KR102179963B1 - 배터리 셀 케이스의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 배터리 셀 케이스 - Google Patents

배터리 셀 케이스의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 배터리 셀 케이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 배터리 셀 케이스의 제조방법으로서, 소재 준비단계; 상기 소재 준비단계에서 준비된 소재를 절단하는 컷팅단계; 상기 컷딩단계에서 절단된 소재의 절단면을 가공하는 절삭단계; 상기 절삭단계에서 가공된 소재의 가공 정밀도를 측정하는 측정단계; 및 상기 측정단계에서 측정된 소재를 세척하는 세척 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 셀 케이스의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 배터리 셀 케이스{manufacturing method of battery cell case and battery cell case manufactured by the same}
본 발명은, 배터리 셀을 보호함과 동시에 배터리 셀의 성능을 저하시키지 않는 설계 조건을 가지는 배터리 셀 케이스의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 배터리 셀 케이스에 관한 것이다.
일반적으로 발전기에 의해 생성된 전기 또는 외부전원으로 부터 인가되는 전기를 저장하고 기타 전기 시스템에 전기를 공급하는 배터리 셀은 알루미늄과 같은 금속 소재로 제작된 케이스에 수용된다.
예컨대, 케이스는, 배터리 셀이 수용될 수 있는 공간을 내부에 마련하고 있고, 그 길이방향 전방과 후방은 개방된 장방형의 박스 형태를 가질 수 있으며, 개방된 전방과 후방은 별도의 커버에 의해 차단될 수 있다.
이와 같은 금속 케이스는 공지의 압출방식에 의해 제작될 수 있다. 즉, 압출방식에 의해 금속 소재가 사각형의 단면을 가지는 중공의 파이프 형태로 가공되어 인출될 수 있으며, 인출된 금속 소재는 컷팅장치에 의해 소정의 길이로 절단될 수 있다. 그러면, 금속 소재는 도 12에 도시된 형태를 가질 수 있다.
위와 같은 형태를 가지는 금속 소재는, 배터리 셀이 수용될 수 있는 케이스로 제작되기 위해서, 규격에 맞는 길이 및 두께로 가공되어야함은 물론이고 더불어 배터리 셀의 수용공간을 구획하는 각 면들이 허용 오차를 만족하는 직각도, 평탄도, 윤곽도 등을 가질 수 있도록 가공되어야 한다.
만약, 금속 소재의 직각도와 평탄도 및 윤곽도가 기 설정된 허용 오차를 만족하지 못하는 가공 치수를 가진다면 배터리 셀의 방열 효율이나 충전 효율이 떨어지는 문제점이 발생되며, 또한, 전압강하 현상을 유발할 수도 있다.
따라서, 배터리 셀이 수용되는 케이스는 배터리 셀을 보호함과 동시에 배터리 셀의 성능을 저하시키지 않는 설계 조건을 바탕으로 제조되는 것이 중요하다고 할 수 있다.
하지만, 금속 소재가 다수의 공정으로 이송되어 가공되는 과정에서 배터리 셀 수용공간을 구획하는 면들이 변형되는 문제점이 발생한다.
특히, 금속 소재가 알루미늄으로 구성되었을 경우에는, 외부조건(온도, 습도 등)에 의해 변형되기 쉽고, 또한, 배터리 셀의 수용공간을 형성하는 각 면의 면적이 배터리의 크기 및 사용처에 따라서 크게 제작될 경우에는 그 면의 일부가 쉽게 변형되는 단점이 있다. 참고로, 차량에 사용되는 배터리 셀 케이스는 스마트폰, 노트북, 캠코더 등과 같이 소형 전자기기에 사용되는 배터리 셀 케이스의 크기보다 상대적으로 몇 배 이상으로 큰 크기를 가지고 있다.
더군다나, 기존의 배터리 셀 케이스의 제조방법은, 판 형태의 금속 소재를 가압 펀치로 가압하여 배터리 셀이 수용될 수 있는 수용공간을 형성하는 공정에 치중되었기 때문에, 금속 소재의 가공 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 기존의 배터리 셀 케이스의 제조방법은, 금속 소재가 허용 오차를 만족하는 가공 정밀도로 제조되었는지를 판단하는 양품 판단 공정을 전혀 고려하지 않기 때문에 배터리 셀 케이스의 불량률을 상승시키는 문제점도 있다.
따라서, 본 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1477018호의 '전지케이스 제조 방법'이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배터리 셀 케이스로 사용되는 금속 소재를 가공할 시에, 금속 소재가 베터리 셀의 성능을 저하시키지 않는 설계 조건을 가지도록 가공하는 배터리 셀 케이스의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 배터리 셀 케이스를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 배터리 셀 케이스로 사용되는 금속 소재를 가공할 시에, 불량으로 판정된 금속 소재도 재사용 가능하도록 하여 재료의 손실을 줄일 수 있도록 하는 배터리 셀 케이스의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 배터리 셀 케이스를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 배터리 셀 케이스의 제조방법으로서, 소재 준비단계; 상기 소재 준비단계에서 준비된 소재를 절단하는 컷팅단계; 상기 컷딩단계에서 절단된 소재의 절단면을 가공하는 절삭단계; 상기 절삭단계에서 가공된 소재의 가공 정밀도를 측정하는 측정단계; 및 상기 측정단계에서 측정된 소재를 세척하는 세척 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 소재 준비단계에서는, 상기 배터리 셀이 수용될 수 있는 수용공간을 구비한 중공의 형태를 가지는 금속 소재를 준비할 수 있다.
또한, 상기 절삭단계는, 상기 금속 소재의 길이방향 단면을 가공하는 면삭단계; 및 상기 면삭단계에서 가공된 상기 금속 소재의 길이방향 단면을 가공하는 면취단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 절삭단계에서는, 상기 금속 소재가 수평방향으로 놓여지는 작업대; 상기 작업대에 놓여진 상기 금속 소재의 외면과 접촉되는 외측 지그부; 상기 작업대에 놓여진 상기 금속 소재의 내부공간으로 삽입되어 상기 금속 소재의 내면과 접촉되는 내측 지그부; 및 상기 내측 지그부 및 상기 외측 지그부에 의해 고정된 상기 금속 소재의 길이방향 단부를 절삭 가공하는 절삭부;를 포함하여 구성된 전용기가 사용될 수 있다.
또한, 상기 측정단계는, 상기 금속 소재의 길이 및 두께를 측정하는 제1측정단계; 및 상기 제1측정단계에서 측정된 금속 소재의 직각도, 평면도 및 윤곽도를 측정하는 제2측정단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 측정단계에서 측정된 금속 소재를 양품 또는 불량품으로 선별하는 선별단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 선별단계에서 불량품으로 선별된 금속 소재 중에서 면상에 결함이 발생된 금속 소재를 교정하는 교정단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 교정단계는, 상기 금속 소재가 형성하는 면 중에서 결함면이, 기 설정된 허용 오차를 만족하는 직각도, 평탄도 및 윤곽도를 가질 수 있도록, 상기 결함면을 가압할 수 있다.
또한, 상기 교정단계에서는, 작업대; 상기 작업대에 직선왕복이동 가능하게 마련되며, 면상에 결함이 발생된 금속 소재가 놓여지는 이송부; 상기 이송부에 놓여진 상기 금속 소재의 외면과 접촉되는 외측 지그부; 상기 이송부에 놓여진 상기 금속 소재의 내부공간으로 삽입되어 상기 금속 소재의 내면과 접촉되는 내측 지그부; 및 상기 내측 지그부 및 상기 외측 지그부에 의하여 고정된 상기 금속 소재의 결함면과 접촉되는 가압부;로 구성된 교정기가 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 단계들에 의하여 제조된 배터리 셀 케이스를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 셀 케이스의 제조방법은, 배터리 셀 케이스로 사용되는 금속 소재의 가공 정밀도를 높여 배터리 셀의 성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 케이스의 제조방법은, 배터리 셀 케이스로 사용되는 금속 소재가 규격에 맞는 설계 조건을 가지도록 가공되었는지 판단하여 양품과 불량품을 선별할 수 있으므로, 배터리 셀의 안정성과 성능을 미리 확보한 뒤 케이스에 배터리 셀을 적용시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 케이스의 제조방법은, 불량품으로 선별된 금속 소재를 양품 가능하게 교정할 수 있으므로, 결국, 금속 소재의 손실을 줄여 배터리 셀 케이스의 생산비용을 절감할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 케이스의 제조방법은, 금속 소재의 길이방향 단부를 면삭 및 면취 가공하거나 불량품으로 선별된 금속 소재를 교정하기 위하여 금속소재의 결함면을 가압하는데 있어서, 금속 소재가 움직이는 것을 방지하는 3차원적 지그가 사용되므로, 금속 소재의 가공 정밀도와 교정 정밀도를 높여 불량률을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 케이스 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭단계에서 이루어지는 면삭 및 면취 단계를 보여주는 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별단계에서 금속 소재가 양품 또는 불량품으로 선별되는 과정을 보여주는 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭단계에서 금속 소재의 길이방향 단부를 절삭가공하는 전용기의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 전용기의 정면도.
도 6은 도 4에 도시된 전용기의 절삭부가 금속 소재의 길이방향 단부를 면삭하는 보습을 보여주는 측면도.
도 7은 도 4에 도시된 전용기의 절삭부가 금속 소재의 길이방향 단부를 면취하는 모습을 보여주는 측면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정단계에서 금속 소재를 교정하는 교정기의 측면도.
도 9는 도 8에 도시된 교정기의 이송부 및 외측 지그부의 구성을 보여주는 사시도.
도 10은 도 8에 도시된 교정기의 내측 지그부 및 가압부의 구성을 보여주는 사시도.
도 11은 금속 소재가 교정기의 외측 지그부 및 내측 지그부에 의해 고정된 상태를 보여주는 정면도.
도 12는 금속 소재의 사시도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 케이스 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 배터리 셀 케이스가 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 케이스 제조방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭단계에서 이루어지는 면삭 및 면취 단계를 보여주는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별단계에서 금속 소재가 양품 또는 불량품으로 선별되는 과정을 보여주는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭단계에서 금속 소재의 길이방향 단부를 절삭가공하는 전용기의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 전용기의 정면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 전용기의 절삭부가 금속 소재의 길이방향 단부를 면삭하는 보습을 보여주는 측면도이고, 도 7은 도 4에 도시된 전용기의 절삭부가 금속 소재의 길이방향 단부를 면취하는 모습을 보여주는 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정단계에서 금속 소재를 교정하는 교정기의 측면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 교정기의 이송부 및 외측 지그부의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 8에 도시된 교정기의 내측 지그부 및 가압부의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 11은 금속 소재가 교정기의 외측 지그부 및 내측 지그부에 의해 고정된 상태를 보여주는 정면도이고, 도 12는 금속 소재의 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 케이스 제조방법은, 소재 준비단계(S100); 상기 소재 준비단계(S100)에서 준비된 소재를 절단하는 컷팅단계(S200); 상기 컷딩단계(S200)에서 절단된 소재의 절단면을 가공하는 절삭단계(S300); 상기 절삭단계(S300)에서 가공된 소재의 가공 정밀도를 측정하는 측정단계(S400); 및 상기 측정단계(S400)에서 측정된 소재를 세척하는 세척 단계(S500);를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 소재 준비단계(S100)는, 배터리 셀이 수용될 수 있는 수용공간을 구비한 중공의 형태를 가지는 금속 소재(10)를 준비하는 단계라 할 수 있다.
상기 금속 소재(10)는, 공지의 압출성형장치에서 인출될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 사각형의 단면을 가지는 형태로 압출성형될 수 있다. 따라서, 배터리 셀은 4면에 의해 구획되는 수용공간에 수용된다고 할 수 있다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에서는, 금속 소재(10)가 내부에 수용공이 형성된 사각형의 파이프 형태를 가지는 것으로 설명 및 도면 상에 도시되어 있으나 이에 한정되는 않고 다양한 형태를 가질 수 있음은 물론이다. 즉, 배터리 셀의 형태나 배터리 셀 케이스가 사용되는 전자장치 또는 차량의 내부공간 형태에 대응되어 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 배터리 셀의 케이스로 사용되는 금속 소재(10)는 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서 설명되는 금속 소재(10)는 알루미늄일 수 있다.
상기 컷팅단계(S200)는, 상기 소재 준비단계(S100)에서 준비된 금속 소재(10)를 제작하고자 하는 배터리 셀 케이스의 길이에 대응되도록 절단하는 단계라 할 수 있다.
상기 컷팅단계(S200)에서는, 공지의 컷팅장치가 사용될 수 있으며, 이 컷팅장치에 의해 절단된 금속 소재(10)는 도 10에 도시된 형태를 가질 수 있다.
상기 절삭단계(S300)는, 상기 컷팅단계(S200)에서 절단된 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 절삭 가공하는 단계라 할 수 있다.
상기 절삭단계(S300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속 소재(10)의 길이방향 단면을 가공하는 면삭단계(310); 및 상기 면삭단계(S310)에서 가공된 상기 금속 소재의 길이방향 단면을 가공하는 면취단계(S320);를 포함할 수 있다.
상기 면삭단계(S310)는, 상기 컷팅단계(S200)에서 절단된 금속 소재(10)의 절단면을 매끄럽게 가공하는 단계라 할 수 있다. 그리고, 상기 면취단계(S320)는, 상기 면삭단계(S310)에서 가공된 금속 소재(10)의 길이방향 단면을 모따기 가공하는 단계라 할 수 있다.
위와 같은 면삭단계(S310)와 면취 단계(S320)를 포함하는 절삭단계(S300)에서는, 금속 소재(10)가 외력으로부터 움직이지 않고 고정된 상태를 유지하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다. 만약, 금속 소재(10)의 길이방향 단면을 면삭 및 면취하는 과정에서 금속 소재(10)가 움직이게 되면 금속 소재(10)의 가공 정밀도가 허용 오차를 만족하지 못하게 된다.
따라서, 상기 절삭단계(S400)에서는, 도 4에 도시된 전용기(100)가 사용될 수 있으며, 이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 금속 소재(10)의 길이방향 단면을 면삭 및 면취 가공하는 전용기(100)의 세부 구성이 설명된다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 전용기(100)는, 금속 소재(10)가 수평방향(도 10에 도시된 화살표 X방향)으로 눕혀진 채 놓여지는 작업대(110); 상기 작업대(110)에 놓여진 상기 금속 소재(10)의 외면과 접촉되는 외측 지그부(130); 상기 작업대(110)에 놓여진 상기 금속 소재(10)의 내부공간으로 삽입되어 상기 금속 소재(10)의 내면과 접촉되는 내측 지그부(150); 및 상기 내측 지그부(150) 및 상기 외측 지그부(130)에 의해 고정된 상기 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 절삭 가공하는 절삭부(170);를 크게 포함할 수 있다.
상기 작업대(110)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 금속 소재(10)가 놓여질 수 있는 소정의 공간을 형성하는 받침 프레임(111); 상기 받침 프레임(111)의 윗면에서 상향으로 돌출형성되며, 상기 받침 프레임(111)의 윗면이 형성하는 공간을 분할하는 분할 프레임(112); 상기 받침 프레임(111)의 폭방향(도 10에 도시된 화살표 Y방향) 단부와 연결되는 수직 프레임(113); 및 상기 수직 프레임(113)의 상단과 연결되는 수평 프레임(114);을 포함할 수 있다.
상기 받침 프레임(111)은 작업장의 지면에서 상부로 소정간격 이격되도록 배치될 수 있으며, 전술한 바와 같이, 금속 소재(10)가 놓여질 수 있는 소정의 공간을 제공한다.
상기 분할 프레임(112)은, 받침 프레임(111)이 형성하는 윗면 공간을 분할하며, 받침 프레임(111)의 길이방향을 따라 마련될 수 있다. 따라서, 상기 받침 프레임(111)에는, 다수개의 금속 소재(10)가 놓여질 수 있는 공간이 상기 분할 프레임(112)에 의해 구획된 채 마련될 수 있다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 분할 프레임(112)이 상기 받침 프레임(111)에 하나로 마련되어 상기 받침 프레임(111)이 형성하는 윗면 공간을 두 개로 분할하는 것으로 설명 및 도면 상에 도시되어 있으며, 이에 따라, 상기 받침 프레임(111)상에 두 개의 금속 소재(10)가 놓여질 수 있다.
상기 수직 프레임(113)은, 상기 받침 프레임(111)의 폭방향 양단에 각각 마련될 수 있다.
상기 수직 프레임(113)은, 상기 받침 프레임(111)을 지지함과 동시에 후술할 상기 외측 지그부(130)의 제4외측부재(134)가 설치될 수 있는 공간을 제공한다.
상기 수평 프레임(114)은, 상기 받침 프레임(111)에서 상부로 소정간격 이격된 채 상기 수직 프레임(113)의 상단에 마련될 수 있으며, 후술할 상기 외측 지그부(130)의 제2외측부재(132)가 설치될 수 있는 공간을 제공한다.
상기 외측 지그부(130)는, 받침 프레임(111)에 놓여진 금속 소재(10)의 길이방향 일측 부위 외면을 가압하는 구성요소라 할 수 있다. 즉, 상기 절삭부(170)가 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 면삭 및 면취할 시에 금속 소재(10)가 움직이지 않도록 금속 소재(10)가 형성하는 4개의 외면을 각각 가압하는 구성요소라 할 수 있다.
상기 외측 지그부(130)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 받침 프레임(111)에 마련되며, 상기 금속 소재(10)의 하측 외면과 접촉되는 제1외측부재(131); 상기 수평 프레임(114)에서 상기 금속 소재(10)의 상측 외면을 향해 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 상측 외면과 접촉되는 제2외측부재(132); 상기 분할 프레임(112)에 마련되며, 상기 금속 소재(10)의 일측 외면 또는 타측 외면과 접촉되는 제3외측부재(133); 및 상기 수직 프레임(113)에서 상기 금속 소재(10)의 일측 외면 또는 타측 외면을 향해 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 일측 외면 또는 타측 외면과 접촉되는 제4외측부재(134);를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 제1외측부재(131)는, 상기 받침 프레임(111)의 윗면에 고정적으로 마련될 수 있다. 여기서, 상기 제1외측부재(131)는, 상기 받침 프레임(111) 윗면 길이방향을 따라 배치되거나, 또는, 다수개로 상기 받침 프레임(111)의 윗면 상에 배치되어 금속 소재(10)의 외면과 각각 접촉될 수 있다.
상기 제2외측부재(132)는, 유압 실린더 또는 공압 실린더와 같이 피스톤 로드를 직선왕복운동 시키는 공지의 액추에이터와 연결될 수 있다. 즉, 상기 제2외측부재(132)는, 상기 수평 프레임(114)의 상단에 마련된 액추에이터에 의해 수직방향으로 직선왕복운동 가능한 피스톤 로드에 마련될 수 있으며, 피스톤 로드가 수직 하향으로 하강되면 상기 받침 프레임(111)에 놓여진 금속 소재(10)의 상측 외면과 접촉될 수 있다.
상기 제3외측부재(133)는, 상기 분할 프레임(112)의 일측면 또는 타측면에 고정적으로 마련될 수 있다. 여기서, 상기 제3외측부재(133)는, 상기 분할 프레임(112)의 길이방향을 따라 배치되거나, 또는, 다수개로 상기 분할 프레임(112)의 일측면 또는 타측면에 배되어 금속 소재(10)의 외면과 각각 접촉될 수 있다.
상기 제4외측부재(134)는, 유압 실린더 또는 공압 실린더와 같이 피스톤 로드를 직선왕복운동 시키는 공지의 액추에이터와 연결될 수 있다. 즉 상기 제4외측부재(134)는, 상기 수직 프레임(113)에 마련된 액추에이터에 의해 수평방향으로 직선왕복운동 가능한 피스톤 로드에 마련될 수 있으며, 피스톤 로드가 금속 소재(10)가 배치된 방향으로 수평 이동되면 상기 받침 프레임(111)에 놓여진 금속 소재(10)의 일측 외면 또는 타측 외면과 접촉될 수 있다.
여기서, 상기 제1외측부재(131) 내지 상기 제4외측부재(134)는, 금속 소재(10)의 외면에 흠집이 발생되지 않도록 하는 형태 및 재질을 가질 수 있다. 예컨대, 평판 형태의 플라스틱재, 또는, 연성의 금속재 등으로 제작될 수 있다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 금속 소재(10)가 형성하는 4개의 외면은, 상기 제1외측부재(131) 내지 상기 제4외측부재(134)에 의해 둘러싸여질 수 있으며, 특히, 상기 제1외측부재(131) 내지 상기 제4외측부재(134)로부터 소정의 압력을 전달받기 때문에 상기 받침 프레임(111) 상에서 진동이나 흔들림으로부터 움직이지 않고 견고히 고정된 상태를 이룰 수 있다.
상기 내측 지그부(150)는, 받침 프레임(111)에 놓여진 금속 소재(10)의 길이방향 일측 부위 내면을 가압하는 구성요소라 할 수 있다. 즉, 상기 절삭부(170)가 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 면삭 및 면취할 시에 금속 소재(10)가 움직이지 않도록 금속 소재(10)가 형성하는 4개의 내면을 각각 가압하는 구성요소라 할 수 있다.
상기 내측 지그부(150)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 금속 소재(10)가 형성하는 내부공간으로 삽입되어 직선왕복 운동 가능한 가동로드(151); 상기 가동로드(151)의 선단 저면에서 상기 금속 소재(10)의 하측 내면을 향해 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 하측 내면과 접촉되는 제1내측부재(152); 상기 가동로드(151)의 선단 윗면에서 상기 금속 소재(10)의 상측 내면을 향해 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 상측 내면과 접촉되는 제2내측부재(153); 상기 가동로드(151)의 선단 일측면에서 상기 금속 소재(10)의 일측 내면을 향해 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 일측 내면과 접촉되는 제3내측부재(154); 및 상기 가동로드(151)의 선단 타측면에서 상기 금속 소재(10)의 타측 내면을 향해 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 타측 내면과 접촉되는 제4내측부재(155);를 포함할 수 있다.
상기 가동로드(151)는, 상기 작업대(200)의 일측에 마련된 가이드 레일(156)을 따라 직선왕복운동 가능한 이송몸체(157)에 마련될 수 있다. 이때, 가이드 레일(156)과 상기 가동로드(151)는 금속 소재(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 배치될 수 있다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에서는 두 개의 가동로드(151)가 마련되는 것으로 도면 상에 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 받침 프레임(111)에 놓여지는 금속 소재의 개수와 대응되는 개수로 상기 작업대(110)의 일측에 마련될 수도 있다.
또한, 이송몸체(157)가 상기 가이드 레일(156)을 따라서 직선왕복운동 되는 구성은 해당분야의 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 공지의 구성이므로, 본 발명의 명세서상에서는 발명의 요지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 설명이 생략된다.
상기 가동로드(151)는, 금속 소재(10)의 단면과 동일한 단면 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 가동로드(151)는 사각형의 단면을 가지는 형태로 상기 이송몸체(402)에 마련될 수 있다. 또한, 상기 가동로드(151)는 금속 소재(10)가 형성하는 내부공간에 용이하게 삽입될 수 있도록 금속 소재(10)의 내부공간보다 작은 단면적을 가질 수 있다.
따라서, 상기 이송몸체(157)가 상기 가이드 레일(401)을 따라서 일방향으로 이송되면 상기 가동로드(151)의 길이방향 일부가 금속 소재(10)의 내부공간으로 삽입될 수 있고, 반대로, 상기 이송몸체(157)가 상기 가이드 레일(156)을 따라서 타방향으로 이송되면 금속 소재(10)의 내부공간으로 삽입된 상기 가동로드(151)의 길이방향 일부가 금속 소재(10)의 내부공간에서 빠져나올 수 있다.
상기 제1내측부재(152)는, 상기 가동로드(151)의 내부에 마련된 도시되지 않은 액추에이터와 연결될 수 있으며, 액추에이터의 구동에 의해 금속 소재(10)의 하측 내면을 향해 직선왕복운동 될 수 있다.
따라서, 상기 제1내측부재(152)가 상기 가동로드(151)의 저면에서 항향으로 이동되어 금속 소재(10)의 하측 내면과 접촉되면, 금속 소재(10)의 길이방향 단부에서 하측 부위는 상기 제1내측부재(152) 및 상기 제1외측부재(120)와 각각 접촉되어 견고히 고정된 상태가 될 수 있다.
상기 제2내측부재(153)는, 상기 가동로드(151)의 내부에 마련된 도시되지 액추에이터와 연결될 수 있으며, 액추에이터의 구동에 의해 금속 소재(10)의 하측 내면을 향해 직선왕복운동 될 수 있다.
따라서, 상기 제2내측부재(153)가 상기 가동로드(151)의 윗면에서 상향으로 이동되어 금속 소재(10)의 상측 내면과 접촉되면, 금속 소재(10)의 길이방향 단부에서 하측 부위는 상기 제2내측부재(153) 및 상기 제2외측부재(132)와 각각 접촉되어 견고히 고정된 상태가 될 수 있다.
상기 제3내측부재(154)는, 상기 가동로드(151)의 내부에 마련된 도시되지 액추에이터와 연결될 수 있으며, 액추에이터의 구동에 의해 금속 소재(10)의 일측 내면을 향해 직선왕복운동 될 수 있다.
따라서, 상기 제3내측부재(154)가 상기 가동로드(151)의 일측면에서 수평방향으로 이동되어 금속 소재(10)의 일측 내면과 접촉되면, 금속 소재(10)의 길이방향 단부에서 일측 부위는 상기 제3내측부재(154) 및 상기 제3외측부재(133)와 각각 접촉되거나, 또는, 상기 제3내측부재(154) 및 상기 제4외측부재(134)와 각각 접촉되어 견고히 고정된 상태가 될 수 있다.
상기 제4내측부재(155)는, 상기 가동로드(151)의 내부에 마련된 도시되지 않은 액추에이터와 연결될 수 있으며, 액추에이터의 구동에 의해 금속 소재(10)의 타측 내면을 향해 직선왕복운동 될 수 있다.
따라서, 상기 제4내측부재(155)가 상기 가동로드(151)의 타측면에서 수평방향으로 이동되어 금속 소재(10)의 타측 내면과 접촉되면, 금속 소재(10)의 길이방향 단부에서 타측 부위는 상기 제4내측부재(155) 및 상기 제3외측부재(133)와 각각 접촉되거나, 또는, 상기 제4내측부재(155) 및 상기 제4외측부재(134)와 각각 접촉되어 견고히 고정된 상태가 될 수 있다.
상기 제1내측부재(152) 내지 상기 제4내측부재(155)도, 금속 소재(10)의 내면에 흠집이 발생되지 않도록 하는 형태 및 재질을 가질 수 있다. 예컨대, 평판 형태의 플라스틱재, 또는, 연성의 금속재 등으로 제작될 수 있다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 금속 소재(10)가 형성하는 4개의 내면은, 상기 제1내측부재(152) 내지 상기 제4내측부재(155)와 각각 접촉되어 소정의 압력을 전달받을 수 있으므로, 상기 받침 프레임(111) 상에서 진동이나 흔들림으로부터 움직이지 않고 견고히 고정된 상태를 이룰 수 있다.
여기서, 상기 내측 지그부(150)의 가동로드(151)가 작업 받침대(210)에 놓여진 금속 소재(10)의 내부공간으로 삽입되면, 금속 소재(10)는 상기 절삭부(170)가 배치된 방향으로 일정거리 이동될 수 있다. 즉, 상기 가동로드(151)의 선단부에 마련된 제1내측부재(152) 내지 제4내측부재(155)가 금속 소재(10)의 내면과 마찰됨에 따라서 금속 소재(10)가 상기 절삭부(170)가 배치된 방향으로 일정거리 이동될 수 있다.
그러면, 금속 소재(10)의 길이방향 단부는 상기 받침 프레임(111)의 길이방향 단부 상에서 상기 절삭부(170)가 배치된 방향으로 소정길이 돌출된 상태가 된다.
이와 같이, 금속 소재(10)의 길이방향 단부가 상기 받침 프레임(111)의 길이방향 단부 상에서 상기 절삭부(170)가 배치된 방향으로 소정길이 돌출시키는 이유는, 상기 절삭부(170)가 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 면삭 및 면취 가공할 시에, 금속 소재(10)의 외면과 접촉되어 가압력을 인가하는 외측 지그부(130) 및 금속 소재(10)의 내면과 접촉되어 가압력을 인가하는 내측 지그부(150)에 간섭되지 않도록 하기 위해서다.
따라서, 외측 지그부(130)의 제1외측부재(131) 내지 제4외측부재(134)는, 상기 받침 프레임(111)의 길이방향 단부에서 상기 절삭부(170)가 배치된 방향으로 돌출되게 배치된 금속 소재(10)의 외면 부위는 가압하지 않는다고 할 수 있다.
마찬가지로, 내측 지그부(150)의 제1내측부재(152) 내지 제4내측부재(155)는, 상기 받침 프레임(111)의 길이방향 단부에서 상기 절삭부(170)가 배치된 방향으로 돌출되게 배치된 금속 소재(10)의 내면 부위는 가압하지 않는다고 할 수 있다.
다시 말해, 절삭부(170)의 절삭공구(171)와 접촉되어 면삭 및 면취 가공되는 금속 소재(10)의 길이방향 단부 부위는 외측 지그부(130) 및 내측 지그부(150)와 비접촉된다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내측 지그부(150)의 가동로드(151)가 금속 소재(10)의 내부공간으로 삽입될 시에, 금속 소재(10)의 길이방향 단부가 상기 절삭부가 배치된 방향을 향해 기 설정된 길이 이상으로 이동되는 것을 방지하는 회동형 스톱퍼(160)가 마련될 수 있다.
상기 회동형 스톱퍼(160)는, 상기 작업대(110)의 받침 프레임(111) 저부에 마련될 수 있으며, 구동모터 또는 공지의 엑추에이터로부터 동력을 전달받아 회동되는 구성을 가질 수 있다.
상기 회동형 스톱퍼(160)는, 금속 소재(10)의 내부공간으로 상기 내측 지그부(150)의 가동로드(151)가 삽입될 시에, 상기 절삭부(170)가 배치된 방향으로 소정간격 이동되는 금속 소재(10)와 접촉될 수 있다. 이때, 상기 회동형 스톱퍼(160)는 금속 소재(10)의 길이방향 단부에서 하측 부위와 접촉될 수 있다.
참고로, 상기 회동형 스톱퍼(160)는, 금속 소재(10)의 내부공간으로 상기 내측 지그부(150)가 삽입되기 이전에 상기 받침 프레임(111)의 저부 상에서 선회될 수 있다.
만약, 금속 소재(10)가 상기 받침 프레임(111)의 길이방향 단부 상에서 상기 절삭부(170)가 배치된 방향을 향해 기 설정된 길이 이상으로 이동되면, 금속 소재(10)의 길이방향 단부가 기 설정된 가공치수 이상으로 면삭 및 면취 가공되는 문제점이 발생된다.
또한, 상기 작업대(110)에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 내측 지그부(150)가 금속 소재(10)의 내부공간으로 삽입될 시에, 금속 소재(10)가 그 폭방향으로 유동되는 것을 방지하는 유동방지부재(180)가 마련될 수 있다.
상기 유동방지부재(180)는, 공지의 엑추에이터로부터 동력을 전달받아 금속 소재(10)의 폭방향(도 10에 도시된 화살표 Y방향) 일측 외면 또는 타측 외면을 향해 직선왕복운동되어 금속 소재(10)의 폭방향 일측 외면 또는 타측 외면과 접촉될 수 있다.
상기 유동방지부재(180)는, 상기 받침 프레임(111)의 윗면에서 금속 소재(10)의 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 개수로 마련될 수 있다.
여기서, 상기 유동방지부재(180)는, 상기 외측 지그부(130)와 비접촉되는 금속 소재(10)의 외면 부위와 접촉된다. 즉, 상기 유동방지부재(180)는, 상기 외측 지그부(130) 및 상기 내측 지그부(150)에 의해 고정되지 않는 금속 소재(10)의 길이방향 부위 외면과 접촉될 수 있다.
따라서, 금속 소재(10)의 내부공간으로 상기 내측 지그부(150)의 가동로드(151)가 삽입될 시에 금속 소재(10)가 폭방향으로 유동되는 것이 상기 유동방지부재(180)에 의해 방지될 수 있다.
전술한 상기 회동형 스톱퍼(160) 및 상기 유동방지부재(180)는, 금속 소재(10)의 외면에 흠집이 발생되지 않도록 하는 재질로 제작될 수 있다. 즉, 금속 소재(10)의 외면과 접촉되는 부위를 플라스틱재, 연성의 금속재, 우레탄 등과 같은 재질로 제작할 수 있다. 또한, 상기 회동형 스톱퍼(160)나 상기 유동방지부재(180)는 상기 재질로 구성된 회전롤러로 구현될 수도 있다.
상기 절삭부(170)는, 도4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 면삭 및 면취 가공하는 절삭공구(171); 및 상기 절삭공구(171)가 장착되는 스핀들(172);을 크게 포함하여 구성될 수 있다.
상기 절삭공구(171) 및 상기 스핀들(520)은 수평방향(도 10에 도시된 화살표 X방향)으로 배치된 채 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 1차적으로 면삭 가공하고, 2차적으로 면취 가공할 수 있다.
상기 절삭공구(171)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 면삭 가공하는 면삭날(171a); 및 상기 면삭날(171a)의 중앙부에서 돌출 형성되며, 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 면취 가공하는 면취날(171b);을 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 절삭공구(171)는, 전술한 바와 같이, 금속 소재(10)의 길이방향 단부를 1차적으로 면삭 가공하고, 2차적으로 면취 가공할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절삭공구(171)의 면삭날(511)이 금속 소재(10)의 길이방향 단부와 접촉된 상태에서 금속 소재(10)의 외곽 형태를 따라 이송되면 금속 소재(10)의 길이방향 단부가 매끄럽게 면삭 가공될 수 있다. 이때, 상기 절삭공구(171)의 면취날(512)은 금속 소재(10)의 길이방향 단부와 비접촉된 상태가 된다.
그 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 절삭공구(171)의 면취날(512)이 금속 소재(10)의 길이방향 단부와 접촉된 상태에서 금속 소재(10)의 외곽 형태를 따라 이송되면 금속 소재(10)의 길이방향 단부가 면취 가공될 수 있다. 여기서, 상기 면취날(512)은 금속 소재(10)의 내부공간으로 일부 삽입된 상태에서 금속 소재(10)의 길이방향 단부와 접촉된다. 이때, 상기 절삭공구(171)의 면삭날(511)은 금속 소재(10)의 길이방향 단부와 비접촉된 상태가 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 절삭부(170)에 의하여 금속 소재(10)의 길이방향 단부가 면삭 및 면취 가공될 수 있으며, 특히, 하나의 절삭공구(171)를 이용하여 금속 소재(10)의 면삭 및 면취 가공을 수행할 수 있으므로 공구를 교체하는 시간을 줄여 제품의 생산성이 향상될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 전용기(100)가 상기 절삭단계(S300)에서 사용되므로, 금속 소재(10)의 길이방향 단면을 면삭 및 면취 가공하는데 있어서 금속 소재(10)의 움직임이 방지되어 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상기 측정단계(S400)는, 상기 절삭단계(S300)에서 길이방향 단부가 면삭 및 면취 가공된 금속 소재(10)의 가공 정밀도를 측정하는 단계라 할 수 있으며, 금속 소재(10)의 길이 및 두께를 측정하는 제1측정단계와, 금속 소재(10)의 직각도, 평탄도 및 윤곽도를 측정하는 제2측정단계를 포함할 수 있다.
상기 측정단계(S400)의 제1측정단계에서는, 금속 소재(10)의 길이방향 단부 및 폭방향 단부와 각각 접촉되는 공지의 길이측정 센서를 이용하여 금속 소재(10)의 길이방향 길이 및 폭방향 길이를 측정할 수 있다. 이와 마찬가지로, 금속 소재(10)의 수용공간을 구획하는 벽부와 각각 접촉되는 두께 측정센서를 이용하여 금속 소재(10)의 두께를 측정할 수 있다.
그리고, 상기 길이측정 센서 및 상기 두께 측정센서에서 측정된 값은 제어부(미도시)로 전달될 수 있다.
참고로, 공지의 센서를 이용하여 대상물의 길이 및 두께를 측정하는 구성은 해당분야의 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 구성이므로, 본 발명의 명세서 상에서는 그 구체적인 구성설명이 생략된다.
한편, 상기 측정단계(S400)의 제2측정단계에서는, 금속 소재(10)의 상측 외면, 일측 외면, 타측 외면 및 하측 외면과 각각 접촉되는 다수개의 측정 프로브가 사용될 수 있다.
다수개의 프로브는, 공지의 액추에이터로부터 동력을 전달받아 직선 왕복운동 가능한 구동부재에 마련될 수 있으며, 이 구동부재 상에서 금속 소재(10)의 길이방향 및 폭방향을 따라 일정간격 이격되게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 다수개의 프로브가 마련된 4개의 구동 플레이트가 사용될 수 있으며, 이 구동부재들은 금속 소재(10)의 상측 외면, 일측 외면, 타측 외면, 하측 외면을 향해 각각 이동 가능하도록 마련될 수 있다. 따라서, 구동부재가 금속 소재(10)의 외면을 향해 직선 운동되면 다수개의 프로브는 금속 소재(10)의 외면과 접촉되어 금속 소재(10)의 직각도, 평탄도 및 윤곽도 등을 측정하고 그 측정된 값을 제어부(미도시)로 전달할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 케이스의 제조방법은, 상기 측정단계(S300)에서 측정된 금속 소재(10)를 양품 또는 불량품으로 선별하는 선별단계(S500)를 포함할 수 있다.
상기 선별단계(S500)는, 상기 측정단계(S400)에서 측정된 측정값을 전달받아 기 설정된 허용 오차 데이터와 비교 분석하는 상기 제어부(미도시)에 의해 이루어질 수 있다.
다시 말해, 상기 선별단계(S500)에서는, 상기 길이 측정센서와 상기 두께 측정센서 및 상기 다수개의 프로브로부트 측정값을 전달받은 상기 제어부가 그 측정값을 기 설정된 가공 치수와 비교 분석하고, 또한, 그 측정값이 상기 가공 치수로부터 허용 되는 오차 범위에 만족하는지를 판단하여 금속 소재(10)를 양품 또는 불량품으로 선별할 수 있다.
상기 선별단계(S500)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 소재(10)가 허용 오차를 만족하는 길이, 두께, 직각도, 평탄도 및 윤곽도를 가질 경우에는 상기 제어부가 양품으로 판단할 수 있다. 여기서 양품으로 선별된 금속 소재(10)는 상기 세척 공정(S600)으로 이송되어 세척될 수 있다.
반면에, 금속 소재(10)가 허용 오차를 만족하지 못하는 가공 정밀도를 가질 경우에는 상기 제어부가 불량품으로 판단될 수 있다. 이때, 불량품으로 판단된 금속 소재(10) 중에서 길이 및 두께는 허용 오차를 만족하는 치수를 가지나 면상에 결함이 발생되어 직각도나 평탄도 또는 윤곽도 중 적어도 하나 이상이 허용 오차를 만족하지 못하는 금속 소재(10)는 후술할 교정단계(S550)로 이송될 수 있다.
다시 말해, 상기 제어부에 의하여 불량품으로 판단된 금속 소재(10) 중에서 길이 또는 두께가 허용 오차를 만족하지 못하는 가공 정밀도로 가공된 금속 소재(10)는 금속 소재(10)의 길이 또는 두께를 늘리지 못하는 관계로 인하여 폐기처리되는 공정으로 이송될 수 있다.
하지만, 상기 제어부에 의하여 불량품으로 판단된 금속 소재(10) 중에서 길이 및 두께는 허용오차를 만족하나 면상에 결함(직각도, 평탄도 및 윤곽도)이 발생된 금속 소재(10)는 교정이 가능한 것으로 판단하여 후술할 교정단계(S550)로 금속 소재(10)를 이송시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 케이스의 제조방법은, 상기 선별단계(S500)에서 불량품으로 선별된 금속 소재(10) 중에서 면상에 결함이 발생된 금속 소재(10)를 교정하는 교정단계(S550);를 더 포함할 수 있다.
상기 교정단계(S550)는, 금속 소재(10)가 형성하는 면 중에서 결함면이 기 설정된 허용 오차를 만족하는 직각도, 평탄도 및 윤곽도를 가질 수 있도록 상기 결함면을 가압하는 단계라 할 수 있다.
상기 교정단계(S550)에서 불량품으로 선별된 금속 소재(10)의 결함면을 가압할 시에, 금속 소재(10)가 외력으로부터 움직이지 않고 고정된 상태를 유지하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다. 만약, 불량품으로 선별된 금속 소재(10)의 결함면이 가압을 받을 시에 금속 소재(10)가 움직이게 되면 전체적으로 변형이 발생될 우려가 있기 때문이다.
따라서, 상기 교정단계(S550)에서는, 도 8에 도시된 전용기(100)가 사용될 수 있으며, 이하에서는 도 8 내지 도 11을 참조하여 불량품으로 선별된 금속 소재(10)의 결함면을 교정하는 교정기(200)의 세부 구성이 설명된다.
상기 교정기(200)는, 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 작업대(210); 상기 작업대(210)에 직선왕복이동 가능하게 마련되며, 교정될 금속 소재(10)가 놓여지는 이송부(220); 상기 이송부(220)에 놓여진 상기 금속 소재(10)의 외면과 접촉되는 외측 지그부(230); 상기 이송부(220)에 놓여진 상기 금속 소재(10)의 내부공간으로 삽입되어 상기 금속 소재(10)의 내면과 접촉되는 내측 지그부(240); 및 상기 내측 지그부(240) 및 상기 외측 지그부(230)에 의하여 고정된 상기 금속 소재(10)의 결함면과 접촉되는 가압부(250);를 포함할 수 있다.
상기 작업대(210)는, 작업장의 지면에 놓여지는 구성요소라 할 수 있으며, 상기 이송부(220), 상기 내측 지그부(240), 상기 가압부(250) 및 후술할 측정부(260)를 지지하는 다수개의 프레임으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 작업대(210)의 윗면에는 상기 이송부(220)가 놓여지는 가이드 레일(211)이 상기 작업대(210)의 윗면 길이방향을 따라 마련될 수 있다.
따라서, 상기 이송부(220)는, 상기 작업대(210)의 길이방향을 따라 직선왕복운동될 수 있다. 참고로, 상기 이송부(220)를 직선왕복 운동시키는 동력수단으로는 공지의 엑추에이터 또는 구동모터가 사용될 수 있으며, 이와 같은 동력수단으로 상기 이송부(220)를 이송시키는 구성은 해당분야의 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 구성이므로 본 발명의 명세서상에서는 그 구체적인 설명이 생략된다.
상기 이송부(220)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 교정될 금속 소재(10)가 놓여질 수 있는 소정의 공간을 형성하며, 그 윗면에는 금속 소재(10)의 하측 외면과 접촉되는 받침 플레이트(221)가 마련될 수 있다.
상기 받침 플레이트(221)는, 금속 소재(10)의 하측 외면 전체 또는 하측 외면 일부와 면접촉 될 수 있으며, 상기 금속 소재(10)의 외면에 흠집을 발생시키지 않는 플라스틱재 또는 연성의 금속재로 제작될 수 있다.
상기 외측 지그부(230)는, 상기 이송부(220)에 놓여진 상기 금속 소재(10)의 일측 외면과 타측 외면을 가압하는 구성요소라 할 수 있다. 즉, 상기 이송부(220)에 놓여진 금속 소재(10)의 결함면이 상기 가압부(250)에 가압을 받아 교정될 시에, 금속 소재(10)가 상기 이송부(220)에 놓여진 상태에서 움직이지 않도록 금속 소재(10)의 일측 외면과 타측 외면을 가압하는 구성요소라 할 수 있다.
상기 외측 지그부(230)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 이송부(220)에 놓여진 상기 금속 소재(10)의 일측 외면과 접촉되는 제1접촉부재(231); 및 상기 제1접촉부재(231)와 마주하게 배치된 채로 상기 금속 소재(10)의 타측 외면과 접촉되는 제2접촉부재(232);를 포함할 수 있다.
상기 제1접촉부재(231)는 상기 이송부(220)의 상부 일측에서 상기 금속 소재(10)의 일측 외면을 향해 직선왕복이동 가능하게 장착된 제1이송부재(231a)에 고정적으로 장착될 수 있다.
상기 제1접촉부재(231)는, 상기 금속 소재(10)의 일측 외면 전체 또는 일측 외면 일부와 면접촉될 수 있으나, 상기 금속 소재(10)의 교정 성공률을 높이는 측면에서는 상기 금속 소재(10)의 일측 외면 전체와 면접촉되는 것이 바람직하다.
상기 제2접촉부재(232)는 상기 이송부(220)의 상부 타측에서 상기 금속 소재(10)의 타측 외면을 향해 직선왕복이동 가능하게 장착된 제2이송부재(232a)에 고정적으로 장착될 수 있다.
상기 제2접촉부재(232a)는, 상기 금속 소재(10)의 타측 외면 전체 또는 타측 외면 일부와 면접촉될 수 있으나, 상기 금속 소재(10)를 교정 성공률을 높이는 측면에서는 상기 금속 소재(10)의 타측 외면 전체와 면접촉되는 것이 바람직하다.
상기 제1접촉부재(231)와 상기 제2접촉부재(232)도 상기 금속 소재(10)의 외면에 흠집이 발생되지 않도록 하는 플라스틱재 또는 연성의 금속재로 제작될 수 있다.
참고로, 상기 제1이송부재(231a)와 상기 제2이송부재(232a)는 상기 이송부(220)의 상부에 마련된 가이드 레일(222)에 직선왕복이동 가능하게 장착될 수 있다. 또한, 상기 제1이송부재(231a)와 상기 제2이송부재(232a)를 직선왕복이동시키는 동력수단으로 공지의 엑추에이터 또는 구동모터가 사용될 수 있으며, 이와 같은 동력수단으로 상기 제1이송부재(231a) 및 상기 제2이송부재(232a)를 이송시키는 구성은 해당분야의 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 구성이므로 본 발명의 명세서상에서는 그 구체적인 설명이 생략된다.
상기 내측 지그부(240)는, 이송부(220)에 놓여진 금속 소재(10)의 상측 내면과 하측 내면을 가압하는 구성요소라 할 수 있다. 즉, 상기 이송부(220)에 놓여진 금속 소재(10)가 상기 가압부(250)에 가압을 받아 교정될 시에 상기 이송부(220)에 놓여진 금속 소재(10)가 움직이지 않도록 상기 외측 지그부(230)와 협력하여 금속 소재(10)를 고정시키는 구성요소라 할 수 있다.
상기 내측 지그부(240)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이송부(220)가 상기 작업대(210)에 마련된 가이드 레일(211)을 따라 이송되어 상기 작업대(210)의 길이방향 타측 부위로 이송되면, 상기 금속 소재(10)의 내부공간으로 삽입되는 삽입부재(241); 상기 삽입부재(241)의 윗면에서 상기 금속 소재(10)의 상측 내면을 향해 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 상측 내면과 접촉되는 제3접촉부재(242); 및 상기 삽입부재(241)의 저면에서 상기 금속 소재(10)의 하측 내면을 향해 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 하측 내면과 접촉되는 제4접촉부재(243);를 포함할 수 있다.
상기 삽입부재(241)는, 금속 소재(10)의 단면과 동일한 단면 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 삽입부재(241)는, 사각형의 단면을 가지는 형태로 상기 작업대(200)의 길이방향 타측에 마련될 수 있다. 또한, 상기 삽입부재(241)는 금속 소재(10)가 형성하는 내부공간에 용이하게 삽입될 수 있도록 금속 소재(10)의 내부공간보다 작은 단면적을 가질 수 있다.
따라서, 상기 이송부(220)가 상기 가이드 레일(210)을 따라서 상기 작업대(210)의 길이방향 타측으로 이송되면, 상기 삽입부재(241)가 금속 소재(10)의 내부공간(10)으로 삽입될 수 있고, 반대로, 상기 이송부(220)가 상기 가이드 레일(211)을 따라서 타방향으로 이송되면, 금속 소재(10)의 내부공간에 삽입된 상태의 상기 삽입부재(410)가 금속 소재(10)의 내부공간에서 빠져나올 수 있다.
상기 제3접촉부재(242)는, 공지의 액추에이터로부터 동력을 전달받아 금속 소재(10)의 상측 내면을 향해 직선왕복 운동되는 제3이송부재(242a)에 고정적으로 장착될 수 있다. 따라서, 상기 제3이송부재(242a)가 금속 소재(10)의 상측 내면을 향해 상승되면 상기 제3접촉부재(242)는 금속 소재(10)의 상측 내면 전체 또는 상측 내면 일부와 면접촉될 수 있다.
참고로, 상기 제3접촉부재(242)에는 금속 소재(10)의 상측 내면에서 다수개로 마련된 방열핀(미도시)에 간섭되지 않도록 그 윗면에 홈부가 마련될 수도 있다.
위와 같은 제3접촉부재(242)도 금속 소재(10)의 내면에 흠집이 발생되지 않도록 하는 플라스틱재 또는 연성의 금속재로 제작될 수 있다.
상기 제4접촉부재(243)는, 공지의 액추에이터로부터 동력을 전달받아 금속 소재(10)의 하측 내면을 향해 직선왕복 운동되는 제4이송부재(243a)에 고정적으로 장착될 수 있다. 따라서, 상기 제4이송부재(243a)가 금속 소재(10)의 하측 내면을 향해 하강되면 상기 제4접촉부재(243)는 금속 소재(10)의 상측 내면 전체 또는 상측 내면 일부와 면접촉될 수 있다.
참고로, 상기 제4접촉부재(243)에는 금속 소재(10)의 하측 내면에서 다수개로 마련된 방열핀(미도시)에 간섭되지 않도록 그 저면에 홈부가 마련될 수도 있다.
위와 같은 제4접촉부재(243)도 금속 소재(10)의 내면에 흠집이 발생되지 않도록 하는 플라스틱재 또는 연성의 금속재로 제작될 수 있다.
상기 가압부(250)는, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 내측 지그부(240)의 상부에서 수직방향으로 직선왕복운동 가능하게 마련되어 상기 내측 지그부(240) 및 상기 외측 지그부(230)에 의하여 고정된 금속 소재(10)의 상측 외면과 접촉되는 가압부재(251)를 포함할 수 있다.
상기 가압부재(251)는 공지의 액추에이터 또는 구동모터로부터 동력을 전달받아 금속 소재(10)의 상측 외면을 향해 직선왕복 운동되는 제5이송부재(251a)에 고정적으로 장착될 수 있다.
따라서, 상기 제5이송부재(251a)가 하향으로 이송되면 상기 가압부재(250)는 금속 소재(10)의 상측 외면 전체와 면접촉될 수 있다. 그러면, 직각도, 평탄도 또는 윤곽도가 허용 오차를 만족하지 못한 금속 소재(10)의 상측 벽부가 허용 오차를 만족하는 직각도, 평탄도 또는 윤곽도를 가지도록 변형될 수 있다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에서는, 금속 소재(10)를 형성하는 상측 벽부의 외면에 결함이 발생되어 상기 가압부재(250)에 가압을 받는 것으로 설명 및 도면 상에 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 금속 소재(10)를 형성하는 하측 벽부의 외면에 결함이 발생 되었을 경우에는, 그 외면 부위가 상기 가압부재(250)에 가압을 받을 수 있도록, 상기 이송부(220) 상에 금속 소재(10)가 뒤집혀 진 상태로 놓일 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 교정기(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 측정부(260)를 더 포함할 수 있다.
상기 측정부(260)는, 상기 가압부(250)에 의하여 교정이 완료된 금속 소재(10)의 상측 외면(결함면)과 접촉되어 가공 정밀도를 측정할 수 있다. 즉, 금속 소재(10)의 상측 외면(결함면)이 허용 오차에 만족하는 가공 정밀도를 가지도록 교정되었는지를 재측정하는 구성요소라 할 수 있다.
위와 같은 측정부(260)는, 상기 가압부재(251)와 접촉된 상기 금속 소재의 상측 외면을 향해 직선왕복 운동 가능하게 마련되어 상기 금속 소재(10)의 상측 외면과 접촉되는 프로브를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 프로브는 금속 소재(10)의 길이방향 및 폭방향을 따라 서로 일정간격을 두고 다수개로 마련될 수 있다.
따라서, 상기 측정부(260)는, 상기 가압부재(251)에 의해 교정을 받은 금속 소재(10)의 상측 외면(결함면)과 접촉되어 상기 결함면이 허용 오차를 가지는 평탄도 또는 윤곽를 가지도록 변형되었는지를 판단할 수 있으며, 금속 소재(10)의 상측 외면이 허용 오차를 만족하는 평탄도 또는 윤곽도를 가질 경우에는 제어부로 합격 신호를 전달하여 금속 소재(10)가 상기 세척단계(S600)로 이송될 수 있도록 한다.
반대로, 상기 측정부(260)는, 금속 소재(10)의 상측 외면이 상기 가압부재(251)에 의해 교정을 받았음에도 불구하고 허용 오차를 만족하지 못하는 직각도, 평탄도 또는 윤곽도를 가질 경우에는, 제어부로 불합격 신호를 전달하여 금속 소재(10)가 상기 가압부(10)에 의해 재교정을 받도록 할 수 있다.
더불어, 상기 측정부(260)는, 금속 소재(10)의 상측 외면이 상기 가압부재(251)에 의해 재교정을 받았음에도 불구하고 허용 오차를 만족하지 못하는 평탄도 또는 윤곽도를 여전히 가질 경우에는, 제어부로 교정 불가 신호를 전달하여 금속 소재(10)가 폐기처리 되는 공정으로 이송될 수 있도록 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 교정기(200)가 상기 교정단계(S550)에서 사용되므로, 불량품으로 선별된 금속 소재(10)를 양품 가능하게 교정하여 재료의 손실을 줄일 수 있으며, 또한, 금속 소재(10)의 결함면을 가압하는데 있어서 금속 소재(10)의 움직임이 방지되기 때문에 교정 성공률도 높일 수 있다.
그리고, 상기 교정단계(S550)에서는, 상기 교정기(200)의 측정부(260)에 의하여, 불량품으로 선별된 금속 소재(10)가 허용 오차를 만족하는 직각도, 평탄도 또는 윤곽도를 가질 수 있도록 교정되었는 가를 확인할 수도 있으므로, 번거롭게 상기 교정단계(S550)에서 교정된 금속 소재(10)를 상기 측정단계(S400)로 이송시키는 작업을 수행하지 않아도 된다.
참고로, 상기 교정기(200)의 외측 지그부(230)와 내측 지그부(240) 및 상기 가압부(250)가 이송부(220)에 놓여진 금속 소재(10)의 결함면을 가압하는 정도는, 불량품으로 선별된 금속 소재(10)가 허용 오차를 가지는 직각도, 평탄도 및 윤곽도를 가질 수 있도록 설정되어 있음은 물론이다. 더불어, 상기 교정기(200)의 외측 지그부(230)와 내측 지그부(240) 및 상기 가압부(250)를 작동시키는 제어부는, 상기 선별단계(S500)에서 불량품으로 선별된 금속 소재(10)의 가공 정밀도 데이터를 전달받을 수 있으며, 이 가공 정밀도 데이터를 기반으로 외측 지그부(230)와 내측 지그부(240) 및 가압부(250)가 금속 소재(10)를 가압하는 정도(세기)를 조절할 수도 있다.
상기 세척단계(S600)는, 상기 선별단계(S500)에서 양품으로 선별된 금속 소재(10) 또는 상기 교정단계(S550)에서 교정을 받아 양품으로 선별된 금속 소재(10)를 세척하는 단계라 할 수 있다.
상기 세척단계(S600)에는, 금속 소재(10)를 향해 세척수를 분사하는 공지의 세척장치가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 세척단계(S600)에서 세척된 금속 소재(10)는 건조된 뒤 작업자의 육안을 통하여 최종적으로 검수된 후 출하되기 위하여 포장될 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
S100 : 소재 준비단계 S200 : 컷팅단계
S300 : 절삭단계 S400 : 측정단계
S500 : 선별단계 S550 : 교정단계
S600 : 세척단계 10 : 금속 소재
100 : 전용기 200 : 교정기

Claims (10)

  1. 배터리 셀 케이스의 제조방법으로서,
    소재 준비단계;
    상기 소재 준비단계에서 준비된 소재를 절단하는 컷팅단계;
    상기 컷팅단계에서 절단된 소재의 절단면을 가공하는 절삭단계;
    상기 절삭단계에서 가공된 소재의 가공 정밀도를 측정하는 측정단계; 및
    상기 측정단계에서 측정된 소재를 세척하는 세척 단계;를 포함하며,
    상기 소재 준비단계에서는,
    상기 배터리 셀이 수용될 수 있는 수용공간을 구비한 중공의 형태를 가지는 금속 소재를 준비하고,
    상기 절삭단계는,
    상기 금속 소재의 길이방향 단면을 가공하는 면삭단계; 및
    상기 면삭단계에서 가공된 상기 금속 소재의 길이방향 단면을 가공하는 면취단계;를 포함하고,
    상기 측정단계는,
    상기 금속 소재의 길이 및 두께를 측정하는 제1측정단계; 및
    상기 제1측정단계에서 측정된 금속 소재의 직각도, 평면도 및 윤곽도를 측정하는 제2측정단계;를 포함하고,
    상기 측정단계에서 측정된 금속 소재를 양품 또는 불량품으로 선별하는 선별단계;를 포함하고,
    상기 선별단계에서 불량품으로 선별된 금속 소재 중에서 면상에 결함이 발생된 금속 소재를 교정하는 교정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 케이스의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절삭단계에서는,
    상기 금속 소재가 수평방향으로 놓여지는 작업대;
    상기 작업대에 놓여진 상기 금속 소재의 외면과 접촉되는 외측 지그부;
    상기 작업대에 놓여진 상기 금속 소재의 내부공간으로 삽입되어 상기 금속 소재의 내면과 접촉되는 내측 지그부; 및
    상기 내측 지그부 및 상기 외측 지그부에 의해 고정된 상기 금속 소재의 길이방향 단부를 절삭 가공하는 절삭부;를 포함하여 구성된 전용기가 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 케이스의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 교정단계는,
    상기 금속 소재가 형성하는 면 중에서 결함면이, 기 설정된 허용 오차를 만족하는 직각도, 평탄도 및 윤곽도를 가질 수 있도록, 상기 결함면을 가압하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 케이스의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 교정단계에서는,
    작업대;
    상기 작업대에 직선왕복이동 가능하게 마련되며, 면상에 결함이 발생된 금속 소재가 놓여지는 이송부;
    상기 이송부에 놓여진 상기 금속 소재의 외면과 접촉되는 외측 지그부;
    상기 이송부에 놓여진 상기 금속 소재의 내부공간으로 삽입되어 상기 금속 소재의 내면과 접촉되는 내측 지그부; 및
    상기 내측 지그부 및 상기 외측 지그부에 의하여 고정된 상기 금속 소재의 결함면과 접촉되는 가압부;로 구성된 교정기가 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 케이스의 제조방법.
  10. 제 1 항에 따른 제조방법에 의하여 제조된 배터리 셀 케이스.
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