KR101868403B1

KR101868403B1 - Self piercing rivet

Info

Publication number: KR101868403B1
Application number: KR1020160077213A
Authority: KR
Inventors: 김지찬; 이문용
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2018-06-20
Also published as: KR20170143245A

Abstract

셀프 피어싱 리벳이 개시된다. 개시된 셀프 피어싱 리벳은 헤드부와, 헤드부에 일체로 연결되는 섕크부를 포함하는 것으로서, 헤드부는 접합 대상물과 접하는 면의 전주 방향으로 그 접합 대상물에 압입 가능하게 돌출 형성되는 수밀 돌기를 포함할 수 있다.The self-piercing rivet is initiated. The disclosed self-piercing rivet includes a head portion and a shank portion integrally connected to the head portion. The head portion may include a watertight protrusion protrudingly formed on the object to be joined so as to be press-fit in the direction of the electric wire on the surface in contact with the object to be bonded .

Description

Self-Piercing Rivet {SELF PIERCING RIVET}

본 발명의 실시 예는 셀프 피어싱 리벳에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이종소재의 모재들을 기계적인 접합 방식으로 접합하는 셀프 피어싱 리벳에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a self-piercing rivet, and more particularly, to a self-piercing rivet that joins base materials of dissimilar materials in a mechanically bonded manner.

일반적으로, 자동차 산업에서는 환경 문제에 따른 연비의 향상을 위해 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금 등의 사용을 통하여 차체의 경량화를 도모하고 있다. 이를 위해 자동차 업계에서는 차체를 조립하는 통상적인 스폿 용접을 교체할 수 있는 접합 방법에 대한 고찰이 이루어지고 있다.Generally, in the automobile industry, the weight of the vehicle body is being reduced through the use of aluminum alloys and magnesium alloys in order to improve the fuel efficiency due to environmental problems. For this purpose, in the automobile industry, a joining method capable of replacing a conventional spot welding for assembling a vehicle body is being studied.

이와 같은 비철소재와 스틸소재의 이종 재질을 접합하는 대표적인 방법으로는 셀프 피어싱 리벳을 이용한 접합 방식을 채택하고 있다. 셀프 피어싱 리벳 접합 방식은 서로 겹쳐진 이종 재질의 접합 대상물에 유압 또는 공압으로 셀프 피어싱 리벳을 압입하여 리벳을 소성 변형시킴으로써 접합 대상물을 접합하는 방식이다.A typical method of joining such a non-ferrous material to a steel material is to adopt a self-piercing rivet bonding method. In the self-piercing rivet jointing method, a self-piercing rivet is press-fitted into a bonding object of different materials which are overlapped with each other by hydraulic or pneumatic pressing to plastic-deform the rivet to join the objects to be joined.

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.

그런데, 종래 기술에서는 도 1에서와 같이, 셀프 피어싱 리벳(101)을 이용하여 이종소재의 접합 대상물을 접합한 경우, 셀프 피어싱 리벳(101)의 헤드(103)와 상판(105) 사이의 틈새로 수분이 유입될 수 있다(도면에서의 점선 화살표 참조).1, a gap between the head 103 of the self-piercing rivet 101 and the upper plate 105 is set to be larger than that of the upper end of the self- piercing rivet 101. In this case, Moisture can be introduced (see the dotted arrow in the drawing).

따라서, 종래 기술에서는 헤드(103)와 상판(105) 사이의 틈새로 유입된 수분이 섕크(107)에 의한 상판(105)의 관통부로 스며들어 그 상판(105)과 하판(109)의 접합 부위를 부식시킬 수 있다.Therefore, in the prior art, the water introduced into the gap between the head 103 and the upper plate 105 permeates into the penetration portion of the upper plate 105 by the shank 107, so that the joint portion between the upper plate 105 and the lower plate 109 . &Lt; / RTI >

접합 대상물이 차체의 판재 부품인 경우, 종래 기술에서는 접합 부위의 부식으로 인해 차체 판재 부품의 도장 피막이 부풀어오르는데, 이는 차체 판재 부품의 외관 품질을 떨어뜨리는 요인으로 작용하고 있다.In the case where the object to be bonded is a plate material part of the vehicle body, the coating film of the body plate material part swells due to the corrosion of the joint part in the prior art, which causes a deterioration in the appearance quality of the body part.

이 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 background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명의 실시 예들은 헤드의 형상을 개선하여 접합 대상물의 접합 부위와 헤드 사이로 유입되는 수분을 차단함으로써 수밀 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 셀프 피어싱 리벳을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a self-piercing rivet that improves the shape of the head to further improve the watertightness performance by blocking the joining portion of the object to be joined and the water flowing between the head.

본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳은, 헤드부와, 상기 헤드부에 일체로 연결되는 섕크부를 포함하는 것으로서, 상기 헤드부는 접합 대상물과 접하는 면의 전주 방향으로 그 접합 대상물에 압입 가능하게 돌출 형성되는 수밀 돌기를 포함할 수 있다.A self-piercing rivet according to an embodiment of the present invention includes a head portion and a shank portion integrally connected to the head portion, wherein the head portion is provided with a protruding portion And may include a watertight projection formed therein.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 섕크부는 상기 헤드부의 하면에 라운드지게 연결되며, 상기 수밀 돌기는 상기 헤드부의 하면 가장자리에 전주 방향으로 형성될 수 있다.Also, in the self-piercing rivet according to the embodiment of the present invention, the shank portion may be roundly connected to the lower surface of the head portion, and the water-tight protrusion may be formed in the circumferential direction on the lower edge of the head portion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 수밀 돌기는 상기 헤드부에서 섕크부를 따라 수직한 제1 돌기면과, 상기 헤드부와 섕크부의 연결 부분으로 경사진 제2 돌기면을 포함할 수 있다.Further, in the self-piercing rivet according to the embodiment of the present invention, the water-tight protrusion has a first projection surface perpendicular to the shank portion at the head portion and a second projection surface inclined at a connection portion between the head portion and the shank portion. . &Lt; / RTI >

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 헤드부에는 펀치와 접하는 면의 가장자리를 따라 상기 수밀 돌기와 대응하는 펀치 홈이 형성될 수 있다.In the self-piercing rivet according to the embodiment of the present invention, the head portion may be formed with a punch groove corresponding to the watertight projection along the edge of the surface contacting with the punch.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 펀치 홈은 상기 펀치에 구비된 펀치 돌기와 결합할 수 있다.Further, in the self-piercing rivet according to the embodiment of the present invention, the punch groove may be combined with the punch projections provided in the punch.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 펀치 홈은 반원형의 단면 형상으로 이루어질 수 있다.Further, in the self-piercing rivet according to the embodiment of the present invention, the punch groove may have a semicircular sectional shape.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 헤드부는 가장자리 둘레 외측으로 연장되며, 상기 섕크부 측으로 굽어진 수밀 날개를 더 포함할 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet according to the embodiment of the present invention, the head portion may further include a water-tight blade extending outwardly around the edge and curved toward the shank portion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 수밀 날개는 상기 헤드부의 가장자리 둘레 단에서 단면 폭이 점차 작아지며 상기 섕크부 측으로 라운드지게 굽어지는 형상으로 구비될 수 있다.Also, in the self-piercing rivet according to the embodiment of the present invention, the water-tight blade may have a shape in which the cross-sectional width gradually decreases from the peripheral edge of the head portion and rounded to the shank portion side.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳은, 헤드부와, 상기 헤드부에 일체로 연결되는 섕크부를 포함하는 것으로서, 상기 헤드부는 접합 대상물과 접하는 하면 가장자리에 전주 방향으로 형성되며 상기 접합 대상물에 압입 가능하게 돌출 형성되는 수밀 돌기와, 가장자리 둘레 외측으로 연장되며 상기 섕크부를 향해 하측으로 굽어진 수밀 날개와, 펀치와 접하는 상면의 가장자리에 상기 수밀 돌기와 대응하게 전주 방향으로 형성되는 펀치 홈을 포함할 수 있다.The self-piercing rivet according to the embodiment of the present invention includes a head portion and a shank portion integrally connected to the head portion, wherein the head portion is formed in the direction of the front surface of the lower surface contacting the object to be joined, And a watertight vane extending outwardly around the edge and curved downward toward the shank portion and a punch groove formed in the circumferential direction corresponding to the watertight projection at an edge of an upper surface in contact with the punch .

본 발명의 실시 예는 수밀 돌기 및 수밀 날개를 통해 헤드부와 상판 사이의 수밀 성능을 향상시킴으로써, 수분의 유입으로 인한 상하판 접합 부위에서의 부식 발생을 방지할 수 있다.The embodiment of the present invention improves the watertightness between the head portion and the upper plate through the watertight protrusion and the watertight blade, thereby preventing the occurrence of corrosion at the upper plate joint portion due to the inflow of water.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 접합 대상물이 차체 판재 부품인 경우, 상하판 접합 부위의 부식으로 인해 차체 판재 부품의 도장 피막이 부풀어오르면서 야기되는 판재 부품의 외관 품질 저하를 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, when the object to be bonded is a body plate component, it is possible to prevent deterioration in the appearance quality of the plate component caused by swelling of the coating film of the body plate component due to corrosion at the upper and lower plate joint portions.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 셀프 피어싱 리벳을 적용한 접합 대상물의 접합 구조체를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳이 적용되는 셀프 피어싱 리벳 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 전체 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 단면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 접합 구조를 도시한 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 단면 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 접합 구조를 도시한 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 schematically showing a joining structure of a joining object to which a self-piercing rivet according to the prior art is applied.
2 is a schematic view of a self-piercing rivet device to which a self-piercing rivet according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is an overall perspective view illustrating a self-piercing rivet according to an embodiment of the present invention.
4 is a partially cutaway perspective view illustrating a self-piercing rivet according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a self-piercing rivet according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a joining structure of a self-piercing rivet according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view illustrating a self-piercing rivet according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a joining structure of a self-piercing rivet according to another 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 "...부", ""...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.Also, the terms " part, "" means," and the like, which are described in the specification, refer to a unit of a comprehensive configuration that performs at least one function or operation.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳이 적용되는 셀프 피어싱 리벳 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a schematic view of a self-piercing rivet device to which a self-piercing rivet according to an embodiment of the present invention is applied.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)은 접합 대상물로서 서로 겹쳐진 두 매 이상의 모재들 예를 들면, 차체용 패널(판재 부품)들을 일체로 접합하는 차체 조립 공정에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 2, the self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention includes a body assembling process for joining two or more superposed mother materials, for example, body panels (plate member parts) Can be applied.

그러나, 상기 모재들은 차체용 판재 부품에 적용되는 것에 반드시 한정되지 않고, 차체용 멤버 및 프레임 등과 같은 각종 차체 구조물을 포함할 수도 있다.However, 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, a frame, and the like.

더 나아가, 본 발명의 보호범위가 반드시 차체 부품들을 접합하는 것에 적용되는 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 is not necessarily understood to be applied to joining body parts, and the technical idea of the present invention can be applied if various kinds and uses of parts are assembled.

본 발명의 실시 예에서는 서로 겹쳐진 적어도 두 매의 모재에 대하여 셀프 피어싱 리벳(100)을 일정 압력으로 압입시킴으로서 이들 모재와 셀프 피어싱 리벳(100)의 소성 변형으로서 그 모재들을 일체로 접합할 수 있다.In the embodiment of the present invention, at least two of the base materials overlapping each other can be integrally joined as a plastic deformation of the base material and the self-piercing rivet 100 by pressing the self-piercing rivet 100 at a predetermined pressure.

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-piercing rivet 100 is set upright in the up and down direction. The upper part is defined as an upper part, the upper part and the upper surface, the lower part is defined as a lower part, Bottom and bottom.

또한, 이하에서는 접합 대상물인 두 매의 모재에서 상측에 위치하는 모재를 상판(1)으로 정의하고, 상측 모재의 하측에 위치하는 모재를 하판(2)으로 정의하기로 한다.In the following description, the base material positioned on the upper side in the two base materials to be bonded is defined as the upper plate 1, and the base material positioned on the lower side of the upper base material is defined as the lower plate 2. [

상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 셀프 피어싱 리벳(100)의 기준 위치 및 상하판(1, 2)의 접합 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.Since the direction is relative to the reference position of the self-piercing rivet 100 and the direction in which the upper and lower plates 1 and 2 are joined, But is not necessarily limited to.

여기서, 상기 모재들의 상하판(1, 2)은 이종 소재로서 구비되는 바, 예를 들면 상기 상판(1)은 알루미늄 판재, 마그네슘 판재 등과 같은 비철 소재의 판재를 포함하며, 하판(2)은 스틸 소재의 판재를 포함할 수 있다.The upper and lower plates 1 and 2 of the base materials are provided as different materials. For example, the upper plate 1 includes a non-iron plate such as an aluminum plate and a magnesium plate. The lower plate 2 is made of steel And may include a plate material.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)이 적용 가능한 접합 시스템으로서의 셀프 피어싱 리벳 시스템은, 셀프 피어싱 리벳(100)으로 가압력을 인가하는 펀치(5)와, 서로 겹쳐진 상하판(1, 2)의 접합 대상물 지지하는 다이(7)(당 업계에서는 "엔빌" 이라고도 한다)를 포함할 수 있다.The self-piercing rivet system as a joining system to which the self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention can be applied includes a punch 5 for applying a pressing force to the self-piercing rivet 100, a pair of upper and lower plates 1 (Also referred to as "envelope" in the art) for supporting the object to be bonded of the substrate 2, 2.

상기 펀치(5)는 셀프 피어싱 리벳(100)이 공급되는 부위로, 유압 또는 공압 실린더에 의해 상하 방향으로 이동되며 프레스 구동한다. 그리고, 상기 다이(7)는 펀치(5)로부터 셀프 피어싱 리벳(100)에 작용하는 가압력을 지지하는 엔빌 다이로 구비된다. 상기 다이(7)는 일반적으로 C형 프레임(도면에 도시되지 않음)에 펀치(5)와 함께 구성되며, 그 펀치(5)에 대응하여 상면에 성형 골(9)을 형성하고 있다.The punch 5 is moved in a vertical direction by a hydraulic or pneumatic cylinder to a portion where the self-piercing rivet 100 is fed, and press-driven. The die 7 is provided with an envelope die for supporting a pressing force acting on the self-piercing rivet 100 from the punch 5. [ The die 7 is generally formed with a punch 5 in a C-shaped frame (not shown in the figure), and corresponding to the punch 5, a molding trough 9 is formed on the top surface.

이러한 셀프 피어싱 리벳 시스템은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 SPR(Self Piercing Riveting) 접합 시스템으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Such a self-piercing rivet system is made up of a known SPR (Self Piercing Riveting) jointing system which is well known in the art, so a detailed description of its construction will be omitted herein.

상기 셀프 피어싱 리벳 시스템에 적용되는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)은 펀치(5)에 의해 가압되며 상판(1)을 관통하고, 하판(2)에 압입되며 다이(7)의 성형 골(9)을 따라 소성 변형됨으로써 상하판(1, 2)을 일체로 접합할 수 있다.The self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention applied to the self-piercing rivet system is pressed by the punch 5 and passes through the upper plate 1, is pressed into the lower plate 2, The upper and lower plates 1 and 2 can be integrally joined by plastic deformation along the molding trough 9.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳(100)은 헤드의 형상을 개선하여 접합 대상물의 접합 부위와 헤드 사이로 유입되는 수분을 차단함으로써 수밀 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.The self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention has a structure capable of further improving the watertightness performance by improving the shape of the head to cut off moisture adhering between the jointed portion of the object and the head.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 전체 사시도이고, 도 4는 도 3의 부분 절개 사시도이고, 도 5는 3의 단면 구성도이다.FIG. 3 is an overall perspective view showing a self-piercing rivet according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a partial cutaway perspective view of FIG. 3, and FIG.

도 2와 함께 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳(100)은 기본적으로, 헤드부(10)와 섕크부(30)를 포함하고 있다.2 and 3 to 5, the self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention basically includes a head portion 10 and a shank portion 30.

상기 헤드부(10)는 위에서 언급한 바 있는 펀치(5)의 가압력을 직접 전달받는 부분으로, 도면을 기준할 때 셀프 피어싱 리벳(100)의 상측 부에 구비되며, 소정 두께를 지닌 원형의 판으로 이루어진다.The head portion 10 is a portion directly receiving the pressing force of the punch 5 mentioned above and is provided on the upper portion of the self-piercing rivet 100 as viewed in the drawing, and a circular plate Lt; / RTI >

그리고 상기 헤드부(10)는, 본 발명의 실시 예에 의한 셀프 피어싱 리벳(100)이 서로 겹쳐진 상하판(1, 2)의 리벳팅 타겟 지점을 소성 변형시키며 리벳팅 결합하는 때, 하면과 접하는 상판(1)의 리벳팅 타겟 지점을 지지하는 기능도 하게 된다.When the riveting target points of the upper and lower plates 1 and 2 are plastically deformed and riveted by the self-piercing rivets 100 according to the embodiment of the present invention, And serves to support the riveting target point of the upper plate 1. [

상기 섕크부(30)는 펀치(5) 가압력에 의해 상판(1)을 피어싱 하고, 다이(7)의 성형 골(9)을 따라 변형되며 하판(2)에 압입되는 부위로, 헤드부(10)의 하면에 일체로 연결된다. 상기 섕크부(30)는 헤드부(10)의 외경 보다 작은 외경을 지니며 속이 빈 원통 형상의 섕크로 구비된다. 예를 들면, 상기 섕크부(30)는 헤드부(10)의 하면에 라운드지게 연결된다.The shank portion 30 pierces the upper plate 1 by the pressing force of the punch 5 and is deformed along the molding trough 9 of the die 7 and is pressed into the lower plate 2, In the present embodiment. The shank portion (30) has an outer diameter smaller than the outer diameter of the head portion (10) and is provided with a hollow cylindrical shank. For example, the shank portion 30 is roundly connected to the lower surface of the head portion 10.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)에서 상기 헤드부(10)는 상판(1)과 접하는 하면의 가장자리에 전주 방향을 따라 형성되는 수밀 돌기(51)를 포함하고 있다. 상기 수밀 돌기(51)는 헤드부(10)와 상판(1) 사이를 통해 섕크부(30)의 상판(1) 관통 부위로 유입되는 수분을 차단하는 기능을 하게 된다.Meanwhile, in the self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention, the head portion 10 includes a water-tight protrusion 51 formed along the circumferential direction at the edge of the lower surface in contact with the upper plate 1. The watertight protrusion 51 functions to cut off the water flowing into the shank portion 30 through the upper plate 1 through the space between the head portion 10 and the upper plate 1. [

상기 수밀 돌기(51)는 헤드부(10)에 작용하는 펀치(5)의 가압력에 의해 상판(1)의 상면을 파고들어 갈 수 있도록 섕크부(30)의 길이 방향으로 돌출되게 형성된다.The watertight protrusion 51 is formed to protrude in the longitudinal direction of the shank portion 30 so that the upper surface of the upper plate 1 can be pierced by the pressing force of the punch 5 acting on the head portion 10.

이러한 수밀 돌기(51)는 헤드부(10)에서 섕크부(30)를 따라 수직한 제1 돌기면(53)과, 헤드부(10)와 섕크부(30)의 연결 부분으로 경사진 제2 돌기면(55)을 포함하고 있다. 상기 제1 및 제2 돌기면(53, 55)은 서로 연결되며, 상판(1)의 상면으로 압입되는 예리한 형상의 압입 단(57)을 형성한다.The watertight projection 51 has a first projection surface 53 perpendicular to the shank portion 30 at the head portion 10 and a second projection surface 53 perpendicular to the connecting portion between the head portion 10 and the shank portion 30, And includes a projection surface 55. The first and second projecting surfaces 53 and 55 are connected to each other to form a sharp-edged press-in end 57 which is press-fitted into the upper surface of the upper plate 1. [

여기서, 상기 제1 돌기면(53)을 섕크부(30)를 따라 수직하게 형성한 이유는, 펀치(5)의 가압력이 헤드부(10)의 상면에 수직 방향으로 작용하기 때문에, 상기한 압입 단(57)이 펀치(5)의 가압 방향과 동일한 방향으로 상판(1)의 상면에 용이하게 압입되도록 유도하기 위함이다.The reason why the first projection surface 53 is formed perpendicular to the shank portion 30 is that the pressing force of the punch 5 acts in a direction perpendicular to the upper surface of the head portion 10, So that the step 57 can be easily press-fitted into the upper surface of the upper plate 1 in the same direction as the pressing direction of the punch 5.

그리고, 상기 제2 돌기면(55)을 헤드부(10)와 섕크부(30)의 연결 부분으로 경사지게 형성한 이유는, 압입 단(57)이 제1 돌기면(53)을 통해 펀치(5)의 가압 방향으로 상판(1)의 상면에 일부 압입된 상태에서, 수밀 돌기(51) 전체가 헤드부(10)의 외측 방향으로 소성 변형되며 상판(1)에 압입되도록 유도함으로써, 헤드부(10)와 상판(1) 사이에 대한 수밀 돌기(51)의 수밀 면적을 증대시키기 위함이다.The reason that the second projection surface 55 is inclined to the connecting portion between the head portion 10 and the shank portion 30 is that the press-in end 57 is pushed through the first projection surface 53 by the punch 5 The entire watertight protrusion 51 is plastically deformed outwardly of the head portion 10 and is guided to be press-fitted into the upper plate 1 in a state in which the watertight protrusion 51 is partially pressed into the upper surface of the upper plate 1 in the pressing direction of the head portion 10 10 of the watertight protrusion 51 and the upper plate 1 is increased.

한편, 본 발명의 실시 예에서 펀치(5)와 접하는 헤드부(10)의 상면 가장자리에는 펀치 홈(61)이 형성되어 있다. 상기 펀치 홈(61)은 수밀 돌기(51)와 대응되게 헤드부(10)의 상면 가장자리 부분에 전주 방향을 따라 형성된다. 예를 들면, 상기 펀치 홈(61)은 헤드부(10)의 상면 가장자리를 따라 반원형의 단면 형상으로 형성될 수 있다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, a punch groove 61 is formed on the upper surface edge of the head portion 10 in contact with the punch 5. The punch groove 61 is formed along the circumferential direction on the upper surface edge portion of the head portion 10 so as to correspond to the watertight protrusion 51. For example, the punch groove 61 may have a semicircular cross-sectional shape along the top edge of the head portion 10.

상기에서와 같은 헤드부(10)의 펀치 홈(61)에 대응하여 펀치(5)의 펀칭 면에는 그 펀치 홈(61)과 실질적으로 결합하는 반원 단면 형상의 펀치 돌기(6)를 형성하고 있다. 상기 펀치 돌기(6)는 펀치(5)가 헤드부(10)의 상면을 가압하는 때, 펀치 홈(61)에 결합될 수 있다.The punching surface of the punch 5 corresponding to the punch groove 61 of the head portion 10 as described above is formed with a punch projection 6 having a semicircular cross section shape that substantially engages with the punch groove 61 . The punch projection 6 can be coupled to the punch groove 61 when the punch 5 presses the upper surface of the head portion 10.

이렇게 상기 헤드부(10)의 상면에 펀치 홈(61)을 형성하고 그 펀치 홈(61)에 대응하여 펀치(5)의 펀칭 면에 펀치 돌기(6)를 형성하는 이유는, 헤드부(10)의 상면에 수직으로 작용하는 펀치(5)의 가압력이 수밀 돌기(51)로 원활하게 전달되도록 하기 위함이다.The reason why the punch groove 61 is formed on the top surface of the head portion 10 and the punch projection 6 is formed on the punching surface of the punch 5 corresponding to the punch groove 61 is that the head portion 10 So that the pressing force of the punch 5 vertically acting on the upper surface of the water-tight protrusion 51 is smoothly transmitted.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)을 이용하여 상하판(1, 2)의 접합 대상물을 접합하는 과정을 설명하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 셀프 피어싱 리벳 시스템의 다이(7)에 이종 소재로 서로 겹쳐진 접합 대상물의 상하판(1, 2)을 지지한 상태로, 펀치(5)에 셀프 피어싱 리벳(100)을 공급한다.[0040] The process of joining the objects to be joined of the upper and lower plates 1 and 2 using the self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention will be described. In the embodiment of the present invention, The self-piercing rivet 100 is supplied to the punch 5 in a state in which the upper and lower plates 1 and 2 of the object to be joined which are overlapped with each other with different materials are supported on the die 7 of the punch 5.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 도 6에서와 같이, 상기 펀치(5)를 통해 셀프 피어싱 리벳(100)의 헤드부(10) 상면에 가압력을 인가하는데, 그 상면에 수직한 방향으로 펀치(5)의 가압력을 인가한다.6, a pressing force is applied to the upper surface of the head portion 10 of the self-piercing rivet 100 through the punch 5, and a punch (not shown in the drawing) 5 is applied.

이에, 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 섕크부(30)는 펀치(5)의 가압력에 의해 접합 대상물의 상판(1)을 관통(피어싱)하며, 다이(7)의 성형 골(9)을 따라 외측 방향으로 소성 변형되며 하판(2)에 압입된다.The shank portion 30 of the self-piercing rivet 100 pierces (pierces) the upper plate 1 of the object to be joined by the pressing force of the punch 5 and moves along the molding trough 9 of the die 7 And is press-fitted into the lower plate (2).

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기한 바와 같이 섕크부(30)가 펀치(5)의 가압력에 의해 상판(1)을 관통하고, 다이(7)의 성형 골(9)을 통해 소성 변형되며 하판(2)에 압입됨으로써 그 상하판(1, 2)을 기계적으로 접합할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, as described above, the shank portion 30 passes through the upper plate 1 by the pressing force of the punch 5, is plastically deformed through the molding trough 9 of the die 7, The upper and lower plates 1 and 2 can be mechanically joined to each other by being press-fitted into the lower plate 2.

이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 펀치(5)의 가압력으로 헤드부(10)의 수밀 돌기(51)를 상판(1)의 상면에 압입한다. 이 때, 본 발명의 실시 예에서는 상기 펀치(5)의 펀치 돌기(6)를 헤드부(10) 상면의 펀치 홈(61)에 결합하고, 그 상면에 수직한 방향으로 헤드부(10)에 가압력을 인가하며, 수밀 돌기(51)를 상판(1)의 상면에 압입한다.In this process, in the embodiment of the present invention, the water-tight protrusion 51 of the head portion 10 is press-fitted into the upper surface of the upper plate 1 by the pressing force of the punch 5. At this time, in the embodiment of the present invention, the punch projections 6 of the punch 5 are coupled to the punch grooves 61 on the upper surface of the head part 10, And the water-tight protrusion 51 is press-fitted into the upper surface of the upper plate 1. Then, as shown in Fig.

이에, 본 발명의 실시 예에서는 수밀 돌기(51)에 대응되는 헤드부(10)의 펀치 홈(61)에 펀치(5)의 펀치 돌기(6)를 결합하며, 펀치(5)의 가압력을 헤드부(10)의 상면에 수직한 방향으로 인가하므로, 그 수밀 돌기(51)를 상판(1)의 상면에 용이하게 압입할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the punch projection 6 of the punch 5 is engaged with the punch groove 61 of the head portion 10 corresponding to the watertight projection 51, The watertight protrusion 51 can be easily press-fitted into the upper surface of the upper plate 1 by applying the pressure in the vertical direction to the upper surface of the upper plate 1. [

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 헤드부(10)에서 섕크부(30)를 따라 수직한 제1 돌기면(53)을 수밀 돌기(51)에 형성하므로, 그 수밀 돌기(51)의 압입 단(57)이 제1 돌기면(53)을 통해 펀치(5)의 가압 방향과 동일한 방향으로 상판(1)의 상면으로 용이하게 압입될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the first projection surface 53 perpendicular to the shank portion 30 is formed on the water-tight protrusion 51 in the head portion 10, so that the press- The first protruding surface 57 can be easily press-fitted into the upper surface of the upper plate 1 in the same direction as the pressing direction of the punch 5 through the first protruding surface 53.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 헤드부(10)와 섕크부(30)의 연결 부분으로 경사진 제2 돌기면(55)을 수밀 돌기(51)에 형성하므로, 압입 단(57)이 제1 돌기면(53)을 통해 펀치(5)의 가압 방향으로 상판(1)의 상면에 일부 압입된 상태에서, 수밀 돌기(51) 전체가 제2 돌기면(55)을 통해 헤드부(10)의 외측 방향으로 소성 변형되며 상판(1)으로 압입될 수 있다.In the embodiment of the present invention, since the second projecting surface 55 inclined to the connecting portion of the head portion 10 and the shank portion 30 is formed in the watertight projection 51, the press- The entire watertight projection 51 is pressed against the upper surface of the head portion 10 through the second projecting surface 55 in a state where the watertight projection 51 is partially pressed into the upper surface of the upper plate 1 in the pressing direction of the punch 5 through the projection surface 53 So that it can be press-fitted into the upper plate 1.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)에 의하면, 헤드부(10)의 수밀 돌기(51)를 상판(1)의 상면에 압입함에 따라, 헤드부(10)와 상판(1) 사이를 통해 섕크부(30)의 상판(1) 관통 부위로 유입되는 수분을 차단할 수 있다.According to the self-piercing rivet 100 according to the embodiment of the present invention as described above, when the water-tight protrusion 51 of the head portion 10 is pressed into the upper surface of the upper plate 1, the head portion 10 Moisture flowing into the shank portion 30 through the upper plate 1 can be blocked through the space between the upper plates 1.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 수밀 돌기(51)가 제2 돌기면(55)을 통해 헤드부(10)의 외측 방향으로 소성 변형되며 상판(1)에 압입되도록 유도함으로써, 헤드부(10)와 상판(1) 사이에 대한 수밀 돌기(51)의 수밀 면적을 증대시킬 수 있다.Furthermore, in the embodiment of the present invention, the watertight projection 51 is plastically deformed in the outer direction of the head portion 10 through the second projection surface 55 and is guided to be press-fitted into the upper plate 1, And the watertight protrusion 51 between the upper plate 1 and the upper plate 1 can be increased.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 수밀 돌기(51)를 통해 헤드부(10)와 상판(1) 사이의 수밀 성능을 향상시킴으로써, 수분의 유입으로 인한 상하판(1, 2) 접합 부위에서의 부식 발생을 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the watertightness between the head portion 10 and the upper plate 1 is improved through the watertight protrusion 51, so that corrosion at the joints of the upper and lower plates 1, Can be prevented.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 접합 대상물이 차체 판재 부품인 경우, 상하판(1, 2) 접합 부위의 부식으로 인해 차체 판재 부품의 도장 피막이 부풀어오르면서 야기되는 판재 부품의 외관 품질 저하를 방지할 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention, when the object to be bonded is a body plate component, deterioration in the appearance quality of the plate component caused by swelling of the coating film of the body plate component due to corrosion at the joint portions of the upper and lower plates .

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 단면 구성도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 접합 구조를 도시한 단면 구성도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a self-piercing rivet according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a joining structure of a self-piercing rivet according to another embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(200)은 전기 실시 예의 구조를 기본으로 하면서, 헤드부(10)의 가장자리 둘레 외측으로 연장되게 형성되는 수밀 날개(71)를 더 포함하고 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, the self-piercing rivet 200 according to another embodiment of the present invention includes a water-tight blade (not shown) extending outwardly from the periphery of the head portion 10, 71).

본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 수밀 날개(71)는 헤드부(10)의 가장자리 둘레 단(도면에서의 "A" 부분)에서 단면 폭이 점차 작아지며 섕크부(30) 측으로 라운드지게 굽어지는 형상으로 구비된다.In another embodiment of the present invention, the watertight vane 71 has a gradually decreasing cross-sectional width at the peripheral edge (the "A" portion in the figure) of the head portion 10 and is rounded to the shank portion 30 side .

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(200)에 의하면, 펀치(5: 이하 도 1 참조)의 가압력에 의해 헤드부(10)의 수밀 돌기(51)를 상판(1)의 상면으로 압입함과 동시에, 그 펀치(5)의 가압력으로서 수밀 날개(71)를 상판(1)의 상면에 밀착되게 소성 변형시킬 수 있다.Therefore, according to the self-piercing rivet 200 constructed as described above according to another embodiment of the present invention, the water-tight protrusion 51 of the head portion 10 is pressed by the pressing force of the punch 5 The watertight vane 71 can be plastically deformed so as to be brought into close contact with the upper surface of the upper plate 1 as a pressing force of the punch 5.

여기서, 상기 수밀 날개(71)는 헤드부(10)의 가장자리 둘레 단(A)에서 단면 폭이 점차 작아지며 섕크부(30) 측으로 라운드지게 굽어지는 형상을 취하기 때문에, 그 단면 폭의 최소 단이 상판(1)의 상면으로 파고들 수 있다.The watertight vane 71 has a gradually decreasing section width at the peripheral edge A of the head portion 10 and has a shape that is rounded toward the shank portion 30. Therefore, It can be pierced into the upper surface of the upper plate 1. [

이로써, 본 발명의 다른 실시 예에서는 수밀 돌기(51)와 수밀 날개(71)를 통하여 헤드부(10)와 상판(1) 사이의 수밀 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Thus, in another embodiment of the present invention, the watertightness between the head portion 10 and the upper plate 1 can be further improved through the watertight projection 51 and the watertight vane 71. [

상기한 바와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(200)의 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시 예에서와 같으므로, 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.The rest of the construction and effects of the self-piercing rivet 200 according to another embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

1, 105... 상판 2, 109... 하판
5... 펀치 6... 펀치 돌기
7... 다이 9... 성형 골
10, 103... 헤드부 30, 107... 섕크부
51... 수밀 돌기 53... 제1 돌기면
55... 제2 돌기면 57... 압입 단
61... 펀치 홈 71... 수밀 날개
100, 101, 200... 셀프 피어싱 리벳 A... 둘레 단1, 105 ... top plate 2, 109 ... bottom plate
5 ... Punch 6 ... Punch projection
7 ... die 9 ... molding
10, 103 ... Head portion 30, 107 ... Shank portion
51 ... watertight projection 53 ... first projecting surface
55 ... second projection surface 57 ... indentation end
61 ... punch groove 71 ... watertight blade
100, 101, 200 ... Self-Pierced Rivet A ... circumferential edge

Claims

A self-piercing rivet comprising a head portion and a shank portion integrally connected to the head portion,
Wherein the head portion includes a watertight protrusion protrudingly formed on the object to be bonded so as to be press-fit in the direction of the electric wire on the surface in contact with the object to be bonded,
The watertight projection includes a first projection surface perpendicular to the shank portion at the head portion and a second projection surface inclined to a connection portion between the head portion and the shank portion,
The head portion is provided with a punch groove corresponding to the watertight projection along the edge of the surface in contact with the punch so that the pressing force of the punch vertically acting on the upper surface of the head is smoothly transmitted to the watertight projection,
Wherein the punch groove has a semicircular cross-sectional shape that engages with a punch projection of a semicircular cross-sectional shape provided in the punch,
Wherein the head portion further includes a watertight blade extending outwardly around an edge and curved toward the shank portion,
Wherein the water-tight wing has a gradually decreasing section width at an edge of an edge of the head portion and is rounded and bent toward the shank portion.

The method according to claim 1,
Wherein the shank portion is roundly connected to a lower surface of the head portion,
Wherein the water-tight protrusion is formed in a circumferential direction on a bottom edge of the head portion.

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