KR100588817B1

KR100588817B1 - 합성수지 샤프트 제조방법

Info

Publication number: KR100588817B1
Application number: KR1020060010865A
Authority: KR
Inventors: 서병옥
Original assignee: 서병옥
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2006-06-12

Abstract

본 발명은 합성수지 샤프트 제조방법에 관한 것으로, 합성수지 재질로 중공관 형태의 합성수지외관(11)을 형성하는 합성수지외관 형성단계(S1)와, 상기 합성수지외관 형성단계(S1)에서 형성된 합성수지외관(11)의 내부에 압입되도록 합성수지외관(11)의 내경보다 작은 크기의 외경으로 압입충진재(12)를 형성하는 압입충진재 형성단계(S2)와, 상기 압입충진재 형성단계(S2)에서 형성된 압입충진재(12)를 합성수지외관(11)의 내경 측으로 삽입하여 내부에 일정한 압력으로 압입시키는 압입충진재 압입단계(S3)와, 상기 압입충진재 압입단계(S3)에서 합성수지외관(11)에 압입충진재(12)를 압입하여 내부에 삽입하여 샤프트(10)를 형성한 상태에서 샤프트(10)의 외측에서 전체적으로 일정하고 균일하게 합성수지외관(11)의 용융점까지 가열시키는 샤프트 가열단계(S4)와, 상기 샤프트 가열단계(S4)에서 일정한 온도로 전체적으로 균일하게 가열시켜 합성수지외관(11)을 압입충진재(12)에 열융착시켜 일체화하는 샤프트 열융착단계(S5)와, 상기 샤프트 열융착단계(S5)에서 전체적으로 일정한 온도로 가열하여 열융착된 샤프트(10)를 실온에서 일정한 시간 냉각시켜 샤프트(10)를 완성시키는 샤프트 완성단계(S6)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

샤프트, 합성수지외관, 압입충진재

Description

합성수지 샤프트 제조방법 {manufacture method of synthetic resin shaft}

도 1은 본 발명에 따른 합성수지 샤프트 제조방법을 나타내는 공정도.

도 2는 본 발명에 따른 합성수지 샤프트를 나타내는 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 합성수지 샤프트를 나타내는 단면 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 합성수지 샤프트를 나타내는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 샤프트 11 : 합성수지외관

12 : 압입충진재

본 발명은 합성수지 샤프트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지 샤프트의 내측으로 사용상태에 따라 복합소재의 충진재을 압입하여 균일한 온도에서 전체적으로 일정하게 가열시켜 융착하여 일체화 코팅되어 충진재에 삽입면이 열로 융착되어 공간이 발생하지 않고 일체화 됨으로써, 강도를 향상시키고 내구 성, 진직도, 진원도를 향상시켜 정밀한 공차에 따른 합성수지 샤프트를 제조하는 합성수지 샤프트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 합성수지에 일종인 폴리염화비닐(polyvinyl chloride ; PVC)는 염화비닐의 단독중합체 및 염화비닐을 50 % 이상 함유한 혼성중합체(混成重合體)를 말하는 것으로, 각종 조제를 배합하여 열가공시킨다.

상기 폴리염화비닐의 용도는 대부분 가소제를 첨가한 연질 제품인데 포장용 , 농업용 등의 시트나 필름이다. 폴리에틸렌 제품과 비교하여 내한성, 신장성은 뒤떨어지나, 투명성, 강도에서 우수하다. 압출성형은 전선 피복용, 각종 튜브, 호스 등을 제조한다. 경질 제품에서는 압출성형에 의한 수도관의 제조가 가장 중요하다. 폴리염화비닐을 주체로 한 합성섬유에는 테비론, 엔비론 등이 있고, 혼성중합물로는 아비스코비니온(American viscose)을 비롯하여 몇 가지가 있다. 흡수성은 없으나 탄력이 있고 약품에 대한 저항력도 크지만 열에는 약하다.

이와 같이, 약품에 대한 저항력이 큰 합성수지 재질은 반도체의 세정공정과 같이 다양한 약품을 처리하는 공정에서 제품을 이송하는 이송장치의 롤러 샤프트에 적합하였으나, 강도와 내구성, 직진도, 진원도, 정밀공차 가공이 어려워 불량이 많이 발생하고 숙련된 기술자가 정밀한 과정을 통하여 생산함으로써, 생산비가 상승되어 생산에 어려운 점이 많았다.

이에, 합성수지를 관형태로 제작하여 내부에 필요에 따라 알미늄, 스테인레스, 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP), 일반강재와 같은 재료를 합금형태로 혼합한 충진재를 강한 압력으로 압입하여 내부를 보강하여 강도와 내구성, 직진도, 진원도, 정밀공차에 따른 가공이 가능하여 각종 디스플레이 장비와 반도체 공정에서 이송장치의 롤러 샤프트로 사용되고 있다.

상기와 같은 종래기술의 합성수지 샤프트는 합성수지 외관에 큰 직경의 충진재를 압입하여 억지끼움으로 일체화 시키는 것으로, 강도가 약한 합성수지 외관에 충진재를 삽입하면서 공간이 발생되어 외부에서 일정 온도 이상에 열이 발생되면 공간부분이 오그라들어 직진도와 진원도에 오차가 발생함으로써, 이송되는 제품에 파손이 발생하거나 원활한 이송이 불가능하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술의 합성수지 샤프트는 합성수지의 외관보다 충진재에 직경을 크게 제작한 상태로 강한 압력으로 압입하여 제조하는 것으로, 경질의 합성수지의 내측으로 강성의 충진재를 삽입시켜 합성수지 외관에 손상이 발생되는 문제점이 있었다.

그리고, 종래기술의 합성수지 샤프트는 합성수지 외관에 내부의 충진재를 사용목적에 맞게 알미늄, 스테인레스, 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP), 일반강재와 같은 재료를 합금형태의 충진재를 삽입하여 강화 하는 것으로, 합성수지 외관과 충진재가 서로 다른 소재로 형성되어 일체화 되지 못함으로써, 재질 간에 융화가 되지 못하여 지속적인 사용으로 정밀공차로 제작된 샤프트의 변형이 발생되는 문제점이 있었다.

아울러, 종래기술의 합성수지 샤프트는 비교적 직경이 가늘고 길이가 긴 샤프트를 제작하기 위해서 가늘고 긴 합성수지 외관에 직경이 넓은 충진재를 삽입하여야 함으로써, 압입되는 압력을 증대시켜야 하고 압입속도도 형성되는 직경의 크 기에 따라 샤프트의 휨과 같은 변형도를 최소화하면서 정밀도를 유지하도록 조절하면서 압입하여야 함에 따라 작업이 어렵고 불량이 많이 발생되는 문제점이 있었다.

이와 같은, 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명의 주목적은 합성수지 샤프트의 내측으로 충진재을 압입하여 균일한 온도에서 전체적으로 일정하게 가열시켜 융착하여 일체화 코팅되어 충진재에 삽입면이 열로 융착되어 공간이 발생하지 않고 일체화 됨으로써, 강도와 내구성, 진직도, 진원도 및 정밀한 공차를 향상시키는데 있다.

이와 같은, 목적을 달성하고자 안출된 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 합성수지 재질로 중공관 형태로 열융착 시에 융착되어 직진도와 진원도를 유지하는 두께의 직경으로 합성수지외관을 형성하는 합성수지외관 형성단계와, 상기 합성수지외관 형성단계에서 형성된 합성수지외관의 내부에 압입되어 열융착에 의해 일체화 되도록 합성수지외관의 내경보다 열융착에 대한 축소여유 만큼 작으면서 용이하게 압입되는 크기의 외경으로 알미늄, 스테인레스, 탄소섬유 강화 플라스틱 및 일반강재를 사용되는 용도에 따라 하나 또는 복수개를 일정한 비율로 합금하여 압입충진재를 형성하는 압입충진재 형성단계와, 상기 압입충진재 형성단계에서 형성된 압입충진재를 합성수지외관의 내경 측으로 삽입하여 내부에 일정한 압력으로 압 입시키는 압입충진재 압입단계와, 상기 압입충진재 압입단계에서 합성수지외관에 압입충진재를 압입하여 내부에 삽입하여 샤프트를 형성한 상태에서 샤프트의 외측에서 전체적으로 일정하고 균일하게 합성수지외관의 용융점까지 가열시키는 샤프트 가열단계와, 상기 샤프트 가열단계에서 일정한 온도로 전체적으로 균일하게 가열시켜 합성수지외관을 압입충진재에 열융착시켜 일체화하는 샤프트 열융착단계와, 상기 샤프트 열융착단계에서 전체적으로 일정한 온도로 가열하여 열융착된 샤프트를 실온에서 일정한 시간 냉각시켜 샤프트를 완성시키는 샤프트 완성단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법에 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 합성수지 샤프트 제조방법을 나타내는 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 합성수지 샤프트를 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 합성수지 샤프트를 나타내는 단면 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 합성수지 샤프트를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 합성수지 재질로 중공관 형태로 열융착 시에 융착되어 직진도와 진원도를 유지하는 두께의 직경으로 합성수지외관(11)을 형성하는 합성수지외관 형성단계(S1)와,

상기 합성수지외관 형성단계(S1)에서 형성된 합성수지외관(11)의 내부에 압입되어 열융착에 의해 일체화 되도록 합성수지외관(11)의 내경보다 열융착에 대한 축소여유 만큼 작으면서 용이하게 압입되는 크기의 외경으로 알미늄, 스테인레스, 탄소섬유 강화 플라스틱 및 일반강재를 사용되는 용도에 따라 하나 또는 복수개를 일정한 비율로 합금하여 압입충진재(12)를 형성하는 압입충진재 형성단계(S2)와,

상기 압입충진재 형성단계(S2)에서 형성된 압입충진재(12)를 합성수지외관(11)의 내경 측으로 삽입하여 내부에 일정한 압력으로 압입시키는 압입충진재 압입단계(S3)와,

상기 압입충진재 압입단계(S3)에서 합성수지외관(11)에 압입충진재(12)를 압입하여 내부에 삽입하여 샤프트(10)를 형성한 상태에서 샤프트(10)의 외측에서 전체적으로 일정하고 균일하게 합성수지외관(11)의 용융점까지 가열시키는 샤프트 가열단계(S4)와,

상기 샤프트 가열단계(S4)에서 일정한 온도로 전체적으로 균일하게 가열시켜 합성수지외관(11)을 압입충진재(12)에 열융착시켜 일체화하는 샤프트 열융착단계(S5)와,

상기 샤프트 열융착단계(S5)에서 전체적으로 일정한 온도로 가열하여 열융착된 샤프트(10)를 실온에서 일정한 시간 냉각시켜 샤프트(10)를 완성시키는 샤프트 완성단계(S6)를 포함하여 구성한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법에 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 합성수지 재질로 내부에 압입충진재(12)가 삽입되도록 중공관 형태로 제작하여 두께를 가열되는 온도에 따라 융착되는 직경을 고려하여 합성수지외관 형성단계(S1)에서 합성수지외관(11)을 형성하고, 합성수지외관의 내측으로 압입시켜 삽입하도록 외경이 합성수지외관(11)의 내경보다 미세하게 작게 압입충진물(12)을 압입충진재 형성단계(S2)에서 형성한다.

이때, 상기 압입충진재(12)는 사용되는 용도에 따라 특성이 다른 금속 및 비금속 재질의 알미늄, 스테인레스, 탄소섬유 강화 플라스틱 및 일반강재를 하나 또는 복수개를 일정한 비율로 합금하여 샤프트(10)의 용도에 맞는 특성을 충분히 고려하여 제작한다.

이렇게, 압입충진재(12)를 형성한 상태에서 압입충진재 압입단계(S3)에서 외경이 합성수지외관(11)의 내경보다 작은 압입충진재(12)를 일정한 압력으로 압입하여 삽입시키고, 합성수지외관(11)의 내측으로 압입충진재(12)가 압입하여 삽입된 샤프트(10)를 전체적으로 일정한 온도가 되도록 샤프트 가열단계(S4)에서 가열하여 외부에 형성된 합성수지외관(11)을 내측에 형성된 압입충진재(12) 측으로 열융착 시키는 샤프트 열융착단계(S5)에서 합성수지외관(11)을 가열하여 압입충진재(12)에 열융착 시킨다.

이때, 상기 압입충진재(12)의 외경을 압입되는 합성수지외관(11)의 내경보다 열융착되어 수축되는 비율을 고려하여 작게 형성함으로써, 압입되는 압력을 축소시키고 용이하고 간편하게 압입작업을 실시하도록 한다.

또한, 상기 압입충진재(12)가 합성수지외관(11)에 압입된 샤프트(10)를 가열하여 융착하기 위해서 전체적으로 균일한 온도로 가열하여 온도차에 따른 융착불균형이 발생하지 않도록 가열시켜 직진도와 진원도를 향상시켜 정밀하게 샤프트(10)의 외부 직경을 가공하도록 한다.

상기와 같이, 샤프트(10)에 외측으로 전체적으로 균일한 온도로 가열하여 합성수지외관(11)을 열융착 시킨 상태에서 실온에서 일정한 시간 냉각하여 샤프트 완성단계(S6)에서 샤프트를 완성시킨다.

따라서, 내약품성이 강하여 각종 약품처리공정에 사용되는 합성수지재질의 합성수지외관(11)에 내측으로 강도와 내구성, 진직도, 진원도 및 정밀한 공차를 가지도록 압입충진재(12)를 압입한 상태로 열융착시켜 샤프트(10)를 형성하여 다양한 용도에 각종 기계요소에 사용할 수 있도록 한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 합성수지의 일종인 폴리염화비닐(polyvinyl chloride ; PVC)재질로 중공관형태의 합성수지외관을 형성하고, 미세하게 작은 직경으로 사용되는 용도에 따라 알미늄, 스테인레스, 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP), 일반강재와 같은 재료를 하나 또는 복수로 일정비율 합금한 압입충진재를 형성하여 합성수지외관의 내측으로 압입한 상태에서 전부분에 걸쳐 일정한 온도로 가열하여 열융착 시키는 것으로, 충진재와 합성수지외관을 전부분을 일정한 온도로 균일하게 열융착시켜 일체화함으로써, 샤프트의 강도를 증대시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 합성수지 재질로 형성된 합성수지외관의 내측으로 사용용도에 따라 선택가능한 복합재료의 압입충진재를 삽입 한 상태로 열로 융착시키는 것으로, 합성수지외관과 복합재료가 일체화 되어 합성 수지의 특성과 복합재료의 특성이 잘 조합된 상태로 제작됨으로써, 내구성을 향상시키는 효과를 제공한다.

그리고, 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 합성수지외관에 압입충진재를 압입한 상태에서 일정한 온도로 가열하여 열융착시키는 것으로, 일정한 온도로 전체적으로 가열시켜 압입충진재와 일체화됨에 따라, 합성수지외관과 압입충진재 사이의 내부에 간극이 전혀없이 일체로 열융착됨으로써, 외부의 충격이나 열에도 변형되는 비율이 감소하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 합성수지외관에 다양한 소재로 용도에 맞게 알미늄, 스테인레스, 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP), 일반강재와 같은 재료를 선택적으로 압입충진재를 형성하여 일체화한 샤프트를 제작함으로써, 재질의 용도와 강성의 조정이 간편하고 사용에 따른 효율성을 향상시키는 효과를 제공한다.

그리고, 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 합성수지외관의 내측으로 압입충진재를 압입하여 일정한 열을 균등하게 가하여 열융착으로 일체화 하여 형성하는 것으로, 온도에 따라 융착도를 조절하고 압입충진재를 정밀한 크기로 가열시킴에 따라 정밀한 제작이 가능하고, 일체화 가공되어 두 부재의 이물감을 제거함에 따라 지속적으로 정밀도를 유지하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 기존의 합성수지만으로 구현할 수 없는 진직도, 진원도 및 정밀한 공차를 용도에 따라 선택적으로 형성된 압입충진재와 일체로 열융착 형성하여 구현함으로써, 고가의 양질의 샤프트를 생산함에 따라 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

아울러, 본 발명의 합성수지 샤프트 제조방법은 합성수지외관의 내경보다 작은 직경의 외경을 형성한 압입충진재를 압입한 상태로 열융착시켜 샤프트를 형성함으로써, 직경이 가늘고 길이가 길어서 압입이 어려운 형태의 샤프트를 직경차에 의해 용이하게 압입시켜 열융착으로 제작함에 따라 제작이 용이하고 외부에 변형되는 변형률이 작아 불량률을 감소시키며, 고정밀도를 유지하여 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Claims

합성수지 재질로 중공관 형태로 열융착 시에 융착되어 직진도와 진원도를 유지하는 두께의 직경으로 합성수지외관(11)을 형성하는 합성수지외관 형성단계(S1)와,

상기 합성수지외관 형성단계(S1)에서 형성된 합성수지외관(11)의 내부에 압입되어 열융착에 의해 일체화 되도록 합성수지외관(11)의 내경보다 열융착에 대한 축소여유 만큼 작으면서 용이하게 압입되는 크기의 외경으로 알미늄, 스테인레스, 탄소섬유 강화 플라스틱 및 일반강재를 사용되는 용도에 따라 하나 또는 복수개를 일정한 비율로 합금하여 압입충진재(12)를 형성하는 압입충진재 형성단계(S2)와,

상기 압입충진재 형성단계(S2)에서 형성된 압입충진재(12)를 합성수지외관(11)의 내경 측으로 삽입하여 내부에 일정한 압력으로 압입시키는 압입충진재 압입단계(S3)와,

상기 압입충진재 압입단계(S3)에서 합성수지외관(11)에 압입충진재(12)를 압입하여 내부에 삽입하여 샤프트(10)를 형성한 상태에서 샤프트(10)의 외측에서 전체적으로 일정하고 균일하게 합성수지외관(11)의 용융점까지 가열시키는 샤프트 가열단계(S4)와,

상기 샤프트 가열단계(S4)에서 일정한 온도로 전체적으로 균일하게 가열시켜 합성수지외관(11)을 압입충진재(12)에 열융착시켜 일체화하는 샤프트 열융착단계(S5)와,

상기 샤프트 열융착단계(S5)에서 전체적으로 일정한 온도로 가열하여 열융착된 샤프트(10)를 실온에서 일정한 시간 냉각시켜 샤프트(10)를 완성시키는 샤프트 완성단계(S6)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 합성수지 샤프트 제조방법.