KR20050098274A

KR20050098274A - 불균일 두께의 림과 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050098274A
Application number: KR1020057013965A
Authority: KR
Inventors: 키시로 아베; 쯔네오 와타나베; 사토루 미야시타; 타케노부 하세가와; 켄이찌 이나다; 쇼지로 요코미조; 신고 쯔쿠이; 카쯔키 카토; 모리시 쿠노우; 카쯔노리 토도코; 켄지 하야시; 노부유키 소마; 마사아키 하라
Original assignee: 토피 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-10-11
Also published as: EP1588867B1; KR100809942B1; CN100503277C; JP2004230960A; CN1744997A; JP4053437B2; US7111910B2; EP1588867A4; JP4076451B2; WO2004067294A1; EP1588867A1; US20050253447A1; JP2004230919A

Abstract

림 성형후에는 축방향 R부가 되는 제 1 소재부분과 림 성형후에는 서로 이웃하는 축방향 R부의 사이의 부분이 되는 제 2 소재부분을 갖고, 제 1 소재부분에, 두께가 두껍고 표리면이 서로 평행한 평행부(13)를 형성하고, 각 평행부의 폭을, 대응하는 R부의 성형시 림 축방향 어긋남 최대량보다 넓은 폭으로 확보하고, 제 2 소재부분에, 판두께 변화부(14)를 형성하고, 그 판두께 변화부 표면을 직선 또는 완만한 곡선의 형상으로 한, 불균일 두께의 림용 림 소재(11), 및 그 불균일 두께의 림용 림 소재(11)로 제작한 불균일 두께의 림(12)과, 그 불균일 두께의 림용 림 소재(11)로 불균일 두께의 림(12)을 제조하는 방법.

Description

불균일 두께의 림과 그 제조방법{UNEQUALLY THICK RIM, AND METHOD OF MANUFACTURING THE RIM}

본 발명은, 불균일 두께의 림과 그 제조방법, 및 불균일 두께의 림과 기술분야 및 해결해야 할 과제를 동일하게 하는 불균일 두께의 림용 림 소재에 관한 것이다.

트랙, 버스용 휠의 림에는, 종래, 도 5에 나타내는 평판형상 소재(1), 및 도 6에 나타내는 형강형상 소재(2)의, 2종류의 소재 중 어느 하나의 소재가 사용되고 있다. 또한, 일본 특허공개 평8-91005호 공보에 나타내는 불균일 두께 재료소재(3)(도 7, 도 8) 등의 소재의 사용도 알려져 있다.

그들 소재로의 림의 제조공정을 도 9A, 도 9B, 도 9C에 나타낸다. 이들의 제조공정에 있어서, 평판에 대해서는, 도 9A에 나타내는 바와 같이, 감기 공정(4), 용접 공정(5), 트리밍 공정(6), 플레어 또는 익스팬더(expander) 공정후, 주로 롤성형공정(7)에 의해 림 형상을 형성하고 있다. 형강에 대해서는, 형강이 최종형상에 가까운 단면형상으로 되어 있기 때문에, 도 9C에 나타내는 바와 같이, 감기, 용접후, 분할형을 사용한 주로 지름방향으로의 확대 성형공정(사이징)(8)으로 된다. 일본 특허공개 평8-91005호 공보의 불균일 두께재료에 대해서는, 도 9B에 나타내는 바와 같이, 트리밍 공정(6)을 제외하고, 평판으로의 림 성형과 동일한 공정(4,5,7,8)을 상정하고 있다. 「상정」이라고 한 것은, 일본 특허공개 평8-91005호의 공정에 의한 제작이 미실시이기 때문이다.

또한, 림 용접후의 트리밍(trim)에 대해서는, 평판소재로 제작한 원통형상 소재에서는, 도 10A, 도 10B에 나타내는 바와 같이, 칼날부재(9)를 환상 소재의 축방향으로 움직여서 용접부의 버(burr)를 트리밍하고 있다. 또한, 형강으로 제작한 환상 소재에서는, 요철이기 때문에, 도 11A, 도 11B에 나타내는 바와 같이, 환상 소재의 단면과 동일한 형상인 칼날부재(10)를 환상 소재의 둘레방향으로 움직여서 용접부(W)의 버를 트리밍하고 있다. 일본 특허공개 평8-91005호의 불균일 두께소재로 제작한 환상 소재에 대해서는, 형강의 경우에 준하는 트리밍으로 된다.

그러나, 종래기술에는, 이하의 문제가 있다.

평판소재로 제작한 원통형상 소재에서는, 감기, 가공시의 두께감소를 제거하여 일정 판두께이기 때문에, 발생 응력에 비례한 두께 배분은 기대할 수 없고, 강성이나 피로강도가 가장 필요한 부위에 맞추어 한결같이 두꺼운 판두께로 되어 버린다. 그 결과, 무겁고, 여분인 재료분의 비용이 높아지는 재료로 되어, 시대의 요청인 경량화, 비용 절감이 곤란한 소재로 된다.

형강소재로 제작한 환상 소재는, 거의 일정 판두께를 갖고, 림 축방향으로 큰 주름과 요철을 가지며, 감기, 용접, 성형의 각 공정에서의 가공 변형, 형 접촉 등이 발생하기 쉽고, 제품도 외관적으로 않좋게 보인다. 또한, 용접부 트리밍은, 도 11A, 도 11B에 나타나 있는 바와 같이 둘레방향으로 칼날부재를 이동시키는 것으로밖에 대응할 수 없다. 또한, 평활가공도 곤란하다. 그 결과, 외관 품질, 의장면에서 평가가 낮고, 트리밍후에 외관을 아름답게 하기 위한 추가 공정을 필요로 한다. 그것으로도 외관적으로는 충분하지 않고, 저가격화도 어렵다.

평판, 형강으로 제작한 림의 각각의 상기 결점을 극복하기 위해서, 일본 특허공개 평8-91005호(도 7)에 의해, 두께가 각 부위에서 다른 소재로 림을 제작하는 방법이 제안되었다. 그러나, 일본 특허공개 평8-91005호의 제안에서는, 도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이, 림의 코너(축방향 구부러짐부)에 대응하는 림 소재 두께부는 소재 표면이 기본적으로 볼록형상의 반달모양으로 되는 R로 연결한 형상으로 되어 있다.

이것에서는 강도가 가장 필요로 되는 최대 두께부가 림 성형시에 폭방향(림 축방향)으로 어긋나면, 목표한 부위에 목표한 판두께를 확보할 수 없다라는 문제가 발생한다. 필요한 판두께를 확보할 수 없다라는 것은, 강도를 확보할 수 없다라는 것을 의미하며, 최악의 경우에는 균열발생 등의 문제가 생길 우려가 있고, 대책으로서 여분의 판두께를 부가하게 된다.

또 다른 문제로서, 소재 압연시에 소재 반송 롤러컨베이어 상을 소재가 반송되지만, 평활한 그대로이면 판두께가 얇게 됨에 따라, 선단부가 롤 사이에서 중력에 의해 아래로 늘어지게 되어 평활도를 유지하기 어려워지며, 하방으로 구부러져, 컨베이어 반송에도 지장을 초래할 우려가 생긴다.

또한, 림 제조 감기 공정에 있어서 평면이면 감기 롤에의 투입 핀치력이 부족하여 투입 문제가 발생하기 쉽다. 핀치롤의 갭을 좁게 함으로써 소재를 강제적으로 롤에 밀어넣는 것으로 하면 롤과 소재가 슬립되어 상처가 발생한다.

또한, 림의 코너의 두께부의 표면이 기본적으로 R로 연결한 형상으로 되어 있기 때문에, 도 8에 나타내는 바와 같이, 급경사부위(23)가 생기고, 급경사부위(23)의 최대경사각도가 지나치게 커지고, 예컨대 30도를 넘는 각도로 되어서, 도 9B의 트리밍 공정(6)에 있어서 축방향 트리밍이 불가능하고, 도 11A, 도 11B의 둘레방향 트리밍을 채용해야만 한다. 그러나, 둘레방향 트리밍에서는, 도 12A, 도 12B, 도 12C, 도 12D에 나타내는 바와 같이, 절제(切除) 소재(20)의 찌꺼기 부분(21)이 후공정(성형공정 등)에서 압입되어 생기는 노치부(22)의 발생을 수반한다. 보다 상세하게는, 도 12A에 있어서 환상 소재의 용접부(W)를 둘레방향(C)으로 트리밍하는 경우, 도 12B에 나타내는 바와 같이, 칼날부재(10)를 움직여서 버(20)를 제거하도록 하면, 환상 소재의 경우에는 도 12C에 나타내는 바와 같이, 찌꺼기 부분(21)이 생기고, 이 찌꺼기 부분(21)은 환상 소재의 롤성형 시에 롤에 의해 눌려 찌부러뜨려져서 노치부(22)로 된다. 노치부(22)를 방치하면 노치 효과에 의한 균열발생이나, 외관 품질 저하의 문제가 생기고, 그것을 제거하려고 하면, 형강과 마찬가지로, 후가공에 엄청난 비용을 필요하다.

본 발명의 제 1 목적은, 림 성형시에 두께부가 축방향으로 어긋나도 강도저하가 생기지 않는 불균일 두께의 림과 그 제조방법 및 불균일 두께의 림용 림 소재를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 2 목적은, 환상 림 소재로 하였을 때에 용접부를 축방향으로 트리밍하는 것이 가능한, 불균일 두께의 림과 그 제조방법 및 불균일 두께의 림용 림 소재를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 3 목적은, 필요한 강도를 유지한 채 경량화를 도모할 수 있는 불균일 두께의 림과 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 4 목적은, 외관 품질을 개선할 수 있는 불균일 두께의 림과 그 제조방법 및 불균일 두께의 림용 림 소재를 제공하는 것에 있다.

도 1은, 도면의 상반부에 나타낸 본 발명의 불균일 두께의 림의 제조방법에 의해 제조한 불균일 두께의 림의 절반의 단면과, 도면의 하반부에 나타낸 본 발명의 불균일 두께의 림의 제조방법에서 이용하는 림 소재(편면에만 요철을 갖는 경우)의, 각 부의 대응을 나타내는, 불균일 두께의 림과 림 소재의 단면도이다.

도 2는, 본 발명의 불균일 두께의 림의 제조방법에서 이용하는 림 소재(양면에 요철을 갖는 경우)의 단면도이다.

도 3은, 본 발명의 불균일 두께의 림의 제조방법에서 이용하는 림 소재(요철 이외에 완만한 물결형상도 갖는 경우)의 단면도이다.

도 4A는, 본 발명의 불균일 두께의 림의 제조방법에 있어서의 축방향 트리밍에서 이용하는 칼날부재의 정면도이다.

도 4B는, 본 발명의 불균일 두께의 림의 제조방법에 있어서의 축방향 트리밍에서 이용하는 칼날부재의 측면도이다.

도 4C는, 본 발명의 불균일 두께의 림의 제조방법에 있어서의 축방향 트리밍에서 이용하는 트리밍 장치와 환상 림 소재의, 소재 축방향의 단면도이다.

도 4D는, 도 4C와 직교하는 방향의, 트리밍 장치와 환상 림 소재의 소재 축방향의 단면도이다.

도 5는, 종래의 평판소재로 이루어지는 림 소재의 사시도이다.

도 6은, 종래의 형강소재로 이루어지는 림 소재의 사시도이다.

도 7은, 일본 특허공개 평8-91005호에 개시된 불균일 판두께 소재로 이루어지는 림 소재의 사시도이다.

도 8은, 일본 특허공개 평8-91005호에 개시된 불균일 판두께 소재로 이루어지는 림 소재의 일부의 확대 단면도이다.

도 9A는, 평판소재로의 림 제작 공정도이다.

도 9B는, 일본 특허공개 평8-91005호에 개시의 불균일 두께소재로의 림 제작 공정도이다. 트리밍 공정을 제외하고, 본 발명의 제조방법의 공정에도 적용할 수 있다.

도 9C는, 형강소재로의 림 제작 공정도이다.

도 10A는, 종래의 원통형상 림 소재의 축방향 트리밍에 있어서의 트리밍 장치와 소재의 정면도이다.

도 10B는, 도 10A의 트리밍 장치와 원통형상 림 소재의 단면도이다.

도 11A는, 종래의 둘레방향 트리밍에 있어서의 트리밍 장치와 환상 림 소재의 측면도이다.

도 11B는, 도 11A의 트리밍 장치와 환상 림 소재의 정면도이다.

도 12A는, 종래의 둘레방향 트리밍에 있어서의 환상 림 소재의 용접부의 트리밍 전의, 소재 둘레방향의 단면도이다. 실제로는 소재는 둘레방향으로 만곡되어 있지만 직선상으로 나타냈다.

도 12B는, 종래의 둘레방향 트리밍 실시 중의 환상 림 소재의 용접부와 트리밍 칼날의 단면도이다.

도 12C는, 종래의 둘레방향 트리밍 실시 후의, 찌꺼기 부분를 갖는 환상 림 소재의 용접부의 단면도이다.

도 12D는, 성형시 등에서 찌꺼기부가 눌려 찌부러뜨려져서 노치부로 된 부분의, 환상 림 소재의 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다.

(1) 불균일 두께의 림 소재로 제작되고, 림 축방향으로 림의 두께가 변화되는 불균일 두께의 림으로서

상기 림 소재가, 림 성형후에는 축방향 R부가 되는 제 1 소재부분과 림 성형후에는 서로 이웃하는 축방향 R부의 사이의 부분이 되는 제 2 소재부분을 갖고,

상기 제 1 소재부분에, 두께가 두껍고 표리면이 서로 거의 평행한 평행부를 형성하고, 각 평행부의 폭에, 대응하는 R부의 성형시 림 축방향 어긋남 최대량보다 넓은 폭을 확보하고,

상기 제 2 소재부분에, 판두께 변화부를 형성하고, 그 판두께 변화부의 표면을, 그 판두께 변화부의 양측의 평행부의 표면의 축방향 끝점을 직선, 완만한 곡선, 직선과 그 직선의 적어도 일단부에 형성한 호를 포함하는 복합선, 완만한 곡선과 그 완만한 곡선의 단부에 형성한 호를 포함하는 복합선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 선으로 연결한 형상으로 한 불균일 두께의 림.

(2) 상기 판두께 변화부의 표면의 상기 평행부의 표면에 대한 경사각도를 25°이하로 한 (1)기재의 불균일 두께의 림.

(3) 불균일 두께의 림 소재를 압연으로 제조하고, 상기 불균일 두께의 림 소재를 감아 가공하고, 감겨진 상기 림 소재 양단을 맞대 용접해서 환상 소재로 하고, 상기 환상 소재의 용접부를 트리밍하고, 상기 환상 소재의 축방향 양단을 플레어 가공하고, 이어서 양단이 플레어 가공된 상기 환상 소재를 림 형상으로 롤성형한, 각 공정을 갖는 불균일 두께의 림의 제조방법으로서,

상기 불균일 두께의 림 소재를 제조하는 공정에 있어서,

림 성형후에는 축방향 R부가 되는 제 1 소재부분과 림 성형후에는 서로 이웃하는 축방향 R부의 사이의 부분이 되는 제 2 소재부분을 갖고,

상기 제 1 소재부분에, 두께가 두껍고 표리면이 서로 거의 평행한 평행부를 형성하고, 각 상기 평행부에, 대응하는 R부의 성형시에 있어서의 림 축방향 어긋남의 최대량보다 넓은 폭을 확보하고,

상기 제 2 소재부분에, 판두께 변화부를 형성한 림 소재를 제조하는 불균일 두께의 림의 제조방법.

(4) 각 상기 판두께 변화부의 표면을, 그 판두께 변화부의 양측의 평행부의 표면의 축방향 끝점을 직선, 완만한 곡선, 직선과 그 직선의 적어도 일단부에 형성한 호를 포함하는 복합선, 완만한 곡선과 그 완만한 곡선의 단부에 형성한 호를 포함하는 복합선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 선으로 연결한 형상으로 한 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(5) 각 상기 평행부의 림 축방향의 폭이, 2~10㎜인 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(6) 상기 불균일 두께의 림 소재의 편면이 평평하고 다른 면이 요철되어 있는 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(7) 상기 불균일 두께의 림 소재의 양면이 요철되어 있는 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(8) 상기 불균일 두께의 림 소재가, 림 소재 압연 중 또는 림 압연 이후에, 판두께 중심이, 림 성형후의 림 축방향에 대응하는 방향으로 완만하게 요철되도록, 성형되는 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(9) 각 상기 판두께 변화부의 표면의 상기 평행부의 표면에 대한 경사각도를 25°이하로 한 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(10) 각 상기 판두께 변화부의 표면의 상기 평행부의 표면에 대한 경사각도를 15°이하로 한 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(11) 상기 트리밍 공정에서 트리밍용 칼날부재를 상기 환상 림 소재의 축방향으로 이동시키고, 또한, 상기 환상 림 소재의 소재형상을 따라서 이동시키는 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(12) 상기 불균일 두께의 림은, 버스, 트랙용 휠의 림인 (3)기재의 불균일 두께의 림의 제조방법.

(13) 불균일 두께의 림용의 림 소재로서,

상기 제 2 소재부분에, 판두께 변화부를 형성하고, 그 판두께 변화부의 표면을, 그 판두께 변화부의 양측의 평행부의 표면의 축방향 끝점을 직선, 완만한 곡선, 직선과 그 직선의 적어도 일단부에 형성한 호를 포함하는 복합선, 완만한 곡선과 그 완만한 곡선의 단부에 형성한 호를 포함하는 복합선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 선으로 연결한 형상으로 한 불균일 두께의 림용 림 소재.

(14) 상기 판두께 변화부의 표면의 상기 평행부의 표면에 대한 경사각도를 25°이하로 한 (13)기재의 불균일 두께의 림용 림 소재.

상기 (1),(2)의 불균일 두께의 림, 상기 (3)~(12)의 불균일 두께의 림의 제조방법, 상기 (13),(14)의 불균일 두께의 림용 림 소재에서는, 림 소재의 표리면의 평행부의 폭을, 상기 평행부가 대응하는 R부(림 성형후의 축방향 구부러짐부)의, 림 성형시에 있어서의 림 축방향 어긋남 최대량보다 넓은 폭로 확보했으므로, 림 성형시에 소재가 림 축방향으로 어긋나더라도, 평행부는 여전히 R부에 위치하고 있어, 림의 강도가 유지된다.

또한, 림 소재에, 림 성형후의 R부에 대응하는 부분에 평행부를 형성하고, R 부간에 대응하는 부분에 판두께 변화부를 형성했으므로, 림 성형후의, 강도가 필요한 부분(R부)을 두꺼운 두께로 할 수 있고, 강도가 남아 있는 부분(R부 사이 부분)을 얇은 두께로 할 수 있고, 필요한 강도를 확보한 채, 경량화, 재료 절약을 도모할 수 있다.

또한, 림 소재의 판두께를 소재 폭방향으로 변화시키지만, 본질적으로 형강 만큼 단면을 물결형상으로 하여 요철시킨 것은 아니므로, 용접 버의 환상 소재 축방향 트리밍이 용이하고, 외관 품질을 개선할 수 있다.

상기 (2)의 불균일 두께의 림, 상기 (9),(10)의 불균일 두께의 림의 제조방법, 상기 (14)의 불균일 두께의 림용 림 소재에서는, 림 소재의 판두께 변화부의 표면의 경사각도를 25°이하로 하였으므로, 25°이상의 여유각을 가지는 칼날부재를 소재 형상을 따라 보내면서 환상 소재의 맞대 용접하는 부분을 환상 소재의 축방향으로 트리밍하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 둘레방향 트리밍에서 문제가 되는 노치부의 발생이나 외관 품질 저하를 해소할 수 있다.

이하에, 본 발명의 불균일 두께의 림과 불균일 두께의 림의 제조방법, 및 불균일 두께의 림용 림 소재를, 도 1, 도 2, 도 3, 도 4A, 도 4B, 도 4C, 도 4D를 참조해서 설명한다.

본 발명의 불균일 두께의 림용 림 소재(11)는, 버스, 트랙용 휠의, 불균일 두께의 림(12)용 림 소재이다.

림 소재(11)는, 림 성형후에는 불균일 두께의 림(12)의 축방향 R부(림 축방향으로 만곡하는 R부이며, 도 1에 A, B, C, D, E, F로 나타내는 부위)가 되는 제 1 소재부분(13)과, 림 성형후에는 불균일 두께의 림(12)의 서로 이웃하는 축방향 R부의 사이의 부분이 되는 제 2 소재부분(14)를 갖는다. 여기서, 「R부 」란 림의 축방향의 「만곡부」라는 의미이다. 또한, 림 성형후의 불균일 두께의 림(12)에 있어서, 부위 A는 축방향 일단의 플랜지부와 비드 시트부(bead sheet) 사이의 R부이며, 부위 B는 축방향 일단측의 측벽부와 드롭부 사이의 R부이며, 부위 C는 축방향 타단측의 측벽부와 드롭부 사이의 R부이며, 부위 D는 볼록부의 근본의 R부이며, 부위 E는 볼록부의 꼭대기부의 R부이며, 부위 F는 축방향 타단의 플랜지부와 비드 시트부 사이의 R부이다.

제 1 소재부분(13)에, 두께가 두껍고 표리면이 서로 거의 평행한 평행부(13)(제 1 소재부분과 동일한 부분이기 때문에, 제 1 소재부분과 동일한 부호를 붙인다)를 형성하고, 각 평행부(13)의 폭(림으로 하였을 때에 림 축방향에 대응하는 방향에 있어서의 폭)에, 대응하는 R부(A,B,C,D,E,F)의 성형시에 있어서의 림 축방향의 어긋남의 최대량보다 넓은 폭이 확보되어 있다. 각 평행부(13)의 두께는 서로 달라도 된다. 도 8의 종래의 림 소재(3)는, 본 발명의 평행부(13)를 가지지 않는다.

제 2 소재부분(14)에, 판두께 변화부(14)(제 2 소재부분과 동일한 부분이기 때문에, 제 2 소재부분과 동일한 부호를 붙인다)를 형성하고, 판두께 변화부(14)의 표면은, 상기 판두께 변화부(14)의 양측의 평행부(13)의 표면의 축방향 끝점[판두께 변화부(14)를 사이에 둔 측의 끝점)을, 직선, 완만한 곡선, 직선과 그 직선의 적어도 일단부에 형성한 호를 포함하는 복합선, 완만한 곡선과 그 완만한 곡선의 단부에 형성한 호를 포함하는 복합선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 선으로 연결한 형상으로 되어 있다. 복합선의 단부의 호는, 그 호가 접속하는 평행부(13)의 표면 및 판두께 변화부(14)의 표면과, 접속부에 있어서, 접선방향으로 접속한다. 즉, 접속부에 있어서, 호의 접선방향과, 그 호가 접속하는 평행부(13)의 표면 및 판두께 변화부(14)의 표면의 접선방향과는 서로 일치한다. 또한, 각 판두께 변화부(14)의 판두께의 변화는, 그 판두께 변화부(14)의 일단으로부터 타단을 향해서, 그 판두께 변화부(14)의 판두께가 점증할지, 점감할지 어느 한쪽뿐이고, 판두께가 점증과 점감 양쪽을 포함할 일은 없다. 단, 복수의 판두께 변화부(14)의 점증 또는 점감의 방향이 서로 달라도 된다.

평행부(13), 판두께 변화부(14)는, 불균일 두께의 림용 림 소재의 압연에 있어서 형성된다.

림 소재(11)에 있어서, 평행부(13)의 표면과 판두께 변화부(14)의 표면이, 직선과 그 직선의 적어도 일단부에 형성한 호를 포함하는 복합선, 완만한 곡선과 그 완만한 곡선의 단부에 형성한 호를 포함하는 복합선으로 연결한 경우에는, 롤성형 등에 있어서 소재의 각(角)에 의해 롤이 상처받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 호로 연결하는 쪽이 소재의 응력집중을 완화할 수 있어 유리하다.

평행부(13)의 폭은, 예컨대 2~10㎜(2㎜이상이고 10㎜이하)정도 확보한다. 2㎜이상으로 하는 이유는, 2㎜보다 작으면 성형시의 폭방향 어긋남(림 축방향 어긋남)을 흡수할 수 없게 되기 때문이며, 1O㎜이하로 하는 이유는, 1O㎜보다 크면 판두께 변화부(14)의 길이가 작아져서 판두께 변화부(14)의 두께의 변화가 커져 강도상, 제작상 문제로 될 우려가 생기기 때문이다.

판두께 변화부(14)의 표면은, 판두께 변화부(14)의 양측의 평행부(13)의 표면이 직선으로 연결되는 경우에는, 일면 또는 양면에 각도가 생겨 테이퍼면이 된다.

림 소재(11)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 편면을 평평하게 하고, 또 한쪽의 편면에 요철, 경사를 형성해도 된다. 이렇게 함으로써, 용접 전극의 원가저감, 감기 형상의 안정화, 트리밍 정밀도의 확보가 가능하게 되어 양산상 바람직하다.

단, 도 2에 나타내는 바와 같이, 당연히, 양면에 요철, 경사를 형성해도 되고, 도 2의 것도 유효하다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 림 소재(11)의 두께의 중심선을, 림 압연후 또는 림 압연 중에, 림 축방향으로 감에 따라 림 축방향과 직교하는 방향으로 완만하게 물결치도록 완만하게 만곡시켜 곡률을 가지게 해도 된다. 이렇게 함으로써, 소재 반송시의 소재의 아래로의 늘어짐 등을 억제할 수 있어 유리하다.

본 발명의 불균일 두께의 림(12)은, 버스, 트랙용 휠의 림이며, 상기 림 소재(11)를 이용한 림 제조방법에 있어서 제조한 림이다. 그 결과, 림(12)의 판두께는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 림 축방향으로 감에 따라 변화된다. 특히 강도가 필요로 되는, 림(12) 성형후의 R부(A,B,C,D,E,F)는, 림 소재(11) 단계의 평행부(13)에 대응하는 부위에 있고, 강도상 필요부위에 필요두께를 확보한다. 림 소재(11)의 평행부(13)가 소정의 폭(2㎜이상이고 10㎜이하)을 가지고 있으므로, 림 성형시에 림 소재(11)가 소재 폭방향으로 어긋나더라도, 강도상 필요부위(림 성형후의 R부위)에는, 필요두께가 확보된다. 림 성형후의 R부 사이 부분은, 림 소재(11) 단계의 판두께 변화부(14)에 대응하는 부분이다. 판두께 변화부(14)의 그 양측의 평행부(13)에 대한 경사각도는 25°이하, 바람직하게는 15°이하이며, 림 성형후에 있어서도, 30도를 넘는 급경사부분은 없다.

본 발명의 불균일 두께의 림(12)의 제조방법은, 불균일 두께의 림 소재(11)를 압연으로 제조하고, 그 불균일 두께의 림 소재(11)를 감기 가공하고[도 9B의 공정(4)에 준함], 양단을 맞대 용접해서[도 9B의 공정(5)에 준함] 환상 소재(11)로 하고, 용접부(W)의 버(16)를 트리밍하고(도 4C, 도 4D), 환상 소재의 축방향 양단을 플레어 가공하고(도 9B의 플레어 공정에 준함), 이어서 림 형상으로 롤성형하는[도 9B의 공정(7)에 준함], 각 공정을 갖는 불균일 두께의 림의 제조방법이다.

감기 가공, 양단을 맞대서 용접, 환상 소재의 축방향 양단의 플레어 가공, 림 형상으로의 롤성형의 각 공정은, 각각, 도 9B의 불균일 두께의 림 성형의 대응하는 공정과 동일하여도 된다. 단, 림 소재를 압연하는 공정에서는, 도 9B에서는, 도 7의 불균일 두께의 림(3)을 압연하지만, 본 발명에서는, 상술한 도 1~도 3에 나타낸 어느 하나의 불균일 두께의 림 소재(11)를 압연한다. 또한, 트리밍 공정은, 도 9B의 공정(6)에서는 둘레방향 트리밍이지만, 본 발명에서는, 바람직하게는 도 4A~도 4D에 나타내는 축방향 트리밍이다. 단, 축방향 트리밍을 둘레방향 트리밍으로 하여도 된다.

환상 림 소재(평판 림 소재를 감아 가공하고, 단부를 맞대서 용접하여 얻은 환상 림 소재)의 단계에서 용접부를 축방향으로 트리밍하기 위해서는, 도 4A, 도 4B, 도 4C, 도 4D에 나타나 있는 바와 같은 축방향 트리밍용 칼날부재(15)를 환상 림 소재(11)의 소재형상을 따라 축방향으로 이동시키고, 환상 소재의 용접부의 버(16)를 절삭가공한다. 칼날부재(15)를 환상 림 소재(11)의 소재형상을 따르게 하기 위해서, 칼날부재(15)를 환상 림 소재(11)에 대해서 상하이동 가능하게 하우징(17)에 지지하고, 칼날부재(15)의 양측에 설치한 모방 롤(18)에 의해 칼날부재(15)와 하우징(17)을 상하동시키면서, 칼날부재(15)와 하우징(17)을 축방향으로 보낸다. 날부(15)는 환상 림 소재의 내주측과 외주측에 설치하여, 1회의 스트로크로 내외주의 버(16)를 동시에 트리밍하도록 하면 효율이 좋은 트리밍을 행할 수 있다.

그 경우의 축방향 트리밍용 칼날부재(15)의 여유각(θ₂)의 최적각도는 최대 3O°정도까지이며, 30°이하로 되도록 한다. 림 소재(11)(감기 가공한 후에는 환상 림 소재)의 판두께 변화부(14)의 경사각도(θ₁)는 축방향 트리밍용 칼날부재(15)의 여유각(θ2) 이하이어야만 하고, 또한, 칼날의 수명이나 트리밍 마무리 외관으로부터, 판두께 변화부(14)의 경사각도(θ₁)는 25°정도이하로 된다. 칼날의 수명이나 트리밍 마무리 외관으로부터는, 보다 바람직하게는, 판두께 변화부(14)의 경사각도(θ₁)는 15°이하이다.

다음에, 본 발명의 불균일 두께의 림(12)의 제조방법, 불균일 두께의 림 소재(11), 불균일 두께의 림(12)의 작용, 효과를 설명한다.

도 1, 도 2, 도 3의 어떠한 불균일 두께의 림 소재(11)도, 종래 주류로 되어 있는 평판 성형 림(도 1)의 강도를 유지하면서, 기능상 불필요한 부분의 판두께를 줄일 수 있으므로, 종래의 평판 성형 림과 비교한 경우, 재료 절약을 할 수 있는, 즉, 비교상 항상 경량화된 림을 제작할 수 있다.

또한, 도 1, 도 2, 도 3의 어떠한 불균일 두께의 림 소재(11)도, 림 성형후 두께부가 되는 림 R부(A,B,C,D,E,F)에 대응하는 소재부분에, 두께가 두꺼운 평행부(거의 같은 두께)(13)를, 림 축방향의 폭으로 2~10㎜정도 형성함으로써, 성형시의 폭방향 어긋남(림 축방향 어긋남)이 생기더라도 강도, 기능상 필요로 되는 림 판두께가 확보된다.

또한, 도 1, 도 2, 도 3의 어떠한 불균일 두께의 림 소재(11)에 있어서도, 판두께 변화부(14)의 경사각도를 25°이하, 바람직하게는 15°이하로 하였으므로, 칼날부재(15)의 상하이동 모방기구를 가진 설비와 조합함으로써, 환상 림 소재의 단계에서의 용접부의 축방향 트리밍이 가능하게 된다. 그 결과, 불균일 두께소재를 이용한 림의 용접부의 외관 품질이 현격하게 향상되고, 노치부 제거, 마무리를 위한 공정수가 감소하고, 그라인더, 버프의 소모도 억제되어 비용 저감이 가능하게 된다.

또한, 축방향 트리밍을 채용한 경우에는, 용접 버 찌꺼기부의 롤에 의한 찌부러뜨리기에 의해 생기는 노치부(22)의 발생이 없어지게 되므로, 림의 피로강도가 안정화되고, 판두께를 더욱 얇게 할 수 있고, 더나은 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 도 6에 나타내는 형강에 비교한 경우, 거의 평평한 형상으로 되기 때문에, 압연롤이 단순한 형상으로 되고, 마모시의 개삭(改削)도 용이해지므로, 소재의 원가 저감으로도 이어진다.

또한, 림 성형공정에 있어서는, 종래 주류인 평판소재로의 림 성형 설비의 일부분을 개선할뿐이므로, 충분한 성형 치수, 외관 등의 필요품질을 확보할 수 있어 큰 투자를 필요로 하지 않는다. 이것도 비용 경쟁력을 유지하고, 본 발명품 및 본 발명방법의 우위성 확보로 이어진다.

그 외에, 이하의 작용, 효과가 있다.

도 1의 편면 평활소재(11)는, 소관(素管)성형시의 용접 공정에 있어서, 평평한 면을 통전하기 위한 전극측으로 함으로써 전극이 평평한 형상으로 되고, 전식(電蝕)에 의한 전극의 소모가 감소되어 비용 저감, 용접 품질의 안정화의 면에서 유리하다. 편면이 평평하기 때문에, 감기의 안정화, 트리밍 정밀도의 향상, 소재 표면의 평활성의 확보 등에 기여할 수 있다.

도 2의 양면 요철형상 소재는, 요철이 성형 금형과의 위치 결정에 이용할 수 있기 때문에, 성형시에 소재의 폭방향의 어긋남이 발생하기 어려워, 치수정밀도가 안정화된다.

도 3의 완만한 물결형상을 갖게 한 소재는, 소재 두께방향의 강성이 높게 되는 것때문에, 소재 압연시의 반송이나 압연기 투입시의 위치 정밀도가 안정하게 되므로, 소재 치수정밀도의 향상, 생산성 향상에 의한 비용 저감에 효과가 있다.

본 발명의 중심인 효과, 및 유용성은, 다음과 같다.

본 발명의 불균일 두께의 림, 및 그 제조방법, 및 불균일 두께의 림용 림 소재에 의하면, 림 소재(11)의 평행부(13)의 폭을, 대응하는 R부의 성형시 림 축방향 어긋남 최대량보다 넓은 폭에서 확보했으므로, 림 성형시에 소재(11)가 림 축방향으로 어긋나더라도, 평행부는 여전히 R부에 위치하고 있어 강도가 확보된다.

또한, R부 대응부에 평행부(13)를 형성하고, R부 사이 대응부에 판두께 변화부(14)를 형성했으므로, 강도가 필요한 부분을 두껍게 할 수 있고, 강도상 여유가 있는 부분의 두께를 줄일 수 있어, 필요한 강도를 확보한 채, 경량화, 재료 절약을 도모할 수 있다.

또한, 림 판두께를 변화시키지만, 본질적으로 형강만큼 단면을 꾸불꾸불하게 하여 요철시키는 것은 아니므로, 트리밍 등이 용이하고, 외관 품질을 개선할 수 있다.

또한, 림 소재의 판두께 변화부의 표면의 경사각도를 25°이하로 한 경우에는, 25°이상의 여유각을 가지는 칼날부재를 소재형상을 따라 보내면서 환상 소재의 맞대는 용접부를 환상 소재의 축방향으로 트리밍하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 둘레방향 트리밍에서 문제가 되는 노치부의 발생이나 외관 품질 저하를 해소할 수 있다.

Claims

불균일 두께의 림 소재(11)로 제작되고, 림 축방향으로 림의 두께가 변화되는 불균일 두께의 림(12)으로서,

상기 림 소재(11)가 림 성형후에는 축방향 R부가 되는 제 1 소재부분과 림 성형후에는 서로 이웃하는 축방향 R부의 사이의 부분이 되는 제 2 소재부분을 갖고,

상기 제 1 소재부분에, 두께가 두껍고 표리면이 서로 거의 평행한 평행부(13)를 형성하고, 각 평행부(13)의 폭에, 대응하는 R부의 성형시 림 축방향 어긋남 최대량보다 넓은 폭을 확보하고,

상기 제 2 소재부분에, 판두께 변화부(14)를 형성하고, 그 판두께 변화부(14)의 표면을, 그 판두께 변화부(14)의 양측의 평행부(13)의 표면의 축방향 끝점을 직선, 완만한 곡선, 직선과 그 직선의 적어도 일단부에 형성한 호를 포함하는 복합선, 완만한 곡선과 그 완만한 곡선의 단부에 형성한 호를 포함하는 복합선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 선으로 연결한 형상으로 한 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림.
제1항에 있어서, 상기 판두께 변화부(14)의 표면의 상기 평행부(13)의 표면에 대한 경사각도를 25°이하로 한 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림.
불균일 두께의 림 소재(11)를 제작하고, 상기 불균일 두께의 림 소재(11)를 감아 가공하고, 감겨진 상기 림 소재 양단을 맞대 용접해서 환상 소재로 하고, 상기 환상 소재의 용접부를 트리밍하고, 상기 환상 소재의 축방향 양단을 플레어 가공하고, 이어서 양단이 플레어 가공된 상기 환상 소재를 림 형상으로 롤성형하는, 각 공정을 갖는 불균일 두께의 림(12)의 제조방법으로서,

상기 불균일 두께의 림 소재(11)를 제작하는 공정에 있어서,

림 성형후에는 축방향 R부가 되는 제 1 소재부분과 림 성형후에는 서로 이웃하는 축방향 R부의 사이의 부분이 되는 제 2 소재부분을 갖고,

상기 제 1 소재부분에, 두께가 두껍고 표리면이 서로 거의 평행한 평행부(13)를 형성하고, 상기 각 평행부(l3)에, 대응하는 R부의 성형시에 있어서의 림 축방향 어긋남의 최대량보다 넓은 폭을 확보하고,

상기 제 2 소재부분에, 판두께 변화부(14)를 형성한 림 소재(11)를 제작하는 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 각 판두께 변화부(14)의 표면을, 그 판두께 변화부(14)의 양측의 평행부(13)의 표면의 축방향 끝점을 직선, 완만한 곡선, 직선과 그 직선의 적어도 일단부에 형성한 호를 포함하는 복합선, 완만한 곡선과 그 완만한 곡선의 단부에 형성한 호를 포함하는 복합선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 선으로 연결한 형상으로 한 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 각 평행부(13)의 림 축방향의 폭이, 2~10㎜인 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 불균일 두께의 림 소재(11)의 편면이 평평하고 다른 면이 요철되어 있는 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 불균일 두께의 림 소재(11)의 양면이 요철되어 있는 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 불균일 두께의 림 소재(11)가, 림 소재 압연 중 또는 림 압연 이후에, 판두께 중심이, 림 성형후의 림 축방향에 대응하는 방향으로 완만하게 요철되도록, 성형되는 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 각 판두께 변화부(14)의 표면의 상기 평행부(13)의 표면에 대한 경사각도를 25°이하로 한 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 각 판두께 변화부(14)의 표면의 상기 평행부(13)의 표면에 대한 경사각도를 15°이하로 한 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 트리밍 공정에서 트리밍용 칼날부재(15)를 상기 환상 림 소재의 축방향으로 이동시키고, 또한, 상기 환상 림 소재의 소재형상을 따라서 이동시키는 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 불균일 두께의 림(12)은, 버스, 트랙용 휠의 림인 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림의 제조방법.
불균일 두께의 림용의 림 소재(11)로서,

림 성형후에는 축방향 R부가 되는 제 1 소재부분과 림 성형후에는 서로 이웃하는 축방향 R부의 사이의 부분이 되는 제 2 소재부분을 갖고,

상기 제 1 소재부분에, 두께가 두껍고 표리면이 서로 거의 평행한 평행부(13)를 형성하고, 각 평행부(13)의 폭에, 대응하는 R부의 성형시 림 축방향 어긋남 최대량보다 넓은 폭을 확보하고,

상기 제 2 소재부분에, 판두께 변화부(14)를 형성하고, 그 판두께 변화부(14)의 표면을, 그 판두께 변화부(14)의 양측의 평행부(13)의 표면의 축방향 끝점을 직선, 완만한 곡선, 직선과 그 직선의 적어도 일단부에 형성한 호를 포함하는 복합선, 완만한 곡선과 그 완만한 곡선의 단부에 형성한 호를 포함하는 복합선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 선으로 연결한 형상으로 한 불균일 두께의 림용 림 소재.
제13항에 있어서, 상기 판두께 변화부(14)의 표면의 상기 평행부(13)의 표면에 대한 경사각도를 25°이하로 한 것을 특징으로 하는 불균일 두께의 림용 림 소재.