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KR-102960690-B1 - DISSIMILAR MATERIALS PART COMBINATION BODY AND METHOD FOR COMBINING THE SAME

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Abstract

본 발명은 이종재질 부품 결합체 및 그 결합방법에 관한 것으로, 본 발명은 수직면과, 상기 수직면에 이어 형성된 수평면으로 이루어진 스텝이 연속적으로 복수 개 구비된 스텝홈부를 포함하는 본체를 제작하는 본체 제작단계; 상기 본체 스텝홈부의 스텝과 상응하는 수직면과 수평면으로 형성된 스텝이 연속적으로 복수 개 구비된 스텝돌기부를 포함하는 결합체를 상기 본체보다 용융점이 높은 재질로 제작하는 결합체 제작단계; 상기 결합체의 스텝돌기부를 상기 본체의 스텝홈부에 삽입하여 상기 스텝돌기부의 각 스텝의 수평면을 상기 스텝홈부의 각 스텝의 수평면에 접촉시키는 삽입단계; 상기 결합체의 상면을 레이저 발생기의 레이저 툴로 가압하는 가압단계; 및 상기 레이저 발생기에서 레이저를 발생시켜 상기 레이저 툴을 통해 상기 결합체의 수직면 방향으로 레이저를 조사하여 상기 스텝홈부의 각 스텝의 수평면 및 바닥 수평면을 발열 용융시키는 융착단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 구성이 간단할 뿐만 아니라 결합강도가 높고, 별도의 접착제나 실링부재없이 구성이 간단하게 실링력(수밀성)을 높인다.

Inventors

  • 김종천

Assignees

  • 주식회사 이지웰딩

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20250124

Claims (5)

  1. 홈측 제1 수평면과, 상기 홈측 제1 수평면의 끝에 이어 수직 방향으로 형성되는 홈측 제1 수직면과, 상기 홈측 제1 수직면의 끝에 이어 상기 홈측 제1 수평면과 대면되지 않게 외측으로 수평 방향으로 형성되는 홈측 제2 수평면과, 상기 홈측 제2 수평면의 끝에 이어 수직 방향으로 형성되는 홈측 제2 수직면을 포함하는 스텝홈부가 구비된 본체; 돌기측 제1 수평면과, 상기 돌기측 제1 수평면 끝에 이어 수직 방향으로 형성되며 복수 개의 돌기들 또는 복수 개의 채움홈들이 구비되는 돌기측 제1 수직면과, 상기 돌기측 제1 수직면의 끝에 이어 돌기측 제1 수평면과 대면되지 않게 외측으로 수평 방향으로 형성되는 돌기측 제2 수평면과, 상기 돌기측 제2 수평면의 끝에 이어 수직 방향으로 형성되며 복수 개의 돌기들 또는 복수 개의 채움홈들이 구비되는 돌기측 제2 수직면을 포함하는 스텝돌기부가 구비되어, 상기 돌기측 제1,2 수평면이 각각 상기 홈측 제1,2 수평면에 접면되고 상기 돌기측 제1,2 수직면이 각각 상기 홈측 제1,2 수직면과 대면되도록 상기 본체의 스텝홈부에 삽입되며, 상기 본체보다 용융점이 높은 재질의 결합체; 상기 본체의 홈측 제1,2 수평면이 각각 용융되어 상기 본체의 홈측 제1 수평면과 상기 결합체의 돌기측 제1 수평면 사이, 그리고 상기 본체의 홈측 제2 수평면과 상기 결합체의 돌기측 제2 수평면 사이에 각각 구비된 융착부들; 및 상기 본체의 홈측 제1 수직면과 상기 결합체의 돌기측 제1 수직면 사이, 그리고 상기 본체의 홈측 제2 수직면과 상기 결합체의 돌기측 제2 수직면 사이에 각각 상기 본체의 홈측 제1,2 수평면이 각각 용융된 용융물이 유입되어 경화된 경화본딩부들을 포함하는 이종재질 부품 결합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체는 자동차 헤드 램프의 하우징이고, 상기 결합체는 자동차 헤드 램프의 렌즈인 것을 특징으로 하는 이종재질 부품 결합체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 본체는 전자부품 케이스의 내면에 돌출되어 피씨비가 지지되는 보스가 구비된 전자부품 케이스이고, 상기 결합체는 상기 피씨비를 관통하여 상기 보스에 결합되는 스텝핀인 것을 특징으로 하는 이종재질 부품 결합체.
  4. 삭제
  5. 홈측 제1 수평면과, 상기 홈측 제1 수평면의 끝에 이어 수직 방향으로 형성되는 홈측 제1 수직면과, 상기 홈측 제1 수직면의 끝에 이어 상기 홈측 제1 수평면과 대면되지 않게 외측으로 수평 방향으로 형성되는 홈측 제2 수평면과, 상기 홈측 제2 수평면의 끝에 이어 수직 방향으로 형성되는 홈측 제2 수직면을 포함하는 스텝홈부가 구비된 본체를 제작하는 본체 제작단계; 돌기측 제1 수평면과, 상기 돌기측 제1 수평면 끝에 이어 수직 방향으로 형성되며 복수 개의 돌기들 또는 복수 개의 채움홈들이 구비되는 돌기측 제1 수직면과, 상기 돌기측 제1 수직면의 끝에 이어 돌기측 제1 수평면과 대면되지 않게 외측으로 수평 방향으로 형성되는 돌기측 제2 수평면과, 상기 돌기측 제2 수평면의 끝에 이어 수직 방향으로 형성되며 복수 개의 돌기들 또는 복수 개의 채움홈들이 구비되는 돌기측 제2 수직면을 포함하는 스텝돌기부가 구비된 결합체를 상기 본체보다 용융점이 높은 재질로 제작하는 결합체 제작단계; 상기 결합체의 스텝돌기부를 상기 본체의 스텝홈부에 삽입하여 상기 돌기측 제1,2 수평면이 각각 상기 홈측 제1,2 수평면에 접면되고 상기 돌기측 제1,2 수직면이 각각 상기 홈측 제1,2 수직면과 대면시키는 삽입단계; 상기 결합체 상면을 레이저 발생기의 레이저 툴로 가압하는 가압단계; 및 상기 레이저 발생기에서 레이저를 발생시켜 상기 레이저 툴을 통해 결합체의 수직면 방향으로 레이저를 조사하여 상기 스텝홈부의 홈측 제1,2 수평면을 각각 발열 용융시켜 상기 본체의 홈측 제1 수평면과 상기 결합체의 돌기측 제1 수평면 사이, 그리고 상기 본체의 홈측 제2 수평면과 상기 결합체의 돌기측 제2 수평면 사이를 각각 융착시킴과 아울러 상기 본체의 홈측 제1 수직면과 상기 결합체의 돌기측 제1 수직면 사이, 그리고 상기 본체의 홈측 제2 수직면과 상기 결합체의 돌기측 제2 수직면 사이에 각각 용융된 용융물을 유입시키는 융착단계를 포함하는 이종재질 부품 결합체 결합방법.

Description

이종재질 부품 결합체 및 그 결합방법{DISSIMILAR MATERIALS PART COMBINATION BODY AND METHOD FOR COMBINING THE SAME} 본 발명은 이종재질 부품 결합체 및 그 결합방법에 관한 것이다. 산업설비 분야에서 두 개의 부품을 견고하게 연결하는 체결 요소는 필수적인 구성 요소이다. 체결 요소는 볼트와 너트, 나사, 용접, 접착제 등이 있다. 볼트와 너트를 이용한 체결 방식은 가장 널리 사용되는 체결 요소로 볼트를 구멍에 끼우고 너트로 조여 두 부품을 체결한다. 볼트와 너트 체결방식은 조립 및 해체가 간편하고, 다양한 크기와 재질로 제작되어 용도에 맞게 선택 가능하나, 너트를 조이는 공간이 필요하며, 진동이 심한 환경에서는 풀림이 발생될 수 있다. 나사를 이용한 체결 방식은 볼트와 유사하지만, 너트 대신 체결하려는 부품 에 나사산을 가공하여 사용하는 것으로, 볼트보다 간단하게 조립할 수 있으며, 공간이 협소한 곳에 사용하기 적합하나, 체결하려는 부품에 나사산을 가공해야 한다. 일예로, 플라스틱 몸체에 금속 또는 프라스틱 나사(Screw)를 이용하여 제품을 조립할 경우 드라이버나 전동 공구의 회전력을 이용하여 체결한다. 이와 같은 경우, 체결 과정에서 플라스틱 몸체에 물리적인 진동 부하가 발생되어 플라스틱 또는 금속 분진 발생 가능성 있고 풀림 방지를 위해 풀림방지 와셔가 추가하여 구성이 복잡하게 된다. 도 1은 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체 결합방법의 일실시예를 도시한 순서도, 도 2는 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체 결합방법의 일실시예 과정을 순차적으로 도시한 정단면도, 도 3은 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체 제1 실시예를 도시한 정단면도, 도 4는 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체 제1 실시예를 구성하는 스텝핀을 도시한 평면도, 도 5는 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체 제2 실시예를 도시한 정단면도. 이하, 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체 및 그 결합방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 먼저, 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체 결합방법의 일실시예는, 도 1, 2에 도시한 바와 같이, 수직면(1)과, 그 수직면(1)에 이어 형성된 수평면(2)으로 이루어진 스텝(S)이 연속적으로 복수 개 구비된 스텝홈부(11)를 포함하는 본체(10)를 제작하는 본체 제작단계(S10)가 진행된다[도 (2a) 참조]. 스텝(S)의 수직면(1)은 약간 경사진 수직면을 포함하는 의미이며, 스텝(S)의 수평면(2)은 약간의 경사진 수평면을 포함하는 의미이다. 본체 스텝(S)의 수평면(2)에 레이저를 흡수하는 흡수제를 도포할 수도 있다. 흡수제는 카본 블렉이 포함된 블랙 수성 잉크나 레이저 파장을 흡수하는 안료 첨가물이 될 수 있다. 본체(10)를 제작한 다음, 본체 스텝홈부(11)의 스텝(S)과 상응하는 수직면(1')과 수평면(2')으로 형성된 스텝(S')이 연속적으로 복수 개 구비된 스텝돌기부(21)를 포함하는 결합체(20)를 본체(10)보다 용융점이 높은 재질로 제작하는 결합체 제작단계(S20)가 진행된다[도 (2a) 참조]. 결합체(20)의 스텝돌기부(21)를 본체(10)의 스텝홈부(11)에 삽입시 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1')과 그에 대응되는 본체 스텝홈부 스텝(S)의 수직면(1) 사이에 채움간격(3)이 형성된다. 결합체(20)의 스텝돌기부(21)의 길이는 본체 스텝홈부(11)의 깊이보다 크다. 본체 스텝홈부(11)의 스텝 수직면(1)과 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1') 중 적어도 한쪽 스텝 수직면에 레이저를 흡수하는 흡수제가 도포될 수도 있다. 레이저 조사시 일부의 레이저를 흡수하여 스텝 수직면이 발열하여 본체 스텝홈부(11)의 스텝 수직면(1)과 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1') 사이로 용융물의 유동을 원활하여 충분한 채움이 이루어질 뿐만 아니라 접착 효율을 높일 수 있다. 본체 스텝홈부(11)의 스텝 수직면(1)과 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1') 중 적어도 한쪽 스텝 수직면에 접촉확대부가 구비될 수 있다. 바람직하게는 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1')에 구비된다. 본체 스텝홈부(11)의 스텝 수직면(1)과 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1') 사이 채움간격(3)에 용융물이 채워진 상태에서 접촉확대부에 의해 용융물과의 접촉면적을 증대시켜 결합력을 증가시킬 수 있다. 접촉확대부는 부식처리된 거친면이 될 수 있다. 접촉확대부의 다른 일예로, 접촉확대부는 복수 개의 돌기들 또는 복수 개의 채움홈들이 될 수 있다. 복수 개의 돌기들 또는 복수 개의 채움홈들은 스텝의 수직면에 일정 간격을 구비되는 것이 바람직하다. 돌기는 사각형 또는 원형이 될 수 있다. 채움홈은 사각형 또는 원형이 될 수 있다. 본체 제작단계(S10)는 결합체 제작단계(S20)보다 먼저 진행될 수도 있다. 또한, 본체 제작단계(S10)와 결합체 제작단계(S20)는 동시에 진행될 수도 있다. 일예로, 본체(10)는 전자부품 케이스의 내면에 돌출되어 피씨비가 지지되는 보스가 구비된 전자부품 케이스이고, 결합체(20)는 피씨비를 관통하여 보스에 결합되는 스텝핀이 될 수 있다. 다른 일예로, 본체(10)는 자동차 헤드 램프의 하우징이고, 결합체(20)는 자동차 헤드 램프 하우징에 결합되는 자동차 헤드 램프의 렌즈가 될 수도 있다. 본체(10)와 결합체(20)를 제작한 다음, 결합체(20)의 스텝돌기부(21)를 본체(10)의 스텝홈부(11)에 삽입하여 스텝돌기부(21)의 각 스텝(S')의 수평면(2')을 스텝홈부(11)의 각 스텝(S)의 수평면(2)에 접촉시키는 삽입단계(S30)가 진행된다. 이때, 스텝돌기부(21)의 하면이 스텝홈부(11)의 바닥 수평면(4)에 접촉된다[도 (2b) 참조]. 결합체(20)의 스텝돌기부(21)를 본체(10)의 스텝홈부(11)에 삽입한 다음, 결합체(20)의 상면을 레이저 발생기의 레이저 툴로 가압하는 가압단계(S40)가 진행된다[도 (2c) 참조]. 레이저 툴로 결합체(20)의 상면을 가압하는 상태에서, 레이저 발생기에서 레이저를 발생시켜 레이저 툴을 통해 결합체(20)의 수직면(1') 방향으로 레이저를 조사하여 스텝홈부(11)의 각 스텝(S)의 수평면(2) 및 바닥 수평면(4)을 발열 용융시키는 융착단계(S50)가 진행된다[도 (2c) 참조]. 즉, 레이저 툴을 통한 레이저는 스텝홈부(11)의 각 스텝(S)의 수평면(2) 및 바닥 수평면(4)에 대하여 수직 방향으로 조사된다. 레이저 툴을 통해 조사되는 레이저는 결합체(20)의 스텝돌기부(21)를 투과하여 본체(10)의 스텝홈부(11)의 수평면(2), 즉 스텝(S)들의 수평면(2)과 바닥 수평면(4)에 흡수되어 본체(10)의 스텝홈부 스텝(S)들의 각 수평면(2)과 바닥 수평면(4)을 발열 용융시키며, 그 용융물은 결합체(20)의 수평면(2')의 가압에 의해 본체 스텝홈부 스텝(S)들의 각 수직면(1)과 결합체 스텝돌기부 스텝(S')들의 각 수직면(1') 사이 채움간격(3)으로 유입되어 채움간격(3)에 채워진다. 본체 스텝홈부(11)의 수평면(2)에 설정된 시간 레이저를 조사한 다음, 레이저 조사를 중지하고 레이저 툴을 상측으로 이동시켜 가압을 해제하고 용융물을 상온에서 냉각시킨다[도 (2d) 참조]. 본체(10)의 스텝홈부 스텝(S)들의 각 수평면(2)과 바닥 수평면(4)이 각각 결합체 스텝돌기부 스텝(S')들의 각 수평면(2')과 하면에 융착 경화되어 융착부(30)를 형성하고 본체(10)의 스텝홈부 스텝(S)들의 각 수직면(1)과 결합체(20)의 스텝돌기부 스텝(S')들의 각 수직면(1') 사이인 채움간격(3)에 유입되어 채워진 용융물은 경화되어 경화본딩부(40)를 형성한다. 이와 같이, 본체 스텝홈부(11)의 다단 스텝(S)들의 각 수평면(2)과 결합체(20)의 스텝돌기부(21)의 다단 스텝(S')들의 각 수평면(2')이 각각 융착되어 결합되고 본체 스텝홈부(11)의 다단 스텝(S)들의 각 수직면(1)과 결합체(20)의 스텝돌기부(21)의 다단 스텝(S')들의 각 수직면(1') 사이에 용융된 용융물이 유입 경화되어 결합되므로 본체(10)의 스텝홈부(11)와 결합체(20)의 스텝돌기부(21)의 결합강도를 높이게 될 뿐만 아니라 본체(10)의 스텝홈부(11)와 결합체(20)의 스텝돌기부(21) 사이의 실링력(수밀성)을 높이게 된다. 또한, 레이저를 조사하여 본체 스텝홈부(11)의 수평면(1)들을 용융시 본체 스텝홈부(11)의 다단 스텝(S)들의 각 수직면(1)과 결합체(20)의 스텝돌기부(21)의 다단 스텝(S')들의 각 수직면(1') 사이에 용융된 용융물이 유입되어 실링하게 되므로 레이저를 조사하여 융착시 용융부분이 밀폐되어 열손실을 줄이고 용융물의 빠른 고화를 방지하여 융착부(30)의 치밀한 조직 형성을 확보할 수 있게 된다. 또한, 본체 스텝홈부(11)의 스텝 수직면(1)과 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1') 중 적어도 한쪽 스텝 수직면에 접촉확대부가 구비될 경우 용융물의 접촉면적을 증가시켜 결합강도를 더 높일 수 있게 된다. 또한, 본체 스텝홈부(11)의 스텝 수직면(1)과 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1') 중 적어도 한쪽 스텝 수직면에 레이저를 흡수하는 흡수제가 도포될 경우 레이저 조사시 일부의 레이저를 흡수하여 스텝 수직면을 발열시켜 본체 스텝홈부(11)의 스텝 수직면(1)과 결합체 스텝돌기부(21)의 스텝 수직면(1') 사이로 용융물의 유동을 원활하여 채움이 충분히 이루어질 뿐만 아니라 접착 효율을 높일 수 있게 된다. 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체의 일실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 이종재질 부품 결합체의 일실시예는, 수평면과, 그 수평면에 이어 수직면으로 형성된 스텝이 연속적으로 복수 개 구비된 스텝홈부를 포함하는 본체; 그 본체 스텝홈부의 스텝과 상응하는 수평면과 수직면으로 형성된 스텝이 연속적으로 복수 개 구비된 스텝돌기부를 포함하며, 본체보다 용융점이 높은 결합체; 그 결합체의 스텝돌기부가 본체의 스텝홈부에 삽입되어 접촉된 상태에서 스텝홈부의 각 스텝의 수평면이 용융되어 스텝돌기부의 각 스텝의 수평면에 융착된 융착부들; 및 본체 스텝홈