KR102331756B1 - 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스와 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 25~35mm 간격 및 1.5~2.5mm 두께를 이루도록 섬유실을 직조하여 형성된 격자 형태의 보강패턴매트를 열경화성수지에 함침한 후, 열성형 금형으로 인발하여 형성된 섬유보강수지패널의 상하면 양측에 표면에 프라이머가 도포된 금속패널을 에폭시 접착제로 접착하여 샌드위치 구조를 형성하며, 복합패널의 측면 테두리를 따라 절곡된 보강 리브가 형성된 보강재를 장착하도록 구성된 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스와 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스와 이의 제조 방법 {Skid Base for Assembly and Transfer of Car Chassis and Producing Method of the Same}

본 발명은 자동차용 섀시 어셈블리를 조립하거나 생산된 섀시를 이송하기 위해 사용하는 스키드 베이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 25~35mm 간격 및 1.5~2.5mm 두께를 이루도록 섬유실을 직조하여 형성된 격자 형태의 보강패턴매트를 열경화성수지에 함침한 후, 열성형 금형으로 인발하여 형성된 섬유보강수지패널의 상하면 양측에 표면에 프라이머가 도포된 금속패널을 에폭시 접착제로 접착하여 샌드위치 구조를 형성하며, 복합패널의 측면 테두리를 따라 절곡된 보강 리브가 형성된 보강재를 장착하도록 구성된 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스와 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조립 생산 공정의 효율성을 높이기 위하여, 모듈화된 부품을 조립하여 완성차를 생산하는 방식이 적용되고 있으며, 이러한 모듈은 높은 중량을 가지고 있어, 스키드 베이스(skid base) 상에 고정된 상태에서 각 모듈의 조립이 이루어지고, 조립 작업이 완료된 모듈은 컨베이어에 의해 다음 공정 라인으로의 이송이 이루어지거나, 화물 차량에 의해 최종 자동차 생산 라인으로 이송하게 된다.

엔진이나 섀시 등의 모듈은 고중량 부품으로 이루어져 있어 스키드 베이스에 높은 하중이 작용하게 되고, 이에 따라 스키드 베이스의 변형이 발생하면서 모듈 조립체가 이탈하면서 파손되거나 안전사고가 발생할 수 있는 위험이 있기 때문에, 대한민국 등록특허공보 제10-0899280호(2009.05.18. 등록)의 자동차 부품용 파레트에서는 베이스판과 금속판을 결합하여 형성된 파레트 상부에 2회 이상 절곡된 판 형태의 댐퍼를 장착하여 스키드 베이스의 강도를 향상시킬 수 있는 구조를 제안하고 있다.

특히, 섀시 어셈블리의 장착 위치 오차 발생에 의한 조립 불량 발생을 최소화하고, 섀시 어셈블리 완제품 이송 중 스키드 베이스의 변형에 따른 섀시 어셈블리의 이탈에 의한 파손이나 사고 등을 방지할 수 있도록, 완성차 업체에서는 스키드 베이스의 대각방향 기준으로 0.2mm 이내의 평단도를 이루며, 스키드 베이스의 섀시 어테치먼트에 섀시 어셈블리를 연결하여 지지할 때, 섀시 어셈블리의 하중에 의한 스키드 베이스의 최대 처짐량이 1mm 이하로 형성될 것을 요구한다.

그러나 상기 자동차 부품용 파레트의 베이스판은 합판 심재에 우레탄을 코팅하거나 합성수지로 제조되기 때문에 강도 향상에 한계가 있고, 완성차 업체가 요구하는 스키드 베이스의 처짐 조건을 충족하기 위해서는 스키드 베이스의 두께가 증가되어야 하는데, 자동차 생산 라인에서의 조립 및 이송 공정의 편의성을 향상시키기 위하여 스키드 베이스의 패널이 1200*800*20mm의 공통 규격을 가지게 되므로 섀시 어셈블리의 조립 및 이송 용도로는 적용하지 못하는 문제가 있었다.

그리고 위와 같은 처짐 발생 조건을 만족시키기 위한 충분한 강도를 형성하기 위하여, 기존의 방식에 따라 S45C강으로 제조된 스틸 재질의 스키드 베이스를 제조하는 경우, 스키드 베이스의 본체를 이루는 1200*800*20mm 규격의 패널의 무게가 150kg 이상 형성되며, 섀시 어셈블리를 지지하는 섀시 어테치먼트를 장착하여 스키드 베이스 형성시 무게가 230kg 이상 형성된다.

섀시 어셈블리 모듈의 완제품은 차량의 종류에 따라 무게가 300~330kg 범위에서 형성되며, 이에 따라 스키드 베이스에 섀시 어셈블리 완제품을 장착하면 530~560kg의 무게가 형성된다.

또한, 스키드 베이스에 장착된 섀시 어셈블리 완제품은 공장 내부에서는 컨베이어를 통해 이송된 후, 제품 납품을 위해 화물차에 탑재되어 공장 외부로 이송되는데, 공장 내부의 섀시 어셈블리 완제품용 이송 컨베이어 구간별 허용 최대 부하는 6380kgf이며, 적정 부하율은 90% 이하로 형성된다.

컨베이어를 통한 섀시 어셈블리 완제품 일시 이송 수량은 약 150개이고, 스틸 재질의 스키드 베이스를 이송할 때 각 컨베이어의 구간별 발생 부하는 6160kgf가 작용하게 되며, 이는 허용 부하율의 96% 수치에 달하는 수준으로, 적정 부하율을 크게 초과하게 된다.

컨베이어의 구간별 부하율이 증가하게 되면 컨베이어 설비의 구동부 마모에 따른 고장 발생 빈도 및 컨베이어의 유지 보수 비용이 증가하게 되며, 이에 따라 컨베이어 설비의 수리 또는 보수를 위해 섀시 어셈블리의 이송라인 정지가 빈번하게 발생하면서 생산 효율이 저하될 수 있다.

그리고, 차량을 통한 섀시 어셈블리 완제품 납품시, 윙바디 화물차량을 이용하게 되는데, 화물차량의 허용 하중 범위 내에서 섀시 어셈블리가 장착된 스키드 베이스를 탑재하는 경우 적재 공간을 모두 활용하지 못하여 운반 효율성이 저하되고, 적재 공간을 모두 활용하여 탑재하는 경우 차량의 허용 하중을 초과하여 과적이 발생하는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0899280호 (2009.05.18. 등록)

본 발명의 실시 예에서는 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 중량을 감소시켜 컨베이어를 통한 스키드 베이스 이송 중 발생하는 부하율을 적정 상태로 유지하여 컨베이어 설비의 유지 보수 비용을 절감하고, 컨베이어 설비 가동 중단에 따른 생산 효율 저하를 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에서는 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 중량을 감소시켜, 화물차량을 통한 스키드 베이스의 이송시, 과적 발생을 방지하고, 화물차량의 적재 공간 활용 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에서는 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 중량을 감소시킴과 동시에 기존의 스키드 베이스와 동등하거나 향상된 수준의 강도를 형성하여, 스키드 베이스의 최대 처짐량 기준을 만족시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면 25~35mm 간격 및 1.5~2.5mm 두께를 이루도록 섬유실을 직조하여 형성된 격자 형태의 보강패턴매트를 열경화성수지에 함침한 후, 열성형 금형으로 인발하여 형성된 섬유보강수지패널의 상하면 양측에 표면에 프라이머가 도포된 금속패널을 에폭시 접착제로 접착하여 샌드위치 구조를 형성하며, 스키드 베이스 형상에 맞춰 재단되는 복합패널, 절곡된 보강 리브가 형성되며, 복합패널의 측면 테두리를 따라 장착되는 보강재, 복합패널의 표면에 형성된 다수의 섀시 어테치먼트 장착부, 섀시 어테치먼트 장착부에 설치되어 섀시 어셈블리를 지지하는 섀시 어테치먼트로 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 복합패널은 보강패턴매트의 상하 양측면에 바잘트 섬유실 층을 형성하고, 상부 바잘트 섬유실 층의 상부면과 하부 바잘트 섬유실 층의 하부면에 각각 유리 섬유사를 직조한 보강 직물 및 유리 섬유사가 부정 방향으로 얽혀져 형성된 보강 섬유 집착체를 접합하여 형성된 스티치 매트를 적층하도록 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 금속패널은 S45C강 및 알루미늄으로 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따르면 1200*800*20mm 규격의 스키드 베이스 평단도가 대각방향 기준으로 0.2mm 이내로 형성되고, 섀시 어셈블리의 하중에 의한 스키드 베이스의 최대 처짐량이 1mm 이하로 형성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 스키드 베이스의 본체를 이루는 패널이 섬유보강수지패널의 상하측 양면에 금속패널이 접합되어 샌드위치 구조를 이루는 복함패널을 형성함으로써, 스키드 베이스의 경량화 및 강도확보를 동시에 이룰 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 섬유보강수지패널은 25~35mm 범위로 이격되는 격자 형상을 이루는 직물 조직으로 형성된 보강패턴매트가 열경화성 수지에 함침되도록 구성함으로써, 기존의 촘촘한 직물 조직을 함침한 섬유보강수지패널보다 더 높은 강도를 형성할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 보강패턴매트와 바잘트 섬유실 층 및 스티치 매트의 다중층 적층 구조를 형성하여 섬유보강수지패널의 강도 증가 효과를 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 바잘트 섬유실 층을 구성하는 바잘트 섬유를 통해 스키드 베이스의 내열성, 내용제성, 내약품성 및 기계적 성질을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 섬유보강수지패널의 스티치 매트가 섬유의 배치 방향성이 형성된 보강 직물과 섬유가 배치 방향성을 형성하지 않는 보강 섬유 집착체의 접합 구조를 이룸으로써, 스키드 베이스에 작용하는 하중의 방향성과 관계 없이 일정한 강도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 기존의 스틸 재질로 제작된 스키드 베이스 대비 30%이상 무게를 감소시켜, 스키드 베이스에 섀시 어셈블리를 안착시킨 후 컨베이어 장비로 이송시, 컨베이어의 부하율을 적정 상태로 유지하여 컨베이어 설비의 유지 보수 비용을 절감하고, 컨베이어 설비 가동 중단에 따른 생산 효율 저하를 방지하는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 스키드 베이스의 무게 감소를 통해 화물차량을 통한 섀시 어셈블리 이송시 과적 발생을 방지하고, 화물차량의 적재 공간 활용 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 절곡된 보강 리브가 형성된 보강재를 통해 스키드 베이스의 테두리를 보강하여 강도를 향상시킴으로써, 섀시 어테치먼트의 하중에 의해 스키드 베이스 변형에 따른 처짐 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 전체 형상을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 실시 예에 따른 스키드 베이스에 형성된 섀시 어테치먼트 장착부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 섬유보강수지패널과 금속패널간 접착 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 보강패턴매트의 직조 형상 및 규격의 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 보강패턴매트와 바잘트 섬유실 층 및 스티치 매트가 접합되어 형성된 섬유보강수지패널의 적층 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 보강재의 단면 형상 및 복합패널 테두리에 장착시 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 제조 공정의 흐름도를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.

그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 스키드 베이스(1)는 도 1 내지 도 3에서 도시하는 바와 같이 섬유보강수지패널(100)의 상하면 양측에 금속패널(200)을 접착하여 형성한 샌드위치 구조의 복합패널(10) 측면 테두리에 보강재(20)를 장착하고, 복합패널(10)의 상부 표면에 형성된 다수의 섀시 어테치먼트 장착부(11)에는 섀시 어테치먼트(30)가 설치되어 섀시 어셈블리를 지지한다.

섬유보강수지패널(100)은 도 4에서 도시하는 바와 같이 섬유실을 직조하여 형성된 격자 형태의 보강패턴매트(110)가 열경화성수지에 함침되도록 이루어지며, 보강패턴매트(110)의 격자 간격은 25~35mm 범위에서 형성되며, 두께는 1.5~2.5mm 범위에서 형성된다.

복합패널(10)의 강도를 향상시켜 스키드 베이스(1)의 처짐 성능을 보다 개선시키기 위하여, 도 5에서 도시하는 바와 같이 보강패턴매트(110)의 상하 양측면에 바잘트 섬유실 층(130)을 형성하고, 상부 바잘트 섬유실 층(130)의 상부면과 하부 바잘트 섬유실 층(130)의 하부면에 각각 스티치 매트(120)를 적층할 수 있다.

스티치 매트(120)는 보강 직물(121)과 보강 섬유 집착체(122)를 서로 접합하여 형성되며, 보강 직물(121)은 유리 섬유사를 직조하여 제조함으로써, 보강 직물(121)의 패브릭(fabric)을 이루는 섬유의 방향성이 형성되며, 보강 섬유 집착체(122)는 부정 방향으로 얽혀진 유리 섬유사로 제조됨으로써, 보강 섬유 집착체(122)의 패브릭을 이루는 섬유가 배치 방향성을 형성하지 않게 된다.

직조된 보강패턴매트(110)는 열경화성수지에 함침된 다음, 열성형 금형으로 인발하여 섬유보강수지패널(100)을 형성하게 되며, 인발된 섬유보강수지패널(100)의 상하면 양측에 표면에 프라이머가 도포된 금속패널(200)을 에폭시 접착제로 접착한다.

S45C강 및 알루미늄으로 이루어진 각 금속패널(200)의 두께는 5mm로 형성되고, 섬유보강수지패널(100)의 상하면 양면에 접착된 후 프레스하여, 복합패널(10)의 최종 두께를 20mm로 압축하게 된다.

스키드 베이스(1) 형상에 맞춰 재단된 복합패널(10) 측면 테두리에는 도 6에서 도시하는 바와 같이 보강재(20)가 장착되며, 보강재(20)는 스키드 베이스(1)의 측면부 파손 발생을 방지하고, 스키드 베이스(1)의 상부 표면으로부터 일정 높이를 이루도록 돌출되어 하드웨어의 추락을 방지하는 펜스로 기능하게 된다.

또한, 보강재(20)에는 ㄱ자나 ㄴ자 단면형태를 이루도록 절곡된 보강 리브가 형성되어, 스키드 베이스(1)의 섀시 어테치먼트(30)에 섀시 어셈블리 고정시, 섀시 어테치먼트(30) 및 섀시 어셈블리의 하중에 의해 스키드 베이스(1)가 변형되면서 발생하는 처짐량을 최소화하게 된다.

특히, 보강재(20)에 형성된 보강 리브는, 보강 리브가 형성되지 않은 기존의 보강재에 비해 스키드 베이스(1)에 작용하는 하중에 의한 복합패널(10)의 뒤틀림 강성을 크게 증가시키게 되며, 이를 통해 복합패널(10)의 뒤틀림 변형에 따른 스키드 베이스(1)의 처짐을 최소화 할 수 있도록 한다.

섀시 어셈블리의 조립 및 이송을 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 컨베이어 및 운반 차량의 규격에 맞추어 스키드 베이스(1)의 크기도 일정한 크기로 규격화되며, 스키드 베이스(1)의 너비와 폭 및 두께 규격은 1200*800*20mm를 이루어진다.

구분	규격 (mm)	무게 (kg)
스틸 단일 재질	1200*800*20	150.9
복합패널	1200*800*20	94.6

표 1은 폭과 너비 및 두께가 1200*800*20mm로 형성된 스키드 베이스(1)에서 섀시 어테치먼트(30) 분리시 S54C강 단일 재질로 이루어진 기존의 스키드 베이스 패널과, 본원 발명에 따른 복합패널(10)의 무게를 비교한 것으로, 본원 발명의 복합패널(10)은 스틸 단일 재질의 패널 대비 37% 수준의 무게 감소가 이루어진 것을 확인할 수 있다.

구분	인장 강도(MPa)	굴곡 강도(MPa)	압축 강도(MPa)
스틸 단일 재질 패널	398	362	271
복합패널	634	600	489

표 2는 기존의 스키드 베이스와 본원 발명에 따른 복합패널(10)이 적용된 스키드 베이스(1)의 강도 시험 결과이며, 표 2와 같이 S54C강 단일 재질로 구성된 스키드 베이스 대비 섬유보강수지패널(10)의 상하면에 금속패널(200)을 접착하여 형성한 복합패널(10)은 인장 강도가 60%, 굴곡 강도가 66%, 압축 강도가 80% 향상되었음을 확인할 수 있다.

구분	시편크기 (mm)	최대하중 (kgf)	최대변위/처짐량 (mm)
스틸 단일 재질	500*200	80.577	0.578
복합패널	500*200	80.558	0.572

표 3은 기존 방식에 따른 스키드 베이스의 패널과 본원 발명에 따른 복합패널(10)에 섀시 어테치먼트(30) 및 섀시 어셈블리 하중의 작용시, 패널 또는 복합패널(10)의 최대변위를 측정한 것으로, 500*200mm 크기의 시편에 각각 80kgf의 하중을 부여하여 발생하는 최대변위를 통해 처짐량 크기를 비교한 것이다.

기존 방식에 따른 스키드 베이스의 섀시 어테치먼트에 섀시 어셈블리 장착시, 1200*800mm 규격의 스키드 베이스의 패널 바닥면 면적 9600㎠에 최대 560kg의 무게가 작용하게 되므로, 스키드 베이스 패널 1㎠당 0.06kgf의 하중이 작용하게 된다.

이를 500*200mm 규격의 시편 바닥면적으로 환산하여 시편 면적 1000㎠에는 약 60kgf의 하중이 작용하게 되며, 60kgf에서 33% 증가시킨 80kgf의 하중을 가하여 시편의 처짐량을 비교한 결과 기존 방식에 따른 스키드 베이스의 패널과 본원 발명에 따른 복합패널(10)의 처짐량 발생 수치가 동등하게 형성됨을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 복합패널(10)이 적용된 스키드 베이스(1)는 94.6kg의 복합 패널(10)과 80kg의 섀시 어테치먼트(30)에 300~330kg의 섀시 어셈블리 완제품을 장착하여 474.6~504.6kg의 무게를 형성하게 되며, 총중량 530~560kg 범위의 무게가 형성되는 기존의 섀시 어셈블리 완제품이 장착된 스키드 베이스에 비해 5~15% 범위의 무게를 감량을 이룰 수 있도록 한다.

이에 따라 컨베이어를 통해 본원 발명에 따른 스키드 베이스(1)에 섀시 어셈블리 완제품을 장착하여 이송시, 구간별 발생 부하는 약 5240~5850kgf 범위에서 형성되며, 적정 부하율의 최대 82% 수준으로 부하율을 저감시킬 수 있도록 한다.

위와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 제조 방법은, 도 7에서 도시하는 바와 같이 패턴매트 형성 단계(S10), 섬유보강수지패널 형성 단계(S20), 금속패널 표면처리 단계(S30), 접착제 도포 단계(S40), 패널 접합 단계(S50), 복합패널 프레스 단계(S60), 스키드 베이스 가공 단계(S70), 보강재 장착 단계(S80) 및 섀시 어테치먼트 장착 단계(S90)로 이루어지며, 각 제조 단계의 상세 과정은 되음과 같다.

패턴매트 형성 단계(S10)에서는 섬유실을 격자 형상으로 직조하여 1.5~2.5mm 두께의 보강패턴매트(110)를 형성하며, 보강패턴매트(110)의 이웃하는 날실간 또는 씨실간 배치 간격은 25~35mm 간격을 이루게 된다.

날실간 또는 씨실간 배치 간격이 일반적인 직물과 같이 촘촘하게 형성되는 경우, 열경화성수지가 보강패턴매트(110)의 직물 조직 내부로 완전히 함침되지 못하여 보강패턴매트(110)의 직물 조직과 열경화성수지간 견고한 결합이 일어나지 못하게 되면서 제조된 스키드 베이스(1)의 강도가 저하된다.

또한, 날실간 또는 씨실간 배치 간격이 35mm를 초과하는 경우, 열경화성수지내 보강패턴매트(110) 삽입을 통한 섬유보강수지패널(100)의 강도 향상 효과가 저하되므로, 보강패턴매트(110)의 직물 조직 격자 간격은 25~35mm 범위 내에서 형성하여야 하며, 보강패턴매트(110)의 직물 조직은 스키드 베이스(1) 제조시 강도를 향상시킬 수 있도록 평직(plain weave)으로 형성하는 것이 바람직하다.

섬유보강수지패널 형성 단계(S20)에서는 보강패턴매트(110)를 열경화성수지에 함침시키며, 열경화성수지에 함침된 보강패턴매트(110)를 열성형 금형에 통과시켜 압축 인발함으로써, 열경화성수지가 경화되면서 섬유보강수지패널(100)이 형성된다.

섬유보강수지패널(100)을 구성하는 열경화성수지는 불포호폴리에스터수지, 비닐에스터수지, 에폭시수지 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 구성하게 되며, 열경화성수지로 섬유보강수지패널(100)을 제조함으로써, 제조된 스키드 베이스(1)의 내열성, 내용제성, 내약품성 및 기계적 성질을 향상시키게 된다.

이때, 섬유보강수지패널(100) 제조시 보강패턴매트(110) 상하면 양측에 각각 바잘트 섬유실 층(130)을 형성하고, 상측 바잘트 섬유실 층(130)의 상부면 및 하측 바잘트 섬유실 층(130)의 하부면에 각각 보강 직물(121)과 보강 섬유 집착체(122)를 서로 접합하여 형성된 스티치 매트(120)를 적층하는 과정이 부가될 수 있다.

바잘트 섬유실 층(130)을 구성하는 바잘트(basalt) 섬유는 현무암 광물을 약 1500℃로 가열하여 용융액을 형성한 후, 용융액을 노즐로 분사하면서 미세사로 인발하여 만든 섬유이며, 높은 강도와 내화학성 및 내열성을 가지고 있어, 제조된 스키드 베이스(1)의 내열성, 내용제성, 내약품성 및 기계적 성질을 보다 향상시킬 수 있도록 한다.

보강 직물(121)은 유리 섬유사를 직조하여 패브릭을 구성하는 섬유의 배치 방향성이 형성되고, 보강 섬유 집착체(122)는 부정 방향으로 얽혀진 유리 섬유사 이루어져 패브릭을 구성하는 섬유가 배치 방향성을 형성하지 않게 되며, 섬유 배치 형태가 상이한 보강 직물(121)과 보강 섬유 집착체(122)를 접합하여 스티치 매트(120)를 형성함으로써, 스키드 베이스(1)에 작용하는 하중의 방향성과 관계 없이 강도를 확보하여 제조된 스키드 베이스(1)의 처짐 억제 성능을 보다 향상시킬 수 있도록 한다.

금속패널 표면처리 단계(S30)에서는 S45C강 및 알루미늄으로 구성되는 금속패널(200) 표면의 이물질을 제거한 후, 금속패널(200) 표면에 프라이머를 도포하고, 도포된 프라이머를 건조하게 되며, 프라이머는 섬유보강수지패널(100)과 금속패널(200)간 접착력을 향상시키게 된다.

금속패널(200) 표면에 도포된 프라이머는 90분 이상 건조시키고, 프라이머 층 건조 후 100~120℃의 온도에서 100~150분간 가열하여 프라이머를 경화시키게 되며, 이후 수행되는 섬유보강수지패널(100)과 금속패널(200)간 접착 시간을 단축시키기 위해, 에폭시 접착제의 경화 온도인 70℃ 이상의 온도로 표면처리 완료된 금속패널(200)을 예열하는 과정이 부가될 수 있다.

섬유보강수지패널(100)과 금속패널(200)간 접착력 향상은 스키드 베이스(1)의 장기간 사용시, 섀시 어셈블리로부터 작용하는 하중에 의해 섬유보강수지패널(100)과 금속패널(200)간 접착부 분리가 발생하는 것을 방지하며, 이를 통해 스키드 베이스(1)의 내구수명을 향상시키게 된다.

접착제 도포 단계(S40)에서는 섬유보강수지패널(100) 양 표면에 에폭시 접착제를 20㎛ 이하의 두께로 도포하게 되며, 패널 접합 단계(S50)에서는 섬유보강수지패널(100) 상하면에 금속패널(200)을 각각 접합하여 복합패널(10)을 형성하게 된다.

접착제 도포 단계(S40)는 15~20분 이내의 시간 내에 이루어지며, 에폭시 접착제의 접착 성능이 유지되는 시간인 가사시간(pot life)은 15~25분 범위에서 형성되고, 65~75℃에서의 에폭시 접착제 경화 시간은 5~15분 정도 소요되므로, 접착제 도포 단계(S40)의 총 공정 시간은 에폭시 접착제의 가사시간을 고려하여 10분 이내에 완료되도록 하는 것이 바람직하다.

패널 접합 단계(S50)에서는 65~75℃의 온도 조건에서 5~15분간 에폭시 접착제의 경화가 이루어지면서 섬유보강수지패널(100)과 금속패널(200)간 접합이 이루어지며, 금속패널 표면처리 단계(S30)에서 표면처리 완료된 금속패널(200)의 예열을 통해 에폭시 접착제의 경화 온도로 승온하는데 소요되는 시간만큼 접합 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있도록 한다.

복합패널 프레스 단계(S60)에서는 섬유보강수지패널(100)과 금속패널(200)을 에폭시 접착제로 접합하여 형성된 복합패널(10)을 프레스 압축하며, 프레스 압축을 통해 복합패널(10)의 두께가 스키드 베이스(1)의 규격에 따른 20mm를 형성하도록 가공한다.

스키드 베이스 가공 단계(S70)에서는 프레스된 복합패널(10)을 스키드 베이스(1) 형상에 맞춰 재단하고, 섀시 어테치먼트 장착부(11)를 가공하며, 보강재 장착 단계(S80)에서는 스키드 베이스(1)의 측면 테두리를 따라 절곡되어 보강 리브가 형성된 보강재(20)를 장착한다.

절곡된 보강 리브에 의해 보강재(20)의 단면 형상이 ㄱ자나 ㄴ자 형상 등으로 이루어질 수 있으며, 보강 리브는 기존의 보강 리브가 형성되지 않은 평판 형상의 보강재에 비해 단면계수(section modulus)를 증가시켜 보강재(20)의 굽힘 강성을 증가시기게 되고, 이에 따라 스키드 베이스(1)의 변형에 따른 처짐 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있도록 한다.

이후 섀시 어테치먼트 장착 단계(S90)에서 섀시 어테치먼트 장착부(11)에 섀시 어테치먼트(30)를 본 발명에 따른 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 제조가 완료된다.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 스키드 베이스 10: 복합패널
11: 섀시 어테치먼트 장착부 20: 보강재
30: 섀시 어테치먼트 100: 섬유보강수지패널
110: 보강패턴매트 120: 스티치 매트
121: 보강 직물 122: 보강 섬유 집착체
130: 바잘트 섬유실 층 200: 금속패널

Claims (9)

1. 25~35mm 간격 및 1.5~2.5mm 두께를 이루도록 섬유실을 직조하여 형성된 격자 형태의 보강패턴매트(110)를 열경화성수지에 함침한 후, 열성형 금형으로 인발하여 형성된 섬유보강수지패널(100)의 상하면 양측에 표면에 프라이머가 도포된 금속패널(200)을 에폭시 접착제로 접착하여 샌드위치 구조를 형성하며, 스키드 베이스(1) 형상에 맞춰 재단되는 복합패널(10);
   절곡된 보강 리브가 형성되며, 복합패널(10)의 측면 테두리를 따라 장착되는 보강재(20);
   복합패널(10)의 표면에 형성된 다수의 섀시 어테치먼트 장착부(11);
   섀시 어테치먼트 장착부(11)에 설치되어 섀시 어셈블리를 지지하는 섀시 어테치먼트(30);
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복합패널(10)은 보강패턴매트(110)의 상하 양측면에 바잘트 섬유실 층(130)을 형성하고, 상부 바잘트 섬유실 층(130)의 상부면과 하부 바잘트 섬유실 층(130)의 하부면에 각각 유리 섬유사를 직조한 보강 직물(121) 및 유리 섬유사가 부정 방향으로 얽혀져 형성된 보강 섬유 집착체(122)를 접합하여 형성된 스티치 매트(120)를 적층하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스.
3. 제1항에 있어서,
   상기 금속패널(200)은 S45C강 및 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스.
4. 제1항에 있어서,
   1200*800*20mm 규격의 스키드 베이스(1) 평단도가 대각방향 기준으로 0.2mm 이내로 형성되고, 섀시 어셈블리의 하중에 의한 스키드 베이스(1)의 최대 처짐량이 1mm 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스.
5. 섬유실을 25~35mm 간격을 이루는 격자 형상으로 직조하여 두께 1.5~2.5mm의 보강패턴매트(110)를 형성하는 패턴매트 형성 단계(S10);
   보강패턴매트(110)를 열경화성수지에 함침한 후, 열성형 금형에 통과시킴으로써 인발하여 섬유보강수지패널(100)을 형성하는 섬유보강수지패널 형성 단계(S20);
   금속패널(200) 표면 이물질 제거 후, 금속패널(200) 표면에 프라이머를 도포 및 도포된 프라이머를 건조하는 금속패널 표면처리 단계(S30);
   섬유보강수지패널(100) 양 표면에 에폭시 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계(S40);
   섬유보강수지패널(100) 상하면에 금속패널(200)을 각각 접합하여 복합패널(10)을 형성하는 패널 접합 단계(S50);
   복합패널(10)을 프레스 압축하는 복합패널 프레스 단계(S60);
   프레스된 복합패널(10)을 스키드 베이스(1) 형상에 맞춰 재단하고, 섀시 어테치먼트 장착부(11)를 가공하는 스키드 베이스 가공 단계(S70);
   절곡되어 보강 리브가 형성된 보강재(20)를 스키드 베이스(1)의 측면 테두리를 따라 장착하는 보강재 장착 단계(S80);
   섀시 어테치먼트(30)를 설치하는 섀시 어테치먼트 장착 단계(S90);
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 패턴매트 형성 단계(S10)에서는 보강패턴매트(110) 상하면에 바잘트 섬유실 층(130)을 형성하고, 유리 섬유사를 직조한 보강 직물(121)과, 유리 섬유사가 부정 방향으로 얽혀져 형성된 보강 섬유 집착체(122)를 접합하여 형성된 스티치 매트(120)를 바잘트 섬유실 층(130)의 상하면에 각각 적층하는 과정이 부가되는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 제조 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 금속패널 표면처리 단계(S30)에서는 프라이머가 도포된 금속패널(200)을 90분 이상 건조한 후, 100~120℃의 온도에서 100~150분간 가열하여 경화시키며, 표면처리된 금속패널(200)을 70℃ 이상의 온도로 예열하는 과정이 부가되는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 제조 방법.
8. 제5항에 있어서,
   접착제 도포 단계(S40)는 20분 이내의 시간 내에 이루어지며, 패널 접합 단계(S50)에서는 65~75℃의 온도에서 5~15분간 에폭시 접착제의 경화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 제조 방법.
9. 제5항에 있어서,
   상기 금속패널(200)은 S45C강 및 알루미늄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 어셈블리 조립 및 이송용 스키드 베이스의 제조 방법.

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