KR102069972B1

KR102069972B1 - 적층 코어 제조 장치

Info

Publication number: KR102069972B1
Application number: KR1020180060563A
Authority: KR
Inventors: 정인규
Original assignee: (주)항남
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2020-01-23
Also published as: KR20190135281A

Abstract

본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치는 다수의 라미나 부재(1010)를 성형하고 적층 코어(1000)로 적층하기 위한 성형부(1); 상기 성형부(1)의 일측에 설치되어 상기 적층 코어(1000)를 이송하기 위한 트랜스퍼 로봇(20)을 포함하는 이송부(2); 상기 이송부(2)의 일측에 설치되어 상기 트랜스퍼 로봇(20)에 의해 이송된 상기 적층 코어(1000)가 탑재되는 이송 지그(31)를 포함하는 후공정 라인(3); 상기 후공정 라인(3) 상에 설치되고 상기 이송 지그(31)에 탑재된 상기 적층 코어(1000)를 가열하기 위한 가열부(4); 및 상기 가열부(4)의 일측에 설치되어 상기 가열부(4)에서 가열된 상기 적층 코어(1000)를 냉각시키기 위한 냉각부(5)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

적층 코어 제조 장치{Apparatus for Manufacturing Stacked Core}

본 발명은 모터나 발전기의 스테이터 또는 로터 등에 사용되는 적층 코어를 제조하는 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 라미나 부재를 보다 효율적으로 적층하여 이후의 공정으로 이송할 수 있어 적층 코어의 품질을 향상시킬 수 있고 생산성을 증대시킬 수 있는 적층 코어 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 모터나 발전기에 사용되는 스테이터 또는 로터는 두께가 얇은 강판과 같은 자성체를 프레스 장치에 의하여 성형하여 제조된 다수의 라미나 부재를 적층하여 제조된 적층 코어를 사용하고 있다. 다수의 라미나 부재는 프레스 성형 장치에 의해 강판을 타발하여 제조되어 적층된다. 이와 같은 다수의 라미나 부재는 직각도와 동심도를 유지하면서 인접한 라미나 부재와 서로 견고하게 결합되어 하나의 코어를 이루게 된다.

적층 코어를 서로 결합시키기 위하여 일본 공개특허공보 제2010-130824호에서는 라미나 부재에 돌출된 돌기 형상의 엠보싱을 형성하고, 돌기 형상의 엠보싱은 다른 라미나 부재의 돌기 이면에 형성된 홈에 결합되도록 하여 각각의 라미나 부재가 결합되고 있다. 이와 같은 엠보싱 성형 방식은 엠보싱이 결합된 부분만 결합이 이루어져 라미나 부재가 견고하게 결합되는데 한계가 있고, 나아가 엠보싱 형상으로 인한 적층 코어 제품의 철손이 발생하여 모터의 효율을 떨어뜨리는 단점이 있다.

이에 미국 공개특허공보 제2005/0097463호에서는 프레스 타발 장치에 공급되는 강판에 접착제를 도포한 상태로 라미나 부재를 성형하여 적층하는 장치에 대하여 개시하고 있다. 이와 같은 접착제 도포 방식은 접착제가 접착제와 경화제가 접촉하여 완전히 경화되는데 시간이 많이 걸리고, 경화되더라도 완전한 접착이 보장되지 않으므로 별도의 가열장치에서 제조된 적층 코어를 가열하여야 하는 문제점이 있다.

대한민국 특허 제10-1742635호에서는 표면에 접착제가 미리 코팅되어 있는 강판을 성형 장치에 공급하고, 라미나 부재로 성형하여 스퀴즈 부재 내에 순차적으로 압입시켜 적층하여 적층 코어를 제조하고, 그리고 상기 적층 코어는 라미나 부재 하부의 고주파 가열 장치에서 가열되어 코팅된 접착제가 경화되도록 한 접착식 적층 코어 제조 장치에 대하여 개시하고 있다. 여기서, 적층 코어를 가열하기 위한 가열 장치는 프레스 금형 내에 위치하게 된다. 따라서, 적층 코어의 크기가 소형인 경우에는 적합하지만 대형의 적층 코어를 제조하는 경우, 스퀴즈 부재와 가열 장치가 함께 대형화 되어야 하므로 전체적인 성형 장치의 구현이 불가능해지거나 구현하더라도 제조 비용이 크게 상승할 수 있다. 나아가, 대형의 라미나 부재는 스퀴즈 부재 내에 압입하여 적층하면 제품의 형상이 변화하거나 가열 시에 열팽창으로 인하여 직각도와 동심도를 정밀하게 유지하기 어려운 점이 있다.

한편, 적층 코어의 각각의 라미나 부재를 부착하기 위해 레이저 용접을 사용하기도 하는데 레이저 용접을 하는 경우 용접된 부위만 부착이 되며, 또한 레이저 용접 설비는 매우 고가이므로 제조 비용이 상승되는 문제점이 있다.

이에 본 발명자는 성형 장치에서 블랭킹되는 라미나 부재를 스퀴즈 부재에 압입시켜 적층하지 않고 자유 낙하시켜 적층하고 성형 장치 외부로 취출하여 별도로 가열하도록 함으로써 상술한 문제점을 해결할 수 있는 적층 코어 제조 장치를 제안하고자 한다.

본 발명의 목적은 접착제가 미리 코팅된 강판을 사용하여 적층 코어를 고품질로 생산할 수 있는 적층 코어 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 생산성이 높으며 비용 효율적인 적층 코어의 생산이 가능한 레이아웃을 갖는 적층 코어 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 용이하게 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치는

다수의 라미나 부재(1010)를 성형하고 적층 코어(1000)로 적층하기 위한 성형부(1);

상기 성형부(1)의 일측에 설치되어 상기 적층 코어(1000)를 이송하기 위한 트랜스퍼 로봇(20)을 포함하는 이송부(2);

상기 이송부(2)의 일측에 설치되어 상기 트랜스퍼 로봇(20)에 의해 이송된 상기 적층 코어(1000)가 탑재되는 이송 지그(31)를 포함하는 후공정 라인(3);

상기 후공정 라인(3) 상에 설치되고 상기 이송 지그(31)에 탑재된 상기 적층 코어(1000)를 가열하기 위한 가열부(4); 및

상기 가열부(4)의 일측에 설치되어 상기 가열부(4)에서 가열된 상기 적층 코어(1000)를 냉각시키기 위한 냉각부(5);

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 성형부(1)는

연속적으로 공급되는 강판(100)을 상기 라미나 부재(1010)의 형상으로 성형하기 위한 피어싱부(11);

상기 피어싱부(11)에서 성형된 강판(100)를 블랭킹하여 상기 라미나 부재(1010)로 분리하는 블랭킹부(12); 및

상기 블랭킹부(12)의 하부에 설치되어 상기 블랭킹부(12)에서 블랭킹되어 자유낙하하는 상기 라미나 부재(1010)가 적층되는 적층부(13);

를 포함하여도 좋다.

본 발명에서, 상기 적층부(13)는

승강 유닛(134)에 의하여 상하로 이동하는 적층 다이(131);

상기 적층 다이(131)의 상부로 돌출되어 형성된 원통 형상의 정렬 지그(132); 및

상기 정렬 지그(132)의 외주면에 방사상으로 돌출되고 상하 방향으로 연장되어 형성된 복수 개의 정렬 블레이드(133);

를 포함하여도 좋다.

본 발명에서, 상기 적층부(13)의 하부에는 상기 적층 코어(1000)를 이송하기 위한 적층 컨베이어(14)가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 블랭킹부(12)의 하부 및 상기 적층부(13)의 상부에는 자유낙하하는 상기 라미나 부재(1010)가 임시로 적층되는 임시 적층부(15)가 설치되는 것이 좋다.

본 발명에서, 상기 임시 적층부(15)는

상기 블랭킹부(12)의 하부에 설치된 복수 개의 라쳇(151); 및

상기 라쳇(151)을 밀어주기 위해 실린더(153)에 의해 수평으로 작동하는 로드(152);

를 포함하여도 좋다.

본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치에 의하면 접착제가 미리 코팅된 강판을 사용하여 적층 코어를 고품질로 생산할 수 있고, 제품의 생산성이 증대되는 동시에 비용 효율적인 적층 코어의 생산이 가능하다.

도 1은 라미나 부재가 적층되어 제조되는 적층 코어를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 전체 레이아웃을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 성형부를 구성하는 성형 장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치에서 성형 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치에서 적층부를 구성하는 정렬 적층 장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치에서 라미나 부재가 타발되어 적층되는 과정을 보여주기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 이송부를 구성하는 그리퍼를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 후공정 라인을 구성하는 이송 지그를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 가열부를 구성하는 고주파 가열장치를 이송 지그와 함께 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 냉각부를 구성하는 제1 냉각부를 이송 지그와 함께 나타낸 단면도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 라미나 부재(1010)가 적층되어 제조되는 적층 코어(1000)를 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 의하여 제조되는 적층 코어(1000)는 프레스 성형 장치에 의해 강판을 타발하여 제조된 라미나 부재(1010)를 순차적으로 적층하여 제조된다. 여기서, 사용되는 강판은 표면에 접착제가 코팅되어 있는 접착제 코팅형 강판이다. 이러한 강판은 도 3 및 도 4의 도면부호 100으로 도시되어 있다. 코팅된 접착제는 열에 의하여 경화되는 성질을 가지며 적층 코어(1000)는 가열되어야 라미나 부재 상호간의 접착이 이루어진다.

라미나 부재(1010)는 적층되면서 원주 방향으로 일정 피치 만큼 회전될 수 있다. 이는 프레스 성형 시에 발생할 수 있는 미세한 가공 공차를 보상하기 위한 것이다. 한편, 일정한 높이로 적층된 부분 적층 코어(1100) 2 개를 제조하고, 위의 부분 적층 코어(1100)는 위아래를 뒤집어서 적층함으로써 미세한 가공 공차를 보상할 수도 있다. 물론, 부분 적층 코어(1100)는 2 개가 아닌 3 개 이상으로 하여 각각을 뒤집으면서 적층할 수도 있다. 한편, 이와 같은 부분 적층 코어(1100)로 구분하여 뒤집어 적층하는 방식을 적용하지 아니하고 하나의 부분 적층 코어(1100)가 그 자체로 적층 코어(1000)로 될 수도 있다. 예를 들어, 200 매의 라미나 부재(1010)를 적층하여 하나의 적층 코어(1000)를 제조하는 경우, 100 매의 부분 적층 코어(1100)를 2 개를 먼저 적층한다. 위의 부분 적층 코어는 위아래를 뒤집어서 아래의 부분 적층 코어의 위에 적층한다. 이후, 성형 장치에서 취출된 적층 코어(1000)를 별도의 장치에서 가열하여 각 라미나 부재가 서로 부착된 최종 적층 코어 제품을 얻는다. 만일 부분 적층 코어(1100)를 뒤집어 적층하지 않는 경우, 200 매를 적층한 하나의 부분 적층 코어(1100)가 하나의 적층 코어(1000)로 된다.

도 2는 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 전체 레이아웃을 나타낸 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치는 성형부(1), 이송부(2), 후공정 라인(3), 가열부(4), 냉각부(5), 및 검사부(6)를 포함하여 이루어진다.

성형부(1)에서는 접착제가 코팅되어 있는 강판(100)을 라미나 부재(1010)로 성형하고, 적층하여 부분 적층 코어(1100)로 제조한다. 물론, 부분 적층 코어(1100)는 부분 적층 코어(1100)를 뒤집는 공정이 생략되는 경우 적층 코어(1000)일 수 있다. 이를 위해, 성형부(1)는 성형 장치(10)를 포함한다.

이송부(2)는 성형부(1)의 일측에 설치되며, 성형부(1)에서는 성형부(1)와 후공정 라인(3)의 일측에 설치되어, 성형부(1)에서 취출된 부분 적층 코어(1100) 또는 적층 코어(1000)가 후공정 라인(3)으로 이송된다. 이를 위해 이송부(2)는 트랜스퍼 로봇(20)을 포함한다. 참고로 본 명세서에서 전후 방향은 도 2를 기준으로 하여 +x 및 -x 방향을, 좌우 방향은 +y 및 -y 방향을, 상하 방향은 +z 및 -z 방향을 의미하는 것으로 사용한다. 도 2에서 이송부(2)는 성형부(1)의 우측에 설치되어 있으나, 이송부(2)는 성형부(1)의 전방, 후방 또는 좌측 등과 같이 다른 위치에 설치될 수도 있다.

이송부(2)의 트랜스퍼 로봇(20)은 로봇 암(21)과, 로봇 암(21)에 설치된 그리퍼(22)를 포함한다. 트랜스퍼 로봇(20)는 성형부(1)에서 적층된 부분 적층 코어(1100)를 후공정 라인(3)의 이송 지그(31)로 옮기기 위한 장치이다. 트랜스퍼 로봇(20)의 그리퍼(22)는 부분 적층 코어(1100)를 집어서 이송하는데, 필요에 따라 부분 적층 코어(1100)를 뒤집어서 이송 지그(31) 위로 이송할 수 있다. 그리퍼(22)의 자세한 구성은 아래에서 다시 설명하기로 한다.

후공정 라인(3)은 성형부(1) 및 이송부(2)의 일측에 설치된다. 후공정 라인(3)에서는 트랜스퍼 로봇(20)에 의해 이송된 적층 코어(1000)에 대해 가열, 냉각 등의 공정을 수행하여 최종 제품으로 제조될 수 있도록 한다. 이를 위해 후공정 라인(3)은 지그 컨베이어(30)가 설치되어 있고, 지그 컨베이어(30) 위에서 적층 코어(1000)를 이송하기 위한 이송 지그(31)를 포함한다. 이송 지그(31)에는 적층 코어(1000)가 안착된다. 후공정 라인(3)을 따라 설치된 지그 컨베이어(30)는 도 2에서 우측 방향으로 1 자 형태로 되어 있으나, 각 공정의 위치에 따라 방향이 변화될 수 있다.

가열부(4)에서는 후공정 라인(3)의 첫 번째 단계로 이송 지그(31)에 탑재된 적층 코어(1000)를 가열한다. 가열부(4)는 후공정 라인(3) 상에 설치되며, 적층 코어(1000)를 가열하기 위한 고주파 가열 장치(40)를 포함한다.

냉각부(5)는 가열된 적층 코어(1000)를 냉각하기 위해 가열부(4)의 일측 및 후공정 라인(3) 상에 설치된다. 지그 컨베이어(30) 상에서 이송되는 이송 지그(31)는 냉각부(5)에서 제1 냉각부(51), 제2 냉각부(52) 및 제3 냉각부(53)를 순차적으로 지나간다. 제1 냉각부(51)는 고온으로 가열된 적층 코어(100)를 급속으로 냉각시키기 위한 장치를 포함한다. 제2 냉각부(52)는 어느 정도 냉각된 적층 코어(1000)를 재냉각하기 위해 설치되며, 제3 냉각부(53)는 공기 중에서 자연 냉각을 시킬 수 있도록 설치된다. 이와 같은 제1 내지 제3 냉각부의 순서는 필요에 따라 변경될 수 있으며, 각각의 냉각부 중 어느 하나는 생략되거나 중복되어 설치될 수도 있다.

검사부(6)는 냉각부(5)의 일측 및 후공정 라인(3) 상에 설치되어 상온으로 냉각된 적층 코어(1000)가 최종 제품으로 출하되기 전에 제품 검사를 수행한다. 검적층 코어(1000)의 직각도 및 동심도를 측정하기 위한 검사용 지그(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 비전 인스펙션(vision inspection) 장치에 의한 외관 검사를 수행할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 성형부(1)를 구성하는 성형 장치(10)를 나타낸 평면도이고, 도 4는 성형 장치(10)의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 3을 및 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 성형 장치(10)는 피어싱부(11), 블랭킹부(12), 적층부(13), 적층 컨베이어(14) 및 임시 적층부(15)를 포함한다.

성형 장치(10)의 일측으로부터 연속적으로 공급되며, 표면에 접착제가 코팅되어 있는 강판(10)은 전방으로 한 피치씩 이송되면서 피어싱부(11)에서 단계적으로 라미나 부재(1010)의 형상으로 성형된다. 이를 위해 피어싱부(11)는 제1 내지 제5 피어싱부(111, 112, 113, 114, 115)로 구성될 수 있다. 본 발명에서 피어싱부(11)를 5 개의 피어싱부로 구성하고 있으나, 적층 코어(1000)의 라미나 부재(1010)의 형상에 따라 피어싱부의 갯수는 그보다 많거나 적을 수도 있다.

피어싱부(11) 및 블랭킹부(12)는 프레스 성형 장치의 일부이기 때문에 각각의 상부에는 프레스 성형을 위한 펀치(도시되지 않음)가 설치되고, 하부에는 다이가 설치된다. 이러한 프레스 장치의 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

블랭킹부(12)에서는 피어싱부(11)에서 성형된 라미나 부재(1010)의 형상을 포함한 강판(100)를 블랭킹하여 라미나 부재(1010)를 성형한다. 블랭킹부(12)에서 성형된 라미나 부재(1010)는 블랭킹 다이(121)의 하부로 자유낙하하여 블랭킹부(12)의 하부에 설치된 적층부(13)의 적층 다이(131)에 위치한다.

적층부(13)에서는 블랭킹부(12)에서 성형된 라미나 부재(1010)를 서로 정렬된 상태로 적층하여 적층된 부분 적층 코어(1100)를 적층 컨베이어(14) 상에 위치시킨다. 이를 위해, 적층부(13)는 정렬 적층 장치(130)를 포함한다. 이 정렬 적층 장치(130)의 자세한 구성은 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치에서 적층부(13)를 구성하는 정렬 적층 장치(130)를 나타낸 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정렬 적층 장치(130)는 원형의 적층 다이(131)와, 적층 다이(131)의 상부에 돌출된 형상의 정렬 지그(132), 정렬 지그(132)의 외주면에 방사상으로 돌출되어 상하로 연장된 형상의 정렬 블레이드(133) 및 적층 다이(131)의 하부에 설치되어 적층 다이(131)를 상하로 이동시키기 위한 승강 유닛(134)을 포함한다.

적층 다이(131)는 원형의 형상으로 그 직경은 라미나 부재(1010)의 내경보다는 크고 외경보다는 작은 크기를 갖는다. 정렬 지그(132)는 원통형상을 가지며 적층 다이(131)의 상부로 돌출되어 형성된다. 정렬 지그(132)의 직경은 라미나 부재(1010)의 내경과 거의 같거나 작은 크기를 갖는다. 정렬 지그(132)의 외주면에는 복수의 정렬 블레이드(133)가 설치된다. 정렬 블레이드(133)는 상하 방향으로 길게 형성되며, 정렬 지그(132)의 반경 방향으로 돌출되어 형성된다. 정렬 블레이드(133)는 부분 적층 코어(1100)의 한 티스(1110)와 그와 인접한 티스(1110) 사이의 공간인 슬롯(1120)에 삽입되어 라미나 부재(1010)가 적층 다이(131)로 낙하되면서 정확한 위치로 정렬되도록 한다. 따라서, 다수의 라미나 부재(1010)가 적층되더라도 모든 라미나 부재(1010)는 정렬되어 적층되므로 적층 코어(1000)의 동심도 및 직각도를 보장할 수 있도록 한다.

다시 도 4를 참조하여 설명하면, 다수의 라미나 부재(1010)가 적층되어 하나의 부분 적층 코어(1100) 또는 적층 코어(1000)의 높이로 적층되면, 승강 유닛(134)은 하강하여 정렬 지그(132)를 적층 컨베이어(14)의 하부로 이동시킨다. 적층 컨베이어(14)는 적층부(13)의 하부에 설치되고 2 열의 평행한 컨베이어로 이루어진다. 2 열의 사이에는 빈 공간이 있는데 이 공간에서 적층 다이(131) 및 정렬 지그(132)가 상하로 작동한다. 적층 컨베이어(14)의 2 열의 컨베이어 사이의 간격은 내측 간격을 기준으로 적층 다이(131)의 직경보다는 크고 부분 적층 코어(1100)의 외경 보다는 작게 설정된다. 따라서, 적층 다이(131)가 하강하면 부분 적층 코어(1100)는 적층 컨베이어(14)에 놓이게 되고 동시에 적층 다이(131) 및 정렬 지그(132)로부터 분리된다. 적층 컨베이어(14)에 놓인 부분 적층 코어(1100)는 이송부(2)의 일측으로 이송된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 적층 다이(131)가 승강 유닛(131)의 작동에 의해 적층 컨베이어(14)의 상부에 위치할 때, 라미나 부재(1010)는 적층 다이(131) 위로 자유낙하하여 연속적으로 적층된다. 부분 적층 코어(1100)의 정해진 매수 만큼 적층이 되면 승강 유닛(134)의 작동에 의해 적층 다이(131)가 하강하는데, 이 때에도 블랭킹부(12)에서는 라미나 부재가 계속 성형되어 자유낙하하게 된다. 따라서, 적층 다이(131)가 하강할 때 그 상부에서 계속 성형되어 자유낙하하는 라미나 부재가 부분 적층 코어(1100) 위에 적층되는 것을 방지하기 위해 임시 적층부(15)가 작동한다. 부분 적층 코어(1100)가 하강할 때, 임시 적층부(15)의 라쳇(151)이 작동하여 라쳇(151)의 상부에 라미나 부재(1010)가 임시로 적층이 된다. 이와 같은 임시 적층부(15)의 자세한 작동은 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치에서 라미나 부재(1010)가 성형되어 적층되는 과정을 임시 적층부(15)의 작동과 함께 보여주기 위한 개념도이다. 도 6의 (a)에서와 같이, 블랭킹부(12)에서 성형된 라미나 부재(1010)는 정해진 매수만큼 성형되어 적층 다이(131) 위에 적층되어 부분 적층 코어(1100)가 된다. 부분 적층 코어(1100)가 탑재된 적층 다이(131)는 (b)에서와 같이 하강한다. 이 때, 블랭킹부(12)에서 연속적으로 성형되어 자유낙하하는 라미나 부재(1010)는 부분 적층 코어(1100)의 상부로 낙하하지 않아야 한다. 이를 위해 임시 적층부(15)의 로드(152)는 실린더(153)의 작동에 의해 적층부(13) 쪽으로 이동하여 라쳇(151)을 밀어 회전시킨다. 라쳇(151)은 축을 따라 회전할 수 있도록 구성되며, 로드(152)가 작동하기 전에는 적층부(13) 쪽으로 돌출되지 않고, 로드(152)가 전진하여 라쳇(151)을 밀면 적층부(13) 쪽으로 돌출되도록 구성된다. (b)에서와 같이 라쳇(151)이 적층부(131) 쪽으로 돌출되면, 그 위로 라미나 부재(151)가 적층된다. 앞서 적층된 부분 적층 코어(1100)가 적층 컨베이어(14)로 이송되고 나면, 다시 로드(153)가 후퇴하여 라쳇(151)이 원래의 위치로 이동하게 되고, 라쳇(151) 위에 임시로 적층되어 있던 다수의 라미나 부재(1010)는 하강하여 적층부(13)의 정렬 지그(132) 위에 적층된다.

임시 적층부(15)를 이루는 라쳇(151)의 개수는 도 3에서 4 개로 도시하고 있으나 반드시 4 개에 한정되는 것은 아니며, 2 개 이상으로 하여 필요에 따라 적절한 개수로 적용할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 이송부(2)를 구성하는 그리퍼(22)를 나타낸 평면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 그리퍼(22)는 복수의 가이드 홈(221)이 형성된 그리퍼 플레이트(220), 가이드 홈(221)의 일측으로부터 가이드 홈(221)의 안쪽으로 반경 방향으로 이동이 가능한 그리퍼 가이드(222), 그리퍼 플레이트(220)를 회전시키기 위해 회전 수단(224)과 그리퍼 플레이트를 연결하기 위한 회전 부재(223)를 포함한다. 가이드 홈(221) 및 그리퍼 가이드(222)의 개수는 도 7에서 4 개로 도시하고 있으나 필요에 따라 2 개 이상의 적절한 갯수로 설계할 수 있다.

적층 컨베이어(14)에 놓인 부분 적층 코어(1100)를 이송하기 위해서, 트랜스퍼 로봇(20)의 작동에 의해 그리퍼(22)는 부분 적층 코어(1100)의 상부 또는 하부에 위치한다. 그리퍼(22)가 부분 적층 코어(1100)의 상부에 위치하는 경우 그리퍼 플레이트(220)가 하부를 향하도록 위치하고, 그리퍼 가이드(222) 역시 아래를 향하게 된다. 이 때, 그리퍼 가이드(220)는 가이드 홈(221)의 안쪽에 위치한다. 이 상태로 부분 적층 코어(1100)의 상부 쪽으로 그리퍼(22)가 하강하여 그리퍼 가이드(220)가 부분 적층 코어(1100)의 슬롯(1120)에 삽입되도록 한다. 그리퍼 가이드(220)는 슬롯(1120)에 삽입된 상태에서 가이드 홈(221)의 바깥쪽으로 이동하여 슬롯(1120)의 내경면을 압박하게 된다. 이 상태로 그리퍼(22)는 부분 적층 코어(220)를 단단히 잡게 되므로 로봇 암(21)의 작동에 의해 그리퍼(22)는 후공정 라인(3) 쪽으로 이송되며, 이송 지그(31)에 탑재될 수 있도록 한다. 그리퍼(22)가 이송 지그(31)에 안착되도록 이동되면, 그리퍼 가이드(223)가 가이드 홈(221) 쪽으로 이동하여 부분 적층 코어(1100)의 파지 상태를 해제한다. 부분 적층 코어(1100)를 이송 지그(31)로 옮긴 후에 그리퍼(22)는 다시 적층 컨베이어(14) 쪽으로 이동된다.

부분 적층 코어(1100)를 뒤집어서 적층할 필요가 있는 경우에는 그리퍼(22)가 적층 컨베이어(14)의 하부로 이동하고, 그리퍼 가이드(222)가 상부를 향한 상태로 부분 적층 코어(1100)를 파지한다. 그리퍼(22)가 부분 적층 코어(1100)를 이송 지그(31) 위에 놓을 때에는 다시 그리퍼 가이드(220)가 하부를 향한 상태로 회전한다.

도 8은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 후공정 라인(3)을 구성하는 이송 지그(31)를 나타낸 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 이송 지그(31)는 지그 플레이트(311)와, 지그 플레이트(311)로부터 상부로 돌출되어 부분 적층 코어(1100)의 슬롯(1120)에 삽입되는 복수의 지그 가이드핀(312), 및 부분 적층 코어(1100)의 내경면을 가압하기 위해 반경 방향으로 이동 가능한 가압 플레이트(313)를 포함한다.

지그 플레이트(311)는 지그 컨베이어(30) 위에 놓여 후공정 라인(3)을 따라 이송된다. 지그 플레이트(311)의 상부에는 복수의 지그 가이드핀(312)이 설치된다. 지그 가이드핀(312)은 복수 개로 형성되며 그 갯수는 특별히 한정되지는 않는다. 지그 가이드핀(312)은 부분 적층 코어(1100)의 슬롯에 삽입되는 위치에 설치되는데, 그리퍼(22)의 그리퍼 가이드(222)와 간섭이 이루어지지 않는 곳에 설치되어야 한다.

가압 플레이트(313)는 부분 적층 코어(1100)의 내경면을 가압하기 위해 반경 방향으로 이동이 가능하도록 설치된다. 부분 적층 코어(1100)가 지그 플레이트(311)에 놓이면 가압 플레이트(313)는 반경 바깥쪽 방향으로 이동하여 부분 적층 코어(1100)의 내경면을 가압하여, 부분 적층 코어(1100)를 이루는 라미나 부재가 잘 정렬이 된 상태(도 9를 참조)로 후공정 라인(3)을 따라 이송될 수 있도록 한다. 이와 같은 가압 플레이트(313)의 갯수는 복수 개로 설치하는 한 특별히 한정되지는 않는다.

도 9는 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 가열부(4)를 구성하는 고주파 가열장치(40)를 이송 지그(31)와 함께 나타낸 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가열부(4)는 고주파 가열장치(40)를 포함한다. 구조파 가열장치(40)는 이송 지그(31)에 탑재된 상태의 부분 적층 코어(1100)를 가열하기 위한 장치이다. 가열 블록(401)은 가이드 포스트(402)를 따라 상하로 이동이 가능하도록 설치된다. 가열 블록(401)은 고주파 발생장치(도시되지 않음)와 연결되어 있으며, 부분 적층 코어(1100)를 감싸면서 상하로 이동하며, 이 때 가열 블록(401)은 고주파 가열 방식에 의해 부분 적층 코어(1100)를 가열한다. 가열이 완료되면 이송 지그(31)는 다음의 공정으로 이송된다. 본 발명의 가열부는 도 9와 같은 고주파 가열 방식이 아닌 잘 알려진 히터 등의 다른 다양한 가열 방식을 적용할 수도 있다.

도 10은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치의 냉각부(5)를 구성하는 제1 냉각부(51)를 이송 지그(31)와 함께 나타낸 단면도이다. 제1 냉각부(51)는 내측으로 다수의 냉매 분사홀(512)이 형성된 냉각 하우징(511)을 포함한다. 냉각 하우징(511)의 안쪽 공간으로 이송 지그(31)가 위치한다. 냉각 하우징(511)의 내측에는 냉매 분사홀(512)이 형성되어 있다. 냉각 하우징(511)의 외부에서 공급되는 냉매는 냉매 유로(도시되지 않음)를 통해 이동하여 냉매 분사홀(512)에서 이송 지그(31)에 탑재된 부분 적층 코어(1100) 쪽으로 분사된다. 저온의 냉매가 분사되면 가열부에서 가열된 부분 적층 코어(1100)를 급속으로 냉각시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위를 정하고자 하는 것이 아님을 유의하여야 한다. 본 발명의 보호범위는 아래 첨부된 청구범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서 본 발명의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 성형부 2: 이송부
3: 후공정 라인 4: 가열부
5: 냉각부 6: 검사부
10: 성형 장치 11: 피어싱부
12: 블랭킹부 13: 적층부
14: 적층 컨베이어 15: 임시 적층부
20: 트랜스퍼 로봇 21: 로봇 암
22: 그리퍼 30: 지그 컨베이어
31: 이송 지그 40: 고주파 가열 장치
51~53: 제1~3 냉각부 100: 강판
111~115: 제1~5 피어싱 다이 121: 블랭킹 다이
130: 정렬 적층 장치 131: 적층 다이
132: 정렬 지그 133: 정렬 블레이드
134: 승강 유닛 151: 라쳇
152: 로드 153: 실린더
220: 그리퍼 플레이트 221: 가이드 홈
222: 그리퍼 가이드 223: 회전 부재
224: 회전 수단 311: 지그 플레이트
312: 지그 가이드핀 313: 가압 플레이트
401: 가열 블록 402: 가이드 포스트
511: 냉각 하우징 512: 냉매 분사홀
1000: 적층 코어 1010: 라미나 부재
1100: 부분 적층 코어 1110: 티스
1120: 슬롯

Claims

다수의 라미나 부재(1010)를 성형하고 적층 코어(1000)로 적층하기 위한 성형부(1);
상기 성형부(1)의 일측에 설치되어 상기 적층 코어(1000)를 이송하기 위한 트랜스퍼 로봇(20)을 포함하는 이송부(2);
상기 이송부(2)의 일측에 설치되어 상기 트랜스퍼 로봇(20)에 의해 이송된 상기 적층 코어(1000)가 탑재되는 이송 지그(31)를 포함하는 후공정 라인(3);
상기 후공정 라인(3) 상에 설치되고 상기 이송 지그(31)에 탑재된 상기 적층 코어(1000)를 가열하기 위한 가열부(4); 및
상기 가열부(4)의 일측에 설치되어 상기 가열부(4)에서 가열된 상기 적층 코어(1000)를 냉각시키기 위한 냉각부(5);
를 포함하고, 상기 성형부(1)는
연속적으로 공급되는 강판(100)을 상기 라미나 부재(1010)의 형상으로 성형하기 위한 피어싱부(11);
상기 피어싱부(11)에서 성형된 강판(100)를 블랭킹하여 상기 라미나 부재(1010)로 분리하는 블랭킹부(12); 및
상기 블랭킹부(12)의 하부에 설치되어 상기 블랭킹부(12)에서 블랭킹되어 자유낙하하는 상기 라미나 부재(1010)가 적층되는 적층부(13);
를 포함하며, 상기 적층부(13)는
승강 유닛(134)에 의하여 상하로 이동하는 적층 다이(131);
상기 적층 다이(131)의 상부로 돌출되어 형성된 원통 형상의 정렬 지그(132); 및
상기 정렬 지그(132)의 외주면에 방사상으로 돌출되고 상하 방향으로 연장되어 형성된 복수 개의 정렬 블레이드(133);
를 포함하되, 상기 적층부(13)의 하부에는 상기 적층 코어(1000)를 이송하기 위한 적층 컨베이어(14)가 설치되고,
상기 적층부(13)의 하부에는 다수의 상기 라미나 부재(1010)가 적층되어 형성된 적층 코어(1000)를 이송하기 위한 적층 컨베이어(14)가 설치되고,
상기 적층 컨베이어(14)는 2 열의 평행한 컨베이어로 이루어지며, 상기 2 열의 평행한 컨베이어의 사이에는 상기 적층 다이(131) 및 상기 정렬 지그(132)가 상하로 작동하는 빈 공간이 형성되며,
상기 라미나 부재(1010)가 상기 적층 코어(1000)의 높이로 적층되면, 상기 승강 유닛(134)은 상기 빈 공간을 통과하도록 하강하여 상기 정렬 지그(132)를 상기 적층 컨베이어(14)의 하부로 이동시키면서 상기 적층 코어(1000)는 상기 적층 컨베이어(14)에 놓이게 되도록 함으로써 상기 적층 다이(131) 및 상기 정렬 지그(132)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 적층 코어 제조 장치.
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제1항에 있어서, 상기 블랭킹부(12)의 하부 및 상기 적층부(13)의 상부에는 자유낙하하는 상기 라미나 부재(1010)가 임시로 적층되는 임시 적층부(15)가 설치되는 것을 특징으로 하는 적층 코어 제조 장치.
제5항에 있어서, 상기 임시 적층부(15)는
상기 블랭킹부(12)의 하부에 설치된 복수 개의 라쳇(151); 및
상기 라쳇(151)을 밀어주기 위해 실린더(153)에 의해 수평으로 작동하는 로드(152);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 코어 제조 장치.