JP2013515352A - セルのサイドテープ自動付着方法及び装置 - Google Patents

セルのサイドテープ自動付着方法及び装置 Download PDF

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Abstract

開示されたサイドテープ自動付着装置は、セルの長手方向の少なくとも何れか一つの角にサイドテープを自動的に付着するための装置において、巻き取りロールに巻き取られたサイドテープをセルの長手方向の少なくとも何れか一つの側面に位置させ、サイドテープの一端をセルの側面に仮接着可能なポジショニング部材と、サイドテープの一端がセルに仮接着された状態でサイドテープを予め決められた長さ分切断可能な切断部材と、切断されたサイドテープをセルの側面の角に付着可能な付着部材とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、セルのサイドテープ自動付着方法及び装置に関するものであって、より詳しくは、リチウムポリマー二次電池用セルの少なくとも何れか一つの縁に絶縁用サイドテープを自動的に付着することができる方法及び装置に関する。
最近、通信及び電子技術が急速に発達され、各種の移動通信機器が広く普及されるにつれて、このような移動通信機器に装着される二次電池の需要も急激に増加している実情である。
なお、多種の移動通信機器において、二次電池のセルが機器から分離できる構造もあり、二次電池のセルが機器から分離されずに機器内部に付着される構造もある。
後者の場合、組み立てられたセルまたは電池パックは、例えば、携帯電話のような機器内部に組み立てられるので、このような機器内の回路または構成品との接触によって短絡が発生する恐れがあることから、セルの側面の角部分に絶縁用サイドテープを付着する。
ところが、リチウムポリマーセルの側面に絶縁目的のサイドテープを付着するにあたって、一定のサイズに切断されたサイドテープを作業者が剥離紙(Release Paper)(または離型紙)からサイドテープを分離した後、セルの側面の角にサイドテープを付着するようにすれば、作業時間及び作業人員が増加する問題点がある。
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものであって、セルの側面の角に絶縁用サイドテープを自動的に付着することができるように構造が改善したセルのサイドテープ自動付着方法及び装置を提供することを技術的課題とする。
上記のような課題を解決するために、本発明の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着装置は、セルの長手方向の少なくとも何れか一つの角にサイドテープを自動的に付着するための装置において、巻き取りロールに巻き取られた上記サイドテープを上記セルの長手方向の少なくとも何れか一つの側面に位置させ、上記サイドテープの一端を上記セルの側面に仮接着可能なポジショニング部材と、上記サイドテープの一端が上記セルに仮接着された状態で上記サイドテープを予め決められた長さ分切断可能な切断部材と、上記切断されたサイドテープを上記セルの側面の角に付着可能な付着部材とを備える。
望ましくは、上記ポジショニング部材は、フレームに垂直及び水平移動可能に設けられた移送ブロックと、上記サイドテープを吸着可能に上記移送ブロックに設けられた吸着部とを備える。
望ましくは、上記吸着部は、上記サイドテープの幅方向に配置された複数の吸着ノズルを備える。
望ましくは、上記切断部材は、上記サイドテープを切断可能に上記セルと予め決められた間隔ほど平行に配置されたカッターを備える。
望ましくは、上記切断部材は、上記カッターを上記サイドテープの走行方向と略垂直に往復移動させることができるカッターアクチュエータをさらに備える。
望ましくは、上記カッターアクチュエータは、油圧または空圧シリンダーである。
望ましくは、上記付着部材は、上記フレームに垂直及び水平移動可能に設けられた付着ブロックと、上記サイドテープを上記セルの角に圧着できるように上記付着ブロックに回転可能に設けられたローラーとを備える。
望ましくは、上記サイドテープから剥離される剥離紙を巻き取り可能な剥離紙回収部材をさらに備える。
望ましくは、上記サイドテープは、上記セルの端が折り曲げられた屈曲部を覆うことができるように付着される。
望ましく、自動付着装置は、セルの長手方向の互いに対向する2つの角に2つのサイドテープを自動的に付着するために、上記ポジショニング部材、上記切断部材、及び上記付着部材は、それぞれ互いに対向する位置に一対で配置される。
望ましくは、上記サイドテープは、絶縁テープである。
上記のような課題を解決するために、本発明の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着方法は、セルの長手方向の少なくとも何れか一つの角にサイドテープを自動的に付着するための方法において、(a)剥離紙とともに巻き取りロールに巻き取られた上記サイドテープを用意するステップと、(b)セルの長手方向の少なくとも何れか一つの側面に上記サイドテープを位置させ、上記サイドテープの一端を上記セルの側面に仮接着するステップと、(c)上記セルに上記サイドテープの一端が仮接着された状態で上記サイドテープを予め決められた長さ分切断するステップと、(d)上記切断されたサイドテープを上記セルの側面の角に付着するステップとを含む。
望ましくは、(e)上記サイドテープから分離される上記剥離紙を回収ローラーに巻くステップをさらに含む。
望ましくは、上記(b)ステップは、フレームに設けられた移送ブロックを水平に移送するステップと、上記移送ブロックに設けられた吸着部に上記サイドテープを吸着させるステップと、上記移送ブロックを上記セル方向に垂直に移送するステップと、上記サイドテープが上記セルの側面に付着されるように上記移送ブロックを水平にさらに移送するステップとを含む。
望ましくは、上記(c)ステップは、上記セルと予め決められた間隔ほど平行に配置されたカッターを水平に移動させるステップを含む。
望ましくは、上記(d)ステップは、ローラーを利用して上記セルの垂直断面と水平断面とを加圧するステップを含む。
望ましくは、上記(e)ステップは、剥離紙を巻き取り可能な巻き取りローラーを所定速度で間歇的に回転させるステップを含む。
望ましくは、上記ステップは、上記セルの長手方向の互いに対向する2つの角に2つのサイドテープを自動的に付着させる。
本発明は、上記方法のうちいずれか1つに記載の方法に従ってサイドテープが付着されたリチウム二次電池用セルを請求する。
本発明によるセルのサイドテープ自動付着方法及び装置は、自動化を通じて作業工数を減少させ、剥離紙からサイドテープを分離する工程を無くすことで、生産性を向上させ、コストを節減することができる。
上述の本発明の要約だけでなく、後述する本発明の望ましい実施例の詳細な説明は添付した図面を参照すればさらによく理解できるであろう。本出願の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着方法及び装置を説明するために、望ましい実施例の図面が図示される。しかし、本出願はそのような図面に示された正確な装置及び手段にのみ限定されないと理解すべきである。
本発明の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着装置を概略的に示す構成図である。 図1に示すポジショニング部材及び付着部材部分を概略的に抜粋して示した斜視図である。 本発明の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着方法を説明するための図面である。 本発明の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着方法を説明するための図面である。 本発明の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着方法を説明するための図面である。 本発明の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着方法を説明するための図面である。 2つのサイドテープが両側面の角に付着された状態を示すセルの斜視図である。 図7の側面図である。
以下の詳細な説明で使われた特定の用語は便宜を図るためのものであって制限的なものではない。「右」、「左」、「上面」及び「下面」との単語は参照した図面における方向を示す。「内側に」及び「外側に」との単語はそれぞれ指定された装置、システム及びその部材の幾何学的中心に向かうか、それから遠ざかる方向を示す。「前方」、「後方」、「上方」、「下方」及びその関連単語または語句は参照した図面における位置及び方位を示すものであって制限的なものではない。このような用語は前記で挙げられた単語、その派生語及び類似した意味の単語を含む。
本発明の特定の例示的実施例は、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の望ましい例示的実施例によるセルのサイドテープ自動付着装置を概略的に示す構成図であり、図2は図1に示すポジショニング部材及び付着部材部分を概略的に抜粋して示した斜視図である。
図1及び図2を参照すれば分かるように、サイドテープ自動付着装置100は、作業台102に置かれたセル104の長手方向の両側の角に2つのサイドテープSTを同時に自動的に付着するためのものであって、剥離紙RPとともに巻き取りロール110にそれぞれ巻き取られたサイドテープSTの一端をセル104の両側面に仮接着可能なポジショニング部材120と、サイドテープSTの一端がセル104の両側面に仮接着された状態でサイドテープSTを予め決められた長さ分切断可能な切断部材130と、切断されたサイドテープSTをセル104の側面の角に付着可能な付着部材140と、サイドテープSTから剥離される剥離紙RPを巻き取り可能な剥離紙回収部材150とを備える。
本実施例によるサイドテープ自動付着工程は、セル104の寸法及び外観検査工程、セル104の機能及びバーコード検査工程などを経てから、セル104の長手方向の両側面端部を略90度の角度で折り曲げて屈曲部(106:図7及び図8参照)を形成するベンディング工程を経た後、セル104のタップ108を最終切断するタップ切断工程の前になされることが望ましい。もちろん、このような工程の順序は、作業条件、その他自動化設備によって当業者によって適切に変更できることは自明である。また、このような付着作業のために、セル104は、自動化ライン(図示せず)の作業台102に連続的に供給される。
それぞれの巻き取りロール110は、作業台102の上方に自由に回転するように設けられる。巻き取りロール110に巻き取られたサイドテープSTは、セル104の長手方向の両側の角(セルが作業台に位置された状態で両側の垂直側面及び上側の側面一部)の長さ全体にわたって付着可能な幅を持つ。また、サイドテープSTは、接着層を覆っている剥離紙RPとともに巻き取りロール110に巻き取られている。従って、セル104の両側角にサイドテープSTを付着するために、サイドテープSTを巻き取りロール110から繰り出すと、接着層が形成されたサイドテープSTと接着層を覆っていた剥離紙RPとは自然に分離され、サイドテープSTは下方の作業対象セル104に向かうようになり、剥離紙RPは剥離紙回収ローラー150に巻き取られて回収される。後述のように、剥離紙回収ローラー150は、モーター(図示せず)によって所定時間及び間隔で回転できるように構成される。
また、サイドテープSTは、例えば、カプトン(Kapton)テープ、ノーマックス(Nomax)テープなどのポリイミド樹脂から製造されるすべての種類の絶縁性テープを含む。
上記ポジショニング部材120は、フレーム101に垂直及び水平移動可能に設けられた移送ブロック122と、サイドテープSTを吸着可能に移送ブロック122に設けられた吸着部124とを備える。吸着部124は、サイドテープSTの幅方向に平行に配置された複数の吸着ノズル126と、吸着ノズル126に選択的に吸引力を付与するためのポンプ(図示せず)とを備える。
ポジショニング部材120の移送ブロック122は、フレーム101に設けられた垂直レール103に沿って垂直に往復移動される垂直ガイド128に設けられる。垂直ガイド128には、垂直レール103に結合できる垂直レール溝123が設けられる。また、垂直ガイド128は、垂直レール103と直交する水平レール121を備え、移送ブロック122は水平レール121に沿って水平に往復移動できる。このために、移送ブロック122には、水平レール121に結合できる水平レール溝125が設けられる。ポジショニング部材120の吸着部124それぞれの吸着ノズル126は、上述のポンプなどのような駆動源によって作動することで、サイドテープSTを選択的に吸着するか、その吸着を解除することができる。
切断部材130は、往復移動によってサイドテープSTを切断できるカッター132を備える。カッター132は、作業対象セル104と所定間隔平行に離隔配置され、フレーム101に設けられた油圧または空圧シリンダーのようなアクチュエータ134によってサイドテープの方向に移動されながらサイドテープSTを切断できる。従って、カッター132は、サイドテープSTの幅よりも大きい幅を持つ。
付着部材140は、フレーム101に垂直及び水平移動可能に設けられた付着ブロック142、サイドテープSTをセル104の両側面の角に圧着できるように付着ブロック142に回転可能に設けられたローラー144とを備える。
付着部材140の付着ブロック142は、フレーム101に設けられた垂直レール103に沿って垂直に往復移動できる第2垂直ガイド146に設けられる。第2垂直ガイド146は、垂直レール103と直交する第2水平レール148を備え、付着ブロック142は、第2水平レール148に沿って水平に往復移動できる。
付着部材140のローラー144は、付着ブロック142の両端に設けられたローラーブラケット141に自由に回転可能に設けられる。ローラー144は、サイドテープSTをセル104の角に接触させ、付着ブロック142によって加えられるローラー144の加圧力によってサイドテープSTをセル104の角に付着するためのものである。このために、ローラー144は、所定の弾性を持つ材質で製作することが望ましい。また、ローラー144の長さは、セル104の長さ及びサイドテープSTの幅よりも大きく用意することが望ましい。
剥離紙回収部材150は、モーター(図示せず)によって回転できるようにフレーム101に設けられた回収ローラー144を備える。回収ローラー144は、巻き取りロール110に巻き取られたサイドテープSTが付着工程のために繰り出される場合、剥離紙RPを回収して巻き取るためのものである。
上記のように構成された本発明の望ましい例示的実施例によるサイドテープ自動付着装置の作動を説明する。このような作動は、本発明の望ましい例示的実施例によるサイドテープ自動付着方法の一例になり得る。
図3に示すように、作業台102にセル104が置かれ、付着部材140はフレーム101に対してセル104の下方に位置された状態で、移送ブロック122は吸着部124の吸着ノズル126を利用してサイドテープSTの端を吸着した状態でフレーム101に沿って下方に移動される。
すると、図4に示すように、移送ブロック122がセル104の側面においてセル104とほぼ平行に位置すれば、移送ブロック122は水平レール121に沿ってセル104の側面に移動しながらサイドテープSTをセル104の側面の端に仮接着する。次いで、吸着部124の吸入を解除した状態で、移送ブロック122はセル104から遠ざかる方向に若干後退した後、フレーム101に沿って上方に移動する。
次いで、図5に示すように、ポジショニング部材120の移送ブロック122はサイドテープSTの方向に水平移動し、吸着ノズル126の吸入によってサイドテープSTを吸着する。同時に、セル104よりも十分下降していた付着部材140の付着ブロック142をセル104と実質的に平行に上昇させる。そして、付着ブロック142を第2水平レール148に沿ってセル104に接近させてローラー144をセル104の側面の端に密着させた状態で付着ブロック142の移動を中断させ、切断部材130のアクチュエータ134を作動させてカッター132を利用してサイドテープSTを切断する。すると、巻き取りロール110に巻き取られたサイドテープSTの端はポジショニング部材120の吸着部124によって位置が固定されており、切断されたサイドテープSTの一端はセル104の側面の端に付着されている状態であり、切断されたサイドテープSTの他端は自由な状態になる。切断工程が終了すれば、カッター132はアクチュエータ134によって原位置に戻される。
次いで、図6に示すように、付着部材140の付着ブロック142を上下に所定回数往復移動させながら、ローラー144がセル104の側面の端を加圧させサイドテープSTをセル104の側面の端に付着する。その後、ローラー144がセル104の上面に位置された状態で付着ブロック142はセル104の方向に往復移動しながらサイドテープSTの残り部分をセル104の上面の端部分に付着する。
付着作業が完了すれば、付着ブロック142は、フレーム101の垂直レール103に沿って下降し原位置に戻り、次回の付着工程のために、ポジショニング部材120はまた下降する。
最後に、両側面の角にサイドテープSTが付着されたセル104は、図示していない部材によって作業台102から離脱され、新しい作業対象のセル104が作業台102に置かれる。
図7は2つのサイドテープが両側面の角に付着された状態を示すセルの斜視図であり、図8は図7の側面図である。
図7及び図8を参照すれば、このようなセル104は、前述のように、最終タップ切断工程、セルまたはパックの厚さ検査、機能及びバーコード検査、最終パック寸法及び外観検査を経てから、パッキング及び最終バーコードスキャン工程及びタップの長さ測定工程を経ることで、セルの製造工程が完了する。このようなセルは、リチウムイオン二次電池またはリチウムポリマー二次電池またはリチウムイオン/ポリマー二次電池であって、外部機器と分離されない、すなわち、外部機器(図示せず)と一体で使うことができるバッテリーとして活用可能である。このようなバッテリーまたはセル104が外部機器に装着されれば、サイドテープSTは外部機器内部の他の回路とセル104との短絡を防止する機能を果たす。
上述の詳細な説明及び図面は本発明の望ましい実施例を示す一方、添付した請求項で定義されたように、本発明の思想及び範囲を逸脱しない限り、多様な付加物、変形物、組み合わせ及び/または代替物があり得ることを理解すべきである。特に、本発明は他の要素、物質、成分を利用して本発明の必須特徴から逸脱しない範囲内で、他の特定の形態、構造、配列、比率として具現できることを当業者は理解できるであろう。本発明の原則を逸脱しない限り、特定の環境及び作動条件に特に適するようになった構造、配列、比率、物質、成分の多くの変形とともに本発明が使用できることを当業者は理解できるであろう。また、本明細書で説明された特徴は単独で使うこともでき、他の特徴と組み合わせて使うこともできる。例えば、一つの実施例に関連して説明された特徴は、他の実施例で説明された特徴とともに、及び/または相互交換されて使われ得る。従って、現在開示された実施例はすべての面において制限的ものではなく説明的なものとして見なされるべきであり、発明の範囲は添付した請求範囲によって示されるが、上述の詳細な説明によって限定されてはいけない。
添付した請求範囲の広い範囲を逸脱しない限り本発明の多様な変形及び変更が可能なのは当業者は理解できるであろう。このようなもののうち何れかは既に上述されており、その他のものは当業者に明白であろう。
ST …サイドテープ
RP …剥離紙
100…装置
101…フレーム
102…作業台
103…垂直レール
104…セル
106…屈曲部
108…タップ
110…巻き取りロール
120…ポジショニング部材
121…水平レール
122…移送ブロック
123…垂直レール溝
124…吸着部
126…吸着ノズル
128…垂直ガイド
130…切断部材
132…カッター
134…アクチュエータ
140…付着部材
142…付着ブロック
144…ローラー
146…第2垂直ガイド
148…第2水平レール
150…回収部材

Claims (20)

  1. セルの長手方向の少なくとも何れか一つの角にサイドテープを自動的に付着するための装置において、
    巻き取りロールに巻き取られた上記サイドテープを上記セルの長手方向の少なくとも何れか一つの側面に位置させ、上記サイドテープの一端を上記セルの側面に仮接着可能なポジショニング部材と、
    上記サイドテープの一端が上記セルに仮接着された状態で上記サイドテープを予め決められた長さ分切断可能な切断部材と、
    上記切断されたサイドテープを上記セルの側面の角に付着可能な付着部材とを備えることを特徴とするセルのサイドテープ自動付着装置。
  2. 上記ポジショニング部材は、
    フレームに垂直及び水平移動可能に設けられた移送ブロックと、
    上記サイドテープを吸着可能に上記移送ブロックに設けられた吸着部とを備えることを特徴とする請求項1に記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  3. 上記吸着部は、上記サイドテープの幅方向に配置された複数の吸着ノズルを備えることを特徴とする請求項2に記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  4. 上記切断部材は、上記サイドテープを切断可能に上記セルと予め決められた間隔ほど平行に配置されたカッターを備えることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  5. 上記切断部材は、上記カッターを上記サイドテープの走行方向と垂直に往復移動させることができるカッターアクチュエータをさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  6. 上記カッターアクチュエータは、油圧または空圧シリンダーであることを特徴とする請求項5に記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  7. 上記付着部材は、
    上記フレームに垂直及び水平移動可能に設けられた付着ブロックと、
    上記サイドテープを上記セルの角に圧着できるように上記付着ブロックに回転可能に設けられたローラーとを備えることを特徴とする請求項2または3に記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  8. 上記サイドテープから剥離される剥離紙を巻き取り可能な剥離紙回収部材をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項7のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  9. 上記サイドテープは、上記セルの端が折り曲げられた屈曲部を覆うことができるように付着されることを特徴とする請求項1から請求項8のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  10. セルの長手方向の互いに対向する2つの角に2つのサイドテープを自動的に付着するために、上記ポジショニング部材、上記切断部材、及び上記付着部材は、それぞれ互いに対向する位置に一対で配置されたことを特徴とする請求項1から請求項9のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  11. 上記サイドテープは、絶縁テープであることを特徴とする請求項1から請求項10のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着装置。
  12. セルの長手方向の少なくとも何れか一つの角にサイドテープを自動的に付着するための方法において、
    (a)剥離紙とともに巻き取りロールに巻き取られた上記サイドテープを用意するステップと、
    (b)セルの長手方向の少なくとも何れか一つの側面に上記サイドテープを位置させ、上記サイドテープの一端を上記セルの側面に仮接着するステップと、
    (c)上記セルに上記サイドテープの一端が仮接着された状態で上記サイドテープを予め決められた長さ分切断するステップと、
    (d)上記切断されたサイドテープを上記セルの側面の角に付着するステップとを含むことを特徴とするセルのサイドテープ自動付着方法。
  13. (e)上記サイドテープから分離される上記剥離紙を回収ローラーに巻き取るステップを含むことを特徴とする請求項12に記載のセルのサイドテープ自動付着方法。
  14. 上記(b)ステップは、
    フレームに設けられた移送ブロックを水平に移送するステップと、
    上記移送ブロックに設けられた吸着部に上記サイドテープを吸着させるステップと、
    上記移送ブロックを上記セル方向に垂直に移送するステップと、
    上記サイドテープが上記セルの側面に付着されるように上記移送ブロックを水平にさらに移送するステップとを含むことを特徴とする請求項12または請求項13に記載のセルのサイドテープ自動付着方法。
  15. 上記(c)ステップは、上記セルと予め決められた間隔ほど平行に配置されたカッターを水平に移動させるステップを含むことを特徴とする請求項12から請求項14のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着方法。
  16. 上記(d)ステップは、ローラーを利用して上記セルの垂直断面と水平断面とを加圧するステップを含むことを特徴とする請求項12から請求項15のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着方法。
  17. 上記(e)ステップは、剥離紙を巻き取り可能な巻き取りローラーを所定速度で間歇的に回転させるステップを含むことを特徴とする請求項13に記載のセルのサイドテープ自動付着方法。
  18. 上記(a)から(d)ステップは、上記セルの長手方向の互いに対向する2つの角に2つのサイドテープを自動的に付着させることを特徴とする請求項12から請求項17のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着方法。
  19. 上記サイドテープは、絶縁テープであることを特徴とする請求項12から請求項18のうちいずれか1つに記載のセルのサイドテープ自動付着方法。
  20. 請求項12から請求項19のうちいずれか1つに記載の方法に従ってサイドテープが付着されたリチウム二次電池用セル。
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