KR102528398B1 - Soft metal joint structure - Google Patents

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이상래
이문용
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Abstract

연질 소재 접합 모듈이 개시된다. 개시된 연질 소재 접합 모듈은, 적어도 하나의 모재가 연질 소재로 이루어진 복수 매의 모재들을 접합하기 위한 것으로서, ⅰ)연질 소재의 모재에 일체로 구비되고, 적어도 하나의 체결홀을 가지며 연질 소재 모재의 표면과 동일 평면을 이루는 스틸 소재의 체결 브라켓과, ⅱ)연질 소재의 모재와 다른 모재를 체결 브라켓을 통하여 일체로 체결하는 체결유닛을 포함할 수 있다.A soft material bonding module is disclosed. The disclosed soft material joining module is for joining a plurality of base materials in which at least one base material is made of a soft material, i) is provided integrally with the base material of the soft material, has at least one fastening hole, and has a surface of the soft material base material. And a fastening bracket made of steel material forming the same plane, and ii) a fastening unit that integrally fastens the base material of the soft material and the other base material through the fastening bracket.

Description

연질 소재 접합 구조체 {SOFT METAL JOINT STRUCTURE}Soft material joint structure {SOFT METAL JOINT STRUCTURE}

본 발명의 실시예는 연질 소재 접합 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적어도 하나의 모재가 연질 소재인 두 매 이상의 모재를 기계적인 접합 방식으로 접합하기 위한 연질 소재 접합 구조체에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a soft material bonding structure, and more particularly, to a soft material bonding structure for bonding two or more base materials, at least one of which is a soft material, by a mechanical bonding method.

자동차 산업에서는 환경 문제에 따른 연비의 향상을 위해 알루미늄 및 마그네슘 등과 같은 연질 소재를 차체에 적용하여 차체의 경량화를 도모하는 사례가 널리 적용되고 있는 추세이다.In the automobile industry, cases in which soft materials such as aluminum and magnesium are applied to automobile bodies to promote weight reduction in order to improve fuel efficiency according to environmental problems have been widely applied.

상기한 바와 같은 연질 소재를 가공하고 제품을 성형하는 기술은 활발히 진행되고 있다. 하지만, 연질 소재간의 접합 또는 연질 소재와 스틸 소재의 이종 소재를 접합하는 방법에 대해서는 연질 소재의 물성적 특성에 의해 레이저, 아크 및 스폿 용접 등과 같은 용접 방식의 적용이 불가능하기 때문에, 기계적인 접합이나 본딩 방식에 국한되어 있는 실정이다.Technology for processing soft materials and molding products as described above is actively progressing. However, with respect to the bonding between soft materials or the bonding of different materials such as soft materials and steel materials, it is impossible to apply welding methods such as laser, arc and spot welding due to the physical properties of soft materials. It is currently limited to the bonding method.

연질 소재를 포함하는 모재들을 접합하는 방법으로는 볼트와 너트, 리벳 등과 같은 체결 요소를 이용하여 서로 겹쳐진 모재들을 기계적으로 접합하는 방식을 사용하고 있다.As a method of joining base materials including soft materials, a method of mechanically joining overlapping base materials using fastening elements such as bolts, nuts, and rivets is used.

한편, 최근에는 폐 단면의 모재를 접합하기 위해 적용되어지는 플로우 스크류 드릴(Flow Drill Screw: FDS)을 이용하여 연질 소재를 포함하는 모재들을 접합하고 있다. 이러한 FDS의 체결 요소는 당 업계에서 마찰 교반 방식의 리벳이라고도 한다.On the other hand, recently, base materials including soft materials are joined using a flow drill screw (FDS) applied to join base materials of a waste cross section. The fastening elements of these FDSs are also referred to as friction stir rivets in the art.

예를 들면, FDS의 체결 요소는 가압/회전장치에 장착되는 헤드부와, 헤드부에 일체로 형성되며 외주면에 나사산이 형성되어 있는 나사부와, 나사부에 일체로 연결되며 모재를 천공하는 천공부를 구비하고 있다.For example, the fastening elements of the FDS include a head unit mounted on a pressure/rotation device, a screw unit integrally formed in the head unit and having threads formed on the outer circumferential surface, and a drilling unit integrally connected to the screw unit and drilling the base material. are equipped

상기한 FDS의 체결 요소를 이용한 접합 방식은 가압/회전장치에 헤드부를 장착하고, 천공부를 서로 겹쳐진 모재들 상에 접촉시킨 상태에서, 가압/회전장치를 통해 헤드부를 가압하며 회전시킨다. 이에 FDS 체결 요소는 천공부의 마찰에 의해 모재들에 홀을 형성하며, 나사부를 통해 모재들을 스크류 체결함으로써 모재들을 일체로 접합할 수 있다.In the bonding method using the fastening element of the FDS, the head is mounted on a pressing/rotating device, and the head is pressed and rotated through the pressing/rotating device in a state where the perforation part is brought into contact with the base materials overlapping each other. Accordingly, the FDS fastening element forms a hole in the base materials by friction of the perforation part, and the base materials can be integrally joined by screwing the base materials through the threaded portion.

그런데, 상기한 바와 같은 FDS의 체결 요소를 이용한 접합 방식으로 연질 소재를 포함하는 모재들을 접합하는 경우, FDS의 체결 요소가 연질 소재의 표면을 파괴하면서 모재들을 접합하는 특성으로 그 접합 부위에 국부적인 크랙이 발생할 수 있다.However, when bonding base materials including soft materials by the bonding method using the FDS fastening elements as described above, the FDS fastening element destroys the surface of the soft material while bonding the base materials, resulting in localized damage to the joint. cracks may occur.

따라서, 이러한 경우에는 외력에 의한 크랙의 성장으로 접합 부위에 피로 파단이 발생하는 등 접합 부위의 접합 강도 및 내구 수명이 저하될 수 있고, 더 나아가서는 FDS의 체결 요소가 모재로부터 분리될 수 있다. Therefore, in this case, the joint strength and durability of the joint may be reduced, such as fatigue fracture occurring at the joint due to the growth of cracks due to external force, and furthermore, the fastening element of the FDS may be separated from the base material.

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.Matters described in this background art section are prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not prior art already known to those skilled in the art to which this technique belongs.

본 발명의 실시예들은 연질 소재를 포함하는 모재들을 FDS의 체결 요소로서 접합하며, 간단한 구성으로서 연질 소재 접합 부위의 크랙 발생을 방지할 수 있도록 한 연질 소재 접합 구조체를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide a soft material bonding structure capable of bonding base materials including soft materials as a fastening element of the FDS and preventing cracks in the soft material bonding area as a simple configuration.

본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈은, 적어도 하나의 모재가 연질 소재로 이루어진 복수 매의 모재들을 접합하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 연질 소재의 모재에 일체로 구비되고, 적어도 하나의 체결홀을 가지며 상기 연질 소재 모재의 표면과 동일 평면을 이루는 스틸 소재의 체결 브라켓과, ⅱ)상기 연질 소재의 모재와 다른 모재를 상기 체결 브라켓을 통하여 일체로 체결하는 체결유닛을 포함할 수 있다.The soft material joining module according to an embodiment of the present invention is for joining a plurality of base materials in which at least one base material is made of a soft material, i) is provided integrally with the base material of the soft material, and has at least one fastening hole. It may include a fastening bracket made of a steel material having the same plane as the surface of the soft material base material, and ii) a fastening unit integrally fastening the base material of the soft material and another base material through the fastening bracket.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 체결유닛은 상기 연질 소재의 모재와 포개어지는 다른 모재를 천공하고, 상기 체결 브라켓의 체결홀을 통해 상기 연질 소재의 모재에 압입되면서 상기 모재들을 나사 체결하는 드릴 스크류를 포함할 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, the fastening unit drills another base material overlapping with the base material of the soft material, and press-fits the base material of the soft material through the fastening hole of the fastening bracket. It may include a drill screw for fastening the base materials while being screwed.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 연질 소재의 모재는 다이캐스팅으로 성형된 판재로 구비될 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, the base material of the soft material may be provided as a plate material formed by die casting.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 체결 브라켓은 상기 판재에 인서트 사출되는 것으로 구비될 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, the fastening bracket may be provided by being insert-injected into the plate material.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 체결 브라켓은 중앙에 상기 체결홀을 형성하고 있는 원반 형태의 브라켓 바디부를 포함할 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to the embodiment of the present invention, the fastening bracket may include a disk-shaped bracket body having the fastening hole formed in the center.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 체결 브라켓은 상기 연질 소재의 모재 표면에 삽입되며, 상기 브라켓 바디부에 상기 체결홀과 연결되게 형성되는 버링부를 포함할 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, the fastening bracket may include a burring portion inserted into the base material surface of the soft material and connected to the fastening hole in the bracket body part. .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 체결 브라켓은 상기 브라켓 바디부 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 일정 구간으로 형성되며, 상기 연질 소재의 모재 표면에 삽입되는 복수 개의 플랜지부들을 포함할 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, the fastening bracket is formed in a certain section along the circumferential direction of the bracket body portion, and a plurality of plans inserted into the surface of the base material of the soft material. Branches may be included.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 각 플랜지부에는 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 절개되며, 그 가장자리 외측으로 절곡된 걸림단이 형성될 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, each of the flange parts is cut along the circumferential direction of the edge portion, and a hooking end bent to the outside of the edge portion may be formed.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 드릴 스크류는 접합 툴과 결합하는 헤드부와, 상기 헤드부와 일체로 연결되고 외 표면에 나사산이 형성되어 있는 모재 체결부와, 상기 모재 체결부와 일체로 연결되는 모재 천공부를 포함할 수 있다.In addition, in the soft material joining module according to an embodiment of the present invention, the drill screw has a head part coupled to a joining tool, a base material fastening part integrally connected to the head part and having a screw thread formed on an outer surface thereof, and , It may include a base material perforation part integrally connected to the base material fastening part.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 헤드부에는 툴 결합돌기가 돌출되게 형성될 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, a tool coupling protrusion may be formed to protrude from the head portion.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈에 있어서, 상기 툴 결합돌기는 원형을 기준으로 그 원형의 원주 둘레를 따라 복수 개의 지지단들이 라운드 형태로 돌출되게 구비될 수 있다.In addition, in the soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, the tool coupling protrusion may be provided with a plurality of support ends protruding in a round shape along a circumference of the circular shape based on the circular shape.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 구조체는, 체결 브라켓 및 드릴 스크류를 포함하는 상기 연질 소재 접합 모듈을 이용하는 것으로서, 상기 체결 브라켓이 표면에 일체로 구비되어 있는 연질 소재의 제1 접합 대상 판재와, 상기 제1 접합 대상 판재에 포개어지는 적어도 하나의 제2 접합 대상 판재를 포함하고, 상기 제2 접합 대상 판재를 천공하고, 상기 체결 브라켓의 체결홀을 통해 상기 제1 접합 대상 판재에 압입되면서 상기 제1 및 제2 접합 대상 판재를 나사 체결하는 상기 드릴 스크류에 의해 상기 제1 및 제2 접합 대상 판재가 일체로 접합될 수 있다.In addition, the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention uses the soft material bonding module including a fastening bracket and a drill screw, and the fastening bracket is integrally provided on the surface of the first bonding target of the soft material. It includes a plate member and at least one second target plate member to be joined overlapped with the first target plate member to be joined, the second target plate member to be joined is punched, and press-fitted into the first target board member through the fastening hole of the fastening bracket. The first and second bonding target plate materials may be integrally bonded by the drill screw fastening the first and second bonding target plate materials while being screwed together.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제1 접합 대상 판재는 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다.In addition, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the first bonding target plate material may be made of an aluminum material.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제1 접합 대상 판재는 다이캐스팅에 의해 성형된 판재로 구비될 수 있다.In addition, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the first bonding target plate material may be provided as a plate material formed by die casting.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 체결 브라켓은 상기 제1 접합 대상 판재의 다이캐스팅 성형 시 인서트 사출되는 것으로 구비될 수 있다.In addition, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the fastening bracket may be provided as an insert injection molding during die casting molding of the first bonding target plate material.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 체결 브라켓은 중앙에 상기 체결홀을 형성하고 있는 원반 형태의 브라켓 바디부와, 상기 브라켓 바디부에 상기 체결홀과 연결되게 형성되고 상기 제1 접합 대상 판재의 표면에 삽입되는 버링부와, 상기 브라켓 바디부 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 일정 구간으로 형성되며 상기 제1 접합 대상 판재의 표면에 삽입되는 복수 개의 플랜지부들을 포함할 수 있다.In addition, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the fastening bracket is formed to be connected to the fastening hole in the bracket body portion of the disc shape having the fastening hole formed in the center, and the bracket body part and a burring portion inserted into the surface of the first bonding target plate material, and a plurality of flange parts formed in a predetermined section along the circumferential direction of the bracket body edge portion and inserted into the surface of the first bonding target plate material. can

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 각 플랜지부에는 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 절개되며, 그 가장자리 외측으로 절곡된 걸림단이 형성될 수 있다.In addition, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, each of the flange portions is cut along the circumferential direction of the edge portion, and a hooking end bent to the outside of the edge portion may be formed.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 드릴 스크류는 접합 툴과 결합하는 헤드부와, 상기 헤드부와 일체로 연결되며 외 표면에 나사산이 형성되어 있는 모재 체결부와, 상기 모재 체결부와 일체로 연결되는 모재 천공부를 포함할 수 있다.In addition, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the drill screw has a head part coupled to a bonding tool, a base material fastening part integrally connected to the head part and having a screw thread formed on the outer surface, , It may include a base material perforation part integrally connected to the base material fastening part.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 헤드부는 상기 제2 접합 대상 판재를 지지할 수 있다.Also, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the head portion may support the second bonding target plate material.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 모재 천공부는 상기 제2 접합 대상 판재를 천공하고, 상기 체결 브라켓의 체결홀을 통해 상기 제1 접합 대상 판재에 압입될 수 있다.In addition, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the parent material perforation may be drilled through the second bonding target plate material and press-fit into the first bonding target plate material through the fastening hole of the fastening bracket. .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 모재 체결부는 상기 체결홀을 통해 상기 제1 및 제2 접합 대상 판재를 일체로 나사 체결할 수 있다.In addition, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the parent material fastening unit may integrally fasten the first and second bonding target plate materials with screws through the fastening hole.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 구조체에 있어서, 상기 제2 접합 대상 판재는 알루미늄 소재 혹은 스틸 소재로 이루어질 수 있다.Further, in the soft material bonding structure according to an embodiment of the present invention, the second bonding target plate material may be made of an aluminum material or a steel material.

본 발명의 실시예는 연질 소재의 접합 대상 판재에 스틸 소재의 체결 브라켓을 적용함으로써, 드릴 스크류에 의해 연질 소재 접합 대상 판재의 접합 부위에서 미세한 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.In an embodiment of the present invention, by applying a fastening bracket made of steel to a target plate material to be joined of a soft material, it is possible to prevent fine cracks from being generated at a joint portion of a target plate member to be joined with a soft material by a drill screw.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 외력에 의한 크랙의 성장으로 연질 소재 접합 대상 판재의 드릴 스크류 접합 부위에 피로 파단이 발생하는 것을 방지함으로써, 접합 부위의 내구 수명을 향상시킬 수 있고, 더 나아가서는 드릴 스크류가 접합 부위로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, by preventing the occurrence of fatigue fracture at the drill screw junction of the soft material joining target plate due to the growth of cracks due to external force, the durability of the junction can be improved, and furthermore, the drill It is possible to prevent the screw from being separated from the joining site.

또한, 본 발명의 실시예에서는 체결 브라켓의 체결홀에 버링부를 형성함에 따라 드릴 스크류의 체결 면적을 증대시킬 수 있고, 체결 브라켓에 걸림단을 가진 플랜지부들을 형성함에 따라 연질 소재의 접합 대상 판재에 대한 체결 브라켓의 결합력을 더욱 증대시킬 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, as the burring portion is formed in the fastening hole of the fastening bracket, it is possible to increase the fastening area of the drill screw, and by forming the flange parts having the hooking end on the fastening bracket, it is possible to attach the soft material to the plate material to be joined. It is possible to further increase the bonding force of the fastening bracket to the.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 체결 브라켓을 통하여 드릴 스크류에 의한 제1 및 제2 접합 대상 판재의 체결력을 더욱 증대시킬 수 있으므로, 제1 및 제2 접합 대상 판재의 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, since the fastening force of the first and second bonding target plate materials by the drill screw can be further increased through the fastening bracket, the joint strength of the first and second bonding target plate materials can be further improved. .

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈을 이용한 연질 소재 접합 구조체의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈에 적용되는 체결 브라켓을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈에 적용되는 체결 브라켓을 도시한 평면, 측면 및 저면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈에 적용되는 체결유닛을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈을 이용한 연질 소재 접합 구조체의 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈을 이용한 연질 소재 접합 구조체의 결합 단면 구성도이다.Since these drawings are for reference in explaining exemplary embodiments of the present invention, the technical spirit of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is an exploded perspective view of a soft material bonding structure using a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a fastening bracket applied to a soft material joining module according to an embodiment of the present invention.
3 is a plane, side and bottom configuration diagram showing a fastening bracket applied to a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a fastening unit applied to a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a soft material bonding structure using a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional configuration diagram of a soft material bonding structure using a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described 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 describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components 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.Since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to what is shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions.

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.And, in the following detailed description, the names of the components are divided into first, second, etc. to classify them based on the relationship in which the components are the same, and the order is not necessarily limited 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 a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

또한, 명세서에 기재된 "...부", ""...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.In addition, terms such as "...unit" and ""...means" described in the specification mean a comprehensive unit that performs at least one function or operation.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈을 이용한 연질 소재 접합 구조체의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a soft material bonding structure using a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 서로 겹쳐진 두 매 이상의 모재들 예를 들면, 차체에 구비되는 각종 부품들을 일체로 접합하는 차체 조립 공정에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1 , an embodiment of the present invention may be applied to a vehicle body assembly process in which two or more overlapping base materials, for example, various parts provided in a vehicle body are integrally joined.

상기 모재들은 차체용 부품으로서, 패널, 멤버, 프레임 등과 같은 각종 차체 구조물을 포함할 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 보호범위가 차체용 부품들을 접합 조립하기 위한 것으로 한정하여 이해되어서는 아니되며, 소정의 부품들을 접합 조립하여 이루어지는 다양한 종류 및 용도의 구조물이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.The base materials are parts for a vehicle body, and may include various vehicle body structures such as panels, members, and frames. Furthermore, the protection scope of the present invention should not be understood as being limited to bonding and assembling parts for a vehicle body, and the technical idea of the present invention can be applied to structures of various types and purposes formed by bonding and assembling predetermined parts. .

본 발명의 실시예에 의한 연질 소재 접합 모듈(100)은 적어도 하나의 모재가 연질 소재로 이루어진 복수 매의 모재들을 기계적인 접합 방식으로 접합하며, 연질 소재 접합 구조체(200)를 제작하기 위한 것이다. 이하에서는 연질 소재의 모재를 제1 접합 대상 판재(1)로 정의하며, 다른 모재를 제2 접합 대상 판재(2)로 정의한다.The soft material joining module 100 according to an embodiment of the present invention is for manufacturing the soft material joining structure 200 by mechanically joining a plurality of base materials in which at least one base material is made of a soft material. Hereinafter, the base material of the soft material is defined as the first bonding target plate material 1, and the other base material is defined as the second bonding target plate material 2.

여기서, 상기 제1 접합 대상 판재(1)는 알루미늄 소재, 마그네슘 소재 및 복합 소재를 포함하는 연질 소재의 판재 또는 프레임 등과 같은 구조물일 수 있다. 더 나아가 상기 제1 접합 대상 판재(1)는 통상적인 다이캐스팅 주조 공법으로 성형될 수 있다.Here, the first bonding target plate material 1 may be a structure such as a plate material or a frame made of a soft material including an aluminum material, a magnesium material, and a composite material. Furthermore, the first bonding target plate material 1 may be molded by a conventional die-casting casting method.

그리고 상기 제2 접합 대상 판재(2)는 상기에서와 같은 연질 소재 또는 스틸 소재로 이루어진 판재나 프레임 등과 같은 구조물을 포함할 수 있다. 상기 제2 접합 대상 판재(2)는 제1 접합 대상 판재(1)에 포개어지며 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈(100)을 통해 제1 접합 대상 판재(1)와 일체로 접합될 수 있다.And the second bonding target plate material 2 may include a structure such as a plate material or a frame made of a soft material or a steel material as described above. The second bonding target plate material 2 is overlapped with the first bonding target plate material 1 and integrally bonded to the first bonding target plate material 1 through the soft material bonding module 100 according to the embodiment of the present invention. can

즉, 본 발명의 실시예에서는 연질 소재의 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 기계적인 접합 방식으로 접합할 수 있고, 연질 소재의 제1 접합 대상 판재(1)와 스틸 소재의 제2 접합 대상 판재(2)를 기계적인 접합 방식으로 접합할 수도 있다.That is, in the embodiment of the present invention, the first and second bonding target plates 1 and 2 of the soft material may be mechanically joined, and the first bonding target plate 1 of the soft material and the steel material The second bonding target plate material 2 may be bonded by a mechanical bonding method.

본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈(100)은 상기에서와 같은 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 마찰 및 소성 변형 등의 기계적인 접합 방식으로 고상 접합하기 위한 것이다.The soft material bonding module 100 according to an embodiment of the present invention is for solid state bonding the first and second bonding target plates 1 and 2 as described above by a mechanical bonding method such as friction and plastic deformation.

이하에서는 상기 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 상하 방향으로 세워 놓고 보았을 때를 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)의 기준 위치 및 접합 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 실시예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the following components will be described based on a view of the first and second bonding target plates 1 and 2 standing up and down in the vertical direction. Since the direction may vary depending on the reference position and bonding direction of the second bonding target plate materials 1 and 2, the reference direction is not necessarily limited to the reference direction of the present embodiment.

본 발명의 실시예는 연질 소재를 포함하는 모재들을 플로우 스크류 드릴(Flow Drill Screw: FDS)의 체결 요소로서 접합하며, 간단한 구성으로서 연질 소재 접합 부위의 크랙 발생을 방지할 수 있는 연질 소재 접합 모듈(100) 및 이를 이용한 연질 소재 접합 구조체(200)를 제공한다.An embodiment of the present invention joins base materials containing soft materials as a fastening element of a flow drill screw (FDS), and as a simple configuration, a soft material joining module capable of preventing cracks at the soft material joint ( 100) and a soft material bonding structure 200 using the same.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 연질 소재 접합 모듈(100)은 기본적으로, 체결 브라켓(10) 및 체결유닛(50)을 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.To this end, the soft material bonding module 100 according to an embodiment of the present invention basically includes a fastening bracket 10 and a fastening unit 50, which will be described by configuration as follows.

본 발명의 실시예에서, 상기 체결 브라켓(10)은 스틸 소재로 이루어지며, 제1 접합 대상 판재(1)에 일체로 구비된다. 상기 체결 브라켓(10)은 제1 접합 대상 판재(1)의 표면과 동일 평면을 이루며 그 표면에 삽입되게 설치된다.In an embodiment of the present invention, the fastening bracket 10 is made of a steel material and is integrally provided with the first bonding target plate material 1 . The fastening bracket 10 forms the same plane as the surface of the first bonding target plate 1 and is installed to be inserted into the surface.

여기서, 상기 체결 브라켓(10)은 제1 접합 대상 판재(1)의 다이캐스팅 주조 성형 시 인서트 사출되며, 제1 접합 대상 판재(1)의 표면에 삽입된 구조를 취하고, 그 표면과 동일 평면을 이루는 노출면을 형성하고 있다.Here, the fastening bracket 10 is insert-injected during die casting molding of the first bonding target plate material 1, takes a structure inserted into the surface of the first bonding target plate material 1, and forms the same plane as the surface. forming an exposed surface.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈에 적용되는 체결 브라켓을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈에 적용되는 체결 브라켓을 도시한 평면, 측면 및 저면 구성도이다.2 is a perspective view showing a fastening bracket applied to a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plane and side view showing a fastening bracket applied to a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention. and a bottom configuration diagram.

도 1과 함께 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 체결 브라켓(10)은 브라켓 바디부(21), 버링부(31) 및 복수 개의 플랜지부(41)를 포함하고 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 together with FIG. 1 , the fastening bracket 10 according to an embodiment of the present invention includes a bracket body part 21, a burring part 31 and a plurality of flange parts 41, there is.

상기 브라켓 바디부(21)는 설정된 두께를 가진 원반 형태로 이루어지고, 위에서 언급한 바 있는 노출면을 형성하며, 중앙 부분에는 뒤에서 더욱 설명될 체결유닛(50)을 체결하기 위한 체결홀(23)을 형성하고 있다.The bracket body portion 21 is formed in the shape of a disc having a set thickness, and forms the exposed surface as mentioned above, and in the central portion there is a fastening hole 23 for fastening the fastening unit 50 to be described later. is forming

상기 버링부(31)는 제1 접합 대상 판재(1)의 표면에 삽입된 것으로, 브라켓 바디부(21)의 체결홀(23)과 연결되게 형성된다. 상기 버링부(31)는 브라켓 바디부(21)의 노출면 반대쪽 면에서 체결홀(23)의 가장자리 부분에 돌출되게 형성된다.The burring portion 31 is inserted into the surface of the first bonding target plate 1 and is formed to be connected to the fastening hole 23 of the bracket body 21 . The burring portion 31 is formed to protrude from an edge portion of the fastening hole 23 on the surface opposite to the exposed surface of the bracket body portion 21 .

이러한 버링부(31)는 당 업계에 널리 알려진 통상적인 구조의 피어싱 장치에 의해 체결홀(23)의 내주부를 벌려 성형된 것으로서, 브라켓 바디부(21)의 노출면 반대쪽 면에서 돌출되며, 제1 접합 대상 판재(1)의 표면으로 삽입된 것이다. 상기 버링부(31)는 브라켓 바디부(21)의 노출면에서 반대쪽 면으로 갈수록 그 직경이 점차 작아지는 테이퍼 형상으로 구비될 수 있다.The burring portion 31 is formed by opening the inner circumferential portion of the fastening hole 23 by a piercing device of a conventional structure widely known in the art, and protrudes from the surface opposite to the exposed surface of the bracket body portion 21, 1 It is inserted into the surface of the board|plate material 1 to be joined. The burring part 31 may be provided in a tapered shape with a diameter gradually decreasing from the exposed surface of the bracket body part 21 to the opposite surface.

그리고, 상기 복수 개의 플랜지부(41)는 제1 접합 대상 판재(1)에 대한 브라켓 바디부(21)의 결합력을 증대시키기 위한 것으로서, 브라켓 바디부(21) 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 일정 구간으로 이격되게 형성되며, 제1 접합 대상 판재(1)의 표면에 삽입된다. 상기 플랜지부들(41)은 브라켓 바디부(21)의 가장자리 부분에서 그 브라켓 바디부(21)의 노출면 반대쪽 면 측으로 돌출되게 형성된다. And, the plurality of flange parts 41 are for increasing the binding force of the bracket body part 21 with respect to the first bonding target plate material 1, and a certain section along the circumferential direction of the edge part of the bracket body part 21 It is formed to be spaced apart, and is inserted into the surface of the first bonding target plate (1). The flange parts 41 are formed to protrude from the edge of the bracket body part 21 to the side opposite to the exposed surface of the bracket body part 21 .

여기서, 상기 플랜지부(41)에는 제1 접합 대상 판재(1)에 대한 브라켓 바디부(21)의 결합력을 더욱 증대시키기 위해, 그 브라켓 바디부(21) 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 절개되며 그 가장자리 외측으로 절곡된 걸림단(43)이 형성되어 있다.Here, the flange portion 41 is cut along the circumferential direction of the edge portion of the bracket body portion 21 in order to further increase the binding force of the bracket body portion 21 to the first plate material 1 to be joined. A hooking end 43 bent to the outside of the edge is formed.

도 1에서와 같은 본 발명의 실시예에 의한 상기 체결유닛(50)은 제1 접합 대상 판재(1)와 제2 접합 대상 판재(2)를 체결 브라켓(10)을 통하여 일체로 체결하기 위한 것이다.The fastening unit 50 according to the embodiment of the present invention as in FIG. 1 is for integrally fastening the first bonding target plate material 1 and the second bonding target plate material 2 through the fastening bracket 10 .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈에 적용되는 체결유닛을 도시한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a fastening unit applied to a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3과 함께 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 체결유닛(50)은 플로우 스크류 드릴(Flow Drill Screw: FDS) 체결 요소로서의 드릴 스크류(60)를 포함한다.Referring to FIG. 4 together with FIGS. 1 to 3 , the fastening unit 50 according to an embodiment of the present invention includes a drill screw 60 as a flow drill screw (FDS) fastening element.

상기 드릴 스크류(60)는 접합 툴(도면에 도시되지 않음)에 의하여 제1 접합 대상 판재(1)와 제2 접합 대상 판재(2)를 체결 브라켓(10)을 통해 기계적인 접합 방식으로 고상 접합할 수 있다.The drill screw 60 joins the first bonding target plate 1 and the second bonding target plate 2 by a mechanical bonding method through the fastening bracket 10 by means of a bonding tool (not shown). can do.

즉, 상기 드릴 스크류(60)는 제1 접합 대상 판재(1)와 포개어지는 제2 접합 대상 판재(2)를 접합 툴에 의하여 천공하고, 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)을 통해 제1 접합 대상 판재(1)에 압입되면서 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 나사 체결할 수 있다.That is, the drill screw 60 drills the first bonding target plate 1 and the second bonding target plate 2 overlapping with a bonding tool, and through the fastening hole 23 of the fastening bracket 10 While being press-fitted into one of the target plate materials 1 to be joined, the first and second target plate materials 1 and 2 to be joined may be screwed together.

여기서, 상기 접합 툴은 드릴 스크류(60)를 규제할 수 있고, 그 드릴 스크류(60)를 상하 방향으로 이동시킴과 아울러 회전시킬 수 있다. 상기 접합 툴은 소정의 구동수단에 의해 직선 방향으로 왕복 이동하며 회전 가능하게 구비될 수 있다.Here, the joining tool can regulate the drill screw 60, and can rotate the drill screw 60 while moving it in the vertical direction. The joining tool may be rotatably provided with a reciprocating movement in a linear direction by a predetermined driving means.

이와 같은 접합 툴의 구성은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 마찰 교반 시스템의 구성으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the configuration of such a joining tool is made of a configuration of a friction stirring system widely known in the art, a detailed description of the configuration will be omitted in the present specification.

본 발명의 실시예에서, 상기 드릴 스크류(60)는 헤드부(61), 모재 체결부(71) 및 모재 천공부(81)를 포함하고 있다.In the embodiment of the present invention, the drill screw 60 includes a head part 61, a base material fastening part 71 and a base material drilling part 81.

상기 헤드부(61)는 위에서 언급한 바 있는 접합 툴의 가압력과 회전력을 직접 전달받는 부분으로, 도면을 기준으로 할 때 드릴 스크류(60)의 상측 부에 구비되며, 소정의 두께를 지닌 원형의 판으로 이루어진다. 그리고, 상기 헤드부(61)는 서로 겹쳐진 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 접합할 때, 제2 접합 대상 판재(2)를 지지하는 기능을 하게 된다.The head part 61 is a part that directly receives the pressing force and rotational force of the joining tool mentioned above, and is provided on the upper part of the drill screw 60 based on the drawing, and has a circular shape with a predetermined thickness. made of plates Further, the head portion 61 serves to support the second target plate material 2 when bonding the overlapping first and second target plate materials 1 and 2 to each other.

한편, 상기 헤드부(61)는 접합 툴에 고정되게 장착되는 바, 이를 위해 헤드부(61)의 상면에는 접합 툴에 결합되는 툴 결합돌기(63)를 형성하고 있다. 여기서, 상기 툴 결합돌기(63)는 접합 툴의 마운트부에 끼워지며 고정되게 장착될 수 있다. 즉, 상기 툴 결합돌기(63)는 접합 툴의 마운트부에 구비된 장착홈에 끼워지며 클램핑 될 수 있다.On the other hand, the head portion 61 is fixedly mounted to the bonding tool, and for this purpose, a tool coupling protrusion 63 coupled to the bonding tool is formed on the upper surface of the head portion 61 . Here, the tool coupling protrusion 63 may be fixedly mounted while being inserted into the mounting portion of the joining tool. That is, the tool coupling protrusion 63 can be inserted into the mounting groove provided in the mount part of the joining tool and clamped.

이러한 툴 결합돌기(63)는 헤드부(61)의 상면 중앙에 돌출되게 형성된다. 상기 툴 결합돌기(63)는 원형을 기준으로 그 원형의 원주 둘레를 따라 복수 개의 지지단들(65)이 라운드 형태로 돌출되게 구비된다.The tool coupling protrusion 63 is formed to protrude from the center of the upper surface of the head portion 61 . The tool coupling protrusion 63 is provided with a plurality of support ends 65 protruding in a round shape along the circumference of the circular shape based on the circular shape.

상기 툴 결합돌기(63)는 짝수 개의 지지단들(65)이 서로 대응하며 방사 상으로 배치되는 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 툴 결합돌기(63)는 그 평면 형상이 여섯 개의 지지단들(65)을 가진 해바라기 형태로 이루어질 수 있다.The tool coupling protrusion 63 may be formed in a shape in which an even number of support ends 65 correspond to each other and are radially arranged. For example, the tool coupling protrusion 63 may have a planar shape in the shape of a sunflower having six support ends 65 .

여기서, 상기 툴 결합돌기(63)는 지지단들(65)이 볼록 부위로 구비되는 바, 그 지지단들(65) 사이에는 오목 공간을 형성할 수 있다. 즉, 상기 툴 결합돌기(63)는 헤드부(61)의 상면에서 원형을 기준으로 그 원형의 둘레 방향을 따라 지지단들(65)이 라운드 형태로 볼록하게 튀어나온 평면 형상으로 구비되는 바, 그 지지단들(65)의 볼록하게 튀어나온 부분 사이에 오목 공간을 형성할 수 있다.Here, the tool coupling protrusion 63 is provided with support ends 65 as convex portions, and a concave space may be formed between the support ends 65 . That is, the tool coupling protrusion 63 is provided in a flat shape with support ends 65 convexly protruding in a round shape along the circumferential direction of the circular shape on the upper surface of the head portion 61, A concave space may be formed between the convexly protruding portions of the support ends 65 .

이와 같이 접합 툴의 마운트부에 장착되는 헤드부(61)의 툴 결합돌기(63)를 상기한 바와 같은 해바라기 형태로 구성하는 이유는 접합 툴의 마운트부에 대한 헤드부(61)의 접촉 면적을 더욱 증대시키기 위함이다.The reason why the tool coupling protrusion 63 of the head part 61 mounted on the mounting part of the joining tool is configured in the shape of a sunflower as described above is to reduce the contact area of the head part 61 to the mounting part of the joining tool. in order to further increase

본 발명의 실시예에서, 상기 모재 체결부(71)는 뒤에서 더욱 설명될 모재 천공부(81)를 통해 뚫린 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)의 구멍 내주에 나사 식으로 체결되며, 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 일체로 접합하기 위한 것이다. 즉, 상기 모재 체결부(71)는 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)을 통해 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 일체로 나사 체결할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the parent material fastening part 71 is screwed to the inner circumference of the hole of the first and second bonding target plates 1 and 2 drilled through the parent material perforation 81 to be described later, , It is for integrally joining the 1st and 2nd bonding target board|plate material 1, 2. That is, the base material fastening part 71 may integrally fasten the first and second plate materials 1 and 2 to be joined by screws through the fastening hole 23 of the fastening bracket 10 .

상기 모재 체결부(71)는 헤드부(61)의 하부 면 중앙에 일체로 연결되는 몸통부로서, 외 표면에 상하 방향으로 진행하는 나사산(73)이 형성되어 있다.The parent material fastening part 71 is a body part integrally connected to the center of the lower surface of the head part 61, and has a screw thread 73 that goes up and down on the outer surface.

그리고, 본 발명의 실시예에서 상기 모재 천공부(81)는 접합 툴에 의해 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 가압하며 그 접합 툴에 의해 회전하면서 제2 접합 대상 판재(2)를 천공하고, 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)을 통해 제1 접합 대상 판재(1)에 압입될 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, the base material perforation part 81 presses the first and second bonding target plate materials 1 and 2 by a bonding tool, and rotates by the bonding tool to form the second bonding target plate material 2 ) and may be press-fitted into the first bonding target plate material 1 through the fastening hole 23 of the fastening bracket 10.

이러한 모재 천공부(81)는 모재 체결부(71)와 일체로 연결되는 바, 접합 툴에 의한 가압력 및 회전력에 의해 제2 접합 대상 판재(2)를 천공하며, 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)을 통해 제1 접합 대상 판재(1)에 압입될 수 있다. 이에 상기 모재 천공부(81)는 모재 체결부(71)에서 끝단(도면에서 최 하단)으로 갈수록 첨예하게 형성된다. 즉, 상기 모재 천공부(81)는 모재 체결부(71)에서 끝단으로 갈수록 점차 단면적이 작아지며 예리해지는 형상으로 형성될 수 있다.Since the base metal drilling part 81 is integrally connected to the base material fastening part 71, the second bonding target plate 2 is drilled by the pressing force and rotational force by the bonding tool, and the fastening hole of the fastening bracket 10 It can be press-fitted into the first bonding target plate material 1 through (23). Accordingly, the base material perforation part 81 is formed sharply from the base material fastening part 71 to the end (lowest end in the drawing). That is, the base material perforation part 81 may be formed in a shape in which the cross-sectional area gradually decreases and becomes sharper toward the end of the base material fastening part 71.

한편, 상기와 같이 구성되는 드릴 스크류(60)에서 모재 체결부(71) 및 모재 천공부(81)는, 예를 들어 거의 원형에 가까운 삼각형(close to circular triangle)의 단면 형상으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the drill screw 60 configured as described above, the base material fastening part 71 and the base material drilling part 81 may have, for example, a cross-sectional shape of a close to circular triangle.

여기서, 상기 원형에 가까운 삼각형 단면이라 함은 모서리 부분이 예리한 삼각형 단면이 아니라, 그 모서리 부분 사이를 라운드 형태로 연결한 원형이 아닌 비원형(non-circular)으로서 거의 원형에 가까운 삼각 형상의 단면으로 정의할 수 있다.Here, the triangular cross section close to a circle is not a triangular cross section with sharp edges, but a triangular cross section close to a circle as a non-circular shape connecting the corners in a round shape. can be defined

따라서, 본 발명의 실시예에서는 모재 체결부(71) 및 모재 천공부(81)의 단면 형상을 원형에 가까운 삼각 형상으로 구성함에 따라, 드릴 스크류(60)을 통하여 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 접합하는데 따른 접합 툴의 접합 하중(토크)을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 접합 툴의 작동 안정성을 도모할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, as the cross-sectional shape of the base material fastening part 71 and the base material perforation part 81 is formed in a triangular shape close to a circle, the first and second target plate materials to be joined through the drill screw 60 The joining load (torque) of the joining tool according to joining (1, 2) can be reduced, and thus the operation stability of the joining tool can be promoted.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈(100)를 이용한 연질 소재 접합 구조체(200) 및 이의 접합 방법을 앞서 개시한 도면들과 함께 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a soft material bonding structure 200 using the soft material bonding module 100 according to an embodiment of the present invention configured as described above and a bonding method thereof are described with reference to FIGS. 5 and 6 together with the previously disclosed drawings. Explain in detail.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈을 이용한 연질 소재 접합 구조체의 결합 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈을 이용한 연질 소재 접합 구조체의 결합 단면 구성도이다.5 is a perspective view of a soft material bonding structure using a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional configuration view of a soft material bonding structure using a soft material bonding module according to an embodiment of the present invention. am.

앞서 개시한 도면들과 함께 도 5 및 도 6을 참조하면, 우선, 본 발명의 실시예에서는 다이캐스팅 주조 공법으로 알루미늄 소재와 같은 연질 소재의 제1 접합 대상 판재(1)를 제공한다.Referring to FIGS. 5 and 6 together with the previously disclosed drawings, first, in an embodiment of the present invention, a first bonding target plate 1 made of a soft material such as aluminum is provided by a die casting casting method.

여기서, 상기 제1 접합 대상 판재(1)는 다이캐스팅 주조 성형 시 인서트 사출된 스틸 소재의 체결 브라켓(10)이 표면으로 삽입된 구조를 취하고 있다. 이 때 상기 체결 브라켓(10)은 이의 표면이 외부로 노출되는 바, 그 노출면은 제1 접합 대상 판재(1)의 표면과 동일 평면을 이루고 있다. Here, the first plate material 1 to be joined has a structure in which a fastening bracket 10 made of insert-injected steel material is inserted into the surface during die-casting molding. At this time, the surface of the fastening bracket 10 is exposed to the outside, and the exposed surface forms the same plane as the surface of the first plate material 1 to be joined.

이 경우, 상기 체결 브라켓(10)은 브라켓 바디부(21)의 중앙에 체결홀(23)을 형성하고 있다. 상기 브라켓 바디부(21)의 노출면 반대쪽 면에는 체결홀(23)의 가장자리 부분에서 돌출되며, 제1 접합 대상 판재(1)의 표면으로 삽입되는 버링부(31)를 형성하고 있다.In this case, the fastening bracket 10 forms a fastening hole 23 at the center of the bracket body 21 . A burring part 31 protrudes from the edge of the fastening hole 23 and is inserted into the surface of the first plate material 1 to be joined is formed on the surface opposite to the exposed surface of the bracket body part 21 .

그리고, 상기 브라켓 바디부(21)의 가장자리 부분에는 제1 접합 대상 판재(1)의 표면으로 삽입되는 플랜지부들(41)을 형성하고 있으며, 그 플랜지부들(41)에는 브라켓 바디부(21) 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 절개되며 그 가장자리 외측으로 절곡된 걸림단(43)을 형성하고 있다.In addition, flange parts 41 inserted into the surface of the first bonding target plate 1 are formed at the edge of the bracket body part 21, and the bracket body part 21 is formed on the flange parts 41. ) It is cut along the circumferential direction of the edge portion and forms a hooking end 43 bent to the outside of the edge.

이와 같은 제1 접합 대상 판재(1)를 제공한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 제2 접합 대상 판재(2)를 제1 접합 대상 판재(1)의 표면에 포개어지게 겹쳐 놓는다. 상기 제2 접합 대상 판재(2)는 제1 접합 대상 판재(1)와 같은 알루미늄 소재 등의 연질 소재일 수 있고, 제1 접합 대상 판재(1)와 이종 재질인 스틸 소재일 수 있다.In the state in which the first bonding target plate material 1 is provided, the second bonding target plate material 2 is overlapped on the surface of the first bonding target plate material 1 in the embodiment of the present invention. The second bonding target plate material 2 may be a soft material such as an aluminum material like the first bonding target plate material 1, or may be a steel material that is different from the first bonding target plate material 1.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 드릴 스크류(60)의 헤드부(61)를 접합 툴의 마운트부에 장착한다. 여기서, 상기 헤드부(61)는 툴 결합돌기(63)를 통해 접합 툴의 마운트부에 장착된다. 상기 툴 결합돌기(63)는 마운트부의 장착홈에 끼워지며 클램핑 될 수 있다. 상기 툴 결합돌기(63)는 복수 개의 라운드형 지지단들(65)을 가진 해바라기 형태로서 접합 툴의 마운트부에 끼워지며 장착될 수 있다.Then, in the embodiment of the present invention, the head portion 61 of the drill screw 60 is mounted on the mount portion of the joining tool. Here, the head part 61 is mounted on the mounting part of the joining tool through the tool coupling protrusion 63 . The tool coupling protrusion 63 may be inserted into the mounting groove of the mount unit and clamped. The tool coupling protrusion 63 has a sunflower shape having a plurality of round support ends 65, and may be inserted into and mounted on the mounting part of the joining tool.

이러한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 접합 툴을 통해 드릴 스크류(60)를 서로 겹쳐진 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)로 이동시키며, 그 드릴 스크류(60)의 모재 천공부(81)로서 제2 접합 대상 판재(2)를 가압하고, 접합 툴을 통해 드릴 스크류(60)를 회전시킨다. 이 때, 상기 모재 천공부(81)는 제2 접합 대상 판재(2)에서 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)에 대응하는 부분을 가압한다.In this state, in the embodiment of the present invention, the drill screw 60 is moved to the first and second bonding target plates 1 and 2 overlapped with each other through the bonding tool, and the drill screw 60 drills the base material ( As 81), the second bonding target plate material 2 is pressed, and the drill screw 60 is rotated through the bonding tool. At this time, the parent material perforation part 81 presses a portion corresponding to the fastening hole 23 of the fastening bracket 10 in the second plate material 2 to be joined.

그러면, 상기 모재 천공부(81)는 접합 툴로부터 인가되는 가압력 및 회전력에 의해 제2 접합 대상 판재(2)를 천공하며, 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)을 통해 제1 접합 대상 판재(1)에 압입된다. 이 때, 상기 모재 천공부(81)는 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)과 연결된 버링부(31)를 통하여 제1 접합 대상 판재(1)에 압입될 수 있다.Then, the parent material drilling unit 81 drills the second target plate material 2 by the pressing force and rotational force applied from the joining tool, and through the fastening hole 23 of the fastening bracket 10, the first target plate material to be joined (1) is press-fitted. At this time, the parent material perforation part 81 may be press-fitted into the first plate material 1 to be joined through the burring part 31 connected to the fastening hole 23 of the fastening bracket 10 .

여기서, 본 발명의 실시예에서는 드릴 스크류(60)의 헤드부(61)가 해바라기 형태의 툴 결합돌기(63)를 통해 접합 툴의 마운트부에 장착되므로, 그 마운트부에 대한 헤드부(61)의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에서 모재 천공부(81)는 거의 원형에 가까운 삼각형의 단면 형상으로서 접합 툴에 의해 제2 접합 대상 판재(2)를 가압하게 된다.Here, in the embodiment of the present invention, since the head part 61 of the drill screw 60 is mounted on the mount part of the joining tool through the sunflower-shaped tool coupling protrusion 63, the head part 61 for the mount part can increase the contact area. Further, in the embodiment of the present invention, the base material perforation part 81 has a cross-sectional shape of a triangle close to a circle, and presses the second bonding target plate material 2 by a bonding tool.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 모재 천공부(81)를 통해 제2 접합 대상 판재(2)를 천공하며 그 모재 천공부(81)가 제1 접합 대상 판재(1)에 압입되는데 따른 마찰력 및 마찰열을 증대시킬 수 있고, 이로 인해 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)에 대한 피어싱 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the second bonding target plate 2 is drilled through the base material drilling part 81, and the frictional force and frictional heat according to the press-fitting of the base material drilling part 81 into the first bonding target plate material 1 Can be increased, thereby further improving the piercing ability of the first and second bonding target plate (1, 2).

한편, 상기한 과정에 본 발명의 실시예에서는 드릴 스크류(60)의 모재 체결부(71)에 의해 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 일체로 나사 체결한다. 상기 모재 체결부(71)는 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)을 통하여 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 나사 체결하게 된다.Meanwhile, in the above process, in the embodiment of the present invention, the first and second bonding target plates 1 and 2 are integrally screwed together by the base material fastening part 71 of the drill screw 60. The parent material fastening part 71 screws the first and second bonding target plates 1 and 2 through the fastening hole 23 of the fastening bracket 10 .

여기서, 상기 모재 체결부(71)는 이의 나사산(73)이 제2 접합 대상 판재(2)의 천공 내주, 체결 브라켓(10)의 버링부(31) 내주 및 제1 접합 대상 판재(1)의 모재 천공부(81) 압입 부위에 강한 압력으로 스크류 체결되면서 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)를 일체로 접합할 수 있다.Here, the base material fastening part 71 has a screw thread 73 of the inner circumference of the perforated inner circumference of the second bonding target plate 2, the inner circumference of the burring part 31 of the fastening bracket 10 and the first bonding target plate 1. The first and second bonding target plate materials 1 and 2 may be integrally bonded while being screwed into the press-fitting portion of the base material perforation part 81 with strong pressure.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)와 체결 브라켓(10)의 버링부(31)에 모재 체결부(71)를 강한 체결력으로서 스크류 체결할 수 있으므로, 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)의 접합성을 향상시킬 수 있고, 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)에 대한 접합 강도를 증대시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, since the base material fastening part 71 can be screwed to the first and second bonding target plates 1 and 2 and the burring part 31 of the fastening bracket 10 with strong fastening force, Bondability of the first and second bonding target plate materials 1 and 2 can be improved, and bonding strength to the first and second bonding target plate materials 1 and 2 can be increased.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 상술한 바와 같은 연질 소재 접합 모듈(100)을 이용한 일련의 과정을 통해 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)가 연질 소재 접합 모듈(100)을 통해 일체로 접합된 접합 구조체(200)를 제작할 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention, through a series of processes using the soft material bonding module 100 as described above, the first and second bonding target plates 1 and 2 are integrated through the soft material bonding module 100. It is possible to manufacture the bonding structure 200 bonded with.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 연질 소재 접합 모듈(100) 및 이를 이용한 연질 소재 접합 구조체(200)에 의하면, 연질 소재의 제1 접합 대상 판재(1)에 스틸 소재의 체결 브라켓(10)을 적용함으로써, 드릴 스크류(60)에 의해 제1 접합 대상 판재(1)의 접합 부위에서 미세한 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.According to the soft material bonding module 100 and the soft material bonding structure 200 using the same according to the embodiment of the present invention as described so far, a fastening bracket made of steel to the first bonding target plate 1 of the soft material ( 10), it is possible to prevent fine cracks from being generated at the junction of the first plate material 1 to be joined by the drill screw 60.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 외력에 의한 크랙의 성장으로 제1 접합 대상 판재(1)의 드릴 스크류(60) 접합 부위에 피로 파단이 발생하는 것을 방지함으로써, 접합 부위의 내구 수명을 향상시킬 수 있고, 더 나아가서는 드릴 스크류(60)가 접합 부위로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, by preventing the occurrence of fatigue fracture at the drill screw 60 junction of the first plate material 1 to be joined due to the growth of cracks due to external force, it is possible to improve the durability of the junction. And, furthermore, it is possible to prevent the drill screw 60 from being separated from the junction.

또한, 본 발명의 실시예에서는 체결 브라켓(10)의 체결홀(23)에 버링부(31)를 형성함에 따라 드릴 스크류(60)의 체결 면적을 증대시킬 수 있고, 체결 브라켓(10)에 걸림단(43)을 가진 플랜지부들(41)을 형성함에 따라 제1 접합 대상 판재(1)에 대한 체결 브라켓(10)의 결합력을 더욱 증대시킬 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, as the burring portion 31 is formed in the fastening hole 23 of the fastening bracket 10, the fastening area of the drill screw 60 can be increased, and the fastening bracket 10 is caught. As the flange portions 41 having the steps 43 are formed, the bonding force of the fastening bracket 10 to the first bonding target plate 1 may be further increased.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 체결 브라켓(10)을 통하여 드릴 스크류(60)에 의한 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)의 체결력을 더욱 증대시킬 수 있으므로, 제1 및 제2 접합 대상 판재(1, 2)의 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention, since the fastening force of the first and second bonding target plates 1 and 2 can be further increased by the drill screw 60 through the fastening bracket 10, the first and second bonding The joint strength of the target plate materials 1 and 2 can be further improved.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to make various modifications and practice within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings, and this is also the present invention. It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

1... 제1 접합 대상 판재 2... 제2 접합 대상 판재
10... 체결 브라켓 21... 브라켓 바디부
23... 체결홀 31... 버링부
41... 플랜지부 43... 걸림단
50... 체결유닛 60... 드릴 스크류
61... 헤드부 63... 툴 결합돌기
65... 지지단 71... 모재 체결부
73... 나사산 81... 모재 천공부
100... 접합 모듈 200... 접합 구조체1... First bonding target plate 2... Second bonding target plate
10 ... fastening bracket 21 ... bracket body
23... fastening hole 31... burring part
41... Flange 43... Catch end
50 ... fastening unit 60 ... drill screw
61... head part 63... tool coupling protrusion
65... support 71... base material fastening part
73... Thread 81... Base metal drilling
100 ... junction module 200 ... junction structure

Claims (17)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 체결 브라켓 및 드릴 스크류를 포함하는 연질 소재 접합 모듈을 이용한 연질 소재 접합 구조체로서,
상기 체결 브라켓이 표면에 일체로 구비되어 있는 연질 소재의 제1 접합 대상 판재; 및
상기 제1 접합 대상 판재에 포개어지는 적어도 하나의 제2 접합 대상 판재;를 포함하며,
상기 제2 접합 대상 판재를 천공하고, 상기 체결 브라켓의 체결홀을 통해 상기 제1 접합 대상 판재에 압입되면서 상기 제1 및 제2 접합 대상 판재를 나사 체결하는 상기 드릴 스크류에 의해 상기 제1 및 제2 접합 대상 판재가 일체로 접합되되,
상기 체결 브라켓은, 중앙에 상기 체결홀을 형성하고 있는 원반 형태의 브라켓 바디부와, 상기 브라켓 바디부에 상기 체결홀과 연결되게 형성되고, 상기 제1 접합 대상 판재의 표면에 삽입되는 버링부와, 상기 브라켓 바디부 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 일정 구간으로 형성되며, 상기 제1 접합 대상 판재의 표면에 삽입되는 복수 개의 플랜지부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 연질 소재 접합 구조체.A soft material bonding structure using a soft material bonding module including a fastening bracket and a drill screw,
A first bonding target plate made of a soft material having the fastening bracket integrally provided on a surface thereof; and
Including; at least one second bonding target plate material overlapping the first bonding target plate material,
The first and second bonding target plates are drilled by the drill screw drilling the second bonding target plate material and press-fitting the first bonding target plate material through the fastening hole of the fastening bracket to fasten the first and second bonding target plate materials with screws. 2 The plates to be joined are integrally joined,
The fastening bracket includes a disk-shaped bracket body portion having the fastening hole formed in the center, a burring portion formed in the bracket body portion to be connected to the fastening hole, and inserted into the surface of the first plate to be joined, , Soft material bonding structure characterized in that it comprises a plurality of flange parts formed in a certain section along the circumferential direction of the bracket body portion edge portion, and inserted into the surface of the first bonding target plate material. 제10 항에 있어서,
상기 제1 접합 대상 판재는 알루미늄 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연질 소재 접합 구조체.According to claim 10,
The first bonding target plate material is a soft material bonding structure, characterized in that made of aluminum material. 제11 항에 있어서,
상기 제1 접합 대상 판재는 다이캐스팅에 의해 성형된 판재이며,
상기 체결 브라켓은 상기 제1 접합 대상 판재의 다이캐스팅 성형 시 인서트 사출되는 것을 특징으로 하는 연질 소재 접합 구조체. According to claim 11,
The first bonding target plate material is a plate material formed by die casting,
The fastening bracket is a soft material bonding structure, characterized in that insert injection during die casting molding of the first bonding target plate. 삭제delete 제10 항에 있어서,
상기 각 플랜지부에는 가장자리 부분의 둘레 방향을 따라 절개되며, 그 가장자리 외측으로 절곡된 걸림단이 형성되는 것을 특징으로 하는 연질 소재 접합 구조체.According to claim 10,
Soft material bonding structure, characterized in that each flange portion is cut along the circumferential direction of the edge portion, and a hooking end bent to the outside of the edge is formed. 제14 항에 있어서,
상기 드릴 스크류는,
접합 툴과 결합하는 헤드부와,
상기 헤드부와 일체로 연결되며, 외 표면에 나사산이 형성되어 있는 모재 체결부와,
상기 모재 체결부와 일체로 연결되는 모재 천공부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연질 소재 접합 구조체.According to claim 14,
The drill screw,
A head portion coupled to the joining tool;
A parent material fastening portion integrally connected to the head portion and having a screw thread formed on an outer surface thereof;
Base material perforation part integrally connected with the base material fastening part
Soft material bonding structure comprising a. 제15 항에 있어서,
상기 헤드부는 상기 제2 접합 대상 판재를 지지하며,
상기 모재 천공부는 상기 제2 접합 대상 판재를 천공하고, 상기 체결 브라켓의 체결홀을 통해 상기 제1 접합 대상 판재에 압입되며,
상기 모재 체결부는 상기 체결홀을 통해 상기 제1 및 제2 접합 대상 판재를 일체로 나사 체결하는 것을 특징으로 하는 연질 소재 접합 구조체.According to claim 15,
The head portion supports the second bonding target plate,
The parent material perforation part perforates the second bonding target plate material and is press-fitted into the first bonding target plate material through the fastening hole of the fastening bracket,
The base material fastening unit is a soft material bonding structure, characterized in that for integrally screwing the first and second bonding target plate materials through the fastening hole. 제11 항에 있어서,
상기 제2 접합 대상 판재는 알루미늄 소재 혹은 스틸 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연질 소재 접합 구조체. According to claim 11,
The second bonding target plate material is a soft material bonding structure, characterized in that made of aluminum material or steel material.
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