KR102213200B1 - 폴리머 케이스 성형 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리머 케이스를 받쳐주며 상면에는 펀칭구멍이 관통 형성되며 구동부의 동력으로 승강하는 다이, 상기 다이의 위쪽에 일정거리 이격되게 위치하며 하면에는 상기 다이의 승강 동작에 따라 폴리머케이스가 밀착되어 지며 중앙으로는 상기 펀칭구멍과 연결하여 통하는 펀치통과구멍이 관통 형성된 스트리퍼플레이트, 상기 스트리퍼플레이트의 상면에 연결되며 외부에서 인가된 동력으로 상기 스트리퍼플레이트를 가압하여 상기 폴리머케이스의 평면부를 상기 다이의 상면에 가압 고정시키는 스트리퍼실린더, 상기 스트리퍼플레이트의 상면에 스프링을 사이에 두고 상, 하 이동 가능하게 설치되는 펀치홀더플레이트, 상기 펀치홀더플레이트의 상면에 연결되며 외부에서 인가된 동력으로 상기 펀치홀더플레이트를 가압하여 하강 동작시키는 펀치홀더실린더, 상기 펀치홀더플레이트의 하면에 설치되며 상기 펀치홀더플레이트의 하강 동작에 따라 상기 다이와 상기 스트리퍼플레이트 사이에 가압 고정되어 있는 폴리머케이스의 평면부를 가압하여 상기 다이의 펀칭구멍에 대응하는 형상의 성형홈을 포밍 가공하는 펀치로 구성한 폴리머케이스 성형 프레스장치를 제공한다.

Description

폴리머 케이스 성형 프레스 장치{Polymer case forming press device}

본 발명은 폴리머 케이스 성형 프레스 장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더의 동력으로 펀치홀더가 하강하며 케이스 소재를 가압하도록 하여 케이스 소재에 전해지는 펀치홀더의 압력의 세기를 정밀하게 조절할 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)에는 전극조립체 및 전해액이 충전될 수 있도록 수용홈이 형성되어 있다.

폴리머 케이스(10)에 수용홈을 성형하기 위해서는 통상 스트리퍼를 하강시키면 펀치가 케이스의 표면을 가압하여 폴리머 케이스에 수용홈을 포밍 성형하게 되는 데, 이때 수용홈을 포밍하는 펀치는 프레스의 압력으로 성형되는 반면, 성형시 폴리머 케이스의 나머지 면을 눌러 가압 고정하는 스트리퍼는 스프링의 장력으로만 가압이 이루어진다.

즉, 스프링의 장력이라는 것은 상황에 따라 조절이 불가능한 구조로서, 스프링의 장력으로 스트리퍼가 폴리머케이스의 평면부를 눌러주는 동안 수용홈의 깊이를 보다 깊게 성형하여야 할 때에는 수용홈의 변경된 깊이 만큼 폴리머케이스의 평면부로 전해지는 스프리의 장력을 약하게 조절하지 못할 경우, 수용홈과 폴리머케이스의 평면부 연결부위에 크랙이 발생하거나 혹은 스크래치 및 주름등이 발생하여 제품의 불량이 발생하게 된다.

따라서 수용홈의 변경된 깊이에 맞는 장력을 가진 다른 스프링으로 교체를 하거나 혹은 금형 자체를 다른 것으로 교체하여야 하는 번거로움으로 인한 작업성 저하를 가져오는 문제점이 있다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개번호 제 10-2009-0126092 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 케이스에 성형홈을 포밍하는 펀치홀더플레이트와, 포밍과정에서 케이스의 평면부를 눌러주는 스트리퍼플레이트가 각각 개별적인 동력원인 펀치실린더 및 스트리퍼실린더의 구동에 따라 폴리머케이스를 가압하도록 하여 펀치홀더로 포밍되는 수용홈의 변경된 깊이에 맞추어 스트리퍼플레이트의 장력을 유동 있게 조절할 수 있도록 한 폴리머 케이스 성형 프레스 장치를 제공한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 폴리머케이스의 평면부에 성형홈을 포밍 가공하는 폴리머케이스 성형 프레스 장치에 있어서, 폴리머 케이스를 받쳐주며 상면에는 펀칭구멍이 관통 형성되며 구동부의 동력으로 승강하는 다이, 상기 다이의 위쪽에 일정거리 이격되게 위치하며 하면에는 상기 다이의 승강 동작에 따라 폴리머케이스가 밀착되어 지며 중앙으로는 상기 펀칭구멍과 연결하여 통하는 펀치통과구멍이 관통 형성된 스트리퍼플레이트, 상기 스트리퍼플레이트의 상면에 연결되며 외부에서 인가된 동력으로 상기 스트리퍼플레이트를 가압하여 상기 폴리머케이스의 평면부를 상기 다이의 상면에 가압 고정시키는 스트리퍼실린더, 상기 스트리퍼플레이트의 상면에 스프링을 사이에 두고 상, 하 이동 가능하게 설치되는 펀치홀더플레이트, 상기 펀치홀더플레이트의 상면에 연결되며 외부에서 인가된 동력으로 상기 펀치홀더플레이트를 가압하여 하강 동작시키는 펀치홀더실린더, 상기 펀치홀더플레이트의 하면에 설치되며 상기 펀치홀더플레이트의 하강 동작에 따라 상기 다이와 상기 스트리퍼플레이트 사이에 가압 고정되어 있는 폴리머케이스의 평면부를 가압하여 상기 다이의 펀칭구멍에 대응하는 형상의 성형홈을 포밍 가공하는 펀치로 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 케이스에 성형홈을 포밍하는 펀치홀더플레이트와, 포밍과정에서 케이스의 평면부를 눌러주는 스트리퍼플레이트가 각각 개별적인 동력원인 펀치실린더 및 스트리퍼실린더의 구동에 따라 폴리머케이스를 가압하도록 하여 펀치홀더로 포밍되는 수용홈의 변경된 깊이에 맞추어 스트리퍼플레이트의 장력을 유동 있게 조절할 수 있도록 함으로서 폴리머케이스에 성형홈의 깊이를 다르게 포밍 성형하더라도 상기 성형부와 평면부의 연결부위에 주름이나 크랙 및 스크레치 등의 손상없이 양질의 폴리머케이스를 포밍 가공할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 폴리머 케이스 성형 프레스 장치로 성형된 폴리머 케이스의 단면을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 폴리머 케이스 성형 프레스 장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 1의 단면을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 각 구성을 분해하여 도시한 도면.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 폴리머 케이스 성형 프레스 장치의 동작과정을 순차적으로 도시한 도면들.

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 폴리머 케이스 성형 프레스 장치로 성형된 폴리머 케이스의 단면을 도시한 도면이다.

도 1에서와 같이, 본 발명의 폴리머 케이스는 소정의 길이를 가지는 평면부와, 상기 평면부의 어느 부위에 함몰 형성된 성형홈으로 이루어지며, 상기 성형홈에는 전극조립체 및 전해액이 충전되어 진다.

첨부된 도 2는 본 발명의 폴리머 케이스 성형 프레스 장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 단면을 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 각 구성을 분해하여 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 폴리머 케이스 성형 프레스 장치는 폴리머 케이스의 평면부에 성형홈을 포밍 가공하는 장치로서, 크게 다이와, 프레스부로 나뉘어 구성한다.

상기 다이(10)는 폴리머 케이스(10)를 받쳐준 상태에서 승강 동작하며 폴리머케이스를 상부의 스트리퍼유닛의 하면에 접촉시키는 유닛이다.

상기 다이(10)는 중앙으로 펀치구멍(12)이 관통 형성되며, 상기 펀치구멍(12)으로는 펀치홀더유닛(30)의 펀치(34)가 삽입되어 지며, 이 과정에서 다이(10)의 상면에 올려져 있는 폴리머 케이스(50)의 평면부(52)에는 상기 펀치구멍(12)에 대응하는 형상의 성형홈(54)이 포밍 가공된다.

본 발명의 다이(10)는 상면으로 폴리머 케이스(50)가 올려지고 나면 구동부(14)의 구동으로 승강 동작을 수행하며 폴리머 케이스(50)를 스트리퍼유닛(20)의 하면에 밀착시키게 된다.

상기 프레스부는 상기 다이(10) 위에 일정거리 떨어진 상태로 위치한 상태에서 다이(10)의 상면에 올려진 폴리머케이스(50)를 가압하여 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 가압 고정하고, 또한 펀치(34)로 폴리머케이스(50)의 평면부(52)에 성형홈(54)을 포밍 가공하는 수단이다.

상기 프레스부는 펀치홀더유닛(30) 및 스트리퍼유닛(20)으로 나뉘어 구성한다.

상기 스트리퍼유닛(20)은 프레스부의 외형을 구성하는 것으로서, 상기 스트리퍼유닛(20)은 평판 형태의 스트리퍼 플레이트(22)로 구성한다.

상기 스트리퍼플레이트(22)의 하면에는 전술한 다이(10)의 상면에 올려져 있는 폴리머케이스(50)가 다이(10)의 승강 동작에 따라 밀착되어 진다.

상기 스트리퍼플레이트(22)의 중앙에는 펀치 통과구멍(24)이 관통 형성되고, 상기 펀치 통과구멍(24)으로는 펀치홀더유닛(30)에 설치되어 있는 펀치(34)가 통과하며 다이(10)의 상면에 올려져 있는 폴리머케이스(50)의 평면부(52)에 성형홈(54)을 형성시키게 된다.

상기 스트리퍼플레이트(22)의 상부에는 누름플레이트(26)가 일체 구비되고, 상기 누름플레이트(26)에는 스트리퍼실린더(28)가 설치된다. 상기 스트리퍼실린더(28)의 구동으로 상기 누름플레이트(26)는 상기 스트리퍼플레이트(22)를 하강시키게 되는 데, 이 과정에서 상기 스트리퍼플레이트(22)의 하면에 밀착되어 있는 폴리머케이스(50)의 평면부(52)는 성형홈(54)이 포밍 가공되는 동안 플리머케이스(50)의 평면부(52)를 가압하여, 상기 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 다이(10)에 가압 고정시키게 된다.

상기 스트리퍼실린더(28)는 외부에서 인가되는 유체의 압력으로 누름플레이트(26)를 가압하게 되는 데, 이때 상기 스트리퍼 실린더(28)의 가압력은 유체의 압력을 증가 혹은 감소시킴으로서 조절이 가능하며, 이러한 가압력의 조절은 펀치(34)로 성형되어지는 성형홈(54)의 포밍 깊이에 따라 폴리머케이스(50)를 가압하고 있는 스트리퍼플레이트(22)의 누름 압력을 유동있게 조절할 수 있도록 하기 위함이며, 이를 통해 폴리머케이스(50)의 평면부(52)와 성형부(54)의 연결 부위에서 크랙이나 주름 혹은 스크래치와 같은 불량 발생을 방지할 수 있게 된다.

상기 펀치홀더유닛(30)은 상기 스트리퍼플레이트(22)의 상면에 스프링(36)을 사이에 두고 상, 하 이동 가능하게 설치되는 펀치홀더플레이트(32), 상기 펀치홀더플레이트(32)의 하면에 설치되는 펀치(34)를 포함하여 구성한다.

상기 펀치홀더플레이트(32)의 상면에는 펀치홀더실린더(38)가 설치된다. 상기 펀치홀러실린더(38)는 외부에서 인가되는 유체의 압력으로 상기 펀치홀더플레이트(32)를 눌러주게 되고, 이에 따라 상기 펀치홀더플레이트(32)의 하면에 설치되어 있는 펀치(34)는 전술한 스트리퍼플레이트(22)의 펀치통과구멍(24)을 통과한 상태에서 상기 스트리퍼플레이트(22)와 다이(10) 사이에 가압 고정되어 있는 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 눌러주게 되고, 이러한 펀치의 동작으로 상기 폴리머케이스(50)의 평면부(52)에는 상기 다이(10)의 펀치구멍(12)에 대응하는 형상의 성형홈(54)이 포밍 가공되어 진다.

상기 펀치홀더플레이트(32)와 상기 스트리퍼플레이트(22)는 언급한 바와 같이 함께 하강 동작을 수행하는 것이 아니라, 각각의 펀치홀더실린더(38) 및 스트리퍼실린더(26)의 구동으로 개별적으로 하강 동작을 수행하게 되는 데, 이러한 개별적인 하강 동작은 폴리머케이스(50)에 성형되어질 성형홈(54)의 깊이에 맞추어 스트리퍼플레이트(22)의 가압력을 조절하여 성형홈(54)과 평면부(52)의 연결부위에 과도한 당김 등으로 인해 주름이나 크랙 및 스크레치 등의 손상이 발생하지 않도록 하기 위함인 바, 이에 대한 상세한 설명은 하기의 동작 설명란에서 기술하기로 한다.

상기 펀치홀더플레이트(32)와 상기 스트리퍼플레이트(22)의 사이에는 스프링(36)이 설치된다. 상기 스프링(36)은 상기 펀치홀더플레이트(32)의 가압을 탄력 지지한 상태에서 펀치홀더 실린더(38)의 누름 압력이 해지되면 상기 펀치홀더플레이트(32)를 초기상태로 탄력 복귀시킨다.

이하, 본 발명에 따른 폴리머케이스 성형 프레스 장치의 동작을 첨부된 도 5 내지 도 6을 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 공급라인을 거쳐 평판의 폴리머케이스(50)가 다이(10)의 상면에 올려지고 나면, 상기 다이(10)는 구동부(14)의 동력으로 승강하며 폴리머케이스(50)를 스트리퍼플레이트(22)의 하면에 밀착시키게 된다.

다음, 펀치홀더실린더(38)의 구동으로 펀치홀더플레이트(32)가 하강 동작을 시작함과 동시에 스트리퍼실린더(28) 역시 동시 구동하며 스트리퍼플레이트(22)를 하강시켜 다이(10)의 상면에 올려져 있는 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 눌러 가압 고정하게 된다.

이어서, 펀치홀더플레이트(32)의 하면에 설치되어 있는 펀치홀더(34)는 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 가압하여 다이(10)의 펀치구멍(12)에 대응하는 형상의 성형홈(54)을 포밍 가공하게 된다.

한편, 폴리머케이스(50)의 성형홈(54) 깊이를 보다 더 깊게 성형하여야 할 때에는 펀치홀더플레이트(32)를 더 아래로 하강시켜야 하는 데, 이때 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 가압하고 있는 스트리퍼플레이트(22)가 전 공정과 동일한 압력으로 평면부를 가압 고정할 경우에는 폴리머케이스(50)의 성형홈(54)과 평면부(52) 사이 연결 부위에 과도한 압력이 작용하여 주름이나 크랙 혹은 스크래치가 발생할 수 있다.

따라서 깊은 성형홈(54)을 가진 폴리머 케이스(50)를 성형할 때에는 이에 맞추어 스트리퍼플레이트(22)의 가압력을 낮춰줘야 하며, 이때에는 스트리퍼실린더(28)의 압력을 조절함으로서 간편하게 스트리퍼플레이트(22)의 가압력을 조절할 수 있다.

즉, 본 발명은 펀치홀더플레이트(32) 및 스트리퍼플레이트(22)를 각각 펀치홀더실린더(38) 및 스트리퍼실린더(28)의 동력으로 개별적으로 하강하며 동작하도록 함으로서 폴리머케이스(50)에 성형되어질 성형홈(54)의 깊이에 맞추어 스트리퍼플레이트(22)의 가압력을 조절토록 하여 종래와 같이 별도의 금형으로 교체하지 않더라도 성형홈(54)과 평면부(52)의 연결부위에 주름이나 크랙 및 스크레치 등의 손상없이 양질의 폴리머케이스를 포밍 가공할 수 있다.

10: 다이 12: 펀치구멍
20: 스트리퍼유닛 22: 스트리퍼플레이트
24: 펀치통과구멍 28: 스트리퍼실린더
30: 펀치홀더유닛 32: 펀치홀더
34: 펀치 38: 펀치홀더실린더
50: 폴리머케이스 52: 평면부
54: 성형홈

Claims (1)

1. 폴리머케이스(50)의 평면부(25)에 성형홈(54)을 포밍 가공하는 과정에서 상기 성형홈(54)의 깊이에 맞추어 상기 폴리머케이스(50)의 평면부(52)에 전해지는 압력을 조절한 상태에서 성형홈(54)을 가공하도록 한 폴리머케이스 성형 프레스 장치에 있어서,
   상기 폴리머 케이스(50)를 받쳐주며 상면에는 펀칭구멍(12)이 관통 형성되며 구동부(14)의 동력으로 승강하는 다이(10);
   상기 다이(10)의 위쪽에 일정거리 이격되게 위치하며 하면에는 상기 다이(10)의 승강 동작에 따라 폴리머케이스(50)가 밀착되며 그 중앙으로는 상기 펀칭구멍(12)과 연결하여 통하는 펀치통과구멍(24)이 관통 형성된 스트리퍼플레이트(22);
   상기 스트리퍼플레이트(22)의 상부에 일체 형성되는 누름플레이트(26);
   상기 누름플레이트(26)의 상부에 설치되며 외부에서 인가된 동력으로 상기 누름플레이트(26)를 가압하여 상기 스트리퍼플레이트(22)를 하강시켜 상기 스트리퍼플레이트(22)의 하면에 밀착되어 있는 폴리머케이스(50)에서 성형홈(54)이 포밍 가공되는 동안 상기 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 가압하여, 상기 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 다이(10)의 상면에 가압 고정시키는 스트리퍼실린더(28);
   상기 스트리퍼플레이트(22)와 누름플레이트(26)의 사이에 위치하되, 상기 스트리퍼플레이트(22)의 상면에서 스프링(36)을 사이에 두고 상, 하 이동 가능하게 설치되는 펀치홀더플레이트(32);
   상기 펀치홀더플레이트(32)의 상면에 연결되며 외부에서 인가된 동력으로 상기 펀치홀더플레이트(32)를 가압하여 하강 동작시키는 펀치홀더실린더(38);
   상기 펀치홀더플레이트(32)의 하면에 설치되며 상기 펀치홀더플레이트(32)의 하강 동작에 따라 상기 스트리퍼플레이트(22)의 펀치통과구멍(24)을 통과하여 상기 다이(10)의 펀칭구멍(12)에 삽입되며 상기 다이(10)와 상기 스트리퍼플레이트(22)의 사이에 가압 고정되어 있는 상기 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 가압하여 상기 다이(10)의 펀칭구멍(12)에 대응하는 형상의 성형홈(54)을 포밍 가공하는 펀치(34)로 구성하며;
   상기 펀치홀더플레이트(32) 및 상기 스트리퍼플레이트(22)는 펀치홀더실린더(38) 및 스트리퍼실린더(28)의 동력에 의해 각각 개별적으로 하강하도록 구성하여, 상기 스트리퍼 실린더(28)는 상기 성형홈(54)의 깊이에 맞추어 상기 폴리머케이스(50)의 평면부(52)를 가압하고 있는 스트리퍼플레이트(22)로 전해지는 가압력을 조절하도록 함을 특징으로 하는 폴리머케이스 성형 프레스 장치.

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