KR101657148B1 - 차량의자 등받이부 제조방법 및 이에 사용되는 제조금형 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의자 등받이부 제조방법에 관한 것으로서, 복수 개로 분할된 금형부품을 기 설정된 형상으로 결합하여 제조금형을 형성하는 결합단계, 상기 결합단계에 의해 결합된 상기 제조금형의 외측면에 복합재료를 적층하는 적층단계, 별도의 진공챔버 내부에서 상기 복합재료가 적층된 상기 제조금형에 고온, 고압을 가해 상기 복합재료를 경화시켜 등받이부를 성형하는 가공단계 및 상기 가공단계를 거친 상기 등받이부에서 상기 제조금형을 제거하는 분리단계를 포함하는 차량의자 등받이부 제조방법이 개시된다.
Description
본 발명은 차량의자 등받이부 제조방법에 관한 것으로서, 복합재료를 이용하여 차량용 등받이부를 일체로 성형하는 차량의자 등받이부 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 시트의 경우 등받이의 경사각도가 조절되도록 구성되기 때문에 의자에서 등받이가 틸팅되도록 별도로 제조하게 된다.
차량시트의 등받이는 프레임형태의 등받이부 및 등받이부에 결합되는 쿠션을 가지도록 구성되며, 특히 등받이부는 다양한 제조방법이 개발되어 왔다.
등받이부의 경우 금속제의 프레임 형태로 형성되어 운전자의 하중을 지지할 수 있도록 구성된다.
차량시트 등받이용 프레임은 통상적으로 강관 또는 프레스된 강판으로된 구성품으로부터 제작된다.
이 구성품은 성형 및 조립되어 거의 직사각형의 외곽프레임을 제공하고, 이 프레임은 보통 이 외곽프레임의 각각의 측면부에 고정되고 그 측면부사이에 연장된 적어도 하나의 횡단 부재에 의해 강화된다.
통상적으로 횡단 부재는 정상적으로 사용하는 배향에서 프레임의 상부 영역이 되는 곳에서 측면부 사이에 제공된다.
또한, 적합한 플라스틱 재료등의 탄성 재료로된 길이방향으로 조정 가능한 밴드가 프레임의 하부 영역에서 이 측면부 사이에 제공되어 프레임이 구조적 형상을 제공할 좌석 등받이의 요부 영역 조정을 가능하게 한다.
공지 형태의 프레임과 함께, 포움 플라스틱, 말털, 황마 섬유(종종고무화된) 및 폴리에스테르 또는 다른 합성 섬유 등의 속감(padding)이 프레임과 횡단 부재 위에 제공된다.
직물 또는 가죽 커버 등의 외커버가 마무리된 좌석 등받이을 제공하도록 프레임과 포움 속감 위로 끼워진다. 속감은 사용자의 안락 및 지지를 위해 좌석 등받이에 적당한 외곽 형상을 부여하도록 제공되는 반면, 외커버는 프레임과 결합된 속감을 유지시키는 것을 돕고 적당한 마무리를 제공하기 위한 것이다.
속감의 형태 및 두께는 차량 충격의 경우에 상대적으로 강성인 프레임으로부터의 상해에 대해 사용자를 보호하는 것이어야 한다.
통상적인 충격 하중을 수용하기 위하여, 프레임을 성형하는데 사용된 강철재 구성품은 여러 나라의 법규 또는 규칙에서 특정된 바와 같이 적어도 보통의 하중 수준을 견디기에 충분한 강도를 제공하는 게이지(gauge)를 가질 필요가 있다.
따라서, 차량 생산자가 안전성 요구에 부응하는 정도로 모든 구성품에 있어서의 중량 감축에 관심을 기울임에도 불구하고, 프레임의 중량은 상당하다.
강철 프레임의 상당한 중량에 부가하여 속감의 중량이 상당한 것으로 평가된다. 따라서, 속감은 프레임 그 자체에 비하여 낮은 밀도를 갖지만, 속감을 형성하는데 필요한 포움 또는 다른 재료의 체적이 상당하여 속감의 중량도 상당하다.
통상적인 차량 좌석 등받이에 있어서, 포움 속감은 그 중량의 대략 25%를 차지한다. 또한, 속감은 특히 그 생산에 있어서의 결함이 불합격품의 주 원인이기 때문에 비싸다.
속감은 변형에 대해 비교적 낮은 저항성을 가져 측면 충격에 부서지고, 그에 따라 제한(restraint)을 제공할 수 없을지라도, 패딩은 보통 차량 좌석 등받이의 날개부를 제공하도록 성형되어 사용자를 위한 측방향 제한으로서 작용한다.
속감의 저항성은 금속선 또는 금속판 보강물에 의해 증강될 수 있지만 이것은 또한 측면 충격하에서 편향될 수 있다.
하지만 이와 같은 경우 프레임 자체의 내구성이 아니라 부가적인 속감 등을 이용하여 등받이부의 내구성을 증가시키는 기술이며 이와 같은 구조보다는 프레임자체의 내구성을 증가시키기 위한 기술이 개발되어 왔다.
하지만 등받이부는 차량에 따라 다양한 형태로 제조되며, 경사각도가 조절되도록 틸팅 가능하게 결합되어야 하기 때문에 프레임 자체가 복잡한 형태를 가지게 된다..
이에 따라 등받이부는 일체로 성형하지 않고 복수 개의 부품으로 분할하여 성형한 후 추가적인 용접을 통해 등받이부를 형성한다.
일 예로 국내공개특허 10-2000-0048877호 에 기재된 내용을 살펴보면 등받이부의 프레임이 복수 개로 분할되어 용접을 통해 결합되는 것을 알 수 있다.
구체적으로 등받이 프레임은 사용중인 배향에 대하여 측방향으로 이격된 직립의 측면부를 포함하는 프레임부, 이 측면부의 상단과 결합하는 상부 횡단 부재 및 이 측면부의 하단과 결합하는 하부 횡단부재를 갖는 강성의 외곽 프레임 구조로 형성된다.
이 프레임 구조는 또한 중간 수준에서 측면부와, 바람직하게는 상부 횡단 부재 아래의 측변부의 길이의 보다 작은 부분과 결합하는 다른 횡단 부재를 포함할 수 있다.
이 프레임 구조는 적당한 경량 합금으로부터 주조함으로써 또는 적당한 공학적 플라스틱 재료로부터 틀에 부어 만듦으로써 일체로 성형된다.
각각의 프레임부는 긴 채널(channel) 형상이고, 각각의 측면 플렌지 및 상호연결 웨브에 의해 한정되며, 웨브는 프레임구조의 전방으로 배치되고 각각의 프레임부재의 채널은 후방으로 개방되어 있다.
각각의 프레임부의 측면 플렌지의 후방 모서리는 공통 평면상에 또는 가깝게 인접할 수 있는 반면, 횡단 부재는 이들의 길이의 주요부분 전체에 걸쳐 대체적으로 균일한 구획일 수 있다.
하지만, 각각의 측면부는 그 길이의 적어도 하부 반절에 걸쳐 그것의 채널의 깊이가 각각의 횡단 부재의 채널의 깊이보다 대체적으로 큰 각각의 전방으로 돌출한 날개(또는 벌지(bulge))를 형성한다
이와 같은 경우 등받이부의 내구성이 약해지는 문제점이 발생한다. 특히, 사고가 나는 경우 차량의자가 운전자의 하중을 지지하지 못하고 파손되어 2차 피해가 발생하는 문제점이 있다.
특히, 종래와 같이 등받이부가 복수 개로 구성되며, 추후 용접을 통해 하나의 프레임으로 결합하는 경우 용접이 용이한 재질로만 등받이부를 제작할 수 있다.
이에 따라 최근 각광받고 있는 섬유 강화 플라스틱이나, 탄소섬유 등과 같이 경량화와 내구성을 모두 가질 수 있는 재료로는 등받이부를 제조하기 어려운 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하고자 등받이부의 내구성을 증가시키기 위한 다양한 제조방법들이 개발되고 있다.
본 발명의 목적은 종래의 차량의자 등받이부 제조방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 복합재료를 적층시켜 가압함과 동시에 일체로 등받이부를 제작함으로써, 경항화 및 내구성이 증가하는 차량용 등받이부 제작 방법을 제공함에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 차량의자 등받이부 제조방법은, 복수 개로 분할된 금형부품을 기 설정된 형상으로 결합하여 제조금형을 형성하는 결합단계, 상기 결합단계에 의해 결합된 상기 제조금형의 외측면에 복합재료를 적층하는 적층단계, 별도의 진공챔버 내부에서 상기 복합재료가 적층된 상기 제조금형에 고온, 고압을 가해 상기 복합재료를 경화시켜 등받이부를 성형하는 가공단계 및 상기 가공단계를 거친 상기 등받이부에서 상기 제조금형을 제거하는 분리단계를 포함한다.
또한, 상기 결합단계는 적어도 하나 이상의 고정부재를 이용하여 상기 금형부품이 결합된 상태에서 분할되지 않도록 선택적으로 고정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 분리단계는 상기 금형부품에서 상기 고정부재를 제거하는 제거과정 및 상기 고정부재가 제거된 상기 금형부품을 분할하여 경화된 상기 등받이부로부터 이탈시키는 이탈과정을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적층단계는 상기 제조금형의 외측면 적어도 일부에 복수 개의 시트층으로 이루어진 상기 복합재료를 적층하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 시트층은 복수 개가 서로 다른 형상을 가지며, 각각이 적증된 형태에 따라 상기 등받이부의 형상이 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복합재료는 탄소섬유를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 차량의자 등받이부 제조금형, 복수 개로 구성되어 상호간에 조립되도록 형성되는 금형부품 및 상기 복수 개의 상기 금형부품에 연속적으로 접촉하며 상기 금형부품이 상호간에 분리되지 않도록 선택적으로 결합되는 고정부재를 포함하며, 상기 고정부재에 의해 고정된 상기 금형부품의 외면에 별도의 복합재료가 적층된다.
또한, 상기 금형부품과 상기 고정부재는 별도의 결합수단에 의해 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복합재료는, 복수 개의 시트층으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 복수 개의 금형부품을 포함하는 제조금형의 외측면에 복합재료를 도포하고 복합재료를 가공하여 등받이부를 성형한 후, 제조금형을 추후 분할하여 제거함으로써, 등받이부를 일체로 제조할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 복수 개의 금형부품은 별도의 고정부재를 통해 선택적으로 고정 및 분리가 가능하도록 구성됨으로써, 등받이부로부터 제조금형을 쉽게 분리할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 복수 개의 금형 중 적어도 하나 이상은 전후 또는 상하방향으로 테이퍼지도록 형성됨으로써, 금형부품의 분리 시 쉽게 분리할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의자 등받이부 제조장법을 통해서 제조된 등받이부를 도시한 도면;
도 2는 도 1의 등받이부를 제조하기 위한 제조금형을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 2의 제조금형이 복수 개의 금형부품으로 분할된 상태를 나타낸 도면;
도 4는 도 3의 금형부품이 별도의 고정부재에 의해 결합된 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 3의 금형부품이 고정부재에 의해 결합된 하부면을 나타낸 도면;
도 6는 도 2의 제조금형에 복합재료가 적층되는 상태를 나타낸 도면;
도 7은 도 6의 제조금형에 복합재료가 적층되어 별도의 진공챔버에서 가공되는 상태를 나타낸 도면; 및
도 8은 도 2의 복합재료로부터 제조금형을 복수 개의 금형부품으로 분할하여 분리하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 등받이부를 제조하기 위한 제조금형을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 2의 제조금형이 복수 개의 금형부품으로 분할된 상태를 나타낸 도면;
도 4는 도 3의 금형부품이 별도의 고정부재에 의해 결합된 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 3의 금형부품이 고정부재에 의해 결합된 하부면을 나타낸 도면;
도 6는 도 2의 제조금형에 복합재료가 적층되는 상태를 나타낸 도면;
도 7은 도 6의 제조금형에 복합재료가 적층되어 별도의 진공챔버에서 가공되는 상태를 나타낸 도면; 및
도 8은 도 2의 복합재료로부터 제조금형을 복수 개의 금형부품으로 분할하여 분리하는 상태를 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 차량의자 등받이부 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.
또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 차량의자 등받이부 제조방법의 권리범위는 다음과 같이 형성된다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 차량의자 등받이부(1) 제조방법은, 복수 개로 분할된 금형부품(110)을 기 설정된 형상으로 결합하여 제조금형(100)을 형성하는 결합단계, 상기 결합단계에 의해 결합된 상기 제조금형(100)의 외측면에 복합재료(10)를 적층하는 적층단계, 별도의 진공챔버(200) 내부에서 상기 복합재료(10)가 적층된 상기 제조금형(100)에 고온, 고압을 가해 상기 복합재료(10)를 경화시켜 등받이부(1)를 성형하는 가공단계 및 상기 가공단계를 거친 상기 등받이부(1)에서 상기 제조금형(100)을 제거하는 분리단계를 포함한다.
또한, 상기 결합단계는 적어도 하나 이상의 고정부재(120)를 이용하여 상기 금형부품(110)이 결합된 상태에서 분할되지 않도록 선택적으로 고정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 분리단계는 상기 금형부품(110)에서 상기 고정부재(120)를 제거하는 제거과정 및 상기 고정부재(120)가 제거된 상기 금형부품(110)을 분할하여 경화된 상기 등받이부(1)로부터 이탈시키는 이탈과정을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적층단계는 상기 제조금형(100)의 외측면 적어도 일부에 복수 개의 시트층(12)으로 이루어진 상기 복합재료(10)를 적층하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 시트층(12)은 복수 개가 서로 다른 형상을 가지며, 각각이 적증된 형태에 따라 상기 등받이부(1)의 형상이 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복합재료(10)는 탄소섬유를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 차량의자 등받이부(1) 제조금형(100), 복수 개로 구성되어 상호간에 조립되도록 형성되는 금형부품(110) 및 상기 복수 개의 상기 금형부품(110)에 연속적으로 접촉하며 상기 금형부품(110)이 상호간에 분리되지 않도록 선택적으로 결합되는 고정부재(120)를 포함하며, 상기 고정부재(120)에 의해 고정된 상기 금형부품(110)의 외면에 별도의 복합재료(10)가 적층된다.
또한, 상기 금형부품(110)과 상기 고정부재(120)는 별도의 결합수단에 의해 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복합재료(10)는, 복수 개의 시트층(12)으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 권리범위는 당업자가 해석할 수 있는 범위에 의해 확정될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 차량 등받이부 제조방법의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 차량의자 등받이부 제조방법에 의해 제조되는 등받이부 및 이에 사용되는 제조금형의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의자 등받이부 제조방법을 통해서 제조된 등받이부를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 등받이부를 제조하기 위한 제조금형을 개략적으로 나타낸 도면이다.
그리고, 도 3은 도 2의 제조금형이 복수 개의 금형부품으로 분할된 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 금형부품이 별도의 고정부재에 의해 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
또한, 도 5는 도 3의 금형부품이 고정부재에 의해 결합된 하부면을 나타낸 도면이다.
일반적으로 차량의자 등받이부(1)는 강판을 이용하여 복수 개의 부재를 제조한 뒤 각각의 부재를 용접하는 방식으로 제조되어 왔다.
하지만, 본 발명에 따른 차량의자 등받이부(1) 제조방법은 이와 같이 추가적인 용접을 하지 않고 일체로 등받이부(1)를 성형한다.
이와 같이 일체로 등받이부(1)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 차량의자 등받이부(1) 제조방법을 살펴보면, 크게 제조금형(100)을 결합하는 결합단계, 제조금형(100)에 복합재료(10)를 적층하는 적층단계, 적층된 복합재료(10)를 가공하여 등받이부(1)를 성형하는 가공단계 및 성형된 등받이부(1)에서 제조금형(100)을 분리하는 분리단계를 포함한다.
먼저, 결합단계는 복수 개로 분할된 금형부품(110)을 기 설정된 형상으로 결합하여 제조금형(100)을 형성한다.
여기서, 제조금형(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 기 설정된 형태를 가지며, 복수 개의 금형부품(110)이 결합되어 형태를 갖추도록 구성된다.
일반적으로 제조금형(100)으로는 양각과 음각 금형이 있는데, 음각 금형을 만들 시 단일 형상을 만들 때 금형 형상이 복잡해 지고 이에 따라 제작에 어려움이 발생한다.
또한, 음각 금형의 경우 금형의 제작 시 금형 자체가 커지게 된다.
이에 따라 본 발명에 따른 제조금형(100)은 양각 금형으로 형성되며, 추후 복합재료(10)가 제조금형(100)의 외측면에 도포되어 등받이부(1)를 형성하도록 구성된다.
본 실시예에서 제조금형(100)은 9개의 금형부품(110)이 서로 결합되며 제조금형(100)을 이루도록 구성되고, 이와 같이 결합된 제조금형(100)의 외측면에 추후 복합재료(10)가 적층된다.
여기서, 본 실시예에 따른 제조금형(100)은 도시된 바와 같이 9개의 금형부품(110) 중 중앙에 위치한 금형부품(110)이 추후 용이한 분리를 위해 제조금형(100)의 뒷면 방향으로 테이퍼지도록 형성될 수 있다.
이와 같이 복수 개로 구성된 금형부품(110)을 기 설정된 형상으로 조립하여 제조금형(100)을 형성한다.
이때, 복수 개의 금형부품(110)은 각각 다양한 형태로 구성되며, 결합되는 배치에 따라 제조금형(100)의 형태가 다양하게 조절된다.
한편, 본 실시예에서 결합단계는 복수 개의 금형부품(110)을 단순히 결합하여 제조금형(100)을 형성하는 것이 아니라 추가적으로 별도의 고정부재(120)를 이용하여 금형부품(110)이 결합된 상태에서 분할되지 않도록 고정할 수 있다.
구체적으로, 추후 제조금형(100)의 외측면에 복합재료(10)를 도포하는 경우 제조금형(100)이 고정되지 않는 경우 복합재(10)료가 도포된 상태를 유지하기 어려운 문제점이 발생한다.
이에 따라 본 발명에 따른 제조금형(100)은 복수 개의 금형부품(110)과 함께 별도의 고정부재(120)를 구비하여 금형부품(110)이 결합상태를 유지할 수 있도록 구성된다.
본 실시예에서 고정부재(120)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 부재로 구성되어 각각이 복수 개의 금형부품(110)과 연속적으로 접촉하며 금형부품(110)이 상호간에 분리되지 않도록 구성된다.
이때, 금형부품(110)과 고정부재(120)는 별도의 결합수단(미도시)에 의해 고정될 수 있으며, 본 실시예에서 상기 결합수단은 관통홈 및 볼트로 구성되어 금형부품(110)과 고정부재(120)가 결합된다.
이와 같이 본 발명에 따른 결합단계는 복수 개의 금형부품(110)을 별도의 고정부재(120)로 고정함으로써, 복수 개의 금형부품(110)이 상호간 분리되지 않고 안정적으로 제조금형(100)이 기 설정된 형상으로 유지될 수 있도록 결합시킨다.
이후 제조금형(100)의 외측면에 복합재료(10)를 적층하는 적층단계를 거친다.
이어서, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 제조금형(100)에 복합재료(10)가 적층되는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 6는 도 2의 제조금형(100)에 복합재료(10)가 적층되는 상태를 나타낸 도면이다.
구체적으로 결합단계에 의해 제조금형(100)을 형성한 후 형성된 제조금형(100)의 외측면에 복합재료(10)를 적층하는 적층단계가 진행된다.
여기서, 복합재료(10)는 복수 개의 시트층(12)으로 구성되어 제조금형(100)의 외측면 중 적어도 일부에 적층되도록 구성된다.
본 실시예에서 복합재료(10)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제조금형(100)의 측면 및 상면과 하면 일부에 적층되어 도포된 상태가 된다.
보다 상세하게 복수 개의 시트층(12)으로 구성된 복합재료(10)가 제조금형(100)에 적층되는 상태를 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이 복수 개의 시트층(12)이 연속적으로 제조금형(100)의 외측면에 적층된다.
이때, 복수 개의 시트층(12)은 동일한 형상을 가질 수 있고, 이와 달리 서로 다른 형상을 가지도록 형성될 수도 있다.
본 실시예에서는 서로 다른 크기 및 형상을 가진 복수 개의 시트층(12)이 제조금형(100)의 외측면에 연속적으로 적층된다.
여기서, 제조금형(100)의 외측면에 적층되는 시트층(12)의 개수 및 형상에 따라 추후 성형되는 등받이부(1)의 형상이 설정된다.
이와 같이 복수 개의 시트층(12)을 제조금형(100) 외측면에 적층하며, 위치별로 적층되는 시트층(12)의 형상, 크기 및 두께를 조절한다.
이후, 별도의 커버(C)를 이용하여 제조금형(100)과 제조금형(100)에 적층된 시트층(12)을 감싸준다.
이는 제조금형(100)의 외측면에 적층된 시트층(12)을 안정적으로 고정하기 위함이다.
이와 같이 제조금형(100)의 외측면에 복합재료(10)로 이루어진 시트층(12)을 적층한다.
이때, 복합재료(10)는 경량화 및 내구성을 증가시키기 위해 탄소섬유와 에폭시가 포함된 혼합재료 또는 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)등이 사용될 수 있다.
물론 이와 달리 다양한 재료가 사용될 수도 있으며, 복합재료가 특정 형태로 한정되지는 않는다.
이어서, 도 7을 참조하여 성형단계에 의해 등받이부(1)가 성형되는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 도 6의 제조금형(100)에 복합재료(10)가 적층되어 별도의 진공챔버(200)에서 가공되는 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 제조금형(100) 및 복합재료(10)는 적층단계를 거친 후 진공챔버(200) 내부로 투입되어 복합재료(10)가 경화되는 성형단계를 거치게 된다.
여기서, 성형단계는 일반적인 오토클레이브 성형을 통해 제조금형(100)에 적층된 복합재료(10)를 경화시킨다.
오토클레이브 (Autoclave) 성형이란 압력과 열을 주어 진공상태에서 구조물을 제작하는 공법으로써, 시트형태의 소재를 사용하며 이 공법은 기포가 없는 고밀도 성형이 가능하다.
구체적으로, 본 실시예에서 성형단계는 복합재료(10)가 적층된 상태의 제조금형(100)이 별도의 진공챔버(200) 내부에 투입된다.
그리고 진공챔버(200)는 밀폐된 상태에서 복합재료(10)가 적층된 제조금형(100)에 고온 및 고압을 가해 적층된 복합재료(10)를 경화시켜 등받이부(1)를 성형한다.
이때, 진공챔버(200)는 다양한 형태가 적용될 수 있으며 내부에 수용되는 제조금형(100) 및 복합재료(10)에 고온 고압을 가해줄 수 있는 구성이라면 어떤 형태라도 적용될 수 있다.
이와 같이 복합재료(10)는 진공챔버(200) 내부에서 고온 및 고압에 의해 경화되고, 이에 따라 등받이부(1)가 성형된다.
즉, 복수 개의 시트층(12)이 적층된 복합재료(10)는 진공챔버(200) 내부에서 경화됨에 따라 등받이부(1)가 되고 이후 제조금형(100)을 분리한다.
이어서, 도 8을 참조하여 복합재료(10)가 경화된 후 제조금형(100)을 분리하는 과정에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 8은 도 2의 복합재료(10)로부터 제조금형(100)을 복수 개의 금형부품(110)으로 분할하여 분리하는 상태를 나타낸 도면이다.
상술한 성형단계를 거치며 복합재료(10)가 경화되면 분리단계를 통해 제조금형(100)과 등받이부(1)가 분리된다.
구체적으로 분리단계는 복합재료(10)의 경화에 따라 성형된 등받이부(1)로부터 제조금형(100)을 분리하는 단계로써, 제거과정 및 이탈과정을 포함한다.
먼저, 제거과정은 복수 개의 금형부품(110)을 고정하는 고정부재(120)를 금형부품(110)으로부터 분리하는 과정이다.
여기서, 제조금형(100)은 상술한 바와 같이 복수 개의 금형부품(110)이 고정부재(120)에 의해 고정된 상태이므로, 고정부재(120)를 금형부품(110)에서 제거해야 추후 제조금형(100)을 복수 개의 금형부품(110)으로 분할할 수 있다.
본 실시예에서 복수 개의 금형부품(110)과 고정부재(120)는 상술한 바와 같이 상기 결합수단을 통해 결합되어 있기 때문에 이를 제거함으로써 금형부품(110)과 고정부재(120)를 분리할 수 있다.
그리고 분리단계는 금형부품(110)에서 고정부재(120)를 제거하는 제거과정을 거친 후 이탈과정을 거치게 된다.
이탈과정은 일체로 결합된 금형부품(110)을 복수 개로 분할하여 등받이부(1)로부터 제거한다.
본 실시예에서 복수 개의 금형부품(110) 중 결합된 상태에서 중앙에 위치하여 등받이부(1)와 직접적으로 접촉하지 않은 금형부품(110)을 가장 먼저 제거한다.
이후 나머지 금형부품(110)들도 추가적으로 등받이부(1)로부터 분리한다.
이와 같이 복수 개의 금형부품(110)들을 등받이부(1)로부터 제거함으로써 등받이부(1)에 추가적인 가공을 하지 않고 제조금형(100)을 안정적으로 제거할 수 있다.
이에 따라, 등받이부(1)는 복합재료(10)의 가공을 통해 일체로 형성되어 내구성이 증가하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 차량의자 등받이부(1) 제조방법은, 제조금형(100)을 형성하는 결합단계, 제조금형(100)에 복합재료(10)를 적층하는 적층단계, 적층된 복합재료(10)를 가공하여 등받이부(1)를 성형하는 가공단계 및 성형된 등받이부(1)로부터 제조금형(100)을 제거하는 분리단계를 통해 차량의자 등받이부(1)를 제조할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1: 등받이부
10: 복합재료
100: 제조금형
110: 금형부품
120: 고정부재
200: 진곰챔버
10: 복합재료
100: 제조금형
110: 금형부품
120: 고정부재
200: 진곰챔버
Claims (9)
- 복수 개로 분할된 금형부품을 기 설정된 형상으로 결합하여 제조금형을 형성하는 결합단계;
상기 결합단계에 의해 결합된 상기 제조금형의 외측면 적어도 일부에 복수 개의 시트층으로 이루어진 탄소섬유를 포함하는 재료를 적층하는 적층단계;
별도의 진공챔버 내부에서 상기 탄소섬유를 포함하는 재료가 적층된 상기 제조금형에 고온, 고압을 가해 상기 탄소섬유를 포함하는 재료를 경화시켜 등받이부를 성형하는 가공단계; 및
상기 가공단계를 거친 상기 등받이부에서 상기 제조금형을 제거하는 분리단계;
를 포함하는 차량의자 등받이부 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 결합단계는,
적어도 하나 이상의 고정부재를 이용하여 상기 금형부품이 결합된 상태에서 분할되지 않도록 선택적으로 고정하는 것을 특징으로 하는 차량의자 등받이부 제조방법. - 제2항에 있어서,
상기 분리단계는,
상기 금형부품에서 상기 고정부재를 제거하는 제거과정; 및
상기 고정부재가 제거된 상기 금형부품을 분할하여 경화된 상기 등받이부로부터 이탈시키는 이탈과정;
을 더 포함하는 차량의자 등받이부 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 시트층은,
복수 개가 서로 다른 형상을 가지며, 각각이 적증된 형태에 따라 상기 등받이부의 형상이 조절되는 것을 특징으로 하는 차량의자 등받이부 제조방법. - 삭제
- 복수 개로 구성되어 상호간에 조립되도록 형성되는 금형부품; 및
상기 복수 개의 상기 금형부품에 연속적으로 접촉하며 상기 금형부품이 상호간에 분리되지 않도록 선택적으로 결합되는 고정부재; 를 포함하며,
상기 고정부재에 의해 고정된 상기 금형부품의 외면에, 탄소섬유를 포함하며 복수 개의 시트층으로 이루어진 별도의 재료가 적층되는 차량의자 등받이부 제조금형. - 제7항에 있어서,
상기 금형부품과 상기 고정부재는 별도의 결합수단에 의해 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 차량의자 등받이부 제조금형. - 삭제
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JP2009172863A (ja) | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂構造体の製造方法 |
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