KR102238553B1 - 적층코어 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 라미나 부재들을 복수 장씩 일체화해서 적층코어를 형성하는 적층코어 제조장치를 개시한다. 본 발명에 따른 적층코어 제조장치는: 소재를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재들을 성형하기 위한 블랭킹 펀치; 상기 블랭킹 펀치와 마주하는 블랭킹 다이; 그리고 상기 블랭킹 펀치와 블랭킹 다이에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재들을 동축상에 적층된 상태로 정렬시키고 하방으로 통과시키기 위해, 상기 블랭킹 다이의 하부에 구비되는 내경 가변형의 스퀴즈 링을 포함한다. 본 발명에 의하면, 라미나 부재의 사이즈(외경)에 맞춰서 스퀴즈 링의 내경이 변화될 수 있으므로, 외압력 조절을 위해 스퀴즈 링을 교체하거나 스퀴즈 링의 내경을 추가 가공하는 과정을 생략할 수 있으며, 그로 인해 적층코어 제조장치의 보수성이 향상되고 장치의 유지/보수에 따르는 비용이 절감될 수 있다.

Description

적층코어 제조장치{Apparatus For Manufacturing Laminated Core}

본 발명은 적층 구조의 철심(Core)을 제조하는 적층코어 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철심용 라미나 부재(박판; Laminar member)들을 동축상에 적층된 상태로 정렬시키기 위해 라미나 부재들의 이동을 가이드하는 내경 가변형의 스퀴즈 링을 포함하는 적층코어 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 적층코어(Laminated Core)는 복수 장의 얇은 판 즉 라미나 부재Laminar member)들을 일체화함으로써 제조되는 적층 구조의 코어를 의미하며, 예를 들면 금속 스트립(Strip)의 타발에 의해 얻어지는 복수 장의 라미나 부재들이 적층 구조로 일체화된 코어 구조물로서, 전자기적 특성의 향상을 위해 얇은 박판들 즉 라미나 부재들의 적층결합에 의해 제조된 코어를 지칭한다.

이러한 적층코어는 모터 등의 회전기기나 변압기 또는 점화시스템용 철심 등과 같은 다양한 장치의 코어(Core)로 사용되고 있으며, 이를 제조하는 다양한 방법이 알려져 있다.

대표적인 방법으로, 프로그레시브(progressive) 금형장치를 이용해서 소정 형상의 라미나 부재들을 연속적으로 성형 및 적층하고, 적층된 라미나 부재들을 복수 장씩 층간결합시키면, 적층 구조의 코어 즉 상술한 적층코어가 제조될 수 있다.

상기 라미나 부재를 적층/일체화하는 방법으로는, 인터록 탭을 이용한 탭 고정법과, 용접 예를 들어 레이저 용접을 이용한 웰딩 고정법과, 리벳 고정법 등이 알려져 있다.

상기 탭 고정법의 예는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0067426호와 제10-2008-0067428호 등의 특허문헌에 개시되어 있는데, 철손(Iron Loss) 문제가 있으며, 소재 즉 강판이 박판화되면서 인터록 탭 형성을 위한 엠보싱(Embossing) 가공에 한계가 있다.

근래에는, 라미나 부재들의 층간 결합을 접착방식(본딩 방식)으로 구현하는 기술(접착 고정법)이 개발/사용되고 있다. 예를 들면, 적층코어를 제조하는 장치(금형)에 공급되는 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하고 상기 금속 스트립을 타발해서 적층코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1566491호와 일본 공개특허 특개평5-304037호 및 일본 공개특허 특개2009-297758호 등의 특허 문헌에 개시되어 있다.

그리고, 접착제가 코팅되어 있는 상태의 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 상술한 적층코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1659238호와 일본 공개특허 특개2001-291627호와 일본 공개특허 특개2004-023829호 등의 특허문헌에 개시되어 있다.

상술한 접착 고정법에 의하면, 상기 라미나 부재들이 적층 유닛(Laminating unit)의 내부 공간(적층홀)을 적층된 상태로 통과하면서, 라미나 부재들의 계면(경계면) 접착에 의해 복수 장씩 일체화될 수 있다.

상술한 라미나 부재의 층간 결합을 통해 적층 코어를 제조하는 장치, 즉 적층코어 제조장치는, 상기 라미나 부재들의 정렬/적층 및 이동 가이드를 위한 스퀴즈 링(Squeeze Ring; 일본 공개특허 특개2009-297758호의 스퀴즈 링)을 포함하며, 본 명세서에 기재된 선행기술문헌에도 스퀴즈 링이 개시되어 있다.

상기 스퀴즈 링은 소재의 블랭킹을 수행하는 다이(블랭킹 다이)의 하부에 설치됨으로써, 일정 사이즈(Size)의 라미나 부재를 억지끼움 상태로 통과시키며, 접착 고정법을 통해 적층코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조장치에서는 고주파 유도 가열장치 등과 같은 히터가 상기 스퀴즈 부재와 함께 금형 내에 구비된다.

상기 스퀴즈 링은 라미나 부재들의 적층 및 결합이 이루어지는 적층 배럴의 전 구간에서 라미나 부재들의 이동을 가이드할 수도 있고, 일부 구간 예를 들면 블랭킹 다이와 히터 사이의 구간에서 라미나 부재들의 이동을 가이드할 수도 있으며, 탭 고정법과 접착 고정법 등 적층 구조의 코어를 제조하는 장치에 모두 적용 가능한 구성품이다.

상술한 바와 같이, 상기 스퀴즈 링은 일정 사이즈 보다 구체적으로는 일정한 외경의 라미나 부재를 억지끼움 상태로 통과시키기 때문에, 라미나 부재의 외경보다 조금 더 작은 치수의 내경을 가지며, 상기 스퀴즈 링의 사이즈가 결정된 후에는 라미나 부재의 외주를 가압하는 힘(외압력)을 조절하기 어렵기 때문에, 라미나 부재에 대한 외압력이 부적당한 경우 스퀴즈 링의 내주면이 추가로 가공되거나 새로운 스퀴즈 링으로 교체된다.

등록특허공보 제10-2005635호, 접착제 코팅 방식의 접착식 적층 코어 제조 장치, 2019년 7월 24일 등록 등록특허공보 제10-1659238호, 코어 자동 분리형 접착식 적층 코어 제조장치, 2016년 9월 13일 등록 등록특허공보 제10-1236929호, 기울어짐이 방지되는 로테이션 다이 유니트 및 이를 구비하는 적층코아 제조장치, 2013년 2월 19일 등록 등록특허공보 제10-1729289호, 접착식 적층 코어 제조장치, 2017년 4월 18일 등록 등록특허공보 제10-0762744호, 적층 코아 제조 장치, 2007년 9월 21일 등록

본 발명은 적층코어 제조용 라미나 부재들을 동축상에 적층된 상태로 정렬시키고 상기 라미나 부재들의 이동을 가이드(Guide)하는 내경 가변형의 스퀴즈 링(Squeeze Ring)을 포함하는 적층코어 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 형태는, 라미나 부재들을 복수 장씩 일체화해서 적층코어를 형성하는 적층코어 제조장치로서: 소재를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재들을 성형하기 위한 블랭킹 펀치; 상기 블랭킹 펀치와 마주하는 블랭킹 다이; 그리고 상기 블랭킹 펀치와 블랭킹 다이에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재들을 동축상에 적층된 상태로 정렬시키고 하방으로 통과시키기 위해, 상기 블랭킹 다이의 하부에 구비되는 내경 가변형의 스퀴즈 링을 포함하는 적층코어 제조장치를 제공한다.

상기 스퀴즈 링은: 상기 라미나 부재들의 외주를 가압해서 상기 라미나 부재들을 하방으로 통과시키기 위해, 상기 블랭킹 다이의 하측에 구비되며 상기 스퀴즈 링의 내주면을 형성하는 스퀴즈 부재와; 상기 스퀴즈 부재를 둘러싸며, 상기 스퀴즈 링의 내경 가변을 위해 상기 스퀴즈 부재의 외측에 구비되는 스퀴즈 실린더를 포함할 수 있다.

상기 스퀴즈 실린더의 상하방향 위치 변동에 의해 상기 스퀴즈 링의 내경이 가변되도록, 상기 스퀴즈 실린더와 상기 스퀴즈 부재의 접촉 계면은 경사진 것을 특징으로 한다.

상기 적층코어 제조장치는; 상기 스퀴즈 실린더에 연결되며, 상기 스퀴즈 실린더의 상하방향 위치 설정을 위해 상기 스퀴즈 실린더를 상하 방향으로 지지하는 실린더 서포터를 더 포함할 수 있다.

상기 실린더 서포터는; 상기 스퀴즈 실린더에 탄성력을 가하도록 탄성을 갖는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

상기 스퀴즈 부재의 반경 방향 이동이 가능하도록, 상기 스퀴즈 부재는 분할되어서 상기 스퀴즈 실린더의 내부에 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 외주 가압편들을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 적층코어 제조장치에 의하면 다음과 같은 이점을 갖는다.

첫째, 본 발명에 의하면, 라미나 부재의 사이즈(외경)에 맞춰서 스퀴즈 링의 내경이 변화될 수 있으므로, 외압력 조절을 위해 스퀴즈 링을 교체하거나 스퀴즈 링의 내경을 추가 가공하는 과정을 생략할 수 있으며, 그로 인해 적층코어 제조장치의 보수성이 향상되고 장치의 유지/보수에 따르는 비용이 절감될 수 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 스퀴즈 링의 내경을 형성하는 스퀴즈 부재가 스퀴즈 실린더에 의해 지지되고, 상기 스퀴즈 부재를 둘러싸는 스퀴즈 실린더의 위치 변동에 의해 스퀴즈 링의 내경이 쉽게 조절될 수 있으며, 스퀴즈 실린더를 지지하는 탄성 부재의 교체를 통해 라미나 부재에 가해지는 외압력이 용이하게 조절될 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 블랭킹에 의해 형성되는 라미나 부재들의 미세한 외경 편차에 대응해서 스퀴즈 링의 내경이 가변될 수 있으며, 스퀴즈 실린더의 교체를 통해서도 스퀴즈 링의 내경 변화가 구현될 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 적층코어 제조장치의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1에 도시된 장치에 의한 적층코어 제조 방식을 예시한 도면;
도 3은 본 발명에 따른 적층코어 제조장치에 적용 가능한 스퀴즈 링의 실시 예를 예시한 단면도;
도 4는 도 3에 도시된 스퀴즈 링을 구성하는 스퀴즈 부재의 일 실시 예를 나타낸 평면도;
도 5는 도 3에 도시된 스퀴즈 링을 구성하는 스퀴즈 실린더의 일 실시 예를 나타낸 평면도; 그리고
도 6은 도 3에 도시된 스퀴즈 링의 작용을 예시한 평면도;이다.

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

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재하는 연결 관계 즉 간접적으로 연결되는 관계도 포함한다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 즉 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층코어 제조장치가 구체적으로 설명된다. 첨부된 도면들 중, 도 1은 본 발명에 따른 적층코어 제조장치의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 장치에 의한 적층코어 제조 방식을 예시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 적층코어 제조장치에 적용 가능한 스퀴즈 링의 실시 예를 예시한 단면도이다. 그리고 도 4는 도 3에 도시된 스퀴즈 링을 구성하는 스퀴즈 부재의 일 실시 예를 나타낸 평면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 스퀴즈 링을 구성하는 스퀴즈 실린더의 일 실시 예를 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 3에 도시된 스퀴즈 링의 작용을 예시한 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 라미나 부재들을 복수 장씩 일체화해서 적층코어를 형성하는 장치로서, 소재(S) 즉 금속 스트립(Metal Strip)를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재(L)들을 성형하기 위한 블랭킹 펀치(110)와, 상기 블랭킹 펀치와 마주하는 블랭킹 다이(120)와, 상기 블랭킹 다이(120)의 하부에 구비되는 스퀴즈 링(210; Squeeze Ring)을 포함한다.

상기 스퀴즈 링(210)은, 상기 블랭킹 펀치와 블랭킹 다이에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재들을 동축상에 적층된 상태로 정렬시키고 하방으로 통과시키는 구성으로서, 상기 라미나 부재들의 이동을 가이드(Guide)한다. 상기 스퀴즈 링(210)의 기능은 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 '통상의 기술자'라 함)에게 공지된 기술이므로 그에 대한 부가적인 설명은 생략된다.

그리고, 본 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는 접착 고정법 즉 본딩방식으로 적층코어를 제조하는 장치 특히 프로그레시브 금형 타입의 접착식 적층코어 제조장치로 구현된 예이나, 본 발명을 위한 스퀴즈 링(210)의 적용 대상이 본딩방식의 적층코어 제조장치(접착식 적층코어 제조장치)에 한정되는 것은 아니며, 다른 방식의 적층코어 제조장치 예를 들면 탭 고정법에 의한 적층코어 제조장치 등 다른 적층코어 제조장치에도 적용 가능하므로, 본 발명의 범위가 본 실시 예에 한정되는 것이 아님은 당연하다.

도 1 및 도 2에 도시된 예처럼, 상기 스퀴즈 링(210)은 상기 블랭킹 다이(120)의 하측에 구비되며 프로그레시브 금형장치에 적용될 수 있다. 상기 블랭킹 펀치(110)와 다이(120)는 상기 라미나 부재(L)들의 제조를 위해 상기 소재(S)를 블랭킹하는 장치로서, 소재 예를 들면 전기 강판 등과 같은 금속 스트립을 타발해서 라미나 부재(L)들을 순차적으로 형성하며, 소재의 타발(블랭킹)과 동시에 형성되는 라미나 부재(L)를 상기 스퀴즈 링(210)의 내부 즉 스퀴즈 홀(210a)에 밀어 넣는다.

따라서, 본 실시 예에 의하면, 상기 금속 스트립(S)이 블랭킹될 때마다, 상기 스퀴즈 링(210) 내부의 라미나 부재(L)들이 아래로 밀려서 금속 스트립(S)의 두께만큼 1피치씩 이동하게 된다.

상기 스퀴즈 링(210)은 라미나 부재(L)들의 적층과 정렬 및 적층코어의 형성/배출을 구현하는 적층 유닛(200)의 구성품으로서, 상기 스퀴즈 링(210)에는 상하 방향으로 스퀴즈 홀이 관통 형성되고, 상기 스퀴즈 링(210)을 포함하는 적층 유닛(200)의 아래측에는 상기 적층 유닛(200)에서 배출되는 적층코어(C)의 저면을 받치는 배압유닛(300)이 구비될 수 있다.

본 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 상기 스퀴즈 링(210)의 상측에서 투입되는 라미나 부재들을 적층상태로 통과시키면서 적층코어(C)를 형성한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 적층 유닛(200)은, 상기 적층 유닛(200)을 위에서 아래로 통과하는 상기 라미나 부재(L)들을 접착방식으로 복수장씩 일체화해서 적층코어(C)들을 연속해서 아래로 배출한다.

상기 배압유닛(300)은, 상기 적층 유닛(200)에서 배출되는 상기 적층코어(C)들을 순차적으로 받치도록, 상기 적층 유닛(200)의 하측에 상하방향으로 진퇴 가능하게 구비된다. 상기 배압유닛(300)은 상기 적층 유닛(200)의 하단(출구)를 향해 상방으로 진출해서 상기 적층 유닛(200)에서 배출되는 적층코어(C)의 저면을 지지하며, 상기 적층코어(C)를 받친 상태로 하강한다. 그리고, 하나의 적층코어가 상기 배압유닛에서 취출 완료된 후에는 다시 상승해서 다음 적층코어의 저면을 받친다. 상기 배압유닛의 기능 그 자체와 적층코어의 취출 메카니즘은 공지된 기술이므로 그에 대한 부가적인 설명은 생략된다.

본 실시 예의 적층 유닛(200)은, 상술한 바와 같이 라미나 부재(L)들을 통과시키면서 적층코어(C)를 형성하며, 상기 적층코어를 형성하기 위해 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화한다. 상기 라미나 부재(L)는 프로그레시브 금형장치에서 상술한 예와 같이 블랭킹(Blanking)에 의해 형성될 수 있다.

상기 스퀴즈 링(210)을 포함한 적층 유닛(200)은 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 적층 및 일체화를 위한 내부 공간을 가지며, 상기 적층 유닛(200)의 내부에 순차적으로 연속 공급되는 라미나 부재(L)들이 정렬된 상태로 적층되고, 복수 장씩 일체화되어서 적층 구조의 코어를 형성한다.

본 실시 예는 상술한 바와 같이 접착식으로 적층코어를 제조하는 장치로서, 본 실시 예에서의 적층 유닛(200)은, 열에 의한 접착제의 경화를 진행하는 히터(220)와, 상기 적층코어(C)의 낙하를 방지하기 위한 핀치 기구(230; Pincher)를 더 포함한다.

그리고 상기 스퀴즈 링(210)은, 블랭킹에 의해 제조되는 상기 라미나 부재(L)들이 억지 끼움된 상태(압입 상태)로 통과하도록 상하 방향으로 관통된 구조이다. 본 실시 예에서 상기 스퀴즈 링(210)은, 상기 적층 유닛(200)의 상부 구간에 상기 라미나 부재(L)들의 동축상 정렬 및 적층을 유도하며, 상기 라미나 부재(L)들의 하향 이동을 가이드하는 중공형 구조이다.

상기 핀치 기구(230)는, 상기 적층 유닛(200)의 하부 구간에서 상기 적층코어(C)를 통과시키는 구성으로서, 상기 스퀴즈 링(210)의 하측에 구비된다. 예를 들면, 상기 적층코어(C)의 둘레를 가압하도록 탄력적으로 확장 가능하며 복원력을 갖는 통형(Tubular Shape)의 기구 또는 스프링에 의한 탄성력을 이용해서 적층코어의 외주를 가압하는 기구 등이 상기 핀치 기구로 적용될 수 있다.

상기 스퀴즈 링(210)과 상기 핀치 기구(230)의 사이에는 상기 라미나 부재(L)들을 안내하는 외부 가이드(240)가 구비될 수도 있다. 본 실시 예에서는, 상기 히터(220)가 상기 스퀴즈 링(210)과 핀치 기구(230)의 사이 영역에 구비되며, 상기 외부 가이드(240)는 상기 히터(220)의 내부에 구비된다.

그리고 상기 히터(220)의 내부를 통과하는 라미나 부재(L)는 상기 히터(220)에 의해 가열된다. 예를 들면, 상기 히터(220)로는 고주파 유도 가열 장치가 적용될 수 있으나 상기 히터의 종류가 이에 한정되지 않음은 당연하다. 상기 외부 가이드(240)는, 고주파 유도 가열에 의한 영향을 받지 않도록 비전도성 재질로 제조될 수 있다. 물론, 상기 스퀴즈 링(210)이 상기 히터(220)의 내부까지 더 길게 하향 연장되고, 상기 히터(220)가 상기 스퀴즈 링(210)의 외부에 설치되는 구조가 될 수도 있으므로 상기 적층 유닛의 구조는 다양하게 변경될 수 있다.

상기 핀치 기구(230)는, 상기 히터(220)의 아래측 영역에서 상기 적층코어(C)의 이동 통로를 형성하며, 상기 라미나 부재(L)들 보다 구체적으로 소정 매수씩 라미나 부재(L)들의 층간 결합에 의해 형성되는 적층코어(C)의 둘레를 가압해서 상기 적층코어를 소정의 힘으로 잡는 기구 즉 측압을 가하는 기구이다. 따라서, 상기 핀치 기구(230)는, 상기 적층 유닛(200)에서 배출되는 적층코어가 상기 배압유닛(300)에 의해 받쳐지기 이전에 밑으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 블랭킹 펀치(110)는, 승강 가능한 상형(10)이 구비된다. 그리고, 상기 상형(10)의 하측에는 하형(20)이 구비되며, 상기 하형(20)에는 상기 블랭킹 다이(120)와 스퀴즈 링(210)을 포함한 적층 유닛(200)이 설치된다. 그리고 상기 블랭킹 다이(120)는 상기 스퀴즈 링(210)의 상측에 동축상으로 적층된다.

본 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 상술한 바와 같이, 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화해서 상술한 적층코어(C)를 형성하기 위해, 상기 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제를 가열/경화시킨다. 보다 구체적으로, 상기 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제는 상술한 적층 유닛(200) 특히 상기 히터(220)에 의해 경화되면서 소정 매수의 라미나 부재들을 일체화한다.

상기 적층코어 제조장치의 상형(10)과 하형(20) 사이를 통과하는 소재(S)에 층간 접착을 위한 접착제가 접착제 도포기에 의해 도포될 수도 있고, 도 2에 도시된 예처럼 이미 접착제가 코팅되어 있는 소재 즉 접착제 코팅층(S1, S2)을 갖는 소재(S)가 상형(10)과 하형(20) 사이로 공급될 수도 있다. 소재 즉 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하고 상기 금속 스트립을 타발해서 접착식 적층코어를 제조하는 기술과, 이미 접착제가 코팅되어 있는 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 접착식 적층코어를 제조하는 기술은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으므로 그에 부가적인 설명은 생략된다.

상기 하형(20)에는 상기 적층 유닛(200)의 냉각 및 그 주변의 냉각을 위한 냉각 시스템이 적용될 수 있으며, 상기 적층 유닛(200)을 형성하는 구성요소들의 사이에는 열전도를 차단하기 위한 단열 부재 예를 들면 베릴륨동 재질 등의 열 차단재가 적용될 수도 있다.

그리고 상기 상형(10)에는 라미나 부재(L)에 소정의 슬롯이나 홀(예를 들면 상술한 라미나 부재의 중심홀) 등을 형성하기 위한 적어도 하나의 펀치(11)가 더 구비될 수 있으며, 상기 하형(20)의 상측면에는 상술한 펀치(11)와 마주하는 다이 홀(21)이 구비될 수 있다. 물론, 탭 고정법으로 적층코어를 제조하는 장치에는 인터록 탭(엠보싱 돌기) 성형을 위한 탭 펀치가 적용되며, 적층코어 제조용 프로그레시브 금형장치에서 라미나 부재의 형상 가공을 위해 상형과 하형에 구비되는 성형장치의 예는 다양하게 공지되어 있으므로 부가적인 설명은 생략된다.

도 2에서, 상기 적층 유닛(200)의 내부에 상하로 적층된 라미나 부재(L)들은 실선을 기준으로 분리되며, 점선으로 표시된 경계면은 층간 접착이 이루어지는 부분(접착 계면)을 예시한 것이다.

그리고 상기 적층 유닛(200)는, 상술한 인덱스 회전 적층을 위해 상기 라미나 부재들을 소정각도씩 회전시킬 수도 있다. 예를 들면, 상기 스퀴즈 링(210)와 핀치 기구(230)가 동시에 동일 각속도로 회전할 수 있다.

상기 스퀴즈 링(210)은 제자리 회전 가능한 중공형의 회전 다이(250) 내부에 고정되며, 상기 회전 다이(250)와 일체로 회전한다. 본 실시 예에서는 상기 블랭킹 다이(120) 역시 상기 회전 다이(250)에 구비되어서 상기 스퀴즈 링(210)과 함께 회전할 수 있다. 그리고 상기 핀치 기구(230) 역시 제자리에서 상기 스퀴즈 링(210)과 동일 각도로 동시에 회전한다.

상기 스퀴즈 링(210)와 상기 핀치 기구(230)는 회전 구동기에 의해 회전하며, 예를 들면 기어 전동 메카니즘에 의해 회전할 수 있다. 기어 전동을 위하여, 상기 회전 다이(250)와 핀치 기구(230)는 모터에 의해 회전하는 기어(도시되지 않음)에 연결되어 회전력을 전달 받을 수 있다. 물론, 상기 스퀴즈 링(210)과 핀치 기구(230)의 회전 메카니즘은 기어 전동 방식에 한정되지 않으며, 예를 들면 벨트(Belt) 전동 방식 등 다양하게 변경될 수 있다. 상기 회전 다이(250)와 핀치 기구(230)는 베어링에 의해 상기 하형에 회전 가능하게 설치된다.

다른 예로서, 상기 히터(220)와 스퀴즈 링(210)와 핀치 기구(230)가 모두 회전 다이의 내부에 설치되어서 동시에 회전할 수도 있다. 상기 라미나 부재들을 일정 각도 단위로 회전시키면서 라미나 부재의 적층을 구현하는 인덱스 회전 기술은 통상의 기술자에게 공지된 것이므로 부가적인 설명은 생략된다. 그리고 탭 고정법에 의한 적층코어 제조장치에서는, 상술한 히터가 생략되며 적층 유닛의 구조가 변경될 수 있음은 당연하다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 스퀴즈 링(210)은 내경 가변형의 구성이다. 본 발명에 따른 적층코어 제조장치에 적용 가능한 내경 가변형 스퀴즈 링의 일 실시 예를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 스퀴즈 링(210)은, 상기 스퀴즈 링(210)의 내주면을 형성하는 스퀴즈 부재(211)와, 상기 스퀴즈 부재(211)를 둘러싸는 스퀴즈 실린더(212)를 포함한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 스퀴즈 부재(211)는 상기 블랭킹 다이(120)의 하측에 구비되어서 상기 라미나 부재(L)들의 외주를 가압하며, 상기 라미나 부재(L)들을 하방 이동(통과)을 가이드한다. 즉, 상기 스퀴즈 부재(211)는 상기 라미나 부재(L)들의 외주에 접촉되어서 외압을 가한다.

그리고 상기 스퀴즈 실린더(212)는, 상기 스퀴즈 링(210)의 내경(스퀴즈 홀의 내경) 가변을 위해 상기 스퀴즈 부재(211)의 외측에 구비되며, 상기 스퀴즈 부재(211)의 외측면을 지지함으로써, 상기 스퀴즈 실린더의 위치가 고정되면 상기 스퀴즈 부재(211)의 확장 즉 스퀴즈 링(210)의 내경 확장이 저지된다.

그러므로, 본 실시 예에서 상기 스퀴즈 부재(211)는 상술한 스퀴즈 홀을 형성하며, 상기 스퀴즈 링(210)의 내경은 상기 스퀴즈 부재(211)의 내경과 동일한 개념으로 이해될 수 있다.

본 실시 예에서는, 상기 스퀴즈 실린더(212)의 상하방향 위치 변동에 의해 상기 스퀴즈 링(210)의 내경이 가변되며, 상기 스퀴즈 실린더(212)와 상기 스퀴즈 부재(211)의 접촉 계면(20a; 경계면)이 경사면(Tapered Surface)을 이룬다.

예를 들면, 상기 스퀴즈 실린더(212)는 아래로 갈수록 내경이 커지는 구조 즉 내주면이 경사진 중공형으로 이루어지고, 상기 스퀴즈 부재(211)의 외측면은 상기 스퀴즈 실린더(212)의 내주면과 동일한 각도로 경사진 형상을 가질 수 있다.

따라서, 상기 스퀴즈 실린더(212)의 상하 위치에 따라 상기 스퀴즈 부재(211)의 위치가 상기 스퀴즈 링의 반경 방향으로 변동되며, 결과적으로 상기 스퀴즈 링(210)의 내경이 달라질 수 있다. 상기 스퀴즈 부재(211)와 스퀴즈 실린더(212)가 상술한 예처럼 구성되면, 상기 스퀴즈 실린더(212)가 상한(Upper Limit)의 위치에 있을 때 상기 스퀴즈 링(210)의 내경이 가장 크고, 상기 스퀴즈 실린더(212)가 하한(Lower Limit)의 위치에 있을 때에는 상기 스퀴즈 링(210)의 내경이 최소가 된다.

물론, 상기 스퀴즈 실린더(212)의 내경 경사각이 상술한 예와 반대인 경우에는, 상기 스퀴즈 실린더(212)가 상한의 위치에 있을 때 상기 스퀴즈 링의 내경이 최소가 되고, 상기 스퀴즈 실린더(212)가 하한의 위치에 있을 때에는 상기 스퀴즈 링(210)의 내경이 최대가 된다.

상기 스퀴즈 실린더(212)에는 상기 스퀴즈 실린더(212)를 상하 방향으로 지지하는 실린더 서포터(213)가 연결될 수 있으며, 상기 실린더 서포터(213)는 상기 스퀴즈 실린더(212)의 상하방향 위치 설정을 위해 상기 스퀴즈 실린더(212)를 지지한다.

상기 실린더 서포터(213)는, 상기 스퀴즈 실린더(212)에 소정의 탄성력을 가하도록 탄성을 갖는 탄성 부재, 예를 들면 코일 스프링 등과 같은 탄성 부재를 포함할 수 있으며, 상기 스퀴즈 실린더의 상단과 하단 중 적어도 일측에 설치될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 실린더 서포터(213)는 상기 스퀴즈 실린더(212)의 상단에 연결되어서 상기 스퀴즈 실린더(230)를 탄성 지지하며, 상기 실린더 서포터(213)의 탄성 계수에 따라 상기 스퀴즈 실린더(212)의 상하 위치가 다르게 설정될 수 있으며, 상기 라미나 부재(L)의 외경 변화에 대응해서 상기 스퀴즈 부재(211)가 형성하는 스퀴즈 홀의 내경이 미세하게 조절될 수 있다.

상기 스퀴즈 링(210)의 일 예를 보다 구체적으로 설명하면, 도 4에 도시된 예처럼, 상기 스퀴즈 부재(211)는 반경 방향 이동이 가능하도록, 복수의 세그먼트(Segment)로 분할되어서 상기 스퀴즈 실린더(212)의 내부에 둘레 방향을 따라 분할 배치된다.

다시 말해서, 상기 스퀴즈 부재(211)는 상기 스퀴즈 실린더(212)의 내부에 원주 방향으로 배열되는 복수의 외주 가압편(211a)들을 포함할 수 있다. 상기 외주 가압편(211a)들 사이는 분할되어서 상기 외주 가압편(211a)들의 반경 방향 움직임을 보장하는 틈새(211b)가 형성되며, 상기 스퀴즈 부재(211)가 확장되면 상기 틈새(211b)가 벌어지고 상기 스퀴즈 부재(211)가 축소되면 상기 틈새(211b)가 좁아지게 된다. 그리고 상기 외주 가압편(211a)의 외측면은 상기 스퀴즈 실린더(212)의 내주 경사면(212a)에 면접촉되는 경사면(211c)을 갖는다. 상기 스퀴즈 부재(211)는 자력(Magnetic force)에 의해 상기 스퀴즈 실린더에 부착될 수도 있다.

본 실시 예에서, 탄성을 갖는 상기 실린더 서포터(213)는 상기 스퀴즈 실린더(212)의 상단부에 연결되고, 상기 스퀴즈 부재(211)의 테두리 즉 외주(Outer Circumference)는 하방으로 갈수록 둘레가 확장되는 경사면(211c; 외주 경사면)를 가지며, 상기 스퀴즈 부재(211)가 원주 방향으로 동일한 각도로 분할되어서 동일한 크기의 외주 가압편(211a)들을 형성한다.

본 실시 예처럼, 상기 실린더 서포터(213)가 상기 스퀴즈 실린더(212)의 상단에 연결되어서 상기 스퀴즈 실린더(212)를 하방으로 탄성 가압하는 경우, 하당으로 갈수로 내경이 커지는 상기 스퀴즈 실린더(212)의 경사진 내주면(212a; Tapered Inner Circumference)을 따르는 상기 스퀴즈 부재의 상대 운동에 의해, 상기 스퀴즈 부재(211)가 내측으로 밀려서 스퀴즈 링(210)의 내경을 축소하고, 그 결과 상기 라미나 부재(L)에 대한 외압력이 증가하게 된다.

그리고 상기 라미나 부재(L)들이 상기 스퀴즈 부재(211)의 내부 공간 즉 스퀴즈 홀을 지나가면서, 작용-반작용에 의해 상기 외주 가압편(211a)들이 상기 라미나 부재(L)들에 의해 외측으로 가압되면, 상기 스퀴즈 실린더(212)가 압력을 받아서 힘의 평형 상태에 이를 때까지 소정높이 상승한다.

상기 라미나 부재(L)들이 상기 스퀴즈 부재(211)의 내부를 지날 때 상기 스퀴즈 부재(211)를 가압하는 힘에 의해 상기 스퀴즈 실린더(212)가 위로 밀리는 양보다, 상기 실린더 서포터(213)가 상기 스퀴즈 실린더(212)를 아래로 가압하는 양을 소정 범위 내에서 크게 설계함으로써, 상기 라미나 부재(L)들에 가해지는 외압력이 지속적으로 적정 수준에서 관리될 수 있다.

다른 방식으로 표현하면, 상기 실린더 서포터(213)의 교체에 의해 상기 실린더 서포터(213)의 탄성 계수가 달라지면 상기 라미나 부재(L)에 가해지는 외압력이 변경될 수 있으며, 상기 스퀴즈 링을 교체하거나 수정가공하지 않더라도 라미나 부재의 외경 변화에도 소정의 범위에서 대응할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예들을 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예들 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 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.

110: 블랭킹 펀치 120: 블랭킹 다이
200: 적층 유닛 210: 스퀴즈 링
211: 스퀴즈 부재 211a: 외주 가압편
212: 스퀴즈 실린더 212a: 내주 경사면
213: 실린더 서포터 220: 히터
230: 핀치 기구 300: 배압유닛

Claims (6)

1. 라미나 부재들을 복수 장씩 일체화해서 적층코어를 형성하는 적층코어 제조장치로서:
   소재를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재들을 성형하기 위한 블랭킹 펀치;
   상기 블랭킹 펀치와 마주하는 블랭킹 다이; 그리고
   상기 블랭킹 펀치와 블랭킹 다이에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재들을 동축상에 적층된 상태로 정렬시키고 하방으로 통과시키기 위해, 상기 블랭킹 다이의 하부에 구비되는 내경 가변형의 스퀴즈 링을 포함하며:
   상기 스퀴즈 링은;
   상기 라미나 부재들의 외주를 가압해서 상기 라미나 부재들을 하방으로 통과시키기 위해, 상기 블랭킹 다이의 하측에 구비되며 상기 스퀴즈 링의 내주면을 형성하는 스퀴즈 부재; 및
   상기 스퀴즈 부재를 둘러싸며, 상기 스퀴즈 링의 내경 가변을 위해 상기 스퀴즈 부재의 외측에 구비되는 스퀴즈 실린더를 포함하고:
   상기 스퀴즈 실린더의 상하방향 위치 변동에 의해 상기 스퀴즈 링의 내경이 가변되도록, 상기 스퀴즈 실린더와 상기 스퀴즈 부재의 접촉 계면은 경사진 것을 특징으로 하는 적층코어 제조장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 스퀴즈 실린더에 연결되며, 상기 스퀴즈 실린더의 상하방향 위치 설정을 위해 상기 스퀴즈 실린더를 상하 방향으로 지지하는 실린더 서포터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층코어 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 실린더 서포터는; 상기 스퀴즈 실린더에 탄성력을 가하도록 탄성을 갖는 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층코어 제조장치.
6. 제1항과 제4항과 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스퀴즈 부재의 반경 방향 이동이 가능하도록, 상기 스퀴즈 부재는 분할되어서 상기 스퀴즈 실린더의 내부에 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 외주 가압편들을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층코어 제조장치.

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