KR20210154779A

KR20210154779A - 모터 코어 연속 본딩장치

Info

Publication number: KR20210154779A
Application number: KR1020210170575A
Authority: KR
Inventors: 박창림
Original assignee: 주식회사 웰탑테크노스
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2021-12-21
Also published as: KR20210139201A; KR102425061B1

Abstract

본 발명은 모터의 적층 코어를 형성하는 얇은 규소강판들을 폐루프식으로 배치된 컨베이어(1) 상에서 이송되는 파렛트(2) 위에서 상,하부 지그 사이에 회전방향 및 축방향으로 가지런하게 정렬하고 가압한 상태에서 가열하여 일체로 본딩하고, 이를 냉각한 후, 상,하부 지그를 분리시켜 본딩 완료된 모터 코어를 배출하기 위한 것으로, 타발된 규소강판(C)을 컨베이어(1) 위에 일정 간격으로 배치된 파렛트(2)의 하부 지그(100) 위에 안치하는 로딩부(10); 상기 규소강판(C) 위에 상부 지그(200)를 공급하는 상부 지그 공급부(20); 상부 지그(200)를 하강시켜 하부 지그(100)에 체결하고 가압하는 가압부(30); 가압된 상태에서 가열하여 규소강판(C) 사이의 접착제를 용융시켜 본딩하는 가열부(40); 일체로 본딩된 모터 코어(C)와 상,하부 지그(100,200)를 냉각시키는 냉각부(50); 모터 코어(C)에서 상부 지그(200)를 분리시키는 상부 지그 분리부(60,70) 및 하부 지그(100)에서 본딩된 모터 코어(C)를 언로딩하는 언로딩부(80);를 포함하여 이루어진다.

Description

모터 코어 연속 본딩장치{A Device for continuous bonding motor core}

본 발명은 모터의 적층 코어를 형성하는 얇은 규소강판들을 폐루프식으로 배치된 컨베이어 상에 일정 간격으로 배치된 파렛트 위의 상,하부 지그 사이에서 회전방향 및 축방향으로 가지런하게 정렬하고 가압한 상태에서 가열하여 일체로 본딩하고, 이를 냉각한 후, 상부 지그를 분리시켜 본딩 완료된 모터 코어를 배출하기 위한 모터 코어 연속 본딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동 모터는 코일을 감도록 슬롯을 구비한 코어를 여러 장 적층하여 고정자 혹은 회전자를 구성하고, 코일에 대응하는 위치에 자석을 구비하거나 또는 자석 없이 적층한 코어를 구비하여 회전자 혹은 고정자를 구성하여 코일에 흐르는 전류에 의해 회전자가 회전하도록 이루어진다.

한편, 4차 산업혁명시대가 도래하면서 점차 새로운 분야의 기술 발달이 대두되고, 그에 따라 이전에 보지 못하던 방식의 기술들이 우리 생활 전반에 걸쳐 밀접하게 자리잡고 있는데, 가장 큰 변화를 실감할 수 있는 분야가 바로 전기차이다. 전기차는 내연기관 차량들이 가지고 있던 환경오염이라는 문제에서 벗어나 대기를 오염시키는 질소산화물이나 미세먼지 등을 발생시키지 않는다는 장점이 있다.

이러한 전기차에서 배터리 못지않게 중요한 부품이 모터인데, 이 모터는 엔진역할을 대체하기 위한 동력원으로써 소형 경량화와 더불어 고출력을 낼 수 있어야 하는데, 직류모터는 직류전압을 사용하기 때문에 전류가 한 방향으로 흐르게 하는 정류기가 포함된 직류 변환 어탭터가 필요하다는 단점을 가지고 있으며, 고속화가 어렵고 교류모터에 비해 복잡한 구조와 비싼 가격을 가지고 있는 단점이 있어서 전기차에는 주로 교류 모터를 사용하고 있다.

반면, 교류모터는 시간에 따라 흐르는 방향과 크기가 주기적으로 변하는 전기인 교류 전기를 이용하여 회전을 만드는데, 교류전기를 이용하기 때문에 가정용 220v전원으로도 사용이 가능하며 정류자가 필요 없는 장점을 가지고 있기 때문에 교류모터는 선풍기, 세탁기, 냉장고 등 가정에서 사용하는 전자제품과 펌프, 크레인 등 각종 산업현장에서 폭넓게 사용되고 있고, 전기차 역시 내구성이 우수하고 정밀한 속도제어가 가능한 교류모터를 사용하고 있으며, 브러시리스직류모터(BLDC)도 개발되어 전기차에 사용 중에 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 전기차의 모터를 제조하기 위한 기술에 관련된 것인데, 적층 코어를 정렬하여 일체화하기 위한 기술과 관련된 종래기술로는 특허문헌 1 내지 4 등이 개시되어 있다.

한편, 모터의 적층 코어를 정렬하여 일체화하는 방법은 용접식, 요철결합식(코킹), 본딩방식 등이 있는데, 이 중에서 본 발명은 본딩방식에 관련된 것으로, 특허문헌 2 등에 개시된 바와 같은 기존의 본딩방식에서는 적층된 규소강판을 가압하기 위한 푸싱유닛과 규소강판 사이에 존재하는 접착제를 경화시켜서 적층 코어를 형성하기 위한 접착제 경화기가 별도로 구성되어 있었으므로 푸싱유닛과 접착제 경화기를 순차적으로 경유하는 방식으로 이루어져 장치가 복잡함은 물론 공정시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제10-2005-0026882호(2005.03.16. 공개) 한국등록특허 제10-1669513호(2016.10.20. 등록) 한국등록특허 제10-2199465호(2020.12.30. 등록) 한국실용공고 제1986-0002359호(1986.03.15. 공고)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 규소 강판이 적층되어 이루어지는 코어를 연속적으로 투입하여 상,하부 지그 사이에서 정렬 및 가압 상태에서 가열하여 본딩시키고, 본딩이 완료되면 상,하부 지그와 모터코어를 동시에 냉각시킨 후 상,하부 지그를 분리하여 완성된 모터코어를 탈거하며, 상,하부 지그는 연속으로 순환되면서 재사용되도록 함으로써 우수하고 균일한 품질의 모터 코어를 생산할 수 있고, 모터 코어의 생산성도 향상시킬 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 타발된 규소강판을 하부 지그에 공급하여 상부 지그로 눌러 가압한 상태에서 가열하여 일체로 본딩하고, 본딩이 완료된 모터 코어를 상,하부 지그에서 분리하여 배출하도록 된 모터 코어 본딩장치로; 타발된 규소강판을 폐루프식 컨베이어 위에 일정 간격으로 배치된 파렛트의 하부 지그 위에 순차적으로 투입하여 안치하는 로딩부와, 상기 하부 지그 위에 안치된 규소강판 위에서 상부 지그를 공급하는 상부 지그 공급부와, 상부 지그를 하강시켜 하부 지그에 체결하고 가압하는 가압부와, 상부 지그로 가압된 상태에서 가열하여 규소강판 사이의 접착제를 용융시켜 본딩하는 가열부와, 상기 가열부를 거친 후 일체로 본딩된 모터 코어와 상,하부 지그를 냉각시키는 냉각부와, 상기 냉각부를 통과한 모터 코어에서 상부 지그를 분리시키는 상부 지그 분리부와, 하부 지그에서 본딩된 모터 코어를 언로딩하는 언로딩부를 포함하여 이루어지는 모터 코어 연속 본딩장치를 제공한다.

상술한 본 발명의 실시 예에 의하면 다수의 규소 강판이 적층되어 이루어지는 코어를 폐루프형 컨베이어 위의 파렛트에 고정된 하부 지그에 연속적으로 투입하여 상부 지그로 가압하여 정렬하고 가압 상태에서 가열하여 본딩시키고, 본딩이 완료되면 상,하부 지그와 모터코어를 동시에 냉각시킨 후 상,하부 지그를 분리하여 완성된 모터코어를 탈거하고, 상,하부 지그는 연속으로 순환되면서 재사용되도록 함으로써 우수하고 균일한 품질의 모터 코어를 생산할 수 있으며, 모터 코어의 생산성도 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 모터 코어 연속 본딩장치의 전체 구성을 도시한 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 로딩부, 상부 지그 공급부, 가압부, 분리부 및 언로딩부의 확대도,
도 3은 도 2의 정면도,
도 4는 가압부의 구성을 도시한 단면도,
도 5는 도 4에서 1,2차 가압이 이루어진 상태를 도시한 단면도,
도 6는 가열부의 구성을 도시한 정면도,
도 7은 냉각부의 구성을 도시한 사시도,
도 8은 도 7에 도시된 냉각부의 평면도,
도 9는 도 7에 도시된 냉각부의 정면도,
도 10은 도 7에 도시된 냉각부의 측면도,
도 11은 도 9의 A - A선 단면도,
도 12는 상부 지그 제1차 분리부의 사시도,
도 13은 상부 지그 제2차 분리부의 사시도,
도 14는 언로딩부의 사시도이다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 14에는 본 발명에 의한 모터 코어 연속 본딩장치가 도시되어 있다. 이하의 설명에서, 규소 강판과 모터 코어는 본딩 전,후의 상태만 상이하므로 편의한 동일한 부호로 표기하였다.

먼저, 본 발명의 전체적인 구성을 설명하면, 첨부된 도 1 내지 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 타발된 규소강판(C)을 하부 지그(100)에 공급하여 상부 지그(200)로 눌러 가압한 상태에서 가열하여 일체로 본딩하고, 본딩이 완료된 모터 코어(C)를 상,하부 지그(100,200)에서 분리하여 배출하도록 된 모터 코어 본딩장치로;

타발된 규소강판(C)을 폐루프식 컨베이어(1) 위에 일정 간격으로 배치된 하부 지그(100) 위에 순차적으로 투입하여 안치하는 로딩부(10)와;

상기 하부 지그(100) 위에 안치된 규소강판(C) 위에서 상부 지그(200)를 공급하는 상부 지그 공급부(20)와;

상부 지그(200)를 하강시켜 하부 지그(100)에 체결하고 가압하는 가압부(30)와;

상부 지그(200)로 가압된 상태에서 가열하여 규소강판(C) 사이의 접착제를 용융시켜 본딩하는 가열부(40)와;

상기 가열부(40)를 거친 후 일체로 본딩된 모터 코어(C)와 상,하부 지그(100,200)를 냉각시키는 냉각부(50)와;

상기 냉각부(50)를 통과한 모터 코어(C)에서 상부 지그(200)를 분리시키는 상부 지그 분리부(60,70)와;

하부 지그(100)에서 본딩된 모터 코어(C)를 언로딩하는 언로딩부(80);를 포함하여 이루어져 있다.

도면 중 부호 3은 배출 컨베이어이고, 부호 90은 배출 컨베이어(3)로 언로딩된 모터 코어(C)를 검사하여 양/불량을 선별하기 위한 검사부이다.

본 실시 예에서, 상기 로딩부(10)는 폐루프식 컨베이어(1)의 일측에서 규소 강판(C)을 투입하는 부분으로, 도시 생략된 작업자가 소정 두께로 임시 적층된 규소강판(C)을 레일(11) 위에 설치된 슬라이드 로딩 지그(12) 위에 올려 투입위치(P1)로 이동시키면, 오버 헤드 로더(14)가 투입 위치(P1)의 규소 강판(C)을 한꺼번에 들어 로딩 위치(P2) 상의 하부 지그(100) 위에 다단으로 로딩하도록 되어 있다.

상기 로딩부(10)에서 규소 강판(C)이 로딩되는 하부 지그(100)는 폐루프식 컨베이어(1)의 상부를 따라 이송되는 다수의 파렛트(2) 위에 각각 고정되어 있으며, 상기 파렛트(2)는 컨베이어(1)의 하부에 설치된 스톱퍼(도시 생략됨)에 의해 정확한 로딩 위치(P2)에 정지하고 있고, 규소 강판(C)의 로딩이 완료되면 파렛트(2)가 상부 지그 공급부(20)로 이송된다.

본 실시 예에서, 상기 폐루프식 컨베이어(1)는 평행하게 배치된 제1,2컨베이어(1a,1b)와, 상기 제1,2컨베이어의 양단에서 파렛트(2)가 상호 다른 컨베이어(1a,1b)로 옮겨타도록 하여 이송방향을 전환시키기 위한 2개의 방향 전환 롤러(1c,1d)로 이루어져 있다.

즉, 상기 제1컨베이어(1a)의 타단(도면에서 우측단)에서 제2컨베이어(1b)의 일단(도면에서 우측단) 사이에는 제1방향 전환 롤러(1c)가 설치되어 파렛트(2)가 제1컨베이어(1a)에서 제2컨베이어(1b)로 옮겨타서 방향이 전환되도록 되어 있고, 상기 로딩부(10)의 투입 위치(P1)와 로딩 위치(P2) 사이에는 본딩을 완료한 후 상부 지그(200) 및 모터 코어(C)가 분리된 상태의 하부 지그(100)만 탑재한 파렛트(2)가 다시 원래의 위치로 복귀하도록 하기 위한 제2방향 전환 롤러(1d)가 구비되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 제1컨베이어(1a)에는 이동 방향을 따라서 로딩부(10), 상부 지그 공급부(20), 가압부(30) 및 가열부(40)가 차례대로 배치되어 있고, 상기 제2컨베이어(1b)에는 냉각부(50)와 상부 지그 분리부(60,70) 및 언로딩부(80)가 배치되어 있으며, 상기 언로딩부(80)에서 언로딩된 본딩 완료된 모터 코어(C)는 배출 컨베이어(3)를 따라 이송되어 검사부(80)에서 양/불량을 검사하여 출고하게 된다.

도 1 내지 도 3에는 굵은 화살표로 코어의 투입에서부터 본딩 완료 후 배출되는 방향 및 파렛트(2)의 이동 경로가 도시되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 상부 지그 공급부(20)는 도 2 및 도 3의 평면도에서 알 수 있는 바와 같이 제2컨베이어(1b) 측에서 사용된 상부 지그(200)를 오버헤드 언로더(22)로 언로딩하여 컨베이어(23)에서 공기로 냉각하면서 수평 이송한 후, 로딩 위치(P3)에서 다시 오버헤드 로더(24)로 제1컨베이어(1a)의 하부 지그(100) 위에 로딩하여 반복 사용하도록 되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 하부 지그(100)는 규소강판(C)이 안치되고, 상기 상부 지그(200)는 상기 하부 지그(100)의 상부에서 하강하여 상기 하부 지그(100)에 삽입된 규소강판(C)을 정렬 및 가압하는 역할을 하게 된다.

상기 하부 지그(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 파렛트(2) 위에 고정되는 베이스 플레이트(110)와, 상기 베이스 플레이트(110)의 상부에 설치되는 클램프조립체(120)와, 상기 클램프조립체(120)의 외부에 고정되는 하부 플레이트(130)와, 상기 클램프 조립체(130)의 하부에서 클램프조립체(130)를 관통하여 상방으로 나사결합되는 가압 스크류(140)를 포함하여 이루어져 있다.

또, 상부 지그(200)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 서보 프레스(38)에 장착되는 가압 플레이트(210)와, 상기 가압 플레이트(210)의 하부에 고정되어 규소강판(C)의 상단에 접촉하는 상부 플레이트(220)와, 상기 가압 플레이트(210)의 하부 중심부에 결합되는 가이드 샤프트(230)와, 상기 가이드 샤프트(230)의 외부에 끼워지며, 상기 가압 플레이트(210)의 하강에 의해 상기 하부 지그(100)의 클램프 조립체(120) 내부에 삽입되어 클램프 조립체(120)를 1차 확장시키는 콜렛 척(240)을 포함하여 이루어져 있고, 상기 가이드 샤프트(230)의 하단에는 상기 가압 스크류(140)에 나사결합되어 상기 클램프조립체(120)를 2차 확장시키도록 암나사부(232)가 형성되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 콜렛 첫(240)은 사각단면 형태로 이루어져 있고, 상부로 갈수록 외경이 증가되도록 테이퍼진 형태를 이루고 있으며, 상기 콜렛 척(240)에 접촉하는 클램프 조립체(120)의 콜렛 죠도 4개로 분할되어 있고, 상기 콜렛 죠의 내면이 상기 콜렛 척(240)과 같이 상부로 갈수록 외경이 증가되도록 테이퍼진 형태를 이루고 있어서 콜렛 척(240)의 하강에 의해 콜렛 죠가 점차 반경방향으로 벌어지면서 클램프 조립체도 벌어져 복수의 규소 강판이 정확하게 중심이 일치되도록 정렬되게 되며, 이와 동시에 클램프 조립체(120)에 부착된 블레이드(도시 생략됨)는 규소강판(C)의 내면에 형성된 슬릿에 끼워져 회전방향에 대한 정렬도 이루어지게 된다.

본 실시 예에서, 상기 가압부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 지그(100)가 고정 안치된 파렛트(2)에 형성된 핀 홀(2a)에 하부 지그 포지셔너(32)가 상승하면서 고정 핀(33)이 상기 핀 홀(2a)에 끼워진 상태에서 정 위치 즉 가압 위치(P4)에 정확하게 고정되도록 함과 동시에 가압부(30)의 가압 헤드(34)가 하강하여 눌리는 힘을 안정적으로 지지할 수 있도록 되어 있다.

또, 상기 가압 헤드(34) 측에도 상부 지그(200)에 형성된 핀 홀(212)에 고정 핀(36)이 끼워진 상태에서 가압되도록 되어 있어 가압시 상부 지그(200)가 회전방향으로 움직이는 것을 방지하여 규소 강판(C)이 뒤틀리지 않도록 되어 있다.

상기 가압 헤드(34)를 가압하는 서보 프레스(38)는 약 5톤 정도의 압력으로 상부 지그(200)를 가압하게 되며, 상부 지그(200)의 가압 플레이트(210) 상단에도 가압시 회전을 억제할 수 있도록 대체로 사각 형태로 이루어진 상부 노브(214)가 형성되어 있고, 상기 가압 헤드(34)의 저면에는 상기 상부 노브(214)와 대응되는 사각 형태의 홈(35)이 형성되어 있다.

또, 상기 가압부(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 서보 프레스(38)의 하강에 의해 1차로 가압된 후, 하부 볼 소켓(150)이 상승해서 가압스크류(140)를 회전시키면 상부 지그(200)의 콜렛 척(240)과 결합되어 조여지게 되면서 하부 볼 소켓(150)의 토크 제어에 의해 2차로 가압이 이루어지게 되면서 하부 지그(100)의 클램프조립체(120)가 확장되면서 규소 강판(C)의 최종 정렬이 이루어지게 된다.

도면 중 부호 152는 하부 볼 소켓(150)을 승강시키기 위한 실린더이고, 부호 154는 하부 볼 소켓(150)을 정회전시키기 위한 구동모터이다.

이와 같은 가압 공정을 거치면서 하부 지그(100)와 규소 강판(C) 및 상부 지그는 일체로 결합된 상태로 파렛트(2) 위에 안치된 상태로 다음 공정인 가열부(40)로 수평이송된다.

본 실시 예에서, 상기 가열부(40)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1컨베이어(1a) 도중에 설치된 가열챔버(41) 내부로 상기 가압부(30)에서 하부 지그(100)와 규소 강판(C) 및 상부 지그(200)가 결합된 상태의 파렛트(2)가 진입하면 상부 지그(200)의 상측에서 대기하고 있던 유도 코일(42)이 서보모터(43)에 축결합된 볼스크류(44)가 회전에 의해 가이드 바(45)를 따라 수직으로 승강하면서 가열시키게 된다.

본 실시 예에서, 상기 유도코일(42)은 상,하 승강동작이 약 10회 정도 이루어지면서 온도센서(46)가 규소 강판(C)의 표면 온도를 측정하도록 되어 있는데, 규소 강판(C)은 급하게 온도를 상승시키지 않고 순차적으로 온도를 다단계로 상승시킴으로써 급하게 온도를 상승시킬 때 발생할 수 있는 규소 강판(C) 표면의 타는 현상을 해소할 수 있음은 물론, 규소 강판(C)의 안쪽까지 깊숙하게 열전달이 이루어질 수 있도록 하여 규소 강판(C) 사이사이의 접착제가 서서히 골고루 녹을 수 있도록 한다.

본 발명에서, 상기 유도 코일(42)의 승강 횟수와 승강 속도 및 승강 주기(인터벌)는 승온 시키고자 하는 최종 도달온도 및 규소 강판(C)의 크기와 형상 등을 감안하여 최적의 가열이 이루어질 수 있도록 설정할 필요가 있으며, 상대적으로 직경이 큰 고정자 코어의 경우에는 도면에 도시된 바와 같은 유도 코일(42)을 사용하여 간접 가열방식으로 가열하고, 고정자 코어에 비해 상대적으로 직경이 작은 회전자 코어의 경우에는 별도의 가열판을 회전자 코어의 상,하부 측에 설치하여 상기 유도 코일(42)에 의해 상,하부 측의 가열판이 가열되어 회전자 코어를 직접 가열하는 방식을 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시 예에서, 상기 가열챔버(41)는 2조의 유도코일(42)이 배치되어 한꺼번에 2개의 규소 강판(C)을 가열 처리할 수 있도록 되어 있으며, 규소 강판(C)의 가열 온도는 접착제가 용융될 수 있는 온도인 약220~230℃에 도달할 때까지 가열한다.

상기 가열부(40)를 거친 상,하부 지그(100,200) 및 규소 강판 결합체 즉, 모터 코어(C)는 제1컨베이어(1a)를 통해 이송되는 과정에서 외기와 접촉하면서 어느 정도 자연 냉각이 이루어지게 되는 공정을 거친 후, 냉각부(50)에서 강제 냉각이 이루어지게 되는데, 상기 냉각부(50)는 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어져 있다.

본 실시 예에서 상기 냉각부(50)는 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이 제1컨베이어(1a)에 1차 송풍형 냉각실(52)이 구비되어 있고, 제2컨베이어(1b)에 2차로 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)이 차례대로 구비되어 있으며, 상기 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)은 3단계의 공냉식 냉각 챔버로 이루어져 있어 점차적으로 냉각 즉, 1차 송풍형 냉각실(52)에서는 약 10분간 정체하면서 220℃의 온도를 150℃까지 냉각시키고, 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)에서도 각각 10분씩 정체하면서 차례대로 150℃에서 70℃로, 70℃에서 40℃로, 40℃에서 30℃까지 냉각시키게 된다.

상기 1차 송풍형 냉각실(52)은 가열된 상,하부 지그와 본딩된 모터 코어의 고열을 송풍기를 이용하여 실내 공기를 분사하여 제거해줌으로써 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)에서의 냉각 부하를 줄이게 된다.

또, 상기 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)은 외부 공기로 인한 열손실을 방지하기 위하여 냉각실 전체가 단열재로 씌워져 있고, 인접한 냉각실 사이에는 슬라이드식 셔터(51; 도 10 참조)가 구비되어 냉각과정에서는 폐쇄되고 이송 과정에서만 개방되도록 되어 있다.

상기 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)은 별도의 응축기(53)에서 냉기를 발생시켜 2차 냉기 순환식 냉각실(54,55,58)의 하부에 각각 설치된 증발기(55)로 공급하고, 상기 증발기(55)의 냉기는 덕트(57)를 통해 각 냉각실(54,56,58)의 상부로 공급된 후 팬(59)에 의해 하방으로 분사되어 제2 컨베이어(1b)를 타고 이송되어 온 지그 및 코어 결합체에 분사되어 냉각시키게 되고, 지그 및 코어에 의해 가열된 공기는 다시 증발기(55)에서 냉각되어 상부로 순환되어 재분사되는 과정을 거치게 된다.

바람직하기에, 상기 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)의 증발기 설정온도는 순차적으로 냉각실(54)이 5~15℃이고, 냉각실(56)이 -5~-17℃이며, 냉각실(58)은 다시 5~15℃로 설정함으로써 냉각실(54)에서는 지그와 모터 코어의 온도를 상술한 바와 같이 서서히 낮추면서 지그와 모터 코어의 외부 열기를 제거하고, 냉각실(56)에서는 지그와 모터 코어의 내부 열기를 최대한 제거하며, 냉각실(58)에서는 냉각 완료 후 외부로 배출시 결로가 발생하는 것을 방지하기 위해 작업장 내의 온도보다 약간 높게되도록 한다.

더욱 바람직하게는 상기 최종 냉각실(58)의 설정온도는 작업장 내의 온도와 습도를 체크하면서 냉각된 지그와 모터 코어에 결로가 발생하지 않을 정도로 작업장의 온도보다 약간 높은 상태로 배출되도록 한다.

본 실시 예에서, 상기 상부 지그 분리부(60,70) 중 제1차 분리부(60)의 구조는 가압부(30)와 크게 다르지 않은데, 이는 도 12에 도시된 바와 같이, 냉각을 마친 상태의 상,하부 지그(100,200)와 모터 코어(C)가 하부 지그 포지셔너(62)에 의해 정 위치 즉 상부 지그 분리 위치(P5)에 정지되면, 상부의 실린더 프레스(64)가 가압 헤드(65)를 하강시켜 상부 지그(200)를 가압한 상태에서 하부 볼 소켓(66)이 상승해서 가압스크류(140; 도 4 및 도 5 참조)를 역회전시키면 상부 지그(200)의 콜렛 척(240)과 결합되어 풀려지게 된다.

도면 중 부호 67은 하부 볼 소켓(66)을 승강시키기 위한 승강용 실린더이고, 부호 68은 하부 볼 소켓(66)을 역회전시키기 위한 구동모터이다.

상기 제1차 분리부(60)에서 분리된 상부 지그(200)는 상술한 로딩부(20)로 이송되어 언로딩 위치(P6)에 정지되면, 오버헤드 언로더(22)에 의해 언로딩되어 냉각 후 재사용되는데, 상기 로딩부(20)의 언로딩 위치(P6)에는 도 13에 도시된 바와 같이, 하부 지그(100)와 본딩된 모터 코어(C) 위의 상부 지그(200)를 탈거하기 위하여 제2차 분리부(70)가 구비되어 있는데, 이는 본딩된 모터 코어(C)가 끼워진 상,하부 지그(100)가 안치된 파렛트(2; 도 4 및 도 5 참조)를 포지셔너(74)의 상승에 의해 상측의 고정지그(76) 사이에 물리게 되면서 정 위치 즉, 언로딩 위치(P7)에 견고하게 고정되도록 한 상태에서 하부에서 타격 핀(78)이 상승하는 것에 의해 상부 지그(200)의 콜렛 척(240)을 타격하여 하부 지그(100) 및 모터 코어(C)에서 상부 지그(200)가 탈거되도록 한 후 오버헤드 언로더(22)가 분리된 상부 지그(200)를 들어서 컨베이어(23)에 옮기도록 되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 언로딩부(80)는 도 14에 도시된 바와 같이, 본딩된 모터 코어(C)가 끼워진 하부 지그(100)가 안치된 파렛트(2; 도 4 및 도 5 참조)를 포지셔너(84)의 상승에 의해 상측의 고정지그(86) 사이에 물리게 되면서 정 위치 즉, 이젝트 위치(P7)에 견고하게 고정되도록 한 상태에서 하부에서 모터 코어 분리핀(88)이 상승하는 것에 의해 하부 지그(100)에서 모터 코어(C)가 들려지도록 한 후 오버헤드 언로더(82)가 본딩된 모터 코어(C)를 들어서 배출 컨베이어(3)에 옮기도록 되어 있다.

도면 중 부호 85는 포지셔너 승강용 실린더이고, 87은 분리핀 승강용 실린더이다.

이와 같이 구성된 본 실시 예의 모터 코어 연속 본딩장치를 사용하여 모터 코어를 정렬 및 본딩하는 전체 과정에 대하여 정리하여 설명하면, 로딩부(10)에서 규소 강판(C)을 투입하면 로딩지그(12)가 하부 지그(100) 위에 안치한 상태에서 상부 지그 공급부(20)로 이송시키게 되어 상부 지그(200)가 올려지게 된 후, 가압부(30)로 이송되어 서보 프레스(38)에 의해 상부 지그(200)가 하강하게 되면 다수의 규소강판(C)이 1차로 가압되면서 하부 지그(100)의 클램프조립체(120)를 벌려주게 됨으로써 규소강판(C)이 회전방향 및 축방향을 따라 가지런하게 정렬되게 되고, 하부 지그(100) 아래에서 가압 스크류(140)가 상승하여 회전되면서 2차 가압이 이루어지게 되며, 이와 같은 상태로 결합된 상,하부 지그(100,200)와 규소 강판(C)은 가열부(40)로 이송되어 유도 코일(42)에 의해 단계적으로 서서히 온도가 상승되면서 가열이 이루어지게 되면 규소강판(C)의 상,하 표면에 도포된 접착제 성분이 용융되면서 상하로 적층된 다수의 규소강판(C)이 일체로 본딩되며, 그 이후로 냉각부(50)에서 다단계의 냉각과정이 이루어지고, 마지막으로 상부 지그 제1,2차 분리부(60,70)와 코어 언로딩부(70)를 거친 후 본딩 완료된 모터 코어(C)는 배출 컨베이어(3)로 배출되어 양/불량이 판별된 후 출고되고, 상부 지그(200)와 하부 지그(100)는 폐루프식 컨베이어(1)에서 반복적으로 순환되어 사용됨으로써 모터 코어의 연속적인 본딩작업을 효율적으로 수행할 수 있게 되는 것이다.

A : 본딩장치
C : 규소 강판(모터 코어)
1 : 컨베이어
1a : 제1컨베이어
1b : 제2컨베이어
1c : 방향전환롤러
1d : 방향전환롤러
2 : 파렛트
3 : 배출 컨베이어
10 : 로딩부
11 : 레일
12 : 슬라이드 로딩 지그
14 : 오버헤드로더
20 : 상부 지그 공급부
22 : 오버헤드언로더
23 : 컨베이어
24 : 오버헤드로더
30 : 가압부
32 : 하부 지그 포지셔너
33 : 고정 핀
34 : 가압 헤드
35 : 홈
36 : 고정 핀
38 : 서보 프레스
40 : 가열부
42 : 유도 코일
43 : 서보모터
44 : 볼 스크류
45 : 가이드 바
46 : 온도센서
50 : 냉각부
51 : 셔터
52 : 1차 송풍형 냉각실
53 : 응축기
54,56,58 : 2차 냉기 순환식 냉각실
55 : 증발기
57 : 덕트
59 : 팬
60 : 상부 지그 제1차 분리부
62 : 하부 지그 포지셔너
64 : 실린더 프레스
65 : 가압 헤드
66 : 하부 볼 소켓
67 : 승강용 실린더
68 : 구동모터
70 : 상부 지그 제2차 분리부
74 : 포지셔너
75 : 승강용 실린더
76 : 고정지그
77 : 승강용 실린더
78 : 타격 핀
80 : 언로딩부
82 : 언로더
84 : 포지셔너
85 : 승강용 실린더
86 : 고정지그
87 : 승강용 실린더
88 : 분리핀
90 : 검사부
100 : 하부 지그
110 : 베이스 플레이트
120 : 클램프조립체
130 : 하부 플레이트
140 : 가압 스크류
150 : 하부 볼 소켓
152 : 실린더
154 : 구동모터
200 : 상부 지그
210 : 가압 플레이트
220 : 상부 플레이트
230 : 가이드 샤프트
232 : 암나사부
240 : 콜렛 척
P1 : 투입 위치
P2 : 로딩 위치
P3 : 상부 지그 공급위치
P4 : 가압 위치
P5 : 상부 지그 분리위치
P6 : 상부 지그 탈거위치
P7 : 모터 코어 언로딩 위치

Claims

타발된 규소강판(C)을 하부 지그(100)에 공급하여 상부 지그(200)로 눌러 가압한 상태에서 가열하여 일체로 본딩하고, 본딩이 완료된 모터 코어(C)를 상,하부 지그(100,200)에서 분리하여 배출하도록 된 모터 코어 본딩장치로;
타발된 규소강판(C)을 폐루프식 컨베이어(1) 위에 일정 간격으로 배치된 파렛트(2)의 하부 지그(100) 위에 순차적으로 투입하여 안치하는 로딩부(10);
상기 하부 지그(100) 위에 안치된 규소강판(C) 위에서 상부 지그(200)를 공급하는 상부 지그 공급부(20);
상부 지그(200)를 하강시켜 하부 지그(100)에 체결하고 가압하는 가압부(30);
상부 지그(200)로 가압된 상태에서 가열하여 규소강판(C) 사이의 접착제를 용융시켜 본딩하는 가열부(40);
상기 가열부(40)를 거친 후 일체로 본딩된 모터 코어(C)와 상,하부 지그(100,200)를 냉각시키는 냉각부(50);
상기 냉각부(50)를 통과한 모터 코어(C)에서 상부 지그(200)를 분리시키는 상부 지그 분리부(60,70);
하부 지그(100)에서 본딩된 모터 코어(C)를 언로딩하는 언로딩부(80);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 1에 있어서,
상기 폐루프식 컨베이어(1)는 평행하게 배치된 제1,2 컨베이어(1a,1b)와, 상기 제1,2컨베이어의 양단에서 파렛트(2)가 상호 다른 컨베이어(1a,1b)로 옮겨타도록 하여 이송방향을 전환시키기 위한 방향 전환 롤러(1c,1d)로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 2에 있어서,
상기 상부 지그 공급부(20)는 제2컨베이어(1b) 측에서 사용된 상부 지그(200)를 오버헤드 언로더(22)로 언로딩하여 컨베이어(23)에서 공기로 냉각한 후 다시 오버헤드 로더(24)로 제1컨베이어(1a)의 하부 지그(100) 위에 로딩하여 반복 사용하도록 된 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하부 지그(100) 파렛트(2) 위에 고정되는 베이스 플레이트(110)와, 상기 베이스 플레이트(110)의 상부에 설치되는 클램프조립체(120)와, 상기 클램프조립체(120)의 외부에 고정되는 하부 플레이트(130)와, 상기 클램프 조립체(130)의 하부에서 클램프조립체(130)를 관통하여 상방으로 나사결합되는 가압 스크류(140)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 4에 있어서,
상기 상부 지그(200)는 서보 프레스(38)에 장착되는 가압 플레이트(210)와, 상기 가압 플레이트(210)의 하부에 고정되어 규소강판(C)의 상단에 접촉하는 상부 플레이트(220)와, 상기 가압 플레이트(210)의 하부 중심부에 결합되는 가이드 샤프트(230)와, 상기 가이드 샤프트(230)의 외부에 끼워지며, 상기 가압 플레이트(210)의 하강에 의해 상기 하부 지그(100)의 클램프 조립체(120) 내부에 삽입되어 클램프 조립체(120)를 1차 확장시키는 콜렛 척(240)을 포함하여 이루어지고, 상기 가이드 샤프트(230)의 하단에는 상기 가압 스크류(140)에 나사결합되어 상기 클램프조립체(120)를 2차 확장시키도록 암나사부(232)가 형성된 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가압부(30)는 하부 지그(100)가 고정 안치된 파렛트(2)에 형성된 핀 홀(2a)에 하부 지그 포지셔너(32)가 상승하면서 고정 핀(33)이 상기 핀 홀(2a)에 끼워진 상태에서 정위치에 고정되도록 함과 동시에 가압부(30)의 가압 헤드(34)가 하강하여 눌리는 힘을 지지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 6에 있어서,
상기 가압 헤드(34)에는 고정핀(36)이 구비되어 상부 지그(200)에 형성된 핀 홀(212)에 끼워진 상태에서 가압되도록 된 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 5에 있어서,
상기 상부 지그(200)의 가압 플레이트(210) 상단에는 가압시 회전을 억제할 수 있도록 사각 형태로 이루어진 상부 노브(214)가 형성되고, 상기 가압 헤드(34)의 저면에는 상기 상부 노브(214)와 대응되는 사각 형태의 홈(35)이 형성된 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 5에 있어서,
상기 가압부(30)는 서보 프레스(38)의 하강에 의해 1차로 가압된 후, 하부 볼 소켓(150)이 상승해서 가압스크류(140)를 회전시키면 상부 지그(200)의 콜렛 척(240)과 결합되어 조여지게 되면서 하부 볼 소켓(150)의 토크 제어에 의해 2차로 가압이 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가열부(30)는 컨베이어(1) 도중에 설치된 가열챔버(41) 내부에서 상부 지그(200)의 상측에서 대기하고 있던 유도 코일(42)이 서보모터(43)에 축결합된 볼스크류(44)가 회전하게 되면서 가이드 바(45)를 따라 수직으로 승강하면서 상,하부 지그와 가압된 모터 코어를 동시에 가열시키는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 10에 있어서,
상기 유도코일(42)은 순차적으로 온도를 다단계로 상승시켜 규소 강판(C)이 220~230℃에 도달할 때까지 가열하는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각부(50)는 복수의 공냉식 냉각실(52,54,56,56)이 설치되어 점차적으로 온도를 하강시키는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 12에 있어서,
상기 냉각부(50)는 제1컨베이어(1a)에 설치되는 1차 송풍형 냉각실(52)과, 제2컨베이어(1b)에 설치되는 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)로 구성되며, 상기 1차 송풍형 냉각실(52)에서는 지그와 모터 코터를 220℃에서 150℃까지 냉각시키고, 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)에서는 차례대로 100℃에서 70℃로, 70℃에서 40℃로, 40℃에서 30℃까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 13에 있어서,
상기 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)은 외부 공기로 인한 열손실을 방지하기 위하여 냉각실 전체가 단열재로 씌워지고, 인접한 냉각실 사이에는 슬라이드식 셔터(51)가 구비되어 냉각과정에서는 폐쇄되고 이송 과정에서만 개방되는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 13에 있어서,
상기 2차 냉기 순환식 냉각실(54,56,58)은 별도의 응축기(53)에서 냉기를 발생시켜 2차 냉기 순환식 냉각실(54,55,58)의 하부에 각각 설치된 증발기(55)로 공급하고, 상기 증발기(55)의 냉기는 덕트(57)를 통해 각 냉각실(54,56,58)의 상부로 공급된 후 팬(59)에 의해 하방으로 분사되어 제2 컨베이어(1b)를 타고 이송되어 온 지그 및 코어 결합체에 분사되어 냉각시키게 되고, 지그 및 코어에 의해 가열된 공기는 다시 증발기(55)에서 냉각되어 상부로 순환되어 재분사되는 과정을 거치는 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 지그 분리부(60,70)는 냉각을 마친 상태의 상,하부 지그(100,200)와 모터 코어(C)가 하부 지그 포지셔너(62)에 의해 정 위치에 정지되면, 상부의 실린더 프레스(64)가 가압 헤드(65)를 하강시켜 상부 지그(200)를 가압한 상태에서 하부 볼 소켓(66)이 상승해서 가압스크류(140)를 역회전시키면 상부 지그(200)의 콜렛 척(240)과 결합되어 풀려지도록 된 제1차 분리부(60)와;
상기 로딩부(20)의 언로딩 위치(P6)에서 본딩된 모터 코어(C)가 끼워진 상,하부 지그(100)가 안치된 파렛트(2)를 포지셔너(74)의 상승에 의해 상측의 고정지그(76) 사이에 물리게 되면서 정 위치에 고정되도록 한 상태에서 하부에서 타격 핀(78)이 상승하는 것에 의해 상부 지그(200)의 콜렛 척(240)을 타격하여 하부 지그(100) 및 모터 코어(C)에서 상부 지그(200)가 탈거되도록 한 제2차 분리부(70)로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.
청구항 1에 있어서,;
상기 언로딩부(80)는 본딩된 모터 코어(C)가 올려진 하부 지그(100)를 포지셔너(84)와 고정지그(86)에 의해 정 위치에 고정한 상태에서 하부에서 모터 코어 분리핀(88)이 상승하는 것에 의해 하부 지그(100)에서 모터 코어(C)가 탈거되도록 한 후 오버헤드 언로더(82)가 본딩된 모터 코어(C)를 들어서 배출 컨베이어(3)에 옮기도록 된 것을 특징으로 하는 모터 코어 연속 본딩장치.