KR101742631B1 - 접착식 적층코어 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은; 표면에 접착제층이 코팅된 띠 형상의 소재를 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 소정 매수씩 일체화된 라미나 부재들을 포함하는 적층코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층코어 제조장치를 개시한다. 본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층코어 제조장치는: 상기 적층코어들간의 분할을 위해 상기 소재를 가압해서, 상기 소재의 길이 방향을 따라 소정의 위치마다 상기 소재의 표면에 층간분할용 돌기 형성하는 돌기 성형유닛; 상기 소재를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재들을 순차적으로 형성하는 블랭킹 유닛; 그리고 상기 라미나 부재들을 일체화해서, 상기 적층코어들을 순차적으로 제조하는 라미네이트 유닛을 포함하여 구성된다. 본 발명에 의하면, 표면에 접착제층이 미리 코팅된 띠 형상 소재를 이용해서 라미나 부재들이 소재 매수씩 층간 접착방식으로 일체화된 적층코어가 연속적으로 제조될 수 있다.

Description

접착식 적층코어 제조장치{Adhesive Type Laminate Core Manufacturing Apparatus}

본 발명은 모터나 발전기 등의 철심 즉 코어를 제조하는 코어 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 라미나 부재(박판)들을 층간 접착시켜서 적층코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 라미나(Lamina) 부재 예를 들면 금속 박판들을 여러 겹으로 적층하고 상호 일체화함으로써 제조되는 적층코어(Laminate Core)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 적층코어는 회전자용 또는 고정자용 코어의 전체 또는 일부분을 이룬다.

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.

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, 표면에 접착제층을 갖는 띠 형상의 소재를 공급받아서 모터나 발전기 등의 코어용 적층체 즉 적층코어를 연속해서 제조할 수 있으며, 돌기를 형성해서 적층코어들간의 층간분할을 구현할 수 있는 접착식 적층코어 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 형태는; 표면에 접착제층이 코팅된 띠 형상의 소재를 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 소정 매수씩 일체화된 라미나 부재들을 포함하는 적층코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층코어 제조장치를 제공한다. 본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층코어 제조장치는: 상기 적층코어들간의 분할을 위해 상기 소재의 일측면을 가압해서, 상기 소재의 타측면에 층간분할용 돌기를 형성하는 돌기 성형유닛; 상기 소재를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재들을 순차적으로 형성하는 블랭킹 유닛; 그리고 상기 라미나 부재들을 일체화해서, 상기 적층코어들을 순차적으로 제조하는 라미네이트 유닛을 포함하여 구성된다.

상기 블랭킹 유닛은; 상기 소재의 가압 및 블랭킹을 위해 승강 가능한 상형에 구비되며, 상기 소재의 이송방향을 기준으로 상기 돌기 성형유닛보다 하류에 배치되는 블랭킹용 펀치(Punch); 그리고 상기 상형의 하측에 구비되는 하형에 의해 지지되고, 상기 펀치와 마주하는 블랭킹 홀을 가지며, 상기 라미네이트 유닛의 상측에 적층되는 블랭킹용 다이(Die)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 돌기 성형유닛은; 상기 소재를 통과시키도록 상호 마주하게 배치되는 상부 지지대와 하부 지지대 중 어느 하나에 구비되며, 상기 층간분할용 돌기를 형성하기 위해 상기 블랭킹 유닛에 동기해서 일정 주기마다 상기 소재의 일측면을 가압하는 돌기 성형툴과, 상기 소재의 타측면을 지지하도록 상기 상부 지지대와 하부 지지대 중 다른 하나에 구비되며, 상기 돌기 성형툴과 마주하는 성형 다이를 포함하여 구성된다.

상기 돌기 성형툴은, 상기 층간분할용 돌기가 상기 소재에서 상향 돌출되도록 상기 하부 지지대에 구비되고; 상기 성형 다이는, 상기 성형 다이의 저면에서 상향 요입된 돌기 성형홈을 가지며, 상기 상부 지지대에 구비될 수 있다.

상기 블랭킹용 펀치는; 상기 층간분할용 돌기를 수용해서 상기 층간분할용 돌기가 눌리는 것을 방지하도록, 상기 블랭킹용 펀치의 저면에 형성되는 도피홈을 갖는다.

상기 돌기 성형툴은, 상기 층간분할용 돌기가 상기 소재에서 하향 돌출되도록 상기 상부 지지대에 구비되고; 상기 성형 다이는, 상기 성형 다이의 상측면에서 하향 요입된 돌기 성형홈을 가지며, 상기 하부 지지대에 구비될 수도 있다.

상기 돌기 성형툴은, 일정 주기마다 상기 소재의 일측면을 가압하도록 승강 가능하다. 그리고, 상기 상부 지지대는 상기 상형과 일체 거동하도록 상기 상형과 일체형이고; 상기 하부 지지대는 상기 하형과 일체형이거나 상기 하형과 간격을 두고 상기 하형의 구비될 수도 있다.

상기 상형은, 승강 가능한 상부 프레임과, 상기 소재를 상기 하형측으로 가압하기 위해 상기 상부 프레임의 하측에 구비되는 판 형상의 푸셔(Pusher)를 포함하여 구성된다.

상기 블랭킹용 다이는, 상기 소재의 이송방향을 따라 상기 돌기 성형유닛에서 N피치(N은 1이상의 자연수)의 거리를 두고 상기 하형에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 라미네이트 유닛은, 상기 하형에 회전 가능하게 구비될 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 일 형태는, 표면에 접착제층이 미리 코팅된 띠 형상 소재를 이용해서 라미나 부재들이 소재 매수씩 층간 접착방식으로 일체화된 적층코어를 연속적으로 제조할 수 있다.

둘째, 본 발명의 일 형태에 의하면, 띠 형상 소재의 블랭킹 공정에 선택적으로 동기하여 소정의 주기마다 소재의 표면에 층간분할용 돌기가 형성되므로, 라미나 부재들이 소정 매수마다 쉽게 분할될 수 있고 적층코어의 제조 및 층간 분할이 용이하다.

셋째, 본 발명의 일 형태에 의하면, 소재가 1피치씩 이송되면서 길이방향을 따라 1피치 간격으로 블랭킹되고, 복수 피치의 간격마다 상기 소재에 돌기가 형성되도록 돌기 성형유닛이 구동되므로, 라미나 부재들이 기설정된 소정 매수씩 일체화되고 적층코어들간의 경계가 정확하게 설정될 수 있다.

넷째, 본 발명의 일 형태에 의하면, 라미네이트 유닛에서 라미나 부재가 정렬/적층되는 영역과 라미나 부재가 일체화되는 영역과 적층코어가 배출되는 영역이 정밀하게 연동하여 일체적으로 회전하므로, 적층코어의 두께 편차가 최소화될 수 있고 정밀도가 높은 코어의 제조가 가능하다.

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 제조장치의 구조를 소재의 이송방향을 기준으로 개략적으로 나타낸 종단면도;
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 소재가 공급된 상태를 나타낸 도면;
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 접착식 적층코어 제조장치의 돌기 성형유닛을 나타낸 도면;
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 돌기 성형유닛에 의해 소재에 층간분할용 돌기가 형성되는 과정을 나타낸 도면;
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 돌기 성형유닛의 돌기 성형툴이 후퇴(하강)한 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 접착식 적층코어 제조장치에 의해 성형되는 라미나 부재들의 적층상태를 나타낸 도면;
도 7은 본 발명에 의해 제조 가능한 접착식 적층코어의 일 예와 이를 위한 라미나 부재를 나타낸 사시도;
도 8은 도 7에 도시된 적층코어의 일 예를 제조하는 공정순서를 나타낸 도면;
도 9는 도 1 및 도 2에 도시된 접착식 적층코어 제조장치의 블랭킹 유닛과 라미네이트 유닛을 나타낸 종단면도;
도 10은 도 9에 도시된 라미네이트 유닛을 개략적으로 나타낸 단면도;
도 11은 도 10에 도시된 라미네이트 유닛의 내부(라미네이트홀)에서 라미나 부재들이 일체화되는 과정을 나타낸 단면도;
도 12는 도 9에 도시된 스퀴즈 부재와 로테이션 하우징을 나타낸 도면들;
도 13은 도 9에 도시된 라미네이트 유닛에 적용 가능한 핀치의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 평면도;
도 14는 도 10에 도시된 라미네이트 유닛의 회전 메카니즘을 개략적으로 나타낸 도면;
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치를 나타낸 도면;
도 16은 도 15에 도시된 접착식 적층코어 제조장치의 돌기 성형유닛을 나타낸 도면; 그리고
도 17은 도 15에 도시된 접착식 적층코어 제조장치에 의해 성형되는 라미나 부재들의 적층상태를 나타낸 도면;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, 연속적으로 이송되는 예를 들면 기설정된 1피치의 거리씩 이송되는 띠 형상의 소재를 블랭킹(Blanking)해서 소정 형상의 라미나 부재들을 형성하고, 상기 라미나 부재들을 층간접착 방식으로 일체화함으로써 모터나 발전기 등의 코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조장치에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명의 일 실시 예는, 표면에 접착제층이 코팅된 띠 형상의 소재(접착제층이 표면 코팅된 코어 제조용 강판)을 공급받아서 상술한 코어 즉 적층코어를 제조할 수 있는 접착식 적층코어 제조장치에 관한 것이다. 상기 적층코어는 고정자 또는 회전자용 철심의 적어도 일부분을 이룬다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치의 일 실시 예가 설명된다.

본 발명의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면들 중, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치의 구조를 소재의 이송방향을 기준으로 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 소재가 공급된 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 접착식 적층코어 제조장치의 돌기 성형유닛을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치(이하 '코어 제조장치'라 칭함)는, 표면에 접착제층(1)이 코팅된 띠 형상의 소재(S)를 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재(L)들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 소정 매수씩 일체화된 라미나 부재들을 포함하는 적층코어(C)들을 순차적으로 제조할 수 있는 프레스 시스템을 기반으로 한다.

본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층코어 제조장치는, 상기 적층코어(C)들간의 분할을 위한 돌기 성형유닛(100)과, 블랭킹을 통해 상기 라미나 부재(L)들을 순차적으로 형성하는 블랭킹 유닛(200), 및 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화해서 상기 적층코어(C)를 형성하는 라미네이트 유닛(300)을 포함하여 구성된다.

상기 돌기 성형유닛(100)은, 표면에 접착제층(1)이 코팅된 띠 형상의 소재(S)를 이용해서 상술한 적층코어(C)를 제조할 때, 상기 적층코어(C)들간의 분할이 가능하도록, 상기 소재를 가압해서 상기 소재(S)에 돌기(P) 즉 층간분할용 돌기를 형성한다. 상기 돌기(P)는 인접하여 적층되는 두장의 라미나 부재들 사이에 갭(Gap)을 형성해서 라미나 부재들간의 접촉면적을 감소시킨다.

그리고, 상기 블랭킹 유닛(200)은 상기 소재를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재(L)들을 순차적으로 형성하고, 상기 라미나 부재(L)들을 상기 라미네이트 유닛(300)의 내부에 순차적으로 공급해서 적층시킨다. 상기 라미네이트 유닛(300)은 상기 블랭킹에 의해 상하방향으로 적층되는 라미나 부재(L)들을 여러 겹씩 소정의 단위로 일체화해서, 상기 적층코어(C)들을 순차적으로 제조한다.

본 실시 예에서 상기 블랭킹 유닛(200)은, 상형(10)에 구비되는 블랭킹용 펀치(Punch; 210)와, 하형(20)에 구비되는 블랭킹용 다이(Die; 220)를 포함하여 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 상형(10)은 상기 소재(S)의 가압 및 블랭킹을 위해 상기 하형(20)의 상측에 승강 가능하게 구비된다. 그리고, 상기 블랭킹용 펀치(210)는 상기 상형(10)에 장착되며, 상기 소재(S)의 이송방향을 기준으로 상기 돌기 성형유닛(100)보다 하류에 배치된다. 따라서, 상기 블랭킹용 펀치(210)는 상기 상형(10)과 함께 승강하면서 상기 소재(S)를 블랭킹한다.

상기 블랭킹용 다이(220)는 상기 블랭킹용 펀치(210)와 마주하는 블랭킹 홀(221)을 가지며, 상기 하형(20)에 의해 장착되어서 상기 하형(20)에 의해 지지되고, 상기 라미네이트 유닛(300)의 상측에 적층된다.

본 실시 예에서, 상기 돌기 성형유닛(100)은, 소정 주기마다 상기 소재(S)에 표면에 상술한 돌기(P)를 형성한다. 예를 들면, 상기 돌기 성형유닛(100)은, 상기 블랭킹이 기설정된 횟수 진행될 때마다 상기 소재(S)의 일측면 또는 타측면에 편측으로 상술한 돌기(P)를 형성하도록, 상기 블랭킹 유닛(200)에 선택적으로 동기(Synchronization) 가능한 구성이다.

상기 블랭킹용 펀치(210)는 상기 소재(S)가 기설정된 1피치(Pitch) 이동할 때마다 상기 상형(10)에 의해 1회씩 승강한다. 다시 말해서, 상기 소재(S)는, 프레스의 1스트로크(Stroke) 즉 상기 블랭킹용 펀치(210)의 1스트로크마다 상기 상형(10)과 하형(20) 사이를 1피치씩 통과하며, 블랭킹 공정 이전에 소정의 타이밍(Timing)마다 돌기 성형이 이루어진다.

상기 돌기 성형유닛(100)은, 상기 소재(S)의 기설정된 복수 피치만큼 이송될 때마다 상기 블랭킹 유닛(200)에 동기해서 상기 소재(S)에 돌기(P)를 형성하게 된다. 상기 적층코어(C)가 10매의 라미나 부재들로 이루어지는 적층체 즉 10층의 적층체인 경우, 상기 소재가 10 피치 이송될 때마다 상기 소재(S)의 표면에 상기 돌기(P)가 동일한 패턴(Pattern)으로 형성된다.

본 실시 예에서, 상기 블랭킹용 다이(220)는, 상기 소재(S)의 이송방향을 따라 상기 돌기 성형유닛(100)에서 N피치(N은 1이상의 자연수)의 거리를 두고 상기 하형(20)에 구비된다.

상기 돌기 성형유닛(100)은, 상기 소재의 일측면을 가압해서 반대측으로 상기 층간 분할용 돌기를 돌출 형성하는 돌기 성형툴(110)과, 상기 돌기 성형툴(110)에 마주하는 성형 다이(120)를 포함하여 구성된다. 상기 돌기 성형툴(110)은, 상기 소재(S)에 상기 층간분할용 돌기(P)를 형성하기 위해, 상기 블랭킹 유닛(200)에 동기해서 일정 주기마다 상기 소재를 가압한다.

상호 대향되게 배치되는 상부 지지대(10a)와 하부 지지대(20a) 중 어느 하나에 상기 돌기 성형툴(110)이 구비되고, 다른 하나에는 상기 성형 다이(120)가 구비되며, 상기 상부 지지대(10a)와 하부 지지대(20a) 사이를 상기 소재(S)가 1피치씩 통과한다.

본 실시 예에서는, 상기 하부 지지대(20a)에 상기 돌기 성형툴(110)이 구비되고, 상기 상부 지지대(10a)에 상기 성형 다이(120)가 구비되나, 후술되는 실시 예와 같이 그 반대의 구조도 가능함은 물론이다.

본 실시 예에서, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 하부 지지대(20a)에 구비되어 상기 소재(S)의 일측면 즉 밑면을 위로 가압하고, 상기 성형 다이(120)는 상기 상부 지지대(10a)에 구비되어 상기 소재(S)의 타측면 즉 상측면을 지지한다. 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 블랭킹 유닛(200)에 동기해서 일정 주기마다 상기 소재의 일측면(밑면)을 위로 가압한다.

그러므로, 본 실시 예에 의하면, 상기 층간분할용 돌기(P)가 상기 소재(S)에 상측면에서 상향 돌출되는 형상이 되며, 본 실시 예의 돌기 성형유닛(100)은 소재의 일측면을 국소 가압해서 반대측으로 돌출시키는 엠보싱 장치(Embossing Apparatus)라고도 할 수 있다.

상기 상부 지지대(10a)는 상기 상형(10)에서 분리된 구조물일 수도 있고, 도 2에 도시된 실시 예처럼, 전술한 상형(10)과 일체형일 수도 있다. 예를 들면, 상기 상부 지지대(10a)가 상기 상형(10)의 일부분으로서 상기 상형(10)과 일체 거동(일체 승강)할 수 있다.

상기 하부 지지대(20a) 역시 상기 하형(20)과 간격을 두고 상기 하형(20)에서 분리된 구조물일 수도 있고, 도 2에 도시된 실시 예처럼, 전술한 하형(20)과 일체형일 수도 있다.

그리고, 상기 소재(S)로는 양측면(상측면과 하측면)에 모두 상기 접착제층(1)이 코팅된 양면 코팅 소재가 사용될 수도 있고, 상측면과 하측면 중 어느 한쪽 면에만 상기 접착제층이 코팅된 일면 코팅 소재가 사용될 수도 있다. 본 실시 예는 양측면에 접착제층(1)이 형성된 소재(S)를 사용해서 적층코어를 제조한다.

상기 소재(S)의 상측면과 하측면 중 일측면에만 편측으로 상술한 층간분할용 돌기(P)가 주기적으로 형성되면, 상기 층간분할용 돌기에 접촉(예를 들면 점접촉)되는 라미나 부재와 상기 층간분할용 돌기가 형성된 라미나 부재간에는 접촉면적이 국소화되어 기설정된 매수를 단위로 층간 분할이 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 성형 다이(120)는 상부 지지대(10a)에 구비되며, 상기 상부 지지대(10a)가 상기 상형(10)과 일체형인 경우 즉 도 2에 도시된 예와 같이 상기 상부 지지대(10a)가 상기 상형(10)의 일부인 경우에, 상기 성형 다이(120)는 상기 블랭킹용 펀치(210)와 함께 상기 상형(10)에 구비된다.

그리고 상기 돌기 성형툴(110)은, 상기 소재(S)의 하측면(밑면)을 위로 누르도록 상기 하부 지지대(20a)에 구비되며, 상기 하부 지지대(20a)가 상기 하형(20)과 일체형인 경우 즉, 도 2에 도시된 예와 같이 상기 하부 지지대(20a)가 상기 하형(20)의 일부분인 경우에, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 블랭킹용 다이(220)와 함께 상기 하형(20)에 구비된다.

상기 돌기 성형툴(110)은, 상기 성형 다이(120)와 마주하도록 상기 성형 다이(120)의 직하방에 구비되며, 상기 성형 다이(120)는 상기 상형(10)과 함께 승강한다.

그리고, 상기 성형 다이(120)는 상기 성형 다이(120)의 저면에서 상향 요입된 돌기 성형홈(121)을 가지며, 본 실시 예에서는 상기 성형 다이(120)의 저면에 복수의 돌기 성형홈(121)들이 형성되고, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 돌기 성형홈(121)들과 마주하는 복수의 가압 돌기들을 갖는다.

그리고 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 하부 지지대(20a)에 승강 가능하게 구비되며, 상술한 바와 같이 상기 하부 지지대(20a)가 상기 하형(20)과 일체형인 경우에 상기 하형(20)에 승강 가능하게 구비된다.

이를 위하여, 상기 하형(20)에는 툴 수용부(20b)가 형성되며, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 툴 수용부(20b)에 승강 가능하게 구비된다. 본 실시 예에서, 상기 돌기 성형툴(110)은, 승강 가능한 툴 베이스(111)와, 상기 툴 베이스(111)에 구비되는 소재 가압부(112)를 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 툴 베이스(111)가 상기 툴 수용부(20b)에 승강 가능하게 설치되며, 상기 소재 가압부(112)의 선단(상단)은 상기 돌기 성형홈(121)에 대응되는 형상을 갖는다.

본 실시 예에서 상기 돌기 성형홈(121)은 삼각홈이나 상기 돌기 성형홈(121)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 상기 돌기 성형홈(121)이 반구형이나 반타원형 등 다양한 형상으로 변경될 수도 있다. 다만 층간 분할이 이루어지는 계면에서 최소화되는 형상이 보다 바람직하다.

상술한 바와 같이, 상기 상형(10)은, 상기 소재(S)의 이송방향을 따라 복수의 몸체로 분할되거나, 하나의 일체형 몸체로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 하형(20)도 상기 소재(S)의 이송방향을 따라 복수의 몸체로 분할되거나, 하나의 일체형 몸체를 이룰 수 있다. 도 2에 도시된 코어 제조장치는 일체형의 상형과 일체형의 하형을 포함하는 프레스 구조이다.

본 실시 예에서, 상기 상형(10)에는 상기 소재(S)를 상기 하형(20)을 향해 누르는 푸셔(Pusher) 즉 가압 부재가 구비된다. 따라서, 상기 상형(10)이 하강하면, 상기 푸셔(12)에 의해 상기 소재(S)의 상측면이 하방으로 눌려서, 상기 소재(S)가 상기 하형(20)측으로 가압된다.

상기 상형(10)은, 상기 하형(20)의 상측에 승강 가능하게 구비되는 상부 프레임(11)과, 상기 상부 프레임(11)의 하측에 구비되는 상기 푸셔(12)를 포함하여 구성된다. 본 실시 예에서, 상기 블랭킹용 펀치(210)는 상기 푸셔(12)와 함께 상기 상형(10) 보다 구체적으로는 상부 프레임(11)에 구비된다.

본 실시 예에서, 상기 푸셔(12)는 블랭킹 공정과 피어싱(Piercing) 공정 등에서 스트리퍼(Stripper)로 기능하는 동시에 돌기 성형공정과 블랭킹 공정 등을 위해 상기 소재(S)를 상기 하형(20)측으로 누르는 압축판 또는 압력판으로서 본 실시 예에서는 판 형상의 푸싱 플레이트(Pushing Plate)이다.

그리고, 상기 푸셔(12)와 상부 프레임(11) 사이에는, 상기 푸셔(12)의 탄력적 가압을 위한 탄성부재(예를 들면 코일 스프링; 12a)와, 상기 푸셔(12)의 승강을 안내하는 승강 가이드(12b)가 구비된다.

상기 하형(20)은, 상기 하형(20)의 기저부를 이루는 베이스 프레임(21; Bolster)과, 베이스 프레임의 상측에 구비되는 하부 다이(22, 23)를 포함하여 구성된다.

본 실시 예에서, 상기 하부 다이(22, 23)에 상기 돌기 성형툴(110)이 설치된다. 그리고 상기 하부 다이(22, 23)는 상기 하형의 상측면을 이루는 다이 프레임(22)과, 상기 다이 프레임(22)의 하측에 구비되는 다이 홀더(23)로 구획될 수 있다.

상기 다이 홀더(23)는 상기 다이 프레임(22)을 지지하며, 상기 베이스 프레임(21)에 의해 지지되도록 상기 베이스 프레임(21)의 위에 적층되나, 상기 하형(20)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 다이 홀더(23)도 복수로 분할될 수 있다. 본 실시 예에서는, 상기 하부 다이(22, 23)에 상기 블랭킹용 다이(220)와 돌기 성형툴(110)이 설치된다.

그리고 상기 성형 다이(120)는, 상기 푸셔(12)를 관통해서 상기 소재(S)의 상측면을 받치도록, 상기 상부 프레임(11)에 의해 지지된다. 이를 위하여, 상기 푸셔(12)에는 상기 성형 다이(120)가 관통하는 다이 홀(12d)이 형성된다.

한편, 상기 돌기 성형툴(110)은 승강기(400), 예를 들어 캠기구나 유압/공압 실린더 등의 승강기에 의해 승강하며, 이에 따라 상기 돌기 성형툴(110)의 상하위치가 조절된다. 즉, 상기 돌기 성형이 필요한 시점에는, 상기 돌기 성형툴(110)이 상기 승강기(400)에 의해 상승해서, 상기 돌기 성형툴(110)의 선단(상단)이 상기 하형(20)의 상단면보다 위로 상향 진출한다.

다시 말해서, 상기 승강기(400)가 소정의 주기마다 상기 돌기 성형툴(110)을 상기 소재(S)를 향해 이동(진출)시키면, 상기 상형(10)이 하강할 때 상기 소재(S)가 상기 푸셔에 의해 하강하고 상기 소재(S)의 저면이 상기 돌기 성형툴(110)에 의해 상방으로 가압될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 승강기(400)는 상기 하형의 툴 수용부(20b)에 각각 구비되며, 상기 돌기 성형툴(110)에 결합된다.

따라서, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 승강기(400)에 의해 소정의 주기마다 상사점까지 상승한다. 그리고 돌기 성형공정이 진행된 후에는, 상기 돌기 성형툴(110)이 상기 승강기(400)에 의해 후퇴(하강)해서 다음 주기까지 상기 소재(S)와의 접촉이 방지된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 적층코어(C)가 10매의 라미나 부재들로 구성되는 10층 구조인 경우, 상기 소재(S)가 10 피치 이동할 때마다 한번씩 돌기 성형공정이 수행되며, 이에 따라 상기 적층코어(C)들 사이의 층간분할이 구현될 수 있다.

이를 위하여, 상기 승강기(400)는 상기 소재(S)가 10 피치 이동할 때마다 한 번씩 상기 돌기 성형툴(110)을 상승시킨다. 도 2에 도시된 라미나 부재들의 적층구조에서 점선은 층간 접착이 이루어지는 부분이고, 실선은 상기 돌기(P)에 의해 층간분할이 이루어지는 부분이다.

상기 실선 부분(층강분할이 이루어지는 경계면)에서 인접하는 두 겹의 라미나 부재들 중, 하층의 라미나 부재에는 상술한 층간분할용 돌기(P)가 형성된다.

도 3을 참조하면, 본 실시 예에서 상기 승강기(400)는, 상기 돌기 성형툴(110)을 지지하며 상기 하형의 툴 수용부(20b)에 승강가능하게 구비되는 승강 몸체(410)와, 상기 승강 몸체(410)를 승강시키는 리프터(420)를 포함하여 구성된다.

본 실시 예에서 상기 승강 몸체(410)는, 상기 돌기 성형툴(110)에 고정되며, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 승강 몸체(410)와 일체로 거동한다. 상기 승강 몸체(410)에는 상기 리프터(420)를 상하 방향으로 관통해서 승강 로드(430)가 결합된다.

본 실시 예에 따른 승강기(400)는 캠 구조로서, 상기 리프터(420)의 좌우방향 슬라이드에 의해 상기 승강 몸체(410)의 상승/하강이 구현된다. 다시 말해서 상기 승강 몸체(410)와 상기 승강 로드(430)는 제자리에서 승강하며, 상기 리프터(420)의 좌우방향 이동에 의해 상기 승강 몸체(410)의 상하방향 이동이 구현된다. 물론 상기 승강기의 구조와 작동 방식이 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.

이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 실시 예에 따른 돌기 성형유닛(100)의 동작이 보다 상세하게 설명된다.

상기 소재(S)는 상기 상형(10)의 1주기 즉 프레스 1 스트로크(Stroke)마다 일정 거리(1피치)씩 이동해서 상기 푸셔(12)와 다이 프레임(22) 사이를 통과하며, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 소재(S)의 소정 부위가 돌기 성형위치에 이르면, 그와 동시에 또는 그 직전에 상기 돌기 성형툴(110)이 상기 승강기(400)에 의해 상사점까지 상승한다.

그리고, 도 4의 (b)에 도시된 것처럼 상기 상형(20)이 하강하면, 상기 소재(S)의 상측면이 상기 푸셔(12)에 의해 눌려서 상기 소재(S)의 하측면이 하형(20)에 밀착된다. 이때, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 소재(S)의 저면을 위로 가압해서, 상기 성형 다이(120)와의 상호 작용에 의해 상술한 돌기(P)를 형성한다. 그리고, 상기 돌기 성형공정과 동시에 상기 블랭킹 유닛(200)에서는 블랭킹 공정이 진행된다.

도 4의 (c)는 상기 소재(S)의 상측면에 돌기(P)가 형성된 후에 상기 상형(10)이 상승된 상태를 나타낸 도면으로서, 상기 상형(10)이 상승과 동시 또는 그 직후에 상기 돌기 성형툴(110)이 상기 승강기(400)에 의해 하사점까지 하강한다.

도 5의 (a)는, 상기 상형(10)이 하강해서 상기 소재(S)를 아래도 눌러도 상기 돌기 성형툴(110)이 상기 소재에 접촉되지 않도록, 상기 돌기 성형툴(110)이 하강한 상태를 나타낸 도면이며, 도 5의 (b)와 같이 돌기 성형공정은 기설정된 주기동안 진행되지 않는다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의해 성형되는 라미나 부재들의 적층상태를 나타낸 도면으로서, 상향 돌출된 층간분할용 돌기를 갖는 라미나 부재와 그 위에 적층되는 라미나 부재 사이를 경계로 층간분할이 이루어질 수 있다.

상기 돌기(P)의 돌출높이는 층간분할을 구현할 수 있는 정도이면 족하다. 그리고 상기 돌기는 본 실시 예에 따른 코어 제조장치에서 배출된 후 상기 적층코어(C)를 별도의 프레스로 가압함으로써 제거될 수 있다. 그리고 상기 블랭킹용 펀치(210)의 표면(바닥면)에는, 상기 돌기(P)의 누름 방지용 도피홈(211)이 형성된다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의해 제조 가능한 접착식 적층코어의 일 예와 라미나 부재를 나타낸 사시도이며, 도 8은 도 7에 라미나 부재를 성형하는 과정을 나타낸 공정 순서도의 일 예이다. 도 7에 도시된 라미나 부재의 형성을 위해, 상기 소재(S)는 피어싱 공정(S1, S2)과 돌기 성형공정(S3) 및 블랭킹 공정(S4)을 순차적으로 거치면서 이송되며, 이때 상기 돌기 성형공정은 상기 소재(S)가 기설정된 복수 피치 이송될 때마다 주기적으로 진행됨으로써 상기 소재에 층간분할용 돌기(상부 돌기)를 형성한다. 물론 상기 라미나 부재(L)를 형성하는 순서가 상술한 예에 한정되지 않음은 당연하다.

도 9 내지 도 13을 참조하면, 상기 라미네이트 유닛(300)은 상기 소재(S)의 블랭킹에 의해 순차적으로 형성되는 라미나 부재(L)들을 일체화하며, 보다 구체적으로는 복층 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시켜서 일정 매수의 라미나 부재(L)들을 하나의 덩어리로 일체화한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 라미네이트 유닛(300)은 라미네이트홀(Laminate Hole; 300a) 즉 적층홀을 연속적으로 통과하는 라미나 부재(L)들의 층간 접착제를 경화시키는 접착제 경화기(310)와, 상기 접착제 경화기(310)의 하측에 구비되는 핀치기구(320) 즉 적층 코어부재(C)를 잡아주는 장치(Pincher)를 포함하여 구성된다. 상기 라미네이트홀(300a)은 상기 라미나 부재(L)들이 상하방향으로 적층되고 연속적으로 이동하면서 일체화되는 공간으로서, 본 실시 예에서는 상기 라미네이트 유닛(300)에 상하방향으로 관통 형성된다.

상기 접착제 경화기(310)는 상기 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제를 녹여서 경화시키는 장치로서, 본 실시 예에서는 접착제 경화 속도가 빨라지도록 고주파 유도 가열에 의해 접착제를 경화시킴으로써 피가열물 즉 복층 라미나 부재(L)들을 일체화하는 고주파 유도 가열기로 구성된다. 상기 고주파 유도 가열 그 자체는 공지된 것으므로 그에 대한 부가적인 설명은 생략되며, 본 발명은 라미나 부재들의 층간에 존재하는 접착제를 효율적으로 경화시키고 주변품에 대한 열적 영향을 최소화하는 방법으로서 고주파 유도 가열을 개시한다.

상기 접착제 경화기(310)의 내부에는 상기 라미나 부재들을 통과시키는 동시에 접착제의 경화공간을 이루는 경화홀이 형성되며, 상기 경화홀에 상기 라미나 부재(L)들의 이동을 안내하는 적층 가이드(330)가 구비되고, 상기 적층 가이드(330)는 고주파 유도 가열에 의한 영향을 받지 않도록 비전도성 재질 보다 구체적으로는 엔지니어링 세라믹(Engineering Ceramics) 재질을 갖는 것이 바람직하다.

상기 적층 가이드(330)는, 링 타입(Ring Type) 또는 배럴 타입(Barrel Type) 등과 같이 내부가 빈 일체형의 블록 구조 또는 접착제 경화기의 내부에 상호 이격되게 설치되는 분할형 구조 모두 가능하다. 그리고, 피가열물(라미나 부재들)과 상기 적층 가이드(330)의 열팽창 등을 고려하여, 상기 경화홀의 내주면과 상기 적층 가이드(330)의 사이에 틈새(Gap)가 형성되는 것이 좋다.

그리고, 상기 핀치기구(320)는, 상기 접착제 경화기(310)에서 하방으로 배출되는 제품, 즉 상기 라미나 부재(L)들의 일체화에 의해 형성되는 적층코어(C)의 급격한 낙하를 방지한다. 이를 위하여, 상기 핀치기구(320)는 상기 접착제 경화기(310)의 하측에 구비되며, 상기 적층코어(C)에 측압을 가해서 상기 적층코어(C)의 급락을 방지한다.

또한, 상기 라미네이트 유닛(300)은, 상기 접착제 경화기(310)의 상측에서 상기 접착제 경화기(310)를 향해 아래로 이동하는 라미나 부재(L)들의 측면에 압력(측압)을 가해서 상기 라미나 부재(L)들을 죄는 스퀴즈 부재(340) 즉 정렬용 스퀴즈 장치(Squeezer)를 더 포함한다.

상기 스퀴즈 부재(340)는, 상기 소재(S)의 블랭킹에 의해 순차적으로 형성되는 라미나 부재들(L)이 상기 라미네이트홀(300a)의 입구 부분 즉 상기 접착제 경화기의 상측에서 정렬된 상태로 적층되도록, 상기 라미나 부재(L)들에 측압을 가하는 구성으로서, 상기 라미나 부재(L)들이 순차적으로 상기 스퀴즈 부재(340)의 내부에 진입하면서 상기 스퀴즈 부재(340)에 억지끼움된다. 다시 말해서, 상기 스퀴즈 부재(340)는 상기 라미나 부재(L)들의 외곽을 죄서 상기 라미네이트홀(300a)에 투입되는 라미나 부재들을 상기 라미네이트 홀의 입구영역에서 미리 동축상에 직선 정렬시킨다.

본 실시 예에서, 상기 스퀴즈 부재(340)는 상기 접착제 경화기(310)의 상측에서 라미나 부재(L)들을 일직선으로 정렬시키며, 상기 라미나 부재(L)들은 상기 스퀴즈 부재(340)에 의해 정렬된 상태로 적층되고 상기 스퀴즈 부재(340)를 거쳐서 상기 고주파 유도 가열기 즉 상기 접착제 경화기(310)의 내부로 진입한다. 상기 스퀴즈 부재(340)는 금형 특수강 예를 들면 SKD-11 등으로 제조될 수 있다.

상기 스퀴즈 부재(340)는 상기 블랭킹용 다이(220)와 동축상에 구비되도록 상기 블랭킹용 다이(220)의 하측에 적층된다. 도 11에는, 상기 라미나 부재(L)의 외경이 상기 블랭킹용 다이(220)보다 작게 표현되어 있으나, 양자의 크기가 실질적으로 동일하다는 것은 본 기술분야에서 자명한 내용이며, 상기 블랭킹용 다이(220)의 형상 즉 블랭킹홀의 형상 및 크기와 동일한 라미나 부재가 형성되고, 상기 라미나 부재(L)들은 가장자리가 상기 라미네이트홀(300a)의 내주면 특히 상기 스퀴즈 부재의 내주면에 밀착된 상태로 상기 라미네이트홀(300a)을 상측에서 하측으로 통과한다.

상기 스퀴즈 부재(340)는 상기 라미나 부재들의 순차적 적층을 위해 상기 라미나 부재(L)들의 측면(예를 들면 테두리)을 지지하고 라미나 부재(L)들의 적층 정렬불량 즉 배열 불량을 방지하는 부분으로서, 상기 블랭킹용 다이(220)의 내부홀 즉 블랭킹 홀과 동일한 형상의 스퀴즈 링(Squeeze Ring)으로 구성될 수 있다.

예를 들면, 도 7에 도시된 적층코어를 제조하는 경우, 상기 스퀴즈 부재(340)는 상하방향으로 관통된 원통형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상술한 바와 같이, 상기 블랭킹 유닛(200)은 소재를 블랭킹하고, 상기 라미네이트 유닛(300)은 블랭킹에 의해 순차적으로 제조되는 라미나 부재(L)들을 일체화하는 장치로서, 상기 블랭크 다이(220)의 하측에는 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 순차적으로 적층되는 상기 라미나 부재(L)들을 통과시키면서 일체화하는 적층홀 즉 상술한 라미네이트홀(300a)이 동축상에 구비된다.

한편, 상기 핀치기구(320)는, 내부를 통과하는 제품에 측압을 가해서 상기 접착제 경화기(310)에서 아래로 이동하는 제품(C)의 정렬을 도우며 제품 즉 적층코어(C)의 급격한 낙하를 방지한다.

상기 핀치기구(320)는, 핀치 블록(321)과 상기 핀치 블록(321)을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재 즉 핀치 스프링(322)을 포함하며, 상기 접착제 경화기(310)에서 나오는 적층코어(C)의 측면을 잡아서, 상기 적층코어(C)가 접착제 경화기(310)를 통과한 후에 상기 라미네이트홀(300a)의 바닥으로 급히 낙하하는 것을 방지한다.

도 13을 참조하면, 상기 핀치 블록(321)은 상기 라미네이트홀(300a)에 복수개가 상기 적층코어(C)의 둘레를 따라 상호 분할된 형태로 이격 배치되며, 예를 들어 상기 라미네이트홀(300a)에 일정 각도 단위로 복수개가 설치된다. 상기 핀치기구(320)는 무빙 타입(Moving Type)과 제자리에 고정되는 고정 타입이 모두 가능하나 열팽창을 고려하여 무빙 타입이 바람직하다. 도 13에서 핀치 스프링(322)이 생략되고 핀치 블록(321)이 움직이지 않도록 제자리에 고정된 구조가 되면 고정 타입 핀치의 일 예가 된다.

상기 핀치 블록(321)은, 상기 적층코어(C)의 둘레를 따라 복수의 위치에 이격되에 배치되며, 상기 핀치 스프링(122) 즉 탄성 부재에 의해 탄력 지지되므로 상기 적층코어(C)에 탄력적 측압을 가할 수 있다.

상기 블랭크 다이(220)와 스퀴즈 부재(340)와 가이드(330)와 핀치기구(320)는 상기 하형(10)에 상하방향으로 배치되어서 각각 상술한 라미네이트홀(300a)을 형성하며, 상기 라미네이트홀(300a)의 바닥에는 적층 및 경화과정을 거쳐서 배출되는 제품(적층코어; C)의 밑면을 받치는 취출 받침(500)이 승강 가능하게 구비된다.

상기 취출 받침(500)은 상기 적층코어(C)를 받친 상태로 하강하며, 상기 취출 받침(500)이 상기 라미네이트홀(적층 배럴)의 바닥에 이르면 취출 실린더(도시되지 않음)가 상기 적층코어(C)를 제품 취출 통로로 밀어서 제품의 취출을 돕는다.

도 11에는 적층코어(C)들의 사이에 간격이 형성되어 있으나 실제로는 위층 적층코어의 밑면과 아래층 적층코어의 돌기가 접하는 상태로 적층되어서 상기 라미네이트홀(300a)을 연속적으로 1피치(라미나 부재 1매의 두께와 동일함)씩 통과한 후 상기 취출 받침(500)의 위에 안착된 상태로 하강한다.

상기 라미네이트 유닛(300)에서는 상기 접착제 경화기(310)에 의해 고열이 발생하고, 상기 접착제 경화기(310)에 의해 발생되는 고열에 의해 하형(20)과 블랭킹용 다이(220)와 스퀴즈 부재(340)등의 구성들이 열팽창될 수 있으며, 이로 인해 라미나 부재(L)들의 형상이나 크기에 편차가 발생하고 라미나 부재(L)들의 적층 불량이 발생할 수 있다.

본 실시 예에는, 상기 라미네이트 유닛(300)을 위한 냉각 시스템이 적용된다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 스퀴즈 부재(340)의 외주면에는 냉각 홈(341)이 형성된다. 상기 냉각 홈(341)을 따라 냉각 유체가 유동하면서 상기 스퀴즈 부재(340)의 과열을 방지한다.

본 실시 예에서 상기 냉각홈(341)은 상기 스퀴즈 부재(340)의 외주면에 나선상으로 형성되고, 상기 스퀴즈 부재(340)의 상부 외부면과 하부 외주면에는 상기 냉각 홈(341)의 상단과 하단에 각각 연결되며 폐루프를 이루는 환형의 상부 홈(342)과 하부 홈(343)이 형성된다. 상기 냉각 유체로는 공기가 적용되나 이에 한정되는 것이 아님은 당연하다.

상기 라미네이트 유닛(300)은, 적층코어의 두께 균일화를 위해, 상기 하형(20)에 회전 가능하게 구비된다. 상기 라미네이트 유닛(300)은 소정 각도 단위, 예를 들면 소정의 타이밍마다 120°씩 회전하면서 상기 적층코어(C)의 부분별 두께 편차를 감소시키고 직각도와 평탄도 등을 향상시킨다.

본 실시 예에서, 상기 스퀴즈 부재(340)는 로테이션 하우징(Rotation Housing; 350)의 내부에 고정되며, 상기 하형(20)에 고정되는 상부 고정블록(600)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 상부 고정블록(600)은 상기 하형(20)에 고정식으로 내설되며, 상기 로테이션 하우징(350)은 상부 고정블록(600)의 내부에 회전 가능하게 구비된다.

상기 스퀴즈 부재(340)는 상기 로테이션 하우징(350)과 함께 회전하며, 상기 상부 고정블록(600)의 내측에는 상기 로테이션 하우징(350)을 회전 가능하게 지지하는 상부 베어링(601, 602)이 구비된다.

본 실시 예에서의 상부 고정블록(600)은 복수의 몸체가 적층/조립된 구조이나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 로테이션 하우징(350)은 내부가 빈 원통형으로서, 상기 로테이션 하우징(350)의 상단에는 상기 로테이션 하우징(350)의 외측으로 돌출된 상부 플렌지(351)가 형성되고, 상기 로테이션 하우징(350)의 하단은 상기 로테이션 하우징(350)의 내측으로 돌출된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 상부 플렌지(351)는 상기 블랭킹용 다이(220)의 저면에 면접촉하고, 상기 로테이션 하우징(350)의 하단은 상기 스퀴즈 부재(340)의 하단을 감싼다. 상기 스퀴즈 부재(340)는 상기 로테이션 하우징(350)의 내부에 압입되어서 고정된다.

그리고, 상기 상부 고정블록(600)은, 상기 로테이션 하우징(350)의 상반부를 회전 가능하게 지지하는 상부 지지체(610)와, 상기 로테이션 하우징(350)의 하반부를 회전 가능하게 지지하는 하부 지지체(620)와, 상기 상부 지지체(610)와 하부 지지체(620) 사이에 구비되어 상기 상부 지지체(610)의 하중을 지지하는 중간 지지체(630)를 포함한다.

본 실시 예에서는, 상기 상부 고정블록(600)은 다이 홀더에 구비되며, 상기 상부 지지체(610)의 내측면과 상기 로테이션 하우징(350)의 상부 외측면 사이에 상기 제1상부 베어링(601)이 구비되고, 상기 하부 지지체(620)의 내측면과 상기 로테이션 하우징(350)의 하부 외측면 사이에도 제2상부 베어링(601)이 구비된다.

상기 상부 플렌지(351)와 상기 상부 지지체(610)의 사이 틈새는 실링(Sealing)되어서, 상기 스퀴즈 부재(340)의 냉각 유체(본 실시 예에서는 공기)가 누설되는 것을 방지한다.

상기 상부 고정블록(600)에는 냉각로(600a)가 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시 예에서 상기 냉각로(600a)는 상기 하부 지지체(620)에 형성되며, 물의 순환에 의해 상기 상부 고정블록(600)을 냉각시키는 수냉식이나, 오일(Oil)이나 공기(Air) 등의 다른 냉각 유체의 사용도 가능하며, 상기 상부 지지체(610)와 중간 지지체(630)에도 냉각로가 적용될 수 있다.

그리고, 상기 상부 고정블록(600)에는, 상기 스퀴즈 부재의 냉각 홈(341)에 냉각용 공기를 공급하기 위한 에어 공급부(640)와, 상기 스퀴즈 부재의 냉각 홈(341)에서 냉각용 공기를 배출하기 위한 에어 배출부(650)가 구비된다.

본 실시 예에서 상기 에어 공급부(640)는 상기 하부 지지체(620)에 구비되어 상기 스퀴즈 부재(340)의 외주면에 형성된 냉각 홈(341)의 하단에 공기를 도입한다. 그리고 상기 에어 배출부(650)는 상기 상부 지지체(610)에 구비되며, 상기 스퀴즈 부재(340)의 냉각 홈(341)에서 배기를 구현한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 스퀴즈 부재(340)의 하부 홈(343)에 공급되는 냉각용 공기는, 상기 냉각 홈(341)을 따라 나선 유동하여 상기 스퀴즈 부재의 상부 홈(342)으로 유동하면서 상기 스퀴즈 부재(340)와 열교환을 이룬다.

상기 로테이션 하우징(350)의 하부 외주면에는 폐루프를 이루는 에어 도입홈(352)이 상기 로테이션 하우징(350)의 둘레를 따라 형성된다. 그리고, 상기 에어 도입홈(352)에는 상기 로테이션 하우징(350)의 내부로 공기가 도입되도록 상기 로테이션 하우징(350)을 관통하는 에어 공급홀(353)이 형성된다. 상기 에어 공급홀(353)은 상기 냉각 홈(341)의 하단부, 보다 구체적으로는 하부 홈(343)과 연통한다.

그리고 상기 로테이션 하우징(350)의 상부 외주면, 예를 들면 상기 상부 플렌지(351)의 외주면에는 폐루프를 이루는 에어 배출홈(354)이 상기 로테이션 하우징(350)의 둘레를 따라 형성되고, 상기 에어 배출홈(354)에는 상기 로테이션 하우징(350)을 관통하는 에어 배출홀(355)이 형성된다. 상기 에어 배출홀(355)은 상기 냉각 홈(341)의 상단부, 보다 구체적으로는 상부 홈(342)과 연통한다.

본 실시 예에 따르면, 상기 에어 공급홀(353)의 내측 개구부는 상기 스퀴즈 부재에 형성된 하부 홈(343)의 임의의 위치에 연결되고, 상기 에어 배출홀(355)의 내측 개구부는 상기 스퀴즈 부재에 형성된 상부 홈(342)의 임의의 위치에 연결될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 에어 도입홈(352)은 상기 하부 홈(343)과 동일 높이에 수평하게 형성되고, 상기 에어 배출홈(354)은 상기 상부 홈(342)과 동일 높이에 수평하게 형성되며, 상기 에어 공급홀(353)과 에어 배출홀(355)은 상기 로테이션 하우징(350)을 가로로 수평하게 관통한다.

상술한 바와 같이 상기 로테이션 하우징(350)의 하부 외주면과 상부 외주면에 각각, 폐루프를 이루는 환형의 에어 도입홈(352)과 에어 배출홈(354)이 형성되므로, 상기 로테이션 하우징(350)이 회전하더라도, 상기 에어 공급부(640)와 에어 배출부(650)가 상기 에어 도입홈(352)과 에어 배출홈(354)에 상시 연결될 수 있으므로, 공기의 도입과 배출이 안정적으로 진행될 수 있다.

본 실시 예에서는, 상기 하부 지지체(620)에 상기 에어 공급부(640)로부터 상기 에어 도입홈(352)으로 공기를 안내하는 급기홀이 형성되고, 상기 상부 지지체(610)에는 상기 에어 배출홈(354)에서 외부로 공기 배출을 위한 배기홀이 관통 형성된다.

상기 스퀴즈 부재(340)의 상부 외주면에서 냉각용 공기가 상기 에어 배출홀(355)을 통해 외부로 배출될 때, 상기 냉각용 공기가 상기 블랭킹용 다이(220)와 열교환하도록, 상기 에어 배출홀(355)의 적어도 일부 구간은 상기 블랭킹용 다이(220)의 저면에 덮이는 구조도 가능하다. 즉 냉각용 공기가 배출되면서 상기 블랭킹용 다이(220)와 접촉되어 열교환을 하게 된다.

그리고 상기 상부 고정블록(600)에는, 상기 상부 베어링(601, 602)의 윤활 및/또는 냉각을 위한 오일을 상기 상부 베어링(601, 602)에 도입하는 오일 공급부(660)와, 상기 상부 베어링(601, 602)에서 오일을 배출하기 위한 오일 배출부(670)가 구비되며, 이에 따라 상기 로테이션 하우징(350)을 회전 지지하는 상부 베어링(601, 602)의 손상이 방지되고 상부 베어링(601, 602)의 수명이 연장될 수 있으며, 더 나아가 상기 상부 고정블록(600)의 냉각 기능을 수행할 수도 있다.

다음으로, 상기 핀치기구(320)는 회전 가능한 핀치 하우징(360)에 구비되어 상기 핀치 하우징(360)과 함께 회전하며, 상기 핀치 하우징(360)은 상기 하형(20)에 고정되는 하부 고정블록(700)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상기 하부 고정블록(700)은 상기 하형(20)에 고정식으로 내설되며, 상기 핀치 하우징(360)은 하부 고정블록(700)의 내부에 회전 가능하게 구비된다.

상기 핀치 하우징(360)의 회전을 위하여, 상기 하부 고정블록(700)의 내측에는 상기 핀치 하우징(360)을 회전 가능하게 지지하는 하부 베어링(701)이 구비된다. 본 실시 예에서의 하부 고정블록(700)은 내부가 빈 환형으로서 둘레벽이 'ㄴ' 단면을 갖는 하나의 일체형 몸체이나 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 하부 고정블록(700)에는, 상기 하부 고정블록의 하부 베이링(701)에 윤활 및/또는 냉각용 오일을 공급(710)/배출(720)하는 오일 시스템(710, 720)이 구비된다. 상기 하부 고정블록(700)의 오일 시스템(710, 720)은 상기 하부 고정블록(700)의 냉각 기능도 수행할 수 있다. 물론, 상기 하부 고정블록(700)에 수냉식 또는 공냉식의 냉각 시스템이 구비될 수도 있다.

또한, 상기 상부 고정블록(600)과 하부 고정블록(700)의 사이에는 상기 접착제 경화기(310)를 수용하는 중간 고정블록(800)이 구비되며, 상기 중간 고정블록(800)에도 냉각로(800a)가 구비되는 것이 바람직하다.

본 실시 예에서 상기 중간 고정블록의 냉각로(800a)는 물의 순환에 의해 상기 상부 고정블록(600)을 냉각시키는 수냉식이나, 오일(Oil)이나 공기(Air) 등 다른 냉각 유체의 사용도 가능하다. 그리고 상기 중간 고정블록(800)의 내부에는 상술한 적층 가이드(330)가 구비되어, 상기 로테이션 하우징(350)과 상기 핀치 하우징(360)의 회전에 피동하여 상기 로테이션 하우징(350) 및 상기 핀치 하우징(360)과 함께 동시 회전한다.

상기 적층 가이드(330)의 상단에는 상기 로테이션 하우징(350)의 하단이 접할 수 있고, 상기 적층 가이드(330)의 하단에는 상기 핀치 하우징(360)이 접할 수 있다. 상기 적층 가이드(330)는 상기 로테이션 하우징(350) 및/또는 핀치 하우징(360)에 피동하여 동일 속도로 회전한다.

한편, 상기 로테이션 하우징(350)과 상기 핀치 하우징(360)은 동시에 동일 각도로 회전한다. 본 실시 예에서는 상기 로테이션 하우징(350)과 상기 핀치 하우징(360)에 각각 풀리(Pulley)가 구비된다.

도 14를 참조하면, 상기 로테이션 하우징(350)의 풀리(356)를 상부 풀리라 하고, 상기 핀치 하우징(360)의 풀리(361)를 하부 풀리라 할 때, 상기 상부 풀리(356)와 하부 풀리(361)는 상기 로테이션 하우징(350)과 핀치 하우징(360)이 동일한 각속도로 회전하도록 동일 외경을 가지며, 하나의 구동 풀리(910)에 각각 벨트(911, 912)에 의해 연결된다.

상기 구동 풀리(910)는 모터(M)에 의해 회전하며, 상기 모터(M)와 구동 풀리(910)는 구동 벨트(913)에 의해 벨트-풀리 동력 전달 메카니즘에 의해 연결되나, 동력전달 방식이 이에 한정되는 것이 아님은 당연하다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 제조장치는, 표면에 접착제가 코팅되어 있는 띠 형상의 소재를 사용해서 적층코어를 제조할 수 있는 장치이다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 제조장치는, 소정 온도 이하에서 반경화 상태의 접착제층이 형성된 강판 스트랩(셀프 본딩 강판; SB 강판)을 이용해서 적층코어를 제조할 수 있는 장치로서, 상기 소재를 블랭킹해서 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 블랭킹에 연동해서 소재의 표면에 소정 간격으로 층간분할용 돌기를 형성하며, 여러 겹으로 적층된 라미나 부재들의 층간에 존재하는 접착제층을 가열해서 녹인 후 고온에서 경화시킴으로써 상기 적층코어를 제조할 수 있다.

한편, 도 15 내지 도 17을 참조하면, 상기 돌기 성형유닛(100)은, 상형(10)에 구비되는 돌기 성형툴(110)과, 하형(20)에 구비되는 성형 다이(120)를 포함하여 구성될 수도 있다.

물론, 전술한 실시 예(도 1에 도시된 실시 예)와 같이, 상기 돌기 성형툴(110)이 상기 상형(10)에서 간격을 두고 분리된 상부 지지대(도 1의 10a)에 구비되고, 상기 성형 다이(120)는 상기 하형(20)에서 간격을 두고 분리된 하부 지지대(도 1의 20a)에 구비될 수도 있다. 즉, 돌기 성형툴(110)과 블랭킹용 펀치(210)이 서로 다른 구조물에 설치될 수도 있으며, 상기 성형 다이(120)와 상기 블랭킹용 다이(220)도 서로 다른 구조물에 설치될 수 있다.

본 실시 예는 돌기 성형툴(110)을 지지하는 부분(상부 지지대)이 상형의 일부분이고, 상기 성형 다이(120)를 지지하는 부분(하부 지지대)가 하형의 일부분인 구조로서, 상기 돌기 성형툴(110)은 블랭킹용 펀치(210)와 함께 상형(10)에 구비되고, 상기 성형 다이(120)는 상기 블랭킹용 다이(220)와 함께 하형(20)에 구비된다.

본 실시 예에서의 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 소재(S)의 상측면을 아래로 누르는 구조로서, 상기 돌기 성형유닛(100)은 상기 소재(S)의 저면에서 하향 돌출된 층간분할용 돌기(P)를 형성한다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 실시 예의 돌기 성형툴(110)은, 상기 성형 다이(120)와 마주하도록 상기 성형 다이(120)의 직상방에 구비되며, 상기 상형에 탑재되어서 상기 상형(10)과 함께 승강한다.

그리고 본 실시 예의 성형 다이(120)는 상기 성형 다이(120)의 상측면에서 하향 요입된 하부 성형홈(121)을 가지며, 상기 성형 다이(120)의 상측면에 복수의 돌기 성형홈(121)들이 형성되고, 상기 상형(10)에는 상기 돌기 성형툴(110)을 승강 가능하게 수용하는 툴 수용부(10b)가 구비된다.

상기 돌기 성형툴(110)은, 상기 상형(10)에 승강 가능하게 설치된다. 본 실시 예에서, 상기 상부 성형툴(110)는, 승강 가능한 툴 베이스(111)와, 상기 툴 베이스(111)에 구비되는 소재 가압부(112)를 포함하여 구성되며, 상기 소재 가압부(112)의 선단(하단)은 상기 돌기 성형홈(121)에 대응되는 형상으로서 복수의 가압 돌기를 갖는다.

본 실시 예에서, 상기 돌기 성형툴(110), 보다 구체적으로 상기 소재 가압부(112)는, 상기 푸셔(12)를 관통해서 상기 소재(S)의 상측면을 아래로 가압하며, 전술한 실시 예에서 설명된 상형(10)에 의해 지지된다. 그리고 상기 푸셔(12)에는 상기 상부 성형툴(110) 특히 상기 소재 가압부(112)가 관통하는 툴 홀(12e)이 형성된다.

상기 돌기 성형툴(110)은, 승강기(400), 예를 들어 캠기구나 유압/공압 실린더 등의 승강기에 의해 승강하며, 이에 따라 상기 돌기 성형툴(110)의 상하위치가 조절된다. 즉, 상기 돌기 성형이 필요한 시점에는, 상기 돌기 성형툴(110)이 상기 승강기(400)에 의해 하강해서 하사점까지 하향 진출한다.

다시 말해서, 상기 승강기(400)가 소정의 주기마다 상기 돌기 성형툴(110)을 상기 소재(S)를 향해 하강시키면, 상기 상형(10)이 하강할 때 상기 소재(S)의 상측면이 돌기 성형툴(110)에 의해 하방으로 가압될 수 있다. 상기 승강기(400)는 상기 상형의 툴 수용부(10b)에 구비되며, 상기 돌기 성형툴(110)에 결합된다.

따라서, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 승강기(400)에 의해 소정의 주기마다 하사점까지 하강한다. 그리고 돌기 성형공정이 진행된 후에는, 상기 돌기 성형툴(110)이 상기 승강기(400)에 의해 후퇴(상승)해서 다음 주기까지 상기 소재(S)와의 접촉이 방지된다.

도 16을 참조하면, 본 실시 예에서 상기 승강기(400)는, 상기 돌기 성형툴(110)을 지지하며 상기 상형의 툴 수용부(10b)에 승강가능하게 구비되는 승강 몸체(410)와, 상기 승강 몸체(410)를 승강시키는 리프터(420)를 포함하여 구성된다.

본 실시 예에서 상기 승강 몸체(410)는, 상기 돌기 성형툴(110) 특히 툴 베이스(111)에 고정되며, 상기 돌기 성형툴(110)은 상기 승강 몸체(410)와 일체로 거동한다. 상기 승강 몸체(410)에는 상기 리프터(420)를 상하 방향으로 관통해서 승강 로드(430)가 결합된다. 상기 승강기(400)의 동작은 전술한 실시 예에서 설명된 것과 동일하므로 반복적은 설명은 생략된다.

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조장치에 의해 성형되는 라미나 부재들의 적층상태를 나타낸 도면으로서, 하향 돌출된 층간분할용 돌기를 갖는 라미나 부재와 그 위에 적층되는 라미나 부재 사이를 경계로 층간분할이 이루어질 수 있다.

상술한 돌기 성형유닛을 제외한 나머지 구성들에는 전술한 실시 예에서 설명된 내용이 동일하게 적용될 수 있으며, 동일 구성에 대해서는 동일한 도면 부호가 적용되고 부가적인 설명은 생략된다.

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.

C: 적층코어 L: 라미나 부재
S: 소재 P: 돌기
1: 접착제층 10: 상형
12: 푸셔 20: 하형
100: 돌기 성형유닛 110: 돌기 성형툴
120: 성형 다이 121: 돌기 성형홈
200: 블랭킹 유닛 210: 블랭킹용 펀치
220: 블랭킹용 다이 300: 라미네이트 유닛
310: 접착제 경화기 320: 핀치기구
330: 적층 가이드 340: 스퀴즈 부재
350: 로테이션 하우징 360: 핀치 하우징
400: 승강기 500: 취출 받침
600: 상부 고정블록 700: 하부 고정블록
800: 중간 고정블록

Claims (9)

1. 표면에 접착제층이 코팅된 띠 형상의 소재를 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 소정 매수씩 일체화된 라미나 부재들을 포함하는 적층코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층코어 제조장치로서:
   상기 적층코어들간의 분할을 위해 상기 소재의 일측면을 가압해서, 상기 소재의 타측면에 층간분할용 돌기를 형성하는 돌기 성형유닛;
   상기 소재를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재들을 순차적으로 형성하는 블랭킹 유닛; 그리고
   상기 라미나 부재들을 일체화해서, 상기 적층코어들을 순차적으로 제조하는 라미네이트 유닛을 포함하여 구성되고:
   상기 블랭킹 유닛은;
   상기 소재의 가압 및 블랭킹을 위해 승강 가능한 상형에 구비되며, 상기 소재의 이송방향을 기준으로 상기 돌기 성형유닛보다 하류에 배치되는 블랭킹용 펀치(Punch); 그리고
   상기 상형의 하측에 구비되는 하형에 의해 지지되고, 상기 펀치와 마주하는 블랭킹 홀을 가지며, 상기 라미네이트 유닛의 상측에 적층되는 블랭킹용 다이(Die)를 포함하여 구성되며:
   상기 돌기 성형유닛은;
   상기 소재를 통과시키도록 상호 마주하게 배치되는 상부 지지대와 하부 지지대 중 어느 하나에 구비되며, 상기 층간분할용 돌기를 형성하기 위해 상기 블랭킹 유닛에 동기해서 일정 주기마다 상기 소재의 일측면을 가압하는 돌기 성형툴과,
   상기 소재의 타측면을 지지하도록 상기 상부 지지대와 하부 지지대 중 다른 하나에 구비되며, 상기 돌기 성형툴과 마주하는 성형 다이를 포함하여 구성되는 접착식 적층코어 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 돌기 성형툴은, 상기 층간분할용 돌기가 상기 소재에서 상향 돌출되도록 상기 하부 지지대에 구비되고; 상기 성형 다이는, 상기 성형 다이의 저면에서 상향 요입된 돌기 성형홈을 가지며, 상기 상부 지지대에 구비되는 접착식 적층코어 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 블랭킹용 펀치는; 상기 층간분할용 돌기를 수용해서 상기 층간분할용 돌기가 눌리는 것을 방지하도록, 상기 블랭킹용 펀치의 저면에 형성되는 도피홈을 갖는 접착식 적층코어 제조장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 돌기 성형툴은, 상기 층간분할용 돌기가 상기 소재에서 하향 돌출되도록 상기 상부 지지대에 구비되고; 상기 성형 다이는, 상기 성형 다이의 상측면에서 하향 요입된 돌기 성형홈을 가지며, 상기 하부 지지대에 구비되는 접착식 적층코어 제조장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 돌기 성형툴은, 일정 주기마다 상기 소재의 일측면을 가압하도록 승강 가능한 접착식 적층코어 제조장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부 지지대는 상기 상형과 일체 거동하도록 상기 상형과 일체형이고; 상기 하부 지지대는 상기 하형과 일체형이거나 상기 하형과 간격을 두고 상기 하형의 구비되는 접착식 적층코어 제조장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 상형은, 승강 가능한 상부 프레임과, 상기 소재를 상기 하형측으로 가압하기 위해 상기 상부 프레임의 하측에 구비되는 판 형상의 푸셔(Pusher)를 포함하여 구성되는 접착식 적층코어 제조장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 블랭킹용 다이는, 상기 소재의 이송방향을 따라 상기 돌기 성형유닛에서 N피치(N은 1이상의 자연수)의 거리를 두고 상기 하형에 구비되는 접착식 적층코어 제조장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 라미네이트 유닛은, 상기 하형에 회전 가능하게 구비되는 접착식 적층코어 제조장치.

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