KR20200002715A

KR20200002715A - 모터 또는 발전기용 코어 제조방법과 코어 제조시스템 및 이를 위한 분할 코어

Info

Publication number: KR20200002715A
Application number: KR1020190152457A
Authority: KR
Inventors: 정일권
Original assignee: 주식회사 포스코 인터내셔널
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-01-08

Abstract

본 발명은, 분할 코어를 조립해서 고정자 또는 회전자의 코어를 제조하는 코어 제조방법과 코어 제조시스템 및 코어 제조용 소재(금속 스트립)의 손실을 줄이고 수율을 높일 수 있는 분할 코어를 개시한다. 본 발명에 따른 코어 제조방법은; 압축력에 의해 확장 가능한 조립 돌기를 갖는 제1분할 코어와, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기보다 크며 상기 제1분할 코어의 조립 돌기의 삽입을 위한 조립 홈을 갖는 제2분할 코어를 상호 연결하는 코어 조립 단계; 및 상기 제1분할 코어와 제2분할 코어의 이음부를 가압해서 상기 제1분할 코어와 제2분할 코어를 일체화하는 코어 고정 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 분할 코어들의 결합에 의해 제조되는 회전자 코어 또는 고정자 코어의 동심도와 원통도 및 진원도 등과 같은 기하학적 규격의 공차가 정밀하고 안정적으로 관리되고 향상될 수 있으며, 모터 또는 발전기의 품질과 성능 및 출력이 향상될 수 있다.

Description

모터 또는 발전기용 코어 제조방법과 코어 제조시스템 및 이를 위한 분할 코어{Method For Manufacturing Core Of Motor or Generator, Core Manufacturing System, And Split Core Of The Motor Core}

본 발명은 모터 또는 발전기용 코어 제조방법과 제조 시스템 및 이를 위한 분할 코어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분할 코어를 조립해서 고정자 또는 회전자의 코어를 제조하는 코어 제조방법과 코어 제조시스템 및 이를 위한 분할 코어에 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.

상기 코어의 제조를 위해, 근래에는, 전기 강판과 같은 금속 스트립을 타발해서 라미나 부재들이 소정 매수씩 적층/결합된 구조의 코어 즉 적층 코어를 제조하는 기술이 사용되고 있으며, 이러한 방식은 등록특허 제10-522534호와 제10-587192호 등에 개시되어 있다.

상기 라미나 부재들의 층간 결합을 위해, 상기 금속 스트립에 소정 간격으로 인터록 탭이 돌출 형성되고, 적층 코어들간의 분할을 위해 라미나 부재들의 층간 결합을 방지하는 카운터 홀이 상기 금속 스트립을 관통하여 형성될 수 있다.

그리고, 근래에는 라미나 부재들의 층간 결합을 접착방식으로 구현하는 기술도 제시되고 있다. 예를 들면, 적층 코어를 제조하는 장치(금형)에 공급되는 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하고 상기 금속 스트립을 타발해서 적층 코어를 제조하는 발명이 등록특허 제10-1566491호 등의 문헌에 개시되어 있으며, 이미 접착제가 코팅되어 있는 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 적층 코어를 제조하는 발명이 등록특허 제10-1659238호 등에 개시되어 있다.

한편, 상술한 모터 또는 발전기용 코어의 일부분을 이루는 분할 코어 보다 구체적으로 회전자 코어 또는 고정자 코어의 일부분을 이루는 분할 코어들을 제조한 후 이들을 조립해서 전체 코어를 완성하는 기술이 사용되고 있으며, 예를 들면 일정 크기 이상의 대형 코어를 일부분씩 분할하여 제조하고 이들을 다시 조립해서 고정자나 회전자 코어를 제조하는 기술, 즉 분할 코어들을 제조한 후 이들을 상호 조립해서 일체화하는 기술이 사용되고 있다.

보다 구체적인 예로서, 복수 개의 분할 코어들을 원주방향으로 연결해서 고정자 코어 또는 회전자 코어가 제조될 수 있으며, 등록특허 제10-0964540호와 등록특허 제10-1135251호와 등록특허 제10-849023호 등의 특허문헌에는 상술한 분할 코어와 관련된 발명이 개시되어 있다.

상기 고정자 코어와 회전자 코어는 동종 소재로 제조될 수도 있고, 고출력을 얻기 위해 고정자 코어와 회전자 코어가 서로 다른 소재(이형 소재)로 제조될 수도 있는데, 고정자 코어와 회전자 코어가 서로 다른 소재로 제조되는 경우 소재의 손실(Loss)을 줄이기 위해 상술한 분할 코어 기술이 사용될 수 있다.

상기 분할 코어들은 용접 방식으로 일체화될 수도 있고, 상술한 선행 특허문헌에 개시된 바와 같이 분할 코어들을 돌기와 홈의 조립방식으로 일체화될 수도 있다. 그러나, 종래에는 분할 코어들의 조립에 의해 완성되는 코어의 원통도/동심도 등이 일정하게 관리되지 못하고, 분할 코어들의 조립이 돌기/홈의 억지끼워 맞춤에 의해 진행되는 경우 분할 코어의 조립 공정이 어렵고, 분할 코어들간의 결속력이 저하되며 결과적으로 코어의 품질이 저하될 수 있다.

등록특허 제10-0964540호, 분할 코어식 모터 스테이터 등록특허 제10-1135251호, EPS 모터 스테이터의 분할 코어 등록특허 제10-849023호호, 분할 구조를 가지는 적층 코어

본 발명은, 분할 코어를 조립해서 고정자 코어 또는 회전자의 코어와 같은 모터나 발전기용 코어를 제조하는 코어 제조방법과 코어 제조시스템 및 코어 제조용 소재(금속 스트립)의 손실을 줄이고 수율을 높일 수 있는 분할 코어를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 형태는, 모터 또는 발전기용 코어의 일부분을 형성하는 분할 코어들을 연결해서 상기 코어를 제조하는 분할 코어 결합단계를 포함하는 코어 제조방법을 제공한다.

상기 분할 코어 결합단계는; 압축력에 의해 확장 가능한 조립 돌기를 갖는 제1분할 코어와, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기보다 크며 상기 제1분할 코어의 조립 돌기의 삽입을 위한 조립 홈을 갖는 제2분할 코어를 상호 연결하는 코어 조립 단계; 및 상기 제1분할 코어와 제2분할 코어의 이음부를 가압해서 상기 제1분할 코어와 제2분할 코어를 일체화하는 코어 고정 단계를 포함한다.

그리고, 상기 코어 조립 단계는, 상기 제1분할 코어의 일측면에 형성되는 상기 조립 돌기를 상기 제2분할 코어의 일측면에 형성되는 상기 조립 홈에 끼워서 상기 제1분할 코어의 일측면과 상기 제2분할 코어의 일측면을 상호 연결하는 끼워 맞춤 단계를 포함하고; 상기 코어 고정 단계는, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기에 압축력을 가해서 상기 제1분할 코어의 조립 돌기를 상기 제2분할 코어의 조립 홈 내부에서 확장시키는 압착 단계를 포함한다.

상기 제1분할 코어의 조립 돌기는 상기 조립 돌기의 표면에서 돌출된 확장용 돌기를 가지며; 상기 코어 고정 단계는, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기의 표면에서 돌출된 상기 확장용 돌기를 가압해서 상기 제1분할 코어의 조립 돌기를 상기 제2분할 코어의 조립홈 내부에서 넓게 확장시킨다.

상기 분할 코어 결합단계는, 상기 코어의 일부분을 형성하는 상기 분할 코어들을 원주방향으로 연결해서 원형의 고정자 코어 또는 회전자 코어를 형성한다.

상기 분할 코어 결합단계의 이전에 상기 제1분할 코어와 제2분할 코어를 포함한 상기 분할 코어들을 동일한 규격으로 제조하는 분할 코어 제조단계를 더 포함하며; 상기 분할 코어 제조단계는, 금속 스트립을 타발해서 라미나 부재들을 형성하며 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서 적층식 분할 코어를 형성한다.

본 발명의 다른 일 형태는, 모터 또는 발전기용 코어의 일부분을 형성하는 분할 코어들을 동일한 규격으로 제조하고 상기 분할 코어들을 소정의 형상으로 일체화해서 상기 모터 또는 발전기용 코어를 제조하는 모터 또는 발진기용 코어 제조시스템을 제공한다.

상기 코어 제조시스템은: 금속 스트립을 타발해서 일측단에 연결 돌기를 가지며 타측단에 상기 연결 돌기보다 큰 연결 홈을 갖는 라미나 부재들을 형성하며, 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서, 상기 연결 돌기에 의해 형성되는 조립 돌기와 상기 연결 홈에 의해 형성되며 상기 조립 돌기보다 큰 조립 홈을 갖는 동일 규격의 상기 분할 코어들을 제조하는 분할 코어 제조용 금형; 그리고 상기 분할 코어들을 소정의 형상으로 일체화하기 위해 상기 분할 코어들의 이음부를 두드리거나 압착해서 압축력을 가하는 코어 결합용 프레싱 장치를 포함한다.

그리고, 상기 분할 코어 제조용 금형은, 상기 연결 돌기에 엠보싱 돌기를 형성하기 위해 상기 금속 스트립을 국부적으로 가압하는 엠보싱 핀(Pin)과, 상기 금속 스트립을 타발해서 상기 라미나 부재들을 형성하는 블랭킹 펀치(Punch)를 포함하며; 상기 프레싱 장치는, 상호 인접하는 분할 코어들이 일체화되도록, 상기 엠보싱 돌기에 의해 상기 조립 돌기에 형성되는 확장용 돌기를 가압해서 상기 분할 코어들의 이음부에서 상호 끼워 맞춤식으로 조립되는 일측 분할 코어의 조립 돌기를 타측 분할 코어의 조립 홈 내부에서 확장시키는 코어 프레스를 포함한다.

본 발명의 또 다른 일 형태는, 모터 또는 발전기용 코어의 일부분을 형성하는 분할 코어를 제공한다. 상기 분할 코어는, 다른 분할 코어와의 연결을 위해, 조립 돌기와 조립 홈을 포함하며; 상기 조립 돌기는, 상기 분할 코어의 일측면에 인접하여 연결되는 다른 분할 코어의 조립 홈에 끼워지도록 상기 분할 코어의 일측면에 형성되며, 상기 다른 분할 코어의 조립 홈과의 죔새가 감소되도록 압축력에 의해 확장 가능하고; 상기 조립 홈은, 상기 조립 돌기가 형성된 면의 반대 측인 상기 분할 코어의 타측면에 상기 조립 돌기보다 크게 형성된다.

상기 조립 돌기는, 상기 조립 돌기의 표면에서 돌출된 확장용 돌기를 가지며; 상기 확장용 돌기의 가압에 의해 상기 조립 돌기가 다른 분할 코어의 조립 홈 내부에서 넓게 확장 가능하다.

상기 분할 코어는; 상기 분할 코어의 일측면과 타측면 중 어느 하나에 형성되며 압축력에 의해 확장 가능한 제2조립 돌기와, 상기 제2조립 돌기가 형성된 면의 반대 측에 형성되며 상기 제2조립 돌기보다 큰 제2조립 홈을 더 포함할 수 있다.

상기 분할 코어는 상기 모터 또는 발전기용 코어를 원주방향으로 N(N≥2) 등분한 크기에 해당되는 코어 세그먼트이다.

본 발명에 따른 모터 또는 발전기용 코어 제조방법과 코어 제조시스템 및 이를 위한 분할 코어는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명에 의하면, 분할 코어들의 결합에 의해 제조되는 회전자 코어 또는 고정자 코어의 동심도와 원통도 및 진원도 등과 같은 기하학적 규격의 공차가 정밀하고 안정적으로 관리되고 향상될 수 있으며, 모터 또는 발전기의 품질과 성능 및 출력이 향상될 수 있다.

둘째, 본 발명에 의하면, 분할 코어들간의 가조립이 용이하고 분할 코어들간의 결합력이 강화될 수 있으므로, 코어 완제품의 제조가 용이하며 생산성이 향상될 수 있고 코어 제조용 소재의 손실(Loss)이 감소되어 수율이 향상될 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 발명이 일 실시 예에 따른 코어 제조방법 및 코어 제조시스템에 의해 제조 가능한 코어의 일 실시 예로서 회전자 코어의 일 예를 나타낸 일부 분해 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 분할 코어의 일 실시 예들이 가조립된 상태를 나타낸 평면도;
도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 분할 코어의 일 실시 예들이 일체화된 상태를 나타낸 평면도;
도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도;
도 6의 (a)는 도 1에 도시된 코어 제조용 분할 코어의 일 실시 예를 위한 라미나 부재를 나타낸 평면도, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 표시된 C-C 선에 따른 단면도;
도 7은 본 발명에 따른 코어 제조시스템의 일 실시 예를 위한 분할 코어 제조용 금형의 예를 개략적으로 나타낸 측면도;
도 8은 도 7에 도시된 금형에 의해 일정 피치(Pitch) 간격으로 라미나 부재가 타발된 금속 스트립의 일 예를 나타낸 평면도; 그리고
도 9는 본 발명에 따른 코어 제조시스템의 일 실시 예를 위한 코어 프레싱 장치의 예를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

본 명세서에서, "제1"과 "제2" 등과 같은 용어는 복수의 구성들을 구분하기 위해 사용되는 용어일 뿐이고, 해당 구성요소의 개수나 순서를 한정하거나 구조가 다른 것을 전제로 한 것이 아니며, "연결"이라는 용어는 "직접 연결" 또는 다른 구성을 매개로 "간접 연결"을 포함하는 개념이다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 의해 제조되는 코어의 일 예와 이를 위한 분할 코어가 설명된다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 제조방법 및 코어 제조시스템에 의해 제조 가능한 코어의 일 실시 예로서 회전자 코어의 일 예를 나타낸 일부 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 분할 코어의 일 실시 예들이 가조립된 상태를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명에 따른 분할 코어의 일 실시 예들이 일체화된 상태를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 제조방법은 분할 코어(110)들을 결합해서 모터 또는 발전기용 코어(100)를 제조하며, 보다 구체적으로는 회전자 코어 또는 고정자 코어를 형성한다.

본 명세서에서 설명되는 분할 코어(110)는, 도 1에 도시된 예처럼, 모터 또는 발전기용 코어(100)의 일부분을 형성하는 코어 세그먼트(Core Segment) 보다 구체적으로 회전자 코어 또는 고정자 코어의 일부분을 이루는 코어 세그먼트이다.

상기 코어 제조방법은 분할 코어들을 연결해서 상기 코어를 제조하는 분할 코어 결합단계를 포함하는 코어 제조방법을 제공한다. 상기 분할 코어들의 규격은 동일할 수도 있고 다를 수도 있으나, 본 실시 예에서 설명되는 분할 코어들은 동일한 규격으로서 상기 모터 또는 발전기용 코어를 원주방향으로 N(자연수, N≥2) 등분한 것에 해당되는 코어 세그먼트이다.

예를 들면, 상기 분할 코어(110)는 원형의 회전자 코어가 N 등분된 것에 해당되며, 상기 분할 코어(110)들이 2개 이상 결합되어서 전체 코어(100)를 형성한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 코어(100)는 동일한 크기와 형상을 갖는 3개의 분할 코어(110)들의 조립에 의해 제조되는 코어(100)이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분할 코어 결합단계는, 압축력에 의해 확장 가능한 조립 돌기(111a)를 갖는 분할 코어(110a)와, 상기 분할 코어의 조립 돌기(111a)보다 크며 상기 분할 코어의 조립 돌기(111a)의 삽입을 위한 조립 홈(112b)을 갖는 다른 분할 코어(110b)를 상호 연결하는 코어 조립 단계(도 2 및 도 3 참조)와, 상기 분할 코어들(110a, 110b)의 이음부를 가압해서 상기 분할 코어들(110a, 110b)을 일체화하는 코어 고정 단계(도 4 및 도 5 참조)를 포함한다.

설명의 편의를 위해, 상기 코어(100)를 형성하는 분할 코어(110)들 중 어느 하나를 제1분할 코어(110a)라 하고, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기(111a)가 끼워지는 조립 홈(112b)을 갖는 별도의 분할 코어를 제2분할 코어(110b)라고 할 때, 상기 코어 조립 단계는, 도 2 및 도 3에 도시 예처럼, 압축력에 의해 확장 가능한 조립 돌기(111a)를 갖는 제1분할 코어(110a)와, 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)보다 크며 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)의 삽입을 위한 조립 홈(112b)을 갖는 제2분할 코어(110b)를 상호 연결하는 공정이다.

그리고, 상기 코어 고정 단계는, 도 4 및 도 5에 도시된 예처럼, 인접하는 분할 코어들의 이음부, 예를 들면 상기 제1분할 코어(110a)와 제2분할 코어(110b)의 이음부를 가압해서 상기 제1분할 코어(110a)와 제2분할 코어(110b)를 일체화하는 공정이다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 코어 조립 단계는, 상기 제1분할 코어(110a)의 일측면에 형성되는 상기 조립 돌기(111a)를 상기 제2분할 코어(110b)의 일측면에 형성되는 상기 조립 홈(112b)에 끼워서 상기 제1분할 코어(110a)의 일측면과 상기 제2분할 코어(110b)의 일측면을 상호 연결하는 끼워 맞춤 단계를 포함한다.

그리고, 상기 코어 고정 단계는, 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)에 압축력을 가해서 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)를 상기 제2분할 코어(110b)의 조립 홈(112b) 내부에서 확장시키는 압착 단계를 포함한다.

예를 들면, 상기 코어 고정 단계는, 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)를 두드리거나 압착해서 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)를 상기 제2분할 코어의 조립 홈(112b) 내부에서 면적을 넓히는 공정이다.

상술한 바와 같이, 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)는 상기 제2분할 코어(110b)의 조립 홈(112b)보다 작기 때문에, 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)가 상기 제2분할 코어(110b)의 조립 홈(112b)에 쉽게 조립(예를 들면, 조립 홈의 축방향(분할 코어의 두께방향)으로 슬라이딩 삽입되는 헐거운 끼워 맞춤)될 수 있다.

그리고, 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)에 압축력이 가해지면, 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)가 상기 제2분할 코어(110b)의 조립 홈(112b) 내부에서 확장시면서 상기 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)와 상기 제2분할 코어(110b)의 조립 홈(112b)의 틈새가 메워지고, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기(111a)와 상기 제2분할 코어의 조립 홈(112b)이 억지 끼움 상태가 되면서 결속력이 강화될 수 있으며, 도 1에 도시된 원형의 회전자 코어가 본 발명에 의해 제조되면, 회전자 코어의 동심도와 진원도 및 원통도가 정밀하게 관리될 수 있다.

그리고, 상기 코어(110)가 원주 방향으로 연결되는 3개 이상의 분할 코어(110)들을 포함하는 경우, 상기 제1분할 코어(110a)의 타측면 즉 상기 제1분할 코어의 조립 돌기(111a)가 형성되는 부분의 반대 측면에는 또 다른 분할 코어(110c: 이하 '제3분할 코어'라 칭함)가 연결될 수 있으며, 예를 들면 상기 제3분할 코어(110c)의 일측면에 형성되는 조립 돌기(111c)가 상기 제1분할 코어(110a)의 타측면에 형성되는 조립 홈(112a)에 조립된다.

본 실시 예에서 상기 분할 코어(110)들의 조립 돌기(111)는 상술한 제1분할 코어(110a)의 조립 돌기(111a)처럼 압축력에 의해 확장 가능한 구성이며, 상기 분할 코어(110)들의 조립 홈(112)은 그 내부에 1:1로 조립(가조립)되는 조립 돌기(111)보다 큰 구성, 다시 말해서 헐거운 끼워 맞춤이 이루어질 수 있도록 틈새 형성이 가능한 넓은 구성이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 코어(100: 완성품 코어)가 모두 규격이 동일한 3개의 분할 코어(110)들의 조립에 의해 제조되는 경우, 상기 제1분할 코어(110a)와 제2분할 코어(110b) 및 제3분할 코어(110c)는 꼬리에 꼬리를 물고 원주 방향으로 연결되는 구조, 즉 제1분할 코어(110a)의 타측면과 제2분할 코어(110b)의 타측면 사이의 구간을 상기 제3분할 코어(110c)가 채우는 구조가 된다.

그러므로, 상술한 바와 같이, 제1분할 코어(110a)의 타측면에는 상기 제3분할 코어(110c)의 조립 돌기(111c)가 끼워지는 조립 홈(112a)이 형성되고, 상기 제3분할 코어(110c)와 연결되는 상기 제2분할 코어(110b)의 타측면에도 압축력에 의해 확장 가능한 조립 돌기(111b)가 형성되고, 상기 제3분할 코어(110c)의 타측면에는 상기 제2분할 코어의 조립 돌기(111b)가 끼워지는 조립 홈(112c)이 형성된다.

본 실시 예에서 상기 분할 코어들(110a, 110b, 110c)에 형성되는 조립 돌기와 조립 홈는 모두 동일한 크기와 형상 및 구조를 갖는다.

물론, 상기 코어(100)가 2개의 분할 코어들, 예를 들면 상술한 상기 제1분할 코어(110a)와 제2분할 코어(110b)에 의해 제조되는 경우, 다시 말해서, 상기 제1분할 코어(110a)와 제2분할 코어(110b)가 동일한 규격으로서 상기 코어(100)의 1/2에 해당되는 코어 세그먼트인 경우에는, 상기 제1분할 코어(110a)의 타측면에는 상기 제2분할 코어(110b)의 타측면이 직접 면접 상태로 연결된다. 상기 제1분할 코어(110a)의 타측면과 상기 제2분할 코어(110b)의 타측면은 상술한 조립 돌기/조립 홈의 결합 구조에 의해 고정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 코어 제조 조건에 맞추어서 상기 제1분할 코어(110a)의 타측면과 상기 제2분할 코어(110b)의 타측면이 직접 연결될 수도 있고, 적어도 하나의 다른 분할 코어를 매개로 간접적으로 연결될 수도 있다. 그리고 분할 코어(110)들 사이의 이음부는 상술한 조립 돌기(111)와 조립 홈(112)의 결합 방식(가조립 - 가압 고정)에 의해 상호 조립되고 고정될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상술한 분할 코어의 조립 돌기(111), 예를 들면, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기(111a)는, 상기 조립 돌기(111a)의 표면에서 돌출된 확장용 돌기(121)를 갖는다.

따라서, 상기 코어 고정 단계는, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기(111a)의 표면에서 돌출된 상기 확장용 돌기(121)를 가압해서, 도 5에 도시된 예처럼 상기 제1분할 코어의 조립 돌기(111a)를 상기 제2분할 코어의 조립홈(112b) 내부에서 넓게 확장시키고, 이에 따라 상기 제1분할 코어의 조립 돌기(111a)가 상기 제2분할 코어의 조립홈(112b)에 억지 끼움 상태로 결합될 수 있다.

따라서, 상술한 분할 코어 결합단계에 의하여, 상기 코어(100)의 일부분을 형성하는 상기 분할 코어(110)들, 예를 들면 제1 내지 제3분할 코어들(110a, 110b, 110c)이 원주방향으로 연결되며, 원형의 고정자 코어 또는 회전자 코어(100)가 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 코어(110)는, 모터 또는 발전기용 코어의 일부분을 이루며, 동일 규격을 갖는 다른 분할 코어와의 연결을 위해, 각각의 분할 코어(110)는 서로 반대 측에 형성되는 조립 돌기(111)와 조립 홈(112)을 포함한다.

그리고 각각의 분할 코어(110)에 형성되는 조립 돌기(111)는 인접 연결되는 다른 분할 코어(110; 예를 들면 제1분할 코어의 조립 돌기(111a)를 기준으로 할 때 제2분할 코어(110b))의 조립 홈(112)에 끼워지며, 압축력에 의해 확장되면서 해당 조립 홈과의 죔새(Interference)가 감소된다.

상술한 바와 같이, 각각의 분할 코어(110)에서, 상기 조립 홈(112)은 조립 돌기(111)의 정반대 측에 완성품 코어의 중심 축선을 기준으로 동일 반경선 상에 형성된다. 따라서, 어느 하나의 분할 코어(110), 예를 들면 제1분할 코어(110a)의 타측면에 제2 또는 제3의 다른 분할 코어의 조립 돌기가 끼워져서 원형으로 연결될 수 있다.

그리고, 상기 조립 돌기(111)에는 각각 상술한 바와 같이 확장용 돌기(121)가 구비되며, 상기 확장용 돌기(121)의 가압에 의해 상기 조립 돌기(111)가 다른 분할 코어의 조립 홈(112) 내부에서 넓게 확장된다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 분할 코어(110)의 일측면에 형성되는 조립 돌기(111)를 제1조립 돌기라 하고, 동일한 분할 코어(110)의 타측면에 형성되는 조립 홈(112)을 제1조립 홈이라고 한다.

상기 분할 코어(110)는, 상기 분할 코어(110)의 일측면과 타측면 중 어느 하나에 형성되며 압축력에 의해 확장 가능한 별도의 조립 돌기(113; 이하 '제2조립 돌기'라 함)와, 상기 제2조립 돌기(113)가 형성된 면의 반대 측에 형성되며 상기 제2조립 돌기(113)보다 큰 별도의 조립 홈(114; 이하 '제2조립 홈'이라 함)을 더 포함할 수 있다.

따라서, 상기 분할 코어(110)의 일측면에 적어도 두 개의 조립 돌기가 형성되고 그 반대 측인 상기 분할 코어(110)의 타측면에는 적어도 2개의 조립 홈이 형성될 수 있다. 또한, 상기 분할 코어(110)의 일측면에 적어도 하나의 조립 돌기와 적어도 하나의 조립 홈이 형성되고, 상기 분할 코어의 타측면에도 적어도 하나의 조립 홈과 적어도 하나의 조립 돌기가 형성될 수도 있다.

한편, 상기 분할 코어 결합단계의 이전에는, 상술한 분할 코어(110)들, 예를 들면 상기 제1분할 코어(110a)와 제2분할 코어(110b)를 포함한 상기 분할 코어들을 동일한 규격으로 제조하는 분할 코어 제조단계가 진행되며, 상기 분할 코어 제조단계에서 제조되는 분할 코어(110)들을 원주 방향으로 연결/고정함으로써, 모터 또는 발전기용 코어 다시 말해서 모터나 발전기의 회전자 코어 또는 고정자 코어가 제조될 수 있다. 동일 규격이라 함은 모양과 구조 및 크기 등이 동일한 것을 의미한다.

상기 분할 코어 제조단계에서 제조되는 분할 코어(110)들 중 임의의 분할 코어들을 선택해서, 상술한 제1분할 코어(110a)와 제2분할 코어(110b), 더 나아가 제3분할 코어(110c)로 적용할 수 있다. 본 실시 예에서 설명되는 분할 코어(110)는, 금속 스트립을 타발에 의해 형성되는 라미나 부재(10; Laminar Member)들이 소정 매수씩 일체화된 적층 구조물 즉 적층식 분할 코어가 될 수 있다.

상기 라미나 부재(10)는 철편이나 코어 시트(Core Sheet)라 불리기도 하는 얇은 판상 구조물이며, 상기 라미나 부재(10)들을 적층하고 일체화함으로써 제조되는 층상 구조물 즉 적층식 분할 코어(110)가 상술한 회전자 코어 또는 고정자 코어의 일부분을 이루게 된다.

상술한 적층식 분할 코어를 제조하는 방법 즉, 상기 라미나 부재를 적층하고 일체화하는 적층 코어 제조방법으로는, 인터록 탭을 이용한 탭 고정법과, 용접 예를 들어 레이저 용접을 이용한 웰딩 고정법, 리벳 고정법, 그리고 라미나 부재들의 층간을 접착식으로 결합하는 접착 고정법 등이 알려져있다.

적층 방식으로 제조된 분할 코어의 예가 등록특허 제10-0964540호와 등록특허 제10-0856032호와 등록특허 제10-0849023호 등에 다양하게 제시되어 있으며, 등록특허 제10-0856032호와 등록특허 제10-0849023호에 개시된 분할 코어는 인터록 탭에 의한 기계적 층간 결합을 이룬다. 상술한 인터록 탭에 의한 적층식 분할 코어 제조용 금형은, 인터록 탭 형성을 위한 핀과, 코어들 사이의 분할을 위한 카운터 홀 펀치와, 블랭킹을 위한 블랭킹 펀치를 포함하며, 그 외에도 금속 스트립을 천공하기 위한 적어도 한 종류의 펀치가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상술한 접착 고정법을 이용해서 적층식 코어를 제조하는 예(접착식 적층 코어)가 등록특허 제10-1566491호와 등록특허 제10-1659238호 등에 개시되어 있다. 그러므로, 금속 스트립을 타발해서 적층 코어를 형성하는 장치 그 자체는 다양하게 공지되어 있으므로 그 자체에 대한 부가적인 설명은 생략된다.

상술한 바와 같이, 상기 라미나 부재(10)는 금속 스트립의 타발에 의해 제조될 수 있다. 도 6을 참조하면, 상기 라미나 부재(10)는, 일측 가장자리에 연결 돌기(11)를 가지며, 그 반대측 가장자리 즉 타측 가장자리에 상기 연결 돌기(11)보다 큰 연결 홈(12) 즉 상기 연결 돌기(11)보다 넓은 연결 홈(12)을 갖는다.

다시 말해서, 상기 라미나 부재(10)의 일측단에 상기 연결 돌기(11)가 형성되고, 상기 라미나 부재(10)의 타측단에 상기 연결 홈(12)이 형성된다.

그리고, 상기 라미나 부재(10)들이 적층되어 소정 매수씩 일체화되면, 상기 연결 돌기(11)가 상술한 조립 돌기(111)를 형성하고, 상기 연결 홈(12)은 상술한 조립 홈(112)을 형성하고, 결론적으로 상술한 분할 코어의 실시 예에서 설명된 구조를 갖는 동일 규격의 분할 코어(110)들이 제조될 수 있다.

상기 라미나 부재(10)의 일측단에는 적어도 하나의 연결 돌기와 적어도 하나의 연결 홈이 형성되고, 상기 라미나 부재의 타측단에 적어도 하나의 연결 홈과 적어도 하나의 연결 돌기가 형성될 수도 있다. 물론, 상기 라미나 부재(10)의 일측단에 적어도 2개의 연결 돌기가 형성되고, 상기 라미나 부재(10)의 타측단에 적어도 2개의 연결 홈이 형성될 수도 있다.

본 실시 예에서는, 상기 라미나 부재(10)의 일측단에 연결 돌기(111)와 연결 홈(14)이 형성되고, 상기 라미나 부재의 타측단에 연결 홈(112)과 연결 돌기(113)가 형성된 구조이다.

그리고 상기 연결 돌기(111, 113)에는 상기 확장용 돌기(121)를 형성하는 엠보싱 돌기(11a)가 구비된다. 상기 엠보싱 돌기(11a)는, 상기 연결 돌기(111, 113)의 일측면이 함몰되고 그 반대측이 돌출된 구조, 예를 들면 연결 돌기(111, 113)의 상측면이 눌려서 하방으로 돌출된 구조를 가질 수 있다.

이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 코어 제조시스템의 일 실시 예가 설명된다.

본 발명에 따른 코어 제조시스템의 일 실시 예는, 분할 코어들을 동일한 규격으로 제조하고 상기 분할 코어들을 소정의 형상으로 일체화해서, 모터 또는 발전기용 코어를 제조하기 위한 장치이다.

상기 코어 제조시스템은, 분할 코어 제조용 금형(200)과 코어 결합용 프레싱 장치(300)를 포함한다.

상기 분할 코어 제조용 금형(200)은, 금속 스트립(1)을 타발해서 상술한 라미나 부재(10)들을 형성하며, 상기 라미나 부재(10)들을 소정 매수씩 일체화해서 상술한 조립 돌기(111)와 조립 홈(112)을 갖는 동일 규격의 분할 코어(110)들을 제조한다.

그리고, 상기 코어 결합용 프레싱 장치(300)는, 상기 분할 코어(110)들을 소정의 형상으로 일체화하기 위해 상기 분할 코어(110)들의 이음부를 두드리거나 압착해서 압축력을 가한다.

보다 구체적으로, 상기 분할 코어 제조용 금형(200)은 분할 코어 제조공정을 수행하는 장치로서, 상기 연결 돌기(111, 113)에 엠보싱 돌기(11a)를 형성하기 위해 상기 금속 스트립(1)을 국부적으로 가압하는 엠보싱 핀(210; Embossing Pin)과, 상기 금속 스트립(1)을 타발해서 상기 라미나 부재(10)들을 형성하는 블랭킹 펀치(220; Punch)를 포함한다.

상기 분할 코어 제조용 금형(200)에는 기설정된 주기마다 상기 엠보싱 돌기 형성되는 부분을 관통시키는 카운터홀 펀치(230)이 구비될 수 있으며, 상기 엠보싱 핀(210)과 블랭킹 펀치(220)와 카운터홀 펀치(230)는 승강 가능한 상형(200a)에 구비되고, 금속 스트립(1)은 하형(200b)에 의해 지지된다.

그 외에는, 제조되는 라미나 부재(10)의 형상과 라미나 부재들의 결합 방식에 대응되도록, 상술한 분할 코어 제조용 금형에 공지의 금형 구조가 적용될 수 있다.

그리고, 상기 프레싱 장치(300)는 분할 코어 결합공정을 수행하는 장치로서, 상호 인접하는 분할 코어(110)들이 일체화되도록, 상기 조립 돌기(111, 113)의 확장용 돌기(121)를 가압해서 상기 분할 코어(110)들의 이음부에서 상호 끼워 맞춤식으로 조립되는 일측 분할 코어의 조립 돌기(111, 113)를 타측 분할 코어의 조립 홈(112, 114) 내부에서 확장시키는 코어 프레스(310)를 포함한다.

상기 코어 프레스(310)는, 상기 조립 돌기(111, 113)의 하측을 받치는 프레스 받침(311)과, 상기 프레스 받침(311)과의 상호 작용으로 상기 조립 돌기(111, 113)를 가압하는 상부 프레스(312)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 상부 프레스(312)는 상기 프레스 받침(311)의 상측에 구비되며, 본 실시 예에서 상기 프레스 받침(311)과 상부 프레스(312)는 모두 승강 가능한 구조이나 이에 한정되는 것이 아님은 당연하다. 예를 들면, 상기 상부 프레스(312)는 일정 위치에 고정되고, 상기 코어 프레스(311)만 승강할 수도 있다. 상기 분할 코어들 사이를 고정하는 분할 코어의 조립 돌기들(111a, 111b, 111c, 113)은 상기 코어 프레스(300)에 의해 동시에 가압될 수 있다. 즉, 모든 분할 코어(110)들의 가조립이 완료된 후에, 분할 코어들 사이의 모든 이음부가 동시에 가압/고정될 수 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.

1: 금속 스트립 10: 라미나 부재
11: 연결 돌기 12: 연결 홈
11a: 엠보싱 돌기 100: 코어
110: 분할 코어 111, 113: 조립 돌기
112, 114: 조립 홈 121: 확장용 돌기
200: 분할 코어 제조용 금형
300: 코어 프레싱 장치

Claims

모터 또는 발전기용 코어의 일부분을 형성하는 분할 코어들을 연결해서 상기 코어를 제조하는 분할 코어 결합단계를 포함하는 코어 제조방법으로서:
상기 분할 코어 결합단계는;
압축력에 의해 확장 가능한 조립 돌기를 갖는 제1분할 코어와, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기보다 크며 상기 제1분할 코어의 조립 돌기의 삽입을 위한 조립 홈을 갖는 제2분할 코어를 상호 연결하는 코어 조립 단계; 및
상기 제1분할 코어와 제2분할 코어의 이음부를 가압해서 상기 제1분할 코어와 제2분할 코어를 일체화하는 코어 고정 단계를 포함하며:
상기 코어 조립 단계는, 상기 제1분할 코어의 일측면에 형성되는 상기 조립 돌기를 상기 제2분할 코어의 일측면에 형성되는 상기 조립 홈에 끼워서 상기 제1분할 코어의 일측면과 상기 제2분할 코어의 일측면을 상호 연결하는 끼워 맞춤 단계를 포함하고;
상기 코어 고정 단계는, 상기 제1분할 코어의 조립 돌기에 압축력을 가해서 상기 제1분할 코어의 조립 돌기를 상기 제2분할 코어의 조립 홈 내부에서 확장시키는 압착 단계를 포함하는 코어 제조방법.
모터 또는 발전기용 코어의 일부분을 형성하는 분할 코어들을 동일한 규격으로 제조하고 상기 분할 코어들을 소정의 형상으로 일체화해서 상기 모터 또는 발전기용 코어를 제조하는 모터 또는 발진기용 코어 제조시스템으로서:
금속 스트립을 타발해서 일측단에 연결 돌기를 가지며 타측단에 상기 연결 돌기보다 큰 연결 홈을 갖는 라미나 부재들을 형성하며, 상기 라미나 부재들을 소정 매수씩 일체화해서, 상기 연결 돌기에 의해 형성되는 조립 돌기와 상기 연결 홈에 의해 형성되며 상기 조립 돌기보다 큰 조립 홈을 갖는 동일 규격의 상기 분할 코어들을 제조하는 분할 코어 제조용 금형; 그리고
상기 분할 코어들을 소정의 형상으로 일체화하기 위해 상기 분할 코어들의 이음부를 두드리거나 압착해서 압축력을 가하는 코어 결합용 프레싱 장치를 포함하며:
상기 분할 코어 제조용 금형은, 상기 연결 돌기에 엠보싱 돌기를 형성하기 위해 상기 금속 스트립을 국부적으로 가압하는 엠보싱 핀(Pin)과, 상기 금속 스트립을 타발해서 상기 라미나 부재들을 형성하는 블랭킹 펀치(Punch)를 포함하며;
상기 프레싱 장치는, 상호 인접하는 분할 코어들이 일체화되도록, 상기 엠보싱 돌기에 의해 상기 조립 돌기에 형성되는 확장용 돌기를 가압해서 상기 분할 코어들의 이음부에서 상호 끼워 맞춤식으로 조립되는 일측 분할 코어의 조립 돌기를 타측 분할 코어의 조립 홈 내부에서 확장시키는 코어 프레스를 포함하는 코어 제조시스템.
모터 또는 발전기용 코어의 일부분을 형성하는 분할 코어로서:
다른 분할 코어와의 연결을 위해, 조립 돌기와 조립 홈을 포함하며;
상기 조립 돌기는, 상기 분할 코어의 일측면에 인접하여 연결되는 다른 분할 코어의 조립 홈에 끼워지도록 상기 분할 코어의 일측면에 형성되며, 상기 다른 분할 코어의 조립 홈과의 죔새가 감소되도록 압축력에 의해 확장 가능하고;
상기 조립 홈은, 상기 조립 돌기가 형성된 면의 반대 측인 상기 분할 코어의 타측면에 상기 조립 돌기보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 분할 코어.