KR20120103372A - Pipe composed of fiber reinforced composites and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A composite pipe and a manufacturing method thereof are provided to strengthen the intensity of the composite pipe by hardening a resin in a state where the resin is infiltrated in a fiber wound pipe on which a carbon fiber is multiply wound. CONSTITUTION: A composite pipe comprises a first pipe part(10) and a second pipe part(20). Threads are formed in the inner circumference of one end or both ends of the first pipe part. The second pipe part is coupled to the inside of the first pipe part. The first and second pipe parts are a composite material including reinforcing fiber.

Description

복합재 관 및 그 제작방법{PIPE COMPOSED OF FIBER REINFORCED COMPOSITES AND METHOD THEREOF}Composite pipe and its manufacturing method {PIPE COMPOSED OF FIBER REINFORCED COMPOSITES AND METHOD THEREOF}

본 발명은 복합재 관 및 그 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite tube and a method of manufacturing the same.

복합재는 기지(matrix)와 강화재를 포함한다. 복합재는 기지와 강화재에 따라 다양한 종류로 분류된다. 일예로, 기지가 수지이고 강화재가 탄소 섬유인 경우 탄소 섬유 복합재라 한다.Composites include matrix and reinforcements. Composites are classified into various types according to their bases and reinforcements. For example, when the base is resin and the reinforcing material is carbon fiber, it is called a carbon fiber composite.

복합재는 무게가 가볍고 기계적 성질이 우수하다. 이로 인하여, 복합재는 풍력 발전기의 블레이드, 비행기의 날개, 자동차의 프레임, 관(pipe) 등의 재료에 사용된다.Composites are light in weight and have good mechanical properties. Because of this, composites are used in materials such as blades of wind generators, wings of airplanes, frames of automobiles, pipes and the like.

복합재로 제작된 관은 내식성이 강하여 유독성 유체를 이송하는데 사용되고, 또한 무게가 가벼워 조립 및 분해가 수월하게 된다.Tubes made of composite materials are used to transport toxic fluids due to their high corrosion resistance, and are light in weight, making assembly and disassembly easier.

하지만, 한 개의 복합재 관과 다른 한 개의 복합재 관을 연결하거나, 복합재 관과 다른 부품을 연결할 때 연결 기구를 사용하여 연결하게 된다.However, when connecting one composite tube and another composite tube or connecting the composite tube and other parts, the connecting device is used.

대한민국특허 공개번호 2004-0095665호에는 조인트를 이용하여 복합재 튜브를 연결하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 대한민국공개실용신안 실1999-0040257호에는 콘크리트 이송용 복합재 파이프의 연결구조가 개시되어 있다.Korean Patent Publication No. 2004-0095665 discloses a technique for connecting a composite tube using a joint. In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 1999-0040257 discloses a connection structure of the composite pipe for transporting concrete.

그러나 상기한 바와 같은 기술은 구성 부품이 많고 연결 작업이 복잡한 단점이 있다.However, the above described technology has a disadvantage in that there are many components and complicated connection work.

본 발명의 목적은 구조가 간단하고 타 부품과의 연결 작업을 간단하게 할 수 있는 복합재 관 및 그 제작방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a composite tube and a method of manufacturing the same, which have a simple structure and can simplify the connection with other parts.

본 발명의 다른 목적은 강도가 강하고 무게가 가벼운 복합재 관 및 그 제작방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a composite tube having a strong strength and light weight, and a method of manufacturing the same.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 한쪽 단부 또는 양쪽 단부의 내주면에 나사산들이 구비된 제1 관부; 상기 제1 관부의 내부에 결합된 제2 관부를 포함하며, 상기 제1 관부와 제2 관부는 강화 섬유를 포함하는 복합재인 것을 특징으로 하는 복합재 관이 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the first pipe portion provided with threads on the inner peripheral surface of one or both ends; A composite pipe is provided, comprising a second pipe portion coupled to the interior of the first pipe portion, wherein the first pipe portion and the second pipe portion are composites comprising reinforcing fibers.

상기 제1 관부는 강화 섬유를 다수 회 권선한 섬유 권선관과, 상기 섬유 권선관에 침투된 수지를 포함하는 복합재인 것이 바람직하다.It is preferable that the said 1st pipe part is a composite material containing the fiber winding pipe which wound the reinforcement fiber many times, and the resin permeated into the said fiber winding pipe.

상기 제1 관부의 나사산들의 이끝원의 직경이 상기 제2 관부의 내경보다 크거나 같은 것이 바람직하다.Preferably, the diameter of the distal end of the threads of the first pipe portion is greater than or equal to the inner diameter of the second pipe portion.

상기 제2 관부는 강화 섬유로 짜여진 직물을 원통 형태로 감은 섬유 직물관과, 상기 섬유 직물관에 침투된 수지를 포함하는 복합재인 것이 바람직하다.Preferably, the second pipe portion is a composite material including a fiber fabric tube wound in a cylindrical form of a fabric woven from reinforcing fibers, and a resin penetrated into the fiber fabric tube.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 관부; 상기 관부의 한쪽 단부 또는 양쪽 단부의 내주면에 구비된 나사산들을 포함하며, 상기 관부는 강화 섬유를 포함하는 복합재인 것을 특징으로 하는 복합재 관이 제공된다.In addition, to achieve the object of the present invention, the tube; Comprising a thread provided on the inner peripheral surface of one or both ends of the tube portion, the tube portion is provided with a composite tube, characterized in that the composite comprising a reinforcing fiber.

상기 관부는 강화 섬유를 다수 회 권선한 섬유 권선관과, 상기 섬유 권선관에 침투된 수지를 포함하는 복합재인 것이 바람직하다.It is preferable that the said pipe part is a composite material containing the fiber winding tube which wound the reinforcing fiber many times, and the resin permeated into the said fiber winding tube.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 외경이 균일한 제1 지그와, 외주면에 나사산들이 구비되며 상기 제1 지그의 양단부에 각각 분리 가능하게 결합되는 제2 지그들을 포함하는 지그 어셈블리를 조립하는 단계; 강화 섬유로 짜여지며, 수지가 묻은 직물을 상기 제1 지그에 감아 제2 관부를 형성하는 단계; 수지가 묻은 강화 섬유를 상기 제2 지그들과 상기 제2 관부에 다수 회 권선하여 제1 관부를 형성하는 단계; 상기 제1,2 관부로 이루어진 관을 경화시키는 단계; 상기 경화된 관으로부터 상기 지그 어셈블리를 분리하는 단계를 포함하는 복합재 관 제작방법이 제공된다.In addition, to achieve the object of the present invention, to assemble a jig assembly comprising a first jig having a uniform outer diameter, and the second jig provided with threads on the outer circumferential surface and detachably coupled to both ends of the first jig, respectively. step; Woven with reinforcing fibers, winding a fabric with resin on the first jig to form a second pipe portion; Winding a reinforcing fiber embedded with resin on the second jig and the second pipe part a plurality of times to form a first pipe part; Curing the tube consisting of the first and second tube portions; There is provided a composite tube manufacturing method comprising separating the jig assembly from the cured tube.

상기 제2 관부의 두께는 균일한 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the said 2nd pipe | tube part is uniform.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 외경이 균일한 제1 지그와, 외주면에 나사산들이 구비되며 상기 제1 지그의 양단부에 각각 분리 가능하게 결합되는 제2 지그들을 포함하는 지그 어셈블리를 조립하는 단계; 수지가 묻은 강화 섬유를 제1 지그와 제2 지그들에 다수 회 권선하여 관을 형성하는 단계; 상기 관을 경화시키는 단계; 상기 경화된 관으로부터 상기 지그 어셈블리를 분리시키는 단계를 포함하는 복합재 관 제작방법이 제공된다.In addition, to achieve the object of the present invention, to assemble a jig assembly comprising a first jig having a uniform outer diameter, and the second jig provided with threads on the outer circumferential surface and detachably coupled to both ends of the first jig, respectively. step; Winding a reinforcing fiber coated with resin on the first jig and the second jig a plurality of times to form a tube; Curing the tube; There is provided a composite tube manufacturing method comprising the step of separating the jig assembly from the cured tube.

상기 지그 어셈블리를 분리하는 단계는 상기 제2 지그들을 각각 회전시켜 제1 지그 및 경화된 관으로부터 분리시키는 단계; 및 상기 제1 지그를 경화된 관으로부터 분리시키는 단계를 포함한다.Separating the jig assembly may include rotating the second jigs, respectively, to separate the first jig and the hardened tube; And separating the first jig from the cured tube.

상기 강화 섬유는 탄소 섬유인 것이 바람직하다.It is preferable that the said reinforcing fiber is a carbon fiber.

본 발명은 복합재로 제작되므로 강도가 크고 무게가 가벼울 뿐만 아니라 나사산들(암나사산들)을 구비하게 되므로 타부품과의 연결시 타부품에 나사산들(수나사산들)을 형성하여 서로 체결하면 되므로 타부품과의 연결 작업이 간단하다. 또한, 본 발명은 타부품과의 연결시 타부품에 나사산들만을 구비하면 되므로 구성이 간단하다. Since the present invention is made of a composite material is not only high strength and light weight, but also provided with threads (female threads), when connecting with other parts, it is necessary to form the threads (male threads) on other parts and fasten each other. The connection work with is simple. In addition, the configuration of the present invention is simple because only the threads are provided in the other parts when connecting to the other parts.

본 발명은 강화 섬유, 즉 탄소 섬유를 다수 회 권선한 섬유 권선관에 수지가 침투된 상태에서 수지를 경화시켜 제작하게 되므로 복합재 관의 강도가 더욱 강하게 된다. 아울러, 나사산들을 형성시 강화 섬유의 끊김이 없게 되므로 나사산들 및 복합재 관의 강도가 크게 된다.The present invention is made by curing the resin in the state in which the resin is penetrated into the fiber winding tube winding the reinforcing fibers, that is, carbon fiber multiple times, the strength of the composite tube is further stronger. In addition, there is no break of the reinforcing fiber in forming the threads, so the strength of the threads and the composite tube is large.

도 1은 본 발명에 따른 복합재 관의 일실시예를 도시한 단면도,
도 2는 상기 복합재 관의 제1 관부를 부분 절개하여 도시한 사시도,
도 3은 상기 복합재 관의 제2 관부를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 복합재 관의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 일실시예를 도시한 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법에 사용되는 지그 어셈블리를 도시한 단면도,
도 7은 상기 지그 어셈블리에 강화 섬유를 관 형상으로 권선한 것을 도시한 단면도,
도 8은 7도에서 제2 지그들을 분리한 상태를 도시한 단면도,
도 9는 8도에서 제1 지그를 분리한 상태를 도시한 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 다른 실시예를 도시한 순서도,
도 11은 상기 지그 어셈블리에 강화 섬유직물을 감은 상태를 도시한 단면도,
도 12는 도 11에 강화 섬유를 관 형태로 권선한 상태를 도시한 단면도,
도 13은 도 12에서 제2 지그들을 분리한 상태를 도시한 단면도,
도 14는 도 13에서 제1 지그를 분리한 상태를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a composite tube according to the present invention,
Figure 2 is a perspective view showing a partially cut first pipe of the composite pipe,
3 is a perspective view showing a second pipe part of the composite pipe,
4 is a cross-sectional view showing another embodiment of a composite tube according to the present invention;
5 is a flow chart showing one embodiment of a composite pipe manufacturing method according to the present invention,
6 is a cross-sectional view showing a jig assembly used in the composite tube manufacturing method according to the present invention,
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating winding of reinforcing fibers in a tubular shape on the jig assembly;
8 is a cross-sectional view showing a state in which the second jig is separated from 7 degrees;
9 is a cross-sectional view showing a state in which the first jig is removed from 8 degrees;
10 is a flow chart showing another embodiment of the composite tube manufacturing method according to the present invention,
11 is a sectional view showing a state in which a reinforcing fiber fabric is wound around the jig assembly;
12 is a cross-sectional view showing a state in which a reinforcing fiber is wound in a tubular shape in FIG. 11;
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a state in which the second jigs are separated from FIG. 12;
14 is a cross-sectional view illustrating a state in which the first jig is removed from FIG. 13.

이하, 본 발명에 따른 복합재 관 및 그 제작방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the composite tube and its manufacturing method according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 복합재 관의 제1 실시예를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a composite tube according to the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합재 관의 제1 실시예는 양쪽 단부의 내주면에 나사산들(11)이 구비된 제1 관부(10); 제1 관부(10)의 내부에 결합된 제2 관부(20)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a first embodiment of a composite tube according to the present invention includes a first tube portion 10 having threads 11 on inner surfaces of both ends; The second pipe part 20 is coupled to the inside of the first pipe part 10.

상기 제1 관부(10)의 나사산들(11)은 제1 관부(10)의 끝면으로부터 설정된 거리까지 형성된다. 상기 제1 관부(10)의 나사산들(11)은 제1 관부(10)의 한쪽 단부에만 형성될 수도 있다. 상기 제1 관부(10)의 양쪽 끝면은 제1 관부(10)의 중심선에 대하여 수직인 평면인 것이 바람직하다.The threads 11 of the first pipe part 10 are formed to a set distance from an end surface of the first pipe part 10. The threads 11 of the first pipe part 10 may be formed only at one end of the first pipe part 10. Both end surfaces of the first pipe part 10 are preferably planes perpendicular to the centerline of the first pipe part 10.

상기 제2 관부(20)의 내경 및 두깨가 균일하다. 상기 제2 관부(20)의 길이는 제1 관부(10)의 한쪽 나사산들(11)의 내측끝과 다른 한쪽 나사산들(11)의 내측끝 사이의 길이와 같은 것이 바람직하다. The inner diameter and the thickness of the second pipe portion 20 are uniform. The length of the second pipe portion 20 is preferably equal to the length between the inner end of one of the threads 11 of the first pipe portion 10 and the inner end of the other threads 11.

상기 제1 관부(10)의 나사산들(11)은 암사사산으로 그 나사산들의 이끝원 직경이 제2 관부(20)의 내경보다 크거나 같은 것이 바람직하다.The threads 11 of the first pipe part 10 are female dead threads, and the diameters of the two ends of the threads are larger than or equal to the inner diameter of the second pipe part 20.

상기 제1 관부(10)는 복합재로 이루어진다. 상기 제1 관부(10)의 복합재는, 도 2에 도시한 바와 같이, 강화 섬유를 관 형태가 되도록 다수 회 권선한 섬유 권선관과, 상기 섬유 권선관에 침투된 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 강화 섬유는 탄소 섬유인 것이 바람직하다. 상기 강화 섬유는 유리 섬유일 수도 있다.The first pipe part 10 is made of a composite material. As shown in FIG. 2, the composite material of the first pipe part 10 preferably includes a fiber winding tube obtained by winding the reinforcing fibers a plurality of times to form a tube, and a resin penetrated into the fiber winding tube. It is preferable that the said reinforcing fiber is a carbon fiber. The reinforcing fibers may be glass fibers.

상기 제2 관부(20)는 복합재로 이루어진다. 상기 제2 관부(20)의 복합재는, 도 3에 도시한 바와 같이, 강화 섬유로 짜여진 직물을 원통 형태로 감은 섬유 직물관과, 상기 섬유 직물관에 침투된 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제2 관부(20)의 외경이 균일하도록 그 섬유 직물관의 양끝은 동일선상에 위치하거나 직물의 두께에 해당되는 거리를 두고 위치하는 것이 바람직하다. 상기 강화 섬유는 탄소 섬유인 것이 바람직하다. 상기 강화 섬유는 유리 섬유일 수도 있다.The second pipe portion 20 is made of a composite material. As shown in FIG. 3, the composite material of the second pipe part 20 preferably includes a fiber fabric tube wound in a cylindrical form of a fabric woven with reinforcing fibers, and a resin penetrated into the fiber fabric tube. Both ends of the fiber fabric pipe is preferably located on the same line or at a distance corresponding to the thickness of the fabric so that the outer diameter of the second pipe portion 20 is uniform. It is preferable that the said reinforcing fiber is a carbon fiber. The reinforcing fibers may be glass fibers.

상기 제1 관부(10)와 제2 관부(20)는 제1 관부(10)의 수지와 제2 관부(20)의 수지가 경화되면서 서로 결합, 즉 부착된다.The first pipe part 10 and the second pipe part 20 are bonded to each other, that is, attached to each other while the resin of the first pipe part 10 and the resin of the second pipe part 20 are cured.

도 4는 본 발명에 따른 복합재 관의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a composite tube according to the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합재 관의 제2 실시예는 관부(31); 상기 관부(31)의 양쪽 단부의 내주면에 구비된 나사산들(32)을 포함하며, 상기 관부(31)는 강화 섬유를 포함하는 복합재이다. As shown in Fig. 4, the second embodiment of the composite pipe according to the present invention comprises: a pipe part 31; It includes threads 32 provided on the inner circumferential surface of both ends of the tube portion 31, the tube portion 31 is a composite material containing a reinforcing fiber.

상기 관부(31)의 나사산들(32)은 관부(31)의 끝면으로부터 설정된 거리까지 형성된다. 상기 관부(31)의 나사산들(32)은 관부(31)의 한쪽 단부에만 형성될 수도 있다.The threads 32 of the pipe part 31 are formed up to a set distance from the end surface of the pipe part 31. The threads 32 of the pipe part 31 may be formed only at one end of the pipe part 31.

상기 관부(31)의 나사산들(32)은 암나사산으로 그 나사산들의 이끝원의 직경이 상기 관부(31)의 나사산들(32)이 구비되지 않은 부분의 내경보다 큰 것이 바람직하다. 상기 관부(31)의 양쪽 끝면은 관부(31)의 중심선에 대하여 수직인 평면인 것이 바람직하다. The threads 32 of the pipe part 31 are female threads, and the diameters of the end portions of the threads are larger than the inner diameter of a portion where the threads 32 of the pipe part 31 are not provided. Both end surfaces of the pipe part 31 is preferably a plane perpendicular to the center line of the pipe part 31.

상기 관부(31)는 강화 섬유를 관 형상으로 다수 회 권선한 섬유 권선관과, 상기 섬유 권선관에 침투된 수지를 포함하는 복합재인 것이 바람직하다. 상기 강화 섬유는 탄소 섬유인 것이 바람직하다. 상기 강화 섬유는 유리 섬유일 수도 있다.The pipe portion 31 is preferably a composite material including a fiber winding tube obtained by winding a plurality of reinforcing fibers in a tubular shape, and a resin penetrated into the fiber winding tube. It is preferable that the said reinforcing fiber is a carbon fiber. The reinforcing fibers may be glass fibers.

이하, 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 제1 실시예를 설명한다.Hereinafter, a first embodiment of the composite tube manufacturing method according to the present invention.

본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 제1 실시예는 외경이 균일한 지그에 수지가 묻은 강화 섬유를 관 형태로 권선하는 단계; 상기 강화 섬유가 다수 회 권선되어 이루어진 관을 경화시키는 단계; 상기 경화된 관을 지그로부터 분리시키는 단계; 상기 분리된 관의 양단부 내주면을 기계 가공하여 나사산들을 형성하는 단계를 포함한다.The first embodiment of the composite tube manufacturing method according to the present invention comprises the steps of winding the reinforcing fiber in which the resin is attached to the jig having a uniform outer diameter in the form of a tube; Curing the tube in which the reinforcing fiber is wound several times; Separating the cured tube from a jig; Machining the inner circumferential surfaces of both ends of the separated tube to form threads.

복합재 관 제작방법의 제1 실시예는 나사산들이 구비된 복합재 관을 제작하기 위한 지그 구성이 간단하다. 그러나 경화된 관의 내주면을 기계 가공하여 나사산들을 형성하게 되므로 관을 이루는 강화 섬유가 끊어지게 되어 복합재 관의 기계적 강도가 떨어지게 된다.The first embodiment of the composite tube manufacturing method has a simple jig configuration for producing a composite tube with threads. However, since the inner circumferential surface of the hardened tube is machined to form threads, the reinforcing fibers constituting the tube are broken and the mechanical strength of the composite tube is reduced.

본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 제2 실시예는 외경이 균일한 지그에 서로 일정 간격을 두고 두 개의 수지층을 형성하는 단계; 수지가 묻은 강화 섬유를 상기 두 개의 수지층을 감싸면서 상기 지그에 관 형태로 권선하는 단계; 상기 강화 섬유가 다수 회 권선되어 이루어진 관과 두 개의 수지층을 경화시키는 단계; 수지층을 포함한 관을 지그로부터 분리시키는 단계; 상기 두 개의 수지층을 기계 가공하여 나사산들을 형성하는 단계를 포함한다.A second embodiment of the composite tube manufacturing method according to the present invention comprises the steps of forming two resin layers at regular intervals from each other in a jig having a uniform outer diameter; Winding a reinforcing fiber embedded in resin in a tubular shape on the jig while covering the two resin layers; Curing the tube and the two resin layers formed by winding the reinforcing fibers a plurality of times; Separating the tube including the resin layer from the jig; Machining the two resin layers to form threads.

복합재 관 제작방법의 제2 실시예는 수지층을 기계 가공하여 나사산들을 형성하게 되므로 관을 이루는 강화 섬유가 끊어지지 않게 되어 복합재 관의 기계적 강도가 우수하다. 그러나 수지층을 형성시 그 수지층 내부에 기포들이 형성되어 나사산들이 깨지게 된다. In the second embodiment of the composite tube manufacturing method, the resin layer is machined to form threads so that the reinforcing fibers constituting the tube are not broken so that the mechanical strength of the composite tube is excellent. However, when the resin layer is formed, bubbles are formed in the resin layer and the threads are broken.

도 5는 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 제3 실시예를 도시한 순서도이다. 도 6은 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 제3 실시예에 사용되는 지그 조립체를 도시한 측면도이다.Figure 5 is a flow chart showing a third embodiment of the composite tube manufacturing method according to the present invention. Figure 6 is a side view showing a jig assembly used in the third embodiment of the composite tube manufacturing method according to the present invention.

도 5, 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 제3 실시예는 먼저, 제1 지그(110)와, 상기 제1 지그(110)의 양단부에 각각 분리 가능하게 결합되는 제2 지그(120)들을 포함하는 지그 어셈블리(A)를 조립한다. As shown in Figure 5, 6, the third embodiment of the composite tube manufacturing method according to the present invention, the first jig 110 and the first jig 110 are respectively detachably coupled to both ends of the first jig 110; Assemble the jig assembly A including the second jig 120.

상기 제1 지그(110)는 외경이 균일하며 설정된 길이를 갖는다. 상기 제1 지그의 내부에 관통구멍이 구비됨이 바람직하다. 상기 제2 지그(120)는 외주면에 나사산들(121)이 구비된 나사산부와, 상기 나사산부에 이어 나사산부의 외경보다 큰 외경과 길이를 갖는 환봉부(122)를 포함한다. 한편, 상기 제2 지그(120)는 두 개의 부품, 즉 나사산부 부품과 환봉부 부품으로 나누어져 서로 결합될 수 있다. 상기 나사산부에 인접한 환봉부(122)의 끝면은 제2 지그(120)의 중심선에 대하여 수직인 면이며, 그 수직인 면을 제1 수직면(123)이라 한다. 상기 제2 지그(120)의 내부에 관통구멍이 구비됨이 바람직하다. 상기 제1 지그(110)와 두 개의 제2 지그(120)들은 체결수단(미도시)에 의해 서로 결합됨이 바람직하다. 상기 제1 지그(110)의 외경이 상기 제2 지그(120)의 나사산부 외경(이끝원)보다 작으며 그 제1 지그(110)와 인접한 나사산부의 끝면은 제1 지그(110)의 중심선에 대하여 수직인 평면이며 그 수직인 평면을 제2 수직면(124)이라 한다.The first jig 110 has a uniform outer diameter and has a set length. Preferably, a through hole is provided in the first jig. The second jig 120 includes a threaded portion provided with threads 121 on an outer circumferential surface thereof, and a round bar portion 122 having an outer diameter and a length greater than an outer diameter of the threaded portion following the threaded portion. On the other hand, the second jig 120 may be divided into two parts, that is, threaded parts and round bar parts, and may be coupled to each other. The end surface of the round bar 122 adjacent to the threaded portion is a surface perpendicular to the center line of the second jig 120, and the vertical surface is referred to as a first vertical surface 123. Preferably, a through hole is provided in the second jig 120. The first jig 110 and the two second jig 120 is preferably coupled to each other by a fastening means (not shown). The outer diameter of the first jig 110 is smaller than the outer diameter of the threaded portion of the second jig 120 (this end circle), and the end surface of the threaded portion adjacent to the first jig 110 is located at the center line of the first jig 110. The plane perpendicular to the plane and the plane perpendicular thereto is called the second vertical plane 124.

상기 지그 어셈블리(A)의 제1 지그(110)의 외주면과 제2 지그(120)의 나사산부에, 도 7에 도시한 바와 같이, 수지에 함침된 강화 섬유를 다수 회 권선하여 관(30)을 형성한다. 상기 관(30)의 외경이 상기 제2 지그(120)의 환봉부(122)의 외경과 같도록 상기 강화 섬유를 권선하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 7, the outer circumferential surface of the first jig 110 of the jig assembly A and the threaded portion of the second jig 120 are wound around the reinforcing fiber impregnated with resin a plurality of times. To form. It is preferable to wind the reinforcing fiber so that the outer diameter of the pipe 30 is equal to the outer diameter of the round bar 122 of the second jig 120.

상기 강화 섬유는 탄소 섬유인 것이 바람직하다.It is preferable that the said reinforcing fiber is a carbon fiber.

상기 수지에 함침된 강화 섬유에 의해 상기 지그 어셈블리(A)에 형성된 관(30)을 경화시킨다.The tube 30 formed in the jig assembly A is cured by the reinforcing fibers impregnated with the resin.

그리고 경화된 관(30)으로부터 상기 지그 어셈블리(A)를 분리시킨다.The jig assembly A is separated from the cured tube 30.

상기 경화된 관(30)으로부터 지그 어셈블리(A)를 분리시키는 과정은 다음과 같다.The process of separating the jig assembly A from the cured tube 30 is as follows.

먼저, 체결수단을 제거한 후 상기 제2 지그(120)들을 각각 회전시켜 제1 지그(110) 및 경화된 관(30)으로부터 분리시킨다. 상기 제2 지그(120)의 나사산들(121)에 강화 섬유가 권선되어 있으므로 제2 지그(120)의 나사산들(121)에 권선된 강화 섬유는 제2 지그(120)의 나사산들(121)에 의해 나사산들(32)이 형성되어 있다. 상기 제2 지그(120)를 회전시켜서 제1 지그(110) 및 경화된 관(30)으로부터 분리시키게 되면 경화된 관(30)의 양단부 내주면에 각각 나사산들의 형상을 유지한 채 제2 지그(120)를 제1 지그(110) 및 경화된 관(30)으로부터 분리할 수 있게 된다.First, after removing the fastening means, the second jig 120 is rotated to separate from the first jig 110 and the cured tube 30. Since the reinforcing fibers are wound on the threads 121 of the second jig 120, the reinforcing fibers wound on the threads 121 of the second jig 120 may include the threads 121 of the second jig 120. Threads 32 are formed by this. When the second jig 120 is rotated and separated from the first jig 110 and the cured tube 30, the second jig 120 maintains the shape of the threads on the inner peripheral surfaces of both ends of the cured tube 30, respectively. ) Can be separated from the first jig 110 and the cured tube (30).

상기 경화된 관(30)으로부터 상기 제2 지그(120)들을 분리시키게 되면, 도 8에 도시한 바와 같이, 경화된 관(30)의 내부에 제1 지그(110)만 남아 있게 된다. 상기 경화된 관(30)의 내부에 남아 있는 제1 지그(110)를 밀어 경화된 관(30)으로부터 제1 지그(110)를 분리시킨다.When the second jig 120 is separated from the cured tube 30, as shown in FIG. 8, only the first jig 110 remains inside the cured tube 30. The first jig 110 remaining in the cured tube 30 is pushed to separate the first jig 110 from the cured tube 30.

상기 제1 지그(110)가 분리된 관(30)은, 도 9에 도시한 바와 같이, 양단부의 내주면에 나사산들(32)이 구비된 복합재 관이 된다.As shown in FIG. 9, the tube 30 from which the first jig 110 is separated becomes a composite tube provided with threads 32 on the inner circumferential surface of both ends.

상기 복합재 관의 나사산들(32)은 제2 지그(120)의 나사산들(121)에 의해 형성되므로 복합재 관의 나사산들(32)이 깨짐이 없게 되고, 또한 복합재 관을 구성하는 강화 섬유의 파손이 없게 되어 복합재 관의 강도가 크게 된다.The threads 32 of the composite tube are formed by the threads 121 of the second jig 120 so that the threads 32 of the composite tube are not broken, and also the breakage of the reinforcing fibers constituting the composite tube. This will increase the strength of the composite tube.

도 10은 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 제4 실시예를 도시한 순서도이다. 10 is a flow chart showing a fourth embodiment of a method for manufacturing a composite tube according to the present invention.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합재 관 제작방법의 제4 실시예는 먼저, 지그 어셈블리(A)를 조립한다. 상기 지그 어셈블리(A)는 제3 실시예의 지그 어셈블리(A)와 같다.As shown in Figure 10, the fourth embodiment of the composite tube manufacturing method according to the present invention, first, jig assembly (A) is assembled. The jig assembly A is the same as the jig assembly A of the third embodiment.

강화 섬유로 짜여지며, 수지가 묻은 직물을, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 지그 어셈블리(A)의 제1 지그(110)에 감아 제2 관부(20)를 형성한다. 상기 제2 관부(20)의 두께는 균일한 것이 바람직하다. 제2 관부(20)의 양끝면은 제2 수직면에 의해 제2 관부(20)의 중심선에 대하여 수직면이 된다.A fabric woven with reinforcing fibers and coated with resin is wound around the first jig 110 of the jig assembly A to form a second pipe portion 20, as shown in FIG. It is preferable that the thickness of the said 2nd pipe | tube part 20 is uniform. Both end faces of the second pipe part 20 are perpendicular to the center line of the second pipe part 20 by the second vertical plane.

수지가 묻은 강화 섬유를, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 제2 지그(120)들의 나사산들(121)과 상기 제2 관부(20)의 외면에 다수 회 권선하여 제1 관부(10)를 형성한다. 상기 제1 관부(10)의 외경은 균일하다. 제1 관부(10)의 양끝면은 제1 수직면에 의해 제1 관부(10)의 중심선에 대하여 수직면이 된다.As shown in FIG. 12, the resin-embedded reinforcing fiber is wound a plurality of times on the threads 121 of the second jigs 120 and the outer surface of the second pipe part 20 to thereby open the first pipe part 10. Form. The outer diameter of the first pipe portion 10 is uniform. Both end faces of the first pipe part 10 are perpendicular to the center line of the first pipe part 10 by the first vertical plane.

상기 강화 섬유는 탄소 섬유인 것이 바람직하다.It is preferable that the said reinforcing fiber is a carbon fiber.

상기 제1,2 관부(10)(20)로 이루어진 관을 경화시킨다.The tube consisting of the first and second pipe parts 10 and 20 is cured.

그리고 경화된 관으로부터 상기 지그 어셈블리(A)를 분리시킨다.And the jig assembly (A) is separated from the cured tube.

상기 경화된 관으로부터 지그 어셈블리(A)를 분리시키는 과정은 다음과 같다.The process of separating the jig assembly (A) from the cured tube is as follows.

먼저, 체결수단을 제거한 후 상기 제2 지그(120)들을 각각 회전시켜 제1 지그(110) 및 경화된 관의 제1 관부(10)로부터 분리시킨다. 상기 제2 지그(120)의 나사산들(121)에 강화 섬유가 권선되어 있으므로 제2 지그(120)의 나사산들(121)에 권선된 강화 섬유는 제2 지그(120)의 나사산들(121)에 의해 나사산들(11)이 형성되어 있다. 상기 제2 지그(120)를 회전시켜서 제1 지그(110) 및 경화된 관의 제1 관부(10)로부터 분리시키게 되면 경화된 관의 양단부 내주면에 각각 나사산들(11)의 형상을 유지한 채 제2 지그(120)를 제1 지그(110) 및 경화된 관의 제1 관부(10)로부터 분리할 수 있게 된다.First, after removing the fastening means, the second jig 120 is rotated to separate from the first jig 110 and the first pipe part 10 of the hardened pipe. Since the reinforcing fibers are wound on the threads 121 of the second jig 120, the reinforcing fibers wound on the threads 121 of the second jig 120 may include the threads 121 of the second jig 120. The threads 11 are formed by this. When the second jig 120 is rotated and separated from the first jig 110 and the first pipe part 10 of the hardened pipe, the shapes of the threads 11 are maintained on the inner circumferential surfaces of both ends of the hardened pipe, respectively. The second jig 120 may be separated from the first jig 110 and the first pipe part 10 of the hardened pipe.

상기 경화된 관으로부터 상기 제2 지그(120)들을 분리시키게 되면, 도 13에 도시한 바와 같이, 경화된 관의 제2 관부(20)내부에 제1 지그(110)만 남아 있게 된다. 상기 경화된 관의 제2 관부(20)내부에 남아 있는 제1 지그(110)를 밀어 경화된 관으로부터 제1 지그(110)를 분리시킨다.When the second jig 120 is separated from the cured tube, as shown in FIG. 13, only the first jig 110 remains inside the second tube 20 of the cured tube. The first jig 110 remaining in the second tube 20 of the cured tube is pushed to separate the first jig 110 from the cured tube.

상기 제1 지그(110)가 분리된 관은, 도 14에 도시한 바와 같이, 양단부의 내주면에 나사산들(11)이 구비된 복합재 관이 된다.The first jig 110 is separated from the tube, as shown in Figure 14, both ends of the inner tube is provided with a composite tube provided with threads (11).

상기 복합재 관의 나사산들(11)은 제2 지그(120)의 나사산들(121)에 의해 형성되므로 복합재 관의 나사산들(11)이 깨짐이 없게 되고, 또한 복합재 관을 구성하는 강화 섬유의 파손이 없게 되어 복합재 관의 강도가 크게 된다.Since the threads 11 of the composite tube are formed by the threads 121 of the second jig 120, the threads 11 of the composite tube are not broken, and the breakage of the reinforcing fibers constituting the composite tube is also prevented. This will increase the strength of the composite tube.

또한, 상기 복합재 관은 섬유 직물을 감아 제2 관부(20)를 형성하게 되므로 강화 섬유를 권선하여 제2 관부(20)를 형성하는 것보다 작업시간이 빠르게 된다.In addition, the composite tube is wound around the textile fabric to form the second tube portion 20, so that the working time is faster than winding the reinforcing fibers to form the second tube portion 20.

본 발명은 복합재로 제작되므로 강도가 크고 무게가 가벼울 뿐만 아니라 나사산들(암나사산들)을 구비하게 되므로 타부품과의 연결시 타부품에 나사산들(수나사산들)을 형성하여 서로 체결하게 되므로 타부품과의 연결 작업이 간단하다. 또한, 본 발명은 타부품과의 연결시 타부품에 나사산들만을 구비하면 되므로 구성이 간단하다. Since the present invention is made of a composite material is not only high strength and light weight, but also provided with threads (female threads), when connecting with other parts to form a screw thread (male thread) on the other parts to be fastened to each other parts The connection work with is simple. In addition, the configuration of the present invention is simple because only the threads are provided in the other parts when connecting to the other parts.

본 발명은 강화 섬유, 즉 탄소 섬유를 다수 회 권선한 섬유 권선관에 수지가 침투된 상태에서 수지를 경화시켜 제작하게 되므로 복합재 관의 강도가 더욱 강하게 된다.The present invention is made by curing the resin in the state in which the resin is penetrated into the fiber winding tube winding the reinforcing fibers, that is, carbon fiber multiple times, the strength of the composite tube is further stronger.

10; 제1 관부 20; 제2 관부
110; 제1 지그 120; 제2 지그
A; 지그 어셈블리10; First tube portion 20; Second tube
110; First jig 120; 2nd jig
A; Jig assembly

Claims (11)

한쪽 단부 또는 양쪽 단부의 내주면에 나사산들이 구비된 제1 관부;
상기 제1 관부의 내부에 결합된 제2 관부를 포함하며,
상기 제1 관부와 제2 관부는 강화 섬유를 포함하는 복합재인 것을 특징으로 하는 복합재 관.A first pipe part provided with threads on an inner circumferential surface of one or both ends;
A second pipe part coupled to the inside of the first pipe part,
And said first and second pipe parts are composites comprising reinforcing fibers. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 관부는 강화 섬유를 다수 회 권선한 섬유 권선관과, 상기 섬유 권선관에 침투된 수지를 포함하는 복합재인 것을 특징으로 하는 복합재 관.The composite pipe according to claim 1, wherein the first pipe part is a composite material including a fiber winding pipe obtained by winding a plurality of reinforcing fibers and a resin penetrated into the fiber winding pipe. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 관부의 나사산들의 이끝원의 직경이 상기 제2 관부의 내경보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 복합재 관.The composite pipe according to claim 1, wherein the diameter of the end of the threads of the first pipe portion is equal to or larger than the inner diameter of the second pipe portion. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 관부는 강화 섬유로 짜여진 직물을 원통 형태로 감은 섬유 직물관과, 상기 섬유 직물관에 침투된 수지를 포함하는 복합재인 것을 특징으로 하는 복합재 관.The composite pipe according to claim 1, wherein the second pipe part is a composite material including a fiber fabric pipe wound in a cylindrical form and woven with a reinforcing fiber and a resin impregnated into the fiber fabric pipe. 관부;
상기 관부의 한쪽 단부 또는 양쪽 단부의 내주면에 구비된 나사산들을 포함하며,
상기 관부는 강화 섬유를 포함하는 복합재인 것을 특징으로 하는 복합재 관.Tube;
It includes threads provided on the inner peripheral surface of one end or both ends of the pipe portion,
The pipe part is a composite tube, characterized in that the composite comprising a reinforcing fiber. 제 5 항에 있어서, 상기 관부는 강화 섬유를 다수 회 권선한 섬유 권선관과, 상기 섬유 권선관에 침투된 수지를 포함하는 복합재인 것을 특징으로 하는 복합재 관.6. The composite pipe according to claim 5, wherein the pipe part is a composite material including a fiber winding pipe wound multiple times of reinforcing fibers and a resin penetrated into the fiber winding pipe. 외경이 균일한 제1 지그와, 외주면에 나사산들이 구비되며 상기 제1 지그의 양단부에 각각 분리 가능하게 결합되는 제2 지그들을 포함하는 지그 어셈블리를 조립하는 단계;
강화 섬유로 짜여지며, 수지가 묻은 직물을 상기 제1 지그에 감아 제2 관부를 형성하는 단계;
수지가 묻은 강화 섬유를 상기 제2 지그들과 상기 제2 관부에 다수 회 권선하여 제1 관부를 형성하는 단계;
상기 제1,2 관부로 이루어진 관을 경화시키는 단계;
상기 경화된 관으로부터 상기 지그 어셈블리를 분리하는 단계를 포함하는 복합재 관 제작방법.Assembling a jig assembly including a first jig having a uniform outer diameter and second jigs provided with threads on an outer circumferential surface thereof and detachably coupled to both ends of the first jig;
Woven with reinforcing fibers, winding a fabric with resin on the first jig to form a second pipe portion;
Winding a reinforcing fiber embedded with resin on the second jig and the second pipe part a plurality of times to form a first pipe part;
Curing the tube consisting of the first and second tube portions;
Separating the jig assembly from the cured tube. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 관부의 두께는 균일한 것을 특징으로 하는 복합재 관 제작방법.8. The method of claim 7, wherein the thickness of the second pipe portion is uniform. 외경이 균일한 제1 지그와, 외주면에 나사산들이 구비되며 상기 제1 지그의 양단부에 각각 분리 가능하게 결합되는 제2 지그들을 포함하는 지그 어셈블리를 조립하는 단계;
수지가 묻은 강화 섬유를 제1 지그와 제2 지그들에 다수 회 권선하여 관을 형성하는 단계;
상기 관을 경화시키는 단계;
상기 경화된 관으로부터 상기 지그 어셈블리를 분리시키는 단계를 포함하는 복합재 관 제작방법.Assembling a jig assembly including a first jig having a uniform outer diameter and second jigs provided with threads on an outer circumferential surface thereof and detachably coupled to both ends of the first jig;
Winding a reinforcing fiber coated with resin on the first jig and the second jig a plurality of times to form a tube;
Curing the tube;
Separating the jig assembly from the cured tube. 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 지그 어셈블리를 분리하는 단계는
상기 제2 지그들을 각각 회전시켜 제1 지그 및 경화된 관으로부터 분리시키는 단계; 및 상기 제1 지그를 경화된 관으로부터 분리시키는 단계를 포함하는 복합재 관 제작방법.10. The method of claim 7, wherein the step of detaching the jig assembly is
Rotating each of the second jigs to separate from the first jig and the cured tube; And separating the first jig from the cured tube. 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 강화 섬유는 탄소 섬유인 것을 특징으로 하는 복합재 관 제작방법.
10. The method of claim 7 or 9, wherein the reinforcing fibers are carbon fibers.
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