(57)【要約】      （修正有）【課題】コアを構成する珪素鋼板同士の間が開くことを防止できる回転子製造用の遠心鋳造装置の提供。【解決手段】回転板１１０と回転板１１０の上部に設けられ、コア２００を構成する珪素鋼板の外径に対応する内径を有する円筒状の構造であり、内部に複数の珪素鋼板が積層されているスリーブ１２０と、コア２００の上部に端絡環の成形のための溶湯が注入される空間Ｓ１が形成されている上部金型１３０と、コア２００の下部に端絡環の成形のための溶湯が注入される空間Ｓ２が形成されている下部金型１４０と、下部金型１４０に結合されているダミーシャフト１５０と、ダミーシャフト１５０の上端部に組み立てられ、コア２００の上端部を加圧するキャップ１６０と、昇降装置１８０の駆動によって上下に移動し下部金型１４０を上下に移動させ回転板１１０と共に回転するように回転板１１０に結合されている油圧ラム１７０と、からなる回転子製造用の遠心鋳造装置。【選択図】図１
2015051461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータで発生する回転力を伝達されて回転する回転板と、
前記回転板の上部に設けられ、コアを構成する珪素鋼板の外径に対応する内径を有する円筒状の構造であり、内部に複数の珪素鋼板が積層されているスリーブと、
前記スリーブの内側上端部に設置され、コアの上部に、端絡環の成形のための溶湯が注入される空間が形成されている上部金型と、
前記スリーブの内側下端部に設置され、コアの下部に、端絡環の成形のための溶湯が注入される空間が形成されている下部金型と、
前記コアの中央部に挿入され、下部金型に結合されているダミーシャフトと、
前記ダミーシャフトの上端部に組み立てられ、コアの上端部を加圧するキャップと、
前記回転板を貫通して下部金型に結合され、昇降装置の駆動によって上下に移動し、下部金型を上下に移動させ、回転板と共に回転するように回転板に結合されている油圧ラムと、からなることを特徴とする回転子製造用の遠心鋳造装置。
【請求項２】
前記油圧ラムの外周面には、１つ以上の結合突起が油圧ラムの長さ方向に沿って延長された構造として形成され、
前記油圧ラムが貫通するように回転板に形成された貫通ホールには、前記結合突起に対応する溝が１つ以上形成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転子製造用の遠心鋳造装置。
【請求項３】
前記スリーブの内側上端部には、上部金型の下端部が装着される装着溝が形成され、
前記上部金型は、装着溝に装着されたまま、１つ以上のキーを介してスリーブに結合されてスリーブと共に回転することを特徴とする請求項1に記載の回転子製造用の遠心鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機や発電機のような回転機器に使用される回転子を製造する遠心鋳造装置に関するものであって、より詳細には、回転子の遠心鋳造時に、下部金型がコアを一定の圧力で加圧することにより、コアを構成する珪素鋼板が相互に強固に密着するようになり、更に鋳造作業が完了した後、鋳造品を容易に取り出すことができるように、油圧ラムを利用して下部金型が上下に移動可能に構成された遠心鋳造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、電動機や発電機のような回転機器は、回転子と固定子を主要部品として構成されており、前記回転子は、回転機器の中央部に設けられ、前記固定子は、回転子の周りに包まれたまま固定するように回転機器に設けられている。
【０００３】
一方、前記回転子は、複数の珪素鋼板が積層されたものであるコアの上下部に端絡環（End  Ring）が設けられたものであって、コアの上下部にそれぞれ設けられている端絡環は、コアを貫通する複数個のバーにより相互連結されている。
【０００４】
このような回転子を製造するために、従来は、金型の下部または上部から垂直に反対側に溶湯を注入する方法により、端絡環、コア、バーを成形しているが、このような従来方法は、注入口の反対側に鋳造欠陥が発生しやすく、大型回転子はその製作が容易でない問題点がある。
【０００５】
このような問題点を考慮して、回転子遠心鋳造装置が使用されており、遠心鋳造装置の一例が韓国公開特許公報第2011-0098020号に開示されている。
【０００６】
上記発明に開示された遠心鋳造装置は、上部金型、下部金型、固定具、及びターンテーブルを含むように構成されている。
【０００７】
一方、前記ターンテーブルは、モータから回転力を伝達されて回転するように構成され、前記下部金型は、固定具内に配置されたコアの下部に端絡環の成形のための溶湯が注入される空間を形成するように、ターンテーブル上に固定して設置され、前記上部金型は、コアの上部に端絡環の成形のための溶湯が注入される空間を形成するように、固定具の上端部に設置されている。
【０００８】
この時、前記上部金型と下部金型は、固定具を挟んで複数の固定ボルトによって相互に結合されている。
【０００９】
このような従来の回転子遠心鋳造装置の場合、上部金型と下部金型とが結合する固定ボルトの締結時、上部金型と下部金型からコアに伝達される圧力によって、コアを構成する珪素鋼板が相互密着した状態が維持されるが、上部金型と下部金型には、端絡環の成形のための空間が形成されていることから、コアへ圧力が均一に伝達されず、珪素鋼板の間が部分的に開いて溶湯が珪素鋼板の間に流入する問題が発生しており、特に、上部金型の場合、トリム部を通じてコアの中央部に圧力を集中させることにより、珪素鋼板の外径部側が開くことが頻繁に発生する問題点がある。
【００１０】
また、回転子の直径は同じものの、長さ（高さ）の異なる他の回転子を形成しようとする場合、コアが内部に積層される固定具と、上部金型及び下部金型を結合する固定ボルト等とを、他のものに交換して遠心鋳造装置を新たに構成する必要があることから、作業が非常に煩わしいという問題がある。
【００１１】
また、回転子の製造が完了した後、固定具内の回転子を取り出すためには、上部金型と下部金型を分離してから、別の装置やツールを利用して固定具内の回転子を強引に取り出さなければならないので、製品の取出しが容易でない問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】韓国公開特許公報10-2011-0098020号（2011.09.01）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記のような問題点を考慮してなされたものであって、本発明の目的は、コアの下部に位置するように配置される下部金型が油圧ラムによって上下に移動するように構成して、回転子の遠心鋳造時に、油圧ラムが下部金型に一定の圧力を加圧することにより、コアを構成する珪素鋼板の間が開くことが防止できるする回転子製造用の遠心鋳造装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、回転子の直径が同じものの、長さ（高さ）の異なる回転子の場合、一定の範囲内では、部品を交換せずに回転子を形成することのできる回転子製造用の遠心鋳造装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に他の目的は、成形された製品の取出しが容易な回転子製造用の遠心鋳造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述のような目的を達成し、従来の問題点を解決する課題を遂行する本発明は、モータで発生する回転力を伝達されて回転する回転板と、前記回転板の上部に設けられ、コアを構成する珪素鋼板の外径に対応する内径を有する円筒状の構造を持ち、内部に複数の珪素鋼板が積層されているスリーブと、前記スリーブの内側上端部に設けられ、コアの上部に端絡環の成形のための溶湯が注入される空間を形成する上部金型と、前記スリーブの内側下端部に設けられ、コアの下部に端絡環の成形のための溶湯が注入される空間を形成する下部金型と、前記コアの中央部に挿入され、下部金型に結合するダミーシャフトと、前記ダミーシャフトの上端部に組み立てられ、コアの上端部を加圧するキャップと、前記回転板を貫通して下部金型に結合し、乗降装置の駆動によって上下に移動しつつ下部金型を上下に移動させ、回転板と共に回転するように回転板に結合されている油圧ラムとからなることを特徴とする回転子製造用の遠心鋳造装置を提供する。
【００１７】
また、前記油圧ラムの外周面には、１つ以上の結合突起が油圧ラムの長さ方向に沿って延長された構造として形成され、前記油圧ラムが貫通するように回転板に形成された貫通ホールには、前記結合突起に対応する溝が１つ以上形成され、結合突起と溝との結合によって油圧ラムと回転板との結合がなされるように構成することができる。
【００１８】
また、前記スリーブの内側上端部には、上部金型の下端部が装着する装着溝が形成され、前記上部金型は、装着溝に装着されたまま、１つ以上のキーによってスリーブに結合され、スリーブと共に回転するように構成すること好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上記のような特徴を有する本発明によれば、遠心鋳造プロセスにおいて、油圧ラムを利用して下部金型に一定の圧力を持続的に加えることにより、珪素鋼板の間が開いて溶湯が流入又は流失することをより効果的に抑制できる効果がある。
【００２０】
また、鋳造後に、油圧ラムを利用して下部金型を上昇させるだけで、鋳造品をスリーブから容易に取り出すことができる効果がある。
【００２１】
また、下部金型が上下に移動し、上部金型との間隔を自由に調節できることから、同じ直径を有する回転子の場合、スリーブの許容する範囲内の高さ（長さ）を有する様々な回転子を部品を交換せずに鋳造できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の好ましい実施例に係る遠心鋳造装置の構造を示す断面図である。
【図２】本発明に係るスリーブの構造を示す断面図である。
【図３】本発明に係る回転板と油圧ラムとの結合構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施例を説明するにあたって、関連した公知の機能または構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図1は、本発明の好ましい実施例に係る遠心鋳造装置の構造を示す断面図であり、図2は、本発明に係るスリーブの構造を示す断面図であり、図3は、本発明に係る回転板と油圧ラムとの結合構造を示す斜視図である。
【００２５】
本発明に係る遠心鋳造装置は、コア200の下部に配置された下部金型140が油圧ラム170によって上下に移動可能に構成され、回転子の鋳造プロセスにおいて、下部金型140がコア200を持続的に加圧できようにし、鋳造が完了した後は、下部金型140の上昇によってスリーブ120内の回転子を容易に取り出すことができる特徴を有する。
【００２６】
このような特徴を具現するための本発明に係る遠心鋳造装置は、回転板110、スリーブ120、上部金型130、下部金型140、ダミーシャフト150、キャップ160、油圧ラム170からなる。
【００２７】
前記回転板110は、遠心鋳造装置を回転させるものであって、回転力を発生させる未図示のモータに直接的に連結されるか、ベルトやチェーンのような動力伝達手段を介して間接的に連結されて回転するように構成される。
【００２８】
このような回転板110の中央部には、油圧ラム170の貫通する貫通ホール111が形成されている。
【００２９】
前記スリーブ120は、上部金型130と下部金型140とコア200とを内部に収容できるように円筒形の構造で形成され、上面と底面が開放した構造であり、下端部には、回転板110との結合のためのフランジ121が形成されている。また、前記フランジ121は、ボルトを介して回転板110に結合される。
【００３０】
また、前記スリーブ120の内側上端部には、上部金型130の下端部が装着される装着溝122が形成されており、このような装着溝122は、スリーブ120の上端部の内径d1を他の部分の内径d2よりも大きく加工したことにより形成される。
【００３１】
また、前記装着溝122に装着された上部金型130が、スリーブ120に結合され、スリーブ120と同じ速度で回転できるようになり、スリーブ120の内部に挿入された上部金型130が上部に離脱することを防止できるように、上部金型130とスリーブ120とを結合するキーKが挿入される複数のキーホール123が形成され、各々のキーホール123は、スリーブ120の内周面と外周面とを連結するように、スリーブ120を貫通する構造として形成される。
【００３２】
前記上部金型130は、スリーブ120に形成された装着溝122に置かれるように、スリーブ120の内部に挿入され、コア200の上部に上部端絡環の形成のための溶湯が注入される空間S1を形成することにより、中央部には、キャップ160を収容し、溶湯の注入が行われるように空のスペースとして形成され、外周面には、スリーブ120に形成されたキーホール123に対応する複数のキー溝131が形成されている。
【００３３】
従って、上部金型130をスリーブ120に形成された装着溝122に挿入させ、キーホール123とキー溝131とが一致するように、上部金型130の姿勢を調整した状態においてキーホール123を通じてキーKを挿入することになり、キーホール123を貫通するキーKの先端部がキー溝131に挿入されることにより、上部金型130とスリーブ120との結合が行われるようになり、これにより、上部金型130とスリーブ120とは同じ速度で回転することができる。
【００３４】
前記下部金型140は、コア200の下部に位置するようにスリーブ120の内部に挿入され、コア200の下端部に端絡環を形成するための溶湯が注入される空間S2が形成される。
【００３５】
このような下部金型140の底面中央部には、油圧ラム170が締結される第1締結ホール141が形成され、上面中央部には、ダミーシャフト150が締結される第2締結ホール142が形成されている。参考までに、前記第1締結ホール141と第2締結ホール142は、雌ねじが形成されたタップホール（taphole）として構成され、遠心鋳造装置の回転方向とは反対方向に油圧ラム170及びダミーシャフト150を回転させて締結するように、左ねじ又は右ねじとして構成されている。
【００３６】
前記ダミーシャフト150は、円形の断面を有する軸であって、スリーブ120の内部に複数の珪素鋼板を積層して形成されたコア200の中心部に挿入され、コア200を支持すると共に、コア200の中心部に溶湯が流入することを防止する。
【００３７】
このようなダミーシャフト150の下端部には、下部金型140とのねじ結合のためのネジ柱151が突出して形成されている。
【００３８】
前記キャップ160は、ダミーシャフト150の上端部に組み立てられ、コア200の上端部を加圧するものであって、カバー部161及び固定部162からなる。
【００３９】
前記カバー部161は、中央部に垂直方向に延長された貫通ホール163が形成された円形の板材であって、ダミーシャフト150に結合されたままコア200の上端部を加圧する。
【００４０】
前記固定部162は、カバー部161に形成された貫通ホール163を介してダミーシャフト150に締結され、カバー部161をダミーシャフト150に固定するものである。このような固定部162の下端部には、ダミーシャフト150との締結のための雄ねじ164が形成され、固定部162の下端部に形成された雄ねじ164と締結する雌ねじ152がダミーシャフト150の上端部に形成されている。
【００４１】
前記油圧ラム170は、下部金型140に結合されて下部金型140を上下に移動させるものであって、回転板110の下部において回転板110を貫通して下部金型140の底面に形成された第1締結ホール141に上端部がネジ結合されて方法にて設けられる。
このような油圧ラム170は、別の昇降装置180によって上昇したり下降したりすることにより、下部金型140を上下に移動させる。
【００４２】
参考までに、前記昇降装置180は、油圧シリンダで構成するか、又はラック＆ピニオンのようにモータの回転運動を直線運動に変換する機構を利用して構成することができる。このような昇降装置180は、油圧ラム170の垂直下部に設けられ、油圧ラム170と共に回転するように油圧ラム170に結合されるか、又は油圧ラム170の回転とは関係なく、固定された状態を維持するように油圧ラム170とは分離された構造として構成することができる。
【００４３】
後者のように、油圧ラム170と昇降装置180とが分離して構成される場合、油圧ラム170は、昇降装置180の上昇動作によって上部に押し上げられて下部金型140を上昇させる一方、昇降装置180の下降動作時には、下部金型140と油圧ラム170の自重によって下降する。
【００４４】
なお、前記油圧ラム170は、スリーブ120の内部に配置された下部金型140をスリーブ120と共に同じ速度で回転させられるように、回転板110に結合されて回転板110と共に回転するように構成されている。
【００４５】
より具体的には、前記油圧ラム170は、回転板110を貫通したまま上下に移動可能であり、加えて回転板110と共に回転する構造を有する。このため、前記油圧ラム170は全体的に円柱の構造として構成され、外周面に１つ以上の結合突起171が油圧ラム170の長さ方向に延びるように形成され、このような結合突起171に対応する溝112が回転板110に形成された貫通ホール111に形成されている。
【００４６】
このような構造によれば、油圧ラム170は、貫通ホール111を貫通したまま上下に自由に移動することができ、結合突起171と溝112の結合によって回転板110と同じ速度で回転しつつ、下部金型140を回転させることになる。
【００４７】
上記のような構成の本発明に係る遠心鋳造装置を用いて回転機器の回転子を遠心鋳造するプロセスを説明することにする、これにより、本発明に係る遠心鋳造装置の有する作用効果が明確になる。
【００４８】
本発明に係る遠心鋳造装置を用いて回転子を鋳造するためには、まず、ダミーシャフト150に複数の珪素鋼板を積層する。具体的な図示は省略されているものの、ダミーシャフト150の下端部に小さなフランジが突出した構造として形成されており、ダミーシャフト150に積層された珪素鋼板は、ダミーシャフト150の下部に離脱しない。
【００４９】
上記のようなプロセスを通して、ダミーシャフト150に珪素鋼板の積層が完了すると、ダミーシャフト150の上端部にカバー部161を乗せて、固定部162がカバー部161を貫通してダミーシャフト150に締結されるようにすることにより、ダミーシャフト150とキャップ160とが結合され、これにより、ダミーシャフト150、珪素鋼板、及びキャップ160は、１つの組立体を形成する。
【００５０】
前記組立体が挿入されるスリーブ120を回転板110に固定させ、下部金型140を油圧ラム170に締結する。
【００５１】
その後、ダミーシャフト150の下端部に形成されたネジ柱151を下部金型140に形成された第2締結ホール142に締結することにより、前記組立体と下部金型を組み立てる。
【００５２】
その後、油圧ラム170を降ろして下部金型140、キャップ160、ダミーシャフト150、及び珪素鋼板をスリーブ120の内部に挿入させる。
【００５３】
その後、上部金型130をスリーブ120に形成された装着溝122に挿入して、上部金型130に形成されたキー溝131がスリーブ120に形成されたキーホール123に一致するように、上部金型130の姿勢を調整した状態で、キーホール123を介してキーKを挿入して、上部金型130とスリーブ120を結合させる。
【００５４】
その後、下部金型140がコア200に所定の圧力を加えるように、昇降装置180を駆動して油圧ラム170を上昇させる。このような油圧ラム170の上昇によって、下部金型140がコア200を加圧することになり、遠心鋳造プロセスにおいて下部金型140がコア200を一定の圧力で継続的に加圧するため、コア200を構成する珪素鋼板同士の間が開いて溶湯が珪素鋼板の間に流入することを防止することができる。
【００５５】
これにより、回転子の遠心鋳造のための準備が完了し、その後、回転板110を回転させた状態において、上部金型130を通じて溶湯を注入することになり、このように上部金型130に注入される溶湯はコア200に形成されたホールを介して下部金型140に流動することで、回転子の遠心鋳造が行われる。
【００５６】
一方、回転板110の回転時に、油圧ラム170が回転板110と同じ速度で回転し、下部金型140を回転させるようになり、上部金型130はキーKを介してスリーブ120に結合されていることから、スリーブ120と同じ速度で回転することになる。従って、上部金型130と下部金型140を直接的に結合しなくても、上部金型130と下部金型140を同じ速度で回転させることができ、これにより、回転子の上下部に均一な遠心力を発生させて鋳造品質を向上することができる。
【００５７】
上記のようなプロセスにより回転子の鋳造が完了すると、上部金型130とスリーブ120を結合するキーKを取り外した後、上部金型130をスリーブ120から分離する。
【００５８】
その後、昇降装置180を動作させて下部金型140を上昇させると、下部金型140の移動によって回転子が上昇してスリーブ120の上部に取り出される。
【００５９】
これにより、遠心鋳造装置を用いた回転子の鋳造プロセスは完了し、スリーブ120から取り出された回転子の上端部に形成された上部端絡環を加工して、不要な部分を取り除いた後、キャップ160とダミーシャフト150を回転子から分離する。
【００６０】
上述したように、本発明に係る遠心鋳造装置は、遠心鋳造プロセスにおいて、油圧ラム170を利用して下部金型140に一定の圧力を継続的に加えることにより、珪素鋼板同士の間が開いて溶湯が流入または流失することをより効果的に抑制できる利点がある。
【００６１】
また、鋳造後、油圧ラム170を利用して下部金型140を上昇させるだけで、鋳造品をスリーブ120から容易に取り出すことができる利点がある。
【００６２】
また、下部金型140が上下に移動し、上部金型130との間隔を自由に調節できることから、同じ直径を有する回転子の場合、スリーブ120の許容する範囲内の高さ（長さ）を持つ様々な回転子を、部品を交換せずに、鋳造することができる利点がある。
【００６３】
本発明は、上述した特定の好ましい実施例に限定されず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変形実施が可能であることはもちろん、そのような変更は、請求の範囲の記載の範囲内になる。
【符号の説明】
【００６４】
110：回転板
111：貫通ホール
112：溝
120：スリーブ
122：装着溝
130：上部金型
140：下部金型
150：ダミーシャフト
160：キャップ
170：油圧ラム
171：結合突起
200：コア
【図１】
2015051461.tif 000003
【図２】
2015051461.tif 000004
【図３】
2015051461.tif 000005