수류탄 내피 및 그 제조 방법

수류탄 내피 및 그 제조 방법{Inside body of a hand Grenade and Method thereof}

본 발명은 수류탄 내피의 제조 방법 및 그 제품에 관한 것으로, 특히 내부에는 화약이 충전(充塡)되고 외면에는 파편이 부착되는 내피를 고강도의 플라스틱을 재료로 하여 사출하고, 두께가 대략 1.2mm의 얇은 면의 상부내피와 하부내피의 접착면을 요철형상으로 제조하여 보다 넓은 접착면을 확보하여 결합력을 향상시킴과 아울러 내피의 무게를 대폭적으로 감소시킨 수류탄 내피 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 일반적인 수류탄 내피의 제조 공정과 그 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 수류탄 내피의 분리상태를 나타낸 용접 전 단면도이고, 도 2는 종래 수류탄 내피의 단면도이며, 도 3은 종래 수류탄 내피의 제조 공정도이다.

도 3의 제조 공정도에서 설명하고 있는 단조 및 프레스공정(S1)에서는, 단조공정을 거치면서 상부내피(1)의 두께를 얇게 하여 성형하고, 하부내피(5)는 금형에 의한 프레스공정을 거치면서 알루미늄 박판을 성형하는 공정이다.

이때, 상부내피(1)의 상측에는 개구부(2)가 형성됨과 아울러 하부는 개방되어 상협하광(上狹下廣)의 형상을 이루고, 상기 개구부(2)의 내면에 별도의 공정을 통해 신관 결합용 나사산(3)을 가공하여 형성한다(S2).

그리고, 하부내피(5)의 상부(6)는 상기 상부내피(1) 하부의 개방단부(4)와연결, 용접되도록 개방되고 하부는 폐쇄되는 대략 주발형태를 갖는다.

상부내피(1)의 하면인 접촉면(4)과 하부내피(5)의 상면인 접촉면(6)을 서로 접촉한 상태에서 용접공정(S3)을 거치면서 용접되어 상부내피(1)와 하부내피(5)가 맞대기 이음 용접된다(S3).

이때, 상부내피(1)와 하부내피(5)의 접촉면(4, 6)의 두께는 알루미늄 박판의 두께로서 대략 1.2mm 정도가 바람직하다.

상기 용접 공정(S3)을 거치면서 상부내피(1)와 하부내피(5)의 서로 맞대진 접촉면(4, 6) 부분은 서로 용착되면서 용제가 접촉면을 통해 내부로 흘러들어가 상부내피(1)와 하부내피(5)의 접촉부 내측 단부에 백 비드(7)를 형성하게 된다.

이후, 상부내피(1)와 하부내피(5)의 용접에 의한 용접부위 외면을 별도의 기계로 매끄럽게 가공 및 연마하는 후처리공정(S4)을 행한 후 내피의 내외면의 부식을 막기 위해 도금처리를 행하여 수류탄 내피를 완성하게 된다(S5).

그러나, 상술한 바와 같은 제조 공정으로 이루어지는 종래의 수류탄 내피 및 그 제조 방법은 용접 공정시에 접촉면(4, 6)의 두께가 얇아서 용접이 잘 안될 뿐만 아니라 양 접촉면(4, 6)을 서로 어긋나지 않는 상태로 유지한 상태에서 용접하여야 하는 데 따른 용접 작업상의 불편을 감수하여야 하며, 또한 양 접촉면이 약간 어긋난 상태에서 용접하면 후처리공정시 알루미늄 판체의 두께가 불량이 나기 때문에 후처리공정을 행할 수가 없어 용접 공정시에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하된다.

또한, 어긋나게 용접되는 경우 알루미늄이 녹아서 수류탄 내피의 내측에 형성되는 백 비드가 제대로 형성되지 않게 되어 외부의 충격에 충분히 견딜 수 없게 되는 데 따라 내압시험(공기압 또는 수압을 탄체 내부에 가하여 균열 여부 또는 터짐 여부를 검사)시 내피 전체에 많은 균열이 발생되어 제품의 불량률이 높아지게 됨과 아울러 내피가 알루미늄 재질로 이루어져 있어 장기간 보관시 알루미늄 표면의 부식으로 인해 제품 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 내부에는 화약이 충전(充塡)되고 외면에는 파편이 부착되는 내피를 고강도의 플라스틱을 재료로 하여 금형 사출하고, 두께가 대략 1.2mm의 얇은 면의 상부내피와 하부내피의 접착면을 요철형상으로 제조하여 보다 넓은 접착면을 확보하여 결합력을 향상시키고, 플라스틱 재질로 인해 내피의 무게를 대폭적으로 감소시킴과 아울러 자동화 및 대량생산 체계를 구축할 수 있는 수류탄 내피 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 수류탄 내피의 분리상태를 나타낸 용접 전 단면도이고,

도 2는 종래 수류탄 내피의 단면도이고,

도 3은 종래 수류탄 내피의 제조 공정도이고,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 수류탄 내피 중 상부내피의 단면도이고,

도 5는 상부내피에 고정 결합되는 인서트부재의 단면도이고,

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 수류탄 내피 중 하부내피의 단면도이고,

도 7은 도 4의 상부내피와 도 6의 하부내피를 결합한 내피 사시도이고,

도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 수류탄 내피 제조공정을 나타낸 플로우챠 트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 상부내피 11: 접촉면

12: 돌출부 13: 개구부

15: 인서트(Insert)부재 17: 널링(knurling)

19: 나사산 20: 하부내피

21: 접촉면 22: 홈

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 방법은, 수류탄의 상부내피와 하부내피를 각각 제조하여 조립하는 방법에 있어서, 신관이 결합되는 원통형 비금속부재의 내면에 나사산을 형성하고, 그 외면을 널링 처리하여 인서트부재를 제조하는 단계, 상기 인서트부재를 상부내피 사출 금형에 고정시키는 단계, 상기 상부내피 사출 금형으로 고강도 플라스틱 재료를 이용하여 인서트부재를 동시압착하여 상부내피를 사출함과 아울러 하부내피와의 접촉면에 요철을 형성하는 단계, 상기 상부내피를 형성한 후 하부내피 사출 금형으로 고강도 플라스틱 재료를 이용하여 대략 주발 형상의 하부내피를 사출함과 아울러 상기 상부내피와의 접촉면에 요철을 형성하는 단계, 및 상기 상부내피와 하부내피의 내외면을 각각 후처리공정으로 가공한 후 접착제 를 이용하여 상부내피와 하부내피를 정렬하여 용융 접착하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수류탄 내피는, 고강도 플라스틱 재질로 이루어지고 하부내피와 접합되는 접촉면에 돌출부가 형성된 상부내피, 상기 상부내피의 신관이 삽입 결합되는 부분에 설치되는 원통형의 비금속재질로 외면은 널링 처리되고 그 내면은 나사산이 형성된 인서트부재, 및 상기 상부내피와 접합되는 접촉면에 상부내피의 돌출부에 대응되는 홈이 형성된 고강도 플라스틱 재질의 하부내피를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 수류탄 내피 중 상부내피의 단면도이고, 도 5는 상부내피에 결합되는 인서트부재의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 수류탄 내피 중 하부내피의 단면도이고, 도 7은 도 4의 상부내피와 도 6의 하부내피를 결합한 내피 사시도이다.

수류탄의 내피는 상부내피(10)와 하부내피(20)로 이루어지는 데, 상부내피(10)는 도 4에 도시한 바와 같은 구조로 이루어진다.

상부내피(10)는 대략 주발을 엎어놓은 형상으로 이루어져 그 상단에 일정 턱을 갖고 돌출된 개구부(13)가 형성되어 있고, 그 개구부(13)의 내면에 도 5와 같은 신관을 삽입 및 결합하기 위한 인서트부재(15)가 금형 사출시 상부내피(10)의 금형사출과 함께 상부내피(10)의 개구부(13)에 고정 설치된다.

하부내피(20)와 결합되는 상부내피(10)의 하단 접촉면(11)은 대략 '凸'형상의 돌출부(12)를 형성하여 접착면의 접촉면적을 최대화하고, 그 돌출부(12)로 인해 상부내피(10)와 하부내피(20)의 결합력을 높일 수 있다.

아울러, 돌출부(12)의 돌출 각도(θ)는 대략 80°내지 110°정도가 되도록 형성하는 것이 바람직한 데, 이때 내피의 한정된 두께(T; 1.2mm)로 인해 돌출부(12)의 각도(θ)가 클 경우에는 돌출높이(h)가 낮아 하부내피(20)와의 결합력이 약해질 수 있으며, 각도(θ)가 작을 경우에는 돌출부(12)의 높이가 커지는 반면 폭(w1)이 작아져 자체 내강도가 저하되어 파손될 우려가 있다.

상기 상부내피(10) 상단에 삽입 고정되는 인서트부재(15)는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 대략 원통 형상의 알루미늄과 같은 비금속 재질로 이루어져 있는 데, 그 내면에는 수류탄의 신관을 삽입 결합하기 위한 나사산(19)이 형성되어 있으며, 그 외면에는 상부내피(10)의 금형 사출시 상부내피와의 몰딩 결합력을 향상시키기 위해 널링(17; knurling) 처리를 하였다.

그리고, 하부내피(20)는 도 6과 같이 대략 주발과 같은 형상으로 이루어져 있고, 상부내피(10)와 결합되는 하부내피(20)의 상단 접촉면(21)은 대략 '凹'형상의 홈(22)을 형성하여 접착면의 접촉면적을 최대화하고, 그 홈(22)으로 인해 상부내피(10)와 하부내피(20)의 결합력을 보다 견고하게 할 수 있다.

아울러, 접촉면(21)의 홈(22)은 상기 상부내피(10)의 돌출부(12)와 정합되도록 홈(22)의 각도(θ)는 대략 80°내지 110°정도가 되도록 형성하는 것이 바람직한 데, 이때 내피의 한정된 두께(T; 1.2mm)로 인해 홈(22)의 각도(θ)가 클 경우에는 홈(22)의 깊이가 얕아 상부내피(10)와의 결합력이 약해질 수 있으며, 각도(θ)가 작을 경우에는 홈(22)이 깊어서 작은 외부 두께로 인해 내강도가 저하되어 파손될 우려가 있다.

즉, 상부내피(10)의 돌출부(12)의 높이(h)는 내피의 두께(T) 대비 20% 내지 40% 정도로 형성하고, 하부내피(20)의 홈(22)의 깊이(d)는 내피의 두께(T) 대비 40% 내지 60% 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 돌출부(12)의 최대 폭(w1)은 내피의 두께(T) 대비 60% 내지 80% 정도로 형성하고, 홈(22)의 최대 폭(w2)은 내피의 두께(T) 대비 65% 내지 85% 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 돌출부(12)의 높이(h)는 홈(22)의 깊이(d)보다 다소 작고, 돌출부(12)의 폭(w1)은 홈(22)의 폭(w2)보다 다소 작도록 형성하는 것이 바람직한 데, 이는 상부내피(10)와 하부내피(20)의 결합시 접착제의 두께를 고려해야 하기 때문이다.

이와 같이 형성된 상부내피(10)와 하부내피(20)를 결합하면 도 7과 같은 수류탄 내피가 완성되는 데, 종래에는 상부내피(10)와 하부내피(20)가 알루미늄 재질로 이루어져 있어 아르곤 가스를 이용하여 용접하였지만, 본 발명에 의한 내피는 폴리 카보네이트와 같은 고강도 플라스틱 재질로 이루어져 있어 특수 접착제를 이용하여 상부내피(10)와 하부내피(20)를 용융 접착시키게 된다.

도 8은 본 발명에 의한 내피의 제조과정을 나타낸 플로우챠트로서, 도 4 내지 도 7을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 원통형 비금속부재의 내면에 나사산(19)을 형성하고, 그 외면을 널링(17) 처리하여 수류탄 신관이 결합되는 인서트부재(15)를 제조한다(S11).

상기에서 제작한 인서트부재(15)를 상부내피(10)를 사출하는 금형의 설정위치에 고정시킨 후 용융된 고강도 플라스틱 재료를 이용하여 인서트부재(15)를 동시압착하는 방식으로 대략 주발 형상의 상부내피(10)를 금형 사출한다(S12).

물론, 상부내피(10)의 하단면 즉, 하부내피와 접합되는 접촉면(11)은 도 4와 같은 돌출부(12) 형상으로 사출된다. 즉, 도 4와 같이 상부내피(10)의 상측에는 개구부(13)에 인서트부재(15)가 삽입 형성되어 상협하광(上狹下廣)의 형상을 이룬다.

이와 같이, 상부내피(10)를 사출한 후 하부내피 금형으로 용융된 고강도 플라스틱 재료를 이용하여 대략 주발 형상의 하부내피(20)를 사출한다(S13). 여기에서도 물론, 도 6과 같이 상부내피(10)와의 접촉면(21)에 홈(22)이 형성되어 사출된다. 즉, 하부내피(20)의 상부는 상부내피(10)의 하부 개방단부와 결합 및 접합하도록 개방되고, 하부는 폐쇄되는 대략 주발형태를 갖게 된다.

이어, 금형 사출한 상부내피(10)와 하부내피(20)의 내외면을 각각 후처리공정으로 가공(S14)한 후 특수 접착제를 이용하여 상부내피와 하부내피를 정렬하여 융착하는 공정(S15)을 통해 수류탄 내피를 완성한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 내피는 플라스틱을 이용하여 제조하는 데, 이는 일반 플라스틱과는 달리 100℃의 고온과 -25℃의 저온에서도 재질이 변형되지 않고 고강도를 유지할 수 있는 폴리 카보네이트와 같은 고강도 플라스틱을 이용하였고, 상부내피에 삽입되는 인서트부재는 비금속재료인 알루미늄을 이용하였다. 이로 인해, 내피의 중량을 25g(알루미늄 내피 조립체)에서 10g 정도로 즉, 15g이나 경량화시킬 수 있게 되었다.

이로 인해 수류탄 내피 생산시 금형 사출을 이용하여 내피를 제조함으로써, 자동화 및 대량생산 체계를 구축할 수 있게 되었다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 상부내피의 접촉면에 홈을 형성하고 하부내피의 접촉면에 돌출부를 형성하는 등의 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 수류탄 내피를 고강도의 플라스틱을 재료로 하여 금형 사출함으로써, 금형 사출이라는 간단한 기술적 공법으로 대량으로 생산할 수 있어 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 가벼운 무게로 인해 병사의 휴대를 용이하게 함과 아울러 장기간 보관하여도 부식되지 않아 제품의 신뢰성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 상부내피와 하부내피가 결합되는 접착면을 요철형상으로 사출한 후 접착제를 이용하여 서로 융착함으로써, 보다 넓은 접착면을 확보하여 결합력을 향상시킴과 아울러 종래의 아르곤 가스로 용접할 때보다 보다 간단한 방식을 제공하여 생산성을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.