KR20240078983A - 적층코어 제조장치 및 적층코어 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트레이트 형상부와 스큐 형상부를 갖는 적층코어를 제조할 수 있는 적층코어 제조장치 및 적층코어 제조방법을 개시한다. 본 발명에 따른 적층코어 제조장치는: 간헐적으로 이송되는 적층코어 제조용 스트립 소재를 블랭킹(Blanking)해서 라미나 부재들을 순차적으로 형성하기 위한 블랭킹부; 상기 스트립 소재의 블랭킹 이전에 상기 스트립 소재를 가공을 위하여, 상기 블랭킹부의 일측에 구비되며, 회전이동에 의해 가공위치를 변경하면서 상기 스트립 소재를 가공하도록 기설정된 각도 단위로 단계적으로 회전 가능한 제1 가공부; 상기 제1 가공부의 일측 또는 타측에 구비되며 일정 위치에서 상기 스트립 소재를 가공하는 제2 가공부; 그리고 상기 블랭킹부와 동축상에 구비되며, 상기 스트립 소재의 블랭킹에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재들의 적층 공간을 갖는 적층 다이;를 포함한다.

Description

적층코어 제조장치 및 적층코어 제조방법{Apparatus For Manufacturing Laminated Core And Method Using The Same}

본 발명은 적층코어 제조장치 및 적층코어 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 스트립을 가공해서 적층코어의 축선과 나란하게 일직선으로 적층되는 스트레이트 형상부와 스큐된 형상으로 적층되는 스큐 형상부를 갖는 적층코어를 제조할 수 있는 적층코어 제조장치 및 적층코어 제조방법에 관한 것이다.

적층코어(Laminated Core)는, 복수 장의 얇은 판 즉 라미나 부재(Laminar member)들을 겹쳐진 상태(적층 상태)로 일체화함으로써 제조되는 적층 구조의 코어를 의미하며, 예를 들면 금속 스트립(Strip)과 같은 스트립 소재의 타발에 의해 얻어지는 복수 장의 라미나 부재들이 적층 구조로 일체화된 코어용 부재를 의미한다.

이러한 적층코어는 모터 등의 회전기기나 변압기 또는 점화시스템용 철심 등과 같은 다양한 장치의 코어(Core)로 사용되고 있으며, 이를 제조하는 다양한 방법이 알려져 있다.

적층코어를 제조하는 대표적인 방법으로, 프로그레시브(progressive) 금형장치를 이용해서 소정 형상의 라미나 부재들을 일정한 시간 간격으로 연속적으로 성형 및 적층하고, 적층된 라미나 부재들이 복수 장씩 결합된 상태로 일체화되면, 적층 구조의 코어 즉 상술한 적층코어가 제조될 수 있다.

그리고 상기 라미나 부재를 적층/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 제10-2008-0067428호와 등록특허공보 제10-0876157호 등 여러 특허문헌들에 개시되어 있다.

근래에는, 라미나 부재들의 층간 결합을 접착방식으로 구현하는 기술(접착 고정법)이 개발/사용되고 있다. 예를 들면, 적층코어를 제조하는 장치(금형)에 공급되는 금속 스트립의 표면에 접착제를 도포하고 상기 금속 스트립을 타발해서 적층코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1566491호와 일본 공개특허 특개평5-304037호 및 일본 공개특허 특개2009-297758호 등의 특허 문헌에 개시되어 있다.

그리고, 접착제가 미리 코팅되어 있는 상태의 금속 스트립을 공급받아 타발함으로써 상술한 적층코어를 제조하는 발명이 대한민국 등록특허 제10-1659238호 등의 특허문헌에 개시되어 있다.

상술한 종래의 접착 고정법에 의하면 레이저 용접에 비해 비용이 절감될 수 있으며, 상기 접착 고정법은 강판이 박판화에 대응할 수 있는 기술로서, 상기 라미나 부재들을 적층된 상태로 통과시키면서 라미나 부재들의 계면(경계면)을 접착식으로 일체화한다.

한편, 적층코어의 직각도 및 두께편차 관리를 위해, 라미나 부재들의 적층 공간을 갖는 적층 다이가 소정의 타이밍(Timing)마다 소정 각도씩 회전(인덱스 회전)하는 방식이 사용되고 있다.

상기 라미나 부재는 금속 스트립의 블랭킹(Blanking)에 의해 만들어지는데, 금속 스트립은 두께가 일정치 않기 때문에 다수 장의 라미나 부재를 적층할 경우, 금속 스트립의 폭방향 두께 편차로 인해 적층코어의 직각도 불량이 발행할 수 있으며 이는 웨이트 밸런스(Weight Balance)의 불량을 초래한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 라미나 부재의 적층 과정에서 적층 다이를 소정 각도, 예를 들어 라미나 부재를 적층할 때마다 적층 다이를 180도씩 회전시켜 두께 편차를 보정하는 방법 즉 상술한 인덱스 회전 방식(인덱스 적층이라고도 함)이 사용되고 있다.

그리고 상기 적층코어의 슬롯(Slot)은 축선과 나란한 형태가 될 수도 있지만, 제품의 물성을 개선하기 위해서 슬롯이 비스듬하게 스큐(Skew)된 형상 즉 비틀린 형상를 이루는 구조도 있으며, 상기 라미나 부재를 적층할 때마다 상기 적층 다이가 미세 각도로 회전(스큐 적층)하면 도 1에 도시된 예처럼 상기 슬롯(1)이 스큐된 형상을 이루게 되며, 이는 모터 구동시에 연속적이고 원활한 회전이 가능하다는 장점이 있다. 도 1은 스큐된 형상의 슬롯(1)을 갖는 적층코아의 일 예를 나타낸 도면이다.

적층코어의 직각도 및 두께편차 관리를 위하여 상기 라미나 부재들이 회전식 적층 다이에 의해 인덱스 회전하는 방식의 접착식 적층코어 제조장치가 등록특허공보 제10-1990291호와 등록특허공보 제10-1990296호 등에 개시되어 있고, 상술한 탭 고정법으로 적층코어를 제조하는 장치에서도 라미나 부재들의 인덱스 회전을 구현한 발명이 등록특허공보 제10-0876157호 등에 개시되어 있으며, 또한 라미나 부재들을 회전시켜서 적층코어의 슬롯을 사선 방향으로 경사지게 형성하는 스큐(Skew) 적층 방식의 발명이 공개특허공보 제10-2015-0031950호 등에 개시되어 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0031950호, 블랭킹 유니트 및 이를 포함하는 적층코아 제조장치, 2015년 3월 25일 공개

본 발명은, 금속 스트립 즉 스트립 소재을 가공해서 적층코어의 축선과 나란하게 일직선으로 적층되는 스트레이트(Straight) 형상부와, 스큐(Skew)된 형상으로 적층되는 스큐 형상부를 동시에 갖는 적층코어를 제조 가능한 적층코어 제조장치 및 적층코어 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 형태는: 간헐적으로 이송되는 적층코어 제조용 스트립 소재를 블랭킹(Blanking)해서 라미나 부재들을 순차적으로 형성하기 위한 블랭킹부; 상기 스트립 소재의 블랭킹 이전에 상기 스트립 소재를 가공을 위하여, 상기 블랭킹부의 일측에 구비되며, 회전이동에 의해 가공위치를 변경하면서 상기 스트립 소재를 가공하도록 기설정된 각도 단위로 단계적으로 회전 가능한 제1 가공부; 상기 제1 가공부의 일측 또는 타측에 구비되며 일정 위치에서 상기 스트립 소재를 가공하는 제2 가공부; 그리고 상기 블랭킹부와 동축상에 구비되며, 상기 스트립 소재의 블랭킹에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재들의 적층 공간을 갖는 적층 다이;를 포함하는 적층코어 제조장치를 제공한다.

상기 제1 가공부는: 상기 제1 가공부의 회전 축선을 기준으로 기설정된 각도 단위로 단계적으로 회전 가능한 제1 다이(Die)와; 상기 스트립 소재를 가공하기 위해 상기 제1 다이와 마주해서 진퇴 가능하게 구비되며, 상기 제1 다이와 함께 동시에 동일 각도 회전하는 제1 툴(Tool)을 포함할 수 있다.

상기 블랭킹부는; 상기 스트립 소재의 표면에 수직한 방향으로 왕복이동 가능한 상형에 구비되는 블랭킹 펀치와, 상기 상형과 간격을 두고 마주하는 하형에 구비되며 상기 블랭킹 펀치와 마주하는 블랭킹 다이를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 툴은, 상기 상형에 의해 상기 제1 다이측으로 이동해서 상기 스트립 소재를 가공할 수 있다.

상기 제1 툴은, 상기 상형에 의해 눌려서 상기 제1 다이측으로 이동하며, 상기 제1 툴의 원위치로 복원되도록 탄성부재에 의해 지지되고; 상기 제1 가공부는 상기 제1 다이와 제1 툴을 일체 회전을 위한 연결부재를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 다이는, 회전 가능한 다이 지지체에 구비되며; 상기 다이 지지체는, 상기 다이 지지체에 회전 동력을 전달하는 회전 구동장치에 연결될 수 있다.

그리고 상기 제1 툴은 툴 홀더에 구비되고; 상기 툴 홀더는 상기 제1 툴의 회전 중심을 이루는 툴 회전축을 가지며; 상기 툴 회전축은 상기 상형에 형성되는 축 지지홀에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

상기 제1 툴은, 상기 적층코어의 슬롯 형성을 위해 상기 스트립 소재를 기설정된 타이밍마다 타발하는 슬롯 펀치를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 형태는, 간헐적으로 이송되는 적층코어 제조용 스트립 소재를 기설정된 타이밍마다 블랭킹(Blanking)해서 적층코어를 제조하는 프로그레시브 방식의 적층코어 제조방법으로서: 상기 스트립 소재의 이송방향으로 기설정된 간격을 두고, 상기 스트립 소재를 가공할 때마다 기설정된 각도 단위로 피가공 위치를 변경하면서 상기 스트립 소재의 블랭킹 예정영역들을 순차적으로 가공하는 단계를 포함하는 적층코어 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 적층 다이의 회전 여부에 관계없이, 프로그레스브 방식으로 금속 스트립을 가공해서, 적층코어의 축선과 나란하게 일직선으로 적층되는 스트레이트 형상부와 스큐된 형상으로 적층되는 스큐 형상부를 갖는 적층코어를 제조할 수 있으며, 스트레이트 형상부와 스큐 형상부를 적층코어에 동시에 구현하기 위해 별도 부품의 제조 및 결합 공정을 생략할 수 있으며, 스큐 형상부를 갖는 적층코어가 용이하게 제조될 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 스큐된 형상의 슬롯을 갖는 적층코어의 일 예를 나타낸 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 적층코어 제조장치의 일 실시 예에 의해 제조 가능한 적층코어의 일 예를 나타낸 사시도;
도 3은 도 2에 도시된 적층코어를 상하방향으로 절단해서 나타낸 사시도;
도 4는 본 발명에 따른 적층코어 제조장치의 일 실시 예를 나타낸 도면;
도 5는 도 4에 도시된 적층코어 제조장치의 하형에 적용되는 다이 구조를 보여주는 평면도;
도 6은 도 4에 도시된 적층코어 제조장치의 제1 가공부를 분리하여 나타낸 도면;
도 7은 도 4에 도시된 적층코어 제조장치의 제1 가공부를 개략적으로 나타낸 폭방향 종단면도;
도 8은 도 4에 도시된 적층코어 제조장치에 의해 제조되는 라미나 부재의 평면도; 그리고
도 9는 도 4에 도시된 적층코어 제조장치에 의해 가공되는 스트립 소재의 레이아웃을 나타낸 평면도이다.

이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다. 그리고 본 기술 분야에서 이미 공지된 기술에 대해서는 설명을 생략하거나 최소화한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들면, "제1"과 "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 동일 명칭의 구성요소들을 설명할 때 이들을 상호 구분하는데 사용될 수 있지만 구성요소의 수를 정의하거나 한정하는 것은 아니다.

그리고 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "적층되어" 있다거나 "구비되어 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 적층되어 있거나 구비되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재하는 결합 관계, 에를 들면 간접적으로 연결되는 관계도 포함한다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 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 부가적 존재 즉 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시 예는, 라미나 부재(L; '라미나(Lamina)' 또는 '철심 낱장' 또는 '코어 낱장' 등으로도 칭함)들의 적층에 의해 형성되는 적층코어를 제조하는 장치(적층코어 제조장치) 및 방법(적층코어 제조방법)에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층 코어 제조장치는, 간헐적으로 연속 이송되는 띠 형상의 박판 소재(스트립 소재)를 블랭킹(Blanking)해서 소정 형상의 라미나 부재들을 형성하며, 상기 라미나 부재들을 일체화함으로써 모터나 발전기나 트랜스 등의 코어를 제조하는 프로그레시브(Progressive) 방식의 적층 코어 제조장치이며, 상기 라미나 부재들은 코킹이라고도 불리는 엠보싱(Embossing) 형상 돌기(엠보싱 돌기)에 의한 탭 고정방식에 의해 결합될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외 다른 방식 예를 들면 라미나 부재들의 경계면을 접착제로 접착하는 접착 고정방식에 의해 결합될 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 적층코어의 일 예처럼 스트레이트 형상부(11)와 스큐 형상부(12)를 갖는 적층코어(10)를 프로그레시브 방식으로 제조할 수 있는 장치이다.

상기 스트레이트 형상부(11)는, 적층코어의 축선(Axis)과 나란하게 일직선으로 적층된 부분이고, 상기 스큐 형상부(12)는 스큐된 형상 즉 사선방향으로 비틀린 형상으로 적층된 부분이다.

본 실시 예에서 스트레이트 형상부(11)는 모터의 축이 결합되는 축 결합부로서, 모터의 축(Shaft)이 끼워지는 축공(13)의 내주면에 돌출되며 세로방향으로 수직하게 형성된다. 그리고 본 실시 예에서 상기 스큐 형상부(12)는 상기 적층코어의 슬롯(Slot)으로서 적층코어를 비스듬하게 경사진 각도로 관통한다.

도 4 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 적층코어 제조장치의 일 실시 예는, 블랭킹부(100)와 제1 가공부(200)와 제2 가공부(300) 및 적층 다이(400)를 포함한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 블랭킹부(100)는 간헐적으로 이송되는 적층코어 제조용 스트립 소재를 블랭킹(Blanking)해서 라미나 부재(L)들을 순차적으로 형성하기 위한 구성요소이다.

그리고 상기 제1 가공부(200)는, 상기 스트립 소재(S)의 블랭킹 이전에 상기 스트립 소재(S)를 가공하는 구성요소로서, 상기 블랭킹부(100)의 일측에 구비되며, 회전에 의해 가공위치를 변경하면서 상기 스트립 소재(S)를 가공하도록 기설정된 각도 단위로 단계적으로 회전 가능하다.

즉, 상기 제1 가공부(200)는 상기 스트립 소재(S)의 블랭킹 이전에 상기 스트립 소재(S)의 블랭킹 예정영역에 기설정된 형상의 제1 구조(11a)를 형성하는 구성요소로서, 상기 스트립 소재(S) 즉 금속 스트립의 이송 방향을 기준으로 상기 블랭킹부(100)보다 상류에 구비된다. 본 실시 예에서는 상기 제1 가공부(200)의 예로서, 상기 적층코어의 슬롯(본 실시 예에서 스큐 형상부, 12)을 형성하기 위해 상기 스트립 소재(S)를 펀칭하는 장치가 설명되나, 상기 스큐 형상부의 예가 상기 슬롯에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 편심된 위치에서 적층코어를 관통하는 홀(Hole)을 스큐 형상으로 구현할 수도 있다. 그리고 상기 제1 가공부(200)는 스트립 소재의 이송 방향을 따라 상기 블랭킹부보다 상류 영역에 복수 개가 구비될 수도 있으며, 복수의 제1 가공부들에 의해 타발되는 부분이 각각 스큐 형상부를 형성할 수 있다.

그리고 상기 제2 가공부(300)는, 상기 제1 가공부(200)의 일측 또는 타측에 구비되며, 일정 위치에서 상기 스트립 소재(S)를 가공하는 구성요소이다. 즉, 상기 제2 가공부(300)는 제자리에서 상기 스트립 소재(S)의 블랭킹 예정영역에 기설정된 형상의 제2 구조(12a)를 형성하는 구성요소로서, 상기 스트립 소재(S) 즉 금속 스트립의 이송 방향을 기준으로 상기 블랭킹부(100)보다 상류 또는 하류에 구비된다.

본 실시 예에서는, 상기 제2 가공부(300)의 예로서 상술한 축 결합부(12)와 축공(13)을 형성하기 위해 상기 스트립 소재(S)를 펀칭하는 장치가 설명된다.

다음으로, 상기 적층 다이(400)는 상기 블랭킹부(100)와 동축상에 구비되며, 상기 스트립 소재(S)의 블랭킹에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재(L)들의 적층 공간(410)을 갖는다. 즉, 상기 블랭킹부(100)에 의해 상기 스트립 소재(S)에서 분리되는 라미나 부재(L)들은 순차적으로 상기 적층 다이(400)의 내부로 투입되어서 상기 적층 다이(400)의 내부에 적층되며, 상술한 탭 고정방식이나 접착 방식 등에 의해 기설정된 매수씩 결합되어서 적층코어를 형성하게 된다.

상기 블랭킹부(100)는, 상기 스트립 소재(S)의 표면에 수직한 방향으로 왕복이동 가능한 블랭킹 펀치(110; Blanking Punch))와, 상기 블랭킹 펀치(110)와 마주하는 블랭킹 다이(120; Blanking Die)를 포함한다.

본 실시 예에서 상기 블랭킹 펀치(110) 상기 스트립 소재(S)의 표면에 수직한 방향으로 왕복이동, 예를 들면 도 4에 도시된 구조처럼 승강 가능한 상형(20)에 구비되어서 상기 상형(20)과 함께 일체로 움직이는 구성요소이다. 그리고 상기 블랭킹 다이(120)는 상기 상형(20)과 간격을 두고 마주하는 하형(30)에 구비되며, 상기 블랭킹 다이(120)의 아래에는 상술한 적층 다이(400)이 구비된다.

그리고 상기 제1 가공부(200)는, 회전 가능한 제1 다이(Die; 210)와, 상기 제1 다이(210)와 마주하는 제1 툴(Tool; 220)을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1 다이(210)는, 상기 제1 가공부(200)의 회전 축선을 기준으로 기설정된 각도 단위로 단계적으로 회전 가능한 구성요소이다. 상기 제1 다이(210)의 단계별 회전 각도는 상기 스큐 형상부의 각도 등을 고려해서 결정된다.

그리고 상기 제1 툴(220)은 상기 스트립 소재(S)를 가공하기 위해 상기 제1 다이(210)와 마주해서 진퇴(승강) 가능한 구성요소이다. 상기 제1 가공부, 보다 구체적으로 상기 제1 툴(220)은 상기 블랭킹 펀치가 탑재되는 상형(20)의 일측(스트립 소재의 이송방향을 기준으로 상형의 상류 영역)에 별도로 분리된 형태로 구비될 수도 있으나, 본 실시 예에서 상기 제1 툴(220)은, 상기 상형(20)에 의해 상기 제1 다이(210)측으로 이동해서 상기 스트립 소재(S)를 가공하는 예이다.

본 실시 예에서 상기 제1 툴(220)은, 상기 상형(20)에 의해 눌려서 상기 제1 다이(210)측으로 이동(하강)하며, 상기 제1 툴(220)의 원위치로 복원되도록 코일 스프링 등의 탄성부재(230)에 의해 상형측으로 탄력 지지된다.

그리고 상기 제1 가공부(200)는 회전 구동장치에 연결되어서 기설정된 각도씩 단계적으로 회전한다. 예를 들면, 상기 제1 다이(210)가 회전 구동장치의 동력을 전달받고 상기 제1 툴(220)이 상기 제1 다이(210)에 종동하여 회전할 수 있다.

반대로, 상기 제1 툴(220)이 회전 구동장치의 동력을 전달받고 상기 제1 다이(210)가 제1 툴(220)에 종동하여 회전할 수도 있다. 물론, 상기 제1 다이(210)와 제1 툴(220)이 각각 별도의 회전 구동장치로부터 동력을 전달받을 수도 있으므로, 상기 제1 가공부(200)의 회전 방식이 본 실시 예에서 설명되는 구조에 한정되지 않음은 당연하다. 본 실시 예서는, 상기 제1 다이(210)가 회전 구동장치의 동력을 전달받고 상기 제1 툴(220)이 상기 제1 다이(210)에 종동하여 회전하는 구조가 예시된다.

상기 제1 가공부(200)는, 상기 제1 다이(210)와 제1 툴(220)을 일체 회전을 위한 연결부재(240)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 다이(210)와 제1 툴(220)은 일체 회전을 위해 연결부재(240) 예를 들면 포스트(Post)에 의해 연결될 수 있으며, 상기 연결 부재(240)는 상기 제1 다이(210)와 제1 툴(220)를 일체로 회전시키고 상기 제1 툴(220)의 승강을 가이드(Guide)이다.

그리고 본 실시 예에서 상기 제1 다이(210)는, 회전 가능한 다이 지지체(250)에 구비된다. 그리고 상기 다이 지지체(250)는, 상기 다이 지지체(250)에 회전 동력을 전달하는 회전 구동장치(260)에 연결될 수 있다.

상기 회전 구동장치(260)의 예로는, 모터(261)의 회전력을 다이 지지체(250)에 전달하는 벨트(Belt; 262)와 상기 벨트가 감기는 풀리(Pulley; 263)가 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 기어(Gear) 전동장치도 가능하다.

본 실시 예에서는 상기 다이 지지체(250) 외주에 링 형상의 풀리(263)가 고정되고, 상기 풀리(263)는 벨트(262)를 통해 모터(261)의 회전력을 상기 다이 지지체(250)에 전달한다. 이에 따라, 상기 다이 지지체(250)에 고정된 제1 다이(210)가 상기 모터(261)에 의해 회전하고, 상기 제1 툴(220)은 상기 연결부재(240)에 의해 상기 제1 다이(210)와 함께 회전할 수 있다. 상기 모터(261)는 역방향 회전이 가능하며, 상기 제1 다이(210)의 전체 회전각이 기설정된 각도에 이르면 상기 제1 다이(210)를 기준 위치(원위치)로 복귀시킬 수 있다.

한편, 도시되지는 않았으나, 상기 제1 툴(220)이 회전 구동장치의 동력을 전달받고 상기 제1 다이(210)가 제1 툴(220)에 종동하여 회전하는 방식의 예로, 상술한 툴 홀더(223)에 벨트-풀리 전동 구조를 적용하는 방식 등이 사용 가능하다.

상기 제1 툴(220)은 툴 홀더(223; Tool Holder)에 구비되며, 상기 툴 홀더(223)는 상기 제1 툴(220)의 회전 중심을 이루는 툴 회전축(223a)을 갖는다. 그리고 상기 툴 회전축(223a)은 상기 상형(20)에 형성되는 축 지지홀(21)에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 축 지지홀(21)에는 상기 상형(20)이 하강할 때 상기 툴 회전축(223a)이 진입할 수 있는 여유 공간이 형성될 수도 있다.

상기 제1 툴(220)은 상기 스트립 소재(S)에 외력을 가해서 상기 스트립 소재(S)에 상술한 제1 구조(11a)를 형성하는 구성요소이며, 본 실시 예에서 상기 제1 툴(220)은, 상기 제1 구조(11a)를 형성하기 위해 상기 스트립 소재(S)를 기설정된 타이밍마다 타발하는 제1 펀치(Slot Punch; 221)를 포함한다. 상기 제1 펀치(221)는 펀치 홀더(222)에 고정되며, 상기 펀치 홀더(222)는 상술한 툴 홀더(223)에 구비된다. 본 실시 예에 의하면, 상기 제1 펀치(221)에 의해 형성되는 부분 즉 제1 구조(11a)가 상술한 스큐 형상부를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 펀치(221)가, 상기 적층코어의 슬롯을 스큐 형상으로 구현하기 위해 상기 스트립 소재(S)를 타발하는 슬롯 펀치(Slot Punch)로 적용될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 제1 툴(220)은 슬롯의 개수와 동일한 수의 슬롯 펀치(221)를 가지며, 상기 제1 다이(210)에는 상기 슬롯 펀치(221)에 일대일로 마주하며 상기 슬롯 펀치와 함께 동일 각도로 회전하는 펀치 홀(211)들이 구비된다.

상기 제1 툴(220)의 복원(상승)을 위한 스프링 등의 탄성부재(230)는 상기 툴 홀더(223)를 상방으로 탄력지지하며, 상기 툴 홀더(223)와 상기 제1 다이(210) 사이에는 스트리퍼(224)가 구비된다. 그러므로 상기 탄성부재(230)에 의해 상기 제1 다이(210)와 제1 툴(220) 사이가 벌어질 수 있으며 상기 제1 다이(210)와 제1 툴(220) 사이로 스트립 소재(S)가 지나갈 수 있다.

상기 스트리퍼(224)는 상기 스트립 소재의 가공시에 상기 스트립 소재(S)를 눌러주며, 상기 제1 툴(220)이 상승할 때 스트립 소재(S)에서 제1 툴(220)의 분리를 돕는다. 도시되지는 않았으나 상기 툴 홀더(223)와 스트리퍼(224) 사이를 벌리는 스프링 등과 같은 탄성부재가 별도로 구비된다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 상형(20)에는 상기 제1 가공부의 스트리퍼와 별도로 상기 제2 가공부와 블랭킹부 등을 위한 별도의 스트리퍼가 구비된다. 프로그레시브 금형에서 스트리퍼의 기능 및 구조 그 자체는 공지되어 있으므로 스트리퍼에 대한 부가적인 설명은 생략된다.

그리고, 본 실시 예에서 상기 연결부재(240)는 상기 스트리퍼(224)를 관통해서 상기 툴 홀더(223)와 다이 지지체(250)를 연결하며, 이에 따라 상기 제1 다이(210)와 제1 툴(220)의 연결 및 일체 회전이 구현될 수 있다.

상기 제2 가공부(300)는, 적층 코어의 축결합부(11)와 축공(13)을 가공하기 위해 상기 하형(30)에 구비되는 제2 다이(310)와, 상기 제2 다이(310)와 동축상에 구비되는 제2 툴(320)을 포함한다. 즉, 본 실시 예에서 상기 제2 툴(320)은 축결합부 가공용 펀치이다.

그리고 본 실시 예에 따른 적층코어 제조장치는, 상기 제1 가공부(200)와 제2 가공부(300) 이외에도 상기 스트립 소재에 소정의 피가공 구조를 형성하기 위한 적어도 하나의 다른 가공부를 더 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 라미나 부재(L)들을 탭 고정방식으로 결합하기 위해, 상기 스트립 소재(S)에 엠보싱 돌기(E)를 형성하는 엠보싱 팁(Embossing Tip; 500)과, 기설정된 타이밍(각 적층코어의 최저층 라미나 부재 형성시기)에만 피어싱 홀(H)을 형성하는 피어싱 펀치(Piercing Punch; 600)가 상기 상형(20)에 구비될 수 있다.

그리고 상기 하형(30)에는 상기 엠보싱 팁(500)과 피어싱 펀치(600)에 대응되는 엠보싱 다이(510)와 피어싱 다이(610)가 구비된다.

상기 제1 가공부(200)와 제2 가공부(300)와 엠보싱 펀치(500)와 피어싱 펀치(600)의 배치 순서는 도 4에 도시된 예에 한정되는 것이 아니며 다양하게 변경될 수 있음은 당연하고, 예를 들면 축결합부(11)를 형성하는 제2 가공부(300)가 상기 제1 가공부(200)와 엠보싱 펀치(500) 사이의 영역에 구비될 수도 있다.

상술한 구성요소들을 갖는 적층코어 제조장치에 의하면, 피어싱 홀 가공 스테이지(Ⅰ)에서는 기설정된 타이밍마다 홀 타발이 진행되며, 축결합부 형성 스테이지(Ⅱ)에서는 축결합부/축공 타발이 진행된다.

그리고, 슬롯 형성 스테이지(Ⅲ)에서는, 상기 스트립 소재(S)를 타발할 때마다, 슬롯 타발 위치가 기설정된 미세 각도씩 회전에 의해 시프트(Shift)되면서 슬롯 타발이 진행되며, 엠보싱 가공 스테이지(Ⅳ)에서는 라미나 부재들의 결합을 위해 엠보싱 가공이 진행되고, 블랭킹 스테이지(Ⅴ)에서는 블랭킹 예정 영역을 타발하는 공정이 진행됨으로써, 상기 적층 다이(400) 내부에 탭 고정방식으로 라미나 부재들이 일체회된 구조의 적층코어가 제조된다.

참고로, 도 8은 엠보싱 돌기가 생략된 구조의 라미나 부재를 예시한 도면이며, 도 9는 상술한 구조의 적층코어 제조장치에 의해 가공되는 스트립 소재의 레이아웃을 보여주는 도면이다.

물론, 상기 라미나 부재(L)들을 접착식으로 결합해서 접착식 적층코어를 제조하는 경우에는, 상기 엠보싱 돌기와 피어싱 홀을 가공하는 가공부 대신 상기 스트립 소재의 표면에 접착제를 도포하는 접착제 도포장치가 상기 적층코어 제조장치의 하형 및/또는 상형에 적용될 수 있다.

상기 적층 다이(400)는 소정의 타이밍(Timing)마다 기설정된 각도 회전할 수 있다. 예를 들면, 적층코어의 직각도 및 두께편차 관리를 위해, 라미나 부재들의 적층 공간을 갖는 적층 다이(400)는 소정의 타이밍(Timing)마다 소정 각도, 예를 들면 180°씩 회전(인덱스 회전) 가능한 구조로 상기 하형에 구비될 수도 있다. 구체적인 예로서 상기 적층 다이(400)에 상기 적층 다이(400)의 회전을 위한 벨트-풀리(420) 구조가 적용될 수 있다. 한편, 본 실시 예의 적층코어 제조장치에 따르면, 상기 적층 다이(400)의 회전 방향과 회전 각도를 조절함으로써, 상기 제1 가공부(200)에 의해 형성되는 부분이 스트레이트 형상부를 구현하고, 상기 제2 가공부(300)에 의해 형성되는 부분이 스큐 형상부를 구현할 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 간헐적으로 이송되는 적층코어 제조용 스트립 소재를 기설정된 타이밍마다 블랭킹(Blanking)해서 적층코어를 제조하는 프로그레시브 방식의 적층코어 제조방법이 구현될 수 있다.

상기 적층코어 제조방법은, 상기 스트립 소재의 이송방향으로 기설정된 간격을 두고, 상기 스트립 소재를 가공할 때마다 기설정된 각도 단위로 가공 위치를 변경하면서 상기 스트립 소재의 블랭킹 예정영역들을 순차적으로 가공하는 시프트 가공 단계를 포함할 수 있다.

본 실시 예에서 상기 시프트 가공 단계는 상기 스트립 소재(S)를 타발해서 적층코어의 슬롯을 형성하는 단계이며, 상기 스트립 소재(S)의 이송방향을 기준으로 상기 시프트 가공 단계가 이루어지는 스테이지(Ⅲ)의 상류 또는 하류에서는 일정한 위치 즉 제자리에서 상기 스트립 소재를 가공하는 공정 예를 들면 축공 및 축 결합부 형성을 위한 타발 고정이 진행된다.

그리고 상기 스트립 소재의 이송 방향을 기준으로, 프로그레시브 금형장치의 마지막 스테이지 즉 블랭킹 스테이지에서는, 상술한 블랭킹 공정이 상기 시트프 가공 단계와 등시에 진행된다. 이에 따라, 상술한 방법에 의해 제조되는 적층코어는 스트레이트 형상부(11)와 스큐 형상부(12)를 동시에 가질 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 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: 블랭킹부 110: 블랭킹 펀치
120: 블랭킹 다이 200: 제1 가공부
210: 제1 다이 220: 제1 툴
230: 탄성부재 240: 연결부재
250: 다이 지지체 260: 회전 구동장치
300: 제2 가공부 400: 적층 다이

Claims (8)

1. 간헐적으로 이송되는 적층코어 제조용 스트립 소재를 블랭킹(Blanking)해서 라미나 부재들을 순차적으로 형성하기 위한 블랭킹부;
   상기 스트립 소재의 블랭킹 이전에 상기 스트립 소재를 가공을 위하여, 상기 블랭킹부의 일측에 구비되며, 회전이동에 의해 가공위치를 변경하면서 상기 스트립 소재를 가공하도록 기설정된 각도 단위로 단계적으로 회전 가능한 제1 가공부;
   상기 제1 가공부의 일측 또는 타측에 구비되며 일정 위치에서 상기 스트립 소재를 가공하는 제2 가공부; 그리고
   상기 블랭킹부와 동축상에 구비되며, 상기 스트립 소재의 블랭킹에 의해 순차적으로 형성되는 상기 라미나 부재들의 적층 공간을 갖는 적층 다이;를 포함하는 적층코어 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 가공부는:
   상기 제1 가공부의 회전 축선을 기준으로 기설정된 각도 단위로 단계적으로 회전 가능한 제1 다이(Die); 및
   상기 스트립 소재를 가공하기 위해 상기 제1 다이와 마주해서 진퇴 가능하게 구비되며, 상기 제1 다이와 함께 동시에 동일 각도 회전하는 제1 툴(Tool)을 포함하는 적층코어 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 블랭킹부는; 상기 스트립 소재의 표면에 수직한 방향으로 왕복이동 가능한 상형에 구비되는 블랭킹 펀치와, 상기 상형과 간격을 두고 마주하는 하형에 구비되며 상기 블랭킹 펀치와 마주하는 블랭킹 다이를 포함하고;
   상기 제1 툴은, 상기 상형에 의해 상기 제1 다이측으로 이동해서 상기 스트립 소재를 가공하는 적층코어 제조장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 툴은, 상기 상형에 의해 눌려서 상기 제1 다이측으로 이동하며, 상기 제1 툴의 원위치로 복원되도록 탄성부재에 의해 지지되고;
   상기 제1 가공부는 상기 제1 다이와 제1 툴을 일체 회전을 위한 연결부재를 더 포함하는 적층코어 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 다이는 회전 가능한 다이 지지체에 구비되며; 상기 다이 지지체는, 상기 다이 지지체에 회전 동력을 전달하는 회전 구동장치에 연결되는 적층코어 제조장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 제1 툴은 툴 홀더에 구비되고; 상기 툴 홀더는 상기 제1 툴의 회전 중심을 이루는 툴 회전축을 가지며; 상기 툴 회전축은 상기 상형에 형성되는 축 지지홀에 회전 가능하게 삽입되는 적층코어 제조장치.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 툴은, 상기 적층코어의 슬롯 형성을 위해 상기 스트립 소재를 기설정된 타이밍마다 타발하는 슬롯 펀치를 포함하는 적층코어 제조장치.
8. 간헐적으로 이송되는 적층코어 제조용 스트립 소재를 기설정된 타이밍마다 블랭킹(Blanking)해서 적층코어를 제조하는 프로그레시브 방식의 적층코어 제조방법으로서:
   상기 스트립 소재의 이송방향으로 기설정된 간격을 두고, 상기 스트립 소재를 가공할 때마다 기설정된 각도 단위로 피가공 위치를 변경하면서 상기 스트립 소재의 블랭킹 예정영역들을 순차적으로 가공하는 단계를 포함하는 적층코어 제조방법.