KR20230126199A - 전극리드 정렬 마스킹 장치 - Google Patents

전극리드 정렬 마스킹 장치 Download PDF

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KR20230126199A
KR20230126199A KR1020230022109A KR20230022109A KR20230126199A KR 20230126199 A KR20230126199 A KR 20230126199A KR 1020230022109 A KR1020230022109 A KR 1020230022109A KR 20230022109 A KR20230022109 A KR 20230022109A KR 20230126199 A KR20230126199 A KR 20230126199A
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김태욱
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개시한다. 본 발명의 전극리드 정렬 마스킹 장치는: 전극리드의 용접 공정에서 버스바에 벤딩된 전극리드를 정렬하는 전극리드 정렬 마스킹 장치에 있어서, 상기 버스바 사이의 슬롯에 삽입되어 상기 전극리드의 위치를 정렬하는 한 쌍의 정렬 지그; 및 상기 한 쌍의 정렬 지그 사이에 배치되고, 상기 전극리드의 용접 부위를 둘러싸는 마스킹 지그;를 포함한다.

Description

전극리드 정렬 마스킹 장치{ELECTRODE LEAD ALIGNING AND MASKING DEVICE}
본 발명은 전극리드 정렬 마스킹 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버스바에 벤딩된 전극리드를 정확한 위치에 정렬하고, 용접 불량률을 현저히 감소시키며, 전극리브의 손상을 방지할 수 있는 전극리드 정렬 마스킹 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 양극, 음극 및 전해질을 포함하고, 화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 이차전지는 충방전이 가능한 장점에 의해 사용이 점차적으로 늘고 있는 추세이다. 이와 같은 이차전지 중에서도 리튬 이차 전지는 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에, 전자 통신 기기의 전원으로 사용되거나 고출력의 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 구동원 등으로 널리 사용되고 있다.
이러한 이차전지의 형상 측면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 증가되고 있다. 이차전지의 재료 측면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 증가되고 있다.
이차전지의 전지 케이스의 내부에는 복수의 전지 셀이 적층된다. 복수의 전지 셀에는 전극 탭이 각각 돌출되게 형성되고, 각 전극 탭에는 전극리드가 용접된다. 음극 리드와 양극 리드는 벤딩 공정에서 벤딩 툴(bending toll)에 의해 버스바에 겹쳐지도록 벤딩된다. 벤딩 공정의 후속 공정인 용접 공정에서, 벤딩된 음극 리드와 양극 리드는 용접 툴에 의해 버스바에 겹쳐진 상태로 용접된다.
그러나, 종래에는 전극리드의 벤딩 공정 후 용접 공정을 수행할 때에 벤딩된 전극리드가 정렬되지 않은 상태로 버스바에 용접된다. 이에 따라, 복수의 전극리드의 길이를 동일하게 일원화하더라도 전극리드의 용접 길이가 달라져 용접 불량률이 증가될 수 있다.
또한, 한 쌍의 전극리드가 버스바의 폭방향 외측으로 벌어진 상태로 벤딩되면, 한 쌍의 전극리드의 겹쳐진 길이가 짧아진다. 이 경우, 마스킹 지그로 겹쳐진 부분을 가압한 상태에서 용접하면, 실제 용접 구간이 설계 용접 구간보다 짧아짐에 따라 용접부의 접합력이 현저히 저하된다.
또한, 한 쌍의 전극리드가 버스바의 폭방향 양측면 측으로 모아진 상태로 벤딩되면, 한 쌍의 전극리드의 겹쳐진 길이가 과도하게 길어진다. 이 경우, 한 쌍의 전극리드의 단부가 라운드지게 구부러진 부분과 겹쳐지므로, 한 쌍의 전극리드의 겹쳐진 부분이 국부적으로 들뜨거나 틈새가 벌어질 수 있다. 이에 따라, 용접부의 접합력이 약해질 수 있다. 또한, 용접 스파크(welding spark)나 스패터(spatter)가 주변의 튀어 용접 불량률이 증가될 수 있다.
또한, 각각의 버스바에서 한 쌍의 전극리드의 용접 길이(welding lenght)가 서로 달라질 수 있으므로, 실제 용접 길이가 설계 요구 치수를 벗어나게 되어 용접 불량률이 증가될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2019-0097614호(2019. 08. 21 공개, 발명의 명칭: 스팟 용접용 지그)에 개시되어 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 버스바에 벤딩된 전극리드를 정확한 위치에 정렬하고, 용접 불량률을 현저히 감소시킬 수 있는 전극리드 정렬 마스킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전극리드의 실질 용접 길이가 설계 용접 길이와 일치될 수 있는 전극리드 정렬 마스킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전극리드가 버스바의 폭방향 외측으로 벌어지는 것을 방지함으로써, 용접부의 접합면적과 접합력이 감소되는 것을 방지할 수 있는 전극리드 정렬 마스킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 한 쌍의 전극리드의 겹쳐진 부분이 국부적으로 들뜨거나 틈새가 벌어지는 것을 방지할 수 있는 전극리드 정렬 마스킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전극리드와 정렬 지그가 손상되는 것을 방지할 수 있는 전극리드 정렬 마스킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치는: 전극리드의 용접 공정에서 버스바에 벤딩된 전극리드를 정렬하는 전극리드 정렬 마스킹 장치에 있어서, 상기 버스바 사이의 슬롯에 삽입되어 상기 전극리드의 위치를 정렬하는 한 쌍의 정렬 지그; 및 상기 한 쌍의 정렬 지그 사이에 배치되고, 상기 전극리드의 용접 부위를 둘러싸는 마스킹 지그;를 포함한다.
상기 한 쌍의 정렬 지그는 상기 마스킹 지그의 폭방향 양측에 결합될 수 있다.
상기 정렬 지그는 상기 슬롯에서 상기 전극리드의 바깥쪽에 삽입되면서 상기 전극리드를 상기 버스바 측으로 모아줄 수 있다.
상기 정렬 지그는, 상기 마스킹 지그의 양측에 대향되는 정렬 바디부; 및 상기 정렬 바디부에서 연장되고, 상기 정렬 바디부의 두께보다 얇게 형성되며, 상기 슬롯에 삽입되면서 상기 전극리드를 정렬하는 정렬 리브;를 포함할 수 있다.
상기 정렬 리브의 두께방향 내측에는 상기 전극리드를 버스바 측으로 모아주도록 정렬 테이퍼부가 형성될 수 있다.
상기 정렬 바디부의 하측에는 상기 전극리드의 벤딩부와 이격되도록 단차부가 형성되고, 상기 마스킹 지그의 가압면부는 상기 단차부보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.
상기 정렬 지그는 사각 패널 형태로 형성될 수 있다.
상기 마스킹 지그의 내부에는 상하방향으로 관통되는 용접 공간부가 형성될 수 있다.
상기 마스킹 지그는 상기 버스바의 길이방향과 나란한 사각통 형태로 형성되고, 상기 용접 공간부는 상기 버스바의 길이방향을 따라 나란하게 형성될 수 있다.
상기 마스킹 지그는 상기 전극리드를 상기 버스바에 압착시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치는: 전극리드의 용접 공정에서 버스바에 벤딩된 전극리드를 정렬하는 전극리드 정렬 마스킹 장치에 있어서, 상기 버스바 사이의 슬롯에 삽입되어 상기 전극리드의 위치를 정렬하는 한 쌍의 정렬 지그; 상기 한 쌍의 정렬 지그 사이에 배치되고, 상기 전극리드의 용접 부위를 둘러싸도록 설치되고, 상기 정렬 지그가 이동 가능하게 결합되는 마스킹 지그; 및 상기 한 쌍의 정렬 지그를 탄성 지지하도록 상기 마스킹 지그의 양측에 각각 설치되는 적어도 2개 이상의 탄성부재;를 포함한다.
상기 마스킹 지그는, 상하방향으로 관통되는 용접 공간부가 형성되는 마스킹 바디부; 및 상기 마스킹 바디부의 양측에 배치되고, 상기 정렬 지그가 각각 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩홈부가 형성되는 슬라이딩 가이드부;를 포함할 수 있다.
상기 정렬 지그는, 상기 마스킹 지그의 양측에 대향되는 정렬 바디부; 상기 정렬 바디부에서 하측으로 연장되고, 상기 정렬 바디부의 두께보다 얇게 형성되며, 상기 슬롯에 삽입됨에 따라 상기 전극리드를 정렬하는 정렬 리브; 및 상기 정렬 바디부에서 상측으로 연장되고, 상기 슬라이딩홈부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이더;를 포함할 수 있다.
상기 정렬 리브는 상기 슬롯에서 상기 전극리드의 바깥쪽에 삽입되면서 상기 전극리드를 상기 버스바 측으로 모아줄 수 있다.
상기 정렬 리브의 두께방향 내측에는 상기 전극리드를 버스바 측으로 모아주도록 정렬 테이퍼부가 형성될 수 있다.
상기 슬라이더의 두께는 상기 정렬 바디부의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
상기 정렬 바디부의 상측에는 상기 슬라이딩 가이드부의 하측 단부에 걸려 상기 정렬 지그의 이동 거리를 제한하는 이동 제한부가 형성될 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 정렬 바디부의 상단부와 상기 슬라이딩홈부의 상단부에 지지될 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 정렬 바디부의 길이방향 양측에 각각 배치될 수 있다.
상기 정렬 바디부의 하측에는 상기 전극리드의 벤딩부와 이격되도록 단차부가 형성되고, 상기 마스킹 지그의 가압면부는 상기 단차부보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 정렬 지그가 벤딩된 전극리드의 위치를 정렬하고, 마스킹 지그가 벤딩된 전극리드를 압착한 상태에서 용접툴이 전극리드를 용접하므로, 벤딩된 전극리드가 버스바의 정확한 위치에 용접될 수 있다.
본 발명에 의하면, 전극리드가 버스바의 정확한 위치에 용접되므로, 전극리드의 실질 용접 길이가 설계 용접 길이와 일치될 수 있다. 또한, 각각의 버스바에서 전극리드의 용접 길이가 균일해질 수 있다.
본 발명에 의하면, 전극리드가 버스바에 모아진 상태에서 용접되므로, 용접부의 접합면적과 접합력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 벤딩된 전극리드의 단부가 대향되는 전극리드에서 라운드지게 구부러진 벤딩부와 겹쳐지지 않으므로, 한 쌍의 전극리드의 겹쳐진 부분이 국부적으로 들뜨거나 틈새가 벌어지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 용접부의 접합력이 증대될 수 있다.
본 발명에 의하면, 정렬 지그가 마스킹 지그에 이동 가능하게 결합되고, 탄성부재에 의해 탄성 지지되므로, 정렬 지그와 전극리드의 충격이 완충될 수 있다. 이에 따라, 정렬 지그와 전극리드가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지 모듈에서 전극리드 정렬 마스킹 장치가 버스바의 상측에 배치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치가 전극리드의 상측에 위치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치의 정렬 리그가 슬롯에 삽입되어 전극리드를 정렬한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 11은 도 10의 전극리드 정렬 마스킹 장치에서 11-11 라인을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12는 도 11의 전극리드 정렬 마스킹 장치가 전극리드에서 12-12 라인을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단도면이다.
도 13은 도 11의 전극리드 정렬 마스킹 장치가 전극리드에서 13-13 라인을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 이차전지 모듈에서 전지 셀의 전극리드가 버스바의 슬롯에 끼워진 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 이차전지 모듈에서 전지 셀의 전극리드가 버스바에 벤딩된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 정렬 마스킹 장치가 버스바의 상측에 위치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 정렬 마스킹 장치의 정렬 지그가 버스바 사이의 슬롯에 끼워지는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 정렬 마스킹 장치의 정렬 지그의 단차부가 전극리드의 밴딩된 부분을 가압하는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 정렬 마스킹 장치의 마스킹 지그의 가압면부가 전극리드를 가압하는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 마스킹 지그의 용접 공간부를 통해 전극리드를 버스바에 용접하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치에 관해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이차전지 모듈에서 전극리드 정렬 마스킹 장치가 버스바의 상측에 배치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이차전지 모듈(1)은 케이스(10)의 내부에 복수의 전지 셀(30)이 적층된다. 각 전지 셀(30)에는 전극탭(31)이 돌출되게 연장되고, 전극탭(31)은 전극리드(33)에 용접된다. 전지 셀 적층체(미도시)에는 버스바 프레임(20)이 조립된다. 버스바 프레임(20)에는 복수의 버스바(21)(bus bar)가 나란하게 배열된다. 버스바 프레임(20)에서 복수의 버스바(21) 사이에는 슬롯(23)이 각각 형성된다. 슬롯(23)의 폭은 전극리드(33)의 두께의 5-7배 정도의 크기로 형성될 수 있다. 전지 셀 적층체에 버스바 프레임(20)을 조립하면, 복수의 전극리드(33)는 해당 슬롯(23)을 통과하여 버스바 프레임(20) 외측으로 수직하거나 거의 수직하게 돌출된다.
이러한 전지 셀 적층체는 벤딩 공정(bending process)에서 벤딩툴(미도시)을 이용하여 전극리드(33)를 버스바(21)에 밀착되도록 벤딩시킨다. 각 버스바(21)에는 한 쌍의 전극리드(33)가 버스바(21)의 폭방향으로 벤딩되어 서로 겹쳐진다. 버스바(21)에 전극리드(33)의 벤딩이 완료되면 용접 공정이 수행된다. 용접 공정에서는 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)가 벤딩된 전극리드(33)를 버스바(21)에 정렬한 상태에서 버스바(21)에 용접한다. 이에 관해 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치는(100) 전극리드(33)의 용접 공정에서 이차전지 모듈(1)의 버스바(21)에 벤딩된 전극리드(33)를 정렬 및 마스킹(masking)하는 장치이다. 이때, 버스바(21)에는 동일한 극성의 전극리드(33)가 벤딩되거나 반대 극성의 전극리드(33)가 벤딩될 수 있다. 또한, 일부의 버스바(21)에는 동일 극성의 전극리드(33)가 벤딩되고, 나머지 버스바(21)에는 반대 극성의 전극리드(33)가 벤딩될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치가 전극리드의 상측에 위치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치의 정렬 리그가 슬롯에 삽입되어 전극리드를 정렬한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치에 관해 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 한 쌍의 정렬 지그(110)(aligning jig) 및 마스킹 지그(120)(masking jig)를 포함한다.
한 쌍의 정렬 지그(110)는 버스바(21) 양측의 슬롯(23)에 삽입되어 한 쌍의 전극리드(33)의 위치를 정렬한다. 한 쌍의 정렬 지그(110)는 슬롯(23)에 삽입되면서 벤딩된 전극리드(33)를 버스바(21)의 폭방향 양측면에 모아준다. 이때, 한 쌍의 전극리드(33)는 버스바(21)의 폭방향 양측면에 밀착되거나 약간 이격되게 정렬될 수 있다. 또한, 한 쌍의 전극리드(33)는 버스바(21)에 벤딩되었을 때에 일측 전극리드(33)의 단부가 타측 전극리드(33)의 벤딩부(34)에서 일정 거리 이격되는 길이를 갖는다.
마스킹 지그(120)는 정렬 지그(110)에 결합되고, 전극리드(33)의 용접 부위를 둘러싸도록 형성된다. 마스킹 지그(120)는 전극리드(33)를 버스바(21)에 용접할 때에 불꽃이나 스패터(spatter)가 용접 부위를 벗어나지 못하도록 용접 부위의 둘레를 차폐한다. 이에 따라, 용접시 발생되는 스패터나 불꽃이 주변 구조물에 튀는 것을 방지하여 용접 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.
상기와 같이, 한 쌍의 정렬 지그(110)가 벤딩된 전극리드(33)의 위치를 정렬하고, 마스킹 지그(120)가 벤딩된 전극리드(33)를 압착한 상태에서 용접툴(welding tool: 미도시)이 전극리드(33)를 용접하므로, 벤딩된 전극리드(33)가 버스바(21)의 정확한 위치에 용접될 수 있다. 또한, 전극리드(33)의 실질 용접 길이가 설계 용접 길이와 일치될 수 있다. 용접 길이는 버스바(21)의 폭방향 길이에 나란하게 용접되는 길이를 의미한다. 또한, 전극리드(33)가 버스바(21)의 폭방향 외측으로 벌어지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 용접부의 접합면적과 접합력이 감소되는 것을 방지하고, 용접 불량률을 감소시킬 수 있다.
또한, 벤딩된 전극리드(33)의 단부가 대향되는 전극리드(33)에서 라운드지게 구부러진 벤딩부(34)와 겹쳐지지 않으므로, 한 쌍의 전극리드(33)의 겹쳐진 부분이 국부적으로 들뜨거나 틈새가 벌어지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 용접부의 접합력이 증대될 수 있다.
또한, 각각의 버스바(21)에서 한 쌍의 전극리드(33)의 용접 길이(welding lenght)가 균일해지므로, 실제 용접 길이가 설계 요구 치수에 일치되어 용접 불량률이 감소될 수 있다.
한 쌍의 정렬 지그(110)는 마스킹 지그(120)의 폭방향 양측에 결합된다. 이때, 한 쌍의 정렬 지그(110)는 마스킹 지그(120)의 폭방향 양측에 용접 또는 접착되거나 스크류나 리벳과 같은 체결부재에 의해 결합될 수 있다. 이에 따라, 정렬 지그(110)와 마스킹 지그(120)가 하나의 이동장치(미도시)에 의해 승강 및 이동되면서 전극리드(33)를 정렬 및 용접할 수 있다.
정렬 지그(110)는 슬롯(23)에서 전극리드(33)의 바깥쪽에 삽입되면서 전극리드(33)를 버스바(21) 측으로 모아준다. 이때, 한 쌍의 정렬 지그(110)의 두께방향 외측은 슬롯(23)의 외측면과 접촉되거나 이격될 수 있다. 또한, 한 쌍의 정렬 지그(110)의 두께방향 내측은 전극리드(33)의 외측면에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 정렬 지그(110)가 하강될 때에 한 쌍의 전극리드(33)가 버스바(21) 측으로 모아지면서 정렬될 수 있다.
정렬 지그(110)는 정렬 바디부(111)와 정렬 리브(113)를 포함한다.
정렬 바디부(111)는 마스킹 지그(120)의 양측에 대향된다. 정렬 바디부(111)는 용접이나 접착제에 의해 마스킹 지그(120)의 폭방향 양측에 고정되거나 스크류나 리벳과 같은 체결부재에 의해 마스킹 지그(120)이 폭방향 양측에 고정될 수 있다.
정렬 리브(113)는 정렬 바디부(111)에서 하측으로 연장되고, 정렬 바디부(111)의 두께보다 얇게 형성된다. 정렬 리브(113)는 슬롯(23)에 삽입되면서 전극리드(33)를 정렬한다. 정렬 리브(113)는 전극리드(33)의 외측면을 버스바(21) 측으로 가압하여 전극리드(33)를 버스바(21)에 밀착시키거나 미세하게 이격되게 정렬할 수 있다. 전극리드(33)와 버스바(21)의 접촉 여부는 정렬 지그의 두께에 따라 결정될 수 있다.
정렬 리브(113)의 두께방향 내측에는 전극리드(33)를 버스바(21) 측으로 모아주도록 정렬 테이퍼부(114)가 형성된다. 이때, 정렬 리브(113)는 정렬 테이퍼부(114)에 의해 하측으로 갈수록 점차적으로 두께가 얇게 형성된다. 이에 따라, 정렬 리브(113)의 하단부가 전극리드(33)의 외측면과 슬롯(23)의 외측면 사이에 용이하게 삽입되고, 정렬 리브(113)가 하강될수록 전극리드(33)를 버스바(21) 측으로 가압하면서 정렬할 수 있다. 또한, 정렬 리브(113)가 슬롯(23)에 삽입될 때에 정렬 리브(113)의 단부가 전극리드(33)의 벤딩부(34)에 걸려 정렬 리브(113)나 전극리드(33)가 손상 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.
정렬 바디부(111)의 하측에는 전극리드(33)의 벤딩부(34)와 이격되도록 단차부(115)가 형성될 수 있다. 이때, 마스킹 지그(120)의 가압면부(123)는 단차부(115)보다 낮은 위치에 배치된다. 단차부(115)는 가압면부(123)와 수평하거나 약간 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스킹 지그(120)의 가압면부(123)가 전극리드(33)를 가압할 때에 전극리드(33)의 벤딩부(34)가 단차부(115)와 일정 거리 이격되므로, 정렬 바디부(111)가 전극리드(33)의 벤딩부(34)를 가압하는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 전극리드(33)나 전극탭(31)이 정렬 바디부(111)의 가압력에 의해 휘어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
정렬 지그(110)는 사각 패널 형태로 형성된다. 정렬 지그(110)의 길이는 슬롯(23)의 길이보다 약간 짧게 형성될 수 있다. 또한, 정렬 지그(110)의 길이는 전극리드(33)의 길이와 동일하거나 약간 길게 형성될 수 있다. 물론, 정렬 지그(110)는 슬롯(23)에 삽입되어 전극리드(33)를 정렬하는 한 톱니 형태, 일렬로 배열된 복수의 바 형태 등 다양한 형태로 형성될 수도 있다.
마스킹 지그(120)의 내부에는 상하방향으로 관통되는 용접 공간부(121)가 형성된다. 용접툴은 용접 공간부(121)를 통과하여 벤딩된 전극리드(33)를 버스바(21)에 용접할 수 있다. 용접툴은 전극리드(33)에 레이저를 조사하여 용접하는 레이저 용접툴 또는 전극리드(33)에 전류를 인가하여 용접하는 스폿 용접툴일 수 있다. 이러한 용접 타입은 전극리드(33)와 버스바(21)의 소재 종류에 따라 다양한 타입이 적용될 수 있다. 상기와 같이, 용접툴이 용접 공간부(121)의 내부로 진입하여 전극리드(33)를 용접하므로, 스패터나 용접 불꽃이 전극리드(33)의 주변으로 튀는 것을 방지할 수 있다.
마스킹 지그(120)는 버스바(21)의 길이방향과 나란한 사각통 형태로 형성될 수 있다. 용접 공간부(121)는 버스바(21)의 길이방향을 따라 나란하게 형성된다. 마스킹 지그(120)의 폭은 버스바(21)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 용접 공간부(121)의 폭은 버스바(21)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 용접 공간부(121)의 길이는 전극리드(33)의 길이보다 약간 짧게 형성될 수 있다. 용접 공간부(121)의 단면은 버스바(21)의 길이방향과 나란한 직사각 형태로 형성될 수 있다. 마스킹 지그(120)가 사각통 형태로 형성되므로, 전극리드(33)의 겹쳐진 부분이 길이방향으로 용접될 수 있다.
마스킹 지그(120)는 벤딩된 전극리드(33)를 버스바(21)에 압착시킨다. 이에 따라, 용접툴이 전극리드(33)를 용접할 때에 전극리드(33)의 겹쳐진 부분이 들뜨거나 이격되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 전극리드(33)의 겹쳐진 부분의 용접 접합력이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전극리드(33)의 들뜸이나 이격에 의해 전극리드(33)의 국부적인 온도편차가 발생되는 것을 억제하여 용접불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 하나의 버스바(21)에 한 쌍의 전극리드(33)를 정렬하도록 한 쌍의 정렬 지그(110)와 하나의 마스킹 지그(120)를 포함할 수 있다. 이러한 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 한 번 하강할 때마다 하나의 버스바(21)에 전극리드(33)를 정렬 및 마스킹한다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 적어도 2개 이상의 버스바(21)에 한 쌍씩의 전극리드(33)를 정렬하도록 4개 이상의 정렬 지그(110)와 2개 이상의 마스킹 지그(120)가 배열된 형태로 제작될 수 있다. 이러한 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 한 번 하강할 때마다 2개 이상의 버스바(21)에 전극리드(33)를 동시에 정렬할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치에 관해 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 11은 도 10의 전극리드 정렬 마스킹 장치에서 11-11 라인을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 12는 도 11의 전극리드 정렬 마스킹 장치가 전극리드에서 12-12 라인을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단도면이고, 도 13은 도 11의 전극리드 정렬 마스킹 장치가 전극리드에서 13-13 라인을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 단도면이다.
도 8 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 한 쌍의 정렬 지그(110)(aligning jig), 마스킹 지그(120)(masking jig) 및 적어도 2개 이상의 탄성부재(130)를 포함한다.
한 쌍의 정렬 지그(110)는 버스바(21) 양측의 슬롯(23)에 삽입되어 한 쌍의 전극리드(33)의 위치를 정렬한다. 한 쌍의 정렬 지그(110)는 슬롯(23)에 삽입되면서 벤딩된 전극리드(33)를 버스바(21)의 폭방향 양측면에 모아준다. 이때, 한 쌍의 전극리드(33)는 버스바(21)의 폭방향 양측면에 밀착되거나 약간 이격되게 정렬될 수 있다. 또한, 한 쌍의 전극리드(33)는 버스바(21)에 벤딩되었을 때에 일측 전극리드(33)의 단부가 타측 전극리드(33)의 벤딩부(34)에서 일정 거리 이격되는 길이를 가질 수 있다.
마스킹 지그(120)는 한 쌍의 정렬 지그(110)에 사이에 배치되고, 전극리드(33)의 용접 부위를 둘러싸도록 형성된다. 마스킹 지그(120)에는 정렬 지그(110)가 이동 가능하게 결합된다. 마스킹 지그(120)는 전극리드(33)를 버스바(21)에 용접할 때에 불꽃이나 스패터(spatter)가 용접 부위를 벗어나지 못하도록 용접 부위의 둘레를 차폐(마스킹)한다. 이에 따라, 용접시 발생되는 스패터나 불꽃이 주변 구조물에 튀는 것을 방지하여 용접 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.
탄성부재(130)는 한 쌍의 정렬 지그(110)를 탄성 지지하도록 마스킹 지그(120)의 양측에 적어도 2개 이상 설치된다. 탄성부재(130)는 마스킹 지그(120)와 정렬 지그(110)를 연결하는 코일 스프링일 수 있다. 이러한 탄성부재(130)는 정렬 지그(110)를 탄성 지지하는 한 다양한 형태 및 다양한 위치에 적용될 수 있다.
상기와 같이, 정렬 지그(110)가 마스킹 지그(120)에 이동 가능하게 결합되고, 탄성부재(130)에 의해 탄성 지지된다. 이에 따라, 정렬 지그(110)가 상하로 이동되면서 전극리드(33)를 정렬하므로, 전극리드(33)의 변형을 최소화할 수 있다. 또한, 정렬 지그(110)가 전극리드(33)를 가압하는 순간에 정렬 지그(110)와 전극리드(33)의 충격을 완충하므로, 정렬 지그(110)와 전극리드(33)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 전극리드(33)의 표면에 흠집이 생기는 것을 방지할 수 있고, 전극리드(33)의 과열 및 발화 가능성을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 한 쌍의 정렬 지그(110)가 벤딩된 전극리드(33)의 위치를 정렬하고, 마스킹 지그(120)가 벤딩된 전극리드(33)를 압착한 상태에서 용접툴(welding tool: 미도시)이 전극리드(33)를 용접하므로, 벤딩된 전극리드(33)가 버스바(21)의 정확한 위치에 용접될 수 있다. 또한, 전극리드(33)의 실질 용접 길이가 설계 용접 길이와 일치될 수 있다. 용접 길이는 버스바(21)의 폭방향 길이에 나란하게 용접되는 길이를 의미한다. 또한, 전극리드(33)가 버스바(21)의 폭방향 외측으로 벌어지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 용접부의 접합면적과 접합력이 감소되는 것을 방지하고, 용접 불량률을 감소시킬 수 있다.
또한, 벤딩된 전극리드(33)의 단부가 대향되는 전극리드(33)에서 라운드지게 구부러진 벤딩부(34)와 겹쳐지지 않으므로, 한 쌍의 전극리드(33)의 겹쳐진 부분이 국부적으로 들뜨거나 틈새가 벌어지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 용접부의 접합력이 증대될 수 있다.
또한, 각각의 버스바(21)에서 한 쌍의 전극리드(33)의 용접 길이(welding lenght)가 균일해지므로, 실제 용접 길이가 설계 요구 치수에 일치되어 용접 불량률이 감소될 수 있다.
마스킹 지그(120)는 마스킹 바디부(122) 및 슬라이딩 가이드부(125)를 포함한다.
마스킹 바디부(122)에는 상하방향으로 관통되는 용접 공간부(121)가 형성된다. 용접 공간부(121)는 마스킹 바디부(122)의 길이방향과 나란한 장공 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 용접툴이 용접 공간부(121)를 통해 전극리드(33)에 접근하여 용접할 수 있다.
용접툴은 전극리드(33)에 레이저를 조사하여 용접하는 레이저 용접툴 또는 전극리드(33)에 전류를 인가하여 용접하는 스폿 용접툴일 수 있다. 이러한 용접 타입은 전극리드(33)와 버스바(21)의 소재 종류에 따라 다양한 타입이 적용될 수 있다. 상기와 같이, 용접툴이 용접 공간부(121)의 내부로 진입하여 전극리드(33)를 용접하므로, 스패터나 용접 불꽃이 전극리드(33)의 주변으로 튀는 것을 방지할 수 있다.
슬라이딩 가이드부(125)는 마스킹 바디부(122)의 양측에 배치된다. 슬라이딩 가이드부(125)에는 정렬 지그(110)가 각각 슬라이딩 가능하게 결합되도록 슬라이딩홈부(121)가 형성된다. 슬라이딩홈부(121)는 마스킹 바디부(122)의 측면과 슬라이딩 가이드부(125)의 내측면으로 둘러싸인 공간이다. 슬라이딩홈부(121)는 마스킹 바디부(122)의 길이방향을 따라 장공 형태로 형성된다. 또한, 슬라이딩홈부(121)의 하측은 개방된다. 상기 슬라이딩 가이드부(125)는 정렬 지그(110)가 흔들리지 않도록 정렬 지그(110)를 지지한다.
정렬 지그(110)는 슬롯(23)에서 전극리드(33)의 바깥쪽에 삽입되면서 전극리드(33)를 버스바(21) 측으로 모아준다. 이때, 한 쌍의 정렬 지그(110)의 두께방향 외측은 슬롯(23)의 외측면과 접촉되거나 이격될 수 있다. 또한, 한 쌍의 정렬 지그(110)의 두께방향 내측은 전극리드(33)의 외측면에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 정렬 지그(110)가 하강될 때에 한 쌍의 전극리드(33)가 버스바(21) 측으로 모아지면서 정렬될 수 있다.
정렬 지그(110)는 정렬 바디부(111), 정렬 리브(113) 및 슬라이더(116)를 포함한다. 정렬 지그(110)는 전체적으로 사각 패널 형태로 형성될 수 있다.
정렬 바디부(111)는 마스킹 지그(120)의 양측에 대향된다. 정렬 지그(110)가 상하방향으로 이동될 때에, 정렬 바디부(111)의 내측면은 마스킹 지그(120)의 측면과 면접촉되도록 평판 형태로 형성된다.
정렬 리브(113)는 정렬 바디부(111)에서 하측으로 연장되고, 정렬 바디부(111)의 두께보다 얇게 형성된다. 정렬 리브(110)는 버스바(21) 사이의 슬롯(23)에 삽입됨에 따라 전극리드(33)를 정렬한다. 정렬 리브(110)는 정렬 바디부(122)와 동일한 길이로 형성되거나 약간 다른 길이로 형성될 수 있다.
슬라이더(116)는 정렬 바디부(111)에서 상측으로 연장되고, 슬라이딩홈부(126)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 슬라이더(116)는 슬라이딩홈부(126)에 끼워지도록 판형으로 형성될 수 있다. 슬라이더(116)의 길이는 슬라이딩홈부(126)의 길이보다 약간 짧게 형성될 수 있다.
슬라이더(116)의 두께는 정렬 바디부(111)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 이에 따라, 슬라이더(116)의 하단부와 정렬 바디부(111)의 상단부가 단차지게 형성될 수 있다. 또한, 슬라이더(116)의 두께가 얇게 형성되므로, 슬라이딩 가이드부(125)의 폭과 슬라이딩홈부(126)의 폭이 불필요하게 증가되는 것을 방지할 수 있다.
정렬 리브(113)의 두께방향 내측에는 전극리드(33)를 버스바(21) 측으로 모아주도록 정렬 테이퍼부(114)가 형성된다. 이때, 정렬 리브(113)는 정렬 테이퍼부(114)에 의해 하측으로 갈수록 점차적으로 두께가 얇게 형성된다. 이에 따라, 정렬 리브(113)의 하단부가 전극리드(33)의 외측면과 슬롯(23)의 외측면 사이에 용이하게 삽입되고, 정렬 리브(113)가 하강될수록 전극리드(33)를 버스바(21) 측으로 가압하면서 정렬할 수 있다. 또한, 정렬 리브(113)가 슬롯(23)에 삽입될 때에 정렬 리브(113)의 단부가 전극리드(33)의 벤딩부(34)에 걸려 정렬 리브(113)나 전극리드(33)가 손상 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.
정렬 바디부(111)의 상측에는 슬라이딩 가이드부(125)의 하측 단부에 걸려 정렬 지그(110)의 이동 거리를 제한하는 이동 제한부(112)가 형성된다. 이동 제한부(112)는 정렬 바디부(111)의 상단부와 슬라이더(116)의 하단부 사이의 경계에 형성되는 단턱일 수 있다. 이러한 이동 제한부(112)는 정렬 바디부(111) 또는 슬라이더(116)에 다양한 구조로 형성될 수 있다.
정렬 바디부(111)의 하측에는 전극리드(33)의 벤딩부(34)와 이격되도록 단차부(115)가 형성될 수 있다. 이때, 마스킹 지그(120)의 가압면부(123)는 단차부(115)보다 낮은 위치에 배치된다. 단차부(115)는 가압면부(123)와 수평하거나 약간 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스킹 지그(120)의 가압면부(123)가 전극리드(33)를 가압할 때에 전극리드(33)의 벤딩부(34)가 단차부(115)와 일정 거리 이격되므로, 정렬 바디부(111)가 전극리드(33)의 벤딩부(34)를 가압하는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 전극리드(33)나 전극탭(31)이 정렬 바디부(111)의 가압력에 의해 휘어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
정렬 지그(110)의 길이는 슬롯(23)의 길이보다 약간 짧게 형성될 수 있다. 또한, 정렬 지그(110)의 길이는 전극리드(33)의 길이와 동일하거나 약간 길게 형성될 수 있다. 물론, 정렬 지그(110)는 슬롯(23)에 삽입되어 전극리드(33)를 정렬하는 한 톱니 형태, 일렬로 배열된 복수의 바 형태 등 다양한 형태로 형성될 수도 있다.
마스킹 지그(120)는 버스바(21)의 길이방향과 나란한 사각통 형태로 형성될 수 있다. 마스킹 지그(120)의 폭은 버스바(21)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 용접 공간부(121)의 폭은 버스바(21)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 용접 공간부(121)의 길이는 전극리드(33)의 길이보다 약간 짧게 형성될 수 있다. 용접 공간부(121)의 단면은 버스바(21)의 길이방향과 나란한 직사각 형태로 형성될 수 있다. 마스킹 지그(120)가 사각통 형태로 형성되므로, 전극리드(33)의 겹쳐진 부분이 길이방향으로 용접될 수 있다.
마스킹 지그(120)는 벤딩된 전극리드(33)를 버스바(21)에 압착시킨다. 이에 따라, 용접툴이 전극리드(33)를 용접할 때에 전극리드(33)의 겹쳐진 부분이 들뜨거나 이격되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 전극리드(33)의 겹쳐진 부분의 용접 접합력이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전극리드(33)의 들뜸이나 이격에 의해 전극리드(33)의 국부적인 온도편차가 발생되는 것을 억제하여 용접불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
탄성부재(130)는 정렬 바디부(111)의 상단부와 슬라이딩홈부(126)의 상단부에 지지될 수 있다. 탄성부재(130)는 정렬 바디부(111)의 길이방향 양측에 각각 배치될 수 있다. 탄성부재(130)가 정렬 바디부(111)의 길이방향 양측에 배치되므로, 정렬 지그(110)가 길이방향 일측으로 미세하게 기울어질 수 있다. 이에 따라, 전극리드(33) 또는 버스바(21)가 약간 기울어지더라도 정렬 지그(110)가 길이방향 일측으로 미세하게 기울어지면서 전극리드(33)를 정렬할 수 있다.
상기한 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 하나의 버스바(21)에 한 쌍의 전극리드(33)를 정렬하도록 한 쌍의 정렬 지그(110)와 하나의 마스킹 지그(120)를 포함할 수 있다. 이러한 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 한 번 하강할 때마다 하나의 버스바(21)에 전극리드(33)를 정렬 및 마스킹한다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 적어도 2개 이상의 버스바(21)에 한 쌍씩의 전극리드(33)를 정렬하도록 4개 이상의 정렬 지그(110)와 2개 이상의 마스킹 지그(120)가 배열된 형태로 제작될 수 있다. 이러한 전극리드 정렬 마스킹 장치(100)는 한 번 하강할 때마다 2개 이상의 버스바(21)에 전극리드(33)를 동시에 정렬할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 정렬 마스크 장치의 작동에 관해 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명에 따른 이차전지 모듈에서 전지 셀의 전극리드가 버스바의 슬롯에 끼워진 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 15는 본 발명에 따른 이차전지 모듈에서 전지 셀의 전극리드가 버스바에 벤딩된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 16은 본 발명에 따른 정렬 마스킹 장치가 버스바의 상측에 위치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 17은 본 발명에 따른 정렬 마스킹 장치의 정렬 지그가 버스바 사이의 슬롯에 끼워지는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 18은 본 발명에 따른 정렬 마스킹 장치의 정렬 지그의 단차부가 전극리드의 밴딩된 부분을 가압하는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 19는 본 발명에 따른 정렬 마스킹 장치의 마스킹 지그의 가압면부가 전극리드를 가압하는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 20은 본 발명에 따른 마스킹 지그의 용접 공간부를 통해 전극리드를 버스바에 용접하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 20을 참조하면, 버스바(21) 양측의 슬롯(23)에 전지 셀(30)의 전극리드(33)가 삽입된다. 이때, 전극리드(33)는 버스바(21)의 양측에 수직하게 삽입될 수 있다.
밴딩장치(미도시)가 전극리드(33)를 버스바(21) 측으로 가압하여 벤딩시킨다. 이때, 한 쌍의 전극리드(33)가 버스바(21)의 양측으로 벌어지거나 버스바(21)의 양측면에서 이격될 수 있다(도 15 참조).
정렬 마스킹 장치(100)가 버스바(21)의 상측으로 이동된다. 이때, 정렬 지그(110)는 탄성부재(130)의 탄성력에 의해 슬라이딩 가이드부(25)에서 가장 하강된 상태를 유지한다.
정렬 마스킹 장치(100)가 하강되면, 정렬 지그(110)가 버스바(21) 양측의 슬롯(23)에 삽입된다. 이때, 정렬 지그(110)의 정렬 테이퍼부(114)가 전극리드(33)의 벤딩부(34)에 충격을 가하는 경우, 탄성부재(130)가 약간 수축됨에 따라 전극리드(33)에 가해지는 충격이 완충된다.
정렬 지그(110)의 정렬 테이퍼부(114)가 전극리드(33)의 벤딩부(34)를 따라 슬라이딩되면서 부드럽게 하강된다. 정렬 테이퍼부(114)가 전극리드(33)의 외측을 가압하면서 전극리드(33)를 버스바(21) 측으로 모아준다.
정렬 지그(110)가 더욱 하강됨에 따라 전극리드(33)가 버스바(21)의 양측면에 밀착된다(도 17 참조). 이때, 전극리드(33)는 버스바(21)의 상면에서 들뜨거나 이격될 수 있다.
정렬 지그(110)가 슬롯(23)에 완전히 삽입되면, 정렬 지그(110)의 단차부(115)가 전극리드(33)의 벤딩부(34)에 밀착된다(도 18). 이때, 정렬 마스킹 장치(100)의 가압력이 전극리드(33)의 밴딩부(34)에 가해진다.
정렬 지그(110)의 단차부(115)가 전극리드(33)의 밴딩부(34)에 걸린 상태에서 마스킹 지그(120)가 하강된다. 정렬 지그(110)가 정지된 상태에서 마스킹 지그(120)가 하강되면, 탄성부재(130)가 길이방향으로 수축된다. 마스킹 지그(110) 하측의 가압면부(123)가 전극리드(33)를 가압하면, 전극리드(33)가 버스바(21)의 상면부에 긴밀하게 밀착된다. 이어, 용접툴이 마스킹 지그(120)의 용접 공간부(121)를 통해 전극리드(33)를 버스바(21)의 상면부에 용접한다(도 20 참조). 이에 따라, 전극리드(33)가 버스바(21)의 양측면과 상면부에 긴밀하게 밀착된 상태로 버스바(21)에 용접될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
1: 이차전지 모듈
10: 케이스
20: 버스바 프레임
21: 버스바
23: 슬롯
30: 전지 셀
31: 전극탭
31a: 제1전극탭
31b: 제2전극탭
33: 전극리드
33a: 제1전극리드
33b: 제2전극리드
34: 벤딩부
100: 전극리드 정렬 마스킹 장치
110: 정렬 지그
111: 정렬 바디부
112: 이동 제한부
113: 정렬 리브
114: 정렬 테이퍼부
115: 단차부
116: 슬라이더
120: 마스킹 지그
121: 용접 공간부
122: 마스킹 바디부
123: 가압면부
125: 슬라이딩 가이드부
126: 슬라이딩홈부
130: 탄성부재

Claims (20)

  1. 전극리드의 용접 공정에서 버스바에 벤딩된 전극리드를 정렬하는 전극리드 정렬 마스킹 장치에 있어서,
    상기 버스바 사이의 슬롯에 삽입되어 상기 전극리드의 위치를 정렬하는 한 쌍의 정렬 지그; 및
    상기 한 쌍의 정렬 지그 사이에 배치되고, 상기 전극리드의 용접 부위를 둘러싸는 마스킹 지그;를 포함하는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 정렬 지그는 상기 마스킹 지그의 폭방향 양측에 결합되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 지그는 상기 슬롯에서 상기 전극리드의 바깥쪽에 삽입되면서 상기 전극리드를 상기 버스바 측으로 모아주는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정렬 지그는,
    상기 마스킹 지그의 양측에 대향되는 정렬 바디부; 및
    상기 정렬 바디부에서 연장되고, 상기 정렬 바디부의 두께보다 얇게 형성되며, 상기 슬롯에 삽입되면서 상기 전극리드를 정렬하는 정렬 리브;를 포함하는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 정렬 리브의 두께방향 내측에는 상기 전극리드를 버스바 측으로 모아주도록 정렬 테이퍼부가 형성되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정렬 바디부의 하측에는 상기 전극리드의 벤딩부와 이격되도록 단차부가 형성되고,
    상기 마스킹 지그의 가압면부는 상기 단차부보다 낮은 위치에 배치되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 지그는 사각 패널 형태로 형성되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마스킹 지그의 내부에는 상하방향으로 관통되는 용접 공간부가 형성되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마스킹 지그는 상기 버스바의 길이방향과 나란한 사각통 형태로 형성되고,
    상기 용접 공간부는 상기 버스바의 길이방향을 따라 나란하게 형성되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마스킹 지그는 상기 전극리드를 상기 버스바에 압착시키는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  11. 전극리드의 용접 공정에서 버스바에 벤딩된 전극리드를 정렬하는 전극리드 정렬 마스킹 장치에 있어서,
    상기 버스바 사이의 슬롯에 삽입되어 상기 전극리드의 위치를 정렬하는 한 쌍의 정렬 지그;
    상기 한 쌍의 정렬 지그 사이에 배치되고, 상기 전극리드의 용접 부위를 둘러싸도록 설치되고, 상기 정렬 지그가 이동 가능하게 결합되는 마스킹 지그; 및
    상기 한 쌍의 정렬 지그를 탄성 지지하도록 상기 마스킹 지그의 양측에 각각 설치되는 적어도 2개 이상의 탄성부재;를 포함하는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 마스킹 지그는,
    상하방향으로 관통되는 용접 공간부가 형성되는 마스킹 바디부; 및
    상기 마스킹 바디부의 양측에 배치되고, 상기 정렬 지그가 각각 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩홈부가 형성되는 슬라이딩 가이드부;를 포함하는, 정렬 마스킹 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 정렬 지그는,
    상기 마스킹 지그의 양측에 대향되는 정렬 바디부;
    상기 정렬 바디부에서 하측으로 연장되고, 상기 정렬 바디부의 두께보다 얇게 형성되며, 상기 슬롯에 삽입됨에 따라 상기 전극리드를 정렬하는 정렬 리브; 및
    상기 정렬 바디부에서 상측으로 연장되고, 상기 슬라이딩홈부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이더;를 포함하는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 정렬 리브는 상기 슬롯에서 상기 전극리드의 바깥쪽에 삽입되면서 상기 전극리드를 상기 버스바 측으로 모아주는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 정렬 리브의 두께방향 내측에는 상기 전극리드를 버스바 측으로 모아주도록 정렬 테이퍼부가 형성되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 슬라이더의 두께는 상기 정렬 바디부의 두께보다 얇게 형성되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 정렬 바디부의 상측에는 상기 슬라이딩 가이드부의 하측 단부에 걸려 상기 정렬 지그의 이동 거리를 제한하는 이동 제한부가 형성되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 정렬 바디부의 상단부와 상기 슬라이딩홈부의 상단부에 지지되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 정렬 바디부의 길이방향 양측에 각각 배치되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 정렬 바디부의 하측에는 상기 전극리드의 벤딩부와 이격되도록 단차부가 형성되고,
    상기 마스킹 지그의 가압면부는 상기 단차부보다 낮은 위치에 배치되는, 전극리드 정렬 마스킹 장치.
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