KR20100126109A - 배터리 팩의 케이스 금형 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩의 케이스를 사출 성형하기 위한 상부 금형틀과 하부 금형틀로 마련되는 배터리 팩의 케이스 금형으로서, 상기 상부 금형틀은, 용융물이 투입되는 상부 주입구와; 상기 상부 주입구를 중심으로 상, 하, 좌, 우 측으로 배치되며 상기 케이스의 상부측 형상이 성형되기 위한 상부 캐비티를 포함하는 상부 금형부;를 포함하며, 상기 하부 금형틀은, 상기 상부 주입구를 통하여 투입된 용융물이 주입되는 하부 주입구와; 상기 상부 캐비티와 대응되어 배치되되, 상기 케이스의 하부측 형상이 형성되기 위한 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형부;를 포함하며, 상기 하부 주입구는 상기 상부 주입구를 기준으로 교차형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 상, 하부 성형틀에 형성되는 캐비티를 효율적으로 배치시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 용융물 주입구를 교차 형성함으로써, 제품 생산 후 절단되어 버려지는 런너 스크랩을 감소시켜 제품의 생산 원가를 절감시킬 수 있고, 상, 하부 성형틀에 함몰부 및 함몰부에 대응되는 돌출부를 형성하여 상, 하부 성형틀의 결합시 오차 발생을 감소시켜 정밀한 제품생산을 구현할 수 있다.
금형, 사출, 캐비티

Description

배터리 팩의 케이스 금형{METAL MOLD FOR BATTERY PACK CASE}
본 발명은 배터리 팩의 케이스 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 금형의 내부 공간(Cavity)의 배열을 통해 단위 시간당 생산되는 제품의 갯수를 증대시켜 생산성이 향상되며, 금형에 주입되는 용융물의 주입구를 교차형태로 마련하여 사출 후 버려지는 런너 스크랩을 최소화시켜 원가 절감을 구현할 수 있는 배터리 팩의 케이스 금형에 관한 것이다.
일반적으로 최근의 휴대폰이 경량화 및 슬림화에 따라 휴대폰배터리의 크기도 경량화, 슬림화하고 있다.
이에 따라, 휴대폰배터리 팩의 케이스는 얇은 막 즉, 박막(薄膜)으로 구성되는 것이 최근의 추세다.
여기서, 상기 휴대폰배터리 팩의 케이스는 배터리 셀의 일측에 장착되는 케이스를 뜻하며, 특히 상기 케이스 두께의 결정이 동일한 크기의 휴대폰배터리 팩의 용량을 증가시킬 수 있어 관심이 증대되고 있다.
또한, 휴대폰의 경량화 슬림화 추세에 따른 휴대폰배터리의 크기를 더욱 슬림화, 경량화한다는 측면에서 박막의 두께를 더 얇게 제작할 수 있는 것은 큰 관심 사가 되었다.
상기와 같은 박막의 두께를 가진 휴대폰배터리 팩의 케이스를 생산하기 위해서 사출 성형이 주로 이용되는데, 여기서, 사출 성형이란 플라스틱의 성형가공법의 한 방법으로 열가소성수지(熱可塑性樹脂)를 성형하는 것이 중심을 이루고 있다.
이러한 사출 성형은, 설계된 형상이 구비된 상, 하부 성형틀의 주입구로 용융물을 투입시키고, 이를 건조한 후, 상기 상, 하부 성형틀을 분리시켜 성형물을 생산방식이다.
특히, 휴대폰배터리 팩의 케이스의 경우, 성형품 자체의 두께가 얇고, 크기가 작으므로, 금형에 다수개의 제품을 성형하기 위하여 동일한 형상의 캐비티를 다수개 형성하고, 여기에 균등한 압력으로 용융물을 주입시켜 제품을 생산하였다.
여기서, 제품의 생산성 향상을 위해서는, 성형틀에 형성되는 캐비티(금형의 내부공간)의 효율적인 배치, 성형틀의 가공 정밀도 확보, 단위시간당 생산되는 제품의 갯수 증대, 런너 스크랩의 최소화 등의 사항이 중요시되고 있으며, 이에 따라, 상기 사항을 만족하는 금형의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 제반적 사항의 개선을 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은, 상, 하부 성형틀에 형성되는 캐비티를 효율적으로 배치시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩의 케이스 금형을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 용융물 주입구를 교차 형성함으로써, 제품 생산 후 절단되어 버려지는 런너 스크랩을 감소시켜 제품의 생산 원가를 절감시킬 수 있는 배터리 팩의 케이스 금형을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상, 하부 성형틀에 함몰부 및 함몰부에 대응되는 돌출부를 형성하여 상, 하부 성형틀의 결합시 오차 발생을 감소시켜 정밀한 제품생산을 구현하는 배터리 팩의 케이스 금형을 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 배터리 팩의 케이스를 사출 성형하기 위한 상부 금형틀과 하부 금형틀로 마련되는 배터리 팩의 케이스 금형으로서, 상기 상부 금형틀은, 용융물이 투입되는 상부 주입구와; 상기 상부 주입구를 중심으로 상, 하, 좌, 우 측으로 배치되며 상기 케이스의 상부측 형상이 성형되기 위한 상부 캐비티를 포함하는 상부 금형부;를 포함하며, 상기 하부 금형틀은, 상기 상부 주입구를 통하여 투입된 용융물이 주입되는 하부 주입구와; 상기 상부 캐비티와 대응되어 배치되되, 상기 케이스의 하부측 형상이 형성되기 위한 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형부;를 포함하며, 상기 하부 주입구는 상기 상부 주입구를 기준으로 교차형 성되는 배터리 팩의 케이스 금형에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 하부 주입구는 상기 하부 캐비티가 변을 이루는 사각형의 중심에서 대각선 방향으로 교차형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 주입구는 상기 하부 주입구의 각 단부에서 두 군데로 형성된 캐비티 주입구를 추가적으로 포함하며, 상기 하부 캐비티에는 서로 다른 하부 주입구의 단부에서 형성된 캐비티 주입구로부터 용융물이 주입될 수 있다.
여기서, 상기 상부 금형부는 상기 상부 금형틀에서 함몰형성되며, 상기 하부 금형부는 상기 하부 금형틀에서 돌출형성되되, 상기 상부 금형부의 함몰깊이와 상기 하부 금형부의 돌출높이는 가공오차 범위 내에서 동일하게 설정될 수 있다.
한편, 상기 상부 금형부는 복수개로 상기 상부 금형틀에 형성되며, 상기 하부 금형부는 상기 상부 금형부의 갯수에 대응되어 상기 하부 금형틀에 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 금형부는 4 개의 상부 주입구와 각 상기 상부 주입구를 기준으로 상, 하, 좌, 우 측으로 배치되는 상부 캐비티로 마련되며, 상기 하부 금형부는 상부 금형부와 대응되는 하부 주입구와 하부 캐비티로 마련될 수 있다.
본 발명에 의해, 상, 하부 성형틀에 형성되는 캐비티를 효율적으로 배치시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 용융물 주입구를 교차 형성함으로써, 제품 생산 후 절단되어 버려지는 런너 스크랩을 감소시켜 제품의 생산 원가를 절감시킬 수 있다.
또한, 상, 하부 성형틀에 함몰부 및 함몰부에 대응되는 돌출부를 형성하여 상, 하부 성형틀의 결합시 오차 발생을 감소시켜 정밀한 제품생산을 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 배터리 팩의 케이스 금형의 상, 하부 금형틀의 사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 배터리 팩의 케이스 금형의 상, 하부 금형부의 평면도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 배터리 팩의 케이스 금형으로 생산된 케이스의 사시도이다.
도 1 내지 도 3 을 참조하면, 본 발명에 다른 배터리 팩의 케이스 금형은, 배터리 팩의 케이스(100)를 사출 성형하기 위한 상부 금형틀(10)과 하부 금형틀(20)로 마련되는 배터리 팩의 케이스 금형으로서, 상기 상부 금형틀(10)은, 용융물이 투입되는 상부 주입구(12)와; 상기 상부 주입구(12)를 중심으로 상, 하, 좌, 우 측으로 배치되며 상기 케이스(100)의 상부측 형상이 성형되기 위한 상부 캐비티(14)를 포함하는 상부 금형부(15);를 포함하며, 상기 하부 금형틀(20)은, 상기 상부 주입구(12)를 통하여 투입된 용융물이 주입되는 하부 주입구(22)와; 상기 상부 캐비티(14)와 대응되어 배치되되, 상기 케이스(100)의 하부측 형상이 형성되기 위한 하부 캐비티(24)를 포함하는 하부 금형부(25);를 포함하며, 상기 하부 주입구(22)는 상기 상부 주입구(12)를 기준으로 교차형성된다.
여기서, 상기 상부 금형틀(10)은 상기 케이스(100)의 상부측 형상이 성형되는 구성요소로써, 도 1 에서와 같이, 상부 주입구(12), 상부 캐비티(14), 상부 금형부(15), 상부 체결홈(16)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 상부 주입구(12)는 용융물이 금형틀에 최초 투입되는 구성요소로써, 상기 상부 금형틀(10)의 내측으로 연결된 용융물 주입부(미도시)에 연결되며, 상기 용융물 주입부에서 일정한 사출압으로 용융물을 투입함으로써, 상기 상부 주입구(12)에 용융물이 주입될 수 있다.
또한, 상기 상부 캐비티(14)는 상기 케이스(100)의 상부측 형상이 음각 또는 양각으로 구비된 상부 금형틀(10)의 성형 공간으로써, 도 1 에서와 같이, 상기 상부 주입구(12)의 중심으로 기준으로 상, 하, 좌, 우 방향에 형성되어 상기 각 상부 캐비티(14)가 전체적으로 사각형태를 이루도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 상부 캐비티(14)에 상기 상부 주입구(12)를 통해 주입된 용융물이 후술하여 설명할 하부 주입구(22)를 통하여 채워짐으로써, 케이스(100)의 형상이 구현될 수 있다.
여기서, 상기 상부 금형부(15)는 전술한 상기 상부 주입구(12)와 상부 캐비티(14)를 하나 이상 포함하는 구성요소로써, 도 1 에서와 같이, 8 개소에 상기 상부 주입구(12)를 형성하고, 상기 상부 주입구(12)에 대해 각각 4 개씩의 상부 캐비티(14)를 형성하는 상부 금형부(15)로 마련될 수 있다.
또한, 상기 상부 금형부(15)는, 도 2 에서와 같이, 4 개소에 상기 상부 주입구(12)를 형성하고, 상기 상부 주입구(12)에 대해 각각 4 개씩의 상부 캐비티(14)를 형성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 금형 설계시의 다양한 형태와 갯수의 상부 주입구(12) 및 상부 캐비티(14)를 구비하도록 마련될 수도 있다.
또한, 상기 상부 체결홈(16)은 상기 상부 금형틀(10)의 상면 모서리 부분에 형성되는 구성요소로써, 후술하여 설명할 하부 체결부(26)와의 결합으로 상기 상부 금형틀(10)과 하부 금형틀(20)의 체결을 구현하도록 마련될 수 있다.
한편, 상기 하부 금형틀(20)은 상기 케이스(100)의 하부측 형상이 성형되는 구성요소로써, 도 1 에서와 같이, 하부 주입구(22), 하부 캐비티(24), 하부 금형부(25), 하부 체결부(26)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하부 주입구(22)는 상기 상부 주입구(12)에 주입된 용융물이 후술하여 설명할 하부 캐비티(24)에 주입되는 일종의 주입관의 역할을 수행한다.
여기서, 상기 하부 캐비티(24)는 상기 케이스(100)의 하부측 형상이 음각 또 는 양각으로 구비된 하부 금형틀(20)의 성형 공간으로써, 도 1 에서와 같이, 상기 상부 캐비티(14)의 대응되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 하부 캐비티(24)에 상기 상부 주입구(12)를 통해 주입된 용융물이 상기 하부 주입구(22)를 통하여 채워짐으로써, 케이스(100)의 형상이 구현될 수 있다.
여기서, 상기 하부 주입구(22)는 도 1 내지 2 에서와 같이, 상기 하부 캐비티(24)가 변을 이루는 사각형의 중심에서 대각선 방향으로 교차형성될 수 있다.
이는, 상기 케이스(100)의 성형 후 절단되어 버려지는 런너 스크랩(110)을 최소화함과 동시에, 생산되는 상기 케이스(100)의 생산 갯수를 증대시키기 위한 구성이며, 이에 따라 투입되는 용융물의 양이 감소되어 생산 원가를 절감시킬 수 있다.
여기서, 상기 상부 주입구(12)를 통해 용융물이 주입되면, 상기 상부 주입구(12)와 연동된 하부 주입구(22)의 중심부분에서 각 방향으로 균등한 압력의 용융물이 주입되며, 이러한 용융물이 상기 상, 하부 캐비티(14, 24)의 내부 공간으로 투입되어 사출 성형이 이루어진다.
또한, 상기 하부 주입구(22)는 상기 하부 주입구(22)의 각 단부에서 두 군데로 형성된 캐비티 주입구(23)를 추가적으로 포함하며, 상기 하부 캐비티(24)에는 서로 다른 하부 주입구(22)의 단부에서 형성된 캐비티 주입구(23)로부터 용융물이 주입될 수 있다.
바람직하게는, 도 1 내지 2 에서와 같이, 상기 캐비티 주입구(23)는 상기 하 부 주입구(22)의 각 단부에서 서로 직교되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 캐비티 주입구(23)는 상, 하부 성형틀(10, 20)이 결합된 상태에서 상기 상, 하부 캐비티(14, 24)에 용융물이 투입되는 주입관으로써, 상기 구성에 의해, 각 캐비티에 대해 일측과 타측에서 각각 용융물이 주입되도록 마련될 수 있다.
한편, 상기 하부 금형부(25)는 전술한 상기 하부 주입구(22)와 하부 캐비티(24)를 하나 이상 포함하는 구성요소로써, 도 1 에서와 같이, 8 개소에 상기 하부 주입구(22)를 형성하고, 상기 하부 주입구(22)에 대해 각각 4 개씩의 하부 캐비티(24)를 형성하는 하부 금형부(25)로 마련될 수 있다.
또한, 상기 하부 금형부(25)는, 도 2 에서와 같이, 4 개소에 상기 하부 주입구(22)를 형성하고, 상기 하부 주입구(22)에 대해 각각 4 개씩의 하부 캐비티(24)를 형성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 금형 설계시의 다양한 형태와 갯수의 하부 주입구(22) 및 하부 캐비티(24)를 구비하도록 마련될 수도 있다.
또한, 상기 하부 체결부(26)은 상기 하부 금형틀(20)의 상면 모서리 부분에 돌출 형성되는 구성요소로써, 상기 상부 체결홈(16)과의 결합으로 상기 상부 금형틀(10)과 하부 금형틀(20)의 체결을 구현하도록 마련될 수 있다.
한편, 상기 상부 금형부(15)는 상기 상부 금형틀(10)에서 함몰형성되며, 상기 하부 금형부(25)는 상기 하부 금형틀(20)에서 돌출형성되되, 상기 상부 금형부(15)의 함몰깊이(d)와 상기 하부 금형부(25)의 돌출높이(h)는 가공오차범위 내에서 동일하게 설정되어 상, 하부 금형틀(10, 20)이 결합될 수 있다.
또한, 도 1 에서는, 상기 상부 금형부(15)의 함몰부와 상기 하부 금형부(25)의 돌출부가 각 금형틀에 대해 직교형성되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상, 하부 금형틀(10, 20)의 정밀체결을 위하여 상기 돌출부가 일정한 기울기로 돌출(단면상 사다리꼴 형태)되고, 상기 함몰부가 상기 돌출부에 대응되도록 일정한 기울기로 함몰 형성될 수도 있다.
이에 따라, 상기 상부 금형틀(10)과 하부 금형틀(20)의 결합시, 각 금형틀에 형성된 주입구 및 캐비티가 정밀하게 결합되어 상, 하부 금형틀(10, 20)의 결합편차가 감소되며, 이에 의해 제품의 가공 정밀도가 향상될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩의 케이스 금형은, 상, 하부 성형틀에 형성되는 캐비티를 효율적으로 배치시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 용융물 주입구를 교차 형성함으로써, 제품 생산 후 절단되어 버려지는 런너 스크랩을 감소시켜 제품의 생산 원가를 절감시킬 수 있고, 상, 하부 성형틀에 함몰부 및 함몰부에 대응되는 돌출부를 형성하여 상, 하부 성형틀의 결합시 오차 발생을 감소시켜 정밀한 제품생산을 구현할 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
첨부의 하기 도면들은, 전술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 배터리 팩의 케이스 금형의 상, 하부 금형틀의 사시도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 배터리 팩의 케이스 금형의 상, 하부 금형부의 평면도이며,
도 3 은 본 발명에 따른 배터리 팩의 케이스 금형으로 생산된 케이스의 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 상부 금형틀 12 : 상부 주입구
14 : 상부 캐비티 15 : 상부 금형부
20 : 하부 금형틀 22 : 하부 주입구
24 : 하부 캐비티 25 : 하부 금형부

Claims (6)

  1. 배터리 팩의 케이스를 사출 성형하기 위한 상부 금형틀과 하부 금형틀로 마련되는 배터리 팩의 케이스 금형으로서,
    상기 상부 금형틀은,
    용융물이 투입되는 상부 주입구와;
    상기 상부 주입구를 중심으로 상, 하, 좌, 우 측으로 배치되며 상기 케이스의 상부측 형상이 성형되기 위한 상부 캐비티를 포함하는 상부 금형부;를 포함하며,
    상기 하부 금형틀은,
    상기 상부 주입구를 통하여 투입된 용융물이 주입되는 하부 주입구와;
    상기 상부 캐비티와 대응되어 배치되되, 상기 케이스의 하부측 형상이 형성되기 위한 하부 캐비티를 포함하는 하부 금형부;를 포함하며,
    상기 하부 주입구는 상기 상부 주입구를 기준으로 교차형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 케이스 금형.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 주입구는 상기 하부 캐비티가 변을 이루는 사각형의 중심에서 대각선 방향으로 교차형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 케이스 금형.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 주입구는 상기 하부 주입구의 각 단부에서 두 군데로 형성된 캐비티 주입구를 추가적으로 포함하며, 상기 하부 캐비티에는 서로 다른 하부 주입구의 단부에서 형성된 캐비티 주입구로부터 용융물이 주입되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 케이스 금형.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 금형부는 상기 상부 금형틀에서 함몰형성되며, 상기 하부 금형부는 상기 하부 금형틀에서 돌출형성되되, 상기 상부 금형부의 함몰깊이와 상기 하부 금형부의 돌출높이는 가공오차범위 내에서 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 케이스 금형.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 금형부는 복수개로 상기 상부 금형틀에 형성되며, 상기 하부 금형부는 상기 상부 금형부의 갯수에 대응되어 상기 하부 금형틀에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 케이스 금형.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상부 금형부는 4 개의 상부 주입구와 각 상기 상부 주입구를 기준으로 상, 하, 좌, 우 측으로 배치되는 상부 캐비티로 마련되며, 상기 하부 금형부는 상 부 금형부와 대응되는 하부 주입구와 하부 캐비티로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 케이스 금형.
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