KR101690473B1 - 무허브형 투피스 휠 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무허브형 투피스 휠 제조방법에 관한 것으로, 주조를 통해 내주에 접합면이 형성된 림부를 제작하는 림부 제작단계; 저압주조 또는 원심주조를 통해 접합링과 상기 접합링의 내주에 방사형으로 형성되는 복수 개의 스포크와 중심에 위치되어 방사형으로 형성된 복수 개의 스포크를 서로 연결하는 압탕으로 이루어진 주물을 제작하는 주물 제작단계와, 탕구 프레스를 이용하여 주물의 중심에 위치한 압탕을 제거함으로써 복수 개의 스포크를 서로 분리시키는 공간을 형성하는 압탕 제거단계와, 상기 접합링의 외주를 가공하는 접합링 예비가공단계로 이루어져 스포크부를 제작하는 스포크부 제작단계; 상기 림부를 플로우포밍하여 림부의 형상가공을 이루는 림부 플로우포밍단계; 상기 스포크부에 구성된 스포크가 림부의 내부에 방사형으로 배치되도록 상기 림부의 접합면에 스포크부의 접합링을 용접접합함으로써, 림부의 내측 중앙부분에 스포크의 타측을 서로 분리시키는 공간을 형성시키는 무허브 용접단계; 상기 스포크부의 스포크에 러그홀을 각각 형성하는 러그홀 형성단계;로 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

무허브형 투피스 휠 제조방법{two-piece wheel manufacturing method without a hub}

본 발명은 무허브형 투피스 휠 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 차체의 바퀴 축에 조립을 하기 위해 두껍게 제작되던 체결부인 허브를 구성하지 않을 뿐만 아니라, 스포크부의 주조를 림부와 별개로 이루는 것을 통해 스포크부에 구성된 스포크의 배면 두께를 줄일 수 있도록 함으로써 경량화를 이룰 수 있고, 림부와 스포크부를 각각 공용화하여 생산성 향상을 이룰 수 있음은 물론, 상기 림부와 스포크부의 소재를 각각 다르게 하는 것을 통해 경량화 및 성능의 향상을 이룰 수 있으며, 저압주조 또는 원심주조를 통해 림부의 내주에 형성되는 가스포크에 의해 플로우포밍시 림부의 일그러짐이나 뒤틀림 없이 기계적 성질의 향상을 이룰 수 있어 생산성을 증대시킬 수 있음과 더불어, 스포크부의 접합링이 림부의 접합면에 용접되어 접합되는 것을 통해 상기 스포크부를 아우터플렌지의 끝단에 인접 설치하여 휠을 머그형을 제작함으로써 제조되는 휠이 대형화된 착시효과를 얻을 수 있는 무허브형 투피스 휠 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 바퀴는 공기나 질소가 충진되는 고무 재질의 타이어의 중앙부에 금속재의 휠을 결합하여 차축에 견고하게 결합되도록 하고 있는데, 특히 근래에는 디자인이 우수하고 중량이 낮아 차량의 연비가 향상되며, 냉각 효율이 우수한 알루미늄 휠이 각광받고 있는 실정이다.

이러한 알루미늄휠은 통상적으로 타이어가 결합되는 원통형의 림부의 일측면 중앙부에 차축에 결합되는 허브를 형성하여 타이어가 차량에 견고하게 고정되도록 하고 있다.

또한, 차량의 부품 중 샤시 부품은 차량의 성능과 밀접한 관계를 갖고 있는데, 차량이 주행할 때 샤시 부품의 무게가 1kg 감소하면 자동차의 서스펜션에 걸리는 부하 하중은 통상적으로 15kg 정도 감소되는 효과가 발생함에 따라, 샤시 부품의 중량을 줄이기 위한 다양한 연구 개발이 이루어지고 있다.

이와 같은 연구 개발의 일환으로, 휠의 스포크 또는 림 부분에 중공을 형성함으로써 휠의 중량 감소를 이루는 기술이 공개특허공보 "제10-1998-018993호"와, 공개특허공보 "제10-2000-0022221호"와, 공개특허공보 "제10-2006-0044653호"와, 등록특허공보 "제10-0460655호" 등에 기재되어 있다.

그러나, 휠의 중량 감소를 위해 개발된 종래의 기술들은, 스포크 또는 림의 내부에 중공을 형성해야 하기 때문에 주물사 제거를 위한 공동을 형성해야 등의 문제가 있었으며, 공동을 형성한다 하더라도 주물사의 제거가 쉽지 않은 문제가 있었다.

또한, 종래의 기술은 복잡한 구성으로 이루어진 장치를 통해 쉽지 않은 작업을 지속적으로 해야함으로, 휠 제작에 따른 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었으며, 이로 인해 제작비용이 상승되는 문제가 있었다.

따라서, 본 출원인은 휠 제조비용의 절감은 물론, 제조시간을 단축하면서도 휠의 경량화를 이룰 수 있는 무허브형 투피스 휠 제조방법을 개발하였다.

본 발명은 차체의 바퀴 축에 조립을 하기 위해 두껍게 제작되던 체결부인 허브를 구성하지 않을 뿐만 아니라, 스포크부의 주조를 림부와 별개로 이루는 것을 통해 스포크부에 구성되는 스포크의 배면 두께를 줄일 수 있도록 함으로써 경량화를 이룰 수 있는 무허브형 투피스 휠 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 림부와 스포크부를 각각 공용화하여 생산성 향상을 이룰 수 있음은 물론, 상기 림부와 스포크부의 소재를 각각 다르게 하는 것을 통해 경량화와 성능 향상을 이룰 수 있는 무허브형 투피스 휠 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 저압주조 또는 원심주조를 통해 림부의 내주에 형성되는 가스포크에 의해 플로우포밍시 림부의 일그러짐이나 뒤틀림 없이 기계적 성질의 향상을 이룰 수 있도록 함으로써 생산성이 증대되는 무허브형 투피스 휠 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

더불어, 본 발명은 스포크부의 접합링이 림부의 접합면에 용접되어 접합되는 것을 통해 상기 스포크부를 아우터플렌지의 끝단에 인접 설치하여 휠을 머그형을 제작함으로써 제조되는 휠이 대형화된 착시효과를 얻을 수 있는 무허브형 투피스 휠 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 주조를 통해 내주에 접합면이 형성된 림부를 제작하는 림부 제작단계; 저압주조 또는 원심주조를 통해 접합링과 상기 접합링의 내주에 방사형으로 형성되는 복수 개의 스포크와 중심에 위치되어 방사형으로 형성된 복수 개의 스포크를 서로 연결하는 압탕으로 이루어진 주물을 제작하는 주물 제작단계와, 탕구 프레스를 이용하여 주물의 중심에 위치한 압탕을 제거함으로써 복수 개의 스포크를 서로 분리시키는 공간을 형성하는 압탕 제거단계와, 상기 접합링의 외주를 가공하는 접합링 예비가공단계로 이루어져 스포크부를 제작하는 스포크부 제작단계; 상기 림부를 플로우포밍하여 림부의 형상가공을 이루는 림부 플로우포밍단계; 상기 스포크부에 구성된 스포크가 림부의 내부에 방사형으로 배치되도록 상기 림부의 접합면에 스포크부의 접합링을 용접접합함으로써, 림부의 내측 중앙부분에 스포크의 타측을 서로 분리시키는 공간을 형성시키는 무허브 용접단계; 상기 스포크부의 스포크에 러그홀을 각각 형성하는 러그홀 형성단계;로 이루어진 것에 특징이 있는 무허브형 투피스 휠 제조방법을 제공한다.

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본 발명의 무허브형 투피스 휠 제조방법을 이용하면, 차체의 바퀴 축에 조립을 하기 위해 두껍게 제작되던 체결부인 허브를 구성하지 않을 뿐만 아니라, 스포크부의 주조를 림부와 별개로 이루는 것을 통해 스포크부에 구성되는 스포크의 배면 두께를 줄일 수 있으므로 경량화를 이룰 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 림부와 스포크부를 각각 공용화하여 생산성 향상을 이룰 수 있음은 물론, 상기 림부와 스포크부의 소재를 각각 다르게 하는 것을 통해 경량화와 성능 향상을 이룰 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 저압주조 또는 원심주조를 통해 림부의 내주에 형성되는 가스포크에 의해 플로우포밍시 림부의 일그러짐이나 뒤틀림 없이 기계적 성질의 향상을 이룰 수 있어 생산성이 증대되는 장점이 있다.

더불어, 본 발명은 스포크부의 접합링이 림부의 내주 상부에 형성된 접합면에 용접되어 접합되는 것을 통해 상기 스포크부를 아우터플렌지의 끝단에 인접 설치하여 휠을 머그형을 제작할 수 있으므로 제조되는 휠이 대형화된 착시효과를 얻을 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 무허브형 투피스 휠을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 림부와 스포크부를 분리하여 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 림부제작단계를 통해 내주에 가스포크가 형성되도록 림부를 주조한 사시도.
도 4는 본 발명의 스포크부 제작단계에서 주물 제작단계를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 스포크부 제작단계에서 압탕 제거단계를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 림 플로우포밍단계를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 림 중공형성단계를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 주물 무허브용접단계를 도시한 평면도.
도 9는 본 발명의 러그홀 형성단계를 도시한 평면도.
도 10은 본 발명의 무허브형 투피스 휠 제조방법을 도시한 순서도.
도 11은 본 발명의 스포크부 제작단계를 도시한 상세 순서도.

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

본 발명은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 허브가 구성되지 않은 무허브형 투피스 휠(50)에 관한 것으로, 중공(11)으로 형성되어 내주에 접합면(13)을 구성하는 림부(10)와, 상기 림부(10)의 내측에 방사형으로 배치되어 스포크부(20);를 주조를 통해 각각 개별 형성한 후, 상기 스포크부(20)를 림부(10)의 내주에 구성된 접합면(13)에 용접으로 접합하는 것을 통해 무허브형 투피스 휠(50)을 제작한다.

여기서, 상기 림부(10)는 용탕면(銘湯面)에 비교적 작은 압력(0.05~0.8kg/cm2)을 가스체에 의해 가하고, 급탕관을 통하여 중력(重力)과 반대 방향으로 쇳물을 밀어올려 급탕관 위에 밀착되게 설치된 주형에 주탕하는 주조공법인 저압주조법[low pressure die casting, 低壓禱造法]으로 제작하거나, 주형을 회전시키면서 용융금속을 흘려보내고, 이러한 원심력을 이용하여 주물을 만드는 주조공법인 원심주조법[centrifugal casting, 원심주조法]로 제작하는 것이 바람직하며, 상기 스포크부(20)가 접합되는 림부(10)의 접합면(13)은 내주 상부에 형성되도록하여 휠을 머그형으로 제작함으로써 상기 휠이 대형화된 착시효과를 일으키도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 이와 같이 주압주조기에 의한 저압주조법으로 디스크부를 제작하면, 제작되는 주물에 주름이 없을 뿐만 아니라, 슬래그(slag)의 혼입이 없어 치밀하고 아름다운 주물 제작을 이룰 수 있으며, 원심주조기(미도시)에 의한 원심주조로 스포크부(20)를 제작하면, 회전하는 원심력에 의해 플랜지 및 스포크의 치밀한 조직이 형성되어 기계적 성질이 우수해질 뿐만 아니라, 주조 중 발생하는 기포 및 불순물이 포집되어 가스빼기가 수월하므로 주물의 건전성이 향상되고, 원심력의 효과 및 중자의 미필요성으로 인해 생산성이 높아지므로 제조 비용의 절감을 이룰 수 있는 작용효과가 있다.

또한, 상기 스포크부(20)는 전술한 바와 같이 림부(10)의 내주에 형성된 접합면(13)에 방사상의 형태로 접합되는 구성으로, 전술한 림부(10)와 마찬가지로 저압주조 또는 원심주조 공법을 통해 제작된다..

그리고, 상기 스포크부(20)는 상기 림부(10)의 접합면(13)에 용접으로 접합되어 고정설치되는 접합링(20a)과, 일측이 상기 접합링(20a)의 내주에 일체로 연결되어 방사형으로 형성되는 스포크(20b)로 구성되는데, 본 발명에서는 중앙 부분에 공간(30)이 형성됨으로써 방사형으로 형성되는 스포크(20b)의 타측이 서로 분리구성되는 것을 특징으로 하며, 이를 통해, 본 발명의 스포크부(20)는 무허브형으로 이루어진다.

아울러, 상기 스포크부(20)에 구성된 스포크(20b)의 타측 부분에는 차체(미도시)의 바퀴 축(미도시)에 결합하기 위한 러그홀(25)이 각각 형성되는데, 상기와 같이 공간(30)을 통해 스포크(20b)의 타측이 서로 분리되어 무허브형으로 구성되면, 조립을 위해 두껍게 제작되던 체결부인 허브가 미구성되므로 주물사를 제거하는 별도의 공정 없이도 휠의 경량화 실현을 손쉽게 이룰 수 있게 된다.

더불어, 상기 스포크부(20)가 림부(10)와는 별도로 제작되어 스포크부(20)의 주조시 지향성 응고가 신속하게 이루어지므로, 상기 스포크부(20)에 구성된 스포크(20b)의 두께를 필요한 만큼의 두께로 얇게 형성할 수 있으며, 이를 통해, 용탕의 사용량 절감을 이룰 수 있어 제조비용과 제조시간을 줄일 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 무허브형 투피스 휠을 제조하는 방법은 도 3 내지 도 11에 도시된 바와 같이 림부 제작단계(S10)와, 스포크부 제작단계(S20)와 림부 플로우포밍단계(S30)와, 무허브 용접단계(S40)와, 러그홀 형성단계(S50);로 이루어지는데, 이하에서는, 본 발명의 무허브형 투피스 휠을 제조하는 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

첫째, 림부 제작단계(S10)는 주조공법을 통해 림부(10)을 주물 제작하는 단계이다.

여기서, 상기 림부(10)은 상술한 바와 같이 저압주조 또는 원심주조를 통해 제작함으로써 기계적 성질과 생산성의 향상을 이룰 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 이때에는, 용탕의 원활한 흐름을 통해 주물제작되는 림부(10)를 치밀하게 할 수 있음과 더불어, 후 진행될 플로우포밍시 림부(10)의 형상이 일그러지거나 뒤틀리지 않도록 상기 림부(10)의 내부에 가스포크(15)를 구성하는 것이 더욱 바람직하며, 제작되는 휠이 머그형으로 하여 대형화된 착시효과를 일으킬 수 있도록 스포크부(20)가 접합되는 접합면(13)을 림부(10)의 내주 상부에 형성시키는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기와 같은 저압주조시 상기 림부(10)의 내주에 가스포크(15)가 구성되도록 하는 것은, 용탕이 주입되는 것에 의해 형성되는 압탕을 통해 용이하게 이룰 수 있으며, 원심주조시 림부(10)의 내주에 가스포크(15)가 구성되도록 하는 것은, 상기 림부(10)의 원주를 따라 방사상으로 주형을 배치하여 반지름 방향으로 용탕의 유로를 만드는 것을 통해 용이하게 이룰 수 있을 것이다.

둘째, 스포크부 제작단계(S20)는 전술한 림부(10)와 마찬가지로 저압주조나 중력주조와 같은 통상의 주조공법을 통해 용이하게 주물 제작하는 단계로, 본 발명에서는 상기 스포크부(20)가 림부(10)와 별개로 제작되는 것에 의해 스포크부(20)의 지향성 응고가 신속하게 이루어질 뿐만 아니라, 이로 인해, 스포크부(20)의 주물 제작시 과도한 두께로 제작되던 스포크(20b)의 두께를 적당한 두께로 형성 즉, 스포크(20b)의 배면 살빼기를 이룰 수 있으므로, 제작되는 휠의 경량화를 이룰 수 있으며, 이를 통해, 용탕의 사용량 절감에 의한 제조비용과 제조시간을 줄일 수 있는 작용효과가 있다.

더불어, 상기와 같이 림부(10)와 스포크부(20)가 별도로 제작되면, 림부(10) 또는 스포크부(20)의 주물 제작시 사용되는 용탕의 소재를 알루미늄합금이나 마그네슘합금 등으로 다양하게 변경할 수 있으므로, 경량화와 성능 향상을 동시에 만족시킬 수 있는 작용효과도 있다.

아울러, 상기한 스포크부 제작단계(S20)는 주물 제작단계(S21)와, 압탕 제거단계(S22)와, 예비가공단계(S23)로 이루어짐으로써 정밀제작되는 것이 바람직한데, 이하에서는 상기 스포크부 제작단계(S20)에 대해 보다 상세히 설명한다.

먼저, 스포크부 제작단계(S20)의 주물 제작단계(S21)는 저압주조 또는 원심주조를 통해 스포크부(20) 형상을 가진 주물을 제작하는 단계로서, 외주에 링 형상으로 형성되는 접합링(20a)과, 상기 접합링(20a)의 내주에 방사형으로 일체 형성되어 복수 개로 구비되는 스포크(20b)와, 상기 스포크(20b)의 중심에 위치되어 방사형으로 형성된 복수 개의 스포크(20b)를 서로 연결하는 압탕(20c)으로 이루어진다.

상기와 같이 주물 제작을 이룬 다음에는, 주물 제작시 용탕에 의해 형성되었던 압탕(20c)을 제거함으로써 복수 개로 구비된 스포크(20b)를 서로 분리시키는 공간을 형성하는 압탕 제거단계(S22)를 수행하는데, 이러한 압탕 제거단계(S22)는 실린더(미도시)의 작동으로 압탕을 커팅하는 통상의 탕구 프레스(미도시)를 통해 용이하게 제거할 수 있다.

그리고, 스포크부 제작단계(S20)에서 마지막으로 수행되는 예비가공단계(S23)는 주물 제작된 접합링(20a)의 외주를 가공하는 단계로서, 마찰교반접합할 림부(10)와 스포크부(20)의 접합성을 향상시키기 위해 수행하며, 상기한 압탕 제거단계(S22)에 의한 압탕(20c) 제거에도 압탕(20c)의 잔여물이 완전히 제거되지 않았을 때에는 잔여물로 남은 돌기(미도시)를 상술한 예비가공단계에서 말끔하게 라운딩 처리 가능하다.

셋째, 림부 플로우포밍단계(S30)는, 상기 과정을 통해 주물 제작이 완료된 림부(10)의 형상가공과 더불어, 강도를 더욱 증진시키기 위해 수행하는 단계로서, 주물 제작된 림부(10)를 주조기에서 분리한 다음, 상기 림부(10)를 다음 공정으로 이동시켜 플로우포밍으로 림부(10)의 형상을 가공하는 단계이다.

여기서, 상기 림부(10)의 플로우포밍은 통상의 맨드릴(미도시)과, 회전가압척 (미도시)및 롤러(미도시)를 이용하여 림부(10)를 연속적으로 포밍하는 공지된 방법을 사용하며, 상기 림부(10)의 내주에 형성되어 있는 가스포크(15)를 통해 플로우포밍을 위한 림부(10)의 안정적인 안착설치를 이룰 수 있다.

그리고, 상기 가스포크(15)에 의하면, 롤러에 의한 림부(10)의 플로우포밍시에도 림부(10)의 형상이 일그러지거나 뒤틀리는 것을 방지할 수 있으므로 제품의 불량 없이 림부(10) 형상가공을 손쉽게 완료할 수 있으며, 저압주조 또는 원심주조에 이은 플로우포밍으로 두 번에 걸친 기계적 성질 향상을 이룰 수 있으므로, 내구성을 비롯한 성능이 더욱 좋아지는 장점이 있다.

아울러, 상기 림부(10)을 플로우포밍하기 전에는 림부(10)의 포밍이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 예열기(미도시)를 통한 통상의 예열을 이룰 수도 있을 것이며, 림부(10)의 내측면을 예비가공함으로써 내측면 치수를 정밀하게 하는 통상의 공정이 선행될 수도 있을 것이다.

한편, 상기 과정을 통해 림부(10)의 내주에 가스포크(15)가 구성되었을 때에는, 무허브 용접단계(S40)를 이루기 전에, 림부(10)의 내주에 형성되어 있는 가스포크(15)를 통상의 절단가공으로 제거함으로써 상기 림부(10)의 내주에 중공(11)을 형성하는 림부 중공형성단계(S31)가 선행되어야 하며, 이와 같이 림부(10)에 중공(11)을 형성하면, 상기 림부(10)의 내주에 중공(11)에 의해 형성되는 접합면(13)이 구성되어 상기 접합면(13)에 스포크부(20)의 접합링(20a)이 용접되어 접합된다.

따라서, 작업자는 접합링(20a)의 외주와 마찬가지로 접합면(13)의 내주를 가공하는 접합면 예비가공단계(S32)를 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기한 림부 플로우포밍단계(S30)는 제작된 림부(10)를 형상가공하는 것이므로, 상기 림부 제작단계(S10)와 스포크부 제작단계(20) 사이에 수행되어도 무방하다.

넷째, 무허브 용접단계(S40)는 림부 플로우포밍단계(S30) 또는 림부 중공형성단계(S31)와 접합면 예비가공단계(S32)를 거친 림부(10)의 내주에 스포크부(20)를 방사형으로 용접 접합하는 단계로서, 이때, 림부(10)의 내부에 방사형으로 배치되는 스포크부(20)의 접합링(20a)은 일측이 림부(10)의 내주에 마찰교반접합(friction stir welding)을 통해 용접되어 접합되고, 상기 스포크(20b)의 타측은 서로 분리되어 형성된다.

따라서, 상기한 무허브 용접단계(S50)를 거치면, 상기 스포크부(20)의 일측이 접합링(20a)을 통해 림부(10)에 용접접합된 상태로, 방사형으로 형성된 스포크(20b)의 타측이 공간(30)을 통해 서로 분리되어 있으므로 본 발명은 무허브형으로 제작된다.

또한, 상기 무허브 용접단계(S50)에서 스포크부(20)는 림부(10)의 내주에 상부에 형성된 접합면(13)에 용접으로 접합되어 림부(10)의 아우터플렌지의 끝단부분에 인접설치되는 것에 의해 휠을 머그형으로 제작할 수 있으므로, 제조되는 휠이 대형화된 착시효과를 일으킬 수도 있으며, 이를 통해 사용자의 만족감을 높일 수 있게 된다.

다섯째, 러그홀 형성단계(S50)는 차체의 바퀴 축과 조립하기 위한 러그홀(25)을 스포크부(20)에 방사형으로 형성된 스포크(20b)에 각각 형성하기 위한 단계로서, 공지된 통상의 드릴링을 통해 상기 림부(10)에 방사상으로 용접 접합된 스포크(20b)의 타측 부분에 러그홀(25)을 각각 형성하는 작업을 수행함으로써 본 발명의 무허브형 투피스 휠(50)의 제조를 완료한다.

또한, 상기한 무허브 용접단계(S40)와 러그홀 형성단계(S50) 사이에는, 통상의 열처리를 한 다음, 주물 제작된 림부(10)과 스포크부(20)의 여유분을 가공처리하는 일련의 과정이 더 포함될 수 있을 것이며, 상기와 같은 과정을 모두 거친 후에는 통상의 디버링을 통해 제조 완료된 무허브형 투피스 휠(50)의 연마를 이룬 다음, 도장과 검사가 순차적으로 이루어져, 출고할 제품의 최종상태가 점검되는 것이 바람직하다.

한편, 본 출원인은 유한요소해석(Finite Element Analysis : FEA)을 통해 본 발명의 무허브형 투피스 휠을 충격 시험, 회전 굽힘 내구 시험, 주행 시험을 각각 하였으며, 시험 방법은 아래의 표 1과 같다.

	충격 시험(13°법)	회전 굽힘 내구 시험	주행 시험
모델 구성	디스크휠 VPG타이어 낙하추	디스크휠 굽힘레버	디스크휠 VPG타이어 낙하추
타이어 규격/압력	규격 : 245/45 R18 압력 : 450(KPa)		규격 : 245/45 R18 압력 : 450(KPa)
FEA 조건	낙하높이 : 230(mm) 추무게 : 583(Kg)	굽힘모멘트 ⇒300(Kgf·m)	반경방향부하 ⇒1356(Kgf)
실험 방법
해석 모델

그 결과, 아래의 표 2에서와 같은 충격 시험 FEA 결과와, 표 3에서와 같은 굽힙 시험 FEA 결과와, 표 4에서와 같은 주행 시험 FEA 결과가 나타났다.

충격 시험 FEA 결과
최대 응력(전체 모델 Top View)	최대 응력(전체 모델 Bottom View)

상기 표 2의 충격 시험 결과를 살펴보면, 스포크 배면 부위에 최대 소성 변형이 나타남을 알 수 있고, 최대소성변형 부위의 변형률은 9.77% 정도로 나타나는 것을 알 수 있다.

따라서, 가이드라인에 따른 최대소성변형률인 10% 미만이므로 실제 테스트 진행 시 무난한 합격이 예상된다.

회전 굽힘 내구 시험 FEA 결과
최대 응력(전체 모델 Top View)	최대 응력(전체 모델 Bottom View)

상기 표 3의 회전 굽힘 내구 시험 결과를 살펴보면, 스포크 배면부위에 응력 집중현상이 일어나, 응력 집중 부위의 최대응력이 103.81MPa 정도로 나타나는 것을 알 수 있다.

따라서, 가이드라인에 따른 최대 응력 집중 발생량인 151.7MPa 보다 훨씬 낮아, 가이드라인의 70% 수준으로 최대 응력 집중이 발생하므로, 실제 테스트 진행 시 무난한 합격이 예상된다.

주행 시험 FEA 결과
최대 응력(전체 모델 Top View)	최대 응력(전체 모델 Bottom View)

상기 표 4의 주행 시험 결과를 살펴보면, 스포크 배면부위에 응력집중현상이 일어나는 것을 알 수 있으며, 응력집중 부위의 최대응력이 106.74MPa 정도로 나타난다.

따라서, 가이드라인에 따른 최대 응력 집중 발생량인 115.2MPa 보다 훨씬 낮으므로, 실제 테스트 진행시 무난한 합격이 예상된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명을 이용하면, 허브의 미구성을 통해 휠의 경량화를 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 내구성의 저하 방지 및 성능 향상을 이룰 수 있으며, 용탕의 사용량 축소를 통해 제조시간과 비용을 줄일 수 있어 휠의 제조가 보다 편리해지게 된다.

10 : 림부 11 : 중공 13 : 접합면 15 : 가스포크
20 : 스포크부
20a : 접합링 20b : 스포크 20c : 압탕 25 : 러그홀
30 : 공간
50 : 무허브형 투피스 휠

Claims (4)

1. 삭제
2. 주조를 통해 내주에 접합면(13)이 형성된 림부(10)를 제작하는 림부 제작단계(S10);
   저압주조 또는 원심주조를 통해 접합링(20a)과 상기 접합링(20a)의 내주에 방사형으로 형성되는 복수 개의 스포크(20b)와 중심에 위치되어 방사형으로 형성된 복수 개의 스포크(20b)를 서로 연결하는 압탕(20c)으로 이루어진 주물을 제작하는 주물 제작단계(S21)와, 탕구 프레스를 이용하여 주물의 중심에 위치한 압탕(20c)을 제거함으로써 복수 개의 스포크(20b)를 서로 분리시키는 공간(30)을 형성하는 압탕 제거단계(S22)와, 상기 접합링(20a)의 외주를 가공하는 접합링 예비가공단계(S23)로 이루어져 스포크부(20)를 제작하는 스포크부 제작단계(S20);
   상기 림부(10)를 플로우포밍하여 림부(10)의 형상가공을 이루는 림부 플로우포밍단계(S30);
   상기 스포크부(20)에 구성된 스포크(20b)가 림부(10)의 내부에 방사형으로 배치되도록 상기 림부(10)의 접합면(13)에 스포크부(20)의 접합링(20a)을 용접접합함으로써, 림부(10)의 내측 중앙부분에 스포크(20b)의 타측을 서로 분리시키는 공간(30)을 형성시키는 무허브 용접단계(S40);
   상기 스포크부(20)의 스포크(20b)에 러그홀(25)을 각각 형성하는 러그홀 형성단계(S50);로 이루어진 것에 특징이 있는 무허브형 투피스 휠 제조방법.
   
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서, 상기 림부 제작단계(S10)에서 림부(10)는 중력주조 또는 원심주조를 통해 내주에 가스포크(15)가 구성되도록 주물제작되며,
   상기 림부 플로우포밍단계(S30)와 무허브 용접단계(S40) 사이에는 림부(10)의 내주에 형성된 가스포크(15)를 절단가공하여 상기 림부(10)의 내부에 중공(11)을 형성시키는 림부 중공형성단계(S31)와,
   상기 중공(11)에 의해 림부(10)의 내주에 형성되는 접합면(13)을 가공하는 접합면 예비가공단계(S32)가 더 포함되어 이루어진 것에 특징이 있는 무허브형 투피스 휠 제조방법.

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