KR102022220B1 - 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

작업성 및 접착안정성이 우수하여 타이어 휠 내부 곡면에 용이하게 부착되고, 시간이 지남에도 탈리되지 않으며, 타이어 중량의 불균형을 해소하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법을 제시한다. 그 웨이트 및 방법은 서로 연결되지 않고 분할되어 x-y 평면 상에 부착되는 복수개의 웨이트 블록 및 복수개의 웨이트 블록의 일측에 x-y 평면 상의 z축 방향으로 적층되는 접착테이프를 포함하고, 접착테이프에는 선형체가 접착층에 매몰되어 있고, 선형체 일측의 접착층은 웨이트 블록에 접착되며, 선형체 타측의 접착층은 타이어 휠에 접착된다.

Description

복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법{Complex type attachable wheel balance weight and method of the weight}

본 발명은 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접착안정성이 우수한 독립형 웨이트와 작업성이 우수한 일체형 웨이트의 특성을 동시에 구비하여, 타이어 휠 내부 곡면에 안정적으로 부착되어 타이어 중량의 불균형을 해소하는 접착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차용 타이어는 성형과정에서 부분적으로 중량 불균형이 일어난다. 타이어 중량의 불균형은 차체 진동의 주요인이 된다. 과도하거나 장기적인 진동은 탑승자의 피로를 유발하고, 부품들의 유격을 일으켜 자동차의 수명단축과 조향안정성의 결여에 의한 안전사고를 초래한다. 밸런스 웨이트는 타이어 중량 불균형을 해소하기 위한 것으로, 타이어 편중이 일어나는 곳에 적정한 중량으로 보정한다. 이러한 밸런스 웨이트는 클립식과 접착식으로 구분된다. 그 중에서, 고속주행에 부합하는 타이어 휠, 디자인의 변화 등을 고려하여 타이어 휠 내면에 부착하는 접착식을 많이 적용되고 있다.

접착식 휠 밸런스 웨이트는 독립형 또는 일체형 밸런스 웨이트로 구분된다. 독립형 밸런스 웨이트(이하, 독립형 웨이트)는 알맹이 형태의 웨이트 블록이 독립적으로 연속으로 배치되어 띠 형태를 이루고 접착테이프에 부착된다. 일체형 밸런스 웨이트(이하, 일체형 웨이트)는 웨이트 블록을 연결부에 의해 연결되어 하나의 몸체인 고형체가 되어 접착테이프에 부착된다.

상기 독립형 웨이트는 미국등록특허 제6,364,421호 등과 같이 유연성이 좋아서 접착안정성이 우수하다. 하지만, 도 1에서와 같이 타이어 휠에 부착할 때, 종래의 독립형 웨이트(PWB)는 과도하게 구부러진다. 독립형 웨이트(PWB)가 과도하게 구부러지면, 부착될 위치를 정밀하게 설정할 수 없고 작업이 지연되며 오부착의 다시 수정하여야 하는 등의 작업성이 현저하게 떨어진다. 상기 일체형 웨이트는 일본등록특허 제3,730,933호 등과 같이 일체형 고형체가 되어 작업성에 우수하다. 하지만, 웨이트 블록 사이의 연결부를 굽히는 굽힘강도 때문에, 휠 내부 곡면에 부착할 때 응력에 의한 박리 및 들뜸 등의 불량이 발생한다. 이와 같이, 일체형 웨이트는 접착안정성이 떨어진다.

상기 독립형 웨이트는 접착안정성은 우수하나 작업성이 떨어지고, 일체형 웨이트는 작업성은 우수하나 접착안정성이 떨어진다. 이에 따라, 접착안정성이 우수한 독립형 웨이트와 작업성이 우수한 일체형 웨이트의 특성을 동시에 구비하는 새로운 형태의 밸런스 웨이트가 필요한 실정이다. 그런데, 일체형 웨이트는 연결부를 만들어야 하는 별도의 공정이 있어야 하고, 연결부마다 굽힘강도가 달라서 접착안정성이 더욱 떨어지는 등의 문제가 있다. 심지어, 상기 연결부가 끊어지기도 한다. 상기 일체형 웨이트는 접착안정성, 비용, 품질 측면에서 상기 독립형 웨이트에 비해 매우 불리하다. 다시 말해, 상기 독립형 웨이트를 적용하면서, 작업성이 개선된 밸런스 웨이트가 요구된다.

한편, 상기 독립형 웨이트를 타이어 휠에 접착하기 위해서는 상기 웨이트가 편평한 상태가 아닌 굽어진 상태로 공급하는 것이 바람직하다. 만일, 편평한 상태로 상기 웨이트를 공급하면, 곡면의 타이어 휠에 부합되도록 굽혀야 하므로 작업성이 떨어진다. 만일, 굽어진 상태로 상기 웨이트를 공급하면, 상기 편평한 상태에 비해 살짝 굽히면 되기 때문에 작업성이 훨씬 개선된다. 즉, 작업성을 갖춘 상기 독립형 웨이트를 적용하면서 굽어진 상태를 유지하면서 공급할 필요가 있다.

또한, 종래의 밸런스 웨이트는 일차원 방향, 예를 들어 x-y 좌표면에서 y축 방향에서는 휘어질 수 있으나, 2차원 방향, 예를 들어 x-y 좌표면에서 x축 방향에서는 휘어지지 않는다. 이렇게 되면, 휠 내부 곡면의 형상이 2차원 방향으로 휘어지는 경우에는 작업성 및 접착안정성이 크게 떨어진다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 작업성 및 접착안정성이 우수하여 타이어 휠 내부 곡면에 용이하게 부착되고, 시간이 지남에도 탈리되지 않으며, 타이어 중량의 불균형을 해소하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트는 서로 연결되지 않고 분할되어 x-y 평면 상에 부착되는 복수개의 웨이트 블록 및 상기 복수개의 웨이트 블록의 일측에 상기 x-y 평면 상의 z축 방향으로 적층되는 접착테이프를 포함한다. 이때, 상기 접착테이프에는 선형체가 접착층에 매몰되어 있고, 상기 선형체 일측의 상기 접착층은 상기 웨이트 블록에 접착되고, 상기 선형체 타측의 상기 접착층은 상기 타이어 휠에 접착된다.

본 발명의 웨이트에 있어서, 상기 선형체는 곧은 직선, 꺾인 직선 또는 곡선 중에 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 선형체는 일측 또는 양측 또는 둘레를 따라 형성된 노치 또는 스크래치 또는 상기 선형체를 관통한 홀 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 선형체는 상기 꺾인 직선 또는 상기 곡선은 상향 또는 하향 중의 적어도 어느 하나의 방향으로 꺾이거나 굽어질 수 있다. 상기 선형체의 단면은 원형, 각이 있는 형태 또는 이들이 조합된 형태 중 하나일 수 있다. 상기 선형체는 상기 접착층의 모서리에 대하여 평행한 상태 또는 경사진 상태 중의 어느 하나로 배치될 수 있다. 상기 선형체는 길이 방향에 따라 폭이 변화될 수 있다. 상기 선형체는 메시 또는 그리드 형태 중의 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 웨이트에 있어서, 상기 선형체는 금속 또는 합성수지 또는 합성수지가 피복된 금속 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다. 선형체의 폭은 상기 접착층 폭의 1/4이하일 수 있다. 상기 웨이트 블록은 상기 x-y 평면 상에서 y축 방향으로 분할될 수 있다. 상기 웨이트 블록은 상기 x-y 평면 상에서 x축 방향 및 y축 방향으로도 분할될 수 있다.

본 발명의 바람직한 웨이트에 있어서, 상기 선형체는 접착필름의 일측 또는 양측 중의 어느 하나의 접착층에 매몰될 수 있다. 상기 선형체는 접착필름의 일측 또는 양측 중의 어느 하나에 직접 부착될 수 있다. 상기 선형체는 접착필름의 두께 방향으로 전체 또는 일부를 관통되어 위치할 수 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법은 먼저 웨이트 블록의 직경 및 형상을 가진 봉(bar)을 준비한다. 그후, 상기 봉을 상기 웨이트 블록의 형상으로 절단하여 복수개의 웨이트 블록을 형성한다. 상기 복수개의 웨이트 블록의 일측에 상기 x-y 평면 상의 z축 방향으로 적층되는 접착테이프를 부착한다. 이때, 상기 접착테이프에는 선형체가 접착층에 매몰되어 있고, 상기 선형체 일측의 상기 접착층은 상기 웨이트 블록에 접착되고, 상기 선형체 타측의 상기 접착층은 상기 타이어 휠에 접착된다.

본 발명의 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 의하면, 접착테이프에 선형체를 구비함으로써, 작업성 및 접착안정성이 우수하여 타이어 휠 내부 곡면에 용이하게 부착되고, 시간이 지남에도 탈리되지 않으며, 타이어 중량의 불균형을 해소한다. 또한, 선행 보강체에 노치, 스크래치, 홀, 폭의 변화를 줌으로써, 선형체가 보다 쉽게 휘어지게 한다. 나아가, 2차원 방향으로도 휘어지는 웨이트 블록에 대한 작업성 및 접착안정성을 충분하게 확보할 수 있다.

도 1은 종래의 알맹이 형태의 접착식 밸런스 웨이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 제1 밸런스 웨이트를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 제1 밸런스 웨이트를 z 방향으로 바라본 선형체의 사례를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 제1 밸런스 웨이트를 x-y 평면 상에서 바라본 평면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 제1 밸런스 웨이트를 제조하는 사례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 제2 밸런스 웨이트를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 제2 밸런스 웨이트를 제조하는 사례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 제3 밸런스 웨이트를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 제3 밸런스 웨이트를 제조하는 사례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 제4 밸런스 웨이트를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 제4 밸런스 웨이트를 제조하는 사례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은 본 발명에 의한 제2 밸런스 웨이트를 x-y 평면 상에서 바라본 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 밸런스 웨이트는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 밸런스 웨이트의 방향 및 회전에 따라 변한다.

본 발명의 실시예는 접착테이프에 선형체를 구비함으로써, 작업성 및 접착안정성이 우수하여 타이어 휠 내부 곡면에 용이하게 부착되고, 시간이 지남에도 탈리되지 않으며, 타이어 중량의 불균형을 해소하는 밸런스 웨이트를 제시한다. 이를 위해, 선형체가 구비된 접착테이프에 대하여 구체적으로 알아보고, 상기 접착테이프를 활용한 밸런스 웨이트에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 밸런스 웨이트는 타이어 중량 불균형을 해소하기 위한 것으로, 타이어 편중이 일어나는 곳에 적정한 중량으로 보정한다. 본 발명의 실시예는 알맹이 형태의 밸런스 웨이트가 구부러지지 않도록 하는 지지력을 확보하기 위한 것이기 때문에, 알맹이 형태의 독립형 접착식 밸런스 웨이트(이하, 독립형 웨이트)에 한정된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 제1 밸런스 웨이트(100)를 나타내는 사시도이다. 이때, 설명의 편의를 위하여 일부를 확대하여 단면도로 표현하였다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다.

도 2에 의하면, 제1 밸런스 웨이트(100)는 알맹이 형태의 제1 웨이트 블록(10), 접합부(20) 및 박리지(25)를 포함한다. 접합부(20) 및 박리지(25)는 접착테이프(30)를 구성한다. 접합부(20)는 접착층(21) 및 선형체(22)를 포함한다. 알맹이 형태의 제1 웨이트 블록(10)은 복수개의 제1 웨이트 블록(10)을 필요한 중량만큼 접착테이프(30)에 독립적으로 부착된다. 예를 들어, 50g의 웨이트를 구현하려면, 5g의 제1 웨이트 블록(10) 10개가 활용된다. 이때, 10개의 5g 제1 웨이트 블록(10)은 서로 연결되지 않고 분할되어 부착된다. 여기서, 분할이란 제1 웨이트 블록(10)이 서로 일체화되지 않고 독립적으로 존재하는 것을 의미한다. 제1 웨이트 블록(10)은 x-y 평면상에서 y축 방향으로 분할된다. 제1 웨이트 블록(10) 및 접착테이프(30)는 x-y 평면 상에 z축 방향으로 적층된다.

제1 웨이트 블록(10)은 부드러운 금속 재질 또는 비금속재료를 사용할 수 있으며, 특히 연강(mild steel)이 바람직하다. 상기 연강은 탄소의 함량이 대략 0.20중량% 정도를 포함하며, 항복점에 있어서 그것보다 약간 낮은 응력으로 변형이 진행되는 항복점 신장이 일어난다. 상기 연강은 특유의 시효 현상을 나타내며 담금질 시효 및 변형 시효에 의해 상온 또는 고온에서 성질이 변화한다. 물론, 본 발명의 부드러운 금속 범주 내에서 앞에서 제시한 연강 이외에도 다른 금속 또는 합금이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 웨이트 블록(10)은 부드러운 강재인 연강을 사용하는 것이 좋지만, 가공 중에 발생하는 취성을 줄이고 연성을 높이기 위하여 황(S) 등으로 처리를 할 수 있다.

접합부(20)의 접착층(21)은 높이 H를 가지고, 접착층(21)에는 두께 T의 선형체(22)를 내재된다. 접착층(21)은 반드시 이에 한정되지 않지만, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 그들이 복합된 수지 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다. 선형체(22)가 접착층(21)에 삽입되면, 종래와는 달리(도 1 참조) 제1 밸런스 웨이트(100)를 휠의 내주면에 부착하기 위해 작업자가 시공하는 과정에서 구부러지지 않는다. 제1 밸런스 웨이트(100)를 작업자가 잡더라도, 선형체(22)의 강성에 의해 구부러지지 않도록 하는 지지력이 확보된다. 즉, 상기 지지력은 독립형 웨이트가 스스로의 중량에 의해 구부려지는 것을 방지한다. 선형체(22)에 대해서는 추후에 도 3 내지 도 5에서 상세하게 설명하기로 한다.

접착층(21)의 높이 H는 선형체(22)의 두께 T보다 크다. 예를 들어, 접착층(21)의 높이 H가 0.8mm이면, 선형체(22)의 두께 T는 0.3mm이다. 선형체(22)는 접착층(21)에 내재되기 때문에, 선형체(22)는 제1 웨이트 블록(10) 및 박리지(25)에 직접 접촉되지 않는다. 만일, 선형체(22)가 제1 웨이트 블록(10)에 직접 접촉하면, 제1 웨이트 블록(10)은 접착층(21)과 접촉되지 않고 선형체(22)와 접촉된다. 이렇게 되면, 접착테이프(30)와 제1 웨이트 블록(10)과의 접착력이 저하된다. 만일, 선형체(22)가 직접 박리지(25)에 접촉하면, 추후에 타이어 휠은 선형체(22)와 접촉된다. 이렇게 되면, 접착층(21)과 타이어 휠과의 접착력이 저하된다. 선형체(22)의 두께 T는 0.1~0.4mm가 바람직하다.

한편, 접착층(21)의 높이 H는 적절하게 조절해야 한다. 왜냐하면, 타이어 휠의 중량을 보정하는 역할은 실질적으로 제1 웨이트 블록(10)이 담당하고 있기 때문이다. 접착층(21)은 접착력을 충분하게 유지하는 범주 내에서, 가능하면 얇게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 의한 선형체(22)는 접착층(21)에 매몰되어 있다고 볼 수 있다. 매몰되어 있다는 것은 선형체(22) 일측의 접착층(21)은 제1 웨이트 블록(10)에 접촉하고, 선형체(22) 타측의 접착층(21)은 타이어 휠에 접촉한다는 의미이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 제1 밸런스 웨이트(100)를 z축 방향으로 바라본 선형체(22)의 사례를 나타낸 도면이다. 여기서는, 대표적인 사례를 제시한 것에 불과하고, 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변형될 수 있다.

도 3에 의하면, 선형체(22)는 곧은 직선(22a~22d), 꺾인 직선(22e) 또는 곡선(22f) 중에 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 곧은 직선(22a~22d)은 직경이 일정한 직선(22a), 노치(n), 스크래치(s) 및 홀(h)이 존재하는 직선(22b), 일부가 볼록한 직선(22c), 일부가 오목한 직선(22d) 또는 이들이 조합된 직선일 수 있다. 노치(n) 및 스크래치(s)는 곧은 직선(22a~22d)의 일측 또는 양측 또는 둘레를 따라 존재할 수 있다. 도면에서는 노치(n)가 양측, 스크래치(s)는 일측에 형성된 것을 표현하였다. 꺾인 직선(22e)은 z축 방향에 대하여 상향 또는 하향으로 꺾인 형태이다. 도면에서는 하향으로 꺾인 형태를 표현하였다. 곡선(22f)은 z축 방향에 대하여 상향 또는 하향으로 굽어진 형태이다. 도면에서는 상향 및 하향으로 굽어진 형태를 표현하였다.

노치(n), 스크래치(s) 및 홀(h)이 존재하는 직선(22b)은 선형체(22)가 보다 쉽게 휘어지게 하기 위함이다. 노치(n), 스크래치(s) 및 홀(h)이 존재하면, 강성이 큰 선형체(22)를 사용하더라도 노치(n), 스크래치(s) 및 홀(h)이 없는 경우에 비해 잘 휘어진다. 노치(n), 스크래치(s) 및 홀(h)이 있으면, 상대적으로 강성은 크거나 직경이 작은 선형체(22)를 적용할 수 있다. 예를 들어, 금속 재질의 선형체(22) 대신에 플라스틱 재질의 선형체(22)를 채용할 수 있다. 일부가 볼록 또는 오목한 직선(22c, 22d)은 제1 밸런스 웨이트(100)의 위치에 따른 지지력을 조절한다. 도시된 바와 같이, 중심부분이 볼록하면 중심부분의 지지력이 높아지고, 오목하면 오목부분의 지지력이 낮아진다.

꺾인 직선(22e) 및 곡선(22f)은 선형체(22)가 곧은 상태로부터 벗어난다. 꺾인 직선(22e) 및 곡선(22f)을 펼쳐서 곧은 상태로 하면, 접착층(21)과 접촉되는 길이가 늘어난다. 반대로, 곧은 직선(22a)인 선형체(22)가 포함된 제1 밸런스 웨이트(100)를 타이어 휠에 부착하는 과정에서, 선형체(22)는 접착층(21)과 접촉되는 길이가 줄어든다. 꺾인 직선(22e) 및 곡선(22f)의 선형체(22)는 접착층(21)과 접촉되는 길이를 보정하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 노치(n), 스크래치(s) 및 홀(h)은 곧은 직선(22a~22d), 꺾인 직선(22e) 및 곡선(22f)에 모두 적용할 수 있다. 예를 들어, 꺾인 직선(22e) 또는 곡선(22f)에도 노치(n), 스크래치(s) 및 홀(h) 중의 적어도 어느 하나가 존재할 수 있다. 또한, 선형체(22)는 접착층(21)에 매몰되므로, 제1 웨이트 블록(10) 및 박리지(25)에 접촉되지 않는다. 선형체(22)는 본 발명의 범주 내에서 다양한 형태, 예컨대 꽈배기와 같이 꼬인 형태도 적용할 수 있다.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면도이다. 이때, 선형체(22)는 도 3과 바라보는 방향과 다를 뿐이고, 재질 및 기능은 서로 동일하다. 이에 따라, 동일한 참조부호에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4에 의하면, 선형체(22)의 단면은 원형(22g~22h), 각이 있는 형태(22i~22ℓ) 및 이들이 조합된 형태(22m)를 가질 수 있다. 원형(22g~22h)은 직경이 동일하거나, 직경이 변화하거나, 일부가 오목하거나 또는 일부가 볼록할 형태일 수 있다. 각이 있는 형태(22i~22ℓ)는 사각, 삼각, 육각, 사다리꼴 등과 같이 각이 진 형태이다. 다시 말해, 선형체(22)의 단면은 각이 있거나 곡면을 이루거나 또는 이들이 조합된 형태를 가질 수 있다. 선형체(22)를 z축 방향으로 바라본 형상은 도 3에서 설명한 바와 같이, 곧은 직선(22a~22d), 꺾인 직선(22e) 또는 곡선(22f)을 그대로 적용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 제1 밸런스 웨이트(100)를 x-y 평면 상에서 바라본 도면이다. 편의상, 선형체(22)는 접착층(21)으로부터 노출되었다고 가정한다. 이때, 선형체(22)는 도 3 및 도 4에 설명한 형상, 재질 및 기능을 가진다.

도 5에 의하면, 선형체(22)는 접착층(21)의 길이 방향으로 연장되는 상태를 표현한 것이다. 길이 방향으로 연장되는 상태는 접착층(21)의 모서리를 기준으로 한다. 선형체(22)는 상기 모서리에 대하여 평행한 상태(22n, 22o)를 가질 수 있다. 여기서, 평행한 상태(22o)는 길이 방향에 따라 폭이 변화된다. 폭이 변화되면, 노치(n), 스크래치(s) 및 홀(h)이 존재하는 직선(22b)에서 설명한 바와 같은 이유로 선형체(22)가 쉽게 휘어지게 하기 위함이다. 폭이 변화되면, 강성이 큰 선형체(22)를 사용하더라도 폭이 일정한 경우에 비해 잘 휘어진다. 폭이 변화되면, 상대적으로 강성이 크거나 직경이 작은 선형체(22)를 본 발명의 실시예에 적용할 수 있다. 예를 들어, 금속 재질의 선형체(22) 대신에 플라스틱 재질의 선형체(22)를 채용할 수 있다.

선형체(22)는 상기 모서리에 대하여 경사진 상태(22p)를 가질 수 있다. 경사진 상태의 선형체(22p)는 제1 밸런스 웨이트(100)의 위치에 따른 지지력을 조절한다. 위치에 따른 지지력은 본 발명의 제1 밸런스 웨이트(100)가 적용되는 타이어 휠의 형상에 따라 경사진 정도에 따라 달라진다. 선형체(22)는 서로 만나지 않는 복수개의 선형체(22q)를 가진다. 서로 만나지 않는 복수개의 선형체(22q)를 구비하면, 상기 지지력을 더욱 높일 수 있다. 선형체(22q)의 개수는 본 발명의 제1 밸런스 웨이트(100)가 적용되는 타이어 휠의 형상에 따라 경사진 정도에 따라 조절된다.

본 발명의 실시예에 의한 선형체(22)는 금속 또는 합성수지 또는 합성수지가 피복된 금속으로 이루어질 수 있다. 금속에 합성수지가 피복되면, 접착층(21)과의 결합력이 높아진다. 합성수지의 경우, 금속에 비해 탄성이 크므로 스프링백 현상을 유발할 수 있다. 이에 따라, 합성수지는 앞에서 설명한 노치, 스크래치, 홀, 폭 변화 등을 통하여 스프링백 현상을 줄일 수 있다. 본 발명의 선형체(22)는 접착층(21)에 매몰되므로, 제1 웨이트 블록(10) 및 타이어 휠과의 접착력은 저하되지 않으면서 제1 밸런스 웨이트(100)의 지지력을 높일 수 있다. 다시 말해, 접착층(21)의 접착제는 선형체(22)를 감싸고 있다.

선형체(22)의 폭은 접착층(21) 폭의 일부에 해당한다. 바람직하게는 선형체(22)의 폭은 접착층(21) 폭의 1/4 이하가 좋다. 선형체(22)의 폭을 제한하는 이유는 지지력을 충분하게 확보하는 정도에서, 원가를 줄이고 스프링백 현상을 차단하기 위한 것이다. 만일, 선형체(22)의 폭이 접착층(21) 폭의 1/4보다 크면, 원가가 올라가거나 스프링백 현상이 일어날 수 있다. 선형체(22)의 폭의 최소치는 본 발명의 범주 내에서 지지력을 충분하게 확보하는 수준에서 정해질 수 있다. 본 발명의 선형체(22)의 폭은 독립형 웨이트의 작업성을 높이고, 타이어 휠에 공급할 때 굽어진 상태를 유지하기 위한 기술적 사상에 근거한다. 이에 따라, 선형체(22)의 폭은 상기 기술적 사상을 고려하지 않고, 이는 선형체(22)의 반복실험을 통하여 획득할 수 없는 것이다.

본 발명의 실시예는 알맹이 형태의 제1 밸런스 웨이트(100)가 구부러지지 않도록 하는 지지력을 확보하기 위한 것이기 때문에, 알맹이 형태의 독립형 웨이트에 한정된다. 일체형 밸런스 웨이트(이하, 일체형 웨이트)는 종래(도 1 참조)와 같이 구부러지지 않으므로, 지지력을 확보하기 위한 선형체(22)가 필요하지 않다. 오히려, 일체형 웨이트에 선형체(22)를 부착하면, 일체형 웨이트가 지나치게 뻣뻣하게 되어 접착안정성이 크게 떨어진다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 선형체(22)를 일체형 웨이트에 적용하는 것은 바람직하지 않다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 제1 밸런스 웨이트(100)를 제조하는 사례를 설명하기 위한 단면도이다.

도 6에 의하면, 제1 밸런스 웨이트(100)의 제조는 선형체(22)가 접착층(21)에 매몰되는 방식이면 모두 가능하며, 예컨대 접착층(21)에 홈을 형성하여 선형체(22)를 매몰시키고 접착층(21)을 빈 부분에 채워서 형성할 수 있다. 도면에서는 상기 방식 중의 하나의 사례를 제시하는 것으로, 합지(lamination)하는 방식을 제시한다. 구체적으로, 박리지(R)에 형성된 접착층 제1 부분(21-1) 상에 선형체(22)를 탑재하고, 접착층 제2 부분(21-2)이 형성된 박리지(25)를 가압하여 합지한다. 이렇게 되면, 접착층(21)에 선형체(22)가 매몰된 접착테이프(30)가 만들어진다. 박리지(R) 및 박리지(25)는 실질적으로 동일한 기능을 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 제2 밸런스 웨이트(200)를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 제2 밸런스 웨이트(200)를 제조하는 사례를 설명하기 위한 단면도이다. 이때, 제2 밸런스 웨이트(200)는 접착필름(40) 및 접합부(20a, 20b)가 존재하는 것을 제외하고, 제1 밸런스 웨이트(100)와 동일하다. 이에 따라, 중복된 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 7에 의하면, 제2 밸런스 웨이트(200)는 접착필름(40)의 일측에는 접합부(20a)가 위치하고, 타측에는 접합부(20b)가 위치한다. 접합부(20a, 20b)에는 선형체(22)가 접착층(21a, 21b)에 매몰되어 있다. 선형체(22) 및 접착층(21a, 21b)의 재질, 기능 및 역할은 제1 밸런스 웨이트(100)에서 설명한 바와 같다. 접착필름(40) 및 접합부(20a, 20b)가 존재하면, 제2 밸런스 웨이트(200)의 기계적인 안정성은 제1 밸런스 웨이트(100)에 비해 높아진다. 이때, 선형체(22)는 접착층(21a, 21b) 중의 적어도 어느 하나에 매몰되어 있을 수 있다. 도면에서는 접착필름(30) 양측의 접착층(21a, 21b)에 매몰된 상태를 표현하였다. 접착필름(40)은 기공이 존재하는 폼(foam) 또는 부직포 형태일 수 있고, 기공이 존재하지 않을 수도 있다.

도 8에 의하면, 제2 밸런스 웨이트(200)의 제조는 선형체(22)가 접착층(21a) 또는 접착층(21b) 또는 양측 모두 중의 어느 하나에 매몰되는 방식이면 모두 가능하며, 예컨대 접착층(21a) 또는 접착층(21b) 또는 양측 모두 중의 어느 하나에 홈을 형성하여 선형체(22)를 매몰시키고 빈 부분에 접착층(21a, 21b)을 채워서 형성할 수 있다. 도면에서는 상기 방식 중의 하나의 사례인 접착층(21a)에 선형체(22)가 매몰된 것으로, 합지(lamination)하는 방식을 제시한 것이다. 구체적으로, 박리지(R) 및 접착층(21a)이 형성된 접착필름(40)의 접착층 제1 부분(21-1) 상에 선형체(22)가 탑재되고, 접착층 제2 부분(21-2)이 형성된 박리지(25)를 가압하여 합지한다. 이렇게 되면, 접착층(21b)에 선형체(22)가 매몰된 접착테이프(30a)가 만들어진다. 박리지(R) 및 박리지(25)는 실질적으로 동일한 기능을 한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 제3 밸런스 웨이트(300)를 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9의 제3 밸런스 웨이트(300)를 제조하는 사례를 설명하기 위한 단면도이다. 이때, 제3 밸런스 웨이트(300)는 접합부(20c) 및 접합부(20d)가 존재하는 것을 제외하고 제2 밸런스 웨이트(200)와 동일하다. 이에 따라, 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9에 의하면, 제3 밸런스 웨이트(300)는 접착필름(40)의 일측에는 접합부(20c)가 위치하고, 타측에는 접합부(20d)가 위치한다. 이때, 선형체(22)는 접착필름(40)에 열압착 등으로 직접 부착되어 있다. 접합부(20c, 20d)에는 선형체(22)가 접착층(21c, 21d)을 포함한다. 선형체(22) 및 접착층(21c, 21d)의 재질, 기능 및 역할은 제1 밸런스 웨이트(100)에서 설명한 선형체(22) 및 접착층(21)과 같다. 접착필름(40) 및 접합부(20c, 20d)이 존재하면, 제3 밸런스 웨이트(300)의 기계적인 안정성은 제1 밸런스 웨이트(100)에 비해 높아진다. 이때, 선형체(22)는 접착필름(40)의 일측 또는 양측 중의 어느 하나에 직접 부착될 수 있다. 도면에서는 접착필름(40)의 양측에 부착된 상태를 표현하였다. 접착필름(40)은 기공이 존재하는 폼(foam) 또는 부직포 형태일 수 있고, 기공이 존재하지 않을 수도 있다.

도 10에 의하면, 제3 밸런스 웨이트(300)는 먼저 접착필름(40)의 일측 또는 양측 중의 어느 하나에 선형체(22)를 열압착 등으로 부착한다. 그후, 접착층(21c)이 형성된 박리지(R) 및 접착층(21d)이 형성된 박리지(25)를 각각 선형체(22)가 부착된 접착필름(40)에 합지한다. 이렇게 되면, 접착층(21c, 21d)에 선형체(22)가 매몰된 접착테이프(30b)가 만들어진다. 박리지(R) 및 박리지(25)는 실질적으로 동일한 기능을 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 의한 제4 밸런스 웨이트(400)를 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 11의 제4 밸런스 웨이트(400)를 제조하는 사례를 설명하기 위한 단면도이다. 이때, 제4 밸런스 웨이트(400)는 선형체(22r) 및 접합부(20e)이 존재하는 것을 제외하고 제2 밸런스 웨이트(200)와 동일하다. 이에 따라, 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 11에 의하면, 제4 밸런스 웨이트(400)는 접착필름(40)을 두께 방향으로 전체 또는 일부를 관통하여 형성된 선형체(22r)를 포함한다. 접착필름(40)의 일측에는 접착층(21e)이 위치하고, 타측에는 접착층(21f)이 위치한다. 접착층(21e, 21f) 및 선형체(22r)는 접합부(20e)를 이룬다. 선형체(22r)를 접착필름(40)에 삽입하는 방법은 공지의 방식이면 모두 가능하다. 선형체(22r)는 접착필름(40)으로부터 돌출되거나, 접착필름(40)의 면과 일치하거나, 또는 접착필름(40) 내부에 매몰되어 있을 수 있다. 선형체(22r) 및 접착층(21e, 21f)의 재질, 기능 및 역할은 제1 밸런스 웨이트(100)에서 설명한 선형체(22) 및 접착층(21)과 같다. 접합부(20e)이 부가되면, 제4 밸런스 웨이트(300)의 기계적인 안정성이 제1 밸런스 웨이트(100)에 비해 높아진다. 접착필름(40)은 기공이 존재하는 폼(foam) 또는 부직포 형태일 수 있고, 기공이 존재하지 않을 수도 있다.

도 12에 의하면, 제4 밸런스 웨이트(400)는 먼저 선형체(22r)가 전체 또는 일부가 관통된 접착필름(40)을 준비한다. 그후, 접착층(21e)이 형성된 박리지(R) 및 접착층(21f)이 형성된 박리지(25)를 각각 선형체(22r)가 포함된 접착필름(40)에 합지한다. 이렇게 되면, 접착층(21e, 21f)에 선형체(22r)가 매몰된 접착테이프(30c)가 만들어진다. 박리지(R) 및 박리지(25)는 실질적으로 동일한 기능을 한다.

본 발명의 실시예에 의한 제1 내지 제4 밸런스 웨이트(100~400)는 선형체(22, 22a)의 일측 및 타측에 접착층(21~21f)이 존재한다. 이때, 상기 일측은 제1 웨이트 블록(10)에 접착되고, 상기 타측은 박리지(25)를 벗겨낸 후에 타이어 휠에 접착된다. 다시 말해, 접착필름(40)이 존재한다고 하더라도, 선형체(22, 22a)는 접착층(21~21f)에 매몰되어 있다고 할 수 있다.

접착식 휠 밸런스 웨이트는 종래의 독립형 웨이트 및 일체형 웨이트와 더불어 본 발명의 실시예에 의한 복합형 웨이트로 구분된다. 접착안정성 측면에서는 유연성이 커서 쉽게 구부러지는 독립형 웨이트가 가장 우수하고, 연결부에 의해 연결된 일체형 웨이트가 가장 낮다. 본 발명의 복합형 웨이트는 독립형 웨이트에 비해 접착안정성이 낮지만, 일체형 웨이트에 비해 훨씬 우수하다. 접착안정성 측면에서 독립형 웨이트 > 복합형 웨이트 ≫ 일체형 웨이트의 순서로 차이를 가진다. 작업성 측면에서는 일체형 웨이트가 가장 우수하고, 독립형 웨이트가 가장 낮다. 본 발명의 복합형 웨이트는 일체형 웨이트에 비해 작업성은 낮지만, 독립형 웨이트에 훨씬 우수하다. 작업성 측면에서 일체형 웨이트 > 복합형 웨이트 ≫ 독립형 웨이트의 순서로 차이를 가진다.

일체형 웨이트는 연결부를 만들어야 하는 별도의 공정이 있어야 하고, 연결부마다 굽힘강도가 달라서 접착안정성이 더욱 떨어지는 등의 문제가 있다. 심지어, 상기 연결부가 끊어지기도 한다. 상기 일체형 웨이트는 접착안정성, 비용, 품질 측면에서 상기 독립형 웨이트에 비해 매우 불리하다. 본 발명의 실시예에서는 일체형 웨이트를 배제한다. 한편, 굽어진 상태로 상기 웨이트를 공급하면, 상기 편평한 상태에 비해 살짝 굽히면 되기 때문에 작업성이 훨씬 개선된다. 굽어진 상태로 공급하기 위해서는 굽힘 유지성이 있어야 한다. 그런데, 독립형 웨이트는 도 1에서 설명한 바와 같이 굽힘 유지성이 전혀 없다. 따라서, 본 발명의 복합형 웨이트는 충분한 굽힘 유지성을 제공한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 의한 제5 밸런스 웨이트(500)를 x-y 평면 상에서 바라본 평면도이다. 이때, 제5 밸런스 웨이트(500)는 제2 웨이트 블록(12)을 제외하고, 제1 밸런스 웨이트(100)와 동일하다. 이에 따라, 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 13에 의하면, 제5 밸런스 웨이트(500)의 제2 웨이트 블록(12)은 제1 웨이트 블록(10)와 비교하여 블록의 크기 및 배치를 달리한다. 제1 웨이트 블록(10)은 x-y 평면상에서 y축 방향으로 분할된다. 이에 반해, 제2 웨이트 블록(12)은 x-y 평면상에서 y축 방향뿐 아니라 x축 방향으로도 분할된다. 이에 따라, 제2 웨이트 블록(12)의 크기는 제1 웨이트 블록(10)에 비해 작다. 즉, 제2 웨이트 블록(12)은 제1 웨이트 블록(10)에 비해 크기가 작기 때문에 x축 방향으로도 분할될 수 있다. 제2 웨이트 블록(12)에서, x축 방향 및 y축 방향으로 분할되는 개수는 본 발명의 제5 밸런스 웨이트(500)가 적용되는 타이어 휠의 형상에 따라 조절된다.

제2 웨이트 블록(12)이 부착된 제5 밸런스 웨이트(500)는 제1 밸런스 웨이트(100)와는 타이어 휠에 부착될 때, 휘어지는 메카니즘이 다르다. 제1 밸런스 웨이트(100)는 y축 방향으로만 휘어지나, 제5 밸런스 웨이트(500)는 x축 및 y축 방향으로 모두 휘어진다. 이렇게 되면, 타이어 휠이 어떤 형상을 가지더라도 쉽고 충분하게 부착된다. 제2 웨이트 블록(12)의 크기가 작아질수록, 타이어 휠의 형상에 보다 효과적으로 적용될 수 있다.

한편, 웨이트 블록의 가공은 단조, 다이캐스팅 등의 방법으로 제작된다. 그런데, 제2 웨이트 블록(12)에 해당하는 직경 및 형상을 가진 봉(bar)을 제2 웨이트 블록의 형상으로 절단하여 제작할 수 있다. 즉, 제2 웨이트 블록(12)은 복잡하고 비용이 많이 소요되는 단조, 다이캐스팅 등의 방법을 사용하지 않고, 절단과 같은 간단한 방법으로 제작할 수 있다. 상기 절단은 통상적인 방법, 연마입자가 포함된 절삭휠, 레이저 등으로 절단할 수 있다. 상기 절단 부위는 V자 형태를 이룰 수 있다. 예컨대 사각 단면의 봉(bar)을 일정한 두께로 절단하면, 육면체 형태의 제2 웨이트 블록이 만들어진다. 물론, 제1 밸런스 웨이트(100)의 제1 웨이트 블록(10) 역시 절단을 통하여 제작할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 선형체(22)는 제2 웨이트 블록(12)은 지지하는 역할을 한다. 만일, 선형체(22)가 없으면, 제5 밸런스 웨이트(500)는 종래와 같이(도 1 참조)와 같이 구부러지는 현상이 발생한다. 선형체(22)가 존재하면, y축 방향뿐 아니라 x축 방향에서의 지지력을 확보한다. 선형체(22)가 존재하면, 제5 밸런스 웨이트(500)를 x축 및 y축 방향으로 구부러지지 않게 한다. 이에 따라, 선형체(22)는 제1 웨이트 블록(10) 및 타이어 휠과의 접착력은 저하되지 않으면서 제5 밸런스 웨이트(500)의 지지력을 높일 수 있다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10, 12; 제1 및 제2 웨이트 블록
20~20e; 접합부
21~21f; 접착층
22~22r; 선형체
25; 박리지
30~30c; 접착테이프
40; 접착필름
100, 200, 300, 400, 500; 제1 내지 제5 밸런스 웨이트

Claims (19)

1. 서로 연결되지 않고 분할되어 x-y 평면 상에 부착되는 복수개의 웨이트 블록;
   상기 복수개의 웨이트 블록의 일측에 상기 x-y 평면 상의 z축 방향으로 적층되는 접착테이프; 및
   상기 웨이트 블록과 상기 접착테이프 사이에 위치하는 접착층을 포함하고,
   상기 접착층에는 선형체가 매몰되어 있고, 상기 z축 방향을 기준으로 상기 접착층의 일부는 상기 웨이트 블록에 접착되고, 상기 접착층의 일부는 타이어 휠에 접착되며,
   상기 선형체는 일측 또는 양측 또는 둘레를 따라 형성된 노치 또는 스크래치 또는 상기 선형체를 관통한 홀 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
2. 제1항에 있어서, 상기 선형체는 곧은 직선, 꺾인 직선 또는 곡선 중에 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서, 상기 선형체의 상기 꺾인 직선 또는 상기 곡선은 상향 또는 하향 중의 적어도 어느 하나의 방향으로 꺾이거나 굽어진 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
5. 제1항에 있어서, 상기 선형체의 단면은 원형, 각이 있는 형태 또는 이들이 조합된 형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
6. 제1항에 있어서, 상기 선형체는 상기 x-y 평면의 y축에 대하여 평행한 상태 또는 경사진 상태 중의 어느 하나로 배치되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
7. 제1항에 있어서, 상기 선형체는 길이 방향에 따라 폭이 변화되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
8. 제1항에 있어서, 상기 선형체의 폭은 상기 접착층 폭의 1/4이하인 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
9. 제1항에 있어서, 상기 선형체는 금속 또는 합성수지 또는 합성수지가 피복된 금속 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
10. 제1항에 있어서, 상기 웨이트 블록은 상기 x-y 평면 상에서 y축 방향으로 분할되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
11. 제1항에 있어서, 상기 웨이트 블록은 상기 x-y 평면 상에서 x축 방향 및 y축 방향으로도 분할되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
12. 제1항에 있어서, 상기 접착층에는 접착필름이 삽입되고 상기 선형체는 상기 접착필름의 일측 또는 양측 중의 어느 하나의 접착층에 매몰되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
13. 제1항에 있어서, 상기 접착층에는 접착필름이 삽입되고 상기 선형체는 상기 접착필름의 일측 또는 양측 중의 어느 하나에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
14. 제1항에 있어서, 상기 접착층에는 접착필름이 삽입되고 상기 선형체는 상기 접착필름의 두께 방향으로 전체 또는 일부를 관통되어 위치하는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트.
15. 웨이트 블록의 직경 및 형상을 가진 봉(bar)을 준비하는 단계;
    상기 봉을 상기 웨이트 블록의 두께로 절단하여 복수개의 웨이트 블록을 형성하는 단계; 및
    상기 복수개의 웨이트 블록의 일측에 x-y 평면 상의 z축 방향으로 적층되는 접착테이프를 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 웨이트 블록과 상기 접착테이프 사이에 접착층이 위치하고,
    상기 접착층에는 선형체가 매몰되어 있고, 상기 z축 방향을 기준으로 상기 접착층의 일부는 상기 웨이트 블록에 접착되고, 상기 접착층의 일부는 타이어 휠에 접착되며,
    상기 선형체는 일측 또는 양측 또는 둘레를 따라 형성된 노치 또는 스크래치 또는 상기 선형체를 관통한 홀 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 선형체는 금속 또는 합성수지 또는 합성수지가 피복된 금속 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 웨이트 블록은 상기 x-y 평면 상에서 y축 방향으로 분할되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법.
18. 제15항에 있어서, 상기 웨이트 블록은 상기 x-y 평면 상에서 x축 방향 및 y축 방향으로도 분할되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법.
19. 제15항에 있어서, 상기 접착층은 합지에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 복합형 접착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법.
    
    
    

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