KR20210008090A - 적층코어의 제조방법, 접착제 도포장치 및 적층코어의 제조장치 - Google Patents

적층코어의 제조방법, 접착제 도포장치 및 적층코어의 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 고정밀도로 접착제를 도포할 수 있고 또한 생산성이 뛰어난 적층코어의 제조방법, 접착제 도포장치 및 적층코어의 제조장치를 제공한다.
본 발명에 있어서는, 소정 형상으로 펀칭하기 전 또는 펀칭한 후의 자성 금속판(1, 2)에, 제트 디스펜스법에 의하여 펀칭방향의 이면측에서 접착제(3)를 비접촉 도포하고(스텝S2), 그것을 복수 매 적층한 후에 접착제(3)를 경화시켜서 일체화함으로써(스텝S3), 소정 형상의 자성 금속판이 접착제를 사이에 두고 복수 매 적층된 적층코어를 제조한다.

Description

적층코어의 제조방법, 접착제 도포장치 및 적층코어의 제조장치
본 발명은, 모터, 트랜스 및 리액터 등에 이용되는 적층코어의 제조기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 접착제를 사이에 두고 소정 형상의 자성 금속판을 복수 매(枚) 적층해서 적층코어를 제조하는 방법, 이 적층코어를 제조할 때에 이용되는 접착제 도포장치 및 이 도포장치를 구비하는 적층코어의 제조장치에 관한 것이다.
모터, 트랜스 및 리액터 등에 사용되는 코어(철심(鐵心))에는, 일반적으로 띠 모양의 강판을 소정 형상으로 펀칭한 복수의 강판부품을 적층하고, 코킹(caulking), 용접 또는 접착 등의 방법으로 일체화(一體化)한 것이 사용되고 있다. 상기한 적층코어의 제조방법 중에서도 접착제를 사용해서 적층하는 방법은, 코킹이나 용접과 같은 숙련된 기술이 필요하지 않고, 또한 강판부품을 손상시키지 않기 때문에 철손(鐵損)을 억제할 수 있고, 체결 시의 하중을 면(面)으로 받기 때문에 응력(應力)을 분산시킬 수 있으며, 공진(共振)의 억제나 강성(剛性)의 향상을 기대할 수 있기 때문에, 특히 주목받고 있다.
접착제를 사용해서 강판부품을 적층하는 방법으로서는, 예를 들면 순간접착제로 가접착한 적층체에 열경화형 접착제를 함침(含浸)시킨 후에 가열해서 열경화형 접착제를 경화시키는 방법(특허문헌1 참조)이나, 강판부품의 상방(上方)으로부터 접착제를 토출하는 방법(특허문헌2 참조) 등이 있다. 또한 종래에 강판의 상하면에 부착된 프레스용 오일을 제거하는 기구를 구비하고, 이 기구에 의하여 프레스용 오일이 제거된 위치에 접착제를 스폿 모양으로 도포하는 장치(특허문헌3 참조)나, 띠 모양의 박강판(薄鋼板)으로부터 철심박판을 펀칭하는 금형수단의 하측 금형 내에 복수의 토출구멍을 구비하는 접착제 도포수단을 설치하고, 띠 모양의 박강판을 하측 금형의 상면에 접촉시켰을 때에 접착제 도포수단의 토출구멍으로부터 토출시킨 접착제를 띠 모양의 박강판에 전사(轉寫)시키는 장치(특허문헌4 참조) 등도 제안되어 있다.
일본국 공개특허 특개2013-89883호 공보 일본국 공개특허 특개2017-204980호 공보 일본국 공개특허 특개2001-321850호 공보 일본국 공개특허 특개2016-103978호 공보
그러나 상기한 종래의 모터코어의 제조방법에는, 이하에 나타내는 문제점이 있다. 특허문헌1에 기재되어 있는 방법과 같이 적층체에 열경화형 접착제를 함침시키는 방법은, 미세도포가 곤란하기 때문에 도포의 폭이 좁은 코어에는 부적합하다. 또한 특허문헌1, 2에 기재되어 있는 방법에 있어서는, 펀칭오일이 부착되어 있는 부분에 접착제가 도포될 가능성이 있고, 그 경우에, 펀칭오일에 의하여 접착제의 경화가 저해되어 접착강도가 저하될 우려가 있다. 한편 특허문헌3에 기재되어 있는 장치는, 펀칭오일(프레스용 오일)을 제거하는 오일 제거기구를 구비하기 때문에 접착강도의 저하는 방지할 수 있지만, 금형 내에 오일 제거기구나 접착제 도포기구가 설치되어 있기 때문에 장치가 복잡해져 유지보수가 번거롭다.
마찬가지로 특허문헌4에 기재되어 있는 장치도, 금형 내에 도포장치가 설치되어 있기 때문에 장치구성이 복잡해서 유지보수가 번거롭다. 또한 특허문헌4에 기재되어 있는 장치는, 토출구멍으로부터 토출된 접착제에 강판부품(후프재(hoop材))을 접촉시킴으로써 접착제를 강판부품(후프재)에 전사하고 있기 때문에, 금형을 상하이동시킬 때에 강판부품과의 클리어런스(clearance)를 엄밀히 관리할 필요가 있다.
그래서 본 발명은, 접착제를 높은 정밀도로 도포할 수 있고, 또한 생산성이 뛰어난 적층코어의 제조방법, 접착제 도포장치 및 적층코어의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 적층코어의 제조방법은, 소정 형상의 자성 금속판이 접착제를 사이에 두고 복수 매 적층된 모터코어를 제조하는 방법으로서, 소정 형상으로 펀칭하기 전 또는 펀칭한 후의 자성 금속판에, 제트 디스펜스법에 의하여 펀칭방향의 이면측에서 상기 접착제를 비접촉 도포하는 공정을 구비한다.
상기 접착제를 비접촉 도포하는 공정에서는, 노즐 선단부의 주위를 흡인하면서 상기 노즐로부터 상기 접착제를 토출하더라도 좋다.
또한 상기 접착제를 비접촉 도포하는 공정에서는, 상기 자성 금속판에 대하여, 펀칭방향의 표면측에서도 상기 접착제를 비접촉 도포할 수도 있다.
또한 상기 접착제를 비접촉 도포하는 공정에서는, 노즐 본체 및 그 선단부의 주위를 가온하더라도 좋다.
본 발명에 관한 접착제 도포장치는, 피착재의 하방에 배치되고, 상방을 향해서 액상의 접착제를 분사하는 1 또는 2 이상의 노즐과, 상기 노즐 선단부가 삽입되는 구멍을 구비하고, 상기 노즐의 주위를 덮는 캡부재와, 상기 구멍을 통하여 상기 노즐 선단부의 주위의 공기를 상기 캡부재 내로 흡인하는 흡인부를 구비한다.
본 발명의 접착제 도포장치는, 상기 노즐 본체를 가온하는 노즐 가온부재를 구비하고 있어도 좋다.
본 발명의 접착제 도포장치는, 상기 노즐 선단부의 주위를 일정한 온도로 유지하는 선단부 가열부재를 더 구비할 수도 있다.
본 발명에 관한 적층코어의 제조장치는, 상기한 접착제 도포장치를 구비하는 것이다.
이 적층코어의 제조장치는, 띠 모양의 자성 금속판을 소정 형상으로 펀칭하는 펀칭부를 구비하고 있어도 좋고, 그 경우에, 상기 펀칭부보다 뒤에 상기 접착제 도포장치를 배치하고, 소정 형상으로 펀칭한 자성 금속판의 펀칭방향의 이면에 상기 액체의 접착제를 도포하면 좋다.
또한 본 발명의 적층코어의 제조장치는, 띠 모양의 자성 금속판을 소정 형상으로 펀칭해서 적층하는 펀칭 성형부를 구비하고 있어도 좋고, 그 경우에, 상기 펀칭 성형부보다 앞에 상기 접착제 도포장치를 배치하고, 펀칭 전의 띠 모양의 자성 금속판에 상기 액체의 접착제를 도포하면 좋다.
본 발명의 적층코어의 제조장치는, 하방을 향해서 액상의 접착제를 토출하는 접착제 도포장치를 더 구비하고 있어도 좋다.
본 발명에 의하면, 소정 형상으로 펀칭하기 전 또는 펀칭한 후의 자성 금속판에 제트 디스펜스법에 의하여 펀칭방향의 이면측에서 접착제를 비접촉 도포하기 때문에, 접착제의 도포 정밀도를 향상시킴과 아울러 적층코어의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도1은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 적층코어의 제조방법을 나타내는 플로차트이다.
도2는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 적층코어의 제조장치를 도식적으로 나타내는 도면이다.
도3은, 도2에 나타내는 접착제 도포부(30)의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도4는, 도3에 나타내는 접착제 도포부(30)의 노즐 주변의 구성을 나타내는 확대 단면도이다.
도5는, 본 발명의 제1실시형태의 변형예에 있어서의 적층코어의 제조장치를 도식적으로 나타내는 도면이다.
도6은, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 적층코어의 제조방법을 나타내는 플로차트이다.
도7은, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 적층코어의 제조장치를 도식적으로 나타내는 도면이다.
도8은, 본 발명의 제2실시형태의 변형예에 있어서의 적층코어의 제조장치를 도식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 첨부된 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 또한 본 발명은, 이하에 설명하는 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
(제1실시형태)
우선 본 발명의 제1실시형태로서, 접착제를 사이에 두고 소정 형상의 복수 매(枚)의 자성 금속판(磁性 金屬板)을 적층해서 적층코어를 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 도1은 본 실시형태의 적층코어의 제조방법을 나타내는 플로차트이고, 도2는 본 실시형태의 적층코어의 제조장치를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도1 및 도2에 나타나 있는 바와 같이 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서는, 띠 모양의 자성 금속판(1)을 소정 형상으로 펀칭하고(스텝S1), 그 펀칭방향의 이면(裏面)에 액체의 접착제(3)를 도포하고(스텝S2), 그것을 복수 매 적층한 후에 접착제를 경화시켜서 일체화(一體化)한다(스텝S3).
<스텝S1>
스텝S1에서는, 금형을 사용하여, 띠 모양의 자성 금속판(1)을 소정 형상으로 펀칭한다. 여기에서 본 실시형태에서 사용하는 띠 모양의 자성 금속판(1)은, 예를 들면 전자강판, 퍼멀로이판(permalloy sheet), 어모퍼스 금속판(amorphous 金屬板), 그 밖에 자성을 가지는 금속재료를 띠 모양으로 성형한 것 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되는 것은 아니고, 제조되는 모터코어의 요구특성을 만족하는 것이면 좋다.
또한 띠 모양의 자성 금속판(1)의 두께도, 특별히 한정되는 것은 아니고, 용도나 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들면 두께 0.1㎜ 정도의 박판(薄板)에도 적용할 수 있다. 또한 띠 모양의 자성 금속판(1)의 펀칭형상(코어재(core材)의 형상)도 한정되지 않고, 모터코어의 스테이터, 로터, 분할코어, 트랜스 I코어나 U코어 등의 적용부품의 형상에 맞춰 적절하게 설정할 수 있다. 또한 접착제의 도포 후에 다시 펀칭가공을 하는 경우에는, 스텝S1에서는 일부분만을 펀칭한 중간체를 제작하고, 후술하는 스텝S2를 한 후에 다시 펀칭공정을 실시해도 좋다.
<스텝S2>
스텝S2에서는, 소정 형상으로 펀칭한 자성 금속판(코어재)(2)에 대하여, 제트 디스펜스법에 의하여 펀칭방향의 이면측에서 접착제를 도포한다. 접착제(3)의 도포영역은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 코어재(2)의 이면 전체에 도포해도 좋고, 또 특정한 영역에만 도포해도 좋다. 또한 스텝S2에서는, 모든 코어재(2)에 접착제(3)를 도포할 필요는 없고, 도포할 필요가 있는 코어재(2)를 선택해서 접착제(3)를 도포하면 좋다. 구체적으로는 적층코어의 최하층이 되는 코어재(2)는, 그 이면에 접착제(3)를 도포할 필요는 없다.
일반적으로 프레스 펀칭가공의 경우에, 장치에 고정된 하형(下型, 다이(die)) 위에 피가공물을 배치하고, 거기에 상형(上型, 펀치(punch))을 하강시켜서 피가공물을 전단가공하기 때문에, 펀칭방향은 위에서 아래를 향하는 방향이 된다. 이 때문에, 상기한 스텝S1에 있어서 프레스 펀칭가공을 이용한 경우에는, 코어재(2)에 있어서의 펀칭방향의 이면은 하측의 면이 되며, 액체의 접착제(3)는 코어재(2)의 하방으로부터 상방을 향하여 분사되어 도포된다.
한편 하방으로부터 상방을 향하여 접착제(3)를 분사하면, 중력의 영향에 의하여 토출된 접착제(3)가 노즐측으로 되돌아가, 도포 후의 노즐 선단(先端)에 액(液)이 잔류하는 경우가 있다. 제트 디스펜스법에 사용되는 노즐의 선단은 지름이 50∼400㎜ 정도이기 때문에, 노즐 선단에 액이 잔류한 상태에서 다음 도포를 하면, 도포가 고르게 되지 않거나 노즐이 막힐 우려가 있다. 이 현상은, 점도(粘度)가 높은 접착제(3)를 사용하는 경우에 현저해진다.
그래서 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서는, 제트 디스펜스법에 의하여 코어재(2)에 액체의 접착제(3)를 도포할 때에는, 접착제(3)가 토출되는 노즐의 선단부의 주위를 흡인하면서 접착제를 분사하는 것이 바람직하다. 이에 따라 노즐 선단에 대한 접착제의 잔류를 억제할 수 있기 때문에, 도포의 불균일을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 노즐의 유지보수의 횟수도 감소시킬 수 있다.
또한 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서는, 제트 디스펜스용의 노즐 본체 및 그 선단부의 주위를 가온(加溫)해서, 접착제(3)의 온도를 경화되지 않는 온도 범위 내에서 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 이에 따라 온도변화에 따른 접착제(3)의 점도변화를 억제하여, 접착제(3)의 도포조건을 안정화시킬 수 있다. 특히 노즐 선단부의 주위의 온도(기온)를 일정하게 유지함으로써, 환경온도에 영향을 받지 않고 미소량(微少量)을 안정적으로 비접촉 도포하는 것이 가능해진다.
여기에서 액체의 접착제(3)로서는, 예를 들면 에폭시계 접착제, 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제 및 우레탄계 접착제 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되는 것은 아니고, 코어재(2) 상호간을 접착시킬 수 있고, 충분한 접착력이 있으며, 동시에 제트 디스펜스법이 적용 가능한 다양한 접착제를 사용할 수 있다. 또한 접착제(3)의 경화방법도 특별히 한정되는 것은 아니고, 용제휘산형, 습기경화형, 가열경화형, 경화제 혼합형 등의 각 타입의 접착제를 사용할 수 있고, 그 형태도 1액형 및 2액형 중 어느 것이라도 좋다.
또한 2액형 접착제를 사용하는 경우에는, 주제(主劑)와 경화제를 같은 장소에 각각 따로따로 분사하더라도 좋지만, 예를 들면 펀칭방향의 이면측에서 주제를 도포하고, 표면측에서 경화제를 도포하여, 코어재 상호간을 포갰을 때에 주제와 경화제가 접촉하도록 하더라도 좋다. 이와 같이 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서는, 펀칭방향의 이면측에 더하여, 표면측에서도 액체의 접착제(3)를 도포할 수 있다. 그 경우에 표면측에서의 도포방법은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 도포 정밀도의 향상의 관점에서 이면측과 마찬가지로 비접촉 도포를 하는 것이 바람직하며, 비접촉 도포법 중에서도 스프레이법이나 제트 디스펜스법이 바람직하다.
또한 이면측 및 표면측의 양방에서 액체의 접착제(3)를 도포하는 경우에, 상기한 주제와 경화제뿐만 아니라 타입이 서로 다른 2종류의 접착제를 사용할 수도 있다. 예를 들면 이면측에서 가열경화형 접착제를 도포하고, 표면측에서 순간접착제를 도포하더라도 좋으며, 그 경우에는 코어재 상호간을 포갰을 때에 양자가 접촉하지 않도록 서로 다른 위치에 도포하는 것이 바람직하다.
<스텝S3>
스텝S3에서는, 접착제(3)가 도포된 코어재(4)를 소정의 매수 적층한 후에, 접착제(3)를 경화시켜서 일체화하여, 적층코어(5)를 얻는다. 또한 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서는, 접착제(3)가 도포된 코어재(4)에 대하여 추가로 펀칭가공을 하고, 그 후에 적층 및 접착제(3)의 경화를 하여도 좋다.
이때에 코어재(4)의 적층수는 특별히 한정되는 것은 아니고, 재료나 용도, 요구되는 특성에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 또한 접착제(3)를 경화시키는 방법 및 조건도 특별히 한정되는 것이 아니라, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있고, 접착제(3)의 종류 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 예를 들면 접착제(3)가 가열경화형 접착제인 경우에는, 적층체를 가압하고, 그 상태에서 가열해서 경화시켜도 좋다.
상기한 방법으로 제조된 적층코어는, 예를 들면 모터코어, 트랜스 코어 또는 리액터 코어로서 이용된다.
[제조장치]
다음에 상기한 적층코어의 제조방법을 실시하기 위한 장치에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 적층코어의 제조방법은, 예를 들면 도2에 나타나 있는 바와 같이, 펀칭부(20)와, 접착제 도포부(30)와, 일체화부(40)를 구비하는 적층코어의 제조장치(10)에 의하여 실시할 수 있다.
<펀칭부(20)>
펀칭부(20)는, 띠 모양의 자성 금속판(1)을 소정 형상으로 펀칭하는 것으로서, 예를 들면 상형(21)과 하형(22)을 구비하는 펀칭가공기에 의해 구성할 수 있다. 또한 펀칭부(20)는, 프레스 가공기에 한정되는 것은 아니고, 띠 모양의 자성 금속판(1)을 소정 형상으로 펀칭하는 것이면 좋다. 또한 펀칭부(20)에 복수의 펀칭가공기를 설치하고, 부분적으로 또는 단계적으로 펀칭가공을 하여도 좋다. 또한 펀칭가공기의 전방에 오일 도포장치를 설치하고, 띠 모양의 자성 금속판(1)의 펀칭방향의 표면에 펀칭오일을 도포하더라도 좋다.
<접착제 도포부(30)>
도3은, 접착제 도포부(30)에 설치되는 접착제 도포장치의 구성예를 나타내는 사시도이다. 접착제 도포부(30)는, 소정 형상으로 펀칭한 자성 금속판(코어재)(2)에, 제트 디스펜스법에 의하여 펀칭방향의 이면측에서 액체의 접착제(3)를 비접촉 도포하는 것으로서, 피착재인 코어재(2)의 하방에, 예를 들면 도3에 나타나 있는 바와 같이 상방을 향해서 액상(液狀)의 접착제(3)를 분사하는 1 또는 2 이상의 접착제 도포장치(31)가 배치되어 있다. 접착제 도포장치(31)는, 접착제(3)가 저장되는 시린지 등을 구비하는 접착제 공급기구(32)와, 노즐 등을 구비하여 피착재를 향해서 접착제(3)를 분사하는 접착제 분사기구 등으로 구성되어 있다.
도4는, 접착제 도포장치(31)의 노즐 주변의 구성을 나타내는 확대 단면도이다. 하방을 향해서 액을 분사하는 일반적인 제트노즐은, 선단부의 바늘의 길이가 0.3㎜ 정도지만, 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서 사용하는 노즐(33)은, 선단부(33a)의 바늘의 길이를 1∼9㎜로 하는 것이 바람직하고, 5∼7㎜로 하는 것이 더 바람직하다. 이와 같이 노즐(33)의 선단부(33a)의 바늘의 길이를 통상의 제트노즐보다도 길게 함으로써, 바로 위로 액을 분사하는 경우에 있어서도 노즐(33)의 선단부(33a)에서의 잔류액이나 잔류액으로부터 기인하는 토출불량을 억제하여, 접착제(3)를 고정밀도로 또한 균일하게 도포하는 것이 가능해진다. 또한 여기에서 말하는 「바늘의 길이」는, 노즐(33)이 고정되어 있는 플레이트의 표면에서부터 바늘 끝까지의 길이를 가리킨다.
접착제 도포장치(31)에는, 노즐(33)의 주위를 덮도록 캡부재(34)가 부착되어 있다. 캡부재(34)의 상면(上面)(피착재측의 면)에는 구멍(34a)이 형성되어 있고, 노즐(33)의 선단부(33a)는 구멍(34a)에 삽입되어, 캡부재(34)로부터 노출되어 있다. 캡부재(34)의 구멍(34a)과 노즐(33)의 사이에는 간극이 형성되어 있고, 또한 캡부재(34)의 내부에는 일정한 공간이 형성되어 있다.
캡부재(34)에는, 흡인부를 구성하는 진공발생기(도면에는 나타내지 않는다)가 접속되어 있고, 이 진공발생기에 의하여 공기를 흡출(吸出)하여 캡부재(34)의 내부를 진공(감압) 상태로 함으로써, 구멍(34a)을 통하여 노즐(33)의 선단부(33a) 주위의 공기가 캡부(34) 내로 흡인되도록 되어 있다. 이에 따라 노즐(33)의 선단부(33a)에 있어서의 잔류액을 제거하여, 토출구는 항상 잔류액이 없는 상태를 유지하는 것이 가능해진다. 그 결과, 연속도포의 횟수가 증가함과 아울러 유지보수의 횟수를 대폭 감소시킬 수 있다.
또한 접착제 도포장치(31)에는, 노즐(33)의 선단부(33a) 이외의 부분(노즐 본체)을 가온하고, 그 온도를 일정하게 유지하기 위한 노즐 가온부재(35)가 설치되어 있더라도 좋다. 노즐 가온부재(35)로 가온함으로써, 노즐(33) 내의 접착제(3)의 온도를 일정하게 유지하여 점도의 변동을 억제할 수 있기 때문에, 접착제(3)의 도포 안정성이 향상된다. 접착제 도포장치(31)에 사용되는 노즐 가온부재(35)로서는, 예를 들면 히터블록을 들 수 있다.
또한 접착제 도포장치(31)에는, 노즐(33)의 선단부(33a) 및 그 주위의 온도를 일정하게 유지하기 위해서, 선단부 가온부재(36)가 설치되어 있더라도 좋다. 선단부 가온부재(36)의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 온풍에 의하여 가온하는 에어 히터블록 등을 사용할 수 있다. 이 선단부 가온부재(36)는, 예를 들면 캡부재(34) 위에 배치할 수 있으며, 그 경우에는, 노즐(33)의 선단부(33a) 및 그 바로 위의 영역에 관통구멍(36a)을 형성하고, 토출구의 바로 위의 영역을 개구(開口)시키면 좋다.
진공발생기에 의하여 노즐(33)의 선단부(33a) 주위의 공기를 캡부(34) 내로 흡인하면, 외기온도의 영향을 받기 쉬워져 접착제(3)의 온도를 일정하게 유지하는 것이 어려워지지만, 접착제 도포장치(31)에 선단부 가온부재(36)를 설치함으로써, 외기온도의 영향을 받기 어렵게 하여 접착제(3)의 도포 안정성을 향상시킬 수 있다. 선단부 가온부재(36)의 설치는, 일교차가 큰 시기나 실온을 일정하게 유지하기 어려운 환경에서 제조하는 경우에 특히 유효하다. 그리고 노즐(33)의 선단부(33a) 및 그 주위의 온도를 일정하게 유지함으로써 도포 안정성이 더욱 향상되어, 보다 적은 액량(液量)으로도 높은 정밀도로 분사할 수 있게 되기 때문에, 미소(微小)한 영역에 대한 접착제(3)의 비접촉 도포가 가능해진다.
또한 실시형태의 적층코어의 제조장치 및 접착제 도포장치에 있어서, 상기한 노즐 가온부재(35) 및 선단부 가온부재(36)는 필수적인 구성은 아니고, 예를 들면 설치환경의 온도를 도포에 적합한 온도로 유지할 수 있는 경우에는, 노즐 가온부재(35) 및 선단부 가온부재(36)를 설치할 필요는 없다. 한편 노즐 가온부재(35) 및 선단부 가온부재(36)는, 어느 일방(一方)만을 설치하는 것도 가능하지만, 이것들을 병용함으로써 환경온도의 영향을 배제하여, 보다 안정적으로 도포하는 것이 가능해진다.
또한 도3 및 도4에는 노즐(33)이 1개인 구성을 예시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 접착제 도포장치(31)는 복수의 노즐(33)을 구비하고 있어도 좋다. 그 경우에 캡부(34)나 선단부 가온부재(36)에는, 노즐(33)에 대응하는 수(數) 및 위치에 관통구멍을 형성하면 좋다. 또한 접착제 도포부(30)에는, 도3 및 도4에 나타내는 접착제 도포장치(31)가 복수 설치되어 있더라도 좋다. 이와 같이 접착제 도포장치(31)에 복수의 노즐(33)을 설치하거나, 접착제 도포부(30)에 접착제 도포장치(31)를 복수 대 설치함으로써, 다점도포(多點塗布)나 서로 다른 종류의 접착제의 동시도포가 가능해진다.
접착제 도포부(30)에는, 하방으로부터 상방을 향하여 접착제(3)를 분사하는 접착제 도포장치(31)에 더하여, 하방을 향하여 액을 토출하는 다른 접착제 도포장치(도면에는 나타내지 않는다)를 설치할 수도 있다. 이러한 다른 접착제 도포장치에 있어서는, 접착제 도포장치(31)와 같은 접착제를 도포할 수도 있지만, 예를 들면 2액형 접착제를 사용하는 경우에는, 접착제 도포장치(31)에 의하여 코어재(2)의 이면에 주제를 도포하고, 다른 접착제 도포장치에 의하여 코어재(2)의 표면에 경화제를 도포할 수 있다.
또한 예를 들면 접착제 도포장치(31)에 의하여 코어재(2)의 이면에 가열경화형 접착제를 도포하고, 다른 접착제 도포장치에 의하여 코어재(2)의 표면에 순간접착제를 도포할 수도 있다. 코어재(2)의 표면측에 배치되는 다른 접착제 도포장치의 종류는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 도포 정밀도의 향상의 관점에서 접착제 도포장치(31)와 마찬가지로 비접촉 도포할 수 있는 것이 바람직하며, 스프레이 노즐이나 제트 디스펜스용 노즐을 구비하는 것이 더 바람직하다.
<일체화부(40)>
일체화부(40)는, 접착제(3)가 도포된 코어재(4)를 적층한 후에, 각 코어재(4)에 도포된 접착제를 경화시켜서 적층코어(5)를 형성하는 것으로서, 예를 들면 지그(jig)(42)나 프레스기(41) 등으로 구성되어 있다. 그리고 적층코어(5)의 최하층에 배치되는 코어재(2)의 이면(하면)에는 접착제(3)가 도포되어 있지 않기 때문에, 적층코어(5)는 1개씩 분리된 상태로 지그(42)로부터 배출된다.
또한 도2에 나타내는 일체화부(40)에서는, 가열 프레스기를 사용해서 적층과 열경화를 동시에 실시해도 좋지만, 코어재(4)의 적층만 또는 적층과 접착제(3)의 1차경화를 실시하고, 접착제(3)를 완전히 경화시키는 공정은 다른 장치로 실시할 수도 있다. 이와 같이 적층과 접착제의 경화를 별개의 공정으로 함으로써, 생산속도를 높이는 것이 가능해진다.
상기에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 적층코어의 제조방법 및 제조장치에서는, 소정 형상으로 펀칭한 후의 자성 금속판(코어재)에, 펀칭오일이 도포되는 표면측이 아니라 펀칭방향의 이면측에서 접착제를 도포하기 때문에, 펀칭오일의 잔류의 영향을 억제할 수 있어, 오일의 도포가 용이해짐과 아울러 장치구성도 간소화할 수 있다. 또한 본 실시형태의 적층코어의 제조방법 및 제조장치에서는, 제트 디스펜스법을 사용하고 있기 때문에, 접착제를 자성 금속판(코어재)에 비접촉으로 도포할 수 있고, 또한 액의 불필요한 공급도 억제할 수 있기 때문에, 적당량의 접착제를 적정 위치에 높은 정밀도로 도포하는 것이 가능하다.
본 실시형태의 적층코어의 제조방법 및 제조장치는, 종래의 제조장치에 하방으로부터 상방을 향하여 접착제(3)를 분사하는 접착제 도포장치(31)를 탑재시킴으로써 실현할 수 있고, 복수의 노즐을 구비한 다점도포나 이종(異種)의 접착제의 도포도 가능하기 때문에, 실용성 및 확장성이 뛰어나다. 또한 본 실시형태의 적층코어의 제조장치는, 접착제 도포장치(31)를 금형 외에 설치하고 있기 때문에 유지보수가 용이하다.
또한 본 실시형태의 적층코어의 제조방법 및 제조장치는, 노즐 선단부의 주위를 흡인하면서 접착제를 토출하는 것에 의하여 노즐 선단의 액의 잔류를 방지할 수 있기 때문에, 유지보수의 횟수를 대폭 감소시켜, 장시간의 연속도포가 가능해진다. 그 결과, 본 실시형태의 적층코어의 제조방법 및 제조장치를 적용함으로써, 종래의 방법에 비하여 접착제의 도포 정밀도 및 적층코어의 생산성이 향상된다.
또한 상기한 제1실시형태에서는, 접착제의 미세도포를 목적으로 제트 디스펜스법을 적용하고 있지만, 보다 넓은 면적의 자성 금속판에 접착제를 도포할 필요가 있는 경우에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 제트 디스펜스법을 대신하여 또는 제트 디스펜스법과 함께 스프레이법을 적용하더라도 좋다. 다만 스프레이법은, 제트 디스펜스법에 비해 토출량이 많고 비산(飛散)도 발생하기 때문에, 도포 정밀도 및 생산성의 관점에서 미세도포가 필요한 장소에는 제트 디스펜스법을 적용하는 것이 바람직하다.
(제1실시형태의 변형예)
다음에 본 발명의 제1실시형태의 변형예에 관한 적층코어의 제조방법 및 제조장치에 대해서 설명한다. 도5는, 본 변형예의 적층코어의 제조장치를 도식적으로 나타내는 도면이다. 또한 도5에 있어서는, 도2에 나타내는 제1실시형태의 구성요소와 동일한 것에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기한 제1실시형태에서는, 도1에 나타내는 스텝S1∼S3을 연속해서 실시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 스텝S1∼S3은 시간·장소 등을 바꾸어서 각각 따로따로 실시해도 좋다. 구체적으로는 도5에 나타내는 적층코어의 제조장치(11)와 같이, 미리 펀칭가공기 등을 사용해서 스텝S1의 펀칭공정을 실시하고, 이에 따라 얻어진 코어재(2)를 사용하여, 접착제 도포부(30)에 의하여 스텝S2를 실시하고, 그 후에 일체화부(40)에 있어서 스텝S3을 실시할 수도 있다.
여기에서 스텝S2의 접착제 도포공정과 스텝S3의 일체화 공정은, 연속해서 실시하여도 좋지만, 각각 따로따로 실시해도 좋다. 모든 공정을 연속해서 실시하는 경우에는 가공시간이 긴 공정에 맞춰서 처리속도를 설정할 필요가 있지만, 가공시간이 서로 다른 공정을 나눠서 함으로써, 대기시간을 없애 생산속도 및 생산효율을 향상시킬 수 있다.
또한 스텝S3의 일체화 공정은, 적층과 경화를 동시에 또는 연속해서 실시해도 좋지만, 프레스기(41) 및 지그(42)를 사용해서 적층만을 실시하고, 접착제의 경화는 별도로 실시해도 좋다. 예를 들면 접착제가 실온경화형이어서 가열이 불필요한 경우에는, 접착제의 도포 후에 적층만을 하고, 그 상태로 다른 장소로 이동시켜서 실온하에서 일정 시간 정치(靜置)시킴으로써 접착제를 경화시켜도 좋다. 이와 같이 적층과 접착제의 경화를 별개의 공정으로 함으로써, 생산속도를 더 높이는 것이 가능해진다.
본 변형예의 적층코어의 제조방법 및 제조장치는, 펀칭공정의 영향을 받지 않고 접착제의 도포를 할 수 있기 때문에, 접착제 도포장치를 가동시켜서 적정 위치에 다점도포를 하는 것이 가능해진다. 또한 본 변형예에 있어서의 상기 이외의 구성 및 효과는, 상기한 제1실시형태와 같다.
(제2실시형태)
다음에 본 발명의 제2실시형태에 관한 적층코어의 제조방법에 대해서 설명한다. 상기한 제1실시형태 및 그 변형예에서는, 펀칭 후의 자성 금속판(코어재)에 접착제를 도포하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 띠 모양의 금속판에 접착제를 도포한 후에 펀칭가공을 해도 좋다.
도6은 본 실시형태의 적층코어의 제조방법을 나타내는 플로차트이고, 도7은 본 실시형태의 적층코어의 제조장치를 도식적으로 나타내는 도면이다. 또한 도7에 있어서는, 도2에 나타내는 제1실시형태의 구성요소와 동일한 것에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다. 도6 및 도7에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서는, 띠 모양의 자성 금속판(1)의 펀칭방향의 이면에 액체의 접착제(3)를 도포한 후(스텝S11), 그 띠 모양의 자성 금속판(1)을 소정 형상으로 펀칭해서 적층하고(스텝S12), 접착제(3)를 경화시켜서 일체화한다(스텝S13).
상기한 스텝S11∼S13은, 예를 들면 도7에 나타내는 제트 디스펜스법에 의하여 띠 모양의 자성 금속판(1)의 이면에 액체의 접착제(3)를 비접촉 도포하는 접착제 도포부(30)와, 펀칭 성형부(50)를 구비하는 적층코어의 제조장치(12)로 실시할 수 있다.
<스텝S11>
스텝S11은, 접착제 도포부(30)에 있어서, 제트 디스펜스법에 의하여 띠 모양의 자성 금속판(1)에 대해서 펀칭방향의 이면측에서 액체의 접착제(3)를 도포한다. 이때에 액체의 접착제(3)는, 띠 모양의 자성 금속판(1)의 이면 전체에 도포하더라도 좋지만, 특정한 영역에만 도포할 수도 있다. 한편 접착제 도포부(30)는, 피착재인 띠 모양의 자성 금속판(1)의 하방에, 예를 들면 도3에 나타나 있는 바와 같이 상방을 향해서 액상의 접착제(3)를 분사하는 1 또는 2 이상의 접착제 도포장치(31)가 배치된 구성으로 할 수 있다.
또한 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서는, 펀칭방향의 이면측에 더하여, 표면측에서도 액체의 접착제(3)를 도포하더라도 좋다. 그 경우에, 표면측에서의 도포방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 도포 정밀도의 향상의 관점에서 이면측과 마찬가지로 비접촉 도포하는 것이 바람직하고, 비접촉 도포법 중에서도 스프레이법이나 제트 디스펜스법이 바람직하다. 또한 스텝S11 및 접착제 도포부(30)에 있어서의 상기 이외의 구성은, 상기한 제1실시형태에 있어서의 스텝S2 및 접착제 도포부(30)와 동일하다.
<스텝S12>
스텝S12에서는, 펀칭 성형부(50)에 있어서 접착제(3)가 도포된 띠 모양의 자성 금속판(1)에 대하여 펀칭가공 및 적층을 하여, 적층체(15)를 얻는다. 펀칭 성형부(50)는, 접착제(3)가 도포된 띠 모양의 자성 금속판(1)을 소정 형상으로 펀칭해서 적층하는 것으로서, 예를 들면 상형(51)과 하형(52)을 구비하는 펀칭가공기에 의하여 구성할 수 있다.
또한 본 실시형태의 적층코어의 제조방법에서는, 스텝S12의 펀칭가공을 하기 전에, 펀칭방향의 표면에 펀칭오일을 도포하더라도 좋다. 또한 도7에는 펀칭과 적층을 동일한 장치로 실시하는 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 펀칭가공과 적층은 각각 다른 장치로 실시해도 좋다.
<스텝S13>
스텝S13에서는, 미경화된 적층체(15)를 예를 들면 실온하 또는 가열조건하에서 소정 시간 정치시켜, 접착제를 경화시킴으로써 적층코어를 얻는다. 스텝S13은 스텝S11 및 스텝S12와는 별도로 해도 좋지만, 예를 들면 적층코어의 제조장치(12)를, 하형(52)과는 별도로 또는 하형(52)과 일체로 가열경화용의 지그를 설치한 구성이나, 적층체(15)를 반송하는 중에 가열장치를 통과하도록 하는 구성으로 함으로써, 스텝S12로부터 연속하여 스텝S13을 하는 것도 가능하다.
상기한 제1실시형태 및 그 변형예에서는, 펀칭 후의 자성 금속판(코어재)에 접착제를 도포하고 있기 때문에, 접착제의 도포위치에 대해서 높은 정밀도가 요구되어 엄밀히 관리할 필요가 있지만, 본 실시형태의 적층코어의 제조방법 및 제조장치에서는, 펀칭하기 전의 자성 금속판에 접착제를 도포하고 있기 때문에, 도포위치의 정밀도의 관리가 용이해진다. 이에 따라 펀칭속도에 맞춰서 도포하는 것이 가능해지기 때문에, 생산성이 향상된다. 또한 본 실시형태에 있어서의 상기 이외의 구성 및 효과는, 상기한 제1실시형태와 같다.
(제2실시형태의 변형예)
다음에 본 발명의 제2실시형태의 변형예에 관한 적층코어의 제조장치에 대해서 설명한다. 상기한 제2실시형태의 적층코어의 제조방법에 있어서의 접착제 도포공정(스텝S11) 및 펀칭 성형공정(스텝S12)은, 동일 금형 내에서 실시할 수도 있다. 도8은, 본 변형예의 적층코어의 제조장치를 도식적으로 나타내는 도면이다. 또한 도8에 있어서는, 도7에 나타내는 적층코어의 제조장치(12)의 구성요소와 동일한 것에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도8에 나타나 있는 바와 같이 본 변형예의 적층코어의 제조장치(13)에서는, 상형(61)과 하형(62)으로 이루어지는 금형(60)에 있어서의 하형(62)에 접착제 도포부(30)를 탑재시키고, 금형(60) 내에서 띠 모양의 자성 금속판(1)에 대한 접착제(3)의 도포와, 소정 형상으로의 펀칭 및 적층을 한다. 즉 본 변형예의 제조장치(13)는, 금형(60)에 띠 모양의 자성 금속판(1)이 공급되면, 금형(60) 내에 설치된 접착제 도포부(30)에 의하여 접착제(3)가 도포되고, 그 직후에 상형(61)과 펀칭지그(63)에 의하여 펀칭가공 및 적층이 이루어지고, 미경화된 적층체(15)가 배출된다.
그 후에, 미경화된 적층체(15)를 예를 들면 실온하 또는 가열조건하에서 소정 시간 정치시켜, 접착제(3)를 경화시킴으로써 적층코어를 얻는다. 접착제(3)의 경화는, 펀칭 성형공정(스텝S12)으로부터 연속하여 실시해도 좋지만, 다른 장치나 다른 장소에서 실시해도 좋다. 연속하여 실시하는 경우에는, 예를 들면 하형(62)이나 펀칭지그(63)와는 별도로 또는 일체로 설치한 가열경화용의 지그를 사용해서 접착제(3)를 경화시키거나, 반송 중에 가열장치를 통과하도록 함으로써 접착제(3)를 경화시킬 수 있다.
본 변형예의 적층코어의 제조장치는, 접착제 도포부와 펀칭 성형부를 금형 내에 설치해 일체화하고 있기 때문에, 금형 내에 있어서 각 부의 연동이 원활하게 이루어진다. 또한 접착제 도포에서 펀칭까지의 이동거리가 짧기 때문에, 액의 흐름(sagging) 등 도포불량의 발생을 억제하는 것도 가능해진다. 다만 유지보수성에 관해서는, 상기한 제2실시형태의 제조장치와 같이 접착제 도포부(30)와 펀칭 성형부(50)가 별도로 설치되어 있는 편이 우수하다.
또한 본 변형예에 있어서의 상기 이외의 구성 및 효과는, 상기한 제2실시형태와 같다.
1 : 띠 모양의 자성 금속판
2, 4 : 자성 금속판(코어재)
3 : 접착제
5 : 적층코어
10, 11∼13 : 적층코어의 제조장치
15 : 적층체(접착제 미경화)
20 : 펀칭부
21, 51, 61 : 상형
22, 52, 62 : 하형
30 : 접착제 도포부
31 : 접착제 도포장치
32 : 접착제 공급기구
33 : 노즐
33a : 노즐 선단부
34 : 캡부재
34a : 구멍
35 : 노즐 가온부재
36 : 선단부 가온부재
36a : 관통구멍(개구)
40 : 일체화부
41 : 프레스기
42 : 지그
50 : 펀칭 성형부
60 : 금형

Claims (11)

  1. 소정 형상의 자성 금속판(磁性 金屬板)이 접착제를 사이에 두고 복수 매(枚) 적층된 적층코어를 제조하는 방법으로서,
    소정 형상으로 펀칭하기 전 또는 펀칭한 후의 자성 금속판에, 제트 디스펜스법(jet dispensing method)에 의하여 펀칭방향의 이면측(裏面側)에서 상기 접착제를 비접촉 도포하는 공정을 구비하는 적층코어의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착제를 비접촉 도포하는 공정에서는, 노즐 선단부(nozzle 先端部)의 주위를 흡인하면서 상기 노즐로부터 상기 접착제를 토출하는 적층코어의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접착제를 비접촉 도포하는 공정에서는, 상기 자성 금속판에 대하여, 펀칭방향의 표면측(表面側)에서도 상기 접착제를 비접촉 도포하는 적층코어의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접착제를 비접촉 도포하는 공정에서는, 노즐 본체 및 그 선단부의 주위를 가온(加溫)하는 적층코어의 제조방법.
  5. 피착재(被着材)의 하방에 배치되고, 상방을 향해서 액상(液狀)의 접착제를 분사하는 1 또는 2 이상의 노즐과,
    상기 노즐 선단부가 삽입되는 구멍을 구비하고, 상기 노즐의 주위를 덮는 캡부재와,
    상기 구멍을 통하여 상기 노즐 선단부의 주위의 공기를 상기 캡부재 내로 흡인하는 흡인부를
    구비하는 접착제 도포장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노즐 본체를 가온하는 노즐 가온부재를 구비하는 접착제 도포장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 노즐 선단부의 주위를 일정한 온도로 유지하는 선단부 가열부재를 더 구비하는 접착제 도포장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중의 어느 하나의 항의 접착제 도포장치를 구비하는 적층코어의 제조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    띠 모양의 자성 금속판을 소정 형상으로 펀칭하는 펀칭부를 구비하고,
    상기 접착제 도포장치는, 상기 펀칭부보다 뒤에 배치되어 있고, 소정 형상으로 펀칭한 자성 금속판의 펀칭방향의 이면에 상기 액체의 접착제를 도포하는 적층코어의 제조장치.
  10. 제8항에 있어서,
    띠 모양의 자성 금속판을 소정 형상으로 펀칭해서 적층하는 펀칭 성형부를 구비하고,
    상기 접착제 도포장치는, 상기 펀칭 성형부보다 앞에 배치되어 있고, 펀칭 전의 띠 모양의 자성 금속판에 상기 액체의 접착제를 도포하는 적층코어의 제조장치.
  11. 제8항 내지 제10항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    하방을 향해서 액상의 접착제를 토출하는 접착제 도포장치를 더 구비하는 적층코어의 제조장치.
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