KR101811416B1

KR101811416B1 - 이종소재용 결합장치

Info

Publication number: KR101811416B1
Application number: KR1020160110267A
Authority: KR
Inventors: 최현범
Original assignee: (주)호원
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2017-12-21

Abstract

본 발명은 이종소재용 결합장치에 관한 것으로, 제1판부와, 제1판부와 마주하여 제1판부에 겹쳐지는 형상으로 설치되고 제1판부와 상이한 재질로 이루어지는 제2판부와, 제1판부와 제2판부에 삽입되는 리벳고정부와, 리벳고정부의 하부를 지지하는 하부지지부와, 리벳고정부의 상부를 지지하고 리벳고정부에 접착제를 주입하는 상부지지부를 포함하고, 리벳고정부에 주입된 접착제가 제1판부와 제2판부에 도포되어 접합력이 향상될 수 있다.

Description

이종소재용 결합장치{COUPLING DEVICE FOR DIFFERENT MATERIALS}

본 발명은 이종소재용 결합장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리벳 압착 외에 접착제가 사용되어 이종소재의 접합력을 향상시킬 수 있는 이종소재용 결합장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 판재는 스틸을 포함한 단일 재질로 제작하고 있으나, 최근에는 소재의 경량화와 연비 절감을 위해 이종소재를 포함한 복합체가 많이 사용되고 있다.

종래에는 스틸 형상의 판재를 적층한 상태에서, 스폿용접 장치를 이용하여 적층된 스틸재질의 판재를 서로 고정시키는 작업을 수행한다.

한편, 소재를 경량화하기 위하여 스틸재질의 판재와 비철금속의 판재를 서로 접합시켜 사용하는 복합체가 제안되었으나, 기존의 스틸판재 용접에 사용되는 용접라인을 사용하지 못하고 새로운 생산라인을 설치해야 하므로 생산비용이 상승하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2016-0033879호(2016.03.29 공개, 발명의 명칭 : 셀프 피어싱 프로제션 웰딩 리벳 및 이를 이용한 접합 구조체)에 게시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 리벳 압착 외에 접착제가 사용되어 이종소재의 접합력을 향상시킬 수 있는 이종소재용 결합장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 이종소재용 결합장치는: 제1판부; 상기 제1판부와 마주하여 상기 제1판부에 겹쳐지는 형상으로 설치되고, 상기 제1판부와 상이한 재질로 이루어지는 제2판부; 상기 제1판부와 상기 제2판부에 삽입되는 리벳고정부; 상기 리벳고정부의 하부를 지지하는 하부지지부; 및 상기 리벳고정부의 상부를 지지하고, 상기 리벳고정부에 접착제를 주입하는 상부지지부;를 포함하고, 상기 리벳고정부에 주입된 상기 접착제가 상기 제1판부와 상기 제2판부에 도포되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1판부와 상기 제2판부 중 어느 하나는 금속재질로 이루어지고, 상기 제1판부와 상기 제2판부 중 다른 하나는 비금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 리벳고정부는 상기 제2판부에 걸리는 고정머리부; 상기 고정머리부에서 연장되어 상기 제1판부와 상기 제2판부를 관통하는 고정몸체부; 및 상기 고정머리부와 상기 고정몸체부에 형성되고, 상기 상부지지부에서 공급되는 상기 접착제를 상기 제1판부와 상기 제2판부로 안내하는 고정유도부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정유도부는 상기 고정머리부의 외측에서 상기 고정몸체부의 내부까지 연장되어 상기 상부지지부에서 공급되는 상기 접착제가 충진되는 유도주입부; 및 상기 유도주입부와 연통되고, 상기 고정몸체부의 외측까지 연장되며, 상기 접착제를 상기 제1판부와 상기 제2판부로 안내하는 유도배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유도배출부는 상기 고정몸체부의 중심을 기준으로 상기 고정몸체부의 외측을 향하여 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 리벳고정부는 상기 유도배출부에 형성되어 강성을 보강하는 고정보강부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이종소재용 결합장치는 고정리벳부의 압착 외에 주입된 접착제가 고정리벳부의 외측으로 배출되어, 고정리벳부와, 제1판부와, 제2판부 사이의 틈을 매우면서 접착시켜 접합력을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 이종소재용 결합장치는 고정보강부가 유도배출부의 강성을 유지시켜 줌으로써, 리벳팅 작업시 유도배출부의 파손을 방지하여 접착제의 이동성을 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 리벳고정부가 제1판부와 제2판부를 결합시키는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 리벳고정부를 통해 접착제가 주입되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 리벳고정부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 리벳고정부의 평단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 고정보강부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이종소재용 결합장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 리벳고정부가 제1판부와 제2판부를 결합시키는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 리벳고정부를 통해 접착제가 주입되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치(1)는 제1판부(10)와, 제2판부(20)와, 리벳고정부(30)와, 하부지지부(40)와, 상부지지부(50)를 포함한다.

제1판부(10)는 판재 형상으로 이루어지며, 수평방향으로 배치된다. 일 예로, 제1판부(10)는 금속재질을 포함하여 이루어질 수 있다.

제2판부(20)는 제1판부(10)와 마주하여 제1판부(10)와 겹쳐지는 형상으로 설치된다. 제2판부(20)는 제1판부(10)의 재질과 다른 재질로 이루어진다. 제2판부(20)도 제1판부(10)와 같이 판재 형상으로 이루어지고, 수평방향으로 배치된다. 일 예로, 제2판부(20)는 제1판부(10)의 상측에 적층되고, 비금속재질을 포함하여 이루어질 수 있다.

리벳고정부(30)는 제1판부(10)와 제2판부(20)에 삽입되고, 하부지지부(40)는 리벳고정부(30)의 하부를 지지하며, 상부지지부(50)는 리벳고정부(30)의 상부를 지지한다. 제1판부(10)와 제2판부(20)에 삽입된 리벳고정부(30)는 하부지지부(40)와 상부지지부(50)에 의해 변형되어 제1판부(10)와 제2판부(20)를 결합시킨다.

일 예로, 제1판부(10)에는 제1홀부(11)가 형성되고, 제2판부(20)에는 제1홀부(11)와 대응되는 제2홀부(21)가 형성될 수 있다. 리벳고정부(30)는 제1홀부(11)와 제2홀부(21)를 관통하되, 하부지지부(40)와 상부지지부(50)가 리벳고정부(30)를 가압하면 리벳고정부(30)가 변형되면서 제1판부(10)와 제2판부(20)가 결합될 수 있다.

한편, 상부지지부(50)는 리벳고정부(30)의 상측면을 압박하며, 리벳고정부(30)에 접착제(60)를 주입한다. 접착제(60)는 상부지지부(50)에 저장되며 리벳고정부(30)를 통해 제1판부(10)와 제2판부(20)에 도포되어 경화되는 기술사상 안에서 다양한 종류의 수지가 사용될 수 있다. 일 예로, 접착제(60)는 접착성분을 포함하는 액상의 수지가 될 수 있다. 접착제(60)는 고정리벳부(30)의 외측으로 배출되어 고정리벳부(30)와 제1판부(10) 사이의 틈새, 고정리벳부(30)와 제2판부(20) 사이의 틈새, 제1판부(10)와 제2판부(20) 사이의 틈새를 채우며 경화될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 리벳고정부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리벳고정부(30)는 고정머리부(31)와, 고정몸체부(32)와, 고정유도부(33)를 포함한다.

고정머리부(31)는 제2판부(20)의 상측면에 걸리고, 고정몸체부(32)는 고정머리부(31)에서 연장되어 제1판부(10)와 제2판부(20)를 관통한다. 이러한 고정몸체부(32)의 하단부는 제1판부(10)의 저면보다 낮게 배치될 수 있다.

고정유도부(33)는 고정머리부(31)와 고정몸체부(32)에 형성되고, 상부지지부(50)에서 공급되는 접착제(60)를 제1판부(10)와 제2판부(20)로 안내한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고정유도부(33)는 유도주입부(331)와, 유도배출부(332)를 포함한다.

유도주입부(331)는 고정머리부(31)의 외측에서 고정몸체부(32)의 내부까지 연장되어 상부지지부(50)에서 공급되는 접착제(60)가 충진된다. 유도배출부(332)는 유도주입부(331)와 연통되고, 고정몸체부(32)의 외측까지 연장되어 접착제(60)를 제1판부(10)와 제2판부(20)로 안내한다. 즉, 상부지지부(50)에서 공급되는 접착제(60)는 유도주입부(331)로 주입된 후, 유도배출부(332)로 배출되어 틈새를 제거하고 결합력을 향상시킬 수 있다.

일 예로, 금속재질의 리벳고정부(30) 성형을 위한 금형 설계시 유도주입부(331)와 유도배출부(332)가 고려될 수 있다. 이로 인해 리벳고정부(30)의 주물성형이 완료되면 고정유도부(33)가 형성될 수 있다. 그 외, 주물성형이 완료된 고정머리부(31)와 고정몸체부(32)를 가공하여 고정유도부(33)를 성형할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 리벳고정부의 평단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 유도배출부(332)는 고정몸체부(32)의 중심을 기준으로 고정몸체부(32)의 외측을 향하여 방사형으로 배치된다. 이로 인해, 고정몸체부(32)의 둘레를 따라 접착제(60)의 배출이 신속하고 균일하게 이루어진다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치에서 고정보강부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리벳고정부(30)는 고정보강부(34)를 더 포함할 수 있다. 고정보강부(34)는 유도배출부(332)에 형성되어 강성을 보강한다.

일 예로, 유도배출부(332)의 길이 방향으로 하나 이상의 고정보강부(34)가 배치될 수 있다. 고정보강부(34)는 고정몸체부(32)와 일체로 성형되고, 막대 형상을 하여 유도배출부(332)의 형상을 유지시킬수 있다. 이러한 고정보강부(34)는 리벳고정부(30)의 압박 과정에서 파손될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치를 이용하여 이종소재를 결합하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

제1홀부(11)와 제2홀부(21)가 수직선상에 일치하도록 제1판부(10)에 제2판부(20)를 적층하고, 고정머리부(31)가 제2판부(20)에 안착되도록 고정몸체부(32)를 제1홀부(11)와 제2홀부(21)에 관통시킨다. 이때, 고정몸체부(32)의 하단부는 제1판부(10)의 저면보다 낮게 위치될 수 있다(도 1 참조).

한편, 제1판부(10)는 별도의 지그에 의해 지지되고, 하부지지부(40)는 고정몸체부(32)의 하방에 배치되며, 상부지지부(50)는 고정머리부(31)의 상방에 배치된다.

상기한 상태에서, 하부지지부(40)가 고정몸체부(32)의 저면을 압박하고, 상부지지부(50)가 고정머리부(31)를 압박하면, 고정몸체부(32)의 하단부가 변형되어 측방향으로 돌출된다. 이로 인해 , 고정머리부(31)가 제2판부(20)를 압박하고, 변형된 고정몸체부(32)가 제1판부(10)를 압박하여, 제1판부(10)와 제2판부(20)는 서로 결합된 상태를 유지한다(도 2 참조).

제1판부(10)와 제2판부(20)에 대한 리벳팅 작업이 완료되면, 상부지지부(50)에서 고정유도부(33)로 접착제(60)를 공급한다. 공급된 접착제(60)는 제1판부(10)와 제2판부(20) 사이의 틈새, 고정몸체부(32)와 제1판부(10) 또는 제2판부(20) 사이의 틈새로 유입되고, 시간이 지남에 따라 경화되어 서로간의 결합력을 향상시킨다(도 3 참조).

본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치(1)는 고정리벳부(30)의 압착 외에 주입된 접착제(60)가 고정리벳부(30)의 외측으로 배출되어, 고정리벳부(30)와, 제1판부(10)와, 제2판부(20) 사이의 틈을 매우면서 접착시켜 접합력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재용 결합장치(1)는 고정보강부(34)가 유도배출부(332)의 강성을 유지시켜 줌으로써, 리벳팅 작업시 유도배출부(332)의 파손을 방지하여 접착제(60)의 이동성을 보장할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 제1판부 20 : 제2판부
30 : 리벳고정부 31 : 고정머리부
32 : 고정몸체부 33 : 고정유도부
34 : 고정보강부 40 : 하부지지부
50 : 상부지지부 60 : 접착제

Claims

제1판부;
상기 제1판부와 마주하여 상기 제1판부에 겹쳐지는 형상으로 설치되고, 상기 제1판부와 상이한 재질로 이루어지는 제2판부;
상기 제1판부와 상기 제2판부에 삽입되는 리벳고정부;
상기 리벳고정부의 하부를 지지하는 하부지지부; 및
상기 리벳고정부의 상부를 지지하고, 상기 리벳고정부에 접착제를 주입하는 상부지지부;를 포함하고,
상기 리벳고정부에 주입된 상기 접착제가 상기 제1판부와 상기 제2판부에 도포되며,
상기 리벳고정부는
상기 제2판부에 걸리는 고정머리부;
상기 고정머리부에서 연장되어 상기 제1판부와 상기 제2판부를 관통하는 고정몸체부; 및
상기 고정머리부와 상기 고정몸체부에 형성되고, 상기 상부지지부에서 공급되는 상기 접착제를 상기 제1판부와 상기 제2판부로 안내하는 고정유도부;를 포함하고,
상기 고정유도부는
상기 고정머리부의 외측에서 상기 고정몸체부의 내부까지 연장되어 상기 상부지지부에서 공급되는 상기 접착제가 충진되는 유도주입부; 및
상기 유도주입부와 연통되고, 상기 고정몸체부의 외측까지 연장되며, 상기 접착제를 상기 제1판부와 상기 제2판부로 안내하는 유도배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종소재용 결합장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1판부와 상기 제2판부 중 어느 하나는 금속재질로 이루어지고,
상기 제1판부와 상기 제2판부 중 다른 하나는 비금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종소재용 결합장치.
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제 1항에 있어서,
상기 유도배출부는 상기 고정몸체부의 중심을 기준으로 상기 고정몸체부의 외측을 향하여 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이종소재용 결합장치.
제 1항에 있어서, 상기 리벳고정부는
상기 유도배출부에 형성되어 강성을 보강하는 고정보강부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종소재용 결합장치.