KR101490051B1 - 격리판 찌그러짐이 개선된 a.g.m 전지 스태커 자동화 시스템 - Google Patents

격리판 찌그러짐이 개선된 a.g.m 전지 스태커 자동화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 의하면, 격리판 사이에 양극판이 적층된 극판조립체를 스택 초기위치로 이송시키는 극판조립체 이송유닛; 극판조립체 이송유닛 상에 극판조립체의 이송방향으로 이송가능하게 구비되어 양극판의 본체 중앙부를 가압하는 양극판 본체가압부; 극판조립체 이송유닛으로부터 공급된 양극판이 적층된 격리판 일면에 음극판을 구비하여 일정 개수만큼 적층시켜 셀을 구성하는 셀 조립유닛; 셀 조립유닛에 의해 적층된 극판조립체를 통해 형성된 셀(Cell)을 이송시키는 셀 이송유닛; 및 셀 이송유닛 상에 셀의 이송방향으로 이송가능하게 구비되어 양극판 이부 및 음극판의 이부를 가압하는 셀 극판 이부가압부; 를 포함하여 구성됨으로써, 납품 시 A.G.M 전지의 격리판 쇼트 위험으로부터 제기되는 품질 신뢰성을 향상시키고, A.G.M 전지의 시장확대에 따른 고객만족을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템{A.G.M CELL STACKER AUTOMATION SYSTEM}
본 발명은 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극판 본체가압부 및 셀 극판 이부가압부와의 접촉에 의한 격리판의 찌그러짐을 개선함으로써, 납품 시 A.G.M 전지의 격리판 쇼트 위험으로부터 제기되는 품질 신뢰성을 향상시키고, A.G.M 전지의 시장확대에 따른 고객만족을 향상시킬 수 있도록 한 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 연료 전지는 수소를 공기 중 산소와 화학반응시켜 전기를 생성하는 것으로써, 반응 물질인 수소와 산소를 외부로부터 공급받으므로 충전이 필요없고 연료가 공급되는 한 전기를 발생시키는 동력원으로 차량 등 다양한 분야에 적용하고 있다.
연료 전지의 기본적인 구조는, 수소 이온을 통하게 하는 전해질 막, 전해질 막의 양측에 배치된 연료극과 산소극, 전극에서 전기를 꺼내는 집전체, 전극으로의 연료나 산소(또는 공기)의 공급로를 나눔과 동시에 단위 셀 사이를 전기적(電氣的)으로 접속하는 세퍼레이터를 포함하여 구성된다.
연료 전지는, 전해질의 종류에 따라 용융탄산염형, 고체산화물형, 인산형 또는 고체고분자형 등으로 분류할 수 있고, 연료의 연소반응없이 에너지를 발생시키기 때문에 유독공해물질의 배출이 없고 이산화탄소 배출량도 획기적으로 줄일 수 있어 친환경적인 사용이 가능하다.
이러한 연료 전지는, Ⅰ)격리판 사이에 양극판이 적층된 극판조립체를 구비 -> Ⅱ)극판조립체 일면에 음극판을 구비하여 일정 개수만큼 적층되게 함으로써 셀(Cell)을 구성 -> Ⅲ)셀을 지그에 차입 -> Ⅳ)양극판 및 음극판의 이부에 플락스를 도포하여 건조 -> Ⅴ)양극판 및 음극판의 이부를 동일 극끼리 납용착하는 C.O.S 몰딩을 수행 -> Ⅵ)지그로부터 빼내 전조케이스에 완전 차입하여 작업을 완료하는 단계 등을 거쳐 제조된다.
그러나, 종래 기술에 의하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 1차 이송구간에서의 작업 공정, 즉, 격리판(Absorption Glass Mat : A.G.M)((12) 사이에 양극판(14)이 적층된 극판조립체(10)를 구성하는 경우, 양극판 본체가압부(20)를 통해 양극판(14)의 이부(14a) 사이에 위치하는 중앙부를 가압하는 과정에서 양극판 본체가압부(20)가 격리판(12)과 접촉함에 따라 양극판 본체가압부(20)와 접촉된 격리판(12)이 찌그러지는 현상이 발생하는 문제점이 있었다(도 10의 'A'부 참조).
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 2차 이송구간에서의 작업공정, 즉, 극판조립체(10) 일면에 음극판(16)이 적층된 구조로 셀(30)을 구성 - 통상적으로, 4개의 음극판과 3개의 양극판 사이에 격리판을 적층시킨 구조로 셀을 구성 - 하는 경우, 셀 극판 이부가압부(40)를 통해 셀(30)을 구성하는 양극판(14)의 이부(14a) 및 음극판(16)의 이부(16a)를 가압하는 과정에서 셀 극판 이부가압부(40)가 격리판(12)과 접촉함에 따라 셀 극판 이부가압부(40)와 접촉된 격리판(12)이 찌그러지는 현상이 발생하는 문제점이 있었다(도 11의 'B'부 참조).
상기와 같이, 1차 이송구간에서 양극판 본체가압부(20)와 접촉된 격리판(12)의 찌그러짐 현상과, 2차 이송구간에서의 셀 극판 이부가압부(40)와 접촉된 격리판(12)의 찌그러짐 현상은, A.G.M 전지의 격리판 쇼트 위험에 대한 품질 신뢰성을 저하시킬뿐만 아니라 고객을 만족시키지 못하는 문제점으로 지적되고 있다.
본 발명의 목적은, 양극판 본체가압부 및 셀 극판 이부가압부와의 접촉에 의한 격리판의 찌그러짐을 개선함으로써, 납품 시 A.G.M 전지의 격리판 쇼트 위험으로부터 제기되는 품질 신뢰성을 향상시키고, A.G.M 전지의 시장확대에 따른 고객만족을 향상시킬 수 있도록 한 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템은, 격리판 사이에 양극판이 적층된 극판조립체를 스택 초기위치로 이송시키는 극판조립체 이송유닛; 상기 극판조립체 이송유닛 상에 상기 극판조립체의 이송방향으로 이송가능하게 구비되어 상기 양극판의 본체 중앙부를 가압하는 양극판 본체가압부; 상기 극판조립체 이송유닛으로부터 공급된 상기 양극판이 적층된 상기 격리판 일면에 음극판이 구비된 구조로 일정 개수만큼 적층시켜 셀(Cell)을 구성하는 셀 조립유닛; 상기 셀 조립유닛에 의해 형성된 셀을 이송시키는 셀 이송유닛; 및 상기 셀 이송유닛 상에 상기 셀의 이송방향으로 이송가능하게 구비되어 상기 양극판 이부 및 음극판의 이부를 가압하는 셀 극판 이부가압부; 를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 양극판 본체가압부는, 상기 극판조립체의 이송방향을 따라 이송가능하게 구비되는 양극판 어태치먼트 본체; 및 상기 양극판을 향하는 상기 양극판 어태치먼트 본체의 일면에 돌출형성되어 상기 양극판의 본체 중앙부를 가압하는 양극판 본체가압돌부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 극판조립체 이송유닛에는, 상기 격리판의 일면을 진공흡착함으로써 상기 양극판의 적층을 원활하게 하는 진공흡착부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 셀 극판 이부가압부는, 상기 셀의 이송방향을 따라 이송가능하게 구비되는 셀 극판 어태치먼트 본체; 및 상기 셀 극판 어태치먼트 본체의 양측에 구비되어 상기 셀의 양극판 이부 및 음극판 이부를 가압하는 셀 극판 이부 가압플레이트; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템에 의하면, 양극판 본체가압부 및 셀 극판 이부가압부와의 접촉에 의한 격리판의 찌그러짐을 개선함으로써, 납품 시 A.G.M 전지의 격리판 쇼트 위험으로부터 제기되는 품질 신뢰성을 향상시키고, A.G.M 전지의 시장확대에 따른 고객만족을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 극판조립체 및 적층된 극판조립체에 의해 구현된 셀의 이송공정을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 양극판 본체가압부에 의해 양극판의 본체 중앙부가 가압되는 과정을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 양극판 본체가압부에 의해 양극판의 본체 중앙부가 가압되는 과정을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 1차 이송구간에서 극판조립체가 이송하는 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 진공흡작부를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 셀 극판 이부가압부에 의해 양극판 이부 및 음극판의 이부가 가압되는 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 셀 극판 이부가압부에 의해 양극판 이부 및 음극판의 이부가 가압되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 적층된 극판조립체에 의해 형성된 셀의 이송상태를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 격리판이 손상되지 않은 셀을 도시한 사시도이다.
도 10은 종래 기술에 따른 양극판 본체가압부가 양극판을 가압하는 상태를 도시한 구성도이다.
도 11은 종래 기술에 따른 셀 극판 이부가압부가 셀을 구성하는 양극판 이부 및 음극판의 이부를 가압하는 상태를 도시한 구성도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 하는 바, 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 당업자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약, 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따르며, 본 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한, 본 명세서에 게재되는 장치의 구성 또는 제어방법은 다양한 실시예로 구현될 수 있는 바, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않음을 첨언한다.
본 발명에 따른 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템(100)에 의하면, 극판조립체(160)를 이송시키는 극판조립체 이송유닛(110)과, 극판조립체 이송유닛(110) 상에서 양극판(164)의 본체 중앙부를 가압하는 양극판 본체가압부(120)와, 극판조립체(160)를 적층하는 셀 조립유닛(130)과, 적층된 극판조립체(160)를 통해 형성된 셀(Cell)(170)을 이송시키는 셀 이송유닛(140)과, 셀 이송유닛(140) 상에서 양극판(164) 이부(Lug)(164a)및 음극판(166)의 이부(166a)를 가압하는 셀 극판 이부가압부(150)를 포함하여 구성된다.
극판조립체 이송유닛(110)은 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템(100)의 1차 이송구간측에 구비되어 격리판(162) 사이에 양극판(164)이 적층된 극판조립체(160)를 스택(적층) 초기위치로 이송시키는 역할을 수행한다.
양극판 본체가압부(120)는 극판조립체 이송유닛(110) 상에 극판조립체 이송유닛(110)과 연동 가능하게 설치된다.
양극판 본체가압부(120)는 극판조립체 이송유닛(110) 상에 극판조립체(160)의 이송 방향으로 이송 가능하게 구비됨으로써 양극판(164)의 본체 중앙부를 가압하게 된다.
이러한 양극판 본체가압부(120)는, 극판조립체(160)를 따라 이송되는 양극판 어태치먼트 본체(122)와, 양극판 어태치먼트 본체(122)의 일측에 구비되어 양극판(164)의 본체 중앙부를 가압하는 양극판 본체가압돌부(124)를 포함하여 구성된다.
양극판 어태치먼트 본체(122)는 극판조립체(160)의 이송 방향을 따라 이송가능하게 구비된다.
양극판 어태치먼트 본체(122)는 막대형으로 형성될 수 있고, 극판조립체(160)의 이송 방향을 따라 이송할 수 있는 조건하에서 다양하게 마련될 수 있다.
양극판 본체가압돌부(124)는 양극판(164)을 이송 방향을 향하는 양극판 어태치먼트 본체(122)의 일면에 돌출되게 형성된다.
양극판 본체가압돌부(124)는 극판조립체 이송유닛(110) 상에서 이송하는 극판조립체(160)을 형성하는 양극판(164)의 본체 중앙부를 가압하는 역할을 수행한다.
극판조립체 이송유닛(110) 상에는 양극판(164)이 끼워지는 격리판(162)의 일면을 흡착하는 진공흡착부(112)를 구비함이 바람직하다.
진공흡착부(112)는 극판조립체 이송유닛(110) 상에서 이송하는 격리판(162)의 일면을 흡착공(112a)을 통해 진공흡착하는 역할을 수행한다.
이와 같이, 진공흡착부(112)의 흡착공(112a)을 통해 격리판(162)의 일면을 하향으로 흡착하여 격리판(162) 사이를 소정간격 벌려줌으로써 양극판(164)이 원활하게 끼워져 적층될 수 있도록 한다.
셀 조립유닛(130)은 극판조립체 이송유닛(110)으로부터 공급된 양극판(164)이 적층된 격리판(162) 일면에 음극판(166)을 구비하고, 일정 개수만큼 적층되게 하여 셀(170)을 구성하게 된다.
셀 이송유닛(140)은 셀 조립유닛(130)에 의해 적층된 극판조립체(160)를 통해 형성된 셀(170)을 이송시키는 역할을 수행한다.
셀 극판 이부가압부(150)는 셀 이송유닛(140) 상에 셀 이송유닛(140)과 연동가능하게 설치된다.
셀 극판 이부가압부(150)는 셀 이송유닛(140)과의 연동에 의해 셀(170)의 이송방향으로 이송됨으로써, 양극판(164)의 이부(164a) 및 음극판(166)의 이부(166a)를 가압하게 된다.
이러한 셀 극판 이부가압부(150)는 셀(170) 이송방향으로 이송하는 셀 극판 어태치먼트 본체(152)와, 셀 극판 어태치먼트 본체(152)의 양측에 구비되는 셀 극판 이부 가압플레이트(154)를 포함하여 구성된다.
셀 극판 어태치먼트 본체(152)는 셀 이송유닛(140) 상에 셀(170)의 이송방향으로 이송가능하게 설치된다.
셀 극판 어태치먼트 본체(152)는 막대형 등으로 형성될 수 있고, 셀 이송유닛(140) 상에서 이송되는 조건하에서 다양하게 형성될 수 있다.
셀 극판 이부 가압플레이트(154)는 셀 극판 어태치먼트 본체(152)의 양측에 외향으로 돌출되게 구비되어 셀(170)을 구성하는 양극판(164)의 이부(164a) 및 음극판(166)의 이부(166a)를 가압하는 역할을 수행한다.
이와 같이, 양극판(164)의 이부(164a) 및 음극판(166)의 이부(166a)를 가압하는 셀 극판 이부 가압플레이트(154)의 설치간격은 양극판(164)의 이부(164a) 및 음극판(166)의 이부(166a)와의 간격을 고려하여 설계함이 바람직하다.
상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템(100)은, 극판조립체 이송유닛(110)과, 양극판 본체가압부(120)와, 셀 조립유닛(130)과, 셀 이송유닛(140)과, 셀 극판 이부가압부(150) 등의 구조를 격리판(162)의 찌그러짐을 개선하는 조건하에서 다양하게 변경할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템(100)에 의하면, 양극판 본체가압부(120) 및 셀 극판 이부가압부(150)와의 접촉에 의한 격리판(162)의 찌그러짐을 개선함으로써, 납품 시 A.G.M 전지의 격리판 쇼트 위험으로부터 제기되는 품질 신뢰성을 향상시키고, A.G.M 전지의 시장확대에 따른 고객만족을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 당업자에게 자명한 범위는 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에 속하는 것으로 해석하여야 할 것이다.
100 : A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템,
110 : 극판조립체 이송유닛,
112 : 진공흡착부,
112a : 흡착공,
120 : 양극판 본체가압부,
122 : 양극판 어태치먼트 본체,
124 : 양극판 본체가압돌부,
130 : 셀 조립유닛,
140 : 셀 이송유닛,
150 : 셀 극판 이부가압부,
152 : 셀 극판 어태치먼트 본체,
154 : 셀 극판 이부 가압플레이트,
160 : 극판조립체,
162 : 격리판,
164 : 양극판,
164a : 양극판 이부,
166 : 음극판,
166a : 음극판 이부,
170 : 셀(Cell).

Claims (4)

  1. 격리판 사이에 양극판이 적층된 극판조립체를 스택 초기위치로 이송시키는 극판조립체 이송유닛;
    상기 극판조립체 이송유닛 상에 상기 극판조립체의 이송방향으로 이송가능하게 구비되어 상기 양극판의 본체 중앙부를 가압하는 양극판 본체가압부;
    상기 극판조립체 이송유닛으로부터 공급된 상기 양극판이 적층된 상기 격리판 일면에 음극판이 구비된 구조로 일정 개수만큼 적층시켜 셀(Cell)을 구성하는 셀 조립유닛;
    상기 셀 조립유닛에 의해 형성된 셀을 이송시키는 셀 이송유닛; 및
    상기 셀 이송유닛 상에 상기 셀의 이송방향으로 이송가능하게 구비되어 상기 양극판 이부 및 음극판의 이부를 가압하는 셀 극판 이부가압부;
    를 포함하는 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극판 본체가압부는,
    상기 극판조립체의 이송방향을 따라 이송가능하게 구비되는 양극판 어태치먼트 본체; 및
    상기 양극판을 향하는 상기 양극판 어태치먼트 본체의 일면에 돌출형성되어 상기 양극판의 본체 중앙부를 가압하는 양극판 본체가압돌부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 극판조립체 이송유닛에는,
    상기 격리판의 일면을 진공흡착함으로써 상기 양극판의 적층을 원활하게 하는 진공흡착부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 셀 극판 이부가압부는,
    상기 셀의 이송방향을 따라 이송가능하게 구비되는 셀 극판 어태치먼트 본체; 및
    상기 셀 극판 어태치먼트 본체의 양측에 구비되어 상기 셀의 양극판 이부 및 음극판 이부를 가압하는 셀 극판 이부 가압플레이트;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격리판 찌그러짐이 개선된 A.G.M 전지 스태커 자동화 시스템.
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