KR20160009701A

KR20160009701A - 전지모듈의 융착지그

Info

Publication number: KR20160009701A
Application number: KR1020160002198A
Authority: KR
Inventors: 남긍현; 노진우; 손창근
Original assignee: 세방전지(주)
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2016-01-26
Also published as: KR101654102B1

Abstract

본 발명은 전지모듈의 융착지그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 융착 대상물을 전후좌우 방향이 이동 및 회전 가능하도록 지지 및 고정시키는 전지모듈의 융착지그에 관한 것이다.

Description

전지모듈의 융착지그{FUSION JIG FIXED BATTERY MODULE}

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로도 주목받고 있다.

소형 모바일 기기들이 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지 셀들을 전기적으로 연결한 소형 전지모듈을 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈을 사용한다.

중대형 전지모듈에 사용되는 단위전지는 대략 원통형, 각형 및 파우치형 전지로 분류된다. 초기의 중대형 전지모듈에서는 단위전지로서 원통형 전지를 주로 사용하였다. 예를 들어, 일본 특허출원공개 제2004-247320호에는 각각의 원통형 전지를 특정한 형상의 고정 플레이트에 장착하고 횡방향으로 연결하고 이를 다시 접속링과 절연링을 사용하여 종방향으로 연결하여 전지모듈을 제조하는 기술을 제시하고 있다. 그러나, 상기 출원에서 보는 바와 같이, 전지모듈의 제조를 위해 다수의 원통형 전지들을 연결하는 작업은 원통형 전지의 구조적 특성으로 인해 많은 연결부재들을 필요로 하고 조립과정이 복잡하여, 전지모듈의 제조비용이 크게 증가하는 문제점을 가지고 있다. 더욱이, 원통형 전지들 사이에 많은 사공간(dead space)이 존재하므로, 콤팩트한 구조의 전지모듈에 대한 최근을 수요를 고려할 때 근본적인 한계를 가진다.

따라서, 전지모듈을 구성함에 있어서, 연결부재의 수가 적으며 조립이 용이하고 높은 밀집도로 충적될 수 있는 각형 전지, 파우치형 전지 등의 판상형 전지에 대해 많은 연구가 행해지고 있으며, 그 중에서도 경량이며 제조비용이 낮은 파우치형 전지에 대한 관심이 높다.

판상형 전지는 그것의 구조적 특징으로 인해 사공간의 크기를 크게 줄인 상태로 적은 수의 연결부재에 의해 용이하게 전지모듈을 제조할 수 있는 장점을 가지고 있다. 반면에, 판상형 전지, 특히, 파우치형 전지는 기계적 강성이 크지 않으므로, 예를 들어, 1 내지 5 개 단위로 기계적 강성이 있는 케이스에 내장하거나 별도의 부재로 연결하여 전지모듈로 구성하고, 이러한 전지모듈을 소망하는 용량 및 출력에 따라 다수 개 적층하여 전지모듈을 제조한다.

그러한 대표적인 예가 특허공개 제2005-0036751호와, 기타 일본 특허출원공개 제2004-31049호, 일본 특허출원공개 제2004-554492호, 미국 특허출원공개 제2003-170535호 등에 개시되어 있다.

이들 출원들은 단위전지로서 판상형 전지를 사용하여 전지모듈을 구성함에 있어서 나름대로의 장점을 갖는다. 이들 출원들은 모두 판상형 단위전지들을 종방향 또는 횡방향으로 배열하여 기계적 및 전기적으로 연결함으로써 전지모듈을 구성하고, 이러한 전지모듈들을 다시 횡방향 또는 종방향으로 배열하여 기계적 및 전기적으로 연결함으로써 중대형 전지팩을 구성한다.

이와 같은 전지모듈은 하나 이상의 전지셀을 전기적으로 연결시키기 위하여 각각의 전지셀에서 돌출되는 하나 이상의 전지탭을 용접 또는 초음파로 융착시켜 직렬 또는 병렬로 연결시킨다.

하지만, 종래의 상기와 같은 초음파 융착장치는 전지모듈을 고정시키는 융착지그를 구비하게 되나 횡방향 또는 직선으로 융착지그를 이동시킬 수 있어 상하 방향으로 배열된 전지탭의 융착시에 상측의 전지탭을 융착시킨 뒤, 상기 융착지그를 최초 위치로 복귀시킨 다음에 융착전극의 높이를 조절한 뒤에 융착전극을 반복 이동시켜야 됨에 따라 융착시간이 장시간 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 초음파 융착 대상물을 전후좌우로 이동 및 회전시킬 수 있는 전지모듈의 융착지그를 제공함에 있다.

또한 본 발명은 초음파 융착장치에 안착되는 초음파 융착대상물을 간단하게 고정 및 착탈이 용이한 전지모듈의 융착지그를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명에 따른 전지모듈의 융착지그의 바람직한 실시예는서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전지탭을 구비하는 각각 구비하는 다 수개의 전지셀이 적층되는 전지모듈; 상기 전지탭이 돌출되도록 상기 전지모듈에 체결되어 상기 전지탭간을 통전시키는 회로기판; 전방에서 외측으로 연장되는 제1연장편과, 후방에서 외측으로 연장되는 제2연장편을 구비하여 상기 전지모듈 및 회로기판이 놓여지는 플레이트; 상기 플레이트의 전방측에서 직립되도록 고정되어 상기 전지모듈의 전방 양측 모서리를 지지하는 한 쌍의 전방고정바; 및 상기 플레이트의 후방측에서 직립되도록 고정되어 상기 전지모듈의 후방 양측 모서리를 지지하는 한 쌍의 후방고정바를 포함하고, 상기 전방고정바는 상기 전지모듈의 측면에 밀착되도록 종방향으로 연장되는 벽면을 이루는 제1몸체와, 상기 제1몸체에서 절곡되어 종방향의 벽면을 이루는 제2몸체를 구비하여 상기 전지모듈의 모서리를 지지하는 몸체; 상기 제2몸체에서 상기 회로기판의 끝단이 삽입되는 삽입홈; 상기 제2몸체에서 상기 전지모듈 및 회로기판의 전방측을 지지하는 돌출돌기; 및 상기 제1몸체와 제2몸체의 하측에서 평면을 이루어 상기 제1연장편에 체결되는 전방결합판;을 포함하는 전지모듈의 융착지그를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 융착지그는 상기 플레이트에서 회전가능하도록 고정되어 상기 후방고정바를 가압하는 레버를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 플레이트는 상기 후방고정바를 탈부착가능하도록 접착시키는 자석을 더 포함한다.

본 발명은 융착과정을 실시간으로 촬영하고, 초음파 융착시에 융착대상물의 타점을 정밀촬영함에 따라 검사 후에 불량의 원인을 정확히 추적할 수 있어 품질관리가 용이한 효과가 있다.

또한 본 발명은 융착대상물의 타점에 가해지는 전기적 신호의 레벨을 확인하여 융착대상물의 융착 불량을 검사함에 따라 정확도가 향상된 효과가 있다.

도 1은 초음파 융착장치를 도시한 블럭도,
도 2는 초음파 융착장치의 구성을 간략히 도시한 블럭도,
도 3은 전지모듈의 융착지그를 도시한 사시도,
도 4는 전지모듈의 융착지그를 도시한 측면도,
도 5는 전지모듈의 융착지그를 도시한 평면도,
도 6은 플레이트를 도시한 평면도,
도 7은 전방고정바를 도시한 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 전지모듈의 융착지그의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 초음파 융착장치를 도시한 블럭도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 융착장치는 조작신호를 출력하는 조작패널(10)과, 하나 이상의 전지셀이 전기적으로 통전가능하도록 조립된 전지모듈(100)을 고정시키는 융착지그(50)와, 상기 융착지그(50)를 X축방향으로 이동시키는 제1이동부(20)와, 상기 융착지그(50)를 Y축방향으로 이동시키는 제2이동부(30)와, 상기 융착지그(50)를 좌우방향으로 회전시키는 지그회전부(40)와, 상하방향으로 이동되어 상기 전지모듈(100)의 전지탭(110)을 융착시키는 융착부(70)와, 상기 융착부(70)의 융착과정을 실시간으로 촬영하는 실시간카메라(92)와, 상기 융착부(70)의 융착과정을 동영상 및 스냅사진으로 촬영하는 촬영부(90)와, 상기 촬영부(90)의 실시간 영상 및 스냅사진을 출력하는 디스플레이(80)와, 상기 조작패널(10)의 조작신호에 따라서 상기 제1이동부(20) 내지 지그회전부(40), 상기 촬영부(90) 및 융착부(70)를 제어하는 제어부(60)를 포함한다.

상기 제1이동부(20)는 상기 제어부(60)의 제어에 의해 모터(도시되지 않음)가 구동되어 X축 방향으로 연장된 레일(도시되지 않음)을 따라 상기 융착지그(50)를 종방향(X축방향)으로 이동시킨다. 상기 레일과 모터를 이용한 X축 방향의 이동은 일반적으로 공지된 구성을 적용함에 따라 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 제2이동부(30)는 Z축 방향(횡방향)으로 상기 융착지그(50)를 이동시킨다. 상기 제2이동부(30)는 상기 제어부(60)의 제어에 의해 모터(도시되지 않음)가 구동되어 횡방향으로 연장된 레일(도시되지 않음)을 따라서 상기 융착지그(50)를 이동시킨다. 상기와 같이 상기 융착지그(50)를 횡방향으로 이동시키는 제2이동부(30)의 상세구성은 동업종에 종사하는 종사자들에게 공지된 구성을 적용함에 따라 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 제1이동부(20)와 제2이동부(30)는 상기 제어부(60)의 제어에 의하여 종과 횡방향으로서 각각 상기 융착지그(50)를 이동시킨다. 여기서 바람직하게로는 상기 제2이동부(30)는 상기 지그회전부(40)의 하측에서 설치되고, 상기 제1이동부(20)의 상측에 설치된다.

즉, 상기 제1이동부(20)는 상기 제2이동부(30)와 지그회전부(40) 및 융착지그(50)를 모두 종방향으로 이동시키고, 상기 제2이동부(30)는 상기 지그회전부(40)의 하측에서 설치되어 상기 지그회전부(40)와 융착지그(50)를 횡방향으로 이동시킨다.

상기 지그회전부(40)는 회전가능하도록 고정된 회전축(41)이 상기 제어부(60)의 제어에 의하여 구동되는 모터(도시되지 않음)에 의하여 좌우방향으로 회전된다. 바람직하게로는 상기 지그회전부(40)는 상기 모터의 구동에 의한 좌우방향으로의 회전이 아닌 회전축(41)(도 3참조)에 회전베어링(42)을 구비하여 작업자가 수작업으로 회전가능하도록 설치하는 것도 가능하다. 상기와 같은 지그회전부(40)의 기계적 구성은 일반적으로 공지된 구성을 적용한 것으로서 구체적인 설명을 생략한다.

상기 촬영부(90)는 융착과정을 실시간으로 촬영하는 실시간카메라(92)와, 상기 융착부(70)가 상기 전지탭(110)을 융착하는 순간을 스냅사진으로 촬영하는 스냅카메라(91)를 포함한다. 상기 실시간카메라(92)는 작업과정, 융착부(70)의 전지탭(110) 융착과정을 실시간으로 촬영하여 연속적인 동영상을 촬영하고, 상기 스냅카메라(91)는 융착부(70)가 전지탭(110)의 융착하기 위하여 상기 전지탭(110)을 타격하는 순간을 스냅사진으로 촬영한다. 상기 실시간카메라(92)의 실시간 영상은 상기 전지탭(110)의 융착과정중에서 상기 디스플레이(80)를 통하여 실시간으로 출력되고, 상기 스냅카메라(91)의 스냅사진은 상기 조작패널의 명령에 의하여 선택적으로 상기 디스플레이에 출력된다.

이와 같은 실시간카메라(92)와 스냅카메라(91)의 영상정보는 상기 제어부(60)의 제어에 의하여 데이타베이스(도시되지 않음)에 저장되어 이후에 융착과정의 불량이 발생된 직후에 그 원인을 추적하기 위한 자료로서 활용될 수 있다.

상기 전지모듈(100)은 하나 이상의 전지셀에서 서로 다른 극성을 출력하도록 상하방향으로 정렬되는 전지탭(110)을 포함한다. 여기서 첨부된 도 3은 상기 전지모듈(100)의 전지탭(110)이 회로기판(120)을 통하여 전기적으로 통전 되도록 연결된 구성을 일예로서 도시하였다. 이때 상기 전지탭(110)은 동일 극성 또는 서로 다른 극성을 갖는 하나 이상의 전지탭(110)이 상호 밀착된 상태로서 상기 회로기판(120)을 통하여 돌출된다. 이때 상기 전지탭(110)은 상하방향으로 다수개가 정렬되어 상기 융착부(70)에 의하여 상측과 하측에 위치된 전지탭(110)이 융착된다.

상기 융착부(70)는 초음파를 발생시키는 초음파구동수단(72)와, 상기 초음파 구동수단(72)에서 인가되는 초음파로 상기 전지모듈(100)의 전지탭(110)을 융착시키는 융착전극(73)과, 상기 융착전극(73)을 Y축방향(상하방향)으로 이동시키는 전극이동수단(71)을 포함한다.

상기 융착전극(73)은 상하로 이격된 한 쌍의 전극으로서 그 사이로 인입된 하나 이상의 전지탭(110)에 초음파로 융착시킨다. 아울러 상기 전지탭(110)은 서로 다른 극성 또는 동일극성을 갖는 하나 이상이 밀착된 상태에서 상기 융착전극(73) 사이에 위치된다.

상기 전극이동수단(71)은 상기 제어부(60)의 제어에 의하여 상기 융착전극(73)을 상하방향(Y축방향)으로 이동시킨다. 따라서 상기 융착전극(73)은 상하로 배열되는 전지탭(110)의 융착을 위하여 상하방향으로 이동되면서 융착을 진행한다. 예를 들면, 상기 융착전극(73)은 최상측에 위치된 전지탭(110)을 융착시킨 뒤에 상기 전극이동수단(71)의 구동에 의하여 하향되어 그 아래에 배열된 전지탭(110)을 순차적으로 융착시킨다.

상기 제어부(60)는 상기 조작패널(10)의 조작명령에 따라서 상기 제1이동부(20)와 제2이동부(30)를 순차적으로 구동시킨다. 즉, 상기 제어부(60)는 상기 조작패널(10)로부터 상기 융착지그(50)의 종방향 이동명령이 인가되면, 상기 제1이동부(20)를 구동시켜 상기 제2이동부(30) 내지 융착지그(50)를 종방향(X축방향)으로 이동시킨다.

이후에 상기 제어부(60)는 상기 조작패널(10)로부터 횡방향 이동명령이 인가되면, 상기 제2이동부(30)를 구동시켜 상기 융착지그(50) 및 지그회전부(40)를 횡방향(Z축)으로 이동시킨다.

또한 상기 제어부(60)는 상기 융착부(70)를 상하방향(Y축방향)으로 이동시켜 상기 융착부(70)의 융착전극(73) 사이에 상기 전지탭(110)을 위치되도록 상기 전극이동수단(71)을 제어한다. 또한 상기 제어부(60)는 상기 융착전극(73)이 상기 전지탭(110)을 타격하여 해당 전지탭(110)의 융착이 완료되면, 상기 전극이동수단(71)을 제어하여 상기 융착전극(73)을 상하방향(Y축방향)으로 순차적으로 이동시켜 하측에 정렬된 다 수개의 전지탭(110)을 순차적으로 융착시킨다. 이때 상기 전지탭(110)은 동일극성 또는 서로 다른 극성을 갖는 하나 이상의 전지탭(110)이 상호 밀착된 상태에서 융착된다.

상기 융착지그(50)는 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 전지모듈의 융착지그를 도시한 사시도, 도 4는 측면도, 도 5는 평면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 융착지그(50)는 상기 지그회전부(40)의 회전축(41)의 상단에서 편평한 평면을 이루는 플레이트(51)와, 상기 플레이트(51)의 상면에서 상기 전지모듈(100)을 전방을 지지 및 고정시키는 전방고정바(54)와, 상기 전지모듈(100)이 후방을 지지 및 고정시키는 후방고정바(52)와, 상기 후방고정바(52)를 가압하는 레버(53)를 포함한다.

상기 전지모듈(100)은 상기 전지탭(110)이 상기 융착부(70)측을 향하도록 상기 플레이트(51)의 상면에 설치되고, 전방과 후방의 양측 모서리에서 상기 플레이트(51)의 전방과 후방의 양측에서 각각 직립되도록 고정되는 전방고정바(54)와 후방고정바(52)에 의하여 고정된다.

여기서 상기 플레이트(51)는 상기 전지모듈(100)이 고정될 수 있도록 편평한 공간을 이루며, 하측에서 연장되는 회전축(41)에 의하여 지지된다. 아울러 상기 플레이트(51)는 전방고정바(54)가 고정되는 공간을 한 쌍의 제1연장편(512)과, 상기 후방고정바(52)가 고정되는 제2연장편(513)을 포함한다.

상기 제1연장편(512)은 상기 플레이트(51)의 전방 양측 모서리에서 상하방향으로 연통되는 나사공(512a)이 형성된다. 상기 나사공(512a)은 상기 전방고정바(54)에 형성되는 나사공(543a)과 일치되도록 형성된다.

상기 제2연장편(513)은 상기 후방고정바(52)를 접착시키는 자석(513b)을 포함한다. 또는 상기 제2연장편(513)은 상기 후방고정바(52)가 나사를 통하여 고정될 경우에는 상기 후방고정바(52)의 나사공(도시되지 않음)에 일치되는 나사공(513a)을 더 포함하는 것도 가능하다. 상기 후방고정바(52)는 사업자나 설계자에 의하여 나사 또는 자석(513b), 나사 및 자석(513b)에 의한 결합방식으로 선택될 수 있다.

상기 후방고정바(52)는 자석의 자력에 의해 접착가능한 금속재질로 제작되어 상기 전지모듈(100)의 후방의 양측 모서리에 일치되는 형상으로, 예를 들면, 'ㄴ'자 형으로 직립형성되어 제2연장편(513)의 자석(513b)에 의해 상기 플레이트(51)에 접착된다.

상기 후방고정바(52)는 자석(513b)에 의하여 상기 플레이트(51)의 상면에 고정됨에 따라서 전지모듈(100)을 플레이트(51) 상면에 설치한 이후 또는 이전에 착탈될 수 있다. 즉, 상기 후방고정바(52)는 상기 전지모듈(100)의 융착전에 상기 플레이트(51)에 접착되어 상기 전지모듈(100)을 지지하고, 융착작업이 완료되면 작업자의 수작업에 의하여 분리된다.

또는 상기 후방고정바(52)는 상기 자석(513b)이 아닌 하단에서 상기 제2연장편(513)의 나사공(513a)에 일치되는 나사공을 형성하고, 상기 나사공을 연통하는 나사(도시되지 않음)에 의하여 고정됨도 가능하다.

상기 전방고정바(54)는 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 전방고정바를 도시한 사시도이다.

도 7을 참조하면, 상기 전방고정바(54)는 상기 전지모듈(100)의 전방측의 양측 모서리에 각각 밀착되도록 상기 플레이트(51)의 제1연장편(512)에 고정된다. 이를 위하여 상기 전방고정바(54)는 종방향으로 연장되는 몸체(541)와, 상기 전지모듈(100)의 회로기판(120)의 끝단이 삽입되는 삽입홈(542)과, 내측방향으로 돌출되어 상기 전지모듈(100)의 전방측을 지지하는 돌출돌기(544)과, 상기 몸체(541)의 하측에서 하나 이상의 나사공(512a, 513a, 543a)이 형성되어 상기 제1연장편(512)의 상면에 안착되는 전방결합판(543)을 포함한다.

상기 몸체(541)는 상기 전지모듈(100)의 측면에 밀착되도록 종방향으로 연장되는 벽면을 이루는 제1몸체(541a)와, 상기 제1몸체(541a)에서 전방으로 연장되는 제2몸체(541b)를 포함한다.

여기서 상기 제1몸체(541a)는 상기 전지모듈(100)의 측면에 밀착되는 벽면을 이루고, 상기 제2몸체(541b)는 상기 제1몸체(541a)의 전방으로 연장되어 종방향의 벽면을 이루어 상기 전지모듈(100)의 회로기판(120)의 양측 끝단면에 밀착된다.

상기 삽입홈(542)은 상기 제2몸체(541b)에서 내향되는 홈으로 이루어져 상기 회로기판(120)의 끝단이 삽입된다.

상기 돌출돌기(544)은 상기 제2몸체(541b)에서 상기 전지모듈(100)의 전방측으로 돌출되어 상기 전지모듈(100)이 이동됨을 방지한다. 이를 위하여 상기 돌출돌기(544)은 하나 이상이 상호 이격되어 상기 제2몸체(541b)의 벽면에서 돌출형성된다.

상기 전방결합판(543)은 상기 제1몸체와 제2몸체(541b)의 하측에서 평면을 이루어 상기 제1연장편(512)에 하면이 안착된다. 여기서 상기 전방결합판(543)은 상기 제1연장편(512)의 나사공(512a)에 일치되는 하나 이상의 나사공(543a)을 포함한다.

즉, 상기 전방고정바(54)는 상기 제1연장편(512)에서 고정되어 상기 전지모듈(100)의 전방을 지지한다.

상기 레버(53)는 상기 플레이트(51)에 설치된 전지모듈(100)을 후방에서 지지하는 한 쌍의 후방고정바(52)를 각각 가압하는 한 쌍으로 구비되어 상기 전지모듈(100)의 흔들림을 방지한다. 이를 위하여 상기 레버(53)는 상기 후방고정바(52)의 배면을 밀착하여 가압하는 가압봉(531)을 지지하는 지지바(535)와, 상기 지지바(535)를 상하방향으로 회전가능하도록 고정시키는 링크핀(536)과, 상기 링크핀(536)에 의하여 상기 지지바(535)와 회전가능하도록 연결되는 손잡이(532)와, 상기 손잡이(532)를 지지하는 링크바(533)와, 상기 링크바(533)가 회전가능하도록 지지하는 지지브라켓(534)을 포함한다.

상기 손잡이(532)는 상기 링크바(533)에 의하여 회전가능하도록 지지되어 상기 링크핀에 의하여 연결된 지지바(535)를 상하방향으로 회전시킨다. 즉, 상기 손잡이(532)는 링크바(533)에 의하여 상하방향으로 회전가능하도록 지지되어 그 회전력을 상기 링크핀(536)에 의해 연결되는 지지바(535)에 전달한다.

상기 지지바(535)는 상기 링크바(533)에 의하여 상기 손잡이(532)와 회전가능하도록 연결되고, 종방향으로 연장되는 몸체에서 나사나 기타 고정수단에 의하여 고정된 가압봉(531)을 회전 및 가압한다. 즉, 상기 지지바(535)는 상기 손잡이(532)가 회전되면, 상기 링크핀(536)에 의하여 전달되는 회전력에 의하여 회전되면서 상기 지지바(535)에 고정된 가압봉(531)을 상기 후방고정바(52)의 배면에 밀착시킨다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 본 발명에 따른 초음파 융착장치의 조립과정 내지 융착과정에 대하여 상세히 설명한다.

작업자는 하나 이상의 전지셀을 밀착시키고, 회로기판(120)을 설치한다. 여기서 상기 전지셀에 각각 구비된 양과 음의 전지탭(110)은 상기 회로기판(120)에 형성된 관통공을 통하여 돌출된다. 이때 돌출된 전지탭(110)은 동일 또는 서로 다른 극성을 갖는 전지탭(110)으로서 하나 이상이 상호 밀착된 상태에서 상기 회로기판(120)의 관통공을 통하여 돌출된다. 따라서 상기 전지모듈(100)의 전방측은 상기 회로기판(120)을 통하여 돌출되는 하나 이상의 전지탭(110)이 상하방향으로 정렬된 상태로서 체결된다.

이후 작업자는 상기 플레이트(51)에 상기 전방고정바(54)를 고정시킨다. 즉, 상기 작업자는 전방결합판(544)와 플레이트(51)의 나사공(512a, 513a, 543a)을 상호 일치시킨 뒤에 나사를 연통삽입하여 상기 전방고정바(54)를 고정시킨다.

그리고 작업자는 상기 전지모듈(100)을 하향시켜 상기 회로기판(120)의 양 끝단이 상기 전방고정바(54)의 삽입홈(542)에 삽입하면서 전지모듈(100)을 상기 플레이트(51)에 설치한다. 여기서 상기 돌출돌기(543)는 상기 회로기판(120)에 밀착된 상태로서 상기 전지모듈(100)이 전방으로 이동되지 않도록 지지하고, 상기 제1몸체의 벽면이 상기 전지모듈(100)의 측면에 밀착된다.

이와 같이 상기 전방고정바(54)는 상기 플레이트(51)에 설치된 전지모듈(100)의 양측 모서리에 각각 고정되어 상기 전지모듈(100)을 지지한다.

또한 작업자는 상기와 같이 전지모듈(100)과 전방고정바(54)의 설치가 완료되면, 상기 후방고정바(52)를 상기 전지모듈(100)의 후방 양측 모서리에 밀착되도록 상기 제2연장편(513)에 각각 접착시킨다. 상기 후방고정바(52)는 상기 제2연장편(513)에 부착된 자석(513b)에 의하여 접착된다.

작업자는 상기 후방고정바(52)의 설치가 완료되면, 상기 손잡이(532)를 잡아당겨 상기 지지바(535)에 연결된 가압봉(531)을 상기 후방고정바(52)의 벽면에 밀착시킨다. 이때 상기 지지바(535)는 상기 링크핀(536)에 의하여 전달되는 회전력으로 회전되어 상기 가압봉(531)을 상기 후방고정바(52)의 벽면에 밀착되도록 한다.

그러므로 상기 후방고정바(52)는 후방에서 가해지는 가압봉(531)의 힘에 의하여 상기 전지모듈(100)을 가압한다. 이때 상기 전지모듈(100)은 상기 후방고정바(52)에서 전달되는 힘에 의하여 전방고정바(54)에 더욱 밀착됨에 따라 상기 융착지그(50)의 회전이나 이동시에도 흔들림이나 이탈되는 상황이 발생되지 않는다.

상기 과정은 상기 전지모듈(100)을 융착지그(50)에 설치하는 과정을 설명하였다. 이후 작업자는 상기 전지모듈(100)의 설치가 완료되면, 상기 조작패널(10)을 조작하여 상기 지그회전부(40)를 구동시켜 상기 전지모듈(100)의 전지탭(110)이 융착전극(73)측을 향하도록 회전시킨다. 그리고 작업자는 상기 조작패널(10)을 조작하여 상기 제1이동부(20)와 제2이동부(30)를 구동시켜 상기 융착지그(50)를 종방향과 횡방향으로 이동시킨다.

즉, 상기 제어부(60)는 상기 조작패널(10)을 통하여 제1이동부(20)의 구동명령이 인가되면, 상기 제1이동부(20)를 구동시켜 상기 융착지그(50)를 종방향으로 이동시킨다. 그리고 상기 제어부(60)는 상기 제2이동부(30)를 구동시켜 상기 융착지그(50)를 횡방향으로 이동시킨다.

이때 상기 융착전극(73)은 상호 이격된 한 쌍으로서 그 사이에 인입된 하나 이상의 전지탭(110)에 접촉되면서 상기 초음파구동수단(72)에서 인가되는 초음파를 인가하여 융착시킨다.

따라서 작업자는 상기 전지탭(110)중에서 최상측에 위치된 전지탭(110)이 융착전극(73) 사이에 위치되도록 상기 제1이동부(20)와 제2이동부(30)를 제어한다.

아울러 작업자는 상기 조작패널(10)을 조작하여 상기 융착부(70)의 융착전극(73)의 위치를 조절할 수 있다. 이때, 상기 제어부(60)는 상기 조작패널(10)을 통하여 상기 융착전극(73)의 이동명령이 인가되면, 상기 전극이동수단(71)을 제어하여 상기 융착전극(73)을 상하방향으로 이동시킨다.

그러므로 작업자는 상기 전지탭(110)이 상기 융착전극(73) 사이에 위치되면, 상기 조작패널(10)을 조작하여 융착명령을 인가한다. 그러므로 상기 제어부(60)는 상기 조작패널(10)로부터 융착 명령이 인가되면, 상기 초음파구동수단(72)을 구동시켜 상기 융착전극(73)에 초음파를 출력하도록 제어한다.

아울러 상기 제어부(60)는 상기 실시간 카메라(92)를 구동시켜 상기 융착지그(50)의 이동과정 및 융착과정을 실시간 동영상으로 촬영하도록 제어하고, 상기 스냅카메라(91)를 제어하여 상기 융착전극(73)이 상기 전지탭(110)을 타격하여 초음파를 인가하는 순간을 촬영하도록 제어한다.

상기 실시간카메라(92)와 스냅카메라(91)에서 촬영된 실시간 영상과 스탭사진은 데이타베이스(도시되지 않음)에 저장되어 상기 제어부(60)의 제어에 의하여 디스플레이(80)에 선택적으로 출력된다. 여기서 상기 실시간 영상과 스냅사진은 각각의 촬영날짜와 시간과 같은 로그정보와 함께 저장되어 융착과정에서 에러가 발생되었을 경우에 원인을 추적하기 위한 자료로서 활용될 수 있다.

즉, 작업자는 상기와 같은 융착과정에서 에러가 발생되었다면, 상기 융착부(70)를 정지시킨 뒤에 상기 조작패널(10)을 조작하여 상기 데이타베이스에 저장된 실시간 영상과 스냅사진을 확인하여 에러의 원인을 추적할 수 있다. 상기 에러의 감지는 별도의 융착검사방법에 의하여 확인될 수 있으며, 이는 공지된 기술을 적용할 수 있기에 그 상세한 설명을 생략한다.

이와 같이 본 발명은 융착지그(50)에 전지모듈(100)을 자석(513b)에 의한 후방고정바(52)와 레버(53)로서 간단하게 고정시킬 수 있고, 상기 융착지그(50)를 자동으로 융착위치까지 이동시킬 수 있어 종래와 같이 작업자가 융착전극(73) 사이로 전지모듈(100)을 이동시켜야 되는 불편한 문제점을 해결할 수 있었다.

아울러 본 발명은 상기 융착부(70)가 상하방향으로 이동됨에 따라 종래에서 처럼 융착지그(50)가 상측의 전지탭(110)을 융착시킨 뒤에 상기 융착지그(50)를 원위치로 이동시켜 다시 반복하여 이동시키지 않고, 융착전극(73)이 상하방향으로 이동되면서 상기 전지탭(110)을 순차적으로 융착 시킬 수 있어 작업시간이 많이 소요되는 종래의 문제점을 해결하였다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 조작패널 20 : 제1이동부
30 : 제2이동부 40 : 지그회전부
41 : 회전축 42 : 회전베어링
50 : 융착지그 51 : 플레이트
52 : 후방고정바 53 : 레버
54 : 전방고정바 60 : 제어부
70 : 융착부 71 : 전극이동수단
72 : 초음파구동수단 73 : 융착전극
80 : 디스플레이 90 : 촬영부
91 : 스냅카메라 92 : 실시간카메라
100 : 전지모듈 110 : 전지탭
120 : 회로기판 511 : 플레이트몸체
512 : 제1연장편 513 : 제2연장편
512a, 513a, 543a : 나사공 513b : 자석
531 : 가압봉 532 : 손잡이
533 : 링크바 534 : 지지브라켓
535 : 지지바 536 : 링크핀
541 : 몸체 541a : 제1몸체
541b : 제2몸체 542 : 삽입홈
543 : 돌출돌기 544 : 전방결합판

Claims

서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전지탭을 구비하는 각각 구비하는 다 수개의 전지셀이 적층되는 전지모듈;
상기 전지탭이 돌출되도록 상기 전지모듈에 체결되어 상기 전지탭간을 통전시키는 회로기판;
전방에서 외측으로 연장되는 제1연장편과, 후방에서 외측으로 연장되는 제2연장편을 구비하여 상기 전지모듈 및 회로기판이 놓여지는 플레이트;
상기 플레이트의 전방측에서 직립되도록 고정되어 상기 전지모듈의 전방 양측 모서리를 지지하는 한 쌍의 전방고정바; 및
상기 플레이트의 후방측에서 직립되도록 고정되어 상기 전지모듈의 후방 양측 모서리를 지지하는 한 쌍의 후방고정바를 포함하고,
상기 전방고정바는
상기 전지모듈의 측면에 밀착되도록 종방향으로 연장되는 벽면을 이루는 제1몸체와, 상기 제1몸체에서 절곡되어 종방향의 벽면을 이루는 제2몸체를 구비하여 상기 전지모듈의 모서리를 지지하는 몸체;
상기 제2몸체에서 상기 회로기판의 끝단이 삽입되는 삽입홈;
상기 제2몸체에서 상기 전지모듈 및 회로기판의 전방측을 지지하는 돌출돌기; 및
상기 제1몸체와 제2몸체의 하측에서 평면을 이루어 상기 제1연장편에 체결되는 전방결합판;을 포함하는 전지모듈의 융착지그.
제1항에 있어서, 상기 융착지그는
상기 플레이트에서 회전가능하도록 고정되어 상기 후방고정바를 가압하는 레버를 더 포함하는 전지모듈의 융착지그.
제1항에 있어서, 상기 플레이트는
상기 후방고정바를 탈부착가능하도록 접착시키는 자석을 더 포함하는 전지모듈의 융착지그.