KR101505910B1 - Self piercing rivet device - Google Patents
Self piercing rivet device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101505910B1 KR101505910B1 KR1020130092541A KR20130092541A KR101505910B1 KR 101505910 B1 KR101505910 B1 KR 101505910B1 KR 1020130092541 A KR1020130092541 A KR 1020130092541A KR 20130092541 A KR20130092541 A KR 20130092541A KR 101505910 B1 KR101505910 B1 KR 101505910B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- punch
- rivet
- self
- piercing rivet
- punch rod
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J15/00—Riveting
- B21J15/10—Riveting machines
- B21J15/36—Rivet sets, i.e. tools for forming heads; Mandrels for expanding parts of hollow rivets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J15/00—Riveting
- B21J15/02—Riveting procedures
- B21J15/025—Setting self-piercing rivets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
셀프 피어싱 리벳 장치가 개시된다. 개시된 셀프 피어싱 리벳 장치는 프레임과, 프레임에 설치되는 리벳 세팅 툴과, 리벳 세팅 툴에 대응하여 프레임에 설치되는 엔빌 다이를 포함하며, 리벳 세팅 툴과 엔빌 다이 사이에 위치하는 접합 대상물을 셀프 피어싱 리벳으로서 리벳팅 접합하는 것으로서, 리벳 세팅 툴은 가압원과, 셀프 피어싱 리벳을 펀칭하기 위한 펀치 로드를 포함하며 가압원에 의해 가압되는 펀치부와, 펀치부와 연결되며 접합 대상물을 클램핑하고 셀프 피어싱 리벳이 세팅되며 그 세팅 부위로 펀치 로드가 삽입되는 홀더부와, 펀치부와 홀더부 사이에 개재되고, 펀치부에 의해 탄성적으로 압축되며 그 압축력을 홀더부에 인가하는 탄성 변형부를 포함하며, 펀치 로드는 셀프 피어싱 리벳 사이에 탄성 변형부의 압축 변형량 만큼의 갭을 두고 상기 홀더부에 삽입될 수 있다.A self-piercing rivet device is disclosed. A self-piercing rivet device includes a frame, a rivet setting tool mounted on the frame, and an envelope die mounted on the frame in correspondence with the rivet setting tool, the self-piercing rivet being positioned between the rivet setting tool and the anvil die, Wherein the rivet setting tool comprises a punch portion including a pressurizing source and a punch rod for punching a self-piercing rivet, the punch portion being connected to the punch portion, clamping the object to be bonded, And a resilient deforming portion interposed between the punch portion and the holder portion and resiliently compressed by the punch portion and applying the compressive force to the holder portion, The rod can be inserted into the holder portion with a gap between the self-piercing rivet and a gap equal to the amount of compression deformation of the elastic deformation portion.
Description
본 발명의 실시 예는 셀프 피어싱 리벳 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 장 이상의 접합 대상물을 셀프 피어싱 리벳을 통해 접합할 수 있는 셀프 피어싱 리벳 장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a self-piercing rivet device, and more particularly to a self-piercing rivet device capable of joining two or more objects to be joined through a self-piercing rivet.
자동차 산업에서는 환경 문제에 따른 연비의 향상을 위해 알루미늄 합금과 플라스틱 재료 등의 사용을 통하여 차체의 경량화를 도모하고 있다. 이를 위해 자동차 업계에서는 차체 조립을 위한 통상적인 스폿 용접을 교체할 수 있는 접합 방법에 대한 고찰이 이루어지고 있다.In the automobile industry, the use of aluminum alloys and plastic materials to improve fuel efficiency due to environmental problems has been aimed at reducing the weight of the vehicle body. To this end, in the automotive industry, a bonding method that can replace conventional spot welding for body assembly has been studied.
최근에 들어서는 이와 같은 기대에 맞는 접합 방식으로서 셀프 피어싱 리벳 시스템(self piercing rivet system)을 이용한 셀프 피어싱 리벳 접합 방식을 채택하고 있다.Recently, a self-piercing rivet system has been adopted as a self-piercing rivet bonding method as a bonding method that meets this expectation.
셀프 피어싱 리벳 접합 방식은, 접합 대상물에 리벳 접합용 구멍을 가공하고 그 구멍에 리벳을 삽입 후 리벳을 성형하여 접합 대상물을 접합하는 기존의 리벳팅 방식과 달리, 구멍을 가공하지 않고 유압 또는 공압으로 리벳을 접합 대상물에 압입하여 리벳을 소성 변형시킴으로써 접합 대상물을 접합하는 방식이다.The self-piercing rivet joint method is different from the conventional riveting method in which a hole for rivet joining is formed on a joining object, a rivet is inserted into the hole, and a joining object is joined by forming a rivet. The rivet is pressed into the object to be bonded, and the rivet is plastic-deformed to join the object to be bonded.
상기에서와 같은 셀프 피어싱 리벳 접합 방식에서는 예컨대, 금속 시트재와 같은 상,하판의 접합 대상물을 체결하기 위해 헤드와, 부분적으로 속이 빈 원통형 섕크(shank)로 이루어진 셀프 피어싱 리벳을 사용한다.In the self-piercing rivet jointing method as described above, for example, a self-piercing rivet made of a head and a partially hollow cylindrical shank is used to fasten the object to be joined between upper and lower plates such as a metal sheet material.
한편, 셀프 피어싱 리벳 시스템은 리벳 세팅 툴과 엔빌 다이를 구비한다. 여기서, 셀프 피어싱 리벳은 리벳 세팅 툴에 공급된 상태로 엔빌 다이에 지지된 상,하판의 접합 대상물 내로 리벳 세팅 툴에 의해 삽입된다.On the other hand, the self-piercing rivet system has a rivet setting tool and an envelope die. Here, the self-piercing rivet is inserted by the rivet setting tool into the joining object of the upper and lower plates supported on the envelope die while being supplied to the rivet setting tool.
예를 들면, 셀프 피어싱 리벳 시스템은 상,하판의 접합 대상물을 리벳 세팅 툴과 엔빌 다이 사이에 위치시킨 상태에서, 리벳 세팅 툴을 통해 리벳을 가압하면, 리벳이 상판을 관통하여 하판으로 침투되고, 리벳의 선단이 엔빌의 성형골을 따라서 반지름 방향으로 확장 변형되면서 접합 대상물을 일체로 접합하게 된다.For example, in a self-piercing rivet system, when a rivet is pressed through a rivet setting tool in a state where a joining object of upper and lower plates is positioned between a rivet setting tool and an anvil die, the rivet penetrates through the upper plate, The ends of the rivets are expanded and deformed in the radial direction along the molding cores of the envelopes, and the objects to be joined are integrally joined.
이와 같은 셀프 피어싱 리벳 시스템을 이용한 접합 기술은 스폿 용접이 용이하지 않은 알루미늄 차체와 같은 부품을 접합하기 위해 사용될 수 있다.Such a joining technique using the self-piercing rivet system can be used to join parts such as an aluminum body that is not easy to spot weld.
또한, 셀프 피어싱 리벳 시스템을 이용한 접합 기술은 생산라인에서 용이하게 자동화될 수 있는 우수한 강도 및 피로 특성의 조인트를 생성할 뿐만 아니라, 리벳 주위의 시트재 뒤틀림(distortion)이 거의 발생하지 않는 잇점이 있다.In addition, the joining technique using the self-piercing rivet system has the advantage that not only does it produce joints with excellent strength and fatigue characteristics that can be easily automated in the production line, but also that the distortion of the sheet material around the rivets hardly occurs .
여기서, 셀프 피어싱 리벳 시스템은 리벳 세팅 툴과 엔빌 다이 사이에 접합 대상물을 세팅하고, 그 리벳 세팅 툴의 가압력으로서 접합 대상물을 클램핑 함과 동시에 별도의 펀치를 통해 리벳을 가압하게 된다.Here, the self-piercing rivet system sets the object to be bonded between the rivet setting tool and the anvil die, clamps the object to be joined as a pressing force of the rivet setting tool, and presses the rivet through a separate punch.
즉, 셀프 피어싱 리벳 시스템은 리벳 세팅 툴이 가압력에 의해 접합 대상물에 밀착됨과 동시에 그 가압력으로 펀치를 구동시키며 리벳을 접합 대상물에 압입시키게 된다.That is, in the self-piercing rivet system, the rivet setting tool is brought into close contact with the object to be joined by the pressing force, and at the same time, the punch is driven by the pressing force, and the rivet is pressed into the object to be joined.
그런데, 이와 같은 셀프 피어싱 리벳 시스템은 리벳 세팅 툴이 가압력에 의해 접합 대상물에 밀착됨과 동시에 그 가압력으로 펀치를 통해 리벳을 가압하므로, 리벳이 접합 대상물을 피어싱하며 접합하는 때, 리벳 세팅 툴에 작용하는 가압력 만으로는 접합 대상물을 충분히 잡아주지 못하게 된다.However, in such a self-piercing rivet system, the rivet setting tool is pressed against the object to be joined by a pressing force, and at the same time, the rivet is pushed through the punch by the pressing force. Therefore, when the rivet pierces and joins the object to be joined, The pressing force alone can not sufficiently hold the object to be bonded.
이로 인해 접합 대상물의 상,하판 가장자리 부분이 그 접합 대상물의 리벳팅 지점으로 미끌려 들어가게 되는 바, 종래 기술의 셀프 피어싱 리벳 시스템은 접합 대상물의 리벳팅 접합 시 상,하판 가장자리 부분의 변형을 야기시키는 등 접합 대상물의 만족스러운 접합 성능을 구현하지 못하고 있는 실정이다.As a result, the upper and lower edge portions of the object to be joined are attracted to the riveting point of the object to be joined. Thus, the prior art self-piercing rivet system causes deformation of the upper and lower edge portions of the object during riveting. The satisfactory bonding performance of the object to be bonded can not be realized.
한편, 셀프 피어싱 리벳 시스템에서 접합 대상물을 지지하면서 그 접합 대상물의 상판을 관통하여 하판으로 침투되는 리벳의 선단을 지지하는 엔빌 다이는 대개 스틸 소재로 이루어지고, 리벳의 선단을 변형시키며 하판의 변형 부위를 지지하는 성형골(캐비티)을 형성하고 있다.On the other hand, in the self-piercing rivet system, the envelope die, which supports the object to be bonded and supports the tip of the rivet penetrating through the upper plate of the object to be bonded to the lower plate, is made of steel material, deforms the tip of the rivet, (Cavity) for supporting the mold.
그런데, 엔빌 다이는 스틸 소재로 이루어져 있기 때문에, 접합 대상물의 상,하판 중 하판이 알루미늄 등과 같이 연신율이 작은 소재인 경우, 성형골에서 하판의 변형 부위에 대한 저항이 증가하게 되므로, 리벳의 선단에 의해 하판의 변형 부위를 파손시키거나 그 변형 부위에 크랙을 발생시킬 수 있다. However, since the envelope die is made of a steel material, when the lower plate of the upper and lower plates of the object to be joined is a material having a small elongation such as aluminum, the resistance against the deformation portion of the lower plate in the molding is increased. It may break the deformed portion of the lower plate or cause a crack in the deformed portion.
본 발명의 실시 예들은 리벳이 접합 대상물을 피어싱하며 접합하기 전에 접합 대상물에 가압력을 충분히 부여하여 접합 대상물을 견고하게 고정시킬 수 있도록 한 셀프 피어싱 리벳 장치를 제공하고자 한다.The embodiments of the present invention are intended to provide a self-piercing rivet device capable of firmly fixing a bonding object by sufficiently applying a pressing force to a bonding object before piercing and bonding the bonding object.
또한, 본 발명의 실시 예들은 접합 대상물의 리벳팅 접합 시, 하판의 변형 부위에 대한 저항을 감소시켜 그 변형 부위의 크랙 발생 또는 파손을 방지할 수 있도록 한 엔빌 다이가 구비된 셀프 피어싱 리벳 장치를 제공하고자 한다.The embodiments of the present invention are also directed to a self-piercing rivet device having an envelope die to reduce the resistance of the lower plate to the deformation portion and prevent cracks or breakage of the deformation portion when the object to be joined is riveted, .
본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치는 프레임과, 상기 프레임에 설치되는 리벳 세팅 툴과, 상기 리벳 세팅 툴에 대응하여 상기 프레임에 설치되는 엔빌 다이를 포함하며, 상기 리벳 세팅 툴과 엔빌 다이 사이에 위치하는 접합 대상물을 셀프 피어싱 리벳으로서 리벳팅 접합하는 것으로서, 상기 리벳 세팅 툴은 가압원과, 상기 셀프 피어싱 리벳을 펀칭하기 위한 펀치 로드를 포함하며 상기 가압원에 의해 가압되는 펀치부와, 상기 펀치부와 연결되며 접합 대상물을 클램핑하고 상기 셀프 피어싱 리벳이 세팅되며 그 세팅 부위로 상기 펀치 로드가 삽입되는 홀더부와, 상기 펀치부와 홀더부 사이에 개재되고, 상기 펀치부에 의해 탄성적으로 압축되며 그 압축력을 상기 홀더부에 인가하는 탄성 변형부를 포함하며, 상기 펀치 로드는 상기 셀프 피어싱 리벳 사이에 상기 탄성 변형부의 압축 변형량 만큼의 갭을 두고 상기 홀더부에 삽입될 수 있다.A self-piercing rivet device according to an embodiment of the present invention includes a frame, a rivet setting tool installed on the frame, and an anvil die mounted on the frame corresponding to the rivet setting tool, Wherein the rivet setting tool includes a punch portion including a pressing source and a punch rod for punching the self-piercing rivet, the punch portion being pressed by the pressing source, A holder portion which is connected to the punch portion and clamps the object to be joined and into which the punch rod is inserted with the self-piercing rivet being set, and a holder portion interposed between the punch portion and the holder portion, And an elastic deforming portion which is compressed by the punch rod and applies the compressive force to the holder portion, With a gap of as much as compression deformation amount of the elastic deformation portion between antialiasing rivets may be inserted into the holder.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 탄성 변형부는 상기 펀치 로드가 관통하는 관통공을 지닌 우레탄 소재의 탄성 블록을 포함할 수 있다.Also, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the elastic deformation part may include an elastic block made of urethane material having a through hole through which the punch rod penetrates.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 펀치부는 상기 펀치 로드의 일측 단부를 지지하는 펀치 플레이트와, 상기 펀치 플레이트에 결합되며 상기 펀치 로드를 고정하는 고정 플레이트를 포함할 수 있다.Further, in the self-piercing rivet apparatus according to the embodiment of the present invention, the punching unit may include a punch plate for supporting one end of the punch rod, and a fixing plate coupled to the punch plate and fixing the punch rod .
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 펀치 플레이트에는 상기 펀치 로드의 일측 단부를 지지하는 지지홀이 형성될 수 있다.Further, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the punch plate may have a support hole for supporting one end of the punch rod.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 펀치 로드는 일측 단부가 상기 지지홀에 지지된 상태로 상기 탄성 변형부를 관통하며, 이의 다른 일측 단부가 상기 홀더부에 삽입될 수 있다.Further, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the punch rod passes through the resiliently deformed part with one end thereof being supported by the support hole, and the other end of the punch rod is inserted into the holder part .
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 홀더부는 복수 개의 가이드 로드들을 통해 상기 펀치 플레이트와 연결되는 홀딩 플레이트를 포함할 수 있다.Also, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the holder portion may include a holding plate connected to the punch plate through a plurality of guide rods.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 홀딩 플레이트에는 상기 펀치 로드의 다른 일측 단부가 삽입되고, 상기 셀프 피어싱 리벳이 세팅되는 세팅홀이 형성될 수 있다.Also, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the holding plate may be provided with a setting hole into which the other end of the punch rod is inserted and the self-piercing rivet is set.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 탄성 변형부는 상기 펀치 로드가 관통하는 관통공 및 상기 가이드 로드가 관통하는 가이드공을 지닌 우레탄 소재의 탄성 블록을 포함할 수 있다.Further, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the elastic deformation part may include a urethane-made elastic block having a through hole through which the punch rod penetrates and a guide hole through which the guide rod penetrates .
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 펀치부는 상기 지지홀에 설치되며, 상기 펀치 로드를 지지하는 부싱을 포함할 수 있다.Also, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the punching portion may include a bushing installed in the support hole and supporting the punching rod.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 부싱은 상기 펀치 로드가 삽입 가능한 원통 형상으로 이루어질 수 있다.In the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the bushing may have a cylindrical shape into which the punch rod can be inserted.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 부싱의 일측 단부에는 상기 지지홀에 지지되는 제1 걸림단이 형성될 수 있다.Also, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the first end of the bushing may have a first end supported by the support hole.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 홀딩 플레이트에는 상기 세팅홀과 연결되며, 상기 부싱의 다른 일측 단부를 지지하는 지지홈이 형성될 수 있다.Also, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the holding plate may be formed with a support groove connected to the setting hole and supporting the other end of the bushing.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 펀치 로드의 일측 단부에는 상기 제1 걸림단에 지지되는 제2 걸림단이 형성될 수 있다.Further, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the punch rod may be formed at one end thereof with a second latching end supported by the first latching end.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 엔빌 다이는 상기 접합 대상물의 리벳팅 부위를 지지하는 우레탄 소재의 다이 블록과, 상기 다이 블록을 고정하며 상기 프레임에 설치되는 고정부재를 포함할 수 있다.Further, in the self-piercing rivet device according to an embodiment of the present invention, the anvil die includes a urethane die block for supporting a riveting portion of the object to be joined, Member.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치에 있어서, 상기 다이 블록은 상기 리벳팅 부위를 지지하는 면이 평평한 면으로 이루어질 수 있다.Also, in the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention, the die block may have a flat surface for supporting the riveting portion.
본 발명의 실시 예는 리벳이 접합 대상물을 피어싱하며 접합하기 전, 탄성 변형부를 통해 가압원의 가압력을 접합 대상물에 충분히 제공하여 접합 대상물의 상,하판을 견고하게 고정시킬 수 있다.The embodiment of the present invention can firmly fix the upper and lower plates of the object to be bonded by sufficiently providing a pressing force of the pressurizing source through the elastic deformation portion before the rivet pierces and joins the object to be joined.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 접합 대상물의 상,하판 가장자리 부분이 그 접합 대상물의 리벳팅 지점으로 미끌려 들어가는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the upper and lower edge portions of the joining object from being excessively drawn into the riveting point of the joining object.
더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 셀프 피어싱 리벳을 통한 접합 대상물의 리벳팅 접합 시 상,하판 가장자리 부분의 변형을 방지하는 등 셀프 피어싱 장치의 접합 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. Furthermore, in the embodiment of the present invention, the joining performance of the self-piercing device can be further improved, for example, by preventing deformation of the upper and lower edge portions of the joining object by riveting joining through the self-piercing rivet.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 엔빌 다이로서 우레탄 소재의 다이 블록을 채용하므로, 다이 블록을 통해 하판의 변형 부위에 대한 저항을 감소시킴으로써 하판의 변형 부위에 크랙이 발생하거나 그 변형 부위가 파손되는 것을 방지할 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, since a urethane die block is used as the anvil die, the resistance against the deformation portion of the lower plate is reduced through the die block, so that cracks are generated in the deformation portion of the lower plate, .
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치는, 프레임과, 상기 프레임에 설치되는 리벳 세팅 툴과, 상기 리벳 세팅 툴에 대응하여 상기 프레임에 설치되는 엔빌 다이를 포함하며, 상기 리벳 세팅 툴과 엔빌 다이 사이에 위치하는 접합 대상물을 셀프 피어싱 리벳으로서 리벳팅 접합하는 것으로서, 상기 엔빌 다이는 상기 접합 대상물의 리벳팅 부위를 지지하는 우레탄 소재의 다이 블록과, 상기 다이 블록을 고정하며 상기 프레임에 설치되는 고정부재를 포함할 수 있다.The self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention includes a frame, a rivet setting tool installed on the frame, and an anvil die mounted on the frame corresponding to the rivet setting tool, And an envelope die is riveting-bonded as a self-piercing rivet, wherein the anvil die comprises a urethane-made die block for supporting a riveting portion of the object to be bonded, And a fixing member to be installed.
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 셀프 피어싱 리벳 장치를 도시한 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치에 적용되는 리벳 세팅 툴을 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치의 작동을 설명하기 위한 단면 구성도이다.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 cross-sectional view illustrating a self-piercing rivet device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a riveting setting tool applied to a self-piercing rivet apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating the operation of the self-piercing rivet device according to the 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.
우선, 본 발명의 실시 예들은 가압력을 발생시키는 가압수단과, 그 가압수단의 가압력을 지지하는 지지수단이 하나의 프레임에 구비되며, 가압수단의 가압력에 의해 작동하는 툴을 이용하여 각종 금속 소재 등을 가공 및 성형하고, 접합할 수 있는 툴링 시스템에 적용될 수 있다.First, in the embodiments of the present invention, the pressing means for generating the pressing force and the supporting means for supporting the pressing force of the pressing means are provided in one frame, and a tool operated by the pressing force of the pressing means, And can be applied to a tooling system capable of machining, forming, and bonding.
예를 들면, 본 발명의 실시 예들은 금속 소재들의 리벳팅(riveting), 클린칭(clinching), 용접(welding), 클램핑(clamping), 드릴링(drilling), 포밍(forming) 및 피어싱(piercing) 등의 공정들을 위한 툴링 시스템에 적용될 수 있다.For example, embodiments of the present invention may be applied to various applications such as riveting, clinching, welding, clamping, drilling, forming and piercing of metal materials, The present invention can be applied to a tooling system for processes of FIGS.
본 발명의 실시 예에서는 리벳을 이용하여 금속 소재 등의 접합 대상물을 접합하는 툴링 시스템으로서, SPR 시스템(Self Piercing Rivet System)이라고 하는 셀프 피어싱 리벳 장치를 예로 하여 설명하기로 한다.In the embodiment of the present invention, a self-piercing rivet device called SPR system (Self Piercing Rivet System) will be described as an example of a tooling system for joining objects to be joined such as metal materials using rivets.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치를 도시한 단면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치에 적용되는 리벳 세팅 툴을 도시한 분해 사시도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a self-piercing rivet apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a rivet setting tool applied to a self-piercing rivet apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치(100)는 접합 대상물인 상,하판(1, 2)의 금속 시트재를 일체로 리벳팅 결합(접합)하기 위한 것이다.Referring to FIGS. 1 and 2, a self-
이하에서는 상기 셀프 피어싱 리벳 장치(100)를 상하 방향으로 세워 놓고 보았을 때를 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상측을 향하는 면을 상부면으로 정의할 수 있고, 하측을 향하는 면을 하부면 또는 저면으로 정의할 수 있다.Hereinafter, the following components will be described with reference to the case where the self-
상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 셀프 피어싱 리벳 장치(100)의 기준 위치 및 리벳팅 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.The above-described direction is a relative meaning, and the direction may vary depending on the reference position and the riveting direction of the self-
본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치(100)는 서로 겹쳐진 접합 대상물의 상,하판(1, 2)에 셀프 피어싱 리벳(R)을 일정 압력으로 압입시킴으로써 접합 대상물과 셀프 피어싱 리벳(R)의 소성 변형으로 그 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 일체로 접합할 수 있는 구성으로 이루어진다.The self-
여기서, 상기 접합 대상물은 알루미늄 시트, 강판(고장력 강판 포함) 등의 금속 시트재를 포함할 수 있고, 플라스틱, 고무 등과 같은 비금속 재질을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 접합 대상물은 서로 동일한 동종 재질의 판재를 포함할 수 있고, 서로 다른 이종 재질의 판재를 포함할 수도 있다.Here, the object to be bonded may include a metal sheet material such as an aluminum sheet or a steel sheet (including a high-strength steel sheet), or may include a non-metallic material such as plastic, rubber or the like. In addition, the objects to be bonded may include plate materials of the same kind and may include plate materials of different kinds of materials.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치(100)는 셀프 피어싱 리벳(R)(이하에서는 편의 상 "리벳" 이라고 한다)이 접합 대상물을 피어싱하며 접합하기 전 접합 대상물에 가압수단의 가압력을 충분히 제공하여 상,하판(1, 2)의 접합 대상물을 견고하게 고정시킬 수 있는 구조로 이루어진다.The self-piercing
또한, 본 발명의 실시 예는 접합 대상물의 상,하판(1, 2) 중 하판(2)이 알루미늄 등과 같이 연신율이 작은 소재인 경우, 접합 대상물의 리벳팅 접합 시, 하판(2)의 변형 부위에 대한 저항을 감소시켜 그 변형 부위의 크랙 발생 또는 파손을 방지할 수 있도록 한 셀프 피어싱 리벳 장치(100)를 제공한다.Further, in the embodiment of the present invention, when the
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 장치(100)는 기본적으로 프레임(10), 리벳 세팅 툴(20) 및 엔빌 다이(80)을 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.To this end, the self-piercing
이하에서 설명되는 각종 구성 요소는 프레임(10)에 모두 구성되는 바, 이러한 프레임(10)은 상기한 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 칼라, 브라켓, 지지 블록 등과 같은 부속 요소들을 구비할 수 있다.The various components described below are all formed in the
그러나, 상기한 부속 요소들은 각종 구성 요소를 지지하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임(10)으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.However, since the above-mentioned accessory elements are for supporting various constituent elements, the above-mentioned accessory elements are generally referred to as a
본 발명의 실시 예에서, 상기 프레임(10)은 로봇의 아암 선단에 장착된 상태로 로봇의 거동에 따라 다양한 위치의 접합 대상물로 이동될 수 있으며, 로봇의 아암에 의해 설정된 각도로 회전될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the
예를 들면, 상기 프레임(10)은 서로 마주하는 각각의 자유 단부를 지니며 C형의 골격을 이루는데, 당 업계에서는 통상적으로 "C-프레임" 또는 "C형 프레임"이라고도 한다.For example, the
대안으로서, 상기 프레임(10)은 로봇의 아암에 장착되는 것에 반드시 한정되지 않고, 상부 다이 및 하부 다이를 포함하는 프레스 타입의 프레임으로 이루어질 수도 있다.Alternatively, the
본 발명의 실시 예에서, 상기 리벳 세팅 툴(20)은 상,하판(1, 2)의 접합 대상물을 접합하기 위한 리벳(R)이 세팅되는 부위로, 소정의 가압력을 발생시키며 그 가압력을 접합 대상물과 리벳(R)에 인가하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the
여기서, 리벳 세팅 툴(20)은 프레임(10)에 설치되며, 더 나아가 프레임(10)에 구비된 원통형 하우징(11)에 설치될 수 있다. 이러한 리벳 세팅 툴(20)은 가압원(30), 펀치부(40), 홀더부(60) 및 탄성 변형부(70)를 포함한다.The
상기 가압원(30)은 뒤에서 설명될 펀치부(40), 홀더부(60) 및 탄성 변형부(70)의 결합체를 하우징(11)에 대해 왕복 이동시키는 구동원으로서, 공압식, 유압식 또는 전기식 구동에 의해 작동력을 발생시키는 작동 실린더, 리니어 모터 등을 포함할 수 있다.The
상기 펀치부(40)는 가압원(30)에 의해 가압되는 부분으로, 펀치 플레이트(41), 부싱(43), 펀치 로드(45) 및 고정 플레이트(47)를 포함한다.The
상기 펀치 플레이트(41)는 뒤에서 더욱 설명될 부싱(43)을 지지하는 지지홀(42)을 중앙에 형성하고 있다. 지지홀(42)은 부싱(43)을 삽입하도록 펀치 플레이트(41)의 상면에서 하면으로 관통된다. 그리고 펀치 플레이트(41)의 상면에는 지지홀(42) 보다 큰 직경으로 그 지지홀(42)과 연결되는 제1 지지홈(44)이 형성되어 있다.The
상기 부싱(43)은 뒤에서 더욱 설명될 펀치 로드(45)를 지지하는 것으로, 펀치 플레이트(41)의 지지홀(42)에 삽입 설치되며, 그 펀치 플레이트(41)의 하면 외측으로 일정 길이 돌출되게 설치된다.The
상기 부싱(43)은 펀치 로드(45)가 삽입 가능한 원통 형상으로 이루어지며, 그 부싱(43)의 일측 단부(도면에서의 상측 단부)에는 위에서 언급한 바 있는 제1 지지홈(44)에 지지되는 제1 걸림단(46)이 형성되어 있다.The
상기 제1 걸림단(46)은 부싱(43)에서 일측 단부의 외경이 확장된 부분으로, 부싱(43)은 제1 지지홈(44)에 제1 걸림단(46)이 걸린 상태로 지지홀(42)을 관통한다.The
상기 펀치 로드(45)는 리벳(R)을 펀칭(타격)하기 위한 것으로, 부싱(43)에 삽입 설치되며, 일측 단부(도면에서의 상측 단부)가 부싱(43)의 제1 걸림단(46)에 지지된 상태로 그 부싱(43)을 관통하며 다른 일측 단부(도면에서의 하측 단부)가 일정 길이로 돌출되게 설치된다.The
여기서, 상기 펀치 로드(45)의 일측 단부에는 제1 걸림단(46)에 지지되는 제2 걸림단(48)이 형성되어 있다. 펀치 로드(45)에서 제2 걸림단(48)은 일측 단부의 외경이 확장된 헤드 부분이며, 나머지 부분은 그 헤드에 연결되는 스템 부분으로 이루어진다.A second latching
상기 고정 플레이트(47)는 부싱(43)에 삽입된 펀치 로드(45)를 고정하는 것으로, 펀치 플레이트(41)의 상면에 결합된다. 상기 고정 플레이트(47)는 복수 개의 볼트들(B)을 통해 펀치 플레이트(41)의 상면에 결합될 수 있다. The fixing
도면에서 미설명된 참조 부호 51은 펀치 플레이트(41)와 고정 플레이트(47)의 사이에서 부싱(43)과 펀치 로드(45)의 일측 단부를 지지하는 지지부재를 나타낸다. 이 지지부재(51)는 부싱(43)과 펀치 로드(45)의 일측 단부를 지지한 상태로 고정 플레이트(47)에 끼워지며 고정될 수 있다.
상기 홀더부(60)는 엔빌 다이(80)에 지지된 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 가압식으로 클램핑하는 부분으로서 별도로 공급되는 리벳(R)이 세팅될 수 있다.The
여기서, 리벳(R)은 예컨대 리벳 급송 장치(도면에 도시되지 않음)를 통하여 홀더부(60)로 공급될 수 있다. 리벳 급송 장치의 리벳 공급은 리벳(R)을 튜브 또는 트랙을 따라 추진시키는 압축 가스(예컨대, 공기) 전달 시스템 또는 테이프 피드(tape feed)를 이용하여 달성될 수 있다.Here, the rivet R can be supplied to the
이와 같은 리벳 급송 장치를 포함하는 리벳 공급 시스템에 대한 제어는 통상적으로 소프트웨어를 통해 이루어지는데, 리벳 공급 시스템과 제어 시스템은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.The control of the rivet supply system including such a rivet supply apparatus is typically performed by software. Since the rivet supply system and the control system are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein .
상기 홀더부(60)는 펀치부(40)의 펀치 플레이트(41)와 연결되며, 리벳(R)의 세팅 부위로 펀치 로드(45)의 다른 일측 단부(도면에서의 하측 단부) 즉, 부싱(43)의 다른 일측 단부 외측으로 돌출된 부분이 삽입된다.The
상기 홀더부(60)는 펀치 플레이트(41)와 연결되는 홀딩 플레이트(61)를 포함한다. 홀딩 플레이트(61)는 복수 개의 가이드 로드들(63)을 통해 펀치 플레이트(41)와 연결될 수 있다.The
여기서, 가이드 로드들(63)은 홀딩 플레이트(61)를 하면 측에서 관통한 볼트들(B)을 통해 그 홀딩 플레이트(61)에 연결되며, 헤드 부분이 펀치 플레이트(41)에 걸리도록 설치된다.Here, the
상기 홀딩 플레이트(61)의 중앙에는 펀치 로드(45)의 다른 일측 단부가 삽입되고, 리벳(R)이 세팅될 수 있는 세팅홀(65)이 형성된다.At the center of the holding
그리고, 홀딩 플레이트(61)의 상면에는 세팅홀(65) 보다 큰 직경으로 그 세팅홀(65)과 연결되며, 부싱(43)의 다른 일측 단부를 지지하는 제2 지지홈(67)이 형성된다.The upper surface of the holding
본 발명의 실시 예에서, 상기 탄성 변형부(70)는 가압원(30)의 가압력이 작용하는 펀치부(40)에 의해 탄성적으로 압축되며 그 압축력을 홀더부(60)에 인가한다.In the embodiment of the present invention, the
상기 탄성 변형부(70)는 펀치부(40)의 펀치 플레이트(41)와 홀더부(60)의 홀딩 플레이트(61) 사이에 개재되는 우레탄 소재의 탄성 블록(71)을 포함한다.The
예를 들면, 상기 탄성 블록(71)은 우레탄 스프링 상수 k=4468.7(N/mm)을 만족하며, 펀치부(40)에 의한 압축 변위가 5mm인 경우 약 240kN의 압축력을 홀더부(60)에 인가할 수 있다.For example, the
상기 탄성 블록(71)의 중앙에는 펀치 로드(45)가 삽입된 부싱(43)이 관통하는 관통공(73)이 형성되어 있으며, 탄성 블록(71)의 중앙 외측에는 위에서 언급한 바 있는 가이드 로드들(63)이 관통하는 복수 개의 가이드공들(75)이 형성되어 있다.A through
이 경우, 펀치 로드(45)가 삽입된 부싱(43)은 펀치 플레이트(41)의 제1 지지홈(44)에 지지된 상태로 지지홀(42)과 탄성 블록(71)의 관통공(73)을 관통하며, 홀딩 플레이트(61)의 제2 지지홈(67)에 삽입된다. 그리고, 펀치 로드(45)의 다른 일측 단부는 홀딩 플레이트(61)의 세팅홀(65)에 삽입된다.The
여기서, 상기 펀치 로드(45)의 다른 일측 단부는 리벳(R)과의 사이에 탄성 블록(71)의 압축 변형량 만큼의 갭(G)을 두고 홀딩 플레이트(61)의 세팅홀(65)에 삽입될 수 있다.The other end of the
상기한 펀치 로드(45)와 리벳(R) 사이에 갭(G)은 가압원(30)의 가압력, 탄성 블록(71)의 두께 및 스프링 상수 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 실시 예에서 어느 특정한 값으로 한정하지 않는다.The gap G between the
이와 같이 홀딩 플레이트(61)의 세팅홀(65)에서 펀치 로드(45)와 리벳(R) 사이에 갭(G)을 형성하는 이유는 리벳(R)이 접합 대상물을 피어싱하며 접합하기 전에가압원(30)의 가압력으로서 펀치부(40)를 가압하여 탄성 블록(71)을 압축시킴으로써 그 탄성 블록(71)의 압축력을 홀더부(60)에 인가하기 위함이다.The reason why the gap G is formed between the
즉, 본 발명의 실시 예에서는 탄성 블록(71)의 압축 변위 만큼 펀치 로드(45)와 리벳(R) 사이에 갭(G)을 형성하여 리벳(R)이 접합 대상물을 접합하기 전에 홀더부(60)를 통해 접합 대상물에 탄성 블록(71)의 압축력을 부가함으로써 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 견고하게 고정시킬 수 있다.That is, in the embodiment of the present invention, a gap G is formed between the
한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 엔빌 다이(80)는 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 지지하고, 접합 대상물 리벳팅 부위의 변형을 유도하는 기능을 하게 된다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the anvil die 80 functions to support the upper and
즉, 엔빌 다이(80)는 접합 대상물의 상판(1)을 관통하여 하판(2)으로 침투되는 리벳(R)의 선단을 지지함과 아울러, 리벳(R)의 선단을 변형시키며 하판(2)의 변형 부위를 지지한다.That is, the envelope die 80 supports the tip end of the rivet R penetrating the
이러한 엔빌 다이(80)는 리벳 세팅 툴(20)에 대응하여 프레임(10)에 구성되는 바, 그 프레임(10)에 설치되는 고정부재(81)와, 고정부재(81)에 고정되며 접합 대상물의 리벳팅 부위를 지지하는 우레탄 소재의 다이 블록(83)을 포함한다.The anvil die 80 is mounted on the
상기에서, 다이 블록(83)은 소정의 두께를 지니며 고정부재(81)에 고정되는데, 접합 대상물의 하판(2)을 지지하는 다이 블록(83)의 상면이 평평한 면으로 이루어진다.The
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치(100)의 작동 및 작용 효과를 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation and effect of the self-piercing
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치의 작동을 설명하기 위한 단면 구성도이다.3 is a cross-sectional view illustrating the operation of the self-piercing rivet device according to the embodiment of the present invention.
우선, 본 발명의 실시 예에서는 도 1에서와 같이 서로 겹쳐진 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 리벳 세팅 툴(20)과 엔빌 다이(80) 사이에 위치시킨다.First, in the embodiment of the present invention, the upper and
여기서, 홀딩 플레이트(61)의 세팅홀(65)에는 리벳 급송 장치(도면에 도시되지 않음)를 통해 리벳(R)이 공급된 상태에 있으며, 그 세팅홀(65)에서 펀치 로드(45)는 소정의 갭(G)을 두고 리벳(R)과 떨어진 상태에 있다.Here, the setting
이 상태에서, 접합 대상물을 리벳(R)으로 피어싱하며 접합하고자 할 경우, 본 발명의 실시 예에서는 가압원(30)을 구동시켜 그 가압원(30)을 통해 펀치부(40)를 가압한다.In this state, when the object to be joined is to be pierced and joined with the rivet (R), in the embodiment of the present invention, the
그러면, 상기 펀치부(40), 탄성 변형부(70) 및 홀더부(60)의 결합체는 하우징(11)에 대해 도면에서의 하측으로 이동하며, 홀더부(60)의 홀딩 플레이트(61)는 접합 대상물의 상판(1)에 밀착된다. 즉, 홀더부(60)의 홀딩 플레이트(61)는 가압원(30)의 가압력으로서 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 1차적으로 클램핑 하게 된다.The combined body of the punching
상기와 같은 상태에서, 도 3에서와 같이 가압원(30)이 계속적으로 구동하면, 펀치부(40)는 가압원(30)의 가압력에 의해 탄성 변형부(70)의 탄성 블록(71)을 탄성적으로 압축한다.3, when the
이 경우, 상기 홀딩 플레이트(61)의 세팅홀(65)에서 펀치 로드(45)와 리벳(R) 사이에 갭(G)을 형성하고 있기 때문에, 펀치부(40)가 가압원(30)에 의해 가압되는 때, 탄성 블록(71)은 그 갭(G)에 상응하는 만큼의 변위로 압축될 수 있다.In this case, since the gap G is formed between the
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 리벳(R)이 접합 대상물을 피어싱하며 접합하기 전에 가압원(30)의 가압력으로서 펀치부(40)를 가압하여 탄성 블록(71)을 압축시킴으로써 그 탄성 블록(71)의 압축력을 홀더부(60)에 인가할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the
예를 들면, 상기 탄성 블록(71)은 우레탄 스프링 상수 k=4468.7(N/mm)을 만족하는 바, 펀치부(40)에 의한 압축 변위가 5mm인 경우 대략 240kN의 압축력을 홀더부(60)의 홀딩 플레이트(61)에 인가할 수 있다.For example, the
이로써, 본 발명의 실시 예에서는 탄성 블록(71)의 압축 변위 만큼 펀치 로드(45)와 리벳(R) 사이에 갭(G)을 형성하여 리벳(R)이 접합 대상물을 접합하기 전에 가압원(30)의 가압력으로서 펀치부(40)를 통해 탄성 블록(71)을 압축시키고, 그 탄성 블록(71)의 압축력을 홀더부(60)에 인가함으로써 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 견고하게 고정시킬 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention, a gap G is formed between the
한편, 본 발명의 실시 예에서 상기와 같이 홀더부(60)를 통해 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 견고히 클램핑 한 상태로, 가압원(30)이 계속적으로 구동하면, 펀치부(40)의 펀치 로드(45)는 가압원(30)의 가압력으로서 리벳(R)을 가압한다.In the embodiment of the present invention, when the
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 리벳(R)이 펀치 로드(45)의 가압력에 의해 접합 대상물의 상판(1)을 관통하고, 엔빌 다이(80)에 의해 그 리벳(R)의 선단이 외측 방향으로 벌어지며 하판(2)에 압입됨으로써 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 일체로 접합할 수 있게 된다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the rivet R passes through the
여기서, 본 발명의 실시 예에서는 접합 대상물의 리벳팅 부위를 지지하는 다이 블록(83)이 우레탄 소재로 이루어지기 때문에, 접합 대상물의 상,하판(1, 2) 중 하판(2)이 알루미늄 등과 같이 연신율이 작은 소재인 경우, 하판(2)의 변형 부위에 대한 저항을 감소시킬 수 있다.In the embodiment of the present invention, since the
즉, 리벳(R)의 선단이 하판(2)에 압입되며 그 하판(2)을 변형시키는 때, 다이 블록(83)의 탄성으로서 그 변형 부위를 지지하게 되므로, 리벳(R)에 작용하는 가압력에 의해 하판(2)으로 작용하는 저항력을 감소시킬 수 있게 된다.That is, when the tip of the rivet R is pressed into the
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 장치(100)에 의하면, 리벳(R)이 접합 대상물을 피어싱하며 접합하기 전, 탄성 변형부(70)를 통해 가압원(30)의 가압력을 접합 대상물에 충분히 제공하여 접합 대상물의 상,하판(1, 2)을 견고하게 고정시킬 수 있다.According to the self-piercing
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 접합 대상물의 상,하판(1, 2) 가장자리 부분이 그 접합 대상물의 리벳팅 지점으로 미끌려 들어가는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the edge portions of the upper and
이로써, 본 발명의 실시 예에서는 셀프 피어싱 리벳(R)을 통한 접합 대상물의 리벳팅 접합 시 상,하판(1, 2) 가장자리 부분의 변형을 방지하는 등 셀프 피어싱 장치(100)의 접합 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. Thus, in the embodiment of the present invention, the joining performance of the self-piercing
또한, 본 발명의 실시 예에서는 엔빌 다이(80)로서 우레탄 소재의 다이 블록(83)을 채용하므로, 다이 블록(83)을 통해 하판(2)의 변형 부위에 대한 저항을 감소시킴으로써 하판(2)의 변형 부위에 크랙이 발생하거나 그 변형 부위가 파손되는 것을 방지할 수 있다.In the embodiment of the present invention, since 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... 상판 2... 하판
10... 프레임 11... 하우징
20... 리벳 세팅 툴 30... 가압원
40... 펀치부 41... 펀치 플레이트
42... 지지홀 43... 부싱
44... 제1 지지홈 45... 펀치 로드
46... 제1 걸림단 47... 고정 플레이트
48... 제2 걸림단 51... 지지부재
60... 홀더부 61... 홀딩 플레이트
63... 가이드 로드 65... 세팅홀
67... 제2 지지홈 70... 탄성 변형부
71... 탄성 블록 73... 관통공
75... 가이드공 80... 엔빌 다이
81... 고정부재 83... 다이 블록
B... 볼트 G... 갭
R... 리벳1 ...
10 ... frame 11 ... housing
20 ...
40 ...
42 ...
44 ...
46 ... first stop 47 ... fixed plate
48 ... second engaging
60 ...
63 ... guide
67 ...
71 ...
75 ... Guide ball 80 ... Envil die
81 ... fixing
B ... bolt G ... gap
R ... rivet
Claims (12)
상기 리벳 세팅 툴은 가압원과, 상기 셀프 피어싱 리벳을 펀칭하기 위한 펀치 로드를 포함하며 상기 가압원에 의해 가압되는 펀치부와, 상기 펀치부와 연결되며 접합 대상물을 클램핑하고 상기 셀프 피어싱 리벳이 세팅되며 그 세팅 부위로 상기 펀치 로드가 삽입되는 홀더부와, 상기 펀치부와 홀더부 사이에 개재되고 상기 펀치부에 의해 탄성적으로 압축되며 그 압축력을 상기 홀더부에 인가하는 탄성 변형부를 포함하며,
상기 펀치 로드는 상기 셀프 피어싱 리벳 사이에 상기 탄성 변형부의 압축 변형량 만큼의 갭을 두고 상기 홀더부에 삽입되고,
상기 펀치부는 상기 펀치 로드의 일측 단부를 지지하는 펀치 플레이트와, 상기 펀치 플레이트에 결합되며 상기 펀치 로드를 고정하는 고정 플레이트를 포함하고,
상기 홀더부는 복수 개의 가이드 로드들을 통해 상기 펀치 플레이트와 연결되는 홀딩 플레이트를 포함하며,
상기 홀딩 플레이트에는 상기 펀치 로드의 다른 일측 단부가 삽입되고, 상기 셀프 피어싱 리벳이 세팅될 수 있는 세팅홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.A rivet setting tool mounted on the frame, and an anvil die mounted on the frame in correspondence with the rivet setting tool, wherein a joining object positioned between the rivet setting tool and the anvil die is provided as a self- 1. A self-piercing rivet device for splicing,
Wherein the rivet setting tool includes a punch portion including a pressing source and a punch rod for punching the self-piercing rivet, the punch portion being connected to the punch portion and clamping the object to be bonded, and the self- And a resilient deforming portion interposed between the punch portion and the holder portion and resiliently compressed by the punch portion and applying the compressive force to the holder portion,
Wherein the punch rod is inserted into the holder portion with a gap between the self-piercing rivet and a gap corresponding to a compression deformation amount of the elastic deformation portion,
Wherein the punch portion includes a punch plate for supporting one end portion of the punch rod, and a fixing plate coupled to the punch plate and fixing the punch rod,
Wherein the holder portion includes a holding plate connected to the punch plate through a plurality of guide rods,
Wherein the holding plate has a setting hole into which the other end of the punch rod is inserted and in which the self-piercing rivet can be set.
상기 탄성 변형부는,
상기 펀치 로드가 관통하는 관통공을 지닌 우레탄 소재의 탄성 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.The method according to claim 1,
The elastic deformation portion
And an elastic block made of a urethane material having through holes through which the punch rod penetrates.
상기 펀치 플레이트에는 상기 펀치 로드의 일측 단부를 지지하는 지지홀이 형성되며,
상기 펀치 로드는 일측 단부가 상기 지지홀에 지지된 상태로 상기 탄성 변형부를 관통하며, 이의 다른 일측 단부가 상기 홀더부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.The method according to claim 1,
A support hole for supporting one end of the punch rod is formed in the punch plate,
Wherein the punch rod passes through the resiliently deformed portion with one end thereof being supported by the support hole, and the other end of the punch rod is inserted into the holder portion.
상기 탄성 변형부는,
상기 펀치 로드가 관통하는 관통공 및 상기 가이드 로드가 관통하는 가이드공을 지닌 우레탄 소재의 탄성 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.The method according to claim 1,
The elastic deformation portion
A through hole through which the punch rod penetrates, and a guide hole through which the guide rod passes. The self-piercing rivet device according to claim 1,
상기 펀치부는 상기 지지홀에 설치되며, 상기 펀치 로드를 지지하는 부싱을 포함하고,
상기 부싱은 상기 펀치 로드가 삽입 가능한 원통 형상으로 이루어지며, 상기 부싱의 일측 단부에는 상기 지지홀에 지지되는 제1 걸림단이 형성되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the punch portion includes a bushing installed in the support hole and supporting the punch rod,
Wherein the bushing has a cylindrical shape into which the punch rod can be inserted, and a first end supported by the support hole is formed at one end of the bushing.
상기 홀딩 플레이트에는 상기 세팅홀과 연결되며, 상기 부싱의 다른 일측 단부를 지지하는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the holding plate is connected to the setting hole and has a support groove for supporting the other end of the bushing.
상기 펀치 로드의 일측 단부에는 상기 제1 걸림단에 지지되는 제2 걸림단이 형성되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.8. The method of claim 7,
And a second latching end is formed at one end of the punch rod to be supported by the first latching end.
상기 엔빌 다이는,
상기 접합 대상물의 리벳팅 부위를 지지하는 우레탄 소재의 다이 블록과,
상기 다이 블록을 고정하며 상기 프레임에 설치되는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.The method according to claim 1,
The above-
A die block of a urethane material for supporting a riveting portion of the object to be joined,
And a fixing member fixed to the frame and fixing the die block.
상기 다이 블록은 상기 리벳팅 부위를 지지하는 면이 평평한 면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the die block has a flat surface for supporting the riveting portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130092541A KR101505910B1 (en) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Self piercing rivet device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130092541A KR101505910B1 (en) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Self piercing rivet device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150016731A KR20150016731A (en) | 2015-02-13 |
KR101505910B1 true KR101505910B1 (en) | 2015-03-25 |
Family
ID=52573364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130092541A KR101505910B1 (en) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | Self piercing rivet device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101505910B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190079243A (en) | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 주식회사 성우하이텍 | automatically coated joint structure for friction welding and method and system for manufacturing thereof |
KR20220094451A (en) | 2020-12-29 | 2022-07-06 | 덕성금속공업(주) | Hetero-junction self-piercing and clinching device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106077406A (en) * | 2016-08-25 | 2016-11-09 | 苏州市雷克五金电器有限公司 | The riveting die of mechanism is guided with rivet |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4133096A (en) | 1977-07-05 | 1979-01-09 | Boeing Commercial Airplane Company | Apparatus and method for self-positioning a squeezed rivet |
JPH09500330A (en) * | 1992-04-03 | 1997-01-14 | マルティファストナー コーポレイション | Holding device for bonded parts |
KR101188180B1 (en) * | 2012-06-08 | 2012-10-09 | 윤형철 | Self piercing separating rivet connecting method |
KR20130069204A (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-26 | 주식회사 성우하이텍 | Anvil unit for self-piercing rivet system and used the same |
-
2013
- 2013-08-05 KR KR1020130092541A patent/KR101505910B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4133096A (en) | 1977-07-05 | 1979-01-09 | Boeing Commercial Airplane Company | Apparatus and method for self-positioning a squeezed rivet |
JPH09500330A (en) * | 1992-04-03 | 1997-01-14 | マルティファストナー コーポレイション | Holding device for bonded parts |
KR20130069204A (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-26 | 주식회사 성우하이텍 | Anvil unit for self-piercing rivet system and used the same |
KR101188180B1 (en) * | 2012-06-08 | 2012-10-09 | 윤형철 | Self piercing separating rivet connecting method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190079243A (en) | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 주식회사 성우하이텍 | automatically coated joint structure for friction welding and method and system for manufacturing thereof |
KR20220094451A (en) | 2020-12-29 | 2022-07-06 | 덕성금속공업(주) | Hetero-junction self-piercing and clinching device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150016731A (en) | 2015-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101819902B1 (en) | Self piercing rivet device and rivet supply unit thereof | |
KR101791362B1 (en) | Method for connecting at least two sheet metal parts | |
KR20180022498A (en) | Resistance element welding method using vibration | |
KR101505910B1 (en) | Self piercing rivet device | |
KR101689572B1 (en) | Self-piercing rivet | |
US11111939B2 (en) | Method for undetachably introducing guiding aid elements into a component, component with guiding aid elements and composite component | |
US4611381A (en) | Method of joining two or more pieces of malleable material | |
KR101392965B1 (en) | Self piercing rivet device and anvil unit thereof | |
KR20180076183A (en) | Self piercing rivet and bonding method using thereof | |
KR20190079996A (en) | Self piercing rivet system | |
KR101756321B1 (en) | Apparatus for assembling a bracket of a rubber hose | |
KR101543244B1 (en) | Rivet feeding device and self piercing rivet system having the same | |
KR20130069204A (en) | Anvil unit for self-piercing rivet system and used the same | |
KR101017257B1 (en) | Module cylinder in self-piercing rivet system | |
KR20150079289A (en) | Rivet feeding device and self piercing rivet system having the same | |
KR102063043B1 (en) | Self piercing rivet device | |
KR101749491B1 (en) | Self piercing rivet device and anvil unit thereof | |
KR101883675B1 (en) | Rivet for Resistance element welding using vibration | |
KR20170068821A (en) | Hole cutting device | |
KR20160080364A (en) | Self piercing rivet, and method for joining using the same | |
KR101376965B1 (en) | Self piercing rivet | |
KR20150080349A (en) | Self piercing rivet device | |
KR101622959B1 (en) | Self piercing rivet | |
KR102539842B1 (en) | Fastener fastening device for adhering different kinds materials | |
KR20180044622A (en) | Adhering structure and method of different kinds materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180313 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190305 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200310 Year of fee payment: 6 |