KR20100006812A

KR20100006812A - 단차적층 프레스 금형장치

Info

Publication number: KR20100006812A
Application number: KR1020080066943A
Authority: KR
Inventors: 박원순
Original assignee: 나라엠앤디(주)
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2010-01-22
Also published as: KR101005859B1

Abstract

프레임의 상부에 프레스금형을 구비하여 공급되는 소재를 펀칭하여 소정의 단차가 형성되면서 적층되는 단차적층 프레스 금형장치에 관한 것으로, 상세하게는 프레스금형 하부의 이송다이의 일측에 회전하는 롤러가 구비되고, 롤러에는 적층되는 코어의 단차에 따라 길이가 다른 외부형상을 가지는 편심캠이 접촉하며, 편심캠은 풀리와 벨트에 의하여 구동원이 동작하면 회전하고, 외부형상이 편심된 캠이 회전하면 편심 길이에 의하여 롤러와 프레스금형이 좌우로 이송운동하며, 편심캠의 반대편에는 프레스금형이 좌우로 왕복운동시에 정위치에서 정밀하게 가이드 해주는 스프링이 구비되고, 프레스금형의 하부에는 프레스금형의 좌우왕복운동을 용이하게 하고 프레스금형의 타발력을 견딜 수 있도록 플레이트 니들베어링이 구비된 단차적층 프레스 금형장치를 특징으로 한다.

프레스금형, 적층코어, 편심캠, 롤러, 스프링, 인덱스

Description

단차적층 프레스 금형장치{Molding apparatus press for a height of stepped portion lamination}

본 발명은 단차적층 프레스 금형장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 프레스 금형장치를 이용하여 소재에 단차를 갖도록 프레스 성형한 후 단차를 갖는 제품을 경사지게 적층하여 코어를 생산하기 위한 것으로 박판인 소재를 순차적으로 이송시키면서 스템핑하여 단차적층을 형성하는 프레스 금형에 관한 것이다.

종래 프레스성형용 금형장치로는 도 1에서 도시한 바와 같이 소재에 원하는 단차를 프레스 성형하도록 프레임(111) 상에 병렬 배치되는 한 쌍의 금형장치(110)로 이루어지며, 각 금형장치는(110) 프레임(111) 상에 마련되어 소재가 안착되는 다이(121)와, 다이(121)와 상호 접근 및 이격하며 다이(121) 상에 안착되는 소재를 가압 및 가압해제하는 스트리퍼(141)와, 스트리퍼(141)의 상측에 배치되어 소재에 단차를 형성하는 펀치(155)를 지지하는 펀치홀더(151)와, 펀치홀더(151)를 다이(121)를 향해 접근 및 이격시키는 프레스 슬라이드(171)와, 프레임(111) 상의 다이(121)의 위치를 제어하며 회전운동하는 서보모터(175)와, 다이(121)와 서보모터(175)를 상호 연결하며 서보모터(175)의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 볼스 크류(177)가 구비된 것으로, 금형장치의 서보모터를 작동시키면 서보모터의 회전에 의해 볼스크루가 나사회전운동함에 따라 다이가 소정의 위치로 선형 이동한 후 소재가 안착된 다이에 프레스가 하강하여 소재를 펀칭함으로써 소정의 단차가 형성된 제품을 생산하는 구성이다.

상기의 종래기술을 개선한 것으로는 도 2에서 도시한 바와 같이 소재(M)에 단차를 형성하는 프레스성형용 금형장치(10)에 있어서, 프레임(11)과; 상기 프레임(11) 상에 마련되어 소재가 안착되는 다이(21)와; 상기 다이(21)와 상호 접근 및 이격하며, 상기 다이(21) 상에 안착되는 소재(M)를 가압 및 가압해제하는 스트리퍼(41)와; 상기 스트리퍼(41) 상측에 배치되어 소재에 단차를 형성하는 펀치(55)를 지지하는 펀치홀더(51)와; 상기 펀치홀더(51)를 상기 다이(21)를 향해 접근 및 이격시키는 프레스 슬라이드(71)와; 상기 다이(21)의 위치를 제어하며 선형왕복운동하는 리니어 모터(75)와; 상기 다이(21)와 상기 리니어 모터(75)를 상호 연결하며 상기 리니어 모터(75)의 선형왕복운동을 상기 다이(21)에 전달하는 리니어조인트블록(79)을 포함하는 프레스성형용 금형장치가 있었으며, 상기 다이(21) 및 상기 프레임(11)에는 펀칭 후 발생한 스크랩을 외부로 배출하는 스크랩배출공(17)이 형성된 프레스성형용 금형장치가 있었다.

또 다른 종래기술로는 도 3에서 도시한 바와 같이 적층코아 제조장치로서, 상면으로 스트립 스톡 소재가 공급되는 하부다이와, 상기 하부다이에 대해 승강되면서 상기 스트립 스톡 소재를 스탬핑하여 폭이 서로 다른 복수의 라미나 부재를 제조하는 상부다이와, 상기 복수의 라미나 부재를 적층하여 원통형 코어를 형성하 는 적층배럴과, 상기 하부다이에 설치되어 상기 스트립 스톡 소재의 공급방향에 대해서 가로지르는 방향으로 상기 복수의 라미나 부재들의 폭 차이에 해당하는 거리만큼 간헐적으로 이송되면서 상기 상부다이의 하강 구동력을 전달받아 상기 스트립 스톡 소재의 일측 모서리부를 스탬핑하는 이송다이 조립체(50, 60))로 구비되고, 이송수단(70)은 스텝모터인 구동모터(90)와 상기 베이스에 상기 구동모터(90)의 회전력을 전달받아 회전하도록 설치되며 그 상면에는 회전축(91)을 중심으로 소정각도 간격으로 서로 다른 반경을 가지는 복수의 스탬핑위치를 가지는 폐곡선 형상의 캠홈(74)이 형성되어 있는 원통형의 캠(71)과, 일단이 상기 이송다이 조립체(50, 60)에 고정되고 그 타단에는 상기 캠홈(74)에 삽입되어 연동되는 캠롤러(75)가 구비된 캠팔로워(72)를 포함하고 상기 캠(71)이 구동모터(90)의 회전력에 의해 회전하면 상기 캠롤러(75)가 상기 스탬핑위치를 옮겨가면서 상기 캠팔로워(72)가 직선 왕복운동하면서 이송다이조립체(50, 60)를 직선 왕복운동시키는 것을 특징으로 하는 적층코아 제조장치가 있었다.

그러나 종래기술 도 1은 다이가 볼스크류에 의해 선형왕복 운동하므로 나사회전운동에 따른 볼스크류의 백래시가 크게 발생하여 고정밀도의 제품을 얻을 수 없으며 장시간 운전시 국부적인 운동으로 인해 볼스크류에 백래시 마모가 크게 발생하면서 백래시가 더욱 커지게 되는 문제점이 있다.

종래기술 도 2는 상기의 도 1과 단차적층하는 구성은 동일하여 다이를 이송시키는 구성과 펀칭 후 발생한 스크랩을 외부로 배출하는 스크랩배출공이 형성된 것이 다른 구성인데, 리니어모터 구동방식으로 속도와 정밀도를 제어하기가 어렵다는 문제점과 속도와 정밀도 개선을 위하여 독립적인 제어반이 필요하므로 제작비용이 많이 소요되어 경쟁력이 저하된다는 문제점이 있었다.

종래기술 도 3은 상기의 도 1 및 2와 단차적층하는 구성은 유사동일하고 스텝모터인 구동모터와 캠에 캠홈이 구비되고 캠팔로워로 캠과 다이를 연결하는 구성이 특징인데, 구성이 복잡하고 속도와 정밀도를 제어하기가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 단차적층 코어를 제작하는 단차적층 프레스 금형장치에서 단차를 형성하는 프레스인 다이는 그대로 사용하고, 다이에 구비된 롤러와 접촉하는 편심캠을 구비하여 구동원(모터 또는 인덱스)에 의하여 회전운동하는 편심캠의 외부형상에 따라 롤러가 구비된 다이가 좌 우로 이동하면서 단차적층 코어를 생산하게 하여 생산속도와 가공정밀도을 향상시키는 단차적층 프레스 금형장치의 구성을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 종래의 단차적층 코어를 제작하는 단차적층 프레스 금형장치에서 단차를 형성하는 프레스인 다이는 그대로 사용하고, 다이에 구비된 롤러와 접촉하는 편심캠을 구비하여 구동원(모터 또는 인덱스)에 의하여 회전운동하는 편심캠의 외부형상에 따라 롤러가 구비된 다이가 좌우로 이동하면서 단차적층 코어를 생산하게 하여 생산속도와 가공정밀도을 향상시키는 효과가 있으며, 구성이 간단하여 제조단가와 조립이 용이한 효과도 있다.

본 발명은 프레스 금형장치를 이용하여 소재에 단차를 갖도록 프레스 성형한 후 단차를 갖는 제품을 경사지게 적층하여 코어를 생산하기 위한 것으로 박판인 소재를 순차적으로 이송시키면서 스템핑하여 단차적층을 형성하는 프레스 금형에 관한 것으로, 구성의 상세한 설명은 첨부되는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명 인덱스가 구비된 단차적층 프레스 금형장치의 단면도이고, 도 5는 도 4의 평면도이며, 도 6은 본 발명 구동모터가 구비된 단차적층 프레스 금형장치의 단면도이고, 도 7은 도 6의 평면도이며, 도 8은 본 발명 편심캠에 대한 상세도이고, 도 9는 본 발명 롤러에 대한 상세도이며, 도 10은 본 발명 플레이트 니들베어링에 대한 상세도이고, 도 11은 본 발명 단차적층 프레스 금형장치의 일방향구조에 대한 평면도이며, 도 12는 본 발명의 단차적층 프레스 금형장치에 의하여 제작되는 마그네틱코어와 모터용 코어의 상세도이다.

본 발명의 설명에 앞서 종래기술과 유사동일한 기술구성인 프레스금형(220)은 프레임(210) 상에 마련되어 상면으로 스트립 소재가 공급되는 하부다이(225)와, 하부다이(225)에 대하여 상·하왕복운동하면서 스트립소재를 스템핑하여 폭이나 위치가 서로 다른 복수의 적층 부재를 제조하는 상부다이(221)와, 하부다이(225)에 설치되어 스트립소재의 공급방향에 대하여 가로지르는 방향으로 복수의 적층 부재들의 폭이나 적층 위치가 서로 다르므로 해당하는 거리만큼 간헐적으로 이송되면서 상부다이(221)의 하강 구동력을 전달받아 일측 또는 모서리부를 스템핑하는 이송다이(226)와, 하부다이(225) 상에 안착되는 소재를 가압 및 가압해제하는 스트리퍼(224)와, 스트리퍼(224)의 상측에 배치되어 소재에 단차를 형성하는 멀티펀치(222)를 지지하는 펀치홀더(223)가 구비되어서, 금형장치(200)의 구동원(230)을 작동시키면 구동원(230)의 구동력이 이송다이(226)에 전해져서 이송다이(226)가 소정의 위치로 선형 이동한 후 소재가 안착된 하부다이(225)에 상부다이(221)가 하강하여 소재를 펀칭함으로써 소정의 단차가 형성되는 구성으로, 종래기술과 유사동일하므로 간략하게 설명하여 본 발명의 특징을 더욱 명확하게 하기로 한다.

본 발명은 도 4와 5에서 도시한 바와 같이 프레스금형(220)의 하부에서 프레스금형 전체를 좌우로 운동시키는 이송다이(226)의 일측에 롤러(270)가 구비되어 회전하고, 롤러(270)에는 편심캠(260)이 접촉하여 구비되며, 편심캠(260)의 하부에는 제2풀리(241)가 구비되고, 구동원(230)인 인덱스(231)의 하부에는 제1풀리(240)가 구비되며, 제1풀리(240)와 제2풀리(241)는 벨트(250)나 체인에 의하여 연결되 고, 구동원(230)에서 구동력이 발생하면 제1풀리(240)가 회전하고 제1풀리(240)와 연결된 벨트(250)에 의하여 제2풀리(241)도 회전하며, 제2풀리(241)가 회전하면 편심캠(260)이 회전하고, 외부형상이 편심된 편심캠(260)이 회전하면 편심 길이에 의하여 롤러(270)가 좌우로 이동하면서 일체로 구비된 이송다이(226)도 좌우로 운동하게 되어 프레스금형(220)이 좌우운동하면 단차가 형성되면서 적층코어(300)가 제작되는 것이다.

또한 프레스금형(220)에 구비된 편심캠(260)의 반대편에는 스프링(290)이 구비되어 프레스금형(220)이 좌우로 왕복운동시에 정위치에서 정밀하게 가이드 해주며, 프레스금형(220) 하부의 이송다이(226)의 하부에는 편심캠(260)과 접촉하여 편심캠(260)의 외부형상에 따라 좌우왕복운동이 용이하고 프레스금형의 타발력을 견딜 수 있도록 플레이트 니들베어링(280)이 구비된다.

도 6과 7에서는 도 4와 5의 구성에서 구동원(230)인 인덱스(231) 대신에 구동모터(232)를 구비하여 구동력을 발생하는 구성으로 기타 구성 및 작동은 동일하다.

본 발명은 도 8에서 도시한 바와 같이 이송다이(226)에 구비된 롤러(270)와 접촉하여 롤러(270)를 좌우로 이송시키는 편심캠(260)을 상세하게 도시한 것으로 (a)는 편심캠(260)의 평면도이고 (b)는 편심캠(260)의 측면도이며 (c)는 편심캠의 외부형상이다.

(c)에서 도시된 ① ~ ⑫까지의 외부형상이 단차적층 코어의 단차폭과 코어(300)의 길이 그리고 위치를 결정해주는 것으로, 예를 들어 설명하면 ① ~ ⑫까 지의 캠형상의 길이는 아래의 측정표와 같이 구비되어 각 편심마다 길이가 다르기 때문에 단차가 형성되면서 소재가 스트립 및 적층되는 것이다.

아래의 측정표를 설명하자면 ①의 외부형상의 길이는 58.610mm이고, ②의 외부형상의 길이는 59.650mm이며, ③의 외부형상의 길이는 60.295mm이고, ④의 외부형상의 길이는 60.755mm이며, ⑤의 외부형상의 길이는 61.095mm이고, ⑥의 외부형상의 길이는 61.335mm이며, ⑦의 외부형상의 길이는 61.500mm이고, ⑧의 외부형상의 길이는 59.650mm이며, ⑨의 외부형상의 길이는 60.295mm이고, ⑩의 외부형상의 길이는 60.755mm이며, ⑪의 외부형상의 길이는 61.090mm이고, ⑫의 외부형상의 길이는 61.335mm이로 적층되는 각 코어(300)의 폭 즉 단차에 따라서 캠 외부형상의 길이가 각각 달라져서 멀티펀치(222)의 위치를 조정하는 편심캠(260)이 구비된다.

[측정표]

순서	길리(R)[mm]
①	58.610
②	59.650
③	60.295
④	60.755
⑤	61.095
⑥	61.335
⑦	61.500
⑧	59.650
⑨	60.295
⑩	60.755
⑪	61.090
⑫	61.335

도 9는 본 발명 롤러(270)와 플레이트 니들베어링(280)에 대한 상세도로서 (a)는 평면도이고 (b)는 측면도인데, 소재를 펀칭하여 소정의 단차가 형성되면서 적층시키는 프레스금형(220)의 측면일측에는 롤러하우징(271)이 일체로 조립되어 있고, 롤러하우징(271)에는 회전 가능한 롤러(270)가 구비되어 있는 것으로 롤 러(270)는 편심캠(260)과 접촉되어 편심캠(260)의 외부형상에 따라 좌우로 이송되며, 프레스금형(220)에 구비된 편심캠(260)의 반대편에는 스프링(290)이 구비되어 프레스금형(220)이 좌우로 왕복운동시에 정위치에서 정밀하게 가이드 해준다.

여기서 롤러(270)를 프레스금형(220)에 일체로 구비할 수도 있지만, 롤러(270)를 내재하는 롤러하우징(271)을 프레스금형(220)에 인스트(Insert) 타입으로 장착하면 분해와 조립이 용이하고 편심오차가 발생시에 쉽게 분해 및 조립이 가능하므로 편심오차를 용이하게 보정할 수 있다.

그리고 프레스금형(220) 하부의 이송다이(226)의 하부에는 편심캠(260)과 접촉하여 적층되는 각 코어(300)의 폭 즉 단차에 따라서 캠 외부형상의 길이가 각각 다른 편심캠(260)의 외부형상에 따라 좌우왕복운동이 용이하고 프레스금형의 타발력을 견딜 수 있도록 플레이트 니들베어링(280)이 구비되는데, 도 10에서는 플레이트 니들베어링을 좀더 상세하게 도시하였다.

상기의 구성들은 마그네틱코어(일면 펜슬코어)(310)를 단차적층하여 제작할 시에 적용되는 장치이다.

도 11은 본 발명 단차적층 프레스 금형장치의 일방향구조에 대한 평면도로서, 리니어모터 등 모터용 코어(320)를 단차적층하여 제작할 시에 적용되는 장치이다.

본 발명은 도 12에서 도시한 마그네틱코어(310)나 모터용 코어(320)를 단차적층하여 제작하는 단차적층 프레스 금형장치인데, 단차적층되는 코어(300)의 종류에 상관없이 편심캠(260)과 플레이트니들베어링(280) 그리고 스프링(290)을 적용한 구성에 특징이 있다.

도 1은 프레스성형용 금형장치에 대한 제 1 종래기술의 단면도

도 2는 프레스성형용 금형장치에 대한 제 2 종래기술의 단면도

도 3은 프레스성형용 금형장치에 대한 제 3 종래기술의 사시도 및 단면도

도 4는 본 발명 인덱스가 구비된 단차적층 프레스 금형장치의 단면도

도 5는 도 4의 평면도

도 6은 본 발명 구동모터가 구비된 단차적층 프레스 금형장치의 단면도

도 7은 도 6의 평면도

도 8은 본 발명 편심캠에 대한 상세도

도 9는 본 발명 롤러와 플레이트 니들베어링에 대한 구성도

도 10은 본 발명 플레이트 니들베어링에 대한 상세도

도 11은 본 발명 단차적층 프레스 금형장치의 일방향구조에 대한 평면도

도 12는 본 발명의 단차적층 프레스 금형장치에 의하여 제작되는 마그네틱코어와 모터용 코어의 상세도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200. 금형장치 210. 프레임

220. 프레스금형 221. 상부다이

222. 멀티펀치 223. 펀치홀더

224. 스트리퍼 225. 하부다이

226. 이송다이 230. 구동원

231. 인덱스 232. 구동모터

240, 241. 풀리 250. 벨트

260. 편심캠 270. 롤러

271. 롤러하우징 280. 플레이트 니들베어링

290. 스프링 300. 코어

310. 마그네틱 코어 320. 모터용 코어

Claims

프레임(210)의 상부에 프레스금형(220)가 구비되어 구동원(230)을 작동시키면 구동원(230)의 구동력이 이송다이(226)에 전해져서 이송다이(226)가 소정의 위치로 선형 이동한 후 소재가 안착된 하부다이(225)에 상부다이(221)가 하강하여 소재를 펀칭함으로써 소정의 단차가 형성되는 단차적층 금형장치(200)에 있어서,

프레스금형(220) 하부의 이송다이(226)의 일측에 회전하는 롤러(270)가 구비되고, 롤러(270)에는 적층되는 코어(300)의 단차에 따라 길이가 다른 외부형상을 가지는 편심캠(260)이 접촉하며, 편심캠(260)의 하부와 구동원(230)인 인덱스(231)의 하부에는 구비된 풀리(241, 240)가 벨트(250)에 의하여 연결되어 인덱스가 구동하면 풀리와 벨트에 의하여 편심캠이 회전하고, 외부형상이 편심된 캠이 회전하면 편심 길이에 의하여 롤러와 프레스금형이 좌우로 이송운동하며, 편심캠의 반대편에는 프레스금형이 좌우로 왕복운동시에 정위치에서 정밀하게 가이드 해주는 스프링(290)이 구비되고, 프레스금형의 하부에는 프레스금형의 좌우왕복운동을 용이하게 하고 프레스금형의 타발력을 견딜 수 있도록 플레이트 니들베어링(280)이 구비된 것을 특징으로 하는 단차적층 프레스 금형장치.
제 1항에 있어서, 편심캠(260)을 구동시키는 구동원(230)을 인덱스(231) 대신 구동모터(232)로 구비한 것을 특징으로 하는 단차적층 프레스 금형장치.
제 1항에 있어서, 프레스금형(220)의 일측에 인스트 타입으로 롤러하우징(271)을 구비하고, 롤러하우징(270)의 내부에 롤러(270)를 구비하여 분해 및 조립을 쉽게 하여 프레스금형에 편심오차가 발생할 경우 보정을 용이하게 한 것을 특징으로 하는 단차적층 프레스 금형장치.