KR100350052B1 - 자동차용 휠의 성형방법 및 그 성형물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠을 구성하게 되는 림과 디스크를 강철(STEEL)과 합금(ALLOY)을 이용하여 각기 성형된 이형재질의 부속품을 차량이 요구하는 강도에 맞도록 견고하게 용접시켜 줄수 있도록 하므로서, 휠 자체의 성능을 향상시켜 줄수 있도록 한 자동차용 휠의 성형방법 및 그 성형물에 관한 것으로, 이는 강철을 재질로 하여 적어도 2개 이상의 통공(42)이 갖추어진 편상의 함침편(41)을 형성하고, 상기 함침편의 일면에 일체로 하여 직각으로 절곡된 용접면(43)으로 형성된 용접부재(40)를 디스크(30)를 성형하기 위한 성형틀내의 일정한 위치에 위치하도록 한 상태에서 성형틀내에 합금의 원료를 투입시켜 용접부재(40)가 외주연에 일체로 하여 디스크가 성형될수 있도록 하는 단계와; 상기의 단계에 의해 성형된 디스크가 내주연에 긴밀히 끼워질수 있을 정도의 크기를 갖고 외주연에는 타이어가 결합될수 있는 형상모양을 갖도록 강철을 재질로 하여 림(20)을 성형시켜 주는 단계와; 상기 림의 내주연에 디스크가 정확히 끼워지도록 한 상태에서 디스크의 외주연에 일체로 함침되어 있는 용접부재와 림 부위를 용접에 의해 용접시켜 주는 단계를 거쳐 이형재질을 갖고 있는 디스크와 림이 자동차용 휠에서 요구되는 강도로 결합될수 있는 자동차용 휠을 완성하게 됨을 특징으로 한다.

Description

자동차용 휠의 성형방법 및 그 성형물{ The manufacturing method of wheel for automobile and the product thereof }

본 발명은 자동차용 휠에 관한 것으로, 특히 휠을 구성하게 되는 림과 디스크를 강철(STEEL)과 합금(ALLOY)을 이용하여 각기 성형된 이형재질의 부속품을 차량이 요구하는 강도에 맞도록 견고하게 용접시켜 줄수 있도록 하므로서, 휠 자체의 성능을 향상시켜 줄수 있도록 한 자동차용 휠의 성형방법및 그 성형물에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 휠은 합금을 재질로 한 휠과 강철을 재질로 한 휠 두가지로 구분되어 생산및 사용되고 있다.

이러한, 자동차용 휠은 외주연에 타이어가 결합될수 있도록 하는 원통형의 림이 갖추어지고, 상기 림의 내주연에 긴밀히 끼움 결합되어 림을 지지하여 주게 되는 디스크로 구성되는 것으로서, 상기의 림과 디스크가 각각 생산되어 림의 내주연에 디스크가 긴밀히 끼워지도록 한 상태에서 이들을 용접에 의해 견고하게 결합될수 있도록 되어있는 것이다.

상기와 같이 자동차용 휠을 제작하기 위해서는 림과 디스크를 각각 성형시켜 준 다음 이들을 용접에 의해 결합시켜 주어야 하기 때문에 이들을 재질의 특성상 동일한 재질만을 사용할수 밖에 없었던 것이다.

즉, 강철(STEEL) 또는 합금(ALLOY)중 어느 하나의 재질만을 선택하여 림과 디스크를 성형시켜 준 다음 동일 재질을 갖고있는 부속품을 용접에 의해 결합시켜 주어야만 자동차용 휠에서 요구되는 수준의 강도를 유지할수 있는 것이다.

상기와 같이 동일 재질의 부속품만을 사용할수 밖에 없었던 것은 차량은 도로를 고속으로 주행하는 것으로서, 주행도중 도로로 부터 직접적으로 충격을 전달받는 부위가 자동차용 휠로서, 자동차용 휠 자체가 약하게 되면 타어어휠이 충격을지탱하지 못해 변형이 이루어질 경우 안전사고의 위험이 있기 때문에 하나의 재질로만 성형된 림이나 디스크를 사용하고 있으므로 인해 합금만을 사용할 경우 중량은 강철을 사용할때 보다는 상대적으로 가벼워지나 원자재를 전량 수입에 의존하고 있는 실정이어서 경제적인 손실을 가져왔고 또한 합금은 자체의 취성이 강하여 림의 플렌지부가 쉽게 깨지는 현상이 있었던 것이다.

그리고, 스틸재질만을 사용할 경우에는 차량에 요구되는 강도를 얻기 위하여 많은 량의 재료가 사용됨에 따라 중량이 무거워지게 되어 연료의 소비를 증가시키게 되는 단점이 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 강철의 재질로 성형된 림과 합금의 재질로 성형된 디스크를 결합시 자동차용 휠에서 요구되는 수준의 용접강도가 이루어질수 있도록 하므로서, 안전성에는 강철이나 합금만으로 제작된 자동차용 휠과 동일하거나 그 이상의 성능을 발휘할수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고가이면서 무게가 가벼운 알루미늄과 저가이면서 상기 알루미늄 보다는 다소이 중량이 나가는 합금을 함께 사용하여 자동차용 휠을 제작하므로서 합금을 사용한 자동차용 휠 대비 생산단가를 낮추게 됨은 물론, 자동차용 휠 자체의 중량을 낮추어주어 경제적인 손실을 방지할수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1 은 본 발명이 적용된 상태를 보인 자동차용 휠의 분해사시도.

도 2 는 본 발명중 용접부재의 구성을 나타내는 사시도.

도 3 은 본 발명중 용접부재가 디스크와 일체로 사출된 상태를 보인 부분확대 절개사시도.

도 4 는 본 발명인 자동차용 휠의 결합상태 확대 단면도.

도 5 는 도4중 A부 확대도.

도면의 주요 부분에 대한 부호설명

10:자동차용 휠 20;림

30:디스크 40:용접부재

41:함침편 42:통공

43:용접면

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 자동차용 휠 구성을 나타내기 위한 분해사시도로서, 일반적으로 자동차용 휠(10)은 외주연에 타이어가 결합될수 있도록 원통형의 모양을 갖고있는 림(20)과, 상기 원통형의 모양을 갖고있는 림의 내주연에 긴밀히 끼워져 용접에 의해 결합되는 디스크(30)로 구분된다.

제 1 공정(용접부재 성형단계)

강철을 재질로 하여 용해된 원료를 금형내에 투입시켜 일정한 형상 모양을 갖는 용접부재(CLIT)(40)를 성형시켜 준다.

상기의 용접부재(40)는 도 2 에 도시된 바와 같이 디스크(30)를 성형시 외주면내에 함침될수 있도록 적어도 2개 이상의 통공(42)이 갖추어진 함침편(41)과, 상기 함침편의 일면에 직각으로 절곡된 상태를 유지하여 디스크의 외주연의 동일면상에 위치하여 림의 내주면에 면접촉이 이루어진 상태에서 상기의 림과 용접이 이루어질수 있도록 하는 용접면(43)으로 형성된다.

제 2 공정(성형된 용접부재와 함께 디스크 성형단계)

상기 제1공정을 통해 성형된 용접부재(40)를 디스크(30)를 성형하기 위한 성형틀내의 일정한 위치에 위치하도록 한 상태에서 상기 성형틀내에 디스크를 성형하기 위해 용융된 합금재질을 투입시켜 주게되면, 일정한 형상, 모양을 갖는 디스크가 성형될때, 성형틀내에 갖추어진 용접부재(40)의 함침편(41)이 디스크의 외주연부위에서 내측으로 묻침에 따라 용접부재(40)가 디스크(30)와 일체로 성형이 이루어지게 된다.(도 3 참조)

이때, 상기 함침편(41)에 갖추어진 다수개의 통공(42) 사이에 디스크를 성형시켜 주는 원재료가 통과한 상태를 유지하면서 함침편이 디스크(30)내에 함침이 이루어지므로 인해 함침편이 디스크내에 견고하게 함침되므로서, 사용도중 함침편이 디스크로 부터 분리되거나 유동이 발생하지 않게되는 것이다.

또한, 상기 함침편(41) 일측에 직각으로 절곡 구성된 용접면(43)은 외면이 노출된 상태로 하여 디스크 외주연에 함침이 이루어지게 되는데, 이때 상기 용접면의 외주면은 디스크의 외주면과 동일선상의 면을 유지하게 된다.

제 3 공정(림 성형및 디스크용접 단계)

일정한 형상과 모양을 갖는 원통형의 림(20)을 성형하고, 상기 원통형의 림 내부에 디스크(30)가 긴밀히 끼워지도록 한 상태에서 상기 림의 내주연과 면접촉되어 있는 용접부재(40)의 용접면(43)을 용접에 의해 견고하게 부착되도록 한다.

우선, 일정한 두께와 폭을 갖는 평판을 원하는 길이에 맞도록 절단시켜 이의 양끝단이 접촉될수 있도록 원통형으로 말아 끝단부분을 용접(DC BUTT)시켜 준 다음 상기 원통형의 평판을 림의 형상에 맞도록 포밍(FORMING)시켜 주어 하나의 림(20)을 완성시켜 준다.

상기와 같이 림(20)이 완성되면 림의 내주연에 디스크(30)가 위치하도록 한 상태에서 공구를 사용하여 디스크(30)가 림(20)의 내주연에 정확히 끼워지도록 한다.

상기와 같이 디스크가 림의 내주연에 정확히 끼워진 상태에서 도 4 에 도시된 바와 같이 림(20)의 내주연에 면접촉되어 있는 용접부재(40)의 용접면(43)과 림(20)의 내주면을 용접시켜 준다.

이때, 림(20)과 용접부재(40)가 동일 재질을 갖고있는 강철(STEEL)로서 CO2 용접을 하게 되면 견고하게 림과 용접면이 용접됨에 따라 상기 용접면(43)이 일체로 성형된 합금재질을 갖고있는 디스크(30)가 강철의 재질을 갖고 있는 림(20)과 용접이 이루어짐으로 인해 자동차용 휠에서 요구되는 수준의 용접강도를 갖게되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 림은 강철의 재질로 성형하고, 이의 내주연에 끼움 결합되는 디스크는 합금의 재질로 성형시 이의 외주연 일면에 강철을 재질로 한 용접부재가 함께 결합된 상태로 성형이 이루어질수 있도록 하여 림의 내주연에 디스크가 끼워진 상태에서 동일의 재질을 갖고있는 림과 용접부재를 용접시켜 주므로서 차량의 동적하중(휠 개당 약 3톤 이상)을 견딜수 있을 정도의 강도를 얻게 되는 효과가 있고, 이로인해 중량이 상대적으로 가벼워져 연료의 사용을 최소한으로 줄여주게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 강철을 재질로 하여 일정한 형상 모양을 갖는 용접부재(40)를 성형시켜 주고, 상기의 용접부재(40)를 디스크(30)를 성형하기 위한 성형틀내의 일정한 위치에 위치하도록 한 상태에서 성형틀내에 합금의 원료를 투입시켜 용접부재(40)가 외주연에 일체로 하여 디스크가 성형될수 있도록 하는 단계와; 상기의 단계에 의해 성형된 디스크가 내주연에 긴밀히 끼워질수 있을 정도의 크기를 갖고 외주연에는 타이어가 결합될수 있는 형상모양을 갖도록 강철을 재질로 하여 림(20)을 성형시켜 주는 단계와; 상기 림의 내주연에 디스크가 정확히 끼워지도록 한 상태에서 디스크의 외주연에 일체로 함침되어 있는 용접부재와 림 부위를 용접에 의해 용접시켜 주는 단계로 완성됨을 특징으로 하는 자동차용 휠 성형방법.
2. 적어도 2개 이상의 통공(42)이 갖추어진 편상의 함침편(41)을 형성하고, 상기 함침편의 일면에 일체로 하여 직각으로 절곡된 용접면(43)으로 형성된 용접부재(40)와; 상기 함침편이 외주연 일면을 통해 내측으로 함침된 상태에서 통공을 함께 매립시켜 주고, 용접면(43) 외측면은 외주연 일면과 동일면을 갖도록 함침시켜 준 디스크(30)와; 상기 용접부재와 동일한 재질을 갖는 림(20) 내주연에 디스크가 긴밀히 끼워질수 있도록 한 상태에서 상기 림(20)의 내주면과 용접부재의 용접면을 용접에 의해 결합됨을 특징으로 하는 자동차용 휠.