KR102459474B1 - 평각코일을 포함하는 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법 - Google Patents

평각코일을 포함하는 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법이 개시된다. 본 제조 방법은, 자성분말에 2차에 걸쳐 절연막을 형성하는 단계, 평각코일을 다이(Die) 내부에 공급하는 단계, 다이 외부에 배치된 지그를 통해 평각코일의 양끝단을 잡아, 다이 내부에 평각코일을 고정시키는 단계, 절연막이 형성된 자성분말을 다이 내부에 충진하는 단계, 평각코일이 고정된 상태에서, 다이의 상하에 각각 구비된 펀치를 통해 서보 양압프레스 방식 또는 서보유압 양압프레스 방식으로 양쪽에서 압력을 가하는 단계를 포함한다.

Description

평각코일을 포함하는 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법 { MANUFACTURING METHOD OF MAGNETIC POWDER INTEGRATED INDUCTOR INCLUDING FLAT WIRE COIL }
본 개시는 평각코일을 이용하여 자성분말 일체형 인덕터를 제조하는 제조 방법에 관한 것이다.
자성분말 코일 일체형 인덕터는 여러가지 용도의 DC-DC컨버터의 쵸크로 사용되는 핵심부품으로, 최근에는 차량용 DC-DC컨버터 용도로 사용량이 증가하고 있다. 차량용으로의 사용량이 증가하는 이유는 기존의 Ferrite Core 조립형 인덕터는 차량의 진동에 취약하여 신뢰성이 저하되는 문제 및 EMI 문제가 있기 때문이다.
또한, 원형코일을 이용한 일체형 인덕터는 성형 시 원형코일의 찍힘, 원형코일과 단자와의 용접부의 강도저하, 상펀치의 일방 가압 및 다이플로팅 방식으로 인하여 인덕터 측면이 상하 동작으로 인한 절연파괴의 문제점을 갖고 있어 장기적으로 차량용으로 적용하는데 문제점을 갖고 있다.
전기자동차에는 되도록 높은 전압 및 전류로 구동가능한 인덕터가 필요하며, 고주파화 추세로 주파수특성이 좋은 자성분말을 고밀도로 평각코일과 일체형으로 제작되어 기계적 강도가 높으며 DCR 특성 및 EMI 특성이 우수한 인덕터 수요의 요구가 증대되고 있다.
기존의 자성분말 일체형 인덕터는 주로 원형선을 사용하며, 원형선을 자성분말 내부에 포함하는 일체형 인덕터는 코일간의 공극 발생으로 DCR증가, EMI 문제발생 및 성형 시 코일의 찍힘 문제로 인한 신뢰성 저하 발생 등의 문제점을 가지고 있다.
반면에 평각코일(: 단면이 사각형(ex. 납작한 직사각형)인 도선이 감겨 형성된 코일)을 내부코일로 적용하면 코일 적층 간의 단면적을 100%로 사용 가능하며 균일한 전계장을 갖게 되어 기생 캐퍼시턴스를 최소화하여 EMI 발생을 최소화할 수 있다.
다만, 원형코일(: 단면이 원형인 도선이 감겨 형성된 코일)은 2중, 4중으로 권선하여 권선의 시작부와 끝부분이 동일한 높이에서 권선이 가능하게 되어 평평한 연속단자에 용접하여 연속으로 성형이 가능하지만, 평각코일은 1중 권선으로 시작부와 끝부분이 상하로 다르게 위치하여 연속단자에 용접하여 연속생산이 불가하다.
관련하여, 종래의 발명은 평각코일을 케이스에 넣고 자성분말을 94%~98%로 하는 몰딩액을 채워넣고 경화시키는 방식(등록특허 10-1827823, 고효율 DC-DC 컨버터용 코일매립형인덕터의 제조방법 및 등록특허 10-1808176 연자성몰딩액을 이용한 코일매립형인덕터의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 코일매립형인덕터 참조)을 이용하였으나, 이 방식은 유기 비히클의 증가로 인하여 자성분말 충진율이 저하되어 전류특성 저하 및 손실의 증가 문제가 있을 수 있으며, 몰딩액 준비 단계 및 건조 공정의 복잡성, 충진공정의 속도저하, 장시간의 경화시간 소요 등의 문제점을 갖고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 금속분말 코어를 별도로 성형하여 코일과 조립하는 방식으로 인덕터를 제조하는 방식도 고안되었으나, 해당 방식은 조립공정이 복잡하고, 일체형이 아니라는 점에서 진동에 약하고, EMI 발생에 취약하다.
본 개시는 평각코일을 일자형 매거진에 차곡차곡 쌓은 뒤 집게형 지그로 하나씩 잡아 금형 다이 안에 위치하게 하고, 서보 프레스 방식 또는 서보유압 프레스 방식의 상하 양압 프레스를 사용하여 코일이 고정된 채로 자성분말 충진 후 상하에서 펀치로 동시에 서로 다른 압력으로 가압하여 일체형 인덕터를 성형하는 제조 방법을 제공한다.
본 개시의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 개시의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 개시의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 개시의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법은, 자성분말에 2차에 걸쳐 절연막을 형성하는 단계, 평각코일을 다이 내부에 공급하는 단계, 상기 다이 외부에 배치된 지그를 통해 상기 평각코일의 양끝단을 잡아, 상기 다이 내부에 상기 평각코일을 고정시키는 단계, 상기 절연막이 형성된 자성분말을 상기 다이 내부에 충진하는 단계, 상기 평각코일이 고정된 상태에서, 상기 다이의 상하에 각각 구비된 펀치를 통해 서보 양압프레스 방식 또는 서보유압 양압프레스 방식으로 양쪽에서 압력을 가하는 단계를 포함한다.
상기 평각코일을 고정시키는 단계는, 상기 다이의 내부에 상기 평각코일의 권선부가 위치하고 상기 다이의 옆면 외부로 상기 평각코일의 양끝단이 서로 다른 높이로 돌출된 상태에서, 서로 다른 높이에 배치된 지그들을 통해 상기 평각코일의 양끝단을 각각 잡아, 상기 평각코일을 고정시킬 수 있다.
상기 절연막을 형성하는 단계는, 인산(H3PO4) 또는 소듐실리케이트를 포함하고 포타슘실리케이트 및 이산화규소를 포함하는, 무기계 코팅제를 통해 자성분말에 1차 절연막을 형성하는 단계, 열경화성 바인더를 통해, 상기 1차 절연막이 형성된 자성분말에 2차 절연막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 양쪽에서 압력을 가하는 단계는, 상기 다이의 상부에 위치한 펀치를 통해 제1 압력을 가하고, 상기 다이의 하부에 위치한 펀치를 통해 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력을 가할 수 있다.
상기 평각코일을 상기 다이 내부에 공급하는 단계는, 일자형 매거진에 적어도 하나의 평각코일이 담긴 상태에서, 상기 일자형 매거진의 아래부분에서 평각코일을 하나씩 집게형 지그로 잡아 상기 다이 내부로 공급할 수 있다.
종래와 같이 몰딩액을 압입하여 채우는 방식의 평각코일 일체형 인덕터는 생산비용이 많이 들고 성형밀도가 5.5~6.5g/cm3 되는 것으로 알려져 있으나, 본 개시에 따른 제조 방법에 따라 제조된 인덕터는 성형밀도를 5.5~7.5 g/cm3까지 조정이 가능하여 높은 성형밀도 생성으로 투자율의 향상 및 기계강도 향상으로 제품의 안정성을 높이는 효과가 있다.
또한, 본 개시에 따른 제조 방법은, 평각코일과 자성분말의 1회 성형으로 생산시간을 단축시켜 생산성 향상의 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 자성분말에 절연막을 형성하는 제조 방법의 일부 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따라 평각코일을 일자형 매거진으로부터 다이 내에 하나씩 공급하는 공정을 설명하기 위한 도면,
도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 일 실시 예에 따라 자성분말 및 코일을 순차적으로 다이 내에 배치하는 제조 방법의 일부 과정을 설명하기 위한 도면들, 그리고
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 상하 양측에서 서보 프레스 형식으로 압력을 가하는 제조 방법의 일부 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당해 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서 "모듈", "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈", "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 제조 방법은 자성분말에 2차에 걸쳐 절연막을 형성할 수 있다(S110). 여기서, 자성분말은 카보닐 아이언 파우더, 순철, 카보닐철, 철-규소 합금(Fe-Si 합금), 샌더스트(Fe-Si-Al 합금), 퍼멀로이(permalloy), 몰리브테넘퍼멀로이(Mo-permalloy), 비정질 분말 중 적어도 한 종류의 물질을 포함할 수 있다.
본 제조 방법은, 인산(H3PO4), 소듐실리케이트, 포타슘실리케이트, 이산화규소, 열경화성 바인더 중 적어도 하나를 통해 2차에 걸쳐 절연막을 형성할 수 있는 바, 구체적인 실시 예는 도 2를 통해 후술한다.
또한, 본 제조 방법은, 평각코일을 다이 내부에 공급할 수 있다(S120). 평각코일이 감긴 형상은 원형 또는 사각 등이 가능한바, 이에 한정되지 않는다.
이 경우, 본 제조 방법은, 일자형 매거진에 적어도 하나의 평각코일이 담긴 상태에서, 일자형 매거진의 아래부분에서 평각코일을 하나씩 집게형 지그로 잡아 다이 내부로 공급할 수 있는바, 도 3을 통해 후술한다.
그리고, 본 제조 방법은, 다이 외부에 배치된 지그를 통해 평각코일의 양끝단을 잡아, 평각코일을 고정시킬 수 있다(S130). 평각코일의 경우 양끝단의 높이가 달라지므로, 평각코일의 양끝단(처음, 끝) 각각이 집게 지그로 고정될 수 있다. 이를 위해, 금형의 다이의 구조 역시 다이 내부에 위치한 평각코일의 양끝단이 다이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 본 제조 방법은, 다이의 내부에 상기 평각코일의 권선부(: 코일이 감긴 지점)가 위치하고 다이의 옆면 외부로 평각코일의 양끝단이 서로 다른 높이로 돌출된 상태에서, 서로 다른 높이에 배치된 지그들을 통해 평각코일의 양끝단을 각각 잡아, 평각코일을 고정시킬 수 있다.
그리고, 본 제조 방법은, 앞서 2차에 걸쳐 절연막이 형성된 자성분말을 프레스의 다이(Die) 내부에 충진할 수 있다(S140).
또는, 본 제조 방법은, 1차로 자성분말을 다이 내 하부에 충진한 뒤, 평각코일을 다이 내부로 공급하여 중간부에 고정하고, 2차로 자성분말을 다이 내 상부에 다시 충진할 수도 있다. 관련하여, 도 4a 내지 도 4c를 통해 본 과정이 도시되었다.
그리고, 본 제조 방법은, 다이의 상하에 각각 구비된 펀치를 통해 서보 양압프레스 방식 또는 서보유압 양압프레스 방식으로 양쪽에서 압력을 가할 수 있다(S150).
구체적으로, 본 제조 방법은, 평각코일의 양끝단이 지그를 통해 잡히는 등의 방식으로 평각코일이 다이의 중심에 고정된 상태에서, 양쪽으로 압력을 가할 수 있다. 이때, 압력을 가하는 가압부의 동작을 CNC(Computerized Numerically Controlled Machine Tools) 및 서보 모터로 제어하여 압력을 가할 수도 있다.
바람직하게는, 저압성형품의 정확한 밀도 조정은 서보 양압 프레스 방식으로, 높은 압력이 필요한 제품의 경우 서보유압 프레스 방식으로 처리할 수 있다.
종래와 같이 원형코일에 대한 기계식 프레스가 이용되는 경우, 상펀치와 다이의 움직임으로 분말의 밀도를 조정하지만, 다이의 안과 밖으로 연결된 연속단자에도 압이 가해져 연속단자의 꺾임이 발생하였다.
반면, 평각코일은 시작부와 끝부분의 위치가 다르므로 1개의 연속단자를 이용하여 금형 안에 고정시킬 수 없는 바, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 개시에 따른 제조 방법은 평각코일을 다이의 외부에서 지그로 잡아주고 상하펀치가 금형의 상하에 별도로 동작하는 상하 양압프레스 방식으로 자성분말의 밀도를 가압 조정할 수 있다. 그 결과, 다이 안과 밖으로 연결된 평각코일의 시작부와 끝부분의 코일 연결부에는 손상이 없으며, 자성분말의 상하 밀도 차이가 발생하지 않는 등 특성이 우수한 인덕터가 제작될 수 있다.
또한, 이렇듯 서보 양압프레스 방식/서보유압 양압프레스 방식의 금형이 이용됨으로써, 사용자의 설정에 따라 상하부 각각의 압력을 사용자의 설정에 따라 동적으로 제어할 수 있다. 또한, 사용자의 설정에 따라 상하부 각각의 펀칭 주기나 듀티(Duty)도 가변적으로 제어될 수 있다.
일 예로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 제조 방법은, 다이의 상부에 위치한 펀치를 통해 제1 압력을 가하고, 다이의 하부에 위치한 펀치를 통해 제1 압력보다 큰 제2 압력을 가할 수 있다.
또한, 일 예로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 제조 방법은, 다이의 상부에 위치한 펀치를 통해 매회 제1 시간 동안 압력을 가하고, 다이의 하부에 위치한 펀치를 통해 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 압력을 가할 수 있다.
또한, 일 예로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 제조 방법은, 다이의 상부에 위치한 펀치를 통해 제1 주기에 따라 압력을 가하고, 다이의 하부에 위치한 펀치를 통해 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 압력을 가할 수 있다.
상하로 동일한 압력이 가해지는 경우 하부에 충진된 자성분말의 밀도가 더 낮게 형성되는 경우가 많다는 점에서, 하부 쪽으로 더 큰 압력이 가해짐으로써 균일한 자성분말 일체형 인덕터가 제작될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 제조 방법은, 상술한 S110 내지 S150의 과정에 따라 성형된 자성분말 일체형 인덕터에 대하여 열 처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있음은 물론이다. 이 경우, 열 처리는 100℃ 내지 200℃에서 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 자성분말에 절연막을 형성하는 과정(S110)을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 제조 방법은, 인산(H3PO4) 또는 소듐실리케이트를 포함하고 포타슘실리케이트 및 이산화규소를 포함하는, 무기계 코팅제를 통해 자성분말에 1차 절연막을 형성할 수 있다(S210).
또한, 도 2를 참조하면, 본 제조 방법은, 열경화성 바인더를 통해 자성분말에 2차 절연막을 형성할 수 있다(S220). 열경화성 바인더는, 에폭시계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르이미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따라 평각코일을 일자형 매거진으로부터 다이 내에 하나씩 공급하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 복수의 평각코일이 순차적으로 담긴 일자형 매거진(30)이 이용될 수 있다.
이 경우, 본 개시의 일 실시 예에 따른 제조 방법은, 집게형 지그를 통해 일자형 매거진(30)의 아래부분에서 평각코일(200-1, 2, 3, 4, 5)을 하나씩 순차적으로 잡아 다이 내부로 공급할 수 있다.
자성분말 프레스 기반의 인덕터 제작에 있어, 이렇듯 일자형 매거진(30)을 이용한 평각코일의 공급은 기존에 없던 방식에 해당한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 일 실시 예에 따라 자성분말 및 코일을 순차적으로 다이 내에 배치하는 제조 방법의 일부 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 제조 방법은, 다이(10) 내에 자성분말(100)을 1차적으로 충진할 수 있다.
그리고, 도 4b를 참조하면, 자성분말(100)이 충진된 다이(10)의 중심부에 평각코일(200)을 위치시킬 수 있다. 이 경우, 평각코일(200)의 양끝단(210, 220)은 다이(10)의 측면 외부로 돌출될 수 있으며, 돌출된 부분들은 각각 서로 다른 높이의 지그에 의해 고정될 수 있다.
그리고, 도 4c를 참조하면, 평각코일(200)이 고정된 다이(10)의 상부에 자성분말을 2차적으로 충진할 수 있다.
이렇듯, 다이의 하부에 자성분말을 1차로 먼저 채우고 중앙에 평각코일을 위치 및 고정시킨 후 다이의 상부에 금속분말을 2차로 투입한 결과, 중앙에 위치한 평각코일이 상하 어느 한 방향으로 압력을 받아 치우치지 않도록 하는 효과가 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 상하 양측에서 서보 프레스 형식으로 압력을 가하는 제조 방법의 일부 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 3c의 상황에서 다이(10)의 상하에 각각 위치한 펀치(20-1, 20-2)들을 통해 상하로 압력이 가해질 수 있다. 그 결과, 자성분말 일체형 인덕터가 제작될 수 있다.
도 5의 과정에 있어, 적어도 하나의 서보 프레스 시스템이 이용될 수 있다.
본 서보 프레스 시스템은, 상술한 펀치들(20-1, 20-2), 펀치들(20-1, 20-2) 각각의 상하 이동을 구동하기 위한 각각의 서보 모터, 각 서보 모터의 출력을 제어하기 위한 제어 장치, 제어 정보를 설정하는 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 입력 장치 등을 포함할 수 있다.
제어 장치는, 적어도 하나의 프로세서 또는 제어 회로를 포함할 수 있으며, 사용자 입력 장치를 통해 설정된 압력에 따라 각 펀치(20-1, 20-2)의 구동을 제어할 수 있다.
사용자 입력 장치는, 적어도 하나의 버튼, 터치 스크린 등을 포함할 수 있으며, 각 펀치(20-1, 20-2)의 압력 크기, 프레싱 주기 등을 설정하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
또한, 본 서보 프레스 시스템은, 다이(10) 내에 상하로 충진된 자성분말(100)의 경도 또는 밀도를 실시간으로 비교하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
일 예로, 서보 프레스 시스템은, 각 펀치(20-1, 20-2) 상에 구비된 가속도 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 제어 장치는 프레싱 중인 각 펀치(20-1, 20-2)와 자성분말 표면 간의 충격에 따른 각 펀치(20-1, 20-2)의 속도 변화를 이용하여 각 펀치(20-1, 20-2)에 대한 충격량을 산출할 수 있다.
그리고, 제어 장치는 충격량에 따라 다이(10)의 상하에 충진된 자성분말의 경도를 각각 식별할 수 있다. 예를 들어, 충격량이 더 클수록 자성분말의 경도가 더 큰 것으로 식별될 수 있다.
이 경우, 제어 장치는 상하에 구비된 펀치들(20-1, 20-2) 중 충격량이 더 작은 쪽의 자성분말에 매칭되는 펀치의 압력을 반대쪽 펀치의 압력보다 더 크게 설정할 수 있다. 일 예로, 아래쪽의 자성분말의 강도가 더 작은 것으로 식별되는 경우, 제어 장치는 아래쪽의 펀치(20-2)의 압력을 위쪽 펀치(20-1)의 압력보다 더 크게 설정할 수 있다.
이렇듯, 본 개시에 따른 제조 방법은, 상술한 서보 프레스 시스템을 활용하여, 압력을 가하는 단계(S140)가 수행되는 도중에 측정된 상하부 각각의 자성분말의 경도에 따라 각 펀치(20-1, 20-2)의 압력을 자동으로 조정할 수 있다.
또한, 일 예로, 서보 프레스 시스템은, 프레싱 과정 중 상하 자성분말의 밀도를 각각 측정하기 위한 적어도 하나의 밀도 센서를 포함할 수 있다. 밀도 센서는 부피, 무게, 부력, 분자/입자 밀집도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 현재 이용되는 방식의 센서는 물론 향후 개발될 다양한 방식의 센서에 해당할 수 있다.
이 경우, 제어 장치는 상하 자성분말의 밀도에 따라 상하에 구비된 펀치(20-1, 20-2) 각각의 압력을 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어 장치는 상하의 자성분말 중 밀도가 더 작은 쪽에 매칭되는 펀치의 압력을 더 크게 설정할 수 있다.
또한, 제어 장치는 밀도에 따라 설정된 압력에 따라 상하로 압력이 가해진 이후 상하 자성분말의 밀도를 각각 식별할 수 있다. 이렇듯, 제어 장치는 상하 자성분말의 밀도가 동일하게 목표치에 도달할 때까지 펀치(20-1, 20-2)의 압력을 실시간으로 변경 설정할 수 있다.
한편, 제어 장치는 펀치(20-1, 20-2)의 압력을 변경 설정하기 전후의 상하 자성분말의 밀도에 대한 데이터(ex. 다양한 압력으로 프레싱한 케이스들의 전후 밀도 데이터)를 이용하여, 적어도 하나의 인공지능 모델을 훈련시킬 수 있다.
본 인공지능 모델은, 상하 자성분말의 밀도가 목표치에 도달하도록 하는 각 펀치(20-1, 20-2)의 적정 압력을 판단하기 위한 모델에 해당한다. 본 인공지능 모델은, 일 예로 예측에 적합한 RNN(Recurrent Neural Network) 모델에 해당할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제어 장치는, 훈련된 인공지능 모델에 상하 자성분말의 (현재) 밀도 값을 입력할 수 있으며, 훈련된 인공지능 모델의 출력에 따라 상하 펀치(20-1, 20-2)의 압력을 설정할 수 있다. 그리고, 설정된 압력에 따라 상하 프레스가 수행될 수 있다.
그 결과, 도 1의 S150 과정에서, 상하 자성분말의 밀도가 각각 목표치에 도달하기 위해 필요한 프레싱 시간이 최소화될 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 서로 저촉되지 않는 한 복수의 실시 예가 결합되어 구현될 수 있다.
한편, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10: 다이 20-1, 20-2: 펀치
100: 자성분말 200: 평각코일

Claims (5)

  1. 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법에 있어서,
    자성분말에 2차에 걸쳐 절연막을 형성하는 단계;
    평각코일을 다이(Die) 내부에 공급하는 단계;
    상기 다이의 외부에 배치된 지그를 통해 상기 평각코일의 양끝단을 잡아, 상기 다이 내부에 상기 평각코일을 고정시키는 단계;
    상기 절연막이 형성된 자성분말을 상기 다이 내부에 충진하는 단계; 및
    상기 평각코일이 고정된 상태에서, 상기 다이의 상하에 각각 구비된 펀치를 통해 서보 양압프레스 방식 또는 서보유압 양압프레스 방식으로 양쪽에서 압력을 가하는 단계;를 포함하고,
    상기 평각코일을 상기 다이 내부에 공급하는 단계는,
    일자형 매거진에 적어도 하나의 평각코일이 담긴 상태에서, 상기 일자형 매거진의 아래부분에서 평각코일을 하나씩 집게형 지그로 잡아 상기 다이 내부로 공급하는, 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평각코일을 고정시키는 단계는,
    상기 다이의 내부에 상기 평각코일의 권선부가 위치하고 상기 다이의 옆면 외부로 상기 평각코일의 양끝단이 서로 다른 높이로 돌출된 상태에서, 서로 다른 높이에 배치된 지그들을 통해 상기 평각코일의 양끝단을 각각 잡아, 상기 평각코일을 고정시키는, 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 단계는,
    인산(H3PO4) 또는 소듐실리케이트를 포함하고 포타슘실리케이트 및 이산화규소를 포함하는, 무기계 코팅제를 통해 자성분말에 1차 절연막을 형성하는 단계; 및
    열경화성 바인더를 통해, 상기 1차 절연막이 형성된 자성분말에 2차 절연막을 형성하는 단계;를 더 포함하는, 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양쪽에서 압력을 가하는 단계는,
    상기 다이의 상부에 위치한 펀치를 통해 제1 압력을 가하고,
    상기 다이의 하부에 위치한 펀치를 통해 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력을 가하는, 자성분말 일체형 인덕터의 제조 방법.
  5. 삭제
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