KR20170123463A - 차량용 휠 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 휠에 관한 것으로 보다 상세하게는 4개의 플레이트 결합부가 구비되는 휠 바디와 상기의 플레이트 결합부에 각각 결합하는 플레이트와 상면에 에어 챔버 브라켓 홀이 구비되어 상기의 플레이트 상면에 각각 결합하는 '∩'자 형상의 에어 챔버 브라켓과 상기의 에어 챔버 브라켓 홀을 관통하여 결합하며 휠 바디의 회전에 따라 상하로 움직이는 중공 원기둥 형상의 홀 브라켓으로 구성되어 사출로 성형되는 에어 챔버 브라켓으로 인하여 설계 자유도와 레진 선택 자유도가 현저히 증가하고, 휠 바디에 결합하는 에어 챔버 브라켓에 의하여 강도 개선의 효과를 갖는다. 또한, 휠의 회전 속도와 비례하여 가변하는 홀 브라켓을 구비하여 휠의 회전에 따라 가감하는 노이즈를 효과적으로 저감하여 안정적인 승차감과 노이즈로 인한 탑승자의 불쾌감을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 휠{Vehicular Wheel}
본 발명은 차량용 휠에 관한 것으로 보다 상세하게는 알루미늄 휠에 결합하여 휠의 회전 속도와 비례하여 가변하는 홀 브라켓을 구비하여 노이즈 저감 효과를 갖는 합성수지재 에어챔버를 구비하는 차량용 휠에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 타이어 내주면이 휠에 구성된 림의 내부에 결합하여 공기가 채워짐으로써 차체를 지지하는 구성을 갖는다. 그리고, 타이어는 차량의 주행 시 노면과 지속적인 마찰이 이루어지고 이로 인하여 타이어 내부에서는 소음 및 진동이 발생한다.
상기와 같이 발생하는 노이즈로 인하여 차량 탑승자에게 불쾌감을 주고 승차감이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 고속 주행 시 노이즈는 더욱 커져 이를 감소시키기 위하여 휠의 림과 타이어 사이에 흠읍재를 구비하거나 림에 패턴 등을 추가하는 다양한 기술들이 공지되어 있다. 그러나, 이는 내구성이 떨어지고 휠의 회전 속도에 따라 발생하는 노이즈를 효과적으로 저감시킬 수 없는 문제점이 있다.
그리고, 타이어 공기실 내에서 발생하는 노이즈를 저감하기 위하여 일본 등록특허공보 제05819340호에서는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 블로워 성형(Blower Molding)을 통하여 제작되는 에어 챔버를 휠에 억지 끼움으로 결합하고 상기의 에어 챔버 측면에 통공을 구비하는 차량용 휠을 개시하고 있으나 이 역시 블로워 성형에 따른 에어 챔버의 형상 제한과 고정되어 있는 통공으로 인하여 휠의 회전 속도에 따라 가감되는 노이즈를 효과적으로 저감할 수 없는 문제점이 있다.
일본 등록특허공보 제05819340호(2015.10.09)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본원발명에서는 사출로 성형되는 에어 챔버 브라켓으로 인하여 설계 자유도가 높으며 휠 자체의 강도 개선 효과를 갖는 것은 물론 휠의 회전 속도와 비례하여 가변하는 홀 브라켓을 구비하여 노이즈 저감 효과를 갖는 차량용 휠을 제공하는 것을 목적으로 한다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 4개의 플레이트 결합부가 구비되는 휠 바디와 상기의 플레이트 결합부에 각각 결합하는 플레이트와 상면에 에어 챔버 브라켓 홀이 구비되어 상기의 플레이트 상면에 각각 결합하는 '∩'자 형상의 에어 챔버 브라켓과 상기의 에어 챔버 브라켓 홀을 관통하여 결합하며 휠 바디의 회전에 따라 상하로 움직이는 중공 원기둥 형상의 홀 브라켓으로 구성되는 차량용 휠이다.
보다 상세하게는 4개의 플레이트 결합부가 구비되는 휠 바디와 상기의 플레이트 결합부에 각각 결합하는 플레이트와 상면에 에어 챔버 브라켓 홀과 내측 상면에 에어 챔버 브라켓 스프링 안착부가 구비되며 상기의 플레이트 상면에 각각 결합하는 '∩'자 형상의 에어 챔버 브라켓과 상기의 에어 챔버 브라켓 홀을 관통하여 에어 챔버 브라켓에 내장되며 홀 브라켓 스프링 안착부와 에어 챔버 브라켓 스프링 안착부 사이에 결합하는 스프링에 의하여 상하로 이동하는 중공 원기둥 형상의 홀 브라켓으로 이루어진다.
본 발명의 다른 특징으로는 상기의 홀 브라켓 상측 말단에 홀 브라켓 캡이 결합하며, 상기의 챔버 브라켓 상면에 홀 브라켓 캡 안착부가 구비된다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기의 에어 챔버 브라켓 홀이 에어 챔버 브라켓 평탄부에 구비되어 각각의 에어 챔버 브라켓 홀이 이루는 각도가 휠 중심에서 90˚이거나 상기의 에어 챔버 브라켓 홀이 에어 챔버 브라켓 경사부 일측에 구비되어 각각의 에어 챔버 브라켓 홀이 이루는 각도가 휠 중심에서 90˚이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 휠은 사출로 성형되는 에어 챔버 브라켓으로 인하여 설계 자유도와 레진 선택 자유도가 현저히 증가하고, 휠 바디에 결합하는 에어 챔버 브라켓에 의하여 강도 개선의 효과를 갖는다. 또한, 휠의 회전 속도와 비례하여 가변하는 홀 브라켓을 구비하여 휠의 회전에 따라 가감하는 노이즈를 효과적으로 저감하여 안정적인 승차감과 노이즈로 인한 탑승자의 불쾌감을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기존의 차량용 휠의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 휠의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 휠의 사시 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 휠의 에어 챔버 브라켓 및 홀 브라켓 상면도.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 휠의 에어 챔버 브라켓 및 홀 브라켓 A-A` 단면도.
도 6의 a, b는 각각 본 발명에 따른 차량용 휠의 무회전 및 회전 시 작동 상태도.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 휠에 제 1실시 예의 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 휠에 제 2실시 예의 측면도.
도 2와 3은 각각 본 발명에 따른 차량용 휠의 사시도 및 사시 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 휠의 에어 챔버 브라켓 및 홀 브라켓 상면도로서 이를 참고하여 본원발명의 구성을 설명하면 하기와 같다.
차량용 휠에 있어서, 4개의 플레이트 결합부(11)가 구비되는 휠 바디(10);와
상기의 플레이트 결합부(11)에 각각 결합하는 플레이트(20);와 상면에 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 구비되어 상기의 플레이트(20) 상면에 각각 결합하는 '∩'자 형상의 에어 챔버 브라켓(30);과 상기의 에어 챔버 브라켓 홀(31)을 관통하여 결합하며 휠 바디(10)의 회전에 따라 상하로 움직이는 중공 원기둥 형상의 홀 브라켓(40);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠이다.
보다 상세하게 설명하면, 상기의 휠 바디(10)와 플레이트(20)의 재질은 알루미늄이고, 상기의 에어 챔버 브라켓(30)은 합성수지 재질로 사출 성형이 용이하다. 이에 따라, 상기의 플레이트(20)와 에어 챔버 브라켓(30)은 공지되어 있는 금속과 합성수지 간의 접착 기술이 적용된다. 일반적으로 주행 중인 차량의 경우 휠과 타이어 사이에 형성되는 공동에 200~250Hz 주파수 대역에서 발생하는 공명음과 이로 인한 진동 등이 발생하고 차량의 타이어가 지면에 이물질 등에 의하여 충격이 가해질 경우 공동 내 특정한 음압 분포가 발생하여 소음 및 진동이 더욱 증가하는 현상이 발생한다.
그러나, 본원발명의 에어 챔버 브라켓(30)에 의하여 휠 바디(10)와 타이어 사이에 형성되는 동공의 크기를 줄일 수 있으며 에어 챔버 브라켓 홀(31)에 의하여 상기의 동공과 에어 챔버 브라켓(30) 사이에 공기의 순환을 원활히 하여 특정 음압 분포를 최소화할 수 있다. 또한, 휠 바디(10) 외주 면에 결합하는 플레이트(20)와 에어 챔버 브라켓(30)에 의하여 휠의 강도 개선의 효과도 얻을 수 있다.
또한, 휠 바디(10)의 회전에 따라 상하로 움직이는 중공 원기둥 형상의 홀 브라켓(40)을 바디(10)의 회전 속도와 비례하여 상측으로 이동하도록 하게 되면 정지 상태이거나 저속일 경우 홀 브라켓(40)이 에어 챔버 브라켓(30)에 내장되어 있고, 고속일 경우 홀 브라켓(40)이 에어 챔버 브라켓(30) 외부로 돌출되어 에어 챔버 브라켓(30) 내부와 휠 바디(10)와 타이어 사이 공간에 공기 순환로가 가변하여 저속 또는 고속일 경우 발생하는 서로 다른 주파수 영역 대에서 발생하는 노이즈를 최소화할 수 있다.
홀 브라켓(40)의 하측이 에어 챔버 브라켓(30)에 내장되어 탄성체나 기어 구조 등에 연결된 상태로 휠 바디(10)가 회전하며 발생하는 원심력에 따라 탄성체의 탄성에 의하여 혹은 가속도 센서 등에 의하여 구동되는 모터 등에 의하여 홀 브라켓(40)이 에어 챔버 브라켓 홀(31)을 통하여 외부로 돌출되는 구조로서 이외에도 기 공지되어 있는 회전력에 따라 길이가 신축되거나 회전력을 감지하고 이를 동력으로 변환하는 수단 적용이 가능하다.
그리고, 상기의 휠 바디(10)와 플레이트(20) 및 에어 챔버 브라켓(30)이 결합방법의 구체적인 예는 하기와 같다.
첫째로, 상기의 에어 챔버 브라켓(30)은 플라스틱 재질로 사출 성형에 의하여 형성되어 알루미늄 재질의 플레이트(20)에 접착성이 우수한 수지로 결합한 뒤 상기의 플레이트(20)를 휠 바디(10)에 접합한다.
둘째로, 알루미늄 재질의 플레이트(20)에 에어 챔버 브라켓(30)을 오버 몰딩 후 휠 바디(10)에 접합한다.
마지막으로, 사출 성형된 에어 챔버 브라켓(30)을 플레이트(20) 없이 휠 바디(10)에 접착성이 우수한 수지로 결합할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 휠의 에어 챔버 브라켓 및 홀 브라켓 A-A` 단면도이고 도 6의 a, b는 각각 본 발명에 따른 차량용 휠의 무회전 및 회전 시 작동 상태도로서 이를 참고하여 본원발명의 실시 예를 설명하면 하기와 같다.
4개의 플레이트 결합부(11)가 구비되는 휠 바디(10);와 상기의 플레이트 결합부(11)에 각각 결합하는 플레이트(20);와 상면에 에어 챔버 브라켓 홀(31)과 내측 상면에 에어 챔버 브라켓 스프링 안착부(32)가 구비되며 상기의 플레이트 상면에 각각 결합하는 '∩'자 형상의 에어 챔버 브라켓(30);과 상기의 에어 챔버 브라켓 홀(31)을 관통하여 에어 챔버 브라켓(30)에 내장되며 홀 브라켓 스프링 안착부(41)와 에어 챔버 브라켓 스프링 안착부(32) 사이에 결합하는 스프링(42)에 의하여 상하로 움직이는 중공 원기둥 형상의 홀 브라켓(40);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠이다. 또한, 상기의 에어 챔버 브라켓(30) 상면에 홀 브라켓 캡 안착부(33)가 구비되며, 상기의 홀 브라켓(40) 상측 말단에 홀 브라켓 캡(43)이 결합한다. 이때, 상기의 홀 브라켓 캡(43)은 홀 브라켓(40)과 비교하여 비중이 큰 금속이나 합성수지일 경우 원심력에 의하여 홀 브라켓(40)이 휠 바디(10) 외 측으로 용이하게 돌출될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 차량용 휠은 정지 상태이거나 저속일 경우, 도 6의 a에 도시되어 있는 바와 같이 홀 브라켓(40)의 대부분이 에어 챔버 브라켓(30) 내부에 위치하게 된다. 반면 고속일 경우, 도 6의 b에 도시되어 있는 바와 같이 홀 브라켓(40)의 대부분이 에어 챔버 브라켓(30) 외부로 돌출되어 위치하게 된다
이에 따라, 에어 챔버 브라켓(30) 내부와 휠 바디(10)와 타이어 사이 공간에 공기 순환로가 가변하여 저속 또는 고속일 경우 발생하는 서로 다른 주파수 영역 대에서 발생하는 노이즈를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 에어 챔버 브라켓(30)은 사출 성형으로 형상의 설계의 자유도가 높다. 이에 따라, 일본 등록특허공보 제05819340호 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 에어 챔버 브라켓(30) 내부에 다양한 격벽 및 공기 순환로 형성에 용이한 장점이 있다.
도 7과 8은 각각 본 발명에 따른 차량용 휠에 에어 챔버 브라켓 홀(31)을 생성하는 제 1 ,2 실시 예로 이를 참고하여 본원발명의 세부 구성을 설명하면 하기와 같다.
상기의 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 에어 챔버 브라켓 평탄부(34)에 구비되어 각각의 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 이루는 각도가 휠 중심에서 90˚이거나 상기의 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 에어 챔버 브라켓 경사부(35) 일측에 구비되어 각각의 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 이루는 각도가 휠 중심에서 90˚로 구비될 수 있다. 또한, 하나의 에어 챔버 브라켓(30)에 복수 개의 에어 챔버 브라켓 홀(31)을 구비할 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기한 실시 예 뿐 아니라 휠 바디(10)의 회전으로 인한 원심력이 최대가 되는 지점 또는 충격에 의한 파손이 최소화되는 지점에 에어 챔버 브라켓 홀(31)을 구비하는 것 역시 가능하다.
본 발명은 특정의 실시 예 및 적용 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10 : 휠바디 11. 플레이트 결합부
20. 플레이트 30. 에어 챔버 브라켓
31. 에어 챔버 브라겟 홀 32. 에어 챔버 브라켓 스프링 안착부
33. 홀 브라켓 캡 안착부 34. 에어 챔버 브라켓 평탄부
35. 에어 챔버 브라켓 경사부 40. 홀 프라켓
41. 홀 브라켓 스프링 안착부 42. 스프링
43. 홀 브라켓 캡

Claims (7)

  1. 차량용 휠에 있어서,
    4개의 플레이트 결합부(11)가 구비되는 휠 바디(10);와
    상기의 플레이트 결합부(11)에 각각 결합하는 플레이트(20);와
    상면에 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 구비되어 상기의 플레이트(20) 상면에 각각 결합하는 '∩'자 형상의 에어 챔버 브라켓(30);과
    상기의 에어 챔버 브라켓 홀(31)을 관통하여 결합하며 휠 바디(10)의 회전에 따라 상하로 움직이는 중공 원기둥 형상의 홀 브라켓(40);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기의 홀 브라켓(40)은 휠 바디(10)의 회전 속도와 비례하여 상측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기의 에어 챔버 브라켓(30) 내측 상면에 에어 챔버 브라켓 스프링 안착부(32)가 구비되고 홀 브라켓(40) 일 측에 홀 브라켓 스프링 안착부(41)가 구비되며, 상기의 에어 챔버 브라켓 스프링 안착부(32)와 홀 브라켓 스프링 안착부(41) 사이에 스프링(42)이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기의 챔버 브라켓(30) 상면에 홀 브라켓 캡 안착부(33)가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기의 홀 브라켓(40) 상측 말단에 홀 브라켓 캡(43)이 결합하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기의 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 에어 챔버 브라켓 평탄부(34)에 구비되어 각각의 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 이루는 각도가 휠 중심에서 90˚인 것을 특징으로 하는 차량용 휠.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기의 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 에어 챔버 브라켓 경사부(35) 일측에 구비되어 각각의 에어 챔버 브라켓 홀(31)이 이루는 각도가 휠 중심에서 90˚인 것을 특징으로 하는 차량용 휠.

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