KR20190035170A - 접착식 적층 코어 제조장치 및 접착식 적층 코어 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 형태는; 접착제가 코팅 처리된 소재 (금속 스트립)을 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서 적층 코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층 코어 제조장치를 제공한다. 본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층 코어 제조장치는: 상기 소재의 표면에 선택적으로 접착제의 경화 온도를 낮추는 경화 촉진제를 도포하는 촉진제 도포유닛; 상기 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 라미나 부재들을 통과시키면서 소정 매수씩 일체화하는 적층 유닛(Laminate Unit); 그리고 상기 라미나 부재들의 제조를 위해 상기 소재를 블랭킹하는 블랭킹 유닛(Blanking Unit)을 포함하며: 상기 적층 유닛은, 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 층간 접착시키기 위해, 상기 적층 유닛의 내부를 통과하는 상기 라미나 부재들을 가열한다.

Description

접착식 적층 코어 제조장치 및 접착식 적층 코어 제조방법{Apparatus And Method For Manufacturing Adhesive Type Laminated Core}

본 발명은 모터나 발전기 등의 철심 즉 코어를 제조하는 코어 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 라미나 부재(박판; Laminar Member)들을 소정 매수씩 층간 접착방식으로 일체화시켜서 코어를 제조하는 접착식 적층 코어 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 모터나 발전기와 같은 회전장치에는 코어(Core)가 사용되며, 상기 코어는 회전자(Rotor) 또는 고정자(Stator)의 철심으로서 모터나 발전기의 성능에 중요한 영향을 미치는 부분이다.

근래에는, 상술한 코어의 제조를 위해, 소정 형상으로 가공된 얇은 판, 즉 라미나 부재들이 소정 매수씩 겹쳐져서 하나의 덩어리 즉 블록(Block) 타입으로 일체화된 구조의 코어(적층 코어; Laminated Core)가, 발전기나 모터 등 코어 예를 들면 회전자(Rotor)나 고정자(Stator)의 코어로 사용되고 있으며, 이러한 방식은 등록특허 제10-522534호와 제10-587192호 등에 개시되어 있다.

상기 적층 코어는 회전자 코어 또는 고정자 코어의 전체 또는 일부분을 이룬다. 참고로, 복수의 코어들이 조립되어서 하나의 완성품 코어를 형성할 때, 완성품 코어의 일부분을 이루는 단위 블록의 코어를 분할 코어라고 칭하기도 한다.

상술한 적층 코어를 제조하는 방법 즉 상기 라미나 부재를 적층/일체화하는 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 개시되어 있는데, 상술한 코어 제조방법은 철손(Iron Loss) 문제가 있고, 특히 상기 탭 고정법은 소재 즉 강판의 박판화 추세로 인해 인터록 탭 형성을 위한 엠보싱(Embossing) 가공이 어렵다는 문제가 있다.

근래에는 라미나 부재들의 층간 결합을 접착방식으로 구현하는 기술이 개발되고 있다. 예를 들면, 적층 코어를 제조하는 장치(금형)에 공급되는 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하고 접착제가 도포된 부분을 상기 금속 스트립을 타발(블랭킹)해서 적층 코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1566491호와 일본 공개특허 특개평5-304037호 및 일본 공개특허 특개2009-297758호 등의 특허 문헌에 개시되어 있다. 그리고, 이미 접착제가 코팅되어 있는 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 적층 코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1659238호와 일본 공개특허 특개2001-291627호와 일본 공개특허 특개2004-023829호 등의 특허 문헌에 개시되어 있다.

상술한 접착식 적층 코어 제조방법에 의하면 레이저 용접에 비해 비용이 절감될 수 있고 강판이 박판화에 대응할 수 있으나, 상기 소재의 표면에 소정 간격으로 접착력을 상실/제거하거나 접착력을 극소화하는 처리가 필요하며, 라미나 부재들의 층간 접착을 위해 적층 홀 내부에서 표면 접착제의 경화 반응이 일어날 수 있는 고열의 온도로 라미나 부재들을 가열해야 하므로, 접착제의 경화 반응에 의해 라미나 부재들의 층간 접합을 위해 많은 시간이 요구된다.

대한민국 등록특허 제10-1659238호 일본 공개특허 특개2001-291627호 일본 공개특허 특개2004-023829호

본 발명은, 접착제가 코팅되어 있는 띠 형상의 소재를 공급받아서 모터나 발전기 등의 코어용 적층체 즉 적층 코어를 제조할 수 있으며, 라미나 부재들의 층간 결합에 필요한 온도를 감소시킬 수 있는 접착식 적층 코어 제조장치 및 접착식 적층 코어을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 형태는; 접착제가 코팅 처리된 소재 (금속 스트립)을 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서 적층 코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층 코어 제조장치를 제공한다. 본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층 코어 제조장치는: 상기 소재의 표면에 선택적으로 접착제의 경화 온도를 낮추는 경화 촉진제를 도포하는 촉진제 도포유닛; 상기 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 라미나 부재들을 통과시키면서 소정 매수씩 일체화하는 적층 유닛(Laminate Unit); 그리고 상기 라미나 부재들의 제조를 위해 상기 소재를 블랭킹하는 블랭킹 유닛(Blanking Unit)을 포함하며: 상기 적층 유닛은, 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 층간 접착시키기 위해, 상기 적층 유닛의 내부를 통과하는 상기 라미나 부재들을 가열한다.

그리고, 상기 블랭킹 유닛은; 상기 소재의 블랭킹을 위해 승강 가능한 상형에 구비되는 블랭킹 펀치(Punch); 그리고 상기 상형의 하측에 구비되는 하형에 설치되고, 상기 블랭킹 펀치와 마주하는 블랭킹 홀을 가지며, 상기 적층 유닛의 상측에 적층되는 블랭킹 다이(Die)를 포함하여 구성된다.

상기 적층 유닛은; 상기 블랭킹 유닛에 의해 제조되는 상기 라미나 부재들이 억지 끼움된 상태로 통과하도록 상하 방향으로 관통되며, 상기 적층 유닛의 상부 구간에서 상기 라미나 부재들을 동축상에 정렬된 상태로 적층시키기 위한 스퀴즈 기구(Squeezer); 그리고 상기 접착제의 경화를 위해, 상기 스퀴즈 기구에 의해 동축상에 정렬된 상태로 상기 적층 유닛의 내부 공간을 지나는 상기 라미나 부재들을 가열하는 히터(Heater)를 포함한다.

상기 적층 유닛은; 상기 스퀴즈 기구의 하측에서 상기 라미나 부재들의 이동을 안내하기 위해, 상기 히터의 내측에 구비되는 가이드와, 상기 가이드의 하측에 구비되는 핀치 기구(Pincher)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 촉진제 도포유닛은, 상기 적층 코어들 사이의 분리를 위해 상기 블랭킹 유닛에 동기해서 소정의 시기에 상기 경화 촉진제의 도포를 생략할 수 있다.,

상기 촉진제 도포유닛은; 상기 소재의 일측 표면과 타측 표면 중 적어도 하나의 표면에 상기 경화 촉진제를 도포하도록, 상기 상형과 하형 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.

상기 적층 유닛은, 상기 라미나 부재들을 N 매수씩 층간 접착시켜서 일체화하며; 상기 촉진제 도포유닛은, 상기 소재가 N 피치 이송될 때마다 경화 촉진제의 도포를 생략할 수 있다.

본 발명의 다른 일 형태는, 접착제가 코팅 처리된 소재를 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서 적층 코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층 코어 제조방법를 제공한다. 상기 접착식 적층 코어 제조방법은: 상기 소재의 표면에 선택적으로 접착제의 경화 온도를 낮추는 경화 촉진제를 도포하는 촉진제 도포단계; 상기 라미나 부재들의 제조를 위해 상기 소재를 블랭킹하는 블랭킹 단계; 그리고 상기 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 상기 라미나 부재들을 통과시키면서 소정 매수씩 일체화하는 적층 단계를 포함하며: 상기 적층 단계는, 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 층간 접착시키기 위해, 상기 적층 유닛의 내부를 통과하는 상기 라미나 부재들을 가열하고; 상기 촉진제 도포단계는, 상기 적층 코어들 사이의 분리를 위해 상기 블랭킹 단계에 동기해서 소정의 시기에 상기 경화 촉진제의 도포를 생략한다.

본 발명의 일 형태에 따른 접착식 적층 코어 제조장치 및 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 일 형태는, 가열에 의해 용융/경화되는 접착제 코팅층을 갖는 띠 형상 소재(금속 스트립, 강판 스트립)를 이용해서, 라미나 부재들이 소재 매수씩 층간 접착방식으로 일체화된 블록 구조의 적층 코어를 연속적으로 제조할 수 있으며, 라미나 부재들의 층간 접착을 위한 경화 반응 과정이 단축될 수 있고 경화 반응 온도의 차이를 이용해서 적층 코어의 분리를 구현할 수 있으므로, 정밀한 코어 생산이 가능하며 생산성이 향상될 수 있다.

둘째, 본 발명의 일 형태에 의하면, 층간 접착을 위해 필요한 온도가 낮추어질 수 있으며, 경화 촉진제가 게재되지 않은 계면을 기준으로 적층 코어들 사이의 분리가 구현되므로, 적층 유닛의 내부 가열 위한 히터의 용량을 낮출 수 있으며 적층 유닛의 제조에 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 전력 소비 및 적층 코어 제조에 소요되는 시간이 절감될 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 코어 제조장치의 구조를 소재의 이송방향을 기준으로 개략적으로 나타낸 종단면도;
도 2는 도 1에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 소재가 공급된 상태를 나타낸 도면;
도 3은 도 1에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 의해 제조되는 라미나 부재의 일 예와 적층 코어의 일 예를 나타낸 사시도;
도 4은 도 1에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 의해 금속 스트립이 가공되는 공정 순서를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 접착식 적층 코어 제조장치의 구조를 소재의 이송방향을 기준으로 개략적으로 나타낸 종단면도;
도 6은 도 5에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 소재가 공급된 상태를 나타낸 도면; 그리고
도 7은 도 5에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 의해 금속 스트립이 가공되는 공정 순서를 나타낸 도면;이다.

이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다. 그리고 본 기술 분야에서 이미 공지된 기술에 대해서는 설명을 생략하거나 최소화한다.

본 발명의 일 실시 예는, 연속적으로 이송되는 예를 들면 기설정된 1피치의 거리씩 이송되는 띠 형상의 소재 즉 금속 스트립을 블랭킹(Blanking)해서 소정 형상의 라미나 부재들을 형성하고, 상기 라미나 부재들의 층간을 접착 방식(층간 접착)으로 일체화함으로써 모터나 발전기 등의 코어를 제조하는 접착식 적층 코어 제조장치에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명의 일 실시 예는, 표면에 접착제가 코팅 처리된 띠 형상의 소재(접착제 코팅층을 갖는 코어 제조용 강판; 금속 스트립)을 공급(Feeding)받아서, 상술한 코어 즉 적층 코어를 제조할 수 있는 접착식 적층 코어 제조장치에 관한 것이다. 상기 적층 코어는 고정자 또는 회전자용 철심의 적어도 일부분을 이룰 수 있다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 접착식 적층 코어 제조장치의 일 실시 예가 설명된다.

본 발명의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면들 중, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층 코어 제조장치의 구조를 소재의 이송방향을 기준으로 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 소재가 공급된 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 의해 제조되는 라미나 부재의 일 예와 적층 코어의 일 예를 나타낸 사시도이고, 도 4은 도 1에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 의해 금속 스트립이 가공되는 공정 순서를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예(제1실시 예)에 따른 접착식 적층 코어 제조장치(이하 '코어 제조장치'라 칭함)는, 금속 재질을 갖는 모재(1)의 적어도 일측 표면에 접착제 코팅층(2)이 형성된 띠 형상의 소재(S; 접착제 코팅층을 갖는 금속 스트립)을 통과시키면서, 블랭킹(Blanking)을 의해 소정 형상의 라미나 부재(L)들을 순차적으로 형성하고, 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 층간 접착시켜서 블록 단위의 적층 코어(C)들을 순차적으로 제조할 수 있는 프레스 시스템 즉 프로그레시브(Progressive) 금형장치이다.

본 실시 예에 따른 코어 제조장치는, 경화 촉진제의 도포를 위한 촉진제 도포유닛(30)과, 적층 유닛(100; Laminate Unit), 그리고 블랭킹 유닛(200; Blanking Unit)을 포함하여 구성된다.

상기 적층 유닛(100)은, 상술한 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 라미나 부재(L)들을 통과시키면서 적층 코어(C)를 형성하며, 상기 적층 코어(C)를 형성하기 위해 내부를 통과하는 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화한다. 본 실시 예에서, 상기 적층 유닛(100)은, 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 층간 접착시키기 위해, 상기 적층 유닛(100)의 내부를 통과하는 상기 라미나 부재(L)들을 가열해서 접착제의 경화반응을 구현한다.

다시 말해서, 상기 적층 유닛(100)은 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 적층 및 일체화 공간인 적층 홀(100a; Laminating Hole)을 형성하며, 상기 적층 홀(100a)에 순차적으로 공급되는 라미나 부재(L)들을 정렬된 상태로 적층시키고, 하방으로 통과하는 라미나 부재(L)들을 층간 접착 방식으로 소정 매수씩 일체화한 후, 라미나 부재(L)들의 일체화에 의해 적층 성형되는 블록 형상의 적층체 즉 적층 코어(C)들을 순차적으로 배출한다.

다만, 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화되어서 적층 코어(C)를 형성한다는 내용의 의미는, 상기 적층 코어(C)들을 형성하기 위해 블록 단위로 라미나 부재(L)의 매수가 모두 동일한 것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 적층 코어들을 형성하기 위해 블록 단위로 적층 결합되는 라미나 부재(L)들의 매수가 상기 라미나 부재(L)들의 두께 편차에 따라 조절될 수도 있다. 본 실시 예에서는 촉진제 도포유닛(30)의 아이들 공정(휴지기)에 맞춰서 라미나 부재의 결합 매수가 달라질 수 있다.

그리고, 상기 블랭킹 유닛(200)은 상기 라미나 부재(L)들의 제조를 위해 소재를 블랭킹하는 장치로서, 소재 예를 들면 전기 강판 등과 같은 금속 스트립(S)을 타발해서 라미나 부재(L)들을 형성하는 순차적으로 형성하며, 상기 라미나 부재(L)들을 상기 적층 유닛(100)의 내부 즉 적층 홀(100a)에 밀어 넣는다.

상기 블랭킹 유닛(200)은, 상기 소재의 블랭킹을 위해 승강 가능한 상형(10)이 구비되는 블랭킹 펀치(210)와, 상기 상형(10)의 하측에 구비되는 블랭킹 다이(220)를 포함한다. 상기 블랭킹 다이(220)는, 상기 블랭킹 펀치(210)와 동일한 형상으로 상기 블랭킹 펀치(210)의 직하방에 마주하는 블랭킹 홀(221)을 가지며, 상기 적층 유닛(100)의 상측에 적층된다.

한편, 상기 촉진제 도포유닛(30)은, 선택적 시기에 상기 소재 즉 금속 스트립(S)의 표면에 접착제의 경화 온도를 낮추는 경화 촉진제를 도포하기 위한 구성요소이다.

상기 소재(S)에 코팅되는 접착제 즉 접착제 코팅층(2)은 가열 경화형 접착제, 보다 구체적으로 기준 온도 이하에서 반경화 상태로 존재하고 가열에 의해 용융된 후 경화되는 접착제이다. 이러한 가열 경화형 접착제는 이미 공지된 접착제로서 반경화 접착제(B- 스테이지 접착제; Free Coated B-Stage Adhesive)라고도 불린다.

본 실시 예에 적용되는 소재(S)는 반경화 접착제가 코팅 처리된 것으로서, 상기 소재(S)가 가열되면, 상기 반경화 접착제로 이루어진 피막층 다시 말해서 접착제 코팅층(2)이 용융/경화되면서, 상기 라미나 부재(L)들의 층간 결합을 구현한다.

예를 들면, 모재(1)의 표면에 코팅 처리되는 에폭시 기반의 반경화 접착제는 접착제의 제원(성분, 구성)에 따라 경화 온도가 결정되며, 경화 온도의 설정을 위해 접착제에는 일반적으로 소정의 경화 촉진제가 함유되어 있다. 참고로, 경화 촉진제로는 산무수물류, 이미다졸류, 다가아민류 등이 공지되어 있다.

본 발명은, 상술한 접착제 코팅층(2)의 경화 반응 온도를 낮추기 위해, 상기 촉진제 도포유닛(30)을 이용하여 상기 소재(S)의 표면에 추가적으로 경화 촉진제를 도포함으로써, 상기 적층 유닛(100) 내부의 가열 온도를 낮추고, 접착제 코팅층의 경화 반응의 속도/시간을 가속화한다. 상기 소재(S)의 표면에 상기 촉진제 도포유닛(30)에 의해 추가 도포되는 경화 촉진제의 종류는 접착제 코팅층의 제원에 따라 결정된다.

예를 들어, 상기 접착제 코팅층(2) 자체의 경화 반응은 200℃ 이상에서 이루어지고, 상기 촉진제 도포유닛(30)에 의해 상기 경화 촉진제가 도포되는 부분은 경화 반응 온도가 100℃ 정도로 낮춰지는 경우, 상기 적층 유닛(100)의 내부 온도를 100℃ 이상 200℃ 미만의 적절한 온도로 가열하면, 라미나 부재(L)들의 경계면 중에서 경화 촉진제가 게재된 부분은 경화 반응에 의한 층간 결합이 이루어지고, 반대로 경화 촉진제가 게재되지 않은 부분은 경화 반응이 일어나지 않고 적층 코어들이 분리되는 계면(비접합 계면)을 이루게 된다.

상기 촉진제 도포유닛(30)은, 상기 적층 코어(C)들 사이의 분리를 위해, 상기 블랭킹 유닛(200)에 동기해서 소정의 시기에 상기 경화 촉진제의 도포를 생략한다.

예를 들어, 상기 적층 유닛(100)이 상기 라미나 부재(L)들을 N 매수씩 층간 접착시켜서 블록 단위의 적층 코어(C)를 성형하는 경우, 상기 촉진제 도포유닛(30)은 상기 소재가 N 피치 이송될 때마다 경화 촉진제의 도포를 생략하는 휴지기를 갖는다.

상기 촉진제 도포유닛(30)은, 상기 소재(S)의 일측 표면(상측면)과 타측 표면(하측면) 중 적어도 하나의 표면, 예를 들면 접착제 코팅층(2)를 갖는 표면에 국부적으로 상기 경화 촉진제를 도포하도록, 상기 상형(10)과 하형(20) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다. 물론 상기 촉진제 도포유닛(30)은, 상기 블랭킹 유닛(200) 특히 상기 블랭킹 펀치(220)에 탑재되어서, 블랭킹과 동시 또는 그 전후에 경화 촉진제를 선택적으로 도포할 수도 있다.

본 실시 예는 양측면에 접착제 코팅층이 형성된 소재를 사용해서 적층 코어를 제조하며, 상기 촉진제 도포유닛(30)은 상기 하형(20)에 구비되는 구조이나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 촉진제 도포유닛(30)은 상형에 구비될 수도 있고 상형(10)과 하형(20)에 모두 적용될 수도 있다.

상기 촉진제 도포유닛(30)은 노즐 타입으로 상기 소재(S)의 표면에 경화 촉진제를 도포할 수 있으며, 전자식으로 도포 동작이 제어될 수 있다. 물론, 기계적으로 동작되는 압력식 노즐(소재에 의해 눌리면 출구가 개방되는 노즐)도 가능함은 당연하며, 액체를 도포하는 장치 그 자체는 다양하게 공지되어 있다. 상기 촉진제 도포유닛(30)이 상술한 압력식 노즐로 구성되는 경우, 아이들(Idle) 공정에서 노즐이 눌리지 않도록 높이를 조절하는 캠 기구(Cam Mechanism) 등과 같은 승강장치, 예를 들면 수평 운동을 수직 운동으로 변환시키는 슬라이드 캠이 상기 촉진제 도포유닛(30)에 적용될 수 있다. 그리고, 상기 경화 촉진제는 저장 탱크(도시되지 않음)에서 공급관(31)을 통해 상기 촉진제 도포유닛(30) 예를 들면 촉진제 도포 노즐에 압송될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 적층 유닛(100)은, 라미나 부재(L)들의 정렬 적층을 위한 스퀴즈 기구(110; Squeezer)와, 라미나 부재(L)들의 층간 접착을 위한 히터(140; Heater)를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 적층 유닛(100)은, 상기 라미나 부재들의 이동을 안내하는 가이드(130; Guide)와, 상기 가이드(130)의 하측에 구비되는 핀치 기구(120; Pincher)을 더 포함한다.

상기 스퀴즈 기구(110)는, 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 제조되는 상기 라미나 부재(L)들이 억지 끼움된 상태로 통과하도록 상하 방향으로 관통되며, 상기 적층 유닛(100)의 상부 구간에서 상기 라미나 부재(L)들이 동축상에 정렬된 상태로 적층될 수 있게 한다.

그리고, 상기 히터(140)는, 상기 스퀴즈 기구(110)에 의해 동축상에 정렬된 상태로 상기 적층 유닛(100)의 내부 공간을 지나는 상기 라미나 부재(L)들을 가열함으로써, 상기 접착제의 경화시키고 경화 반응을 구현한다. 상기 히터에 의해 가열되는 온도는, 경화 촉진제가 게재된 라미나 부재들의 경계면에서 경화 반응을 일으키는 정도이면 충분하다.

이때, 상기 가이드(130)는, 상기 스퀴즈 기구(110)의 하측에서 상기 라미나 부재(L)들의 이동을 안내하며, 상기 히터(140)의 내측에 구비된다. 그리고. 상기 핀치 기구(120)는, 상기 핀치 기구(120)의 내부 공간을 통과하는 라미나 부재(L)에 측압을 가해서 지지력 해제로 인한 상기 적층 코어(C)의 급락(자유 낙하)를 방지한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 스퀴즈 기구(110)는, 상술한 바와 같이, 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 제조되는 상기 라미나 부재(L)들이 억지 끼움된 상태로 통과하도록 상하 방향으로 관통된 구조이다. 상기 스퀴즈 기구(110)는, 상기 적층 유닛(100)의 상부 구간에 상기 라미나 부재(L)들이 동축상에 정렬된 상태로 적층되도록, 상기 라미나 부재(L)들의 적층을 가이드한다.

그리고, 상기 핀치 기구(120)는, 상기 적층 유닛(100)의 하부 구간에서 상기 적층 코어(C)를 통과시키는 구성으로서, 상기 스퀴즈 기구(110)의 하측에 구비되며, 상기 적층 코어(C)의 둘레를 가압하도록 탄력적으로 확장 가능하며 복원력을 갖는 통형(Tubular Shape)의 장치로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 스퀴즈 기구(110)와 상기 핀치 기구(120)의 사이에는 상기 가이드(130)가 구비됨으로써, 상기 라미나 부재(L)들의 하방 이동을 안내하게 된다. 다시 말해서, 상기 가이드(130)는, 상기 스퀴즈 기구(110)와 상기 핀치 기구(120)의 사이 구간에서 상기 라미나 부재(L)들의 하방 이동을 안내하며, 본 실시 예에서는 상하 방향으로 관통된 통 형상 즉 링(Ring) 형상의 가이드이다.

그리고 상기 가이드(130)의 내부 공간은, 접착제의 경화 반응을 구현하기 위해, 상기 히터(140), 예를 들면 고주파 유도 히터에 의해 가열된다. 본 실시 예에서 상기 히터(140)는, 상기 가이드(130)의 외측, 보다 구체적으로 상기 가이드(130)의 둘레에 구비된다. 따라서, 상기 가이드(130)는, 고주파 유도 가열에 의한 영향을 받지 않도록 비전도성 재질, 보다 구체적으로는 엔지니어링 세라믹(Engineering Ceramics) 재질로 제조될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 핀치 기구(120)는, 상기 가이드(130)의 하측에서 상기 적층 코어(C)들을 통과시키는 구성으로서, 상기 적층 코어(C)의 둘레를 죄도록 상하 방향으로 관통된 중공형의 구조 즉 통 형상으로 구성될 수 있다.

물론, 상기 핀치 기구(120)는, 스프링에 의해 지지되어서 적층 코어(C)의 측면을 탄력적으로 가압하도록 적층 홀(100a)의 내부에 등각도로 분산 배치되는 블록 타입의 무빙 핀치로 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 상기 핀치 기구(120)는, 상기 가이드(130)의 하측 구간, 특히 라미나 부재(L)들의 층간 결합을 위한 가열 구간의 아래측 영역에서 상기 적층 코어(C)의 이동 통로를 형성하며, 상기 라미나 부재(L)들 보다 구체적으로 라미나 부재(L)들의 층간 결합에 의해 형성되는 적층 코어(C)를 둘레 압박 방식으로 지지해서 점진적 이동/취출을 가이드한다.

따라서, 경화 반응에 의해 소정 매수씩 블록 단위로 일체화되는 라미나 부재들이, 상기 핀치 기구(120)가 죄는 힘에 의해 평형을 유지하면서 기울어짐이나 측면 흔들림이 없이 둘레가 압박된 상태로, 상기 적층 유닛(100)의 하부 구간, 보다 구체적으로 상기 가이드(130)의 하부 구간을 통과할 수 있으며, 상기 히터(140)에 의한 가열 구간을 통과한 후에도 경화 반응이 충분히 마무리될 수 있도록 적층 코어의 둘레에 측압을 가한다.

도시되지는 않았으나, 상기 상형(10)에는 펀칭 공정(피어싱 공정)이나 블랭킹 공정에서 스트리퍼(Stripper)의 기능을 하며 상기 소재(S)를 눌러서 하형(20)에 밀착시키는 가압 플레이트가 구비되며, 상기 하형(20)에는 상기 상형(10)의 상승시에 상기 소재(S)를 하형의 표면에서 이격시키는 리프터(Lifter)가 구비된다.

그리고 상기 하형(20)에는 상기 적층 유닛(100)의 냉각 및 그 주변의 냉각을 위한 냉각 시스템이 적용될 수 있으며, 상기 적층 유닛(100)을 형성하는 구성요소들의 사이에는 열전도를 차단하기 위한 단열 부재 예를 들면 베릴륨동 재질의 열 차단재가 적용될 수도 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상형(10)에는 라미나 부재(L)에 소정의 슬롯이나 홀 등을 형성하기 위한 노칭 펀치(11, 12)가 장착될 수도 있으며, 상기 하형(20)의 상측면에는 상술한 노칭 펀치(11, 12)와 마주하는 다이 홀(21, 22)이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 하형(20)에는 상기 핀치 기구(120)를 지지하는 핀치 서포트 블록(150)이 구비된다.

표면에 접착제가 코팅되어 있는 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 접착식 적층 코어를 제조하는 기술의 예가 본 명세서의 배경 기술에 기재되어 있으므로, 상형과 하형에 적용되는 구조에 대한 부가적인 설명은 생략된다.

본 실시 예에서는 상기 촉진제 도포유닛(30)이 상기 슬롯이나 홀 형성을 위한 펀칭 공정이 이루어지는 펀칭 영역의 상류측에 배치되는 구조가 도시되었으나, 상기 촉진제 도포유닛의 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 각종 홀이나 슬롯 등의 형성이 완료된 후에 경화 촉진제가 도포되도록, 소재의 이송방향을 기준으로 펀칭 영역의 하류 측에 배치될 수도 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 적층 유닛(100)의 적층 홀(Laminate Hole; 100a) 특히 상기 스퀴즈 기구(110)의 내부 공간에는, 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 소정의 타이밍마다 라미나 부재(L)가 1매씩 투입됨으로써, 상기 라미나 부재(L)들의 표면이 밀착된 상태로 상하방향 적층이 이루어진다. 도 2에서, 상기 적층 유닛(100)의 내부에 상하로 적층된 라미나 부재(L)들은 실선으로 표시된 경계면(경화 촉진제가 없는 계면)을 기준으로 분리되며, 점선으로 표시된 경계면(경화 촉진제가 추가된 계면)은 층간 접착이 이루어지는 부분을 예시한 것이다.

이때, 상기 핀치 기구(120)는 히터(140)의 하측에서 제품(적층 코어)에 측압을 가하며, 상기 스퀴즈 기구(110)는 상기 히터(140)의 상측에서 라미나 부재(L)들을 일직선으로 정렬을 구현한다.

따라서, 상기 라미나 부재(L)들은 상기 스퀴즈(140)에 의해 정렬/적층된 상태로 가열 구간 즉 상기 히터(140)가 구비되는 가이드(130)의 내부로 진입한다. 상기 스퀴즈 기구(140)는 금형 특수강 예를 들면 SKD-11 등으로 제조될 수 있으나, 그 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 적층 유닛(100)의 하측, 보다 구체적으로 상기 핀치 기구(120)의 하측에는 상기 핀치 기구(120)에서 취출되는 적층 코어(C)를 상방으로 지지하는 배압 장치(160)가 구비된다. 상기 배압 장치(160)에는, 상기 적층 유닛(100)에서 배출되는 적층 코어, 즉 가장 아래측에 위치하는 적층 코어의 저면을 받치는 승강식 코어 받침(도시되지 않음)이 구비된다.

상기 코어 받침은 상기 적층 코어(C)가 안착된 상태로 하강하며, 상기 코어 받침이 하한의 위치에 도달하면, 취출 실린더가 상기 적층 코어(C)를 취출 통로로 밀어서 제품의 취출을 돕는다. 상기 배압 장치(160)는, 접착식 적층 코어 제조장치에 적용되는 공지 기술이므로, 상기 배압 장치(160)에 대한 부가적은 설명은 생략된다.

상술한 바와 같이, 상기 블랭킹 다이(220)에 순서대로 배치되는 상기 스퀴즈 기구(110)와 가이드(130)와 핀치 기구(120)는, 상기 하형(10)에 동축상으로 배치되어서 각각 상기 적층 홀(100a)의 일부분을 형성하며, 상기 적층 홀(100a)의 바닥에는 적층 및 경화과정(층간 결합과정)을 거쳐서 배출되는 제품(적층 코어; C)의 밑면을 받치는 코어 받침이 승강 가능하게 구비된다.

본 발명에 따르면, 접착제가 코팅 처리된 스트립을 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서 접착식 적층 코어들을 순차적으로 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층 코어 제조방법은, 촉진제 도포단계와 블랭킹 단계 및 적층 단계를 포함한다.

상기 촉진제 도포단계는, 상기 소재(S)의 표면에 선택적으로 접착제의 경화 온도를 낮추는 경화 촉진제를 도포하는 과정으로서, 상기 촉진제 도포유닛(30)에 의해 진행된다.

그리고 상기 블랭킹 단계는, 상기 라미나 부재(L)들의 제조를 위해 상기 소재(S)를 블랭킹하는 과정으로서, 상기 블랭킹 유닛(200)에 의해 진행된다.

다음으로, 상기 적층 단계는, 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 상기 라미나 부재(L)들을 통과시키면서 소정 매수씩 일체화하는 과정으로서, 상기 적층 유닛(100)에 의해 진행된다.

상기 적층 단계는, 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 층간 접착시키기 위해, 상기 적층 유닛(100)의 내부를 통과하는 상기 라미나 부재(L)들을 가열한다.

그리고, 상기 촉진제 도포단계는, 상기 적층 코어(C)들 사이의 분리를 위해 상기 블랭킹 단계에 동기해서 소정의 시기에 상기 경화 촉진제의 도포를 생략한다.

예를 들어, N 매 단위로 라미나 부재(L)들을 일체화해서 적층 코어(C)를 제조하는 경우, 상기 촉진제 도포유닛(30)은 상기 소재(S)가 1피치 이송될 때마다 경화 촉진재를 소재의 표면에 국부적으로 도포하며, 상기 소재(S)가 N 피치 이송될 때마다 경화 촉진제의 도포를 생략한다.

이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 상술한 적층 코어 제조장치에 의해 적층 코어(C)가 제조되는 과정이 보다 상세하게 설명된다.

도 2에 도시된 소재(S; 금속 스트립)는 모재(1)의 표면에 접착제 코팅층(2)이 형성된 구조이다. 상술한 소재(S)는 상형(10)과 하형(20) 사이를 1피치 단위로 통과하며, 이때 상기 블랭킹 유닛(200)의 상류 영역에서는 촉진제 도포공정(S1)이 진행되고, 그와 동시에 제조 대상 라미나 부재의 형상에 맞춰서 상기 노칭 펀치(11, 12)에 의한 펀칭 공정(S2, S3)이 진행될 수 있다.

상술한 펀칭 공정(S2, S3)과 동시에 하류 영역에서는 상기 블랭킹 펀치(310)에 의한 블랭킹 공정(S4)이 진행되고, 상기 적층 홀(100a)의 내부에는 블랭킹에 의해 순차적으로 적층되는 라미나 부재(L)들은 상기 적층 홀(100a)을 점진적으로 연속 통과하면서 일체화 과정이 거친다.

이때, 상기 스퀴즈 기구(110)와 핀치 기구(120)는 상기 적층 홀(100a)을 통과하는 제품 즉 라미나 부재(L)들을 죄며, 상기 히터(140)는 고주파 유도에 의해 발생되는 열로 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제를 경화시킨다. 보다 구체적으로, 상기 경화 촉진제가 게재된 계면에서는 보다 낮은 온도에서 빠르게 경화 반응이 이루어지므로, 촉진제가 게재되지 않은 계면을 기준으로 적층 코어(C)들의 분리가 가능해진다. 접착제 코팅층 자체의 경화 반응 온도보다 낮은 온도로 가열하면 소정 두께 단위로 코어의 분리가 가능해진다.

한편, 상기 펀칭 공정과 블랭킹 공정은 상기 상형(10)의 승강에 의해 진행되며, 상기 촉진제 도포공정 역시 상기 블랭킹 공정에 동기하여 선택적으로 수행된다. 그리고, 상기 적층 유닛(100)에서는 층간 접착이 완료된 적층 코어(C)가 순차적으로 배출된다.

다음으로, 도 5 내지 도 7을 참조해서, 본 발명의 다른 실시 예(제2실시 예)에 따른 접착식 적층 코어 제조장치가 설명된다. 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 접착식 적층 코어 제조장치의 구조를 소재의 이송방향을 기준으로 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 소재가 공급된 상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5에 도시된 접착식 적층 코어 제조장치에 의해 금속 스트립이 가공되는 공정 순서를 나타낸 도면이다.

본 실시 예(제2실시 예)에 따른 접착식 적층 코어 제조장치는, 경화 촉진제의 도포를 위한 촉진제 도포유닛(30, 40)과, 적층 유닛(100)과, 블랭킹 유닛(200)을 포함하여 구성된다.

상기 촉진제 도포유닛(30, 40)의 기능은 전술한 제1실시 예와 동일하며, 적층 유닛(100)과 블랭킹 유닛(200; Blanking Unit) 역시 전술한 제1실시 예와 동일하게 구성될 수 있다.

다만, 본 실시 예는 하형(20)에 구비되는 촉진제 도포유닛(30; 하부 도포유닛)과 상형(10)에 구비되는 촉진제 도포유닛(40; 상부 도포유닛)을 포함하며, 이들은 각각 공급관(31, 41)에 연결되어서 경화 촉진제를 공급받는다.

본 실시 예에서는, 상기 하부 도포유닛(30)과 상부 도포유닛(40)의 좌우 간격이 소재의 1피치 이송 거리에 해당되나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 실시 예에 의하면 경확 촉진제가 도포된 면이 적층 유닛의 내부에서 서로 맞접될 수 있다. 상술한 촉진제 도포유닛을 제외한 나머지 구성에는 전술한 제1실시 예에서 설명된 내용이 동일하게 적용될 수 있으므로 반복 설명은 생략된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 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, 상술된 실시예는 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.

10: 상형 20: 하형
30, 40: 촉진제 도포유닛 31, 41: 공급관
100: 적층 유닛 110: 스퀴즈 기구
120: 핀치 기구 130: 가이드
140: 가열기 150: 핀치 서포트 블록
160: 배압 장치 200: 블랭킹 유닛
210: 블랭킹 펀치 220: 블랭킹 다이
C: 적층 코어 L: 라미나 부재
S: 소재(금속 스트립)

Claims (7)

1. 접착제가 코팅 처리된 소재를 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서 적층 코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층 코어 제조장치로서:
   상기 스트립의 표면에 선택적으로 접착제의 경화 온도를 낮추는 경화 촉진제를 도포하는 촉진제 도포유닛;
   상기 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 라미나 부재들을 통과시키면서 소정 매수씩 일체화하는 적층 유닛(Laminate Unit); 그리고
   상기 라미나 부재들의 제조를 위해 상기 소재를 블랭킹하는 블랭킹 유닛(Blanking Unit)을 포함하며:
   상기 적층 유닛은, 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 층간 접착시키기 위해, 상기 적층 유닛의 내부를 통과하는 상기 라미나 부재들을 가열하는 접착식 적층 코어 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 블랭킹 유닛은;
   상기 소재의 블랭킹을 위해 승강 가능한 상형에 구비되는 블랭킹 펀치(Punch); 그리고
   상기 상형의 하측에 구비되는 하형에 설치되고, 상기 블랭킹 펀치와 마주하는 블랭킹 홀을 가지며, 상기 적층 유닛의 상측에 적층되는 블랭킹 다이(Die)를 포함하여 구성되며:
   상기 적층 유닛은;
   상기 블랭킹 유닛에 의해 제조되는 상기 라미나 부재들이 억지 끼움된 상태로 통과하도록 상하 방향으로 관통되며, 상기 적층 유닛의 상부 구간에서 상기 라미나 부재들을 동축상에 정렬된 상태로 적층시키기 위한 스퀴즈 기구(Squeezer); 그리고
   상기 접착제의 경화를 위해, 상기 스퀴즈 기구에 의해 동축상에 정렬된 상태로 상기 적층 유닛의 내부 공간을 지나는 상기 라미나 부재들을 가열하는 히터(Heater)를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 적층 유닛은;
   상기 스퀴즈 기구의 하측에서 상기 라미나 부재들의 이동을 안내하기 위해, 상기 히터의 내측에 구비되는 가이드와,
   상기 가이드의 하측에 구비되는 핀치 기구(Pincher)를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어 제조장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 촉진제 도포유닛은, 상기 적층 코어들 사이의 분리를 위해 상기 블랭킹 유닛에 동기해서 소정의 시기에 상기 경화 촉진제의 도포를 생략 가능한 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어 제조장치.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 촉진제 도포유닛은;
   상기 소재의 일측 표면과 타측 표면 중 적어도 하나의 표면에 상기 경화 촉진제를 도포하도록, 상기 상형과 하형 중 적어도 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어 제조장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 적층 유닛은, 상기 라미나 부재들을 N 매수씩 층간 접착시켜서 일체화하며; 상기 촉진제 도포유닛은, 상기 소재가 N 피치 이송될 때마다 경화 촉진제의 도포를 생략하는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어 제조장치.
7. 접착제가 코팅 처리된 소재를 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성하고, 층간 접착에 의해 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서 적층 코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층 코어 제조방법으로서:
   상기 소재의 표면에 선택적으로 접착제의 경화 온도를 낮추는 경화 촉진제를 도포하는 촉진제 도포단계;
   상기 라미나 부재들의 제조를 위해 상기 소재를 블랭킹하는 블랭킹 단계; 그리고
   상기 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 제조되는 상기 라미나 부재들을 통과시키면서 소정 매수씩 일체화하는 적층 단계를 포함하며:
   상기 적층 단계는, 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 층간 접착시키기 위해, 상기 적층 유닛의 내부를 통과하는 상기 라미나 부재들을 가열하고;
   상기 촉진제 도포단계는, 상기 적층 코어들 사이의 분리를 위해 상기 블랭킹 단계에 동기해서 소정의 시기에 상기 경화 촉진제의 도포를 생략하는 것을 특징으로 하는 접착식 적층 코어 제조방법.
   

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