KR20230144280A

KR20230144280A - 배터리 셀의 이송 장치

Info

Publication number: KR20230144280A
Application number: KR1020220043354A
Authority: KR
Inventors: 안지은; 박상준; 오영래; 김강산; 류재민; 이호정
Original assignee: 에스케이온 주식회사; (주)하나기술
Priority date: 2022-04-07
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2023-10-16
Also published as: US11824153B2; CN219585161U; US20230343985A1; EP4258396A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이송 장치는, 이송 레일에 이동 가능하도록 결합되는 베이스 어셈블리, 상기 베이스 어셈블리의 상부에 배치되며, 상면에 배터리 셀이 안착되는 안착 플레이트, 상기 배터리 셀을 가압하여 상기 안착 플레이트 상에 고정시키는 가압고정부, 및 상기 가압고정부를 상기 안착 플레이트 측으로 가압하는 탄성부재를 포함하며, 상기 가압고정부는 수평 방향인 제1 방향과, 수직 방향인 제2 방향으로 이동 가능하도록 상기 베이스 어셈블리에 결합될 수 있다.

Description

배터리 셀의 이송 장치{CARRIER FOR SECONDARY BATTERY CELL}

본 발명은 이차전지 제조 시에 배터리 셀을 이송하는 이송 장치에 관한 것이다.

이차전지는 일차전지와 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드 자동차, 전기자동차와 같은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 최근 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

일반적으로 리튬 이차전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type) 배터리 셀이나 강성을 가진 각형 배터리 셀 또는 원통형 캔형(can type) 배터리 셀의 형태로 제조되고 있다.

이러한 배터리 셀은 다양한 공정을 거쳐 제조되며, 이에 따라서 각 공정들 간에 배터리 셀을 안정적으로 이송할 수 있는 장치가 요구되고 있다.

국내공개특허 제10-2020-0139366호

본 발명은 제조 중인 배터리 셀을 안정적으로 이송할 수 있는 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 가압고정부는, 적어도 일부가 상기 안착 플레이트 상부에 배치되어 상기 배터리 셀을 가압하는 가압부재 및 상기 가압부재에서 연장되고, 상기 안착 플레이트의 측면과 대면하도록 배치되는 연결부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스 어셈블리에 고정 배치되는 제1 가이드 레일과, 상기 제1 가이드 레일에 결합되어 상기 제1 방향으로 왕복 이동하는 제1 이동부재를 포함하는 제1 이동부 및 상기 제1 이동부재에 고정 배치되는 제2 가이드 레일과, 상기 제2 가이드 레일에 결합되어 상기 제2 방향으로 왕복 이동하는 제2 이동부재를 포함하는 제2 이동부를 더 포함하며, 상기 가압고정부는 상기 제2 이동부재에 고정 체결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안착 플레이트와 상기 베이스 어셈블리 사이에 배치되어 상기 안착 플레이트와 상기 베이스 어셈블리를 상호 결합하는 플레이트 결합부를 더 포함하고, 상기 탄성부재는, 일단이 상기 가압고정부에 체결되고 타단이 상기 제1 이동부재에 체결되어 상기 제1 방향으로 탄성 복원력을 제공하는 제1 탄성부재 및 일단이 상기 플레이트 결합부에 체결되고, 타단이 상기 제1 이동부재에 체결되어 상기 제2 방향으로 탄성 복원력을 제공하는 제2 탄성부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안착 플레이트는 상기 배터리 셀의 형상에 대응하는 홈을 적어도 하나 구비하고, 상기 가압고정부는 적어도 일부가 상기 배터리 셀 중 상기 홈의 외부에 배치되는 부분을 가압하는 이송 장치.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 베이스 어셈블리는, 적어도 일부가 상기 이송 레일과 나란하게 배치되는 구동부와 대면하도록 배치되어 상기 구동부와 전자기 결합할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 베이스 어셈블리는, 상기 구동부와 대면하는 부분에 배치되는 자기 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스 어셈블리에 결합되며, 상기 베이스 어셈블리 이동 시 적어도 일부가 상기 구동부의 표면과 접촉하여 상기 구동부 상에 배치된 이물을 제거하는 브러쉬를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스 어셈블리의 최전방과 최후방 중 적어도 한 곳에 결합되는 완충부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이송 장치는 구동부와의 전자기 결합에 의해 이동하므로 개별 이송 장치들 간의 독립적인 이동 및 제어가 가능하다.

또한, 본 실시예의 이송 장치는 이동이나 배터리 셀의 고정을 위해 별도의 구동 유닛을 포함하지 않는다. 따라서 이송 장치에 전기 공급을 위한 케이블이 연결되지 않으므로 이동 거리의 제약 없이 이동이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 이송 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 셀 이송 장치에 배터리 셀이 고정된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀 이송 장치의 저면 사시도.
도 4는 도 2의 A 방향에 따른 부분 사시도.
도 5는 도 4의 I-I'에 따른 단면도.
도 6은 도 1의 부분 분해 사시도.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 또한 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

더하여, 본 발명의 실시예에서 상측 상부, 하측, 하부, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 이송 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 셀 이송 장치에 배터리 셀이 고정된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀 이송 장치의 저면 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 이송 장치(1)는, 베이스 어셈블리(10), 안착 플레이트(20), 플레이트 결합부(40), 가압고정부(30), 제1 이동부(51), 및 제2 이동부(52)를 포함할 수 있다.

베이스 어셈블리(10)는 이송 장치(1)의 하부 영역을 구성하며, 적어도 일부가 후술되는 구동부(90)와 대면하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 이송 장치(1)는 LMS(Linear Motion System) 방식을 활용하여 이동될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예의 이송 장치(1)는, 이송 장치(1)의 이동 방향을 따라 레일 형태로 길게 배치된 구동부(90)와 상호 작용하는 힘에 의해 이송될 수 있다. 이송 장치(1)는 구동부(90)와의 전자기 결합을 통해 구동부(90)가 배치된 경로를 따라 이동할 수 있으며, 이를 위해 구동부(90)는 다수의 코일 유닛들을 구비하고, 베이스 어셈블리(10)는 상기 코일 유닛들과 전자기 결합하는 자기 유닛(130)을 포함할 수 있다.

자기 유닛(130)은 구동부(90) 내에 배치된 코일 유닛과 대면하도록 배치될 수 있다. 따라서 구동부(90)의 코일 유닛들에 순차적으로 전류가 인가되면 코일 유닛들과 자기 유닛(130) 간에 발생되는 인력 또는 척력에 의해 이송 장치(1)가 구동부(90)의 길이방향을 따라 이동될 수 있다.

자기 유닛(130)은 구동부(90)의 상면과 대향하도록 베이스 어셈블리(10) 밑면 측에 배치될 수 있으며, 구동부(90)의 코일 유닛들과 전자기 결합이 가능한 범위 내에 배치될 수 있다.

한편, 코일 유닛을 이송 장치(1)에 배치하고, 자기 유닛(130)을 구동부(90)에 배치하는 경우로 고려해 볼 수 있다. 그러나 이 경우 이송 장치(1)는 코일 유닛에 전류를 인가하기 위한 케이블을 포함해야 하므로, 케이블로 인하여 이송 장치(1)의 움직임에 제약이 있을 수 있다.

따라서, 상기한 문제를 고려하여 본 실시예의 이송 장치(1)에는 자기 유닛(130)이 배치되고, 코일 유닛은 구동부(90)에 배치된다.

베이스 어셈블리(10)에는 구동부(90)가 삽입될 수 있는 공간이 구비될 수 있다. 예컨대, 베이스 어셈블리(10)는 구동부(90)의 적어도 한 면을 감싸는 형태로 구동부(90)에 결합될 수 있으며, 구동부(90)는 적어도 일부가 베이스 어셈블리(10)에 마련된 공간에 삽입될 수 있다.

베이스 어셈블리(10)의 하부에는 전술한 구동부(90)와 이송 레일(R)이 배치될 수 있다.

이송 레일(R)은 이송 장치(1)의 이동 경로를 규정할 수 있다. 따라서 이송 장치(1)는 이송 레일(R)에 결합되어 이송 레일(R)을 따라 이동할 수 있다.

본 실시예에서 이송 레일(R)은 2개가 구동부(90)의 양측에서 구동부(90)와 나란하게 배치된다. 그리고 이송 장치(1)는 이송 레일(R)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 2개의 이송 레일(R)에 결합될 수 있다. 이때, 구동부(90)는 베이스 어셈블리(10)와 접촉하지 않도록 일정 간격 이격되되, 베이스 어셈블리(10)와 전자기 결합이 가능한 범위에 배치될 수 있다.

베이스 어셈블리(10)의 하부면에는 가이드부재(15)가 배치될 수 있다. 가이드부재(15)는 이송 레일(R)에 이동 가능하도록 결합되어 이송 장치(1)의 전진 및 후진을 가이드할 수 있다. 가이드부재(15)는 내측에 이송 레일(R)이 삽입될 수 있도록 이송 레일(R)과 상보적인 형상의 레일홈(151)이 형성될 수 있다. 예컨대 가이드부재(15)는 이송 레일(R) 맞물리는 형태로 이송 레일에 결합될 수 있다.

또한, 베이스 어셈블리(10)는 적어도 하나의 고정부재(110)를 포함할 수 있다. 고정부재(110)는 이송 장치(1)가 어느 하나의 공정 위치에 위치한 경우, 공정이 진행되는 동안 이송 장치(1)의 움직임을 억제하기 위해 마련될 수 있다.

고정부재(110)는 베이스 어셈블리(10)에 탈착 가능하도록 결합될 수 있으며, 내측으로 오목한 삽입 홈(111)을 구비할 수 있다.

삽입 홈(111)에는 삽입 부재(미도시)가 삽입될 수 있다. 삽입 부재는 이송 장치(1)의 외부에 배치된 장치나 유닛에 마련될 수 있다. 따라서 삽입 홈(111)에 삽입 부재가 삽입되는 경우, 이송 장치(1)의 움직임이 제한될 수 있다.

한편, 고정부재(110)는 공정이 반복 수행됨에 따라 삽입 부재와 반복적으로 접촉하게 되므로, 쉽게 파손될 수 있다. 이를 고려하여 본 실시예의 이송 장치(1)는 고정부재(110)가 탈착이 가능하도록 베이스 어셈블리(10)에 결합된다. 따라서, 고정부재(110)가 파손되더라도 베이스 어셈블리(10) 전체를 교체할 필요 없이 고정부재(110)만 교체할 수 있다.

고정부재(110)는 볼트와 같은 결합수단을 통해 베이스 어셈블리(10)에 체결될 수 있으나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

안착 플레이트(20)는 베이스 어셈블리(10)의 상부에 배치된다. 안착 플레이트(20)의 상면에는 배터리 셀(9)이 안착될 수 있다. 따라서 안착 플레이트(20)의 상면은 편평하거나, 배터리 셀(9)의 형상에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 안착 플레이트(20)는 배터리 셀(9)의 형상에 대응하는 홈을 적어도 하나 구비할 수 있다.

도 3를 참조하면, 본 실시예에서 안착 플레이트(20)에 안착되는 배터리 셀(9)은 전극조립체가 수용되는 제1 수용부(910) 및 파우치(900) 내에 전해액을 주입한 후 발생된 가스가 모이는 제2 수용부(930)를 포함할 수 있다. 따라서 안착 플레이트(20)는 제1 수용부(910)와 제2 수용부(920)가 안정적으로 안착될 수 있는 다수의 홈을 구비할 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

안착 플레이트(20)는 베이스 어셈블리(10)와 일정 거리 이격된 위치에 배치될 수 있으며, 플레이트 결합부(40)를 매개로 베이스 어셈블리(10)에 고정 체결될 수 있다.

플레이트 결합부(40)는 안착 플레이트(20)와 베이스 어셈블리(10) 사이에 배치되며, 안착 플레이트(20)와 베이스 어셈블리(10)에 상호 결합된다. 예컨대 안착 플레이트(20)는 플레이트 결합부(40)의 상부에 결합되고, 베이스 어셈블리(10)는 플레이트 결합부(40)의 하부에 결합될 수 있다. 따라서 안착 플레이트(20)는 베이스 어셈블리(10)는 플레이트 결합부(40)의 크기만큼 이격 배치될 수 있다.

본 실시예에서 플레이트 결합부(40)는 안착 플레이트(20)를 지지하는 다수의 기둥을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 안착 플레이트(20)를 지지할 수만 있다면 다양한 형태로 변형될 수 있다.

플레이트 결합부(40)에는 후술되는 제2 탄성부재(72)의 일단이 결합될 수 있다. 따라서 플레이트 결합부(40))에는 제2 탄성부재(72)가 결합되는 결합돌기가 마련될 수 있다. 결합돌기는 다수의 기둥 사이에 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

가압고정부(30)는 안착 플레이트(20) 상에 안착되는 배터리 셀(9)을 안착 플레이트(20)에 고정시켜 이송 장치(1)가 이동하는 과정에서 배터리 셀(9)의 흔들림이나 움직임을 억제한다.

도 4는 도 2의 A 방향에 따른 부분 사시도이고, 도 5는 도 4의 I-I'에 따른 단면도이며, 도 6은 도 1의 부분 분해 사시도이다. 여기서 도 6은 이해의 편의를 위해 가압고정부(30)와 제1, 제2 이송부(51, 52), 탄성 부재(71, 72)만 부분적으로 도시하였다.

도 4 내지 도 6을 함께 참조하면, 본 실시예에서 가압고정부(30)는 배터리 셀(9)의 양 측부를 가압하며 배터리 셀(9)을 안착 플레이트(20)에 고정시킬 수 있다. 따라서 가압고정부(30)는 적어도 2개가 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 2개의 가압고정부(30)는 안착 플레이트(20)의 양 측에서 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

각각의 가압고정부(30)는 일정 거리 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 가압고정부(30)는 제2 이동부(52)에 의해 상하 방향(도 3의 X 방향)으로 승강이 가능하도록 구성될 수 있다. 이를 통해 가압고정부(30)는 배터리 셀(9)을 부분적으로 가압하여 배터리 셀(9)을 안착 플레이트(20)에 고정시킬 수 있다.

또한 가압고정부(30)는 제1 이동부(51)에 의해 안착 플레이트(20)의 중심을 향하는 수평 방향(도 3의 Y 방향)으로 선형 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 2개의 가압고정부(30) 사이의 거리가 서로 가까워지거나 멀어지도록 조절될 수 있으므로, 크기가 다른 배터리 셀들을 이송하게 되는 경우 가압고정부(30)의 위치를 조절하여 배터리 셀을 고정할 수 있다.

각각의 가압고정부(30)는 가압부재(310)와 연결부재(330)를 포함할 수 있다.

가압부재(310)는 배터리 셀(9)과 접촉하며 배터리 셀(9)을 가압하는 부분이다. 따라서 가압부재(310)는 적어도 일부가 배터리 셀(9)의 상부에 배치된 후, 하강하여 배터리 셀(9)을 가압할 수 있다.

가압부재(310)는 배터리 셀(9)과 접촉하는 부분이 하부로 돌출되는 형태로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

가압부재(310)는 배터리 셀(9)의 수용부(910, 930)가 아닌, 수용부(910, 930)의 외측 부분을 가압할 수 있다. 예컨대, 가압부재(310)는 배터리 셀(9) 중 안착 플레이트(20)에 형성된 홈의 외부에 배치되는 부분을 가압할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

연결부재(330)는 가압부재(310)와 제2 이동부(52)를 연결할 수 있다. 연결부재(330)는 안착 플레이트(20)의 측면과 대면하도록 배치되며, 상단 측이 가압부재(310)에 체결되고, 하단 측이 제2 이동부재(522)에 체결될 수 있다. 따라서 가압고정부(30)는 제2 이동부재(522)의 이동 경로를 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.

가압부재(310)와 연결부재(330)는 일체로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 분리가 가능하도록 별도로 제조되어 상호 결합될 수 있다.

연결부재(330)에는 후술되는 제1 탄성부재(71)의 일단이 결합될 수 있다 이를 위해 연결부재(330)에는 결합돌기가 마련된 수 있다. 결합돌기는 연결부재(330)에서 외부로 돌출 형성되는 돌기 형태로 형성될 수 있다. 결합돌기는 연결부재(330) 중 안착 플레이트(20)를 향하는 면이 아닌 그 반대면에 배치될 수 있으며 제1 탄성부재(71)의 개수에 대응하여 다수개가 구비될 수 있다.

또한 연결부재(330)에는 돌출부(35)가 마련될 수 있다. 돌출부(35)는 연결부재(330)에서 외측으로 돌출 형성되며, 단부에는 베어링이 마련될 수 있다. 예컨대 돌출부(35)는 캠플로워(Cam Follower)의 형태로 구성될 수 있다.

이러한 돌출부(35)는 배터리 셀의 제조 공정을 진행하는 공정 장치와 결합되어 공정 장치의 구동에 따라 위치가 변경될 수 있다. 공정 장치가 돌출부(35)를 상승시키는 경우 가압고정부(30)도 함께 상승하게 되며, 이로 인해 가압부재(310)는 배터리 셀(9)과 이격될 수 있다. 또한 공정 장치가 돌출부(35)를 수평 방향으로 이동시키는 경우, 가압고정부(30)는 안착 플레이트(20)에서 멀어질 수 있으며, 이에 배터리 셀(9)은 상부가 완전히 개방될 수 있다.

제1 이동부(51)는 가압고정부(30)가 제1 방향으로 선형 이동하도록 가압고정부(30)의 이동을 가이드할 수 있다. 여기서 제1 방향은 안착 플레이트(20)의 중심을 향해 수평 방향(X 방향)으로 이동하는 방향일 수 있으며, 예컨대, 이송 장치(1)의 이동 방향과 나란한 방향일 수 있다.

이를 위해 제1 이동부(51)는 베이스 어셈블리(10)에 고정 배치되는 제1 가이드 레일(511), 그리고 제1 가이드 레일(511)에 결합되어 제1 가이드 레일(511)을 따라 왕복 이동하는 제1 이동부재(512)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 가압고정부(30)는 이송 장치(1)의 이동 방향과 나란한 제1 방향으로 선형 이동하므로, 제1 가이드 레일(511)은 이송 장치(1)의 이송 레일(R)과 나란하게 배치될 수 있다.

제1 이동부재(512)는 제1 가이드 레일(511)이 삽입되는 홈을 구비할 수 있다. 이동부재의 홈은 제1 가이드 레일(511)과 상보적인 형태로 형성될 수 있다.

제1 이동부재(512)가 제1 가이드 레일(511)을 따라 선형 이동하도록 구성됨에 따라, 제1 이동부재(512)와 간접적으로 연결되어 있는 가압고정부(30)도 제1 이동부재(512)와 함께 선형 이동될 수 있다. 따라서 제1 이동부(51)는 가압고정부(30)의 수평 이동 경로 및 이동 범위를 규정할 수 있다.

제1 이동부재(512)에는 후술되는 제1 탄성부재(71)의 타단과 제2 탄성부재(72)의 타단이 각각 결합될 수 있다. 따라서 제1 이동부재(512)에는 제1 탄성부재(71)와 제2 탄성부재(72)가 결합되는 결합돌기들이 마련될 수 있다.

제2 이동부(52)는 가압고정부(30)가 제2 방향으로 선형 이동하도록 가압고정부(30)의 이동을 가이드할 수 있다. 여기서 제2 방향은 수직 방향(Z 방향)으로 승강 이동하는 방향일 수 있다.

이를 위해 제2 이동부(52)는 제1 이동부재(512)에 고정 배치되는 제2 가이드 레일(521), 그리고 제2 가이드 레일(521)에 결합되어 제2 가이드 레일(521)을 따라 왕복 이동하는 제2 이동부재(522)를 포함할 수 있다.

제2 가이드 레일(521)은 제1 방향인 이송 장치(1)의 이동 방향과 직교하는 방향을 따라 배치되며 하단이 제1 이동부재(512)에 고정 체결될 수 있다. 이때 제2 가이드 레일(521)의 상단은 안착 플레이트(20)에 연결되지 않는다. 이에 따라 제1 이동부재(512)가 이동하는 경우, 제2 가이드 레일(521)은 제1 이동부재(512)와 함께 이동될 수 있다.

본 실시예에서 제2 가이드 레일(521)은 원통형 기둥의 형태로 형성될 수 있으며, 베이스 어셈블리(10)와 안착 플레이트(20) 사이에 배치될 수 있다.

제2 이동부재(522)는 이동 가능하도록 제2 가이드 레일(521)에 결합되며, 전술한 연결부재(330)에 고정 체결될 수 있다. 이를 위해 제2 이동부재(522)는 제2 가이드 레일(521)이 삽입되는 구멍을 구비할 수 있다.

제2 이동부재(522)가 제2 가이드 레일(521)을 따라 선형 이동되도록 구성됨에 따라, 제2 이동부재(522)와 연결되어 있는 가압고정부(30)도 제2 이동부재(522)와 함께 선형 이동될 수 있다. 따라서 제2 이동부(52)는 가압고정부(30)의 수직 이동 경로 및 이동 범위를 규정할 수 있다.

본 실시예에서 제2 이동부(52)는 2개가 나란하게 이격 배치될 수 있다. 예컨대 제2 이동부(52)는 제1 가이드 레일(511)의 양측에 분산 배치될 수 있다. 이 경우, 이격 배치된 2개의 제2 이동부재(522) 사이에는 후술되는 제2 탄성부재(72)가 배치될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 탄성부재(71)는 다수개가 마련될 수 있으며, 일단이 가압고정부(30)에 연결되고 타단이 제1 이동부재(512)에 연결될 수 있다. 제1 탄성부재(71)는 코일 스프링과 같이 탄성 변형되는 부재로 형성될 수 있다. 따라서 가압고정부(30)가 상승하게 되면 제1 탄성부재(71)에 의해 가압고정부(30)와 제1 이동부재(512) 간에는 서로 가까워지는 방향으로 복원력이 발생될 수 있다. 이러한 제1 탄성부재(71)의 복원력은 가압고정부(30)가 배터리 셀(9)을 가압하는 힘으로 작용할 수 있다. 따라서 제1 탄성부재(71)는 탄성 복원력이 제2 방향을 따라 가압고정부(30)를 안착 플레이트(20)에 밀착시키는 힘으로 작용하도록 배치될 수 있다.

제2 탄성부재(도 4의 72)는 다수 개가 마련될 수 있으며, 일단이 플레이트 결합부(40)에 연결되고 타단이 제1 이동부재(512)에 연결될 수 있다. 제2 탄성부재(72)는 코일 스프링과 같이 탄성 변형되는 부재로 형성될 수 있다. 따라서 제1 이동부재(512)가 안착 플레이트(20)와 멀어지는 방향으로 이동하게 되면 제2 탄성부재(72)에 의해 플레이트 결합부(40)와 제1 이동부재(512) 간에는 서로 가까워지는 방향으로 탄성 복원력이 발생될 수 있다.

제2 탄성부재(72)의 탄성 복원력에 의해 제1 이동부재(512)는 안착 플레이트(20)의 중심 측으로 최대한 밀착된 상태가 유지될 수 있다. 따라서 제2 탄성부재(72)는 탄성 복원력이 제1 방향을 따라 가압고정부(30)를 안착 플레이트(20) 측으로 밀착시키는 힘으로 작용하도록 배치될 수 있다.

한편 도 2를 참조하면, 본 실시예의 이송 장치(1)는 완충부재(60)와 이물 제거부(80)를 구비할 수 있다.

완충부재(60)는 베이스 어셈블리(10)의 최전방과 최후방 죽 적어도 한 곳에 배치되어 다른 유닛(예컨대 다른 이송 장치)과의 충돌 시 이송 장치(1)에 가해지는 충격을 완화할 수 있다.

완충부재(60)는 탄성 변형되며 충격을 완화시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 완충부재는 고무나 우레탄 재질로 형성될 수 있다. 또한 패드나 블록, 폼(Foam)의 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이물 제거부(80)는 베이스 어셈블리(10)에 체결되며 이송 장치(1) 이동 시 구동부(90)에 접촉하여 구동부(90)의 상면에 잔류하는 이물을 제거할 수 있다.

이를 위하여, 이물 제거부(80)는 브러쉬(brush)를 포함할 수 있다. 브러쉬는 이송 장치(1)가 이송 레일(R)을 따라 이동할 때 구동부(90)의 표면과 접촉하여 구동부(90)의 표면 측에 잔류하는 이물을 제거할 수 있다.

이어서, 본 실시예에 따른 이송 장치(1)의 동작을 설명한다.

도 1을 참조하면, 이송 장치(1)는 이송 레일(R)에 결합되며 이송 레일(R)과 나란하게 배치되는 구동부(90)와의 전자기 결합을 통해 이송 레일(R)을 따라 이동할 수 있다. 또한 이송 장치(1)는 배터리 셀(9)을 제조하는 여러 공정 위치로 배터리 셀(9)을 이송할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이송 장치(1)가 이동하는 과정에서, 가압고정부(30)는 제1 탄성부재(71)에서 제공되는 복원력을 통해 안착 플레이트(20)에 안착된 배터리 셀(9)을 지속적으로 가압하게 되며, 이에 이송 장치(1)의 이동 과정에서 배터리 셀(9)의 움직임이 고정된다.

이송 장치(1)가 어느 하나의 공정 위치에 위치하게 되면, 해당 공정을 수행하는 장치(이하 공정 장치)에 구비된 삽입 부재가 고정부재(110)의 삽입 홈(11)에 삽입될 수 있다. 이에 해당 위치에서 이송 장치(1)의 움직임이 억제될 수 있다.

이어서, 공정 장치는 이송 장치(1)의 돌출부(35)를 제2 방향으로 상승시킬 수 있다. 이때 돌출부(35)가 체결된 가압고정부(30)도 함께 상승하게 되며, 이로 인해 가압부재(310)는 배터리 셀(9)과 이격된다. 또한 이와 동시에 또는 이후에, 공정 장치는 가압고정부(30)가 안착 플레이트(20)에서 멀어지도록 제1 방향을 따라 돌출부(35)를 이동시킬 수 있다. 이에 따라 배터리 셀(9)은 상부가 완전히 개방되므로, 공정이 원활하게 진행될 수 있다.

공정이 완료되면 공정 장치는 돌출부(35)를 원위치로 복귀시킬 수 있다. 이에 가압고정부(30)는 다시 배터리 셀(9)을 가압하게 되며, 배터리 셀(9)은 안착 플레이트(20)에 고정된다. 이후 이송 장치(1)는 후속 공정으로 배터리 셀(9)을 이송할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 이송 장치는 구동부와의 전자기 결합에 의해 이동하므로 구동부의 코일 유닛을 제어함에 따라 개별 이송 장치들 간의 독립적인 이동 및 제어가 가능하다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1: 배터리 셀 이송 장치
10: 베이스 어셈블리
20: 안착 플레이트
30: 가압고정부
40: 플레이트 결합부
51: 제1 이동부
52: 제2 이동부
71: 제1 탄성부재
72: 제2 탄성부재

Claims

이송 레일에 이동 가능하도록 결합되는 베이스 어셈블리;
상기 베이스 어셈블리의 상부에 배치되며, 상면에 배터리 셀이 안착되는 안착 플레이트;
상기 배터리 셀을 가압하여 상기 안착 플레이트 상에 고정시키는 가압고정부; 및
상기 가압고정부를 상기 안착 플레이트 측으로 가압하는 탄성부재;
를 포함하며,
상기 가압고정부는 수평 방향인 제1 방향과, 수직 방향인 제2 방향으로 이동 가능하도록 상기 베이스 어셈블리에 결합되는 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 가압고정부는,
적어도 일부가 상기 안착 플레이트 상부에 배치되어 상기 배터리 셀을 가압하는 가압부재; 및
상기 가압부재에서 연장되고, 상기 안착 플레이트의 측면과 대면하도록 배치되는 연결부재;
를 포함하는 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 어셈블리에 고정 배치되는 제1 가이드 레일과, 상기 제1 가이드 레일에 결합되어 상기 제1 방향으로 왕복 이동하는 제1 이동부재를 포함하는 제1 이동부; 및
상기 제1 이동부재에 고정 배치되는 제2 가이드 레일과, 상기 제2 가이드 레일에 결합되어 상기 제2 방향으로 왕복 이동하는 제2 이동부재를 포함하는 제2 이동부;
를 더 포함하며,
상기 가압고정부는 상기 제2 이동부재에 고정 체결되는 이송 장치.
제3항에 있어서,
상기 안착 플레이트와 상기 베이스 어셈블리 사이에 배치되어 상기 안착 플레이트와 상기 베이스 어셈블리를 상호 결합하는 플레이트 결합부를 더 포함하고,
상기 탄성부재는,
일단이 상기 가압고정부에 체결되고, 타단이 상기 제1 이동부재에 체결되어 상기 제1 방향으로 탄성 복원력을 제공하는 제1 탄성부재; 및
일단이 상기 플레이트 결합부에 체결되고, 타단이 상기 제1 이동부재에 체결되어 상기 제2 방향으로 탄성 복원력을 제공하는 제2 탄성부재;
를 포함하는 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 안착 플레이트는 상기 배터리 셀의 형상에 대응하는 홈을 적어도 하나 구비하고,
상기 가압고정부는 적어도 일부가 상기 배터리 셀 중 상기 홈의 외부에 배치되는 부분을 가압하는 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스 어셈블리는,
적어도 일부가 상기 이송 레일과 나란하게 배치되는 구동부와 대면하도록 배치되어 상기 구동부와 전자기 결합하는 이송 장치.
제6항에 있어서, 상기 베이스 어셈블리는,
상기 구동부와 대면하는 부분에 배치되는 자기 유닛을 포함하는 이송 장치.
제6항에 있어서,
상기 베이스 어셈블리에 결합되며, 상기 베이스 어셈블리 이동 시 적어도 일부가 상기 구동부의 표면과 접촉하여 상기 구동부 상에 배치된 이물을 제거하는 브러쉬를 더 포함하는 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 어셈블리의 최전방과 최후방 중 적어도 한 곳에 결합되는 완충부재를 더 포함하는 이송 장치.