금속-탄성중합체 합성 휠 성형장치

금속 - 탄성중합체 합성 휠 성형장치

제1도는 본 발명의 개량된 성형장치 구조의 평면도.

제2도는 폐쇄된 모울드 조립체내에서 디스크 및 림 부조립체에 중첩된 상부 및 하부 모울드 부품을 도시하는 본 발명의 성형장치를 예시하고 있으며 디스크 내측면 밀봉부재 및 2편 부품 구조의 하부 모울드 부조립체의 바람직한 실시예를 나타내고 있는, 제1도의 선 2-2에 따른 수직 단면도.

제3도는 그 자체만을 제2도의 단면선 3-3에서 보았을 때 도시되는 상부 모울드 부품의 개량된 디스크 통기구 밀봉의 단면도.

제4도는 제3도의 선 4-4에 따른 수직 단면도.

제5도는 제1 내지 제4도에서의 방위와 반대로 도시된 상부 모울드 부품 및 봉부재의 사시도.

제6도는 제4도의 선 6-6에 따른 확대 부분도.

제7도는 상부 모울드 부품과 피관련 디스크 및 림 부조립체가 모울드로부터 분리된 상태에서, 제2도의 선 7-7에서 본 하부 모울드 부품 부조립체의 평면도.

제8도는 그 자체만을 제2도의 선 8-8상에서 본 하부 모울드 부조립체의 최하단 부품의 평면도.

제9도는 디스크 및 림 부조립체의 디스크와의 밀봉 맞물림으로부터 위로 들어올려 분리시킨 상부 모울드 부품을 도시하는, 제2도의 우측 부분의 부분 중앙단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 성형장치 20 : 중간 모울드 부품

22 : 림 24 : 디스크

36, 38 : 플랜지 40 : 통기구

46 : 디스크 플랜지 50 : 하부 모울드 부품

52 : 상부 모울드 부품 62 : 클램프판

68 : 강철 깔대기 78 : 밀봉와셔

90 : 밀봉부재 92, 132, 196 : 볼트

114 : 패드 120 : 링

140 : 베이스 142 : 원통형 링

154, 156, 158, 160 : 브래킷 168, 170 : 삼각이음판

180 : 데크 232, 234 : 핸들

260 : 모울드 공간

200, 202, 204, 206, 208, 210, 212, 214 : 돌출부

본 발명은 입체적으로 깊게 윤곽지어진 장식 외측면을 가진 금속-탄성 중합체 장식형 자동차 타입의 차량휠에 관한 것이고, 보다 더 상세하게는 상기 휠을 제작하기 위한 성형장치에 관한 것이다.

1960년대 후반 및 1970년대 초기에 본 출원의 양수인인 미시간주 랜싱 소재의 모터 휠 코오퍼레이션 뿐만 아니라 당시의 모회사인 오하이오주 에크론 소재의 굿이어 타이어 앤드 러버 컴퍼니는 등록 상표 폴리캐스트(POLYCAST)로 출시된 금속-탄성중합체 합성 장식형 휠의 개량된 형태를 개발 및 소개하였다. 이러한 장식형 휠은 자동차 타입의 휠을 제공하는데, 이러한 휠에서는 제조장비가 이미 사용 가능했던 단순한 종래형태의 금속부품이 기본적인 구조성분으로 사용되어 최소의 비용으로 고강도 표준휠 구조를 얻을 수 있었다. 미학적 즐거움을 주는 외견이, 하나의 단일몸체로서 또는 휠의 외측에 접착성 발포체에 의하여 고착되는 플라스틱커버의 형태로 개별적으로 또는 인시튜(in-situ)로 성형되는 영구부착 장식 플라스틱몸체에 의하여 이러한 표준 강철 중축에 부여되었다. 이것은 휠에 개량된 소음방지특성을 제공하였으며 휠의 기본구조성분 변화없이 다양한 소비자의 취향에 적합하도록 휠의 외견을 용이하게 그리고 경제적으로 변화가능하도록 하였다. 부가적인 이익은 당시 일반적인 연강 휠 성분의 고강도 및 내충격 잇점을 유지하면서도 휠에 대한 손상을 방지하기 위한 측부충격 완충작용에 있었다. 장식 및 윤곽형태에 있어서의 다양한 변화는 이전에 디자인된 모든 강철 휠에서 가능했던 것보다 폭넓게 얻어진다.

휠을 생산하기 위한 방법 및 장치뿐만 아니라 상기 폴리캐스트 휠의 여러 가지 실시예는 하기의 미합중국 특허 및 본 출원의 양수인에게 양도된 미합중국 특허출원에 개시되어 있으며, 본 명세서에 참고자료로서 합체된다.

제 3,669,501호 6/1972 델렉스(Derleth)

제 3,756,658호 9/1973 아담스(Adams)

제 3,762,677호 10/1973 아담스(Adams)

제 3,794,529호 2/1974 톰슨(Thompson)

제 3,815,200호 6/1974 아담스(Adams)

제 3,918,762호 11/1975 함쉬어(Hampshire)

제 3,935,291호 1/1976 잭슨(Jackson)

제 3,956,451호 5/1976 아담스(Adams)

제 4,017,239호 4/1977 오' 컨넬(O'Connell)

제 4,251,476호 2/1981 스미스(Smith)

제 4,398,770호 8/1983 스미스(Smith)

제 4,659,148호 4/1987 그릴(Grill)

제 4,682,820호 7/1987 스탈트(Stalter)

제 4,786,027호 11/1988 스탈트(Stalter)

제 4,790,605호 12/1988 스탈트(Stalter)

제 4,847,030호 7/1989 스탈트(Staler)

제 4,861,538호 8/1989 스탈트(Staler)

계류중인 미합중국 출원

일련번호 제 285,634호 출원일: 12/1988 스탈트 등

일련번호 제 353,099호 출원일: 3/1989 포스트 등

일련번호 제 345,427호 출원일: 5/1989 조셉 등

본 출원인과 관계없는 자에게 허여된 선행기술특허와 여러가지 타입의 금속 및 플라스틱 장식휠에 관련된 선행기술특허는 영국특허 제1,290,946(1972) 및 독일 공개공보 제 2,457,907(6/1976)뿐만 아니라 미합중국 특허 제3,823,982호, 제3,827,756호, 제3,894,775호, 제 3,915,502호 및 제3,998,494호를 포함한다.

상기 폴리캐스트 휠의 제조방법 및 제조장치의 한가지 실시예에서, 모울드부는 디스크가 축, 드럼 또는 디스크 브레이크 조립체상에 장착될 수 있도록 중앙 디스크나 통상의 원형 보울트 구멍 및 중앙의 개구를 가진 몸체에 체결된 드롭 중앙림을 가지는 종래의 차량용 금속휠로 구성된다. 금속 휠은, 입체형상 플라스틱 외피를 성형 및 부착하기 위하여 밀봉공간을 형성하는 상부 백업 클램프 및 하부 모울드 부품과 관련하여 채택된다. 상기 외피는 성형장치내 휠의 바깥쪽에 인시튜로 성형되어 영구히 부착된다. 바람직하게는, 휠은 모울드 공간의 상부 표면을 형성하며, 우레탄 탄성중합체 액체 점착성 재료의 반응혼합물이 모울드 공간을 채우기 위하여 모울드내로 주입 또는 부어져 휠 조립체의 외측 표면과 접촉한다. 우레탄 재료는 휠 부조립체의 외측 표면에 영구히 부착되는 고밀도 비결정 탄성중합체를 형성하기 위하여 굳어진다. 플라스틱 외피는 또한 저밀도 미세 세포형 밀폐셀 우레탄 탄성중합체 점착성 재료로 구성될 수 있다. 우레탄 재료는 모울드 공간 내에서 굳어지게 되며 그 다음 모울드가 개방되어서 모울드에 견고하게 부착된 외피를 가진 휠이 모울드에서 제거될 수 있다. 그리고 외피는 페인트 칠해지거나 또는 완성된 금속성같이 보이는 장식 휠을 제공하기 위하여 장식용 코팅으로 덮힐 수 있다. 그 다음 우레탄 탄성중합체는 장식적인 표면을 제공하기 위하여 휠의 외측에 영구히 부착되는 입체윤곽을 갖는 플라스틱 몸체를 형성하며, 탄성중합체 외피는 금속 휠과 일체적인 것으로 보인다.

승용차 휠을 위한 현행 장식화 경향은 휠의 외측에 대하여 소위 풀-페이스(full-face)외견의 방향으로 옮겨졌는데, 외측면은 외측면의 중앙으로부터 외부 타이어 비드용 플랜지를 유지하는 림의 바깥 둘레 가장자리로 방사상으로 뻗어 있는 디스크 또는 몸체를 갖는 것으로 보인다. 현행 스타일은 또한 휠의 외측면 바깥 둘레에 가까운 반경방향 바깥쪽으로 휠통기구 또는 개구부를 옮기는 추세이다.

소정의 제한내에서, 상기 풀-페이스 스타일은 상기 미합중국 특허 제3,762,677호의 제9도 실시예에서 예를 들어 도시한 바와 같이 상기 선행기술 폴리캐스트 휠로 달성될 수 있다. 그러나, 이것은 림의 반경방향 내부면을 덮으면서 림의 외측 타이어-비드-유지 플랜지쪽까지 뻗어있는 우레탄 몸체의 바깥둘레부분에 비교적 두꺼운 단면의 사용을 필요로 하였는 바, 이는 우레탄 반응 혼합물의 주입, 성형, 및 성형 해제에 있어서 원초적인 제한에 기인한다. 림의 외부 타이어 비드 유지 플랜지에서 우레탄 재료가 이처럼 무겁거나 두껍게되면 특별화된 휠 무게가 요구되며, 이는 휠의 가격 및 복잡성을 증가시킨다. 한편, 표준 휠 무게가 통상의 방식으로 부착될 수 있도록 우레탄 물질이, 소위 수정된 풀-페이스 모양을 제공하기 위하여 림의 외측 타이어 비드 유지 플랜지의 앞에서 끝난다면, 분리 트림 링이 풀-페이스 스타일 효과를 완성하는데 필요하였다. 이러한 절충안도 또한 완성 휠의 가격 및 복잡성을 증가시켰다. 이러한 트림 링 및 폴리캐스트 구조의 사용의 예는 미합중국 특허 제3,891,276호에 개시되어 있다.

그것은 휠의 외측 타이어 비드 유지 플랜지에 가까운 반경방향 바깥쪽으로 배치된 폴리캐스트 휠의 우레탄 몸체의 외측면에 통기구를 배치하는 것이 가능하다면 또한 어려웠다. 다수의 작은 통기구 및/또는 단부모양 외견이 우레탄 폴리캐스트 성형공정 및 장치에 내재된 반대빠짐 여유각도 및 다른 모방에 기인하여 일정한 스쿠프-스포크(scoop-spoke) 외견을 묘사하는 것 같이 장식화 목적을 위하여 필요했다면, 이는 특별히 사실이 된다. 따라서 지금까지 폴리캐스트 휠내의 통기구 제조에 있어서는 휠을 통하여 완정하게 뻗어있는 브레이크 통풍공기통로를 제공하기 위하여 휠의 금속부 또는 강철 중축 또는 디스크내의 윈도우를 관통하도록 모울드 통기용 핑거(상기 특허 제3,762,677호의 축받이부(294) 및/또는 돌출부(46)같은)를 하부 모울드 부품으로부터 윗쪽으로 돌출시켰다.

상기 출원 계류중인 출원번호 제285,634호(출원일; 1988.12.16)는 이러한 문제점의 일부를 극복하고 개량된 휠 구조 및 개량된 휠 제조용 방법장치를 제공하는데, 이 출원에서는 상기 폴리캐스트 타입 휠 구조내의 우레탄 몸체의 풀-페이스 장식은 외측 림 플랜지에서 모울드 공간의 외주면 구멍뚫기의 개량 및/또는 반경방향 편심 및 내측 및 외측 모울드 코어를 축방향 겹침 또는 맞물림에 의하여 달성된다. 이 코어는 반경방향 편심내에서 플라스틱 외피 몸체에 배치되는 환상열의 외측 포켓을 제작하기 위한 성형과정에 협력하며, 브레이크 통기를 위하여 휠을 통과하는 공기통로를 제공하도록 디스크내 통기구와 차례대로 정합하는 환상열의 내측 포켓에 대하여 축방향으로 겹친다.

그러나, 일정 폴리캐스트 휠 디자인의 경우, 휠의 외부에서 디스크 통기구가 보이도록 일정한 선행 폴리캐스트 디자인의 직선관통방식으로 또는 비편심내에 뻗어있는 몸체 통기구와 협력하여 폴리캐스트 몸체내의 스쿠프 외견 또는 유사 외견을 제작하기 위하여 선행 모울드 코어 돌기부의 사용이 가능하도록 디스크의 바깥둘레 근처에 반경 바깥방향으로 강철 휠 디스크의 통기구를 또한 이동시키는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 어깨부 또는 강철 디스크부의 구석으로 디스크 통기구를 반경 바깥쪽으로 이동시키는 것은, 성형과정중에 통기구를 밀봉하기 위하여 반경 바깥방향으로 변위시킨 디스크 통기구를 덮기에 충분하게 반경 바깥방향으로 도달할 수 없는 상부 모울드 부품 클램프에 의하여 수반되는 밀봉구조때문에 불가능했다.

선행 폴리캐스트 성형장치구조에 관한 또다른 문제점은 하부 모울드 부품이 비교적 무거운 구조체였다는 것과 이러한 하부 모울드 부품에 수반되는 취급의 어려움이었다. 또한 모울드 주조비용의 절감 및 모울드 공간의 외측면을 형성하는 더욱 더 치수가 일정한 또는 균일한 주조를 가질 필요가 계속적으로 있어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기에 열거된 특허 제4,786,027호 및 특허 제3,762,677호에 개시된 것과 같은 대형의 선행기술의 폴리캐스트 모울드에서 지금까지 직면하는 하중 및 취급상의 어려움뿐만 아니라 상기 디스크 통기구의 재배치 문제점을 극복한 개량 성형장치 구조를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 구조상 경제적이며 조작상 신뢰성이 있는 상기 특징의 개량 성형장치를 제공하는 것이며, 이러한 타입의 선행기술 휠 제작용 선행방법 및 장치에 관하여 단지 최소한의 변경만으로 상기 언급한 목적을 달성하는 것이다.

첨부도면을 참조하여 더 상세히 설명하면, 제1 내지 9도는 본 발명의 개량성형장치(10)의 예시적인 바람직한 실시예를 예시하며, 전술한 타입의 금속-탄성중합체 합성 장식 형 휠 제작용 모울드를 제작하고 사용하는데 현재까지 알려진 것중 최상의 태양을 나타낸다. 제2도에 가장 잘 도시되었듯이 (그러나 제1도에도 도시되어 있음), 성형장치(10)의 휠 부조립체는 보통 20으로 표시되어 있고, 종래의 드롭-중앙 강철 림(22)과 그리고 용접등에 의하여 성형작업전 림에 영구히 체결되는 중앙 강철 디스크 또는 몸체(24)로 구성된다. 본 발명의 장치에 의해 제조된 완성 폴리캐스트 휠은 디스크(24)의 외측면과 림(22)의 외측면에 체결된 입체적으로 윤곽진 장식형 외피(도시않음)를 또한 포함한다. 디스크(24)는 휠 허브 위로 수용되기에 적합한 인장 목 플랜지(30)에 의해 형성되는 중앙 개구부(28)와, 차량 휠 허브 또는 스핀들과 그리고 피결합되는 디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크 조립체에 완성된 휠을 장착하기 위하여 통상의 나사식 러그위에 수용되기에 적합하며 중앙 개구부(28)를 둘러싸는 보울트 개구부(32)의 원형 배열을 포함하고 있다. 림(22)은 튜브가 없는 전형적인 공기 타이어(도시않음)를 그 위에 장착하기 위하여 각각 통상 축방향으로 이격되어 있는 내측 및 외측 타이어 비드 유지 플랜지(36,38)와 중앙 오목부(34)를 포함하고 있다. 림(22) 및 디스크(24)의 횡단면 윤곽 및 다른 세부사항들은 이하에서 달리 기술되지 않는 한 임의의 적당한 형상일 수 있으며 그 자체로 본 발명의 부분을 형성하지는 않는다.

장식적인 목적 및 브레이크 통풍을 위하여, 복수의 절취부 또는 통기구(40)가 일정각도로 이격된 환상 배열의 구멍 형태로 디스크(24)내에 구비되어 있다. 그러나, 선행 폴리캐스트 강철 디스크 구조와 달리, 통기구들(40)은 지금까지 상업적으로 실행할 수 있다고 판단되는 것보다 휠축으로부터 더 멀리 디스크의 반경 바깥쪽으로 배열되어 있다. 특히, 통기구(40)를 한정하는 외주벽의 최외각 반경 바깥부분(42)은 디스크가 림(22)에 장착되도록 하는 디스크(24)의 외주 원통형 플랜지부(46)에 근접하여 있는 디스크(24)의 소위 어깨반경부(44)내에 배치되어 있다. 전술한 선행기술인 아담스의 특허에서와 같이, 휠 부조립체(20)는 성형 장치(10)의 중간 모울드 부품을 구성하며, 3개의 메인 성형장치 구성품중의 다른 2개는 우레탄 외피의 장식된 외측면을 형성하기 위한 모울드 공간의 표면을 형성하는 하부 모울드 부품(50)과, 하부 모울드(50)상에 중간 모울드 부품(20)을 체결하기 위한 백업 지지체로서 기능하는 상부 모울드 부품(52)으로 구성되어 있다. 그러나, 본 발명에 따라서 상부 모울드 부품(52) 및 하부 모울드 부품(50) 모두는, 상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 하기에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 중간부품(20)과 협력하는 종래의 상부 및 하부 모울드 부품에 비하여 구조가 개량된다.

상부 모울드 부품(52)은 종래기술로 충분히 이해되는 바와 같이, 상부 모울드 부품(52)의 승강을 위하여 적당한 성형 프레스 또는 설비에 체결 적합한 2쌍의 수직 포스트(54,56,58 및 60) (제1 및 2도)를 가지고 있다. 본 장치는 완전히 닫힌 위치에서 성형장치(10)를 체결하기 위하여 제1 및 2도에 도시된 바와 같이 휠부조립체(20)에 대해서 하향으로 상부 모울드 부품(52)을 가압하는데 사용된다.

상부 모울드 부품(52)은 종래기술로 충분히 이해되는 바와 같이, 상부 모울드 부품(52)의 승강을 위하여 적당한 성형 프레스 또는 설비에 체결 적합한 2쌍의 수직 포스트(54,56,58 및 60)(제1도 및 2도)를 가지고 있다. 본 장치는 완전히 닫힌 위치에서 성형장치(10)를 체결하기 위하여 제1 및 2도에 도시된 바와 같이 휠부조립체(20)에 대해서 하향으로 상부 모울드 부품(52)을 가압하는데 사용된다.

상부 모울드 부품(52)은 디스크 플랜지(46)의 내부 원통형 외주 표면(66)의 내측직경보다 대체로 더 작은 외측 직경으로 된 원통형 바깥둘레(64)를 가진 원형클램프판(62)을 가지고 있어서, 폐쇄된 모울드 상태에서, 커다란 방사상의 간극이 표면(64,66) (제2도) 사이에 존재한다. 포스트(54 내지 60)는 판(62)의 상부 표면에 용접되며, 강철 깔대기(68)는 보울트(70)에 의해 판(62)의 상부 표면상에 고정되어 있다. 깔대기(68)는 판(62) 내의 개구부를 통하여 하향으로 뻗어있는 동축목부(72) 및 중앙에서 보울트(76)에 의해 판(62)의 하부측에 부착된 원형 받침판(74)을 가지고 있다. 목부(72)의 하단은 판(74)내에 장착된 밀봉와셔(78)안으로 뻗어 있으며, 목부(72)의 하단면은 밀봉와셔(78)의 하단면에 대하여 약간 위 또는 오목부내에 배치되어 있다. 디스크(24)는 한쌍의 인접 보울트 구멍(32) 사이에 주입개구부(80)가 구비되어 있다. 깔대기(68)의 목부(72) 및 밀봉와셔(78)는 폐쇄된 모울드 상태에서 주입개구부(80)와 동축이 되도록 위치설정된다.

본 발명의 한가지 중요한 특징에 따르면, 상부 모울드 부품(52)은 통기구(40)를 통하여 모울드 공간으로부터 액체 우레탄 반응혼합물이 누출되는 것을 방지하기 위하여 2편 환상 팽창성 밀봉 부조립체를 구비하고 있다. 제2 내지 6도에 도시된 바와 같이, 이러한 밀봉구조의 일부분은 유연하며 탄성을 갖는 환상부재로 구성되며 밀봉부재(90)라 지칭되는데, 실리콘 고무로 성형되는 것이 바람직하다. 볼트 대가리(98)가 제2도에 도시된 바와 같이 대응구멍(96)내에 삽입고정되도록 관련 밀봉구멍(94) 및 대응구멍(96)을 통과하여 각각 상향 삽입된 8개의 볼트(92)에 의해 판(62)의 표면 아래에서 조여진다. 제3 내지 5도에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(90)는 평탄한 상부면(98), 원통형 바깥쪽 둘레벽(100) 및 축외측방향에서 휠의 반지름 안쪽으로 경사지고 좁은 원통형 안쪽 둘레벽(104)의 반경 안쪽 가장자리에서 끝나는 원뿔대 형상의 바닥벽(102)을 갖는다. 링형상의 밀봉부재(90)의 안쪽 둘레는 휠에 대하여 축방향 내측으로 반경방향 바깥쪽 벽(104)과 맞닿는 점으로부터 밀봉부재(90)의 윗면(98)과 맞닿을 때까지 상향으로 (축방향 내측) 뻗어있는 원통형 벽(108)과의 맞닿는 점까지 뻗어있는 원뿔대형 벽(106)으로 형성된다.

자유상태에서의 밀봉부재 바닥벽(102)은 통기구(40)와 디스크(24)의 뚜껑부(112) 사이에서 어깨부(44), 통기구(40) 및 디스크의 부분(110)의 내주를 에워싸는 환상 영역 내에서 디스크(24)의 내주형상과 대체로 일치한다. 더 상세하게는, 디스크(24)의 예시된 실시예에서, 8개의 통기구(40)가 있어서 밀봉부재(90)의 바닥벽(102)은 제5도의 역사시도에 상세히 도시된 바와 같이 8개의 각도적으로 이격되고 축방향 외측으로 돌출하는 패드부(114)를 구비한다. 각각의 패드(114)는 인접한 한쌍의 통기구(40) 사이에서 디스크(24)의 내측면에 대하여 주변으로 밀봉가능하게 안착시키기에 적절하게 되어 있다. 관련된 한쌍의 통기구(40) 사이에서 중첩된 바닥면상의 각각의 패드(114)의 곡률반경은, 패드(114)가 제2도에 도시된 바와 같이 폐쇄된 모울드 상태에서 맞닿게 되어있는 디스크(24)의 내측 표면의 곡률반경과 거의 동일하거나 또는 약간 적다. 패드(114) 사이에서 주변에 배치되어 있는 밀봉부재의 바닥벽(102)의 8개 오목부(102) (제5도)는 아래에서 더욱 더 상세히 설명될 바와 같이 상부 데크(180)의 관련 돌출부(212)의 표면(216) 상에 각각 밀봉가능하게 안착되도록 구성되어 있다. 각각의 오목벽부(102b)는 관련되는 통기구(40)의 크기보다 더 큰 밀봉부재(90)의 둘레를 따라 취해지는 크기를 가지며, 밀봉부재(90)의 반경방향으로 취해진 바닥면의 길이는 관련되는 통기구(40)의 반경방향 바깥 및 안쪽 디스크(24)의 표면보다 더 길며, 이 표면과 겹치도록 설계된다.

밀봉부재(90)의 상부면(98)은 밀봉부재(90) (제3, 4 및 6도)의 내부 및 외부 둘레벽(108, 100)을 통과하여 반경방향으로 뻗어 있는 밀납 활주부홈(116)을 구비한다.

본 발명의 개량된 팽창성 밀봉부재의 구조는 고강도 및 가벼운 하중이 되도록 유리섬유나 마그네슘 등과 같은 단단한 재료 또는 알루미늄으로 만들어진 강성 쐐기링(120)인 제2부품을 포함한다. 링(120)은 밀봉부재(90)의 상부면(98)과 밀봉부재의 표면(104,106) (제4도)과의 접합점 사이의 길이만큼 이격되어 반경방향으로 뻗어있는 평탄 상부 및 바닥벽(124,126)과 원통형 내부 외면벽(122)을 갖도록 주조되고 기계가공되는 것이 바람직하다. 링(120)의 외주면은 밀봉부재의 면(106,108)을 밀봉하기에 적절하며 제4 및 9도에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(90)가 가압력을 받지 않는 또는 자유상태인 조건에서 밀봉부재의 면(108)과 정합하는 원통형 표면(130) 및 밀봉부재의 면(106)과 정합하는 원뿔대형 표면(128)을 갖고 있다. 바람직하게는, 표면(128)은 링(120)의 축에 대하여 약25도의 원추 각도를 가지며, 표면(106)은 동일하게 각을 이룬다. 링(120)은 링(120)내에 제공된 탭구멍(134)에 삽입되는 4개의 볼트(132)에 의해 판(62)의 밑면에 착탈가능하게 고정되어 있다(제2도). 밀납 활주부홈(136)은 밀봉부재(90)의 홈(116)과 일치되도록 링(120)의 상부면(124)에 제공된다(제3,4, 및 6도).

제9도에 잘 도시되어 있듯이, 상부 모울드 부품(52)이 성형장치(10)의 일련의 개폐 작동 동안에 중간 모울드 부품(20)과 맞물림이 벗어날 때, 밀봉부재(90)는 (가압 및 응력을 받지않는) 자유상태에 있으며 이러한 상태에서 외부 원통형 둘레표면(100)은 디스크 플랜지(46)의 내부 둘레표면(66)으로부터 비교적 큰 방사상의 간극 치수 C 만큼 이격되어 있다. 확실히 이러한 응력을 받지않는 조건에서, 밀봉부재의 면(100)의 하향수직돌출부는 통기구(40)의 반경방향 최외부 외주벽부(42)로부터 반경방향으로 극히 약간 삽입될 수 있다. 큰 간극은, 대량생산 성형작업에 있어서 한쪽 휠 부조립체(22)로부터 또 다른 부조립체까지 연속적으로 직면할 수 있는 통상의 상대적으로 큰 편차 변화량 및 3개의 부품으로 된 성형장치(10)의 정착 편차때문에 발생할 수 있는 그 이상의 편차량에도 불구하고, 모울드 개폐동작동안에 디스크 플랜지(46)와 밀봉부재(90)사이의 접촉가능성의 문제를 제거한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 하부 모울드 부품(50)은 바람직하게는 강철 용접으로 만들어진 링형상의 모울드 베이스 프레임 구조(140)로 이루어진 2편 부조립체로 구성된다. 베이스(140)는 예를 들어 폭 2.50인치, 두께 5/16인치 및 외부직경 18.8인치를 갖는 강철 스트립 재료로 만들어진 원통형 링(142)을 구성한다. 링(142)은 4개의 균등각도로 이격되고 링(142)의 상부 가장자리면(152)과 같은 높이로부터 반경방향 바깥쪽으로 돌출하도록 링(142)의 외주면에 용접에 의하여 부착된 귀(144,146,148 및 150)가 구비되어 있다(제2,7 및 8도). 베이스(140)는 반경방향 안쪽으로 돌출하도록 링(142)의 안쪽 둘레에 부착되어 있고 각도적으로 이격되고 배열된 4개의 장착 브래킷(154,156,158,160)을 또한 가지고 있다. 각 브래킷(154)은 그 밑면이 링(142)의 밑면과 높이가 같도록 위치설정된 링(142)의 내주에 용접되는 사각형 밑판을 구비한다. 한쌍의 삼각 이음판(168,170)는 각각의 브래킷(154 내지 160)을 떠받치기 위하여 판(162)의 상부면 및 링(142)의 내주면에 용접되어 있다. 각각의 브래킷은 모울드 팰릿(pallet)조립체 (도시않음) 쪽에 착탈가능하게 베이스(140)를 체결하기 위한 보울트를 수용하는 보울트 구멍(172)을 가지고 있어서, 모울드 교환 및 설치가 단순해진다.

2편 하부 모울드 부조립체(50)의 상부부품은 상부면(184)이 모울드 공간(260)의 하부면을 형성하도록 적당한 패턴에 대하여 바람직하게는 베릴륨-구리 주조로부터 만들어진 1편 캐스트(182)로 이루어진 데크(180)를 구성한다. 모울드 공간(260)의 잔여면은 성형장치(10)의 모울드 폐쇄상태에 하부 모울드 데크(180)에 중첩되는 림(22)의 외측부 및 스스크(24)의 외측면에 의하여 형성된다. 캐스트(182)의 상부면(184)은 성형과정에서 휠 부조립체(20)의 디스크(24) 및 림(22)에 성형되고 부착되는 폴리캐스트 우레탄 몸체 (도시않음)의 외측 장식면을 형성하도록 구성된다. 제2도에 도시된 바와 같이, 캐스트(182)에는 탄성 밀봉 링 개스킷(190)을 수용하는 상부면상에 삽입한 원통형 오목부(188)를 갖고 있는 축받이부(186)가 중앙에 배치된다. 개스킷(190)은 휠 부조립체(20)가 하부 모울드 부품(50)상에 완전히 안착되는 모울드(10)의 완전폐쇄상태에서, 그 내주 둘레로 모울드 공간을 밀봉하도록 되어 있다. 중앙 디스크(192)는 하부 모울드 부품(50)상에 휠부조립체(20)가 안내되는 것을 돕기 위하여 디스크(24)의 인장 목 플랜지(30)내에서 미끄럼 가능하게 설치되도록 오목부 표면(188)에 나사식 패스너(194)에 의해 동축으로 고정된다. 축받이(186)에 나사식으로 체결되는 위치 안내 볼트(196)는 하부 모울드 부품(50) 상에 휠 부조립체(20)가 각도를 이루고 정합하도록 디스크(24)의 보울트 구멍(32) 중의 1개를 통하여 일치하여 돌출되어 있다.

본 명세서에서 예시된 특정한 폴리캐스트 휠 디자인의 경우, 외측 장식면은 통기구(40)와 개별적으로 일치하는 8개의 독립한 유선형으로 끝이 가늘어진 포켓을 구비하여 공기역학적인 스쿠프형 효과가 구비되어야 한다. 이러한 목적으로 캐스트(182)는 휠(20)의 내측방향에서 캐스트(182)로부터 축방향 상향으로 돌출한 8개의 돌출부(200,202,204,206,208,210,212 및 214) (제7 및 2도)를 가지고 있다. 각각의 돌출부(200 내지 214)는 성형장치가 닫힌 폐쇄상태에서 밀봉부재(90)의 표면(102)에 적절한 휠(20)의 축방향 내측 및 반경방향 바깥쪽으로 경사지게 향한 경사진 편평면(216)에서 끝나며, 돌출부(200 내지 214)는, 제2 및 9도에 도시된 바와 같이, 비교적 큰 방사상의 간극을 가지고 관련 통기구(40)를 통하여 그들의 상부 끝에 개별적으로 돌출한다. 바람직하게는, 돌출부 끝면(216)은 대략 1/8 내지 1/4인치의 거리만큼 통기국(40)를 둘러싸는 구역 내에서 디스크(24)의 내측면의 축방향 내측에 배치되어 있다.

하부 모울드 부품(50)의 데크(180)는, 여기에서의 양수인에게 양도되고 동시에 계류중인 출원번호 제07/285,634호(출원일; 1988.12.16.)에 더욱 더 상세하게 개시되고 본 명세서에 참고자료로서 합체되는데, 적절한 밀봉부재(220) (제2도) 및 관련 정지 블록(222)을 그 외주면에서 지지한다. 림(22)의 외측 플랜지(38)는, 외측 플랜지(38) 부근에서 이루어지는 얇은 단면 우레탄 주조를 가능하게 하기 위하여 외부 대기에 모울드 공간의 바깥 둘레를 노출시키는 반면에 모울드 공간(260)의 바깥 둘레를 밀봉하기 위하여 그 위의 블록(222)에 의해 위치설정되고 밀봉부재(220)가 맞물리도록 채택되어 있다.

데크(180)에는 캐스트(182)의 환상 외주 장착부(228)의 하면에 나사(226)에 의해 조여지는 복수의 (본 실시예에서는 4개) 균등하게 환상으로 이격된 평판 장착 브래킷 판(224)이 구비되어 있다. 판(224)은 캐스트(182)의 외주로부터 반경방향 바깥쪽으로 돌출하며 데크(180)가 관련 장착 볼트(230)에 의해 베이스(140)에 분리 가능하게 조여질 수 있도록 브레이스 브래킷(144) 상에 놓여지며 누워지도록 채택되어 있다.

한쌍의 리프팅 핸들(232,234) (제1,2도 및 7도)은 모울드 외주부(228)의 하면에 정반대 위치에서 나사(236)에 의해 분리가능하게 조여지며 모울드 부품의 손으로의 취급 편의상 적절한 길이로 데크(180)로부터 반경방향 바깥쪽으로 돌출한다. 브래킷판(224)뿐만 아니라 핸들(232,234)의 바닥 표면은 모울드 캐스트(180)의 하부 가장자리(238)와 동일 높이로 위치되어 있으며, 모울드부(228)의 하부표면은 가장자리가 동일높이로 정렬되도록 이러한 부품들을 수용하기에 적절한 홈이 형성되어 있다.

모울드 캐스트(182)의 강도 대 무게 비율은 최적화하기 위하여, 모울드 캐스트는 약 1/2인치의 비교적 균일한 단면 두께로 만들어진다. 필요하다면, 보강링부(240)가 모울드 캐스트(182)의 하면(244)에 부착되거나 또는 일체적으로 적절하게 형성될 수 있다.

본 발명의 개량성형장치(10) 작동에 있어서, 휠 부조립체(20)는 제2도 및 제9도에 도시된 안착 위치로 하부 모울드 부품(50)상에 내려진다. 상부 모울드부품(52)은 포스트(54 내지 60)에 부착된 정착기구에 의해 휠 부조립체(20) 내에 내려진다. 이 목적을 위한 적절한 한가지 기구는 본 명세서에 참고자료로서 합체되는 상기 오'컨넬(O'Connell) 등의 특허 제 4,017,239호에 개시되어 있다. 상부 모울드 부품(52)의 최종 하향 운동 동안에 상부 모울드 부품은 제9도에 도시된 위치로부터 제2도에 도시된 위치쪽으로 이동한다. 밀봉부재(90)는 디스크(24)의 내측면의 둘레에 인접한 간섭면 구역 및 모울드 캐스트(182)의 돌출부면(216)과 맞물릴 때까지, 제4 및 9도에 도시된 밀봉부재(90)의 자유상태, 즉 응력을 받지 않은 형태를 가질 것이다.

밀봉부재(90)의 패드(114)가 디스크 내측면 구역과 맞물리고, 밀봉부재의 면(102)이 관련 돌출부면(216)과 맞물리게 되면, 제2도에 도시된 위치로 판(62)을 가져가기 위하여 상부 모울드 부품(52)상에서 수행되는 최종 폐쇄활동은 축방향 쪽으로 밀봉부재(90)를 가압한다. 밀봉부재(90)는 유연하며 탄력적인 재료이기 때문에, 이는 밀봉부재를 휠의 반경방향으로 부풀게 하는 요인이 되는 경향이 있다. 그러나 밀봉부재의 반경방향 안쪽 변위는 강성링(120)에 의해 방지된다. 따라서, 밀봉부재의 유연한 뒤틀림은 제2도의 250으로 표시한 바와 같이 반경방향 바깥쪽 부풀림을 제공한다.

또한, 링면(128)과 그리고 정합하는 밀봉부재의 면(106) 사이의 쐐기꼴의 맞물림 및 이들 표면이 서로에 대하여 이동하는 능력은 최종 폐쇄활동 동안에 링면(128)을 따라 표면(106)이 축방향 외측으로 미끄러지려 할 때 밀봉부재(90)가 반경방향 바깥쪽으로 움직이게 할 것이다. 일단 상부 모울드 부품(52)이 제2도에서 도시된 바와 같이 그것의 최종 위치에서 폐쇄되면, 밀봉부재(90)는 완전 가압되며 뒤틀리게 된다는 것을 알 수 있다. 밀봉부재(90)의 이러한 상태에서, 그 외측면은 디스크(24)의 각각의 통기구(40) 주위의 여유구역과 반지름 및 원주방향 양쪽으로 완전히 그리고 확고하게 겹치는 디스크(24)의 내측면과 빈틈없이 견고하게 밀봉 맞물림된다. 밀봉부재(90)의 표면(102)은 돌출부(200-214)의 표면(216) 상에 꽉 조여져 밀봉되고 밀봉부재(90)의 패드(114)는 디스크(24)의 원주방향 간섭 내측면 구역에 대하여 꽉 조여져 밀봉된다. 이리하여 모울드(10)는 깔대기(68), 목(72) 및 주입개구부(80)를 통하여 디스크(24) 및 림(22)의 외측면과 캐스트(182)의 내측면 사이에 형성된 모울드 공간(260) 쪽으로 우레탄 반응 혼합물을 가압액체 분사주입할 수 있게 된다.

일단 우레탄 반응 혼합물이 모울드 제거하기에 충분하게 경화하면, 상부 모울드 부품(52)은 그 정착기구에 의하여 들어 올려진다. 상부 모울드 부품(52)이 휠(20)로부터 처음으로 들어올려질 때, 압축응력으로부터 해제되는 만큼의 밀봉부재(90)의 탄력은 응력이 완전히 해제되자마자 밀봉부재(90)가 제9도에 도시된 자유상태의 형상으로 되돌아가도록 할 것이다. 응력이 밀봉부재(90)에서 해제될 때, 표면(106)은 다시 하향 미끄러지며 제9도에 도시된 자유상태쪽으로 조금씩 늘어날 것이다. 마찬가지로, 밀봉부재(90)의 표면(104)은 제2도에 도시된 압축 뒤틀림 또는 죄어져 있는 상태에서 제9도에 도시된 이완된 형태로 복귀될 것이다. 따라서, 응력이 해제될 때, 밀봉부재(90)의 외주면(100)은 제9도에 도시된 원통형 형태로 반경반향 안쪽으로 다시 수축할 것이고, 이에 따라 밀봉부재(90)와 이를 둘러싸는 디스크 플랜지(46)의 내주(66) 사이에 넓은 간극 C (제9도)가 형성된다. 이는 다시 부품(52)의 모울드 제거 상향이동 동안에 상부 모울드 부품(52)과 디스크(24) 사이의 충돌을 방지한다.

상기의 설명으로부터, 본 발명의 개량 성형장치(10)는 상술된 발명의 목적을 충분히 만족시키며 선행기술 폴리캐스트 성형장치구조보다 많은 장점을 제공하는 것을 알 수 있을 것이다. 강성링(120) 및 협력 가요성 밀봉부재링(90)을 구비하는 상부 모울드 부품의 팽창성 밀봉구조는, 밀봉부재(90)의 외주(100)의 바깥쪽 직경이 충분히 작아서 상판(62)이 디스크(24) 및 돌출부(200-214)의 내측면상의 안착 위치쪽으로 성형장치가 닫히는 모울드 폐쇄조작동안에 하향삽입될 때 휠 디스크 플랜지(46)의 내주(66)와 충분한 간극이 형성된다. 강성링(120) 및 이와 정합하며 밀봉부재와 링의 상대이동이 가능하도록 하는 원뿔형 표면(106,128)으로 인하여, 상판(62)에 가해지는 하향압력은 다운스트로크의 끝 가까이에서만 쐐기링과 밀봉부재링의 상기 언급된 상대이동을 야기할 것이나, 그 때에 통기구(40)의 반경 바깥 가장자리를 넘어서 반경 바깥쪽으로 가요성 밀봉부재링을 압착 및 밀도록 가요성 밀봉부재링(90)의 충분한 변형을 보장한다. 밀봉부재(90)는 통기구가 휠 디스크내의 이전의 통기구 위치에 비하여 맨 끝 위치로 반경 바깥쪽으로 변위되더라도 디스크의 내측상에서 이러한 통기구의 전체 가장자리를 밀봉가능하게 덮는다. 디스크(24)와 밀봉부재(90)의 충분한 수축 간극은, 초기 상향 모울드 제거 이동동안에 압착압력이 밀봉부재 상에서 해제될 때 밀봉부재(90)의 즉각적인 수축 때문에 마찬가지로 확보된다.

베이스(140) 및 데크(180)로 구성되어 있는 하부 모울드 부품(50)은, 2편 부품 구조 때문에 전체 하부 모울드 부품(50)의 제작비용을 현격하게 절감시킨다. 비교적 얇은 단면 캐스트로 상부 데크(180)를 제작하고, 강철링 용접으로 하부 단면 베이스(140)를 제작함으로써, 상당한 중량절감이 성취된다. 예를 들면, 35 내지 40 파운드의 중량절감이 14인치 직경 폴리캐스트 휠을 제작하는데 사용되는 17인치 직경 휠 모울드에 얻어진다. 또한, 더욱 더 크기가 일정하며, 균일한 캐스트는 아래와 같은 구조 특징을 얻을 수 있다. 더욱이, 베이스(140)는 다른 휠 형태에 표준이 될 수 있으며 관련 모울드 팰릿 조립체(도시않음)에 조임고정될 수 있다. 베이스(140)로부터 데크(180)의 제거는 이러한 부품의 분리가능한 연결 때문에 용이하게 행해지며, 이에 따라 모울드 교환 및 설치가 단순해진다. 180 상에 구비되어 있는 2개의 핸들(232,234)은 모울드를 변경설치하는 동안 손으로 취급할수 있도록 한다. 원한다면 핸들(232,234)은 제2 및 7도에 도시된 바와 같이 부품(180,140)의 분리평면과 같은 높이로 모울드 반경 바깥쪽으로 뻗도록 형성될 수 있거나 또는 이러한 핸들은 데크(180)에 대한 손으로의 취급을 더욱 더 손쉽게 하기 위하여 상향 45도의 각도로 경사질 수 있다. 따라서 본 발명의 성형장치(10)는 폐기율의 감소와 아울러 장치비용 및 생산 설치변경에 대한 시간 및 비용의 절감에 의해 생산 효율을 향상시킨다.

성형장치(10)는 또한 상기 언급한 풀 페이스 외관을 갖고 있으나 지금까지 획득할 수 있었던 것보다 더 넓은 범위로 휠의 반경 바깥쪽으로 변위된 통기구(40)를 갖는 폴리캐스트 휠 디자인의 생산을 가능하게 한다. 또한 폴리캐스트 휠 구조의 우레탄 장식몸체내의 스쿠프형 개구부가 디자이너에 의하여 휠 외부면의 최외각 외주면에 배열될 수 있으며 관련 통기구(40)와 중심점이 맞추어져 일치될 수 있다.

상기 설명 및 도면이 본 발명의 실시예를 상세하게 서술 및 예시할지라도, 당업자라면 이러한 명세서로부터 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 폭넓게 상이한 실시예 및 응용과 아울러 많은 수정 및 구성을 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구범위 및 적용가능한 선행기술의 범위에 의해서만 제한된다.