자동차용 휠 및 이의 제작방법

申请号 KR20150033223 申请日 2015-03-10 公开(公告)号 KR20150066493A 公开(公告)日 2015-06-16
申请人 YU DONG GI; 发明人 YU DONG GI; KIM KWAN MUG;
摘要 본발명은자동차용휠 및이의제작방법에관한것으로서, 보다상세하게는주행중 타이어에서발생하는공명음을흡음해서실내로전달되는것을최소화할수 있도록타이어를장착하기위한림에요철형돌기를포함하는중공의공명기를형성하되, 상기공명기는림과일체적으로주조된챔버월을스피닝(SPINNING)하여완성하므로서우수한기계적강도를가지는자동차용휠 및이의제작방법에관한것이다.
权利要求
  • 중앙부의 허브(21), 외곽 테두리를 이루는 림(22), 상기 허브(21)와 림(22)을 연결하는 다수개의 스포크(23)로 구성된 차량용 휠에 있어서,
    상기 림의 타이어 폐쇄면(a)에는 중공의 공명기가 원주방향의 림의 환상형상의 일부로 형성되되,
    상기 공명기 내에는 요철형 돌기가 림의 원주를 따라 둘출되게 형성되고,
    상기 공명기는 챔버월에 의해 림 또는 돌기와 폐쇄됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠.
  • 청구항 1에 있어서,
    상기 요철형 돌기는 복수개 형성되어 돌기의 일부 또는 전부가 상기 챔버월 내면에 면접 또는 선접함으로써 상기 공명기를 림의 폭방향으로 분할하는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠.
  • 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 챔버월에는 원주를 따라 다수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠.
  • 청구항 2에 있어서,
    상기 챔버월에는 원주를 따라 다수의 관통공이 형성되되,
    상기 관통공은 림의 폭방향으로 분할된 공명기에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠.
  • 청구항 4에 있어서,
    상기 분할된 공명기에 형성되는 관통공은 그 형성 위치가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 자동차용 휠.
  • 청구항 4에 있어서,
    상기 분할된 공명기에 형성되는 관통공은 다양한 크기로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 휠.
  • 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4, 청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요철형 돌기는 중공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠.
  • 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4, 청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    주조상태에서 상기 챔버월은 림의 원주를 따라 돌출되게 일체로 형성되고,
    상기 챔버월은 스피닝(SPINNING)을 통해 림 또는 돌기와 연결됨으로써 공명기를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠.
  • 허브(21), 스포크(23) 및 요철형 돌기(100)와 챔버월(200)이 형성된 림(22)를 일체로 제작하기 위한 금형생성단계;
    상기 금형에 알루미늄 합금 소재를 주입하여 허브(21), 스포크(23) 및 요철형 돌기(100)와 챔버월(200)이 형성된 림(22)를 일체로 제작하는 저압주조단계;
    상기 챔버월을 스피닝(SPINNING)을 통해 림 또는 돌기와 연결함으로써 공명기를 형성하는 스피닝 단계;
    타이어를 장착할 수 있도록 림을 완성하는 선삭가공단계;
    스피닝공정을 통해 형성된 공명기의 외부에 관통공(210)을 형성하는 홀가공 단계; 및
    완성된 휠표면 강화와 부식방지를 위해 표면에 코팅을 하는 도장단계를 포함하되,
    상기 금형생성단계에서 생성되는 금형은 어퍼몰드(510), 로어몰드(520) 및 사이드몰드(530)를 포함하고,
    상기 사이드몰드(530)에는 요철형 돌기(100)를 형성할 수 있도록 돌기형성부(531)와 챔버월(200)을 형성할 수 있도록 챔버월형성부(532)가 형성되어 캐비티(550)를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 제작방법.
  • 청구항 9에 있어서,
    상기 저압주조단계는 One-Gate LPC 방식인 것을 특징으로 하는 하는 자동차용 휠 제작방법.
  • 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 돌기형성부(531)에는 표면으로부터 연장하는 적어도 하나의 고정구(571)가 형성된 고정수단(570)이 마련되고,
    상기 돌기형성부(531) 내부에는 단면이 원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 중 어느 하나 또는 이들이 조합으로 형성된 코어(560)가 상기 고정수단(570)의 고정구(571)에 의해 고정된 상태로 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 제작방법.
  • 说明书全文

    자동차용 휠 및 이의 제작방법{VEHICLE WHEEL AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

    본 발명은 자동차용 휠 및 이의 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행 중 타이어에서 발생하는 공명음을 흡음해서 실내로 전달되는 것을 최소화할 수 있도록 타이어를 장착하기 위한 림에 요철형 돌기를 포함하는 중공의 공명기를 형성하되, 상기 공명기는 림과 일체적으로 주조된 챔버월을 스피닝(SPINNING)하여 완성하므로서 우수한 기계적 강도를 가지는 자동차용 휠 및 이의 제작방법에 관한 것이다.

    일반적으로 자동차용 타이어는 내주면이 휠에 구성된 림의 내부에 결합되어 공기가 채워짐으로써 차체를 탄성적으로 지지하는 작용을 한다.

    그리고, 타이어는 차량의 주행도중 노면과 지속적인 마찰이 이루어지므로, 타이어의 내부에서는 소음이 발생할 수 밖에 없으며, 타이어 소음은 많은 원인들로부터 기인한다. 예를 들어, 타이어 소음은 (1) 타이어와 도로 표면의 접촉에 의해 유발되는 타이어 변형으로부터의 내부 타이어 공기 챔버의 여진(excitation)에 의해 생성되는 저주파 쇼크웨이브들; (2) 도로 접촉시 타이어의 변형에 의해 유발되는 공기 챔버 여진에 기인한 저주파 타이어 구조 링잉(ringing); (3) 트레드(tread)와 도로 표면 사이에 임시로 잡혀진 공기에 의해 유발되는 고주파 외부 트레드 공기 압축; 및 (4) 타이어와 도로 표면 사이의 마찰에 의해 유발되는 고주파 접촉 스크럽(scrub)으로부터 유발된다.

    이러한 소음은 타이어의 내면과 림의 사이에서 반사되어 공명현상을 일으키는 원인이 되고, 이윽고 차실 내부로 날카로운 피크를 가지는 음이 전달되어 운전자가 소음에 의한 불쾌감을 느끼는 원인이 되었을 뿐만 아니라, 지속적인 소음에 따라 승차감이 떨어지는 원인이 되었다.

    이러한 문제를 해결하기 위하여

    대한민국 등록특허공보 10-13618401호(이하 선행문헌 1이라 칭함)에는 공명기를 림의 외주연을 따라 복수개 형성하는 방법이 제안되었다. 그러나 상기와 같이 공명기를 림의 외주연을 따라 복수개 형성하는 방법은 림의 외주연에 공명기가 형성되지 않는 구간, 즉 공명기와 공명기 사이에 공명기가 설치되지 않는 공명기 비설치 구간이 발생하여 공명음을 효과적으로 감소시키지 못하는 단점이 있다.

    또한, 대한민국 공개특허공보 10-2006-0044653호(이하 선행문헌 2라 칭함)에는 림에 중공 챔버를 형성하여 소음을 차단한 기술이 개시되어 있다. 림과 스포크에 중공을 형성하는 기술은 선행문헌 2 이외에도 대한민국 공개특허공보 1999-0062973호, 공개특허공보 10-2013-0044465호 등에 개시되어 있는데, 상기와 같은 중공챔버를 형성하는 방법은 선행문헌 1의 방법에 비하여 내구성의 효과는 있으나 흡음 효과가 만족스럽지 못한 문제점이 있다.

    또한, 대한민국 공개특허공보 10-2007-0053386호(이하 선행문헌 3이라 칭함)에는 림에 중공챔버를 형성하고 이에 알루미늄발포코어를 충진하여 소음 및 진동을 흡수하는 기술이 제안되어 있다. 림과 스포크에도 중공을 형성하고 이에 발포코어를 충진하는 기술은 선행문헌 3 이외에도 대한민국 공개특허공보 10-2001-0072401 등에 개시되어 있는데, 상기와 같은 림과 스포크에도 중공을 형성하고 이에 발포코어를 충진하는 기술은 선행문헌 2에 비하여 흡음 효과가 높으나 가성비가 낮은 문제점이 있다.

    또한, 대한민국 공개특허공보 10-2008-0038312호(이하 선행문허 4라 칭함)에는 림에 직물레이어를 부착하여 차량 주행에 따라 타이어에서 발생하는 열에 의해 팽창하여 중공챔버 역할을 하도록 한 기술이 개시되어 있다. 그러나 이는 흡음 효과가 높으나 직물레이어의 내구성 저하로 인해 타이어로부터 쉽게 탈거됨으로써 공명음을 효과적으로 감소시키지 못하는 단점이 있다.

    선행문헌 1: 대한민국 등록특허공보 10-13618401호

    선행문헌 2: 대한민국 공개특허공보 10-2006-0044653호

    선행문헌 3: 대한민국 공개특허공보 10-2007-0053386호

    선행문헌 4: 대한민국 공개특허공보 10-2008-0038312호

    본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 자동차용 휠 및 이의 제작방법은 흡음재 설치, 중공 형성 및 이에 발포합금을 채우는 종래 기술에 비하여 제작이 용이하고 가성비가 높으며 공명음의 흡수가 우수한 자동차용 휠 및 이의 제작방법을 제시하는 것을 기본 과제로 한다.

    상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 자동차용 휠은 중앙부의 허브(21), 외곽 테두리를 이루는 림(22), 상기 허브(21)와 림(22)을 연결하는 다수개의 스포크(23)로 구성된 차량용 휠에 있어서, 상기 림의 타이어 폐쇄면(a)에는 중공의 공명기가 원주방향의 림의 환상형상의 일부로 형성되되, 상기 공명기 내에는 요철형 돌기가 림의 원주를 따라 일정간격으로 둘출되게 형성되되, 상기 공명기는 챔버월에 의해 림 또는 돌기와 폐쇄됨으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기 요철형 돌기는 복수개 형성되어 돌기의 일부 또는 전부가 상기 챔버월 내면에 면접 또는 선접함으로써 상기 공명기를 림의 폭방향으로 분할하는 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기 챔버월에는 원주를 따라 다수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기 챔버월에는 원주를 따라 다수의 관통공이 형성되되, 상기 관통공은 림의 폭방향으로 분할된 공명기에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기 분할된 공명기에 형성되는 관통공은 그 형성 위치가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기 분할된 공명기에 형성되는 관통공은 다양한 크기로 구성된 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기 요철형 돌기는 중공으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

    또한, 주조상태에서 상기 챔버월은 림의 원주를 따라 돌출되게 일체로 형성되고,

    상기 챔버월은 스피닝(SPINNING)을 통해 림과 연결됨으로써 공명기를 형성하는 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 자동차용 휠 제작방법은 허브(21), 스포크(23) 및 요철형 돌기(100)와 챔버월(200)이 형성된 림(22)를 일체로 제작하기 위한 금형생성단계; 상기 금형에 알루미늄 합금 소재를 주입하여 허브(21), 스포크(23) 및 요철형 돌기(100)와 챔버월(200)이 형성된 림(22)를 일체로 제작하는 저압주조단계; 상기 챔버월을 스피닝(SPINNING)을 통해 림 또는 돌기와 연결함으로써 공명기를 형성하는 스피닝 단계; 타이어를 장착할 수 있도록 림을 완성하는 선삭가공단계; 스피닝공정을 통해 형성된 공명기의 외부에 관통공(210)을 형성하는 홀가공 단계; 및 완성된 휠표면 강화와 부식방지를 위해 표면에 코팅을 하는 도장단계를 포함하되, 상기 금형생성단계에서 생성되는 금형은 어퍼몰드(510), 로어몰드(520) 및 사이드몰드(530)를 포함하고, 상기 사이드몰드(530)에는 요철형 돌기(100)를 형성할 수 있도록 돌기형성부(531)와 챔버월(200)을 형성할 수 있도록 챔버월형성부(532)가 형성되어 캐비티(550)를 형성하는 것을 특징으로 한다.

    또한, 상기 돌기형성부(531)에는 표면으로부터 연장하는 적어도 하나의 고정구(571)가 형성된 고정수단(570)이 마련되고, 상기 돌기형성부(531) 내부에는 단면이 원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 중 어느 하나 또는 이들이 조합으로 형성된 코어(560)가 상기 고정수단(570)의 고정구(571)에 의해 고정된 상태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

    상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동차용 휠 및 이의 제작방법은 중공의 공명기를 원주방향의 림의 환상형상의 일부로 형성함으로써 공명기가 공명음을 흡수하고 이에 더해 공명기 내부에 요철형 돌기를 형성하여 요철형 돌기가 공명음을 한번 더 흡음하기 때문에 흡음효율이 극대화되는 효과가 있고,

    또한, 요철형 돌기는 단면이 원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 중 어느 하나 또는 이들이 조합으로 형성하고, 이러한 돌기를 공명기 내벽에 면접 또는 선접시킴으로써 림의 폭방향으로 다수의 분할된 공명기가 복열로 형성되는 효과가 있고,

    또한, 상기 공명기는 림과 일체적으로 주조된 챔버월을 스피닝하여 완성하므로서, 우수한 기계적 강도를 가지는 것은 물론 원가 절감 및 중량 감소를 도모할 수 있는 효과가 있다.

    도 1은 일반적인 자동차용 휠의 사시도 및 단면도
    도 2는 본 발명에 따른 자동차용 휠의 사시도
    도 3은 본 발명에 따른 자동차용 휠의 부분 절개 사시도
    도 4는 본 발명에 따른 자동차용 휠의 요부 투영도
    도 5는
    도 6는 본 발명에 따른 미니 공명기가 형성된 자동차용 휠의 단면도
    도 7은 본 발명에 따른 자동차용 휠을 제작하기 위한 금형 설계도
    도 8은 본 발명에 따른 자동차용 휠을 제작하기 위한 One-Gate LPC 공정 시스템도
    도 9은 본 발명에 따른 자동차용 휠을 제작하기 위한 스피닝 단계 구성도
    도 10는 본 발명에 따른 자동차용 휠을 제작하기 위한 선삭가공단계의 동작도
    도 11은 본 발명에 따른 자동차용 휠을 제작하기 위한 홀가공 단계 동작도
    도 12는 본 발명에 따른 자동차용 휠의 미니 공명기를 제작하기 위한 금형 설계도

    본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

    이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

    도 1은 일반적인 자동차용 휠로서, 중앙부의 허브(21), 외곽 테두리를 이루는 림(22), 상기 허브(21)와 림(22)을 연결하는 다수개의 스포크(23)로 구성된다.

    본 발명에 따른 자동차용 휠(20)은, 도 2를 참조하면, 림(22)에는 개선 사항을 담고 있는 본 발명의 요철형 돌기를 구비한 중공의 공명기(C)가 형성된다.

    즉, 상기 요철형 돌기를 구비한 공명기(C)는 원주방향의 림의 환상형상의 일부로 형성된다.

    이를 위하여 본 발명에 따른 자동차용 휠은 허브(21), 림(22) 및 스포크(23)가 동시에 제작되는 방식인 원게이트 저압주조(One-Gate Low Pressure Casting 이하 One-Gate LPC 라 칭함) 방식을 채택한다.

    이로서, 허브 및 스포크를 저압주조방식으로 제작하고, 또한 림을 압출성형 방식으로 제작하여 일들을 마찰교반용접하는 종래의 제작방법(선행문헌 2 식별번호 [0030~0031] 참조)에 비해 기계적 강도가 우수하고 가성비가 높은 장점을 갖는다.

    여기서, 상기 림(22)은 타이어가 결합되어 타이어와 밀폐공간을 형성하는 타이어 폐쇄면(a)과 공기중에 노출되는 타이어 대향면(b)을 포함하는데, 상기 요철형 돌기를 구비한 공명기는 타이어 폐쇄면(a)에 형성된다.

    상기 타이어 폐쇄면(a)에는 One-Gate LPC 방식에 의해 일체적으로 주조된 하나 이상의 요철형 돌기(100)가 림의 타이어 폐쇄면(a)을 따라 원주방향으로 림의 환상형상의 일부로 만들어진다.

    아울러 공명기를 형성하는 챔버월(200)이 One-Gate LPC 방식에 의해 일체적으로 주조되어 상기 공명기를 형성하게 된다.

    상기 공명기의 형성은 챔버월을 스피닝하여 림과 연결함으로써, 즉, 림에 의해 폐쇄됨으로써 형성된다.

    이때, 도 5를 참조하면, 챔버월을 림에 연결하지 않고 하기할 요철형 돌기와 연결함으로써 형성할 수도 있다.

    여기서, 림은 외팔보로서 차량의 하중에 의하여 발생하는 굽힘모멘트 및 전단응력을 감당할 수 있을 정도의 기계적 강성을 갖고 있어야 하는데, 이러한 기계적 강성은 상기 림이 갖고 있으므로 상기 챔버월(200)은 단순히 상기 공명기를 형성할 수 있을 정도의 강성을 가지면 충분하다.

    따라서, 이를 감안하여 챔버월(200)의 두께를 형성하는 것이 바람직하다.

    본 발명에서 상기 돌기는 삼각형 구조로 형성하였으나, 원호, 사각형 또는 사다리꼴 형상 중 어느 하나, 또는 이들의 조합일 수 있다.

    상기 돌기는 하기할 관통공(210)에 의해 유입된 소음 중 상기 돌기(100)로부터 반사되는 소음 중에서 서로 반대 위상을 가진 소음은 상쇄간섭을 일으켜서 사라지게 하거나 진폭이 다른 소음의 경우에는 소음간의 일부 상쇄간섭 현상이 발생하게 하여 소음 및 진동 소멸 효과가 더욱 높게 되는 것이다.

    즉, 관통공(210)에 의해 유입된 진동 및 소음이 상기 공명기 내부의 공기가 스프링 작용을 하여 특정주파수에 대한 새로운 역상형태의 진동으로 변화됨과 동시에, 변화된 역상형태의 진동이 홀을 통해 공명기 밖으로 산출되어 나오기 때문에 특정주파수에 대한 위상변이가 발생하여 타이어 내부에서의 특정주파수가 소멸 되는 과정에서 상기 돌기(100)가 그 효과를 상승시키는 것이다.

    또한, 상기 요철형 돌기(100)는, 도 3 및 도4를 참조하면, 복수개 형성되어 상기 챔버월 내면에 면접 또는 선접시킬 수 있다.

    여기서, 상기 돌기를 삼각형 또는 원형으로 형성할 경우 챔버월 내면과 선접하게 되는 것이고, 사각형 또는 사다리꼴로 형성할 경우는 챔버월 내면과 면접하게 되는 것이다.

    이렇듯, 상기 돌기를 챔버월 내면에 면접 또는 선접시킬 경우, 상기 공명기는 림의 폭방향으로 분할되게 되고, 이는 곧 림의 폭방향으로 다수의 공명기가 복열로 형성되게 되는 것이다.

    아울러, 상기 돌기는 그 높이를 서로 다르게 형성하여 상기 돌기의 일부만 상기 챔버월 내면에 면접 또는 선접하게 할 수도 있다.

    즉, 챔버월과 돌기가 접하여 공명기를 형성하고 그 내부에 높이가 낮은 돌기를 포함하고 있는 구조이다.

    이로서, 림의 원주방향으로 공명기를 다수개 형성하는 종래기술(선행문헌 1의 도 3 참조)에 비하여 공명기와 공명기 사이에 공명기가 설치되지 않는 공명기 비설치 구간이 발생하지 않고 공명기가 림의 외주에 연속적으로 다수개 설치될 수 있게 되어 공명효율이 극대화 된다.

    여기서, 상기 돌기에 의해 공명기가 형성되는 경우, 도 5를 참조하면, 상기 챔버월은 돌기와 접하고 남는 잉여익편(200-1)이 림과의 간격(H)를 통해 유입되는 노이즈를 흡수할 수 있게 된다.,

    이는, 잉여익편이 돌기와 접하는 지점(P)을 기점으로 외팔보를 띄고 있기 때문이다.

    또한, 상기 요철형 돌기는, 도 6을 참조하면, 그 내부를 중공으로 형성하여 공명기 내부에 또 다른 미니 공명실(CM)을 형성할 수 있다.

    이 경우 공명기(C) 내부로 유입된 소음은 일부는 돌기(100)에 의해 음파소산되고, 일부는 돌기에 의해 형성된 미니 공명실(CM)에 의해 다시 흡수되어 공명음이 차단되게 된다.

    또한, 공명흡수가 이루어질 수 있도록 공명기(C)는 챔버월에 챔버월의 원주를 따라 다수개의 관통공(210)을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 캐비티 공명음이 차량 휠과 림의 사이에 형성된 캐비티에 의해 발생되어, 차량의 실내 잡음을 야기하게 되는 데, 자동차용 휠은 공명기(C)와 이에 형성된 관통공(210)으로 인해 헬므홀츠 공명음 흡수기의 기능을 하게 되므로 자동차의 이동 중 캐비티 공명음은 공명 흡수에 의해 감소될 수 있다.

    여기서, 상기 돌기를 챔버월 내면에 면접 또는 선접시킬 경우, 관통공은 챔버월의 원주를 따라 일정간격을 갖으며 다수의 형성되되, 상기 관통공은 림의 폭방향으로 다수개로 분할된 공명기에 각각 형성될 수 있다.

    아울러, 상기 관통공은 상기 다수개로 분할된 공명기에 그 형성 위치를 다르게 할 수 있다.

    이렇듯, 림의 폭방향으로 복열로 형성된 공명기에 관통공의 형성 위치 및 관통공의 크기를 달리하므로서, 분할된 각각의 공명기에 유입되는 특정 주파수의 공명음을 각각 공명시킬 수 있게 되어 공명효율이 극대화되게 되는 것이다.

    가령, 도 3을 참조하면, 제1열 내지 제3열의 공명기(C1 ~ C4)에 90° 간격으로 동일한 크기의 관통공을 형성할 수 있다.

    또는, 제1열 공명기(C1)는 90° 간격으로 작은크기의 관통공을 형성하고, 제2열 공명기(C2)는 45° 간격으로 중간크기의 관통공을 형성하고, 제3열 공명기는 180° 간격으로 큰크기의 관통공을 형성할 수 있다.

    또는, 제1열 내지 제3열의 공명기(C1 ~ C3)에 동일한 간격으로 관통공을 형성하되 그 위상을 달리하여 공명기간 위치를 달리할 수 있으며, 또한 관통공의 크기도 다양한 크기를 서로 조합하여 형성할 수도 있다.

    또한, 상기 관통공의 형상도 원형, 사각형, 삼각형, 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

    또한, 상기 미니 공명실(CM)에도 미니관통공(211)을 형성할 수 있다.

    앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 휠(20)의 제작방법은 알루미늄 합금 소재를 방식인 원게이트 저압주조(One-Gate Low Pressure Casting)방식으로 허브(21), 스포크(23) 및 림(22)를 일체로 제작한다.

    이를 위하여 본 발명에 따른 자동차용 휠의 제작방법은 허브(21), 스포크(23) 및 요철형 돌기(100)와 챔버월(200)이 형성되는 림(22)를 일체로 제작하기 위한 금형생성단계; 상기 금형에 알루미늄 합금 소재를 주입하여 허브(21), 스포크(23) 및 요철형 돌기(100)와 챔버월(200)이 형성된 림(22)를 일체로 제작하는 저압주조단계; 상기 챔버월을 스피닝(SPINNING)을 통해 림 또는 돌기와 연결함으로써 공명기를 형성하는 스피닝 단계; 타이어를 장착할 수 있도록 림을 완성하는 선삭가공단계; 스피닝공정을 통해 형성된 공명기의 외부에 관통공(210)을 형성하는 홀가공 단계; 및 완성된 휠표면 강화와 부식방지를 위해 표면에 코팅을 하는 도장 단계를 포함한다.

    상기 금형생성 단계는, 도 8을 참조하면, 자동차용 휠을 생산하기 위한 금형을 제작하기 위한 공정으로서, 상기 금형은 어퍼몰드(510, Upper Mold), 로어몰드(520, Low Mold) 및 사이드몰드(530, Side Mold)를 포함하는데, 상기 사이드몰드(530)에 요철형 돌기(100)을 형성할 수 있도록 돌기형성부(531)와 챔버월(200)을 형성할 수 있도록 챔버월형성부(532)가 형성되어 캐비티(550)를 형성한다.

    상기 저압주조단계는, 도 8을 참조하면, 보온로(Holding Furnace)를 통해 투입되는 용탕(Melt, 용해 또는 부분용해 금속)이 중앙의 1개의 게이트로 주입되는 시스템으로서, 상기 로어몰드(520)를 관통하는 1개의 게이트를 통해 주입되는 용탕이 휠의 중심인 허브(21)에서부터 어퍼몰드(510), 로어몰드(520) 및 사이드몰드(530)로 교합된 캐비티(550)에 주입됨으로서 휠이 생성되는 공정이다.

    여기서, 저압주조단계는 One-Gate LPC 방식으로 저압주조하는 One-Gate LPC 단계일 수 있다.

    상기 스피닝 단계는, 도 9를 참조하면, 스피닝 선반의 회전축에 형틀을 부착하여 상기 챔버월형성부(532)를 통해 형성된 챔버월(200)을 누름쇠(K)로 형틀에 밀고 회전시키면서 림에 연결시킴으로써 공명기를 형성하는 공정이다.

    상기 선삭가공단계는, 도 10을 참조하면, 림에 타이어를 장착할 수 있도록 림 플랜지 등을 완성하며 표면을 다듬는 공정이며, 바이트(B)는 붉은색 화살표로 표시된 진행방향(T)을 따라 진행된다.

    상기 홀가공 단계는, 도 11를 참조하면, 스피닝공정을 통해 형성된 공명기의 외부에 관통공(210)을 형성하는 공정으로서, 통상의 프레스를 이용하여 펀칭 또는 드릴을 이용한 홀가공 등의 방법으로 형성할 수 있다.

    상기 도장 단계는, 완성된 휠 표면 강화와 부식방지를 위해 통상의 스프레이 등으로 코팅제를 휠 표면에 분사하여 코팅을 하는 공정이다.

    여기서, 요철형 돌기(100)에 중공을 형성하여 미니 공명실(CM)을 형성하는 방법은 상기 금형생성단계에서 제작되는 금형의 구조를 변경함으로써 가능해진다.

    이를 위하여, 도 12를 참조하면, 상기 돌기형성부(531)에는 표면으로부터 연장하는 적어도 하나의 고정구(571)가 형성된 고정수단(570)이 마련되고, 돌기형성부(531) 내부에는 소정의 형상(단면이 원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 중 어느 하나 또는 이들이 조합으로 형성)을 가진 코어(560)가 상기 고정수단(570)의 고정구(571)에 의해 고정된 상태로 마련되며, 상기 캐비티(550)는 용탕으로 충전된다.

    상기 고정구(571)의 형상은 특히 한정되지 않으나 코어(560)를 고정할 수 있는 봉상의 부재가 바람직하다. 고정구(571)의 형상은 또한 바람직하게 판 형상, 쐐기 형상, 블록 형상, 또는 구의 형상이어도 좋다.

    여기서, 상기 코어(560)의 형상은 미니 공명실(CM)이 형상으로 이루게 되고, 상기 고정구(571)의 형상은 미니관통공(211)의 형상을 이루게 되기 때문에 코어(560) 및 고정구(571)의 형상은 이를 고려하여 설계하는 것이 바람직하다.

    좀더 구체적으로 서술하면, 상기 돌기형성부(531) 내부에 마련된 각 코어(560)를 가진 캐비티(550)에 용해 또는 부분용해 금속으로 충전된다. 이어서, 코어(560)와 코어 내부에 연결된 고정구(571)의 고정수단이 부착된 휠은 밖에 꺼내어져 미니관통공(211)을 가진 미니 공명실(CM)을 획득하도록 코어(560)를 분쇄함에 의하여 미니관통공(211)으로부터 격리되어 코어(560)(도 3 참조)의 형상에 상응하도록 휠의 내측에 미니 공명실(CM)이 형성되고, 고정구(571)를 제거하게 되면 고정구 형성에 상응하는 미니관통공(211)이 형성된다.

    이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

    20: 자동차용 휠 21: 허브 22: 림 23: 스포크
    100: 요철형 돌기 200: 챔버월 210: 관통공

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