KR20170005849A - 열가소성 휠 허브 - Google Patents

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KR20170005849A
KR20170005849A KR1020167034827A KR20167034827A KR20170005849A KR 20170005849 A KR20170005849 A KR 20170005849A KR 1020167034827 A KR1020167034827 A KR 1020167034827A KR 20167034827 A KR20167034827 A KR 20167034827A KR 20170005849 A KR20170005849 A KR 20170005849A
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hub
thermoplastic
tire
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윌리엄 제이. 맥마스터
스테판 피. 세르나
프라산나 콘다팔리
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바스프 에스이
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Abstract

열가소성 휠 허브(10)는 차량의 휠 베어링(20)에 부착되기 위한 중앙 허브(26)를 포함한다. 중앙 허브(26)는 그를 통해 축방향으로 연장된 중앙 샤프트 개구(28) 및 중앙 샤프트 개구(28)로부터 방사상으로 및 중앙 샤프트 개구(28) 주위에서 원주방향으로 이격된 복수의 러그 개구(30)를 갖는다. 열가소성 휠 허브(10)는 또한 중앙 허브(26)로부터 방사상 외측으로 연장된 복수의 리브(40)를 포함한다. 열가소성 휠 허브(10)는, 리브에 연결되고 상부에 비-공압 타이어(12)를 장착하기 위해 실질적으로 평면으로 축방향으로 연장된 원통형 타이어 장착대(46)를 추가로 포함한다.

Description

열가소성 휠 허브 {THERMOPLASTIC WHEEL HUB}
본 발명은 일반적으로 타이어, 보다 특히 비-공압 타이어를 위한 열가소성 휠 허브에 관한 것이다.
차량에 휠을 제공하는 것은 공지되어 있다. 전형적으로, 휠은 차량의 휠 베어링 및 차축에 장착된 휠 허브 및 휠 허브에 장착된 팽창성 또는 공압 타이어를 포함한다. 최근에는, 일부 휠에는 휠 허브에 장착된 비-공압 또는 비팽창성 타이어가 제공된다. 비-공압 타이어, 예컨대 트윌(TWEEL)® 비-공압 타이어는 팽창성이 아니다. 전형적으로, 비-공압 타이어는 휠 허브의 외부 표면과 맞물리기 위한 내부 계면 밴드 부분 및 내부 계면 밴드 부분을 둘러싸는 복수의 스포크 또는 웹 요소를 갖는다. 비-공압 타이어는 또한, 내부 계면 밴드 부분의 바깥쪽에 동심으로 배치되고 스포크 또는 웹 요소의 외부 단부에 배치되어 타이어의 외부 가장자리를 형성하는 외부 밴드를 갖는다. 밴드는 도로의 표면과 접촉하기 위한 트레드를 포함한다. 비-공압 타이어는, 내부 공기 압력에 의한 지지 없이, 그의 하중을 오로지 그의 트레드, 밴드, 및 스포크 또는 웹 요소의 구조적 특성을 통해 지지한다.
이러한 비-공압 타이어는 종래의 휠 허브 상에 장착된다. 휠 허브는 전형적으로 금속 물질로 제조된다. 휠 허브는 중앙 홀을 갖는 중앙 디스크를 포함하고, 나사산형 체결구, 예컨대 휠 베어링의 볼트 또는 스터드를 수용하기 위한 복수의 러그 홀을 가질 수 있다. 이들 금속 휠 허브는 전형적으로 팽창성 또는 공압 타이어의 하중 및 구조적 요건을 충족시키도록 설계된다. 또한, 이들 금속 휠 허브는 휠에 상당한 중량을 부가하여, 차량에 대해 부가적인 중량을 초래한다.
그러므로, 상부에 비-공압 타이어가 장착될 수 있는 열가소성 휠 허브를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 비-공압 타이어의 하중 및 구조적 요건을 충족시키는 열가소성 휠 허브를 제공하는 것이 바람직하다. 비-공압 타이어를 위한 종래의 휠 허브에 비해 중량을 감소시키는 열가소성 휠 허브를 제공하는 것이 추가로 바람직하다. 따라서, 관련 기술분야에서는 이들 요구 중 적어도 하나를 충족시키는 비-공압 타이어를 위한 열가소성 휠 허브를 제공할 필요가 있다.
<발명의 요약>
따라서, 본 발명은 차량의 휠 베어링에 부착되기 위한 중앙 허브를 포함하는 열가소성 휠 허브이다. 중앙 허브는 그를 통해 축방향으로 연장된 중앙 샤프트 개구 및 중앙 샤프트 개구로부터 방사상으로 및 중앙 샤프트 개구 주위에서 원주방향으로 이격된 복수의 러그 개구를 포함한다. 열가소성 휠 허브는 또한 중앙 허브로부터 방사상 외측으로 연장된 복수의 리브를 포함한다. 열가소성 휠 허브는, 리브에 연결되고 상부에 비-공압 타이어를 장착하기 위해 실질적으로 평면으로 축방향으로 연장된 원통형 타이어 장착대를 추가로 포함한다.
본 발명의 하나의 이점은 열가소성 휠 허브가, 상부에 비-공압 타이어를 장착하기 위해 제공된다는 것이다. 본 발명의 또 다른 이점은 열가소성 휠 허브가 제동, 코너링, 피로, 충격 등에 대한 하중 및 구조적 요건을 충족시킨다는 것이다. 본 발명의 그 밖의 또 다른 이점은 열가소성 휠 허브가 고 응력 영역에서 하중을 지지하는 것을 돕는 압축 제한자(compression limiter)를 포함한다는 것이다. 본 발명의 그 밖의 또 다른 이점은 열가소성 휠 허브가 하중을 휠 허브 전체에 걸쳐 분포시키기 위한 구조적 리브를 사용한다는 것이다. 본 발명의 추가의 이점은 열가소성 휠 허브가 강도와 외관 둘 다를 위한 리브 두께 및 위치를 가져서 싱크 마크(sink mark)를 최소화한다는 것이다. 본 발명의 그 밖의 추가의 이점은 열가소성 휠 허브가 치수 안정성 및 중량 감소를 제공하는 균일한 벽 두께를 갖는다는 것이다. 본 발명의 그 밖의 추가의 이점은 열가소성 휠 허브가 종래의 휠 허브에 비해 중량을 감소시킨다는 것이다.
첨부된 도면과 관련되어 작성된 후속되는 설명을 읽고 나면, 본 발명의 다른 특징 및 이점을 더 잘 이해하게 될 것이므로 이를 용이하게 알게 될 것이다.
도 1은 상부에 열가소성 휠 허브 상에 장착되고 차량의 휠 베어링 및 차축에 장착된 비-공압 타이어를 도시하는, 본 발명에 따른 열가소성 휠 허브의 한 실시양태의 정면도이다.
도 1a는 상부에 비-공압 타이어가 장착되지 않은 도 1의 열가소성 휠 허브의 확대투시도이다.
도 2는 압축 제한자를 갖지 않는 도 1의 열가소성 휠 허브의 정면투시도이다.
도 3은 압축 제한자를 갖지 않는 도 1의 열가소성 휠 허브의 이면투시도이다.
도 4는 도 1의 열가소성 휠 허브의 정면도이다.
도 5는 도 1의 열가소성 휠 허브의 측면도이다.
도 6은 도 1의 열가소성 휠 허브의 이면도이다.
도 7은 도 4의 선 7-7을 따라 취해진 단면도이다.
도 8은 도 4의 선 8-8을 따라 취해진 단면도이다.
도 9는 도 1 내지 8의 열가소성 휠 허브의, 본 발명에 따른 압축 제한자의 한 실시양태의 정면도이다.
도 10은 도 9의 압축 제한자의 측면도이다.
도 11은 도 9의 선 11-11을 따라 취해진 단면도이다.
도 12는 도 1 내지 8의 열가소성 휠 허브의, 본 발명에 따른 압축 제한자의 또 다른 실시양태의 정면도이다.
도 13은 도 12의 압축 제한자의 측면도이다.
도 14는 도 12의 선 14-14를 따라 취해진 단면도이다.
도면에서, 여러 도면 전체에 걸쳐 동일한 숫자는 동일한 부품을 나타내며, 본 발명에 따른 열가소성 휠 허브의 한 실시양태는 일반적으로 10으로 도시되어 있다. 열가소성 휠 허브(10)는, 상부에 장착되어 차량용 휠 (도시되지 않음)을 형성하는, 일반적으로 12로 나타내어진, 비팽창성 또는 비-공압 타이어를 갖도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 비-공압 타이어(12)는 환형 내부 밴드(14), 내부 밴드(14) 주위에서 원주방향으로 배열된 복수의 스포크 또는 웹 요소(16), 및 스포크 또는 웹 요소(16)를 가로질러 배치되어 타이어(12)의 외부 가장자리를 형성하는 환형 외부 밴드(18)를 포함한다. 외부 밴드(18)는 도로의 표면과 접촉하기 위한 트레드 (도시되지 않음)를 포함한다. 비-공압 타이어(12)는, 내부 공기 압력에 의한 지지 없이, 그의 하중을 오로지 그의 트레드, 외부 밴드(18), 스포크 또는 웹 요소(16), 및 내부 밴드(14)의 구조적 특성을 통해 지지한다. 비-공압 타이어(12)는 열가소성 휠 허브(10)에 장착되고, 상기 열가소성 휠 허브(10)는 또한 차량의 휠 또는 차축 베어링(20) (부분적으로 도시되어 있음)에 장착된다. 휠 베어링(20)은 샤프트 또는 차축(21) 및 열가소성 휠 허브(10)를 통해 연장된 복수의 나사산형 러그(22)를 갖고, 열가소성 휠 허브(10)는 나사식으로 러그(22)와 맞물리는 나사산형 너트와 같은 체결구(24)에 의해 휠 베어링(20)에 고정된다. 휠 베어링(20)이 회전함에 따라, 열가소성 휠 허브(10)는 회전하여, 또한 비-공압 타이어(12)를 회전시킨다. 도 1에 도시된 비-공압 타이어(12)는 관련 기술분야에서, 미쉐린 노스 아메리카, 인크.(Michelin North America, Inc.)로부터 상업적으로 입수 가능한 트윌® 비-공압 타이어로서 공지되어 있다는 것을 알아야 한다. 또한 도 1에 도시된 비-공압 타이어(12)는 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지는 않는다는 것을 알아야 한다. 열가소성 휠 허브(10)는, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는, 본원에 구체적으로 도시되지 않은, 다양한 다른 유형의 비팽창성 또는 비-공압 타이어와 함께 작동할 수 있다는 것을 추가로 알아야 한다.
도 1a 내지 8에서, 열가소성 휠 허브(10)는 휠 베어링(20)에 부착되기 위한 중앙 허브(26)를 포함한다. 중앙 허브(26)는 일반적으로 원형인 형상을 갖는다. 중앙 허브(26)는 그를 통해 축방향으로 연장된 중앙 샤프트 개구(28) 및 중앙 샤프트 개구(28)로부터 방사상으로 및 중앙 샤프트 개구(28) 주위에서 원주방향으로 이격된 복수의 러그 개구(30)를 포함한다. 러그 개구(30)는 중앙 허브(26)를 통해 축방향으로 연장된다. 중앙 허브(26)는 함몰부(35)를 형성하도록 방사상으로 및 원주방향으로 연장된 기부 벽(32) 및 기부 벽(32) 주위에서 원주방향 및 축방향으로 연장된 측부 벽(34)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 중앙 샤프트 개구(28)는 기부 벽(32)을 통해 축방향으로 연장되고, 러그 개구(30)는 기부 벽(32) 및 측부 벽(34)을 통해 축방향으로 연장된다. 각각의 러그 개구(30)는 기부 벽(32) 및 측부 벽(34) 내의 함몰 부분(36) 및 함몰 부분(36)으로부터 연장된 관통 부분(38)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 함몰 부분(36)은 일반적으로 원형인 형상을 갖고 관통 부분(38)은 일반적으로 육각형인 형상을 갖는다. 부분(36 및 38)은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 중앙 허브(26)가 휠 베어링(20)에 장착될 때, 샤프트(21)의 일부분은 중앙 샤프트 개구(28)를 통해 축방향으로 연장되고 러그(24)는 러그 개구(30)를 통해 축방향으로 연장된다는 것을 또한 알아야 한다.
열가소성 휠 허브(10)는 또한 중앙 허브(26)로부터 방사상 외측으로 연장된 복수의 리브(40)를 포함한다. 리브(40)는, 중앙 허브(26)와 설명될 타이어 장착대(46) 사이에서 방사상으로 연장되고 서로 원주방향으로 이격되어 그들 사이에 일반적으로 U-자형의 개구(42)를 형성하는 적어도 하나 이상의 리브(40) 쌍을 포함한다. 리브(40)는 또한 중앙 허브(26)와 타이어 장착대(46) 사이에서 축방향으로 연장된다. 한 실시양태에서, 리브(40)는 균일한 벽 두께를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 리브(40)는 심미적 영역에서 감소된 균일한 벽 두께를 갖는다. 도시된 실시양태에서, 복수의 리브(40) 쌍이 중앙 허브(26) 주위에서 원주방향으로 이격되고 각각의 리브(40) 쌍 사이에 있는 개구(44) 중 하나와 함께 일반적으로 삼각형인 형상의 개구(44)를 형성한다. 중앙 허브(26)는 리브(40)에 의해 타이어 장착대(46)에 외팔보화된다. 중앙 허브(26)는 타이어 장착대(46)의 외부 축방향 주변부에 대해 축방향으로 함몰된다. 리브(40)는 다른 적합한 패턴으로 형성될 수 있다는 것을 알아야 한다.
열가소성 휠 허브(10)는 리브(40) 주위에서 원주방향으로 연장되며 그에 연결된 원통형 타이어 장착대(46)를 추가로 포함한다. 타이어 장착대(46)는 상부에 비-공압 타이어(12)를 장착하기 위해 실질적으로 평면으로 축방향으로 연장된다. 한 실시양태에서, 타이어 장착대(46)는 실질적으로 균일한 벽 두께를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 타이어 장착대(46)는 매끄럽지 않은 외부 타이어 장착 표면(48)을 갖는다. 매끄럽지 않은 외부 타이어 장착 표면(48)은 표면 거칠기, 기계적 결합, 표면 처리 및/또는 접착 촉진제 중 적어도 하나에 의해 상부에 비-공압 타이어(12)를 부착시키도록 구성된다. 한 실시양태에서, 매끄럽지 않은 외부 타이어 장착 표면(48)은 상부에 비-공압 타이어(12)를 부착시키기 위해 타이어 장착 표면(48)을 따라 방사상 내측으로 및 축방향으로 및 원주방향으로 연장된 적어도 하나 이상의 홈(50)을 포함한다. 도시된 실시양태에서, 매끄럽지 않은 외부 타이어 장착 표면(48)은, 일반적으로 직사각형 형상을 가지며 타이어 장착 표면(48)을 따라 원주방향으로 이격되고 내측으로 축방향으로 연장된 복수의 홈(50)을 포함한다. 홈(50)은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한 균일한 벽 두께를 갖는 계단형 외부 형상의 경우에 외부 타이어 장착 표면(48) 내에 계단을 형성할 수 있다는 것을 알아야 한다.
적어도 하나의 실시양태의 휠 허브의 형상은 적어도 두 개의 금형 부품을 갖는 내부-관절형 금형에서의 성형에 특히 적합하다. 허브(10)를 금형으로부터 빼내는 것을 더 쉽게 하기 위해서, 삼각형 개구(44)는 내측으로 점점 가늘어져서, 허브의 정면을 향해 점점 더 좁아지며, U-자형 개구(42)는 외측으로 점점 가늘어져서, 허브의 정면을 향해 점점 더 넓어짐으로써, 제1 세트의 복수의 금형 돌출부 또는 핑거(finger)가, 허브(10)의 이면으로부터 삼각형 형상의 개구(44)를 형성하고, 제2 세트의 복수의 금형 돌출부 또는 핑거가, 허브(10)의 정면으로부터 U-자형 개구(42)를 형성하는 것을 허용한다. 개구가 점점 가늘어지면, 금형의 핑거가 상응하게 점점 가늘어지는 것이 허용되고, 이는 허브가 형성된 후에 허브를 금형 성분으로부터 빼내는 것을 용이하게 하고, 리브(40)가 허브의 축방향 너비를 따라 일정한 두께를 갖는 것을 허용한다. 일정한 리브 두께는 심미적으로나 기계적으로 모두 바람직할 수 있다. 마찬가지로, 홈(50)은 타이어 장착대 주위에서 더 일정한 두께를 허용한다. 립(lip)(43)이 홈(50)의 정면 가장자리를 따라 형성되어, 특히 심미적인 개선을 허브(10)에 제공한다.
도 1 및 1a에서, 열가소성 휠 허브(10)는 러그 개구(30) 내에 배치된, 본 발명에 따른 복수의 압축 제한자(52)를 추가로 포함한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 압축 제한자(52) 중 하나는 러그 개구(30) 중 하나에 배치된다. 도 9 내지 14에서, 각각의 압축 제한자(52)는 축방향으로 연장된 원통형 본체(54)와, 그를 통해 축방향으로 연장되어, 휠 베어링(20)의 러그(24)를 수용하는 개구(56) 및 본체(54)로부터 방사상 외측으로 연장된 플랜지(58)를 갖는다. 본체(54) 및 플랜지(58)는 러그 개구(30)에 상보적인 형상을 갖는다. 도 9 내지 11에 도시된 한 실시양태에서, 압축 제한자(52)의 회전을 최소화하기 위해, 플랜지(58)는 일반적으로 원형인 형상을 갖고 본체(54)는 육각형과 같은 비원형 형상을 갖는다. 도 12 내지 14에 도시되어 있는 또 다른 실시양태에서, 플랜지(58)는 일반적으로 원형인 형상을 갖고 본체(54)는 매끄럽지 않은 표면(60)을 갖는 일반적으로 원형인 형상을 갖는다. 압축 제한자(52)는 금속, 복합재, 및/또는 세라믹 물질 중 적어도 하나의 단일편(one-piece)으로서 제조된다. 한 실시양태에서, 압축 제한자(52)는 중앙 허브(26)와 오버몰딩되어 그와 일체형이 된다. 또 다른 실시양태에서, 압축 제한자(52)는 중앙 허브(26)가 형성된 후에 러그 개구(30) 내에 배치된다. 압축 제한자(52)는 일체형이고 단일체라는 것을 알아야 한다. 한 실시양태에서, 압축 제한자(52)의 회전을 최소화하기 위해, 러그 개구(30)는 육각형과 같은 비원형인 형상을 갖고 압축 제한자(52)는 육각형과 같은 비원형인 형상을 갖는 본체(54)를 갖는다는 것을 또한 알아야 한다. 또 다른 실시양태에서, 압축 제한자(52)의 회전을 최소화하기 위해 러그 개구(30)는 원형인 형상을 갖고 압축 제한자(52)는 매끄럽지 않은 표면(60)을 갖는 일반적으로 원형인 형상을 갖는 본체(54)를 갖는다는 것을 또한 알아야 한다.
열가소성 휠 허브(10)는 중합체 물질로 제조된다. 따라서, 열가소성 휠 허브(10)는 중합체 물질을 포함한다. 한 실시양태에서, 중앙 허브(26), 리브(40), 및 타이어 장착대(46)는 중합체 물질의 총 중량을 기준으로 약 20중량% 내지 약 65중량% 범위의 복수의 섬유에 의해 강화된 중합체 물질로 제조된다. 섬유는 유리, 탄소, 광물, 및/또는 금속 물질 중 적어도 하나이다. 한 실시양태에서, 섬유는 전형적으로 긴 유리 또는 탄소 섬유, 짧은 유리 또는 탄소 섬유, 또는 긴 및 짧은 유리 및/또는 탄소 섬유의 조합이다. 섬유는 크기 (예를 들어, 길이, 직경 등)가 다양할 수 있고 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 섬유는 13마이크로미터 미만의 평균 직경을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 섬유는 10마이크로미터 이하의 평균 직경을 가질 수 있다. 중합체 물질 또는 섬유 그 자체는 중합체 물질 그 자체와 섬유 사이의 결합을 돕는 다른 성분을 포함할 수 있다. 본 발명에 적합한 섬유의 예는 미국 펜실베니아주 15272 피츠버그 원 피피지 플레이스 소재의 피피지 인더스트리즈 인크.(PPG Industries Inc.)로부터 상업적으로 입수 가능한 촙밴티지(ChopVantage)® HP 3660을 포함한다.
중합체 물질은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐 부티랄, 아크릴로니트릴, 부타디엔 스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 셀룰로스 아세테이트, 시클릭 올레핀 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 알콜, 플루오로중합체, 폴리옥시메틸렌, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아릴에테르케톤, 폴리아미드-이미드, 폴리부타디엔, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카프로락톤, 폴리시클로헥실렌 디메틸렌, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리락트산, 폴리메틸펜텐, 폴리페닐렌 술피드, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리프탈아미드, 폴리스티렌, 폴리술폰, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에테르케톤케톤, 염소화 폴리에틸렌, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 및 스티렌-아크릴로니트릴, 및 그의 조합의 군으로부터 선택된 적어도 하나이다.
한 실시양태에서, 중합체 물질은 중합체 물질의 총 중량을 기준으로 전형적으로 약 35 내지 약 70, 더 전형적으로 약 45 내지 약 65, 더욱 더 전형적으로 약 50 내지 약 60 중량부의 양으로 존재하는 폴리아미드이다. 필수적인 것은 아니지만, 폴리아미드는 전형적으로 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 46, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 6I,6T, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 6,12, 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 그러나, 폴리아미드 외의 중합체 물질이 또한 열가소성 휠 허브(10)를 제조하는 데 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 본 발명에 적합한 폴리아미드의 예는 미국 뉴저지주 플로럼 파크 캠퍼스 드라이브 100 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상업적으로 입수 가능한 울트라미드(Ultramid)® B27 E 01을 포함한다.
한 실시양태에서, 중합체 물질은 중합체 물질에 내충격성을 부여하기 위한 충격 개질제를 포함할 수 있다. 충격 개질제가 사용되는 경우에, 충격 개질제는 중합체 물질의 총 중량을 기준으로 전형적으로 약 1 내지 약 20, 더 전형적으로 약 3 내지 약 12, 더욱 더 전형적으로 약 4 내지 약 10 중량부의 양으로 존재한다. 충격 개질제는 엘라스토머, 이오노머, 에틸렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-아크릴레이트 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 삼원공중합체 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 전형적으로, 충격 개질제는 에틸렌 옥텐, 에틸렌 프로필렌, 및 그의 조합 중 적어도 하나를 포함한다. 본 발명에 적합한 충격 개질제의 예는 미국 델라웨어주 19805 윌밍톤 랜캐스터 파이크 & 루트 141 소재의 듀폰 캄파니(DuPont Company)로부터 상업적으로 입수 가능한 푸사본드(FUSABOND)® 등급 N493D이다.
또 다른 실시양태에서, 중합체 물질은 자외선 (UV) 안정화제, 예를 들어, 벤조트리아졸-유형의 자외선 흡수제를 포함할 수 있다.
그 밖의 또 다른 실시양태에서, 중합체 물질은 예비-색상(pre-color) 안료를 포함할 수 있다. 필수적인 것은 아니지만, 중합체 물질은 중합체 물질의 안료를 개질하기 위한 착색제 성분을 포함할 수 있다. 착색제 성분이 사용되는 경우에, 착색제 성분은 중합체 물질의 총 중량을 기준으로 전형적으로 약 0.01 내지 약 1, 더 전형적으로 약 0.1 내지 약 0.8, 더욱 더 전형적으로 약 0.15 내지 약 0.4 중량부의 양으로 존재한다. 본 발명에 적합한 착색제 성분의 예는 미국 뉴저지주 07033 케닐워스 갤로핑 힐 로드 1700 소재의 오리엔트 코포레이션 오브 아메리카(Orient Corporation of America)로부터 상업적으로 입수 가능한 오리엔트 니그로신 베이스(Orient Nigrosine Base) SAPL이다. 관련 기술분야에 공지된 다른 적합한 충격 개질제, UV 안정화제, 및 예비-색상 안료가 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명은 열가소성 휠 허브(10)를 제조하는 방법을 추가로 제공한다. 한 실시양태에서, 열가소성 휠 허브(10)는 사출 성형 공정으로부터 제조된다. 또 다른 실시양태에서, 열가소성 휠 허브(10)는 가스-보조된 사출 성형 공정으로부터 제조된다. 그 밖의 또 다른 실시양태에서, 열가소성 휠 허브(10)는 초미세 발포 사출 성형 공정으로부터 제조된다.
방법은 일반적으로 공동을 한정하는 금형 (도시되지 않음)을 제공하는 단계를 포함한다. 공동은 딥 드로잉(deep draw)에 의해 형성될 수 있고 드로잉 방향은 열가소성 휠 허브(10)를 위한 균일한 벽을 형성하도록 변경된다. 방법은, 금형이 열린 상태에서, 압축 제한자(52)를 금형의 공동 내에 넣는 단계 및 금형을 닫는 단계를 포함한다. 한 실시양태에서, 방법은 또한 중합체 물질을 금형의 공동 내에 사출하여 열가소성 휠 허브(10)를 형성하는 단계 및 압축 제한자(52)를 열가소성 휠 허브(10)의 중앙 허브(26)에 오버몰딩하는 단계를 포함한다. 방법은, 열가소성 휠 허브(10)가 형성된 후에, 금형을 여는 단계 및 열가소성 휠 허브(10)를 금형으로부터 꺼내는 단계를 추가로 포함한다. 사출 성형된 열가소성 휠 허브(10)는 단일편이라는 것을 알아야 한다.
또 다른 실시양태에서, 방법은 중합체 물질을 금형의 공동 내에 사출하여 열가소성 휠 허브(10)를 형성하는 단계를 포함한다. 방법은, 열가소성 휠 허브(10)가 형성된 후에, 금형을 여는 단계 및 열가소성 휠 허브(10)를 금형으로부터 꺼내는 단계를 추가로 포함한다. 이러한 실시양태에서, 방법은 초음파 용접, 밀어 끼움(push fit) 등을 통해 압축 제한자(52)를 중앙 허브(26)에 고정시키는 단계를 포함할 수 있다. 압축 제한자(52)를 후 성형 작업에서 삽입할 수 있다는 것을 알아야 한다. 열가소성 휠 허브(10)를 본원에서 구체적으로 설명되지 않은 다양한 다른 방법을 사용하여 제조할 수 있다는 것을 또한 알아야 한다.
본 발명은 예시적으로 설명되었다. 사용된 용어는 제한이 아닌 설명의 언어의 성격을 띠도록 의도된다는 것을 이해해야 한다.
상기 교시 내용을 고려하여, 본 발명의 많은 개질 및 변경이 가능하다. 그러므로, 첨부된 청구범위 내에서, 본 발명은 구체적으로 설명된 바와는 다르게 실시될 수 있다.

Claims (20)

  1. 열가소성 휠 허브(10)이며,
    차량의 휠 베어링(20)에 부착되기 위한 중앙 허브(26)로서, 상기 중앙 허브(26)는 그를 통해 축방향으로 연장된 중앙 샤프트 개구(28) 및 상기 중앙 샤프트 개구(28)로부터 방사상으로 및 중앙 샤프트 개구(28) 주위에서 원주방향으로 이격된 복수의 러그 개구(30)를 갖는 것인 중앙 허브(26);
    상기 중앙 허브(26)로부터 방사상 외측으로 연장된 복수의 리브(40); 및
    상기 리브(40)에 연결되고 상부에 비-공압 타이어(12)를 장착하기 위해 축방향으로 연장된 원통형 타이어 장착대(46)
    를 포함하는 열가소성 휠 허브(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 타이어 장착대(46)가 매끄럽지 않은 외부 타이어 장착 표면(48)을 갖는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  3. 제2항에 있어서, 상기 매끄럽지 않은 외부 타이어 장착 표면(48)이 표면 거칠기, 기계적 결합, 표면 처리 및 접착 촉진제 중 적어도 하나에 의해 상부에 비-공압 타이어(12)를 부착시키도록 구성된 것인 열가소성 휠 허브(10).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 매끄럽지 않은 외부 타이어 장착 표면(48)이 상기 타이어 장착 표면(48)을 따라 방사상 내측으로 및 축방향으로 연장된 적어도 하나의 홈(50)을 포함하는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 타이어 장착대(46)가 실질적으로 균일한 벽 두께를 갖는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중앙 허브(26)가 상기 리브(40)에 의해 상기 타이어 장착대(46)에 외팔보화된 것인 열가소성 휠 허브(10).
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 중앙 허브(26)가 방사상으로 연장된 기부 벽(32) 및 상기 기부 벽(32) 주위에서 원주방향으로 및 축방향으로 연장된 측부 벽(34)을 포함하고, 상기 중앙 샤프트 개구(28)는 상기 기부 벽(32)을 통해 축방향으로 연장되고, 상기 러그 개구(30)는 상기 기부 벽(32) 및 상기 측부 벽(34)을 통해 축방향으로 연장된 것인 열가소성 휠 허브(10).
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 러그 개구(30) 내에 배치된 복수의 압축 제한자(52)를 포함하고, 상기 압축 제한자(52) 중 하나가 상기 러그 개구(30) 중 하나에 배치되고, 여기서 각각의 상기 압축 제한자(52)는 축방향으로 연장된 원통형 본체(54)와, 그를 통해 축방향으로 연장되어, 휠 베어링(20)의 나사산형 체결구(22)를 수용하는 개구(56) 및 상기 본체(54)로부터 방사상 외측으로 연장된 플랜지(58)를 가지며, 상기 플랜지(58) 및 상기 본체(54)는 상기 러그 개구(30)에 상보적인 형상을 갖는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  9. 제8항에 있어서, 상기 압축 제한자(52)가 금속, 복합재 및 세라믹 물질 중 적어도 하나의 단일편으로서 제조된 것인 열가소성 휠 허브(10).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 압축 제한자가 상기 중앙 허브에 그와 일체형이 되도록 고정된 것인 열가소성 휠 허브(10).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리브(40)가 균일한 벽 두께를 갖는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 상기 리브(40)가 심미적 영역에서 감소된 균일한 벽 두께를 갖는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중앙 허브(26), 상기 리브(40) 및 상기 타이어 장착대(46)가 중합체 물질의 총 중량을 기준으로 약 20중량% 내지 약 65중량% 범위의 복수의 섬유에 의해 강화된 중합체 물질로 제조된 것인 열가소성 휠 허브(10).
  14. 제13항에 있어서, 상기 섬유가 유리, 탄소, 광물 및 금속 물질 중 적어도 하나인 열가소성 휠 허브(10).
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 섬유가 긴 유리 또는 탄소 섬유, 짧은 유리 또는 탄소 섬유, 또는 긴 및 짧은 유리 및/또는 탄소 섬유의 조합인 열가소성 휠 허브(10).
  16. 제1항에 있어서, 상기 중합체 물질이 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐 부티랄, 아크릴로니트릴, 부타디엔 스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 셀룰로스 아세테이트, 시클릭 올레핀 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 알콜, 플루오로중합체, 폴리옥시메틸렌, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아릴에테르케톤, 폴리아미드-이미드, 폴리부타디엔, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카프로락톤, 폴리시클로헥실렌 디메틸렌, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리락트산, 폴리메틸펜텐, 폴리페닐렌 술피드, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리프탈아미드, 폴리스티렌, 폴리술폰, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에테르케톤케톤, 염소화 폴리에틸렌, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 및 스티렌-아크릴로니트릴, 및 그의 조합의 군으로부터 선택된 적어도 하나인 열가소성 휠 허브(10).
  17. 제13항 또는 제16항에 있어서, 상기 중합체 물질이 충격 개질제를 포함하는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  18. 제13항 또는 제16항에 있어서, 상기 중합체 물질이 자외선 (UV) 안정화제를 포함하는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  19. 제13항 또는 제16항에 있어서, 상기 중합체 물질이 예비-색상 안료를 포함하는 것인 열가소성 휠 허브(10).
  20. 제1항 또는 제13항에 있어서, 사출 성형 공정으로부터 제조된 열가소성 휠 허브(10).
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