KR101723759B1 - 판지로 제조된 휠 - Google Patents

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아이.지. 카드보드 테크놀로지스 엘티디.
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Abstract

본 개시내용은 일반적으로 저밀도 판지 시트의 적어도 두 개의 층들 사이에 샌드위치된 고밀도 판지 시트의 적어도 하나의 층을 구비하는 다층 판지 바디를 포함하는 편평한 휠을 제공한다.

Description

판지로 제조된 휠{CARDBOARD MADE WHEEL}
본 발명은 자전거 또는 다른 주행 차량에서 사용하기 위한 휠에 관한 것이다.
PCT 출원 제WO 2011/067742호는 판지로 제작될 수 있는 휠을 구비하는, 명백한 재활용가능 재료로부터 구성되는 자전거와 같은 인력 주행 차량을 개시한다. 판지-기반 휠은 또한 공개 번호 제US 3,492,016호에도 개시되었다.
본 발명은 실질적으로 판지로 제조되고, 부하를 지지하기에 충분한 견고성을 가지며, 따라서 자전거와 같은 주행 차량에서 사용될 수 있는 휠을 제공한다.
"실질적으로 판지로 제조"라는 표현은 판지가 지면 또는 다른 드라이빙/라이딩 표면 상에서 지탱하는 휠의 부분 상에 가해지는 부하를 지지하는 기능을 하는 휠의 주요한 구조적인 구성요소임을 의미한다. 예를 들어, 실질적으로 판지로 제조된 휠은 판지 외의 재료로 제조되는 휠의 차축을 통합하는 허브를 구비할 수 있고 예로서 중합체 필름 층, 락커 등과 같은 환경적 보호에 대한 휠의 외부 표면들의 부분들(때때로 전체 표면)을 라이닝하는 코팅 층을 포함할 수 있다.
전형적으로, 본 발명의 휠은 자신의 림(rim) 상의 지면-지탱 재료인 타이어 또는 탄성중합체와 맞춰진다. 아래에서, "타이어"라는 용어는 휠의 림 둘레에 맞춰진 지면-지탱 요소를 탄성중합체로 집합적으로 지칭하도록 사용될 것이다. 예를 들어, 타이어는 탄성중합체 재료의 고체 물질일 수 있거나, 공기주입식일 수 있거나, 림 상에 맞춰진 탄성중합체 스트립 등일 수 있다. 타이어 업계에서 잘 알려진 바와 같이, 타이어는 때때로 강화 금속 또는 비-금속 섬유 또는 매시(mash)를 포함할 수 있거나, 트리딩(treading) 패턴 등을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 고밀도 판지(이후, 때때로 "HDC"로 지칭됨) 층 및 HDC 층을 샌드위치하는 적어도 두 개의 저밀도 판지(이후, 때때로 "LDC"로 지칭됨)를 구비하는 다층 판지 구조가 상당한 압축 저항뿐만 아니라 왜곡 및 굴곡 저항을 갖는 견고하고 비교적 가벼운 구조를 형성한다는 것이 인식된다. 둥근 원주를 가지고 중심 허브 둘레에 배치되는 이러한 구조는, 자전거의 경우에는 라이더의 무게 부하를 지탱하기 충분한 견고성을 갖는 자전거 또는 다른 주행 차량의 휠로서 사용되는 것을 가능하게 한다.
물론, 부하-지탱 용량과 이러한 휠의 사용 수명, 한편으로는 이러한 층들을 형성하기 위해 사용되는 HDC 및 LDC의 타입 사이에 상관관계가 존재한다. 특정한 사용을 위한 (무게 및 견고성의 측면에서의) HDC 및 LDC의 최적의 조합을 찾아내는 것은, 과도한 실험을 요구하지 않는 비교적 일상적인 일일 것이다. 예를 들어, 어린이용 자전거를 위한 휠은 어른용 자전거를 위한 것보다 더 얇은 HDC 층 또는 더 낮은 밀도의 LDC 층으로 구성될 수 있다.
"저항"이라는 용어는 휠의 이용 맥락에서 규칙적인 사용 및 라이딩/드라이빙 중에 마주치는 스트레스 동안에, 휠이 자신의 무결성(integrity)뿐 아니라 전반적으로 편평하고 둥근 구조를 유지함을 나타내는 것으로 이해되어야만 한다.
"고밀도 판지" 또는 "HDC"라는 용어는 판지가 가시적인 공동(void) 또는 가스를 포함하는 포켓 없이 패킹된 판지 시트를 나타내기 위한 것이다. 고밀도 판지 시트는 전형적으로 400 내지 600g/m2의 범위 내의 면적 밀도를 갖는다. 특정 예는 500 내지 600g/m2의 범위 내의 밀도를 갖는 튼튼한 판지이다. 본 발명에 따라 사용되는 HDC는 0.5 내지 3mm의 범위, 전형적으로 1 내지 1.5mm 내의 두께를 가질 수 있다.
"저밀도 판지" 또는 "LDC"라는 용어는 예를 들어 골이 지거나, 홈이 새겨지거나, 또는 다른 방식으로 느슨하게 패킹되어 그 사이에 복수의 공동을 정의하는 종이 시트 또는 스트립에 의해 형성되는 복수의 셀 또는 공동을 정의하고 (자신들 사이의 저밀도 층을 샌드위치하는) 저밀도 층들의 한 측 또는 양측에서 라이닝된 하나 이상의 라이너 판지 시트를 포함하는 내부 구조를 갖는 판지 시트를 지칭한다. 이러한 판지 패널의 예들은 홈이 새겨지거나 골이 진 종이 패널(들) 또는 스트립과 홈이 새겨지거나 골이 진 종이의 한 측 또는 (샌드위칭하는) 양측에 있는 하나 이상의 편평한 라이너보드로 구성된 "골판지"로서 알려진 것이며, 이것은 "허니콤 판지"로도 지칭될 수 있다. 골판지 또는 허니콤 판지 시트들은 단일-벽 또는 다중-벽 판지 시트일 수 있다. 이러한 용어들은 또한 단일의 두꺼운 종이 패널의 단순한 배치로부터 다수의 골판지, 허니콤 및 다른 층들을 특징으로 하는 복잡한 구성에 이르는 범위를 갖는, 다양한 강도의 판지를 포괄하는 것이다.
LDC는 전형적으로 8 내지 20mm, 전형적으로 8 내지 15mm 혹은 8 내지 12mm의 범위 내의 두께를 갖는 허니콤 또는 골판지이다.
따라서, 이 발명은 전반적으로 편평하고 두 측면들 사이에 정의되며 원주 및 중심축을 정의하는 허브를 갖는 다층 판지 바디를 포함하는 휠을 제공한다. 층들은 두 측면들에 평행하게 배치된다. 층들은 적어도 하나의 HDC 층 및 HDC 층을 샌드위칭하는 적어도 두 개의 LDC 층들을 포함한다. 적어도 두 개의 LDC 층들 및 적어도 하나의 HDC 층은 서로에 대해 고정적으로 부착된다. 고정적인 부착은 전형적으로 글루를 이용한다.
일 실시예에 의해, 휠은 이러한 단일 고밀도 판지 층을 샌드위칭하는 두 개의 LDC 층들과 함께 휠의 중간선에 있는 단일 HDC를 포함한다. 전형적으로, 이러한 실시예를 이용한 휠은 HDC 층에 대해 축 대칭을 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시예들이 또한 본 발명의 일반적인 가르침에 따라 고안될 수 있다. 예시로서, 예를 들어 LDC-HDC-LDC-HDC-LDC; 또는 HDC-LDC-HDC-LDC-HDC와 같이 복수의 교대하는 LDC-HDC 층들을 갖는 배치; 또는 이러한 구조들의 각 측에 추가적인 HDC 또는 LDC 층들을 각각 갖는 동일한 층 구조; 등과 같이 교대하는 고밀도 및 저밀도 판지 층들이 존재할 수 있다. 다른 예에서, 중간선에 있는 HDC 층은 더 두꺼운 HDC 중간선을 형성하는 서로에 대해 고정적으로 부착된 둘 이상의 HDC 시트들로 구성될 수 있거나; 또는 하나 이상의 LDC 층들이 둘 이상의 LDC 시트들에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 휠은 사실 판지 바디의 경계를 정의하는 바디의 원주 둘레에 맞춰지는 하나 이상의 유연한 스트립을 포함한다. 이러한 스트립은 전형적으로 판지 또는 종이로 제조될 수 있지만 플라스틱, 고무 또는 다른 중합체 재료와 같은 다른 재료들이 또한 사용될 수 있다.
이러한 스트립은, 특히 이것이 판지로 제조되었을 때, 전형적으로 접혀서 휠의 측면들에 부착되는 외측 플랩을 포함하며, 그에 따라 스트립을 제자리에 고정하고 구조에 대한 추가적인 견고성을 제공한다.
일 실시예에서, 휠의 바디는 허브로부터 원주로 연장하는 연속적인 물질(Continuous Mass)이다. 다른 실시예에서, 바디는 허브와 원주 휠 부분 사이에서 방사상으로 연장하는 측면 및 내부 면을 갖는 암들을 정의하는 컷아웃에 의해 패터닝된다. 이러한 내부 면은 예를 들어 판지 또는 종이와 같은 유연한 시트로 덮어 씌워질 수 있다. 이러한 패터닝된 휠 구성은 또한, 일 실시예에서 예로서 판지 또는 종이와 같은 유연한 시트로 덮어 씌워지는 원주 휠 부분의 내부 면을 정의한다.
전술된 휠은 전형적으로 타이어에 맞춰진다.
환경적인 저항, 특히 내수성을 위해서, 휠의 외부 면에 예를 들어 방수성 재료가 스며들거나 또는 그러한 재료로 코팅될 수 있다. 예들은 락커 또는 에폭시, 중합체 시트, 이들의 조합 등과 같은 레진이다.
본 명세서에 개시된 주제사항을 더욱 잘 이해하고 실제로 그것이 수행될 수 있는 방식의 예를 들기 위해, 이제 실시예들에 단지 비제한적이고 예시적인 방식으로 첨부된 도면들을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠의 사시도.
도 2는 타이어에 맞춰진 도 1의 휠을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 휠이 구성요소들을 나타내도록 펼쳐진 사시도.
도 4a는 도 2의 라인 Ⅳ-Ⅳ에 따르는 단면도.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 층 구조를 도시한 도면.
도 5는 컷아웃을 통해 패턴화된 다른 실시예에 따른 휠의 측면도.
도 6은 도 5의 라인 Ⅵ-Ⅵ에 따르는 단면도.
먼저 도 1을 참조하면, 전반적으로 편평한 구성과 두 측면들(104, 106)을 갖는 판지 바디(102)를 갖는 휠이 도시되었다. 휠 구조의 본질적인 성질로서, 이것은 원주 및 휠의 중심축을 정의하는 허브(108)를 갖는다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 그리고 아래에서 더욱 자세히 설명되는 바와 같이, 판지 바디는 두 측면들에 대해 평행하게 배치되는 층 구조를 갖는다.
도 1의 휠은 플라스틱, 우드, 금속과 같은 다른 재료들로 제조될 수 있고 볼 베어링 등을 포함할 수 있는 허브를 제외하면 실질적으로 판지로 제조된다. 허브는 바디(102) 내에 원형 컷아웃(cut-out)을 형성하고 허브 요소(108)를 그 안에 맞춤으로써 휠 내에 통합될 수 있으며, 예로서 글루를 이용하여 바디에 단단하게 접촉한다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 휠은 전형적으로 고무 또는 다른 탄성중합체로 제조된 타이어(110)와 맞춰진다. 도 2에 나타낸 실시예에서, 타이어는 고체 탄성중합체 물질이지만, 다른 실시예들에 따라 타이어는 발포(foamed) 물질일 수 있거나, 공기 주입식일 수 있거나, 강화 고무일 수 있거나, 또는 다양한 다른 구조를 가질 수 있다.
도 1에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 바디(102)의 원주는 전형적으로 판지, 종이 또는 중합체 필름으로 제조되고 스트립을 제자리에 고정하도록 측면들(104, 106) 상으로 접히는 플랩(114)을 갖는 유연한 스트립(112)과 맞춰진다. 이러한 스트립은, 무엇보다도 이러한 스트립이 아니라면 노출되는 층 구조의 둘레를 봉인한다.
전형적으로, 휠은 예를 들어 중합체 레진, 중합체 층, 에폭시, 락커, 페인트 등과 같이 환경적으로 보호되는 층에 의해 커버될 것이다.
도 2의 휠의 분해된 모습을 도 3에서 볼 수 있으며, 허브(108), 바디(102), 스트립(112) 및 타이어(110)인 네 가지 구성 요소들을 나타낸다.
도 4a는 도 2의 휠을 통한 단면도를 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 층들은 중간선(118)을 정의하는 내부 HDC 층(116)을 포함한다. HDC 층(116)은 그에 대해서 대칭적으로 배치되는 두 개의 LDC 층들(120, 122)에 의해 샌드위치된다. HDC는 전형적으로 0.5mm 내지 3mm, 전형적으로는 1mm 내지 1.5mm의 범위 내의 두께를 갖는 고밀도 또는 튼튼한 판지로 제조되는 반면; LDC 층들은 전형적으로 8mm 내지 20mm, 전형적으로는 약 12mm의 범위 내의 두께를 갖는 골판지 또는 허니콤(honeycome) 판지이다.
도 4a에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 휠의 원주를 둘러싸는 유연한 스트립(112)은 타이어(110)로 덮어 씌워진다.
휠에서 사용하기 위한 판지 바디의 다른 실시예는 도 4b에서 볼 수 있다. 이 실시예에서, 두 개의 추가적인 HDC 층들(124, 126)이 두 LDC 층들을 샌드위치한다. 그러나, 도 4a 및 4b에서 도시된 두 실시예들은 단지 예시들이며, 예를 들어 위의 섹션에서 논의된 것과 같은 다른 실시예들이 본 발명이 따라 사용될 수 있다.
다른 실시예에 따른 휠이 도 5에 도시되었다. 도 5의 휠은 도 1의 것에 기초하며 방사상 암들(136)을 통해 주변 부분(134)으로 링크되는 확장된 허브 부분(132)을 함께 정의하는 컷아웃(130)을 통해 패터닝된다. 암들(136)의 내부 면들(138), 주변 부분(134)의 내부 면들(140)뿐만 아니라 허브 부분(132)의 내부 면(142)이 전형적으로 스트립(112)과 동일한 구성일 수 있는 라이너(liner) 층으로 라이닝된다.
도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 암(136)이 층(144)에 의해 감싸진다. 그러나, 다른 실시예들에서, 전체 암을 감싸기보다는, 예를 들어 스트립(112)의 경우에서와 유사한 방식으로, 스트립을 제자리에 고정하도록 플랩을 배치함으로써 이러한 유연한 재료의 스트립이 내부 면들 상에 맞춰질 수 있다.

Claims (16)

  1. 휠(wheel)로서,
    두 측면들, 원주 및 중심축을 정의하는 허브(hub)를 갖는, 전반적으로 편평한 다층 판지 바디를 포함하되, 층들은 상기 두 측면들에 대해 평행하게 배치되고,
    상기 층들은 저밀도 판지 시트의 적어도 두 개의 층들 사이에 샌드위치된 고밀도 판지 시트의 적어도 하나의 층을 포함하고, 상기 저밀도 판지 시트의 각각의 층은 저밀도 판지 시트의 대향하는 면들 상에 맞춰진 두 개의 라이너 판지 층들을 포함하고,
    상기 저밀도 판지 시트의 적어도 두 개의 층들 및 상기 고밀도 판지 시트의 적어도 하나의 층은 서로에게 고정적으로 부착되고,
    상기 휠은 상기 바디의 원주 둘레에 맞춰진 하나 이상의 유연한 스트립을 포함하고,
    상기 스트립은 접혀서 상기 휠의 측면들에 부착되는 외측 플랩(lateral flap)을 포함하는, 휠.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고밀도 판지 시트의 층은 상기 휠의 중간선에 배치되는, 휠.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 휠은 상기 고밀도 판지 시트의 층에 대한 축 대칭을 갖는, 휠.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 고밀도 판지 시트의 층에 대해 대칭적으로 맞춰진 두 개의 저밀도 판지 시트 층들을 포함하는, 휠.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트립은 판지 또는 종이로 제조되는, 휠.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 허브로부터 상기 원주로 연장하는 연속적인 물질(Continuous Mass)인, 휠.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 허브와 원주 휠 부분 사이에서 방사상으로 연장하는 측면 및 내부 면을 갖는 암(arm)들과 방사상 암들을 통해 주변 휠 부분으로 링크되는 확장된 허브 부분을 함께 정의하는 컷아웃(cutouts)에 의해 패턴화되는, 휠.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 암들의 상기 내부 면들이 유연성 시트로 덮어 씌워지는, 휠.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 암들의 상기 내부 면들이 판지 또는 종이로 덮어 씌워지는, 휠.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 원주 휠 부분의 상기 내부 면들이 유연성 시트로 덮어 씌워지는, 휠.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 암들의 상기 내부 면들이 판지 또는 종이로 덮어 씌워지는, 휠.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠의 원주는 타이어 또는 부하-지지 바디(load-supporting body)와 맞춰지는, 휠.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부하-지지 바디는 탄성중합체로 제조되는, 휠.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠은 액체 불침투성 재료에 의해 코팅되는, 휠.
KR1020157025070A 2014-01-13 2014-11-03 판지로 제조된 휠 KR101723759B1 (ko)

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