KR100795390B1 - 겹침 구조를 갖는 차량용 ｆｒｐ 중공형 구조물 및 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 FRP 중공형 구조물에 관한 것으로 특히, 상부커버의 천정면 및 측면에 관한 외관에 대응하는 형상을 음각으로 갖는 상부형틀을 구비하는 제 1단계와; 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상이 구비되며 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상의 내부 임의의 위치에 상부커버의 측면 형상에 대응하여 임의의 각도로 돌출되어진 돌출부를 갖는 하부형틀을 구비하는 제 2단계와; 제 1단계와 제 2단계를 통해 구비되어진 형틀의 성형부에 FRP를 여러겹 도포하여 일정두께를 이루도록 상부커버 및 하부커버를 성형하는 제 3단계와; 제 3단계를 통해 성형되어진 상부커버 및 하부커버가 경화되기 전에 상부커버의 내측면이 하부커버의 외측면에 밀착되도록 상부형틀을 하부형틀의 상부에 씌우는 제 4단계; 및 제 4단계를 통해 상부커버와 하부커버가 결합한 후 경화되어지면 상부형틀과 하부형틀로부터 성형된 중공형 구조물을 탈거하는 제 5단계를 포함하는 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물 제조방법 및 그에 따른 구조물을 제공하면, 상부커버와 하부커버의 측면부가 겹침구조를 갖도록 구성되어 별도의 연결보강부 없이도 상부커버와 하부커버의 접합면적을 최대화할 수 있어 접합강도를 보강할 수 있도록 함과 동시에 보조수단 없이도 하부커버 생성시키며, 압입 접착면에 대한 사포공정과 같은 별도의 공정을 수행하지 않더라도 접합율 100%를 유지할 수 있어 크게 작업공수 및 생산비용을 감소시키게 된다.

FRP, 중공형, 구조물, 돌출, 경화, 접합

Description

겹침 구조를 갖는 차량용 ＦＲＰ 중공형 구조물 및 그 제조방법{Box type hollow structure made of FRP with overlap construction for vehicle and manufacturing method thereof}

도 1은 종래 차량용 FRP 중공형 구조물의 단면 예시도

도 2는 근래 제안되어진 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조 공정 예시도

도 3은 본 발명에 따른 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조 공정 예시도

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물 성형을 위한 상하부형틀의 예시도

본 발명은 차량용 FRP 중공형 구조물에 관한 것으로 특히, 상부커버와 하부커버의 측면부가 겹침구조를 갖도록 구성되어 별도의 연결보강부 없이도 상부커버와 하부커버의 접합면적을 최대화할 수 있어 접합강도를 보강할 수 있도록 함과 동시에 보 조수단 없이도 하부커버 생성시키도록 하기 위한 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 화물차량은 운전실과 적재함으로 구분할 수 있으며, 운전실의 상부 또는 후방에 중공형 구조물이 설치되고 있다.

상술한 중공형 구조물은 화물차량의 주행시 운전실의 후방에서 발생되는 공기의 와류현상에 의한 차체의 후방쏠림을 방지함과 동시에 적재된 화물 및 차량의 공기저항을 감소시켜 차량의 안전운행을 확보하기 위한 것으로, 운전실의 후방에 설치되는 중공형 구조물의 경우, 통상의 FRP 공법으로 제작되는 중공형 구조물은 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상부커버(2)와 하부커버(1)로 구성되고, 상기 상부커버(2)와 하부커버(1)의 양측 단면이 맞접하도록 접착된 구조를 이루고 있다.

이러한 FRP 재질로 구성된 종래 중공형 구조물은 상부커버(2)와 하부커버(1)가 얇은 두께(t:3~4㎜)를 구비하여 상부커버(2)와 하부커버(1)의 접합면적이 충분치 못해 접합면적을 증가시키기 위한 별도의 연결보강부(5)를 상부커버(2)와 하부커버(1)의 내부에 설치하여야 하며, 도시하지 않은 하부형틀에 하부커버(1)를 위치시킨 후 상부형틀에 위치한 상부커버(2)의 양측단면이 하부커버(1)의 양측단면과 맞접하도록 상부커버(2)를 위치시켜 상부커버와 하부커버를 접착하는 과정을 수행하게 된다.

이때 접합라인이 중공형 구조물의 정면에 위치하고 있어 외관이 미려하지 못하고, FRP수지의 특성상 접합부위의 상하 수축현상으로 박리현상이 발생할 수 있어 주행시 진동에 따른 접합면의 크랙 및 박리가능성이 높으며, 별도의 연결보강부(5)를 설치하기 위한 작업을 수행해야 하므로 작업공수 및 생산비용이 증가하게 되는 문제점이 발생되었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 근래 제안되어진 기술이 대한민국등록특허 10-480494이며, 해당 등록기술을 첨부한 도 2를 참조하여 간략히 살펴보면, 평판인 하부형틀(10)에 보조형틀(20)을 결합한 후 이를 일체로 하여 하부커버(30)를 성형한다.

이후 하부커버(30)가 성형되어지면 이를 건조시켜 경화시킨 후에 보조형틀(20)을 탈거하고, 상부형틀(40)을 이용하여 상부커버(50)를 성형한다.

상술한 과정을 통해 상부커버(50)와 하부커버(30)가 성형 완료되면, 하부형틀(10)과 상부형틀(40)을 맞접하도록 하여 상부커버(50)의 내측단면에 하부커버(30)의 외측단면이 서로 접하며 그 접촉면을 접착하도록 하여 중공형 구조물을 형성하게 된다.

이후 형틀(10, 40)을 제거하여 완성품을 생산하게 된다.

그러나 이러한 등록특허 기술이 종래의 기술에 비하여 작업공수 및 생산비용이 증가를 억제하기는 하지만, 하부형틀과 보조형틀을 결합하고 하부커버가 완전히 경화될때까지 대기하였다가 분리하는 시간적 이중 공정 구조를 갖기 때문에 이 역시 작업자의 수율이 저하되는 문제점을 갖는다.

더욱이, 하부커버가 완전히 경화되어지면 상부커버의 경화이전에 하부커버와 결합한다 하더라도 FRP 재질의 특성상 박리현상이 심화되며 접착력이 저하되기 때문에 접착면에 대한 사포공정이 필요하기 때문에 작업공수 및 생산비용의 감소 효과를 크게 기대할 수 없다는 한계성이 대두되었다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 차량용 FRP 중공형 구조물에 관한 것으로 특히, 상부커버와 하부커버의 측면부가 겹침구조를 갖도록 구성되어 별도의 연결보강부 없이도 상부커버와 하부커버의 접합면적을 최대화할 수 있어 접합강도를 보강할 수 있도록 함과 동시에 보조수단 없이도 하부커버 생성시키도록 하기 위한 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 겹침구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조방법의 특징은, 특정 외관 형상을 가지며 개방구조의 내측 공간을 갖는 상부커버와, 상기 상부커버의 내측 공간에 압입되어 개방구조를 폐쇄하는 대응적 외관 형상을 가지는 하부커버로 구성되는 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조 방법에 있어서: 상기 상부커버의 천정면 및 측면에 관한 외관에 대응하는 형상을 음각으로 갖는 상부형틀을 구비하는 제 1단계와; 상기 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상이 구비되며 상기 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상의 내부 임의의 위치에 상기 상부커버의 측면 형상에 대응하여 임의의 각도로 돌출되어진 돌출부를 갖는 하부형틀을 구비하는 제 2단계와; 상기 제 1단계와 제 2단계 를 통해 구비되어진 형틀의 성형부에 FRP를 여러겹 도포하여 일정두께를 이루도록 상부커버 및 하부커버를 성형하는 제 3단계와; 상기 제 3단계를 통해 성형되어진 상부커버 및 하부커버가 경화되기 전에 상부커버의 내측면이 하부커버의 외측면에 밀착되도록 상부형틀을 하부형틀의 상부에 씌우는 제 4단계; 및 상기 제 4단계를 통해 상부커버와 하부커버가 결합한 후 경화되어지면 상부형틀과 하부형틀로부터 성형된 중공형 구조물을 탈거하는 제 5단계를 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 겹침구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조방법의 부가적인 특징은, 상기 제 2단계를 통해 구비되어진 하부형틀의 돌출부는 소정의 돌출크기를 가지며 상기 상부커버의 측면 형상에 대응하여 연속적으로 돌출 형성되어 있는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 겹침구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 특징은, 특정 외관 형상을 갖는 상부커버의 천정면 및 측면에 관한 외관에 대응하는 형상을 음각으로 갖는 상부형틀을 구비하는 제 1단계와; 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상이 구비되며 상기 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상의 내부 임의의 위치에 상기 상부커버의 측면 형상에 대응하여 임의의 각도로 돌출되어진 돌출부를 갖는 하부형틀을 구비하는 제 2단계와; 상기 제 1단계와 제 2단계를 통해 구비되어진 형틀의 성형부에 FRP를 여러겹 도포하여 일정두께를 갖도록 하여 상부커버 및 하부커버를 성형하는 제 3단계와; 상기 제 3단계를 통해 성형되어진 상부커버 및 하부커버가 경화되기 전에 상부커버의 내측면이 하부커버의 외측면에 밀착되도록 상부형틀을 하부형틀의 상부에 씌우는 제 4단계; 및 상기 제 4단계를 통해 상부커버와 하부커버가 결합한 후 경화되어지면 상부형틀과 하부형틀로부터 성형된 중공형 구조물을 탈거하는 제 5단계를 포함하는 제조방법에 의해: 특정 외관 형상을 가지며 개방구조의 내측 공간을 갖는 상부커버와; 상기 상부커버의 내측 공간에 압입되어 개방구조를 폐쇄하는 대응적 외관 형상을 가지는 하부커버로 구성되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 겹침구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 부가적인 특징은, 상기 상부커버와 하부커버의 압입 접촉면은 상부커버 및 하부커버를 구성하는 FRP의 경화과정에서 일체화되어 임의의 접합수단이 사용되지 않는 데 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조 공정 예시도로서, 종래기술을 설명하기 위한 도 2에 대응한 공정 예를 도시하였으나 실제적으로는 참조번호 400으로 지칭되는 상부커버와 참조번호 200으로 지칭되는 하부커버가 동시에 성형되어짐을 미리 밝혀진다.

우선, 상부커버(400)는 특정 외관 형상을 가지며 개방구조의 내측 공간을 가지므로, 참조번호 300으로 지칭되는 상부형틀은 상기 상부커버의 천정면 및 측면에 관한 외관에 대응하는 형상을 음각으로 갖게 된다.

또한, 하부커버(200)는 상기 상부커버(400)의 내측 공간에 압입되어 상기 상부커버(400)의 개방구조를 폐쇄하는 형상을 가져야 하기 때문에, 참조번호 100으로 지칭되는 하부형틀은 상기 하부커버(200)의 바닥면에 대응하는 형상이 구비되어 진다.

이때, 하부형틀(100)에는 상기 하부커버(200)의 바닥면에 대응하는 형상의 내부 임의의 위치에 상기 상부커버(400)의 측면 형상에 대응하여 임의의 각도로 돌출되어진 돌출부(110)를 갖는데, 상기 돌출부(110)는 소정의 돌출크기(7㎜~14㎜)를 가지며 상기 상부커버(400)의 측면 형상에 대응하여 연속적으로 돌출되어진 것이다.

따라서 상기 돌출부(110)는 추후 성형되는 하부커버(200)의 압입면을 형성하며 성형과정에서 하부커버(200)의 흔들림 등을 방지하게 된다.

상술한 상부형틀(300)과 하부형틀(100)을 준비한 후 해당 형틀의 성형부에 FRP를 여러겹 도포하여 일정두께를 갖도록 하여 상부커버(400) 및 하부커버(200)를 성형하고, 성형되어진 상부커버(400)와 하부커버(200)가 경화되기 전에 상부커버(400)의 내측면이 하부커버(200)의 외측면에 밀착되도록 상부형틀(300)을 하부형틀(100)의 상부에 씌우게 된다.

이때 약간의 가압 수행하기도 한다.

이후, 상부커버(400)와 하부커버(200)가 결합한 후 일정시간이 경과하여 상부커버(400)와 하부커버(200)의 재질인 FRP가 경화되어지면 상부형틀(300)과 하부형틀(100)로부터 성형된 중공형 구조물을 탈거하게 된다.

이때 상기 상부커버(400)와 하부커버(200)의 압입 접촉면은 상부커버(400) 및 하부 커버(200)를 구성하는 FRP의 경화 이전단계에서 접촉하게 됨으로써, 하나로 일체화되어지며 경화단계 이후에는 임의의 접합수단이 없이도 접합율 100%를 유지하게 된다.

첨부한 도 4와 도 5는 본 발명에 따른 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물 성형을 위한 상하부형틀의 예시도로서, 도 4는 상부형틀을 나타내고 잇으며, 도 5는 하부형틀을 나타내고 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물 및 그 제조방법을 제공하면, 상부커버와 하부커버의 측면부가 겹침구조를 갖도록 구성되어 별도의 연결보강부 없이도 상부커버와 하부커버의 접합면적을 최대화할 수 있어 접합강도를 보강할 수 있도록 함과 동시에 보조수단 없이도 하부커버 생성시키며, 압입 접착면에 대한 사포공정과 같은 별도의 공정을 수행하지 않더라도 접합율 100%를 유지할 수 있어 크게 작업공수 및 생산비용을 감소시키게 된다.

Claims (4)

1. 특정 외관 형상을 가지며 개방구조의 내측 공간을 갖는 상부커버와, 상기 상부커버의 내측 공간에 압입되어 개방구조를 폐쇄하는 대응적 외관 형상을 가지는 하부커버로 구성되는 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조 방법에 있어서:

   상기 상부커버의 천정면 및 측면에 관한 외관에 대응하는 형상을 음각으로 갖는 상부형틀을 구비하는 제 1단계와;

   상기 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상이 구비되며 상기 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상의 내부 임의의 위치에 상기 상부커버의 측면 형상에 대응하여 임의의 각도로 돌출되어진 돌출부를 갖는 하부형틀을 구비하는 제 2단계와;

   상기 제 1단계와 제 2단계를 통해 구비되어진 형틀의 성형부에 FRP를 여러겹 도포하여 일정두께를 갖도록 하여 상부커버 및 하부커버를 성형하는 제 3단계와;

   상기 제 3단계를 통해 성형되어진 상부커버 및 하부커버가 경화되기 전에 상부커버의 내측면이 하부커버의 외측면에 밀착되도록 상부형틀을 하부형틀의 상부에 씌우는 제 4단계; 및

   상기 제 4단계를 통해 상부커버와 하부커버가 결합한 후 경화되어지면 상부형틀과 하부형틀로부터 성형된 중공형 구조물을 탈거하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 겹침구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2단계를 통해 구비되어진 하부형틀의 돌출부는 소정의 돌출크기를 가지며 상기 상부커버의 측면 형상에 대응하여 연속적으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 겹침구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물의 제조방법.
3. 특정 외관 형상을 갖는 상부커버의 천정면 및 측면에 관한 외관에 대응하는 형상을 음각으로 갖는 상부형틀을 구비하는 제 1단계와; 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상이 구비되며 상기 하부커버의 바닥면에 대응하는 형상의 내부 임의의 위치에 상기 상부커버의 측면 형상에 대응하여 임의의 각도로 돌출되어진 돌출부를 갖는 하부형틀을 구비하는 제 2단계와; 상기 제 1단계와 제 2단계를 통해 구비되어진 형틀의 성형부에 FRP를 여러겹 도포하여 일정두께를 갖도록 하여 상부커버 및 하부커버를 성형하는 제 3단계와; 상기 제 3단계를 통해 성형되어진 상부커버 및 하부커버가 경화되기 전에 상부커버의 내측면이 하부커버의 외측면에 밀착되도록 상부형틀을 하부형틀의 상부에 씌우는 제 4단계; 및 상기 제 4단계를 통해 상부커버와 하부커버가 결합한 후 경화되어지면 상부형틀과 하부형틀로부터 성형된 중공형 구조물을 탈거하는 제 5단계를 포함하는 제조방법에 의해:

   특정 외관 형상을 가지며 개방구조의 내측 공간을 갖는 상부커버와; 상기 상부커버의 내측 공간에 압입되어 개방구조를 폐쇄하는 대응적 외관 형상을 가지는 하부커버로 구성되는 것을 특징으로 하는 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 상부커버와 하부커버의 압입 접촉면은 상부커버 및 하부커버를 구성하는 FRP의 경화과정에서 일체화되어 임의의 접합수단이 사용되지 않는 것을 특징으로 하는 겹침 구조를 갖는 차량용 FRP 중공형 구조물.

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