주형틀없는 상·하 주형의 조형방법, 그 장치 및 코어 배치방법

주형틀없는 상·하 주형의 조형방법, 그 장치 및 코어 배치 방법{PROCESS FOR MOLDING MOLDING FLASK-FREE UPPER AND LOWER CASTING MOLDS, APPARATUS THEREFOR AND METHOD FOR PLACING CORE}

본 발명은 서로 겹쳐진 주형틀없는 상·하 주형을 조형하기에 적합한 방법, 그 장치 및 코어 배치 방법에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 주형조형장치의 하나로서, 베이스의 상방에 위치하며 바닥면에 대하여 수평방향으로 스퀴즈하는 주물사 압축 스테이션과, 베이스의 바닥면 부근에 위치하며 바닥면에 대해 수직방향으로 형 맞춤 및 주형틀 취출을 수행하는 틀 취출 스테이션의 사이를, 상·하 2쌍의 주형틀을 교대로 간헐적으로 왕복운동시켜, 서로 겹쳐진 주형틀없는 상·하 주형을 조형하도록 한 것이 있다.

그러나, 이렇게 구성된 종래의 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치에서는, 주형조형의 효율 또한 불충분하다는 등의 문제점이 있었다. 특히, 이형제의 분무를 밀폐공간 내에서 실시하는 것은 최종 단계이며, 이형제가 충분히 마르지 않는다는 문제점도 염려되어, 다음 공정으로 신속히 진행시키지 않는 하나의 이유였다. 또한, 코어를 신속히 배치하기가 곤란하다는 문제점도 있었다(일본 특허공고공보 S62(1987)-16736호 참조).

본 발명이 해결하고자 하는 문제점은, 종래 기술에서는 주형틀없는 상·하 주형을 효율적으로 조형할 수 없는 점과, 이형제를 밀폐공간 내에서 효율적으로 분무할 수 없는 점과, 코어를 신속히 배치하기가 곤란하다는 점이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 청구항 1의 주형틀없는 상·하 주형의 조형방법은, 서로 겹쳐진 주형틀없는 상·하 주형을 조형하는 방법으로서;

측벽에 모래 분사구를 각각 갖는 수평상태의 한 쌍의 상·하 주형틀에 의해 매치 플레이트를 끼워 유지하는 공정과;

이들 한 쌍의 상·하 주형틀에서의 상기 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에 상·하 스퀴즈 플레이트를 각각 삽입하여 상·하 2개의 조형공간을 구획하면서, 상기 한 쌍의 상·하 주형틀 및 매치 플레이트를 수직상태로 하는 동시에 상기 모래 분사구를 상방으로 이동시키는 공정과;

상기 상·하 스퀴즈 플레이트를 개구부에 삽입하여 구획되는 상·하 2개의 조형공간으로 이형제를 분무하는 공정과,

이들 모래 분사구로부터 상기 상·하 2개의 조형공간으로 주물사를 불어넣어 충전하는 공정과;

상기 상·하 2개의 조형공간 내의 주물사를 각각 스퀴즈하는 공정;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 청구항 8의 주형틀없는 상·하 주형의 조형방법은, 서로 겹쳐진 주형틀없는 상·하 주형을 조형하는 방법으로서;

측벽에 모래 분사구를 각각 갖는 수평상태의 한 쌍의 상·하 주형틀에 의해 매치 플레이트를 끼워 유지하는 공정과;

이들 상·하 주형틀에서의 상기 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에 상·하 스퀴즈 플레이트를 각각 삽입하여 상·하 2개의 조형공간을 구획하면서, 상기 상·하 주형틀 및 매치 플레이트를 수직상태로 하는 동시에 상기 모래 분사구를 상방으로 이동시키는 공정과;

상·하 스퀴즈 플레이트를 개구부에 삽입하여 구획되는 상·하 2개의 조형공간으로 이형제를 분무하는 공정과,

이들 모래 분사구로부터 상기 상·하 조형공간으로 주물사를 불어넣어 충전하는 공정과;

상기 상·하 2개의 조형공간 내의 주물사를 각각 스퀴즈하는 공정;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 청구항 6의 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치는, 서로 겹쳐진 주형틀없는 상·하 주형을 조형하는 장치로서;

측벽에 모래 분사구를 각각 갖는 2쌍의 상·하 주형틀과;

이들 2쌍의 상·하 주형틀 중 한 쌍의 상·하 주형틀 사이에 반입반출기구에 의해 출입이 가능하도록 배치된 매치 플레이트와;

상기 한 쌍의 상·하 주형틀에 의해 상기 매치 플레이트를 끼워 유지하고, 상기 상·하 주형틀에서의 상기 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에 상·하 스퀴즈 플레이트를 각각 출입 가능하도록 설치하며, 또한 상기 매치 플레이트를 끼워 유지한 상기 한 쌍의 상·하 주형틀이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치의 사이를 지지축을 중심으로 하여 수직면 내에서 정역(正逆)회전할 수 있도록 하여 지지한 주물사 스퀴즈 기구와;

상기 주물사 스퀴즈 기구를 정역회전시키는 회전구동기구와;

상·하 각각의 주형틀에 설치된 이형제를 분무하는 이형제 분무기구와,

상기 회전구동기구의 구동에 의해 수직상태에 있는 상기 한 쌍의 상·하 주형틀에 대하여 상기 모래 분사구로부터 주물사를 불어넣는 모래분사기구;

를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 청구항 12의 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치는, 서로 겹쳐진 주형틀없는 상·하 주형을 조형하는 장치로서;

측벽에 모래 분사구를 각각 갖는 상부 주형틀과 하부 주형틀을 연결 봉을 통해 상호 접근·이격할 수 있도록 연결한 상·하 주형틀 유닛과;

상기 상·하 주형틀 유닛의 상부 주형틀과 하부 주형틀의 사이에 반입반출기구에 의해 출입이 가능하도록 배치된 매치 플레이트와;

상·하 각각의 주형틀에 설치된 이형제를 분무하는 이형제 분무기구와,

상기 상·하 주형틀 유닛을 복수의 클램프기구를 통해 탈부착 가능하게 부착하여, 상기 상·하 주형틀에 의해 상기 매치 플레이트를 끼워 유지하고, 상기 상·하 주형틀에서의 상기 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에 상·하 스퀴즈 플레이트를 각각 출입 가능하도록 설치하며, 또한 상기 매치 플레이트를 끼워 유지한 상기 상·하 주형틀이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치의 사이를 지지축을 중심으로 하여 수직면 내에서 정역회전할 수 있도록 구성한 주물사 스퀴즈 기구와;

상기 주물사 스퀴즈 기구를 정역회전시키는 회전구동기구와;

상기 회전구동기구의 구동에 의해 수직상태에 있는 상기 상·하 주형틀에 대하여 상기 모래 분사구로부터 주물사를 불어넣는 모래분사기구;를 구비한 것을 특징으로 한다.

이러한 설명으로부터 명백한 바와 같이 청구항 1 및 청구항 8은, 상·하 주형틀에서의 매치 플레이트가 없는 각각의 개구부에 상·하 스퀴즈 플레이트를 각각 삽입하여 상·하 2개의 조형공간을 구획하면서, 상기 한 쌍의 상·하 주형틀 및 매치 플레이트를 수직상태로 하는 동시에 상기 모래 분사구를 상방으로 이동시키는 공정과; 상기 상·하 스퀴즈 플레이트를 개구부에 삽입하여 구획되는 상·하 2개의 조형공간으로 이형제를 분무하는 공정을 포함하며, 조형공간이 구획됨과 동시 또는 이후에서 매치 플레이트를 수직상태로 하기 전에 이형제를 분무할 수 있고, 이형제가 건조된 후에 주물사를 충전할 수 있기 때문에, 종래의 이러한 종류의 주형조형방법보다 주형틀없는 상·하 주형을 더욱 단시간에 효율적으로 조형할 수 있고, 이형제를 분무할 수 있는 등의 우수한 실용적 효과를 거둔다.

또한, 청구항 6 또는 청구항 12에서의 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치는, 상·하 각각의 주형틀에 설치된 이형제를 분무하는 이형제 분무기구를 구비하고 있으므로, 조형공간이 구획됨과 동시 또는 이후에서 매치 플레이트를 수직상태로 하기 전에 이형제를 분무할 수 있고, 이형제가 건조된 후에 주물사를 충전할 수 있기 때문에, 종래의 이러한 종류의 주형조형방법보다 주형틀없는 상·하 주형을 더욱 단시간에 효율적으로 조형할 수 있고, 이형제를 분무할 수 있는 등의 우수한 실용적 효과를 거둔다.

또한, 청구항 7의 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치와, 청구항 14의 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치는, 겹쳐져 수평상태에 있는 상·하 주형이 내부에 존재하는 한 쌍의 상·하 주형틀로부터 상기 상·하 주형을 빼내는 주형 취출 기구와; 상기 한 쌍의 상·하 주형틀이 수평상태에 있는 상기 주물사 스퀴즈 기구와 상기 주형 취출 기구의 사이를, 한 쌍씩 상·하로 연이어 수평하게 배열된 수평상태의 2쌍의 상기 상·하 주형틀이 교대로 간헐적으로 선회하도록 하며, 또한 상부 주형틀을 승강시킬 수 있는 주형틀 선회기구를 더욱 구비하고 있기 때문에, 주형이 내부에 존재하는 상기 한 쌍의 상·하 주형틀을 상기 매치 플레이트로부터 분리하는 동시에 매치 플레이트를 상기 한 쌍의 상·하 주형틀의 사이에서 반출하고, 이상의 공정을 수행하고 있는 동안에 앞서 조형했던 주형에 필요시 코어를 세팅한 후, 주형이 내부에 존재하는 한 쌍의 상·하 주형틀을 겹치고, 서로 겹쳐진 상기 주형이 내부에 존재하는 한 쌍의 상·하 주형틀로부터 상기 주형을 빼낼 수 있기 때문에, 종래의 이러한 종류의 코어를 세팅하는 방법보다 코어를 더욱 단시간에 효율적으로 세팅할 수 있는 등의 우수한 실용적 효과를 거둔다.

또한, 싱글 스테이션(single station)에서도 상기 상·하 주형틀 유닛에 대응하도록 코어 세팅 기구를, 더욱 구비하였기 때문에, 종래의 이러한 종류의 코어를 세팅하는 방법보다 코어를 더욱 단시간에 효율적으로 세팅할 수 있는 등의 우수한 실용적 효과를 거둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 일부를 절결한 정면도이다.

도 2는 도 1의 AA 선 단면 부분의 도면으로서, 상·하 주형틀(2, 3)에 의해 매치 플레이트(5)를 끼워 유지한 상태를 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1의 평면도이다.

도 4는 도 1에 나타낸 장치에 의해 주형을 조형하는 공정의 일부를 나타낸 동작 설명도로서, 상·하 주형틀에 주물사를 불어넣는 상태를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 정면도이다.

도 6은 도 5의 일부 단면을 나타낸 정면도이다.

도 7은 도 5의 일부를 절결한 단면을 나타낸 평면도이다.

본 발명에 있어서, 상·하 주형틀과 매치 플레이트와 상·하 스퀴즈 플레이트에 의해 구획되는 조형공간으로 이형제를 분무하는 방법은, 분사노즐을 상·하 주형틀이나 상·하 스퀴즈 플레이트에 설치하고, 매치 플레이트를 향해 이형제를 분무하도록 하면 된다.

또한, 본 발명에서 코어 세팅 기구로서는, 코어 마스크 방식이나 로봇 아암에 의한 세팅방법 등 그 방식은 상관없다.

실시예 1

본 발명을 적용한 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치의 일 실시예에 대해 도 1 내지 도 4에 기초하여 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치는, 내부에 공간이 형성된 직육면체형상의 기대(機台: main frame)(1)와, 측벽에 모래 분사구를 각각 갖는 2쌍의 상·하 주형틀(2, 3, 2, 3)과, 이들 2쌍의 상·하 주형틀(2, 3, 2, 3) 중 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3) 사이에 반입반출기구(4)에 의해 출입할 수 있도록 배치된 매치 플레이트(5)와, 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3)에 의해 상기 매치 플레이트(5)를 끼워 유지하며, 상기 상·하 주형틀(2, 3)에서의 상기 매치 플레이트(5)가 없는 각각의 개구부에 상·하 스퀴즈 플레이트(6, 7)를 각각 출입 가능하도록 설치하고, 또한 상기 매치 플레이트(5)를 끼워 유지한 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3)이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치의 사이를 상기 기대(1)에 설치된 지지축(8)을 중심으로 하여 수직면 내에서 정역회전할 수 있도록 하여 지지된 주물사 스퀴즈 기구(9)와, 상기 주물사 스퀴즈 기구(9)를 정역회전시키는 회전구동기구로서의 횡방향 실린더(10)와, 상기 상·하 주형틀(2, 3)에 설치된 이형제를 분무하는 이형제 분무기구와; 상기 실린더(10)의 신장(伸長)작동에 의해 수직상태에 있는 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3)에 대하여 상기 모래 분사구로부터 주물사를 불어넣는 모래분사기구(11)와, 겹쳐져 수평상태에 있는 상·하 주형이 내부에 존재하는 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3)로부터 상기 상·하 주형을 빼내는 주형 취출 기구(12)와, 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3)이 수평상태에 있는 상기 주물사 스퀴즈 기구(9)와 상기 주형 취출 기구(12)의 사이를, 한 쌍씩 상·하로 연이어 수평하게 배열된 수평상태의 2쌍의 상기 상·하 주형틀(2, 3)이 교대로 간헐적으로 선회 하도록 하며 또한 상기 상부 주형틀(2)을 걸어 고정하여 승강할 수 있는 주형틀 선회기구(13)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 이형제 분무기구는, 조형장치 본체에 설치된 이형제를 저장하는 이형제 탱크(도시생략)와, 상기 상·하 주형틀(2, 3)에 설치되어 상기 매치 플레이트(5)에 이형제를 분무하는 분무노즐(도시생략)과, 분무노즐의 근처에 설치되어 이형제 탱크 내의 이형제를 분무노즐에 공급하여 분사하는 이형제 펌프(도시생략)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 2쌍의 상·하 주형틀(2, 3, 2, 3) 각각의 상·하 주형틀(2, 3)에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 상부 주형틀(2)의 전후 외측면에 매달려 설치된 한 쌍의 연결 봉(rod)(14, 14) 사이에 상기 하부 주형틀(3)을 슬라이딩 가능하도록 하여 걸쳐 장착하고, 더욱이 하부 주형틀(3)을 상기 한 쌍의 연결 봉(14, 14)의 하단위치에서 걸어 고정하도록 되어 있으며, 더욱이, 상기 상부 주형틀(2)의 전후 외면의 중앙부 및 상기 주물사 스퀴즈 기구(9)측의 위치에 있을 때의 상기 하부 주형틀(3)의 전후 외면의 우측에 가까운 위치에 돌기부(2a, 2a, 3a, 3a)가 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 매치 플레이트(5)의 반입반출기구(4)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 주물사 스퀴즈 기구(9)의 상기 지지축(8)에 둘러 장착된 링부재(15)와, 상기 모래분사기구(11)에 피봇지지되며 또한 피스톤로드의 선단이 상기 링부재(15)의 일부와 회동이 가능하도록 연이어 접해 있는 실린더(16)와, 기단(基端)이 상기 링부재(15)에 고정부착된 캔틸레버 구조의 한 쌍의 아암(17, 17)과, 상기 매치 플 레이트(5)를 올려놓고 좌우방향으로 왕복 이동할 수 있는 펜던트(pendant) 타입의 캐리지(45)로 구성되어 있으며, 상기 실린더(16)의 신축작동에 의해 상기 한 쌍의 아암(17, 17)이 상하로 회동하고, 상기 캐리지(45)는 후술하는 레일(46, 47, 47)을 통해 상기 주물사 스퀴즈 기구(9)에서의 수평상태의 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3) 사이에 상기 매치 플레이트(5)를 반입·반출시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 상부 주형틀(2)을 통해 캐리지(45)를 짧은 소요 길이만큼 하강시키면서 상기 실린더(16)의 신축작동에 의해 상기 한 쌍의 아암(17, 17)이 상하로 회동함으로써, 아암(17, 17)을 캐리지(45)에 연결하거나 연결상태를 해제할 수 있도록 되어 있다. 또, 아암(17, 17)은 실린더(16) 대신에 모터 등으로 구동할 수도 있다.

또한, 상기 주물사 스퀴즈 기구(9)에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 기대(1)의 상부 중앙에 장착된 상기 지지축(8)에 상기 회전 프레임(18)이 중심부근에서 수직면 내에서 정역회전할 수 있도록 피봇지지되어 설치되어 있으며, 상기 회동 프레임(18)의 우측면에는 상·하방향으로 뻗은 한 쌍의 가이드 로드(19, 19)가 전후방향으로 소요 간격을 두고 장착되어 있다. 상기 한 쌍의 가이드 로드(19, 19) 간의 상부에는 역 L자 형상의 상부 승강 프레임(20)이, 그리고 상기 한 쌍의 가이드 로드(19, 19) 간의 하부에는 L자 형상의 하부 승강 프레임(21)이, 일체적으로 설치된 홀더부를 통해 각각 슬라이딩 가능하도록 걸쳐 장착되어 있으며, 이들 상·하 승강 프레임(20, 21)은 상기 회전 프레임(18)에 장착된 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)의 신축작동에 의해 서로 접근·이격하도록 되어 있다. 또한, 상기 회전 프레임(18)에는 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3)이 수평상태에 있을 때 상 기 캐리지(45)를 유도하는 레일(46)이 장착되어 있다. 더욱이, 상기 상부 주형틀(2, 2)의 각각에는 이들이 상승하였을 때 반송레벨이 상기 레일(46)의 반송레벨과 동일해지는 상기 캐리지(45)의 유도용 레일(47)이 장착되어 있다.

또, 상기 상부 승강 프레임(20)에는 상기 상부 스퀴즈 플레이트(6)를 진퇴시키는 복수의 실린더(24, 24)가, 그리고 상기 하부 승강 프레임(21)에는 상기 하부 스퀴즈 플레이트(7)를 진퇴시키는 복수의 실린더(25, 25)가 각각 장착되어 있다. 또, 상기 상·하 승강 프레임(20, 21) 각각의 수평상태의 상면은 상기 상·하 주형틀(2, 3)을 각각 누를 수 있는 크기를 갖는다.

또, 상기 모래충전기구(11)는 상기 기대(1)의 천정부의 좌측에 가까운 위치에 장착되어 있으며, 더욱이 2개의 에어레이션 탱크(aeration tanks)(27, 27)에 의해 구성되어 있어 상기 상·하 주형틀(2, 3)에 각각 독립적으로 주물사를 저압압축공기압에 의해 충전(에어레이션 충전)하도록 되어 있는데, 1개의 에어레이션 탱크로부터 상·하 주형틀에 충전하는 구성이 일반적이다. 한편, 저압압축공기의 압력의 크기는 0.05MPa 내지 0.18MPa인 것이 바람직하다. 더욱이, 도시되지 않은 감압원과 접속하여 대기압보다 낮은 공기를 함께 이용할 수도 있다.

또한, 상기 주형 취출 기구(12)에서는, 상하로 겹쳐진 수평상태의 상기 상·하 주형틀(2, 3) 내에 진입할 수 있는 취출판(28)이 상기 기대(1)의 천정부에 장착된 하향 실린더(29)의 피스톤로드 하단에 고정부착되어 있으며, 상기 취출판(28)은 상기 실린더(29)의 신축작동에 의해 승강하도록 되어 있다. 또, 상기 취출판(28)의 바로 아래에는 상기 상·하 주형틀(2, 3)로부터 빼낸(拔出) 상·하 주형을 받는 주형 받이 테이블(30)이 승강할 수 있도록 배치되어 있으며, 주형 받이 테이블(30)은 실린더(31)의 신축작동에 의해 신축하는 팬터그래프(32)에 의해 승강하도록 되어 있는데, 통상의 실린더를 구동원으로 하는 리프트 테이블 방식에 의해 주형 받이 테이블(30)을 승강시키도록 해도 된다. 또, 상기 팬터그래프(32)를 이용함으로써 피트(pit)를 형성할 필요가 없게 된다(도 2 참조).

또한, 상기 주형틀 선회기구(13)에서는 상하방향을 지향하는 회전축(33)이 상기 기대(1)에 수평회전이 가능하도록 장착되어 있고, 상기 회전축(33)의 상단에는 상기 기대(1)의 천정에 장착된 모터(34)의 출력축이 연결되어 있으며, 상기 회전축(33)은 상기 모터(34)의 구동에 의해 180도 정역회전하도록 되어 있다. 또, 모터(34) 대신에 실린더를 사용해도 된다. 그리고 상기 회전축(33)의 상부에는 지지부재(35)가 장착되어 있으며, 지지부재(35)에는 하방으로 뻗으며 전후방향으로 소요 간격을 두고 쌍을 이루는 2쌍의 가이드 로드(36, 36) 가 매달려 설치되어 있고, 이들 2쌍의 가이드 로드(36, 36) 는 상기 회전축(33)을 중심으로 하여 좌우로 마주보고 있다. 또, 상기 2쌍의 가이드 로드(36, 36) 의 각각의 쌍에는, 상기 상부 주형틀(2)의 돌기부(2a, 2a)를 걸어 고정할 수 있는 상부 후크부재(37)가 상하 슬라이딩이 가능하도록 걸쳐 장착되어 있으며, 각 상부 후크부재(37)에는 상기 회전축(33)에 장착된 상향 실린더(38)의 피스톤 로드의 선단이 고정부착되어 있어, 각 상부 후크부재(37)는 실린더(38)의 신축작동에 따라 승강하도록 되어 있다. 더욱이, 상기 2쌍의 가이드 로드(36, 36) 의 하단에는 상기 2개의 하부 주형틀(3, 3)의 돌기부(3a, 3a)를 걸어 고정할 수 있는 하부 후크부재(39)가 고정부착되어 있 다.

또, 도면부호 40은 상기 상·하 주형틀(2, 3) 내에서 빼낸 상·하 주형을 주형 받이 테이블(30) 위에서 빼내는 주형배출장치이다.

다음으로, 이와 같이 구성된 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치를 이용하여 도 1에 나타낸 상태에서 주형틀없는 상·하 주형을 조형하는 순서에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 반입반출기구(4)의 실린더(16)를 신장작동하여 한 쌍의 아암(17, 17)에 의해 매치 플레이트(5)를 수평상태의 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3) 사이로 반입한다.

이어서, 주물사 스퀴즈 기구(9)의 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)의 수축작동에 의해 상·하 승강 프레임(20, 21)을 통해 상·하 주형틀(2, 3)을 서로 접근시키고, 상·하 주형틀(2, 3)에 의해 매치 플레이트(5)를 끼워 유지하면서, 주물사 스퀴즈 기구(10)의 복수의 실린더(24, 24, 25, 25)를 각각 소요 길이만큼 신장작동하여 상부 스퀴즈 플레이트(6) 및 하부 스퀴즈 플레이트(7)를 상·하 주형틀(2, 3) 내에 소요 길이만큼 삽입하여 상·하 2개의 조형공간을 구획하고, 실린더(10)를 신장작동하여 주물사 스퀴즈 기구(9)를 지지축(8)을 중심으로 시계방향으로 회전시켜 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3) 및 매치 플레이트(5)를 수직상태로 하는 동시에 모래 분사구를 상방으로 이동시키고, 더욱이, 모래분사기구(11)의 2개의 에어레이션 탱크(27, 27) 하단에 그 모래 분사구를 각각 맞닿게 한다(도 4 참조). 또, 실린더(24, 24, 25, 25)는 1개의 직경이 큰 실린더와 가이드 핀과의 조합으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 상·하 2개의 조형공간이 구획되고 나서, 상기 모래분사기구(11)의 하단에 상기 모래 분사구를 맞닿게 할 때까지, 상기 상·하 주형틀(2, 3)에 설치된 이형제를 분무하는 이형제 분무기구로서의 분무노즐로부터 이형제를 상기 매치 플레이트(5)를 향해 분무한다. 분무 타이밍은 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3) 및 매치 플레이트(5)를 수직상태로 한 후에 해도 되고, 상기 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3) 및 매치 플레이트(5)가 수평상태에서 수직상태가 되는 중에 해도 된다. 또한, 이형제를 분무하는 차례는 상부 조형공간을 분무한 후에 하부 조형공간에 분무하는 방법으로 해도 되고, 상·하 2개의 조형공간에 동시에 분무해도 된다.

이어서, 모래 분사구로부터 상·하 2개의 조형공간으로 모래분사기구(11)에 의해 주물사를 불어넣어 충전하고, 계속해서 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3) 및 매치 플레이트(5)를 수평상태로 되돌리면서, 상·하 스퀴즈 플레이트(6, 7)를 더욱 진입시켜 상기 상·하 2개의 조형공간 내의 주물사를 각각 스퀴즈한다. 이어서, 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)를 신장작동하여 상·하 승강 프레임(20, 21)을 서로 이격시킨다.

이어서, 주형틀 선회기구(13)의 실린더(38)를 신장작동하여, 주물사를 스퀴즈함으로써 이루어지는 주형이 내부에 존재하는 상부 주형틀(2)을 상부 후크부재(37)에 의해 매달아 올리는 동시에 매치 플레이트(5)로부터 분리하고, 하부 주형틀(3)을 주형틀 선회기구(13)의 하부 후크부재(39) 위에 각각 올려놓으며, 계속해서 실린더(16)를 수축작동하여 한 쌍의 아암(17, 17)에 의해 매치 플레이트(5)를 상·하 주형틀(2, 3) 사이에서 반출시킨다. 이어서, 주형틀 선회기구(13)의 모터(34)의 구동에 의해 회전축(33)을 소요 각도 회전시켜 주형이 내부에 존재하는 상·하 주형틀(2, 3)을 주형 취출 기구(12)까지 선회이동시키고, 계속해서 필요시에 주형에 코어를 세팅한 후, 실린더(38)의 수축작동에 의해 주형이 내부에 존재하는 상부 주형틀(2)을 상부 후크부재(37)를 통해 하강시켜 하부 주형틀(3)에 겹친다.

이어서, 주형 취출 기구(12)의 실린더(31)의 신장작동에 의해 주형 받이 테이블(30)을 상승시켜 주형 받이 테이블(30) 위에 주형이 내부에 존재하는 상·하 주형틀(2, 3)을 올려놓고, 계속해서 주형 취출 기구(12)의 실린더(29)를 신장작동하여 취출판(28)을 상부 주형틀(2)의 주형 위에 맞닿게 한 후, 실린더(31)를 수축작동하여 취출판(28) 및 주형 받이 테이블(30)을 서로 연동시키면서 하강시켜 상·하 주형틀(2, 3)로부터 주형을 빼내며, 계속해서 주형배출장치(40)에 의해 주형 받이 테이블(30) 위의 상·하 주형을 밀어낸다.

또한, 상술한 공정 중, 주형이 내부에 존재하는 상·하 주형틀(2, 3)을 주형 취출 기구(12)까지 선회이동시킬 때까지, 앞서 조형한 주형에 필요시에 코어 세팅 기구(도시생략)나 사람의 손으로 코어를 세팅한 후, 상술한 바와 마찬가지로 하여 주형이 내부에 존재하는 한 쌍의 상·하 주형틀(2, 3)을 겹쳐 주형을 빼내도록 한다.

실시예 2

본 발명을 적용한 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치의 다른 일 실시예에 대해 도 5 내지 도 7에 기초하여 상세히 설명한다. 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 주형틀없는 상·하 주형의 조형장치는, 내부에 공간이 형성된 기대(101)와, 측벽에 모래 분사구를 각각 갖는 상부 주형틀(102)과 하부 주형틀(103)을 한 쌍의 연결 봉(118, 118)을 통해 서로 접근·이격할 수 있도록 연결한 상·하 주형틀 유닛(127)과; 상기 상·하 주형틀 유닛(127)의 상·하 주형틀(102, 103)의 사이에 반입반출기구(104)에 의해 출입할 수 있도록 배치된 매치 플레이트(105)와; 상기 상·하 주형틀 유닛(127)을 한 쌍의 클램프기구(128, 128)를 통해 탈부착 가능하게 부착하여, 상기 상·하 주형틀(102, 103)에 의해 상기 매치 플레이트(105)를 끼워 유지하며, 상기 상·하 주형틀(102, 103)에서의 상기 매치 플레이트(105)가 없는 각각의 개구부에 상·하 스퀴즈 플레이트(106, 107)를 각각 출입 가능하도록 설치하고, 또한 상기 매치 플레이트(105)를 끼워 유지한 상기 상·하 주형틀(102, 103)이 수직상태가 되는 위치와 수평상태가 되는 위치의 사이를 상기 기대(101)의 상부 중앙에 장착된 지지축(108)을 중심으로 하여 수직면 내에서 정역회전할 수 있도록 구성된 주물사 스퀴즈 기구(109)와; 상기 주물사 스퀴즈 기구(109)를 정역회전시키는 회전구동기구로서의 2개의 횡방향 실린더(110, 110)와; 상기 상·하 주형틀(102, 103)에 설치된 이형제를 분무하는 이형제 분무기구와; 상기 실린더(110, 110)의 신장작동에 의해 수직상태에 있는 상기 상·하 주형틀(102, 103)에 대하여 상기 모래 분사구로부터 주물사를 불어넣는 모래분사기구(111)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 이형제 분무기구는, 조형장치 본체에 설치된 이형제를 저장하는 이형제 탱크(도시생략)와, 상기 상·하 주형틀(102, 103)에 설치되어 상기 매치 플레이트(105)에 이형제를 분무하는 분무노즐(도시생략)과, 분무노즐의 근처에 설치되어 이형제 탱크 내의 이형제를 분무노즐에 공급하여 분사하는 이형제 펌프(도시생략)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 상·하 주형틀 유닛(127)에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 상·하 주형틀(102, 103) 각각의 전후 양쪽 외면에 상기 연결 봉(118, 118)을 상하로 슬라이딩 가능하도록 관통시켜 장착시킨 돌기부(102a, 103a)가 설치되어 있을 뿐만 아니라, 상기 하부 주형틀(103)은 상기 연결 봉(118, 118)을 통해 상기 상부 주형틀(102)에 매달려 설치되어 상부 주형틀(102)로부터 소요 거리만큼 하강할 수 있는 구조로 되어 있다. 더욱이, 상기 연결 봉(118, 118)의 각각의 상부와 하부에는 상기 클램프기구(128, 128)에서의 후술하는 클로(claw)(130)가 걸림결합될 수 있는 홈이 패여 형성되어 있다.

또한, 상기 클램프기구(128)는, 도 7에 나타낸 바와 같이 상부 승강 프레임(114)의 전후 양쪽 외면에 장착되어 있고, 한 쌍의 요동 모터(129, 129)와, 상기 한 쌍의 요동 모터(129, 129)의 각 요동축에 끼움장착된 클로(130)를 구비하고 있어, 상기 한 쌍의 요동 모터(129, 129)의 작동에 의해 상기 한 쌍의 클로(130, 130)가 상기 상·하 주형틀 유닛(127)의 연결 봉(118, 118)의 상부의 홈 내로 진입하여 이들의 상부를 끼워 유지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 클램프기구(128)는, 후술하는 하부 승강 프레임(115)의 전후 양쪽 외면에도 장착되어 있어, 상기 연결 봉(118, 118)의 하부 홈 내로 진입하여 이들의 하부를 끼워 유지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 주물사 스퀴즈 기구(109)에서는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 지지축(108)에 상기 회전 프레임(112)이 중심부근에서 수직면 내에서 정역회전할 수 있도록 피봇지지되어 설치되어 있으며, 상기 회동 프레임(112)의 우측면에는 상·하방향으로 뻗은 한 쌍의 가이드 로드(113, 113)가 전후방향으로 소요 간격을 두고 장착되어 있다. 상기 한 쌍의 가이드 로드(113, 113) 간의 상부에는 역 L자 형상의 상부 승강 프레임(114)이, 그리고 상기 한 쌍의 가이드 로드(113, 113) 간의 하부에는 L자 형상의 하부 승강 프레임(115)이, 일체적으로 설치된 홀더부를 통해 각각 슬라이딩 가능하도록 걸쳐 장착되어 있으며, 이들 상·하 승강 프레임(114, 115)은 상기 회전 프레임(112)에 장착된 상향 실린더(116) 및 하향 실린더(117)의 신축작동에 의해 서로 접근·이격하도록 되어 있다.

또, 상기 상부 승강 프레임(114)에는 상기 상부 스퀴즈 플레이트(106)를 진퇴시키는 복수의 실린더(119, 119)가, 그리고 상기 하부 승강 프레임(115)에는 상기 하부 스퀴즈 플레이트(107)를 진퇴시키는 복수의 실린더(120, 120)가 각각 장착되어 있다. 또, 상기 상·하 승강 프레임(114, 115) 각각의 수평상태의 상면은 상기 상·하 주형틀(102, 103)을 각각 누를 수 있는 크기를 갖는다. 또한, 상기 하부 승강 프레임(115)의 전후 양쪽 외면에는 상향 실린더(122, 122)가 장착되어 있으며, 이들 복수의 실린더(122, 122)의 피스톤 로드의 상단간에 상기 하부 스퀴즈 플레이트(107)에 상·하 슬라이딩 가능하게 둘러 장착된 프레임 형상의 레벨링 프레임(121)이 걸쳐 장착되어 있다.

또한, 상기 매치 플레이트(105)의 반입반출기구(104)는 도 5 및 도 6에 나타 낸 바와 같이, 상기 주물사 스퀴즈 기구(109)의 상기 지지축(108)에 둘러 장착된 링부재(123)와, 상기 모래분사기구(111)의 회전 프레임(112)에 피봇지지되며 또한 피스톤로드의 선단이 상기 링부재(123)의 일부와 회동이 가능하도록 연이어 접해 있는 실린더(124)와, 기단(基端)이 상기 링부재(123)에 고정부착된 캔틸레버 구조의 한 쌍의 아암(125, 125)과, 상기 매치 플레이트(105)를 올려놓고 좌우방향으로 왕복 이동할 수 있는 펜던트(pendant) 타입의 캐리지(도시생략)로 구성되어 있으며, 상기 실린더(124)의 신축작동에 의해 상기 한 쌍의 아암(125, 125)이 상하로 회동하고, 상기 캐리지는 상기 주물사 스퀴즈 기구(109)에서의 수평상태의 상기 상·하 주형틀(102, 103) 사이에 상기 매치 플레이트(105)를 반입·반출시키도록 되어 있다. 또한, 아암(125, 125)은 실린더(124) 대신에 모터 등으로 구동해도 된다.

또한, 상기 모래충전기구(111)는 상기 기대(101)의 천정부의 좌측에 가까운 위치에 장착되어 있으며, 더욱이 2개의 에어레이션 탱크(도시생략)가 구성되어 있어 상기 상·하 주형틀(102, 103)에 각각 독립적으로 주물사를 압축공기에 의해 불어넣어 충전하도록 되어 있는데, 1개의 에어레이션 탱크로부터 충전하는 기구가 일반적이다. 또한, 상기 압축공기의 압력은 0.05MPa 내지 0.18MPa인 것이 바람직하다.

또, 도면부호 126은 상기 상·하 주형틀(102, 103) 내에서 빼낸 상기 하부 스퀴즈 플레이트(107) 위의 상·하 주형을 주형 받이 테이블 위로 밀어내는 주형 압출 장치이다.

또한, 조형된 주형에 필요시에 코어 세팅 기구(도시생략)나 사람의 손으로 코어를 세팅한 후, 주형이 내부에 존재하는 한 쌍의 상·하 주형틀(102, 103)을 겹쳐 주형을 빼내도록 한다.