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KR100909152B1 - 조형기를 위한 주형틀 및 이를 이용한 조형방법 - Google Patents

조형기를 위한 주형틀 및 이를 이용한 조형방법 Download PDF

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KR100909152B1
KR100909152B1 KR1020067015844A KR20067015844A KR100909152B1 KR 100909152 B1 KR100909152 B1 KR 100909152B1 KR 1020067015844 A KR1020067015844 A KR 1020067015844A KR 20067015844 A KR20067015844 A KR 20067015844A KR 100909152 B1 KR100909152 B1 KR 100909152B1
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molding
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molds
sand
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미노루 히라타
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신토고교 가부시키가이샤
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Abstract

내측에 주물사를 유지시키기 위한 주형틀로서, 주형의 변형이나 어긋남을 방지하는 주형틀을 개시한다. 상부 주형틀(104)과 하부 주형틀(105)은 각각, 주형틀이 조형되는 개구를 규정하며, 이 개구부 내부로 주물사를 공급하는 적어도 하나의 공급구(101)를 갖는 본체를 포함한다. 상기 본체에는, 그 개구를 사이에 두고 마주보고 있으며, 각각이 관통구멍을 갖는 한 쌍의 플랜지(102)가 외측으로 연장되어 있다. 틀 부재에는, 주형틀 외부의 액추에이터로부터의 힘이 주형틀로 전달되도록, 상기 액추에이터와 걸림결합이 가능한 걸림결합부재가 설치되어 있다. 패턴 플레이트(107)를 사이에 두고 마주보는 상부 주형틀(104)과 하부 주형틀(105)은, 이들 관통구멍에 한 쌍의 연결 로드(106)를 끼워넣음으로써 일체적으로 연결되어, 주형틀 유닛을 형성한다.

Description

조형기를 위한 주형틀 및 이를 이용한 조형방법{FRAME FOR MOLDING MACHINE AND METHOD OF MOLDING USING THE FRAME}
본 발명은, 주물사에 의해 주형(mold)을 조형하는 조형기에 있어서의 주형틀(flask) 및 이를 이용한 주형 조형방법에 관한 것이다.
예컨대 출원인에게 양도된 일본국 특허공개 H7-16705호의 공보(1993년 7월 2일 출원)에 기재된 바와 같이, 틀 없는 조형기(Flaskless Molding Machine)는 공지되어 있다. 이와 같은 조형기에는, 상부 주형틀과 하부 주형틀로 이루어진 한 쌍의 주형틀로부터 조형이 끝난 주형을 빼낸 후에, 필요에 따라 주형의 측면에 주형 자켓(mold jacket)을 씌워 주탕(注湯)하는 틀 없는(Flaskless식) 조형방법이 적용된다.
상기 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 종래의 조형기의 주형틀에서는, 상부 주형틀과 하부 주형틀이 캔틸레버식으로 지지되어 있어, 각각의 한쪽 측면측에 의해서만 결합가능하게 되어 있다. 이 때문에, 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에는, 이들을 서로 겹친 시점에서는 주형틀을 결합하는 측의 반대측에서 틈새가 생기고, 주형을 뺄 때(拔型時)에는 주형틀 결합측에서 틈새가 생기게 된다. 그 결과, 주형면이 주형틀 맞춤면과 평행이 되지 않아, 주형의 어긋남이 발생한다. 이로 인 해, 주형을 뺄 때 주형이 패턴에 대해 수직으로 빠지지 않기 때문에, 주형이 떨어지는(mold dropping) 등의 문제가 발생되기 쉽다.
또한, 주형이 내재된 상부 주형틀과 하부 주형틀은, 특히 주형맞춤장치에 의해 서로 겹쳐져 있는데, 실제로는 정밀도 높게 서로 겹치는 것이 곤란하다.
따라서, 본 발명은, 주형의 어긋남이나 떨어짐을 억제하는 주형틀 및 이를 이용한 주형 조형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 주물사를 유지시키기 위한 주형틀을 제공하기 위한 것이며, 상기 주형틀은,
주형이 조형되는 개구를 규정함과 동시에, 상기 개구 내로 주물사를 공급하는 적어도 하나의 공급구를 갖는 본체와,
하나의 주형틀을 다른 주형틀에 일체적으로 연결하여 서로 근접 및 이격가능하게 지지하는데 적합한 복수의 연결 로드(connecting rod)에 대해, 상기 주형틀을 장착하도록 본체에 설치된 장착부재를 구비한다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 주형틀은 단일체의 주형틀 유닛을 형성한다. 그 한쪽 주형틀과 다른 쪽 주형틀은 서로 동일한 형상이어도 좋고, 다른 형상이어도 좋다.
본 발명의 주형틀로 이루어진 주형틀 유닛은, 패턴 플레이트(pattern plate)가 상면과 하면의 양면에 패턴을 가지는 것이라면, 틀 없는 조형기에서 이용해도 좋다.
따라서, 본 발명은, 상술한 주형틀 유닛을 이용하여 틀 없는 조형기에서 주형을 조형하는 방법도 제공한다. 상기 방법은,
주형틀 유닛을 형성하는 한 쌍의 주형틀의 개구에 한 쌍의 압축부재를 각각 삽입함으로써, 한 쌍의 조형공간을 구획하는 조형공간 구획단계와,
상기 한 쌍의 조형공간 내에 공급구를 통해 주물사를 충전하는 충전단계와,
충전된 주물사를 상기 압축부재에 의해 압축하여 2개의 반할(半割)주형을 조형하는 압축단계를 포함한다.
바람직하게는, 조형공간 규정단계가 이루어지는 위치와 충전단계가 이루어지는 위치 사이에서 주형틀 유닛을 이동시키는 이동단계를 포함한다. 이 경우, 압축단계는, 주형틀 유닛이 이동하는 경로에서 이루어질 수 있다. 또한, 압축단계 이후에, 주형틀 유닛 내의 한 쌍의 반할 주형을, 코어를 넣는 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 조형방법이 적용되는 틀 없는 조형기는, 조형공간 규정단계가 이루어지는 위치와 충전단계가 이루어지는 위치 사이에서 주형틀 유닛을 이동시키는 회전 프레임과, 한 쌍의 압축부재를 각각 구동시키는 한 쌍의 구동수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 구동수단은 회전 프레임과 일체적으로 이동시키도록 해도 좋으나, 고정위치에 두어도 좋다. 후자의 경우는 회전 프레임의 강성을 최소로 할 수 있다. 혹은, 한 쌍의 구동수단 중 하나는 회전 프레임과 일체적으로 이동하고, 다른 하나는 고정위치에 두어도 좋다. 이 경우는 회전 프레임의 강성을 작게 할 수 있다.
조형공간 구획단계는, 한 쌍의 조형공간을 동시에 구획해도 좋다. 이것은 상부 주형과 하부 주형의 높이가 동일한 경우에 적합하다.
조형공간 구획단계는, 한 쌍의 조형공간을 각각 다른 타이밍으로 구획해도 좋다. 이것은 상부 주형과 하부 주형의 높이가 다른 경우에 적합하다.
조형공간 구획단계는, 충전단계에 앞서 완료시켜도 좋다. 이렇게 하면 조형속도를 빠르게 할 수가 있다.
예컨대, 조형공간 구획단계가 1회 만으로는 충전이 불충분할 경우에는, 충전단계에서 추가로 조형공간 구획단계를 적어도 1회 실행해도 좋다. 이렇게 하면 충전의 개선을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상술한 주형틀 유닛을 이용하여 틀이 부착된 조형기에 의해 주형을 조형하는 방법도 제공한다. 상기 방법은,
주형조형기에 있어서 상부 및 하부 주형틀 유닛에 의해 패턴 플레이트를 끼워 지지시킴과 동시에 상부 및 하부 주형틀에 있어서의 패턴 플레이트가 없는 각각의 개구부에 상부 및 하부 압축부재를 각각 삽입하여 상하 2개의 조형공간을 구획하는 단계와,
상부 및 하부 주형틀 및 패턴 플레이트를 수직상태로 하고, 또한 모래공급구를 상방으로 이동시키는 단계와,
모래공급구로부터 각각의 조형공간에 주물사를 충전하는 단계와,
상부 주형틀 및 패턴 플레이트를 수평상태로 되돌리면서 상부 및 하부 압축부재를 더욱 삽입시켜, 조형공간 내의 주물사를 각각 압축하는 단계와,
패턴 플레이트를 상기 상부 및 하부 주형틀로부터 분리하여 주형조형기로부터 반출하는 단계와,
상부 및 하부 주형틀을 서로 겹쳐 제품 캐비티를 구획하는 단계와,
제품 캐비티에 주탕하는 주탕수단으로 상부 및 하부 주형틀 유닛을 이송하고, 상기 주탕 후의 상부 및 하부 주형틀 유닛을, 상기 주형을 분해하는 주형분해수단으로 이송하여 주형을 분해하는 단계와,
주형을 분해한 상부 및 하부 주형틀 유닛을 틀이 부착된 조형기로 회송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 각 실시형태에서 바람직한 주물사는, 벤토나이트(bentonite)를 점결제(binder)로 하는 생형사(生型砂)이다.
본 발명의 상술한 목적 및 기타의 목적과 특징은, 첨부 도면을 참조하여 설명할 이하의 바람직한 실시형태에 의해 한층 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 하나의 주형틀의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 한 쌍의 주형틀로 이루어진 주형틀 유닛을 일부 파단하고 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 도 2와 동일한 도면으로서, 상부 주형틀과 하부 주형틀에 의해 매치 플레이트를 끼워 지지한 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 방법이 적용되는 조형기의 일례를 나타낸, 일부를 잘라내고 도시한 정면도이다.
도 5는 도 1의 A-A선 단면부분의 도면으로서, 주형틀 유닛의 상부 주형틀과 하부 주형틀에 의해 매치 플레이트를 끼워 지지한 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 도 4의 조형기의 평면도이다.
도 7은 도 4의 조형기의 동작을 설명하는 도면으로서, 주형틀 유닛에 주물사를 충전하는 상태를 나타낸 것이다.
도 8은 도 4의 틀 없는 조형기에 기초한 주조설비에 있어서의 본 발명에 의한 주형 조형방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 9는 도 4의 틀 없는 조형기를 이용하는 본 발명에 의한 다른 주형 조형방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 10은 본 발명에 의한 주형 조형방법이 적용되는 틀 부착 조형기에 기초한 주조설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10의 주조설비에 있어서의 틀 부착 조형기를 나타낸 정면도이다.
도 12는 도 11의 틀 부착 조형기에 이용한 주형틀 유닛의 정면도이다.
도 13은 도 12의 주형틀 유닛의 좌측면도이다.
도 14는 도 12의 주형틀 유닛의 우측면도이다.
도 15는 도 11의 조형기의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 주형틀 유닛에 주물사를 충전하는 상태를 나타낸 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 주형틀(F)을 나타낸 것이다. 도면에서는 2개의 주형틀(F)을 서로 겹쳐서 나타내고 있으며, 걸림결합부재(2a)는 상측의 주형틀(F)에, 걸림결합부재(3a)는 하측의 주형틀(F)에 설치되어 있다. 나머지 구성에 대해서는 상측의 주형틀과 하측의 주형틀이 동일하다.
주형틀(F)은, 개구를 규정하는 주변 벽부(본체)를 가지며, 그 한 변에는 개구 내로 주물사를 충전하기 위한 적어도 하나의 모래공급구(101)가 형성되어 있다. 주형틀(F)의 주변 벽부의 마주보는 한 쌍의 측벽의 외면에는, 플랜지(장착부재; 102)가 형성되어 있다. 한 쌍의 플랜지(102)의 각각에는 하나의 관통구멍(103)이 형성되어 있고, 주형틀(F)의 개구를 사이에 두고 한 쌍의 관통구멍(103)이 마주보고 있다.
플랜지(102)는 주형틀(F)의 본체와 일체적으로 주조성형해도 좋고, 혹은 본체와는 별개로 제작하여, 상기 본체에 대해 기계적으로 부착가능한 구조로 해도 좋다. 예컨대 기존의 주형틀을 본체로서 이용하고, 이 본체에 대해 플랜지(102)를 부착시키더라도 본 발명의 주형틀(F)을 구성할 수 있다. 이 경우, 주형틀(F)의 걸림결합부재(2a, 3a)는 플랜지(102)와 일체로 성형하는 것이 바람직하다. 걸림결합부재(2a, 3a)의 기능에 대해서는 후술한다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 주형틀 유닛은, 각각 본 발명의 주형틀(F)과 동일한 구성인 상부 주형틀(104) 및 하부 주형틀(105)을 포함한다. 단, 상부 주형틀(104)과 하부 주형틀(105)은 반드시 동일한 형상일 필요는 없고, 서로 다른 형상이어도 좋다. 상부 주형틀(104) 및 하부 주형틀(105)의 각각의 관통구멍(103)에는, 상부 주형틀(104)과 하부 주형틀(105)을 일체적으로 결합하기 위한 연결 로드(106)가 슬라이딩 가능하게 끼움결합되어 있다. 실제의 조형시에는, 상부 주형틀(104) 및 하부 주형틀(105)은 연결 로드(106)에 안내되어 승강하며, 상부 주형틀(104)과 하부 주형틀(105) 사이에 매치 플레이트(107)를 끼움지지하여 조형 준비가 이루어진다.
본 발명에 의한 주형틀, 더 나아가서 주형틀 유닛은, 주형을 조형한 후에 틀을 빼는 틀 없는 조형기에도 적용이 가능하며, 틀 부착 조형기, 즉 주형을 조형한 후에 틀을 빼지 않고 주형틀 내에 주형을 남긴 채로 주조 라인으로 송출하는 조형기에도 적용이 가능하다.
도 4, 도 5 및 도 6은, 도 2 및 도 3에 도시한 주형틀 유닛이 적용되는 틀 없는 조형기의 일례를 나타낸 것이다. 틀 없는 조형기에서는, 직육면체 형상의 기대(機臺; 1)의 내부공간에 조형공간 구획 스테이션(P), 모래 도입 스테이션(S), 코어 삽입·주형추출 스테이션(W)이 집약되어 있다. 주형틀 유닛은, 이들 각 스테이션으로 이동가능하게 되어 있으며, 조형기의 소정위치에 기계적으로 항시 고정되는 것이 아니다.
조형공간 구획 스테이션(P)에는, 측벽에 모래공급구를 각각 가지는 두 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)이 배치되어 있다. 이 조형공간 구획 스테이션(P)은, 2쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3) 중 한 쌍에 있어서의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이에 매치 플레이트(5)를 출입가능하게 설치하는 반입기구(4)와, 스퀴즈 기구(9)를 구비하고 있다. 상부 주형틀(2), 하부 주형틀(3), 및 매치 플레이트(5)는, 상술한 상부 주형틀(104), 하부 주형틀(105) 및 매치 플레이트(107)와 동일하며, 주형틀 유닛을 형성하고 있다.
스퀴즈 기구(9)에는, 한 쌍의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이에 매치 플레이트(5)가 끼움지지된 상태에서, 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)에 있어서의 매치 플레이트(5)가 위치하는 측과 반대되는 측의 각 개구에 대해, 상부 스퀴즈 플레이트(6) 및 하부 스퀴즈 플레이트(7)가 각각 삽입 및 분리 가능하게 설치되어 있다. 또한, 스퀴즈 기구(9)는, 기대(1)에 설치한 지지축(8)을 중심으로 수직면 내에서 정·역방향으로 회동가능하게 지지되어 있다. 그 회동범위는, 매치 플레이트(5)를 끼움지지한 한 쌍의 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)이 수직자세가 되는 위치와, 수평자세가 되는 위치 사이이다. 조형공간 구획 스테이션(P)에는, 스퀴즈 기구(9)를 정·역방향으로 회전구동시키기 위한 횡방향의 실린더(10)도 구비되어 있다.
모래 도입 스테이션(S)은, 실린더(10)의 신장(伸長)작동에 의해 수직상태에 있는 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)에 대해 모래공급구로부터 주물사를 충전하는 모래 충전 기구(11)를 갖는다.
코어 삽입·주형추출 스테이션(W)은, 서로 겹쳐진 채로 수평상태에 있으며, 상하의 반할 주형이 내재된 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)로부터 상하의 반할 주형을 꺼내는 주형 추출 기구(12)와, 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)이 수평상태에 있는 스퀴즈 기구(9)와 주형 추출 기구(12) 사이를 한 쌍씩 상하로 이어 수평으로 나란한 수평상태인 두 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 번갈아 간헐적으로 선회시키며, 또한 상부 주형틀(2)을 걸어 고정시켜 승강가능한 주형틀 선회 기구(13)를 구비하고 있다.
두 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)의 각 쌍은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상부 주형틀(2)의 전후 외측면에 슬라이딩 가능하게 늘어뜨려 설치한 한 쌍의 연결 로드(14) 사이에 하부 주형틀(3)을 슬라이딩 가능하게 가설하고, 하부 주형틀(3)을 한 쌍의 연결 로드(14)의 하단위치에서 걸어 고정시키도록 되어 있으며, 조형시에 반입되는 매치 플레이트와 함께 주형틀 유닛을 구성한다.
상술한 걸림결합부재(2a, 3a)는, 예컨대 상부 주형틀(2)의 양 측면의 중앙부(2a)와, 스퀴즈 기구(9)측에 위치하고 있을 때의 하부 주형틀(3)의 양 측면의 일단(3a)에 각각 설치되어 있으며, 주형틀 선회 기구(13)에 유지가능하게 되어 있다. 도시한 예에서는, 상기 걸림결합부재(2a, 3a)는 구멍을 갖는 볼록부이고, 예컨대 그 구멍에 삽입통과된 핀(도시 생략)을 통해 주형틀 선회 기구(13)의 후술하는 상부 및 하부 걸림고정부재(37, 39)에 연결된다. 걸림결합부재(2a 및 3a)는 상부 및 하부 걸림고정부재(37 및 39)에 연결가능하거나 또는 착탈가능하다면 그 형상은 임의이므로, 볼록부 대신 예컨대 오목부로 해도 좋다. 또한, 걸림결합부재(2a, 3a)는 플랜지(102; 도 1)에 설치해도 좋으나, 주형틀 본체에 설치해도 좋다.
매치 플레이트(5)의 반송기구(4)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 스퀴즈 기구(9)의 지지축(8)에 장착시킨 링 부재(15)와, 모래 충전 기구(11)에 피봇지지하고 또한 피스톤 로드의 선단을 링 부재(15)의 일부에 회동가능하게 연결접촉시킨 실린더(16)와, 기저단이 링 부재(15)에 고정부착된 캔틸레버식 구조인 한 쌍의 아암(17)으로 이루어진다. 실린더(16)의 신축작동에 의해 한 쌍의 아암(17)이 상하방향으로 회동하여, 스퀴즈 기구(9)에 있어서의 수평상태의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이에 매치 플레이트(5)를 반입 및 반출시킨다.
스퀴즈 기구(9)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 기대(1)의 상부 중앙에 장착된 지지축(8)에 회전 프레임(18)이 중심 부근으로 수직면 내에서 정·역방향으로 회전가능하게 피봇지지하여 설치되어 있고, 상기 회전 프레임(18)의 우측면에는 상하방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 로드(19)가 전후방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 있다. 상기 한 쌍의 안내 로드(19) 사이에서, 그 상부에는 역 L자형의 상부 승강 프레임(20)이, 하부에는 L자형의 하부 승강 프레임(21)이, 각각 일체적으로 설치된 홀더를 통해 슬라이딩 가능하게 가설되어 있다. 이들 상부 및 하부 승강 프레임(20 및 21)은, 회전 프레임(18)에 장착된 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)의 신축작동에 의해 서로 접근 및 이반(離反)된다.
상부 승강 프레임(20)에는 상부 스퀴즈 플레이트(6)를 진퇴시키는 복수의 실린더(24)가, 하부 승강 프레임(21)에는 하부 스퀴즈 플레이트(7)를 진퇴시키는 복수의 실린더(25)가 각각 장착되어 있다. 상부 및 하부 승강 프레임(20 및 21)의 각각의 수평상태의 상면은, 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)을 각각 가압할 수 있는 크기를 가지고 있다.
본 실시형태에서는, 스퀴즈 플레이트(압축부재; 6, 7)를 구동시키는 실린더(구동수단)은, 회전 프레임(18)과 일체적으로 이동시키도록 되어 있다. 이를 대신하여, 실린더는 고정위치에 두어도 되며, 스퀴즈 플레이트(6, 7) 중 어느 하나를 위한 실린더를 회전 프레임(18)과 일체적으로 이동시키고, 다른 하나를 고정 위치에 두어도 된다.
기대(1)의 천정부에(도면에서는 좌측 부근 위치에) 장착된 모래충전기구(11)는, 2개의 에어레이션 탱크(27; aeration tanks)를 가지며, 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3)에 각각 독립적으로 주물사를 저압의 압축공기로 부유 또는 유동화시키면서 충전(에어레이션 충전)한다.
또한, 저압 압축공기를 이용하여 주물사를 부유(浮遊) 또는 유동화시키는 에어레이션 충전은, 예컨대 본원의 출원인에게 양도된 미국 특허 US 6,749,003 B2호에 기재되어 있다. 저압 압축공기의 압력 크기는, 0.05Mpa 내지 0.18Mpa의 범위가 바람직하다는 것도 판명되어 있다. 다만, 본 발명에 적용되는 충전법은 에어레이션 충전에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 한층 더 고압의 압축공기를 이용하는 블로우 충전(blowing introducing process)을 적용하여도 좋고, 이것에 감압을 병용해도 좋다.
주형 추출 기구(12)에서는, 상하로 겹쳐진 수평상태의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)내에 진입가능한 추출판(28)이, 기대(1)의 천정부에 장착된 하향 실린더(29)의 피스톤 로드의 하단에 고정부착되며, 이 실린더(29)의 신축작동에 의해 추출판(28)이 승강하도록 되어 있다. 추출판(28)의 바로 아래에는, 상부 및 하부 주형틀(2, 3)로부터 꺼내진 상하의 반할 주형을 받는 주형받이 테이블(30)이 설치되어 있다. 이 주형 받이 테이블(30)은 실린더(31)의 신축작동에 의해 신축하는 팬터그래프(pantograph, 32)에 의해 승강한다(도 5 참조).
주형틀 선회 기구(13)에서는, 높이방향을 따라 연신(延伸)되는 회전 샤프트(33)가 수평회전 가능하게 기대(1)에 장착되어 있다. 이 회전 샤프트(33)의 상단 은, 기대(1)의 천정에 장착된 모터(34)의 출력축에 연결되어 있으며, 이 모터(34)의 구동에 의해 회전 샤프트(33)가 정방향 및 역방향으로 180도 회동하게 되어 있다.
여기서, 회전 샤프트(33)의 회동범위인 180도는, 조형한 주형을 그 조형위치로부터 주형틀 선회 기구(13)에 의해 주형 추출기구(12)로 이동시키기 위한 회동각도 범위의 일례이다. 상기 회동각도 범위는, 주형 추출 기구(12)의 설치 위치에 따라 결정되는 것이므로, 180도에 한정되는 것이 아니다. 원하는 회동위치에 맞추어 주형 추출 기구를 설치하여도 좋다.
회전 샤프트(33)의 상부에는 지지부재(35)가 장착되어 있다. 상기 지지부재(35)에는, 하방으로 연장되며 전후방향으로 소정의 간격을 가지고 쌍을 이루는 두 쌍의 안내 로드(36)가 늘어뜨려 설치되어 있으며, 상기 두 쌍의 안내 로드(36)는 회전 샤프트(33)를 중심으로 하여 마주보고 있다. 안내 로드(36)의 각 쌍에는, 상부 주형틀(2)의 걸림결합부재(2a)를 걸어 고정시킬 수 있는 상부 걸림고정부재(37)가 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 가설되어 있다. 상기 상부 걸림고정부재(37)에는, 회전 샤프트(33)에 장착된 상향 실린더(38)의 피스톤 로드의 선단이 고정부착되어 있으며, 실린더(38)의 신축작동에 의해 상부 걸림고정부재(37)가 승강하도록 되어 있다. 한편, 두 쌍의 안내 로드(36)의 하단에는, 2개의 하부 주형틀(3)의 걸림결합부재(3a)를 걸어 고정시킬 수 있는 하부 걸림고정부재(39)가 고정부착되어 있다.
주형 배출 장치(40)는, 상부 및 하부 주형(2, 3) 내부로부터 꺼내진 상하의 반할 주형을 주형 받이 테이블(30) 상으로부터 밀어내는 기능을 가지고 있다.
본 발명의 주형 조형 방법에 의하면, 우선 주형틀 유닛의 개구부에 한 쌍의 압축부재(도 4의 조형기에서는 스퀴즈 플레이트(6, 7))를 삽입하여 한 쌍의 주형 조형공간을 구획한다. 상기 조형공간에 주물사를 충전한다. 그런 다음, 압축부재에 의해 주물사를 압축하여 2개의 반할 주형을 조형한다(도 8).
본 발명의 주형 조형 방법에서는, 조형공간을 완성하는 위치와, 그 조형공간에 주물사를 충전하는 위치 사이에서 주형틀 유닛을 이동시켜도 좋다. 이 경우, 주형틀 유닛이 이동하는 경로에서, 조형공간에 충전된 주물사를 압축할 수 있다(도 9).
도 9에 나타낸 방법에 대해, 상술한 주형틀 유닛 및 틀 없는 조형기를 이용하여, 도 4에 나타낸 상태로부터 주형틀이 없는 상하의 반할 주형을 조형하는 경우를 예로 하여 더욱 자세히 설명한다.
우선, 조형공간 구획 스테이션(P)에서, 반송기구(4)의 실린더(16)를 신장작동시켜 한 쌍의 아암(17)에 의해 매치 플레이트(5)를 수평상태인 한 쌍의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이로 반입한다.
이어서, 스퀴즈 기구(9)의 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)를 수축작동시켜 상부 및 하부 승강 프레임(20, 21)을 통해 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 서로 접근시킨다. 이때, 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3)은, 매치 플레이트(5)와 함께 연결 로드(14)에 의해 일체적으로 결합된 주형틀 유닛을 구성하고 있다.
이후, 상부 및 하부 주형틀(2, 3)에 의해 매치 플레이트(5)를 끼워 지지하면서, 스퀴즈 기구(9)의 복수의 실린더(24, 25)를 각각 소정의 길이만큼 신장작동시킨다. 그리고, 상부 스퀴즈 플레이트(6) 및 하부 스퀴즈 플레이트(7)를 각각 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3) 내로 소정의 길이만큼 삽입시켜, 상하로 2개의 조형공간을 구획하면서, 실린더(10)를 신장작동시킨다. 더욱이, 스퀴즈 기구(9)를 지지축(8)을 중심으로 시계방향으로 회동시켜, 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)과 매치 플레이트(5)를 수직상태로 함과 동시에, 모래공급구를 상방으로 이동시킨다(도 4 참조).
상하 한 쌍의 조형공간의 구획은, 예컨대 상부 주형틀과 하부 주형틀의 높이가 동일하다면, 한 쌍의 조형공간을 동시에 구획하여도 좋을 것이다. 아니면, 예컨대 상부 주형틀과 하부 주형틀의 높이가 다른 경우에는, 한 쌍의 조형공간을 각각 다른 타이밍으로 구획해도 좋다.
다음으로, 모래 도입 스테이션(S)에서는, 적당한 충전법, 예컨대 저압(대기압보다 낮은 압력)의 압축공기를 이용하는 에어레이션 충전법에 따라, 모래 충전 기구(11)에 의해 모래 공급구를 통해 상하 2개의 조형공간에 주물사를 충전한다.
이어서, 조형공간 구획 스테이션(P)에서, 한 쌍을 이루는 상부 및 하부 주형틀(2, 3)과 매치 플레이트(5)를 수평상태로 복귀시키면서, 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)내에 각각 침입되어 있는 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6, 7)을 더욱 침입시켜, 상하 2개의 조형공간 내의 주물사를 각각 스퀴즈한다. 이어서, 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)를 신장작동시켜, 상부 승강 프레임(20)과 하부 승강 프레임(21)을 서로 이반시킨다.
조형공간의 구획이 1회 만으로는 주물사의 충전이 불충분할 경우에는, 그 개선을 도모하기 위해, 상기 주물사를 충전하는 단계에서 추가적인 조형공간 구획을 적어도 1회에 걸쳐 행해도 좋다. 물론, 조형속도를 빠르게 하기 위해서는, 조형공간의 구획을 주물사의 충전에 앞서 완료시켜 두는 것이 바람직하다.
이어서, 코어 삽입 및 주형추출 스테이션(W)에서는, 주형틀 선회 기구(13)의 실린더(38)를 신장작동시켜, 주물사를 스퀴즈하여 이루어지는 반할 주형이 내재된 상부 주형틀(2)을 상부 걸림고정부재(37)에 의해 매달아 올려 매치 플레이트(5)로부터 분리한다. 한편, 하부 주형틀(3)은 주형틀 선회기구(13)의 하부 걸림고정부재(39) 상에 올려놓는다. 이어서, 실린더(16)를 수축작동시켜, 한 쌍의 아암(17)에 의해 매치 플레이트(5)를 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이로부터 반출한다.
이어서, 주형틀 선회기구(13)의 모터(34)의 구동에 의해 회전 샤프트(33)를 소정의 각도 범위에 걸쳐 회동시킴으로써, 주형이 내재된 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 주형 추출 기구(12)까지 선회이동시킨다. 이어서, 필요에 따라 주형에 코어를 설정한 후, 실린더(38)의 수축작동에 의해 주형이 내재된 상부 주형틀(2)을 상부 걸림고정부재(37)를 통해 하강시켜, 하부 주형틀(3)에 겹친다.
이어서, 주형 추출 기구(12)의 실린더(31)의 신장작동에 의해 주형 받이 테이블(30)을 상승시키고, 여기에 하부 주형틀(3)을 올려놓는다. 한편, 실린더(41)의 신장작동에 의해 주형 받이 테이블(30)상에 반할 주형이 내재된 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 올려놓는다. 그런 다음, 주형 추출 기구(12)의 실린더(29)를 신장작동시켜 추출판(28)을 상부 주형틀(2)의 반할 주형 상에 맞닿게 한다. 이후, 실린더(41)를 수축작동시켜 추출판(28) 및 주형 받이 테이블(30)을 서로 연동시키면서 하강시키고, 상부 및 하부 주형틀(2, 3)로부터 반할 주형을 꺼낸다. 이어서, 실린더(31)를 수축작동시켜 주형 배출 레벨까지 하강시키고, 신축 주형 배출장치(40)에 의해 주형 받이 테이블(30) 상의 상하 반할 주형을 밀어낸다.
또한, 상술한 공정에서, 조형한 반할 주형에 필요에 따라서 코어를 끼워넣는 것이 요구되는 경우도 있을 것이다. 이 경우에는, 반할 주형이 내재된 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 주형 추출 기구(12)로 선회이동시키기까지, 선행하여 조형한 반할 주형에 코어를 끼워넣은 후, 상술한 바와 같이 하여, 반할 주형이 내재된 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 서로 겹치고, 반할 주형을 밀어낸다.
본 실시형태에서는, 두 쌍의 상부 및 하부 주형틀을 이용하였으나, 한 쌍만을 이용해도 좋다. 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀을 이용하는 경우라도, 주형 조형공간에 모래를 충전시키는 위치와 주형 조형을 완성하는 위치의 이동경로에서, 상부 주형틀용의 제 1 스퀴즈 플레이트(상부 스퀴즈 플레이트)와 하부 주형틀용의 제 2 스퀴즈 플레이트(하부 스퀴즈 플레이트)를 각각의 주형틀에 대해 독립적으로 접근 및 이반시킬 수 있다. 이에 따라, 주물사의 압축이 가능하므로, 조형에 요하는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 상기 이동경로 중에서 상부 주형틀용의 제 1 스퀴즈 플레이트와 하부 주형틀용의 제 2 스퀴즈 플레이트를 각각의 주형틀로부터 추출하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 조형에 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있으므로, 코어를 끼워 넣기 위한 작업시간도 충분히 확보할 수 있다.
또한, 매치 플레이트(5, 107)는, 양면에 패턴을 갖는 패턴 플레이트라면, 그 제조방법은 임의이다. 예컨대, 한 면에만 패턴을 갖는 상부틀용 패턴 플레이트와, 한 면에만 패턴을 갖는 하부틀용 패턴 플레이트의 배면끼리 서로 마주보게 하여 조합한 매치 플레이트를 제조 혹은 재활용해도 좋다.
다음으로, 본 발명을 틀이 부착된 조형기에 적용한 실시형태에 대해 설명한다. 도 10에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 틀 부착 조형기에 기초한 주물 주조 라인은, 틀 부착 조형기(51), 주탕라인(52), 주형분해장치(53) 및 주형틀 회송장치(54)로 이루어진다. 틀 부착 조형기(51)는 주형틀이 부착된 상부 및 하부 주형을 조형한다. 이어서, 주탕라인(52)은 조형 후의 상부 및 하부 주형의 제품 캐비티 내에 주탕한다. 주형분해장치(53)는, 주탕 후의 상부 및 하부 주형틀로부터 주형을 밀어낸다. 주형틀 회송장치(54)는 후술하는 상부 및 하부 주형틀 유닛(46; 도 11 및 도 12 참조)을 주형분해장치(53)로부터 조형기(51)로 회송한다.
도 11 내지 도 14에 나타낸 바와 같이, 조형기(51)는 내부에 공간을 형성한 직육면체 형상의 기대(1)를 포함한다. 그 내부공간에는, 측벽에 모래공급구를 각각 가지는 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3)을 서로 접근 및 이격 가능하게 연결한 복수 세트의 상부 및 하부 주형틀 유닛(46)이 수용되어 있다. 이러한 상부 주형틀(2), 하부 주형틀(3) 및 상부 및 하부 주형틀 유닛(46)은, 상술한 실시형태에서의 상부 주형틀, 하부 주형틀 및 주형틀 유닛과 동일하다. 복수 세트의 상부 및 하부 주형틀 유닛(46) 중 한 세트의 유닛(46)의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이에는, 이송기구(4a)에 의해 반입 및 반출 가능하게 설치된 패턴 플레이트, 예컨대 상하 양면에 패턴을 갖는 매치 플레이트(5)가 배치되어 있다. 단, 패턴 플레이트(5)는, 매치 플레이트에 한정되는 것이 아니라, 상면 또는 하면 중 어느 하나에 패턴을 가지는 것이어도 좋다.
기대(1)의 내부공간에 수용된 스퀴즈 기구(9)는, 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3)에 의해 매치 플레이트(5)를 끼워 지지하고, 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)에 있어서의 매치 플레이트(5)와는 반대되는 측의 각각의 개구부에 대해 진입 및 퇴출 가능한 상부 스퀴즈 플레이트(6) 및 하부 스퀴즈 플레이트(7)를 포함한다. 또한, 상술한 실시형태와 마찬가지로 스퀴즈 기구(9)는, 기대(1)에 설치된 지지축(8)을 포함함과 동시에, 매치 플레이트(5)를 끼워 지지한 상하의 주형틀(2, 3)을 이들이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치 사이에서 지지축(8)을 중심으로 수직면 내에서 정방향 및 역방향 회전이 가능하게 지지하고 있다.
기대(1)의 내부 공간에는, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 스퀴즈 기구(9)를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전구동기구로서의 가로방향 실린더(10)와, 이 실린더(10)의 신장작동에 의해 수직상태에 있는 한 쌍의 상하 주형틀(2, 3)에 대해 상술한 모래 공급구를 통해 주물사를 분사해 넣는 모래충전기구(11), 수평상태인 2 세트의 상부 및 하부 주형틀 유닛(46)을 번갈아 간헐적으로 선회시키고 또한 상부 주형틀(2)을 걸어 고정하여 승강시키는 주형틀 선회 기구(13)도 수용되어 있다.
상기 주형틀 선회 기구(13)의 우측에 인접하게 배치되어 있는 것은, 상술한 실시형태의 주형 추출 기구(12)를 대신하여, 상부 및 하부 주형틀 유닛(46)을 이송시키는 주형틀 유닛 이송장치(12a)이다. 주형틀 선회 기구(13)의 기본적 구성은 상술한 실시형태와 동일하나, 그 선회범위는, 한 쌍의 상하 주형틀(2, 3)이 수평상태에 있는 스퀴즈 기구(9)와 주형틀 유닛 이송장치(12a)의 사이이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 복수 세트의 상부 및 하부 주형틀 유닛(46)의 각각의 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)에서는, 상부 주형틀(2)의 전후 양 외측면에 늘어뜨려 설치된 한 쌍의 연결 로드(14) 사이에 하부 주형틀(3)이 슬라이딩 가능하게 가설되고, 또 하부 주형틀(3)이 한 쌍의 연결 로드(14)의 하단위치에서 걸려 고정되도록 되어 있다. 상부 주형틀(2)의 양측면의 중앙부와, 하부 주형틀(3)이 스퀴즈 기구(9)측에 위치할 때의 하부 주형틀(3)의 양측면의 일단에는, 각각 걸림결합부재(도 12에는 도시하지 않았으나, 도 1의 2a 및 3a와 동일하며, 예컨대 구멍을 갖는 볼록부이다)가 설치되어 있다.
도 11을 참조하면, 매치 플레이트(5)의 이송기구(4)는, 스퀴즈 기구(9)의 지지축(8)에 장착된 링 부재(15)와, 상기 링 부재(15)에 피스톤 로드의 선단을 회동가능하게 연결접촉시킨 실린더(도 11에는 도시하지 않았으나, 틀 없는 조형기의 실시형태인 실린더(16)와 동일하다)의 신축작동에 의해 좌우방향으로 회동하는 캔틸레버식 구조의 한 쌍의 아암(17)과, 매치 플레이트(5)를 올려놓고 좌우방향으로 왕복이동 가능한 매다는 타입의 대차(臺車; 45)로 이루어진다.
스퀴즈 기구(9)에서는, 기대(1)의 상부 중앙에 장착된 지지축(8)에 회전 프레임(18)이 중심 부근으로 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 피봇지지되어 설치되며, 상기 회전 프레임(18)의 우측면에는 상하방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 로드(19)가 전후방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 있다. 상기 한 쌍의 안내 로드(19) 사이에서, 그 상부에는 역 L자형의 상부 승강 프레임(20)이, 그리고 그 하부에는 L자형의 하부 승강 프레임(21)이, 일체적으로 설치된 홀더를 통해 각각 슬라이딩 가능하게 가설되어 있으며, 이들 상부 승강 프레임(20)과 하부 승강 프레임(21)은, 회전 프레임(18)에 장착된 상향 실린더 및 하향 실린더(도 11에는 도시하지 않았으나, 틀 없는 조형기의 실시형태에 있어서의 회전 프레임(18)에 장착한 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)와 동일하다)의 신축작동에 의해 서로 접근 및 이격된다.
상부 승강 프레임(20)에는 상부 스퀴즈 플레이트(6)를 진퇴시키는 복수의 실린더(24)가, 그리고, 하부 승강 프레임(21)에는 하부 스퀴즈 플레이트(7)를 진퇴시키는 복수의 실린더(25)가 각각 장착되어 있다. 또한, 상부 및 하부 승강 프레임(20, 21)의 각각의 수평상태의 상면은 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 각각 가압할 수 있는 크기를 가지고 있다.
모래 충전 기구(11)는, 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3)에 각각 독립적으로 주물사를 저압(바람직하게는, 0.05Mpa 내지 0.18Mpa)의 압축공기로 부유 또는 유동화시키면서 충전(에어레이션 충전)하는, 예를 들면 2개의 에어레이션 충전기구인 것이 바람직하다. 2개의 에어레이션 충전기구는, 각각 독립적으로 제어 및 작동시켜도 좋으나, 동시에 또는 동일한 제어에 의해 작동시킬 수도 있다.
도 11을 참조하면, 주형틀 선회 기구(13)에는, 수직인 회전 샤프트(33)가 기대(1)에 수평 회전 가능하게 장착되어 있다. 상기 회전 샤프트(33)의 상단에는, 기대(1)의 천정에 장착된 모터(34)의 출력축이 연결되어 있으며, 상기 모터(34)의 구동에 의해 회전 샤프트(33)가 정방향 및 역방향으로 180도 회동하도록 되어 있다. 회전 샤프트(33)의 상부에는 지지부재(35)가 장착되어 있으며, 상기 지지부재(35)에는, 전후방향으로 소정의 간격을 가지고 쌍을 이루어 하방으로 연장되는 두 쌍의 안내 로드(36)가 늘어뜨려 설치되어 있다. 상기 두 쌍의 안내 로드(36)는 회전 샤프트(33)를 중심으로 좌우로 대향되어 있다. 안내 로드(36)의 각 쌍에는, 상부 주형틀(2)의 걸림결합부재를 걸어 고정시킬 수 있는 상부 걸림고정부재(37)가 안내 로드(36)를 따라 상하로 슬라이딩 가능하게 가설되어 있다. 각 상부 걸림고정부재(37)는, 회전 샤프트(33)에 장착된 상향 실린더(도시 생략)의 피스톤 로드의 선단에 고정부착되며, 그 실린더의 신축작동에 의해 승강하도록 되어 있다. 두 쌍의 안내 로드(36)의 하단에는, 2개의 하부 주형틀(3)의 걸림결합부재를 걸어 고정시킬 수 있는 하부 걸림고정부재(39)가 고정부착되어 있다.
다음으로, 틀 부착 조형기를 이용하여 도 10에 도시한 상태로부터 상부 및 하부 주형틀을 조형하여, 주물을 주조하는 순서에 대해 설명한다.
우선, 이송기구(4)에 의해 대차(45)를 통해 매치 플레이트(5)를 상부 및 하부 주형틀 유닛(46)의 수평상태인 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이로 반입한다. 이어서, 스퀴즈 기구(9)의 상향 및 하향 실린더를 각각 수축작동시켜 상부 및 하부 승강 프레임(20 및 21)을 통해 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)을 서로 접근시킨다. 이들 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)에 의해 매치 플레이트(5)를 끼워 지지하면서, 스퀴즈 기구(9)의 복수의 실린더(24, 25)를 각각 소정의 길이만큼 신장작동시켜 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6 및 7)를 상부 및 하부 주형틀(2 및 3) 내로 소 정의 길이만큼 삽입하여, 상부와 하부의 2개의 조형공간을 구획한다. 그리고, 실린더(10)를 신장작동시켜 스퀴즈 기구(9)를 지지축(8)을 중심으로 시계방향으로 회전시켜 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)과 매치 플레이트(5)를 수직상태로 한다. 이와 동시에 모래공급구를 상방으로 이동시켜, 모래충전기구(11)의 하단에 맞닿게 한다(도 15 참조).
이어서, 모래충전기구(11)에 의해 모래공급구로부터 상하 2개의 조형공간으로 주물사를 충전한다. 그런 다음, 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)과 매치 플레이트(5)를 수평상태로 되돌리면서, 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6 및 7)를 더욱 진입시켜 상하 2개의 조형공간 내의 주물사를 각각 압축한다. 이어서, 상향 및 하향 실린더를 각각 신장작동시켜 상부 및 하부 승강 프레임(20 및 21)을 서로 이격시킨다. 이어서, 주형틀 선회 기구(13)의 실린더를 신장작동시켜, 주물사를 압축하여 이루어지는 주형이 내재된 상부 주형틀(2)을 상부 걸림고정부재(37)에 의해 매달아 올림과 동시에 매치 플레이트(5)로부터 분리하여, 하부 주형틀(3)을 주형틀 선회기구(13)의 하부 걸림고정부재(39)상에 각각 올려놓는다.
이어서, 이송기구(4)에 의해 대차(45)를 통해 매치 플레이트(5)를 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이로부터 반출한다. 이어서(필요하다면 주형에 코어를 끼워 넣은 후), 주형이 내재된 상부 주형틀(2)을 실린더의 수축작동에 의해 상부 걸림고정부재(37)를 통해 하강시켜, 하부 주형틀(3)에 서로 겹친다. 이어서, 주형틀 선회 기구(13)의 모터(34)의 구동에 의해 회전 샤프트(33)를 소정의 각도로 회동시켜 주형이 내재된 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)을 주형틀 유닛 이송장치(12a) 까지 선회이동시킨다. 이어서, 주형틀 회송장치(54)에 의해 주형틀 유닛 이송장치(12a)를 통해 상부 및 하부 주형틀 유닛(46)을, 틀 부착 조형기(51)로부터 주탕 라인(52), 주형분해장치(53)로 순차로 보낸 다음, 조형기(51)로 회송한다.
상술한 각 실시형태는, 본 발명을 예시한 것으로, 한정을 의도하는 것은 아니며, 첨부한 청구항에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능함은 물론이다.
예컨대, 본 발명은 틀 없는 조형기와 틀 부착 조형기의 어느 것에도 적용이 가능하나, 이러한 조형기는 도시된 설계에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 조형기의 압축부재로서는 스퀴즈 플레이트(6, 7)를 도시하였으나, 이를 대신하여, 복수의 구동원으로 상하운동하는 복수의 상부 및 하부 스퀴즈 풋을 채용해도 좋다. 압축부재의 구동원은, 높은 출력을 얻기 위해서는 유압 실린더가 적당하나, 원한다면 공기압 실린더를 채용해도 좋다. 혹은 전기 모터를 이용해도 좋으며, 이 경우에는 구동유체의 배관시스템을 수반하지 않으므로 조형기의 설치 자유도가 향상된다.

Claims (31)

  1. 상부 및 하부 주형을 동시에 제조하기 위한 조형기에 있어서, 주형틀이 수직 평면 내에서 선회이동하여 다른 주형틀에 대하여 접근 및 이반(離反) 가능하며 또한 상기 각각의 주형을 유지하도록 2개의 주형틀을 구비하는 주형틀 유닛으로서,
    각각이 주형이 조형되는 개구를 규정함과 동시에, 상기 개구 내로 주물사를 공급하는 적어도 하나의 공급구를 갖는 2개의 본체와,
    이들 2개의 본체의 중심선 상에 위치하여 서로 마주보도록 설치되며, 또한 하나의 상기 주형틀을 다른 주형틀에 일체적으로 연결하여, 이들 2개의 상기 주형틀을 서로 근접 및 이격 가능하게 양 단부에서 지지하기에 적합한 한 쌍의 연결 로드(connecting arms)에 대해, 상기 주형틀들을 장착시키도록 각각의 본체에 각각 일체로 설치된 2개의 장착부재를 구비하며,
    상기 각 본체 또는 각 장착부재는 상기 주형틀의 외부에서의 액추에이터로부터의 힘 또는 힘들이 상기 주형틀에 전달될 수 있도록 상기 액추에이터와 걸림 결합하기 위한 걸림결합부재(engaging member)를 구비하는, 주형틀 유닛.
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  13. 제 1항에 기재된 주형틀 유닛을 이용하여 틀 없는 조형기에서 주형을 조형하는 방법으로서,
    상기 주형틀 유닛을 형성하는 한 쌍의 주형틀의 상기 개구에 상기 한 쌍의 압축부재를 각각 삽입함으로써, 한 쌍의 조형공간을 구획하는 조형공간 구획단계와,
    상기 한 쌍의 조형공간 내에 상기 공급구를 통해 주물사를 충전하는 충전단계와,
    상기 충전된 주물사를 상기 압축부재에 의해 압축하여 2개의 반할 주형을 조형하는 압축단계를 포함하며,
    상기 주형틀이 수평상태에 있는 위치와 상기 주형틀이 수직 상태에 있는 위치사이에서 상기 주형틀 유닛을 이동시키는 이동단계를 더 포함하는 조형 방법.
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  15. 제 13항에 있어서, 상기 압축단계는, 상기 주형틀 유닛이 이동하는 경로에서 이루어지는 조형 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 주형틀 유닛이 이동하는 경로에서 이루어지는 상기 압축단계는, 상기 주형틀 유닛이 이동하기 전에 이루어지는 조형 방법.
  17. 제 13항, 제 15항 및 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축단계 이후에, 상기 주형틀 유닛 내의 한 쌍의 반할 주형을, 코어를 넣는 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하는 조형 방법.
  18. 제 13항, 제 15항 및 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축단계 이후에, 상기 주형틀 유닛 내의 한 쌍의 반할 주형을, 주형을 빼는 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하는 조형 방법.
  19. 제 13항, 제 15항 및 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 틀 없는 조형기는,
    상기 주형틀이 수평상태에 있는 위치와 상기 주형틀이 수직상태에 있는 위치 사이에서 상기 주형틀 유닛을 이동시키는 회전 프레임과,
    상기 한 쌍의 압축부재를 각각 구동시키는 한 쌍의 구동수단을 포함하는, 조형 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 한 쌍의 구동수단이 상기 회전 프레임과 일체적으로 이동하는 조형 방법.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 한 쌍의 구동수단이 고정위치에 있는 조형 방법.
  22. 제 19항에 있어서, 상기 한 쌍의 구동수단 중 하나는 상기 회전 프레임과 일체적으로 이동하고, 다른 하나는 고정위치에 있는 조형 방법.
  23. 제 13항, 제 15항 및 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조형공간 구획단계는 상기 한 쌍의 조형공간을 동시에 구획하는 조형 방법.
  24. 제 13항, 제 15항 및 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조형공간 구획단계는 상기 한 쌍의 조형공간을 각각 다른 타이밍으로 구획하는 조형 방법.
  25. 제 13항, 제 15항 및 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조형공간 구획단계는 상기 충전단계에 앞서 완료하는 조형 방법.
  26. 제 13항, 제 15항 및 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전단계에서 추가의 조형공간 구획단계가 적어도 1회에 걸쳐 이루어지는 조형 방법.
  27. 제 13항, 제 15항 및 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반할 주형을 주형틀로부터 빼내기 전에 주탕하는 조형 방법.
  28. 삭제
  29. 제 1항에 기재된 한 쌍의 주형틀 유닛의 각각을 이용하여, 틀 부착 조형기에 의해 주형을 조형하는 방법으로서,
    상기 조형기에 있어서 상부 및 하부 주형틀 유닛에 의해 상기 패턴 플레이트를 끼워 지지함과 동시에 상기 상부 및 하부 주형틀에 있어서의 상기 패턴 플레이트에 마주보는 각각의 개구부에 상부 및 하부 압축부재를 각각 삽입하여 상하 2개의 조형공간을 구획하는 단계와,
    상기 상부 및 하부 주형틀과 상기 패턴 플레이트를 수직상태로 하고, 상기 모래 공급구를 상방으로 이동시키는 단계와,
    상기 모래 공급구로부터 상기 조형공간의 각각에 주물사를 충전하는 단계와,
    상기 상부 및 하부 주형틀과 상기 패턴 플레이트를 수평상태로 되돌리면서 상기 상부 및 하부 압축부재를 더욱 삽입시켜, 상기 조형공간 내의 주물사를 각각 압축하는 단계와,
    상기 패턴 플레이트를 상기 상부 및 하부 주형틀로부터 분리하여 상기 조형기로부터 반출하는 단계와,
    상기 상부 및 하부 주형틀을 서로 겹쳐 제품 캐비티를 구획하는 단계와,
    상기 제품 캐비티에 주탕하는 주탕수단으로 상기 상부 및 하부 주형틀 유닛을 이송하고, 이러한 주탕 후의 상기 상부 및 하부 주형틀 유닛을, 그 주형을 분해하는 주형분해수단으로 이송하여 주형을 분해하는 단계와,
    주형을 분해한 상기 상부 및 하부 주형틀 유닛을 상기 틀 부착 조형기로 회송하는 단계를 포함하는 조형 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 틀 부착 조형기는,
    상기 패턴 플레이트를 상기 상부 주형틀과 상기 하부 주형틀 사이에 대해 반입 및 반출시키는 제 1 반송수단과,
    상기 상부 압축부재 및 하부 압축부재를 가지며, 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀과 상기 패턴 플레이트가 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치 사이를 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 지지한 압축수단과,
    상기 압축수단을 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전구동수단과,
    상기 회전구동수단의 구동에 의해, 수직상태에 있는 상기 상부 및 하부 주형틀에 대해 상기 모래 공급구로부터 주물사를 충전하는 충전수단과,
    상기 상부 및 하부 주형틀 유닛을 상기 압축수단에 대해 반입 및 반출시키고, 상기 상부 주형틀을 승강시키는 제 2 반송수단을 구비하는, 조형 방법.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 상부 및 하부 주형틀 유닛에 의해 상기 패턴 플레이트를 끼워 지지시킨 상태에서, 상기 상부 압축부재 및 하부 압축부재는, 상기 상부 및 하부 주형틀에서의 상기 패턴 플레이트와는 반대되는 측의 대응하는 상기 개구부에 대해 삽입 및 분리가능한, 조형 방법.
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