KR20220057107A - 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법은, 파티션 패널의 내부 골격을 이루는 속이 빈 프레임과, 상기 프레임 형상을 가지며 상면에서 하면으로 상기 프레임의 윤곽을 따라 관통된 복수 개의 관통공들이 구비된 스킨판을 준비하는 제1단계; 상기 스킨판의 상면에 상기 프레임을 배치하고 탄소섬유 실을 상기 관통공으로 통과시켜, 상기 프레임을 상기 스킨판에 고정하는 제2단계; 및 상기 프레임과 상기 스킨판의 외면에 상기 스킨판과 동일 재질의 스킨재를 결합시켜, 스킨부를 형성하는 제3단계를 포함한다. 따라서, 본 발명을 사용하면, 가벼우면서도 강성이 높은 파티션 패널을 제조할 수 있다.

Description

프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법{Method For Manufacturing Frame-Reinforced Vehicle Partition Panel}
본 발명은 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어, 리무진이나 밴과 같은 중대형 승용차에, 앞좌석 공간과 뒷좌석 공간을 분리하기 위해, 파티션 패널이 많이 설치되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 파티션 패널(1)에는 상부에 창(2)이 장착되고, 하부에는 모니터, 수납함 등 각종 편의 시설이 탑재된 멀티기능부재(3)가 장착된다. 이러한 장착물의 무게를 견디기 위해, 파티션 패널(1)은 상당한 강성을 가져야 한다.
이렇게 파티션 패널이 강성을 가지기 위해, 종래 파티션 패널은 금속 재질로 만들어졌다. 그러나, 그 무게로 인해 파티션 패널을 이리저리 움직여 가며 차량 내에 설치하는 데 많은 시간과 노력이 필요했다. 또한, 금속재 파티션 패널은 차량의 무게를 증가시켜 연비를 떨어뜨렸다.
따라서, 가벼우면서도 강성이 좋은 파티션 패널이 필요하다.
한국등록특허(10-1836726)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법은,
파티션 패널의 내부 골격을 이루는 속이 빈 프레임과, 상기 프레임 형상을 가지며 상면에서 하면으로 상기 프레임의 윤곽을 따라 관통된 복수 개의 관통공들이 구비된 스킨판을 준비하는 제1단계;
상기 스킨판의 상면에 상기 프레임을 배치하고 탄소섬유 실을 상기 관통공으로 통과시켜, 상기 프레임을 상기 스킨판에 고정하는 제2단계; 및
상기 프레임과 상기 스킨판의 외면에 상기 스킨판과 동일 재질의 스킨재를 결합시켜, 스킨부를 형성하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 CFRP 재질 또는 금속 재질로 형성되며, 속이 빈 프레임이 파티션 패널의 내부 골격을 이룬다. 그리고, 플라스틱 재질 또는 CFRP 재질로 형성된 스킨부로 프레임을 감싼다. 이로 인해, 가벼우면서도 강성이 높은 파티션 패널을 제조할 수 있다.
본 발명은 볼트 체결 없이 프레임과 스킨부를 결합시켜 파티션 패널을 제조한다. 이로 인해, 차량 운행 중 진동으로 인해 볼트 체결이 풀리는 것을 근본적으로 막을 수 있다.
본 발명은 프레임을 탄소섬유 실을 이용하여 스킨판에 고정시킨 후, 프레임과 스킨부의 외면에 스킨재를 결합시켜 스킨부를 형성한다. 탄소섬유 실이 프레임을 스킨판에 단단히 고정시키고, 스킨판이 동일 재질인 스킨재와 결합하므로, 프레임이 스킨판과 분리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파티션 패널에 탄소섬유가 추가됨으로써, 파티션 패널의 강성을 더 좋게 할 수 있다. 또한, 프레임과 스킨부가 이종 재질이라도, 탄소섬유 실을 매개로 프레임과 스킨부가 견고하게 결합될 수 있다.
도 1은 일반적인, 창과 멀티기능부재가 부착된 차량 파티션 패널을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 보강형 차량 파티션 패널의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방법에 따라 제조되는 프레임 보강형 차량 파티션 패널의 프레임을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 방법에 따라 제조되는 프레임 보강형 차량 파티션 패널의 스킨판을 나타낸 도면이다.
도 5는 탄소섬유 실로 도3에 도시된 프레임을 도 5에 도시된 스킨판에 고정시킨 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 프레임이 탄소섬유 실로 고정된 스킨판을 하부몰드에 배치한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 방법에 따라 제조된 프레임 보강형 차량 파티션 패널을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법을 자세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법은,
파티션 패널의 내부 골격을 이루는 속이 빈 프레임과, 상기 프레임 형상을 가지며 상면에서 하면으로 상기 프레임의 윤곽을 따라 관통된 복수 개의 관통공들이 구비된 스킨판을 준비하는 제1단계(S11);
상기 스킨판의 상면에 상기 프레임을 배치하고 탄소섬유 실을 상기 관통공으로 통과시켜, 상기 프레임을 상기 스킨판에 고정하는 제2단계(S12); 및
상기 프레임과 상기 스킨판의 외면에 상기 스킨판과 동일 재질의 스킨재를 결합시켜, 스킨부를 형성하는 제3단계(S13)로 구성된다.
이하, 제1단계(S11)를 설명한다.
파티션 패널(10)의 내부를 구성하는 프레임(11)과 스킨판(12)을 준비한다.
[프레임]
도 3에 도시된 바와 같이, 파티션 패널(10)의 내부 골격을 이루는 프레임(11)은 속이 빈 사각 기둥 형상으로 형성된다. 프레임(11)이 속이 비어 있으므로, 파티션 패널(10)의 중량을 줄일 수 있다.
프레임(11)은 금속 재질 또는 탄소섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP) 재질(이하, “CFRP 재질” 이라 칭함)로 형성된다. 금속 재질로는 강, 알루미늄이 있다. 프레임(11)이 금속 재질로 형성되더라도, 프레임(11)은 속이 빈 사각 기둥 형상으로 형성되므로, 파티션 패널(10)의 중량을 줄일 수 있다. 또한, 프레임(11)이 CFRP 재질로 형성되면, 금속 재질로 형성되는 경우보다 무게를 더 가볍게 하면서도 파티션 패널(10)의 강성은 더 높일 수 있다.
[스킨판]
도 4에 도시된 바와 같이, 스킨판(12)은 프레임(11) 형상을 가진다. 스킨판(12)은 프레임(11)이 그 위에 위치될 수 있도록 프레임(11)의 크기보다 조금 크게 형성된다. 스킨판(12)에는 프레임(11)의 윤곽을 따라 상면에서 하면으로 관통된 복수 개의 관통공(H)들이 구비된다.
스킨판(12)은 플라스틱 재질 또는 CFRP 재질의 스킨재로 만들어진다. 스킨판(12)이 플라스틱 재질 또는 CFRP 재질로 만들어짐으로써, 파티션 패널(10)의 무게를 줄이고 강도는 더 높일 수 있다.
이하, 제2단계(S12)를 설명한다.
프레임(11)과 스킨판(12)이 준비되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(11)을 스킨판(12)의 상면 내부영역에서 관통공(H)들이 형성하는 프레임(11) 윤곽에 맞게 배치한다. 프레임(11)이 스킨판(12) 위에 배치되면, 탄소섬유 실(13)을 스킨판(12)의 관통공(H)들로 통과시키면서 프레임(11)에 감아 프레임(11)을 스킨판(12)에 밀착 고정시킨다.
일예로, 탄소섬유 실(13)은 탄소섬유 필라멘트 다발로 구성된다. 탄소섬유 필라멘트 다발은 실의 굵기에 따라 탄소섬유 필라멘트의 개수는 달라진다. 탄소섬유 필라멘트 다발은 일방향으로 배치되거나, 꼬인 형태로 구성될 수 있다. 탄소섬유 필라멘트 다발이 꼬인 형태를 가지면, 탄소섬유 실(13)이 관통공(H)들을 통과하면서 발생하는 마찰력을 꼬인 방향으로 분산시킨다. 이로 인해, 표면 마찰에 약한 탄소섬유로 구성된 탄소섬유 실(13)이 손상되는 것을 줄일 수 있다. 또한, 탄소섬유 필라멘트 다발에 꼬임을 줌으로써 탄소섬유 실(13)의 강도가 보강된다.
다른 예로, 탄소섬유 실(13)은 수지가 탄소섬유에 예비함침되어 반경된 상태인 탄소섬유 프리프레그 실로 구성된다. 탄소섬유 실(13)이 탄소섬유 프리프레그 실 형태인 경우, 반경화 상태인 수지로 인해, 탄소섬유 실(13)이 스킨판(12)의 관통공(H)들을 통과 후, 프레임(11)과 스킨판(12)에 탄소섬유 실(3)이 잘 부착될 수 있다.
탄소섬유 실(13)을 프레임(11)에 감는 방법으로, 탄소섬유 실(13) 한 가닥으로 나란하게 또는 나선 방향으로 프레임(11)에 감는다. 다른 방법으로, 탄소섬유 실(13) 두 가닥으로 탄소섬유 실(13)이 서로 교차되도록 프레임(11)에 감을 수도 있다. 탄소섬유 실(13)을 프레임(11)에 감는 방법은 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
이와 같이, 탄소섬유 실(13)이 프레임(11)을 스킨판(12)에 밀착 고정시켜, 프레임(11)이 스킨판(12)과 분리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파티션 패널(10)에 탄소섬유가 추가됨으로써, 파티션 패널(10)의 강성을 더 좋아진다.
이하, 제3단계(S13)를 설명한다.
프레임(11)을 스킨판(12)에 고정시킨 후, 프레임(11)의 외면에 스킨판(12)과 동일한 재질의 스킨재를 결합시켜, 내부에 프레임(11)이 보강된 스킨부(14)를 형성한다. 이와 같은 방식으로 볼트 사용 없이, 프레임(11)을 스킨부(14)에 결합시킬 수 있다.
스킨재는 스킨판(12)과 동일하게 플라스틱 또는 CFRP 재질로 형성된다.
[스킨재가 플라스틱 재질로 형성되는 경우]
도 6을 참조한다.
제3단계는, 파티션 패널(10) 형상의 캐비티(C)가 형성된 하부몰드(M)에 프레임(11)이 고정된 스킨판(12)을 배치하는 단계; 상부몰드를 덮고, 캐비티(C)에 플라스틱 재질의 스킨재를 주입하는 단계; 및 스킨재를 경화시키는 단계로 구성된다. 제3단계를 거치면, 프레임(11)과 스킨판(12)을 감싸는 플라스틱 재질 스킨부(14)가 완성된다.
[스킨재가 CFRP 재질로 형성되는 경우]
도 6을 참조한다.
제3단계는, 파티션 패널(10) 형상의 캐비티(C)가 형성된 하부몰드(M)에 프레임(11)이 고정된 스킨판(12)을 배치하는 단계; 상부몰드를 덮고, 캐비티(C)에 열경화성 수지에 탄소섬유가 혼합된 스킨재를 주입하는 단계; 및 스킨재를 경화시키는 단계로 구성된다. 제3단계를 거치면, 프레임(11)과 스킨판(12)을 감싸는 CFRP 재질 스킨부(14)가 완성된다.
상술한 방식으로 플라스틱 재질 또는 CFRP 재질의 스킨재는 탄소섬유 실(13) 사이사이로 침투되어 프레임(11)과 스킨판(12)에 결합된다. 스킨판(12)은 스킨부(14)와 동일한 재질이므로 잘 결합된다. 프레임(11)과 스킨재가 이종 재질인 경우라도 탄소섬유 실(13)이 프레임(11)을 스킨판(12)에 단단히 고정하고 있으므로, 프레임(11)과 스킨부(14)는 서로 견고히 결합될 수 있다.
제1단계(S11) 내지 제3단계(S13)를 거쳐, 도 7에 도시된 바와 같은, 파티션 패널(10)이 제조된다. 파티션 패널(10)은, 프레임(11), 프레임(11)이 고정되는 스킨판(12), 프레임(11)을 스킨판(12)에 고정시키는 탄소섬유 실(13), 프레임(11) 및 스킨판(12)을 감싸는 스킨부(14)로 구성된다.
상부몰드를 열고 제조된 파티션 패널(10)을 하부몰드(M)에서 꺼낸다. 필요한 경우 트리밍(Trimming) 등 추가 가공을 한다.
1, 10: 파티션 패널 2: 창
3: 멀티기능부재 11: 프레임
12: 스킨판 13: 탄소섬유 실
14: 스킨부 H: 관통공
M: 하부몰드 C: 캐비티

Claims (5)

  1. 파티션 패널의 내부 골격을 이루는 속이 빈 프레임과, 상기 프레임 형상을 가지며 상면에서 하면으로 상기 프레임의 윤곽을 따라 관통된 복수 개의 관통공들이 구비된 스킨판을 준비하는 제1단계;
    상기 스킨판의 상면에 상기 프레임을 배치하고 탄소섬유 실을 상기 관통공으로 통과시켜, 상기 프레임을 상기 스킨판에 고정하는 제2단계; 및
    상기 프레임과 상기 스킨판의 외면에 상기 스킨판과 동일 재질의 스킨재를 결합시켜, 스킨부를 형성하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프레임은 금속 재질 또는 CFRP 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스킨재는 플라스틱 재질 또는 CFRP 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제3단계에서,
    상기 스킨재가 플라스틱 재질로 형성되는 경우,
    파티션 패널 형상의 캐비티가 형성된 하부몰드에 상기 프레임이 고정된 스킨판을 배치하는 단계;
    상부몰드를 덮고, 상기 캐비티에 플라스틱 재질의 스킨재를 주입하는 단계; 및
    상기 스킨재를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제3단계에서,
    상기 스킨재가 CFRP 재질로 형성되는 경우,
    파티션 패널 형상의 캐비티가 형성된 하부몰드에 상기 프레임이 고정된 스킨판을 배치하는 단계;
    상부몰드를 덮고, 상기 캐비티에 열경화성 수지에 탄소섬유가 혼합된 스킨재를 주입하는 단계; 및
    상기 스킨재를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 보강형 차량 파티션 패널 제조방법.
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