KR20170007609A - 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해액 탱크에 담긴 전해액을 시린지로 유입시킨 후 시린지의 전해액을 전지에 주입함에 있어서, 시린지로의 유입 및 전지에의 주입을 위한 전해액 단속 밸브를 간소화 및 슬림화 구조로 구성하여 장착하기 용이하고, 강산이나 강알칼리성의 특성을 가지면서 고착화하기 쉬운 전해액을 단속 및 통과시킴에 있어 내구성을 보장하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치에 관한 것으로서, 밸브는 상호 통하게 하거나 차단할 양측 유로를 하판(420)의 내부에 형성하되, 양측 유로의 단부를 상호 근접하며 상부를 향하도록 하판(420)의 상면에 조성하고, 가요성 시트(430)로 하판(420)의 상면을 덮은 후, 양측 유로의 단부를 모두 덮는 홈(411, 412)이 저면에 조성된 상판(410)을 가요성 시트(430)의 상면에 덮는 구조로 구성되어서, 홈(411, 412)의 내부 압을 조절하여 양측 유로의 단부를 통하게 하거나 차단한다.

Description

주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치{APPARATUS FOR INJECTING ELECTROLYTE INTO BATTERY HAVING ELECTROLYTE INJECTION CONTROL DEVICE}

본 발명은 전해액 탱크에 담긴 전해액을 시린지로 유입시킨 후 시린지의 전해액을 전지에 주입함에 있어서, 시린지로의 유입 및 전지에의 주입을 위한 전해액 단속 밸브를 간소화 및 슬림화 구조로 구성하여 장착하기 용이하고, 강산이나 강알칼리성의 특성을 가지면서 고착화하기 쉬운 전해액을 단속 및 통과시킴에 있어 내구성을 보장하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치에 관한 것이다.

일반적으로 전지는 양극과 음극의 사이에 세퍼레이터를 배치한 전극조립체를 전지 케이스 내부에 넣은 후 전해액을 내부에 주입하는 방법으로 제조한다.

이와 같이 전지 제조에 필요한 전지 전해액 주입장치는 전지의 크기에 맞는 정량의 전해액을 주입하도록 구성하며, 일반적으로 등록실용신안 제20-0269066호에서 보여주는 바와 같이 전해액 탱크에 담아놓은 전해액을 시린지의 실린더 내부로 유입시킨 후 실린더의 전해액을 전지에 주입하게 하며, 실린더 내부로 유입 및 실린더 외부로의 배출을 위해 전해액의 흐름을 단속하는 밸브를 실린더에 연결한 유로의 중간에 설치한다. 이러한 시린지 및 밸브는 전해액을 정량 주입하기 위한 구성요소이다.

그런데, 전지에 주입하는 전해액은 강산이나 강알칼리성의 특성이 있을 뿐만 아니라, 시린지 및 밸브의 내벽에 고착화하기 쉬운 물성을 가지고 있으므로, 자주 세정하거나 아니면 교체하며 사용해야만 하였다.

또한, 전해액을 전지에 주입하기 위한 노즐이 설치되는 위치에 밸브를 설치하여야 하므로, 생산성을 높이기 위해 다수의 전지에 동시 전해액을 주입하도록 구성하는 경우, 구조가 복잡하고 설치한 공간도 많이 차지하게 된다.

이에, 본 발명의 출원인은 등록특허 제10-1503263호에 개시한 바와 같이 전해액에 대해 내구성을 갖는 구조의 시린지와, 밸브의 사용 없이 정량 주입할 수 있는 구조를 개시하였다.

그렇지만, 밸브의 내구성을 보장한다면 밸브를 사용하여 전해액을 단속하는 것이 좋으므로, 전해액에 대해 내구성을 가질 뿐만 아니라 설치하기에도 용이한 밸브가 요구된다.

KR 20-0269066 Y1 2002.03.08. KR 10-1503263 B1 2015.03.11.

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 밸브의 간소화, 슬림화 및 내구성을 구현하고, 밸브를 이용하여 전해액을 정량 주입할 수 있는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위해 본 발명은 전해액 탱크(10)에 이어지는 공급측 유로의 단부와 노즐(441)에 이어지는 주입측 유로의 단부를 시린지(300)의 실린더(310) 입구에 연통시키고, 공급측 유로의 중간을 절단하여 제1 밸브(401)를 설치하고 주입측 유로의 중간을 절단하여 제2 밸브(402)를 설치하며, 제1,2 밸브(401, 402)를 개폐하며 시린지(300)의 플런저(320)를 왕복운동시켜 전해액 탱크(10)의 전해액을 시린지(300)에 유입시킨 후 노즐(441)을 통해 전지(1)에 주입하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치에 있어서, 상기 제1 밸브(401) 및 제2 밸브(402)는 각각 상호 통하게 하거나 차단할 절단된 양측 유로를 하판(420)의 내부에 형성하되, 양측 유로의 단부를 상호 근접하며 상부를 향하도록 하판(420)의 상면에 조성하고, 가요성 시트(430)로 하판(420)의 상면을 덮은 후, 양측 유로의 단부를 모두 덮는 홈(411, 412)이 저면에 조성된 상판(410)을 가요성 시트(430)의 상면에 덮어서, 홈의 내부 압을 조절하여 양측 유로의 단부를 통하게 하거나 차단하는 것임을 특징으로 한다.

상기 제1 밸브(401) 및 제2 밸브(402)는 하나의 하판(420), 하나의 가요성 시트(430) 및 하나의 상판(410)으로 구성된 적층체에 함께 조성됨을 특징으로 한다.

상기 실린더(310)에 연통시킬 유로의 단부는 상기 가요성 시트(430) 및 상판(410)을 순차적으로 관통한 구멍에 의해 상판(410)의 상면에 이르러 수직으로 세운 상기 실린더(310)의 하부 입구에 연통되며, 상기 노즐(441)은 상기 하판(420)의 저면에 장착되고, 상기 제2 밸브(402)와 상기 노즐(441)을 연결하는 유로는 상기 하판(420)을 관통하며, 상기 제1 밸브(401)를 상기 전해액 탱크(10)에 연결하기 위한 유로의 단부는 상기 하판(420)의 상면에 조성하여서, 상기 상판(410) 및 가요성 시트(430)에 관통시킨 관에 의해 상기 전해액 탱크(10)에 연결됨을 특징으로 한다.

상기 가요성 시트(430)는 테프론 재질로 구성되고, 상기 상판(410) 및 하판(420)는 스테인레스강으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 하판(420)은 상면에 장요홈 형상으로 유로를 형성한 유로 형성판(420a); 유로의 단부 위치에 맞게 상하로 관통된 구멍을 구비하는 실링 시트(420c); 및 실링 시트의 구멍과 동일한 위치에 상하로 관통된 구멍을 구비하는 통로 형성판(420b); 을 순차적으로 적층한 구조임을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명은 단속할 양측 유로의 단부를 동시에 가요성 시트로 덮고 상부에서 압을 조절하여 개폐하는 구조를 갖추므로, 간소화된 구조를 갖추며, 얇은 적층체의 적층 구조로 구성 가능하여 슬림화할 수 있으며, 이에, 노즐과 시린지 사이에 얇은 적층 구조체로 간편하게 설치할 수 있고 설치 공간도 작게 차지한다.

또한, 본 발명은 얇은 적층 구조체에 다량의 밸브를 조성할 수 있으므로, 전해액을 다량의 전지에 동시 주입하기 위한 장치로 구성함에 있어서, 밸브가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 스테인레스강 및 테프론 시트를 이용하여 밸브를 구성함으로써 통상적으로 사용되는 밸브에 비해 내구성이 우수한 밸브를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치의 정면 사시도.
도 2는 전지 전해액 주입장치의 정면도.
도 3은 전지 전해액 주입장치의 배면 사시도.
도 4는 전지 전해액 주입장치의 배면 사시도로서, 솔레노이드 밸브(102)의 장착 모습을 보여주는 도면.
도 5는 전지 전해액 주입장치의 측면 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 도면의 부분 확대도.
도 7은 도 5에 도시한 상태에서 전해액을 시린지(300)의 실린더(310) 내부로 유입시킨 상태의 도면.
도 8은 밸브 블록(800)의 사시도.
도 9는 밸브 블록(800)의 분해 상면 사시도.
도 10은 밸브 블록(800)의 구성요소 중에 상판(410)의 저면 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치의 외관을 보여주는 도면들로서, 도 1은 정면 사시도이고, 도 2는 정면도이고, 도 3은 배면 사시도이고, 도 4는 솔레노이드 밸브(102)가 장착된 박스(101)의 내부 모습을 보여주는 배면 사시도이다.

도 5 내지 도 7은 수직으로 절개한 측면 단면도로서, 도 5는 전해액을 실린더(310)에 유입시키기 전(또는 실린더(310) 내의 전해액을 전지에 주입한 이후의 상태)의 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 부분 확대도이고, 도 7은 전해액을 실린더(310) 내에 유입시킨 상태의 도면이다.

도 8 내지 도 10은 밸브 블록(800)을 설명하기 위한 도면으로서, 도 8은 실린더의 하부 블록이 장착된 상태의 상면 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시한 구성의 분해 상면 사시도이고, 도 10은 상판(410)의 저면 사시도이다.

도 1 내지 도 5 중에 도 5를 중점적으로 참조하며 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치는, 전해액을 주입할 주입구(1a)를 상부로 향하게 한 전지(1)가 양측 지주 사이의 하부 공간에 놓이도록 예를 들면 작업대에 세워지는 지지 프레임(100), 지지 프레임(100)의 전방에서 상하로 이동하게 장착되는 이동 블록(200), 이동 블록(200)에 장착되는 시린지(300) 및 밸브 블록(400)을 포함하여 구성된다.

상기 지지 프레임(100)은 상하로 길게 이어진 제1 LM가이드(110)을 정면에 설치하고 복수의 솔레노이드 밸브(102)를 내부에 수용한 박스(101)를 배면에 설치한 판재를 양측 지주 사이를 가로지르게 구비한다. 그리고, 박스(101)의 상면에는 로드를 상하로 움직이는 에어실린더(120)가 설치된다.

상기 솔레노이드 밸브(102)는 후술하는 제1 밸브(401)를 구성하는 제1 홈(411)과 제2 밸브(402)를 구성하는 제2 홈(412)의 내부 압을 조절하기 위한 밸브로서, 예를 들면 압 조절용 펌프(미도시)에 연결되고, 제1,2 밸브(401, 402)의 개수만큼 박스(101) 내에 장착되며, 도 4에 도시한 바와 같이 박스(101)를 개폐 가능하게 하여 유지관리를 위한 점검도 할 수도 있다.

도면을 참조하면, 전해액을 5개의 전지(1)에 동시 주입하게 구성되므로, 상기 솔레노이드 밸브(102)는 5개를 1조로 하며, 제1 밸브(401)를 위한 1조와 제2 밸브(402)를 위한 1조가 장착된다. 마찬가지로, 후술하는 제1 밸브(401)와 제2 밸브(402)도 전지(1) 1개당 1개씩 구비되고, 후술하는 스텝모터(220) 및 시린지(300)도 전지(1) 1개당 1개씩 구비되고, 밸브 블록(400)에 조성하는 하기의 제1,2,3,4 유로도 전지(1) 1개당 1조로 구비된다.

상기 이동 블록(200)은 제1 LM가이드(110)에 안내되며 상하로 이동 가능하도록 상기 지지 프레임(100)의 정면에 설치되며, 후방측으로 돌출되게 구비한 제1 브라켓(202)을 에어실린더(120)의 로드 상단에 고정함으로써, 에어실린더(120)에 의해 상하 높이를 변경할 수 있다.

또한, 이동 블록(200)의 상단에는 전방으로 돌출시킨 제2 브라켓(202) 위에 스텝모터(220)가 설치되고, 정면의 상부측에는 투시창을 통해 내부가 보이고 하부가 개구되는 내부공간이 상하로 길게 형성되고, 정면의 하부측에는 상하로 길게 형성한 실린더(320)와 상부에서 실린더(320)의 내부에 삽입한 플런저(320)로 구성되는 시린지(300)가 장착되고, 시린지(300)의 하부측에는 밸브 블록(400)이 장착된다.

여기서, 내부공간의 내벽에는 상기 플런저(230)의 상단에 고정되는 플런저 헤드(230)를 상하로 이동 가능하게 안내하는 제2 LM가이드(210)가 설치되고, 내부공간에는 플런저 헤드(230)를 관통하며 볼트체결(231)되는 스크류(221)가 상하로 길게 배치되어 스크류(221)의 상단을 상기 스텝모터(220)로 회전하게 함으로써, 플런저(320)를 상하로 이동시킬 수 있다. 아울러, 플런저 헤드(230)에는 핀(232)이 전방으로 돌출되어 있어, 상하에 구비된 리밋스위치(211)로 핀(232)을 감지하게 하며, 이에, 플런저 헤드(230)의 상하 이동 한계를 제한한다.

상기 스텝모터(220), 스크류(221), 플런저 헤드(230) 및 시린지(300)는 동시 주입할 전지(1)의 개수만큼 폭방향으로 나란하게 설치되되, 그 개수만큼 설치되는 플런저 헤드(230)는 상호 분리되어 있어 일부는 동작을 멈추고 나머지만으로 전해액을 주입할 수 있게 한다.

이와 같이, 시린지(300) 및 밸브 블록(400)을 장착한 이동 블록(200)을 에어실린더(120)로 높이 조절하여 밸브 블록(400)에 구비된 노즐(441)을 전지(1)의 주입구(1a)에 삽입하거나 빼내게 동작시킬 수 있고, 스텝모터(221)로 플런저 헤드(230)를 상하 이동시켜 시린지(300)의 플런저(320)를 상하 왕복시킬 수 있다.

도 6(a)를 참조하면 실린더(310)의 상부 개구가 하부측 내경보다 상대적으로 크게 되도록 확관되어 있으며, 확관된 부위에는 가압 링(315)이 끼워진다.

가압 링(315)은 내주면 상단에 둘레방향을 따라 단턱을 조성한 후 바이톤 오링(Viton O-Ring, 314)을 끼우고, 외주면 하단에 둘레방향을 따라 단턱을 조성한 후 오링(316)을 끼운 링이다.

그리고, 실린더(310)의 상부 개구 위에는 상부 블록(311)이 고정된다. 상부 블록(311)은 상부보다는 하부의 내경이 큰 이중 내경의 구멍이 조성되어 있고, 상하에 링(313)이 고정된 스프링(312)이 하부의 구멍에 끼워진다. 이에, 플런저(320)를 관통시킨 후 실린더(310)의 상부에 고정하면, 스프링(312)에 의해 바이톤 링(314)을 가압하게 한다.

따라서, 플런저(320)가 가압 링(315)을 관통하며 상하로 움직일 시에 바이톤 오링(314)에 의해 실린더(310)의 기밀 상태를 유지하고, 가압 링(315)도 스프링(312)에 의한 가압력을 전달받아 오링(316)을 압착함으로써, 가압 링(15)의 설치 구조에 따라 발생하는 틈새를 막아 실린더(310)의 기밀 상태를 유지할 수 있다.

여기서, 바이톤 오링(Viton O-Ring, 314)은 잘 알려진 바와 같이 내열성, 내화학성이 뛰어나고, 압축영구감소율이 낮으며, 내노화성도 우수하여서, 전해액에 노출되고 플런저(320)를 반복적으로 상하 운동시키더라도 내구성을 보장할 수 있다.

한편, 상기 실린더(310)의 하부는 실린더(310)를 이동 블록(200)에 견고하게 고정하기 위한 하부 블록(317)이 장착되며, 여기서 하부 블록(317)은 실린더(310)의 내부 중공에 이어져 실린더(310)의 기능, 즉, 플런저(320)가 상하 왕복운동하는 내부 중공의 기능을 하는 구멍이 상하로 관통되어 있으며, 플런저(320)의 상하 운동에 따라 그 구멍의 하부 입구(318)를 통해 전해액이 실린더(310) 내로 유입되거나 아니면 배출되게 한다.

상기 밸브 블록(400)에 대해서는 도 6(a), 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

상기 밸브 블록(400)은 저면에 노즐(441)이 장착되고, 전해액 탱크(10)에 연결된 공급관의 단부가 연결되며, 공급관을 통해 전해액 탱크(10)에 이어지는 공급측 유로의 단부와 노즐(431)에 이어지는 주입측 유로의 단부를 시린지(300)의 실린더(310) 하부 입구에 연통시키도록 유로가 내부에 조성되는 한편, 공급측 유로의 중간에 설치하는 제1 밸브(401)와 주입측 유로에 설치하는 제2 밸브(402)를 구비하여서, 제1,2 밸브(401, 402)를 개폐하며 시린지(300)의 플런저(320)를 왕복운동시켜 전해액 탱크(10)의 전해액을 시린지(300)에 유입시킨 후 노즐(441)을 통해 전지(1)에 주입하게 한다.

전해액 주입동작은 제1 밸브(401)를 열고 제2 밸브(402)를 닫은 상태에서 플런저(320)를 실린더(310)로부터 빼내는 동작을 시켜 전해액 탱크(10)의 전해액을 실린더(310) 내로 유입시키고, 이후, 제1 밸브(401)를 닫고 제2 밸브(402)를 열은 상태에서 플런저(320)를 실린더(310) 내로 밀어넣는 동작을 시켜 실린더(310) 내의 전해액을 노즐(441)을 통해 전지(1)에 주입시키는 순서로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 밸브 블록(400)은 상기한 유로를 조성한 하판(420)과, 하판(420)의 상면을 덮는 가요성 시트(430)와, 공급관(전해액 탱크에 이어진 관) 및 실린더(310)의 단부를 연결하는 구조를 갖추며 가요성 시트(430)의 상면을 덮는 상판(410)으로 구성된다. 그리고, 상판(410)과 하판(420)을 압축 고정함으로써 가요성 시트(430)는 패킹 기능을 하면서, 하기와 같이 밸브 기능도 하게 한다.

여기서, 상기 제1 밸브(401) 및 제2 밸브(402)는 각각 상호 통하게 하거나 차단할 양측 유로의 단부를 상호 근접하며 상부를 향하도록 하판(420)의 상면에 조성하고, 가요성 시트(430)를 사이에 두고 양측 유로의 단부를 모두 덮는 홈(411, 412)을 상판(410)에 조성하여 구성되는 밸브이다. 그리고, 양측 유로의 단부는 홈(411, 412)의 내부 압을 높여 가요성 시트(430)로 양측 유로의 단부를 동시에 폐구할 수 있고, 홈(411, 412)의 내부 압을 낮추어 상호 연통되게 할 수 있다.

아울러, 도면에 도시한 바와 같이 제1,2 밸브(401)는 하나의 하판(420), 하나의 가요성 시트(430) 및 하나의 상판(410)을 적층한 하나의 적층제 구조에 함께 조성됨으로써, 슬림화한 구조를 갖는다.

도면에 도시한 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.

하판(420)은 양단 개구된 단부가 상면에 형성되는 "U"자형 제1,2,3 유로(421, 422, 423)를 각각 일직선 상을 따라 순차적으로 형성하되, 상호 간격을 두고 인접하도록 연달아 형성하고, 제3 유로(423)의 단부에 인접한 곳에서 시작하여 하부로 관통한 후 하기의 노즐(441)에 이어지는 제4 유로(424)를 형성한 판상 구조이다.

이를 위해서, 상기 하판(420)은 제1,2,3 유로(421, 422, 423)를 장요홈 형상으로 상면에 조성하고 제3 유로(423)에 인접한 곳에 상하로 관통하는 제4 유로(424)를 형성한 유로 형성판(420a); 제1,2,3 유로(421, 422, 423)의 각 단부 위치와 제4 유로(424)의 상면측 단부 위치에 맞게 관통구(421a, 421b, 422a, 422b, 423a, 423b, 424a)를 구비하며 관통구와 동일한 위치에 상하로 관통된 구멍을 갖는 실링 시트(420c)를 개재한 후 유로 형성판(420a) 위에 덮는 한 통로 형성판(420b);을 포함하여 구성된다. 여기서, 실링 시트(420c)는 제1,2,3,4 유로(421, 422, 423, 424)의 기밀을 유지하기 위한 패킹재이다.

이와 같이 구성한 하판(420)의 상면에는 상호 인접한 3쌍의 구멍과 단독으로 이격된 1개 구멍이 일렬로 나열되어 있으며, 각 쌍을 이루는 구멍 사이를 연통시키면 제1,2,3,4 유로(421, 422, 423, 424)가 일렬로 연결된다.

제1,2,3,4 유로(421, 422, 423, 424)는 전지 1개에 전해액을 주입하기 위한 1세트의 유로로서, 복수의 전지에 전해액을 동시 주입하기 위해서, 1세트를 구성하는 제1,2,3,4 유로(421, 422, 423, 424)는 폭방향(지지 프레임의 양측 지주를 가로지르는 방향)에 직각인 전후방향을 따라 일렬로 형성하고, 제1,2,3,4 유로(421, 422, 423, 424)를 1세트로 하여 복수의 세트를 실린더의 폭방향 간격에 맞춰 형성한다.

상판(410)은 하판(420)에 적층될 시에 상호 근접한 제1 유로(421)의 단부(421b)와 제2 유로(422)의 단부(422a)를 모두 덮어 상호 연통시킬 수 있는 제1 홈(411)과, 상호 근접한 제3 유로(423)의 단부(423b)와 제4 유로(424)의 단부(424a)를 모두 덮어 상호 연통시킬 수 있는 제2 홈(412)을 저면에 구비하며, 가요성 시트(430)를 하판(420) 위에 덮은 후 적층하여 가요성 시트(430)를 개재한 상태로 하판(420)에 압착 고정된다.

여기서, 가요성 시트(430)는 패킹 기능을 하기도 하지만, 제1 홈(411)과 제2 홈(412)을 덮어서 제1 홈(411)과 제2 홈(412) 내의 압을 낮춤에 따라 제1 홈(411)과 제2 홈(412)의 내면에 밀착시킬 수 있으며, 이에 따라, 압을 조절하여 서로 다른 유로의 단부를 개폐할 수 있다. 즉, 제1 홈(411)이 조성된 부위가 제1 밸브(401)가 되고 제2 홈(412)이 조성된 부위가 제2 밸브(402)가 된다.

그리고, 제1 밸브(401)에 일단이 연결된 제2 유로(422)의 타단측 단부(422b)와 제2 밸브(402)에 일단이 연결된 제3 유로(423)의 타단측 단부(423a)는 상기 가요성 시트(430) 및 상판(410)을 순차적으로 관통한 구멍(422c, 423c, 422d, 423d)에 의해 상판(410)의 상면에 이르러, 상측에 수직으로 세워지게 배치한 상기 실린더(310)의 하부 입구(318)에 연통되게 한다.

또한, 제1 밸브(401)에 일단이 연결된 제1 유로(421)의 타단측 단부(421a)는 상기 가요성 시트(430) 및 상판(410)을 순차적으로 관통한 구멍(421c, 421d)에 삽입되는 배관의 단부에 연통되며, 이때 삽입되는 배관은 전해액 탱크(10)에 이어진 배관이 된다.

이와 같이 구성되는 밸브 블록(400)은 전해액 탱크(10), 제1 유로(421), 제1 밸브(401), 제2 유로(422) 및 실린더(310)로 이어지는 전해액 공극 유로를 형성하여 제1 밸브(401)를 개폐(제1 홈(411) 내의 압 조절)함으로써 실린더(310) 내에 채울 전해액을 단속 제어할 수 있고, 실린더(310), 제3 유로(423), 제2 밸브(402), 제4 유로(424) 및 노즐(441)로 이어지는 전해액 주입 경로를 형성하여 제2 밸브(402)를 개폐(제2 홈(412) 내의 압 조절)함으로써 노즐(441)을 통해 전지(1)에 주입할 전해액을 단속 제어할 수 있다.

한편, 상기 가요성 시트(430)은 화학적 비활성, 내열성, 비점착성 및 낮은 마찰계수 등의 특성이 우수한 테프론(Teflon) 재질의 판재를 압 조절에 의해 휘어질 정도의 두께로 얇게 제작 구성하고, 상기 상판(410) 및 하판(420)은 녹이나 부식에 강한 스테인레스강(Stainless Steel) 재질로 구성할 수 있다. 이에, 밸브 블록(400)은 전해액을 단속하며 내부의 유로를 통과함에 따라 전해액에 노출되더라도 내구성을 갖게 된다.

상기 노즐(441)은 일단이 상기 제2 밸브(402)에 연결되고 하판(420)을 관통하여 저면으로 이어지는 제4 유로(424)에 연통되며, 상기 밸브 블록(400)의 저면에 하부를 향해 장착하기 위해서, 상기 밸브 블록(400)의 저면에 고정하는 노즐 블록(440)에 관통시켜 하단을 노출시킨다. 노즐 블록(440)의 저면에는 노출된 노즐(441) 하단의 주변에 조성한 전지 삽입홈(442)을 구비한다. 여기서, 전지 삽입홈(442)은 상기 노즐(441)의 하단이 삽입되는 주입구(1a)를 상면에 조성한 전지(1)의 상부를 끼워넣기 위한 홈으로서, 전해액을 주입할 시에 전지(1)를 안정적으로 잡아준다.

상기한 바와 같이 구성되는 전지 전해액 주입장치는 도 1에 도시한 바와 같이 전지(1)를 밸브 블록(400)의 하부에 놓은 후 가동시키면 컨트롤러(미도시)에 의해 제어되어 다음과 같이 동작한다.

먼저, 에어실린더(120)를 가동시켜 이동 블록(200)을 하강시킴으로써, 밸브 블록(400)의 하부에 있는 노즐(441)의 하측 단부를 전지(1)의 주입구(1a)에 삽입한다.

다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이 실린더(310) 내에 전해액을 채우지 아니한 상태이므로, 제1 밸브(401)를 열고 제2 밸브(402)를 닫은 후 스텝모터(220)를 가동시켜서 도 7에 도시한 바와 같이 플런저 헤드(230)를 상승시킨다. 이에, 플런저(320)가 상승하므로, 전해액 탱크(10)의 전해액이 실린더(310) 내로 유입된다. 이러한 전해액의 유입 동작은 이동 블록(200)을 하강시키기 이전에 하여도 좋다. 여기서, 제1 밸브(401) 및 제2 밸브(402)는 제1 홈(411) 및 제2 홈(412) 내에 유체(에어 또는 액체)를 주입하거나 빼내는 동작을 하도록 솔레노이드 밸브(102)를 가동시킴으로써 개폐동작한다.

다음으로, 제1 밸브(401)를 닫고 제2 밸브(402)를 열은 후 스텝모터(220)를 가동시켜 플런저 헤드(230)를 하강시킨다. 이에, 플런저(320)가 하강하여 실린더(310) 내로 들어가므로, 실린더(310)로 유입되었던 전해액이 노즐(441)을 통해 전지(1)에 주입된다. 즉, 도 5의 상태로 된다.

다음으로, 에어실린더(120)를 가동시켜 이동 블록(200)을 상승시킴으로써, 노즐(441)을 전지(1)의 주입구(1a)로부터 빼낸다. 이에, 전해액이 주입된 전지(1)를 다음 공정(예를 들면, 주입구를 밀봉하는 공정)으로 처리할 수 있고, 다른 전지(1)에 전해액을 주입할 수 있는 준비가 된다.

한편, 본 발명에 따르면, 제1,2 밸브(401, 402)를 매우 작은 부피로 형성 가능한 적층제 구조의 밸브 블록(400)으로 구성하고 유로(421, 422, 423, 424)도 매우 짧게 조성 가능한 슬림화 구조를 갖추므로, 상기한 바와 같이 전해액을 전지에 주입하는 동작을 1회만 실행하더라도 유로(421, 422, 423, 424)에 있는 에어(air)를 빼낼 수 있고, 이후 전지에 전해액을 주입하는 공정을 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

1 : 전지 1a : 주입구
10 : 전해액 탱크
100 : 지지 프레임 101 : 박스 102 : 솔레노이드 밸브
110 : 제1 LM가이드 120 : 에어실린더
200 : 이동 블록 201 : 제1 브라켓 202 : 제2 브라켓
210 : 제2 LM가이드 211 : 리밋스위치
220 : 스텝모터 221 : 스크류 230 : 플런저 헤드
300 : 시린지
310 : 실린더 311 : 상부 블록 312 : 스프링
313 : 링 314 : 바이톤 오링 315 : 가압 링
316 : 오링 317 : 하부 블록 318 : 입구
320 : 플런저
400 : 밸브 블록 401 : 제1 밸브 402 : 제2 밸브
410 : 상판 411 : 제1 홈 412 : 제2 홈
420 : 하판
420a : 유로 형성판 420b : 통로 형성판 420c : 실링 시트
421 : 제1 유로 422 : 제2 유로 423 : 제3 유로
424 : 제4 유로
430 : 가요성 시트
440 : 노즐 블록 441 : 노즐 442 : 전지 삽입홈

Claims (5)

1. 전해액 탱크(10)에 이어지는 공급측 유로의 단부와 노즐(441)에 이어지는 주입측 유로의 단부를 시린지(300)의 실린더(310) 입구에 연통시키고, 공급측 유로의 중간을 절단하여 제1 밸브(401)를 설치하고 주입측 유로의 중간을 절단하여 제2 밸브(402)를 설치하며, 제1,2 밸브(401, 402)를 개폐하며 시린지(300)의 플런저(320)를 왕복운동시켜 전해액 탱크(10)의 전해액을 시린지(300)에 유입시킨 후 노즐(441)을 통해 전지(1)에 주입하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치에 있어서,
   상기 제1 밸브(401) 및 제2 밸브(402)는 각각 상호 통하게 하거나 차단할 절단된 양측 유로를 하판(420)의 내부에 형성하되, 양측 유로의 단부를 상호 근접하며 상부를 향하도록 하판(420)의 상면에 조성하고, 가요성 시트(430)로 하판(420)의 상면을 덮은 후, 양측 유로의 단부를 모두 덮는 홈(411, 412)이 저면에 조성된 상판(410)을 가요성 시트(430)의 상면에 덮어서, 홈의 내부 압을 조절하여 양측 유로의 단부를 통하게 하거나 차단하는 것임을 특징으로 하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 밸브(401) 및 제2 밸브(402)는 하나의 하판(420), 하나의 가요성 시트(430) 및 하나의 상판(410)으로 구성된 적층체에 함께 조성됨을 특징으로 하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 실린더(310)에 연통시킬 유로의 단부는 상기 가요성 시트(430) 및 상판(410)을 순차적으로 관통한 구멍에 의해 상판(410)의 상면에 이르러 수직으로 세운 상기 실린더(310)의 하부 입구에 연통되며,
   상기 노즐(441)은 상기 하판(420)의 저면에 장착되고, 상기 제2 밸브(402)와 상기 노즐(441)을 연결하는 유로는 상기 하판(420)을 관통하며,
   상기 제1 밸브(401)를 상기 전해액 탱크(10)에 연결하기 위한 유로의 단부는 상기 하판(420)의 상면에 조성하여서, 상기 상판(410) 및 가요성 시트(430)에 관통시킨 관에 의해 상기 전해액 탱크(10)에 연결됨을 특징으로 하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 가요성 시트(430)는 테프론 재질로 구성되고, 상기 상판(410) 및 하판(420)는 스테인레스강으로 구성됨을 특징으로 하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 하판(420)은
   상면에 장요홈 형상으로 유로를 형성한 유로 형성판(420a);
   유로의 단부 위치에 맞게 상하로 관통된 구멍을 구비하는 실링 시트(420c); 및
   실링 시트의 구멍과 동일한 위치에 상하로 관통된 구멍을 구비하는 통로 형성판(420b);
   을 순차적으로 적층한 구조임을 특징으로 하는 주입량 조절을 위한 전해액 단속 수단을 구비한 전지 전해액 주입장치.

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