사형의 연속 자동화 제조 시스템(Continuous automated manufacturing system of sand mold)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2017년06월29일
(11) 등록번호 10-1751670
(24) 등록일자 2017년06월21일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B22C 21/02 (2006.01) B22C 21/10 (2006.01)
B22C 21/12 (2006.01) B22C 9/02 (2006.01)
(52) CPC특허분류
B22C 21/02 (2013.01)
B22C 21/10 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2017-0046598
(22) 출원일자 2017년04월11일
심사청구일자 2017년04월11일
(56) 선행기술조사문헌
KR101232759 B1*
KR1020140142439 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
하용석
경북 경산시 압량면 인안동 258
(72) 발명자
하용석
경북 경산시 압량면 인안동 258
(74) 대리인
김병진
전체 청구항 수 : 총 12 항 심사관 : 홍성의
(54) 발명의 명칭 사형의 연속 자동화 제조 시스템
(57) 요 약
본 발명은 주물사(鑄物砂)를 단단하게 다져서 만드는 주형(mold, 鑄型) 중 사형(sand mold, 砂型)의 제조에 있어
보다 신속하고, 간단하면서도 연속적인 자동화 생산이 가능하고, 이로 인해 사형(sand mold, 砂型)의 생산성을
비롯한 품질향상에 크게 기여할 수 있도록 함은 물론, 제품 생산의 사이클 타임을 현저히 단축시킴과 동시에 비
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1751670
- 1 -
산 먼지에 따른 작업자의 열악한 작업환경을 개선할 수 있는 사형의 연속 자동화 제조시스템에 관한 것으로,
상, 하가 1세트로 구성되는 상, 하부 플라스크(1,2)를 낱개로 클램핑 한 후, 플라스크 회전부(200)로 공급하는
플라스크 공급부(100)와, 상기 플라스크 공급부(100)에서 이동된 플라스크 중 하부플라스크(2) 한 해 180°로 축
회전시켜 하부플라스크(2) 내부에 축적된 각종 이물질과 여분의 주물사를 제거하여 사형 조형부(400)로 이송하는
1차 플라스크 회전부(200)와, 상기 사형 조형부(400)로 이송된 상, 하 플라스크의 내부에 주물사를 공급하되, 터
빈형 임펠러(330)에 의해 주물사가 상, 하부 플라스크의 구석구석까지 균일하게 채워지도록 하는 좌, 우 한쌍의
주물사 공급부(300)와, 상기 주물사 공급부(300)에 의해 주물사가 상, 하 플라스크의 내부에 채워지면, 회전진동
기(460)를 통해 상, 하 플라스크의 내부에까지 진동 전달과 동시에 충진된 주물사를 상측에서 하측 방향으로 가
압하여 세밀한 부분까지 사형이 강하고, 견고하게 형성되도록 한 후 플라스크를 2차 플라스크 회전부(500)로 이
송시키는 좌, 우 한 쌍의 사형 조형부(400)와, 상기 사형 조형부(400)에서 이송받은 상, 하부 플라스크가 서로
마주보는 방향으로 겹침이 가능하도록 하부 플라스크를 180°로 축 회전시킨 상태에서 상, 하부 플라스크 겹침부
(600)로 이송시키는 2차 플라스크 회전부(500)와, 상기 2차 플라스크 회전부(500)에서 이송된 플라스크 중 하부
플라스크는 상부에 위치시키고 그 상단에 상부플라스크를 정위치가 되도록 겹쳐서 배출 컨베이어로 이송시키는
상, 하부 플라스크 겹침부(600)와, 프로그램에 의한 각종 기기의 제어가 가능 한 마이컴을 내장하며, 플라스크
공급부(100), 1차 플라스크 회전부(200), 주물사 공급부(300), 사형 조형부(400), 2차 플라스크 회전부(500),
상, 하부 플라스크 결합부(600)의 모든 동작을 센서(800)를 통해 정보를 입력받고 그에 따라 제어하는 제어부
(700)를 포함하여 구성된다.
(52) CPC특허분류
B22C 21/12 (2013.01)
B22C 9/02 (2013.01)
등록특허 10-1751670
- 2 -
명 세 서
청구범위
청구항 1
상, 하가 1세트로 구성되는 상, 하부 플라스크(1,2)를 낱개로 클램핑 한 후, 플라스크 회전부(200)로 공급하는
플라스크 공급부(100)와, 상기 플라스크 공급부(100)에서 이동된 플라스크 중 하부플라스크(2) 한 해 180°로
축 회전시켜 하부플라스크(2) 내부에 축적된 각종 이물질과 여분의 주물사를 제거하여 사형 조형부(400)로 이송
하는 1차 플라스크 회전부(200)와, 상기 사형 조형부(400)로 이송된 상, 하 플라스크의 내부에 주물사를 공급하
되, 터빈형 임펠러(330)에 의해 주물사가 상, 하부 플라스크의 구석구석까지 균일하게 채워지도록 하는 좌, 우
한쌍의 주물사 공급부(300)와, 상기 주물사 공급부(300)에 의해 주물사가 상, 하 플라스크의 내부에 채워지면,
회전진동기(460)를 통해 상, 하 플라스크의 내부에까지 진동 전달과 동시에 충진된 주물사를 상측에서 하측 방
향으로 가압하여 세밀한 부분까지 사형이 강하고, 견고하게 형성되도록 한 후 플라스크를 2차 플라스크 회전부
(500)로 이송시키는 좌, 우 한쌍의 사형 조형부(400)와, 상기 사형 조형부(400)에서 이송받은 상, 하부 플라스
크가 서로 마주보는 방향으로 겹침이 가능하도록 하부 플라스크를 180°로 축 회전시킨 상태에서 상, 하부 플라
스크 겹침부(600)로 이송시키는 2차 플라스크 회전부(500)와, 상기 2차 플라스크 회전부(500)에서 이송된 플라
스크 중 하부플라스크는 상부에 위치시키고 그 상단에 상부플라스크를 정위치가 되도록 겹쳐서 배출 컨베이어로
이송시키는 상, 하부 플라스크 겹침부(600)와, 프로그램에 의한 각종 기기의 제어가 가능 한 마이컴을
내장하며, 플라스크 공급부(100), 1차 플라스크 회전부(200), 주물사 공급부(300), 사형 조형부(400), 2차 플라
스크 회전부(500), 상, 하부 플라스크 결합부(600)의 모든 동작을 센서(800)를 통해 정보를 입력받고 그에 따라
제어하는 제어부(700)를 포함하며,
상기 플라스크 공급부(100)는 입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임(110);
상기 베이스 프레임(110)의 상단에 설치되며, 셔틀블록(120)이 일정구간 왕복 이동이 되도록 안내하는 한 쌍의
레일(111);
상기 레일(111)의 상단에 안착 된 상태에서 기어모터(130)의 작동에 따라 일정구간 왕복이동을 하되, 부드러운
이동이 가능하도록 양 측면에는 하나 이상의 롤러(121)가 장착되며, 그 일측에는 롤러체인(123)과의 체결고정이
가능하도록 체인조인트(122)가 장착고정됨과 동시에 롤러체인(123)이 체인조인트(122)와 연결 고정되는 한편,
유압실린더(140)와, 파워베이스(150)가 일체형으로 장착되는 셔틀블록(120);
상기 셔틀블록(120)이 일정구간 왕복이동 가능하도록 롤러체인(123)과 연결되는 기어모터(130);
상기 셔틀블록(120)에 장착 고정되어 지지프레임(160)을 일정 구간 승강시키는 유압실린더(140);
상기 유압실린더(140) 작동시 좌, 우 뒤틀림이 되는 것을 방지하여 지지프레임(160)이 안정적으로 승강 되도록
하는 파워베이스(150);
상기 유압실린더(140)의 로더와 플로팅 조인트(141)로 연결되는 지지프레임(160);
상기 지지프레임(160)에 장착 고정되며, 에어실린더(161) 작동시 클램프(162)의 안정적인 왕복이동이 가능하도
록 하며, 클램프(162)가 축 삽입되는 하나 이상의 가이드바(163);
상기 가이드바(163)에 축 삽입 연결 구성되며, 축 삽입된 상태에서 에어실린더(161)의 작동에 따라 일정 구간
왕복하면서 상, 하 플라스크를 클램핑 하는 좌, 우 한 쌍의 클램프(162);
상기 클램프(162)를 마주보는 방향으로 작동되도록 하는 에어실린더(161);
상기 에어실린더(161)의 양측 끝단에 연결고정됨과 동시에 클램프(162)와 연결 고정되는 너클조인트(164);
상기 지지프레임(160)의 하측에 장착고정됨과 동시에 좌, 우 한 쌍의 클램프(162)를 연결하는 링크(165);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템.
등록특허 10-1751670
- 3 -
청구항 2
삭제
청구항 3
제1항에 있어서,
상기 1차 플라스크 회전부(200) 및 2차 플라스크 회전부(500)는 입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임
(210,510);과,
상기 베이스 프레임(210,510)의 상부 일측에 설치되어 롤러체인(230,530)을 작동시키는 기어모터(220,520);
상기 기어모터(220,520)와 연결 고정된 구동축(221,521) 및 장력 조절기능을 탑재한 텐션 축(222,522)과 연결
구성되어 기어모터(220,520)의 작동에 의해 회전하며, 상, 하부 플라스크(1,2)를 후공정으로 이송시키는 롤러체
인(230,530);
상기 베이스프레임(210,510)의 상부 일측에 설치되어 플라스크가 후공정으로 이송될 수 없는 상황일 때 플라스
크의 이송을 차단하면서 롤러체인(230,530)이 정지되도록 안내하는 스토퍼실린더(240,540);
상기 베이스프레임(210,510)의 내측에 설치되며 지지프레임(250,550)의 상측에 장착고정되어 유압실린더
(251,551)의 작동시 안정적인 승강이 가능하도록 하는 파워베이스(252,552);
상기 유압실린더(251,551) 및 파워베이스(252,552)와 연결 고정되어 유압실린더(251,551) 및 파워베이스
(252,552) 작동시 승강하는 베이스브라켓(253,553);
상기 베이스브라켓(253,553)을 일정구간 승강시키는 유압실린더(251,551);
상기 베이스브라켓(253,553)의 일측에 장착고정되며 플라스크의 돌부(3)가 안착된 상태에서 자유회전이 가능하
도록 축 회전하며 복수 개가 좌, 우 한 쌍으로 구성되는 볼베어링(254,554);
상기 볼베어링(254,554)에 안착 된 플라스크가 축 회전될 수 있도록 플라스크의 돌부(3)를 클램핑 하는 클램프
(255,555);
상기 클램프(255,555)의 축(256,556)에 축 삽입 고정되어 렉기어 승강시 회전을 하면서 동시에 플라스크를 회전
시키는 스퍼기어(257,557) 및 상기 스퍼기어에 이물림 되는 렉기어(258,558);
상기 렉기어(258,558)의 끝단에 연결고정되어 렉기어(258,558)를 일정구간 상, 하 방향으로 승강시키는 유압실
린더(259,559);
상기 렉기어(258,558) 승강시 뒤틀림 없이 안정적인 승강이 되도록 안내하는 LM가이드(260,560);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템.
청구항 4
제1항에 있어서,
상기 주물사 공급부(300)는 입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임(310);
상기 베이스 프레임(310)의 상부 일측에 설치되어 주물사가 임시 저장되는 복수개의 호퍼(320);
상기 호퍼(320)의 저면에 배치되며, 내측에는 주물사가 임시 저장되는 공간이 마련됨과 동시에 호퍼(320)에 충
진된 주물사가 낙하하면서 플라스크로 내려보낼 수 있도록 상, 하 방향이 개방된 구조로 이루어지고, 주물사가
플라스크 내부에 고르게 채워지도록 하는 터빈형 임펠러(330)가 회전 가능하도록 설치되는 한편, 전, 후 왕복
이동이 가능하도록 셔틀프레임(350)과 일체형으로 고정되는 주물사 임시 저장통(340);
상기 주물사 임시 저장통(340)의 내부에 회전 가능하도록 설치되며, 크기가 작아 정밀성을 요구하는 금형의 구
석구석까지 주물사가 공급될 수 있도록 전, 후 복수 개가 설치되되, 하나 이상 설치되는 기어모터(351)와 각각
체인(352) 연결되어 구동하는 터빈형 임펠러(330);
상기 주물사 임시 저장통(340)의 일측에서 주물사 임시 저장통(340)과 일체형으로 고정되며, 터빈형 임펠러
등록특허 10-1751670
- 4 -
(330)를 구동시키는 기어모터(351)가 장착되고, 좌, 우측으로 하나 이상의 캐스터(353)가 장착된 셔틀프레임
(350);
상기 셔틀프레임(350)이 지지 되면서 왕복 이동이 가능하도록 캐스트(353)이동용 상단레일(361) 및 하단레일
(362)이 설치되며, 가운데에는 유압실린더(363)가 설치되는 지지프레임(360);
상기 지지프레임(360)의 일측에 설치 고정되어 셔틀프레임(350)을 일정구간 전, 후 왕복 이동시키는 유압실린더
(363);
상기 주물사 임시 저장통(340)의 저면에 배치되어 주물사 임시 저장통(340)이 플라스크의 상부에 정위치 될 때
전, 후방으로 개방되어 주물사를 플라스크에 채워지도록 하며, 정량이 채워진 후에는 역방향으로 작동하여 주물
사가 낙하하는 것을 방지해주는 개폐플레이트(370);
상기 개폐플레이트(370)가 로더와 연결 고정되어 전, 후 방향으로 개폐되도록 하는 전, 후방용 에어실린더
(371,372);
상기 전, 후방용 에어실린더(371,372)에 의해 개폐플레이트(370)가 작동을 할 때 유연한 작동이 될 수 있도록
상, 하 복수 구조로 이루어져 주물사 임시 저장통(340)의 측면에 설치 고정되는 하나 이상의 롤러(373);
상기 롤러(373)의 사이에 배치되어 슬라이딩 되는 좌, 우 복수 개의 이동레일(374);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템.
청구항 5
제1항에 있어서,
사형 조형부(400)는 평판형의 구조로 이루어지는 베이스프레임(410);
상기 베이스프레임(410)의 상단에 입체구조로 장착 고정되는 다수개의 서포터(411);
상기 서포터(411)의 상측에 장착 고정되는 상부프레임(412);
상기 상부프레임(412)에 장착되어 서브프레임(420)을 승강시키는 유압실린더(421);
상기 유압실린더(421)의 로더와 플로팅 조인트(422)로 연결 고정되어 플라스크의 상단 표면에서 상측 방향으로
1 내지 2cm 볼록하게 주물사가 충진되도록 안내하는 서브프레임(420);
상기 유압실린더(421) 작동시 서브프레임(420)의 뒤틀림 없이 승강되도록 안내하는 파워베이스(423);
롤러체인(431) 및 롤러체인(431)을 작동시키는 기어모터(432)가 구조적으로 장착되는 컨베이어 프레임(430);
상기 컨베이어 프레임(430)에 회전 가능하도록 설치되어 롤러체인(431)을 작동시키는 기어모터(432);
상기 기어모터(432)와 연결 고정된 구동축(433) 및 장력 조절기능을 탑재한 텐션 축(434)과 연결 구성되어 기어
모터(432)의 작동에 의해 회전하며, 상, 하부 플라스크(1,2)를 후공정으로 이송시키는 롤러체인(431);
상기 컨베이어 프레임(430)의 상부 일측에 설치되어 플라스크가 후공정으로 이송될 수 없는 상황일 때 플라스크
의 이송을 차단하면서 롤러체인(431)이 정지되도록 안내하는 스토퍼실린더(435);
상기 베이스프레임(410)의 상단에 설치되며 컨베이어 프레임(430)을 일정구간 승강시키는 유압실린더(436);
상기 유압실린더(436)의 작동시 안정적인 승강이 가능하도록 하는 파워베이스(437);
금형받침대(441)가 안착 고정됨과 동시에 상기 금형 받침대의 상측으로 금형(4)이 순차적으로 안착고정되는 지
지프레임(440);
상기 상부프레임(412)에 장착되며, 가압플레이트(450)를 일정구간 승강시키는 유압실린더(451);
상기 유압실린더(451) 작동시 가압플레이트(450)가 뒤틀림 없이 안정적으로 승강되도록 가압플레이트(450)와 플
랜지 이음 고정되는 하나 이상의 가이드바(452);
상기 가압플레이트(450)가 하강을 하면서 플라스크 내부의 주물사를 하측 방향으로 가압하는 순간 주물사가 금
형의 작은 부분까지 투입되어 견고한 사형이 형성될 수 있도록 플라스크 내부에 진동을 전달하되 회전하는 편심
등록특허 10-1751670
- 5 -
진동자(451)가 금형받침대(441)를 타격하면서 진동이 발생 되도록 하는 하나 이상의 회전진동기(460);
상기 회전진동기의 축(463)과 벨트(462)로 연결 구성되어 회전진동기를 작동시키는 구동모터(464);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템.
청구항 6
제1항에 있어서,
상기 상, 하부 플라스크 겹침부(600)는 입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임(610)과, 상기 베이스 프레임
(110)의 상단에 설치되며, 셔틀블록(620)이 일정구간 왕복 이동이 되도록 안내하는 한 쌍의 레일(611);
상기 레일(611)의 상단에 안착 된 상태에서 기어모터(630)의 작동에 따라 일정구간 왕복이동을 하되, 부드러운
이동이 되도록 양 측면에는 하나 이상의 롤러(621)가 장착되며, 그 일측에는 롤러체인(623)과의 체결고정이 가
능하도록 체인조인트(622)가 장착고정됨과 동시에 롤러체인(623)은 체인조인트(622)와 연결 고정되는 한편, 유
압실린더(640)와, 파워베이스(650)가 일체형으로 장착되는 셔틀블록(620);
상기 셔틀블록(620)이 일정구간 왕복이동 되도록 롤러체인(623)과 연결되는 기어모터(630);
상기 셔틀블록(620)에 장착 고정되어 지지프레임(660)을 일정 구간 승강시키는 유압실린더(640);
상기 유압실린더(640) 작동시 좌, 우 뒤틀림이 되는 것을 방지하여 지지프레임(660)이 안정적으로 승강되도록
하는 파워베이스(650);
상기 유압실린더(640)의 로더와 플로팅 조인트(641)로 연결되는 지지프레임(660);
상기 지지프레임(660)에 장착 고정되며, 에어실린더(661) 작동시 클램프(662)의 안정적인 왕복이동이 가능하도
록 하며, 클램프(662)가 축 삽입되는 하나 이상의 가이드바(663);
상기 가이드바(663)에 축 삽입 연결 구성되며, 축 삽입된 상태에서 에어실린더(661)의 작동에 따라 일정 구간
왕복하면서 상, 하 플라스크를 클램핑 하는 좌, 우 한 쌍의 클램프(662);
상기 클램프(662)를 마주보는 방향으로 작동되도록 하는 에어실린더(661);
상기 에어실린더(661)의 양측 끝단에 연결고정됨과 동시에 클램프(662)와 연결 고정되는 너클조인트(664);
상기 지지프레임(660)의 하측에 장착고정됨과 동시에 좌, 우 한 쌍의 클램프(662)를 연결하는 링크(665);
를 포함하여 구성되며, 롤러체인(623)에 안착 된 하부플라스크(2)를 이송 컨베이어의 상측에 안착시킨 다음 하
부플라스크의 상단에 상부플라스크(1)를 겹친 상태로 이송되도록 한 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제
조 시스템.
청구항 7
제1항에 있어서,
상기 플라스크 공급부(100), 1차 플라스크 회전부(200), 주물사 공급부(300), 사형 조형부(400), 2차 플라스크
회전부(500), 플라스크 겹침부(600)에 설치되는 롤러체인(123, 230, 431, 530, 623)은 후공정으로 플라스크를
이송시켜주되 서로 분리되어 설치됨과 동시에 독립적으로 구동되도록 구성한 것을 특징으로 하는 사형의 연속
자동화 제조 시스템.
청구항 8
제1항에 있어서,
상기 레일(111)의 끝단 일측에는 셔틀블록(120)이 끝지점에 도착했을 때 충격을 완화시킬 수 있는 쇼바(112)가
베이스프레임(110)의 상면에 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템.
등록특허 10-1751670
- 6 -
청구항 9
제4항에 있어서,
상기 베이스 프레임(310)과 지지프레임(360) 사이에는 스크류볼트(311)가 설치되어 베이스 프레임(310)과 지지
프레임(360)간 수평 및 높낮이 조절이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템.
청구항 10
제4항에 있어서,
상기 터빈형 임펠러(330)는 체인(352)과 연결되어 터빈형 임펠러(330)를 회전시키는 피동 스프라켓(331)이 축
삽입 고정되는 피동축(332)과, 상기 피동축(332)의 외주면에 고정된 하나 이상의 블레이드(333)로 구성되되, 상
기 블레이드(333)는 복잡하고 세밀한 금형의 미세한 부분까지 주물사가 견고하게 충진이 될 수 있도록 길이가
긴 롱블레이드(334)와, 길이가 짧은 쇼트블레이드(335)가 지그재그의 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 사형
의 연속 자동화 제조 시스템.
청구항 11
제4항에 있어서,
상기 호퍼(320)의 상측에는 주물사 선택 공급부(390)가 설치되되, 상기 주물사 선택 공급부(390)는 컨베이어벨
트(391)를 통해 이송된 주물사가 좌, 우 호퍼(320)에 고르게 주물사가 공급될 수 있도록 하는 평판 패널형상의
주물사 선택패널(392);
상기 주물사 선택 패널(392)의 일측 끝단에 일체형으로 고정되어 주물사 선택 패널(392)이 소정 각도로 회전되
도록 하는 고정축(393);
상기 고정축(393)과 연결 고정되어 주물사 선택 패널(392)이 일정 각도 축 회전이 되면서 주물사의 공급방향을
변환시켜주며, 일정 각도 축 회전 가능하도록 하단이 축 핀(394)으로 고정된 에어실린더(395);
상기 에어실린더(395)의 로더와 고정축(393)을 연결하며, 관절 기능을 수행하는 연결링크(396);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템.
청구항 12
제5항에 있어서,
상기 금형받침대(441)와 지지프레임(440) 사이에는 진동에 의한 금형의 손상을 방지하기 위한 완충수단(470)이
장착되되, 상기 완충수단(470)은 고무패킹, 코일스프링, 판스프링 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는
사형의 연속 자동화 제조 시스템.
청구항 13
제5항에 있어서,
상기 금형받침대(441)의 저면에는 금형과 플라스크의 분리시 사형의 파손을 방지하면서 분리가 되도록 미세진동
기(480)가 설치되는 것을 특징으로 하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템.
발명의 설명
기 술 분 야
등록특허 10-1751670
- 7 -
본 발명은 사형의 연속 자동화 제조시스템에 관한 것으로서, 특히 주물사(鑄物砂)를 단단하게 다져서 만드는 주[0001]
형(mold, 鑄型) 중 사형(sand mold, 砂型)의 제조에 있어 보다 신속하고, 간단하면서도 연속적인 자동화 생산이
가능하고, 이로 인해 사형(sand mold, 砂型)의 생산성을 비롯한 품질향상에 크게 기여할 수 있도록 함은 물론,
제품 생산의 사이클 타임을 현저히 단축시킴과 동시에 비산 먼지에 따른 작업자의 열악한 작업환경을 개선할 수
있는 사형의 연속 자동화 제조시스템에 관한 것이다.
배 경 기 술
통상 주조에 사용되는 주형(mold, 鑄型)에는 주물사(鑄物砂)를 단단하게 다져서 만드는 사형(砂型)을 비롯하여[0003]
강(鋼) 등의 금속에 조각해서 만드는 금형(金型), 가열하면 단단해지는 합성수지의 입자에 모래를 혼합한 것을
미리 가열한 금속제의 모형(母型) 위에 떨어뜨려서 고화시켜 얇은 껍질 모양의 주형을 만드는 셀형(shell mold)
등이 이용되고 있다.
그 중에서 특히, 주물사(鑄物砂)를 이용하는 사형(砂型)의 경우는, 쇳물을 부어서 고착 후 주물을 꺼내면 파손[0004]
이 불가피하므로, 생산이 필요한 주조품의 수량 만큼 만들지 않으면 안 되고, 만약 필요한 주조물의 숫자가 대
량으로 필요할 경우에는 그 주조물의 요구 수량에 맞는 개수로 대량생산이 필요했던 것이 사실이다.
사형을 대량 생산하기 위해 제안된 종래의 설비들은 구조가 복잡하게만 구성되어 있어 제작이나 설비구축에 상[0005]
당한 비용이 부담되었으며, 조작이나 운용체계가 극히 수동적이고 비효율적으로 구성되어 있어 많은 작업시간과
노동력이 요하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점들 개선하기 위해 출원한 선행기술로 특허등록 제10-1232759호(발명의 명칭 : 사형의 연속 자동화[0006]
제조장치 및 제조방법) 및 특허 출원 제10-2013-0063771호(발명의 명칭 : 사형의 연속 자동화 제조장치 및 제
조방법)가 있다.
상기 선행기술 중 특허등록 제10-1232759호는 본원 출원인이 최초 개발하여 특허 출원을 하였으나, 출원인과 발[0007]
명자의 정보 변경을 통해 주식회사 세원코리아로 출원인이 변경되었으며, 발명자 역시 주식회사 세원코리아의
대표자가 된 것으로 장치의 실질적인 개발자는 본원 출원인이라 할 수 있다.
그리고 특허등록 제10-1232759호의 개선모델로 2013년 출원한 특허 출원 제10-2013-0063771호 역시 본원 출원인[0008]
이 개발한 장치이다.
그런데 상기 특허등록 제10-1232759호 및 2013년 출원한 특허 출원 제10-2013-0063771호는 일부가 지표면 아래[0009]
에 설치되어야 하기 때문에 장비의 보수에 상당한 어려움이 뒤따랐으며, 가압을 하는 방향이 하측 방향에서 상
측 방향으로 진행되는 구조이었기 때문에 조밀하고 세밀한 제품을 주조하기 위한 사형을 제조할 수 없다는 단점
이 있었다.
특히, 상기 선행기술들을 이용하여 조밀하고 세밀한 제품용 사형을 제조하였을 때 미세한 부분까지 주물사가 충[0010]
진되지 못하거나 또는 구석구석 균일하게 충진되지 못해 사형이 파손되고, 품질 높은 제품을 생산할 수 없는 등
의 문제점이 노출되었다.
참고로 사형(砂型)은 상, 하 2개가 1세트가 되는 플라스크에 의해 제조되며, 이러한 플라스크는 재사용됨은 물[0011]
론, 본원발명에서도 재사용되는 1세트의 플라스크를 시스템적으로 순환시키면서 사형(砂型)을 제조하는 것이다.
발명의 내용
해결하려는 과제
이에 본 발명에서는 사형 중에서도 특히 정밀성을 요구하는 제품을 대량생산할 수 있을 뿐 아니라, 품질 높은[0013]
사형을 반복 연속적으로 대량생산하되, 생산 사이클 타임을 대폭 단축할 수 있는 사형의 연속 자동화 제조 시스
템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 각 공정 간 오작동 발생시 해당 부분만 피드백 및 보수가 가능하도록 함으로써 장비[0014]
의 유지보수에 소요되는 물적, 인적 비용을 감소시킬 수 있는 사형의 연속 자동화 제조 시스템을 제공함에
있다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템 전체를 지표면 매설이 아닌 지상 위에 설치를 함으로써 작업자의 작업효율 증[0015]
대와 유지, 보수에 편익을 줄 수 있는 사형의 연속 자동화 제조 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
등록특허 10-1751670
- 8 -
과제의 해결 수단
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 사형의 연속 자동화 제조 시스템(S)은,[0017]
상, 하가 1세트로 구성되는 상, 하부 플라스크(1,2)를 낱개로 클램핑 한 후, 플라스크 회전부(200)로 공급하는[0018]
플라스크 공급부(100)와, 상기 플라스크 공급부(100)에서 이동된 플라스크 중 하부플라스크(2) 한 해 180°로
축 회전시켜 하부플라스크(2) 내부에 축적된 각종 이물질과 여분의 주물사를 제거하여 사형 조형부(400)로 이송
하는 1차 플라스크 회전부(200)와, 상기 사형 조형부(400)로 이송된 상, 하 플라스크의 내부에 주물사를 공급하
되, 터빈형 임펠러(330)에 의해 주물사가 상, 하부 플라스크의 구석구석까지 균일하게 채워지도록 하는 좌, 우
한쌍의 주물사 공급부(300)와, 상기 주물사 공급부(300)에 의해 주물사가 상, 하 플라스크의 내부에 채워지면,
회전진동기(460)를 통해 상, 하 플라스크의 내부에까지 진동 전달과 동시에 충진된 주물사를 상측에서 하측 방
향으로 가압하여 세밀한 부분까지 사형이 강하고, 견고하게 형성되도록 한 후 플라스크를 2차 플라스크 회전부
(500)로 이송시키는 좌, 우 한 쌍의 사형 조형부(400)와, 상기 사형 조형부(400)에서 이송받은 상, 하부 플라스
크가 서로 마주보는 방향으로 겹침이 가능하도록 하부 플라스크를 180°로 축 회전시킨 상태에서 상, 하부 플라
스크 겹침부(600)로 이송시키는 2차 플라스크 회전부(500)와, 상기 2차 플라스크 회전부(500)에서 이송된 플라
스크 중 하부플라스크는 상부에 위치시키고 그 상단에 상부플라스크를 정위치가 되도록 겹쳐서 배출 컨베이어로
이송시키는 상, 하부 플라스크 겹침부(600)와, 프로그램에 의한 각종 기기의 제어가 가능 한 마이컴을
내장하며, 플라스크 공급부(100), 1차 플라스크 회전부(200), 주물사 공급부(300), 사형 조형부(400), 2차 플라
스크 회전부(500), 상, 하부 플라스크 결합부(600)의 모든 동작을 센서(800)를 통해 정보를 입력받고 그에 따라
제어하는 제어부(700)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 플라스크 공급부(100)는 입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임(110)과, 상기 베이스 프레임(110)[0019]
의 상단에 설치되며, 셔틀블록(120)이 일정구간 왕복 이동이 되도록 안내하는 한 쌍의 레일(111)과, 상기 레일
(111)의 상단에 안착 된 상태에서 기어모터(130)의 작동에 따라 일정구간 왕복이동을 하되, 부드러운 이동이 되
도록 양 측면에는 하나 이상의 롤러(121)가 장착되며, 그 일측에는 롤러체인(123)과의 체결고정이 가능하도록
체인조인트(122)가 장착고정됨과 동시에 롤러체인(123)은 체인조인트(122)와 연결 고정되는 한편, 유압실린더
(140)와, 파워베이스(150)가 일체형으로 장착되는 셔틀블록(120)과, 상기 셔틀블록(120)이 일정구간 왕복이동
되도록 롤러체인(123)과 연결되는 기어모터(130)와, 상기 셔틀블록(120)에 장착 고정되어 지지프레임(160)을 일
정 구간 승강시키는 유압실린더(140)와, 상기 유압실린더(140) 작동시 좌, 우 뒤틀림이 되는 것을 방지하여 지
지프레임(160)이 안정적으로 승강되도록 하는 파워베이스(150)와, 상기 유압실린더(140)의 로더와 플로팅 조인
트(141)로 연결되는 지지프레임(160)과, 상기 지지프레임(160)에 장착 고정되며, 에어실린더(161) 작동시 클램
프(162)의 안정적인 왕복이동이 가능하도록 하며, 클램프(162)가 축 삽입되는 하나 이상의 가이드바(163)와, 상
기 가이드바(163)에 축 삽입 연결 구성되며, 축 삽입된 상태에서 에어실린더(161)의 작동에 따라 일정 구간 왕
복하면서 상, 하 플라스크를 클램핑 하는 좌, 우 한 쌍의 클램프(162)와, 상기 클램프(162)를 마주보는 방향으
로 작동되도록 하는 에어실린더(161)와, 상기 에어실린더(161)의 양측 끝단에 연결고정됨과 동시에 클램프(16
2)와 연결 고정되는 너클조인트(164)와, 상기 지지프레임(160)의 하측에 장착고정됨과 동시에 좌, 우 한 쌍의
클램프(162)를 연결하는 링크(165)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1차 플라스크 회전부(200) 및 2차 플라스크 회전부(500)는 입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임[0020]
(210,510)과, 상기 베이스 프레임(210,510)의 상부 일측에 설치되어 롤러체인(230,530)을 작동시키는 기어모터
(220,520)와, 상기 기어모터(220,520)와 연결 고정된 구동축(221,521) 및 장력 조절기능을 탑재한 텐션 축
(222,522)과 연결 구성되어 기어모터(220,520)의 작동에 의해 회전하며, 상, 하부 플라스크(1,2)를 후공정으로
이송시키는 롤러체인(230,530)과, 상기 베이스프레임(210,510)의 상부 일측에 설치되어 플라스크가 후공정으로
이송될 수 없는 상황일 때 플라스크의 이송을 차단하면서 롤러체인(230,530)이 정지되도록 안내하는 스토퍼실린
더(240,540)와, 상기 베이스프레임(210,510)의 내측에 설치되며 지지프레임(250,550)의 상측에 장착고정되어 유
압실린더(251,551)의 작동시 안정적인 승강이 가능하도록 하는 파워베이스(252,552)와, 상기 유압실린더
(251,551) 및 파워베이스(252,552)와 연결 고정되어 유압실린더(251,551) 및 파워베이스(252,552) 작동시 승강
하는 베이스브라켓(253,553)과, 상기 베이스브라켓(253,553)을 일정구간 승강시키는 유압실린더(251,551)와, 상
기 베이스브라켓(253,553)의 일측에 장착고정되며 플라스크의 돌부(3)가 안착 된 상태에서 자유회전이 가능하도
록 축 회전하며 복수 개가 좌, 우 한 쌍으로 구성되는 볼베어링(254,554)과, 상기 볼베어링(254,554)에 안착 된
플라스크가 축 회전될 수 있도록 플라스크의 돌부(3)를 클램핑 하는 클램프(255,555)와, 상기 클램프(255,555)
의 축(256,556)에 축 삽입 고정되어 렉기어 승강시 회전을 하면서 동시에 플라스크를 회전시키는 스퍼기어
(257,557) 및 상기 스퍼기어에 이물림 되는 렉기어(258,558)와, 상기 렉기어(258,558)의 끝단에 연결고정되어
등록특허 10-1751670
- 9 -
렉기어(258,558)를 일정구간 상, 하 방향으로 승강시키는 유압실린더(259,559)와, 상기 렉기어(258,558) 승강시
뒤틀림 없이 안정적인 승강이 되도록 안내하는 LM가이드(260,560)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주물사 공급부(300)는 입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임(310)과, 상기 베이스 프레임(310)의[0021]
상부 일측에 설치되어 주물사가 임시 저장되는 복수 개의 호퍼(320)와, 상기 호퍼(320)의 저면에 배치되며, 내
측에는 주물사가 임시 저장되는 공간이 마련됨과 동시에 호퍼(320)에 충진된 주물사가 낙하하면서 플라스크로
내려보낼 수 있도록 상, 하 방향이 개방된 구조로 이루어지고, 주물사가 플라스크 내부에 고르게 채워지도록 하
는 터빈형 임펠러(330)가 회전 가능하도록 설치되는 한편, 전, 후 왕복 이동이 가능하도록 셔틀프레임(350)과
일체형으로 고정되는 주물사 임시 저장통(340)과, 상기 주물사 임시 저장통(340)의 내부에 회전 가능하도록 설
치되며, 크기가 작아 정밀성을 요구하는 금형의 구석구석까지 주물사가 공급될 수 있도록 전, 후 복수 개가 설
치되되, 하나 이상 설치되는 기어모터(351)와 각각 체인(352) 연결되어 구동하는 터빈형 임펠러(330)와, 상기
주물사 임시 저장통(340)의 측면에서 주물사 임시 저장통(340)과 일체형으로 고정되며, 터빈형 임펠러(330)를
구동시키는 기어모터(351)가 장착되고, 좌, 우측으로 하나 이상의 캐스터(353)가 장착된 셔틀프레임(350)과, 상
기 셔틀프레임(350)이 지지 되면서 왕복 이동이 가능하도록 캐스트(353)이동용 상단레일(361) 및 하단레일(36
2)이 설치되며, 가운데에는 유압실린더(363)가 설치되는 지지프레임(360)과, 상기 지지프레임(360)의 일측에 설
치 고정되어 셔틀프레임(350)을 일정구간 전, 후 왕복 이동시키는 유압실린더(363)와, 상기 주물사 임시 저장통
(340)의 저면에 배치되어 주물사 임시 저장통(340)이 플라스크의 상부에 정위치 될 때 전, 후방으로 개방되어
주물사를 플라스크에 채워지도록 하며, 정량이 채워진 후에는 역방향으로 작동하여 주물사가 낙하하는 것을 방
지해주는 개폐플레이트(370)와, 상기 개폐플레이트(370)가 로더와 연결 고정되어 전, 후 방향으로 개폐되도록
하는 전, 후방용 에어실린더(371,372)와, 상기 전, 후방용 에어실린더(371,372)에 의해 개폐플레이트(370)가 작
동을 할 때 유연한 작동이 될 수 있도록 상, 하 복수 구조로 이루어져 주물사 임시 저장통(340)의 측면에 설치
고정되는 하나 이상의 롤러(373)와, 상기 롤러(373)의 사이에 배치되어 슬라이딩 되는 좌, 우 복수 개의 이동레
일(374)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 사형 조형부(400)는 평판형의 구조로 이루어지는 베이스프레임(410)과, 상기 베이스프레임(410)의 상단에[0022]
입체구조로 장착 고정되는 다수개의 서포터(411)와, 상기 서포터(411)의 상측에 장착 고정되는 상부프레임(41
2)과, 상기 상부프레임(412)에 장착되어 서브프레임(420)을 승강시키는 유압실린더(421)와, 상기 유압실린더
(421)의 로더와 플로팅 조인트(422)로 연결 고정되어 플라스크의 상단 표면에서 상측 방향으로 1 내지 2cm 볼록
하게 주물사가 충진되도록 안내하는 서브프레임(420)과, 상기 유압실린더(421) 작동시 서브프레임(420)의 뒤틀
림 없이 승강되도록 안내하는 파워베이스(423)와, 롤러체인(431) 및 롤러체인(431)을 작동시키는 기어모터(43
2)가 구조적으로 장착되는 컨베이어 프레임(430)과, 상기 컨베이어 프레임(430)에 회전 가능하도록 설치되어 롤
러체인(431)을 작동시키는 기어모터(432)와, 상기 기어모터(432)와 연결 고정된 구동축(433) 및 장력 조절기능
을 탑재한 텐션 축(434)과 연결 구성되어 기어모터(432)의 작동에 의해 회전하며, 상, 하부 플라스크(1,2)를 후
공정으로 이송시키는 롤러체인(431)과, 상기 컨베이어 프레임(430)의 상부 일측에 설치되어 플라스크가 후공정
으로 이송될 수 없는 상황일 때 플라스크의 이송을 차단하면서 롤러체인(431)이 정지되도록 안내하는 스토퍼실
린더(435)와, 상기 베이스프레임(410)의 상단에 설치되며 컨베이어 프레임(430)을 일정구간 승강시키는 유압실
린더(436)와, 상기 유압실린더(436)의 작동시 안정적인 승강이 가능하도록 하는 파워베이스(437)와, 금형받침대
(441)가 안착 고정됨과 동시에 상기 금형 받침대의 상측으로 금형(4)이 순차적으로 안착고정되는 지지프레임
(440)과, 상기 상부프레임(412)에 장착되며, 가압플레이트(450)를 일정구간 승강시키는 유압실린더(451)와, 상
기 유압실린더(451) 작동시 가압플레이트(450)가 뒤틀림 없이 안정적으로 승강되도록 가압플레이트(450)와 플랜
지 이음 고정되는 하나 이상의 가이드바(452)와, 상기 가압플레이트(450)가 하강을 하면서 플라스크 내부의 주
물사를 하측 방향으로 가압하는 순간 주물사가 금형의 작은 부분까지 투입되어 견고한 사형이 형성될 수 있도록
플라스크 내부에 진동을 전달하되 회전하는 편심 진동자(451)가 금형받침대(441)를 타격하면서 진동이 발생 되
도록 하는 하나 이상의 회전진동기(460)와, 상기 회전진동기의 축(463)과 벨트(462)로 연결 구성되어 회전진동
기를 작동시키는 구동모터(464)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상, 하부 플라스크 겹침부(600)는 입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임(610)과, 상기 베이스 프[0023]
레임(110)의 상단에 설치되며, 셔틀블록(620)이 일정구간 왕복 이동이 되도록 안내하는 한 쌍의 레일(611)과,
상기 레일(611)의 상단에 안착 된 상태에서 기어모터(630)의 작동에 따라 일정구간 왕복이동을 하되, 부드러운
이동이 되도록 양 측면에는 하나 이상의 롤러(621)가 장착되며, 그 일측에는 롤러체인(623)과의 체결고정이 가
능하도록 체인조인트(622)가 장착고정됨과 동시에 롤러체인(623)은 체인조인트(622)와 연결 고정되는 한편, 유
압실린더(640)와, 파워베이스(650)가 일체형으로 장착되는 셔틀블록(620)과, 상기 셔틀블록(620)이 일정구간 왕
복이동 되도록 롤러체인(623)과 연결되는 기어모터(630)와, 상기 셔틀블록(620)에 장착 고정되어 지지프레임
등록특허 10-1751670
- 10 -
(660)을 일정 구간 승강시키는 유압실린더(640)와, 상기 유압실린더(640) 작동시 좌, 우 뒤틀림이 되는 것을 방
지하여 지지프레임(660)이 안정적으로 승강되도록 하는 파워베이스(650)와, 상기 유압실린더(640)의 로더와 플
로팅 조인트(641)로 연결되는 지지프레임(660)과, 상기 지지프레임(660)에 장착 고정되며, 에어실린더(661) 작
동시 클램프(662)의 안정적인 왕복이동이 가능하도록 하며, 클램프(662)가 축 삽입되는 하나 이상의 가이드바
(663)와, 상기 가이드바(663)에 축 삽입 연결 구성되며, 축 삽입된 상태에서 에어실린더(661)의 작동에 따라 일
정 구간 왕복하면서 상, 하 플라스크를 클램핑 하는 좌, 우 한 쌍의 클램프(662)와, 상기 클램프(662)를 마주보
는 방향으로 작동되도록 하는 에어실린더(661)와, 상기 에어실린더(661)의 양측 끝단에 연결고정됨과 동시에 클
램프(662)와 연결 고정되는 너클조인트(664)와, 상기 지지프레임(660)의 하측에 장착고정됨과 동시에 좌, 우 한
쌍의 클램프(662)를 연결하는 링크(665)를 포함하여 구성되며, 롤러체인(623)에 안착 된 하부플라스크(2)를 이
송 컨베이어의 상측에 안착시킨 다음 하부플라스크의 상단에 상부플라스크(1)를 겹친 상태로 이송되도록 한 것
을 특징으로 한다.
또한, 상기 플라스크 공급부(100), 1차 플라스크 회전부(200), 주물사 공급부(300), 사형 조형부(400), 2차 플[0024]
라스크 회전부(500), 플라스크 겹침부(600)에 설치되는 롤러체인(123, 230, 431, 530, 623)은 후공정으로 플라
스크를 이송시켜주되, 서로 분리되어 설치됨과 동시에 독립적으로 구동되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레일(111)의 끝단 일측에는 셔틀블록(120)이 끝지점에 도착했을 때 충격을 완화시킬 수 있는 쇼바[0025]
(112)가 베이스프레임(110)의 상면에 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 터빈형 임펠러(330)는 체인(352)과 연결되어 터빈형 임펠러(330)를 회전시키는 피동 스프라켓(331)[0026]
이 축 삽입 고정되는 피동축(332)과, 상기 피동축(332)의 외주면에 고정된 하나 이상의 블레이드(333)로 구성되
되, 상기 블레이드(333)는 복잡하고 세밀한 금형의 미세한 부분까지 주물사가 견고하게 충진이 될 수 있도록 길
이가 긴 롱블레이드(334)와, 길이가 짧은 쇼트블레이드(335)가 지그재그의 구조로 설치되는 것을 특징으로
한다.
또한, 상기 베이스 프레임(310)과 지지프레임(360) 사이에는 스크류볼트(311)가 설치되어 베이스 프레임(310)과[0027]
지지프레임(360)간 수평 및 높낮이 조절이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 호퍼(320)의 상측에는 주물사 선택 공급부(390)가 설치되되, 상기 주물사 선택 공급부(390)는 컨베[0028]
이어벨트(391)를 통해 이송된 주물사가 좌, 우 호퍼(320)에 고르게 주물사가 공급될 수 있도록 하는 평판 패널
형상의 주물사 선택패널(392)과, 상기 주물사 선택 패널(392)의 일측 끝단에 일체형으로 고정되어 주물사 선택
패널(392)이 소정 각도로 회전되도록 하는 고정축(393)과, 상기 고정축(393)과 연결 고정되어 주물사 선택 패널
(392)이 일정 각도 축 회전이 되면서 주물사의 공급방향을 변환시켜주며, 일정 각도 축 회전 가능하도록 하단이
축 핀(394)으로 고정된 에어실린더(395)와, 상기 에어실린더(395)의 로더와 고정축(393)을 연결하며, 관절 기능
을 수행하는 연결링크(396)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금형받침대(441)와 지지프레임(440) 사이에는 진동에 의한 금형의 손상을 방지하기 위한 완충수단[0029]
(470)이 장착되되, 상기 완충수단(470)은 고무패킹, 코일스프링, 판스프링 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으
로 한다.
또한, 상기 금형받침대(441)의 저면에는 금형과 플라스크의 분리시 사형의 파손을 방지하면서 분리가 되도록 미[0030]
세진동기(480)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
상기와 같은 특징을 갖는 본원 발명의 사형의 연속 자동화 제조 시스템은 사형 중에서도 특히 정밀성을 요구하[0032]
는 제품을 대량생산할 수 있을 뿐 아니라, 품질 높은 사형을 반복 연속적으로 대량생산할 수 있음은 물론, 생산
사이클 타임을 대폭 단축할 수 있으며, 각 공정 진행 중 오작동 발생시 해당 부분만 피드백 및 보수가 가능하여
유지보수에 소요되는 물적, 인적 비용을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 시스템 전체를 지상 위에 설치를 함으로
써 작업자의 작업효율성을 증대할 수 있고 나아가 장비의 유지, 보수에 편익을 줄 수 있는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 시스템의 정면도[0034]
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 시스템의 측면도
등록특허 10-1751670
- 11 -
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 시스템의 평면도
도 4는 본 발명의 시스템 중 플라스크 공급부 및 플라스크 겹침부를 도시한 정면도
도 5는 도 4의 측면도
도 6은 도 4의 평면도
도 7은 본 발명의 시스템 중 플라스크 공급부 및 플라스크 겹침부의 베이스프레임을 도시한 정면도
도 8은 도 7의 측면도
도 9는 본 발명의 시스템 중 플라스크 공급부 및 플라스크 겹침부의 셔틀블록을 도시한 정면도
도 10은 도 9의 측면도
도 11은 도 9의 평면도
도 12는 본 발명의 시스템 중 플라스크 공급부 및 플라스크 겹침부의 지지프레임을 도시한 정면도
도 13은 도 12의 평면도
도 14는 본 발명의 시스템 중 1, 2차 플라스크 회전부를 도시한 정면도
도 15는 도 14의 측면도
도 16은 도 14의 평면도
도 17은 도 14의 요부 확대도
도 18은 본 발명의 시스템 중 주물사 공급부를 도시한 정면도
도 19는 도 18의 측면도
도 20은 도 18의 평면도
도 21은 본 발명의 시스템 중 주물사 공급부의 주물사 임시 저장통이 플라스크 상부에까지 전진한 상태를 도시
한 작동상태도
도 22는 본 발명의 시스템 중 주물사 공급부의 호퍼를 도시한 정면도
도 23은 도 22의 측면도
도 24는 본 발명의 시스템 중 주물사 공급부의 주물사 임시 저장통을 도시한 정면도
도 25는 도 24의 측면도
도 26은 도 24의 평면도
도 27은 본 발명의 시스템 중 주물사 공급부의 지지프레임을 도시한 정면도
도 28은 도 27의 평면도
도 29는 도 27의 측면도
도 30은 본 발명의 시스템 중 주물사 공급부의 주물사 선택 공급부를 도시한 정면도
도 31은 도 30의 측면도
도 32는 도 30의 평면도
도 33은 본 발명의 시스템 중 주물사 공급부의 터빈형 임펠러를 도시한 평면도
도 34는 본 발명의 시스템 중 사형 조형부를 도시한 정면도
도 35는 도 34의 측면도
도 36은 도 34의 평면도
도 37은 본 발명의 시스템 중 사형 조형부의 베이스 프레임을 도시한 정면도
등록특허 10-1751670
- 12 -
도 38은 도 37의 평면도
도 39는 본 발명의 시스템 중 사형 조형부의 서브프레임을 도시한 정면도
도 40은 도 39의 평면도
도 41은 본 발명의 시스템 중 사형 조형부의 컨베이어프레임을 도시한 정면도
도 42는 도 41의 측면도
도 43은 도 41의 평면도
도 44는 본 발명의 시스템 중 사형 조형부의 회전진동기 부분을 도시한 정면도
도 45는 도 44의 측면도
도 46은 본 발명의 시스템 중 사형 조형부의 가압플레이트 부분을 도시한 정면도
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시 예에 따라 본원 발명을 상세히 설명하면 하기와 같다.[0035]
먼저, 본 발명에서 제공하는 사형의 연속 자동화 제조 시스템(S)은 도 1 내지 3에서 도시된 바와 같이 크게 상,[0036]
하가 1세트로 구성되는 상, 하부 플라스크(1,2)를 낱개로 클램핑 한 후, 플라스크 회전부(200)로 공급하는 플라
스크 공급부(100)와, 상기 플라스크 공급부(100)에서 이동된 플라스크 중 하부플라스크(2) 한 해 180°로 축 회
전시켜 하부플라스크(2) 내부에 축적된 각종 이물질과 여분의 주물사를 제거하여 사형 조형부(400)로 이송하는
1차 플라스크 회전부(200)와, 상기 사형 조형부(400)로 이송된 상, 하 플라스크의 내부에 주물사를 공급하되,
터빈형 임펠러(330)에 의해 주물사가 상, 하부 플라스크의 구석구석까지 균일하게 채워지도록 하는 좌, 우 한
쌍의 주물사 공급부(300)와, 상기 주물사 공급부(300)에 의해 주물사가 상, 하 플라스크의 내부에 채워지면, 회
전진동기(460)를 통해 상, 하 플라스크의 내부에까지 진동 전달과 동시에 충진된 주물사를 상측에서 하측 방향
으로 가압하여 세밀한 부분까지 사형이 강하고, 견고하게 형성되도록 한 후 플라스크를 2차 플라스크 회전부
(500)로 이송시키는 좌, 우 한 쌍의 사형 조형부(400)와, 상기 사형 조형부(400)에서 이송받은 상, 하부 플라스
크가 서로 마주보는 방향으로 겹침이 가능하도록 하부 플라스크를 180°로 축 회전시킨 상태에서 상, 하부 플라
스크 겹침부(600)로 이송시키는 2차 플라스크 회전부(500)와, 상기 2차 플라스크 회전부(500)에서 이송된 플라
스크 중 하부플라스크는 상부에 위치시키고 그 상단에 상부플라스크를 정위치가 되도록 겹쳐서 배출 컨베이어로
이송시키는 상, 하부 플라스크 겹침부(600)와, 프로그램에 의한 각종 기기의 제어가 가능 한 마이컴을
내장하며, 플라스크 공급부(100), 1차 플라스크 회전부(200), 주물사 공급부(300), 사형 조형부(400), 2차 플라
스크 회전부(500), 상, 하부 플라스크 결합부(600)의 모든 동작을 센서(800)를 통해 정보를 입력받고 그에 따라
제어하는 제어부(700)로 구성된다.
상기 센서(800)는 비록 도 26에서만 표시되어 있으나, 제어부(700)의 제어를 위해서 각 공정별 센서는 필수적으[0037]
로 구비되어 있는 것이며, 특히 상기 제어부에 탑재된 마이콤을 통해 프로그램을 수정 및 선택함으로써 다양하
고 정밀한 금형의 사형을 제조할 수 있는 것이며, 작업자가 언제든지 임의 제어 가능하도록 설치되어 있다.
특히, 도 1 내지 3에서 도시된 바와 같이 본원 발명의 시스템(S)은 지상 위에 설치되기 때문에 장비의 유지, 보[0038]
수는 물론 작업자의 작업효율성이 향상될 수 있는 것이다. 즉, 종전의 장치들은 일부가 지하에 매설될 수밖에
없는 구조였기 때문에 작업자의 행동반경이 극히 제한적이었으며, 그로 인한 효율적인 작업이 곤란하였고, 나아
가 안전사고의 위험이 도사리고 있었던 것을 본원 발명에서 개선한 것이다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 플라스크 공급부(100)는 도 4 내지 도 13에서 도시된 바와 같이 입체형의[0039]
구조로 설치되는 베이스 프레임(110)이 설치된다.
상기 베이스 프레임(110)의 상단에는 도 6에서 도시된 바와 같이 셔틀블록(120)이 일정구간 왕복 이동이 되도록[0040]
안내하는 한 쌍의 레일(111)이 설치되며, 상기 셔틀블록(120)은 상기 레일(111)의 상단에 안착 된 상태에서 기
어모터(130)의 작동에 따라 일정구간 왕복이동을 하되, 부드러운 이동이 가능하도록 양 측면에는 하나 이상의
롤러(121)가 장착되며, 그 일측에는 롤러체인(123)과의 체결고정이 가능하도록 체인조인트(122)가 장착고정됨과
동시에 롤러체인(123)은 체인조인트(122)와 연결 고정되는 한편, 유압실린더(140)와, 파워베이스(150)가 일체형
으로 장착 구성되어 전체가 동시에 이동 가능하도록 구성된다.
상기 셔틀블록(120)이 일정구간 왕복이동 가능하도록 롤러체인(123)과 연결되는 기어모터(130)가 설치되며, 도[0041]
등록특허 10-1751670
- 13 -
9에서 도시된 바와 같이 상기 셔틀블록(120)에 장착 고정되어 지지프레임(160)을 일정 구간 승강시키는 유압실
린더(140)가 작동을 할 때 좌, 우 뒤틀림이 되는 것을 방지하여 지지프레임(160)이 안정적으로 승강되도록 하는
파워베이스(150)가 설치된다.
상기 유압실린더(140)의 로더와 플로팅 조인트(141)로 연결되는 지지프레임(160)에는 도 12에서 도시된 바와 같[0042]
이 에어실린더(161) 작동시 클램프(162)의 안정적인 왕복이동이 가능하도록 하며, 클램프(162)가 축 삽입되는
하나 이상의 가이드바(163)가 장착된다.
상기 가이드바(163)에는 좌, 우 한 쌍의 클램프(162)가 축 삽입 연결 구성되며, 축 삽입된 상태에서 에어실린더[0043]
(161)의 작동에 따라 일정 구간 왕복하면서 상, 하 플라스크를 클램핑 하도록 설치된다.
상기 클램프(162)는 마주보는 방향으로 작동되는바 이를 위해 에어실린더(161)가 중심에 설치되는 것이며, 상기[0044]
에어실린더(161)의 양측 끝단에는 램프(162)와 연결 고정되는 너클조인트(164)와 좌, 우 한 쌍의 클램프(162)를
연결하는 링크(165)가 연결 고정된다.
상기와 같이 구성되는 플라스크 공급부(100)는 컨베이어(미도시) 또는 플라스크 공급부(100) 주변에 적재된 상,[0045]
하 플라스크를 순차적으로 클램핑 하여 롤러체인(123)이 있는 위치까지 셔틀블록(120)이 이동을 하여 플라스크
를 안착시키는 동작을 제어부의 지령에 따라 무한 반복작업을 하게 되는 것이다.
상기 셔틀블록(120)이 일정 구간 왕복이동을 하는 과정에서 끝 지점에 도착했을 때 충격을 완화시킬 수 있는 쇼[0046]
바(112)가 베이스프레임(110)의 상면에 하나 이상 설치된다.
또한, 상기 1차 플라스크 회전부(200) 및 2차 플라스크 회전부(500)는 도 14 내지 도 17에서 도시된 바와 같이[0047]
입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임(210,510)이 설치된다.
상기 베이스 프레임(210,510)의 상부 일측에는 롤러체인(230,530)을 작동시키는 기어모터(220,520)가 설치되며,[0048]
상기 기어모터(220,520)와 연결 고정된 구동축(221,521) 및 장력 조절기능을 탑재한 텐션 축(222,522)에는 기어
모터(220,520)의 작동에 의해 회전하며, 상, 하부 플라스크(1,2)를 후공정으로 이송시키는 롤러체인(230,530)이
연결 구성된다.
상기 베이스프레임(210,510)의 상부 일측에는 플라스크가 후공정으로 이송될 수 없는 상황일 때 플라스크의 이[0049]
송을 차단하면서 롤러체인(230,530)이 정지되도록 안내하는 스토퍼실린더(240,540)가 설치된다.
상기 베이스프레임(210,510)의 내측 방향에는 지지프레임(250,550)의 상측에 장착고정되어 유압실린더(251,55[0050]
1)의 작동시 안정적인 승강이 가능하도록 하는 파워베이스(252,552)가 설치된다.
상기 유압실린더(251,551) 및 파워베이스(252,552)와 연결 고정되어 유압실린더(251,551) 및 파워베이스[0051]
(252,552) 작동시 승강하는 베이스브라켓(253,553)이 구비되며, 상기 베이스브라켓(253,553)을 일정구간 승강시
키는 유압실린더(251,551)가 설치된다.
상기 베이스브라켓(253,553)의 일측에는 플라스크의 돌부(3)가 안착 된 상태에서 자유회전이 가능하도록 축 회[0052]
전하며 복수 개가 좌, 우 한 쌍으로 구성되는 볼베어링(254,554)과, 상기 볼베어링(254,554)에 안착 된 플라스
크가 축 회전될 수 있도록 플라스크의 돌부(3)를 클램핑 하는 클램프(255,555)와, 상기 클램프(255,555)의 축
(256,556)에 축 삽입 고정되어 렉기어 승강시 회전을 하면서 동시에 플라스크를 회전시키는 스퍼기어(257,557)
및 상기 스퍼기어에 이물림 되는 렉기어(258,558)와, 상기 렉기어(258,558)의 끝단에 연결고정되어 렉기어
(258,558)를 일정구간 상, 하 방향으로 승강시키는 유압실린더(259,559)와, 상기 렉기어(258,558) 승강시 뒤틀
림 없이 안정적인 승강이 가능하도록 안내하는 LM가이드(260,560)가 유기적으로 작동 가능하도록 설치된다.
상기와 같은 특징을 갖는 1,2차 플라스크 회전부(200, 500)의 작동을 살펴보기에 앞서 1,2차 플라스크 회전부[0053]
(200, 500)는 하부 플라스크에 주물사를 주입하기 위해 한번, 상, 하 플라스크를 겹치기 직전에 한번 전체 2회
에 걸쳐 실시되며, 주물사를 플라스크의 상측에서 공급하기 때문에 하부플라스크의 회전이 필요하게 되는 것이
지만, 이는 금형의 종류에 따라 어느 부분의 플라스크를 회전시킬지는 프로그램을 변경, 수정하여 대처할 수 있
는 것이다.
본원발명에서는 가압의 방향을 상측에서 하측 방향으로 가압을 주도록 설계를 하였기 때문에 하부 플라스크의[0054]
회전이 필요하게 되는 것이며, 기존에는 주물사의 공급이 금형의 상측에서 이루어지는 반면, 가압의 방향은 하
측에서 상측 방향으로 진행되도록 설계를 하였기 때문에 정밀한 금형인 경우 미세한 부분까지 주물사가 공급되
지 않거나, 강도가 약해 파손되는 현상이 발생 된 부분을 반복실험 끝에 문제점을 해소할 수 있었던 것이다.
등록특허 10-1751670
- 14 -
이러한 요구로 인해 플라스크를 회전시켜주는 1,2차 플라스크 회전부(200, 500)는 하부플라스크가 롤러체인[0055]
(230,530)에 이송 후 안착 되면, 유압실린더(251,531)가 승강을 하게 되는데, 승강 높이는 하부플라스크가 회전
하는 반경에 롤러체인(230,530)의 간섭이 없는 위치가 될 것이며, 완전 승강이 이루어진 이후에는 렉기어
(258,558)와 연결된 유압실린더(259,559)가 작동을 하여 렉기어(258,558)를 승강시키는 순간 렉기어(258,558)와
이 물림 된 스퍼기어(257,557)가 회전을 하면서 동시에 볼베어링(254,554))에 안착 된 하부플라스크가 180°회
전을 하게 되는 것이다.
그리고 상기 2차 플라스크 회전부(500)에서 중자 투입이 이루어지 지기 때문에 중자 투입의 편익을 제공할 수[0056]
있다.
또한, 상기 주물사 공급부(300)는, 도 18 내지 도 33에서 도시된 바와 같이 입체형의 구조로 설치되는 베이스[0057]
프레임(310)이 설치되며, 상기 베이스 프레임(310)의 상부 일측에는 상, 하 플라스크 동시에 주물사를 공급할
수 있도록 주물사가 임시 저장되는 복수 개의 호퍼(320)가 설치된다.
상기 호퍼(320)의 저면에는 주물사 임시 저장통(340)이 배치되는바 상기 주물사 임시 저장통(340)은 내측으로[0058]
주물사가 임시 저장되는 공간이 마련됨과 동시에 호퍼(320)에 충진된 주물사가 낙하하면서 플라스크로 내려보낼
수 있도록 상, 하 방향이 개방된 구조로 이루어지고, 주물사가 플라스크 내부에 고르게 채워지도록 하는 터빈형
임펠러(330)가 회전 가능하도록 설치되는 한편, 전, 후 왕복 이동이 가능하도록 셔틀프레임(350)과 일체형으로
고정된다.
상기 주물사 임시 저장통(340)의 내부에는 도 24에서 도시된 바와 같이 터빈형 임펠러(330)가 회전 가능하도록[0059]
설치되는바, 상기 터빈형 임펠러(330)는 크기가 작아 정밀성을 요구하는 금형의 구석구석까지 주물사가 공급될
수 있도록 전, 후 복수 개가 설치되며, 하나 이상 설치되는 기어모터(351)와 각각 체인(352) 연결되어
구동한다.
상기 기어모터(351)는 상, 하부 플라스크용으로 전체 4개가 설치되며, 동시에 터빈형 임펠러의 피동 축(332)이[0060]
4개가 설치되는바, 각각 연결 구성되어 터빈형 임펠러를 작동시키도록 구성되어 있다.
상기 주물사 임시 저장통(340)이 일체형으로 고정되는 셔틀프레임(350)은 유압실린더(363)의 작동시 도 21에서[0061]
도시된 바와 같이 주물사 임시 저장통(340)을 전진 또는 후진시키며, 터빈형 임펠러(330)를 구동시키는 기어모
터(351) 및 하나 이상의 캐스터(353)가 좌, 우측으로 장착된다.
상기 셔틀프레임(350)이 지지 되면서 왕복 이동이 가능하도록 하는 지지프레임(360)의 상측에는 캐스트(353)이[0062]
동용 상단레일(361) 및 하단레일(362)이 설치되며, 가운데에는 유압실린더(363)가 설치된다.
상기 지지프레임(360)의 일측에는 셔틀프레임(350)을 일정구간 전, 후 왕복 이동시키는 유압실린더(363)가 설치[0063]
고정되며, 주물사 임시 저장통(340)의 저면에는 개폐플레이트(370)가 설치되는바 상기 개폐플레이트(370)는 주
물사 임시 저장통(340)이 플라스크의 상부에 정위치 될 때 전, 후방으로 개방되어 주물사를 플라스크에 채워지
도록 하며, 정량이 채워진 후에는 역방향으로 작동하여 주물사가 낙하하는 것을 방지해주는 기능을 한다.
상기 개폐플레이트(370)을 작동시킬 수 있도록 개폐플레이트(370)와 로더가 연결 고정되어 전, 후 방향으로 개[0064]
폐되도록 하는 전, 후방용 에어실린더(371,372)와, 상기 전, 후방용 에어실린더(371,372)에 의해 개폐플레이트
(370)가 작동을 할 때 유연한 작동이 될 수 있도록 상, 하 복수 구조로 이루어져 주물사 임시 저장통(340)의 측
면에 설치 고정되는 하나 이상의 롤러(373)와, 상기 롤러(373)의 사이에 배치되어 슬라이딩 되는 좌, 우 복수
개의 이동레일(374)이 구성된다.
상기 베이스 프레임(310)과 지지프레임(360) 사이에는 스크류볼트(311)가 설치되어 베이스 프레임(310)과 지지[0065]
프레임(360)간 수평 및 높낮이 조절이 가능하도록 구성된다.
상기 터빈형 임펠러(330)는 도 33에서 도시된 바와 같이 체인(352)과 연결되어 터빈형 임펠러(330)를 회전시키[0066]
는 피동 스프라켓(331)이 축 삽입 고정되는 피동축(332)과, 상기 피동축(332)의 외주면에 고정된 하나 이상의
블레이드(333)로 구성되되, 상기 블레이드(333)는 복잡하고 세밀한 금형의 미세한 부분까지 주물사가 견고하게
충진이 될 수 있도록 길이가 긴 롱블레이드(334)와, 길이가 짧은 쇼트블레이드(335)가 지그재그의 구조로 설치
된다.
상기 호퍼(320)의 상측에는 주물사 선택 공급부(390)가 설치되되, 상기 주물사 선택 공급부(390)는 컨베이어벨[0067]
트(391)를 통해 이송된 주물사가 좌, 우 호퍼(320)에 고르게 주물사가 공급될 수 있도록 하는 평판 패널형상의
주물사 선택패널(392)과, 상기 주물사 선택 패널(392)의 일측 끝단에 일체형으로 고정되어 주물사 선택 패널
등록특허 10-1751670
- 15 -
(392)이 소정 각도로 회전되도록 하는 고정축(393)과, 상기 고정축(393)과 연결 고정되어 주물사 선택 패널
(392)이 일정 각도 축 회전이 되면서 주물사의 공급방향을 변환시켜주며, 일정 각도 축 회전 가능하도록 하단이
축 핀(394)으로 고정된 에어실린더(395)와, 상기 에어실린더(395)의 로더와 고정축(393)을 연결하며, 관절 기능
을 수행하는 연결링크(396)를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 특징을 갖는 주물사 공급부(300)의 작동을 살펴보면, 좌, 우가 서로 독립적으로 작동하도록 설계되[0068]
어 있으며, 호퍼의 내부에 주물사가 없을 경우 주물사 선택 패널(392)이 좌, 우 90°로 회전하면서 선택적으로
호퍼의 내부에 주물사를 충진하게 되는 것이다.
충진된 주물사는 상, 하부플라스크(1,2)가 사형조형부(400)에 장착된 금형(4)의 상부에 정위치 되면, 유압실린[0069]
더(363)가 작동을 하면서 셔틀프레임(350) 및 일체형으로 설치된 주물사 임시 저장통(340)을 상, 하부플라스크
(1,2)의 상단에 전진 시키고, 주물사 임시 저장통(340)이 상, 하부플라스크(1,2)에 정위치 되면, 개폐플레이트
를 작동시키는 에어실린더(371,372)가 작동을 하여 개폐플레이트(370)를 전, 후 방향으로 개방시켜 상, 하부플
라스크(1,2)의 내부에 주물사를 충진한다.
주물사를 충진하는 과정에서 터빈형 임펠러가 작동을 하여 주물사를 구석구석 균일하게 채워주게 되는 것이다.[0070]
또한, 사형 조형부(400)는 도 34 내지 도 46에서 도시된 바와 같이 평판형의 구조로 이루어지는 베이스프레임[0071]
(410)이 설치되며, 그 상단으로 다수개의 서포터(411)가 입체형의 구조가 되도록 장착고정되며, 상기 서포터
(411)의 상측에 상부프레임(412)이 장착 고정된다.
상기 상부프레임(412)에는 서브프레임(420)을 승강시키는 유압실린더(421)가 장착 되며, 플라스크의 상단 표면[0072]
에서 상측 방향으로 1 내지 2cm 볼록하게 주물사가 충진되도록 안내하는 서브프레임(420)이 상기 유압실린더
(421)의 로더와 플로팅 조인트(422)로 연결 고정되고, 상기 유압실린더(421) 작동시 서브프레임(420)의 뒤틀림
없이 승강 되도록 안내하는 파워베이스(423) 서브프레임(420)과 연결 고정된다.
상기 서브프레임(420)의 하측에는 컨베이어 프레임(430)이 설치되되, 상기 컨베이어 프레임(430)에는 도 41 내[0073]
지 도 43에서 도시된 바와 같이 롤러체인(431)을 작동시키는 기어모터(432)와, 상기 기어모터(432)와 연결 고정
된 구동축(433) 및 장력 조절기능을 탑재한 텐션 축(434)과 연결 구성되어 기어모터(432)의 작동에 의해 회전하
며, 상, 하부 플라스크(1,2)를 후공정으로 이송시키는 롤러체인(431)과, 플라스크가 후공정으로 이송될 수 없는
상황일 때 플라스크의 이송을 차단하면서 롤러체인(431)이 정지되도록 안내하는 스토퍼실린더(435)가 각각 설치
된다.
상기 컨베이어 프레임(430)은 베이스프레임(410)의 상단에 설치된 유압실린더(436)에 의해 일정 구간 승강 작동[0074]
을 하며, 상기 유압실린더(436)의 작동시 안정적인 승강 가능하도록 파워베이스(437)가 설치된다.
상기 베이스프레임(410)의 상측에 고정되는 지지프레임(440)의 상단에는 금형받침대(441)가 안착 고정됨과 동시[0075]
에 상기 금형 받침대의 상측으로 금형(4)이 순차적으로 안착된다.
상기 상부프레임(412)에 장착되며, 가압플레이트(450)를 일정구간 승강시키는 유압실린더(451)와, 상기 유압실[0076]
린더(451) 작동시 가압플레이트(450)가 뒤틀림 없이 안정적으로 승강 되도록 가압플레이트(450)와 플랜지 이음
고정되는 하나 이상의 가이드바(452)가 구성되어 주물사가 채워진 플라스크의 내부를 가압한다.
강기 가압플레이트(450)가 하강을 하면서 플라스크 내부의 주물사를 하측 방향으로 가압하는 순간 주물사가 금[0077]
형의 작은 부분까지 투입되어 견고한 사형이 형성될 수 있도록 플라스크 내부에 진동을 전달하되 회전하는 편심
진동자(451)가 금형받침대(441)를 타격하면서 진동이 발생 되도록 하는 하나 이상의 회전진동기(460)가 설치된
다.
상기 회전진동기(460)는 금형에 직접 연결되지 않고 금형받침대(441)에 장착되기 때문에 진동과정에서 금형이[0078]
파손되는 것을 방지할 수 있으며 도 44에서 도시된 바와 같이 축(463)과 벨트(462)로 연결 구성되어 회전진동기
를 작동시키는 구동모터(464)를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 특징을 갖는 사형 조형부(400)의 작동을 살펴보면, 1차 플라스크 회전부(200)에서 이송된 상, 하부[0079]
플라스크가 콘베이어 프레임(430)의 롤러체인(431)에 이송되면, 유압실린더가 작동을 하여 상, 하부 플라스크를
금형(4)과 일체가 되도록 안착시킨다.
상, 하부 플라스크가 금형에 안착 되면 주물사가 상, 하부 플라스크의 내부로 충진하게 되고, 충진이 완료되면[0080]
가압플레이트(450)가 하강을 하여 주물사를 가압하는데 이때 회전진동기가 작동을 하면서 견고하고 단단한 사형
등록특허 10-1751670
- 16 -
이 형성되는 것이다.
상기 금형받침대(441)의 저면에는 금형과 플라스크의 분리시 사형의 파손을 방지하면서 분리가 되도록 미세진동[0081]
기(480)가 설치된다. 상기 미세진동기(480)는 금형의 형상이 깊거나 작아 사형이 파손될 여지가 있는 금형인 경
우 미세한 진동을 금형에 전달하기 때문에 사형의 파손을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 상기 상, 하부 플라스크 겹침부(600)는 도 5 내지 13에서 도시된 바와 같이 구조적으로 플라스크 공급부[0082]
(100)와 동일하다고 할 수 있으며,
입체형의 구조로 설치되는 베이스 프레임(110)의 상단에 셔틀블록(620)이 일정구간 왕복 이동이 되도록 안내하[0083]
는 한 쌍의 레일(611)이 설치되고, 상기 레일(611)의 상부에는 셔틀블록(620)이 설치되는바, 상기 셔틀블록
(620)의 양 측면에는 레일(611)의 상단에 안착 된 상태에서 기어모터(630)의 작동에 따라 일정구간 왕복이동을
하되, 부드러운 이동이 되도록 하나 이상의 롤러(621)가 장착되며, 그 일측에는 롤러체인(623)과의 체결고정이
가능하도록 체인조인트(622)가 장착고정됨과 동시에 롤러체인(623)은 체인조인트(622)와 연결 고정되는 한편,
유압실린더(640)와, 파워베이스(650)가 일체형으로 장착된다.
상기 셔틀블록(620)은 롤러체인(623)과 연결되는 기어모터(630)에 의해 일정구간 왕복이동 되며, 상기 셔틀블록[0084]
(620)의 일측에는 지지프레임(660)을 일정 구간 승강시키는 유압실린더(640)가 장착고정된다.
상기 유압실린더(640) 작동시 좌, 우 뒤틀림이 되는 것을 방지하여 지지프레임(660)이 안정적으로 승강 되도록[0085]
하는 파워베이스(650)가 지지프레임(660)과 연결 고정된다.
상기 유압실린더(640)의 로더와 플로팅 조인트(641)로 연결되는 지지프레임(660)에 장착 고정되며, 에어실린더[0086]
(661) 작동시 클램프(662)의 안정적인 왕복이동이 가능하도록 하며, 클램프(662)가 축 삽입되는 가이드바(663)
가 하나 이상 구성된다.
상기 가이드바(663)에는 좌, 우 한 쌍의 클램프(662)가 축 삽입 연결 구성되며, 축 삽입된 상태에서 에어실린더[0087]
(661)의 작동에 따라 일정 구간 왕복하면서 상, 하 플라스크를 클램핑 하도록 설치된다.
상기 클램프(662)는 마주보는 방향으로 작동되는바 이를 위해 에어실린더(661)가 중심에 설치되는 것이며, 상기[0088]
에어실린더(661)의 양측 끝단에는 램프(662)와 연결 고정되는 너클조인트(664)와 좌, 우 한 쌍의 클램프(662)를
연결하는 링크(165)가 연결 고정된다.
상기와 같은 특징을 갖는 플라스크 겹칩부(600)는 롤러체인(623)에 안착 된 하부플라스크(2)를 이송 컨베이어의[0089]
상측에 안착시킨 다음 하부플라스크의 상단에 상부플라스크(1)를 겹친 상태로 이송되도록 하는 것이다.
또한, 상기 플라스크 공급부(100), 1차 플라스크 회전부(200), 주물사 공급부(300), 사형 조형부(400), 2차 플[0090]
라스크 회전부(500), 플라스크 겹침부(600)에 설치되는 롤러체인(123, 230, 431, 530, 623)은 후공정으로 플라
스크를 이송시켜 주되 서로 분리되어 설치됨과 동시에 독립적으로 구동된다.
즉, 플라스크 공급부(100)의 롤러체인(123)이 구동을 하더라도 1차 플라스크 회전부(200)의 롤러체인(230)은 프[0091]
로그램에 따라 구동할 수도 있고 정지하고 있을 수도 있는 것으로 서로 간섭을 받지 않도록 한 것이다.
또한, 상기 금형받침대(441)와 지지프레임(440) 사이에는 진동에 의한 금형의 손상을 방지하기 위한 완충수단[0092]
(470)이 장착되되, 상기 완충수단(470)은 고무패킹, 코일스프링, 판스프링 중 선택된 어느 하나로 구성될 수 있
다.
특히, 쇳물 주입용 압탕구 고정핀을 금형에 일체형으로 고정할 경우 사형의 제조과정에서 압탕구가 성형되기 때[0093]
문에 별도의 공정을 하지 않아도 된다.
부호의 설명
S:연속 자동화 제조 시스템[0095]
1: 상부 플라스크 2: 하부 플라스크
3:돌부 4:금형
100: 플라스크공급부 110,610:베이스프레임
111,611:레일 112,612:쇼바
등록특허 10-1751670
- 17 -
120,620:셔틀블록 121,621:롤러
122:체인조인트 123:롤러체인
124,624:구동축 125,625:아이들
130,630:기어모터 140,640:유압실린더
141,641:플로팅 조인트 150,650:파워베이스
160,660:지지프레임 161,661:에어실린더
162,662:클램프 163,663:가이드바
164,664:너클조인트 165,665:링크
200:1차 플라스크 회전부
210,510: 베이스프레임 220,520:기어모터
221,521:구동축 222,522:텐션 축
230,530:롤러체인 240,540:스토퍼실린더
250,550:지지프레임 251,551:유압실린더
252,552:파워베이스 253,553:베이스브라켓
254,554:볼베어링 255,555:클램프
256,556:클램프 축 257,557스퍼기어
258,558:렉기어 259,559:유압실린더
260,660:LM가이드
300:주물사 공급부 310:베이스프레임
311:스크류볼트 320:호퍼
330:터빈형 임펠러 331:피동 스프라켓
332:피동축 333:블레이드
334:롱블레이드 335:쇼트블레이드
340:주물사 임시 저장통 350:셔틀프레임
351:기어모터 352:체인
353:캐스터 354:아이들
360:지지프레임 361:상단레일
362:하단레일 363:유압실린더
370:개폐플리이트 371,372:에어실린더
373;롤러 374:이동레일
390:주물사 선택 공급부
391:컨베이어벨트 392:주물사 선택 패널
393:고정축 394:축핀
395:에어실린더 396:연결링크
397:안내패널 398:베어링
400:사형 조형부 410:베이스프레임
등록특허 10-1751670
- 18 -
411:서포터 412:상부프레임
420:서브프레임 421:유압실린더
422:플로팅 조인트 423:파워베이스
430:컨베이어 프레임 431:롤러체인
432:기어모터 433:구동축
434:텐션 축 435:스토퍼 실린더
436:유압실린더 437:파워베이스
440:지지프레임 441:금형받침대
450:가압플레이트 451:유압실린더
452:가이드바 460:회전진동기
461:편심 진동자 462:축
463:벨트 464:구동모터
470:완충수단 480:미세진동기
500: 2차 플라스크 회전부
600:상, 하부 플라스크 겹침부
700:제어부
800:센서
도면
도면1
등록특허 10-1751670
- 19 -
도면2
도면3
등록특허 10-1751670
- 20 -
도면4
등록특허 10-1751670
- 21 -
도면5
등록특허 10-1751670
- 22 -
도면6
등록특허 10-1751670
- 23 -
도면7
등록특허 10-1751670
- 24 -
도면8
등록특허 10-1751670
- 25 -
도면9
도면10
등록특허 10-1751670
- 26 -
도면11
도면12
도면13
등록특허 10-1751670
- 27 -
도면14
도면15
등록특허 10-1751670
- 28 -
도면16
도면17
등록특허 10-1751670
- 29 -
도면18
등록특허 10-1751670
- 30 -
도면19
도면20
등록특허 10-1751670
- 31 -
도면21
도면22
등록특허 10-1751670
- 32 -
도면23
도면24
등록특허 10-1751670
- 33 -
도면25
도면26
도면27
등록특허 10-1751670
- 34 -
도면28
도면29
도면30
등록특허 10-1751670
- 35 -
도면31
도면32
등록특허 10-1751670
- 36 -
도면33
도면34
등록특허 10-1751670
- 37 -
도면35
도면36
등록특허 10-1751670
- 38 -
도면37
도면38
등록특허 10-1751670
- 39 -
도면39
도면40
도면41
등록특허 10-1751670
- 40 -
도면42
도면43
등록특허 10-1751670
- 41 -
도면44
도면45
도면46
등록특허 10-1751670
- 42 -