KR101949966B1

KR101949966B1 - 타발공법에 있어서 발전기 코어의 전기적 성능을 개선하기 위한 금형 및 그의 제품

Info

Publication number: KR101949966B1
Application number: KR1020160160160A
Authority: KR
Inventors: 백서재
Original assignee: 백서재
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2019-02-21
Also published as: KR20180060555A

Abstract

본 발명은 발전기의 코어를 제조함에 있어서 기존의 소재의 절감을 유지하면서 버를 방지하기 위함뿐만 아니라 코어의 전기적 특성을 향상시키는 목적으로 하여 스트립의 발의 형상이 발의 꼬리부의 기저부에 약간 오목하게 들어가도록 타발한 후 스트립 발이 스프링 롤처럼 적층되도록 하여 코어를 제조하는 것을 기술적 구성으로 하고 있다. 이를 위하여 프레스 금형의 상부 펀치 부분과 하부 슬롯 다이를 도3 및 도4와 같이 개량하여 프레스 금형의 상부 ?G 하부 부분의 고정부에 고정하여 타발될 수 있도록 한다. 이렇게 함으로써 스트립 발의 형상이 스트립 발의 꼬리부의 기저부에 오목한 형상을 하여 기존에 제작 공정에서 스트립 발의 몸통에서 오목하게 파인 형상으로 인하여 전류의 흐름을 방해하는 저항을 제거함으로써 보다 더 전기적 특성을 향상시키는 금형을 개량하여 타발 공법으로 타발하여 스트립 발을 생성시켜 제조되는 발전기 및 모터의 적층형 코어를 제공한다.

Description

타발공법에 있어서 발전기 코어의 전기적 성능을 개선하기 위한 금형 및 그의 제품{The punch die and their product for the improvements of electrical efficiency of the generator core in the process of punch and die}

본 발명은 현대 사회에서 필수품인 자동차에 관한 것으로, 상세하게는 자동차에 필요한 전기를 발생시키는 발전기에 관한 것이다. 보다 더 상세하게는 발전기에서 사용되는 회전자의 회전에 의하여 전기를 바로 뽑을 수 있는 적층 코어에 관한 것으로 구리로 감긴 적층 코어의 제조 방법을 개선하고자 하는 것이다.

즉 본 발명은 자동차 발전기에 널리 사용되는 적층 코어를 제조하는 분야로서 발전기에서 회전자의 회전에 의하여 전기가 발생하는 부분은 적층 코어에 감긴 구리인 것으로 이러한 적층 코어를 제조하는 공정은 코어의 품질과 소재의 절감에 영향을 미치는 문제점을 개선하는 방향으로 발전되어 오고 있다. 즉 적층 코어는 일반적으로 규소 강판을 펀칭하여 스트립 발을 형성하도록 하는데 이렇게 형성된 스트립 발을 여러 층으로 적층하여 구리를 감아 전자기유도 법칙에 따라 회전자의 회전에 의해 전기가 발생하게 된다. 따라서 이러한 적층 코어가 갖추어야할 품질은 중요하다. 본 발명은 이러한 스트립의 발을 개선하여 적층 코어의 문제점을 해결하고자 창안한 것이다.

본 발명은 스트립 발을 개선하여 기존에 나와 있는 적층 코어의 단점을 개선하고자 하는 것이다. 즉 기존의 적층 코어에 사용되는 스트립 발은 규소 강판의 천공으로 인하여 버(burr)가 발생하는 문제점과 규소 강판의 소재가 기존에는 스트립에 천공되어 나오는 스트립 발이 서로 마주보고 있어 스트립의 소재의 폭이 커서 소재의 절감의 문제점이 제기되고 있다. 이러한 기존의 문제점을 해결하고자 등록특허공보10-1306317(공개 일자; 2013. 07. 19.)에 기재된 발명에 의하여 스트립 발(111)의 꼬리부(112) 양쪽에 오목하게 들어가도록, 슬롯 펀치(500)는 발의 머리부(113)와 발의 꼬리부(112)에 해당하는 팁(511)에 볼록부(510)가 형성되도록 구성하고 슬롯 다이(310)는 슬롯 펀치(500)에 의하여 천공 되도록 오목부(110)를 구성하도록 하여 버의 발생을 방지하는 것뿐만 아니라 스트립 발의 형성이 서로 교대로 형성되어 스트립 소재의 절감을 가져오는 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터용 적층 코어가 공개되어 있다. 이로 인하여 쇼트의 원인인 버의 방지는 해결되었으나, 이러한 문제점의 해결에도 불구하고 여전히 전기적 성능 개선의 과제와 보다 효율적인 적층 코어의 생산은 개선하여야 할 공정으로 남아 있다.

이에 대하여 본 발명은 기존의 소재의 절감의 효과를 유지하면서 함께 전류의 흐름의 효율성을 개선하는 금형과 공정을 제시하는 것을 특징으로 하여 창안한 것이다.

등록특허공보10-1306317(공개 일자; 2013. 07. 19.)

본 발명은 위와 같은 기술적 배경 및 문제점을 바탕으로 새롭게 착안을 하여 보다 효율적이고 경제적인 스트립 발의 생산과 더불어 이를 적층한 코어를 제공하기 위하여 금형을 개선하는 것을 골자로 하는 해결 과제로 한다.

기존의 적층 코어는 타발 공법에 있어 발생하는 버를 제거하면서 소재의 절감을 가져오는 금형을 개선하고자 하였으나 본 발명은 기존의 발명에서 소재의 절감을 가져오는 공정을 유지하면서 이러한 버의 발생을 방지하는 것에서 추가적으로 전류의 효율적 흐름의 과제에 초점을 맞추어 금형을 개선하여 결과적으로 적층 코어의 경제적이고 전기적으로 효율적인 제품을 생산하는 것을 특징으로 하는 것을 해결 과제의 원리로 하여 기존의 발명의 단점 및 문제점을 극복하고자 창안한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 기존의 타발 공법에 있어서 버를 제거하기 위하여 스트립 발의 꼬리부에 오목하게 천공되도록 오목부를 형성하는 것으로 하였으나, 이에 의하여 오목부분에 저항이 발생하여 전류가 원활하게 흐르는 것을 방해하다는 점을 숙지하여 이 오목부를 스트립 발의 꼬리부의 기저부에 형성하도록 금형을 제작하여 타발하는 공법을 도입하는 것을 골자로 하여 전체적으로 스트립 발의 몸통 부분의 폭의 크기가 동일한 직선형으로 형성하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

구체적으로 기술하면 다음과 같다.

본 발명은 스트립 발의 꼬리부의 기저부에 오목부를 형성하도록 슬롯 다이와 슬롯 펀칭으로 이루어지는 금형을 제작하여 슬롯 펀칭 부분을 프레스 상부의 펀칭 고정판에 고정시키고 슬롯 다이는 프레스 하부의 다이 홀더에 고정 위치시킨다. 이렇게 하여 도 5와 같이 스트립 타발 공정의 순서도에 따라 타발할 경우에 소재비의 절감과 함께 버가 발생하지 않고 효과적인 전기적 성능을 보이는 스트립 발이 형성된다.

기존의 공정에 의하여 규소 강판으로 스트립 발을 형성하는 경우에는 버의 발생과 소재비가 과다하게 지출되는 문제점이 있으나 위와 같은 본 발명에 의하여 버의 발생을 방지하면서 교대로 스트립 발의 형성에 의한 소재비가 절감되고 오목부의 위치를 스트립 발의 꼬리부의 기저부에 형성하도록 함으로써 스트립 발의 몸체에 있어서 직선형을 유지하여 전기적 저항이 발생하는 것을 방지하여 원활한 전기적 흐름을 제공하는 금형과 공정을 도입함으로써 보다 경제적이면서 쇼트(short)나 내압을 발생시키지 않는 전기적인 특성이 우수한 적층형 코어의 생산이 가능하게 만든다.

도 1은 본 발명에 따른 적층 코어의 형상을 보여주는 사시도이다.
도 2는 발전기 코어용 프레스 금형을 고정시키는 단면도이다.
도 3은 발전기 코어용 금형의 슬롯 다이를 나타낸 사시도이다.
도 4는 발전기 코어용 금형의 슬롯 펀치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 스트립에 펀치된 발이 형성되어가는 정도를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 공정순서도를 나타낸 예시도이다.

본 발명은 소재 절감을 가져올 수 있는 공정을 채택함으로써 부득이하게 발생하는 버를 방지하고 동시에 전기적인 특성을 향상시키는 공정을 제시하고자 하는 데 있다. 버의 발생은 코어에 있는 절연물에 흠집을 발생시켜 구리와 코어 간의 내압을 발생시킬 수 있고 드물게는 권선간의 단락(short)을 발생할 시킬 수도 있다. 이러한 버의 발생은 결과적으로 제품의 불량과 수명을 단축하는 문제점을 발생시킨다. 특히 본 발명에서는 전류의 원활한 흐름을 유도하여 코어의 전기적 특성을 개선하는 데 주안점을 두고 있다.

이에 본 발명은 위와 같은 기술적 배경을 바탕으로 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로서, 도면을 통하여 보다 더 상세하게 기술하고자 한다. 먼저 도 1은 본 발명에 따른 적층 코어의 형상을 보여주는 사시도이고, 도 2는 발전기 코어용 프레스 금형을 고정시키는 단면도이며, 도 3은 발전기 코어용 금형의 슬롯 다이를 나타낸 사시도이고, 도 4는 발전기 코어용 금형의 슬롯 펀치를 나타낸 사시도이며, 도 5는 스트립에 펀칭된 발이 형성되어가는 정도를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 공정순서도를 나타낸 예시도이다.

위 기술된 도 2에 나타난 바와 같이 프레스 상부 금형(215)에 슬롯 펀치(210)를 펀치 고정부(211)에 삽입시켜 체결부(213)로 고정하고 프레스 하부 금형(315)에 슬롯다이(310)를 체결부(311)로 고정시켜 규소 강판 소재 스트립(포스코 50pn 800 규소 강판)(100)을 넣으면 슬롯 펀치(210)로 슬롯 다이(310)의 관통공(313, 314)으로 펀칭되어 점진적으로 천공되다가 도 5에 도시된 바와 같이 발의 꼬리부(112)의 기저부에 오목하게 되도록 오목부(110)를 형성하도록 타발되고 나머지 부분을 더 천공하여 버가 발생하지 않는 스트립 발(111)을 얻을 수가 있다. 프레스 금형은 alternator stator yok FG 15 model를 사용하며 도 3에 나타난 슬롯 다이(310)는 발(111)의 머리부(113)와 꼬리부(112)의 기저부에 오목하게 천공되도록 오목부(110)를 형성하여, 기존에 발명된 발의 구성은 꼬리부(112)에 오목부를 형성하도록 했으나 본 발명에서는 발의 몸통을 일직선으로 형성하도록 하여 전기적인 특성을 향상시키는 기술적 구성을 갖추도록 실시한다. 슬롯 펀치(210)는 슬롯 다이(310)에 대응하여 도 4에 나타난 바와 같이 팁(411)에 발(111)의 머리부(113)와 꼬리부(112)의 기저부에 오목부(110)에 해당하는 볼록부(410)를 형성한다. 이렇게 구성된 슬롯 다이(310)와 슬롯 펀치(210)를 프레스(200)에 장착하여 타발을 실시하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이 스트립 발(111)의 타발 공정 순서대로 따르면 발의 꼬리부(112)의 기저부에 오목하도록 천공되어져 결과적으로 발(111)의 몸통은 일직선을 형성하여 전류의 흐름에 저항을 감소시켜 코어의 전기적 특성을 개선되게 된다.

한편 전체적인 공정순서는 도 6에 따라 원소재를 검사하여 입고한 후 이음용접을 하고 스트립을 타발(스템핑) 단계를 거쳐 교대로 타발된 스트립 발은 결과적으로 양쪽으로 분리된 스트립이 스프링 롤처럼 적층(와인딩) 및 용접을 하여 도 1에 나타난 바와 같이 코어(10)를 제작한 후 사이징 및 검사를 하여 불량품이 없는 완전한 제품으로 출하된다.

10; 적층 코어 100; 스트립
110; 오목부 111; 발
112; 발의 꼬리부 113; 발의 머리부
200; 프레스 210; 슬롯 펀치
211; 펀치 고정부 213; 체결부
215; 상부 금형 310; 슬롯 다이
311, 312; 체결부 313, 314; 관통공
315; 하부 금형 410; 볼록부
411; 팁

Claims

금형이 슬롯 펀칭과 슬롯 다이로 이루어지고 슬롯 펀칭이 프레스의 상부에 고정되며 슬롯 다이가 프레스의 하부에 고정되는 발전기 및 모터의 코어용 스트립을 천공하는 금형에 있어서;
스트립 발(111)의 꼬리부(112)의 기저부의 양쪽에 오목하게 들어가도록 오목부(110)를 형성하도록 하기 위한 금형에 있어서, 슬롯 펀치(210)는 발(111)의 머리부(113)와 발의 꼬리부(112)의 기저부에 해당하는 팁(411)에 볼록부(410)가 형성되도록 구성하고, 슬롯 다이(310)는 슬롯 펀치(210)에 의하여 천공되도록 스트립 발(111)의 꼬리부(112)의 기저부에 오목부(110)를 구성하도록 하고 스트립 발(111)의 몸통 부분의 폭의 크기가 동일한 직선형으로 형성하여 슬롯 펀치(210)에 의하여 슬롯 다이(310)의 관통공(313, 314)을 통하여 타발되어 형성되는 스트립 발의 전기적 특성을 개선하는 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 적층 코어용 금형.
금형이 슬롯 펀칭과 슬롯 다이로 이루어지고 슬롯 펀칭이 프레스의 상부에 고정되며 슬롯 다이가 프레스의 하부에 고정되는 발전기 및 모터의 코어용 스트립을 천공하는 제조 공정에 있어서;
스트립 발(111)의 꼬리부(112)의 기저부의 양쪽에 오목하게 들어가도록 오목부(110)를 형성하도록 하기 위한 금형에 있어서, 슬롯 펀치(210)는 발(111)의 머리부(113)와 발의 꼬리부(112)의 기저부에 해당하는 팁(411)에 볼록부(410)가 형성되도록 구성하고, 슬롯 다이(310)는 슬롯 펀치(210)에 의하여 천공되도록 스트립 발(111)의 꼬리부(112)의 기저부에 오목부(110)를 구성하도록 하고 스트립 발(111)의 몸통 부분의 폭의 크기가 동일한 직선형으로 형성하여 슬롯 펀치(210)에 의하여 슬롯 다이(310)의 관통공(313, 314)을 통하여 타발되어 형성되는 스트립 발의 전기적 특성을 개선하는 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 적층 코어용 금형에 의한 스트립 발의 제조방법.
금형이 슬롯 펀칭과 슬롯 다이로 이루어지고 슬롯 펀칭이 프레스의 상부에 고정되며 슬롯 다이가 프레스의 하부에 고정되는 발전기 및 모터의 코어용 스트립을 천공하는 제조 공정에 있어서;
스트립 발(111)의 꼬리부(112)의 기저부의 양쪽에 오목하게 들어가도록 오목부(110)를 형성하도록 하기 위한 금형에 있어서, 슬롯 펀치(210)는 발(11)의 머리부(113)와 발의 꼬리부(112)의 기저부에 해당하는 팁(411)에 볼록부(410)가 형성되도록 구성하고, 슬롯 다이(310)는 슬롯 펀치(210)에 의하여 천공되도록 스트립 발(111)의 꼬리부(112)의 기저부에 오목부(110)를 구성하도록 하고 스트립 발(111)의 몸통 부분의 폭의 크기가 동일한 직선형으로 형성하여 슬롯 펀치(210)에 의하여 슬롯 다이(310)의 관통공(313, 314)을 통하여 타발되어 형성되는 스트립 발의 전기적 특성을 개선하는 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 적층 코어용 금형에 의한 제조방법으로 타발된 스트립 발(111).
금형이 슬롯 펀칭과 슬롯 다이로 이루어지고 슬롯 펀칭이 프레스의 상부에 고정되며 슬롯 다이가 프레스의 하부에 고정되는 발전기 및 모터의 코어용 스트립을 천공하는 제조 공정에 있어서;
스트립 발(111)의 꼬리부(112)의 기저부의 양쪽에 오목하게 들어가도록 오목부(110)를 형성하도록 하기 위한 금형에 있어서, 슬롯 펀치(210)는 발(11)의 머리부(113)와 발의 꼬리부(112)의 기저부에 해당하는 팁(411)에 볼록부(410)가 형성되도록 구성하고, 슬롯 다이(310)는 슬롯 펀치(210)에 의하여 천공되도록 스트립 발(111)의 꼬리부(112)의 기저부에 오목부(110)를 구성하도록 하고 스트립 발(111)의 몸통 부분의 폭의 크기가 동일한 직선형으로 형성하여 슬롯 펀치(210)에 의하여 슬롯 다이(310)의 관통공(313, 314)을 통하여 타발되어 형성되는 스트립 발의 전기적 특성을 개선하는 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 적층 코어용 금형에 의한 제조방법으로 타발된 스트립 발(111)을 적층하여 형성된 발전기 및 모터의 코어.