KR102205663B1

KR102205663B1 - 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치

Info

Publication number: KR102205663B1
Application number: KR1020190171243A
Authority: KR
Inventors: 김성구; 박상언; 박병학
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-01-21

Abstract

복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치는, 복합소재 판재에 동종 소재의 너트를 일체로 성형하기 위한 것으로서, ⅰ)프리 홀을 가진 복합소재 판재와 너트를 홀더를 통해 지지하는 하부 다이와, ⅱ)하부 다이에 설치되는 히팅부재와, ⅲ)너트를 복합소재 판재의 프리 홀 가장자리 부분으로 가압하는 너트 가압 단을 하부 면에 형성하며, 하부 다이에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 다이를 포함할 수 있다.

Description

복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치 {FORMING DEVICE FOR MANUFACTURING NUT FORMDE INTEGRALLY WITH COMPLEX MATERIAL PANEL}

본 발명의 실시 예는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복합소재의 판재에 동종 소재의 너트를 일체로 다단 성형하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 부품, 각종 산업기계의 부품, 가전제품에 이르기까지 서로 다른 구성을 연결하거나 결합시키기 위하여 상호 연결되는 연결부위에 다양한 결합수단을 사용하고 있으며, 특히 큰 하중이나 지속적인 충격을 받는 특정부위에는 주로 볼트와 너트로 결합하는 기계적 결합방식이 주로 이용된다.

이러한 기계적 결합방식의 일례로, 일측 부품에 웰드 너트를 구성하고, 이에 결합되는 타측 부품은 웰드 너트에 볼트를 통하여 체결되도록 하는 웰드 너트 방식의 마운팅 구조를 들 수 있다.

하지만, 웰드 너트는 판재에 용접(예를 들면, 프로젝션 용접)되어 고정되는데, 이러한 용접 방식은 통전 면의 형상과 통전 전류, 전압값 및 가압력 등의 용접 조건 제어가 어렵고, 너트와 판재간의 열 영향에 의한 용접불량 또는 부식 등에 의해 접합 강도 및 체결 강도 등의 내구성에 문제의 소지가 있다.

이에 최근에는 입력점 강성이 크게 요구되는 차체 현가계 부품이나, 웰드 너트를 적용하기 어려운 차체 부품 등에 브래킷과 너트를 일체로 구성한 브래킷 일체형 너트(당 업계에서는 통상적으로 "증육 너트"라고도 한다)를 개발하고 있다.

이와 같은 브라켓 일체형 너트는 프로그래시브 금형을 사용하여 두꺼운 판재를 여러 번의 성형을 통해 너트를 일체로 증육시키는 공정에 의해 성형될 수 있다.

그런데, 종래에는 브라켓 일체형 너트를 성형하기 위해 비교적 고가의 프로그래시브 금형을 사용하고, 다수의 공정(판재 컷팅, 드로우 성형, 피어싱, 사이징 성형, 업 세팅, 태핑 공정 등)들을 필요로 하기 때문에, 투자비 및 제조원가의 상승을 야기할 수 있고, 두꺼운 판재를 사용함에 따라 최근의 차체 경량화 추세에 반한는 문제를 안고 있다.

상기와 같은 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 차체의 경량화 추세에 대응하여 복합소재 판재에 동종 소재의 복합소재 너트를 다단으로 성형할 수 있도록 한 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치는, 복합소재 판재에 동종 소재의 너트를 일체로 성형하기 위한 것으로서, ⅰ)프리 홀을 가진 상기 복합소재 판재와 상기 너트를 홀더를 통해 지지하는 하부 다이와, ⅱ)상기 하부 다이에 설치되는 히팅부재와, ⅲ)상기 너트를 상기 복합소재 판재의 프리 홀 가장자리 부분으로 가압하는 너트 가압 단을 하부 면에 형성하며, 상기 하부 다이에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 다이를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 상부 다이의 가압 단은 상기 복합소재 판재의 프리 홀 가장자리 부분에 압입 접합된 하나의 너트 상에 상기 홀더를 통해 다른 너트를 압입하며, 상기 다른 너트 상에 상기 홀더를 통해 또 다른 너트를 압입할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 홀더는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)으로 이루어지는 상기 복합소재 판재 및 상기 너트를 지지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치는, 복합소재 판재에 동종 소재의 너트를 일체로 성형하기 위한 것으로서, ⅰ)스프링을 통해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 복합소재 판재에 구비된 프리 홀에 끼워지는 홀더를 포함하며, 상기 홀더에 끼워진 상기 복합소재 판재를 지지하는 지지 홈을 상부 면에 형성하고 있는 하부 다이와, ⅱ)상기 하부 다이에 설치되며, 상기 지지 홈으로 열을 인가하는 히팅부재와, ⅲ)상기 홀더에 대응하여 상하 방향으로 관통되며 상기 너트들을 수용하는 너트 수용 홀을 포함하고, 상기 너트 수용 홀의 하단을 중심에 두고 하부 면에서 돌출된 너트 가압 단을 형성하며, 상기 하부 다이에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 다이와, ⅳ)상기 상부 다이에 구비되며, 상기 너트 수용 홀에 상하 방향을 따라 수용된 상기 너트들을 상기 홀더에 하나씩 끼워지도록 피딩하는 너트 피딩유닛과, ⅴ)상기 상부 다이의 상기 너트 가압 단에 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 너트 수용 홀을 개폐하면서 상기 너트 수용 홀을 폐쇄한 상태로 상기 홀더를 가압하는 홀더 가압부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 너트 피딩유닛은 너트 몸체와, 상기 너트 몸체의 하단에 복수 개로 돌출되는 압입 돌기를 포함하는 상기 너트를 상기 홀더로 피딩할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 홀더는 원형 단면의 바아 형태로 구비되며, 상기 지지 홈의 중심 측에 하측 방향으로 길게 형성된 홀더 장착 홈에 스프링을 통하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 히팅부재는 상기 지지 홈의 하측에서 상기 하부 다이에 삽입 설치되는 복수 개의 히팅 카트리지를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 너트 피딩유닛은 상기 너트 가압 단의 상측에서 상기 너트 수용 홀을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 최 하측의 너트를 지지하는 제1 피딩 슬라이더와, 상기 제1 피딩 슬라이더의 상측에서 상기 너트 수용 홀을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 최 하측의 너트 위에 상하 방향으로 적층된 다른 너트들을 지지하는 제2 피딩 슬라이더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 피딩 슬라이더는 서로 번갈아 가며 전후 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 피딩 슬라이더는 상기 너트의 압입 돌기 사이를 통해 상기 상기 너트 수용 홀을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 홀더 가압부재는 상기 너트 가압 단에서 상기 너트 수용 홀을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 있어서, 상기 홀더 가압부재는 상기 너트 피딩유닛에 의한 상기 너트의 피딩 시, 상기 너트 수용 홀을 개방하며, 상기 상부 다이의 하강 시, 상기 너트 수용 홀을 폐쇄하며, 상기 홀더를 가압할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 간단한 구성으로 복합소재 판재에 복합소재 너트를 일체로 다단 성형할 수 있으므로, 차체 경량화 추세에 대응할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치를 도시한 결합 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치에 적용되는 복합소재 너트를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치의 작동 및 그 성형 장치에 의해 복합소재 판재 일체형 너트를 성형하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 ...유닛, ...수단, ...부, ...부재 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치를 도시한 일부 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치를 도시한 결합 단면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치(100)는 소정의 차체 부품을 차체에 장착하기 위한 판재 일체형 너트를 성형하는 공정에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치(100)는 차체의 경량화 추세에 대응하여 복합소재 판재(1)에 동종 소재의 복합소재 너트(3)를 다단으로 성형할 수 있는 구조로 이루어진다.

상기와 같은 복합소재 판재(1)와 복합소재 너트(3)는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)으로 이루어질 수 있다.

이러한 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)은 스틸 소재 대비 강도 및 탄성율이 우수하고 반복 피로에 뛰어나며, 열팽창 계수가 작기 때문에 치수 안정성이 뛰어나고, 전기 전도성, 내식성, 진동 감쇠 성능이 우수한 특성이 있다.

여기서, 상기 복합소재 판재(1)는 프리 홀(2)을 형성하고 있다. 그리고, 상기 복합소재 너트(3)는 도 3에 도시된 바와 같이, 너트 몸체(4)와, 너트 몸체(4)의 하단에 일체로 돌출되게 형성되는 복수 개의 압입 돌기(5)들(예를 들면, 4개)을 포함하고 있다.

이하에서는 도면을 기준으로 할 때, 상측을 향하는 부분(상부, 상단, 상면 및 상단부)을 전단/전단부, 하측을 향하는 부분(하부, 하단, 하면 및 하단부)을 후단/후단부로 정의하기로 한다.

더 나아가, 하기에서의 "단(한쪽/일측 단, 다른 한쪽/일측 단, 전단 또는 후단)"은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(한쪽/일측 단부, 다른 한쪽/일측 단부, 전단부 또는 후단부)으로 정의될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치(100)는 기본적으로, 하부 다이(10), 히팅부재(30), 상부 다이(50), 너트 피딩유닛(70), 그리고 홀더 가압부재(90)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 하부 다이(10)는 베이스 프레임(BF)에 고정되게 설치된다. 상기 하부 다이(10)는 복합소재 판재(1)를 지지하는 지지 홈(11)을 상부 면 중앙에 형성하고 있다.

또한, 상기 하부 다이(10)는 복합소재 판재(1)의 프리 홀(2)에 끼워지며, 복합소재 너트(3)를 지지하는 홀더(21)를 포함하고 있다.

상기 홀더(21)는 지지 홈(11)의 중심 측에서 하측 방향으로 길게 형성된 홀더 장착 홈(23)에 스프링(25)을 통하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 예를 들면, 상기 홀더(21)는 원형 단면의 바아 형태로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 스프링(25)은 압축 코일 스프링으로서 홀더 장착 홈(23) 내에 장착된다. 상기 스프링(25)의 하단은 홀더 장착 홈(23)의 바닥 측에 고정되며, 그 스프링(25)의 상단은 홀더(21)의 하단 측에 고정된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 히팅부재(30)는 하부 다이(10)에서 지지 홈(11)으로 열을 인가하는 것으로서, 그 하부 다이(10)에 설치된다.

상기 히팅부재(30)는 지지 홈(11)의 하측에서 하부 다이(10)에 삽입 설치되는 복수 개의 히팅 카트리지(31)를 포함한다. 이러한 히팅 카트리지(31)는 전원을 인가 받아 열을 발생시키는 공지 기술의 히터 봉 등으로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 상부 다이(50)는 하부 다이(10)에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 구비된다. 상기 상부 다이(50)는 구동수단(51)의 구동으로 슬라이더(도면에 도시되지 않음)를 통하여 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 여기서, 상기 구동수단(51)은 공압 또는 유압에 의해 상하 방향으로 전진 및 후진 작동하는 공지 기술의 구동 실린더를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 상부 다이(50)는 하부 다이(10)의 홀더(21)에 대응하여 상하 방향으로 관통된 너트 수용 홀(53)을 포함하고 있다. 상기 너트 수용 홀(53)에는 위에서 언급한 바 있는 복합소재 너트(3)들이 상하 방향으로 적층/수용된다.

더 나아가, 상기 상부 다이(50)의 하부 면에는 너트 수용 홀(53)의 하단을 중심에 두고 하향 돌출된 너트 가압 단(55)을 형성하고 있다. 상기 너트 가압 단(55)은 하부 다이(10)의 지지 홈(11)에 대응하는 형태로서 상부 다이(50)의 하부 면에서 하향 돌출되게 형성된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 너트 피딩유닛(70)은 상부 다이(50)의 너트 수용 홀(53)에 상하 방향으로 수용된 복합소재 너트(3)들을 하부 다이(10)의 홀더(21)에 하나씩 끼워지도록 피딩하기 위한 것이다.

이러한 너트 피딩유닛(70)은 상부 다이(50)에 설치되는 바, 제1 피딩 슬라이더(71)와 제2 피딩 슬라이더(72)를 포함하고 있다.

상기 제1 피딩 슬라이더(71)는 너트 수용 홀(53)에 수용된 복합소재 너트(3)들 중 최 하측의 복합소재 너트(3)를 지지하는 것으로서, 플레이트 형태로 구비되며, 너트 가압 단(55)의 상측에서 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

그리고, 상기 제2 피딩 슬라이더(72)는 너트 수용 홀(53)에서 최 하측의 복합소재 너트(3) 위에 상하 방향으로 적층된 다른 복합소재 너트(3)들을 지지하는 것으로, 플레이트 형태로 구비되며, 제1 피딩 슬라이더(71)의 상측에서 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 제1 및 제2 피딩 슬라이더(71, 72)는 서로 번갈아 가며 전후 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 더 나아가, 상기 제1 및 제2 피딩 슬라이더(71, 72)는 복합소재 너트(3)의 압입 돌기(5) 사이를 통해 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이와 같은 상기 제1 및 제2 피딩 스라이더(71, 72)는 도면에 도시되지 않은 구동부 예를 들면, 작동 실린더와 같은 공지 기술의 구동장치에 의해 전후 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 홀더 가압부재(90)는 너트 수용 홀(53)을 개폐하면서 그 너트 수용 홀(53)을 폐쇄한 상태로 홀더(21)를 가압하는 것으로서, 플레이트 형태로 구비되며, 상부 다이(50)의 너트 가압 단(55)에 수평 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

상기 홀더 가압부재(90)는 너트 가압 단(55)에서 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 홀더 가압부재(90)는 너트 피딩유닛(70)에 의한 복합소재 너트(3)의 피딩 시, 너트 수용 홀(53)을 개방하며, 상부 다이(50)의 하강 시, 그 너트 수용 홀(53)을 폐쇄하며, 홀더(21)를 가압할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치의 작동 및 그 성형 장치에 의해 복합소재 판재 일체형 너트를 성형하는 과정을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치의 작동 및 그 성형 장치에 의해 복합소재 판재 일체형 너트를 성형하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 본 발명의 실시 예에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 프리 홀(2)을 형성하고 있는 복합소재 판재(1)를 제공한다. 그리고, 본 발명의 실시 예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 너트 몸체(4)와, 그 너트 몸체(4)의 하단에 일체로 돌출되게 형성되는 복수 개의 압입 돌기(5)들을 가진 복합소재 너트(3)들을 제공한다.

여기서, 상부 다이(50)는 구동수단(51)의 구동으로서 하부 다이(10)에 대해 상측 방향으로 이동된 상태에 있다. 그리고, 상기 상부 다이(50)의 너트 수용 홀(53)에는 복합소재 너트(3)들이 상하 방향으로 적층/수용된 상태에 있다.

나아가, 너트 피딩유닛(70)의 제1 피딩 슬라이더(71)는 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 방향으로 전진 이동된 상태에서, 너트 수용 홀(53)에 수용된 복합소재 너트(3)들 중 최 하측의 복합소재 너트(3)를 지지하고 있다.

그리고, 상기 너트 피딩유닛(70)의 제2 피딩 슬라이더(72)는 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 방향으로 전진 이동된 상태에서, 너트 수용 홀(53)에서 최 하측의 복합소재 너트(3) 위에 상하 방향으로 적층/수용된 다른 복합소재 너트(3)들을 지지하고 있다.

더 나아가, 홀더 가압부재(90)는 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 방향으로 전진 이동된 상태에서, 그 너트 수용 홀(53)의 하단 측을 폐쇄하고 있다.

상기한 바와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 복합소재 판재(1)를 하부 다이(10)의 지지 홈(11)에 안착시킨다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 복합소재 판재(1)의 프리 홀(2)에 홀더(21)를 끼우며 그 홀더(21)를 통하여 복합소재 판재(1)를 지지 홈(11)에 안착시킨다.

이 때, 본 발명의 실시 예에서는 히팅부재(30)의 히팅 카트리지(31)에 전원을 인가하여 열을 발생시키고, 그 열을 지지 홈(11) 측을 통해 복합소재 판재(1)로 인가한다. 따라서, 상기 복합소재 판재(1)는 지지 홈(11)에서 히팅부재(30)에 의해 열을 제공받아 소프트 하게 용융된다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 제1 피딩 슬라이더(71)를 후진 이동시킴과 동시에, 홀더 가압부재(90)를 후진 이동시킨다. 그러면, 상기 너트 수용 홀(53)의 하단 측이 제1 피딩 슬라이더(71) 및 홀더 가압부재(90)에 의해 개방된 상태에서, 그 너트 수용 홀(53)에서 최 하측에 위치하고 있는 복합소재 너트(3)는 너트 수용 홀(53)의 하단을 통해 자중으로 낙하하게 된다.

이에 따라, 상기 복합소재 너트(3)의 너트 몸체(4)는 홀더(21)에 끼워지게 되며, 그 복합소재 너트(3)의 압입 돌기(5)들은 복합소재 판재(1)의 프리 홀(2) 가장자리 측에 지지하게 된다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 홀더 가압부재(90)를 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 방향으로 전진 이동시키며, 너트 수용 홀(53)의 하단 측으로 폐쇄한다.

이와 동시에, 본 발명의 실시 예에서는 제1 피딩 슬라이더(71)를 너트 수용 홀(53)을 가로지르는 방향으로 전진 이동시킨 후, 제2 피딩 슬라이더(72)를 후진 이동시킨다.

이에, 상기 너트 수용 홀(53)에 수용되어 있는 복합소재 너트(3)들은 하측 방향으로 이동되며, 제1 피딩 슬라이더(71)에 지지된 상태를 유지한다. 이 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 제2 피딩 슬라이더(72)를 전진 이동시킨다. 그러면, 상기 제2 피딩 슬라이더(72)는 너트 수용 홀(53)에서 최 하측의 복합소재 너트(3) 위에 위치하고 있는 다른 복합소재 너트(3)들을 지지하게 된다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 상부 다이(50)를 구동수단(51)의 구동으로서 하부 다이(10) 측으로 하강시킨다. 그러면, 상기 홀더(21)는 너트 수용 홀(53)의 하단 측에 끼워지게 되며, 그 너트 수용 홀(53)의 하단 측을 폐쇄하고 있는 홀더 가압부재(90)에 의해 가압된다.

이에 따라, 상기 홀더(21)는 스프링(25)의 탄성력을 극복하며, 홀더 장착 홈(23)을 따라 하측 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 상기 상부 다이(50)를 하측 방향으로 계속 이동시키게 되면, 그 상부 다이(50)에서의 너트 가압 단(55)은 복합소재 판재(1) 상에서 홀더(21)에 지지되어 있는 복합소재 너트(3)를 가압한다.

따라서, 상기 복합소재 판재(1)가 지지 홈(11)에서 히팅부재(30)에 의해 열을 제공받아 소프트 하게 용융된 상태에 있기 때문에, 복합소재 너트(3)의 압입 돌기(5)들은 홀더 가압부재(90)의 가압력에 의해 그 복합소재 판재(1)의 프리 홀(2) 가장자리 측에 압입되면서 용융된다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 하나의 복합소재 너트(3)를 복합소재 판재(1)의 프리 홀(2) 가장자리 측에 압입 접합할 수 있게 된다.

그 후, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 바와 같은 일련의 과정을 반복하며, 복합소재 판재(1)에 접합된 복합소재 너트(3) 상에 다른 복합소재 너트(3)들을 압입 돌기(5)들을 통해 압입 접합한다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 다른 복합소재 너트(3) 상에 또 다른 복합소재 너트(3)를 압입 돌기(5)들을 통해 압입 접합하게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이 복합소재 너트(3)들이 복합소재 판재(1)의 프리 홀(2) 가장자리 측에 다단으로 접합된 복합소재 판재 일체형 너트(101)를 제조할 수 있게 된다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치(100)에 의하면, 간단한 구성으로 복합소재 판재(1)에 복합소재 너트(3)를 다단으로 성형할 수 있으므로, 차체 경량화 추세에 대응할 수 있으며, 설비 투자비 및 성형 공정을 단순화 할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 복합소재 판재 2: 프리 홀
3: 복합소재 너트 4: 너트 몸체
5: 압입 돌기 10: 하부 다이
11: 지지 홈 21: 홀더
23: 홀더 장착 홈 25: 스프링
30: 히팅부재 31: 히팅 카트리지
50: 상부 다이 51: 구동수단
53: 너트 수용 홀 55: 너트 가압 단
70: 너트 피딩유닛 71: 제1 피딩 슬라이더
72: 제2 피딩 슬라이더 90: 홀더 가압부재
BF: 베이스 프레임 100: 성형 장치
101: 복합소재 판재 일체형 너트

Claims

복합소재 판재에 동종 소재의 너트를 일체로 성형하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치로서,
프리 홀을 가진 상기 복합소재 판재와 상기 너트를 홀더를 통해 지지하는 하부 다이;
상기 하부 다이에 설치되는 히팅부재; 및
상기 너트를 상기 복합소재 판재의 프리 홀 가장자리 부분으로 가압하는 너트 가압 단을 하부 면에 형성하며, 상기 하부 다이에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 다이;를 포함하고,
상기 상부 다이의 가압 단은, 상기 복합소재 판재의 프리 홀 가장자리 부분에 압입 접합된 하나의 너트 상에 상기 홀더를 통해 다른 너트를 압입하며, 상기 다른 너트 상에 상기 홀더를 통해 또 다른 너트를 압입하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 홀더는,
탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)으로 이루어지는 상기 복합소재 판재 및 상기 너트를 지지하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치
복합소재 판재에 동종 소재의 너트를 일체로 성형하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치로서,
스프링을 통해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 복합소재 판재에 구비된 프리 홀에 끼워지는 홀더를 포함하며, 상기 홀더에 끼워진 상기 복합소재 판재를 지지하는 지지 홈을 상부 면에 형성하고 있는 하부 다이;
상기 하부 다이에 설치되며, 상기 지지 홈으로 열을 인가하는 히팅부재;
상기 홀더에 대응하여 상하 방향으로 관통되며 상기 너트들을 수용하는 너트 수용 홀을 포함하고, 상기 너트 수용 홀의 하단을 중심에 두고 하부 면에서 돌출된 너트 가압 단을 형성하며, 상기 하부 다이에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 다이;
상기 상부 다이에 구비되며, 상기 너트 수용 홀에 상하 방향을 따라 수용된 상기 너트들을 상기 홀더에 하나씩 끼워지도록 피딩하는 너트 피딩유닛; 및
상기 상부 다이의 상기 너트 가압 단에 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 너트 수용 홀을 개폐하면서 상기 너트 수용 홀을 폐쇄한 상태로 상기 홀더를 가압하는 홀더 가압부재;
를 포함하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
제4 항에 있어서,
상기 너트 피딩유닛은,
너트 몸체와, 상기 너트 몸체의 하단에 복수 개로 돌출되는 압입 돌기를 포함하는 상기 너트를 상기 홀더로 피딩하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
제4 항에 있어서,
상기 홀더는,
원형 단면의 바아 형태로 구비되며, 상기 지지 홈의 중심 측에 하측 방향으로 길게 형성된 홀더 장착 홈에 스프링을 통하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
제4 항에 있어서,
상기 히팅부재는,
상기 지지 홈의 하측에서 상기 하부 다이에 삽입 설치되는 복수 개의 히팅 카트리지
를 포함하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
제5 항에 있어서,
상기 너트 피딩유닛은,
상기 너트 가압 단의 상측에서 상기 너트 수용 홀을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 최 하측의 너트를 지지하는 제1 피딩 슬라이더와,
상기 제1 피딩 슬라이더의 상측에서 상기 너트 수용 홀을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 최 하측의 너트 위에 상하 방향으로 적층된 다른 너트들을 지지하는 제2 피딩 슬라이더
를 포함하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 피딩 슬라이더는 서로 번갈아 가며 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
제9 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 피딩 슬라이더는,
상기 너트의 압입 돌기 사이를 통해 상기 상기 너트 수용 홀을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
제4 항에 있어서,
상기 홀더 가압부재는,
상기 너트 가압 단에서 상기 너트 수용 홀을 가로지르는 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.
제11 항에 있어서,
상기 홀더 가압부재는,
상기 너트 피딩유닛에 의한 상기 너트의 피딩 시, 상기 너트 수용 홀을 개방하며,
상기 상부 다이의 하강 시, 상기 너트 수용 홀을 폐쇄하며, 상기 홀더를 가압하는 복합소재 판재 일체형 너트 성형 장치.