KR101087148B1 - 복합재료 자동차휠 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합재료 자동차휠 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 자동차휠의 외측 골격을 형성하는 아우터림(10)과, 상기 아우터림(10)에 결합되는 원통형상의 센터림(20)과, 상기 센터림(20)을 사이에 두고 상기 아우터림(10)의 타측에 구비되는 이너림(30)을 포함한다. 이때, 상기 아우터림(10)과 센터림(20) 그리고 이너림(30) 중 적어도 어느 하나는 섬유강화 복합재료로 만들어지고, 상기 아우터림(10)과 센터림(20) 및 센터림(20)과 이너림(30)에는 서로 대응되는 체결부(15,25,35)가 형성되어 서로 결합된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 다수개의 복합재료 부품이 별개로 제조된 후 체결부 및 접착제를 사용한 조립을 통해 완성되므로, 자동차휠의 무게는 줄어드는 반면 강도는 높아지게 되고, 복잡한 형상의 자동차휠을 대량생산할 수 있는 이점이 있다.
자동차휠, 복합재료, 3피스, 접착지그, 자동조심, 대량생산, 하이브리드 센터림
Description
본 발명은 자동차휠에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 섬유강화 복합재료로 만들어진 부품을 조립하여 형성되는 자동차휠 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로는 바퀴를 휠이라고 칭하지만, 보다 구체적으로 분류하자면 휠(Wheel)과 타이어(Tire)로 구분된다. 차량의 중량을 모두 지지하고 구동력과 제동력을 노면에 전달하는 마지막 역할을 하는 것이 휠이다.
휠은 타이어를 지지하는 림(rim)과 림을 허브에 지지하는 부분으로 구성되어 있다. 휠의 분류 기준은 재료, 제조 방식, 구조, 디자인에 따라서 구분할 수 있다.
휠을 재질에 의하여 분류하면, 철(steel)로 만들어진 스틸 휠과 알루미늄 합금으로 만들어진 알루미늄 휠, 그리고 마그네슘 합금으로 만들어진 마그네슘 휠 3가지가 있다.
이러한 휠의 재질은 차량의 무게와 직결되는데, 최근에 개발되고 있는 하이브리드 자동차에서는 에너지효율 측면에서 자동차의 경량화가 중요한 화두로 대두되고 있다. 따라서, 되도록 강도는 유지하면서도 무게는 가벼운 자동차휠을 개발할 필요가 있다.
이러한 필요성에 따라, 근래에는 새로운 복합재료의 휠이 개발되고 있다. 상기 복합재료의 휠은 상기한 스틸휠 등과 비교하여 훨씬 가벼운 재질로서 그 강도는 기존과 유사하거나 더 향상된 값을 갖게 된다.
그러나, 이와 같은 복합재료의 휠은 핸드레이업(FRP)이나 수지이송성형법(RTM)을 사용하여 제조되는데, 핸드레이업공정은 공정속도가 매우 느리고 균일한 품질의 자동차휠을 기대하기 어렵고, 수지이송성형법은 상대적으로 공정속도는 빠르나, 제조비용이 상대적으로 높고 복잡한 형상의 자동차휠을 성형하는 것이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 섬유강화 복합재료로 만들어지는 3개의 부품이 조립되어 구성되는 자동차휠을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자동차휠을 구성하는 각 부품이 별도의 체결구 없이 나사체결 또는 체결돌기구조를 통해 서로 결합되도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 복합재료 부품 사이의 결합과정에서 나사체결 또는 체결돌기구조에 의해 각 조립부의 정렬이 이루어지고, 동시에 접착제의 경화과정 동안 접착지그 역할을 수행하도록 하는 것이다.
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상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 상기 원판형상의 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트로부터 직교하게 돌출되어 구비되는 체결보스로 구성되는 이너림 및 아우터림이 원통형상의 센터림 양단에 결합되어 구성되는 복합재료 자동차휠을 제조하는 방법에 있어서, 섬유강화 복합재료를 이용하여 아우터림, 이너림 및 센터림을 각각 제조하는 제1단계와; 상기 아우터림, 이너림 및 센터림의 서로 대응되는 부분에 접착제를 도포하는 제2단계와; 상기 센터림의 양단에 각각 아우터림 및 이너림을 조립하여 상기 접착제를 경화시키는 제3단계를 포함하여 구성되고; 제1단계에서는 상기 아우터림과 이너림은 압축성형으로 제조되고, 상기 센터림의 제조는 외주면에 나사산이 형성되는 주축부를 제조하는 단계와, 상기 주축부의 외면에 섬유강화 복합재료를 적층시킨후 경화하는 단계와, 상기 주축부를 중심으로 상기 섬유강화 복합재료가 경화되어 형성된 센터림을 회전시켜 탈형하는 단계를 포함하며; 상기 아우터림, 센터림 및 이너림을 결합하는 과정에서 나사체결 또는 체결돌기구조를 통해 각 부품 사이가 정렬되고, 접착체의 경화과정에서 각 부품들의 상대운동이 억제됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 원판형상의 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트로부터 직교하게 돌출되어 구비되는 체결보스로 구성되는 이너림 및 아우터림이 원통형상의 센터림 양단에 결합되어 구성되는 복합재료 자동차휠을 제조하는 방법에 있어서, 섬유강화 복합재료를 이용하여 아우터림, 이너림 및 센터림을 각각 제조하는 제1단계와; 상기 아우터림, 이너림 및 센터림의 서로 대응되는 부분에 접착제를 도포하는 제2단계와; 상기 센터림의 양단에 각각 아우터림 및 이너림을 조립하여 상기 접착제를 경화시키는 제3단계를 포함하여 구성되고; 제1단계에서는 상기 아우터림과 이너림은 압축성형으로 제조되고, 상기 센터림은 내주면에 나사산이 형성된 주축부를 제조하는 단계와, 상기 주축부의 외주면에 섬유강화 복합재료를 적층 및 경화시키는 단계를 포함하여 금속 또는 플라스틱 재질로 형성된 주축부와 이에 적층된 복합재료가 동시경화접착법을 통해 일체형으로 구성되며; 상기 아우터림, 센터림 및 이너림을 결합하는 과정에서 나사체결 또는 체결돌기구조를 통해 각 부품 사이가 정렬되고, 접착체의 경화과정에서 각 부품들의 상대운동이 억제됨을 특징으로 한다.
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본 발명에 의한 복합재료 자동차휠 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에서는 자동차휠이 섬유강화 복합재료로 만들어지고 다수개의 부품이 별개로 제조된 후 조립을 통해 완성되므로, 자동차휠의 무게는 줄어드는 반면 강도는 높아지게 되고, 복잡한 형상의 자동차휠을 비교적 쉽게 대량생산할 수 있는 효과가 있다.
특히, 자동차휠을 구성하는 다수개의 부품을 압축성형과 펄트루젼 또는 필라멘팅와인딩과 같은 공정을 통해 각각 제조할 수 있으므로, 자동차휠의 제조공정속도가 빨라지고, 제조단가가 낮춰질 수 있어 복합재료 자동차휠의 대중화를 기대할 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 자동차휠을 구성하는 각 부품이 별도의 볼트와 같은 체결구 없이, 나사체결되거나 비드 및 걸림홈에 의해 체결되므로, 부품수가 줄어들고, 볼트공 등에 의해 자동차휠의 강도가 약해지는 것이 방지되는 효과도 있다.
또한, 본 발명에서는 별도의 장치 없이 각 복합재료 부품 사이의 결합구조에 의하여 각 조립부의 정렬이 이루어지므로, 접착제의 경화과정 동안 접착지그 역할을 동시에 수행하는 효과도 있으며, 이를 통해 대량생산의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 바람직한 실시예의 구성이 분해사시도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명 실시예의 구성이 사시도로 도시되어 있다. 이하에서는 이를 제1실시예라 칭하기로 한다.
복합재료 자동차휠(이하 '자동차휠'이라 한다)은 자동차에서 타이어를 지지하게 되는 것으로, 아우터림(10)과 센터림(20) 그리고 이너림(30)으로 구성된다. 이들을 차례로 살펴보면, 먼저 아우터림(10)은 도 1에서 보듯이 원판 형상의 베이스플레이트(11)가 그 골격을 형성한다.
그리고, 상기 베이스플레이트(11)의 일면에는 체결보스(12)가 직교하게 돌출되어 구비된다. 상기 체결보스(12)는 상기 베이스플레이트(11)의 일면으로부터 링 형상으로 돌출되는 것으로 센터림(20)과의 체결을 위한 부분이다.
보다 정확하게는, 상기 체결보스(12)의 외면에는 체결부(15)가 형성된다. 상기 체결부(15)는 센터림(20)과의 결합을 위한 부분으로, 아래에서 설명될 센터림(20)의 체결부(25)와 서로 결합되어 가고정 또는 센터림(20)과 아우터림(10) 사이의 상대위치설정(자동조심) 역할을 하게 된다.
한편, 상기 이너림(30)은 센터림(20)을 사이에 두고 상기 아우터림(10)의 타측에 위치되는 것으로, 상기 아우터림(10)과 마찬가지로 베이스플레이트(31)와 체결보스(32)로 구성된다.
상기 이너림(30)의 체결보스(32)에는 체결부(35)가 형성된다. 상기 체결부(35)부는 센터림(20)과의 체결을 위한 것으로 상기 아우터림(10)의 체결부(15)와 마찬가지로 나사산형상으로 형성되는 제1나사산부(35)이다.
상기 아우터림(10)과 이너림(30) 사이에는 센터림(20)이 위치된다. 상기 센터림(20)은 도시된 바와 같이 원통형상의 몸체(21)가 골격을 형성하고, 그 내부공간(23)의 내주면에는 체결부(25)가 형성된다. 상기 체결부(25)는 상기 아우터림(10)과 이너림(30)의 제1나사산부(15)와 대응되는 제2나사산부(25)로서, 상기 아우터림(10)과 이너림(30)과의 나사체결이 이루어지도록 한다.
도 3에는 상기한 아우터림(10)과 이너림(30) 그리고 센터림(20)의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이에 보듯이, 상기 아우터림(10)과 이너림(30)은 센터림(20)에 나사체결된 상태이고, 상기 아우터림(10)과 센터림(20)의 나사체결부분 및 상기 이너림(30)과 센터림(20)의 나사체결부분에는 접착제(G)가 도포된다.
상기 접착제(G)는 상기 아우터림(10)과 이너림(30)을 상기 센터림(20)에 나사체결하기에 앞서 체결부(15,25)위에 미리 도포되는 것으로, 아우터림(10)과 이너림(30)이 센터림(20)에 나사체결된 후 소정 시간이 경과하면 경화되어, 아우터림(10)과 센터림(20), 그리고 센터림(20)과 이너림(30) 사이를 견고하게 체결시켜주는 역할을 한다.
결국, 상기 제1나사산부(15,35)와 제2나사산부(25)에 의한 나사체결이 상기 접착제(G)의 경화과정에서 아우터림(10)과 센터림(20), 그리고 센터림(20)과 이너림(30) 사이가 유동되지 않고 고정되도록 하고, 접착제(G)의 경화후에는 나사체결 및 접착제(G)의 접착력에 의해 각 부품 사이가 견고하게 체결될 수 있다.
한편, 상기 아우터림(10)과 이너림(30) 그리고 센터림(20)은 섬유강화 복합재료로 만들어진다. 이에 따라 자동차휠의 무게는 감소되면서 강도는 유지되거나 더 강화될 수 있다.
물론, 상기 아우터림(10)과 이너림(30) 그리고 센터림(20) 중 적어도 어느 하나는 기타 다른 재질, 예를 들어 알루미늄이나 마그네슘재질로 만들어질 수도 있다.
이때, 상기 섬유강화 복합재료는 장섬유 또는 다른 종류의 섬유부피분율이 50%~60% 함유됨이 바람직하다. 이는 상기 자동차휠의 강도보강 및 무게감소가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
도 4에는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제2실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이하에서는 상기한 제1실시예의 구성과 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 4에서 보듯이, 아우터림(10)의 체결보스(12)에는 결합채널(13)이 형성된다. 상기 결합채널(13)은 체결보스(12)의 선단 일부가 요입된 형상으로 된 것으로, 상기 결합채널(13) 내부에 센터림(20)의 일부가 삽입된다.
보다 정확하게는 상기 결합채널(13)의 내면(13')에 제1나사산부(15)가 형성되어, 상기 센터림(20)의 제2나사산부(25)와 나사체결되는 것이다.
이때, 상기 센터림(20)의 외면과 상기 결합채널(13)의 내면(13') 사이에는 접착제(G)가 도포된다. 바람직하게는 상기 센터림(20)의 외면과 상기 결합채널(13)의 내면(13') 사이에 접착제(G) 도포를 위한 어느 정도의 여유공간이 형성된다. 상기 여유공간은 나사체결과정에서 상기 센터림(20)의 외면과 상기 결합채널(13')의 내면 사이에 적당한 유격이 발생하도록 미세하게 형성될 필요가 있다.
한편, 상기 아우터림(10)의 타측에 위치되는 이너림(30) 역시 상기 아우터림(10)과 마찬가지 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5에는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제3실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이하에서는 상기한 제1실시예 및 제2실시예의 구성과 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 5에서 보듯이, 아우터림(10)의 체결보스(12)에는 결합채널(13)이 형성된다. 상기 결합채널(13)은 체결보스(12)의 선단 일부가 요입된 형상으로 된 것으로, 상기 결합채널(13) 내부에 센터림(20)의 일부가 삽입된다.
보다 정확하게는 상기 결합채널(13)의 양측내면에는 제1나사산부(15)가 형성되어, 상기 센터림(20)의 제2나사산부(25)와 나사체결되는 것이다. 이때, 상기 센터림(20) 역시, 상기 결합채널(13)의 제1나사산부(15)에 대응되도록, 외주면 및 내주면에 제2나사산부(25)가 각각 형성된다.
그리고, 상기 센터림(20)의 외면과 상기 결합채널(13)의 내면(13') 사이에는 접착제(G)가 도포된다. 바람직하게는 상기 센터림(20)의 외면 및 내면과 상기 결합채널(13)의 내면(13') 사이에 접착제(G) 도포를 위한 어느 정도의 여유공간이 형성 된다. 상기 여유공간은 나사체결과정에서 상기 센터림(20)의 외면과 상기 결합채널(13')의 내면 사이에 적당한 유격이 발생하도록 미세하게 형성될 필요가 있다.
한편, 상기 아우터림(10)의 타측에 위치되는 이너림(30) 역시 상기 아우터림(10)과 마찬가지 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6에는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제4실시예의 구성이 분해사시도로 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 제4실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이하에서는 상기한 제1실시예의 구성과 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
아우터림(10)의 체결보스(12) 외주면에는 걸림홈(15)이 구비되고, 센터림(20)의 내주면에는 이에 대응되는 결합리브(25)가 형성된다. 즉, 상기 아우터림(10)의 걸림홈(15)에 상기 센터림(20)의 결합리브(25)가 삽입되어 둘 사이의 결합이 이루어지는 것이다.
이러한 모습은 도 7에 잘 도시되어 있다. 이에 보듯이, 상기 결합리브(25)는 걸림홈(15)에 삽입되고, 둘 사이에는 접착제(G)가 도포되어 아우터림(10)과 센터림(20) 사이가 견고하게 고정된다. 본 실시예에서는 상기 결합리브(25)가 대략 반구형상으로 형성되나, 반드시 이에 한정될 필요는 없고, 다양한 돌출된 형상으로 변형이 가능하다.
한편, 상기 아우터림(10)의 타측에 위치되는 이너림(30) 역시 상기 아우터림(10)과 마찬가지 구성을 갖는다. 즉 상기 이너림(30)의 체결보스(12)에도 역시 걸림홈이 구비되어, 상기 센터림(20)의 내주면에 형성된 결합리브(25)가 삽입되는 것이다.
도 8에는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제5실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이하에서는 상기한 제1실시예 및 제4실시예의 구성과 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
이에 보듯이, 아우터림(10)의 체결보스(12)에는 결합채널(13)이 형성된다. 상기 결합채널(13)은 체결보스(12)의 선단 일부가 요입된 형상으로 된 것으로, 상기 체결보스(12)의 선단을 둘러 형성되어 그 내부에 센터림(20)의 일부가 삽입된다.
상기 결합채널(13)의 내주면(13')에는 걸림홈(15)이 형성되어, 센터림(20)의 결합리브(25)가 삽입된다. 이를 통해 상기 아우터림(10)과 센터림(20)은 서로 가고정될 수 있다.
그리고, 상기 아우터림(10)의 결합채널(13) 내주면과 상기 센터림(20)의 외주면 사이에는 접착제(G)가 도포된다. 상기 접착제(G)는 상기 센터림(20)의 내주면 및 외주면 모두에 도포되어 상기 결합채널(13)의 양측내면(13')과 각각 점착될 수 있도록 한다.
한편, 상기 아우터림(10)의 타측에 위치되는 이너림(30) 역시 상기 아우터림(10)과 마찬가지 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9 내지 도 11에는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제6실시예 내지 제8실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이하에서는 상기한 제1실시예 및 제4실시예의 구성과 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
이들 도면에서 보듯이, 아우터림(10)의 결합채널(13)과 센터림(20)의 내주면 사이에는 결합리브(15)와 걸림홈(25)이 형성되는데, 상기 결합리브(15)와 걸림홈(25)의 개수와 위치는 다양한 변형이 가능하다.
즉, 도 9에서 보듯이, 상기 아우터림(10)의 체결보스(12)에 형성된 결합채널(13) 내주면에는 결합리브(16)와 걸림홈(15)이 모두 구비되고, 센터림(20)의 외주면과 내주면에는 이에 각각 대응되도록 걸림홈(26)과 결합리브(25)가 구비될 수 있는 것이다.
또한, 도 10에서 보듯이, 아우터림(10)의 체결보스(12)에는 결합리브(16)가 구비되고 센터림(20)의 내주면에는 이에 대응되는 걸림홈(26)이 형성되어 서로 결합될 수도 있는 것이다.
그리고, 도 11에서 보듯이, 아우터림(10)의 체결보스(12)에 형성된 결합채널(13)의 양측 내면에는 서로 마주보는 방향으로 결합리브(15)가 돌출되고, 센터림(20)의 내주면 및 외주면에는 이에 각각 대응되도록 걸림홈(25)이 요입되어 형성될 수도 있다. 한편, 상기 아우터림(10)의 타측에 위치되는 이너림(30) 역시 상기 아우터림(10)과 마찬가지 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12에는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제9실시예를 구성하는 아우 터림(10)의 구성이 요부사시도로 도시되어 있다. 이하에서는 상기한 제1실시예 및 제4실시예의 구성과 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
이에 보듯이, 아우터림(10)의 체결보스(12) 외주면에는 결합리브(18)가 구비되는데, 상기 결합리브(18)는 상기 체결보스(12)의 외주면을 둘러 간헐적으로 다수개가 구비된다. 그리고, 센터림(20)의 내주면에는 이에 대응되도록 간헐적으로 다수개의 걸림홈(미도시)이 형성되거나, 내주면을 둘러 연속적으로 형성된다.
물론, 상기 아우터림(10)의 체결보스(12)에 걸림홈이 형성되고, 상기 센터림(20)의 내주면에 결합리브가 형성될 수도 있다.
이하 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제조과정을 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 13에는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠을 제조하는 방법이 순서도로 도시되어 있다.
이에 따르면, 먼저 아우터림(10), 이너림(30) 및 센터림(20)을 각각 제조한다. 이때, 상기 아우터림(10)과 이너림(30) 및 센터림(20) 중 적어도 어느 하나는 섬유강화 복합재료를 이용하여 제조된다.(S100)
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 각 부품은 금형을 이용한 압축성형이나 필라멘트와인딩 또는 펄트루젼 공정 등의 복합재료 대량생산 방식으로 만들어질 수 있다. 이러한 제조공정은 비교적 공정속도가 빠르므로 대량 생산이 가능하고, 특히 각 부품이 별개로 제조되므로 복잡한 형상의 자동차휠을 제조할 수 있게 된다.
물론, 상기 아우터림(10), 이너림(30) 및 센터림(20) 중 어느 하나 이상은 알루미늄재질을 금형을 통해 만들어내거나, 또는 마그네슘재질을 단조가공하여 생산할 수도 있다.
이와 같이 제조된 아우터림(10), 이너림(30) 및 센터림(20)의 서로 결합될 부분에 접착제(G)를 도포한다. 이는 상기 아우터림(10)과 센터림(20) 그리고 센터림(20)과 이너림(30) 사이가 조립된 후에 접착제(G)의 경화를 통해 이들 사이가 견고하게 고정될 수 있도록 하기 위한 것이다.(S110)
접착제(G)를 도포한 상태에서 상기 센터림(20)의 양단에 아우터림(10)과 이너림(30)을 각각 조립한다. 이들 사이는 나사체결을 통해 조립되고, 조립된 상태로 소정 시간 경과하면 접착제(G)가 경화된다. 이때, 상기 아우터림(10)과 센터림(20) 그리고 센터림(20)과 이너림(30) 사이는 나사체결된 상태이므로 접착제(G)의 경화과정에서 이들 사이가 유동되는 것이 자연스럽게 방지될 수 있다.(S120)
한편, 도 14를 참조하여 센터림(20)을 제조하는 과정을 살펴보기로 한다.
상기 센터림(20)을 제조하기 위해서는 먼저 외면에 나사산(110)이 형성되는 주축부(100)를 제조한다. 상기 주축부(100)는 금속재질을 가공하여 제조할 수 있다.(a)
그리고 상기 주축부(100)의 외면에 섬유강화 복합재료를 적층하여 경화시킨다. 이때, 상기 섬유강화복합재료를 도포하기에 앞서, 상기 주축부(100)의 외면에 이형제를 도포할 수도 있다.(b)
상기 섬유강화 복합재료가 완전히 경화되면 상기 섬유강화 복합재료는 센터림 형상이 되고, 작업자는 상기 센터림 형상을 회전시켜 상기 주축부(100)로부터 분리시킨다.(c)
즉, 상기 주축부(100)의 나사산(110) 형상으로 인해 상기 센터림 형상과 상기 주축부(100)는 자연스럽게 나사체결된 상태가 되므로, 센터림 형상을 회전시키면 주축부(100)로부터 분리될 수 있는 것이다.
상기 센터림 형상이 주축부(100)로부터 완전히 분리되면, 작업자는 상기 센터림 형상을 절단하여 다수개의 선터림을 완성하게 된다. 물론, 상기 주축부(100)의 길이가 센터림(20)의 길이와 대응된다면 하나의 센터림(20)만이 만들어질 것이다.
한편, 도 15에는 센터림(200)을 제조하는 다른 과정이 작업상태도로 도시되어 있다.
이에 보듯이, 상기 센터림(200)을 제조하기 위해 내주면에 나사산이 형성된 주축부(100)를 제조하고(a), 상기 주축부(100)의 외주면에 섬유강화 복합재료를 적층 및 경화시켜 복합재료-금속(혹은 플라스틱) 하이브리드 센터림(200)을 만들어 낼 수도 있다.
다시 말해, 본 실시예를 통해 센터림(200)을 제조하게 되면, 동시경화접착법을 통해 주축부(100)도 센터림(200)의 일부를 구성하게 되므로, 결과적으로 복합재료와 주축부(100)로 이루어지는 하이브리드 센터림(200)이 되는 것이다. 그리고, 상기 주축부(100)의 나사산(110)은 하이브리드 센터림(200)의 나사산(250)이 된다.
이때, 상기 주축부(100)의 재질이 금속이면 복합재료-금속 하이브리드 센터림(200)이 되고, 주축부(100)의 재질이 플라스틱이면 복합재료-플라스틱 하이브리드 센터림(200)이 된다.
물론, 상기 주축부(100)의 재질은 반드시 금속이나 플라스틱에 한정되지 않고, 필요에 따라 설계자가 자유롭게 선택할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
도 1은 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도.
도 2는 본 발명 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명 실시예의 요구 구성을 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절개한 모습으로 보인 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제2실시예의 구성을 보인 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제3실시예의 구성을 보인 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제4실시예의 구성을 보인 분해사시도.
도 7은 본 발명의 제4실시예의 구성을 보인 단면도.
도 8은 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제5실시예의 구성을 보인 단면도.
도 9는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제6실시예의 구성을 보인 단면도.
도 10은 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제7실시예의 구성을 보인 단면도.
도 11은 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제8실시예의 구성을 보인 단면 도.
도 12는 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠의 제9실시예를 구성하는 아우터림의 구성을 보인 요부사시도.
도 13은 본 발명에 의한 복합재료 자동차휠을 제조하는 방법을 순차적으로 보인 순서도.
도 14는 본 발명 실시예를 구성하는 센터림을 제조하는 과정을 순차적으로 보인 작업상태도.
도 15는 본 발명 실시예를 구성하는 센터림을 제조하는 과정을 순차적으로 보인 작업상태도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 아우터림 11: 베이스플레이트
12: 체결보스 15: 체결부(제1나사산부)
20: 센터림 21: 센터림몸체
23: 관통공간 25: 체결부(제2나사산부)
30: 이너림 31: 베이스플레이트
32: 체결보스 35: 체결부(제1나사산부)
G: 접착제
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- 원판형상의 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트로부터 직교하게 돌출되어 구비되는 체결보스로 구성되는 이너림 및 아우터림이 원통형상의 센터림 양단에 결합되어 구성되는 복합재료 자동차휠을 제조하는 방법에 있어서,섬유강화 복합재료를 이용하여 아우터림, 이너림 및 센터림을 각각 제조하는 제1단계와,상기 아우터림, 이너림 및 센터림의 서로 대응되는 부분에 접착제를 도포하는 제2단계와,상기 센터림의 양단에 각각 아우터림 및 이너림을 조립하여 상기 접착제를 경화시키는 제3단계를 포함하여 구성되고,제1단계에서는 상기 아우터림과 이너림은 압축성형으로 제조되고, 상기 센터림의 제조는 외주면에 나사산이 형성되는 주축부를 제조하는 단계와, 상기 주축부의 외면에 섬유강화 복합재료를 적층시킨후 경화하는 단계와, 상기 주축부를 중심으로 상기 섬유강화 복합재료가 경화되어 형성된 센터림을 회전시켜 탈형하는 단계를 포함하며,상기 아우터림, 센터림 및 이너림을 결합하는 과정에서 나사체결 또는 체결돌기구조를 통해 각 부품 사이가 정렬되고, 접착체의 경화과정에서 각 부품들의 상대운동이 억제됨을 특징으로 하는 복합재료 자동차휠의 제조방법.
- 원판형상의 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트로부터 직교하게 돌출되어 구비되는 체결보스로 구성되는 이너림 및 아우터림이 원통형상의 센터림 양단에 결합되어 구성되는 복합재료 자동차휠을 제조하는 방법에 있어서,섬유강화 복합재료를 이용하여 아우터림, 이너림 및 센터림을 각각 제조하는 제1단계와,상기 아우터림, 이너림 및 센터림의 서로 대응되는 부분에 접착제를 도포하는 제2단계와,상기 센터림의 양단에 각각 아우터림 및 이너림을 조립하여 상기 접착제를 경화시키는 제3단계를 포함하여 구성되고,제1단계에서는 상기 아우터림과 이너림은 압축성형으로 제조되고, 상기 센터림은 내주면에 나사산이 형성된 주축부를 제조하는 단계와, 상기 주축부의 외주면에 섬유강화 복합재료를 적층 및 경화시키는 단계를 포함하여, 금속 또는 플라스틱 재질로 형성된 주축부와 이에 적층된 복합재료가 동시경화접착법을 통해 일체형으로 구성되며,상기 아우터림, 센터림 및 이너림을 결합하는 과정에서 나사체결 또는 체결돌기구조를 통해 각 부품 사이가 정렬되고, 접착체의 경화과정에서 각 부품들의 상대운동이 억제됨을 특징으로 하는 복합재료 자동차휠의 제조방법.
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