KR101325602B1 - 수류탄 외피 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 손으로 던져 폭발시켜 근접 전투에서 적을 살상하는데 사용되는 군사용 수류탄의 외피와 이 수류탄 외피를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 턴테이블상의 지그를 회전시켜가면서 성형 재료를 단계적으로 프레스 가공하여 수류탄 외피와 목부분을 일체로 성형하는 새로운 형태의 프레스 성형 방식을 구현함으로써, 외피 몸통의 일정한 두께와 나사산을 형성할 수 있게 몸통보다 두꺼운 두께를 가지도록 한 목부분의 센터를 정확히 맞출 수 있는 등 제품의 성형 품질을 확보할 수 있고, 각 단계별 연속적인 자동화 공정이 가능하므로 생산성 향상을 도모할 수 있는 수류탄 외피 및 제조방법을 제공한다.

Description

수류탄 외피 및 제조방법{The manufacturing method of the hand grenade case and the hand grenade}

본 발명은 수류탄 외피 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 손으로 던져 폭발시켜 근접 전투에서 적을 살상하는데 사용되는 군사용 수류탄의 외피와 이 수류탄 외피를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 수류탄이라 함은 적과의 근접한 전투시 적을 살상하거나 무기를 파괴하기 위한 근접 전투용 소형 폭탄으로 사람이 손으로 파지하여 던질 수 있도록 비교적 가볍게 제작된다.

이러한 수류탄에는 파편 수류탄(fragmentation grenade), 화학 수류탄(chemical grenade) 등이 있으며, 상기 파편 수류탄은 주철 또는 금속의 용기가 폭발되었을 때 수많은 조각들로 산산 조각나는 형태이고, 상기 화학 수류탄은 금속 용기에 파스퍼러스 가스(phospherorous gas), 최루 가스, 연기를 발생시키는 물질 등이 채워져 있는 형태로 되어 있다.

보통 수류탄은 외피(body), 파편들(fragments), 뇌관(detonator), 폭약(explosive charge), 안전 레버(safety lever), 안전 핀(safety pin) 등으로 구성된다.

상기 외피의 내부에는 폭약이 내장되고, 폭약은 뇌관과 연결되어 있으며, 이때의 뇌관은 안전 레버에 의해서 작동된다.

그리고, 상기 안전 레버는 안전 핀에 의해서 평상시에는 작동되지 않도록 고정되어 있다.

이와 같은 수류탄의 외피는 주철 또는 알루미늄 합금 또는 금속 등으로 되어 있으며, 보통은 프레스 방식 또는 헤라 방식 등으로 제조된다.

한국 공개특허 특1999-0081026호에는 프레스 방식으로 수류탄 외피를 제조하는 방법이 개시되어 있다.

상기 프레스 방식은 다단계식 프레스를 이용하여 각 성형 단계에서 성형된 재료를 단계별로 지그에서 빼내어 옮기면서 성형하는 방식으로서, 각 지그상 재료를 옮기는 과정에서 재료의 센터가 정확히 맞지 않아 불량이 발생되는 단점이 있다.

예를 들면, 각각의 성형 지그가 다르며, 각 단계별 성형 후 재료를 탈착하여 다른 프레스로 옮겨야 하기 때문에 중심부 센터가 빗나가는 경우가 발생하게 되는 등 불량률이 높은 단점이 있다. 즉, 수류탄의 경우 외피 상부 몸통의 목부분에 신관부를 결합하게 되는 나사산이 형성되어야 하는데, 성형과정에서 재료를 다른 프레스로 계속적으로 탈착시켜 옮겨주며 성형하기 때문에 목부분 표면이 균일하지 못하며 또한 목부분 상하 중심 센터가 틀어져 후공정인 나사산 형성시 산이 일정하게 형성되지 못하는 등 불량이 되는 단점이 있었다.

그리고, 수류탄 외피의 경우 목부분을 가지는 호리병 형상으로 되어 있기 때문에 몸통과 목부분을 일체형으로 제조할 수 없을 뿐만 아니라, 이로인해 성형 타격시 상하 분할 성형한 후에 용접으로 붙이는 방법으로 제조해야 하는 등 공정이 복잡하고 공정수가 많은 불리한 점이 있다. 이때에도 상부 몸통과 목부분을 단조시켜 성형하기 위해서는 재료를 지그상에 거꾸로 놓고 그 내면을 타격하는 방식으로 행해져야 하며, 이는 재료를 놓고 외측에서 타격하여 성형하게 되면 목부분의 주위 몸통이 틀어지거나 센터가 벗어나고 또 목부분 아래 몸통부가 타격시 주저않게 되는 심각한 문제가 발생하기 때문이다.

한편, 수류탄 몸체와 같이 호리병 형상의 용기 형태를 제조하는 방식으로 헤라방식을 선택할 수 있다고 생각되는 바, 상기 헤라 방식은 성형 재료의 내외측으로 기구를 맞대도록 가압하여 성형하는 방식으로, 재료의 내부로 성형장치가 진입해야 하기 때문에 목부분의 개구부가 최소 직경이 50mm 이상은 되어야 하며, 이로 인해 사이즈가 큰 재료를 성형하는 것에 국한되는 한계가 있으며, 수류탄의 신관이 설치되는 목부분 개구부의 내경이 25mm 정도이기 때문에 전혀 적용될 수 없는 문제가 있다.

한국 공개특허 특1999-0081026호(수류탄 내피의 제조방법 및 그 제품, 1999.11.15.공개) 한국 공개특허 특1990-0012080호(수류탄 및 그 제조방법, 1990.08.03.공개)

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 턴테이블상의 지그를 회전시켜가면서 재료는 단계적으로 프레스 가공하여 수류탄 외피와 목부분을 일체로 성형하는 새로운 형태의 프레스 성형 방식을 구현함으로써, 외피 몸통의 일정한 두께와 나사산이 형성되는 외피 목부분의 두께 및 센터를 정확히 맞출 수 있는 등 제품의 성형 품질을 확보할 수 있고, 각 단계별 연속적인 자동화 공정이 가능하므로 생산성 향상을 도모할 수 있는 수류탄 외피 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 초기 재료의 공급시 얇은 외피 두께의 재료를 투입하여 재료의 단가를 줄일 수 있으면서도 성형후에는 외피 목부분에 일정하게 나사산을 형성할 수 있도록 센터가 균일하면서도 두께가 외피 몸통보다 두껍도록 형성할 수 있는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 수류탄 외피 제조방법은 다음과 같은 특징이 있다.
본 발명은 회전가능한 턴테이블의 가장자리를 따라 배치되는 다수의 하부 지그 및 각 하부 지그의 상부에 하나씩 배속되면서 상하 프레스 동작이 가능한 상부 지그를 구비하고, 상기 하부 지그는 성형 재료의 아랫부분를 안정적으로 수용할 수 있는 반구형의 홈부를 가지게 형성하며 성형 재료의 공급과 동시에 성형 재료의 하부를 유동이 되지 않도록 잡아주도록 코렉트 척(Collet chuck)으로 되어 있게 하고, ∪단면 형태로 성형된 용기 형상의 성형 재료를 상기 하부 지그의 홈부 내에 세워진 상태로 안착시켜 상기 코렉트 척을 통해 성형 재료의 하부를 유동이 되지 않도록 잡아주고, 상기 턴테이블의 하부 지그에 있는 재료를 한 스텝씩 회전시킴과 더불어 이와 연계하여 상부 지그를 상하 프레스 동작시키면서 단계적 공정으로 수류탄 외피와 외피보다 두께가 두꺼운 목부분을 일체로 성형하며, 상기 목부분의 내주면 및 외주면에서는 나사부를 각각 또는 별개로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 수류탄 외피 및 제조방법은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 턴테이블의 지그에 재료를 공급하여 회전시켜가면서 단계적으로 프레스 성형하는 방식을 적용함으로써, 일정한 두께를 가지면서 특히 목부분의 두께를 나사산을 형성할 수 있도록 몸통보다 두껍게 형성할 수 있고 또 균일한 표면 및 중심 센터를 정확히 맞출 수 있는 등 수류탄 외피의 성형 품질을 확보할 수 있는 장점이 있다.

즉, 종전과 같이 재료는 지그에서 빼내어 옮기지 않고 마지막 공정까지 그대로 고정한 상태에서 회전시키며 작업을 하기 때문에 안정성으로 인해 두께가 일정하며, 목부분의 개구부 중심 센터를 정확하게 맞출 수 있어 나사산을 균일하게 형성할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 회전하는 턴테이블을 이용하여 각 단계별로 연속적인 작업이 가능하므로, 불량률을 낮추면서도 균일한 품질의 제품을 얻을 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

셋째, 원 재료의 두께를 최소화하여 공급, 성형하여도 원하는 외피 몸통과 목부분의 두께를 구현할 수 있으므로 제조 단가를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조용 프레스 장치를 나타내는 정면구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조용 프레스 장치를 나타내는 평면구성도
도 3a 내지 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조용 프레스 장치에서 각 단계별 상부 지그를 사용하여 수류탄 외피를 제조하는 과정을 나타내는 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조방법으로 성형한 수류탄 외피를 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조방법으로 성형한 수류탄 외피를 나타내는 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조용 프레스 장치를 나타내는 정면구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조용 프레스 장치를 나타내는 평면구성이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 수류탄 외피 제조방법은 회전하는 턴테이블을 이용하여 성형 재료를 한 스텝씩 회전시켜가면서 수류탄 외피의 몸통 윗부분과 목부분을 동시에 단계적으로 프레스 성형하여 나사부를 형성되는 목부분이 외피의 몸통보다 두께가 두껍도록 되는 일체형의 수류탄 외피를 제조하는 방법으로 이루어진다.

이를 위하여, 하부의 모터(10)에 의해 스텝 방식으로 회전하는 턴테이블(11)이 마련되고, 상기 턴테이블(11)의 상면에는 가장자리 둘레를 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 하부 지그(12)가 설치된다.

여기서, 상기 하부 지그(12)는 수류탄 외피의 재료가 되는 성형 재료의 하부를 안착시켜주는 지그로서, 용기 형상으로 이루어진 성형 재료의 아랫부분를 안정적으로 수용할 수 있는 반구형의 홈부(13)를 갖게 된다. 더욱 바람직하게 상기 하부 지그(12)는 코렉트 척(Collet chuck)으로 형성하여 성형 재료의 공급과 동시에 성형 재료의 하부를 유동이 되지 않도록 잡아주도록 하는 것이 좋다.

이에 따라, 일반 프레스 단조를 통해 ∪단면 형태로 미리 성형된 용기 형상의 성형 재료가 하부 지그(12)의 홈부(13) 내에 세워진 상태로 안착되고, 이 상태로 턴테이블(11)의 회전 구동에 의해 각 단계별 성형 공정을 거칠 수 있게 된다.

즉, 상기 성형 재료는 각 단계별 공정의 시작부터 종료시까지 하부 지그(12)의 홈부(13) 내에 안착된 상태를 계속 유지하면서 각 단계별 성형공정을 거칠 수 있게 된다.

이렇게 하부 지그(12)의 홈부(13) 내에 성형 재료가 안착된 상태로 각 단계별 공정을 거치는 동안, 이때의 성형 재료는 홈부(13) 내에서 자연스럽게 수류탄 외피(1)의 아랫부분 형상으로 성형될 수 있게 된다.

그리고, 수류탄 외피(1)의 몸통(1a) 윗부분과 목부분(1b)에 대한 프레스 가공을 실질적으로 수행하는 수단으로 상부 지그(14)가 마련되고, 이때의 상부 지그(14)는 각 하부 지그(12)의 상부에 하나씩 배속되며, 상하 작동이 가능한 프레스 가동판(15)의 저면에 설치되어 함께 상하로 동작할 수 있게 된다.

이러한 상부 지그(14)는 수류탄 외피(1)의 몸통(1a) 윗부분 및 신관부를 결합하게 되는 목부분(1b)을 성형하기 위한 지그로서, 외피 윗부분을 성형하는 반구형부(16)와 나사부(18)를 형성할 수 있도록 원통형으로 된 목부분(1b)을 성형하는 홀부(17)를 갖는다.

이때의 반구형부(16)와 홀부(17)는 호리병의 넥(neck) 형상으로 서로 연접 형성되어 있으며, 이에 따라 상부 지그(14)의 상하 프레스 동작에 의해 성형 재료는 외피 윗부분과 목부분이 동시에 성형될 수 있게 된다.

특히, 상기 반구형부(16)와 홀부(17)는 각 단계별 공정의 뒷쪽으로 배치될수록, 즉 각 단계별 공정이 진행될수록 반구형부(16)의 높이(H)는 점차적으로 높아지게 구성하고, 이와 더불어 홀부(17)의 직경 폭(W)은 점차적으로 좁아지도록 구성한다.

이에 따라, 성형 재료는 상부 지그(14)에 의한 프레스 가공을 받으면서 각 단계별 공정을 거치는 동안 조금씩 외피 몸통(1a) 윗부분과 목부분(1b)의 형상을 갖출 수 있게 된다.

이때, 상기 홀부(17)의 직경 폭(W)은 4mm 내지 0.78mm의 범위 내에서 좁아질 수 있게 된다.

일 예로, 외피의 몸통(1a) 외경이 44.80mm이고 높이가 50.20mm, 목부분(1b) 외경이 19mm인 수류탄 제조의 경우, 상부 지그(14)의 갯수를 12개로 형성하며, 제1상부 지그가 가지는 홀부(17)의 직경은 38.76mm, 그 다음의 제2상부 지그가 가지는 홀부 직경은 34.76mm, 계속해서 그 다음은 31.56mm, 29,16mm, 29,16mm, 25.56mm, 24.36mm, 23.16mm, 21.96mm, 21mm, 19.56mm, 8.78mm로 점차적으로 좁아질 수 있게 된다. 이때의 성형 장치 상 위 데이터 공차는 ±0.1~0.3mm가 적용될 수 있다.

그리고, 상기 반구형부(16)의 경우 그 높이(H)는 각 단계별 공정의 뒷쪽으로 갈수록 반구형부 높이의 높아지는 비율이 점차적으로 감소될 수 있게 된다.

즉, 각 단계별 공정에 배치되는 각각의 상부 지그(14)가 가지는 반구형부(16)는 단계별 공정 뒷쪽으로 갈수록 높이는 점차 높아지면서 이때의 높아지는 비율은 점차 감소될 수 있게 된다.

예를 들면, 상부 지그(14)의 갯수가 12개인 경우, 제1상부 지그가 가지는 반구형부(16)의 높이는 14.32mm, 그 다음의 제2상부 지그가 가지는 반구형부 높이는 16.78mm, 계속해서 그 다음은 18.23mm, 19.09mm, 19.74mm, 20.18mm, 20.47mm, 20.73mm, 20.97mm, 21.19mm, 21.38mm, 21.39mm로 점차 높아지면서 그 높아지는 비율은 최초 2.46mm, 다음으로 계속해서 1.45mm, 0.86mm, 0.64mm, 0.43mm, 0.29mm, 0.26mm, 0.23mm, 0.21mm, 0.19mm, 0.01mm 정도로 점차 줄어들게 구성된다. 이때에도 성형 장치 상 위 데이터 공차는 ±0.1~0.3mm가 적용될 수 있다.

이에 따라 상기와 같이 초기부터 종료시점까지 12단계에 걸쳐 프레스 성형조건을 맞추게 되면, 외피(1)의 몸통(1a) 부분은 초기 성형 재료의 두께와 동일하게 유지할 수 있으면서 외피(1)의 목부분(1b)만을 점차적으로 그 두께를 두껍게 하여 성형 후 외피의 목부분(1b)에 나사부를 형성할 수 있는 두께로 성형할 수 있게 된다.

도 3a 내지 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조용 프레스 장치에서 각 단계별 상부 지그를 사용하여 수류탄 외피를 제조하는 과정을 나타내는 단면도이다.

도시한 바와 같이, 먼저 수류탄 외피(1)의 재료가 되는 성형 재료는 일반 프레스 단조를 통해 미리 성형된 1.8 내지 2.2mm 정도의 두께, 가장 바람직하게 2mm의 두께를 가지는 ∪단면 형태인 알루미늄 합금 용기 형상의 재료로 이루어지고, 이렇게 준비된 성형 재료는 하부 지그(12)의 홈부(13) 내에 그 개방부위를 위로하여 세워진 상태로 투입, 고정된다.

다음, 턴테이블(11)이 한 스텝씩 회전함에 따라 하부 지그(12)상의 성형 재료는 각 단계별 공정, 예를 들면 12단계의 공정을 순차적으로 거치되고, 각 단계별 공정에 배치되어 있는 상부 지그(14)의 프레스 동작에 의해 성형 재료에 대한 외피 몸통(1a) 윗부분 및 목부분(1b)의 성형이 동시에 이루어지게 된다.

즉, 턴테이블(11)의 회전에 의해 각 단계별 공정 영역에 성형 재료가 위치되면 각 단계별 공정 영역에 배치되어 있는 제1상부 지그 내지 제12상부 지그가 순차적으로 성형 재료에 대한 프레스 가공을 수행하게 되므로서, 외피의 몸통(1a) 및 목부분(1b) 중심 센터가 틀어지지 않고 일률적으로 가공되면서도 그 표면을 매끈하고 균일하게 형성할 수 있고 또 각 단계별 공정을 모두 마친 성형 재료는 외피 아랫부분 및 외피 윗부분을 포함하는 외피(1)의 몸통(1a)보다 두께가 두껍게 형성된 목부분(1b)이 성형되어 있는 일체형의 수류탄 외피로 제조될 수 있게 된다.

그리고, 각 단계별 공정에서는 모두 12개의 성형 재료에 대한 프레스 가공이 동시에 수행되므로, 이러한 연속 공정을 통해 전체적인 생산성을 높일 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조방법으로 성형한 수류탄 외피를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류탄 외피 제조방법으로 성형한 수류탄 외피를 나타내는 단면도이다.

도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 수류탄 외피(1)는 몸통(1a)이 전체적으로 2mm의 균일한 두께를 가지는 구형으로 이루어지며, 특히 외피 윗부분에 일체형으로 형성되어 나사부(18)를 후가공하는 목부분(1b)만은 3~3.5mm의 두께로 이루어진다.

그리고, 상기 목부분의 내주면 및 외주면에서는 나사부(18)를 각각 또는 별개로 형성하게 된다.

특히, 수류탄 외피의 몸통(1a) 중심 센터와 목부분(1b)의 중심 센터가 정확히 일치되므로, 나사산 가공을 균일하게 할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 성형 재료를 회전시켜가면서 상하부 지그를 사용하여 단계적으로 프레스 성형하는 방식을 구현함으로써, 수류탄 외피의 두께를 일정하게 성형할 수 있고, 특히 목부분의 센터를 정확히 맞출 수 있는 등 우수한 품질의 수류탄 외피를 제조할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대하여만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 수정할 수 있은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 모터 11 : 턴테이블
12 : 하부 지그 13 : 홈부
14 : 상부 지그 15 : 프레스 가동판
16 : 반구형부 17 : 홀부
18 : 나사부

Claims (9)

1. 회전가능한 턴테이블의 가장자리를 따라 배치되는 다수의 하부 지그 및 각 하부 지그의 상부에 하나씩 배속되면서 상하 프레스 동작이 가능한 상부 지그를 구비하고,
   상기 하부 지그는 성형 재료의 아랫부분를 안정적으로 수용할 수 있는 반구형의 홈부를 가지게 형성하며 성형 재료의 공급과 동시에 성형 재료의 하부를 유동이 되지 않도록 잡아주도록 코렉트 척(Collet chuck)으로 되어 있게 하고,
   ∪단면 형태로 성형된 용기 형상의 성형 재료를 상기 하부 지그의 홈부 내에 세워진 상태로 안착시켜 상기 코렉트 척을 통해 성형 재료의 하부를 유동이 되지 않도록 잡아주고,
   상기 턴테이블의 하부 지그에 있는 재료를 한 스텝씩 회전시킴과 더불어 이와 연계하여 상부 지그를 상하 프레스 동작시키면서 단계적 공정으로 수류탄 외피와 외피보다 두께가 두꺼운 목부분을 일체로 성형하며,
   상기 목부분의 내주면 및 외주면에서는 나사부를 각각 또는 별개로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수류탄 외피 제조방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 지그는 수류탄 외피의 윗부분 및 목부분을 성형하기 위한 반구형부와 홀부를 가지며, 각 단계별 공정의 뒷쪽으로 배치될수록 반구형부의 높이는 점차적으로 높아짐과 동시에 홀부의 직경 폭은 점차적으로 좁아지는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수류탄 외피 제조방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 지그가 가지는 반구형부의 높이는 각 단계별 공정의 뒷쪽으로 갈수록 반구형부 높이의 높아지는 비율이 감소하는 것을 특징으로 하는 수류탄 외피 제조방법.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 홀부의 직경 폭은 4mm 내지 0.78mm의 범위 내에서 좁아질 수 있게 된 것을 특징으로 하는 수류탄 외피 제조방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 단계별 공정은 12단계의 공정으로 이루어지고, 이에 맞춰 각 단계별 공정에는 반구형부 높이와 홀부 직경이 각기 다른 12개의 상부 지그가 사용되는 것을 특징으로 하는 수류탄 외피 제조방법.
   
8. 청구항 1항의 제조방법으로 성형되는 수류탄 외피의 목부분은 외피 몸통보다 두께가 1.5~2배인 것을 특징으로 하는 수류탄 외피 제조방법.
   
9. 청구항 1항의 제조방법으로 성형되는 수류탄 외피의 몸통 두께는 1.8~2.2㎜이며, 외피의 목부분의 두께는 2.8~3.5㎜인 것을 특징으로 하는 수류탄 외피 제조방법.

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