KR20170043411A - 원심 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심 주조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 모터 구동에 의해 회전되는 복수의 회전 롤러가 배치 고정되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 고정 설치된 복수의 회전 롤러에 배치되어, 상기 회전 롤러의 회전 구동에 연동하여 회전하는 원통형 회전 주형; 및 상기 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑을 각각 구비하고, 상기 각각의 뚜껑 외측에 체결 고정되어 상기 뚜껑이 원통형 회전 주형의 개방된 양단에서 개폐될 수 있도록 작동하는 뚜껑 프레임을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 원심 주조 장치에 따르면, 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 개폐하는 뚜껑을 구비하되, 적어도 하나의 뚜껑에는 용탕의 직접 주입이 가능한 용탕 주입구가 일체로 형성되도록 구성함으로써, 회전중인 원통형 회전 주형에 주조를 위한 용융 금속의 용탕을 주입할 때, 외부 누출 없이도 용탕의 주입이 가능하고, 그에 따른 작업장의 환경 개선 및 작업자 안전사고의 예방이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑을 통해 주입되는 용융 금속을 원심력에 의해 중공의 주물로 제조함으로써, 용융 금속의 용탕이 외부로 누출되는 것이 원천적으로 방지되고, 또한 기존에 호퍼를 통해 용탕을 주입하는 것에 비해 개선된 작업환경으로 작업의 효율성 증대 및 작업자의 노동력 최소화가 가능하도록 할 수 있다.

Description

원심 주조 장치{A CENTRIFUGAL CASTING DEVICE}

본 발명은 원심 주조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 원통형 회전 주형의 개방된 양 측면을 막는 뚜껑 중 하나에 용탕 주입구가 일체로 형성되도록 하는 뚜껑 구조를 갖는 원심 주조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원심 주조(centrifugal casting)는 주형을 회전시키면서 용탕을 주입하고, 주형의 원심력에 의해 중공의 물건을 주조하는 방법이다. 이러한 원심주조법은 회전에 의한 관성력을 이용하여 용탕을 주형으로 주입하고, 고속으로 회전하는 원통형의 주형 내부에 용융 금속을 주입하며, 원심력에 의해 원통 내면에 주입된 용탕이 균일하게 붙게 되고, 이것을 그대로 냉각시킴에 따라 속이 빈 중공의 주물이 제조된다.

이러한 원심 주조를 이용하는 종래의 원심 주조 장치는, 작업자들이 무겁고 뜨거운 용해액을 담아 개인 용구인 국자에 담아 금형에 주입하는 방식으로 고강도의 육체적 노동을 필요로 하며, 열악한 작업환경으로 인한 안전사고에 노출되는 문제가 있었다. 한편, 이러한 문제를 개선하기 위한 방안으로 용탕이 담긴 호퍼를 통해 금형의 내부에 주입하는 원심 주조 장치가 개시되고 있으나, 이러한 종래의 원심 주조 장치는 금형의 한 쪽이 막혀 있는 상태에서 다른 쪽에 주입구가 형성된 커버로 조립된 구조로서, 금형의 주입구를 통해 호퍼의 배출구가 인입된 상태에서 용탕이 주입되는 방식으로 작업성이 떨어지고, 용탕의 주입 시에 외부로 누출될 수 있기 때문에 안전사고에 취약한 문제점이 있었다. 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0079069호와, 공개특허공보 제10-2008-0101175호의 원심 주조 장치가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 개폐하는 뚜껑을 구비하되, 적어도 하나의 뚜껑에는 용탕의 직접 주입이 가능한 용탕 주입구가 일체로 형성되도록 구성함으로써, 회전중인 원통형 회전 주형에 주조를 위한 용융 금속의 용탕을 주입할 때, 외부 누출 없이도 용탕의 주입이 가능하고, 그에 따른 작업장의 환경 개선 및 작업자 안전사고의 예방이 가능하도록 하는, 원심 주조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑을 통해 주입되는 용융 금속을 원심력에 의해 중공의 주물로 제조함으로써, 용융 금속의 용탕이 외부로 누출되는 것이 원천적으로 방지되고, 또한 기존에 호퍼를 통해 용탕을 주입하는 것에 비해 개선된 작업환경으로 작업의 효율성 증대 및 작업자의 노동력 최소화가 가능하도록 하는, 원심 주조 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 원심 주조 장치는,

모터 구동에 의해 회전되는 복수의 회전 롤러가 배치 고정되는 베이스 플레이트;

상기 베이스 플레이트에 고정 설치된 복수의 회전 롤러에 배치되어, 상기 회전 롤러의 회전 구동에 연동하여 회전하는 원통형 회전 주형; 및

상기 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑을 각각 구비하고, 상기 각각의 뚜껑 외측에 체결 고정되어 상기 뚜껑이 원통형 회전 주형의 개방된 양단에서 개폐될 수 있도록 작동하는 뚜껑 프레임을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 뚜껑 프레임은,

주물 제조를 위해 투입할 용탕을 주입하기 위한 용탕 주입구를 상기 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑 중 어느 하나에 일체형으로 구성할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 용탕 주입구를 일체형으로 구성하는 뚜껑은,

회전중인 상기 원통형 회전 주형에 용탕을 직접 공급함에 따른 누출 없는 용탕의 주입과, 상기 원통형 회전 주형에 주입되는 용탕이 원심력에 의해 중공의 주물로 형성됨에 있어, 외부로의 용탕 누출이 방지되도록 기능할 수 있다.

바람직하게는,

상기 원통형 회전 주형의 개방된 일 측으로 상기 원통형 회전 주형에서 제조되는 주물을 외부로 배출시키기 위해 작동되는 배출 푸셔를 더 포함하여 구성할 수 있다.

더욱 바람직하게는,

상기 원통형 회전 주형의 개방된 타 측으로 배출되는 주조된 주물을 이송시키기 위해 배치되는 이송 롤러를 더 포함하여 구성할 수 있다.

더욱 더 바람직하게는, 상기 이송 롤러는,

상기 원통형 회전 주형의 개방된 타 측과 상기 이송 롤러 사이에 배치되는 안착 롤러를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 원심 주조 장치에 따르면, 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 개폐하는 뚜껑을 구비하되, 적어도 하나의 뚜껑에는 용탕의 직접 주입이 가능한 용탕 주입구가 일체로 형성되도록 구성함으로써, 회전중인 원통형 회전 주형에 주조를 위한 용융 금속의 용탕을 주입할 때, 외부 누출 없이도 용탕의 주입이 가능하고, 그에 따른 작업장의 환경 개선 및 작업자 안전사고의 예방이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 원통형 회전 주형의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑을 통해 주입되는 용융 금속을 원심력에 의해 중공의 주물로 제조함으로써, 용융 금속의 용탕이 외부로 누출되는 것이 원천적으로 방지되고, 또한 기존에 호퍼를 통해 용탕을 주입하는 것에 비해 개선된 작업환경으로 작업의 효율성 증대 및 작업자의 노동력 최소화가 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 사시도 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 일 측면 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 뚜껑 프레임의 동작 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 뚜껑 프레임의 정면에서의 동작 상태를 도시한 도면.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 제조된 주물의 배출 동작과정을 실제 사진구성으로 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 사시도 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 일 측면 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치(100)는, 베이스 플레이트(110), 원통형 회전 주형(120), 및 뚜껑 프레임(130)을 포함하여 구성될 수 있으며, 배출 푸셔(140), 및 이송 롤러(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

베이스 플레이트(110)는, 모터 구동에 의해 회전되는 복수의 회전 롤러(111)가 배치 고정되는 구성이다. 이러한 베이스 플레이트(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부의 베이스 상에 복수의 회전 롤러(111)가 고정되어 설치되도록 하되, 하나의 축 당 2개의 회전 롤러(111)가 배치되는 2 축으로 총 4개의 회전 롤러(111)로 구성될 수 있다. 또한, 베이스 플레이트(110)는 원심 주조 장치(100)의 작업 공간을 감싸는 형태의 커버 프레임이 구성될 수 있으며, 여기서 커버 프레임은 작업자의 접근 거리의 제한으로 작업자의 위험이 방지되도록 할 수 있다.

원통형 회전 주형(120)은, 베이스 플레이트(110)에 고정 설치된 복수의 회전 롤러(111)에 배치되어, 회전 롤러(111)의 회전 구동에 연동하여 회전하는 구성이다. 이러한 원통형 회전 주형(120)은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 회전 롤러(111)에 체결될 수 있는 띠 홈을 외경에 더 형성할 수 있다. 여기서, 원통형 회전 주형(120)의 외경에 형성되는 띠 홈은 띠 형태의 구조로 구성되는 복수의 회전 롤러(111)에 배치됨으로써, 모터 구동에 의해 회전되는 복수의 회전 롤러(111)의 회전 구동에 연동하여 회전될 수 있게 된다.

뚜껑 프레임(130)은, 원통형 회전 주형(120)의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑(131)을 각각 구비하고, 각각의 뚜껑(131) 외측에 체결 고정되어 뚜껑(131)이 원통형 회전 주형(120)의 개방된 양단에서 개폐될 수 있도록 작동하는 구성이다. 이러한 뚜껑 프레임(130)은 주물 제조를 위해 투입할 용탕을 주입하기 위한 용탕 주입구(132)를 원통형 회전 주형(120)의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑(131) 중 어느 하나에 일체형으로 구성할 수 있다. 여기서, 용탕 주입구(132)를 일체형으로 구성하는 뚜껑(131)은 회전중인 원통형 회전 주형(120)에 용탕을 직접 공급함에 따른 누출 없는 용탕의 주입과, 원통형 회전 주형(120)에 주입되는 용탕이 원심력에 의해 중공의 주물로 형성됨에 있어, 외부로의 용탕 누출이 방지되도록 기능하게 된다.

배출 푸셔(140)는, 원통형 회전 주형(120)의 개방된 일 측으로 원통형 회전 주형(120)에서 제조되는 주물을 외부로 배출시키기 위해 작동되는 구성이다. 이러한 배출 푸셔(140)는 원통형 회전 주형(120)의 내경에 부착되어 냉각시킴에 따라 주조된 속이 빈 중공의 주물을 밀어내게 된다.

이송 롤러(150)는, 원통형 회전 주형(120)의 개방된 타 측으로 배출되는 주조된 주물을 이송시키기 위해 배치되는 롤러의 구성이다. 이러한 이송 롤러(150)는 원통형 회전 주형(120)의 개방된 타 측과 이송 롤러(150) 사이에 배치되는 안착 롤러(151)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 안착 롤러(151)는 원통형 회전 주형(120)에서 배출되는 속이 빈 중공의 주물이 위치되는 롤러이고, 이송 롤러(150)는 안착 롤러(151)로부터 공급된 주물을 컨베이어 방식으로 회전하여 이송시키는 롤러이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 뚜껑 프레임의 동작 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 뚜껑 프레임의 정면에서의 동작 상태를 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치(100)는 도 4의 (a)와 같이, 원통형 회전 주형(120)의 개방된 양단을 뚜껑(131)이 밀폐하여 막아주고, 원통형 회전 주형(120)에서 속이 빈 중공의 주물이 제조되면 도 4의 (b)와 같이 뚜껑 프레임(130)이 작동하여 원통형 회전 주형(120)의 양단을 밀폐하고 있던 뚜껑(131)이 열리게 된다. 이때, 원통형 회전 주형(120)의 양단에서 뚜껑(131)을 개방시킨 뚜껑 프레임(130)은 도 5의 (b)와 같이 일 측으로 회전되어 원통형 회전 주형(120)의 양단의 개방된 상태가 노출되도록 한다. 즉, 도 4의 (b)는 원통형 회전 주형(120)의 외측 방향으로 뚜껑 프레임(130)이 작동되는 동작을 나타내고, 도 5의 (b)는 도 4의 (b)와 같이 뚜껑 프레임(130)이 외측으로 이동된 상태에서 뚜껑 프레임(130)이 일 측 방향으로 회전되는 동작을 나타낸다.

도 6 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치의 제조된 주물의 배출 동작과정을 실제 사진구성으로 도시한 도면이다. 도 6은 뚜껑 프레임(130)의 뚜껑(131)에 일체로 형성된 용탕 주입구(132)를 통해 주입된 용탕이 원통형 회전 주형(120)에서 주조되는 동작을 나타낸다. 도 7은 도 6의 과정으로 주조된 주물을 배출하기 위해 뚜껑 프레임(130)의 작동으로 뚜껑(131)이 개방되는 동작을 나타낸다. 도 8은 뚜겅 프레임(130)이 원통형 회전 주형(120)의 일 측으로 회전되고, 그에 따라 원통형 회전 주형(120)의 양 단이 개방되는 동작을 나타낸다. 도 9는 원통형 회전 주형(120)의 내부에서 속이 빈 중공의 주물을 외부로 배출시키기 위해 작동되는 배출 푸셔(140)의 동작을 나타낸다. 도 10은 배출 푸셔(140)의 작동으로 원통형 회전 주형(120) 내부에서 주조된 속이 빈 중공의 주물이 배출되는 상태를 나타낸다. 즉, 도 6 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치(100)에서 제조된 주물이 배출되는 동작과정을 순차적으로 나타내고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치는, 원통형 회전 주형의 개방된 양 측면을 막는 뚜껑 중 하나에 용탕 주입구가 형성될 수 있도록 구성함으로써, 원통형 회전 주형에 주입되는 용융 금속의 용탕을 원심력에 의해 중공의 주물로 제조함에 있어 외부로 용융 금속이 누출되는 것을 방지함은 물론, 회전중인 원통형 회전 주형에 용융 금속의 용탕을 뚜껑을 통해 직접 공급함으로써 누출 없는 용탕의 주입이 가능하며, 그로 인한 작업장의 환경 개선 및 안전사고의 예방이 가능하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명은 기존의 원심 주조 장치의 용탕 누출 문제와 안전사고의 취약성 및 작업의 효율성이 떨어지는 문제점들을 개선할 수 있게 된다.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 본 발명의 일실시예에 따른 원심 주조 장치
110: 베이스 플레이트 111: 회전 롤러
120: 원통형 회전 주형 130: 뚜껑 프레임
131: 뚜껑 132: 용탕 주입구
140: 배출 푸셔 150: 이송 롤러
151: 안착 롤러

Claims (6)

1. 모터 구동에 의해 회전되는 복수의 회전 롤러(111)가 배치 고정되는 베이스 플레이트(110);
   상기 베이스 플레이트(110)에 고정 설치된 복수의 회전 롤러(111)에 배치되어, 상기 회전 롤러(111)의 회전 구동에 연동하여 회전하는 원통형 회전 주형(120); 및
   상기 원통형 회전 주형(120)의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑(131)을 각각 구비하고, 상기 각각의 뚜껑(131) 외측에 체결 고정되어 상기 뚜껑(131)이 원통형 회전 주형(120)의 개방된 양단에서 개폐될 수 있도록 작동하는 뚜껑 프레임(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 원심 주조 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 뚜껑 프레임(130)은,
   주물 제조를 위해 투입할 용탕을 주입하기 위한 용탕 주입구(132)를 상기 원통형 회전 주형(120)의 개방된 양단을 막아주는 뚜껑(131) 중 어느 하나에 일체형으로 구성하는 것을 특징으로 하는, 원심 주조 장치.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 용탕 주입구(132)를 일체형으로 구성하는 뚜껑(131)은,
   회전중인 상기 원통형 회전 주형(120)에 용탕을 직접 공급함에 따른 누출 없는 용탕의 주입과, 상기 원통형 회전 주형(120)에 주입되는 용탕이 원심력에 의해 중공의 주물로 형성됨에 있어, 외부로의 용탕 누출이 방지되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 원심 주조 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 원통형 회전 주형(120)의 개방된 일 측으로 상기 원통형 회전 주형(120)에서 제조되는 주물을 외부로 배출시키기 위해 작동되는 배출 푸셔(140)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 원심 주조 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 원통형 회전 주형(120)의 개방된 타 측으로 배출되는 주조된 주물을 이송시키기 위해 배치되는 이송 롤러(150)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 원심 주조 장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 이송 롤러(150)는,
   상기 원통형 회전 주형(120)의 개방된 타 측과 상기 이송 롤러(150) 사이에 배치되는 안착 롤러(151)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 원심 주조 장치.

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