KR20150136877A - 접착식 적층 코어부재 제조장치 및 접착제 도포유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은: 연속적으로 이송되는 소재, 예를 들면 모터 코어 제조용 소재에 접착제를 도포하도록 선택적으로 개방되는 접착제 도포유닛과 상기 소재를 블랭킹해서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하는 블랭킹 유닛을 포함하여 구성되며, 상기 라미나 부재들을 층간 접착시켜서 모터 코어용 적층 코어부재를 제조하는 접착식 적층 코어부재 제조장치와 이를 위한 접착제 도포유닛를 개시한다. 본 발명에서, 상기 접착제 도포유닛은: 접착제 배출을 위한 출구 채널을 갖는 접착제 도포기; 그리고 상기 출구 채널을 막으며, 상기 소재와 상기 출구 채널이 상호 근접하면 상기 출구 채널을 개방하는 밸브를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따르면, 소재와 접착제 도포유닛이 근접하는 타이밍, 보다 구체적으로는 소재에 의해 접착제 도포유닛이 눌려서 소재의 표면과 접착제 도포유닛 즉 노즐의 출구가 접촉해 있는 때에만 노즐 내부의 유체(접착제) 압력에 의해 접착제가 배출되고, 소재와 접착제 도포유닛이 떨어지면 노즐의 출구가 막혀서 접착제의 누설이 방지될 수 있으므로, 접착제의 배출시기와 접착제 도포량이 일정하게 제어될 수 있다.

Description

접착식 적층 코어부재 제조장치 및 접착제 도포유닛{Adhesive Type Laminating Core Member Manufacturing Apparatus And Adhesive Applying Unit For The Same}

본 발명은 모터나 발전기 등의 코어를 제조하는 데 사용되는 코어부재 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단위 시트를 이루는 라미나 부재들을 층간 접착시켜서 모터 등을 위한 적층 코어부재를 제조하는 접착식 적층 코어부재 제조장치와 접착식 적층 코어부재 제조용 접착제 도포유닛에 관한 것이다.

일반적으로 라미나 부재들은 적층하여 일체화함으로써 제조되는 적층 코어는 발전기나 모터 등의 회전자 및 고정자로 사용되며, 상기 적층 코어를 제조하는 방법 즉 상기 라미나 부재를 적층하고 일체로 고정하는 적층 코어 제조방법으로는, 인터록 탭을 이용한 탭 고정법과 용접 예를 들어 레이저 용접을 이용한 웰딩 고정법과 리벳 고정법 등이 알려져 있다.

상기 탭 고정법은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0067426호와 제10-2008-0067428호 등의 특허문헌에 적층 코어부재의 제조기술로 개시되어 있는데, 상술한 적층 코어부재 제조방법은 철손(Iron Loss) 문제가 있고, 특히 상기 탭 고정법은 소재 즉 강판의 박판화 추세로 인해 엠보싱(Embossing) 가공이 어려워져서 적층 코어의 제조기술로서의 한계를 보여주고 있다. 상술한 공개특허공보와 하기의 특허문헌에는 여러 종류와 형상의 적층 코어부재가 개시되어 있다.

그리고, 근래에는 상기 적층 코어부재를 이루는 라미나 부재들을 접착제로 상호 접착해서 일체화하는 접착 고정법이 제시되고 있는데, 대한민국 공개특허공보 제10-1996-003021호와 일본 공개특허공보 특개평5-304037호에 상기 접착 고정법이 개시되어 있다.

상술한 특허문헌 중 일본 공개특허공보 특개평5-304037호를 참조하면, 모터 코어 제조용 소재 즉 강판은 이송 롤러에 의해 제1프레스 성형기와 제2프레스 성형기로 공급되며, 상기 제1프레스 성형기를 통과하기 전에 도포 롤러와 노즐에 의해 상기 강판에 접착제가 도포된다.

그리고 상기 제1프레스 성형기와 제2프레스 성형기에 블랭킹에 의한 코어재가 쌓이면서 상기 접착제에 의해 일체화되고 이를 통해 접착식 적층 코어가 제조된다.

그러나 종래의 접착 고정법 즉 접착식 적층 코어 제조방법은 레이저 용접에 비해 비용이 절감될 수 있고 강판이 박판화에 대응할 수 있지만 프레스 성형기와 노즐 도포 롤러 등의 구성이 각각 별도로 분리되어 독립적으로 작동하기 때문에 접착제 도포와 블랭킹에 정밀한 제어가 필요하다.

그리고, 종래의 접착식 적층 코어 제조장치에서는, 상기 접착제를 도포하는 노즐의 출구에서 접착제의 누설 및 주변 오염 위험이 있으며, 접착제가 노즐의 외부에 노출되어서 노즐의 표면에 접착제가 협착되고 이로 인해 노즐의 출구 막힘과 오염 등의 문제가 있는데, 이는 접착제의 정량 정밀도포 및 경화 시간 단축 추세에서 더욱 문제가 될 수 있다.

또한, 종래의 접착식 적층 코어 제조장치는, 블랭킹 공정과 연동하여 일정 주기마다 일정량의 접착제를 강판의 표면에 도포함에 어려움이 있고, 접착제 분출량과 노즐 작동 시간(접착제 도포 타이밍)을 정확하게 제어하기 위해 접착제 공급 압력 즉 노즐 내부의 접착제 압력에 대한 세밀한 관리가 필요하며, 접착제 도포 공정이 제대로 수행되지 못하면 적층 코어의 층간이 분리되어 제품 불량으로 이어지므로 불량률 증가로 인해 생산성이 악화되고 관리 비용이 증가하는 등의 문제가 초래될 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0044726호, 분할코어식 모터 스테이터 및 그 조립방법 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0067426호, 코아몸체, 코아날개 및 이를 구비한 조립식 적층 코아 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0015175호, 적층 코아 제조장치 일본 공개특허공보 특개평 5-304037호, 적층코어의 제조방법

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 라미나 부재들의 층간 접착을 위한 접착제 도포가 정확하게 이루어질 수 있고 접착제의 누설 및 출구 주변 오염을 방지할 수 있으며, 더 나아가 접착제 협착으로 인해 노즐이 막히는 것을 방지할 수 있는 구조의 접착식 적층 코어 제조장치 및 접착제 도포유닛을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은: 연속적으로 이송되는 소재, 예를 들면 모터 코어 제조용 소재에 접착제를 도포하도록 선택적으로 개방되는 접착제 도포유닛과 상기 소재를 블랭킹(Blanking)해서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하는 블랭킹 유닛을 포함하여 구성되며, 상기 라미나 부재들을 층간 접착시켜서 모터 코어용 적층 코어부재를 제조하는 접착식 적층 코어부재 제조장치와 이를 위한 접착제 도포유닛를 제공한다. 본 발명에서, 상기 접착제 도포유닛은: 접착제 배출을 위한 출구 채널을 갖는 접착제 도포기; 그리고 상기 출구 채널을 막으며, 상기 소재와 상기 출구 채널이 상호 근접하면 상기 출구 채널을 개방하는 밸브를 포함하여 구성된다.

상기 밸브는; 상기 출구 채널에 이동 가능하게 삽입되어서 상기 출구 채널을 개폐하는 밸브 플러그를 포함하여 구성된다.

상기 밸브 플러그는; 상기 소재의 표면에 의해 눌려서 상기 출구 채널을 개방하며, 상기 소재에 의해 상기 밸브 플러그에 가해지는 외력이 제거되면, 상기 밸브 플러그의 선단이 상기 접착재 배출 채널의 외부로 돌출되도록 상기 출구 채널의 차단 위치로 이동해서, 상기 출구 채널을 막는다.

상기 밸브 플러그는, 상기 접착제 도포기 내부의 접착제 압력에 의해 가압되어서 상기 출구 채널을 막는다.

상기 밸브는; 상기 밸브 플러그를 지지해서 상기 밸브 플러그를 상기 출구 채널의 차단 위치로 복원시키는 밸브 서포터를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 밸브 서포터는, 상기 밸브 플러그를 탄력 지지하는 코일 스프링을 포함할 수 있다.

상기 출구 채널은, 상기 접착제를 방출하는 출구와 상기 출구로 갈수록 좁아지는 유로 감소부를 가지며; 상기 밸브 플러그는, 상기 출구 채널에 형합되도록 선단으로 갈수록 폭이 감소되는 형상을 가질 수 있다.

상기 블랭킹 유닛은, 상기 접착식 적층 코어부재 제조장치의 상부 프레임에 구비되는 블랭크 펀치와, 상기 블랭크 펀치에 대향되도록 상기 접착식 적층 코어부재 제조장치의 하부 프레임에 구비되는 블랭크 다이를 포함하며; 상기 접착제 도포기는 상기 블랭크 다이와 함께 상기 하부 프레임에 구비되고; 상기 상부 프레임에는 상기 금속 스트립을 상기 접착제 도포기를 향해 누르는 가압 부재가 구비되며; 상기 접착제 도포기는 상기 블랭크 다이보다 상류에 구비되어 블랭킹 공정의 전 공정인 접착제 도포 공정을 수행한다.

상기 접착제 도포기는 접착제 공급기로부터 상기 접착제를 공급받는다. 그리고 상기 접착제 공급기는, 접착제를 수용하는 접착제 탱크와, 상기 접착제 탱크에서 상기 접착제 도포기로 상기 접착제를 수송하는 접착제 가압기를 포함한다. 상기 접착제 가압기는 공압장치, 유압장치, 펌프, 또는 피스톤 등을 포함할 수 있다.

그리고 상기 피스톤은 상기 접착제 탱크에 이동 가능하게 구비되며 무게추의 하중을 받아서 상기 접착제를 가압하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 접착식 적층 코어부재 제조장치 및 접착제 도포유닛에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시 예에 따르면, 소재와 접착제 도포유닛이 근접하는 타이밍, 보다 구체적으로는 소재에 의해 접착제 도포유닛이 눌려서 소재의 표면과 접착제 도포유닛 즉 노즐의 출구가 접촉해 있는 때에만 노즐 내부의 유체(접착제) 압력에 의해 접착제가 배출되고, 소재와 접착제 도포유닛이 떨어지면 노즐의 출구가 막혀서 접착제의 누설이 방지될 수 있으므로, 접착제의 배출시기와 접착제 도포량이 일정하게 제어될 수 있다.

둘째, 본 발명의 실시 예에 따르면, 접착제 도포 타이밍에만 접착제 도포기의 출구, 보다 구체적으로는 노즐의 출구가 개방되어 접착제의 누설이 방지되고, 더 나아가 노즐과 밸브 등의 구성이 테프론 등과 같은 비점착성 재질(접착제가 협착되지 않는 재질)로 구현되므로, 접착제의 경화 및 협착으로 노즐 출구 및 노즐 통로(채널) 막힘과 경화된 접착제 덩어리가 소재의 표면으로 전이되는 현상이 방지될 수 있고, 적층 코어부재의 층간 접착불량이 방지될 수 있다.

셋째, 본 발명의 실시 예에 따르면, 소재를 블랭킹하는 블랭킹 펀치와 소재를 접착제 도포기 방향으로 누르는 가압 부재가 상부 프레임에 탑재되어 동시에 승강하므로, 상기 블랭킹 펀치와 가압 부재의 동기화 작동으로 인해 블랭킹 공정과 상기 블랭킹 공정의 전 공정인 접착제 도포 공정이 동시에 수행될 수 있으며, 접착제 도포 타이밍이 안정적이고 정확하게 유지될 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 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층 코어부재 제조장치의 구조를 소재의 이송방향으로 절단하여 개략적으로 나타낸 종단면도;
도 2는 도 1에 "A-A"선에 따른 종단면도로서 접착제 도포유닛의 일 실시 예를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착제 도포유닛의 접착제 도포기와 밸브를 분해하여 나타낸 단면도;
도 4는 도 2에 도시된 접착제 도포유닛의 작동을 나타낸 종단면도;
도 5는 본 발명에 따른 접착식 적층 코어부재 제조장치의 접착제 도포유닛에 대한 다른 실시 예를 나타낸 도면;
도 6은 도 1의 "B-B"선에 따른 종단면도;
도 7은 본 발명을 위한 블랭킹 유닛의 적층 배럴에 대한 일 실시 예를 나타낸 단면도;
도 8은 도 1의 접착식 적층 코어부재 제조장치에 의한 접착제 도포 공정과 블랭킹 공정을 보여주는 평면도; 그리고
도 9는 코어부재의 다양한 예들은 나타낸 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예들에 대해 첨부도면 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 동일 구성에 대해서는 동일 도면 부호가 사용된다.

본 발명은, 연속적으로 이송되는 띠 형상의 소재를 블랭킹(Blanking)해서 소정 형상의 라미나 부재들을 형성하고, 상기 라미나 부재들의 층간을 접착시켜서 일체화함으로써 모터 코어용 적층 코어부재를 제조하는 접착식 적층 코어부재 제조장치 및 상기 라미나 부재들의 층간 접착을 위하여 상기 소재에 접착제를 도포하는 접착제 도포유닛에 관한 것이다.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 접착제 도포유닛의 일 실시 예와 이를 갖는 접착식 적층 코어부재 제조장치의 일 실시 예가 설명된다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층 코어부재 제조장치의 구조를 소재의 이송방향으로 절단하여 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1에 "A-A"선에 따른 종단면도이며, 도 3은 접착제 도포기와 밸브의 분해도이다.

그리고, 도 4는 도 2에 도시된 접착제 도포유닛의 작동을 나타낸 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 접착식 적층 코어부재 제조장치의 접착제 도포유닛에 대한 다른 실시 예를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 1의 "B-B"선에 따른 종단면도이며, 도 7은 적층 배럴의 일 실시 예를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 1의 접착식 적층 코어부재 제조장치에 의한 접착제 도포 공정과 블랭킹 공정을 보여주는 평면도이며, 도 9는 코어부재의 예들은 나타낸 평면도이다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 접착식 적층 코어부재 제조장치는 접착제 도포유닛(100)과 블랭킹 유닛(200)을 포함하여 구성된다. 상기 접착제 도포유닛(100)은, 연속적으로 이송되는 소재(S), 예를 들면 모터 코어 제조용 강판(이하 '금속 스트립'이라 칭함)에 접착제를 도포하도록, 일정 위치에 일정 타이밍(Timing)마다 선택적으로 개방된다. 그리고, 상기 블랭킹 유닛(200)은 상기 금속 스트립(S) 예를 들면 전기강판을 블랭킹(Blanking)해서 소정 형상의 라미나(Lamina) 부재들을 순차적으로 형성하며, 본 실시 예에서 상기 블랭킹 유닛(200)은 상기 금속 스트립(S)의 이송 방향을 기준으로 상기 접착제 도포유닛(100)보다 하류에 구비되어, 접착제 도포 공정의 후 공정인 블랭킹 공정을 수행한다.

상기 접착제 도포유닛(100)은, 일정 타이밍 즉 일정 주기마다 일정 위치에서 선택적으로 개방되어 상기 금속 스트립(S)의 표면, 예를 들면 상기 금속 스트립(S)의 밑면에 접착제를 도포하는 접착제 도포기(110)와, 상기 접착제의 도포를 위해 상기 접착제 도포기(110)의 출구를 개폐하는 밸브(120)를 포함하여 구성된다.

본 실시 예에서 상기 접착제 도포유닛(100)은 상기 금속 스트립(S)에 의해 눌려서 개방되고 상기 금속 스트립(S)의 표면에 도트(Dot) 형태로 접착제를 전사하는 노즐(Nozzle) 타입이다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 접착제 도포기(110)는 노즐 몸체로서, 접착제가 충전되는 노즐 통로(111)와 상기 접착제 도포기(110)의 출구를 이루는 출구 채널(112)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 접착제 도포기(110)는 노즐 몸체(이하 '접착제 도포기'와 동일한 도면 부호가 적용됨)이고, 상기 출구 채널(112)은 상기 노즐 통로(111)의 출구를 이루도록 상기 금속 스트립(S)을 향해 형성되는 노즐 출구이며, 상기 밸브(120)가 열리면, 접착제 수용실(141; 도 4 참조)의 내부에 소정의 압력으로 수용되어 있는 접착제가 상기 출구 채널(112)을 통해 상기 금속 스트립(S)의 표면에 도포된다.

그리고, 상기 밸브(120)는 상기 출구 채널(112)을 막으며, 상기 금속 스트립(S)과 상기 출구 채널(112)이 상호 근접하면 상기 출구 채널(112) 즉 노즐 출구를 개방하는 구성으로서, 접착제 도포 타이밍에만 상기 노즐 출구(이하 '출구 채널'과 동일한 도면 부호가 적용됨)를 개방한다.

상기 밸브(120)는, 상기 출구 채널(112)의 내부에 이동 가능하게 삽입되어서 상기 출구 채널(112)을 개폐하는 밸브 플러그(121)를 포함하여 구성된다. 본 실시 예에서 상기 밸브 플러그(121)는 상기 금속 스트립(S)에 의해 눌려서 상기 출구 채널(112)을 개방한다. 그리고, 상기 금속 스트립(S)에 의해 상기 밸브 플러그(121)에 가해지는 외력이 제거되면, 상기 밸브 플러그(121)가 상기 출구 채널(112)의 차단 위치로 이동해서 상기 밸브 플러그(121)의 선단이 상기 출구 채널(112) 즉 노즐 출구의 밖으로 돌출되고, 결과적으로 상기 출구 채널(112)이 막히게 된다.

본 실시 예에서 상기 금속 스트립(S)은 가압 부재(130)에 의해 눌려서 아래로 하강하며, 상기 금속 스트립(S)이 상기 노즐 몸체(110)에 근접해서 상기 금속 스트립(S)에 의해 상기 밸브 플러그(121)의 선단이 눌리면, 상기 밸브 플러그(121)가 상기 노즐 몸체(110)의 내부로 후진(하강)하면서 상기 노즐 출구(112)를 오픈(Open)시킨다.

그리고, 상기 금속 스트립(S)이 상승해서 상기 노즐 몸체(110)에서 멀어지면, 상기 밸브 플러그(121)가 원위치로 복원 즉 전진(상승)하면서 상기 노즐 출구(112)를 다시 막는다. 상기 밸브 플러그(121)는 상기 노즐 몸체(110) 내부의 유체 압력 및/또는 상기 밸브 플러그(121)를 노즐 차단위치로 복원시키는 밸브 서포터(122)에 의해 닫혀서 상기 노즐 출구(112)를 막는다.

상기 밸브 서포터(122)는 상기 밸브 플러그(121)를 탄력 지지하는 스프링, 예를 들어 코일 스프링을 포함할 수 있다. 상기 코일 스프링은 일단(하단)이 상기 노즐 몸체(110)의 바닥(접착제 수용실의 상측)에 설치되고, 타단(상단)이 상기 밸브 플러그(121)에 연결되어서 상기 밸브 플러그(121)에 노즐 출구 방향의 탄성력을 제공하는 구성이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 출구 채널(112)은, 상기 접착제를 방출하는 출구(112a)와 상기 출구(112a)로 갈수록 좁아지는 유로 감소부(112b)를 가진다. 그리고, 상기 밸브 플러그(121)는 상기 출구 채널(112)의 형상에 대응(형합)되도록 선단 즉 상단으로 갈수록 폭이 감소되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 상기 밸브 플러그(121)의 상부 구조는 원추 형상 또는 다각뿔 형상으로 구성될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 노즐 몸체(110)는 하부 프레임(하형; 10) 특히 다이 프레임(10b)에 구비되며, 상기 다이 프레임(10b)에는 리프터(11; Lifter)와 상기 리프터를 상방으로 지지하는 리프트 스프링(12)이 구비되고, 상기 리프터(11)가 상기 금속 스트립(S)을 상측 방향으로 탄력 지지해서 상기 금속 스트립(S)을 상기 노즐 출구(112)에서 이격시킨다.

따라서, 상기 가압 부재(130)가 상승하면 상기 금속 스트립(S)이 상기 노즐 몸체(110)에서 멀어지고, 상기 밸브 플러그(121)를 아래로 누르는 힘이 제거되면 상기 노즐 내부의 압력(접착제 수용실 내부의 압력) 및/또는 밸브 서포터(122)에 의해 상기 밸브 플러그(121)가 노즐 차단위치로 복원된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 노즐 몸체(110) 즉 접착도 도포기는 접착제 공급기의 접착제 공급관(140)을 통해 접착제를 공급받는다. 보다 구체적으로 설명하면, 접착제 탱크(T; 도 4 참조)에 수용되어 있는 접착제가 에어 프레셔(Air Pressure)를 가하는 공압장치 기타의 펌프에 의하여 상기 접착제 공급관(140)을 통해 소정의 압력으로 상기 노즐 몸체(110)에 공급된다.

즉, 상기 접착제 공급기는, 접착제 탱크(T)와 접착제 탱크(T)에 수용되어 있는 접착제를 가압하는 공압장치나 유압장치 기타의 펌프 등과 같은 접착제 가압기를 포함하며, 상기 접착제는 상기 접착제 공급관(140)과 접착제 수용실(141)을 거쳐서 노즐 몸체(110)에 공급된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 접착제 도포유닛(100)은 상호 병렬로 설치되는 복수개의 노즐 몸체(110)들을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 노즐 몸체(110)들은 접착제 도포 위치(D: 도 8 참조, T 형상의 라미나 부재 복수 포인트에 도트 형태로 도포)에 각각 배치된다. 본 실시 예에서는, 상기 접착제 탱크(T)의 접착제가 상기 접착제 수용실(141)을 통해 일정 압력으로 분배되어 복수의 노즐 몸체(110)들에 동시에 공급된다. 즉, 상기 접착제 수용실(141)에 병렬로 연결되는 복수의 노즐 몸체(110)들에 일정 압력의 접착제가 균일하게 공급되어, 복수의 포인트 즉 여러 위치에 동시에 접착제가 도포된다. 따라서, 상기 접착제 수용실(141) 더 나아가 상기 노즐 몸체(110)의 내부에 소정 압력으로 접착제가 충전되고, 상기 가압 부재(130)에 의해 밸브 플러그(121)가 개방되면, 상기 노즐 몸체(110) 내부의 접착제가 상기 공압장치가 가하는 압력에 의해 외부로 밀려나서 상기 금속 스트립(S)의 표면에 도포된다.

본 실시 예에서, 상기 노즐 몸체(110)의 상단면은 상기 하형 특히 상기 다이 프레임(10b)의 상측면 높이와 일치하며, 상기 다이 프레임(10b)의 상측면이 상기 금속 스트립(S)의 하사점이 될 수 있으나, 바람직하게는 상기 금속 스트립(S)이 하사점까지 내려왔을 때, 상기 금속 스트립(S)과 상기 노즐 몸체(110)의 상단면이 일정 간격 이격되는 구조가 접착제의 배출과 도포를 원활하게 한다.

그리고 상기 가압 부재(130)는 상형(20)에 구비되어서 상형과 함께 승강한다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 가압 부재(130)는 상기 다이 프레임(10b)의 상측에 간격을 두고 설치되는 상부 프레임(20a)에 구비되어서 승강하며, 본 실시 예에서는 상기 상형(20)과 일체 거동을 하면서 승강하게 된다. 따라서 상기 상형(20)은 상기 가압 부재(130)를 지지하는 상부 홀더가 되고, 상기 하형의 다이 프레임(10b)은 상기 노즐 몸체(110)을 지지하는 하부 홀더가 된다. 상기 노즐 몸체(110)는, 상기 코어부재(C)의 외곽 형상에 맞추어서 상기 다이 프레임(10b)에 복수개가 병렬로 배치될 수 있다.

상기 접착제 도포기 즉 노즐 몸체(110)는 상기 하형 특히 하부 홀더(10c)에 구비되는 노즐 승강기구(150), 예를 들어 캠기구나 유압/공압 실린더 등에 의해 소정의 주기마다 하강해서 상기 금속 스트립(S)에 대한 접착제 도포를 방지한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 적층 코어부재가 10매의 라미나 부재들로 구성되는 10층 구조인 경우, 상기 금속 스트립(S)이 10 피치 이동할 때마다 한번씩 즉 일정 주기로 접착제 도포 공정이 제거되어 상기 적층 코어부재(C)들 사이의 접착을 방지한다.

이를 위하여, 상기 노즐 승강기구(150)는 상기 금속 스트립(S)이 소정 피치 이동할 때마다 한 번씩 상기 노즐 몸체(110)를 하강시켜서, 상기 밸브 플러그(121)가 상기 금속 스트립(S)에 의해 가압되는 것을 방지한다. 도 1에 도시된 적층 코어부재(C)에서 점선은 층간 접착이 이루어진 부분이고, 실선은 적층 코어부재 사이의 경계로서 층간 접착이 없는 부분이다.

본 실시 예에서 상기 하형(10)은, 기저부를 이루는 베이스 프레임(10a)과 상기 베이스 프레임(10a)의 상측에 구비되는 다이(10b, 10c)를 포함하여 구성되며, 상기 노즐 몸체(110)는 상기 다이(10b, 10c)에 설치된다. 그리고, 상기 다이는, 상기 노즐 몸체(110)가 설치되는 다이 프레임(10b)과, 상기 다이 프레임(10b)의 하측에 구비되며 상기 노즐 승강기구(150)가 설치되는 다이 홀더(10c)로 구획될 수 있고 상기 다이 프레임(10b)에는 노즐 설치홀이 형성되나, 상기 하형 특히 상기 다이 프레임의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 실시 예에 따른 접착제 도포유닛은, 하형(10)과, 상기 하형 보다 구체적으로는 다이 프레임(10b)에 구비되는 접착제 도포기(110)와, 상기 접착제 도포기에 구비되어서 상기 접착제 도포기를 개폐하는 밸브(120)와, 상기 하형(10)의 상측에 구비되는 상형(20)과, 상기 상형 보다 구체적으로는 상부 프레임(20a)에 구비되는 가압 부재(130)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 접착제 도포기(110) 즉 노즐 몸체와, 상기 밸브 플러그(121)와 밸브 서포터(122)는 접착제의 협착이 방지되거나 최소화되는 재질, 다시 말해서 극성이 없거나 표면 장력이 낮은 수지로 만들어지는 플라스틱 재질로서 구체적으로는 테프론(Teflon) 재질로 제조될 수 좋으며, 그 외에도 PP(폴리프로필렌; Polypropylene)와 PE(폴리에틸렌; Polyethylene) 등과 같이 접착제가 잘 붙지 않는 재질로 제조될 수 있다.

이하에서는, 도 4를 참조하여 본 실시 예에 따른 접착제 도포유닛(100)의 작동 과정이 설명된다.

상기 금속 스트립(S)은 일정 주기 즉 프레스 1 스트로크(Stroke)마다 일정 거리씩 이동해서 상기 가압 부재(130)와 다이 프레임(10b) 사이를 통과하며, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 금속 스트립(S)이 접착제 도포위치에 이르면, 도 4의 (b)에 도시된 것처럼 상기 상형(20)이 하강해서 상기 금속 스트립(S)을 아래로 누른다. 이에 따라, 상기 금속 스트립(S)이 상기 밸브 플러그(121)를 가압해서 상기 노즐 출구(112)를 개방하고, 상기 노즐 몸체(110) 내부의 접착제가 내압에 의해 밀려나면서 상기 금속 스트립(S)의 표면에 도포된다.

그리고 상기 상형(20)이 상승하면 상기 금속 스트립(S)이 상기 리프터(11)와 리트프 스프링(12)에 의해 상기 노즐 출구(112)에서 멀어지며, 이에 따라 상기 밸브 플러그(121)가 상승하면서 도 4의 (a)에 도시된 것처럼 상기 노즐 출구(112)를 다시 차단한다.

그러나, 상기 접착제가 공압이나 유압이 아닌 중력에 의하여 상기 노즐 몸체(110)에 충전되도록, 도 5에 도시된 바와 같이 주사기 타입의 접착제 공급기가 적용될 수도 있다. 상기 접착제 공급기는 접착제 탱크(T)와 피스톤(P)과 무게추(W)를 포함하여 구성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 접착제 탱크(T)에는 피스톤(P)이 구비되며, 상기 피스톤(P)은 중량물(Weight) 예를 들면 무게추(W)에 의해 하강하면서 접착제 탱크(T) 내부의 접착제를 상기 노즐 몸체(110)로 공급한다. 즉 상기 무게추(W)는 중력에 의해 하강해서 상기 피스톤(P)을 상기 접착제 탱크(T)의 내부로 진입시킨다.

한편, 도 1과 도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 블랭킹 유닛(200)은 블랭크 펀치(210)와 블랭크 다이(220)를 포함하여 구성되며, 상기 블랭크 펀치(210)와 블랭크 다이(220) 사이를 연속적으로 통과하는 상기 금속 스트립(S)을 블랭킹해서 소정 형상의 라미나 부재를 순차적으로 형성한다. 상기 블랭크 다이(220)는 상기 블랭크 펀치(210)에 대향되는 소정 형상의 블랭크 홀을 가지며, 라미나 부재는 블랭킹과 동시에 상기 블랭크 홀로 투입된다. 도 1과 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 금속 스트립(S)에서 블랭킹된 부분이 라미나 부재(L)보다 크게 표현되어 있으나 실질적으로는 형상과 크기가 동일하다는 것은 본 기술분야에서 자명한 내용이며, 상기 블랭크 다이(220)의 형상 즉 블랭크 홀의 형상 및 크기와 동일한 라미나 부재가 형성된다.

본 실시 예에서, 상기 블랭크 펀치(210)는 상기 상부 프레임(20a)에 구비되고, 상기 블랭크 다이(220)는 상기 다이 프레임(10b)에 구비된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 금속 스트립(S)의 이송방향을 기준으로, 상기 블랭크 다이(220)는 접착제 도포 공정의 후 공정인 블랭킹 공정을 위해 상기 노즐 몸체(110)보다 하류에 위치하며, 상기 노즐 몸체(110)와 함께 상기 다이 프레임(10b)에 구비된다.

그리고, 상기 블랭크 펀치(210)는 블랭크 다이(220)에 대향되도록 상기 가압 부재(130)와 함께 상기 상부 프레임(20a)에 구비되며, 상기 상형(20)과 함께 일체로 승강 거동한다. 따라서 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 상기 금속 스트립(S)에 블랭킹 공정이 진행될 때 일정 피치 이격된 상류에서는 상기 접착제 도포유닛(100)에 의한 접착제 도포공정이 동시에 진행된다.

본 실시 예에서 상기 가압 부재(130)는 블랭킹 공정에서 스트리퍼(Stripper)로 기능하는 동시에 접착제 도포 공정에서 상기 금속 스트립(S)을 노즐 몸체(110)들을 향해 누르는 기능을 수행하는 압축판 또는 압력판이며, 상기 가압 부재와 상부 프레임 사이에는 탄성부재(예를 들면 코일 스프링; 131)와 상기 가압부재의 승강을 안내하는 가이드(132)가 구비된다. 그리고 상기 블랭크 유닛(200)은 소재를 블랭킹하고 블랭킹에 의해 순차적으로 제조되는 라미나 부재를 적층하면서 일체화하는 장치로서, 상기 블랭크 다이(220)의 하측에는 순차적으로 적층되는 상기 라미나 부재(L)들을 통과시키면서 일체화하는 적층 배럴이 구비된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 블랭크 다이(220)의 하측에는 순차적으로 적층되면서 하측으로 통과하는 라미나 부재(L)들의 외곽을 죄는 스퀴즈(230)가 구비되고, 상기 스퀴즈(230)의 하측에는 접착제를 경화시켜서 상기 라미나 부재(L)들을 일체화하는 접착제 경화기(240)가 구비된다.

상기 스퀴즈(230)는 상기 라미나 부재들이 적층될 때 급격히 낙하하지 않도록 상기 라미나 부재(L)들을 지지하고 라미나 부재들의 적층 정렬불량 즉 배열 불량을 방지하는 부분으로서, 본 실시 예에서는 상기 블랭크 다이(220)의 내부 즉 블랭크 홀과 동일한 링 형상 즉 스퀴즈 링(Squeeze Ring)으로 구성된다. 따라서, 상기 라미나 부재(L)의 외곽이 원형인 경우 상기 스퀴즈 링은 환형의 링이 되고 상기 라미나 부재가 'T' 형상인 경우 상기 스퀴즈 링도 'T' 형상의 홀이 뚫린 링 형상이 된다. 상기 라미나 부재(L)들은 상기 스퀴즈(230)의 내부에 억지끼움된 상태로 상기 블랭크 펀치(210)에 의해 밀려서 상기 스퀴즈(230)를 통과하게 된다.

본 실시 예에서는, 상기 접착제 경화기(240)의 내부에 제품 즉 라미나 부재(L)들 더 나아가 적층 코어부재(C)들의 정렬 및 직진 통과(제품의 직진 취출)를 유도하는 가이드(250)가 구비되며, 상기 가이드(250)의 예로는 엔지니어링 세라믹(Engineering Ceramics) 재질 또는 비전도성 재질의 가이드가 적용될 수 있다.

그리고, 상기 접착제 경화기(240)는, 접착제 경화 속도가 빨라지도록 고주파 유도 가열에 의해 접착제를 경화시키는 고주파 유도 가열기로서 고주파 코일을 포함하나, 상기 접착제 경화기의 종류가 한정되는 것은 아니다.

상기 접착제 경화기(240)의 상측에는 상기 스퀴즈(230)와 상기 접착제 경화기(240) 사이의 열적 단절을 위한 단열재(260)가 구비되는 것이 좋다. 상기 단열재(260)는 상기 스퀴즈(230)와 상기 접착제 경화기(240)의 사이를 차단해서, 상기 라미나 부재(L)들이 통과하는 상기 접착제 경화기(240)의 내부 영역 이외의 다른 부분이 고주파에 의해 발열되는 것을 방지한다. 상기 단열재(260)의 예로는 베릴륨동 재질의 단열재가 적용될 수 있다.

또한, 상기 접착제 경화기(240)의 둘레에는 상기 하형 특히 다이 홀더(10c)의 냉각을 위한 냉각로(270), 예를 들어 냉각 수로가 구비되는 것이 좋으며, 상기 스퀴즈(230)에도 냉각로가 구비될 수 있다.

한편, 상기 접착제 경화기(240)의 하측에는 내부를 통과하는 제품(적층 경화된 코어부재)에 측압을 가해서 제품의 정렬을 도우며 급격한 낙하를 방지하는 핀치(Pinch; 280)가 더 구비될 수 있다. 상기 핀치(280)는, 핀치 블럭(281)과 상기 핀치 블럭(281)을 탄력적으로 지지하는 핀치 스프링(282)을 포함하며, 상기 접착제 경화기(240)에서 나오는 제품 즉 코어부재(C)를 잡아서 적층 배럴의 중심에서 일측으로 편심되는 것을 방지하며, 상기 코어부재(C)가 접착제 경화기(240)를 통과한 후에 급속히 낙하하는 것을 방지한다. 상기 핀치 블럭(281)은 상기 적층 배럴에 복수개가 상호 분할된 형태로 배치되며, 예를 들어 상기 적층 배럴에 일정 각도 단위로 복수개가 설치된다. 상기 핀치(280)는 무빙 타입(Moving Type)과 고정 타입이 모두 가능하나 열팽창을 고려하여 무빙 타입이 바람직하다. 무빙 타입의 핀치 즉 무빙 핀치는, 상기 코어부재(C)의 둘레에 이격되에 배치되어서 상기 코어부재에 탄력적 측압을 가하도록, 탄성부재(예를 들면 코일 스프링)에 의해 지지되는 핀치 블록으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 접착제 경화기(240)와 상기 핀치(280) 사이에도 상술한 단열재(260)가 구비되는 것이 좋으며, 상기 핀치(280)의 외곽 즉 둘레에는 냉각로(270)가 구비되는 것이 좋다.

상기 블랭크 다이(220)와 스퀴즈(230)와 가이드(250)와 핀치(280)는 상기 하형(10)의 배럴홀에 동축 상으로 설치되며, 상기 적층 배럴 즉 배럴홀의 바닥에는 적층 및 경화과정을 거쳐서 배출되는 제품(적층 코어부재; C)의 밑면을 받치는 취출 받침(290)이 승강 가능하게 구비된다.

상기 취출 받침(290)은 상기 코어부재(C)가 안착된 상태로 하강하며, 상기 취출 받침(290)이 상기 적층 배럴의 바닥에 이르면 취출 실린더(13)가 상기 적층 코어부재(C)를 취출 통로로 밀어서 제품의 취출을 돕는다.

도 7에서는 하측의 코어부재(C)와 바로 위의 코어부재 사이에 간격이 형성되어 있으나 실제로는 접하는 상태로 적층되어서 상기 적층 배럴의 내부 공간을 통과하며, 상기 스퀴즈(230)와 가이드(250) 및 핀치(280)는 제품(적층된 상태로 적층 배럴을 통과하는 라미나 부재들)의 측면에 밀착되는 구조이다.

상술한 구성을 갖는 적층 코어부재 제조장치에 의한 접착식 적층 코어부재를 제조과정은 다음과 같다.

상기 금속 스트립(S)이 상기 가압 부재 즉 스트리퍼(130)와 다이 프레임(10b) 사이를 1피치씩 이동하면서 통과하도록, 이송 롤러 등과 같은 소재 이송장치(도시되지 않음)에 의해 상기 금속 스트립(S)이 공급되면, 상기 상형(20)에 탑재되어 있는 상기 가압 부재(130)와 상기 블랭크 펀치(210)가 상기 상형(20)과 함께 일체로 하강해서 상기 금속 스트립(S)의 윗면을 가압한다.

이때, 상기 금속 스트립(S)은 상기 가압 부재(130)에 의해 눌려서 상기 노즐 몸체(110)를 향해 하강하고, 상기 밸브 플러그(121)는 상기 금속 스트립(S)에 의해 눌려서 상기 노즐 몸체(110)의 출구를 개방한다. 이에 따라, 상기 금속 스트립의 표면 중 상기 접착제 도포기 즉 노즐 몸체(110)위 직상방에 위치하는 부분에는 접착제가 도포된다.

상술한 접착제 도포 공정과 동시에, 접착제 도포 영역의 하류측에서는 상기 가압 부재(130)와 동시에 하강하는 블랭크 펀치(210)에 의해 블랭킹이 진행되고, 상기 적층 배럴의 내부에서는 순차적으로 적층되는 라미나 부재들의 일체화 과정이 진행된다.

상기 적층 배럴은 상술한 스퀴즈(230)와 접착제 경화기(240), 더 나아가 상기 핀치(280), 더 나아가 상기 블랭크 다이(220)에 의해 형성되는 중공형의 구조로서, 상기 라미나 부재(L)들의 적층과 접착제의 경화가 진행되는 통로를 형성한다.

그리고, 상기 스퀴즈(230)와 핀치(280)는 상기 적층 배럴을 통과하는 제품 즉 라미나 부재들을 일렬로 직선상에 정렬하며, 상기 접착제 경화기(240)는 고주파 유도에 의해 발생되는 열로 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시킨다.

한편, 상기 접착제의 도포와 상기 블랭킹이 완료되면 상기 상형(20)이 상승하고, 상기 금속 스트립(S)이 상기 리프터(11)와 리프트 스프링(12)에 의해 상기 밸브 플러그(121)에서 떨어져서 상기 노즐 출구(112)가 다시 닫히게 되며, 이후 상기 금속 스트립(S)이 다시 1피치 이동하면 상술한 과정이 반복되면서 접착식 적층 코어부재(C)의 제조가 진행된다.

본 실시 예에서 상기 라미나 부재(L)는 상기 소재(S)의 블랭킹에 의해 제조되는 단일 층의 얇은 시트를 말한다. 그리고, 상기 적층 코어부재(C)는 모터의 고정자 또는 회전자를 이루는 구성으로서 코어(Core)의 적어도 일부분 예를 들어 코일이 감기는 코어 날개가 되며, 도 9에는 코어부재의 예들이 도시되어 있다.

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

100: 접착제 도포유닛 110: 접착제 도포기
120: 밸브 121: 밸브 플러그
122: 밸브 서포터 130: 가압 부재
200: 블랭킹 유닛 210: 블랭크 펀치
220: 블랭크 다이 230: 스퀴즈
240: 접착제 경화기 250: 가이드
260: 단열재 270: 냉각로
280: 핀치 290: 취출 받침

Claims (10)

1. 연속적으로 이송되는 소재에 접착제를 도포하도록 선택적으로 개방되는 접착제 도포유닛과 상기 소재를 블랭킹(Blanking)해서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하는 블랭킹 유닛을 포함하여 구성되며, 상기 라미나 부재들을 층간 접착시켜서 모터 코어용 적층 코어부재를 제조하는 접착식 적층 코어부재 제조장치로서:
   상기 접착제 도포유닛은;
   접착제 배출을 위한 출구 채널을 갖는 접착제 도포기; 그리고
   상기 출구 채널을 막으며, 상기 소재와 상기 출구 채널이 상호 근접하면 상기 접착제가 배출되도록 상기 출구 채널을 개방하는 밸브를 포함하여 구성되는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 밸브는;
   상기 출구 채널에 이동 가능하게 삽입되어서 상기 출구 채널을 개폐하는 밸브 플러그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 밸브 플러그는; 상기 소재의 표면에 의해 눌려서 상기 출구 채널을 개방하며, 상기 소재에 의해 상기 밸브 플러그에 가해지는 외력이 제거되면 상기 밸브 플러그의 선단이 상기 접착재 배출 채널의 외부로 돌출되도록, 상기 출구 채널의 차단 위치로 이동해서, 상기 출구 채널을 막는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 밸브 플러그는, 상기 접착제 수용실 내부의 압력에 의해 가압되어서 상기 출구 채널을 막는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 밸브는; 상기 밸브 플러그를 지지해서 상기 밸브 플러그를 상기 출구 채널의 차단 위치로 복원시키는 밸브 서포터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 밸브 서포터는, 상기 밸브 플러그를 탄력 지지하는 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
7. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 출구 채널은, 상기 접착제를 방출하는 출구와 상기 출구로 갈수록 좁아지는 유로 감소부를 가지며; 상기 밸브 플러그는, 상기 출구 채널에 형합되도록 선단으로 갈수록 폭이 감소되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 블랭킹 유닛은, 상기 접착식 적층 코어부재 제조장치의 상부 프레임에 구비되는 블랭크 펀치와, 상기 블랭크 펀치에 대향되도록 상기 접착식 적층 코어부재 제조장치의 하부 프레임에 구비되는 블랭크 다이를 포함하며; 상기 접착제 도포기는 상기 블랭크 다이와 함께 상기 하부 프레임에 구비되고; 상기 소재의 이송방향을 기준으로 상기 상부 프레임에는 상기 소재를 상기 접착제 도포기를 향해 누르는 가압 부재가 구비되며; 상기 접착제 도포기는 상기 가압 부재의 하측에 위치하도록 상기 블랭크 다이보다 상류에 구비되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 접착제 도포기는 접착제 공급기로부터 상기 접착제를 공급받으며;
   상기 접착제 공급기는,
   접착제를 수용하는 접착제 탱크와,
   상기 접착제 탱크에서 상기 접착제 도포기로 상기 접착제를 수송하는 공압장치, 유압장치, 펌프, 또는 피스톤을 포함하여 구성되며;
   상기 피스톤은 상기 접착제 탱크에 이동 가능하게 구비되며 무게추의 하중을 받아서 상기 접착제를 가압하는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어부재 제조장치.
10. 상하방향으로 적층되는 라미나 부재들을 층간 접착시켜서 모터 코어용 적층 코어부재를 제조하기 위해 상기 모터 코어 제조용 소재에 접착제를 도포하는 접착식 적층 코어부재 제조용 접착제 도포유닛으로서:
    상기 접착제가 충전되는 접착제 수용실과, 상기 접착제 수용실의 출구를 이루도록 상기 금속 스트립을 향해 형성되며 상기 접착제 수용실에서 상기 소재로 상기 접착제를 배출하는 출구 채널을 갖는 접착제 도포기; 그리고
    상기 출구 채널을 막으며, 상기 소재와 상기 출구 채널이 상호 근접하면 상기 출구 채널을 개방하는 밸브를 포함하여 구성되는 접착식 적층 코어부재 제조장치의 접착제 도포유닛.

Images