KR102109519B1 - 이종 소재 결합체와, 이종 소재의 결합 브라켓 및 이를 이용한 결합 방법 - Google Patents

이종 소재 결합체와, 이종 소재의 결합 브라켓 및 이를 이용한 결합 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 다른 소재로 형성되는 판재를 견고하게 결합시킬 수 있는 이종 소재 결합체와, 이종 소재의 결합 브라켓 및 이를 이용한 결합 방법에 관한 것으로서, 용접 소재로 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 일측에 비용접 소재로 형성된 제 1 판재가 기계적 체결구를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결에 의해 결합될 수 있도록, 상기 몸체의 일측에 상기 제 1 판재의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 오목하게 형성되어 상기 제 1 판재가 결합되는 결합부 및 용접 소재로 형성된 제 2 판재가 용접에 의해 상기 몸체와 결합될 수 있도록 상기 몸체의 타측에 형성되는 용접부를 포함할 수 있다.

Description

이종 소재 결합체와, 이종 소재의 결합 브라켓 및 이를 이용한 결합 방법{Bonding brackets of different materials and bonding methods using the same}
본 발명은 이종 소재 결합체와, 이종 소재의 결합 브라켓 및 이를 이용한 결합 방법에 관한 것으로서, 서로 다른 소재로 형성되는 판재를 견고하게 결합시킬 수 있는 이종 소재 결합체와, 이종 소재의 결합 브라켓 및 이를 이용한 결합 방법에 관한 것이다.
최근에는 금속이 가지는 강도와 플라스틱이 가지는 경량성, 성형성을 모두 가지는 복합 소재가 개발되고 있다. 이러한 복합 소재 중 대표적인 것으로는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic), 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP: Glass Fiber Reinforced Plastic) 등을 포함하는 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic)을 예로 들 수 있다.
이와 같은, 복합 소재는 탄소 섬유나 유리 섬유를 강화재로 하는 고강도 및 고탄성의 경량 구조재로 주목을 받고 있는 첨단 복합 재료로서, 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 갖고 있다. 상술한 복합 소재의 특성 때문에 금속 재료와 혼용된 제품이 많이 나오는데, 이러한 혼용 제품에서 가장 중요한 사항이 복합 재질과 금속 재질 또는 이종 금속(Al-Fe, Cu-Fe, Mg-Al 등)의 강한 접합 방법이다.
그러나, 복합 소재를 가공하고 제품을 성형하는 기술은 활발히 진행되고 있지만, 이러한 복합 소재와 금속 소재 또는 이종 금속 등의 이종 소재를 강하게 결합하는 방법에 대해서는 최근에야 개발되고 있는 실정이다. 예컨대, 복합 소재와 금속 소재 또는 이종 금속과 같은 이종 소재 간의 접합은 각 소재 고유의 물리적 화학적 특성과 표면 상태가 다르기 때문에 기존의 용융 용접 방법(저항 용접, 아크 용접, 레이져 용접 등)과 같은 방법으로는, 이종 소재 간의 결합이 어렵다는 문제점이 있었다. 이에 따라, 이종 소재 간의 접합을 위해 기계적 체결이나 접착제 접합 같은 방법이 일반적으로 사용되고 있으나, 이 또한 이종 소재 간의 강한 결합이 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 서로 다른 이종 소재로 형성되는 판재를 견고하게 결합시킬 수 있는 이종 소재 결합체와, 이종 소재의 결합 브라켓 및 이를 이용한 결합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이종 소재 결합체가 제공된다. 상기 이종 소재 결합체는, 제 1 소재로 형성된 제 1 판재; 상기 제 1 소재와 상이한 제 2 소재로 형성된 제 2 판재; 및 일측에 상기 제 1 판재가 기계적 체결구를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결에 의해 결합되고, 타측에 상기 제 2 판재가 용접에 의해 결합되어, 상기 제 1 판재와 상기 제 2 판재가 서로 결합할 수 있도록 연결하는 결합 브라켓;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 판재는, 비용접 소재인 상기 제 1 소재로 형성되고, 상기 제 2 판재는, 용접 소재인 상기 제 2 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 비용접 소재는, 섬유 강화 플라스틱(Fiber reinforced plastic)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 기계적 체결구는, 상기 몸체와 상기 제 1 판재를 리벳팅(Riveting) 접속으로 결합하는 리벳 부재, 핀(Pin) 접속으로 결합하는 핀 부재 및 나사 결합으로 결합하는 볼트/너트 부재 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 리벳 부재는, 셀프 피어싱 리벳(Self piercing rivet) 및 블라인드 리벳(Blind rivet) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 판재는, 상기 결합 브라켓의 타측에 아크 용접(Arc welding), 저항 용접(Resistance welding), 점 용접(Spot welding) 및 레이저 용접(Laser welding) 중 어느 하나의 용접법으로 상기 몸체와 용접 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 판재는, 맞대기 용접(Butt welding), 필릿 용접(Fillet welding) 및 겹치기 용접(Lap welding) 중 어느 하나의 이음 방법으로 상기 결합 브라켓과 용접 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이종 소재의 결합 방법이 제공된다. 상기 이종 소재의 결합 방법은, 비용접 소재로 형성된 제 1 판재를 결합 브라켓의 일측의 결합부에 안착하는 제 1 판재 안착 단계; 상기 제 1 판재와 상기 결합 브라켓을 기계적 체결구를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결로 결합하는 제 1 판재 결합 단계; 및 용접 소재로 형성된 제 2 판재를 상기 결합 브라켓의 타측에 용접 결합으로 결합하는 제 2 판재 결합 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시에에 따르면, 이종 소재의 결합 브라켓이 제공된다. 상기 이종 소재의 결합 브라켓은, 용접 소재로 형성되는 몸체; 상기 몸체의 일측에 비용접 소재로 형성된 제 1 판재가 기계적 체결구를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결에 의해 결합될 수 있도록, 상기 몸체의 일측에 상기 제 1 판재의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 오목하게 형성되어 상기 제 1 판재가 결합되는 결합부; 및 용접 소재로 형성된 제 2 판재가 용접에 의해 상기 몸체와 결합될 수 있도록 상기 몸체의 타측에 형성되는 용접부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 기계적 체결구는, 적어도 하나가 상기 몸체의 상측 또는 하측으로부터 상기 결합부에 안착된 상기 제 1 판재를 관통하도록 관통 삽입되어, 상기 몸체와 상기 제 1 판재를 기계적으로 결합시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 기계적 체결구는, 상기 몸체와 상기 제 1 판재를 리벳팅(Riveting) 접속으로 결합하는 리벳 부재, 핀(Pin) 접속으로 결합하는 핀 부재 및 나사 결합으로 결합하는 볼트/너트 부재 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 리벳 부재는, 셀프 피어싱 리벳(Self piercing rivet) 및 블라인드 리벳(Blind rivet) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 몸체는, 상기 제 2 판재와 용융기반 용접이 가능한 용접 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제 2 판재는, 일측이 상기 용접부에 접촉되어, 아크 용접(Arc welding), 저항 용접(Resistance welding) 및 레이저 용접(Laser welding) 중 어느 하나의 용접법으로 상기 몸체와 용접 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제 2 판재는, 맞대기 용접(Butt welding) 및 필릿 용접(Fillet welding) 중 어느 하나의 이음 방법으로 상기 몸체와 용접 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 몸체는, 상기 용접부에 판재 형상으로 돌출되게 형성되는 용접 돌출부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제 2 판재는, 적어도 일부분이 상기 용접 돌출부의 하면 또는 상면에 접촉되어, 점 용접(Spot welding) 용접법으로 상기 몸체와 용접 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제 2 판재는, 겹치기 용접(Lap welding) 이음 방법으로 상기 몸체와 용접 결합될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래의 용융 기반 용접이 불가했던 이종 소재를 결합 브라켓을 이용하여 용융 기반 용접이 가능하도록 할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 소재로 형성되는 이종 소재를 견고하게 결합시킬 수 있는 이종 소재 결합체와, 이종 소재의 결합 브라켓 및 이를 이용한 결합 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓을 이용하여 이종 소재를 결합하는 방법을 개략적으로 나타내는 사시도들이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓과 제 1 판재의 결합 실시예를 개략적으로 나타내는 사시도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓을 이용하여 이종 소재를 결합하는 방법을 개략적으로 나타내는 사시도들이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(100)을 이용하여 이종 소재를 결합하는 방법을 개략적으로 나타내는 사시도들이다. 그리고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(100, 200)과 제 1 판재(S1)의 결합 실시예를 개략적으로 나타내는 사시도들이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(300)을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(100)은, 용접 소재로 형성되는 몸체(10)와, 몸체(10)의 일측에 비용접 소재로 형성된 제 1 판재(S1)가 기계적 체결구(F)를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결에 의해 결합될 수 있도록, 몸체(10)의 일측에 제 1 판재(S1)의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 오목하게 형성되어 제 1 판재(S1)가 결합되는 결합부(20) 및 용접 소재로 형성된 제 2 판재(S2)가 용접에 의해 몸체(10)와 결합될 수 있도록 몸체(10)의 타측에 형성되는 용접부(30)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 제 1 판재(S1)는, 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic) 복합 소재일 수 있다. 예컨대, 상기 섬유 강화 플라스틱은, 탄소 섬유로 강화된 플라스틱계 복합 소재인 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)이나, 유리 섬유로 강화된 플라스틱계 복합 소재인 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP: Glass Fiber Reinforced Plastic) 중 어느 하나일 수 있다. 이러한, 플라스틱계 복합 소재는, 뛰어난 기계적 특성과 플라스틱의 내식성과 우수한 성형성에 의존하는 것으로, 이와 같은 뛰어난 특성을 토대로 새로운 구조용 재료 및 기능 재료로 많이 사용되고 있다.
그러나, 제 1 판재(S1)는, 비용접 소재로서, 용접 소재로 형성된 제 2 판재(S2)와 용융 기반 용접에 의한 직접적인 결합이 이루어질 수 없으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(100)과 같은 결합 매개체를 이용하여 제 2 판재(S2)와 용융 기반 용접으로 견고하게 결합될 수 있다.
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 이종 소재의 결합 브라켓(100)의 결합부(20)는, 제 1 판재(S1)의 적어도 일부분을 감싸는 형태로 형성될 수 있도록 "ㄷ"자 형상의 오목한 홈부로 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 판재(S1)의 일측을 결합부(20)에 삽입하여 가결합 후, 기계적 체결구(F)를 이용하여 제 1 판재(S1)와 결합 브라켓(100)을 기계적 결합 방법으로 체결할 수 있다. 더욱 구체적으로, 기계적 체결구(F)는, 적어도 하나가 몸체(10)의 상측 또는 하측으로부터 결합부(20)에 삽입 및 안착된 제 1 판재(S1)를 관통하도록 관통 삽입되어, 몸체(10)와 제 1 판재(S1)를 기계적으로 결합시킬 수 있다.
이때, 기계적 체결구(F)는, 몸체(10)와 제 1 판재(S1)를 리벳팅(Riveting) 접속으로 결합하는 리벳 부재, 핀(Pin) 접속으로 결합하는 핀 부재 및 나사 결합으로 결합하는 볼트/너트 부재 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 예컨대, 기계적 체결구(F)가 상기 핀 부재나 상기 볼트/너트 부재일 경우에는, 기계적 체결구(F)가 결합 브라켓(100)의 몸체(10)의 상면으로부터 제 1 판재(S1)와 몸체(10)의 하면까지 관통할 수 있도록 삽입되어 몸체(10)와 제 1 판재(S1)를 결합할 수 있다. 이와 같이, 기계적 체결구(F)가 상기 핀 부재나 상기 볼트/너트 부재일 경우에는, 기계적 체결구(F)가 삽입될 수 있도록, 결합 브라켓(100)의 몸체(10)와 제 1 판재(S1)의 결합 부분에 관통홀이 사전에 형성될 수 있다.
또한, 기계적 체결구(F)가 상기 리벳 부재일 경우에는, 셀프 피어싱 리벳(Self piercing rivet) 및 블라인드 리벳(Blind rivet) 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 예컨대, 기계적 체결구(F)가 상기 셀프 피어싱 리벳일 경우에는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 기계적 체결구(F)는, 머리부 및 상기 머리부로부터 길게 연장되게 형성된 적어도 두 개의 다리부로 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 기계적 체결구(F)가 상기 셀프 피어싱 리벳일 경우, 기계적 체결구(F)의 상기 다리부가 몸체(10)의 상부와 결합부(20)에 삽입된 제 1 판재(S1)를 관통하면서 상기 다리부가 바깥쪽으로 서로 멀어지는 방향으로 벌어질 수 있다. 이어서, 벌어진 상기 다리부가 몸체(10)의 하부의 일부분을 관통하면서 몸체(10)와 제 1 판재(S1)를 결합할 수 있다.
상술한 바와 같이, 기계적 체결구(F)가 상기 셀프 피어싱 리벳과 같은 리벳 부재일 경우에는, 유압 또는 공압을 이용하여 기계적 체결구(F)가 압입되면서 직접 결합 브라켓(100)의 몸체(10) 및 제 1 판재(S1)를 관통하면서 삽입되므로, 결합 브라켓(100)의 몸체(10)와 제 1 판재(S1)의 결합 부분에 미리 관통홀을 가공할 필요가 없다. 또한, 기계적 체결구(F)가 결합 브라켓(100)의 몸체(10) 및 제 1 판재(S1)를 관통하는 과정에서 상기 다리부가 소성 변형되면서, 예컨대 상기 다리부가 바깥쪽으로 서로 멀어지는 방향으로 벌어지면서 압입되어, 압입된 후 결합 브라켓(100)의 몸체(10)와 제 1 판재(S1)를 견고하게 고정할 수 있다.
이와 같은, 셀프 피어싱 리벳은, 비용접 소재로 형성된 제 1 판재(S1)와 용접 소재로 형성된 결합 브라켓(100)과 같이, 용융 기반의 용접 공정이 용이하지 않은 이종 소재의 결합에 사용되어, 이종 소재를 견고하게 결합할 수 있다. 또한, 제 1 판재(S1)와 결합 브라켓(100)의 결합 방법은 반드시 기계적 체결구에 의한 기계적 결합 방법에만 국한되지 않고, 접착제를 이용한 접착 체결도 가능할 수 있다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 판재(S1)와 결합 브라켓(100)을 기계적 체결구(F)를 이용한 체결 또는 상기 접착제를 이용한 체결에 의해 결합한 후, 결합 브라켓(100)과 제 2 판재(S2)를 용접에 의해 결합할 수 있다.
더욱 구체적으로, 몸체(10)는, 제 2 판재(S2)와 용융 기반 용접이 가능한 용접 소재로 형성되어, 몸체(10)와 제 2 판재(S2)는 용융 기반 용접에 의해 용접 결합될 수 있다. 예컨대, 제 2 판재(S2)는, 일측이 용접부(30)에 접촉되어, 아크 용접(Arc welding), 저항 용접(Resistance welding) 및 레이저 용접(Laser welding) 중 어느 하나의 용접법으로 몸체(10)와 용접 결합될 수 있다. 이때, 제 2 판재(S2)와 몸체(10)의 이음 방법으로는 맞대기 용접(Butt welding) 및 필릿 용접(Fillet welding) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 판재(S2)의 일면과 결합 브라켓(100)의 용접부(30)을 접촉시킨 상태에서 아크 용접(AW)에 의한 T형 필릿 이음 용접법으로, 제 2 판재(S2)와 결합 브라켓(100)을 결합할 수 있다.
또한, 제 1 판재(S1) 및 제 2 판재(S2)가 대면적일 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 결합 브라켓(100)을 복수개 사용하여 제 1 판재(S1)와 체결하거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 결합 브라켓(200)을 제 1 판재(S1)의 길이 방향과 대응되도록 길게 형성하여 제 1 판재(S1)와 체결한 후, 결합 브라켓(100, 200)과 제 2 판재(S2)의 용접에 의해서 결합함으로써, 대면적의 제 1 판재(S1)와 제 2 판재(S2)를 결합 브라켓(100, 200)을 이용하여 결합할 수 있다.
이외에도, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(300)은, 결합부(20)가 "ㄴ"자 형태의 절곡부로 형성되어 결합부(20)에 상면에 제 1 판재(S1)의 적어도 일부분이 안착된 후, 기계적 체결구(F)를 이용한 체결 또는 상기 접착제를 이용한 체결에 의해 몸체(10)와 결합될 수도 있다. 이때, 제 2 판재(S2)는, 일면이 결합 브라켓(300)의 용접부(30)에 접촉된 상태에서, 예를 들어, 아크 용접(AW)에 의한 맞대기 이음 용접법으로, 몸체(10)와 결합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 여러 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(100, 200, 300)은, 일측에 형성된 결합부(20)에 비용접 소재로 형성된 제 1 판재(S1)를 삽입 및 안착한 후, 기계적 체결구(F)를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결에 의해 결합하고, 타측에 형성된 용접부(30)에 용접 소재로 형성된 제 2 판재(S2)를 용융 기반 용접에 의해 결합함으로써, 서로 다른 소재로 형성되는 제 1 판재(S1)와 제 2 판재(S2)를 견고하게 결합시킬 수 있다.
예컨대, 비용접 소재로 형성된 제 1 판재(S1)와 용접 소재로 형성된 제 2 판재(S2)가 용접에 의한 직접적인 결합이 불가능 한 상태에서, 제 2 판재(S2)가 고강도 재질로 형성되어 기계적 체결구에 의한 천공이 불가능하여 기계적인 결합도 불가능 할 경우에, 본 발명의 여러 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(100, 200, 300)을 이용하여, 제 1 판재(S1)와 제 2 판재(S2)를 서로 결합할 수 있도록 연결할 수 있다. 이때, 이종 소재의 결합 브라켓(100, 200, 300) 몸체는, 용접이 가능하고 기계적 체결구에 의한 천공이 가능한 강도를 가지는 다양한 재질이 사용될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(400)을 이용하여 이종 소재를 결합하는 방법을 개략적으로 나타내는 사시도들이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(500)을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(400)은, 용접부(30)에 판재 형상으로 돌출되게 형성되는 용접 돌출부(40)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 이종 소재의 결합 브라켓(100)의 결합부(20)는, 제 1 판재(S1)의 적어도 일부분을 감싸는 형태로 형성될 수 있도록 "ㄷ"자 형상의 오목한 홈부로 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 판재(S1)의 일측을 결합부(20)에 삽입하여 가결합 후, 기계적 체결구(F)를 이용하여 제 1 판재(S1)와 결합 브라켓(100)을 기계적 결합 방법으로 체결할 수 있다.
이때, 기계적 체결구(F)가 셀프 피어싱 리벳일 경우에는, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 기계적 체결구(F)는, 머리부 및 상기 머리부로부터 길게 연장되게 형성된 적어도 두 개의 다리부로 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 기계적 체결구(F)가 상기 셀프 피어싱 리벳일 경우, 기계적 체결구(F)의 상기 다리부가 몸체(10)의 상부와 결합부(20)에 삽입된 제 1 판재(S1)를 관통하면서 상기 다리부가 바깥쪽으로 서로 멀어지는 방향으로 벌어질 수 있다. 이어서, 벌어진 상기 다리부가 몸체(10)의 하부의 일부분을 관통하면서 몸체(10)와 제 1 판재(S1)를 결합할 수 있다.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 판재(S1)와 결합 브라켓(400)을 결합한 후, 결합 브라켓(400)과 제 2 판재(S2)를 용융 기반 용접에 의해 결합할 수 있다. 더욱 구체적으로, 제 2 판재(S2)의 적어도 일부분을 용접 돌출부(40)의 하면 또는 상면에 접촉시킨 상태에서, 예를 들어, 점 용접(Spot welding)에 의한 겹치기 이음 용접으로, 제 2 판재(S2)와 결합 브라켓(400)을 결합시킬 수 있다.
이외에도, 결합부(20)는, "ㄷ"형상의 오목한 홈부 형상에 국한되지 않고, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(500)은, 결합부(20)가 "ㄴ"자 형태의 절곡부로 형성되어 결합부(20)에 상면에 제 1 판재(S1)의 적어도 일부분이 안착된 후, 기계적 체결구(F)를 이용한 체결 또는 상기 접착제를 이용한 체결에 의해 몸체(10)와 결합될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 여러 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(400, 500)은, 일측에 형성된 결합부(20)에 비용접 소재로 형성된 제 1 판재(S1)를 삽입한 후, 핀 부재나 리벳 부재와 같은 고정구(F)를 이용하여 제 1 판재(S1)를 기계적 체결에 의해 결합하고, 타측에 형성된 용접 돌출부(40)에 용접 소재로 형성된 제 2 판재(S2)를 용접에 의해 결합함으로써, 서로 다른 소재로 형성되는 제 1 판재(S1)와 제 2 판재(S2)를 견고하게 결합시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 브라켓(100)을 이용한 이종 소재의 결합 방법은, 제 1 판재(S1)를 결합 브라켓(100)의 결합부(20)에 안착하는 제 1 판재 안착 단계(S10)와, 제 1 판재(S1)와 결합 브라켓(100)을 기계적 체결구(F)를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결로 결합하는 제 1 판재 결합 단계(S20) 및 제 2 판재(S2)와 결합 브라켓(100)을 용융 기반의 용접 결합으로 결합하는 제 2 판재 결합 단계(S30)를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재의 결합 방법은, 결합 브라켓(100)의 일측에 형성된 결합부(20)에 비용접 소재로 형성된 제 1 판재(S1)를 삽입 및 안착한 후, 기계적 체결구(F)를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결에 의해 결합하고, 타측에 형성된 용접부(30)에 용접 소재로 형성된 제 2 판재(S2)를 용융 기반 용접에 의해 결합함으로써, 서로 다른 소재로 형성되는 제 1 판재(S1)와 제 2 판재(S2)를 견고하게 결합시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 몸체
20: 결합부
30: 용접부
40: 용접 돌출부
S1: 제 1 판재
S2: 제 2 판재
F: 기계적 체결구
100, 200, 300, 400, 500: 결합 브라켓

Claims (18)

  1. 제 1 소재로 형성된 제 1 판재;
    상기 제 1 소재와 상이한 제 2 소재로 형성된 제 2 판재; 및
    일측에 상기 제 1 판재가 기계적 체결구를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결에 의해 결합되고, 타측에 상기 제 2 판재가 용접에 의해 결합되어, 상기 제 1 판재와 상기 제 2 판재가 서로 결합할 수 있도록 연결하는 결합 브라켓;
    을 포함하는, 이종 소재 결합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 판재는, 비용접 소재인 상기 제 1 소재로 형성되고,
    상기 제 2 판재는, 용접 소재인 상기 제 2 소재로 형성되는, 이종 소재 결합체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비용접 소재는,
    섬유 강화 플라스틱(Fiber reinforced plastic)인, 이종 소재 결합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기계적 체결구는,
    상기 결합 브라켓의 몸체와 상기 제 1 판재를 리벳팅(Riveting) 접속으로 결합하는 리벳 부재, 핀(Pin) 접속으로 결합하는 핀 부재 및 나사 결합으로 결합하는 볼트와 너트 부재 중 어느 하나 인, 이종 소재 결합체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리벳 부재는,
    셀프 피어싱 리벳(Self piercing rivet) 및 블라인드 리벳(Blind rivet) 중 어느 하나 인, 이종 소재 결합체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 판재는,
    상기 결합 브라켓의 타측에 아크 용접(Arc welding), 저항 용접(Resistance welding), 점 용접(Spot welding) 및 레이저 용접(Laser welding) 중 어느 하나의 용접법으로 상기 결합 브라켓의 몸체와 용접 결합되는, 이종 소재 결합체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 판재는,
    맞대기 용접(Butt welding), 필릿 용접(Fillet welding) 및 겹치기 용접(Lap welding) 중 어느 하나의 이음 방법으로 상기 결합 브라켓과 용접 결합되는, 이종 소재 결합체.
  8. 비용접 소재로 형성된 제 1 판재를 결합 브라켓의 일측의 결합부에 안착하는 제 1 판재 안착 단계;
    상기 제 1 판재와 상기 결합 브라켓을 기계적 체결구를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결로 결합하는 제 1 판재 결합 단계; 및
    용접 소재로 형성된 제 2 판재를 상기 결합 브라켓의 타측에 용접 결합으로 결합하는 제 2 판재 결합 단계;
    를 포함하는, 이종 소재의 결합 방법.
  9. 용접 소재로 형성되는 몸체;
    상기 몸체의 일측에 비용접 소재로 형성된 제 1 판재가 기계적 체결구를 이용한 체결 또는 접착제를 이용한 체결에 의해 결합될 수 있도록, 상기 몸체의 일측에 상기 제 1 판재의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 오목하게 형성되어 상기 제 1 판재가 결합되는 결합부; 및
    용접 소재로 형성된 제 2 판재가 용접에 의해 상기 몸체와 결합될 수 있도록 상기 몸체의 타측에 형성되는 용접부;
    를 포함하는, 이종 소재의 결합 브라켓.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기계적 체결구는,
    적어도 하나가 상기 몸체의 상측 또는 하측으로부터 상기 결합부에 안착된 상기 제 1 판재를 관통하도록 관통 삽입되어, 상기 몸체와 상기 제 1 판재를 기계적으로 결합시키는, 이종 소재의 결합 브라켓.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기계적 체결구는,
    상기 몸체와 상기 제 1 판재를 리벳팅(Riveting) 접속으로 결합하는 리벳 부재, 핀(Pin) 접속으로 결합하는 핀 부재 및 나사 결합으로 결합하는 볼트와 너트 부재 중 어느 하나 인, 이종 소재의 결합 브라켓.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 리벳 부재는,
    셀프 피어싱 리벳(Self piercing rivet) 및 블라인드 리벳(Blind rivet) 중 어느 하나 인, 이종 소재의 결합 브라켓.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 몸체는,
    상기 제 2 판재와 용융기반 용접이 가능한 용접 소재로 형성되는, 이종 소재의 결합 브라켓.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 판재는,
    일측이 상기 용접부에 접촉되어, 아크 용접(Arc welding), 저항 용접(Resistance welding) 및 레이저 용접(Laser welding) 중 어느 하나의 용접법으로 상기 몸체와 용접 결합되는, 이종 소재의 결합 브라켓.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 판재는,
    맞대기 용접(Butt welding) 및 필릿 용접(Fillet welding) 중 어느 하나의 이음 방법으로 상기 몸체와 용접 결합되는, 이종 소재의 결합 브라켓.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 몸체는,
    상기 용접부에 판재 형상으로 돌출되게 형성되는 용접 돌출부;
    를 포함하는, 이종 소재의 결합 브라켓.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 판재는,
    적어도 일부분이 상기 용접 돌출부의 하면 또는 상면에 접촉되어, 점 용접(Spot welding) 용접법으로 상기 몸체와 용접 결합되는, 이종 소재의 결합 브라켓.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 판재는,
    겹치기 용접(Lap welding) 이음 방법으로 상기 몸체와 용접 결합되는, 이종 소재의 결합 브라켓.
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