KR101932642B1 - 클린칭 펀치 리벳 및 이를 이용한 패널 접합방법 - Google Patents

Abstract

클린칭 펀치 리벳 및 이를 이용한 패널 접합방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳은 적어도 두 장 이상의 패널을 겹치기 접합하기 위한 클린칭 펀치 리벳에 있어서, 상기 패널에 압입되도록 가장자리를 따라 뾰족하게 하향 돌출된 압입단이 형성되는 헤드부; 상기 헤드부의 하면 중심에 일체로 연결되는 몸체부; 및 상기 몸체부의 하면 중심에서 일체로 연결되고, 원뿔대의 형상으로 형성되는 언더컷부를 포함한다.

Description

클린칭 펀치 리벳 및 이를 이용한 패널 접합방법{CLINCHING PUNCH RIVET AND JOINING METHOD OF PANEL}

본 발명은 클린칭 펀치 리벳 및 이를 이용한 패널 접합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수밀성과 접합성을 동시에 만족시키는 클린칭 펀치 리벳 및 이를 이용한 패널 접합방법에 관한 것이다.

일반적으로 복수의 패널을 접합하는 공정은 자동차 부품을 제조하는 경우 등에 매우 빈번히 발생되는 공정이다.

상기 복수의 패널을 겹치기 접합하는데 있어서, 용접접합이나 리벳팅(riveting), 볼팅(bolting), 클린칭(clinching) 및 접착제에 의한 접합방법 등이 적용된다.

상기 용접접합의 경우, 강도 측면에서는 우수하나 이종재료나 특수 코팅된 재료 혹은 알루미늄 재료로 만들어진 패널들을 접합시킬 경우에 사용이 제한되고 있다.

또한, 상기 용접접합에 필요한 열원 및 소모성이 강한 용접 재료 및 유해한 환경 등으로 문제점이 있다.

그리고 리벳팅이나 볼팅의 경우, 대상 물체에 드릴링 공정이 추가되고, 체결 작업에 많은 시간이 필요하다는 단점이 있는 한편, 체결 후, 접합부위에 결함이 발생되고, 압력 및 내용물의 누수 등의 단점이 있다.

한편, 상기 클린칭접합은 간편하고 빠르게 패널을 접합시킬 수 있지만, 상기 리벳팅이나 볼팅에 비하여 접합 강도가 약한 단점이 있다.

마지막으로 접착제에 의한 접합은 금속 결합에 매우 우수한 접합력을 보이나, 클린칭 접합과 접착제의 사용을 병행하는 종래의 방법은 패널 금속의 접착부위가 대기에 개방되어 외부로부터 이물질의 침투가 쉽고 진동 등에 문제점을 가지기 때문에 바람직한 효과를 얻을 수가 없다.

이에 따라, 복수의 패널을 간편하게 접합하는 접합방법에 대한 연구개발이 필요하다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 적어도 두 장 이상의 패널을 겹치기 접합하기 위하여 적용되는 것으로 클린칭 펀치 리벳에 언더컷부를 형성하고, 상기 언더컷부에 대응하여 상부패널과 하부패널을 압입함으로써, 접합력과 수밀성을 동시에 만족할 수 있는 클린칭 펀치 리벳 및 이를 이용한 접합방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 적어도 두 장 이상의 패널을 겹치기 접합하기 위한 클린칭 펀치 리벳에 있어서, 상기 패널에 압입되도록 가장자리를 따라 뾰족하게 하향 돌출된 압입단이 형성되는 헤드부; 상기 헤드부의 하면 중심에 일체로 연결되는 몸체부; 및 상기 몸체부의 하면 중심에서 일체로 연결되고, 원뿔대의 형상으로 형성되는 언더컷부를 포함하는 클린칭 펀치 리벳을 제공할 수 있다.

또한, 상기 압입단은 상기 헤드부의 하면과 접촉되는 상부패널의 두께보다 보다 길게 형성될 수 있다.

또한, 상기 몸체부는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 언더컷부는 하단부의 직경이 상기 몸체부의 직경과 동일하게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 적어도 두 장 이상의 패널을 겹치기 접합하기 위하여 적용되는 것으로 클린칭 펀치 리벳에 언더컷부를 형성하고, 상기 언더컷부에 대응하여 상부패널과 하부패널을 압입함으로써, 접합력과 수밀성을 동시에 만족할 수 있다.

이에 따라, 수밀성을 용하는 외판류, 예를 들어, 후드, 도어 및 트렁크 리드 등에 별도의 접착부재 없이도 간단하게 적용 가능한 이점이 있다.

이 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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳의 사시도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳의 접합 공정도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳의 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳(1)은 적어도 두 장 이상의 패널을 겹치기 접합하기 위하여 적용된다.

상기 클린칭 펀치 유닛(1)은 수밀성을 요하는 외판류, 예를 들어, 후드, 도어 및 트렁크리드 등에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 적용되는 패널은 상부패널(3a)과 하부패널(3b)로 이루어진 2장의 패널을 예로 들어 설명한다.

상기 클린칭 펀치 리벳(1)은 헤드부(10), 몸체부(20) 및 언더컷부(30)를 포함한다.

상기 헤드부(10)는 가장자리를 따라 압입단(11)이 형성된다.

이때, 상기 압입단(11)은 상기 상부 및 하부패널(3a, 3b)에 압입되도록 가장자리를 따라 뾰족하게 하향 돌출된다.

또한, 상기 압입단(11)은 헤드부(10)의 하면과 접촉되는 상부패널(3a)의 두께보다 길게 형성된다.

즉, 상기 압입단(11)은 상기 상부패널(3a)을 관통하여 하부패널(3b)에 압입되도록 상기 상부패널(3a)의 두께보다 길게 형성되고, 상기 상부패널(3a)과 하부패널(3b)을 겹친 두께보다 짧게 형성될 수 있다.

그리고 상기 몸체부(20)는 상기 헤드부(10)의 하면 중심에 일체로 연결된다.

또한, 상기 몸체부(20)는 상단부와 하단부의 직경이 동일한 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 언더컷부(30)는 상기 몸체부(20)의 하면 중심에 일체로 연결된다.

이러한 언더컷부(30)는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 언더컷부(30)는 상단부에서 하단부 측으로 직경이 넓어지도록 형성될 수 있다.

이러한 언더컷부(30)는 하단부의 직경이 상기 몸체부(20)의 직경과 동일하게 형성된다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳의 접합 공정도이다.

적어도 두 장 이상의 패널을 겹치기 접합하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳(1)을 이용하여 패널을 접합하는 패널 접합방법은 소재공급단계, 가압성형단계 및 압입단계를 포함한다.

도 3을 참조하면, 상기 소재공급단계는 접합하고자 하는 상부패널(3a)과 하부패널(3b)을 다이(40) 상에 안착시킨다.

이때, 상기 다이(40)는 하부의 다이 실린더(41)에 의해 상승과 하강 작동하도록 구성된다.

그리고 상기 다이(40)에 대응하여 상기 상부패널(3a)의 상부에 위치한 펀치(43)에 상기 클린칭 펀치 리벳(1)을 공급한다.

도 4를 참조하면, 상기 가압성형단계는 상기 상부패널(3a)과 하부패널(3b)에 대하여 상기 클린칭 펀치 리벳(1)을 가압한다.

이때, 상기 클린칭 펀치 리벳(1)이 상부패널(3a)과 하부패널(3b)을 가압 성형하면서 상기 클린칭 펀치 리벳(1)을 압입한다.

이러한 가압성형단계는 상기 다이(40)에 대응하여 상부패널(3a)과 하부패널(3b)이 상기 클린칭 펀치 리벳(1)에 의해 절곡 성형됨과 동시에, 상기 클린칭 펀치 리벳(1)의 헤드부(10)의 하면 가장가리를 따라 뾰족하게 하향 돌출된 압입단(11)이 상기 상부패널(3a)을 관통하여 하부패널(3b)까지 압입된다.

도 5와 도 6을 참조하면, 상기 압입단계는 상기 클린칭 펀치 리벳(1)의 언더컷부(30)에 대응하여 상기 상부패널(3a)과 하부패널(3b)을 압입한다.

상기 압입단계는 상기 클린칭 펀치 리벳(1)에 대응하여 외주 측에 배치된 복수의 압입캠(45)에 의해 상기 상부패널(3a)과 하부패널(3b)을 상기 언더컷부(30) 측으로 압입하는 것이다.

다시 말해, 상기 가압성형단계 이후에, 상기 다이(40)에 의해 상기 압입캠(45)이 상기 언더컷부(30)와 대응되는 위치까지 상기 상부패널(3a)과 하부패널(3b)을 상승시킨다.

이어서 상기 클린칭 펀치 리벳(1)에 대응하여 외주 측에 배치된 복수의 압입캠(45)을 중심측으로 캠구동시켜 상기 상부패널(3a)과 하부패널(3b)의 성형부(5)를 상기 클린칭 펀치 리벳(1)의 언더컷부(30)를 향해 반경방향으로 압입한다.

이때, 상기 압입단계에서 상기 복수개의 압입캠(45)은 상기 다이(40)에 끼워진 원통형상의 구동 드라이버(47)의 상승작동에 의해 캠 작동이 이루어지도록 구성된다.

상기 구동 드라이버(47)는 하부의 구동 실린더(49)에 의해 상승과 하강 작동하도록 구성된다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 클린칭 펀치 리벳 및 이를 이용한 패널 접합방법은 상기 클린칭 펀치 리벳(1)에 언더컷부(30)를 형성하고, 상기 언더컷부(30)에 대응하여 상부패널(3a)과 하부패널(3b)을 압입함으로써, 접합성과 수밀성을 동시에 만족할 수 있다.

이에 따라, 상기 클린칭 펀치 리벳 및 이를 이용한 패널 접합방법은 수밀성을 용하는 외판류, 예를 들어, 후드, 도어 및 트렁크 리드 등에 별도의 접착부재 없이도 간단하게 적용 가능한 이점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 클린칭 펀치 리벳
3a: 상부패널
3b: 하부패널
5: 성형부
10: 헤드부
11: 압입단
20: 몸체부
30: 언더컷부
40: 다이
41: 다이 실린더
43: 펀치
45: 압입 캠
47: 구동 드라이버
49: 구동 실린더

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 적어도 두 장 이상의 패널을 겹치기 접합하기 위하여 클린칭 펀치 리벳을 이용한 패널 접합방법에 있어서,
   접합하고자 하는 상부패널과 하부패널을 다이 상에 안착시키고, 상기 다이에 대응하여 상기 상부패널의 상부에 위치한 펀치에 상기 클린칭 펀치 리벳을 공급하는 소재공급단계;
   상기 상부 및 하부패널에 대하여 상기 클린칭 펀치 리벳을 가압하여 상기 상부 및 하부패널을 가압 성형하면서 상기 클린칭 펀치 리벳을 압입하는 가압성형단계; 및
   상기 클린칭 펀치 리벳의 언더컷부에 대응하여 외주 측에 배치된 복수개의 압입캠을 중심 측으로 캠구동시켜 상기 상부 및 하부패널의 성형부를 상기 클린칭 펀치 리벳의 언더컷부를 향해 반경방향으로 압입하는 압입단계;
   를 포함하는 클린칭 펀치 리벳을 이용한 패널 접합방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가압성형단계는
   상기 다이에 대응하여 상부 및 하부패널이 상기 클린칭 펀치 리벳에 의해 절곡 성형됨과 동시에, 상기 클린칭 펀치 리벳의 하면 가장자리를 따라 뾰족하게 하향 돌출된 압입단이 상기 상부패널을 관통하여 하부패널까지 압입되는 클린칭 펀치 리벳을 이용한 패널 접합방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 압입단계에서 상기 복수개의 압입캠은
   상기 다이에 끼워진 원통형상의 구동 드라이버의 상승작동에 의해 캠 작동이 이루어지도록 구성되는 클린칭 펀치 리벳을 이용한 패널 접합방법.

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