KR102150010B1 - 라미네이트 시트의 인장력 조절이 가능한 딥 드로잉 장치 및 이를 이용한 딥 드로잉 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 형성시키는 딥 드로잉 장치로서, 전극조립체 수용부에 대응하는 만입홈이 상향 개구 형상으로 형성되어 있는 제 1 금형 프레임부; 딥 드로잉을 위해 상기 만입홈으로 도입되는 펀치가 구비되어 있는 제 2 금형 프레임부; 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에서 제 1 수평 방향으로 이동시키는 롤러부; 및 제 1 수평 방향의 연장선 상에, 만입홈을 사이에 두고 한 쌍으로 배치되어 라미네이트 시트를 고정시키며, 제 1 수평 방향과 제 1 수평 방향의 반대 방향인 제 2 수평 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있는 그립부; 를 포함하며, 라미네이트 시트는 만입홈 및 펀치 사이에 위치되며, 펀치의 가압에 의해 전극조립체 수용부가 형성되고, 그립부는, 라미네이트 시트에 인가되는 인장력을 감소시킬 수 있게, 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향으로 이동하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 라미네이트 시트의 인장력 조절이 가능한 딥 드로잉 장치 및 이를 이용한 딥 드로잉 방법에 관한 것이다.
충방전이 가능한 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등을 포함하여 고출력 대용량이 요구되는 디바이스의 동력원으로서 주목 받고 있다.
상기와 같이, 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있으며, 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다.
이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.
상기 파우치형 전지셀은 전지케이스가 라미네이트 시트로 이루어진 전지셀을 의미하며, 상기 전지케이스 내부에 전극조립체가 내장되는 구조이다.
이와 같이, 파우치형 전지셀을 제조하는 과정에서는, 소정의 부피를 갖는 전극조립체를 전지케이스 내부에 안정적으로 내장 및 고정시키며, 전지셀 내의 사공간(dead space)을 줄이기 위해, 라미네이트 시트에 딥 드로잉 장치를 이용하여 상기 전극조립체 수용부를 형성하는 과정을 일반적으로 거치게 된다.
참고로, 평평한 금속판재를 원통형이나 각통형의 제품으로 성형하려면, 펀치를 이용하여 소재를 다이 공도부로 밀어 넣는 딥 드로잉가공을 해야 하며, 이 가공법은 속이 깊은 제품을 만들 수 있다는 뜻으로 딥 드로잉이라고 하고, 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 형성하는 것과 같이, 깊이가 얇은 제품을 가공하는데도 빈번히 적용된다.
도 1 내지 3에는 라미네이트 시트에 전극조립체가 수용되는 수용부를 형성하는 과정이 모식적으로 도시되어 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 종래의 딥 드로링 장치(10)는 상부 금형 프레임(12), 하부 금형 프레임(14), 동력 수단(11) 및 한 쌍의 그리퍼(18)로 구성되어 있다.
도 1에는, 라미네이트 시트(16)의 양단부 측이 한 쌍의 그리퍼(18)에 의해 고정되어 있는 상태가 도시되어 있으며, 구체적으로, 상부 금형 프레임의 펀치(12a) 및 하부 금형 프레임의 만입홈(14a) 사이에 위치되어 있으며, 아직 상부 금형 프레임의 펀치(12a)가 하측을 향해 이동하여 라미네이트 시트(16)를 가압하기 전의 상태이다.
이 때, 상부 금형 프레임(12)은 동력 수단(11)과 피스톤 부재(13)를 통해 연결되어 있으며, 피스톤 부재(13)는 동력 수단(11)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있도록 형성되어 있는 바, 피스톤 부재(13)가 하측 방향으로 이동하면서 상부 금형 프레임의 펀치(12a)가 라미네이트 시트(16)를 가압할 수 있도록 형성되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시되어 있는 상태에서, 상부 금형 프레임의 펀치(12a)가 만입홈을 향해 이동됨으로써, 라미네이트 시트(16)를 가압하고, 라미네이트 시트(16)에 홈 형상인 전극조립체 수용부가 형성되는 과정이 도시되어 있다.
도 3에는 도 2 에 도시되어 있는 상태에서, 하부 금형 프레임의 만입홈에 밀착되어 있는 상부 금형 프레임의 펀치(12a)가 다시 상측 방향으로 이동되어 있는 상태가 도시되어 있으며, 이에 따라, 전극조립체 수용부(16a)가 형성되어 있는 라미네이트 시트(16)는 하부 금형 프레임(14)으로부터 분리될 수 있는 상태로 형성되어 있다.
이와 관련하여, 상기 라미네이트 시트는 금속층과 수지층이 포함되어 있으며, 금속층의 재질은 일반적으로 연신율이 높은 알루미늄이 사용되나, 외부의 충격에 강하고, 내구성이 높은 전지케이스를 제조하기 위해, 상기 금속층에 스테인리스 스틸(Stainless Use Steel, SUS)층이 포함된 라미네이트 시트가 사용될 수 있다.
그러나, 라미네이스 시트의 양단부가 그립퍼에 의해 고정되어 있는 상태에서 펀치로 라미네이스 시트를 가압시킬 때, 알루미늄 대비 연신율이 낮은 스테인리스 스틸의 특성 때문에, 상기 라미네이트 시트에는 스테인리스 스틸의 허용 인장력을 초과하는 인장력이 인가될 수 있다.
이와 같이, 상기 라미네이트 시트의 허용 인장력을 초과하는 인장력이 인가됨에 따라, 라미네이트 시트에 주름이 생기거나, 파단되는 문제가 발생될 수 있으며, 상기 문제로 인해, 전극조립체 및 전해액의 밀봉성을 담보하지 못하게 되는 바, 궁극적으로 전지셀의 불량을 초래시키는 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 라미네이트 시트의 금속층에 외부의 충격에 강하고, 내구성이 강한 스테인리스 스틸층을 사용함과 동시에, 상기 스테인리스 스틸층이 포함되어 있는 라미네이트 시트를 펀치로 가압할 때, 상기 라미네이트 시트에 인가되는 인장력의 크기를 감소시키는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 딥 드로잉 장치를 특정한 구조로 형성하는 경우, 알루미늄 층에 비해 연신율이 낮은 스테인리스 스틸층이 포함되어 있는 라미네이트 시트를 가압할 때, 상기 라미네이트 시트에 인가되는 인장력의 크기를 감소시킴으로써, 펀치로 가압하는 과정에서, 라미네이트 시트에 주름이 생기거나, 찢어지는 현상을 미연에 방지할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 형성시키는 딥 드로잉 장치로서, 상기 전극조립체 수용부에 대응하는 만입홈이 상향 개구 형상으로 형성되어 있는 제 1 금형 프레임부; 딥 드로잉을 위해 상기 만입홈으로 도입되는 펀치가 구비되어 있는 제 2 금형 프레임부; 상기 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에서 제 1 수평 방향으로 이동시키는 롤러부; 및 상기 제 1 수평 방향의 연장선 상에, 만입홈을 사이에 두고 한 쌍으로 배치되어 라미네이트 시트를 고정시키며, 제 1 수평 방향과 상기 제 1 수평 방향의 반대 방향인 제 2 수평 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있는 그립부; 를 포함하며, 상기 라미네이트 시트는 만입홈 및 펀치 사이에 위치되며, 펀치의 가압에 의해 전극조립체 수용부가 형성되고, 상기 그립부는, 라미네이트 시트에 인가되는 인장력을 감소시킬 수 있게, 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향으로 이동하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 롤러부는 상기 라미네이트 시트를 사이에 두고 대응되는 위치에 한 쌍으로 형성될 수 있다.
상기 그립부는, 라미네이트 시트가 고정된 상태에서 제 1 금형 프레임부 상에 밀착되도록, 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향에 각각 수직인 상하 방향으로도 이동 가능하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 그립부에 의해 고정된 상태의 라미네이트 시트는 제 1 금형 프레임부 상에 위치되며, 상기 라미네이트 시트 및 제 1 금형 프레임부 사이에는 미세하게 이격된 공간이 존재할 수 있는 바, 상기 이격된 공간으로 인해 펀치로 가압시 주름 등이 생기는 현상을 방지하기 위해, 그립부를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상기 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에 팽팽한 상태로 밀착시킬 수 있다.
이와 관련하여, 상기 그립부는, 상부 그립 플레이트 및 하부 그립 플레이트를 포함하며; 상기 상부 그립 플레이트 및 하부 플레이트의 폭은 라미네이트 시트의 폭보다 크게 형성되어 있으며, 상기 상부 그립 플레이트 및 하부 플레이트 사이에 라미네이트를 위치시키고, 가압하여 라미네이트 시트를 고정할 수 있다.
이 때, 상기 라미네이트 시트와 대면하여 상부 및 하부 그립 플레이트의 부위에는 소정의 탄성을 갖는 고무 재질로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 가압시 라미네이트 시트에 손상을 주지 않도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 라미네이트 시트는 금속층으로서 스테인리스 스틸(Stainless Use Steel, SUS)층을 포함할 수 있으며, 이에 따라, 외력에 강하고, 내구성이 강한 전지케이스가 형성될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 그립부는, 상기 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있는 제 1 그립퍼; 및 상기 만입홈을 사이에 두고, 제 1 그립퍼에 대향하는 방향에 배치되어 있으며, 수평 방향으로의 위치가 고정되어 있는 제 2 그립퍼; 를 포함하고, 상기 제 1 그립퍼는 만입홈을 향해 소정의 거리만큼 이동하도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 그립퍼는 라미네이트 시트의 일단부 측을 고정하도록 형성될 수 있으며, 상기 제 2 그립퍼는 라미네이트 시트의 타단부 측을 고정하도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 제 1 그립퍼 및 제 2 그립퍼 사이의 중간이 되는 위치에 만입홈이 형성될 수 있다.
한편, 제 1 그립퍼는 제 1 및 2 수평 방향으로 이동되도록, 상기 제 1 및 2 수평 방향으로 안내하는 가이드 레일 상에 형성될 수 있으며, 또한, 상기 제 1 그립퍼는, 라미네이트 시트의 일단부 측을 고정한 상태에서 상기 가이드 레일을 따라 라미네이트 시트의 일단부 측과 함께 소정의 거리만큼 이동할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 그립퍼가 제 1 수평 방향으로 이동함에 따라, 제 1 및 2 그립퍼로 인해 인장력이 인가되어 팽팽한 상태였던 라미네이트 시트의 일단부 측에 인가되는 인장력은 감소될 수 있다.
이에 따라, 라미네이트 시트의 일단부 측은 하측 방향으로 늘어진 상태로 형성될 수 있으며, 상기 라미네이트 시트가 상대적으로 연신율이 낮은 스테인리스 스틸(Stainless Use Steel, SUS)층을 포함하더라도, 전극조립체 수용부를 형성하기 위해 펀치하는 과정에서 라미네이트 시트가 찢어지거나, 주름이 생기는 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 명세서에서는 라미네이트 시트의 일단부 측이 하측 방향으로 늘어진 상태를 기준으로 설명하고 있으나, 라미네이트 시트의 전체 길이, 제 1 그립퍼의 이동 거리, 금속층 중 스테인리스 스틸층의 비율 등에 의해 상기 라미네이트 시트의 일단부 측은 상측 방향으로 말려 올라간 상태로 형성될 수 있다.
이 때, 그립퍼의 이동에 따라, 라미네이트 시트의 일단부 측이 상측 방향으로 말려 올라가더라도 라미네이트 시트에 인가되는 인장력의 크기가 감소되는 것은 마찬가지인 바, 제 1 라미네이트 시트의 일단부 측이 상측 방향으로 말려 올라가더라도 무방하다.
한편, 상기 롤러부는 제 2 그립퍼에 인접하도록 배치되어 있고, 상하 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있으며; 상기 라미네이트 시트의 제 2 그립퍼 측을 가압하여, 제 1 그립퍼가 이동한 거리의 절반만큼, 라미네이트 시트가 제 1 금형 프레임부 상에서 제 2 그립퍼 측으로 이동되도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 롤러부가 라미네이트 시트의 제 2 그립퍼 측을 가압함으로써, 상기 라미네이트 시트를 제 2 그립퍼 측으로 이동시키는 이유는, 전극조립체 수용부를 펀치로 형성하기 전에, 라미네이트 시트의 부위 중 제 1 그립퍼 측에 인가되는 인장력 및 제 2 그립퍼 측에 인가되는 인장력의 크기를 동일하게 형성하기 위함이다.
이에 따라, 펀치로 라미네이트 시트를 가압할 때, 라미네이트 시트의 부위 중, 제 1 및 2 그립퍼 측 모두 하측 방향으로 동일하게 늘어진 상태로 형성될 수 있으며, 만입홈을 기준으로 양측의 인가되는 인장력의 크기가 균일하게 분배될 수 있다.
하나의 다른 구체적인 예에서, 상기 그립부는, 제 1 그립퍼; 및 상기 만입홈을 사이에 두고, 제 1 그립퍼에 대향하는 방향에 배치되어 있는 제 2 그립퍼; 를 포함하고, 상기 제 1 그립퍼 및 2 그립퍼는 만입홈을 향해 동일한 거리만큼 이동하도록 형성될 수 있다.
이는 전술한 실시예와는 달리, 롤러부를 상하로 이동하여 라미네이트 시트를 가압함 없이, 제 1 그립퍼 및 제 2 그립퍼를 만입홈을 향해 동일한 거리만큼 이동시킴으로써, 라미네이트 시트의 부위 중 제 1 그립퍼 측에 인가되는 인장력 및 제 2 그립퍼 측에 인가되는 인장력의 크기를 동일하게 형성시킬 수 있다.
한편, 전극조립체의 형상은 곡면이 포함된 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 전극조립체의 형상을 기준으로 만입홈의 형상 및 펀치의 형상은 다양하게 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 상기 제 1 금형 프레임부는, 상기 전극조립체 수용부 형상과 대응되는 개구부가 형성되어 있는 상부 프레임; 및 상기 상부 프레임을 지지하는 하부 프레임; 을 포함하며, 상기 상부 프레임의 개구부가 하부 프레임에 의해 지지되어 만입홈을 형성하고, 상부 프레임 및 하부 프레임은 분리 가능하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 상부 프레임의 개구부의 형상을 전극조립체의 형상에 대응되도록 형성할 수 있으며, 전극조립체의 형상에 따라, 상부 프레임만 교체하여 사용함으로써, 다양한 형상의 전극조립체에 대한 호환성을 증대시킬 수 있다.
한편, 상기 펀치는 상기 제 2 금형 프레임부에 매립된 상태로 형성되어 있는 가압 부재로 이루어져 있으며; 상기 라미네이트 시트가 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 밀착하여 고정된 상태에서, 가압 부재가 라미네이트 시트를 가압하여 전극조립체 수용부를 형성할 수 있다.
이 때, 제 1 금형 프레임부 상부면 중 개구부가 형성된 부위 이외의 부분은 라미네이트 시트와 대면할 수 있으며, 제 2 금형 프레임부 하부면은 모두 라미네이트 시트와 대면 가능하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 제 1 및 2 그립퍼로 라미네이트 시트의 양단부 측을 고정함과 동시에, 이에 더하여, 제 1 및 2 금형 프레임부를 통해 라미네이트 시트의 중간부 측을 고정함으로써, 라미네이트 시트를 좀 더 안정적으로 딥 드로잉할 수 있다.
전술한, 제 1 그립퍼, 제 2 그립퍼, 제 1 금형 프레임부, 제 2 금형 프레임부, 펀치 및 가압 부재는 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 형성할 수 있도록 소정의 강성을 갖는 재질로 형성될 수 있으며, 펀치 및 가압 부재는 소정의 온도로 조절 가능하도록 형성될 수 있으며, 이에 따라, 라미네이트 시트를 열 가압할 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 구성들을 동작시키는 동력 장치는 유압 실린더 또는 전기 모터 등이 포함될 수 있으나, 당업계에 공지된 어떠한 동력 수단이라도 적용 가능하며, 이에 제한되지 않는다.
상기 구성 요소들과 관련하여 전술한 설명을 제외한 나머지 사항들은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
또한, 본 발명은, 전술한 딥 드로잉 장치에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스를 제공하며, 상기 파우치형 전지케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은, 전술한 딥 드로잉 장치를 이용하여 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 딥 드로잉하는 방법으로서, (a) 롤러부가 작동하여 상기 라미네이트 시트를 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치시키는 과정; (b) 상기 제 1 금형 프레임부에 형성된 만입홈이 중간 지점이 되도록, 상호 대향하는 방향에 형성되어 있는 제 1 그립퍼 및 2 그립퍼를 위치시킨 후에 라미네이트 시트를 고정시키는 과정; (c) 상기 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에 밀착시키는 과정; (d) 상기 제 1 및 2 그립퍼들을 각각 만입홈을 향해 수평 방향으로 동일한 거리만큼 이동시키는 과정; 및 (e) 상기 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압하여 상기 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정; 을 포함하며, 상기 제 1 및 2 그립퍼들이 이동함에 따라, 라미네이트 시트에 인가되는 인장력이 동일하게 감소되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 1 및 2 그립퍼들은 상기 제 1 금형 프레임부의 상부면보다 약간 낮은 위치로 이동됨에 따라, 상기 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부의 상부면에 좀 더 강하게 밀착시킴으로써, 라미네이트 시트 및 제 1 금형 프레임부의 상부면 사이에 이격된 공간이 생기지 않도록 형성될 수 있으며, 이에 따라, 펀치로 가압하기 전에 라미네이트에 주름이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은, 딥 드로잉 장치를 이용하여 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 딥 드로잉하는 방법으로서, (a) 롤러부가 작동하여 상기 라미네이트 시트를 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치시키는 과정; (b) 상기 제 1 금형 프레임부에 형성된 만입홈을 사이에 두고, 상호 대향하는 방향에 형성되어 있는 제 1 및 2 그립퍼들로 라미네이트 시트를 고정시키는 과정; (c) 상기 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에 밀착시키는 과정; (d) 상기 제 1 그립퍼를 만입홈 방향으로 소정의 거리만큼 이동시키는 과정; (e) 상기 제 2 그립퍼와 인접하도록 배치되어 있는 롤러부가 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트 중 제 2 그립퍼 측을 가압시키는 과정; 및 (f) 상기 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압하여 상기 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정; 을 포함하며, 상기 롤러부가 라미네이트 시트 중 제 2 그립퍼 측을 가압하여, 라미네이트 시트가, 제 1 그립퍼가 이동한 거리의 절반만큼, 제 1 금형 프레임부 상에서 제 2 그립퍼 측으로 이동됨에 따라, 라미네이트 시트에 인가되는 인장력이 동일하게 감소되는 것을 특징으로 한다.
하나의 구체적인 예로서, 상기 펀치는 제 2 금형 프레임부에 매립된 상태로 형성되어 있는 가압 부재로 이루어져 있으며, 상기 과정 (f)는, (f-1) 상기 제 1 및 2 금형 프레임부들이 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치되어 있는 라미네이트 시트를 밀착하여 고정시키는 과정; 및 (f-2) 상기 가압 부재가 라미네이트 시트를 가압하여 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 딥 드로잉 장치는, 알루미늄 층에 비해 연신율이 낮은 스테인리스 스틸층이 포함되어 있는 라미네이트 시트를 가압할 때, 상기 라미네이트 시트의 양단부를 고정시키는 한 쌍의 그립부를 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향으로 이동시킴으로써, 상기 라미네이트 시트에 인가되는 인장력의 크기를 감소시키며, 이에 따라, 펀치로 라미네이트 시트를 가압할 때, 라미네이트 시트에 주름이 생기거나, 찢어지는 현상을 미연에 방지할 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1은 종래의 딥 드로잉 장치를 이용하여 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 형성하기 위해 한 쌍의 그리퍼로 라미네이트 시트를 고정한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 2는 도 1의 상태에서 상부 금형 프레임의 펀치가 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 3은 도 2의 상태에서 전극조립체 수용부가 형성되어 있는 라미네이트 시트를 하부 금형 프레임으로부터 분리하기 위해 상부 금형 프레임이 상측 방향으로 이동한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 라미네이트 시트가 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다;
도 6은 도 4의 상태에서 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트가 제 1 금형 프레임부 상에 밀착되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 7은 도 6의 상태에서 제 1 및 2 그립퍼들이 만입홈을 향해 수평 방향으로 동일한 거리만큼 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 8은 도 7의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 9는 도 8의 상태에서 전극조립체 수용부가 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임으로부터 분리하기 위해 제 2 금형 프레임이 상측 방향으로 이동한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 10은 본 발명의 하나의 다른 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다;
도 11은 도 6의 상태에서 제 1 그립퍼가 만입홈 방향으로 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 12는 도 11의 상태에서 롤러부가 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트 중 제 2 그립퍼 측이 가압되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 13은 도 12의 상태에서 롤러부가 다시 상측 방향으로 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 14는 도 13의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 15는 도 14의 상태에서 전극조립체 수용부가 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임으로부터 분리하기 위해 제 2 금형 프레임이 상측 방향으로 이동한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 16은 본 발명의 하나의 다른 실시예에 따른 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다;
도 17은 도 13의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 하나의 다른 실시예를 나타낸 모식도이다;
도 18은 도 17의 상태에서 제 2 금형 프레임부가 하측 방향으로 이동되어 있는 상태를 도시하는 모식도이다;
도 19는 도 18의 상태에서 제 2 금형 프레임부의 가압 부재가 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 20은 도 17의 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 제 2 금형 프레임부의 가압 부재가 이동하기 전의 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다;
도 21은 도 20의 상태에서 가압 부재가 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 상태에서 상부 금형 프레임의 펀치가 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 3은 도 2의 상태에서 전극조립체 수용부가 형성되어 있는 라미네이트 시트를 하부 금형 프레임으로부터 분리하기 위해 상부 금형 프레임이 상측 방향으로 이동한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 라미네이트 시트가 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다;
도 6은 도 4의 상태에서 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트가 제 1 금형 프레임부 상에 밀착되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 7은 도 6의 상태에서 제 1 및 2 그립퍼들이 만입홈을 향해 수평 방향으로 동일한 거리만큼 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 8은 도 7의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 9는 도 8의 상태에서 전극조립체 수용부가 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임으로부터 분리하기 위해 제 2 금형 프레임이 상측 방향으로 이동한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 10은 본 발명의 하나의 다른 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다;
도 11은 도 6의 상태에서 제 1 그립퍼가 만입홈 방향으로 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 12는 도 11의 상태에서 롤러부가 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트 중 제 2 그립퍼 측이 가압되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 13은 도 12의 상태에서 롤러부가 다시 상측 방향으로 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다;
도 14는 도 13의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 15는 도 14의 상태에서 전극조립체 수용부가 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임으로부터 분리하기 위해 제 2 금형 프레임이 상측 방향으로 이동한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 16은 본 발명의 하나의 다른 실시예에 따른 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다;
도 17은 도 13의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 하나의 다른 실시예를 나타낸 모식도이다;
도 18은 도 17의 상태에서 제 2 금형 프레임부가 하측 방향으로 이동되어 있는 상태를 도시하는 모식도이다;
도 19는 도 18의 상태에서 제 2 금형 프레임부의 가압 부재가 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다;
도 20은 도 17의 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 제 2 금형 프레임부의 가압 부재가 이동하기 전의 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다;
도 21은 도 20의 상태에서 가압 부재가 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 라미네이트 시트가 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 4를 참조하면, 딥 드로잉 장치(100)는 제 1 금형 프레임부(110), 제 2 금형 프레임부(120), 롤러부(170), 제 1 그립퍼(150), 제 2 그립퍼(160) 및 동력 수단(190)으로 구성되어 있다.
이 때, 제 1 금형 프레임부(110)에는 라미네이트 시트(140)에 전극조립체 수용부를 형성하도록, 전극조립체에 대응되는 형상으로 형성되어 있는 만입홈(112)이 상향 개구 형상으로 형성되어 있다.
또한, 제 2 금형 프레임부(120)는 제 1 금형 프레임부(110)의 상부에 소정의 거리만큼 이격하여 위치되어 있으며, 딥 드로잉을 위해 만입홈(112)으로 도입되는 펀치(122)가 구비되어 있다.
이 때, 제 1 금형 프레임부(110)는 지면에 고정되도록 형성되어 있으며, 제 2 금형 프레임부(120)는 동력 수단(190)과 제 1 피스톤 부재(192)를 통해 연결되어 있는 바, 제 1 피스톤 부재(192)가 상하 방향으로 이동함에 따라, 제 2 금형 프레임부(120) 역시 상하 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있다.
한편, 제 1 및 2 그립퍼(150,160)는 만입홈(112)을 기준으로 상호 대향되도록 위치되어 있으며, 이들은 각각 상부 및 하부 그립 플레이트로 이루어져있으며, 상부 및 하부 그립 플레이트들은 각각 제 2 피스톤 부재(152,162)들에 의해 지지되어 있으며, 제 2 피스톤 부재(152,162)들은 동력 수단(190)과 연결됨으로써, 상부 및 하부 그립 플레이트를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
이 때, 제 2 피스톤 부재들(152,162)은 가이드 레일부(154,164)와 결합됨으로써, 라미네이트 시트(140)의 길이 방향 및 상기 길이 방향의 반대 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있다.
이하, 본 명세서의 도면의 설명과 관련하여, 라미네이트 시트(140)의 길이 방향을 제 1 수평 방향이라고 정의하며, 라미네이트 시트(140)의 길이 방향의 반대 방향을 제 2 수평 방향이라고 정의한다.
한편, 제 2 그립퍼(160) 측에는 롤러부 지지부재(172)에 의해 가이드 레일부(164)에 결합되어 있는, 롤러부(170)가 형성되어 있으며, 롤러부(170)는 제 1 및 2 수평방향으로 라미네이트 시트(140)를 이동시키는 역할을 한다.
구체적으로는, 제 1 금형 프레임부(110)의 만입홈(112)의 정중앙을, 라미네이트 시트(140)의 양단부의 가운데 지점에 위치시킴으로써, 만입홈(112)을 기준으로 라미네이트 시트(140)의 양측 방향에 인가되는 인장력이 상호 균일하도록 라미네이트 시트(140)의 위치를 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법은, 롤러부가 작동하여 상기 라미네이트 시트를 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치시키는 과정(S110), 상기 제 1 금형 프레임부에 형성된 만입홈이 중간 지점이 되도록, 상호 대향하는 방향에 형성되어 있는 제 1 그립퍼 및 2 그립퍼를 위치시킨 후에 라미네이트 시트를 고정시키는 과정(S120), 상기 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에 밀착시키는 과정(S130), 상기 제 1 및 2 그립퍼들을 각각 만입홈을 향해 수평 방향으로 동일한 거리만큼 이동시키는 과정(S140) 및 상기 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압하여 상기 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정(S150)을 포함한다.
도 6은 도 4의 상태에서 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트가 제 1 금형 프레임부 상에 밀착되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 6을 참조하면, 과정(S110) 및 과정(S120)이 진행된 후, 라미네이트 시트(140)를 제 1 금형 프레임부(110)의 상부면 중 만입홈(112)을 제외한 부위에 긴밀하게 밀착시키는 과정을 도시하고 있다.
이 때, 라미네이트 시트(140)가 제 1 금형 프레임부(110)의 상부면의 연장선에 나란하게 위치되도록, 제 1 그립퍼 및 제 2 그립퍼(150,160)가 상하 방향으로 미세하게 이동하며, 라미네이트 시트(140)에 주름이 생기지 않도록 라미네이트 시트(140)를 팽팽하게 하는 역할을 한다.
또한, 제 1 그립퍼(150) 및 제 1 금형 프레임부(110) 사이의 거리(d1)는 제 2 그립퍼(150) 및 제 1 금형 프레임부(110) 사이의 거리(d1)와 동일하도록 형성됨으로써, 라미네이트 시트(140)의 중간 지점의 하측 방향에 만입홈(112)이 위치되어 있다.
도 7은 도 6의 상태에서 제 1 및 2 그립퍼들이 만입홈을 향해 수평 방향으로 동일한 거리만큼 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 6 및 7을 참조하면, 제 1 그립퍼(150)는 제 1 수평 방향으로 이동시키며, 제 2 그립퍼(160)는 제 2 수평 방향으로 이동되며, 구체적으로는 d1-d2 만큼 이동되고, 이에 따라, 라미네이트 시트(140)에 인가되는 인장력의 크기를 감소시킬 수 있다.
또한, 라미네이트 시트(140)에 인가되는 인장력의 크기가 감소됨에 따라, 라미네이트 시트(140)의 부위 중, 제 1 그립퍼(150) 및 제 1 금형 프레임부(110) 사이에 위치되어 있는 부위는, 중력에 의해 하측 방향으로 늘어지도록 형성된다.
또한, 제 1 및 2 그립퍼들(150,160)은 상호 동일한 거리만큼 이동됨으로써, 만입홈(112)을 기준으로 라미네이트 시트(140)의 양측 방향에 인가되는 인장력의 크기가 균일하게 형성된다.
한편, 롤러부(170)는 그 자체로 소정의 무게를 갖는 바, 라미네이트 시트(140)에 인가되는 인장력의 크기에 영향을 주지 않기 위해, 상측 방향으로 이동시킨다. 다만, 도 7에는 롤러부(170)가 상측 방향으로 이동된 상태가 도시되어 있으나, 이는 공정을 수행하는 작업자의 선택에 따라, 롤러부(170)를 상측 방향으로 이동하지 않은 상태에서 공정을 수행할 수도 있다.
도 8은 도 7의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다.
도 8을 참조하면, 제 1 피스톤 부재(192)가 하측 방향으로 이동함에 따라, 제 2 금형 프레임부의 펀치(122)가 제 1 금형 프레임부(110)의 만입홈에 삽입되면서 라미네이트 시트(140)가 가압되며, 이 과정에서 라미네이트 시트(140)에 전극조립체 수용부(142)가 형성된다.
또한, 도 7에 도시된 라미네이트 시트(140)의 부위 중, 제 1 및 2 그립퍼들(150,160)의 이동에 따라 인장력이 감소되어 하측 방향으로 늘어진 부위는, 다시 회복되어 제 1 금형 프레임부(110)의 상부면과 나란하게 위치된다.
도 9는 도 8의 상태에서 전극조립체 수용부가 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임으로부터 분리하기 위해 제 2 금형 프레임이 상측 방향으로 이동한 상태를 나타낸 모식도이다.
도 9를 참조하면, 제 2 금형 프레임부의 펀치(122)의 가압에 의해 전극조립체 수용부(142)가 형성된 라미네이트 시트(140)를 제 1 금형 프레임부(110)로부터 분리시키기 위해, 제 1 피스톤 부재(192)가 상측 방향으로 이동되며, 이에 따라, 제 2 금형 프레임부(120)가 상측 방향으로 이동된다.
도 10은 본 발명의 하나의 다른 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 하나의 다른 실시예에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법은, 롤러부가 작동하여 상기 라미네이트 시트를 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치시키는 과정(S210), 상기 제 1 금형 프레임부에 형성된 만입홈을 사이에 두고, 상호 대향하는 방향에 형성되어 있는 제 1 및 2 그립퍼들로 라미네이트 시트를 고정시키는 과정(S220), 상기 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에 밀착시키는 과정(S230), 상기 제 1 그립퍼를 만입홈 방향으로 소정의 거리만큼 이동시키는 과정(S240), 상기 제 2 그립퍼와 인접하도록 배치되어 있는 롤러부가 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트 중 제 2 그립퍼 측을 가압시키는 과정(S250) 및 상기 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압하여 상기 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정(S260)을 포함한다.
도 11은 도 6의 상태에서 제 1 그립퍼가 만입홈 방향으로 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이며, 과정(S210) 내지 과정(S230)은 전술한 실시예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 11을 참조하면, 라미네이트 시트(140)의 양단부를 고정시키고 있는 제 1 그립퍼(150) 및 제 2 그립퍼(160) 중 제 1 그립퍼(140)만을 만입홈(112) 방향으로 이동시키며, 이에 따라, 인장력이 감소된, 제 1 그립퍼(150) 및 제 1 금형 프레임부(110) 사이의 라미네이트 시트(140)는 중력에 의해 하측 방향으로 소정의 높이(h1)만큼 늘어지게 된다.
도 12는 도 11의 상태에서 롤러부가 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트 중 제 2 그립퍼 측이 가압되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 11 및 12를 참조하면, 롤러부(170)가 라미네이트 시트(140)의 부위 중 제 2 그립퍼(160) 측의 부위를 가압함에 따라, 가압된 부위의 라미네이트 시트(140)는 하측 방향으로 소정의 높이(h2)만큼 늘어지게 되며, 이와 동시에, 이미 소정의 높이(h1)만큼 늘어져 있던 제 1 그립퍼(150) 및 제 1 금형 프레임부(110) 사이의 라미네이트 시트(140) 부위는 소정의 높이(h2)만큼 상승되게 된다.
이 때, 롤러부(170)가 라미네이트 시트(140) 중 제 2 그립퍼(160) 측을 가압하여, 라미네이트 시트(140)가, 제 1 그립퍼(150)가 이동한 거리의 절반만큼, 제 1 금형 프레임부(110) 상에서 제 2 그립퍼(160) 측으로 이동된다.
또한, 라미네이트 시트(140) 중 롤러부(170)에 의해 가압된 부위가 늘어진 높이(h2) 및 라미네이트 시트 중 제 1 그립퍼(150) 및 제 1 금형 프레임부(110) 사이의 늘어진 높이(h2)는 동일하도록 형성되며, 이에 따라, 만입홈(112)을 기준으로 양측 방향에 동일한 인장력이 인가될 수 있다.
도 13은 도 12의 상태에서 롤러부가 다시 상측 방향으로 이동되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 13을 참조하면, 전술한 바와 같이, 라미네이트 시트(140)에 인가되는 인장력의 크기에 영향을 주지 않기 위해, 롤러부(170)를 다시 상측 방향으로 이동시킨다.
도 14는 도 13의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이고, 도 15는 도 14의 상태에서 전극조립체 수용부가 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임으로부터 분리하기 위해 제 2 금형 프레임이 상측 방향으로 이동한 상태를 나타낸 모식도이고, 전술한 바와 같이, 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부가 형성된다.
도 16은 본 발명의 하나의 다른 실시예에 따른 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 딥 드로잉 장치를 이용하여 딥 드로잉하는 방법의 순서도이다.
도 16을 참조하면, 전술한 과정(S260)은 상기 제 1 및 2 금형 프레임부들이 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치되어 있는 라미네이트 시트를 밀착하여 고정시키는 과정(S262) 및 상기 가압 부재가 라미네이트 시트를 가압하여 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정(S264)으로 이루어져 있다.
도 17은 도 13의 상태에서 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 하나의 다른 실시예를 나타낸 모식도이다.
도 17을 참조하면, 제 2 금형 프레임부의 펀치는 제 2 금형 프레임부(220)에 매립된 형태로 형성되어 있는 가압 부재(224)로 이루어져 있으며, 가압 부재(224)는 제 3 피스톤 부재(222)를 통해 동력 수단(290)과 연결되어 있다.
도 18은 도 17의 상태에서 제 2 금형 프레임부가 하측 방향으로 이동되어 있는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 18을 참조하면, 전술한 실시예들과는 달리, 제 2 금형 프레임부(220)가 하측 방향으로 이동하는 과정에서 라미네이트 시트(240)에 전극조립체 수용부가 형성되는 것이 아니며, 가압 부재(224)의 가압 전 제 2 금형 프레임부(220)의 이동이 선행된다.
이 때, 제 2 금형 프레임부(220)는 라미네이트 시트(240) 상에 밀착하여 이동하며, 제 2 금형 프레임부(220)가 라미네이트 시트(240)를 가압하지 않도록 형성됨으로써, 라미네이트 시트(240)에 인가되는 인장력의 크기에 영향을 주지 않도록 형성된다.
도 19는 도 18의 상태에서 제 2 금형 프레임부의 가압 부재가 라미네이트 시트를 가압한 상태를 나타낸 모식도이다.
도 19를 참조하면, 제 2 금형 프레임부(220)가 라미네이트 시트(240)와 밀착하여 대면된 상태에서 가압 부재(224)가 하측 방향으로 이동하여 만입홈(212)에 삽입됨에 따라, 라미네이트 시트(240)를 가압하게 되며, 이에 따라, 라미네이트 시트(240)에 전극조립체 수용부(242)가 형성된다.
이와 같이, 제 2 금형 프레임부(220)를 먼저 라미네이트 시트(240) 상에 위치시킨 후, 다시 가압 부재(224)로 라미네이트 시트(240)를 가압함에 따라, 제 2 금형 프레임부(220)가 라미네이트 시트(240)에 밀착된 상태에서도 라미네이트 시트(240)의 위치를 제 1 및 2 수평 방향으로 미세하게 조절할 수 있다.
도 20은 도 17의 펀치가 가압 부재로 형성되어 있는 제 2 금형 프레임부의 가압 부재가 이동하기 전의 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이며, 도 21은 도 20의 상태에서 가압 부재가 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 20 및 21을 참조하면, 가압 부재(224)가 제 2 금형 프레임부의 본체(226)에 매립된 상태로 형성되어 있으며, 가압 부재(224)의 하부면은 제 2 금형 프레임부의 본체(226)의 하부면과 나란하게 형성되어 있고, 제 3 피스톤 부재(292)가 이동함에 따라, 가압 부재(224)는 하측 방향으로 이동되도록 형성되어 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Claims (14)
- 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 형성시키는 딥 드로잉 장치로서,
상기 전극조립체 수용부에 대응하는 만입홈이 상향 개구 형상으로 형성되어 있는 제 1 금형 프레임부;
딥 드로잉을 위해 상기 만입홈으로 도입되는 펀치가 구비되어 있는 제 2 금형 프레임부;
상기 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에서 제 1 수평 방향으로 이동시키는 롤러부; 및
상기 제 1 수평 방향의 연장선 상에, 만입홈을 사이에 두고 한 쌍으로 배치되어 라미네이트 시트를 고정시키며, 제 1 수평 방향과 상기 제 1 수평 방향의 반대 방향인 제 2 수평 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있는 그립부;
를 포함하며,
상기 라미네이트 시트는 만입홈 및 펀치 사이에 위치되며, 펀치의 가압에 의해 전극조립체 수용부가 형성되고,
상기 그립부는, 라미네이트 시트에 인가되는 인장력을 감소시킬 수 있게, 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향으로 이동하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 그립부는, 라미네이트 시트가 고정된 상태에서 제 1 금형 프레임부 상에 밀착되도록, 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향에 각각 수직인 상하 방향으로도 이동 가능하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 그립부는,
상부 그립 플레이트 및 하부 그립 플레이트를 포함하며;
상기 상부 그립 플레이트 및 하부 플레이트의 폭은 라미네이트 시트의 폭보다 크게 형성되어 있으며, 상기 상부 그립 플레이트 및 하부 플레이트 사이에 라미네이트를 위치시키고, 가압하여 라미네이트 시트를 고정하는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치. - 제 2 항에 있어서, 상기 그립부는,
상기 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있는 제 1 그립퍼; 및
상기 만입홈을 사이에 두고, 제 1 그립퍼에 대향하는 방향에 배치되어 있으며, 수평 방향으로의 위치가 고정되어 있는 제 2 그립퍼;
를 포함하고,
상기 제 1 그립퍼는 만입홈을 향해 소정의 거리만큼 이동하도록 형성되어 있어서 라미네이트 시트에 인가되는 인장력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치. - 상기 제 4 항에 있어서, 상기 롤러부는 제 2 그립퍼에 인접하도록 배치되어 있고, 상하 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있으며;
상기 라미네이트 시트의 제 2 그립퍼 측을 가압하여, 제 1 그립퍼가 이동한 거리의 절반만큼, 라미네이트 시트가 제 1 금형 프레임부 상에서 제 2 그립퍼 측으로 이동되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치. - 제 2 항에 있어서, 상기 그립부는,
제 1 그립퍼; 및
상기 만입홈을 사이에 두고, 제 1 그립퍼에 대향하는 방향에 배치되어 있는 제 2 그립퍼;
를 포함하고,
상기 제 1 그립퍼 및 2 그립퍼는 만입홈을 향해 동일한 거리만큼 이동하도록 형성되어 있어서 라미네이트 시트에 인가되는 인장력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 라미네이트 시트는 금속층으로서 스테인리스 스틸(Stainless Use Steel, SUS)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 금형 프레임부는,
상기 전극조립체 수용부 형상과 대응되는 개구부가 형성되어 있는 상부 프레임; 및
상기 상부 프레임을 지지하는 하부 프레임;
을 포함하며,
상기 상부 프레임의 개구부가 하부 프레임에 의해 지지되어 만입홈을 형성하고, 상부 프레임 및 하부 프레임은 분리 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치. - 제 2 항에 있어서, 상기 펀치는 상기 제 2 금형 프레임부에 매립된 상태로 형성되어 있는 가압 부재로 이루어져 있으며;
상기 라미네이트 시트가 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 밀착하여 고정된 상태에서, 가압 부재가 라미네이트 시트를 가압하여 전극조립체 수용부를 형성하는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 장치. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 딥 드로잉 장치에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스.
- 제 10 항에 따른 파우치형 전지케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 딥 드로잉하는 방법으로서,
(a) 롤러부가 작동하여 상기 라미네이트 시트를 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치시키는 과정;
(b) 상기 제 1 금형 프레임부에 형성된 만입홈이 중간 지점이 되도록, 상호 대향하는 방향에 형성되어 있는 제 1 그립퍼 및 2 그립퍼를 위치시킨 후에 라미네이트 시트를 고정시키는 과정;
(c) 상기 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에 밀착시키는 과정;
(d) 상기 제 1 및 2 그립퍼들을 각각 만입홈을 향해 수평 방향으로 동일한 거리만큼 이동시키는 과정; 및
(e) 상기 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압하여 상기 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정;
을 포함하며,
상기 제 1 및 2 그립퍼들이 이동함에 따라, 라미네이트 시트에 인가되는 인장력이 동일하게 감소되는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 딥 드로잉 장치를 이용하여 라미네이트 시트에 전극조립체 수용부를 딥 드로잉하는 방법으로서,
(a) 롤러부가 작동하여 상기 라미네이트 시트를 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치시키는 과정;
(b) 상기 제 1 금형 프레임부에 형성된 만입홈을 사이에 두고, 상호 대향하는 방향에 형성되어 있는 제 1 및 2 그립퍼들로 라미네이트 시트를 고정시키는 과정;
(c) 상기 제 1 및 2 그립퍼들이 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트를 제 1 금형 프레임부 상에 밀착시키는 과정;
(d) 상기 제 1 그립퍼를 만입홈 방향으로 소정의 거리만큼 이동시키는 과정;
(e) 상기 제 2 그립퍼와 인접하도록 배치되어 있는 롤러부가 하측 방향으로 이동하여 라미네이트 시트 중 제 2 그립퍼 측을 가압시키는 과정; 및
(f) 상기 제 2 금형 프레임부에 형성되어 있는 펀치로 라미네이트 시트를 가압하여 상기 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정;
을 포함하며,
상기 롤러부가 라미네이트 시트 중 제 2 그립퍼 측을 가압하여, 라미네이트 시트가, 제 1 그립퍼가 이동한 거리의 절반만큼, 제 1 금형 프레임부 상에서 제 2 그립퍼 측으로 이동됨에 따라, 라미네이트 시트에 인가되는 인장력이 동일하게 감소되는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 방법. - 제 13 항에 있어서, 상기 펀치는 제 2 금형 프레임부에 매립된 상태로 형성되어 있는 가압 부재로 이루어져 있으며,
상기 과정 (f)는,
(f-1) 상기 제 1 및 2 금형 프레임부들이 제 1 및 2 금형 프레임부들 사이에 위치되어 있는 라미네이트 시트를 밀착하여 고정시키는 과정; 및
(f-2) 상기 가압 부재가 라미네이트 시트를 가압하여 전극조립체 수용부를 형성시키는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 드로잉 방법.
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