KR101910946B1 - 탄소복합재 판 스프링 제조방법 및 이러한 방법으로 제조된 탄소복합재 판 스프링 - Google Patents

탄소복합재 판 스프링 제조방법 및 이러한 방법으로 제조된 탄소복합재 판 스프링 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법은,
상부몰드를 열고 하부몰드의 바닥면 좌측 제1홈에 제1핀을 꽂고, 바닥면 우측 제2홈에 제2핀을 꽂는 제1단계; 와인딩부재의 일 끝단이 상기 와인딩부재의 내면과 닿지 않도록 상기 와인딩부재를 상기 제1핀에 감고, 상기 와인딩부재를 상기 제2핀까지 풀어주고, 상기 와인딩부재의 타 끝단이 상기 와인딩부재의 내면과 닿지 않도록 상기 와인딩부재를 상기 제2핀에 감는 제2단계; 상기 와인딩부재 위에 와인딩부재들을 적층해가며, 상기 제2단계를 반복하여, 상기 적층된 와인딩부재들의 좌측에 일측이 터져 있는 제1연결부를 형성하고, 우측에 일측이 터져 있는 제2연결부를 형성하고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이에 몸체부를 형성하는 제3단계; 상기 와인딩부재들이 설정된 두께로 적층되면, 상기 상부몰드를 상기 하부몰드에 덮고, 열을 가해서, 상기 적층된 와인딩부재들에 포함된 수지를 경화시키는 제4단계; 및 상기 상부몰드를 열고 상기 적층된 와인딩부재들을 꺼내는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄소복합재 판 스프링 제조방법 및 이러한 방법으로 제조된 탄소복합재 판 스프링{METHOD FOR MANUFACTURING CARBON COMPOSITE LEAP SPRING AND THE CARBON COMPOSITE LEAP SPRING MANUFACTURED BY THE SAME METHOD}
본 발명은 탄소복합재 판 스프링에 관한 것이다.
판 스프링(Leaf spring)은 자동차 서스펜션 부품 중 하나로, 충격완화를 위해서, 차체와 차축을 연결하는 부품이다. 판 스프링은, 길이가 서로 다른 철판들이 겹쳐져 만들어지며(분리형 다판 구조), 화물차와 버스에 주로 사용된다.
이러한 분리형 다판 구조로 인해서, 금속재 판 스프링은 부식에 약하고, 피로수명에 취약하며, 무겁다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 부식에 강하고 내구성이 좋고 가벼운 유리섬유복합재로 판 스프링을 만들고 있다.
유리섬유복합재로 만든 판 스프링의 양 끝단에는 별도의 금속 연결부가 체결된다. 금속 연결부를 판 스프링에 체결하기 위해서, 판 스프링의 양 끝단부에 볼트가 통과하는 구멍이 뚫린다.
금속 연결부 안에는 부시가 삽입된다. 부시의 중심에는 핀공이 구비된다. 핀공을 통해서 핀이 통과한다. 핀은 판 스프링을 차체에 결합시켜준다.
이렇게 유리섬유복합재로 만든 판 스프링은, 금속 연결부를 별도로 만들어, 판 스프링의 양 끝단에 체결시키는 작업이 필요하므로, 판 스프링을 제조하는 시간을 단축시키기 어렵다.
한국공개특허 특 1996-023900
본 발명의 목적은, 연결부가 일체로 구비된 탄소복합재 판 스프링을 제조하는 방법 및 이러한 방법으로 제조된 탄소복합재 판 스프링을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 탄소복합재 판 스프링 제조방법은,
상부몰드를 열고 하부몰드의 바닥면 좌측 제1홈에 제1핀을 꽂고, 바닥면 우측 제2홈에 제2핀을 꽂는 제1단계;
와인딩부재의 일 끝단이 상기 와인딩부재의 내면과 닿지 않도록 상기 와인딩부재를 상기 제1핀에 감고, 상기 와인딩부재를 상기 제2핀까지 풀어주고, 상기 와인딩부재의 타 끝단이 상기 와인딩부재의 내면과 닿지 않도록 상기 와인딩부재를 상기 제2핀에 감는 제2단계;
상기 와인딩부재 위에 와인딩부재들을 적층해가며, 상기 제2단계를 반복하여, 상기 적층된 와인딩부재들의 좌측에 일측이 터져 있는 제1연결부를 형성하고, 우측에 일측이 터져 있는 제2연결부를 형성하고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이에 몸체부를 형성하는 제3단계;
상기 와인딩부재들이 설정된 두께로 적층되면, 상기 상부몰드를 상기 하부몰드에 덮고, 열을 가해서, 상기 적층된 와인딩부재들에 포함된 수지를 경화시키는 제4단계; 및
상기 상부몰드를 열고 상기 적층된 와인딩부재들을 꺼내는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
와인딩 프레임의 바닥면 좌측 제1홈에 제1핀을 꽂고, 바닥면 우측 제2홈에 제2핀을 꽂고, 상기 제1홈과 상기 제2홈 사이 바닥면 제3홈들 각각에 제3핀을 꽂는 제1단계;
상기 제1핀에 제1금속보강재를 삽입하고, 상기 제2핀에 제2금속보강재를 삽입하는 제2단계;
상기 제1금속보강재의 외곽과 상기 제3핀들의 외곽과 상기 제2금속보강재의 외곽을 따라서 와인딩부재를 반복적으로 감는 제3단계;
상기 와인딩부재가 설정된 두께로 감기면, 상기 와인딩 프레임으로부터, 서로 결합된 상기 제1금속보강재와 상기 제2금속보강재와 와인딩부재를 꺼내는 제4단계;
프레스 툴 안에서, 상기 서로 결합된 상기 제1금속보강재와 상기 제2금속보강재와 와인딩부재를 가압하여, 좌측에 제1금속보강재가 삽입된 제1연결부를 형성하고, 우측에 제2금속보강재가 삽입된 제2연결부를 형성하고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이에 몸체부를 형성하는 제5단계;
상기 프레스 툴에 열을 가해서, 상기 와인딩부재에 포함된 수지를 경화시키는 제6단계; 및
상기 프레스 툴로부터, 상기 제1금속보강재가 삽입된 제1연결부와 상기 제2금속보강재가 삽입된 제2연결부와 상기 몸체부가 형성된 와인딩부재를 꺼내는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소복합재 판 스프링 제조방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 목적은,
와인딩 프레임의 바닥면 좌측 제1홈에 제1핀을 꽂고, 바닥면 우측 제2홈에 제2핀을 꽂고, 상기 제1홈과 상기 제2홈 사이 바닥면 제3홈들 각각에 제3핀을 꽂는 제1단계;
상기 제1핀의 외곽과 상기 제3핀들의 외곽과 상기 제2핀의 외곽을 따라서 와인딩부재를 반복적으로 감는 제2단계;
상기 와인딩부재가 설정된 두께로 감기면, 상기 와인딩 프레임으로부터 상기 와인딩부재를 꺼내는 제3단계;
프레스 툴에 상기 와인딩부재를 넣고 가압하여, 좌측에 제1연결부를 형성하고, 우측에 제2연결부를 형성하고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이에 몸체부를 형성하는 제4단계;
상기 제1연결부의 삼각형 홈 안에 수지를 채워 제1수지채움영역을 형성하고, 상기 제2연결부의 삼각형 홈 안에 수지를 채워 제2수지채움영역을 형성하는 제5단계;
상기 프레스 툴에 열을 가해서, 상기 와인딩부재에 포함된 수지와, 상기 제1수지채움영역의 수지와, 상기 제2수지채움영역의 수지를 경화시키는 제6단계; 및
상기 프레스 툴로부터, 상기 제1수지채움영역이 형성된 제1연결부와 상기 제2수지채움영역이 형성된 제2연결부와 상기 몸체부가 형성된 와인딩부재를 꺼내는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 탄소복합재 판 스프링 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명을 사용하면, 양 끝단에 연결부가 일체로 구비된 탄소복합재 판 스프링을 만들 수 있다. 따라서, 금속 연결부를 별도로 만들어, 양 끝단에 체결시킬 필요가 없어, 탄소복합재 판 스프링을 제조하는 시간을 단축 시킬 수 있다.
본 발명은 탄소복합재로 만들어지므로, 내부식성 및 피로수명이 우수하고, 금속 판스프링 대비 50% 이상 경량화가 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 제조하는 데 사용되는 상부몰드, 하부몰드, 제1핀, 제2핀을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1핀과 제2핀에 와인딩부재의 양 끝단을 감고, 이러한 작업을 와인딩부재들을 적층해 가며 반복한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 상부몰드를 열고 적층된 와인딩부재들을 꺼내는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 제조하는 와인딩 프레임을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 제조하는 프레스 툴을 나타낸 도면으로, 와인딩된 와인딩부재를, 프레스 툴 안에 넣고, 상부프레스로 가압하기 전 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 상부프레스로 와인딩된 와인딩부재를 상부프레스로 가압하고, 프레스 툴을 가열하여 탄소복합재 판 스프링으로 만든 후, 프레스 툴로부터 탄소복합재 판 스프링을 꺼내는 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법을 자세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법은,
상부몰드를 열고 하부몰드의 바닥면 좌측 제1홈에 제1핀을 꽂고, 바닥면 우측 제2홈에 제2핀을 꽂는 제1단계(S11);
와인딩부재의 일 끝단이 상기 와인딩부재의 내면과 닿지 않도록 상기 와인딩부재를 상기 제1핀에 감고, 상기 와인딩부재를 상기 제2핀까지 풀어주고, 상기 와인딩부재의 타 끝단이 상기 와인딩부재의 내면과 닿지 않도록 상기 와인딩부재를 상기 제2핀에 감는 제2단계(S12);
상기 와인딩부재 위에 와인딩부재들을 적층해가며, 상기 제2단계를 반복하여, 상기 적층된 와인딩부재들의 좌측에 일측이 터져 있는 제1연결부를 형성하고, 우측에 일측이 터져 있는 제2연결부를 형성하고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이에 몸체부를 형성하는 제3단계(S13);
상기 와인딩부재들이 설정된 두께로 적층되면, 상기 상부몰드를 상기 하부몰드에 덮고, 열을 가해서, 상기 적층된 와인딩부재들에 포함된 수지를 경화시키는 제4단계(S14);
상기 상부몰드를 열고 상기 적층된 와인딩부재들을 꺼내는 제5단계(S15);로 구성된다.
제1단계(S11)를 설명한다.
도 1을 참조하면,
상부몰드(M1)를 연다.
하부몰드(M2)의 바닥면 좌측 제1홈(M21)에 제1핀(P1)을 꽂는다.
하부몰드(M2)의 바닥면 우측 제2홈(M22)에 제2핀(P2)을 꽂는다.
제2단계(S12)를 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면,
와인딩부재(CT1)의 일 끝단이 와인딩부재(CT1)의 내면과 닿지 않게, 와인딩부재(CT1)를 제1핀(P1)에 감는다. 이로 인해, 와인딩부재(CT1)의 일 끝단과 와인딩부재(CT1)의 내면이 간격(L)만큼 벌어지게 된다.
와인딩부재(CT1)를 제2핀(P2)까지 풀어준다.
와인딩부재(CT1)의 타 끝단이 와인딩부재(CT1)의 내면과 닿지 않게, 와인딩부재(CT1)를 제2핀(P2)에 감는다. 이로 인해, 와인딩부재(CT1)의 타 끝단과 와인딩부재(CT1)의 내면이 간격(L)만큼 벌어지게 된다.
와인딩부재(CT1)는 탄소섬유 프리프레그 또는 탄소섬유 테이프이다.
제3단계(S13)를 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면,
와인딩부재(CT1) 위에 와인딩부재(CT2)를 적충하면서 제2단계(S12)를 실행한다. 와인딩부재(CT2) 위에 와인딩부재(CT3)를 적충하면서 제2단계(S12)를 실행한다. 와인딩부재(CT3) 위에 와인딩부재(CT4)를 적충하면서 제2단계(S12)를 실행한다. 물론, 탄소복합재 판 스프링(10)의 설정된 두께에 따라서, 더 많은 와인딩부재를 적층하면서 제2단계(S12)를 실행할 수도 있다.
이렇게 와인딩부재(CT1) 위에 와인딩부재(CT2,CT3,CT4)들을 적층하면서 제2단계(S12)를 실행하면,
적층된 와인딩부재들(CT1,CT2,CT3,CT4)의 좌측에는 일측이 터진 제1연결부(11)가 형성되고, 우측에는 일측이 터진 제2연결부(12)가 형성되고, 제1연결부(11)와 제2연결부(12) 사이에는 몸체부(13)가 형성된다.
와인딩부재(CT2,CT3,CT4)는 탄소섬유 프리프레그 또는 탄소섬유 테이프이다.
제4단계(S14)를 설명한다.
와인딩부재(CT1,CT2,CT3,CT4)들이 설정된 두께로 적층되고 나면, 상부몰드(M1)를 하부몰드(M2)에 덮는다. 상부몰드(M1)와 하부몰드(M2)에 열을 가해서, 적층된 와인딩부재(CT1,CT2,CT3,CT4)들에 포함된 수지를 경화시킨다.
제5단계(S15)를 설명한다.
도 4를 참조하면,
상부몰드(M1)를 열고 적층된 와인딩부재(CT1,CT2,CT3,CT4)들을 꺼낸다. 그러면, 제1실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링(10)이 얻어진다.
도 5를 참조하면,
제1실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링(10)은, 제1연결부(11), 제2연결부(12), 몸체부(13)로 구성된다.
제1연결부(11)는 몸체부(13)의 좌측에 위치된다. 제1연결부(11)는 일측이 터져 있는 링 형상을 가진다. 제1연결부(11)의 끝단과 몸체부(13)는 일정간격(L) 벌어진다. 일정간격(L)은 4~6mm 이다. 이후, 탄소복합재 판 스프링(10)을 차체에 결합시키기 위해서, 제1연결부(11)의 내부에는 부시(미도시)가 삽입된다. 제1연결부(11)의 일측이 터져 있으므로, 부시가 쉽게 삽입될 수 있다. 부시의 중심에는 핀공이 구비된다. 핀공을 통해서 핀이 통과한다. 핀은 탄소복합재 판 스프링(10)을 차체에 결합시킨다.
제2연결부(12)는 몸체부(13)의 우측에 위치된다. 제2연결부(12)는 일측이 터져 있는 링 형상을 가진다. 제2연결부(12)의 끝단과 몸체부(13)는 일정간격(L) 벌어진다. 일정간격(L)은 4~6mm 이다. 이후, 탄소복합재 판 스프링(10)을 차체에 결합시키기 위해서, 제2연결부(12)의 내부에는 부시(미도시)가 삽입된다. 제2연결부(12)의 일측이 터져 있으므로, 부시가 쉽게 삽입될 수 있다. 부시의 중심에는 핀공이 구비된다. 핀공을 통해서 핀이 통과한다. 핀은 탄소복합재 판 스프링(10)을 차체에 결합시킨다.
몸체부(13)는 아래로 휘어져, 제1연결부(11)와 제2연결부(12)를 연결한다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법을 자세히 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법은,
와인딩 프레임의 바닥면 좌측 제1 홈에 제1핀을 꽂고, 바닥면 우측 제2홈에 제2핀을 꽂고, 상기 제1홈과 상기 제2홈 사이 바닥면 제3홈들 각각에 제3핀을 꽂는 제1단계(S21);
상기 제1핀에 제1금속보강재를 삽입하고, 상기 제2핀에 제2금속보강재를 삽입하는 제2단계(S22);
상기 제1금속보강재의 외곽과 상기 제3핀들의 외곽과 상기 제2금속보강재의 외곽을 따라서 와인딩부재를 반복적으로 감는 제3단계(S23);
상기 와인딩부재가 설정된 두께로 감기면, 상기 와인딩 프레임으로부터, 서로 결합된 상기 제1금속보강재와 상기 제2금속보강재와 와인딩부재를 꺼내는 제4단계(S24);
프레스 툴 안에서, 상기 서로 결합된 상기 제1금속보강재와 상기 제2금속보강재와 와인딩부재를 가압하여, 좌측에 제1금속보강재가 삽입된 제1연결부를 형성하고, 우측에 제2금속보강재가 삽입된 제2연결부를 형성하고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이에 몸체부를 형성하는 제5단계(S25);
상기 프레스 툴에 열을 가해서, 상기 와인딩부재에 포함된 수지를 경화시키는 제6단계(S26);
상기 프레스 툴로부터, 상기 제1금속보강재가 삽입된 제1연결부와 상기 제2금속보강재가 삽입된 제2연결부와 상기 몸체부가 형성된 와인딩부재를 꺼내는 제7단계(S27);로 구성된다.
제1단계(S21)를 설명한다.
도 7을 참조하면,
와인딩 프레임(WF)의 바닥면 좌측 제1홈(WF1)에 제1핀(P1)을 꽂는다.
와인딩 프레임(WF)의 바닥면 우측 제2홈(WF2)에 제2핀(P2)을 꽂는다.
제1홈(WF1)과 제2홈(WF2) 사이 바닥면 제3홈(WF3)들에 제3핀(P3)을 꽂는다. 본 실시예에서 제3핀(P3)의 개수는 2개이다. 물론, 2개보다 많은 제3핀(P3)을 바닥면에 꽂을 수도 있다.
제2단계(S22)를 설명한다.
도 7을 참조하면,
제1핀(P1)에 제1금속보강재(T1)를 삽입한다. 제1금속보강재(T1)는 제1핀(P1)이 삽입되는 구멍(T11)이 뚫려 있는 원형의 몸체와, 몸체의 바깥쪽에 붙여 있는 삼각형의 보강재(T12)로 구성된다.
제2핀(P2)에 제2금속보강재(T2)를 삽입한다. 제2금속보강재(T2)는 제2핀(P2)이 삽입되는 구멍(T21)이 뚫려 있는 원형의 몸체와, 몸체의 바깥쪽에 붙여 있는 삼각형의 보강재(T22)로 구성된다.
제3단계(S23)를 설명한다.
도 7을 참조하면, 제1금속보강재(T1)의 외곽과 제3핀(P3)들의 외곽과 제2금속보강재(T2)의 외곽을 따라서 와인딩부재(CT)를 반복적으로 감는다. 감는 회수는 탄소복합재 판 스프링(20)의 설정된 두께에 따라 달라진다.
와인딩부재(CT)는 탄소섬유 프리프레그 또는 탄소섬유 테이프이다.
제4단계(S24)를 설명한다.
와인딩부재(CT)가 설정된 두께로 감기면, 와인딩 프레임(WT)으로부터, 서로 결합된 제1금속보강재(T1)와 제2금속보강재(T2)와 와인딩부재(CT)를 꺼낸다.
제5단계(S25)를 설명한다.
도 8을 참조하면,
프레스 툴(PT)은 하부프레스(PT1), 중간프레스(PT2), 상부프레스(PT3)로 구성된다.
프레스 툴(PT) 안에서, 상부프레스(P3)로 서로 결합된 제1금속보강재(T1)와 제2금속보강재(T2)와 와인딩부재(CT)를 가압한다.
보다 구체적으로, 하부프레스(PT1) 위에 서로 결합된 제1금속보강재(T1)와 제2금속보강재(T2)와 와인딩부재(CT)를 올려놓고, 그 위에 중간프레스(PT2)를 올려놓고, 상부프레스(PT3)로 중간프레스(PT2)를 가압한다.
도 9를 참조하면,
하부프레스(PT1)와 중간프레스(PT2) 사이에서, 서로 결합된 제1금속보강재(T1)와 제2금속보강재(T2)와 와인딩부재(CT)가 가압된다.
이로 인해, 좌측에 제1금속보강재(T1)가 삽입된 제1연결부(21)가 형성되고, 우측에 제2금속보강재(T2)가 삽입된 제2연결부(22)가 형성되고, 제1연결부(21)와 제2연결부(22) 사이에 몸체부(23)가 형성된다. 이를 위해, 하부프레스(PT1)의 상면은 탄소복합재 판 스프링(20)의 하면 형상을 가지고, 중간프레스(PT2)의 하면은 판스프링(20)의 상면 형상을 가진다.
제6단계(S26)를 설명한다.
프레스 툴(PT)에 열을 가해서, 와인딩부재(CT)에 포함된 수지를 경화시킨다.
제7단계(S27)를 설명한다.
도 9를 참조하면,
프레스 툴(PT)로부터, 제1금속보강재(T1)가 삽입된 제1연결부(21)와 제2금속보강재(T2)가 삽입된 제2연결부(22)와 몸체부(23)가 형성된 와인딩부재(CT)를 꺼낸다. 그러면, 제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링(20)이 얻어진다.
도 10을 참조하면,
제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링(20)은, 제1연결부(21), 제2연결부(22), 몸체부(23), 제1금속보강재(T1), 제2금속보강재(T2)로 구성된다.
제1연결부(21)는 몸체부(23)의 좌측에 위치된다. 제1연결부(21)는 링 형상을 가진다.
제2연결부(22)는 몸체부(23)의 우측에 위치된다. 제2연결부(22)는 링 형상을 가진다.
제1금속보강재(T1)는 제1연결부(21)의 내주면에 결합된다. 제1금속보강재(T1)로 인해서, 제1연결부(21)가 보강된다. 이후, 탄소복합재 판 스프링(20)을 차체에 결합시키기 위해서, 제1금속보강재(T1)의 구멍(T11)에 부시(미도시)가 삽입된다. 부시의 중심에는 핀공이 구비된다. 핀공을 통해서 핀이 통과한다. 핀은 탄소복합재 판 스프링(20)을 차체에 결합시킨다.
제2금속보강재(T2)는 제2연결부(22)의 내주면에 결합된다. 제2금속보강재(T2)로 인해서, 제2연결부(22)가 보강된다. 이후, 탄소복합재 판 스프링(20)을 차체에 결합시키기 위해서, 제2금속보강재(T2)의 구멍(T21)에 부시(미도시)가 삽입된다. 부시의 중심에는 핀공이 구비된다. 핀공을 통해서 핀이 통과한다. 핀은 탄소복합재 판 스프링(20)을 차체에 결합시킨다.
몸체부(23)는 아래로 휘어져, 제1연결부(21)와 제2연결부(22)를 연결한다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법을 자세히 설명한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법은,
와인딩 프레임의 바닥면 좌측 제1홈에 제1핀을 꽂고, 바닥면 우측 제2홈에 제2핀을 꽂고, 상기 제1홈과 상기 제2홈 사이 바닥면 제3홈들 각각에 제3핀을 꽂는 제1단계(S31);
상기 제1핀의 외곽과 상기 제3핀들의 외곽과 상기 제2핀의 외곽을 따라서 와인딩부재를 반복적으로 감는 제2단계(S32):
상기 와인딩부재가 설정된 두께로 감기면, 상기 와인딩 프레임으로부터 상기 와인딩부재를 꺼내는 제3단계(S33);
프레스 툴에 상기 와인딩부재를 넣고 가압하여, 좌측에 제1연결부를 형성하고, 우측에 제2연결부를 형성하고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이에 몸체부를 형성하는 제4단계(S34);
상기 제1연결부의 삼각형 홈 안에 수지를 채워 제1수지채움영역을 형성하고, 상기 제2연결부의 삼각형 홈 안에 수지를 채워 제2수지채움영역을 형성하는 제5단계(S35);
상기 프레스 툴에 열을 가해서, 상기 와인딩부재에 포함된 수지와, 상기 제1수지채움영역의 수지와, 상기 제2수지채움영역의 수지를 경화시키는 제6단계(S36);
상기 프레스 툴로부터, 상기 제1수지채움영역이 형성된 제1연결부와 상기 제2수지채움영역이 형성된 제2연결부와 상기 몸체부가 형성된 와인딩부재를 꺼내는 제7단계(S37);로 구성된다.
본 발명 제3실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법은, 본 발명 제2실시예 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법과 대부분 동일하다.
다만, 본 발명 제3실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법은 제1금속보강재(T1)와 제2금속보강재(T2)를 사용하지 않고, 제1연결부(31)의 내주면 삼각형 홈에 수지를 채워 제1수지채움영역(34)을 형성하고, 제2연결부(32)의 내주면 삼각형 홈에 수지를 채워 제2수지채움영역(35)을 형성한다.
이러한 차이점을 제외하고는 본 발명 제3실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법은, 본 발명 제2실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링 제조방법과 모두 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면,
제3실시예에 따른 탄소복합재 판 스프링(30)은, 제1연결부(31), 제2연결부(32), 몸체부(33), 제1수지채움영역(34), 제2수지채움영역(35)으로 구성된다.
제1연결부(31)는 몸체부(33)의 좌측에 위치된다. 제1연결부(31)는 링 형상을 가진다. 프레스 툴(PT)에 와인딩부재(CT)를 넣고 가압하는 제4단계(S34)를 거치면, 제1연결부(31)의 내주면 우측에는 삼각형의 홈이 자연적으로 형성된다.
제2연결부(32)는 몸체부(33)의 우측에 위치된다. 제2연결부(32)는 링 형상을 가진다. 프레스 툴(PT)에 와인딩부재(CT)를 넣고 가압하는 제4단계(S34)를 거치면, 제2연결부(32)의 내주면 좌측에는 삼각형의 홈이 자연적으로 형성된다.
제1수지채움영역(34)은 제1연결부(31)의 우측 삼각형의 홈에 수지가 채워져 형성한다. 제1수지채움영역(34)이 형성되면, 제1연결부(31)에 형성된 구멍(31a)이 원형으로 바뀐다. 제1수지채움영역(34)으로 인해 제1연결부(31)가 보강된다. 이후, 탄소복합재 판 스프링(30)을 차체에 결합시키기 위해서, 제1연결부(31)의 구멍(31a)에 부시(미도시)가 삽입된다. 부시의 중심에는 핀공이 구비된다. 핀공을 통해서 핀이 통과한다. 핀은 탄소복합재 판 스프링(30)을 차체에 결합시킨다.
제2수지채움영역(35)은 제2연결부(32)의 좌측 삼각형의 홈에 수지가 채워져 형성된다. 제2수지채움영역(35)이 형성되면, 제2연결부(32)에 형성된 구멍(32a)이 원형으로 바뀐다. 제2수지채움영역(35)으로 인해 제2연결부(32)가 보강된다. 이후, 탄소복합재 판 스프링(30)을 차체에 결합시키기 위해서, 제2연결부(32)의 구멍(32a)에 부시(미도시)가 삽입된다. 부시의 중심에는 핀공이 구비된다. 핀공을 통해서 핀이 통과한다. 핀은 탄소복합재 판 스프링(30)을 차체에 결합시킨다.
몸체부(33)는 아래로 휘어져, 제1연결부(31)와 제2연결부(32)를 연결한다.
10,20,30: 탄소복합재 판 스프링 11,21,31: 제1연결부
12,22,32: 제2연결부 13,23,33: 몸체부
T1: 제1금속보강재 T2: 제2금속보강재
34: 제1수지채움부 35: 제2수지채움부
M1: 상부몰드 M2: 하부몰드
WF: 와인딩 프레임 PT: 프레스 툴
CT,CT1,CT2,CT3,CT4: 와인딩부재

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 와인딩 프레임의 바닥면 좌측 제1홈에 제1핀을 꽂고, 바닥면 우측 제2홈에 제2핀을 꽂고, 상기 제1홈과 상기 제2홈 사이 바닥면 제3홈들 각각에 제3핀을 꽂는 제1단계;
    상기 제1핀에 제1금속보강재를 삽입하고, 상기 제2핀에 제2금속보강재를 삽입하는 제2단계;
    상기 제1금속보강재의 외곽과 상기 제3핀들의 외곽과 상기 제2금속보강재의 외곽을 따라서 와인딩부재를 반복적으로 감는 제3단계;
    상기 와인딩부재가 설정된 두께로 감기면, 상기 와인딩 프레임으로부터, 서로 결합된 상기 제1금속보강재와 상기 제2금속보강재와 와인딩부재를 꺼내는 제4단계;
    상면이 탄소복합재 판 스프링의 하면 형상을 가진 하부프레스와, 하면이 판스프링의 상면 형상을 가진 중간프레스와, 상부프레스로 구성된 프레스 툴 안에서,상기 하부프레스 위에 상기 서로 결합된 상기 제1금속보강재와 상기 제2금속보강재와 와인딩부재를 올려놓고, 그 위에 상기 중간프레스를 올려놓고, 상기 상부프레스로 상기 중간프레스를 가압하면, 상기 서로 결합된 상기 제1금속보강재와 제2금속보강제와 와인딩부재가 상기 하부프레스와 상기 중간프레스 사이에서 가압되어, 좌측에 제1금속보강재가 삽입된 제1연결부가 형성되고, 우측에 제2금속보강재가 삽입된 제2연결부가 형성되고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이에 몸체부가 형성되는 제5단계;
    상기 프레스 툴에 열을 가해서, 상기 와인딩부재에 포함된 수지를 경화시키는 제6단계; 및
    상기 프레스 툴로부터, 상기 제1금속보강재가 삽입된 제1연결부와 상기 제2금속보강재가 삽입된 제2연결부와 상기 몸체부가 형성된 와인딩부재를 꺼내는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소복합재 판 스프링 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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