KR101959021B1

KR101959021B1 - 스타일드 휠

Info

Publication number: KR101959021B1
Application number: KR1020180048672A
Authority: KR
Inventors: 홍종빈; 김준홍; 김진성
Original assignee: 서진산업 주식회사
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2019-03-19
Also published as: KR20180059401A

Abstract

본 발명은 원주 방향으로 서로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 벤트홀을 포함하는 휠 디스크와, 상기 제3 벤트홀과 대면하는 밸브홀을 포함하는 림 및 상기 밸브홀에 결합되는 에어밸브를 포함하며, 상기 제1 및 제2 벤트홀의 면적이 상기 제3 벤트홀의 면적보다 작게 형성되는 스타일드 휠을 제공한다.

Description

스타일드 휠 {STYLED WHEEL}

본 발명은 정적 불평형을 개선할 수 있는 스타일드 휠에 관한 것이다.

본 고안은 자동차용 스타일드 휠에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차륜의 정적 불평형 상태를 제거하기 위해서 디스크의 형상을 변경한 스타일드 휠에 관한 것이다.

일반적으로, 휠(wheel)은 타이어(tire)와 함께 차량의 전체 무게를 지지하며, 드라이브 샤프트로부터 전달되는 구동력이나 브레이크의 제동력을 지면에 전달하는 역할을 한다. 휠은 무게가 가벼워야 하고 노면의 충격과 측력에 견딜 수 있는 강성을 지녀야하며, 타이어에서 발생하는 열이나 제동력을 효율적으로 흡수하여 대기중으로 방출할 수 있어야 한다.

휠과 타이어를 조립하는데 있어서 중요한 것은 적정한 공기압을 유지함과 동시에 휠의 동적, 정적 평형을 유지하는 것이다. 동적 불평형이란 휠의 회전시에 타이어가 좌, 우로 진동하는 것을 말하며, 정적 불평형은 휠의 어느 일부분의 무게가 다른 부분에 비해 무거운 상태를 말한다.

이와 같이, 휠의 어느 한 곳이 무거운 경우에는 휠이 상하로 크게 진동하여 스티어링 휠까지 충격이 전달될 수 있다. 종래 기술의 경우 휠에 에어밸브를 장착하는 과정에서 정적 불평형이 발생하게 되며, 이러한 정적 불평형 상태를 제거하기 위해 별도로 밸런스 웨이트(balance weight)를 부착하는 방법을 사용한다.

하지만, 이와 같은 방식으로 정적 불평형을 제거하는 방식은 매번 시간과 비용을 들여 작업을 수행하여야 하므로 낭비가 심하므로 근본적인 해결책을 모색할 필요가 있다.

대한민국 등록특허 10-1523405 중국 등록실용신안 2015-20612079

본 발명의 목적은 차량 휠에 장착되는 공기주입 밸브의 중량에 의해 발생하는 미세한 정적 불평형을 개선한 스타일드 휠을 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르는 스타일 드 휠은 원주 방향으로 서로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 벤트홀을 포함하는 휠 디스크와, 상기 제3 벤트홀과 대면하는 밸브홀을 포함하는 림 및 상기 밸브홀에 결합되는 에어밸브를 포함하며, 상기 제1 및 제2 벤트홀의 면적이 상기 제3 벤트홀의 면적보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 윈도우는 동일한 면적을 갖도록 형성된다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 에어밸브는 타이어 공기압 측정 밸브인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 휠 디스크는 상기 제1 벤트홀과 제3 벤트홀 사이에 형성되는 제4 벤트홀 및 상기 제2 벤트홀과 제3 벤트홀 사이에 형성되는 제5 벤트홀을 포함한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제4 및 제5 벤트홀은 동일한 면적을 갖도록 형성된다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제4 및 제5 벤트홀은 상기 제3 벤트홀 보다 작고 제1 벤트홀 보다 큰 면적을 갖도록 형성된다.

본 발명에 따른 스타일드 휠에 의하면, 공기주입 밸브의 중량에 의해 발생하는 미세한 정적 불평형을 개선하여 주행 시 휠 진동을 최소화 시킬 수 있다. 이를 통해, 조향핸들의 진동을 감소시켜 운전자의 피로도를 줄일 수 있으며 타이어와 현가 장치 부품의 마모를 줄여 차량 수명을 연장시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일드 휠의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일드 휠의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 디스크의 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일드 휠의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일드 휠의 분해도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일드 휠은 타이어가 장착되는 림(120), 차축(axle)이 연결되는 디스크(110) 및 림(120)에 결합되는 에어밸브(130)를 포함한다.

림(120)은 주로 철재로 이루어지며 외주면에 타이어를 장착할 수 있도록 대략 원통형으로 형성된다. 또한, 림(120)의 전면부에는 에어밸브(130)가 장착되는 밸브홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 밸브홀은 림(120)의 상단부에 형성될 수 있는데 여기서 상단부라 함은 디스크(110)가 결합되는 방향을 말한다. 상기 밸브홀은 디스크(110)보다 상단에 배치되어 외부로 노출될 수 있다.

디스크(110)는 대략 원반 형상으로서 상기 림(120)의 개방된 일 측에 끼워지고, 용접에 의해 상기 디스크(110)는 림(120)과 결합된다. 디스크(110)부재의 소재는 상기 차량용 휠이 스타일드 휠인 경우 주로 철재로 이루어질 수 있으나, 이에 한하지 않고 타이타늄, 타이타늄 합금, 알루미늄 합금 등일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 림(120)과 디스크(110)가 결합될 때 밸브홀의 위치는 벤트홀과 대면하도록 배치될 수 있다. 벤트홀과 인접하도록 밸브홀이 형성되는 경우 에어밸브(130)를 외부로 노출시키는 것이 용이하여 타이어에 공기를 주입하는 것이 쉬워진다.

상기 에어밸브(130)는 타이어 공기압 측정(Tire Pressure Monitoring System) 밸브(130)일 수 있다. 에어밸브(130)가 일반적인 밸브(130)가 아니라 타이어 공기압 측정 밸브(130)일 경우에는 휠 중량의 약 2.0 내지 3.5% 정도의 중량 증가가 발생할 수 있다. 이와 같이 밸브(130)의 중량이 커지게 되는 경우 휠의 정적불평형량이 증가하여 차량의 진동이 발생하게 된다.

예를 들어, 일반 밸브(130)에서 타이어 공기압 측정 밸브(130)로 변경할 경우 15인치 휠의 중량은 약 40g 증가하고 편중심은 약 0.06 cm 이동하게 된다. 마찬가지로 16인치 휠의 경우 일반 밸브(130)에서 타이어 공기압 측정 밸브(130)로 변경할 경우 휠의 중량이 약 30g 증가하고 편중심은 약 0.05 cm 이동하게 된다. 이러한 결과를 통해 계산해 보면 15인치 휠의 경우 정적불평형량이 약 3.4배 증가하게 되고 16인치 휠의 경우 정적불평형량이 3.2배 증가하게 된다. 즉, 에어밸브(130)가 타이어 공기압 측정 밸브(130)로 변경될 경우 정적불평형량이 유의미한 정도로 증가하게 된다는 것을 알 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 디스크(110)의 평면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 휠 디스크(110)는 5개의 스포크와 5개의 벤트홀을 구비할 수 있다. 하지만, 본 도면은 본 발명의 일 실시예일 뿐 스포크와 벤트홀의 수가 3개 이상인 휠 디스크(110)는 모두 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

도시된 바에 따르면, 에어밸브(130)는 림(120)의 상단부에 형성된 밸브홀에 삽입되고, 디스크(110)는 림(120)의 상단에 용접된다.

디스크(110)가 림(120)에 용접될 때 에어밸브(130)가 어느 하나의 벤트홀과 대면하도록 배치된다.

예를 들어, 도 3에서는 에어밸브(130)가 제3 벤트홀(111c)과 대면하도록 배치되어 있다. 이 경우 에어밸브(130)의 무게 때문에 휠의 좌측 무게가 증가하게 된다. 따라서 본 발명에서는 휠의 우측 벤트홀들의 크기를 감소시켜 휠 좌우 무게 차이를 줄인다.

도시된 바에 따르면, 제1 벤트홀(111a) 내지 제3 벤트홀(111c)은 원주 방향으로 서로 이격되어 형성된다. 즉, 제2 벤트홀(111b)은 제1 벤트홀(111a)에서 시계 방향으로 이격되어 형성되고 제3 벤트홀(111c)은 제2 벤트홀(111b)에서 시계 방향으로 이격되어 형성된다.

제1 벤트홀(111a)과 제3 벤트홀(111c) 사이에는 제4 벤트홀(111d)이 형성될 수 있으며, 제2 벤트홀(111b)과 제3 벤트홀(111c) 사이에는 제5 벤트홀(111e)이 형성될 수 있다.

제1 벤트홀(111a)과 제2 벤트홀(111b)은 제3 벤트홀(111c) 보다 작은 면적을 갖도록 형성되고, 이 때 제1 벤트홀(111a)과 제2 벤트홀(111b)은 동일한 면적을 갖도록 형성될 수 있다.

제4 벤트홀(111d)과 제5 벤트홀(111e)을 동일한 면적을 갖도록 형성될 수 있으며, 제3 벤트홀(111c) 보다는 넓게 제1 벤트홀(111a) 및 제2 벤트홀(111b) 보다는 좁게 형성된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 3가지 다른 면적을 갖는 벤트홀이 조합되어 휠의 평형을 맞추게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 벤트홀(111a)의 너비(a)는 제3 벤트홀(111c)의 너비(a') 보다 2.0 내지 2.5 cm 작게 형성되고, 제1 벤트홀(111a)의 높이(b)는 제3 벤트홀(111c)의 높이(b') 보다 0.5 내지 1.0 cm 작게 형성될 수 있다. 이와 같이 변경할 경우 제1 벤트홀(111a)의 면적이 제3 벤트홀(111c)의 면적보다 약 4% 정도 감소하게 되며 타이어 공기압 측정 밸브(130)의 중량에 의한 정적불평형량을 중량이 작은 일반 밸브(130)을 적용한 수준으로 감소시킬 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르는 스타일드 휠에 의하면, 공기주입 밸브의 중량에 의해 발생하는 미세한 정적 불평형을 개선하여 주행 시 휠 진동을 최소화 시킬 수 있다. 이를 통해, 조향핸들의 진동을 감소시켜 운전자의 피로도를 줄일 수 있으며 타이어와 현가 장치 부품의 마모를 줄여 차량 수명을 연장시키는 것이 가능하다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 휠 110 : 디스크
111a : 제1 벤트홀 111b : 제2 벤트홀
111c : 제3 벤트홀 111d : 제4 벤트홀
111e : 제5 벤트홀 120 : 림
130 : 에어밸브

Claims

원주 방향으로 서로 이격되어 배치되는 제1 내지 제5 벤트홀을 포함하는 스타일드 휠에 있어서,
제1 벤트홀과 제3 벤트홀 사이에 형성되는 제4 벤트홀과 제2 벤트홀과 제3 벤트홀 사이에 형성되는 제5 벤트홀을 포함하는 휠 디스크;
상기 제3 벤트홀과 대면하는 밸브홀을 포함하는 림; 및
상기 밸브홀에 결합되는 타이어 공기압 측정 밸브를 포함하며,
상기 휠 디스크는,
상기 벤트홀들 사이에 배치되는 스포크;
휠의 중심과 스포크의 중심을 연결하는 가상의 라인상에 형성되는 볼트홀;
상기 벤트홀들을 둘러싸고 상기 림의 높이 방향으로 돌출된 면을 형성하는 주변부; 및
상기 주변부들로 둘러 싸이고 상기 림의 높이 방향으로 함몰된 면을 형성하는 내측부를 포함하고,
상기 내측부는 상기 가상의 라인상에 형성되어 상기 주변부를 좌우로 나누는 빗면과, 상기 빗면을 최저면으로 하고 상기 주변부를 최고면으로 하여 상기 빗면과 상기 주변부를 연결하는 연결면을 포함하며,
상기 제1 및 제2 벤트홀의 면적이 상기 제3 벤트홀의 면적보다 작게 형성되며, 상기 제1 및 제2 벤트홀은 상기 제3 벤트홀의 너비보다 2.0 cm 내지 2.5 cm 작은 너비를 가지고 제3 벤트홀의 높이보다 0.5 cm 내지 1.0 cm 작은 높이를 가지도록 형성되어 타이어 공기압 측정 밸브 장착에 따른 정적불평형량의 증가를 감소시킬 수 있도록 형성되며,
상기 휠 디스크는,
상기 벤트홀들을 둘러싸고 상기 림의 높이 방향으로 돌출된 면을 형성하는 주변부; 및
상기 주변부들로 둘러 싸이고 상기 림의 높이 방향으로 함몰된 면을 형성하는 내측부를 포함하며,
볼트홀들은 내측 환형 돌출부와 외측 스타형 테두리부 사이에 배치되고,
상기 내측 환형 돌출부는 휠 디스크의 중심부에 환형을 이루도록 형성되고, 상기 외측 스타형 테두리부는 상기 볼트홀들을 둘러싸고 상기 휠 디스크의 외측을 향해 돌출된 5개의 볼록부들과 상기 볼록부들 사이에 상기 내측 환형 돌출부를 향해 굽은 형상을 이루는 5개의 오목부들을 포함하도록 형성되며,
상기 내측부는,
상기 가상의 라인을 따라 경사져 상기 볼트홀을 향해 연장되는 빗면;
상기 외측 스타형 테두리부와 동일한 형상을 이루고 상기 주변부의 내측에 접하여 상기 림의 높이방향으로 기울어지도록 형성되는 연결빗면;
상기 연결빗면의 경사보다 큰 경사를 가지며 상기 빗면과 연결빗면을 연결하도록 형성되는 연결면; 및
상기 연결빗면의 오목부와 상기 외측 스타형 테두리부의 오목부를 연결하며, 상기 연결빗면과 접하는 지점에서 멀어질수록 폭이 점점 좁아지다가 상기 외측 스타형 테두리부에 접하는 지점에 가까워질수록 폭이 다시 넓어지도록 형성되는 힘분배곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠.