KR102560985B1 - 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체, 성형체 제조장치 및 그 방법 - Google Patents

반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체, 성형체 제조장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체, 성형체 제조장치 및 그 방법이 제공된다. 상기 방법은 장치에 의해 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 방법에 있어서, 성형부의 중심부에 배치되어 상기 성형부를 관통하며 끝단이 곡선으로 이루어진 U자 형상의 관통홈에 연자성 분말을 투입하는 단계; 상기 성형부를 중심으로 상측에 위치하는 상부누름부와, 하측에 위치하는 하부누름부와, 하측에 위치하는 성형가이드부를 이용하여 상기 연자성 분말을 성형압력하는 단계; 및 성형압력된 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 연자성 분말을 성형압력하는 단계는, 상기 장치의 상부에서 상기 상부누름부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부에 가해지고, 상기 장치의 하부에서 상기 하부누름부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부에 가해지며, 상기 장치의 하부에서 상기 성형가이드부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부의 일방향으로부터 수직하게 연장되며 소정간격으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 연장부에 가해질 수 있다.

Description

반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체, 성형체 제조장치 및 그 방법 {SEMICIRCULAR SOFT MAGNETIC METALLIC POWER CORE MOLDED BODY, MANUFACTURING APPARATUS OF SEMICIRCULAR SOFT MAGNETIC CORE MOLDED BODY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체, 성형체 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로 연자성 분말을 이용하여 코어 성형체를 반원형상으로 성형압력하여 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하여 직경에 상관없이 코일 권선이 용이한 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어를 제조할 수 있는 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체, 성형체 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 트랜스포머(Transformer)를 비롯한 인덕터(Inductor) 또는 변압기 등과 같은 다양한 전기부품에 널리 사용되는 환형 코어(Toroidal Core)은 환형 형태의 코어 둘레를 따라 코일선재가 횡권된 것으로서, 환형이라는 형태적 한계로 인해 코일을 권선하는 작업에 많은 불편이 따랐다.
구체적으로, 환형 코어는 폐쇄된 형태로 긴 와이어 동선을 코어에 감싸서 권선해야 하는 방식을 사용한다.
이에 따라, 소량의 환형 권선 작업은 작업자가 직접 손으로 권선하므로 상당한 시간과 노동력이 필요하다.
또한, 대량의 환형 권선 작업은 코어 권선기와 같은 기계로 코일 권선이 가능하지만 환형 형태의 구조 특성상 환형 코일을 이상적으로 자동 권선하기 위해서는 코일선재를 공급하는 환형의 셔틀부가 환형 코어 중공의 센터를 정확히 관통하면서 회전하도록 환형 코어가 정확한 위치에 안착되어야 하며, 안착높이가 셔틀부의 회전중심의 연장선 상에 놓여진 상태를 안정적으로 유지해야만 했다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것을 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여서는 안될 것이다.
대한민국 공개특허 제10-2018-0012162호 대한민국 등록특허 제10-0497479호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체, 성형체 제조장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 방법은, 장치에 의해 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 방법에 있어서, 성형부의 중심부에 배치되어 상기 성형부를 관통하며 끝단이 곡선으로 이루어진 U자 형상의 관통홈에 연자성 분말을 투입하는 단계; 상기 성형부를 중심으로 상측에 위치하는 상부누름부와, 하측에 위치하는 하부누름부와, 하측에 위치하는 성형가이드부를 이용하여 상기 연자성 분말을 성형압력하는 단계; 및 성형압력된 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 연자성 분말을 성형압력하는 단계는, 상기 장치의 상부에서 상기 상부누름부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부에 가해지고, 상기 장치의 하부에서 상기 하부누름부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부에 가해지며, 상기 장치의 하부에서 상기 성형가이드부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부의 일방향으로부터 수직하게 연장되며 소정간격으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 연장부에 가해질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 성형가이드부는, 끝단이 곡선으로 이루어진 상기 한 쌍의 연장부에 끼움 체결되는 가이드수단; 및 상기 가이드수단을 고정 및 지지하기 위해 상기 성형부의 하측부의 하부면의 일부분에 결합되는 지지플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 가이드수단은, 상부면이 상기 연장부의 형상에 대응하여 상기 연장부에 끼움 결합되는 체결수단과, 상기 체결수단과 일체형으로 형성되어 상기 성형부와 상기 지지플레이트 사이에서 상기 체결수단을 고정 지지하는 고정수단을 포함하고, 상기 체결수단은 상기 연장부에 전체가 끼움 삽입되고, 상기 체결수단의 상부면은 상기 연장부의 형상에 대응하여 곡선과 직선으로 이루어진 아치형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 상부누름부는 상기 관통홈의 일부에 소정 깊이로 끼움 삽입되며, 상기 몸체부의 형상에 대응하는 끝단이 평평한 직선면으로 이루어진 상부누름수단을 포함하고, 상기 하부누름부는 상기 관통홈의 일부에 소정 깊이로 끼움 삽입되며, 상기 몸체부의 형상에 대응하는 끝단이 평평한 직선면으로 이루어진 하부누름수단을 포함하고, 상기 하부누름수단이 상기 관통홈에 삽입되는 깊이가 상기 상부누름수단이 상기 관통홈에 삽입되는 깊이보다 클 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 생성하는 단계는, 상기 관통홈에서 상기 연장부를 제외한 상기 몸체부의 형상에 대응하여 c형의 반원형상으로 이루어지는 상기 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 생성할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일실시예에 따른 제조장치는, 중심부를 관통하며 끝단이 곡선으로 이루어진 U자 형상의 관통홈을 구비하는 성형부; 상기 성형부의 상부에 배치되며, 상기 관통홈에 압력을 가하는 상부누름부; 상기 성형부의 하부에 배치되며, 상기 관통홈에 압력을 가하는 하부누름부; 및 상기 관통홈의 일부분에 끼움 삽입되는 가이드수단과 상기 성형부에 상기 가이드수단을 고정 및 지지하기 위해 상기 성형부의 하측부의 하부면의 일부분에 결합되는 지지플레이트를 구비하는 성형가이드부를 포함하되, 상기 관통홈은 U자 형상의 몸체부와, U자 형상의 상기 몸체부의 일방향으로부터 수직하게 연장되며 소정간격으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 연장부를 포함하고, 상기 가이드수단은, 상기 연장부에 끼움 삽입되는 체결수단과, 상기 체결수단과 일체로 연결되며 상기 성형부와 상기 지지플레이트 사이에서 상기 체결수단을 고정 지지하는 고정수단을 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 연자성 분말로 이루어진 연자성 금속계 분말 코어 성형체는 상기 제조방법을 통해 제조될 수 있다.
그리고, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 연자성 분말로 이루어진 한 쌍의 연자성 금속계 분말 코어 성형체의 평탄한 접합면이 서로 접합된 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어는 상기 제조방법을 통해 제조될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 연자성 분말을 이용하여 코어 성형체를 반원형상으로 성형압력하여 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어를 제조함으로써 직경에 상관없이 다양한 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어에 대한 코일의 권선 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 연자성 분말을 이용하여 반원형상의 코어 성형체를 성형할 때 성형가이드부를 이용하여 언더컷(Under-cut)의 형성을 방지하여 연자성 금속계 분말 코어 성형체의 불량을 예방할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소량 또는 대량의 환형 코어를 자동으로 권선화된 코일을 사용하므로, 권선작업을 단순화시켜 생산량 증가와 동시에 원가를 절감시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체에 코일이 권선된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 실시예와 비교예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 제조장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제조장치의 분해사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 성형부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 가이드수단을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 4에 도시된 성형가이드부가 결합된 성형부를 설명하기 위한 저면도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체에 코일이 권선된 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 실시예와 비교예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 설명하기 위한 도면이고, 도 1(b)는 도 1(a)에 도시된 한 쌍의 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체가 결합된 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어를 설명하기 위한 도면이고, 도 1(c)는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 설명하기 위한 도면이고, 도 1(d)는 도 1(c)에 도시된 한 쌍의 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체가 결합된 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)는 한 쌍의 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)가 결합되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)는 한 쌍의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)로 이루어질 수 있다. 이때, 서로 접합되는 연자성 분말 코어 성형체(10)의 접합면은 평탄한면으로 형성되는 것이 바람직하다.
연자성 분말 코어 성형체(10)는 반원형상으로 개시하였지만, 이에 한정하지 않는다.
예를 들어, 연자성 분말 코어 성형체(10)는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 c형의 반원형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 한 쌍의 연자성 분말 코어 성형체(10)의 접합면이 서로 접합되어 도 1(b)에 도시된 바와 같이 도넛형상의 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)를 형성할 수 있다.
이와 달리, 연자성 분말 코어 성형체(10)는 도 1(c)에 도시된 바와 같이 u형의 반원형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 한 쌍의 연자성 분말 코어 성형체(10)의 접합면이 서로 접합되어 도 1(d)에 도시된 바와 같이 도넛형상의 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)를 형성할 수 있다.
이때, 연자성 분말 코어 성형체(10)는 직류중첩특성이 우수하며 낮은 코어손실을 갖도록 연자성 분말을 이용하여 생성될 수 있다.
일실시예에 따라, 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)는 복수개의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)로 형성될 수도 있다. 이때, 복수개의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 동일한 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
예를 들어, 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)는 서로 대응되는 형상의 최소 2개 이상의 연자성 코어 성형체(10)로 이루어질 수 있다.
이와 같은 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)가 결합되어 형성된 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)는 전도율이 높으면서 전자파를 차단하기 위해 외측면에 코일(11)이 권선될 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)는 고주파 잡신호를 제거하기 위해 주위에 하나의 와이어로 이루어진 코일(11)이 일정한 간격으로 권선될 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 3을 참조하면 일반적으로 비교예와 같은 방식으로 자동권선 코일을 적용하기 위해 환형의 분말 코어를 일부 혹은 반으로 절단 가공한 후 자동권선 코일을 삽입하고 다시 절단된 코어를 접합하는 경우, 절단시에 외압에 의해 절단면에 발생하는 크랙 등의 언더컷(Under-cut)에 의해 전기적 특성이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다.
하지만, 본 실시예에 따른 실시예와 같은 방식으로 반원형상으로 형성된 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)에 자동권선 코일을 삽입한 후, 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)를 접합하여 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)를 제조함으로써, 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)를 성형할 때 성형가이드부(26)를 이용하여 절단면에 발생하는 크랙 등에 의한 언더컷의 형성을 방지하여 성형체의 불량을 예방하면서 전기적 특성이 높은 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)를 제조할 수 있다. 이에 따라, 권선작업을 단순화시켜 권선 작업을 용이하게 수행하면서 제조비용을 더욱 절감할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 제조장치의 구성은 다음과 같다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 제조장치를 설명하기 위한 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제조장치의 분해사시도이며, 도 6은 도 4에 도시된 성형부를 설명하기 위한 도면으로써, 도 6(a)는 성형부의 상면도이고, 도 6(b)는 성형부를 A'-A' 라인에 따른 단면을 도시한 도면이다. 도 7은 도 4에 도시된 가이드수단을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 도 4에 도시된 성형가이드부가 결합된 성형부를 설명하기 위한 저면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제조장치(2)는 성형부(20), 상부누름부(22), 하부누름부(24) 및 성형가이드부(26)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 성형부(20)는 원형의 중심점(A)을 중심으로 성형부(20)를 관통하는 관통홈(200)을 구비할 수 있다.
관통홈(200)은 끝단이 곡선으로 이루어진 U자 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 중심점(A)을 중심으로 일방향으로 수직하게 연장되며, 끝단이 곡선으로 이루어진 U자 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 6(a)를 참조하면, 관통홈(200)은 U자 형상의 몸체부(202)와, 중심점(A)을 중심으로 U자 형상의 몸체부(202)의 상부방향으로 수직하게 연장되며 소정간격으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 연장부(204)를 포함할 수 있다.
이때, 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)를 제조하기 위해 관통홈(200)에 연자성 분말이 투입되는 경우, U자 형상의 몸체부(202)에는 연자성 분말이 투입되고, 한 쌍의 연장부(204)에는 후술되는 가이드수단(260)의 체결수단(2600)이 끼움 결합될 수 있다. 이에 따라, 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)는 U자 형상의 몸체부(202)의 형상에 대응하여 제조될 수 있다. 즉, 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)는 한 쌍의 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 평탄한면으로 형성된 접합면이 서로 접촉하여 결합될 수 있다. 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 접합면이 평탄한 면으로 형성되기 위해서는 성형제조시 발생하는 압력에 의해 관통홈(200)의 연장부(204)의 끝단(edge) 부분에 하중이 가해져 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위해 연장부(204)의 형상에 대응하는 체결수단(2600)이 끼움 체결될 수 있다.
더욱이, 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 연장부(204)의 끝단(edge)이 파손되는 것을 방지하기 위해 몸체부(202)와 연결되지 않는 타측 연장부(204)의 끝단은 곡선형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 곡선형상의 연장부(204)의 끝단에 대응하여 체결수단(2600)의 끝단 역시 곡선형상으로 형성될 수 있고, 곡선으로 이루어진 타측 끝단은 평평한 직선형상으로 형성될 수 있다.
일실시예에 따라, 관통홈(200)의 크기는 스프링백 현상에 의해 성형압축되는 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 탄성계수를 고려하여 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 크기에 대응하는 크기로 형성될 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.
예를 들어, 관통홈(200)의 크기는 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 성형부(20)는 후술되는 성형압력 하중을 견디기 위해 3단 구조의 원형으로 형성될 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.
예를 들어, 도 6(b)를 참조하면 성형부(20)는 중심부(201)를 중심으로 상부에 위치하는 상측부(202) 및 하부에 위치하는 하측부(203)의 3단 구조로 이루어질 수 있다.
이때, 중심부(201)의 두께(t1)와 상측부(202)의 두께(t2)는 동일하게 형성되고, 하측부(203)의 두께(t3)는 중심부(201)의 두께(t1)와 상측부(202)의 두께(t2)보다 작게 형성될 수 있다. 중심부(201)의 두께(t1)와 상측부(202)의 두께(t2)는 서로 동일하게 형성될 수 있지만, 이에 한정하지 않고, 하측부(203)의 두께(t3)보다 각각 크거나 작게 형성될 수 있다.
또한, 중심부(201)의 지름(d1)은 상측부의 지름(d2)과 하측부의 지름(d3)보다 크게 형성될 수 있다. 상측부의 지름(d2)과 하측부의 지름(d3)은 서로 동일하게 형성될 수 있지만, 이에 한정하지 않고, 중심부(200)의 지름(d1)보다 각각 크거나 작게 형성될 수 있다.
상부누름부(22)는 성형부(20)의 상부에 결합되며, 관통홈(200)에 투입된 연자성 분말을 성형하기 위해 상부에서 성형부(20)에 압력이 가해지도록 상부누름수단(220)을 포함할 수 있다.
상부누름수단(200)은 관통홈(200)의 형상에 대응하여 관통홈(200)의 일부에 소정의 깊이(d4)로 끼움 삽입되며, U자형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상부누름수단(200)은 끝단이 평평한 직선면으로 이루어진 U자 형상으로 형성될 수 있다.
하부누름부(24)는 성형부(20)의 하부에 결합되며, 관통홈(200)에 투입된 연자성 분말을 성형하기 위해 하부에서 성형부(20)에 압력이 가해지도록 하부누름수단(240)을 포함할 수 있다.
하부누름수단(240)은 관통홈(200)의 형상에 대응하여 관통홈(200)의 일부에 소정의 깊이(d5)로 끼움 삽입되며, U자형상으로 형성될 수 있다. 즉, 하부누름수단(240)은 끝단이 평평한 직선면으로 U자 형상으로 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 하부누름수단(240)이 관통홈(200)에 삽입되는 깊이(d5)가 상부누름수단(200)이 관통홈(200)에 삽입되는 깊이(d4)보다 클 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.
성형가이드부(26)는 가이드수단(260) 및 지지플레이트(262)를 포함할 수 있다. 이때, 가이드수단(260)은 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다.
가이드수단(260)은 도 7을 참조하면, 관통홈(200)에 끼움 삽입되는 체결수단(2600)과, 체결수단(2600)과 일체로 연결되며 체결수단(2600)을 성형부(20)와 지지플레이트(262)사이에 고정 지지하는 고정수단(2602)을 포함할 수 있다.
체결수단(2600)은 전체가 관통홈(200)에 끼움 삽입될 수 있다. 즉, 체결수단(2600)은 중심점(A)을 중심으로 U자 형상의 몸체부(202)의 상부방향으로 수직하게 연장되며 소정간격으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 연장부(204)에 끼움 결합될 수 있다.
이때, 체결수단(2600)의 상부면은 한 쌍의 연장부(204)의 형상에 대응하여 곡선과 직선으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 한 쌍의 체결수단(2600)은 연장부(204)의 끝단에 대응하는 끝단은 곡선형으로 이루어지고, 곡선으로 이루어진 타측 끝단은 평평한 직선형상의 아치형상으로 형성되어 한 쌍의 연장부(204)에 끼움 삽입될 수 있다.
고정수단(2602)은 일측면이 체결수단(2600)과 일체로 연결되고, 하측면은 지지플레이트(262)의 다단구조에 결합되어 고정될 수 있다.
이와 같은 구조의 가이드수단(260)이 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)를 제조할 때 관통홈(200)의 U자 형상의 중심점(A)을 중심으로 일방향으로 수직하게 연장된 한 쌍의 연장부(204)에 끼움 결합됨으로써, 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 접합면이 평탄하게 제조될 수 있다. 즉, 체결수단(2600)이 연장부(204)에 끼움 체결됨으로써, 성형제조시 발생하는 압력이 관통홈(200)의 연장부(204)의 끝단(edge) 부분에 가해져 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
지지플레이트(262)는 성형부(20)에 가이드수단(260)을 고정 및 지지하기 위해 성형부(20)의 하측부(203)의 하부면의 일부분에 결합될 수 있다.
지지플레이트(262)의 상부면은 가이드수단(260)의 고정수단(2602)의 하부면의 형상에 대응하여 다단구조를 포함할 수 있다.
여기서, 지지플레이트(262)는 성형부(20)의 크기에 대응하여 반원형상의 평평한 평탄면으로 형성될 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 제조장치의 동작은 다음과 같다.
우선, 제조장치(2)의 관통홈(200)에 연자성 분말을 투입하는 경우, 관통홈(200)의 형상과 동일한 형상을 갖는 상부누름부(22)의 상부누름수단(220)과 하부누름부(24)의 하부누름수단(240)의 상부 및 하부로부터 압력이 가해져 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)를 제조할 수 있다. 여기서, 연자성 분말에는 성형윤활제가 첨가될 수 있다.
예를 들어, 관통홈(200)에 연자성 분말을 투입한 후, 상부누름부(22)와 하부누름부(24)를 약 10~20ton/㎠의 성형압력으로 성형하여 코어를 제조할 수 있다.
이때, 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 끝단이 파손되는 것을 방지하기 위해 연장부(204)의 끝단(edge)에 대응하는 가이드수단(260)의 체결수단(2600)이 끼움결합할 수 있다.
이에 따라, 성형제조시 발생하는 압력이 관통홈(200)의 끝단 부분에 가해져 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 끝단 부분에 크랙이 발생하는 것을 방지하여 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 접합면이 평탄하게 제조될 수 있다. 즉, 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)의 접합면이 평탄하게 제조됨으로써, 코일(11)의 권선작업이 완료된 한 쌍의 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)가 결합된 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)를 용이하게 제조할 수 있다.
다시 말하면, 일반적인 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)를 제조하기 위한 제조장치는 환형 형태에 대응하는 중심홀을 코어 로드(core rod)를 구비해야만 한다. 하지만, 본 실시예의 제조장치(2)는 권선 작업을 용이하게 하기 위해 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)를 반원형상으로 제조한 후, 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체(10)를 서로 결합하여 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어(1)를 제조할 수 있다. 즉, 권선이 용이하면서 구조를 단순화시켜 생산량 증가와 동시에 원가를 절감시킬 수 있다.
본 발명의 각각의 실시예에 따른 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체, 성형체 제조장치 및 그 방법은 경기도 「반도체·디스플레이 소재·부품·장비산업 자립화 연구지원사업」의 지원으로 게재 및 출원하게 되었다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1 : 환형 형태의 연자성 금속계 분말 코어
10 : 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체
2 : 제조장치
20 : 성형부 22 : 상부누름부
24 : 하부누름부 26 : 성형가이드부
260 : 가이드수단 262 : 지지플레이트
2600 : 체결수단 2602 : 고정수단

Claims (8)

  1. 장치에 의해 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 방법에 있어서,
    성형부의 중심부에 배치되어 상기 성형부를 관통하며 끝단이 곡선으로 이루어진 U자 형상의 관통홈에 연자성 분말을 투입하는 단계;
    상기 성형부를 중심으로 상측에 위치하는 상부누름부와, 하측에 위치하는 하부누름부와, 하측에 위치하는 성형가이드부를 이용하여 상기 연자성 분말을 성형압력하는 단계; 및
    성형압력된 반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 연자성 분말을 성형압력하는 단계는,
    상기 장치의 상부에서 상기 상부누름부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부에 가해지고,
    상기 장치의 하부에서 상기 하부누름부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부에 가해지며,
    상기 장치의 하부에서 상기 성형가이드부의 압력이 상기 관통홈의 몸체부의 일방향으로부터 수직하게 연장되며 소정간격으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 연장부에 가해지는,
    반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성형가이드부는,
    끝단이 곡선으로 이루어진 상기 한 쌍의 연장부에 끼움 체결되는 가이드수단; 및
    상기 가이드수단을 고정 및 지지하기 위해 상기 성형부의 하측부의 하부면의 일부분에 결합되는 지지플레이트를 포함하는,
    반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드수단은,
    상부면이 상기 연장부의 형상에 대응하여 상기 연장부에 끼움 결합되는 체결수단과, 상기 체결수단과 일체형으로 형성되어 상기 성형부와 상기 지지플레이트 사이에서 상기 체결수단을 고정 지지하는 고정수단을 포함하고,
    상기 체결수단은 상기 연장부에 전체가 끼움 삽입되고,
    상기 체결수단의 상부면은 상기 연장부의 형상에 대응하여 곡선과 직선으로 이루어진 아치형상으로 형성되는,
    반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부누름부는 상기 관통홈의 일부에 소정 깊이로 끼움 삽입되며, 상기 몸체부의 형상에 대응하는 끝단이 평평한 직선면으로 이루어진 상부누름수단을 포함하고,
    상기 하부누름부는 상기 관통홈의 일부에 소정 깊이로 끼움 삽입되며, 상기 몸체부의 형상에 대응하는 끝단이 평평한 직선면으로 이루어진 하부누름수단을 포함하고,
    상기 하부누름수단이 상기 관통홈에 삽입되는 깊이가 상기 상부누름수단이 상기 관통홈에 삽입되는 깊이보다 큰,
    반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 생성하는 단계는,
    상기 관통홈에서 상기 연장부를 제외한 상기 몸체부의 형상에 대응하여 c형의 반원형상으로 이루어지는 상기 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 생성하는,
    반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 방법.
  6. 중심부를 관통하며 끝단이 곡선으로 이루어진 U자 형상의 관통홈을 구비하는 성형부;
    상기 성형부의 상부에 배치되며, 상기 관통홈에 압력을 가하는 상부누름부;
    상기 성형부의 하부에 배치되며, 상기 관통홈에 압력을 가하는 하부누름부; 및
    상기 관통홈의 일부분에 끼움 삽입되는 가이드수단과 상기 성형부에 상기 가이드수단을 고정 및 지지하기 위해 상기 성형부의 하측부의 하부면의 일부분에 결합되는 지지플레이트를 구비하는 성형가이드부를 포함하되,
    상기 관통홈은 U자 형상의 몸체부와, U자 형상의 상기 몸체부의 일방향으로부터 수직하게 연장되며 소정간격으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 연장부를 포함하고,
    상기 가이드수단은,
    상기 연장부에 끼움 삽입되는 체결수단과, 상기 체결수단과 일체로 연결되며 상기 성형부와 상기 지지플레이트 사이에서 상기 체결수단을 고정 지지하는 고정수단을 포함하는,
    반원형상의 연자성 금속계 분말 코어 성형체를 제조하는 제조장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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