KR100525829B1 - 튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜브형 복합재 구조에 사용되는 조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합재 튜브의 특성 변화없이 조인트를 상기 복합재 튜브에 연결하는 것이 가능하고, 상기 조인트의 생산성 및 작업성 향상을 도모하며, 조인트된 전체적인 튜브형 복합재 구조의 고성능화, 경량화를 기할 수 있도록 한 튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법에 관한 것으로서, 이는 일측에 복합재 튜브(6)가 삽입되는 튜브 삽입공(2)이 형성되고 타측에는 핀공(3)이 형성된 조인트 롤(1)을 충분한 길이(L1)로 우선 성형하고, 상기 조인트 롤(1)을 적당 길이(L2)로 절단하여 다수의 조인트(5)가 형성되게 하며, 상기 조인트(5)의 튜브 삽입공(2)에 성형전 복합재 튜브(6)를 삽입하여 상기 복합재 튜브(6)를 가열 경화되게 하는 것으로 복합재 튜브(6)에 조인트(5)가 접착되도록 함으로써 기존에 구멍을 뚫어 접합시킴에 따른 응력집중 현상 및 연결선의 단절과 같은 복합재의 특성 변화없이 접합이 가능해지는 것이며, 상기 조인트는 충분한 길이로 조인트 롤을 미리 성형한 후 적당 길이로 절단하는 것에 의해 다수의 조인트를 획득할 수 있도록 함으로써 작업성 및 생산성 향상을 도모할 수 있고, 상기 조인트 역시 복합재료로 된 수지로 이루어져 있어 조인트된 전체적인 튜브형 복합재 구조의 고성능화, 경량화를 기할 수 있는 효과를 갖게 된다.

Description

튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법{Joint union method for structure of tube type composite material}

본 발명은 튜브형 복합재 구조에 사용되는 조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합재 튜브의 특성 변화없이 조인트를 상기 복합재 튜브에 연결하는 것이 가능하고, 상기 조인트의 생산성 및 작업성 향상을 도모하며, 조인트된 전체적인 튜브형 복합재 구조의 고성능화, 경량화를 기할 수 있도록 한 튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법에 관한 것이다.

일반적으로 기계구조를 구성하는 각종 기계요소는 주로 금속재료를 소재로 사용하고 형상의 제한없이 설계 및 제작하는 것이 용이했으나, 근래에는 기계구조의 고성능화, 경량화 추세에 따라 금속재료 이상의 강도를 갖는 복합재가 기계요소의 소재로 활발하게 사용되고 있는 실정에 있는 것으로서, 복합재료는 두가지 이상의 물질이 혼합되어 새로운 성질을 갖는 재료를 구성하는 것이며, 그 종류도 다양하다.

여기서 기술되는 복합재료는 기계적 성질이 가장 우수한 섬유강화플라스틱(FRP; Fiber Reinforced Plastic) 프리프렉(prepreg)을 사용하여 내부가압 성형되는 튜브형 복합재 구조에 관한 것이며, 특히 상기 튜브형 복합재 구조에 접합되는 조인트에 관한 것이다.

종래의 튜브형 복합재 구조의 조인트, 보다 상세하게는 핀 조인트 접합방법은 중공의 관체로 형성된 복합재 튜브에 직접 구멍을 뚫거나 금속 조인트를 별도 제작하여 2차 접합한 것으로서, 구멍을 뚫는 경우에는 응력집중 및 섬유의 연속성 단절로 인한 하중에 대한 지지력 저하와 층간응력과 같은 특성 변화를 가져오게 되는 문제점이 있다.

또한, 금속 조인트를 2차 접합하는 경우에는 상기 금속 조인트의 무게에 의해 경량화 도모를 위한 복합재료 사용의 목적을 달성할 수 없으며, 2차 접합시 볼트 체결하는 경우에는 그 볼트 체결을 위한 천공작업이 수반되어야만 하므로 전술한 바와같은 천공에 따른 문제점이 야기되고, 접착제를 사용하는 경우에는 부착 및 접착 강도면에서 볼트 체결하는 것보다 현저하게 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 복합재 튜브의 특성 변화없이 조인트를 상기 복합재 튜브에 연결하는 것이 가능하고, 상기 조인트의 생산성 및 작업성 향상을 도모하며, 조인트된 전체적인 튜브형 복합재 구조의 고성능화, 경량화를 기할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 일측에 복합재 튜브가 삽입되는 튜브 삽입공이 형성되고 타측에는 핀공이 형성된 조인트 롤을 충분한 길이로 우선 성형하고, 상기 조인트 롤을 적당 길이로 절단하여 다수의 조인트가 형성되게 하며, 상기 조인트의 튜브 삽입공에 성형전 복합재 튜브를 삽입하여 상기 복합재 튜브를 가열 경화되게 하는 것으로 복합재 튜브에 조인트가 접착되도록 한 것을 특징으로 한 튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법이 제공된다.

또한, 상기 튜브 삽입공은 타원형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 튜브 삽입공은 사각형인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 조인트 성형방법을 보인 사시도로서, 이에 도시된 바와같이 본 발명의 조인트(5)는 복합재료의 수지로 형성되고, 그 형상 및 구조는 전체적으로 끝부분이 라운딩된 삼각형태를 이루며, 일측 및 타측에는 서로 직경을 달리하는 튜브 삽입공(2) 및 핀공(3)이 관통 형성되고, 상기 핀공(3) 내부에는 접촉에 의한 마모 방지 및 원활한 회전을 위해 금속 부시(4)가 인서트 식으로 구비되어 있다. 이때 상기 튜브 삽입공(2)은 후술되어질 복합재 튜브(6)와 접합시, 상기 복합재 튜브(6)가 조인트(5)의 튜브 삽입공(2)에서 회전되는 것을 방지하기 위해 상기 튜브 삽입공(2)은 타원형 또는 사각형상으로 형성된다.

그리고 상기 조인트(5)는 접합전에 미리 도 1에 도시된 바와같은 조인트 롤(1)을 통상의 성형방법에 의해 제작한 후, 적당 길이(L2)로 절단하는 것에 의해 성형되는 것이며, 상기 조인트 롤(1)은 조인트(5)와 같이 튜브 삽입공(2) 및 핀공(3)을 가지면서 끝부분이 라운딩된 삼각형태의 단면으로 형성되고, 절단에 의해 여러개의 조인트(5)를 획득할 수 있도록 충분한 길이(L1)로 제작된다.

이와같이 구비된 조인트(5)는 도 2에 도시된 바와같이 복합재료의 수지로 관체를 이루는 복합재 튜브(6)에 접합되는 것으로서, 우선 조인트(5)의 튜브 삽입공(2)을 성형전 복합재 튜브(6)의 외측으로 끼운 후, 복합재 튜브(6) 상에서의 조인트(5) 위치 조정을 한다.

이렇게 조인트(5)의 위치가 결정된 후에는 상기 복합재 튜브(6)를 가열 경화하는 것으로 상기 조인트(5)와 복합재 튜브(6) 간의 접합이 이루어지게 되는데, 이때 경화시 흘러나오는 수지에 의해 조인트(5)와 복합재 튜브(6) 간의 접착이 이루어진다.

도 3은 본 발명의 사용예를 보인 사시도로서, 이에 도시된 바와같이 본 발명에 의한 조인트(5)가 한 쌍으로 구비되고, 상기 조인트(5)는 튜브 삽입공(2)을 통해 복합재 튜브(6)에 서로 간격을 두고 평행하게 상.하로 접합되어 있으며, 상.하 조인트(5) 사이에는 튜브 지지대(7)가 개재되어 조인트(5)의 핀공(3)을 통한 핀 결합에 의해 복합재 튜브(6) 간의 연결 및 지지가 이루어지도록 한 것이다.

상술한 바와같이 본 발명은 복합재료를 가열 경화하는 것에 의해 복합재 튜브에 대한 조인트의 접합이 이루어질 수 있도록 함으로써 기존에 구멍을 뚫어 접합시킴에 따른 응력집중 현상 및 연결선의 단절과 같은 복합재의 특성 변화없이 접합이 가능해지는 것이며, 상기 조인트는 충분한 길이로 조인트 롤을 미리 성형한 후 적당 길이로 절단하는 것에 의해 다수의 조인트를 획득될 수 있도록 함으로써 작업성 및 생산성 향상을 도모할 수 있고, 상기 조인트 역시 복합재료로 된 수지로 이루어져 있어 조인트된 전체적인 튜브형 복합재 구조의 고성능화, 경량화를 기할 수 있는 효과를 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 조인트의 성형과정을 보인 사시도.

도 2는 도 1의 조인트가 복합재 튜브에 접합된 상태를 보인 사시도.

도 3은 본 발명의 사용예를 보인 사시도.

*도면의주요부분에대한부호의설명

1:조인트 롤(joint roll) 2:튜브 삽입공

3: 핀공 4:금속 부시

5:조인트 6:복합재 튜브

7:튜브 지지대

Claims (3)

1. 일측에 복합재 튜브(6)가 삽입되는 튜브 삽입공(2)이 형성되고 타측에는 핀공(3)이 형성된 조인트 롤(1)을 충분한 길이(L1)로 우선 성형하고, 상기 조인트 롤(1)을 적당 길이(L2)로 절단하여 다수의 조인트(5)가 형성되게 하며, 상기 조인트(5)의 튜브 삽입공(2)에 성형전 복합재 튜브(6)를 삽입하여 상기 복합재 튜브(6)를 가열 경화되게 하는 것으로 복합재 튜브(6)에 조인트(5)가 접착되도록 한 것을 특징으로 한 튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 튜브 삽입공(2)은 타원형인 것을 특징으로 한 튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 튜브 삽입공(2)은 사각형인 것을 특징으로 한 튜브형 복합재 구조의 조인트 접합방법.