JP6771089B2 - 積層コアの内径加熱が可能な積層コアの製造装置 - Google Patents

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の間に接着されると同時に、積層コアの内径面を加熱でき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用され、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）金型装置で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って、各一杖のラミナー部材を連続的に形成させ、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枚数で積層してラミナー部材の間を結合させることにより、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間の結合方法は、韓国公開特許公報第１０−２００５−００２６８８２号などに開示されたように、各ラミナー部材各一杖にエンボス（ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）を形成しておいて、積層時に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と雌の突部形状を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ながら、鉄損と磁束密度の損失が発生するようになる。また、点滴率が低下し、共振現象によって震動ノイズが発生する問題がある。

このような問題を解決するために、ラミナー部材の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の各一杖の形象は、常に正確に維持されず、一定偏差が生じる。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された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が可能であるが、コア内径側の部分は、コア自体の熱伝導によって加熱されるので、短い積層時間では十分な熱硬化が行われ難い。これは、積層されたラミナー部材の間の十分な接着力を提供することができず、コア内径側の積層部分が開くなどの品質不良問題を発生させることもある。

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しようとする。

本発明の目的は、スクイーズリングが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に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。

本発明は、上部金型３と下部金型４からなって、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形成されたラミナー部材１０１の各一杖を積層して積層コア１００を製造する積層コアの製造装置において、
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の下部に設けられた昇降ブロック３０１；
前記昇降ブロック３０１を上下に移動させる昇降手段３０２；及び
前記昇降ブロック３０１の上部に設けられ、前記積層コア１００の内径面に位置する加熱ブロック３０４；
前記スクイーズリング２０１の外周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が設けられて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；
をさらに含み、
前記スクイーズリング２０１と加熱手段２０２は、回転ダイ２０３の内側に設けられることによって、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とともに回転することを特徴とする。

本発明において、前記加熱手段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、回転電極２０５は、回転ダイ２０３とともに回転し、回転ダイ２０３の外部に別に位置する固定電極２０６と電気的に接続され、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いることが好ましい。

本発明において、前記昇降ブロック３０１の上部に回転できるように設けられる支持パッド３０３をさらに含み、
前記加熱ブロック３０４は、前記支持パッド３０３上に設けられて前記支持パッド３０３とともに回転することが好ましい。

本発明において、前記加熱ブロック３０４の下部に設けられ、加熱ブロック３０４で発生する熱が昇降ブロック３０１に伝導されることを防止するためのパッド３０６をさらに含んでも良い。

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せて積層コアの積層偏差を無くし、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。

本発明に適用されるラミナー部材を製造するためのストリップの一例を示す断面図である。 本発明に適用されるラミナー部材を示す斜視図である。 本発明に適用されるラミナー部材が積層されて製造された積層コアの斜視図である。 本発明による加熱接着式回転積層コアの製造装置を示す断面図である。 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を示す断面図である。 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一例を示す断面図である。 以下では、添付の図面を参照にして本発明について詳しく説明する。

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、薄板からなる帯状の鋼板１００−１の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を使用することが好ましいが、必ずしも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構わないし、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構わない。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に対して、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が連続して形成され、最終的に打ち抜かれたラミナー部材１０１各一杖を所定枚数で積層して熱硬化す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の製造装置は、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上に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）金型装置であり、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に向かって昇降方向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、プレスが駆動す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に沿って移動するようになる。

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個数やその形状は、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を引き離す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の全体的バランス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と対応した位置で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で打ち抜かれ、ストリップ１００Ａから分離されたコアの各一杖のラミナー部材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ると同時に加熱され、ラミナー部材１０１の間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、その上に別のラミナー部材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。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の製造装置１を利用した積層コアの製造工程は、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状を成形する。この時、ストリップ１００Ａは、金型装置１内で順次一ピッチ（ｐｉｔｃｈ）ずつ移動され、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とも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が一定ピッチだけ回転しながら積層される。このための構成を以下の図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の製造装置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、多数のラミナー部材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て、積層コアは下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保つようになり、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、ラミナー部材１０１の間によく接着できるようにする。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の内側に位置するか、又は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によって、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（図示していない）を必要な位置に適用しても良い。

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、連続的リング状からなる電極で、回転ダイ２０３とともに回転し、回転ダイ２０３の外部の方に別に位置する固定電極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を回転させることができ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へ伝達できる部材が使用される。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、別に設けられたモーター（図示していない）の駆動軸に繋がった駆動ベルト（図示していない）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。これが繰り返されながら連続的に６０度くらい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することができる。

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止するため、ブランキングダイ１１の下部などに放熱パッド２０８を設置しても良い。

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"のように積層コア１００の外周面と比べた時、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とがある。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動するように作動する。昇降手段３０２は、モーターや空押しシリンダーなどの昇降ブロック３０１を上下移動させるために、多様な公知の技術手段を適用することができる。昇降手段３０２によって昇降ブロック３０１は回転ダイ２０３の内径面の方へ上下移動が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に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ように、昇降ブロック３０１の上部には軸受け（図示していない）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されても構わない。

加熱ブロック３０４は、外部で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することができる。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、やや小さいように設定され、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、やや大きく設定される。このようにすることで、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に、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てスクイーズリング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の内径側を加熱すると同時に、上にラミナー部材１０１が積層しながら積層コア１００が下へ押され出て一つの積層コア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とともに回転するように構成することができるが、スクイーズリング２０１と一緒に必ず３６０度回転する必要はない。支持パッド３０３は、昇降手段３０２によって何時でも上下移動可能であるため、スクイーズリング２０１で積層コア１００がはみ出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止するため、加熱ブロック３０４の下部に放熱パッド３０６をさらに設けてもよい。

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 (4)

1. 上部金型３と下部金型４からなって、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形成されたラミナー部材１０１の各一杖を積層して積層コア１００を製造する積層コアの製造装置において、
   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の下部に設けられた昇降ブロック３０１；
   前記昇降ブロック３０１を上下に移動させる昇降手段３０２；及び
   前記昇降ブロック３０１の上部に設けられ、前記積層コア１００の内径面に位置する加熱ブロック３０４；
   前記スクイーズリング２０１の外周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が設けられて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；
   をさらに含み、
   前記スクイーズリング２０１と加熱手段２０２は、回転ダイ２０３の内側に設けられることによって、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とともに回転することを特徴とする積層コアの製造装置。
2. 前記加熱手段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、回転電極２０５は、回転ダイ２０３とともに回転し、回転ダイ２０３の外部に別に位置する固定電極２０６と電気的に接続され、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いる請求項１に記載の積層コアの製造装置。
3. 前記昇降ブロック３０１の上部に回転できるように設けられる支持パッド３０３をさらに含み、
   前記加熱ブロック３０４は、前記支持パッド３０３の上に設けられ、前記支持パッド３０３とともに回転することを特徴とする請求項１または２に記載の積層コアの製造装置。
4. 前記加熱ブロック３０４の下部に設けられ、加熱ブロック３０４で発生する熱が昇降ブロック３０１に伝導されることを防止するためのパッド３０６をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の積層コアの製造装置。