KR100653246B1

KR100653246B1 - 납축전지의 극판에 사용되는 기판 제조용 금형

Info

Publication number: KR100653246B1
Application number: KR1020050131720A
Authority: KR
Inventors: 김광석; 우재훈; 남창우
Original assignee: 주식회사 아트라스비엑스
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2006-12-05

Abstract

본 발명은 납축전지의 극판에 사용되는 기판 제조용 금형에 관한 것으로, 특히, 망체의 망목면을 직벽으로 형성시키지 아니하고 망목면을 중앙부가 볼록한 곡면으로 형성시킴으로서, 망목에 충전된 활물질의 주연부가 망목면의 돌출부를 감싸게 하며, 망목면의 표면적이 증가되게 하여 활물질과 망목면의 접합력을 향상시킴으로서 활물질이 망체로부터 이격되는 것을 방지하게 한 기판을 제조하기 위한 금형을 제공하기 위한 것임.

Description

납축전지의 극판에 사용되는 기판 제조용 금형{Grid manufacturing mold for Lead-acid battery}

도 1은 스트립 연판을 타발하여 형성시킨 기판의 정면도

도 2는 종래의 기판에 있어서의 도1의 A-A선 단면도

도 3은 본 발명에 있어서의 다양한 실시예를 보여주는 도1에 있어서의 A-A선 단면도

도 4 는 금형이 상사점으로 열려진 상태인 본 발명의 금형의 일 실시예의 단면도로서 망체와 망선 가공 부위만의 발췌도

도 5 는 도 4 에 도시된 금형이 기판용 소재를 압착하여 망목 부위를 형성시키는 칩을 타발시키고 망선의 중앙부가 볼록하게 형성시키는 상태 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 망체

10 : 기판 12 : 상단 프레임 13 : 하단 프레임

14 : 좌측 프레임 15 : 우측 프레임

2 : 망선 21 : 망목면 22 : 표면부

201, 202, 203, ...... 위선

211, 212, 213, ...... 경선

3 : 망목

4 : 활물질층

5 : 러그

6 : 망체성형부

61 : 상금형

62 : 하금형

7 : 망선성형부

71 : 상금형

72 : 하금형

본 발명은 납축전지의 극판에 사용되는 기판 제조용 금형에 관한 것으로 특히, 망체의 망목면을 직벽으로 형성시키지 아니하고 망목면을 중앙부가 볼록한 곡면으로 형성시켜서 되는 기판을 제조할 수 있는 금형을 제공하기 위한 것이다.

보통 납축전지의 기판 제조 공정은 중력주조(Casting), 익스펜디드(Expanded metal forming), 타공(Stamping, Punching) 방식이 이용되고 있다.

중력주조 방식은 납물을 기판 몰드(Mold)에 부어 식힌 후 몰드로부터 분리시키는 방법으로서 기판을 구성하는 망체 내에 큰 기공을 가지게 되어 납축전지에서 그리드 부식을 빨리 가져올 수 있는 원인을 제공한다. 그리고 공법상 제한된 수평·수직 망선 패턴을 가질 수밖에 없으며, 기판 몰드와 기판을 분리시키려면 주기적으로 몰드를 코팅해주어야만 하는 작업의 어려움 때문에 생산성이 증가하지 못하는 등의 단점들이 있다.

익스펜디드 방식은 압착된 스트립(Strip)을 찢어 늘이어 망목을 형성시킴으로서 기판을 만드는 방법으로서 연속적인 스트립이 공급되면 이에 따라 기판이 만들어지기 때문에 중력주조방식보다 월등한 생산성을 가지고 있다. 그러나 익스펜디드 방식은 연속적으로 생산하는 상황에서 기판의 망목은 다이아몬드 패턴을 제공하며, 중력주조 방식과 달리 좌·우 프레임을 가지고 있지 못하기 때문에 제품 사용 중 그리드가 늘어나는 등 성장에 취약한 면을 가지고 있다. 또한, 망선이 꼬아지거 나, 압착된 스트립을 늘이거나 확장시킬 때 망선과 망선이 만나는 부분인 노드(Node)에 스트레스가 집중되어 노드부분에서 잘 끊어지는 단점을 가지며, 제품 사용 중 그리드 부식으로 인하여 노드 부분이 먼저 끊어져 단수명을 초래하기도 한다.

중력 주조와 익스펜디드 방식의 단점들을 보완하기 위하여 개발된 방식이 타공(Stamping, Punching) 방식이다. 압착 또는 중력주조로 만들어진 스트립에 구멍을 뚫어 기판을 성형하는 방식으로서 중력주조 방식의 장점인 좌·우 프레임을 보유하고 있으며, 익스펜디드 방식에서 사용되는 압착 스트립을 사용하기 때문에 제품 사용중 그리드 부식과 성장에 강하다는 점과 타공 방식에 의하여 만들어 지기 때문에 망선의 스트레스를 저감시켜 제품 사용 중 그리드 노드 부분이 끊어지지 않는다는 장점을 가지고 있다. 하지만 타공 방식에서 나타나는 문제점은 스트립을 상하 왕복운동을 통하여 구멍을 성형하기 때문에 구멍사이에 활물질이 자리 잡게 되면 기판에 걸치는 부분이 생기지 않으며, 제품 사용 중 잦은 진동이 가해지면 활물질이 기판에서 이격될 수 있는 빈도가 높아지기 때문에 제품의 단수명을 초래하게 된다. 이러한 문제점을 보완하고자 종래에는 기판을 감싸도록 활물질을 기판 양측에 걸쳐 두텁게 도포하거나 극판 표면에 종이를 붙여 극판을 형성시켜 왔다. 그러나, 활물질을 기판 양측에 도포한다던지 종이를 붙이는 것은 제조 비용을 앙등시키고 생산성을 악화시키는 결점이 있다.

이에, 본 발명자는, 종래의 타공 기판으로 제조된 극판에 있어서는 기판의 망체를 이루는 망선 단면이 직사각형을 이루어 망체의 망목면이 직벽면을 이루므로 망목에 충전된 활물질이 지지될 수 없어 활물질의 이격을 저지할 수 없었음에 착안하여, 망체의 망목면을 직벽면으로 형성시키지 아니하고 망목면을 곡면으로 형성시킴으로서, 망목에 충전된 활물질의 주연부가 망목면의 돌출부를 감싸게 하거나 오목한 부분으로 끼워져 들어가 그 결착력을 강화시키고, 또한 망목면을 곡면으로 형성시킴으로서 망목면의 표면적이 증가되게 하여 활물질과 망목면의 접합력을 향상시킬 수 있는 기판을 개발하고 나아가, 그 기판 제조용 금형을 개발하였는바, 이와 같은 본 발명의 기판 제조용 금형을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용되는 기판(10)은 압축 연신된 스트립(Srtrip; 길고 좁은 판체)을 프레스기로 타발하여 형성시키는 바, 이와 같이 압축된 스트립을 가지고 타공 방식에 의하여 제조된 기판(10)은 적은 기공도를 나타내어 기판(10) 부식특성을 향상 시킬 뿐만 아니라 기판(10)의 망선(2)의 스트레스를 줄이는 효과가 있는 것이다. 더욱이 압축된 스트립을 사용하기 때문에 기판(10)의 두께를 자유롭게 조절할 수 있다. 이와 같은 스트립으로 제조되는 기판은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 망선(2)과 망목(3)으로 된 망체(1)와 전류를 모으는 러그(5)로 되는 기판(10)을 형성시킴에 있어서, 망선(2)의 망목면(21)이 첨부된 도면 도 2 에 도시된 바와 같이 평 면으로 형성시키지 아니하고, 첨부된 도면 도 3 에 도시된 바와 같이 망선(2)의 망목면(21)이 곡면으로 형성시켜서 된 것을 특징으로 한다. 여기서의 망선(2)은 위선(201, 202, 203, ....)과 경선(211, 212, 213, .....)을 포함한다.

망선(2)의 망목면(21)을 곡면으로 형성시킴에 있어서는, 첨부된 도면 도 3 의 (가), (나), (다) 등으로 예시된 바와 같이, 중앙부가 돌출된 형태로서 그 표면부(22)를 포함한 망선(2)의 단면이 원형, 사각형, 8각형 등 임의의 형태로 형성시킬 수 있다.

이와 같이, 기판(10)에 망선(2)과 망목(3)을 형성시키고, 망선(2)의 망목면(21)에 곡면부를 형성시키기 위한 본 발명의 금형은 다음과 같이 구성된다..

도 4에서는 본 발명의 금형이 펀칭 및 망선 성형을 위하여 상금형이 상사점에 있을 때를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 금형은 프레스 타입으로서 상부금형과 하부금형이 만나면서 그 사이의 소재를 원하는 모양을 만들 수 있다.

본 발명의 금형은 망체성형부(6)와 망선가공부(7)로 구성되며, 이들을 하나로 통합 구성시킨 것을 특징으로 한다. 망체성형부(6)와 망선가공부(7)는 각각 상하부금형(61, 62, 71, 72)으로 구성된다.

망체성형부(6)의 상부금형(61)과 하부금형(62)은 각각 펀치(63, 631)를 구비하고 펀치(63, 631)에 대응하는 개구부(64, 641)가 구비되어 있는 바, 상부금형(61)에 펀치(63)와 개구부(64)를 교호로 형성시키고, 또 하부금형(62)에도 개구부(641)와 펀치(631)를 교호로 형성시키는 것이 바람직하다. 개구부(64, 641)에는 구배를 형성시키어 펀치에 의해 타발된 칩이 용이하게 빠져 나가게 하는 것이 바람직 하다.

또한, 상하부금형(61, 62)에는 기판(10)이 압착되지는 않으나 기판(10)이 움직이지 않을 정도로 강하게 붙잡을 정도로 누르게 하는 수납홈(65, 651)이 형성되어 있다. 그리하여, 상하부 금형을 닫으면 수납홈(65, 651)에 위치하는 기판(10)이 상하부금형(61, 62)의 압박으로 강하게 고정되며, 이와 같은 상태에서 펀치(63, 631)가 작동되어 첨부된 도면 도 5 에 도시된 바와 같이, 칩(7)이 개구부(64, 641)를 통하여 배출된다.

그리고, 망체성형부(6)에 의해 성형된 망체는 망선가공부(7)로 이송되는 바, 망선가공부(7)는 망선(2)을, 첨부된 도면 도 3 에 도시된 바와 같이, 그 횡방향의 중심부가 외방으로 볼록하게 하는 곡면을 가지도록 가공하게 된다. 그리하여, 망선가공부(7)는 망선(2)을 그 횡방향의 중심부가 외방으로 볼록하게 하는, 곡면을 가지도록 가공하는 가공홈(74)이 형성되어 있다. 첨부된 도면 도4, 5는 망선이 마름모꼴을 가지도록 가공하는 금형의 형태를 예시하고 있다.

망체성형부(6)와 망선가공부(7)는 그것이 일체로 형성되어 있으므로 한번의 작동에 의해서 망체와 망선 가공이 동시에 이루어진다.

미설명부호 8, 81은 상하부 금형(61, 62, 71, 72) 및 펀치(63, 631)가 작동된 후 복원시키는 작용을 하게 하는 장치의 일 예시를 보여 주는 스프링이다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명은 활물질층(4)의 지지력을 확보하기 위하 여 망선(2)의 망목면(21)을 첨부된 도면 도 2 에 도시된 바와 같이 이를 평면으로 형성시키지 아니하고, 첨부된 도면 도 3 에 도시된 바와 같이 이를 곡면으로 형성시킴으로서, 곡면으로 된 망목면(21)이 활물질층을 견고하게 파지하게 하여 활물질층이 기판으로부터 이격되는 현상을 크게 개선하면서도, 중력 주조식 기판의 장점인 기판의 상부프레임(12)과 하부프레임(13) 및 좌측프레임(14)과 우측(15)에 프레임을 가지게 되고, 또한 압착된 스트립으로 제조되는 익스펜디드 공법에 의해 제조되는 기판이 가지는 장점인 조직의 조밀성으로 인하여, 비정상적인 성장의 염려가 적으며 내부식성이 강한 장점을 가지게 되는 기판을 제조할 수 있게 한다.

이러한 본 발명은 나아가, 망체와 망선을 일개 공정으로 형성 가공시킬 수 있게 하여 생산 능률을 향상시키며, 상하부금형(61, 62)과 펀치(63, 631)가 동시에 작동되는 것이 아니라, 상하부금형(61, 62)이 스트립인 기판(10)을 고정시킨 후, 뒤 이어 펀치(63, 631)가 작동되게 하여, 연성이 높아 잘 휘어지는 납이 연질의 기판(10)이 원하는 부분에서 정확하게 타공되게 하는 효과가 있다. 본 발명은 더욱이, 펀치와 개구부를 교호로 형성시키어 연질의 납판이 소기의 위치에서 타공되게 하는 효과를 증진시켰다.

Claims

망체성형부(6)와 망선가공부(7)가 하나로 통합 구성되고, 망체성형부(6)와 망선가공부(7)는 각각 상하부금형(61, 62, 71, 72)으로 구성되며,

망체성형부(6)의 상부금형(61)과 하부금형(62)은 각각 펀치(63, 631)와 펀치(63, 631)에 대응하는 개구부(64, 641)가 구비되어 있으며, 상하부금형(61, 62)에 기판(10)이 압착되지는 않으나 기판(10)이 움직이지 않을 정도로 강하게 붙잡을 정도로 누르게 하는 수납홈(65, 651)이 구비되고,

망선가공부(7)는 망선(2)을 그 횡방향의 중심부가 외방으로 볼록하게 하는 곡면을 가지도록 가공하는 가공홈이 형성된 것을 특징으로 하는 납축전지의 극판에 사용되는 기판 제조용 금형
제1항에 있어서, 상하부금형(61, 62)은 기판(10)이 압착되지는 않으나 기판(10)이 움직이지 않을 정도로 강하게 붙잡을 정도로 누르게 하는 수납홈(65, 651)이 구비된 것을 특징으로 하는 납축전지의 극판에 사용되는 기판 제조용 금형.
제1항 또는 제2항에 있어서, 개구부(64, 641)는 구배가 형성되어 펀치에 의하여 타발된 칩이 용이하게 배출되게 하여서 된 것을 특징으로 하는 납축전지의 극 판에 사용되는 기판 제조용 금형.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상부금형(61)에 형성된 펀치(63)와 개구부(64)가 교호로 구비되고, 하부금형(62)에 형성된 개구부(641)와 펀치(641)가 교호로 구비되어 구성된 것을 특징으로 하는 납축전지의 극판에 사용되는 기판 제조용 금형.