KR102198668B1 - Method for manufacturing composite coil springs and the composite coil springs thereof - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a method for manufacturing a composite material coil spring. The method for manufacturing a composite material coil spring may comprise: a spring material forming step of forming a composite material in which fibers and resins are mixed into a long circular rod shape through a drawing process; a spring material coating step of wrapping the outer periphery of the drawn spring material with a biaxially stretched film; a spring material cutting step of semi-hardening the coated spring material and then cutting the spring material to a predetermined size; a mold preparation step of preparing a disposable mold having a spiral groove formed on the outer periphery; a spring material winding step of winding and arranging the spring material in the spiral groove formed on the outer periphery of the disposable mold; a heating step of heating the spring material wound around the outer periphery of the disposable mold in a constant temperature condition; a hardening step of hardening the spring material after being heated; and a demolding step of demolding a spring by destroying the disposable mold after the spring material is hardened. Accordingly, it is possible to further simplify a process of manufacturing an atypical coil spring.

Description

복합소재 코일 스프링 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 코일 스프링{Method for manufacturing composite coil springs and the composite coil springs thereof}TECHNICAL FIELD [Method for manufacturing composite coil springs and the composite coil springs thereof]

이 발명은 복합소재 코일 스프링 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 코일 스프링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소복합소재로 일정 길이 단위에 대하여 권수 또는 지름의 사이즈를 달리하는 원추형 또는 부분 원추형 등의 비선형 코일 스프링을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a composite coil spring and a coil spring manufactured by the method, and more particularly, a carbon composite material, such as a conical shape or a partial conical shape in which the size of the number of turns or diameter is varied for a certain length unit. It relates to a method of manufacturing a nonlinear coil spring.

코일 스프링은 일정 길이단위에 대하여 회전수 또는 지름이 일정한 형태로 제작되는 선형 코일 스프링과, 일정 길이단위에 대하여 권수 또는 지름이 일정하지 않으며 전체 혹은 부분적으로 원추 등을 이루도록 제작되는 비선형 코일 스프링으로 구분될 수 있다. 그리고 일반적인 코일 스프링은 스프링 강 또는 스프링용 강선을 코일 형상으로 감아 그 형상이 유지되도록 제조된다.Coil springs are divided into linear coil springs that have a constant number of turns or diameter for a certain length unit, and non-linear coil springs that have a non-uniform number of turns or diameters for a certain length unit and form a cone, etc. Can be. And a general coil spring is manufactured to maintain the shape by winding a spring steel or a spring steel wire in a coil shape.

한편, 자동차, 기차, 비행기 등의 현가장치에 적용되는 코일 스프링은 하중이나 휨에 대한 특성이 우수하면서도 중량이 가벼울 필요가 있다. 특히, 최근에는 전기자동차 등의 개발에 따라서 중량이 가벼운 코일 스프링의 개발이 절실하게 요구되고 있다. 금속 소재 코일 스프링을 대체하기 위해 섬유강화 복합소재 코일 스프링 제조방법에 관한 예로는 일본 공개특허공보 특개평7-108620호, 한국 등록특허공보 제10-1756678호, 한국 등록특허공보 제10-1934909호 등이 있다.On the other hand, coil springs applied to suspension devices such as automobiles, trains, and airplanes need to be light in weight while having excellent properties against load or bending. In particular, in recent years, according to the development of electric vehicles, etc., the development of a light weight coil spring is urgently required. Examples of a method for manufacturing a fiber-reinforced composite coil spring to replace a metallic coil spring include Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 7-108620, Korean Patent Publication No. 10-1756678, and Korean Registered Patent Publication No. 10-1934909. Etc.

일본 공개특허공보 특개평7-108620호Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 7-108620 한국 등록특허공보 제10-1756678호Korean Patent Publication No. 10-1756678 한국 등록특허공보 제10-1934909호Korean Patent Publication No. 10-1934909

이 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 복합소재로 일정 길이 단위에 대하여 권수 또는 지름의 사이즈를 달리하는 원추형 또는 부분 원추형 등의 비선형 코일 스프링을 제조하는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.This invention was conceived to solve the problems of the prior art as described above, and provides a method of manufacturing a nonlinear coil spring such as a conical shape or a partial conical shape in which the number of turns or the size of the diameter is varied for a certain length unit with a composite material. There is a purpose to do.

전술한 바와 같은 목적 달성을 위해서 이 발명에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법은 섬유와 수지가 혼합된 복합재료를 인발공정을 통해 길이가 긴 원형의 막대 형태로 성형하는 스프링 소재 성형단계; 인발 성형된 스프링 소재의 외주를 이축연신필름으로 감싸는 스프링 소재 피복단계; 피복된 스프링 소재를 반경화시킨 후 일정 크기로 절단하여 스프링 소재 절단단계; 외주에 나선 홈이 형성된 1회용 성형틀을 준비하는 성형틀 준비단계; 1회용 성형틀의 외주에 형성된 나선 홈에 상기 스프링 소재를 감아 배열하는 스프링 소재 권선단계; 1회용 성형틀의 외주에 감긴 스프링 소재를 일정 온도의 조건으로 가열하는 가열단계; 가열된 후의 스프링 소재를 경화시키는 경화단계; 및 스프링 소재가 경화된 후 상기 1회용 성형틀을 파괴하여 스프링을 탈형하는 탈형단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.In order to achieve the above-described object, the method for manufacturing a composite material coil spring according to the present invention includes a spring material forming step of forming a composite material in which fibers and resin are mixed into a long circular rod through a drawing process; Spring material coating step of wrapping the outer periphery of the pultruded spring material with a biaxially stretched film; Cutting the spring material by semi-hardening the covered spring material and cutting it into a predetermined size; Forming mold preparation step of preparing a disposable mold having a spiral groove formed on the outer periphery; A spring material winding step of winding and arranging the spring material in a spiral groove formed on the outer periphery of the disposable mold; A heating step of heating the spring material wound around the outer periphery of the disposable molding mold under conditions of a predetermined temperature; A curing step of curing the heated spring material; And a demolding step of demolding the spring by breaking the disposable molding frame after the spring material is cured. It can be made including.

이 발명에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법에서 이축연신필름은 일정 폭과 두께를 갖으며 길이방향으로 연속되는 한편 이면에는 접착제가 도포된 테이프 형태로 구성되되 표면에는 폭방향을 기준으로 양쪽 단부의 일정위치에 권선안내선이 표시되어 스프링 소재 피복 단계에서 이축연신필름의 폭방향 끝단이 권선안내선에 일치되면서 나선 상으로 권선이 이루어질 수 있다.In the method of manufacturing a composite material coil spring according to this invention, the biaxially stretched film has a certain width and thickness and is continuous in the longitudinal direction, while the back surface is composed of a tape coated with an adhesive, but the surface has a constant width at both ends based on the width direction. A winding guide line is displayed at the position so that the widthwise end of the biaxially stretched film coincides with the winding guide line in the spring material coating step, so that winding can be made in a spiral shape.

이축연신필름은 일정 폭과 두께를 갖으며 길이방향으로 연속되는 한편 이면에는 접착제가 도포된 테이프 형태로 구성되되 표면에는 폭방향을 기준으로 양쪽 단부의 일정위치에 접착안내선이 표시되어 스프링 소재 피복 단계에서 일정하게 피복이 이루어질 수 있다.The biaxially stretched film has a certain width and thickness and is continuous in the longitudinal direction, while it is composed of a tape coated with an adhesive on the back side, but the adhesive guide line is displayed at a certain position at both ends based on the width direction on the surface to cover the spring material. The coating can be made uniformly.

이 발명에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법에서 이축연신필름은 내부가 비고 일정 두께를 갖는 튜브 형태로 형성되어, 스프링 소재 성형단계에 의해서 스프링 소재가 성형되는 과정에 이어 연속적으로 스프링 소재의 피복이 이루어질 수 있다.In the method for manufacturing a composite coil spring according to the present invention, the biaxially stretched film is formed in a tube shape having a remark and a certain thickness inside, and the spring material is continuously covered following the process of forming the spring material by the spring material forming step. I can.

이 발명에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법에서 가열단계에서의 온도는 60~180℃일 수 있다.In the method for manufacturing a composite material coil spring according to the present invention, the temperature in the heating step may be 60 to 180°C.

이 발명에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법에서 1회용 성형틀은 점토 또는 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.In the method for manufacturing a composite material coil spring according to the present invention, the disposable mold may be formed of a clay or plastic material.

이 발명에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법에서 1회용 성형틀은 속이 빈 구조로 성형될 수 있다.In the method for manufacturing a composite material coil spring according to the present invention, the disposable molding frame may be formed into a hollow structure.

이 발명의 다른 실시 예에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법은 섬유와 수지가 혼합된 복합재료로 길이가 긴 원형의 막대 형태로 성형하는 스프링 소재 성형단계; 스프링 소재를 반경화시킨 후 일정 크기로 절단하여 스프링 소재 절단단계; 외주에 나선 홈이 형성된 1회용 성형틀을 준비하는 성형틀 준비단계; 1회용 성형틀의 외주에 형성된 나선 홈에 스프링 소재를 감아 배열하는 스프링 소재 권선단계; 1회용 성형틀에 스프링 소재가 감긴 상태에서 스프링 소재의 외부 노출된 표면을 이축연신필름으로 감싸되 이축연신필름의 폭방향 양쪽 단부의 일정 폭 구간이 1회용 성형틀의 외부 표면에 부착되게 하는 스프링 소재 피복단계; 1회용 성형틀의 외주에 감긴 스프링 소재를 일정 온도의 조건으로 가열하는 가열단계; 가열된 후의 스프링 소재를 경화시키는 경화단계; 이축연신필름을 제거하는 단계; 및 1회용 성형틀을 파괴하여 스프링을 탈형하는 탈형단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.A method for manufacturing a composite material coil spring according to another embodiment of the present invention includes forming a spring material in the form of a long circular rod from a composite material in which fibers and resins are mixed; Cutting the spring material by semi-hardening the spring material and cutting it into a predetermined size; Forming mold preparation step of preparing a disposable mold having a spiral groove formed on the outer periphery; A spring material winding step of winding and arranging a spring material in a spiral groove formed on the outer periphery of the disposable mold; A spring that wraps the exposed surface of the spring material with a biaxially stretched film while the spring material is wound around the disposable molding frame, and allows a certain width section at both ends of the biaxially stretched film to be attached to the outer surface of the disposable molding die. Material coating step; A heating step of heating the spring material wound around the outer periphery of the disposable molding mold under conditions of a predetermined temperature; A curing step of curing the heated spring material; Removing the biaxially stretched film; And a demolding step of demolding the spring by breaking the disposable mold. It can be made including.

이 발명의 일 실시 예에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법에 의하면 비정형적인 코일 스프링을 제조하는 공정을 보다 단순화할 수 있는 장점이 있다.According to the method for manufacturing a composite material coil spring according to an embodiment of the present invention, there is an advantage in that a process of manufacturing an atypical coil spring can be more simplified.

또한, 자동차 또는 항공기 등의 부품으로 하중이나 휨에 대한 특성이 우수하면서도 중량이 가벼운 스프링을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of providing a spring having a light weight while having excellent properties against load or bending as a component such as an automobile or an aircraft.

또한, 이 발명에서는 비정형 코일 형태의 스프링을 제조하는 과정에서 1회용 몰드의 제작에 재사용이 가능한 재료를 사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the present invention, there is an advantage in that a reusable material can be used to manufacture a disposable mold in the process of manufacturing a spring in the form of an atypical coil.

도1은 이 발명의 일 실시 예에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도2는 이 발명의 실시 예에 따른 코일 스프링 소재를 설명하기 위한 도면.
도3은 이 발명의 일 실시 예에 따른 코일 스프링 소재에 이축연신 필름을 피복하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도4는 이 발명의 일 실시 예에 따른 1회용 성형틀의 구조를 설명하기 위한 도면.
도5는 이 발명의 일 실시 예에 의해서 1회용 성형틀에 스프링 소재를 권선하는 과정을 보인 도면.
도6은 이 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 스프링의 구조를 설명하기 위한 도면.
도7 및 도8은 이 발명의 일 실시 예에 의해 제조될 수 있는 다른 형태의 스프링을 보인 도면.
도9 내지 도12는 이 발명의 다른 실시 방법에 따라 스프링을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a method of manufacturing a composite coil spring according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a coil spring material according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a process of coating a biaxially stretched film on a coil spring material according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view for explaining the structure of the disposable molding mold according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a view showing a process of winding a spring material in a disposable mold according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the structure of a spring manufactured according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are views showing another type of spring that can be manufactured by an embodiment of this invention.
9 to 12 are views for explaining a method of manufacturing a spring according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 이 발명의 실시 예에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 참고하면서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a composite material coil spring according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 이 발명의 일 실시 예에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법을 설명하기 위한 도면이고, 도2는 이 발명의 실시 예에 따른 코일 스프링 소재를 설명하기 위한 도면이며, 도3은 이 발명의 일 실시 예에 따른 코일 스프링 소재에 이축연신 필름을 피복하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도4는 이 발명의 일 실시 예에 따른 1회용 성형틀의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도5는 이 발명의 일 실시 예에 의해서 1회용 성형틀에 스프링 소재를 권선하는 과정을 보인 도면이고, 도6은 이 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 스프링의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도면 중에 표시되는 도면부호 10은 스프링 소재를 지시하는 것이며, 도면부호 100은 이 발명의 실시 예에 따라 구성된 스프링을 지시하는 것이다.1 is a view for explaining a method of manufacturing a composite coil spring according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining a coil spring material according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is A view for explaining a process of coating a biaxially stretched film on a coil spring material according to an embodiment, FIG. 4 is a view for explaining the structure of a disposable molding mold according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 A view showing a process of winding a spring material on a disposable mold according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view for explaining the structure of a spring manufactured according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 10 indicated in the drawings denotes a spring material, and reference numeral 100 denotes a spring constructed according to an embodiment of the present invention.

이 발명의 실시 예에 따른 복합소재 코일 스프링(100)의 제조를 위해서 도1 및 도2에서 보이는 바와 같이 복합소재를 사용한 스프링 소재(10)가 먼저 성형된다. 스프링 소재(10)는 섬유와 수지가 혼합된 복합재료로 길이가 긴 원형의 막대(rod) 형태로 성형이 된다. 특히, 스프링 소재(10)는 인발공정을 통해서 성형될 수 있다.In order to manufacture the composite material coil spring 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the spring material 10 using the composite material is first formed. The spring material 10 is a composite material in which fibers and resins are mixed and is molded into a long circular rod shape. In particular, the spring material 10 may be molded through a drawing process.

전술한 바와 같이 인발공정을 통해서 성형된 스프링 소재(10)의 외부 표면은 도3에서 보이는 바와 같이 이축연신필름(20)으로 감싸게 된다. 이축연신필름(20)은 연신처리한 필름으로 수축필름과 같이 열수축하기 때문에 복합재료 코일 스프링(100)의 성형과정에서 치수 안정성을 높이기 위해서이다.As described above, the outer surface of the spring material 10 formed through the drawing process is wrapped with the biaxially stretched film 20 as shown in FIG. 3. Since the biaxially stretched film 20 is a stretched film and heat-shrinks like a shrink film, it is to increase dimensional stability during the molding process of the composite material coil spring 100.

이축연신필름(20)은 도3에서 보이는 바와 같이 일정 폭과 일정 두께를 갖으며 길이방향으로 연속되고, 이면에는 접착제가 도포된 테이프 형태로 제작된 것이 사용될 수 있다. 이때, 이축연신필름(20)의 표면에는 폭방향을 기준을 양쪽 단부의 일정위치에 권선안내선(22)이 표시될 수 있다. 이와 같이 권선안내선(22)이 표시된 경우에는 스프링 소재(10)를 피복하는 과정에서 이축연신필름의 폭방향 끝단이 권선안내선(22)에 일치되면서 나선 상으로 권선이 이루어질 수 있게 구성된다. 이와 같이 권선안내선(22)을 따라 이축연신필름(20)으로 스프링 소재(10)의 표면을 피복함에 따라서 이축연신필름(20)을 통한 치수 안정성은 더욱 높아지게 된다.As shown in FIG. 3, the biaxially stretched film 20 has a certain width and a certain thickness and is continuous in the longitudinal direction, and a tape formed with an adhesive applied on the back surface may be used. At this time, the winding guide lines 22 may be displayed on the surface of the biaxially stretched film 20 at predetermined positions at both ends based on the width direction. When the winding guide line 22 is displayed as described above, the widthwise end of the biaxially stretched film is aligned with the winding guide line 22 in the process of covering the spring material 10 so that the winding can be formed in a spiral shape. As described above, as the surface of the spring material 10 is covered with the biaxially stretched film 20 along the winding guide line 22, the dimensional stability through the biaxially stretched film 20 is further increased.

한편, 이축연신필름(20)은 전술한 바와 같은 테이프 형태가 아니라 튜브 형태로 형성된 것으로도 사용될 수 있다. 이와 같이 이축연신필름(20)이 튜브 형태로 형성된 경우에는, 스프링 소재(10)가 성형이 이루어지는 과정에서 연속적으로 스프링 소재(10)의 표면을 튜브 형태의 이축연신필름(20)으로 피복하는 구성으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the biaxially stretched film 20 may be used in a tube shape rather than a tape shape as described above. When the biaxially stretched film 20 is formed in a tube shape as described above, the surface of the spring material 10 is continuously covered with the tube-shaped biaxially stretched film 20 in the process of forming the spring material 10 Can be made.

전술한 바와 같이 이축연신필름(20)으로 피복된 스프링 소재(10)는 반경화시킨 상태에서 복합소재 코일 스프링(100)을 제조하는데 필요한 길이에 맞춰 절단하게 된다.As described above, the spring material 10 covered with the biaxially stretched film 20 is cut to fit the length required to manufacture the composite material coil spring 100 in a semi-cured state.

한편, 복합소재 코일 스프링(100)은 피치 간격이 일정하며 단순한 구조의 정형적인 코일 스프링뿐만 아니라 피치 간격이 일정하지 않은 형태의 코일 스프링 또는 원추형태의 코일 스프링 등 비정형적인 코일 스프링을 포함한다. 이와 같은 비정형적인 형태의 코일 스프링을 복합소재로 성형하기 위해서, 이 발명의 일 실시 예에 따른 방법에서는 도4에서 보이는 바와 같은 형태의 1회용 성형틀(30)이 사용된다.On the other hand, the composite material coil spring 100 includes not only a regular coil spring having a simple structure with a constant pitch interval, but also an irregular coil spring such as a coil spring having a non-uniform pitch interval or a conical coil spring. In order to mold the coil spring of such an atypical shape into a composite material, in the method according to an embodiment of the present invention, a disposable molding mold 30 having a shape as shown in FIG. 4 is used.

도4에서 보이는 바와 같이 1회용 성형틀(30)의 외주에는 성형을 원하는 사이즈에 해당하는 나선홈(32)이 형성된다. 도4에서는 일정 간격의 피치를 갖는 코일 스프링을 성형하기 위한 1회용 성형틀의 예를 보인 것으로, 1회용 성형틀(30)은 원하는 형태의 스프링에 맞춰 제작될 수 있다.As shown in Fig. 4, a spiral groove 32 corresponding to the size desired to be formed is formed on the outer periphery of the disposable mold 30. 4 shows an example of a disposable molding mold for forming a coil spring having a pitch of a predetermined interval, and the disposable molding mold 30 may be manufactured according to a spring having a desired shape.

특히, 1회용 성형틀(30)은 재사용이 가능할 수 있도록 점토 또는 플라스틱 소재로 제작될 수 있다.In particular, the disposable molding frame 30 may be made of a clay or plastic material so that it can be reused.

1회용 성형틀(30)이 점토로 성형되는 경우에는 물을 혼합하여 반죽하고 성형을 하되 가마에서는 굽지 않음으로써 재사용이 가능한 비스켓 형태로 이루어질 수 있다. 또한 1회용 성형틀은 세라믹 분말에 수용성 수지를 혼합하여 반죽 및 성형하므로서 재사용할 수 있는 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 스프링 소재를 구성하는 복합소재에 비하여 상대적으로 녹는점이 낮은 파라핀과 등의 소재로 이루어지거나 그와 같은 소재가 혼합된 성분으로 이루어질 수도 있다.When the disposable mold 30 is molded from clay, it can be made into a biscuit that can be reused by mixing water and kneading and molding, but not baking it in a kiln. In addition, the disposable molding mold may be formed in a form that can be reused by kneading and molding by mixing a water-soluble resin with ceramic powder. In addition, it may be made of a material such as paraffin having a relatively low melting point compared to the composite material constituting the spring material, or may be made of a component in which such material is mixed.

우선, 점토 또는 플라스틱 소재로 1회용 성형틀(30)의 몸체를 성형한 후 그 외주에는 3D 프린터 등을 이용하여 나선홈(32)이 형성되도록 하는 방법이 적용될 수 있다.First, after molding the body of the disposable mold 30 from a clay or plastic material, a method of forming a spiral groove 32 on the outer circumference thereof using a 3D printer or the like may be applied.

또한, 1회용 성형틀(30)은 내부가 빈 중공의 형태로 구성이 될 수 있다.In addition, the disposable molding frame 30 may be configured in the form of a hollow hollow inside.

전술한 바와 같이 준비된 1회용 성형틀(30)을 사용하여 막대 형태이며 반경화된 상태로 준비되어 있는 스프링 소재(10)가 원하는 코일 형태로 성형이 되도록 한다. 이 과정에서 1회용 성형틀(30)의 나선홈(32)을 따라 반경화 상태의 로드 형태의 스프링 소재(10)를 감게 된다. 이후 1회용 성형틀(30)에 감겨 있는 스프링 소재(10)는 상온에서 일정시간 동안 경화시키게 된다.Using the disposable molding mold 30 prepared as described above, the spring material 10 prepared in a rod-shaped and semi-cured state is formed into a desired coil shape. In this process, the spring material 10 in the form of a rod in a semi-cured state is wound along the spiral groove 32 of the disposable mold 30. Thereafter, the spring material 10 wound around the disposable mold 30 is cured at room temperature for a certain time.

한편, 필요에 따라서는 1회용 성형틀(30)에 스프링 소재(10)를 감은 상태에서 60~180℃ 범위 내의 온도조건이 되도록 가열할 수 있다. 또한, 일정 시간 간격을 두고 중온 구간(60~80℃)과 고온 구간(100~180℃)으로 구분하여 가열이 되도록 설정될 수도 있다.On the other hand, if necessary, the spring material 10 may be wound around the disposable mold 30 and heated to a temperature within the range of 60 to 180°C. In addition, it may be set to be heated by dividing into a medium temperature section (60 to 80°C) and a high temperature section (100 to 180°C) at a predetermined time interval.

이와 같이 1회용 성형틀(30)에 감긴 스프링 소재(10)가 가열이 되는 과정에서 스프링 소재(10)의 외부는 이축연신필름(20)으로 피복이 된 상태이기 때문에 열경화 과정에서 수축이 되면서 스프링 소재(10)의 치수 안정성을 높일 수 있게 된다. 특히 스프링 소재의 원형 단면이 유지되도록 하는 측면에서 장점이 있다.In this way, in the process of heating the spring material 10 wound around the disposable molding frame 30, the outside of the spring material 10 is in a state covered with the biaxially stretched film 20, and thus shrinks in the heat curing process. It is possible to increase the dimensional stability of the spring material 10. In particular, there is an advantage in that the circular cross section of the spring material is maintained.

전술한 바와 같이 일정 온도 조건에서 가열을 하고 일정 시간이 경과한 후에는 1회용 성형틀(30)에 감긴 스프링 소재(10)가 상온의 상태에서 경화시키게 된다.As described above, after heating under a certain temperature condition and a certain period of time elapse, the spring material 10 wound around the disposable mold 30 is cured at room temperature.

이후, 일정 시간이 경과하여 경화가 완성된 것으로 확인이 되면, 작업자는 1회용 성형틀(30)을 파괴 또는 붕괴시켜 도6에서 보이는 바와 같이 성형된 복합소재 코일 스프링(100)을 취득하게 된다. 이때, 복합소재 코일 스프링(100)의 표면에 피복된 이축연신필름은 제거될 수도 있고 피복된 상태에서 사용될 수도 있을 것이다.Thereafter, when it is confirmed that the curing is completed after a certain period of time, the operator destroys or collapses the disposable mold 30 to obtain the molded composite coil spring 100 as shown in FIG. 6. At this time, the biaxially stretched film coated on the surface of the composite material coil spring 100 may be removed or may be used in a coated state.

도7 및 도8은 이 발명의 일 실시 예에 의해서 형성된 다른 형태의 스프링이 제조되는 과정을 보인 도면이다. 즉, 이 발명은 도7 및 도8에서 보이는 바와 같이 형상(피치 간격, 스프링 지름 등)이 매우 비정형적인 코일 스프링(100)을 제조하는 데 유리하다.7 and 8 are views showing a process of manufacturing another type of spring formed according to an embodiment of the present invention. That is, this invention is advantageous in manufacturing the coil spring 100 having a very irregular shape (pitch interval, spring diameter, etc.) as shown in FIGS. 7 and 8.

도9 내지 도12는 이 발명의 다른 실시 예에 따른 코일 스프링 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.9 to 12 are views for explaining a method of manufacturing a coil spring according to another embodiment of the present invention.

도9 내지 도12에서 보이는 바와 같이 앞서 설명한 형태의 1회용 성형틀(30)에는 스프링 소재(10)가 권선된다. 스프링 소재(10) 및 1회용 성형틀(30)의 준비 과정은 앞서와 같을 수 있다. 다만, 스프링 소재(10)에는 이축연신필름(20)이 피복되지 않은 상태일 수 있다.As shown in FIGS. 9 to 12, a spring material 10 is wound on the disposable mold 30 of the form described above. The preparation process of the spring material 10 and the disposable mold 30 may be the same as before. However, the spring material 10 may be in a state in which the biaxially stretched film 20 is not covered.

도10 및 도11에서 보이는 바와 같이 1회용 성형틀(30)에는 이축연신필름(20)이 피복되지 않은 상태의 스프링 소재(10)가 권선이 된다.As shown in Figs. 10 and 11, a spring material 10 in a state in which the biaxially stretched film 20 is not covered is a winding in the disposable mold 30.

이후, 1회용 성형틀(30)에 감신 스프링 소재(10)가 경화되는 과정에서 스프링 소재(10)의 치수 안정성을 보다 유리하게 확보될 수 있도록 할 뿐만 아니라 스프링 소재(10) 및 1회용 성형틀(30)의 공기 접촉을 방지하기 위해, 외부로 노출되는 스프링 소재(10)의 외측 표면 부분을 도12에서 보이는 바와 같이 이축연신필름(20)으로 피복하게 된다.Thereafter, in the process of curing the spring material 10 wound on the disposable molding frame 30, the dimensional stability of the spring material 10 can be more advantageously secured, as well as the spring material 10 and the disposable molding frame. In order to prevent the air contact of 30, the outer surface portion of the spring material 10 exposed to the outside is covered with a biaxially stretched film 20 as shown in FIG.

이때, 이축연신필름(20)의 폭방향 양쪽 단부의 일정 부분은 1회용 성형틀(30)에 부착 고정된다.At this time, certain portions of both ends of the biaxially stretched film 20 in the width direction are attached and fixed to the disposable molding frame 30.

도12에서는 스프링 소재(10)의 주변 부분에 해당하는 1회용 성형틀(30) 부분에 대하여 이축연신필름(20)이 피복된 상태를 보이고 있으나, 1회용 성형틀(30)의 외부 표면 전체 구간에 대하여 이축연신필름(20)이 피복될 수도 있을 것이다.12 shows a state in which the biaxially stretched film 20 is covered with respect to the portion of the disposable mold 30 corresponding to the peripheral portion of the spring material 10, but the entire outer surface of the disposable mold 30 For the biaxially stretched film 20 may be coated.

이와 같이 1회용 성형틀(30)에 스프링 소재(10)가 권선되고, 이축연신필름(20)으로 피복이 이루어진 상태에서, 스프링 소재(10)은 앞서 설명한 방법에서와 같이 일정 온도 조건에서 가열 및 경화가 이루어지게 된다.As described above, in a state in which the spring material 10 is wound on the disposable molding frame 30 and covered with the biaxially stretched film 20, the spring material 10 is heated and heated under a certain temperature condition as in the method described above. Hardening takes place.

이후, 작업자는 이축연신필름(20)을 제거하고, 1회용 성형틀(30)을 파괴 또는 붕괴시켜 완성된 코일 스프링(100)을 수득하게 된다.Thereafter, the operator removes the biaxially stretched film 20, and destroys or collapses the disposable mold 30 to obtain the completed coil spring 100.

전술한 바와 같은 방법에 의해서 복합소재 코일 스프링(100)을 성형하게 됨으로써 탄소섬유가 함유된 복합소재를 사용하여 비정형적인 형태의 코일 스프링을 성형하는 공정을 단축할 수 있게 된다.By forming the composite material coil spring 100 by the method as described above, it is possible to shorten the process of forming the atypical shape coil spring using the composite material containing carbon fiber.

특히, 복합소재를 사용하여 비정형적인 형태의 코일 스프링을 성형하는 과정에서 치수 안정성을 높이기 위해 이축연신필름(20)으로 스프링 소재(10)를 피복하게 됨으로써 스프링 소재(10)를 감기 위한 내형의 1회용 성형틀(30)만 필요하고 외형 몰드는 필요하지 않게 되는 장점이 있다.In particular, in the process of forming a coil spring of an atypical shape using a composite material, in order to increase dimensional stability, the spring material 10 is covered with a biaxially stretched film 20, so that the inner shape of the spring material 10 is wound. There is an advantage that only the disposable mold 30 is required and the external mold is not required.

또한, 이 발명의 실시 예에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법을 설명하는 도면에서는 일반적인 형태의 코일 스프링을 예로 도시하였으나 이 발명은 매우 비정형적인 나선을 갖는 코일 스프링을 성형할 수 있다는 점에서 매우 큰 장점이 있는 것이다. 즉, 피치의 간격이나 코일의 굵기 또는 지름 등이 불규칙하게 배열되는 형태이 코일 스프링을 복합소재를 사용하는 제조하는 과정에서 매우 큰 장점이 있는 것이다.In addition, in the drawings illustrating a method of manufacturing a composite coil spring according to an embodiment of the present invention, a general form of a coil spring is shown as an example, but this invention has a very big advantage in that it can form a coil spring having a very irregular spiral. There is this. That is, the shape in which the pitch intervals, the thickness or diameter of the coils are arranged irregularly has a very great advantage in the process of manufacturing the coil spring using a composite material.

한편, 탈형 공정에 의해서 파괴 또는 붕괴된 1회용 성형틀의 원료는 재사용을 할 수 있게 되는 장점이 있다.On the other hand, the raw material of the disposable molding mold destroyed or collapsed by the demoulding process has the advantage of being able to reuse.

이상에서는 첨부된 도면들을 참조하면서 이 발명의 실시 예에 따른 복합소재 코일 스프링 제조방법에 대하여 설명하였다. 이러한 실시 예들은 이 발명의 청구범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 것이다. 또한, 전술한 실시 예들은 예시적인 것에 불과한 것으로 한정 해석해서는 안될 것이다.In the above, a method of manufacturing a composite material coil spring according to an embodiment of the present invention has been described with reference to the accompanying drawings. These embodiments are included in the technical idea described in the claims of this invention. In addition, the above-described embodiments are merely exemplary and should not be construed as limited.

10 : 스프링 소재 20 : 이축연신필름
22 : 권선안내선 30 : 1회용 성형틀
32 : 나선홈 100 : 복합소재 코일 스프링10: spring material 20: biaxially stretched film
22: winding guide line 30: disposable molding frame
32: spiral groove 100: composite material coil spring

Claims (10)

섬유와 수지가 혼합된 복합재료로 길이가 긴 원형의 막대 형태로 성형하는 스프링 소재 성형단계;
상기 스프링 소재 성형단계에서 성형된 후 반경화된 상태의 스프링 소재의 외주를 이축연신필름으로 감싸는 스프링 소재 피복단계;
상기 스프링 소재 피복단계에서 피복된 스프링 소재를 반경화시킨 후 일정 크기로 절단하여 스프링 소재 절단단계;
외주에 나선 홈이 형성된 1회용 성형틀을 준비하는 성형틀 준비단계;
상기 1회용 성형틀의 외주에 형성된 나선 홈에 상기 스프링 소재를 감아 배열하는 스프링 소재 권선단계;
상기 1회용 성형틀의 외주에 감긴 스프링 소재를 일정 온도의 조건으로 가열하는 가열단계;
상기 가열된 후의 스프링 소재를 경화시키는 경화단계; 및
상기 스프링 소재가 경화된 후 상기 1회용 성형틀을 파괴하여 스프링을 탈형하는 탈형단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
Forming a spring material in the form of a long circular rod from a composite material in which fiber and resin are mixed;
The spring material coating step of wrapping the outer circumference of the spring material in a semi-cured state with a biaxially stretched film after being molded in the spring material forming step;
Cutting the spring material by semi-curing the spring material covered in the spring material coating step and cutting it into a predetermined size;
Forming mold preparation step of preparing a disposable mold having a spiral groove formed on the outer periphery;
A spring material winding step of winding and arranging the spring material in a spiral groove formed on the outer periphery of the disposable mold;
A heating step of heating the spring material wound around the outer periphery of the disposable mold under conditions of a predetermined temperature;
A curing step of curing the heated spring material; And
A demoulding step of demolding the spring by breaking the disposable mold after the spring material is cured;
Composite material coil spring manufacturing method comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 이축연신필름은 일정 폭과 두께를 갖으며 길이방향으로 연속되는 한편 이면에는 접착제가 도포된 테이프 형태로 구성되되 표면에는 폭방향을 기준으로 양쪽 단부의 일정위치에 권선안내선이 표시되어 상기 스프링 소재 피복 단계에서 상기 이축연신필름의 폭방향 끝단이 상기 권선안내선에 일치되면서 나선 상으로 권선이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
The method of claim 1,
The biaxially stretched film has a certain width and thickness and is continuous in the longitudinal direction, while it is composed of a tape coated with an adhesive on the back surface, but winding guide lines are displayed at certain positions at both ends relative to the width direction on the surface of the spring material. The method of manufacturing a composite material coil spring, characterized in that the winding is formed in a spiral shape while the end of the biaxially stretched film in the width direction coincides with the winding guide line in the coating step.
 제1항에 있어서,
상기 이축연신필름은 내부가 비고 일정 두께를 갖는 튜브 형태로 형성되어, 상기 스프링 소재 성형단계에 의해서 스프링 소재가 인발 공정을 통해 성형되는 과정에 이어 연속적으로 스프링 소재의 피복이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
The method of claim 1,
The biaxially stretched film is formed in the form of a tube having a remark and a certain thickness inside, and is configured to continuously cover the spring material following the process of forming the spring material through a drawing process by the spring material forming step. Composite coil spring manufacturing method.
 제1항에 있어서,
상기 1회용 성형틀은 속이 빈 구조로 성형된 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a composite coil spring, characterized in that the disposable molding mold is formed into a hollow structure.
 제1항에 있어서,
상기 가열단계에서의 온도는 60~180℃인 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
The method of claim 1,
The temperature in the heating step is a composite material coil spring manufacturing method, characterized in that the 60 ~ 180 ℃.
 제1항에 있어서,
상기 1회용 성형틀은 점토 또는 플라스틱 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a composite coil spring, characterized in that the disposable mold is formed of a clay or plastic material.
 섬유와 수지가 혼합된 복합재료로 길이가 긴 원형의 막대 형태로 성형하는 스프링 소재 성형단계;
상기 스프링 소재 성형단계에서 성형된 스프링 소재를 반경화시킨 후 일정 크기로 절단하여 스프링 소재 절단단계;
외주에 나선 홈이 형성된 1회용 성형틀을 준비하는 성형틀 준비단계;
상기 1회용 성형틀의 외주에 형성된 나선 홈에 상기 스프링 소재를 감아 배열하는 스프링 소재 권선단계;
상기 스프링 소재 권선단계에서 1회용 성형틀에 스프링 소재가 감긴 상태에서 상기 스프링 소재의 외부 노출된 표면을 이축연신필름으로 감싸되 상기 이축연신필름의 폭방향 양쪽 단부의 일정 폭 구간이 상기 1회용 성형틀의 외부 표면에 부착되게 하는 스프링 소재 피복단계;
상기 1회용 성형틀의 외주에 감긴 스프링 소재를 일정 온도의 조건으로 가열하는 가열단계;
상기 가열된 후의 스프링 소재를 경화시키는 경화단계;
상기 이축연신필름을 제거하는 단계; 및
상기 1회용 성형틀을 파괴하여 스프링을 탈형하는 탈형단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
Forming a spring material in the form of a long circular rod from a composite material in which fiber and resin are mixed;
Cutting the spring material by semi-curing the spring material formed in the spring material forming step and cutting it into a predetermined size;
Forming mold preparation step of preparing a disposable mold having a spiral groove formed on the outer periphery;
A spring material winding step of winding and arranging the spring material in a spiral groove formed on the outer periphery of the disposable mold;
In the spring material winding step, while the spring material is wound on a disposable molding frame, the exposed surface of the spring material is wrapped with a biaxially stretched film, and a certain width section at both ends in the width direction of the biaxially stretched film is formed for the single use. Spring material coating step to be attached to the outer surface of the frame;
A heating step of heating the spring material wound around the outer periphery of the disposable mold under conditions of a predetermined temperature;
A curing step of curing the heated spring material;
Removing the biaxially stretched film; And
A demoulding step of demolding the spring by breaking the disposable molding frame; Composite material coil spring manufacturing method comprising a.
 제7항에 있어서,
상기 1회용 성형틀은 점토 또는 플라스틱 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
The method of claim 7,
The method of manufacturing a composite coil spring, characterized in that the disposable mold is formed of a clay or plastic material.
 제7항에 있어서,
상기 가열단계에서의 온도는 60~180℃인 것을 특징으로 하는 복합소재 코일 스프링 제조방법.
The method of claim 7,
The temperature in the heating step is a composite material coil spring manufacturing method, characterized in that the 60 ~ 180 ℃.
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