KR20120003449A

KR20120003449A - 오버몰딩된 스틸 휠

Info

Publication number: KR20120003449A
Application number: KR1020117023135A
Authority: KR
Inventors: 안드레 피오르; 마르시오 아파레시도 데 올리베이라; 페르난도 티. 미쯔야쓰
Original assignee: 아이오크페-맥시온 에스. 에이.
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2012-01-10
Also published as: CN102858555A; EP2403722A1; RU2011139989A; EP2403722B1; JP2012519106A; RU2495755C2; AR075780A1; ZA201106588B; US8926025B2; HK1165376A1; US20110043029A1; CN102858555B; WO2010099588A1

Abstract

본 발명은 내주면을 갖는 림(12), 상기 내주면으로부터 내측으로 반경 방향으로 간격을 두고 위치되되 만곡된 리세스(24)에 의해 서로 분리 형성되는 복수의 돌출 부분(22)을 갖는 바디(18)를 포함하는 중심 디스크 부분(14) 및 각각의 구조적 암이 제1 용접 부착 경계부(34)에서 상기 림의 내주면에 부착되는 제1 암 단부(28)와 상기 스탬프된 바디의 만곡된 리세스 중 하나의 내측에 수용되는 제2 암 단부(30)를 갖되, 상기 제2 암 단부 각각은 제2 용접 부착 경계부(36)에서 상기 중심 디스크 부분에 부착되는 복수의 구조적 암(16)을 포함하는 차량 휠에 관한 것이다. 상기에서 설명한 바와 같이 구조적 암과 중심 디스크 부분의 조합을 포함하는 휠은 비용이 저렴하고 매우 견고하다.

Description

오버몰딩된 스틸 휠{OVERMOLDED STEEL WHEEL}

본 발명은 일반적으로 스틸 림, 중심 디스크 부분 및 중심 디스크 부분을 림에 부착시키는 복수의 분리된 구조적 암(structural arm)을 포함하는 휠 조립체에 관한 것이다.

본 발명은 일반적으로 스틸 림, 중심 디스크 부분 및 중심 디스크 부분을 림에 부착시키는 복수의 분리된 구조적 암(structural arm)을 포함하는 휠 조립체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 바람직한 형상을 제공하기 위하여 휠 조립체 상에 합성물 또는 플라스틱 물질을 오버몰딩하는 것에 관한 것이다.

전형적인 스틸 휠은 피로와 충격 면에서 우수한 저항 성능을 갖고 있다. 이러한 스틸 휠이 갖는 하나의 단점은 알루미늄 휠에 의해 제공될 수 있는 것과 비교해 볼 때 형상 측면에서 설계 유연성(design flexibility)이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 스틸 휠은 스틸 휠 형상을 개선하기 위해서 플라스틱 커버, 스테인레스 스틸 데드(dad) 또는 합성물 데드(dad)를 이용해 왔다. 이러한 추가적인 구조는 무게와 비용 면에서 불리하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 구조적 암과 중심 디스크 부분의 조합으로 구성된 휠은 저렴한 비용과 매우 견고한 휠을 제공하고, 또한 바람직한 미적 외형이 요구되는 경우, 오버몰딩된 플라스틱 또는 복합 재료와 조합되는 이러한 유형의 휠 구조물은 무게 또는 비용에 악영향을 미치지 않으면서 쉽게 만들어지는 복잡한 휠 디자인을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 내주면을 갖는 림(rim), 상기 내주면으로부터 내측으로 반경 방향으로 간격을 두고 위치되되, 만곡된(curved) 리세스에 의해 서로 분리 형성되는 복수의 돌출 부분을 갖는 바디를 포함하는 중심 디스크 부분 및 각각의 구조적 암이 제1 용접 부착 경계부에서 상기 림의 내주면에 부착되는 제1 암 단부와 상기 스탬프(stamp)된 바디의 만곡된 리세스 중 하나의 내측에 수용되는 제2 암 단부를 갖되, 상기 제2 암 단부 각각은 제2 용접 부착 경계부에서 상기 중심 디스크 부분에 부착되는 복수의 구조적 암(arm)을 포함하는 차량 휠을 제공한다.

그리고, 본 발명은, (a) 스틸 림, 만곡된 리세스가 형성된 중심 디스크 부분 및 복수의 구조적 암을 제공하는 단계, (b) 각각의 구조적 암의 하나의 암 단부를 만곡된 리세스 중 하나에 배치시키는 단계 및 (c) 각각의 구조적 암의 상기 하나의 암 단부를 상기 중심 디스크 부분에 결합하고 각각의 구조적 암의 반대쪽 암 단부를 상기 스틸 림의 내주면에 결합하는 단계를 포함하는 차량 휠을 제조하는 방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 오버몰딩된 스틸 휠에 의하면, 구조적 암과 중심 디스크 부분의 조합으로 구성된 휠은 저렴한 비용과 매우 견고한 휠을 제공하고, 또한 바람직한 미적 외형이 요구되는 경우, 오버몰딩된 플라스틱 또는 복합 재료와 조합되는 이러한 유형의 휠 구조물은 무게 또는 비용에 악영향을 미치지 않으면서 쉽게 만들어지는 복잡한 휠 디자인을 제공할 수 있다.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 차량 휠의 평면도를 나타내고,
도 3 및 4는 본 발명에 따른 차량 휠의 사시도를 나타내며,
도 5는 림, 중심 디스크 부분 및 구조적 암의 단면도를 나타내고,
도 6 및 7은 밸브 홀을 포함하는 형상부를 나타내며,
도 8A는 플라스틱 재료가 사용된 실시예를 나타내고, 도 8B는 복합 재료가 사용된 실시예를 나타내며,
도 9A-9D는 다양한 파일럿 보어의 예들을 나타내고,
도 10A-10D는 각각 중심 구멍이 가질 수 있는 다른 모양들을 나타내며,
도 11A-11C는 암에 형성되는 홀의 몇 가지 예를 나타내고,
도 12A-12C는 다양한 장착 위치의 예들을 나타낸다.

차량 휠(10)이 도 1에 나타나 있다. 차량 휠(10)은 축(A)에 대해 회전가능하고 림(rim)(12), 중심 디스크 부분(14) 및 중심 디스크 부분(14)을 림(12)에 연결하는 복수의 구조적 암(16)을 포함한다. 일 실시예에서, 림(12)은 공지된 방법에 의해 만들어지는 일반적인 스틸 림을 포함한다.중심 디스크 부분(14)은 다양한 제조 공정에 의해서 만들어질 수 있다. 예들 들어, 중심 디스크 부분(14)은 찍어서(stamp), 단조하여(forge), 하이드로-포밍하여(hydro-form), 저압 사출 성형(low pressure injection mold) 등을 통하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 중심 디스크 부분(14)은 스탬프된 스틸로 구성된다. 구조적 암(16)은 다양한 재료로 만들어질 수 있는 복수의 독립된 암들이다. 일 실시예에서, 구조적 암(16)은 스틸 재료로 만들어진다. 구조적 암(16)은 처음에는 림(12)과 중심 디스크 부분(14)과 분리된 부품이고 그 후에 림(12)과 중심 디스크 부분(14)에 부착되어 차량 휠(10)을 형성하게 된다.

중심 디스크 부분(14)은 중심 구멍(20)이 형성된 디스크 바디(18)를 포함한다. 중심 구멍(20)은 차량 허브 내부에 휠(10)의 센터링(centering)을 제공한다. 중심 구멍의 모양은 특정의 허브 형태에 더 잘 맞도록(fit) 변경될 수 있다(도 9A-9D 및 10A-10D 참조). 도 9A는 플랜지가 가공된(flange-machined) 파일럿 보어(pilot bore)를 포함하는 중심 보어 또는 구멍(20a)을 나타낸다. 도 9B는 플랜지가 형성된 파일럿 보어를 포함하는 중심 구멍(20b)을 나타낸다. 도 9C는 관통 형성된 파일럿 보어를 포함하는 중심 구멍(20C)을 나타낸다. 도 9D는 관통 후 가공된(machined-after pierced) 파일럿 보어를 포함하는 중심 구멍(2Od)을 나타낸다. 도 10A-10D는 각각 중심 구멍(20)이 가질 수 있는 다른 모양들(21a, 21b, 21c, 21d)을 나타낸다.

디스크 바디(18)는 중심 구멍(20)에 대하여 외부를 향해 반경 방향으로 연장 형성되는, 예를 들어 레그(leg)와 같은, 복수의 돌출 부분(22)을 포함한다. 돌출 부분(22)의 각 쌍 사이에 만곡된 리세스(curved recess)(24)가 있다. 하나의 구조적 암(16)은 각각의 만곡된 리세스(24) 내측에 수용된다.

실시예에서 보여지는 바와 같이, 중심 디스크 부분(14)은 다섯개의 돌출 부분(22)을 포함하되, 구조적 암(16)의 파스너(fastener) 구멍(38)에 의해 형성되는 원에 따라 추가의 돌출 부분 또는 더 적은 돌출 부분이 사용될 수도 있다.

도시된 바와 같이, 각각의 구조적 암(16)은 제1 암 단부(28)와 제2 암 단부(30) 사이에 반경 방향으로 연장 형성된 암 바디(26)를 포함한다. 각각의 제1 암 단부(28)는 제1 조인트 부착 경계부(interface)(34)에서 림(12)의 내주면(32)에 부착된다. 각각의 제2 암 단부(30)는 제2 조인트 부착 경계부(36)에서 중심 디스크 부분(14)에 부착된다. 이러한 유형의 구조적 휠(10)에 대한 하중 요건에 따라, 제3 조인트 부착 경계부(48)가 또한 필요할 수 있다. 조인트 부착 경계부는 다양한 결합 방법(joining process)을 통하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 이러한 경계부는 MIG/플라즈마 용접, 레이저 용접, 하이브리드-레이저 용접, MIG/MAG 용접, 기계적 부착(리벨, 파스너 등) 또는 화학적 부착(예를 들어, 접착제)을 사용하여 만들어질 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 각각의 제2 암 단부(30)는 또한 파스너를 수용하는 파스너 구멍(38)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모든 구조적 암(16)이 중심 디스크 부분(14)에 부착되었을 때, 파스너 구멍(38)은 회전하는 휠 구조물에의 고정(securement)을 위한 볼트(bolted) 조인트 경계부(40)를 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 구조적 암(16)은 제1 암 단부(28)에서 반경(radial) 방향에 대한 횡(transverse) 방향으로 암 바디(26)로부터 외측으로 연장 형성되는 플랜지 부분(42)를 포함한다. 플랜지 부분(42)은 림(12)의 내주면(32)에 접촉하는 접합부(abutment) 면을 형성한다. 제1 용접 부착 경계부(34)는 이러한 플랜지 부분(42)에서 형성된다.

또한, 각각의 구조적 암(16)은 제2 암 단부(30)의 둘레(periphery)를 따라 연장 형성되는 플랜지 부분(50)을 포함한다. 플랜지 부분(50)은 반경 방향에 대한 횡방향으로 암 바디(26)로보터 외측으로 연장 형성된다. 일 실시예에서, 플랜지 부분(50)은 암 바디(26)의 상당한 부분의 둘레에 형성되어 증가된 강도를 제공한다. 제2 암 단부(30)의 플랜지 부분(50)은 각각의 만곡된 리세스(24)에 접촉 결합(abutting engagement)하여 수용된다. 제2 용접 부착 경계부(36)는 이러한 플랜지 부분(50)에서 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 암 단부(30)는 형상이 전체적으로 만곡된 리세스(24)의 외형(contour)에 일치되도록 둥글게 형성된다. 또한, 제1 암 단부(28)는 외형이 전체적으로 림(12)의 내주면(32)에 일치하는 만곡된(curved) 면을 제공한다.

중심 디스크 부분(14)과 림(12)에 대하여 암들의 동심원 위치를 제공하기 위하여 추가의 구멍이 암(16) 상에 제공될 것이다. 또한, 암(16)은 휠 커버를 고정하는 형상부 또는 휠(10)에의 다른 디자인의 개선된 부착부(different design enhancement attachment)를 포함할 수 있다. 암(16)에 형성되는 홀(80)의 몇 가지 예가 도 11A-11C에 도시되어 있다.

도 5는 림(12), 중심 디스크 부분(14) 및 구조적 암(16)의 단면도를 나타낸다. 도 6 및 7은 밸브 홀을 포함하는 형상부(60)를 나타낸다.

바람직한 미적 외형을 제공하기 위해, 적어도 차량 휠(10)의 일부는 플라스틱이나 복합 재료로 오버몰딩(overmold)된다. 도 8A-8B에 도시된 실시예를 참조하면, 중심 디스크 부분(14)과 구조적 암(16)의 외면(70)은 재료의 오버몰딩 레이어(72)로 덮여져(cover) 바람직한 외형을 제공하게 된다. 그것은 이러한 구조물의 추가적인 표면이 또한 그러한 레이어를 포함할 수도 있고, 또는 이러한 표면의 부분만이 재료의 레이어를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 도 8A는 플라스틱 재료가 사용된 실시예를 나타내고 도 8B는 복합 재료가 사용된 실시예를 나타낸다.

구조적 암(16)과 중심 디스크 부분(14)에 의해 형성되는 휠(10)의 중심 부분은 다양한 장착 위치에서 림(12)에 부착될 수 있다. 도 12A-12C는 다양한 장착 위치의 예들을 나타낸다. 도 12A는 암(16)에 바로 인접하여 드롭-웰(drop-well)(94a)이 형성된 림(12)의 외측 엣지(92a) 가까이에 형성되는 비드-시트(bead-seat) 부착부(90a)를 나타낸다. 도 12B는 암(16)으로부터 멀리 간격을 두고 형성되는 역(inverted) 드롭-웰(94b)이 형성된 외측 엣지(92b) 가까이에 형성되는 비드-시트 부착부(90b)를 나타낸다. 도 12C는 드롭-웰(94b)에서의 비드-시트 부착부(90c)를 나타내는 것으로, 즉 도 12C는 드롭-센터(drop-center) 부착 구성을 나타낸다.

상기에서 설명한 바와 같이 구조적 암과 중심 디스크 부분의 조합으로 구성된 휠은 저렴한 비용과 매우 견고한 휠을 제공한다. 또한, 바람직한 미적 외형이 요구되는 경우, 오버몰딩된 플라스틱 또는 복합 재료와 조합되는 이러한 유형의 휠 구조물은 무게 또는 비용에 악영향을 미치지 않으면서 쉽게 만들어지는 복잡한 휠 디자인을 제공한다.

10 ... 휠 12 ... 림
14 ... 중심 디스크 부분 16 ... 구조적 암
20 ... 중심 구멍 22 ... 돌출 부분
24 ... 리세스

Claims

내주면을 갖는 림(rim);
상기 내주면으로부터 내측으로 반경 방향으로 간격을 두고 위치되되, 만곡된(curved) 리세스에 의해 서로 분리 형성되는 복수의 돌출 부분을 갖는 바디를 포함하는 중심 디스크 부분; 및
각각의 구조적 암이 제1 용접 부착 경계부에서 상기 림의 내주면에 부착되는 제1 암 단부와 상기 스탬프(stamp)된 바디의 만곡된 리세스 중 하나의 내측에 수용되는 제2 암 단부를 갖되, 상기 제2 암 단부 각각은 제2 용접 부착 경계부에서 상기 중심 디스크 부분에 부착되는 복수의 구조적 암(arm);
을 포함하는 차량 휠.
제1항에 있어서,
상기 복수의 구조적 암은 상기 중심 디스크 부분에 독립적으로 부착되는 복수의 분리된 암을 포함하는 차량 휠.
제1항에 있어서,
각각의 구조적 암은 상기 림과 상기 중심 디스크 부분 사이에 반경(radial) 방향으로 연장 형성된 바디 부분을 포함하되, 상기 제1 암 단부 각각은 상기 반경 방향에 대해 횡방향으로 연장 형성되어 상기 림의 내주면에 접촉하는 접합부(abutment) 면이 형성된 플랜지 부분을 포함하는 차량 휠.
제1항에 있어서,
상기 제2 암 단부는 상기 제2 암 단부 각각이 파스너(fastener)를 수용하는 파스너 구멍을 포함하여 볼트 조인트(bolted joint)를 형성하는 차량 휠.
제1항에 있어서,
상기 림과 상기 복수의 구조적 암 중 적어도 하나의 적어도 일부는 재료의 오버몰딩된 레이어를 포함하는 차량 휠.
(a) 스틸 림, 만곡된 리세스가 형성된 중심 디스크 부분 및 복수의 구조적 암을 제공하는 단계;
(b) 각각의 구조적 암의 하나의 암 단부를 만곡된 리세스 중 하나에 배치시키는 단계; 및
(c) 각각의 구조적 암의 상기 하나의 암 단부를 상기 중심 디스크 부분에 결합하고 각각의 구조적 암의 반대쪽 암 단부를 상기 스틸 림의 내주면에 결합하는 단계;
를 포함하는 차량 휠을 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 차량 휠의 적어도 일부에 재료를 오버몰딩하는 단계를 포함하는 차량 휠을 제조하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 재료는 플라스틱 또는 복합 재료 중 하나를 포함하는 차량 휠을 제조하는 방법.
제6항에 있어서,
단계 (c)는 상기 하나의 암 단부를 적어도 두 개의 다른 위치에서 상기 중심 디스크 부분에 결합하는 단계를 포함하는 차량 휠을 제조하는 방법.
제9항에 있어서,
결합은 용접, 기계적 또는 화학적 부착을 포함하는 차량 휠을 제조하는 방법.