KR20160136506A

KR20160136506A - 자동차 보강멤버 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20160136506A
Application number: KR1020150069567A
Authority: KR
Inventors: 최치훈; 김기환; 함요한; 조정민
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2016-11-30

Abstract

캐비티가 형성된 금형의 내측면에 강판을 안착시키는 안착단계; 강판의 내측면에 강화섬유를 적층하는 적층단계; 금형의 캐비티에 코어를 위치시키는 배치단계; 및 금형에 수지를 주입하되, 수지를 코어의 외측면과 강판의 내측면 사이의 강화섬유로 침투시켜 수지를 통해 코어의 외측면, 강화섬유, 강판이 일체로서 결합되도록 하는 주입단계;를 포함하는 자동차 보강멤버 제조방법이 소개된다.

Description

자동차 보강멤버 및 그 제조방법 {REINFORCEMENT STRUCTURE FOR VEHICLE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 차체 구조의 충돌 특성 향상을 위한 자동차 보강멤버에 있어서, 코어, 강화섬유 및 강판으로 구성된 자동차 보강멤버를 별도의 조립 공정을 생략하고 생산 가능한 제조방법 및 코어, 강화섬유 및 강판 각 층이 일체성을 가지는 자동차 보강멤버에 관한 것이다.

일반적으로 차체 구조 강성 및 충돌 특성 향상을 위하여 강판을 부재로 하여 보강멤버로 활용하고 있다. 다만 일반 강판을 부재로 사용하는 경우 중량이 올라가게 되고 고장력 강판을 부재로 사용하는 경우 재료비의 상승 및 성형성의 제약이라는 단점이 있게 된다.

이러한 점 때문에 경량화에 유리하면서 우수한 성형성을 가지는 강화섬유를 보강멤버의 부재로 활용한다. 특히 탄소섬유를 사용하는 경우 일반 유리섬유에 비해 비중이 낮고 강도 및 강성 향상에 효과적이라는 장점이 있는데 다만 탄소섬유 보강 플라스틱(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 경우 차체 라인에서 조립할 경유 용접이 아닌 접착제 또는 리벳을 사용해야 하므로 별도의 접합 구조 설계 및 후공정을 필요로 하여 생산 시간이 지연되고 생산비 측면에서도 부담이 있는 문제가 생기게 된다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-1316505 A

본 발명은 차체 구조의 충돌 특성 향상을 위한 자동차 보강멤버에 있어서, 코어, 강화섬유 및 강판으로 구성된 자동차 보강멤버를 별도의 조립 공정을 생략하고 생산 가능한 제조방법 및 코어, 강화섬유 및 강판 각 층이 일체성을 가지는 자동차 보강멤버를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 캐비티가 형성된 금형의 내측면에 강판을 안착시키는 안착단계; 강판의 내측면에 강화섬유를 적층하는 적층단계; 금형의 캐비티에 코어를 위치시키는 배치단계; 및 금형에 수지를 주입하되, 수지를 코어의 외측면과 강판의 내측면 사이의 강화섬유로 침투시켜 수지를 통해 코어의 외측면, 강화섬유, 강판이 일체로서 결합되도록 하는 주입단계;를 포함한다.

안착단계 이전에 금형의 내측면에 강화섬유가 적층됨으로써 강판의 내측면 및 외측면이 강화섬유로 둘러질 수 있다.

강판이 안착되는 금형의 내측면이 만입되어 안착부가 형성되고 주입단계에서는 수지를 코어의 외측면과 강판의 내측면 사이 및 강판의 외측면의 강화섬유로 침투시킬 수 있다.

안착단계에서는 금형의 일측과 타측에 강판을 안착시킬 수 있다.

코어는 발포수지 재질로 형성될 수 있다.

코어는 복수의 코어조각으로 구성되고 각 코어조각은 강화섬유로 둘러진 상태에서 결합되며 주입단계에서는 수지를 주입시 수지가 코어조각 사이에 위치되는 강화섬유로 침투될 수 있다.

각 코어조각의 사이에 위치된 강화섬유는 격자형상으로 배치될 수 있다.

강화섬유는 탄소섬유로 구성된 직조물일 수 있다.

안착단계에서는 강판의 단부에 강판의 외측면과 금형의 내측면 사이에 실링을 구비시킴으로써 강판의 단부에 수지가 침투되지 않은 외부결합부가 형성됨으로써 노출될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 보강멤버는 코어; 코어의 외측면에 적층된 강화섬유; 강화섬유 외측면에 적층된 강판; 및 코어의 외측면과 강판의 내측면 사이의 강화섬유에 침투되고 강화섬유를 함침시킴으로써 코어의 외측면, 강화섬유, 강판이 일체로서 결합되도록 하는 수지;를 포함한다.

코어는 복수의 코어조각으로 구성되며 각 코어조각은 강화섬유로 둘러싸인 상태에서 결합되고 각 코어조각의 사이에 위치된 강화섬유는 격자구조로 형성될 수 있다.

강판에는 강판을 관통하는 침투홀이 형성될 수 있다.

침투홀에는 침투홀 형상의 강화섬유가 배치됨으로써 침투홀에 배치된 강화섬유의 사이에도 수지가 침투될 수 있다.

다층의 강화섬유는 강판의 내측면 및 외측면에 적층되고 강판의 내측면, 외측면 및 침투홀에 배치된 강화섬유는 수지에 함침되어 일체를 구성할 수 있다.

상술한 바와 같은 단계로 이루어진 자동차 보강멤버의 제조방법에 따르면, 별도의 조립 공정 없이 금형 내에서 강화섬유 층의 성형 및 강판에의 부착이 이루어져 제조공정이 단순화되고 생산에 걸리는 시간도 짧아지므로 생산성이 향상되는 효과가 있게 된다.

또한 이와 같은 제조방법으로 인해 제조되는 자동차 보강멤버의 경우 별도의 접착제나 리벳으로 강화섬유를 부착시켜 생산되는 자동차 보강멤버의 경우보다 금형 내에서 수지를 침투시켜 강화섬유를 부착시켜 생산되는 자동차 보강멤버의 경우 자동차 보강멤버를 구성하는 코어, 강화섬유 및 강판 각 층의 일체화 효과가 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 보강멤버 제조방법에서 금형 내의 보강멤버를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 보강멤버 제조방법에서 실링 및 안착부가 구비된 금형 내의 보강멤버를 나타낸 도면.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 보강멤버에서 일측만 강판으로 구성된 자동차 보강멤버를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 보강멤버에서 양측이 강판으로 구성된 자동차 보강멤버를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 보강멤버에서 코어 내부의 강화섬유가 격자형상을 이루는 자동차 보강멤버를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 보강멤버에서 강판에 침투홀이 형성되고 침투홀 내에 강화섬유가 적층된 모습을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 보강멤버에서 강판에 침투홀이 형성되고 강판의 내면, 외면 및 침투홀 내에 강화섬유가 적층된 모습을 나타낸 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 캐비티가 형성된 금형(100)의 내측면에 강판(200)을 안착시키는 안착단계; 강판(200)의 내측면에 강화섬유(300)를 적층하는 적층단계;금형(100)의 캐비티에 코어(400)를 위치시키는 배치단계; 및 금형(100)에 수지를 주입하되, 수지를 코어(400)의 외측면과 강판(200)의 내측면 사이의 강화섬유(300)로 침투시켜 수지를 통해 코어(400)의 외측면, 강화섬유(300), 강판(200)이 일체로서 결합되도록 하는 주입단계;를 포함한다.

도 1과 같이 본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 제일 먼저 캐비티가 형성되어 있는 금형(100) 내측면에 자동차 보강멤버로서 역할을 하는 강판(200)을 안착시키는 단계부터 시작된다. 강판(200)은 보강멤버의 경량에 제한이 있는 경우 금형의 상형 또는 하형에 선택적으로 안착 될 수 있으며 금형(100)의 상형과 하형에 각각 안착 될 수 있다. 보강멤버가 강화섬유(300)로만 이루어진 경우보다 차체의 경량화 측면에서는 불리할 수 있으나 차체 구조 강성 측면에서 우수한 효과를 기대할 수 있다.

다음으로 강판(200)에 내측면에 강화섬유(300)가 둘러지게 되어 층을 형성하게 된다. 바람직하게는 강화섬유(300)는 다층으로 적층되는 것이 자동차 보강멤버로서 차체 구조 강성의 향상에 있어 효과적이다. 강화섬유(300)를 이용함으로써 어느 정도 강도 및 강성을 확보하면서도 경량화에 비약적으로 유리한 효과를 기대할 수 있게 된다. 또한 적층되는 면을 따라 적층하면 되므로 성형성에 있어서도 유리하다.

다음 단계로 금형(100)의 캐비티에 코어(400)를 위치시킴으로써 자동차 보강멤버의 가장 안쪽에 위치된다. 발명의 일실시예로서 코어(400)는 강판(200)끼리, 강화섬유(300)끼리 또는 강판(200)과 강화섬유(300)가 형성하는 내부공간에 꼭 들어맞게 성형됨으로써 강화섬유(300) 외의 공간에는 수지가 함침되지 않게 되어 수지에 대한 생산비 절감효과를 기대할 수 있고 수지에 함침된 강화섬유(300) 층의 두께가 일정하여 어느 방향으로부터의 충돌에도 동일하게 대응할 수 있다.

마지막으로 코어(400)의 외측면과 강판(200)의 내측면 사이에 위치한 강화섬유(300)에 수지를 주입하게 된다. 유동성 있는 액체인 수지는 강화섬유(300) 사이로 침투되어 강화섬유(300)가 함침되고 수지가 굳게 되는데 이로써 강판(200)과 강화섬유(300) 및 코어(400)가 일체로서 결합되는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

기존의 제조공정의 경우 강화섬유(300) 복합재를 별도로 생산하고 이를 강판(200)에 용접이 아닌 접착제 또는 리벳을 사용하여 접합시켜야 했기 때문에 별도의 공정이 필요하였으나 본 발명과 같은 자동차 보강멤버 제조방법을 이용하는 경우 강판(200)의 내측면에 중간재인 강화섬유(300)가 수지에 함침됨으로써 성형과 동시에 접합까지 되기 때문에 제조공정이 단순화되고 생산에 걸리는 시간도 짧아지므로 생산성이 향상되는 효과도 기대할 수 있는 것이다.

이뿐만 아니라 종전의 접착제 또는 리벳을 이용하는 경우보다 강화섬유(300)를 수지에 함침시키는 방법이 자동차 보강멤버 각각의 층의 일체화라는 측면에 있어서 더 큰 효과를 기대할 수 있다. 이는 수지에 이용되는 열경화성 수지는 접착능력에서 탁월한 효과를 발휘하기 때문이다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 안착단계에서는 금형(100)의 내측면 중 일측에 강판(200)을 안착시키고 적층단계에서는 강판(200)이 안착되지 않은 금형(100)의 내측면 중 타측에 강화섬유(300)를 적층하는 것을 특징으로 한다.

강판(200) 내측면에 적층되는 강화섬유(300)와는 별개로 강판(200)이 안착되지 않은 금형(100)의 내측면에도 강화섬유(300)가 적층됨으로써 본 발명에 따라 제조되는 자동차 보강멤버는 강화섬유(300)가 코어(400)를 감싸게 된다. 코어(400)의 어느 일면만 강화섬유(300)로 감싸지는 경우보다 코어(400) 전체가 강화섬유(300)로 감싸지는 경우 강도 및 강성 측면에서 당연히 높은 효과를 기대할 수 있을뿐더러 정면 외의 어느 방향의 충돌에도 대응할 수 있게 되어 충돌 특성이 현저히 향상되게 된다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 안착단계 이전에 금형(100)의 내측면에 강화섬유(300)가 적층됨으로써 강판(200)의 내측면 및 외측면이 강화섬유(300)로 둘러진 것을 특징으로 한다.

금형(100)에 강판(200)을 안착시키기 이전에 금형(100)의 내측면에 강화섬유(300)를 적층시킨 후 강판(200)을 안착시킨 다음 강판(200)의 내측면에 강화섬유(300)를 적층하게 되면 강판(200)의 내외측면이 모두 강화섬유(300)로 둘러지게 된다. 이로써 자동차 보강멤버를 구성하는 강판(200), 강화섬유(300), 코어(400)로 이루어진 각층은 더 높은 일체성을 갖게 되고 강화섬유(300)가 강판(200)의 외측면에도 둘러지게 되어 강도 및 강성의 향상도 기대할 수 있게 된다.

또한 종전의 제조방법과 같이 생산하는 경우 강판(200)의 외측면에도 부착될 강화섬유(300) 복합재를 따로 성형 후 접착제 또는 리벳으로 부착해야 하는 공정이 따로 필요하여 번거로워지나, 본 발명에 따른 제조방법의 경우 강판(200)의 안착단계 이전에 강화섬유(300)를 적층하는 단계가 추가될 뿐이어서 제조공정이 단순화되고 생산성이 향상된다는 효과가 있다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 강판(200)이 안착되는 금형(100)의 내측면이 만입되어 안착부(600)가 형성되고 주입단계에서는 수지를 코어(400)의 외측면과 강판(200)의 내측면 사이 및 강판(200)의 외측면의 강화섬유(300)로 침투시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 3과 같은 제조공정이 진행되는 경우 금형(100)의 하형에 안착되는 강판(200)의 무게로 인해 강판(200) 외측면과 금형(100) 사이의 강화섬유(300)를 압박하게 되어 수지가 원활하게 침투되지 못하는 상황이 발생할 수 있다.

따라서 도 2와 같이 강판(200)이 마련되는 금형(100)의 내측면에 수지가 원활히 침투할 수 있도록 밑으로 푹 꺼지는 형태로 만입되는 안착부(600)가 금형(100)에 마련된다면 강판(200) 외측면의 강화섬유(300)도 수지에 충분히 함침되어 목표하던 자동차 보강멤버의 제조를 달성할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 안착단계에서는 금형(100)의 일측과 타측에 강판(200)을 안착시키는 것을 특징으로 한다.

안착단계에서 강판(200)을 금형(100)의 상형 또는 하형 중 일측에만 안착시키는 것이 아니라 타측에도 안착시켜 자동차 보강멤버를 제조할 수 있다. 이러한 형태로 제조되는 경우 물론 차체의 경량화에 있어서 다소 불리할 수 있으나 결과적으로 코어(400)가 강화섬유(300) 뿐 아니라 강판(200)에 둘러지는 형태의 자동차 보강멤버가 제조됨으로써 강도 및 강성 측면에서 비약적인 상승효과를 가져올 수 있고 어느 측으로부터의 충돌에도 동일하게 대응할 수 있게 되어 충돌특성도 강화되게 된다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 코어(400)는 발포수지 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

자동차 보강멤버 내부에 위치되는 코어(400)는 발포수지 재질로 형성될 수 있는데 이경우 발포수지 재질의 특성상 무게가 많이 나가지 않아 차체의 경량화 효과가 향상되고 성형성이 좋아 원하는 형상으로 성형이 자유롭고 재질의 원가 자체가 높지 않아 생산비 측면에서도 유리하다는 효과가 있다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 코어(400)는 복수의 코어조각(410)으로 구성되고 각 코어조각(410)은 강화섬유(300)로 둘러진 상태에서 결합되며 주입단계에서는 수지를 주입시 수지가 코어조각(410) 사이에 위치되는 강화섬유(310)로 침투되는 것을 특징으로 한다.

코어(400)는 한 조각이 아닌 복수의 조각으로 구성될 수 있다. 각각의 코어조각(410)을 감화섬유로 둘러싸고 이것들을 다시 결합한 상태로 배치시키는 경우 수지의 주입시에 수지가 코어조각(410) 사이의 강화섬유(310)에도 침투하게 되는 것이다. 코어조각(410) 사이의 강화섬유(310)로의 수지 침투 효과로서 자동차 보강멤버의 구성 층의 개수가 증가하여 층사이의 일체성을 그대로 유지하면서도 강도 및 강성이 향상된다.

또한 코어(400)가 보통 발포수지 재질로 형성되는 점에서 코어(400) 자체는 외부로부터 충돌에 대해 형상을 유지시키는 저항력을 기대할 수 없으나 코어(400)의 내부에도 강화섬유(300)가 존재하게 되어 그렇지 않은 경우보다 외부의 강한 충돌로부터 견딜 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 각 코어조각(410)의 사이에 위치된 강화섬유(310)는 격자형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

각각의 코어조각(410)의 형상에 따라 코어조각(410) 사이의 강화섬유(310)는 격자구조를 형성할 수 있다. 격자구조를 형성하는 경우 가로축, 세로축 및 높이축이 교차하는 교차지점이 코어(400) 내부에 고르게 형성되는데 교차지점은 지점으로부터 여섯 방향으로 갈라지므로 외부로부터 충돌시에 충격을 고르게 분산시키는 역할을 수행할 수 있다. 따라서 강한 충돌에도 대응할 수 있는 충돌 특성이 향상된다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 강화섬유(300)는 탄소섬유로 구성된 직조물인 것을 특징으로 한다.

탄소섬유의 경우 일반 유리섬유에 비하여 비중이 낮은 반면에 강도 및 강성의 향상에 효과적이다. 따라서 차체의 경량화 및 강도 등의 기계적 성질 향상의 두가지 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버 제조방법은 안착단계에서는 강판(200)의 단부에 강판(200)의 외측면과 금형(100)의 내측면 사이에 실링(500)을 구비시킴으로써 강판(200)의 단부에 수지가 침투되지 않은 외부결합부가 형성됨으로써 노출된 것을 특징으로 한다.

도 2와 같이 강판(200)의 단부에 강판(200)의 외측면과 금형(100)의 내측면 사이에 고무 재질의 실링(500)을 구비하고 실링(500)이 구비된 지점까지 강화섬유(300)를 적층한다. 금형(100)의 상형과 하형이 결합시에 실링(500)으로 인해 강판(200)의 단부에 가해지는 압력이 더 증가하게 된다. 따라서 수지의 주입단계에서 수지가 실링(500)이 구비된 지점을 넘어서는 침투되지 못하게 된다.

이로 인해 강판(200)의 단부에는 강화섬유(300) 및 수지가 결합되어 있지 않은 외부결합부가 형성이 된다. 이러한 외부결합부의 형성으로 자동차 보강멤버를 차체 측에 부착하는 조립공정에 있어서 접착제나 리벳으로 결합시키는 별도의 공정 없이 용접만으로 부착시킬 수 있게 된다. 따라서 제조공정이 단순화될 뿐 아니라 모든 공정이 일괄적으로 이루어지게 되어 생산시간의 절감효과까지 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버는 코어(400); 코어(400)의 외측면에 적층된 강화섬유(300); 강화섬유(300) 외측면에 적층된 강판(200); 및 코어(400)의 외측면과 강판(200)의 내측면 사이의 강화섬유(300)에 침투되고 강화섬유(300)를 함침시킴으로써 코어(400)의 외측면, 강화섬유(300), 강판(200)이 일체로서 결합되도록 하는 수지;를 포함한다.

도 3과 같이 자동차 보강멤버의 가장 안쪽에는 코어(400)가 위치하고 그 위로 강화섬유(300) 및 강판(200)이 감싸며 코어(400)와 강판(200) 사이의 강화섬유(300)가 수지로 함침되어 각 층의 일체화 효과를 향상시키게 된다. 자동차 보강멤버가 강판(200)으로만 이루어진 경우보다 향상된 강도 및 강성의 향상 효과를 기대할 수 있을뿐더러 강판(200)을 배치시키는 면을 선택하여 차체의 경량화를 달성할 수도 있다.

또한 강판(200), 강화섬유(300) 및 코어(400)가 수지를 매개로 하여 결합되어 일체성이 향상되는바 각기 다른 재질로 구성된 층임에도 외부로부터 충돌에 의한 충격에 단일층처럼 대응할 수 있게 됨으로써 향상된 충돌 특성을 가진 자동차 보강멤버가 되는 것이다.

발명의 일실시례로서 도 4와 같이 자동차 보강멤버의 강화섬유(300) 외측면을 강판(200)으로 감싸는 형태로 형성하여 강도 및 강성을 극대화하고 충돌 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버는 코어(400)는 복수의 코어조각(410)으로 구성되며 각 코어조각(410)은 강화섬유(300)로 둘러싸인 상태에서 결합되고 각 코어조각(410)의 사이에 위치된 강화섬유(310)는 격자구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

도 5와 같이 코어(400)가 복수 개로 구성되어 각각이 강화섬유(300)에 싸인 상태로 결합되어 하나의 코어(400)를 형성하고 각 코어조각(410) 사이의 강화섬유(310)가 격자구조를 형성하게 되면 상기 기재한 바와 같이 코어조각(410) 사이의 강화섬유(310)로 인해 큰 무게 증대 없이도 자동차 보강멤버의 구조층이 증가하게 되어 강도 및 강성이 향상되고 더욱이 코어조각(410) 사이의 강화섬유(300)가 격자구조를 형성함으로써 가로축, 세로축 및 높이축이 교차하는 교차지점이 코어(400)내부에 고르게 분포되어 외부로부터 충돌에 의한 충격을 효과적으로 분산시키는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버는 강판(200)에는 강판(200)을 관통하는 침투홀(210)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 6과 같이 강판(200)에 침투홀(210)이 형성되는 경우 침투홀(210)에 수지가 침투함으로써 강판(200)과 강화섬유(300)를 더욱 견고하게 부착시켜 주는 연결고리 역할을 하게 되어 일체성 향상에 기여할 수 있으며 강화섬유(300)가 강판(200)으로 둘러싸인 경우에는 강판(200) 내부의 강화섬유(300) 층으로 수지가 주입될 수 있는 주입구 역할을 할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버는 침투홀(210)에는 침투홀(210) 형상의 강화섬유(300)가 배치됨으로써 침투홀(210)에 배치된 강화섬유(300)의 사이에도 수지가 침투되는 것을 특징으로 한다.

단순히 침투홀(210)만 존재하여 내부로 수지가 침투하는 경우에는 강도 및 강성이 현저히 떨어지는 충돌 사각지대가 형성되기 마련인데, 도 6과 같이 침투홀(210) 내부에도 강화섬유(300)를 침투홀(210)의 형상대로 적층함으로써 충돌에 취약한 부분을 보강하고 침투홀(210) 내부로 수지를 침투시켜 각 층의 일체화 효과를 그대로 가져갈 수 있게 되는 것이다. 무엇보다도 침투홀(210)의 존재로 인해 강도 및 강성이 약한 부분의 형성을 보완하고 충돌 특성의 하락을 최소화시킬 수 있다는 데에 의의가 있다.

본 발명에 따른 자동차 보강멤버는 다층의 강화섬유(300)는 강판(200)의 내측면 및 외측면에 적층되고 강판(200)의 내측면, 외측면 및 침투홀(210)에 배치된 강화섬유(300)는 수지에 함침되어 일체를 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 7과 같이 강판(200)의 외면에도 강화섬유(300)가 적층되면 강판(200)을 감싸는 형태가 될 뿐 아니라 침투홀(210) 사이의 강화섬유(300)까지 연결된 형태가 되어 강화섬유(300)가 수지에 함침되는 경우 강판(200)과 강화섬유(300)의 일체화 효과가 극대화된다. 일체화의 효과로서 상기 기재한 바와 같이 각기 다른 재질로 구성된 층임에도 외부로부터 충돌에 의한 충격에 단일층처럼 대응할 수 있게 됨으로써 향상된 충돌 특성을 갖게 되는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 금형 200 : 강판
300 : 강화섬유 400 : 코어
410 : 코어조각 500 : 실링
600 : 안착부

Claims

캐비티가 형성된 금형의 내측면에 강판을 안착시키는 안착단계;
강판의 내측면에 강화섬유를 적층하는 적층단계;
금형의 캐비티에 코어를 위치시키는 배치단계; 및
금형에 수지를 주입하되, 수지를 코어의 외측면과 강판의 내측면 사이의 강화섬유로 침투시켜 수지를 통해 코어의 외측면, 강화섬유, 강판이 일체로서 결합되도록 하는 주입단계;를 포함하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 1에 있어서,
안착단계에서는 금형의 내측면 중 일측에 강판을 안착시키고 적층단계에서는 강판이 안착되지 않은 금형의 내측면 중 타측에 강화섬유를 적층하는 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 1에 있어서,
안착단계 이전에 금형의 내측면에 강화섬유가 적층됨으로써 강판의 내측면 및 외측면이 강화섬유로 둘러진 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 3에 있어서,
강판이 안착되는 금형의 내측면이 만입되어 안착부가 형성되고 주입단계에서는 수지를 코어의 외측면과 강판의 내측면 사이 및 강판의 외측면의 강화섬유로 침투시키는 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 1에 있어서,
안착단계에서는 금형의 일측과 타측에 강판을 안착시키는 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 1에 있어서,
코어는 발포수지 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 1에 있어서,
코어는 복수의 코어조각으로 구성되고 각 코어조각은 강화섬유로 둘러진 상태에서 결합되며 주입단계에서는 수지를 주입시 수지가 코어조각 사이에 위치되는 강화섬유로 침투되는 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 7에 있어서,
각 코어조각의 사이에 위치된 강화섬유는 격자형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 1에 있어서,
강화섬유는 탄소섬유로 구성된 직조물인 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
청구항 1에 있어서,
안착단계에서는 강판의 단부에 강판의 외측면과 금형의 내측면 사이에 실링을 구비시킴으로써 강판의 단부에 수지가 침투되지 않은 외부결합부가 형성됨으로써 노출된 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버 제조방법.
코어;
코어의 외측면에 적층된 강화섬유;
강화섬유 외측면에 적층된 강판; 및
코어의 외측면과 강판의 내측면 사이의 강화섬유에 침투되고 강화섬유를 함침시킴으로써 코어의 외측면, 강화섬유, 강판이 일체로서 결합되도록 하는 수지;를 포함하는 자동차 보강멤버.
청구항 11에 있어서,
코어는 복수의 코어조각으로 구성되며 각 코어조각은 강화섬유로 둘러싸인 상태에서 결합되고 각 코어조각의 사이에 위치된 강화섬유는 격자구조로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버.
청구항 11에 있어서,
강판에는 강판을 관통하는 침투홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버.
청구항 13에 있어서,
침투홀에는 침투홀 형상의 강화섬유가 배치됨으로써 침투홀에 배치된 강화섬유의 사이에도 수지가 침투되는 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버.
청구항 14에 있어서,
다층의 강화섬유는 강판의 내측면 및 외측면에 적층되고 강판의 내측면, 외측면 및 침투홀에 배치된 강화섬유는 수지에 함침되어 일체를 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차 보강멤버.