KR20180023471A

KR20180023471A - 적층 코어의 자동 분리가 가능한 회전 가열 접착식 회전자 코어 및 고정자 코어 동시 제조 장치

Info

Publication number: KR20180023471A
Application number: KR1020160108915A
Authority: KR
Inventors: 정인규
Original assignee: (주)항남
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2018-03-07
Also published as: KR101861007B1

Abstract

본 발명에 따른 적층 코어의 자동 분리가 가능한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 금형장치는 상부금형(3)과 하부금형(4)으로 이루어지며, 상부금형(3)에 장착된 펀치가 하부금형(4) 상부에서 순차적으로 이송되는 스트립(100A)을 피어싱 가공 및 블랭킹 가공을 통해 회전자 및 고정자용 라미나 부재(101A)(101) 낱장을 형성하여 적층하는 적층 코어 제조 장치에 있어서,
상기 회전자 및 고정자용 라미나 부재(101A)(101) 각각을 분리용 돌기 형성 장치(30-1)(30), 적층장치(200A)(200) 및 내경 가열장치(300A)(300)를 통하여 적층 가열 접착하여 분리 배출하는 단일 금형장치(10)와;
상기 적층장치(200A)(200)를 구성하는 블랭킹 가공을 위한 블랭킹 다이(11A)(11)의 하부에 설치된 회전자 및 고정자 적층장치의 스퀴즈 링(201A)(201);
상기 스퀴즈 링(201A)(201)의 외부에 설치된 가열 수단(202A)(202);
상기 스퀴즈 링(201A)(201)과 상기 가열 수단(202A)(202)이 설치되어 상기 스퀴즈 링(201A)(201)과 상기 가열 수단(202A)(202)과 함께 일정 피치만큼 회전하는 회전 다이(203A)(203);
상기 블랭킹 다이(11A)(11)의 일측에 설치시킨 분리용 돌기 형성 장치(30-1)(30)를 구성하는 복수 개의 돌출부(32'-1)(32') 및 요입부(32A)가 형성된 상하 이동 다이(32); 및
상기 상하 이동 다이(31-1)(31)의 상측의 상부 금형(3)에 설치되고 복수 개의 요입부(31'-1)(31') 및 돌출부(31a-1)(31A)가 형성된 고정 다이(31-1)(31);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 코어의 자동 분리가 가능한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 금형장치를 특징으로 한다.

Description

적층 코어의 자동 분리가 가능한 회전 가열 접착식 회전자 코어 및 고정자 코어 동시 제조 장치{Apparatus for Manufacturing Laminated Rotor Core and Stator Core with Rotational Lamination and Heating Adhesion and with Automated Core Separation}

본 발명은 라미나(laminar) 부재를 적층하여 제조되는 코어의 제조 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 단일의 금형장치에서 회전자 코어 및 고정자 코어를 연속적으로 타발시켜 분리된 각각의 라미나 부재를 적층 공정 시에 가열하여 라미나 부재 상호간에 접착이 이루어지는 동시에 적층 시에 라미나 부재가 일정 피치로 회전하면서 적층될 수 있도록 하고, 또한 적층된 코어 제품을 자동으로 분리할 수 있도록 한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 스트립을 타발 및 블랭킹 공정을 통하여 얻어진 라미나 부재를 적층하여 이루어지는 적층 코어는 모터나 발전기의 고정자 또는 회전자로 사용되며, 이를 제조하는 방법은 당 업계에 널리 알려져 있다.

프로그레시브(progressive) 금형장치로 공급된 스트립에 대해 회전자 슬롯부, 및 회전축 구멍 타발, 고정자의 슬롯부 및 티스 등의 타발 가공 및 블랭킹 가공을 순차적으로 이루어지게 하여 낱장의 라미나 부재를 연속적으로 형성시키고, 최종적으로 외형이 타발된 라미나 부재 낱장을 소정 매수로 적층 하여 라미나 부재 상호간을 결합시킴으로써 모터 적층 코어가 제조된다. 이렇게 라미나 부재 상호간의 결합 방법은 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0026882호 등에서 개시된 바와 같이, 각 라미나 부재 낱장에 엠보싱(embossing)을 형성해 놓고 적층시에 서로 압착시켜 결합시키는 이른바 엠보싱 적층방법이 대표적으로 알려져 있다.

이러한 엠보싱 적층방식의 모터 코어에서는 모재에 형성된 암수 돌기부 형상을 억지끼움 방식으로 체결하기 때문에 마치 도로에 설치된 과속방지턱과 같은 역할을 하면서 철손과 자속 밀도의 손실이 발생하게 된다. 또한 점적률이 떨어지고 공진현상으로 진동 노이즈가 발생하는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 라미나 부재 상호간을 접착제 또는 접착 필름를 이용하여 부착하는 방법이 제시되고 있다. 이러한 선행기술로는 대한민국 특허 제10-1627471호, 제10-1618708호, 제10-1616987호, 제10-1618709호 등을 들 수 있다. 이들 선행기술들에서는 라미나 부재가 적층되는 스퀴즈 링을 가열하여, 라미나 부재에 적용된 접착제 또는 접착 필름을 열경화시켜 라미나 부재 상호간의 결합을 보장하고 있다.

그런데, 일반적으로 적층 코어를 제조할 때에, 블랭킹에 의해 타발된 코어 낱장의 형상은, 가공시에 스트립의 휘어짐 등으로 인하여 항상 정확하게 유지되지 않고 일정한 편차가 발생한다. 따라서, 코어 낱장을 여러번 반복하여 적층할 경우, 완성된 코어에는 누적된 편차로 인하여 동심도나 직각도가 일정하지 않게 되어 고정자와 회전자 간에 접촉이 발생하거나 간격 불균일로 소음이나 진동이 발생할 수 있어 제품 불량의 원인이 되고 있다.

상기에서 제기된 제품 불량 원인 중의 또 다른 하나는 회전자 코어와 고정자 코어 각각을 별도의 프로그레시브 금형장치 각각에 의하여 가공하여 제공하므로, 각 코어의 별도 제조를 위한 금형이 각각 준비되어야 함에 따른 비용 증가 및 설치 공간의 추가 확보가 필요하다는 단점과, 각 코어의 제조를 위한 스트립 소비에 따른 제조 단가의 상승과 같은 단점이 지적된다.

한편, 상기 선행기술에서는 스퀴즈 링에서 적층되는 코어 제품을 직접 가열하기 위해 스퀴즈 링을 가열하는 기술에 대하여 개시하고 있다. 그런데, 스퀴즈 링을 가열하는 경우, 코어 외경 쪽의 접착제 또는 접착 필름은 열에 의하여 충분히 경화가 가능하지만, 코어 내경 쪽 부분은 코어 자체의 열전도에 의하여 가열되기 때문에 짧은 적층 시간에는 충분한 열경화가 이루어지기가 쉽지 않다. 이는 적층된 라미나 부재 사이의 충분한 접착력을 제공하지 못하여 코어 내경 쪽의 적층 부분이 벌어지거나 하는 등의 품질 불량 문제를 발생시키곤 한다.

이에 본 발명자는 상술한 문제를 해결하기 위하여, 스퀴즈 링을 일정 피치만큼 회전시키면서 라미나 부재들을 적층시킬 수 있으며, 적층 코어의 내경면 쪽을 직접 가열할 수 있는 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 단일의 금형장치에서 회전자 코어 및 고정자 코어를 연속적으로 가공하여 자동 분리하도록 하는 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 스퀴즈 링이 가열되면서 적층되는 코어의 낱장이 일정 피치만큼 회전하면서 적층될 수 있도록 한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 적층 코어의 내경면 쪽을 직접 가열할 수 있는 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 용이하게 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치는

상부금형(3)과 하부금형(4)으로 이루어지며, 상부금형(3)에 장착된 펀치가 하부금형(4) 상부에서 순차적으로 이송되는 스트립(100A)을 피어싱 가공 및 블랭킹 가공을 통해 회전자 코어 및 고정자 코어용 라미나 부재(101A)(101) 각각의 낱장을 형성하여 적층하는 적층 코어 제조 장치에 있어서,

상기 회전자 및 고정자용 라미나 부재(101A)(101) 각각을 분리용 돌기 형성 장치(30-1)(30), 적층장치(200A)(200) 및 내경 가열장치(300A)(300)를 통하여 적층 가열 접착하여 배출하는 단일 금형장치(10)와;

상기 블랭킹 가공을 위한 블랭킹 다이(11A)(11)의 하부에 설치된 회전자 코어 및 고장자 코어용 스퀴즈 링(201A)(201);

상기 스퀴즈 링(201A)(201) 각각의 외부에 설치된 가열 수단(202A)(202); 및

상기 스퀴즈 링(201A)(201)과 상기 가열 수단(202A)(202)이 설치되어 상기 스퀴즈 링(201A)(201)과 상기 가열 수단(202A)(202)과 함께 일정 피치만큼 회전하는 회전 다이(203A)(203); 및

상기 상하 이동 다이(32-1)(32)의 상측의 상부 금형(3)에 설치되고 복수 개의 요입부(31'-1)(31') 및 돌출부(31A-1)(31A)가 형성된 고정 다이(31-1)(31);

를 포함하여 이루어지는 적층 코어의 자동 분리가 가능한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치를 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 회전 다이(203A)(203)의 외측에 설치되는 링 형상의 회전 전극(205A)(205)을 더 포함하고,

상기 회전 전극(205A)(205)은 상기 가열 수단(202A)(202)과 전기적으로 연결되어 있어, 상기 회전 전극(205A)(205)과 상기 회전 전극의 외측에 설치된 고정 전극(206A)(206)이 서로 전기적으로 접속되면, 상기 가열 수단(202A)(202)에 전기를 공급하도록 하여도 좋다.

본 발명에서, 상기 블랭킹 다이(11A)(11)의 하부에는 상기 가열 수단(202A)(202)에서 발생하는 열을 차단하기 위한 방열 패드(208A)(208)가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 적층 코어는 상기 회전 다이(203A)(203) 하부에 위치하는 내경 가열 장치(300A)(300)에 의하여 그 하부가 지지되어 외부로 취출되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 회전 다이(203A)(203)의 외주면에 설치된 회전 구동 부재(207A)(207)를 더 포함하여도 좋다.

본 발명은 단일 금형장치에서 회전자 코어 및 고정자 코어를 연속적으로 타발시켜 가공 성형하고, 성형 가공된 라미나 부재 각각을 가열시키면서 적층되는 각각의 코어의 낱장을 일정 피치만큼 회전하면서 적층될 수 있도록 함으로써 적층 코어의 적층 편차를 없애 양호한 직각도와 동심도 등을 확보할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 적층이 완료된 코어 제품을 하나씩 자동으로 분리가 가능하도록 하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 적층 코어의 내경면 쪽을 직접 가열할 수 있도록 하여, 적층 코어의 양호한 품질을 확보할 수 있는 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 단일의 금형장치를 통하여 연속적으로 가공 성형 되는 라미나 부재 각각의 적층 코어에 대하여 적층 편차를 없애도록 함과 동시에 적층 코어 내경면 가열에 의하여 적층 코어의 가열접착력을 증대시키도록 하는 것으로, 각 코어의 별도 제조를 위한 각각의 금형이 필요없이 단일의 금형장치에 의하여 각각의 코어 가공과 회전접착 및 가열접착 공정을 연속적으로 가공할 수 있어 신속한 가열 접착 코어 가공이 이루어질 수 있고, 생산성이 크게 향상되어 제조원가를 절감하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 적용되는 라미나 부재를 제조하기 위한 스트립의 일예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 회전자용 라미나 부재를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 회전자용 라미나 부재가 적층되어 제조된 적층 코어의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 고정자 코어용 라미나 부재를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 고정자 코어용 라미나 부재가 적층되어 제조된 적층 코어의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 금형장치를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 금형장치의 회전자 적층 장치와 내경 가열 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 금형장치의 회전자 적층 장치와 내경 가열 장치의 작동 일예를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 금형장치의 고정자 적층 장치와 내경 가열 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 금형장치의 고정자 적층 장치와 내경 가열 장치의 작동 일예를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 금형장치에서 적층된 회전자 및 고정자 코어 제품을 자동으로 분리하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 회전자 코어 및 고정자 코어용 라미나 부재(101A)(101)를 제조하기 위한 스트립(100A)의 일예를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 적용하는 스트립(100A)은 얇은 판으로 이루어진 띠 형상의 강판(100-1) 표면에 합성수지 접착 필름(100A')이 증착되어 있거나 접착용 합성수지 코팅층이 도포되어 있다. 본 발명에서는 이러한 형태의 스트립(100A)을 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이러한 스트립(100A)에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 강판(100-1)의 한 쪽 면에만 합성수지 접착 필름(100A')이 형성되어 있어도 무방하며, 강판(100-1)의 표면에 접착 필름(100A')이 아닌 접착제를 도포한 형태를 적용하여도 무방하다. 이러한 접착제는 적층 코어의 제조 금형장치(1) 내에서 접착제를 도포하지 않은 상태의 강판(100-1)의 표면에 피어싱, 블랭킹 공정 또는 적층 공정 중의 어느 한 공정에서 접착제를 도포하면서 해당 공정을 수행하는 형태로도 적용이 가능하다. 이하에서는 편의상 접착 필름(100A')이 부착된 강판(100-1)을 스트립(100A)의 일예로 하여 설명한다.

도 2 및 도 4는 본 발명에 적용되는 회전자 코어용 라미나 부재(101A) 및 고정자 코어용 라미나 부재(101)를 나타낸 사시도이고, 도 3 및 도 5는 은 본 발명에 적용되는 라미나 부재(101A)(101)가 적층되어 제조된 적층 코어(101A-1)(100)의 사시도이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 스트립(100A)을 후술하는 금형장치(1)에 의하여 타발 및 블랭킹 가공하여 제조하는 적층 코어의 낱장인 회전자 코어 및 고정자 코어용 라미나 부재(101A)(101)가 도시되어 있다. 상기 라미나 부재((101A)101)를 정해진 매수만큼 적층하여 제조한 적층 코어(101A-1)(100)가 도 3 및 도 5에 개시된다.

상기 적층 코어(101A-1)(100)는 라미나 부재(101A)(101)의 표면에 증착된 합성수지 필름(100A') 또는 접착제가 열에 의하여 경화되어, 상기 라미나 부재(101A)(101)의 이면에 접착된 상태로 이루어진다.

도 6은 본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치(1)를 나타낸 단면도이다.

도 6에 도시한 장치(1)로 공급되는 합성수지 접착 필름(100A')이 증착 또는 접착용 합성수지가 코팅 처리된 스트립(100A)에 대해 회전축 구멍(101A'), 슬롯부(101'), 티스(101") 등의 타발 가공 및 블랭킹 가공을 순차적으로 이루어지게 하여 낱장의 회전자 코어 및 고정자 코어용 라미나 부재(101A)(101)가 연속적으로 형성되고, 최종적으로 타발된 라미나 부재((101A)(101) 낱장을 소정 매수로 적층 하여 열경화시킴으로써 모터의 회전자 및 고정자 적층 코어(101A-1)(100)가 제조된다.

구체적으로, 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 따른 적층 코어 제조 금형장치(1)는 순차적으로 이동하는 합성수지 접착 필름(100A')이 증착 또는 접착용 합성수지가 코팅 처리된 스트립(100A) 상에 연속 작업을 하는 프레스 가공방식을 적용한다. 즉, 본 발명에 따른 장치(1)는 바람직하게 프로그레시브(progressive) 금형장치이며, 상부금형(3)과 하부금형(4)으로 이루어진다.

특히, 본 발명은 단일 금형장치(1)의 전단부에 회전자 코어 가공을 위한 피어싱 펀칭부 및 블랭킹 펀칭부를 설치하고, 후단부에 고정자 코어 가공을 위한 피어싱 펀칭부 및 블랭킹 펀칭부를 설치하여 연속적으로 모터의 회전자 및 고정자 적층 코어(101A-1)(100)를 제조하게 하는 것이다.

상기에서, 상부금형(3)은 하부금형(4)의 상측에 배치되고, 하부금형(4)을 향하여 승강방향(v)으로 운동하게 된다. 상부금형(3)의 운동은 상부금형(3)이 프레스기에 장착되고 프레스가 구동됨에 따라 이루어진다. 하부금형(4)의 상부에서는 스트립(100A)이 진행방향(f)을 따라 이동하게 된다.

상부금형(3)은 스트립(100A)을 타발하는 피어싱 펀치(5A, 6A, 7A, 8A), (5, 6, 7, 8) 및 블랭킹 펀치(9A)(9)와, 상기 펀치를 취부하는 펀치 플레이트(17)와, 상기 펀치 플레이트(17)를 상부에서 지지하는 펀치홀더(19)를 포함할 수 있다. 이때, 도 6에서는 장치의 전, 후단에 4개의 피어싱 펀치(5A, 6A, 7A, 8A), (5, 6, 7, 8)를 도시하고 있으나, 이와 같은 피어싱 펀치의 개수나 그 형상은 제작하고자 하는 코어의 형태나 크기 등에 따라 얼마든지 변경될 수 있음은 물론이고, 도시하지 않은 마이크로 프로세서에 탑재된 제어 프로그램에 의한 순서대로 스트립(100A)의 타발 및 블랭킹이 이루어진다.

또한, 상부금형(3)에는 펀치홀더(19)와 펀치 플레이트(17) 사이에서 상기 펀치를 받쳐주는 펀치 백킹플레이트(18)와, 펀치가 정확한 위치로 이동하도록 안내하며 타발시에 끼워지는 스트립(100A)을 떼어내기 위한 스트리퍼 플레이트(20)가 구비될 수 있다.

하부금형(4)은 프레스기에 장착되어 하부금형(4)의 전체적인 중심을 잡는 다이홀더(16)와, 상기 다이홀더(16)의 상부에 안착되는 다이 플레이트(13)와, 다이홀더(16)와 다이 플레이트(13) 사이에 위치하여 다이 플레이트(13)에 가해지는 압력을 받쳐주는 다이 백킹플레이트(15)를 포함할 수 있다.

또한, 하부금형(4) 내에는 블랭킹 펀치(9A)(9)와 대응한 위치에서 중공이 형성된 원통형상의 블랭킹 다이(11A)(11)가 장착된다. 블랭킹 다이(11A)(11)는 블랭킹 펀치(9A)(9)에 의해 타발되어 스트립(100A)으로부터 분리된 코어 낱장인 회전자 라미나 부재(101A)를 하부로 배출함과 동시에 고정자 라미나 부재(101)를 하부로 배출시키고, 배출된 라미나 부재(101A)(101)는 상기 블랭킹 다이(11A)(11) 하부에 설치된 스퀴즈 링(201A)(201)을 통과하면서 적층 되며, 동시에 가열되어 라미나 부재(101A)(101) 상호간의 접착이 접착 필름의 열경화에 의하여 이루어진다.

블랭킹 다이(11A)(11)로부터 순차적으로 타발된 회전자 및 고정자 라미나 부재(101A)(101)는 블랭킹 다이(11A)(11) 하부의 적층 장치(200A)(200)의 스퀴즈 링(201A)(201) 내에로 압입 되며, 그 위에 다른 라미나 부재(101A)(101)가 순차적으로 적층 되면서 스퀴즈 링(201A)(201) 하부로 밀려 내려오게 된다. 일정 매수가 적층된 코어는 하나의 제품이 되어 스퀴즈 링(201A)(201) 하부에서 외부로 취출 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 금형장치(1)를 이용한 적층 코어 제조공정은 회전자 및 고정자 코어 가공을 위한 피어싱(piercing) 공정, 블랭킹(blanking) 공정 및 적층(laminating) 공정으로 이루어진다.

피어싱 공정에서는, 스트립(100A) 상에 고정자 코어 성형부를 제외한 회전축 구멍(101A')을 형성한 회전자 성형 및 코어 외형을 제외한 슬롯부(101'), 티스(101"), 샤프트 홀 등의 기본 형상을 가지는 고장자 코어를 성형한다. 이때, 스트립(100A)은 금형장치(1) 내에서 순차적으로 한 피치(pitch)씩 이동되면서, 상부금형(3)에 장착되어 상하 방향으로 이동하는 피어싱 펀치(5A, 6A, 7A, 8A), (5, 6, 7, 8)에 의해서 피어싱 가공이 이루어진다. 블랭킹 공정에서는 스트립(100A)를 타발하여 하나의 라미나 부재(101A)(101)를 형성하며, 형성된 라미나 부재(101A)(101)는 이후 적층 공정에서 순차적으로 적층 된다.

적층 공정은 바람직하게 적층과 함께 접착 필름 또는 접착제의 열경화를 위하여 적층되는 라미나 부재를 가열하는 것이 함께 이루어지는 공정이다. 또한, 가열과 동시에 하나의 라미나 부재를 적층할 때마다 스퀴즈 링(201A)(201)이 일정 피치만큼 회전하면서 적층 된다. 이를 위한 구성을 아래 도 7 ~ 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.

도 7 및 도 9는 본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 금형장치(1)의 회전자 및 고정자 적층 장치(200A)(200)와 내경 가열 장치(300A)(300)를 나타낸 단면도이고, 도 8 및 도 10은 본 발명에 따른 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치의 회전자 및 고정자 적층 장치(200A)(200)와 내경 가열 장치(300A)(300)의 작동 일예를 나타낸 단면도이다.

도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적층 코어 제조 금형장치(1)의 회전자 및 고정자 적층 장치(200A)(200)는 블랭킹 다이(11A)(11)의 하부에 설치된 스퀴즈 링(201A)(201), 가열 수단(202A)(202), 회전 다이(203A)(203), 회전 전극(205A(205), 고정 전극(206A)(206) 및 회전 구동 부재(207A)(207)를 포함하여 이루어진다.

스퀴즈 링(201A)(201)은 블랭킹 공정에서 형성된 라미나 부재(101A)(101)가 적층되는 부분으로, 다수의 라미나 부재(101A)(101)가 적층되면서 위의 라미나 부재(101A)(101)가 하부의 라미나 부재를 밀어 내어 적층 코어는 아래 쪽으로 이동하게 된다. 이동하는 과정에서 스퀴즈 링(201A)(201)은 스퀴즈 링(201A)(201)의 외주면에 설치된 가열 수단(202A)(202)에 의해 가열된다. 스퀴즈 링(201A)(201)은 가열되어 경화에 필요한 일정 온도를 유지하게 되며, 이렇게 가열된 스퀴즈 링(201A)(201)은 적층된 라미나 부재(101A)(101)를 가열하여 그 표면의 접착 필름이나 접착제가 열경화 되면서 라미나 부재(101A)(101) 상호간에 접착이 잘 이루어지도록 한다. 가열 수단(202A)(202)은 바람직하게 PTC 세라믹 히터인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 가열 수단(202A)(202)이 설치되는 위치 역시 스퀴즈 링(201A)(201)의 외주면이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 스퀴즈 링(201A)(201)의 내측에 위치하거나 기타 다른 위치에도 설치가 가능하다.

스퀴즈 링(201A)(201)과 가열 수단(202A)(202)은 회전 다이(203A)(203) 내측에 설치됨으로써, 회전 다이(203A)(203)가 일정 피치만큼 회전하면, 스퀴즈 링(201A)(201)과 가열 수단9202A)(202)은 회전 다이(203A)(203)와 함께 회전한다. 회전 다이(203A)(203)의 회전을 지지하기 위하여 복수 개의 베어링(도시되지 않음)을 필요한 위치에 적용하여도 좋다.

회전 다이(203A)(203)의 가열 수단(202A)(202)은 회전하면서 가열되어야 하는데, 가열 수단(202A)(202)의 가열을 위하여 가열 수단(202A)(202)과 전기적으로 연결된 회전 전극(205A)(205)이 회전 다이(203A)(203)의 외주면에 설치된다. 회전 전극(205A)(205)은 연속적인 링 형상으로 된 전극으로, 회전 다이(203A)(203)와 함께 회전하며, 회전 다이(203A)(203)의 외부 쪽에 별도로 위치하는 고정 전극(206A)(206)과 전기적으로 접속된다. 즉, 고정 전극(206A)(206)은 회전 다이(203A)(203)가 회전하더라도 항상 회전 전극(205A)(205)과 전기적인 연결을 유지하게 되어, 회전 다이(203A)(203)가 회전하고 있는 동안에도 가열 수단(202A)(202)이 전기적으로 가열될 수 있도록 한다.

회전 다이(203A)(203)의 외주면에는 회전 구동 부재(207A)(207)가 구비된다. 회전 구동 부재(207A)(207)는 회전 다이(203A)(203)를 회전시킬 수 있는 다양한 형태의 구동 수단, 즉 모터 등의 구동력을 회전 다이(203A)(203)에 전달할 수 있는 부재가 사용된다. 예를 들어, 기어, 풀리 등이 적용될 수 있다. 도 7에 도시된 회전 구동 부재(207A)(207)는 풀리 이며, 별도로 설치된 모터(도시되지 않음)의 구동축에 연결된 구동 벨트(도시되지 않음)를 회전 구동 부재(207A)(207)에 연결하여 회전 구동 부재(207A)(207)가 회전하면서 회전 다이(203A)(203)가 회전하도록 구성한다. 회전 다이(203A)(203)의 회전은 미리 설정된 일정한 피치만큼 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 한 피치를 60도로 설정하면 하나의 라미나 부재가 블랭킹되고, 그 위에 적층되는 라미나 부재는 60도가 회전된 상태로 적층 된다. 이것이 반복되면서 연속적으로 60도 만큼 회전된 라미나 부재를 적층하면서 적층 코어를 제조할 수 있다.

가열 수단(202A)(202)에서 발생하는 열이 블랭킹 다이(11A)(11)나 다이 플레이트(13) 등으로 전도되는 것을 방지하기 위하여, 블랭킹 다이(11A)(11) 하부 등에 방열 패드(208A)(208)를 설치하여도 좋다.

이렇게 구성된 적층 장치(200A)(200)는 라미나 부재를 적층하면서 동시에 가열과 일정 피치 만큼의 회전이 가능하도록 한다.

한편, 고정자 적층 코어(100)의 내주면 쪽은 티스(101")와 같이 적층 코어(100)의 외주면과 비교하였을때 보다 섬세한 구조로 이루어진다. 따라서, 라미나 부재 상호간의 접착력이 확보되지 않는다면 티스(101")가 상하로 벌어지는 등의 제품 불량이 발생할 수 있기 때문에, 적층 코어(100)의 내주면 쪽을 직접 가열할 수 있는 방안이 요구될 수 있고, 역시 회전자 적층코어(101A-1)를 구성하는 라미나 부재(101A) 내주면이 가열되지 않은 상태에서 접착을 수행할 경우 상호간의 접착력이 확보되지 않아 제품 불량을 초래할 수 있으므로 이를 해소 위하여, 본 발명의 제조 장치(1)는 적층 장치(200A)(200)의 하부에 내경 가열 장치(300A)(300)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 내경 가열 장치(300A)(300)는 승강 블록(301A)(301), 승강 수단(302A)(302), 지지 패드(303A)(303) 및 가열 블록(304A)(304)을 포함하여 이루어진다.

승강 블록(301A)(301)은 승강 수단(302A)(302)의 작동에 의하여 상하로 이동하도록 작동된다. 승강 수단(302A)(302)은 모터나 공압 실린더 등 승강 블록(301A)(301)을 상하로 이동시키도록 다양한 공지된 기술 수단을 적용할 수 있다. 승강 수단(302A)(302)에 의하여 승강 블록(301A)(301)은 회전 다이(203A)(203)의 내경면 쪽으로 상하 이동이 가능하게 설치된다.

지지 패드(303A)(303)는 그 중심에 설치된 회전축을 기준으로 자유로 회전할 수 있도록 설치된다. 이러한 회전을 지지하도록 승강 블록(301A)(301)의 상부에 베어링(도시되지 않음)이 설치되어도 좋다. 지지 패드(303A)(303)는 회전이 필요하지 않는 경우에는 생략되어도 무방하다.

가열 블록(304A)(304)은 외부에서 공급되는 전기 등에 의하여 가열되며, 적층 코어(101A-1)(100)의 내경면에 위치하여 적층 코어(101A-1)(100)의 내경면을 가열하도록 한다. 가열 블록(304A)(304)을 가열하기 위한 수단은 가열봉 등과 같은 통상 사용되는 가열 수단을 적용할 수 있다. 가열 블록(304A)(304)의 외경은 적층 코어(101A-1)(100)의 내경의 크기보다 같거나 약간 작도록 설정되어, 가열 블록(304A)(304)이 적층 코어(101A-1)(100)의 내경면에 밀접하여 위치하거나 약간 간격을 두고 위치하도록 한다. 가열 블록(304A)(304)의 높이는 하나의 적층 코어(101A-1)(100)의 높이보다 같거나 약간 크게 설정된다. 이렇게 함으로써, 적층 코어(101A-1)(100)의 내경면을 보다 효과적으로 가열할 수 있도록 한다.

더 구체적으로 설명하기 위하여 도 8 및 도 10을 참조하면, 승강 블록(301ㅁ)(301)은 승강 수단(302A)(302)의 작동에 의해 상승하여 스퀴즈 링(201A)(201)의 하부 쪽에 위치한다. 스퀴즈 링(201A)(201) 내부에 적층된 적층 코어(101A-1)(100)의 내경면에는 가열 블록(304A)(304)이 위치하여 적층 코어(101A-1)(100)의 내경 쪽을 가열하면서, 동시에 위에서 라미나 부재(101A)(101)가 적층되면서 적층 코어(101A-1)(100)가 아래로 밀려 나와 하나의 적층 코(101A-1)어(100)가 분리되면, 도 7에서와 같이, 승강 블록(301A)(301)은 하강하고, 적층 코어(101A-1)(100)는 완성되어 외부로 취출된다.

지지 패드(303A)(303)는 스퀴즈 링(201A)(201)과 함께 회전하도록 구성할 수 있는데, 스퀴즈 링(201A)(201)과 같이 반드시 360도 회전을 하여야만 할 필요는 없다. 지지 패드(303A)(303)는 승강 수단(301A)(301)에 의하여 언제든 상하로 이동이 가능하기 때문이며, 스퀴즈 링(201A)(201)에서 적층 코어(101A-1)(100)가 빠져 나온 이후에도 내경의 가열이 가능하기 때문이다.

가열 블록(304A)(304)에서 발생하는 열이 승강 블록(301A)(301) 등으로 전도되는 것을 방지하기 위하여 가열 블록(304A)(304)의 하부에 방열 패드(306A)(306)를 더 설치하여도 좋다.

한편, 본 발명은 피어싱 공정과 블랭킹 공정 사이에 적층 코어의 분리용 돌기를 형성하는 공정이 추가되는 것이 바람직한데, 이에 대하여 도 6을 다시 참조하여 설명하기로 하며, 후술하는 설명에서는 회전자 및 고정자 적층 코어(101A-1)(100) 분리 동작은 동일하므로 구분하지 않고 동일하게 설명한다.

도 6을 다시 참조하면, 적층 코어를 서로 분리하기 위한 분리용 돌기 형성 공정 수행을 위한 상기 피어싱 가공과 블랭킹 가공 사이의 상부 및 하부 금형(3)(4)에 설치하는 적층 코어 분리용 돌기 형성장치(30-1)(30)는 상부금형(3)에 요입부(31'-1)(31') 및 돌출부(31A-1)(31A)를 가지는 고정 다이(31-1)(31)를 설치하고, 이에 대응하는 위치의 하부금형(4)에 돌출부(32'-1)(32') 및 요입부(32A-1)(32A)를 가지는 상하 이동 다이(32-1)(32)를 설치하여 구성한다. 이와 같은 구성에 따른 적층 코어 분리용 돌기 형성장치(30-1)(30)는 피어싱 가공이 이루어지고 이송하는 스트립(100A)에 대하여 복수 개의 분리용 상향 돌기(100-2) 및 분리용 하향 돌기(100-2')가 형성되도록 하는 것으로, 상기 상하 이동 다이(32-1)(32)를 유압 실린더 등과 같은 엑츄에이터(40A-1)(40A)를 통하여 승강 작동시키고, 스트립(100A)에 도 11과 같이 분리용 상향 돌기(100-2) 및 분리용 하향 돌기(100-2')를 형성하여 후술하는 바와 같이 적층 코어(101A-1)(100)와 적층 코어(101A-1)(100)가 자동으로 분리되도록 할 수 있다. 한편, 분리용 돌기(100-2, 100-2') 형성작업은 엑츄에이터(40A-1)(40A) 작동 없이 상부금형(3)과 하부금형(4)의 작동에 의해서도 이루어지게 할 수 있다. 또한, 고정 다이(31-1)(31)를 상하 이동시키고 상하 이동 다이(32-1)(32)를 고정시켜 구성하여도 좋다. 따라서, 고정 다이(31-1)(31)와 상하 이동 다이(32-1)(32)는 그 명칭에도 불구하고 그 명칭과 상반되도록 구성하여도 좋다. 나아가, 돌출부와 요입부의 개수도 도 6에 도시된 것과 다르게 다양하게 변경이 가능하다.

이와 같은 적층 코어 분리용 돌기 형성장치(30-1)(30)에 의한 피어싱 가공과 블랭킹 가공 사이의 적층 코어 분리용 돌기 형성 공정과 적층 코어 분리 과정을 도 11을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 11은 본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치에서 적층이 완료된 코어 제품을 자동으로 분리하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명에 따른 적층 코어 제조 장치를 제어하기 위한 제어장치 내부에 탑재된 구동 프로그램에 의하여 예를 들어 15 매수가 적층된 적층 코어(101A-1)(100)를 제조하는 경우 16 번째의 스트립(100A)(도 11의 단계(a))에 대하여 상기 피어싱 공정 후 요입부(31'-1)(31')와 돌출부(31A-1)(31A)를 가지는 고정 다이(31-1)(31)와 돌출부(32'-1)(32')와 요입부(32A-1)(32A)를 가지는 상하 이동 다이(32-1)(32)를 상호 맞물리게 하여 이송하는 상기 스트립(100A)에 분리용 상향 돌기(100-2) 및 분리용 하향 돌기(100-2')를 복수 개로 형성하고(도 11의 단계(b)), 상기 돌기(100-2, 100-2')가 돌출된 스트립(100A)으로부터 코어의 외형을 타발하여 분리용 라미나 부재(101B)(101B')를 얻는 블랭킹 공정이 수행된다(도 11의 단계 (c)).

반복되는 블랭킹 공정을 통해 타발되어 적층된 돌기(100-2, 100-2')가 없는 15 매의 라미나 부재(101A)(101)가 이미 적층되어 적층 코어를 형성하고 있는데, 15 매의 적층 코어 상부에는 상기 단계 (c)에서 형성된 돌기(100-2, 100-2')를 갖는 분리용 라미나 부재가 적층된다(도 11의 단계 (d)).

다음, 분리용 라미나 부재(101B)(101B')의 상부에는 돌기(100-2)가 없는 라미나 부재(101A)(101)가 연속적으로 더 적층된다(도 11의 단계 (e)). 분리용 라미나 부재(101B)(101B')는 그 상부에 라미나 부재(101A)(101)가 계속 적층되면서 누르는 힘에 의해 그 상부 및 하부의 라미나 부재로부터 압력을 받는다. 이 압력에 의해 분리용 상향 돌기(100-2)의 모양은 하향된 주름과 유사하게 변형되고, 분리용 하향 돌기(100-2')의 모양은 상향된 주름과 유사하게 변형된다. 이러한 변형에 의해 돌기(100-2, 100-2')를 갖는 분리용 라미나 부재(101B)(101B')는 그 상부 및 하부의 라미나 부재와 접착되지 않고 자동으로 분리가 된다(도 11의 단계 (f)). 이와 같은 단계를 거치면서 스퀴즈 링(201A)(201)을 빠져나오는 15 매를 갖는 개별 적층 코어를 최종 제품으로 얻을 수 있다.

즉, 적층 장치(200A)(200)에서 스퀴즈 링(201A)(201) 내부에 적층된 적층 코어(101A-1)(100)가 가열되면 각각의 합성수지 접착필름(100A')이 용융되어 각각의 라미나 부재(101A)(101) 그 상면 및 이면의 금속면과 서로 접착된다. 최초 15 매수의 적층 코어(101A-1)(100)의 상부에 위치하는 분리용 라미나 부재(101B)(101B') 상면에는 후차적으로 적층하는 다른 15 매수의 적층 코어(101A-1)(100)를 이루는 맨 아래쪽의 라미나 부재(101A)(101)가 위치하고, 이들이 위로부터 아래로 가압하게 되면 분리용 돌기(100-2, 100-2')가 변형되어 상부 및 하부의 코어들과 면접된 상태이지만, 상기 변형된 분리용 돌기(100-2, 100-2')에 의하여 서로 접착되지 아니하고 분리된다. 따라서, 스퀴즈 링(201A)(201)으로부터 15 매가 접착된 적층 코어(100)가 하나씩 배출된다.

이상에서 설명한 본 발명의 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 유의하여야 한다. 본 발명의 범위는 본 명세서에 포함된 청구의 범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서의 본 발명의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 금형장치 3 : 상부금형
4 : 하부금형 5, 6, 7, 8 : 피어싱 펀치
9A, 9 : 블랭킹 펀치 11A, 11 : 블랭킹 다이
13 : 다이 플레이트 15 : 다이 백킹플레이트
16 : 다이홀더 17 : 펀치 플레이트
18 : 펀치 백킹 플레이트 19 : 펀치홀더
20 : 스트리퍼 플레이트 30-1, 30: 분리용 돌기 형성 장치
31-1, 31: 고정 다이 32-1, 32: 상하 이동 다이
100A, 100 : 적층코어 100A : 스트립
100A' : 합성수지 접착 필름 101A, 100 : 적층 코어
101A-1, 101: 라미나 부재 200A, 200: 적층 장치
201A, 201 : 스퀴즈 링 202A, 202: 가열 수단
203A, 203: 회전 다이 205A, 205: 회전 전극
206A, 206: 고정 전극 207A, 207: 회전 구동 부재
208A, 306A, 208, 306: 방열 패드 300A, 300: 내경 가열 장치
301A, 301: 승강 블록 302A, 302: 승강 수단
303A, 303: 지지 패드 304A, 304: 가열 블록

Claims

상부금형(3)과 하부금형(4)으로 이루어지며, 상부금형(3)에 장착된 펀치가 하부금형(4) 상부에서 순차적으로 이송되는 스트립(100A)을 피어싱 가공 및 블랭킹 가공을 통해 회전자 및 고정자용 라미나 부재(101A)(101) 낱장을 형성하여 적층하는 적층 코어 제조 장치에 있어서,
상기 회전자 및 고정자용 라미나 부재(101A)(101) 각각을 분리용 돌기 형성 장치(30-1)(30), 적층장치(200A)(200) 및 내경 가열장치(300A)(300)를 통하여 적층 가열 접착하여 분리 배출하는 단일 금형장치(10)와;
상기 적층장치(200A)(200)를 구성하는 블랭킹 가공을 위한 블랭킹 다이(11A)(11)의 하부에 설치된 회전자 및 고정자 적층장치의 스퀴즈 링(201A)(201);
상기 스퀴즈 링(201A)(201)의 외부에 설치된 가열 수단(202A)(202);
상기 스퀴즈 링(201A)(201)과 상기 가열 수단(202A)(202)이 설치되어 상기 스퀴즈 링(201A)(201)과 상기 가열 수단(202A)(202)과 함께 일정 피치만큼 회전하는 회전 다이(203A)(203);
상기 블랭킹 다이(11A)(11)의 일측에 설치시킨 분리용 돌기 형성 장치(30-1)(30)를 구성하는 복수 개의 돌출부(32'-1)(32') 및 요입부(32A)가 형성된 상하 이동 다이(32); 및
상기 상하 이동 다이(31-1)(31)의 상측의 상부 금형(3)에 설치되고 복수 개의 요입부(31'-1)(31') 및 돌출부(31a-1)(31A)가 형성된 고정 다이(31-1)(31);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 코어의 자동 분리가 가능한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 회전 다이(203A)(203)의 외측에 설치되는 링 형상의 회전 전극(205A)(205)을 더 포함하고,
상기 회전 전극(205A)(205)은 상기 가열 수단(202A)(202)과 전기적으로 연결되어 있어, 상기 회전 전극(205A)(205)과 상기 회전 전극의 외측에 설치된 고정 전극(206A)(206)이 서로 전기적으로 접속되면, 상기 가열 수단(202A)(202)에 전기를 공급하는 것을 특징으로 하는 적층 코어의 자동 분리가 가능한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 블랭킹 다이(11A)(11)의 하부에는 상기 가열 수단(202A)(202)에서 발생하는 열을 차단하기 위한 방열 패드(208A)(208)가 설치되는 것을 특징으로 하는 적층 코어의 자동 분리가 가능한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 적층 코어는 상기 회전 다이(203A)(203) 하부에 위치하는 내경 가열 장치(300A)(300)에 의하여 그 하부가 지지되어 외부로 취출되는 것을 특징으로 하는 적층 코어의 자동 분리가 가능한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 회전 다이(203A)(203)의 외주면에 설치된 회전 구동 부재(207A)(207)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 코어의 자동 분리가 가능한 가열 접착식 회전 적층 코어 제조 장치.