KR20180081552A

KR20180081552A - 코어 조형 방법 및 코어 조형 장치

Info

Publication number: KR20180081552A
Application number: KR1020187015989A
Authority: KR
Inventors: 가즈유키 츠츠미; 유사쿠 다카가와
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2018-07-16
Also published as: JP6616239B2; US20180361468A1; KR102074186B1; TW201733708A; CN108290208B; DE112016005670T5; JP2017104900A; CN108290208A; US10737317B2; TWI678247B

Abstract

작업성을 향상시킴과 함께, 형상이 양호한 코어를 조형할 수 있도록 한다. 상방이 개방되는 프레임(2) 내에 코어형(4)을 상하 방향을 따라서 배치한 후에, 모래와 수지와 경화제를 혼련하여 이루어지는 자경성 모래를 프레임(2)의 위로부터 프레임(2) 내에 채워 경화시킨다. 그 후, 코어형(4)의 축을 중심으로 코어형(4)과 프레임(2)을 상대 회전시키면서, 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 코어(15)로부터 코어형(4)을 상하 방향으로 발형한다.

Description

코어 조형 방법 및 코어 조형 장치

본 발명은 스크루 압축기의 수형 로터나 암형 로터와 같은, 비틀림 형상을 갖는 제품의 주조에 필요한 복잡 형상의 코어(사형)를, 코어형을 사용하여 조형하는 코어 조형 방법 및 코어 조형 장치에 관한 것이다.

스크루 압축기의 수형 로터나 암형 로터와 같은, 비틀림 형상을 갖는 제품은, 니어 넷 셰이프화(가공 여유를 작게 함으로써, 최종 제품 형상에 가깝게 하는 것)한 주물을 주조 제작하고, 이것에 마무리 가공함으로써 제조된다.

특허문헌 1에는, 니어 넷 셰이프화한 주물을 주조하는 데 필요한 코어를 코어형을 사용하여 조형하는 코어 조형 방법이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 1에서는, 프레임 내에 수평 방향을 따라서 배치된 코어형을 그 축을 중심으로 회전시키면서, 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 코어로부터 코어형을 수평 방향으로 발형하고 있다.

일본 특허 공개 제2015-128791호 공보

그러나, 특허문헌 1에서는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 프레임 내에 코어형을 상하 방향을 따라서 배치하고, 위로부터 프레임 내에 자경성 모래를 채우는 경우, 자경성 모래를 채운 프레임을 옆으로 쓰러뜨릴 필요가 있어, 중량이 증가할수록 작업성이 나빠진다. 또한, 코어형을 회전시키는 모터와 코어형의 축을 맞추기 위해, 쓰러뜨린 프레임의 위치를 조정할 필요가 있어, 중량이 증가할수록 작업성이 나빠진다.

한편, 프레임 내에 코어형을 수평 방향을 따라서 배치하고, 옆으로부터 프레임 내에 자경성 모래를 채우는 경우, 프레임의 자세를 바꿀 필요가 없다. 따라서, 미리 모터와 코어형의 축 맞춤을 해 둘 수 있다. 그러나, 옆으로부터 프레임 내에 자경성 모래를 채우는 경우, 비틀림 형상을 갖는 코어형의 골부에 자경성 모래를 충전하기 어렵기 때문에, 조형된 코어에 형상 불량이 발생하기 쉽다.

본 발명의 목적은, 작업성을 향상시킴과 함께, 형상이 양호한 코어를 조형하는 것이 가능한 코어 조형 방법 및 코어 조형 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서의 코어 조형 방법은, 비틀림 형상을 갖는 코어를 코어형을 사용하여 조형하는 코어 조형 방법에 있어서, 상방이 개방되는 프레임 내에 상기 코어형을 상하 방향을 따라서 배치한 후에, 모래와 수지와 경화제를 혼련하여 이루어지는 자경성 모래를 상기 프레임의 위로부터 상기 프레임 내에 채워 경화시키는 경화 공정과, 상기 코어형의 축을 중심으로 상기 코어형과 상기 프레임을 상대 회전시키면서, 상기 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 상기 코어로부터 상기 코어형을 상기 상하 방향으로 발형하는 발형 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서의 코어 조형 장치는, 비틀림 형상을 갖는 코어를 코어형을 사용하여 조형하는 코어 조형 장치에 있어서, 상방이 개방되고, 내부에 상기 코어형이 상하 방향을 따라서 배치됨과 함께, 모래와 수지와 경화제를 혼련하여 이루어지는 자경성 모래가 위로부터 내부에 채워져 경화되는 프레임과, 상기 코어형의 축을 중심으로 상기 코어형과 상기 프레임을 상대 회전시킴으로써, 상기 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 상기 코어로부터 상기 코어형을 상기 상하 방향으로 발형시키는 회전 구동 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 프레임 내에 코어형을 상하 방향을 따라서 배치해 두고, 프레임의 위로부터 프레임 내에 자경성 모래를 채워 경화시킨다. 그리고, 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 코어로부터 코어형을 상하 방향으로 발형한다. 상하 방향을 따라서 배치한 코어형을 상하 방향으로 발형하므로, 프레임의 자세를 바꿀 필요가 없다. 따라서, 미리 코어형에 대하여 모터의 축 맞춤을 해 둘 수 있다. 이에 의해, 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 프레임의 위로부터 프레임 내에 자경성 모래를 채움으로써, 비틀림 형상을 갖는 코어형의 골부에 자경성 모래를 충분히 충전할 수 있다. 이에 의해, 형상이 양호한 코어를 조형할 수 있다.

도 1은 코어 조형 장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 2는 프레임의 측면도이다.
도 3은 프레임의 측면도이다.
도 4는 코어 조형 장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 5는 코어 조형 장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 6a는 제거 장치의 측면도이다.
도 6b는 제거 장치의 상면도이다.
도 7은 제거 장치의 상면도이다.
도 8은 제거 장치의 상면도이다.
도 9a는 도 6a를 A 방향으로부터 본 측면도이다.
도 9b는 도 6a를 A 방향으로부터 본 측면도이다.
도 9c는 도 6a를 A 방향으로부터 본 측면도이다.
도 10은 제거 장치의 측면도이다.
도 11a는 제거 장치의 측면도이다.
도 11b는 제거 장치의 상면도이다.

이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시 형태]

(코어 조형 방법)

본 발명의 제1 실시 형태에 의한 코어 조형 방법은, 예를 들어 스크루 압축기의 수형 로터나 암형 로터와 같은, 비틀림 형상을 갖는 제품의 주조에 필요한 복잡 형상의 코어(사형)를 코어형을 사용하여 조형하는 방법이다. 이 코어 조형 방법은 경화 공정과, 발형 공정을 갖고 있다.

(경화 공정)

경화 공정은, 비틀림 형상을 갖는 목제 또는 금속제, 혹은 수지제의 코어형을 프레임 내에 배치한 후에, 모래와 수지와 경화제를 혼련하여 이루어지는 자경성 모래를 프레임 내에 채워 경화시키는 공정이다.

본 실시 형태에 있어서는, 상방이 개방되는 프레임 내에 코어형을 상하 방향을 따라서 배치한다. 그리고, 자경성 모래를 프레임 위로부터 프레임 내에 채워 경화시킨다.

자경성 모래에 사용하는 모래는, 형상이 다각형 또는 구형이며, 입도가 AFS130 이하인 신사 또는 재생사이다. 또한, 점결제로서 자경성 모래에 사용하는 수지는, 푸르푸릴알코올을 함유하는 산 경화성의 푸란 수지이며, 모래에 대한 첨가량은 0.8％이다. 또한, 경화 촉매로서 자경성 모래에 사용하는 경화제는, 크실렌 술폰산계 경화제 및 황산계 경화제를 혼합한 푸란 수지용 경화제이며, 푸란 수지에 대한 첨가량은 40％이다. 이와 같은 모래나 수지, 경화제를 자경성 모래에 사용함으로써, 코어를 적합하게 조형할 수 있다.

모래와 수지와 경화제의 혼련으로서는, 먼저, 모래와 경화제를 혼련하고, 그 후, 수지를 첨가하여 더 혼련하는 것이 바람직하다. 혼련에는, 범용의 가정용 믹서를 적합하게 사용할 수 있다. 가정용 믹서로, 모래와 경화제를 45초 혼련하고, 그 후, 수지를 첨가하여 45초 더 혼련함으로써, 자경성 모래로 한다. 이 자경성 모래를, 코어형이 상하 방향을 따라서 내부에 배치된 목제 또는 금속제, 혹은 수지제의 프레임 내에 위로부터 채운다. 이때, 자경성 모래를 가진하면서, 코어형의 축 방향을 따라서 자경성 모래를 프레임 내에 채운다. 수지와 경화제가 불가역적인 탈수 축합 반응을 일으킴으로써, 시간의 경과에 수반하여 자경성 모래가 경화·수축된다.

(발형 공정)

발형 공정은, 코어형의 축을 중심으로 코어형과 프레임을 상대 회전시키면서, 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 코어로부터 코어형을 발형하는 공정이다. 소정의 경화 시간이 경과한 후에, 코어형의 축을 중심으로 코어형과 프레임을 상대 회전시킴으로써, 코어로부터 코어형을 상하 방향으로 발형한다. 여기서, 경화 시간은, 모래와 수지와 경화제의 혼련 종료로부터의 경과 시간이다.

본 실시 형태에 있어서는, 코어형이 회전하지 않도록 고정해 두고, 프레임을 수평 방향으로 회전시킨다. 또한, 코어형의 하중 이상의 장력으로 코어형을 상측 방향으로 인장하면서, 프레임을 수평 방향으로 회전시킨다. 프레임을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 스크루 형상의 코어형은, 코어로부터 상하 방향을 따라서 빠져 나온다. 이때, 코어형이 상측 방향으로 빠져나오도록, 프레임의 회전 방향을 설정함으로써, 코어형은 코어로부터 상측 방향으로 발형한다.

(코어 조형 장치)

본 발명의 제1 실시 형태에 의한 코어 조형 장치는, 상술한 코어 조형 방법을 행하는 것이다. 코어 조형 장치(1)는 측면도인 도 1에 도시한 바와 같이, 상방이 개방된 목제 또는 금속제, 혹은 수지제의 프레임(2)을 갖고 있다. 프레임(2)은 프레임대(3) 위에 적재된다. 프레임(2)의 내부에는, 스크루 형상의 코어형(4)이 상하 방향을 따라서 배치된다. 코어형(4)의 축(4a)은 축 보유 지지구(5)에 의해 회전 불가능하게 보유 지지된다. 프레임(2)의 내부에는, 모래와 수지와 경화제를 혼련하여 이루어지는 자경성 모래가 위로부터 채워진다.

프레임대(3)는 프레임(2)에 대하여 수평 방향으로 진퇴 가능한 측판(3a)을, 프레임(2)의 4개의 측면의 각각에 대하여 구비하고 있다. 프레임대(3) 위에 적재된 프레임(2)의 4개의 측면에 측판(3a)을 각각 맞닿게 함으로써, 프레임(2)이 프레임대(3) 위에 고정된다. 이때, 프레임(2)의 중심축이, 후술하는 모터(7)의 중심축과 일치하도록, 프레임(2)이 프레임대(3) 위에 고정된다.

코어형(4)의 축(4a)을 보유 지지하는 축 보유 지지구(5)는 상하 방향을 따라서 가대(11)의 측면에 부설된 레일(12)을 따라서 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

또한, 코어 조형 장치(1)는 코어형(4)의 축을 중심으로 코어형(4)과 프레임(2)을 상대 회전시키는 회전 구동 장치(6)를 갖고 있다. 회전 구동 장치(6)는 모터(7)와, 전원(8)과, 인버터(9)를 구비하고 있다. 모터(7)는 모터 고정구(10)를 통해 가대(11)에 고정되어 있다.

모터(7)는 인버터(9)를 통해 전원(8)에 전기적으로 접속되어 있다. 모터(7)의 회전 속도는 인버터(9)에 의해 조정된다.

또한, 코어 조형 장치(1)는 인장 장치(13)를 갖고 있다. 이 인장 장치(13)는 축 보유 지지구(5)에 접속되어 있는 와이어(14)를 인장하여 권취하는 것이다. 인장 장치(13)는 코어형(4)의 하중 이상의 장력으로 축 보유 지지구(5), 나아가서는, 코어형(4)을 상측 방향으로 인장한다. 보다 구체적으로는, 인장 장치(13)는 코어형(4)과 축 보유 지지구(5)와 와이어(14)의 합계 하중과 동등 또는 동등 이상의 장력으로 축 보유 지지구(5)를 상측 방향으로 인장한다. 본 실시 형태에 있어서, 인장 장치(13)는 밸런서이다.

모터(7)는 프레임대(3)를 수평 방향으로 회전시킨다. 이에 의해, 프레임대(3) 위에 고정된 프레임(2)이 수평 방향으로 회전한다. 여기서, 코어형(4)이 코어(15)로부터 상측 방향으로 빠져나오도록, 프레임(2)의 회전 방향이 설정되어 있다.

여기서, 프레임(2)의 측면도인 도 2에 도시한 바와 같이, 프레임(2)의 저판(2a)에는, 코어형(4)의 원기둥형의 축(4a)이 끼워지는 원기둥형의 오목부(2b)가 형성되어 있다. 코어형(4)의 축(4a)과, 저판(2a)의 오목부(2b)는, 코어형(4)의 중심축과 프레임(2)의 중심축을 일치시키는 조정 기구를 구성하고 있다. 프레임(2)의 내부에 코어형(4)을 배치할 때, 오목부(2b)에 코어형(4)의 축(4a)을 끼움으로써, 코어형(4)의 중심축과 프레임(2)의 중심축이 일치한다. 따라서, 프레임(2)을 수평 방향으로 회전시킬 때, 코어형(4)의 중심축과, 프레임(2)의 중심축과, 모터(7)의 중심축이 일치한다.

또한, 프레임(2)의 측면도인 도 3에 도시한 바와 같이, 코어형(4)의 축(4a)의 단이 원추형인 경우에는, 프레임(2)의 저판(2a)에 원추형의 오목부(2c)를 형성하여, 끼워 맞추도록 해도 된다.

이와 같은 구성에 있어서, 도 1에 도시한 바와 같이, 먼저, 상방이 개방된 프레임(2)을 프레임대(3) 위에 적재하고, 프레임(2)의 측면에 측판(3a)을 맞닿게 함으로써, 프레임(2)을 프레임대(3) 위에 고정한다. 이때, 프레임(2)의 중심축을, 모터(7)의 중심축과 일치시킨다.

다음에, 프레임(2)의 내부에 코어형(4)을 상하 방향을 따라서 배치하고, 코어형(4)의 축(4a)을 축 보유 지지구(5)로 보유 지지한다. 이때, 오목부(2b)에 코어형(4)의 축(4a)을 끼움으로써, 코어형(4)의 중심축과 프레임(2)의 중심축을 일치시킨다. 이에 의해, 코어형(4)의 중심축과 모터(7)의 중심축이 일치하므로, 모터(7)로 프레임(2)을 회전시켰을 때, 코어(15)와 코어형(4) 사이에 발생하는 마찰력의 마찰 계수를 최소로 할 수 있다. 이에 의해, 코어(15)를 안정적으로 회전시킬 수 있으므로, 내부 파손이 없고, 형상의 변동이 작은 코어(15)를 조형할 수 있다.

다음에, 프레임(2)의 상방으로부터 프레임(2)의 내부에 자경성 모래를 투입한다. 그리고, 프레임(2)의 각 측면을 해머로 두드려 자경성 모래를 가진하면서 자경성 모래를 코어형(4)의 축 방향을 따라서 프레임(2) 내에 채운다.

소정의 경화 시간이 경과한 후에, 모터(7)에 의해 프레임대(3)를 수평 방향으로 회전시킴으로써, 프레임(2)을 수평 방향으로 회전시킨다. 프레임(2)의 회전은, 인장 장치(13)에 의해 축 보유 지지구(5)를 코어형(4)의 하중 이상의 장력으로 상측 방향으로 인장하면서 행한다. 코어형(4)이 회전하지 않도록 하면서 프레임(2)을 회전시킴으로써, 스크루 형상의 코어형(4)은 코어(15)로부터 상하 방향을 따라서 빠져나온다. 여기서, 코어형(4)이 상측 방향으로 빠져나오도록, 프레임(2)의 회전 방향이 설정되어 있다. 따라서, 코어형(4)은 코어(15)로부터 상측 방향으로 발형되어 간다. 발형 중에, 축 보유 지지구(5)는 레일(12)을 따라서 상측 방향으로 이동하고, 와이어(14)는 인장 장치(13)에 권취되어 간다. 이와 같이 하여, 코어형(4)이 코어(15)로부터 완전히 발형되면, 코어형(4)은 축 보유 지지구(5)에 의해 현수된 상태에서 코어(15)의 상방에서 정지한다.

이와 같이, 프레임(2) 내에 코어형(4)을 상하 방향을 따라서 배치해 두고, 프레임(2)의 위로부터 프레임(2) 내에 자경성 모래를 채워 경화시킨다. 그리고, 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 코어(15)로부터 코어형(4)을 상하 방향으로 발형한다. 상하 방향을 따라서 배치한 코어형(4)을 상하 방향으로 발형하므로, 프레임(2)의 자세를 바꿀 필요가 없다. 따라서, 미리 코어형(4)에 대하여 모터(7)의 축 맞춤을 해 둘 수 있다. 이에 의해, 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 프레임(2)의 위로부터 프레임(2) 내에 자경성 모래를 채우므로, 비틀림 형상을 갖는 코어형(4)의 골부에 자경성 모래를 충분히 충전할 수 있다. 이에 의해, 형상이 양호한 코어(15)를 조형할 수 있다.

또한, 프레임(2)을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 코어(15)로부터 코어형(4)을 상하 방향으로 발형한다. 코어형(4)을 수평 방향으로 회전시키는 경우, 코어(15)에 대하여 코어형(4)이 상하 방향으로 이동하기 때문에, 코어형(4)을 회전시키는 모터를 상하 방향으로 이동시킬 필요가 있어, 모터를 이동시키는 기구나 모터를 퇴피시킬 스페이스가 필요해져 장치가 복잡화ㆍ대형화된다. 그래서, 프레임(2)을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 프레임(2)을 상하 방향으로 이동시키지 않고, 코어(15)로부터 코어형(4)을 발형할 수 있다. 이에 의해, 모터(7)를 이동시키는 기구나 모터(7)를 퇴피시킬 스페이스가 불필요해지므로, 장치를 단순화ㆍ소형화할 수 있다.

또한, 코어형(4)의 하중 이상의 장력으로 코어형(4)을 상측 방향으로 인장하면서, 코어(15)로부터 코어형(4)을 상측 방향으로 발형한다. 이에 의해, 코어형(4)의 발형 중이나 발형 후에 코어형(4)이 하측 방향으로 이동하지 않으므로, 코어형(4)의 하중이 코어(15)에 작용하여 코어(15)가 축 방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 프레임(2) 내에 코어형(4)을 배치할 때, 코어형(4)의 중심축과 프레임(2)의 중심축을 일치시킴으로써, 코어형(4)과 프레임(2)을 상대 회전시킬 때, 코어형(4)의 중심축과, 프레임(2)의 중심축과, 모터(7)의 중심축을 일치시킬 수 있다.

(변형예)

또한, 인장 장치(13)에 의해, 코어형(4)의 하중 이상의 장력으로 코어형(4)을 상측 방향으로 인장하는 구성에 한정되지 않는다. 측면도인 도 4에 도시한 바와 같이, 코어 조형 장치(201)는 코어형(4)의 축(4a)에 와이어(22)로 접속된 추(21)를 갖고, 추(21)에 의한 장력이 코어형(4)의 축(4a)에 작용하도록, 풀리(23, 24)로 와이어(22)를 지지하는 구성이어도 된다. 추(21)의 장력은, 코어형(4)과 와이어(22)의 합계 하중과 동등 또는 동등 이상이다. 이와 같은 구성이어도, 코어형(4)의 발형 중이나 발형 후에 코어형(4)이 하측 방향으로 이동하지 않도록 할 수 있다.

(효과)

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 코어 조형 방법 및 코어 조형 장치에 따르면, 프레임(2) 내에 코어형(4)을 상하 방향을 따라서 배치해 두고, 프레임(2)의 위로부터 프레임(2) 내에 자경성 모래를 채워 경화시킨다. 그리고, 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 코어(15)로부터 코어형(4)을 상하 방향으로 발형한다. 상하 방향을 따라서 배치한 코어형(4)을 상하 방향으로 발형하므로, 프레임(2)의 자세를 바꿀 필요가 없다. 따라서, 미리 코어형(4)에 대하여 모터(7)의 축 맞춤을 해 둘 수 있다. 이에 의해, 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 프레임(2)의 위로부터 프레임(2) 내에 자경성 모래를 채우므로, 비틀림 형상을 갖는 코어형(4)의 골부에 자경성 모래를 충분히 충전할 수 있다. 이에 의해, 형상이 양호한 코어(15)를 조형할 수 있다.

또한, 프레임(2)을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 코어(15)로부터 코어형(4)을 상하 방향으로 발형한다. 코어형(4)을 수평 방향으로 회전시키는 경우, 코어(15)에 대하여 코어형(4)이 상하 방향으로 이동하기 때문에, 코어형(4)을 회전시키는 모터를 상하 방향으로 이동시킬 필요가 있어, 모터를 이동시키는 기구나 모터를 퇴피시킬 스페이스가 필요해져, 장치가 복잡화ㆍ대형화된다. 그래서, 프레임(2)을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 프레임(2)을 상하 방향으로 이동시키지 않고, 코어(15)로부터 코어형(4)을 발형할 수 있다. 이에 의해, 모터(7)를 이동시키는 기구나 모터(7)를 퇴피시킬 스페이스가 불필요하게 되므로, 장치를 단순화ㆍ소형화할 수 있다.

[제2 실시 형태]

(코어 조형 방법)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 코어 조형 방법에 대하여 설명한다. 또한, 상술한 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 참조 번호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 본 실시 형태의 코어 조형 방법이 제1 실시 형태의 코어 조형 방법과 상이한 점은, 경화 공정에 있어서, 프레임으로부터 넘치는 양의 자경성 모래를 프레임 내에 투입한 후에, 프레임으로부터 넘친 자경성 모래를 제거함으로써, 프레임 내의 자경성 모래의 상단면을 평탄화하는 점이다.

(경화 공정)

자경성 모래를 프레임의 위로부터 프레임 내에 채운 경우, 자경성 모래의 벌크 밀도 등의 변화에 의해, 프레임 내의 자경성 모래에 부족이 발생하는 경우가 있다. 그래서, 경화 공정에서는, 프레임으로부터 넘치는 양의 자경성 모래를 프레임 내에 투입한다. 이에 의해, 자경성 모래가 부족할 일은 없게 되지만, 프레임으로부터 넘친 자경성 모래가 그대로 경화되면, 코어의 상단면이 평탄하게 되지 않아, 코어를 주형에 설치할 때 형상 오차가 발생할 우려가 있다. 그래서, 발형 공정을 행하기 전에, 프레임으로부터 넘친 자경성 모래를 제거함으로써, 프레임 내의 자경성 모래의 상단면을 평탄화한다. 이에 의해, 코어의 상단면을 고정밀도로 형성할 수 있다.

또한, 사전에 자경성 모래의 적절한 투입량을 파악해 두고, 그 양을 계측하여 프레임 내에 투입하는 것이 생각된다. 그러나, 자경성 모래의 벌크 밀도 등의 변화에 의해 불필요 부분이나 부족이 발생할 리스크가 있다. 그래서, 프레임으로부터 넘치는 만큼의, 충분한 양의 자경성 모래를 프레임 내에 투입한 후에, 프레임으로부터 넘친 자경성 모래를 제거하는 쪽이 합리적이다.

불필요한 자경성 모래의 제거는, 발형 공정을 행하기 전이면, 자경성 모래의 경화 중에 행해도 되고, 자경성 모래의 경화 후에 행해도 된다. 코어형의 발형 후에, 코어의 상단면을 양생하고자 하면, 코어형을 뺀 후의 구멍 주위 등, 국소적으로 두께가 얇아져 있는 부분이 손상되기 쉽다. 그 때문에, 코어형을 빼기 전에, 프레임 내의 자경성 모래의 상단면을 평탄화한다. 또한, 근소한 외력에 의해 손상되지 않도록, 자경성 모래에 어느 정도의 강도가 발현되고 나서, 프레임 내의 자경성 모래의 상단면을 평탄화하는 것이 바람직하다.

불필요한 자경성 모래의 제거는, 프레임 내에 배치된 코어형의 상단면에 하단이 접하는 제거 장치에 의해 행한다. 코어형의 축을 중심으로 제거 장치를 회전시킴으로써, 제거 장치가 갖는 주걱형 부재에 의해 프레임으로부터 넘친 자경성 모래를 깎아낸다.

(코어 조형 장치)

제2 실시 형태에 의한 코어 조형 장치는, 상술한 코어 조형 방법을 행하는 것이다. 코어 조형 장치(301)는 측면도인 도 5에 도시한 바와 같이, 제거 장치(31)를 갖고 있다. 프레임(2) 내에는, 프레임(2)으로부터 넘치는 양의 자경성 모래가 투입된다.

제거 장치(31)는 코어형(4)의 축(4a)에 설치되어 있다. 제거 장치(31)는 코어형(4)의 축(4a)을 중심으로 회전 가능하다.

제거 장치(31)의 측면도인 도 6a 및 제거 장치(31)의 상면도인 도 6b에 도시한 바와 같이, 제거 장치(31)는 코어형(4)의 축(4a)이 내부를 삽입 관통하는 통형의 통 부재(31a)와, 통 부재(31a)의 외주면에 설치된 주걱형 제거 부재(31b)를 갖고 있다. 통 부재(31a)의 내경은, 코어형(4)의 축(4a)의 외경보다도 크게 되어 있다. 제거 부재(31b)는, 제거 장치(31)가 회전되었을 때, 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래를 깎아낸다. 제거 부재(31b)는, 통 부재(31a)의 주위 방향으로 180도의 간격으로 2개 설치되어 있다. 제거 부재(31b)의 길이는, 프레임(2)의 내측에 제거 부재(31b)의 단이 위치하는 길이로 되어 있다.

또한, 제거 장치(31)의 상면도인 도 7에 도시한 바와 같이, 제거 부재(31b)는 1개여도 된다. 또한, 제거 장치(31)의 상면도인 도 8에 도시한 바와 같이, 제거 부재(31b)는, 통 부재(31a)의 주위 방향으로 예를 들어 120도의 간격으로 3개 설치되어 있어도 된다. 물론, 4개 이상 설치되어 있어도 된다.

도 6a를 A 방향으로부터 본 측면도인 도 9a에 도시한 바와 같이, 제거 부재(31b)의 두께는 상단으로부터 하단에 걸쳐 균일하다. 또한, 도 6a를 A 방향으로부터 본 측면도인 도 9b에 도시한 바와 같이, 제거 부재(31b)의 두께는, 상단으로부터 하단에 걸쳐 점감되어 있어도 된다. 이와 같이, 하단측의 두께를 얇게 함으로써, 자경성 모래를 깎아내는 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 6a를 A 방향으로부터 본 측면도인 도 9c에 도시한 바와 같이, 제거 부재(31b)는, 하단부가 회전 방향(화살표 방향)과는 반대측으로 경사져 있거나, 만곡되어 있거나 해도 된다. 이와 같이 함으로써도, 자경성 모래를 깎아내는 능력을 향상시킬 수 있다.

도 5에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제거 장치(31)는 자경성 모래의 투입 시에, 투입의 방해가 되지 않도록 프레임(2)의 상방으로 퇴피된다. 자경성 모래의 투입 후에는, 도 5에 파선으로 나타낸 바와 같이, 제거 장치(31)의 하단이 코어형(4)의 상단면에 접하도록 배치된다. 그리고, 제거 장치(31)가 수동으로 회전됨으로써, 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래가 제거 부재(31b)에 의해 깎아내진다. 또한, 제거 장치(31)는 자경성 모래의 투입 시에 코어형(4)의 축(4a)으로부터 떼어내지고, 자경성 모래의 투입 후에 코어형(4)의 축(4a)에 설치되는 구성이어도 된다.

자경성 모래를 프레임(2)의 위로부터 프레임(2) 내에 채운 경우, 자경성 모래의 벌크 밀도 등의 변화에 의해, 프레임(2) 내의 자경성 모래에 부족이 발생하는 경우가 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 프레임(2)으로부터 넘치는 양의 자경성 모래를 프레임(2) 내에 투입한다. 이에 의해, 자경성 모래가 부족할 일은 없게 되지만, 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래가 그대로 경화되면, 코어(15)의 상단면이 평탄하게 되지 않아, 코어(15)를 주형에 설치할 때 형상 오차가 발생할 우려가 있다. 그래서, 코어형(4)을 발형하기 전에, 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래를 제거함으로써, 프레임(2) 내의 자경성 모래의 상단면을 평탄화한다. 이에 의해, 코어(15)의 상단면을 고정밀도로 형성할 수 있다.

또한, 코어형(4)의 축(4a)을 중심으로 제거 장치(31)를 회전시킴으로써, 제거 장치(31)가 갖는 제거 부재(31b)에 의해 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래를 깎아낸다. 이에 의해, 프레임(2) 내의 자경성 모래의 상단면을 적합하게 평탄화할 수 있다.

또한, 제거 장치(31)의 측면도인 도 10에 도시한 바와 같이, 제거 장치(31)는 주걱형 제거 부재(31b) 대신에, 브러시(31c)를 갖고 있어도 된다. 브러시(31c)의 복수의 모로 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래를 깎아냄으로써 프레임(2) 내의 자경성 모래의 상단면을 적합하게 평탄화할 수 있다. 또한, 브러시(31c)이면, 프레임(2) 내의 자경성 모래에의 부하를 저감시킬 수 있다.

또한, 제거 장치(31)의 측면도인 도 11a, 및, 제거 장치(31)의 상면도인 도 11b에 도시한 바와 같이, 제거 장치(31)는 원반형의 판 부재(31d)를 갖고, 판 부재(31d)에 복수의 절결부가 형성되어 있어도 된다. 절결부는, 판 부재(31d)로부터 절결되어 선단이 하방에 위치하도록 절곡되어 있다. 그 때문에, 절결부가 형성된 개소에서는, 판 부재(31d)에 구멍이 뚫려 있다. 절결부에 의해 깎아내진 자경성 모래는, 구멍을 통해 판 부재(31d)의 상면으로 이동하고, 판 부재(31d)의 위로부터 수동으로 제거되게 된다. 이와 같은 구성이어도, 프레임(2) 내의 자경성 모래의 상단면을 적합하게 평탄화할 수 있다. 또한, 판 부재(31d)는 원반형에 한정되지 않고, 부채형이어도 된다.

(효과)

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 코어 조형 방법 및 코어 조형 장치에 따르면, 프레임(2)으로부터 넘치는 양의 자경성 모래를 프레임(2) 내에 투입한 후에, 프레임(2) 내에 배치된 코어형(4)의 상단면에 하단이 접하는 제거 장치(31)에 의해 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래를 제거함으로써, 프레임(2) 내의 자경성 모래의 상단면을 평탄화한다. 자경성 모래를 프레임(2)의 위로부터 프레임(2) 내에 채운 경우, 자경성 모래의 벌크 밀도 등의 변화에 의해, 프레임(2) 내의 자경성 모래에 부족이 발생하는 경우가 있다. 그래서, 프레임(2)으로부터 넘치는 양의 자경성 모래를 프레임(2) 내에 투입한다. 이에 의해, 자경성 모래가 부족할 일은 없게 되지만, 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래가 그대로 경화되면, 코어(15)의 상단면이 평탄하게 되지 않아, 코어(15)를 주형에 설치할 때 형상 오차가 발생할 우려가 있다. 그래서, 코어형(4)을 발형하기 전에, 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래를 제거함으로써, 프레임(2) 내의 자경성 모래의 상단면을 평탄화한다. 이에 의해, 코어(15)의 상단면을 고정밀도로 형성할 수 있다.

또한, 코어형(4)의 축(4a)을 중심으로 제거 장치(31)를 회전시킴으로써, 제거 장치(31)가 갖는 주걱형 제거 부재(31b)에 의해 프레임(2)으로부터 넘친 자경성 모래를 깎아낸다. 이에 의해, 프레임(2) 내의 자경성 모래의 상단면을 적합하게 평탄화할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 구체예를 예시한 것에 지나지 않고, 특별히 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 구체적 구성 등은, 적절히 설계 변경 가능하다. 또한, 발명의 실시 형태에 기재된 작용 및 효과는, 본 발명으로부터 발생하는 가장 적합한 작용 및 효과를 열거한 것에 지나지 않고, 본 발명에 의한 작용 및 효과는, 본 발명의 실시 형태에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다.

본 출원은, 2015년 12월 9일에 출원된 일본 특허 출원(특원 제2015-240504호) 및 2016년 5월 17일에 출원된 일본 특허 출원(특원 제2016-098736호)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

1, 201, 301 : 코어 조형 장치
2 : 프레임
2a : 저판
2b, 2c : 오목부
3 : 프레임대
3a : 측판
4 : 코어형
4a : 축
5 : 축 보유 지지구
6 : 회전 구동 장치
7 : 모터
8 : 전원
9 : 인버터
10 : 모터 고정구
11 : 가대
12 : 레일
13 : 인장 장치
14 : 와이어
15 : 코어
21 : 추
22 : 와이어
23, 24 : 풀리

Claims

비틀림 형상을 갖는 코어를 코어형을 사용하여 조형하는 코어 조형 방법에 있어서,
상방이 개방되는 프레임 내에 상기 코어형을 상하 방향을 따라서 배치한 후에, 모래와 수지와 경화제를 혼련하여 이루어지는 자경성 모래를 상기 프레임의 위로부터 상기 프레임 내에 채워 경화시키는 경화 공정과,
상기 코어형의 축을 중심으로 상기 코어형과 상기 프레임을 상대 회전시키면서, 상기 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 상기 코어로부터 상기 코어형을 상기 상하 방향으로 발형하는 발형 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 코어 조형 방법.
제1항에 있어서,
상기 발형 공정에 있어서, 상기 프레임을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 상기 코어로부터 상기 코어형을 상기 상하 방향으로 발형하는 것을 특징으로 하는 코어 조형 방법.
제2항에 있어서,
상기 발형 공정에 있어서, 상기 코어형의 하중 이상의 장력으로 상기 코어형을 상측 방향으로 인장하면서, 상기 프레임을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 상기 코어로부터 상기 코어형을 상기 상측 방향으로 발형하는 것을 특징으로 하는 코어 조형 방법.
제1항에 있어서,
상기 경화 공정에 있어서, 상기 프레임 내에 상기 코어형을 배치할 때, 상기 코어형의 중심축과 상기 프레임의 중심축을 일치시키는 것을 특징으로 하는 코어 조형 방법.
제2항에 있어서,
상기 경화 공정에 있어서, 상기 프레임 내에 상기 코어형을 배치할 때, 상기 코어형의 중심축과 상기 프레임의 중심축을 일치시키는 것을 특징으로 하는 코어 조형 방법.
제3항에 있어서,
상기 경화 공정에 있어서, 상기 프레임 내에 상기 코어형을 배치할 때, 상기 코어형의 중심축과 상기 프레임의 중심축을 일치시키는 것을 특징으로 하는 코어 조형 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화 공정에 있어서, 상기 프레임으로부터 넘치는 양의 상기 자경성 모래를 상기 프레임 내에 투입한 후에, 상기 프레임 내에 배치된 상기 코어형의 상단면에 하단이 접하는 제거 장치에 의해 상기 프레임으로부터 넘친 상기 자경성 모래를 제거함으로써, 상기 프레임 내의 상기 자경성 모래의 상단면을 평탄화하는 것을 특징으로 하는 코어 조형 방법.
제7항에 있어서,
상기 코어형의 축을 중심으로 상기 제거 장치를 회전시킴으로써, 상기 제거 장치가 갖는 주걱형 부재에 의해 상기 프레임으로부터 넘친 상기 자경성 모래를 깎아내는 것을 특징으로 하는 코어 조형 방법.
비틀림 형상을 갖는 코어를 코어형을 사용하여 조형하는 코어 조형 장치에 있어서,
상방이 개방되고, 내부에 상기 코어형이 상하 방향을 따라서 배치됨과 함께, 모래와 수지와 경화제를 혼련하여 이루어지는 자경성 모래가 위로부터 내부에 채워져 경화되는 프레임과,
상기 코어형의 축을 중심으로 상기 코어형과 상기 프레임을 상대 회전시킴으로써, 상기 자경성 모래가 경화되어 이루어지는 상기 코어로부터 상기 코어형을 상기 상하 방향으로 발형시키는 회전 구동 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 코어 조형 장치.
제9항에 있어서,
상기 회전 구동 장치는, 상기 프레임을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 상기 코어로부터 상기 코어형을 상기 상하 방향으로 발형시키는 것을 특징으로 하는 코어 조형 장치.
제10항에 있어서,
상기 코어형의 하중 이상의 장력으로 상기 코어형을 상측 방향으로 인장하는 인장 장치를 더 갖고,
상기 회전 구동 장치는, 상기 프레임을 수평 방향으로 회전시킴으로써, 상기 코어로부터 상기 코어형을 상기 상측 방향으로 발형하는 것을 특징으로 하는 코어 조형 장치.
제9항에 있어서,
상기 코어형의 중심축과 상기 프레임의 중심축을 일치시키는 조정 기구를 더 갖는 것을 특징으로 하는 코어 조형 장치.
제10항에 있어서,
상기 코어형의 중심축과 상기 프레임의 중심축을 일치시키는 조정 기구를 더 갖는 것을 특징으로 하는 코어 조형 장치.
제11항에 있어서,
상기 코어형의 중심축과 상기 프레임의 중심축을 일치시키는 조정 기구를 더 갖는 것을 특징으로 하는 코어 조형 장치.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임 내에는, 상기 프레임으로부터 넘치는 양의 상기 자경성 모래가 투입되고,
상기 프레임 내에 배치된 상기 코어형의 상단면에 하단이 접하며, 상기 프레임으로부터 넘친 상기 자경성 모래를 제거함으로써, 상기 프레임 내의 상기 자경성 모래의 상단면을 평탄화하는 제거 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 코어 조형 장치.
제15항에 있어서,
상기 제거 장치는, 상기 코어형의 축을 중심으로 회전 가능하고,
상기 제거 장치는, 상기 프레임으로부터 넘친 상기 자경성 모래를 깎아내는 주걱형 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 코어 조형 장치.