KR102392102B1

KR102392102B1 - 배터리 커버용 프레스 금형

Info

Publication number: KR102392102B1
Application number: KR1020210140307A
Authority: KR
Inventors: 오세일
Original assignee: (주)세일금형
Priority date: 2021-10-20
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2022-04-28

Abstract

본 발명은 배터리 커버용 프레스 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대상판재의 절곡부에 작용하는 응력과 변형률의 불균일한 분포를 해소 및 감소시켜 스프링 백 현상을 최소화할 수 있는 배터리 커버용 프레스 금형에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형은 대상판재의 절곡이 이루어지는 절곡부의 내측 및 외측에서 각각 서로를 향해 가압함으로써 절곡부 단면에 작용하는 응력과 변형률의 불균일한 분포를 해소 및 감소시킬 수 있고, 절곡부 단면내의 응력 및 변형률을 균일하게 함으로써 절곡부의 꺾임 각도를 설계각도대로 정밀하게 가공할 수 있고, 이를 지속적으로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

배터리 커버용 프레스 금형{Press mold for battery cover}

본 발명은 배터리 커버용 프레스 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대상판재의 절곡부에 작용하는 응력과 변형률의 불균일한 분포를 해소 및 감소시켜 스프링 백 현상을 최소화할 수 있는 배터리 커버용 프레스 금형에 관한 것이다.

굽힘 공정에서 발생하는 일반적인 스프링 백 형상으로 스프링 백에 의한 최종 형상 변형은 굽힘 부의 곡률 반경 및 굽힘 각도의 변화로 나타나게 되며 최종 제품의 형상 불량으로 이어지게 된다. 스프링 백의 크기는 재료의 항복 강도가 높은 경우와 동일한 항복 강도 하에서 탄성 계수가 작을수록 그리고 판재의 두께가 얇을수록 증가한다.

굽힘이 심한 부위에 스프링백 등의 불량이 발생하게 되는데 현장에서는 주로 경험에 의한 시행착오법에 의해 계속 금형을 수정하면서 금형개발을 완료하게 된다. 이로 인해 엄청난 개발 시간과 인력 비용이 소요되고 판재 재료가 고장력 강판이나 알루미늄 등으로 바뀌거나 기하학적 형상이 매우 복잡할 경우에는 대책이 없는 실정이다.

스프링백에 의한 금형 수정비가 전체 금형 개발비의 상당 부분을 차지하고 있고 특히 스프링백은 경험만으로 해결하기에는 많은 한계가 있어 보다 과학적인 접근 방법이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1671721호 대한민국 등록특허 제10-0774703호 대한민국 공개특허 제10-2009-0100501호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 대상판재의 굴곡 및 절곡 가공시 굴곡부 또는 절곡부의 꺾임 각도를 설계각도대로 정밀하게 가공할 수 있고, 이를 지속적으로 유지시킬 수 있도록 하는 배터리 커버용 프레스 금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형은 하부베이스와; 하부베이스의 상면 중앙 측에 상방으로 돌출되게 설치되고, 대상판재의 상판부를 하부에서 지지하는 지지블록부와; 상기 하부베이스의 상부에서 상하로 승강 가능하게 배치되는 상부베이스와; 상기 상부베이스의 하면 중앙 측에 설치되고, 상기 상부베이스가 하강할 시 상기 대상판재의 상판부를 하방으로 가압하는 가압블록부와; 상기 상부베이스의 하면 가장자리 측에 상기 상부베이스와 함께 승강 가능하게 설치되는 승강블록부와; 상기 상부베이스가 하강할 시, 상기 승강블록부에 간섭되면서 상기 지지블록부를 향해 수평 이동하며, 상기 대상판재의 측판부를 상기 지지블록부를 향해 가압하는 외부가동블록부와; 상기 하부베이스에 설치되어 상기 외부가동블록부를 수평으로 왕복 이동 가능하게 지지하는 수평이동지지부와; 상기 지지블록부의 양측에 각각 사선방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 상부베이스가 하강할 시, 상기 대상판재의 측판부 측으로 수평 이동 및 상기 하부베이스 측으로 하강하면서 상기 대상판재의 측판부를 상기 외부가동블록부를 향해 가압하는 내부가동블록부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 내부가동블록부는 상기 외부가동블록부를 향하는 상기 지지블록부의 양측에 각각 고정 설치되고, 상기 외부가동블록부를 향하는 일 면에 상부에서 하부로 경사지게 연장된 고정경사면을 구비하는 내부고정블록과, 상기 내부고정블록과 마주하는 일 측면에 상기 고정경사면에 대해 슬라이딩 이동 가능하게 경사지게 연장된 슬라이딩경사면을 구비되고, 상면에 상기 대상판재의 상판부 저면에 접촉되는 상부접촉면이 구비되며, 상기 외부가동블록부를 향하는 타 측면에 상기 대상판재의 측판부 내측에 접촉되는 내부접촉면이 구비된 내부슬라이딩블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 내부슬라이딩블록을 상기 내부고정블록을 따라 사선방향으로 이동 가능하게 안내하는 사선이동안내부를 구비하고, 상기 사선이동안내부는 상기 고정경사면으로부터 돌출되고 상기 고정경사면의 연장 방향을 따라 연장되는 가이드레일과, 상기 가이드레일이 삽입 가능하도록 상기 슬라이딩경사면으로부터 인입되고 상기 슬라이딩경사면의 연장 방향을 따라 연장되는 가이드홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 내부고정블록에 대해 상기 내부슬라이딩블록을 상방으로 탄성적으로 지지하는 탄성지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 가압블록부 주변의 상기 상부베이스에 설치되어 상기 외부가동블록부를 하방으로 가압하는 보조가압블록부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형은 대상판재의 절곡이 이루어지는 절곡부의 내측 및 외측에서 각각 서로를 향해 가압함으로써 절곡부 단면에 작용하는 응력과 변형률의 불균일한 분포를 해소 및 감소시킬 수 있고, 절곡부 단면내의 응력 및 변형률을 균일하게 함으로써 절곡부의 꺾임 각도를 설계각도대로 정밀하게 가공할 수 있고, 이를 지속적으로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 배터리 커버용 프레스 금형의 사시도.
도 2는 배터리 커버용 프레스 금형의 작동을 나타낸 측면도.
도 3은 배터리 커버용 프레스 금형의 작동을 나타낸 측면도.
도 4는 배터리 커버용 프레스 금형의 작동을 나타낸 측면도.
도 5는 배터리 커버용 프레스 금형의 작동을 나타낸 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 커버용 프레스 금형에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형(1)이 도시되어 있다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형(1)은 하부베이스(10)와, 지지블록부(20)와, 상부베이스(30)와, 가압블록부(40)와, 승강블록부(50)와, 외부가동블록부(60)와, 수평이동지지부(70)와, 내부가동블록부(80) 및 보조가압블록부(90)를 구비한다.

본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형(1)에 성형되는 배터리 커버(5)는 평평하게 형성된 상판부(6)와, 상판부(6) 좌우 양측 가장자리로부터 각각 하방으로 절곡되게 연장된 측판부(7)와, 측판부(7) 하단으로부터 각각 외측 수평방향으로 절곡되게 연장된 플랜지부(8)가 구비된 것을 적용하였다.

하부베이스(10)는 상면이 평평하게 형성되고, 지지블록부(20) 및 내부가동블록부(80)의 내부고정블록(81)이 고정되는 부분이다.

지지블록부(20)는 하부베이스(10)의 상면 중앙 측에 상방으로 돌출되게 설치된다. 지지블록부(20)는 하부가 대상판재(5)의 상판부(6) 상면 형상과 대응되게 평판형으로 형성되고, 대상판재(5)의 상판부(6)를 하부에서 지지한다. 지지블록부(20)는 상부베이스(30)가 최대로 하강할 때, 가압블록부(40)와 함께 대상판재(5)를 파지한다.

상부베이스(30)는 하부베이스(10)의 상부에서 일정 범위 내에서 상하로 승강 가능하게 배치된다. 상부베이스(30)는 별도의 승강구동부에 연결되어 있으며, 승강구동부의 작동에 따라 상하로 승강된다.

가압블록부(40)는 지지블록부(20)와 대응되는 상부베이스(30)의 하면 중앙 측에 설치된다. 가압블록부(40)는 상부베이스(30)가 하강할 시 상부베이스(30)와 함께 하강하며, 후술하는 내부가동블록부(80)의 상부에 지지된 대상판재(5)의 상판부(6)를 하방으로 가압하며, 내부가동블록부(80)와 함께 대상판재(5)를 파지한다.

가압블록부(40)는 상부베이스(30)가 하강중인 상태에서는 내부가동블록부(80)와 함께 대상판재(5)의 상판부(6)를 파지하고, 상부베이스(30)가 최대로 하강한 상태에서는 내부가동블록 및 지지블록부(20)와 함께 대상판재(5)를 파지한다.

승강블록부(50)는 상부베이스(30)의 하면 가장자리 측에 상부베이스(30)와 함께 승강 가능하게 설치된다. 승강블록부(50)의 하부 일 측면에는 외부가동블록부(60)의 제1가동블록(61)의 일 측에 경사지게 구비된 제1접촉면(62)에 면 접촉될 수 있도록 제1접촉면(62)과 대응되는 방향으로 경사지게 구비된 적어도 하나 이상의 제2접촉면(51)이 형성된다.

승강블록부(50)는 상부베이스(30)가 일정 거리 하강할 시, 제1가동블록(61)의 제1접촉면(62)에 접촉되면서 제1가동블록(61)을 하부베이스(10)의 중앙 측에 구비된 지지블록부 측을 향해 수평방향으로 이동시킨다.

외부가동블록부(60)는 상부베이스(30)가 하강할 시, 승강블록부(50)의 단부에 간섭되면서 지지블록부(20)를 향해 수평 이동하며, 대상판재(5)의 측판부(7)를 지지블록부(20)를 향해 가압한다.

외부가동블록부(60)는 제1가동블록(61)과, 제2가동블록(63)을 포함하여 구성된다.

제1가동블록(61)은 상부베이스(30) 및 승강블록부(50)가 하강할 때, 승강블록부(50)의 제2접촉면(51)에 접촉 가능하도록 경사지게 형성된 제1접촉면(62)이 일 측에 마련된다. 제1가동블록(61)은 승강블록부(50)의 제2접촉면(51)이 제1접촉면(62)에 접촉된 상태에서 승강블록부(50)가 더 아래로 하강하면 지지블록부 측으로 수평 이동된다.

제2가동블록(63)은 지지블록부(20)를 향하는 제1가동블록(61)의 타 측에 고정되고, 지지블록부(20) 및 가압블록부(40)에 의해 파지된 대상판재(5)의 측판부(7)를 외측에서 지지블록부(20) 측을 향해 가압한다. 대상판재(5)의 측판부(7)를 향하는 제2가동블록(63)의 일 면은 대상판재(5)의 측판부(7) 형상과 대응되게 평평하게 형성된다.

수평이동지지부(70)는 외부가동블록부(60)를 수평으로 왕복 이동 가능하게 지지하는 것으로서, 수평이동지지블록부(71)과, 탄성제공부(75)를 포함하여 구성된다.

수평이동지지블록부(71)은 하부베이스(10)의 승강블록부의 하부에 대응되는 하부베이스(10)의 양측 가장자리에 각각 고정 설치된다.

탄성제공부(75)는 외부가동블록부(60)를 수평이동지지블록부(71)을 향하도록 탄성을 제공하는 것으로서, 수평이동지지블록부(71) 외측에 설치되는 스프링하우징과, 스프링하우징의 내부에 설치되고 스프링하우징에 일 단이 고정되며 타 단은 수평이동지지블록부(71)을 관통하여 제1가동블록(61)에 고정되는 지지로드와, 스프링하우징 내부에 지지로드의 외측을 감싸도록 설치되고 일 단이 스프링하우징 지지되며 타 단은 수평이동지지블록부(71) 외측에 지지되는 인장스프링을 포함하여 구성할 수 있다.

탄성제공부(75)는 승강블록부에 의해 제1가동블록(61)이 지지블록부(20)를 향해 수평 이동시 이를 저지하는 방향으로 제1가동블록(61)에 외력을 제공하여, 제1가동블록(61)에 대한 승강블록부의 간섭이 해제될 시 제1가동블록(61)을 수평이동지지블록부(71) 측을 향햐도록 또는 수평이동지지블록부(71)에 접하도록 접근시킨다.

내부가동블록부(80)는 지지블록부(20)의 양측에 각각 사선방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 내부가동블록부(80)는 상부베이스(30)가 하강할 시, 대상판재(5)의 측판부(7) 측으로 수평 이동함과 동시에 하부베이스(10) 측으로 하강하면서 대상판재(5)의 측판부(7)를 외부가동블록부(60)를 향해 가압한다.

내부가동블록부(80)는 내부고정블록(81)과, 내부슬라이딩블록(83) 및 사선이동안내부를 포함하여 구성된다.

내부가동블록부(80)는 외부가동블록부(60)를 향하는 지지블록부(20)의 서로 대향되는 가장자리 양측에 각각 고정 설치된다. 내부가동블록부(80)는 외부가동블록부(60)를 향하는 일 면에 상부에서 하부로 경사지게 연장된 고정경사면이 구비된다. 그리고, 이 고정경사면에는 후술하는 가이드레일(82)이 돌출되게 구비된다.

내부슬라이딩블록(83)은 내부고정블록(81)과 마주하는 일 측면에 고정경사면에 대해 슬라이딩 이동 가능하게 경사지게 연장된 슬라이딩경사면(84)을 구비한다. 내부슬라이딩블록(83)은 그 상면에 대상판재(5)의 상판부(6) 저면에 밀착 접촉되는 상부접촉면이 구비된다. 또한, 내부슬라이딩블록(83)은 외부가동블록부(60)를 향하는 타 측면에 대상판재(5)의 측판부(7) 내측에 밀착 접촉되는 내부접촉면(85)이 구비된다.

사선이동안내부는 내부슬라이딩블록(83)을 내부고정블록(81)을 따라 사선방향으로 이동 가능하게 안내하는 것으로서, 가이드레일(82)과 가이드홈을 포함하여 구성할 수 있다.

가이드레일(82)은 내부고정블록(81)의 고정경사면으로부터 돌출되고, 고정경사면의 연장 방향을 따라 연장된다.

가이드홈은 가이드레일(82)이 삽입 가능하도록 내부슬라이딩블록(83)의 슬라이딩경사면(84)으로부터 내측으로 인입되고, 슬라이딩경사면(84)의 연장 방향을 따라 연장된다.

또한, 도면에 도시되어 있지 않지만, 내부가동블록부(80)는 내부고정블록(81)에 대해 내부슬라이딩블록(83)을 상방으로 탄성적으로 지지하는 탄성지지부(미도시)를 더 구비한다.

탄성지지부는 내부슬라이딩블록(83)이 가압블록부(40)에 의해 하방으로 가압되지 않을 시, 내부슬라이딩블록(83)을 내부고정블록(81)의 상부에 위치하도록 내부슬라이딩블록(83)을 상방으로 탄성적으로 지지한다. 탄성지지부는 인장스프링을 적용할 수 있다.

보조가압블록부(90)는 가압블록부(40) 주변의 상부베이스(30)에 설치되어 승강블록부(50)가 하강할 시, 외부가동블록부(60)의 제2가동블록(63)을 하방으로 가압한다. 보조가압블록부(90)에 의해 가압되는 제2가동블록(63)은 대상판재(5)의 측판부(7) 하단 일부가 절곡되어 성형되는 플랜지부(8)를 하방으로 가압 및 압착한다.

이하에서는 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형(1)을 작동에 대해 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 상부베이스(30)가 하부베이스(10)로부터 일정 높이로 이격된 상태에서 상판부(6)와 측판부(7)가 형성된 대상판재(5)를 지지블록부(20)의 상부로 돌출된 내부슬라이딩블록(83)의 상부에 얹혀둔다.

이후, 도 3과 같이 상부베이스(30)를 하강시키면 가압블록부(40)가 대상판재(5)의 상판부(6) 및 내부슬라이딩블록(83)을 하방으로 가압하며, 이때, 내부슬라이딩블록(83)이 가압블록부(40)에 의해 하방으로 가압되면서 대상판재(5)의 측판부(7)를 향해 사선방향으로 이동된다.

그리고, 도 4와 같이 승강블록부(50)의 하단이 외부가동블록부(60)의 제1가동블록(61)에 접촉된 상태에서 상부베이스(30) 및 승강블록부(50)가 더 하강하면 승강블록부(50)에 의해 제1가동블록(61) 및 제2가동블록(63)이 지지블록부 측으로 수평 이동된다.

상부베이스(30)가 최대로 하강하면, 도 5에 도시된 바와 같이 가압블록부(40)는 대상판재(5)의 상부에서 상판부(6) 및 상판부(6)와 측판부(7) 사이의 상측 경계 부분(9A)을 내부슬라이딩블록(83)을 향해 가압한다.

그리고, 제2가동블록(63)은 대상판재(5)의 측방에서 측판부(7) 및 상판부(6)와 측판부(7) 사이의 하측 경계 부분(9B)을 내부슬라이딩블록(83)을 향해 가압한다.

한편, 내부슬라이딩블록(83)은 대상판재(5)의 내측에서 상판부(6) 및 상판부(6)와 측판부(7) 사이의 상측 경계 부분(9A)을 가압블록부(40)를 향해 가압하고, 이와 동시에 대상판재(5)의 내측에서 측판부(7) 및 측판부(7)와 상판부(6) 사이의 하측 경계부분(9B)을 제2가동블록(63) 측을 향해 가압하며, 이와 동시에 모서리 부분이 상판부(6)와 측판부(7) 사이의 절곡부(9)를 외측으로 가압한다.

이와 같이 본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형(1)은 대상판재(5)의 절곡이 이루어지는 절곡부(9)의 내측 및 외측에서 각각 서로를 향해 가압함으로써 절곡부(9) 단면에 작용하는 응력과 변형률의 불균일한 분포를 해소 및 감소시킬 수 있고, 절곡부(9) 단면내의 응력 및 변형률을 균일하게 함으로써 절곡부(9)의 꺾임 각도를 설계각도대로 정밀하게 가공할 수 있고, 이를 지속적으로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 배터리 커버용 프레스 금형은 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 하부베이스
20 : 지지블록부
30 : 상부베이스
40 : 가압블록부
50 : 승강블록부
60 : 외부가동블록부
70 : 수평이동지지부
80 : 내부가동블록부
90 : 보조가압블록부

Claims

하부베이스와;
하부베이스의 상면 중앙 측에 상방으로 돌출되게 설치되고, 평평하게 형성된 상판부와 상판부 좌우 양측 가장자리로부터 각각 하방으로 절곡되게 연장된 측판부와 측판부 하단으로부터 각각 외측 수평방향으로 절곡되게 연장된 플랜지부가 구비된 대상판재의 상판부를 하부에서 지지하는 지지블록부와;
상기 하부베이스의 상부에서 상하로 승강 가능하게 배치되는 상부베이스와;
상기 상부베이스의 하면 중앙 측에 설치되고, 상기 상부베이스가 하강할 시 상기 대상판재의 상판부를 하방으로 가압하는 가압블록부와;
상기 상부베이스의 하면 가장자리 측에 상기 상부베이스와 함께 승강 가능하게 설치되는 승강블록부와;
상기 상부베이스가 하강할 시, 상기 승강블록부에 간섭되면서 상기 지지블록부를 향해 수평 이동하며, 상기 대상판재의 측판부를 상기 지지블록부를 향해 가압하는 외부가동블록부와;
상기 하부베이스에 설치되어 상기 외부가동블록부를 수평으로 왕복 이동 가능하게 지지하는 수평이동지지부와;
상기 지지블록부의 양측에 각각 사선방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 상부베이스가 하강할 시, 상기 대상판재의 측판부 측으로 수평 이동 및 상기 하부베이스 측으로 하강하면서 상기 대상판재의 측판부를 상기 외부가동블록부를 향해 가압하는 내부가동블록부와;
상기 가압블록부 주변의 상기 상부베이스에 설치되어 상기 승강블록부가 하강할 시, 상기 외부가동블록부를 하방으로 가압하여 상기 외부가동블록부를 통해 상기 대상판재의 플랜지부를 하방으로 가압 및 압착하는 보조가압블록부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 커버용 프레스 금형.
제1항에 있어서,
상기 내부가동블록부는
상기 외부가동블록부를 향하는 상기 지지블록부의 양측에 각각 고정 설치되고, 상기 외부가동블록부를 향하는 일 면에 상부에서 하부로 경사지게 연장된 고정경사면을 구비하는 내부고정블록과,
상기 내부고정블록과 마주하는 일 측면에 상기 고정경사면에 대해 슬라이딩 이동 가능하게 경사지게 연장된 슬라이딩경사면을 구비되고, 상면에 상기 대상판재의 상판부 저면에 접촉되는 상부접촉면이 구비되며, 상기 외부가동블록부를 향하는 타 측면에 상기 대상판재의 측판부 내측에 접촉되는 내부접촉면이 구비된 내부슬라이딩블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 커버용 프레스 금형.
제2항에 있어서,
상기 내부슬라이딩블록을 상기 내부고정블록을 따라 사선방향으로 이동 가능하게 안내하는 사선이동안내부를 구비하고,
상기 사선이동안내부는 상기 고정경사면으로부터 돌출되고 상기 고정경사면의 연장 방향을 따라 연장되는 가이드레일과, 상기 가이드레일이 삽입 가능하도록 상기 슬라이딩경사면으로부터 인입되고 상기 슬라이딩경사면의 연장 방향을 따라 연장되는 가이드홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 커버용 프레스 금형.
제3항에 있어서,
상기 내부가동블록부는 상기 내부고정블록에 대해 상기 내부슬라이딩블록을 상방으로 탄성적으로 지지하는 탄성지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 커버용 프레스 금형.
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