KR101309132B1

KR101309132B1 - 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101309132B1
Application number: KR1020130065808A
Authority: KR
Inventors: 최은모
Original assignee: (주)무진서비스
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2013-09-16
Also published as: WO2014200135A1

Abstract

본 발명은 지면을 지지하는 고정대(11)와, 상기 고정대(11)의 일측부 양측에 각각 수직으로 형성되는 한쌍의 지지대(10)와, 상기 한쌍의 지지대(10)에 결합되어 승하강과 X축으로 이동가능한 X축이동장치(60)와, 상기 X축이동장치(60)에 결합되고 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)와, 상기 고정대(11) 상부에 안착되되 회전구동부(20)를 구비하는 박스회전장치(30)와, 상기 박스회전장치(30)의 상부측에 형성된 박스홀딩장치(50)를 구비하는 Y축이동장치(40)와, 상기 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성되어 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)로 압입하기 위한 셀압입장치(90)를 포함하여 구성되는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 셀을 로딩하되 하나의 배터리박스만을 제자리에서 회전시키고 Y축으로만 이동시키며, 또 셀홀딩장치는 셀을 X축으로 이동하게 함으로서 셀 로딩장치를 슬림화할 수 있고, 셀 로딩공간은 최소화할 수 있어 공장 면적을 종래 셀로딩장치가 설치된 공장의 면적보다 현저하게 줄일 수 있는 효과를 갖는다. 또 본 발명은 배터리박스를 홀딩한 상태로 회전 및 Y축 이동시키므로 정확하게 배터리박스를 위치시킬 수 있으며, 이로 인해 제품의 불량률을 최소화할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for loading the cells in the battery box}

본 발명은 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 다수개의 셀을 내장하기 위한 배터리박스에 셀을 로딩함에 있어 컨베이어벨트에 의해 공급된 배터리박스를 박스회전장치에 안착시켜 회전시키고 Y축이동장치에 의해 배터리박스를 Y축으로 한 칸씩 이동시킴과 더불어 셀을 홀딩하고 있는 셀홀딩장치는 X축이동장치에 의해 X축으로 한 칸씩 이동시키면서 배터리박스의 각 칸에 셀압입장치에 의해 순차적으로 셀(한 쌍)을 로딩할 수 있도록 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 배터리 박스는 내부의 칸막이에 의해 다수 개의 셀 내장칸(대개 6칸)이 형성되고, 상기 셀 내장칸에 셀을 삽입하여 로딩함으로서 제품을 완성하게 된다. 이러한 셀 로딩작업은 보통 자동화시스템으로 이루어지는데, 종래의 셀 내장방법은 배터리박스(1)를 Y축 이동 컨베이어(3)와 X축 이동 컨베이어(4)가 한꺼번에 형성된 이동 컨베이어(3,4)에 의해 배터리박스(1)를 X축과 Y축으로 각각 한 칸씩 이동시킨 다음, 셀압입장치에 의해 세 개 나란히 나열, 즉 3열로 배열된 배터리 박스의 각 세 칸에 셀(2)을 한꺼번에 로딩하게 된다.

즉 도 1에 도시된 바와 같이, 이동 컨베이어(3,4) 위에 놓여 있는 세 개의 배터리박스(1)에 셀, A와 A', B와 B', C와 C'를 한꺼번에 로딩하는 구조로, 배터리박스(1)를 Y축과 X축 으로 이동시키면서 이와 같은 작업을 반복하는 구성이다.

그러나 상기와 같은 방법은 이동 컨베이어(3,4) 위에 배열된 3열의 배터리박스(1)가 항상 정확한 위치를 고수해야만 가능한 작업으로, 따라서 정확한 셋팅을 필요로 하는 고도의 민감한 작동을 요구하므로 제작이 곤란할 뿐만 아니라 컨베이어벨트의 진동이나 기타 외부적 충격 등에 의해 상기 배열이 틀어지는 경우가 왕왕 발생하여 불량률이 높은 단점을 갖는다. 더구나 종래의 장치는 이들 배터리박스(1)를 홀딩하지 않고 이동 컨베이어(3,4) 위에 놓아둔 상태로 이동하는 구조를 갖는 것이어서 컨베이어벨트의 진동이나 약간의 외부 충격만 가해져도 위 배터리박스(1) 들의 배열상태가 쉽게 틀어져 많은 불량품을 양산하게 되는 근본적 문제점을 갖고 있는 것이다.

또한 무엇보다 종래의 셀 로딩장치는 배터리박스(1)가 3열로 배치된 상태로 이동되는 구조이고, 또한 셀(2)의 로딩도 세 개의 배터리박스에 동시에 한꺼번에 이루어지는 구조여서 결과적으로 장치의 부피가 커질 수밖에 없으며, 이는 불필요하게 공장의 면적을 넓히게 되어 차지하는 공간 대비 생산성을 떨어뜨리는 원인이 되고, 필연적으로 공장 및 장치 유지비를 상승시켜 제품의 경쟁력을 떨어뜨리는 문제점을 갖는 것이다.

이와 같은 종래의 기술로는 미국특허 제6324751호의 "배터리 플레이트의 그룹을 위한 프레임과 하중 재하 장치"가 개시되기도 하였으나, 상기 구성은 "배터리 그룹을 그리핑 하고 유지하기 위해 다수의 관련된 이동성 벽체와 중지를 포함하는 압축 프레임을 구성하고, 벽체는 배터리 박스에 있는 각각의 셀로 돌출하기 위한 가이드 경골을 운반하고, 그들이 푸셔에 의해 누름 조작된 것처럼 셀 안으로 그룹을 안내하도록 구성한다. 따라서 해제된 위치에 있을 때, 벽이 움직일 수 있는 특징은 그룹이 프레임 안으로 로드되도록 허용하는 구성이다.

상기와 같이 개시된 미국특허는 하나의 배터리 박스를 운반하여 내부에 그룹으로 만든 셀을 삽입하는데 있어서, 배터리박스를 고정하는 구성이 완벽하지 못하여 셀을 형성한 그룹의 삽입이 어려움은 물론 그룹이 삽입된 배터리박스의 내부로 로딩할 때에도, 배터리박스의 견고한 고정이 곤란하여 정확한 로딩에 문제점이 많이 발견되었던 것이다.

그뿐만 아니라 배터리박스가 수평이동하여 고정된 상태에서 셀 내장칸의 내부로 셀을 한꺼번에 삽입하여야 하지만, 배터리박스의 고정위치가 정확하게 고정되어 있지 않아 셀 삽입이 원활하지 못한 문제점을 갖는 것이다.

[선행기술문헌]

1. 미국특허 : 제 006324751호

2. 미국특허 : 제 006710559호

상기와 같이 종래의 셀 로딩장치는 셀을 로딩하기 위해서는 배터리 박스가 3열로 이동하여야 하므로 장치가 커지고 공간을 넓게 차지하는 등의 문제점을 본 발명은 배터리박스의 이동을 3열이 아닌 하나의 배터리박스만 이동하게 하고, 또 배터리박스의 셀 내장칸에 한 쌍의 셀이 순차적으로 로딩하도록 함으로써 이를 해결할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또 종래의 셀 로딩장치가 항상 셀 로딩시 정위치를 유지하여야 하는데 안정적으로 이동되지 못해 불량품을 양산하던 단점을 본 발명은 배터리박스를 홀딩상태로 이동시켜 정확한 위치를 고수할 수 있도록 하고, 컨베이어벨트 보다는 신속하게 원하는 지점에 위치시킬 수 있도록 하여 이를 해결할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 종래 셀 로딩장치의 경우 배터리박스의 Y축과 X축 이동이 속도가 늦고 불안정한 컨베이어벨트에 의해 이루어지는 단점을 본 발명은 배터리박스를 회전 및 Y축 이동장치에 의해 견고하게 홀딩한 상태로 스텝핑모터의 구동에 의해 신속하게 이루어지도록 하여 생산속도가 떨어지는 것을 만회할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결한 본 발명은 배터리박스에 셀을 로딩함에 있어 하나의 배터리박스를 회전 및 Y축 이동장치에 의해 홀딩한 상태로 회전시키고 한 칸씩 Y축으로 이동시킴과 동시에 셀을 홀딩하고 있는 셀홀딩장치는 X축으로 한 칸씩 이동하면서 한번의 구동에 한 쌍의 셀을 각각의 셀 내장칸에 순차적으로 로딩하도록 함으로써 정확하면서도 신속한 셀의 로딩이 가능하게 되어 제품의 불량률을 최소화함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 배터리박스가 제자리에서 회전하고, Y축으로만 이동하며, X축 이동은 셀홀딩장치에 의해 이루어지므로 장치의 슬림화가 가능하게 되어 장치의 설치공간을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 제작비용 및 유지비용의 절감을 가능하게 함으로써 생산운용효율을 높이고, 제품의 경쟁력을 높일 수 있게 함을 특징으로 한다.

이처럼 본 발명은 셀을 로딩하되 하나의 배터리박스만을 제자리에서 회전시키고 Y축으로만 이동시키며, 또 셀홀딩장치는 셀을 X축으로 이동하게 함으로서 셀 로딩장치를 슬림화할 수 있고, 셀 로딩공간은 최소화할 수 있어 공장 면적을 종래 셀로딩장치가 설치된 공장의 면적보다 현저하게 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

또 본 발명은 배터리박스를 홀딩한 상태로 회전 및 Y축 이동시키므로 정확하게 배터리박스를 위치시킬 수 있으며, 이로 인해 제품의 불량률을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 종래 셀 로딩장치의 경우 배터리박스의 Y축과 X축 이동이 속도가 늦고 불안정한 컨베이어벨트에 의해 이루어지는 반면, 본 발명은 배터리박스는 공압실린더를 사용하여 회전 및 Y축으로 이동되며, 셀은 셀홀딩장치에 의해 X축 이동이 이루어지므로 신속한 배터리박스의 이동과 신속한 셀의 로딩이 가능하게 되어 1번에 한 쌍의 셀만 로딩되는 방식이어서 종래 한번에 3쌍의 셀을 동시에 로딩하는 것에 비해 시간적으로도 크게 뒤지지 않아 제품의 생산성 향상 및 비용의 절감이 가능한 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1 - 종래 셀 로딩장치에 있어서 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 방 법을 개략적으로 도시한 구성도.
도 2 - 본 발명 셀 로딩장치의 전체 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 3 - 도 2의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 4 - 도 3의 측면도.
도 5 - 본 발명에 있어서 X축 이동장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 6 - 도 5를 후방에서 보이기 위한 참고도.
도 7 - 도 5의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 8 - 본 발명에 있어서 박스 회전장치 및 Y축 이동장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 9 - 도 8의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 10 - 도 9의 단면도.
도 11 - 본 발명에 있어서 박스 회전장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 12 - 도 11의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 13 - 도 12의 단면도.
도 14 - 본 발명에 있어서 Y축 이동장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 15 - 도 14의 결합상태의 단면도.
도 16 - 본 발명에 있어서 박스 홀딩장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 17 - 본 발명에 있어서 셀홀딩장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 18 - 도 17의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 19 - 본 발명 셀 로딩장치에 있어서 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 구성도.
도 20 - 본 발명 셀 로딩장치에 있어서 배터리박스를 홀딩하고, 셀홀딩장치 의 승하강방법을 보이기 위한 사용상태 참고도.
도 21 - 본 발명 셀 로딩장치에 있어서 배터리박스에 셀을 압입하는 방법을 보이기 위한 사용상태 참고도.

이하, 본 발명에 따른 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 배터리박스의 셀 내장칸에 한쌍의 셀을 각 칸마다 정확하게 로딩하기 위한 구성을 크게 나누어 보면, 지면을 지지하는 고정대(11)와, 상기 고정대(11)의 일측부 양측에 각각 수직으로 형성되는 한쌍의 지지대(10)와, 상기 한쌍의 지지대(10)에 결합되어 승하강과 X축으로 이동가능한 X축이동장치(60)와, 상기 X축이동장치(60)에 결합되고 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)와, 상기 고정대(11) 상부에 안착되되 회전구동부(20)를 구비하는 박스회전장치(30)와, 상기 박스회전장치(30)의 상부측에 형성된 박스홀딩장치(50)를 구비하는 Y축이동장치(40)와, 상기 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성되어 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)로 압입하기 위한 셀압입장치(90)를 포함하여 구성된다.

상기 X축이동장치(60)는 가이드레일(10a)을 구비하는 한쌍의 지지대(10) 안쪽에 형성되어 상부 지지판(12)과 결합되되 나선축봉(15)를 보조하여 웨이트밸런스를 잡아주기위한 실린더(13)(14)와, 상기 실린더(13)(14) 중앙에 형성되어 지지판(12)을 승하강 시키기 위한 나선축봉(15)과, 상기 나선축봉(15)에 회전력을 제공하기 위한 모터(16)와, 상기 가이드레일(10a)을 따라 상하로 슬라이드 이동가능한 안내구(12a)를 일측면에 구비하고, 타측면에는 가이드레일(12b)을 구비하는 지지판(12)과, 상기 지지판(12) 일측에 장착되는 모터(63)와, 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 나선축(64)과, 상기 나선축(64)의 끝단을 지지하기 위한 나선축 지지구(65)와, 상기 지지판(12)에 결합되되 슬라이드 이동가능토록 다수개의 안내구(66)를 구비하는 고정판(61)과, 상기 고정판(61)의 양측에 수평으로 돌출되도록 형성된 거치대(62)와, 상기 거치대(62)의 일측에 형성되며 나선축(64)과 나사결합되어 거치대(62)를 X축으로 이동가능하게 하는 나선축 삽입공(64a)으로 구성된다.

상기 X축이동장치(60)의 하부에는 수평으로 설치되어 지면을 지탱하기 위한 고정대(11)가 형성되고, 상기 고정대(11)의 일측에는 수직으로 고정되는 한쌍의 지지대(10)가 형성된다. 상기 한쌍의 지지대(10) 내부측에는 실린더(13)(14)를 양측에 장착하여 한쌍의 지지대(10) 상부에 장착되는 지지판(12)을 상하로 이동하도록 구성하고, 양측의 실린더(13)(14) 중앙에는 나선축봉(15)을 장착하여 지지판(12)과 결합시켜서 좌,우로 유동되지 못하도록 구성한다. 상기 나선축봉(15)의 하부에는 모터(16)의 동력을 전달받아 회전하도록 구성한다. 그리고 상기 한쌍의 지지대(10)와 지지판(12)은 상하로 슬라이드 이동할 수 있도록 한쌍의 지지대(10)의 전방에 돌출되도록 형성된 가이드레일(10a)에 지지판(12)의 후방에 오목하게 형성된 안내구(12a)사 삽입되어 구성된다.

그리고 상기 지지판(12)의 전방측 상부와 하부에 형성된 가이드레일(12b)에 X축이동장치(60)의 고정판(61) 후방에 형성된 다수개의 안내구(66)를 삽입하여 X축으로 이동할 수 있도록 한다. 상기 X축이동장치(60)는 고정판(61)의 양측에 돌출되도록 거치대(62)가 형성된다. 상기 거치대(62)에는 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)를 고정하기 위한 구성이다. 또한, 상기 고정판(61)의 일측에는 모터(63)의 동력을 전달받아 회전하는 나선축(64)가 형성되고, 나선축(64)의 단부에는 나선축 지지구(65)이 나사결합된다.

따라서 나선축(64)가 회전하게 되면 나선축(64)에 나사식으로 결합된 나선축 지지구(65)는 나사산을 따라 이동하면서 고정판(61)을 X축으로 이동하게 되는 구성이다. 이때 상기 고정판(61)은 가이드레일(12b)에 슬라이딩 가능토록 결합되는 구성을 갖는다.

상기 박스회전장치(30)는 회전축(31)과 회전구동부(20)로 이루어지되, 상기 회전축(31)의 하부에는 원형기어(32)가 형성되어 회전구동부(20)의 회전력을 전달받을 수 있도록 하고, 상부에는 결합부재(33)이 형성되어 Y축이동장치(40)와 결합되도록 구성된다.

상기 박스회전장치(30)의 하부에는 원형기어(32)가 장착된 회전축(31)이 형성되고, 상기 결합부재(33)의 상부에는 스톱퍼(44a)가 형성되어 컨베이어벨트장치(41)에 의해 Y축이동장치(40)로 진입되는 배터리박스(1)를 정지시킨 다음 박스홀딩장치(50)로 배터리박스(1)를 홀딩하게 된다. 상기 홀딩된 배터리박스(1)는 직각으로 회전시키게 된다.

컨베이어벨트장치(41)는 다수개의 회전기어(42)와 연결되어 회전됨은 물론 양측에는 측판(43)으로 마감하여 구성한다. 이때 회전축(31)과 Y축이동장치(40)는 결합부재(33)에 의해 서로 연결된다. 뿐만 아니라 Y축이동장치(40)의 전후방에 각각 수평지지봉(44)이 양측으로 관통하여 구성된다. 상기 수평지지봉(44)은 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)로 안착되는 배터리박스(1)를 양측에서 고정하는 고정 지지대(50)와 연결하여 고정할 수 있도록 한다.

상기 회전구동부(20)는 고정대(11)에 고정되는 하판(20b)과, 상기 하판과 일정간격 이격되게 형성되는 상판(20a)과, 상기 상판(20a)과 하판(20b) 사이의 내부에 서로 대향하여 간격을 두고 형성된 지지봉(24)(25)과, 상기 지지봉(24)(25)에 연결되는 수평기어(22)(23)와, 상기 수평기어(22)(23)를 왕복 구동하는 실린더(26)(27)와, 상기 수평기어(22)(23)는 상판(20a)에 천공된 삽입공(21)을 통해 삽입된 회전축(31)의 원형기어(32)에 치합되어 회전축(31)을 회전시킬 수 있도록 구성된다.

상기 회전구동부(20)의 상부에는 회전축(31)의 하부에 장착된 회전기어(32)가 삽입되는 삽압공(21)이 천공되어 있고, 삽입공(21)으로 삽입된 회전기어(32)와 맞물려 수평이동하는 수평기어(22)(23)가 회전기어(32)의 양측에 수평으로 맞물려 장착되고, 수평기어(22)(23)의 일측은 회전구동부(20)에 고정되는 지지봉(24)(25)에 연결되고, 타측은 회전구동부(20)에 지지되는 실린더(26)(27)의 피스톤로드(28)(29)과 연결되어 실린더(26)(27)의 작동에 의해 수평기어(22)(23)가 수평으로 이동하면서 이와 맞물린 회전기어(32)를 정, 역회전시키도록 구성한다.

상기 Y축이동장치(40)는 박스회전장치(30)의 상부 회전축(31)에 결합되는 결합부재(33)와, 상기 결합부재(33)에 의해 결합되는 한 쌍의 측판(43)과, 상기 측판(43)의 내측에 형성되고 다수개의 회전기어(42)를 구비하는 컨베이어벨트장치(41)와. 상기 컨베이어벨트장치(41)를 구동하기 위한 모터(34)와, 상기 컨베이어벨트장치(41)의 양측으로 돌출되는 수평지지봉(44)과, 상기 수평지지봉(44)에 결합되어 배터리박스(1)를 홀딩하는 박스홀딩장치(50)로 구성된다.

상기 박스홀딩장치(50)는 Y축이동장치(40)의 수평지지봉(44)에 지지된 상태로 결합되는 한 쌍의 받침판(52)과, 상기 받침판(52)에 회전가능토록 결합되는 나선축(53d)와, 상기 나선축(53d)에 회전력을 제공하기 위한 모터(53a)와, 상기 나선축(53d)에 나선축결합공(54a)에 의해 나사결합되어 레일(53e)을 따라 슬라이드 이동가능한 슬라이드판(54)과, 상기 슬라이드판(54)에 형성되는 스텝핑모터(54b)와, 상기 스텝핑모터(54b)에 왕복가능토록 결합되며, 스텝핑모터(54b)의 구동에 의해 수평으로 왕복하면서 배터리박스(1)의 일측면에 밀착되어 배터리박스(1)를 홀딩한 상태를 유지할 수 있는 홀딩판(51)으로 구성된다.

상기 박스홀딩장치(50)는 Y축이동장치(40)의 양측에 고정되어 좌,우로 이동할 수 있도록 한다. 그리고 박스홀딩장치(50)에는 배터리박스(1)와 접촉하여 고정시키는 홀딩판(51)가 구성되고, 또 상기 홀딩판(51)를 지지하기 위하여 하부에는 받침판(52)이 엘보형으로 형성되고, 엘보형의 받침판(52) 양측에는 Y축이동장치(40)의 전후방에 장착된 수평지지봉(44)를 나사식으로 삽입하여 삽입할 수 있는 나사공(53)에 천공되어 있다. 또한 중앙부에는 슬라이드판(54)가 장착되고, 외부 측면에는 커버(55)가 장착된다.

상기 셀홀딩장치(70)는 X축이동장치(60)의 거치대(62)에 장착되는 지지판(71)(72)과, 상기 지지판(71)과 지지판(72)을 연결하는 연결봉(75)과, 상기 연결봉(75)에 끼워져 슬라이드되며 일측면에 간격유지대(74)를 구비하는 다수개의 압착판(73)과, 상기 지지판(71)에 결합되는 실린더(76)와, 상기 실린더(76)의 피스톤로드(77) 끝단에 결합되어 실린더(76)의 작동에 의해 압착판(73)들을 일측으로 당기기 위한 견인판(73a)으로 구성된다.

상기 셀홀딩장치(70)는 양측에 형성되는 지지판(71)(72) 내부에 다수개의 압착판(73)이 간격유지대(74)에 결합하여 연결봉(75)에 의해 삽입 구성된다. 그리고 상기 압착판(73)을 좌, 우로 압착 및 분리하기 위하여 지지대(71)(72)의 양측에 실린더(76)를 고정시킨 후, 전방의 압착판(73)의 단부측에는 피스톤로드(77)과 연결하여 구성한다.

즉 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41) 상부에 배터리박스(1)가 진입하면 배터리박스(1)의 셀 내장칸(81)으로 한쌍의 셀을 삽입하기 위하여 셀홀딩장치(70)의 압착판(73)들이 벌어져 있다가, 한상의 셀을 압착하여 배터리박스(1)의 내부로 삽입하기 위해서는 벌어져 있던 압착판(73)들이 실린더(26)(27) 작동에 의하여 압착판(73)들을 지지봉(24)(25)을 따라 후방으로 이동되면서 압착한 후, 한쌍의 지지대(10)에 장착된 압축실린더(13)(14)의 작동에 의하여 X축이동장치(60) 및 셀홀딩장치(70)가 하향하면서 배터리박스(1) 내부에 셀을 삽입하는 구성이다.

그리고 상기 배터리박스(1) 내부에 상기 작용에 의해 단계적으로 한쌍의 셀 삽입이 완료되면, 셀홀딩장치(70)의 상부에 구성된 셀압입장치(90)가 하향하면서 셀을 압착하여 공간이 형성되지 않도록 구성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 방법에 대한 작동 실시 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배터리박스(1)를 시간차를 두고 Y축이동장치로 진입시키는 단계와, 상기 Y축이동장치로 진입한 배터리박스를 스톱퍼(44a)에 의해 멈춘 다음 박스홀딩장치(50)로 홀딩하는 단계와, 상기 홀딩된 배터리박스(1)를 박스회전장치(30)에 의해 직각으로 회전시키는 단계와, 상기 배터리박스(1) 위에 셀홀딩장치(70)를 위치시키고 셀압입장치(90)의 밀대를 구동시켜 한쌍의 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)의 첫번째 셀 내장칸에 압입하는 단계와, 상기 첫번째 셀 내장칸에 셀(2)의 압입이 완료되면 Y축이동장치(40)를 구동시켜 배터리박스(1)를 Y축으로 한 칸 이동하는 단계와, 다음 X축이동장치(60)를 X축으로 이동시켜 두번째 셀 내장칸에 역시 한쌍의 셀(2)을 압입하는 단계와, 다시 동일한 방법으로 Y축이동장치(40)와 X축이동장치(60)를 이동시켜 마지막 셀 내장칸에 셀을 압입하는 단계와, 상기 모든 셀이 로딩된 배터리박스(1)를 박스회전장치(30)에 의해 다시 직각으로 회전시켜 배출하는 단계로 이루어진다.

상기 배터리박스(1) 내부에 형성된 다수개의 셀 내장칸에 셀을 삽입하여 로딩하기 위해서는 제작된 배터리박스(1)들을 간격을 두고 셀홀딩장치(70) 및 셀압입장치(90)의 하부에 장착된 Y축이동장치(40)로 이동컨베이벨트(미도시)를 타고 이동한다. 이처럼 이동된 배터리박스(1)는 한쌍의 지지대(10)에 결합된 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)에 하나씩 안착하게 된다. 즉, 배터리박스(1)에 후술하는 셀삽입 및 로딩이 완료되면 다음 배터리박스(1)가 안착될 수 있도록 시간차를 두고 이동된다.

상기 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)에 배터리박스(1)가 안착이 되면 고정대(11) 상부에 장착된 회전구동부(20)의 일측에서 실린더(26)(27)가 작동하게 된다.

상기 실린더(26)(27)가 전방으로 이동하여 밀어주게 되면 실린더(26)(27)의 피스톤로드(28)(29)과 연결된 수평기어(22)(23)가 전진하면서 박스회전장치(30)에 형성된 회전기어(32)를 회전시키고, 회전기어(32)는 회전축(31)의 상부에 결합된 Y축이동장치(40)를 회전시킨다.

따라서 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)에 안착되어 박스홀딩장치(50)에 고정된 배터리박스(1)도 회전하게 된다. 이때 회전각도는 90도 회전하도록 구성한다.

상기 같이 Y축이동장치(40)가 90도 회전한 뒤에는 Y축이동장치(40)는 배터리박스(1) 내부의 셀 내장칸(81)에 한쌍의 셀을 하나씩 정확하게 삽입하여 로딩할 수 있도록 하기 위하여, Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)를 Y축전방으로 이동하여 박스홀딩장치(50)에 의해 배터리박스(1)는 고정된다. 이때 박스홀딩장치(50)는 컨베이어벨트장치(41)가 이동하게 되면 배터리박스(1)를 양측에서 고정하고 있다가 분리된다. 그리고 다시 이동이 완료된 후에는 전방으로 이동하여 배터리박스(1)를 고정한다. 이때 박스홀딩장치(50)의 이동은 Y축이동장치(40)의 양측에 형성된 수평지지봉(44)의 나사산을 따라 전,후 이동하면서 배터리박스(90)를 고정 및 분리한다.

상기와 같이 전방으로 이동되어 박스홀딩장치(50)에 배터리박스(1)가 고정되면, 한쌍의 지지대(10) 상부에 결합된 셀홀딩장치(70)의 실린더(76)작동에 의해 피스톤로드(77)가 전방으로 이동하여 압착판(73)들을 내측으로 이동하여 압착시킴과 동시에, 한쌍의 지지대(10)의 내측에 형성된 실린더(13)(14)도 작동하여 한쌍의 지지대(10) 상부에 결합된 X축이동장치(60)를 하향하여 배터리박스(1)의 전방측에 형성된 셀 내장칸에 셀홀딩장치(70)에 장착된 한쌍의 셀을 삽입하고, 또 삽입이 완료된 후에는 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성된 셀압입장치(90)가 작동하여 밀대(91)를 하향시켜서 배터리박스(1)의 셀 내장칸(81)에 삽입된 셀에 공간이 없도록 로딩한다.

상기 로딩이 완료된 후에는 셀홀딩장치(70)도 원래의 상태로 복귀하게 된다. 즉, 셀홀딩장치(70)의 압차판(73)들을 압착하고 있던 실린더(76)의 피스톤로드(77)가 후방으로 이동하면서 분리하여 다음작업의 준비상태를 유지하게 된다.

상기와 같이 배터리박스(1)의 내부 전방에 형성된 셀 내장칸(81)에 한쌍의 셀을 삽입하여 로딩이 완료된 후에는, 다시 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)가 Y축중앙으로 배터리박스(1)를 이동하여 고정한다. 이때 박스홀딩장치(500의 작용은 전술한 작용과 동일하다. 그리고 전술한 바와 같이, 셀홀딩장치(70)가 압착판(73)들을 압착함과 동시에 한쌍의 지지대(10) 상부에 결합된 X축이동장치(60)는 실린더(13)(14) 작동에 의하여 X축 하부로 작동하면서 한쌍의 셀을 배터리박스(1)의 내부 중앙에 형성된 셀 내장칸(81)에 삽입하고 나면, 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성된 셀압입장치(90)의 밀대(91)가 하부로 이동하여 한쌍의 셀을 압착한다.

상기 작업이 완료되면 다시 Y축이동장치(40)의 켄베이어벨트(41)는 Y축후방으로 이동하여 박스홀딩장치(50)가 배터리박스(1)를 고정하면, 전술한 작용과 같이, 셀홀딩장치(70)가 압착판(73)들을 압착함과 동시에 한쌍의 지지대(10) 상부에 결합된 X축이동장치(60)를 실린더 작동에 의하여 X축 하부로 이동하면서 한쌍의 셀을 배터리박스(1)의 내부 후방에 형성된 셀 내장칸(81)에 삽입한다. 그러면 다시, 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성된 셀압입장치(90)의 밀대(91)가 하부로 이동하여 한쌍의 셀을 압착한다.

상기와 같이 배터리박스(1)에 셀을 삽입하여 로딩한 후에는 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)는 다시 X축 중앙으로 이동하여 박스홀딩장치(50)에 의하여 고정된 후, 회전구동부(20)의 실린더(26)(27)가 후방으로 작동하면서 수평기어(22)(23)를 당겨주게 되면 회전축(31)의 하부에 형성된 회전기어(32)가 역회전하여 원 위치됨과 동시에 배터리박스(1)를 전방으로 이동한다.

이때 이동컨베이어벨트를 타고 이동되어온 또 다른 배터리박스(1)가 Y축 이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)에 안착하여 전술한 작동을 반복하면서 배터리박스(1) 내에 셀을 삽입하여 로딩한 후 이동한다.

이러한 작업을 반복하여 배터리박스(1)의 내부에 셀을 간단하고 정확하게 삽입할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명이 비록 한정된 실시 예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

1. 배터리박스
10. 한쌍의 지지대 10a. 가이드레일
11. 고정대 12. 지지판
12a. 안내구 12b. 가이드레일
13, 14. 실린더
15. 나선축봉 16. 모터
20. 회전구동부 21. 삽입공
22, 23. 수평기어 24, 25. 지지봉
26, 26. 실린더 28, 29. 피스톤로드
30. 박스회전장치 31. 회전축
32, 회전기어 33. 결합부재
34: 모터
40. Y축이동장치 41. 컨베이어벨트장치
42. 회전기어 43. 측판
44. 수평지지봉
44a: 박스 스톱퍼
50. 박스홀딩장치
51. 홀딩판 52. 받침판
53. 나사공 54. 슬라이드판
55. 커버
60. X축이동장치
61. 고정판 62. 거치대
63. 모터 64. 나선축
65. 나선축 지지구
70. 셀홀딩장치
71. 72. 지지판 73. 압착판
74. 간격유지대 75. 연결봉
76. 실린더 77. 피스톤로드
90. 셀압입장치 91, 밀대

Claims

지면을 지지하는 고정대(11)와,
상기 고정대(11)의 일측부 양측에 각각 수직으로 형성되는 한쌍의 지지대(10)와,
상기 한쌍의 지지대(10)에 결합되어 승하강과 X축으로 이동가능한 X축이동장치(60)와,
상기 X축이동장치(60)에 결합되고 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)와,
상기 고정대(11) 상부에 안착되되 회전구동부(20)를 구비하는 박스회전장치(30)와,
상기 박스회전장치(30)의 상부측에 형성된 박스홀딩장치(50)를 구비하는 Y축이동장치(40)와,
상기 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성되어 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)로 압입하기 위한 셀압입장치(90)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
제 1항에 있어서 상기 X축이동장치(60)는,
가이드레일(10a)을 구비하는 한쌍의 지지대(10) 안쪽에 형성되어 상부 지지판(12)과 결합되되 나선축봉(15)를 보조하여 웨이트밸런스를 잡아주기위한 실린더(13)(14)와,
상기 실린더(13)(14) 중앙에 형성되어 지지판(12)을 승하강 시키기 위한 나선축봉(15)과,
상기 나선축봉(15)에 회전력을 제공하기 위한 모터(16)와,
상기 가이드레일(10a)을 따라 상하로 슬라이드 이동가능한 안내구(12a)를 일측면에 구비하고, 타측면에는 가이드레일(12b)을 구비하는 지지판(12)과,
상기 지지판(12) 일측에 장착되는 모터(63)와,
상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 나선축(64)과,
상기 나선축(64)의 끝단을 지지하기 위한 나선축 지지구(65)와,
상기 지지판(12)에 결합되되 슬라이드 이동가능토록 다수개의 안내구(66)를 구비하는 고정판(61)과,
상기 고정판(61)의 양측에 수평으로 돌출되도록 형성된 거치대(62)와,
상기 거치대(62)의 일측에 형성되며 나선축(64)과 나사결합되어 거치대(62)를 X축으로 이동가능하게 하는 나선축 삽입공(64a)으로 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
제 1항에 있어서, 상기 박스회전장치(30)는,
회전축(31)과 회전구동부(20)로 이루어지되, 상기 회전축(31)의 하부에는 원형기어(32)가 형성되어 회전구동부(20)의 회전력을 전달받을 수 있도록 하고, 상부에는 결합부재(33)이 형성되어 Y축이동장치(40)와 결합되도록 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
제 3항에 있어서, 상기 회전구동부(20)는,
고정대(11)에 고정되는 하판(20b)과, 상기 하판과 일정간격 이격되게 형성되는 상판(20a)과, 상기 상판(20a)과 하판(20b) 사이의 내부에 서로 대향하여 간격을 두고 형성된 지지봉(24)(25)과, 상기 지지봉(24)(25)에 연결되는 수평기어(22)(23)와, 상기 수평기어(22)(23)를 왕복 구동하는 실린더(26)(27)와, 상기 수평기어(22)(23)는 상판(20a)에 천공된 삽입공(21)을 통해 삽입된 회전축(31)의 원형기어(32)에 치합되어 회전축(31)을 회전시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
제 1항에 있어서, 상기 Y축이동장치(40)는 박스회전장치(30)의 상부 회전축(31)에 결합되는 결합부재(33)와, 상기 결합부재(33)에 의해 결합되는 한 쌍의 측판(43)과, 상기 측판(43)의 내측에 형성되고 다수개의 회전기어(42)를 구비하는 컨베이어벨트장치(41)와. 상기 컨베이어벨트장치(41)를 구동하기 위한 모터(34)와, 상기 컨베이어벨트장치(41)의 양측으로 돌출되는 수평지지봉(44)과, 상기 수평지지봉(44)에 결합되어 배터리박스(1)를 홀딩하는 박스홀딩장치(50)로 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
제 5항에 있어서, 상기 박스홀딩장치(50)는
Y축이동장치(40)의 수평지지봉(44)에 지지된 상태로 결합되는 한 쌍의 받침판(52)과, 상기 받침판(52)에 회전가능토록 결합되는 나선축(53d)와, 상기 나선축(53d)에 회전력을 제공하기 위한 모터(53a)와, 상기 나선축(53d)에 나선축결합공(54a)에 의해 나사결합되어 레일(53e)을 따라 슬라이드 이동가능한 슬라이드판(54)과, 상기 슬라이드판(54)에 형성되는 스텝핑모터(54b)와, 상기 스텝핑모터(54b)에 왕복가능토록 결합되며, 스텝핑모터(54b)의 구동에 의해 수평으로 왕복하면서 배터리박스(1)의 일측면에 밀착되어 배터리박스(1)를 홀딩한 상태를 유지할 수 있는 홀딩판(51)으로 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
제 1항에 있어서, 상기 셀홀딩장치(70)는
X축이동장치(60)의 거치대(62)에 장착되는 지지판(71)(72)과,
상기 지지판(71)과 지지판(72)을 연결하는 연결봉(75)과,
상기 연결봉(75)에 끼워져 슬라이드되며 일측면에 간격유지대(74)를 구비하는 다수개의 압착판(73)과,
상기 지지판(71)에 결합되는 실린더(76)와,
상기 실린더(76)의 피스톤로드(77) 끝단에 결합되어 실린더(76)의 작동에 의해 압착판(73)들을 일측으로 당기기 위한 견인판(73a)으로 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
배터리박스(1)를 시간차를 두고 Y축이동장치로 진입시키는 단계와,
상기 Y축이동장치로 진입한 배터리박스를 스톱퍼(44a)에 의해 멈춘 다음 박스홀딩장치(50)로 홀딩하는 단계와,
상기 홀딩된 배터리박스(1)를 박스회전장치(30)에 의해 직각으로 회전시키는 단계와,
상기 배터리박스(1) 위에 셀홀딩장치(70)를 위치시키고 셀압입장치(90)의 밀대를 구동시켜 한쌍의 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)의 첫번째 셀 내장칸에 압입하는 단계와,
상기 첫번째 셀 내장칸에 셀(2)의 압입이 완료되면 Y축이동장치(40)를 구동시켜 배터리박스(1)를 Y축으로 한 칸 이동하는 단계와,
다음 X축이동장치(60)를 X축으로 이동시켜 두번째 셀 내장칸에 역시 한쌍의 셀(2)을 압입하는 단계와,
다시 동일한 방법으로 Y축이동장치(40)와 X축이동장치(60)를 이동시켜 마지막 셀 내장칸에 셀을 압입하는 단계와,
상기 모든 셀이 로딩된 배터리박스(1)를 박스회전장치(30)에 의해 다시 직각으로 회전시켜 배출하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 방법.