KR101090954B1 - Ｆｒｐ 폴대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FRP(fiber glass reinforced plastic) 폴대에 관한 것으로서, FRP(fiber glass reinforced plastic) 폴대에 있어서, 길이 방향으로 연장 형성된 다수의 유리섬유와 열경화성 수지를 일체로 성형하여 형성되는 폴대 파이프와; 상기 폴대 파이프가 갈라지는 현상을 방지하기 위해 상기 폴대 파이프의 양측단 외주연부에 각각 끼워져 결합되는 금속 재질의 보강 파이프와; 상기 폴대 파이프의 일측단 내주연부에 끼워져 고정되며 일부는 상기 일측단의 외측으로 돌출되어 다른 폴대 파이프의 일단부에 삽입될 수 있도록 형성된 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 강도가 저하되는 현상 없이 중량을 가볍게 할 수 있고 제작이 용이하며 폴대 간 조립 작업이 용이하게 이루어질 수 있으며, 외부 충격에 강하고 외부의 벤딩력에 대한 탄성복원력이 우수하며 사용수명이 향상된 FRP 폴대를 제공할 수 있다.

FRP(fiber glass reinforced plastic) 폴대, 텐트, 열경화성 수지, 연결핀

Description

ＦＲＰ 폴대{FIBER GLASS REINFORCED PLASTIC POLE}

본 발명은 텐트, 건축자재 등에 사용되는 FRP 폴대에 관한 것이다.

종래의 텐트 등에 사용되던 FRP(fiber glass reinforced plastic) 폴대(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적으로 유리섬유(fiber glass)가 열가소성 수지인 불포화 폴리에스테르(unsaturated polyester) 수지에 함침 및 경화되어 성형된 폴대 파이프(11)를 포함한다.

상기 유리섬유는 폴대 파이프(11)의 길이 방향으로 연장 형성되어 원주 방향으로 다수 개 배열되어 폴대(10)의 기본 골격을 이루고, 상기 불포화 폴리에스테르 수지가 폴대(10)의 살을 이루어 상기 유리섬유와 일체로 성형된다.

한편, FRP 폴대(10)의 외주연부에는 직조된 클로스(cloth)가 도포되어 상기 불포화 폴리에스테르 수지와 함께 일체로 성형될 수도 있다.

이와 같은 종래의 FRP 폴대(10)가 텐트용으로 사용될 때에는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 일측 FRP 폴대(10)의 일단부에 연결관(12)이 절반 정도 삽입 결합된다.

연결관(12)의 우측 개방된 공간으로는 다른 FRP 폴대(10')의 좌측 단부가 삽 입됨으로써 폴대(10, 10') 간의 연결이 이루어진다(도 2b).

폴대(10, 10') 간의 결합된 상태는 연결끈(13)의 탄성적인 수축력에 의해 유지된다.

그러나, 이러한 종래의 FRP 폴대(10)는 상기한 바와 같이 그 재질로서 불포화 폴리에스테르 수지를 사용함으로 인해 강도가 취약하다는 문제가 있었다.

이에 따라 도 1의 단면도에서 보는 바와 같이 단면적이 넓게, 즉 내측 중공(h)의 영역을 좁게 형성함으로써 강도를 보완하는 구조를 취하여 왔으나, 이 경우에는 중량이 많이 나가게 된다는 문제 및 소재가 많이 소비된다는 문제가 있었다.

또한, 이러한 FRP 폴대(10)는 폴대 간 연결을 위해서는 상기와 같이 좁아진 중공(h)의 영역을 활용할 수 없음으로 인해 그 외주연부에 결합되는 연결관(12)을 사용할 수 밖에 없었으며, 이 경우에는 폴대(10, 10') 간 결합 시 텐트 천이 연결관(12)에 씹혀 들어가게 된다는 문제가 있었다.

또한, 상기 연결관(12)으로는 통상적으로 강철 등의 금속 재질이 사용됨에 따라, 도 2b에서와 같이 폴대(10, 10') 간의 결합 상태에서, 외부로부터 벤딩력(bending force)이 가해지는 경우 FRP로 이루어진 폴대 파이프(11)가 연결관(12)에 비해 훨씬 쉽게 구부러지게 되어 있어 연결관(12)의 양측 단부의 폴대 파이프(11) 부분(A)에서 급격한 절곡이 이루어질 수 밖에 없었으며, 이로 인해 사용 횟수가 증가함에 따라 폴대 파이프(11)의 탄성력이 떨어져 외력의 제거 시 쉽게 원상태로 복원되지 못한다는 문제가 있었다.

또한, 연결관(12)의 내경은 이에 삽입될 폴대(10')의 외경보다 크게 이루어지되 너무 크게 형성되면 이에 삽입된 폴대(10')가 헐거워지게 되고, 상기 폴대(10')의 외경에 맞추어 너무 작게 형성되면 폴대(10')의 삽입 작업이 불편해진다는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 연결관(12)의 가공 정밀도를 향상시켜야 하나 그럴 경우에는 폴대(10)의 제조원가가 높아지게 된다는 문제가 있었다. 그렇다고 해서 가공 정밀도가 낮은 연결관(12)을 계속 사용한다면 상기와 같은 문제 발생으로 인해 제품의 신뢰성이 떨어진다는 문제에 봉착하였다.

그리고, 종래의 FRP 폴대(10)는 그 골격을 이루는 유리섬유가 축방향으로만 배열됨에 따라 반경방향의 충격에 취약하여 쉽게 쪼개어진다는 문제가 있었다.

한편, 종래의 다른 폴대로서 알루미늄 재질의 폴대가 개시된 바 있다. 그러나, 이 경우 중량이 가벼우며 강도가 높다는 장점은 있으나, 비교적 고가일 뿐 아니라 외부의 벤딩력에 대하여 쉽게 구부러지지 않고 오히려 일정량 이상의 하중을 받는 경우 꺾어져 못쓰게 된다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 강도가 저하되는 현상 없이 중량을 가볍게 할 수 있고 제작이 용이하며 폴대 간 조립 작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 FRP 폴대를 제공하는 데 있다. 또한, 외부 충격에 강하고 외부의 벤딩력에 대한 탄성복원력이 우수하며 사용수명이 향상된 FRP 폴대를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 FRP(fiber glass reinforced plastic) 폴대에 있어서, 길이 방향으로 연장 형성된 다수의 유리섬유와 열경화성 수지를 일체로 성형하여 형성되는 폴대 파이프와; 상기 폴대 파이프가 갈라지는 현상을 방지하기 위해 상기 폴대 파이프의 양측단 외주연부에 각각 끼워져 결합되는 금속 재질의 보강 파이프와; 상기 폴대 파이프의 일측단 내주연부에 끼워져 고정되며 일부는 상기 일측단의 외측으로 돌출되어 다른 폴대 파이프의 일단부에 삽입될 수 있도록 형성된 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 폴대를 제공한다.

여기서, 상기 FRP 폴대는, 상기 연결핀의 외주연부에 끼워져 일측 보강 파이프의 단부에 밀착 구비되어 상기 다른 폴대 파이프가 상기 연결핀에 의해 삽입될 경우 폴대 파이프 간 충격을 완화 및 분산시키기 위한 완충링을 더 포함할 수도 있다.

이때, 상기 보강 파이프는, 상기 연결핀이 외측으로 돌출되어 상기 다른 폴대 파이프에 삽입되는 만큼의 길이를 가지고 상기 폴대 파이프의 양측단 외주연부 에 끼워져 결합될 수도 있다.

한편, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 연결핀은 상기 폴대 파이프와 동일한 재질로 이루어질 수도 있다.

이때, 상기 연결핀은 상기 유리섬유가 50% 이상 함유되고, 상기 유리섬유가 길이 방향으로 또는 길이 방향에 더하여 원주방향으로 연장 형성되어 열경화성 수지와 일체로 성형된 것일 수도 있다.

한편, 상기 연결핀은 연결끈의 삽입을 위해 내측에 길이 방향으로 중공이 관통 형성될 수도 있다.

또한, 상기 보강 파이프는 내측에 위치한 상기 폴대 파이프의 해당 단부를 감싸도록 일측단에 내측으로 연장 형성되는 마감단부를 구비할 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 FRP 폴대에 의하면, 폴대 파이프의 양단부에 끼워져 결합되는 보강 파이프에 의해 상기 폴대 파이프가 반경 방향의 힘에 취약한 점을 보완할 수 있으며, 폴대 간의 연결은 상기 폴대 파이프의 일측단에 삽입 구비되는 연결핀을 통해 이루어지도록 함으로써 폴대의 제작을 용이하게 할 수 있고 폴대 간 조립 또한 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 연결핀을 폴대 파이프와 동일한 재질 등으로 삼음으로써 외부 벤딩력의 작용 시 특히 이음부에서 급격하게 굽힘현상이 발생되는 것을 방지하고 전 체적으로 연속적인 굴곡이 이루어지도록 할 수 있으며, 이에 따라 반복 사용으로 인해 탄성복원력이 저하되는 현상을 최소화할 수 있다.

또한, 폴대 파이프의 재질로서 열경화성 수지, 특히 우레탄 수지를 사용함으로써 종래의 불포화 폴리에스테르 수지를 사용할 경우에 비해 강도를 향상시킬 수 있음은 물론, 단면적을 줄일 수 있어 전체 중량을 감소시킬 수 있으며 내측 중공의 영역을 넓게 형성하여 그 내부 공간을 활용할 수 있다. 특히, 이 내부 공간에 연결핀을 삽입 고정함으로써 이를 통해 폴대 간 조립이 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 FRP(fiber glass reinforced plastic) 폴대(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 유리섬유(fiber glass)가 열경화성 수지에 함침 및 경화되어 성형되는 폴대 파이프(21)를 포함한다.

상기 유리섬유는 폴대 파이프(21)의 길이 방향으로 연장 형성되어 원주 방향으로 다수 개 배열되어 폴대(20)의 기본 골격을 이루고, 폴대(20)의 살을 이루는 상기 수지에 함침 및 경화되어 일체로 성형된다.

폴대 파이프(21)를 형성하는 수지로는 열경화성 수지로서 에폭시 수지, 페놀 수지를 사용하거나 특히 우레탄 수지를 사용할 수도 있다.

이와 같이 유리섬유와 열경화성 수지로 성형된 폴대 파이프(21)는 종래의 불포화 폴리에스테르 수지를 사용하는 경우에 비해 질기고 강성이 강하며 가볍다는 이점이 있다.

특히, 우레탄 수지의 경우 인장강도 및 탄력성 측면에서 우수한 특성을 가질 수 있으므로 텐트 등의 사용처를 고려할 때 더욱 바람직한 소재일 수 있다.

이에 따라, 도 3의 단면도에서 보는 바와 같이, 폴대 파이프(21)의 재질 두께를 얇게 형성할 수 있으므로 전체적인 중량을 크게 줄일 수 있다. 그리고, 폴대 파이프(21) 내측의 중공(h')의 영역을 넓게 형성하여 후술하는 바와 같이 연결핀(24)을 삽입 결합시키는 등 그 내부 공간을 활용할 수 있다.

유리섬유와 상기 열경화성 수지의 혼합은 상기 유리섬유가 50% 이상 되도록 하거나 그 비율을 7:3 정도로 유지함이 바람직하다.

FRP 폴대(20)의 외주연부에는 직조된 클로스(cloth, 22)가 도포되어 상기 우레탄 수지와 함께 일체로 성형될 수도 있다.

한편, 폴대 파이프(21) 내에서 유리섬유는 통상적으로 축 방향으로 형성됨으로써 반경방향의 힘에 취약함에 따라 이를 보완하기 위해 좌우 양단부에 보강 파이프(23)를 끼워 결합시킨다.

보강 파이프(23)는 강철(steel), 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다.

폴대 파이프(21)는 이와 같은 보강 파이프(23)에 의해 반경 방향의 외력을 받아 쪼개어지는 현상의 발생을 방지할 수 있다.

보강 파이프(23)의 단부로는 마감단부(23a)가 연장 형성되어 상기 보강 파이프(23)의 내측에 위치한 폴대 파이프(21)의 단부를 감싸는 형태로 보호하도록 한다.

한편, 종래의 FRP 폴대(도 2a의 10)에서는 폴대 간 연결을 위해 연결관(12) 을 외주연부에 씌워서 사용하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 FRP 폴대(20)에서는 도 3에 도시된 바와 같이 폴대 파이프(21)의 일측(도면에서는 우측) 단부 내주연부에 연결핀(24)을 끼워서 고정시켜 사용한다.

연결핀(24)은 접착제 등에 의해 폴대 파이프(21)의 내주연부에 고정될 수 있으며, 그 전체 길이의 절반 정도가 폴대 파이프(21)에 삽입 구비되고, 나머지 절반 정도는 외부로 돌출되도록 구비된다.

이러한 연결핀(24)은 상기 폴대 파이프(21)과 같은 재질로 이루어질 수 있다.

즉, 연결핀(24)은 유리섬유(fiber glass)가 열경화성 수지에 함침 및 경화되어 성형될 수 있다.

이때, 상기 유리섬유는 길이 방향으로 연장 형성된 상태에서 상기 열경화성 수지에 함침되어 일체로 성형될 수 있으며, 또는 길이 방향에 더하여 원주 방향으로도 연장 형성되어 보다 보강된 골격을 이룬 상태에서 상기 열경화성 수지와 일체로 성형될 수 있다. 이 경우, 연결핀(24)의 성형을 위해 수지와 혼합되는 유리섬유의 혼합 비율은 50% 이상 되도록 할 수도 있으며, 특히 상기한 폴대 파이프(21)와 동일한 재질을 갖도록 할 수도 있다.

이와 같은 연결핀(24)은 폴대 파이프(21)와 비슷한 강성을 가짐으로써 폴대 간 결합 시 벤딩력을 받는 경우 상기 폴대 파이프(21)와 마찬가지로 자연스럽게 연속적인 굴곡이 이루어질 수 있어 응력을 분산시킴으로써 특정 부위에 상기 응력이 집중되는 현상을 방지할 수 있다.

연결핀(24)의 내측으로는 연결끈(도 2의 13 참조)의 삽입을 위해 길이 방향으로 중공(도 1의 h 참조)을 관통 형성시킬 수도 있다.

연결핀(24)의 외주연부로는 고무 재질의 완충링(25)이 끼워져 상기한 보강 파이프(23)의 단부로 밀착되게 구비된다.

완충링(25)은 후술하는 바와 같이 폴대 간 결합 시 이웃하는 폴대 간 서로 마주 접하게 되는 단부를 축방향으로 접촉 및 지지함으로써 폴대 간 직접 접촉 시의 충격을 완화 및 분산시켜 파손을 방지할 수 있게 한다.

이상 설명한 바와 같은 FRP 폴대(20)가 텐트용으로 사용될 때에는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 좌측 FRP 폴대(20)의 단부에 돌출 형성된 연결핀(24)이 우측 폴대(20')에 삽입 결합됨으로써 폴대(20, 20') 간 연결이 이루어진다.

폴대 간 결합 시, 좌우 FRP 폴대(20, 20')의 마주보는 단부는 상기한 바와 같이 완충링(25)에 의해 축방향으로 접촉 및 지지된다.

도 5는 서로 결합된 FRP 폴대(20, 21)가 외부의 벤딩력에 의해 휘어진 상태를 보여준다.

여기서, 보강 파이프(23)는 연결핀(24)이 폴대 파이프(21)에 삽입된 길이만큼의 길이로 상기 폴대 파이프(21)의 양측단 외주연부에 끼워짐으로써, 휘어진 폴대 파이프(21)가 연결핀(24)의 돌출된 단부에 의해 내측으로부터 반경 방향의 힘을 받아 쪼개어지는 현상을 방지할 수 있다.

마찬가지로, 폴대 간 결합 시 이웃한 폴대(20') 또한 그 내부에 삽입되는 연결핀(24)의 돌출된 부분에 의해 반경 방향의 힘을 받아 쪼개어지는 현상을 방지하 기 위해 보강 파이프(23')가 상기 연결핀(24)의 돌출된 부분만큼 충분한 길이를 갖도록 한다.

이때 이웃한 보강 파이프(23')의 길이는 상기 연결핀(24)의 돌출된 부분 중에서 완충링(25)에 의해 덮인 부분을 제외한 나머지 부분의 길이를 의미한다.

도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 FRP 폴대(20)에 의하면, 외부로부터 벤딩력을 받는 경우 좌우 폴대(20, 20')가 연속적으로 완만하게 휘어짐에 따라 어느 특정 부위에서 급격하게 구부러짐으로써 반복적인 사용으로 인해 탄성을 잃어버리는 경우가 발생되지 않는다.

한편, 상기에서 설명된 FRP 폴대(20)는 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시예에 불과할 뿐이며 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

도 1은 종래의 FRP 폴대를 나타내는 측면도 및 단면도,

도 2a 및 도 2b는 도 1의 FRP 폴대의 연결 과정을 설명하기 위한 측면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 FRP 폴대를 나타내는 측면도 및 단면도,

도 4a 및 도 4b는 도 3의 FRP 폴대의 연결 과정을 설명하기 위한 측면도,

도 5는 도 4b와 같이 연결된 FRP 폴대의 사용 상태를 도시한 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: FRP 폴대 21: 폴대 파이프

22: 클로스(cloth) 23: 보강 파이프

24: 연결핀 25: 완충링

Claims (8)

1. FRP(fiber glass reinforced plastic) 폴대에 있어서,

   길이 방향으로 연장 형성된 다수의 유리섬유와 열경화성 수지를 일체로 성형하여 형성되는 폴대 파이프와;

   상기 폴대 파이프가 갈라지는 현상을 방지하기 위해 상기 폴대 파이프의 양측단 외주연부에 각각 끼워져 결합되는 금속 재질의 보강 파이프와;

   상기 폴대 파이프의 일측단 내주연부에 끼워져 고정되며 일부는 상기 일측단의 외측으로 돌출되어 다른 폴대 파이프의 일단부에 삽입될 수 있도록 형성된 연결핀을 포함하되,

   상기 연결핀은 상기 폴대 파이프와 동일한 재질로 이루어지되 상기 유리섬유가 50% 이상 함유되고, 상기 유리섬유가 길이 방향으로 또는 길이 방향에 더하여 원주방향으로 연장 형성되어 열경화성 수지와 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 FRP 폴대.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연결핀의 외주연부에 끼워져 일측 보강 파이프의 단부에 밀착 구비되어 상기 다른 폴대 파이프가 상기 연결핀에 의해 삽입될 경우 폴대 파이프 간 충격을 완화 및 분산시키기 위한 완충링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 폴대.
3. 제2항에 있어서,

   상기 보강 파이프는, 상기 연결핀이 외측으로 돌출되어 상기 다른 폴대 파이프에 삽입되는 만큼의 길이를 가지고 상기 폴대 파이프의 양측단 외주연부에 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 FRP 폴대.
4. 제1항에 있어서,

   상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 FRP 폴대.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 연결핀은 연결끈의 삽입을 위해 내측에 길이 방향으로 중공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 FRP 폴대.
8. FRP(fiber glass reinforced plastic) 폴대에 있어서,

   길이 방향으로 연장 형성된 다수의 유리섬유와 열경화성 수지를 일체로 성형하여 형성되는 폴대 파이프와;

   상기 폴대 파이프가 갈라지는 현상을 방지하기 위해 상기 폴대 파이프의 양측단 외주연부에 각각 끼워져 결합되는 금속 재질의 보강 파이프와;

   상기 폴대 파이프의 일측단 내주연부에 끼워져 고정되며 일부는 상기 일측단의 외측으로 돌출되어 다른 폴대 파이프의 일단부에 삽입될 수 있도록 형성된 연결핀을 포함하되,

   상기 보강 파이프는 내측에 위치한 상기 폴대 파이프의 해당 단부를 감싸도록 일측단에 내측으로 연장 형성되는 마감단부를 구비한 것을 특징으로 하는 FRP 폴대.

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