KR100924395B1 - 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명인 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치는 상판, 하판 및 상기 상판을 하판에서 상하 구동시키기 위한 상하 구동부가 있다. 또한, 상기 상판 및 하판 사이에 배치되어 회전자의 본체 재질로 사용되는 원판(original plate)에 스큐(skew)값이 없는 제1관통공을 형성시켜 주는 고정 슬롯 유닛, 스큐(skew)값을 갖는 제2관통공을 형성시켜 주는 회전 슬롯 유닛, 상기 제1관통공과 제2관통공이 형성된 상기 원판(original plate)들을 적층시키기 위한 적층 유닛이 연결되어 있으며, 상기 회전 슬롯 유닛을 기 설정된 스큐(skew)값으로 회전시키기 위한 회전구동부로 이루어진다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 하이브리드 프레스 장치를 통해 제조된 회전자는 영구자석을 삽입할 수 있는 제1관통공과 스큐(skew)값을 가지는 제2관통공에 의해 종래의 회전자에 비해 보다 강한 전류를 발생시킬 수 있어 모터 등에 삽입되어 사용될 때 전기적인 동력 효율을 높여주는 효과가 있다.

프레스 장치, 스큐(skew)값

Description

회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치{HYBRID PRESS APPARATUS FOR MANUFACTURING ROTOR}

본 발명은 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상판과 하판 사이에 배치되어 회전자의 본체 재질로 사용되는 원판(original plate)에 영구자석이 삽입 가능한 스큐(skew)값이 없는 직선 형태인 제1관통공을 형성하기 위한 고정 슬롯 유닛과 스큐(skew)값을 가지는 제2관통공을 형성하기 위한 회전 슬롯 유닛을 포함하여 제조되는 상기 회전자의 전기적인 동력 효율을 증대시켜주는 하이브리드 프레스 장치에 관한 것이다.

회전자란 발전기, 전동기, 터빈, 수차 따위의 회전 기계에서 회전하는 부분을 통틀어 칭하는 용어이다. 이러한 회전자의 본체는 프레스 장치에서 제조되는 다수의 원판(original plate)이 적층되어 이루어진다. 이때, 상기 원판(original plate)이 적층된 회전자의 본체에는 다수의 관통공이 형성되어 있다. 상기 관통공은 크게 단면적으로 보았을 때, 직선 형태로 관통되는 제1관통공과 또는 스큐(skew)가 되어 관통되는 제2관통공으로 나누어질 수 있다. 직선 형태로 관통되어 있을 경우에는 제1관통공에 영구자석을 삽입한다. 또한, 스큐(skew)된 제2관통공은 코일이 권선시킴으로써 모터에 상기 회전자가 회전하면서 전력을 발생시키게 한다.

이러한 구조의 회전자를 제조하기 위해서는 프레스 장치 역시 두 가지로 나누어질 수 있다. 위에서 예시한 바와 같이 원판(original plate)에 스큐(skew)값을 주지 않고 제1관통공을 형성시킴으로써 적층시 제1관통공들이 단면적으로 보았을 때 직선 형태로 형성되어 영구자석을 삽입할 수 있게 제조되는 프레스 장치가 하나이고 두번째는 상기 회전자의 본체에 사용되는 원판(original plate)들의 제2관통공들이 스큐(skew)값을 주어 제조하는 프레스 장치로 분류된다. 그러나 아직까지 영구자석을 삽입할 수 있는 직선 형태의 제1관통공과 스큐(skew)값이 형성된 제2관통공을 동시에 제조하는 프레스 장치는 실용화가 되어 사용되고 있지 않다. 그 이유는 상기 원판(original plate)의 제2관통공이 제조될 때 스큐(skew)값에 의해 회전을 하기 때문에 상기 제1관통공 역시 직선 형태가 아닌 제2관통공과 동일하게 스큐(skew)값이 생기게 제조된다. 이 때문에 영구자석을 제1관통공에 삽입하지 못하게 되며, 삽입하기 위해서는 스큐(skew)된 영구 자석을 사용해야 하나 이는 영구 자석을 제조하기 어려울 뿐만 아니라, 수작업으로 하나하나 영구자석을 상기 회전자에 삽입시켜야 하기 때문에 제조 단가의 상승 및 작업 능률의 저하가 발생한다.

이로 인해, 종래의 프레스 장치들은 직선 형태인 제1관통공만 제조하거나 스큐(skew)값을 갖는 제2관통공만 제조하는 것이 대부분이었으며, 이러게 제조된 회전자가 삽입된 모터를 사용하는 작업자들로서는 부득이하게 고효율을 원할 때에는 모터를 다수 개로 연결, 설치하여 사용해야 했다. 결국, 작업자들은 다수의 모터를 구비하거나 다수의 모터가 없을 경우 오랜 시간을 작업을 해야 함으로써, 그 에 따른 지속적인 관리 및 추가적인 비용이 발생하였다.

그래서 이러한 문제점을 극복하기 위해 종래에도 제1관통공, 제2관통공이 형성된 회전자를 제조했다. 그러나 하나의 프레스 장치에서 제1관통공과 제2관통공을 동시에 제조하는 것이 아니라, 1차로 스큐(skew)값을 주는 프레스 장치에서 제2관통공을 제조한 후, 2차로 다시 직선형태의 제1관통공이 형성될 수 있게 해 주는 프레스 장치 또는 타 제조장치를 이용하여 제1관통공을 관통시켜 영구자석을 삽입하게 하였다. 이러한 방식은 회전자를 제조하는 장치를 다수로 설치해야 하기 때문에 공장 부지 등의 공간 활용 및 그에 따른 관리 및 비용 부담이 증가하게 된다. 또한, 작업자가 상기 회전자를 한번에 제조하는 것이 아니라 1차, 2차에 걸쳐 제조되기 때문에 제조 시간이 증가되는 것은 물론이고, 그에 따른 회전자의 생산 수량도 크게 저하되는 문제가 발생한다. 이는 결국 회전자의 제조 원가를 상승시키는 문제로 발생한다. 또한, 다수의 프레스 장치 및 제조 장치를 이용하여 상기 회전자를 제조할 때 이송 및 보관 등의 문제로 인해 상기 회전자가 파손될 수 있다. 1차 제조된 회전자를 파손 없이 이송 및 보관을 하더라도 타 제조 장치에서 다시 제1관통공을 관통하는 작업을 형성할 때 1차 제조된 회전자에서 제1관통공의 위치나 크기 등의 규격이 모두 동일하게 형성되지 않을 수도 있어 완성된 상기 회전자의 신뢰도가 낮아지게 되며 궁극적으로 완성된 회전자의 품질이 저하되는 문제가 발생한다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 하나의 프레스 장치에서 회전자의 본체에 사용되는 원판(original plate)에 스큐(skew)값이 없는 직선 형태의 제1관통공과 스큐(skew)값을 줄 수 있는 제2관통공을 동시에 제조할 수 있어 상기 회전자를 제조 할 때 제조 시간을 단축하며, 다수의 제조 장치를 사용하지 않고, 하나의 장치에서 모든 공정을 끝낼 수 있어 상기 회전자의 품질을 일정하게 유지할 수 있는 회전자 제조용 대체 프레스 장치가 절실한 실정이다.

본 발명은 상기 기술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 원판(original plate) 상의 제1부위에 스큐(skew)값이 없는 제1관통공과 상기 제1부위와 이격된 제2부위에 소정의 스큐(skew)값을 갖는 제2관통공을 동시에 제조하여 회전자의 제조 시간을 단축할 뿐만 아니라 상기 회전자를 사용하는 모터의 효율을 높여주는 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치는 프레스 금형의 상측 부위에 해당하는 상판; 프레스 금형의 하측 부위에 해당하는 하판; 상기 하판에 대하여 상기 상판을 상대적으로 상하 구동시키기 위한 상하 구동부; 상기 상판 및 하판 사이에 배치되고, 원판(original plate) 상의 제1부위에 스큐(skew)값이 없는 제1관통공을 형성하기 위한 제1관통홈이 형성된 고정 슬롯 유닛; 상기 고정 슬롯 유닛과 수평 방향으로 연결되고, 상기 제1부위와 이격된 제2부위에 소정의 스큐(skew)값을 갖는 제2관통공을 형성하기 위한 제2관통홈이 형성된 회전 슬롯 유닛; 상기 제1 및 제2관통공이 형성된 원판(original plate)들을 적층하기 위한 적층 유닛; 및 상기 회전 슬롯 유닛을 기 설정된 스큐(skew)값으로 회전시키기 위한 회전 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고정 슬롯 유닛의 제1관통홈은 직선 형태의 홈인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 슬롯 유닛의 제2관통홈은 방사 형태로 배치되는 다수의 원형 홈인 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 구동부는 상기 회전 슬롯 유닛과 수직 방향으로 결합되는 조인트 샤프트; 상기 조인트 샤프트와 회전 슬롯 유닛을 연결함으로써 상기 회전 슬롯 유닛을 회전시키기 위한 기어 모듈; 회전 동력을 제공하기 위한 모터; 및 상기 모터의 동력을 상기 조인트 샤프트로 전달하기 위한 동력 전달부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 회전 구동부는 상기 회전 슬롯 유닛에 회전 동력을 제공하기 위한 모터; 및 하부 회전 슬롯 유닛과, 상판과 이격된 상부 회전 슬롯 유닛을 연결시켜주는 가이드 핀들을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 또 실시예에 따르면, 상기 동력 전달부는 상기 회전 구동부의 스큐값을 조절하기 위한 감속기어를 더 포함할 수 있다.

본 발명인 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치는 회전자의 본체에 사용되는 다수의 원판을 제조할 때, 영구자석이 삽입될 수 있게 직선 형태로 형성되는 제1관통공과 스큐(skew)값을 가지는 제2관통공을 형성하기 위한 모든 공정이 본 발명의 프레스 장치에서 모두 이루어지기 때문에 상기 회전자를 제조하는 제조 시간이 단축시킬 수 있으며 타 제조 장치를 더 이상 설치할 필요가 없으므로 제조 원가 절 약 및 공간 활용도를 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 이로 인해 회전자의 불량률을 낮추어 회전자의 신뢰도 및 품질을 향상시키는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 프레스 장치에서 제조된 회전자는 종래의 회전자에 비해 보다 강한 전류를 발생시킬 수 있어 모터 등에 삽입되어 사용될 때 전기적인 동력 효율을 높여주는 효과가 있다.

아래에서는 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. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

또한 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.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 프레스 금형에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하는데 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

우선, 프레스장치를 설명하자면 주로 철판 등의 금속 재질에 압축력을 가하여 소성 변형시켜 굽힘·전단·단면수축 등의 가공을 하여 여러 모양을 만들어내는 금형장치이다. 특별히 철판 등의 금속 재질을 가열하지 않고도 가공하여 사용할 수 있으며, 짧은 시간에 정확한 치수·모양으로 가공할 수 있어 대량 생산에 적합하다. 프레스 가공의 종류에는 커터(cutter)로 소정의 모양으로 절단하는 절단가공, 다이(die)와 펀치(punch)로 필요한 모양을 따내는 따내기가공, 재료를 필요한 모양으로 구부리는 굽힘가공, 원통·각통 등과 같은 바닥이 있고 이음매가 없는 용기를 만드는 드로잉 가공 등이 있다. 프레스 기계의 종류는 압축력을 발생시키는 구조에 따라 기계식 프레스와 유압식 프레스로 구별된다. 기계식 프레스는 전력발생부인 전동기의 동력을 기어·크랭크 등의 기구로 압축력을 발생시켜 가공작업을 하는 것이며, 그 중에서 많이 사용되는 것은 크랭크 프레스이다. 이 프레스는 전동기로 큰 플라이휠을 회전시켜 회전 에너지의 일부를 이용해서 가공작업을 한다. 이 밖에 마찰 프레스·토글 프레스 등 많은 종류가 있다. 액압(液壓) 프레스는 유압을 이용해서 압축동작을 하는 것이다. 이 밖에도 수압식·유압식·기압식(氣壓式)이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치의 전체도이다. 본 발명의 프레스 장치는 상판(1), 하판(2), 상기 상판(1)을 상하 구동시켜주는 상하 구동부(40)가 있다. 또한, 상기 상판(1) 및 하판(2) 사이에 배치되는 고정 슬롯 유닛(10)과 회전 슬롯 유닛(20) 및 적층 유닛(30)이 있으며, 상기 회전 슬롯 유닛(30)을 회전시켜 주는 회전 구동부가 포함되어 있다. 도 1은 실시예의 전체도 이자 사시도로서, 고정 슬롯 유닛(10)과 회전 슬롯 유닛(20) 및 적층 유닛(30)은 하판(2)에 결합된 다이(Die)라는 금형하판만 도시되어 있다. 그러나 도 1에서의 도면 번호는 하부 고정 슬롯 유닛(11), 하부 회전 슬롯 유닛(21) 및 하부 적층 유닛(31)인 아닌 금형상판인 펀치(punch)의 상부 고정 슬롯(12), 상부 회전 슬롯 유닛(22) 및 상부 적층 유닛(32)을 모두 포함한 도면 번호를 쓰기로 한다.

본 발명의 구성 요소를 보다 자세히 설명하자면, 상기 상판(1)과 하판(2)은 본 발명의 프레스 장치의 기본틀이다. 상기 상판(1)은 상기 상하 구동부(40)를 통해 하판(2)을 기준으로 상하로 승강하게 된다. 여기서 상하 구동부(40)는 모터를 사용하는 것이 바람직하나, Index이나 기타 동력원 등 다양한 방법으로 상하로 승강시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 Ball Screw를 사용하였다. 통상적으로 상기 상판에는 펀치(punch) 라는 금형상판이, 하판에는 다이(Die)라는 금형하판을 장착하여 프레스 가공을 하게 된다. 본 발명에서 상기 상판과 하판에 결합되는 펀치(punch)와 다이(Die)는 고정 슬롯 유닛(10), 회전 슬롯 유닛(20) 및 적층 유닛(30)을 말한다.

간략하게 상기 고정 슬롯 유닛(10)과 회전 슬롯 유닛(20) 및 적층유닛(30)을 설명하자면, 펀치(punch) 격인 금형상판은 상부 고정 슬롯 유닛, 상부 회전 슬롯 유닛 및 상부 적층 유닛이며, 다이(Die) 격인 금형하판은 하부 고정 슬롯 유닛, 하부 회전 슬롯 유닛 및 하부 적층 유닛으로 세분화된다. 또한, 상기 고정 슬롯 유닛(10)이 하는 역할은 회전자의 본체에 사용되는 원판(original plate)상의 제1부위에 스큐(skew)값이 없는 제1관통공이 형성하게 해 준다. 상기 회전 슬롯 유 닛(20)은 제1부위에 이격된 제2부위에 소정의 스큐(skew)값이 갖는 제2관통공을 형성하게 해 주는 역할을 한다. 또한, 적층 유닛(30)은 제1 및 제2관통공이 형성된 원판(original plate)들을 적층시켜 줌으로써 회전자를 완성시켜 준다. 상기 고정 슬롯 유닛(10), 회전 슬롯 유닛(20) 및 적층 유닛(30)에 대한 역할 및 기능에 대한 보다 자세한 설명은 하기의 도 2와 도 3, 도 4 및 도 5의 실시예에서 보다 자세히 설명하기로 한다.

한편, 상기 회전 구동부(40)는 상기 회전 슬롯 유닛(20)을 기 설정된 스큐(skew)값으로 회전시키는 역할을 한다. 상기 회전 구동부(40)는 동력을 제공하는 동력원과 상기 동력원과 연결된 동력 전달부를 통해 상기 회전 슬롯 유닛을 회전시키는 조인트 샤프트 및 상판이 상하 구동될 때, 하부 회전 슬롯 유닛과 연결되어 펀치(punch)에 해당하는 상부 회전 슬롯 유닛을 회전시켜 주는 가이드 핀이 있다. 상기 동력원은 모터로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 조인트 샤프트와 회전 슬롯 유닛을 연결시켜주는 기어 모듈이 더 포함되어 있다. 상기 회전 구동부의 작동 원리 및 기능에 대한 자세한 설명은 하기의 도 6, 도 7에서 보다 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치의 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치 하단에 결합되는 다이(Die)에 대한 실시예의 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형 하판인 다이(Die)에 대한 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치 상단에 결합되는 금형 상판인 펀치(punch)에 대한 실시예의 도면이다.

도시된 바와 같이 상기 상판(1)과 하판(2) 사이에는 고정 슬롯 유닛(10)과 회전 슬롯 유닛(20) 및 적층 유닛(30)이 구성되어 있으며, 각각 수평 방향으로 연결되어 있다.

상기 고정 슬롯 유닛(10)은 상기 상판에 결합하는 펀치(punch)인 상부 고정 슬롯 유닛(11)과 상기 하판(2)에 결합하는 다이(Die)인 하부 고정 슬롯 유닛(12)으로 나누어진다. 상기 상부 고정 슬롯 유닛(11)과 하부 고정 슬롯 유닛(12)은 프레스 작업을 할 때, 서로 대응되는 위치에 있다. 상기 고정 슬롯 유닛(10)은 원판(original plate,3)이 이송될 때 상기 원판(original plate,3)의 제1부위에 스큐(skew)값이 없는 제1관통공을 형성하기 위한 제1관통홈(300)이 형성되어 있다. 상기 제1관통홈(300)에 의해 제1관통공이 형성된 원판(original plate,3)은 차후에 상기 적층 유닛(30)에 적층이 되게 되면 제1관통공 부위는 단면적으로 보았을 때, 스큐(skew)값이 없는 직선 형태로 된다. 이러한 상기 제1관통공에 차후에 영구자석이 삽입된다.

상기 회전 슬롯 유닛(20) 역시 상기 고정 슬롯 유닛(10)과 마찬가지로 상판(1)에는 상부 회전 슬롯 유닛(21)이, 하판(2)에는 하부 회전 슬롯 유닛(22)이 각각 있다. 상기 회전 슬롯 유닛(20)은 상기 고정 슬롯 유닛(10)을 통해 제1관통공이 형성되는 제1부위와 이격된 제2부위에 소정의 스큐값을 가지는 제2관통공을 형성하기 위한 제2관통홈(310)이 있다. 상기 제2관통홈(310)은 방사 형태로 이루어지는 배치되는 다수의 원형 홈으로 되어 있다. 원형 모양뿐만 아니라 다양한 모양으로 홈을 구성하여도 되나, 원형 홈으로 하는 것이 상기 원판(original plate,3)을 적층하였을 때, 단면적으로 완만한 곡선 형태를 띠게 된다. 소정의 스큐(skew)값은 작업자가 임의적으로 조정할 수 있으며, 이로 인해 다양한 스큐(skew)값을 가지는 회전자를 제조할 수 있다.

상기 회전 구동부는 상기 회전 슬롯 유닛(20)을 기 설정된 스큐(skew)값으로 회전시키게 해 주는 역할을 한다. 상기 회전 구동부는 조인트 샤프트, 기어 모듈, 모터 및 동력 전달부 등의 다양한 부품이 조합되어 이루어져 있다. 이때, 상기 동력 전달부는 유성 기어(240), 텐션 기어(250), 타이밍 벨트 및 풀리 등으로 세분화되어 구성된다. 상기 회전 구동부는 모터에서 발생되는 동력을 타이밍벨트와 연결된 풀리를 통해 조인트샤프트에 전달하게 된다. 상기 조인트샤프트는 상기 회전 슬롯 유닛(20)과 수직 방향으로 연결된다. 연결되는 방식은 다수의 기어가 서로 맞물려 있는 기어 모듈을 통해 연결된다. 이로 인해, 모터에서 전달되는 동력이 상기 회전 슬롯 유닛(20)에 전달되어 회전하게 된다. 이는 상기 회전 슬롯 유닛이 소정의 스큐(skew)값이 가지게 된다는 것을 의미한다. 텐션 기어(250)는 타이밍 벨트의 장력을 조절하는 역할을 해 준다.

정리하여 본 발명에서 원판(original plate,3)이 제조되는 순서를 간략하게 설명하기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 소정의 두께를 가진 사각형 형태의 원판(original plate,3)이 수평방향으로 연속적으로 이송되어 고정 슬롯 유닛(10) 쪽으로 이송하게 된다. 상기 원판(original plate,3)이 상기 고정 슬롯 유닛(10)으로 이송되면 상하 구동부를 통해 상기 상판(1)과 하판(2)이 프레스가 된다. 이때, 상기 고정 슬롯 유닛(10)에는 제1관통홈(300)이 형성되어 상기 원판(original plate,3)의 제1부위에 제1관통공이 형성하게 한다. 제1관통공이 형성된 후, 다시 회전 슬롯 유닛(20)으로 이송된다. 이후에 다시 프레스 작업을 하게 되는데 이때, 회전 슬롯 유닛(20)의 제2관통홈(310)으로 통해 상기 원판(original plate,3)은 제1부위와 이격된 제2부위에 제2관통공이 형성되며, 그와 동시에 원형 형태로 제조된다. 이때, 상기 회전 슬롯 유닛(20)은 회전 구동부를 통해 소정의 스큐(skew)값을 갖도록 회전하게 된다. 이러한 프레스작업을 반복적으로 하면서 다수의 원판(original plate,3)이 연속적으로 제조하게 된다. 이렇게 제1관통공과 제2관통공이 형성 제조된 상기 원판(original plate,3)들은 적층 유닛(30)의 적층부(320)에 차례대로 적층되어 최종적으로 회전자로서 제조하게 된다.

상기 적층 유닛(30)의 적층부(320)에 적층된 상기 원판(original plate,3)을 단면적으로 살펴보게 되면, 제1관통공의 경우 직선 형태가 되어 영구 자석을 삽입할 있지만, 제2관통공의 경우에는 스큐(skew)값을 갖는 완만한 곡선의 형태를 띠게 되어 하나의 프레스 장치에서 직선 형태와 스큐(skew)값을 가지는 제1관통공 및 제2관통공을 동시에 제조될 수 있는 특징이 있다.

도 6은 본 발명의 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치의 회전 구동부의 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 상기 회전 구동부(200)는 회전 슬롯 유닛을 스큐(skew)값만큼 회전시키는 역할을 하는데 크게 조인트 샤프트(210)와 기어 모듈(220), 동력원 및 동력 전달부로 나누어진다. 상기 회전 구동부(200)는 대개 하판(2)에 주로 이루어져 있다.

상기 조인트 샤프트(210)는 상기 회전 슬롯 유닛과 수직 방향으로 결합된다. 이때, 상기 조인트 샤프트(210)의 상부 부위는 상판(1)에 결합된 상부 회전 슬롯 유닛과 하부 부위는 하판(2)에 결합된 하부 회전 슬롯 유닛에 결합하게 된다.

상기 기어모듈(220)은 다수의 기어, 예를 들어 조인트 샤프트(210)에 결합되는 상부회전기어와 하부회전기어가 있으며, 상기 회전 슬롯 유닛에는 결합되는 제1기어 및 제2기어가 존재한다. 상기 상부회전기어와 제1기어가, 하부회전기어와 제2기어가 서로 맞물려서 회전을 하게 된다.

상기 동력원은 말 그대로 회전 동력을 제공한다. 상기 동력원은 모터로 하는 것이 바람직하다. 상기 모터를 이용할 경우 별도의 제어부를 통해 회전(skew) 방향을 시계 또는 반시계 방향 모두 가능하게 할 수 있어 정해진 회전(skew)량 만큼 시계 방향으로 회전 후 반시계 방향으로 회전 시킬 수 있다. 이로 인해 "V SKEW"가 가능하여 작업 효율이 더 좋아진다.

상기 동력 전달부는 상기 모터의 동력을 상기 조인트 샤프트(210)로 전달하는 역할을 한다. 상기 동력 전달부(200)에는 상기 회전 구동부의 스큐(skew)값을 조절하기 위한 유성 기어(240)뿐만 아니라 제2타이밍 벨트(261)의 장력을 제어하기 위한 텐션 기어(240) 및 다수의 타이밍 벨트 등을 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 상기 회전 구동부(200)의 구성을 통해 상기 회전 구동부가 작동되는 작동 원리를 설명하자면, 도시되어 있지 않은 모터에서 발생된 동력은 제1타이밍 벨트(260)와 연결된 제1풀리(270)를 통해 유성 기어(240)로 전달된다. 상기 유성 기어(240)는 고정되어 있는 기어의 주위를 회전하면서 동력을 전달하는 기어이다. 상기 유성 기어(240)로 전달된 동력은 제1풀리(270)의 잇수에 의해 1차로 감속이 되고, 상기 유성 기어(240)를 거치면서 2 내지 4차로 순차적으로 감속된다. 이후에 동력은 유성 기어(240)의 상단에 연결된 제2풀리(271)와 제2타이밍 벨트(261)를 통해 제3풀리(272)로 최종 전달된다. 이때, 텐션 기어(240)를 통해 제2타이밍 벨트(261)의 장력이 조정되어지고 제3풀리(272)가 회전함에 따라 상기 제3풀리(272)와 고정된 조인트 샤프트(210)가 회전을 하게 된다. 또한, 상기 조인트 샤프트(210)는 상판(1)의 상부 회전 슬롯과도 연결된다. 상기 조인트 샤프트(210)의 상부에는 기어 모듈(220) 중에 하나인 상부회전기어(221)와, 하부에도 역시 기어 모듈(220) 중에 하나인 하부회전기어(223)와 각각 연결되어 있다. 상기 상부회전기어(221)와 하부회전기어(223)는 조인트 샤프트(220)가 회전될 때 같이 연결되어 있음으로 동시에 같이 회전을 하게 된다. 이때, 상기 상부회전기어(221) 및 하부회전기어(223)에는 각각 제1기어(222)와 제2기어(224)가 맞물려 연결되어 있다. 상기 제1기어(222)와 제2기어(224) 역시 기어 모듈에 속하는데 상기 제1기어(222)와 제2기어(224)는 회전 슬롯 유닛과 연결되어 있다. 이는 상기 제1기어(222)와 제2기어(224)가 회전을 할 때 상부 회전 슬롯 유닛과 하부 회전 슬롯 유닛도 동시에 같이 회전하게 된다는 것을 뜻하며, 상기 조인트 샤프트(210)를 통해 전달되는 회전력은 상부 회전 슬롯 유닛과 하부 회전 슬롯 유닛에 동일하게 전달되어 스큐(skew)가 된다. 이후에 상기 회전 슬롯 유닛이 회전을 멈춘 후 상판(1)이 하강하게 되면서 금형 상판인 펀치(punch)가 금형 하판인 다이(Die) 내부로 삽입되면서 cutting 작업을 실행하게 되고 다시 다음 작업이 진행되면 스큐(skew)값만큼 상기 회전 슬롯 유닛이 회전한 상태로 작업이 진행된다. 이로 인해, 최종에 적층 유닛에 원판(original plate)들이 적층될 때 제2관통공만 스큐(skew)값을 가지게 된다. 즉, 제1관통공은 그대로 직선 형태가 되지만, 스큐(skew)가 되는 회전 슬롯 유닛을 통해 제2관통공만 스큐(skew)값을 가지게 된다는 말이다.

도 7은 본 발명의 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치의 또 다른 실시예의 도면으로서, 조인트 샤프트를 이용하지 않고 가이드 핀(24)들을 이용하여 상부 회전 슬롯 유닛(21)과 하부 회전 슬롯 유닛(22)에 스큐(skew)값을 주는 실시예이다.

도시된 바와 같이 상기 상판(1)과 하판(2) 사이에는 고정 슬롯 유닛(10)인 상부 고정 슬롯 유닛(11), 하부 고정 슬롯 유닛(21)과 회전 슬롯 유닛(20)인 상부 회전 슬롯 유닛(21), 하부 회전 슬롯 유닛(22) 및 적층 유닛(30)인 상부 적층 유닛(31), 하부 적층 유닛(32)으로 구성되어 있다. 이때, 본 실시예는 상부 회전 슬롯 유닛(21)은 다른 상부 고정 슬롯 유닛(11) 및 상부 적층 유닛(21)과 다르게 상판(1)과 이격되어 있으며, 가이드 핀(24)들을 통해 하부 회전 슬롯 유닛(22)과 연결되어 있다. 이로 인해, 조인트 샤프트를 이용하여 동시에 상기 상부, 하부 회전 슬롯 유닛(21,22)을 스큐(skew) 하는 것이 아니라 상기 하부 회전 슬롯 유닛(22)이 회전할 때, 가이드 핀(24)들과 연결된 상부 회전 슬롯 유닛(21)이 동시에 같이 회전을 하게 된다.

상기 상부 회전 슬롯 유닛(21)이 상기 상판(1)과 이격되더라도 프레스가 될 때에는 상기 상판(1)이 상기 상부 회전 슬롯 유닛(21)을 미는 방식으로 하부 회전 슬롯 유닛(22) 쪽으로 프레스를 하게 한다. 이때, 상기 상부 회전 슬롯 유닛(21)은 상기 가이드 핀(24)들에 의해 하부 회전 슬롯 유닛(22)으로 프레스가 되게 된다. 이때, 상기 하부 회전 슬롯 유닛(22)에 동력을 전달하는 동력원으로 모터를 이용하게 된다. 상기 하부 회전 슬롯 유닛(22)에만 모터로 동력을 전달하더라도 가이드 핀(24)들에 의해 상기 상부 회전 슬롯 유닛(21)도 회전이 되어 작업성 및 효율이 더욱 좋아지는 효과가 있다.

도 7에 관한 실시예를 정리하면, 소정의 두께를 가진 사각형 형태의 원판(original plate)이 고정 슬롯 유닛(10) 쪽으로 이송하게 된다. 상기 원판(original plate)이 상기 고정 슬롯 유닛(10)으로 이송되면 상하 구동부를 통해 상기 상판(1)과 하판(2)이 프레스가 된다. 이때, 상기 고정 슬롯 유닛(10)에는 제1관통홈이 형성되어 상기 원판(original plate)의 제1부위에 제1관통공이 형성하게 한다. 제1관통공이 형성된 후, 다시 회전 슬롯 유닛(20)으로 이송되는데, 상기 회전 슬롯 유닛(20)의 제2관통홈으로 통해 상기 원판(original plate)은 제1부위와 이격된 제2부위에 제2관통공이 형성된다. 이때, 상기 상판(1)과 이격된 상부 회전 슬롯 유닛(21)은 가이드 핀(24)들에 의해 상기 하부 회전 슬롯 유닛(22)과 연결되어 상기 하부 회전 슬롯 유닛(22)이 소정의 스큐(skew)값을 갖으며 회전할 때, 상기 상부 회전 슬롯 유닛(21)도 같이 스큐(skew)값을 갖으며 회전을 하게 된다.

이후에, 제1관통공과 제2관통공이 형성 제조된 상기 원판(original plate)들은 적층 유닛(30)에 차례대로 적층되어 최종적으로 회전자로서 제조하게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치에 의해 제조된 회전자의 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명을 통해 제조된 회전자(4)는 제1관통공(400)과 제2관통공(410)이 형성된 원판(original plate,3)이 다수 적층되어 형성되어 있다.

도 8(a),(b)에 도시된 바와 같이 제1부위에는 제1관통공(400)이, 상기 제1부위에 이격된 제2부위에 제2관통공(410)이 형성되어 있다. 제1, 2관통공(400,410)으로 나누어 형성된 것은 제2관통공(410)에 스큐(skew)값을 따로 주기 위함으로서, 상기 회전자(4)의 내부를 살펴보게 되면 제1관통공(400)의 경우 고정 슬롯 유닛을 통해 스큐(skew)값이 없는 직선 형태로 관통되어 있는 것을 확인할 수 있지만, 제2관통공(410)의 경우 프레스 작업을 할 때, 회전 슬롯 유닛을 통해 스큐(skew)값을 계속적으로 주기 때문에 원판(original plate,3) 자체가 회전되어 제조된 것을 알 수 있다. 이로 인해, 제2관통공(410)은 직선 형태가 아닌 완만한 곡선 형태로 스큐(skew)값을 가지게 된다.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었으나 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치의 전체도이다.

도 2는 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치의 정면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치 하단에 결합되는 다이(Die)에 대한 실시예의 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형 하판인 다이(Die)에 대한 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치 상단에 결합되는 펀치(punch)에 대한 실시예의 도면이다.

도 6은 본 발명의 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치의 회전 구동부의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치의 또 다른 실시예의 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치에 의해 제조된 회전자의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 상판 2 : 하판

3 : 원판 4 : 회전자

10 : 고정 슬롯 유닛 11 : 상부 고정 슬롯 유닛

12 : 하부 고정 슬롯 유닛

20 : 회전 슬롯 유닛 21 : 상부 회전 슬롯 유닛

22 : 하부 회전 슬롯 유닛 24 : 가이드 핀

30 : 적층 유닛 31 : 상부 적층 유닛

32 : 하부 적층 유닛

40 : 상하 구동부

200 : 회전 구동부 210 : 조인트 샤프트

220 : 기어 모듈

221 : 상부회전기어 222 : 하부회전기어

223 : 회전 구동부 224 : 조인트 샤프트

230 : 동력 전달부 240 : 유성 기어

250 : 텐션 기어

260 : 제1타이밍 벨트 261 : 제2타이밍 벨트

270 : 제1풀리 271 : 제2풀리

272 : 제3풀리

300 : 제1관통홈 310 : 제2관통홈

320 : 적층부

400 : 제1관통공 410 : 제2관통공

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 프레스 금형의 상측 부위에 해당하는 상판;

   프레스 금형의 하측 부위에 해당하는 하판;

   상기 하판에 대하여 상기 상판을 상대적으로 상하 구동시키기 위한 상하 구동부;

   상기 상판 및 하판 사이에 배치되고, 원판(original plate) 상의 제1부위에 스큐(skew)값이 없는 제1관통공을 형성하기 위한 제1관통홈이 형성된 고정 슬롯 유닛;

   상기 고정 슬롯 유닛과 수평 방향으로 연결되고, 상기 제1부위와 이격된 제2부위에 소정의 스큐(skew)값을 갖는 제2관통공을 형성하기 위한 제2관통홈이 형성된 회전 슬롯 유닛;

   상기 제1 및 제2관통공이 형성된 원판(original plate)들을 적층하기 위한 적층 유닛; 및

   상기 회전 슬롯 유닛을 기 설정된 스큐(skew)값으로 회전시키기 위한 회전 구동부를 포함하되,

   상기 고정 슬롯 유닛의 제1관통홈은 직선 형태의 홈인 것을 특징으로 하며,

   상기 회전 슬롯 유닛의 제2관통홈은 방사 형태로 배치되는 다수의 원형 홈인 것을 특징으로 하고,

   상기 회전 구동부는 상기 회전 슬롯 유닛과 수직 방향으로 결합되는 조인트 샤프트;

   상기 조인트 샤프트와 회전 슬롯 유닛을 연결함으로써 상기 회전 슬롯 유닛을 회전시키기 위한 기어 모듈;

   회전 동력을 제공하기 위한 동력원; 및

   상기 동력원의 동력을 상기 조인트 샤프트로 전달하기 위한 동력 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치.
5. 프레스 금형의 상측 부위에 해당하는 상판;

   프레스 금형의 하측 부위에 해당하는 하판;

   상기 하판에 대하여 상기 상판을 상대적으로 상하 구동시키기 위한 상하 구동부;

   상기 상판 및 하판 사이에 배치되고, 원판(original plate) 상의 제1부위에 스큐(skew)값이 없는 제1관통공을 형성하기 위한 제1관통홈이 형성된 고정 슬롯 유닛;

   상기 고정 슬롯 유닛과 수평 방향으로 연결되고, 상기 제1부위와 이격된 제2부위에 소정의 스큐(skew)값을 갖는 제2관통공을 형성하기 위한 제2관통홈이 형성된 회전 슬롯 유닛;

   상기 제1 및 제2관통공이 형성된 원판(original plate)들을 적층하기 위한 적층 유닛; 및

   상기 회전 슬롯 유닛을 기 설정된 스큐(skew)값으로 회전시키기 위한 회전 구동부를 포함하되,

   상기 고정 슬롯 유닛의 제1관통홈은 직선 형태의 홈인 것을 특징으로 하며,

   상기 회전 슬롯 유닛의 제2관통홈은 방사 형태로 배치되는 다수의 원형 홈인 것을 특징으로 하고,

   상기 회전 구동부는 상기 회전 슬롯 유닛에 회전 동력을 제공하기 위한 모터; 및

   하부 회전 슬롯 유닛과, 상판과 이격된 상부 회전 슬롯 유닛을 연결시켜주는 가이드 핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 동력 전달부는,

   상기 회전 구동부의 스큐값을 조절하기 위한 감속기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 제조용 하이브리드 프레스 장치.

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