KR101455872B1 - 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치는 전기강판 공급부(1)로부터 공급되는 전기강판을 타발하여 2조의 모재(103)를 분리하는 블랭킹부(2); 회전 및 상하운동을 하는 호퍼(31)와 상기 호퍼(31)의 양측에 설치되는 제1 서보모터(32) 및 제2 서보모터(33)로 이루어지고, 상기 블랭킹부(2)에서 공급되는 2조의 모재를 상기 호퍼(31)에 저장하기 위한 어큐뮬레이터부(3); 상기 어큐뮬레이터부(3)로부터 공급되는 상기 2조의 모재를 스파이럴 코어의 형태로 와인딩하기 위한 와인딩부(4); 상기 와인딩부(4)로부터 공급되는 상기 스파이럴 코어의 표면에 바니쉬를 도포하기 위한 바니쉬 도포부(5); 상기 바니쉬가 도포된 스파이럴 코어에 인슐레이터(150)를 결합시키기 위한 인슐레이터 결합부(6); 및 상기 인슐레이터(150)의 내측 홀(155)에 슬리브를 결합시키기 위한 슬리브 결합부(7)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

스파이럴 코어, 스테이터 코어, 타발, 어큐뮬레이터, 전기강판, 와인딩 머신

Description

스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치 및 방법{Apparatus and Process for Manufacturing Spiral Stator Core}

본 발명은 스테이터 모터용 코어의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 코일이 와인딩되는 슬롯이 코어의 외측에 위치하는 아우터 타입(outer type) 스테이터 코어를 스파이럴 형태로 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 스테이터와 로터로 구성되는데, 드럼세탁기 등에 사용되는 모터는 회전하는 로터가 외측에, 스테이터가 로터의 내측에 위치한다. 이러한 형태의 스테이터의 경우, 코일이 와인딩되는 코어의 티스 부분(도 3의 도면부호 110 참조)이 코어의 외주면을 따라 바깥쪽 방사상으로 형성된 형태의 코어를 갖는다. 이러한 형태의 코어를 아우터 타입 스테이터 코어(outer type stator core)라고 한다. 반면, 코어의 티스 부분이 코어의 원의 중심쪽으로 향하는 형태의 코어를 이너 타입 스테이터 코어(inner type stator core)라 한다.

한편, 종래의 스테이터 코어를 제조하는 일반적인 방법은 전기강판으로부터 6등분한 원호형상의 코어를 타발하고, 이 타발된 코어를 여러장 적층하여 6개의 분 할코어 적층체를 형성한 다음, 이 6개의 분할코어 적층체를 용접하여 하나의 코어를 만드는 것이다(본 명세서에서는 이러한 형태의 코어를 "분할적층형 코어"라고 한다). 그런데, 이러한 방법은 전기강판에 곡선호 모양으로 타발하기 때문에 전기강판으로부터 타발되고 남아서 버려지는 부분이 매우 많기 때문에, 자재비가 많이 소요되는 문제점이 있었다. 전기강판에 직선으로 타발할 수 있다면 버려지는 전기강판의 양을 크게 줄일 수 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하여 직선으로 타발한 전기강판으로부터 스파이럴 형태로 코어를 제조하는 공정에 대한 것이다. 이에, 본 발명자는 생산량을 효율적으로 증대시키기 위하여 각 공정의 레이아웃을 효율적으로 설계한 스파이럴 코어의 제조 장치 및 방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 목적은 전기강판을 타발하여 버려지는 재료의 양을 현저하기 줄일 수 있는 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 생산량을 효율적으로 증대시킬 수 있는 레이아웃을 가지는 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적들 및 내재된 목적들은 아래 설명하는 본 발명의 구체예에 의하여 용이하게 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치는

전기강판 공급부(1)로부터 공급되는 전기강판을 타발하여 2조의 모재(103)를 분리하는 블랭킹부(2);

회전 및 상하운동을 하는 호퍼(31)와 상기 호퍼(31)의 양측에 설치되는 제1 서보모터(32) 및 제2 서보모터(33)로 이루어지고, 상기 블랭킹부(2)에서 공급되는 2조의 모재를 상기 호퍼(31)에 저장하기 위한 어큐뮬레이터부(3);

상기 어큐뮬레이터부(3)로부터 공급되는 상기 2조의 모재를 스파이럴 코어의 형태로 와인딩하기 위한 와인딩부(4);

상기 와인딩부(4)로부터 공급되는 상기 스파이럴 코어의 표면에 바니쉬를 도포하기 위한 바니쉬 도포부(5);

상기 바니쉬가 도포된 스파이럴 코어에 인슐레이터(150)를 결합시키기 위한 인슐레이터 결합부(6); 및

상기 인슐레이터(150)의 내측 홀(155)에 슬리브를 결합시키기 위한 슬리브 결합부(7);

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 전기강판 공급부(1)는 소정 개수의 전기강판을 탑재하고 있는 멀티 크래들(11), 상기 전기강판을 수평으로 펴지게 하기 위한 레벨러(12), 및 상기 레벨러를 통과한 각각의 전기강판을 연결하기 위한 웰딩 장치(13)로 이루어진다.

본 발명에서 블랭킹부(2)는 상기 전기강판 공급부(1)로부터 공급되는 전기강판을 타발하기 위한 프레스(21), 및 상기 프레스에서 타발된 2조의 모재(103)를 각 2개의 라인으로 분리하기 위한 세퍼레이터(22)로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에서 와인딩부(4)는 상기 어큐뮬레이터부(3)로부터 공급되는 모재(103)를 와인딩 및 절단하여 스파이럴 코어의 형태를 만들기 위한 와인딩 머신(41), 상기 와인딩 머신(41)에서 이송된 상기 스파이럴 코어를 가압하여 핀홀의 위치를 정렬하기 위한 제1차 가압부(42), 및 상기 제1차 가압부(42)에서 이송된 스파이럴 코어의 단차를 제거하기 위한 제2차 가압부(43)를 포함하여도 좋다.

본 발명에서 와인딩부(4)는 상기 제2차 가압부(43)를 통과한 상기 스파이럴 코어의 가압 상태를 검사하기 위한 검사부(44), 및 상기 검사부(44)에서 불량으로 판정된 스파이럴 코어를 별도로 이송하기 위한 불량품 라인(45)을 더 포함하여도 좋다.

본 발명에 의하면 전기강판을 타발하여 버려지는 재료의 양을 현저하기 줄일 수 있고, 생산량을 효율적으로 증대시킬 수 있는 레이아웃을 가지는 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치를 제공하는 발명의 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 구체적인 내용에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 하기에 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치의 레이아웃을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치는 크게 전기강판 공급부(1), 블랭킹부(2), 어큐뮬레이터부(3), 와인딩부(4), 바니쉬 도포부(5). 인슐레이터 결합부(6) 및 슬리브 결합부(7)로 이루어진다.

전기강판 공급부(1)는 소정의 폭을 갖는 전기강판을 연속적으로 블랭킹부(2)에 공급하는 장치이다. 이 전기강판 공급부(1)는 크게 멀티 크래들(11), 레벨러(12) 및 웰딩 장치(13)로 이루어진다.

멀티 크래들(11)은 소정의 폭과 길이를 갖는 전기강판을 순차적으로 공급하는 장치이다. 이를 위하여 도면에서와 같이 6개의 전기강판을 공급하는 크래들이 2조를 이루어 순차적으로 공급한다. 공급되는 전기강판은 레벨러(12)를 통과하면서 수평으로 펴지게 된다. 보통 전기강판은 롤 형태로 보관 및 공급되기 때문에 크래들에서 공급되는 전기강판은 약간의 휘어짐이 있는 상태이다. 따라서, 이러한 휘어 짐을 편편하게 펴주기 위해 레벨러를 설치한다. 레벨러를 통과한 각각의 전기강판은 웰딩 장치(13)를 통과하면서 하나의 연결된 전기강판으로 되어 이후의 블랭킹부(2)로 공급된다.

블랭킹부(2)는 일종의 프레스 장치로서, 전기강판을 타발(blanking)하여 스파이럴 코어의 모재로 사용할 수 있도록 가공해주는 장치이다. 도 2에 본 발명에서 전기강판이 타발되어 모재로 공급되는 것을 나타내고 있다.

도 2를 참조하면, 좌측 도면과 같이 전기강판(200)에 스파이럴 코어의 모재(103)가 2개의 겹쳐진 형태로 타발되어 우측 도면과 같이, 2조의 모재(103)를 공급할 수 있다. 이러한 방식으로 타발하면, 종래의 분할적층형 코어보다 타발 공정에서 버려지는 전기강판의 양을 크게 감소시킬 수 있다.

다시 도 1을 참조하면 프레스(21)을 통과한 전기강판은 세퍼레이터(22)를 통과하면서 2조의 모재(103)로 분리되어 다음 공정인 어큐뮬레이터부(3)로 공급된다.

한편, 모재(103)를 원형으로 감아서 절단하면 스파이럴 코어의 형태가 완성된다. 이와 같은 모재의 와인딩 및 절단 작업은 와인딩부(4)에서 이루어진다. 그런데, 블랭킹부(2)를 통과하여 공급되는 모재(103)의 속도는 와인딩부(4)에서 와인딩되어 그 다음 공정으로 넘어가는 속도보다 빠르기 때문에, 이 두 공정 사이에서 완충작용을 해주는 공정이 필요하다. 이러한 공정을 수행하는 것이 바로 어큐뮬레이터부(3)이다.

어큐뮬레이터부(3)는 중심부에 설치된 원형의 호퍼(31)와 호퍼의 양측에서 모재의 공급량을 조절하는 2개의 서보모터(32, 33)로 구성된다. 호퍼(31)는 회전하 면서 모재(103)를 감아 저장하고 또한 상하운동을 하도록 설치되는데, 제1 서보모터(32)의 작동에 의하여 모재(103)는 호퍼(31)에 감기게 되고 호퍼(31)는 상승한다. 이 때, 제2 서보모터(33)가 작동하면, 모재(103)는 와인딩부(4)로 공급되면서 호퍼(31)는 하강한다. 따라서, 호퍼(31)는 적당한 높이로 상승하면서 많은 양의 모재(103)를 감아올려 저장하면서 제2 서보모터(33)의 작동에 의해 와인딩부(4)로 모재를 공급한다.

와인딩부(4)는 앞서 기술한 바와 같이, 어큐뮬레이터부(3)로부터 공급되는 모재(103)를 수평으로 소정의 높이만큼 감아서, 코어(100)의 형태를 만드는 장치이다. 이 와인딩부(4)는 크게 도 1에서와 같이, 와인딩 머신(41), 제1차 가압부(42), 제2차 가압부(43), 검사부(44) 및 불량품 라인(45)으로 이루어진다.

와인딩 머신(41)은 2조의 회전하는 지그와 커터를 포함하고 있다. 2조로 공급되는 모재(103)는 각각의 지그로 공급되어 회전하게 되면 도 3에 도시된 코어의 형태로 감기게 된다. 소정의 횟수만큼 감기면 커터에 의하여 모재를 절단하면 하나의 코어 형태가 되는데, 이 형태의 코어를 제1차 및 제2차 가압부(42, 43)에서 가압하면 완전한 코어의 형태를 갖게 된다.

제1차 가압부(42)는 와인딩 머신(41)에서 감겨진 코어를 이송받아 정렬하여 가압하여 주는 장치이다. 이렇게 가압된 코어는 핀홀(도 3의 도면부호 105 참조)의 위치가 정렬되어 조밀하게 가압된 형태를 갖게 된다. 제1차 가압부(42)를 지난 코어는 도 4의 형태를 갖는다. 도 4는 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치에서 제2차 가압부를 통과하기 전의 코어 형태에 대한 측면도를 나타내고 있다. 도 4에서와 같이, 제1차 가압부를 통과한 코어는 상부 절단부(101)와 하부 절단부(102)를 가지고 있어, 평탄하지 않은 돌출된 부위를 갖게 된다. 제2차 가압부(43)는 이와 같은 돌출된 부위인 상부 절단부(101)와 하부 절단부(102)를 평탄하게 해 주는 장치이다.

도 5는 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치에서 제2차 가압부를 통과한 이후의 코어 형태에 대한 측면도를 나타내고 있다. 도 5를 참조하면, 제2차 가압부(43)에서 가압된 코어는 도 5와 같이 상부 절단부(101)와 하부 절단부(102)가 평탄해진 형태를 갖는다.

제2차 가압부(43)를 통과한 코어는 검사부(44)를 통과하면서 핀홀의 정렬상태 및 평탄 상태 등을 검사받는다. 검사부(44)에서 불량으로 판정된 코어는 불량품라인(45)를 통해 별도로 분리되며, 양품으로 판정된 코어는 다음 공정인 바니쉬 도포부(5)로 이송된다.

바니쉬 도포부(5)는 스파이럴 코어의 표면을 절연처리하기 위하여 바니쉬(varnish)를 도포하는 공정이다. 도 1에서 화살표 방향으로 이동하는 양품의 스파이럴 코어는 바니쉬가 담겨있는 용기를 지나면서 바니쉬가 도포된다. 바니쉬 도포가 완료된 코어는 이후 공정인 인슐레이터 결합부(6)로 이송된다.

인슐레이터 결합부(6)는 플라스틱 몰딩으로 제작된 인슐레이터(150)를 스파이럴 코어에 결합시키는 공정이다. 이 공정을 통과한 코어는 도 6에 도시된 형태를 갖게 된다. 도 6은 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치에서 인슐레이터(150)가 조립된 코어의 형태를 나타낸 평면도이다. 인슐레이터(150)에는 6개 의 홀(155)이 형성되어 있다. 이 6개의 홀에는 각각 슬리브(sleeve)가 결합되는데, 이 슬리브를 결합시키는 공정은 슬리브 결합부(7)에서 이루어진다. 6개의 슬리브가 삽입된 스파이럴 코어는 슬리브가 제대로 삽입되었는지 압입검사를 통과하면 완제품으로 출고가 된다. 슬리브 압입검사는 센서 등에 의하여 슬리브의 높이, 슬리브의 누락 여부, 견고하게 결합되었는지의 압력검사를 수행한다.

이상에서 설명한 본 발명은 아래 정의된 특허청구범위에 의하여 그 권리범위가 명확하게 정해질 것이다. 그럼에도 불구하고, 아래 특허청구범위에 기재된 발명의 균등한 범위 내의 변경 또는 변형 또한 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한, 아래 특허청구범위에서 정의된 범위에 속한다고 보아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치의 레이아웃을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치에서 전기강판이 타발되어 모재로 공급되는 것을 나타낸 개념도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치에서 제작되는 코어를 나타내는 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치에서 제2 가압부를 통과하기 전의 코어 형태에 대한 측면도를 나타내고 있다.

도 5는 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치에서 제2 가압부를 통과한 이후의 코어 형태에 대한 측면도를 나타내고 있다.

도 6은 본 발명에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조 장치에서 인슐레이터가 조립된 코어의 형태를 나타낸 평면도이다.

* 도면 부호에 대한 간단한 설명 *

1 : 전기강판 공급부 2 : 블랭킹부

3 : 어큐뮬레이터부 4 : 와인딩부

5 : 바니쉬 도포부 6 : 인슐레이터 결합부

7 : 슬리부 결합부 11 : 멀티 크래들

12 : 레벨러 13 : 웰딩 장치

21 : 프레스 22 : 세퍼레이터

31 : 호퍼 32 : 제1 서보모터

33 : 제2 서보모터 41 : 와인딩 머신

42 : 제1차 가압부 43 : 제2차 가압부

44 : 검사부 45 : 불량품 라인

100 : 코어 101 : 상부 절단부

102 : 하부 절단부 103 : 모재

105 : 핀홀 110 : 티스

150 : 인슐레이터 155 : 홀

200 : 전기강판

Claims (1)

1. 전기강판의 타발단계 및 블랭킹 단계를 포함하고, 어큐뮬레이터부를 통해 와인딩 부로 전기강판을 이송하는 단계를 더 포함하며,

   상기 어큐뮬레이터부는 회전 및 상하운동을 하는 호퍼(31)와 상기 호퍼(31)의 양측에 설치되는 제1 서보모터(32) 및 제2 서보모터(33)로 이루어지며,

   상기 전기강판의 타발 및 블랭킹 단계 이후에 상기 어큐뮬레이터부에서 상기 전기강판을 상기 호퍼에 감는 단계;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어의 제조 방법.

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