KR102513232B1 - 인라인 타입 실링 장치 및 이를 포함하는 실링 시스템 - Google Patents

인라인 타입 실링 장치 및 이를 포함하는 실링 시스템 Download PDF

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sealing
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방민영
이후권
장영선
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(주)아스토
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Abstract

인라인 타입 실링 장치가 개시되며, 상기 인라인 타입 실링 장치는, 전후 방향으로 개구되고, 내부의 상부에 전후 방향으로 연장 배치되어 파우치 셀을 실링 가능한 실링부 복수개가 좌우 방향으로 간격을 두고 배치되는 챔버; 상기 챔버의 전방 및 후방 각각에서 상하 이동 가능하게 배치되어, 상승하여 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각을 폐쇄하고 하강하여 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각을 개방하는 제1도어 및 제2도어; 및 복수의 파우치 셀이 구비 가능하고, 상기 챔버 내에 삽입 가능한 팔레트를 포함한다.

Description

인라인 타입 실링 장치 및 이를 포함하는 실링 시스템{IN-LINE TYPE SEALING APPARATUS AND SEALING SYSTEM HAVING THE SAME}
본원은 인라인 타입 실링 장치 및 이를 포함하는 실링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(Secondary cell)는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치를 말하며, 흔히 쓰이는 이차전지로는 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지(NiCd), 니켈 수소 축전지(NiMH), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)가 있다.
이러한 이차전지는 현재 휴대용 장치, 도구, 무정전 전원장치 등과 같이 형재 높은 전력을 사용하는 곳에 주로 쓰이고 있으며, 특히 온실가스 배출 억제와 수입원 저감 등을 위해 전기자동차 분야에서 널리 사용되고 있다.
최근 전가자동차의 효용성이 부각되고 전기자동차의 상용화가 근접됨에 따라 기존의 소형 전자제품에만 적용되었던 이차전지의 규격이 상당히 대형화되고 있는 추세이다.
특히, 이차전지가 대형화되고 다양한 규격 및 형태로 출시되는 상황에서 기존의 이차전지 제조장비 및 제조공정으로는 그 대응이 어려운 실정이다.
따라서, 이차전지의 대형화 추세에 맞춰 다양한 규격 및 형태를 가지는 이차전지를 처리할 수 있는 자동화 설비 및 공정이 필요성이 요구된다.
이에 따라, 등록특허공보 제10-175336호가 개시된 바 있다.
개시된 특허는 오실레이터 유니트, 턴 테이블 유니트 및 실링 유니트 상호 간의 유기적인 연계 작동을 통해 실링을 수행하는 파우치 실링장치를 제공하고 있다. 그런데, 제공되는 파우치 실링장치는 공정 진행시 각종 회전 동작이 이루어지므로 차지하는 공간이 크고, 공간 활용도가 저하되는 측면이 있었다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공간 활용도가 높은 실링 장치 및 이를 포함하는 실링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 인라인 타입 실링 장치는, 전후 방향으로 개구되고, 내부의 상부에 전후 방향으로 연장 배치되어 파우치 셀을 실링 가능한 실링부 복수개가 좌우 방향으로 간격을 두고 배치되는 챔버; 상기 챔버의 전방 및 후방 각각에서 상하 이동 가능하게 배치되어, 상승하여 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각을 폐쇄하고 하강하여 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각을 개방하는 제1도어 및 제2도어; 및 복수의 파우치 셀이 구비 가능하고, 상기 챔버 내에 삽입 가능한 팔레트를 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 인라인 타입 실링 장치에 있어서, 상기 제2도어는 상기 팔레트의 상기 챔버 내로의 인입시 상기 챔버의 후방으로 개구된 부분을 개방하고, 상기 제1도어 및 상기 제2도어는 상기 실링부의 상기 파우치 셀에 대한 실링시 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분을 폐쇄하며, 상기 제1도어는 상기 팔레트의 상기 챔버 내로부터의 인출시 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분을 개방할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 인라인 타입 실링 장치에 있어서, 상기 팔레트는, 받침 플레이트; 및 상기 받침 플레이트 상에서 좌우 방향으로 상호 간격을 두고 배치되어, 각각에 파우치 셀이 배치되는 지그 복수 개를 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 인라인 타입 실링 장치에 있어서, 상기 실링부 복수개 각각은, 좌우 방향으로 블록간 간격을 두고 배치되어, 상기 블록간 간격이 줄어드는 이동 및 상기 블록간 간격을 회복하는 이동이 가능한 한 쌍의 프레스 블록을 포함하고, 상기 팔레트의 상기 챔버에 대한 삽입을 위한 전방 이동시, 상기 복수의 지그 각각에 배치된 복수의 파우치 셀 각각이 상기 복수의 실링부 각각의 상기 블록간 간격으로 인입되게 구비될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 인라인 타입 실링 장치에 있어서, 상기 실링부 복수개 각각은,
상기 한 쌍의 프레스 블록 각각의 전면 또는 후면으로부터 전방 또는 후방으로 돌출되어 상기 블록간 간격으로의 상기 파우치 셀의 인입 또는 상기 블록간 간격으로부터의 인출을 가이드하는 가이드 유닛을 더 포함할 수 있다.
본원의 제1 측면에 따른 실링 시스템은, 전술한 본원의 제1 측면에 따른 인라인 타입 실링 장치인 장치인 제1 실링 장치; 및 상기 팔레트를 상기 제1 실링 장치 내로 유입시키고, 상기 제1 실링 장치의 내부로부터 유입받는 이송부를 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 실링 시스템은, 상기 제1 실링 장치의 일측에 상기 제1 실링 장치와 이웃하게 배치되는 제1항에 따른 인라인 타입 실링 장치인 제2 실링 장치를 더 포함하고, 상기 이송부는, 상기 제1 실링 장치의 챔버의 후방에 배치되어 상기 팔레트를 전방으로 이동시키는 메인 컨베이어 장치; 상기 제1 실링 장치의 챔버와 상기 컨베이어 장치 사이에 구비되어 상기 컨베이어 장치로부터 상기 팔레트를 유입받아 상기 제1 실링 장치의 챔버에 유입하거나 또는, 일측으로 이동시켜 상기 제2 실링 장치의 챔버에 유입하는 후방 보조 컨베이어 장치; 및 상기 제1 실링 장치의 챔버 및 상기 제2 실링 장치의 챔버의 전방에 구비되어, 상기 제1 및 상기 제2 실링 장치 각각의 챔버로부터 팔레트를 유입받아 일측 또는 타측으로 이동시키는 전방 보조 컨베이어 장치를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 파우치 셀이 챔버의 전방으로 개구된 부분을 통과하여 인입되어 실링되고, 실링된 후 후방으로 개구된 부분을 통과하여 인출될 수 있고, 이 과정에서 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각이 제1 도어 및 제2 도어의 상하 구동에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있어, 간명한 구조를 갖는 실링 장치가 구현될 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 제1 실링 장치의 챔버 및 제2 실링 장치의 챔버가 이웃하게 배치되고, 이송부에 의해 파우치 셀이 배치된 팔레트가 제1 실링 장치의 챔버 또는 제2 실링 장치의 챔버로 인입되어 실링될 수 있어, 공간이 효율적으로 활용되며, 동일한 제품 제조량 대비 공정 시간이 단축될 수 있다.
도 1은 개방 상태인 본원의 일 실시예에 따른 인라인 타입의 실링 장치의 챔버의 개략적인 개념 사시도이다.
도 2는 개방 상태인 본원의 일 실시예에 따른 인라인 타입의 실링 장치의 챔버의 내부가 도시된 개략적인 개념 측면도이다.
도 3은 개방 상태인 본원의 일 실시예에 따른 인라인 타입의 실링 장치의 챔버의 개략적인 개념 후면도이다.
도 4는 파우치 셀이 배치된 본원의 일 실시예에 따른 인라인 타입의 실링 장치의 팔레트의 개략적인 개념 사시도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 인라인 타입의 실링 장치의 실링부의 가이드 유닛의 개념 사시도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 실링 시스템의 개략적인 개념 평면도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 실링 시스템의 메인 컨베이어 장치의 개략적인 개념 사시도이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 실링 시스템의 후방 보조 컨베이어 장치의 개략적인 개념 사시도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 실링 시스템의 공정 흐름이 화살표로 표기된 본원의 일 실시예에 따른 실링 시스템의 개략적인 개념 평면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(전방, 후방, 상측, 상부, 하측, 하부 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들어, 도 1을 보았을 때 전반적으로 2시 방향이 전방, 전반적으로 8시 방향이 후방, 전반적으로 12시 방향이 상측, 전반적으로 12시 방향을 향하는 부분이 상부, 전반적으로 6시 방향이 하측, 전반적으로 6시 방향을 향하는 부분이 하부 등이 될 수 있다.
본원은 인라인 타입 실링 장치 및 이를 포함하는 실링 시스템에 관한 것이다.
먼저, 본원의 일 실시예에 따른 인라인 타입 실링 장치(이하 '본 실링 장치'라 함)(1)에 대해 설명한다.
본 실링 장치(1)는 이차전지 제조시의 전해액이 충전되는 파우치 셀의 개방부를 실링하는 실링 장치이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실링 장치(1)는 챔버(11)를 포함한다. 챔버(11)는 전후 방향으로 개구된다. 또한, 챔버(11)는 내부에 중공부(111)가 형성될 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 챔버(11)는 실링부(112) 복수개를 포함할 수 있다. 또한, 실링부(112) 복수개 각각은 챔버(11)의 내부(111)의 상부에 전후 방향으로 연장 배치된다. 구체적으로, 실링부(112) 복수개 각각은 좌우 방향으로 블록간 간격(1121a)을 두고 배치되어, 블록간 견격이 줄어드는 이동 및 상기 블록간 간격(1121a)을 회복하는 이동이 가능한 한 쌍의 프레스 블록(1121)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 프레스 블록(1121)은 블록간 간격(1121a)내에 다시 말해 한 쌍의 프레스 블록(1121) 사이에 미실링된 상태의 파우치 셀이 위치하면, 블록간 간격(1121a)이 줄어드는 이동(서로를 향하는 방향으로 이동)을 하여 파우치 셀을 압착하며 파우치 셀을 실링할 수 있다. 또한, 실링이 완료되면, 블록간 간격(1121a)을 회복하는 이동(서로로부터 멀어지는 방향으로 이동)을 할 수 있다. 이러한 실링부(112)는 통상의 기술자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 복수의 실링부(112)는 좌우 방향으로 간격을 두고 배치된다.
또한, 복수의 실링부(112)는 챔버 내부의 상측에 구비되므로, 파우치 셀(9)의 개봉된 상부에 대하여 실링 작업을 수행할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실링 장치는 챔버(11)의 전방 및 후방 각각에서 상하 이동 가능하게 배치되는 제1 도어(12) 및 제2 도어(13)를 포함한다. 제1 도어(12) 및 제2 도어(13)는 상승하여 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각을 폐쇄하고, 하강하여 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각을 개방한다.
예를 들어, 도 1을 참조하면, 본 실링 장치는 챔버(1)에 구비되어 제1 도어(12)의 상하 이동을 가이드하는 레일(16a), 제1 도어(12)를 상하 이동시키는 구동부, 제2 도어(13)의 상하 이동을 가이드하는 레일(16b) 및 제2 도어(13)를 상하 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 본 실링 장치(1)는 복수의 파우치 셀(9)이 구비되고 챔버(11) 내에 삽입 가능한 팔레트(15)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 팔레트(15)는 받침 플레이트(151)를 포함한다. 또한, 팔레트(15)는 받침 플레이트(151) 상에서 좌우 방향으로 상호 간격을 두고 배치되는 지그(152) 복수 개를 포함할 수 있다. 복수의 지그(152) 각각에는 파우치 셀(9)이 구비될 수 있다.
예를 들어, 지그(152) 복수개 각각은 전후 방향으로 연장되게 배치되고, 각각에 파우치 셀(9)이 하향 삽입 가능하게 구비될 수 있다. 구체적으로, 도 4를 참조하면, 지그(152)는 좌우 방향으로 서로를 바라보는 클래핑 유닛 한 쌍을 포함하되, 클래핑 유닛 한 쌍 각각은 전후 방향으로 연장 구비될 수 있고, 클래핑 유닛 한 쌍 사이에 파우치 셀(9)이 삽입 배치될 수 있다. 이때, 클래핑 유닛의 상단의 높이는 파우치 셀(9)의 상단의 높이보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 파우치 셀(9)이 한 쌍의 클래핑 유닛 사이에 삽입된 상태로 블록간 간격(1121a) 내로 삽입되고, 한 쌍의 프레스 블록(1121)이 파우치 셀(9)에 대하여 실링할 때 파우치 셀(9)과 클래핑 유닛 사이에 간섭이 발생되지 않을 수 있다. 이에 따라, 바람직하게, 클래핑 유닛은 프레스 블록(1121)의 파우치 셀(9)에 대한 실링시 프레스 블록(1121)에 간섭되지 않도록 프레스 블록(1121)의 하면보다 낮은 높이에 위치할 수 있다.
또한, 복수의 실링부(12)는 팔레트(15)의 챔버(1)에 대한 삽입을 위한 전방 이동시, 복수의 지그 각각(152) 각각에 배치된 복수의 파우치 셀(9) 각각이 복수의 실링부(12) 각각의 블록간 간격(1121a)으로 인입되게 구비될 수 있다. 다시 말해, 복수의 실링부(12)는 팔레트(15)가 챔버(11) 내에 배치될 때, 복수의 지그(152) 각각에 구비된 복수의 파우치 셀(9) 각각이 복수의 실링부(12) 각각의 블록간 간격(1121a)에 위치하게 구비될 수 있다. 이에 따라, 팔레트(15)가 챔버(11) 내에 위치할 때, 복수의 지그(152) 각각에 준비된 복수의 파우치 셀(9) 각각은 복수의 실링부(112)의 한 쌍의 프레스 블록(1121) 사이의 블록간 간격(1121a) 내에 위치할 수 있어, 실링 가능 상태가 될 수 있다.
또한, 제2 도어(13)는 팔레트(15)의 챔버(11) 내로의 인입시 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 개방할 수 있다. 다시 말해, 팔레트(15)가 챔버(11)로 인입되어야 할 때, 제2 도어(13)는 하강하여 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 개방할 수 있고, 팔레트(15)는 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 통해 챔버(11) 내로 인입될 수 있다.
또한, 제1 도어(12) 및 제2 도어(13)는 실링부(112)의 파우치 셀(9)에 대한 실링 시 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분 및 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, 챔버(11)는 내부가 폐쇄된 상태로 파우치 셀(9)에 대한 실링을 수행할 수 있다.
참고로, 챔버(11)는 내부(111)를 진공 상태로 형성하는 진공 형성부를 포함할 수 있다. 진공 형성부는 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분 및 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 폐쇄 후 챔버(11)의 내부(111)가 진공 상태가 되도록 작동할 수 있다.
또한, 제1 도어(12)는 팔레트(15)의 챔버(11) 내부(111)로부터의 인출시 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분을 개방할 수 있다. 다시 말해, 팔레트(15)가 챔버(11)로부터 인출되어야 할 때 제1 도어(12)는 하강하여 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분을 개방시킬 수 있고, 팔레트(15)는 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분을 통해 챔버(11)로부터 전방으로 인출될 수 있다.
또한, 참고로, 도 5를 참조하면, 실링부(112) 복수개 각각은 한 쌍의 프레스 블록(1121) 각각의 전면 또는 후면으로부터 전방 또는 후방으로 돌출되어 블록간 간격(1121a)으로의 파우치 셀(9)의 인입 또는 블록간 간격(1121a)으로부터의 인출을 가이드하는 가이드 유닛(1122)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 파우치 셀(9)의 블록 간걱(1121a)으로의 인입시, 파우치 셀(9)은 서로 대향하는 일면과 타면의 상단이 실링되지 않은 상부 개봉된 상태일 수 있고, 전방으로 이동하며 블록간 간격(1121a) 내로 삽입될 때 일면의 상단과 타면의 상단 사이의 간격이 더 벌어지며 개봉된 부분이 더 벌어질 수 있고, 이러한 경우, 실링이 잘 수행되지 않을 수 있다. 반면에, 가이드 유닛(1122)은 파우치 셀(9)의 일면의 상단과 타면의 상단 사이의 최대 간격이 블록간 간격(1121a)보다 작은 상태로 블록간 간격(1121a) 내로 삽입되게 할 수 있다.
예를 들어, 가이드 유닛(1122)은 가이드 유닛(1122)이 구비된 프레스 블록(1121)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 연장부(11221) 및 연장부(11221)로부터 상기 멀어지는 방향으로 연장되는 중앙 선형 부재(11222), 중앙 선형 부재(11222)의 좌측에서 상기 멀어지는 방향으로부터 좌측으로 비스듬하게 상기 멀어지는 방향으로 연장되는 좌측 선형 부재(11223) 및 중앙 선형 부재의 우측에서 연장부(11221)로부터 우측으로 비스듬하게 상기 멀어지는 방향 연장되는 우측 선형 부재(11224)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 파우치 셀(9)은 블록간 간격(1121a) 내로의 삽입시 좌측에 위치하는 프레스 블록(1121)의 가이드 유닛(1121)의 우측 선형 부재(11224)와 우측에 위치하는 프레스 블록(1121)의 가이드 유닛(1121)의 좌측 선형 부재(1124) 사이를 통과하며 블록간 간격(1121a) 내로 삽입될 수 있어, 일면의 상단과 타면의 상단 사이의 최대 간격이 블록간 간격(1121a)보다 작은 상태로 블록간 간격(1121a) 내로 삽입될 수 있다. 이를 위해, 좌측에 위치하는 프레스 블록(1121)의 가이드 유닛(1121)의 우측 선형 부재(11224)와 우측에 위치하는 프레스 블록(1121)의 가이드 유닛(1121)의 좌측 선형 부재(1124) 사이 간격은 블록간 간격(1121a) 이하의 간격으로 설정됨이 바람직하다.
또한, 가이드 유닛(1121)에 의한 가이드시 셀 파우치(9)의 손상이 방지되도록, 중앙 선형 부재(11222), 좌측 선형 부재(11223) 및 우측 선형 부재(11224) 각각은 적어도 일부가 탄성을 갖는 재질로 이루어짐이 바람직하다.
참고로, 복수의 지그(152)는 n개 구비될 수 있으며, 이와 대응되게 실링부(112)는 n개 구비될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 챔버(11)의 바닥면에는 컨베이어부(113)가 구비될 수 있다. 컨베이어부(113)는 한 쌍 구비될 수 있는데, 한 쌍의 컨베이어부(113)는 좌우 방향으로 간격을 두고 배치되되, 각각은 한 쌍의 컨베이어부(113)의 상측에 위치하는 팔레트(15)를 전방으로 이동시키게 구비될 수 있다. 이를 테면, 컨베이어부(113)는 벨트부 및 벨트부를 회주시키는 풀리를 포함할 수 있다. 이에 따라, 벨트부의 챔버(11)의 바닥면 상측으로 노출되는 구간은 전방으로 이동할 수 있다. 이러한 컨베이어부(113)에 의해 챔버(11) 내로의 팔레트(15)의 인입시 팔레트(15)가 컨베이어부(113)의 회주하는 벨트의 후단부에 진입할 수 있고, 회주하는 컨베이어부(113)의 벨트에 의해 보다 용이하게 챔버(11) 내에서 전방으로 이동되며 챔버(11) 내에 인입될 수 있다. 또한, 팔레트(15)의 챔버(11)로부터의 인출시 컨베이어부가 가동됨으로써, 벨트의 회주에 의해 팔레트(15)가 전방으로 이동되며 용이하게 팔레트(15)의 인출이 이루어질 수 있다.
전술한 바에 따르면, 제2 도어(13)가 하강하여 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 개방한 상태에서 복수의 지그(152)의 한 쌍의 클래핑 유닛 사이에 복수의 파우치 셀(9)이 삽입된 상태인 팔레트(15)는 챔버(11)로 인입될 수 있고, 이러한 인입 과정은 챔버(11)의 컨베이어부(113)에 의해 용이하게 이루어질 수 있으며, 팔레트(15)가 챔버(11) 내로 인입되며, 복수의 지그(152) 각각에 구비된 복수의 파우치 셀(9) 각각의 상부가 복수의 실링부(112) 각각의 한 쌍의 프레스 블록(1121) 사이의 블록간 간격(1121a) 내에 위치하게 될 수 있고, 이러한 실링을 위한 정위치가 이루어지면, 컨베이어부(113)는 작동을 멈추며 제2 도어(13)는 승강하며 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 폐쇄하며(이때, 제1 도어(12)는 승강하여 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분을 폐쇄한 상태일 수 있음), 복수의 실링부(112) 각각은 복수의 파우치 셀(9) 각각에 대하여 실링을 수행할 수 있고, 실링이 완료되면, 제1 도어(12)가 하강하며 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분을 개방할 수 있고, 컨베이어부(113)가 가동되어 팔레트(15)를 전방으로 이동시켜 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분을 통해 인출할 수 있다.
또한, 팔레트(15)의 챔버(11) 내로의 인입과 챔버(11) 내부로부터의 인출은 동시에 수행될 수 있다. 이를 테면, 제2 도어(13)가 하강하여 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분이 개방된 상태에서 복수의 지그(152)의 한 쌍의 클래핑 유닛 사이에 복수의 파우치 셀(9)이 삽입된 상태인 팔레트(15)가 하강하여 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 통해 전방으로 이동하며 챔버(11)로 인입될 수 있는데, 이때, 제1 도어(12)가 하강하여 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분이 개방된 상태에서 챔버(11) 내에서 실링이 완료된 파우치 셀(9)이 구비된 다른 팔레트(15)가 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분을 통해 챔버(11)로부터 전방으로 인출될 수 있다. 이때, 컨베이어(113)가 작동 중으로서, 컨베이어(113)에 의해 팔레트(9)의 전방으로의 이동을 통한 인입 및 실링이 완료된 다른 팔레트(9)의 전방으로의 이동을 통한 인출이 용이하게 동시에 수행될 수 있다. 이후, 인입된 팔레트(9)의 위치가 실링을 위한 정자리에 위치하게 되면, 컨베이어부(113)는 작동을 멈추며 제1 도어(12) 및 제2 도어(13)는 승강하며 챔버(11)의 후방 및 전방으로 개구된 부분을 폐쇄하며, 복수의 실링부(112) 각각은 복수의 파우치 셀(9) 각각에 대하여 실링을 수행할 수 있고, 실링이 완료되면, 제1 도어(12) 및 제2 도어(13)가 하강하며 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분을 개방할 수 있고, 컨베이어부(113)가 가동되어 팔레트(15)는 전방으로 이동되어 챔버(11)의 전방으로 개구된 부분을 통해 인출될 수 있고, 동시에 실링이 이루어져야 하는 파우치 셀(9)이 배치된 다른 팔레트(15)가 챔버(11)의 후방으로 개구된 부분을 통해 인입될 수 있다.
이하에서는, 전술한 본 실링 장치(1)를 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 실링 시스템(이하 '본 실링 시스템'이라 함)을 제공한다. 본 실링 시스템은 본 실링 장치(1)를 포함하는 것으로서, 본 실링 장치(1)와 동일하거나 상응하는 기술적 특징 및 구성을 공유한다. 따라서, 본 실링 장치(1)에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하며, 동일 내지 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
본 실링 시스템은 이차전지 제조시의 전해액이 충전되는 파우치 셀(9)의 개방부를 실링하는 실링 시스템이다.
도 6을 참조하면, 본 실링 시스템은 전술한 본 실링 장치(1)인 제1 실링 장치(1a)를 포함한다.
또한, 도 6을 참조하면, 본 실링 시스템은 팔레트(15)를 제1 실링 장치(1a) 내로 유입시키고, 제1 실링 장치(1a)의 내부로부터 유입받는 이송부(2)를 포함한다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 이송부(2)는 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11)의 후방에 배치되어 팔레트(15)를 전방으로 이동시키는 메인 컨베이어 장치(21)를 포함한다. 도 7을 참조하면, 메인 컨베이어 장치(21)는 롤러 컨베이어일 수 있다. 구체적으로, 메인 컨베이어 장치(21)는 팔레트(15)의 너비 방향으로 간격을 두고 구비되는 한 쌍의 롤러 이송부(211)를 포함할 수 있고, 롤러 이송부(211)는 전후 방향으로 간격을 두고 구비되어 각각이 구름운동 하는 복수의 롤러(2111)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 롤러 이송부(211) 각각에 팔레트(15)의 너비 방향 일측부 및 타측부 각각이 지지될 수 있고, 한 쌍의 롤러 이송부(211) 각각의 복수의 롤러(2111)의 구름운동에 의해, 팔레트(211)가 전방으로 이동될 수 있다.
또한, 팔레트(211)의 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11)까지의 거리에 따라 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11)의 후방에는 복수의 메인 컨베이어 장치(21)가 전후 방향으로 배치될 수 있다.
이에 따라, 메인 컨베이어 장치(21) 상에 배치되는 팔레트(15)는 전방으로 이송되어 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11) 내부로 인입될 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 본 실링 시스템은 제2 실링 장치(1b)를 포함할 수 있다. 제2 실링 장치(1b)는 전술한 본 실링 장치(1)일 수 있다. 또한, 제2 실링 장치(1b)는 제1 실링 장치(1a)의 일측에 제1 실링 장치(1a)와 이웃하게 배치될 수 있다. 또한, 참고로, 제2 실링 장치(1b) 및 제1 실링 장치(1a)가 이웃하게 배치된다는 것은, 제2 실링 장치(1b) 및 제1 실링 장치(1a) 각각의 팔레트(15)를 제외한 나머지 구성(챔버(11) 및 챔버(11)에 연결된 구성들)이 이웃하게 배치되는 것을 의미할 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 이송부(2)는 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11)와 메인 컨베이어 장치(21) 사이에 구비되어 메인 컨베이어 장치(21)로부터 팔레트(15)를 유입받아 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11)에 유입하거나, 또는, 메인 컨베이어 장치(21)로부터 팔레트(15)를 유입받아 일측으로 이동시켜 제2 실링 장치(1b)의 챔버(11)에 유입하는 후방 보조 컨베이어 장치(22)를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 후방 보조 컨베이어 장치(22)는 팔레트(15)의 너비 방향(일측 및 타측 방향)으로 간격을 두고 구비되는 한 쌍의 롤러 이송부(211) 및 한 쌍의 롤러 이송부(211)를 일측 및 타측 방향으로 이동시키는 구동부(221)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동부(221)는 팔레트(15)의 너비 방향(일측 및 타측 방향)으로 연장되어 한 쌍의 롤러 이송부(211)의 이동을 가이드하는 레일, 한 쌍의 롤러 이송부(211)의 이동의 동력을 제공하는 모터 등을 포함할 수 있다. 롤러 이송부(211)는 전술한 롤러 이송부(211)와 대응 내지 동일하므로 동일한 도면 부호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
이에 따라, 한 쌍의 롤러 이송부(211)가 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11)와 메인 컨베이어 장치(21) 사이에 위치할 때, 메인 컨베이어 장치(21)로부터 팔레트(15)가 전방으로 이동되며 한 쌍의 롤러 이송부(211) 상에 배치될 수 있고, 한 쌍의 롤러 이송부(211)는 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11)에 팔레트(15)를 인입시킬 수 있다. 또한, 제2 실링 장치(1a)의 챔버(11)에 팔레트(15)를 인입시키는 경우, 한 쌍의 롤러 이송부(211)는 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11)와 메인 컨베이어 장치(21) 사이에 위치할 때, 메인 컨베이어 장치(21)로부터 팔레트(15)를 인입받을 수 있고, 구동부(221)에 의해 일측으로 이동되어 제2 실링 장치(1b)의 챔버(11)의 후방에 위치할 수 있고, 한 쌍의 롤러 이송부(211)는 제2 실링 장치(1b)의 챔버(11) 내로 팔레트(15)를 인입시킬 수 있다.
참고로, 후방 보조 컨베이어 장치(22)의 한 쌍의 롤러 이송부(211)로부터 챔버(11)로의 팔레트(15)의 인입은 한 쌍의 롤러 이송부(211)와 챔버(11)의 컨베이어부(113) 중 하나 이상에 의해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 한 쌍의 롤러 이송부(211) 상의 팔레트(15)는 한 쌍의 롤러 이송부(211)의 롤러(2111)가 구름 운동하므로 전방으로 이동될 수 있고, 전방으로 이동되며 챔버(11) 내로 인입되어 적어도 일부가 챔버(11)의 컨베이어부(113) 상에 위치하게 되며, 컨베이어부(113)에 의한 이동력도 작용 받게 되어 챔버(11)내로 인입될 수 있다.
참고로, 롤러 이송부(211)의 롤러(2111)는 롤러 이송부(211)에 의한 대상체(팔레트(15))의 이동이 필요없는 경우, 구름 운동을 멈출 수 있다. 이를 테면, 한 쌍의 롤러 이송부(211)가 팔레트(15)를 인입받아 일측으로 이동하는 과정에서는 팔레트(15)의 전방으로의 이동이 이루어지면 안되므로, 롤러 이송부(211)의 롤러(2111)의 구름 운동이 중단될 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 이송부 전방 보조 컨베이어 장치(22)를 포함한다. 전방 보조 컨베이어 장치(22)는 후방 보조 컨베이어 장치(22)와 동일 내지 대응되는 구성이므로 동일한 도면 부호를 사용하고 간략하게 설명한다.
전방 보조 컨베이어 장치(22)는 제1 실링 장치(1a)의 챔버(11) 및 제2 실링 장치(1b)의 챔버(11)의 전방에 구비되어, 제1 및 상기 제2 실링 장치(1a, 1b) 각각의 챔버(11)로부터 팔레트(15)를 유입받아 일측 또는 타측으로 이동시킬 수 있다. 후방 보조 컨베이어 장치(22)와 대응되게, 챔버(11)로부터 전방 보조 컨베이어 장치(22)로의 팔레트(15)의 이동은 챔버(11)의 컨베이어부(113)와 전방 보조 컨베이어 장치(22)의 한 쌍의 롤러 이송부(211)에 의해 구현될 수 있다. 이에 대해서는 앞서 후방 보조 컨베이어 장치(22)에서 살핀 내용과 대응되므로 설명을 생략한다.
또한, 도 6을 참조하면, 본 실링 시스템은 메인 컨베이어 장치(21)의 후방에 구비되는 추가 보조 컨베이어 장치(22)를 포함할 수 있다. 추가 보조 컨베이어 장치(22)는 후방 보조 컨베이어 장치(22)와 동일 내지 대응되는 구성이므로 동일한 도면 부호를 사용하고 간략하게 설명한다.
또한, 도 6을 참조하면, 메인 컨베이어 장치(21)는 복수개 구비될 수 있는데, 이를 테면, 후방 보조 컨베이어 장치(22)와 추가 보조 컨베이어 장치(22) 사이에 복수의 메인 컨베이어 장치(21)가 구비될 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 전방 보조 컨베이어 장치(21)의 일측부의 후방에 메인 컨베이어 장치(21) 복수개가 전후 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 본 실링 시스템에 의하면, 도 9에 화살표로 도시된 바와 같은 플로우로 팔레트(15)가 이동될 수 있고, 이러한 팔레트(15)의 이동이 이루어지는 과정에서 실링이 되어야할 파우치 셀(9)의 팔레트(15)에 대한 배치나 실링이 완료 된 파우치 셀(9)의 팔레트(15)로부터의 제거가 이루어질 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 실링 장치
11: 챔버
111: 중공부
112: 실링부
1121: 프레스 블록
1122: 가이드 유닛
11221: 연장부
11222: 중앙 선형 부재
11223: 좌측 선형 부재
11224: 우측 선형 부재
12: 제1 도어
13: 제2 도어
16a: 가이드 레일
16b: 가이드 레일
15: 팔레트
151: 받침 플레이트
152: 지그
2: 이송부
21: 메인 컨베이어 장치
211: 롤러 이송부
2111: 롤러
22: 후방 보조 컨베이어 장치, 전방 보조 컨베이어 장치, 추가 보조 컨베이어 장치
9: 파우치 셀

Claims (7)

  1. 이차전지 제조시의 전해액이 충전되는 파우치 셀의 개방부를 실링하는 실링 장치에 있어서,
    전후 방향으로 개구되고, 내부의 상부에 전후 방향으로 연장 배치되어 파우치 셀을 실링 가능한 실링부 복수개가 좌우 방향으로 간격을 두고 배치되는 챔버;
    상기 챔버의 전방 및 후방 각각에서 상하 이동 가능하게 배치되어, 상승하여 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각을 폐쇄하고 하강하여 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분 각각을 개방하는 제1도어 및 제2도어; 및
    복수의 파우치 셀이 구비 가능하고, 상기 챔버 내에 삽입 가능한 팔레트를 포함하되,
    상기 실링부 복수개 각각은,
    좌우 방향으로 블록간 간격을 두고 배치되어, 상기 블록간 간격이 줄어드는 이동 및 상기 블록간 간격을 회복하는 이동이 가능한 한 쌍의 프레스 블록을 포함하고,
    상기 실링부 복수개 각각은,
    상기 한 쌍의 프레스 블록 각각의 전면 또는 후면으로부터 전방 또는 후방으로 돌출되어 상기 블록간 간격으로의 상기 파우치 셀의 인입 또는 상기 블록간 간격으로부터의 인출을 가이드하는 가이드 유닛을 더 포함하며,
    상기 가이드 유닛은,
    상기 가이드 유닛이 구비된 상기 프레스 블록으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 연장부, 상기 연장부로부터 상기 멀어지는 방향으로 연장되는 중앙 선형 부재, 상기 중앙 선형 부재의 좌측에서 상기 연장부로부터 좌측으로 비스듬하게 상기 멀어지는 방향으로 연장되는 좌측 선형 부재 및 상기 중앙 선형 부재의 우측에서 상기 연장부로부터 우측으로 비스듬하게 상기 멀어지는 방향 연장되는 우측 선형 부재를 포함하는 것인, 인라인 타입 실링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2도어는 상기 팔레트의 상기 챔버 내로의 인입시 상기 챔버의 후방으로 개구된 부분을 개방하고,
    상기 제1도어 및 상기 제2도어는 상기 실링부의 상기 파우치 셀에 대한 실링시 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분 및 후방으로 개구된 부분을 폐쇄하고,
    상기 제1도어는 상기 팔레트의 상기 챔버 내로부터의 인출시 상기 챔버의 전방으로 개구된 부분을 개방하는 것인, 인라인 타입 실링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 팔레트는,
    받침 플레이트; 및
    상기 받침 플레이트 상에서 좌우 방향으로 상호 간격을 두고 배치되어, 각각에 파우치 셀이 배치되는 지그 복수 개를 포함하는 것인, 인라인 타입 실링 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 실링부 복수개 각각은,
    상기 팔레트의 상기 챔버에 대한 삽입을 위한 전방 이동시, 상기 복수의 지그 각각에 배치된 복수의 파우치 셀 각각이 상기 복수의 실링부 각각의 상기 블록간 간격으로 인입되게 구비되는 것인, 인라인 타입 실링 장치.
  5. 삭제
  6. 이차전지 제조시의 전해액이 충전되는 파우치 셀의 개방부를 실링하는 실링 시스템에 있어서,
    제1항에 따른 인라인 타입 실링 장치인 제1 실링 장치; 및
    상기 팔레트를 상기 제1 실링 장치 내로 유입시키고, 상기 제1 실링 장치의 내부로부터 유입받는 이송부를 포함하는, 인라인 타입 실링 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 실링 장치의 일측에 상기 제1 실링 장치와 이웃하게 배치되는 제1항에 따른 인라인 타입 실링 장치인 제2 실링 장치를 더 포함하고,
    상기 이송부는,
    상기 제1 실링 장치의 챔버의 후방에 배치되어 상기 팔레트를 전방으로 이동시키는 메인 컨베이어 장치;
    상기 제1 실링 장치의 챔버와 상기 컨베이어 장치 사이에 구비되어 상기 컨베이어 장치로부터 상기 팔레트를 유입받아 상기 제1 실링 장치의 챔버에 유입하거나 또는, 일측으로 이동시켜 상기 제2 실링 장치의 챔버에 유입하는 후방 보조 컨베이어 장치; 및
    상기 제1 실링 장치의 챔버 및 상기 제2 실링 장치의 챔버의 전방에 구비되어, 상기 제1 및 상기 제2 실링 장치 각각의 챔버로부터 팔레트를 유입받아 일측 또는 타측으로 이동시키는 전방 보조 컨베이어 장치를 포함하는 것인, 인라인 타입 실링 시스템.
KR1020210169933A 2021-12-01 2021-12-01 인라인 타입 실링 장치 및 이를 포함하는 실링 시스템 KR102513232B1 (ko)

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