KR100547905B1 - 인서트 합성수지 삽 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 손잡이, 자루 및 삽날로 구성된 삽에 있어서; 손잡이와 자루가 합성수지의 일체형으로 사출성형되고 그 합성수지 내에 인서트물이 삽입된 인서트 합성수지 삽과, 손잡이 및 자루가 횡방향으로 반분된 충진실이 형성된 금형 내에 인서트물을 적치하는 인서트물 적치단계와, 인서트물과 충진실과의 상대위치를 결정하기 위하여 금형의 외부로부터 고정핀이 삽입되는 인서트물 고정단계와, 인서트물이 합성수지 내에 형성되는 합성수지 충진단계와, 고정핀이 금형의 외부로 배출되고 합성수지의 체적감소를 보상하기 위한 합성수지 가압단계와, 금형의 냉각과 합성수지를 응고시키는 합성수지 가소화단계와, 이젝트로 성형품을 금형으로부터 분리하는 성형품 분리단계와, 성형품을 별도로 제작된 삽날에 볼트 등으로 상호 결합하는 완제품 완성단계로 이루어진 인서트 합성수지 삽의 제조방법에 관한 것으로서, 자연에 장기간 방치하여도 쉽게 부패되지 않고 쉽게 파손되지 않고 손에 나무가시가 박히지 않으면서 손잡이와 자루를 결합한 볼트 또는 리벳이 풀리거나 이탈되는 것이 없고,또한, 본 제조방법은 인서트물의 인서트가 용이하게 되고 인서트된 손잡이 및 자루에서 합성수지의 두께를 균일하게 할 수 있는 장점이 있다.

삽, 자루, 손잡이, 사출, 성형, 인서트

Description

인서트 합성수지 삽 및 그 제조방법{Spade and Manufacturing method of Plastics helve}

도 1은 종래기술 삽의 사시도

도 2는 본 발명 삽의 사시도

도 3은 본 발명의 인서트물이 삽입된 상태의 자루 및 손잡이 횡단면도

도 4는 본 발명의 인서트물이 삽입된 부분의 종단면도

도 5은 본 발명의 공정단계를 나타내는 공정도

도 6은 본 발명의 가동금형의 충진실 상태도

도 7은 본 발명의 고정금형에 인서트물 적치상태도

도 8은 본 발명의 고정핀의 사용상태도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20: 삽 21: 손잡이

22: 자루 23: 삽날

24: 손잡이 인서트물 25: 자루 인서트물

26: 합성수지 27-1: 고정금형

27-2: 가동금형 28: 런너

29: 충진실 30: 고정핀

본 발명은 손잡이, 자루 및 삽날로 구성된 삽에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 손잡이와 자루를 합성수지의 일체형으로 인서트 사출성형하여 손잡이와 자루의 강도가 보강된 삽 및 그 삽의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 삽은 토양, 모래 및 눈 등을 옮기나 치울때 사용되고 있는 것이다.

그런데, 종래기술 삽(10)의 일실시예를 나타낸 도 1의 사시도를 살펴보면, 손잡이(11)와 자루(12) 및 삽날(13)로 크게 3등분되어 있다. 상기 손잡이(11)는 길이가 짧은 원통형의 목재이고, 상기 자루(12)는 상단이 V형으로 되어 있고 상기 V형과 일체로된 하단은 길이가 긴원통형이면서 전체적으로는 Y형태의 목재되어 있다. 상기 삽날(13)은 중앙부가 약간 오목하면서 일측에는 토양, 모래 및 눈 등에 접하도록 약간의 날이 있고 타측의 중앙에는 자루(12)와 결합할 수 있도록 일정길이가 돌출된 원형관 형태의 결합부(15)가 구성되고 상기 결합부(15) 좌우에는 토양, 모래 및 눈 등이 이탈되지 않으면서 작업시 발을 사용할 수 있도록 일정높이의 턱이 형성된 철판 또는 플라스틱으로되어 있다.

상기 손잡이(11)는 상기 자루(12)의 상단 V형 사이에 위치시켜 좌우볼트 또는 리벳(14)으로서 상호 결합되고, 자루(12)의 원통형 하단은 상기 삽날(13)의 결합부(15)에 내삽하여 볼트 또는 리벳(16)으로서 상호 결합되어 있다.

상기와 같은 종래기술의 삽은 장기간 사용시 손잡이와 자루를 결합한 볼트 또는 리벳이 풀리거나 이탈되어 삽으로서 기능을 상실되는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술의 삽은 손잡이와 자루가 목재로 되어있으므로서 볼트 또는 리벳의 결합구멍이 커져서 이들의 결합이 느슨해지기도 하고 목재로 인하여 작업시 나무가시가 손에 박히고, 자연에 장기간 방치시 쉽게 부패되어 수명이 단축되거나 이로 인하여 자루가 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로, 그 목적은 손잡이와 자루가 합성수지의 일체형으로 사출성형되면서 그 합성수지 내에 인서트물이 삽입되어 촉감이 양호하고 내구성이 향상된 삽과 그 삽의 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 손잡이, 자루 및 삽날로 구성된 삽에 있어서; 상기 손잡이와 상기 자루가 합성수지의 일체형으로 사출성형되고 그 합성수지 내에 인서트물이 삽입된 인서트 합성수지 삽을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 인서트물이 나무, 금속 또는 비금속 중에서 어느 하나인 인서트 합성수지 삽을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 손잡이, 자루 및 삽날로 구성된 삽의 제조방법에 있어서; 손잡이 및 자루가 각각 횡방향으로 반분된 충진실이 형성된 고정금형 및 가동금형 으로된 금형 내의 상기 충진실에 손잡이 및 자루 인서트물을 적치하는 인서트물 적치단계와, 상기 인서트물 적치단계 후 상기 인서트물과 충진실과의 상대위치를 결정하기 위하여 상기 금형의 외부로부터 내부로 고정핀이 삽입되어 인서트물을 고정하는 인서트물 고정단계와, 상기 인서트물 고정단계 후 합성수지가 상기 충진실에 채워지면서 상기 인서트물이 상기 합성수지 내에 형성되는 합성수지 충진단계와, 상기 합성수지 충진단계 후 상기 고정핀이 금형의 외부로 배출되고 합성수지가 냉각하는 동안에 수축으로 인한 체적감소를 보상하기 위해 합성수지에 압력을 가하는 합성수지 가압단계와, 상기 가압단계 후 상기 금형을 냉각시키면서 합성수지를 응고시키는 합성수지 가소화단계와, 상기 가소화단계 후 상기 가동금형 및 고정금형이 분리되면서 이젝트로 손잡이 및 자루가 일체형으로된 성형품을 금형으로부터 분리하는 성형품 분리단계와, 상기 분리단계 후 상기 성형품을 별도로 제작된 삽날에 볼트 등으로 상호 결합하는 완제품 완성단계로 이루어진 인서트 합성수지 삽의 제조방법을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 인서트물이 나무, 금속 또는 비금속 중에서 어느 하나인 인서트 합성수지 삽의 제조방법을 특징으로 하는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 본 발명 삽(20)의 사시도를 살펴보면, 본 발명에 따른 삽(20)은 손잡이(21)와 자루(22) 및 삽날(23)로 명칭을 크게 3개로 구분할 수 있으나 상기 손잡이(21)와 자루(22)는 일체형이고 삽날(23)이 별도 제작되어 결합되므로 구 성은 사실상 2개로 구분된다.

상기 손잡이(21)는 길이가 짧은 원통형이고, 상기 자루(22)의 상단은 V형으로 되어 있고 상기 V형과 일체로된 하단은 길이가 긴원통형이면서 전체적으로는 Y형태로 되어 있다.

상기 손잡이(21) 및 자루(22)는 횡방향으로 각각 반분된 충진실(29)이 형성된 고정금형(27-1) 및 가동금형(27-2)으로된 금형 내에서 전체가 일체형의 합성수지(26)로 사출성형된다. 본 발명의 고정금형에 인서트물 적치상태도인 도 7와 같이 사출성형 전에 상기 가동금형(27-2) 또는 고정금형(27-1) 내에 손잡이 인서트물(24)을 손잡이(21)부분의 충진실(29)에 자루 인서트물(25)을 자루(22)부분의 충진실(29)에 적치한다.

상기 가동금형(27-2)이 고정금형(27-1)에 접근하여 밀착된 후 고정핀(30)이 상기 금형의 외부로부터 내부로 삽입되어 상기 인서트물을 지지하여 상기 인서트물과 충진실(29)과의 상대위치를 결정한다.

인서트물은 충진실(29)과 일정간격이 유지되도록 충진실(29) 공간의 중앙에 적치 고정되며, 인서트물의 고정 후 합성수지(26)로 사출성형하면 인서트물이 합성수지(26) 내에 인서트된 손잡이(21) 및 자루(22)가 된다.

본 발명의 인서트물이 삽입된 상태의 자루(22) 및 손잡이(21)를 살펴보면, 본 발명의 인서트물이 삽입된 상태의 자루(22) 및 손잡이(21) 횡단면도인 도 3 및 본 발명의 인서트물이 삽입된 부분의 종단면도인 도 4에서와 같이 상기 자루 인서트물(25)은 직경이 자루(22) 외경보다 작고 길이가 자루(22) 길이보다 짧으면서 원 통형이고, 손잡이 인서트물(24)은 직경이 손잡이(21) 외경보다 작고 길이가 손잡이(21) 길이보다 짧으면서 원통형이므로 본 발명은 인서트물이 손잡이(21)와 자루(22)의 합성수지(26) 내에 구성되는 것이다.

상기 인서트물은 나무, 금속 또는 비금속 중에서 어느 것을 사용하여도 된다.

한편, 상기 삽날(23)은 중앙부가 약간 오목하면서 일측에는 토양, 모래 및 눈 등에 접하도록 약간의 날이 있고 타측의 중앙에는 자루(22)와 결합할 수 있도록 일정길이가 돌출된 원형관 형태의 결합부가 구성되고 상기 결합부 좌우에는 토양, 모래 및 눈 등이 이탈되지 않으면서 작업시 발을 사용할 수 있도록 일정높이의 턱이 형성된 철판 또는 플라스틱으로되어 있다.

상기 인서트된 일체형의 손잡이(21) 및 자루(22)의 하단의 원통형부분을 상기 삽날(23)의 결합부에 내삽하여 볼트 또는 리벳으로서 상호 결합하면 본 발명이발명이는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 인서트물에 손잡이(21)와 자루(22)가 합성수지(26)를 피복한 것이므로 피부접촉에 따른 촉감이 부드럽고 자연에 장기간 방치하여도 쉽게 부패되지 않으며, 인서트물로 인하여 강도가 향상되어 쉽게 파손되지 않고 손에 나무가시가 박히지않는 것이다.

또한, 본 발명은 손잡이(21)와 자루(22)가 일체형으로 되어 있어서 손잡이(21)와 자루(22)를 결합한 볼트 또는 리벳이 풀리거나 이탈되는 것이 없으므로 이들이 분리되거나 결합이 느슨해지지 않는 장점이 있다.

본 발명의 제조방법은 도5의 공정도에 도시된 바와 같이 인서트물 적치단계, 인서트물 고정단계, 합성수지 충진단계, 합성수지 가압단계, 합성수지 가소화단계, 성형품 분리단계 및 완제품 완성단계이 순차적으로 이루어진다.

구체적으로 상기 인서트물 적치단계는 도 7에 도시된 고정금형에 인서트물 적치상태도에서 보는 바와같이, 금형 내의 상기 충진실(29)에 손잡이(21) 및 자루 인서트물(25)을 적치하는 단계로서, 손잡이(21) 및 자루(22)의 횡으로 외형이 반분된 표면에 대응되도록 표면으로부터 함몰 형성된 도 6 및 7과 같이 충진실(29)이 형성된 고정금형(27-1)과 상기 고정금형(27-1)에 접근 및 이격가능하게 설치되며 고정금형(27-1)과 합체시 손잡이(21) 및 자루(22)의 횡으로 외형이 반분된 표면에 대응되도록 표면으로부터 함몰 형성된 충진실(29)을 형성하는 가동금형(27-2)으로 구성된다.

이렇게 하는 원인은 가동금형(27-2) 및 고정금형(27-1)을 종단으로 반분할 경우에는 손잡이(21)와 자루(22) 상단에 의해 발생되는 V형으로 인하여 금형을 설계하기가 불편하거나 불가능하기 때문이다. 상기 금형에는 노즐로부터 사출된 용융수지를 충진실(29)로 유도하는 원형, 반원형 또는 사다리꼴 등으로된 런너(28)를 자루(22) 상단의 V형 부근에 구성한다.

상기 런너(28)는 인서트물의 길이 및 재질과 합성수지(26)의 충진량에 따른 합성수지(26)의 냉각속도를 감안하여 런너(28)의 위치를 재결정할 수 있으므로 상기 런너(28)의 위치는 절대적인 것이 아니다.

상기의 가동금형(27-2) 또는 고정금형(27-1)으로된 금형 내의 상기 충진실(29)에 손잡이 인서트물(24)을 손잡이(21)부분의 충진실(29)에 자루 인서트물(25)을 자루(22)부분의 충진실(29)에 적치하는 인서트물 적치단계를 수행한다. 여기에서 고정금형(27-1)은 사출성형기 본체에 고정되어 있고 가동금형(27-2)은 사출성형기 본체에서 분리되어 있으면서 작업시 고정금형(27-1)에 접근하여 밀착하게 되는 것이다.

상기 인서트물이 삽입된 상태의 자루(22) 및 손잡이(21)를 살펴보면, 본 발명의 인서트물이 삽입된 상태의 자루(22) 및 손잡이(21) 횡단면도인 도 3 및 본 발명의 일부분의 종단면도인 도 4에서와 같이 상기 자루 인서트물(25)은 직경이 자루(22) 외경보다 작고 길이가 자루(22) 길이보다 짧으면서 원통형이고, 손잡이 인서트물(24)은 직경이 손잡이(21) 외경보다 작고 길이가 손잡이(21) 길이보다 짧으면서 원통형이다.

상기 인서트물은 나무, 금속 또는 비금속 중에서 어느 것을 사용하여도 되며, 상기 자루(22)는 원형으로 되어 있으나 이에 한정되지 않고 육각형, 팔각형 등으로도 할 수 있다.

상기 인서트물 적치단계 후 상기 가동금형(27-2)이 고정금형(27-1)에 접근하여 밀착되면 인서트물 고정단계를 수행하게 되는데, 이 단계는 고정핀의 사용상태도인 도8와 같이, 상기 인서트물과 충진실(29)과의 상대위치를 결정하기 위하여 공압에 의해 에어실린더로 작동되는 고정핀(30)이 가동금형(27-2)과 고정금형(27-1) 사이에서 상기 금형의 외부로부터 내부로 삽입되어 인서트물을 고정하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로서 상기 인서트물은 충진실(29)과 일정간격이 유지되도 록 충진실(29) 공간의 중앙에 적치 고정된다. 고정핀(30)은 다음 단계인 합성수지의 충진단계에서 합성수지(26)가 충진되고 나면 후퇴하며 고정핀(30)으로 생긴 합성수지(26) 내의 공간은 다음에 설명하는 합성수지의 가압단계에서 합성수지(26)로 채워지는 것이다.

상기 고정핀(30)의 위치가 가동금형(27-2)과 고정금형(27-1) 사이에서만 국한되는 것이 아니고 가동금형(27-2) 또는 고정금형(27-1)에만 한정할 수도 있다.

상기 손잡이(21) 고정핀(30)은 1쌍 자루 고정핀(30)은 자루 인서트물의 길이가 있으므로 자루 인서트물의 일정 위치의 유지를 위해 2쌍으로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 고정핀(30)을 사용하는 이유는 충진실(29) 중앙에 인서트물이 위치하게 함으로서 인서트물의 둘레에 균일하게 용융수지가 분포되는 장점이 있다.

상기 인서트물 고정단계 후 합성수지의 충진단계를 수행하게 되는데, 이 단계는 융융수지가 금형의 충진실(29)에 채워지면서 상기 인서트물이 상기 합성수지(26) 내에 형성되는 단계로서 원뿔 형상의 성형기 노즐로 부터 사출된 용융수지가 성형기 노즐과 접촉하고 있는 원뿔형상을 하면서 폭이 작으면서 냉각·고화된 수지를 쉽게 밀어내기 위해서 2~4°정도로 테이퍼를 하고 있는 스프루를 거쳐 원형 또는 사다리꼴 등의 길이가 짧은 홈 또는 통로의 런너(28)를 유동하여 성형품에 대하여 잘보이지 않는 곳, 용융수지가 충진실(29) 입구로 부터 신속히 반대편까지 유동할 수 있는 곳, 성형품의 뒤틀림이 발생하지 않는 곳에 설치된 원형 또는 반원형 등으로 된 게이트를 통과하여 충진실(29)로 유동된다.

상기 충진실(29)을 채우기 위해 사출성형기의 스크루 등으로 된 가압장치가 전하고 용유수지는 가열실린더에서 상기와 같이 노즐, 스프루, 게이트 및 충진실(29)로 유동되는 것이다.

상기 합성수지의 충진단계 후 합성수지의 가압단계를 수행하게 되는데, 이 단계는 상기 고정핀이 금형의 외부로 배출되고 용융수지가 냉각하는 동안에 수축으로 인한 체적감소를 보상하기 위해 용융수지에 압력을 가하는 단계로서, 상기 충진실(29)에 용융수지가 채워진 후에 상기 고정핀이 금형의 외부로 배출된 후 가압장치가 더욱 전진하여 압력이 가해지는 단계로서 용융수지는 용융상태에서 고체상태로 변화할 때 발생하는 약 25%의 수축을 즉 냉각하는 동안에 수축으로 인한 체적감소를 보상을 하고 상기 고정핀으로 생긴 구멍을 가압에 의해 그 구멍을 메꾸게 되는 것이다.

상기 합성수지의 가압 및 보압단계 후 합성수지의 냉각 및 가소화단계를 수행하게 되는데, 이 단계는 상기 금형을 냉각시키면서 합성수지(26)를 응고시키는 단계로서, 상기 성형기나 금형에 뚫은 냉각 구멍 또는 냉각 홈으로 냉각수를 관통시켜 금형에서 용융수지의 고열을 제거하고, 용융수지에 탄성한계 이상의 응력하에서 일어나는 변형으로 응력을 제거하여도 원형으로 되돌아가지 않는 성질인 가소성을 부여한다.

상기 합성수지의 냉각 및 가소화단계 후 성형품 분리단계를 수행하게 되는데, 이 단계는 상기 가동금형(27-2) 및 고정금형(27-1)이 분리되면서 이젝트로 손잡이(21) 및 자루(22)가 일체형으로된 성형품을 금형으로부터 분리하는 단계로서 금형 속에 설치되고 이젝터 플레이트에 고정되어 금형이 열릴 때 이젝터 플레이트와 같이 전진하는 이젝터 핀으로 성형품을 충진실(29)로 부터 분리한다.

상기 분리단계 후 상기 성형품을 검사를 하고 합격품을 삽날(23)과 조립하는 단계로서, 수지가 형 전체에 유동되지 않고 냉각고화되어 성형품 일부가 충전 부족된 성형품, 여분의 융융수지가 성형품에 형성된 플래시 현상이 있는 성형품, 성형품의 표면 또는 표면 가까이에 수지의 흐름방향으로 가는 줄이 다발로 형성된 은줄현상의 성형품, 표면에 오목한 부분이 나타난 싱트마크현상이 있는 성형품, 표면에 꾸불꾸불한 모양의 제팅현상이 있는 성형품 및 용융수지가 충진실(29) 내에서 두 방향으로 분리되어 합류하는 부분에 생긴 가는 선인 웰드마크 현상이 있는 성형품 등의 불량품을 제거한 합격품을 선별한다.

한편, 별도로 제작된 삽날(23)은 중앙부가 약간 오목하면서 일측에는 토양, 모래 및 눈 등에 접하도록 약간의 날이 있고 타측의 중앙에는 자루(22)와 결합할 수 있도록 일정길이가 돌출된 원형관 형태의 결합부가 구성되고 상기 결합부 좌우에는 토양, 모래 및 눈 등이 이탈되지 않으면서 작업시 발을 사용할 수 있도록 일정높이의 턱이 형성된 철판 또는 플라스틱으로되어 있다.

상기 성형품 즉 인서트된 일체형의 손잡이(21) 및 자루(22)의 하단의 원통형부분을 상기 삽날(23)의 결합부에 내삽하여 볼트 또는 리벳으로서 상호 결합하면 본 발명의 인서트 합성수지(26) 삽의 제조방법이 완료된다.

상기의 제조방법은 사출시 금형의 외부로부터 내부로 고정핀(30)을 삽입함으로서 인서트물의 인서트가 용이하게 됨으로서, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 인서 트된 손잡이(21) 및 자루(22)에서 합성수지(26)의 두께를 균일하게 할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 피부접촉에 따른 촉감이 부드럽고 자연에 장기간 방치하여도 쉽게 부패되지 않으며, 강도가 향상되어 쉽게 파손되지 않고 손에 나무가시가 박히지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 손잡이와 자루를 결합한 볼트 또는 리벳이 풀리거나 이탈되는 것이 없으므로 이들이 분리되거나 결합이 느슨해지지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 제조방법은 인서트물의 인서트가 용이하게 되고 생산성을 향상시킬 수 있으며, 인서트된 손잡이 및 자루에서 합성수지의 두께를 균일하게 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 손잡이와 자루부 및 삽날부를 포함하여 이루어진 삽의 제조방법에 있어서;

   상기 손잡이부와 자루부의 사출 성형이 가능하도록 고정 금형과 가동 금형의 대면 결합에 의해 중공부를 형성하는 충진실에 상기 손잡이부와 자루부의 인서트물을 삽입하여 적치하는 인서트물 적치단계와;

   상기 충진실 내부로 고정핀을 삽입하여 상기 인서트물의 위치를 정렬 고정하는 인서트물 고정단계와;

   상기 충진실 내부로 용융상태의 합성수지를 인젝션하여 충진하는 합성수지 충진단계와;

   상기 고정핀을 충진실 외부로 취출하고, 충진된 합성수지를 가압하는 합성수지 가압단계와;

   상기 충진실에 충진된 합성수지를 응고시키기 위하여 상기 금형을 냉각시키는 합성수지 가소화단계와;

   상기 고정 금형과 가동 금형을 분리하여 상기 충진실로부터 손잡이부와 자루부가 일체적으로 성형된 성형품을 분리해 내는 성형품 분리단계; 및

   상기 성형품을 별도 제작된 삽날과 상호 결합하는 완제품 완성단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트 합성수지 삽의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 인서트물은 목재와 금속재 및 비금속재 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인서트 합성수지 삽의 제조방법.

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