KR101307875B1 - 이차 전지용 극판 스탬핑 장치 - Google Patents

이차 전지용 극판 스탬핑 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차 전지용 극판 스탬핑 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 이차 전지용 극판을 형성하기 위한 리일 극판(4)을 이송시키면서 상기 리일 극판(4)에 전극탭(6)을 형성하는 스탬핑 장치에 있어서, 상기 리일 극판(4)이 통과되어 지나가도록 상기 리일 극판(4)의 이송 방향에 배치되며 상기 리일 극판(4)의 상면과 저면에 마주하는 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)를 구비한 스탬핑 몰드 유닛(20)과; 상기 리일 극판(4)의 상면과 저면에 마주하도록 배치된 상기 스탬핑 몰드 유닛(20)의 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 상기 로워 스탬핑 몰드(24) 중에서 적어도 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)를 상기 리일 극판(4)의 상부 위치에서 승강되도록 하는 승강 작동유닛(30)과; 상기 승강 작동유닛(30)에 의해 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 상기 리일 극판(4)으로 하강시 상기 리일 극판(4)에 상기 전극탭(6)을 형성하도록 블랭킹하는 스탬핑 컷터 유닛(40)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차 전지용 극판 스탬핑 장치{Secondary battery electrode panel stamping apparatus}
본 발명은 이차 전지용 극판 스탬핑 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차 전지용 극판에 전극탭을 만드는 스탬핑 가공을 하는 경우에 스탬핑 금형을 극판의 이송 방향으로 스탬핑 금형 부분이 같이 이동하면서 스탬핑을 하고 다시 스탬핑 금형이 원위치로 복귀하는 과정을 반복하는 구조가 아니고, 스탬핑 금형은 원위치에 배치된 상태에서 승강되고 리일 극판은 간헐적으로 이송과 정지를 반복하여 스탬핑 금형 부분에 의해 리일 극판에 전극탭 스탬핑 가공을 수행할 수 있는 구조이므로, 스탬핑 금형 부분의 전후 방향 왕복 운동으로 인한 관성력 극복의 어려움을 해소할 수 있으며, 이처럼 스탬핑 금형 부분의 전후 왕복 이송에 의한 관성력 극복의 어려움이 없으므로, 고속화 스탬핑 작업에 있어서의 요구 조건을 충족시킬 수 있는 등의 여러 가지 바람직한 결과를 낳을 수 있는 새로운 개념의 이차 전지용 극판 스탬핑 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 사용 후 재충전될 수 있고, 그 용량이 무한정은 아니지만 어느 정도까지 방전 처리를 역으로 행함으로써 동일 전지의 반복적인 사용이 가능하다. 이때, 이차 전지는 복수개의 양극판과 음극판 사이에 복수개의 세퍼레이터를 적층하여 만드는 것이 일반적이다. 즉, 양극판 위에 세퍼레이터를 적층하고, 세퍼레이터 위에 음극판을 적층하고, 음극판 위의 세퍼레이터 상면에 다시 양극판을 적층하고 재차 세퍼레이터와 음극판을 순차적으로 적층하는 방식에 의해 이차 전지를 만든다. 이를테면, 양극판과 음극판을 세퍼레이터를 경계로 교대로 적층하여 이차 전지를 만드는 것이다.
한편, 복수개의 극판을 적층하여 이차 전지를 만들기 위해서는 리일 극판(Reel electrode)(이차 전지용 극판 제조용 원판)의 길이 방향 중심선을 기준으로 양쪽에 있는 측단부 중에서 한쪽의 측단부에 대략 사각 금속편 형상의 전극탭(복수개의 극판이 적층되었을 때에 이차 전지용 전극이 되는 부분)을 스탬핑한 다음, 상기 전극탭이 스탬핑되어 있는 리일 극판을 컷팅하는 방식으로 사각판 형태의 극판을 개별화시키고, 이러한 사각판 형태의 개별 극판을 다수개 적층하여 전지팩을 만들게 된다. 즉, 전극탭이 있는 다수개의 극판을 세퍼레이터와 함께 적층하여 이차 전지를 만들게 되므로, 이차 전지의 극판 제조용 원판인 리일 극판에 전극탭을 형성하기 위한 스탬핑 공정이 필수적으로 요구되는 것이다.
그런데, 종래에는 스탬핑 장치의 스탬핑 금형 부분(즉, 무빙 파트 부분)을 왕복 이송시켜서 리일 극판에 전극탭을 스탬핑하는데, 이러한 경우 스탬핑 금형 자체의 무게가 상당히 많이 나가서 왕복 운동을 위한 관성력 극복의 어려움이 있으므로, 고속화 스탬핑 작업에 있어서 여러 가지 한계에 부딪히게 되는 단점을 가지고 있다.
구체적으로, 리일 극판을 이송시키는 것에 더하여 스탬핑 금형이 리일 극판을 따라가도록 이동시키면서 리일 극판에 전극탭을 가공하고, 스탬핑 금형을 다시 원위치로 복귀시키는 과정, 다시 말해, 스탬핑 금형의 전진과 후진을 반복 수행하여 리일 극판에 스탬핑함으로써 전극탭을 형성하게 되는데, 이러한 전극탭을 스탬핑하기 위한 무빙 파트인 스탬핑 금형의 무게가 대략 70kg 이상이어서, 리일 극판을 따라 스탬핑 금형을 대략 0.3초~0.4초 이내의 고속 왕복 동작(즉, 리일 극판의 이송 방향으로의 전진 동작과 리일 극판의 이송 방향과 반대되는 방향으로의 복귀 동작)을 할 경우에 왕복 운동을 위한 관성력 극복에 어려움이 따르게 되므로, 고속화 스탬핑 작업에 있어서 상기와 같은 여러 가지 한계에 봉착하게 되는 것이며, 이로 인해 고객의 초고속화 스탬핑 공정에 대한 요구를 충족시키지 못하는 단점을 가지고 있는 것이다. 스탬핑 금형의 무게가 대략 70kg 정도인데, 고속으로 스탬핑 금형을 전진 및 후진 동작시킬 경우 스탬핑 금형의 관성력 극복이 쉽지 않아서 스탬핑 금형의 전후 왕복 이동 속도와 리일 극판의 이송 속도를 그만큼 늦춰야 되므로, 생산성이 저하되는 등의 여러 한계에 부딪히게 되는 것이며, 결과적으로 고객의 초고속화 작업에 대한 요구에 충분히 부응하지 못하는 등의 여러 가지 많은 문제를 가지고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 이차 전지용 극판에 전극탭을 형성하는 경우에 스탬핑 금형을 극판의 이송 방향을 따라 전후 방향으로 왕복 이송하는 구조가 아니라서, 스탬핑 금형 부분의 전후 방향 왕복 운동으로 인한 관성력 극복의 어려움을 해소할 수 있으며, 이처럼 스탬핑 금형 부분의 전후 왕복 이송에 의한 관성력 극복의 어려움이 없어서 고속화 스탬핑 작업에 있어서의 요구 조건을 충족시킬 수 있는 등의 여러 가지 바람직한 결과를 가져오는 새로운 구조의 이차 전지용 극판 스탬핑 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 이차 전지용 극판을 형성하기 위한 리일 극판(4)을 이송시키면서 상기 리일 극판(4)에 전극탭(6)을 형성하는 스탬핑 장치에 있어서, 상기 리일 극판(4)이 통과되어 지나가도록 상기 리일 극판(4)의 이송 방향에 배치되며 상기 리일 극판(4)의 상면과 저면에 마주하는 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)를 구비한 스탬핑 몰드 유닛(20)과; 상기 리일 극판(4)의 상면과 저면에 마주하도록 배치된 상기 스탬핑 몰드 유닛(20)의 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 상기 로워 스탬핑 몰드(24) 중에서 적어도 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)를 상기 리일 극판(4)의 상부 위치에서 승강되도록 하는 승강 작동유닛(30)과; 상기 승강 작동유닛(30)에 의해 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 상기 리일 극판(4)으로 하강시 상기 리일 극판(4)에 상기 전극탭(6)을 형성하도록 블랭킹하는 스탬핑 컷터 유닛(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스탬핑 장치가 제공된다.
상기 스탬핑 몰드 유닛(20)을 향하여 상기 리일 극판(4)이 이송과 정지 동작을 하도록 상기 리일 극판(4)을 간헐적인 이송 방식으로 공급하는 피딩 유닛(60)을 더 포함하며, 상기 스탬핑 몰드 유닛(20)의 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)는 상기 피딩 유닛(60)의 간헐적인 이송과 정지 동작에 의해 상기 리일 극판(4)이 정지된 순간에 신속히 하강함으로써 상기 스탬핑 컷터 유닛(40)에 의해 상기 리일 극판(4)에 상기 전극탭(6)이 스탬핑되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 피딩 유닛(60)은, 상기 리일 극판(4)의 상면과 저면 위치에 마주하도록 배치된 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64)를 포함하며, 상기 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64) 중에서 적어도 하나의 롤러는 모터의 모터축에 동력전달수단(66)으로 연결되어 상기 리일 극판(4)을 간헐적으로 상기 스탬핑 몰드 유닛(20) 방향으로 이송과 정지 동작을 반복하는 드라이빙 롤러인 것을 특징으로 한다.
상기 스탬핑 몰드 유닛(20)의 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)는 상기 스탬핑 컷터 유닛(40)에 의해 상기 리일 극판(4)에 상기 전극탭(6)을 형성하도록 픽싱 블록(38)에 상하 방향으로 직립 승강되도록 결합되며, 상기 승강 작동유닛(30)은, 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)에 연결 유닛(50)을 매개로 연결된 캠(32)과; 상기 캠(32)에 모터축이 결합되어 상기 캠(32)을 회전시킴으로써 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 상기 픽싱 블록(38)을 기준으로 승강되도록 하는 캠 구동모터(34)를 포함하는 구성을 취할 수 있다.
상기 캠(32)은 디스크 형상으로 구성되어 상기 캠 구동모터(34)의 상기 모터축에 중심부를 벗어나서 편심되도록 축결합되고, 상기 캠(32)의 상기 연결 유닛(50)을 향하는 전면에는 환형의 캠 그루브(32a)가 형성되며, 상기 연결 유닛(50)은 승강 작동로드(52)를 구비하고, 상기 승강 작동로드(52)의 선단부는 상기 캠(32)이 상기 캠 구동모터(34)에 의해 회전할 때에 상기 캠 그루브(32a)를 따라 상대 슬립됨과 동시에 승강되면서 상기 캠(32)에 상기 연결 유닛(50)을 매개로 연결된 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 승강 작동될 수 있도록 상기 캠(32)의 상기 캠 그루브(32a)에 상대 슬립 가능하게 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 연결 유닛(50)은, 상기 승강 작동로드(52)의 기단부가 연결됨과 동시에 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)를 가이드 레일을 매개로 상기 픽싱 블록(38)에 직립 승강 가능하게 결합하는 승강 블록(54)과, 상기 승강 블록(54)과 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 상면에 연결된 어댑터(56)를 포함할 수 있다.
상기 스탬핑 컷터 유닛(40)은, 상기 리일 극판(4)의 너비 방향 양쪽 측단부 중에서 한쪽 측단부를 스탬핑하도록 컷터 블록 형상으로 구성됨과 동시에 상기 리일 극판(4)에 전극탭(6)이 형성되도록 하기 위한 전극탭 형상부(42a)가 구비되어 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 상기 로워 스탬핑 몰드(24)의 서로 마주하는 면 중에서 어느 하나의 면에 배치된 제1스탬핑 컷터(42)와, 상기 제1스탬핑 컷터(42)와 마주하는 면에 배치되며 상기 제1스탬핑 컷터(42)와 동일한 구멍 형상으로 이루어진 제1스탬핑 컷터홀(44)을 포함할 수 있다.
상기 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부에 배치되도록 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 상기 로워 스탬핑 몰드(24)의 서로 마주하는 면 중에서 어느 하나의 면에 배치되며 상기 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부를 스탬핑하도록 컷터 블록 형상으로 구성된 제2스탬핑 컷터(46)와, 상기 제2스탬핑 컷터(46)와 마주하는 면에 배치되며 상기 제2스탬핑 컷터(46)와 동일한 구멍 형상으로 이루어진 제2스탬핑 컷터홀(48)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 본 발명에서는 스탬핑 금형은 리일 극판을 따라 움직이지 않고 원위치에 그대로 배치된 상태에서 초고속으로 승강되고 리일 극판은 스탬핑 금형 부분의 승강 동작에 맞추어 간헐적으로 이송과 정지를 반복하여 스탬핑 몰드 유닛과 이에 장착된 스탬핑 컷터 유닛으로 하여금 리일 극판에 전극탭을 초고속으로 가공할 수 있는 구조이므로, 스탬핑 금형 부분의 전후 방향 왕복 운동으로 인한 관성력 극복의 어려움을 해소할 수 있으며, 이처럼 스탬핑 금형 부분의 전후 왕복 이송에 의한 관성력 극복의 어려움이 없으므로, 고속화 스탬핑 작업에 있어서의 요구 조건을 충족시킬 수 있는 등의 여러 가지 바람직한 결과를 낳을 수 있게 된다.
종래에는 리일 극판을 이송시키는 것에 더하여 스탬핑 금형 부분을 리일 극판을 따라가도록 이동시키면서 리일 극판에 전극탭을 가공하고, 다시 스탬핑 금형을 원위치로 복귀시키는 것과 같이 스탬핑 금형의 전진과 후진을 반복 수행하여 리일 극판에 전극탭을 형성하게 되는데, 이러한 전극탭을 스탬핑하기 위한 무빙 파트인 스탬핑 금형 부분의 무게가 대략 70kg 이상이어서, 리일 극판을 따라 스탬핑 금형을 대략 0.3초~0.4초 이내의 고속 왕복 동작을 할 경우에 왕복 운동을 위한 관성력 극복에 어려움이 따르게 되므로, 고속화 스탬핑 작업에 있어서 상기와 같은 여러 가지 한계에 봉착하게 되고, 이로 인해 고객의 초고속화 스탬핑 공정에 대한 고객의 요구를 충족시키지 못하는 등의 단점을 가지고 있으나, 본 발명은 이러한 문제를 말끔하게 해결함으로써, 극판에 전극탭을 형성하는 공정도 무리없이 원활하게 수행하고, 고객의 초고속화 요구에도 충실히 부응할 수 있는 유용한 발명이라 할 수 있겠다.
도 1은 본 발명에 의한 이차 전지용 극판 스탬핑 장치의 구성을 보여주는 외관 사시도
도 2는 본 발명에 의한 이차 전지용 극판 스탬핑 장치를 이용하여 리일 극판에 전극탭을 형성하는 과정을 보여주는 사시도
도 3은 도 2의 좌측면 사시도
도 4는 본 발명의 이차 전지용 극판 스탬핑 장치의 주요부 구성을 보여주는 평면도
도 5a와 도 5b는 본 발명의 주요부인 스탬핑 몰드 유닛에 의해 리일 극판에 전극탭을 스탬핑하는 과정을 보여주는 정면도
도 6a는 본 발명의 주요부인 어퍼 스탬핑 몰드의 상면을 보여주는 사시도
도 6b는 도 6a에 도시된 어퍼 스탬핑 몰드의 저면을 보여주는 사시도
도 7은 본 발명의 주요부인 로워 스탬핑 몰드의 상면을 보여주는 사시도
도 8은 본 발명을 구성하는 스탬핑 몰드 유닛과 승강 작동유닛을 보여주는 사시도
도 9a는 본 발명의 주요부인 승강 작동유닛과 어퍼 스탬핑 몰드의 연결 상태를 보여주는 평면도
도 9b와 도 9c는 도 9a에 도시된 승강 작동유닛에 의해 어퍼 스탬핑 몰드가 승강되는 과정을 보여주는 정면도
도 10a와 도 10b는 본 발명의 주요부인 승강 작동유닛에 의한 스탬핑 몰드 유닛의 어퍼 스탬핑 몰드가 승강되는 과정을 보여주는 사시도
도 11과 도 12는 도 8에 도시된 스탬핑 몰드 유닛의 어퍼 스탬핑 몰드의 승강 작동되는 상태를 보여주는 사시도
도 13과 도 14는 본 발명의 다른 주요부인 스탬핑 컷터 유닛에 의해 리일 극판에 전극탭을 형성하는 과정을 개념적으로 보여주는 사시도
도 15는 본 발명의 또 다른 주요부인 피딩 유닛의 구조를 보여주는 사시도
도 16은 도 15의 우측면도
도 17은 도 15의 배면도
도 18은 본 발명의 스탬핑 장치를 구성하는 극판 컷팅 유닛의 구조를 보여주는 사시도
도 19는 도 18의 정면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 이차 전지용 극판 스탬핑 장치는 이차 전지용 극판을 형성하기 위한 원판인 리일 극판(4)이 통과되어 지나가도록 리일 극판(4)의 이송 방향에 배치된 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)가 구비된 스탬핑 몰드 유닛(20)을 포함한다.
본 발명에서는 스탬핑 장치의 몸체를 이루는 메인 바디(12)에 스탬핑 몰드 유닛(20)이 설치된 구조를 가지고 있다.
상기 메인 바디(12)는 내부에 공간부가 있는 대략 육면체 박스 형상으로 구성된 것으로, 이 메인 바디(12)의 내부 공간부에는 리일 극판(4)의 양쪽 측단부에 전극탭(6)을 스탬핑하면서 생기는 블랭킹 금속 조각편이 낙하하도록 유도하는 프론트 후드(14)와 리어 후드(16)가 내장되어 있다. 도 5a와 도 5b 참조.
상기 메인 바디(12)의 상면에는 정면을 기준으로 좌우 양쪽 위치에 서포트 패널(12a)이 구비되어 있고, 서포트 패널(12a)에는 가이드 레일을 매개로 사각판 형상의 베이스 패널(18)이 결합되어 있다. 베이스 패널(18)은 가이드 레일을 따라 위치가 변경될 수 있는데, 클램프 등의 고정수단에 의해 베이스 패널(18)을 가이드 레일에 고정하여 메인 바디(12)의 상면 적정 위치에 베이스 패널(18)을 배치할 수 있다.
상기 베이스 패널(18) 위에 스탬핑 몰드 유닛(20)이 구비되어 있다. 상기와 같이 스탬핑 몰드 유닛(20)은 로워 스탬핑 몰드(24)와 어퍼 스탬핑 몰드(22)를 포함하는데, 로워 스탬핑 몰드(24)의 저면이 베이스 패널(18) 위에 접촉되어 볼트 등의 체결구로 고정된 구조를 가질 수 있다. 이때, 로워 스탬핑 몰드(24)는 정면을 기준으로 너비 방향 좌우 양쪽 측단부에 상면에서 저면으로 관통된 제1스탬핑 컷터홀(44)과 제2스탬핑 컷터홀(48)이 각각 형성되어 있고, 베이스 패널(18)도 너비 방향 양쪽 측단부에 상면에서 저면으로 관통된 제1블랭킹 홀과 제2블랭킹 홀이 형성되어 있다. 로워 스탬핑 몰드(24)의 제1스탬핑 컷터홀(44)과 제2스탬핑 컷터홀(48)은 베이스 패널(18)의 제1블랭킹 홀과 제1블랭킹 홀과 각각 연통되며, 상기 프론트 후드(14)는 제1스탬핑 컷터홀(44)과 제1블랭킹 홀과 연통되고, 리어 프론트 후드(14)는 제2스탬핑 컷터홀(48)과 제2블랭킹 홀에 연통되어 있다.
상기 로워 스탬핑 몰드(24)의 위쪽에는 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 상대 승강 가능하게 설치되어 있다. 로워 스탬핑 몰드(24)의 상면으로는 복수개의 가이드 바아(24a)가 구비되고, 어퍼 스탬핑 몰드(22)는 상면에서 저면으로 관통된 복수개의 가이드홀이 구비되어, 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 가이드홀이 로워 스탬핑 몰드(24)의 가이드 바아(24a)에 상대 슬라이드 가능하게 결합됨으로써, 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 로워 스탬핑 몰드(24) 위에서 위치 틀어짐이 없이 정밀하게 제위치를 유지하면서 로워 스탬핑 몰드(24)의 상면 방향으로 하강하고 로워 스탬핑 몰드(24)의 상면에서 상승하는 작동을 할 수 있게 된다.
상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)의 서로 마주하는 면에는 이차 전지 극판용 전극탭(6)을 형성하는 스탬핑 컷터 유닛(40)이 구비되어 있다.
도 13과 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 스탬핑 컷터 유닛(40)은 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 저면에 구비된 제1스탬핑 컷터(42)와, 로워 스탬핑 몰드(24)의 상면에서 저면으로 관통된 제1스탬핑 컷터홀(44)을 포함한다. 도 13과 도 14에서는 제1스탬핑 컷터(42)와 제2스탬핑 컷터(46)만 도시되어 있으나, 제1스탬핑 컷터(42)와 제2스탬핑 컷터(46)는 어퍼 스탬핑 몰드(42)의 저면에 장착되어 있다는 것을 이해해야 한다.
상기 제1스탬핑 컷터(42)는 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 길이 방향(즉, 정면을 기준으로 좌우 너비 방향과 직교하는 방향)으로 길게 연장된 대략 일자형 컷터 블록 형상으로 구성되며, 이처럼 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 전후 방향으로 길게 연장된 컷터 블록 형상의 제1스탬핑 컷터(42) 후단부측에는 상기 리일 극판(4)의 한쪽 측단부에 사각 금속편 형상의 전극탭(6)을 스탬핑할 수 있도록 대략 사각홈 형상의 전극탭 형상부(42a)가 구비되어 있다. 바람직하게, 제1스탬핑 컷터(42)의 저면 외곽 둘레부에는 리일 극판(4)의 한쪽 측단부를 잘 따낼 수 있도록 끝이 날카로운 날부가 구비되도록 한다. 즉, 제1스탬핑 컷터(42) 저면에 날카로운 날부가 있으면 고속 이송 중인 리일 극판(4)의 한쪽 측단부를 위쪽에서 제1스탬핑 컷터(42)가 눌러서 스탬핑하는 순간에 리일 극판(4)의 한쪽 측단부가 보다 원활하게 블랭킹 가공(따내지는 가공)되면서 손쉽게 전극탭(6)이 형성되도록 할 수 있을 것이다.
상기 제1스탬핑 컷터홀(44)은 로워 스탬핑 몰드(24)의 상면에서 저면으로 관통된 구멍 형태로서 제1스탬핑 컷터(42)와 마주하는 면에 배치되는 것인데, 어퍼 스탬핑 몰드(22) 저면의 제1스탬핑 컷터(42) 형상과 동일한 형상의 구멍으로 이루어져서 로워 스탬핑 몰드(24)의 하강에 의해 제1스탬핑 컷터(42)가 하강할 때에 로워 스탬핑 몰드(24)의 제1스탬핑 컷터홀(44)로 진입하여 리일 극판(4)의 한쪽 측단부를 따내어 전극탭(6)이 형성되도록 할 수 있다. 제1스탬핑 컷터홀(44)에도 전극탭 형상부(44a)가 형성되어 있어서, 제1스탬핑 컷터(42)와 제1스탬핑 컷터홀(44)에 의해 리일 극판(4)에 전극탭(6)이 형성될 수 있도록 한다. 물론, 상기와 같이, 로워 스탬핑 몰드(24)의 제1스탬핑 컷터홀(44)은 프론트 후드(14)와 연통되어 있으므로, 리일 극판(4)의 한쪽 측단부에 전극탭(6)을 형성하면서 생기는 금속 블랭킹 조각편이 프론트 후드(14)를 따라 하강하여 수집될 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서 스탬핑 컷터 유닛(40)은 제2스탬핑 컷터(46)와 제2스탬핑 컷터홀(48)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2스탬핑 컷터(46)는 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부에 배치되도록 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)의 서로 마주하는 면 중에서 어느 하나의 면에 배치된다. 본 발명에서는 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 저면에 제2스탬핑 컷터(46)가 배치되어 있다. 이때, 제2스탬핑 컷터(46)는 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부를 스탬핑하도록 컷터 블록 형상으로 구성된다. 좀더 구체적으로, 제2스탬핑 컷터(46)는 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 길이 방향(즉, 정면을 기준으로 좌우 너비 방향과 직교하는 방향)으로 길게 연장된 대략 일자형 컷터 블록 형상으로 구성된다. 또한, 제2스탬핑 컷터(46)의 저면 외곽 둘레부에도 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부를 잘 따낼 수 있도록 끝이 날카로운 날부가 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 제2스탬핑 컷터(46) 저면에 날카로운 날부가 있으면 고속 이송 중인 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부를 위쪽에서 제2스탬핑 컷터(46)가 눌러서 스탬핑하는 순간에 리일 극판(4)의 한쪽 측단부가 보다 원활하게 블랭킹 가공(따내지는 가공)되면서 손쉽게 전극탭(6)이 형성되도록 할 수 있을 것이다. 제2스탬핑 컷터(46)는 리일 극판(4)에 전극탭(6)을 형성하는 것이라기 보다는 리일 극판(4)의 전극탭(6)이 형성되는 반대쪽 측단부를 일정 너비만큼 적당히 잘라내는 트리밍(trimming) 가공을 하는 것이라 할 수 있다.
상기 제2스탬핑 컷터홀(48)은 로워 스탬핑 몰드(24)의 상면에서 저면으로 관통된 구멍 형태로서 제2스탬핑 컷터(46)와 마주하는 면에 배치되는 것인데, 어퍼 스탬핑 몰드(22) 저면의 제2스탬핑 컷터(46) 형상과 동일한 형상의 구멍(로워 스탬핑 몰드(24)의 전후 방향으로 길다란 대략 일자홀 형상의 구멍)으로 이루어져서, 로워 스탬핑 몰드(24)의 하강에 의해 제2스탬핑 컷터(46)가 하강할 때에 로워 스탬핑 몰드(24)의 제2스탬핑 컷터홀(48)로 진입하여 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부를 따내주는 트리밍 가공이 이루어지도록 할 수 있다. 물론, 상기와 같이, 로워 스탬핑 몰드(24)의 제2스탬핑 컷터홀(48)은 리어 후드(16)와 연통되어 있으므로, 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부를 트리밍하면서 생기는 금속 블랭킹 조각편 역시 리어 후드(16)를 따라 하강하여 수집될 수 있게 된다.
본 발명은 스탬핑 몰드 유닛(20)을 향하여 리일 극판(4)이 이송과 정지 동작을 하도록 리일 극판(4)을 간헐적인 이송 방식으로 공급하는 피딩 유닛(60)을 포함하며, 상기 스탬핑 몰드 유닛(20)의 어퍼 스탬핑 몰드(22)는 피딩 유닛(60)의 간헐적인 이송과 정지 동작에 의해 리일 극판(4)이 정지된 순간에 하강하여 스탬핑 컷터 유닛(40)으로 리일 극판(4)에 전극탭(6)이 스탬핑되도록 한다.
본 발명은 스탬핑 몰드 유닛(20)의 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24) 중에서 적어도 어퍼 스탬핑 몰드(22)를 리일 극판(4)의 상부 위치에서 승강되도록 하는 승강 작동유닛(30)을 구비한다.
상기 승강 작동유닛(30)은 어퍼 스탬핑 몰드(22)에 연결 유닛(50)을 매개로 연결된 캠(32)과, 이 캠(32)에 모터축이 결합되어 캠(32)을 회전시킴으로써 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 픽싱 블록(38)을 기준으로 승강되도록 하는 캠 구동모터(34)를 포함할 수 있다.
부호 36은 프레임으로서, 이러한 프레임(36)은 미도시된 지지대와 체결구 등을 매개로 메인 바디(12)에 연결된 구조를 취할 수 있다. 구체적으로, 프레임(36)은 전방 벽부(36c)와 후방 벽부(36d)에 좌측 벽부(36a)와 우측 벽부(36b)가 결합된 대략 사각 블록 형상으로 구성될 수 있는데, 상기 우측 벽부(36b) 부분이 지지대에 체결구 등으로 연결되고, 지지대는 역시 체결구 등에 의해 메인 바디(12)에 연결되어 프레임(36)이 지지대와 체결구 등을 매개로 메인 바디(12)에 연결된 구조를 가질 수 있는 것이다.
부호 38은 픽싱 블록으로서, 이 픽싱 블록(38)은 중간판(38a)의 전후단에 전방 지지편(38b)과 후방 지지편(38b)이 구비된 대략 육면체 블록 형상으로 구성된다. 이 픽싱 블록(38)의 전방 지지편(38b)과 후방 지지편(38c)이 각각 가이드 레일에 의해 프레임(36)에 상대 슬라이드 가능하게 결합되어 있고, 픽싱 블록(38)은 프레임(36)에 클램프 등의 고정구에 의해 필요한 위치에 고정될 수 있다. 본 발명에서는 픽싱 블록(38)의 전방 지지편(38b)과 후방 지지편(38c)이 각각 가이드 레일에 의해 프레임(36)의 전방 벽부(36c)와 후방 벽부(36d) 상단에 상대 슬라이드 가능하게 결합되며, 상기 클램프와 같은 고정구에 의해 픽싱 블록(38)이 프레임(36)의 적당한 위치에 고정된 구조를 취할 수 있다.
상기 픽싱 블록(38)의 내부에는 캠 구동모터(34)의 모터축이 내장된다. 캠 구동모터(34)는 브라켓 등에 의해 픽싱 블록(38)에 고정되거나 프레임(36)에 고정된 구조를 가질 수 있다. 또한, 캠 구동모터(34)의 구동축에는 캠(32)이 결합되어 픽싱 블록(38)에 내장되어 있다. 픽싱 블록(38)의 중간판(38a)에는 전후면으로 연통된 통공(38h)이 형성되고, 캠 구동모터(34)의 모터축에 축결합된 캠(32)의 전면이 픽싱 블록(38)의 중간판(38a)에 연통되어 있는 통공(38h)과 마주하게 된다. 도 4 참조.
도 9a와 도 9b 및 도 10a와 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 캠(32)은 디스크 형상으로 구성되는데, 캠 구동모터(34)의 모터축에 디스크 형상의 캠(32)이 중심부를 벗어나서 편심되도록 축결합된다. 또한, 캠(32)은 후술할 연결 유닛(50)을 향하는 전면에 환형의 캠 그루브(32a)가 형성되어 있다. 본 발명에서는 캠(32)의 양면 중에서 픽싱 블록(38)의 중간판(38a)에 있는 통공(38h)과 마주하는 전면에 캠 그루브(32a)가 형성되어 있는 구조이다.
또한, 본 발명에서 연결 유닛(50)은 승강 작동로드(52)를 구비하고, 이러한 승강 작동로드(52)의 선단부는 캠 구동모터(34)에 의해 캠(32)이 회전할 때에 캠 그루브(32a)를 따라 상대 슬립됨과 동시에 승강될 수 있으므로, 캠(32)에 연결 유닛(50)을 매개로 연결된 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 승강될 수 있게 된다.
이때, 연결 유닛(50)은 승강 작동로드(52)의 기단부가 연결됨과 동시에 어퍼 스탬핑 몰드(22)를 가이드 레일을 매개로 픽싱 블록(38)에 직립 승강 가능하게 결합하는 승강 블록(54)을 구비한다.
도 9a와 도 9b 및 도 10a와 도 10b를 참조하면, 승강 블록(54)은 배면 양쪽이 가이드 레일에 의해 픽싱 블록(38)에 상대 승강 가능하게 결합되며, 승강 블록(54)의 가이드 레일 사이의 배면에는 승강 작동로드(52)의 기단부가 고정되고, 이 승강 작동로드(52)의 선단부는 캠(32)의 전면에 형성되어 있는 캠 그루브(32a)에 상대 슬립 가능하게 결합되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 승강 작동로드(52)가 승강 블록(54)으로부터 픽싱 블록(38)의 중간판(38a)에 형성된 통공(38h)을 지나서 캠(32) 전면의 캠 그루브(32a)에 결합된 구조로서, 캠(32)의 회전에 따라 승강 작동로드(52)의 선단부는 캠(32)의 캠 그루브(32a)에 상대 슬립되면서 캠(32)의 회전 동작에 의해 픽싱 블록(38)의 중간판의 통공 영역에서 승강 작동될 수 있다.
상기 연결 유닛(50)은 캠 구동모터(34)의 모터축에 축결합된 캠(32)의 캠 그루브(32a)에 결합된 승강 작동로드(52)와, 이 승강 작동로드(52)의 기단부가 연결되며 배면은 가이드 레일에 의해 픽싱 블록(38)에 상대 승강 가능하게 결합된 승강 블록(54)과, 이 승강 블록(54)의 저면에 결합됨과 동시에 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 상면에 결합된 어댑터(56)를 포함할 수 있는 것이다.
따라서, 상기 캠 구동모터(34)의 모터축이 회전하면, 캠(32)이 모터축에 편심되게 축결합되어 있어서, 캠(32)이 회전하면 승강 작동로드(52)가 캠 그루브(32a)를 따라 상대 슬립됨과 동시에 캠(32)의 작용에 의해 상하 방향으로 승강되고, 승강 작동로드(52)에 승강 블록(54)과 어댑터(56)를 매개로 연결된 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 승강되며, 어퍼 스탬핑 몰드(22) 저면의 제1스탬핑 컷터(42)와 제2스탬핑 컷터(46)가 승강되면서 리일 극판(4)에 전극탭(6)을 형성할 수 있게 된다. 이때, 상기 캠 구동모터(34)의 모터축은 1초에 대략 3회 정도 회전하고 정지하는 간헐적인 회전 동작을 수행하므로, 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 이에 장착된 제1스탬핑 컷터(42)와 제2스탬핑 컷터(46)도 1초에 대략 3회 정도 승강되는 간헐적인 승강 동작을 할 수 있으며, 이러한 제1스탬핑 컷터(42)와 제2스탬핑 컷터(46)의 초고속 승강 작동에 의해 극판(즉, 고속 이송되는 리일 극판(4)의 한쪽 측단부 부분)에 전극탭(6)을 초고속으로 형성할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 피딩 유닛(60)은 간헐적인 피딩과 정지 동작을 수행하고 캠 구동모터(34)와 어퍼 스탬핑 몰드(22)는 피딩 유닛(60)의 동작과 동기화되도록 간헐적인 회전 동작과 승강 동작을 함으로써 리일 극판(4)에 간헐적으로 전극탭(6)을 형성하는 구조를 가지고 있다.
상기 피딩 유닛(60)은 리일 극판(4)의 이송 라인상에 배치되면서 리일 극판(4)의 상면과 저면 위치에 마주하도록 배치된 한 쌍의 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64)를 포함한다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 피딩 유닛(60)은 미도시된 피더 바디에 결합된 롤러 브라켓을 구비하며, 이러한 롤러 브라켓은 어퍼 롤러 지지부(72)와 로워 롤러 지지부(74)로 구성된다.
상기 어퍼 롤러 지지부(72)는 리일 극판(4)의 상부 위치에 수평 방향으로 배치된 수평 롤러 브라켓편(72a)과, 이 수평 롤러 브라켓편(72a)의 양쪽 위치에 배치되어 그 사이로 리일 극판(4)이 지나가는 한 쌍의 좌우 사이드 롤러 브라켓편(72b)과, 이 사이드 롤러 브라켓편(72b) 사이에서 수평 롤러 브라켓편(72a)에 연결된 수직 롤러 브라켓편(72c)을 포함한다.
상기 로워 롤러 지지부(74)는 어퍼 롤러 지지부(72)의 좌우 사이드 롤러 브라켓편(72b)에 연결된 실린더 브라켓편(74a)과, 이 실린더 브라켓편(74a)에 장착된 실린더(76)의 실린더 로드(76a)에 일단부가 연결되어 승강 작동되는 아암(74b)과, 이 아암(74b)에 연결됨과 동시에 가이드 레일을 매개로 실린더 브라켓편(74a)에 대해 상대 승강되도록 결합되며 상기 로워 롤러(64)가 별도의 브라켓 등에 의해 회전 가능하게 장착된 로워 롤러 브라켓편(74c)을 포함한다.
상기 피딩 유닛(60)의 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64) 중에서 적어도 하나의 롤러는 모터(68)의 모터축(68a)에 동력전달수단(66)을 통해 연결되어 리일 극판(4)을 간헐적으로 스탬핑 몰드 유닛(20) 방향으로 이송되고 정지되도록 하는 동작을 반복하는 드라이빙 롤러이다. 로워 롤러(64)는 로워 롤러 지지부(74)에 장착된 실린더(76)의 실린더 로드(76a)에 연결되어 있어서, 실린더(76)의 작동에 따라 어퍼 롤러(62)와 마주하는 위치에서 상대 승강될 수 있으며, 로워 롤러(64)가 어퍼 롤러(62)에 상대 승강됨에 따라 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64) 사이로 통과되어 피딩되는 리일 극판(4)의 이송시의 마찰력을 적절하게 조절할 수 있으며, 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64) 사이에 리일 극판(4)을 개재시켜 장착할 때에도 편리하다.
본 발명에서는 어퍼 롤러(62)가 모터(68)의 모터축(68a)에 구동적으로 연결되어 있으므로, 어퍼 롤러(62)가 리일 극판(4)을 피딩하기 위한 동력을 작용시키는 드라이빙 롤러가 된다. 물론, 어퍼 롤러(62)는 어퍼 롤러 지지부(72)의 수직 롤러 브라켓편(72c)에 다른 브라켓과 같은 연결수단을 매개로 회전 가능하게 장착되어 있다.
다시 말해, 상기 어퍼 롤러 지지부(72)의 수직 롤러 브라켓편(72c)에는 연결 브라켓 등의 고정수단을 매개로 모터(68)가 장착되고, 모터(68)의 모터축(68a)은 어퍼 롤러 지지부(72)의 수직 롤러 브라켓편(72c)에 장착된 어퍼 롤러(62)에 구동 풀리(66a)와 종동 풀리(66b) 및 벨트(66c)로 동력전달 가능하게 연결되어 있다.
이때, 상기 모터(68)의 모터축(68a)은 대략 1초에 3회 간헐적으로 회전하고 정지하기를 반복하는 간헐적인 구동이 이루어져서, 상기 어퍼 롤러(62)도 대략 1초에 3회 회전하고 정지하는 간헐적인 회전이 이루어지므로, 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64) 사이에 개재되어 이송되는 리일 극판(4)도 1초에 3회 이송하고 정지하는 이송 동작을 간헐적으로 수행하며, 상기 캠 구동모터(34)의 모터축도 이에 대응하여 1초에 3회 회전하고 정지하고 승강 작동로드(52) 역시 1초에 3회 승강되는 동작을 함으로써, 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 이에 장착된 제1스탬핑 컷터(42)와 제2스탬핑 컷터(46)도 1초에 3회 하강하고 상승하는 동작을 간헐적으로 수행한다. 즉, 피딩 유닛(60)에 의해 리일 극판(4)이 간헐적으로 공급 및 정지되고, 리일 극판(4)이 정지한 순간에 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 이에 장착된 제1스탬핑 컷터(42)와 제2스탬핑 컷터(46)가 하강하여 리일 극판(4)의 필요한 위치에 전극탭(6)을 형성하게 되는 것이다.
본 발명의 경우 상기 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64)를 구비한 피딩 유닛(60)은 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)의 다음 스테이지에 설치될 수 있으며, 피딩 유닛(60)을 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)의 이전 스테이지와 다음 스테이지 두 군데에 설치하는 것도 물론 가능하다.
따라서, 본 발명에 의한 이차 전지용 극판 스탬핑 장치에 의하면, 피딩 유닛(60)에 의해 리일 극판(4)이 이송되다가 정지한 순간에 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 제1스탬핑 컷터(42) 및 제2스탬핑 컷터(46)가 하강하여 리일 극판(4)에 전극탭(6)을 형성하는데, 이러한 리일 극판(4)의 이송 이후의 정지와 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 제1스탬핑 컷터(42) 및 제2스탬핑 컷터(46)의 하강 동작에 의한 스탬핑 공정이 대략 1초에 3회 정도 실시되는 초고속 스탬핑 작업을 수행할 수 있게 된다. 즉, 피딩 유닛(60)에서 리일 극판(4)이 3분의 1초 동안 이송하여 순간 정지하고, 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 제1스탬핑 컷터(42) 및 제2스탬핑 컷터(46)도 대략 3분의 1초 동안 신속히 하강하여 상기 순간 정지된 리일 극판(4)을 초고속으로 스탬핑함으로써 이차 전지용 극판에 전극탭(6)을 형성할 수 있게 된다.
이를테면, 본 발명은 리일 극판(4)을 초고속으로 이송하고, 리일 극판(4)이 정지한 순간에 신속하게 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 제1스탬핑 컷터(42) 및 제2스탬핑 컷터(46)가 하강하여 리일 극판(4)의 측면부를 따내서 전극탭(6) 형성과 트리밍 작업을 수행하는 간헐적 이송과 스탬핑 공정이 이루어지므로, 스탬핑을 위한 무빙 파트의 무리한 관성력을 이기지 못하는 경우가 없이 초고속화 스탬핑 작업이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
종래에는 리일 극판(4)을 이송시키는 것에 더하여 스탬핑 금형 부분(즉, 무빙 파트 부분)을 리일 극판(4)과 함께 이동시키면서 리일 극판(4)에 전극탭(6)을 스탬핑 가공하고, 다시 스탬핑 금형을 원위치로 복귀시키는 과정, 다시 말해, 스탬핑 금형의 전진과 후진을 반복 수행하여 리일 극판(4)에 스탬핑함으로써 전극탭(6)을 형성하게 되는데, 이러한 전극탭(6)을 스탬핑하기 위한 무빙 파트인 스탬핑 금형 부분의 무게가 대략 70kg 이상이어서, 리일 극판(4)을 따라 스탬핑 금형을 대략 0.3초~0.4초 이내의 고속 왕복 동작(즉, 리일 극판(4)의 이송 방향으로의 전진 동작과 리일 극판(4)의 이송 방향과 반대되는 방향으로의 복귀 동작)을 할 경우에 왕복 운동을 위한 관성력 극복에 어려움이 따르게 되므로, 고속화 스탬핑 작업에 있어서 상기와 같은 여러 가지 한계에 봉착하게 되고, 이로 인해 고객의 초고속화 스탬핑 공정에 대한 요구를 충족시키지 못하는 단점을 가지고 있으나, 본 발명에서는 스탬핑 몰드 유닛(20)은 리일 극판(4)을 따라 움직이지 않고 원위치에 그대로 배치된 상태에서 초고속으로 승강되고 리일 극판(4)은 스탬핑 몰드 유닛(20)의 어퍼 스탬핑 몰드(22)의 승강 동작에 맞추어 간헐적으로 이송과 정지를 반복하여 스탬핑 몰드 유닛(20)과 이에 장착된 스탬핑 컷터 유닛(40)으로 하여금 리일 극판(4)에 대한 전극탭(6) 가공을 초고속으로 수행할 수 있는 구조이므로, 스탬핑 몰드 유닛(20) 부분의 전후 방향 왕복 운동으로 인한 관성력 극복의 어려움을 해소할 수 있으며, 이처럼 스탬핑 몰드 유닛(20)의 전후 왕복 이송에 의한 관성력 극복의 어려움이 없으므로, 고속화 스탬핑 작업에 있어서의 요구 조건을 충족시킬 수 있는 등의 여러 가지 바람직한 결과를 낳을 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 전극탭(6)이 형성된 리일 극판(4)은 극판 컷팅 유닛(80)으로 이송되어, 이러한 극판 컷팅 유닛(80)에 의해 대략 사각판 형상의 이차 전극용 개별 극판(5)으로 컷팅될 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)를 지나서 일측에 전극탭(6)이 일정 간격으로 형성된 리일 극판(4)을 사각판 형태의 일정한 면적을 가진 개별 극판(5)으로 형성하는 극판 컷팅 유닛(80)을 더 포함한다.
이때, 극판 컷팅 유닛(80)은 리일 극판(4)의 상면과 저면 위치에서 상대 승강되는 상측 컷터(82)와 하측 컷터(84)를 포함하는데, 상측 컷터(82)와 하측 컷터 중(82)에서 적어도 상측 컷터(82)는 하측 컷터(84) 방향으로 하강 작동하면서 피딩 유닛에 의해 리일 극판(4)이 이송되다가 정지된 순간에 리일 극판(4)에서 적정 위치를 절단하여 개별 극판(5)을 형성하도록 구성될 수 있다. 즉, 피딩 유닛에 의해 극판이 간헐적으로 이송되다가 정지된 순간에 상측 컷터(82)가 하강하여 리일 극판(4)을 간헐적으로 컷팅함으로써 리일 극판(4)을 일정 사각 면적의 개별 극판(5)으로 하나씩 절단할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에서는 컷터 승강 작동 장치에 의해 적어도 상측 컷터(82)가 하측 컷터(84) 방향으로 승강될 수 있다.
상기 리일 극판(4)의 이송 라인 상에는 컷터 브라켓(86)이 배치되고, 이 컷터 브라켓(86)에는 엘엠 가이드와 같은 가이드 수단에 의해 블록 형상의 상측 컷터 승강 지지체(88)와 하측 컷터 승강 지지체(89)가 상대 승강되도록 결합되며, 상기 상측 컷터 승강 지지체(88)와 하측 컷터 승강 지지체(89)에 각각 장착된 상측 컷터(82)와 하측 컷터(84)가 리일 극판(4)의 이송 방향과 직교하면서 서로 마주하는 상하 위치에 배치된다. 상측 컷터(82)는 리일 극판(4)의 상면 위치에 배치되고 하측 컷터(84)는 리일 극판(4)의 저면 위치에 배치되어 있다.
본 발명에서 컷터 승강 작동 장치는 컷터 브라켓(86)에 장착된 모터(92)와, 이 모터(92)의 모터축에 축결합됨과 동시에 상측 컷터 승강 지지체(88)의 기단부측에 볼스크류 너트를 매개로 결합된 볼스크류를 포함할 수 있다. 본 발명의 경우, 모터(92)는 컷터 브라켓(86)에 장착된 상측 모터(92A)와 하측 모터(92B)로 구성되고, 이러한 상측 모터(92A)와 하측 모터(92B)는 상하 일직선상에 배치된다. 또한, 상기 상측 모터(92A)의 모터축에는 상측 볼스크류가 축결합되고, 이 상측 볼스크류는 볼스크류 너트를 매개로 상측 컷터 승강 지지체(88)에 결합되고, 하측 모터(92B)의 모터축에도 하측 볼스크류가 축결합되고, 이 하측 볼스크류 역시 볼스크류 너트를 매개로 하측 컷터 승강 지지체(89)에 결합되어 있다.
따라서, 리일 극판(4)이 상측 컷터(82)와 하측 컷터(84) 사이로 투입된 순간에 상측 모터(92A)와 하측 모터(92B)가 동기화 작동되어 상측 컷터(82)와 하측 컷터(84)가 동시에 서로 마주하는 방향으로 상대 접근하므로, 두 개의 상측 컷터(82)와 하측 컷터(84)에 의해 리일 극판(4)이 사각판 형상의 개별 극판으로 절단되도록 구성될 수 있다. 물론, 상기 하측 모터(82B)와 하측 볼스크류를 구비하지 않고 하측 컷터(84)는 컷터 브라켓(86)에 고정되고, 상측 컷터(82)만이 상기와 같은 상측 모터(92A)의 구동에 의해 하측 컷터(84)에 대해 상대 승강되면서 리일 극판(4)을 개별 극판으로 절단되도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 상측 컷터(82)와 하측 컷터(84)를 상대 전후진 작동되도록 하는 장치는 상측 모터(92A)와 하측 모터(92B) 이외에 상측 실린더와 하측 실린더로 구성할 수도 있다. 즉, 상측 실린더의 실린더 로드는 상측 컷터 승강 지지체(88)에 연결되고, 하측 실린더의 실린더 로드는 하측 컷터 승강 지지체(89)에 연결되도록 구성하여, 상측 실린더와 하측 실린더의 작동에 의해 상측 컷터(82)와 하측 컷터(84)를 상대 전후진시켜 리일 극판(4)을 개별 극판(5)으로 절단되도록 할 수 있다. 이러한 실린더에 의해 두 개의 상측 컷터(92A)와 하측 컷터(92B)를 상대 전후진되도록 구성하는 경우에도 상측 실린더만을 상측 컷터 승강 지지체(88)에 연결하여, 상측 컷터(92A)만 하측 컷터(92B) 방향으로 하강시켜 리일 극판(4)을 개별 극판(5)으로 형성되도록 하는 구성도 가능할 것이다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
4. 리일 극판 6. 전극탭
12. 메인 바디 12a. 서포트 패널
14. 프론트 후드 16. 리어 후드
18. 베이스 패널 20. 스탬핑 몰드 유닛
22. 어퍼 스탬핑 몰드 22a. 가이드홀
24. 로워 스탬핑 몰드 24a. 가이드 바아
30. 승강 작동유닛 32. 캠
32a. 캠 그루브 34. 캠 구동모터
36. 프레임 38. 픽싱 블록
38h. 통공 40. 스탬핑 컷터 유닛
42. 제1스탬핑 컷터 42a. 전극탭 형상부
44. 제1스탬핑 컷터홀 44a. 전극탭 형상부
46. 제2스탬핑 컷터 48. 제2스탬핑 컷터홀
50. 연결 유닛 52. 승강 작동로드
54. 승강 블록 56. 어댑터
60. 피딩 유닛 62. 어퍼 롤러
64. 로워 롤러 66. 동력전달수단
66a. 구동 풀리 66b. 종동 풀리
66c. 벨트 68. 모터
68a. 모터축 72. 어퍼 롤러 지지부
74. 로워 롤러 지지부 76. 실린더
80. 극판 컷팅 유닛 82. 상측 컷터
84. 하측 컷터 86. 컷터 브라켓
88. 상측 컷터 승강 지지체 89. 하측 컷터 승강 지지체
92. 모터 92A. 상측 모터
92B. 하측 모터

Claims (8)

  1. 이차 전지용 극판을 형성하기 위한 리일 극판(4)을 이송시키면서 상기 리일 극판(4)에 전극탭(6)을 형성하는 스탬핑 장치에 있어서,
    상기 리일 극판(4)이 통과되어 지나가도록 상기 리일 극판(4)의 이송 방향에 배치되며 상기 리일 극판(4)의 상면과 저면에 마주하는 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 로워 스탬핑 몰드(24)를 구비한 스탬핑 몰드 유닛(20)과;
    상기 리일 극판(4)의 상면과 저면에 마주하도록 배치된 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 상기 로워 스탬핑 몰드(24) 중에서 적어도 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)를 상기 리일 극판(4)의 상부 위치에서 승강되도록 하는 승강 작동유닛(30)과;
    상기 승강 작동유닛(30)에 의해 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 상기 리일 극판(4)으로 하강시 상기 리일 극판(4)에 상기 전극탭(6)을 형성하도록 블랭킹하는 스탬핑 컷터 유닛(40)과;
    상기 스탬핑 몰드 유닛(20)을 향하여 상기 리일 극판(4)이 이송과 정지 동작을 하도록 상기 리일 극판(4)을 간헐적인 이송 방식으로 공급하는 피딩 유닛(60);을 포함하며, 상기 스탬핑 몰드 유닛(20)은 상기 피딩 유닛(60)의 간헐적인 이송과 정지 동작에 의해 상기 리일 극판(4)이 정지된 순간에 상기 스탬핑 컷터 유닛(40)에 의해 상기 리일 극판(4)에 상기 전극탭(6)이 스탬핑되도록 하강하며,
    상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)는 상기 스탬핑 컷터 유닛(40)에 의해 상기 리일 극판(4)에 상기 전극탭(6)을 형성하도록 픽싱 블록(38)에 상하 방향으로 직립 승강되도록 결합되며,
    상기 승강 작동유닛(30)은,
    상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)에 연결 유닛(50)을 매개로 연결된 캠(32)과;
    상기 캠(32)에 모터축이 결합되어 상기 캠(32)을 회전시킴으로써 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 상기 픽싱 블록(38)을 기준으로 승강되도록 하는 캠 구동모터(34)를 포함하며, 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 상기 로워 스탬핑 몰드(24)에 의해 전극탭(6)이 형성된 상기 리일 극판(4)을 일정 면적으로 절단하여 개별 극판을 형성하며,
    상기 피딩 유닛(60)은,
    상기 리일 극판(4)의 상면과 저면 위치에 마주하도록 배치된 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64)를 포함하며, 상기 어퍼 롤러(62)와 로워 롤러(64) 중에서 적어도 하나의 롤러는 모터(68)의 모터축(68a)에 동력전달수단(66)을 매개로 연결되어 상기 스탬핑 몰드 유닛(20) 방향으로 상기 리일 극판(4)을 간헐적으로 이송하고 정지시키는 동작을 반복하기 위한 드라이빙 롤러이며,
    상기 캠(32)은 디스크 형상으로 구성되어 상기 캠 구동모터(34)의 상기 모터축에 중심부를 벗어나서 편심되도록 축결합되고, 상기 캠(32)의 전면에는 환형의 캠 그루브(32a)가 형성되며, 상기 연결 유닛(50)은 승강 작동로드(52)를 구비하고, 상기 승강 작동로드(52)의 선단부는 상기 캠(32)이 상기 캠 구동모터(34)에 의해 회전할 때에 상기 캠 그루브(32a)를 따라 상대 슬립됨과 동시에 승강되면서 상기 캠(32)에 상기 연결 유닛(50)을 매개로 연결된 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)가 승강 작동될 수 있도록 구성되며,
    상기 극판 컷팅 유닛(80)은,
    상기 리일 극판(4)의 상면과 저면 위치에서 상대 승강되는 상측 컷터(92A)와 하측 컷터(92B)를 포함하며, 상기 상측 컷터(92A)와 상기 하측 컷터(92B) 중에서 적어도 상기 상측 컷터(92A)는 상기 피딩 유닛에 의해 상기 리일 극판(4)이 이송되다가 정지된 순간에 상기 하측 컷터(92B) 방향으로 하강하여 상기 리일 극판(4)을 개별 극판으로 절단하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스탬핑 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결 유닛(50)은,
    상기 승강 작동로드(52)의 기단부가 연결됨과 동시에 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)를 가이드 레일을 매개로 상기 픽싱 블록(38)에 직립 승강 가능하게 결합하는 승강 블록(54);을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스탬핑 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스탬핑 컷터 유닛(40)은,
    상기 리일 극판(4)의 너비 방향 양쪽 측단부 중에서 한쪽 측단부를 스탬핑하도록 컷터 블록 형상으로 구성됨과 동시에 상기 리일 극판(4)에 전극탭(6)이 형성되도록 하기 위한 전극탭 형상부(42a)가 구비되어 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 상기 로워 스탬핑 몰드(24)의 서로 마주하는 면 중에서 어느 하나의 면에 배치된 제1스탬핑 컷터(42)와, 상기 제1스탬핑 컷터(42)와 마주하는 면에 배치되며 상기 제1스탬핑 컷터(42)와 동일한 구멍 형상으로 이루어진 제1스탬핑 컷터홀(44);을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스탬핑 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부에 배치되도록 상기 어퍼 스탬핑 몰드(22)와 상기 로워 스탬핑 몰드(24)의 서로 마주하는 면 중에서 어느 하나의 면에 배치되며 상기 리일 극판(4)의 다른쪽 측단부를 스탬핑하도록 컷터 블록 형상으로 구성된 제2스탬핑 컷터(46)와, 상기 제2스탬핑 컷터(46)와 마주하는 면에 배치되며 상기 제2스탬핑 컷터(46)와 동일한 구멍 형상으로 이루어진 제2스탬핑 컷터홀(48);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스탬핑 장치.
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