KR101995442B1 - 적층 코어 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은: 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 라미나 부재들을 통과시키면서 적층 코어를 형성하며, 상기 적층 코어를 형성하기 위해 상기 라미나 부재들이 소정 매수씩 일체화하는 적층 유닛(Laminate Unit)과; 상기 라미나 부재들의 제조를 위해 소재를 블랭킹하는 블랭킹 유닛(Blanking Unit)을 포함하는 적층 코어 제조장치를 개시한다. 상기 적층 유닛은; 상기 블랭킹 유닛에 의해 제조되는 상기 라미나 부재들이 억지 끼움된 상태로 통과하도록 상하 방향으로 관통되며, 상기 적층 유닛의 상부 구간에서 상기 라미나 부재들을 동축상에 정렬된 상태로 적층시키기 위한 스퀴즈 기구(Squeezer); 그리고 상기 적층 유닛의 하부 구간에서 상기 적층 코어를 통과시키기 위해 상기 스퀴즈 기구의 하측에 구비되며, 상기 적층 코어의 둘레를 가압하도록 탄력적으로 확장 가능하며 복원력을 갖는 통형의 핀치 기구(Pincher)를 포함한다. 본 발명에 의하면, 적층 코어의 안정적 취출이 가능하며, 적층 코어의 급락(자유 낙하) 및 그로 인한 적층 코어의 손상이 방지될 수 있고, 적층 코어의 기울어짐이 방지되며 적층 코어들의 정렬 취출 및 직각도/원통도의 관리가 가능하고, 라미나 부재간의 층간 결합력 약화로 인한 적층 코어의 분리 현상이 방지될 수 있다.

Description

적층 코어 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING LAMINATED CORE}

본 발명은 모터나 발전기 등의 철심 예를 들면 회전자 코어 또는 고정자 코어를 제조하는 코어 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소정 형상의 얇은 판, 즉 라미나 부재(박판; Laminar member)들을 층간 결합해서 코어를 제조하는 적층 코어 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 모터나 발전기와 같은 회전장치에는 코어(Core)가 사용되며, 상기 코어는 회전자(Rotor) 또는 고정자(Stator)의 철심으로서 모터나 발전기의 성능에 중요한 영향을 미치는 부분이다.

근래에는, 상술한 코어의 제조를 위해, 소정 형상으로 가공된 얇은 판, 즉 라미나 부재들이 겹쳐져서 하나의 덩어리 즉 블록(Block) 타입으로 일체화된 구조의 코어(적층 코어; Laminated Core)가, 발전기나 모터 등 코어 예를 들면 회전자(Rotor)나 고정자(Stator)의 코어로 사용되고 있으며, 이러한 방식은 등록특허 제10-522534호와 제10-587192호 등에 개시되어 있다.

상기 적층 코어는 회전자 코어 또는 고정자 코어의 전체 또는 일부분을 이룬다. 참고로, 복수의 코어들이 조립되어서 하나의 완성품 코어를 형성할 때, 완성품 코어의 일부분을 이루는 단위 블록의 코어를 분할 코어라고 칭하기도 한다.

상술한 적층 코어를 제조하는 방법 즉 상기 라미나 부재를 적층/일체화하는 적층 코어 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 종래의 적층코어 제조방법은 철손(Iron Loss) 문제가 있고, 특히 상기 탭 고정법은 소재 즉 강판의 박판화 추세로 인해 인터록 탭 형성을 위한 엠보싱(Embossing) 가공이 어렵다는 문제가 있다.

상술한 적층 코어를 제조하는 다른 예로, 라미나 부재들의 층간 결합을 접착방식으로 구현하는 기술이 개발/사용되고 있다. 예를 들면, 적층 코어를 제조하는 장치(금형)에 공급되는 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하고 상기 금속 스트립을 타발해서 적층 코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1566491호와 일본 공개특허 특개평5-304037호 및 일본 공개특허 특개2009-297758호 등의 특허 문헌에 개시되어 있다. 그리고, 이미 접착제가 코팅되어 있는 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 적층 코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1659238호와 일본 공개특허 특개2001-291627호와 일본 공개특허 특개2004-023829호 등의 특허 문헌에 개시되어 있다.

상술한 종래의 접착 고정법 즉 접착식 적층코어 제조방법에 의하면 레이저 용접에 비해 비용이 절감될 수 있고 강판이 박판화에 대응할 수 있는 기술로 알려져 있다.

상술한 라미나 부재들은 적층 유닛 즉 라미네이트 유닛(Laminate Unit)의 내부 공간(적층 홀)에 적층된 상태로 통과하면서 상기 라미네이트 유닛에 의해 소정 매수씩 일체화된다.

상기 적층 유닛은, 상기 라미나 부재들의 정렬/적층을 위한 스퀴즈 부재(일본 공개특허 특개2009-297758호의 스퀴즈 링)을 포함하며, 상기 라미나 부재들은 상술한 적층 유닛의 내부 공간(적층 홀)을 통해 아래로 이동하면서 소정 매수씩 일체화됨으로써 상술한 적층 코어를 형성한다.

그러나, 상기 라미나 부재들이 상기 적층 홀의 내부에서 일체화되면서 아래로 이동할 때, 상기 적층 유닛에 의해 성형되는 적층 코어가 상기 적층 유닛의 하부 구간에서 지지력의 해제로 인해 낙하(자유 낙하)하는 현상이 발생할 수 있다.

이에 따라, 상기 적층 코어의 직각도 불량이 발생할 수 있으며, 적층 코어들이 낙하 충격 및/또는 상호 간의 충돌로 인해 손상될 수 있고, 상기 적층 코어들의 정렬 불량이 발생할 수 있다.

특히, 층간 접착 방식으로 제조되는 적층 코어의 경우, 라미나 부재들의 층간 결합이 충분히 진행되지 않은 상태의 적층 코어는 결합력이 충분치 못한 계면을 기준으로 분할될 수 있으며, 상술한 바와 같이 적층 코어의 직각도 불량 등의 현상이 발생할 수도 있고, 결과적으로 적층 코어의 생산성을 저하와 품질 저하를 야기할 수 있다.

대한민국 등록특허 제10-1566491호 일본 공개특허 특개평5-304037호 일본 공개특허 특개2009-297758호 대한민국 등록특허 제10-1659238호 일본 공개특허 특개2001-291627호 일본 공개특허 특개2004-023829호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 라미네이트 홀(적층 홀)의 내부를 통과하면서 일체화되는 적층 코어의 취출을 가이드(Guide)함으로써 적층 코어의 급락(자유 낙하)을 방지하고 적층 코어의 직각도를 유지할 수 있는 적층 코어 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 형태는: 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 라미나 부재들을 통과시키면서 적층 코어를 형성하며, 상기 적층 코어를 형성하기 위해 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화하는 적층 유닛(Laminate Unit)과; 상기 라미나 부재들의 제조를 위해 소재를 블랭킹하는 블랭킹 유닛(Blanking Unit)을 포함하는 적층 코어 제조장치를 제공한다. 본 발명의 일 형태에 따른 적층 코어 제조장치의 적층 유닛은; 상기 블랭킹 유닛에 의해 제조되는 상기 라미나 부재들이 억지 끼움된 상태로 통과하도록 상하 방향으로 관통되며, 상기 적층 유닛의 상부 구간에서 상기 라미나 부재들을 동축상에 정렬된 상태로 적층시키기 위한 스퀴즈 기구(Squeezer); 그리고 상기 적층 유닛의 하부 구간에서 상기 적층 코어를 통과시키기 위해 상기 스퀴즈 기구의 하측에 구비되며, 상기 적층 코어의 둘레를 가압하도록 탄력적으로 확장 가능하며 복원력을 갖는 통형의 핀치 기구(Pincher)를 포함한다.

상기 스퀴즈 기구와 상기 핀치 기구의 사이에는, 상기 스퀴즈 기구와 상기 핀치 기구의 사이 구간에서 상기 라미나 부재들의 하방 이동을 안내하도록 상하 방향으로 관통된 가이드(Guide)가 구비된다. 그리고 상기 가이드의 내부 공간은 히터(Heater), 예를 들면 고주파 유도 히터에 의해 가열된다.

상기 핀치 기구는; 상기 가이드의 하측에서 상기 적층 코어를 통과시키기 위하여 상기 가이드의 하측에 구비되고, 상기 적층 코어의 둘레를 죄도록 상하 방향으로 관통되어서 상기 적층 코어의 이동 통로를 형성하는 콜릿(Collet) 형상의 압박 통로를 형성한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 라미나 부재들 특히 소정 매수씩 블록 단위로 일체화되는 라미나 부재들이, 상기 핀치 기구의 균일한 힘(죄는 힘)에 의해 평형을 유지하면서 기울어짐이나 측면 흔들림이 없이 둘레가 압박된 상태로, 상기 적층 유닛의 하부 구간, 보다 구체적으로 상기 가이드의 하부 구간을 통과할 수 있다.

상기 핀치 기구는; 탄력적으로 확장 가능하도록 복수의 홈이 상하 방향으로 길게 형성된 탄력 확장식 핀치 몸체와, 상기 핀치 몸체의 상측에 일체로 구비되는 상부 플랜지를 포함할 수 있다.

상기 블랭킹 유닛은, 승강 가능한 상형이 구비되는 블랭킹 펀치와, 상기 상형의 하측에 구비되는 블랭킹 다이를 포함하고; 상기 스퀴즈 기구는, 상기 블랭킹 유닛에 의해 상기 스퀴즈 기구에 진입하는 상기 라미나 부재들의 정렬 및 이동을 안내하도록, 상기 블랭킹 다이의 하측에 구비되는 통형의 제1 스퀴즈 부재, 및 상기 제1 스퀴즈 부재와 상기 가이드 사이에서 상기 라미나 부재들의 정렬 및 이동을 안내하도록, 상기 제1 스퀴즈 부재와 상기 가이드 사이에 구비되는 통형의 제2 스퀴즈 부재를 포함할 수 있고; 상기 블랭킹 다이와 제1 스퀴즈 부재 및 제2 스퀴즈 부재는 동축상에 배치된다.

본 발명에 따른 콜릿(Collet) 타입의 핀치 기구를 갖는 적층 코어 제조장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시 예에 따르면, 적층 코어의 안정적 취출이 가능하므로, 측압(Lateral pressure)의 해제로 인한 적층 코어의 급락(자유 낙하) 및 그로 인한 적층 코어의 손상이 방지될 수 있고, 더 나아가 적층 코어가 콜릿 타입의 핀치 기구에 의해 균일한 힘에 의해 압박된 상태로 통과하므로 적층 코어의 기울어짐이 방지되며 적층 코어들의 정렬 취출 및 직각도/원통도의 관리가 가능하고, 라미나 부재들의 일체화가 완성되지 않은 상태에서 불완전한 접합 계면을 기준으로 적층 코어가 비정상적으로 분할되는 현상이 방지될 수 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 스프링에 의해 적층 코어의 측면을 탄력적으로 가압하도록 적층 홀에 등각도로 분산 배치되는 블록 타입의 무빙 핀치 기구에 비해 적층 코어의 둘레에 균일한 압력을 가할 수 있으므로, 적층 코어의 기울어짐이나 편측 쏠림 현상이 방지될 수 있고, 적층 코어의 가이드 구간이 증가될 수 있으므로 라미나 부재들 사이의 결합력 약화가 방지될 수 있으며, 내경 치수를 축소하여 적층 코어의 비정상적 분할 현상이 방지될 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 접착제의 경화를 위해 가해지는 열에 의한 영향을 최소화할 수 있고, 적층 코어들이 라미네이트 유닛에서 순차적으로 배출되는 과정에서 적층 코어들의 측면 흔들림이나 기울어짐이 방지될 수 있으며, 라미나 부재들의 일체화가 진행되는 라미네이트 홀(적층 홀; Lamiante Hole)의 내부에서 라미나 부재들의 기울어짐이 방지 내지 최소화되므로 적층 코어들의 직진 취출 및 이동이 유도될 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 발명에 따른 적층 코어 제조장치의 일 실시 예를 나타낸 단면도;
도 2는 라미나 부재의 일 예와 적층 코어의 일 예를 나타낸 사시도;
도 3은 도 1에 도시된 적층 코어 제조장치의 라미네이트 유닛과 블랭킹 다이의 배치 구조를 나타낸 단면도;
도 4는 도 3에 도시된 라미네이트 유닛의 내부에 라미나 부재들이 적층된 상태를 나타낸 단면도;
도 5는 도 3에 도시된 라미네이트 유닛을 위한 핀치 기구의 일 실시 예를 나타낸 사시도;
도 6은 도 1에 도시된 적층 코어 제조장치에 의한 적층 코어 제조과정을 보여주는 단면도; 그리고
도 7은 도 6에 도시된 적층 코어 제조과정에 의해 금속 스트립이 가공되는 공정 순서를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다. 그리고 본 기술 분야에서 이미 공지된 기술에 대해서는 설명을 생략하거나 최소화한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 적층 코어 제조장치는, 연속적으로 이송되는 띠 형상의 소재를 블랭킹(Blanking)해서 소정 형상의 라미나 부재들을 형성하고, 상기 라미나 부재들의 일체화함으로써 모터나 발전기나 트랜스 등의 코어를 제조하는 적층 코어 제조장치, 보다 구체적으로는 상기 라미나 부재들의 층간을 접착시켜서 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화하는 접착식 적층 코어 제조장치이다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 적층 코어 제조장치의 일 실시 예가 구체적으로 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 적층 코어 제조장치의 일 실시 예를 나타낸 단면도이고, 도 2는 라미나 부재의 일 예와 적층 코어의 일 예를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 적층 코어 제조장치의 라미네이트 유닛과 블랭킹 다이의 배치 구조를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 4는 도 3에 도시된 라미네이트 유닛의 내부에 라미나 부재들이 적층된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 라미네이트 유닛을 위한 핀치 기구의 일 실시 예를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층 코어 제조장치는 프레스 금형의 일종인 프로그레시브(Progressive) 금형장치로서, 적층 유닛(100; Laminate Unit)과 블랭킹 유닛(200; Blanking Unit)을 포함하여 구성된다.

상기 적층 유닛(100)은, 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 라미나 부재(L)들을 통과시키면서 적층 코어(C)를 형성하며, 상기 적층 코어를 형성하기 위해 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화한다.

다시 말해서, 상기 적층 유닛(100)은 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 적층 및 일체화 공간인 적층 홀(100a; Laminating Hole)을 형성하며, 상기 적층 홀(100a)에 순차적으로 공급되는 라미나 부재(L)들을 정렬된 상태로 적층시키고, 하방으로 통과하는 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화한 후, 라미나 부재(L)들의 일체화에 의해 연속적으로 적층 성형되는 블록 형상의 적층체 즉 적층 코어(C)들을 순차적으로 배출한다.

다만, 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화되어서 적층 코어(C)를 형성한다는 내용의 의미는, 상기 적층 코어(C)들을 형성하기 위해 블록 단위로 라미나 부재(L)의 매수가 모두 동일한 것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 적층 코어들을 형성하기 위해 블록 단위로 적층 결합되는 라미나 부재(L)들의 매수가 상기 라미나 부재(L)들의 두께 편차에 따라 조절될 수도 있다.

그리고, 상기 블랭킹 유닛(200)은 상기 라미나 부재(L)들의 제조를 위해 소재를 블랭킹하는 장치로서, 소재 예를 들면 전기 강판 등과 같은 금속 스트립(S; 도 6 참조)을 타발해서 라미나 부재(L)들을 형성하는 순차적으로 형성하며 상기 라미나 부재(L)들을 상기 적층 유닛(100)의 내부 즉 적층 홀(100a)에 밀어 넣는다.

본 실시 예를 위한 적층 유닛(100)은, 상기 라미나 부재들을 정렬/적층을 유도하는 스퀴즈 기구(110; Squeezer)와, 상기 적층 코어(C)의 급락(자유 낙하)를 방지하기 위한 핀치 기구(120; Pincher)를 포함한다.

상기 스퀴즈 기구(110)는, 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 제조되는 상기 라미나 부재(L)들이 억지 끼움된 상태(압입 상태)로 통과하도록 상하 방향으로 관통된 구조이다. 보다 구체적으로, 상기 스퀴즈 기구(110)는, 상기 적층 유닛(100)의 상부 구간에 상기 라미나 부재(L)들이 동축상에 정렬된 상태로 적층되도록, 상기 라미나 부재(L)들의 적층을 가이드한다.

그리고, 상기 핀치 기구(120)는, 상기 적층 유닛(100)의 하부 구간에서 상기 적층 코어(C)를 통과시키는 구성으로서, 상기 스퀴즈 기구(110)의 하측에 구비되며, 상기 적층 코어(C)의 둘레를 가압하도록 탄력적으로 확장 가능하며 복원력을 갖는 통형(Tubular Shape)의 장치, 다시 말해서 속이 빈 구성이다.

상기 스퀴즈 기구(110)와 상기 핀치 기구(120)의 사이에는 상기 라미나 부재(L)들의 하방 이동을 안내하는 가이드(130; Guide)가 구비된다. 상기 가이드(130)는, 상기 스퀴즈 기구(110)와 상기 핀치 기구(120)의 사이 구간에서 상기 라미나 부재(L)들의 하방 이동을 안내하도록 상하 방향으로 관통된 구조로서, 본 실시 예에서는 통 형상 즉 링(Ring) 형상의 가이드이다.

그리고 상기 가이드(130)의 내부 공간은 히터(140; Heater), 예를 들면 고주파 유도 히터에 의해 가열된다. 본 실시 예에서 상기 히터(140)는 상기 가이드(130)의 외측, 보다 구체적으로 상기 가이드(130)의 둘레에 구비되며, 접착제의 경화 반응을 위해 라미나 부재들을 가열한다. 따라서, 상기 가이드(130)는, 고주파 유도 가열에 의한 영향을 받지 않도록 비전도성 재질, 보다 구체적으로는 엔지니어링 세라믹(Engineering Ceramics) 재질로 제조될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 핀치 기구(120)는 상기 가이드(130)의 하측에 구비된다. 따라서, 상기 핀치 기구(120)는 상기 가이드(130)의 하측에서 상기 적층 코어(C)들을 통과시키는 통 형상이며, 상기 적층 코어(C)의 둘레를 죄도록 상하 방향으로 관통된 중공형의 구조이다. 도 2에 도시된 적층 코어를 제조하는 경우, 상기 핀치 기구(120)는 원통형이 된다.

다시 말해서, 상기 핀치 기구(120)는, 상기 가이드(130)의 하측 구간, 특히 라미나 부재(L)들의 가열 구간의 아래측 영역에서 상기 적층 코어(C)의 이동 통로를 형성하며, 상기 라미나 부재(L)들 보다 구체적으로 소정 매수씩 라미나 부재(L)들의 층간 결합에 의해 형성되는 적층 코어(C)를 둘레 압박 방식으로 지지해서 점진적 이동을 가이드 하는 콜릿(Collet) 형상의 압박 가이드를 포함한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 라미나 부재(L)들 특히 소정 매수씩 블록 단위로 일체화되는 라미나 부재(L)들이, 상기 핀치 기구(120)가 가하는 균일한 힘(죄는 힘)에 의해 둘레가 압박된 상태로 평형을 유지하면서, 기울어짐이나 측면 흔들림이 없이 상기 적층 유닛(100)의 하부 구간, 보다 구체적으로 상기 가이드(130)의 하부 구간을 통과할 수 있다.

다시 말해서, 상기 가열 구간 즉 상기 가이드(130)와 히터(140)가 배치되는 구간을 통과 중이거나 이미 통과한 라미나 부재(L)들에 대한 악력(Grip Force)이 급격히 해제됨으로 인한 적층 코어의 낙하(자유 낙하)가 방지되고, 상기 핀치 기구(120)가 가하는 균일한 힘(압박에 의한 악력)에 의해, 상기 적층 코어(C)가 기울어짐이나 측면 흔들림이 없이 압박된 상태로 상기 적층 유닛(100)의 하부 구간을 통과할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 핀치 기구(120)는 상술한 바와 같이 콜릿 타입의 구성으로서, 탄력적으로 확장 가능하도록 복수의 홈들(120a, 120b)이 상하 방향으로 길게 형성된 탄력 확장식 핀치 몸체(121)와, 상기 핀치 몸체(121)의 상측에 일체로 구비되는 상부 플랜지(122)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 콜릿형 핀치 기구(120)에는, 상기 핀치 기구(120)의 하단 즉 상기 핀치 몸체(121)의 하단에서 상방으로 일정 거리 연장 형성되는 하부 홈(120a)들과, 상기 핀치 기구(120)의 상단 즉 상부 플랜지(122)의 상단에서 하방으로 연장 형성되는 복수의 상부 홈(120b)들이 형성된다. 따라서, 상기 핀치 기구(120)의 내부를 통과하는 라미나 부재(L)들의 크기에 맞춰서 균일한 확장이 가능하고, 상기 라미나 부재(L)들은 상기 핀치 기구(120)의 복원력에 의한 측압을 받을 수 있다.

상술한 콜릿은, 드릴 척과 마찬가지로 드릴이나 엔드밀 등 특정의 물체를 잡아서 움직이지 못하게 제자리에 고정하는 기구로서 기계 분야에서 일반적으로 잘 알려진 장치이므로 부가적인 설명은 생략된다. 다만, 본 실시 예의 핀치 기구 즉 콜릿 타입 핀치 기구(120)는 물체를 고정하는 구성이 아니므로 엄밀하게 말하면 콜릿이 아니라 단지 콜릿의 구조를 채택한 구성으로서, 특정의 물체를 움직이지 못하게 제자리에 고정하는 구성이 아니라, 내부를 통과하는 물체 즉 적층 코어를 압박 상태로 통과시키는 압박 통로를 형성함으로써, 라미나 부재(L)들이 가열 구간을 통과한 후에도 층간 결합 시간을 더 확보할 수 있다.

그리고, 상기 블랭킹 유닛(200)은, 승강 가능한 상형(10)이 구비되는 블랭킹 펀치(210)와, 상기 상형(10)의 하측에 구비되는 블랭킹 다이(220)를 포함한다. 상기 블랭킹 다이(220)는, 상기 블랭킹 펀치(210)와 동일한 형상으로 상기 블랭킹 펀치(210)의 직하방에 형성되는 블랭킹 홀(221)을 갖는다.

상기 스퀴즈 기구(110)는 상하 방향으로 관통된 적어도 하나의 중공형 스퀴즈 부재를 포함할 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 스퀴즈 기구(110)는, 동축상에 배치되는 복수의 스퀴즈 부재들(111, 112)을 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 스퀴즈 기구(110)는, 상기 블랭킹 다이(220)의 하측에 구비되는 통형의 제1 스퀴즈 부재(111)와, 상기 제1 스퀴즈 부재(111)와 상기 가이드(130) 사이에 구비되는 통형의 제2 스퀴즈 부재(112)를 포함할 수 있다.

상기 제1 스퀴즈 부재(111)는, 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 상기 스퀴즈 기구(110)에 진입하는 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 및 이동을 안내한다. 그리고, 상기 제2 스퀴즈 부재(112)는, 상기 제1 스퀴즈 부재(111)와 상기 가이드(130) 사이의 구간에서 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 및 이동을 안내한다. 상술한 블랭킹 다이(220)와 제1 스퀴즈 부재(111) 및 제2 스퀴즈 부재(112)는 동축상에 배치된다.

본 실시 예에 따른 적층 코어 제조장치는, 상술한 바와 같이, 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화해서 상술한 적층 코어(C)를 형성하기 위해, 상기 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시킨다. 보다 구체적으로, 상기 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제는 상술한 적층 유닛(100)에 의해 경화된다.

상기 적층 코어 제조장치의 상형(10)과 하형(20) 사이를 통과하는 소재(S)에는 층간 접착을 위한 접착제를 도포될 수도 있고, 반경화 상태의 접착제 코팅층을 갖는 소재가 상형(10)과 하형(20) 사이로 공급될 수도 있다.

도시되지는 않았으나, 상기 상형(10)에는 펀칭 공정(피어싱 공정)이나 블랭킹 공정에서 스트리퍼(Stripper)의 기능을 하며 소재를 눌러서 하형을 밀착시키는 가압 플레이트가 구비되며, 상기 하형(20)에는 상기 상형(10)의 상승시에 상기 소재(S)를 하형의 표면에서 이격시키는 리프터(Lifter)가 구비된다.

그리고 상기 하형(20)에는 상기 적층 유닛(100)의 냉각 및 그 주변의 냉각을 위한 냉각 시스템이 적용될 수 있으며, 상기 적층 유닛(100)을 형성하는 구성요소들의 사이에는 열전도를 차단하기 위한 단열 부재 예를 들면 베릴륨동 재질의 열 차단재가 적용될 수도 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상형(10)에는 라미나 부재(L)에 소정의 슬롯이나 홀 등을 형성하기 위한 노칭 펀치(11, 12)가 장착될 수도 있으며, 상기 하형(20)의 상측면에는 상술한 노칭 펀치(11, 12)와 마주하는 다이 홀(21, 22)이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 하형(20)에는 상기 핀치 기구(120)를 지지하는 핀치 서포트 블록(150)이 구비된다.

소재 즉 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하고 상기 금속 스트립을 타발해서 접착식 적층 코어를 제조하는 기술과, 이미 접착제가 코팅되어 있는 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 접착식 적층 코어를 제조하는 기술의 기본적 구조가 본 명세서의 배경 기술에 기재되어 있으므로, 접착식 적층 코어 제조방법에 대한 부가적인 설명은 생략된다.

도 4를 참조하면, 상기 적층 유닛(100)의 적층 홀(Laminate Hole; 100a) 특히 상기 스퀴즈 기구(110)의 내부 공간에는, 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 소정의 타이밍마다 라미나 부재가 1매씩 투입됨으로써, 상기 라미나 부재(L)들의 표면이 밀착된 상태로 상하방향 적층이 이루어진다. 도 4에서, 상기 적층 유닛(100)의 내부에 상하로 적층된 라미나 부재(L)들은 실선을 기준으로 분리되며, 점선으로 표시된 경계면은 층간 접착이 이루어지는 부분을 예시한 것이다.

상술한 바와 같이, 상술한 콜릿 타입의 핀치 기구(120)는 히터(140)의 하측에서 제품(적층 코어)에 측압을 가하며, 상기 스퀴즈 기구(110)는 상기 히터(140)의 상측에서 라미나 부재(L)들을 일직선으로 정렬을 구현한다.

따라서, 상기 라미나 부재(L)들은 상기 스퀴즈(140)에 의해 정렬/적층된 상태로 가열 구간 즉 상기 히터(140)가 구비되는 가이드(130)의 내부로 진입한다. 상기 스퀴즈 기구(140)는 금형 특수강 예를 들면 SKD-11 등으로 제조될 수 있으나, 그 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 적층 유닛의 하측, 보다 구체적으로 상기 핀치 기구(120)의 하측에는 상기 핀치 기구(120)에서 취출되는 적층 코어(C)를 상방으로 지지하는 배압 장치(160)가 구비된다. 상기 배압 장치(160)에는, 상기 적층 유닛(100)에서 배출되는 적층 코어, 즉 가장 아래측에 위치하는 적층 코어의 저면을 받치는 승강식 코어 받침(도시되지 않음)이 구비된다. 상기 코어 받침은 배압 실린더에 의해 상승/하강한다.

상기 코어 받침은 상기 적층 코어(C)가 안착된 상태로 하강하며, 상기 코어 받침이 하한의 위치에 도달하면, 취출 실린더가 상기 적층 코어(C)를 취출 통로로 밀어서 제품의 취출을 돕는다. 그리고, 상기 적층 코어(C)의 취출을 위하여 배압 실린더가 하강한 후 다시 상승하는 시간동안, 상기 콜릿 타입의 핀치 기구(120)가 그 내부의 제품을 안정적으로 잡아서 배압 실린더가 상승하기 전에 제품의 낙하를 방지한다. 상기 배압 장치(160)는, 접착식 적층 코어 제조장치에 적용되는 공지 기술이므로, 상기 배압 장치(160)에 대한 부가적은 설명은 생략된다.

상술한 바와 같이, 상기 블랭크 다이(320)에 순서대로 배치되는 상기 스퀴즈 기구(110)와 가이드(130)와 핀치 기구(120)는, 상기 하형(10)에 동축상으로 배치되어서 각각 상기 적층 홀(100a)의 일부분을 형성하며, 상기 적층 홀(100a)의 바닥에는 적층 및 경화과정(층간 결합과정)을 거쳐서 배출되는 제품(적층 코어; C)의 밑면을 받치는 코어 받침이 승강 가능하게 구비된다.

이하에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여 상술한 적층 코어 제조장치에 의해 적층 코어가 제조되는 과정이 설명된다.

도 6에 도시된 소재(S; 금속 스트립)은 모재(1)의 표면에 접착제 코팅층(2)이 형성된 구조이다. 다만, 상술한 접착제 코팅층을 갖지 않는 비 접착성 표면을 갖는 소재의 경우에는, 접착제 도포장치에 의해 접착제 도포공정(S1; 도 7 참조)이 진행될 수 있다. 접착제 도포장치의 예는 다양한 종류가 공지되어 있으므로 부가적인 설명은 생략된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상술한 소재(S)는 상형(10)과 하형(20) 사이를 1피치 단위로 통과하며, 이때 상기 블랭킹 유닛(200)의 상류 영역에서는, 제조 대상 라미나 부재의 형상에 맞춰서 상기 노칭 펀치(11, 12)에 의한 펀칭 공정(S2, S3)이 진행된다.

상술한 펀칭 공정(S2, S3)과 동시에 상기 블랭킹 펀치(310)에 의한 블랭킹 공정(S4)이 진행되고, 상기 적층 홀(100a)의 내부에는 블랭킹에 의해 순차적으로 적층되는 라미나 부재(L)들은 상기 적층 홀(100a)을 점진적으로 연속 통과하면서 일체화 과정이 거친다.

이때, 상기 스퀴즈 기구(110)와 핀치 기구(120)는 상기 적층 배럴을 통과하는 제품 즉 라미나 부재(L)들을 죄어서 정렬하며, 상기 히터(140)는 고주파 유도에 의해 발생되는 열로 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시킨다.

한편, 상기 펀칭 공정과 블랭킹 공정은 상기 상형(10)의 승강에 의해 진행되며, 상기 적층 유닛(100)에서는 층간 접착이 완료된 적층 코어(C)가 순차적으로 배출된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 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, 상술된 실시예는 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.

10: 상형 20: 하형
100: 적층 유닛 110: 스퀴즈 기구
120: 핀치 기구 130: 가이드
140: 히터 150: 핀치 서포트 블록
160: 배압 장치 200: 블랭킹 유닛
210: 블랭킹 펀치 220: 블랭킹 다이
C: 적층 코어 L: 라미나 부재
S: 소재(금속 스트립)

Claims (5)

1. 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 라미나 부재들을 통과시키면서 적층 코어를 형성하며, 상기 적층 코어를 형성하기 위해 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화하는 적층 유닛(Laminate Unit)과; 상기 라미나 부재들의 제조를 위해 소재를 블랭킹하는 블랭킹 유닛(Blanking Unit)을 포함하는 적층 코어 제조장치로서:
   상기 적층 유닛은;
   상기 블랭킹 유닛에 의해 제조되는 상기 라미나 부재들이 억지 끼움된 상태로 통과하도록 상하 방향으로 관통되며, 상기 적층 유닛의 상부 구간에서 상기 라미나 부재들을 동축상에 정렬된 상태로 적층시키기 위한 스퀴즈 기구(Squeezer);
   상기 적층 유닛의 하부 구간에서 상기 적층 코어를 통과시키기 위해 상기 스퀴즈 기구의 하측에 구비되며, 상기 적층 코어의 둘레를 가압하도록 탄력적으로 확장 가능하며 복원력을 갖는 통형의 핀치 기구(Pincher);
   상기 스퀴즈 기구와 상기 핀치 기구의 사이 구간에서 상기 라미나 부재들의 하방 이동을 안내하도록 상하 방향으로 관통된 가이드(Guide); 및
   상기 가이드의 내부 공간을 가열하기 위한 히터(Heater)를 포함하며;
   상기 핀치 기구는, 상기 가이드의 하측에서 상기 적층 코어를 통과시키기 위하여 상기 가이드의 하측에 구비되고, 상기 적층 코어의 둘레를 죄도록 상하 방향으로 관통되어서 상기 적층 코어의 이동 통로를 형성하는 콜릿(Collet) 형상의 압박 가이드인 것을 특징으로 하는 적층 코어 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 핀치 기구는;
   탄력적으로 확장 가능하도록 복수의 홈이 상하 방향으로 길게 형성된 탄력 확장식 핀치 몸체와,
   상기 핀치 몸체의 상측에 일체로 구비되는 상부 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 코어 제조장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 핀치 기구에는, 상기 핀치 기구의 하단에서 상방으로 일정 거리 연장 형성되는 하부 홈들과, 상기 핀치 기구의 상단에서 하방으로 연장 형성되는 복수의 상부 홈들이 형성된 것을 특징으로 하는 적층 코어 제조장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드는, 상하 방향으로 관통된 링(Ring) 형상인 것을 특징으로 하는 적층 코어 제조장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블랭킹 유닛은, 승강 가능한 상형이 구비되는 블랭킹 펀치와, 상기 상형의 하측에 구비되는 블랭킹 다이를 포함하고;
   상기 스퀴즈 기구는,
   상기 블랭킹 유닛에 의해 상기 스퀴즈 기구에 진입하는 상기 라미나 부재들의 정렬 및 이동을 안내하도록, 상기 블랭킹 다이의 하측에 구비되는 통형의 제1 스퀴즈 부재, 및
   상기 제1 스퀴즈 부재와 상기 가이드 사이에서 상기 라미나 부재들의 정렬 및 이동을 안내하도록, 상기 제1 스퀴즈 부재와 상기 가이드 사이에 구비되는 통형의 제2 스퀴즈 부재를 포함하며;
   상기 블랭킹 다이와 제1 스퀴즈 부재 및 제2 스퀴즈 부재는 동축상에 배치되는 것을 특징으로 하는 적층 코어 제조장치.

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