KR102535342B1

KR102535342B1 - 무지향성 휠브라켓과 그 조립체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102535342B1
Application number: KR1020210075997A
Authority: KR
Inventors: 송인환; 김국진
Original assignee: 엔피씨(주)
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2023-05-26
Also published as: KR20220167004A

Abstract

본 발명은 무지향성 휠브라켓과 그 조립체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 무지향성 휠브라켓은, 길이방향으로 샤프트 관통공이 형성된 이너휠의 외측으로 배치될 수 있도록 마련되는 이너휠 브라켓; 및 상기 샤프트 관통공을 관통할 수 있도록 마련되고, 상기 이너휠 브라켓에 조립 가능하도록 마련되며, 상기 이너휠 브라켓과 다른 재질로 이루어지는 샤프트;를 포함하며, 상기의 구성에 따르면, 무지향성 휠브라켓이 이너휠 브라켓과 샤프트로 분리되어 있고, 이너휠 브라켓과 샤프트를 서로 다른 재질인 이종재질로 구성할 수 있음에 따라, 금속재질인 샤프트와 사출물인 이너휠 간의 마찰계수를 줄일 수 있어 샤프트의 길이방향에 대해 수직인 방향으로의 무지향성 바퀴의 보행성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

무지향성 휠브라켓과 그 조립체 및 그 제조방법{Omni-directional wheel bracket and Assembly thereof and Manufacturing method thereof}

본 발명은 이너휠 브라켓과 샤프트가 분리되어 있어 이너휠 브라켓과 샤프트를 서로 다른 재질인 이종재질로 구성할 수 있음에 따라, 금속재질인 샤프트와 사출물인 이너휠 간의 마찰계수를 줄일 수 있어 샤프트의 길이방향에 대해 수직인 방향으로의 무지향성 바퀴의 보행성을 개선할 수 있는 무지향성 휠브라켓과 그 조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 바퀴가 설치된 이동장치는 임의의 한 방향으로 이동하는 상태에서 이동장치의 몸체가 회전하여 이동 방향을 전환한다. 이때, 이동장치는 몸체가 회전할 수 있는 공간이 필요하다. 이 경우, 이동장치는 회전 반경을 확보할 수 없는 좁은 공간에서는 방향 전환을 할 수 없는 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 전방향의 이동이 가능한 무지향성 바퀴(Omni wheel)의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 이러한 무지향성 바퀴는 이동장치가 제자리에서 수평좌측이동 또는 수평우측이동과 같이 일반적인 바퀴가 구현할 수 없는 특수한 이동을 가능하게 한다.

대한민국 등록특허 제10-1757415호(2017. 7. 6)에 '휠 프레임'이 제시되어 있다. 상기의 공보에 따르면, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 중심 축 주위로 회전가능한 허브(102)와 복수의 외부방향으로 뻗어있는 지지체를(110) 갖는 휠 바디(100)를 가지는 휠로서, 상기 휠은 대응하는 복수의 주변 축(10)들 상에 장착된 복수의 주변(peripheral) 롤러(120)를 더 갖고, 각 주변 축(10)은: 상기 휠 주위에 접선방향(tangentially)으로 정렬되어 있고; 상기 복수의 외부방향으로 뻗어있는 지지체(110)에 의하여 지지되고; 상기 중심 축으로부터 방사상으로 떨어져있고; 상기 중심 축으로부터 뻗어있는 대응 방사상 라인에 법선 방향(normal)으로 정렬되어 있고; 분리되어 형성되어 있고; 그리고 인접한 다른 주변 축(10)의 축 샤프트(50)에 결합된 헤드부(30)를 갖고, 복수의 주변 축(10)들은 함께 연속 링을 형성하는 것을 특징으로 한다.

그러나 상기의 공보에 따른 휠 프레임은 다음과 같은 문제점이 있다.

일자형상의 축 샤프트(50)로 인하여 주변 롤러(120) 내부로의 수지 유입 방지를 위한 습합면이 주변 롤러(120)와 휠 바디(100) 사이(①)에 형성될 수 밖에 없다. 이로 인하여 해당부위의 금형 두께만큼 주변 롤러(120)와 휠 바디(100) 사이(①)에는 공차가 발생한다는 단점이 있다. 또한, 휠 바디(100) 성형시 파팅라인에서 주변 롤러(120) 측으로 용융수지의 유입이 발생할 수 있어 주변 롤러(120)의 회전에 문제가 발생하여 제품의 품질이 떨어진다는 문제점이 있다. 이뿐만 아니라, 얇은 금형두께로 인하여 금형 안정성이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이너휠 브라켓과 샤프트가 분리되어 있어 이너휠 브라켓과 샤프트를 서로 다른 재질인 이종재질로 구성할 수 있음에 따라, 금속재질인 샤프트와 사출물인 이너휠 간의 마찰계수를 줄일 수 있어 샤프트의 길이방향에 대해 수직인 방향으로의 무지향성 바퀴의 보행성을 개선할 수 있으며, 금형 구조의 안정성을 향상시킬 수 있고, 보다 개선된 생산방식을 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 이너휠의 회전에 전혀 영향을 주지 않는 우수한 품질의 무지향성 바퀴를 생산할 수 있는 무지향성 휠브라켓과 그 조립체 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 무지향성 휠브라켓은, 길이방향으로 샤프트 관통공이 형성된 이너휠의 외측으로 배치될 수 있도록 마련되는 이너휠 브라켓; 및 상기 샤프트 관통공을 관통할 수 있도록 마련되고, 상기 이너휠 브라켓에 조립 가능하도록 마련되며, 상기 이너휠 브라켓과 다른 재질로 이루어지는 샤프트;를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 이너휠 브라켓은, 상기 이너휠의 양측에 각각 배치되고 내측에 샤프트 안착부가 형성된 양측판과, 상기 양측판을 이으며 상기 이너휠 외측에 배치되는 외측판을 포함하고, 상기 샤프트의 양단은 상기 샤프트 안착부에 각각 안착되어 고정될 수 있도록 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 외측판에는, 상기 이너휠이 배치되는 면의 반대면에 상기 외측판을 따라 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부의 양측에서 외측으로 각각 더 연장된 연장부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 이너휠 브라켓은 사출물로 이루어지고, 상기 샤프트는 금속재질로 이루어져, 상기 샤프트와 상기 이너휠 간의 마찰계수를 줄임으로써, 상기 샤프트에 대해 상기 이너휠의 회전이 용이한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무지향성 휠브라켓 조립체는, 길이방향으로 샤프트 관통공이 형성된 다수의 이너휠; 및 상기 이너휠의 외측으로 배치될 수 있도록 마련되는 이너휠 브라켓 이너휠 브라켓과, 상기 샤프트 관통공을 관통할 수 있도록 마련되고, 상기 이너휠 브라켓에 조립 가능하도록 마련되며, 상기 이너휠 브라켓과 다른 재질로 이루어지는 샤프트를 포함하는 다수의 무지향성 휠브라켓;을 포함하되, 상기 샤프트가 상기 샤프트 관통공을 관통한 상태에서, 상기 샤프트와 상기 이너휠 브라켓의 조립이 이루어져 상기 하나의 이너휠과 상기 하나의 무지향성 휠브라켓이 한 세트로 조립되고, 조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루며 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 이너휠 브라켓은, 상기 이너휠의 양측에 각각 배치되고 내측에 샤프트 안착부가 형성된 양측판과, 상기 양측판을 이으며 상기 이너휠 외측에 배치되는 외측판을 포함하고, 상기 샤프트의 양단은 상기 샤프트 안착부에 각각 안착되어 고정될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 외측판에는, 상기 이너휠이 배치되는 면의 반대면에 상기 외측판을 따라 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부의 양측에서 각각 외측으로 각각 더 연장된 연장부가 형성되어 있어, 조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루며 배치될 때, 어느 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부가, 인접한 다른 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부와 중첩되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 돌출부 양측에 각각 형성된 상기 연장부에 있어서, 어느 하나의 연장부에는 삽입홀이 형성되어 있고, 다른 하나의 연장부에는 상기 삽입홀이 삽입되는 삽입돌기가 형성되어 있어, 어느 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부가, 인접한 다른 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부와 중첩될 때, 상기 삽입돌기가 상기 삽입홀에 삽입됨으로써, 다수의 상기 무지향성 휠브라켓이 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루며 배치될 때, 상기 무지향성 휠브라켓의 내측으로 성형이 이루어지며, 중앙에 회전축이 관통하는 회전축 관통홀이 형성되는 바퀴본체부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무지향성 휠브라켓 조립체의 제조방법은, 길이방향으로 샤프트 관통공이 형성된 다수의 이너휠을 생산하고, 상기 이너휠의 외측으로 배치될 수 있도록 마련되는 이너휠 브라켓과, 상기 샤프트 관통공을 관통할 수 있도록 마련되고, 상기 이너휠 브라켓에 조립 가능하도록 마련되며, 상기 이너휠 브라켓과 다른 재질로 이루어지는 샤프트를 포함하는 다수의 무지향성 휠브라켓을 생산하는 제1단계; 상기 샤프트가 상기 샤프트 관통공을 관통한 상태에서, 상기 샤프트와 상기 이너휠 브라켓의 조립이 이루어져 상기 하나의 이너휠과 상기 하나의 무지향성 휠브라켓을 한 세트로 조립하는 제2단계; 및 조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루도록 배치한 다음, 금형에 인서트하여 상기 무지향성 휠브라켓의 내측으로 바퀴본체부재를 사출하는 제3단계;를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 외측판에는, 상기 이너휠이 배치되는 면의 반대면에 상기 외측판을 따라 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부의 양측에서 각각 외측으로 각각 더 연장된 연장부가 형성되어 있으며, 어느 하나의 연장부에는 삽입홀이 형성되어 있고, 다른 하나의 연장부에는 상기 삽입홀이 삽입되는 삽입돌기가 형성되어 있어, 상기 제2단계에서 조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루며 배치될 때, 어느 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부가, 인접한 다른 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부와 중첩되고, 상기 삽입돌기가 상기 삽입홀에 삽입됨으로써, 다수의 상기 무지향성 휠브라켓이 서로 연결된 상태로 상기 금형에 인서트되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 제3단계에서, 상기 이너휠 브라켓의 외측을 따라 상기 바퀴본체부재의 사출이 이루어짐에 따라, 상기 돌출부와 상기 연장부가 상기 바퀴본체부재의 내측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 이너휠 브라켓은 사출물로 이루어지고, 상기 샤프트는 금속재질로 이루어져, 상기 샤프트와 상기 이너휠 간의 마찰계수를 줄임으로써, 상가 샤프트에 대해 상기 이너휠의 회전이 용이한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 무지향성 휠브라켓과 그 조립체 및 그 제조방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

무지향성 휠브라켓이 이너휠 브라켓과 샤프트로 분리되어 있어, 이너휠 브라켓과 샤프트를 서로 다른 재질인 이종재질로 구성할 수 있다. 특히, 이너휠 브라켓은 사출물로 이루어지고, 샤프트를 금속재질로 이루어짐에 따라, 샤프트와 미세하게 이격되어 샤프트를 감싸는 이너휠의 회전이 원할하게 이루어지므로 금속재질인 샤프트와 사출물인 이너휠 간의 마찰계수를 줄일 수 있다. 이로써, 샤프트의 길이방향에 대해 수직인 방향으로의 무지향성 바퀴의 보행성을 개선할 수 있다.

다수의 이너휠과 다수의 무지향성 휠브라켓을 조립하여 모듈화한 다음, 이를 금형에 인서트하여 바퀴본체부재를 사출함으로써, 금형 구조의 안정성을 향상시킬 수 있고, 보다 개선된 생산방식을 적용할 수 있다.

바퀴본체부재 금형의 파팅라인이 이너휠 브라켓의 '디귿자' 형태의 외관을 따라 형성되므로 해당 파팅라인에서 용융수지의 이너휠 브라켓 내측으로의 유입이 방지된다. 이에 따라, 이너휠의 회전에 전혀 영향을 주지 않는 우수한 품질의 무지향성 바퀴를 생산할 수 있다.

돌출부와 연장부가 바퀴본체부재의 내측에 배치됨으로써, 바퀴본체부재 성형시 바퀴본체부재와 무지향성 휠브라켓의 접촉면적을 넓혀 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무지향성 휠브라켓을 도시한 사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무지향성 휠브라켓 조립체에 있어서, 샤프트와 이너휠을 각각 도시한 사시도.
도 4는 도 3에서 샤프트와 이너휠이 조립된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무지향성 휠브라켓 조립체에 있어서, 이너휠과 무지향성 휠브라켓을 각각 도시한 사시도.
도 6은 도 5에서 이너휠과 무지향성 휠브라켓이 조립된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 조립된 이너휠과 무지향성 휠브라켓의 다수 세트(A)가 조립된 상태를 도시한 평면도.
도 8 및 도 9는 도 7에서 바퀴본체부재가 성형된 상태를 도시한 평면도.
도 10 및 도 11은 종래 휠 프레임을 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무지향성 휠브라켓을 도 1 및 도 2에 도시하였다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무지향성 휠브라켓(200)은 이너휠 브라켓(210)과 샤프트(250)를 포함한다.

이너휠 브라켓(210)은 이너휠(100)의 외측으로 배치될 수 있도록 마련되며, 본 실시예에서 이너휠 브라켓(210)은 양측판(212, 213)과 외측판(211)을 포함하여 구성된다.

양측판(212, 213)은 길이방향으로 샤프트 관통공(111)이 형성된 이너휠(100)의 양측에 각각 배치되는 부분으로서, 도 6과 같이 이너휠(100)에서 외부로 노출되어 있는 부쉬부(110)와 각각 마주보도록 양측판(212, 213)이 마련되어 있고, 양측판(212, 213)의 외형이 부쉬부(110) 외형과 대응하는 형상인 것이 바람직하다. 즉, 부쉬부(110) 외형이 원형임에 따라 양측판(212, 213)의 외형도 원형인 것이 바람직하고, 다만 양측판(212, 213)의 하측은 외측판(211)에 연결이 용이하도록 편평하게 연장되어 있다. 이러한 양측판(212, 213)의 내측에는 샤프트 안착부(212a, 213a)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 샤프트 안착부(212a, 213a)는 원형의 홀 형상으로 형성되어 있지만, 이는 일실시예에 불과하며, 실시예에 따라서 샤프트 안착부(212a, 213a)는 양측판(212, 213) 내측에 홈 형상으로 형성될 수도 있다. 이처럼, 샤프트 안착부(212a, 213a)는 샤프트(250) 끝단이 안착되어 고정될 수 있는 형상이면 충분하다. 이렇게 샤프트 안착부(212a, 213a)가 형성되어 있는 양측판(212, 213)은 이너휠 브라켓(210)의 다른 부분보다 두께가 더 두껍도록 형성되는 것이 바람직하다. 그 이유는 샤프트 안착부(212a, 213a)에 안착되는 샤프트(250)를 통하여 양측판(212, 213)에 힘이 많이 전달되므로 양측판(212, 213)의 두께를 두껍게 하여 강도를 보강할 수 있기 때문이다.

외측판(211)은 이너휠(100) 외측 일부분에 배치되는 부분으로서, 양측판(212, 213)을 이으며 마련된다. 더욱 상세하게는 외측판(211)은 이너휠(100)에서 접촉부(150)의 외측에 접촉부(150)의 일부분을 감싸는 형태로 배치되는데, 본 실시예에서 도 6과 같이 접촉부(150)가 배럴 형상임에 따라 외측판(211) 형태도 접촉부(150) 이러한 형태에 대응하도록 가운데 부분이 외측으로 더 볼록한 곡면으로 형성되어 있다.

이러한 외측판(211)에는 이너휠(100)이 배치되는 면의 반대면에 외측판(211)을 따라 외측으로 돌출된 돌출부(215)가 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

나아가, 돌출부(215)의 양측에서 외측으로 각각 더 연장된 연장부(216, 217)가 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 돌출부(215) 양측에 각각 형성된 연장부(216, 217)에 있어서, 어느 하나의 연장부(216)에는 삽입홀(216a)이 형성되어 있고, 다른 하나의 연장부(217)에는 삽입홀이 삽입될 수 있는 삽입돌기(217a)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

외측판(211)에 형성된 돌출부(215), 연장부(216, 217), 삽입홀(216a), 삽입돌기(217a)의 작용 및 효과는 하기에서 상세하게 설명하기로 한다.

상기와 같이 구성되는 외측판(211)의 양측에 양측판(212, 213)이 각각 수직하게 연결되어 있어, 도 2와 같이 이너휠 브라켓(210)은 대략 '디귿자' 형태를 이루며, 외측판(211)과 양측판(212, 213)이 이어지는 부분은 라운드지게 연결되어 있다.

샤프트(250)는 이너휠(100)의 샤프트 관통공(111)을 관통할 수 있도록 마련되고, 이너휠 브라켓(210)에 조립 가능하도록 마련된다. 샤프트(250)는 이너휠 브라켓(210)과 다른 재질로 이루어지는데, 특히 이너휠 브라켓(210)은 사출물로 이루어지고, 샤프트(250)를 스테인리스 스틸(stainless steel)과 같은 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

샤프트(250)가 이너휠 브라켓(210)에 조립 가능하게 하기 위하여 샤프트(250) 양단은 샤프트 안착부(212a, 213a)에 안착가능하도록 마련된다. 본 실시예에서는 샤프트(250) 양단에 안착돌기(251)가 각각 마련되어 있다. 안착돌기(251)는 샤프트(250) 보다 단면적이 작도록 마련되고, 안착돌기(251)의 단면이 원 형상으로 마련되어 있어, 샤프트 안착부(212a, 213a)에 용이하게 안착되어 고정될 수 있다. 본 실시예에서 이너휠 브라켓(210)은 사출물로 이루어지고, 샤프트(250)는 금속재질로 이루어짐에 따라, 샤프트(250)의 안착돌기(251)가 이너휠 브라켓(210)의 샤프트 안착부(212a, 213a)에 안착될 때 양측판(212, 213) 사이가 약간 벌어지면서 조립이 이루어진다. 조립후에는 양측판(212, 213)의 사이가 원래대로 회복되고 안착돌기(251)와 샤프트 안착부(212a, 213a)가 언더컷으로 조립되어 샤프트(250)는 이너휠 브라켓(210)에 회전하지 않고 고정된다. 이너휠(100)은 샤프트(250)와 미세하게 이격되어 샤프트(250)를 감싸며 마련되고, 샤프트(250)는 이너휠 브라켓(210)에 고정되어 있어, 샤프트(250)는 회전하지 않고, 샤프트(250)에 대해 이너휠(100)만 회전이 이루어진다.

본 실시예에서 제시한 안착돌기(251)는 일실시예에 불과하며, 안착돌기(251)는 샤프트 안착부(212a, 213a)에 삽입될 수 있는 형상 및 크기이면 되므로 샤프트 안착부(212a, 213a)의 형상 및 크기에 따라 안착돌기(251)의 형상 및 크기도 달라질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무지향성 휠브라켓 조립체를 도 3 내지 도 8에 도시하였다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무지향성 휠브라켓 조립체는 다수의 이너휠(100)과 다수의 무지향성 휠 브라켓(200)과 바퀴본체부재(300)를 포함한다.

각각의 이너휠(100)은 도 3에 도시한 바와 같이 길이방향으로 샤프트 관통공(111)이 형성되어 있다. 본 실시예에서 이너휠(100)은 부쉬부(110)와 접촉부(150)를 포함하며, 사출물로 이루어지는 것이 바람직하다.

부쉬부(110)는 원통 형상 또는 배럴 형상으로서, 길이방향을 따라 샤프트 관통공(111)이 형성되어 있다.

접촉부(150)는 원통 형상 또는 배럴 형상으로서, 부쉬부(110)를 감싸며 마련된다. 본 실시예에서 접촉부(150)는 가운데 부분이 외측으로 더 볼록한 배럴 형상으로 되어 있다.

부쉬부(110)의 전체길이가 접촉부(150)의 전체길이보다 길도록 되는 것이 추후 바퀴본체부재(300)의 측면에 마찰력이 높은 접촉부(150)가 닿지 않도록 할 수 있다는 측면에서 바람직하다. 즉, 접촉부(150)의 끝단에서 부쉬부(110)의 끝단이 외측으로 더 튀어나와 있다.

각각의 무지향성 휠브라켓(200)은 이너휠 브라켓(210)과 샤프트(250)를 포함하며, 상기에서 상세하게 설명하였으므로 여기에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성된 이너휠(100)과 무지향성 휠 브라켓(200)은 다수로 구성되어, 도 7과 같이 조립된다.

이를 상세히 설명하면, 도 3과 같이 샤프트(250)가 이너휠(100)의 샤프트 관통공(111)을 관통한다. 이때, 샤프트(250)와 미세하게 이격되어 샤프트(250)를 감싸며 이너휠(100)이 배치되므로 샤프트(250)에 대해 이너휠(100)의 회전이 이루어진다. 샤프트(250) 양단에 각각 형성된 안착돌기(251)는 도 4와 같이 샤프트 관통공(111)을 통하여 외부로 노출된 상태이다. 이렇게 샤프트(250)가 샤프트 관통공(111)을 관통한 상태에서, 도 5와 같이 샤프트(250) 양단의 안착돌기(251)가 이너휠 브라켓(210)의 샤프트 안착부(212a, 213a)에 안착된다. 이때, 이너휠 브라켓(210)은 사출물로 이루어지고, 샤프트(250)는 금속재질로 이루어짐에 따라, 샤프트(250)의 안착돌기(251)가 이너휠 브라켓(210)의 샤프트 안착부(212a, 213a)에 안착될 때 양측판(212, 213) 사이가 약간 벌어지면서 조립이 이루어진다. 조립후에는 양측판(212, 213)의 사이가 원래대로 회복되고 안착돌기(251)와 샤프트 안착부(212a, 213a)가 언더컷으로 조립되어 샤프트(250)는 이너휠 브라켓(210)에 회전하지 않고 고정된다.

이런식으로 하나의 이너휠(100)과 하나의 무지향성 휠브라켓(200)이 도 6과 같이 한 세트로 조립되고, 언더컷에 의한 조립이 이루어져 하나의 이너휠(100)과 하나의 무지향성 휠브라켓(200)이 한 세트(A)로 조립되고, 조립된 이너휠(100)과 무지향성 휠브라켓(200)의 다수 세트(A)가 도 7과 같이 링 형태를 이루며 배치된다.

이렇게 조립된 이너휠(100)과 무지향성 휠브라켓(200)의 다수 세트(A)가 링 형태를 이루며 배치될 때, 어느 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 연장부(217)가, 인접한 다른 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 연장부(216)와 중첩된다. 본 실시예에서는 어느 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 우측에 있는 연장부(217)는 인접한 다른 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 연장부(216)의 후방에 위치하고, 어느 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 좌측에 있는 연장부(216)는 또 다른 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 연장부(217)의 전방에 위치한다. 이처럼 어느 하나의 무지향성 휠브라켓(200)을 기준으로 하면, 양측의 연장부(216, 217) 중 어느 하나의 연장부(216)는 전방에, 나머지 하나의 연장부(217)는 후방에 각각 위치하게 된다.

이렇게 어느 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 연장부(217)가, 인접한 다른 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 연장부(216)와 중첩될 때, 삽입돌기(217a)가 삽입홀(216a)에 삽입됨으로써, 다수의 무지향성 휠브라켓(200)이 서로 연결된 링 형태를 도 7이 유지할 수 있다.

본 실시예에서는 조립된 이너휠(100)과 무지향성 휠브라켓(200)의 여섯 세트(A)가 링 형태로 서로 연결된 것으로 도시하였지만, 실시예에 따라 조립된 이너휠(100)과 무지향성 휠브라켓(200)의 세트 개수는 달라질 수 있으며 이에 따라 서로 연결되는 형상도 달라질 수 있음은 물론이다.

이렇게 조립된 이너휠(100)과 무지향성 휠브라켓(200)의 다수 세트가 링 형태을 이루며 배치될 때, 바퀴본체부재(300)는 도 8과 같이 무지향성 휠브라켓(200)의 내측으로 성형이 이루어진다. 더욱 상세하게는 외측판(211)과 양측판(212, 213)으로 이루어진 '디귿자' 형태의 이너휠 브라켓(210)의 외측을 따라 바퀴본체부재(300)의 사출이 이루어진다. 이때 돌출부(215)와 연장부(216, 216)가 바퀴본체부재(300)의 내측에 배치됨으로써, 바퀴본체부재(300) 성형시 바퀴본체부재(300)와 무지향성 휠브라켓(200)의 접촉면적을 넓혀 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 어느 하나의 이너휠 브라켓(210)의 양측판(213)과 인접한 다른 하나의 이너휠 브라켓(210)의 양측판(212) 사이의 공간(301)에도 바퀴본체부재(300)가 성형된다. 바퀴본체부재(300)의 중앙에는 회전축(미도시) 등이 관통하는 회전축 관통홀(310)이 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 회전축 관통홀(310)을 관통하는 회전축에 의해 무지향성 휠브라켓 조립체는 회전축과 함께 회전 가능하다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무지향성 휠브라켓 조립체의 제조방법은 다음과 같이 이루어질 수 있다.

도 3과 같이 길이방향으로 샤프트 관통공(111)이 형성되고 사출물로 이루어지는 이너휠(100)을 다수개 생산하고, 도 1과 같이 사출물인 이너휠 브라켓(210)과 금속재질인 샤프트(250)로 구성된 무지향성 휠브라켓(200)을 다수개 생산한다. (제1단계)

이 단계에서, 이너휠(100)는 부분별 기능성을 다르게 부여하기 위하여 인서트 사출을 통하여 두 종류의 재질인 부쉬부(110)와 접촉부(150)로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 무지향성 휠브라켓(200)과 닿는 부쉬부(110)는 회전이 가능하도록 낮은 마찰계수특성을 지님과 동시에 내구성 및 강성을 지닐 수 있는 재질인 것이 바람직하고, 외부의 지면과 닿는 접촉부(150)는 미끄러지지 않도록 높은 마찰계수특성을 지님과 동시에 내마모성 및 진동감쇠기능을 위해 신축성이 있는 재질인 것이 바람직하다.

한편, 이너휠 브라켓(210)은, 이너휠(100)의 양측에 각각 배치되고 내측에 샤프트 안착부(212a, 213a)이 형성된 양측판(212, 213)과, 양측판(212, 213)을 이으며 이너휠(100) 외측에 배치되는 외측판(211)을 포함한다.

또한, 샤프트(250)는 샤프트 관통공(111)을 관통할 수 있도록 마련되며, 양단은 샤프트 안착부(212a, 213a)에 안착될 수 있도록 마련된다.

다음으로, 도 5과 같이 샤프트(250)가 이너휠(100)의 샤프트 관통공(111)을 관통한 상태에서, 샤프트(250)와 이너휠 브라켓(210)의 조립이 이루어져 하나의 이너휠(100)과 하나의 무지향성 휠브라켓(200)을 한 세트로 조립한다. (제2단계)

이때, 이너휠(100)은 샤프트(250)와 미세하게 이격되어 샤프트(250)를 감싸며 마련되고, 샤프트(250)는 이너휠 브라켓(210)에 고정되어 있어, 샤프트(250)는 회전하지 않고, 샤프트(250)에 대해 이너휠(100)만 회전이 이루어진다.

다음으로, 도 7과 같이 조립된 이너휠(100)과 무지향성 휠브라켓(200)의 다수 세트가 링 형태을 이루도록 배치한 다음, 도 8과 같이 금형에 인서트하여 무지향성 휠브라켓(200)의 내측으로 바퀴본체부재(300)를 사출한다. (제3단계)

이 단계에서, 외측판(211)에는, 이너휠(100)이 배치되는 면의 반대면에 외측판(211)을 따라 외측으로 돌출된 돌출부(215)가 형성되어 있고, 돌출부(215)의 양측에서 각각 외측으로 더 연장된 연장부(216, 217)가 형성되어 있으며, 어느 하나의 연장부(216)에는 삽입홀(216a)이 형성되어 있고, 다른 하나의 연장부(217)에는 삽입홀이 삽입되는 삽입돌기(217a)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 조립된 이너휠(100)과 무지향성 휠브라켓(200)의 다수 세트가 링 형태을 이루며 배치될 때, 어느 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 연장부(216)가, 인접한 다른 하나의 무지향성 휠브라켓(200)의 연장부(217)와 중첩되고, 삽입돌기(217a)가 삽입홀(216a)에 삽입됨으로써, 다수의 무지향성 휠브라켓(200)이 서로 연결된 도 7과 같은 상태로 금형에 인서트된다.

나아가, 이너휠 브라켓(210)의 외측을 따라 바퀴본체부재(300)의 사출이 이루어짐에 따라, 돌출부(215)와 연장부(216, 217)가 바퀴본체부재(300)의 내측에 배치된다. 이렇게 돌출부(215)와 연장부(216, 216)가 바퀴본체부재(300)의 내측에 배치됨으로써, 바퀴본체부재(300) 성형시 바퀴본체부재(300)와 무지향성 휠브라켓(200)의 접촉면적을 넓혀 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 무지향성 휠브라켓(200)과 그 조립체 및 그 제조방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

종래에는 샤프트(250)와 이너휠(100)이 모두 사출물로 이루어지는데, 샤프트(250)는 인서트 사출시 사출압에 의한 변형 및 뜨거운 수지에 의한 열변형이 발생하기 때문에 샤프트(250)와 이너휠(100) 간의 센터링이 미세하게 어긋남으로 인하여 샤프트(250)와 이너휠(100) 간의 마찰계수가 높아지고, 이너휠(100)의 회전이 원할하게 이루어지지 않는다. 이로 인하여 샤프트(250)의 길이방향에 대해 수직인 방향으로의 무지향성 바퀴의 보행성이 떨어질 수 있다.

이에 반해 무지향성 휠브라켓(200)이 이너휠 브라켓(210)과 샤프트(250)로 분리되어 있어, 이너휠 브라켓(210)과 샤프트(250)를 서로 다른 재질인 이종재질로 구성할 수 있다. 특히, 이너휠 브라켓(210)은 사출물로 이루어지고, 샤프트(250)를 금속재질로 이루어짐에 따라, 샤프트(250)와 미세하게 이격되어 샤프트(250)를 감싸는 이너휠(100)의 회전이 원할하게 이루어지므로 금속재질인 샤프트(250)와 사출물인 이너휠(100) 간의 마찰계수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 샤프트(250)의 길이방향에 대해 수직인 방향(본 명세서의 도 8에서 회전축 관통홀(310)에 대해 수직인 방향)으로의 무지향성 바퀴의 보행성을 개선할 수 있다.

나아가, 다수의 이너휠(100)과 다수의 무지향성 휠브라켓(200)을 조립하여 모듈화한 다음, 이를 금형에 인서트하여 바퀴본체부재(300)를 사출함으로써, 금형 구조의 안정성을 향상시킬 수 있고, 보다 개선된 생산방식을 적용할 수 있다.

그 뿐만 아니라, 바퀴본체부재(300) 금형의 파팅라인이 이너휠 브라켓(210)의 '디귿자' 형태의 외관을 따라 형성되므로 해당 파팅라인에서 용융수지의 이너휠 브라켓(210) 내측으로의 유입이 방지된다. 이에 따라, 이너휠(100)의 회전에 전혀 영향을 주지 않는 우수한 품질의 무지향성 바퀴를 생산할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 이너휠
111 : 샤프트 관통공
200 : 무지향성 휠브라켓
210 : 이너휠 브라켓
211 : 외측판
212, 213 : 양측판
212a, 213a : 샤프트 안착부
215 : 돌출부
216, 217 : 연장부
250 : 샤프트
300 : 바퀴본체부재

Claims

길이방향으로 샤프트 관통공이 형성된 이너휠의 외측으로 배치될 수 있도록 마련되는 이너휠 브라켓; 및
상기 샤프트 관통공을 관통할 수 있도록 마련되고, 상기 이너휠 브라켓에 조립 가능하도록 마련되며, 상기 이너휠 브라켓과 다른 재질로 이루어지는 샤프트;를 포함하되,
상기 이너휠 브라켓은, 상기 이너휠의 양측에 각각 배치되고 내측에 샤프트 안착부가 형성된 양측판과, 상기 양측판을 이으며 상기 이너휠 외측에 배치되는 외측판을 포함하고,
상기 샤프트의 양단은 상기 샤프트 안착부에 각각 안착되어 고정될 수 있도록 마련되어 있으며,
상기 외측판에는,
상기 이너휠이 배치되는 면의 반대면에 상기 외측판을 따라 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있고,
상기 돌출부의 양측에서 외측으로 각각 더 연장된 연장부가 형성되어 있으며,
어느 하나의 연장부에는 삽입홀이 형성되어 있고, 다른 하나의 연장부에는 상기 삽입홀이 삽입되는 삽입돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 이너휠 브라켓은 사출물로 이루어지고, 상기 샤프트는 금속재질로 이루어져,
상기 샤프트와 상기 이너휠 간의 마찰계수를 줄임으로써, 상기 샤프트에 대해 상기 이너휠의 회전이 용이한 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓.
길이방향으로 샤프트 관통공이 형성된 다수의 이너휠; 및
상기 이너휠의 외측으로 배치될 수 있도록 마련되는 이너휠 브라켓 이너휠 브라켓과,
상기 샤프트 관통공을 관통할 수 있도록 마련되고, 상기 이너휠 브라켓에 조립 가능하도록 마련되며, 상기 이너휠 브라켓과 다른 재질로 이루어지는 샤프트를 포함하는 다수의 무지향성 휠브라켓;을 포함하되,
상기 샤프트가 상기 샤프트 관통공을 관통한 상태에서, 상기 샤프트와 상기 이너휠 브라켓의 조립이 이루어져 상기 하나의 이너휠과 상기 하나의 무지향성 휠브라켓이 한 세트로 조립되고,
조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루며 배치되고,
상기 이너휠 브라켓은, 상기 이너휠의 양측에 각각 배치되고 내측에 샤프트 안착부가 형성된 양측판과, 상기 양측판을 이으며 상기 이너휠 외측에 배치되는 외측판을 포함하고,
상기 샤프트의 양단은 상기 샤프트 안착부에 각각 안착되어 고정될 수 있으며,
상기 외측판에는, 상기 이너휠이 배치되는 면의 반대면에 상기 외측판을 따라 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부의 양측에서 각각 외측으로 각각 더 연장된 연장부가 형성되어 있어,
조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루며 배치될 때, 어느 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부가, 인접한 다른 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부와 중첩되는 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓 조립체.
삭제
삭제
제5항에 있어서,
상기 돌출부 양측에 각각 형성된 상기 연장부에 있어서,
어느 하나의 연장부에는 삽입홀이 형성되어 있고, 다른 하나의 연장부에는 상기 삽입홀이 삽입되는 삽입돌기가 형성되어 있어,
어느 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부가, 인접한 다른 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부와 중첩될 때, 상기 삽입돌기가 상기 삽입홀에 삽입됨으로써, 다수의 상기 무지향성 휠브라켓이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓 조립체.
제5항에 있어서,
조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루며 배치될 때, 상기 무지향성 휠브라켓의 내측으로 성형이 이루어지며, 중앙에 회전축이 관통하는 회전축 관통홀이 형성되는 바퀴본체부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓 조립체.
제5항에 있어서,
상기 이너휠 브라켓은 사출물로 이루어지고, 상기 샤프트는 금속재질로 이루어져,
상기 샤프트와 상기 이너휠 간의 마찰계수를 줄임으로써, 상기 샤프트에 대해 상기 이너휠의 회전이 용이한 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓 조립체.
길이방향으로 샤프트 관통공이 형성된 다수의 이너휠을 생산하고,
상기 이너휠의 외측으로 배치될 수 있도록 마련되는 이너휠 브라켓과,
상기 샤프트 관통공을 관통할 수 있도록 마련되고, 상기 이너휠 브라켓에 조립 가능하도록 마련되며, 상기 이너휠 브라켓과 다른 재질로 이루어지는 샤프트를 포함하는 다수의 무지향성 휠브라켓을 생산하는 제1단계;
상기 샤프트가 상기 샤프트 관통공을 관통한 상태에서, 상기 샤프트와 상기 이너휠 브라켓의 조립이 이루어져 상기 하나의 이너휠과 상기 하나의 무지향성 휠브라켓을 한 세트로 조립하는 제2단계; 및
조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루도록 배치한 다음, 금형에 인서트하여 상기 무지향성 휠브라켓의 내측으로 바퀴본체부재를 사출하는 제3단계;를 포함하되,
상기 이너휠 브라켓은, 상기 이너휠의 양측에 각각 배치되고 내측에 샤프트 안착부가 형성된 양측판과, 상기 양측판을 이으며 상기 이너휠 외측에 배치되는 외측판을 포함하고,
상기 샤프트의 양단은 상기 샤프트 안착부에 각각 안착되어 고정될 수 있으며,
상기 외측판에는, 상기 이너휠이 배치되는 면의 반대면에 상기 외측판을 따라 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부의 양측에서 각각 외측으로 각각 더 연장된 연장부가 형성되어 있으며, 어느 하나의 연장부에는 삽입홀이 형성되어 있고, 다른 하나의 연장부에는 상기 삽입홀이 삽입되는 삽입돌기가 형성되어 있어,
상기 제2단계에서 조립된 상기 이너휠과 상기 무지향성 휠브라켓의 다수 세트가 링 형태를 이루며 배치될 때, 어느 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부가, 인접한 다른 하나의 상기 무지향성 휠브라켓의 상기 연장부와 중첩되고, 상기 삽입돌기가 상기 삽입홀에 삽입됨으로써, 다수의 상기 무지향성 휠브라켓이 서로 연결된 상태로 상기 금형에 인서트되는 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓 조립체의 제조방법.
삭제
삭제
제11항에 있어서,
제3단계에서,
상기 이너휠 브라켓의 외측을 따라 상기 바퀴본체부재의 사출이 이루어짐에 따라, 상기 돌출부와 상기 연장부가 상기 바퀴본체부재의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓 조립체의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 이너휠 브라켓은 사출물로 이루어지고, 상기 샤프트는 금속재질로 이루어져,
상기 샤프트와 상기 이너휠 간의 마찰계수를 줄임으로써, 상가 샤프트에 대해 상기 이너휠의 회전이 용이한 것을 특징으로 하는 무지향성 휠브라켓 조립체의 제조방법.