KR102591129B1 - 스토퍼가 장착된 3차원 헤어핀 제조 장치 - Google Patents

스토퍼가 장착된 3차원 헤어핀 제조 장치 Download PDF

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홍현선
김춘식
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이상경
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(주)디케이텍인더스트리
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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 헤어핀 제조 장치로서, 장치 상측에 고정 설치된 고정 프레스, 고정 프레스의 좌우에 각각 배치된 스토퍼, 스토퍼를 상하 이동시키기 위한 스토퍼 실린더, 장치 하측에서 고정 프레스와 대향 배치된 이동 프레스, 이동 프레스를 상하 이동시키기 위한 이동 프레스 실린더, 스토퍼 실린더 및 이동 프레스 실린더의 이동을 각각 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 스토퍼의 측면에 헤어핀을 수용하기 위한 홈이 형성되며, 이동 프레스가 고정 프레스를 향해 상승 이동하여 홈에 수용된 헤어핀을 3차원 성형한다.

Description

스토퍼가 장착된 3차원 헤어핀 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING 3D HAIRPIN WITH STOPPER}
본 개시는 헤어핀 제조 장치에 관한 것으로, 구체적으로 스토퍼가 장착된 장치를 이용하여 3차원 헤어핀을 제조하는 장치에 관한 것이다.
전기자동차(Electric Vehicle, 이하 EV)를 구동하는 모터의 효율은 내연 기관 차량의 연비에 해당하는 개념이다. 따라서, 구동 모터의 효율은 EV의 성능과 직결되는 중요한 지표 중 하나이다. 최근, 구동모터의 효율을 높이기 위한 방법으로 모터에서 가장 큰 에너지 손실을 차지하는 동손(銅損) 저감 기술이 주목받고 있다.
동손 저감 기술 중 효과적인 방법 중 하나는 고정자 권선의 점적율 향상 기술이다. 점적율은 고정자 슬롯의 면적에서 권선이 차지하는 비중을 나타낸다. 점적율을 높이면 동일한 부하조건에서 고정자 권선의 전류밀도가 감소하여 동손이 저감되는 효과가 있다. 다만 점적율 증가로 인해 권선 불량의 비중이 증가하는 역효과가 발생하여, 이러한 문제를 해결하기 위해 헤어핀(Hairpin) 권선 방식이 EV 산업에서 빠르게 확산되고 있다.
헤어핀 권선 방식은 동선을 헤어핀 모양으로 성형하여 슬롯에 삽입 후 용접을 하는 권선 방식이다. 헤어핀 권선 방식을 사용함으로써, 코일 사이의 공간 낭비를 줄일 수 있어 점적율을 극대화할 수 있다. 헤어핀 권선 방식은 구동 되는 모터의 효율 및 출력밀도 측면에서 유리하나, 제조 공정이 복잡하고 품질 관리가 까다롭다는 문제가 있다. 또한, 기존의 3차원 헤어핀 제조 장치는 헤어핀의 레그(leg)를 고정할 수 있는 구성이 없어 헤어핀을 성형할 때, 헤어핀 선폭의 변형이 일어난다는 문제점이 있다.
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한국공개특허공보 제2023-0015628호(2023.01.31.)
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 헤어핀 선폭의 변형을 방지하기 위한 스토퍼가 장착된 3차원 헤어핀 제조 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 헤어핀 제조 장치는, 장치 상측에 고정 설치된 고정 프레스, 고정 프레스의 좌우에 각각 배치된 스토퍼, 스토퍼를 상하 이동시키기 위한 스토퍼 실린더, 장치 하측에서 고정 프레스와 대향 배치된 이동 프레스, 이동 프레스를 상하 이동시키기 위한 이동 프레스 실린더, 스토퍼 실린더 및 이동 프레스 실린더의 이동을 각각 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 스토퍼의 측면에 헤어핀을 수용하기 위한 홈이 형성되며, 이동 프레스가 고정 프레스를 향해 상승 이동하여 홈에 수용된 헤어핀을 3차원 성형한다.
일 실시예에 따르면, 고정 프레스는, 제1 금형부 및 제2 금형부를 포함하고, 제1 금형부 및 제2 금형부는 각각 교체 가능하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 제1 금형부 및 제2 금형부는 서로 비대칭의 형상을 가진다.
일 실시예에 따르면, 제1 금형부 및 제2 금형부는 서로 이격되어 공간을 형성한다.
일 실시예에 따르면, 이동 프레스는, 제3 금형부 및 제4 금형부를 포함하고, 제3 금형부 및 제4 금형부는 각각 교체가능 하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 제3 금형부 및 제4 금형부는 서로 이격되어 공간을 형성한다.
일 실시예에 따르면, 스토퍼는, 고정 프레스의 좌측에 배치된 좌측 스토퍼 및 고정 프레스의 우측에 배치된 우측 스토퍼를 포함하고, 좌측 스토퍼 및 우측 스토퍼는 각각 독립적으로 개별 제어가 가능하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 제어부는, 스토퍼의 홈을 고정 프레스와 정렬하기 위해 스토퍼의 위치를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 홈은 3 개 면으로 이루어지도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 홈은, 이동 프레스의 이동 방향과 경사를 가지도록 형성되는 제1 면, 이동 프레스의 이동 방향과 평행하게 형성되는 제2 면, 이동 프레스의 이동 방향의 수직으로 형성되는 제3 면을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 3차원 헤어핀 제조 장치는 스토퍼에 헤어핀의 레그를 삽입할 수 있는 홈이 구성되어 있으므로, 헤어핀의 3차원 성형 과정에서 헤어핀의 선폭의 변형을 방지할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 고정 프레스와 이동 프레스의 금형부 교체가 가능함으로써, 다양한 형태의 3차원 헤어핀을 제조할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 스토퍼의 홈의 형태를 이용하여 보다 정확한 헤어핀의 3D 성형이 가능하다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 금형부 사이의 공간을 이용하여 보다 정확한 헤어핀의 3D 성형이 가능하다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 금형부 교체를 이용하여 다양한 형태의 헤어핀의 3D 성형이 가능하다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 금형부 서로 비대칭의 형상을 가짐으로써 다양한 형태의 헤어핀의 3D 성형이 가능하다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스토퍼가 장착된 3차원 헤어핀 제조 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 스토퍼가 장착된 3차원 헤어핀 제조 장치의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 스토퍼의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 헤어핀을 3차원 형상으로 성형하는 과정인 제1 동작 내지 제3 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 헤어핀이 홈에 삽입되어 3차원 형상을 가지게 되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 헤어핀을 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 개시에서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 개시에서, 도면을 기준으로 오른쪽은 "우측", 왼쪽은 "좌측"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "우측", "좌측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 개시에서, "3차원" 성형이란 높낮이 차이가 없는 2차원 형태의 구조물이 높낮이 차이를 갖는 형태를 가지도록 성형하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"의 기재는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스토퍼가 장착된 3차원 헤어핀 제조 장치(100)를 나타내는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 3차원 헤어핀 제조 장치(100)는 고정 프레스(110), 스토퍼(120-1, 120-2), 스토퍼 실린더(130), 이동 프레스(140), 이동 프레스 실린더(150) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
고정 프레스(110)는 헤어핀을 3차원 성형하기 위한 형상을 가질 수 있다. 고정 프레스(110)는 3차원 헤어핀 제조 장치(100)의 상측에 위치하여 고정되어 설치될 수 있다. 고정 프레스(110)의 형상은 헤어핀의 형상에 따라 변경될 수 있다.
스토퍼(120-1, 120-2)는 헤어핀 3차원 성형 과정에서 선폭 변형을 방지하기 위해 구성될 수 있다. 헤어핀은 두 개의 레그(leg)를 가지는 U 자 형태를 가질 수 있다. 헤어핀의 선폭은 레그 간의 간격을 의미한다. 스토퍼(120-1, 120-2)는 헤어핀의 레그를 각각 수용하여 레그 간의 간격, 즉 헤어핀의 선폭 변형을 방지하는데 이용될 수 있다.
스토퍼(120-1, 120-2)는 고정 프레스(110)의 좌우에 각각 배치할 수 있다. 스토퍼(120-1, 120-2)는 좌측 스토퍼(120-1) 및 우측 스토퍼(120-2)를 포함한다. 좌측 스토퍼(120-1) 및 우측 스토퍼(120-2)는 서로 이격되어 대향한다. 좌측 스토퍼(120-1) 및 우측 스토퍼(120-2)의 서로 대향하여 마주보는 측면에 홈이 각각 형성될 수 있다. 좌측 스토퍼(120-1) 및 우측 스토퍼(120-2)의 홈에는 헤어핀의 두 개의 레그가 각각 삽입될 수 있다.
헤어핀의 두 개의 레그를 스토퍼(120-1, 120-2)의 홈에 각각 삽입하고, 스토퍼(120-1, 120-2)는 상하 방향으로 이동할 수 있다. 스토퍼의 홈에 대한 상세한 설명은 도 3에서 후술한다.
*스토퍼 실린더(130)는 스토퍼(120-1, 120-2)와 연결되어, 스토퍼(120-1, 120-2)를 상하 이동시키기 위해 구성될 수 있다. 스토퍼 실린더(130)는 스토퍼가 고정 프레스(110)와 정렬되도록 하측에서 상측으로 상승 이동할 수 있다.
이동 프레스(140)는 고정 프레스(110)를 향해 이동하여 헤어핀을 3차원 성형하기 위한 장치이다. 이동 프레스(140)는 3차원 헤어핀 제조 장치(100)의 하측에 위치하여, 고정 프레스(110)와 대향하여 배치될 수 있다. 이동 프레스(140)는 하측에서 상측으로 상승 이동할 수 있다. 이동 프레스(140)의 형상은 헤어핀의 형상에 따라 변경될 수 있다.
이동 프레스 실린더(150)는 이동 프레스(140)의 하측에 위치하여 이동 프레스(140)를 상하 이동시키기 위해 구성될 수 있다. 이동 프레스 실린더(150)에 의해, 이동 프레스(140)가 하측에서 상측으로 상승하여 고정 프레스(110)를 향해 상승 이동할 수 있다. 고정 프레스(110)와 이동 프레스(140) 간의 압력에 의해, 양 프레스 사이에 배치된 헤어핀이 3차원 형상으로 제조될 수 있다.
제어부(미도시)는 스토퍼 실린더(130)와 이동 프레스 실린더(150)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어부는 스토퍼 실린더(130)와 이동 프레스 실린더(150)의 이동 거리, 이동 방향, 이동 타이밍 등을 제어하도록 구성될 수 있다.
제어부는 헤어핀이 삽입된 스토퍼(120-1, 120-2)를 고정 프레스(110)와 정렬시키기 위해 스토퍼 실린더(130)의 상승 이동을 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 이동 프레스 실린더(150)를 제어하여, 이동 프레스(140)가 고정 프레스(110)를 향해 상승 이동함으로써 헤어핀이 3차원 형상으로 성형된다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 스토퍼가 장착된 3차원 헤어핀 제조 장치(200)의 세부 구성을 나타내는 도면이다. 고정 프레스(110)는 제1 금형부(210) 및 제2 금형부(220)를 포함할 수 있다. 제1 금형부(210) 및 제2 금형부(220)는 고정 프레스(110)의 하측에 위치할 수 있고, 헤어핀의 3차원 형상에 따라 각각 개별 교체 가능하도록 구성될 수 있다. 제1 금형부(210) 및 제2 금형부(220)는 헤어핀을 원하는 3차원 형상으로 성형하기 위해, 서로 비대칭의 형상을 가질 수 있다. 제1 금형부(210) 및 제2 금형부(220)는 서로 이격되어 배치되어 공간을 형성할 수 있다. 양 금형부 사이의 공간은 헤어핀의 3차원 성형을 보다 용이하게 할 수 있고, 금형부의 교체 또한 용이하게 할 수 있다.
스토퍼(120-1, 120-2)는 고정 프레스(110)의 양측에 배치될 수 있다. 스토퍼(120-1, 120-2)는 고정 프레스(110)의 좌측에 배치된 좌측 스토퍼(120-1) 및 고정 프레스(110)의 우측에 배치된 우측 스토퍼(120-2)를 포함할 수 있다. 스토퍼(120-1, 120-2)는 스토퍼 실린더(130)에 의해 상하 이동할 수 있다. 양 스토퍼의 이동을 위해, 제어부는 스토퍼 실린더(130)를 제어할 수 있다. 좌측 스토퍼(120-1) 및 우측 스토퍼(120-2)는 각각 독립적으로 개별 제어될 수 있다.
이동 프레스(140)는 제3 금형부(230) 및 제4 금형부(240)를 포함할 수 있다. 제3 금형부(230) 및 제4 금형부(240)는 이동 프레스(140) 상측에 위치할 수 있고, 헤어핀의 원하는 3차원 형상에 맞춰 각각 교체 가능하도록 구성될 수 있다. 제3 금형부(230) 및 제4 금형부(240)는 헤어핀을 원하는 3차원 형상으로 성형하기 위해, 서로 비대칭의 형상을 가질 수 있다. 제3 금형부(230) 및 제4 금형부(240)는 서로 이격되어 배치되어 공간을 형성할 수 있다. 제3 금형부(230)는 제1 금형부(210)와 대응하는 형상, 예컨대 서로 맞물리는 형상을 가질 수 있다. 제4 금형부(240)는 제2 금형부(220)와 대응하는 형상, 예컨대 서로 맞물리는 형상을 가질 수 있다. 제3 금형부(230) 및 제4 금형부(240) 사이의 공간은 헤어핀의 3차원 성형을 보다 용이하게 할 수 있고, 금형부의 교체 또한 용이하게 할 수 있다.
이동 프레스(140)는 이동 프레스 실린더(150)에 의해 상하 이동할 수 있다. 이동 프레스(140)의 이동을 위해. 제어부는 이동 프레스 실린더(150)를 제어할 수 있다. 고정 프레스(110)와 이동 프레스(140) 간의 압력에 의해 양 프레스 사이에 배치된 헤어핀이 3차원 성형될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 스토퍼(300)의 세부 구성을 나타내는 도면이다. 스토퍼(120-1, 120-2)의 측면에 홈(310)이 형성될 수 있다. 홈(310)은 헤어핀의 선폭 변형 방지를 위해, 헤어핀의 레그가 삽입되는 공간이다.
홈(310)은 3 개의 면을 포함할 수 있다. 홈(310)은 이동 프레스(140)의 상하 이동 방향(도 3 화살표 표시 참고)과 경사를 가지도록 형성되는 제1 면(310-1), 이동 프레스(140)의 이동 방향과 평행하게 형성되는 제2 면(310-2) 및 이동 프레스(140)의 이동 방향의 수직 방향으로 형성되는 제3 면(310-3)을 포함할 수 있다.
3차원 헤어핀 성형 전에는 헤어핀이 제2 면(310-2) 및 제3 면(310-3)과 접촉되고, 3차원 헤어핀이 성형된 후에는 헤어핀이 제1 면(310-1) 및 제2 면(310-2)에 접촉될 수 있다.
스토퍼의 홈에 헤어핀 삽입에 대한 상세한 구성은 도 5에서 후술한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 헤어핀을 3차원 형상으로 성형하는 과정인 제1 동작(410) 내지 제3 동작(430)을 나타내는 도면이다. 제1 동작(410)은 헤어핀의 3차원 성형 전의 준비 동작에 해당한다. 제1 동작(410)에서, 스토퍼(412) 및 이동 프레스(416)는 고정 프레스(411)로부터 멀어지도록 상측에서 하측으로 하강 이동하고(410의 화살표 표시 참고), 헤어핀(415)이 스토퍼(412)에 삽입된다.
스토퍼 실린더(413)에 의해, 스토퍼(412)는 장치의 하측 방향으로 하강하여 고정 프레스(411)로부터 멀어질 수 있다. 이를 위해, 제어부는 스토퍼 실린더(413)의 동작을 제어할 수 있다. 스토퍼(412)가 고정 프레스(411)와 떨어져 있으면, 스토퍼(412)의 홈(414)에 헤어핀(415)을 용이하게 삽입할 수 있다.
제2 동작(420)은 헤어핀(415)이 삽입된 스토퍼(412)의 홈(414)을 고정 프레스(411)와 정렬하기 위해 스토퍼(412)가 하측에서 상측으로 상승 이동하는 동작을 나타낸다. 구체적으로, 스토퍼 실린더(413)에 의해 스토퍼(412)는 고정 프레스(411)와 근접하도록 상승 이동할 수 있다(420의 화살표 표시 참고). 스토퍼(412)가 고정 프레스(411)를 향해 상승 이동하면, 스토퍼(412)의 홈(414)은 고정 프레스(411)와 정렬할 수 있다. 이를 위해, 제어부는 스토퍼 실린더(413)의 동작을 제어할 수 있다. 홈(414)과 고정 프레스(411)가 정렬되면, 헤어핀을 3차원으로 성형할 수 있는 준비가 완료된다.
제3 동작(430)은 이동 프레스(416)가 상승 이동하여 헤어핀(415)을 3차원 형상으로 성형하는 예시를 나타낸다. 이동 프레스 실린더(417)에 의해, 이동 프레스(416)가 상승 이동할 수 있다(430에서 화살표 표시 참고). 이동 프레스(416)는 고정 프레스(411)와 정렬된 홈(414)에 삽입된 헤어핀(415)을 향해 상승 이동할 수 있다. 이동 프레스(416)가 상승 이동하면, 양 프레스 간에 형성된 압력으로 양 프레스 사이에 배치된 헤어핀(415)을 3차원 형상으로 성형할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 헤어핀이 홈에 삽입되어 3차원 형상을 가지게 되는 과정을 나타내는 도면이다. A 동작(510)은 3차원 성형 전의 헤어핀(518)이 스토퍼(514)의 홈(310)에 삽입되어 있는 예시를 나타낸다. 3차원 성형 전의 헤어핀(518)의 레그를 스토퍼(514)의 홈(310)에 삽입할 수 있다. 삽입된 헤어핀(518)의 레그는 홈(310)의 제2 면(310-2) 및 제3 면(310-3)에 접촉할 수 있다. 헤어핀(518)의 레그가 홈(310)에 삽입되면, 스토퍼(514)는 고정 프레스(512)를 향해 상승 이동함으로써, 홈(310)의 제1 면(310-1)과 고정 프레스(512)의 하면이 정렬될 수 있다. 홈(310)과 고정 프레스(512) 간의 정렬은 제1 면(310-1)의 끝 지점과 고정 프레스(512)의 끝 지점이 일치(519)하는 것을 의미할 수 있다.
B 동작(520)은 3차원 성형 후의 헤어핀(518)이 스토퍼(514)의 홈(310)에 삽입되어 있는 예시를 나타낸다. 홈(310)과 고정 프레스(512)가 정렬된 후, 이동 프레스(522)는 하측에서 상측으로 상승 이동하여 헤어핀(518)에 압력을 가할 수 있다. 가압된 헤어핀(518)은 3차원으로 성형될 수 있다. 즉, 높낮이 차가 없는 헤어핀(518)이 양 프레스 간의 압력에 의해 높낮이 차를 가지게 되는 3차원 형상을 가질 수 있다. 3차원 성형 과정에서 헤어핀(518)의 레그는 홈(310)의 제3 면(310-3)에서 떨어져서 제1 면(310-1)에 접촉할 수 있다. 3차원 성형이 완료된 헤어핀(518)의 레그는 홈(310)의 제1 면(310-1) 및 제2 면(310-2)에 접촉할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 헤어핀을 제조하는 방법(600)을 나타내는 순서도이다. 3차원 헤어핀 제조 방법(600)은 헤어핀을 양측 스토퍼(좌, 우 스토퍼)의 홈에 삽입하는 것으로 시작할 수 있다. 헤어핀의 양 레그를 양측 스토퍼의 홈에 삽입할 수 있다. 헤어핀이 스토퍼에 삽입되면, 양측 스토퍼의 홈이 고정 프레스와 정렬하도록 양측 스토퍼가 스토퍼 실린더에 의해 하측에서 상측으로 상승 이동할 수 있다(S610). 이를 위해, 제어부는 스토퍼 실린더를 제어하여 스토퍼의 위치를 조정할 수 있다. 예컨대, 제어부는 스토퍼가 고정 프레스를 향해 하측에서 상측으로 상승 이동할 수 있도록 스토퍼 실린더의 이동 방향을 제어할 수 있고, 스토퍼의 홈과 고정 프레스가 정렬될 수 있도록 스토퍼 실린더의 이동 거리, 이동 방향, 이동 타이밍 등을 제어하도록 구성될 수 있다.
스토퍼의 홈과 고정 프레스가 정렬되면, 이동 프레스 실린더에 의해, 이동 프레스가 고정 프레스를 향해 하측에서 상측으로 상승 이동할 수 있다(S620). 이를 위해, 제어부는 이동 프레스 실린더를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부는 이동 프레스가 고정 프레스를 향해 상승 이동할 수 있도록, 이동 프레스 실린더의 이동 방향을 제어할 수 있고, 고정 프레스와 이동 프레스의 금형부 형상을 고려하여 이동 프레스 실린더의 이동 거리를 제어할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 스토퍼의 홈과 고정 프레스가 정렬된 이후에 이동 프레스가 상승 이동할 수 있도록 이동 프레스 실린더의 이동 타이밍이 제어될 수 있다.
이동 프레스가 고정프레스를 향해 상승 이동하면, 고정 프레스와 이동 프레스 간의 압력에 의해 헤어핀을 3차원 형상으로 성형할 수 있다(S630). 일 실시예에서, 고정 프레스를 향해 상승 이동한 이동 프레스는 헤어핀에 압력을 가할 수 있다. 헤어핀은 고정 프레스와 이동 프레스의 형상에 따라 3차원 형상으로 성형될 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
110: 고정 프레스
120-1, 120-2: 스토퍼
130: 스토퍼 실린더
140: 이동 프레스
150: 이동 프레스 실린더

Claims (10)

  1. 3차원 헤어핀 제조 장치로서,
    장치 상측에 고정 설치된 고정 프레스;
    상기 고정 프레스의 좌우에 각각 배치된 스토퍼;
    상기 스토퍼를 상하 이동시키기 위한 스토퍼 실린더;
    장치 하측에서 상기 고정 프레스와 대향 배치된 이동 프레스;
    상기 이동 프레스를 상하 이동시키기 위한 이동 프레스 실린더;
    상기 스토퍼 실린더 및 상기 이동 프레스 실린더의 이동을 각각 제어하기 위한 제어부
    를 포함하고,
    상기 스토퍼의 측면에 헤어핀을 수용하기 위한 홈이 형성되며,
    상기 이동 프레스가 상기 고정 프레스를 향해 상승 이동하여 상기 홈에 수용된 헤어핀을 3차원 성형하고,
    상기 헤어핀은 3차원 성형 과정에서 상기 홈의 일부 면과 떨어지는, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정 프레스는, 제1 금형부 및 제2 금형부를 포함하고, 상기 제1 금형부 및 상기 제2 금형부는 각각 교체 가능하도록 구성되는, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 금형부 및 상기 제2 금형부는 서로 비대칭의 형상을 가지는, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 금형부 및 상기 제2 금형부는 서로 이격되어 공간을 형성하는, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 프레스는, 제3 금형부 및 제4 금형부를 포함하고, 상기 제3 금형부 및 상기 제4 금형부는 각각 교체가능하도록 구성되는, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 금형부 및 상기 제4 금형부는 서로 이격되어 공간을 형성하는, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는, 상기 고정 프레스의 좌측에 배치된 좌측 스토퍼 및 상기 고정 프레스의 우측에 배치된 우측 스토퍼를 포함하고,
    상기 좌측 스토퍼 및 상기 우측 스토퍼는 각각 독립적으로 개별 제어가 가능하도록 구성된, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 스토퍼의 상기 홈을 상기 고정 프레스와 정렬하기 위해 상기 스토퍼의 위치를 제어하도록 구성된, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 홈은 3 개의 면으로 이루어지도록 구성된, 3차원 헤어핀 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 홈은,
    상기 이동 프레스의 이동 방향과 경사를 가지도록 형성되는 제1 면;
    상기 이동 프레스의 이동 방향과 평행하게 형성되는 제2 면;
    상기 이동 프레스의 이동 방향의 수직으로 형성되는 제3 면
    을 포함하는,
    3차원 헤어핀 제조 장치.


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