KR20180076239A - 리벳 및 이를 이용한 판재의 접합방법 - Google Patents
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Abstract
리벳 및 이를 이용한 판재의 접합방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 리벳은 복합판재와 금속판재를 접합하기 위한 리벳에 있어서, 내부에 관통된 주입홀이 형성되고, 외주면 일측에 상기 주입홀까지 관통된 측면홀이 형성되며, 일단부에는 상기 주입홀과 격벽으로 구획되어 벌어진 경사 내주면으로 형성되는 샹크부가 일체로 형성되는 바디부; 상기 바디부의 타단부에 일체로 형성되며, 단면 중앙에는 상기 주입홀이 연장되어 형성되는 헤드부; 및 상기 바디부에 끼워져 상기 헤드부의 하면에 지지되는 러버패드를 포함한다.
Description
본 발명은 리벳 및 이를 이용한 판재의 접합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합판재와 금속판재를 접합하기 위한 리벳 및 이를 이용한 판재의 접합방법에 관한 것이다.
최근에는 금속이 가지는 강도와 플라스틱이 가지는 경량성, 성형성을 모두 가지는 복합 소재가 개발되고 있다.
이러한 복합 소재 중 대표적인 것으로는 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic), 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)을 예로 들 수 있다.
이와 같은 복합 소재는 섬유(탄소 섬유)를 강화재로 하는 고강도고탄성의 경량 구조재로 주목을 받고 있는 첨단 복합 재료로서, 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 갖고 있다.
상기한 복합 소재의 특성 때문에 금속 재료와의 혼용된 제품이 많이 나오는데, 이러한 혼용 제품에서 가장 중요한 사항이 금속 재질과 복합 재질의 강한 접합 방법이다.
상기 복합 소재를 가공하고 제품을 성형하는 기술은 활발히 진행되고 있지만, 복합 소재와 금속재 등의 이종 재질을 접합하는 방법에 대해서는 최근에 개발되고 있는 실정이다.
상기 복합 소재와 금속재 등의 이종 재질을 접합하는 대표적인 방법으로는 일반적인 리벳, 셀프 피어싱 리벳(SPR, Self Piercing Rivet) 및 볼트 등을 사용하여 복합 소재와 금속재를 기계적으로 접합하는 방식을 사용하고 있다.
그러나 상기한 바와 같은 접합 방법은 용접 방식에 비해 제조 비용이 증가하고, 접합 가공물의 외관 품질이 좋지 않으며, 접합 소재의 변경에 따른 접합 설비 및 생산환경의 변경으로 인해 투자비가 증가할 수 있고, 접합 설비의 구조가 복잡해지는 단점이 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 복합판재와 금속판재를 접합하기 위한 것으로, 기계적으로 결합함과 동시에, 접착제를 이용해 접합함으로써, 접합강성을 향상시키는 리벳 및 이를 이용한 판재의 접합방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 복합판재와 금속판재를 접합하기 위한 리벳에 있어서, 내부에 관통된 주입홀이 형성되고, 외주면 일측에 상기 주입홀까지 관통된 측면홀이 형성되며, 일단부에는 상기 주입홀과 격벽으로 구획되어 벌어진 경사 내주면으로 형성되는 샹크부가 일체로 형성되는 바디부; 상기 바디부의 타단부에 일체로 형성되며, 단면 중앙에는 상기 주입홀이 연장되어 형성되는 헤드부; 및 상기 바디부에 끼워져 상기 헤드부의 하면에 지지되는 러버패드를 포함하는 리벳을 제공할 수 있다.
또한, 상기 복합판재에 형성된 관통홀을 통하여 상기 금속판재에 샹크부가 압입 체결된 상태로, 상기 주입홀과 측면홀을 통하여 주입되는 접착제가 상기 복합판재와 바디부 사이에 충진되어 접합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 헤드부의 직경은 상기 관통홀의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 바디부는 상기 관통홀의 내경보다 직경이 작게 형성되어 상기 관통홀과의 사이에 공간이 형성될 수 있다.
또한, 상기 측면홀은 상기 바디부의 외주면을 따라 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 러버패드는 상기 헤드부의 하면에 가류 접착되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 복합판재와 금속판재를 접합하기 위한 것으로, 기계적으로 결합함과 동시에, 접착제를 이용해 접합함으로써, 접합강성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 복합판재와 리벳 사이에 러버패드를 개재하여 상기 복합판재의 갈바닉 부식을 방지하는 효과도 있다.
이 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 리벳의 사시도이다
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리벳을 이용한 판재의 접합방법을 나타낸 공정도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리벳을 이용한 판재의 접합방법을 나타낸 공정도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 리벳의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 리벳(1)은 차체 패널과 같은 차체 조립용 부품들을 조립하는 차체 부품 조립에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 리벳(1)은 차체 패널의 경량화를 도모하기 위하여 차체 부품 조립 공정에서 복합판재(P1)와 금속판재(P2)의 이종 소재를 일체로 접합하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 복합판재(P1)는 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic) 등을 포함할 수 있다.
이러한 복합판재(P1)는 섬유를 강화재로 하는 고강도, 고탄성의 경량 구조재로 주목을 받고 있는 첨단 복합재료로서, 경량 구조용 재료로 뛰어난 특성을 가지고 있다.
그리고 상기 복합판재(P1)는 금속판재(P2) 대비 강도 및 탄성율이 우수하고 반복 피로에 뛰어나며, 열팽창 계수가 작기 때문에 치수 안정성이 뛰어나고, 전기 전도성, 내식성, 진동 감쇠 성능이 우수한 특성도 있다.
여기서, 상기 복합판재(P1_는 탄소섬유 소재에 에폭시 수지 등과 같은 수지가 함침된 다수 매의 소재 레이어들이 적층되며, 그 수지가 경화된 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 금속판재(P2)는 일반적인 강판, 스테인레스 스틸, 알루미늄 소재 및 비철 합금 소재 등을 포함할 수 있다.
그리고 상기 복합판재(P1)와 금속판재(P2)의 접합 지점에서 상기 복합판재(P1)의 접합 지점에는 관통홀(H)이 형성된다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 복합판재(P1)의 상면에 금속판재(P2)를 겹쳐 놓은 상태에서 상기 복합판재(P1)와 금속판재(P2)를 일체로 접합하는 예를 설명하기로 한다.
그러나 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 상기 리벳(1)의 기준 위치 및 접합 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 발명의 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.
이러한 리벳(1)은 바디부(10), 헤드부(20) 및 러버패드(30)를 포함한다.
먼저, 상기 바디부(10)는 상기 복합판재(P1)의 관통홀(H)에 대응되도록 구성된다.
이러한 바디부(10)는 내부에 관통된 주입홀(11)이 형성된다.
또한, 상가 바디부(10)에는 외주면 일측에 상기 주입홀(11)까지 관통된 측면홀(13)이 형성된다.
이때, 상기 측면홀(13)은 바디부(10)의 외주면을 따라 복수개가 형성될 수 있다.
이러한 측면홀(13)은 상기 외주면에 대하여 수직으로 형성될 수 있고, 경사지게 형성될 수도 있다.
또한, 상기 바디부(10)의 일단부에는 상기 주입홀(11)과 격벽(15)으로 구획되어 벌어진 경사 내주면(17)으로 형성되는 샹크부(19)가 일체로 형성된다.
이러한 바디부(10)는 관통홀(H)의 내경보다 직경이 작게 형성된다.
그리고 상기 헤드부(20)는 상기 바디부(10)의 타단부에 일체로 형성된다.
상기 헤드부(20)의 단면 중앙에는 상기 주입홀(11)이 연장되어 형성된다.
이러한 헤드부(20)는 상기 관통홀(H)의 내경보다 직경이 크게 형성된다.
한편, 상기 러버패드(30)는 상기 바디부(10)에 끼워져 상기 헤드부(20)의 하면에 지지된다.
상기 러버패드(30)는 일반적인 고무 소재로 이루어질 수 있다.
이러한 러버패드(30)는 상기 헤드부(20)의 하면에 가류 접착된다.
상기와 같이 구성되는 리벳(1)은 복합판재(P1)에 형성된 관통홀(H)을 통하여 상기 금속판재(P2)의 샹크부(19)가 압입 체결된 상태로, 상기 주입홀(11)과 측면홀(13)을 통하여 주입되는 접착제(40)가 상기 복합판재(P1)와 바디부(10) 사이에 충진되어 접합된다.
이때, 상기 러버패드(30)는 상기 복합판재(P1)와 헤드부(10) 사이에 압착되어 상기 복합판재(P1)가 상기 리벳(1)에 의해 갈바닉 부식되는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 3을 참조하여 이러한 리벳을 이용하여 판재를 접합하는 접합방법을 좀더 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리벳을 이용한 판재의 접합방법을 나타낸 공정도이다.
도 3을 참조하면, 복합판재(P1)와 금속판재(P2)를 준비한다.
이때, 상기 복합판재(P1)의 일측에 관통홀(H)을 형성한다.
상기 복합판재(P1)의 하부에 금속판재(P2)를 배치한다.
상기 복합판재(P1)의 관통홀(H)을 통하여 리벳(1)을 금속판재(P2)에 압입 체결하는 압입단계를 진행한다.
이때, 상기 압입단계는 상기 복합판재(P1)와 헤드부(10) 사이에 상기 러버패드(30)가 압착되어 상기 복합판재(P1)가 상기 리벳(1)에 의해 갈바닉 부식되는 것을 방지하도록 한다.
또한, 상기 압입단계는 상기 바디부(10)의 내부에 형성된 격벽(15)이 상기 금속판재(P2)의 상면에 지지되도록 구성된다.
즉, 상기 격벽(15)에 의해 리벳(1)이 지지되면서 취성이 강한 복합판재의 변형을 방지할 수 있다.
이러한 압입단계는 상기 리벳(1)의 샹크부(19)가 금속판재(P2)의 내부에 압입되면서 벌어져 체결된다.
이어서 상기 리벳(1)의 주입홀(11)과 측면홀(13)을 통하여 접착제(50)를 주입하는 충진단계를 진행한다.
다시 말해, 상기 충진단계는 리벳(1)과 복합판재(P1) 사이에 접착제(40)를 충진하는 단계이다.
즉, 상기 충진단계는 상기 주입홀(11)의 내부는 물론, 상기 리벳(1)의 바디부(10)와 복합판재(P1) 사이 및 상기 복합판재(P1)와 금속판재(P2) 사이에 접착제(40)가 도포된다.
이때, 상기 접착제(40)는 일반적인 접착제를 사용하기 때문에, 상기 접착제에 대한 상세한 성분 및 종류는 생략하기로 한다.
본 발명의 실시 예는 복합판재(P1)와 금속판재(P2)를 접합하기 위한 것으로, 기계적으로 결합함과 동시에, 접착제(40)를 이용해 접합함으로써, 접합강성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 복합판재(P1)와 리벳(1) 사이에 러버패드(30)를 개재하여 상기 복합판재(P1)의 갈바닉 부식을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 리벳
P1 복합판재
P2 금속판재
H 관통홀
10 바디부
11 주입홀
13 측면홀
15 격벽
17 경사 내주면
19 샹크부
20 헤드부
30 러버패드
40 접착제
P1 복합판재
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H 관통홀
10 바디부
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17 경사 내주면
19 샹크부
20 헤드부
30 러버패드
40 접착제
Claims (10)
- 복합판재와 금속판재를 접합하기 위한 리벳에 있어서,
내부에 관통된 주입홀이 형성되고, 외주면 일측에 상기 주입홀까지 관통된 측면홀이 형성되며, 일단부에는 상기 주입홀과 격벽으로 구획되어 벌어진 경사 내주면으로 형성되는 샹크부가 일체로 형성되는 바디부;
상기 바디부의 타단부에 일체로 형성되며, 단면 중앙에는 상기 주입홀이 연장되어 형성되는 헤드부; 및
상기 바디부에 끼워져 상기 헤드부의 하면에 지지되는 러버패드;
를 포함하는 리벳. - 제1항에 있어서,
상기 복합판재에 형성된 관통홀을 통하여 상기 금속판재에 샹크부가 압입 체결된 상태로, 상기 주입홀과 측면홀을 통하여 주입되는 접착제가 상기 복합판재와 바디부 사이에 충진되어 접합되는 것을 특징으로 하는 리벳. - 제2항에 있어서,
상기 헤드부의 직경은
상기 관통홀의 내경보다 크게 형성되는 리벳. - 제2항에 있어서,
상기 바디부는
상기 관통홀의 내경보다 직경이 작게 형성되어 상기 관통홀과의 사이에 공간이 형성되는 리벳. - 제1항에 있어서,
상기 측면홀은
상기 바디부의 외주면을 따라 복수개 형성되는 리벳. - 제1항에 있어서,
상기 러버패드는
상기 헤드부의 하면에 가류 접착되는 것을 특징으로 하는 리벳. - 관통홀이 형성된 복합판재와 금속판재를 접합하는 접합방법에 있어서,
제1항 내지 제6항 중, 어느 하나의 항의 리벳을 상기 복합판재의 관통홀을 통하여 상기 금속판재에 압입 체결하는 압입단계; 및
상기 리벳의 주입홀과 측면홀을 통하여 접착제를 주입하여 상기 리벳과 복합판재 사이에 접착제를 충진하는 충진단계;
를 포함하는 리벳을 이용한 판재의 접합방법. - 제7항에 있어서,
상기 압입단계는
상기 복합판재와 헤드부 사이에 상기 러버패드가 압착되는 리벳을 이용한 판재의 접합방법. - 제7항에 있어서,
상기 압입단계는
상기 격벽이 상기 금속판재의 상면에 지지되는 리벳을 이용한 판재의 접합방법. - 제7항에 있어서,
상기 압입단계는
상기 리벳의 샹크부가 금속판재의 내부에 압입되면서 벌어져 체결되는 리벳을 이용한 판재의 접합방법.
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| JP2011001983A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Fujikura Ltd | 取付け部材の緩み止め構造及びボルト |
| KR20160070918A (ko) * | 2014-12-10 | 2016-06-21 | 현대자동차주식회사 | 셀프 피어싱 리벳 |
| KR20160082288A (ko) * | 2014-12-30 | 2016-07-08 | 주식회사 성우하이텍 | 판재 접합용 파스너 |
-
2016
- 2016-12-27 KR KR1020160180471A patent/KR102671241B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| CN115479069A (zh) * | 2022-10-24 | 2022-12-16 | 青岛理工大学 | 一种用于cfrp与金属板自冲铆接损伤修复的铆钉及铆接方法 |
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| KR102671241B1 (ko) | 2024-05-31 |
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