KR20170042393A - 터미널 플레이트 제품을 제조하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치가 개시된다. 상기 터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치는, 터미널 플레이트가 수용되는 하나 이상의 공간이 형성된 다이 플레이트(die plate); 상기 다이 플레이트의 상부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 그리고 하강 이동을 통하여 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 상부 플레이트; 상기 다이 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 그리고 승강 이동시 상기 가압 가공된 터미널 플레이트를 배출시키는 제 1 하부 플레이트; 및 상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 승강 이동을 통하여 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합되고, 그리고 하강 이동시 상기 가공된 터미널 플레이트로부터 상기 금형 핀을 분리시키는 제 2 하부 플레이트;를 포함할 수 있다.

Description

터미널 플레이트 제품을 제조하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF FABRICATING TERMINAL PLATE PRODUCT}
본 발명은 소재 가공 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
터미널 플레이트 제품을 제작하기 위하여 기존에는, 원형 인발품을 냉간 단조 및 절삭 가공을 통하여 제작하는 것이 일반적이었다. 이러한 터미널 플레이트 제품은 예를 들어, 2차 전지용에 사용될 수 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1233466 호는 리튬 이차전지 및 그 제조방법을 개시한다.
보다 상세하게, 터미널 플레이트 제품을 제작하는 종래의 방법을 살펴보면, 금속, 예를 들어 알루미늄 철판에 대하여 프레스기가 알루미늄 철판 위의 금형 틀을 찍어 누른다. 금형 틀의 모양대로 찍혀 나올 때, 남은 재료들을 레이저 커터 등 절삭기로 절삭한 후, 상기 알루미늄 철판 가운데 단차 있는 홀을 생성하기 위해 프레스를 여러번 반복함으로써 터미널 플레이트 제품을 제작하여왔다.
그러나, 냉간 단조 가공을 통해 제작하는 경우 다양한 형상의 구현이 어려우며, 터미널 플레이트 제품의 외관 품질이 저하되고 또한 가공 설비가 극히 높다는 문제점이 있었다.
또한, 절삭 가공의 경우 프레스 작업에 비해 사이클 타임(Cycle Time)이 길고 가공 설비가 고가라는 문제점이 존재했다.
이에, 터미널 플레이트 제품의 생성 속도를 향상시키기고 가공 설비 비용을 줄이기 위한 당업계의 수요가 존재한다.
또한, 터미널 플레이트 제품의 경도를 균일하게 생성하고, 터미널 플레이트 제품의 표면 정도 및 치수 정밀도를 향상하기 위한 당업계의 수요가 존재한다.
본 발명은 터미널 플레이트 제품의 경도를 균일하게 하기 위함이다.
본 발명은 터미널 플레이트 제품의 경도, 표면 정도 및 치수 정밀도를 향상하기 위함이다.
본 발명은 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위해 소요되는 비용을 절감하기 위함이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치가 개시된다. 상기 터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치는, 터미널 플레이트가 수용되는 하나 이상의 공간이 형성된 다이 플레이트(die plate); 상기 다이 플레이트의 상부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 그리고 하강 이동을 통하여 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 상부 플레이트; 상기 다이 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 그리고 승강 이동시 상기 가압 가공된 터미널 플레이트를 배출시키는 제 1 하부 플레이트; 및 상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 승강 이동을 통하여 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합되고, 그리고 하강 이동시 상기 가공된 터미널 플레이트로부터 상기 금형 핀을 분리시키는 제 2 하부 플레이트;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법이 개시된다. 상기 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법은, 터미널 플레이트가 수용되는 하나 이상의 공간이 형성된 다이 플레이트(die plate)에 상기 터미널 플레이트를 제공하는 단계; 상기 다이 플레이트의 상부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 상부 플레이트가 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공하기 위하여 하강 이동하는 단계; 상기 다이 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 제 1 하부 플레이트가 상기 가압 가공된 터미널 플레이트를 배출하기 위하여 승강 이동하는 단계; 및 상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합된 승하강 이동 가능한 제 2 하부 플레이트가 상기 가공된 터미널 플레이트로부터 상기 금형 핀을 분리시키기 위하여 하강 이동하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트를 제작하는 이하의 방법에 의해 생성된 터미널 플레이트 제품이 개시된다. 상기 방법은: 터미널 플레이트가 수용되는 하나 이상의 공간이 형성된 다이 플레이트(die plate)에 상기 터미널 플레이트를 제공하는 단계; 상기 다이 플레이트의 상부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 상부 플레이트가 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공하기 위하여 하강 이동하는 단계; 상기 다이 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 제 1 하부 플레이트가 상기 가압 가공된 터미널 플레이트를 배출하기 위하여 승강 이동하는 단계; 상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합된 승하강 이동 가능한 제 2 하부 플레이트가 상기 가공된 터미널 플레이트로부터 상기 금형 핀을 분리시키기 위하여 하강 이동하는 단계; 를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 터미널 플레이트 제품의 경도를 균일하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 터미널 플레이트 제품의 경도, 표면 정도 및 치수 정밀도를 향상할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위해 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 다른 예시들에서, 공지의 구조들 및 장치들이 하나 이상의 양상들의 기재를 용이하게 하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트(Terminal Plate)의 소재를 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트(Terminal Plate)의 소재를 제작하기 위한 제 1 인발 공정 및 제 1 인발 공정에 의해 생성된 제 1 금속 인발재의 단면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트(Terminal Plate)의 소재를 제작하기 위한 압연 공정 및 압연 공정에 의해 생성된 금속 압연재의 단면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트(Terminal Plate)의 소재를 제작하기 위한 제 2 인발 공정 및 제 2 인발 공정에 의해 생성된 제 2 금속 인발재의 단면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)의 소재를 제작하는 과정 각각에서 생성되는 소재의 예시적 도면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 시스템의 평면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 장치의 피어싱부 및 절단부의 평면도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 터미널 플레이트 및 각 과정에서 생성된 터미널 플레이트의 소재를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트의 제품을 제작하는 장치의 평면도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 터미널 플레이트의 제품을 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 선재로 터미널 플레이트의 제품을 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
제시한 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 방법적인 부분을 설명하도록 한다.
본 발명에서는 터미널 플레이트 또는 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위하여, 금속 선재를 피가공재로 채용하며, 상기 금속 선재는 바람직하게는 전도성을 가지는 금속 선재를 포함하며, 예를 들어 알루미늄 소재, 마그네슘 소재, 티타늄 소재, 스틸 소재, 구리 소재 등을 포함할 수 있다. 이러한 금속 선재를 이용하여 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위하여 본 발명에서는 후술되는 단계들을 따른다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트(Terminal Plate)의 소재를 제작하기 위한 방법은 제 1 인발(drawing) 공정, 압연(rolling) 공정 및 제 2 인발(drawing) 공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위하여, 금속 선재의 직경보다 작은 직경의 원형의 구멍을 갖는 제 1 다이(Die)에 상기 금속 선재를 통과시킴으로써 상기 원형의 구멍에 대응하는 단면 형상의 제 1 금속 인발재를 생성한다(S110). 이하에서, 단계 S110을 "제 1 인발 공정"으로 통칭하도록 하며, 이와 관련하여 도 2에서 후술하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 상기 제 1 인발 공정에 의해 생성된 제 1 금속 인발재를 회전하는 적어도 두 개의 롤러 사이로 통과시킴으로써 금속 압연재를 생성할 수 있다(S120). 이하에서, 단계 S120을 "압연 공정"으로 통칭하도록 하며, 이와 관련하여 도 3에서 후술하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 사전 결정된 단면을 갖는 제 2 다이(Die)에 상기 금속 압연재를 통과시킴으로써 상기 사전 결정된 단면에 대응하는 단면 형상의 제 2 금속 인발재를 생성할 수 있다(S130). 사전 결정된 단면은 예를 들어, 사각형 또는 다단형상일 수 있다. 이하에서, 단계 S130을 "제 2 인발 공정"으로 통칭하도록 하며, 이와 관련하여, 도 4에서 후술하도록 한다.
이러한 제 1 인발 공정, 압연 공정 및 제 2 인발 공정은 하나의 제조 장치 또는 제조 공정에서 연속적으로 수행될 수 있거나 또는 복수개의 제조 장치 또는 복수 개의 제조 공정에서 개별적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 있어서, 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 방법은 제 1 이송 공정, 제 2 이송 공정 및 제 3 이송 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 금속 선재는 제 1 다이로 이송될 수 있다(S101). 이를 "제 1 이송 공정"이라고 칭하도록 한다.
또한, 제 1 인발 공정(S110)에 의해 생성된 제 1 금속 인발재는 적어도 두 개의 롤러 사이로 이송될 수 있다(S103). 이를 "제 2 이송 공정"이라고 칭하도록 한다.
추가적으로, 압연 공정(S120)에 의해 생성된 금속 압연재는 제 2 다이로 이송될 수 있다(S105). 이를 "제 3 이송 공정"이라고 칭하도록 한다.
종합하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 방법에 의하면, 제 1 이송 공정(S101)에 의해 금속 선재가 제 1 다이로 이송될 수 있다. 이송된 금속 선재를 상기 금속 선재의 직경보다 작은 직경의 원형의 구멍을 갖는 제 1 다이(Die)를 통과시킴으로써, 상기 원형의 구멍에 대응하는 단면 형상의 제 1 금속 인발재가 생성될 수 있다(S110). 단계 S110을 통해 생성된 제 1 금속 인발재는 적어도 두 개의 롤러 사이로 이송될 수 있다(S103). 이송된 상기 제 1 금속 인발재는 회전하는 적어도 두 개의 롤러 사이로 통과됨으로써 금속 압연재로 생성될 수 있다(S120). 단계 S120을 통해 생성된 상기 금속 압연재는 제 3 이송 공정에 의해 제 2 다이로 이송될 수 있다(S105). 상기 금속 압연재는 제 2 인발 공정을 통해 사전 결정된 단면을 갖는 제 2 다이(Die)에 통과시킴으로써 상기 사전 결정된 단면에 대응하는 단면 형상의 제 2 금속 인발재로 생성될 수 있다(S130).
본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 방법은 상기 제 1 금속 인발재, 상기 금속 압연재 및 상기 제 2 금속 인발재 중 적어도 하나의 품질 상태에 대한 모니터링을 시행하는 모니터링 공정을 더 포함할 수 있다.
여기서, 품질 상태는 상기 제 1 금속 인발재, 상기 금속 압연재 및 상기 제 2 금속 인발재 중 적어도 하나의 사전 결정된 간격 단위 마다의 경도 측정값에 적어도 부분적으로 기초하여 평가될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 방법은 압연 공정에 의해 생성된 금속 압연재에 대하여 사전결정된 간격 단위마다의 경도 측정값에 부분적으로 기초하여 상기 금속 압연재의 품질 상태가 모니터링될 수 있다.
이와 같이 진행되는 본 발명의 작용은 후술되는 도 2 내지 도 5를 통하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 제 1 인발 공정 및 제 1 인발 공정에 의해 생성된 제 1 금속 인발재의 단면을 도시한다.
도 2를 참조하여, 전술한 "제 1 인발 공정"을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명에서는 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위하여, 금속 선재(1)를 피가공재로 채용하며, 상기 금속 선재(1)는 바람직하게는 전도성을 가지는 금속 선재를 포함하며, 예를 들어 알루미늄 소재일 수 있다.
도 2 에 도시된 제 1 다이(11)는 금속 선재(1)의 직경(d1)보다 작은 직경(d2)의 원형의 구멍을 갖는다. 이러한 제 1 다이(11)에 상기 금속 선재(1)를 통과시킴으로써 상기 원형의 구멍에 대응하는 단면 형상의 제 1 금속 인발재(1a)를 생성한다. 제 1 인발 공정에 의해 생성된 제 1 금속 인발재(1a)의 단면은 도 2의 (b)를 참고하도록 한다. 추가적으로, 도 2의 제 1 다이(11) 상측에 도시된 화살표는 금속 선재(1)의 이송 방향을 의미한다.
즉, 제 1 다이(Die)(11)의 직경(d2)은 상기 금속 선재(1)의 직경(d1)보다 작아, 상기 제 1 다이(11)의 구멍에 이송된 금속 선재(1)를 통과시킴으로써 상기 금속 선재(1)보다 작은 직경을 갖는 제 1 금속 인발재(1a)를 생성할 수 있다. 즉, 제 1 직경(d1)의 금속 선재(1)는 제 2 직경(d2)의 제 1 금속 인발재로 가공될 수 있다.
보다 상세하게, 전술한 제 1 인발 공정을 통하여, 금속 선재(1)를 가늘고 매끈하며 경도가 높은 제 1 금속 인발재(1a)로 생성할 수 있다. 제 1 인발 공정에 의해 생성된 제 1 금속 인발재(1a)는 금속 선재(1)에 비해 경도가 균일하며 치수가 정밀하고 표면 조도가 향상될 수 있다.
이러한 제 1 인발 공정은 예를 들어, 냉간 인발의 방식을 채용할 수 있으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 여기서, 냉간 인발이란, 인발 가공을 냉간 가공으로 하는 것으로 냉간 가공은, 금속재료를 그의 재결정 온도 이하의 온도에서 소성변형시켜 가공하는 것을 뜻한다. 냉간 인발을 통해 제 1 금속 인발재(1a)의 결정립을 미세하고 균일하도록 단련할 수 있다.
추가적으로, 전술한 바와 같은 제 1 인발 공정에서의 상기 원형 구멍의 직경은, 상기 금속의 종류, 상기 금속 선재의 직경, 상기 금속 선재의 경도, 상기 제 1 금속 인발재의 사전 결정된 직경, 상기 제 1 금속 인발재의 사전 결정된 경도, 상기 금속 압연재의 사전결정된 경도, 상기 금속 압연재의 사전결정된 높이, 상기 제 2 금속 인발재의 사전결정된 경도, 상기 제 2 금속 인발재의 사전결정된 높이, 상기 터미널 플레이트의 소재의 사전결정된 경도, 상기 터미널 플레이트의 소재의 사전 결정된 높이 중 적어도 하나에 기초하여 변경될 수 있다.
추가적으로, 도면들에서는 인발 공정에 의해 제작되는 제 1 금속 인발재의 양 단부는 동일한 형상 및 면적을 가지는 것으로 도시되었으나, 양단부가 상이한 형상 및 면적을 갖는 경우 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함될 수 있다.
이하, 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 압연공정을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 압연 공정 및 압연 공정에 의해 생성된 금속 압연재의 단면을 도시한다.
도 3을 참조하여, 전술한 "압연 공정"을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 압연 공정에서는, 제 1 인발 공정에 의해 생성된 제 1 금속 인발재(1a)를 피가공재로 채용한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압연 공정을 통하여, 도 2에서 전술한 제 1 인발 공정에 의해 생성된 제 1 금속 인발재(1a)를 회전하는 적어도 두 개의 롤러(13a, 13b) 사이로 통과시킴으로써 금속 압연재(1b)로 생성할 수 있다. 압연 공정에 의해 생성된 금속 압연재(1b)의 단면은 도 3의 (b)를 참고하도록 한다. 추가적으로, 도 3의 상부 롤러(13a) 상측에 도시된 화살표는 제 1 금속 인발재(1a)의 이송 방향을 의미한다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라서 상기 적어도 두 개의 롤러(13a, 13b)간의 간격은, 상기 제 1 금속 인발재(1a)의 높이 및 상기 제 1 금속 인발재(1a)의 경도 중 적어도 하나에 기초하여 변경될 수 있다. 추가적으로, 상기 적어도 두 개의 롤러(13a, 13b) 간의 간격은, 금속 압연재(1b)의 사전 결정된 높이 및/또는 경도에 기초하여 변경될 수도 있다.
이러한 압연 공정은 예를 들어 냉간 방식으로 이루어질 수 있다. 냉간 방식의 압연 공정의 경우 고온 방식의 압연 공정에 비하여, 고온으로 인한 산화에 의해 표면이 깨끗하게 처리되지 못한다는 문제점을 해결할 수 있으며, 얇은 두께 및 양호한 치수 정밀도를 달성할 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하, 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 제 2 인발 공정을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 제 2 인발 공정 및 제 2 인발 공정에 의해 생성된 제 2 금속 인발재의 단면을 도시한다.
도 4를 참조하여, 전술한 "제 2 인발 공정"을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 압연 공정에서는, 압연 공정에 의해 생성된 금속 압연재(1b)를 피가공재로 채용한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 인발 공정에 따르면, 도 3에서 전술한 압연 공정에 의해 생성된 금속 압연재(1b)를 제 2 금속 인발재(1c)로 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 사전 결정된 단면(예를 들어, 직사각형의 단면)을 갖는 제 2 다이(Die)(15)에 상기 금속 압연재(1b)를 통과시킴으로써 상기 사전 결정된 단면(예를 들어, 직사각형의 단면)에 대응하는 단면 형상의 제 2 금속 인발재(1c)로 생성할 수 있다. 사전 결정된 단면은 예를 들어, 사각형 또는 다단형상일 수 있으며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 제 2 인발 공정에 의해 생성된 제 2 금속 인발재(1c)의 단면은 도 4의 (b) 내지 (c)를 참고하도록 한다. 추가적으로, 도 4의 제 2 다이(15) 상측에 도시된 화살표는 금속 압연재(1b)의 이송 방향을 의미한다.
제 2 인발 공정은, 예를 들어, 냉간 인발의 방식을 채용할 수 있으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이러한 제 2 인발 공정에서 상기 사전 결정된 단면의 가로 길이, 상기 사전 결정된 단면의 세로 길이 및 상기 사전 결정된 단면의 면적은 상기 금속 압연재의 가로 길이, 상기 금속 압연재의 세로 길이 및 상기 금속 압연재의 면적에 기초하여 변경될 수 있다. 추가적으로, 상기 사전 결정된 단면의 형상은 본 사각형 또는 사각형의 홈이 형성된 사각형일 수 있으나 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 인발 공정 및 제 2 인발 공정은 추가적으로 윤활 공정을 더 포함할 수도 있다. 윤활 공정을 통해 다이의 수명 및 제 1 금속 인발재(1a) 및 제 2 금속 인발재(1c)의 표면 정도를 향상할 수 있다. 또한, 인발 하중 및 온도가 감소될 수 있다. 추가적으로, 제 1 인발 공정 및 제 2 인발 공정시 인발 속도는 금속의 종류와 단면 감소율에 따라 그 인발 속도가 상이해질 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 선재의 터미널 플레이트의 소재를 제작하는 과정 각각에서 생성되는 소재의 예시적 도면을 도시한다.
도 2 내지 도 4를 통해 전술한 바와 같은 제 1 인발 공정, 압연 공정 및 제 2 인발 공정에 따라 생성된 터미널 플레이트의 소재는, 도 5에 도시된 바와 같다.
보다 상세하게, 도 5의 (a)를 참조하면 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 피가공재인 금속 선재(1)는 제 1 인발 공정(Ⅰ)에 의해 보다 작은 직경의 원형을 단면으로 갖는 제 1 금속 인발재(1a)로 생성될 수 있다. 이러한 제 1 금속 인발재(1a)는 금속 선재(1)보다 높은 경도를 가지며 이러한 경도는 균일해질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 이러한 제 1 금속 인발재(1a)는 압연 공정(Ⅱ)에 의해 금속 압연재(1b)로 생성될 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 금속 압연재(1b)는 제 2 인발 공정(Ⅲ)에 의해 제 2 금속 인발재(1c)로 생성될 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 선재(1)로부터 생성될 수 있는 제 1 금속 인발재(1a), 금속 압연재(1b) 및 제 2 금속 인발재(1c) 각각의 단면 형상은 도 5의 (b)를 참고하도록 하며, 본 발명의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.
전술한 바와 같은 제 1 인발 공정(Ⅰ), 압연 공정(Ⅱ) 및 제 2 인발 공정(Ⅲ)에 의해 생성된 제 1 금속 인발재(1a), 금속 압연재(1b) 및 제 2 금속 인발재(1c)는 금속 선재(1)로부터 가공된 것으로 모두 동일한 소재임은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해, 제 1 금속 인발재(1a) 및 제 2 금속 인발재(1c)는 제 1 인발 공정(Ⅰ)에 의해 생성된 금속 인발재 및 제 2 인발 공정에 의해 생성된 금속 인발재를 뜻한다. 즉, 본 명세서에서 사용하는 용어 제 1 금속 인발재(1a)의 '제 1 금속'과 제 2 금속 인발재(1c)의 '제 2 금속'이 금속의 상이함을 뜻하는 표현이 아님을 명확히 하도록 한다.
제 1 인발 공정(Ⅰ), 압연 공정(Ⅱ) 및 제 2 인발 공정(Ⅲ)에 의해 생성된 제 1 금속 인발재(1a), 금속 압연재(1b) 및 제 2 금속 인발재(1c)는 그 경도가 균일해질 수 있다. 또한, 제 1 금속 인발재(1a), 금속 압연재(1b) 및 제 2 금속 인발재(1c)의 표면 정도, 치수 정밀도 및 경도가 향상될 수 있다.
다음으로, 도 1 내지 도 4에서 전술한 터미널 플레이트의 소재를 제작하는 방법을 실현하기 위한, 터미널 플레이트(Terminal Plate)의 소재를 제작하는 시스템을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하는 시스템은 제 1 인발부, 압연부 및 제 2 인발부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 인발부는 금속 선재의 직경보다 작은 직경의 원형의 구멍을 갖는 제 1 다이(Die)에 상기 금속 선재를 통과시킴으로써 상기 원형의 구멍에 대응하는 단면 형상의 제 1 금속 인발재를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압연부는 상기 제 1 공정에 의해 생성된 제 1 금속 인발재를, 회전하는 적어도 두 개의 롤러(13a, 13b) 사이로 통과시킴으로써 금속 압연재를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 양상에서, 제 2 인발부는 일단부에 일정한 형상(예컨대, 사각형)을 갖는 주입공 및 타단부에 일정한 형상을 갖는 토출공을 포함할 수 있다. 또한 이러한 주입공 및 토출공의 형상은 앞서 설명된 바와 같이 가변적으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 인발부는 사전 결정된 단면을 갖는 제 2 다이(Die)에 상기 금속 압연재를 통과시킴으로써 상기 사전 결정된 단면에 대응하는 단면 형의 제 2 금속 인발재를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 양상에서, 제 1 인발부는 일단부에 일정한 형상(예컨대, 원형)을 갖는 주입공 및 타단부에 일정한 형상을 갖는 토출공을 포함할 수 있다. 또한 이러한 주입공 및 토출공의 형상은 앞서 설명된 바와 같이 가변적으로 설정될 수 있다.
본 발명의 추가적인 양상에서, 압연부는 2개 이상의 롤러를 구비할 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 양상에 따른 압연부는 상부 롤러, 하부 롤러, 소재 인입부 및 소재 인출부를 포함할 수 있다. 여기서, 소재 인입부는 제 1 금속 인발재에 대한 불순물을 감지하고 감지된 불순물을 제거하는 불순물 제거부를 포함할 수도 있다. 더불어, 상부 롤러와 하부 롤러는 평면축에 따라 회전할 수도 있다.
본 발명의 추가적인 양상에서, 제 2 인발부는 일단부에 일정한 형상(예컨대, 사각형)을 갖는 주입공 및 타단부에 일정한 형상을 갖는 토출공을 포함할 수 있다. 또한 이러한 주입공 및 토출공의 형상은 앞서 설명된 바와 같이 가변적으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위한 시스템은 전술한 제 1 인발부, 압연부 및 제 2 인발부보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖도록 구현될 수도 있다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 전술한 제 1 인발 공정, 압연 공정 및 제 2 인발 공정에 의해 생성된 터미널 플레이트를 제작하기 위한 소재(즉, 제 2 금속 인발재)로부터 터미널 플레이트를 생성하는 방법 및 장치를 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 방법적인 부분을 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
본 발명에서는 터미널 플레이트를 제작하기 위하여, 도 1 내지 도 5를 통해 전술한 제 1 인발 공정, 압연 공정 및 제 2 인발 공정에 의해 생성된 금속 인발재(즉, 제 2 금속 인발재)를 피가공재로 채용한다. 상기 금속 인발재는 바람직하게는 전도성을 가지는 금속 선재를 포함하며, 예를 들어 알루미늄 소재, 마그네슘 소재, 티타늄 소재, 스틸 소재, 구리 소재 등을 포함할 수 있다. 이러한 금속 인발재를 이용하여 터미널 플레이트를 제작하기 위하여 본 발명에서는 후술되는 단계들을 따른다. 추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 터미널 플레이트는 예를 들어 2차 전지용일 수 있으며 본 발명의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하기 위한 방법은 소재 공급 단계, 피어싱 단계 및 절단 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소재 공급 단계는, 사전결정된 이송 조건에 기초하여, 사각형 또는 다단형상의 단면을 갖는 금속 인발재를 이송시킨다(S210).
본 발명의 일 실시예에 따른 피어싱(piercing) 단계는 사전결정된 피어싱 조건에 기초하여, 피어싱부의 위치로 이송된 상기 금속 인발재에 홀을 생성할 수 있다(S220).
본 발명의 일 실시예에 따른 절단(cutting) 단계는, 사전결정된 절단 조건에 기초하여, 절단부의 위치로 이송된 홀이 생성된 상기 금속 인발재를 절단할 수 있다(S230).
본 발명의 일 실시예에 따른 절단 단계는, 상기 홀이 생성된 금속 인발재의 움직임을 제한하기 위하여 소재 고정부에 의해 상기 홀이 생성된 금속 인발재를 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이를 통하여, 금속 인발재는 사전 결정된 절단 조건에 기초하여 정확하게 절단될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절단 단계는, 상기 절단부의 소재 절단부가 상기 금속 인발재에 대하여 수직 방향으로 왕복이동함으로써 상기 금속 인발재에 대한 절단이 이루어질 수 있다.
이러한 소재 공급 단계, 피어싱 단계 및 절단 단계는 하나의 제조 장치 또는 제조 공정에서 연속적으로 수행될 수 있거나 또는 복수개의 제조 장치 또는 복수 개의 제조 공정에서 개별적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 상기 피어싱 단계 도중에 상기 금속 인발재의 이송을 중단시키는 단계 및 상기 절단 단계 도중에 상기 금속 인발재의 이송을 중단시키는 단계 중 적어도 하나가 더 이루어질 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하기 위한 사전결정된 조건을 입력받는 단계(S201)가 더 수행될 수 있다. 이러한 단계 S201은 소재 이송 단계(S210), 피어싱 단계(S220) 및 절단 단계(S230)의 이전에 수행될 수 있다. 또는, 터미널 플레이트를 제작하기 위한 사전결정된 조건을 입력받는 단계 S201은 소재 이송 단계(S210) 이전에 수행되고, 피어싱 단계(S220) 이전에 수행되고 그리고 절단 단계(S230) 이전에 수행될 수도 있다.
여기서, 사전결정된 조건은, 사전결정된 이송 조건, 사전결정된 피어싱 조건 및 사전결정된 절단 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 사전결정된 이송 조건은, 예를 들어, 상기 금속 인발재의 이송 방향, 이송 길이, 이송 속도 및 이송 위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 사전결정된 피어싱 조건은, 상기 홀을 생성하기 위한 상기 피어싱부의 압력, 상기 홀을 생성하기 위한 상기 피어싱부의 속도, 상기 홀의 깊이, 상기 금속 인발재 상의 홀의 위치 및 상기 홀의 직경 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 사전결정된 절단 조건은, 상기 절단부의 속도, 상기 절단부의 이동 방향 및 상기 소재의 절단 위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
종합하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 제작하는 방법에 의하면, 터미널 플레이트를 제작하기 위한 사전결정된 조건이 입력될 수 있다(S201). 단계 S201을 통해 입력된 사전결정된 조건은 예를 들어 금속 인발재의 이송 방향을 포함하는 사전결정된 이송 조건, 상기 홀을 생성하기 위한 상기 피어싱부의 압력을 포함하는 사전결정된 피어싱 조건 및 상기 절단부의 속도를 포함하는 사전결정된 절단 조건 중 적어도 하나일 수 있다. 사전결정된 이송 조건에 기초하여, 제 1 인발 공정, 압연 공정 및 제 2 인발 공정을 통해 생성된 금속 인발재가 이송될 수 있다(S210). 피어싱부의 위치로 상기 금속 인발재가 이송되면 사전결정된 피어싱 조건에 기초하여 상기 금속 인발재에 홀을 생성할 수 있다(S220). 추가적으로, 홀이 생성된 상기 금속 인발재가 절단부의 위치로 이송되면 사전결정된 절단 조건에 기초하여, 홀이 생성된 상기 금속 인발재를 절단할 수 있다(S230).
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
도 7을 참조하면, 터미널 플레이트를 제작하기 위한 다른 실시예가 개시된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터미널 플레이트를 제작하는 방법에 따르면, 사전결정된 조건이 입력될 수 있다(S201a).
또한, 사전결정된 이송 조건에 기초하여, 사각형의 단면을 갖는 금속 인발재를 이송시키는 재료 이송 단계(S210a)가 수행될 수 있다. 도 7의 단계 S210a는 도 6의 단계 S210에 대응되므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
이후, 사전결정된 절단 조건에 기초하여, 절단부의 위치로 이송된 상기 금속 인발재를 절단하는 절단(cutting) 단계가 수행될 수 있다(S220a). 도 7의 단계 S220a는 도 6의 단계 S230에 대응되며, 도 7의 단계 S220a에 대한 설명은 도 6의 단계 S230에 대한 설명을 참조하도록 한다.
추가적으로, 사전결정된 피어싱 조건에 기초하여, 피어싱부의 위치로 이송된 절단된 상기 금속 인발재에 홀을 생성하는 피어싱(piercing) 단계가 수행될 수 있다(S230a). 도 7의 단계 S230a는 도 6의 단계 S220에 대응되며, 도 7의 단계 S230a에 대한 설명은 도 6의 단계 S220에 대한 설명을 참조하도록 한다.
이러한 소재 공급 단계, 절단 단계 및 피어싱 단계는 하나의 제조 장치 또는 제조 공정에서 연속적으로 수행될 수 있거나 또는 복수개의 제조 장치 또는 복수 개의 제조 공정에서 개별적으로 수행될 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 7에서 전술한 터미널 플레이를 제작하는 방법을 실현하기 위한, 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 시스템을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 시스템의 평면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트(Terminal Plate)를 제작하는 시스템의 피어싱부 및 절단부의 평면도를 도시한다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트를 제작하는 시스템은 소재 이송부, 피어싱부(21) 및 절단부(25)를 포함할 수 있다.
도 8 내지 도 9에서는 도 6에 도시된 터미널 플레이트를 제작하기 위한 방법에 기초하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소재 이송부는, 사전결정된 이송 조건에 기초하여, 사각형의 단면을 갖는 금속 인발재를 이송시킬 수 있다. 이러한 소재 이송부는 예를 들어 소재(여기서는, 금속 인발재)를 이송하기 위하여 설치된 레일과 상기 레일을 따라 움직이며 소재(여기서는, 금속 인발재)를 잡는 그리퍼의 운동을 제어하는 이송실린더를 포함할 수 있다. 이러한 이송실린더는 예를 들어 상하이송실린더, 전후이송실린더 및 좌우이송실린더 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 이송실린더는 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 추가적으로, 이송실린더는 구동 모터 및 공압 중 적어도 하나에 의해 그 움직임이 이루어질 수 있다. 또한, 그리퍼는 소재의 형상 및 두께에 대응하여 차별적인 형상을 가질 수 있다. 나아가, 소재 이송부는 상기 소재(여기서는, 금속 인발재)가 사전결정된 이송 위치(예를 들어, 절단부의 위치)에 안착되면 그리퍼가 소재를 놓도록 형성될 수 있다. 전술한 바와 같은 소재 이송부는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 기재이며, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
또한, 터미널 플레이트를 제작하는 시스템은 사전결정된 이송 조건, 사전결정된 절단 조건 및 사전결정된 피어싱 조건 중 적어도 하나를 입력받는 입력부를 추가적으로 포함할 수 있다.
사전결정된 조건은, 사전결정된 이송 조건, 사전결정된 피어싱 조건 및 사전결정된 절단 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 사전결정된 이송 조건은, 예를 들어, 상기 금속 인발재의 이송 방향, 이송 길이, 이송 속도 및 이송 위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 사전결정된 피어싱 조건은, 상기 홀을 생성하기 위한 상기 피어싱부의 압력, 상기 홀을 생성하기 위한 상기 피어싱부의 속도, 상기 홀의 깊이, 상기 금속 인발재 상의 홀의 위치 및 상기 홀의 직경 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피어싱부(21)는, 사전결정된 피어싱 조건에 기초하여, 피어싱부의 위치로 이송된 상기 금속 인발재에 홀을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피어싱부(21)는, 상형 다이의 작동에 의해 유압을 발생시켜 금속 인발재(1c)에 피어싱 홀을 가공할 수 있도록 하는 유압 피어싱 수단(예를 들어, 피어싱 펀치)(23)(도 9 참조)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 피어싱부(21)로 이송된 금속 인발재(1c)를 도시되지 않은 유압 실린더를 이용하여 고압으로 가압하면 피어싱 펀치(23)가 금속 인발재(1c)에 피어싱 홀을 가공하게 된다. 이 때 상기 금속 인발재에서 분리된 스크랩은 피어싱부(21)의 하부로 형성된 배출구를 통해서 아래로 배출된다. 이와 같이, 금속 인발재(1c)에 피어싱홀을 가공하고 난 후에 좌우 금형을 후퇴 작동시키면, 피어싱 펀치(23)(도 9 참조)는 원래의 위치로 복귀하게 된다. 이러한 경우, 사전결정된 피어싱 조건은 피어싱 펀치의 압력, 피어싱 펀치의 사전결정된 단면의 형상 및 피어싱 펀치의 이동 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전술한 피어싱부(21)의 동작은 본 발명에 따른 터미널 플레이트를 제작하기 위한 방법의 일례일 뿐이며, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 피어싱부(21)는 피어싱 펀치(23)(도 9 참조)가 아니더라도 수직 왕복 운동하여 금속 인발재(1c)에 홀을 생성할 수 있는 임의의 구동 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절단부(25)는, 사전결정된 절단 조건에 기초하여, 절단부의 위치로 이송된 홀이 생성된 상기 금속 인발재를 절단할 수 있다. 절단부(25)는 도 9를 참조하면, 금속 인발재(1c)를 고정하는 소재 고정부(27) 및 상기 금속 인발재를 절단하는 소재 절단부(29)를 포함할 수 있다. 소재 절단부(29)는 금속 인발재(1c)를 절단할 수 있는 소재와 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 소재 절단부(29)는 양측의 단면이 칼날 형태로 이루어진 파이프형태의 커터일 수 있으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다. 또한, 절단부(25)는 소재 고정부(27)를 더 포함하여, 절단부(25)의 위치로 이송된 홀이 생성된 상기 금속 인발재(1c)의 움직임을 제한할 수 있다. 이를 통하여 금속 인발재(1c)의 정밀한 절삭이 이루어질 수 있다.
이러한 소재 절단부(29)는 예를 들어, 절단 날을 갖는 절단 칼 및 절단 톱 중 적어도 하나일 수 있다. 소재 절단부(29)는 소재(여기서는, 금속 인발재)를 절단할 수 있는 소재 및 형상으로 형성되며, 바람직하게는 상기 소재보다 높은 강도를 갖는 소재로 형성될 수 있다. 또한, 소재 절단부(29)는 상기 소재의 상측에 위치하는 상부 절단부 및 상기 소재의 하측에 위치하는 하부 절단부를 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 상부 절단부는 상기 소재의 상측으로부터 하측 방향으로 이동하고 하부 절단부는 상기 소재의 하측으로부터 상측 방향으로 이동함을써, 상기 소재를 절단할 수 있다. 여기서 전술한 소재 절단부(29)는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 기재일 뿐이며, 본 발명의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트를 제작하기 위한 시스템은 피어싱부(21) 및 절단부(25)에 의해 발생되는 스크랩을 제거하기 위하여 에어분사기를 더 포함할 수도 있다.
전술한 바와 같은 소재 이송부, 피어싱부(21) 및 절단부(25)는 일직선으로 간격을 두고 배치되어, 이송된 금속 인발재(1c)에 단계적으로 홀을 생성하고, 완제품 체적량에 최적화된 치수로 절단할 수 있다. 또는, 소재 이송부, 절단부(25) 및 피어싱부(21)는 일직선으로 간격을 두고 배치되어, 이송된 금속 인발재(1c)에 단계적으로, 완제품 체적량에 최적화된 치수로 절단하고, 홀을 생성할 수도 있다.
도 6 내지 도 9를 통해 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트를 제작하는 방법에 따르면, 금속 인발재에 사전 결정된 길이 단위로 이격되어 홈이 생성될 수 있다. 또한, 상기 금속 인발재에 사전 결정된 치수에 기초하여 절단됨으로써 완제품 체적량에 최적화된 터미널 플레이트가 생성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 터미널 플레이트 및 각 과정에서 생성된 터미널 플레이트의 소재를 도시한다.
도 10의 (a)는 도 6에서 전술한 방법에 따라 생성된 터미널 플레이트 및 각 과정에서 생성된 터미널 플레이트의 소재를 도시한다.
도 10의 (b)는 도 7에서 전술한 방법에 따라 생성된 터미널 플레이트 및 각 과정에서 생성된 터미널 플레이트의 소재를 도시한다.
도 10의 (a) 내지 도 10(b)를 참조하면, 금속 인발재(1c)는 도 1 내지 도 5를 통해 전술한 제 1 인발 공정, 압연 공정 및 제 2 인발 공정에 의해 생성될 수 있다.
도 10의 (a)를 참조하면, 피어싱부의 위치로 이송된 금속 인발재(1c)에 피어싱부에 의해 홀이 생성될 수 있다(1d). 이후, 절단 단계에 따라 사전결정된 절단 조건에 기초하여, 절단부의 위치로 이송된 홀이 생성된 상기 금속 인발재가 절단될 수 있다.
즉, 제 1 인발 공정, 압연 공정 및 제 2 인발 공정에 의해 생성된 금속 인발재(1c)는 피어싱단계에 의해 사전 결정된 단위 간격으로 홀이 생성된 후(1d), 사전결정된 단위 간격으로 절단되어 복수개의 터미널 플레이트(2)로 생성될 수 있다.
또는, 도 10의 (b)를 참조하면, 절단부의 위치로 이송된 금속 인발재(1c)가 사전결정된 절단 조건에 기초하여 복수 개의 금속 인발재(1e)로 절단될 수 있다. 이러한 복수 개의 금속 인발재(1e)는 피어싱부의 위치로 이송되어, 사전결정된 피어싱 조건에 기초하여 각각의 금속 인발재(1e)에 홀이 생성됨으로써 복수개의 터미널 플레이트(2)로 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 터미널 플레이트(2)는 종래의 터미널 플레이트보다 균일한 경도를 가지며, 터미널 플레이트의 경도, 표면 정도 및 치수 정밀도가 향상될 수 있다. 따라서, 터미널 플레이트의 내구성 또한 향상될 수 있다.
이하 도 11 내지 도 14를 참조하여, 상기 터미널 플레이트(2)에 대한 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법 및 장치를 설명하도록 한다.
먼저, 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
본 발명에서는 터미널 플레이트의 제품을 제작하기 위하여, 도 1 내지 도 10을 통해 전술한 제 1 인발 공정, 압연 공정 및 제 2 인발 공정을 통해 제작되는 금속 인발재를 피어싱 공정 및 절단 공정함으로써 생성되는 터미널 플레이트를 피가공재로 채용한다. 상기 금속 터미널 플레이트는 바람직하게는 전도성을 가지는 금속 선재를 포함하며, 예를 들어 알루미늄 소재, 마그네슘 소재, 티타늄 소재, 스틸 소재, 구리 소재 등을 포함할 수 있다. 이러한 터미널 플레이트를 이용하여 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위하여 본 발명에서는 후술되는 단계들을 따른다. 추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 터미널 플레이트 제품은, 예를 들어 2차 전지용일 수 있으며 본 발명의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터미널 플레이트(Terminal plate) 제품을 제작하기 위하여 터미널 플레이트가 수용되는 하나 이상의 공간이 형성된 다이 플레이트(Die plate)에 상기 터미널 플레이트가 제공될 수 있다(S310).
본 발명의 일 실시예에 따라서, 다이 플레이트는 하나 이상의 공간이 형성될 수 있는 임의의 소재의 임의의 형상일 수 있다. 상기 하나 이상의 공간은 예를 들어 캐비티 또는 통공일 수 있다. 이러한 캐비티 또는 통공은 터미널 플레이트를 수용할 수 있다. 또한, 이러한 통공에는 상부 플레이트, 제 1 하부 플레이트 및 제 2 하부 플레이트 중 적어도 하나의 승하강 이동에 따라 상기 상부 플레이트, 상기 제 1 하부 플레이트 및 상기 제 2 하부 플레이트의 적어도 일부분이 내입될 수 있다. 예를 들어, 다이 플레이트는 수직 절곡 모양으로 형성될 수 있으며 상부 플레이트와 제 1 하부 플레이트 또는 상부 플레이트와 제 2 하부 플레이트에 의해 동시에 가해지는 압력을 견딜 수 있는 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 상기 하나 이상의 공간은, 상기 제 1 하부 플레이트 및 상기 제 2 하부 플레이트의 승강 이동에 따라 상기 제 1 하부 플레이트 및 상기 제 2 하부 플레이트 중 적어도 하나와 밀착 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 상기 다이 플레이트의 상부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 상부 플레이트는 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공하기 위하여 하강 이동될 수 있다(S320).
또한, 상기 제 1 하부 플레이트 및 상기 제 2 하부 플레이트 중 적어도 하나는, 승강 이동을 통하여 상기 다이 플레이트에 수용되는 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공할 수 있다. 이러한 제 1 하부 플레이트 및 제 2 하부 플레이트 중 적어도 하나의 승강 이동은 상기 다이 플레이트의 하강 이동과 동시에 수행될 수 있다.
또한, 상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합된 승하강 이동 가능한 제 2 하부 플레이트는 승강 이동함으로써 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분에 상기 하나 이상의 금형 핀에 대응하는 홈을 생성할 수 있다. 이와 관련하여 도 13을 참조하도록 한다. 추가적으로, 이러한 제 2 하부 플레이트의 승강 이동은, 상기 다이 플레이트의 하강 이동과 동시에 수행될 수 있다.
다시 말해, 다이 플레이트에 수용되는 터미널 플레이트는 상기 터미널 플레이트의 상부 및 하부로부터 임의의 압력을 받음으로써 프레스될 수 있다. 즉, 다이 플레이트에 수용되는 터미널 플레이트는 상부 플레이트와 제 1 하부 플레이트 및 제 2 하부 플레이트 중 적어도 하나로부터 동시에 또는 순차적으로 압력을 받음으로써 가공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 상기 다이 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 제 1 하부 플레이트는 상기 가압 가공된 터미널 플레이트를 배출하기 위하여 승강 이동할 수 있다(S330).
단계 S310에 의해 제공된 터미널 플레이트에 대하여 단계 S320을 통하여 가압 가공이 완료되면, 단계 S330이 개시된다. 가압 가공된 터미널 플레이트, 즉, 터미널 플레이트 제품이 수용된 다이 플레이트로 제 1 하부 플레이트가 승강 이동함으로써 상기 터미널 플레이트 제품이 배출될 수 있다.
단계 S330이 수행된 이후, 본 발명의 일 실시예에 따라서, 상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합된 승하강 이동 가능한 제 2 하부 플레이트는 상기 가공된 터미널 플레이트로부터 상기 금형 핀을 분리시키기 위하여 하강 이동할 수 있다(S340). 추가적으로, 제 2 하부 플레이트의 하강 이동은, 상기 제 1 하부 플레이트의 승강 이동 이후 수행될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 단계 S330 내지 단계 S340은 거의 동시에 수행될 수도 있다.
전술한 바와 같은 단계 들을 통하여 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위하여, 바람직하게는 터미널 플레이트에 일정한 압력이 전달되어야 한다. 이를 위하여 상부 플레이트(30)의 하부의 일 영역에 하향 돌출된 하나 이상의 프레스 펀치(31)(도 12 참조)는 사전 결정된 위치까지 하강할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 단계 S310을 통해 제공되는 터미널 플레이트는 사전결정된 형태로 제공되어야 한다. 사전결정된 형태란 예를 들어, 터미널 플레이트의 형상, 터미널 플레이트의 경도 및 터미널 플레이트의 사전 결정된 위치 중 적어도 하나에 대한 제약 조건을 의미할 수 있다. 추가적으로, 상기 제약 조건은 공차를 포함하는 범위일 수 있다. 전술한 사전결정된 형태는 사용자로부터 사전에 입력되어 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
단계 S310을 통해 제공되는 터미널 플레이트가 사전결정되지 않은 형태로 제공된 경우, 상기 터미널 플레이트에 가해진 압력이 사전결정된 압력 범위를 벗어날 수 있다.
보다 상세하게, 터미널 플레이트에 가하는 압력이 사전결정된 압력(바람직하게는, 공차를 포함한 범위임)보다 높게 측정되는 경우, 단계 S310 내지 단계 S340을 통해 제작된 터미널 플레이트 제품은 사전 결정된 두께보다 두껍게 제작될 수 있다. 다른 예로, 터미널 플레이트에 가하는 압력이 사전결정된 압력보다 낮게 측정되는 경우, 단계 S310 내지 단계 S340을 통해 제작된 터미널 플레이트 제품의 두께는 사전결정된 두께보다 얇게 제작될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법은 검사 단계(S350)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 검사 단계(S350)는 단계 S310 내지 단계 S340을 통해 터미널 플레이트에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검사 단계(S350)는 예를 들어, 압력 로드셀(load cell) 방식을 채용할 수 있다. 로드셀이 무게를 받으면 압축되거나 늘어나는 등 변형이 이루어지고, 이에 따른 변형량을 변형측정장치가 전기 신호로 검출할 수 있다. 이러한 로드셀은 인장형, 압축형 및 양자 겸용일 수 있으며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이러한 검사 단계(S350)는 사전 결정된 주기 단위로 수행될 수 있다. 검사 단계는(S350) 예를 들어, 단계 S310 내지 단계 S340가 수행된 후 3분 간격으로 수행될 수도 있다. 또 다른 예로, 단계 S310을 통해 터미널 플레이트가 제공될 때마다 검사 단계가 수행될 수도 있다. 매 회 검사가 수행되는 경우, 제작되는 모든 터미널 플레이트 제품의 불량 발생 유무가 확인될 수 있다. 여기서, 터미널 플레이트 제품의 불량 발생이란, 검사 단계(S350)를 통해 측정된 각 터미널 플레이트에 가해지는 압력이 사전 결정된 압력 범위 내에 없는 경우를 뜻할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 검사 단계(S350)를 통해 특정된 불량 터미널 플레이트 제품은 불량 배출구로 배출될 수 있다. 즉, 검사 단계(S350)를 통해 터미널 플레이트에 가해진 압력이 사전결정된 압력 범위를 벗어나는 경우에도, 공정들이 중단되지 않고 연속적인 공정이 이루어질 수 있다. 이를 통하여, 터미널 플레이트 제품의 완성도를 높일 수 있을 뿐 아니라 생산성 또한 향상시킬 수 있다.
또한, 검사 단계(S350)에서 측정된 압력이 사전 결정된 압력 이상으로 측정되는 경우, 단계 S310 내지 단계 S340을 수행하지 않는 것이 결정될 수 있다. 이를 통하여, 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위한 장치(도 12 참조)에 대한 유지 및 보수가 이루어질 수 있다. 여기서, 사전 결정된 압력은 상기 터미널 플레이트의 소재에 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 사전 결정된 압력은 임의의 값으로 결정될 수도 있다. 예를 들어, 사전 결정된 압력 범위와 측정된 압력의 편차의 2배로 사전 결정된 압력이 결정될 수도 있다.
보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법은 단계 S350을 통해 측정된 압력(즉, 터미널 플레이트에 가해진 압력)이 사전 결정된 압력 범위 내에 포함되는지 확인하는 단계(S351)를 추가적으로 포함할 수 있다.
단계 S350을 통해 측정된 압력이 사전 결정된 압력 범위 내에 포함되지 않는 경우, 상기 측정된 압력이 사전 결정된 압력을 초과하는지가 판별될 수 있다(S353).
만약, 단계 S350을 통해 측정된 압력이 사전 결정된 압력을 초과하는 경우, 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위한 단계 S310 내지 단계 S340을 수행하지 않도록 작업 중단이 결정될 수 있다(S355).
추가적으로, 단계 S350을 통해 측정된 압력이 사전 결정된 압력 범위 내에 포함되지 않고, 사전 결정된 압력을 초과하지는 않는 경우 단계 S310 내지 단계 S340을 통해 제작된 터미널 플레이트 제품은 불량품으로 결정하고 불량 터미널 플레이트 제품을 배출하도록 결정할 수 있다(S357).
단계 S351 내지 단계 S357은 예를 들어, 하나 이상의 프로세서들 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 의해 수행될 수 있다. 이러한 저장 매체는 컴퓨터 시스템에 의해서 판독될 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 매체를 포함할 수 있다.
전술한 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 11에서 전술한 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법을 실현하기 위한, 터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치를 설명하도록 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트의 제품을 제작하는 장치의 평면도를 도시한다.
도 12의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트의 제품을 제작하는 장치의 평면도이다. 도 12의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트의 제품을 제작하기 위하여 동작한 다이 플레이트, 제 1 하부 플레이트 및 제 2 하부 플레이트를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 터미널 플레이트의 제품을 도시한다. 도 13을 참조하여, 도 12의 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트의 제품을 제작하는 장치를 설명하도록 한다.
추가적으로 도 13에 도시된 터미널 플레이트 제품(2a)은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 터미널 플레이트 제품의 하부면을 상측으로 도시한 그림이다. 이는, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 터미널 플레이트 제품(2a)의 하부면에 형성되는 하나 이상의 홈을 보여주기 위함이다. 또한, 본 발명의 권리 범위는 도시된 도면에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라 터미널 플레이트의 제품을 제작하는 장치는 상부 플레이트(30), 다이 플레이트(33), 제 1 하부 플레이트(34) 및 제 2 하부 플레이트(36)을 포함한다. 전술한 구성요소들은 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트의 제품을 제작하는 장치의 예시적 기재일 뿐이며, 기재되지 않은 다른 구성요소들이 상기 장치에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이 플레이트(33)에는 하나 이상의 공간이 형성될 수 있다. 이러한 하나 이상의 공간은 캐비티 또는 통공 중 하나일 수 있다. 또한, 이러한 하나 이상의 공간은 캐비티 및 통공의 조합으로 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 가공하기 위한 터미널 플레이트(2)는 다이 플레이트(33)에 형성된 하나 이상의 공간에 수용될 수 있다.
추가적으로, 다이 플레이트(33)에 형성된 하나 이상의 공간이 통공인 경우, 상기 통공으로 제 1 하부 플레이트(34) 또는 제 2 하부 플레이트(36)의 적어도 일부분이 내입될 수 있다. 즉, 제 1 하부 플레이트(34) 및/또는 제 2 하부 플레이트(36)는 일 영역(예컨대, 상면)에 상향 돌출된 펀치를 구비할 수 있다. 예를 들어, 다이 플레이트(33)는, 제 1 하부 플레이트(34) 및 제 2 하부 플레이트(36)의 승강 이동에 따라 제 1 하부 플레이트(34) 및 제 2 하부 플레이트(36) 중 적어도 하나와 밀착 결합될 수 있다. 이를 통하여, 터미널 플레이트 제품(2a)이 상기 다이 플레이트(33)의 외부로 배출될 수 있다.
추가적으로, 전술한 바와 같은 다이 플레이트(33)는 고정되어 움직임이 제한될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상부 플레이트(30)는, 다이 플레이트(33)의 상부에 위치한다. 이러한 다이 플레이트(33)는 승강 및 하강 이동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 상부 플레이트(30)는 하강 이동함으로써 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트(2)의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 상기 다이 플레이트(33)에 수용된 터미널 플레이트(2)는 상기 제 1 하부 플레이트(34) 및 상기 상부 플레이트(30)로부터 동시에 가압되어 가공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 상기 제 2 하부 플레이트(36) 및 상기 상부 플레이트(30)의 가압으로부터 상기 다이 플레이트(33)에 수용된 터미널 플레이트(2)가 가공될 수도 있다.
추가적으로, 상기 상부 플레이트(30)는 상기 상부 플레이트(30)의 하부의 일 영역에 하향 돌출된 하나 이상의 프레스 펀치(31)를 더 포함할 수 있다. 프레스 펀치(31)는 임의의 단면을 갖도록 형성되며, 바람직하게는 사전결정된 직경을 갖는 원형 또는 다단형 펀치일 수 있다. 이러한 프레스 펀치(31)는 상부 플레이트(30)로부터 분리 및 결합 가능하도록 상부 플레이트(30) 및 프레스 펀치(31)는 체결부를 추가적으로 포함할 수도 있다. 이를 통하여 터미널 플레이트 제품의 소재, 홀의 직경 및 홀의 형상 중 적어도 하나에 기초하여 다른 프레스 펀치(31)의 장착이 용이할 수 있다.
이러한 상기 프레스 펀치(31)는, 상부 플레이트(30)의 하강 이동에 따라 상기 터미널 플레이트(2)에 생성된 홀의 임의의 위치로 내입될 수 있다. 이러한 과정을 통하여, 보다 높고 균일한 경도를 가지며 표면 정도 및 치수 정밀도가 향상된 터미널 플레이트 제품(2a)이 생성될 수 있다. 또한, 도 6 내지 도 9를 통해 전술한 터미널 플레이트를 제작하기 위한 방법에 따라 생성된 터미널 플레이트(2)의 홀 내부의 스크랩들을 별도의 가공 없이 정리할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 프레스 펀치(31)가 상부 플레이트(30)에 형성되는 위치 및 상기 프레스 펀치(31)의 사전결정된 직경은 상기 터미널 플레이트(2)에 대응하도록 결정될 수 있다. 추가적으로, 상기 프레스 펀치(31)의 임의의 영역에는 단턱이 위치하도록 형성될 수도 있다.
즉, 터미널 플레이트 제품(2a)의 홀에 생성된, 높은 정밀도가 요구되는 단턱부 및 홈의 프레스 가공은 임의의 영역에 단턱을 포함하는 프레스 펀치(31) 및 금형핀(35)에 의해 가공되도록 하여 정밀하고 효율적인 프레스 작업이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 하부 플레이트(34)는, 다이 플레이트(33)의 하부에 위치한다. 이러한 제 1 하부 플레이트(34)는 승강 및 하강 이동 가능할 수 있다. 또한, 상기 제 1 하부 플레이트(34)는 승강 이동함으로써, 가압 가공된 터미널 플레이트, 즉, 터미널 플레이트 제품(2a)을 배출시킬 수 있다.
보다 상세하게, 프레스 가공이 완료된 터미널 플레이트 제품(2a)을 용이하게 배출하는 것이 가능하도록 하기 위하여, 상기 제 1 하부 플레이트(34)가 승강 이동하여 상기 다이 플레이트(33)의 상면에 위치하는 가압 가공된 터미널 플레이트, 즉, 터미널 플레이트 제품(2a)을 상기 다이 플레이트(33)의 상면 위로 상승하게 되므로, 손쉬운 배출이 가능하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 하부 플레이트(36)는 제 1 하부 플레이트(34)의 하부에 위치한다. 이러한 제 2 하부 플레이트(36)는 승강 및 하강 이동 가능할 수 있다. 또한, 상기 제 2 하부 플레이트(36)는 상기 제 2 하부 플레이트(36)의 상부에 하나 이상의 금형 핀(35)을 포함할 수 있다. 즉, 제 2 하부 플레이트(36)는 상기 제 2 하부 플레이트(36)의 승강 이동을 통하여 상기 하나 이상의 금형 핀에 대응하는 상기 터미널 플레이트(2)의 하부의 적어도 일부분에 하나 이상의 홈이 생성될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 금속핀(35)은 제 1 하부 플레이트(34)에 결합될 수도 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 상기 제 2 하부 플레이트(36)는 하강 이동함으로써, 상기 가공된 터미널 플레이트(즉, 터미널 플레이트 제품)(2a)로부터 상기 금형 핀(35)을 분리시킬 수 있다.
도시되지 않았지만 본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 제 1 하부 플레이트(34) 또는 제 2 하부 플레이트(36)는, 상기 제 1 하부 플레이트(34) 또는 상기 제 2 하부 플레이트(36)의 일 영역에 상향 돌출된 펀치를 더 포함할 수도 있다.
도 12를 참조하여 전술한 상기 장치는, 분말 성형 프레스 및 사이징 프레스 중 하나일 수 있다.
도 12에 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치에 따라 생성된 터미널 플레이트 제품은 도 13의 2a일 수 있다. 보다 상세하게, 상기 터미널 플레이트 제품는 임의의 영역에 단턱부가 형성된 홀이 중앙에 형성되어 있고, 그 상면 또는 하면에는 하나 이상의 홈이 생성되어 있다. 예를 들어, 터미널 플레이트 제품(2a)은 도 13을 참조하면, 상기 터미널 플레이트 제품(2a)의 중앙에 상측 말단에 단턱부가 형성된 홀이 위치하고, 터미널 플레이트 제품(2a) 하면 각 대각선 상에 서로 대칭이 되는 4개의 위치에 홈이 형성되어 있는 형상을 가진다.
터미널 플레이트 제품을 제작하기 위하여 기존에는, 원형 인발품을 냉간 단조 및 절삭 가공을 통하여 제작하는 것이 일반적이었다. 이러한 냉간 단조 및 절삭 가공을 통하여 터미널 플레이트 제품을 제작하는 경우 가공에 많은 시간이 소요되며 제작 단가가 극히 높다는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법에 따른 터미널 플레이트 제품(2a)은, 터미널 플레이트(2) 절단에 의한 파팅면이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법에 따르면, 피가공재의 선택의 다양성이나 그 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 가공에 적은 시간이 소요됨으로써 제작 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 신속하고 효율적으로 터미널 플레이트 제품을 대량 생산하는 것이 가능하여, 높은 정밀도를 유지하면서도 터미널 플레이트 제품의 제조 단가를 낮추는 것이 가능하다는 장점이 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 선재로 터미널 플레이트의 제품을 제작하는 방법의 플로우챠트를 도시한다.
도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 선재로 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법을 간략하게 설명하도록 한다.
먼저, 단계 S510 내지 단계 S530은 터미널 플레이트의 소재를 제작하기 위함이다.
단계 S510 내지 단계 S530은 도 1에 전술한 단계 S110 내지 단계 S130과 대응될 수 있다. 즉, 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위하여 금속 선재로부터 터미널 플레이트의 소재를 제작 할 수 있다. 보다 상세하게, 금속 선재는 제 1 인발 공정(S510), 압연 공정(S520) 및 제 2 인발 공정(S530)을 통해 사각형 또는 다단 형상의 금속 인발재로 생성될 수 있다. 이러한 공정들에 의해 생성된 금속 인발재는 금속 선재보다 경도가 균일하며 경도, 표면 정도 및 치수 정밀도가 향상될 수 있다.
다음, 단계 S510 내지 단계 S530은 터미널 플레이트를 제작하기 위한 소재로부터 사전 결정된 피어싱 조건 및 사전 결정된 절단 조건에 기초하여 균일한 길이 단위로 절단되고 홀이 생성된 터미널 플레이트를 제작하기 위함이다.
단계 S510 내지 단계 S530을 통해 생성된 금속 인발재는, 단계 S540 내지 단계 S550을 통해 터미널 플레이트로 생성될 수 있다. 즉, 금속 인발재가 피어싱부의 위치로 이송되면, 사전결정된 피어싱조건에 기초하여 상기 금속 인발재에 홀을 생성할 수 있다. 또한, 홀이 생성된 금속 인발재가 절단부의 위치로 이송되면 사전 결정된 절단 조건에 기초하여 상기 금속 인발재가 절단될 수 있다. 단계 S540 및 단계 S550은 도 6에 전술한 단계 S220 및 단계 S230에 대응하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. 또한, 단계 S540 및 단계 S550은 그 순서를 달리하여 수행될 수도 있다. 이러한 공정들에 의해 생성된 터미널 플레이트는 종래의 터미널 플레이트보다 경도가 균일하며 경도, 표면 정도 및 치수 정밀도가 향상됨을 특징으로 한다.
이러한 제 1 인발 공정, 압연 공정, 제 2 인발 공정, 피어싱 공정, 절단 공정은 하나의 제조 장치 또는 제조 공정에서 연속적으로 수행될 수 있거나 또는 복수개의 제조 장치 또는 복수 개의 제조 공정에서 개별적으로 수행될 수 있다.
그 다음, 단계 S550은 터미널 플레이트로부터 홈이 생성되거나 또는 단턱을 포함하는 홀 및 홈이 생성된 터미널 플레이트제품을 제작하기 위함이다.
단계 S540내지 단계 S550을 통해 생성된 터미널 플레이트는, 프레스 공정S550)을 통하여 상기 터미널 플레이트의 하부에 하나 이상의 홈이 생성될 수 있다. 추가적으로, 상기 터미널 플레이트의 홀에 원형 또는 단턱 펀치가 상기 홀의 임의의 위치까지 내입됨으로써, 상기 홀에 단턱을 가공하거나 또는 상기 홀의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다. 프레스 공정(S550)은 도 11의 단계 S310 내지 단계 S340을 포함할 수 있다. 도 11에서 전술한 바와 같이 프레스 공정(S550)은 상부 플레이트, 제 1 하부 플레이트, 제 2 하부 플레이트의 승하강 이동을 통하여 다이 플레이트 상에 위치한 터미널 플레이트에 대한 가압 가공이 이루어진다. 이러한 프레스 공정(S550)을 통해 생성된 터미널 플레이트 제품은 전술한 단계 S540 내지 단계 S550을 통해 생성된 터미널 플레이트보다 경도가 균일하며, 경도, 표면 정도 및 치수 정밀도가 향상됨을 특징으로 한다.
터미널 플레이트 제품을 제작하는 종래의 방법을 살펴보면, 금속, 예를 들어 알루미늄 소재에 대하여 프레스기가 알루미늄 소재 위의 금형 틀을 찍어 누른다. 이러한 경우, 터미널 플레이트 제품은 상기 금형 틀의 모양대로 찍혀 나오고, 상기 알루미늄 소재의 임의의 영역(예를 들어, 중심부)에 단차 있는 홀을 생성하기 위해 프레스를 여러 번 반복함으로써 터미널 플레이트 성형품을 제작하여왔다.
그러나, 냉간 단조 가공을 통해 제작하는 경우 다양한 형상의 구현이 어려우며, 터미널 플레이트 성형품의 외관 품질이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 절삭 가공의 경우 프레스 작업에 비해 사이클 타임(Cycle Time)이 길고 가공 설비가 고가라는 문제점이 존재했다.
즉, 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위하여 복잡한 공정이 요구되며 터미널 플레이트 제품의 생성 속도가 느리다는 단점이 존재했다. 더욱이 터미널 플레이트 제품의 임의의 영역간의 경도가 균일하지 않아, 내구성이 약하다는 문제점이 존재했다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법에 따르면, 터미널 플레이트 제품의 경도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 터미널 플레이트 제품의 경도, 표면 정도 및 치수 정밀도를 향상할 수 있다. 추가적으로 , 본 발명의 일 실시예에 따르면 터미널 플레이트 제품을 제작하기 위해 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따라서, 이러한 매체는 ROM(판독 전용 메모리), RAM(랜덤 액세스 메모리), CD( 컴팩트 디스크)-ROM, DVD(디지털 비디오 디스크 )-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함할 수 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예컨대, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것 또한 포함할 수 있다. 추가적으로 , 이러한 매체는 네트워크 모듈로 연결된 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독가능한 코드들 및/또는 명령들을 저장할 수도 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(미도시)그 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 씌여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리( 미도시 )에 저장되고, 제어부(미도시)에 의해 실행될 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치로서,
    터미널 플레이트가 수용되는 하나 이상의 공간이 형성된 다이 플레이트(die plate);
    상기 다이 플레이트의 상부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 그리고 하강 이동을 통하여 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 상부 플레이트;
    상기 다이 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 그리고 승강 이동시 상기 가압 가공된 터미널 플레이트를 배출시키는 제 1 하부 플레이트;
    상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능하며, 승강 이동을 통하여 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합되고, 그리고 하강 이동시 상기 가공된 터미널 플레이트로부터 상기 금형 핀을 분리시키는 제 2 하부 플레이트;
    를 포함하는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 하부 플레이트의 승강 이동은,
    상기 다이 플레이트의 하강 이동과 동시에 수행되는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 하부 플레이트의 하강 이동은,
    상기 제 1 하부 플레이트의 승강 이동 이후 수행되는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 하부 플레이트 및 상기 제 2 하부 플레이트 중 적어도 하나는,
    승강 이동을 통하여 상기 다이 플레이트에 수용되는 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 하부 플레이트의 승강 이동을 통한 상기 가압 가공은, 상기 하나 이상의 금형 핀에 대응하는 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분에 하나 이상의 홈을 생성하는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는,
    상기 상부 플레이트의 하부의 일 영역에 사전결정된 직경을 가지며 하향 돌출된 펀치를 더 포함하며, 그리고
    상기 펀치는,
    상기 상부 플레이트의 하강 이동에 따라 상기 터미널 플레이트에 생성된 홀의 임의의 위치로 내입되는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 펀치는,
    원형 펀치 및 단턱 펀치 중 하나인,
    터미널 프레이트 제품을 제작하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 공간은,
    상기 제 1 하부 플레이트 및 상기 제 2 하부 플레이트의 승강 이동에 따라 상기 제 1 하부 플레이트 및 상기 제 2 하부 플레이트 중 적어도 하나와 밀착 결합되는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는,
    분말 성형 프레스 및 사이징 프레스 중 하나인,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 터미널 플레이트는,
    사전 인발 공정, 압연 공정 및 사후 인발 공정을 통해 제작되는 금속 인발재를 피어싱 공정 및 절단 공정함으로써 생성되는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 하부 플레이트 또는 상기 제 2 하부 플레이트는,
    상기 제 1 하부 플레이트 또는 상기 제 2 하부 플레이트의 일 영역에 상향 돌출된 펀치를 더 포함하는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 장치.
  12. 터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법으로서,
    터미널 플레이트가 수용되는 하나 이상의 공간이 형성된 다이 플레이트(die plate)에 상기 터미널 플레이트를 제공하는 단계;
    상기 다이 플레이트의 상부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 상부 플레이트가 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공하기 위하여 하강 이동하는 단계;
    상기 다이 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 제 1 하부 플레이트가 상기 가압 가공된 터미널 플레이트를 배출하기 위하여 승강 이동하는 단계;
    상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합된 승하강 이동 가능한 제 2 하부 플레이트가 상기 가공된 터미널 플레이트로부터 상기 금형 핀을 분리시키기 위하여 하강 이동하는 단계;
    를 포함하는,
    터미널 플레이트 제품을 제작하는 방법.
  13. 터미널 플레이트 제품을 제작하는 이하의 방법에 의해 생성된 터미널 플레이트 제품으로서,
    상기 방법은:
    터미널 플레이트가 수용되는 하나 이상의 공간이 형성된 다이 플레이트(die plate)에 상기 터미널 플레이트를 제공하는 단계;
    상기 다이 플레이트의 상부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 상부 플레이트가 상기 하나 이상의 공간에 수용된 상기 터미널 플레이트의 상부의 적어도 일부분을 가압 가공하기 위하여 하강 이동하는 단계;
    상기 다이 플레이트의 하부에 위치하며, 승하강 이동 가능한 제 1 하부 플레이트가 상기 가압 가공된 터미널 플레이트를 배출하기 위하여 승강 이동하는 단계;
    상기 제 1 하부 플레이트의 하부에 위치하며, 상기 터미널 플레이트의 하부의 적어도 일부분을 가압 가공하는 하나 이상의 금형 핀이 상부에 결합된 승하강 이동 가능한 제 2 하부 플레이트가 상기 가공된 터미널 플레이트로부터 상기 금형 핀을 분리시키기 위하여 하강 이동하는 단계;
    를 포함하는,
    터미널 플레이트 제품.
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