임펠러 주조용 주형{Mold for Casting of Impeller}

본 발명은 임펠러 주조용 주형에 관한 것으로서, 특히 다수의 블레이드를 갖는 임펠러를 용이하게 제작할 수 있도록 하는 임펠러 주조용 주형에 관한 것이다.

일반적으로, 주물 공정은 상부주형과 하부주형을 제작한 다음 결합시켜 주형을 제작한 후 상기한 주형에 금속 용탕을 주입하여 이루어지게 되는 바, 상기한 주형은 흙 또는 주물사를 가압 또는 가열하여 제작하게 된다.

상기한 하부주형을 제작하기 위해서는 출원번호:10-2009-0084653 (등록번호:10-0945896, 발명의 명칭:임펠러의 주조용 주형의 제조방법, 이를 이용한 주형, 및 이를 이용하여 제조되는 임펠러)의 [도 6]에 도시된 것처럼 하부틀체(110)를 만든 후 하부틀체에 다수의 외곽하부코어(122)를 배치하여야 하는데, 이러한 작업은 작업자의 숙련도에 크게 의존하게 되어 작업자에 따라 큰 차이가 발생된다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 작업자의 경험이나 숙련도에 상관없이 작업생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 균일한 품질을 갖는 임펠러를 제조할 수 있는 임펠러 주조용 주형을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 임펠러 주조용 주형은 상부주형과 하부주형의 결합에 의해 임펠러를 주조하는 임펠러 주조용 주형에 관한 것으로서; 상기 하부주형은 제1주형과, 상기 제1주형의 상측에 적층되어 겹쳐지는 제2주형으로 구성되되; 상기 제1주형은 중앙에 요입홈이 형성되고 상기 요입홈 상단 주변에 안착면이 형성된 몸체와, 상기 몸체의 요입홈 안쪽에 일체로 형성된 하부코어로 구성되고; 상기 제2주형은 상기 제1주형에 적층되어 겹쳐질 때 상기 안착면에 밀착되는 지지판과, 상기 지지판에 일체로 형성되어 상기 요입홈에 끼움되는 삽입부와, 상기 삽입부에 일체로 형성되어 상기 하부코어와의 사이에 임펠러의 블레이드를 형성시키는 캐비티(Cavity)를 형성하는 상부코어로 구성된다.

여기서, 상기 하부코어는 상기 제1주형의 요입홈 내주면을 따라 일정간격으로 형성되는 일정높이의 하부걸림턱과, 상기 하부걸림턱과 일체로 형성되고 상기 임펠러의 블레이드와 동일한 곡률로 형성된 하부안내면으로 구성되고; 상기 상부코어는 상부바디와, 상기 상부바디의 외측면을 따라 일정간격으로 형성되는 일정높이의 상부걸림턱과, 상기 상부걸림턱과 일체로 형성되고 상기 임펠러의 블레이드와 동일한 곡률로 형성된 상부안내면으로 구성되어; 상기 제2주형이 상기 제1주형에 적층되어 겹쳐질 때 상기 하부걸림턱은 상기 상부걸림턱에 접촉되고, 상기 하부안내면과 상부안내면 사이에는 캐비티가 형성된다.

그리고, 상기 제1주형 몸체의 안착면과 상기 제2주형 지지판의 저면은 평평하게 구성되어, 상기 제2주형이 상기 제1주형에 적층되어 겹쳐질 때 안착면과 지지판의 저면이 밀착된다.

또한, 상기 제1주형 몸체의 안착면에는 끼움홈이 형성되고, 상기 제2주형의 지지판에는 상기 끼움홈에 삽입되는 끼움돌기가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 임펠러 주조용 주형은 제2주형을 제1주형의 상측에 적층하여 겹치기만 하면 임펠러의 블레이드를 형성시키는 캐비티가 형성되기 때문에 하부주형의 제작을 위한 작업성이 개선되고, 그 결과로 생산성의 향상을 도모할 수 있으며, 균질한 품질의 임펠러를 획득할 수 있는 이점이 있다.

또한, 제2주형을 제1주형의 상측에 적층할 때 제1주형의 안착면과 제2주형의 지지판이 밀착되고 제1주형의 하부코어에 구비된 하부걸림턱과 제2주형의 하부걸림턱이 서로 맞닿기만 하면 캐비티가 형성되므로 캐비티 형성이 아주 쉬운 작업으로 완료되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 주형에 의해 만들어지는 임펠러의 모습을 보인 사시도.
도 2는 목형의 모습을 보인 도.
도 3은 도 2에 도시된 목형에 의해 제조되는 제1주형의 모습을 보인 도.
도 4는 다른 목형의 모습을 보인 도.
도 5는 도 4에 도시되니 목형에 의해 제조되는 제2주형의 모습을 보인 도.
도 6은 본 발명에 의한 임펠러 주조용 주형의 일 실시예의 제1주형과 제2주형이 적층되는 모습을 보인 도.
도 7은 본 발명에 의한 임펠러 주조용 주형의 다른 실시예의 제1주형과 제2주형이 적층되는 모습을 보인 도.

이하, 본 발명에 의한 임펠러 주조용 주형의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 주형에 의해 만들어지는 임펠러의 모습을 보인 사시도이다.

그리고, 도 2는 목형의 모습을 보인 도이며, 도 3은 도 2에 도시된 목형에 의해 제조되는 제1주형의 모습을 보인 도이다.

또한, 도 4는 다른 목형의 모습을 보인 도이고, 도 5는 도 4에 도시되니 목형에 의해 제조되는 제2주형의 모습을 보인 도이다.

또한, 도 6은 본 발명에 의한 임펠러 주조용 주형의 일 실시예의 제1주형과 제2주형이 적층되는 모습을 보인 도이고, 도 7은 본 발명에 의한 임펠러 주조용 주형의 다른 실시예의 제1주형과 제2주형이 적층되는 모습을 보인 도이다.

본 발명에 의한 임펠러 주조용 주형은 상부주형과 하부주형의 결합에 의해 임펠러를 주조하기 위한 것으로서, 상기 하부주형은 제1주형(100)과, 상기 제1주형(100)의 상측에 적층되어 겹쳐지는 제2주형(200)을 구성된다. 즉 본 발명에 의한 하부주형은 상부와 하부에 위치되는 2개의 주형이 합형되어 이루어진다.

상기 제1주형(100)은 그 전체적인 형태가 6면체에 가까운 형태로 제조되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110) 내부에 일체로 형성된 하부코어(120)로 구성된다.

상기 몸체(110)는 흙 또는 모래로 제조되어, 중앙에 요입홈(111)이 형성된다. 부연하면, 주형상자 내부에 도 2에 도시된 목형(10)을 배치하고, 흙이나 모래를 주형상자 내부에 투입한 후 다짐하여 상기 목형(10) 형상에 대응되는 요입홈(111)이 형성된 제1주형(100)의 몸체(110)를 만든다.

이렇게 제작되는 제1주형(100)의 몸체(110) 상면에는 안착면(112)이 형성된다. 즉, 상기 몸체(110)는 상기 요입홈(111)에 의해 상면이 개구되고, 요입홈(111) 상단 주변에 평평하게 구성된 안착면(112)이 형성된다.

상기 하부코어(120)는 흙 또는 모래를 사용하여 상기 몸체(110)의 요입홈(111) 안쪽에 몸체(110)와 일체로 형성되는 것으로, 이러한 하부코어(120)에 의하여 임펠러(1)의 블레이드(1a)를 형성시키는 캐비티(Cavity)가 형성된다.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 하부코어(120)는 일정높이의 하부걸림턱(121)과, 상기 하부걸림턱(121)에 일체로 형성되는 하부안내면(122)으로 구성된다.

상기 하부걸림턱(121)은 상기 제1주형(100)의 요입홈(111) 내주면을 따라 일정간격으로 형성된다. 즉 제작하려는 임펠러(1)의 블레이드(1a) 개수와 동일한 개수로 하부걸림턱(121)이 원형의 요입홈(111) 내주면을 따라 돌출 형성된다. 이러한 하부걸림턱(121)은 상기 하부안내면(122)의 일측 끝부분에서 급격히 하측으로 낮아져서 일정높이를 갖도록 형성된다.

상기 하부안내면(122)은 상기 임펠러(1)의 블레이드(1a)와 동일한 곡률로 형성된다. 임펠러(1)는 다수의 블레이드(1a)를 갖고, 이 블레이드(1a)는 유체를 원활하게 유동시키기 위하여 일정한 곡률을 갖는 것으로 구성되는데, 이 블레이드(1a)의 일측면 곡률과 동일한 곡률로 하부안내면(122)이 라운드지게 형성된다. 즉, 상기 하부안내면(122)은 상기 몸체(110)의 요입홈(111) 안쪽에서 시작하여 점점 높아지는 형태, 그리고 점점 높아지기는 하지만 직선적으로 높아지는 것이 아니고 곡선적으로 높아지는 형태를 취한다. 이러한 하부안내면(122)의 가장 최상단에서 하측방향으로 급격히 낙하하여 상기 하부걸림턱(121)이 형성된다.

상기 제2주형(200)은 상기 제1주형(100)에 합형되어 임펠러(1)를 제조하기 위한 하부주형을 완성하는 것으로서, 주형상자 내부에 도 4에 도시된 목형(20)을 배치하고, 흙이나 모래를 주형상자 내부에 투입한 후 다짐하여 제작한다.

이러한 제2주형(200)은 지지판(210)과, 상기 지지판(210)에 일체로 형성되는 삽입부(220)와, 상기 삽입부(220)에 일체로 형성되는 상부코어(230)로 구성된다.

상기 지지판(210)은 두께가 얇은 사각형 형태의 판으로 제작되는 것으로서, 저면이 평평하게 구성되어 상기 제2주형(200)이 제1주형(100)의 상측에 적층되어 겹쳐질 때 저면이 상기 제1주형(100)의 안착면(112)에 밀착된다. 즉, 상기 지지판(210)은 상기 제1주형(100)의 안착면(112)에 안착됨으로써 상기 삽입부(220)나 상부코어(230)가 제1주형(100)의 요입홈(111) 내부로 더 이상 들어가지 않도록 하는 역할을 한다.

상기 삽입부(220)는 높이가 낮은 원기둥 형태로 형성되는 것으로서, 제2주형(200)을 제1주형(100)에 적층할 때 상기 요입홈(111)에 끼움된다.

상기 상부코어(230)는 상기 하부코어(120)와의 사이에 임펠러(1)의 블레이드(1a)를 형성시키는 캐비티(Cavity)를 형성하는 것으로서, 상부바디(231)와, 상기 상부바디(231)에 일체로 형성되는 일정높이의 상부걸림턱(232)과, 상기 상부걸림턱(232)에 일체로 형성되는 상부안내면(233)으로 구성된다.

상기 상부바디(231)는 그 전체적인 형태가 상기 지지판(210)에서 멀어지는 쪽으로 갈수록 직경이 작아지는 형태를 취하는 것으로서, 이 상부바디(231)의 중앙 부분은 임펠러(1)의 축공(1b) 부분에 대응된다.

상기 상부걸림턱(232)은 상기 상부바디(231)의 외측면을 따라 일정간격으로 형성된다. 즉 제작하려는 임펠러(1)의 블레이드(1a) 개수와 동일한 개수로 상부걸림턱(232)이 상부바디(231)의 외측면에 일정간격으로 돌출 형성된다. 이러한 상부걸림턱(232)은 상기 상부안내면(233)의 일측 끝부분에서 급격히 낮아져서 일정높이를 갖도록 형성된다.

상기 상부안내면(233)은 상기 임펠러(1) 블레이드(1a)의 타측면 곡률과 동일한 곡률로 라운드지게 형성된다. 부연하면 상기 상부안내면(233)은 상기 상부바디(231)의 외측면에서 시작하여 점점 높아지는 형태, 그리고 점점 높아지기는 하지만 직선적으로 높아지는 것이 아니고 곡선적으로 높아지는 형태를 취한다. 이러한 상부안내면(233)의 가장 최상단에서 하측방향으로 급격히 낙하하여 상기 상부걸림턱(232)이 형성된다.

상기와 같이 제1주형(100)과 제2주형(200)이 구성되기 때문에 상기 제2주형(200)을 상기 제1주형(100)에 적층하여 겹쳤을 때 상기 하부걸림턱(121)은 상기 상부걸림턱(232)에 접촉되어 수평방향으로 움직이는 것이 차단되고, 상기 지지판(210)은 상기 안착면(112)에 접촉되어 상하방향으로 움직이는 것이 차단된다. 이로써, 상기 하부코어(120)의 하부안내면(122)과 상기 상부코어(230)의 상부안내면(233) 사이에는 임펠러(1)의 블레이드(1a)를 형성하기 위한 캐비티가 안정적으로 형성된다.

또한, 캐비티를 형성하기 위한 과정이 제1주형(100)의 상측에 제2주형(200)을 적층하기만 하면 되므로 그 과정이 매우 단순하고 간략한 효과가 있다.

한편, 도 7에 도시된 것처럼 상기 제1주형(100) 몸체(110)의 안착면(112)에는 끼움홈(112a)을 형성시키고, 상기 제2주형(200)의 지지판(210)에는 상기 끼움홈(112a)에 삽입되는 끼움돌기(211)를 형성하는 것도 가능하다. 이렇게 끼움홈(112a)과 이에 대응되는 끼움돌기(211)를 형성시키면 어느 위치에서 제1주형(100)과 제2주형(200)을 적층하여 겹치는 것이 좋은지 직관적으로 알 수 있어서 그 만큼 작업속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제1주형(100)과 제2주형(200)의 결합상태를 공고히 하여 캐비티의 형성을 더욱 안정적으로 할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖도록 하부주형을 제작하고 나면 제작된 하부주형의 상측에 상부주형을 체결하고, 금속 용탕을 주입하여 임펠러를 제작한다. 이러한 과정은 공지기술로서 널리 알려져 있으므로 여기에서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.

1: 임펠러 1a: 블레이드
1b: 축공
10: 목형 20: 목형
100: 제1주형 110: 몸체
111: 요입홈 112: 안착면
112a: 끼움홈 120: 하부코어
121: 하부걸림턱 122: 하부안내면
200: 제2주형 210: 지지판
211: 끼움돌기 220: 삽입부
230: 상부코어 231: 상부바디
232: 상부걸림턱 233: 상부안내면