KR101124534B1 - 복수 개의 이차전지 충전이 가능한 이차전지 충전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 이차전지 충전장치는, 일측이 상측을 향하도록 세워지는 가이드레일과, 상기 가이드레일에 결합되는 제1 슬라이드바 및 제2 슬라이드바와, 상기 제1 슬라이드바로부터 돌출되며 상하 방향으로 배열되는 둘 이상의 제1 가압단과, 상기 제2 슬라이드바로부터 돌출되며 일부가 상기 제1 가압단과 상하 방향으로 이웃하도록 쌍을 이루는 둘 이상의 제2 가압단과, 상기 제1 가압단과 제2 가압단 사이에 결합되어 충전전원을 공급하는 충전클램프를 구비하는 본체; 이차전지가 안착 가능한 형상으로 형성되어 상하 방향으로 병렬 배열되는 둘 이상의 안착판을 구비하는 적재트레이;를 포함하도록 구성된다. 본 발명에 의한 이차전지 충전장치를 이용하면, 한 번에 복수 개의 이차전지를 충전시킬 수 있고, 한정된 공간 내에서 많은 개수의 이차전지를 안정적으로 병렬 배열할 수 있으며, 이차전지 충전공정을 자동화시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

복수 개의 이차전지 충전이 가능한 이차전지 충전장치 {Secondary battery charging device for charging plural secondary battery}

본 발명은 이차전지를 충전하기 위한 충전장치에 과한 것으로서, 더 상세하게는 복수 개의 이차전지를 보다 안정적으로 거치하고 한 번에 복수 개의 이차전지 단자에 충전전류를 인가할 수 있도록 구성되어 생산성을 향상시킬 수 있는 이차전지 충전장치에 관한 것이다.

현재, 휴대용 전화기, 노트북 컴퓨터, 캠코더, PDA 등 휴대용 전자기기의 보급이 확산됨에 따라 이들 전자기기의 전력원으로 사용되는 이차전지의 개발이 활발히 진행되고 있다.

이러한 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 납 축전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등 다양한 종류가 있다. 통상 이차전지는 안정성이 높고 두께가 얇아 휴대하기 편리한 특성이 요구되는 한편, 빠른 시간에 충전될 수 있어 짧은 시간의 충전으로 오래 동안 사용될 수 있어야 한다는 특성이 요구된다.

이차전지는 셀 형태로 제작된 후, 보호 회로와 결합되어 배터리 팩을 구성하며, 배터리 팩에 구비되는 전지단자를 통해 외부 전원 또는 부하에 의한 충전 또는 방전이 이루어진다. 배터리 팩을 구성하는 셀은 하나 또는 다수개로 이루어질 수 있으며, 하나의 셀로 이루어지는 저용량 전지는 핸드폰, PDP, 노트북 컴퓨터, 카메라 등의 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용된다. 반면, 다수개의 셀로 이루어지는 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.

이때, 한 번에 복수 개의 이차전지를 충전하기 위해서는 복수 개의 이차전지를 나란하게 병렬로 배열하고 각각의 이차전지 단자에 전원을 연결해야 하는데, 상기 이차전지의 넓은 면이 바닥을 향하도록 이차전지를 바닥에 눕혀 병렬로 배열하게 되면 이차전지가 차지하는 면적이 커지게 되므로 한 번에 많은 수의 이차전지를 충전하기 어렵다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이차전지의 접은 면이 바닥을 향하도록 즉, 이차전지를 수직으로 세워서 병렬 배열하는 방안이 제안된 바 있으나, 이차전지의 외장이 연질의 파우치로 제작되는 경우 이차전지 자중에 의해 파우치가 변형될 뿐만 아니라, 상기 이차전지가 좌측 또는 우측으로 약간 씩 기울어지게 되므로 각각의 이차전지 단자 위치가 불규칙해 지고 이에 따라 이차전지에 전원을 연결하는 작업에 어려움이 있다는 단점이 있다. 특히, 이차전지에 전원을 연결하는 과정을 자동화하고자 하는 경우에는 각 전지단자 위치가 일정하게 유지되어야 하는데, 상기 언급한 바와 같이 전지단자 위치가 불규칙해지면 이차전지 단자에 전원을 연결하는 공정을 자동화시킬 수 없다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 한 번에 복수 개의 이차전지를 충전시킬 수 있고, 한정된 공간 내에서 많은 개수의 이차전지를 안정적으로 병렬 배열할 수 있으며, 이차전지 충전공정을 자동화시킬 수 있다는 장점이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이차전지 충전장치는,

일측이 상측을 향하도록 세워지는 가이드레일과, 상기 가이드레일에 결합되는 제1 슬라이드바 및 제2 슬라이드바와, 상기 제1 슬라이드바로부터 돌출되며 상하 방향으로 배열되는 둘 이상의 제1 가압단과, 상기 제2 슬라이드바로부터 돌출되며 일부가 상기 제1 가압단과 상하 방향으로 이웃하도록 쌍을 이루는 둘 이상의 제2 가압단과, 상기 제1 가압단과 제2 가압단 사이에 결합되어 충전전원을 공급하는 충전클램프를 구비하는 본체; 이차전지가 안착 가능한 형상으로 형성되어 상하 방향으로 병렬 배열되는 둘 이상의 안착판을 구비하는 적재트레이;를 포함하며,

상기 제1 슬라이드바와 제2 슬라이드바 중 적어도 어느 하나는 상하방향으로 이동 가능한 구조로 상기 가이드레일에 결합되어 상기 제1 가압단과 제2 가압단은 서로 멀어지거나 가까워질 수 있고, 상기 적재트레이에 안착된 이차전지의 전지단자가 상기 충전클램프 내측에 위치되었을 때, 상기 제1 가압단과 제2 가압단이 서로 멀어지거나 가까워짐에 따라 상기 충전클램프는 상기 전지단자와 접촉 또는 접촉해제된다.

본 발명에 의한 이차전지 충전장치는,

일측이 상측을 향하도록 세워지는 가이드레일과, 상기 가이드레일에 결합되는 제1 슬라이드바 및 제2 슬라이드바와, 상기 제1 슬라이드바로부터 돌출되며 상하 방향으로 배열되는 둘 이상의 제1 가압단과, 상기 제2 슬라이드바로부터 돌출되며 일부가 상기 제1 가압단과 상하 방향으로 이웃하도록 쌍을 이루는 둘 이상의 제2 가압단과, 상기 제1 가압단과 제2 가압단이 서로 마주보는 두 개의 면 중 어느 하나 이상의 면에 결합되는 충전단자를 구비하는 본체; 이차전지가 안착 가능한 형상으로 형성되어 상하 방향으로 병렬 배열되는 둘 이상의 안착판을 구비하는 적재트레이;를 포함하며,

상기 제1 슬라이드바와 제2 슬라이드바 중 적어도 어느 하나는 상하방향으로 이동 가능한 구조로 상기 가이드레일에 결합되어 상기 제1 가압단과 제2 가압단은 서로 멀어지거나 가까워질 수 있고, 상기 적재트레이에 안착된 이차전지의 전지단자가 상기 제1 가압단과 제2 가압단 사이에 위치되었을 때, 상기 제1 가압단과 제2 가압단이 서로 멀어지거나 가까워짐에 따라 상기 충전단자는 상기 전지단자와 접촉 또는 접촉해제된다.

상기 본체는 쌍으로 마련되되, 한 쌍의 본체 중 어느 하나의 본체는 상기 적재트레이에 안착된 이차전지의 +단자와 접속되고 다른 하나의 본체는 상기 적재트레이에 안착된 이차전지의 -단자와 접속되도록 배치된다.

상기 제1 슬라이드바와 제2 슬라이드바는 각각 독립적으로 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 가이드레일에 결합되고, 상기 제1 슬라이드바와 제2 슬라이드바를 서로 반대방향으로 이동시키는 구동수단을 더 포함한다.

상기 구동수단은, 일단과 타단 사이의 어느 한 지점이 상기 가이드레일에 회동 가능하도록 결합되는 회동링크와, 상기 회동링크 중 상기 가이드레일에 결합된 지점의 일측과 상기 제1 슬라이드바에 각각 힌지결합되는 제1 연결링크와, 상기 회동링크 중 상기 가이드레일에 결합된 지점의 타측과 상기 제2 슬라이드바에 각각 힌지결합되는 제2 연결링크와, 상기 회동링크의 어느 일측을 승강시킴으로써 상기 회동링크를 회동시키는 승강실린더를 포함하여 구성된다.

상기 회동링크는, 회동 중심으로부터 상기 제1 연결링크 결합지점까지의 거리와 상기 제2 연결링크 결합지점까지의 거리가 동일하게 설정된다.

상기 본체가 상기 적재트레이와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이송 가능하도록 상기 가이드레일의 하측이 슬라이딩 가능한 구조로 장착되는 이송레일을 더 포함한다.

일측이 고정되고 타측이 상기 본체에 결합되어 피스톤이 인입 및 인출됨에 따라 상기 본체를 이송레일 상에서 이송시키는 이송실린더를 더 포함한다.

상기 적재트레이가 안착되는 거치대를 더 포함하고, 상기 거치대에는 상기 적재트레이의 안착위치를 가이드하는 가이드블럭과, 상기 거치대에 회동 가능하도록 결합되어 일측으로 회동되었을 때 상기 거치대에 거치된 적재트레이를 가압하여 상기 가이드블럭에 밀착시키는 가압후크와, 상기 가압후크를 회동시키는 회동수단이 구비된다.

상기 회동수단은, 끝단이 상기 거치대에 회동 가능하도록 결합되는 실린더부와, 상기 실린더부로 인입 및 인출되는 피스톤부로 구성되는 회동실린더로 적용되고, 상기 가압후크의 타단은 회동 가능한 구조로 상기 피스톤부에 결합된다.

본 발명에 의한 이차전지 충전장치를 이용하면, 한 번에 복수 개의 이차전지를 충전시킬 수 있고, 한정된 공간 내에서 많은 개수의 이차전지를 안정적으로 병렬 배열할 수 있으며, 이차전지 충전공정을 자동화시킬 수 있는 이차전지 충전장치를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이차전지 충전장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 포함되는 본체의 우측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 포함되는 본체의 부분사시도이다.
도 4 및 도 5는 한 쌍의 가압단이 이동함에 따라 충전클램프가 작동되는 형상을 도시한다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 포함되는 적재트레이가 거치대에 고정되는 과정을 순차적으로 도시한다.
도 8은 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 포함되는 고정후크와 회동실린더 간의 결합구조를 도시한다.
도 9는 충전클램프와 이차전지 간의 배열위치를 도시하는 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 이차전지 충전장치의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 이차전지 충전장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 포함되는 본체의 우측면도이다.

본 발명에 의한 이차전지 충전장치는 복수 개의 이차전지(10) 각각에 충전전원을 공급하여 복수 개의 이차전지(10)를 한 번에 충전할 수 있도록 구성되는 충전장치로서, 이차전지(10)로 충전전원을 공급하되 충전전원을 공급하는 수단이 상기 전지단자(12)에 접촉 또는 접촉 해제될 수 있도록 구성되는 본체(100)와, 복수 개의 이차전지(10)가 병렬로 배열되어 안착되는 적재트레이(200)와, 상기 적재트레이(200)가 거치되는 거치대(300)를 포함한다.

상기 본체(100)는, 일측이 상측을 향하도록 세워지는 가이드레일(110)과, 상하방향으로 슬라이딩 가능하도록 상기 가이드레일(110)에 결합되는 한 쌍의 슬라이드바(120) 즉, 제1 슬라이드바(120a) 및 제2 슬라이드바(120b)와, 상기 제1 슬라이드바(120a)로부터 돌출되며 상하 방향으로 배열되는 둘 이상의 제1 가압단(124a)과, 상기 제2 슬라이드바(120b)로부터 돌출되며 일부가 상기 제1 가압단(124a)과 상하 방향으로 이웃하도록 쌍을 이루는 둘 이상의 제2 가압단(124b)과, 상기 제1 가압단(124a)과 제2 가압단(124b)에 결합되어 충전전원을 공급하는 충전클램프(130)를 포함하도록 구성된다. 이때, 상기 슬라이드바(120)는 본 실시예에 도시된 바와 같이 별도의 슬라이드블럭(122)을 매개체로 가이드레일(110)에 결합될 수도 있고, 상기 가이드레일(110)에 직접 결합될 수도 있다. 상기 본체(100)에 포함되는 각 구성요소의 동작 및 이에 따른 효과에 대한 상세한 설명은 이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

한편, 복수 개의 이차전지(10)를 한 번에 충전하기 위해서는 상기 복수 개의 이차전지(10)가 병렬로 배열되어야 하는데, 상기 복수 개의 이차전지(10)가 수평방향으로 병렬 배열되기 위해서는 적재트레이(200)와 본체(100)의 폭이 커져야 하므로, 본 발명에 의한 이차전지 충전장치를 설치하기 위해서는 매우 큰 공간이 확보되어야 한다는 문제점이 있다. 따라서 상기 적재트레이(200)는 복수 개의 이차전지(10)가 상하 방향으로 병렬 배열될 수 있도록, 수평방향으로 너비를 가지며 상하 방향으로 병렬 배열되는 복수 개의 안착판(210)을 구비한다. 이때, 이차전지(10)는 각각의 안착판(210)에 하나씩 안착되는데, 상기 이차전지(10)는 안착판(210) 상에 직접 안착될 수도 있고, 본 실시예에 도시된 바와 같이 안착판(210) 상에 거치되는 별도의 안착지그(220)에 안착될 수도 있다. 또한, 상기 이차전지(10)가 눕혀진 상태로 적재트레이(200)에 적재되면, 상기 이차전지(10)의 외장이 연질의 파우치로 제작되더라도 상기 이차전지(10)의 외장이 구겨지거나 접히는 등의 변형 우려가 없고, 상기 이차전지(10)가 좌측이나 우측으로 기울어지는 현상이 발생되지 아니하므로 전지단자(12) 위치가 항상 일정하게 유지된다는 장점이 있다.

상기 적재트레이(200)는 각각의 안착판(210) 상에 이차전지(10)가 안착된 이후 상기 거치대(300) 상에 거치되는데, 상기 적재트레이(200)가 거치대(300) 상에 거치되는 과정에서 적재트레이(200)와 충전클램프(130)가 상호 간섭되지 아니하도록, 상기 적재트레이(200)는 충전클램프(130)와 일정 간격 이격된 지점에 거치된다. 적재트레이(200)에 적재된 이차전지(10)를 충전시키기 위해서는 전지단자(12)와 충전클램프(130)가 접촉되어야 하는바, 상기 적재트레이(200)가 거치대(300) 상에 거치된 이후 본체(100)는 적재트레이(200) 측으로 이동된다. 이때, 상기 본체(100)는 전지단자(12)가 충전클램프(130) 사이로 정확하게 인입될 수 있도록 사전에 설정된 방향으로만 이동되도록 구성되어야 할 것이다.

따라서 상기 본체(100)가 상기 적재트레이(200)와 가까워지거나 멀어지는 방향으로만 이송 가능하도록, 상기 가이드레일(110)의 하측이 슬라이딩 가능한 구조로 장착되는 이송레일(150)이 추가로 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 본체(100)는 작업자가 미는 힘에 의해 가이드레일(110)을 따라 이송될 수도 있으나, 충전 공정의 자동화를 위해 별도의 동력장치에 의해 자동으로 이송되도록 구성됨이 바람직하다. 상기 본체(100)를 이송시키는 동력장치로는 리니어모터 등과 같은 전력모터로 적용될 수도 있고, 본 실시예에 도시된 바와 같이 일측이 고정되고 타측이 상기 본체(100)에 결합되어 피스톤이 인입 및 인출됨에 따라 상기 본체(100)를 이송레일(150) 상에서 이송시키는 이송실린더(160)로 적용될 수도 있다. 이와 같이 본체(100)를 이송시키기 위한 동력장치가 이송실린더(160)로 적용되는 경우, 별도의 제어장치 없이도 본체(100)의 이송거리가 일정하게 유지되므로, 상기 본체(100)의 이송거리가 너무 짧아 충전클램프(130)가 전지단자(12)와 접촉되지 아니하는 현상이나, 상기 본체(100)가 과도하게 이송되어 충전클램프(130)와 전지단자(12)가 손상되는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 의한 이차전지 충전장치는, 상기 언급한 바와 같이 이차전지(10)를 충전시키는 용도로만 활용 가능한 것이 아니라, 이차전지(10)를 방전시키는 용도로도 활용 가능하다. 즉, 한 번 이상 사용되었던 이차전지(10)를 재충전하는 경우, 충전 작업 이전에 이차전지(10)에 남아있는 전류를 완전히 방전시키는 작업이 선행되어야 하는 경우가 있는데, 본 발명에 의한 이차전지 충전장치는 상기 언급한 바와 같이 이차전지(10)를 방전시키는 용도로도 활용될 수 있다. 본 발명에 의한 이차전지 충전장치를 방전용으로 활용하는 경우, 한 번에 많은 수의 배터리를 안정적이고 빠르게 방전시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 3은 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 포함되는 본체(100)의 부분사시도이고, 도 4 및 도 5는 한 쌍의 가압단(124)이 이동함에 따라 충전클램프(130)가 작동되는 형상을 도시한다.

본체(100)가 적재트레이(200) 측으로 이동될 때 전지단자(12)가 충전클램프(130) 내측으로 원활하게 인입되도록 하기 위해서는, 도 1에 도시된 바와 같이 전지단자(12)가 충전클램프(130) 내측으로 인입되기 전까지 상기 충전클램프(130)의 선단측(이차전지(10) 단자를 향하는 측으로서 도 1에서는 좌측)이 벌어진 상태로 유지되어야 하고, 전지단자(12)가 충전클램프(130) 내측으로 인입된 이후 전지단자(12)와 충전클램프(130)가 상호 안정적으로 접촉된 상태를 유지하기 위해서는 상기 충전클램프(130)의 선단측이 오므려져야 한다.

이와 같이 상기 충전클램프(130)의 선단측이 상황에 맞춰 벌어지거나 오므려질 수 있도록, 상기 충전클램프(130)는 한 쌍의 가압단(124) 즉, 쌍을 이루는 제1 가압단(124a)과 제2 가압단(124b) 사이에 결합되고, 상기 제1 가압단(124a) 및 제2 가압단(124b)은 상하방향으로 슬라이딩 가능한 구조로 상기 가이드레일(110)에 결합된 제1 슬라이드바(120a) 및 제2 슬라이드바(120b)에 각각 고정 결합된다.

상기 제1 가압단(124a)은 상기 충전클램프(130)의 후단 상면에 접촉되고 상기 제2 가압단(124b)은 상기 충전클램프(130)의 후단 저면에 접촉되는바, 제1 슬라이드바(120a)가 상승하고 제2 슬라이드바(120b)가 하강하게 되면 한 쌍의 가압단(124) 사이의 거리가 좁아지게 되므로, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 충전클램프(130)의 후단측(본 실시예에서는 좌측)은 오므려지고 상기 충전클램프(130)의 선단측(본 실시예에서는 우측)은 벌어지게 된다. 반대로, 제1 슬라이드바(120a)가 하강하고 제2 슬라이드바(120b)가 상승하게 되면 한 쌍의 가압단(124) 사이의 거리가 멀어지게 되므로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 충전클램프(130)의 후단측은 벌어지게 되고 상기 충전클램프(130)의 선단측은 오므려지게 된다.

한편, 상기 제1 슬라이드바(120a)와 제2 슬라이드바(120b) 중 어느 하나는 고정되고 다른 하나만이 상하로 이동하더라도 충전클램프(130)의 선단이 벌어지고 오므려질 수 있으나, 상기 충전클램프(130)의 선단이 보다 빠르게 벌어지고 오므려지기 위해서는 상기 제1 슬라이드바(120a)와 제2 슬라이드바(120b)를 서로 반대방향으로 동시에 이동시키는 구동수단(140)이 추가로 구비될 수 있다.

상기 구동수단(140)은 제1 슬라이드바(120a)와 제2 슬라이드바(120b)에 각각 하나씩 장착되어 상기 제1 슬라이드바(120a)와 제2 슬라이드바(120b)를 독립적으로 이동시키도록 구성될 수도 있으나, 이와 같은 경우 제1 슬라이드바(120a)와 제2 슬라이드바(120b)의 이동이 완벽하게 동시에 이루어지도록 하기 위해서는 제1 슬라이드바(120a)와 제2 슬라이드바(120b)에 각각 장착된 구동수단(140)을 정확하게 제어해야한다는 어려움이 있다. 또한, 상기 구동수단(140)이 제1 슬라이드바(120a)와 제2 슬라이드바(120b)에 각각 하나씩 장착되면, 구성이 복잡해지고 장치의 제조원가가 상승될 뿐만 아니라, 동력 소비가 커지게 된다는 단점이 있다.

따라서 상기 구동수단(140)은 제1 슬라이드바(120a)와 제2 슬라이드바(120b)를 동시에 상호 반대방향으로 이동시킬 수 있도록, 일단과 타단 사이의 어느 한 지점이 상기 가이드레일(110)에 회동 가능하도록 결합되는 회동링크(142)와, 상기 회동링크(142) 중 상기 가이드레일(110)에 결합된 지점의 일측(도 3에서는 좌측)과 상기 제1 슬라이드바(120a)에 각각 힌지결합되는 제1 연결링크(144a)와, 상기 회동링크(142) 중 상기 가이드레일(110)에 결합된 지점의 타측(도 3에서는 우측)과 상기 제2 슬라이드바(120b)에 각각 힌지결합되는 제2 연결링크(144b)와, 상기 회동링크(142)의 어느 일측(도 3에서는 좌측)을 승강시킴으로써 상기 회동링크(142)를 회동시키는 승강실린더(146)를 포함하여 구성됨이 바람직하다. 따라서 도 3에 도시된 상태에서 상기 승강실린더(146)의 피스톤이 상향으로 인출되었을 때 상기 회동링크(142)는 시계방향으로 회전되며, 제1 연결링크(144a) 및 이에 결합된 제1 슬라이드바(120a)는 상승하고 제2 연결링크(144b) 및 이에 결합된 제2 슬라이드바(120b)는 하강하게 되는바, 상기 한 쌍의 가압단(124)은 상호 가까워지는 방향으로 동시에 이동하게 된다. 반대로, 도 3에 도시된 상태에서 상기 승강실린더(146)의 피스톤이 하향으로 인입되었을 때 상기 회동링크(142)는 반시계방향으로 회전되며, 제1 연결링크(144a) 및 이에 결합된 제1 슬라이드바(120a)는 하강하고 제2 연결링크(144b) 및 이에 결합된 제2 슬라이드바(120b)는 상승하게 되는바, 상기 한 쌍의 가압단(124)은 상호 멀어지는 방향으로 동시에 이동하게 된다.

이와 같이 상기 구동수단(140)이 회동링크(142)와 연결링크(144)와 승강실린더(146)를 포함하도록 구성되면, 하나의 승강실린더(146)로 한 쌍의 가압단(124)을 동시에 이동시킬 수 있으므로 구성이 간단해질 뿐만 아니라 동력소비를 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다. 특히, 본 실시예에 도시된 바와 같이 제1 가이드레일(110)과 제2 가이드레일(110)에 가압단(124)이 여러 쌍 구비되어 충전클램프(130)가 다수 장착되는 경우, 하나의 승강실린더(146)에 의해 다수 개의 충전클램프(130)가 동시에 작동되는바, 한 번에 여러 개의 이차전지(10)를 보다 효과적으로 충전할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 회동링크(142)의 회동 중심으로부터 제1 연결링크(144a)가 결합된 지점까지의 거리와 제2 연결링크(144b)가 결합된 지점까지의 거리가 서로 다르면, 회동링크(142) 회동에 따라 제1 가압단(124a)이 이동하는 거리와 제2 가압단(124b)이 이동하는 거리가 서로 다르게 된다. 이와 같이 제1 가압단(124a)과 제2 가압단(124b)의 이동 거리가 다르게 되면, 상기 제1 가압단(124a) 및 제2 가압단(124b)에 의해 상기 충전클램프(130)의 후단측이 벌어지거나 오므려질 때 상기 충전클램프(130)의 선단측이 위로 들어 올려지거나 아래로 내려가게 되어 이차전지(10)의 전지단자(12)를 안정적으로 클램핑할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 상기 회동링크(142)는, 회동 중심으로부터 제1 연결링크(144a) 결합지점까지의 거리와 제2 연결링크(144b) 결합지점까지의 거리가 동일하게 설정됨이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서는 전지단자(12)로 충전전원을 공급하기 위한 수단으로서 충전클램프(130)가 적용되는 경우만을 설명하고 있으나, 상기 충전클램프(130)는 상기 제1 가압단(124a)과 제2 가압단(124b)이 서로 마주보는 두 개의 면 중 어느 하나 이상의 면에 결합되는 충전단자로 대체될 수도 있다. 이와 같이 상기 충전클램프(130)가 충전단자로 대체되면, 상기 적재트레이(200)에 안착된 이차전지(10)의 전지단자(12)가 상기 제1 가압단(124a)과 제2 가압단(124b) 사이에 위치되었을 때, 상기 제1 가압단(124a)과 제2 가압단(124b)이 서로 가까워지게 되면 상기 충전단자가 전지단자(12)와 접촉되어 이차전지(10)의 충전을 실행할 수 있다. 반대로, 상기 제1 가압단(124a)과 제2 가압단(124b)이 서로 멀어지게 되면 상기 충전단자는 전지단자(12)와 접촉이 해제되어 충전이 중단된다. 상기 전지단자(12)로 충전전원을 공급하기 위한 수단은, 상기 언급한 충전클램프(130) 및 충전단자로 한정되지 아니하고, 제1 가압단(124a)과 제2 가압단(124b) 간의 거리 변경에 의해 전지단자(12)와 접촉 및 접촉해제될 수 있는 구조라면 어떠한 구조로도 대체될 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 포함되는 적재트레이(200)가 거치대(300)에 고정되는 과정을 순차적으로 도시하며, 도 8은 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 포함되는 고정후크와 회동실린더(420) 간의 결합구조를 도시한다.

적재트레이(200)는 충전할 이차전지(10)를 충전클램프(130)의 일측에 위치시키기 위한 구성요소로서, 각각의 안착판(210)에 이차전지(10)가 안착된 이후 본체(100)의 일측으로 옮겨져 거치 된다. 이때, 상기 적재트레이(200)는 지면에 직접 거치될 수도 있으나, 지면이 약간이라도 불균일한 경우 상기 적재트레이(200)는 어느 일측으로 기울어지게 되어 안착판(210)에 안착된 전지단자(12) 위치가 변경되고, 이에 따라 전지단자(12)가 충전클램프(130)에 안정적으로 물리지 못하게 될 우려가 있다. 따라서 상기 적재트레이(200)는 본체(100)의 일측에 마련된 별도의 거치대(300) 상에 거치됨이 바람직하다.

한편, 이차전지(10)의 전지단자(12)가 충전클램프(130)에 정확하게 물리기 위해서는 상기 적재트레이(200)가 설정된 지점에 정확하게 위치되어야 하는데, 본 실시예에 도시된 바와 같이 적재트레이(200)의 높이가 높은 경우에는 적재트레이(200)를 설정된 지점에 정확하게 위치시키는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명에 의한 이차전지 충전장치는 거치대(300) 상에 거치된 적재트레이(200)의 위치를 재조정할 수 있도록, 상기 거치대(300)의 상면(적재트레이(200)가 안착되는 면)으로부터 상향 돌출되어 상기 적재트레이(200)의 안착위치를 가이드하는 가이드블럭(310)과, 상기 적재트레이(200)를 거치대(300) 상에 고정시키는 고정수단(400)이 추가로 구비될 수 있다. 상기 고정수단(400)은, 상기 거치대(300)에 회동 가능하도록 결합되어 일측으로 회동되었을 때 상기 거치대(300)에 거치된 적재트레이(200)를 가압하여 상기 가이드블럭(310)에 밀착시키는 가압후크(410)와, 상기 가압후크(410)를 회동시키는 회동수단을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 가압후크(410)가 너무 과도하게 회동되어 적재트레이(200)를 과도하게 가압하면 상기 적재트레이(200)나 가압후크(410)가 파손될 우려가 있고, 상기 가압후크(410)가 너무 적게 회동되면 적재트레이(200)를 가이드블럭(310)에 밀착시키지 못하게 된다는 문제점이 있다. 따라서 상기 회동수단은, 상기 가압후크(410)를 언제나 일정한 각도만큼만 왕복 회동시킬 수 있도록 실린더부(422)와 피스톤부(424)로 구성되는 회동실린더(420)로 적용됨이 바람직하다. 상기 피스톤부(424)에는 가압후크(410)의 타단이 회동 가능한 구조로 결합되며, 가압후크(410)의 회동 각도에 따라 피스톤부(424) 측이 승강되는 방향으로 회동 가능하도록 상기 거치대(300)에 회동 가능한 구조로 결합된다.

따라서 거치대(300) 상으로의 적재트레이(200) 거치가 완료되기 이전까지는 도 6에 도시된 바와 같이 가압후크(410) 중 피스톤부(424)가 결합된 반대편측이 거치대(300)의 상면과 멀어지는 방향으로 회동되어 있다가, 적재트레이(200)의 거치가 완료된 이후에는 피스톤부(424)가 실린더부(422)로부터 인출되어 가압후크(410)가 반시계 방향으로 회동된다. 이와 같이 가압후크(410)가 회동되면 도 7에 도시된 바와 같이 가압후크(410)의 끝단(본 실시예에서는 상단)은 적재트레이(200)를 측방향으로 밀게 되고, 이에 따라 상기 적재트레이(200)는 가이드블럭(310)에 밀착된 상태가 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 이차전지 충전장치에 가압후크(410) 및 회동실린더(420)가 구비되면, 최초 적재트레이(200)가 거치대(300) 상에 거치되는 위치가 일정하지 아니하다 하더라도, 가압후크(410)에 의해 적재트레이(200)가 가이드블럭(310)에 밀착되는 과정을 통해 적재트레이(200)의 거치 위치가 일정해진다는 장점이 있다.

도 9는 충전클램프(130)와 이차전지(10) 간의 배열위치를 도시하는 평면도이다.

이차전지(10)에 구비된 상기 +단자(12a)와 -단자(12b) 각각에 충전클램프(130)를 접속 시켜야 충전이 가능한 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 본체(100)는 쌍으로 마련되되, 한 쌍의 본체(100) 중 어느 하나의 본체(100)(도 9에서는 하측에 위치하는 본체(100))는 충전클램프(130)가 상기 적재트레이(200)에 안착된 이차전지(10)의 +단자(12a)와 접속되고 다른 하나의 본체(100)(도 9에서는 상측에 위치하는 본체(100))는 충전클램프(130)가 상기 적재트레이(200)에 안착된 이차전지(10)의 -단자(12b)와 접속되도록 배치된다. 이와 같이 본체(100)가 쌍으로 구비되면, 한 번에 이차전지(10)의 +단자(12a)와 -단자(12b) 각각에 충전클램프(130)를 접속시킬 수 있으므로, 이차전지(10) 충전을 보다 빠르게 수행할 수 있다는 장점이 있다. 물론, 적재트레이(200)에 적재된 이차전지(10)의 -단자(12b)가 이미 접지되어 있는 경우, 상기 본체(100)는 하나만 구비되어 이차전지(10)의 +단자(12a)에만 충전클램프(130)가 접속되도록 구성될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 이차전지(10)가 적재트레이(200)에 상하방향 1렬로 적재되는 경우만을 설명하고 있으나, 상기 이차전지(10)가 적재트레이(200)에 상하방향 2열로 적재되는 경우 상기 본체(100)는 두 쌍이 구비되어야 할 것이다. 이와 같이 이차전지(10)가 적재트레이(200)에 2열 이상으로 적재되고 상기 본체(100)가 두 쌍 이상으로 구비되면, 한 번에 보다 많은 수의 이차전지(10)를 충전시킬 수 있다는 장점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10 : 이차전지 12 : 전지단자
12a : +단자 12b : -단자
100 : 본체 110 : 가이드레일
120 : 슬라이드바 120a : 제1 슬라이드바
120b : 제2 슬라이드바 122 : 슬라이드블럭
124 : 가압단 124a : 제1 가압단
124b : 제2 가압단 130 : 충전클램프
140 : 구동수단 142 : 회동링크
144 : 연결링크 144a : 제1 연결링크
144b : 제2 연결링크 146 : 승강실린더
150 : 이송레일 160 : 이송실린더
200 : 적재트레이 210 : 안착판
220 : 안착지그 300 : 거치대
310 : 가이드블럭 400 : 고정수단
410 : 가압후크 420 : 회동실린더
422 : 실린더부 424 : 피스톤부

Claims (10)

1. 일측이 상측을 향하도록 세워지는 가이드레일과, 상기 가이드레일에 결합되는 제1 슬라이드바 및 제2 슬라이드바와, 상기 제1 슬라이드바로부터 돌출되며 상하 방향으로 배열되는 둘 이상의 제1 가압단과, 상기 제2 슬라이드바로부터 돌출되며 일부가 상기 제1 가압단과 상하 방향으로 이웃하도록 쌍을 이루는 둘 이상의 제2 가압단과, 상기 제1 가압단과 제2 가압단 사이에 결합되어 충전전원을 공급하는 충전클램프를 구비하는 본체;
   이차전지가 안착 가능한 형상으로 형성되어 상하 방향으로 병렬 배열되는 둘 이상의 안착판을 구비하는 적재트레이;
   를 포함하며,
   상기 제1 슬라이드바와 제2 슬라이드바 중 적어도 어느 하나는 상하방향으로 이동 가능한 구조로 상기 가이드레일에 결합되어, 상기 제1 가압단과 제2 가압단이 서로 멀어지거나 가까워짐에 따라 상기 충전클램프가 벌어지거나 오므려지는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
2. 일측이 상측을 향하도록 세워지는 가이드레일과, 상기 가이드레일에 결합되는 제1 슬라이드바 및 제2 슬라이드바와, 상기 제1 슬라이드바로부터 돌출되며 상하 방향으로 배열되는 둘 이상의 제1 가압단과, 상기 제2 슬라이드바로부터 돌출되며 일부가 상기 제1 가압단과 상하 방향으로 이웃하도록 쌍을 이루는 둘 이상의 제2 가압단과, 상기 제1 가압단과 제2 가압단이 서로 마주보는 두 개의 면 중 어느 하나 이상의 면에 결합되는 충전단자를 구비하는 본체;
   이차전지가 안착 가능한 형상으로 형성되어 상하 방향으로 병렬 배열되는 둘 이상의 안착판을 구비하는 적재트레이;
   를 포함하며,
   상기 제1 슬라이드바와 제2 슬라이드바 중 적어도 어느 하나는 상하방향으로 이동 가능한 구조로 상기 가이드레일에 결합되어, 상기 적재트레이에 안착된 이차전지의 전지단자가 상기 제1 가압단과 제2 가압단 사이에 위치되었을 때 상기 제1 가압단과 제2 가압단이 서로 멀어지거나 가까워짐에 따라 상기 충전단자는 상기 전지단자와 접촉 또는 접촉해제되는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 본체는 쌍으로 마련되되, 한 쌍의 본체 중 어느 하나의 본체는 상기 적재트레이에 안착된 이차전지의 +단자와 접속되고 다른 하나의 본체는 상기 적재트레이에 안착된 이차전지의 -단자와 접속되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 슬라이드바와 제2 슬라이드바는 각각 독립적으로 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 가이드레일에 결합되고,
   상기 제1 슬라이드바와 제2 슬라이드바를 서로 반대방향으로 이동시키는 구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 구동수단은,
   일단과 타단 사이의 어느 한 지점이 상기 가이드레일에 회동 가능하도록 결합되는 회동링크와, 상기 회동링크 중 상기 가이드레일에 결합된 지점의 일측과 상기 제1 슬라이드바에 각각 힌지결합되는 제1 연결링크와, 상기 회동링크 중 상기 가이드레일에 결합된 지점의 타측과 상기 제2 슬라이드바에 각각 힌지결합되는 제2 연결링크와, 상기 회동링크의 어느 일측을 승강시킴으로써 상기 회동링크를 회동시키는 승강실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 회동링크는, 회동 중심으로부터 상기 제1 연결링크 결합지점까지의 거리와, 회동 중심으로부터 상기 제2 연결링크 결합지점까지의 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 본체가 상기 적재트레이와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이송 가능하도록 상기 가이드레일의 하측이 슬라이딩 가능한 구조로 장착되는 이송레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   일측이 고정되고 타측이 상기 본체에 결합되어 피스톤이 인입 및 인출됨에 따라 상기 본체를 상기 이송레일 상에서 이송시키는 이송실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 적재트레이가 안착되는 거치대를 더 포함하고,
   상기 거치대에는, 상기 적재트레이의 안착위치를 가이드하는 가이드블럭과, 상기 거치대에 회동 가능하도록 결합되어 일측으로 회동되었을 때 상기 거치대에 거치된 적재트레이를 가압하여 상기 가이드블럭에 밀착시키는 가압후크와, 상기 가압후크를 회동시키는 회동수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 회동수단은, 끝단이 상기 거치대에 회동 가능하도록 결합되는 실린더부와, 상기 실린더부로 인입 및 인출되는 피스톤부로 구성되는 회동실린더로 적용되고,
    상기 가압후크의 타단은 회동 가능한 구조로 상기 피스톤부에 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지 충전장치.

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