KR20220075718A - 접착식 적층코어 제조시스템 및 적층코어 제조방법 - Google Patents

접착식 적층코어 제조시스템 및 적층코어 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적층코어 제조용 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합해서 적층코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조시스템 및 접착식 적층코어 제조방법을 개시한다. 본 발명에 따른 적층코어 제조시스템은: 기설정된 피치씩 이송되는 스트립(Strip) 형상의 소재에 접착제를 도포하는 접착제 도포기; 상기 접착제 도포기에 연결되며 상기 접착제 도포기에 상기 접착제를 공급하는 접착제 공급장치; 그리고 상기 접착제 도포기와 접착제 공급장치 중 적어도 하나에 구비되는 접착제 가열기를 포함한다. 본 발명에 따르면, 접착제가 유동성 증가로 인해 소재의 표면에 보다 넓게 퍼질 수 있으므로, 접착제 도포량을 늘이지 않고도 라미나 부재들간의 계면 접착력(결합력)이 강화될 수 있다.

Description

접착식 적층코어 제조시스템 및 적층코어 제조방법{System And Method For Manufacturing Adhesive Type Laminated Core}
본 발명은 접착방식으로 적층 구조의 철심(Core)을 제조하는 접착식 적층코어 제조시스템 및 적층코어 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철심용 라미나 부재(박판; Laminar member)들의 계면을 접착식으로 결합해서 적층 구조의 코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조시스템 및 적층코어 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 적층코어(Laminated Core)는 철심 박판이라고도 불리는 복수 장의 얇은 판들 즉 라미나 부재Laminar member)들을 일체화함으로써 제조되는 적층 구조의 코어를 의미하며, 예를 들면 금속 스트립(Strip)의 타발에 의해 얻어지는 복수 장의 라미나 부재들이 적층 구조로 일체화된 코어 구조물을 의미한다.
모터 등의 회전기기나 변압기 또는 점화시스템용 철심 등과 같은 다양한 장치의 코어(Core)에는 상술한 적층코어가 사용되고 있으며, 이러한 적층코어를 제조하는 다양한 방법이 알려져 있다.
대표적인 방법으로, 프로그레시브 금형(Progressive Die) 등과 같은 적층코어 제조시스템(장치)을 이용해서 소정 형상의 라미나 부재들을 연속적으로 성형 및 적층하고, 적층된 라미나 부재들을 복수 장씩 결합시키면, 적층 구조의 코어 즉 상술한 적층코어가 제조될 수 있다.
상기 라미나 부재들을 결합해서 일체화하는 방법으로는, 인터록 탭을 이용한 탭 고정법과, 용접 예를 들어 레이저 용접을 이용한 웰딩 고정법과, 리벳 고정법 등이 알려져 있다.
상기 탭 고정법의 예는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0067426호와 제10-2008-0067428호 등의 특허문헌에 개시되어 있는데, 철손(Iron Loss) 문제가 있으며, 소재 즉 강판이 박판화되면서 인터록 탭 형성을 위한 엠보싱(Embossing) 가공에 한계가 있다.
근래에는, 라미나 부재들의 결합을 접착방식으로 구현하는 기술(접착 고정법)이 개발/사용되고 있다. 예를 들면, 적층코어를 제조하는 장치(금형)에 공급되는 소재, 예를 들면 전기 강판 등과 같은 금속 스트립(Metal Strip)의 표면에 접착제를 도포하고 상기 금속 스트립을 타발해서 접착방식으로 적층코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1566491호와 일본 공개특허 특개평5-304037호 및 일본 공개특허 특개2009-297758호 등의 특허 문헌에 개시되어 있다.
상술한 접착 고정법에 의하면, 블랭킹 펀치에 의해 형성된 라미나 부재들이 다이의 내부를 적층된 상태로 통과하고, 그 과정에서 라미나 부재들의 계면(경계면) 접착에 의해 상기 라미나 부재들이 복수 장씩 일체화될 수 있다. 도 1은 라미나 부재와 적층코어의 일 예를 나타낸 도면으로서, 다수의 라미나 부재(L)들이 상술한 다양한 방식으로 적층결합됨으로써 적층코어(C)를 형성한 예이다. 물론, 상기 라미나 부재의 형상은 도 1의 예에 한정되지 않고 다양하다.
그리고 상술한 종래의 접착 고정법에 의하면, 레이저 용접을 이용해서 적층코어를 제조하는 방식에 비해 코어 제조비용이 절감될 수 있고, 접착 고정법은 강판이 박판화에 대응할 수 있는 기술로 알려져 있다.
상술한 접착방식으로 적층코어를 제조하기 위해, 상기 금속 스트립에는 라미나 부재의 형성 부위마다 접착제가 국소 영역, 예를 들면 도트(Dot) 형태로 도포되며, 라미나 부재들의 경계면(접촉면)에서 계면 접착이 고르고 균일하게 이루어지지 않으면, 라미나 부재들의 계면에서 적층코어가 갈라지고 분할될 수 있고, 코어의 성능과 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
일본 공개특허공보 특개2009-297758호, 적층 철심 제조장치, 2009년 12월 24일 공개 등록특허공보 제10-1599291호, 접착식 적층 코어부재 제조장치 및 접착제 도포유닛, 2016년 2월 25일 등록
본 발명은 라미나 부재들의 계면 접착을 위해 소재에 도포되는 접착제의 유동성을 증가시킬 수 있는 접착식 적층코어 제조시스템 및 접착식 적층코어 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 형태는, 적층코어 제조용 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합해서 적층코어를 제조하는 접착식 적층코어 제조시스템으로서: 기설정된 피치씩 이송되는 스트립(Strip) 형상의 소재에 접착제를 도포하는 접착제 도포기; 상기 접착제 도포기에 연결되며 상기 접착제 도포기에 상기 접착제를 공급하는 접착제 공급장치; 그리고 상기 접착제 도포기와 접착제 공급장치 중 적어도 하나에 구비되는 접착제 가열기를 포함하는 접착식 적층코어 제조시스템을 제공한다.
상기 접착제 도포기는; 프로그레시브 금형의 하형과 상형 중 어느 하나에 구비되며 접착제 수용실을 갖는 노즐 블럭과, 상기 노즐 블럭에 구비되며 상기 접착제 수용실에서 상기 접착제를 배출하는 접착제 배출부를 포함한다. 상기 접착제 가열기는, 상기 노즐 블럭에 구비될 수 있다.
상기 접착제 공급장치는, 상기 접착제를 수용하는 접착제 카트리지, 및 상기 접착제 카트리지와 접착제 도포기를 연결하는 접착제 공급관을 포함하며; 상기 접착제 가열기는 상기 접착제 카트리지에 구비될 수도 있다.
상기 접착식 적층코어 제조시스템은: 상기 소재의 표면 중 상기 접착제가 도포되는 부위 또는 그 반대측 부위에 경화 촉진제를 도포하기 위한 촉진제 도포기; 및 상기 촉진제 도포기에 연결되며 상기 촉진제 도포기에 상기 경화 촉진제를 공급하는 촉진제 공급장치를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 접착식 적층코어 제조시스템은; 상기 촉진제 도포기와 촉진제 공곱장치 중 적어도 하나에 구비되는 촉진제 가열기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 형태는 스트립(Strip) 형상의 소재를 기설정된 피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성해서 적층하고, 상기 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합해서 적층 코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층 코어 제조방법으로서: 상기 라미나 부재들의 계면 접착을 위한 접착제를 가열하는 단계; 상기 가열된 접착제를 상기 소재의 표면에 도포하는 단계; 그리고 상기 소재를 블랭킹해서 표면에 상기 접착제가 도포된 라미나 부재를 형성하는 단계를 포함하는 접착식 적층코어 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 적층코어 제조장치 및 접착식 적층코어 제조방법은 다음과 같은 이점을 갖는다.
첫째, 본 발명에 따르면, 접착제가 유동성 증가로 인해 소재의 표면에 보다 넓게 퍼질 수 있으므로, 접착제 도포량을 늘이지 않고도 라미나 부재들간의 계면 접착력(결합력)이 강화될 수 있다.
둘째, 본 발명에 따르면, 접착제와 촉진제가 미리 가열된 상태에서 소재의 표면에 도포되므로 라미나 부재들간의 계면 접착이 보다 빠르게 진행될 수 있고 접착 강도가 향상될 수 있다.
본 발명의 특징 및 장점들은 후술되는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명과 함께 다음에 설명되는 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들 중:
도 1은 라미나 부재와 적층코어의 일 예를 나타낸 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 일 실시 예를 나타낸 도면;
도 3은 도 2의 접착제 도포기와 접착제 공급장치의 연결 구조를 개략적으로 예시한 도면;
도 4는 도 2의 접착제 도포기에 적용 가능한 접착제 배출부의 일 예를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 다른 실시 예를 나타낸 도면; 그리고
도 6은 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면;이다.
이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재하는 연결 관계 즉 간접적으로 연결되는 관계도 포함한다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 즉 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 일 실시 예(제1 실시 예)가 구체적으로 설명된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 접착식 적층코어 제조시스템은, 라미나 부재들 즉 얇은 금속편들이 겹쳐진 적층 상태에서, 상기 라미나 부재들의 계면이 접착방식으로 일체화된 구조의 코어 즉 접착식 적층코어를 제조하기 위한 코어 제조장치이다.
예를 들면, 상기 접착식 적층코어 제조시스템은, 적층코어 제조용 소재(S) 보다 구체적으로는 띠 형상(스트립 형상) 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합해서 적층코어를 제조하는 코어 제조장치의 형태로 구현될 수 있으며, 보다 구체적인 예로는, 소재(S) 예를 들면 전기 강판 등과 같은 금속 스트립(Metal Strip)에 접착제를 도포하고 상기 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들을 복수 매씩 계면(경계면) 접착방식으로 일체화해서 적층코어를 제조하는 구조의 장치, 즉 프로그레시브 금형의 형태로 구현될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 적층코어 제조시스템은, 적층코어(C)를 형성하는 라미나 부재(L)들의 계면 접착을 위해 소재(S)에 접착제를 도포하는 접착제 도포기(100)와, 상기 접착제에 열을 가하기 위한 접착제 가열기(200)를 포함한다. 그리고 상기 접착제 도포기(100)에는, 상기 접착제 도포기(100)에 상기 접착제를 공급하는 접착제 공급장치(300)가 연결된다.
상기 접착제 도포기(100)는, 상술한 바와 같이 라미나 부재들의 계면 접착을 위해 상기 소재(S)에 접착제를 도포하는 장치로서, 스트립 형상의 소재(S)에 접착제를 도포하며, 상기 접착제 도포기(100)에 의해 상기 라미나 부재들의 계면(경계면)에 접착제가 개재될 수 있다.
예를 들면, 상기 접착제 도포기(100)는, 소정의 타이밍(Timing)마다 기설정된 거리 즉 기설정된 피치(Pitch)씩 이송되는 소재(S)에 접착제를 도포하며, 보다 구체적으로는 상기 라미나 부재(L)가 형성될 부분(블랭킹 예정 영역)마다 접착제를 도포한다. 상기 블랭킹 예정 영역 내의 복수 지점에는 상기 접착제 도포기(100)에 의해 도트(Dot) 형태로 접착제가 동시에 도포될 수 있다.
본 실시 예에 따른 적층코어 제조시스템은, 도 2에 도시된 예처럼, 연속적으로 이송되는 금속 스트립 즉 띠 형상의 소재(S)에 접착제를 도포하고, 상기 소재를 블랭킹(Blanking) 해서 라미나 부재(L)들을 연속해서 순차적으로 형성하며, 접착 고정법 즉 본딩방식으로 적층코어를 제조하는 장치 특히 프로그레시브 금형 타입의 적층코어 제조장치로 구현될 수 있다.
상술한 프로그레시브 금형 타입의 적층코어 제조장치에서, 상기 접착제 도포기(100)는, 연속적으로 이송되는 소재(S), 예를 들면 상술한 금속 스트립의 소정 위치에 일정 타이밍(Timing)마다 접착제를 도포한다.
그리고 상기 접착제 가열기(200)는, 상기 접착제가 상기 소재(S)에 도포되기 전에, 상기 접착제를 미리 예열시키는 장치로서, 상기 접착제 가열기(200)는 상기 접착제 도포기(100)와 상기 접착제 공급장치(300) 중 적어도 하나에 구비되며, 상기 접착제가 열에 의해 유동성이 높아진 상태로 상기 소재(S)에 도포될 수 있다.
다시 말해서, 상기 접착제 가열기(200)는 상기 접착제 도포기(100)에만 적용될 수도 있고, 상기 접착제 공급장치(300)에만 적용될 수도 있으며, 상기 접착제 도포기(100)와 상기 접착제 공급장치(300) 양자에 모두 적용될 수도 있다. 상기 접착제의 적절한 예열 온도가 접착제의 종류에 따라 조절될 수 있음은 당연하며, 온도 조절식 히터(Heater) 기술 역시 다양하게 공지되어 있으므로, 그에 대한 부가적인 설명은 생략된다.
본 실시 예에서의 접착제 도포기(100)는, 접착제 수용실(101)을 갖는 노즐 블럭(110)과, 상기 노즐 블럭(110)에 구비되는 접착제 배출부(120)를 포함한다.
본 실시 예에 따른 적층코어 제조시스템이 상술한 프로그레시브 금형의 형태로 구현되는 경우에, 상기 접착제 도포기(100)는 프로그레시브 금형의 상형(10)과 하형(20) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다. 상기 상형(10)은 프레스 장치의 상부 몸체로서 상기 소재(S)를 가공하기 위해 승강 가능한 구성요소이며, 상기 하형(20)은 프레스 장치의 하부 몸체로서 상기 상형(10)의 아래측에 구비된다.
상기 상형(10)에는 상기 소재(S)를 타발해서 라미나 부재(L)의 테두리를 형성하는 블랭킹 펀치(410)가 구비되며, 상기 하형(20)에는 상기 블랭킹 펀치(410)와 마주하는 블랭킹 다이(420)가 구비된다. 따라서, 상기 블랭킹 펀치(410)와 블랭킹 다이(420)가 설치된 영역 즉 블랭킹 영역에서 상기 소재(S)의 블랭킹이 이루어진다.
상기 상형(10)은, 상부 홀더(Upper Holder)라고도 불리는 승강 가능한 프레스 몸체(11)와 스트리퍼(12; Stripper)를 포함할 수 있다. 상기 스트리퍼(12)는 상기 상형(10)의 하강시에 상기 금속 스트립(S)을 하방으로 가압하고, 상기 상형(10)의 상승시에 금속 스트립(S)과 블랭킹 펀치(410)를 분리시킨다. 도시되지는 않았으나 상기 상부 몸체에는 각종 펀치의 고정을 위한 구성요소, 예를 들면 펀치 고정 플레이트가 구비된다.
그리고 상기 하형(20)은 복수의 구성들로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 하부 홀더(Lower Holder)라고도 불리는 베이스 몸체와, 상기 블랭킹 다이(420)가 설치되는 다이 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 접착제 도포기(100)는 상기 블랭킹 영역에서 일정 거리 이격된 위치에 구비되며, 상기 소재(S)의 이송방향을 기준으로 상기 블랭킹 영역보다 상류에 구비된다. 본 실시 예처럼, 상기 접착제 도포기(100)가 블랭킹 다이(420)와 함께 하형이 설치되는 경우, 상기 소재(S)의 이송방향을 기준으로 상기 블랭킹 다이(420)보다 상류에 상기 접착제 도포기(100)가 배치된다.
그리고 상기 상형(10)에는 라미나 부재(L)에 소정의 슬롯이나 홀이나 돌기 등을 형성하기 위한 가공 펀치(13)가 추가로 장착될 수도 있으며, 상기 하형(20)에는 상술한 가공 펀치와 마주하는 가공 다이(21)가 구비될 수 있음은 본 기술분야에서 통상을 지식을 가진 사람(통상의 기술자)에게 자명한 사항이다.
적층코어 제조를 위한 상형(10)과 하형(20)의 구조는 본 기술분야에서 다양하게 공지되어 있으므로 상기 상형과 하형에 대한 부가적인 설명은 생략된다. 도면 부호 14는 상기 스트리퍼(12)를 탄성 지지하는 구성 즉 스프링 등과 같은 탄성부재이다.
본 실시 예에 따르면, 상기 소재(S)가 소정의 타이밍마다 일정 거리씩 움직이면서 상기 상형(10)과 하형(20) 사이를 통과할 때, 상기 접착제 도포기(100)는 상기 접착제 가열기(200)에 의해 예열된 접착제를 상기 소재(S)에 도포하고, 상기 소재(S)에서 접착제가 도포된 영역은 상술한 블랭킹 펀치(410)와 블랭킹 다이(420)에 의해 타발되어서 상술한 라미나 부재(L)를 이룬다.
그리고 상기 블랭킹 다이(420)의 하부에는 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 및 적층결합을 구현하는 적층유닛(500)이 배치된다. 또한, 상기 적층유닛(500)의 아래측에는, 상기 적층유닛(500)에서 배출되는 적층코어(C)를 받치는 배압유닛(600)이 구비될 수 있다.
상기 적층유닛(500)은 라미나 부재(L)들을 적층상태로 통과시키면서 적층코어(C)를 형성한다. 다시 말해서, 적층상태로 상기 적층유닛(500)을 위에서 아래로 통과하는 상기 라미나 부재(L)들은, 접착에 의해 복수 매씩 일체화됨으로써 적층코어(C)들을 연속적으로 형성하고, 상기 적층유닛(500)의 하방으로 적층코어(C)들이 순차적으로 배출된다. 그리고 상기 배압유닛(600)은 상기 적층유닛(500)에서 아래로 배출되는 적층코어(C)를 받쳐서 하강한다.
상기 적층유닛(500)은, 상기 블랭킹 다이(420)의 하측에 설치되는 스퀴즈 기구(510; Squeeze Member)와 히터(520; Heater)를 포함할 수 있다.
상기 스퀴즈 기구(510)는 축방향으로 관통된 링(Ring) 형상으로 제조됨으로써 스퀴즈 링(Squeeze Ring)이라고도 불리며, 상기 스퀴즈 기구(510)는 상기 블랭킹 다이(420)의 아래측에서 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 적층 및 직진통과를 유도할 수 있다.
다시 말해서. 상기 스퀴즈 링(510)은, 상기 블랭킹 펀치(410)와 블랭킹 다이(420)의 상호작용에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재(L)들을 동축상에 적층된 상태로 정렬시키면서 하방으로 통과시키는 구성요소이며, 상기 라미나 부재(L)들의 이동을 가이드(Guide)한다.
상기 블랭킹 펀치(410)와 블랭킹 다이(420)는 상술한 라미나 부재(L)들의 제조를 위해 상기 소재 즉 금속 스트립(S)을 블랭킹하는 장치로서, 상기 금속 스트립(S)을 타발해서 라미나 부재(L)들을 순차적으로 형성하고, 블랭킹에 의해 형성되는 라미나 부재(L)는 블랭킹 펀치(410)에 의해 상기 적층유닛(500) 보다 구체적으로는 상기 스퀴즈 링(510)의 내부로 공급된다.
그리고 상기 금속 스트립(S)이 블랭킹될 때마다, 상기 스퀴즈 링(510) 내부의 라미나 부재(L)들이 블랭킹 펀치(410)에 의해 아래로 밀려서 금속 스트립(S)의 두께만큼 단계적으로 이동하고, 상기 스퀴즈 링(510)은 상기 적층 유닛(300)의 내부에 상기 라미나 부재(L)들의 동축 정렬 및 적층을 유도한다.
한편, 상기 히터(520)가 설치된 영역을 통과하는 라미나 부재(L)는 상기 히터(520)에 의해 가열되고, 결과적으로 라미나 부재(L)들의 계면에 존재하는 접착제가 열에 의해 경화되며, 이에 따라 소정 매수의 라미나 부재(L)들이 접착방식으로 일체화된다. 상기 히터(520)의 예로는 고주파 유도 가열 장치가 적용될 수 있으나 상기 히터의 종류가 이에 한정되지 않음은 당연하다.
또한 상기 히터(520)의 아래측에는 상기 적층코어(C)의 낙하를 방지하기 위한 핀치 기구(530; Pincher)가 더 구비될 수 있다. 상기 히터(520)는 상기 스퀴즈 기구(510)와 핀치 기구(530) 사이의 영역에 구비되며, 상기 핀치 기구(530)는 상기 적층유닛(500)의 하부 구간에서 상기 적층코어(C)를 둘레를 죈 상태로 통과시키는 구성이다. 상기 핀치 기구(530)로는 상기 적층코어(C)의 둘레를 탄력적으로 죄는 통형(Tubular Shape)의 기구 또는 스프링에 의한 탄성력을 이용해서 적층코어의 외주를 가압하는 기구 등 다양한 구조가 공지되어 있다.
그리고 상기 적층유닛(500)은, 등록특허공보 제10-1990291호와 등록특허공보 제10-1990296호 등에 개시된 인덱스 회전 적층이나 등록특허공보 제10-1507104호 등에 개시된 스큐 인덱스 적층과 같은 회전 적층을 위해 상기 적층유닛 내부의 라미나 부재들을 소정각도씩 회전시킬 수 있는 구조로 구현될 수도 있다.
상기 적층유닛(500)과 배압유닛(600) 그 자체는 본 기술분야에 다양하게 공지되어 있으며, 회전 적층 기술 역시 공지되어 있으므로 이들 구성요소 및 작동 메카니즘에 대한 부가적인 설명은 생략된다.
다시 말해서, 상기 적층코어 제조장치의 상형(10)과 하형(20) 사이를 기설정된 피치(Pitch)씩 움직이면서 통과하는 소재(S), 예를 들면 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하고 상기 금속 스트립을 타발해서 접착식 적층코어를 제조하는 기술 그 자체는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 기술이므로, 상기 블랭킹 펀치(410)와 블랭킹 다이(420)와 적층유닛(500) 등과 같이 공지의 기술이 적용 가능한 구성요소들에 대한 부가적인 설명은 생략된다.
본 실시 예에서 상기 접착제 도포기(100)는 상술한 하형(20)에 구비되며, 상기 소재(S)의 표면, 보다 구체적으로는 상기 소재(S)의 밑면에 접착제를 도포한다. 물론, 상기 접착제 도포기(100)가 상술한 상형(10)에 구비되어서, 상기 상형이 하강할 때 상기 소재(S)의 상측면에 접착제를 도포할 수도 있다.
상기 접착제 배출부(120)는, 상술한 예열 상태의 접착제를 상기 접착제 수용실(101)에서 외부로 배출한다. 상기 접착제 배출부(120)는 노즐형 구조, 예를 들면 출구(121)로 갈수록 유로가 좁아지는 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 접착제 배출부(120)에는 상기 접착제 배출부를 개폐하는 노즐 밸브(130)가 구비될 수 있다.
상기 노즐 밸브(130)는, 상기 접착제 배출부(120)의 출구를 막고, 상기 접착제 배출부(120)의 출구에서 외부로 돌출된 부분(밸브 선단)이 소재(S)에 의해 눌리면 접착제 배출부(120)의 안으로 후퇴해서 출구(121)를 개방할 수 있다.
상기 노즐 밸브(130)는, 상기 노즐 블럭(110)의 내부에 구비되는 탄성부재(140) 예를 들면 코일 스프링에 의해 출구(121)측으로 지지되며, 상기 탄성부재(140)의 탄성력에 의해 상기 노즐 밸브(130)가 밀려서 상기 접착제 배출부의 출구(121)를 닫는다.
본 실시 예에서 상기 탄성부재(140)는 상기 노즐 밸브(130)를 상방으로 탄력 지지하며, 이에 따라 상기 노즐 밸브(130)는 상하방향으로 진퇴 가능한 구조가 된다.
그러므로, 상기 상형(10A)이 하강해서 상기 금속 스트립(S)을 아래로 누르면 상기 금속 스트립(S)이 상기 노즐 밸브(130)를 아래로 가압하고, 이에 따라 상기 접착제 배출부의 출구(121)가 개방되며, 상기 접착제 수용실(101) 내부의 접착제가 내압에 의해 외부로 배출되면서 상기 금속 스트립(S)의 저면에 도포된다.
본 실시 예에서, 상기 접착제 배출부(120)은, 접착제 도포기의 몸체 즉 노즐 블록(110)에 일체로 복수개가 형성될 수도 있고, 노즐 블록(110)에 복수의 접착제 배출부(120)들 즉 접착제 노즐들이 조립될 수도 있다. 접착제 도포기(100)의 구조는 다양하게 변경될 수 있으며, 다양한 방식의 접착제 도포기들이 등록특허공보 제10-1599291호와 제10-1547258호 등 다수의 국내외 특허문헌에 공개되어 있으므로, 본 발명에는 다양한 종류의 접착제 도포기가 적용될 수 있다.
상기 접착제 도포기(100)는, 상기 적층 코어(C)들간의 분리를 위해, 상기 블랭킹 펀치(410)에 동기해서 소정의 시기에 상기 접착제의 도포를 생략할 수 있다.
예를 들면, 상기 접착제 도포기의 노즐 밸브(130)가 소재에 의해 눌리지 않도록, 상기 접착제 도포기(100)가 하강하면 접착제의 도포가 생략될 수 있다. 접착제 도포기를 움직여서 접착제의 도포를 소정시기마다 생략하는 기술 역시 공지되어 있으므로 부가적인 설명은 생략된다. 물론, 소정의 시기마다 접착제 도포가 생략될 수 있도록, 상기 접착제 도포기(100)가 전자 제어식으로 동작될 수도 있다. 참고로, 도 2에서 적층유닛(500) 내에 라미나 부재(L)들이 적층될 때 점선은 접착이 이루어지는 계면이고, 실선은 접착이 이루어지지 않는 적층코어들간의 경계이다.
본 발명은, 미리 예열되어서 유동성이 증가된 상태의 접착제를 상기 접착제 도포기(100)가 상기 소재(S)의 표면에 도포함으로써, 상기 라미나 부재(L)들의 계면에 접착 면적을 증가시킬 수 있는 발명으로서, 본 실시 예처럼 상기 접착제 도포기(100)에 상기 접착제 가열기(200; 200A)가 구비될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 노즐 블럭(110)에 상기 접착제 가열기(200A)가 구비될 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 접착제 수용실(101)의 바닥을 이루는 부분(베이스 블럭)에 접착제 가열기(200A), 예를 들면 전열기 형태의 접착제 가열기가 구비된다. 즉, 상기 노즐 블럭(110)의 하측에 플레이트 형상의 전열식 접착제 가열기(200A)가 구비될 수 있다. 물론, 상기 접착제 가열기(200A)는 상기 노즐 블럭(110)의 다른 부위, 예를 들면 상기 노즐 블럭(110)의 둘레에 구비될 수도 있고 상기 노즐 블럭의 벽체(접착제 수용실의 둘레벽)에 내장될 수도 있으며, 상기 접착제 도포기의 다른 부위 예를 들면 상기 접착제 배출부에 적용될 수도 있다. 즉 상기 접착제 도포기에서 접착제 가열기의 적용 위치가 다양하게 변경될 수 있다.
그리고 상기 접착제 공급장치(300)는, 상기 접착제를 수용하는 접착제 카트리지(310) 즉 접착제 저장용기와, 상기 접착제 카트리지(310)와 접착제 도포기(100)를 연결하는 접착제 공급관(320)을 포함할 수 있다.
상기 접착제 공급장치(300)에도 접착제 가열기(200; 200B)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 접착제 카트리지(310)에 접착제 가열기(200A)가 구비될 수 있다. 상술한 접착제 공급장치(300)에 구비되는 접착제 가열기(200B)를 제1 가열기라 하고, 상기 접착제 도포기(100)에 구비되는 접착제 가열기(200A)를 제2 가열기라 할 때, 본 실시 예에서는 상기 제1 가열기(200B)의 내부에 상기 접착제 카트리지(310)가 삽입된 구조가 예시된다. 즉, 상기 제1 가열기(200B)가 속이 빈 통형(Tubular Shape) 전열기로 이루어지고, 상기 접착제 카트리지(310)가 상기 제1 가열기(200B)의 내부에 끼워질 수 있다.
이에 따라, 상기 접착제 카트리지(310) 내부의 접착제는 상기 제1 가열기(200B)에 의해 가열될 수 있으며, 상기 제1 가열기(200B)에 의해 소정 온도로 예열된 상태에서 상기 접착제 도포기(100)로 압송될 수 있다. 예를 들면, 상기 접착제 카트리지(310) 내부의 접착제는 공기압(Air Pressure)에 의해 압송될 수 있으나 압송 방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 접착제 카트리지(310)에 접착제 압송용 피스톤(Piston)이 구비될 수도 있다.
상기 접착제 카트리지(310)는 상기 하형(20)에 구비될 수도 있고, 상기 하형(20)에 설치된 접착제 도포기(100)에 상기 접착제 공급관(320)에 의해 연결되도록 상기 하형(20)의 외부에 별도로 설치될 수도 있다.
상술한 구조를 갖는 접착식 적층코어 제조시스템에 의하면, 상기 접착제가 소재의 표면에 도포되기 전에, 상술한 접착제 가열기(200) 즉 제1 가열기(200B) 및/또는 제2 가열기(200A)에 의해 가열(예열)될 수 있으므로, 상기 접착제의 유동성 향상에 의해 상기 소재의 표면에서 상기 접착제가 보다 넓게 퍼질 수 있다.
다음으로, 도 5 및 도 6을 참조해서 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 다른 실시 예들(제2 실시 예 및 제3 실시 예)이 설명된다.
본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 다른 실시 예들은, 촉진제 도포기(700)와 촉진제 공급장치(800)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해서, 상기 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 다른 실시 예들은, 접착제 도포기(100)와 접착제 가열기(200)와 접착제 공급장치(300)와 촉진제 도포기(700)와 촉진제 공급장치(800)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 제2 실시 예와 제3 실시 예에는, 전술한 실시 예(제1 실시 예)에서 설명된 접착제 도포기(100)와 접착제 가열기(200)와 접착제 공급장치(300)가 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조시스템의 제2 실시 예와 제3 실시 예는, 전술한 제1 실시 예에서 설명된 구성들을 포함하는 프로그레시브 금형 타입의 접착식 적층코어 제조시스템에 상기 촉진제 도포기(700)와 촉진제 공급장치(800)가 추가된 구조로 구현될 수 있다.
상기 촉진제 도포기(700)는 경화 촉진제 보다 구체적으로는 접착제의 경화온도를 낮추는 물질을 도포하기 위한 구성이다. 그리고 상기 촉진제 공급장치(800)는, 상기 촉진제 도포기(700)에 상기 경화 촉진제를 공급하는 구성으로서 상기 촉진제 도포기(700)에 연결된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 촉진제 도포기(700)는, 상기 소재(S)의 표면 중 상기 접착제가 도포되는 부위 또는 그 반대측 부위에 경화 촉진제를 도포한다. 상기 소재(S)의 표면에 도포되는 경화 촉진제의 종류는 접착제의 제원에 따라 적절하게 결정될 수 있는 공지 기술이다.
상기 접착제 도포기(100)와 촉진제 도포기(700)는, 상기 적층 코어(C)들간의 분리를 위해, 상기 블랭킹 펀치(410)에 동기해서 소정의 시기마다 상기 접착제와 경화 촉진제의 도포를 생략할 수 있다.
상기 촉진제 도포기(700)는 상술한 블랭킹 펀치(410)와 함께 상형(10)에 구비될 수도 있고, 상기 블랭킹 다이(420)와 함께 하형(20)에 구비될 수도 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 예(제2 실시 예)처럼, 상기 접착제 도포기(100)와 촉진제 도포기(700)가 하형(20)에 구비되면, 상기 촉진제 도포기(700)는 상기 소재의 표면 중 상기 접착제가 도포되는 부위에 경화 촉진제를 도포한다. 그리고 도 6에 도시된 예(제3 실시 예)처럼, 상기 접착제 도포기(100)가 하형(20)에 구비되고 상기 촉진제 도포기(700)가 상형에 구비되면, 상기 촉진제 도포기(700)는 상기 소재의 표면 중 상기 접착제가 도포되는 부위의 정반대 부위에 경화 촉진제를 도포한다.
도 6은 접착제 도포기(100)와 촉진제 도포기(700)가 상호 마주보는 위치에 구비된 예를 보여주나 이에 한정되는 것은 아니며, 촉진제 도포기가 접착제 도포기에서 일정거리 시프트(Shift)된 위치, 예를 들면 도 5에 도시된 촉진제 도포기와 마주하는 부위에 배치되도록 상형에 설치될 수도 있다.
그리고 상기 접착식 적층코어 제조시스템은, 상기 촉진제 도포기(700)와 촉진제 공급장치(800) 중 적어도 하나에 구비되는 촉진제 가열기(900)를 더 포함할 수 있다. 즉 상기 촉진제 도포기(700) 및/또는 상기 촉진제 공급장치(800)에 상기 촉진제 가열기(900)가 적용될 수 있다.
상기 촉진제 도포기(700)와 촉진제 공급장치(800)와 촉진제 가열기(900)의 구조는, 전술한 제1 실시 예에서 설명된 접착제 도포기(100)와 접착제 공급장치(300) 및 접착제 가열기(200)와 동일한 구조로 구현될 수 있다. 즉 상기 촉진제 공급장치는 촉진제 카트리지(810)와 촉진제 공급관(820)을 포함할 수 있으며, 촉진제의 압송 방식 역시 접착제의 압송 방식과 동일하게 구현될 수 있다. 도 6에는 촉진제 도포기(700)에 촉진제 가열기가 도시되어 있지 않으나, 도 5에 도시된 예처럼 도 6에 도시된 촉진제 도포기에도 촉진제 가열기가 적용될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예와 제3 실시 예에 따르면, 라미나 부재들의 층간 접착을 위한 경화 반응 시간이 단축될 수 있고, 미리 가열(예열)된 접착제와 경화 촉진제의 유동성이 증가되어 접착제와 경화 촉진제가 보다 넓은 면적에 고르게 퍼질 수 있다.
한편, 본 발명은, 스트립 형상의 소재를 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성해서 적층하고, 상기 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합해서 적층 코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층 코어 제조방법의 형태로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조방법은, 상기 라미나 부재(L)들의 계면 접착을 위한 접착제를 가열하는 단계(접착제 가열단계)와, 상기 가열된 접착제를 상기 소재(S)의 표면에 도포하는 단계(접착제 도포단계)와, 상기 소재(S)를 블랭킹해서 표면에 상기 접착제가 도포된 라미나 부재를 형성하는 단계(블랭킹 단계)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 접착제 도포단계와 동시에 또는 그 전이나 그 후에, 상기 소재에 경화 촉진제를 도포하는 단계(촉진제 도포 단계)가 추가로 진행될 수 있다. 상기 경화 촉진제는 상술한 바와 같이 예열된 상태로 상기 소재에 도포될 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 구체화될 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.
10: 상형 20: 하형
100: 접착제 도포기 110: 노즐 블럭
120: 접착제 배출부 200: 접착제 가열기
300: 접착제 공급장치 310: 접착제 카트리지
320: 접착제 공급관 410: 블랭킹 펀치
420: 블랭킹 다이 500: 적층유닛
600: 배압유닛 700: 촉진제 도포기
800: 촉진제 공급장치 900: 촉진제 가열기

Claims (7)

  1. 적층코어 제조용 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합해서 적층코어를 제조하기 위한 적층코어 제조시스템으로서:
    기설정된 피치(Pitch)씩 이송되는 스트립 형상의 소재에 접착제를 도포하는 접착제 도포기;
    상기 접착제 도포기에 연결되며 상기 접착제 도포기에 상기 접착제를 공급하는 접착제 공급장치; 그리고
    상기 접착제 도포기와 접착제 공급장치 중 적어도 하나에 구비되는 접착제 가열기를 포함하는 접착식 적층코어 제조시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착제 도포기는; 프로그레시브 금형의 하형과 상형 중 어느 하나에 구비되며 접착제 수용실을 갖는 노즐 블럭과,
    상기 노즐 블럭에 구비되며 상기 접착제 수용실에서 상기 접착제를 배출하는 접착제 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접착제 가열기는, 상기 노즐 블럭에 구비되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접착제 공급장치는, 상기 접착제를 수용하는 접착제 카트리지, 및 상기 접착제 카트리지와 접착제 도포기를 연결하는 접착제 공급관을 포함하며;
    상기 접착제 가열기는 상기 접착제 카트리지에 구비되는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소재의 표면 중 상기 접착제가 도포되는 부위 또는 그 반대측 부위에 경화 촉진제를 도포하기 위한 촉진제 도포기; 및
    상기 촉진제 도포기에 연결되며 상기 촉진제 도포기에 상기 경화 촉진제를 공급하는 촉진제 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접착식 적층코어 제조시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 촉진제 도포기와 촉진제 공급장치 중 적어도 하나에 구비되는 촉진제 가열기를 포함하는 접착식 적층코어 제조시스템.
  7. 스트립 형상의 소재를 기설정된 1피치씩 통과시키면서 소정 형상의 라미나 부재들을 순차적으로 형성해서 적층하고, 상기 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합해서 적층 코어들을 순차적으로 제조하는 접착식 적층 코어 제조방법으로서:
    상기 라미나 부재들의 계면 접착을 위한 접착제를 가열하는 단계;
    상기 가열된 접착제를 상기 소재의 표면에 도포하는 단계; 그리고
    상기 소재를 블랭킹해서 표면에 상기 접착제가 도포된 라미나 부재를 형성하는 단계를 포함하는 접착식 적층코어 제조방법.
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JP2009297758A (ja) 2008-06-16 2009-12-24 Kuroda Precision Ind Ltd 積層鉄心の製造装置
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