KR102664501B1 - 적층코어의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 라미나 부재들을 접착시켜서 적층코어를 제조하는 적층코어의 제조방법에 관한 것으로, 표면에 접착층이 형성된 박판을 통과시키면서 접착제를 도포한 후 블랭킹하여 소정 형상의 라미나 부재를 순차적으로 형성하여 적층하되 상기 접착층을 가열 경화하지 않고 상기 라미나 부재를 적층하여 상기 접착제로 예비 접착된 적층코어를 형성하는 적층코어 형성단계와, 상기 적층코어의 자석 삽입홀에 자석을 삽입하는 자석 삽입단계와, 상기 자석이 삽입된 적층코어의 자석 삽입홀에 수지를 충진하는 수지 충진단계, 그리고 수지가 충진된 적층코어를 가열하여 상기 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화시키는 경화단계를 포함한다. 이러한 방법으로, 수지가 충진된 적층코어를 가열하여, 상기 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화할 수 있어 제조공정을 간소화하고 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

적층코어의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR LAMINATED CORE}
본 발명은 적층코어의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 라미나 부재들을 접착시켜서 적층코어를 제조하는 적층코어의 제조방법에 관한 것이다.
모터는 전기 에너지로부터 회전력을 얻는 기계 장치로서, 고정자(stator)와 회전자(rotor)를 포함한다. 상기 회전자는 고정자와 전자기적으로 상호 작용하며, 자기장과 코일에 흐르는 전류에 의해 작용하는 힘으로 회전한다.
상기 고정자는 모터 등과 같은 회전기기에서 정지한 부분 즉 회전하지 않고 고정된 부분을 말한다. 일 예로, 유도기의 경우에 상기 고정자는 고정자 코어와 고정자 권선 등으로 구성된다.
이러한 상기 회전자와 고정자는 금속 박판인 라미나(Lamina) 부재를 여러 겹으로 적층한 후 일체화하여 제작된 적층코어(Laminated Core)로 이루어질 수 있다.
상기 적층코어의 제조방법으로는 여러 겹으로 적층된 라미나 부재를 레이저 용접을 이용한 웰딩 고정법 또는 리벳 고정법 등을 이용하여 일체로 고정하는 방법이 알려져 있다.
하지만, 웰딩 고정법에 의해 적층된 라미나 부재를 일체화할 경우에는 용접 열에 의해 라미나 부재가 열변형을 일으켜 물성을 변화시키는 문제가 있다.
이에, 근래에는 상기 적층코어의 단위 박판인 라미나 부재들을 접착제로 상호 접착해서 일체화하는 접착 고정법이 제시되고 있는데, 대한민국 공개특허공보 제10-1996-003021호와 일본 공개특허공보 특개평5-304037호에 상기 접착 고정법이 개시되어 있다.
상기 특허문헌 중 일본 공개특허공보 특개평5-304037호를 참조하면, 모터 코어 제조용 소재인 강판은 이송 롤러에 의해 제1 프레스 성형기와 제2 프레스 성형기로 공급되며, 상기 제1프레스 성형기를 통과하기 전에 도포 롤러와 노즐에 의해 상기 강판에 접착제가 도포된다.
그리고, 소재의 블랭킹에 의하여 상기 제1 프레스 성형기와 제2 프레스 성형기의 내부 공간에 순차적으로 쌓이는 라미나 부재는, 상기 접착제에 의해 일체화되고 이를 통해 접착식 적층 코어가 제조된다. 이러한 종래의 접착식 적층코어의 제조방법에 의하면 레이저 용접에 비해 비용이 절감될 수 있고 강판이 박판화에 대응할 수 있다.
하지만, 접착식 적층코어 제조방법을 적요할 경우에는 라미나 부재를 적층한 후 가열하여 접착제를 1차적으로 경화해야 하고, 이후 적층코어에 자석을 고정하기 위하여 수지를 주입한 후 2차적으로 다시 경화해야 하기 때문에 작업 공정이 복잡해지고 다수의 열처리 공정에 의해 적층코어에 열변형이 발생할 수 있는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-1996-003021호(1996.01.26) 일본 공개특허공보 특개평5-304037호(1993.11.16)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 적층코어를 가열하여 라미나 부재의 접착층과 충진된 수지를 동시에 경화할 수 있는 적층코어의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층코어의 제조방법은, 표면에 접착층이 형성된 박판을 통과시키면서 접착제를 도포한 후 블랭킹(blanking)하여 소정 형상의 라미나 부재를 순차적으로 형성하여 적층하되 상기 접착층을 가열 경화하지 않고 상기 라미나 부재를 적층하여 상기 접착제로 예비 접착된 적층코어를 형성하는 적층코어 형성단계; 상기 적층코어의 자석 삽입홀에 자석을 삽입하는 자석 삽입단계; 상기 자석이 삽입된 적층코어의 자석 삽입홀에 수지를 충진하는 수지 충진단계; 및 수지가 충진된 적층코어를 가열하여, 상기 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화시키는 경화단계;를 포함하도록 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 적층코어 형성단계는, 상기 박판을 펀칭(punching)하여 공통의 천공을 형성하는 천공 형성단계; 상기 박판에서 천공이 형성되지 않은 부분에 접착제를 도포하는 접착제 도포단계; 상기 박판을 블랭킹하여 공통의 천공이 형성된 라미나 부재를 순차적으로 형성하는 라미나 부재 제조단계; 및 상기 라미나 부재를 적층 및 가압하여 상기 적층코어를 이루도록 복수의 라미나 부재를 예비 접착하는 라미나 부재 예비 접착단계;를 포함하도록 이루어질 수 있다.
즉, 상기 적층코어 형성단계는, 상온에서 경화되는 접착제를 도포하여, 상기 접착제가 도포된 라미나 부재를 블랭킹한 후 적층 및 가압하여 예비 접착된 적층코어를 형성하도록 이루어질 수 있다.
상기 경화단계는, 수지가 충진된 적층코어를 가압하는 가압단계; 가압된 적층코어를 가열하는 가열단계; 및 가열된 적층코어를 냉각하는 냉각단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 가압단계는, 상기 적층코어를 1~15MPa의 압력으로 가압하도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 가열단계는, 110~210℃의 온도범위에서 120~230초 동안 가열하도록 이루어질 수 있다.
상기 수지 충진단계는, 상기 적층코어가 안착되고, 상기 자석 삽입홀과 연통되는 연통홀이 형성된 캐리어 트레이를 상부금형과 하부금형 사이에 배치하는 캐리어 트레이 안착단계; 상기 상부금형과 상기 하부금형으로 상기 적층코어를 가압하는 코어 가압단계; 및 상기 하부금형에 구비된 수지 공급부로 상기 연통홀을 통하여 상기 자석 삽입홀에 수지를 주입하는 수지 주입단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 코어 가압단계는, 상기 적층코어의 상측면을 전체적으로 동일한 압력으로 가압하도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 적층코어의 제조방법에 따르면, 수지가 충진된 적층코어를 가열하여, 상기 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화할 수 있어 제조공정을 간소화하고 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에서 적층코어 형성단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에서 수지 충진단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에서 경화단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에 사용되는 코어금형을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에 사용되는 코어금형에서 제작된 적층코어와 캐리어 트레이를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에 사용되는 수지충진장치를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에 사용되는 수지충진장치에서 요부를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에 사용되는 수지충진장치에서 중심베이스가 상부금형과 하부금형에 의해 가압된 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에 사용되는 수지충진장치에서 수지 공급부가 동작하여 자석 삽입홀에 수지를 주입하는 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
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 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 2는 상기 적층코어의 제조방법에서 적층코어 형성단계를 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 3은 상기 적층코어의 제조방법에서 수지 충진단계를 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 4는 상기 적층코어의 제조방법에서 경화단계를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
그리고, 도 5 및 도 6은 다른 실시예에 의한 코어금형과 그에 의해 제작된 적층코어와 캐리어 트레이를 개략적으로 도시해 보인 도면이고, 도 7 내지 도 10은 상기 적층코어의 제조방법에 사용되는 수지충진장치를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법은
표면에 접착층이 형성된 박판(S)을 통과시키면서 접착제를 도포한 후 블랭킹(blanking)하여 소정 형상의 라미나 부재(L)를 순차적으로 형성하여 적층하되 상기 접착층을 가열 경화하지 않고 상기 라미나 부재(L)를 적층하여 상기 접착제로 예비 접착된 적층코어(C)를 형성하는 적층코어 형성단계(S100)와, 상기 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 자석(M)을 삽입하는 자석 삽입단계(S200)와, 상기 자석(M)이 삽입된 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 수지를 충진하는 수지 충진단계(S300), 그리고 수지가 충진된 적층코어를 가열하여 상기 라미나 부재(L)의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화시키는 경화단계(S400)를 포함한다.
표면에 접착층이 형성된 박판을 라미나 부재로 형성 후 적층하여 적층코어를 제조하는 종래의 적층코어 제조방법은 코어금형에서 라미나 부재를 제작한 후 적층하여 적층코어를 형성하고, 코어금형 내에서 적층코어를 가열하여 접착층을 경화시켜서 라미나 부재를 일체화하여 적층코어를 형성하였다.
그리고, 적층코어의 자석 삽입홀에 자석을 삽입한 후 자석을 고정하기 위하여 수지를 충진하고, 다시 적층코어를 가열하여 수지를 경화하였다.
이와 같이, 종래의 적층코어 제조방법은 가열 경화를 두 번해야 하기 때문에 작업 공정이 복잡해지고, 다수의 열처리 공정에 의해 적층코어에 열변형이 발생할 수 있는 문제가 있었다. 또한, 코어금형에 가열장치와 냉각장치를 구비해야 하므로 코어금형의 제조비용과 유지 및 보수비용이 증가하는 문제가 있었다.
이에, 본 발명에서는 코어금형에서 가열 경화하는 단계를 생략하고, 적층코어에 수지를 충진한 이후에 적층코어를 가열하여, 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화하는 적층코어의 제조방법을 제공한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법의 각 단계를 보다 구체적으로 설명한다.
상기 적층코어 형성단계(S100)는 표면에 접착층이 형성된 박판(S)을 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재(L)를 순차적으로 형성 후 적층하여 적층코어(C)를 형성하는 단계이다. 이러한 상기 적층코어 형성단계(S100)는 도 5에 도시되어 있는 코어금형(10)을 이용하여 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 적층코어 형성단계(S100)는 상기 박판(S)을 펀칭(punching)하여 공통의 천공을 형성하는 천공 형성단계(S110)와, 상기 박판(S)에서 천공이 형성되지 않은 부분에 접착제를 도포하는 접착제 도포단계(S120)와, 상기 박판(S)을 블랭킹하여 공통의 천공이 형성된 라미나 부재(L)를 순차적으로 형성하는 라미나 부재 제조단계(S130), 그리고 상기 라미나 부재(L)를 적층 및 가압하여 상기 적층코어(C)를 이루도록 복수의 라미나 부재(L)를 예비 접착하는 라미나 부재 예비 접착단계(S150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이를 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법에서 사용되는 상기 코어금형(10)은, 슬롯 펀치(13)와, 샤프트홀 펀치(15)와, 접착제 도포부(16), 그리고 블랭킹부(17)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기　코어금형(10)은 프레스 기반의 장치로 상형(11)과 하형(12)으로 분할되며, 상기 상형(11)에는 상기 박판(S)를 가압해서 펀칭 또는 블랭킹하는 펀치(13, 15, 17)들이 구비된다.
그리고, 상기 하형(12)에는 상기 펀치들(13, 15, 17)에 대응되는 펀치 홀(13a, 15a, 17a)들이 형성되어 있으며, 상기 라미나 부재(L)들이　적층 및 가압되는　적층배럴(18)이 구비된다.
보다 구체적으로, 상기 슬롯 펀치(13)와 상기 샤프트홀 펀치(15)는 상기 박판(S)에 공통의 천공을 형성하도록 구비된다.
그리고, 상기 블랭킹부(17)는 상기 상형(11)에 구비되고, 상기 하형(12)에는 상기 블랭킹부(17)와 마주하는 블랭킹 홀(17a)이 형성되어 있고, 상기 블랭킹부(17)에 의해 상기 박판(S)에서 블랭킹된 라미나 부재(L)는 상기 적층배럴(18)에 삽입되어 상기 적층배럴(18)에 구비된 적층코어 이송부(19)에 적층된다.
상기 접착제 도포부(16)는 상기 하형(12)에서 상기 블랭킹부(17)의 전단에 구비되어 상기 슬롯 펀치(13)와 상기 샤프트홀 펀치(15)를 통하여 공통의 천공이 형성된 박판(S)에서 천공이 형성되지 않는 부분에 접착제를 도포하도록 구비된다.
그리고, 상기 접착제 도포부(16)는 상기 적층코어(C)를 형성하기 위한 첫번째 라미나 부재에는 접착제를 도포하지 않도록 동작한다.
즉, 상기 적층코어(C)를 형성하기 위한 첫번재 라미나 부재는 상기 적층코어 이송부(19)에 적층되므로, 첫번째 라미나 부재가 상기 적층코어 이송부(19)에 부착되는 것을 방지하기 위하여 접착제를 도포하지 않도록 동작한다.
이러한, 상기 접착제 도포부(16)는 일 예로, 상기 하형(12)에 형성되고 접착제가 수용되는 저장부(16a), 상기 저장부(16a)와 연결되어 접착제를 상기 박판(S)의 하측면에 도포하는 노즐부(16b), 그리고 상기 저장부(16a)에 저장된 접착제가 상기 노즐부(16b)로 배출되도록 상기 저장부(16a)에 압력을 제공하는 펌프(16c)로 이루어질 수 있다. 물론, 상기 접착제 도포부(16)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니고, 종래의 다양한 형태의 접착제 도포부가 적용될 수 있다.
그리고, 상기 접착제는 상온에서 접착될 수 있는 접착제가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 접착제는 0~80℃의 온도 범위에서 경화되는 아크릴계 접착제가 사용될 수 있다.
즉, 상온에서 경화되는 접착제를 도포하고, 상기 접착제가 도포된 라미나 부재를 블랭킹한 후 상기 적층배럴(18)에서 적층 및 가압하여 별도로 가열 경화하지 않고 상온에서 상기 접착제를 통하여 라미나 부재(L)가 예비 접착된 적층코어(C)를 형성할 수 있다.
상기 자석 삽입단계(S200)는 캐리어 트레이(120)에 적층코어(C)가 배치된 상태에서 상기 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 자석을 삽입하는 단계이다.
그리고, 상기 수지 충진단계(S300)는 상기 자석(M)이 삽입된 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 수지를 충진하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 수지 충진단계(S300)는 상기 적층코어(C)가 안착되고 상기 자석 삽입홀(C1)과 연통되는 연통홀(123)이 형성된 캐리어 트레이(120)를 상부금형(200)과 하부금형(400) 사이에 배치하는 캐리어 트레이 안착단계(S310)와, 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400)으로 상기 적층코어(C)를 가압하는 코어 가압단계(S320), 그리고 상기 하부금형(400)에 구비된 수지 공급부(410)로 상기 연통홀(123)을 통하여 상기 자석 삽입홀(C1)에 수지를 주입하는 수지 주입단계(S330)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한, 상기 수지 충진단계(S300)는 도 7 내지 도 10에 도시되어 있는 수지충진장치(100)를 통하여 이루어질 수 있다.
이하에서는, 도 7 내지 도 10을 참조하면 상기 수지충진장치(100)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
상기 수지충진장치(100)는 베이스 프레임(110)과, 상기 베이스 프레임(110)에 구비된 상부금형(200)과, 상기 상부금형(200)과 마주보게 상기 베이스 프레임(110)에 구비된 하부금형(400)과, 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400) 사이에 배치되는 중심베이스(300), 그리고 상기 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 수지를 주입하는 수지 공급부(410)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 베이스 프레임(110)은 상기 수지충진장치(100)의 외형을 이루는 구성이다. 일 예로, 상기 베이스 프레임(110)은 프레스 장비로 구비되어, 상기 상부금형(200)와 상기 하부금형(400) 중 적어도 어느 하나를 상하 방향으로 이동하도록 구비될 수 있다.
상기 상부금형(200)은 상기 베이스 프레임(110)의 상측에 구비된다. 그리고, 상기 상부금형(200)은 상기 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 수지를 주입하는 동안 상기 적층코어(C)의 상측면을 가압하도록 제공된다.
상기 하부금형(400)은 상기 상부금형(200)과 마주보게 상기 베이스 프레임(110)에 구비된다. 그리고, 상기 하부금형(400)은 상기 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 수지를 주입하는 동안 상기 적층코어(C)의 상측면이 상기 상부금형(200)에 의해 가압되도록 상기 캐리어 트레이(120)를 가압하도록 제공된다.
즉, 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400)은 상기 캐리어 트레이(120) 상에 배치된 적층코어(C)를 양면에서 가압한 상태에서 상기 자석 삽입홀(C1)에 수지를 주입하도록 제공될 수 있다.
상기 중심베이스(300)는 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400) 사이에 배치되어 상하 방향으로 이동 가능하게 구비된다.
일 예로, 상기 중심베이스(300)는 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400) 사이에 배치되고 상기 캐리어 트레이(120)가 안착되는 베이스 플레이트(310)와, 일측단이 상기 베이스 플레이트(310)의 둘레를 따라 체결되고 타측이 상기 상부금형(200)에 삽입되어 슬라이딩 이동하는 복수의 가이드부(320)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 베이스 플레이트(310)의 하측면이 상기 하부금형(400)과 접촉한 상태에서, 상기 상부금형(200)이 하측으로 이동하거나 상기 하부금형(400)이 상측으로 이동하면, 상기 가이드부(320)가 상기 상부금형(200)으로 삽입되면서, 상기 베이스 플레이트(310)의 상측면이 상기 상부금형(200)에 접촉하게 이동할 수 있다.
즉, 상기 중심베이스(300)는 상측면이 선택적으로 상기 상부금형(200)과 접촉하고, 하측면이 선택적으로 상기 하부금형(400)과 접촉하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 캐리어 트레이(120)에 배치된 적층코어(C)가 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400)에 의해 가압될 수 있다.
상기 베이스 플레이트(310)는 중심이 관통되는 관통홀(311)이 형성되어, 상기 수지 공급부(410)가 삽입될 수 있다. 즉, 상기 관통홀(311)을 통하여 상기 캐리어 트레이(120)의 하측면이 노출되고, 상기 관통홀(311)에 삽입된 상기 수지 공급부(410)가 상기 캐리어 트레이(120)의 하측면에 밀착될 수 있다. 이를 통하여, 상기 수지 공급부(410)에서 공급되는 수지가 상기 캐리어 트레이(120)의 연통홀(123)을 관통하여서 상기 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 공급될 수 있다.
그리고, 상기 베이스 플레이트(310)에는 상기 캐리어 트레이(120)를 위치 고정하는 클램프(330)가 구비될 수 있다.
상기 클램프(330)는 상기 베이스 플레이트(310)에 안착된 상기 캐리어 트레이(120)를 상기 관통홀(311)의 상부 중심에 위치하도록 고정할 수 있다. 이때, 상기 캐리어 트레이(120)의 연통홀(123)이 상기 수지 공급부(410)의 상측에 위치하도록 상기 캐리어 트레이(120)의 체결 위치도 상기 클램프(330)에 의해 설정될 수 있다.
상기 캐리어 트레이(120)는 복수의 자석 삽입홀(C1)에 자석(M)이 삽입된 적층코어(C)가 배치되고, 상기 중심베이스(300)에 안착되며, 상기 자석 삽입홀(C1)과 연통되는 연통홀(123)이 형성되게 이루어질 수 있다.
일 예로, 상기 캐리어 트레이(120)는 상기 적층코어(C)가 안착되는 플레이트부(121)와, 상기 플레이트부(121)의 중심에서 돌출되고 상기 적층코어(C)의 중심에 관통 형성된 관통홀에 삽입되는 돌기부(122)를 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 플레이트부(121)에는 상기 수지 공급부(410)에서 공급되는 수지가 유동하도록 연통홀(123)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 연통홀(123)은 상기 적층코어(C)에 형성된 복수의 자석 삽입홀(C1)의 각각의 위치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 즉, 하나의 상기 연통홀(123)을 통하여 주입되는 수지는 하나의 자석 삽입홀(C1)에 공급될 수 있다.
이러한, 상기 연통홀(123)은 두께 방향으로 갈 수로 직경이 작아지는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 연통홀(123)에서 직경이 큰 부분이 상기 수지 공급부(410)와 연결되고, 상기 연통홀(123)에서 직경이 작은 부분이 상기 자석 삽입홀(C1)과 연결되게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 돌기부(122)와 상기 적층코어(C)의 관통홀 중 어느 하나에는 가이드돌기(미도시), 다른 하나에는 슬릿(미도시)이 형성되어 상기 돌기부(122)에 삽입되는 상기 적층코어(C)의 위치를 미리 설정할 수 있다.
즉, 상기 적층코어(C)가 상기 캐리어 트레이(120)에 배치될 때, 상기 적층코어(C)에 형성된 자석 삽입홀(C1)이 상기 캐리어 트레이(120)에 형성된 연통홀(123) 상에 위치해야 한다.
따라서, 상기 돌기부(122)와 상기 적층코어(C)의 관통홀에 가이드돌기와 슬릿을 형성하여 상기 연통홀(123) 상에 상기 자석 삽입홀(C1)이 위치하도록 상기 적층코어(C)를 상기 캐리어 트레이(120)에 배치시킬 수 있다.
상기 수지 공급부(410)는 상기 하부금형(400)에 구비되고, 상기 적층코어(C)가 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400)에 의해 가압된 상태에서 상기 연통홀(123)을 통하여 상기 자석 삽입홀(C1)에 수지를 주입하도록 이루어질 수 있다.
일 예로, 상기 수지 공급부(410)는 수지가 배치되는 수지공급 포트(411)와, 상기 수지공급 포트(411) 내부에서 이동 가능하게 배치되고 용융된 수지를 가압하여 상기 자석 삽입홀(C1)에 주입하는 수지공급 피스톤(412), 그리고 상기 수지공급 피스톤(412)을 상하 방향으로 이동시키는 수지공급 액추에이터(413)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 수지는 일 예로, EMC(Epoxy Molding Compound)를 사용할 수 있고, 블록 형태의 EMC를 상기 수지공급 포트(411)에 삽입한 후 가열하여 용융 시킨 후 주입하도록 사용할 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 수지공급 포트(411)에 블록 형태의 수지(BS)를 삽입하고, 상기 중심베이스(300)의 양측에 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400)을 접촉시켜 상기 적층코어(C)를 가압한 후 상기 수지공급 포트(411)를 가열하여 수지를 용융 시킨 후 상기 수지공급 액추에이터(413)가 상기 수지공급 피스톤(412)을 이동시켜 용융된 수지를 상기 자석 삽입홀(C1)에 주입할 수 있다.
여기서, 용융된 수지가 응고되지 않고 상기 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 완전히 충진될 수 있도록 수지가 충진되는 동안 상기 상부금형(200)과 하부금형(400)을 일정 온도로 가열하여 유지하는 가열장치(미도시)가 구비될 수 있다.
이러한, 상기 수지 공급부(410)는 상기 캐리어 트레이(120)의 연통홀(123)에 대응하여 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있다. 일 예로, 상기 수지 공급부(410)는 복수로 마련되고, 하나의 수지 공급부(410)가 적어도 하나 또는 두 개의 연통홀(123)에 수지를 공급하도록 이루어질 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 수지충진장치(100)에 의해 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 수지를 주입하여 자석(M)을 고정하는 동작을 순서대로 설명한다.
우선, 캐리어 트레이(120)에 적층코어(C)를 배치하고, 상기 적층코어(C)의 자석 삽입홀(C1)에 자석(M)을 삽입한다. 이때, 상기 자석 삽입홀(C1)은 캐리어 트레이(120)의 연통홀(123) 상에 위치하게 된다.
그리고, 상기 캐리어 트레이(120)에 자석(M)이 삽입된 적층코어(C)가 배치된 상태에서 함께 예열된 후 상기 적층코어가 배치된 캐리어 트레이(120)를 중심베이스(300)에 안착한다.
그리고, 상부금형(200)과 하부금형(400) 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 중심베이스(300)의 양면에 밀착하여 상기 적층코어(C)를 가압한다.
일 예로, 하부금형(400)이 상측으로 이동하여 상기 중심베이스(300)의 하측면에 접촉하고, 상기 수지 공급부(410)가 상기 캐리어 트레이(120)의 하측면에 배치된다.
이때, 상기 하부금형(400)과 상기 중심베이스(300)의 결합 위치를 정확히 위치시킬 수 있도록, 상기 하부금형(400)에 형성된 제1 가이드 돌기(401)가 상기 중심베이스(300)에 형성된 제1 가이드 홈(312)에 삽입되게 구성될 수 있다.
또한, 상기 캐리어 트레이(120)의 연통홀(123)과 상기 수지 공급부(410)의 위치를 정확히 위치시킬 수 있도록, 상기 하부금형(400)에 형성된 제2 가이드 돌기(402)가 상기 캐리어 트레이(120)에 형성된 제2 가이드 홈(124)에 삽입되게 구성될 수 있다.
그리고, 상부금형(200) 또는 하부금형(400)이 추가로 이동하여 상기 중심베이스(300)의 상측면에 상부금형(200)이 접촉한다.
이때, 상기 상부금형(200)과 상기 중심베이스(300)의 결합 위치를 정확히 위치시킬 수 있도록, 상기 하부금형(400)에 형성된 제3 가이드 돌기(403)가 상기 상부금형(200)에 형성된 제3 가이드 홈(201)에 삽입되게 구성될 수 있다.
이 경우, 수지 공급부(410)가 상기 캐리어 트레이(120)의 하측면에 밀착하여 상기 연통홀(123)과 연통되고, 이하에서 설명되는 코어 가압부(210)가 상기 적층코어(C)의 상측면에 밀착되어 일정 압력으로 적층코어(C)를 가압하게 된다.
그리고, 상기 수지 공급부(410)를 동작시켜 용융된 수지를 상기 연통홀(123)을 통하여 상기 자석 삽입홀(C1)에 주입한다.
그리고, 수지 주입 완료 후 수지가 경화되는 시간이 경과된 후 상기 중심베이스(300)로부터 상기 상부금형(200)과 상기 하부금형(400)을 이격 배치시킨다.
이때, 상기 자석 삽입홀(C1)에 공급되고 남은 잔류 수지는 상기 수지 공급부(410) 상에 잔존하게 된다. 즉, 상기 하부금형(400)과 상기 중심베이스(300)가 분리되는 과정에서 잔류 수지는 상기 캐리어 트레이(120) 측에 잔류하지 않고, 모두 상기 수지 공급부(410) 상에 잔류하게 된다.
그리고, 상기 캐리어 트레이(120)에서 적층코어(C)를 분리하면 별도의 잔류 수지 제거 작업 없이 자석 삽입홀(C1)에 자석이 고정된 상태의 적층코어(C)를 제작할 수 있다.
상기 코어 가압단계(S320)는 상기 적층코어의 상측면을 전체적으로 동일한 압력으로 가압하도록 이루어질 수 있다.
이를 위하여, 상기 수지충진장치(100)는 상기 상부금형(200)에 구비되고, 상기 적층코어(C)의 상측면을 가압하는 코어 가압부(210)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 중심베이스(300)의 하측면이 상기 하부금형(400)에 접촉하여 지지되고, 상측면이 상부금형(200)에 접촉하여 지지된 상태에서, 상기 코어 가압부(210)는 상기 적층코어(C)의 상측면에 밀착되어 적층코어(C)를 가압하도록 이루어진다.
일 예로, 상기 코어 가압부(210)는 상기 적층코어(C)의 상측면과 접촉하는 가압 플레이트(211)와, 상기 상부금형(200)에 구비되고 상기 가압 플레이트(211)를 이동시켜 상기 적층코어(C)를 가압하는 가압 액추에이터(212)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 가압 액추에이터(212)는 복수로 마련되고, 적어도 같거나 서로 다르게 동작하여 상기 가압 플레이트(211)를 가압할 수 있다.
상기 적층코어(C)는 복수의 판재가 적층되어 제작된 것으로 제작 과정 또는 판재의 두께 편차 등에 의해 상기 적층코어(C)의 높이 편차가 발생할 수 있다. 즉, 상기 코어 가압부(210)가 접촉하는 상측면이 경사지게 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 코어 가압부(210)가 수직한 방향으로 일정한 힘으로 가압하게 되면 상기 적층코어(C)의 경사진 상측면의 높은 부분이 우선적으로 상기 코어 가압부(210)와 접촉하여 가압되므로, 상기 적층코어(C)에 전체적으로 다른 가압력이 작용하게 된다.
즉, 상기 적층코어(C)의 경사진 상측면의 높은 부분은 우선적으로 가압되면서 상대적으로 큰 가압력으로 가압되어 상기 적층코어(C)가 파손될 수 있는 문제가 있다. 또한, 상기 적층코어(C)의 경사진 상측면에서 낮은 부분은 상대적으로 작은 가압력이 인가되어, 상기 적층코어(C)는 전체적으로 불균일한 가압력이 인가되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의한 수지충진장치(100)는 이러한 문제를 해소하기 위하여, 복수의 가압 액추에이터(212)를 구비하였고, 적어도 같거나 서로 다른 가압력으로 가압 플레이트(211)를 가압할 수 있다.
일 예로, 상기 가압 액추에이터(212)는 4개로 마련되어 상기 적층코어(C)의 중심을 기준으로 방사상으로 일정한 간격으로 이격 배치되어 상기 적층코어(C)의 상측면을 4 포인트에서 서로 다르게 동작하여 상기 가압 플레이트(211)를 가압하도록 이루어질 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 가압 액추에이터(212)는 4개로 마련되고, 상기 적층코어(C)가 경사지게 형성되어 있으면, 상기 가압 액추에이터(212)는 4개가 동일한 변위로 이동하게 되면 상기 가압 플레이트(211)는 부분적으로 상기 적층코어(C)를 가압하게 된다.
따라서, 상기 가압 액추에이터(212) 각각은 압력 제어가 가능하도록 구비되어, 상기 가압 액추에이터(212) 각각이 상기 가압 플레이트(211)를 동일한 압력으로 가압하도록 제어할 수 있다. 이를 통하여, 상기 가압 플레이트(211)가 상기 적층코어(C)를 전체적으로 동일한 압력으로 가압하도록 제어할 수 있다.
상기 경화단계(S400)는 수지가 충진된 적층코어를 가열하여, 상기 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화시키는 단계이다.
즉, 본 발명에서는 코어금형에서 접착층을 가열 경화하는 단계를 생략하고, 적층코어에 수지를 충진한 이후에 적층코어를 가열하여, 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화하도록 이루어진다.
보다 구체적으로, 상기 경화단계(S400)는 수지가 충진된 적층코어를 가압하는 가압단계(S410)와, 가압된 적층코어를 가열하는 가열단계(S420), 그리고 가열된 적층코어를 냉각하는 냉각단계(S430)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 가압단계(S410)는 수지가 충진된 적층코어를 프레스 장치 또는 별도의 지그 장치 등에 배치하여, 상기 적층코어를 1~15MPa의 압력으로 가압하는 단계이다. 여기서, 상기 적층코어를 가압하는 압력은 일 예에 해당하고, 적층코어의 적층 두께, 크기, 라미나 부재의 두께 등 다양한 조건들에 의해 변경될 수도 있다.
즉, 상기 가압단계(S410)는 라미나 부재의 사이에 형성된 접착층이 이후 가열단계(S420)에서 녹는 경우에 라미나 부재 간에 공극이 없이 밀착시키는 공정이다.
그리고, 상기 가압단계(S410)에서는 적층코어의 양측면 또는 상기 적층코어를 가압하는 장치에서 상기 적층코어의 양측면과 접촉하는 부분에 이형제를 도포하여 상기 적층코어가 접착제에 의해 가압하는 장치에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또는, 상기 적층코어의 양측면에 이형필름을 배치하거나, 상기 적층코어의 양측면에 있는 접착층을 제거한 후 가압하는 장치에 의해 가압될 수도 있다.
상기 가열단계(S420)는 가압된 상기 적층코어를 가열로(미도시)에 장입하여 110~210℃의 온도범위에서 120~230초 동안 가열하는 단계이다. 여기서, 상기 적층코어의 가열 온도와 가열 시간은 일 예에 해당하고, 접착층의 소재와 충진 수지의 소재에 따라 변경될 수도 있다.
그리고, 상기 가열로는 유도가열 방식으로 상기 적층코어를 가열하거나 히터 등을 통하여 상기 적층코어를 가열할 수 있다. 즉, 가열로는 상기 조건을 만족하면서 상기 적층코어를 가열할 수 있다면 어떠한 가열장치로도 이루어질 수 있다.
상기 냉각단계(S430)는 가열된 상기 적층코어를 냉각하는 단계이다.
일 예로, 상기 냉각단계(S430)는 가열된 상기 적층코어에 에어, 냉각가스 또는 냉각수 등을 분사하여 고속으로 냉각할 수 있다. 또는, 상기 가열로에 냉각유로를 구비하여 상기 가열로 내에서 냉각할 수도 있다.
또는, 본 발명의 실시예에 의한 경화단계(S400)는 별도의 가압 장치와 가열장치, 냉각장치를 구비하지 않고, 상기 수지충진장치(100)에서 수지를 충진함과 동시에 수행될 수 있다.
즉, 상기 가압단계(S410)는 상기 수지 충진단계(S300)에서 적층 코어를 가압하는 코어 가압단계(S320)와 동일하게 상부금형(200)과 하부금형(400)에 의해 가압될 수 있다.
그리고, 상기 가열단계(S420)는 상기 상부금형(200)과 하부금형(400)에 구비되어 금형을 가열하는 가열장치에 의해 가압된 적층코어를 가열할 수 있다.
그리고, 상기 냉각단계(S430)는 상기 상부금형(200)과 하부금형(400)을 냉각하여 간접적으로 가열된 적층코어를 냉각할 수 있다.
이를 통하여, 별도의 가압 장치와 가열장치, 냉각장치를 구비하지 않고 상기 수지충진장치(100)에서 수지 충진 후 연속적으로 경화 공정을 수행할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있고, 수지 충진 후 경화를 위하여 적층코어를 이동해야 하는 별도의 공정을 생략할 수 있어 제조시간을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이러한, 본 발명의 실시예에 의한 적층코어의 제조방법을 통하여 코어금형에서 접착층을 가열 경화하는 단계를 생략하고, 적층코어에 수지 충진을 완료한 후에 적층코어를 가열하여, 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화할 수 있어 제조공정을 간소화하고 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
S : 박판 L : 라미나 부재
C : 적층코어 M : 자석
10 : 코어금형 13 : 슬롯 펀치
15 : 샤프트홀 펀치 16 : 접착제 도포부
17 : 블랭킹부 18 : 적층배럴
19 : 적층코어 이송부
100 : 수지충진장치 110 : 베이스 프레임
120 : 캐리어 트레이 200 : 상부금형
210 : 코어 가압부 300 : 중심베이스
310 : 베이스 플레이트 320 : 가이드부
330 : 클램프 400 : 하부금형
410 : 수지 공급부

Claims (8)

  1. 표면에 접착층이 형성된 박판을 통과시키면서 접착제를 도포한 후 블랭킹(blanking)하여 소정 형상의 라미나 부재를 순차적으로 형성하여 적층하되 상기 접착층을 가열 경화하지 않고 상기 라미나 부재를 적층하여 상기 접착제로 예비 접착된 적층코어를 형성하는 적층코어 형성단계;
    상기 적층코어의 자석 삽입홀에 자석을 삽입하는 자석 삽입단계;
    상기 자석이 삽입된 적층코어의 자석 삽입홀에 수지를 충진하는 수지 충진단계; 및
    수지가 충진된 적층코어를 가열하여, 상기 라미나 부재의 접착층을 경화시켜 적층코어를 일체화하면서 충진된 수지를 동시에 경화시키는 경화단계;를 포함하고,
    상기 적층코어 형성단계는,
    상온에서 경화되는 접착제를 도포하여, 상기 접착제가 도포된 라미나 부재를 블랭킹한 후 적층 및 가압하여 예비 접착된 적층코어를 형성하는 것을 특징으로 하는 적층코어의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적층코어 형성단계는,
    상기 박판을 펀칭(punching)하여 공통의 천공을 형성하는 천공 형성단계;
    상기 박판에서 천공이 형성되지 않은 부분에 접착제를 도포하는 접착제 도포단계;
    상기 박판을 블랭킹하여 공통의 천공이 형성된 라미나 부재를 순차적으로 형성하는 라미나 부재 제조단계; 및
    상기 라미나 부재를 적층 및 가압하여 상기 적층코어를 이루도록 복수의 라미나 부재를 예비 접착하는 라미나 부재 예비 접착단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층코어의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경화단계는,
    수지가 충진된 적층코어를 가압하는 가압단계;
    가압된 적층코어를 가열하는 가열단계; 및
    가열된 적층코어를 냉각하는 냉각단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층코어의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압단계는,
    상기 적층코어를 1~15MPa의 압력으로 가압하는 것을 특징으로 하는 적층코어의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가열단계는,
    110~210℃의 온도범위에서 120~230초 동안 가열하는 것을 특징으로 하는 적층코어의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수지 충진단계는,
    상기 적층코어가 안착되고, 상기 자석 삽입홀과 연통되는 연통홀이 형성된 캐리어 트레이를 상부금형과 하부금형 사이에 배치하는 캐리어 트레이 안착단계;
    상기 상부금형과 상기 하부금형으로 상기 적층코어를 가압하는 코어 가압단계; 및
    상기 하부금형에 구비된 수지 공급부로 상기 연통홀을 통하여 상기 자석 삽입홀에 수지를 주입하는 수지 주입단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층코어의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 코어 가압단계는,
    상기 적층코어의 상측면을 전체적으로 동일한 압력으로 가압하는 것을 특징으로 하는 적층코어의 제조방법.
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