KR101669513B1 - 접착식 적층코어 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 동일 크기와 형상의 라미나 부재들을 일체화해서 적층코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조장치를 개시한다. 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치는: 회전 가능한 로터리 테이블(Rotary Table); 상기 라미나 부재들을 지지하고 고정하도록 상기 로터리 테이블에 구비되며, 상기 로터리 테이블에 의해 회전하는 복수의 순환식 적층 지그(Jig)들; 상기 적층 지그들에 적재되는 상기 라미나 부재들을 가압하도록, 상기 로터리 테이블에서 이격되게 구비되어 상기 적층 지그들과 교대로 마주하며, 승강 가능한 푸싱유닛(Pushing Unit); 그리고 상기 라미나 부재들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시켜서 상기 적층코어를 형성하기 위해, 상기 로터리 테이블의 일측에 구비되는 접착제 경화기(Adhesive Hardener);를 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 있어서, 상기 적층 지그들은; 상기 라미나 부재들이 동축상에 정렬된 상태로 상기 적층 지그들에 적층되도록 상기 라미나 부재들의 적층을 가이드하며, 상기 로터리 테이블의 회전중심에서 동일 거리에 상호 이격되게 배치되고, 상기 라미나 부재들이 상기 접착제 경화기에 의해 일체화되도록, 상기 로터리 테이블의 회전에 의해 상기 접착제 경화기를 순차적으로 경유한다.

Description

접착식 적층코어 제조장치{Adhesive Type Laminating Core Manufacturing Apparatus}

본 발명은 모터나 발전기 등의 코어를 제조하는 데 사용되는 코어 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정 형상으로 제조된 라미나 부재들을 공급받아서 상기 라미나 부재들을 일체화하는 접착식 적층코어 제조장치, 즉 모터나 발전기 등을 위한 코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 라미나(Lamina) 부재 예를 들면 금속 박판들을 겹쳐서 적층하고 일체화함으로써 제조되는 코어(Core; 이하 '적층코어'라 칭함)는 발전기나 모터 등의 회전자(Rotor)나 고정자(Stator)로 사용되며, 상기 적층코어를 제조하는 방법 즉 상기 라미나 부재를 적층하고 일체로 고정하는 적층코어 제조방법으로는, 인터록 탭을 이용한 탭 고정법과, 용접 예를 들어 레이저 용접을 이용한 웰딩 고정법과, 리벳 고정법 등이 알려져 있다.

상기 탭 고정법은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0067426호와 제10-2008-0067428호 등의 특허문헌에 적층코어의 제조기술로 개시되어 있는데, 상술한 적층코어 제조방법은 철손(Iron Loss) 문제가 있고, 특히 상기 탭 고정법은 소재 즉 강판의 박판화 추세로 인해 엠보싱(Embossing) 가공이 어려워져서 적층 코어의 제조기술로서의 한계를 보여주고 있다. 상술한 공개특허공보와 하기의 특허문헌에는 여러 종류와 형상의 적층코어가 개시되어 있다.

그리고, 근래에는 상기 적층코어의 단위 박판 즉 낱장을 이루는 라미나 부재들을 접착제로 상호 접착해서 일체화하는 접착 고정법이 제시되고 있는데, 대한민국 공개특허공보 제10-1996-003021호와 일본 공개특허공보 특개평5-304037호에 상기 접착 고정법이 개시되어 있다.

상술한 특허문헌 중 일본 공개특허공보 특개평5-304037호를 참조하면, 모터 코어 제조용 소재 즉 강판은 이송 롤러에 의해 제1프레스 성형기와 제2프레스 성형기로 공급되며, 상기 제1프레스 성형기를 통과하기 전에 도포 롤러와 노즐에 의해 상기 강판에 접착제가 도포된다.

그리고 소재의 블랭킹에 의하여 상기 제1프레스 성형기와 제2프레스 성형기의 내부 공간에 순차적으로 쌓이는 코어재 즉 라미나 부재는, 상기 접착제에 의해 일체화되고 이를 통해 접착식 적층 코어가 제조된다.

상술한 종래의 접착 고정법 즉 접착식 적층코어 제조방법에 의하면 레이저 용접에 비해 비용이 절감될 수 있고 강판이 박판화에 대응할 수 있다. 그러나, 프레스('금형'이라고도 칭함)의 블랭킹(Blanking)에 의해 순차적으로 형성되는 라미나 부재들이, 다이(Die)의 아래에 동축상으로 구비되는 적층 배럴의 내부에 순차적으로 쌓이면서 상기 적층 배럴에 의해 정렬되고 상기 적층 배럴의 내부에서 일체화된 후에 적층코어이 형태로 상기 금형장비의 외부에 배출되므로, 하나의 금형장비(접착식 적층코어 제조장치)에서 제조 가능한 적층코어의 규격(형상과 크기)이 상기 적층 배럴로 인해 단일의 규격으로 한정되고, 하나의 장비에서 제조 가능한 적층 코어의 두께 역시 한계가 있으며, 상기 적층 배럴보다 사이즈(예를 들면 외경)가 크거나 작은 적층코어는 별도의 다른 장비를 통해 제조되어야 한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0044726호, 분할코어식 모터 스테이터 및 그 조립방법 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0067426호, 코아몸체, 코아날개 및 이를 구비한 조립식 적층 코아 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0015175호, 적층 코아 제조장치 일본 공개특허공보 특개평 5-304037호, 적층코어의 제조방법 일본 공개특허공보 특개2009-297758호, 적층 철심의 제조장치

본 발명은, 적층코어 제조용 라미나 부재들을 층간 접착제를 경화시켜서 일체화하는 접착식 적층코어 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. 본 발명의 다른 목적은, 여러 규격의 적층코어를 제조하는 데 적용될 수 있는 적층코어 제조장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 형태는, 동일 크기와 형상의 라미나 부재들을 일체화해서 적층코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조장치를 제공한다. 상기 접착식 적층코어 제조장치는: 회전 가능한 로터리 테이블(Rotary Table); 상기 라미나 부재들을 지지하고 고정하도록 상기 로터리 테이블에 구비되며, 상기 로터리 테이블에 의해 회전하는 복수의 순환식 적층 지그(Jig)들; 상기 적층 지그들에 적재되는 상기 라미나 부재들을 가압하도록, 상기 로터리 테이블에서 이격되게 구비되어 상기 적층 지그들과 교대로 마주하며, 승강 가능한 푸싱유닛(Pushing Unit); 그리고 상기 라미나 부재들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시켜서 상기 적층코어를 형성하기 위해, 상기 로터리 테이블의 일측에 구비되는 접착제 경화기(Adhesive Hardener);를 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 있어서, 상기 적층 지그들은; 상기 라미나 부재들이 동축상에 정렬된 상태로 상기 적층 지그들에 적층되도록 상기 라미나 부재들의 적층을 가이드하며, 상기 로터리 테이블의 회전중심에서 동일 거리에 상호 이격되게 배치되고, 상기 라미나 부재들이 상기 접착제 경화기에 의해 일체화되도록, 상기 로터리 테이블의 회전에 의해 상기 접착제 경화기를 순차적으로 경유한다.

상기 적층 지그들은; 상기 로터리 테이블의 회전중심에서 편심된 위치에 구비되어, 상기 라미나 부재들을 지지하는 지그 베이스와, 상기 지그 베이스에 적재되는 상기 라미나 부재들의 정렬을 위해, 상기 지그 베이스에 구비되는 정렬 가이드와, 상기 지그 베이스에 적층된 상기 라미나 부재들을 관통해서 상기 라미나 부재들을 고정하도록, 상기 지그 베이스에 확장 가능하게 구비되는 콜릿(Collet)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 콜릿은, 상기 지그 베이스의 중앙부에서 상향 돌출되고; 상기 정렬 가이드는 상기 콜릿의 외측에 구비된다.

그리고, 상기 푸싱유닛은; 상기 라미나 부재들이 상기 콜릿에 의해 동축상에 고정되도록, 상기 콜릿의 내부로 진입해서 상기 콜릿을 확장시키며, 승강 가능한 콜릿 확관기와, 상기 라미나 부재들을 상기 지그 베이스측으로 가압하도록, 상기 콜릿 확관기의 외측에 구비되는 가압용 승강캡을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 접착제 경화기는, 상기 라미나 부재들의 층간에 존재하는 상기 접착제를 가열해서 경화시키기 위한 가열 링(Heating Ring)을 포함하고; 상기 적층 지그들은, 상기 로터리 테이블의 회전에 의해 교대로 상기 푸싱유닛과 동축선상에 배치되고; 상기 푸싱유닛은, 상기 적층 지그들이 상기 푸싱유닛에 교대로 연결되도록 상기 가열 링의 내부에서 승강하고; 상기 가열 링은, 상하방향으로 움직이면서 상기 접착제를 경화시키도록, 상기 푸싱유닛의 축선을 따라 승강 가능하다.

상기 가열 링은, 고주파 유도 가열에 의해 상기 접착제를 가열하는 코일 링(Coil Ring)을 갖는다. 그리고, 상기 코일 링과 상기 푸싱유닛은 동축상에 구비되며, 상기 푸싱유닛은 상기 코일 링의 상측에 승강 가능하게 구비될 수 있다. 상기 적층코어의 적층높이에 따라 상기 가열 링의 승강 위치가 변경되도록, 상기 가열 링의 상승 한계인 상한과 하강 한계인 하한 중 적어도 하나의 변경이 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 적층코어의 적층높이에 따라, 상기 코일 링의 승강 한계를 이루는 상기 코일 링의 상한과 하한 중 어느 하나가 변경될 수 있다.

상기 접착식 적층코어 제조장치는; 상기 적층 지그들 중 어느 하나로부터 상기 적층코어를 자동 취출하는 코어 취출기(Core Unloader)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 적층 지그들은, 상기 로터리 테이블에 등각도 간격으로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 적층 지그들은 다른 기종의 적층코어용으로 교체 가능할 수도 있다.

본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의하면, 제조 가능한 적층코어가 단일의 규격에 한정되지 않으며, 복수 규격의 적층코어의 제조가 가능하다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의하면, 적층코어의 규격별로 각각 별도의 금형장비를 제조해야 하는 어려움과 비경제성, 예를 들면 생산수량이 적은 모델의 적층코어를 생산하기 위해 전용 금형장비를 제조해야 하는 어려움과 비경제성이 제거될 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의하면, 레이저를 이용한 웰딩 고정법에 비해 라미나 부재들의 일체화에 소요되는 시간이 크게 단축되어 생산성이 향상될 수 있고, 용접시에 장시간 특정 부분에 가해지는 고열로 인한 적층코어의 열변형 문제가 해소될 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의하면, 적층코어의 두께 증가에 대응할 수 있으며, 라미나 부재들의 층간 밀착력이 향상되므로 단위 두께당 라미나 부재의 수가 증가되어 코어의 성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 특징 및 장점들은 후술되는 본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명과 함께 다음에 설명되는 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들 중:
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의해 제조되는 적층코어의 일 예와 상기 적층코어용 박판(라마나 부재)를 나타낸 사시도들;
도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치의 나타낸 사시도들;
도 4는 도 2에 도시된 접착식 적층코어 제조장치의 평면도;
도 5는 도 2에 도시된 접착식 적층코어 제조장치의 정면도;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 적용되는 적층 지그의 일 실시 예를 나타낸 사시도;
도 7은 도 6에 도시된 적층 지그에 라미나 부재들이 적재된 상태를 나타낸 측면도와 평면도;
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 적용되는 푸싱유닛의 일 실시 예를 나타낸 사시도와 단면도;
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치의 접착제 경화기와 푸싱유닛의 하측에 적층 지그 중 하나가 일렬로 배치된 상태를 나타낸 사시도;
도 10a 내지 10d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의해 라미나 부재들(적층 구조물)이 일체화되는 과정을 나타낸 일부 절개 사시도들; 그리고
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의해 라미나 부재들이 일체화되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면들;이다.

이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

본 발명의 일 실시 예는, 동일 형상과 크기를 갖는 여러 겹의 박판 즉 라미나 부재(1)들을 일체화함으로써 적층식 구조의 코어 즉 적층코어(C)를 제조하는 접착식 적층코어 제조장치로서, 상기 라미나 부재(1)들의 정렬/적층을 유도하고, 상기 접착식 적층코어 제조장치에 정렬/적층된 라미나 부재(1)들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시켜서, 접착제에 의해 일체화된 적층코어(C)를 제조하는 모터나 발전기 등의 코어 제조장치이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치(100; 이하 '코어 제조장치'라 칭함)는, 회전 가능한 로터리 테이블(Rotary Table; 110)과, 상기 로터리 테이블(110)에 의해 회전하는 복수의 순환식 적층 지그(120; Jig)들과, 상기 라미나 부재(1)들을 가압해서 상기 라미나 부재(1)들의 층간을 밀착시키기 위한 푸싱유닛(130; Pushing Unit)과, 상기 라미나 부재들의 층간에 존재하는 접착제(도시되지 않음)를 경화시켜서 상술한 적층코어(C)를 형성하는 접착제 경화기(140; Adhesive Hardener)를 포함하여 구성된다.

상기 로터리 테이블(110)은, 상기 적층 지그(120)들을 회전시켜서 동일 궤적으로 따라 순환시키는 구성으로서, 회전판(Rotary Plate)이나 로터리 스테이지(Rotary Stage)나 턴 테이블(Turn table)이나 인덱스 테이블 등으로 불릴 수도 있으며, 본 실시 예에서 상기 로터리 테이블(110)은 원판 형상이나 상기 로터리 테이블(110)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 로터리 테이블(110)은, 회전 구동장치(150) 예를 들면 모터(Motor)에 연결되며, 본 실시 예에서는 상기 회전 구동장치(150)에 의해 기설정된 각도씩 회전한다. 상기 회전 구동장치(150)는 상기 로터리 테이블(110)의 아래에 구비되며, 본 실시 예에 따른 코어 제조장치의 골격을 이루며 하중을 지탱하는 프레임 유닛(10)에 탑재된다.

상술한 프레임 유닛(10)은, 상기 로터리 테이블(110)을 지지하는 베이스 프레임(11), 그리고 상기 푸싱유닛(130)을 지지하는 메인 프레임(12)을 포함하여 구성된다.

본 실시 예에서, 상기 회전 구동장치(150)는 상기 베이스 프레임(11)의 상측에 탑재되고, 상기 로터리 테이블(110)은 상기 회전 구동장치(150)의 상측에 구비되며, 상기 메인 프레임(12)은 상기 로터리 테이블(110)의 회전에 간섭되지 않도록 상기 베이스 프레임(11)의 일측에 구비되어서 상기 베이스 프레임(11)에 의해 지지되나, 상기 메인 프레임(12)과 상기 베이스 프레임(11)이 상호 연결되지 않고 별도로 분할된 구조도 가능하다.

본 실시 예에서, 상기 메인 프레임(12)의 기저부는 상기 베이스 프레임(11)의 상측면에 고정된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 메인 프레임(12)은 상기 베이스 프레임(11)의 상측에 세워진 구조물로서, 상기 메인 프레임(12)의 상부에 상기 푸싱유닛(130)이 이동 가능하게 탑재된다.

그리고, 상기 적층 지그(120)들은 상기 로터리 테이블(110)의 회전중심에서 동일 거리에 상호 이격되게 배치되고, 상기 로터리 테이블(110)의 회전에 의해 상기 접착제 경화기(140)를 순차적으로 즉 교대로 경유한다.

본 실시 예에서는, 상기 로터리 테이블(110)에 4개의 적층 지그(120)들이 탑재되어서, 상기 적층 지그(120)들이 4교대의 순환구조로 상기 접착제 경화기(140)를 거쳐 지나지만, 상기 로터리 테이블(110)에 설치되는 적층 지그의 수는 변경될 수 있으며, 예를 들어 상기 로터리 테이블(110)에 2개의 적층 지그(120)가 탑재되는 경우 상기 적층 지그들이 2교대 순환구조로 상기 접착제 경화기(140)를 경유하게 된다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에서 설명되는 라미나 부재의 일 예(1)는 상하 방향으로 관통된 형상으로서, 상기 라미나 부재(1)의 중심부에는 코어홀(1a)이 형성되고, 상기 코어홀의 둘레를 따라 다수의 슬롯(1b)이 형성된 구조이나 상기 라미나 부재의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 라미나 부재(1)들이 다수 겹으로 상기 적층 지그에 동축상으로 쌓여서 접착제의 경화에 의해 층간 고착됨으로써 상기 적층코어(C)를 형성한다.

상기 적층 지그(120)들은 상기 라미나 부재(1)들을 관통해서 상기 라미나 부재들을 지지하고, 상기 적층 지그(120)들에 각각 적재된 복층의 라미나 부재(1)들을 상기 접착제 경화기(140)의 작동 위치(접착제 경화공정이 진행되는 위치; 접착제의 경화 위치)로 순차적으로 운반한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 적층 지그(120)들은 상기 로터리 테이블(110)에 의해 회전하면서, 라미나 부재(1)들의 적재 위치(Loading Zone; R1)와, 접착제의 경화 위치(Hardening Zone; R2)와, 적층코어의 취출 위치(Unloading Zone: R3)를 순환한다.

빈 상태의 적층 지그(120) 예를 들면 1주기 순환(1 Cycle)을 거친 적층 지그(적층코어의 취출 위치(R3)에서 상기 적층코어(C)가 제거된 상태의 적층 지그)가 상기 라미나 부재(1)들의 적재 위치(R1)에 도달하면, 상기 적층 지그(120)에 다시 새로운 라미나 부재(1)들이 투입되어서 정렬/적층된다.

상기 적층 지그(120)는, 상기 라미나 부재(1)들이 동축상에 정렬된 상태로 상기 적층 지그(120)에 적층되도록 상기 라미나 부재(1)들의 적층을 가이드(Guide)한다. 본 실시 예에서, 상기 적층 지그(120)는 상기 라미나 부재(1)들이 상기 적층 지그(120)상에 놓여질 때, 상기 라미나 부재(1)들이 서로 어긋나지 않고 동일한 포즈(Pose) 즉 스큐(Skew)됨이 없이 일직선으로 적재되는 것을 유도한다. 따라서, 상기 라미나 부재(1)들에 형성된 모든 홀(Hole) 및/또는 슬롯(Slot)이 상기 적층 지그(120)에 의해 일직선상에 배열된다.

상술한 바와 같이 상기 적층 지그(120)는, 상기 라미나 부재(1)들의 정렬/적층을 가이드(Guide)하며, 상기 라미나 부재(1)들이 접착제 경화공정 중에 움직이지 않도록 상기 라미나 부재(1)들을 관통해서 상기 라미나 부재(1)들의 내부를 동축상에 구속한다.

상기 라미나 부재의 적재 위치(R1)에서 라미나 부재(1)들의 로딩(Loading)이 완료되면, 상기 로터리 테이블(110)의 회전에 의해 상기 적층 지그(120)에 적재된 라미나 부재(1)들이 상기 접착제의 경화 위치(R2)로 이송되고, 상기 접착제의 경화 위치(R2)에서는 상기 접착제 경화기(140)의 작동에 의해 라미나 부재(1)들의 층간 고착이 이루어진다.

본 실시 예에서, 상기 푸싱유닛(130)은 상기 적층 지그(120)에 적재된 라미나 부재(1)들을 눌러서 라미나 부재(1)들의 층간을 긴밀하게 밀착시킨다. 그리고, 상기 로터리 테이블(110)의 회전에 의해, 상기 적층 지그(120)들은 상기 푸싱유닛(130)에 교대로 즉 순차적으로 마주하게 된다.

상기 라미나 부재(1)들을 가압하기 위해, 상기 푸싱유닛(130)은 상하 직선 왕복운동 즉 승강 가능하도록 상기 로터리 테이블(110)에서 이격된 위치에 구비된다.

그리고 상기 접착제 경화기(140)는 상기 로터리 테이블(110)의 일측에 구비되어, 상기 푸싱유닛(130)과 상기 적층 지그(120)에 의해 가압/고정된 상태로 상기 접착제의 경화 위치(R2)에 배치되는 라미나 부재(1)들 즉 적층 구조물(S)을 일체화한다.

본 실시 예에서, 상기 푸싱유닛(130)은, 상기 접착제의 경화 위치(R2)에 승강 가능하게 구비되며, 상기 적층 지그(120)들과 순차적으로 연결되어 상기 라미나 부재(1)들의 최상측 즉 적층 구조물(S)의 상측면을 가압한다. 상기 푸싱유닛(130)은 유압 또는 공압 장치 등의 다양한 장치에 의해 승강될 수 있으며, 본 실시 예에서는 미세 압력 조절이 가능하도록 서보모터/서보프레스의 승강 구동장치(130B)에 의해 작동되나 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 접착제의 경화 위치(R2)에서 접착제 경화공정이 완료되면, 상기 푸싱유닛(130)이 상기 접착제의 경화 위치(R2)에 배치되어 있는 적층 지그(120)에서 분리되고, 상기 접착제의 경화 위치(R2)에 배치되어 있는 적층 지그(120)에는 상술한 적층코어(C)가 존재하게 된다.

다음으로, 상기 적층코어(C)가 장착된 적층 지그(120)는 상기 로터리 테이블(110)의 회전에 의해 적층코어의 취출 위치(R3)로 이동하며, 상기 적층코어의 취출 위치(R3)에서 상기 적층코어(C)의 취출(Unloading) 즉 코어 취출공정이 수행된다.

상기 적층코어(C)의 취출은 수작업에 의해 수행될 수도 있으나, 본 실시 예에서는 상기 코어 취출공정이 자동으로 진행된다. 이를 위하여, 상기 코어 제조장치(100)는 상기 적층 지그(120)들 중 어느 하나 즉 상기 적층코어의 취출 위치(R3)에 도달한 적층 지그에서 상기 적층코어(C)를 자동 취출하는 코어 취출기(Core Unloader; 160)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 코어 취출기(160)는, 상기 적층코어(C)를 집는 코어 집게(161)와, 상기 코어 집게를 지지하는 서포트 프레임(162; Support Frame)을 포함하여 구성된다.

상기 서포트 프레임(162)은 상기 코어 집게(161)를 승강 가능하게 지지하며, 상기 프레임 유닛(10) 특히 상기 본체 프레임(12)에 설치된 가이드 프레임(12a)에 이동 가능하게 구비된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 서포트 프레임(162)은 상기 코어 집게(161)를 상하 이동시키며, 유압이나 공압 등의 실린더 또는 프레스 방식 등 다양한 구동방식으로 작동될 수 있다. 상기 서포트 프레임(162)은 상기 가이드 프레임(12a)의 레일(12b)을 따라 상기 적층코어의 취출위치(R3)에서 적층코어 적재위치(도시되지 않음) 사이의 경로를 이동한다.

그리고, 상기 코어 집게(161)는 전자식 또는 기계식으로 오므라지고 벌어질 수 있도록 상기 서포트 프레임(162)의 하단에 장착된다. 상기 코어 집게(161)와 서포트 프레임(162)의 작동 메카니즘 그 자체에는 공지의 다양한 자동화 기술이 그대로 적용될 수 있으므로 부가적인 설명은 생략된다. 그리고 본 실시 예에서 상기 코어 취출기(160)는 상기 접착제의 경화 위치에서 접착제 경화공정이 진행되는 동안 작동된다.

본 실시 예에서, 상기 적층 지그(120)들은, 상기 로터리 테이블(110)에 등각도 간격으로 구비된다. 보다 구체적으로 상기 로터리 테이블(110)에 90°간격으로 상기 적층 지그(120)들이 배치되며, 상기 로터리 테이블(110)은 90°씩 회전하나, 이에 한정되지 않음은 당연하다. 그리고, 상기 적층 지그(120)들은, 기종 교환 즉 제조 대상이 되는 적층코어의 규격에 맞게 교체될 수도 있다.

도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 코어 제조장치의 적층 지그(120)는, 지그 베이스(Jig Base; 121)와, 정렬 가이드(Aligning Guide; 122)와, 콜릿(Collet; 123)을 포함하여 구성된다.

상기 지그 베이스(121)는, 상기 로터리 테이블(110)의 회전중심에서 일정 거리 편심된 위치에 구비되어, 상기 라미나 부재(1)들을 지지한다. 그리고 상기 정렬 가이드(122)는, 상기 지그 베이스(121)에 구비되어, 수작업 또는 자동으로 상기 지그 베이스(121)에 로딩(Loading)되는 상기 라미나 부재(1)들의 정렬을 유도한다.

상기 정렬 가이드(122)는, 상기 적층코어(C)의 설계 규격에 맞는 적층 구조로 상기 지그 베이스(121)상에 상기 라미나 부재(1)들이 정렬되도록, 상기 라미나 부재(1)들의 적층을 가이드한다. 본 실시 예에서 상기 정렬 가이드(122)는, 상기 라미나 부재(1)들이 어긋나지 않게 즉 스큐(Skew)되지 않고 일직선(Line-Up)으로 정렬되도록 상기 라미나 부재(1)들의 적층을 가이드한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 콜릿(123)은 상기 지그 베이스(121)에 적층된 상기 라미나 부재(1)들을 관통해서, 확장력에 의해 상기 라미나 부재(1)들을 동축상에 고정하도록, 상기 지그 베이스(121)에 확장 가능하게 구비된다.

본 실시 예에서, 상기 콜릿(123)은 상기 지그 베이스(121)의 중앙부에서 상향 돌출된다. 따라서, 상기 콜릿(123)은 상기 라미나 부재(1)들의 중심부를 축방향으로 관통하게 된다. 그리고, 상기 정렬 가이드(122)는 상기 콜릿(123)의 외측에 구비된다. 보다 구체적으로, 상기 정렬 가이드(122)는 상기 콜릿(123)의 둘레에 구비된다.

상기 정렬 가이드(122)는, 상기 콜릿(123)의 둘레방향을 따라 상호 이격되게 예를 들면 등각도 간격으로 복수개 구비될 수 있다. 본 실시 예에서는, 상기 콜릿(123)의 둘레를 따라 균일한 굵기의 봉형상을 갖는 3개의 정렬 가이드(122)들이 등간격 즉 대략 120° 간격으로 배치되나, 상기 정렬 가이드(122)의 수와 배치 간격이 본 실시 예에 한정되는 것이 아님은 당연하다.

상기 정렬 가이드(122)는 상술한 라미나 부재들의 슬롯(1b)를 관통해서, 상기 적층 지그(120)에 로딩되는 라미나 부재(1)들의 가지런한 정렬을 유도한다. 그리고, 상기 콜릿(123)은 상기 적층 지그(120)에 놓이는 라미나 부재(1)들의 내경을 구속하기 위한 내경 콜릿 즉 상기 라미나 부재의 코어홀(1a)에 삽입되는 구성으로서, 본 실시 예에서 상기 콜릿(123)은 확장(확관) 가능한 원통형상을 갖는다.

따라서, 상기 라미나 부재(1)들은, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 적층 지그(120)에 로딩되어서 적층 구조물(S)를 이루고, 상기 라미나 부재(1)들이 상기 적층 지그(120)에 로딩될 때 상기 정렬 가이드(122)가 상기 라미나 부재(1)들의 정렬을 유도한다.

한편, 상기 지그 베이스(121)의 상측 테두리에는 상기 코어 집게(161)가 끼워지는 복수의 집게 홈(121a)들이 형성되며, 상기 라미나 부재(1)들은 상기 지그 베이스(121) 위에 장착되는 소재 받침대(2)위에 적층될 수도 있다. 본 실시 예에서, 상기 소재 받침대(2)는 상기 라미나 부재(1)와 동일한 외경의 원형 링이 개시된다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 푸싱유닛(130)은, 상기 콜릿(123)을 확장시키는 동시에 상기 라미나 부재들(1) 보다 구체적으로는 상기 적층 지그(120)에 적재된 적층 구조물(S)을 가압해서 상기 라미나 부재(1)들의 층간을 밀착시키는 구성이다.

본 실시 예에서 상기 푸싱유닛(130)은, 상기 접착제 경화 위치에 있는 적층 지그와의 결합을 위해 승강 가능한 콜릿 확관기(131)와, 상기 콜릿 확관기(131)의 외측에 구비되는 가압용 승강캡(132)을 포함하여 구성된다.

상기 콜릿 확관기(131)는, 상기 라미나 부재(1)들이 상기 콜릿(123)에 의해 동축상에 고정되도록, 상기 콜릿(123)의 내부로 진입해서 상기 콜릿(123)을 확장시킨다. 그리고 상기 승강캡(132)은, 상기 지그 베이스(121)상에 적재된 라미나 부재들 즉 상기 적층 구조물(S)을 상기 지그 베이스(121)측으로 가압한다.

본 실시 예에서, 상기 콜릿 확관기(131)는 승강 로드(130A)의 하단에 구비되며, 상기 콜릿(123)의 확관을 위해 횡단면적(승강 로드의 축선에 수직한 단면의 면적)이 상기 콜릿 확관기(131)의 하단으로 갈수록 감소되는 형상으로서, 상기 콜릿 확관기(131)의 종단면은 대략 사다리꼴 형상을 갖는다. 본 실시 예에서, 상기 승강 로드(130A)는 상기 본체 프레임(12)의 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 탑재된다.

그리고 상기 콜릿 확관기(131)는, 상기 승강캡(132)의 내부에 상기 승강캡(132)보다 더 아래로 돌출되게 구비되어 상기 콜릿(123)의 내부로 진입하며, 상기 승강캡(132)은 원통형상이고, 상기 콜릿(123)의 내주면은 아래로 갈수록 내경이 감소하도록 테이퍼(Taper)진 형상이 된다.

또한, 상기 승강캡(132)의 저면에는 상기 정렬 가이드(122)가 삽입되는 가이드 홈(132a)이 형성된다. 최상층에 적층되는 라미나 부재까지 상기 적층 지그(120)에 원활하게 정렬/적층하기 위해서는 상기 정렬 가이드(122)의 상단이 상기 적층 구조물(S)의 상단면에서 위로 돌출되기 때문이다. 즉 상기 정렬 가이드(122)의 상단보다 낮은 위치까지 상기 라미나 부재(1)들이 적층된다.

상기 접착제 경화기(140)는, 상기 라미나 부재(1)들의 층간에 존재하는 상기 접착제를 가열해서 경화시키기 위한 가열 링(141)을 포함한다. 그리고, 본 실시 예에서, 상기 적층 지그(120)들은, 상기 로터리 테이블(110)의 회전에 의해 상기 푸싱유닛(130)과 동축선상에 교대로 순환 배치된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 푸싱유닛(130)은, 상기 적층 지그(120)들이 상기 푸싱유닛(130)에 교대로 연결되도록, 상기 가열 링(141)의 내부를 지나는 축선을 따라 승강한다. 그리고 상기 가열 링(141)은, 상하방향으로 움직이면서 상기 라미나 부재(1)들의 층간 접착제를 경화시키도록, 상기 푸싱유닛(130)의 축선을 따라 승강 가능하다.

본 실시 예에서 상기 가열 링(141)은, 고주파 유도 가열에 의해 상기 접착제를 가열하는 코일 링 즉 코일 스프링 구조의 히터로서, 상기 라미나 부재(1)의 내경보다 큰 내경을 갖는다.

따라서, 상기 가열 링(141)의 내경보다 작은 크기(외경 또는 폭)의 적층코어는 모두 본 실시 예에 따른 코어 제조장치에 적용될 수 있으므로, 본 실시 예에 적용 가능한 제품이 한가지 규격에 한정되지 않는다.

본 실시 예에서, 상기 코일 링 즉 가열 링(141)은 상기 푸싱유닛(130)과 동축상에 구비되며, 상기 푸싱유닛(130)은 상기 코일 링의 상측에 승강 가능하게 구비되어 상기 코일 링을 관통해서 상기 적층 지그(120)에 연결된다.

그리고 상기 가열 링(141)은, 본 실시 예에 따른 코어 제조장치에 적용되는 적층코어의 공정 조건에 맞춰서 기설정된 횟수로 복수 회 승강하면서 상기 라미나 부재들의 층간 접착제를 경화시킨다.

상기 가열 링(141)의 승강 조건, 보다 구체적으로는 1 스트로크(Stroke)의 조건, 예를 들면 상기 가열 링(141)의 상한 및/또는 하한의 위치 조절이 가능한 것이 바람직하다. 다시 말해서, 상기 코일 링의 상한과 하한 중 적어도 하나의 변경이 가능하고, 상기 코일 링의 승강 횟수도 변경 가능하며, 이에 따라, 두께가 다른 규격의 적층코어들이 본 실시 예에 따른 코어 제조장치(100)에 적용될 수 있으며, 결론적으로 본 실시 예는 제조 대상물의 기종 교환이 가능하게 된다. 상술한 바와 같이, 상기 적층코어의 적층높이 즉 적층코어의 두께에 따라 상기 가열 링(141)의 승강 위치가 변경되도록, 상기 가열 링(141)의 상승 한계인 상한과 하강 한계인 하한 중 적어도 하나가 변경될 수 있음을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 적층코어의 적층높이(두께)에 따라, 상기 코일 링의 승강 한계를 이루는 상기 코일 링의 상한과 하한 중 어느 하나가 변경될 수 있다.

상기 가열 링(141)은, 상하 방향으로 승강 가능한 히터 본체(142; 도 3 및 도 4 참조)에 구비되어 상기 히터 본체(142)와 함께 승강하며, 본 실시 예에서 상기 히터 본체(142)는 상기 가열 링(141)에 고주파 전류를 인가한다. 상기 히터 본체(142)에는 고주파 전류를 상기 가열 링(141)에 인가하기 위한 각종의 전장품이 구비된다.

상기 가열 링(141)의 일단 즉 코일 링의 일단은 상기 히터 본체(142)의 제1단자에 고정되고, 상기 코일 링의 타단은 상기 히터 본체(142)의 제2단자에 고정되며, 상기 가열 링(141)은 상기 히터 본체(142)의 일측에 구비되는 브라켓(Bracket)에 결합될 수 있다. 고주파 유도 가열 그 자체의 원리는 공지된 것이므로 그에 대한 부가적인 설명은 생략되며, 상기 가열 링(141)은 상기 히터 본체(142)에 교체 가능하게 예를 들면 다른 크기(직경)로 교체 가능하게 구비될 수도 있다.

상기 히터 본체(142)는 상기 프레임 유닛(10)에 승강 가능하게 구비된다. ㅂ본 실시 예에서, 상기 프레임 유닛(10)은 상기 히터 본체(142)를 승강 가능하게 지지하는 히터 지지대(13)를 더 포함하여 구성된다.

다시 말해서, 상기 히터 본체(142)는 상기 히터 지지대(13)에 승강 가능하게 구비된다. 본 실시 예에서 상기 히터 지지대(13)는, 상기 베이스 프레임(11)의 상측면에 고정되는 하부 지지대(13a)와, 상기 하부 지지대(13a)에 승강 가능하게 구비되는 상부 지지대(13b)를 포함한다.

상기 상부 지지대(13b)는 유압 또는 공압 방식 예를 들면 유압 실린더나 공압 실린더에 의해 승강할 수도 있고, 다른 방식 예를 들면 랙-피니언 메카니즘 등의 기어 전동장치에 의해 승강할 수도 있으므로, 상기 히터 본체(142)의 승강 방식은 제한되지 않으며, 본 실시 예에 따른 코어 제조장치에 적용되는 모델의 규격 즉 적층코어의 두께(적층높이)에 맞춰서 상기 가열 링(141)의 스트로크 조건 즉 상한과 하한 중 어느 하나가 변경될 수 있고, 본 실시 예의 제어유닛(도시되지 않음)에 의해 상기 가열 링(141)의 움직임이 제어될 수 있다. 즉, 상기 가열 링(141)은 상하 방향으로 승강 가능한 구성으로서, 상기 적층코어의 적층높이(두께)에 따라 상기 가열 링(141)의 승강 위치가 변경되도록, 상기 가열 링(141)의 상승 한계인 상한과 하강 한계인 하한 중 적어도 하나가 달라질 수 있다.

따라서, 적층코어의 두께가 상기 가열 링의 최대 승강 거리 이하이면, 본 실시 예에 따른 코어 제조장치에 적용될 수 있다.

이하에서는, 도 10a 내지 도 10d를 참조하여, 본 실시 예에 따른 코어 제조장치에 의해 라미나 부재들이 일체화되는 과정이 설명된다.

상기 로터리 테이블(110)의 회전에 의해, 상기 적층 구조물(S)이 탑재된 적층 지그(120)가 상술한 접착제의 경화 위치에 도달(도 10a 참조)하면, 도 10b에 도시된 바와 같이 상기 푸싱유닛(130)이 상기 가열 링(141)의 내부를 지나 상기 적층 지그(120)의 상부에 맞물린다.

이때, 상기 푸싱유닛의 콜릿 확관기(131)는 상기 콜릿(123)의 내부로 진입해서 상기 콜릿(123)을 확장시키고, 상기 푸싱유닛의 승강캡(132)은 상기 적층 구조물(S)의 상측면을 가압해서 상기 라미나 부재(1)들의 층간을 강하게 밀착시킨다.

그리고, 상기 적층 지그(120)와 푸싱유닛(130)에 의해 상기 적층 구조물(S)이 고정되면, 상기 가열 링(141)이 상한과 하한 사이의 경로를 기설정된 조건으로 복수회 반복 승강(도 10c 및 도 10d 참조)하면서, 상기 적층 구조물(S)의 층간에 존재하는 접착제를 고주파 유도 가열 방식으로 경화시킨다.

상술된 과정을 통해 상기 적층 구조물이 일체화되면, 도 10a에 도시된 것처럼 상기 푸싱유닛(130)이 상기 적층 지그(120)에서 다시 분리되며, 접착제 경화공정을 거친 적층 지그(120)는 상기 로터리 테이블(110)의 회전에 의해 적층코어의 취출 위치로 이동하고, 상기 코어 취출기(160)에 의한 코어 취출공정이 수행된다.

도 11은 접착제 경화공정을 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 11의 (a)는 라미나 부재들 즉 적층 구조물이 탑재된 적층 지그(120)가 상기 푸싱유닛(130)의 직하방에 도달된 상태이고, 도 11의 (b)와 (c)는 적층 구조물(S)이 상기 푸싱유닛(130)과 적층 지그(120)에 의해 고정된 상태에서 가열 링(141)의 승강에 의해 라미나 부재들이 일체화되는 과정을 나타낸 것이다.

상기 라미나 부재들의 층간 접착을 위해, 블랭킹에 의해 성형된 상기 라미나 부재(1)들이 상기 적층 지그(120)에 탑재되기 전에, 도트(Dot) 또는 라인(Line) 형태 등의 패턴으로 상기 라미나 부재(1)들의 표면에 접착제가 미리 도포될 수도 있고, 표면에 반경화 상태의 접착층이 형성된 강판(셀프 본딩 강판; SB 강판)의 블랭킹에 의해 형성되는 라미나 부재들을 상기 적층 지그(120)에 탑재해서 상기 적층코어를 제조할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예들을 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예들 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술한 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

1: 라미나 부재 2: 소재 받침대
C: 적층코어 S: 적층 구조물
10: 프레임 유닛 11: 베이스 프레임
12: 메인 프레임 13: 히터 지지대
100: 접착식 적층코어 제조장치 110: 로터리 테이블
120: 적층 지그 121: 지그 베이스
122: 정렬 가이드 123: 콜릿
130: 푸싱유닛 131: 콜릿 확관기
132: 가압용 승강캡 140: 접착제 경화기
141: 가열 링 142: 히터 본체
150: 회전 구동장치 160: 코어 취출기

Claims (10)

1. 동일 크기와 형상의 라미나 부재들을 일체화해서 적층코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조장치로서:
   회전 가능한 로터리 테이블(Rotary Table);
   상기 라미나 부재들을 관통해서 상기 라미나 부재들을 지지하고 고정하도록 상기 로터리 테이블에 구비되며, 상기 로터리 테이블에 의해 회전하는 복수의 순환식 적층 지그(Jig)들;
   상기 적층 지그들에 적재되는 상기 라미나 부재들을 가압하도록, 상기 로터리 테이블에서 이격되게 구비되어 상기 적층 지그들과 교대로 마주하며, 승강 가능한 푸싱유닛(Pushing Unit); 그리고
   상기 라미나 부재들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시켜서 상기 적층코어를 형성하기 위해, 상기 로터리 테이블의 일측에 구비되는 접착제 경화기(Adhesive Hardener);를 포함하여 구성되며:
   상기 적층 지그들은; 상기 라미나 부재들이 동축상에 정렬된 상태로 상기 적층 지그들에 적층되도록 상기 라미나 부재들의 적층을 가이드하며, 상기 로터리 테이블의 회전중심에서 동일 거리에 상호 이격되게 배치되고, 상기 라미나 부재들이 상기 접착제 경화기에 의해 일체화되도록, 상기 로터리 테이블의 회전에 의해 상기 접착제 경화기를 순차적으로 경유하는 접착식 적층코어 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적층 지그들은;
   상기 로터리 테이블의 회전중심에서 편심된 위치에 구비되어, 상기 라미나 부재들을 지지하는 지그 베이스와,
   상기 지그 베이스에 적재되는 상기 라미나 부재들의 정렬을 위해, 상기 지그 베이스에 구비되는 정렬 가이드와,
   상기 지그 베이스에 적층된 상기 라미나 부재들을 관통해서 상기 라미나 부재들을 고정하도록, 상기 지그 베이스에 확장 가능하게 구비되는 콜릿(Collet)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 콜릿은, 상기 지그 베이스의 중앙부에서 상향 돌출되고; 상기 정렬 가이드는 상기 콜릿의 외측에 구비되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 푸싱유닛은;
   상기 라미나 부재들이 상기 콜릿에 의해 동축상에 고정되도록, 상기 콜릿의 내부로 진입해서 상기 콜릿을 확장시키며, 승강 가능한 콜릿 확관기와,
   상기 라미나 부재들을 상기 지그 베이스측으로 가압하도록, 상기 콜릿 확관기의 외측에 구비되는 가압용 승강캡을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 접착제 경화기는, 상기 라미나 부재들의 층간에 존재하는 상기 접착제를 가열해서 경화시키기 위한 가열 링을 포함하고; 상기 적층 지그들은, 상기 로터리 테이블의 회전에 의해 교대로 상기 푸싱유닛과 동축선상에 배치되고; 상기 푸싱유닛은, 상기 적층 지그들이 상기 푸싱유닛에 교대로 연결되도록 상기 가열 링의 내부를 지나는 축선을 따라 승강하고; 상기 가열 링은, 상하방향으로 움직이면서 상기 접착제를 경화시키도록, 상기 푸싱유닛의 축선을 따라 승강 가능한 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가열 링은, 고주파 유도 가열에 의해 상기 접착제를 가열하는 코일 링(Coil Ring)인 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 코일 링과 상기 푸싱유닛은 동축상에 구비되며; 상기 푸싱유닛은 상기 코일 링의 상측에 승강 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 적층코어의 적층높이에 따라 상기 가열 링의 승강 위치가 변경되도록, 상기 가열 링의 상승 한계인 상한과 하강 한계인 하한 중 적어도 하나의 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 적층 지그들 중 어느 하나로부터 상기 적층코어를 자동 취출하는 코어 취출기(Core Unloader)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 지그들은, 상기 로터리 테이블에 등각도 간격으로 구비되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조장치.

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