KR101584198B1 - 비공기압 타이어용 휠 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비공기압 타이어가 접착제를 통해 림부의 외주에 접착설치되는 비공기압 타이어용 휠 제조방법에 관한 것으로, 원통 형상을 가진 림부의 외주에 돌부와 홈부가 등 간격으로 형성되도록 휠을 주조하는 휠 주조단계; 주조된 휠을 열처리하는 휠 열처리단계; 열처리된 휠을 가공함으로써 휠의 치수를 보정하고, 접착성능을 향상시키는 휠 보정가공단계; 휠의 림부에 쇼트 피닝 처리하여 상기 림부의 외주에 미세기공을 다수 형성하는 휠 쇼트피닝단계; 휠을 전처리하는 휠 전처리단계;로 이루어진 것에 특징으로 한다.

Description

비공기압 타이어용 휠 제조방법{The method for manufacturing a non-pneumatic tire wheels}

본 발명은 비공기압 타이어용 휠 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 원통형상으로 형성되는 림부의 외주에 등 간격으로 돌출형성되는 돌부를 구성하고, 상기 돌부의 사이사이에는 홈부를 형성하되, 림부의 외주에는 쇼트 피닝을 통해 다수의 미세기공을 형성함으로써 림부의 외주에 접착제로 접착되는 우레탄타이어의 견고한 접착고정을 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 홈부의 폭을 돌부의 폭 보다 넓게 형성하여 보정가공단계에서의 가공성 향상은 물론, 제품의 불량 발생을 줄일 수 있으며, 전처리단계시 알루미늄으로 제작된 휠과의 화학적 반응이 발생하는 중화 및 피막 공정을 생략함으로써 접착제를 통한 우레탄타이어와 알루미늄 휠과의 접착성능을 향상시킬 수 있는 비공기압 타이어용 휠 제조방법에 관한 것이다.

현재, 자동차의 바퀴로 사용되는 공기 타이어는 비신장성이 비교적 좋은 코드들의 층으로 보강되는데, 이러한 타이어 코드의 재료는 공기압의 유지는 물론, 사용기간에 타이어의 변형과 팽창을 막아줄 수 있도록 단단할 뿐만 아니라, 반복적인 굽힘에 저항력이 강하고, 무게에 대한 강도가 높아야 하며, 고무에 잘 들러붙는 성질을 가져야만 한다.

그리고, 상기 타이어 코드는 무명, 인조견사, 나일론, 폴리에스테르, 유리 등으로 만들어져 왔으며, 근래에 들어서는 강철과 폴리아라미드(아주 강하고 단단한 합성섬유)가 가장 많이 사용되고 있는 추세이다.

이와 같이 공기 타이어는 다양한 장점이 부각되어 오늘 날 까지도 널리 사용되고 있으며, 현재에는 공기를 사용하지 않는 비공기 타이어에 대한 연구가 집중되어 또 다른 기술적 도약을 대비하고 있다.

이러한 비공기 타이어로는 선출원 10-1992-0002061, 선출원 등록 10-0067919 등과 같은 공지의 기술들이 있으며, 이러한 공지 기술을 실험하고 공개한 예로서는 세계적인 타이어 제조업체 미쉐린의 공기 주입없이 주행가능한 트윌(Tweel : Tire/WhEEL)이 있다.

그러나, 상기 선행 공지 기술들은 모두 비공기 타이어에 쿠션을 주기 위해 유연한 폴리우레탄 등으로 만든 스코프(바퀴살)와 이를 감싸는 고무층으로서 공기의 역할을 대체하게 함으로서, 마치 고전의 바퀴와 바퀴살을 현대적 소재로 대체한 것에 불과함 구조를 가지고 있으며, 충분한 소재의 개발에도 불구하고 속도에 따른 바퀴의 하중 변화나 무게를 견디는 내력이 만족스럽지 못하여 실용화되지 못하는 문제점이 있다.

한편, 최근 들어서는 알루미늄으로 제작된 휠의 림부 외주에 접착제를 사용하여 우레탄타이어를 결합하는 비공기압 타이어가 개발되기도 하였다.

그러나, 종래의 비공기압 타이어에 사용되는 휠의 림부는 접착제로 접착되어 설치되는 우레탄타이어의 형상 유지를 위해 원통형 구조로 형성되기 때문에 우레탄타이어가 움직이는 것을 방지할 수 없었다.

따라서, 차량에 장착된 바퀴가 지속적으로 회전할 시, 접착력이 저하되어 알루미늄 휠과 우레탄타이어가 서로 분리되는 현상이 발생할 우려가 높았으며, 이로 인한 안전사고의 문제가 대두되고 있는 실정이다.

그리하여, 본 출원인은 알루미늄 휠과 우레탄타이어의 결합력을 증대를 이룸으로써, 우레탄타이어가 알루미늄 휠에서 이탈되지 않도록 할 수 있는 방법을 개발하기에 이르렀다.

본 발명은 주조시 원통형상으로 형성되는 림부의 외주에 등 간격으로 돌출형성되는 돌부를 구성하고, 상기 돌부의 사이사이에는 홈부를 형성함으로써 접착제를 통해 림부의 외주에 접착되는 우레탄타이어의 견고한 접착고정을 이룰 수 있는 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 쇼트 피닝 처리에 의해 돌부와 홈부가 형성된 림부의 외주에 다수의 미세기공이 형성함으로써 우레탄타이어가 휠에 접착되는 접착력의 향상을 이룰 수 있으며, 이와 같은 접착력 향상을 통해 지속되는 회전력에도 상기 우레탄타이어가 휠에서 분리되는 것을 방지할 수 있고, 표면경화와 함께 림부의 표면에 압축 잔류응력이 생기므로 피로 강도가 향상되는 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 림부의 외주에 형성된 홈부의 폭을 돌부의 폭 보다 넓게 형성하는 것을 통해 휠 보정가공단계에서의 가공성 향상은 물론, 제품의 불량 발생을 줄일 수 있는 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

더불어, 본 발명은 전처리단계를 탕세, 예비탈지, 본탈지, 제1,2,3,4,5,6수세, 순수세의 순으로만 순차적으로 진행하여 알루미늄과의 화학적 반응이 발생하는 중화 및 피막 공정이 생략되도록 함으로써 접착제를 통해 알루미늄 휠에 접착되는 우레탄타이어의 접착성능을 향상시킬 수 있는 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원통 형상을 가진 림부의 외주에 돌부와 홈부가 등 간격으로 형성되도록 휠을 주조하는 휠 주조단계; 주조된 휠을 열처리하는 휠 열처리단계; 열처리된 휠을 가공함으로써 휠의 치수를 보정하고, 접착성능을 향상시키는 휠 보정가공단계; 휠의 림부에 쇼트 피닝 처리하여 상기 림부의 외주에 미세기공을 다수 형성하는 휠 쇼트피닝단계; 휠을 전처리하는 휠 전처리단계;로 이루어진 것에 특징이 있는 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 제공한다.

본 발명의 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 이용하면, 주조시 원통형상으로 형성되는 림부의 외주에 등 간격으로 돌출형성되는 돌부가 구성되고, 상기 돌부의 사이사이에는 홈부가 형성되므로 접착제를 통해 림부의 외주에 접착되는 우레탄타이어의 견고한 접착고정을 이룰 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 쇼트 피닝 처리에 의해 돌부와 홈부가 형성된 림부의 외주에 다수의 미세기공이 형성되므로 우레탄타이어가 휠에 접착되는 접착력의 향상을 이룰 수 있으며, 이와 같은 접착력 향상을 통해 지속되는 회전력에도 상기 우레탄타이어가 휠에서 분리되을 방지할 수 있고, 표면경화와 함께 림부의 표면에 압축 잔류응력이 생기므로 피로 강도가 향상되는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 림부의 외주에 형성된 홈부의 폭을 돌부의 폭 보다 넓게 형성하는 것을 통해 휠 보정가공단계에서의 가공성 향상은 물론, 제품의 불량 발생을 줄일 수 있는 장점이 있다.

더불어, 본 발명은 전처리단계를 탕세, 예비탈지, 본탈지, 제1,2,3,4,5,6수세, 순수세의 순으로만 순차적으로 진행하여 알루미늄과의 화학적 반응이 발생하는 중화 및 피막 공정이 생략되도록 함으로써 접착제를 통해 알루미늄 휠에 접착되는 우레탄타이어의 접착성능을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 림부의 외주에 돌부와 홈부가 등 간격으로 형성된 휠을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 비공기압 타이어용 휠을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 림부 외주에 쇼트 피닝 처리하여 다수의 미세기공이 형성된 상태를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 도시한 순서도.
도 5는 본 발명의 휠 전처리단계를 도시한 순서도.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 접착제를 통해 비공기압 타이어가 림부의 외주에 접착설치되는 비공기압 타이어용 휠에 관한 것으로, 본 발명에서는 림부(11)의 외주에 접착제(미도시)로 접착되는 우레탄타이어(미도시)의 접착력 향상과 더불어, 우레탄타이어의 밸런스 확보를 위해 림부(11)가 원통 형상으로 균일하게 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 림부(11)의 외주에는 돌부(13)가 등 간격으로 돌출형성되는 것을 특징으로 하는데, 상기 돌부(13)는 도 2에 도시된 바와 같이 림부(11)의 외주 상, 하측으로 이격시켜 한 쌍으로 형성하는 것이 바람직하며, 한 쌍으로 이루어진 각각의 돌부(13)는 도 1에 도시된 바와 같이 90˚의 등 간격으로 4등분 되어 각각 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 4등분 되어 형성된 각각의 돌부(13) 사이에는 홈부(15)가 각각 형성되는 것을 특징으로 하며, 이때, 상기 홈부(15)의 상, 하폭(D2)은 돌부(13)의 상, 하폭(D1)보다 넓게 형성되도록 함으로써 선반과 같은 공작기계(미도시)를 이용한 휠(10)의 보정가공시 가공성을 향상시킴과 더불어, 제품의 불량 발생을 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 홈부(15)의 상, 하폭(D2)이 돌부(13)의 상, 하폭(D1)보다 작거나 같게 형성될 때에는 공작기계를 이용한 돌부(13)의 가공시 림부(11)의 외주 일부가 미완성 가공되어 버가 발생하거나 미관을 해칠 우려가 높으므로, 본 발명에서는 홈부(15)의 상, 하폭(D2)을 돌부(13)의 상, 하폭(D1) 보다 넓게 형성함으로써 돌부(13)의 가공 용이성을 높이도록 하는 게 바람직하다.

그리고, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 림부(11)의 외주를 쇼트 피닝 처리함으로써, 상기 림부(11)의 외주에 미세기공(17)이 다수로 형성되도록 할 수도 있는데, 이와 같은 미세기공(17)에 의하면, 우레탄타이어가 알루미늄 휠(10)에 접착되는 접착제의 성능이 향상되므로 지속적인 회전력에도 우레탄타이어가 알루미늄 휠(10)에서 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 표면경화와 함께 림부(11)의 표면에 압축 잔류응력이 생기기 때문에 피로 강도가 향상되는 작용효과가 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 비공기압 타이어용 휠의 제조방법에 대해 설명한다.

먼저, 통상의 중력주조기를 이용하여 원통 형상을 가진 림부(11)의 외주에 돌부(13)와 홈부(15)가 등 간격으로 형성되도록 한 휠을 주조한다.(S10)

여기서, 상기 림의 외부에 형성되는 홈부의 상, 하폭은 돌부의 상, 하폭보다 넓게 형성되도록 함으로써 추후 휠 보정 가공시 가공의 용이성이 높아지도록 하는 것이 바람직하다.

그 후에는, 주조완료된 휠(10)을 통상의 열처리기계를 이용하여 열처리 한 다음,(S20) 열처리된 휠(10)을 선반과 같은 통상의 공작기계로 가공함으로써 휠의 치수를 정확히 보정함과 동시에, 휠의 표면처리를 깨끗하게 한다.(S30)

상기와 같이 휠(10)을 보정가공하여 표면처리를 완료한 후에는, 휠의 전처리를 이루어 휠 제조를 완료할 수도 있으나, 본 발명에서는 상기 휠 보정가공단계(S30)와 휠 전처리단계(S40) 사이에 휠 쇼트피닝단계(S35)를 거치도록 함으로써 우레탄타이어를 알루미늄 휠(10)에 접착시키는 접착제의 접착성이 향상되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 휠 쇼트피닝단계(S35)는 지름 1mm 이하의 경질 구형입자(shot)를 고압으로 분사함으로써 림부(11)의 표면 즉 외주를 경화시킴과 동시에, 표면에 압축 잔류응력이 생기도록 하여 피로 강도를 향상시키는 단계로써, 이를 통하면, 전술한 바와 같이 림부(11)의 피로강도가 향상될 뿐만 아니라, 림부(11)의 외주에 다수의 미세기공(17)이 형성되므로 림부(11)에 외주에 접착되는 접착제의 접착성능이 향상되게 된다.

이처럼, 휠 쇼트피닝단계(S35)를 완료한 후에는, 휠 전처리단계(S40)를 거침으로써 본 발명의 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 이용한 휠(10)의 제조를 완료할 수 있는데, 본 발명에서는 상기 휠 전처리단계(S40)가 탕세, 예비탈지, 본탈지, 제1수세, 제2수세, 제3수세, 제4수세, 제5수세, 제6수세, 순수세로만 이루어져 순차적으로 진행되는 것을 통해 완료되는 것을 특징으로 한다.

즉, 휠 전처리단계(S40)에서 알루미늄과 화학적 반응이 발생하는 중화 및 피막 공정을 생략함으로써 접착제를 통해 알루미늄 휠(10)에 접착되는 우레탄타이어의 접착성능 향상을 이룰 수 있도록 하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 비공기압 타이어용 휠 제조방법을 이용하면, 림부의 외주에 형성되는 돌부와 홈부 및 미세기공을 통해 우레탄타이어가 알루미늄 휠에 접착고정되는 견고성과 접착성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전처리단계에서 화학적 반응이 일어나지 않도록 하여 접착제와 알루미늄과의 접착성능이 저하되는 것을 방지할 수 있으므로, 지속적인 회전에도 알루미늄 휠의 림부에 접착제로 접착된 우레탄타이어가 분리되지 않아 안전사고를 예방할 수 있게 된다.

10 : 휠 11 : 림부 13 : 돌부 15 : 홈부 17 : 미세기공
D1 : 돌부의 폭 D2 : 홈부의 폭

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 원통 형상을 가진 림부(11)의 외주에 돌부(13)와 홈부(15)가 등 간격으로 형성되도록 휠(10)을 주조하는 휠 주조단계(S10);
   주조된 휠(10)을 열처리하는 휠 열처리단계(S20);
   열처리된 휠(10)을 가공함으로써 휠(10)의 치수를 보정하고, 접착성능을 향상시키는 휠 보정가공단계(S30);
   휠(10)의 림부(11)에 쇼트 피닝 처리하여 상기 림부(11)의 외주에 미세기공(17)을 다수 형성하는 휠 쇼트피닝단계(S35);
   휠(10)을 전처리하는 휠 전처리단계(S40);로 이루어진 것에 특징이 있는 비공기압 타이어용 휠 제조방법.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 홈부(15)는 돌부(13)의 가공을 용이하게 할 수 있도록 돌부(13)의 폭(D1) 보다 홈부(15)의 폭(D2)이 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어용 휠 제조방법.
   
5. 삭제
6. 제 3항에 있어서, 상기 휠 전처리단계(S40)는 탕세, 예비탈지, 본탈지, 제1,2,3,4,5,6수세, 순수세가 순차적으로 진행되어 완료되는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어용 휠 제조방법.

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