KR101357812B1 - 모터코어 가공 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터코어 가공 장치 및 방법에 관한 것으로 이러한 본 발명의 한 실시예는 모터에 의해 횡 방향으로 구동하는 제1 캠(cam)구동부와 상기 제1 캠구동부 하단에 위치하며 상기 제1 캠구동부와 맞닿은 면에 캠면을 갖고 상기 제1 캠구동부가 구동할 때 맞닿은 상기 캠면에 의해 수직 방향으로 구동하는 제2 캠구동부를 구비하는 캠구동부, 상기 캠구동부 하단에 위치하며 상기 캠구동부의 구동에 따라 수직 방향으로 구동하는 펀치(punch), 그리고 상기 펀치(200) 하단에 위치하며, 로터 및 스테이터를 찍어내는 금형을 구비하는 다이플레이트(die plate)를 포함한다.

Description

모터코어 가공 장치 및 방법{MOTOR CORE PROCESSING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 모터코어용 금형 장치 및 가공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 로터(rotor)와 스테이터(stator)를 포함하여 구성되며 전원의 인가에 의해 상기 로터의 회전이 이루어지면서 구동력을 제공하는 기구이다.

이러한 모터는 그 종류에 따라 다양한 방법을 통해 제조되며, 상기한 각 종류의 모터 중 산업용 기기 등에 사용되는 대형 모터는 통상 롤(roll) 상태의 규소 강판에서 원형의 낱장을 타발한 후 노칭 및 분리 작업을 통해 로터 및 스테이터의 제조를 위한 각각의 코어를 가공하고 있다.

그리고, 상기와 같이 가공된 로터용 코어 및 스테이터용 코어는 각각 가압 적층하여 로터 및 스테이터를 각각 제조한 후 상기 로터와 스테이터 간의 결합을 통해 모터를 완성한다.

고효율 모터의 금형기술을 개발하기 위해서는 금형 레이아웃의 개발, 금형 내구성 확보, 양산성 확보 등 3가지 요소를 확보할 필요가 있다. 금형 레이아웃의 개발은 원가절감을 위한 수율향상이 요구되며 제품 정도에 따른 공정을 배치하여 생산성을 고려할 필요가 있다. 금형 내구성 확보는 모터코어 금형의 펀치와 다이 사이의 틈새인 클리어런스를 적정하게 둘 필요가 있으며 소재에 적합한 인선부(펀치, 다이 등)의 재질 선정이 필요하고, 열처리 기술 확보가 필수적이다. 양산성 확보는 코일 소재 이송 및 스크랩 상승을 방지할 필요가 있으며, 제품 취출을 위한 설비 자동화가 필요하며, 대형 금형의 타발 하중을 분산할 필요가 있다.

또한, 금형 소재에 일반적으로 요구되는 조건으로는 고온에서의 강도와 인성, 인선부에 대한 저항, 마모 저항 등을 들 수 있다. 금형 소재를 적절하게 선택하는 데는 금형의 크기, 소재의 조성 및 성질, 형상의 복잡성, 성형 온도, 금형 소재의 가격, 모터코어 제품 생산수량 등이 고려되어야 한다.

종래의 모터코어를 가공하는 장치는 로터와 스테이터를 각각 제작하여 하나의 기계에 금형을 교체하여 제작해야 하여 교체 시간이 낭비되거나, 두 종류의 가공 장비로 제작해야 하여 장비를 구입하는 비용이 커서 부담이 크고, 로터와 스테이터를 제작하는 재료를 별도로 사용하여 낭비되는 재료가 많아 원가 비용이 높아지는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 종류를 갖는 로터와 스테이터를 동시에 생산하여 금형 교체시간을 절감하고 원가 절감과 품질을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 모터코어 가공 장치는 모터에 의해 횡 방향으로 구동하는 제1 캠(cam)구동부와 상기 제1 캠구동부 하단에 위치하며 상기 제1 캠구동부와 맞닿은 면에 캠면을 갖고 상기 제1 캠구동부가 구동할 때 맞닿은 상기 캠면에 의해 수직 방향으로 구동하는 제2 캠구동부를 구비하는 캠구동부, 상기 캠구동부 하단에 위치하며 상기 캠구동부의 구동에 따라 수직 방향으로 구동하는 펀치(punch), 그리고 상기 펀치(200) 하단에 위치하며, 로터 및 스테이터를 찍어내는 금형을 구비하는 다이플레이트(die plate)를 포함한다.

상기 펀치는 상기 로터의 외경 지름과 동일한 지름을 갖고, 상기 로터를 찍어내는 금형 상단에 위치하는 제1 펀치와 상기 스테이터의 외경 지름과 동일한 지름을 갖고, 상기 스테이터를 찍어내는 금형 상단에 위치하는 제2 펀치를 구비한다.

상기 제1 펀치의 외경 지름은 제2 펀치의 내경의 지름보다 작거나 같다.

상기 다이플레이트는 상기 로터를 찍어내기 위한 제1 및 제2 금형과 상기 스테이터를 찍어내기 위한 제3 금형을 포함한다.

상기 제1 및 제2 금형의 외경 지름은 제3 금형의 내경 지름보다 작거나 같다.

상기 제1 금형과 제2 금형은 동일한 형태를 갖거나 서로 다른 형태의 로터 금형으로 이루어진다.

상기 다이플레이트는 상기 펀치에 의해 상기 로터 및 스테이터를 가공할때, 상기 제1 또는 제2 금형에 의해 상기 로터가 먼저 가공되고, 상기 제3 금형에 의해 상기 스테이터가 상기 로터보다 나중에 가공되도록 상기 제1 내지 제3 금형의 위치를 갖는다.

상기 다이플레이트는 상기 로터 및 스테이터의 재료가 이동하는 진행방향과 수평되는 중심선을 기준으로 상단과 하단에 2열로 정렬된 복수의 금형을 갖는다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 모터코어 가공 방법은

로터 및 스테이터의 재료를 다이플레이터 상면에서 로터 및 스테이터 가공을 위해 로터 및 스테이터 금형이 있는 방향으로 이동시키는 단계, 상기 재료가 이동하여 상기 로터의 금형 상단에 위치되는 단계, 상기 재료가 로터의 금형 상단에 위치하면, 제1 캠구동부의 모터가 구동하여 상기 제1 캠구동부가 횡방향으로 구동하는 단계, 상기 제1 캠구동부가 횡방향으로 구동할 때, 상기 제1 캠구동부 하단에 맞닿아 있는 제2 캠구동부가 상기 제1 캠구동부와 맞닿은 캠면에 밀려 수직방향으로 구동하고, 상기 제2 캠구동부의 하단에 위치한 펀치가 상기 제2 캠구동부에 밀려 수직방향으로 구동하는 단계, 상기 펀치 하단 및 상기 로터의 금형 상단에 위치한 재료가 상기 펀치에 의해 타발되어 상기 로터의 금형에 의해 상기 로터로 가공되는 단계, 상기 재료를 상기 로터 금형 후단에 위치하는 상기 스테이터 금형이 있는 방향으로 이동시키는 단계, 상기 재료가 이동하여 상기 스테이터의 금형 상단에 위치되는 단계, 상기 재료가 스테이터의 금형 상단에 위치하면, 제1 캠구동부의 모터가 구동하여 상기 제1 캠구동부가 횡방향으로 구동하는 단계, 상기 제1 캠구동부가 횡방향으로 구동할 때, 상기 제1 캠구동부 하단에 맞닿아 있는 제2 캠구동부가 상기 제1 캠구동부와 맞닿은 캠면에 밀려 수직방향으로 구동하고, 상기 제2 캠구동부의 하단에 위치한 펀치가 상기 제2 캠구동부에 밀려 수직방향으로 구동하는 단계, 상기 펀치 하단 및 상기 스테이터의 금형 상단에 위치한 재료가 상기 펀치에 의해 타발되어 상기 스테이터의 금형에 의해 상기 스테이터로 가공되는 단계, 그리고 상기 로터 및 스테이터의 가공이 종료되었는지 판정하는 단계를 포함한다.

이러한 특징에 따르면, 복수의 종류를 갖는 로터와 스테이터를 동시에 생산하여 금형 교체시간을 절감하고 원가 절감과 품질을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 캠구동부가 동작하지 않은 상태의 모터코어 가공 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 캠구동부가 동작하여 소재를 타발하는 상태의 모터코어 가공 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 표시한 다이플레이트의 상면에 로터 및 스테이터의 금형이 구비된 형태를 나타낸 상면도이다.
도 4는 본 발명의 한실시예에 따른 모터코어 가공 방법을 나타낸 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 무절삭 모터코어 2열 적층금형 및 가공방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1 및 도2을 참고로 하면 본 발명의 한 실시예에 따른 모터코어 가공 장치는 모터(미도시)에 의해 구동하는 캠(cam)구동부(100), 캠구동부(100)의 하단에 위치하며 캠구동부(100)의 구동에 따라 구동하는 펀치(punch, 200), 그리고 펀치(200) 하단에 위치하며 진행방향(1)으로 이동하는 소재(400)를 사이에 두고 펀치(200)와 맞물려 로터(R1, R2) 및 스테이터(S3)를 찍어내는 다이플레이트(die plate, 300)를 구비한다.

캠구동부(100)은 모터에 의해 횡 구동하는 제1캠구동부(110)와 제1캠구동부(110)의 구동에 따라 수직 구동하는 제2캠구동부(120)를 구비한다.

제1캠구동부(110)는 모터의 동력을 전달받아 횡 방향으로 구동되고, 제1캠구동부(110)가 횡 방향으로 구동 될 때, 제1캠구동부(110)와 제2캠구동부(120)의 맞닿은 면 중 캠(cam)면에 의해 제2 캠구동부(120)를 수직 방향으로 구동 시킨다.

제2 캠구동부(120)는 위와 같이 제1 캠구동부(110)에 밀려 수직 방향 구동되어 제2 캠구동부(120)의 하단에 위치한 펀치(200)를 수직 방향으로 구동시킨다.

또한, 펀치(200)는 캠구동부(100)에 의해 하단에 위치한 소재(400)을 다이플레이트(300)으로 찍어낸다.

여기에서 펀치(200)는 로터(R1, R2)와 스테이터(S1)을 찍어내기 위해 복수를 장착하는 것이 가능하며, 본 실시예에서는 로터(R1, R2)를 위한 펀치(200)를 제1 펀치(210), 스테이터(S1)를 위한 펀치(200)를 제2 펀치(220)라 한다.

제1 펀치(210)는 로터(R1, R2)를 찍어내기 위해 로터(R1, R2)의 외경을 찍기 위한 크기로 구성하며, 제2 펀치는 스테이터(S1)을 찍어내기 위해 스테이터(S1)의 외경을 찍기 위한 크기로 구성한다.

이러한 제1 및 제2 펀치(210, 220)는 소재(400)가 진행방향(1)으로 이동하다가 먼저 만나는 펀치(200)의 위치에 제1 펀치(210)가 위치하도록 구성하며, 더 이동하여 후단에서 만나는 펀치(200)의 위치에 제2 펀치(220)가 위치하도록 구성한다.

이러한 제1 및 제2 펀치(210, 220)은 각각 복수로 구성할 수 있으며, 재료가 진행방향(1)으로 이동할 때, 항상 제1 펀치(210)를 먼저 만나도록 구성한다.

다이플레이트(300)는 펀치의 하단에 맞닿게 로터(R1, R2) 및 스테이터(S1)의 금형(310, 320, 330)을 구비한다.

이렇게 다이플레이트(300)에 구비된 금형(310, 320, 330)을 도 3을 참고로 하여 설명하면, 금형(310, 320, 330)은 다이플레이트(300)가 펀치(200)와 마주보는 상면에 2열로 구비되며, 아래 측 열에 제1로터(R1)를 위한 제1 금형(310)과 스테이터(S1)를 위한 제3 금형(330)을 가지며, 위 측 열에 제2로터(R2)를 위한 제2 금형(320)과 스테이터(S1)를 위한 제3 금형(330)을 가진다.

여기에서 제1 금형(310)과 제2 금형(320)은 그 위치를 서로 바꾸어 제1 금형(310)을 위 측 열에 제2 금형(320)을 아래 측 열에 구성하는 것이 가능하다.

또한, 제1 및 제2 금형(310, 320)의 지름(d1)은 제3 금형(330)의 내경의 지름(d2)보다 작거나 같다.

이렇게 구성되는 모터코어 가공 장치를 이용하여 로터 및 스테이터를 가공하는 방법을 도 4을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모터코어 가공 장치에 전원을 넣어 장치의 구동을 시작한다(S1).

로터(R1, R2) 및 스테이터(S1)를 가공하기 위한 재료(400)를 모터코어 가공 장치에 넣어서 해당방향 즉, 도 2에 표시한 진행방향(1)으로 이동한다(S10).

해당방향으로 이동하는 재료(400)가 제1 또는 제2 금형(310, 320) 상단에 위치하면(S20), 제1 캠구동부(110)가 모터에 의해 횡 방향으로 구동하고(S30), 제2 캠구동부(120)가 제1 캠구동부(110)의 캠면에 밀려 수직 방향으로 구동하여(S40), 펀치(200) 여기에서는 제1 펀치(210)가 재료(400)를 찍어서 제1 또는 제2 금형(310, 320)으로 인해 로터(R1, R2)로 가공된다(S50).

그 후, 로터로 가공되고 남은 재료(400)가 다시 해당 방향 즉, 진행방향(1)으로 이동하고(S60), 이동하던 재료(400)가 제3 금형(330) 상단에 위치하면(S70), 다시 제1 캠구동부(110)가 모터에 의해 횡 방향으로 구동하고(S80), 제2 캠구동부(120)가 제1 캠구동부(110)의 캠면에 밀려 수직 방향으로 구동하여(S90), 펀치(200) 여기에서는 제2 펀치(220)가 재료(400)를 찍어서 제3 금형(330)으로 인해 스테이터(S1)로 가공된다(S100).

여기에서 재료(400)가 제1 또는 제2 금형(310, 320) 상단 또는 제3 금형(330) 상단에 위치하는 것은 별도의 센서를 장착하거나 인식하거나, 재료의 이동속도 대비 이동 거리 산출하는 등의 동작을 통해 설정하여 인식할 수 있다.

위와 같은 방법으로 로터(R1, R2)와 스테이터(S1)는 낱장으로 타발 되며, 제1 내지 제3 금형 내에서 사용자가 설정한 두께만큼 적층 되어 설정한 두께가 되면 출력하는 것이 가능하다.

이러한 적층 및 출력 과정은 펀치(200)의 타발 횟수를 카운팅(counting) 하거나 적층되는 공간에서 카운터(counter) 또는 센서(sensor) 등을 이용한 인식을 통해 설정하여 설정 두께가 되면 출력할 수 있다.

로터(R1, R2)와 스테이터(S1)의 가공을 반복하다가 사용자가 가공의 종료를 원하거나, 초기에 설정한 해당량의 가공이 완료되면(S110) 장치의 전원을 수동 또는 자동으로 차단하여 가공을 종료한다(S2).

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 캠구동부 110: 제1 캠구동부
120: 제2 캠구동부 200: 펀치
210: 제1 펀치 220: 제2 펀치
300: 다이플레이트 310: 제1 금형
320: 제2 금형 330: 제3 금형
400: 재료 1: 진행방향

Claims (9)

1. 횡 방향으로 구동하는 제1 캠(cam)구동부와 상기 제1 캠구동부 하단에 위치하며 상기 제1 캠구동부의 상기 횡 방향으로의 구동에 의해 수직 방향으로 구동하는 제2 캠구동부를 구비한 캠구동부,
   상기 제2 캠구동부 하단에 위치하며 상기 캠구동부의 구동에 따라 수직 방향으로 구동하는 펀치(punch), 그리고
   상기 펀치 하단에 위치하며, 상기 펀치의 상기 수직 방향으로의 구동에 의해 로터 및 스테이터를 찍어내는 금형을 구비하는 다이플레이트(die plate)
   를 포함하고,
   상기 제1 캠구동부는 상기 캠구동부의 양단 중 어느 한 측에서 다른 한 측으로 횡 방향으로 연장하는 제1 부분, 상기 제1 부분에서 상기 제2 캠구동부 쪽으로 경사져 캠면을 형성하는 제2 부분, 상기 제2 부분에서 상기 제1 부분이 연장된 상기 횡 방향으로 연장하는 제3 부분, 그리고 상기 제3 부분에서 상기 제1 캠구동부의 상부면 쪽으로 연장하는 제4 부분을 구비하며, 상기 제1 부분 내지 제4 부분이 상기 횡 방향으로 연달아 위치하고,
   상기 제2 캠구동부는 상기 제1 캠구동부의 제1부분의 연장방향과 동일한 횡 방향으로 연장하는 제1 부분, 상기 제1 부분에서 상기 제2 캠구동부의 하부면 쪽으로 경사져 캠면을 형성하는 제2 부분, 상기 제2 부분에서 상기 제1 부분이 연장된 상기 횡 방향으로 연장하는 제3 부분, 그리고 상기 제3 부분에서 상기 제1 캠구동부 쪽으로 연장하는 제4 부분을 구비하며, 상기 제1 부분 내지 제4 부분이 상기 횡 방향으로 연달아 위치하고,
   상기 제1 캠구동부가 구동하지 않을 때, 상기 제1 캠구동부의 상기 제2 부분과 상기 제2 캠구동부의 상기 제2 부분은 서로 맞닿아 있고,
   상기 제1 캠구동부가 구동하여 횡 방향으로 이동할 때, 상기 제2 캠구동부의 상기 제2 부분이 상기 제1 캠구동부의 상기 제2 부분을 따라서 상기 수직 방향으로 이동하여, 상기 제2 캠구동부 하단에 위치하는 상기 펀치를 상기 수직 방향으로 구동시키는
   모터코어 가공 장치.
2. 제1항에서,
   상기 펀치는 상기 로터의 외경 지름과 동일한 지름을 갖고, 상기 로터를 찍어내는 금형 상단에 위치하는 제1 펀치와 상기 스테이터의 외경 지름과 동일한 지름을 갖고, 상기 스테이터를 찍어내는 금형 상단에 위치하는 제2 펀치를 구비하는 모터코어 가공 장치.
3. 제2항에서,
   상기 제1 펀치의 외경 지름은 제2 펀치의 내경의 지름보다 작거나 같은 모터코어 가공 장치.
4. 제1항에서,
   상기 다이플레이트는 상기 로터를 찍어내기 위한 제1 및 제2 금형과 상기 스테이터를 찍어내기 위한 제3 금형을 포함하는 모터코어 가공 장치.
5. 제4항에서,
   상기 제1 및 제2 금형의 외경 지름은 제3 금형의 내경 지름보다 작거나같은 모터코어 가공 장치.
6. 제4항에서,
   상기 제1 금형과 제2 금형은 동일한 형태를 갖거나 서로 다른 형태의 로터 금형으로 이루어지는 모터코어 가공 장치.
7. 제4항에서,
   상기 다이플레이트는 상기 펀치에 의해 상기 로터 및 스테이터를 가공할때, 상기 제1 또는 제2 금형에 의해 상기 로터가 먼저 가공되고, 상기 제3 금형에 의해 상기 스테이터가 상기 로터보다 나중에 가공되도록 상기 제1 내지 제3 금형의 위치를 갖는 모터코어 가공 장치.
8. 제1항에서,
   상기 다이플레이트는 상기 로터 및 스테이터의 재료가 이동하는 진행방향과 수평되는 중심선을 기준으로 상단과 하단에 2열로 정렬된 복수의 금형을 갖는 모터코어 가공 장치.
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