KR102104890B1 - 이종소재 접합용 클립 및 이를 이용한 이종소재 접합 구조체 - Google Patents

Abstract

이종소재 접합용 클립이 개시된다. 개시된 이종소재 접합용 클립은, 비철소재와 스틸소재의 이종 금속판재를 접합하기 위한 스틸소재의 클립으로서, ⅰ)비철소재 금속판재의 가장자리부 일면을 지지하는 제1 지지 면을 형성하고, 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접될 제1 용접 면을 제1 지지 면의 반대 면에 형성하는 제1 바이트부와, ⅱ)제1 지지 면에 일체로 돌출 형성되며, 비철소재 금속판재의 가장자리부 일면에 압입되는 제1 압입부와, ⅲ)비철소재 금속판재의 가장자리부 타면을 지지하는 제2 지지 면을 형성하고, 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접될 제2 용접 면을 제2 지지 면의 반대 면에 형성하는 제2 바이트부와, ⅳ)제2 지지 면에 일체로 돌출 형성되며, 비철소재 금속판재의 가장자리부 타면에 압입되는 제2 압입부와, ⅴ)제1 및 제2 바이트부를 일체로 연결하며, 제1 및 제2 바이트부에 인가되는 가압력에 의해 밴딩 가능하게 구비되는 밴딩부를 포함할 수 있다.

Description

이종소재 접합용 클립 및 이를 이용한 이종소재 접합 구조체 {CLIP FOR ADHERING DIFFERENT KINDS MATERIALS AND ADHERING STRUCTURE OF DIFFERENT KINDS MATERIALS USING THEREOF}

본 발명의 실시 예는 이종소재의 접합 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스틸소재와 비철소재의 이종소재를 스폿 용접으로 접합하기 위한 스틸 엘리먼트로서의 이종소재 접합용 클립 및 이를 이용한 이종소재 접합 구조체에 관한 것이다.

자동차 산업에서는 환경 문제에 따른 연비의 향상을 위해 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 플라스틱 복합소재 등의 사용을 통하여 차체의 경량화를 도모하고 있다.

예를 들어, 알루미늄 합금 또는 마그네슘 합금 등과 같은 비철 금속소재의 경량소재 만을 차체에 적용할 경우는 자동차 안정도 평가를 만족하기 위해 많은 설계 및 제조비용이 든다. 그러나, 고 장력 강판 등과 같은 스틸 소재에 상기한 경량소재를 적용하는 경우는 차체의 경량화 및 자동차 안정도 평가 만족과 함께 제조비용을 줄일 수 있다.

이와 같은 서로 다른 소재의 조합이 많아지고 있지만, 이러한 조합의 이종소재 접합에 용접을 적용하면, 각바닉 부식으로 인한 품질문제가 발생한다. 이에 최근에는 갈바닉 부식의 문제점을 개선하기 위한 이종소재의 접합방법으로서 저항 요소 용접(REW: Resistance Element Welding) 방식이 적용되고 있다.

종래 기술에 따른 REW 장치는 비철소재의 금속판재에 접합 홀(프리 홀 이라고도 함)을 피어싱 가공하고, 그 접합 홀에 리벳과 같은 스틸 엘리먼트를 가 체결한 상태에서, 접합 홀을 관통한 스틸 엘리먼트의 용접부와 스틸소재의 금속판재를 겹쳐 놓고, 그 스틸 엘리먼트와 스틸소재의 금속판재를 스폿 용접으로 접합하고 있다.

그런데, 종래 기술에서는 스틸 엘리먼트를 가 체결한 비철소재의 금속판재를 용접 공정으로 이동할 때, 스틸 엘리먼트의 이탈이 발생할 수 있다. 또한, 종래 기술에서는 스틸 엘리먼트의 전극(스폿 용접 전극) 가압부의 면적이 제한적이므로, 스폿 용접기의 스폿 티칭 오차, 스틸 엘리먼트의 위치 산포 등에 의한 스틸 엘리먼트와 스틸소재의 금속판재 간 스폿 용접 불량 및 오 조립을 야기할 수 있다.

더 나아가, 종래 기술에서는 스틸 엘리먼트의 용접부에 대해 스틸소재의 금속판재를 겹쳐지게 하는 방향성의 제약(일 방향: 스틸 엘리먼트의 체결 방향)이 따르므로, 비철소재의 금속판재에 대한 스틸소재 금속판재의 위치 변경 시, 스틸 엘리먼트의 체결 방향을 변경해야 하는 번거로움이 있다.

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

본 발명의 실시 예들은 소성 변형되면서 비철소재의 금속판재에 고정되고, 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접될 수 있는 스틸소재의 엘리먼트로 활용될 수 있도록 한 이종소재 접합용 클립 및 이를 이용한 이종소재 접합 구조체를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립은, 비철소재와 스틸소재의 이종 금속판재를 접합하기 위한 스틸소재의 클립으로서, ⅰ)상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 일면을 지지하는 제1 지지 면을 형성하고, 상기 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접될 제1 용접 면을 상기 제1 지지 면의 반대 면에 형성하는 제1 바이트부와, ⅱ)상기 제1 지지 면에 일체로 돌출 형성되며, 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 일면에 압입되는 제1 압입부와, ⅲ)상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 타면을 지지하는 제2 지지 면을 형성하고, 상기 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접될 제2 용접 면을 상기 제2 지지 면의 반대 면에 형성하는 제2 바이트부와, ⅳ)상기 제2 지지 면에 일체로 돌출 형성되며, 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 타면에 압입되는 제2 압입부와, ⅴ)상기 제1 및 제2 바이트부를 일체로 연결하며, 상기 제1 및 제2 바이트부에 인가되는 가압력에 의해 밴딩 가능하게 구비되는 밴딩부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립은, 상기 밴딩부를 사이에 두고 상기 제1 및 제2 바이트부가 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 C 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립은, 상기 제1 및 제2 바이트부에 인가되는 가압력에 의해 상기 밴딩부가 밴딩되고, 상기 제1 및 제2 압입부가 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 ⊂ 형상으로 고정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립에 있어서, 상기 제1 및 제2 바이트부는 사각 블록 형태로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립에 있어서, 상기 제1 및 제2 바이트부는 상기 밴딩부를 사이에 두고 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 형상에서, 인가되는 가압력에 의해 상기 밴딩부가 밴딩될 때, 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 측으로 선회하며, 상기 제1 및 제2 압입부를 통해 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 고정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립에 있어서, 상기 제1 압입부는 상기 제1 지지 면의 중앙에 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 길이 방향을 따라 돌출 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립에 있어서, 상기 제2 압입부는 상기 제2 지지 면의 끝단에 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 길이 방향을 따라 돌출 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립에 있어서, 상기 제1 압입부의 압입 단에는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 인터 록 되는 제1 걸림 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립에 있어서, 상기 제2 압입부의 압입 단에는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 인터 록 되는 제2 걸림 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립에 있어서, 상기 제1 및 제2 압입부는 표면에 코팅된 알루미늄 혹은 아연소재의 도금층을 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체는, 밴딩부를 사이에 두고 제1 및 제2 바이트부가 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 C 형상의 스틸소재 클립을 이용하여 비철소재와 스틸소재의 이종 금속판재를 접합한 구조로서, 상기 제1 및 제2 바이트부에 인가되는 가압력에 의해 상기 밴딩부가 밴딩되며, 상기 제1 및 제2 바이트부의 제1 및 제2 압입부가 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 상기 클립이 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 ⊂ 형상으로 고정되고, 상기 제1 및 제2 바이트부 중 어느 하나와 상기 스틸소재의 금속판재가 스폿 용접된 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제1 바이트부는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 일면을 지지하는 제1 지지 면을 형성하고, 상기 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접되는 제1 용접 면을 상기 제1 지지 면의 반대 면에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제2 바이트부는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 타면을 지지하는 제2 지지 면을 형성하고, 상기 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접되는 제2 용접 면을 상기 제2 지지 면의 반대 면에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제1 압입부는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 길이 방향을 따라 상기 제1 지지 면의 중앙에 돌출 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제1 압입부의 압입 단에는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 인터 록 되는 제1 걸림 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제2 압입부는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 길이 방향을 따라 상기 제2 지지 면의 끝단에 돌출 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제2 압입부의 압입 단에는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 인터 록 되는 제2 걸림 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 스틸소재의 금속판재는 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 비철소재의 금속판재는 알루미늄 판재 및 마그네슘 판재 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 비철소재의 금속판재에 고정된 클립을 통하여 스틸소재의 금속판재를 스폿 용접함에 따라, 이종소재 접합 구조체의 오 조립을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 이종소재 접합 구조체의 용접 품질 및 접합 양산성을 향상시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 이용한 이종소재 접합 구조체를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 이용한 이종소재 접합 구조체를 도시한 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 도시한 단면 구성도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 이용한 이종소재 접합 방법을 설명하기 위한 도면이다.

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.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

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.

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.

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.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 이용한 이종소재 접합 구조체를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 이용한 이종소재 접합 구조체를 도시한 단면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립(100)은 서로 다른 소재의 금속판재를 기계적인 접합 방식 및 스폿 용접 방식으로 접합하기 위한 것이다.

상기 이종소재 접합용 클립(100)을 이용하여 서로 다른 금속소재의 금속판재를 접합한 이종소재 접합 구조체(200)는 차체의 경량화를 도모하기 위해 이종소재의 금속판재(1, 2)가 일체로 접합된 접합체로서, 예를 들면 차체 패널과 같은 차체 조립용 부품으로 구성될 수 있다.

이러한 이종소재의 접합 구조체(200)는 상기한 바와 같이 차체용 패널에 적용되는 것으로 한정되지 않고, 차체용 멤버 및 차체 프레임 등과 같은 각종 차체 구조물에 적용될 수도 있다.

더 나아가, 본 발명의 보호범위가 차체 조립용 부품의 이종소재 접합체에 반드시 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 구조물에 채용되는 이종소재의 접합체라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

여기서, 이종소재의 금속판재(1, 2)는 예를 들어, 알루미늄 판재 및 마그네슘 판재 등과 같은 비철소재의 금속판재(1)와, 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 등과 같은 스틸소재의 금속판재(2)를 포함할 수 있다. 그러나, 이하에서는 비철소재의 금속판재(1)로서 알루미늄 판재를 예로 들어 설명한다.

상기에서 비철소재의 금속판재(1)는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립(100)을 통해 스틸소재의 금속판재(2)와 스폿 용접으로 접합될 수 있는 가장자리부(이하에서는 "접합부(1a)" 라고 한다)를 형성하고 있다.

상기한 접합부(1a)는 이를 제외한 비철소재 금속판재(1)의 나머지 부분보다 얇은 두께로서 그 나머지 부분의 단면 중앙에서 가장자리 외측으로 돌출된 부분을 의미한다.

이하에서는 도면을 기준으로 비철소재의 금속판재(1) 위에 스틸소재의 금속판재(2)를 겹쳐 놓은 상태로 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립(100)을 통해 비철소재의 금속판재(1)와 스틸소재의 금속판재(2)를 일체로 접합하여 이종소재의 접합체를 제조하는 예를 설명하기로 한다. 이에, 하기에서는 도면을 기준으로 할 때, 상측을 향하는 부분을 상부, 상단, 상면 및 상단부로 정의하며, 하측을 향하는 부분을 하부, 하단, 하면 및 하단부로 정의하기로 한다.

그러나, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 비철소재 금속판재(1)와 스틸소재 금속판재(2)의 기준 위치, 이종소재 접합용 클립(100)의 기준 위치 및 접합장치의 접합 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.

더 나아가, 하기에서의 "단(한쪽/일측 단 또는 다른 한쪽/일측 단)"은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(한쪽/일측 단부 또는 다른 한쪽/일측 단부)으로 정의될 수도 있다.

본 발명의 실시 예는 소성 변형 가능한 C 타입의 이종소재 접합용 클립(100)을 스틸소재의 엘리먼트로 활용하여 이종소재의 금속판재(1, 2)를 스폿 용접으로 접합한 이종소재 접합 구조체(200)를 제공한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 도시한 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립(100)은 이종소재의 금속판재(1, 2)를 접합하기 위한 하드웨어로서, 스틸소재로 이루어진다. 여기서, 상기 이종소재 접합용 클립(100)은 이종소재의 금속판재(1, 2)를 접합하기 전의 단품으로서, 하기에서와 같은 구성 요소들을 통하여 C 형상으로 구비된다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립(100)은 기본적으로, 제1 바이트부(10), 제1 압입부(30), 제2 바이트부(50), 제2 압입부(70), 그리고 밴딩부(90)를 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

여기서, 상기 이종소재 접합용 클립(100)은 이종소재의 금속판재(1, 2)를 접합하기 전의 단품으로서, 이하에서 더욱 설명될 밴딩부(90)를 사이에 두고 제1 및 제2 바이트부(10, 50)가 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 C 형상으로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 바이트부(10)는 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a) 일면(도면에서의 상면)을 지지하는 제1 지지 면(11)(도면에서의 하면)을 형성하며, 스틸소재 금속판재(2)와 스폿 용접될 제1 용접 면(13)(도면에서의 상면)을 제1 지지 면(11)의 반대 면에 형성하고 있다.

이러한 제1 바이트부(10)는 예를 들어 사각 블록 형태로 구비될 수 있다. 더 나아가, 상기 제1 바이트부(10)는 정사각형의 블록 형태로 구비될 수 있다. 이에 상기 제1 지지 면(11)은 사각 평면으로서 접합부(1a)의 일면을 지지하며, 제1 용접 면(13)은 스틸소재 금속판재(2)와 스폿 용접될 수 있는 보다 넓은 면적의 사각 평면을 형성하고 있다.

상기 제1 바이트부(10)가 본 발명의 실시 예에서는 사각 블록 형태로 구비되는 것으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 그 외의 다각 형상, 원형 및 타원형 등과 같은 다양한 형상으로 구비될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 압입부(30)는 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a) 일면에 압입되는 것으로서, 제1 바이트부(10)의 제1 지지 면(11)에 일체로 돌출 형성된다.

상기 제1 압입부(30)는 제1 지지 면(11)의 중앙에 접합부(1a)의 길이 방향을 따라 돌출 형성된다. 이러한 제1 압입부(30)는 제1 지지 면(11)에 일체로 연결되는 제1 압입 섕크(31)와, 제1 압입 섕크(31)의 단부에 일체로 형성되는 압입 단으로서의 제1 걸림 돌기(33)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 걸림 돌기(33)는 제1 압입 섕크(31) 단부의 양측 가장자리에 후크 형태로 돌출 형성된다. 이러한 제1 걸림 돌기(33)는 제1 압입 섕크(31)를 통해 접합부(1a)에 압입되면서 인터 록 될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 바이트부(50)는 제1 바이트부(10)와 동일한 형상으로 구비된다. 상기 제2 바이트부(50)는 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a) 타면(도면에서의 하면)을 지지하는 제2 지지 면(51)(도면에서의 상면)을 형성하며, 스틸소재의 금속판재(2)와 스폿 용접될 제2 용접 면(53)(도면에서의 하면)을 제2 지지 면(51)의 반대 면에 형성하고 있다.

이러한 제2 바이트부(50)는 예를 들어 사각 블록 형태로 구비될 수 있다. 이에 상기 제2 지지 면(51)은 사각 평면으로서 접합부(1a)의 타면을 지지하며, 제2 용접 면(53)은 스틸소재 금속판재(2)와 스폿 용접될 수 있는 보다 넓은 면적의 사각 평면을 형성하고 있다.

상기 제2 바이트부(50)가 본 발명의 실시 예에서는 사각 블록 형태로 구비되는 것으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 그 외의 다각 형상, 원형 및 타원형 등 다양한 형상으로 구비될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 압입부(70)는 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a) 타면에 압입되는 것으로서, 제2 바이트부(50)의 제2 지지 면(51)에 일체로 돌출 형성된다.

상기 제2 압입부(70)는 제2 지지 면(51)의 끝단(밴딩부의 반대쪽 단부)에 접합부(1a)의 길이 방향을 따라 돌출 형성된다. 이러한 제2 압입부(70)는 제2 지지 면(51)에 일체로 연결되는 제2 압입 섕크(71)와, 제2 압입 섕크(71)의 단부에 일체로 형성되는 압입 단으로서의 제2 걸림 돌기(73)를 포함한다.

여기서, 상기 제2 걸림 돌기(73)는 제2 압입 섕크(71) 단부의 내측 가장자리에 돌출 형성되는 바, 예를 들면 제2 압입 섕크(71)의 단부에서 내측으로 절곡된 후크 형태로 돌출 형성된다. 이러한 제2 걸림 돌기(73)는 제2 압입 섕크(71)를 통해 접합부(1a)에 압입되면서 인터 록 될 수 있다.

더 나아가, 상기에서와 같은 제1 바이트부(10)에서의 제1 압입부(30) 및 제2 바이트부(50)에서의 제2 압입부(70)는 표면에 코팅된 알루미늄 혹은 아연소재의 도금층(81)을 포함하고 있다.

이와 같이 상기 제1 및 제2 압입부(30, 70)의 표면에 도금층(81)으로서의 알루미늄 도금(ALMAC) 또는 아연도금(ZnNi)을 코팅한 이유는 서로 다른 소재 즉, 스틸소재인 제1 및 제2 압입부(30, 70)와 비철소재 금속판재(1)의 압입 결합에 따른 갈바닉 부식을 방지하기 위함이다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 밴딩부(90)는 제1 및 제2 바이트부(10, 50)를 일체로 연결하는 것으로서, 그 제1 및 제2 바이트부(10, 50)에 인가되는 가압력에 의해 밴딩 가능하게 구비된다.

상기 밴딩부(90)는 제1 및 제2 바이트부(10, 50)를 일체로 연결하는 바, 이에 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립(100)은 이종소재의 금속판재(1, 2)를 접합하기 전의 단품으로서, 그 밴딩부(90)를 통하여 제1 및 제2 바이트부(10, 50)가 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 C 형상으로 구비될 수 있다.

이와 같은 상기 밴딩부(90)는 제1 및 제2 바이트부(10, 50) 사이에 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a)를 두고 제1 및 제2 바이트부(10, 50)에 인가되는 가압력에 의해 이들 제1 및 제2 바이트부(10, 50)가 서로 가까워지는 방향으로 밴딩될 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립(100)은 제1 및 제2 바이트부(10, 50)에 인가되는 가압력에 의해 밴딩부(90)가 밴딩되고, 제1 및 제2 압입부(30, 70)가 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a)에 압입되면서 그 접합부(1a)에 ⊂의 형상으로 고정될 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 바이트부(10, 50)는 밴딩부(90)를 사이에 두고 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 형상에서, 인가되는 가압력에 의해 밴딩부(90)가 밴딩될 때, 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a) 측으로 선회하면서 제1 및 제2 압입부(30, 70)를 통해 접합부(1a)에 고정될 수 있다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립(100)을 이용하여 비철소재의 금속판재(1)와 스틸소재의 금속판재(2)를 접합하는 이종소재 접합 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합용 클립을 이용한 이종소재 접합 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 스틸소재의 금속판재(2: 도 7 참조)와 접합될 비철소재의 금속판재(1)를 제공하는데, 예를 들면 설정된 가장자리부에 접합부(1a)를 형성하고 있는 비철소재의 금속판재(1)를 제공한다. 그리고, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 바와 같이 구성되는 스틸소재의 이종소재 접합용 클립(100)을 제공한다.

여기서, 상기 이종소재 접합용 클립(100)은 비철소재 금속판재(1) 및 스틸소재 금속판재(2)를 접합하기 전의 단품으로서, 밴딩부(90)를 통하여 제1 및 제2 바이트부(10, 50)가 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 C 형상으로 제공된다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a)를 클립(100)의 제1 및 제2 바이트부(10, 50) 사이에 위치시키는데, 그 접합부(1a)의 가장자리 단이 밴딩부(90)에 접촉되도록 위치시킨다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 도면에 도시되지 않은 밴딩기를 통하여 클립(100)의 제1 및 제2 바이트부(10, 50)에 설정된 가압력을 인가한다.

그러면, 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 바이트부(10, 50)에 인가되는 가압력에 의해 밴딩부(90)가 밴딩 되는데, 밴딩부(90)는 접합부(1a)의 가장자리 단을 지지하며 그 접합부(1a)를 사이에 두고 제1 및 제2 바이트부(10, 50)가 서로 가까워지는 방향으로 밴딩된다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서 상기 제1 바이트부(10)의 제1 지지 면(11)은 접합부(1a)의 일면을 지지하며, 제1 바이트부(10)의 제1 용접 면(13)은 비철소재 금속판재(1)의 일면(도면에서의 상면)과 동일 평면을 이룬다.

이때, 상기 제1 바이트부(10)의 제1 압입부(30)는 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a) 일면에 압입되며 고정되는데, 제1 압입부(30)의 제1 걸림 돌기(33)는 제1 압입 섕크(31)를 통해 접합부(1a)에 압입되면서 인터 록 된다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 상기 제2 바이트부(50)의 제2 지지 면(51)은 접합부(1a)의 타면을 지지하며, 제2 바이트부(50)의 제2 용접 면(53)은 비철소재 금속판재(1)의 타면(도면에서의 하면)과 동일 평면을 이룬다.

여기서, 상기 제2 바이트부(50)의 제2 압입부(70)는 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a) 타면에 압입되며 고정되는데, 제2 압입부(70)의 제2 걸림 돌기(73)는 제2 압입 섕크(71)를 통해 접합부(1a)에 압입되면서 인터 록 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합용 클립(100)은 제1 및 제2 바이트부(10, 50)에 인가되는 가압력에 의해 밴딩부(90)가 밴딩되며, 제1 및 제2 압입부(30, 70)가 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a)에 압입되면서 그 접합부(1a)에 ⊂의 형상으로 고정된다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 비철소재의 금속판재(1)와 접합될 스틸소재의 금속판재(2)를 제공하며, 클립(100)에 있어 제1 및 제2 바이트부(10, 50)의 제1 및 제2 용접 면(13, 53) 중 어느 하나에 스틸소재의 금속판재(2)를 겹쳐지게 셋팅한다. 예를 들면, 본 발명의 실시 예에서는 스틸소재의 금속판재(2)를 제1 바이트부(10)의 제1 용접 면(13)과 맞닿게 비철소재의 금속판재(1) 상에 셋팅한다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 스폿 용접기(103)를 통해 스틸소재의 금속판재(2)와 클립(100)의 제1 바이트부(10)를 스폿 용접한다.

여기서, 상기 스폿 용접기(103)는 서로 겹쳐진 모재를 가압함과 동시에 전류를 통전시킴으로써 전기저항에 의한 용접열을 발생시켜 용접하는 전기 저항 용접 장치이다.

이러한 스폿 용접기(103)는 도면을 기준으로, 하측에서 클립(100)의 제2 바이트부(50)를 지지하는 고정 전극(105)과, 상측에서 스틸소재의 금속판재(2)를 가압하는 가동 전극(107)을 포함하고 있다.

상기한 스폿 용접 과정에서는 고정 전극(105)을 통해 클립(100)의 제2 바이트부(50)를 지지하며, 가동 전극(107)을 통해 스틸소재의 금속판재(2)를 가압한 상태에서, 고정 전극(105)과 가동 전극(107)에 용접 전류를 인가한다.

그러면, 상기 스틸소재의 금속판재(2)와 클립(100)의 제1 바이트부(10)는 고정 전극(105) 및 가동 전극(107)에 의한 양 방향에서의 가압 및 통전 가열을 통해 용융 접합되며 스폿 용접부(110)를 형성한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 스틸소재의 금속판재(2)와 제1 바이트부(10)의 제1 용접 면(13)이 상호 스폿 용접된 스폿 용접부(110)를 통하여 비철소재의 금속판재(1)와 스틸소재의 금속판재(2)를 일체로 접합하며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 이종소재 접합 구조체(200)를 제조할 수 있다.

이와 같이 제조된 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(200)는 상기한 바와 같은 이종소재 접합용 클립(100)이 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a)에 ⊂ 형상으로 고정되며, 그 클립(100)의 제1 및 제2 바이트부(10, 50) 중 어느 하나와 스틸소재의 금속판재(2)가 스폿 용접된 구조로 이루어진다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에서는 C 타입의 이종소재 접합용 클립(100)을 소성 변형시키며 비철소재의 금속판재(1)에 고정하고, 그 클립을 스틸소재의 엘리먼트로 활용하여 이종소재의 금속판재(1, 2)를 스폿 용접으로 접합할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 비철소재의 금속판재(1)에 인터 록 된 클립(100)을 스틸소재의 금속판재(2)와 스폿 용접함에 따라, 인장전단 강도가 높은 고품질의 이종소재 접합 구조체(200)를 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 밴딩부(90)를 소성 변형시키며, 제1 및 제2 압입부(30, 70)를 비철소재 금속판재(1)의 접합부(1a)에 압입하고, 제1 및 제2 바이트부(10, 50)를 통해 클립(100)을 접합부(1a)에 ⊂의 형상으로 고정함에 따라, 비철소재 금속판재(1)의 공정 간 이동 중 클립(100)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시 예에서는 클립(100)을 비철소재의 금속판재(1)에 고정한 상태로, 클립(100)과 스틸소재의 금속판재(2)를 스폿 용접할 수 있으므로, 클립(100)과 스틸소재 금속판재(2)의 용접 정밀도를 향상시킬 수 있고, 클립(100)과 스틸소재 금속판재(2)의 오 조립을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 클립(100)의 제1 및 제2 바이트부(10, 50)에 비교적 넓은 면적을 가진 제1 및 제2 용접 면(13, 53)을 형성함에 따라, 스폿 용접기(103)의 스폿 티칭 오차를 보상하면서 클립(100)과 스틸소재의 금속판재(2)를 스폿 용접할 수 있으므로, 이종소재 접합 구조체(200)의 용접 품질 및 양산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 클립(100)의 제1 및 제2 바이트부(10, 50)에 양 방향으로의 제1 및 제2 용접 면(13, 53)을 형성함에 따라, 스틸소재 금속판재(2)의 위치에 관계 없이 클립(100)과 스틸소재의 금속판재(2)를 용이하게 스폿 용접할 수 있기 때문에, 스틸소재의 금속판재(2)에 대한 용접 자유도를 향상시킬 수 있다.

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.

1: 비철소재 금속판재 1a: 접합부
2: 스틸소재 금속판재 10: 제1 바이트부
11: 제1 지지 면 13: 제1 용접 면
30: 제1 압입부 31: 제1 압입 섕크
33: 제1 걸림 돌기 50: 제2 바이트부
51: 제2 지지 면 53: 제2 용접 면
70: 제2 압입부 71: 제2 압입 섕크
73: 제2 걸림 돌기 81: 도금층
90: 밴딩부 100: 이종소재 접합용 클립
103: 스폿 용접기 105: 고정 전극
107: 가동 전극 110: 스폿 용접부
200: 이종소재 접합 구조체

Claims (16)

1. 비철소재와 스틸소재의 이종 금속판재를 접합하기 위한 스틸소재의 이종소재 접합용 클립으로서,
   상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 일면을 지지하는 제1 지지 면을 형성하고, 상기 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접될 제1 용접 면을 상기 제1 지지 면의 반대 면에 형성하는 제1 바이트부;
   상기 제1 지지 면에 일체로 돌출 형성되며, 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 일면에 압입되는 제1 압입부;
   상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 타면을 지지하는 제2 지지 면을 형성하고, 상기 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접될 제2 용접 면을 상기 제2 지지 면의 반대 면에 형성하는 제2 바이트부;
   상기 제2 지지 면에 일체로 돌출 형성되며, 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 타면에 압입되는 제2 압입부; 및
   상기 제1 및 제2 바이트부를 일체로 연결하며, 상기 제1 및 제2 바이트부에 인가되는 가압력에 의해 밴딩 가능하게 구비되는 밴딩부;
   를 포함하는 이종소재 접합용 클립.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 이종소재 접합용 클립은,
   상기 밴딩부를 사이에 두고 상기 제1 및 제2 바이트부가 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 C 형상으로 구비되는 이종소재 접합용 클립.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 이종소재 접합용 클립은,
   상기 제1 및 제2 바이트부에 인가되는 가압력에 의해 상기 밴딩부가 밴딩되고, 상기 제1 및 제2 압입부가 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 ⊂ 형상으로 고정되는 이종소재 접합용 클립.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 바이트부는 사각 블록 형태로 구비되는 이종소재 접합용 클립.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 바이트부는,
   상기 밴딩부를 사이에 두고 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 형상에서, 인가되는 가압력에 의해 상기 밴딩부가 밴딩될 때,
   상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 측으로 선회하며, 상기 제1 및 제2 압입부를 통해 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 고정되는 이종소재 접합용 클립.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 압입부는,
   상기 제1 지지 면의 중앙에 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 길이 방향을 따라 돌출 형성되는 이종소재 접합용 클립.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제2 압입부는,
   상기 제2 지지 면의 끝단에 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 길이 방향을 따라 돌출 형성되는 이종소재 접합용 클립.
8. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 압입부의 압입 단에는,
   상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 인터 록 되는 제1 걸림 돌기가 형성되는 이종소재 접합용 클립.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 제2 압입부의 압입 단에는,
   상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 인터 록 되는 제2 걸림 돌기가 형성되는 이종소재 접합용 클립.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 압입부는 표면에 코팅된 알루미늄 혹은 아연소재의 도금층을 포함하는 이종소재 접합용 클립.
11. 밴딩부를 사이에 두고 제1 및 제2 바이트부가 서로 멀어지는 방향으로 벌어진 C 형상의 스틸소재 클립을 이용하여 비철소재와 스틸소재의 이종 금속판재를 접합한 이종소재 접합 구조체로서,
    상기 제1 및 제2 바이트부에 인가되는 가압력에 의해 상기 밴딩부가 밴딩되며, 상기 제1 및 제2 바이트부의 제1 및 제2 압입부가 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 상기 클립이 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 ⊂ 형상으로 고정되고,
    상기 제1 및 제2 바이트부 중 어느 하나와 상기 스틸소재의 금속판재가 스폿 용접된 이종소재 접합 구조체.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 바이트부는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 일면을 지지하는 제1 지지 면을 형성하고, 상기 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접되는 제1 용접 면을 상기 제1 지지 면의 반대 면에 형성하고,
    상기 제2 바이트부는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 타면을 지지하는 제2 지지 면을 형성하고, 상기 스틸소재의 금속판재와 스폿 용접되는 제2 용접 면을 상기 제2 지지 면의 반대 면에 형성하는 이종소재 접합 구조체.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 압입부는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 길이 방향을 따라 상기 제1 지지 면의 중앙에 돌출 형성되며,
    상기 제1 압입부의 압입 단에는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 인터 록 되는 제1 걸림 돌기가 형성되는 이종소재 접합 구조체.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 압입부는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부 길이 방향을 따라 상기 제2 지지 면의 끝단에 돌출 형성되며,
    상기 제2 압입부의 압입 단에는 상기 비철소재 금속판재의 가장자리부에 압입되면서 인터 록 되는 제2 걸림 돌기가 형성되는 이종소재 접합 구조체.
15. 제11 항에 있어서,
    상기 스틸소재의 금속판재는,
    스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 중 어느 하나인 이종소재 접합 구조체.
16. 제11 항에 있어서,
    상기 비철소재의 금속판재는,
    알루미늄 판재 및 마그네슘 판재 중 어느 하나인 이종소재 접합 구조체.

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