KR101479843B1 - 폴리머 케이스 성형 프레스 장치 - Google Patents

폴리머 케이스 성형 프레스 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평판 타입의 폴리머 케이스에 서로 다른 깊이를 가지는 제 1, 2수용홈을 동시 성형하는 폴리머 케이스 성형 프레스 장치를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 폴리머 케이스를 받쳐주며 상면에는 제 1, 2성형홈이 형성된 다이와, 상기 다이의 제 1, 2성형홈에 각각 삽입되며 서로 다른 두께를 가지는 제 1, 2패드와, 상기 다이 위에 일정거리 떨어진 상태로 위치하며 외부에서 인가된 전원으로 상, 하 구동하는 프레스와, 상기 프레스 아래에 결합되며 상기 프레스의 구동으로 상기 다이에 올려져 있는 상기 폴리머 케이스를 가압하여 상기 폴리머 케이스에 상기 제 1, 2성형홈에 대응하는 형상의 제 1, 2수용홈을 가압 형성시키는 고정성형툴 및 가동성형툴을 포함하며, 상기 가동성형툴은 상기 프레스에 결합되는 고정블럭, 상기 고정블럭 아래에 갭을 두고 위치하며 상기 프레스의 구동으로 상기 폴리머 케이스를 가압하는 과정에서 상기 제 2성형홈에 삽입되어 있는 제 2패드에 의해 상기 고정블럭과의 갭 만큼 위로 밀려난 상태에서 상기 폴리머 케이스를 가압하는 가동블럭 및 상기 가동블럭을 상기 고정블럭 아래에 상, 하 이동 가능하게 연결 구성하는 연결부재로 구성함을 특징으로 한다.

Description

폴리머 케이스 성형 프레스 장치{APPARATUS OF PRESS POLYMER CASE}
본 발명은 폴리머 케이스 성형 프레스 장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 한 번의 프레스 동작에 따라 폴리머 케이스의 상면에 서로 다른 깊이를 가지는 두 개의 수용홈을 동시 가공할 수 있도록 한 폴리머 케이스 성형 프레스 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 비디오카메라, 휴대용 전화, 휴대용 컴퓨터, 디지탈카메라등의 휴대용 무선기기의 경량화 및 고기능화에 따라서 그 구동용 전원으로 사용되는 2차전지에 대해서 소형 경량이면서도, 에너지 밀도가 높고, 충방전 특성이 우수한 2차전지의 개발이 요망되어 왔다.
이러한 2차전지로는 예를 들어, 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지, 니켈아연전지, 리튬이차전지 등이 있으며, 이 중에서 리튬이차전지는 수명이 길고 에너지밀도가 높다는 장점을 가지고 있다. 또한 리튬이차전지는 전해질 종류에 따라서 액체전해질을 사용하는 리튬금속전지와 리튬이온전지 및 고분자고체전해질을 사용하는 리튬폴리머전지로 구분할 수 있다.
통상적으로 일컬어지는 리튬이차전지는 양극과 음극 이 구비된 전극조립체와, 이 전극조립체의 둘레면을 감싸 밀봉하며 내부에는 전해액이 충전되어 있는 외장재 및, 전극조립체의 양극과 음극에 각각 용접되는 양/음극리드선으로 구성된다.
이때 양/음극리드선은 외장재의 일단에 소정길이 만큼 노출되는 것으로서, 양극리드선의 경우 알루미늄박에 리튬이온의 충방전이 가능한 리튬복합산화물을 도포하여 구성하며, 음극리드선의 경우 니켈박에 리튬이온의 흡탈착이 가능한 탄소재를 도포한다.
상기 양/음극리드선의 표면에는 밀봉수단인 씰링필름이 열 융착되며, 상기 씰링필름은 양/음극리드선과 외장재 사이 틈새를 기밀 처리하여 외장재 내부에 충전되어 있는 전해액의 누설됨을 차단하게 된다.
한편, 상기 외장재(이하에서는 폴리머 케이스라 칭함)의 내부에는 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이 전극조립체 및 전해액이 충전될 수 있도록 복수개의 제 1, 2수용홈(12, 14)이 형성되어 있는 데, 이때 상기 제 1. 2수용홈(12, 14)은 서로 동일한 깊이로 함몰 형성되는 것이 아니라 서로 다른 깊이로 성형되는 것이 일반적이다.
따라서 폴리머 케이스(10)에 각기 다른 깊이를 가지는 제 1, 2수용홈(12, 14)을 성형하기 위해서는 하나의 프레스기로 제 1, 2수용홈(12, 14)을 동시에 가공하는 것이 아니라 각 제 1 ,2성형홈(12, 14)을 성형하기 위한 프레스기를 개별적으로 구비시킨 다음, 각 제 1, 2성형홈(12, 14)에 맞는 프레스기로 폴리머 케이스(10)를 한 번씩 이동시켜 가며 작업을 수행하여야 만 서로 다른 깊이의 제 1, 2수용홈(12, 14)을 가지는 폴리머 케이스(10)를 성형할 수 있는 불편함이 있다.
문헌 1: 대한민국 특허청 공개번호 제 10-2009-0126092 호
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 한 번의 프레스 동작에 따라 폴리머 케이스의 상면에 서로 다른 깊이를 가지는 두 개의 수용홈을 동시 가공할 수 있도록 한 폴리머 케이스 성형 프레스 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 평판 타입의 폴리머 케이스에 서로 다른 깊이를 가지는 제 1, 2수용홈을 동시 성형하는 폴리머 케이스 성형 프레스 장치에 있어서, 폴리머 케이스를 받쳐주며 상면에는 제 1, 2성형홈이 형성된 다이와, 상기 다이의 제 1, 2성형홈에 각각 삽입되며 서로 다른 두께를 가지는 제 1, 2패드와, 상기 다이 위에 일정거리 떨어진 상태로 위치하며 외부에서 인가된 전원으로 상, 하 구동하는 프레스와, 상기 프레스 아래에 결합되며 상기 프레스의 구동으로 상기 다이에 올려져 있는 상기 폴리머 케이스를 가압하여 상기 폴리머 케이스에 상기 제 1, 2성형홈에 대응하는 형상의 제 1, 2수용홈을 가압 형성시키는 고정성형툴 및 가동성형툴을 포함하며, 상기 가동성형툴은 상기 프레스에 결합되는 고정블럭, 상기 고정블럭 아래에 갭을 두고 위치하며 상기 프레스의 구동으로 상기 폴리머 케이스를 가압하는 과정에서 상기 제 2성형홈에 삽입되어 있는 제 2패드에 의해 상기 고정블럭과의 갭 만큼 위로 밀려난 상태에서 상기 폴리머 케이스를 가압하는 가동블럭 및 상기 가동블럭을 상기 고정블럭 아래에 상, 하 이동 가능하게 연결 구성하는 연결부재로 구성함을 특징으로 한다.
상기 고정블럭과 상기 가동블럭 사이에는 스프링을 설치함이 바람직하다.
본 발명은 한 번의 프레스 동작에 따라 폴리머 케이스의 상면에 서로 다른 깊이를 가지는 두 개의 수용홈을 동시 가공할 수 있도록 하여 불필요한 설비 부품을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 동시 가공을 통한 작업 생산성을 높일 수 있는 상승적인 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명의 성형장치로 성형된 폴리머 케이스의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 상기한 폴리머 케이스를 성형하기 위한 프레스 장치의 전체 구성을 도시한 도면.
도 3은 상기 가동성형툴의 구조를 발췌하여 도시한 도면.
도 4는 도 3에서 도시하고 있는 가동성형툴의 동작 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 폴리머 케이스 성형 프레스 장치의 동작상태를 도시한 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 성형장치로 성형된 폴리머 케이스의 단면을 도시한 도면이다.
도 1에서와 같이, 폴리머 케이스(10)는 리튬이차전지의 외장재로서 내부에는 전극조립체 및 전해액이 충전될 수 있도록 복수개의 제 1, 2수용홈(12, 14)이 형성되어 진다. 이때 상기 제 1, 2수용홈(12, 14)은 서로 동일한 깊이로 함몰 형성되는 것이 아니라 서로 다른 깊이를 가지도록, 바람직하게는 상기 제 1수용홈(12)의 깊이(H1)는 깊게 성형하고, 상기 제 2성형홈(14)의 깊이(H2)는 상기 제 1수용홈(12)에 비해 상대적으로 얕게 성형되도록 구성한다.
첨부된 도 2는 상기한 폴리머 케이스를 성형하기 위한 프레스 장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 폴리머 케이스 성형 프레스 장치(100)는 한 번의 프레스 동작에 따라 폴리머 케이스(10)의 상면에 서로 다른 깊이를 가지는 두 개의 제 1, 2수용홈(12, 14)을 동시 가공할 수 있도록 한 것으로서 다이(20)와 프레스(40) 및 상기 프레스(40)에 설치되는 성형툴로 외형을 구성한다.
상기 다이(20)는 폴리머 케이스(10)를 받쳐주는 것으로서 상면에는 성형홈이 함몰 형성되는 데, 상기 성형홈은 중앙에 설치된 격판(26)을 중심으로 해서 양측으로 두 개의 제 1, 2성형홈(22, 24)으로 구획되며, 상기 격판(26)으로 구획된 상기 제 1, 2성형홈(22, 24)에는 다시 제 1, 2패드(28, 30)가 삽입되어 진다. 이때 상기 제 1, 2패드(28, 30)의 두께는 서로 다르게, 바람직하게는 제 1패드(28)의 두께(T1)를 얇게 하고, 상기 제 2패드(30)의 두께(T2)를 상기 제 1패드(28)에 비해 상대적으로 두껍게 형성하도록 한다.
상기 제 1, 2패드(28, 30)의 두께(T1, T2) 차이를 통해 고정성형툴(50) 및 가압성형툴(60)이 폴리머 케이스(10)를 가압하는 과정에서 상기 폴리머 케이스(10)에는 상기 제 1, 2패드(28, 30)의 두께(T1, T2) 차이에 대응하도록 깊이(H1, H2)가 서로 다른 제 1, 2수용홈(12, 14)을 형성할 수 있게 된다.
상기 프레스(40)는 상기 다이(20) 위에 일정거리 떨어진 상태로 위치하며 실린더(미 도시 함)의 구동으로 상, 하 수직 이동을 수행하게 된다.
상기 성형툴은 상기 프레스(40)에 장착된 상태에서 상기 프레스(40)의 상, 하 수직 이동에 따라 상기 다이(20)에 올려져 있는 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하여 상기 폴리머 케이스(10)에 상기 다이(20)의 제 1, 2성형홈(22, 24)에 대응하는 형상의 제 1, 2수용홈(12, 14)을 각각 가압 성형하되, 제 1, 2수용홈(12, 14)의 깊이(H1, H2)를 서로 다르게 동시 성형하는 수단이다.
상기 성형툴은 고정성형툴(50)과 가동성형툴(60)로 나뉘어져 구성한다.
상기 고정성형툴(50)은 폴리머 케이스(10)에 제 1수용홈(12)을 형성하게 되고, 상기 가동성형툴(60)은 폴리머 케이스(10)에 제 2수용홈(14)을 형성하게 되는 데, 이때 상기 가동성형툴(60)의 구조를 통해 상기 제 2수용홈(14)의 깊이(H2)는 상기 제 1수용홈(H1)에 비해 상대적으로 얇게 형성될 수 있는 바, 이에 대한 설명은 하기에서 보다 더 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 고정성형툴(50)은 상기 프레스(40) 아래에 로드(52)로 결합되어, 상기 프레스(40)의 하강 동작에 따라 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하여 상기 폴리머 케이스(10)에 제 1수용홈(12)을 성형하는 툴이다.
상기 프레스(40)의 구동으로 고정성형툴(50)이 하강하면 상기 고정성형툴(50)은 다이(20)의 제 1성형홈(22)에 삽입되는 과정에서 고정성형툴(50)과 다이(20) 사이에 위치하는 폴리머 케이스(10)를 가압하게 되고, 이에 따라 상기 폴리머 케이스(10)는 상기 다이(20)의 제 1성형홈(22)으로 함몰되며 상기 제 1성형홈(22)에 대응하는 형상의 제 1수용홈(12)이 성형되어 진다. 이때 상기 제 1성형홈(12)에 삽입되어 있는 제 1패드(28)는 상기 고정성형툴(50)의 가압에 따라 상기 폴리머 케이스(10)를 받쳐주며 상기 폴리머 케이스(10)에 제 1수용홈(12)이 형성될 수 있도록 한다.
상기 가동성형툴(60)은 상기 고정성형툴(50) 일측에 위치하며 상기 프레스(40) 아래에 로드(62)로 결합되어 상기 프레스(40)의 하강 동작에 따라 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하여 상기 폴리머 케이스(10)에 제 2수용홈(14)을 성형하는 툴이다.
첨부된 도 3은 상기 가동성형툴(60)의 구조를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에서 도시하고 있는 가동성형툴(60)의 동작 상태를 도시한 도면이다.
도 3과 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이 가동성형툴(60)은 상기 프레스(40)에 로드(62)로 연결 고정되는 고정블럭(64)과, 상기 고정블럭(64) 아래에 갭(66)을 두고 위치하며 상기 프레스(40)의 하강 동작에 따라 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하여 상기 폴리머 케이스(10)에 제 2수용홈(14)을 성형하는 가동블럭 (68) 및 상기 고정블럭(64)을 관통한 상태에서 상기 가동블럭(68)에 체결되며 상기 고정블럭(64) 아래에 상기 가동블럭(68)을 상, 하 이동 가능하게 연결 고정하는 연결부재(70)를 포함한다.
상기 연결부재(70)는 상기 고정블럭(64)을 관통한 상태에서 상기 가동블럭(68)의 상면 일측에 체결되어 상기 가동블럭(68)의 상, 하 이동에 따라 승, 하강하는 승강볼트(72) 및 상기 승강볼트(72)의 반대편에 위치하며 상기 고정블럭(64) 및 상기 가동블럭(68)을 관통한 상태에서 상기 가동블럭(68)의 상, 하 이동을 가이드하는 가이드포스트(74)로 구성한다.
상기한 가동성형툴(60)은 프레스(40)의 구동으로 고정블럭(64)이 하강하면 상기 고정블럭(64) 아래에 위치하고 있는 가동블럭(68) 역시 함께 하강하며 다이(20)의 제 2성형홈(24)에 삽입되어 지며, 이 과정에서 가동블럭(68)은 다이(20)에 올려져 있는 폴리머 케이스(10)를 가압하며 상기 폴리머 케이스(10)를 다이(20)의 제 2성형홈(24)으로 가압 삽입시켜 상기 제 2성형홈(24)에 대응하는 형상의 제 2수용홈(14)을 상기 폴리머 케이스(10)에 형성시키게 된다.
특히, 본 발명은 상기 가동블럭(68)이 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하는 과정에서 상기 제 2성형홈(24)에 삽입되어 있는 제 2패드(30)의 두께(T2)를 상기 제 1성형홈(22)에 삽입되어 있는 제 1패드(28)의 두께(T1)에 비해 상대적으로 두껍게 형성한 관계로 상기 제 2패드(30)가 상기 가동블럭(68)을 받쳐줌과 동시에 상기 가동블럭(68)은 위쪽의 고정블럭(64)과의 사이 갭(66) 만큼 위로 밀려난 후, 다시 프레스(40)의 계속된 프레싱 동작으로 폴리머 케이스(10)를 가압하게 됨으로서, 결과적으로 폴리머 케이스(10)에 형성되는 제 2수용홈(14)의 깊이(H2)를 제 1수용홈의 깊이(H1)에 비해 얕게 형성할 수 있게 되어 한 번의 프레싱 동작만으로 폴리머 케이스(10)에는 서로 다른 깊이(H1, H2)를 가지는 제 1, 2수용홈(12, 14)을 동시에 성형할 수 있게 되는 것인 바, 이에 대한 상세한 설명은 하기의 동작 설명란에서 보다 더 상세하게 기술하기로 한다.
한편, 상기 가동성형툴(60)을 구성하는 고정블럭(64) 및 가동블럭(68) 사이에는 스프링(76)이 더 설치된다. 상기 스프링(76)은 프레스(40)의 상승 동작으로 가동블럭(68)이 다이(20)의 제 2성형홈(24)에서 빠져나오고 나면 상기 가동블럭(68)을 초기상태로 복귀시켜 상기 고정블럭(64)과 가동블럭(68) 사이에 갭(66)이 발생할 수 있도록 탄성력을 발휘하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 폴리머 케이스 성형 프레스 장치의 작용을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 기술하기로 한다.
먼저 평판 타입의 폴리머 케이스(10)를 다이(20) 위로 진입시킨 다음, 프레스(40)를 구동시키게 되면 상기 프레스(40)에 로드(52, 62)로 각각 결합되어 있는 고정성형툴(50) 및 가동성형툴(60)은 상기 프레스(40)의 구동으로 동시에 하강하며 상기 다이(20) 위에 올려져 있는 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하여 상기 다이(20)의 제 1, 2성형홈(22, 24)에 대응하는 형상의 제 1, 2수용홈(12, 14)을 상기 폴리머 케이스(10)에 가압 형성시키게 된다.
구체적으로 고정성형툴(50)이 하강하면 상기 고정성형툴(50)은 다이(20)의 제 1성형홈(22)에 삽입되어 지는 데, 이 과정에서 상기 고정성형툴(50)과 다이(20) 사이에 위치하고 있는 폴리머 케이스(10)는 상기 고정성형툴(50)의 가압에 의해 상기 다이(20)의 제 1성형홈(22)에 삽입되며 평판 타입의 폴리머 케이스(10)에는 상기 제 1성형홈(22)에 대응하는 형상의 제 1수용홈(12)이 형성되어 진다.
이와 동시에 가압성형툴(60) 역시 하강하며 상기 폴리머 케이스(10)에 제 2성형홈(24)을 형성하게 되는 데, 구체적으로 프레스(40)의 구동으로 가압성형툴(60)인 고정블럭(64)이 하강하면 상기 고정블럭(64) 아래에 위치하고 있는 가동블럭(68) 역시 함께 하강하며 다이(20)의 제 2성형홈(24)에 삽입되어 지며, 이 과정에서 가동블럭(66)은 다이(20)에 올려져 있는 폴리머 케이스(10)를 가압하며 상기 폴리머 케이스(10)를 다이(20)의 제 2성형홈(24)으로 가압 삽입시켜 상기 제 2성형홈(24)에 대응하는 형상의 제 2수용홈(14)을 폴리머 케이스(10)에 형성시키게 된다.
이때 상기 가동블럭(68)이 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하는 과정에서 상기 제 2성형홈(24)에 삽입되어 있는 제 2패드(30)의 두께(T2)를 상기 제 1성형홈(22)에 삽입되어 있는 제 1패드(28)의 두께(T1)에 비해 상대적으로 두껍게 형성한 관계로 상기 제 2패드(30)가 상기 가동블럭(68)을 받쳐줌과 동시에 상기 가동블럭(68)은 위쪽의 고정블럭(64)과의 사이 갭(66) 만큼 위로 밀려난 후, 다시 프레스(40)의 계속된 프레싱 동작으로 폴리머 케이스(10)를 가압하게 됨으로서, 결과적으로 폴리머 케이스(10)에 형성되는 제 2수용홈(14)의 깊이(H2)를 제 1수용홈의 깊이(H1)에 비해 얕게 형성할 수 있게 되어 한 번의 프레싱 동작만으로 폴리머 케이스(10)에는 서로 다른 깊이(H1, H2)를 가지는 제 1, 2수용홈(12, 14)을 동시에 성형할 수 있게 된다.
10: 폴리머 케이스 12: 제 1수용홈
14: 제 2수용홈 20: 다이
22: 제 1성형홈 24: 제 2성형홈
28, 30: 쿠션패드 40: 프레스
50: 고정성형툴 60: 가동성형툴
64: 고정블럭 66: 갭(gap)
68: 가동블럭 70: 연결부재
76: 스프링 100: 폴리머케이스 성형 프레스 장치

Claims (2)

  1. 평판 타입의 폴리머 케이스에 서로 다른 깊이(H1, H2)를 가지는 제 1, 2수용홈(12, 14)을 동시 성형하는 폴리머 케이스 성형 프레스 장치에 있어서,
    폴리머 케이스(10)를 받쳐주며 상면에는 제 1, 2성형홈(22, 24)이 형성된 다이(20)와;
    상기 다이(20)의 제 1, 2성형홈(22, 24)에 각각 삽입되며 서로 다른 두께(T1, T2)를 가지는 제 1, 2패드(28, 30)와;
    상기 다이(20) 위에 일정거리 떨어진 상태로 위치하며 외부에서 인가된 전원으로 상, 하 구동하는 프레스(40)와;
    상기 프레스(40) 아래에 결합되며 상기 프레스(40)의 구동으로 상기 다이(20)에 올려져 있는 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하여 상기 폴리머 케이스(10)에 상기 제 1, 2성형홈(22, 24)에 대응하는 형상의 제 1, 2수용홈(12, 14)을 가압 형성시키는 고정성형툴(50) 및 가동성형툴(60)을 포함하며;
    상기 가동성형툴(60)은;
    상기 프레스(40)에 결합되는 고정블럭(64);
    상기 고정블럭(64) 아래에 갭(66)을 두고 위치하며 상기 프레스(40)의 구동으로 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하는 과정에서 상기 제 2성형홈(24)에 삽입되어 있는 제 2패드(30)에 의해 상기 고정블럭(64)과의 갭(66)만큼 위로 밀려난 상태에서 상기 폴리머 케이스(10)를 가압하는 가동블럭(68);
    상기 고정블럭(64)을 관통한 상태에서 상기 가동블럭(68)의 상면 일측에 체결되어 상기 가동블럭(68)의 상, 하 이동에 따라 승, 하강하는 승강볼트(72);
    상기 승강볼트(72)의 반대편에 위치하며 상기 고정블럭(64) 및 상기 가동블럭(68)을 관통한 상태에서 상기 가동블럭(68)의 상, 하 이동을 가이드하는 가이드포스트(74)로 구성한 연결부재(70) 및 ;
    상기 고정블럭(64)과 상기 가동블럭(68) 사이에 설치되며 프레스(40)의 상승 동작에 따라 탄성력으로 상기 가동블럭(68)을 초기상태로 복귀시켜 상기 고정블럭(64)과 가동블럭(68) 사이에 갭(66)을 형성시키는 스프링을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 폴리머 케이스 성형 프레스 장치.
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