로서, 서로 독립적으로 상하 이동시킬 수 있는 복수개의 스퀴징 풋을 이용해도 무방하다. 더욱이, 이러한 복수개의 스퀴징 풋의 하단이 이루는 스퀴징 면이, 조형 공간 형성시에는 울퉁불퉁한 윤곽(profile)을 가지며, 압축 종료시에는 평탄한 윤곽을 갖도록 할 수도 있다.

여기에서 도면을 참조하면, 동일하거나 또는 기능적으로 동일한 요소는 동일한 참조 부호에 의해 도시되어 있다. 먼저 주로 도 1을 참조하여, 본 발명을 적용한 주형 조형 장치의 각 실시 형태에 거의 공통된 구성 요소 및 그 기능에 대해 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 베이스(2)가 바닥 위에 고정되고, 이 베이스(2) 위에는, 복수개의 상향 메인 승강 실린더(유체 실린더)(4)가 세워져 있다. 실린더는 통상적으로는, 2개 또는 4개로 할 수 있는데, 도 1에서는 대향하는 2개로 한다. 한 쌍의 메인 승강 실린더(4)에, 각각 상방을 향해 뻗도록 설치된 피스톤 로드(4a)의 선단에는, 실린더(4)의 신축 동작에 의해 상하 이동하도록, 강성의 장착 프레임(6)이 고정 부착되어 있다.

베이스(2)의 근처에 부호 8로 표시된 것은, 패턴의 교환을 위한 기구(8)이다. 이 교환 기구는, 도 1의 예에서는, 메인 실린더(4)의 한쪽(도 1의 좌측)의 축을 중심으로 하여 좌우로 뻗는 턴테이블(8)이다. 턴테이블(8)의 중앙은, 좌측 실린더(4)의 하부에 회전 가능하게 끼워져 있고, 이 실린더(4)를 회전축으로 하여 간헐적으로 수평 회전 구동된다. 패턴 교환 기구는, 턴테이블(8) 대신에, 장치의 전후 방향으로 왕복 직선 이동하는 리니어 왕복 운동 테이블을 사용해도 무방하다.

이 턴테이블(8)의 양단부에는, 패턴 플레이트(10a, 10b)(상하 패턴 플레이트)가 거의 수평으로 위에 올려진 패턴 캐리어(12a, 12b)가, 복수개의 스프링, 예컨대 판 스프링(도시하지 않음)에 의해 5mm 정도 들어올려진 상태로 지지되어 있다. 따라서, 베이스(2) 위에서는, 패턴 캐리어와 베이스(2) 사이에는 5mm 정도의 간극(gap)이 있다.

이들 패턴 플레이트(10a, 10b)는, 턴테이블(8)의 회전에 의해 베이스(2)의 중앙 상부에 교대로 반입출된다. 패턴 플레이트(10a, 10b)의 상부면에는 벤트 플러그(vent plug)(도시하지 않음)가 매설되어 있다.

패턴 캐리어(12a, 12b)에 있어서의 패턴 플레이트(10a, 10b)의 네 모서리 바깥쪽에 대응하는 위치에는, 각각 상향의 상승 실린더(rising cylinder)(14a, 14b)가 매설되어 있고, 그 선단에는 패턴 플레이트(10a, 10b)의 외주를 둘러싸고 상하로 슬라이드 가능한 하부 보조틀(16a, 16b)이 각각 연결 지지되어 있다. 이러한 하부 보조틀(16a, 16b)은, 상승 실린더(14a, 14b)가 최고로 신장된 상태에 있을 때에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 패턴 플레이트(10a, 10b)의 분할면으로부터 약간 상방으로 돌출되고, 최고로 수축된 상태에 있을 때에는 (예를 들어 도 5에 도시하는 바와 같이) 패턴 플레이트(10a, 10b)의 분할면과 거의 동일면이 되도록 되어 있다. 또한, 상승 실린더(14a)(또는 14b)는, 하부 보조틀(16a)(또는 16b)과 주형이 들어간 주형틀(18)을 들어올려서 이형시키는 힘을 갖게 되는데, 메인 실린더(2)를 상승시킬 힘은 없다.

주형틀(18)의 상방에는, 배기 제어 챔버(도시하지 않음)에 연통되는 가스 배출구(vent hole)(32)(도 2)가 상부에 형성된 필링 프레임(20)과 중첩되어 있다. 필링 프레임(20)을 지지하는 방식에 대해서는, 각 실시 형태의 설명에서 서술한다. 필링 프레임(20)의 상방에는, 압축 기구(22)가 상하 이동 가능하게 배치되고, 이 압축 기구(22)의 하부는 필링 프레임(20)에 상하로 슬라이드 가능하게 관통 장착되어 있다.

압축 기구(22)는, 프레임(6)의 중앙부에 이를 관통하도록 고정 부착된 모래 호퍼(34)와, 이 모래 호퍼(34)의 하부면에 장착되어서, 전체적으로 부호 36으로 표시되는 압축기와, 이 압축기(36)가 주물사를 압축시키도록 상하로 이동시키는 승강 기구(38)를 포함한다.

모래 호퍼(34)는, 그 상부가 모래 저장실(34a)을 이루고, 그 하부가 필링 프레임(20)에 관통 장착된 복수개의 노즐(도 1에는 도시하지 않음)을 이루고 있다. 모래 호퍼(34)의 상부에는 슬라이드 가능한 슬라이드 게이트(40)에 의해 개폐되는 개구(42)가 형성되어 있다. 이러한 슬라이드 게이트(40)가 개방되었을 때에는, 공지된 수단에 의해 개구(42)를 통해서 모래가 모래 호퍼(34) 내에 도입된다.

여기에서 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명을 적용한 주형 조형 장치의 제 1 실시 형태에 대해 설명한다.

먼저 전체적으로 부호 100으로 표시되는 주형 조형 장치에 있어서의주형틀(18)의 지지 방식에 대해 설명한다. 주형틀(18)은, 컨베이어(24)에 의해, 장치(100)의 전후 방향(도 1의 지면에 대해서 수직 방향)으로 뻗는 경로를 따라 이동될 수 있다. 이 컨베이어(24)는, 프레임(6)에 장착되어 대향하는 한 쌍의 수직 부재(26)의 각각에, 복수개의 플랜지가 붙어 있는 롤러(28)를 전후 방향(도 1의 지면에 대해서 직교하는 방향)으로 적당한 간격을 두고 축 지지되어 있다.

다음, 주형 조형 장치(100)의 필링 프레임(20)의 지지 방식에 대해 설명한다. 압축 기구(22)의 양측에는, 한 쌍의 하향의 필링 프레임 실린더(30)가 장착되어 있다. 필링 프레임 실린더(30)의 피스톤 로드의 선단은 필링 프레임(20)에 연결되어 있으며, 필링 프레임 실린더(30)의 작동에 의해 필링 프레임(20)을 상하 이동시키도록 되어 있다.

이하, 주형 조형 장치(100)가 채용하는 압축기(36)에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 압축기(36)의 일례는, 복수개의 직방체 형상의 스퀴징 풋(36a)을 포함하고, 주물사를 압축시키는 부분이 복수개로 분할된 멀티 세그먼트 방식이다. 이를 대신하여, 주물사를 압축시키는 부분이 일체적인 단일 압축기를 사용한 것으로 할 수도 있다. 혹은, 압축기의 배면에 압력 유체가 작용하는 가요성 막(flexible membrane)을 구비하여 유연성을 높인 설계로 해도 무방하다. 이들 압축기(36)의 설계예에 대해서는 당업자에게는 공지된 것이므로 상세히 설명하지 않는다.

여기에서 도 1에 도시하는 상태로부터 소정의 주형 조형 공간에 주물사를 채워넣고, 압축시키는 순서에 대해 설명한다. 먼저, 압축 기구(36)의 승강 기구(38)에 의해 복수개의 스퀴징 풋(36a)을 승강시키고, 이러한 스퀴징 풋(36a)이 이루는압축면과, 그 하방에 대향하는 패턴 플레이트(10a)의 모형부 사이에 필요한 간격을 형성한다. 이 때, 스퀴징 풋(36a)의 하단이 이루는 스퀴징 면의 형상(윤곽)은, 그 하방에 대향하는 패턴 플레이트(10a)의 올록볼록한 형상에 정합되는 요철 형상으로 되어 있다.

그와 동시에, 상승 실린더(14a)를 신장 작동시켜서 하부 보조틀(16a)이 상승된 상태로 한다. 상승 실린더(14a)에 의한 하부 보조틀(16a)의 높이 위치(패턴 플레이트(10a)의 분할면으로부터 돌출), 상기 도시하지 않은 스퀴징으로 인한 패턴 캐리어(12a)의 높이 위치(베이스(2)의 약 5mm 상방)는 상기한 바와 같다.

이러한 상태에서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 메인 실린더(4)를 필요한 길이만큼 수축 작동시켜서 승강 프레임(6), 압축 기구(22) 등을 하강시켜, 하부 보조틀(16a) 상에 주형틀(18)을 올려놓고, 계속해서, 필링 프레임 실린더(30)를 신장 작동시켜 주형틀(18) 상에 필링 프레임(20)을 중첩시켜서 조형 공간을 규정한다.

그 다음에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 압축 기구(22)의 모래 호퍼(34) 내의 주물사를 조형 공간에 불어넣어 충전시킨다. 계속해서, 메인 실린더(4)의 수축시에, 그 구동 유체(전형적으로는 기름)의 배출측에서부터 구동 유체를 배출할 수 없도록 함으로써, 하부 보조틀(16a)을 하강시킬 수 없게 만들고, 또한 필링 프레임 실린더(30)의 수축시에는, 기름 배출측에서부터 기름을 배출할 수 있도록 해서, 필링 프레임(20)을 모래 호퍼(34)의 하부 등에 대해 상대적으로 상승시킬 수 있게 만든다. 이러한 상태에서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상승 실린더(14a)를 수축 작동시켜서 승강 프레임(6)을 통해서 압축 기구(22)를 적당한 거리만큼 하강시킨다.이로써, 조형 공간의 주물사가 압축된다(1차 압축). 이 경우, 거의 대부분의 스퀴징 풋(36a)이, 주물사의 반력에 의해 거의 동일한 높이 레벨까지 복귀하여, 이들 스퀴징 풋(36a)의 스퀴징 면을, 주형틀(18)의 상부면 레벨과 거의 일치하는 높이까지 하강시키는 것이 바람직하다. 즉, 압축이 종료되었을 때에는, 스퀴징 면은 평평하다.

그런 다음, 메인 실린더(4)의 수축시에 기름 배출측에서부터 기름을 배출할 수 있도록 해서 하부 보조틀(16a)을 하강시킬 수 있게 한 상태에서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상승 실린더(14a)를 더욱 수축 작동시켜서, 압축 기구(22)와, 주형틀(18) 및 필링 프레임(20)을 더욱 하강시킨다. 이 때, 하부 보조틀(16a)은, 주형틀(18), 필링 프레임(20) 및 필링 프레임 실린더(30)를 통해서 밑으로 눌러지고, 이에 따라, 주물사가 주형틀(18)과 일체로 되어 하강하여, 패턴 플레이트(1)에 눌린다. 이 결과, 주물사는 더욱 압축되게 된다(2차 압축). 이 경우, 주형틀(18) 내의 주물사의 하부면(합치면)이 주형틀(18)의 하부면 레벨과 거의 일치하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 압축 단계의 압력은, 제 1 압축 단계의 압력과 같은 정도이어도 되지만, 바람직하게는 더 높게 하는 것이 효과적이다.

주물사의 압축 완료후, 필링 프레임 실린더(30)의 신장시에 기름 배출측으로부터 배출할 수 없도록 한 상태에서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 메인 실린더(4)를 신장 작동시키면서 상승 실린더(14a)를 신장 작동시켜 압축 기구(22) 및 필링 프레임(20)을 상승시킨다. 더욱이 조형된 주형을 포함하고 있는 주형틀(18)을 복수개의 플랜지가 붙어 있는 롤러(28)에 걸리게 해서 끌어 올려, 패턴플레이트(10a)로부터 분리시킨다. 그 후, 턴테이블(8)을 180° 수평회전시킴으로써, 다른 패턴 플레이트(10b)를 압축 기구(22)의 바로 밑으로 이동시킨다. 이로써 1 사이클이 종료된다. 여기에서, 컨베이어(24) 상에 다른 비어 있는 주형틀(18)을 반입함으로써, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 사이클을 반복할 수 있다.

상기 설명으로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 주형 조형 공간에 채워진 주물사를, 피트를 필요로 하는 패턴 플레이트 승강용 대형의 유체 실린더를 설치하지 않고, 주형 조형 공간 내의 주물사를 거의 전체에 걸쳐 원하는 경도로 압축시킬 수 있다.

본 발명의 제 2 실시 형태에 대해 도 7 내지 도 14를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 필링 프레임(20)은, 압축 기구(22)의 양측에 장착된 한 쌍의 하향 필링 프레임 실린더(30)의 피스톤 로드의 선단에 연결되어 있으며, 필링 프레임 실린더(30)의 구동에 의해 상하 이동할 수 있다. 또한 본 실시 형태의 압축기(36)는, 멀티 세그먼트 방식의 스퀴징 풋(36a)을 이용한다. 주형틀(18)은, 제 1 실시 형태와 동일한 컨베이어(24)에 의해 장치(110)의 전후 방향으로 이동된다.

도 7에 있어서, 전체적으로 부호 110으로 표시되는 주형 조형 장치의 모래 호퍼(34)의 하단에는, 스퀴징 풋(36a)의 주위에 복수개의 모래 배출 노즐(44)이 설치되어 있다. 이들 노즐(44)은, 스퀴징 풋(36a)이 상승 위치에 있을 때에 스퀴징 풋(36a)의 하단면과 노즐(44)의 하단면이 같은 높이 레벨이 되도록 되어 있다.

모래 호퍼(34)의 모래 저장실(34a)의 상측부에는, 압축 공기 도입관(46)이 연통되어 있다. 이 도입관(46)에는, 모래 저장실(34a) 내의 주물사를 노즐(44)을통해서 조형 공간에 채우기 위한 비교적 저압인 제 1 압축 공기가 압축 공기원으로부터 밸브(둘다 도시하지 않음)를 통해서 도입된다.

모래 호퍼(34)의 모래 저장실(34a)의 하부 주변측과 하부 내부에는, 비교적 저압인 제 2 압축 공기를 분출시켜서 주물사를 부유 또는 유동화(여기에서는 「통기」라고 칭함)시키는 복수개의 공기 분출 챔버(48)가 설치되어 있고, 이들 챔버(48)는 1개의 밸브를 통해서 압축 공기원(둘다 도시하지 않음)에 연통되어 있다.

도입관(46)에 의한 제 1 압축 공기와 공기 분출 챔버(48)에 의한 제 2 압축 공기의 압력은, 각각 바람직하게는 0.05∼0.18MPa이다.

이하, 주형 조형 장치(110)의 작동에 대해 설명한다. 도 7에 있어서는, 모래 호퍼(34) 내에는 주물사(S)가 채워져 있고, 스퀴징 풋(36a)의 하부면이 이루는 스퀴징 면의 형상이, 하방의 패턴 플레이트(10a)의 올록볼록한 형상에 정합되는 요철 형상을 이루고 있다. 컨베이어(24)에는 빈 주형틀(18)이 반입되어 있다. 이 때, 패턴 캐리어(12b) 및 하부 보조틀(16a)의 높이 위치는, 제 1 실시 형태에서 도 1을 참조하여 설명한 것과 동일하게 설정되어 있다.

이 상태에서 슬라이드 게이트(40)를 작동시켜서 개구(42)를 닫은 후, 필링 프레임 실린더(30)를 신장 작동시켜서 필링 프레임(20)을 하강시키고, 주형틀(18)의 상부면에 눌러서 밀착시킨다. 동시에 메인 실린더(4)를 수축 작동시켜서, 주형틀(18)을 패턴 플레이트(10a)의 외주에서 상방으로 돌출되어 있는 하부 보조틀(16a) 위로 누르고, 패턴 캐리어(12a)를 상기 도시하지 않은 스프링에 대항하여 눌러 내려서, 베이스(2) 상에 압착시킨다(도 8). 이 때, 패턴 플레이트(10a), 하부 보조틀(16a), 주형틀(18), 필링 프레임(20) 및 스퀴징 풋(36a)이 조형 공간을 규정한다. 이 조형 공간의 상부면을 규정하는 스퀴징 풋(36a)이 형성하는 하단면(스퀴징 면)은, 그 하방에 대향하는 패턴 플레이트(1a)의 올록볼록한 형상에 정합되는 요철 형상을 이룬다.

그 다음, 밸브(도시하지 않음)를 통해서 도입관(46)으로부터 제 1 압축 공기(충전용 공기)를 모래 저장실(34a)에 공급하여, 주물사(S)를 조형 공간에 노즐(44)을 통해서 충전시킨다. 이러한 충전은, 동시에, 복수개의 챔버(48)로부터 제 2 압축 공기(통기용 공기)를 모래 호퍼(34)의 모래 저장실(34a) 내에 분출시켜서, 저장실(34a)내의 주물사(S)를 통기시키면서 실행된다(여기에서는, 「통기 충전」이라고 칭함)(도 9). 이러한 통기 충전시의 압축 공기는, 필링 프레임(20)의 가스 배출구(32) 및/ 또는 패턴 플레이트(1a)의 상기 벤트 플러그(도시하지 않음)로부터 배기된다. 한편, 상기 배기 제어 챔버(도시하지 않음)에서 가스 배출구(32)로부터의 배기량을 제어함으로써 패턴 플레이트(1a)의 벤트 플러그로부터의 배기량을 제어할 수도 있다. 이것에 의해 조형 공간에 있어서의 패턴 플레이트(1a)의 복잡한 형상부의 주물사의 충전 밀도를 부분적으로 조정할 수 있다.

그 다음에, 메인 실린더(4)를 더욱 수축 작동시켜서, 필링 프레임 실린더(30)를 수축시키면서, 승강 프레임(6) 및 이것에 지지되어 있는 부재를 하강시켜서, 스퀴징 풋(36a)의 하부면 전체가 평탄해질 때까지 주물사(S)를 압축시킨다(1차 스퀴즈). 동시에, 슬라이드 게이트(40)를 역작동시켜서 개구(42)를 개방한다(도 10). 1차 스퀴즈 기간 중의 메인 실린더(4)의 수축 작동은, 스퀴즈 압력이 1차 스퀴즈의 설정 압력에 도달할 때까지 계속된다. 스퀴즈 압력이 1차 스퀴즈의 설정 압력에 도달했음은, 예컨대 압력 센서(도시하지 않음)를 이용하여, 직접 검출해도 된다. 혹은, 메인 실린더(4)의 인코더 위치가 1차 스퀴즈의 설정 위치에 도달했음을 검출하는 인코더 센서(도시하지 않음)를 이용하여, 간접적으로 검출할 수도 있다.

그런 다음, 상승 실린더(14a)의 작동 유체를 릴리프 상태로 교체하는 동시에, 제 1 실린더(4)를 1차 스퀴즈보다 높은 압력으로 수축 작동시킴으로써, 주형틀(18), 필링 프레임(20), 및 스퀴징 풋(36a) 등이 일체적으로 하강하여, 조형 공간 내의 주물사(S) 전체를 압축시킨다(2차 스퀴즈). 이 때, 하부 보조틀(16a)은, 상승 실린더(14a)의 수축에 의해 하강하여, 패턴 플레이트(10a)의 분할면과 거의 동일한 레벨이 된다(도 11). 하부 보조틀(16a)이 하강단에 도달한 시점에서 스퀴즈 압력이 2차 스퀴즈의 설정 압력에 도달하지 못했을 경우에는, 필링 프레임 실린더(30)를 수축 작동시키면서, 메인 실린더(4)를 더욱 수축 작동시킴으로써, 더 스퀴징된다.

다음, 스퀴즈 압력이 2차 스퀴즈의 설정 압력에 도달하면, 스퀴즈 안정 타이머가 작동하여, 소정 시간에 걸쳐 스퀴징을 유지한다. 이 때, 하부 보조틀(16a)이 하강단에 도달하지 못한 경우에 대응하기 위해, 필링 프레임 실린더(30)를 신장 작동시켜서, 필링 프레임(20)을 하강시키고, 하부 보조틀(16a)이 하강단에 도달할 때까지 주형틀(18)을 눌러 내린다. 이것에 의해 주형틀(18)의 하부면과 주형 하부면을 매번 거의 동일면으로 할 수 있다.

이와 같이 해서 조형한 주형 조형을 끝마친 주형틀(18)을 이형시키는 단계에 대해 설명한다. 메인 실린더(4)는, 주물사에 대한 2차 스퀴즈가 종료되었을 때 수축 위치에 있다. 또한, 상승 실린더(14a)도 수축 위치에 있다. 여기에서, 메인 실린더(4)를 저속도로 상승시키는 동시에, 이 메인 실린더(4)보다 느리지 않은 속도로 상승 실린더(14a)를 상승시킨다. 상승 실린더(14a)의 속도는, 유체 회로에 유체압을 가함으로써 조정할 수 있게 되어 있다.

여기에서 상승 실린더(14a)의 출력은, 하부 보조틀(16a)과 주형이 들어가 있는 주형틀(18)을 들어 올려서 이형시키는 힘을 가지지만, 메인 실린더(4)를 상승시킬 힘은 없다. 한편, 필링 프레임 실린더(30)는 작동 유체에 의해 구속되어 있다. 그러므로, 메인 실린더(4)의 상승과 함께, 스퀴징 풋(36a) 및 필링 프레임(20)은 일체가 되어 상승한다. 동시에, 메인 실린더(4)보다 느리지 않은 속도로 상승 실린더(14a)를 상승시키도록 하고 있기 때문에, 상승 실린더(14a)의 신장 작동에 의해, 주형틀(18)과 필링 프레임(20)이 하부 보조틀(16a)을 통해서 압착된 상태에서 일체적으로 상승하여, 패턴 플레이트(10a)로부터 분리된다.

종래의 이형 방법에서는, 하부 가압 헤드의 실린더의 신장 상태에서 이형이 이루어지는데, 하부 가압 헤드를 사용하지 않는 본 실시 형태에서는, 메인 실린더(4)의 피스톤 로드(2a)가 가장 수축된 상태에서 이형이 이루어진다. 따라서, 하부 가압 헤드를 사용한 종래의 방법보다, 메인 실린더(4)는, 충분한 가이드 길이와 강도를 얻을 수 있고, 높은 이형 정밀도가 얻어진다. 이형 정밀도를 더욱높이기 위해서는, 메인 실린더(4)는, 그 출력이 크고, 실린더 지름도 큰 것이 바람직하다.

조형된 주형은 주형틀(18)과 함께 정지 상태에서 약간 상승되어 이형된다. 그 후, 필링 프레임(20) 및 스퀴징 풋(36a)은 일체가 되어 상승되어 나간다. 그 도중에, 주형을 조형한 주형틀(18)이 컨베이어(24)에 의해 건져 올려져서, 패턴 플레이트(1a)로부터 완전히 분리된다. 그리고, 모래 호퍼(34) 내에 주물사(S)가 보급된다(도 12).

다음으로, 컨베이어(24)에 의해, 주형을 조형한 주형틀(18)을 반출하고, 또한 빈 주형틀(18)을 반입한다. 그와 동시에, 턴테이블(8)을 180° 회전시켜서 패턴 플레이트(10a)와 패턴 플레이트(10b)를 교체한다. 더욱이 스퀴징 풋(36a)이 형성하는 스퀴징 면이, 패턴 플레이트(10b)의 요철 형상이 되도록 스퀴징 풋(36a)을 작동시킨다(도 13). 그 다음에, 패턴 플레이트(10b)에 대해 상술한 단계를 반복한다.

본 실시 형태에서는, 예비 압축은 실행되지 않는다. 그러나, 필요에 따라 모래 호퍼(34)의 하단에 회전 게이트, 압축 공기 도입구 등을 설치하여, 압축 공기의 흐름에 의한 주물사(S)의 예비 압축을 실행할 수 있는 설계로 해도 무방하다.

더욱이, 본 실시 형태에서는, 패턴 플레이트(10a, 10b)의 외주를 둘러싸고 상하 슬라이드하는 프레임 형상의 하부 보조틀(16a, 16b)은, 패턴 캐리어(12a, 12b) 상의 패턴 플레이트(10a, 10b)의 네 모서리 바깥쪽 위치에 상향으로 매설된 상승 실린더(14a 및 14b)에 의해 지지되어 있다. 이 대신에, 도 14에 도시하는 바와 같이 패턴 캐리어(12a, 12b)(도 14에서는 대표로 12a로 되어 있음)를 이용해도 무방하다.

도 14에 있어서, 패턴 캐리어(12a)의 네 모서리에는, 하부 보조틀(16a)의 바닥면을 수평으로 밀어 올리기 위한 핀(50)이 삽통되어 있다. 이들 네 개의 핀(50)에 대응하는 베이스(2) 상의 네 군데에는, 핀(50)을 상하 이동시키는 상승 실린더와 동일한 상향 실린더(52)가 설치되어 있다. 따라서, 하부 보조틀(16a)은, 패턴 캐리어(12a)를 관통하는 핀(50)을 통해서 실린더(52)에 의해 지지된다.

실린더(52)의 선단은, 완전 수축 상태에서 패턴 캐리어(12a)의 하부면에 도달하지 않게 되어 있다. 실린더(52)는, 패턴 교환 기구(8)의 양단부의 상하 패턴 캐리어의 상승 실린더로서 겸용할 수 있다. 따라서, 베이스(2) 상에만 4개의 실린더(52)를 설치하면, 각각의 패턴 캐리어에 상승 실린더(14a, 14b)를 설치할 필요가 없어, 패턴 캐리어의 구성을 단순화시킬 수 있다.

더욱이, 상승에 필요한 실린더의 개수를 줄일 수 있으므로, 특히 실린더(52)가 유체 실린더인 경우에는, 그 작동 유체의 회로 구성이 간단해져서, 보수 점검도 용이하게 된다.

이 경우에도, 이형은 메인 실린더(4)의 피스톤 로드(4a)가 가장 수축된 상태에서 이루어지기 때문에, 이형 정밀도가 높게 얻어진다.

패턴 교환 기구(8)의 이동시에, 패턴 교환 기구(8)와 실린더(52)가 서로 간섭하지 않도록 해야 함은 물론이다.

복수개의 핀(50)에는, 어떠한 낙하 방지 기구, 예컨대 핀(50)과 하부보조틀(16a)을 체결시키는 기구를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 패턴 캐리어(12a)의 베이스(2) 상에 압착시킬 목적으로, 패턴 캐리어(12a)에 제 1 클램프 부재(도시하지 않음)를 설치하고, 베이스(2)에는, 제 1 클램프 부재를 잡아당겨서 클램프하며, 패턴 캐리어(12a)를 베이스(2) 상에 압착시키는 제 2 클램프 부재(도시하지 않음)를 설치해도 된다.

도 15 내지 도 22를 참조하여 본 발명의 제 3 실시 형태에 대해 설명한다. 도 15에 있어서, 전체를 부호 120으로 표시되는 주형 조형 장치는 압축기(36)로서 세그먼트 방식의 스퀴징 풋(36a)을 채용하고 있다. 스퀴징 풋(36a)의 주위에는 노즐(44)이 설치되어 있다.

도 15의 단면을 도시하는 도 22를 참조하면, 본 실시 형태에서는, 제 1 및 제 2 실시 형태와 동일한 2개의 메인 실린더(4)와, 각각 가이드 핀(74)이 삽통된 2개의 가이드 핀 홀더(72)가, 단면이 사각 형상인 베이스(22) 상에 배치되어 있다. 즉, 베이스(22)를 위쪽에서 보았을 때, 베이스(2)의 좌측 상부 모서리와, 그 대각선상의 우측 하부 모서리에는, 제 1 및 제 2 실시 형태와 동일한 메인 실린더(4)가 설치되어 있다. 또한, 베이스(2)의 우측 상부 모서리와, 그 대각선상의 좌측 하부 모서리에는, 가이드 핀(74)이 삽통된 가이드 핀 홀더(72)가 설치되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 장착 프레임(6)은, 메인 실린더(4)의 피스톤 로드(4a) 및 가이드 핀(74)의 선단에 고정 부착되어 있다.

장치(120)의 패턴 교환 기구(8)는, 제 1 및 제 2 실시 형태의 턴테이블 대신에, 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 베이스(2)의 전후 방향(도 17의 지면에 대해 직교하는 방향)을 따라 왕복 직선 운동하는 리니어 왕복 이동 테이블이다.

이러한 패턴 교환 기구(8)의 양단부에서의 패턴 캐리어(12a, 12b)에 의한 패턴 플레이트(10a, 10b)의 지지 방식은 제 1 및 제 2 실시 형태와 동일하다. 패턴 교환 기구(8)의 직선 이동에 의해, 패턴 캐리어(12a, 12b)는, 패턴 플레이트(10a, 10b)를 베이스(2)의 상부 중앙에 교대로 반입출시킬 수 있다(도 22 참조).

장치(120)의 다른 구성은 제 2 실시 형태와 동일하다. 이 장치(120)도 제 2 실시 형태와 마찬가지로 해서, 초기 설정(도 15), 패턴 캐리어(12a)의 베이스(2)에 대한 압착(도 16), 통기 충전(도 17), 1차 스퀴즈(도 18), 2차 스퀴즈(도 19), 이형(도 20), 패턴 플레이트 (10a)와 (10b)의 교체(도 21), 및 이러한 단계의 반복을 실행할 수 있다. 단, 이들 단계에 있어서, 가이드 핀(74)은, 메인 실린더(4)의 수축 및 신장 작동에 따라 상하 이동한다. 또한, 패턴 플레이트 (10a)와 (10b)의 교체는, 패턴 교환 기구(8)의 직선 구동에 의해 실행된다.

본 실시 형태에서 조형된 주형은, 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 주형틀(18)과 함께 정지 상태에서 약간 상승되어 미속으로 이형되고, 메인 실린더(4)의 피스톤 로드(4a)가 가장 수축된 상태에서 이형되기 때문에, 높은 이형 정밀도를 얻을 수 있다. 또한, 메인 실린더(4)의 1개당 출력이 작게 들기 때문에, 메인 실린더(4)의 지름을 작게 하거나, 피스톤 로드(4a)의 지름을 크게 할 수 있다. 그러므로, 메인 실린더(4)의 설치 장치가 좁을 경우에도 적합하다.

패턴 플레이트(10a, 10b)를 다른 패턴 플레이트와 교환할 경우에는, 적당한 패턴 캐리어 반입출 장치(도시하지 않음)에 의해, 먼저 패턴 교환 기구(8)로부터패턴 플레이트(10a, 10b)를 올려놓은 패턴 캐리어(12a, 12b)를 반출하여, 패턴 플레이트(10a, 10b)를 다른 패턴 플레이트와 교환한다. 그 후, 이러한 다른 패턴 플레이트를 올려놓은 패턴 캐리어(12a, 12b)를 패턴 캐리어 반입출 장치에 의해 반입하여, 패턴 교환 기구(8) 상에 설정한다.

이하, 본 발명의 제 3 실시 형태의 몇 가지 변형예를 나타낸다. 도 15 내지 도 23에서는, 베이스(2) 상의 한쪽의 대각선상의 두 모서리에 한 쌍의 메인 실린더(4), 다른쪽 대각선상의 두 모서리에는 한 쌍의 가이드 핀(74)을 배치하였다. 이 대신에, 도 23에 횡단면도로 도시하는 바와 같이, 베이스(2) 상의 대각선상의 네 모서리 전체에 4개의 메인 실린더(4)를 배치하고, 가이드 핀(74)을 없애도 된다.

혹은, 도 24에 횡단면도로 도시하는 바와 같이, 베이스(2) 상의 좌측에 1개, 우측의 2개의 메인 실린더(4)를 배치한 삼각 형상의 배치를 채용할 수도 있다. 이 경우, 패턴 교환 기구(8)는, 직선 이동 방식 대신에, 좌측의 메인 실린더(4)를 회전 중심축으로 하는 턴테이블 방식으로 해도 무방하다.

제 3 실시 형태 및 그 변형예에 있어서는, 제 2 압축 공기의 분출 조정, 압력 조정을 제 2 실시 형태와 동일하게 변경할 수 있다.

또한 제 3 실시 형태 및 그 변형예에 있어서는, 하부 보조틀(16a, 16b)을 상하 슬라이드시키는 상승 실린더(14a, 14b)가 패턴 캐리어(12a, 12b)에 내장되어 있다. 이 대신에, 상승 실린더(14a, 14b)와 동일한 요소를 패턴 교환 기구(8)에 내장시켜도 무방하다. 이는 예컨대, 제 2 실시 형태에서 도 14를 참조하여 설명한설계에 의해 실현할 수 있다.

도 25 및 도 26은 본 발명의 제 4 실시 형태를 도시한다. 전체적으로 부호 130으로 표시되는 주형 조형 장치에 있어서는, 압축기(36)로서 세그먼트 방식의 스퀴징 풋(36a)을 채용하고 있다. 이 스퀴징 풋(36a)의 주위에는 복수개의 모래 충전 노즐(54)이 설치되어 있다. 주형 조형 장치의 필링 프레임(20)의 지지 방식에 대해서는 후술한다.

패턴 캐리어(12a, 12b)와 베이스(2)에는, 각각 제 1 및 제 2 클램프 부재(둘다 도시하지 않음)가 설치되며, 제 2 클램프 부재에 의해 제 1 클램프 부재를 잡아당겨서 클램프함으로써, 패턴 캐리어(12a, 12b)를 베이스(1) 상에 압착시킨다.

모래 호퍼(34)의 모래 저장실(34a)의 상측부에는, 압축 공기 도입관(46)이 연통되어 있다. 이 도입관(46)에는, 저장실(34a) 내의 주물사(S)를 노즐(54)을 통해서 조형 공간에 충전시키기 위한 비교적 저압인 제 1 압축 공기가 압축 공기원으로부터 밸브(둘다 도시하지 않음)를 통해서 도입된다.

모래 호퍼(34)의 하부 주변측과 하부 내부에는, 각각 비교적 저압인 제 2 압축 공기를 분출시켜서 주물사를 부유시키거나 또는 유동화(여기에서는, 「통기」라고 칭함)시키는 복수개의 제 1 및 제 2 공기 분출 챔버(56 및 58)가 각각 설치되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 공기 분출 챔버(56 및 58)는, 각각 공통의 밸브를 통해서 압축 공기원(둘다 도시하지 않음)에 연통되어 있다. 대표적으로, 제 1 및 제 2 공기 분출 챔버(56 및 58)가 각각의 분출하는 제 2 압축 공기의 압력을 서로 독립적으로 조정할 목적으로, 이들 챔버(56 및 58)를, 공통의 밸브 대신에, 별개의 밸브를 통해서 압축 공기원에 연통시켜도 무방하다.

도입관(56)에 의한 제 1 압축 공기와, 제 1 및 제 2 공기 분출 챔버(56 및 58)에 의한 제 2 압축 공기의 압력은, 각각 바람직하게는 0.05∼0.18MPa이다.

이하, 주형 조형 장치(130)의 주형틀(18) 및 필링 프레임(20)의 지지 방식에 대해 설명한다. 스퀴징 풋(36a) 및 노즐(54)을 둘러싸는 필링 프레임(20)은, 상술한 실시 형태의 필링 프레임 실린더(30) 대신에, 필링 프레임(20) 양측 근처에 배치된 한 쌍의 상향 필링 프레임 실린더(60)에 연결되어 있다. 필링 프레임 실린더(60)의 양측 근처에는, 승강 프레임(6)에 매달린 컨베이어 승강용의 한 쌍의 하향 유체 실린더(62)가 설치되어 있다. 각각의 유체 실린더(62)의 하단에는, 롤러(66)를 구비한 주형틀(18)의 반입출 컨베이어(64)가 연결되어 있다. 이러한 반입출 컨베이어(64)의 상단부에는, 상향 필링 프레임 실린더(60)의 하단이 부착되어 있다. 또한 하부 보조틀(16a)은 한 쌍의 하향의 하부 보조틀 실린더(68)에 연결되어 있으며, 반입출 컨베이어(64)의 하단부는 하부 보조틀 실린더(68)에 연결되어 있다. 더욱이 각각의 메인 실린더(4)에는, 장치(130)의 내면측에 있어서, 실린더 로드(70a)를 갖는 스토퍼 실린더(70)가 장착되어 있다. 이 스토퍼 실린더(70)는 유체 실린더로 해도 되지만, 전동 실린더 또는 공기 실린더로 해도 상관없다.

여기에서 장치(130)의 작동에 대해 설명한다. 도 25에 있어서는, 모래 호퍼(34) 내에 주물사(S)가 투입되어, 스퀴징 풋(36a)이 이루는 스퀴징 면의 형상이, 그 하방에 대향하는 패턴 플레이트(10a)의 올록볼록한 형상에 정합되는 요철 형상을 이루고 있다. 더욱이, 컨베이어(64)에는 빈 주형틀(18)이 반입되어 있다.이러한 주형틀(18)은, 필링 프레임(20)과, 컨베이어(64)에 구비된 롤러(66)의 사이에 끼워져서 이동을 구속받고 있으며, 주형틀(18)이 들어올려지지 않을 압력으로 하부 보조틀 실린더(68)를 수축 작동시켜서 하부 보조틀(16a)의 상부면을 주형틀(18)의 하부면에 밀어붙인 상태에 있다. 한편, 각 스토퍼 실린더(70)는, 최대한 신장된 상태에 있다. 또한, 패턴 캐리어(12a)는, 베이스(2)와의 사이에 5mm 정도의 간극을 이루도록, 복수개의 스프링(도시하지 않음)에 의해 5mm 정도 들어올려진 상태에서 턴테이블(8) 상에 설정되어 있다.

이러한 상태에서 슬라이드 게이트(40)를 작동시켜서 개구(42)를 닫은 후, 상술한 바와 같이, 패턴 캐리어(10a)의 제 1 클램프 부재를 베이스(2)의 제 2 클램프 부재에 의해 잡아당겨서 클램프함으로써, 패턴 캐리어(10a)를 스프링(도시하지 않음)에 대항하여 눌러 내려서, 베이스(1) 상에 압착시킨다.

그 후, 컨베이어 실린더(62)에 의해 컨베이어(64)를 통해서, 상기 구속된 주형틀(18)과 승강 프레임(6)의 이동을 구속한 상태에서, 메인 실린더(4)를 수축 작동시킴으로써, 주형틀(18)이 설정된다.

이 때, 패턴 플레이트(10a), 하부 보조틀(16a), 주형틀(18), 필링 프레임(20), 스퀴징 풋(36a)에 의해 규정되는 조형 공간에 있어서는, 스퀴징 풋(36a)이 이루는 스퀴징 면이, 그 하방에 대향하는 패턴 플레이트(10a)의 올록볼록한 형상에 정합되는 요철 형상을 형성하고 있다.

이러한 주형틀의 설정은, 컨베이어(64)가 스토퍼 실린더(70)의 실린더 로드(70a)의 선단에 접촉할 때까지 계속된다. 그러나, 이러한 접촉이 이루어진 시점에서, 모래 호퍼(34), 스퀴징 풋(36a) 및 노즐(54)이 설정 위치에 도달하지 않은 경우에는, 컨베이어 실린더(62)에 의해 구속된 주형틀(18)과 승강 프레임(6)의 이동에 대한 구속을 해제하여, 컨베이어 실린더(62)를 수축 작동시키면서, 더욱 메인 실린더(4)를 수축 작동시킨다. 이 때, 컨베이어 실린더(62) 및 메인 실린더(4)의 수축 작동은, 모래 호퍼(34), 스퀴징 풋(36a) 및 충전 노즐(44)이 설정 위치에 도달할 때까지 계속된다. 설정 위치는 패턴 플레이트(10a)의 형상 등을 고려하여 적절히 최적의 위치가 설정된다.

그 다음에 제 1 및 제 2 공기 분출 챔버(56 및 58)로부터 제 2 압축 공기를 모래 호퍼(34) 내에 분출시켜서, 모래 호퍼(34) 내의 주물사(S)를 유동화(통기)시킨다. 이 주물사(S)의 통기 중에, 밸브(도시하지 않음)를 통해서 도입관(46)으로부터 제 1 압축 공기를 모래 호퍼(34)에 공급하여, 주물사(S)를 조형 공간에 노즐(44)을 통해서 충전(통기 충전)한다. 이 통기 충전시의 압축 공기는, 가스 배출구(32) 및/ 또는 패턴 플레이트(10a)의 가스 배출구(도시하지 않음)로부터 배기된다. 한편, 배기 제어 챔버(도시하지 않음)에서 가스 배출구(32)로부터의 배기량을 제어함으로써 패턴 플레이트(10a)의 가스 배출구로부터의 배기량을 제어할 수도 있다. 이것에 의해 조형 공간에 있어서의 패턴 플레이트(10a)의 복잡한 형상부의 주물사(S)의 충전 밀도를 부분적으로 조정할 수 있다.

그런 다음, 메인 실린더(4)를 더욱 수축 작동시켜서, 컨베이어 실린더(62)를 수축시키면서, 승강 프레임(6) 및 이것에 지지되어 있는 부재를 하강시켜서, 스퀴징 풋(36a)의 스퀴징 면 전체가 평탄해질 때까지 주물사(S)를 압축시킨다(1차 스퀴즈). 동시에, 슬라이드 게이트(40)를 역작동시켜서 개구(42)를 개방한다.

1차 스퀴즈 기간 중의 메인 실린더(4)의 수축 작동은, 스퀴즈 압력이 1차 스퀴즈의 설정 압력에 도달할 때까지 계속된다. 스퀴즈 압력이 1차 스퀴즈의 설정 압력에 도달했음은, 예를 들어 압력 센서(도시하지 않음)를 이용하여, 직접 검출해도 무방하다. 혹은 메인 실린더(4)의 인코더 위치가 1차 스퀴즈의 설정 위치에 도달했음을 검출하는 인코더 센서(도시하지 않음)를 이용하여, 간접적으로 검출할 수도 있다.

그 다음에, 컨베이어 실린더(62)에 의해 컨베이어(64)를 통해서 상기 구속된 주형틀(18)과 승강 프레임(6)의 이동을 구속한 상태에서, 스토퍼 실린더(70)의 작동 유체를 릴리프 상태로 전환한다. 그와 동시에, 메인 실린더(4)를 1차 스퀴즈보다 높은 압력으로 수축 작동시킴으로써, 스토퍼 실린더(70)를 수축 작동시키면서, 스퀴징 풋(36a), 필링 프레임(20), 주형틀(18), 하부 보조틀(16a), 컨베이어(64) 및 컨베이어 실린더(62)를 패턴 플레이트(10a)를 향해서 일체적으로 하강시켜, 주물사(S) 전체를 압축(2차 스퀴즈)시킨다. 이 때, 하부 보조틀(16a)은, 스토퍼 실린더(70)의 수축으로 인해 하강하여, 하부 보조틀(16a)의 상부면은, 패턴 플레이트(10a)의 분할면과 거의 동일한 레벨이 된다(도 26).

스토퍼 실린더(70)가 최대 하강단에 도달한 시점에서 스퀴즈 압력이 2차 스퀴즈의 설정 압력에 도달하지 않은 경우에는, 컨베이어 실린더(62)에 의해, 상기 구속된 주형틀(18)과 승강 프레임(6)의 이동에 대한 구속을 해제하여, 컨베이어 실린더(62)를 수축 작동시키면서, 더욱 메인 실린더(4)를 수축 작동시킴으로써 더 스퀴징된다.

그런 다음 스퀴즈 압력이 2차 스퀴즈의 설정 압력에 도달하면, 스퀴즈 안정 타이머가 작동하여, 소정 시간 스퀴징을 유지한다. 이 때, 스토퍼 실린더(70)가 최대 하강단에 도달하지 않은 경우에 대응하기 위해, 컨베이어 실린더(62)를 신장 작동시켜서, 필링 프레임(20), 컨베이어(64)를 하강시켜서 스토퍼 실린더(70)가 최대 하강단에 도달할 때까지 주형틀(18)을 눌러 내린다. 이것에 의해 주형틀(18)의 하부면과 주형 하부면을 매번 거의 동일면으로 할 수 있다.

다음으로, 주형틀(18)의 이동을 구속한 상태 그대로, 컨베이어 실린더(62)에 의해 컨베이어(64)를 통해서, 상기 주형틀(18)과 승강 프레임(6)의 이동을 구속하여, 메인 실린더(4)를 신장 작동시킴으로써 이형시킨다. 이 때, 스퀴징 풋(36a), 필링 프레임(20), 주형틀(18), 컨베이어(64) 및 컨베이어 실린더(62)는 일체적으로 상승된다. 그 때, 이것들과 일체적으로, 또는 개별적으로 하부 보조틀(16a) 또한 상승된다. 여기에서, 하부 보조틀(16a)과 일체적으로 상승시킬 경우에는, 상승 실린더(14a)에는 주형틀(18)이 들어올려지지 않을 압력을 가한다.

그 후, 주형을 조형한 주형틀(18)은, 스퀴징 풋(36a), 필링 프레임(20), 주형틀(18), 컨베이어(64) 및 컨베이어 실린더(62)와 일체적으로 상승하여, 패턴 플레이트(10a)로부터 완전히 분리되는 동시에, 주물사(S)가 모래 호퍼(34) 내에 보급된다.

이 때, 조형된 주형은, 주형틀(18)과 함께 정지 상태에서 약간 상승되어 미속으로 이형되는 동시에, 메인 실린더(4)의 피스톤 로드(4a)가 가장 수축된 상태에서 이형되기 때문에, 높은 이형 정밀도를 얻을 수 있다.

그런 다음, 필링 프레임 실린더(60)의 신장 작동에 의해, 주형을 조형한 주형틀(18)의 구속 상태가 해제되는 동시에, 하부 보조틀 실린더(68)의 신장 작동에 의해, 하부 보조틀(16a)이 하강된다. 그 후, 주형을 조형한 주형틀(18)이 컨베이어(64)를 통해서 반출되며, 빈 주형틀(18)이 반입됨과 동시에, 턴테이블(8)이 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 180° 회전하게 되어, 패턴 플레이트(10a)와 패턴 플레이트(10b)를 교체한다. 더욱이 스퀴징 풋(36a)이 형성하는 스퀴징 면이, 패턴 플레이트(10b)의 요철 형상에 정합되도록 스퀴징 풋(36a)을 작동시킨다. 그런 후, 패턴 플레이트(10b)에 대해, 상기 작동을 반복 실행한다.

이와 같은 단계에 따르면, 흘리는 모래 및 절삭 모래의 발생을 대폭으로 삭감하여, 주물사(S)를 정량적으로 효과적으로 충전시킬 수 있다. 더욱이 패턴 플레이트의 요철 형상에 합치되는 스퀴징을 주형 전체에 실행할 수 있어, 균질적인 주형을 조형할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 패턴을 교환하는 기구로서 턴테이블(8)을 예시하였으나, 대표적으로, 장치의 안길이 방향으로 이동하는 선형 이동 테이블을 사용해도 무방하다.

또한, 필요에 따라, 모래 호퍼(34)의 하단에 회전 게이트, 압축 공기 도입구 등을 설치하여, 압축 공기의 흐름에 의한 주물사(S)의 예비 압축을 실행할 수 있는 설계로 할 수도 있다.

더욱이 본 실시 형태에서는, 모래 호퍼(34)의 하위 주변측의 제 1 공기챔버(56)와, 하위 내부측의 제 2 공기 챔버(58)의 쌍방으로부터 저압 공기를 분출시켜서 주물사의 통기를 실행시키도록 하였으나, 어느 한쪽에서만 통기를 실행시켜도 무방하다.

Claims (27)

1. 주형을 조형하는 조형 공간 내에 주물사를 채워넣고 압축시키는 장치로서,

   수평 형상으로 고정되고, 패턴을 갖는 패턴 플레이트와,

   상기 패턴 플레이트를 둘러싸고 상하 이동할 수 있는 하부 보조틀과,

   상기 하부 보조틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되어 상기 패턴을 둘러싸는 주형틀과,

   상기 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치된 필링 프레임과,

   상기 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되며, 하부가 상기 필링 프레임 내에 진입할 수 있는 압축 수단과,

   이러한 상기 패턴 플레이트, 상기 하부 보조틀, 상기 주형틀, 상기 필링 프레임, 및 상기 압축 수단에 의해 규정된 상기 조형 공간 내에 주물사를 채워넣는 수단을 구비하며,

   상기 압축 수단은, 먼저 조형 공간 내의 주물사를 압축시키는 제 1 압축 단계를 이루도록, 적어도 상기 하부 보조틀이 하강할 수 없는 상태에서 하강시킬 수 있는 동시에, 상기 제 1 압축 단계에 이어서, 상기 조형 공간 내의 주물사를 더욱 압축시키는 제 2 압축 단계를 이루도록, 상기 필링 프레임, 상기 하부 보조틀 및 상기 주형틀이 하강할 수 있는 상태에서 하강시킬 수 있는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압축 수단에 의한 상기 주물사에 대한 제 2 압축 단계의 압축력은 제 1 압축 단계일 때보다 큰 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 압축 수단이, 서로 독립적으로 상하 이동할 수 있고, 상기 주물사를 압축시키는 복수개의 스퀴징 풋을 포함하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 복수개의 스퀴징 풋의 하단이 이루는 스퀴징 면이, 조형 공간 형성시에는 울퉁불퉁한 윤곽을 가지며, 압축 종료시에는 평탄한 윤곽을 갖는 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 압축 수단이, 배면에 압력 유체가 작용하는 가요성 막을 갖는 장치.
6. 수평 형태로 고정되고, 패턴을 갖는 패턴 플레이트와, 상기 패턴 플레이트를 둘러싸고 상하 이동할 수 있는 하부 보조틀과, 상기 하부 보조틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되어 상기 패턴을 둘러싸는 주형틀과, 상기 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치된 필링 프레임과, 상기 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되어, 하부가 상기 필링 프레임 내에 진입할 수 있는 압축 수단에 의해 규정되며, 주형을 조형하는 조형 공간 내에 주물사를 채워넣고 압축시키는 방법으로서, 이 방법은,

   상기 조형 공간 내에 주물사를 채워넣는 단계와,

   적어도 상기 하부 보조틀이 하강할 수 없는 상태에서, 상기 압축 수단을 하강시켜서 상기 조형 공간의 주물사를 압축시키는 제 1 압축 단계와,

   상기 필링 프레임, 상기 하부 보조틀 및 상기 주형틀이 하강할 수 있는 상태에서, 상기 압축 수단을 하강시켜서 상기 조형 공간의 주물사를 더욱 압축시키는 제 2 압축 단계를 포함하는 주물사의 충전 압축 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 압축 수단에 의한 상기 주물사에 대한 제 2 압축 단계의 압축력은 제 1 압축 단계일 때보다 큰 방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 압축 수단이, 서로 독립적으로 상하 이동할 수 있고, 상기 주물사를 압축시키는 복수개의 스퀴징 풋을 포함하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 복수개의 스퀴징 풋의 하단이 이루는 스퀴징 면을, 조형 공간 형성시에는 울퉁불퉁한 윤곽으로 형성하는 단계와,

   압축 종료시에는 평탄한 윤곽으로 형성하는 단계를 포함하는 방법.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 조형 공간 안으로의 주물사의 충전이, 상기 조형 공간 내에 채워넣어야 할 주물사를 압축 공기의 흐름에 의해 유동화시키면서, 이러한 유동화된 주물사를 더 압축된 압축 공기의 흐름에 의해 상기 조형 공간 내에 채워넣음으로써 실행되는 방법.
11. 수평 형태로 고정되고, 패턴을 갖는 패턴 플레이트와, 상기 패턴 플레이트를 둘러싸고 상하 이동할 수 있는 하부 보조틀과, 상기 하부 보조틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되어 상기 패턴을 둘러싸는 주형틀과, 상기 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치된 필링 프레임과, 상기 주형틀의 상방의 상하 이동 가능한 지지 수단에 부착되어서, 하부가 상기 필링 프레임 내에 진입할 수 있는 압축 수단에 의해 규정되는 조형 공간 내에 채워진 주물사에, 상기 압축 수단에 의해 제 1 압축과 제 2 압축의 두 단계의 압축을 실시함으로써 조형된 주형을 이형시키는 방법으로, 이 방법은,

    상기 하부 보조틀을 설정 속도로 상승시켜서 상기 필링 프레임을 통해서 상기 지지 수단에 대해 상향으로 힘을 가하는 동시에, 상기 주형이 조형된 주형틀을 상기 압축 수단 및 상기 필링 프레임과 일체적으로 상승시켜서, 상기 패턴 플레이트로부터 분리시키는 단계와,

    분리된 상기 주형틀을 건져 올리는 단계를 포함하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 압축 수단이, 서로 독립적으로 상하 이동할 수 있고, 상기 주물사를 압축시키는 복수개의 스퀴징 풋을 포함하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 복수개의 스퀴징 풋의 하단이 이루는 스퀴징 면을, 조형 공간 형성시에는 울퉁불퉁한 윤곽으로 형성하는 단계와, 압축 종료시에는 평탄한 윤곽으로 형성하는 단계를 포함하는 방법.
14. 주형을 조형하는 장치로서,

    실질적으로 횡단면이 사각 형상인 베이스와,

    상기 베이스 상에 세워진 3개 이상의 막대 형상의 요소로서, 그 중에서 적어도 2개는 각각 피스톤 로드를 갖는 상향 실린더인 막대 형상의 요소와,

    상기 막대 형상의 요소의 상기 상향 실린더의 피스톤 로드를 포함하는 선단에 부착되며, 상기 상향 실린더의 구동에 의해 상하 이동이 가능한 지지 수단과,

    상기 지지 수단에 의해 지지되며, 주물사를 저장하는 모래 호퍼로서, 저장된 주물사를 압축 공기의 흐름에 의해 유동화시키는 통기 수단과, 이 유동화된 주물사를 더 압축된 압축 공기에 의해 사출하는 복수개의 노즐을 갖는 모래 호퍼와,

    상기 모래 호퍼의 하단의 상기 노즐 근처에 부착되며, 상기 베이스의 상방에서 상하 이동할 수 있는 세그먼트 방식의 스퀴징 풋과,

    상기 노즐 및 스퀴징 풋을 둘러싸고 상하 이동시킬 수 있는 동시에, 상기 노즐로부터 주물사와 함께 사출되는 압축 공기를 토출시키는 토출구를 갖는 필링 프레임과,

    패턴을 갖는 패턴 플레이트를 각각 나르는 한 쌍의 패턴 캐리어를 포함하고, 상기 베이스 상의 상기 필링 프레임에 정합되는 위치에 대해, 상기 한 쌍의 패턴 캐리어의 한쪽과 다른쪽을 교대로 반입 및 반출시키는 반입/반출 수단을 구비하며,

    상기 노즐로부터 사출된 주물사는, 상기 패턴 플레이트, 상기 필링 프레임,상기 스퀴징 풋에 의해 규정되는 조형 공간에 채워져서, 상기 스퀴징 풋에 의해 압축되는 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 패턴 캐리어 상에 설치되며, 상기 패턴 플레이트의 외주를 둘러싸고 상하 이동이 가능한 하부 보조틀을 추가로 구비하는 장치.
16. 제 14 항에 있어서, 2개의 상기 상향 실린더가, 상기 베이스 상의 한쪽의 대각선상의 모서리부에 세워져 있는 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 또 2개의 상기 상향 실린더가, 상기 베이스 상의 다른쪽 대각선상의 모서리부에 세워져 있으며, 상기 막대 형상의 요소가 4개의 상기 상향 실린더인 장치.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 막대 형상의 요소로서, 상기 베이스 상의 다른쪽 대각선상의 모서리부에 세워지며, 각각이 가이드 핀을 상하 슬라이드시킬 수 있게 끼워 맞춘 한 쌍의 홀더를 포함하는 장치.
19. 제 14 항에 있어서, 상기 막대 형상의 요소가, 상기 베이스 상에 삼각 형상으로 배치된 3개의 상기 상향 실린더로서, 그 중에서 2개는, 상기 베이스의 좌우 어느 한 변의 모서리부에 배치되어 있는 장치.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 반입/반출 수단이, 나머지 한 개의 상기 상향 실린더를 회전축으로 하여 수평면 내에서 회전하는 턴테이블인 장치.
21. 제 14 항에 있어서, 상기 세그먼트 방식의 스퀴징 풋의 하단이 이루는 스퀴징 면이, 조형 공간 형성시에는 울퉁불퉁한 윤곽을 가지고, 압축 종료시에는 평탄한 윤곽을 갖는 장치.
22. 주형을 조형하는 장치로서,

    베이스와,

    상기 베이스 상에 상하 이동이 가능하게 설치되어, 주물사를 저장하는 모래 호퍼로서, 저장된 주물사를 압축 공기의 흐름에 의해 유동화시키는 통기 수단과, 상기 유동화된 주물사를 더 압축된 압축 공기에 의해 사출하는 복수개의 노즐을 갖는 모래 호퍼와,

    상기 모래 호퍼의 하단의 상기 노즐 근처에 부착되며, 상기 베이스의 상방에서 상하 이동할 수 있는 세그먼트 방식의 스퀴징 풋과,

    상기 노즐 및 스퀴징 풋을 둘러싸고 상하 이동시킬 수 있는 동시에, 상기 노즐로부터 주물사와 함께 사출되는 압축 공기를 토출시키는 토출구를 갖는 필링 프레임과,

    패턴을 갖는 패턴 플레이트를 각각 나르는 한 쌍의 패턴 캐리어를 포함하고,상기 베이스 상의 상기 필링 프레임에 정합되는 위치에 대해, 상기 한 쌍의 패턴 캐리어의 한쪽과 다른쪽을 교대로 반입 및 반출시키는 반입/반출 수단과,

    상기 패턴 플레이트에 패턴을 둘러싼 상하 이동이 가능한 주형틀과,

    상기 패턴 플레이트의 외주를 둘러싸고 상하 이동할 수 있는 하부 보조틀과,

    상기 패턴 플레이트, 상기 필링 프레임, 상기 주형틀, 상기 하부 보조틀 및 상기 스퀴징 풋에 의해 규정되는 조형 공간 내에 상기 노즐로부터 사출되어 충전된 주물사를, 상기 스퀴징 풋에 의해 1차 압축시키도록 상기 스퀴징 풋을 상기 패턴 플레이트를 향해 하강시키는 수단과,

    상기 필링 프레임, 상기 주형틀, 상기 하부 보조틀 및 상기 스퀴징 풋을 일체적으로 상기 패턴 플레이트를 향해 하강시켜서, 상기 주물사를 상기 스퀴징 풋에 의해 2차 압축시키는 동시에, 상기 필링 프레임, 상기 주형틀, 상기 하부 보조틀, 및 상기 스퀴징 풋을 일체적으로 상승시켜서 이형시키는 수단을 구비하는 장치.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 주형의 평행도를 유지하도록, 주형틀의 원치 않는 움직임을 억제하는 수단을 추가로 구비하는 장치.
24. 제 22 항에 있어서, 상기 세그먼트 방식의 스퀴징 풋의 하단이 이루는 스퀴징 면이, 조형 공간 형성시에는 울퉁불퉁한 윤곽을 가지고, 압축 종료시에는 평탄한 윤곽을 갖는 장치.
25. 수평 형태로 고정되고, 패턴을 갖는 패턴 플레이트와, 상기 패턴 플레이트를 둘러싸고 상하 이동할 수 있는 하부 보조틀과, 상기 하부 보조틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치되어 상기 패턴을 둘러싸는 주형틀과, 상기 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 배치된 필링 프레임과, 상기 주형틀의 상방에 상하 이동 가능하게 설치되어, 상기 필링 프레임 내에 진입할 수 있는 세그먼트 방식의 스퀴징 풋에 의해 규정되는 조형 공간 내에 채워진 주물사로부터 주형을 조형하는 방법으로서, 이 방법은,

    상기 조형 공간 내에 채워넣어야 할 주물사를 압축 공기의 흐름에 의해 유동화시키면서, 더 압축된 압축 공기의 흐름에 의해 상기 조형 공간 내에 충전시키는 단계와,

    상기 스퀴징 풋을 상기 패턴 플레이트를 향해 하강시켜서, 상기 조형 공간에 충전된 주물사를 상기 스퀴징 풋에 의해 1차 압축시키는 단계와,

    상기 필링 프레임, 상기 주형틀, 상기 하부 보조틀, 및 상기 스퀴징 풋을 일체적으로 상기 패턴 플레이트를 향해서 하강시켜서, 상기 주물사를 상기 스퀴징 풋에 의해 2차 압축시키는 단계와,

    상기 필링 프레임, 상기 주형틀, 상기 하부 보조틀, 및 상기 스퀴징 풋을 일체적으로 상승시켜서 이형시키는 단계를 포함하는 방법.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 이형 단계가, 상기 주형의 평행도를 유지하도록, 주형틀의 원치 않는 움직임을 억제하는 단계를 포함하는 방법.
27. 제 25 항에 있어서, 상기 복수개의 스퀴징 풋의 하단이 이루는 스퀴징 면을, 조형 공간 형성시에는 울퉁불퉁한 윤곽으로 형성하는 단계와, 압축 종료시에는 평탄한 윤곽으로 형성하는 단계를 포함하는 방법.