WO2016089160A1 - 차량용 복합재 휠의 체결구조 - Google Patents

차량용 복합재 휠의 체결구조 Download PDF

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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a wheel assembly that is a chassis of a vehicle, and more particularly, to a vehicle composite wheel that is made of fiber-reinforced composite material and that can be automated by simplifying the connection structure of a composite wheel made of a spoke part and a rim part. It relates to the fastening structure of the.
  • the driving wheel of the vehicle is called a wheel, but more specifically, it is divided into a wheel and a tire.
  • the wheel supports all the weight of the vehicle and is connected to the rotational axis of the vehicle to be configured to transmit driving and braking force to the road surface.
  • the tire is made of elastic material so that air is filled inside and surrounds the wheel. Shock and vibration are alleviated and the driving and braking force of the wheel is finally transmitted to the road surface by friction with the road surface.
  • the vehicle wheel of the above configuration is composed of a rim for supporting the tire and a spoke for supporting the rim to the hub.
  • the classification criteria for wheels can be classified according to materials, manufacturing methods, structures, and designs.
  • the wheels are classified by materials, such as steel wheels made of steel, aluminum wheels made of aluminum alloy, and magnesium wheels made of magnesium alloy.
  • the material of the wheel is directly related to the weight of the vehicle.
  • hybrid vehicles which have been recently developed, have become an important topic in terms of energy efficiency, ie, fuel efficiency. Therefore, the need for lighter car wheels while maintaining strength is also emerging.
  • composite wheels using reinforcing fibers have been developed, and composite wheels are much lighter materials than steel wheels or aluminum wheels, and the like, and the strength of the composite wheels has a value similar to that of conventional or improved ones.
  • the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention, to provide a composite wheel formed by assembling the composite rim and the spoke portion made of a composite or metal, in particular the rim portion and the spoke in the state of the composite rim portion hardened It is to provide a fastening structure of a vehicle composite wheel that can be automated production of the composite wheel through a connection structure that can be easily assembled parts.
  • Fastening structure of the composite wheel for a vehicle in the vehicle wheel consisting of a spoke portion having a plurality of spokes, and an annular rim portion coupled to the spoke portion, at each spoke end of the spoke portion
  • a first coupling part which is bent and extends toward the rim and includes a wedge groove formed along an axial direction of the wheel and a fastening hole formed on the wedge groove;
  • a plurality of second coupling parts formed along a circumference of the rim so that the first coupling parts are fitted;
  • a fastening member coupled to the wedge groove It includes, The first coupling portion, the circumferential width of the wedge groove increases when the coupling member is coupled.
  • the fastening hole is smaller in diameter toward the radially outer side of the wheel, the first coupling portion or the second coupling portion, the circumferential width increases toward the axial direction of the wheel, the first The engagement portion or the second engagement portion increases as the radial thickness increases in the radially inward direction of the wheel.
  • the wedge groove also decreases as the circumferential width decreases radially inward of the wheel.
  • the end of the first coupling portion support block having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the first coupling portion; Is combined.
  • the composite wheel the outer rim is the auxiliary rim fitted to the inner circumferential surface of the rim portion; It includes, the first coupling portion is fitted between the rim and the auxiliary rim.
  • the spoke portion or the rim portion is made of a composite material cured after laminating the prepreg.
  • the process speed is increased, and the manufacturing cost is reduced, which is applicable to the general automobile market and the green car.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a composite wheel according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic exploded perspective view of a composite wheel according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a plan view of the coupling portion of the spoke and the rim according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the coupling portion of the spoke and the rim according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a schematic exploded perspective view of a composite wheel of another embodiment of the present invention.
  • spoke part 110 hub
  • spoke 120 first coupling portion
  • rim 201 outer rim
  • auxiliary rim 510 auxiliary body
  • the composite material examples include carbon fiber composites or glass fiber composites.
  • Conventional composite wheels are fabricated in such a way that the rim prepreg and spoke prepreg are laminated and cured on a mold to be assembled. Therefore, since precise work is required, it is inevitable to rely on manual labor, resulting in a long process time and a very high manufacturing cost. Accordingly, the present invention provides a vehicle composite wheel capable of automating the composite wheel manufacturing process by presenting a connection structure that can be assembled with the spoke portion after the rim is composed of a composite material, and the spoke is composed of a composite material or metal laminated or cured rims To provide.
  • FIG. 1 is a schematic overall perspective view of a vehicle composite wheel 1000 (hereinafter, referred to as wheel) according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic exploded perspective view of a wheel 1000 according to an embodiment of the present invention. It is. As shown in the drawing, the wheel 1000 includes a spoke part 100, a rim part 200, and a fastening member 300.
  • the wheel 1000 is the first coupling portion 120 is formed by bending to the rim portion 200 extending from the spoke end of the spoke portion 100, the second coupling portion ( It is fitted to the 210, it is firmly fixed through the fastening member (300).
  • Fastening member 300 may be a conventional threaded bolt is applied.
  • the spoke part 100 includes a hub 110 at the center, a plurality of spokes 115 extending outwardly of the wheel around the hub 110, and a rim at the end of the spoke 115. It comprises a first coupling portion 120 which is bent and extended to the (200) side.
  • the hub 110 is configured to connect the wheel 1000 to the rotating shaft of the vehicle, but is not illustrated in the drawing, but a bolt connector or the like may be formed.
  • the spokes 115 extend from the hub 110 in the axial direction of the wheel to connect and support the hub 110 and the rim 200, and a plurality of spokes 115 may be radially formed at the center of the hub 110. . Although four-spoke wheels with four spokes 115 are shown in the figure, it is apparent that the four-spoke wheels may be applied to more than three-spoke wheels or five-spoke wheels.
  • the first coupling part 120 may be formed to be bent toward the rim at the end of the spoke 115 in a configuration for coupling the spoke portion 100 to the rim 200.
  • the wedge groove 121 is formed along the axial direction of the wheel on the first coupling part 120.
  • the wedge groove 121 is recessed inward from the radially outer surface of the first coupling portion 120.
  • the circumferential width of the wedge groove 121 is formed to decrease toward the radially inner side of the wheel.
  • a fastening hole 125 for coupling the fastening member 300 described above is formed on the wedge groove 121.
  • a female thread is formed on the inner circumferential surface of the fastening hole 125, and the diameter of the fastening hole 125 decreases toward the radially outer side of the wheel (see FIG.
  • the first coupling part 120 is constructed as described above. ) Is configured to increase the circumferential width when the fastening member 300 is coupled to fit more firmly through the fastening member 300 in a state where the first coupling part 120 is fitted to the second coupling part 210. Configured to be combined.
  • the spoke part 115 of the above configuration is made of a composite material of a reinforcing fiber material such as carbon fiber or glass fiber or a conventional metal material.
  • the rim 200 is divided into an outer rim 201, a center rim 202, and an inner rim 203, and a second coupling part 210 in which the first coupling part 120 is fitted onto the center rim 202. It is configured to include.
  • the center rim 202 is formed in an annular shape having a predetermined thickness and length, and an outer rim 201 is formed outside the vehicle of the center rim 202, and an inner rim 203 inside the vehicle of the center rim 202. This can be formed.
  • the spoke part 100 is fitted to the center rim 202 through the inner circumferential surface of the outer rim 201, and more specifically, the wheel outer surface of the first coupling part 120 is the wheel of the center rim 202. It may be coupled to abut on the inner side.
  • a second coupling part 210 corresponding to the first coupling part 120 is formed on the circumferential surface of the center rim 202, and the second coupling part 210 is centered by the number of first coupling parts 120. It is formed radially on the outer circumferential surface of the rim 202.
  • the second coupling part 210 may be formed along the axial direction and may protrude outward from the outer circumferential surface of the center rim 202.
  • the rim 200 of the above configuration is made of a composite material made of a reinforcing fiber material such as carbon fiber or glass fiber, and may be formed by stacking prepreg and pressing it by heating and pressing it.
  • the prepreg may be a thermosetting resin system or a thermoplastic resin system.
  • the wheel 1000 of the present invention has the following configuration to prevent the departure of the spoke portion 100 in the axial direction outward.
  • the coupling plan view of the first coupling portion 120 and the second coupling portion 210 of the spoke and the rim according to an embodiment of the present invention is shown.
  • the circumferential width of the second coupling portion 210 decreases toward the outer side in the axial direction of the wheel. That is, the inner width W1 of the second coupling part may be longer than the outer width W2. Therefore, when the first coupling part 120 is coupled to the second coupling part 210, the first coupling part ( 120 is prevented from deviating outwardly in the axial direction.
  • the circumferential width of the first coupling part 120 may also be configured to decrease toward the outside in the axial direction for the above purpose.
  • the wheel 1000 of the present invention has the following configuration to prevent the departure of the spoke portion 100 in the radial direction.
  • the radial thickness of the second coupling portion 210 decreases toward the radially inner side of the wheel. That is, the outer thickness T1 of the second coupling part may be longer than the inner thickness T2. Therefore, when the first coupling part 120 is coupled on the second coupling part 210, the first coupling part ( 120 is prevented from escaping radially inward.
  • the radial thickness of the first coupling portion 120 may also be configured to decrease toward the radially inner side for the above purpose.
  • the spoke part 100 further includes a support block 400 and a support block fastening member 410.
  • the support block 400 is coupled to the end of the first coupling portion 120 and is configured to have a cross-sectional area larger than that of the first coupling portion 120 so that the support block 400 is coupled to the first coupling portion 120.
  • the support block 400 forms a step with the second coupling portion 210 to prevent the first coupling portion 120 is separated out in the axial direction.
  • the support block 400 may be fastened to the first coupling part 120 in a state in which the spoke part 100 is coupled to the rim part 200.
  • the first coupling part 120 and the support block 400 may be fixed to the support block fastening member 410 by bolt coupling to the support block fastening hole 128 formed in the first coupling part 120.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a wheel 1000 according to another embodiment of the present invention.
  • the wheel 1000 further includes an auxiliary rim 500.
  • Auxiliary rim 500 is configured to be fitted to the inner circumferential surface of the rim portion 200 in an annular shape.
  • the first coupling portion 120 is positioned between the auxiliary rim 500 and the rim portion 200 to prevent the first coupling portion 120 from being separated in the radially inward direction.
  • the auxiliary rim 500 is formed to penetrate through the annular auxiliary body 510 and the auxiliary body 510, and the auxiliary fastening hole 515 corresponding to the fastening hole 125 is formed. Therefore, in the state in which the auxiliary rim 500 is fitted to the rim 200, the fastening member 300 is configured to be bolted to the fastening hole 125 by passing through the auxiliary fastening hole 515.
  • the composite wheel 1000 having the above structure is capable of automated production by simplifying the fastening portion of the spoke part 100 and the rim 200, the composite wheel 1000 may be used at a relatively low price in the general automotive market.

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Abstract

본 발명은 차량의 섀시인 휠 어셈블리에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 차량용 휠 어셈블리를 섬유강화 복합재 재질로 구성하고, 스포크부와 림부로 이루어진 복합재 휠의 연결부 구조를 단순화하여 자동화 제작이 가능한 차량용 복합재 휠의 체결구조에 관한 것이다.

Description

차량용 복합재 휠의 체결구조
본 발명은 차량의 섀시인 휠 어셈블리에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 차량용 휠 어셈블리를 섬유강화 복합재 재질로 구성하고, 스포크부와 림부로 이루어진 복합재 휠의 연결부 구조를 단순화하여 자동화 제작이 가능한 차량용 복합재 휠의 체결구조에 관한 것이다.
일반적으로는 차량의 구동 바퀴를 휠이라고 칭하지만, 보다 구체적으로 분류하자면 휠(Wheel)과 타이어(Tire)로 구분된다.
휠은 차량의 중량을 모두 지지하고 차량의 회전축에 연결되어 구동력과 제동력을 노면에 전달하기 위해 구성되며, 타이어는 탄성 재질로 내부에 공기가 충전되고 휠을 감싸도록 이루어져 노면의 요철에 따른 휠의 충격 및 진동을 완화시키고 노면과의 마찰에 의해 휠의 구동력과 제동력을 최종적으로 노면에 전달한다.
상기와 같은 구성의 차량용 휠은 타이어를 지지하는 림(rim)과 림을 허브에 지지하는 스포크(Spoke)로 구성되어 있다. 휠의 분류 기준은 재료, 제조 방식, 구조, 디자인에 따라서 구분할 수 있다.
휠을 재질에 의하여 분류하면, 철(steel)로 만들어진 스틸 휠과 알루미늄 합금으로 만들어진 알루미늄 휠, 그리고 마그네슘 합금으로 만들어진 마그네슘 휠 등이 있다. 이러한 휠의 재질은 차량의 무게와 직결되는데, 최근에 개발되고 있는 하이브리드 자동차에서는 에너지효율 즉 연비 향상 측면에서 자동차의 경량화가 중요한 화두로 대두되고 있다. 따라서 강도는 유지하면서도 무게는 가벼운 자동차 휠의 필요성 역시 부각되고 있다.
이러한 필요성에 따라, 근래에는 강화섬유를 이용한 복합재 휠이 개발되고 있으며, 복합재 휠은 상술한 스틸 휠이나 알루미늄 휠 등과 비교하여 훨씬 가벼운 재질로서 그 강도는 기존과 유사하거나 더 향상된 값을 갖게 된다.
그러나 최근 개발된 복합재 휠은 금형 위에 림용 프리프레그(prepreg)와, 스포크용 프리프레그를 교차로 적층한 다음 경화시키는 형태로 제작되기 때문에 수작업에 의존하게 되어 공정속도가 매우 느리고, 제조 단가가 매우 높기 때문에 F-1(Formula one) 레이싱용 차량에 제한적으로 사용되고 있다.
따라서 자동화 생산을 통해 공정속도가 빠르고, 제조 단가를 낮춰 일반 자동차 시장이나, 그린카에 적용할 수 있는 차량용 복합재 휠의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 복합재 림부와 복합재 또는 금속으로 이루어진 스포크부를 조립하여 형성된 복합재 휠을 제공하며, 특히 복합재 림부가 경화된 상태에서 림부와 스포크부를 간단히 조립할 수 있는 연결 구조를 통해 복합재 휠의 자동화 생산이 가능한 차량용 복합재 휠의 체결구조를 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 복합재 휠의 체결구조는, 복수의 스포크를 구비한 스포크부와, 상기 스포크부와 결합되는 환형의 림부로 이루어진 차량용 휠에 있어서, 상기 스포크부 각각의 스포크 끝단에서 상기 림부를 향해 절곡되어 연장 형성되며, 상기 휠의 축 방향을 따라 형성된 웨지홈과, 상기 웨지홈 상에 형성된 체결홀을 포함하는, 제1 결합부; 상기 제1 결합부가 끼움 결합되도록, 상기 림부 둘레를 따라 복수 개 형성되는 제2 결합부; 및 상기 웨지홈에 결합되는 체결부재; 를 포함하며, 상기 제1 결합부는, 상기 체결부재 결합 시 상기 웨지홈의 원주 방향 폭이 증가한다.
또한, 상기 체결홀은, 상기 휠의 반경방향 외측으로 갈수록 직경이 작아지며, 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부는, 원주방향 폭이 상기 휠의 축 방향 내측으로 갈수록 증가하고, 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부는, 반경방향 두께가 상기 휠의 반경 방향 내측으로 갈수록 증가한다.
또한, 상기 웨지홈은, 원주방향 폭이 상기 휠의 반경방향 내측으로 갈수록 감소한다.
다른 실시 예로, 상기 제1 결합부의 끝단에는 상기 제1 결합부의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 지지블럭; 이 결합된다.
다른 실시 예로, 상기 복합재 휠은, 외주면이 상기 림부의 내주면에 끼움 결합되는 보조림; 을 포함하며, 상기 림과 보조림 사이에 상기 제1 결합부가 끼움 결합된다.
아울러, 상기 스포크부 또는 림부는, 프리프레그를 적층한 후 경화시킨 복합재로 이루어진다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 복합재 휠의 체결구조는, 기존의 스틸 휠이나 알루미늄 휠의 강도와 유사하거나 더 향상된 값을 유지하며, 무게를 감소시켜 차량의 경량화 효과가 탁월하며, 에너지 효율이 우수하고 차량 연비 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
특히 제조 공정을 단순화시켜 자동화 생산이 가능함에 따라 공정속도가 빨라지고, 제조 원가가 절감되어 일반 자동차 시장 및 그린카에 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 복합재 휠 개략적 전체사시도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 복합재 휠 개략적 분해사시도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 스포크와 림의 결합부 평면도
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 스포크와 림의 결합부 단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예의 스포크부 분해사시도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예의 복합재 휠 개략적 분해사시도
-부호의 설명-
1000 : 차량용 복합재 휠
100 : 스포크부 110 : 허브
115 : 스포크 120 : 제1 결합부
121 : 웨지홈 125 : 체결홀
200 : 림부 201 : 아우터림
202 : 센터림 203 : 이너림
210 : 제2 결합부
300 : 체결부재
400 : 지지블럭
500 : 보조림 510 : 보조몸체
515 : 보조체결홀
복합재는 일예로 탄소섬유 복합재 또는 유리섬유 복합재 등이 있으며, 기존의 복합재 휠은 금형 위에 림용 프리프레그와 스포크용 프리프레그를 교차로 적층하여 경화시켜 조립하는 형태로 제작되었다. 따라서 정밀한 작업이 요구되기 때문에 수작업에 의존할 수밖에 없어 공정 시간이 길어지고, 제조비용이 매우 높은 단점이 있었다. 따라서 본 발명은 림을 복합재로 구성하고, 스포크를 복합재 또는 금속으로 구성하여 림을 적층 또는 경화시킨 후 이를 스포크부와 조립할 수 있는 연결부 구조를 제시함으로서 복합재 휠 제작 공정의 자동화가 가능한 차량용 복합재 휠을 제공하고자 한다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 복합재 휠(1000, 이하 휠)의 개략적 전체 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 휠(1000)의 개략적 분해 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 휠(1000)은 스포크부(100), 림부(200) 및 체결부재(300)를 포함하여 구성된다.
특히 본 발명의 일실시 예에 따른 휠(1000)은 스포크부(100)의 스포크 끝단에서 림부(200)로 절곡되어 연장 형성된 제1 결합부(120)가 림부(200)의 제2 결합부(210)에 끼움 결합되며, 체결부재(300)를 통해 견고히 고정된다. 체결부재(300)는 통상의 나사산이 형성된 볼트가 적용될 수 있다.
이하 상기와 같은 구성의 본 발명의 일실시 예에 따른 휠(100)의 세부 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 스포크부(100)는 중앙의 허브(110)와, 허브(110)를 중심으로 휠의 외측으로 연장 형성되는 복수 개의 스포크(115)와, 스포크(115)의 끝단에서 림부(200) 측으로 절곡되어 연장 형성되는 제1 결합부(120)를 포함하여 이루어진다.
허브(110)는 휠(1000)을 차량의 회전축에 연결시키기 위한 구성으로 도면에는 도시되지 않았지만, 볼트 연결구 등이 형성될 수 있다.
스포크(115)는 허브(110)에서 휠의 축 방향 외측으로 연장되어 허브(110)와 림부(200)를 연결하고 지지하기 위한 구성으로 복수 개가 허브(110)의 중심에서 방사상으로 형성될 수 있다. 도면상에는 스포크(115)가 4개인 4-스포크 휠이 도시되어 있으나, 3-스포크 휠 또는 5-스포크 휠 이상에서도 적용될 수 있음은 자명하다.
제1 결합부(120)는 스포크부(100)를 림부(200)에 결합시키기 위한 구성으로 스포크(115)의 끝단에서 림 측으로 절곡되어 형성될 수 있다. 제1 결합부(120) 상에는 휠의 축 방향을 따라 웨지홈(121)이 형성된다. 웨지홈(121)은 제1 결합부(120)의 반경방향 외측면에서 내측으로 함몰 형성된다. 웨지홈(121)의 원주방향 폭은 휠의 반경방향 내측으로 갈수록 감소하게 형성된다. 웨지홈(121) 상에는 상술된 체결부재(300)의 결합을 위한 체결홀(125)이 형성된다. 체결홀(125)의 내주면에는 암나사산이 형성되며, 체결홀(125)의 직경은 휠의 반경방향 외측으로 갈수록 감소하게 형성된다.(도 4 참조) 상기와 같은 구성을 통해 제1 결합부(120)는 체결부재(300) 결합 시 원주 방향 폭이 증가하도록 구성되어 제1 결합부(120)가 제2 결합부(210)에 끼움 결합된 상태에서 체결부재(300) 결합을 통해 더욱 견고하게 끼움 결합되도록 구성된다.
상기와 같은 구성의 스포크부(115)는 탄소 섬유 또는 유리 섬유와 같은 강화 섬유 재질의 복합재 또는 통상의 금속 재질로 이루어진다.
림부(200)는 크게 아우터림(201), 센터림(202), 이너림(203)으로 나뉘며 센터림(202) 상에 제1 결합부(120)가 끼움 결합되는 제2 결합부(210)를 포함하여 구성된다.
센터림(202)은 소정의 두께와 길이를 갖는 환형으로 이루어지며, 센터림(202)의 차량 외측에 아우터림(201)이 형성되고, 센터림(202)의 차량 내측에 이너림(203)이 형성될 수 있다. 상술된 스포크부(100)는 아우터림(201)의 내주면을 통해 센터림(202)으로 끼움 결합되며, 보다 상세하게는 제1 결합부(120)의 휠 외측면이 센터림(202)의 휠 내측면에 맞닿도록 결합될 수 있다. 따라서 센터림(202)의 둘레면에는 제1 결합부(120)에 대응되는 제2 결합부(210)가 형성되며, 제2 결합부(210)는 제1 결합부(120)의 수만큼 센터림(202)의 외주면에 방사상으로 형성된다. 제2 결합부(210)는 축 방향으로 따라 형성되며, 센터림(202)의 외주면 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성의 림부(200)는 탄소 섬유 또는 유리 섬유와 같은 강화 섬유 재질의 복합재로 이루어지며, 프리프레그(prepreg)를 적층하여 가열 가압한 후 이를 경화시켜 형성될 수 있다. 프리프레그는 열경화성 수지계 또는 열가소성 수지계가 적용될 수 있다.
이때 본 발명의 휠(1000)은 스포크부(100)의 축 방향 외측으로의 이탈을 방지하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.
도 3에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 스포크와 림의 제1 결합부(120)와 제2 결합부(210)의 결합평면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 제2 결합부(210)의 원주방향 폭은 휠의 축 방향 외측으로 갈수록 감소한다. 즉 제2 결합부의 내측 폭(W1)이 외측 폭(W2)보다 길게 형성될 수 있다, 따라서 제2 결합부(210) 상에 제1 결합부(120)가 결합되었을 때, 제1 결합부(120)가 축 방향 외측으로 이탈되는 것을 방지한다. 도면에는 도시하지 않았으나, 제1 결합부(120)의 원주방향 폭 역시 상기와 같은 취지로 축 방향 외측으로 갈수록 감소하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 휠(1000)은 스포크부(100)의 반경 방향 내측으로의 이탈을 방지하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.
도 4에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 스포크와 림의 제1 결합부(120)와 제2 결합부(210)의 결합단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 제2 결합부(210)의 반경방향 두께는 휠의 반경방향 내측으로 갈수록 감소한다. 즉 제2 결합부의 외측 두께(T1)가 내측 두께(T2)보다 길게 형성될 수 있다, 따라서 제2 결합부(210) 상에 제1 결합부(120)가 결합되었을 때, 제1 결합부(120)가 반경 방향 내측으로 이탈되는 것을 방지한다. 도면에는 도시하지 않았으나, 제1 결합부(120)의 반경 방향 두께 역시 상기와 같은 취지로 반경 방향 내측으로 갈수록 감소하도록 구성될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이 체결부재(300)가 체결홀(125)에 체결되기 전에는 제1 결합부(120)와 제2 결합부(210) 사이에 유격이 존재하여 스포크부(100)와 림부(200)의 체결이 용이하다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이 체결부재(300)가 내측으로 갈수록 직경이 좁아지는 체결홀(125)에 체결되면, 제1 결합부(120)의 원주방향 폭이 증가하여 제2 결합부(210)에 견고하게 고정될 수 있다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스포크부(100)의 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 스포크부(100)는 지지블럭(400) 및 지지블럭체결부재(410)를 더 포함하여 구성된다. 지지블럭(400)은 제1 결합부(120)의 끝단에 결합되며, 제1 결합부(120)의 단면적보다 큰 단면적을 갖도록 구성되어 지지블럭(400)이 제1 결합부(120)에 결합되었을 때 지지블럭(400)이 제2 결합부(210)와 단차를 이루도록 하여 제1 결합부(120)가 축 방향 외측으로 이탈되는 것을 방지한다. EK라서 지지블럭(400)은 스포크부(100)가 림부(200)에 결합된 상태에서 제1 결합부(120)에 체결될 수 있다.
제1 결합부(120)와 지지블럭(400)은 제1 결합부(120)에 형성된 지지블럭 체결홀(128)에 지지블럭체결부재(410)가 볼트 결합되어 고정될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휠(1000)의 분해사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 휠(1000)은 보조림(500)을 더 포함하여 구성된다. 보조림(500)은 환형으로 외주면이 림부(200)의 내주면에 끼움 결합되도록 구성된다. 특히 보조림(500)과 림부(200) 사이에 제1 결합부(120)가 위치되도록 하여 제1 결합부(120)가 반경방향 내측으로 이탈되는 것을 방지한다.
보조림(500)은 환형의 보조몸체(510)와 보조몸체(510) 상에 관통 형성되며, 체결홀(125)에 대응되는 보조체결홀(515)이 형성된다. 따라서 보조림(500)이 림부(200)에 끼워진 상태에서 체결부재(300)가 보조체결홀(515)을 관통하여 체결홀(125)에 볼트 결합되도록 구성된다.
상기와 같은 구조의 복합재 휠(1000)은 스포크부(100)와 림부(200)의 체결부 간소화를 통해 자동화 생산 가능함에 따라 일반적 자동차 시장에서도 비교적 저렴한 가격으로 복합재 휠이 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

Claims (8)

  1. 복수의 스포크를 구비한 스포크부와, 상기 스포크부와 결합되는 환형의 림부로 이루어진 차량용 휠에 있어서,
    상기 스포크부 각각의 스포크 끝단에서 상기 림부를 향해 절곡되어 연장 형성되며, 상기 휠의 축 방향을 따라 형성된 웨지홈과, 상기 웨지홈 상에 형성된 체결홀을 포함하는, 제1 결합부;
    상기 제1 결합부가 끼움 결합되도록, 상기 림부 둘레를 따라 복수 개 형성되는 제2 결합부; 및
    상기 웨지홈에 결합되는 체결부재; 를 포함하며,
    상기 제1 결합부는, 상기 체결부재 결합 시 상기 웨지홈의 원주 방향 폭이 증가하는, 차량용 복합재 휠의 체결구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 체결홀은,
    상기 휠의 반경방향 외측으로 갈수록 직경이 작아지는, 차량용 복합재 휠의 체결구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부는,
    원주방향 폭이 상기 휠의 축 방향 내측으로 갈수록 증가하는, 차량용 복합재 휠의 체결구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부는,
    반경방향 두께가 상기 휠의 반경 방향 내측으로 갈수록 증가하는, 차량용 복합재 휠의 체결구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 웨지홈은,
    원주방향 폭이 상기 휠의 반경방향 내측으로 갈수록 감소하는, 차량용 복합재 휠의 체결구조.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 결합부의 끝단에는 상기 제1 결합부의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 지지블럭; 이 결합되는, 차량용 복합재 휠의 체결구조.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복합재 휠은,
    외주면이 상기 림부의 내주면에 끼움 결합되는 보조림; 을 포함하며,
    상기 림과 보조림 사이에 상기 제1 결합부가 끼움 결합되는, 차량용 복합재 휠의 체결구조.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스포크부 또는 림부는,
    프리프레그를 적층한 후 경화시킨 복합재로 이루어진, 차량용 복합재 휠의 체결구조.
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