KR20220084518A

KR20220084518A - 이차전지 제조용 이재장치 및 이를 이용한 이차전지 제조용 이송시스템

Info

Publication number: KR20220084518A
Application number: KR1020200174060A
Authority: KR
Inventors: 김명진; 김진욱; 김숙한; 서재원; 박정훈
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2022-06-21
Also published as: KR102524887B1

Abstract

이차전지 제조용 이재장치가 개시된다. 본 발명에 따른 이차전지 제조용 이재장치는, 이차전지 제조용 소재와 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 구비하는 소재부의 지관을 파지하며 파지된 소재부를 가로 방향으로 이동시키는 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛과, 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛에 연결되며 소재부를 세로 방향으로 이동시키는 세로방향 이동유닛을 포함한다.

Description

이차전지 제조용 이재장치 및 이를 이용한 이차전지 제조용 이송시스템{Transfer system for manufacturing secondary battery and transfer system for manufacturing secondary battery using the same}

본 발명은, 이차전지 제조용 이재장치 및 이를 이용한 이차전지 제조용 이송시스템에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이차전지 제조용 소재가 권취되어 형성된 롤을 공정 장비로 간편하게 이송할 수 있는 이차전지 제조용 이재장치 및 이를 이용한 이차전지 제조용 이송시스템에 관한 것이다.

이차전지는 에너지 밀도가 높고, 작동 전압이 높을 뿐만 아니라, 우수한 보존 및 수명 특성을 보이는 등 많은 장점을 가지고 있어, 개인용 컴퓨터, 캠코더, 휴대용 전화기, 휴대용 CD 플레이어, PDA 등 각종 휴대용 전자기기 뿐만 아니라 전기자동차 등에 널리 사용되고 있다.

이차전지의 예로서 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 전지 등이 있는데, 리튬 이차전지가 다른 종류의 이차전지에 비해 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 갖도록 제조할 수 있어 많은 분야에서 사용되고 있다.

리튬 이차전지는 전해질이 채워진 케이스(case)와, 케이스 내부에 수용된 전극 조립체를 구비한다. 전극 조립체는 양극(anode), 분리막(separator) 및 음극(cathode)이 적층된 것으로, 젤리-롤(Jelly-Roll) 형태의 권취 구조 또는 스택(stack) 구조를 갖는다.

이차전지의 제조에 사용되는 양극, 음극 및 분리막은 롤(roll) 단위 보관 창고에 보관된다.

보관 창고에 보관된 양극, 음극 및 분리막은 이차전지의 제조에 사용되기 위해 각종 공정 장비로 이송된다.

양극, 음극 및 분리막을 이송하는 종래의 이차전지 제조용 이송시스템은, 롤 단위의 양극, 음극 및 분리막이 안착된 트레이와, 트레이를 이송하는 컨베이어를 포함한다.

그런데, 종래기술에 따른 이차전지 제조용 이송시스템은, 다수 개의 롤 단위의 양극, 음극 및 분리막이 안착될 다수 개의 트레이가 필요해 제조 비용이 높아지며, 트레이가 보관될 트레이용 보관공간을 별도로 구비되어야 해 창고의 사용효율이 떨어진다.

따라서, 이차전지 제조용 소재를 이송 시 별도의 트레이를 필요로 하지 않는 이차전지 제조용 이송시스템의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1988138호, (2019.06.04.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이차전지 제조용 소재를 이송 시 별도의 트레이를 필요로 하지 않는 이차전지 제조용 이재장치 및 이를 이용한 이차전지 제조용 이송시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지 제조용 소재와 상기 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 구비하는 소재부의 지관을 파지하며 파지된 상기 소재부를 가로 방향으로 이동시키는 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛; 및 상기 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 소재부를 세로 방향으로 이동시키는 세로방향 이동유닛을 포함하는 이차전지 제조용 이재장치가 제공될 수 있다.

상기 세로방향 이동유닛은, 하부 프레임부; 상기 하부 프레임부의 상부 영역에 배치되며, 상기 하부 프레임부에 대하여 세로방향으로 이동되는 상부 프레임부; 상기 하부 프레임부에 지지되고 상기 상부 프레임부에 연결되며, 상기 상부 프레임부의 이동을 가이드하는 상부 프레임용 이동 가이드부; 및 상기 하부 프레임부에 지지되고 상기 상부 프레임부에 연결되며, 상기 상부 프레임부를 이동시키는 상부 프레임용 이동 구동부를 포함할 수 있다.

상기 상부 프레임용 이동 가이드부는, 상기 상부 프레임부에 결합되는 상부 프레임용 가이드 샤프트; 및 상기 하부 프레임부에 결합되며, 상기 상부 프레임용 가이드 샤프트가 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 볼 부쉬를 포함할 수 있다.

상기 상부 프레임용 이동 구동부는, 상기 상부 프레임부에 결합되는 상부 프레임용 랙기어; 상부 프레임용 랙기어부에 치합되는 상부 프레임용 피니언기어; 및 상기 상부 프레임용 피니언기어에 연결되어 상기 상부 프레임용 피니언기어를 회전시키는 상부 프레임용 구동모터를 포함할 수 있다.

상기 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛은, 상기 소재부를 사이에 두고 상호 이격되어 배치되며, 상기 지관에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되어 상기 지관을 파지 및 파지 해제하는 한 쌍의 클램핑용 파지부; 상기 클램핑용 파지부 각각에 연결되며, 상기 클램핑용 파지부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 한 쌍의 전달용 이동모듈; 및 상기 세로방향 이동유닛에 지지되고 상기 전달용 이동모듈에 연결되며, 한 쌍의 상기 전달용 이동모듈을 상호 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 파지용 이동모듈을 포함할 수 있다.

상기 전달용 이동모듈은, 상기 클램핑용 파지부가 결합된 상단 블록부; 상기 상단 블록부가 상기 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 상단 블록부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 중단 블록부; 및 상기 중단 블록부가 상기 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 중단 블록부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 하단 블록부를 포함할 수 있다.

상기 파지용 이동모듈은, 상기 전달용 이동모듈을 지지하는 파지용 이동블록; 상기 세로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 파지용 이동블록이 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 파지용 이동 가이드부; 및 상기 세로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 파지용 이동블록을 이동시키는 파지용 이동 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차전지 제조용 소재와 상기 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 구비하는 소재부를 보관하는 소재 보관 창고; 상기 소재 보관 창고로부터 상기 소재부를 전달받으며, 상기 지관을 지지한 상태로 상기 소재부를 이송하는 제1 이송장치; 상기 제1 이송장치에 대해 이격되어 배치되며, 상기 지관을 지지한 상태로 소재부를 이송하는 제2 이송장치; 및 상기 제1 이송장치와 상기 제2 이송장치의 사이에 배치되며, 상기 지관을 지지한 상태로 상기 소재부를 상기 제1 이송장치에서 상기 제2 이송장치로 이재하는 이차전지 제조용 이재장치를 포함할 수 있다.

상기 이차전지 제조용 이재장치는, 이차전지 제조용 소재와 상기 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 구비하는 소재부의 지관을 파지하며 파지된 상기 소재부를 가로 방향으로 이동시키는 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛; 및 상기 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 소재부를 세로 방향으로 이동시키는 세로방향 이동유닛을 포함할 수 있다.

상기 상부 프레임용 이동 가이드부는, 상기 상부 프레임부에 결합되는 상부 프레임용 가이드 샤프트; 및 상기 하부 프레임부에 결합되며, 상기 상부 프레임용 가이드 샤프트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 볼 부쉬를 포함하고, 상기 상부 프레임용 이동 구동부는, 상기 상부 프레임부에 결합되는 상부 프레임용 랙기어; 상부 프레임용 랙기어부에 치합되는 상부 프레임용 피니언기어; 및 상기 상부 프레임용 피니언기어에 연결되어 상기 상부 프레임용 피니언기어를 회전시키는 상부 프레임용 구동모터를 포함할 수 있다.

상기 소재 보관 창고의 내부에는 상기 소재부가 적재되는 선반이 배치되며, 상기 선반은, 세로 방향으로 연장되어 형성되는 포스트부; 및 상기 포스트부에 결합되고 가로 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 지관에 형성된 중공홀에 삽입되어 상기 중공홀의 내주면에 접촉되는 외팔보를 포함하며, 상기 제1 이송장치 및 상기 제2 이송장치 각각은, 상기 소재부를 이송하는 컨베이어 체인부; 상기 컨베이어 체인부에 결합되며, 상기 지관의 외주면에 접촉되는 지지블록부; 및 상기 컨베이어 체인부에 연결되어 상기 컨베이어 체인을 회전시키는 컨베이어 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 이차전지 제조용 소재와 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 구비하는 소재부를 보관하는 소재 보관 창고와, 지관을 지지한 상태로 소재부를 이송하는 제1 이송장치와, 제1 이송장치에 대해 이격되어 배치되며 지관을 지지한 상태로 소재부를 이송하는 제2 이송장치와, 제1 이송장치와 제2 이송장치의 사이에 배치되며 지관을 지지한 상태로 소재부를 제1 이송장치에서 제2 이송장치로 이재하는 이차전지 제조용 이재장치를 구비함으로써, 이차전지 제조용 소재를 이송 시 별도의 트레이를 필요로 하지 않으며, 그에 따라 제조 비용이 줄일 수 있고 보관 창고의 보관효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템이 도시된 평면도이다.
도 2는 도 1의 소재부가 도시된 도면이다.
도 3은 도 1의 이차전지 제조용 이재장치가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 3의 측면도이다.
도 6은 도 3의 B-B선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 7은 도 5의 C-C선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 8은 도 4의 전달용 이동모듈이 도시된 도면이다.
도 9는 도 8의 정면도이다.
도 10은 도 9의 'D' 부분의 내부가 도시된 도면이다.
도 11은 도 9의 중단 블록부의 구조가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 12는 도 1의 소재 보관 창고의 선반이 도식된 도면이다.
도 13은 도 1의'A' 부분의 확대도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템이 도시된 평면도이고, 도 2는 도 1의 소재부가 도시된 도면이며, 도 3은 도 1의 이차전지 제조용 이재장치가 도시된 도면이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 도 3의 측면도이고, 도 6은 도 3의 B-B선에 따른 단면이 도시된 도면이며, 도 7은 도 5의 C-C선에 따른 단면이 도시된 도면이고, 도 8은 도 4의 전달용 이동모듈이 도시된 도면이며, 도 9는 도 8의 정면도이고, 도 10은 도 9의 'D' 부분의 내부가 도시된 도면이며, 도 11은 도 9의 중단 블록부의 구조가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 12는 도 1의 소재 보관 창고의 선반이 도식된 도면이며, 도 13은 도 1의'A' 부분의 확대도이다. 도 3 내지 도 5, 도 8 및 도 9에서는 도시의 편의를 위해 중단 블록부의 타이밍 풀리, 타이밍 벨트, 제1 클램핑부 및 제2 클램핑부의 도시를 생략하였다.

본 실시예에서 이차전지의 제조에 사용되는 소재부(100)는, 이차전지 제조용 소재(110)와, 이차전지 제조용 소재(110)가 롤 형태로 권취된 지관(120)을 포함한다.

이차전지 제조용 소재(110)는 이차전지의 제조에 사용되는 양극재, 음극재 및 분리막에 해당될 수 있다.

지관(120)에는 이차전지 제조용 소재(110)가 롤 형태로 권취된다. 본 실시예에서 지관(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 길이 방향으로 중공홀(121)이 형성된 원형의 파이프 형상으로 마련되며, 지관(120)의 폭은 이차전지 제조용 소재(110)의 폭 보다 넓은 길이를 가지도록 형성된다.

본 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템은, 도 1 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 소재 보관 창고(200), 제1 이송장치(300), 제2 이송장치(400) 및 이차전지 제조용 이재장치(500)를 포함한다.

소재 보관 창고(200)에는 소재부(100)가 보관된다. 본 실시예의 소재 보관 창고(200)의 내부에는 소재부(100)가 적재되는 다수 개의 선반(210)이 상호 이격되어 배치된다.

선반(210)은, 도 12에 도시된 바와 같이, 세로 방향으로 길게 연장되어 형성되는 포스트부(211)와, 포스트부(211)에 결합되고 가로 방향으로 길게 연장되어 형성되며 지관(120)에 형성된 중공홀(121)에 삽입되어 중공홀(121)의 내주면에 접촉되는 외팔보(212)를 포함한다.

이와 같이 본 실시예의 소재 보관 창고(200)에는 종래와 같이 트레이(미도시)를 보관하는 장소를 별도로 구비할 필요가 없어 일정한 공간에 보다 많은 소재부(100)를 보관할 수 있고, 그에 따라 공간 활용도를 높일 수 있다.

제1 이송장치(300)는 소재 보관 창고(200)에서 인출된 소재부(100)를 전달받는다. 이러한 제1 이송장치(300)는 지관(120)을 지지한 상태로 소재부(100)를 이송한다.

제1 이송장치(300)는 , 도 1 및 도 13에 도시된 바와 같이, 소재부(100)를 이송하는 컨베이어 체인부(CH)와, 컨베이어 체인부(CH)에 결합되며 지관(120)의 외주면에 접촉되는 지지블록부(BM)와, 컨베이어 체인부(CH)에 연결되어 컨베이어 체인을 회전시키는 컨베이어 구동부(미도시)를 포함한다.

컨베이어 체인부(CH)는 무한궤도를 이루는 형상으로 형성되어 회전에 의해 소재부(100)를 이송한다.

지지블록부(BM)의 하측 부분은 컨베이어 체인부(CH)에 결합되며, 지지블록부(BM)의 상측 부분은 지관(120)의 외주면에 접촉되어 소재부(100)를 지지한다. 본 실시예의 지지블록부(BM)는 다수 개로 마련되어 상호 이격되어 배치된다.

컨베이어 구동부(미도시)는 컨베이어 체인부(CH)에 연결되어 컨베이어 체인부(CH)를 회전시킨다. 본 실시예에서 컨베이어 구동부(미도시)는 컨베이어 체인부(CH)에 연결되는 다수 개의 스프라켓(미도시)과 스프라켓(미도시)을 회전시키는 구동모터(미도시)를 포함한다.

제2 이송장치(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 이송장치(300)에 대해 이격되어 배치된다. 이차전지 제조용 이송시스템에서는 화재를 예방하기 위해 방화벽과 방화셔터가 항상 필요하다. 화재 발생 시 물류라인의 화재 확산을 방지하기 위해 물류라인 사이로 방화셔터가 완벽히 닫혀야 한다.

따라서, 제1 이송장치(300)와 제2 이송장치(400)를 다수 개로 구성하여 다수개의 제1 이송장치(300)들과 다수 개의 제2 이송장치(400)들의 사이에 간격을 두고 방화셔터를 배치한다.

이렇게 이격되어 배치된 제1 이송장치(300)와 제2 이송장치(400) 사이에서 소재부(100)를 전달하기 위해 제1 이송장치(300)들과 제2 이송장치(400)들의 사이에 이차전지 제조용 이재장치(500)가 배치된다.

제2 이송장치(400)는 지관(120)을 지지한 상태로 소재부(100)를 이송한다. 이러한 제2 이송장치(400)는, 소재부(100)를 이송하는 컨베이어 체인부(CH)와, 컨베이어 체인부(CH)에 결합되며 지관(120)의 외주면에 접촉되는 지지블록부(BM)와, 컨베이어 체인부(CH)에 연결되어 컨베이어 체인부(CH)를 회전시키는 컨베이어 구동부(미도시)를 포함한다.

본 실시예에 따른 제2 이송장치(400)는 제1 이송장치(300)와 거의 동일한 구조를 가지므로 제2 이송장치(400)에 대한 설명은 상술한 제1 이송장치(300)로 대체한다.

이차전지 제조용 이재장치(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 이송장치(300)와 제2 이송장치(400)의 사이에 배치된다. 이러한 이차전지 제조용 이재장치(500)는 지관(120)을 지지한 상태로 소재부(100)를 제1 이송장치(300)에서 제2 이송장치(400)로 전달한다(도 1의 화살표 방향 참조).

이차전지 제조용 이재장치(500)는, 도 3 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 소재부(100)의 지관(120)을 파지하며 파지된 소재부(100)를 가로 방향으로 이동시키는 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛(510)과, 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛(510)에 연결되며 소재부(100)를 세로 방향으로 이동시키는 세로방향 이동유닛(560)을 포함한다.

세로방향 이동유닛(560)은, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 지면에 지지되는 하부 프레임부(561)와, 하부 프레임부(561)의 상부 영역에 배치되며 하부 프레임부(561)에 대하여 세로방향으로 이동되는 상부 프레임부(562)와, 하부 프레임부(561)에 지지되고 상부 프레임부(562)에 연결되며 상부 프레임부(562)의 이동을 가이드하는 상부 프레임용 이동 가이드부(563)와, 하부 프레임부(561)에 지지되고 상부 프레임부(562)에 연결되며 상부 프레임부(562)를 이동시키는 상부 프레임용 이동 구동부(564)를 포함한다.

상부 프레임부(562)는 하부 프레임부(561)의 상부 영역에 배치된다. 이러한 상부 프레임부(562)는 하부 프레임부(561)에 대하여 세로방향(상하방향)으로 이동된다. 이러한 상부 프레임부(562)의 상하이동에 의해 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛(510)이 상하방향으로 이동되어 소재부(100)를 지지블록부(BM)에서 픽업할 수 있고 소재부(100)를 지지블록부(BM)에 내려놓을 수 있다.

상부 프레임용 이동 가이드부(563)는 하부 프레임부(561)에 지지되고 상부 프레임부(562)에 연결된다. 이러한 상부 프레임용 이동 가이드부(563)는 상부 프레임부(562)의 이동을 가이드한다.

본 실시예에 따른 상부 프레임용 이동 가이드부(563)는, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 프레임부(562)에 결합되는 상부 프레임용 가이드 샤프트(563a)와, 하부 프레임부(561)에 결합되며 상부 프레임용 가이드 샤프트(563a)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 볼 부쉬(563b)를 포함한다.

상부 프레임용 가이드 샤프트(563a)의 상단부는 상부 프레임부(562)에 결합되고 하단부는 자유단부를 형성한다. 본 실시예에서 상부 프레임용 가이드 샤프트(563a)의 길이가 긴 원형의 봉 형상으로 형성된다.

볼 부쉬(563b)는 하부 프레임부(561)에 결합된다. 이러한 볼 부쉬(563b)에는 상부 프레임용 가이드 샤프트(563a)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다. 볼 부쉬(563b)에는 가이드공(563c)이 형성되며, 가이드공(563c)의 내벽에는 복수의 볼(ball) 회전체(미도시)가 회전 가능하게 결합된다.

본 실시예에서 상부 프레임용 이동 가이드부(563)는 다수 개로 마련되어 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛(510)이 소재부(100)를 이동시키는 가로 방향으로 상호 이격되어 배치된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 이차전지 제조용 이재장치(500)는, 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛(510)이 소재부(100)를 이동시키는 가로 방향으로 상호 이격되어 배치된 복수의 상부 프레임용 이동 가이드부(563)를 구비함으로써, 소재부(100)의 하중에 의해 발생되는 굽힘모멘트에 의해 상부 프레임이 구부러지는(기울어지는) 것을 방지할 수 있다.

상부 프레임용 이동 구동부(564)는 하부 프레임부(561)에 지지된다. 이러한 상부 프레임용 이동 구동부(564)는 상부 프레임부(562)에 연결되어 상부 프레임부(562)를 이동시킨다.

상부 프레임용 이동 구동부(564)는, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 프레임부(562)에 결합되는 상부 프레임용 랙기어(564a)와, 상부 프레임용 랙기어(564a)부에 치합되는 상부 프레임용 피니언기어(564b)와, 상부 프레임용 피니언기어(564b)에 구동력을 공급하여 상부 프레임용 피니언기어(564b)를 회전시키는 상부 프레임용 구동모터(564d)와, 상부 프레임용 구동모터(564d)와 상부 프레임용 피니언기어(564b)에 연결되어 상부 프레임용 구동모터(564d)의 구동력을 상부 프레임용 피니언기어(564b)에 전달하는 상부 프레임용 동력전달부(564c)를 포함한다.

상부 프레임용 랙기어(564a)의 상단부는 상부 프레임부(562)에 결합되고 하단부는 자유단부를 형성한다.

클램핑 겸용 가로방향 이동유닛(510)은 소재부(100)의 지관(120)을 파지하며 파지된 소재부(100)를 가로 방향으로 이동시킨다.

이러한 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛(510)은, 도 3 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 소재부(100)를 사이에 두고 상호 이격되어 배치되며 지관(120)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되어 지관(120)을 파지 및 파지 해제하는 한 쌍의 클램핑용 파지부(520)와, 클램핑용 파지부(520) 각각에 연결되며 클램핑용 파지부(520)를 가로 방향으로 이동시키는 한 쌍의 전달용 이동모듈(530)과, 세로방향 이동유닛(560)에 지지되고 전달용 이동모듈(530)에 연결되며 한 쌍의 전달용 이동모듈(530)을 상호 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 파지용 이동모듈(540)을 포함한다.

클램핑용 파지부(520)는 한 쌍으로 마련되어 소재부(100)를 사이에 두고 상호 이격되어 배치된다. 이러한 클램핑용 파지부(520)는 지관(120)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되어 지관(120)을 파지 및 파지 해제한다.

한 쌍의 클램핑용 파지부(520)는 지관(120)의 중공홀(121)에 삽입되어 중공홀(121)의 내주면에 접촉됨으로써 소재부(100)를 파지한다.

전달용 이동모듈(530)은 한 쌍으로 마련되어 상호 이격되어 배치된다. 한 쌍의 전달용 이동모듈(530) 각각에는 클램핑용 파지부(520)가 연결된다. 이러한 전달용 이동모듈(530)은 클램핑용 파지부(520)를 가로 방향으로 이동시켜 소재부(100)를 이동시킨다.

전달용 이동모듈(530)은, 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 클램핑용 파지부(520)가 결합된 상단 블록부(531)와, 상단 블록부(531)가 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며 상단 블록부(531)를 가로 방향으로 이동시키는 중단 블록부(533)와, 중단 블록부(533)가 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며 중단 블록부(533)를 가로 방향으로 이동시키는 하단 블록부(535)를 포함한다.

중단 블록부(533)에는 상단 블록부(531)가 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결된다. 이러한 중단 블록부(533)는 상단 블록부(531)를 가로 방향으로 이동시킨다.

본 실시예에 따른 중단 블록부(533)는, 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 하단 블록부(535)에 지지되는 중단 블록 몸체(533a)와, 중단 블록 몸체(533a)에 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 타이밍 풀리(533b)와, 타이밍 풀리(533b)에 연결되는 타이밍 벨트(533c)와, 하단 블록 몸체(535a)에 고정되며 타이밍 벨트(533c)에 결합되는 제1 클램핑부(533d)와, 상단 블록부(531)에 고정되며 타이밍 벨트(533c)에 결합되는 제2 클램핑부(533e)를 포함한다.

타이밍 풀리(533b)는 중단 블록 몸체(533a)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 타이밍 풀리(533b)는 한 쌍으로 마련되어 상호 이격되어 배치된다.

본 실시예의 타이밍 풀리(533b)의 외주면에는 타이밍 벨트(533c)의 내주면에 형성된 기어치에 치합되는 기어치가 형성된다.

타이밍 벨트(533c)는 타이밍 풀리(533b)에 연결된다. 본 실시예의 타이밍 벨트(533c)는 무한궤도를 이루는 형상으로 마련되며 타이밍 풀리(533b)에 감아걸려 회전된다.

제1 클램핑부(533d)의 하단부 영역은 하단 블록부(535)의 후술할 하단 블록 몸체(535a)에 고정된다. 제1 클램핑부(533d)의 상단부 영역은 타이밍 벨트(533c)에 결합된다.

상술한 바와 같이 하단 블록부(535)의 후술할 하단 블록 몸체(535a)에 고정되고 타이밍 벨트(533c)에 결합된 제1 클램핑부(533d)는, 중단 블록 몸체(533a)의 하단 블록 몸체(535a)에 대한 상대이동 과정에서 타이밍 벨트(533c)를 회전시킨다.

제2 클램핑부(533e)의 상단부 영역은 상단 블록부(531)에 고정된다. 제2 클램핑부(533e)의 하단부 영역은 타이밍 벨트(533c)에 결합된다.

상술한 바와 같이 상단 블록부(531)에 고정되며 타이밍 벨트(533c)에 결합되는 제2 클램핑부(533e)는, 중단 블록 몸체(533a)의 이동에 의한 타이밍 벨트(533c)의 회전에 따라 상단 블록부(531)를 중단 블록 몸체(533a)에 대해 상대이동 시킨다.

하단 블록부(535)에는 중단 블록부(533)가 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결된다. 이러한 하단 블록부(535)는 중단 블록부(533)를 가로 방향으로 이동시킨다.

본 실시예에서 하단 블록부(535)는, 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 파지용 이동모듈(540)에 연결되는 하단 블록 몸체(535a)와, 중단 블록 몸체(533a)에 결합되는 중단 블록 이동용 랙기어(535b)와, 하단 블록 몸체(535a)에 회전 가능하게 결합되며 중단 블록 이동용 랙기어(535b)에 치합되는 중단 블록 이동용 피니언기어(535c)와, 하단 블록 몸체(535a)에 지지되며 중단 블록 이동용 피니언기어(535c)에 연결되어 중단 블록 이동용 피니언기어(535c)를 회전시키는 중단 블록 이동용 구동부(535d, 535e)를 포함한다.

중단 블록 이동용 피니언기어(535c)는 한 쌍으로 마련되어 상호 이격되어 배치된다. 중단 블록 이동용 구동부(535d, 535e)는, 한 쌍의 중단 블록 이동용 피니언기어(535c) 각각에 치합되는 연결 기어(535d)와, 연결 기어(535d)를 회전시키는 중단 블록 이동용 구동모터(535e)를 포함한다.

파지용 이동모듈(540)은 세로방향 이동유닛(560)에 지지되고 전달용 이동모듈(530)에 연결된다. 이러한 파지용 이동모듈(540)은 한 쌍의 전달용 이동모듈(530)을 상호 접근 및 이격되는 방향으로 이동시켜 소재부(100)를 클램핑 및 언클램핑한다.

본 실시예에 따른 파지용 이동모듈(540)은, 도 3 내지 도 5에 도식된 바와 같이, 전달용 이동모듈(530)을 지지하는 파지용 이동블록(541)과, 세로방향 이동유닛(560)에 연결되며 파지용 이동블록(541)이 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 파지용 이동 가이드부(542)와, 세로방향 이동유닛(560)에 연결되며 파지용 이동블록(541)을 이동시키는 파지용 이동 구동부(543)를 포함한다.

파지용 이동블록(541)의 상면에는 전달용 이동모듈(530)의 하단 블록 몸체(535a)가 결합된다.

파지용 이동 가이드부(542)는 상부 프레임부(562)의 상부면에 결합된다. 이러한 파지용 이동 가이드부(542)에는 파지용 이동블록(541)이 슬라이딩 이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 파지용 이동 가이드부(542)는 가이드 레일로 이루어진다.

파지용 이동 구동부(543)는 상부 프레임부(562)에 지지된다. 이러한 상부 프레임부(562)는 파지용 이동블록(541)에 연결되어 파지용 이동블록(541)을 이동시킨다. 본 실시예에서 파지용 이동 구동부(543)는 리니어 모터로 이루어질 수 있다.

이하에서 본 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템의 동작을 도 1 내지 도 13을 참고하여 이차전지 제조용 이재장치(500)를 위주로 설명한다.

소재 보관 창고(200)에서 인출된 소재부(100)는 제1 이송장치(300)를 통해 이송된다. 이차전지 제조용 이재장치(500)는 제1 이송장치(300)로부터 이송된 소재부(100)를 제2 이송장치(400)로 전달한다.

상술한 소재부(100)의 전달을 위해 클램핑용 파지부(520)가 소재부(100)의 상부 영역에 위치된다. 이후 세로방향 이동유닛(560)에 의해 클램핑용 파지부(520)가 하강하여 지관(120)에 대향되게 배치된다.

다음, 파지용 이동모듈(540)에 의해 클램핑용 파지부(520)가 지관(120)에 접근하는 방향으로 이동되어 지관(120)의 중공홀(121)에 삽입된다.

이후, 세로방향 이동유닛(560)에 의해 클램핑용 파지부(520)가 상승하여 지관(120)을 제1 이송유닛의 지지블록부(BM)에서 픽업한다.

다음, 전달용 이동모듈(530)에 의해 클램핑용 파지부(520)에 파지된 소재부(100)가 제2 이송유닛의 상부로 이동된다.

이후, 세로방향 이동유닛(560)에 의해 클램핑용 파지부(520)가 하강하여 소재부(100)가 제2 이송유닛의 지지블록부(BM)에 안착된다.

다음, 파지용 이동모듈(540)에 의해 클램핑용 파지부(520)가 지관(120)에서 멀어지는 방향으로 이동되어 소재부(100)가 언클램핑되어 소재부(100)의 제1 이송유닛에서 제2 이송유닛으로 의 전달이 완료된다.

본 발명의 실시예들은, 이차전지 제조용 소재(110)와 이차전지 제조용 소재(110)가 롤 형태로 권취된 지관(120)을 구비하는 소재부(100)를 보관하는 소재 보관 창고(200)와, 지관(120)을 지지한 상태로 소재부(100)를 이송하는 제1 이송장치(300)와, 제1 이송장치(300)에 대해 이격되어 배치되며 지관(120)을 지지한 상태로 소재부(100)를 이송하는 제2 이송장치(400)와, 제1 이송장치(300)와 제2 이송장치(400)의 사이에 배치되며 지관(120)을 지지한 상태로 소재부(100)를 제1 이송장치(300)에서 제2 이송장치(400)로 이재하는 이차전지 제조용 이재장치(500)를 구비함으로써, 이차전지 제조용 소재(110)를 이송 시 별도의 트레이를 필요로 하지 않으며, 그에 따라 제조 비용이 줄일 수 있고 보관 창고의 보관효율을 높일 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 소재부 110: 이차전지 제조용 소재
120: 지관 200: 소재 보관 창고
210: 선반 211: 포스트부
212: 외팔보 300: 제1 이송장치
400: 제2 이송장치 500: 이차전지 제조용 이재장치
510: 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛 520: 클램핑용 파지부
530: 전달용 이동모듈 531: 상단 블록부
533: 중단 블록부 535: 하단 블록부
540: 파지용 이동모듈 541: 파지용 이동블록
542: 파지용 이동 가이드부 543: 파지용 이동 구동부
560: 세로방향 이동유닛 561: 하부 프레임부
562: 상부 프레임부
563: 상부 프레임용 이동 가이드부
563a: 상부 프레임용 가이드 샤프트
563b: 볼 부쉬 564: 상부 프레임용 이동 구동부
564a: 상부 프레임용 랙기어 564b: 상부 프레임용 피니언기어
564d: 상부 프레임용 구동모터

Claims

이차전지 제조용 소재와 상기 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 구비하는 소재부의 지관을 파지하며 파지된 상기 소재부를 가로 방향으로 이동시키는 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛; 및
상기 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 소재부를 세로 방향으로 이동시키는 세로방향 이동유닛을 포함하는 이차전지 제조용 이재장치.
제1항에 있어서,
상기 세로방향 이동유닛은,
하부 프레임부;
상기 하부 프레임부의 상부 영역에 배치되며, 상기 하부 프레임부에 대하여 세로방향으로 이동되는 상부 프레임부;
상기 하부 프레임부에 지지되고 상기 상부 프레임부에 연결되며, 상기 상부 프레임부의 이동을 가이드하는 상부 프레임용 이동 가이드부; 및
상기 하부 프레임부에 지지되고 상기 상부 프레임부에 연결되며, 상기 상부 프레임부를 이동시키는 상부 프레임용 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이재장치.
제2항에 있어서,
상기 상부 프레임용 이동 가이드부는,
상기 상부 프레임부에 결합되는 상부 프레임용 가이드 샤프트; 및
상기 하부 프레임부에 결합되며, 상기 상부 프레임용 가이드 샤프트가 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 볼 부쉬를 포함하는 이차전지 제조용 이재장치.
제2항에 있어서,
상기 상부 프레임용 이동 구동부는,
상기 상부 프레임부에 결합되는 상부 프레임용 랙기어;
상부 프레임용 랙기어부에 치합되는 상부 프레임용 피니언기어; 및
상기 상부 프레임용 피니언기어에 연결되어 상기 상부 프레임용 피니언기어를 회전시키는 상부 프레임용 구동모터를 포함하는 이차전지 제조용 이재장치.
제1항에 있어서,
상기 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛은,
상기 소재부를 사이에 두고 상호 이격되어 배치되며, 상기 지관에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되어 상기 지관을 파지 및 파지 해제하는 한 쌍의 클램핑용 파지부;
상기 클램핑용 파지부 각각에 연결되며, 상기 클램핑용 파지부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 한 쌍의 전달용 이동모듈; 및
상기 세로방향 이동유닛에 지지되고 상기 전달용 이동모듈에 연결되며, 한 쌍의 상기 전달용 이동모듈을 상호 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 파지용 이동모듈을 포함하는 이차전지 제조용 이재장치.
제5항에 있어서,
상기 전달용 이동모듈은,
상기 클램핑용 파지부가 결합된 상단 블록부;
상기 상단 블록부가 상기 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 상단 블록부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 중단 블록부; 및
상기 중단 블록부가 상기 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 중단 블록부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 하단 블록부를 포함하는 이차전지 제조용 이재장치.
제5항에 있어서,
상기 파지용 이동모듈은,
상기 전달용 이동모듈을 지지하는 파지용 이동블록;
상기 세로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 파지용 이동블록이 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 파지용 이동 가이드부; 및
상기 세로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 파지용 이동블록을 이동시키는 파지용 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이재장치.
이차전지 제조용 소재와 상기 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 구비하는 소재부를 보관하는 소재 보관 창고;
상기 소재 보관 창고로부터 상기 소재부를 전달받으며, 상기 지관을 지지한 상태로 상기 소재부를 이송하는 제1 이송장치;
상기 제1 이송장치에 대해 이격되어 배치되며, 상기 지관을 지지한 상태로 소재부를 이송하는 제2 이송장치; 및
상기 제1 이송장치와 상기 제2 이송장치의 사이에 배치되며, 상기 지관을 지지한 상태로 상기 소재부를 상기 제1 이송장치에서 상기 제2 이송장치로 이재하는 이차전지 제조용 이재장치를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
제8항에 있어서,
상기 이차전지 제조용 이재장치는,
이차전지 제조용 소재와 상기 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 구비하는 소재부의 지관을 파지하며 파지된 상기 소재부를 가로 방향으로 이동시키는 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛; 및
상기 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 소재부를 세로 방향으로 이동시키는 세로방향 이동유닛을 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
제9항에 있어서,
상기 세로방향 이동유닛은,
하부 프레임부;
상기 하부 프레임부의 상부 영역에 배치되며, 상기 하부 프레임부에 대하여 세로방향으로 이동되는 상부 프레임부;
상기 하부 프레임부에 지지되고 상기 상부 프레임부에 연결되며, 상기 상부 프레임부의 이동을 가이드하는 상부 프레임용 이동 가이드부; 및
상기 하부 프레임부에 지지되고 상기 상부 프레임부에 연결되며, 상기 상부 프레임부를 이동시키는 상부 프레임용 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
제10항에 있어서,
상기 상부 프레임용 이동 가이드부는,
상기 상부 프레임부에 결합되는 상부 프레임용 가이드 샤프트; 및
상기 하부 프레임부에 결합되며, 상기 상부 프레임용 가이드 샤프트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 볼 부쉬를 포함하고,
상기 상부 프레임용 이동 구동부는,
상기 상부 프레임부에 결합되는 상부 프레임용 랙기어;
상부 프레임용 랙기어부에 치합되는 상부 프레임용 피니언기어; 및
상기 상부 프레임용 피니언기어에 연결되어 상기 상부 프레임용 피니언기어를 회전시키는 상부 프레임용 구동모터를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
제9항에 있어서,
상기 클램핑 겸용 가로방향 이동유닛은,
상기 소재부를 사이에 두고 상호 이격되어 배치되며, 상기 지관에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되어 상기 지관을 파지 및 파지 해제하는 한 쌍의 클램핑용 파지부;
상기 클램핑용 파지부 각각에 연결되며, 상기 클램핑용 파지부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 한 쌍의 전달용 이동모듈; 및
상기 세로방향 이동유닛에 지지되고 상기 전달용 이동모듈에 연결되며, 한 쌍의 상기 전달용 이동모듈을 상호 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 파지용 이동모듈을 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
제12항에 있어서,
상기 전달용 이동모듈은,
상기 클램핑용 파지부가 결합된 상단 블록부;
상기 상단 블록부가 상기 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 상단 블록부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 중단 블록부; 및
상기 중단 블록부가 상기 가로 방향으로 상대이동 가능하게 연결되며, 상기 중단 블록부를 상기 가로 방향으로 이동시키는 하단 블록부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
제12항에 있어서,
상기 파지용 이동모듈은,
상기 전달용 이동모듈을 지지하는 파지용 이동블록;
상기 세로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 파지용 이동블록이 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 파지용 이동 가이드부; 및
상기 세로방향 이동유닛에 연결되며, 상기 파지용 이동블록을 이동시키는 파지용 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
제8항에 있어서,
상기 소재 보관 창고의 내부에는 상기 소재부가 적재되는 선반이 배치되며,
상기 선반은,
세로 방향으로 연장되어 형성되는 포스트부; 및
상기 포스트부에 결합되고 가로 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 지관에 형성된 중공홀에 삽입되어 상기 중공홀의 내주면에 접촉되는 외팔보를 포함하며,
상기 제1 이송장치 및 상기 제2 이송장치 각각은,
상기 소재부를 이송하는 컨베이어 체인부;
상기 컨베이어 체인부에 결합되며, 상기 지관의 외주면에 접촉되는 지지블록부; 및
상기 컨베이어 체인부에 연결되어 상기 컨베이어 체인을 회전시키는 컨베이어 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.