KR20200041679A

KR20200041679A - 2열 다이세트 및 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스

Info

Publication number: KR20200041679A
Application number: KR1020180122072A
Authority: KR
Inventors: 정승준; 이민수
Original assignee: 주식회사 일광엠씨티
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2020-04-22
Also published as: KR102225202B1

Abstract

본 발명은 2열 다이세트2열 다이세트 및 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 범용프레스에 2열 구조의 다이세트와 트랜스퍼 핑거를 설치하여 트랜스퍼 다이 스탬핑 방식을 구현해 소재의 소모량을 줄이고 2차 전지 케이스의 완제품을 2개씩 생산하며 2열 구조의 다이세트와 그 간격을 조절하여 다양한 규격의 모델을 생산 가능하게 하는 2열 다이세트에 관한 것이다.
상기한 목적은, 프레스 후단의 길이방향으로 설치되는 리어(REAR) 다이세트 유닛;과 프레스 전단의 길이방향으로 설치되는 프런트(FRONT) 다이세트 유닛;으로 구성되고, 상기 리어 다이세트 유닛과 상기 프런트 다이세트 유닛 중 선택되는 어느 하나는 동일 평면상의 x축과 y축 방향으로 위치 조절되어 다양한 규격의 모델을 생산 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

2열 다이세트 및 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스{Two-row die set and universal press with transfer mold for circular battery case}

본 발명은 2열 다이세트 및 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 범용프레스에 2열 구조의 다이세트와 트랜스퍼 핑거를 설치하여 트랜스퍼 다이 스탬핑 방식을 구현해 소재의 소모량을 줄이고 2차 전지 케이스의 완제품을 2개씩 생산하며 2열 구조의 다이세트와 그 간격을 조절하여 다양한 규격의 모델을 생산 가능하게 하는 2열 다이세트 및 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스에 관한 것이다.

Deep Drawing Press 방식으로는 프로그레시브 다이 스탬핑(Prograssive die stamping) 방식과 트랜스퍼 다이 스탬핑(Transfer die stamping) 방식으로 분류된다.

프로그레시브 다이 스탬핑 방식은 제품이 형성되는 동안 소재에 부착되어 있으며 소재가 핑거(finger) 역할을 한다.

이러한 프로그레시브 다이 스탬핑 방식은 일반 범용 C형 프레스, Semi-C형 프레스, H형 프레스를 주로 사용하며 제품의 크기와 형태에 따라 2열 이상의 복열로 생산이 가능하나 소재의 소모량에 큰 단점이 있다.

한편, 트랜스퍼 다이 스탬핑 방식은 전용 주물 바디 프레스 제품에 적용되고, 통상 소재의 폭은 2열이며, blank size가 작거나 특별한 경우에는 3열에서 5열까지도 가능하지만 통상 최종 제품은 1개씩 완성이 되는 방식이다. 제품의 형성은 프레스에 부착된 2차원 또는 3차원 트랜스퍼 장치의 핑거에 의해 공정 간 이동을 통해 제품이 완성된다.

이때, 트랜스퍼 다이 스탬핑 방식을 이용하면 소재의 블랭킹(blanking) 공정은 1열 내지 3열로 타발하여 소재 사용량을 최소로 줄이며 2차원 트랜스퍼 장치의 이용을 하면 고속으로 생산성을 높일 수 있으나 전용 주물 프레스에 적용되어 일반 범용 프레스보다는 비용이 높은 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 일반 범용 철판프레스를 이용하고도 소재 소모량을 줄이고, 생산성을 증대할 수 있으며, 다양한 규격의 모델을 제작할 수 있는 개발이 필요한 실정이다.

대한민국특허청 등록실용신안공보 제20-0383494호

따라서 본 발명의 목적은 일반 범용프레스에 2열 구조의 다이세트와 2차원 또는 3차원 트랜스퍼 핑거를 설치하여 트랜스퍼 다이 스탬핑 방식을 구현해 소재의 소모량을 줄이고 2차 전지 케이스의 완제품을 2개씩 생산할 수 있고, 2열 구조의 다이세트 간 간격을 조절함으로써 다양한 규격의 모델을 생산 가능하게 하는 2열 다이세트 및 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스를 제공하는 것이다.

상기한 목적은, 프레스 후단의 길이방향으로 설치되는 리어(REAR) 다이세트 유닛;과 프레스 전단의 길이방향으로 설치되는 프런트(FRONT) 다이세트 유닛;으로 구성되고, 상기 리어 다이세트 유닛과 상기 프런트 다이세트 유닛 중 선택되는 어느 하나는 동일 평면상의 x축과 y축 방향으로 위치 조절되어 다양한 규격의 모델을 생산할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다이세트는, 고정볼트의 위치 변경과 액츄에이터에 의한 이동 중에서 선택되는 어느 하나에 의해 상기 리어 다이세트 유닛과 상기 프런트 다이세트 유닛의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.

또한, 2차 전지 케이스의 크기에 따라 블랭킹되는 소재의 지름이 변경되며 x축 위치 설정값과 y축 위치 설정값이 정해지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프런트 다이세트는, 소재의 길이방향으로 첫번째 열의 1차 블랭크, 2차 블랭크, 3차 블랭크 순으로 연속 블랭킹하며, 상기 리어 다이세트는, 소재의 길이 방향으로 두번째 열의 1차 블랭크, 2차 블랭크, 3차 블랭크 순으로 연속 블랭킹하여 다단공정으로 2차 전지 케이스를 생산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다이세트는, 소재의 블랭킹 간격이 구멍이 뚫리는 지름크기로 설정되며, 상기 첫번째 열의 1차 블랭크가 상기 두번째 열의 1차 블랭크와 상기 두번째 열의 2차 블랭크를 접하는 위치에서 연속 블랭킹되어 소재의 스크랩을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가로지지대가 하부를 이루고 있는 프레임; 상기 프레임에 조립되어 상하방향으로 왕복구동되는 슬라이드; 상기 슬라이드로부터 하향 이격되어 상기 프레임의 가로지지대에 고정되는 볼스터; 상기 슬라이드의 하면에 조립되고 펀치가 장열로 배치되는 다이세트 상대와, 상기 볼스터의 상면에 조립되고 원형전지 케이스 성형을 위한 트랜스퍼 금형이 장착되는 다이세트 하대로 구성되는 다이세트; 상기 프레임의 가로지지대에 설치되고, 상기 펀치에 의해 상기 트랜스퍼 금형 내부로 인입된 가공물을 피드 높이(FEED LEVEL)까지 밀어올려 이송될 수 있도록 하는 장열 녹아웃장치;를 포함하되,

상기 다이세트는 프레스 후단의 길이방향으로 설치되는 리어(REAR) 다이세트 유닛;과 프레스 전단의 길이방향으로 설치되는 프런트(FRONT) 다이세트 유닛;의 2열로 구성되고, 2열의 상기 다이세트에 대응하여 2열의 상기 장열 녹아웃장치가 구비되며,

상기 리어 다이세트 유닛과 상기 프런트 다이세트 유닛 중 선택되는 어느 하나는 동일 평면상의 x축과 y축 방향으로 위치 조절되어 다양한 규격의 모델을 생산할 수 있는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스를 제공한다.

여기서 장열 녹아웃장치는,

상기 가로지지대 사이에 고정배치되고, 상기 트랜스퍼 금형의 트랜스퍼 피치(Transfer Pitch)에 대응하는 관통구멍이 형성되는 녹아웃장착대; 설정길이만큼 길게 형성되는 원형의 롱 로드(long rod) 형상으로 이루어지고, 상기 녹아웃장착대의 상기 관통구멍을 관통하여 상하이동가능하게 설치되는 녹아웃 로드(knockout rod); 상기 녹아웃 로드의 상단에 연결되고, 상기 녹아웃 로드와 일체로 수직 상하방향으로 왕복 구동되어 상기 범용프레스의 펀치에 의해 상기 트랜스퍼 금형 내부로 인입된 가공물을 피드 높이(FEED LEVEL)까지 밀어올리는 녹아웃; 및 설정길이만큼 길게 형성되어 상기 녹아웃 로드에 삽입되며, 상하단이 상기 녹아웃 및 녹아웃 장착대에 고정되고, 상기 녹아웃에 탄성복원력을 부여하여 하강한 상기 녹아웃이 상승할 수 있도록 하는 장코일 스프링;을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면 일반 범용 C형 프레스, Semi-C형 프레스, H형 프레스에 2열 구조의 다이세트와 2차원 또는 3차원 트랜스퍼 핑거를 설치하여 저렴한 비용으로 트랜스퍼 다이 스탬핑 방식을 구현할 수 있는 이점이 있다.

또한, 소재의 소모량을 줄이고 2차 전지 케이스의 완제품을 2개씩 생산하여 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 2열 다이세트의 간격을 조절하여 하나의 프레스기로 다양한 규격의 2차 전지 케이스를 생산할 수 있는 이점이 있다.

또한, 프레스기의 구매 및 설치 비용과 유지관리 비용이 절감된다.

도 1은 프로그래시브 다이 스탬핑 방식으로 제품이 형성되는 동안 소재에 부착되어있는 상태를 나타내는 예시도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 2열 다이세트로 18650 규격이 생산되는 다이세트의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 2열 다이세트로 21700 규격이 생산되는 다이세트의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 장열 녹아웃장치가 장착되는 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 장열 녹아웃장치가 장착되는 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스의 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스의 볼스타 실시예를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 범용프레스 장착형 장열 녹아웃장치의 개별 공정에서의 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스의 가로지지대에 장열 녹아웃장치가 설치된 상태를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스의 녹아웃장착대를 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스의 녹아웃장착대에 녹아웃지지대가 설치된 상태를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 2열 다이세트를 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 1은 프로그래시브 다이 스탬핑 방식으로 제품이 형성되는 동안 소재에 부착되어있는 상태를 나타내는 예시도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 2열 다이세트로 18650 규격이 생산되는 다이세트의 설치 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 2열 다이세트로 21700 규격이 생산되는 다이세트의 설치 상태를 나타내는 도면이다.

일반적으로 2차 전지 케이스의 프레스 생산은 전용 주물 프레스기의 볼스터 상부에 다이세트가 구비되며 성형금형에 의해 다단공정을 거쳐 제작된다.

이때, 상기 다이세트의 일측 후방에서 전방으로 소재가 이송되거나, 전방에서 후방으로 소재가 이송되어 트랜스퍼 핑거에 의해 다음 공정으로 전달되며 이러한 2차 전지 케이스 생산은 블랭킹공정, 아이들공정, 1차에서 8차 드로잉공정, 트리밍 예비공정, 트리밍공정, 스크랩 배출공정 등 대개 12(10)공정 내지 15공정을 거치는 고가의 고속 전용 프레스를 이용하게 된다.

이러한 특징을 일반 범용 저속 프레스기에서 구현하기 위하여 본 발명의 2열 다이세트와 트랜스퍼 핑거를 설치하여 트랜스퍼 다이 스탬핑 방식으로 제품을 2개씩 생산하고 2열 다이세트의 위치를 조절하여 다양한 규격의 모델을 생산할 수 있게 된다.

이때, 생산하고자 하는 제품의 총고와 경의 크기에 따라서 범용 철판프레스인 C형, SEMI-C형, H형 프레스의 SLIDE, BOLSTER의 면적, 크기 및 필요 충분한 하중등을 종합적으로 고려하여 다양한 규격의 모델을 선정하여 생산하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 다이세트(1)는 리어(REAR) 다이세트 유닛(100)과 프런트(FRONT) 다이세트 유닛(200)으로 구성된다.

상기 리어 다이세트 유닛(1000)은 프레스 후단의 길이방향으로 설치되며, 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)은 프레스 전단의 길이방향으로 설치된다.

이때, 상기 리어 다이세트 유닛(1000)과 상기 프런트 다이세트 유닛(2000) 중 선택되는 어느 하나는 동일 평면상의 x축과 y축 방향으로 위치 조절되어 전용 트랜스퍼 프레스와 같이 허용범위내의 다른 사이즈의 2차 전지 케이스를 제작할 수 있다.

여기서 상기 리어 다이세트 유닛(1000)과 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)은 볼스터에 고정되는 고정볼트의 위치를 변경하거나 상기 다이세트(1)에 액츄에이터를 구비하여 위치를 조절할 수 있다.

이러한 상기 리어 다이세트 유닛(1000)과 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)의 위치는 2차 전지 케이스의 크기에 따라 블랭킹되는 소재의 지름이 변경되며 이에 따라 x축 위치 설정값(a)과 y축 위치 설정값(b)이 정해지게 된다.

그리고 설치된 상기 리어 다이세트 유닛(1000)의 후방에서 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)의 전방향으로 소재가 이송되어 소재의 길이방향으로 상기 프런트 다이세트에 의해 첫번째 열의 1차 블랭크(11), 2차 블랭크(12), 3차 블랭크(13) 순으로 연속 블랭킹되며, 상기 리어 다이세트에 의해 두번째 열의 1차 블랭크(21), 2차 블랭크(22), 3차 블랭크(23) 순으로 연속 블랭킹되어 다단공정을 거쳐 2차 전지 케이스가 제작된다.

또한, 상기 다이세트(1)는 소재의 블랭킹되는 간격이 블랭크의 크기로 설정되며, 상기 첫번째 열의 1차 블랭크(11)가 상기 두번째 열의 1차 블랭크(21)와 상기 두번째 열의 2차 블랭크(22)를 접하는 위치에서 연속 블랭킹되어 소재의 스크랩을 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 2열 다이세트의 일실시예를 설명하기로 한다.

주로 사용되고 있는 2차 전지의 규격은 18650(Ø18mm X 65mm)과 21700(Ø21mm X 70mm), 26650(Φ26mm ×65mm)등으로 자동차, 노트북, 배터리, 진공청소기 등 다양한 분야에 사용되고 있다.

이러한 18650(Ø18mm X 65mm)과 21700(Ø21mm X 70mm) 규격의 2차 전지 케이스를 본 발명의 상기 다이세트(1)를 이용하여 상기 리어 다이세트 유닛(1000)과 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)의 위치를 조절함으로써 하나의 프레스기로 여러 가지 규격의 전지 케이스를 생산할 수 있게 된다.

이때, 상기 리어 다이세트 유닛(1000)과 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)의 간격은 선택되는 어느 하나를 동일 평면상의 x, y축으로 이동시킬 수 있도록 볼스터에 볼트탭을 형성하여 작업자가 규격에 따라 상기 리어 다이세트 유닛(1000)과 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)의 위치를 변경할 수 있도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 2차 전지 케이스의 18650(Ø18mm X 65mm) 규격은 상기 리어 다이세트 유닛(1000)과 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)의 간격이 도 3에 도시된 2차 전지 케이스의 21700(Ø21mm X 70mm) 보다 좁게 설정된다.

보다 구체적인 예로, 2차 전지 케이스의 18650(Ø18mm X 65mm) 규격과 2차 전지 케이스의 21700(Ø21mm X 70mm) 규격의 상기 x축 위치 설정값(a) 차이는 13.6mm이며 상기 y축 위치 설정값(b) 차이는 24.8mm로 설정이 될 수있다.

이에 따라, 작업자는 2차 전지 케이스의 18650(Ø18mm X 65mm) 규격을 생산하는 프레스기에서 상기 프런트 다이세트 유닛(2000)을 x축으로 13.6mm 이동시키고, y축으로 24.8mm 이동시킨 후 볼스터에 결합하여 21700(Ø21mm X 70mm) 규격을 생산할 수 있도록 하며 다른 규격 또한 유사 방법으로 조정이 가능하다.

이러한 상기 다이세트(1)의 일측 후방에서 전방으로 소개가 이동하며 상기 리어 다이세트 유닛(1000)에 의해 먼저 2열이 연속으로 블랭킹되면서 상기 전방 다이세트 유닛으로 이송된 소재의 1열이 연속으로 블랭킹된다.

여기서 블랭크의 크기 또는 블랭킹 사이즈는 Ø40mm 내지 Ø75mm 이다.

이어서 블랭킹된 소재가 아이들공정, 1차 ~ 8차 드로잉공정, 트리밍 예비공정, 트리밍공정, 스크랩 배출 공정 등을 거치며 거쳐 2차 전지 케이스 완제품이 완성된다.

이상과 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상은 2열로 구비되는 다이세트의 간격을 조절하여 하나의 범용 프레스로 다양한 규격의 2차 전지 케이스를 생산할 수 있는 2열 다이세트를 제공하는 것임을 알 수 있다.

한편 본 발명에 따른 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스는 도 4와 도 5에서와 같이 프레임(100), 슬라이드(200), 볼스터(300), 다이세트(500), 장열 녹아웃장치(400)로 구성되며 이하 각 구성에 대해 설명하기로 한다.

상기 프레임(100)은 C형, SEMI-C형, H형 범용프레스 중 어느 하나로 이루어지고, 프레스 바디(PRESS BODY) 하부를 이루고 있는 가로지지대(410)가 형성되어 있다. 즉 가로지지대(410)는 범용프레스의 프레임(100) 하부를 이루는 것으로, 전후방향으로 이격 배치된다.

상기 슬라이드(200)는 상기 프레임(100)의 상부에 조립되는 것으로, 상하방향으로 왕복구동된다. 상기 볼스터(300)는 상기 슬라이드(200)로부터 하향 이격되어 상기 프레임(100)의 가로지지대(410)에 고정된다. 이와 같은 볼스터(300)에는 이후 설명될 녹아웃(430)이 왕복 구동 가능하도록 장공홀(301)이 형성된다. 이와 같은 장공홀(301)은 트랜스퍼 금형(10)에 의한 각 공정에 배치되는 녹아웃(430)의 왕복 구동이 가능하도록 형성되는 것이다.

상기 볼스터(300)에 형성된 상기 장공홀(301)은 도 6-(a)와 같이 길다란 선형 라인으로 형성되거나 도 6-(b)와 같이 원형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 원형 단면 형상으로 형성되는 장공홀(301)은 설정간격으로 복수개가 배치되는 구조를 가지게 된다.

상기 다이세트(500)는 다이세트 상대(510)와 다이세트 하대(520)로 이루어지는데, 다이세트 상대(510)는 상기 슬라이드(200)의 하면에 조립되는 것으로, 펀치(511)가 장열로 고정배치되어 소재를 가공하게 된다. 이때, 상기 펀치(201)가 상기 트랜스퍼 금형(10)으로 하강하며 소재가 가공된다.

다이세트 하대(520)는 상기 볼스터(300)의 상면에 조립되는 것으로, 원형전지 케이스 성형을 위한 트랜스퍼 금형(10)이 장착된다. 상기 트랜스퍼 금형(10)은 각 공정에 배치되는 복수 개의 금형이 범용프레스의 볼스터(300)에 일렬로 배치되는 구성으로 이루어진다.

상기 장열 녹아웃장치(400)는 상기 프레임(100)의 가로지지대(410)에 설치되는 것으로, 상기 펀치(511)에 의해 상기 트랜스퍼 금형(10) 내부로 인입된 가공물을 피드 높이(FEED LEVEL)까지 밀어올려 이송될 수 있도록 하는 장치이다.

여기서 본 발명에 따른 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스는 2열 이상의 상기 장열 녹아웃장치(400)와 2열 이상의 상기 다이세트(500)가 구비되도록 할 수 있는데, 이를 통해 범용프레스에서의 원형전지 케이스 성형시 발생될 수 있는 낮은 생산속도와 생산량 저하가 방지되어 일정수준 이상의 생산속도와 생산량을 확보할 수 있게 된다.

2열의 상기 다이세트(500)는 전술(前述)된 바와 같이 프레스 후단의 길이방향으로 설치되는 리어(REAR) 다이세트 유닛(1000), 프레스 전단의 길이방향으로 설치되는 프런트(FRONT) 다이세트 유닛(2000)으로 구성되고, 상기 리어 다이세트 유닛(1000)과 상기 프런트 다이세트 유닛(2000) 중 선택되는 어느 하나는 동일 평면상의 x축과 y축 방향으로 위치 조절되어 다양한 규격의 모델을 생산할 수 있다.

이와 같은 장열 녹아웃장치(400)는도 7과 도 8에서와 같이 가로지지대(410), 녹아웃장착대(420), 녹아웃 로드(440), 녹아웃(430), 장코일 스프링(450)으로 구성된다.

상기 가로지지대(410)는 범용프레스의 프레임(100) 하부를 이루는 것으로, 전후방향으로 이격 배치된다. 가로지지대(410)는 녹아웃장착대(420)를 설치하기 위한 개방면(414)을 형성하여 "∩"형 수직단면 형상으로 이루어진다. 또한 가로지지대(410)는 녹아웃(430)이 수직 구동 방향을 벗어나지 않도록 녹아웃장착대(420)와 접하는 면이 평면도 공차가 적용되어 정밀 가공된 것이다. 즉 다이세트(500)에 구비되는 상기 트랜스퍼 금형(10)을 구성하는 각각의 공정 위치에 녹아웃(430)을 맞추도록 상기 가로지지대(410)의 상기 개방면(414)의 상부 수평면을 평면, 좌/우 위치 공차를 적용하여 정밀하게 가공하게 된다.

이때, 상기 가로지지대(410)는 설치되는 다이세트의 복열 수에 따라 수량이 선정된다. 가로지지대(410)는 구조해석을 통해 프레스의 하중에 견딜수 있도록 강성이 유지되어야 하고, 가로지지대(410)의 강성은 B×H³에 비례되는 것을 고려하여 두께(폭)와 높이를 산출하여 하중을 지지할 수 있도록 설계된다. 여기서 가로지지대(410)의 강성은 높이의 세제곱에 비례하므로 높이가 더 중요한 인자임을 확인할 수 있다.

예를 들어, 다이세트(500)가 1열로 구비되면 일반적인 범용프레스의 하부 구조에 갖추어지는 전후방향의 가로지지대(410) 만으로 하중을 지지할 수 있으나, 다이세트(500)가 2열로 구비되면 프레임(100)의 강성이 부족하여 이를 보완하기 위해 가운데 보강지지대(413)가 더 구비되어야 하므로, 상기 가로지지대(410)는 3개로 구성된다. 이러한 방법으로 만약 다이세트(500)가 3열로 구비된다면 상기 가로지지대(410)는 4개로 구성 되어야 하며 다이세트(500)가 설치되는 열 수에 비례하도록 상기 가로지지대(410)의 구성 수량이 선정된다.

보다 구체적으로, 상기 가로지지대(410)는 상기 프레임(100)의 전단에 구비되는 제1 가로지지대(411)와 상기 프레임(100)의 후단에 구비되는 제2 가로지지대(412)로 구성된다. 여기서 상기 제1 가로지지대(411)와 상기 제2 가로지지대(412)는 일반 범용프레스의 상기 프레임(100) 하부로 대신 사용할 수 있다.

또한, 다이세트(500)의 열 수에 따라 상기 제1 가로지지대(411)와 상기 제2 가로지지대(412) 사이에 보강지지대(413)가 구비될 수 있으며 상기 보강지지대(413)는 프레스의 소성가공 하중을 지지할 수 있도록 x,y,z 축 기준 구조해석을 통해 설계된다.

한편 상기 가로지지대(410)에 형성되는 개방면(414)의 위치는 상기 녹아웃장착대(420)의 설치조건에 맞추어 선정될 수 있는데, 개방면(414)의 수평절단 높이의 위치는 장열 녹아웃장치(400)의 하중보다 프레스의 소성가공 하중을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.

상기 녹아웃장착대(420)는 상기 가로지지대(410) 사이에 고정배치되는 것으로, 원형전지 케이스 성형에 사용되는 트랜스퍼 금형(10)의 트랜스퍼 피치에 대응하는 관통구멍(401)이 형성된다.

보다 구체적으로, 상기 녹아웃장착대(420)는 상기 트랜스퍼 금형(10)을 구성하는 복수 개의 금형에 대응하는 복수의 단위 녹아웃장착대(421)가 일렬로 대칭되게 배치되어 상기 가로지지대(410)에 결합된 것이다. 이때, 상기 단위 녹아웃장착대(421)는 나사결합으로 조립되어 일반 범용프레스에서 분리 결합이 용이하며 목적에 따라 다양한 구조로 설치할 수 있다.

여기서 단위 단위 녹아웃장착대(421)는 도 9와 도 10에서와 같이 제1 장착대(421a), 제2 장착대(421b), 제3 장착대(421c), 녹아웃지지대(422)로 이루어진다.

상기 제1 장착대(421a)는 평판이 수평으로 구비되어 상기 가로지지대(410)와 결합되도록 체결구멍(402)이 형성되고, 상기 제2 장착대(421b)는 상기 제1 장착대(421a)의 상방향으로 이격 배치되며 평판이 수평으로 구비되어 체결구멍(402)이 형성된다.

상기 제3 장착대(421c)는 상기 제1 장착대(421a)의 후단과 상기 제2 장착대(421b)의 전단을 연결하는 평판이 수직으로 구비되는 것으로, 녹아웃 로드(440)의 길이에 대응하는 높이로 형성된다.

상기 녹아웃지지대(422)는 상기 제2 장착대(421b)에 사이에 조립되는 것으로, 녹아웃지지대(422)의 조립고정으로 트랜스퍼 금형(10)을 구성하는 각 공정 상의 금형과 대응하는 위치에 상기 관통구멍(401)이 위치하게 된다.

상기 녹아웃 로드(knockout rod)(440)는 설정길이만큼 길게 형성되는 원형의 롱 로드(long rod) 형상으로 이루어지는 것으로, 상기 녹아웃장착대(420)의 상기 관통구멍(401)을 관통하여 상하이동가능하게 설치된다.

상기 장코일 스프링(450)은 설정길이만큼 길게 형성되어 상기 녹아웃 로드(440)에 삽입되는 것으로, 상하단이 상기 녹아웃(430) 및 녹아웃 장착대(420)에 고정됨에 따라, 상기 녹아웃(430)에 탄성복원력을 부여하여 펀치(511)의 하강동작에 따라 하강한 상기 녹아웃(430)이 상승할 수 있도록 한다.

상기 녹아웃(430)은 상기 녹아웃 로드(440)의 상단에 연결되는 것으로, 상기 녹아웃 로드(440)와 일체로 수직 상하방향으로 왕복 구동되어 상기 범용프레스의 펀치(511)에 의해 상기 트랜스퍼 금형(10) 내부로 인입된 가공물을 피드 높이(FEED LEVEL)까지 밀어올리게 된다.

이때, 녹아웃장치 장착형 범용 프레스는 장코일 스프링(LONG COIL SPRING)을 사용 할 수 있으므로 일반 범용 프레스기에 비해 길이가 긴 장코일 스프링이 설치되어 사용 가능한 횟수가 더 길어져 장기간 사용할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 일반적으로 사용되고 있는 C형, SEMI-C형, H형 범용프레스에 트랜스퍼 금형과 트랜스퍼 슬라이드를 구비하고 상기 프레임 하부에 상기 장열 녹아웃장치를 장착하여 원형전지 케이스를 생산하는 전용프레스로 활용 가능하게 할 수 있다. 즉 일반 범용프레스에 적용가능한 장열 녹아웃장치 구조를 제공하여 생산자의 접근성이 용이한 일반 범용프레스에서도 원형전지 케이스가 원활하게 생산될 수 있도록 하는 한편, 원형전지 케이스 생산속도(SPM:stroke per minute)에 대응하는 트랜스퍼 금형장치(다이세트, 핑거, 장열 녹아웃장치 등)의 설치가 가능한 범용프레스 구조를 제공함으로써 전용프레스가 아닌 범용프레스에 기반하더라도 다양한 직경과 총고의 원형전지 케이스 생산이 가능해질 수 있도록 한다.

특히 복열의 다이세트와 복열의 장열 녹아웃장치를 적용시킴으로써 범용프레스에서의 원형전지 케이스 성형시 발생될 수 있는 낮은 생산속도와 생산량 저하가 방지되어 일정수준 이상의 생산속도와 생산량을 확보할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명의 기본적인 기술적 사상 범주 내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형 예들을 포함하도록 작성된 특허청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.

1 : 다이세트
11 : 첫번째 열의 1차 블랭크
12 : 첫번째 열의 2차 블랭크
13 : 첫번째 열의 3차 블랭크
21 : 두번째 열의 1차 블랭크
22 : 두번째 열의 2차 블랭크
23 : 두번째 열의 3차 블랭크
1000 : 리어 다이세트 유닛
2000 : 프런트 다이세트 유닛
a : x축 위치 설정값
b : y축 위치 설정값
10 : 트랜스퍼 금형
100 : 프레임
200 : 슬라이드
300 : 볼스터
301 : 안내부
400 : 장열 녹아웃장치
401 : 관통구멍
402 : 체결구멍
410 : 가로지지대
411 : 제1 가로지지대
412 : 제2 가로지지대
413 : 보강지지대
414 : 개방면
420 : 녹아웃장착대
421 : 단위 녹아웃장착대
422 : 녹아웃지지대
421a : 제1 장착대
421b : 제2 장착대
421c : 제3 장착대
430 : 녹아웃
440 : 녹아웃 로드
500 : 다이세트
510 : 다이세트 상대
511 : 펀치
520 : 다이세트 하대

Claims

프레스 후단의 길이방향으로 설치되는 리어(REAR) 다이세트 유닛;과
프레스 전단의 길이방향으로 설치되는 프런트(FRONT) 다이세트 유닛;으로 구성되고,
상기 리어 다이세트 유닛과 상기 프런트 다이세트 유닛 중 선택되는 어느 하나는 동일 평면상의 x축과 y축 방향으로 위치 조절되어 다양한 규격의 모델을 생산할 수 있는 것을 특징으로 하는 2열 다이세트.
제1항에 있어서,
상기 프런트 다이세트는,
소재의 길이방향으로 첫번째 열의 1차 블랭크, 2차 블랭크, 3차 블랭크 순으로 연속 블랭킹하며,
상기 리어 다이세트는,
소재의 길이 방향으로 두번째 열의 1차 블랭크, 2차 블랭크, 3차 블랭크 순으로 연속 블랭킹하여 다단공정으로 2차 전지 케이스를 생산하는 것을 특징으로 하는 2열 다이세트.
제2항에 있어서,
상기 다이세트는,
소재의 블랭킹 간격이 구멍이 뚫리는 지름크기로 설정되며,
상기 첫번째 열의 1차 블랭크가 상기 두번째 열의 1차 블랭크와 상기 두번째 열의 2차 블랭크를 접하는 위치에서 연속 블랭킹되어 소재의 스크랩을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 2열 다이세트.
가로지지대가 하부를 이루고 있는 프레임;
상기 프레임에 조립되어 상하방향으로 왕복구동되는 슬라이드;
상기 슬라이드로부터 하향 이격되어 상기 프레임의 가로지지대에 고정되는 볼스터;
상기 슬라이드의 하면에 조립되고 펀치가 장열로 배치되는 다이세트 상대와, 상기 볼스터의 상면에 조립되고 원형전지 케이스 성형을 위한 트랜스퍼 금형이 장착되는 다이세트 하대로 구성되는 다이세트;
상기 프레임의 가로지지대에 설치되고, 상기 펀치에 의해 상기 트랜스퍼 금형 내부로 인입된 가공물을 피드 높이(FEED LEVEL)까지 밀어올려 이송될 수 있도록 하는 장열 녹아웃장치;를 포함하되,
상기 다이세트는 프레스 후단의 길이방향으로 설치되는 리어(REAR) 다이세트 유닛;과 프레스 전단의 길이방향으로 설치되는 프런트(FRONT) 다이세트 유닛;의 2열로 구성되고, 2열의 상기 다이세트에 대응하여 2열의 상기 장열 녹아웃장치가 구비되며,
상기 리어 다이세트 유닛과 상기 프런트 다이세트 유닛 중 선택되는 어느 하나는 동일 평면상의 x축과 y축 방향으로 위치 조절되어 다양한 규격의 모델을 생산할 수 있는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스.
제 4항에 있어서,
상기 장열 녹아웃장치는,
상기 가로지지대 사이에 고정배치되고, 상기 트랜스퍼 금형의 트랜스퍼 피치(Transfer Pitch)에 대응하는 관통구멍이 형성되는 녹아웃장착대;
설정길이만큼 길게 형성되는 원형의 롱 로드(long rod) 형상으로 이루어지고, 상기 녹아웃장착대의 상기 관통구멍을 관통하여 상하이동가능하게 설치되는 녹아웃 로드(knockout rod);
상기 녹아웃 로드의 상단에 연결되고, 상기 녹아웃 로드와 일체로 수직 상하방향으로 왕복 구동되어 상기 범용프레스의 펀치에 의해 상기 트랜스퍼 금형 내부로 인입된 가공물을 피드 높이(FEED LEVEL)까지 밀어올리는 녹아웃; 및
설정길이만큼 길게 형성되어 상기 녹아웃 로드에 삽입되며, 상하단이 상기 녹아웃 및 녹아웃 장착대에 고정되고, 상기 녹아웃에 탄성복원력을 부여하여 하강한 상기 녹아웃이 상승할 수 있도록 하는 장코일 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 금형장치 적용 범용프레스.