KR940004155B1 - 운동화용 중창의 성형방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

운동화용 중창의 성형방법

제1도는 본 발명의 진행과정을 간략하여 나타낸 평면도.

제2도는 본 발명의 성형과정을 간략하여 나타낸 정면도.

제3도는 본 발명에 사용되는 성형틀을 예시한 사시도.

제4도는 본 발명의 가열 및 냉각과정을 예시한 요부단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 성형틀 100 : 금형장착 공정부

200 : 가열공정부 300 : 냉각공정부

본 발명은 주로 운동화에 사용되는 중창을 연속적으로 신속하게 성형할 수 있도록 발명된 운동화용 중창의 성형방법에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 성형방법은 대개가 수동적인 과정에 의해 이루어진다. 이들 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 주로 생지로 되는 재료들을 원하는 색상배열과 쿠숀의 역할들을 위해서 복합적인 재료들을 금형에 정위치로 투입하고, 프레스의 작업대 위치로 이동시킨다. 중창으로 사용되는 생지는 압착하는 작업만으로는 그 성형이 불가능하는 바, 압착작업시 반드시 일정온도의 가열이 병행하여야만 형태가 변형되며 수개의 복합재료들이 상호 접합되면서 전체적인 중창의 형태가 완성된다. 따라서 상부금형, 중간금형, 그리고 하부금형의 3단으로 구분되는 전체금형의 상부면과, 하부면에는 생지재료들을 가열하는 목적으로 가열판이 위치되는 것이 일반적이다. 따라서 항시 적정온도를 유지하는 가열판 사이로 금형을 위치시킨 상태에서 프레스가 상하에 압착한 후, 생지의 증숙에 필요한 시간동안 압착상태를 유지해야만 된다. 상기 증숙시간은 약 5-10분 정도가 필요함은 이미 알려진 사실이다. 그러므로 압착, 증숙시간 동안에는 작업자의 활동이 정지되어 인력의 낭비가 있었으며, 정해진 목표량을 위해 완전히 증숙되지도 않은 사태에서 금형을 분리한 후 제품을 꺼내는 등의 경우가 발생하기도 한다. 이때는 제품의 질이 저하됨은 물론 불량품이 생산되는 원인이 되었으며, 이로인해 완제품의 값이 상승되는 등의 문제점이 있었다.

상기 증숙, 압착작업에 더 큰 문제점은 약 100℃ 정도를 유지하는 가열판 주위의 뜨거운 환경으로 인해 매우 무더운데도 불구하고 무거운 금형들을 일일히 프레스에서 꺼내어 상부, 중간금형을 분리하고 이동하는 등의 힘든작업을 수행하는데 상당히 무리가 뒤따라 상기 작업을 기피하는 현상이다. 이러한 현상은 특히 하절기에 매우 심각하여 모든 작업이 정제되는 사태까지 발생되어 막심한 경제적 손실을 입는 등의 문제점도 있었다.

상기와 같은 증숙과 압착작업이 완료된 후에는 이를 다시 적정온도로 냉각하는 과정도 반드시 요구되는 바, 비교적 높은 온도를 유지한 상태에서 작업의 효율성을 위해 가능한 빠른 냉각작업이 필요로 한다. 이때는 금형을 냉각수가 흐르는 냉각판 사이로 위치시켜 일정시간동안 냉각과정을 거치게 된다. 그 냉각시간은 가열상태에서 행하여지므로 보다 많은 시간이 필요로 한다. 즉, 가열시간보다 2배 정도로 약 12-20분 정도가 소요되는데, 이때 또한 장시간에 걸쳐 다음작업이 지체되므로 작업의 효율성에 많은 결점이 있었을 뿐만 아니라, 가열판과 냉각판들에 온수나 스팀, 그리고 냉각수들을 공급하는 배관시스템에 장시간 사용으로 인하여 파손되는 경우가 많이 발생되어 그 열량손실이 매우 크고 열효율이 저하됨은 물론 전체적으로 많은 인력의 낭비와 대부분의 작업과정이 비능률적인 등의 제반결점들과 문제점이 있었다.

본 발명은 대부분의 작업과정을 규칙적인 진행과정을 거치며 이루워지게 하므로서, 첫째 많은 인력이 불필요하여 인건비로 인한 원가상승을 없앨 수 있으며, 둘째 가열 및 냉각과정을 규칙적으로 진행하며 정확한 그 증숙 및 냉각시간을 유지함에 따라 제품의 질을 향상시킴과 동시 불량품을 미연에 방지할 수 있고, 작업과정중에 불필요한 시간의 지체가 없게 되므로 신속하게 대량으로 제품을 생산하므로 제작자는 물론 사용자로 하여금 경제적인 이익을 줄 수 있는 중창성형 방법을 제공하는데 있다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서도 생지로된 재료들을 금형에 투입하고 이를 가열압착하며 다시 냉각하는 공정순서들은 종래와 동일하다.

본 발명에서의 가장 중요한 특징은 동일한 구조로 되는 성형틀(10)들을 규칙적으로 진행하며 금형에 재료 투입과 가열과정, 그리고 냉각과정들이 규칙적으로 항시 진행되며 이뤄지게 하는데 있다.

즉, 상,중,하부로 구분되는 금형(40)에 재료를 정위치에 투입하고 상기 금형(40)을 정면에서 배면을 향해 트여진 성형틀(10)의 압판사이로 장착한 후 실린더(50)의 전후진 작동으로 그 끝단에 형성된 래크(51)와 치차결합된 기어(21)가 회전함에 따라 상기 성형틀(10)의 상부에서 내부중앙으로 나사결합되며 관통된 스크류(20)의 진행으로 압판사이에 위치된 금형(40)을 가압하는 금형장착 공정부(100)와 ; 상기 금형장착 공정부(100)로부터 금형(40)을 가압한 상태로 열교환부(210)의 직 상부에 위치되며, 일정간격을 두고 성형틀(10)이 이동되는 시간을 감안한 길이로 연장되어 상부면이 트여진 가열수조(220)에 금형(40)의 상부면이 잠길 수 있도록 성형틀(10)을 온수에 침수된 상태로 진행되며 증숙케하는 가열공정부(200)와 ; 상기 가열공정부(200)를 거쳐 성형완료된 상태로 열교환부(310)의 상부에 위치되며 그 상부가 트여져 최소한 상기 가열수조(220)보다 더 긴 길이를 갖는 냉각수조(320)에 금형의 상부면이 침수되는 상태로 진행되어 가열된 금형(40)과 중창을 냉각하는데 그 특징이 있다.

상기 성형틀(10)은 정면에서 배면을 향해 트여지게 전체적으로 직육면체형상의 함체(11)에 상부면의 중앙을 관통하게 나사결합하는 스크류(20)의 상단은 기어(21)가 고정 설치되고, 상기 스크류(20)의 하단에 그 윗면이 회전을 지지토록 연결되는 압판(14)이 상기 스크류(20)의 회전방향에 따라 양측면부(12)(13)의 안내로 상, 하 이동케 하며, 상기 함체(11)의 양측면부(12)(13)의 저면을 연결하고 압판(14)과의 사이에서 금형(40)을 압착토록 지지하는 저면판부(15)로 구성된다.

금형장착 공정부(100)는 성형틀에서부터 금형(40)을 분리하는 과정의 분리부(A), 그리고 분리된 금형(40)을 3단으로 펼쳐지게 하여 재료 투입분비를 행하는 개폐부(B), 개폐된 금형에서 한 공정을 거쳐 이미 완성된 제품을 빼내는 제거부(C), 새로운 재료의 투입을 위해 에어나 부드러운 부러쉬로 금형의 내부를 세척하는 세척부(D), 또 새로운 재료를 투입하는 1차 투입부(E), 투입된 재료를 금형(40)의 내부로 진입시키는 1차 진입부(F), 중간 금형을 하부 금형에 조립하는 1차 조립부(G), 복합적인 색상이나, 쿠숀 등을 위해 새로운 재료를 투입하는 2차 재료 투입부(H), 이미 진입된 재료들의 정위치를 센서 등을 이용해 그 진입된 위치를 확인하는 확인부(I), 그리고 최종적인 위치를 조절하는 위치조절부(J), 정위치의 재료확인과 그 조절후 상부 금형을 밀폐하는 2차 조립부(K), 상기 성형틀의 압판(14)과 저면판부(15) 사이로 밀폐된 금형을 진입하는 장착부(L), 그리고 마지막으로 제3도에서 도시한 바와같이 래크(51)가 그 끝단에 고정되는 실린더(50)의 전진으로 기어(21)가 회전됨에 따라 스크류(20)의 하단에 연결된 압판(14)이 하부로 이동되며 그 사이에 위치된 금형(40)을 압착하는 압착부(M)로 구성된다.

상기의 금형장착 공정부(100)를 이루는 대부분의 공정들은 본 발명에서는 공압, 또는 유압의 실린더를 이용한 기구들, 즉 로보트를 이용할 수도 있으며, 때에 따라서는 임위적인 수동작업을 이용하여도 무방하나, 콘트롤부에 의해 그 작동시간 등이 조절되는 무인기구들로 로보트를 이용할 수도 있는 바, 정확한 작동시간과 타이밍 등을 고려하여 도시하지는 않았지만 각 공정들의 일측 작업대에 로보트와 같은 자동 기구들을 설치하는 것이 보다 바람직하다.

상기 가열공정부(200)는 성형틀(10)에 압착되어 금형(40)과 그 내부에 압착되어 있는 생지를 원하고자 하는 형태의 중창 완성을 위해 일정 온도로 증숙하며 그 형태를 이루는 공정부이다. 제4도에 도시한 바와같이 가장 저면에는 뜨거운 온수나 스팀이 인입되어 머무르는 열교환부(210)가 위치되고, 그 상부에는 일정길이로 상부면이 트여진 가열수조(220)가 위치된다. 상기 가열수조(220)에는 일정높이의 물이 수장되어 하부 열교환부(210)에서부터 전달된 열에 의하여 비교적 고온, 즉 생지의 증숙에 적당한 온도로서 종래와 같은 약 100℃를 유지토록 하여 성형틀(10)의 하부에 압착되어 있는 금형(40)과 그 내부로 압착된 상태로 있는 생지를 증숙으로 인하여 형태를 변형하며 완성되는 것이다. 따라서 가열수조(210)내의 적정온도 유지를 위하여 온수나, 스팀의 인입을 단속토록 온도감지센서가 부착되는 것이 바람직하며, 가열수조(220)내에 채워지는 물의 높이는 최소한 금형(40)의 상부면이 잠기는 정도가 유지되어야 한다. 그리고, 별다른 작동없이 가열수조(220)내에서 진행만 수행하는 성형틀(10)은 가이드레일(16)의 안내로 체인(17)의 일정간격 마다 돌출되는 돌기(18)에 걸려진 상태로 증숙, 성형에 알맞은 시간동안 상기 가열수조(220)를 통과하게 된다. 그 이동시간은 증숙에 알맞은 시간으로 약 7-10분 동안에 해당되는 이동거리를 상기 금형장착 공정부(100)의 각부에서 이루워지는 작업시간 동안은 정지되고, 다시 일정 피치로 이동한 후 정지되는 것을 반복하여 수행하며 계속하여 새로운 성형틀(10)이 이어지며 상기와 같은 동작을 반복하게 된다.

여기서, 제2도에 도시한 바와 같이 금형장착 공정부(100)를 거친 다음 가열공정부(200)로 침수될때는 그 높이 차이로 인하여, 실린더(61)의 하부 끝단에 걸림판(62)이 고정 설치된 승강장치(60)가 설치되어 성형틀(10)을 받친상태로 하강시키고, 상기 가열수조(220)를 완전히 지나간 후에는 동일 구조로 된 상기 승강장치(60)로 들어 올리는 것이 좋다. 그 이유는 다음 공정의 냉각공정부(300)로 이동할 때, 뜨거운 온수를 성형틀(10)에서부터 완전히 제거한 다음 냉각하는 것이 보다 그 효율이 증대하기 때문이다. 따라서, 우측의 승강장치(60)로 들여 올려진 성형틀(10)은 다음의 냉각 공정부(300)로 이동되는 약간의 이동거리에서 부착되었던 온수를 어느정도 제거하는 역할을 수행하며, 도시하지는 않았지만 콘베이어에 의해 차츰 진행되며 다시 그 높이가 다소 낮은 냉각공정부(300)로 침수키 위해 상기와 동일한 구조의 승강장치(60)로 이용해 가이드 레일(16)에 걸려지도록 하강시킨다.

상기 냉각공정부(300)는 가열증숙과 동시 압착에 의해 완성된 중창을 실온에서 분리시켜 본의 아니게 분리작업중에 그 형태를 변형시키는 것을 방지하고, 뜨거운 금형(40)을 재 작업을 위해 온도를 낮춰 제품을 손쉽게 분리시키도록 하는데 그 목적이 있다.

따라서 냉각을 위해 전기한 가열수조(220)와 비교적 동일한 구조의 수조에 물을 채우고, 이 물을 통과하며 차츰 그 온도를 냉각토록 하는 바, 가열수조와 다른것은 열교환부(310)에 공급되는 물질이 스팀과 온수가 아닌, 냉각의 목적으로 냉매가스나, 차거운 냉수가 공급되는 것과, 그리고 냉각수조(320)의 길이에 그 차이가 있다. 상기 냉각수조(320)내의 온도는 약 -10℃에서 0℃정도가 가장 적합하며, 그 온도유지를 위해 온도센서가 수조 내부에 설치되는 것이 바람직하다. 그리고 냉각수조(320)가 가열수조(220)보다 더 긴 이유는 높은 온도로 가열된 온도를 정해진 온도로 신속히 저하시키기 위해서는 온도차가 가열시 보다 심하며, 저하된 온도를 안정화하여 지속시키기 위하여 보다 많은 시간이 소요되는 바, 적정시간은 상기 온도로 저하하는데 가열시간의 약 2배 정도가 걸리게 됨을 알 수 있었다. 그러므로 가열수조(220)에 2배의 길이로 냉각수조(320)를 설치하여 소요시간에 따른 동일한 냉각 진행과정을 거치게 하였다.

또, 이러한 냉각과정을 거친후에는 다시 새로운 공정을 위하여 금형장착 공정부(100)와 동일한 높이의 작업대로 상기와 같은 동일구조의 승강장치(60)으로 들어 올려진 후 완성된 중창의 완성품을 제거하고 다시 새 재료들을 가공하기 위해 성형틀(10)의 압판(14)을 진행하였던 스크류(20)를 역으로 진행하기 위해 기어(21)가 풀려지는 상태로 제3도에서 도시한 바와 같은 동일구조로 단지 래크(51)의 진행방향이 역으로 되게 실린더가 작동되어 금형(40)을 압착하였던 압판(14)을 상승시키게 되는 것이고, 다시 전기한 금형장착 공정부(100)를 거치며 연이어 계속하여 동일구조의 성형틀(10)들이 진행되는 것이다.

여기서, 상기 성형틀(10)은 온수나 냉수에 침수되어도 그 강도나 형태 등이 변형되지 않는 비철금속으로, 양은이나, 알루미늄합금 등이 주로 사용되며, 스크류(20)등 강도와 정밀성이 요구되는 구조물은 도금을 하여 사용하게 된다. 그리고 금형(40)내부에서 성형되는 중창의 재질은 고무류의 생지가 사용되므로 물에 담겨져도 그 성질이 변하거나 변색되는 경우가 전혀 없음을 밝혀둔다.

상술한 바와같은 본 발명은 동일구조의 단위 성형틀(10)이 연이어져 일정간격으로 동일속도로 금형장착 공정부(100)에서 이루워지는 작업시간 동안은 정지하고 다시 일정 피치 이동되는 고정을 반복하며, 무인에 의해 대부분의 작업이 이루워질 뿐만 아니라, 그 생지의 증숙과 냉각과정이 일정한 진행과정을 거쳐야 되므로 정확한 증숙시간과 냉각시간을 갖게되어 항시 동일한 양 제품이 자동으로 동작되므로 작업자는 물론 제작자로 하여금 커다란 경제적 이익을 줄 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (9)

1. 상,중,하부로 구분되는 금형에 재료를 정위치에 투입하고 확인과정을 수행하고, 상기 금형을 정면에서 배면을 향해 트여진 성형틀의 압판사이로 장착한 후 실린더의 전후진 작동으로 그 끝단에 형성된 래크와 치차결합된 기어가 회전함에 따라 상기 성형틀의 상부에서 내부중앙으로 나사결합되며 관통된 스크류의 진행으로 압판사이에 위치된 금형을 가압하는 금형장착 공정부와 ; 상기 금형장착 공정부로부터 금형을 가압한 상태로 열교환부의 직 상부에 위치되며, 일정간격을 두고 성형틀이 이동되는 시간을 감안한 길이로 연장되어 상부면이 트여진 가열수조에 금형의 상부면이 잠길 수 있도록 성형틀을 온수에 침수된 상태로 진행되며 증숙케하는 가열공정부와; 상기 가열공정부를 거쳐 성형완료된 상태로 열교환부의 상부에 위치되며 그 상부가 트여져 최소한 상기 가열수조보다 더 긴 길이를 갖는 냉각수조에 금형의 상부면이 침수되는 상태로 진행되어 가열된 금형과 중창을 냉각토록 하는 냉각공정부 ; 상기 공정들을 거쳐 중창이 성형함을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가열공정부는 그 저면에 스팀이 인입되어 머무르는 열교환부가 위치되고, 그 상부에는 일정길이로 연장되어 상부면이 트여진 가열수조에 간접 전달되는 가열로 물이 채워진 상태에서 금형이 압착된 성형틀이 통과되며 재료를 증숙토록함을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 냉각공정부는 그 저면에 냉매가 인입되어 머무르는 열교환부가 위치되고, 그 상부에는 일정길이로 연장되어 상부면이 트여진 가열수조에 간접 전달되는 냉기로 물이 채워진 상태에서 금형이 압착된 성형틀이 통과되며 재료를 냉각토록 함을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 열교환부로 공급되는 열원을 스팀으로 함을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 가열수조의 연장된 길이는 재료의 증숙시간을 감안한 성형틀의 통과시간에 상응하는 길이로 선택되어짐을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 냉각수조의 연장된 길이는 재료의 냉각시간을 감안한 성형틀의 통과시간에 상응하는 길이로 선택되어짐을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 가열수조의 연장길이에 의한 금형통과 시간을 7-10분으로 선택되는 것을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 냉각수조의 연장길이는 적어도 가열수조보다 더 긴 길이가 선택되어짐을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 냉각수조의 연장길이는 가열수조에 2배가 되도록 함을 특징으로 한 운동화용 중창의 성형방법.