KR20160107759A - 셀프 피어싱 리벳 - Google Patents

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KR20160107759A
KR20160107759A KR1020150030985A KR20150030985A KR20160107759A KR 20160107759 A KR20160107759 A KR 20160107759A KR 1020150030985 A KR1020150030985 A KR 1020150030985A KR 20150030985 A KR20150030985 A KR 20150030985A KR 20160107759 A KR20160107759 A KR 20160107759A
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piercing rivet
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piercing
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KR1020150030985A
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황석환
이문용
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주식회사 성우하이텍
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/06Solid rivets made in one piece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/02Riveting procedures
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/10Riveting machines
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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Abstract

셀프 피어싱 프로젝션 리벳이 개시된다. 개시된 셀프 피어싱 리벳은 헤드부와, 헤드부에 일체로 연결되는 원통 형상의 섕크부를 포함하는 것으로서, 섕크부의 외주 면에 둘레 방향을 따라 돌출되게 형성되며, 섕크부의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 형성되는 복수 개의 리브들을 더 포함할 수 있다.

Description

셀프 피어싱 리벳 {SELF PIERCING RIVET}
본 발명의 실시 예는 셀프 피어싱 리벳에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 장 이상의 접합 대상물을 관통하여 접합할 수 있는 셀프 피어싱 리벳 및 그의 접합 구조체에 관한 것이다.
자동차 산업에서는 환경 문제에 따른 연비의 향상을 위해 알루미늄 합금과 플라스틱 재료 등의 사용을 통하여 차체의 경량화를 도모하고 있다. 이를 위해 자동차 업계에서는 차체를 조립하는 통상적인 점 용접을 교체할 수 있는 접합 방법에 대한 고찰이 이루어지고 있다.
최근에 들어서는 이와 같은 기대에 맞는 접합방식으로서 셀프 피어싱 리벳 시스템(self piercing rivet system)을 이용한 셀프 피어싱 리벳 접합 방식을 채택하고 있다.
셀프 피어싱 리벳 접합 방식은, 강판 등의 접합 대상물에 리벳 접합용 구멍을 가공하고 그 구멍에 리벳을 삽입 후 헤드부를 성형하여 접합 대상물을 접합하는 기존의 리벳팅 방식과 달리, 구멍을 가공하지 않고 유압 또는 공압으로 리벳을 접합 대상물에 압입하여 리벳을 소성 변형시킴으로써 접합 대상물을 접합하는 방식이다.
상기에서와 같은 셀프 피어싱 리벳 접합 방식에서는 예컨대 금속 시트재와 같은 접합 대상물을 체결하기 위해 헤드 및 부분적으로 속이 빈 원통형 섕크(shank)로 이루어진 셀프 피어싱 리벳을 사용한다.
예를 들면, 셀프 피어싱 리벳은 세팅 툴의 펀치에 의해 섕크가 접합 대상물의 상판을 관통하며, 다이(당 업계에서는 "엔빌" 이라고도 한다)의 성형 골을 따라 외측으로 벌어지고, 헤드 부분이 상판을 지지한 상태로 섕크가 접합 대상물의 하판에 압입되면서 그 접합 대상물의 상하판을 접합할 수 있다.
이와 같이 셀프 피어싱 리벳을 이용한 접합 기술은 생산라인에서 용이하게 자동화될 수 있는 우수한 강도 및 피로 특성의 조인트를 생성할 뿐만 아니라, 리벳 주위의 시트재 상면의 뒤틀림(distortion)이 거의 발생하지 않는다는 점에서 조인트가 미적으로 수용 가능하기 때문에 이러한 맥락에서 성공적인 것으로 입증되었다.
그런데, 종래 기술의 셀프 피어싱 리벳은 섕크 부분의 소성 변형을 통해 접합 대상물에 대한 체결력이 결정되는 바, 리벳 자체의 경도가 큰 경우 혹은 접합 대상물의 상판이 취성을 갖는 경우, 섕크 부분의 변형 동반이 어렵거나 변형량이 적고 섕크 부분의 전단 인장강도 저하를 초래하여 접합 대상물의 체결력이 약하고, 접합 대상물에 대한 체결 형상이 불량하다.
또한, 종래 기술의 셀프 피어싱 리벳은 섕크가 상하판의 회전 방향에 대해 충분한 저항력을 발휘하지 못하기 때문에, 접합 대상물의 상하판이 회전하게 되는 등 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도 면에서 불리하다는 문제점을 나타내고 있다.
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.
본 발명의 실시 예들은 접합 대상물에 대한 기계적인 인턱락을 부여하여 접합 대상물에 대한 체결 형상이 양호하고 체결력의 향상을 도모할 수 있으며, 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있도록 한 셀프 피어싱 리벳을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳은, 헤드부와, 상기 헤드부에 일체로 연결되는 원통 형상의 섕크부를 포함하는 것으로서, 상기 섕크부의 외주 면에 둘레 방향을 따라 돌출되게 형성되며, 상기 섕크부의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 형성되는 복수 개의 리브들을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 리브는 삼각형의 단면 형태로 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳은, 헤드부와, 상기 헤드부에 일체로 연결되는 섕크부를 포함하는 것으로서, 상기 섕크부의 자유 단에 둘레 방향을 따라 일체로 형성되되, 상기 자유 단에서 상기 헤드부와의 연결 단 측으로 경사지게 연장되는 걸림 돌기부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 걸림 돌기부는 상기 섕크부의 자유 단에 둘레 방향을 따라 띠 형태로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 걸림 돌기부는 상기 섕크부의 자유 단에서 연결 단 측으로 갈수록 그 두께가 점차 첨예하게 작아지는 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 걸림 돌기부는 단면 형상이 갈고리 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 걸림 돌기부의 연결 단 측 끝 부분에는 적어도 하나의 홈이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳에 있어서, 상기 홈은 "V"자 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예는 예들은 섕크부에 구비되는 리브 또는 걸림 돌기부를 통해 접합 대상물에 대한 기계적인 인턱락을 부여하여 접합 대상물에 대한 체결 형상이 양호하고 체결력의 향상을 도모할 수 있으며, 회전 구속력을 강화하여 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도를 더욱 증대시킬 수 있다.
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 셀프 피어싱 리벳을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 부분 절단 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 접합 구조를 도시한 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 부분 절단 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 접합 구조를 도시한 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 변형 예를 도시한 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예들에 적용되는 셀프 피어싱 리벳 시스템의 다이를 도시한 부분 절단 사시도이다.
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 "...부", ""...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 부분 절단 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 접합 구조를 도시한 단면 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)은 접합 대상물로서 서로 겹쳐진 두 매 이상의 모재들 예를 들면, 차체용 패널들을 일체로 접합하는 차체 조립 공정에 적용될 수 있다.
그러나, 상기 모재들은 차체용 패널을 포함하는 것에 반드시 한정되지 않고, 차체용 멤버 및 프레임 등과 같은 각종 차체 구조물을 포함할 수도 있다.
더 나아가, 본 발명의 보호범위가 차체를 조립하기 위한 것에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 소정의 부품들을 조립하여 이루어지는 다양한 종류 및 용도의 구조물이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 서로 겹쳐진 두 매의 모재에 대하여 셀프 피어싱 리벳(100)을 일정 압력으로 압입시킴으로서 이들 모재와 셀프 피어싱 리벳(100)의 소성 변형으로서 그 모재들을 일체로 접합할 수 있다.
이하에서는 상기 셀프 피어싱 리벳(100)을 상하 방향으로 세워 놓고 보았을 때를 기준(도 1을 기준으로 함)으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상단부 및 상부로 정의하고, 하측을 향하는 부분을 하단부 및 하부로 정의할 수 있다.
또한, 이하에서는 접합 대상물인 두 매의 모재에서 도 3을 기준으로 상측에 위치하는 모재를 상판(1)으로 정의하고, 상측 모재의 하측에 위치하는 모재를 하판(2)으로 정의하기로 한다.
상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 셀프 피어싱 리벳(100)의 기준 위치 및 상하판의 접합 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.
여기서, 상기 상하판(1, 2)은 알루미늄 시트, 스틸 강판(고장력 강판 포함) 등의 금속 시트재를 포함할 수 있고, 복합소재, 플라스틱, 고무 등과 같은 비금속 재질을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 상하판(1, 2)은 서로 동일한 동종 재질의 판재를 포함할 수 있으며, 서로 다른 이종 재질의 판재를 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)이 적용 가능한 접합 시스템으로서의 셀프 피어싱 리벳 시스템은 셀프 피어싱 리벳(100)으로 가압력을 인가하는 펀치유닛과, 서로 겹쳐진 상하판의 접합 대상물 지지하는 다이(당 업계에서는 "엔빌" 이라고도 한다)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 펀치유닛은 셀프 피어싱 리벳(100)이 공급되는 부위로, 유압 또는 공압에 의해 프레스 구동하는 펀치 실린더와, 펀치 실린더에 의해 작동하는 펀치 등을 포함할 수 있다. 상기 펀치유닛은 셀프 피어싱 리벳(100) 또는 접합 대상물에 대하여 연속적이고 신속한 충격을 가하기 위해 툴의 일부로서 타격 기구를 이용하고 있다.
그리고, 상기 다이는 펀치유닛으로부터 셀프 피어싱 리벳(100)에 작용하는 가압력을 지지하는 엔빌 다이로서, 일반적으로 C형 프레임에 펀치유닛과 함께 구성되며, 그 펀치유닛에 대응하여 상면에 성형 골을 형성하고 있다.
이러한 셀프 피어싱 리벳 시스템은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 SPR(Self Piercing Riveting) 접합 시스템으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 셀프 피어싱 리벳 시스템에 적용되는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 리벳(100)은 펀치유닛에 의해 가압되며 상판(1)을 관통하고, 하판(2)에 압입되며 다이의 성형 골을 따라 소성 변형됨으로써 상하판(1, 2)을 일체로 접합할 수 있다.
이하에서 설명될 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳(100)은 접합 대상물에 대한 기계적인 인턱락을 부여하여 접합 대상물에 대한 체결 형상이 양호하고 체결력의 향상을 도모할 수 있으며, 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위한 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳(100)은 기본적으로, 헤드부(10)와 섕크부(30)를 포함하고 있다.
상기 헤드부(10)는 위에서 언급한 바 있는 펀치유닛의 가압력을 직접 전달받는 부분으로, 도 1을 기준할 때 리벳(100)의 상측부에 구비되며, 소정 두께를 지닌 원형의 판으로 이루어진다.
그리고 상기 헤드부(10)는, 본 실시 예에 의한 리벳(100)을 통해 서로 겹쳐진 상하판(1, 2)의 리벳팅 타겟 지점을 소성 변형시키며 리벳팅 결합하는 때, 상판(1)의 리벳팅 타겟 지점을 지지하는 기능도 하게 된다.
상기 섕크부(30)는 펀치유닛의 가압력에 의해 상판(1)을 피어싱 하고, 다이의 성형 골을 따라 변형되며 하판(2)에 압입되는 부위로, 헤드부(10)의 하부면에 일체로 연결되며, 그 헤드부(10)의 외경 보다 작은 외경을 지니며 속이 빈 원통 형상의 섕크로 구비된다.
이하에서는 상기 섕크부(30)에 있어 헤드부(10)에 연결되는 부분을 연결 단으로 정의하며, 그 연결 단의 반대쪽 단부를 자유 단으로 정의하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳(100)은 섕크부(30)의 외주 면에 둘레 방향을 따라 돌출되게 형성되며, 그 섕크부(30)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 형성되는 복수 개의 리브들(50)을 더 포함하고 있다.
상기 리브들(50)은 접합 대상물인 상하판(1, 2)과 섕크부(30)와의 기계적인 인턱락을 부여하기 위한 수단으로서, 섕크부(30)의 외주 면에 외주 방향을 따라 형성되고, 섕크부(30)의 길이 방향을 따라 상호 수평하며 일정 간격 이격되게 형성될 수 있다.
상기 리브들(50)은 섕크부(30)의 외주 면에 일체로 돌출되게 형성되는 바, 삼각 형태의 단면 형상으로 이루어진다. 상기 리브들(50)은 접합 대상물의 상하판(1, 2)에 기계적인 인터락을 부여하여 접합 대상물에 대한 체결 형상이 양호하고 체결력의 향상을 도모할 수 있으며, 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(100)을 이용하여 상하판(1, 2)의 접합 대상물을 일체로 접합하는 과정을 설명하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 셀프 피어싱 리벳 시스템의 다이에 서로 겹쳐진 상하판(1, 2)을 지지한 상태로, 펀치유닛에 셀프 피어싱 리벳(100)을 공급한다.
그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 펀치유닛을 통해 셀프 피어싱 리벳(100)의 헤드부(10)에 소정의 가압력을 인가한다.
이에, 상기 셀프 피어싱 리벳(100)의 섕크부(30)는 펀치유닛의 가압력에 의해 접합 대상물의 상판(1)을 관통(피어싱)하며, 다이의 성형 골을 따라 외측 방향으로 소성 변형되며 하판(2)에 압입된다.
여기서, 본 발명의 실시 예에서는 섕크부(30)의 외주 면에 리브들(50)을 형성하고 있기 때문에, 그 리브들(50)을 통해 접합 대상물의 상하판(1, 2)에 기계적인 인터락을 부여하여 접합 대상물에 대한 체결 형상이 양호하고 체결력의 향상을 도모할 수 있으며, 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기한 바와 같이 섕크부(30)가 펀치유닛의 가압력에 의해 상판(1)을 관통하고, 다이의 성형 골을 통해 소성 변형되며 하판(2)에 압입됨으로써 그 상하판(1, 2)을 일체로 접합할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 부분 절단 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 접합 구조를 도시한 단면 구성도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(200)은 전기 실시 예에서와 같은 헤드부(10)와 섕크부(30)의 구성을 기본으로 하면서, 섕크부(30)의 자유 단에 둘레 방향을 따라 일체로 형성되는 걸림 돌기부(150)를 포함하고 있습니다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 걸림 돌기부(150)는 섕크부(30)의 자유 단에서 연결 단 측으로 경사지게 연장된 것으로, 그 섕크부(30)의 자유 단에 둘레 방향을 따라 띠 형태로 연결된다.
여기서, 상기 걸림 돌기부(150)는 섕크부(30)의 자유 단에서 연결 단 측으로 갈수록 그 두께가 점차 첨예하게 작아지는 형상으로 이루어지는 바, 더 나아가서는 단면 형상이 갈고리 형태로 이루어질 수 있다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(200)은 섕크부(30)의 자유 단에 갈고리 단면 형태의 걸림 돌기부(150)를 형성하고 있기 때문에, 그 걸림 돌기부(150)를 통해 접합 대상물의 상하판(1, 2)과 걸림이 이루어지는 기계적인 인터락을 부여하여 접합 대상물에 대한 체결 형상이 양호하고 체결력의 향상을 도모할 수 있으며, 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(200)의 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시 예에서와 같으므로, 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳의 변형 예를 도시한 부분 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳(200)의 변형 예는 걸림 돌기부(150)의 연결 단 측 끝 부분에 적어도 하나의 홈(155)이 형성된 구조일 수 있다.
여기서, 상기 홈(155)은 복수 개로서 걸림 돌기부(150)의 끝 부분에 둘레 방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성될 수 있다. 이러한 홈(155)은 "V"자 형상으로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 변형 예에서는 갈고리 단면 형태의 걸림 돌기부(150)에 "V"자 형의 홈(155)을 형성하므로, 접합 대상물의 상하판(1, 2)에 대한 셀프 피어싱 리벳(200)의 리벳 접합 시, 회전 구속력을 강화할 수 있으며, 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도를 더욱더 증대시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예들에 따른 셀프 피어싱 리벳(100, 200)의 접합 구조체는 도 3 및 도 6에서와 같이, 섕크부(30)와 접합 대상물 소재의 매칭성이 증대된 구조로 이루어질 수 있다.
이를 위해 본 발명의 실시 예들에 적용되는 셀프 피어싱 리벳 시스템의 다이(201)는 접합 대상물의 상하판(1, 2)과 셀프 피어싱 리벳(100, 200)의 섕크부(30)를 지지하며 그 섕크부(30)의 소성 변형을 유도하기 위한 것인 바, 섕크부(30)를 지지함과 아울러 그 섕크부(30)의 선단을 변형시키며 상하판(1, 2) 소재의 변형 부위를 지지하는 성형 골(203)을 형성하고 있다(도 8 참조).
상기 다이(201)는 도 8의 (a)에서와 같이 성형 골(203)이 돔 형상으로 이루어질 수 있으며, 도 8의 (b)에서와 같이 성형 골(203)에 콘벡스(convex) 형상의 볼록한 돌기를 구비할 수도 있다.
더 나아가, 상기 다이(201)의 상면 가장자리 즉, 성형 골(203)의 상단 가장자리 면에는 섕크부(30)와 접합 대상물 소재의 매칭성을 보강하기 위한 보강 링(205)이 일체로 형성되어 있다. 상기 보강 링(205)은 다이(201)의 상면 가장자리 부분에 링 형태로 돌출 형성된다.
따라서, 본 발명의 실시 예들에서는 상기와 같이 다이(201)의 성형 골(203)이 돔 형상이나 콘벡스 형상으로 이루어지며, 그 다이(201)의 상면 가장자리 부분에 보강 링(205)을 일체로 형성하므로, 섕크부(30)와 접합 대상물 소재의 매칭성을 증대시켜 셀프 피어싱 리벳(100, 200)의 체결력 향상 및 단면 소성 변형 형상의 안정화를 도모할 수 있다.
이에 접합 대상물의 상하판(1, 2)에 대한 셀프 피어싱 리벳(100, 200)의 리벳팅 접합 시, 하판(2)의 저면에는 다이(201)의 보강 링(205)에 대응하는 성형홈(91)이 형성될 수 있으며, 그 저면에는 다이(201)의 성형 골(203)의 형상(돔 형상 또는 콘벡스 형상)에 대응하는 돌출 부위(93)가 형성될 수 있다(도 3 및 도 6 참조).
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1... 상판 2... 하판
10... 헤드부 30... 섕크부
50... 리브 91... 성형홈
93... 돌출 부위 100, 200... 셀프 피어싱 리벳
150... 걸림 돌기부 155... 홈
201... 다이 203... 성형 골
205... 보강 링

Claims (8)

  1. 헤드부와, 상기 헤드부에 일체로 연결되는 원통 형상의 섕크부를 포함하는 셀프 피어싱 리벳에 있어서,
    상기 섕크부의 외주 면에 둘레 방향을 따라 돌출되게 형성되며, 상기 섕크부의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 형성되는 복수 개의 리브들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 리브는 삼각형의 단면 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳.
  3. 헤드부와, 상기 헤드부에 일체로 연결되는 섕크부를 포함하는 셀프 피어싱 리벳에 있어서,
    상기 섕크부의 자유 단에 둘레 방향을 따라 일체로 형성되되, 상기 자유 단에서 상기 헤드부와의 연결 단 측으로 경사지게 연장되는 걸림 돌기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 걸림 돌기부는,
    상기 섕크부의 자유 단에 둘레 방향을 따라 띠 형태로 연결되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 걸림 돌기부는,
    상기 섕크부의 자유 단에서 연결 단 측으로 갈수록 그 두께가 점차 첨예하게 작아지는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 걸림 돌기부는 단면 형상이 갈고리 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳.
  7. 제3 항 내지 제6 항 중에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 걸림 돌기부의 연결 단 측 끝 부분에는 적어도 하나의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 홈은 "V"자 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳.
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