KR102623208B1 - 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전극탭이 노출된 파우치에 테이프를 부착하는 테이프 부착장치로서, 테이프 공급롤에서 인출된 테이프를 외주면에 부착한 채 일정 각도로 회전되는 회전부; 상기 회전부에 부착된 테이프를 절단하는 컷팅부; 상기 컷팅부에 의해 절단된 테이프를 상기 회전부상에서 분리시키는 분리부; 및 상기 분리부에 의해 분리된 테이프를 흡착하여 이송시키는 흡착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파우치형 이차전지의 테이프 부착장치{TAPE ATTACHMENT APPARATUS FOR POUCH-TYPE SECONDARY BATTERIES}
본 발명은, 테이프 부착 장치에 관한 것으로서, 상세하게는, 파우치형 이차 전지에 띠형의 절연 테이프를 부착할 수 있도록 구성된 테이프 부착 장치에 관한 것이다.
배터리는 전자기기의 종류 및 배터리 장착 공간에 따라서 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 원통형, 코인형, 각형, 파우치형 등으로 제작되어 전력을 요구하는 전자기기에 장착될 수 있다.
그 중에서, 파우치형 이차전지가 휴대용 전자기기에 가장 많이 적용되고 있다. 예를 들면, 액정 디스플레이, 전자계산기, IC 카드, 온도센서, 압력감지부저 또는 약물 전달을 위한 이온포토레시스 장치, 스마트 신용카드 등에 사용될 수 있다. 그리고, 최근에는 원통형, 각형의 이차전지와 함께 전기차에도 적용되고 있다.
파우치형 이차전지는, 두께가 얇은 다수개의 양극판과 음극판을 교대로 적층시킨 상태에서 파우치로 밀봉하는 과정에 의해 제조된다. 이 과정에서 양극판 및 음극판과 각각 연결되는 전극탭은 파우치의 외측으로 노출된다.
이때, 파우치형 이차전지의 사용 안전성을 유지하고, 더불어, 외력에 의한 전지 성능 저하 및 단락 방지를 위하여 전극탭과 파우치가 서로 맞닿는 지점에는 절연 테이프가 부착된다.
기존의 테이프 부착 장치는 롤에서 공급되는 테이프 원단에서 테이프를 박리한 후 소정 길이로 컷팅하고, 그 컷팅된 테이프를 흡착하여 전극탭과 파우치의 연결지점에 테이프를 부착하는 구성을 가지고 있다.
즉, 종래의 테이프 부착 장치는, 롤러에 감겨진 테이프 원단에서 테이프를 당긴 후 소정 길이로 컷팅하는 과정과, 컷팅된 테이프를 진공 흡착한 후 이송하는 과정을 순차적으로 수행하도록 구성되어 있다.
그러나, 종래의 테이프 부착 장치는, 컷팅부재가 단순히 일정 시간을 두고서 작동하여 테이프를 컷팅하도록 구성되어 있기 때문에 롤러에서 풀려지는 테이프의 속도 변화에 대응하지 못하는 관계로 컷팅된 테이프의 길이 편차가 발생하는 문제점이 있고, 특히, 테이프를 컷팅하는 과정과 컷팅된 테이프를 흡착하는 과정이 서로 시간차를 두고 이루어지도록 구성되었기 때문에 테이핑 작업이 느린 문제점이 있다.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 등록특허 제10-1927913호 "배터리 셀의 절연테이프 부착장치"가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공급 롤러에서 인출되는 테이프를 일정하게 절단함과 동시에 흡착 이송시켜 테이핑 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있도록 구성된 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 전극탭과 파우치의 연결 지점에 테이프를 부착하는 테이프 부착장치로서, 테이프 공급부에서 인출된 테이프를 외주면에 부착한 채 일정 각도로 회전되는 회전부; 상기 회전부에 부착된 테이프를 절단하는 컷팅부; 상기 컷팅부에 의해 절단된 테이프를 상기 회전부상에서 분리시키는 분리부; 및 상기 분리부에 의해 분리된 테이프를 흡착하여 이송시키는 흡착부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전부는, 구동부로부터 동력을 전달받아 회전되는 회전부재; 상기 회전부재의 둘레면에서 일정 간격을 두고 다수개로 마련되며, 상기 테이프가 부착될 수 있는 소정의 면적을 제공하는 돌출부재; 및 상기 돌출부재가 형성하는 면상에서 상기 회전부재의 회전중심이 배치된 방향을 향해 형성되는 슬릿홈;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 컷팅부는, 상기 회전부재의 일측에서 상기 회전부재를 향해 직선 왕복 이동 가능하게 마련되는 이동체; 및 상기 이동체의 선단에 마련되며, 상기 이동체의 이동에 의해 상기 슬릿홈에 삽입되어 상기 돌출부재에 부착된 테이프를 절단하는 컷팅부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분리부는, 상기 회전부재의 회전중심 축선과 평행하게 배치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일에 장착되는 이동 블럭; 상기 이동 블럭에 마련되며, 한 쌍의 상기 돌출부재 사이에 형성된 공간으로 슬라이딩 삽입되어 상기 한 쌍의 돌출부재의 사이에 배치된 테이프의 접착면과 마주하게 배치되는 분리부재; 및 상기 가이드 레일을 지지하며, 상기 분리부재를 승강시키는 리프터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 테이프의 접착면과 마주하는 상기 분리부재의 일면은 비점착 코팅될 수 있다.
또한, 상기 흡착부는, 상기 분리부재에 의하여 상승된 테이프를 흡착하며, 3축(X축, Y축, Z축) 방향으로 이송 가능하게 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치는, 테이프를 절단하는 공정과 절단된 테이프를 상승시키는 공정 및 상승된 테이프를 흡착하여 이송시키는 공정을 큰 시간차를 두지 않고서 서로 간섭없이 진행시킬 수 있으므로, 파우치형 이차전지에 테이프를 부착하는 작업이 용이하고 신속하게 이루어지도록 하여 제품의 생산성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치는, 회전부재의 둘레면을 따라 일정 간격을 두고서 마련된 다수개의 돌출부재와, 상기 돌출부재에 형성된 슬릿홈에 삽입되는 컷팅부를 이용하여 테이프를 절단하는 구성을 제공하므로, 띠형의 테이프를 기설정된 길이로 정확하게 절단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 테이프 부착장치를 다른 각도에서 바라본 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 A영역의 확대도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부의 구성을 보여주는 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부의 구성을 보여주는 정면도.
도 6은 도 2에 도시된 A영역을 다른 각도에서 바라본 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부가 파우치형 이차전지에 테이프를 부착하는 과정을 보여주는 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 테이프 부착 장치가 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 테이프 부착 장치(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차전지(10)를 구성하는 전극탭(11)과 파우치(12)의 연결 지점에 테이프(t)를 부착하는 장치라 할 수 있다.
상기 테이프 부착장치(100)는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 테이프 공급부(110)에서 인출된 테이프(t)를 외주면에 부착한 채 일정 각도로 회전되는 회전부(200); 상기 회전부(200)에 부착된 테이프(t)를 절단하는 컷팅부(300); 상기 컷팅부(300)에 의해 절단된 테이프(t)를 상기 회전부(200)상에서 분리시키는 분리부(400); 및 상기 분리부(400)에 의해 분리된 테이프(t)를 흡착하여 이송시키는 흡착부(500);를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 테이프 공급부(110)는, 띠형의 테이프(t)가 권취된 공급롤러(111)와, 상기 테이프(t)에서 분리된 이형지를 회수하는 회수롤러(112)를 포함할 수 있다.
공급롤러(111)에서 인출된 테이프(t)에서 이형지를 박리하고 회수하는 구성은 해당분야의 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 구성이므로 본 발명의 명세서상에서는 테이프 공급부(110)에 대한 구체적인 설명이 생략된다.
공급롤러(111)에서 인출된 띠형의 테이프(t)는 다수개의 가이드 롤러를 경유하여 상기 회전부(200)로 전달된다.
상기 회전부(200)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 구동부(120, 도2참조)로부터 동력을 전달받아 회전되며, 원판 형태를 가지는 회전부재(210); 상기 회전부재(210)의 둘레면에서 일정 간격을 두고 다수개로 마련되며, 상기 테이프(t)가 부착될 수 있는 소정의 면적을 제공하는 돌출부재(220); 및 상기 돌출부재(220)가 형성하는 면상에서 상기 회전부재(210)의 회전중심이 배치된 방향을 향해 형성되는 슬릿홈(230);을 포함할 수 있다.
상기 회전부재(210)는, 전체적으로 톱니 기어의 형태를 가질 수 있으며, 전술한 바와 같이 구동부(120)로부터 동력을 전달받아 회전될 수 있다. 예컨대, 회전부재(210)는 구동모터의 출력축 회전운동과 연동되어 소정의 각도로 회전될 수 있다.
돌출부재(220)는, 회전부재(210)의 둘레면 전체를 따라서 마련되는 바, 톱니 기어를 구성하는 다수개의 산과 같은 형태를 가질 수 있다.
한편, 돌출부재(220)의 선단면에는 테이프 공급부(110)에 인출된 테이프(t)가 부착된다.마련된다.
따라서, 회전부재(210)가 회전되면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회전부재(220)의 둘레면에 배치된 돌출부재(220)에 테이프(t)가 부착될 수 있다.
상기 슬릿홈(230)은, 돌출부재(220)가 제공하는 면에서부터 회전부재(210)의 회전중심을 향해 연장 형성될 수 있다. 아울러, 슬릿홈(230)이 형성된 길이는 회전부재(210)에서 돌출된 돌출부재(220)의 길이와 동일하거나 짧을 수 있다.
슬릿홈(230)은 후술할 컷팅부(300)의 컷팅부재(320)가 삽입되는 공간이라 할 수 있다. 따라서, 슬릿홈(230)은 컷팅부재(320)의 두께보다 큰 간격으로 돌출부재(220)에 형성된다.
상기 컷팅부(300)는, 도 3과 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전부재(210)의 일측에서 상기 회전부재(210)를 향해 직선 왕복 이동 가능하게 마련되는 이동체(310); 및 상기 이동체(310)의 선단에 마련되며, 상기 이동체(310)의 이동에 의해 상기 슬릿홈(230)에 삽입되어 상기 돌출부재(220)의 선단면에 부착된 테이프(t)를 절단하는 컷팅부재(320);를 포함할 수 있다.
상기 이동체(310)는, 도시되지 않은 액추에이터로부터 동력을 전달받아 직선 왕복 운동될 수 있다.
컷팅부재(320)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이동체(310)의 선단부에 고정적으로 장착될 수 있다. 이때, 컷팅부재(320)의 길이방향 일부는 이동체(310)의 선단부에 노출될 수 있으며, 이 부위가 도 5에 도시된 바와 같이, 돌출부재(220)의 선단면에 부착된 테이프(t)를 절단하고 상기 슬릿홈(230)에 삽입될 수 있다.
즉, 회전부재(210)가 일방향으로 소정 각도 회전되면, 슬릿홈(230)은 컷팅부재(320)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이때, 이동체(310)가 직선 왕복 운동되면 그 선단부에 장착된 컷팅부재(320)가 슬릿홈(230)에 삽입되었다가 이탈될 수 있다. 그러면, 돌출부재(220)의 선단면에 부착된 테이프(t)의 부위가 상기 컷팅부재(320)에 의해 절단될 수 있다.
위와 같이, 회전부재(210)가 기설정된 각도로 회전될 때마다 이동체(310)가 직선 왕복 운동되어 테이프(t)를 절단할 수 있다. 그러면, 소정 길이를 가지는 테이프(t)의 단부가 한 쌍의 돌출부재(220)의 선단면에 각각 부착된 채로 이송될 수 있다.
상기 분리부(400)는, 한 쌍의 돌출부재(220) 사이에 배치된 테이프(t)를 들어올려 상기 돌출부재(220)상에서 분리시키는 역할을 한다.
위와 같은 분리부(400)는, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전부재(210)의 회전중심 축선과 평행하게 배치되는 가이드 레일(410); 상기 가이드 레일에 장착되는 이동 블럭(420); 상기 이동 블럭(420)에 마련되며, 한 쌍의 상기 돌출부재(220) 사이에 형성된 공간으로 슬라이딩 삽입되어 상기 한 쌍의 돌출부재(220) 사이에 배치된 테이프(t)의 접착면과 마주하게 배치되는 분리부재(430); 및 상기 가이드 레일(410)을 지지하며, 상기 분리부재(430)를 승강시키는 리프터(440);를 포함할 수 있다.
상기 이동 블럭(420)은, 도시되지 않은 액추에이터로부터 동력을 전달받아 가이드 레일(410)상에서 직선 왕복운동될 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 컷팅부(300)를 경유한 테이프(t)가 상기 분리부재(430)와 마주하게 배치되면, 상기 이동 블럭(420)은 회전부재(210)가 배치된 방향으로 직선 이동된다. 그러면, 분리부재(430)는 한 쌍의 돌출부재(220) 사이에 형성된 공간으로 삽입될 수 있다. 참고로, 한 쌍의 돌출부재(220) 사이에 형성된 공간은, 톱니기어를 구성하는 골의 형태를 가질 수 있으며, 상기 분리부재(430)는 상기 공간에 삽입될 수 있는 형태로 제작될 수 있다.
상기 분리부재(430)가 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 돌출부재(220) 사이에 형성된 공간으로 삽입되면, 분리부재(430)의 윗면과 테이프(t)의 접착면은 서로 마주하는 상태가 된다.
위와 같은 상태에서 리프터(440)가 상향으로 상승되면, 분리부재(430)가 절단된 상태의 테이프(t)를 지지한 채 상승된다. 이때, 한 쌍의 돌출부재(220)에 길이방향 양단이 각각 부착된 테이프(t)는 분리부재(430)에 의하여 돌출부재(220)의 선단면에서 떨어진다.
참고로, 리프터(440)도 도시되지 않은 액추에이터로부터 동력을 전달받아 상승 또는 하강될 수 있다. 전술한, 이동체(310), 이동 블럭(420), 리프터(440)가 공지의 액추에이터에 의하여 직선 왕복 이동되는 구성은 해당분야의 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 구성이므로 본 발명의 명세서상에서는 그 구체적인 설명이 생략된다.
한편, 테이프(t)의 접착면과 마주하는 상기 분리부재(430)의 윗면은 비점착 코팅되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 후술할 흡착부(500)가 분리부재(430)의 윗면에 배치된 테이프(t)를 용이하게 흡착할 수 있도록 하기 위함이다. 만약, 테이프(t)가 분리부재(430)의 윗면에 부착된 상태가 되면 흡착부(500)에서 발생하는 흡착력으로 테이프(t)를 분리부재(430)에서 떼어내지 못하는 현상이 발생될 수도 있다. 따라서, 테이프(t)의 접착면과 마주하는 상기 분리부재(430)의 윗면은 비점칵 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 흡착부(500)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회전부재(210)의 상부에 배치될 수 있다. 정확하게는, 한 쌍의 돌출부재(210)에 길이방향 양단이 각각 부착된 테이프(t)의 상부에 배치될 수 있다.
흡착부(500)는 진공 펌프와 연결될 수 있으며, 도시되지 않은 이송유닛에 의하여 3축(X축, Y축, Z) 방향으로 이송될 수 있다.
흡착부(500)는, 분리부재(430)의 윗면에 놓여지는 소정 길이의 테이프(t)를 흡착할 수 있다.
흡착부(500)는, 분리부재(430)가 상승되는 순간 하강되어 분리부재(430)의 윗면에 놓인 테이프(t)를 흡착할 수 있다.
흡착부(500)의 하단에 형성된 흡입구(미도시)에 소정 길이로 절단된 테이프(t)가 흡착되면, 흡착부(500)는 파우치형 이차전지(10)가 공급되는 컨베이어 측으로 이송될 수 있다.
그 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 흡착부(500)는 파우치형 이차전지(10)를 구성하는 전극탭(11)과 파우치(12)의 연결 지점에 소정 길이로 절단된 테이프(t)를 부착한 후 원위치로 복귀될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치(100)는, 테이프(t)를 절단하는 공정과 절단된 테이프(t)를 상승시키는 공정 및 상승된 테이프(t)를 흡착하여 이송시키는 공정을 큰 시간차를 두지 않고서 서로 간섭없이 진행시킬 수 있으므로, 파우치형 이차전지(10)에 테이프(t)를 부착하는 작업이 용이하고 신속하게 이루어지도록 하여 제품의 생산성을 높일 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 테이프 부착 장치 110 : 테이프 공급부
200 : 회전부 210 : 회전부재
220 : 돌출부재 230 : 슬릿홈
300 : 컷팅부 310 : 이동체
320 : 컷팅부재 400 : 분리부
410 : 가이드 레일 420 : 이동 블럭
430 : 분리부재 440 : 리프터
500 : 흡입부 10 : 파우치형 이차전지
11 : 전극탭 12 : 파우치

Claims (6)

  1. 전극탭과 파우치의 연결 지점에 테이프를 부착하는 테이프 부착장치로서,
    테이프 공급부에서 인출된 테이프를 외주면에 부착한 채 일정 각도로 회전되는 회전부;
    상기 회전부에 부착된 테이프를 절단하는 컷팅부;
    상기 컷팅부에 의해 절단된 테이프를 상기 회전부상에서 분리시키는 분리부; 및
    상기 분리부에 의해 분리된 테이프를 흡착하여 이송시키는 흡착부;를 포함하며,
    상기 회전부는,
    구동부로부터 동력을 전달받아 회전되는 원판 형태의 회전부재;
    상기 회전부재의 둘레면 전체에서 일정 간격을 두고 다수개로 마련되며, 톱니기어를 구성하는 산과 같은 형태를 가진 채 상기 테이프가 부착될 수 있는 소정의 면적을 제공하는 돌출부재; 및
    상기 돌출부재가 형성하는 선단면상에서 상기 회전부재의 회전중심이 배치된 방향을 향해 형성되는 슬릿홈;을 포함하고,
    상기 분리부는,
    상기 회전부재의 회전중심 축선과 평행하게 배치되는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일에 장착되는 이동 블럭; 및
    상기 이동 블럭에 마련되며, 한 쌍의 상기 돌출부재 사이에 형성된 공간으로 슬라이딩 삽입되어 상기 한 쌍의 돌출부재 사이에 배치된 테이프의 접착면과 마주하게 배치되는 분리부재; 및
    상기 가이드 레일을 지지하며, 상기 분리부재를 승강시키는 리프터;를 포함하며,
    한 쌍의 상기 돌출부재 사이에 형성된 공간은 톱니기어를 구성하는 골의 형태를 가지며, 상기 분리부재는 상기 공간에 삽입될 수 있는 형태로 제작되고,
    상기 흡착부는, 3축(X축, Y축, Z축) 방향으로 이송 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컷팅부는,
    상기 회전부재의 일측에서 상기 회전부재를 향해 직선 왕복 이동 가능하게 마련되는 이동체; 및
    상기 이동체의 선단에 마련되며, 상기 이동체의 이동에 의해 상기 슬릿홈에 삽입되어 상기 돌출부재에 부착된 테이프를 절단하는 컷팅부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이프의 접착면과 마주하는 상기 분리부재의 일면은 비점착 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 테이프 부착장치.
  6. 삭제
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