JP2019523628A - 加熱接着式回転積層コアの製造装置 - Google Patents
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Abstract
本発明による加熱接着式回転積層コアの製造装置は、上部金型３と下部金型４からなり、上部金型３に取り付けられたポンチが下部金型４の上部で順次移送されるストリップ１００Ａをピアス加工及びブランキング加工を通してラミナー部材１０１の各一杖を形成して積層する積層コア製造装置において、前記ブランキング加工のためのブランキングダイ１１の下部に設けられたスクイーズリング２０１；前記スクイーズリング２０１の外部に設けられた加熱手段２０２；及び前記スクイーズリング２０１と前記加熱手段２０２が設けられ、前記スクイーズリング２０１と前記加熱手段２０２とともに一定ピッチほど回転する回転ダイ２０３；をさらに含んでなることを特徴とする。【選択図】図５
Description
本発明は、ラミナー（ｌａｍｉｎａｒ）部材を積層して製造されるコアの製造装置に関する。より具体的に、本発明はプレスで打ち抜かれたラミナー部材を積層工程時に加熱してラミナー部材間が接着されると同時に、積層時にラミナー部材が一定ピッチで回転しながら積層されるようにした、加熱接着式回転積層コアの製造装置に関する。
一般に、ストリップを打ち抜き及びブランキング工程を通して得られたラミナー部材を積層してなる積層コアは、モーターや発電機の固定子または回転子で使われ、これを製造する方法は、当業界に広く知られている。
プログレッシブ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）金型装置に供給されたストリップに対し、スロット部、ティスなどの打ち抜き加工及びブランキング加工を順次行い、各一杖のラミナー部材を連続的に形成し、最終的に外形が打ち抜かれたラミナー部材各一杖を所定の枚数で積層し、ラミナー部材間を結合することによってモーター積層コアが製造される。このようにラミナー部材相互の結合方法は、韓国公開特許公報第１０−２００５−００２６８８２号などで開示されているように、各ラミナー部材の各一杖にエンボス（ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）を形成し、積層する時、互いに圧搾して結合させる、いわゆるエンボス積層方法が代表的に知られている。
このようなエンボス積層方式のモーターコアでは、母材に形成された雄雌突部形状を無理やり嵌める方式で締結するため、まるで道路に設けられた過速防止段差のような役目をし、鉄損と磁束密度の損失が生じる。また、点滴率が落ちて、共振現象で震動ノイズの発生する問題がある。
このような問題を解決するために、ラミナー部材間を接着剤または接着フィルムを利用して付着する方法が示されている。このような先行技術としては、韓国特許第１０−１６２７４７１号、第１０−１６１８７０８号、第１０−１６１６９８７号、第１０−１６１８７０９号などを挙げることができる。これらの先行技術では、ラミナー部材が積層されるスクイーズリングを加熱し、ラミナー部材に適用された接着剤または接着フィルムを熱硬化させてラミナー部材間の結合を保障している。
しかし、一般に積層コアを製造する時、ブランキングによって打ち抜かれたコア各一杖の形象は、常に正確に維持されず、一定した偏差が生じる。よって、コア各一杖を数回繰り返して積層する場合、完成されたコアには、累積偏差によって同心度や直角度が一定しなくなって製品不良の原因となっている。
一方、前記先行技術では、スクイーズリングで積層されるコア製品を直接加熱するためにスクイーズリングを加熱する技術に対して開示している。しかし、スクイーズリングを加熱する場合、コアの外径側の接着剤または接着フィルムは、熱によって充分硬化可能であるが、コアの内径側の部分は、コア自体の熱伝導によって加熱されるため、短い積層時間には充分な熱硬化されることは難しい。これは積層されたラミナー部材間の十分な接着力を提供することができなくて、コアの内径側の積層部分が開くなどの品質不良問題を生じさせたりする。
ここで、本発明者は上述した問題を解決するために、スクイーズリングを一定ピッチほど回転させながらラミナー部材を積層することができ、積層コアの内径面の方を直接加熱できる加熱接着式回転積層コアの製造装置を提供する。
本発明の目的は、スクイーズリングが加熱しながら積層されるコアの各一杖が一定ピッチほど回転しながら積層されるようにした、加熱接着式回転積層コアの製造装置を提供することである。
本発明の他の目的は、積層コアの内径面の方を直接加熱することができる加熱接着式回転積層コアの製造装置を提供することである。
本発明の前記目的及びその他内在している目的は、下記説明する本発明によって容易に達成することができる。
本発明による加熱接着式回転積層コアの製造装置は、
上部金型３と下部金型４からなり、上部金型３に取り付けられたポンチが下部金型４の上部で順次移送されるストリップ１００Ａをピアス加工及びブランキング加工を通してラミナー部材１０１の各一杖を形成して積層する積層コア製造装置において、
前記ブランキング加工のためのブランキングダイ１１の下部に設けられたスクイーズリング２０１；
前記スクイーズリング２０１の外部に設けられた加熱手段２０２；及び
前記スクイーズリング２０１と前記加熱手段２０２が設けられ、前記スクイーズリング２０１と前記加熱手段２０２とともに一定ピッチほど回転する回転ダイ２０３；
をさらに含んでなることを特徴とする。
上部金型３と下部金型４からなり、上部金型３に取り付けられたポンチが下部金型４の上部で順次移送されるストリップ１００Ａをピアス加工及びブランキング加工を通してラミナー部材１０１の各一杖を形成して積層する積層コア製造装置において、
前記ブランキング加工のためのブランキングダイ１１の下部に設けられたスクイーズリング２０１；
前記スクイーズリング２０１の外部に設けられた加熱手段２０２；及び
前記スクイーズリング２０１と前記加熱手段２０２が設けられ、前記スクイーズリング２０１と前記加熱手段２０２とともに一定ピッチほど回転する回転ダイ２０３；
をさらに含んでなることを特徴とする。
本発明において、前記回転ダイ２０３の外側に設けられるリング状の回転電極２０５をさらに含み、
前記回転電極２０５は、前記加熱手段２０２と電気的に繋がって、前記回転電極２０５と前記回転電極の外側に設けられた固定電極２０６が互いに電気的に接続されると、前記加熱手段２０２に電気を供給するようにしても良い。
前記回転電極２０５は、前記加熱手段２０２と電気的に繋がって、前記回転電極２０５と前記回転電極の外側に設けられた固定電極２０６が互いに電気的に接続されると、前記加熱手段２０２に電気を供給するようにしても良い。
本発明において、前記ブランキングダイ１１の下部には前記加熱手段２０２で発生する熱を遮断するための放熱パッド２０８が設けられることが好ましい。
本発明において、前記積層コアは、前記回転ダイ２０３の下部に位置する内径加熱装置３００によってその下部が支持され、外部へ取り出されることが好ましい。
本発明において、前記回転ダイ２０３の外周面に設けられた回転駆動部材２０７をさらに含んでもよい。
本発明は、（１）加熱されながら積層されるコアの各一杖が一定ピッチほど回転しながら積層されるようにすることで、積層コアの積層偏差を無くして良好な直角度と同心度などを確保できるようにし、（２）積層コアの内径面の方を直接加熱できるようにして、積層コアの良好な品質を確保できる加熱接着式回転積層コアの製造装置を提供する発明の効果を有する。
図１は、本発明に適用されるラミナー部材１０１を製造するためのストリップ１００Ａの一例を示す断面図である。
図１を参照すれば、本発明に適用するストリップ１００Ａは、薄い板からなる帯状の鋼板１００−１表面に合成樹脂接着フィルム１００Ａ’が蒸着されているか、又は接着用合成樹脂コーティング層が塗布されている。本発明では、このような形態のストリップ１００Ａを使うことが好ましいが、必ずこのようなストリップ１００Ａのみに限定されることではない。例えば、鋼板１００−１の一面のみに合成樹脂接着フィルム１００Ａ’が形成されていてもよく、鋼板１００−１の表面に接着フィルム１００Ａ’ではない接着剤を塗布した形態を適用してもよい。このような接着剤は、積層コアの製造装置１内で接着剤を塗布していない状態の鋼板１００−１の表面にピアス、ブランキング工程または積層工程のいずれか一つの工程で接着剤を塗布しながら該当工程を行う形態でも適用可能である。以下では、便宜上、接着フィルム１００Ａ’が付着された鋼板１００−１をストリップ１００Ａの一例として説明する。
図２は、本発明に適用されるラミナー部材１０１を示す斜視図で、図３は、本発明に適用されるラミナー部材１０１が積層されて製造された積層コア１００の斜視図である。
図２を参照すれば、前記ストリップ１００Ａを後述する装置１によって打ち抜き及びブランキング加工して製造する積層コアの各一杖であるラミナー部材１０１が図示されている。前記ラミナー部材１０１を決まった枚数だけ積層して製造した積層コア１００が図３に示される。
前記積層コア１００は、ラミナー部材１０１の表面に蒸着された合成樹脂フィルム１００Ａ’または接着剤が熱によって硬化され、前記ラミナー部材１０１の裏面に接着された状態からなる。
図４は、本発明による加熱接着式回転積層コアの製造装置１を示す断面図である。
図４に図示した装置１へ供給される合成樹脂接着フィルム１００Ａ’が蒸着または接着用合成樹脂がコーティング処理されたストリップ１００Ａに対し、スロット部１０１’、ティス１０１”などの打ち抜き加工及びブランキング加工を順次行わせ、各一杖のラミナー部材１０１が連続的に形成され、最終的に打ち抜かれたラミナー部材１０１の各一杖を所定の枚数で積層して熱硬化させることによって、モーターの積層コア１００が製造される。
具体的に、図４を参照して説明すれば、本発明による積層コア製造装置は、順次移動する合成樹脂接着フィルム１００Ａ’が蒸着または接着用合成樹脂がコーティング処理されたストリップ１００Ａ上で連続作業するプレス加工方式を適用する。すなわち、本発明による装置１は、好ましくは、プログレッシブ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）金型装置で、上部金型３と下部金型４からなる。
上部金型３は、下部金型４の上側に配置され、下部金型４に向けて昇降方向ｖに運動する。上部金型３の運動は、上部金型３がプレス機に取り付けられ、プレスが駆動されることによって行われる。下部金型４の上部では、ストリップ１００Ａが進行方向ｆに沿って移動する。
上部金型３は、ストリップ１００Ａを打ち抜くピアスポンチ５、６、７、８及びブランキングポンチ９と、前記ポンチを取り付けるポンチプレート１７と、前記ポンチプレート１７を上部で支持するポンチホルダー１９を含んでもよい。この時、図４では、４つのピアスポンチ５、６、７、８を図示しているが、このようなピアスポンチの数やその形状は、製作しようとするコアの形態や大きさなどによって、いくらでも変更できることは勿論であり、図示していないマイクロプロセッサに搭載された制御プログラムによる順にストリップ１００Ａの打ち抜き及びブランキングが行われる。
また、上部金型３には、ポンチホルダー１９とポンチプレート１７の間で前記ポンチを支えるポンチバックキングプレート１８と、ポンチが正確な位置へ移動するように案内し、打ち抜きの際に嵌められるストリップ１００Ａを引き取るためのストリッパープレート２０が備えられてもよい。
下部金型４は、プレス機に取り付けられて下部金型４の全体的中心を取るダイホルダー１６と、前記ダイホルダー１６の上部に安着されるダイプレート１３と、ダイホルダー１６とダイプレート１３との間に位置してダイプレート１３に加えられる圧力を支えるダイバックキングプレート１５を含んでもよい。
また、下部金型４内にはブランキングポンチ９と対応する位置に中空が形成された円筒状のブランキングダイ１１が取り付けられる。ブランキングダイ１１は、ブランキングポンチ９によって打ち抜かれ、ストリップ１００Ａから分離されたコアの一杖であるラミナー部材１０１を下部へ排出させ、排出されたラミナー部材１０１は前記ブランキングダイ１１の下部に設けられたスクイーズリング２０１を通過しながら積層され、同時に加熱されてラミナー部材１０１相互の接着が接着フィルムの熱硬化によって行われる。
ブランキングダイ１１から打ち抜かれたラミナー部材１０１は、ブランキングダイ１１の下部の積層装置２００のスクイーズリング２０１内へ押し込まれ、その上に他のラミナー部材１０１が順次積層されながらスクイーズリング２０１の下部へと押されるようになる。一定枚数が積層されたコアは、一つの製品となってスクイーズリング２０１の下部で外部へ取り出される。
このような本発明による積層コア製造装置１を利用した積層コア製造工程は、ピアス（ｐｉｅｒｃｉｎｇ）工程、ブランキング（ｂｌａｎｋｉｎｇ）工程及び積層（ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ）工程からなる。
ピアス工程では、ストリップ１００Ａ上にコアの外形を除いたスロット部１０１’、ティス１０１”、シャフトホールなどの基本形象を成形する。この時、ストリップ１００Ａは、金型装置１内で順次一ピッチ（ｐｉｔｃｈ）ずつ移動しながら、上部金型３に取り付けられて上下方向に移動するピアスポンチ５、６、７、８によってピアス加工が行われる。ブランキング工程では、ストリップ１００Ａを打ち抜いて一つのラミナー部材１０１を形成し、形成されたラミナー部材１０１は、以後積層工程で順次積層される。
積層工程は、好ましくは、積層とともに接着フィルムまたは接着剤の熱硬化のために積層されるラミナー部材を加熱することが共に行われる工程である。また、加熱と同時に一つのラミナー部材を積層する度に、スクイーズリング２０１が一定ピッチほど回転しながら積層される。このための構成を下記図５及び図６を参照して説明する。
図５は、本発明による加熱接着式回転積層コアの製造装置１の積層装置２００と内径加熱装置３００を示す断面図で、図６は、本発明による加熱接着式回転積層コアの製造装置の積層装置と内径加熱装置の作動の一例を示す断面図である。
図５に図示されたように、本発明による積層コア製造装置１の積層装置２００は、ブランキングダイ１１の下部に設けられたスクイーズリング２０１、加熱手段２０２、回転ダイ２０３、回転電極２０５、固定電極２０６及び回転駆動部材２０７を含んでなる。
スクイーズリング２０１は、ブランキング工程で形成されたラミナー部材１０１が積層される部分であって、複数のラミナー部材１０１が積層されながら、上のラミナー部材１０１が下部のラミナー部材を押し出して積層コアは下の方に移動するようになる。移動する過程において、スクイーズリング２０１は、スクイーズリング２０１の外周面に設けられた加熱手段２０２によって加熱される。スクイーズリング２０１は、加熱されて硬化に必要な一定温度を維持するようになり、このように加熱されたスクイーズリング２０１は、積層されたラミナー部材１０１を加熱してその表面の接着フィルムや接着剤が熱硬化されながらラミナー部材１０１の間によく接着されるようにする。加熱手段２０２は、好ましくは、ＰＴＣセラミックスヒーターであることが好ましいが、必ずこれに限定されることではない。加熱手段２０２が設けられる位置もスクイーズリング２０１の外周面が好ましいが、必ずこれに限定されることではなく、スクイーズリング２０１の内側に位置したり、その他の位置にも設置可能である。
スクイーズリング２０１と加熱手段２０２は、回転ダイ２０３の内側に設けられることで、回転ダイ２０３が一定ピッチほど回転すれば、スクイーズリング２０１と加熱手段２０２は回転ダイ２０３とともに回転する。回転ダイ２０３の回転を支持するために、複数個の軸受け（図示しない）を必要な位置に適用してもよい。
回転ダイ２０３の加熱手段２０２は回転しながら加熱されなければならないが、加熱手段２０２を加熱するために、加熱手段２０２と電気的に繋がった回転電極２０５が回転ダイ２０３の外周面に設けられる。回転電極２０５は、連続的なリング状からなる電極であって、回転ダイ２０３とともに回転し、回転ダイ２０３の外部の方に別途位置する固定電極２０６と電気的に接続される。すなわち、固定電極２０６は、回転ダイ２０３が回転しても常に回転電極２０５と電気的連結を維持するようになって、回転ダイ２０３が回転している間も加熱手段２０２が電気的に加熱できるようにする。
回転ダイ２０３の外周面には、回転駆動部材２０７が備えられる。回転駆動部材２０７は、回転ダイ２０３を回転させられる多様な形態の駆動手段、つまり、モーターなどの駆動力を回転ダイ２０３に伝達できる部材が用いられる。例えば、ギア、プーリーなどが適用されてもよい。図５に図示された回転駆動部材２０７はプーリーであり、別途設けられたモーター（図示しない）の駆動軸に繋がった駆動ベルト（図示しない）を回転駆動部材２０７に連結して回転駆動部材２０７が回転しながら回転ダイ２０３が回転するように構成する。回転ダイ２０３の回転は、予め設定された一定ピッチほど行われるようにすることが好ましい。例えば、一ピッチを６０度に設定すると、一つのラミナー部材がブランキングされ、その上に積層されるラミナー部材は、６０度が回転された状態で積層される。これが繰り返され、連続的に６０度ほど回転されたラミナー部材を積層しながら積層コアを製造してもよい。
加熱手段２０２で発生する熱がブランキングダイ１１やダイプレート１３などに伝導されることを防ぐために、ブランキングダイ１１の下部などに放熱パッド２０８を設けてもよい。
このように構成された積層装置２００は、ラミナー部材を積層すると同時に、加熱と一定ピッチほどの回転ができるようにする。
一方、積層コア１００の内周面の方は、ティス１０１”と同様、積層コア１００の外周面と比べて、より繊細な構造からなる。よって、ラミナー部材間の接着力が確保されなければ、ティス１０１”が上下に開くなどの製品不良が発生することがあるので、積層コア１００の内周面の方を直接加熱できる方案が求められる。このために、本発明の製造装置１は、積層装置２００の下部に内径加熱装置３００をさらに含んでもよい。
本発明の内径加熱装置３００は、昇降ブロック３０１、昇降手段３０２、支持パッド３０３及び加熱ブロック３０４を含んでなる。
昇降ブロック３０１は、昇降手段３０２の作動によって上下に移動するように作動される。昇降手段３０２は、モーターや空圧シリンダーなど昇降ブロック３０１を上下に移動させるように多様な公知の技術手段を適用してもよい。昇降手段３０２によって、昇降ブロック３０１は回転ダイ２０３の内径面の方に上下移動できるように設けられる。
支持パッド３０３は、その中心に設けられた回転軸を基準として自在に回転できるように設けられる。このような回転を支持するために、昇降ブロック３０１の上部に軸受け（図示しない）が設けられてもよい。支持パッド３０３は、回転が必要ない場合は省略しても構わない。
加熱ブロック３０４は、外部から供給される電気などによって加熱され、積層コア１００の内径面に位置して積層コア１００の内径面を加熱させる。加熱ブロック３０４を加熱するための手段は、加熱棒などのような、通常使われる加熱手段を適用してもよい。加熱ブロック３０４の外径は、積層コア１００の内径の大きさと同じか、ちょっと小さく設定され、加熱ブロック３０４が積層コア１００の内径面に密接して位置したり、ちょっと間隔を空けて位置させる。加熱ブロック３０４の高さは、一つの積層コア１００の高さと同じか、ちょっと大きく設定される。こうすることにより、積層コア１００の内径面をより効果的に加熱できるようにする。
より具体的に説明するため、図６を参照すれば、昇降ブロック３０１は昇降手段３０２の作動によって上昇し、スクイーズリング２０１の下方に位置する。スクイーズリング２０１の内部に積層された積層コア１００の内径面には、加熱ブロック３０４が位置して積層コア１００の内径の方を加熱し、同時に上でラミナー部材１０１が積層されながら、積層コア１００が下へ押し出されて一つの積層コア１００が分離されると、図５のように、昇降ブロック３０１は下降し、積層コア１００は完成されて外部へ取り出される。
支持パッド３０３は、スクイーズリング２０１とともに回転できるように構成するが、スクイーズリング２０１のように必ず３６０度回転する必要はない。支持パッド３０３は、昇降手段３０２によって、いつでも上下に移動できるためであり、スクイーズリング２０１から積層コア１００が抜け出された後も内径を加熱できるためである。
加熱ブロック３０４で発生する熱が昇降ブロック３０１などに伝導されることを防ぐために、加熱ブロック３０４の下部に放熱パッド３０６をさらに設けても良い。
以上で説明した本発明の説明は、本発明を理解し易くするために例えて説明したことに過ぎず、本発明の範囲を決めるためではないことを留意しなければならない。本発明の範囲は、本明細書に含まれた請求の範囲によって決められ、この範囲内での本発明の単純な変形や変更は、いずれも本発明の範囲に属するものとして理解されなければならない。
Claims (5)
- 上部金型３と下部金型４からなり、上部金型３に取り付けられたポンチが下部金型４の上部で順次移送されるストリップ１００Ａをピアス加工及びブランキング加工を通してラミナー部材１０１の各一杖を形成して積層する積層コア製造装置において、
前記ブランキング加工のためのブランキングダイ１１の下部に設けられたスクイーズリング２０１；
前記スクイーズリング２０１の外部に設けられた加熱手段２０２；及び
前記スクイーズリング２０１と前記加熱手段２０２が設けられ、前記スクイーズリング２０１と前記加熱手段２０２とともに一定ピッチほど回転する回転ダイ２０３；
をさらに含んでなることを特徴とする加熱接着式回転積層コアの製造装置。 - 前記回転ダイ２０３の外側に設けられるリング状の回転電極２０５をさらに含み、
前記回転電極２０５は、前記加熱手段２０２と電気的に繋がって、前記回転電極２０５と前記回転電極の外側に設けられた固定電極２０６が互いに電気的に接続されると、前記加熱手段２０２に電気を供給することを特徴とする請求項１に記載の加熱接着式回転積層コアの製造装置。 - 前記ブランキングダイ１１の下部には前記加熱手段２０２で発生する熱を遮断するための放熱パッド２０８が設けられることを特徴とする請求項１に記載の加熱接着式回転積層コアの製造装置。
- 前記積層コアは、前記回転ダイ２０３の下部に位置する内径加熱装置３００によってその下部が支持され、外部へ取り出されること特徴とする請求項１に記載の加熱接着式回転積層コアの製造装置。
- 前記回転ダイ２０３の外周面に設けられた回転駆動部材２０７をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の加熱接着式回転積層コアの製造装置。
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