WO2023033611A1 - 셀 그리퍼 및 이를 포함하는 셀 이송장치 - Google Patents

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WO2023033611A1
WO2023033611A1 PCT/KR2022/013233 KR2022013233W WO2023033611A1 WO 2023033611 A1 WO2023033611 A1 WO 2023033611A1 KR 2022013233 W KR2022013233 W KR 2022013233W WO 2023033611 A1 WO2023033611 A1 WO 2023033611A1
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cell
pair
gripper
frame
coupled
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PCT/KR2022/013233
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조성빈
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a cell gripper and a cell transfer device including the same, in which both sides of the cell are pressed and fixed during the cell transfer process, thereby preventing the cell from slipping away from the transfer device and performing separate positioning
  • the present invention relates to a cell gripper capable of improving tact time by minimizing the time required for a process and improving productivity without increasing a device load factor, and a cell transfer device including the same.
  • Secondary batteries unlike primary batteries that cannot be charged, refer to batteries that can be charged and discharged. They store not only small electronic devices such as cell phones and laptops, but also large products that require high output, such as electric vehicles, and surplus generated power or renewable energy. It is widely used in energy storage systems (ESS) and backup power storage devices.
  • ESS energy storage systems
  • an electrode assembly mounted inside a battery case is a power generating device capable of charging and discharging with a laminated structure of anode/separator/cathode.
  • the electrode assembly is a jelly-roll type wound with a separator interposed between a sheet-type positive electrode and a negative electrode coated with an electrode active material slurry, and a cell in which a separator is interposed between a plurality of cut positive electrodes and negative electrodes
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional cell transfer device and a cell seated in the cell transfer device.
  • the conventional cell transfer device is provided with a U-shaped guide so that the cell can be seated in an upright state.
  • the transfer speed of the conveyor had to be limited to a certain speed or less in order to prevent the cells from escaping, which led to a decrease in productivity.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to prevent the cells from slipping away from the transfer device by pressing and fixing both sides of the cells during the cell transfer process, and separate positioning
  • An object of the present invention is to provide a cell gripper and a cell transfer device capable of improving tact time by minimizing the time required for a positioning process and improving productivity without increasing the load factor of the device.
  • the cell gripper includes a housing and a grip assembly mounted inside the housing, and the grip assembly is provided on both sides of the cell support groove formed with a cell seating groove through which cells can be entered and seated from the top, and , a pair of pinion gears that convert the vertical linear motion of the cell support into rotational motion, a pair of gear frames coupled to the pair of pinion gears and transmitting the rotational motion of the pinion gear, and an end of the pair of gear frames and a pair of cell fixing members for pressing and fixing the cells seated in the cell seating grooves from both sides.
  • a pair of pinion gears are rotated by the descending of the cell support, and a pair of gear frames and a pair of cell fixing members are moved in the direction of the cell seating groove by the rotation of the pair of pinion gears, thereby moving the cells in both directions. It can be fixed by pressing from the side.
  • the grip assembly may further include an elastic member provided under the cell support and providing elastic force in the vertical direction of the cell support.
  • the cell support has a length in the vertical direction and is spaced apart from each other, and includes a pair of rack gears formed with teeth on the outer surface and a connection part provided below the pair of rack gears to connect the pair of rack gears to each other. can do.
  • the cell seating groove may be formed to have a U-shaped vertical cross section by a connection portion provided on an inner surface of a pair of rack gears facing each other and a lower portion of the pair of rack gears.
  • shaft through-holes penetrating both side surfaces of the pinion gear may be formed at a position corresponding to the virtual rotation axis, and coupling protrusions protruding outward from the side surfaces where the shaft through-holes are formed may be formed.
  • the gear frame includes a first frame coupled to the side of the pinion gear and a second frame coupled to the first frame at one side and coupled to the cell fixing member at the other side, wherein the first frame is coupled to the pinion gear at one side. It is positioned to correspond to the shaft through-hole and is coupled to the pinion gear, coupled to the second frame on the other side, and coupled to the coupling protrusion of the pinion gear between one side and the other side.
  • the gear frame may further include a third frame coupled to the second frame on one side and rotatably coupled to the housing on the other side.
  • the third frame may be coupled to be positioned between the cell fixing member and the first frame in the second frame.
  • the cell fixing member may include a pressing portion formed as a flat surface and a pair of coupling portions bent backward at both sides of the pressing portion.
  • the second frame may be rotatably coupled by inserting the other side opposite to one side to which the first frame is coupled between the pair of coupling parts.
  • a notch groove having a U-shaped vertical cross section may be formed at a position facing the cell seating groove.
  • the notch groove may be larger than the size of the cell seating groove.
  • the cell transfer device includes at least one cell gripper and a cradle for fixing the cell gripper at a lower portion of the cell gripper, the cell gripper includes a housing and a grip assembly mounted inside the housing, and a grip
  • the assembly includes a cell stand with a cell seating groove through which cells can enter and be seated from the top, a pair of pinion gears provided on both sides of the cell stand and converting the vertical linear motion of the cell stand into rotational motion, and a pair of pinion gears.
  • a cell gripper and a cell transfer device include a housing and a grip assembly mounted inside the housing, and the grip assembly includes a cell support groove having a cell seating groove in which cells can be entered and seated from the top, and the amount of the cell support
  • a pair of pinion gears provided on the side and converting the vertical linear motion of the cell support into rotational motion, a pair of gear frames coupled to the pair of pinion gears and transmitting the rotational motion of the pinion gear, and a pair of It is provided at the end of the gear frame and includes a pair of cell fixing members for pressing and fixing the cells seated in the cell seating grooves from both sides, thereby pressing and fixing both sides of the cells during the cell transfer process, thereby transferring the cells. It is possible to prevent cells from sliding away from the device, to improve the tact time by minimizing the time required for a separate positioning process, and to improve productivity without increasing the device load factor. .
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional cell transfer device and a cell seated in the cell transfer device.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a cell gripper according to a first embodiment of the present invention and a cell seated on the cell gripper.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of the cell gripper according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a coupling relationship between a pinion gear, a gear frame, and a cell fixing member of a cell gripper according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a cell transfer device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a cell gripper 10 and a cell seated on the cell gripper 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view of the cell gripper 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the cell gripper 10 includes a housing 100 and a grip assembly 200 mounted inside the housing 100 .
  • the housing 100 is provided to surround a part of the outer portion of the grip assembly 200, fixes the grip assembly 200 inside, and protects the grip assembly 200 from external impact. ) may be configured to protect. Accordingly, the housing 100 may be formed according to the shape of the grip assembly 200 to be described later. However, a notch groove having a U-shaped vertical cross section may be formed in the housing 100 at a position facing the cell seating groove of the grip assembly 200 to be described later. The notch groove may serve to prevent collision between the end of the cell and the housing 100 when the cell is seated in the cell seating groove.
  • the notch groove may be formed larger than the size of the cell seating groove to be described later, and more specifically, may be formed to a size that does not collide with the housing 100 even when the cell is seated in the cell seating groove and descends. The descent of the cell seating groove will be described in detail below.
  • the grip assembly 200 has a configuration in which both sides of the cell are pressed and fixed to prevent the cell from sliding out during the cell transfer process, and the cell support 210 and the pinion gear 220 , It includes a gear frame 230 and a cell fixing member 240.
  • the cell support 210 is formed with a cell seating groove in which the cell can enter from the top and be seated.
  • the cell may refer to an electrode assembly unit in which electrodes and separators are alternately stacked and cut to have a rectangular plane having a long side and a short side, and It may include various types of cells such as a bi-cell, a mono-cell, and a half-cell.
  • the cell enters from the upper part of the cell support 210, but the long side may enter and be seated in the upper part of the cell seating groove in a state in which the cell is erected.
  • a pair of pinion gears 220 is provided on both sides of the cell support 210, and converts the vertical linear motion of the cell support 210 into rotational motion.
  • the cell stand 210 can move downward or in the direction of gravity by the weight of the cell (hereinafter referred to as 'descent of the cell stand'), and the pinion gear 220 is the cell stand 210 ) It is provided to engage with the side surface of the cell pedestal 210 is rotated according to the lowering.
  • the pair of pinion gears 220 may be provided to be positioned opposite to each other with the cell support 210 in the middle, and therefore, the rotational directions of the pair of pinion gears 220 are clockwise or counterclockwise.
  • the cell stand 210 when the cell is removed from the cell stand 210, the cell stand 210, which has been lowered by its own weight, can move upward or in the opposite direction of gravity (hereinafter referred to as 'elevation of the cell stand'), and the pinion gear 220 ) may rotate in a direction opposite to the direction in which the cell pedestal 210 is lowered.
  • the gear frame 230 is each coupled to the pair of pinion gears 220, transmits the rotational motion of the pinion gear 220, and the cell fixing member 240 is at the end of the pair of gear frames 230. It is provided, and the cell seated in the cell seating groove is pressed and fixed from both sides.
  • the cell fixing member 240 presses and fixes both sides of the cell, thereby preventing the cell from sliding out during the transfer process and requiring a separate positioning process. It is possible to improve tact time by minimizing the time required to perform the operation, and productivity can be improved without increasing the load factor of the device.
  • the grip assembly 200 rotates a pair of pinion gears 220 by the descent of the cell support 210, and rotates a pair of gear frames 230 and a pair of gear frames 230 by the rotation of the pair of pinion gears 220.
  • the cell fixing member 240 of the cell can be fixed by moving in the direction of the cell receiving groove and pressurizing the cell from both sides.
  • the pair of pinion gears 220 rotate in the opposite direction to the direction in which the cell support 210 rotates as the cell support 210 descends, and the pair of pinion gears ( 220), the pair of gear frames 230 and the pair of cell fixing members 240 move in a direction away from the cell seating groove, thereby releasing the fixation at both sides of the cell. That is, when the cell is seated on the grip assembly 200 and cell weight is applied, the cell fixing member 240 presses and fixes the cell from both sides, and when the cell is taken out and the cell weight is removed, the cell fixing member 240 ) can be actuated to unfreeze the cell.
  • the grip assembly 200 may further include an elastic member 250 provided under the cell support 210 to provide elastic force in the vertical direction of the cell support 210 .
  • the elastic member 250 may be selected as a spring, but is not necessarily limited thereto, and it is sufficient to have a material or structure that is compressed when the cell is seated on the cell support 210 and restored again when the cell is removed.
  • the elastic force of the elastic member 250 may be formed such that when the cell is seated on the cell support 210, the cell support and the cell's own weight can lower the initial position of the cell support 210.
  • FIGS. 3 and 4 is a perspective view showing the coupling relationship between the pinion gear 220, the gear frame 230, and the cell fixing member 240 of the cell gripper 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the cell support 210 may include a rack gear 211 and a connecting portion 212 .
  • the rack gear 211 has a length in the vertical direction, is spaced apart from each other, and is provided as a pair, and teeth may be formed on the outer surface.
  • the teeth formed on the outer surface of the rack gear 211 are engaged with the above-described pinion gear 220 to transfer the linear motion of the rising or falling of the cell support 210 to the pinion gear 220.
  • the connection part 212 is provided under the pair of rack gears 211 to connect the pair of rack gears 211 to each other. As a result, the pair of rack gears can be raised or lowered in one movement, and the pair of pinion gears 220 can also be rotated by the same angle.
  • the cell seating groove formed in the cell support 210 is U by the connection portion 212 provided on the inner surface of the pair of rack gears 211 facing each other and the lower portion of the pair of rack gears 211. It may be formed to have a vertical cross section of a letter. That is, when the long side of the cell enters and is seated in the upper portion of the cell seating groove in a state in which the cell is erected, the connecting portion 212 supports the lower portion of the cell and a pair of rack gears 211 provided at the upper portion of the connecting portion 212 ) The wide side of the cell can be supported without being separated by the inner surface of the cell.
  • the pinion gear 220 is formed with shaft through-holes penetrating both sides of the pinion gear 220 at a position corresponding to a virtual rotational axis, and the side surface on which the shaft through-hole is formed.
  • a coupling protrusion protruding outward from may be formed.
  • a fixed shaft is passed through the shaft through-hole of the pinion gear 220 so that the pinion gear 220 can rotate while being fixed in the vertical direction.
  • the fixed shaft may be formed on the inner surface of the housing 100 .
  • the coupling protrusion may be formed at a side surface where the shaft through-hole is formed, and spaced apart from the shaft through-hole by a predetermined distance.
  • the predetermined distance determines the size of the distance that the gear frame 230 and the cell fixing member 240, which will be described later, move by the rotation of the pinion gear 220, and the larger the distance between the coupling protrusion and the shaft through-hole, the gear
  • the moving distance of the frame 230 and the cell fixing member 240 increases, and the moving distance of the gear frame 230 and the cell fixing member 240 decreases as the distance between the coupling protrusion and the shaft through hole is relatively small.
  • the gear frame 230 may include a first frame 230-1, a second frame 230-2, and a third frame 230-3.
  • the first frame 230-1 may be coupled from the side of the pinion gear 220. Describing this in detail, the first frame 230-1 may be positioned to correspond to the shaft through-hole of the pinion gear 220 at one side and coupled with the pinion gear 220. At this time, a coupling hole (not shown) may be formed on one side of the first frame 230-1, and the coupling hole on one side of the first frame 230-1 and the shaft through hole of the pinion gear 220 may be formed.
  • the first frame 230-1 may be coupled to the side of the pinion gear 220 in a state in which the aforementioned fixing shaft is simultaneously penetrated.
  • the first frame 230-1 is coupled to the second frame 230-2 on the other side, and may be coupled to the coupling protrusion of the pinion gear 220 between one side and the other side.
  • a coupling hole may be formed on the other side of the first frame 230-1, and a coupling protrusion formed on the second frame 230-2 is inserted to form the other side of the first frame 230-1.
  • the first frame 230-1 and the second frame 230-2 may be rotatably coupled.
  • a coupling hole may be formed between one side and the other side of the first frame 230-1, and the above-described coupling protrusion formed on the side surface of the pinion gear 220 may be inserted and coupled.
  • coupling protrusions are formed on the first frame 230-1 and the pinion gear 220 and the second frame 230-2 ) may be coupled to each other by forming coupling holes.
  • the second frame 230-2 may be coupled to the first frame 230-1 on one side and coupled to the cell fixing member 240 on the other side.
  • a structure in which the second frame 230-2 is combined with the cell fixing member 240 will be described later.
  • the third frame 230-3 may be coupled to the second frame 230-2 on one side and rotatably coupled to the housing 100 on the other side. Describing this in detail, a coupling hole may be formed on one side of the third frame 230-3, and a coupling protrusion formed on the second frame 230-2 is inserted so that the third frame 230-3 and the second The frames 230-2 may be rotatably coupled to each other.
  • the coupling protrusion formed on the second frame 230-2 has a different configuration from the above-described coupling protrusion to which the first frame 230-1 is coupled, and in the second frame 230-2, the cell fixing member ( 240) and the first frame 230-1 may be formed at a point between the coupled positions.
  • the third frame 230-3 may be coupled to be positioned between the cell fixing member 240 and the first frame 230-1 in the second frame 230-2, whereby the second frame ( 230-2) can be properly limited, and the cell fixing member 240 to be described later can accurately press the side of the cell.
  • the third frame 230-3 may be rotatably coupled to the housing 100 on the other side, and in detail, another coupling hole may be formed on the other side of the third frame 230-3.
  • a fixed shaft formed on the inner side of the housing 100 can be coupled through.
  • the fixed shaft formed on the inner side of the housing 100 has a different configuration from the above-described fixed shaft passing through the pinion gear 220 and the first frame 230-1, and only the third frame 230-3 It may be a fixed configuration. Accordingly, one side of the third frame 230-3 combined with the second frame 230-2 may be moved while the other side of the third frame 230-3 is fixed to the housing 100.
  • the cell fixing member 240 may include a pressing part 241 and a coupling part 242 .
  • the pressing unit 241 is formed as a flat surface, and may be a surface that presses and fixes the flat surface of the cell. Since the pressing portion 241 is formed as a flat surface, it is possible to effectively fix the cell while minimizing damage to the cell compared to a method of clamping and fixing the cell.
  • the pair of coupling parts 242 may be formed by bending backward from both sides of the pressing part 241 .
  • the rear may mean the opposite direction to the flat surface on which the pressing unit 241 presses and fixes the cell.
  • the pair of coupling parts 242 are bent toward the rear of the pressing part 241 to form a space between the coupling parts 242.
  • the second frame 230-2 is the first frame 230-1.
  • the other side opposite to the coupled one side may be inserted between the pair of coupling parts 242 and rotatably coupled thereto.
  • a coupling hole may be formed in the pair of coupling portions 242, and the second frame A coupling hole may also be formed on the other side of the 230-2, and a fixing pin or screw passing through the coupling hole of the coupling part 242 and the coupling hole of the second frame 230-2 correspond to each other. etc. can be combined.
  • Embodiment 5 is a perspective view showing a cell transfer device according to a second embodiment of the present invention.
  • Embodiment 2 of the present invention is different from embodiment 1 in that it is a cell transfer device including the cell gripper of embodiment 1.
  • Example 1 Contents common to Example 1 will be omitted as much as possible, and Example 2 will be described with a focus on differences. That is, it is obvious that the content not described in Example 2 can be regarded as the content of Example 1 when necessary.
  • the cell transfer device 1 includes at least one cell gripper 10, and a cradle for fixing the cell gripper 10 at the lower part of the cell gripper 10. (20). That is, one or more cell grippers 10 may be provided as needed, and preferably, as shown in FIG. 5, two cell grippers 10 are fixed and mounted on the cradle 20. appearance is shown. Accordingly, when the cell is seated in the long side direction, the two cell grippers 10 can more stably fix the cell.
  • the cell transfer device 1 including the cell gripper 10 and the holder 20 for fixing the cell gripper 10 may be moved by means such as a conveyor belt.
  • the cell gripper 10 includes a housing 100 and a grip assembly 200 mounted inside the housing 100, and the grip assembly 200 has a cell seating groove in which a cell enters from the top and is seated therein.
  • a pair of pinion gears 220 and a pair of pinion gears provided on both sides of the formed cell support 210 and the cell support 210 and converting the vertical linear motion of the cell support 210 into rotational motion 220, provided at the ends of a pair of gear frames 230 and a pair of gear frames 230 that transmit the rotational motion of the pinion gear 220, and the cells seated in the cell seating grooves. It includes a pair of cell fixing members 240 that are fixed by pressing from the side.
  • the cell transfer device 1 according to the present invention can prevent cells from slipping and leaving, and can improve tact time by minimizing the time required for a separate positioning process. Productivity can be improved without increasing the load factor.
  • the detailed configuration of the cell gripper 10 in the cell transfer device 1 according to the second embodiment of the present invention and the resulting effect can be understood as the same as in the first embodiment.

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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
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2021년 09월 03일자 한국특허출원 제10-2021-0117974호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
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.
[부호의 설명]
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 (14)

  1. 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.
  2. 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.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그립 어셈블리는,
    상기 셀 받침대의 하부에 구비되어, 상기 셀 받침대의 상하 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 셀 그리퍼.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기어 프레임은,
    일 측에서 상기 제2 프레임과 결합되고, 타 측에서 상기 하우징에 회전 가능하도록 결합되는 제3 프레임을 더 포함하는 셀 그리퍼.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 프레임은,
    상기 제2 프레임에서 상기 셀 고정부재와 상기 제1 프레임의 사이에 위치하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 셀 고정부재는,
    평평한 면으로 형성되는 가압부; 및
    상기 가압부의 양 측에서 후방으로 절곡되는 한 쌍의 결합부를 포함하는 셀 그리퍼.
  11. 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.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 셀 안착홈과 마주하는 위치에서 U자형의 수직 단면을 갖는 노치홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 노치홈은,
    상기 셀 안착홈의 크기보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 셀 그리퍼.
  14. 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.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874194A (en) * 1988-06-28 1989-10-17 Nicky Borcea Gripper device
US20120177473A1 (en) * 2011-01-12 2012-07-12 Bradley Kenneth Smith Gripper Assembly for Bottles for Pharmaceutical Prescriptions
US20140021731A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 GM Global Technology Operations LLC Reconfigurable gripping device
KR101962568B1 (ko) * 2018-02-06 2019-03-26 경남대학교 산학협력단 다관절 그립퍼
KR102214766B1 (ko) * 2019-10-23 2021-02-10 주식회사 알파로보틱스 파지력이 향상된 산업용 로봇 그리퍼

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874194A (en) * 1988-06-28 1989-10-17 Nicky Borcea Gripper device
US20120177473A1 (en) * 2011-01-12 2012-07-12 Bradley Kenneth Smith Gripper Assembly for Bottles for Pharmaceutical Prescriptions
US20140021731A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 GM Global Technology Operations LLC Reconfigurable gripping device
KR101962568B1 (ko) * 2018-02-06 2019-03-26 경남대학교 산학협력단 다관절 그립퍼
KR102214766B1 (ko) * 2019-10-23 2021-02-10 주식회사 알파로보틱스 파지력이 향상된 산업용 로봇 그리퍼

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