KR101882647B1 - 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2차전지 셀파우치가 다수로 장착되는 트레이의 슬롯을 정렬시키는 장치로서, 상기 트레이의 주위에 설치되는 본체; 상기 본체의 양측에 상기 트레이의 슬롯을 향하여 왕복 이동 가능하게 각각 설치되는 이동체; 상기 이동체를 상기 슬롯을 향하여 이동시키도록 상기 본체에 설치되는 이동구동부; 상기 이동체 각각에 길이방향을 따라 다수로 돌출되도록 설치되고, 상기 이동체의 이동에 의해 상기 슬롯마다 삽입되며, 끝단에 일자형태를 가지는 일자팁이 형성되는 정렬비트; 및 상기 정렬비트가 상기 일자팁을 수직된 상태에서 상기 슬롯에 삽입된 상태에서 상기 일자팁을 경사 또는 수평인 상태로 전환시키도록 상기 이동체마다 상기 정렬비트 전체를 회전시키도록 설치되는 비트회전구동부;를 포함하는 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 슬롯의 형성을 위한 지지편을 수직이 되도록 정렬시켜서, 슬롯의 간격이 원하는 규격으로 일정하게 유지되도록 함으로써, 2차전지 셀파우치가 슬롯에 정상적으로 장착되도록 할 수 있고, 이로 인해 다수의 2차전지 셀파우치 운반이 원활하도록 할 수 있으며, 2차전지 셀파우치를 트레이에 장착시 슬롯의 불균일로 인한 가압에 의해 2차전지 파우치셀이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 2차전지 셀파우치의 수율 증대에 크기 기여할 수 있다.

Description

2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치{Tray alignment apparatus for secondary battery cell pouch}
본 발명은 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬롯의 형성을 위한 지지편을 수직이 되도록 정렬시켜서, 슬롯의 간격이 원하는 규격으로 일정하게 유지되도록 함으로써, 2차전지 셀파우치가 슬롯에 제대로 정상적으로 장착되도록 하고, 이로 인해 2차전지 셀파우치를 트레이에 장착시 파손되는 것을 방지하는 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치에 관한 것이다.
일반적으로, 2차전지는 재충전이 가능하고, 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다. 이러한 2차전지 중에서, 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조될 수 있는데, 이 경우 그 형상이 비교적 자유로운 이점을 가지도록 하고 있다.
이러한 2차전지 셀파우치는 내부에 전지 셀이 구비되고, 파우치에 해당하는 폴리머 외장재가 전지셀을 감싸는 형태로 이루어지는데, 이를 위해, 전극, 파우치 및 전지셀로 구성된다.
2차전지 셀파우치는 제조 과정이나 검사 과정에서 안전하면서도 편리한 운반을 위하여, 트레이가 사용되는데, 이러한 트레이와 관련되는 종래 기술로는 한국공개특허 제10-2015-0014544호의 "파우치형 이차전지의 셀 밀착을 위한 가압 트레이"가 있다. 이는 다수개의 파우치형 이차전지가 수납되며, 상기 파우치형 이차전지의 셀 밀착을 위해 가압하는 가압 트레이에 있어서, 상기 파우치형 이차전지가 길이방향으로 다수개 수납되도록 내부에 일정 공간을 형성하는 외부프레임; 상기 파우치형 이차전지의 일측면과 접하도록 배치되는 제1밀착플레이트; 상기 파우치형 이차전지의 타측면과 접하도록 배치되는 제2밀착플레이트; 상기 제1밀착플레이트 및 제2밀착플레이트의 너비방향으로 양측면에서 상기 외부 프레임의 길이방향으로 연장형성되며, 상기 제1밀착플레이트와 결합고정되는 제1링크; 상기 제1링크와 높이방향으로 일정거리 이격되어 상기 외부 프레임의 길이방향으로 연장형성되며, 상기 제2밀착플레이트와 결합고정되는 제2링크; 상기 외부프레임의 길이방향으로 양측 내면에 고정되며, 상기 제1링크 및 제2링크와 너비방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 고정링크; 높이방향으로 일측이 상기 제1링크에 연결되고, 타측이 상기 제2링크에 연결되며, 중심부가 상기 고정링크에 연결되는 힌지링크; 상기 외부프레임의 길이방향으로 일측면에 삽입 결합되며, 회전함으로써 상기 제1밀착플레이트를 타측 방향으로 밀어내거나 당겨지도록 하는 TM스크류;를 포함하여 형성된다.
그러나, 이와 같은 종래 기술 외에도 다양한 2차전지 셀파우치의 트레이가 사용되는데, 경우에 따라서는 슬롯을 형성하기 위한 수직의 지지편이 사용함에 따라 기울어지거나 변형됨으로써, 2차전지 셀파우치가 슬롯에 제대로 장착되지 못할 뿐만 아니라, 심지어는 2차전지 셀파우치가 변형된 슬롯에 장착되는 과정에서 슬롯에 가압되어 파손되는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 종래 기술에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 슬롯의 형성을 위한 지지편을 수직이 되도록 정렬시켜서, 슬롯의 간격이 원하는 규격으로 일정하게 유지되도록 함으로써, 2차전지 셀파우치가 슬롯에 정상적으로 장착되도록 하고, 이로 인해 다수의 2차전지 셀파우치 운반이 원활하도록 하며, 2차전지 셀파우치를 트레이에 장착시 슬롯의 불균일로 인한 가압에 의해 2차전지 파우치셀이 파손되는 것을 방지하고, 이로 인해 2차전지 셀파우치의 수율 증대에 크기 기여하는데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 2차전지 셀파우치가 다수로 장착되는 트레이의 슬롯을 정렬시키는 장치로서, 상기 트레이의 주위에 설치되는 본체; 상기 본체의 양측에 상기 트레이의 슬롯을 향하여 왕복 이동 가능하게 각각 설치되는 이동체; 상기 이동체를 상기 슬롯을 향하여 이동시키도록 상기 본체에 설치되는 이동구동부; 상기 이동체 각각에 길이방향을 따라 다수로 돌출되도록 설치되고, 상기 이동체의 이동에 의해 상기 슬롯마다 삽입되며, 끝단에 일자형태를 가지는 일자팁이 형성되는 정렬비트; 및 상기 정렬비트가 상기 일자팁을 수직된 상태에서 상기 슬롯에 삽입된 상태에서 상기 일자팁을 경사 또는 수평인 상태로 전환시키도록 상기 이동체마다 상기 정렬비트 전체를 회전시키도록 설치되는 비트회전구동부;를 포함하는, 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치가 제공된다.
상기 본체는, 중공을 가지는 사각형의 프레임 모서리마다 지지바가 수직 하방으로 연장되고, 상기 지지바에 고정판의 양단이 고정되며, 상기 고정판의 저면에 레일이 설치되고, 상기 이동체는, 상기 레일에 슬라이딩 결합되는 레일결합부가 마련될 수 있다.
상기 이동구동부는, 상기 본체에 상기 이동체를 향하도록 수직되게 마련되는 회동축이 편심되는 수직의 회전중심을 기준으로 회전하도록 하는 로터리액추에이터; 및 상기 회동축이 삽입되고, 상기 이동체가 이동하는 방향에 직교하도록 상기 이동체에 형성됨으로써, 상기 회동축의 회전에 의해 상기 이동체가 왕복 이동하도록 가이드하는 가이드홀;을 포함할 수 있다.
상기 이동체는, 내측에 설치되는 비트회전구동부와 상기 회동축과의 간섭을 회피하도록 일측으로부터 연장되도록 마련되는 연장부에 상기 가이드홀이 형성될 수 있다.
상기 비트회전구동부는, 상기 이동체 내에 삽입되는 상기 정렬비트 각각의 끝단에 고정되는 피니언; 상기 피니언 각각이 길이방향을 따라 배열되어 기어 결합되도록 상기 이동체 내에 길이방향을 따라 왕복 이동하도록 설치되는 래크; 상기 피니언이 상기 정렬비트와 함께 회전하여 상기 일자팁이 수직을 이루도록 상기 래크를 이동시키는 제 1 액추에이터; 및 상기 피니언이 상기 정렬비트와 함께 반대 방향으로 회전하여 상기 일자팁이 경사 또는 수평을 이루도록 상기 래크를 이동시키는 제 2 액추에이터;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치에 의하면, 슬롯의 형성을 위한 지지편을 수직이 되도록 정렬시켜서, 슬롯의 간격이 원하는 규격으로 일정하게 유지되도록 함으로써, 2차전지 셀파우치가 슬롯에 정상적으로 장착되도록 할 수 있고, 이로 인해 다수의 2차전지 셀파우치 운반이 원활하도록 할 수 있으며, 2차전지 셀파우치를 트레이에 장착시 슬롯의 불균일로 인한 가압에 의해 2차전지 파우치셀이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 2차전지 셀파우치의 수율 증대에 크기 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 트레이 정렬전 모습을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 트레이 정렬전 모습을 도시한 저면사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 요부를 이동체를 부분적으로 생략하여 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 정렬비트 삽입 상태를 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 정렬비트 회전 상태를 도시한 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경에 의하여 여러 가지의 실시례를 가질 수 있으므로, 특정 실시례를 예로서 도면에 나타내어 설명하고자 한다. 또한 본 발명은 이러한 특정 실시례로 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례에 대해서 상세히 설명하기로 하며, 도면 부호에 관계없이 동일 내지 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대하여 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 트레이 정렬전 모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 트레이 정렬전 모습을 도시한 저면사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 요부를 이동체를 부분적으로 생략하여 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치(100)는 2차전지 셀파우치가 다수로 장착되는 트레이의 슬롯(13)을 정렬시키는 장치로서, 본체(110), 이동체(120), 이동구동부(130), 정렬비트(140) 및 비트회전구동부(150)를 포함할 수 있다. 여기서 2차전지 셀파우치는 그립을 위하여 양측에 탭부가 돌출되도록 마련될 수 있는데, 이는 하나의 예시로서 다양한 형태 내지 구조를 가질 수 있음은 물론이다. 또한 트레이(10)는 지면에 놓여지도록 마련되는 몸체(11)의 양측에 다수로 나란하게 배열되는 지지편(12) 사이마다 슬롯(13)을 형성하게 된다.
본체(110)는 트레이(10)의 주위에 설치되는데, 예컨대, 트레이(10)의 주위에 설치되도록 중심부가 개방되는 중공(114)이 형성되는 프레임(115)을 포함할 수 있다. 프레임(115)은 트레이(10)가 사각형 평면구조인 점을 감안하여 사각형태를 가질 수 있다.
본체(110)는 중공(114)을 가지는 사각형의 프레임(115) 모서리마다 지지바(111)가 수직 하방으로 연장될 수 있고, 지지바(111)에 고정판(112)의 양단이 고정될 수 있으며, 고정판(112)의 저면에 레일(113)이 설치될 수 있다.
이동체(120)는 본체(110)의 양측에 트레이(10)의 슬롯(13)을 향하여 왕복 이동 가능하게 각각 설치된다. 이동체(120)는 본체(110) 양측에 설치되기 위하여, 레일(113)에 슬라이딩 결합되는 레일결합부(121)가 마련될 수 있다.
이동구동부(130)는 이동체(120)를 슬롯(13)을 향하여 이동시키도록 본체(110)에 설치된다. 이동구동부(130)는 예컨대, 본체(110)에 이동체(120)를 향하도록 수직되게 마련되는 회동축(132)이 편심되는 수직의 회전중심을 기준으로 회전하도록 하는 로터리액추에이터(131)와, 회동축(132)이 삽입되고, 이동체(120)가 이동하는 방향에 직교하도록 이동체(120)에 형성됨으로써, 회동축(132)의 회전에 의해 이동체(120)가 왕복 이동하도록 가이드하는 가이드홀(133)을 포함할 수 있다.
이동구동부(130)는 이동체(120) 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 로터리액추에이터(131)는 공압을 공급받아 회전체를 회전시키도록 구성될 수 있고, 이러한 회전체에 회동축(132)이 편심되도록 하방으로 돌출되도록 고정될 수 있다.
이동체(120)는 내측에 설치되는 비트회전구동부(150)와 회동축(132)과의 간섭을 회피하도록 후측판(123)으로부터 연장되도록 마련되는 연장부(124)에 가이드홀(133)이 형성될 수 있다.
정렬비트(140)는 이동체(120) 각각에 길이방향을 따라 다수로 돌출되도록 설치되고, 이동체(120)의 이동에 의해 슬롯(13)마다 삽입되며, 끝단에 일자형태를 가지는 일자팁(141)이 형성된다.
비트회전구동부(150)는 정렬비트(140)가 일자팁(141)을 수직된 상태에서 슬롯(13)에 삽입된 상태에서 일자팁(141)을 경사 또는 수평인 상태로 전환시키도록 이동체(120)마다 정렬비트(140) 전체를 회전시키도록 설치된다.
비트회전구동부(150)는 예컨대 이동체(120) 내에 삽입되는 정렬비트(140) 각각의 끝단에 고정되는 피니언(151)과, 피니언(151) 각각이 길이방향을 따라 배열되어 기어 결합되도록 이동체(120) 내에 길이방향을 따라 왕복 이동하도록 설치되는 래크(152)와, 피니언(151)이 정렬비트(140)와 함께 회전하여 일자팁(141)이 수직을 이루도록 래크(152)를 이동시키는 제 1 액추에이터(153)와, 피니언(151)이 정렬비트(140)와 함께 반대 방향으로 회전하여 일자팁(141)이 경사 또는 수평을 이루도록 래크(152)를 이동시키는 제 2 액추에이터(154)를 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 액추에이터(153)의 작동에 의한 래크(152)의 이동 및 피니언(151)의 회전에 의해 일자팁(141)이 수직이 되도록 하여 정렬비트(140)가 슬롯(13)에 원활하게 삽입되도록 하고, 제 2 액추에이터(154)의 작동에 의한 래크(152)의 반대방향 이동 및 피니언(151)의 반대방향 회전에 의해, 정렬비트(140)의 일자팁(141)이 슬롯(13) 내에서 경사지거나 수평되게 배치됨으로써, 트레이(10)의 슬롯(13)에 힘을 가하여, 지지편(12)이 정렬비트(140) 사이마다 정렬되도록 하고, 이로 인해 슬롯(13)이 원래의 균일한 유격을 가지도록 한다.
정렬비트(140)는 피니언(151)이 마련되기 위하여, 끝단에 피니언(151)이 마련되는 피니언고정부(142)에 고정될 수 있다. 제 1 및 제 2 액추에이터(153,154)는 예컨대 이동체(120)의 후측판(123)에 고정될 수 있으며, 공압에 의해 구동하는 실린더로 이루어져서 피스톤로드가 래크고정부(155)에 의해 래크(152)에 고정될 수 있다. 래크(152)는 이동체(120) 내에서 하부판(125) 상에 왕복 이동하도록 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치(100)는 일례로 조작부의 조작신호에 따라 로터리액추에이터(131)와 제 1 및 제 2 액추에이터(153,154)를 정해진 순서에 따라 동작시킴으로써, 트레이(10)의 지지편(12)이 정렬되도록 구성될 수 있으며, 다른 예로서 외부 신호나 감지신호를 수신받아 정해진 프로세스에 따라 로터리액추에이터(131)와 제 1 및 제 2 액추에이터(153,154)를 동작시키는 제어부의 제어에 의해 트레이(10)의 지지편(12)이 정렬되도록 구성될 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 및 도 2에서와 같이, 2차전지 셀파우치가 로딩되기 위한 트레이(10)의 주위에 본체(110)를 위치시킨 다음, 도 4에서와 같이, 이동구동부(130)의 구동에 의해 이동체(120) 각각을 이동시켜서 일자팁(141)이 수직인 상태의 정렬비트(140)를 트레이(10)의 슬롯(13) 내에 삽입되도록 한다.
그런 다음, 도 5에서와 같이, 제 2 액추에이터(154)의 구동에 의해 정렬비트(140)를 회전시켜서 일자팁(141)이 경사 내지 수평되도록 함으로써, 지지편(12)에 힘을 가하여, 트레이(10)의 슬롯(13)이 정해진 일정 간격으로 벌어지도록 하여 슬롯(13)에 대한 정렬이 수행되도록 한다.
트레이(10)의 슬롯(13)이 정렬되면, 그립퍼 내지 트랜스퍼에 의해 2차전지 셀파우치가 슬롯(13)에 장착되도록 한다. 슬롯(13)에 2차전지 셀파우치의 장착을 마치면, 제 1 액추에이터(153)의 구동에 의해 정렬비트(140)를 회전시켜서 일자팁(141)이 수직되도록 한 상태에서 이동구동부(130)에 의해 이동체(120)가 원위치로 복구하도록 이동됨으로써, 정렬비트(140)가 슬롯(13)으로부터 이탈되도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 슬롯의 형성을 위한 지지편을 수직이 되도록 정렬시켜서, 슬롯의 간격이 원하는 규격으로 일정하게 유지되도록 함으로써, 2차전지 셀파우치가 슬롯에 정상적으로 장착되도록 할 수 있고, 이로 인해 다수의 2차전지 셀파우치 운반이 원활하도록 할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 이러한 트레이의 정렬로 인해, 2차전지 셀파우치를 트레이에 장착시, 슬롯의 불균일로 인한 가압에 의해 2차전지 파우치셀이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 2차전지 셀파우치의 수율 증대에 크기 기여할 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기한 실시례에 국한되어 정해져서는 아니되며, 특허청구범위, 그리고 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 트레이 11 : 몸체
12 : 지지편 13 : 슬롯
110 : 본체 111 : 지지바
112 : 고정판 113 : 레일
114 : 중공 115 : 프레임
120 : 이동체 121 : 레일결합부
123 : 후측판 124 : 연장부
125 : 하부판 130 : 이동구동부
131 : 로터리액추에이터 132 : 회동축
133 : 가이드홀 140 : 정렬비트
141 : 일자팁 142 : 피니언고정부
150 : 비트회전구동부 151 : 피니언
152 : 래크 153 : 제 1 액추에이터
154 : 제 2 액추에이터 155 : 래크고정부

Claims (5)

  1. 2차전지 셀파우치가 다수로 장착되는 트레이의 슬롯을 정렬시키는 장치로서,
    상기 트레이의 주위에 설치되는 본체;
    상기 본체의 양측에 상기 트레이의 슬롯을 향하여 왕복 이동 가능하게 각각 설치되는 이동체;
    상기 이동체를 상기 슬롯을 향하여 이동시키도록 상기 본체에 설치되는 이동구동부;
    상기 이동체 각각에 길이방향을 따라 다수로 돌출되도록 설치되고, 상기 이동체의 이동에 의해 상기 슬롯마다 삽입되며, 끝단에 일자형태를 가지는 일자팁이 형성되는 정렬비트; 및
    상기 정렬비트가 상기 일자팁을 수직된 상태에서 상기 슬롯에 삽입된 상태에서 상기 일자팁을 경사 또는 수평인 상태로 전환시키도록 상기 이동체마다 상기 정렬비트 전체를 회전시키도록 설치되는 비트회전구동부;를 포함하고,
    상기 이동구동부는,
    상기 본체에 상기 이동체를 향하도록 수직되게 마련되는 회동축이 편심되는 수직의 회전중심을 기준으로 회전하도록 하는 로터리액추에이터; 및
    상기 회동축이 삽입되고, 상기 이동체가 이동하는 방향에 직교하도록 상기 이동체에 형성됨으로써, 상기 회동축의 회전에 의해 상기 이동체가 왕복 이동하도록 가이드하는 가이드홀;
    을 포함하는, 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체는,
    중공을 가지는 사각형의 프레임 모서리마다 지지바가 수직 하방으로 연장되고, 상기 지지바에 고정판의 양단이 고정되며, 상기 고정판의 저면에 레일이 설치되고,
    상기 이동체는,
    상기 레일에 슬라이딩 결합되는 레일결합부가 마련되는, 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동체는,
    내측에 설치되는 비트회전구동부와 상기 회동축과의 간섭을 회피하도록 일측으로부터 연장되도록 마련되는 연장부에 상기 가이드홀이 형성되는, 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 비트회전구동부는,
    상기 이동체 내에 삽입되는 상기 정렬비트 각각의 끝단에 고정되는 피니언;
    상기 피니언 각각이 길이방향을 따라 배열되어 기어 결합되도록 상기 이동체 내에 길이방향을 따라 왕복 이동하도록 설치되는 래크;
    상기 피니언이 상기 정렬비트와 함께 회전하여 상기 일자팁이 수직을 이루도록 상기 래크를 이동시키는 제 1 액추에이터; 및
    상기 피니언이 상기 정렬비트와 함께 반대 방향으로 회전하여 상기 일자팁이 경사 또는 수평을 이루도록 상기 래크를 이동시키는 제 2 액추에이터;
    를 포함하는, 2차전지 셀파우치의 트레이 정렬장치.
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