KR101422977B1

KR101422977B1 - 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법

Info

Publication number: KR101422977B1
Application number: KR1020127023325A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 데루누마; 다이스케 야구치; 후미히로 츠치야
Original assignee: 도호꾸 파이오니어 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2014-07-23
Also published as: KR20120123545A; CN103229331B; JPWO2011111220A1; WO2011111220A1; CN103229331A; JP5499155B2

Abstract

본 발명은 권회 전극체의 각 극에 단자부를 손상하지 않고, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 부착할 수 있는 전지 조립 장치를 제공한다. 전지 조립 장치(1)는 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 가이드부(86)를 가진 가이드 부재(80), 권회 전극체(2)를 편평하게 변형하는 가압부(23) 및 부재 삽입부(25)를 구비하고 있다. 부재 삽입부(25)는 가이드부(86)의 표면과 접촉하면서 접속 단자(19)를 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 삽입한다.

Description

전지 조립 장치 및 전지 조립 방법{BATTERY ASSEMBLING MACHINE AND BATTERY ASSEMBLING METHOD}

본 발명은, 예를 들면, 띠 모양의 양극, 세퍼레이터, 및 띠 모양의 음극이 차례대로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성된 권회(捲回) 전극체에 집전 부재를 부착하는 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법에 관한 것이다.

자동차, 휴대용 컴퓨터 및 각종 휴대용 단말기의 전원으로 다양한 이차 전지가 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 내지 3 참조). 이러한 특허문헌 1 내지 3에 기재된 종래의 이차 전지는 띠 모양의 양극, 세퍼레이터, 및 띠 모양의 음극이 차례로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성된 권회 전극체, 및 이 권회 전극체에 장착되는 집전 부재를 구비하고 있다.

권회 전극체의 띠 모양의 양극 및 음극은 각각 띠 모양의 코어체와 이 코어체의 양쪽 표면에 형성된 극(極) 활성 물질을 구비하고 있다. 극 활성 물질은 코어체의 폭 방향의 한쪽 가장자리에 형성되고, 다른 쪽 가장자리에는 형성되지 않는다. 이 띠 모양의 양극과 음극 사이에는 띠 모양의 세퍼레이터가 존재하고(즉, 샌드위치되어 있음), 극 활성 물질이 형성되지 않은 각각의 가장자리가 코어체의 폭 방향의 양쪽 단에 위치하도록 감겨져서 전술한 권회 전극체를 구성하고 있다. 권회 전극체는 편평하게 변형되어 있다(즉, 편평하게 찌그러져 있다). 상기 극 활성 물질이 형성되지 않은 양쪽의 가장자리는 각각 양극과 음극의 단자부이다.

집전 부재는 절연성의 부재 본체 및 복수개의 접속 단자를 갖추고 있다. 부재 본체는 대략 직사각형이다. 복수개의 접속 단자는 전도성 금속으로 구성되어 있으며, 상기 부재 본체의 길이 방향의 양쪽 단부를 관통하고 있다. 접속 단자는, 전지로서 조립되는 경우에 상기 단자부에 장착되어, 이들 각각의 양극과 음극에 전기적으로 접속된다.

전술한 이차 전지는, 편평하게 변형된 권회 전극체의 양극 및 음극의 단자부에 각 접속 부재가 부착되어 있다.

특허문헌 1 : JP 2000-323120 A호 공보 특허문헌 2 : JP 2001-155711 A호 공보 특허문헌 3 : JP 2009-181812 A호 공보

그러나, 앞서 설명한 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 기재된 이차 전지는 상기 양극 및 음극과 상기 접속 단자가 금속으로 구성되어 있기 때문에, 조립시에 이들이 서로 스치게 될 경우, 특히 양극 및 음극의 단자 부분의 표면에 스크래치가 생겨서 (즉, 표면 손상), 해당 단자부와 접속 단자간의 전기 저항이 증가하게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 손상된 단자부의 파편이 권회 전극체 내로 진입하여 양극과 음극을 단락시킬 우려가 있다. 또한, 단자부와 접속 단자를 고정할 때, 권회 전극체의 권회 중심 공간부에 필요한 작업 공간을 확보하는 것이 어렵기 때문에, 사람이 수잡업으로 해야 하는 등 제조 비용을 좀처럼 낮추기 어려웠다.

따라서, 본 발명의 목적은, 예를 들면, 권회 전극체의 각 극의 단자부를 손상시키지 않고 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 설치할 수 있는 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법을 제공하는 것이다. 또한, 단자부와 접속 단자를 고정할 때, 권회 전극체의 권회 중심 공간부에 용접 또는 용착 작업에 필요한 공간을 확보함으로써, 기계에 의한 자동화를 가능하게 하고, 그 결과 제조 비용을 낮출 수 있는 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법을 제공하는 것이다.

전술한 문제를 해결하여 그 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특허청구범위의 제1항에 기재된 전지 조립 장치는, 띠 모양의 양극, 세퍼레이터, 및 띠 모양의 음극이 차례로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성된 권회 전극체의 상기 양극 및 상기 음극 각각의 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 부착하는 전지 조립 장치에 있어서, 그 표면상에 상기 권회 전극체가 배치되는 배치부, 상기 단자부에 포개져서, 상기 접속 단자를 안내하는 가이드부를 구비한 안내부, 상기 배치부와의 사이에 상기 권회 전극체를 끼워서 상기 권회 전극체를 편평하게 변형하는 가압부, 및 상기 가이드부의 표면과 접촉하면서, 상기 접속 단자를 상기 단자부에 삽입하는 부재 삽입부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법은, 권회 전극체의 각 극의 단자부를 손상시키지 않고 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 설치할 수 있다. 또한, 단자부와 접속 단자를 고정할 때, 권회 전극체의 권회 중심 공간부에 용접 또는 용착 작업에 필요한 공간을 확보함으로써, 기계에 의한 자동화를 가능하게 하고, 그 결과 제조 비용을 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전지 조립 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전지 조립 장치에 의해 조립된 전지의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전지의 다른 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전지의 집전 부재의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 전지의 권회 전극체의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 권회 전극체의 일부를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 권회 전극체의 일부의 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 전지 조립 장치의 안내부의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 9는 도 8에서의 화살표 IX 방향에서 본 안내부의 정면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 안내부의 가이드 부재가 서로 가까워진 상태를 나타내는 측면도이다.
도 11은 도 10에서의 화살표 XI 방향에서 본 안내부의 정면도이다.
도 12는 도 8에 도시된 안내부의 1개의 가이드 부재의 정면도이다.
도 13은 도 10에 도시된 안내부의 가이드 부재에 접속 단자가 가까워진 상태를 나타내는 정면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 접속 단자가 가이드부의 표면과 접촉하면서 단자부에 삽입된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 15는 도 1에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 평면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 침입 확대부가 서로 떨어진 상태를 나타내는 평면도이다.
도 17은 도 1에 도시된 전지 조립 장치의 전지를 조립하기 전에, 배치대와 가압 부재에 결속 시트가 흡착된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 전지 조립 장치의 가장 아래쪽 가이드 부재의 가이드부에 권회 전극체의 활성 물질 비형성 부분이 배치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 침입 부재가, 가이드부에 활성 물질 비형성 부분이 포개진 권회 전극체의 중심 공간내에 삽입된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 전지 조립 장치의 중앙 가이드 부재가 가이드 위치에 위치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 21은 도 20에 도시된 전지 조립 장치의 중앙 가이드 부재의 상면에 설치된 가이드부에 다른 권회 전극체의 활성 물질 비형성 부분이 포개진 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 22는 도 21에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 침입 부재가 위쪽의 권회 전극체의 중심 공간내에 삽입된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 23은 도 22에 도시된 전지 조립 장치의 가장 위쪽의 가이드 부재가 가이드 위치에 위치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 24는 도 23에 도시된 전지 조립 장치의 가압부에 의해 권회 전극체가 편평하게 변형된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 25는 도 24에 도시된 전지 조립 장치의 결속부에 의해 편평하게 변형된 권회 전극체의 주위에 결속 시트를 감아 놓은 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 26은 도 25에 도시된 전지 조립 장치의 가이드부의 표면과 접촉하면서 접속 단자가 단자부에 삽입된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 27은 도 26에 도시된 전지 조립 장치의 안내부의 위쪽의 2개의 가이드 부재가 후퇴 위치에 위치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 28은 도 27에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 침입 부재에 의해 권회 전극체의 중심 공간의 단면적이 커진 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 29는 도 28에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 한쪽의 침입 확대부의 회동 암이 후퇴 위치에 위치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 30은 도 29에 도시된 전지 조립 장치의 접합부 등에 의해 클립이 접합된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 설명한다. 본 발명의 일 실시형태에 관한 전지 조립 장치는, 가이드부에 권회 전극체의 단자부를 배치하고, 이 가이드부의 표면과 접촉하면서 접속 단자를 단자부에 삽입한다. 이와 같이, 접속 단자를 소정의 위치에 배치할 때, 각각 금속으로 구성된 접속 단자와 각 극의 단자부가 직접 접촉하는 일은 없다. 따라서, 권회 전극체의 각 극의 단자부를 손상시키지 않고, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 부착할 수 있다.

또한, 가이드부의 두께를 접속 단자의 두께보다 얇게 구성해도 좋다. 이 경우, 가이드부를 접속 단자와 단자부의 사이로부터 빼내려고 할 때, 이 접속 단자와 단자부의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 접속 단자를 단자부의 원하는 위치에 부착할 수 있다.

또한, 가이드부가, 단자부가 포개지는 대략 평면상의 겹침부(즉, 포개지는 부분), 및 이 겹침부 보다도 전기 접속 단자측에 상기 권회 전극체의 커브를 따른 곡면상의 경사부를 구비하고 있더라도 좋다. 이 경우, 접속 단자를 단자부에 삽입할 때, 이 접속 단자가 가이드부에만 접촉한다. 따라서, 접속 단자는 단자부에 직접 접촉하지 않는다. 그러므로, 권회 전극체의 각 극의 단자부를 손상시키지 않고, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 부착할 수 있다.

또한, 가이드부가 경사부에 이어지고, 상기 접속 단자의 삽입 방향과 평행하게 연장된 평행 연장부를 구비하고 있더라도 좋다. 부재 삽입부에 접속 단자를 삽입할 때, 상기 접속 단자의 위치가 다소 어긋나더라도 이 평행 연장부에 의해 경사부의 위치에 상기 접속 단자를 안내할 수 있다. 그러므로, 접속 단자를 소정의 단자부에 확실하게 부착할 수 있다.

가이드부에 포개진 편평하게 변형된 권회 전극체의 중심 공간의 단면적을 공간 확대부에 의해 크게 하더라도 좋다. 이 경우, 서로 포개지는 단자부를 권회 전극체의 외주(外周)측에서 보다 밀착한 상태로 서로 포갤 수 있다. 권회 전극체의 중심 공간의 단면적을 크게 함으로써, 단자부와 접속 단자를 고정하는 작업 공간을 확보할 수 있기 때문에, 인력 등을 필요로 하지 않고도 기계에 의해 자동으로 접속부에 접속 단자를 부착할 수 있다. 그러므로, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 효율적으로 고정할 수 있다.

또한, 결속 부재에 의해 복수개의 권회 전극체를 묶을 수도 있다. 이 경우, 복수개의 권회 전극체에 의해 전지를 구성할 수 있다.

또한, 공간 확대부가 권회 전극체의 중심 공간내에 삽입된 침입 부재를 해당 권회 전극체의 반경 방향으로 이동시키는 부재 이동 수단을 구비하고 있더라도 좋고, 침입 부재를 회전시키는 회전 수단을 구비하고 있더라도 좋다. 이 부재 이동 수단 또는 회전 수단에 의해, 공간 확대부가 권회 전극체의 중심 공간의 단면적을 확실하게 크게 할 수 있으며, 또한 효율적으로 단자부에 접속 단자를 부착할 수 있다.

접속 단자와 단자부를 끼우는 클립의 위치를 결정하는 클립 위치 결정부를 구비하고 있더라도 좋고, 접속 단자와 단자부와 클립을 접합하는 접합부를 구비하고 있더라도 좋다. 이 경우, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 확실히 고정할 수 있다.

실시예

본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 30에 기초하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 관한 전지 조립 장치(1)는 권회 전극체(2)(도 5에 나타냄)에 집전 부재(3)(도 4에 나타냄)를 부착해서, 전지(4)(도 2 및 도 3에 나타냄)를 조립하는 장치이다. 도시한 예에 있어서, 전지(4)는 자동차, 휴대용 컴퓨터, 및 각종 휴대 단말에 이용되는 리튬 이온 전지로 이루어져 있다.

전지(4)는, 도 2와 도 3에 나타내는 바와 같이, 2개의 권회 전극체(2), 집전 부재(3) 및 클립(5)을 구비하고 있다. 권회 전극체(2)는 도 6과 도 7에 나타내는 바와 같이, 띠 모양의 양극으로서의 양극 시트(6), 띠 모양의 세퍼레이터(7), 및 띠 모양의 음극으로의 음극 시트(8)가 차례로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성되어 있다.

양극 시트(6)는, 띠 모양의 코어체(9), 및 이 코어체(9)의 양쪽 표면에 형성된 양극 활성 물질(10)을 구비하고 있다. 코어체(9)는, 알루미늄 호일 등 양극에 적합한 금속 호일로 구성되어 있다. 양극 활성 물질(10)은 코어체(9)의 폭 방향의 한쪽 가장자리와 중앙부에 걸쳐서 형성되고, 다른 쪽 가장자리에는 형성되어 있지 않다. 즉, 코어체(9)의 폭 방향의 다른 쪽 가장자리에는, 코어체(9)를 일정한 폭으로 노출시키는 양극 활성 물질 비형성 부분(단자부에 상당한다)(9a)이 존재한다.

음극 시트(8)는, 띠 모양의 코어체(11) 및 이 코어체(11)의 양쪽 표면에 형성된 음극 활성 물질(12)을 구비하고 있다. 코어체(11)는, 동박 등 음극에 적합한 금속 호일로 구성되어 있다. 음극 활성 물질(12)은, 코어체(11)의 폭 방향의 한쪽 가장자리와 중앙부에 걸쳐서 형성되고, 다른 쪽 가장자리에 형성되어 있지 않다. 즉, 코어체(11)의 폭 방향의 다른 쪽의 가장자리에는 코어체(11)를 일정 폭으로 노출시키는 음극 활성 물질 비형성 부분(단자부에 상당한다)(11a)이 존재한다.

권회 전극체(2)는, 양극 활성 물질 비형성 부분(9a)이 음극 시트(8)와 접촉하지 않도록, 그리고 음극 활성 물질 비형성 부분(11a)이 양극 시트(6)와 접촉하지 않도록, 양극 시트(6), 세퍼레이터(7) 및 음극 시트(8)가 차례로 포개지고, 감겨져서 구성되어 있다. 그리고, 권회 전극체(2)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 편평하게 변형되어 있다(즉, 편평하게 찌그러져 있다). 또한, 편평하게 변형된 복수개의 권회 전극체(2)가 서로 포개지고, 이들 주위에 결속 부재로서의 결속 시트(13)(도 13에 나타냄)가 감겨져서 고정되어 있다.

집전 부재(3)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 절연성의 부재 본체(14) 및 이 부재 본체(14)에 설치된 단자부(15)를 가지고 있다. 부재 본체(14)는, 절연성의 합성 수지로 구성되고, 권회 전극체(2)의 외주면 상에서 편평하게 변형된 해당 권회 전극체(2)의 폭 방향의 한쪽 가장자리 상에 포개져 있다.

단자부(15)는, 부재 본체(14)의 양쪽 단부에 간격을 두고 배치된 양극 단자부(16) 및 음극 단자부(17)를 가지고 있다. 양극 단자부(16) 및 음극 단자부(17)는, 전지(4)로서 조립된 경우에, 각각 권회 전극체(2)의 양극 시트(6) 및 음극 시트(8)에 전기적으로 접속된다. 양극 단자부(16) 및 음극 단자부(17)는 각각 전술한 부재 본체(14)의 양쪽 단부에 있는 단자부 본체(18), 및 이 단자부 본체(18)의 한쪽 표면으로부터 세워진 4개의 접속 단자(19), 및 단자부 본체(18)의 다른 쪽 표면으로부터 세워진 1개의 볼트 단자(20)를 구비하고 있다.

접속 단자(19)는 각각 전도성 금속 등으로 구성되고, 단자부 본체(18)로부터 세워진 막대 형상으로 형성되어 있다. 두 세트의 접속 단자(19)는 전지(4)로서 조립된 경우에, 각각 권회 전극체(2)의 대응하는 시트(6, 8)의 코어체(9, 11)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 전기적으로 접속된다. 두 세트의 접속 단자(19)는, 권회 전극체(2)의 시트(6, 8)의 코어체(9, 11)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 후술하는 클립(5)으로 끼워져서, 해당 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 부착된다.

볼트 단자(20)는, 전술한 접속 단자(19)와 전기적으로 접속되어 있다. 볼트 단자(20)는 전지(4)의 방전 또는 충전시에 단자로서 사용된다.

클립(5)은 전도성 금속 등으로 구성되어 있다. 또한, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접속 단자(19)를 이 클립(5)으로 끼워서, 용접함으로써 이러한 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 접속 단자(19)와 전기적으로 접속된다.

전술한 구성의 전지(4)의 조립 공정은, 후술하는 전지 조립 장치(1)에 의해 2개의 권회 전극체(2)가 편평하게 변형된 후에 결속 시트(13)로 묶는 공정, 이들 권회 전극체(2)에 집전 부재(3)의 접속 단자(19)를 삽입하는 공정, 각 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 부착하는 공정 등을 포함한다.

전지 조립 장치(1)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 장치 본체(21), 안내부(22), 가압부(23), 공간 확대부(24), 부재 삽입부(25), 결속부(26), 클립 위치 결정부(27) 및 접합부(28)를 가지고 있다.

장치 본체(21)는, 공장 바닥 위에 설치되는 베이스판(29), 이 베이스판(29)으로부터 세워진 지주(支柱)(30), 이 지주(30)의 상단부에 부착되고 베이스판(29)과 간격을 두고 평행하게 배치된 천장판(31), 및 배치부로서의 배치대(32)를 가지고 있다. 배치대(32)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 두꺼운 평판상으로 형성되어, 베이스판(29) 상에 부착되어 있다. 배치대(32)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다. 배치대(32)의 표면에는, 결속 시트(13)의 부압(負壓)에 의해 흡착되어서 밀착한 상태로 포개진다. 또한, 배치대(32)의 앞쪽 및 뒤쪽(즉, 안쪽)에 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 위치시키고, 그리고 1개의 권회 전극체(2)가 결속 시트(13)의 위쪽에 간격을 두고 놓여진다.

안내부(22)는, 배치대(32)에 놓여진 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a) 각각에 대응하여 한 쌍이 설치되어 있다. 도시된 예에 따르면, 안내부(22)는, 배치대(32) 보다도 도 1중의 뒤쪽(즉, 안쪽)과 앞쪽에 설치되어 있다. 안내부(22)는, 도 8 및 도 9에 나타내는 것과 같이, 슬라이드 지지부(33) 및 복수개(도시예에서는 3개)의 가이드 부재(80)를 갖추고 있다.

슬라이드 지지부(33)는, 베이스부(81), 지지주(支持柱)(82) 및 2개의 슬라이더(83)를 갖추고 있다. 베이스부(81)는, 두꺼운 평판상으로 형성되고, 베이스판(29)에 부착된다. 지지주(82)는, 베이스부(81), 즉 베이스판(29)으로부터 세워진 상태로 설치되어 있다. 두 개의 슬라이더(83)는, 지지주(82)의 길이 방향을 따라 정렬되어, 해당 지지주(82)의 길이 방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 한 쪽의 슬라이더(83)는, 지지주(82)의 중앙부 및 하단부에 걸쳐서 이동가능하게 해당 지지주(82)에 지지되어 있다. 다른 쪽의 슬라이더(83)는, 지지주(82)의 상단부 및 한 쪽의 슬라이더(83)의 바로 위에 걸쳐서 이동가능하게 해당 지지주(82)에 지지되어 있다.

가이드 부재(80)는, 베이스판(29)과 천장판(31)의 사이에 상호 간격을 두어 배치되어 있다. 3개의 가이드 부재(80) 중 하나는 베이스부(81)에 고정되어 있다. 또한, 다른 2개의 가이드 부재(80)는 각각 슬라이드 막대(84)에 의해 수평 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 2개의 가이드 부재(80)는, 도 8 중의 실선으로 표시된 위치, 즉 배치대(32) 상의 권회 전극체(2)로부터 떨어진 후퇴 위치, 및 도 8의 점선 및 도 10에 도시된 위치, 즉 배치대(32) 상의 권회 전극체(2)에 가장 근접한 가이드 위치에 걸쳐서, 이동가능하게 설치되어 있다. 또한, 3개의 가이드 부재(80)가 가이드 위치에 있는 경우는, 도 10에 나타내는 것과 같이, 연직 방향으로 정렬하도록 위치된다. 또한, 각 안내부(22)는 2개의 슬라이드 막대(84)를 그 길이 방향으로 슬라이드시키기 위한 구동원(도시하지 않음)을 구비하고 있다.

가이드 부재(80)는, 도 11 및 도 12에 나타내는 것과 같이, 각각 상기 슬라이드 막대(84) 또는 베이스부(81)에 부착된 가이드 본체 및 가이드부(86)를 구비하고 있다. 가이드 본체(85)는, 직방체 형상으로 형성되고, 그 길이 방향이 수평 방향으로 배치되어 있다. 가이드부(86)는, 권회 전극체(2)의 평면을 따른 대략 평면상의 부분 및 해당 권회 전극체(2)의 커브를 따른 곡면상의 소부분을 포함한다. 또한, 도시예에 따르면, 가이드부(86)는, 가장 아래쪽의 가이드 부재(80)에서는 가이드 본체(85)의 상면에 설치되고, 중앙의 가이드 부재(80)에서는 가이드 본체(85)의 상면과 하면에 설치되며, 가장 위쪽의 가이드 부재(80)에서는, 가이드 본체(85)의 하면에 설치되어 있다. 또한, 도 9, 도 11 및 도 12에 이중 점선으로 나타내는 것과 같이, 배치대(32) 상의 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 가이드부(86)의 표면상에 놓여진다.

전술한 3개의 가이드 부재(80)의 가이드부(86)는 동일한 구성을 가지므로, 이하에서는, 가장 아래쪽에 위치하는 가이드 부재(80)의 가이드부(86)를 대표해서 설명하고자 한다. 가이드부(86)는, 도 12에 나타내는 것과 같이, 겹침부(87), 이 겹침부(87)에 이어지는 경사부(88), 및 이 경사부(88)에 이어지는 평행 연장부(89)를 구비한 얇은 평판상으로 형성되어 있다. 이 겹침부(87)는, 수평이면서, 배치대(32)상의 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 평행한 대략 평면이다. 겹침부(87)에는, 배치대(32) 상의 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진다.

경사부(88)는, 권회 전극체(2)의 커브를 따른 평면상의 소부분으로, 도 13에 나타내는 것과 같이, 겹침부(87)보다도 접속 단자(19)측에 존재한다. 경사부(88)의 보다 더 접속 단자(19)측에는, 겹침부(87)와 대략 평행한 평행 연장부(89)가 연장되어 있다. 부재 삽입부가 접속 단자(19)를 삽입할 때, 이 평행 연장부(89)와 경사부(88) 및 겹침부(87)는, 해당 접속 단자(19)가 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 포개지는 위치로 안내하는 역할을 한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 3개의 가이드 부재(80) 사이에 2개의 권회 전극체(2)를 배치할 수도 있다. 가장 아래쪽의 가이드 부재(80)의 가이드부(86)와 중앙의 가이드 부재(80)의 하면에 설치된 가이드부(86)의 사이에 1개의 권회 전극체(2)가 배치되고, 중앙의 가이드 부재(80)의 상면에 설치된 가이드부(86)와 가장 위쪽의 가이드 부재(80)의 가이드부(86)의 사이에 1개의 권회 전극체(2)가 배치된다. 이 상태에서, 도 10 및 도 11에 나타내는 것과 같이, 2개의 가이드 부재(80)가 아래를 향해 이동할 수 있다. 2개의 가이드 부재(80)는 후술하는 가압부(23)의 가압 실린더(34)의 슬라이더(92)의 승강 동작에 연동하여, 구동원(도시하지 않음)에 의한 승강이 이루어진다.

가압부(23)는 가압판(90), 가압 실린더(34) 및 가압 부재(35)를 구비하고 있다. 가압판(90)은, 두꺼운 평판상으로 형성되고, 베이스판(29)과 간격을 두어 해당 베이스판(29)과 평행하게 배치되어 있다. 가압판(90)은, 배치대(32) 상의 권회 전극체(2) 및 안내부(22)의 3개의 가이드 부재(80)의 위쪽에 위치된다. 가압판(90)은, 가이드 기둥에 의해 승강 가능하게 설치되어 있다.

가압 실린더(34)는, 베이스판(29) 상에 세워져 해당 베이스판(29)에 부착된 실린더 본체(36), 및 해당 실린더 본체(36)에 연직 방향을 따라 슬라이드 가능하게 설치된 슬라이더(92)를 구비하고 있다. 슬라이더(92)는 가압판(90)에 부착된다. 가압 실린더(34)는, 슬라이더(92)를 승강시키는 것에 의해, 해당 가압판(90)을 승강시킨다.

가압 부재(35)는, 가압판(90)의 배치대(32)에 대향하는 표면에 부착되고, 두꺼운 평판상으로 형성되어 있다. 가압 부재(35)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때, 배치대(32)를 향해 볼록한 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다. 가압 부재(35)에는, 그 하면에 결속 시트(13)가 부압에 의해 밀착하게 흡착한 상태로 포개진다.

가압 실린더(34)가 가압 부재(35)를 아래쪽으로 이동시킴으로써, 가이드 부재(80)의 가이드부(86) 사이에 설치된 권회 전극체(2)를 배치대(32)와의 사이에 끼워서 해당 권회 전극체(2)를 편평하게 변형시킨다.

공간 확대부(24)는, 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a) 각각에 대응하게, 한 쌍이 설치되어 있다. 도시예에서는, 공간 확대부(24)는, 배치대(32)보다도 도 1 중의 뒤쪽(안쪽)과 앞쪽에 설치되어 있다.

공간 확대부(24)는, 각각 도 15 및 도 16에 나타내는 것과 같이, 부재 이동 수단으로서의 슬라이드 기구부(37) 및 2개의 침입 확대부(38)를 구비하고 있다. 슬라이드 기구부(37)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때, 배치대(32)의 오른편에 설치되어 있다. 슬라이드 기구부(37)는, 리니어 가이드(39) 및 구동원(도시하지 않음)을 구비하고 있다.

리니어 가이드(39)는, 도 1중의 좌우 방향으로 직선상으로 연장되는 레일(41), 및 이 레일(41)에 해당 레일(41)의 길이 방향을 따라 슬라이드 가능하게 설치된 슬라이더(42)를 구비하고 있다. 슬라이더(42)는 구동원에 의해 레일(41)의 길이 방향을 따라 이동한다. 슬라이드 기구부(37)는, 슬라이더(42)를 레일(41)을 따라 권회 전극체(2)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 슬라이더(42)에 부착된 침입 확대부(38)의 후술하는 침입 부재(93)를 권회 전극체(2)의 반경 방향을 따라 해당 권회 전극체(2)의 외주 방향으로 이동시킨다. 슬라이드 기구부(37)에 있어서는, 슬라이더(42)가 레일(41)을 따라 권회 전극체(2)로부터 멀어지는 방향으로 이동함으로써, 후술하는 침입 부재(93)가 권회 전극체(2)의 반경 방향을 따라 해당 권회 전극체(2)의 외주 방향으로 이동한다.

2개의 침입 확대부(38)는, 도 1 중의 좌우 방향, 즉 리니어 가이드(39)의 레일(41)의 길이 방향에 따라 서로 간격을 두어 배치되어, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때 상호간에 배치대(32)를 끼우는 위치에 배치되어 있다.

침입 확대부(38)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 지지주(43), 2개의 슬라이더(44), 2개의 회동(回動) 아암(45), 2개의 로크(lock) 걸림쇠(46)를 구비하고 있다. 지지주(43)는, 연직 방향을 따라 직선으로 연장되고, 베이스판(29)으로부터 세워진 상태로 배치되어 있다. 도 1 중의 오른 쪽 침입 확대부(38)의 지지주(43)는, 리니어 가이드(39)의 슬라이더(42)에 부착되고, 도 1 중 왼쪽 침입 확대부(38)의 지지주(43)의 베이스판(29)에 부착되어 있다.

2개의 슬라이더(44)는, 지지주(43)의 길이 방향을 따라 정렬되어, 해당 지지주(43)의 길이 방향을 따라 이동가능하게 지지되어 있다. 한쪽의 슬라이더(44)는, 지지주(43)의 중앙부 및 하단부에 걸쳐서 이동가능하게 지지되어 있다. 다른 쪽의 슬라이더(44)는, 지지주(43)의 상단부와 한쪽의 슬라이더(44)의 바로 위에 걸쳐서 이동가능하게 지지주(43)에 의해 지지되어 있다.

회동 아암(45)은, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때 수평 방향과 평행한 직선상으로 연장한다. 회동 아암(45)은, 도 15 및 도 16에 나타내는 것과 같이, 그 한쪽 단부가 슬라이더(42)에 회동가능하게 지지되고, 다른 쪽 단부는 권회 전극체(2)에 가까워지도록 연장되어 있다. 또한, 회동 아암(45)은, 도 15 및 도 16 중에 실선으로 도시된 접속 단자(19)의 삽입 방향과 평행한 침입 위치와, 도 15 및 도 16 중에 이중 점선으로 도시된 권회 전극체(2)로부터 멀어지는 후퇴 위치에 걸쳐서 상기 슬라이더(42)에 회전가능하게 지지되어 있다.

회동 아암(45)의 다른 쪽 단부에는, 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)에 침입하는 침입 부재(93)가 부착되어 있다. 침입 부재(93)는, 회동 아암(45)의 다른 쪽 단부로 향함에 따라 권회 전극체(2)를 향해 돌출하는 형상이다. 침입 부재(93)는, 권회 전극체(2)의 축심 둘레로 회전할 수 있도록 회동 아암(45)의 다른 쪽 단부에 지지되어 있다. 또한, 침입 확대부(38)의 회동 아암(45)의 다른 쪽 단부에는, 침입 부재(93)를 회전시키는 회전 수단으로의 회전 구동원(47)이 부착되어 있다. 또한, 회동 아암(45)은, 압박 수단으로서 스프링 등에 의해, 상기 침입 위치에서 후퇴 위치를 향해, 즉 권회 전극체(2)로부터 멀어지는 방향으로 압박된다. 또한, 회동 아암(45)은, 베이스판(29)에 부착된 구동원(도시하지 않음)에 의해, 후퇴 위치에서 침입 위치를 향해 가압된다.

로크 걸림쇠(46)는, 그 중앙부가 슬라이더(44)에 회동가능하게 지지되어 있다. 로크 걸림쇠(46)는, 권회 전극체(2)에 가까운 쪽의 한쪽 단부에, 상기 회동 아암(45)에 계지(係止)되는 걸림쇠(94)가 돌출되게 마련되어 있다. 또한, 로크 걸림쇠(46)는, 상기 걸림쇠(94)가 회동 아암(45)에 계지되는 방향으로, 압박 수단(도시하지 않음)으로서의 스프링 등에 의해 압박되어 있다. 또한, 베이스판(29)에 부착된 구동원(도시하지 않음)에 의해, 걸림쇠(94)가 회동 아암(45)의 한쪽 단부로부터 멀어지는 방향으로 가압된다.

걸림쇠(94)가 회동 아암(45)의 한쪽 단부에 계지되면, 해당 회동 아암(45)이 전술한 침입 위치에 유지된다. 또한, 로크 걸림쇠(46)가, 전술한 압박 수단의 압박력에 대항하여 걸림쇠(94)가 회동 아암(45)의 한쪽 단부로부터 멀어지는 방향으로 회동하면, 걸림쇠(94)의 계지가 해제되어서, 회동 아암(45)이 전술한 후퇴 위치를 향해 회전한다.

전술한 구성의 공간 확대부(24)에 있어서, 2개의 침입 확대부(38)가 상호 접근하여, 회동 아암(45)이 침입 위치에 위치하게 되면, 침입 부재(93)가 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)내에 삽입된다. 그리고, 공간 확대부(24)는, 슬라이드 기구부(37)에 의해 침입 확대부(38)가 서로 멀어짐으로써, 침입 부재(93)는 중앙 공간(K)의 단면적을 넓힌다. 즉, 공간 확대부(24)는, 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)을 해당 권회 전극체(2)의 반경 방향을 따라 외주측으로 확장한다. 이로써, 서로 포개지는 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을, 해당 권회 전극체(2)의 외주측에 있어서 보다 밀착한 상태로 서로 포갤 수 있다. 그리고, 공간 확대부(24)는 구동원에 의해 회동 아암(45)의 한쪽 단부에의 계지가 해제되는 방향으로 로크 걸림쇠(46)가 가압된다. 해당 로크 걸림쇠(46)의 계지가 해제되어서 회동 아암(45)이 침입 위치로부터 후퇴 위치를 향해 회전되면, 침입 부재(93)가 중심 공간(K) 내에서부터 빠져나오게 된다. 또한, 각 공간 확대부(24)의 각 침입 확대부(38)의 슬라이더(44), 즉 회동 아암(45)은, 가압부(23)의 가압 실린더(34)의 슬라이더(92)의 승강 동작에 연동하여, 구동원(도시하지 않음)에 의한 승강 동작이 이루어진다.

부재 삽입부(25)는, 안내부(22)의 도 1 중의 오른 쪽에 배치되어 있다. 부재 삽입부(25)는, 삽입 실린더(48) 및 부재 유지부(49)를 구비하고 있다. 삽입 실린더(48)는, 실린더 본체(50), 및 이 실린더 본체(50)로부터 돌출가능하게 설치된 로드(51)를 구비하고 있다. 삽입 실린더(48)는, 실린더 본체(50)로부터 신장하는 로드(51)가 안내부(22)에 근접한 상태로 베이스판(29) 상에 설치되어 있다.

부재 유지부(49)는, 집전 부재(3)의 단자부(15)의 볼트 단자(20)를 유지한다. 접속 단자(19)가 권회 전극체(2)에 대향하고 수평하게 되도록 집전 부재(3)가 유지된다.

그리고, 삽입 실린더(48)의 로드(51)가 신장하여, 부재 유지부(49)에 유지된 집전 부재(3)가 배치대(32) 상 및 가이드 부재(80)의 가이드부(86) 상에 배치된 권회 전극체(2)에 근접한다. 그리고, 접속 단자(19)가 가이드부(86)의 표면을 미끄러지게 함으로써, 집전 부재(3)의 접속 단자(19)를 가이드부(86)에 삽입한다. 이때, 접속 단자(19)는 가이드부(86)와만 접촉한다. 접속 단자(19)는 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접촉하지 않는다.

결속부(26)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 배치대(32)의 표면으로부터 돌몰(突沒) 가능하게 설치된 제1 돌몰 부재(52), 및 가압 부재(35)의 하면에서 돌몰 가능하게 설치된 제2 돌몰 부재(53)를 구비하고 있다. 제1 돌몰 부재(52)는, 배치대(32)의 도 1 중의 좌우 방향으로 서로 간격을 두어, 또한 도 1 중의 깊이 방향으로(즉, 안쪽 방향으로) 서로 간격을 두어 복수개가 설치되어 있다. 제1 돌몰 부재(52)는 베이스판(29)에 부착된 에어 실린더(도시하지 않음) 등에 의해 배치대(32)의 표면으로부터 돌몰된다. 제2 돌몰 부재(53)는 가압 부재(35)의 도 1 중의 좌우 방향으로 서로 간격을 두어, 또한 도 1의 깊이 방향으로 서로 간격을 두어 복수개가 설치되어 있다. 제2 돌몰 부재(53)는 가압판(90)에 부착된 에어 실린더 (도시하지 않음) 등에 의해 가압 부재(35)의 하면으로부터 돌몰된다.

가압 부재(35)와 배치대(32) 사이에 끼워진 권회 전극체(2)가 편평하게 변형되고, 돌몰 부재(52, 53)가 배치대(32)의 표면 및 가압 부재(35)의 하면으로부터 돌출한다. 그리고, 돌몰 부재(52, 53)가 배치대(32)의 표면 및 가압 부재(35)의 하면에 흡착한 결속 시트(13)가, 편평하게 변형된 권회 전극체(2)의 주위에 감겨진다. 또한, 해당 결속 시트(13)의 점착 테이프를 서로 붙여서, 해당 결속 시트(13)에 의해 전술한 2개의 권회 전극체(2)를 결속한다.

클립 위치 결정부(27)는, 이동부(54)에 의해 배치대(32) 및 안내부(22)에 대해서 이동가능하게 장치 본체(21)에 부착된 로봇 아암(55)을 구비하고 있다. 로봇 아암(55)은 장치 본체(21)에 설치된 클립 수용부(도시하지 않음)의 클립(5)을 그 선단에 흡착한다. 이렇게 흡착된 클립(5)은 접속 단자(19)와 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 끼워서 위치 결정된다.

접합부(28)는, 이동부(56)에 의해 배치대(32) 및 안내부(22)에 대해서 이동가능하게 장치 본체(21)에 부착된 초음파 용접 장치(57)를 구비하고 있다. 초음파 용접 장치(57)는, 로봇 아암(55)이 위치 결정한 클립(5), 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a), 및 접속 단자(19)를 초음파 용접에 의해 접합한다.

전술한 구성의 클립 위치 결정부(27)와 접합부(28)는 상호 공동으로, 클립(5)을 하나씩 접속 단자(19)에 접합한다.

전술한 전지 조립 장치(1)에 의해, 전지(4)는 다음과 같이 조립된다. 먼저, 도 17에 나타내는 것과 같이, 가이드 부재(80)가 후퇴 위치에 위치되어 있다. 그리고, 각 공간 확대부(24)의 각 침입 확대부(38)의 회동 아암(45)이 후퇴 위치에 위치되어 있다. 그리고, 배치대(32)의 표면에 결속 시트(13)가 포개져서 흡착되고, 또한 가압 부재(35)의 하면에 결속 시트(13)가 포개져서 흡착된다. 또한, 부재 삽입부(25)의 부재 유지부(49)에 집전 부재(3)가 유지되고, 부재 삽입부(25)의 삽입 실린더(48)의 로드(51)가 축소되어 있다.

그리고, 도 18에 나타내는 것과 같이, 각 안내부(22)의 가장 아래쪽에 위치하는 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개지도록 1개의 권회 전극체(2)가 놓여진다. 이상이 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 포개는 겹침 공정이다. 그리고, 도 19에 나타내는 것과 같이, 각 공간 확대부(24)의 침입 확대부(38)의 아래쪽에 위치한 회동 아암(45)을 침입 위치에 위치시켜서, 침입 부재(93)가 전술한 1개의 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)내에 삽입된다. 그리고, 도 20에 나타내는 것과 같이, 각 안내부(22)의 중앙에 위치하는 가이드 부재(80)가 가이드 위치에 위치된다.

그 후, 도 21에 나타내는 것과 같이, 각 안내부(22)의 중앙에 위치하는 가이드 부재(80)의 상면에 설치된 가이드부(86) 상에 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개지도록 2번째의 권회 전극체(2)가 놓여진다. 이상이, 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 포개는 두 번째 겹침 공정이다. 그리고, 도 22에 나타내는 것과 같이, 각 공간 확대부(24)의 침입 확대부(38)의 위쪽에 위치하는 회동 아암(45)을 침입 위치에 위치시켜서 침입 부재(93)가 전술한 2번째 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)내에 삽입된다. 그리고, 도 23에 나타내는 것과 같이, 각 안내부(22)의 가장 위쪽에 위치하는 가이드 부재(80)가 가이드 위치에 위치된다.

그 후, 도 24에 나타내는 것과 같이, 가압부(23)의 가압 실린더(34)의 슬라이더(92)를 하강시켜서, 가압 부재(35)를 하강시킨다. 그러면, 가압 부재(35)가 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 놓여진 권회 전극체(2)의 배치대(32)를 향해 가압한다. 또한, 구동원(도시하지 않음)이 가압 부재(35)의 하강에 연동해서 각 안내부(22)의 위쪽에 위치하는 2개의 가이드부(86)를 배치대(32)를 향해 하강시키고, 또한, 각 공간 확대부(24)의 2개의 침입 확대부(38)의 슬라이더(44), 즉 회동 아암(45)을 배치대(32)를 향해 하강시킨다. 그리고, 도 24에 나타내는 것과 같이, 권회 전극체(2)는 중심 공간(K) 내에 침입 부재(93)가 침입된 상태로 배치대(32)와 가압 부재(35) 사이에 끼어서 편평하게 변형된다. 이상이 가압 부재(35)와 배치대(32) 사이에서 권회 전극체(2)가 편평하게 변형되는 가압 공정이다.

그 후, 결속부(26)의 제1 돌몰 부재(52)가 배치대(32)의 표면에서 돌출되고, 제2 돌몰 부재(53)가 가압 부재(35)의 표면으로부터 돌출된다. 그러면, 배치대(32) 및 가압 부재(35)에 흡착된 결속 시트(13)가, 도 25에 나타내는 것과 같이, 편평하게 변형된 2개의 권회 전극체(2)의 주위에 감겨져서, 이들 권회 전극체(2)가 결속 시트(13)에 의해 결속된다. 이상이, 2개, 즉 복수개의 권회 전극체(2)의 주위에 결속 시트(13)가 감겨져서, 이들 복수개의 권회 전극체(2)가 결속 시트(13)에 의해 결속되는 결속 공정이다.

그리고 부재 삽입부(25)의 삽입 실린더(48)의 로드(51)가 신장되어서, 해당 부재 삽입부(25)에 유지된 집전 부재(3)가 편평하게 변형된 권회 전극체(2)에 접근하게 된다. 그러면, 도 13에 나타내는 것과 같이, 집전 부재(3)의 각 접속 단자(19)가, 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 서서히 접근한다. 그리고, 해당 접속 단자(19)가, 가이드부(86)의 경사부(88)에 접촉하여 해당 경사부(88)에 의해 안내된다. 이어서, 도 14 및 도 26에 나타내는 것과 같이, 겹침부(87)가 접속 단자(19)와 접촉하여 해당 접속 단자(19)는 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)의 위치에 포개지도록 안내된다. 이렇게 해서, 가이드부(86)는, 접속 단자(19)를 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 포개지는 위치에 안내한다. 이상이, 접속 단자(19)가 가이드부(86)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 면의 뒤쪽 면 상에 삽입되는 삽입 공정이다.

그리고, 각 안내부(22)의 위쪽에 위치하는 가이드 부재(80)는, 구동원(도시하지 않음)에 의해 슬라이드 막대(84)를 따라 이동되어서, 권회 전극체(2)로부터 멀어진다. 그리고, 도 27에 나타내는 것과 같이, 위쪽에 위치하는 2개의 가이드 부재(80)의 가이드부(86)를, 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접속 단자(19)의 사이로부터 빼낸다. 이상이 권회 전극체(2)와 접속 단자(19)의 사이에서 가이드부(86)를 빼내는 공정이다.

그 후, 각 공간 확대부(24)의 슬라이드 기구부(37)의 슬라이더(42)를 2개의 침입 확대부(38)가 서로 멀어지는 방향으로 이동시킨다. 그러면, 도 28에 나타내는 것과 같이, 도면 중 오른 쪽의 침입 확대부(38)의 침입 부재(93)와 도면 중 왼쪽의 침입 확대부(38)는 서로 멀어지는 방향으로 이동한다. 침입 부재(93)가 권회 전극체(2)의 장경(長徑) 방향을 따라 외주측으로 이동하면, 서로 포개진 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 권회 전극체(2)의 외주측에서 보다 밀접하게 서로 포개진다. 그 결과, 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)의 단면적을 크게 할 수 있다. 그리고, 회전 구동원(47)에 의해, 도면 중 오른 쪽의 침입 확대부(38)의 침입 부재(93)가 적절히 회전된다. 이상이, 가압부(23)에 의해 편평하게 변형된 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)을 해당 권회 전극체(2)의 반경 방향으로 넓히는 확대 공정이다.

그 후, 도 29에 나타내는 것과 같이, 각 공간 확대부(24)의 도면 중 오른 쪽의 회동 아암(45)의 한쪽 단부를 계지한 로크 걸림쇠(46)의 걸림쇠(94)의 계지가 해제되어서, 해당 회동 아암(45)이 후퇴 위치에 위치하게 된다. 그리고, 후퇴 위치에 위치된 회동 아암(45)의 다른 쪽 단부에 부착된 침입 부재(93)가 중심 공간(K)으로부터 빠져나온다. 그리고, 클립 위치 결정부(27)의 로봇 아암(55)에 의해, 클립(5)이 하나씩 접속 단자(19)와 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 끼워서 위치 결정되고, 그 후 접합부(28)의 초음파 용접 장치(57)에 의해 위치 결정된 클립(5)이 접속 단자(19) 등에 접합된다. 이상이, 클립(5)이 접속 단자(19)와 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 끼우고 위치 결정되는 클립 위치 결정 공정, 및 접속 단자(19), 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a) 및 클립(5)이 접합되는 접합 공정이다.

그리고, 모든 접속 단자(19)가 클립(5)에 의하여 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 순차적으로 접합된다. 이상이 전지(4)의 조립 공정이다.

본 실시예에 따르면, 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 배치하고, 이 가이드부(86)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 면의 뒤쪽 면 상에 접속 단자(19)를 삽입하기 때문에, 접속 단자(19)를 위치 결정할 때, 가이드부(86)에 의해 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접속 단자(19)가 직접 접촉하지 않는다. 이 때문에, 접속 단자(19)를 소정의 위치에 위치 결정할 때, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)의 표면 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 손상시키지 않고, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 용이하게 부착 또는 설치할 수 있다.

또한, 가이드부(86)의 두께를 접속 단자(19)의 두께보다 얇게 구성함으로써, 가이드부(86)를 접속 단자(19)와 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)의 사이로부터 빼내려고 할 때, 해당 접속 단자(19) 및 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 접속 단자(19)를 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)의 원하는 위치에 부착할 수 있다.

또한, 가이드부(86)가, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 대략 평면상의 겹침부(87), 및 권회 전극체(2)의 커브를 따른 곡면상의 소부분이자, 해당 겹침부(87)보다도 접속 단자(19)측에 있는 경사부(88)를 구비하고 있다. 이로 인해, 접속 단자(19)를 가이드부(86)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 면의 뒤쪽 면 상에 삽입할 때, 접속 단자(19)가 가이드부(86)의 전술한 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 면의 뒤쪽(즉, 안쪽) 면과 접촉한다. 따라서, 접속 단자(19)는, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접촉하지 않는다. 이로써, 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 손상시키는 일 없이, 해당 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 집전 부재(3)의 접속 단자(19)를 용이하게 부착할 수 있다.

또한, 가이드부(86)는, 경사부(88)의 보다 더 접속 단자(19)측에 겹침부(87)와 대략 평행하게 연장하는 평행 연장부(89)를 구비하고 있다. 부재 삽입부(25)에 접속 단자(19)를 삽입할 때, 해당 접속 단자(19)의 위치가 다소 어긋나더라도 이 평행 연장부(89)에 의해 경사부(88)의 위치에 해당 접속 단자(19)를 안내할 수 있다. 이 때문에, 권회 전극체(2)를 복수개 포개는 경우에도, 가이드부(86)에 의해 복수개의 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 구분할 수 있다. 따라서, 접속 단자(19)를 소정의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 확실하게 부착할 수 있다.

침입 부재(93)가 권회 전극체(2)의 장경(長徑) 방향을 따라 외주측으로 이동하면, 서로 포개진 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 권회 전극체(2)의 외주측에서 보다 밀착한 상태로 서로 포개진다. 그 결과, 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)의 단면적을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 작업 공간을 확보할 수 있어서, 용이하게 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 부착할 수 있다.

또한, 결속 시트(13)에 의해 서로 포개진 복수개의 권회 전극체(2)를 결속하므로, 복수개의 권회 전극체(2)로 전지(4)를 구성할 수도 있다.

그리고, 회전 구동원(47)에 의해, 침입 확대부(38)의 침입 부재(93)가 적절히 회전된다. 이 때문에, 공간 확대부(24)가 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)을 확실하게 확대시킬 수 있고, 효율적으로 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 부착할 수 있다.

접속 단자(19)와의 사이에 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 끼우는 위치에 클립(5)의 위치를 결정하는 클립 위치 결정부(27)를 구비하고 있기 때문에, 보다 확실하게 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 부착할 수 있다.

또한, 전술한 전지 조립 장치(1)는, 2개의 권회 전극체(2)를 갖춘 전지(4)를 조립하는 예를 설명하였으나, 본 발명에서는, 1개의 권회 전극체(2)만을 구비한 전지(4) 또는 권회 전극체를 3개 이상 구비한 전지(4)를 조립할 수도 있다. 이 경우, 물론 가이드 부재(80), 침입 확대부(38), 지지주(70) 등의 개수는, 권회 전극체(2)의 개수에 따라서 적절히 변경가능하다.

또한, 전술한 실시예는 본 발명의 대표적인 형태를 나타내는 것에 지나지 않으며, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 골자를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변형하여 실시할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태에 대한 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 구체적인 구성은 이러한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경 등도 본 발명의 범위에 포함된다. 즉, 전지 조립 장치(1)의 각 부위는 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.

1 : 전지 조립 장치
2 : 권회 전극체
3 : 집전 부재
5 : 클립
6 : 양극 시트(양극)
7 : 세퍼레이터
8 : 음극 시트(음극)
9a : 양극 활성 물질 비형성 부분(단자부)
11a : 음극 활성 물질 비형성 부분(단자부)
13 : 결속 시트(결속 부재)
19 : 접속 단자
23 : 가압부
24 : 공간 확대부
25 : 부재 삽입부
26 : 결속부
27 : 클립 위치 결정부
28 : 접합부
32 : 배치대(배치부)
37 : 슬라이드 기구부(부재 이동 수단)
47 : 회전 구동원 (회전 수단)
86 : 가이드부
87 : 겹침부
88 : 경사부
89 : 평행 연장부
93 : 침입 부재
K : 중심 공간

Claims

띠 모양의 양극, 세퍼레이터, 및 띠 모양의 음극이 차례로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성된 권회 전극체의 상기 양극 및 상기 음극 각각의 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 부착하는 전지 조립 장치에 있어서,
그 표면상에 상기 권회 전극체가 배치되는 배치부;
상기 단자부에 포개져서, 상기 접속 단자를 안내하는 가이드부를 구비한 안내부;
상기 배치부와의 사이에 상기 권회 전극체를 끼워서 상기 권회 전극체를 편평하게 변형하는 가압부; 및
상기 가이드부의 표면과 접촉하면서, 상기 접속 단자를 상기 단자부에 삽입하는 부재 삽입부
를 포함하는 전지 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 가이드부의 두께가, 상기 접속 단자의 두께보다도 얇게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제2항에 있어서, 상기 가이드부는, 상기 단자부가 포개진 평면상의 겹침부, 및 상기 겹침부보다도 상기 접속 단자 측에 존재하는, 상기 권회 전극체의 커브를 따른 곡면상의 경사부를 구비한 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제3항에 있어서, 상기 가이드부는, 상기 경사부보다도 상기 접속 단자 측에 존재하고, 상기 겹침부와 평행하게 연장하는 평행 연장부를 구비한 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 가압부에 의해 편평하게 변형된 상기 권회 전극체의 중심 공간의 단면적을 크게 하는 공간 확대부를 구비한 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제5항에 있어서, 상기 가압부가 상기 배치부의 방향으로 이동함에 따라, 상기 안내부 및 상기 공간 확대부가 상기 배치부의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 배치부 상에 복수개 설치된 상기 권회 전극체 주위에 결속 부재를 감아서, 상기 복수개의 권회 전극체를 상기 결속 부재에 의해 결속하는 결속부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제5항에 있어서, 상기 공간 확대부는, 상기 권회 전극체의 중심 공간내에 삽입되는 칩입 부재, 및 상기 칩입 부재를 상기 권회 전극체의 반경 방향을 따라 외주측으로 이동시키는 부재 이동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제8항에 있어서, 상기 공간 확대부는, 상기 침입 부재를 상기 침입 부재의 축심을 중심으로 회전시키는 회전 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제1항에 있어서, 상기 단자부에 포개진 접속 단자와 상기 단자부를 끼워서 고정하는 클립을, 상기 접속 단자와 상기 단자부를 끼워서 위치 결정하는 클립 위치 결정부를 구비한 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
제10항에 있어서, 상기 접속 단자, 상기 단자부 및 상기 클립을 접합하는 접합부를 구비한 것을 특징으로 하는 전지 조립 장치.
띠 모양의 양극, 세퍼레이터, 및 띠 모양의 음극이 차례로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성된 권회 전극체의 상기 양극 및 상기 음극 각각의 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 부착하는 전지 조립 방법에 있어서,
상기 접속 단자를 안내하는 가이드부에 상기 권회 전극체를 배치함으로써, 상기 접속 단자에 상기 가이드부를 포개는 겹침 공정;
상기 권회 전극체를 편평하게 변형하는 가압 공정;
상기 가이드부의 표면과 접촉하면서 상기 접속 단자를 상기 단자부에 삽입하는 삽입 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.
제12항에 있어서, 상기 권회 전극체와 상기 접속 단자의 사이로부터 가이드부를 빼내는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.
제12항에 있어서, 상기 가압 공정에 의해 편평하게 변형된 상기 권회 전극체의 중심 공간의 단면적을 크게 하는 확대 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.
제12항에 있어서, 상기 권회 전극체가 복수개 설치되고, 상기 복수개 설치된 상기 권회 전극체의 주위에 결속 부재를 감아서, 상기 복수개의 권회 전극체를 상기 결속 부재에 의해 결속하는 결속 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.
제14항에 있어서, 상기 확대 공정에서는, 상기 권회 전극체의 중심 공간내에 삽입된 침입 부재를 상기 권회 전극체의 반경 방향을 따라 외주측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.
제16항에 있어서, 상기 확대 공정에서는, 상기 침입 부재를 상기 침입 부재의 축심을 중심으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.
제12항에 있어서, 상기 단자부에 포개진 접속 단자 및 상기 단자부를 끼워서 고정하는 클립을, 상기 접속 단자 및 상기 단자부를 끼워서 위치 결정하는 클립 위치 결정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.
제18항에 있어서, 상기 접속 단자, 상기 단자부 및 상기 클립을 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.