KR102109584B1 - 차량용 알루미늄 휠 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 알루미늄 휠에 관한 것으로, 중공관부를 성형하는 단계와, 중공관부를 하부금형부에 안착하는 단계와, 하부금형부에 상부금형부가 안착되어 중공관부를 커버하는 단계와, 하부금형부와 상부금형부 사이에 액상의 알루미늄 금속소재를 주입하는 단계와, 하부금형부와 상부금형부에 주입되는 알루미늄 금속소재를 냉각하여 중공관부가 내장된 휠부를 성형하는 단계와, 휠부와 중공관부를 홀가공하여 공명홀부를 형성하는 단계를 포함하여, 생산성이 향상되고 로드 소음을 저감하는 알루미늄 휠을 제작할 수 있다.

Description

차량용 알루미늄 휠 제작방법{MANUFACTURING METHOD OF ALUMINUM WHEEL FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 알루미늄 휠 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인서트 삽입 주조 공정을 통해 소음을 저감할 수 있는 차량용 알루미늄 휠 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 타이어는 내주면이 휠에 구성된 림에 결합되어 공기가 채워짐으로써 차체를 탄성적으로 지지하는 작용을 한다. 이러한 타이어는 차량의 주행도중 노면과 지속적인 마찰이 이루어지므로, 타이어의 내부에서는 소음이 발생한다. 또한, 이러한 타이어의 소음은 타이어의 내면과 림의 사이에서 반사되어 공명현상을 일으키는 원인이 되어 운전자가 소음에 의한 불쾌감을 느낄 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래 들어 다수의 공명실과 흡음홀을 형성하여 헬름홀쯔 공명기 원리를 통해 로드 노이즈를 개선하고, 나아가 승차감 향상과 실내 정숙성을 향상시킨 흡음 휠이 보급되고 있다

그러나, 종래의 흡음 휠은 디스크와 림의 개별 주조 후에 접합을 하여 공명실을 확보하므로, 제조공정이 복잡하고, 접합 오류로 인해 불량률이 높다는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2015-0104918호(2015.09.16. 공개, 발명의 명칭 : 차량용 알루미늄 휠과 제조방법)에 게시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 인서트 삽입 주조 공정을 통해 소음을 저감할 수 있는 차량용 알루미늄 휠 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법은: 중공관부를 성형하는 단계; 상기 중공관부를 하부금형부에 안착하는 단계; 상기 하부금형부에 상부금형부가 안착되어 상기 중공관부를 커버하는 단계; 상기 하부금형부와 상기 상부금형부 사이에 액상의 알루미늄 금속소재를 주입하는 단계; 상기 하부금형부와 상기 상부금형부에 주입되는 알루미늄 금속소재를 냉각하여 상기 중공관부가 내장된 휠부를 성형하는 단계; 및 상기 휠부와 상기 중공관부를 홀가공하여 공명홀부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 중공관부를 성형하는 단계는 관 형상을 하고 양단부가 밀폐되며 원주 방향으로 길이를 갖는 관몸체부를 성형하는 단계; 및 상기 관몸체부의 내측으로 하나 이상의 관지지부를 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 관지지부는 각진 형상을 하고, 상기 하부금형부에는 상기 관지지부가 삽입되어 유동이 제한되는 지지홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법은: 상기 휠부 내측으로 돌출되는 상기 관지지부를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법은: 노출된 상기 관지지부에 도장을 실시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법은 중공관부가 휠부에 인서트 삽입되어 주조됨으로써, 중공관 형성을 위한 기존의 접합 구조 보다 생산성이 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법은 관지지부가 하부금형부에 형성되는 지지홈부에 안착됨으로써, 관몸체부의 유동을 제한하고 관몸체부의 배치 오류에 의한 불량을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법에 의해 제작된 알루미늄 휠은 로드 노이즈를 개선하며, 승차감 향상과 실내 정숙성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠에서 중공관부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠에서 중공관부가 하부금형부에 안착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠이 주조 공정을 통해 성형된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠에서 홀가공을 실시한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠에서 돌출된 관지지부를 제거한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠 제조방법에서 중공관부를 성형하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠(1)은 휠부(10)와, 중공관부(20)와, 공명홀부(30)를 포함한다.

휠부(10)는 알루미늄 재질을 포함하여 이루어지고, 중공관부(20)는 휠부(10)에 내장된다. 그리고, 공명홀부(30)는 휠부(10)와 중공관부(20)에 형성되어 유체가 출입된다. 휠부(10)와 중공관부(20)는 이종재질의 인서트 삽입 주조 방식으로 형성된다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠(1)은 중공관부(20)가 관 형상을 하여 내부에 공명실이 형성되고, 헬름홀쯔 공명기 원리가 적용되어 로드 노이즈를 개선하며, 승차감 향상과 실내 정숙성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠부(10)는 휠디스크부(11)와 휠림부(12)를 포함한다. 휠디스크부(11)에는 중공관부(20)가 내장되고, 차량의 측 방향으로 노출된다. 휠림부(12)는 휠디스크부(11)에서 연장되어 타이어를 지지한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠에서 중공관부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠에서 중공관부가 하부금형부에 안착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠이 주조 공정을 통해 성형된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠에서 홀가공을 실시한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠에서 돌출된 관지지부를 제거한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중공관부(20)는 관몸체부(21)와 관지지부(22)를 포함한다.

관몸체부(21)는 원주 방향으로 길이를 갖고 양단부가 밀폐된다. 일 예로, 관몸체부(21)는 주조 과정에서 액상의 알루미늄 금속소재와 접촉시 용해되지 않는 금속재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 관몸체부(21)는 내부에 공명실이 형성되도록 관 형상을 하되, 양단부가 이격되어 에어밸브가 배치될 수 있다. 관몸체부(21)는 휠디스크부(11)의 가장자리에 내장될 수 있다.

하나 이상의 관지지부(22)는 관몸체부(21)의 내측으로 돌출되어 하부금형부(50)에 지지된다. 일 예로, 관지지부(22)는 관몸체부(21)의 내측에 용접될 수 있다. 그 외, 관지지부(22)는 관몸체부(21)와 일체로 성형될 수 있다.

하부금형부(50)에는 금형지지부(51)가 상방으로 돌출 형성되고, 관지지부(22)는 금형지지부(51)에 안착되어 하부금형부(50)의 상측과 이격될 수 있다. 그리고, 상부금형부(60)가 하방 이동되어 하부금형부(50)에 안착된다. 이때, 상부금형부(60)는 관지지부(22)를 지지하여 관몸체부(21)의 유동을 억제할 수 있다.

한편, 관지지부(22)는 각진 형상을 하고, 하부금형부(50)에는 관지지부(22)가 삽입되어 유동이 제한되는 지지홈부(52)가 형성된다. 관지지부(22)와 지지홈부(52)가 각진 형상을 함에 따라 관지지부(22)의 유동이 제한되어 성형 과정에서 관몸체부(21)의 유동에 따라 성형 불량을 방지할 수 있다. 일 예로, 관지지부(22)는 단면이 역삼각형 형상을 하고, 지지홈부(52)는 관지지부(22)가 삽입 가능하도록 알파벳 브이자 형상의 홈이 형성될 수 있다.

공명홀부(30)는 휠부(10)와 중공관부(20)에 대한 홀가공을 통해 형성된다. 즉, 휠부(10)에 중공관부(20)가 내장되도록 주조 공정이 완료되면, 휠디스크부(11)의 외측에서 관몸체부(21)까지 공명홀부(30)가 형성되도록 홀가공이 실시될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 알루미늄 휠 제조방법에서 중공관부를 성형하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 7과 도 8을 참조하여 차량용 알루미늄 휠(1)에 대한 제조과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중공관부(20)를 성형한다(S10). 중공관부(20)는 양단부가 밀폐되고 원주 방향으로 길이를 갖는 관몸체부(21)와, 관몸체부(21)의 내측으로 하나 이상 돌출되는 관지지부(22)를 포함할 수 있다.

중공관부(20)를 성형하는 과정은 먼저, 관몸체부(21)를 성형하고(S11), 관몸체부(21)의 내측에 하나 이상의 관지지부(22)를 결합한다(S12). 일 예로, 관몸체부(21)와 관지지부(22)는 용접될 수 있으며, 필요에 따라 관몸체부(21)와 관지지부(22)가 일체로 성형될 수 있다. 이러한 중공관부(20)는 휠부(10)와 인서트 삽입 주조 과정에서 용해되지 않는 금속재질을 포함하여 이루어질 수 있다.

중공관부(20)가 성형되면, 중공관부(20)를 하부금형부(50)에 안착한다(S20). 하부금형부(50)의 상측으로 돌출되는 금형지지부(51)에는 지지홈부(52)가 형성되고, 관지지부(22)는 각진 형상을 하여 지지홈부(52)에 삽입되어 관몸체부(21)의 유동이 제한된다. 이때, 관몸체부(21)는 하부금형부(50)의 상측면과 이격될 수 있다(도 3 참조).

하부금형부(50)에 중공관부(20)가 안착되면, 상부금형부(60)가 하부금형부(50)에 안착되어 중공관부(20)를 커버한다(S30). 이때, 상부금형부(60)가 하방 이동되어 하부금형부(50)에 안착된다.

하부금형부(50)에 상부금형부(60)가 안착되면, 하부금형부(50)와 상부금형부(60) 사이 공간으로 액상의 알루미늄 금속소재가 주입된다(S40).

하부금형부(50)와 상부금형부(60) 사이 공간으로 액상의 알루미늄 금속소재가 주입된 후, 알루미늄 금속소재를 냉각하여 중공관부(20)가 내장된 휠부(10)를 성형한다(S50). 이때, 휠부(10)는 중공관부(20)가 내장되는 휠디스크부(11)와, 휠디스크부(11)에서 연장되어 타이어를 지지하는 휠림부(12)를 포함할 수 있다.

휠부(10)에 대한 성형이 완료되면, 휠부(10)와 중공관부(20)를 홀가공하여 공명홀부(30)를 형성한다(S60). 즉, 드릴 가공을 통해 휠디스크부(11)와 관몸체부(21)에 공명홀부(30)를 형성할 수 있다.

한편, 휠부(10) 성형시 관지지부(22)는 휠부(10)의 내측으로 돌출되므로, 휠부(10) 내측으로 돌출되는 관지지부(22)를 제거한다(S70). 일 예로, 절삭가공을 통해 휠부(10) 내측으로 돌출된 관지지부(22)를 절단할 수 있다. 그 외, 연마가공을 통해 휠부(10) 내측으로 돌출된 관지지부(22)를 연마할 수 있다. 이러한 관지지부(22) 제거 공정은 공명홀부(30)를 형성하는 공정 이후에 실시되거나, 휠부(10) 성형 완료 후에 실시될 수 있다.

휠부(10) 내측으로 돌출된 관지지부(22)에 대한 제거 작업이 완료되면, 노출된 관지지부(22)와 휠부(10)가 동일한 색상을 갖도록 도장 작업을 실시한다(S80).

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법은 중공관부(20)가 휠부(10)에 인서트 삽입되어 주조됨으로써, 중공관 형성을 위한 기존의 접합 구조 보다 생산성이 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법은 관지지부(22)가 하부금형부(50)에 형성되는 지지홈부(52)에 안착됨으로써, 관몸체부(21)의 유동을 제한하고 관몸체부(21)의 배치 오류에 의한 불량을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 알루미늄 휠 제작방법에 의해 제조된 알루미늄 휠은 로드 노이즈를 개선하며, 승차감 향상과 실내 정숙성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 휠부 11 : 휠디스크부
12 : 휠림부 20 : 중공관부
21 : 관몸체부 22 : 관지지부
30 : 공명홀부 50 : 하부금형부
51 : 금형지지부 52 : 지지홈부
60 : 상부금형부

Claims (5)

1. 중공관부를 성형하는 단계;
   상기 중공관부를 하부금형부에 안착하는 단계;
   상기 하부금형부에 상부금형부가 안착되어 상기 중공관부를 커버하는 단계;
   상기 하부금형부와 상기 상부금형부 사이에 액상의 알루미늄 금속소재를 주입하는 단계;
   상기 하부금형부와 상기 상부금형부에 주입되는 알루미늄 금속소재를 냉각하여 상기 중공관부가 내장된 휠부를 성형하는 단계; 및
   상기 휠부와 상기 중공관부를 홀가공하여 공명홀부를 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 중공관부를 성형하는 단계는
   관 형상을 하고 양단부가 밀폐되며 원주 방향으로 길이를 갖는 관몸체부를 성형하는 단계; 및
   상기 관몸체부의 내측으로 하나 이상의 관지지부를 결합하는 단계;를 포함하며,
   상기 관지지부는 각진 형상을 하고,
   상기 하부금형부에는 상기 관지지부가 삽입되어 유동이 제한되는 지지홈부가 형성되되,
   상기 관지지부는 단면이 역삼각형 형상을 하고, 상기 지지홈부는 상기 관지지부가 삽입되도록 알파벳 브이자 형상의 홈 형상을 하는 것을 특징으로 하는 차량용 알루미늄 휠 제작방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 휠부 내측으로 돌출되는 상기 관지지부를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 알루미늄 휠 제작방법.
   
5. 제 4항에 있어서,
   노출된 상기 관지지부에 도장을 실시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 알루미늄 휠 제작방법.

Images