KR20230076245A - 코어 제조용 접착제 도포기와 코어 제조장치 및 이를 이용한 접착제 도포방법 - Google Patents

코어 제조용 접착제 도포기와 코어 제조장치 및 이를 이용한 접착제 도포방법 Download PDF

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권재상
홍이경
이정일
최성진
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Abstract

본 발명은, 코어 제조용 접착제 도포기와 코어 제조방치 및 이를 이용한 접착제 도포방법을 개시한다. 상기 접착제 도포기는; 적어도 하나의 접착제 배출부를 갖는 노즐 몸체; 및 상기 접착제 배출부를 개폐하기 위해 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 노즐 플러그;를 포함한다. 그리고 상기 접착제 배출부는, 상기 노즐 몸체의 내부에서 외부로 접착제를 배출하는 노즐 홀을 가지며; 상기 노즐 플러그는, 상기 노즐 홀을 선택적으로 막도록 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 플러그 몸체와, 상기 플러그 몸체의 선단면에 돌출 형성되는 플러그 팁을 포함한다. 상기 플러그 몸체의 선단면은 상기 노즐 홀과 마주하며 상기 노즐 홀의 축선에 직교하는 평면이다. 본 발명에 의하면, 접착제 배출부를 개폐하는 노즐 플러그 및 접착제 배출부의 가공 정밀도 및 가공 용이성이 향상될 수 있으므로, 복수의 접착제 배출부를 갖는 접착제 도포기에서 소재에 도포되는 접착제 도포량이 균일하게 관리될 수 있다.

Description

코어 제조용 접착제 도포기와 코어 제조장치 및 이를 이용한 접착제 도포방법{Glue Applier For Manufacturing Core, Core Manufacturing Apparatus, And Glue Appling Method}
본 발명은 코어 제조용 접착제 도포기와 코어 제조장치 및 이를 이용한 접착제 도포방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철심 박판 즉 라미나 부재(Laminar member)들을 접착방식으로 일체화해서 적층 구조의 철심 즉 적층코어를 형성하는 코어 제조용 접착제 도포기와 코어 제조장치 및 이를 이용한 접착제 도포방법에 관한 것이다.
일반적으로, 적층코어(Laminated Core)는, 철심 박판 또는 코어 낱장이라고도 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, 상기 적층코어를 제조하는 다양한 방법이 알려져 있다.
대표적인 방법으로, 프로그레시브(progressive) 금형장치를 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 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.
그리고, 접착제가 코팅되어 있는 상태의 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 상술한 적층코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1659238호와 일본 공개특허 특개2001-291627호와 일본 공개특허 특개2004-023829호 등의 특허문헌에 개시되어 있다.
상술한 접착 고정법에 의하면, 상기 라미나 부재들이 적층유닛이라고 불리는 라미네이터(Laminator)의 내부 공간(적층홀)을 적층된 상태로 통과하면서, 라미나 부재들의 계면(경계면) 접착에 의해 복수 장씩 일체화될 수 있다. 도 1은 라미나 부재와 적층코어의 일 예를 나타낸 도면으로서, 다수 장의 라미나 부재(L)들이 상술한 다양한 방식으로 적층결합됨으로써 적층코어(C)를 형성한 예이다.
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 복수의 지점(Point)에 접착제가 도트(Dot) 형태로 도포되며, 라미나 부재들의 계면 접착이 고르고 균일하게 이루어지지 않으면, 라미나 부재들의 계면에서 적층코어가 갈라지고 분할될 수 있어서, 코어의 성능과 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
그리고 상술한 라미나 부재의 형성 부위마다 복수의 지점(Point)에 접착제가 도포되기 위해서는, 그에 상응하는 개수의 접착제 배출부가 필요하며, 상기 접착제 배출부를 개폐하는 노즐 플러그('노즐 볼'이라고도 함) 및 접착제 배출부의 가공 편차로 인해, 접착제의 도포 포인트(Point)가 많을수록 접착제 도포량이 정밀하게 관리되기 어렵다.
일본 공개특허공보 특개2009-297758호, 적층 철심 제조장치, 2009년 12월 24일 공개 공개특허공보 제10-2015-0136877호, 접착식 적층 코어부재 제조장치 및 접착제 도포유닛, 2015년 12월 8일 공개
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 접착방식으로 적층코어를 제조하기 위해, 소재 표면의 접착제를 정밀하게 도포할 수 있는 코어 제조용 접착제 도포기와 코어 제조장치 및 이를 이용한 접착제 도포방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 접착제 도포 면적을 넓힐 수 있는 코어 제조용 접착제 도포기와 코어 제조장치 및 이를 이용한 접착제 도포방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 형태는, 코어 제조용 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합하기 위해, 상기 소재에 접착제를 도포하는 코어 제조용 접착제 도포기를 제공한다.
상기 접착제 도포기는; 적어도 하나의 접착제 배출부를 갖는 노즐 몸체; 및 상기 접착제 배출부를 개폐하기 위해 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 노즐 플러그;를 포함한다.
그리고 상기 접착제 배출부는, 상기 노즐 몸체의 내부에서 외부로 접착제를 배출하는 노즐 홀을 가지며; 상기 노즐 플러그는, 상기 노즐 홀을 선택적으로 막도록 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 플러그 몸체와, 상기 플러그 몸체의 선단면에 돌출 형성되는 플러그 팁을 포함할 수 있다.
상기 접착제 배출부의 내측면은, 상기 플러그 몸체의 선단면과 마주해서 상기 플러그 몸체의 움직임에 의해 상기 플러그 몸체의 선단면과 선택적으로 면접촉되는 플러그 대향면을 가지며; 상기 플러그 대향면은, 상기 플러그 몸체의 선단면에 나란하며 상기 노즐 홀의 축선에 직교하는 평면이고; 상기 플러그 팁은, 상기 접착제 배출부의 외부로 돌출되도록 상기 플러그 대향면에 형성되는 상기 노즐 홀에 진퇴 가능하게 삽입된다.
상기 플러그 팁은, 선단으로 갈수록 굵기가 감소하는 첨단부를 가질 수 있다. 그리고 상기 플러그 팁은, 상기 플러그 팁의 선단면에 요입 형성되는 도피 홈을 가질 수도 있다.
상기 접착제 도포기는; 상기 노즐 플러그를 관통해서 상기 노즐 몸체 내부의 접착제를 상기 접착제 배출부의 외부로 안내하는 플러그 홀을 더 포함할 수도 있다.
상기 접착제 도포기는; 상기 플러그 홀을 통해 상기 노즐 몸체 내부의 접착제를 외부로 분출하도록, 상기 플러그 홀에 연결되는 공기 유로를 더 포함할 수도 있다.
상기 플러그 홀은, 상기 노즐 플러그의 외주면에 형성되는 유입구와, 상기 노즐 플러그의 선단에 형성되는 분출구를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 형태는: 상술한 접착제 도포기; 및 상기 접착제 도포기의 일측에서 상기 소재를 블랭킹하는 블랭킹 유닛(Blanking Unit)을 포함하는 코어 제조장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 형태는; 적어도 하나의 접착제 배출부를 갖는 노즐 몸체와 상기 접착제 배출부를 개폐하기 위해 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 노즐 플러그를 포함하며, 코어 제조용 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합하기 위해 상기 소재에 접착제를 도포하는 코어 제조용 접착제 도포기를 이용한 접착제 도포방법을 제공한다.
상기 접착제 도포 방법은: 기설정된 1 피치(Pitch)씩 이송되는 상기 소재에 의해 상기 노즐 플러그가 눌린 상태에서, 상기 접착제 배출부를 통해 상기 소재에 접착제를 도포하는 압력식 접착제 도포단계; 및 상기 소재의 이송이 멈춘 상태에서, 상기 압력식 접착제 도포단계의 이전 또는 이후에 상기 노즐 플러그를 통해 상기 소재에 접착제를 분출하는 분사식 접착제 도포단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 이점을 갖는다.
첫째, 본 발명에 의하면, 접착제 배출부를 개폐하는 노즐 플러그 및 접착제 배출부의 가공 정밀도 및 가공 용이성이 향상될 수 있으므로, 접착제 도포량이 정밀하게 관리될 수 있으며, 복수의 접착제 배출부를 갖는 접착제 도포기에서 노즐 플러그들의 높이 편차가 최소화될 수 있고, 복수의 접착제 배출부들에 의해 소재에 도포되는 접착제 도포량이 균일하게 관리될 수 있다.
둘째, 본 발명에 의하면, 상기 소재 표면에서 노즐 플러그가 접촉되는 부분의 중심부에도 접착제의 도포가 가능하므로 라미나 부재들간의 결합력이 향상될 수 있다.
셋째, 본 발명에 의하면, 접착제 도포 면적이 확장될 수 있으므로, 라미나 부재들간의 접착 면적이 증가할 수 있고, 라미나 부재들간의 계면이 들뜨는 현상이 최소화 또는 방지될 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 라미나 부재와 적층코어의 일 예를 나타낸 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 접착제 도포기에 적용 가능한 접착제 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도;
도 3은 도 2에 도시된 접착제 노즐에 의한 접착제 도포 과정을 나타난 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 접착제 도포기의 실시 예들을 나타낸 단면도;
도 5는 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치의 일 실시 예로서, 프로그레시브 금형 타입의 적층코어 제조장치를 예시한 도면;
도 6은 본 발명에 따른 접착제 도포기에 적용 가능한 접착제 노즐의 다른 실시 예를 나타낸 단면도;
도 7은 본 발명에 따른 접착제 도포기에 적용 가능한 접착제 노즐의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도; 그리고
도 8은 도 7에 도시된 접착제 노즐에 의한 접착제 도포 과정을 나타난 단면도;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.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 제조용 접착제 도포기가 구체적으로 설명된다. 도 2는 본 발명에 따른 접착제 도포기에 적용 가능한 접착제 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 접착제 노즐에 의한 접착제 도포 과정을 나타난 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 접착제 도포기의 실시 예들을 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 접착식 적층코어 제조장치의 일 실시 예이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 제조용 접착제 도포기는, 코어 보다 구체적으로는 적층코어 제조용 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합하기 위해, 상기 소재에 접착제를 도포하는 장치이다.
그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 적층코어 제조용 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합해서 적층코어를 제조하는 장치로서, 예를 들면 전기 강판 등과 같은 금속 스트립(Metal Strip)의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들을 복수 장씩 계면(경계면) 접착방식으로 일체화해서 적층코어를 제조하는 형태로 구현될 수 있다.
상기 접착제 도포기(100)는, 적층 구조의 코어 즉 적층코어를 형성하는 라미나 부재들의 계면 접착을 위해, 상술한 소재 즉 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하며, 상기 접착제 도포기(100)에 의해 상기 라미나 부재들의 계면에 접착제가 개재된다. 보다 구체적으로, 상기 접착제 도포기(100)는, 라미나 부재들의 계면 접착을 위해, 상기 소재의 표면의 복수 지점(Point)에 접착제를 동시에 도포할 수도 있다.
예를 들면, 상기 접착제 도포기(100)는, 소정의 타이밍(Timing)마다 기설정된 거리 즉 1 피치(Pitch)씩 이송되는 금속 스트립(S)에서 상기 라미나 부재(L)를 형성하는 부위, 보다 구체적으로는 라미나 부재의 형성이 예정된 영역마다 접착제를 도포한다.
그리고 상기 적층코어 제조장치는, 도 5에 도시된 예처럼, 연속적으로 이송되는 금속 스트립(S)에 접착제를 도포하고, 상기 금속 스트립을 블랭킹(Blanking)해서 라미나 부재들을 순차적으로 형성하며, 접착 고정법 즉 본딩방식으로 적층코어를 제조하는 장치 특히 프로그레시브 금형(Progressive Die) 타입으로 구현될 수 있다.
상술한 프로그레시브 금형 타입(Type)의 적층코어 제조장치에서, 상기 접착제 도포기(100)는, 연속적으로 1피치씩 이송되는 소재(S)에 일정 타이밍(Timing)마다 접착제를 도포한다.
본 실시 예에 따른 상기 접착제 도포기(100)는, 접착제 배출을 위한 접착제 노즐(100A)을 포함한다. 그리고 상기 접착제 노즐(100A)은, 적어도 하나의 접착제 배출부(111)를 갖는 노즐 몸체(110; Nozzle Body)와, 상기 접착제 배출부(111)를 개폐하기 위한 노즐 플러그(120; Nozzle Plug)를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 노즐 플러그(120)는, 상기 노즐 몸체(110)의 내부에 이동 가능하게 구비된다. 그리고 상기 접착제 배출부(111)는, 상기 노즐 몸체(110)의 내부에서 외부로 접착제를 배출하는 노즐 홀(112)을 갖는다. 본 발명에서, 상기 접착제 배출부(111)는, 형상에 관계없이 접착제 배출이 이루어지는 부분 즉 노즐 홀이 형성된 부분을 의미한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 예처럼, 상기 노즐 몸체(110)의 상측에 소재(S)가 위치하는 경우, 상기 노즐 홀(112)은 상기 노즐 몸체(110)의 상측부를 관통한다.
그리고 본 실시 예처럼, 상기 노즐 플러그(120)는, 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 플러그 몸체(121)와, 상기 플러그 몸체(121)에 형성되는 플러그 팁(122)을 포함할 수 있다.
상기 플러그 몸체(121)는, 상기 노즐 홀(112)를 선택적으로 막도록, 상기 노즐 몸체(110)의 내부에 이동 가능하게 구비된다. 그리고 상기 플러그 팁(122)은, 상기 플러그 몸체의 선단면(121a)에 돌출 형성된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 접착제 배출부(111)의 내측면은, 상기 플러그 몸체의 선단면과 마주하는 플러그 대향면(111a)을 갖는다. 상기 플러그 대향면(111a)은, 상기 플러그 몸체(121)의 움직임에 의해 상기 플러그 몸체의 선단면(121a)과 선택적으로 면접촉되는 평면 즉 평평한 면으로서, 상기 플러그 몸체의 선단면(121a)과 나란하며 상기 노즐 홀의 축선에 직교한다.
그리고 상기 플러그 팁(122)은, 상기 접착제 배출부(111)의 외부로 돌출되도록 상기 플러그 대향면(111a)에 형성되는 상기 노즐 홀(112)에 진퇴 가능하게 삽입된다.
그러므로, 상기 플러그 몸체(121)의 선단면 역시 상기 노즐 홀(112)의 축선과 상기 플러그 팁(122)의 축선에 직교하는 평면이 되며, 상기 접착제 배출부(111)의 내부 형상 가공과 노즐 홀의 가공 및 노즐 플러그의 가공이 정밀하고 용이하게 이루어질 수 있고, 상기 플러그 팁(122)의 돌출 길이가 균일하게 규제될 수 있다.
본 실시 예는, 상기 플러그 몸체(121)가 상기 노즐 홀(112)을 향해 움직여서 상기 플러그 대향면(111a)에 밀착되면, 상기 플러그 팁(122)의 첨단부가 상기 노즐 홀(112)의 외부로 일정 거리 돌출되고, 상기 플러그 몸체(121)의 선단면이 상기 노즐 홀(112)을 막는 구조이다.
그리고, 상기 플러그 팁(122)이 눌리면, 상기 플러그 몸체(121)의 후퇴(하강)에 의해 상기 노즐 홀(112)이 개방되고, 이에 따라 상기 노즐 홀(112)을 통한 접착제 배출이 이루어진다. 예를 들면, 상기 플러그 몸체(121)가 후퇴하면, 상기 노즐 몸체(110) 외부의 압력보다 상대적으로 높은 상기 노즐 몸체(110) 내부의 압력에 의해, 상기 노즐 몸체(110)에 수용되어 있는 접착제가 외부로 배출된다.
상기 노즐 홀(112)의 내부 유로는 상기 플러그 팁(122)의 굵기보다 크며, 따라서 상기 노즐 홀(112)의 유로와 상기 플러그 팁(122) 사이에 접착제 배출을 위한 틈새가 존재하게 된다. 예를 들면, 상기 노즐 홀(112)의 내경이 상기 플러그 팁(122)의 외경보다 큰 구조(헐거운 끼워맞춤 형태)가 될 수 있다.
그리고 상기 플러그 팁(122)은 선단으로 갈수록 굵기가 감소하는 첨단부(122a)를 가질 수도 있다. 즉, 상기 플러그 팁(122)은, 상기 일정한 굵기로 연장되는 축부(122b)와, 상기 축부(122b)의 선단에 형성되며 굵기가 축소되는 첨단부(122a)를 포함할 수 있다. 상기 플러그 팁의 첨단부(122a)는, 모서리가 사선 또는 라운드 형태로 경사진 단면 형상이나 원추 형상이나 각뿔 형상 등을 가질 수 있다.
따라서, 상기 플러그 팁(122)의 선단이 소재(S)에 의해 눌린 상태에서 상기 노즐 홀(112)를 통해 접착제가 배출될 때, 상기 플러그 팁(122)과 소재의 접촉 면적이 감소될 수 있고, 상기 플러그 팁(122)의 접촉에 의한 접착제의 미도포 영역이 감소될 수 있다. 다만, 상기 플러그 팁(122)의 돌출 길이를 균일하게 관리하기 위해서는, 가공 정밀도와 용이성을 위해 상기 플러그 팁의 선단은 평면형인 것이 좋다.
상술한 노즐 몸체(110)에는 접착제를 수용하는 공간이 형성되며, 본 실시 예에서 상기 플러그 몸체(121)는 원통형이고, 상기 접착제 배출부(111)는 내부 공간은 상기 플러그 몸체의 형상에 대응되는 원통형이나, 상기 플러그 몸체(121)와 상기 접착제 배출부(111)의 내부 공간이 상술한 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 플러그 팁(122)의 축선에 수직한 단면이 다각형인 구조도 가능하다.
그리고 상기 플러그 몸체(121)의 선단면에 마주하는 면, 즉 상기 플러그 대향면(111a)과 상기 플러그 몸체의 선단면(121a) 사이로 접착제가 공급될 수 있도록, 상기 플러그 몸체(121)와 상기 플러그 몸체(121)를 둘러싸는 실린더(113) 사이에 접착제 유동을 위한 틈새가 형성되거나, 상기 플러그 몸체(121)를 관통해서 접착제 공급홀(도시되지 않음)이 형성될 수도 있다. 본 실시 예에서, 상기 플러그 몸체(121)와 플러그 팁(122)은 일체로 형성되며, 상기 플러그 몸체의 중심부에 구비된다.
도 3을 참조하면, 소재(S)에 의해 상기 플러그 팁(122)이 노즐 몸체(110)의 내측으로 가압되면, 상기 노즐 홀(112)을 통해 접착제가 배출되면서 상기 소재의 표면에 도포(A)된다. 즉, 상기 접착제 도포기는, 상술한 실시 예처럼 압력식 접작체 노즐을 포함할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 노즐 플러그(120)는, 공개특허 제10-2015-0136877호에 개시된 예처럼, 상기 노즐 몸체(110)의 내부에 구비되는 탄성부재 예를 들면 코일 스프링에 의해, 상기 노즐 홀(112)측으로 탄성 지지될 수도 있으며, 상기 노즐 플러그(120)가 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 플러그 대향면을 향해 밀려서 상기 노즐 홀(112)를 닫는다. 물론, 상기 노즐 플러그(120)는 상기 노즐 몸체 내부의 접착제 압력에 의해 상기 노즐 홀(112)측으로 가압될 수도 있다.
상기 접착제 도포기(100)는, 도 4의 (a)처럼 각각 단일의 접착제 배출부(111)를 갖는 복수의 노즐 몸체(110)들을 포함할 수도 있고, 이러한 구조에서 상기 노즐 몸체(110)들은 상기 노즐 몸체(110)들을 지지하는 베이스 블록(130)에 조립되며, 노즐 홀더(140)에 의해 고정될 수 있다. 상기 노즐 홀더는 상기 베이스 블록에 볼트 등의 체결요소에 의해 고정될 수 있다. 상기 노즐 몸체(110)를 후술되는 금형, 예를 들면 하형에 고정하는 방식은 공지되어 있으므로 부가적인 설명은 생략된다.
그리고 상기 접착제 도포기(100)는, 도 4의 (b)처럼 복수의 상기 접착제 배출부(111)들을 갖는 노즐 몸체(110A)를 포함할 수도 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 상기 접착제 도포기(100)의 실시 예들은 넓은 영역에 동시에 접착제를 도포할 수 있다. 상기 복수의 상기 접착제 배출부(111)들을 갖는 노즐 몸체(110A)는 베이스 블록(130)에 볼트 등의 체결요소에 의해 고정될 수 있고, 별도의 노즐 홀더에 의해 상기 베이스 블록에 고정될 수도 있다.
도 4에 도시된 예들에서 상기 접착제 배출부(111)는 접착제 도포기의 표면에서 돌출된 구조이나. 이에 한정되는 것은 아니며 상기 접착제 배출부(111)가 상기 접착제 도포기의 표면에서 돌출되지 않은 비돌출형도 가능하다.
상기 접착제 도포기(100)는 접착제 공급기(T)로부터 접착제를 공급받으며, 상기 접착제 공급기(T)는 공기압(Air Pressure)으로 접착제를 상기 접착제 도포기로 압송할 수 있으나 압송 방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 피스톤(Piston) 방식으로 접착제를 압송할 수도 있다. 그리고, 상기 접착제 공급기로부터 압송되는 접착제는, 상기 노즐 몸체(110)와 연통하는 상기 접착제 도포기의 내부 공간(R)에 수용된다.
그리고 상술한 접착제 도포기(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 프로그레시브 금형 타입의 코어 제조장치에 적용될 수 있으며, 1 피치씩 이송되는 소재(S)에 의해 상기 플러그 팁(122)이 노즐 몸체(110)의 내측으로 가압되면, 상기 노즐 홀(112)을 통해 접착제가 배출되면서 상기 소재의 표면에 도포된다.
상기 접착제 도포기(100)는, 상술한 바와 같이 프로그레시브 금형 타입(Type)의 적층코어 제조장치에 적용될 수 있으며, 이때 상기 접착제 도포기(100)는 금형(10; Dies)에 구비되고, 상기 노즐 홀(112)을 통해 배출되는 접착제가 상술한 금속 스트립(S)의 표면에 도포된다.
본 실시 예에서, 상기 금형(10)은, 승강 가능한 상형(10A)과, 상기 상형(10A)의 하측에 구비되는 하형(10B)을 포함하며, 상기 금속 스트립(S)이 상술한 상형과 하형 사이에 공급되어서 상형과 하형 사이룰 기설정된 길이만큼 1 피치씩 연속해서 통과한다. 그리고 상기 접착제 도포기(100)는 하형(10B)에 구비되어서 상방으로 접착제를 배출한다.
물론, 상기 접착제 도포기(100)가 상기 상형(10A)에 구비되어서 하방으로 접착제를 배출하고, 상기 금속 스트립(S)의 상측면에 접착제가 도포될 수도 있다.
상기 상형(10A)에는, 상기 상형(10A)의 하강시에 상기 금속 스트립(S)을 하방으로 가압하고, 상기 상형(10A)의 상승시에 스트리퍼(Stripper)의 기능을 하는 플레이트(20)가 구비된다. 프로그레시브 금형에서 스트리퍼의 기능을 하는 플레이트는 공지된 구성이므로 부가적인 설명은 생략된다. 도면 부호 30은 상기 플레이트(20)를 탄성 지지하는 스프링이다.
상술한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 상술한 접착제 도포기(100)를 포함하는 프로그레시브 금형 타입의 장치로 구현될 수 있으며, 연속적으로 이송되는 금속 스트립(S)에 접착제를 도포하고 금속 스트립(S)을 주기적으로 블랭킹해서 라미나 부재(L)들을 순차적으로 연속 형성하며, 라미나 부재(L)들을 복수 매씩 결합해서 적층코어(C)를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 상술한 접착제 도포기(100)와, 상기 소재(S)를 블랭킹(Blanking)해서 상기 라미나 부재(L)들을 성형하기 위한 블랭킹 유닛(200; Blanking Unit)을 포함한다. 상기 블랭킹 유닛(200)은, 상기 접착제 도포기(100)의 일측, 보다 구체적으로는 상기 접착제 도포기(100)보다 하류(소재의 이송 방향 기준)에서 상기 소재를 블랭킹한다.
상기 블랭킹 유닛(200)은, 블랭킹 펀치(210)와, 상기 블랭킹 펀치에 마주하는 블랭킹 다이(220)를 포함하며, 본 실시 예에서 상기 블랭킹 펀치(210)는 상기 상형(10A)에 구비되고, 상기 블랭킹 다이(220)는 상기 하형(10B)에 구비된다.
그리고, 상기 블랭킹 다이(220)의 하부에는 상기 라미나 부재들의 정렬 및 적층결합을 구현하는 적층유닛(300)이 배치된다. 상기 적층유닛(300)은, 상기 블랭킹 다이(220)의 하측에 설치되는 스퀴즈 링(310; Squeeze Ring)을 포함하며, 상기 스퀴즈 링(310)은 상기 블랭킹 다이(220)의 아래에서 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 적층 및 직진통과를 유도할 수 있다.
상기 스퀴즈 링(310)은, 상기 블랭킹 펀치와 블랭킹 다이의 상호작용에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재(L)들을 동축상에 적층된 상태로 정렬시키면서 하방으로 통과시키는 구성요소이며, 상기 라미나 부재(L)들의 정렬 및 이동을 가이드(Guide)한다. 상기 스퀴즈 링(310) 그 자체는 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 '통상의 기술자'라 함)에게 공지된 기술이다.
상기 블랭킹 펀치(210)와 다이(220)는 상기 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, 소재의 타발(블랭킹)과 동시에 형성되는 라미나 부재(L)를 상기 스퀴즈 링(310)의 내부에 밀어 넣는다.
그리고, 상기 스퀴즈 링(310)을 포함하는 적층 유닛(300)의 아래측에는, 상기 적층 유닛(300)에서 배출되는 적층코어(C)의 바닥을 받치는 배압유닛(400)이 구비될 수 있다.
본 실시 예에서 상기 적층유닛(300)은, 상기 스퀴즈 링(310)의 상측에서 투입되는 라미나 부재(L)들을 적층상태로 통과시키면서 적층코어(C)를 형성한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 적층 유닛(300)은, 상기 적층 유닛(300)을 위에서 아래로 통과하는 상기 라미나 부재(L)들을 접착방식으로 복수 매씩 일체화해서 적층코어(C)들을 연속 형성하고 하방으로 배출한다.
상기 배압유닛(400)은, 상기 적층 유닛(300)에서 배출되는 상기 적층코어(C)들을 순차적으로 받치도록, 상기 적층 유닛(300)의 하측에 승강 가능하게 구비된다. 상기 배압유닛(400)은 상기 적층 유닛(300)의 하단(출구)를 향해 상방으로 진출해서 상기 적층 유닛(300)에서 배출되는 적층코어(C)의 저면을 지지하며, 상기 적층코어(C)를 받친 상태로 하강한다. 그리고, 하나의 적층코어가 상기 배압유닛에서 취출 완료된 후에는 다시 상승해서 다음 적층코어의 저면을 받친다. 상기 배압유닛의 기능 그 자체와 적층코어의 취출 메카니즘은 통상의 기술자에게 공지된 기술이므로 그에 대한 부가적인 설명은 생략된다.
본 실시 예의 적층 유닛(300)은, 상술한 바와 같이, 라미나 부재(L)들을 통과시키면서 적층코어(C)를 형성하며, 상기 적층코어를 형성하기 위해 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화한다.
이를 위하여, 상기 적층 유닛(300)은, 가열 방식으로 접착제의 경화를 구현하고 라미나 부재(L)들을 복수 매씩 결합시키는 히터(320; Heater)를 포함하며, 상기 적층코어(C)의 낙하를 방지하기 위한 핀치 기구(330; Pincher)를 더 포함할 수 있다.
상기 핀치 기구(330)는, 상기 적층 유닛(300)의 하부 구간에서 상기 적층코어(C)를 통과시키는 구성으로서, 상기 스퀴즈 링(310)의 하측에 구비된다. 예를 들면, 상기 적층코어(C)의 둘레를 가압하도록 탄력적으로 확장 가능하며 복원력을 갖는 통형(Tubular Shape)의 기구 또는 스프링에 의한 탄성력을 이용해서 적층코어의 외주를 가압하는 기구 등이 상기 핀치 기구로 적용될 수 있다.
상기 스퀴즈 링(310)과 상기 핀치 기구(330)의 사이에는 상기 라미나 부재(L)들을 안내하는 가이드(340)가 구비될 수도 있다. 본 실시 예에서는, 상기 히터(320)가 상기 스퀴즈 링(310)과 핀치 기구(330)의 사이 영역에 구비되고, 상기 가이드(340)는 상기 히터(320)의 내부에 구비되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 상기 히터(320)의 내부를 통과하는 라미나 부재(L)는 상기 히터(320)에 의해 가열되며, 결과적으로 라미나 부재들의 계면에 개재되어 있는 접착제가 열에 의해 경화된다. 예를 들면, 상기 히터(320)로는 고주파 유도 가열 장치가 적용될 수 있으나 상기 히터의 종류가 이에 한정되지 않음은 당연하다.
상술한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 상기 라미나 부재(L)들을 소정 매수씩 일체화해서 상술한 적층코어(C)를 형성하기 위해, 상기 라미나 부재(L)들의 층간에 존재하는 접착제를 가열/경화시키고, 소정 매수의 라미나 부재들을 접착방식으로 일체화한다.
상기 핀치 기구(330)는, 상기 히터(320)의 아래측 영역에서 상기 적층코어(C)의 이동 통로를 형성하며, 상기 라미나 부재(L)들 보다 구체적으로 소정 매수씩 라미나 부재(L)들의 층간 결합에 의해 형성되는 적층코어(C)의 둘레를 가압해서 상기 적층코어를 소정의 힘으로 잡는 기구 즉 측압을 가하는 기구이다. 따라서, 상기 핀치 기구(330)는, 상기 적층 유닛(300)에서 배출되는 적층코어가 상기 배압유닛(400)에 의해 받쳐지기 이전에 밑으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
상기 하형(10B)에는 상기 적층 유닛(300)의 냉각 및 그 주변의 냉각을 위한 냉각 시스템이 적용될 수 있으며, 상기 적층 유닛(300)을 형성하는 구성요소들의 사이에는 열전도를 차단하기 위한 단열 부재 즉 열 차단재가 적용될 수도 있다.
그리고 상기 상형(10A)에는 라미나 부재(L)에 소정의 슬롯이나 홀(예를 들면 상술한 라미나 부재의 중심홀) 등을 형성하기 위한 적어도 하나의 펀치(11)가 더 구비될 수도 있으며, 상기 하형(10B)의 상측면에는 상술한 펀치(11)와 마주하는 다이 홀(12)이 구비될 수 있다. 적층코어 제조용 프로그레시브 금형장치에서 라미나 부재의 형상 가공을 위해 상형과 하형에 구비되는 성형장치의 예는 다양하게 공지되어 있으므로 부가적인 설명은 생략된다.
도 5에서, 상기 적층 유닛(300)의 내부에 상하로 적층된 라미나 부재(L)들은 실선을 기준으로 분리되며, 점선으로 표시된 경계면은 층간 접착이 이루어지는 부분(접착 계면)을 예시한 것이다. 적층코어(C)들이 실선을 기준으로 분리될 수 있도록, 상기 접착제 도포기(100)는 소정의 타이밍마다 접착제 도포를 생략한다. 예를 들면, 접착제 도포가 생략되는 시기(아이들 공정)마다 상기 접착제 도포기(100)가 일정 높이 하강해서, 상기 소재(S)와 노즐 플러그(120)의 접촉이 방지될 수 있다.
그리고 상기 적층 유닛(300)는, 상술한 인덱스 회전 적층을 위해 상기 라미나 부재들을 소정각도씩 회전시킬 수도 있다. 예를 들면, 상기 스퀴즈 링(310)와 핀치 기구(330)가 동시에 동일 각속도로 회전할 수 있다.
상기 금속 스트립을 타발해서 라미나 부재들을 형성하고, 상기 라미나 부재들을 접착방식으로 일체화함으로써 접착식 적층코어를 제조하는 기술 그 자체는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으므로, 그에 부가적인 설명은 생략된다.
한편, 도 6에 도시된 예처럼, 상기 플러그 팁(122)은, 상기 플러그 팁의 선단면에 요입 형성되는 도피 홈(122c)을 가질 수도 있다. 상기 도피 홈(122c)에는 상기 노즐 홀(112)에서 배출되는 접착제의 일부가 고일 수 있으며, 이에 따라 상기 플러그 팁(122)과의 접촉이 이루어지는 부위의 중심부에도 접착제의 도포가 가능하므로, 라미나 부재들간의 결합력이 향상될 수 있다.
다음으로, 도 7 및 8을 참조하면, 상기 접착제 도포기(100)는, 상기 노즐 플러그(120)를 관통해서 상기 노즐 몸체(110) 내부의 접착제를 상기 접착제 배출부(111)의 외부로 안내하는 플러그 홀(123)을 더 포함할 수도 있다.
그리고 상기 플러그 홀(123)을 통해 상기 노즐 몸체(110) 내부의 접착제를 외부로 분출하도록, 상기 플러그 홀(123)에는 공기 유로(124)가 연결될 수 있다. 상기 공기 유로(124)는, 상기 접착제 배출부의 외압보다 높은 압력으로 공기를 상기 노즐 플러그(120)에 압송하는 공압 장치(도시되지 않음)가 연결되며, 스프레이 방식으로 접착제를 분출할 수 있다.
본 실시 예처럼, 상기 플러그 홀(123)은, 상기 노즐 플러그의 외주면에 형성되는 유입구(123a)와, 상기 노즐 플러그(120), 보다 구체적으로는 플러그 팁(121)의 선단에 형성되는 분출구(123b)를 가질 수 있다.
따라서, 상기 소재(S)가 상기 플러그 팁(122)의 선단에서 이격된 상태에서, 상기 플러그 팁(122)에서는 공압에 의한 스프레이 방식으로 접착제의 분출(분사식 접착제 도포)이 이루어질 수 있으며, 상기 소재 표면의 넓은 영역에 접착제의 도포가 이루어질 수 있다. 그리고 상기 소재(S)가 상기 플러그 팁(122)을 눌러서 상기 플러그 몸체(121)가 후퇴한 상태에서는 상기 노즐 홀(112)을 통한 접착제 배출이 이루어질 수 있다.
상술한 분사식 접착제 도포가 멈춘 시간, 예를 들면 소재의 이송이 이루어지는 동안에, 상기 노즐 몸체 내부의 압력에 의해 상기 플러그 홀을 통한 접착제의 미소량의 누설이 이루어질 수도 있으나, 상기 노즐 몸체 내부의 압력을 외부 압력 예를 들면 대기압과 동일하게 제어하거나 상기 공기 유로의 압력을 제어하거나 버큠 브레이커(Vacuum Breaker)나 밸브(Valve) 등을 사용하는 다양한 방식으로, 상기 플러그 홀을 통한 접착제의 누설을 방지할 수도 있다.
본 발명은, 적어도 하나의 접착제 배출부를 갖는 노즐 몸체와 상기 접착제 배출부를 개폐하기 위해 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 노즐 플러그를 포함하며, 코어 제조용 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합하기 위해 상기 소재에 접착제를 도포하는 코어 제조용 접착제 도포기를 이용한 접착제 도포방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 접착제 도포방법의 일 실시 예는, 압력식 접착제 도포단계와 분사식 접착제 도포단계를 포함할 수 있다.
상기 압력식 접착제 도포단계는, 기설정된 1 피치(Pitch)씩 이송되는 상기 소재에 의해 상기 노즐 플러그가 눌린 상태에서, 상기 접착제 배출부를 통해 상기 소재에 접착제를 도포하는 단계이다. 그리고 상기 분사식 접착제 도포단계는, 상기 소재의 이송이 멈춘 상태에서, 상기 압력식 접착제 도포단계의 이전 및/또는 이후에 상기 노즐 플러그를 통해 상기 소재에 접착제를 분출하는 단계이다.
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.
100: 접착제 도포기 110: 노즐 몸체
111: 접착제 배출부 112: 노즐 홀
120: 노즐 플러그 121: 플러그 몸체
121a: 플러그 선단면 122: 플러그 팁

Claims (8)

  1. 코어 제조용 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합하기 위해, 상기 소재에 접착제를 도포하는 코어 제조용 접착제 도포기로서;
    적어도 하나의 접착제 배출부를 갖는 노즐 몸체; 및 상기 접착제 배출부를 개폐하기 위해 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 노즐 플러그;를 포함하고:
    상기 접착제 배출부는, 상기 노즐 몸체의 내부에서 외부로 접착제를 배출하는 노즐 홀을 가지며; 상기 노즐 플러그는, 상기 노즐 홀을 선택적으로 막도록 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 플러그 몸체와, 상기 플러그 몸체의 선단면에 돌출 형성되는 플러그 팁을 포함하고;
    상기 접착제 배출부의 내측면은, 상기 플러그 몸체의 선단면과 마주해서 상기 플러그 몸체의 움직임에 의해 상기 플러그 몸체의 선단면과 선택적으로 면접촉되는 플러그 대향면을 가지며; 상기 플러그 대향면은, 상기 플러그 몸체의 선단면에 나란하며 상기 노즐 홀의 축선에 직교하는 평면이고; 상기 플러그 팁은, 상기 접착제 배출부의 외부로 돌출되도록 상기 플러그 대향면에 형성되는 상기 노즐 홀에 진퇴 가능하게 삽입되는 코어 제조용 접착제 도포기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플러그 팁은, 선단으로 갈수록 굵기가 감소하는 첨단부를 갖는 것을 특징으로 하는 코어 제조용 접착제 도포기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1항에 있어서,
    상기 플러그 팁은, 상기 플러그 팁의 선단면에 요입 형성되는 도피 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 코어 제조용 접착제 도포기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 플러그를 관통해서 상기 노즐 몸체 내부의 접착제를 상기 접착제 배출부의 외부로 안내하는 플러그 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 제조용 접착제 도포기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플러그 홀을 통해 상기 노즐 몸체 내부의 접착제를 외부로 분출하도록, 상기 플러그 홀에 연결되는 공기 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 제조용 접착제 도포기.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 플러그 홀은, 상기 노즐 플러그의 외주면에 형성되는 유입구와, 상기 노즐 플러그의 선단에 형성되는 분출구를 갖는 것을 특징으로 하는 코어 제조용 접착제 도포기.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 접착제 도포기; 및
    상기 접착제 도포기의 일측에서 상기 소재를 블랭킹하는 블랭킹 유닛(Blanking Unit)을 포함하는 코어 제조장치.
  8. 적어도 하나의 접착제 배출부를 갖는 노즐 몸체와 상기 접착제 배출부를 개폐하기 위해 상기 노즐 몸체의 내부에 이동 가능하게 구비되는 노즐 플러그를 포함하며, 코어 제조용 소재의 블랭킹(Blanking)에 의해 형성되는 라미나 부재들의 계면을 접착방식으로 결합하기 위해 상기 소재에 접착제를 도포하는 코어 제조용 접착제 도포기를 이용한 접착제 도포방법으로서:
    기설정된 1 피치(Pitch)씩 이송되는 상기 소재에 의해 상기 노즐 플러그가 눌린 상태에서, 상기 접착제 배출부를 통해 상기 소재에 접착제를 도포하는 압력식 접착제 도포단계; 및
    상기 소재의 이송이 멈춘 상태에서, 상기 압력식 접착제 도포단계의 이전 또는 이후에 상기 노즐 플러그를 통해 상기 소재에 접착제를 분출하는 분사식 접착제 도포단계를 포함하는 코어 제조용 접착제 도포방법.
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