KR101865028B1 - Self piercing rivet using join structure of different kinds materials - Google Patents
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Abstract
이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳이 개시된다. 개시된 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳은 스틸소재의 판재와 비철소재의 판재를 포함하는 세 겹의 판재를 일체로 접합하기 위한 것으로서, ⅰ)바디부와, ⅱ)바디부의 일면에 일체로 연결되고, 어느 하나의 판재를 관통하며 다른 하나의 판재에 압입되는 제1 섕크부와, ⅲ)바디부의 다른 일면에 일체로 연결되며, 또 다른 하나의 판재에 압입되는 제2 섕크부를 포함할 수 있다.A self-piercing rivet for bonding dissimilar materials is disclosed. The self-piercing rivet for joining dissimilar materials disclosed herein is for integrally joining a triple-layered plate material comprising a steel material plate and a non-iron material plate, the rivet being integrally connected to one side of the body portion, A first shank portion penetrating through one of the plate members and being press-fitted into the other plate member; and iii) a second shank portion integrally connected to the other surface of the body portion and being press-fitted into another plate member.
Description
본 발명의 실시 예는 셀프 피어싱 리벳을 이용한 이종소재 접합 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀프 피어싱 리벳을 이용하여 스틸소재와 비철소재의 이종소재를 일체로 접합한 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳을 이용한 이종소재 접합 구조체에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a structure for joining dissimilar materials using a self-piercing rivet, and more particularly, to a self-piercing rivet for joining dissimilar materials using a self-piercing rivet in which a steel material and a non- The present invention relates to a hetero-material bonded structure.
최근 자동차 차체의 구성은 연비 향상을 위해 경량재료의 적용이 증가하고 있다. 이러한 경량재료의 증가에 따라서 서로 다른 이종소재, 예를 들어 알루미늄 소재와 스틸 소재 등의 조합이 많아지고 있지만, 이러한 조합의 강종에 용접을 적용하면, 갈바닉 부식으로 인한 품질문제가 발생한다.Recently, the application of lightweight materials has been increasing to improve the fuel efficiency. Although the combination of different materials such as aluminum material and steel material increases in accordance with the increase of the lightweight materials, when the welding is applied to such a combination of steel materials, quality problems due to galvanic corrosion occur.
이에 당 업계에서는 레이저 브레이징 방식, 구조용 접착제를 이용한 본딩 방식 또는 셀프 피어싱 리벳(SPR: Self Piercing Rivet)과 같은 체결부품을 이용한 기계적인 접합 방식의 매우 제한적인 접합 방식으로서 이종소재를 접합하고 있다.Accordingly, in the related art, a dissimilar material is bonded as a very limited bonding method of a mechanical bonding method using a laser brazing method, a bonding method using a structural adhesive, or a fastening part such as a self-piercing rivet (SPR: Self Piercing Rivet).
이 중에서 셀프 피어싱 리벳과 같은 체결부품을 이용한 기계적인 접합 방식은 비철소재와 스틸소재의 이종 재질을 접합하는 대표적인 방식으로, 서로 겹쳐진 이종 재질의 접합 대상물에 유압 또는 공압으로 셀프 피어싱 리벳을 압입하여 리벳을 소성 변형시킴으로써 접합 대상물을 접합하는 방식이다.Among them, the mechanical joining method using the fastening parts such as the self-piercing rivet is a typical method of joining the different materials of the non-ferrous material and the steel material, and presses the self-piercing rivet with the hydraulic or pneumatic pressure to the bonded object of mutually overlapping materials, Thereby bonding the objects to be bonded.
상기에서와 같은 셀프 피어싱 리벳 접합 방식에서는 접합 대상물을 체결하기 위해 헤드 및 부분적으로 속이 빈 원통형 섕크(shank)로 이루어진 셀프 피어싱 리벳을 사용한다.In the self-piercing rivet joint method as described above, a self-piercing rivet is used which is composed of a head and a partially hollow cylindrical shank for fastening the object to be joined.
셀프 피어싱 리벳은 세팅 툴의 펀치에 의해 섕크가 접합 대상물의 상판(예를 들면, 비철 소재의 판재)을 관통하며 다이(당 업계에서는 "엔빌" 이라고도 한다)의 성형 골을 따라 외측으로 벌어지고, 헤드 부분이 상판을 지지한 상태로 섕크가 접합 대상물의 하판(예를 들면, 스틸 소재의 판재)에 압입되면서 그 접합 대상물의 상하판을 접합할 수 있다.The self-piercing rivet is pierced by the punch of the setting tool so that the shank penetrates the top plate (e.g., a non-ferrous plate) of the object to be joined and flares outward along the die of the die (also known in the art as " The upper and lower plates of the object to be joined can be joined while the shank is press-fitted into the lower plate (for example, a steel plate) of the object to be bonded with the head portion supporting the upper plate.
그러나, 이와 같은 셀프 피어싱 리벳을 이용한 이종소재의 기계적인 접합 방식은 셀프 피어싱 리벳의 헤드가 상판의 상면을 지지하며 외부로 노출됨에 따라, 갈비닉 부식(전위차 부식)으로 인한 품질문제가 발생할 수 있다.However, the mechanical joining method of the dissimilar materials using such a self-piercing rivet may cause quality problems due to the ribbing corrosion (potential difference corrosion) as the head of the self-piercing rivet supports the upper surface of the upper plate and is exposed to the outside .
한편, 당 업계에서는 필요에 따라 스틸소재와 비철소재의 이종소재를 세 겹으로 접합하기도 하는데, 셀프 피어싱 리벳은 섕크 길이 및 소성 변형량의 한계로 인해 스틸소재와 비철소재를 세 겹으로 접합하는데 어려움이 따르고 있다.On the other hand, in the industry, triple ply of steel material and non-ferrous material may be used as necessary. However, due to limit of shank length and plastic deformation, self-piercing rivet has difficulty in joining steel material and non- .
상기와 같은 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the above background section are intended to enhance understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
본 발명의 실시 예들은 스틸소재와 비철소재를 포함하는 세 겹의 판재가 외부로 노출되지 않는 셀프 피어싱 리벳을 통해 접합됨으로써 내식성에 더욱 유리한 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳을 이용한 이종소재 접합 구조체를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a heterogeneous material bonding structure using a self-piercing rivet for bonding dissimilar materials, which is more advantageous in corrosion resistance by bonding three-ply sheet materials including a steel material and a non-iron material through self-piercing rivets that are not exposed to the outside I want to.
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본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳은, 스틸소재의 판재와 비철소재의 판재를 포함하는 세 겹의 판재를 일체로 접합하기 위한 것으로서, ⅰ)바디부와, ⅱ)상기 바디부의 일면에 일체로 연결되고, 어느 하나의 판재를 관통하며 다른 하나의 판재에 압입되는 제1 섕크부와, ⅲ)상기 바디부의 다른 일면에 일체로 연결되며, 또 다른 하나의 판재에 압입되는 제2 섕크부를 포함할 수 있다.A self-piercing rivet for joining dissimilar materials according to an embodiment of the present invention is for integrally joining a plate material of steel material and a plate material of non-iron material integrally with each other, i) a body part, and ii) A first shank portion integrally connected to one surface of the body and penetrating through one of the plate members and being press-fitted into the other plate member; iii) a first shank portion integrally connected to the other surface of the body portion, Two shank portions.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 바디부는 상기 제1 및 제2 섕크부 사이에서 둘레방향을 따라 가장자리 외측으로 연장된 플랜지를 포함할 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet for bonding different materials according to the embodiment of the present invention, the body may include a flange extending outwardly along the circumferential direction between the first and second shank portions.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 제1 및 제2 섕크부는 속이 빈 원통 형상으로 구비될 수 있다.In the self-piercing rivet for bonding dissimilar materials according to an embodiment of the present invention, the first and second shank portions may be provided in a hollow cylindrical shape.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 제1 섕크부는 상기 제2 섕크부 보다 더 길게 구비될 수 있다.In the self-piercing rivet for bonding dissimilar materials according to the embodiment of the present invention, the first shank portion may be longer than the second shank portion.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 셀프 피어싱 리벳은 스틸소재로 이루어지되, 그 스틸소재의 표면에 코팅된 알루미늄 혹은 아연소재의 도금층을 형성할 수 있다.In the self-piercing rivet for bonding different materials according to an embodiment of the present invention, the self-piercing rivet may be formed of a steel material, and a plating layer of aluminum or zinc coated on the surface of the steel material may be formed .
그리고, 본 발명의 실시 예는 상술한 바와 같은 셀프 피어싱 리벳을 통해 스틸소재의 판재와 비철소재의 판재를 포함하는 세 겹의 판재를 일체로 접합한 것으로서, 중간에 위치하는 판재를 제1 판재, 상기 제1 판재의 하측에 위치하는 판재를 제2 판재, 그리고 상기 제1 판재의 상측에 위치하는 판재를 제3 판재라고 할 때, 상기 셀프 피어싱 리벳의 제1 섕크부가 상기 제1 판재를 관통하여 상기 제2 판재에 압입되고, 상기 셀프 피어싱 리벳의 제2 섕크부가 상기 제3 판재에 압입된 이종소재 접합 구조체가 제공될 수 있다.In the embodiment of the present invention, a three-fold plate material including a plate material of steel material and a non-ferrous material plate is integrally joined through the self-piercing rivet as described above. The plate material positioned in the middle is a first plate, The first shank portion of the self-piercing rivet passes through the first plate member, and the first shank portion of the self-piercing rivet penetrates through the first plate member when the plate member located on the lower side of the first plate member is referred to as a second plate member and the plate member positioned on the upper side of the first plate member is referred to as a third plate member And a second shank portion of the self-piercing rivet is press-fitted into the third plate.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제1 및 제2 섕크부 사이에서 이들 섕크부를 일체로 연결하는 바디부는 플랜지를 통해 상기 제1 판재의 상면 및 상기 제3 판재의 하면을 지지할 수 있다.Further, in the dissimilar material bonding structure according to the embodiment of the present invention, the body portion that integrally connects the shank portions between the first and second shank portions may be formed in the upper surface of the first plate material through the flange, Can be supported.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제1 섕크부는 상기 바디부에 인가되는 펀치의 펀칭 압력에 의해 상기 제1 판재를 관통하고, 상기 제2 판재의 하면을 지지하는 하측 엔빌의 성형 골을 따라 소성 변형되며, 상기 제2 판재에 압입될 수 있다.Further, in the dissimilar material bonded structure according to the embodiment of the present invention, the first shank portion penetrates the first plate material by the punching pressure of the punch applied to the body portion, and supports the lower surface of the second plate material Deformed along the molding trough of the lower anvil and press-fitted into the second plate.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제2 섕크부는 상기 제3 판재에 인가되는 상측 엔빌의 가압력에 의해 상기 제3 판재에 압입되되, 상기 상측 엔빌의 성형 골을 따라 소성 변형될 수 있다.Further, in the dissimilar material bonded structure according to the embodiment of the present invention, the second shank portion is press-fitted into the third plate by a pressing force of the upper side anvil applied to the third plate, It can be plastically deformed.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제1 판재는 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.Also, in the dissimilar material bonded structure according to an embodiment of the present invention, the first plate may be formed of any one of a steel plate, a stainless steel plate, a high tensile steel plate, and an ultra high tensile steel plate.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제2 판재는 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.In the dissimilar material bonded structure according to an embodiment of the present invention, the second plate may be formed of any one of a steel plate, a stainless steel plate, a high tensile steel plate, and an ultra high tensile steel plate.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제2 판재는 알루미늄 또는 마그네슘 합금 소재로 이루어질 수 있다.Also, in the dissimilar material bonded structure according to an embodiment of the present invention, the second plate may be made of aluminum or a magnesium alloy material.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제3 판재는 알루미늄 또는 마그네슘 합금 소재로 이루어질 수 있다.In addition, in the dissimilar material bonded structure according to an embodiment of the present invention, the third plate may be made of aluminum or a magnesium alloy material.
본 발명의 실시 예들은 스틸소재와 비철소재를 포함하는 세 겹의 이종소재 판재를 셀프 피어싱 리벳의 바디부와 제1 및 제2 섕크부를 통해 기계적인 결합 방식으로 견고하게 접합할 수 있다.Embodiments of the present invention are capable of rigidly joining a three-ply, heterogeneous sheet material comprising a steel material and a non-ferrous material through the body portion of the self-piercing rivet and the first and second shank portions in a mechanical coupling manner.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 셀프 피어싱 리벳의 외부 노출 없이 이종소재의 판재들을 기계적인 결합 방식으로 접합할 수 있으므로, 이종소재 접합 구조체의 내식성을 향상시킬 수 있고, 이로 인해 부식으로 인한 이종소재 접합 구조체의 품질문제 발생을 방지할 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, the plate materials of different materials can be joined in a mechanical coupling manner without externally exposing the self-piercing rivet, so that the corrosion resistance of the dissimilar material bonding structure can be improved, It is possible to prevent the quality problem of the structure from occurring.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects obtainable or predicted by the embodiments of the present invention will be directly or implicitly disclosed in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects to be predicted according to the embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 단면 구성도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체의 접합 방법을 설명하기 위한 도면이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a view illustrating a self-piercing rivet for bonding different materials according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a dissimilar material bonding structure according to an embodiment of the present invention.
3A to 3D are views for explaining a bonding method of a dissimilar material bonding structure according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳을 도시한 도면이다.1 is a view illustrating a self-piercing rivet for bonding different materials according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)은 접합 대상물로서 서로 겹쳐진 세 겹의 모재들 예를 들면, 차체용 패널(판재 부품)들을 일체로 접합하는 공정에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the self-
상기 모재들은 차체용 판재 부품에 적용되는 것에 반드시 한정되지 않고, 차체용 멤버 및 프레임 등과 같은 각종 차체 구조물을 포함할 수도 있다.The base materials are not necessarily limited to those applied to plate member parts for a vehicle body, and may include various body structures such as a body member and a frame.
더 나아가, 본 발명의 보호범위가 차체 부품들을 접합하는 것에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 부품들을 조립하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.Furthermore, the scope of protection of the present invention should not be construed as being limited to joining body parts, and the technical idea of the present invention can be applied if it is to assemble parts of various kinds and uses.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳(100)은 차체의 경량화를 도모하기 위해 이종소재 즉, 스틸소재 및 비철소재의 판재(1, 2, 3)(이하 도 2 참조)들을 기계적인 결합 방식으로 접합하기 위한 것이다.The self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention may be made of a different material such as steel material and
이하에서는 도면을 기준할 때, 중간에 위치하는 판재를 제1 판재(1)라 하고, 제1 판재(1)의 하측에 위치하는 판재를 제2 판재(2)라 하며, 제1 판재(1)의 상측에 위치하는 판재를 제3 판재(3)라 한다. Hereinafter, referring to the drawings, a middle plate member is referred to as a
또한, 이하에서는 상기 셀프 피어싱 리벳(100)을 상하 방향으로 세워 놓고 보았을 때를 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상단부, 상부 및 상면으로 정의하고, 하측을 향하는 부분을 하단부, 하부 및 하면으로 정의할 수 있다.Hereinafter, the following components will be described with reference to the case where the self-
그러나, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 판재(1, 2, 3) 및 셀프 피어싱 리벳(100)의 기준 위치, 그리고 접합장치의 접합 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.However, the relative orientation of the orientation can be changed according to the reference positions of the
상기에서 제1 판재(1)는 스틸소재의 판재를 포함할 수 있다. 상기 제2 판재(2)는 제1 판재(1)와 같은 스틸소재 판재를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제3 판재(3)는 비철소재의 판재를 포함할 수 있다. 대안으로서, 상기 제2 판재(2)는 비철소재의 판재를 포함할 수도 있다.The
본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳(100)은 스틸소재와 비철소재를 포함하는 세 겹의 판재(1, 2, 3)를 외부의 노출 없이 기계적인 결합 방식으로 접합할 수 있는 구조로 이루어진다.The self-piercing rivet 100 for joining dissimilar materials according to an embodiment of the present invention is formed by joining three sheets of
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳(100)은 기본적으로, 바디부(10), 제1 섕크부(30) 및 제2 섕크부(50)를 포함한다. 이와 같은 셀프 피어싱 리벳(100)은 스틸소재로 이루어지며, 그 스틸소재의 표면에 코팅된 알루미늄 혹은 아연소재의 도금층(C)을 형성하고 있다.For this purpose, the self-piercing rivet 100 for bonding the dissimilar materials according to the embodiment of the present invention basically includes a
이와 같이 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 스틸소재 표면에 알루미늄 도금(ALMAC) 또는 아연도금(ZnNi)을 코팅한 이유는 서로 다른 소재 즉, 스틸소재의 셀프 피어싱 리벳(100)과 비철소재의 결합에 따른 갈바닉 부식을 방지하기 위함이다.The reason why the surface of the steel material of the self-
본 발명의 실시 예에서, 상기 바디부(10)는 제1 및 제2 섕크부(30, 50) 사이에서 이들 섕크부(30, 50)를 일체로 연결하는 연결 바디로서, 제1 및 제2 섕크부(30, 50) 보다 더 두꺼운 두께로 구비된다.In the embodiment of the present invention, the
이러한 바디부(10)는 제1 및 제3 판재(1, 3) 사이에서 제1 판재(1)의 하면 및 제3 판재(3)의 상면을 지지하는데, 원형의 형상으로 구비된다. 여기서 상기 바디부(10)는 제1 및 제2 섕크부(30, 50) 사이에서 둘레방향을 따라 가장자리 외측으로 연장된 플랜지(11)를 포함하고 있다. 상기 바디부(10)는 원형의 형상으로 구비되는 것에 반드시 한정되지 않고, 원형 이외의 다양한 형상으로도 변경 가능하다.The
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 섕크부(30)는 바디부(10)의 일면(도면을 기준으로 할 때 하면)에 일체로 연결되고, 제1 판재(1)를 관통하며 제2 판재(2)에 압입된다. 이하에서는 상기 제1 섕크부(30)에 있어 바디부(10)에 연결되는 연결 단부에 대응하는 선단 부분을 자유 단이라고 한다.In the embodiment of the present invention, the
그리고, 본 발명의 실시 예에서 상기 제2 섕크부(50)는 제1 섕크부(30)와 동축 상으로 배치되며, 바디부(10)의 다른 일면(도면을 기준으로 할 때 상면)에 일체로 연결되고, 제3 판재(3)에 압입된다. 이하에서는 상기 제2 섕크부(50)에 있어 바디부(10)에 연결되는 연결 단부에 대응하는 선단 부분을 자유 단이라고 한다.In the embodiment of the present invention, the
상기와 같은 제1 및 제2 섕크부(30, 50)에서 이들의 자유 단은 끝 부분으로 갈수록 첨예한 형상으로 이루어진다. 더 나아가 상기 제1 및 제2 섕크부(30, 50)는 바디부(10)를 사이에 두고 그 바디부(10)의 상하 측으로 각각 연결되게 형성되는 바, 속이 빈 중공 축의 원통 형상으로 구비된다. 여기서, 상기 제1 섕크부(30)는 제2 섕크부(50) 보다 더 길게 구비된다.In the first and
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 셀프 피어싱 리벳(100)을 이용한 이종소재 접합 구조체(200)를 첨부한 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a heterogeneous
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 단면 구성도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a dissimilar material bonding structure according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(200)는 스틸소재와 비철소재를 포함하는 세 겹의 제1,2,3 판재(1, 2, 3)를 상술한 바와 같은 셀프 피어싱 리벳(100)을 통하여 일체로 접합한 구조로 이루어진다.Referring to FIGS. 1 and 2, a dissimilar
본 발명의 실시 예에서는 상기 세 겹의 제1,2,3 판재(1, 2, 3)들 중 제1 판재(1)는 중간에 위치하고, 제2 판재(2)는 제1 판재(1)의 하측에 위치하며, 제3 판재(3)는 제1 판재(1)의 상측에 위치하고 있다.In the embodiment of the present invention, the
여기서, 상기 제1 판재(1)는 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 등과 같은 스틸소재의 판재를 포함할 수 있다. 상기 제2 판재(2)는 제1 판재(1)와 같은 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 등의 스틸소재 판재를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제3 판재(3)는 알루미늄 또는 마그네슘 합금소재와 같은 비철소재의 판재를 포함할 수 있다. 대안으로서, 상기 제2 판재(2)는 알루미늄 또는 마그네슘 합금소재와 같은 비철소재의 판재를 포함할 수도 있다. Here, the
본 발명의 실시 예에서, 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 제1 섕크부(30)는 이의 자유 단을 통해 제1 판재(1)를 관통하며 제2 판재(2)에 압입된다. 상기 제1 섕크부(30)는 바디부(10)에 인가되는 펀칭 압력에 의해 제1 판재(1)를 관통하고, 자유 단이 반지름 외측 방향으로 소성 변형되며 제2 판재(2)에 인터 록 될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the
그리고 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 제2 섕크부(50)는 이의 자유 단을 통해 제3 판재(3)에 압입된다. 상기 제2 섕크부(50)는 제3 판재(3)에 인가되는 가압력에 의해 자유 단이 반지름 외측 방향으로 소성 변형되며, 제3 판재(3)에 인터 록 될 수 있다.And the second shank portion (50) of the self-piercing rivet (100) is press-fitted into the third plate (3) through the free end thereof. The free end of the
상기한 바와 같은 제1 및 제2 섕크부(30, 50) 사이에서 이들 섕크부(30, 50)를 일체로 연결하는 바디부(10)는 플랜지(11)를 통해 제1 판재(1)의 상면 및 제3 판재(3)의 하면을 지지한다.The
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳(100)은 스틸소재의 표면에 코팅된 알루미늄 혹은 아연소재의 도금층(C)을 형성하고 있다. 이에 본 발명의 실시 예에서는 서로 다른 소재 즉, 스틸소재의 셀프 피어싱 리벳(100)과 비철소재의 결합에 따른 갈바닉 부식을 방지할 수 있다.Meanwhile, the self-piercing
이하, 상기와 같이 구성되는 이종소재 접합 구조체(200)의 셀프 피어싱 리벳(100)을 이용한 접합 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a joining method using the self-piercing
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체의 접합 방법을 설명하기 위한 도면이다.3A to 3D are views for explaining a bonding method of a dissimilar material bonding structure according to an embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 판재(1, 2)를 서로 겹쳐지게 배치하는데, 제1 판재(1)의 하측에 제2 판재(2)를 배치하고 있다. 이와 같은 상기 제1 및 제2 판재(1, 2)를 하측 엔빌(101) 상에 지지한 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 셀프 피어싱 리벳(100)을 제1 판재(1)의 상면으로 공급한다.3A, the first and
그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 도 3b에서와 같이, 펀치(103)를 통해 셀프 피어싱 리벳(100)의 바디부(10)에 펀칭 압력을 인가한다. 이 때 상기 펀치(103)는 제2 섕크부(50)의 내측을 통해 바디부(10)에 펀칭 압력을 인가할 수 있다.3B, a punching pressure is applied to the
이에 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 제1 섕크부(30)는 펀치(103)의 펀칭 압력에 의해 제1 판재(1)를 관통(피어싱 하며), 하측 엔빌(101)의 성형 골(102)을 따라 반지름 외측 방향으로 소성 변형되며 제2 판재(2)에 인터 록 된다. 이 때, 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 바디부(10)는 제1 판재(1)의 상면을 지지하고 있다.The
다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 도 3c에서와 같이, 제3 판재(3)를 셀프 피어싱 리벳(100)의 제2 섕크부(50) 상에 배치한다.Next, in the embodiment of the present invention, the
이어서, 본 발명의 실시 예에서는 도 3d에서와 같이, 상측 엔빌(105)을 통하여 제3 판재(3)를 가압한다. 그러면 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 제2 섕크부(50)는 상측 엔빌(105)의 가압력에 의해 제3 판재(3)에 압입되는데, 그 상측 엔빌(105)의 성형 골(106)을 따라 반지름 외측 방향으로 소성 변형되며 제3 판재(3)에 인터 록 된다. 이 때, 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 바디부(10)는 제3 판재(3)의 하면을 지지하고 있다.Next, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3D, the
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 의하면, 스틸소재와 비철소재를 포함하는 세 겹의 이종소재 판재(1, 2, 3)를 셀프 피어싱 리벳(100)의 바디부(10)와 제1 및 제2 섕크부(30, 50)를 통해 기계적인 결합 방식으로 견고하게 접합할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, the three-ply
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 셀프 피어싱 리벳(100)의 외부 노출 없이 이종소재의 판재(1, 2, 3)들을 기계적인 결합 방식으로 접합할 수 있으므로, 이종소재 접합 구조체(200)의 내식성을 향상시킬 수 있고, 부식으로 인한 이종소재 접합 구조체(200)의 품질문제 발생을 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the
이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Other embodiments may easily be proposed by adding, changing, deleting, adding, etc., but this is also within the scope of the present invention.
1, 2, 3... 판재
10... 바디부
11... 플랜지
30... 제1 섕크부
50... 제2 섕크부
100... 셀프 피어싱 리벳
101... 하측 엔빌
102, 106... 성형골
103... 펀치
105... 상측 엔빌
200... 이종소재 접합 구조체
C... 도금층1, 2, 3 ... plate
10 ... body part
11 ... Flange
30: first shank portion
50 ... second shank portion
100 ... Self-Pierced Rivet
101 ... lower anvil
102, 106 ... molding
103 ... punch
105 ... upper anvil
200 ... Dissimilar material bonding structure
C ... plated layer
Claims (13)
중간에 위치하는 판재를 제1 판재, 상기 제1 판재의 하측에 위치하는 판재를 제2 판재, 그리고 상기 제1 판재의 상측에 위치하는 판재를 제3 판재라고 할 때,
상기 제1 섕크부가 상기 제1 판재를 관통하여 상기 제2 판재에 압입되고,
상기 제2 섕크부가 상기 제3 판재에 압입된 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.And a second shank portion integrally connected to the other surface of the body portion, wherein the first shank portion integrally connected to one surface of the body portion, and the second shank portion integrally connected to the other surface of the body portion, A three-piece sheet material including a sheet material is integrally joined,
When a plate material positioned in the middle is referred to as a first plate material, a plate material positioned under the first plate material is referred to as a second plate material, and a plate material positioned above the first plate material is referred to as a third plate material,
The first shank portion penetrates through the first plate and is press-fitted into the second plate,
And the second shank portion is press-fitted into the third plate member.
상기 제1 및 제2 섕크부 사이에서 이들 섕크부를 일체로 연결하는 바디부는 플랜지를 통해 상기 제1 판재의 상면 및 상기 제3 판재의 하면을 지지하는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.The method according to claim 6,
Wherein a body portion integrally connecting these shank portions between the first and second shank portions supports an upper surface of the first plate and a lower surface of the third plate through a flange.
상기 제1 섕크부는,
상기 바디부에 인가되는 펀치의 펀칭 압력에 의해 상기 제1 판재를 관통하고, 상기 제2 판재의 하면을 지지하는 하측 엔빌의 성형 골을 따라 소성 변형되며, 상기 제2 판재에 압입되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.The method according to claim 6,
The first shank portion
And the second plate member is press-fitted into the second plate member by being pushed through the first plate member by the punching pressure of the punch applied to the body portion, plastic deforming along the molding anchor of the lower anvil supporting the lower surface of the second plate member, Wherein the first and second substrates are bonded to each other.
상기 제2 섕크부는,
상기 제3 판재에 인가되는 상측 엔빌의 가압력에 의해 상기 제3 판재에 압입되되, 상기 상측 엔빌의 성형 골을 따라 소성 변형되는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.9. The method of claim 8,
The second shank portion
Is press-fitted into the third plate by a pressing force of an upper anvil applied to the third plate, and is plastically deformed along a forming bone of the upper anvil.
상기 제1 판재는 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.The method according to claim 6,
Wherein the first plate is one of a steel plate, a stainless steel plate, a high tensile steel plate, and an ultra high tensile steel plate.
상기 제2 판재는 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.11. The method of claim 10,
Wherein the second plate is one of a steel plate, a stainless steel plate, a high tensile steel plate, and an ultra high tensile steel plate.
상기 제2 판재는 알루미늄 또는 마그네슘 합금 소재인 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.11. The method of claim 10,
Wherein the second plate is made of aluminum or a magnesium alloy.
상기 제3 판재는 알루미늄 또는 마그네슘 합금 소재인 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein the third plate is made of aluminum or a magnesium alloy.
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|---|---|---|---|---|
| EP3844408A4 (en) * | 2018-08-29 | 2021-07-07 | Magnesium Products of America, Inc. | Artificial aluminum layers for fastening magnesium castings |
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2016
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