KR20100016391A

KR20100016391A - 무틀식 조형기

Info

Publication number: KR20100016391A
Application number: KR1020097023426A
Authority: KR
Inventors: 미노루 히라타; 타카유키 코미야마; 토시히코 오야; 츠요시 사카이; 코이치 사카구치
Original assignee: 신토고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2010-02-12
Also published as: DE602007009594D1; DK1857200T3; BRPI0721688B1; JP4645766B2; CN101687249A; BRPI0721688A2; US7681624B2; WO2008146416A1; US20080289792A1; EP1857200A3; EP1857200B1; CN101687249B; EP1857200A2; MX2009012804A; JP2010525948A; KR101066698B1; ATE483539T1; PL1857200T3

Abstract

개시된 본 발명은 상부 및 하부 주형틀(12, 13) 및 그 사이에 끼움 지지된 매치 플레이트(11)를 수평 자세로부터 수직 자세로 회동시킬 때, 상부 및 하부 조형 공간을 규정할 수 있으며, 또한 하부 주형틀 내의 하부 주형에 코어를 용이하게 배치할 수 있는 조형기를 제공한다.

상부 스퀴즈 부재(14)는 그 가압면이 매치 플레이트(11)의 상면에 대향하면서 상부 주형틀(12) 내로 삽입 가능하다. 상기 가압면은 매치 플레이트(11)의 상면 및 상부 주형틀(12)과 함께 상부 조형 공간을 규정한다. 회동 프레임(23)은 상부 스퀴즈 부재(14)의 가압면이 수직 방향 하방으로 향하게 되는 수평 자세와 상기 가압면이 수평 방향으로 향하게 되는 수직 자세 사이에서 상부 및 하부 주형틀(12, 13), 그 사이에 끼움 지지된 매치 플레이트(11) 및 상부 스퀴즈 부재(14)를 일체적으로 회동 가능하게 지지한다. 수직 자세로 고정된 충전 프레임(15)은 상부 및 하부 주형틀(12, 13)과 그 사이에 끼움 지지된 매치 플레이트(11)가 수직 자세일 때, 하부 주형틀(13)에 접한다. 하부 스퀴즈 부재(16)는 가압면이 수평 방향으로 향하게 되며, 충전 프레임 및 그에 접한 하부 주형틀(13) 내로 삽입 가능하다. 하부 스퀴즈 부재(16)의 가압면은 매치 플레이트(11)의 하면, 하부 주형틀(13) 및 충전 프레임(15)과 함께 하부 조형 공간을 규정한다. 하부 주형틀(13) 내의 하부 주형에 내에 코어를 배치하기 위하여, 하부 주형틀(13)을 상부 주형틀(12)의 바로 아래에서부터 측방으로 이동시킴으로써, 개방된 작업 공간을 제공한다.

Description

무틀식 조형기{FLASKLESS MOLDING MACHINE}

본 발명은 조형기, 특히 무틀식 상부 주형과 무틀식 하부 주형을 동시에 조형하는 조형기에 관한 것이다.

무틀식 조형법에 있어서, 공지된 무틀식 조형기를 이용하여 작업 효율의 개선을 도모하는 시도가 이루어져 왔다. 예를 들어, 일본국 공개특허공보 평04[1992]-66245호에는, 패턴 교환 기구와 결합된 공지의 무틀식 조형기가 개시되어 있다. 패턴은 수작업이 아닌 기계적 및 자동적으로 새로운 패턴 플레이트로 교환된다.

그러나, 상기 공보는, "조형기 본체(10)의 구조는 소위 무틀식 조형법에 이용되어 온 공지의 구조"로 기재하고 있다. 명확하게는, 상기 개시된 공보에 채용된 무틀식 조형기는, 수작업으로 패턴 플레이트가 교환되는 종래의 무틀식 조형법에서도 이용되어 온 공지의 무틀식 조형기이다. 따라서, 상기 개시된 공보의 무틀식 조형기에서 한 쌍의 조형 공간을 형성하는 공정은, 수작업으로 패턴 플레이트가 교환되는 종래의 무틀식 조형법과 동일하다. 즉, 조형기의 측방에서, 양면에 패턴을 갖는 패턴 플레이트를 한 쌍의 주형틀 사이에서 샌드위치 관계로 수평 자세로 끼움 지지시킨다. 다음으로, 이들을 일체적으로 주물사 충전 기구의 하방으로 회 동 이동시켜 수직 자세로 한다. 그런 다음, 상기 패턴 플레이트를 끼움 지지하고 있는 한 쌍의 수직 자세의 주형틀 내로, 한 쌍의 대향하는 스퀴즈 헤드를 수평 방향으로 삽입함으로써, 한 쌍의 조형 공간이 규정된다. 따라서, 종래의 무틀식 조형기에서는, 한 쌍의 조형 공간을 형성하는 공정이, 패턴 플레이트를 사이에 끼움 지지한 상부 주형틀과 하부 주형틀이 수직 자세가 될 때까지 개시될 수 없었다. 이로 인해 종래의 무틀식 조형기에서의 조형 사이클은 여전히 많은 시간을 필요로 하며, 주형의 생산 효율이 낮다.

무틀식 조형기에서 조형된 최종적인 주형은, 겹쳐진 상부 주형 및 하부 주형이다. 이 주형을 겹치기 전에, 하부 주형틀 내의 주형에 수작업으로 코어를 배치하는 경우가 있다. 그런데, 상술한 종래의 무틀식 조형기에서, 하부 주형틀 바로 위에 위치하는 상부 주형틀이 하부 주형틀 내의 하부 주형에 코어를 배치하고자 하는 작업자에게 방해가 될 수 있다. 종래의 무틀식 조형기에서는 하부 주형에 코어를 배치하고자 하는 작업자가 용이하게 접근할 수 없기 때문에, 이것도 무틀식 조형기의 생산 효율을 악화시키는 요인이다.

따라서 본 발명의 목적은 무틀식 주형의 조형에 필요한 시간을 단축하여, 생산 효율을 높일 수 있는 무틀식 조형기를 제공하는 것이다.

본 발명은 본 조형기에 적용 가능한 조형법이 하부 주형틀 내의 하부 몰드에 코어를 배치하는 공정을 반드시 포함해야 하는 것으로 한정되지 않는다. 그러나, 하부 주형틀 내의 하부 주형에 코어를 배치할 필요가 있는 경우에는, 본 조형기에 의해 그 배치 작업을 용이하게 하는 것도 본 발명의 목적 중 하나이다.

본 발명은 한 쌍의 무틀식 주형을 조형하는 조형기를 제공한다. 상기 조형기는, 상부 주형틀, 하부 주형틀, 및 상면 및 하면에 패턴이 형성되어 있는 교환 가능한 매치 플레이트를 포함하는 주형틀 어셈블리와; 상기 주형틀 어셈블리의 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀이 상기 매치 플레이트를 끼움 지지 및 해방할 수 있도록, 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀을 상기 매치 플레이트에 대하여 상대 이동시키는 수단과; 가압면을 가지는 상부 스퀴즈 부재로서, 상기 가압면, 상기 매치 플레이트의 상면 및 상기 상부 주형틀에 의해 상부 조형 공간이 규정되도록, 상기 가압면이 상기 매치 플레이트의 상면에 대향하면서 상기 주형틀 어셈블리의 상부 주형틀 내로 삽입 가능한 상부 스퀴즈 부재와; 상기 상부 스퀴즈 부재의 가압면이 수직 방향 하방으로 향하게 되는 수평 자세와 상기 가압면이 수평 방향으로 향하게 되는 수직 자세 사이에서, 상기 주형틀 어셈블리 및 상기 상부 스퀴즈 부재를 일체적으로 회동 가능하게 지지하는 지지 수단과; 상기 주형틀 어셈블리가 상기 수직 자세일 때에, 수직 자세에서 상기 하부 주형틀에 접하도록 배치된 충전 프레임과; 수평방향으로 향하게 되는 가압면을 가지는 하부 스퀴즈 부재로서, 상기 충전 프레임 내로 삽입 가능하며, 상기 가압면, 상기 매치 플레이트의 하면, 상기 충전 프레임 및 상기 하부 주형틀에 의해 하부 조형 공간이 규정되도록, 상기 주형틀 어셈블리가 상기 수직 자세일 때, 상기 하부 스퀴즈 부재의 가압면이 상기 매치 플레이트의 하면에 대향하면서 상기 충전 프레임을 통하여 상기 하부 주형틀 내로 삽입 가능한 하부 스퀴즈 부재와; 삽입된 상부 스퀴즈 부재의 가압면에 의해 상기 상부 조형 공간 내의 주물사가 스퀴즈되도록, 상기 매치 플레이트의 상면을 향하여 상기 상부 스퀴즈 부재를 구동시키는 상부 액추에이터와; 상기 하부 스퀴즈 부재의 가압면에 의해 상기 하부 조형 공간 내의 주물사가 스퀴즈되도록, 상기 매치 플레이트의 하면을 향하여 상기 하부 스퀴즈 부재를 구동시키는 하부 액추에이터와; 상기 수평 자세에서 상기 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이로 상기 매치 플레이트를 반입하고, 상기 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이로부터 상기 매치 플레이트를 반출하는 반송 기구와; 상기 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이로부터 상기 매치 플레이트가 반출된 후, 상기 하부 주형틀을 상기 상부 주형틀에 대하여 상기 조형기의 측방으로 이동시키는 이동 수단을 구비한다.

바람직하게는, 상기 상부 조형 공간은, 상기 상부 및 하부 주형틀, 상기 매치 플레이트 및 상기 상부 스퀴즈 부재가 상기 수평 자세로부터 상기 수직 자세로 회동하는 동안, 상기 상부 스퀴즈 부재의 가압면, 상기 매치 플레이트의 상면 및 상기 상부 주형틀에 의해 규정된다.

이 경우, 상기 하부 스퀴즈 부재는, 상기 수평 자세로부터 상기 수직 자세로의 회동이 수행되는 동안, 상기 충전 프레임으로의 삽입을 개시한다. 상기 하부 조형 공간은, 상기 충전 프레임이 하부 주형틀에 접할 때, 상기 하부 스퀴즈 부재의 가압면, 상기 매치 플레이트의 하면 및 상기 하부 주형틀에 의해 규정된다.

상부 및 하부 액추에이터는 각각 유압 실린더, 전동 실린더 또는 서보 실린더일 수도 있다.

상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀은 그 측벽에 주물사를 공급하는 모래 충전구를 구비할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 조형기는 상기 모래 충전구를 통하여 상기 규정된 상부 및 하부 조형 공간으로 공기를 이용하여 주물사를 도입하는 주물사 도입 수단을 포함할 수도 있다.

상기 주물사 도입 수단은 압축 공기의 흐름에 의해 주물사를 유동화하는 유동화 기구를 포함할 수도 있다.

상기 조형기는 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀로부터 한 쌍의 주형을 취출하는 주형 취출 수단(means for stripping)을 더 포함할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 주형 취출 수단은 한 쌍의 주형을 포함하여 겹쳐진 상태인 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀로부터 주형을 압출하는 압출 수단(means for pushing out)을 포함한다.

상술한 바 및 그 밖의 본 발명의 특징과 목적은 첨부된 도면을 참조하는 이하의 설명으로부터 보다 명확해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 조형기의 정면도이다.

도 2는 도 1의 조형기의 부분 정단면도이다.

도 3은 도 1의 조형기의 우측면도이다.

도 4는 조형기에 의해 규정되는 한 쌍의 조형 공간 및 관련 부재를 포함하는 도 1의 조형기의 상면도이다.

도 5는 조형기에 의해 규정되는 한 쌍의 조형 공간 및 관련 부재를 포함하는 도 1의 조형기의 부분 정단면도이다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 도 1의 조형기에 의해 한 쌍의 조형 공간을 규정하는 연속적인 공정을 나타내는 도면이다.

도 7(a) 및 도 7(b)는 도 1의 조형기를 이용하여 조형 공간 내에 주물사를 충전하고 충전된 주물사를 스퀴즈하는 연속적인 공정을 나타내는 도면이다.

도 8(a) 및 도 8(b)는 도 1의 조형기에 의해 한 쌍의 주형틀로부터 매치 플레이트를 분리하는 연속적인 공정을 나타내는 도면이다.

도 9(a) 및 도 9(b)는 조형기로부터 매치 플레이트가 반출되는 공정 및 도 1의 조형기로 하부 주형틀 내의 하부 주형에 코어를 배치하는 공정을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 무틀식 조형기의 일 실시형태를 나타낸다. 일반적으로 무틀식 조형기는 그 기대(20; 機臺) 상의 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이로 교환 가능한 매치 플레이트(11; 도 2)를 반입 및 반출시키는 반송 기구(2)(도 3)를 구비하고 있다. 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)은 각각 측벽에 주물사 충전구를 가지고 있다. 매치 플레이트(11)의 양면에는 패턴이 형성되어 있다. 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)과, 그 사이에 끼움 지지된 매치 플레이트(11)는 주형틀 어셈블리를 구성한다.

도시된 실시형태에 있어서 조형기는, 본체(1)에서 조형된 상부 주형 및 하부 주형을 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)로부터 취출하는 주형 취출 기구(3)를 더 포함한다.

1. 조형기 본체

본 발명에 따른 조형기에 있어서, 우선 그 본체(1)에 대하여 설명한다. 본체(1)는, 특히 도 2에 도시된 바와 같이, 주형틀 어셈블리(즉, 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)과 그 사이에 끼움 지지된 교환 가능한 매치 플레이트(11)를 포함한다)를 포함하고 있다. 본체(1)는 매치 플레이트(11)의 상면에 대향하여 주형틀 어셈블리의 상부 주형틀(12) 내로 삽입 가능한 상부 스퀴즈 부재(14)와, 수직 자세로 기대(20)에 고정된 충전 프레임(15)과, 하부 스퀴즈 부재(16)를 더 포함하고 있다. 상기 하부 스퀴즈 부재(16)의 가압면은 상기 충전 프레임(15)로 삽입 가능하도록 수평 방향으로 향하게 되어 있다.

도 2는 본체(1)의 초기 상태를 나타낸다. 상기 상태에서, 매치 플레이트(11), 상부 주형틀(12), 하부 주형틀(13) 및 상부 스퀴즈 부재(14)는 수평 자세이며, 상부 스퀴즈 부재(14)의 가압면은 수직 하방으로 향하게 되어 있다. 매치 플레이트(11), 상부 주형틀(12), 하부 주형틀(13), 및 상부 스퀴즈 부재(14)는 후술하는 바와 같이 일체적으로 수직 자세로 회동 가능하다.

한편, 충전 프레임(15) 및 하부 스퀴즈 부재(16)는 회동하지 않고, 그 방향은 수평 방향으로 고정되어 있다. 충전 프레임(15)은 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)과 그 사이에 끼움 지지된 매치 플레이트(11)가 수직 자세로 회동을 완료할 때, 하부 주형틀(13)에 접하는 위치에 고정된다. 하부 스퀴즈 부재(16)는 충전 프레임(15)을 통하여 수직 자세의 하부 주형틀(13) 내로 삽입 가능하다.

본체(1)의 상부 중앙부에 배치된 모래 공급 장치(17)는 그 하방에 형성될 한 쌍의 조형 공간으로 주물사를 충전한다(도 1 및 도 2와 같은 상태에서, 조형 공간은 아직 형성되어 있지 않다).

특히, 도 4 및 도 5에 명확하게 나타낸 바와 같이, 모래 공급 장치(17)의 하방 근방에는, 대응하는 상부 및 하부 스퀴즈 부재(14 및 16)를 작동하도록 한 쌍의 횡방향 상부 액추에이터(18) 및 하나의 횡방향 하부 액추에이터(19)가 대향하여 배치되어 있다. 본 실시형태에서 상부 및 하부 액추에이터(18 및 19)는 유압 실린더이지만, 각 실린더는 전동 실린더 또는 서보 실린더로 교체될 수도 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 기대(20)의 상방 우측에 배치된 회전축(21)은 본체(1)의 전후 방향(도 1 및 도 2의 지면에 대하여 수직 방향)으로 연장되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에서, 회전축(21)은 그 전단면(前端面)만 표시되어 있다. 상기 회전축(21)은 전후 방향으로 소정 간격을 두고 기대(20)에 장착된 한 쌍의 베어링(22)(도 1에 정면측 베어링(22)만을 나타낸다)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 회전축(21)의 길이 방향 중앙 부근에는 실질적으로 수직 방향으로 연장되는 회동 프레임(23)이 부착되어 있다.

특히, 도 2에 도시한 바와 같이, 회동 프레임(23)의 우측 하단에는 우측 방향으로 연장되는 한 쌍의 지지 부재(24)가 부착되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 횡방향 제 1 실린더(25; 이동 수단)가 전후 방향으로 소정의 간격을 두고 부착되어 있다. 한 쌍의 제 1 실린더(25) 사이에는 하부 주형틀(13)이 걸쳐져 설치되며, 상기 하부 주형틀(13)은 제 1 실린더(25)의 신축 작동에 의해 수평 방향으로 왕복 이동된다.

회동 프레임(23)의 우측부에는, 실질적으로 수직 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 로드(26)가 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 부착되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 수직 가이드 로드(26)에는 매치 플레이트(11)가 설치될 캐리어 플레이트(27; carrier plate)가 하부 주형틀(13)의 상방의 한 쌍의 가이드 홀더(28)에 의해 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 또한, 상기 캐리어 플레이트(27)의 상방에는 상부 주형틀(12)이 한 쌍의 가이드 홀더(29)에 의해 수직 가이드 로드(26) 상에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다.

캐리어 플레이트(27)는 조형기 전후 방향으로 연장되는 가이드 레일(31) 상에 이동 가능하게 지지되어 있다. 상기 가이드 레일(31)은 회동 프레임(23)에 장착된 제 2 실린더(30)의 신축 작동에 의해 승강 가능하다. 상부 주형틀(12)은 지지 부재(미도시)에 의해 하방의 제 3 실린더(32)에 부착되어 있다. 상기 제 3 실린더(32)의 피스톤 로드의 말단이 회동 프레임(23)에 부착되어, 상부 주형틀(12)이 상기 제 3 실린더(32)의 신축 작동에 의해 캐리어 플레이트(27)에 대하여 진퇴 이동 가능하다.

특히, 도 1에 도시한 바와 같이, 상부 주형의 양측(도 1에는 정면만 도시한다)의 중앙부에는, 한 쌍의 횡방향 제 4 실린더(33)가 장착되어 있다. 상부 스퀴즈 부재(14)는 제 4 실린더(33)의 피스톤 로드의 말단 사이에 걸쳐져 설치되며, 상부 스퀴즈 부재(14)는 상기 제 4 실린더(33)의 신축 작동에 의해 상부 주형틀(12)에 대하여 진퇴 이동 가능하다. 따라서, 상기 제 4 실린더(33)는 상부 주형틀(12) 및 상부 스퀴즈 부재(14)와 일체적으로 회동 가능하다. 상부 주형틀(12)의 전후 양측의 모서리에는, 상부 주형틀(12)을 매치 플레이트(11)에 대하여 밀어내는 2 쌍의 하향 제 5 실린더(34)가 장착되어 있다. 하부 주형틀(13)(도 2)의 전후 양측에는 상기 하부 주형틀(13)을 매치 플레이트(11)에 대하여 밀어내는 4개의 상향 제 6 실린더(35)가 장착되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 기대(20)의 상면의 전후 양측에는, 한 쌍의 우향 제 7 실린더(36)가 장착되어 있다. 상기 제 7 실린더(36)의 피스톤 로드의 말단 사이에는, 회동 프레임(23)의 상부가 연결 기구(37)에 의해 연결되어 있으며, 상기 회동 프레임(23)은 제 7 실린더(36)의 신축 작동에 의해 회전축(21)에 대하여 상하 방향으로 회동한다.

본체(1)의 모래 공급 장치(17)는 도 1에 도시한 바와 같이, 기대(20) 상의 한 쌍의 제 7 실린더(36) 사이에 설치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 모래 공급 장치(17)의 모래 탱크(38)의 하부에는 주물사를 유동화시키기 위한 압축 공기를 공급하는 분사 노즐 또는 분사 장치(39)가 부착되어 있다.

도 5(평면도) 및 도 6(정면도)은, 매치 플레이트(11), 상부 및 하부 주형틀(12 및 13), 상부 및 하부 스퀴즈 부재(14 및 16) 및 충전 프레임(15)이 도 1 및 도 2에 도시한 상태에서, 상술한 바와 같이 상부 및 하부 조형 공간을 규정하는 배치를 도시한다. 따라서 조형 공간과 이들의 관련 부재는 모래 공급 장치(17)의 바로 아래로 회동한다. 도 5 및 도 6에 있어서, 모래 도입 장치(17; 도 6)의 하방에는, 평면 단면이 개략적으로 C자 형상을 이루는 지지 프레임체(40)가 기대(20; 도 1 및 도 2)에 장착되어 있다.

특히, 도 5에 도시한 바와 같이, 지지 프레임체(40)의 좌측 프레임의 내측에는, 하부 조형 공간이 규정될 때에 충전 프레임(15)이 하부 주형틀(13)에 접하도록, 수직 자세로 충전 프레임(15)이 고정되어 있다. 지지 프레임체(40)의 좌측 프레임의 중앙부에는, 상술한 단독의 하부 액추에이터(19)가 우측을 향하도록 장착되어 있다. 상기 하부 액추에이터(19)의 피스톤 로드의 말단에는 수직 자세의 하부 스퀴즈 부재(16)가 고정 부착되어 있다. 지지 프레임체(40)의 한 쌍의 개방단에는, 상술한 상부 액추에이터(18) 각각이 좌측을 향하도록 장착되어 있다.

2. 매치 플레이트의 반송 기구

다음으로, 본 발명에 따른 조형기의 반송 기구(2)에 대하여 설명한다. 상기 반송 기구(2)는 도 1 및 도 2에 도시한 본체(1)의 후방에 배치되어 있다.

도 3(조형기의 우측면도)에 도시한 바와 같이, 반송 기구(2)는 매치 플레이트(11; 도 2)용 캐리어 플레이트(27)를 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이의 공간으로 안내하는 레일(41)을 포함하고 있다. 반송 기구(2)는 2 개의 수평 타이 바(42; tie bar)도 포함한다. 상기 수평 타이 바는 조형기 전후 방향(도 4에서 측면 방향에 대응한다)으로 연장된다. 상기 수평 타이 바는 레일(41)의 하방에 수직 방향으로 소정 간격을 두고 본체(1)의 기대(20)에 장착되어 있다. 상기 반송 기구(2)는 상기 수평 타이 바(42)를 따라 왕복 이동 가능하도록 상기 수평 타이 바(42)에 슬라이딩 가능하게 장착된 이동 부재(43)를 더 포함한다. 상기 반송 기구(2)는 상기 이동 부재(43)를 상기 캐리어 플레이트(27)에 탈부착 가능하게 연결하는 연결 기구(44)를 더 포함한다. 반송 기구(2)는 이동 부재(43)를 타이 바(42) 를 따라 왕복 구동시키는 구동 기구(45)를 더 포함한다. 상기 구동 기구(45)는 전후 방향으로 회동 가능한 회동 아암(46)을 구비한 구동체(47)를 포함한다. 상기 회동 아암(46)의 말단은 연결 기구(48)에 의해 이동 부재(43)에 연결되어 있다. 캐리어 플레이트(27)는 상기 구동체(47)의 구동에 의한 회동 아암(46)의 왕복 회동에 의해, 이동 부재(43)에 의해 전후 방향으로 왕복 이동한다.

3. 주형 취출 기구

다음으로, 본 발명에 따른 조형기의 주형틀을 제거하는 주형 취출 기구(3)에 대하여 설명한다. 주형 취출 기구(3)는 도 1 및 도 2에 있어서 우측 하방에 배치되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 주형 취출 기구(3)는, 지지 부재(49)에 의해 기대(20)에 걸쳐져 설치된 한 쌍의 하향 제 8 실린더(50)를 포함한다. 상기 제 8 실린더(50)의 피스톤 로드는 상하로 이동하는 승강 프레임(51)에 부착되어 있다.

주형 취출 기구(3)의 상하로 이동하는 승강 프레임(51)의 상방에는, 겹쳐진 상태의 상부 및 하부 주형틀(12 및 13)로부터 취출된 겹쳐진 상태의 상부 및 하부 주형을 받아내는 주형 받이 부재(52)가 배치되어 있다. 주형 취출 기구(3)는 주형 받이 부재(52) 상의 겹쳐진 상태의 상부 및 하부 주형을 압출하는 압출 기구(53)도 포함한다.

조형기에 의한 상부 주형 및 하부 주형의 조형 공정

도 1 내지 도 6에 도시한 본 발명에 따른 조형기를 이용하여, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 겹쳐진 상태에서 무틀식 상부 주형 및 무틀식 하부 주형을 조 형하는 순서에 대하여, 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다.

우선, 본체(1)의 하향 제 3 실린더(32)를 수축 작동시켜, 하부 주형틀(13), 매치 플레이트(11) 및 상부 주형틀(12)이 실질적으로 수평 자세로 순서대로 겹치게 한다. 그 결과, 매치 플레이트(11)는 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이에 끼움 지지된다(도 6(a)).

이어서, 본체(1)의 한 쌍의 제 7 실린더(36)가 신장 작동되어 회동 프레임(23)이 회동축(21)에 대하여 시계 방향으로 회동되는 동안, 본체(1)의 상부 액추에이터(18)가 수축된다. 그 결과, 매치 플레이트(11)가 끼움 지지된 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 및 상부 스퀴즈 부재(14)가 상부 액추에이터(18)와 수직 자세의 충전 프레임(15) 사이로 반송된다. 상기 회전 또는 회동과 동시에, 하부 액추에이터(19)를 소정 길이 신장 작동시키며, 한 쌍의 제 4 실린더(33)를 수축 작동시켜, 도 4에 도시한 상부 및 하부 조형 공간의 규정을 개시한다. 보다 상세하게는, 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)이 그 사이에 매치 플레이트(11)를 끼움 지지한 상태에서, 매치 플레이트(11)에 대향하는 상부 주형틀(12) 내에 상부 스퀴즈 부재(14)를 삽입시킴으로써, 상부 조형 공간이 규정된다. 매치 플레이트(11)를 끼움 지지한 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀, 상부 스퀴즈 부재(14) 및 이를 구동하는 관련된 제 4 실린더(33)는 일체적으로 회동 가능하므로, 그 회동 기간 중에 상부 조형 공간을 규정할 수 있다. 상기 회동과 동시에 하부 액추에이터(19)를 신장 작동시킴으로써, 충전 프레임(15)을 통하여 하부 스퀴즈 부재(16)를 접근하는 하부 주형틀(13)에 삽입시킨다. 상기 하부 주형틀(13)은 회동에 의해 실질적으로 수직 자세로 접근한다. 회동이 완료하여 하부 주형틀(13)이 충전 프레임(15)에 접하면, 하부 조형 공간도 규정된다(도 6(b)). 따라서, 종래의 조형기에 비하여 조형 공간을 규정하기 위해 필요한 시간, 나아가서는 조형에 필요한 시간이 대폭으로 단축된다.

다음으로, 모래 탱크(38)의 주물사를 유동화시키는 공기를 분사하는 분사 기구(39)로 공급원(미도시)으로부터 압축 공기가 공급되어, 상부 및 하부 조형 공간이 압축 공기에 의해 주물사로 충전된다(도 7(a)). 상기 주물사를 충전하는 동안, 모래 탱크(38) 내에도 압축 공기를 도입하여, 조형 공간을 주물사로 충전하는 시간을 단축하는 것이 바람직하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이어서, 상부 액추에이터(18) 및 하부 액추에이터(19)를 각각 신장 작동시킴으로써, 상부 스퀴즈 부재(14) 및 하부 스퀴즈 부재(16)를 매치 플레이트(11)를 향하여 이동시켜, 상부 및 하부 조형 공간 내의 주물사를 스퀴즈한다(도 7(b)). 상기 주물사의 스퀴즈에 의해, 상부 및 하부 조형 공간 내에는 상부 주형 및 하부 주형이 형성된다.

다음으로, 제 7 실린더(36)를 수축 작동시켜 회동 프레임(23)을 반시계 방향으로 회동시킴으로써, 대응하는 상부 주형 및 대응하는 하부 주형을 포함한 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)을 주형 취출 기구(3)로 선회 이동시킨다(도 8(a)).

이어서, 제 3 실린더(32)를 신장 작동하여 상부 주형틀(12)을 상승시키는 한편, 제 5 실린더(34)를 신장 작동시켜, 매치 플레이트(11)를 상부 주형틀(12)로부터 분리시킨다. 동시에, 제 6 실린더(35)를 신장 작동시켜, 매치 플레이트(11)를 하부 주형틀(13)로부터 분리시킨다(도 8(b)).

이 단계에서, 제 3 실린더(32)의 신장 작동에 의한 상부 주형틀(12)의 상승 속도를, 제 6 실린더(35)의 신장 작동에 의한 매치 플레이트(11)의 하부 주형틀(13)로부터의 분리 속도의 약 2배로 하는 것이 바람직하다. 그 결과, 매치 플레이트(11)가 상부 주형틀(12)로부터 분리되는 분리 속도와 매치 플레이트(11)가 하부 주형틀(13)로부터 분리되는 분리 속도가 실질적으로 동일해질 수 있다.

다음으로, 구동 기구(45)의 구동체(47)를 구동하여, 회동 아암(46)을 정역 회동시킴으로써, 이동 부재(43) 및 캐리어 플레이트(27)를 전후 방향으로 왕복 이동시켜, 매치 플레이트(11)를 상부 주형틀(12)과 하부 주형틀(13) 사이로부터 반출한다(도 9(a)).

이어서, 필요에 따라, 하부 주형틀(13) 내의 주형에 작업자가 수작업으로 코어를 배치하여도 좋다(도 9(b)). 이를 위해서는, 제 1 실린더(25)를 신장 작동시켜, 하부 주형틀(13)을 상부 주형틀(12)에 대하여 본체(1)의 측방향(작업자측)으로 이동시킨다. 이 상태에서, 하부 주형틀(13) 상방의 공간이 개방되어 있으므로, 하부 주형틀(13) 내의 하부 주형에 코어를 배치하는 작업자에게 상부 주형틀(12)이 영향을 미치지 않는다. 따라서, 하부 주형틀(13) 내의 하부 주형에 코어를 용이하게 배치할 수 있다. 하부 주형틀(13) 내의 하부 주형에 코어를 배치한 후, 제 1 실린더(25)를 수축 작동시켜 하부 주형틀(13)을, 상부 주형틀(12)의 바로 아래의 위치로 되돌린다. 단, 코어의 배치가 필요하지 않으면, 도 9(b)에 도시한 공정은 생략 가능하다.

다음으로, 제 3 실린더(32)를 수축 작동시켜, 상부 주형틀(12)을 하강시켜 하부 주형틀(13)에 겹치게 한다. 그 다음, 주형 취출 기구(3)의 제 8 실린더(50)를 수축 작동하여 승강 프레임(51)에 의해 주형 받이 부재(52)를 상승시켜 하부 주형의 하면에 접하게 한다. 이어서, 제 4 실린더(33)를 수축 작동시켜, 상부 스퀴즈 부재(14)에 의해 상부 주형틀(12) 내의 주형을 하방으로 가압한다. 동시에, 제 8 실린더(50)를 신장 작동시켜, 승강 프레임(51)에 의해 주형 받이 부재(52)를 하강시켜, 상부 주형틀(12) 및 하부 주형틀(13)로부터 상부 주형 및 하부 주형을 취출한다. 다음으로, 제 4 실린더(33)를 신장 작동시켜, 상부 스퀴즈 부재(14)를 상승시킨다.

다음으로, 압출 기구(53)를 구동하여, 주형 받이 부재(52) 상의 겹쳐진 상태의 상부 주형 및 하부 주형을 압출한다. 그 결과, 겹쳐진 상태의 무틀식 상부 주형 및 하부 주형이 얻어진다.

본 발명에 대하여 예시적인 실시형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명을 본 명세서에 개시된 특정 형태로 한정하고자 하는 것은 아니다. 첨부된 청구항에 의해 규정된 본 발명의 요지와 목적을 이탈하지 않고 다양한 변경 또는 개선이 가능함은 당업자에게 명백하다.

Claims

한 쌍의 무틀식 주형을 조형하는 조형기로서,

상부 주형틀, 하부 주형틀, 및 상면 및 하면에 패턴이 형성되어 있는 교환 가능한 매치 플레이트를 포함하는 주형틀 어셈블리와;

상기 주형틀 어셈블리의 상기 상부 및 하부 주형틀이 상기 매치 플레이트를 끼움 지지 및 해방할 수 있도록, 상기 상부 및 하부 주형틀을 상기 매치 플레이트에 대하여 상대 이동시키는 수단과;

가압면을 가지는 상부 스퀴즈 부재로서, 상기 가압면, 상기 매치 플레이트의 상면 및 상기 상부 주형틀에 의해 상부 조형 공간이 규정되도록, 상기 가압면이 상기 매치 플레이트의 상면에 대향하면서 상기 주형틀 어셈블리의 상부 주형틀 내로 삽입 가능한 상부 스퀴즈 부재와;

상기 상부 스퀴즈 부재의 가압면이 수직 방향 하방으로 향하게 되는 수평 자세와 상기 가압면이 수평 방향으로 향하게 되는 수직 자세 사이에서, 상기 주형틀 어셈블리 및 상기 상부 스퀴즈 부재를 일체적으로 회동 가능하게 지지하는 지지 수단과;

상기 주형틀 어셈블리가 상기 수직 자세일 때에, 수직 자세에서 상기 하부 주형틀에 접하도록 배치된 충전 프레임과;

수평방향으로 향하게 되는 가압면을 가지는 하부 스퀴즈 부재로서, 상기 충전 프레임 내로 삽입 가능하며, 상기 가압면, 상기 매치 플레이트의 하면, 상기 충 전 프레임 및 상기 하부 주형틀에 의해 하부 조형 공간이 규정되도록, 상기 주형틀 어셈블리가 상기 수직 자세일 때, 상기 하부 스퀴즈 부재의 가압면이 상기 매치 플레이트의 하면에 대향하면서 상기 충전 프레임을 통하여 상기 하부 주형틀 내로 삽입 가능한 하부 스퀴즈 부재와;

삽입된 상부 스퀴즈 부재의 가압면에 의해 상기 상부 조형 공간 내의 주물사가 스퀴즈되도록, 상기 매치 플레이트의 상면을 향하여 상기 상부 스퀴즈 부재를 구동시키는 상부 액추에이터와;

상기 하부 스퀴즈 부재의 가압면에 의해 상기 하부 조형 공간 내의 주물사가 스퀴즈되도록, 상기 매치 플레이트의 하면을 향하여 상기 하부 스퀴즈 부재를 구동시키는 하부 액추에이터와;

상기 수평 자세에서 상기 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이로 상기 매치 플레이트를 반입하고, 상기 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이로부터 상기 매치 플레이트를 반출하는 반송 기구와;

상기 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이로부터 상기 매치 플레이트가 반출된 후, 상기 하부 주형틀을 상기 상부 주형틀에 대하여 상기 조형기의 측방으로 이동시키는 이동 수단을 구비한 조형기.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 조형 공간은, 상기 상부 및 하부 주형틀, 상기 매치 플레이트 및 상기 상부 스퀴즈 부재가 상기 수평 자세로부터 상기 수직 자세로 회동하는 동안, 상기 상부 스퀴즈 부재의 가압면, 상기 매치 플레이트의 상면 및 상기 상부 주형틀에 의해 규정되는 조형기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 하부 스퀴즈 부재는, 상기 수평 자세로부터 상기 수직 자세로의 회동이 수행되는 동안, 상기 충전 프레임으로의 삽입을 개시하며, 상기 하부 조형 공간은, 상기 충전 프레임이 하부 주형틀에 접할 때, 상기 하부 스퀴즈 부재의 가압면, 상기 매치 플레이트의 하면 및 상기 하부 주형틀에 의해 규정되는 조형기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 상부 및 하부 액추에이터는 유압 실린더, 전동 실린더 또는 서보 실린더를 포함하는 조형기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 상부 및 하부 주형틀은 그 측벽에 주물사를 공급하는 모래 충전구를 구비하며, 상기 조형기는 상기 모래 충전구를 통하여 상기 규정된 상부 및 하부 조형 공간으로 공기를 이용하여 주물사를 도입하는 주물사 도입 수단을 더 포함하는 조형기.
제 5 항에 있어서,

상기 주물사 도입 수단은 압축 공기의 흐름에 의해 주물사를 유동화하는 유동화 기구를 포함하는 조형기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 상부 및 하부 주형틀로부터 한 쌍의 주형을 취출하는 주형 취출 수단(means for stripping)을 더 포함하는 조형기.
제 7 항에 있어서,

한 쌍의 주형을 취출하는 상기 주형 취출 수단은 한 쌍의 주형을 포함하여 겹쳐진 상태인 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀로부터 주형을 압출하는 압출 수단(means for pushing out)을 포함하는 조형기.