JP5517269B2 - トレイ - Google Patents

Description

本発明は、トレイに関し、より詳細には、複数のポーチ形電池（ｐｏｕｃｈ−ｔｙｐｅ ｂａｔｔｅｒｙ）を配置するためのトレイに関する。

目下、技術の急速な発展とともに、携帯電話、タブレットＰＣ、ノートブックなどの様々な電子製品には、さらに電気車両にも、電力を供給しかつサービス時間を延ばすために、長持ちする電池が必要である。リチウム電池は、エネルギー貯蔵密度が高くかつメモリ効果が低いため、多くの電子製品に広く適用されており、現在、非常に期待されている種類の電池である。

リチウム電池の製造工程では、半完成品が完成品となりうるように、最初に形成や初回充電などの工程を実行する必要がある。形成工程では、半完成のリチウム電池製品の電極が付勢され、その結果、半完成のリチウム電池製品内部の流体状態の化学組成物が、電気エネルギーを貯蔵することができる固体状態の化学構造を形成する。ポーチ形電池の形成工程前に、半完成品内部の流体状態の化学組成物は柔らかいポーチの中に充填され、したがって、形成工程の間、半完成品の形状を維持するために均一な力が加えられる必要がある。

しかしながら、ポーチ形電池の大量生産では、各ポーチ形電池に均一な均等に分散された力が加えられうるようにする方法は重要な課題である。

本発明は、ポーチ形電池のそれぞれに均一な均等に分散された力を加えることができる、複数のポーチ形電池を配置するためのトレイに関する。

上述の目的を達成するために、本発明の複数のポーチ形電池を配置するためのトレイは、１つのフレームと、少なくとも１つの駆動軸と、複数の固定板と、複数の可動板と、を具備する。駆動軸は、駆動軸線に沿ってフレームに摺動可能に固定されるとともに、フレームに対する駆動軸の相対位置を決定するための位置決め装置を有する。固定板は駆動軸線に対して垂直であるとともに、フレームの中に駆動軸線に沿って順に並べられかつ固定される。可動板もまた駆動軸線に対して垂直であるとともに、フレームの中に駆動軸線に沿って順に並べられる。可動板は固定板と組み合わされる。フレームの中で、可動板は駆動軸と一緒に動かされ、可動板のそれぞれおよび固定板のそれぞれが、ポーチ形電池のそれぞれを受け入れるための受入れ空間を画定し、ポーチ形電池のそれぞれをクランプするために使用される。本発明のトレイは、ポーチ形電池のそれぞれに均一な均等に分散された力を加えることができる。

本発明について添付図面に従って説明する。

本発明のトレイの一方向からの概略斜視図である。 本発明のトレイの別方向からの概略斜視図である。 本発明のトレイの概略側面図である。 本発明のトレイの可動板組立体の概略組立図である。 本発明のトレイの可動板組立体の部分概略分解図である。 本発明のトレイの可動板組立体の部分概略断面図である。 本発明のフレームの概略斜視図である。 本発明の固定板の概略図である。 本発明の固定板およびポーチ形電池の概略分解図である。 本発明の固定板およびポーチ形電池の概略組立図である。

まず、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃを参照すると、本発明の好ましい一実施形態によるトレイ２が複数のポーチ形電池１を配置するために使用されている。トレイ２は、１つのフレーム２１と、少なくとも１つの駆動軸２２（現在の実施形態では、２つの駆動軸２２）と、複数の固定板２３と、複数の可動板２４と、を具備する。駆動軸２２のそれぞれが、駆動軸線Ａに沿ってフレーム２１に摺動可能に固定され、駆動軸２２のそれぞれは、フレーム２１に対する駆動軸２２の相対位置を決定するための位置決め装置２２１を有する。固定板２３は駆動軸線Ａに対して垂直であるとともに、フレーム２１の中に駆動軸線Ａに沿って順に並べられかつ固定される。可動板２４もまた駆動軸線Ａに対して垂直であるとともに、フレーム２１の中に駆動軸線Ａに沿って順に並べられ、可動板２４は固定板２３と組み合わされる。さらに、可動板２４は駆動軸２２と一緒に動かされ、可動板２４のそれぞれおよび固定板２３のそれぞれが、ポーチ形電池１のそれぞれを受け入れるための受入れ空間を画定し、ポーチ形電池１のそれぞれをクランプするために使用される。

半完成のポーチ形電池１の製品が可動板２４と固定板２３との間の受入れ空間内に配置されてから、形成工程の前に、駆動軸２２に力が加えられ、その結果、駆動軸２２はフレーム２１に対して所定の相対位置まで摺動する。次いで、可動板２４は、駆動軸２２によって駆動され、可動板２４と固定板２３との間にクランプされたすべての半完成のポーチ形電池１の製品に均一な均等に分散された力を加える。この時点で、フレーム２１に対する駆動軸２２の相対位置は位置決め装置２２１によって決定され、その結果、形成工程の間、すべての半完成のポーチ形電池１の製品に均一な均等に分散された力が連続的にかつ同時に加えられる。

半完成のポーチ形電池１の製品については、図４Ｂおよび図４Ｃを参照することができる。本体１１および２つの電極１３に加えて、ポーチ形電池１は、本体１１とガス連通する空気袋１２をさらに有する。ポーチ形電池１の半完成品の電極１３が付勢されて形成工程が実行されると、空気袋１２は、半完成のポーチ形電池１の製品内の化学組成物によって生成されたガスを集める。この時点で、本発明のトレイ２は、可動板２４を通じてポーチ形電池１の半完成品に均一な均等に分散された力を加える。形成工程の終了後、ポーチ形電池１の空気袋１２が本体１１と連通する場所が閉鎖され、空気袋１２は切除される。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃを参照すると、本発明のトレイ２は、複数の弾性装置２５をさらに具備する。図２Ｃで小孔は、可動板２４と弾性装置２５の関係は、駆動軸２２が示されていない場合、より明瞭に示すことができる。弾性装置２５のそれぞれが駆動軸２２と可動板２４のそれぞれとを連結する。駆動軸２２は弾性装置２５を駆動し、弾性装置２５はさらに、可動板２４を通じてポーチ形電池１に複数の均等な弾性力を加える。したがって、本発明のトレイ２では、個々のポーチ形電池１の厚みのわずかな差によって引き起こされた、異なるポーチ形電池１に加えられる力の差と、異なる可動板２３が駆動軸２２と共に動くのと同じ距離と、を弾性装置２５によってさらに低減することができる。

この実施形態のトレイ２は２つの駆動軸２２を具備する。図２Ａおよび図２Ｂに示されているように、２つの駆動軸２２はそれぞれ、可動板２４のそれぞれの左側および右側を挿通し、弾性装置２５のそれぞれが、駆動軸２２の一方と可動板２４のそれぞれとを連結し、それによってポーチ形電池１に力を均一に加えるようにする。したがって、可動板２４のそれぞれが駆動軸２２のそれぞれに対応する小孔２４１を形成し、駆動軸２２はそれぞれ、対応する小孔２４１を挿通する。好ましい一実施形態では、本発明の弾性装置２５は複数のコイルばねであり、駆動軸２２は対応するコイルばねを挿通する。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されているように、この実施形態のトレイ２は複数のストップリング２６を具備する。ストップリング２６はそれぞれ、可動板２４相互間の複数のピッチを限定するために、可動板２４相互間に配置されかつ駆動軸２２の一方の周囲に固定され、弾性装置２５のそれぞれがストップリング２６のそれぞれの中に受け入れられる。弾性装置２５のそれぞれは、ストップリング２６のそれぞれおよび可動板２４のそれぞれに押し付けられ、その結果、可動板２４は、弾性装置２５およびストップリング２６を通じて駆動軸２２によって駆動することができる。好ましい一実施形態では、ストップリング２６のそれぞれが位置決め穴２６１を有し、ストップリング２６のそれぞれが、位置決め穴２６１によって対応する駆動軸２２にロックされかつ固定される。

図１Ｂ、図１Ｃ、および図３を参照すると、本発明のトレイ２は駆動軸連結器２７をさらに具備することが好ましい。駆動軸２２のそれぞれの第１の端部が、駆動軸線Ａに沿ってフレーム２１の対応する第１の滑り穴２１１を通って出て、駆動軸連結器２７は、駆動軸２２の第１の端部をすべて固定するために使用され、フレーム２１の第１の外表面に押し付けられる。形成工程の前に、円筒などの装置を使用することによって駆動軸連結器２７に力が加えられてすべての駆動軸２２をフレーム２１に対して所定の相対位置まで摺動できるようにすることができ、次いで、フレーム２１に対する駆動軸２２の相対位置が位置決め装置２２１によって決定される。

図１Ａ、図１Ｃ、および図３を参照すると、この実施形態では、駆動軸２２のそれぞれの位置決め装置２２１はナット２２２を具備する。駆動軸２２のそれぞれの第２の端部が、駆動軸線Ａに沿ってフレーム２１の対応する第２の滑り穴２１２を通って出て、雄ねじ２２３を形成する。位置決め装置２２１のナット２２２は、雄ねじ２２３と係合するために使用され、フレーム２１の第２の外表面に押し付けられ、それによってフレーム２１に対する駆動軸２２の相対位置を決定するようにする。

図４Ａを参照すると、本発明の固定板２３のそれぞれが、プレート本体２３１および少なくとも１つのストップバンプ２３２を具備する。プレート本体２３１はフレーム２１に固定され、ストップバンプ２３２は、ポーチ形電池１をクランプするためにプレート本体２３１の側面上に配置され、対応する可動板２４と接触し、それによって可動板２４のそれぞれと固定板２３のそれぞれとの間のピッチを限定し、ポーチ形電池１が過度に圧迫されないようにする。この実施形態では、固定板２３のそれぞれが、ポーチ形電池１のそれぞれを締付けるための、プレート本体２３１の側面の左側および右側にそれぞれ配置された２つのストップバンプ２３２を具備し、それによって可動板２４のそれぞれおよび固定板２３のそれぞれを均一に押し付けるとともに、可動板２４のそれぞれと固定板２３のそれぞれとの間のピッチを限定するようにする。ストップバンプ２３２の厚みは、ストップリング２６の厚み未満であることが好ましい。

図４Ａを参照すると、固定板２３のそれぞれが好ましくはポーチ形電池位置決めラック２３３を具備し、ポーチ形電池位置決めラック２３３は、ポーチ形電池１のそれぞれをクランプするためにプレート本体２３１の側面上に配置され、ポーチ形電池１を位置付ける。ポーチ形電池位置決めラック２３３は、２つのガイドストリップ２３３ａおよび１つの位置決め溝２３３ｂを具備する。ガイドストリップ２３３ａは垂直方向に延び、ポーチ形電池１のそれぞれをクランプするために、固定板２３のそれぞれのプレート本体２３１の側面の左側および右側にそれぞれ配置される。位置決め溝２３３ｂは、ポーチ形電池１のそれぞれをクランプするために、固定板２３のそれぞれのプレート本体２３１の側面の底部側に配置される。したがって、図４Ｂおよび図４Ｃに示されているように、ポーチ形電池１のそれぞれが上から本発明のトレイ２の中に入れられたときに、ポーチ形電池１のそれぞれの左側、右側、および底部側がそれぞれ、ガイドストリップ２３３ａおよび位置決め溝２３３ｂによってトレイ２の中に位置付けられる。

図３を参照すると、この実施形態では、フレーム２１は、駆動軸２２と接触しかつ駆動軸２２を摺動可能に固定するための複数のオイルフリーブッシング２１３を具備し、フレーム２１は、固定板２３をそれぞれ差し込み固定するための複数の溝２１４を具備する。

この実施形態では、フレーム２１の好ましい実施形態と同様に、図１Ａ、図１Ｂ、および図３を参照することができる。フレーム２１には、トレイ２を、例えば、ポーチ形電池１のプロセス装置内に位置付けるための複数の位置決め穴２１５が形成される。フレーム２１は、本発明のトレイ２の操作を容易にするために、駆動軸線Ａに沿ってフレーム２１の前側および後側に配置された２つの握り穴２１６を有する。フレーム２１には、トレイ２の向きを識別するための、駆動軸線Ａに沿ってフレーム２１の前側または後側のどちらかに配置された方向識別切欠き部２１７が形成される。さらに、フレーム２１は、プロセス装置とポーチ形電池１の電極１３との電気的接続を容易にするとともに、形成工程または他の充電工程を実行するのを助けるために、ポーチ形電池１のそれぞれの左側および右側に２つの電極１３を露出させるための、ポーチ形電池１の左側および右側に対応して配置された２つの開口２１８を有する。

ポーチ形電池１が本発明のトレイ２の中に置かれると、駆動軸２２は可動板２４を移動させることができ、位置決め装置２２１は、フレーム２１に対する駆動軸２２の相対位置を決定し、それによって可動板２４と固定板２３との間にクランプされた半完成のポーチ形電池１の製品のすべてに均一な均等に分散された力を加えて、本発明の目的を達成するようにする。

本発明の上述の実施形態は、一例にすぎないことを意図している。多くの代替実施形態が以下の特許請求の範囲から逸脱することなく当業者によって考案されうる。

１…ポーチ形電池、２…トレイ、１１…本体、１２…空気袋、１３…電極、２１…フレーム、２２…駆動軸、２３…固定板、２４…可動板、２５…弾性装置、２６…ストップリング、２７…駆動軸連結器、２１１…第１の滑り穴、２１２…第２の滑り穴、２１３…オイルフリーブッシング、２１４…溝、２１５、２６１…位置決め穴、２１６…握り穴、２１７…方向識別切欠き部、２１８…開口、２２１…位置決め装置、２２２…ナット、２２３…雄ねじ、２３１…プレート本体、２３２…ストッププバンプ、２３３…ポーチ形電池位置決めラック、２３３ａ…ガイドストリップ、２３３ｂ…位置決め溝、２４１…穿孔

Claims (19)

1. 複数のポーチ形電池を配置するためのトレイであって、
   １つのフレームと、
   駆動軸線に沿って前記フレームに摺動可能に固定された少なくとも１つの駆動軸であって、前記フレームに対する該駆動軸の相対位置を決定するための位置決め装置を有する駆動軸と、
   前記駆動軸線に対して垂直であるとともに、前記フレームの中に前記駆動軸線に沿って順に並べられかつ固定された固定板と、
   前記駆動軸に対して垂直であるとともに、前記フレームの中に前記駆動軸線に沿って順に並べられた複数の可動板であって、前記固定板と組み合わされた可動板と、を備え、
   前記可動板が前記駆動軸と一緒に動かされ、前記可動板のそれぞれおよび前記固定板のそれぞれが、前記ポーチ形電池のそれぞれを受け入れるための受入れ空間を画定し、前記ポーチ形電池のそれぞれをクランプする、トレイ。
2. 前記可動板のそれぞれが前記駆動軸に対応する小孔を形成しており、前記駆動軸が前記小孔を挿通する、請求項１に記載のトレイ。
3. 複数の弾性装置をさらに備え、
   前記弾性装置のそれぞれが前記駆動軸と前記可動板のそれぞれとを連結し、前記弾性装置が、前記可動板を通じて前記ポーチ形電池に複数の均等な弾性力を加える、請求項１に記載のトレイ。
4. 前記可動板相互間の複数のピッチを限定するために、それぞれ前記可動板相互間に配置されかつ前記駆動軸の周囲に固定された複数のストップリングをさらに備え、
   前記弾性装置のそれぞれが前記ストップリングのそれぞれの中に受け入れられる、請求項３に記載のトレイ。
5. 前記弾性装置のそれぞれが、前記ストップリングのそれぞれおよび前記可動板のそれぞれに押し付けられる、請求項４に記載のトレイ。
6. 前記可動板のそれぞれの左側および右側をそれぞれ挿通する２つの駆動軸を備え、
   前記弾性装置のそれぞれが、前記駆動軸の一方と前記可動板のそれぞれとを連結する、請求項３に記載のトレイ。
7. 駆動軸連結器をさらに備え、
   前記駆動軸のそれぞれの第１の端部が、前記駆動軸線に沿って前記フレームの対応する第１の滑り穴を通って出て、前記駆動軸連結器が、前記駆動軸の前記第１の端部を固定するために使用され、前記フレームの第１の外表面に押し付けられ、前記駆動軸連結器に力が加えられて前記駆動軸を前記フレームに対して前記相対位置まで摺動できるようにしてから、前記フレームに対する前記駆動軸の前記相対位置が前記位置決め装置によって決定される、請求項６に記載のトレイ。
8. 前記駆動軸のそれぞれの前記位置決め装置がナットを備え、前記駆動軸のそれぞれの第２の端部が、前記駆動軸線に沿って前記フレームの対応する第２の滑り穴を通って出て、雄ねじを形成し、前記ナットが、前記雄ねじと係合するために使用され、前記フレームの第２の外表面に押し付けられて前記フレームに対する前記駆動軸の相対位置を決定する、請求項７に記載のトレイ。
9. 前記ストップリングのそれぞれが位置決め穴を有し、前記ストップリングのそれぞれが、前記位置決め穴によって前記駆動軸にロックされかつ固定される、請求項４に記載のトレイ。
10. 前記弾性装置が複数のコイルばねであり、前記駆動軸が対応する前記コイルばねを挿通する、請求項３に記載のトレイ。
11. 前記固定板のそれぞれがプレート本体および少なくとも１つのストップバンプを備え、前記プレート本体が前記フレームに固定され、前記ストップバンプが、前記ポーチ形電池のそれぞれをクランプするために前記プレート本体の側面上に配置され、対応する前記可動板と接触し、それによって前記可動板のそれぞれと前記固定板のそれぞれとの間のピッチを限定するようにする、請求項１に記載のトレイ。
12. 前記固定板のそれぞれがポーチ形電池位置決めラックを備え、前記ポーチ形電池位置決めラックが、前記ポーチ形電池を位置決めするために前記プレート本体の前記側面上に配置される、請求項１１に記載のトレイ。
13. 前記ポーチ形電池位置決めラックのそれぞれが、２つのガイドストリップおよび１つの位置決め溝を備え、前記ガイドストリップが垂直に延びかつ前記固定板のそれぞれの前記プレート本体の前記側面の左側および右側にそれぞれ配置され、前記位置決め溝が、前記固定板のそれぞれの前記プレート本体の前記側面の底部側に配置され、前記ポーチ形電池のそれぞれの左側、右側、および底部側がそれぞれ、前記ガイドストリップおよび前記位置決め溝によって前記トレイの中に位置付けられる、請求項１２に記載のトレイ。
14. 前記固定板のそれぞれが、前記ポーチ形電池のそれぞれをクランプするための、前記プレート本体の前記側面の左側および右側にそれぞれ配置された２つのストップバンプを備える、請求項１１に記載のトレイ。
15. 前記フレームが、前記駆動軸と接触しかつ前記駆動軸を摺動可能に固定するための複数のオイルフリーブッシングを備える、請求項１に記載のトレイ。
16. 前記フレームが、前記ポーチ形電池のそれぞれの左側および右側に２つの電極を露出させるための、前記ポーチ形電池のそれぞれの前記左側および前記右側に対応して配置された２つの開口を有する、請求項１に記載のトレイ。
17. 前記フレームが、前記固定板を差し込み固定するための複数の溝を備える、請求項１に記載のトレイ。
18. 前記フレームが、前記駆動軸線に沿って前記フレームの前側および後側に配置された２つの握り穴を有する、請求項１に記載のトレイ。
19. 前記フレームには、前記トレイの向きを識別するための、前記駆動軸線に沿って前記フレームの前側または後側のどちらかに配置された方向識別切欠き部が形成される、請求項１に記載のトレイ。

Images