加热粘结式层叠芯制作装置

摘要

本发明的加热粘结式层叠芯制作装置包括模具装置，上述模具装置包括上部模具和下部模具，安装于上部模具的冲头通过冲压加工及冲裁加工来将在下部模具的上部依次移送的蒸镀有合成树脂粘结膜或涂敷有粘结用合成树脂的条板制成单张薄片状部件，本发明的特征在于，加热粘结式层叠芯制作装置还包括：挤压环，设置于下部模具内，内部能够产生热量，在按规定张数向冲裁模具推入被冲裁的单张上述薄片状部件并使多张薄片状部件层叠之后排出层叠的层叠芯；粘结加热单元，包括上述挤压环；以及冷却单元，设置于上述粘结加热单元的外侧部。

权利要求

1.一种加热粘结式层叠芯制作装置，其特征在于，包括上部模具和下部模具，安装于上部模具的冲头通过冲压加工及冲裁加工来将在下部模具的上部依次移送的蒸镀有合成树脂粘结膜或涂敷有粘结用合成树脂的条板制成单张薄片状部件，上述加热粘结式层叠芯制作装置的特征在于，包括：挤压环，设置于下部模具内，能够产生热量，在按规定张数向上述挤压环推入被冲裁的单张上述薄片状部件并使多张薄片状部件紧贴之后排出粘结的层叠芯；

粘结加热单元，在挤压环的内周面设置正温度系数热敏电阻加热器而构成，冷却单元，设置于上述粘结加热单元的外侧周围，在上述冷却单元中，为了使冷却水在形成于呈圆筒体的绝热壁和形成上述绝热壁的绝热部件内的冷却水通道循环，在上述冷却水通道连接有冷却蓄水罐的供给管及回收管。

2.根据权利要求1所述的加热粘结式层叠芯制作装置，其特征在于，上述挤压环为氮化硅类陶瓷材质。

说明书

加热粘结式层叠芯制作装置

技术领域

[0001] 本发明涉及通过使薄片状(laminar)部件层叠来制作的被用作马达或发电机的定子或转子的层叠芯的加热粘结式层叠芯制作装置。更详细地，涉及如下的加热粘结式层叠芯制作装置，即，通过在挤压环(squeeze ring)的内部对使在一个级进模具装置内移动的蒸镀有合成树脂粘结膜或涂敷粘结用合成树脂的条板(strip)经过冲压及冲裁而成的层叠薄片状部件进行加热处理，使薄片状部件和薄片状部件互相粘结，制作具有规定层叠张数的粘结层叠芯。

背景技术

[0002] 通常，叠加对条板进行冲压工序及冲裁工序而得的薄片状部件而成的层叠芯被用作马达或发电机的定子或转子，制作层叠芯的方法在本发明所属技术领域中广为熟知。

[0003] 通过对供给到级进(progressive)模具装置的条板依次进行用于形成槽部、齿部等的冲压加工及冲裁加工来连续形成单张薄片状部件，最终，按规定张数叠加外形被冲压的单张薄片状部件并使薄片状部件固着，从而制作马达层叠芯。

[0004] 如在韩国公开专利公报第10-2005-0026882号等中公开的内容，单张薄片状部件的固着方法有如下的所谓压纹层叠方法，即，在各个单张薄片状部件形成压纹(embossing)，当使薄片状部件层叠时，以使压纹被互相压缩的方式使薄片状部件互相结合。

[0005] 在以如上所述的压纹层叠方式制作的马达芯中，因以强制扣入的方式使形成于母材的凹形突起部及凸形突起部的形状紧固，因此起到如道路减速带的作用并产生铁损和磁通密度的损失。并且，存在空间系数降低、因共振现象而产生振动噪音的问题。

[0006] 作为用于解决上述问题的粘结式层叠方法，韩国授权专利公报第10-0119014号中公开了马达芯的层叠粘结装置，上述马达芯的层叠粘结装置包括：模具，由下部模具支撑；冲头，位于上述模具的上部，以进行上下运动的方式对供给到上述模具的上部表面的条板进行冲压；冲头支撑部，由上部模具支撑，在上述冲头的外围支撑冲头；粘结剂供给机构，用于向上述条板的上侧或侧面供给粘结剂；层叠环，位于模具内部，借助测压型夹具支撑被冲压的上述芯板，使上述芯板达到规定高度。

[0007] 并且，在韩国授权专利公报第10-1164803号中公开了层叠芯的制作方法，在上述层叠芯的制作方法中，当冲压模具运行时，通过与附着于模具的层叠分离模具相连接的管，向条板投入规定量的胶水，若达到所需的冲压张数，则与冲压模具相连接的层叠计数器使层叠分离模具从模具内瞬间上升，以便无法投入胶水，当重新开始进行冲压时，使上升的层叠分离模具再次下降并再次投入胶水，通过反复执行如上所述的过程，持续生产张数达到所需的冲压张数的产品。

[0008] 但是，在如上所述的以往的粘结式层叠方式中，在涂敷粘结剂的过程中采用单纯从粘结剂供给机构向条板的上侧或侧面喷射粘结剂的方式或采用使粘结剂从与层叠分离模具相连接的管滴落的方式，因此涂敷粘结剂所消耗的时间长，不仅使层叠芯的生产率明显下降，而且无法准确地在需要涂敷粘结剂的涂敷位置进行涂敷，不仅如此，还因粘结剂向周围飞散而存在有可能对模具等产生不利影响的忧虑。

发明内容

[0009] 为了解决上述问题，本发明提出进一步得到改善的粘结式层叠芯制作装置。

[0010] 本发明的目的在于提供如下的粘结式层叠芯制作装置及马达的层叠芯，根据本发明的粘结式层叠芯制作装置，通过采用加热粘结方式来摒弃粘结式涂敷方式，可迅速完成更加坚固、稳定的粘结工序，根据本发明的马达的层叠芯，不仅大幅度减少铁损和磁通密度的损失，而且由于垂直度、平面度等的形状公差良好、紧固强度优秀，因而使马达的效率得到改善。

[0011] 本发明的加热粘结式层叠芯制作装置包括模具装置，上述模具装置包括上部模具和下部模具，安装于上部模具的冲头通过冲压加工及冲裁加工来将在下部模具的上部依次移送的蒸镀有合成树脂粘结膜或涂敷有粘结用合成树脂的条板制成单张薄片状部件，本发明的特征在于，加热粘结式层叠芯制作装置还包括：挤压环，设置于下部模具内，可产生热量，在按规定张数向冲裁模具推入被冲裁的单张上述薄片状部件并使多张薄片状部件层叠之后排出层叠的层叠芯；粘结加热单元，包括上述挤压环；以及冷却单元，设置于上述粘结加热单元的外侧部。

[0012] 根据本发明，通过高频感应加热方式对层叠于挤压环内部的多张薄片状部件进行加热，使涂敷于薄片状部件表面的合成树脂粘结涂层或蒸镀的合成树脂粘结膜熔融并使被熔融的上述合成树脂膜或涂层粘结于上述薄片状部件的背面部，使薄片状部件与薄片状部件之间的粘结稳定、坚固，并迅速、稳定地进行层叠薄片状部件的粘结工序，从而大幅度节减马达芯制作所需的制作时间及设备费用，并有效利用作业空间，不仅如此，进一步提高马达的层叠芯生产率，具有降低成本的效果。

附图说明

[0013] 图1为本发明实施例的条板的立体图。

[0014] 图2为本发明实施例的对条板进行冲压加工及冲裁加工而成的薄片状部件的立体图。

[0015] 图3为本发明实施例的层叠芯的立体图。

[0016] 图4为本发明实施例的层叠芯制作装置的剖视图。

[0017] 图5为本发明实施例的粘结加热单元及冷却单元的抽选剖视图。

[0018] 图6为本发明另一实施例的粘结加热单元的剖视图。

[0019] 图7为示出本发明实施例的冷却单元的剖视图。

具体实施方式

[0020] 以下，参照附图，详细说明本发明的制作由一个以上的单位层叠体组成的层叠芯的层叠芯制作装置的优选实施例。

[0021] 图1为本发明实施例的条板100A的立体图，图2为本发明实施例的对条板进行冲压加工及冲裁加工而成的薄片状部件的立体图，图3为本发明实施例的层叠芯的立体图，图4为本发明实施例的层叠芯制作装置的剖视图。

[0022] 参照图1，例如，本发明的条板100A为在由薄板形成的呈带形状的钢板100-1表面蒸镀有合成树脂粘结膜100A'或涂敷有粘结用合成树脂涂层的条板。

[0023] 本发明的目的在于在没有如上所述的通过用于粘结的涂敷装置所进行的粘结作业的情况下使用上述条板100A生产层叠粘结芯。

[0024] 参照图2，示出了借助后述的模具装置1对上述条板100A进行冲压加工及冲裁加工而成的薄片状部件101，图3示出按规定张数粘结上述薄片状部件101而成的层叠芯100。

[0025] 上述层叠芯100呈如下状态，即，在由钢板100-1和粘结膜100A'形成的薄片状部件101的表面蒸镀的粘结膜100A'被熔融并粘结于上述薄片状部件101的背面金属面，从而使多个薄片状部件101层叠。在图1至图3中，条板100A和薄片状部件101在钢板100-1的上部面形成粘结膜100A'，实际上，粘结膜可同时蒸镀于钢板100-1的上部面及下部面，或者粘结膜仅蒸镀于钢板100-1的下部面。无论是哪一种情况，均可适用于本发明，在本说明书中，以图
1至图3所示的形态进行说明，但是，本发明包括粘结膜100A'形成于钢板100-1的上部面及下部面的情况或者粘结膜100A'形成于钢板100-1的上部面和下部面中的一面的情况等所有情况。

[0026] 通过对向图4所示的级进模具装置1供给的蒸镀有合成树脂粘结膜100A'或涂敷有粘结用合成树脂的条板100A依次进行冲压加工及冲裁加工，使上述薄片状部件101具有槽部101'、齿部101"等，从而连续形成单张薄片状部件101，最终，按规定张数叠加外形被冲压的单张薄片状部件101并使薄片状部件固着，从而制作马达的层叠芯100。

[0027] 尤其，本发明提供如下的加热粘结式层叠芯装置，即，本发明的加热粘结式层叠芯装置通过使用蒸镀有合成树脂粘结膜100A'或涂敷有粘结用合成树脂的芯用条板100A来生产粘结的层叠芯，本发明的加热粘结式层叠芯装置并不采用迄今为止周知的通过粘结剂涂敷装置所进行的粘结方式，而是采用在模具内进行加热的粘结方式。

[0028] 具体地，参照图4进行说明，本发明实施例的层叠芯制作装置采用在依次移动的蒸镀有合成树脂粘结膜100A'或涂敷有粘结用合成树脂的条板100A上进行连续作业的冲压加工方式，上述层叠芯制作装置可使用模具装置1。

[0029] 优选地，本发明中的模具装置1为级进模具装置，上述模具装置1包括上部模具3和下部模具4。上部模具3配置于下部模具4的上侧，并朝向下部模具4沿着升降方向v进行运动。通过上部模具3安装于压力机，并随着启动压力机，上部模具3进行运动。在下部模具4的上部，条板100A沿着前进方向f移动。

[0030] 上部模具3可包括：冲孔冲头5、6、7、8及冲裁冲头9，用于对条板100A进行冲压；冲头板17，用于安装上述冲头；以及冲头支撑部19，用于在上部支撑上述冲头板17。此时，图4示出4个冲孔冲头5、6、7、8，根据所要制作的芯的形态或大小等，可随意变更上述冲孔冲头的数量或形状，而且基于搭载于控制装置40内部的微处理器的控制程序依次对条板100A执行冲压及冲裁。

[0031] 并且，上部模具3可包括：冲头垫板18，用于在冲头支撑部19与冲头板17之间支撑上述冲头；以及脱料板20，引导冲头向准确的位置移动，并用于去除进行冲压时所扣入的条板100A。

[0032] 下部模具4可包括：模具支撑部16，安装于压力机，用于把持下部模具4的整体重心；模具板13，安装于上述模具支撑部16的上部；模具垫板15，位于模具支撑部16与模具板13之间，用于承受向模具板13施加的压力。

[0033] 并且，在下部模具4内安装圆桶形状的冲裁模具11，上述冲裁模具11在与冲裁冲头9相对应的位置形成有中空。冲裁模具11使在被冲裁冲头9冲压后从条板100A分离的作为单张芯的薄片状部件101层叠，在上述冲裁模具11的下部设置有挤压环14，上述挤压环14可产生热量，在将所制作的层叠芯100临时保管在上述挤压环14后向外部排出。

[0034] 根据上述挤压环14，在按规定张数向挤压环14推入堆积在冲裁模具11内部的薄片状部件101并使薄片状部件101互相紧贴之后，借助后述的粘结加热单元200进行加热处理，使薄片状部件101与薄片状部件101互相紧贴，经过粘结处理的层叠芯100借助公知技术以自动或半自动的方式向外部排出，上述公知技术有挤压环14的支撑力解除、设置于挤压环14外周面的旋转模具的旋转及基于层叠芯重量传感器检测的重量排出等。

[0035] 利用如上所述的本发明的模具装置1的层叠芯制作工序包括冲孔(piercing)工序、冲裁(blanking)工序及层压(laminating)工序。

[0036] 在上述冲孔工序中，在条板100A上形成除芯外形之外的槽部101'、齿部101"、轴孔等的基本形状。此时，条板100A在模具装置1内依次移动一个间距(pitch)，并借助安装于上部模具3并沿着上下方向移动的冲孔冲头5、6、7、8进行冲孔加工。

[0037] 在上述冲孔工序之后，根据冲裁工序，借助冲裁冲头9使条板100A形成薄片状部件101并在冲裁模具11中进行冲压来使上述薄片状部件101一张张层叠，在冲裁模具11中被冲压并层叠的层叠芯100从冲裁模具11被推入挤压环14的内部，如下所述，在依次被推入挤压环14内部的状态下，借助粘结加热单元200被加热粘结，之后向挤压环14外部排出由规定张数的薄片状部件101形成的层叠芯100。

[0038] 优选地，本发明中的挤压环14的材质为陶瓷材质。尤其，更加优选地，挤压环14的材质为氮化硅的陶瓷材质。以往的挤压环14的材质为硬度大于芯的材质的金属材质，但是金属材质的挤压环14因被加热而膨胀，由此很难支撑层叠芯，从而很难继续使单张芯层叠。

[0039] 其中，虽然未在图4中示出，但是本发明可包括旋转驱动装置(未图示)，在被冲压的薄片状部件101在冲裁模具11内粘结之前，旋转驱动装置使未图示的旋转模具沿着圆周方向旋转规定角度。由此，可消除因有可能在各个薄片状部件101之间产生的细微的厚度偏差而引起的影响。

[0040] 以下，参照图5及图6，详细说明挤压环14、粘结加热单元200及冷却单元400，上述挤压环14设置于下部模具4内，在按规定张数向上述挤压环14推入单张薄片状部件101并使多张薄片状部件101紧贴之后排出粘结的层叠芯100，上述粘结加热单元200包括上述挤压环14，上述冷却单元400设置于上述粘结加热单元200的外侧部。

[0041] 上述粘结加热单元200采用陶瓷加热器加热方式，在挤压环14的外周面隔着间隔设置有正温度系数热敏电阻(PTC，Positive Temperature Coefficient)加热器220，可代替挤压环14使用陶瓷加热器，上述陶瓷可使用由碳化硅或氮化硅形成的陶瓷。当然，使上述挤压环14具有大内径，可将上述正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220接合在上述挤压环的14内部壁面周围来构成粘结加热单元200，在此情况下，冲裁模具11内径和正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220的内径可相同。

[0042] 在具有上述结构的粘结加热单元200中，正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220随着供电而迅速产生热量，由此对挤压环14进行加热，并使接合在挤压环14内部的多张层叠薄片状部件101导热来使蒸镀于各个薄片状部件101表面的合成树脂粘结膜100A'或合成树脂粘结涂层熔融，从而使薄片状部件101和薄片状部件101互相粘结。

[0043] 在对设置于挤压环14内的正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220进行加热的情况下，借助正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220产生的热量，可使在位于正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220内周面的薄片状部件101蒸镀的合成树脂粘结膜100A'熔融。

[0044] 在如上所述的本发明中，提供由正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220构成的粘结加热单元200的原因如下，即，在供电的同时，正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220迅速产生热量，由此缩短粘结时间，以正温度系数温度一直维持规定温度，从而不仅可稳定地维持粘结程度，而且减少耗电量、消除高温火灾危险。

[0045] 如上所述，若借助搭载于未图示的微处理器的控制程序检测到以规定张数层叠的薄片状部件101聚集在挤压环14内部，则供给电流，即向正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220供电，借助设置于粘结加热单元200内部的未图示的温度传感器检测内部温度并通过显示窗口进行确认，由此可确认加热温度，或者可通过控制加热时间或控制所选择的合成树脂粘结膜100A′的熔融温度，控制粘结加热单元200的加热时间及加热温度等。

[0046] 因此，层叠于挤压环14内部的薄片状部件101和薄片状部件101通过被正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220加热，使合成树脂粘结膜100A′迅速熔融，使得薄片状部件101和薄片状部件101互相粘结，层叠于薄片状部件101整体表面的合成树脂粘结膜100A′全部被均匀地熔融，从而使薄片状部件101以更加坚固的状态粘结。

[0047] 而且，如图7所示，在上述粘结加热单元200的外侧部设置冷却单元400，上述冷却单元400用于使冷却水在形成于圆筒体的绝热壁300和形成绝热壁300的绝热部件310内的冷却水通道440循环，由此可防止在粘结加热单元200产生的高温热量向本发明的模具装置1的外部传递而对周边设备产生不利影响。

[0048] 上述冷却单元400可包括与冷却蓄水罐410的供给管420及回收管430相连接的冷却水通道440。可在上述供给管420或回收管430设置启动泵450。具有如上所述的结构的冷却单元400防止因在粘结加热单元200产生的高温热量向本发明的模具装置1的外部传递而对周边设备产生不利影响，在粘结加热单元200的运行时间内或粘结加热单元200运行之后的规定时间内，冷却水可在形成绝热壁300的绝热部件310内的冷却水通道440进行循环。其中，绝热部件310迅速吸收绝热壁300内部的热量并进行冷却，因此，优选地，采用热导率高的铝或黄铜、青铜类的金属材质。

[0049] 当然，在本发明的粘结加热单元200中，从挤压环14的内部产生的高温热量有可能并不直接向外部传递，但是，如防止周边设备被加热那样，是因考虑到安全性而设置冷却单元400，根据需要，冷却单元400不仅与绝热壁300相连接，还可与冲裁模具11、模具板13、模具垫板15或模具支撑部16相连接，从而可在上述部件被加热的情况下进行冷却。为此，使上述部件同时或单独与供给管420和回收管430相连接，从而通过冷却水分别在上述部件的内部进行循环来进行冷却。

[0050] 在具有如上所述的结构的本发明中，本发明的加热粘结式层叠芯制作装置包括模具装置1，上述模具装置1包括上部模具3和下部模具4，安装于上部模具3的冲头通过冲压加工及冲裁加工来将在下部模具4的上部将依次移送的蒸镀有合成树脂粘结膜100A'或涂敷有粘结用合成树脂的条板100A制成单张薄片状部件101，本发明还包括：挤压环14，设置于下部模具4内，可产生热量，在按规定张数向上述挤压环14推入被冲裁的单张上述薄片状部件101并使多张薄片状部件101层叠之后排出层叠的层叠芯；粘结加热单元200，包括上述挤压环14；以及冷却单元400，设置于上述粘结加热单元200的外侧部。

[0051] 在具有如上所述的结构的本发明中，利用蒸镀有合成树脂粘结膜100A'或涂敷有粘结用合成树脂的条板100A，若通过对上述条板100A进行冲压工序及冲裁工序而获得的薄片状部件101按规定张数位于挤压环14的内部，则借助采用陶瓷加热器加热方式的粘结加热单元200使层叠于挤压环14内部的薄片状部件101迅速产生热量，借助产生热量的薄片状部件101来使在薄片状部件101的表面蒸镀的合成树脂粘结膜100A'或合成树脂涂层熔融，使薄片状部件101表面的被熔融的合成树脂粘结膜100A'和薄片状部件101背面的金属层坚固地粘结，从而制作由规定张数的薄片状部件101构成的层叠芯100，使得由规定张数的薄片状部件101粘结而成的层叠芯100在没有额外的粘结剂涂敷工序的情况下迅速完成粘结工序，使粘结更加坚固、稳定。尤其，本发明的层叠芯100并不通过如上所述的基于压纹的层叠芯制作装置制作，而是采用基于正温度系数热敏电阻陶瓷加热器220的感应加热方式，因此在各个薄片状部件101所产生的热量的温度恒定，使得薄片状部件101的膨胀系数达到恒定，因而不仅大幅度减少铁损和磁通密度的损失，而且由于垂直度、平面度等的形状公差良好、紧固强度优秀，因而本发明提供使马达的效率得到改善的马达的层叠芯100。

[0052] 以上，详细说明了本发明，本发明的范围并不局限于上述说明。上述说明仅用于例示本发明，本发明的范围由发明要求保护范围所定义，在发明要求保护范围内的简单的变形或变更均属于本发明的权利范围。