KR20170018986A - 차량용 휠의 제조 방법 및 차량용 휠 - Google Patents

Abstract

림(rim) 공동부(空洞部)(21)에 관통하는 관통공(25)의 주위에 오목부(26)를 형성하고, 각 관통공(25)을 막는 시일 부재(sealing member)(41)를 오목부(26)에 착좌(着座)시킨 상태에서 림부(3)의 외표면을 절삭 가공한다. 이로써, 림 공동부(21) 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠(1)을 안정적으로 제조할 수 있다. 또한, 림부(3)의 외표면을 절삭 가공할 때 관통공(25)을 막는 시일 부재(41)를 피해 절삭할 필요가 없어, 관통공(25)의 주위와 그 이외의 외표면을 구별하지 않고 림부(3)의 외표면을 절삭 가공할 수 있으므로, 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.

Description

차량용 휠의 제조 방법 및 차량용 휠{METHOD FOR MANUFACTURING VEHICLE WHEEL, AND VEHICLE WHEEL}

본 발명은, 림부(rim portion를) 구비한 차량용 휠의 제조 방법 및 그 차량용 휠에 관한 것이다.

자동차 등의 차량에서는, 엔진 노이즈 저감 기술의 진보에 의해, 차량 주행 중에, 노면으로부터 받는 진동에 기인하는 로드 노이즈(road noise)가 표면화되고 있다. 이 로드 노이즈의 한 요인으로서, 타이어와 차량용 휠의 림부에 의해 밀폐된 타이어 내 공역(空域)에서 발생하는 공동(空洞) 공명음(共鳴音)이 지적되고 있다. 이 공동 공명음은, 차량 주행 중에 노면으로부터 받게 되는 진동에 의해, 타이어 내 공역의 주위 길이를 1파장으로 하는 정재파(定在波)가 발생하고, 이 정재파가 특정한 주파수대(예를 들면, 180Hz ~ 240Hz)에서 기주(氣柱) 공명 현상을 일으키는 경우에 의해 발생한다.

상기한 공동 공명음을 저감시키는 방법으로서, 헬름홀츠식(Helmholtz equation)의 공명 흡음기(吸音器)를 적용한 구성이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1과 같이, 차량용 휠의 림부에, 주위 방향으로 복수의 부기실(副氣室)을 형성하고, 각 부기실마다 타이어 내 공역과 연통되는 구멍부를 형성한 구성이 제안되어 있다. 이 구성은, 부기실과 구멍부에 의해 헬름홀츠식의 공명 흡음기를 구성한 것이며, 상기한 타이어 내 공역에서 발생하는 공동 공명음을 저감할 수 있다. 여기서, 특허 문헌 1에서는, 상기 부기실과 구멍부를 성형하는 방법으로서, 주조(鑄造) 시에 림부의 외표면으로부터 돌출하는 세로벽을 형성하고, 상기 세로벽을 절곡시킴으로써 부기실을 형성하고, 그 후, 절곡한 세로벽에 구멍부를 천설(穿設)하도록 한 방법이 제안되어 있다.

일본공개특허 제2003-326904호 공보

전술한 종래의 특허 문헌 1에 개시된 성형 방법에 의해, 헬름홀츠식의 공명 흡음기를 구성하는 부기실과 구멍부를 성형하면, 세로벽을 절곡하여 부기실을 형성한 후에 구멍부를 천설함으로써, 상기 천설 시에 절삭 칩이 구멍부에 들어가 부기실 내에 잔류하게 된다. 또한, 일반적인 차량용 휠의 제조 공정에서는, 림부의 외표면을 절삭 가공함으로써, 상기 외표면의 형상 치수를 원하는 형상으로 정돈하도록 하고 있지만, 이와 같은 절삭 가공을, 상기한 구멍부의 천설 후에 실행한 경우에는, 그 절삭 칩이 구멍부로부터 부기실 내에 들어가 잔류하게 된다. 이와 같이 하여 부기실 내에 잔류한 절삭 칩은, 구멍부를 막아 공명 흡음기로서의 효과를 저감시키거나, 그 후의 생산 공정이나 타이어를 조립한 후 등에 있어서 예기치 못한 문제점이 생기게 하거나 할 가능성이 있다. 이로부터, 공명 흡음기를 구성하는 부기실과 구멍부와 같이 공동부와 상기 공동부에 관통하는 관통공을 구비하는 차량용 휠에서는, 상기 공동부 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 제조 방법이 요구되고 있다.

본 발명은, 림부에 형성하는 림 공동부 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠의 제조 방법 및 차량용 휠을 제안하는 것이다.

본 발명의 차량용 휠의 제조 방법은, 림부를 구비한 차량용 휠의 제조 방법에 있어서, 상기 림부의 내부에 일체로 형성된 공동부인 림 공동부와, 상기 림 공동부에 관통하여 휠 외부로 개구되는 관통공과, 상기 관통공의 주위를 오목하게 한 오목부를 형성하는 공동부 형성 공정과, 상기 관통공을 막는 시일 부재(seal member)를 상기 오목부에 착좌(着座)시킨 상태에서, 림부의 외표면을 절삭 가공하는 절삭 가공 공정을 순차적으로 실행하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제조 방법에서는, 림 공동부에 관통하는 관통공의 주위에 오목부를 형성하고, 관통공을 막는 시일 부재를 오목부에 착좌시킨 상태에서 림부의 외표면을 절삭 가공함으로써, 절삭 가공 시에 생기는 절삭 칩이 관통공으로부터 림 공동부 중으로 진입하는 것을 억제할 수 있어, 림 공동부 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠을 안정적으로 제조할 수 있다. 또한, 관통공의 주위에 오목부를 형성하였으므로, 림부의 외표면을 절삭 가공할 때 관통공을 막는 시일 부재를 피해 절삭할 필요가 없고, 관통공의 주위와 그 이외의 외표면을 구별하지 않고 림부의 외표면을 절삭 가공할 수 있으므로, 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.

전술한 본 발명의 차량용 휠의 제조 방법에 있어서, 관통공은, 림부의 타이어가 장착되는 측으로 개구되어 있는 것을 특징으로 하는, 제조 방법이 제안된다.

이러한 제조 방법에 의하면, 림 공동부와 관통공에 의해 구성되는 상기한 헬름홀츠식의 공명 흡음기를 구비한 차량용 휠을 제조할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 림부와 일체의 헬름홀츠식의 공명 흡음기를 구비하는 구성이라도 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠을 제조할 수 있다. 또한, 절삭 칩이 관통공을 막음으로써 공동 공명음을 저감시키는 효과가 감소하게 되는 것을 억제할 수 있다.

전술한 본 발명의 차량용 휠의 제조 방법에 있어서, 공동부 형성 공정은, 림부의 외표면으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 판형의 세로 벽부를, 상기 림부와 일체로 형성하는 공정과, 상기 세로 벽부를 그 판두께 방향으로 관통하는 상기 관통공을 형성하고, 상기 세로 벽부의 측벽면에 상기 관통공의 주위를 오목하게 한 상기 오목부를 형성하는 공정과, 상기 오목부가 휠 외표면 측에 위치하도록 상기 세로 벽부를 절곡 가공하고, 상기 세로 벽부의 선단부를 림부의 외표면에 접합함으로써, 상기 림부에 림 공동부를 형성하는 공정을 순차적으로 실행하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법이 제안된다.

이러한 제조 방법에 의하면, 림부에 일체로 형성한 세로 벽부에 관통공과 오목부를 형성한 후에, 상기 세로 벽부를 절곡 가공함으로써 림 공동부를 형성하고 있어, 관통공을 천설 가공함으로써 발생하는 절삭 칩을 용이하게 제거할 수 있으므로, 림 공동부에 상기 절삭 칩이 잔존(殘存)하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 림부의 외표면을 절삭 가공함으로써 발생하는 절삭 칩도 림 공동부에 쉽게 들어가지 않으므로, 절삭 칩이 거의 잔존하지 않는 림 공동부를 구비한 차량용 휠을 안정적으로 제조할 수 있다.

또한, 관통공과 오목부를 형성한 후에 절곡 가공에 의해 림 공동부를 형성하고 있으므로, 관통공의 길이를 관리하기 쉽다는 장점을 가진다. 이것은, 림부의 외표면을 절삭 가공하기 전 또한 림 공동부를 형성하는 절곡 가공 전에, 관통공의 길이 치수가 정해지는 것에 기인한다. 또한, 관통공의 길이는, 상기한 헬름홀츠식의 공명 흡음기를 구성하는 경우에, 저감 효과를 발휘하는 공동 공명음의 주파수 특성에 영향을 준다. 그러므로, 전술한 종래의 오목부를 형성하지 않는 제조 방법에 비하여, 상기 주파수 특성의 불균일을 저감할 수 있다.

그리고, 이 경우, 차량용 휠은, 주조(鑄造) 성형에 의해 성형되는 이른바 주조 휠로 하는 것이 바람직하다. 주조 휠의 제조 방법에서는, 주조 공정에 의해, 세로 벽부를 림부와 일체로 형성하는 공정을 실행할 수 있기 때문이다. 또한, 주조 휠로서는, 알루미늄 합금제가 바람직하다.

전술한 본 발명의 차량용 휠의 제조 방법에 있어서, 림부는, 타이어의 비드(bead)를 지지하는 비드 시트부(bead seat portion)를 구비하고, 공동부 형성 공정은, 림 공동부를 상기 비드 시트부의 내경측(內徑側)에 형성하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법이 제안된다.

이러한 제조 방법에 의하면, 림부에 림 공동부를 형성함으로써 타이어의 조립성이 악화되는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 이러한 제조 방법에 있어서, 차량용 휠은 주조에 의해 제조되고, 차량과 접합하기 위한 접합부를 구비한 디스크부가 림부의 비드 시트 부근에 접속되고, 림 공동부를 디스크부가 접속된 림부에 형성하는 구성이 바람직하다. 주조 휠의 경우, 림부의 디스크부가 접속되는 부분은 차량용 휠 중 비교적 두꺼운 형상으로 되므로, 이곳에 림 공동부를 형성함으로써 차량용 휠을 경량화할 수 있기 때문이다.

전술한 본 발명의 차량용 휠의 제조 방법에 있어서, 공동부 형성 공정은, 오목부의 판두께 방향 깊이가 시일 부재의 두께보다 두꺼워지도록, 상기 오목부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법이 제안된다.

이러한 제조 방법에 의하면, 오목부에 시일 부재를 착좌시킨 후에 림부의 외표면을 절삭 가공할 때, 상기 절삭 가공 중에 시일 부재가 손상되거나 벗겨지는 것을 억제할 수 있어, 절삭 칩이 거의 잔존하지 않는 림 공동부를 구비한 차량용 휠을 더욱 안정적으로 제조할 수 있다.

전술한 본 발명의 차량용 휠의 제조 방법에 있어서, 절삭 가공 공정은, 오목부의 주위를 포함하는 림부의 외표면을 휠 주위 방향으로 절삭하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법이 제안된다.

이러한 제조 방법에 의하면, 관통공의 주위에 특별한 가공을 행하지 않고, 관통공의 주위도 일반적인 차량용 휠의 절삭 가공 방법과 같은 절삭 가공 방법을 적용하여 제조할 수 있다.

한편, 본 발명의 차량용 휠은, 림부를 구비한 차량용 휠에 있어서, 상기 림부는, 일체로 형성된 공동부인 림 공동부와, 상기 림 공동부에 관통하여 휠 외부로 개구되는 관통공과, 관통공 주위를 오목하게 한 오목부를 구비하여 이루어지고, 상기 오목부의 형성 후에 상기 림부의 외표면을 절삭 가공함으로써 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 휠이다.

이러한 차량용 휠에 의하면, 전술한 본 발명의 차량용 휠의 제조 방법과 마찬가지로, 림 공동부 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠로 할 수 있다. 또한, 관통공의 주위에 오목부를 형성하였으므로, 림부의 외표면을 절삭 가공할 때 관통공을 막는 시일 부재를 피해 절삭할 필요가 없고, 관통공의 주위와 그 이외의 외표면을 구별하지 않고 림부의 외표면을 절삭 가공할 수 있으므로, 제품 비용의 상승을 억제할 수 있다.

전술한 본 발명의 차량용 휠에 있어서, 관통공은, 림부의 타이어가 장착되는 측으로 개구되어 있는 것을 특징으로 하는, 구성이 제안된다.

이러한 구성에 의하면, 림 공동부와 관통공에 의해 구성되는 상기한 헬름홀츠식의 공명 흡음기를 구비한 차량용 휠로 된다. 그리고, 본 발명의 차량용 휠에 의하면, 림부와 일체인 헬름홀츠식의 공명 흡음기를 구비하는 구성이라도 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠로 할 수 있다. 또한, 절삭 칩이 관통공을 막는 것을 억제하여, 공동 공명음의 저감 효과를 유지할 수 있다.

전술한 본 발명의 차량용 휠에 있어서, 림부는, 타이어의 비드를 지지하는 비드 시트부를 구비하고, 림 공동부는, 상기 비드 시트부의 내경측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 구성이 제안된다.

이러한 구성에 의하면, 림부에 림 공동부를 형성함으로써 타이어의 조립성이 악화되는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 이러한 차량용 휠에 있어서, 차량용 휠은 주조에 의해 제조되고, 차량과 접합하기 위한 접합부를 구비한 디스크부가 림부의 비드 시트 부근에 접속되고, 림 공동부를 디스크부가 접속된 림부에 형성하는 구성이 바람직하다. 주조 휠의 경우, 림부의 디스크부가 접속되는 부분은 차량용 휠 중 비교적 두꺼운 형상으로 되므로, 이곳에 림 공동부를 형성함으로써 차량용 휠을 경량화할 수 있기 때문이다.

전술한 본 발명의 차량용 휠에 있어서, 오목부의 주위를 포함하는 림부의 외표면은, 휠 주위 방향을 따라 절삭되어 있는 것을 특징으로 하는, 구성이 제안된다.

이러한 구성에 의하면, 관통공의 주위에 특별한 가공을 행하지 않고, 관통공의 주위도 일반적인 차량용 휠과 같은 절삭 가공 방법을 적용한 차량용 휠로 할 수 있다.

본 발명의 차량용 휠의 제조 방법에 의하면, 림 공동부에 관통하는 관통공의 주위에 오목부를 형성하고, 관통공을 막는 시일 부재를 오목부에 착좌시킨 상태에서 림부의 외표면을 절삭 가공하므로, 절삭 가공 시에 생기는 절삭 칩이 관통공으로부터 림 공동부 내로 진입하는 것을 억제할 수 있어, 림 공동부 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠을 안정적으로 제조할 수 있다. 또한, 관통공의 주위에 오목부를 형성하였으므로, 림부의 외표면을 절삭 가공할 때 관통공을 막는 시일 부재를 피해 절삭할 필요가 없고, 관통공의 주위와 그 이외의 외표면을 구별하지 않고 림부의 외표면을 절삭 가공할 수 있으므로, 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.

본 발명의 차량용 휠은, 전술한 본 발명의 차량용 휠의 제조 방법과 마찬가지로, 림 공동부 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠로 할 수 있다. 또한, 관통공의 주위에 오목부를 형성하였으므로, 림부의 외표면을 절삭 가공할 때 관통공을 막는 시일 부재를 피해 절삭할 필요가 없어, 관통공의 주위와 그 이외의 외표면을 구별하지 않고 림부의 외표면을 절삭 가공할 수 있으므로, 제품 비용의 상승을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 실시예의 차량용 휠(1)의 종단면도이다.
도 2는 상기 차량용 휠(1)의, 도 1 중의 N-N선 횡단면도이다.
도 3은 상기 차량용 휠(1)의, 도 1 중의 M-M선 횡단면도이다.
도 4는 도 1의 X부의 확대도이다.
도 5는 본 발명에 관한 실시예의 차량용 휠(1)의 제조 공정을 나타낸 플로우차트이다.
도 6은 림 공동부(21)를 형성하는 과정을 나타낸 설명도이다.
도 7은 도 6으로부터 계속되는, 림 공동부(21)의 형성 과정을 나타낸 설명도이다.
도 8의 (A)는 림부(3)의 사시도이고, (B)는 Y부의 확대도이다.

본 발명의 실시예를, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에, 본 발명에 관한 차량용 휠(1)을 나타낸다. 이 차량용 휠(1)은, 알루미늄 합금을 주조 성형하여 이루어지는 것이며, 차축이 연결되는 디스크부(2)와, 타이어가 장착되는 림부(3)를 구비하여 이루어진다. 그리고, 본 실시예에서는, 디스크부(2)의 배면측으로부터 디자인면 측을 향하는 방향을 표면측(表面側)으로 하고, 역방향을 이면측(裏面側)으로 하고 있다. 또한, 차량용 휠(1)의 중심축선 L과 직교하는 휠 직경 방향을 따라, 상기 중심축선 L을 향하는 방향을 내측으로 하고, 역방향을 외측으로 하고 있다.

상기 디스크부(2)는, 대략 원반형의 허브 장착부(4)와, 상기 허브 장착부(4)의 외주 에지로부터 외측으로 방사상으로 설치된 복수의 스포크부(spoke portion)(5)를 구비하고 있다(도 2, 도 3 참조). 여기서, 허브 장착부(4)에는, 그 중앙에 허브공(17)이 형성되고, 상기 허브공(17)의 외측에 주위 방향으로 서로 균등한 간격으로 되는 위치에 복수의 볼트공(18)이 형성되어 있다. 또한, 서로 인접하는 스포크부(5) 사이에 장식공(裝飾孔)(6)이 각각에 형성되어 있다(도 2, 도 3 참조).

또한, 상기 림부(3)는, 그 표리(表裏) 양단의 개구 에지에 타이어(100)의 비드(101a, 101b)를 측방으로부터 유지하는 플랜지부(10a, 10b)가 형성되어 있다. 각각의 플랜지부(10a, 10b)에, 타이어의 비드를 착석(着席)시켜 지지 고정시키는 표리의 비트 시트부(11a, 11b)가 각각에 커플링되어 있다. 또한, 표리 양측의 비드 시트부(11a, 11b) 사이에는, 타이어 장착 시에, 타이어의 비드를 떨어뜨리기 위한 웰부(well portion)(13)가 형성되어 있다. 그리고, 표면측 비드 시트부(11a)와 웰부(13)가 웰벽부(14)를 통하여 커플링되어 있다. 여기서, 표면측 비드 시트부(11a)와 웰벽부(14)는, 상기 디스크부(2)의 각 스포크부(5)와 커플링하는 원환형(圓環形)의 아우터 림부(outer rim portion)(9)에 설치되어 있다.

그리고, 이 차량용 휠(1)은, 차량에 장착된 경우에 휠 외관으로 되는 디스크부(2)의 표면에 의해, 이른바 디자인면이 구성되어 있다. 그리고, 차량용 휠(1)의 상기한 각각의 부위는 각각, 중심축선 L을 중심으로 하는 동심형(同心形)으로 형성되어 있다. 또한, 차량용 휠(1)에 소정의 타이어(100)를 장착하면, 림부(3)와 상기 타이어(100)에 의해 밀폐된 환형(環形)의 타이어 내 공역(102)이 구획된다.

차량용 휠(1)은, 도 1 ~ 도 4와 같이, 림부(3)의 아우터 림부(9)의 내부에, 5개의 림 공동부(21)가 휠 주위 방향을 따라 정렬되어 있다. 각 림 공동부(21)는, 5개의 격벽부(22)에 의해 각 림 공동부(21)끼리가 서로 이격(離隔)되어 있고, 각각에 독립적인 공역을 가지고 있다. 또한, 아우터 림부(9)를 구성하는 웰벽부(14)에는, 각 림 공동부(21)마다, 1개의 관통공(25)이 각각 개구 형성되어 있다. 각 림 공동부(21)는, 각각의 관통공(25)에 의해서만 휠 외부[타이어 내 공역(102)]와 연통되어 있다. 또한, 웰벽부(14)에는, 각 관통공(25)의 주위를 오목하게 한 오목부(26)가 각각 형성되어 있다. 이 오목부(26)는, 원형상을 이루고, 관통공(25)과 동심형으로 형성되어 있다.

이 각 림 공동부(21)와 그 관통공(25)에 의해, 5개의 헬름홀츠식의 공명 흡음기(27)가 구성되어 있다. 각 공명 흡음기(27)가, 차량 주행 중에 타이어 내 공역(102)에서 발생하는 공동 공명음(로드 노이즈의 일종)을 저감시키는 효과를 발휘할 수 있도록, 각 림 공동부(21) 및 관통공(25)의 형상 치수를 설정하고 있다. 상세하게 설명하면, 헬름홀츠식의 공명 흡음기(27)는, 림 공동부(21)의 용적, 관통공(25)의 개구 직경 및 길이 등에 따라, 감쇠(減衰) 가능한 음파의 주파수가 정해진다. 그러므로, 타이어 내 공역(102)에서 기주 공명 현상을 일으키는 특정한 주파수대(예를 들면, 180Hz ~ 270Hz)의 음파를 감쇠 가능하도록, 림 공동부(21)의 용적과 관통공(25)의 개구 직경 및 길이를 설정하고 있다. 본 실시예에서는, 5개의 림 공동부(21)가 각각 상이한 용적으로 되도록, 각 격벽부(22)를 휠 주위 방향으로 소정 간격으로 설치하고 있다. 그리고, 각 관통공(25)의 개구 직경 및 길이는 동일하게 하고 있다. 이와 같이 설정한 각 공명 흡음기(27)에 의해, 상기 특정한 주파수대 내에서 복수의 주파수의 음파를 감쇠 가능하도록 하고 있다. 본 실시예의 차량용 휠에 의하면, 차량 주행 중에 타이어(100)가 노면으로부터 받는 진동에 의해 발생하는 공동 공명음을 효율적으로 저감할 수 있다.

다음에, 상기한 본 실시예의 차량용 휠(1)을 제조하기 위한 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시예의 제조 방법에서는, 도 5와 같이, 주조 공정, 구멍 가공 공정, 절곡 가공 공정, 열처리 공정, 절삭 가공 공정, 도장 공정을 순차적으로 실행함으로써, 차량용 휠(1)을 제조한다. 이하에, 각각의 공정을 상세하게 설명한다.

상기한 주조 공정에서는, 소정 온도로 가열 유지한 알루미늄 합금의 용탕(溶湯)을, 상기한 차량용 휠(1)을 성형하기 위한 주조 금형의 캐비티에 충전하고, 냉각시킨 후, 대략 휠 형상의 주조체(鑄造體)(51)[도 6의 (A) 참조]를 꺼낸다. 이 주조 공정에서는, 또한 주조 금형으로부터 꺼낸 주조체(51)의 표면을 러프(rough)하게 절삭하는 동시에, 탕구(湯口) 등의 잉여 부위를 제거하는 러프한 가공을 행한다.

이 주조체(51)는, 상기한 차량용 휠(1)에 불필요한 부분이 전체적으로 붙은 형상이며, 후술하는 절삭 가공 공정에서 표면을 절삭 가공함으로써 원하는 차량용 휠(1)의 치수 형상으로 성형된다. 그리고, 도 6, 도 7에서는, 불필요한 부분을 생략하고 있고, 상기 차량용 휠(1)의 각각의 구성이 형성되는 부위에는, 같은 명칭과 부호를 부여하여 설명한다. 주조체(51)는, 도 6의 (A)와 같이, 림부(3)에, 표면측 플랜지부(10a), 웰부(13), 이면측 비드 시트부(11b), 이면측 플랜지부(10b)가 형성되어 있다. 그리고, 웰부(13)의, 표면측 플랜지부(10a) 가까이의 부위에는, 상기 웰부(13)의 외표면으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 원환 판형의 세로 벽부(53)가 일체로 형성되어 있다. 그리고, 이 주조체(51)에는, 표면측 비드 시트부(11a)가 형성되어 있지 않다.

여기서, 세로 벽부(53)는, 후술하는 절곡 가공 공정에 의해 절곡되어 표면측 비드 시트부(11a)를 형성하는 것이므로, 원하는 형상 치수의 표면측 비드 시트부(11a)를 형성할 수 있도록, 표리 방향 위치와 직경 방향 폭이 설정되어 있다.

또한, 세로 벽부(53)와 표면측 플랜지부(10a) 사이에는, 휠 주위 방향으로 소정 간격으로 5개의 격벽부(22)가 형성되어 있다(도 3 참조). 격벽부(22)는, 표리 방향을 따라 직경 방향 외측으로 기립(起立)되도록 형성되어 있다. 그리고, 격벽부(22)의 휠 직경 방향의 벽높이가, 후술하는 바와 같이 절곡 가공 공정에서 절곡한 세로 벽부(53)가 표면측 비드 시트부(11a)를 형성할 수 있도록, 소정 높이로 설정되어 있다[도 6의 (C) 참조]. 여기서, 격벽부(22)는, 도 3과 같이, 그 횡단면이 대략 사다리꼴을 이루고, 양측에 경사 측부(22a, 22a)를 구비한다. 본 실시예에서는, 휠 직경 방향 외측으로 분리하는 4분할된 횡형(橫型)을 구비하는 주조 금형을 사용하고, 경사 측부(22a, 22a) 간의 각도가 약 90°가 되도록 설정하였다. 이와 같이 설정한 것은, 격벽부(22)가 어느 장소에서도 횡형을 탈형(脫型)할 때 필요한 드래프트 앵글(draft angle)을 확보할 수 있기 때문이다.

이 주조 공정에서는, 상기한 러프한 가공에 의해, 세로 벽부(53)로부터 표면측 플랜지부(10a)에 이르는 표면[격벽부(22)의 표면을 포함함]을 절삭 가공한다. 이로써, 세로 벽부(53)를 절곡하여 형성되는 각 림 공동부(21)의 단면(斷面) 형상을 정돈하도록 하고 있다.

이와 같은 주조 공정에서는, 상기한 주조체(51)를 성형 가능하도록 설계된 주조 금형을 사용하고 있다. 그리고, 이 주조 공정은, 종래부터 사용되고 있는 고압 주조, 저압 주조, 중력 주조 등의 주조 방법을 적용할 수 있으므로, 그 상세한 것에 대해서는 생략한다.

이러한 주조 공정 후에, 구멍 가공 공정을 행한다. 구멍 가공 공정에서는, 도 6의 (B)과 같이, 상기 세로 벽부(53)에 5개의 관통공(25)을 천설(穿設)하고, 각 관통공(25)의 주위에 오목부(26)를 형성한다. 여기서, 관통공(25)은, 세로 벽부(53)의 직경 방향 내 가까운 위치에, 세로 벽부(53)를 그 판두께 방향으로 관통하도록 형성된다. 그리고, 각 관통공(25)을, 인접하는 격벽부(22)의 사이에 각각 1개마다 설치한다(도 2, 도 3 참조). 또한, 세로 벽부(53)의 이면측 벽면에, 각 관통공(25)의 주위를 원형상으로 오목하게 된 오목부(26)가 각각 형성된다. 여기서, 이 오목부(26)는, 관통공(25)과 동심형으로 형성하고 있다. 또한, 이 오목부(26)의 판두께 깊이는, 후술하는 시일 부재(41)의 두께와 후술하는 절삭 가공 공정에 의한 림부(3)의 외표면의 절삭대(切削代)를 고려하여, 시일 부재(41)가 벗겨지지 않도록 설정되고, 실시예에서는, 시일 부재(41)와 절삭대의 합보다 크게 설정되는 것으로 하였다. 또한, 이 오목부(26)는, 절삭 가공이나 프레스 가공 등에 의해 형성할 수 있다. 그리고, 관통공(25)과 오목부(26)를 형성한 후에, 그 가공에 의해 생긴 절삭 칩을 제거하도록 하고 있다.

이러한 구멍 가공 공정 후에, 절곡 가공 공정을 행한다. 절곡 가공 공정에서는, 도 6의 (C), 도 7의 (D)과 같이, 세로 벽부(53)를 절곡하여, 상기 세로 벽부(53)와 표면측 플랜지부(10a)와 용접한다. 이 공정에서는, 스피닝 가공에 의해 세로 벽부(53)를 표면측으로 절곡하여, 세로 벽부(53)의 선단을 휠 주위 방향에 걸쳐 표면측 플랜지부(10a)와 맞닿게 한다. 여기서, 세로 벽부(53)를, 상기 격벽부(22)를 모방하도록 절곡하여 상기 격벽부(22)와 맞닿게 한다. 그리고, 세로 벽부(53)를, 격벽부(22)의 벽 높이와 대략 같은 높이인 직경 방향 중 가까운 부분으로부터 절곡된 형태로 한다. 스피닝 가공 후에, 세로 벽부(53)의 선단과 표면측 플랜지부(10a)를 휠 주위 방향에 걸쳐 전체 주위를 용접한다. 이로써, 격벽부(22)에 의해 구획된 5개의 림 공동부(21)를 내부에 구비한 아우터 림부(9)를 형성할 수 있다. 그리고, 각 림 공동부(21)는, 각각 관통공(25)을 1개 구비하고, 각 관통공(25)에 의해 휠 외부와 연통된다. 여기서, 각 관통공(25)의 오목부(26)는, 세로 벽부(53)의 이면측 벽면에 형성되어 있으므로, 아우터 림부(9)의 외표면에 노출된다. 그리고, 관통공(25) 및 오목부(26)는, 상기한 바와 같이 세로 벽부(53)의 직경 방향 내 가까운 위치에 형성되어 있으므로, 웰벽부(14)에 위치한다.

그리고, 이와 같은 절곡 가공 공정에 있어서, 각 관통공(25)이 있으므로 용접 시에 용접열에 의해 열팽창된 공기가, 관통공(25)으로부터 배출되어, 각 림 공동부(21)로 모이는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 림 공동부(21) 내에서 열팽창된 공기에 의해 발생하는 변형 등의 문제점의 발생을 저감할 수 있다.

본 실시예의 제조 방법에서는, 구멍 가공 공정에서 세로 벽부(53)에 관통공(25) 및 오목부(26)를 형성하고, 그 후, 절곡 가공 공정에 의해 림 공동부(21)를 형성하도록 하고 있으므로, 구멍 가공 공정에서 발생하는 절삭 칩이 림 공동부(21)에 잔류하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

이러한 절곡 가공 공정 후에, 열처리 공정을 행한다. 열처리 공정에서는, 소정의 처리 온도에 의해 가열하는 용체화(溶體化) 처리와 상기 용체화 처리 후에 소정 온도로 유지하는 인공(人工) 시효(時效)를 행하는 T6 처리를 실행한다. 이로써, 내부 조직의 균질화와 석출(析出) 경화에 의해 강도를 향상시킨다.

이러한 열처리 공정 후에, 절삭 가공 공정을 행한다. 절삭 가공 공정에서는, 먼저, 도 7의 (E), (F)와 같이, 각 관통공(25)을 차폐(遮蔽)하는 시일 부재(41)를 오목부(26)에 착좌시킨다. 그 후, 도시하지 않은 선반에 의해 주조체(51)를 그 중심축선 L을 중심으로 하여 회전시켜 표면측 비드 시트부(11a)나 웰벽부(14)를 포함하는 림부(3)의 외표면을 절삭 가공한다. 여기서, 림부(3)의 외표면의 절삭 가공은, 림 공동부나 관통공을 구비하지 않는 차량용 휠과 마찬가지로, 림부(3)의 외표면을 절삭하는 일반적인 가공 방법을 이용하였다. 도 8에, 절삭 가공 후의 차량용 휠(1)과 오목부(26) 주위의 외표면을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 절삭 가공에서는, 오목부(26)의 주위에 있어서의 림부(3)의 외표면과 그 이외의 림부(3)의 외표면을 구별하지 않고 림부(3)의 전체 주위를 절삭하므로, 본 실시예의 차량용 휠(1)은, 주위 방향으로 같은 모양의 절삭 자국(45)이 남는 것으로 된다.

이와 같이, 절삭 가공 공정에서는, 각 관통공(25)을 막는 시일 부재(41)를 오목부(26)에 착좌시킨 상태에서 절삭 가공을 행하므로, 절삭 가공 시에 생기는 절삭 칩이 관통공(25)으로부터 림 공동부(21) 중으로 진입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시예의 차량용 휠(1)에는, 관통공(25)의 주위에 오목부(26)가 형성되어 있으므로, 각 관통공(25)을 막는 시일 부재(41)를 피해 림부(3)의 외표면을 가공할 필요가 없어, 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다. 그리고, 실시예에서는, 오목부(26)의 판두께 방향 깊이는, 시일 부재(41)의 두께나 절삭대를 고려하여, 시일 부재(41)의 두께와 절삭대와의 합보다 크게 하는 것으로 하였다. 이렇게 하면, 절삭 가공 시에 시일 부재(41)가 손상되거나 벗겨지거나 하지 않기 때문이다.

이 절삭 가공 공정에서는, 또한 디스크부(2)의 표면의 가공 외에, 볼트공이나 밸브공 등의 구멍뚫기 가공에 의해 발생하는 절삭 칩을 제거하기 위한 세정을 행한다. 그 후, 도 7의 (F)와 같이, 시일 부재(41)를 제거하여 각 림 공동부(21)의 리크 테스트(leak test)를 행한다. 이 리크 테스트에서는, 일반적인 리크 테스트 방법을 이용할 수 있으므로, 그 상세한 것에 대해서는 생략한다.

이러한 절삭 가공 공정 후에, 도장 공정을 행한다. 도장 공정에서는, 오목부(26)에 시일 부재(41)를 착좌시켜 관통공(25)을 막은 상태로, 도장 처리를 실행한다. 그리고, 시일 부재(41)를 제거한다. 실시예에서는, 도장 공정은, 주지의 방법에 의해 행해지는 것으로 하였으므로, 그 자세한 것은 생략한다. 이와 같이 도장 공정에서는, 절삭 가공 공정과 마찬가지로 도료 등이 림 공동부(21)로 진입하는 것을 억제할 수 있다.

이상 설명한 본 실시예의 차량용 휠(1)의 제조 방법에 의하면, 림 공동부(21)에 관통하는 관통공(25)의 주위에 오목부(26)를 형성하고, 각 관통공(25)을 막는 시일 부재(41)를 오목부(26)에 착좌시킨 상태에서 림부(3)의 외표면을 절삭 가공하므로, 절삭 가공 시에 생기는 절삭 칩이 관통공(25)으로부터 림 공동부(21) 중으로 진입하는 것을 억제할 수 있어, 림 공동부(21) 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않는 차량용 휠(1)을 안정적으로 제조할 수 있다. 또한, 관통공(25)의 주위에 오목부(26)를 형성하였으므로, 림부(3)의 외표면을 절삭 가공할 때 관통공(25)을 막는 시일 부재(41)를 피해 절삭할 필요가 없어, 관통공(25)의 주위와 그 이외의 외표면을 구별하지 않고 림부(3)의 외표면을 절삭 가공할 수 있으므로, 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예의 차량용 휠(1)의 제조 방법에 의하면, 림 공동부(21) 내에 절삭 칩이 거의 잔류하지 않으므로, 절삭 칩이 관통공(25)을 막음으로써 공동 공명음을 저감시키는 효과가 감소하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 관통공(25) 및 오목부(26)를 세로 벽부(53)에 형성한 후에 상기 세로 벽부(53)를 절곡하여 아우터 림부(9)를 형성하고 있으므로, 공명 흡음기(27)의 주파수 특성에 영향을 주는 관통공(25) 길이의 불균일을 억제할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 주조 공정, 구멍 가공 공정, 및 절곡 가공 공정에 의해, 본 발명에 관한 공동부 형성 공정이 구성되어 있다.

본 실시예에서는, 관통공(25)을 타이어 내 공역(102)으로 개구되는 것으로 하였으나, 림부(3)의 내측으로 개구되는 것 등, 차량용 휠(1)의 외부로 개구되는 것이면 어떠한 것이라도 된다.

또한, 본 실시예에서는, 아우터 림부(9)에, 림 공동부(21)와 관통공(25)과 오목부(26)를 형성한 구성으로 하였으나, 그 외의 구성으로서, 이면측 비드 시트부를 형성하는 이너 림부(inner rim portion)에 림 공동부를 형성하는 구성이나, 웰부에 림 공동부를 형성하는 구성 등, 림 공동부가 림부의 내부에 일체로 형성되는 것이면 어떤 것이라도 된다.

또한, 본 실시예에서는, 오목부는, 원형상으로 형성되는 것으로 하였으나, 타원 형상이나 다각형상 등, 차량용 휠(1)의 외부로 개구되는 것이면 어떤 것이라도 된다. 시일 부재로서는, 절삭 가공 공정에서 장착하는 것과, 도장 공정 전에 장착하는 것을 동일한 것으로 해도 되고, 상이한 것으로 해도 된다. 특히, 도장 공정 전에 장착하는 시일 부재는, 내열성이 우수한 것이 바람직하다.

본 발명은, 전술한 실시예에 한정되지 않고, 실시예 이외의 구성에 대하여도 본 발명의 취지의 범위 내에서 적절히 변경하여 실시 가능하다.

1: 차량용 휠
3: 림부
9: 아우터 림부
11a: 표면측의 비드 시트부
11b: 이면측의 비드 시트부
13: 웰부
21: 림 공동부
25: 관통공
26: 오목부
41: 시일 부재
45: 절삭 자국

Claims (5)

1. 림부(rim portion)를 구비한 차량용 휠의 제조 방법으로서,
   상기 림부의 내부에 일체로 형성된 공동부(空洞部)인 림 공동부와, 상기 림 공동부에 관통하여 휠 외부로 개구되는 관통공과, 상기 관통공의 주위를 오목하게 한 오목부를 형성하는 공동부 형성 공정; 및
   상기 관통공을 막는 시일 부재를 상기 오목부에 착좌(着座)시킨 상태에서, 상기 림부의 외표면을 절삭 가공하는 절삭 가공 공정
   을 순차적으로 실행하고,
   상기 공동부 형성 공정은,
   상기 림부의 외표면으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 판형의 세로 벽부를, 상기 림부와 일체로 형성하는 공정;
   상기 세로 벽부를 그 판두께 방향으로 관통하는 상기 관통공을 형성하고, 상기 세로 벽부의 측벽면에 상기 관통공의 주위를 오목하게 한 상기 오목부를 형성하는 공정;
   상기 오목부가 휠 외표면 측에 위치하도록 상기 세로 벽부를 절곡 가공하고, 상기 세로 벽부의 선단부를 상기 림부의 외표면에 접합함으로써, 상기 림부에 상기 림 공동부를 형성하는 공정;
   을 순차적으로 실행하도록 하는, 차량용 휠의 제조 방법.
2. 림부를 구비한 차량용 휠로서,
   상기 림부는,
   상기 림부의 내부에 일체로 형성된 공동부인 림 공동부;
   상기 림 공동부에 관통하여 휠 외부로 개구되는 관통공; 및
   상기 관통공의 주위를 오목하게 한 오목부;
   를 포함하여 이루어지고,
   상기 오목부의 형성 후에 상기 림부의 외표면을 절삭 가공함으로써 형성되어 이루어지는,
   차량용 휠.
3. 제2항에 있어서,
   상기 관통공은, 상기 림부의 타이어가 장착되는 측으로 개구되어 있는, 차량용 휠.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 림부는, 타이어의 비드를 지지하는 비드 시트부를 구비하고,
   상기 림 공동부는, 상기 비드 시트부의 내경측(內徑側)에 형성되어 있는, 차량용 휠.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 오목부의 주위를 포함하는 상기 림부의 외표면이, 상기 휠 주위 방향을 따라 절삭되어 있는, 차량용 휠.

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