KR101719200B1 - 결합부를 포함하는 림을 포함하는 차량용 휠 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 결합부를 포함하는 림을 포함하는 차량용 휠은 스포크 및
상부로 돌출된 형태로 형성되어 접힘과 동시에 상기 스포크의 둘레부의 적어도 일부를 감싸 상기 스포크를 결합시키는 결합부를 포함하는 림 을 포함한다.
그리고 이에 해당하는 휠을 제조하는 방법에 있어서, 스포크를 형성하는 단계, 상부로 돌출된 형태로 형성된 결합부를 포함하는 림을 형성하는 단계, 상기 스포크를 상기 림에 안착시키는 단계 및 상기 결합부를 접어 상기 스포크의 둘레부를 감싸며 상기 림과 상기 스포크를 결합시키는 단계를 포함한다.

Description

결합부를 포함하는 림을 포함하는 차량용 휠 및 이의 제조방법{Wheel for Vehicle Having Rim Having Joining Part and Its Manufacturing Method}

본 발명은 차량용 휠 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 림에 형성된 결합부에 의해 림과 스포크가 서로 결합된 형태의 차량용 휠 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 휠은 알루미늄 합금 소재를 주요 재료로 사용하여 주조 또는 단조 공법으로 제작한다. 또한 차량용 휠은 차량의 크기와 하중에 따라서 여러가지 크기와 다양한 디자인을 가지도록 가공이 이루어지는데, 차량의 디자인뿐만 아니라 성능에 미치는 영향도 적지 않다.

따라서, 차량용 휠은 미려한 회관의 디자인과 아울러, 구조적 역학을 고려하여 가벼운 무게와 적정 지름을 갖도록 설계 되어야만 본연의 성능을 발휘할 수 있다.

또한, 차량용 휠은 타이어와 함께 노면에서 차량을 이동시키는 역할을 하기 때문에 높은 안정성을 요구한다.

이러한 차량용 휠은 측면에 형성되는 스포크와 외주면을 형성하는 림으로 구성되며, 외형검사, 내형검사, 열처리, 도장 등의 공정을 거쳐 완제품으로 출하하게 된다.

그리고 상기와 같은 과정에 의해 제조된 차량용 휠은 자동차, 크기, 디자인 별로 다양한 형태의 외형을 가지게 되며, 일반적으로 림과 스포크가 일체형으로 제조된다.

이와 같이 일체형으로 제조되는 종래의 차량용 휠은 그 제조 과정에 있어서 공정 단계가 증가하게 될 뿐만 아니라, 이에 따라 제조 단가가 상승하게 되는 문제가 있다.

또한 휠의 구조 상 림과 스포크를 일체로 형성하게 될 경우, 그 형태 및 내부 형상 등을 정밀하게 형성하는 데 한계가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2010-0073714호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 종래 일체형으로 제조되는 차량용 휠에 비해 제조 공정을 보다 단순화시키고, 제조 단가를 절감함은 물론 휠의 형상을 다양화할 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면 스포크; 및

상부로 돌출된 형태로 형성되어 접힘과 동시에 상기 스포크의 둘레부의 적어도 일부를 감싸 상기 스포크를 결합시키는 결합부를 포함하는 림을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 스포크는, 상기 스포크의 중심부로부터 상기 둘레부를 향해 방사형으로 뻗어있는 복수개의 지지부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 복수개의 지지부 사이로 접힐 수 있다.

또한, 상기 결합부는 상기 스포크 둘레부의 상하 길이보다 길게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 림은 섬유직물체로 형성된다. 또한, 상기 림 내주면에는 스포크가 안착되는 단턱이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 림은 상기 결합부에 좌, 우 방향으로 연장되는 연장부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 결합부가 상기 스포크의 둘레부를 감싸도록 접혔을 때, 인접한 상기 연장부는 서로 접촉될 수 있다.

그리고, 차량용 휠을 제조하는 방법에 있어서, 스포크를 형성하는 단계(A); 상부로 돌출된 형태로 형성된 결합부를 포함하는 림을 형성하는 단계(B); 상기 스포크를 상기 림에 안착시키는 단계(C); 상기 결합부를 접어 상기 스포크의 둘레부를 감싸며 상기 림과 상기 스포크를 결합시키는 단계(D);를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스포크는, 상기 스포크의 중심부로부터 상기 둘레부를 향해 방사형으로 뻗어있는 복수개의 지지부를 포함하며, 상기 단계(A)는, 상기 결합부는 상기 복수개의 지지부 사이로 접히도록 할 수 있다.

그리고, 상기 림은 섬유직물체로 형성되며, 상기(D) 단계는, 상기 결합부를 접어 상기 스포크의 둘레부를 감싸는 단계; 상기 섬유직물체인 림에 수지를 공급하여 함침시키는 단계; 및 상기 수지를 함침시킨 림에 가열 및 가압을 하는 단계를 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 결합부를 포함하는 림을 포함하는 차량용 휠 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 림에 결합부가 구비되어, 서로 별도로 제작된 림과 스포크를 용이하게 접합할 수 있어 차량용 휠의 제조공정이 간소화되고, 공정 소요시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 차량용 휠의 형태 및 내부 형상을 보다 다양화할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 림과 스포츠를 이종 재질로 형성할 수 있어 복합적 특성을 발현할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 스포크의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 결합부를 포함한 림을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 스포크를 림에 안착시키는 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 림에 형성된 결합부가 접히며 스포크를 감싸는 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 결합부의 길이가 스포크 둘레의 상, 하 길이 보다 길게 형성되어 결합부가 스포크의 둘레부를 감싸는 형태를 나타낸 단면도;
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 스포크와 림이 결합된 모습을 나타낸 단면도; 및
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 좌, 우로 연장된 연장부를 포함하는 림을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 차량용 휠은 스포크(100)와 상부로 돌출된 형태로 형성되어 접힘과 동시에 상기 스포크(100)의 둘레부(130)의 적어도 일부를 감싸는 결합부(250)를 포함하는 림(200)을 포함할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 차량용 휠 제조방법은, 차량용 휠을 제조하는 방법에 있어서, 스포크(100)를 형성하는 단계, 상부로 돌출된 형태로 형성된 결합부(250)를 포함하는 림(200)을 형성하는 단계, 상기 스포크(100)를 상기 림(200)에 안착시키는 단계 및 상기 결합부(250)를 접어 상기 스포크(100)의 둘레부(130)를 감싸며 상기 림(200)과 상기 스포크(100)를 결합시키는 단계를 포함한다. 그리고 이하에서는 이들 각 단계에 대해 자세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 스포크(100)의 모습을 나타낸 도면이다.

도1에 도시된 바와 같이, 먼저 스포크(100)를 형성하는 단계가 수행된다.

상기 스포크(100)는 스포크(100)의 중심부로부터 스포크(100)의 둘레부(130) 방향으로 방사형으로 뻗어 있는 복수개의 지지부(150)를 포함한다. 상기 결합부(250)는 림(200)의 내주면 측으로 접힐 수 있으며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.

여기서 상기 스포크(100)는 일반적으로 마그네슘 등의 금속재로 형성될 수 있지만 크롬, 티타늄 등 그 재질에 제한이 없음은 물론이다.

또한, 본 실시예의 경우 복수개로 구비된 지지부(150)는 서로 인접하게 일정한 간격으로 구비되어 있지만, 지지부(150)의 개수와 간격의 크기 역시 제한이 없다.

즉 상기 지지부(150)는 소정 두께로 형성되며, 이때 제조될 휠의 전체 둘레를 고려하여 상기 지지부(150)를 적절한 개수로 배치할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 결합부(250)를 포함한 림(200)을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스포크(100)를 형성하는 단계 이후에는 림(200)을 형성하는 단계가 수행된다.

림(200)은 전체적으로 원통형으로 형성되는데, 여기서 림(200)의 상부에 돌출형으로 결합부(250)가 형성될 수 있다. 이하 설명에 있어, 도 2와 같이 림(200)을 지면에 눕힌 상태를 기준으로 상측 방향을 상부라 하고, 그 반대 방향을 하부라 정의하도록 한다.

상기 본 실시예에서 결합부(250)는 돌출된 형태로 상기 림(200) 상단 둘레를 따라 복수개가 서로 일정 간격으로 이격되어 구비되나, 이는 본 실시예에 제한되는 것이 아니며, 림(200)으로부터 돌출되는 결합부(250)의 개수, 그리고 그 간격 등은 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.

또한 본 실시예에서 상기 결합부(250)는 사각형 형상으로 형성되나, 상기 결합부(250)의 형상 역시 본 실시예에 제한되지 않는다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 스포크(100)를 림(200)에 안착시키는 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 림(200)에 형성된 결합부(250)가 접히며 스포크(100)를 감싸는 모습을 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이 스포크(100) 및 림(200)을 형성한 이후에는, 도 3 및 도 4과 같이 상기 스포크(100)를 상기 림(200)에 안착시키는 단계와, 상기 결합부(250)를 접어 상기 스포크(100)의 둘레부(130)를 감싸며 상기 림(200)과 상기 스포크(100)를 결합시키는 단계가 각각 수행된다.

이때 본 실시예의 경우, 상기 림(200) 내주면에는 스포크(100)가 안착되는 단턱(230)이 형성될 수 있다. 즉 상기 스포크(100)를 림(200) 내주면에 있는 단턱(230)에 안착시킨 뒤, 상기 결합부(250)를 상기 스포크(100)의 상기 지지부(150) 중 서로 인접한 지지부(150) 사이로 접어, 상기 결합부(250)가 상기 스포크(100)의 둘레부(130)를 감싸도록 할 수 있다.

이때 림(200)에 형성된 상기 결합부(250)의 상, 하 길이(d2)는 상기 스포크(100) 둘레부(130)의 상, 하 길이(d1)보다 길게 형성될 수 있다.

이와 같이 하는 이유는, 상기 스포크(100)를 상기 림(200)에 안착 시킨 상태에서, 상기 결합부(250)가 상기 스포크(100)의 둘레부(130)를 완전히 감쌀 수 있도록 충분한 길이를 가져야 하기 때문이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 결합부(250)의 길이(d2)가 스포크(100) 둘레부(130)의 상, 하 길이(d1)보다 길게 형성되어 결합부(250)가 스포크의 둘레부(130)를 감싸는 형태를 나타낸 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 결합부(250)가 스포크(100)의 둘레부(130)를 감싸며 림(200)과 스포크(100)가 결합하게 된다. 전술한 바와 같이 본 실시예에서 상기 스포크(100) 둘레부(130)의 상, 하 길이보다 돌출된 결합부(250)의 상, 하 길이가 길게 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 결합부(250)는 스포크(100)의 둘레부(130) 단면 전체를 감쌀 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 상기의 과정들을 거쳐 스포크(100)와 림(200)이 최종적으로 결합된 모습을 나타낸 단면도이다.

한편 결합부(250)가 스포크(100)의 둘레부(130)를 감싸도록 접은 상태에서, 스포크(100)와 상기 림(200)의 결합 방법은 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 즉 스포크(100)와 상기 림(200)의 결합은 상기 스포크(100)와 상기 림(200)의 재질에 따라 다르게 이루어질 수 있을 것이다.

본 실시예의 경우, 상기 림(200)은 섬유직물체로 형성될 수 있다. 여기서 상기 섬유직물체라 함은, 탄소섬유, 아라미드섬유, 나일론 섬유, 고강도 탄소섬유(탄소나노튜브 복합화) 등의 다양한 섬유가 직조된 형태를 말하는 것이며, 이들 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있음은 물론이다.

이에 따라 본 실시예에서 상기 림(200)과 상기 스포크(100)를 결합시키는 단계는, 결합부(250)를 접어 상기 스포크(100)의 둘레부(130)를 감싸는 단계, 상기 섬유직물체인 림(200)에 수지를 공급하여 함침시키는 단계 및 상기 수지를 함침시킨 림(200)에 가열 및 가압을 하는 단계의 세부 과정을 포함할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 이들 각 과정에서는 먼저 결합부(250)를 접어 상기 스포크(100)의 둘레부(130)를 감싸도록 한 뒤, 섬유직물체 재질의 림(200)에 수지를 공급하고, 이를 가열 및 가압하게 된다. 즉 본 과정들은 RTM(Resin Transfer Molding) 방식에 의해 이루어질 수 있을 것이다.

또한 이와 같은 과정에서 오토클레이브(Autoclave), 유압 프레스(Press) 등과 같은 시설을 이용할 수 있으며, 이들을 이용하여 결합된 휠을 소정 시간 동안 고온으로 가열하는 동시에 가압을 수행하며, 이후 제품을 탈형하고, 후처리하여 제품을 완성할 수 있다.

이상으로 본 발명의 제1실시예에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 휠 및 이의 제조방법에 있어서, 좌, 우로 연장된 연장부(270)를 포함하는 림(200)을 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서 상기 림(200)은 상기 결합부(250)에 좌, 우 방향으로 연장되는 연장부(270)를 더 포함한다. 상기 연장부(270)는 다양한 형태로 상기 결합부(250)로부터 측 방향으로 연장될 수 있으며, 이에 따라 상기 연장부(270)는 상기 결합부(250)가 상기 스포크(100)의 둘레부(130)를 감싸도록 접혔을 때, 인접한 연장부(270) 간이 서로 접촉될 수 있다.

즉 본 실시예의 경우에는 결합부(250)가 좌, 우로 연장되어 있기 때문에 상기 스포크(100)에 형성된 지지부(150) 사이로 접혔을 때 상기 림(200) 내부에서 연장부(270)가 서로 맞닿을 수 있다.

이에 따라 본 실시예의 경우 보다 견고한 결합 구조를 형성할 수 있게 되고 휠 자체의 안정성 또한 높아질 수 있다. 상기 연장부(270)의 모양형성이나 연장된 길이는 본 실시예에 한정되지 않고 다양할 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100 : 스포크 130 : 둘레부
150 : 지지부 200 : 림
230 : 단턱 250 : 결합부
270 : 연장부 d1 : 스포크 둘레부 길이
d2 : 결합부 길이

Claims (10)

1. 중심부로부터 둘레부를 향해 방사형으로 뻗어있는 복수 개의 지지부를 포함하는 스포크; 및
   상기 복수 개의 지지부 중 서로 인접한 지지부의 사이 간격에 대응되는 폭을 가지고 상부로 돌출된 형태로 형성되어, 내측으로 접힘과 동시에 상기 스포크의 둘레부를 감싸 상기 스포크를 결합시키도록 복수 개로 분할된 결합부를 포함하며, 섬유직물체로 형성된 림;
   을 포함하며,
   상기 결합부는,
   상기 스포크 둘레부의 상하 길이보다 길게 형성되어, 접힌 상태에서 상기 스포크의 둘레부 전체를 완전히 감싸 상기 림의 내주면에 접하도록 형성된 상태에서, RTM(Resin Transfer Molding) 방식을 적용하여 수지를 함침시켜 가열 및 가압시킴에 따라 상기 림의 내주면과 일체화되는 차량용 휠.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에있어서,
   상기 림 내주면에는 스포크가 안착되는 단턱이 형성되는 차량용 휠.
6. 제1항에있어서,
   상기 림은 상기 결합부에 좌, 우 방향으로 연장되는 연장부를 더 포함하는 차량용 휠.
7. 제6항에있어서,
   상기 결합부가 상기 스포크의 둘레부를 감싸도록 접혔을 때, 인접한 상기 연장부는 서로 접촉되는 차량용 휠.
8. 차량용 휠을 제조하는 방법에 있어서,
   중심부로부터 둘레부를 향해 방사형으로 뻗어있는 복수 개의 지지부를 포함하는 스포크를 형성하는 단계(A);
   상기 복수 개의 지지부 중 서로 인접한 지지부의 사이 간격에 대응되는 폭을 가지고 상부로 돌출된 형태로 형성되며, 상기 스포크 둘레부의 상하 길이보다 길게 형성되도록 복수 개로 분할된 결합부를 포함하고, 섬유직물체로 형성된 림을 형성하는 단계(B);
   상기 스포크를 상기 림에 안착시키는 단계(C); 및
   상기 복수 개의 결합부를 각각 상기 복수 개의 지지부 사이로 접어, 상기 결합부가 상기 스포크의 둘레부를 완전히 감싸 상기 림의 내주면에 접하도록 하며 상기 림과 상기 스포크를 결합시키는 단계(D);
   를 포함하며,
   상기(D) 단계는 RTM(Resin Transfer Molding) 방식을 적용하여,
   상기 결합부를 접어 상기 스포크의 둘레부를 감싸는 단계;
   상기 섬유직물체인 림에 수지를 공급하여 함침시키는 단계; 및
   상기 수지를 함침시킨 림에 가열 및 가압을 하는 단계;
   를 포함하는 차량용 휠 제조방법.
9. 삭제
10. 삭제

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