KR20230034800A

KR20230034800A - 셀 그리퍼 및 이를 포함하는 셀 이송장치

Info

Publication number: KR20230034800A
Application number: KR1020210117974A
Authority: KR
Inventors: 조성빈
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2023-03-10
Also published as: WO2023033611A1; CN117677573A; EP4361070A1

Abstract

본 발명은 셀 그리퍼 및 이를 포함하는 셀 이송장치에 관한 것으로서, 셀의 이송과정에서 셀의 양 측면을 가압하여 고정함으로써, 이송장치로부터 셀이 미끄러져 이탈하는 것을 방지하고, 별도의 포지셔닝(positioning) 과정에 소요되는 시간을 최소화하여 택트 타임(tact time)을 개선할 수 있으며, 장치 부하율을 높이지 않고도 생산성을 향상시킬 수 있는 셀 그리퍼 및 이를 포함할 수 있는 셀 이송장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 셀 그리퍼 및 셀 이송장치는, 하우징 및 하우징의 내부에 장착되는 그립 어셈블리를 포함하고, 그립 어셈블리는 셀이 상부에서 진입하여 안착될 수 있는 셀 안착홈이 형성된 셀 받침대, 셀 받침대의 양 측면에 구비되며, 셀 받침대의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 한 쌍의 피니언 기어, 한 쌍의 피니언 기어에 결합되며, 피니언 기어의 회전 운동을 전달하는 한 쌍의 기어 프레임 및 한 쌍의 기어 프레임의 단부에 구비되며, 셀 안착홈에 안착되는 셀을 양 측에서 가압하여 고정하는 한 쌍의 셀 고정부재를 포함한다.

Description

셀 그리퍼 및 이를 포함하는 셀 이송장치 {CELL GRIPPER AND CELL TRANSFER DEVICE INCLUDING SAME}

본 발명은 셀 그리퍼 및 이를 포함하는 셀 이송장치에 관한 것으로서, 셀의 이송과정에서 셀의 양 측면을 가압하여 고정함으로써, 이송장치로부터 셀이 미끄러져 이탈하는 것을 방지하고, 별도의 포지셔닝(positioning) 과정에 소요되는 시간을 최소화하여 택트 타임(tact time)을 개선할 수 있으며, 장치 부하율을 높이지 않고도 생산성을 향상시킬 수 있는 셀 그리퍼 및 이를 포함하는 셀 이송장치에 관한 것이다.

이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 등의 소형 전자기기뿐만 아니라 전기 자동차와 같이 고출력이 요구되는 대형 제품 및 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치(Energy Storage System, ESS)와 백업용 전력 저장 장치 등에 널리 사용되고 있다.

이차전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 양극 / 분리막 / 음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다. 전극 조립체는 전극 활물질 슬러리가 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리롤(Jelly-roll)형, 절단된 다수의 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태인 셀(cell)이 순차적으로 적층되는 스택형 등이 있다.

한편 이차전지는 다수의 공정을 거쳐 생산되므로, 다양한 설비 간의 이동을 필요로 한다. 이때 설비와 설비 사이에서 셀을 이동시킬 때에는 컨베이어의 상부에 셀이 안착될 수 있는 셀 이송장치가 구비되며, 셀 이송장치에 셀이 안착된 상태에서 컨베이어에 의해 이송된다. 한편 목표 설비에 도달한 셀은, 상부에서 P&P(Pick & Placement) 유닛에 의해 취출되어 다음 설비에서 공정을 거치게 된다.

도 1은 종래의 셀 이송장치와 셀 이송장치에 안착된 셀을 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하여 종래의 셀 이송장치를 살펴보면, 종래의 셀 이송장치는 U자 형태의 가이드가 구비되어 셀이 세워진 상태에서 안착될 수 있다. 그러나, 셀을 고정하는 별도의 부재가 존재하지 않아 셀이 이송장치로부터 미끄러져 이탈되는 경우가 빈번히 발생하였다. 또한 셀이 이탈되는 것을 방지하기 위해 컨베이어의 이송 속도를 일정 속도 이하로 제한하여야 하는 문제점이 있었고, 이는 생산성 저하의 문제로 이어지게 되었다.

또한, 셀 이송장치에 안착된 셀은 고정되지 않은 상태로 이송되므로, 목표 설비에 도달한 후 셀을 취출하기 전, 셀의 위치를 다시 정렬하는 포지셔닝 과정이 필수적으로 요구되었으며, 이 역시 생산성을 저해하는 요인으로 작용하였다.

이외에도, 생산성 향상을 위해 컨베이어의 이송 속도를 높이거나, 셀의 이송량을 증가시키는 경우, 포지셔닝 과정에서 작동되는 실린더나 또는 P&P 유닛의 부하가 증가되고, 그로 인한 부품의 열화 가능성이 증대되는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 셀의 이송과정에서 셀의 양 측면을 가압하여 고정함으로써, 이송장치로부터 셀이 미끄러져 이탈하는 것을 방지하고, 별도의 포지셔닝(positioning) 과정에 소요되는 시간을 최소화하여 택트 타임(tact time)을 개선하며, 장치 부하율을 높이지 않고도 생산성을 향상시킬 수 있는 셀 그리퍼 및 셀 이송장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 셀 그리퍼는 하우징 및 하우징의 내부에 장착되는 그립 어셈블리를 포함하고, 그립 어셈블리는 셀이 상부에서 진입하여 안착될 수 있는 셀 안착홈이 형성된 셀 받침대, 셀 받침대의 양 측면에 구비되며, 셀 받침대의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 한 쌍의 피니언 기어, 한 쌍의 피니언 기어에 결합되며, 피니언 기어의 회전 운동을 전달하는 한 쌍의 기어 프레임 및 한 쌍의 기어 프레임의 단부에 구비되며, 셀 안착홈에 안착되는 셀을 양 측에서 가압하여 고정하는 한 쌍의 셀 고정부재를 포함한다.

그립 어셈블리는 셀 받침대의 하강에 의해 한 쌍의 피니언 기어가 회전하고, 한 쌍의 피니언 기어의 회전에 의해 한 쌍의 기어 프레임과 한 쌍의 셀 고정부재가 셀 안착홈 방향으로 이동하여 셀을 양 측에서 가압하여 고정할 수 있다.

그립 어셈블리는 셀 받침대의 하부에 구비되어, 셀 받침대의 상하 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

셀 받침대는 상하 방향으로 길이를 가지고 서로 이격되어 구비되되, 외측면으로 톱니가 형성되는 한 쌍의 랙 기어 및 한 쌍의 랙 기어의 하부에 구비되어 한 쌍의 랙 기어를 서로 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

셀 안착홈은 한 쌍의 랙 기어가 서로 마주보는 내측면과 한 쌍의 랙 기어의 하부에 구비되는 연결부에 의해, U자형의 수직 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

피니언 기어는 가상의 회전축에 대응되는 위치에서 피니언 기어의 양 측면을 관통하는 축 관통홀이 형성되고, 축 관통홀이 형성된 측면에서 외측으로 돌출되는 결합돌기가 형성될 수 있다.

기어 프레임은 피니언 기어의 측면에서 결합되는 제1 프레임 및 일 측에서 제1 프레임과 결합되고, 타 측에서 셀 고정부재와 결합되는 제2 프레임을 포함하되, 제1 프레임은 일 측에서 피니언 기어의 축 관통홀과 대응되게 위치하여 피니언 기어와 결합되고, 타 측에서 제2 프레임과 결합되며, 일 측과 타 측의 사이에서 피니언 기어의 결합돌기와 결합될 수 있다.

기어 프레임은 일 측에서 제2 프레임과 결합되고, 타 측에서 하우징에 회전 가능하도록 결합되는 제3 프레임을 더 포함할 수 있다.

제3 프레임은 제2 프레임에서 셀 고정부재와 제1 프레임의 사이에 위치하도록 결합될 수 있다.

셀 고정부재는 평평한 면으로 형성되는 가압부 및 가압부의 양 측에서 후방으로 절곡되는 한 쌍의 결합부를 포함할 수 있다.

제2 프레임은 제1 프레임이 결합된 일 측의 반대 측인 타 측이 한 쌍의 결합부 사이에 삽입되어 회전 가능하게 결합될 수 있다.

하우징은 셀 안착홈과 마주하는 위치에서 U자형의 수직 단면을 갖는 노치홈이 형성될 수 있다.

노치홈은 셀 안착홈의 크기보다 크게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 셀 이송장치는 적어도 하나 이상이 구비되는 셀 그리퍼 및 셀 그리퍼의 하부에서 셀 그리퍼를 고정하는 거치대를 포함하고, 셀 그리퍼는 하우징 및 하우징의 내부에 장착되는 그립 어셈블리를 포함하고, 그립 어셈블리는 셀이 상부에서 진입하여 안착될 수 있는 셀 안착홈이 형성된 셀 받침대, 셀 받침대의 양 측면에 구비되며, 셀 받침대의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 한 쌍의 피니언 기어, 한 쌍의 피니언 기어에 결합되며, 피니언 기어의 회전 운동을 전달하는 한 쌍의 기어 프레임 및 한 쌍의 기어 프레임의 단부에 구비되며, 셀 안착홈에 안착되는 셀을 양 측에서 가압하여 고정하는 한 쌍의 셀 고정부재를 포함한다.

본 발명에 따른 셀 그리퍼 및 셀 이송장치는 하우징 및 하우징의 내부에 장착되는 그립 어셈블리를 포함하고, 그립 어셈블리는 셀이 상부에서 진입하여 안착될 수 있는 셀 안착홈이 형성된 셀 받침대, 셀 받침대의 양 측면에 구비되며, 셀 받침대의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 한 쌍의 피니언 기어, 한 쌍의 피니언 기어에 결합되며, 피니언 기어의 회전 운동을 전달하는 한 쌍의 기어 프레임 및 한 쌍의 기어 프레임의 단부에 구비되며, 셀 안착홈에 안착되는 셀을 양 측에서 가압하여 고정하는 한 쌍의 셀 고정부재를 포함하며, 이로써 셀의 이송과정에서 셀의 양 측면을 가압하여 고정함으로써, 이송장치로부터 셀이 미끄러져 이탈하는 것을 방지하고, 별도의 포지셔닝(positioning) 과정에 소요되는 시간을 최소화하여 택트 타임(tact time)을 개선할 수 있으며, 장치 부하율을 높이지 않고도 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 셀 이송장치와 셀 이송장치에 안착된 셀을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 그리퍼와 셀 그리퍼에 안착되는 셀을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 그리퍼를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 그리퍼의 피니언 기어, 기어 프레임 및 셀 고정부재의 결합관계를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 셀 이송장치를 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

실시예 1

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 그리퍼(10)와 셀 그리퍼(10)에 안착되는 셀을 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 그리퍼(10)를 분해하여 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 셀 그리퍼(10)는 하우징(100) 및 하우징(100)의 내부에 장착되는 그립 어셈블리(200)를 포함한다.

먼저 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(100)은 그립 어셈블리(200)의 외측 일부를 감싸도록 마련되며, 내부에서는 그립 어셈블리(200)를 고정하고, 외부의 충격으로부터 그립 어셈블리(200)를 보호하는 구성일 수 있다. 따라서 하우징(100)은 후술할 그립 어셈블리(200)의 형상을 따라 형성될 수 있다. 다만, 하우징(100)에는 후술할 그립 어셈블리(200)의 셀 안착홈과 마주하는 위치에서 U자형의 수직 단면을 갖는 노치홈이 형성될 수 있다. 노치홈은 셀 안착홈에 셀이 안착된 경우에 셀의 단부와 하우징(100)이 충돌하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이때, 노치홈은 후술할 셀 안착홈의 크기보다 크게 형성될 수 있으며, 보다 상세하게는 셀 안착홈에 셀이 안착되어 하강하더라도 하우징(100)에 충돌하지 않을 정도의 크기로 형성될 수 있다. 셀 안착홈의 하강에 대해서는 아래에서 자세히 설명하도록 한다.

계속해서 도 3을 참조하면, 그립 어셈블리(200)는 셀 이송과정에서 셀이 슬라이딩 되어 이탈하는 것을 방지하도록 셀의 양 측면을 가압하여 고정하는 구성으로, 셀 받침대(210), 피니언 기어(220), 기어 프레임(230) 및 셀 고정부재(240)를 포함한다.

셀 받침대(210)는 셀이 상부에서 진입하여 안착될 수 있는 셀 안착홈이 형성된다. 여기서 셀이란, 전극과 분리막이 교대로 적층되며, 장변(長邊, long side)과 단변(短邊, short side)을 갖는 직사각형 형태의 평면을 갖도록 절단된 전극 조립체 단위를 의미할 수 있으며, 바이셀(bi-cell), 모노셀(mono-cell), 하프셀(half-cell) 등 다양한 형태의 셀을 포함할 수 있다. 셀은 셀 받침대(210)의 상부에서 진입하되, 셀이 세워진 상태에서 장변이 셀 안착홈의 상부로 진입하여 안착될 수 있다.

피니언 기어(220)는 셀 받침대(210)의 양 측면에서 각각 한 쌍이 구비되며, 셀 받침대(210)의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동으로 변환한다. 셀 받침대(210)는 셀이 안착되는 경우, 셀의 자중(自重)에 의해 하방 또는 중력 방향으로 이동할 수 있으며(이하 '셀 받침대의 하강'이라고 한다), 피니언 기어(220)는 셀 받침대(210)의 측면과 맞물리도록 구비되어 셀 받침대(210)의 하강에 따라 회전하게 된다. 여기서 한 쌍의 피니언 기어(220)는 셀 받침대(210)를 가운데에 두고 서로 반대편에 위치하도록 구비될 수 있으며, 따라서 한 쌍의 피니언 기어(220)의 회전 방향은 서로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 반대될 수 있다. 또한 셀 받침대(210)에서 셀이 제거되는 경우, 자중에 의해 하강하였던 셀 받침대(210)는 다시 상방 또는 중력 반대 방향(이하 '셀 받침대의 상승'이라고 한다)으로 이동할 수 있으며, 피니언 기어(220)는 셀 받침대(210)의 하강에 따라 회전하였던 방향과 반대되는 방향으로 회전할 수 있다.

또한 기어 프레임(230)은 한 쌍의 피니언 기어(220)에 각각 결합되며, 피니언 기어(220)의 회전 운동을 전달하며, 셀 고정부재(240)는 한 쌍의 기어 프레임(230)의 단부에 구비되며, 셀 안착홈에 안착되는 셀을 양 측에서 가압하여 고정한다.

이처럼 본 발명에 따른 셀 그리퍼(10)는 셀 고정부재(240)가 셀의 양 측면을 가압하여 고정함으로써, 이송 과정에서 셀이 미끄러져 이탈하는 것을 방지하고, 별도의 포지셔닝(positioning) 과정에 소요되는 시간을 최소화하여 택트 타임(tact time)을 개선할 수 있으며, 장치 부하율을 높이지 않고도 생산성을 향상시킬 수 있다.

그립 어셈블리(200)는 셀 받침대(210)의 하강에 의해 한 쌍의 피니언 기어(220)가 회전하고, 한 쌍의 피니언 기어(220)의 회전에 의해 한 쌍의 기어 프레임(230)과 한 쌍의 셀 고정부재(240)가 셀 안착홈 방향으로 이동하여 셀을 양 측에서 가압하여 고정할 수 있다.

반면에, 셀 받침대(210)의 상승에 의해서는 한 쌍의 피니언 기어(220)가 셀 받침대(210)의 하강에 따라 회전하였던 방향과는 반대되는 방향으로 회전하게 되고, 한 쌍의 피니언 기어(220)의 반대 방향 회전에 의해 한 쌍의 기어 프레임(230)과 한 쌍의 셀 고정부재(240)가 셀 안착홈에서 멀어지는 방향으로 이동하여 셀의 양 측에서 고정을 해제할 수 있다. 즉, 그립 어셈블리(200)에 셀이 안착되어 셀 자중이 인가되는 경우 셀 고정부재(240)가 셀을 양 측에서 가압하여 고정하고, 셀이 취출되어 셀 자중이 제거되는 경우 셀 고정부재(240)가 셀 고정을 해제하도록 작동될 수 있다.

또한 그립 어셈블리(200)는 셀 받침대(210)의 하부에 구비되어, 셀 받침대(210)의 상하 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(250)를 더 포함할 수 있다. 여기서 탄성부재(250)란 스프링으로 선택될 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 셀 받침대(210)에 셀이 안착되는 경우 압축되며, 셀이 제거되는 경우 다시 복원되는 소재 또는 구조를 가지는 것이면 충분하다. 또한 탄성부재(250)의 탄성력은 셀 받침대(210)에 셀이 안착되는 경우 셀의 받침대와 셀의 자중에 의해 초기의 셀 받침대(210)의 위치보다 하강할 수 있도록 형성될 수 있다.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 그립 어셈블리(200)의 각 구성에 대해 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 셀 그리퍼(10)의 피니언 기어(220), 기어 프레임(230) 및 셀 고정부재(240)의 결합관계를 도시한 사시도이다.

먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 셀 받침대(210)는 랙 기어(211) 및 연결부(212)를 포함할 수 있다. 랙 기어(211)는 상하 방향으로 길이를 가지고 서로 이격되어 한 쌍으로 구비되며, 외측면으로 톱니가 형성될 수 있다. 랙 기어(211)의 외측면으로 형성된 톱니는 상술한 피니언 기어(220)와 맞물리게 되어 셀 받침대(210)의 상승 또는 하강의 직선 운동을 피니언 기어(220)로 전달할 수 있다. 또한 연결부(212)는 한 쌍의 랙 기어(211)의 하부에 구비되어 한 쌍의 랙 기어(211)를 서로 연결할 수 있다. 이로써, 한 쌍의 랙기어가 하나의 움직임으로 상승 또는 하강할 수 있게 되며, 한 쌍의 피니언 기어(220) 또한 동일한 각도만큼 회전할 수 있게 된다.

한편, 셀 받침대(210)에 형성되는 셀 안착홈은 한 쌍의 랙 기어(211)가 서로 마주보는 내측면과 상기 한 쌍의 랙 기어(211)의 하부에 구비되는 연결부(212)에 의해 U자형의 수직 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 셀이 세워진 상태에서 셀의 장변이 셀 안착홈의 상부로 진입하여 안착되는 경우, 연결부(212)가 셀의 하부를 지지하며 연결부(212)의 상부에서 구비되는 한 쌍의 랙 기어(211)의 내측면에 의해 셀의 넓은 측면이 이탈하지 않고 지지될 수 있다.

다음으로 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 피니언 기어(220)는 가상의 회전축에 대응되는 위치에서 피니언 기어(220)의 양 측면을 관통하는 축 관통홀이 형성되고, 축 관통홀이 형성된 측면에서 외측으로 돌출되는 결합돌기가 형성될 수 있다. 피니언 기어(220)의 축 관통홀에는 고정축이 관통되어 피니언 기어(220)가 상하 방향으로 고정된 상태에서 회전할 수 있게 된다. 이때 고정축은 하우징(100)의 내면에 형성된 것일 수 있다. 결합돌기는 축 관통홀이 형성된 측면에서 형성되되, 축 관통홀과 소정 거리 이격되어 형성될 수 있다. 여기서 소정 거리는, 피니언 기어(220)의 회전에 의해 후술할 기어 프레임(230) 및 셀 고정부재(240)가 이동하는 거리의 크기를 결정하게 되는 것으로, 결합돌기와 축 관통홀의 거리가 상대적으로 클수록 기어 프레임(230) 및 셀 고정부재(240)의 이동 거리가 증가하고, 결합돌기와 축 관통홀의 거리가 상대적으로 작을수록 기어 프레임(230) 및 셀 고정부재(240)의 이동 거리가 감소하게 된다.

기어 프레임(230)은 제1 프레임(230-1), 제2 프레임(230-2) 및 제3 프레임(230-3)을 포함할 수 있다. 먼저, 제1 프레임(230-1)은 피니언 기어(220)의 측면에서 결합될 수 있다. 이를 상세히 설명하면, 제1 프레임(230-1)은 일 측에서 피니언 기어(220)의 축 관통홀과 대응되게 위치하여 피니언 기어(220)와 결합될 수 있다. 이때 제1 프레임(230-1)의 일 측에는 결합홀(도면부호 미표시)이 형성될 수 있으며, 제1 프레임(230-1)의 일 측의 결합홀과 피니언 기어(220)의 축 관통홀에 상술한 고정축이 동시에 관통된 상태로 제1 프레임(230-1)이 피니언 기어(220)의 측면에서 결합될 수 있다.

한편 제1 프레임(230-1)은 타 측에서 제2 프레임(230-2)과 결합되며, 일 측과 타 측의 사이에서 피니언 기어(220)의 결합돌기와 결합될 수 있다. 이를 상세히 설명하면, 제1 프레임(230-1)의 타 측에도 결합홀이 형성될 수 있으며, 제2 프레임(230-2)에 형성되는 결합돌기가 삽입되어 제1 프레임(230-1)의 타 측에서 제1 프레임(230-1)과 제2 프레임(230-2)이 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 또한 제1 프레임(230-1)의 일 측과 타 측의 사이에도 결합홀이 형성될 수 있으며, 상술한 피니언 기어(220)의 측면에 형성되는 결합돌기가 삽입되어 결합될 수 있다. 다만, 반드시 이와 같은 결합홀 및 결합돌기에 의한 결합 방식에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 프레임(230-1)에 결합돌기가 형성되고 피니언 기어(220) 및 제2 프레임(230-2)에 결합홀이 형성되어 상호 결합될 수도 있다.

제2 프레임(230-2)은 일 측에서 제1 프레임(230-1)과 결합되고, 타 측에서 셀 고정부재(240)와 결합될 수 있다. 제2 프레임(230-2)이 셀 고정부재(240)와 결합되는 구조는 후술하도록 한다.

제3 프레임(230-3)은 일 측에서 제2 프레임(230-2)과 결합되고, 타 측에서 하우징(100)에 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 이를 상세히 설명하면, 제3 프레임(230-3)의 일 측에는 결합홀이 형성될 수 있으며, 제2 프레임(230-2)에 형성된 결합돌기가 삽입되어 제3 프레임(230-3)과 제2 프레임(230-2)이 서로 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 여기서 제2 프레임(230-2)에 형성되는 결합돌기란, 상술한 제1 프레임(230-1)이 결합되는 결합돌기와는 서로 다른 구성으로, 제2 프레임(230-2)에서 셀 고정부재(240)와 제1 프레임(230-1)이 결합되는 위치 사이의 지점에 형성되는 것일 수 있다. 즉, 제3 프레임(230-3)은 제2 프레임(230-2)에서 셀 고정부재(240)와 제1 프레임(230-1)의 사이에 위치하도록 결합될 수 있으며, 이로써 제2 프레임(230-2)의 가동범위를 적절히 제한하고, 후술할 셀 고정부재(240)가 셀의 측면을 정확히 가압하도록 할 수 있다.

또한 제3 프레임(230-3)은 타 측에서 하우징(100)에 회전 가능하도록 결합될 수 있으며, 상세하게는, 제3 프레임(230-3)의 타 측에 또 다른 결합홀이 형성될 수 있고, 하우징(100)의 내부 측면에 형성되는 고정축이 관통하여 결합될 수 있다. 여기서 하우징(100) 내부 측면에 형성되는 고정축은, 상술한 피니언 기어(220)와 제1 프레임(230-1)을 관통하는 고정축과는 서로 다른 구성이며, 제3 프레임(230-3)만을 고정하는 구성일 수 있다. 따라서, 제3 프레임(230-3)의 타 측은 하우징(100)에 고정된 상태에서 제2 프레임(230-2)과 결합한 제3 프레임(230-3)의 일 측이 이동될 수 있다.

다음으로 도 4를 참조하면, 셀 고정부재(240)는 가압부(241) 및 결합부(242)를 포함할 수 있다. 가압부(241)는 평평한 면으로 형성되며, 셀의 평평한 면을 가압하여 고정하는 면일 수 있다. 이처럼 가압부(241)는 평평한 면으로 형성되므로, 셀을 클램핑(clamping)하여 고정하는 방식에 비해 셀의 손상을 최소화하면서도 셀을 효과적으로 고정할 수 있게 된다.

한 쌍의 결합부(242)는 가압부(241)의 양 측에서 후방으로 절곡되어 형성될 수 있다. 여기서 후방이란, 가압부(241)가 셀을 가압하여 고정하는 평평한 면의 반대 방향을 의미할 수 있다. 한 쌍의 결합부(242)는 가압부(241)의 후방으로 절곡됨으로써 결합부(242) 사이에서 공간을 형성하게 되는데, 이때 제2 프레임(230-2)은 제1 프레임(230-1)이 결합된 일 측의 반대 측인 타 측이 상기 한 쌍의 결합부(242) 사이에 삽입되어 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이로써 제2 프레임(230-2)이 상하 방향 또는 전후 방향으로 이동하더라도 셀 고정부재(240)의 가압부(241) 면이 일정한 방향을 향하도록 유지될 수 있다. 셀 고정부재(240)의 결합부(242)에 제2 프레임(230-2)이 결합되는 방식을 상세히 설명하면, 한 쌍의 결합부(242)에는 결합홀이 형성될 수 있고, 제2 프레임(230-2)의 타 측에도 결합홀이 형성될 수 있으며, 상술한 결합부(242)의 결합홀과 제2 프레임(230-2)의 결합홀이 대응되는 위치에서 이를 관통하는 고정핀 또는 나사 등에 의해 결합될 수 있다.

실시예 2

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 셀 이송장치를 도시한 사시도이다. 본 발명의 실시예 2에서는, 실시예 1의 셀 그리퍼를 포함하는 셀 이송장치인 점에서 실시예 1과 차이가 있다.

실시예 1과 공통된 내용은 가급적 생략하고 차이점 중심으로 실시예 2에 대해서 설명하기로 한다. 즉, 실시예 2에서 설명하지 않은 내용이 필요한 경우 실시예 1의 내용으로 간주될 수 있음은 자명하다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 셀 이송장치(1)는 적어도 하나 이상의 셀 그리퍼(10)가 구비되며, 셀 그리퍼(10)의 하부에서 셀 그리퍼(10)를 고정하는 거치대(20)를 포함한다. 즉, 셀 그리퍼(10)는 필요에 따라 하나 또는 둘 이상이 구비될 수 있으며, 바람직하게는 도 5에서 도시된 바와 같이 2개의 셀 그리퍼(10)가 거치대(20)의 상부에서 고정되어 거치된 모습이 도시되어 있다. 이로써, 셀이 장변 방향으로 안착되는 경우, 2개의 셀 그리퍼(10)가 더욱 안정적으로 셀을 고정할 수 있다.

셀 그리퍼(10)와 셀 그리퍼(10)를 고정하는 거치대(20)를 포함하는 셀 이송장치(1)는, 컨베이어 벨트와 같은 수단에 의해 이동될 수 있다. 한편, 셀 그리퍼(10)는 하우징(100) 및 하우징(100)의 내부에 장착되는 그립 어셈블리(200)를 포함하고, 그립 어셈블리(200)는 셀이 상부에서 진입하여 안착될 수 있는 셀 안착홈이 형성된 셀 받침대(210)와 셀 받침대(210)의 양 측면에 구비되며, 셀 받침대(210)의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 한 쌍의 피니언 기어(220)와 한 쌍의 피니언 기어(220)에 결합되며, 피니언 기어(220)의 회전 운동을 전달하는 한 쌍의 기어 프레임(230) 및 한 쌍의 기어 프레임(230)의 단부에 구비되며, 셀 안착홈에 안착되는 셀을 양 측에서 가압하여 고정하는 한 쌍의 셀 고정부재(240)를 포함한다.

이로써, 본 발명에 따른 셀 이송장치(1)는 셀이 미끄러져 이탈하는 것을 방지하고, 별도의 포지셔닝(positioning) 과정에 소요되는 시간을 최소화하여 택트 타임(tact time)을 개선할 수 있으며, 장치 부하율을 높이지 않고도 생산성을 향상시킬 수 있다. 그 외 본 발명의 실시예 2에 따른 셀 이송장치(1)에서 셀 그리퍼(10)에 관한 상세한 구성 및 그에 따른 효과는 실시예 1에서와 동일하게 이해될 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.

1: 셀 이송장치
10: 셀 그리퍼
20: 거치대
100: 하우징
200: 그립 어셈블리
210: 셀 받침대
211: 랙 기어
212: 연결부
220: 피니언 기어
230: 기어 프레임
230-1: 제1 프레임
230-2: 제2 프레임
230-3: 제3 프레임
240: 셀 고정부재
241: 가압부
242: 결합부
250: 탄성부재

Claims

하우징; 및
상기 하우징의 내부에 장착되는 그립 어셈블리를 포함하고,
상기 그립 어셈블리는,
셀이 상부에서 진입하여 안착될 수 있는 셀 안착홈이 형성된 셀 받침대;
상기 셀 받침대의 양 측면에 구비되며, 상기 셀 받침대의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 한 쌍의 피니언 기어;
상기 한 쌍의 피니언 기어에 결합되며, 상기 피니언 기어의 회전 운동을 전달하는 한 쌍의 기어 프레임; 및
상기 한 쌍의 기어 프레임의 단부에 구비되며, 상기 셀 안착홈에 안착되는 셀을 양 측에서 가압하여 고정하는 한 쌍의 셀 고정부재를 포함하는 셀 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 그립 어셈블리는,
상기 셀 받침대의 하강에 의해 상기 한 쌍의 피니언 기어가 회전하고, 상기 한 쌍의 피니언 기어의 회전에 의해 상기 한 쌍의 기어 프레임과 상기 한 쌍의 셀 고정부재가 상기 셀 안착홈 방향으로 이동하여 셀을 양 측에서 가압하여 고정하는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 그립 어셈블리는,
상기 셀 받침대의 하부에 구비되어, 상기 셀 받침대의 상하 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 셀 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 셀 받침대는,
상하 방향으로 길이를 가지고 서로 이격되어 구비되되, 외측면으로 톱니가 형성되는 한 쌍의 랙 기어; 및
상기 한 쌍의 랙 기어의 하부에 구비되어 상기 한 쌍의 랙 기어를 서로 연결하는 연결부를 포함하는 셀 그리퍼.
제4항에 있어서,
상기 셀 안착홈은,
상기 한 쌍의 랙 기어가 서로 마주보는 내측면과 상기 한 쌍의 랙 기어의 하부에 구비되는 연결부에 의해, U자형의 수직 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 피니언 기어는,
가상의 회전축에 대응되는 위치에서 상기 피니언 기어의 양 측면을 관통하는 축 관통홀이 형성되고,
상기 축 관통홀이 형성된 측면에서 외측으로 돌출되는 결합돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 기어 프레임은,
상기 피니언 기어의 측면에서 결합되는 제1 프레임; 및
일 측에서 상기 제1 프레임과 결합되고, 타 측에서 상기 셀 고정부재와 결합되는 제2 프레임을 포함하되,
상기 제1 프레임은,
일 측에서 상기 피니언 기어의 축 관통홀과 대응되게 위치하여 상기 피니언 기어와 결합되고,
타 측에서 상기 제2 프레임과 결합되며,
상기 일 측과 상기 타 측의 사이에서 상기 피니언 기어의 결합돌기와 결합되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
제7항에 있어서,
상기 기어 프레임은,
일 측에서 상기 제2 프레임과 결합되고, 타 측에서 상기 하우징에 회전 가능하도록 결합되는 제3 프레임을 더 포함하는 셀 그리퍼.
제8항에 있어서,
상기 제3 프레임은,
상기 제2 프레임에서 상기 셀 고정부재와 상기 제1 프레임의 사이에 위치하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
제7항에 있어서,
상기 셀 고정부재는,
평평한 면으로 형성되는 가압부; 및
상기 가압부의 양 측에서 후방으로 절곡되는 한 쌍의 결합부를 포함하는 셀 그리퍼.
제10항에 있어서,
상기 제2 프레임은,
상기 제1 프레임이 결합된 일 측의 반대 측인 타 측이 상기 한 쌍의 결합부 사이에 삽입되어 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 셀 안착홈과 마주하는 위치에서 U자형의 수직 단면을 갖는 노치홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
제12항에 있어서,
상기 노치홈은,
상기 셀 안착홈의 크기보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
적어도 하나 이상이 구비되는 셀 그리퍼; 및
상기 셀 그리퍼의 하부에서 상기 셀 그리퍼를 고정하는 거치대를 포함하고,
상기 셀 그리퍼는,
하우징; 및
상기 하우징의 내부에 장착되는 그립 어셈블리를 포함하고,
상기 그립 어셈블리는,
셀이 상부에서 진입하여 안착될 수 있는 셀 안착홈이 형성된 셀 받침대;
상기 셀 받침대의 양 측면에 구비되며, 상기 셀 받침대의 상하 방향 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 한 쌍의 피니언 기어;
상기 한 쌍의 피니언 기어에 결합되며, 상기 피니언 기어의 회전 운동을 전달하는 한 쌍의 기어 프레임; 및
상기 한 쌍의 기어 프레임의 단부에 구비되며, 상기 셀 안착홈에 안착되는 셀을 양 측에서 가압하여 고정하는 한 쌍의 셀 고정부재를 포함하는 셀 이송장치.