KR102317019B1 - 자동 폴딩장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 폴딩장치에 관한 것으로, 파우치형 이차전지와 같은 제품의 폴딩대상 부위를 자동으로 여러 번 폴딩한 다음, 프레싱하면서 열을 가해 그 폴딩상태가 지속적으로 유지되도록 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 자동 폴딩장치는, 피폴딩물의 폴딩부위 상,하면에 각각 접촉되는 한 쌍의 지지유닛을 포함하는 지지부, 상기 지지유닛에 지지된 폴딩부위를 상승시킴과 동시에 어느 하나의 지지유닛의 측면으로 가압하여 상기 폴딩부위를 폴딩시키는 제1 폴딩부, 상기 제1 폴딩부와 소정간격 이격되고, 상기 폴딩부위의 베이스부가 안착되는 안착부, 상기 안착부의 일측에 회동가능하게 배치되며, 상기 폴딩부위의 폴딩영역과 접하는 회동부, 상기 폴딩부위에 대해 승강되며, 하강 시 폴딩영역과 베이스부의 경계지점을 가압하는 가압부, 상기 폴딩영역이 베이스부로 폴딩되도록 상기 회동부를 회동시키는 제2 폴딩부를 포함하고, 상기 가압부는 상기 회동부가 상기 폴딩영역을 폴딩시킬 때 상승되어 상기 폴딩부위에서 이탈한다.

Description

자동 폴딩장치{APPARATUS FOR AUTOMATIC FOLDING}
본 발명은 자동 폴딩장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파우치형 이차전지와 같은 제품의 폴딩대상 부위를 자동으로 여러 번 폴딩한 다음, 프레싱 하면서 열을 가해 그 폴딩 상태가 유지되도록 할 수 있는 자동 폴딩장치에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다.
또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기에서는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 배터리 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에서는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 단위전지로서 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지팩이 사용된다.
중대형 전지팩은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지팩의 배터리 셀로서 주로 사용되고 있다. 그 중에서도, 중량이 작고 전해액의 누액 가능성이 적으며 제조비가 저렴한 파우치형 전지가 특히 많은 관심을 모으고 있다.
통상적으로 사용되는 리튬 이온 폴리머 전지의 파우치형 전지케이스는 도시된 바와 같이 순차적으로 열접착성을 가져 씰링재 역할을 하는 열접착층인 폴리올레핀계 수지층(Polyolepin Layer), 기계적 강도를 유지하는 기재 및 수분과 산소의 배리어층으로서 역할을 하는 금속층인 알미늄층(AL/Aluminum Layer), 기재 및 보호층으로 작용하는 나일론층(Nylon Layer:11)이 적층된 다층막구조로 구성되어 있다.
폴리올레핀계 수지층으로 흔히 사용되는 것으로는 CPP(Casted Polypropylene)가 있다.
파우치형 이차전지는 형태에 융통성을 가질 수 있고 보다 작은 부피 및 질량으로 같은 용량의 이차전지를 구현할 수 있는 장점이 있다.
이러한 파우치형 전지는 제조과정에서 음극, 분리막 및 양극을 포함하는 전지 조립체를 파우치형 포장재 안에 넣고, 전해액을 주입한 후 가장자리를 씰링한다. 그런 다음, 몇 회의 충방전 사이클을 통해 전지를 활성화시킨다.
등록특허공보 제10-1974443호
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 파우치형 이차전지와 같은 제품의 폴딩대상 부위를 자동으로 여러 번 폴딩한 다음, 프레싱하면서 열을 가해 그 폴딩상태가 지속적으로 유지되도록 할 수 있는 자동 폴딩장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 자동 폴딩장치는, 피폴딩물의 폴딩부위 상,하면에 각각 접촉되는 한 쌍의 지지유닛을 포함하는 지지부, 상기 지지유닛에 지지된 폴딩부위를 상승시킴과 동시에 어느 하나의 지지유닛의 측면으로 가압하여 상기 폴딩부위를 폴딩시키는 제1 폴딩부, 상기 제1 폴딩부와 소정간격 이격되고, 상기 폴딩부위의 베이스부가 안착되는 안착부, 상기 안착부의 일측에 회동가능하게 배치되며, 상기 폴딩부위의 폴딩영역과 접하는 회동부, 상기 폴딩부위에 대해 승강되며, 하강 시 폴딩영역과 베이스부의 경계지점을 가압하는 가압부, 상기 폴딩영역이 베이스부로 폴딩되도록 상기 회동부를 회동시키는 제2 폴딩부를 포함하고, 상기 가압부는, 상기 폴딩영역과 베이스부의 사이에 경사지게 위치되며 상기 경계지점과 대향되며 상기 경계지점을 가압하는 가압날이 형성된 가압유닛, 상기 가압유닛이 경사진 형태로 고정되는 고정유닛, 상기 가압날이 상기 폴딩부위에 근접 또는 이격되도록 상기 고정유닛을 승강시키는 부가 승강구동부, 상기 가압날이 상기 경계지점에 접촉되도록 정밀조절 하는 정밀조절 승강구동부를 포함하고, 상기 부가 승강구동부 또는 상기 정밀조절 승강구동부는 상기 회동부가 상기 폴딩영역을 폴딩시킬 때 상기 가압유닛을 상승시켜 상기 가압날을 폴딩부위에서 이탈시킨다.
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그리고, 상기 지지부는, 상기 지지유닛에 각각 결합되는 한 쌍의 승강블록, 상기 지지유닛이 상기 폴딩부위의 상,하면에 각각 접촉 또는 이격되도록 상기 승강블록을 각각 승강시키는 승강구동부를 포함한다.
또한, 상기 제1 폴딩부는, 상기 폴딩영역이 안착되는 폴딩롤러, 상기 폴딩롤러의 양측이 제자리 회전 가능하게 결합되는 회전가이드, 상기 폴딩롤러가 상기 폴딩부위에 폴딩영역을 형성하도록 상기 회전가이드를 상승시키는 승강구동부, 상기 폴딩롤러가 상기 폴딩영역을 지지유닛에 가압하도록 상기 회전가이드를 전진시키는 전,후진 구동부를 포함한다.
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또한, 상기 제2 폴딩부는, 상기 회동부의 적어도 일측에 마련된 회동축에 장착되는 피니언기어, 상기 피니언기어와 치합되는 랙, 상기 가압부가 상기 경계지점에 접촉된 상태에서 상기 회동부가 상기 폴딩영역을 베이스부로 폴딩시키도록 상기 랙을 기 설정된 거리 만큼 이동시키는 회동 구동부를 포함한다.
그리고, 상기 제2 폴딩부에 의해 폴딩된 폴딩영역과 베이스부를 동시에 프레싱하는 형상유지부를 더 포함하고, 상기 형상유지부는, 상기 제2 폴딩부와 소정간격 이격되고, 상기 폴딩영역과 베이스부와 각각 대향되며 열을 인가할 수 있는 한 쌍의 프레스, 상기 프레스를 상기 폴딩영역과 베이스부에 각각 가압 또는 이격시키는 승강구동부를 포함한다.
본 발명에 따른 자동 폴딩장치는, 파우치형 이차전지와 같은 제품의 폴딩대상 부위를 자동으로 여러 번 폴딩한 다음, 프레싱하면서 열을 가해 그 폴딩상태가 지속적으로 유지되도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 폴딩장치를 도시한 평면도.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 지지부, 제1 폴딩부, 제1 설치부재를 도시한 사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 안착부, 회동부, 가압부, 제2 폴딩부, 제2 설치부재를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 안착부, 회동부, 가압부, 제2 폴딩부, 제2 설치부재를 도시한 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 안착부에 폴딩부위의 베이스부가 안착되고, 가압부가 폴딩부위의 경계지점을 가압하기 전 상태를 도시한 측면도.
도 9는 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 형상유지부, 제3 설치부재를 도시한 사시도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 폴딩장치를 도시한 평면도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 지지부, 제1 폴딩부, 제1 설치부재를 도시한 사시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 안착부, 회동부, 가압부, 제2 폴딩부, 제2 설치부재를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 안착부, 회동부, 가압부, 제2 폴딩부, 제2 설치부재를 도시한 측면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 안착부에 폴딩부위의 베이스부가 안착되고, 가압부가 폴딩부위의 경계지점을 가압하기 전 상태를 도시한 측면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 자동 폴딩장치에 적용된 형상유지부, 제3 설치부재를 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 폴딩장치는 피폴딩물의 폴딩대상 부위를 자동으로 여러 번 폴딩한 후, 프레싱하여 그 폴딩 상태가 지속적으로 유지되도록 할 수 있는 제품이다.
이때, 피폴딩물은 다양한 제품으로 적용될 수 있으며, 도면에는 파우치형 이차전지로 적용된 예를 도시하였다.
본 발명에 따른 자동 폴딩장치를 설명하기에 앞서, 파우치형 이차전지(120)는 가장자리가 씰링된 제1 파우치와 제2 파우치로 이루어져 내부에 전극 조립체와 전해액을 수용할 수 있다.
파우치형 이차전지(120)는 크게 셀 본체, 셀 포켓을 포함할 수 있다.
셀 본체는 전극 조립체와 전해액을 수용하고, 셀 포켓은 셀 본체의 내부에 존재하는 가스를 제거하는 용도로 사용된다.
셀 포켓은 가스 제거작업이 완료된 이후 일정 영역이 이차전지 제조 공정에서 사용되는 일반적인 히팅장치와 씰링장치에 의해 씰링되며, 나머지 영역은 컷팅 방식으로 제거된다.
그리고, 주지된 바와 같이 파우치형 이차전지의 씰링된 부위는 전해액의 누출을 방지하는 등 다양한 이유로 폴딩하여 마감처리 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 폴딩장치는 셀 본체에서 전해액이 누출되는 현상을 방지하는 등 파우치형 이차전지의 수명이 저하되는 것을 방지하기 위해, 파우치형 이차전지의 씰링된 부위(이하 '폴딩부위'라 함.)를 자동으로 여러 번 폴딩한 후, 그 폴딩 상태가 유지되도록 하기 위해 지지부(10), 제1 폴딩부(20), 안착부(30), 회동부(40), 가압부(50), 제2 폴딩부(60), 형상유지부(70), 제1 설치부재(80), 제2 설치부재(90), 제3 설치부재(100), 로딩부(110) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 지지부(10), 제1 폴딩부(20)는 제1 설치부재(80)에 설치되고, 안착부(30), 회동부(40), 가압부(50), 제2 폴딩부(60)는 제2 설치부재(90)에 설치되며, 형상유지부(70)는 제3 설치부재(100)에 설치될 수 있다.
그리고, 제1 설치부재(80), 제2 설치부재(90), 제3 설치부재(100)는 서로 나란하게 배치되고, 로딩부(110)가 파우치형 이차전지(120)를 제1 설치부재(80), 제2 설치부재(90), 제3 설치부재(100)에 기 설정된 시간 간격으로 순차적으로 로딩시킨다.
따라서, 지지부(10)와 제1 폴딩부(20)의 상호작용에 의해 이차전지의 폴딩부위(121)가 1차로 폴딩되고, 안착부(30), 회동부(40), 가압부(50), 제2 폴딩부(60)의 상호작용에 의해 폴딩부위(121)가 2차로 폴딩되며, 형상유지부(70)가 폴딩부위(121)를 프레싱하여 폴딩상태를 유지하도록 한다.
제1 설치부재(80), 제2 설치부재(90), 제3 설치부재(100)에 대해서는 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 폴딩장치의 구성들과 함께 구체적으로 설명한다.
로딩부(110)는 대략 'ㄷ'자 단면 형상으로 형성되어 내부에 파우치형 이차전지(120)가 고정되는 고정공간이 형성된 홀더(111), 홀더(111)를 제1 설치부재(80), 제2 설치부재(90), 제3 설치부재(100)에 순차적으로 이송시키는 로드레스 실린더(112)를 포함할 수 있다.
이때, 로딩부(110)는 홀더(111), 로드레스 실린더(112)에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 구현될 수 있음을 밝힌다.
홀더(111)는 폴딩부위(121)가 외부로 돌출되도록 파우치형 이차전지(120)를 홀딩한다.
지지부(10)는 홀더(111)의 외부로 돌출된 상태로 로딩된 폴딩부위(121)의 상측과 하측을 각각 지지하는 제1,2 지지유닛(11,12), 제1,2 지지유닛(11,12)에 각각 결합되는 제1,2 승강블록(13,14), 제1,2 지지유닛(11,12)을 각각 승강시키는 상,하부 승강구동부(15,16)를 포함할 수 있다.
상부에 위치된 제1 승강블록(13)은 일측에 플랜지(131)가 형성되고, 플랜지(131)의 일측에는 수평방향으로 서로 이격되는 한 쌍의 제1 슬라이딩부(133)가 형성된다.
그리고, 플랜지(131)에는 상부 승강구동부(15)와 결합을 위한 돌출블록(132)이 형성된다.
제1 설치부재(80)를 구성하는 제1 수직대(81)에는 제1 슬라이딩부(133)의 상,하 슬라이딩을 가이드 하는 한 쌍의 제1 레일부(811)가 형성된다.
이때, 제1 슬라이딩부(133)는 대략 'ㄷ'자 단면 형상을 갖도록 형성되고, 제1 레일부(811)는 대략 직사각형 블록 형상으로 형성되어, 제1 슬라이딩부(133)는 제1 레일부(811)를 감싼 상태에서 슬라이딩 된다.
부가적으로, 후술되는 모든 슬라이딩부들 및 레일부는 각각 제1 슬라이딩부(133) 및 제1 레일부(811)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
제1 수직대(81)는 일측면이 개방된 직사각형 박스 형상으로 형성될 수 있다.
상부 승강구동부(15)는 제1 수직대(81)의 상면에 고정된다. 상부 승강구동부(15)는 실린더로 형성될 수 있다. 상부 승강구동부(15)의 피스톤은 제1 수직대(81)의 상면에 형성된 관통홀을 통과하여 돌출블록(132)의 상면에 고정된다.
즉, 상부 승강구동부(15)의 피스톤이 상승, 하강 함에 따라 제1 슬라이딩부(133)가 제1 레일부(811) 상에서 상,하 방향으로 슬라이딩되며, 제1 승강블록(13) 및 제1 지지유닛(11)이 함께 승강된다. 이로 인해, 제1 지지유닛(11)은 하강 시 폴딩부위(121)의 상면에 접촉된다.
제1 설치부재(80)는 제1 수직대(81)의 하측에 수평방향으로 결합되며 대략 'ㄴ'자 단면 형상으로 형성되는 제1 측판(82), 제1 측판(82)과 소정간격 이격되는 제1 설치대(83)를 포함하며, 하부에 위치된 제2 승강블록(14)은 제1 측판(82)과 제1 설치대(83)의 사이에 배치된다.
제2 승강블록(14)의 전면과 후면에는 제2 슬라이딩부(141)와 제2 레일부(142)가 각각 형성되고, 제1 측판(82)에는 제2 슬라이딩부(141)의 상,하 슬라이딩을 가이드하는 제3 레일부(821)가 형성되며, 제1 설치대(83)에는 제2 레일부(142)를 따라, 상,하 슬라이딩 되는 제3 슬라이딩부(832)가 형성된다.
하부 승강구동부(16)는 제1 측판(82)의 저면에 배치된다. 하부 승강구동부(16)는 실린더로 형성될 수 있다. 하부 승강구동부(16)의 피스톤에는 후술되는 제1 폴딩부(20)의 승강구동부(23)가 안착되는 안착판(161)이 결합된다.
안착판(161)은 제2 승강블록(14)에 고정된다. 따라서, 하부 승강구동부(16)의 피스톤이 상승, 하강 함에 따라 제2 슬라이딩부(141)가 제3 레일부(821)를 따라 상,하 방향으로 슬라이딩되며, 제2 레일부(142)가 제3 슬라이딩부(832)를 따라 상,하 방향으로 슬라이딩되고, 제2 승강블록(14) 및 제2 지지유닛(12)이 함께 승강된다.
그리고, 제2 지지유닛(12)은 상승 시 폴딩부위(121)의 저면에 접촉된다.
한편, 제1 폴딩부(20)는 제1,2 지지유닛(11,12)의 사이에 폴딩부위(121)가 지지된 이후에 작동하여 폴딩부위(121)의 일부분을 약 90 ° 각도로 폴딩시키는 구성이다.
이를 위해 제1 폴딩부(20)는 폴딩롤러(21), 회전가이드(22), 승강구동부(23), 전,후진 구동부(24)를 포함할 수 있다.
폴딩롤러(21)의 상면에는 폴딩부위(121) 중 폴딩영역(122)이 되는 부분이 안착된다.
즉, 폴딩부위(121)의 폴딩되지 아니하는 부분인 베이스부(123)가 제1 지지유닛(11)과 제2 지지유닛(12)에 의해 지지되고, 폴딩영역(122)은 폴딩롤러(21)의 상면에 안착된다.
회전가이드(22)는 제1 설치대(83)의 상측에 배치되며, 양측에 폴딩롤러(21)의 양측이 제자리 회전가능하게 결합된다.
회전가이드(22)의 양측에는 폴딩롤러(21)의 외주연이 장착되는 베어링(미도시)이 매립될 수 있다.
따라서, 폴딩롤러(21)는 베어링을 통해 원활하게 제자리 회전될 수 있다.
회전가이드(22)는 폴딩롤러(21)가 폴딩영역(122)을 제1 지지유닛(11)에 밀착, 가압시킬 수 있도록 제1 지지유닛(11)에 대해 전진될 수 있다.
이를 위해 회전가이드(22)의 저면에는 제4 슬라이딩부(221)가 형성되고, 제1 설치대(83)의 상면에는 제4 슬라이딩부(221)의 수평방향 슬라이딩을 가이드 하는 제4 레일부(831)가 형성된다.
승강구동부(23)는 안착판(161)의 상면에 결합된다. 승강구동부(23)는 실린더로 형성될 수 있다. 승강구동부(23)의 피스톤은 제1 설치대(83)의 저면에 결합된다.
따라서, 승강구동부(23)의 피스톤이 상승, 하강함에 따라 제3 슬라이딩부(832)가 제2 레일부(142)를 따라 상,하 방향으로 슬라이딩 된다.
이로 인해 제1 설치대(83), 회전가이드(22), 폴딩롤러(21)가 함께 승강된다.
그리고, 폴딩롤러(21)는 상승 시 지지하고 있던 폴딩부위(121)를 약 90 ° 각도로 폴딩시켜, 폴딩부위(121)에 폴딩영역(122)과 베이스부(123)가 직각을 이루도록 한다.
이때, 폴딩롤러(21)는 제1 지지유닛(11)에 접촉되는 폴딩부위(121)와의 마찰에 의해 제자리 회전되면서 상승되어 폴딩부위(121)를 폴딩시킴으로써, 폴딩영역(122)이 찢어지는 등 훼손되지 아니하도록 할 수 있다.
전,후진 구동부(24)는 제1 설치대(83)의 상면에 설치되어 제1 설치대(83)와 함께 승강될 수 있다.
전,후진 구동부(24)는 적어도 하나 이상으로 적용될 수 있으며, 도면에는 3개가 적용된 예를 도시하였다.
전,후진 구동부(24)는 실린더로 형성될 수 있다. 전,후진 구동부(24)의 피스톤은 회전가이드(22)에 고정된다.
전,후진 구동부(24)는 제1 지지유닛(11)과 제2 지지유닛(12)이 폴딩부위(121)를 지지하고, 승강구동부(23)가 폴딩롤러(21)를 상승시켜 폴딩부위(121)를 약 90 ° 각도로 폴딩시킨 이후에 회전가이드(22)를 전진시킨다.
폴딩롤러(21)는 전,후진 구동부(24)에 의해 전진되면서 폴딩영역(122)을 지지유닛에 가압함으로써, 폴딩영역(122)이 베이스부(123)에 대해 직각을 유지하도록 한다.
즉, 베이스부(123)와 폴딩영역(122)의 조합된 형상은 대략 'ㄴ'자 단면 형상이 된다.
이와 같이 폴딩부위(121)의 1차 폴딩작업이 완료되면 전,후진 구동부(24)는 회전가이드(22)를 후진시키고, 승강구동부(23)는 제1 설치대(83)를 하강시키며, 상,하부 승강구동부(16)는 제1 지지유닛(11)과 제2 지지유닛(12)을 각각 상승, 하강시켜 폴딩부위(121)에서 이격시킨다.
그리고, 로딩부(110)는 파우치형 이차전지(120)를 제2 설치부재(90)로 이송시킨다.
파우치형 이차전지(120)가 제2 설치부재(90)로 이송되면 베이스부 (123)가 안착부(30)의 상면에 안착된다.
안착부(30)는 제2 설치부재(90)를 구성하는 승강판(91)의 상측에 결합된다.
그리고, 안착부(30)는 제2 설치부재(90)를 구성하는 한 쌍의 회동가이드(92)의 사이에 배치되며 후술되는 회동부(40)의 전방에 배치된다.
이때, 회동가이드(92)는 승강판(91)에 결합된다.
안착부(30)는 일정한 길이와 두께를 갖는 다각형 블록 형상으로 형성될 수 있으며, 베이스부(123)의 저면이 안착되는 상면은 평평한 형상으로 형성될 수 있다.
반드시 그러한 것은 아니지만 승강판(91)은 로딩부(110)에 의해 이송되어온 파우치형 이차전지(120)의 베이스부(123)가 안착부(30)에 안착될 수 있도록 승강 가능한 구조로 이루어질 수도 있다.
이를 위해 제2 설치부재(90)는 승강판(91)의 전측과 후측에 각각 배치되는 제2 측판(93)과 제2 설치대(94)를 포함한다.
제2 측판(93)은 대략 'ㄴ'자 단면 형상으로 형성될 수 있다.
승강판(91)의 전면과 후면에는 제5 슬라이딩부(911)와 제5 레일부가 각각 형성되고, 제2 측판(93)에는 제5 슬라이딩부(911)의 상,하 슬라이딩을 가이드하는 제6 레일부(931)가 형성되며, 제2 설치대(94)에는 제5 레일부를 따라, 상,하 슬라이딩되는 제6 슬라이딩부(941)가 형성된다.
그리고, 제2 설치부재(90)는 제2 측판(93)의 저면에 결합되는 실린더(96)를 더 포함할 수 있다.
실린더(96)의 피스톤은 제2 측판(93)의 저면을 관통하여 제2 측판(93)의 바닥면 상측으로 돌출된다.
실린더(96)의 피스톤에는 승강판(91)에 결합되는 결합블록(961)이 설치된다.
따라서, 실린더(96)의 피스톤이 상승, 하강 함에 따라 제5 슬라이딩부(911)가 제6 레일부(931)를 따라 상,하 방향으로 슬라이딩되며, 이와 동시에 승강판(91) 및 안착부(30)가 승강된다.
따라서, 로딩부(110)에 의해 이송되어온 파우치형 이차전지(120)의 베이스부(123)와 안착부(30)의 높낮이가 상이할 경우, 실린더(96)를 통해 승강판(91)과 안착부(30)의 높낮이를 조절하여 안착부(30)와 회동부(40)에 베이스부(123)와 폴딩영역(122)이 각각 접촉시키면 된다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 폴딩장치는 제2 설치부재(90)와 로딩부(110)는 안착부(30)와 회동부(40)에 베이스부(123)와 폴딩영역(122)이 각각 접촉될 수 있도록 서로 간격조절 가능하게 구현될 수 있다. 이는 제2 설치부재(90) 또는, 로딩부(110)에 간격 조절용 실린더(미도시)를 설치함으로써 구현될 수 있다.
즉, 간격 조절용 실린더는 로딩부(110)가 파우치형 이차전지(120)를 제2 설치부재(90)의 전방으로 로딩한 이후에 제2 설치부재(90)를 로딩부(110) 방향으로 전진시키거나 또는, 로딩부(110)를 제2 설치부재(90) 방향으로 전진시킴으로써, 안착부(30)와 회동부(40)에 베이스부(123)와 폴딩영역(122)이 각각 접촉되도록 할 수 있는 것이다.
회동부(40)는 회동가이드(92)의 사이에 배치되며, 안착부(30)의 후방에 배치된다.
회동부(40)는 안착부(30)의 상측으로 돌출된 구조를 이룬다.
즉, 회동부(40)의 상측이 안착부(30)의 상측보다 높은 곳에 위치되어, 회동부(40)와 안착부(30)는 서로 단차진 구조를 이룬다.
따라서, 회동부(40)는 안착부(30)의 상측으로 돌출된 부분이 폴딩영역(122)과 접촉된다.
회동부(40)는 일정한 길이와 두께를 갖는 다각형 블록 형상으로 형성될 수 있으며, 폴딩영역(122)과 접촉되는 그 전측면은 평평한 형상으로 형성될 수 있다.
회동가이드(92)에는 베어링이 각각 매립되고, 베어링에는 회동축(921)이 각각 설치된다. 그리고, 회동축(921)에는 회동부(40)에 결합되는 커플러(922)가 설치된다.
따라서, 회동축(921), 커플러(922), 회동부(40)가 동시에 회동된다.
가압부(50)는 회동부(40)와 제2 폴딩부(60)의 상호작용을 통해 폴딩영역(122)을 2차로 폴딩할 때, 폴딩영역(122)과 베이스부(123)의 경계지점(124)을 가압하는 기능을 수행한다.
이를 위해 가압부(50)는 가압유닛(51), 고정유닛(52), 부가 승강구동부(53), 정밀조절 승강구동부(54)를 포함할 수 있다.
가압유닛(51)은 대략 'ㄱ'자 단면 형상으로 형성될 수 있다.
가압유닛(51)에는 안착부(30)와 회동부(40)에 위치한 폴딩영역(122)과 베이스부(123)의 경계지점(124)과 대향되도록 배치되는 가압날(51a)이 형성된다.
가압날(51a)은 고정유닛(52)에 의해 폴딩영역(122)과 베이스부(123)의 사이에서 경사진 형태로 경계지점(124)과 대향된다.
이를 위해 가압유닛(51)은 고정유닛(52)에 고정되는 한 쌍의 고정암(512), 고정암(512)에 결합되는 연결판(513)을 포함할 수 있다.
가압유닛(51)과 연결판(513)은 서로 대향되도록 배치된다.
즉, 고정암(512)을 고정유닛(52)에서 경사지게 고정하여 가압날(51a)이 경사진 상태를 유지하면서 경계지점(124)과 대향되도록 할 수 있다.
고정유닛(52)은 제2 설치부재(90)를 구성하는 승강체의 상면에 결합된다.
고정유닛(52)의 상부 양측에는 고정암(512)이 축 고정되는 고정편(521)이 형성된다.
고정편(521)에는 고정홀(미도시)이 형성되고, 고정암(512)에는 고정홀에 고정되는 고정축(미도시)이 형성된다.
부가 승강구동부(53)는 제2 설치부재(90)를 구성하는 제2 수직대(95)의 상면에 결합된다.
부가 승강구동부(53)는 실린더로 형성될 수 있다. 부가 승강구동부(53)의 피스톤은 제2 수직대(95)의 상면에 형성된 관통홀을 통과하여 제2 수직대(95)의 내부공간에 위치된다.
제2 수직대(95) 중 제2 설치대(94)와 마주하는 측면에는 개구부가 형성된다.
개구부를 통해 부가 승강구동부(53)의 피스톤과 제2 설치대(94)가 하나의 연결블록(531)을 통해 연결된다.
제2 수직대(95)의 전면에는 제8 레일부(951)가 형성되고, 승강체의 후면에는 제8 레일부(951)를 따라 상,하 슬라이딩되는 제8 슬라이딩부가 형성된다.
따라서, 부가 승강구동부(53)의 피스톤이 상승, 하강 함에 따라 제8 슬라이딩부가 제8 레일부(951)를 따라 상,하 방향으로 슬라이딩되며, 이로 인해 승강체, 고정유닛(52), 가압유닛(51), 가압날(51a)이 함께 승강된다.
그리고, 부가 승강구동부(53)가 가압날(51a)을 폴딩부위(121) 근처까지 하강시키면 정밀조절 승강구동부(54)가 가압날(51a)을 더 하강시켜 경계지점(124)에 접촉시킨다.
정밀조절 승강구동부(54)는 연결판(513)의 하단의서 직각방향으로 연장되는 수평판(514)의 상면에 결합된다.
정밀조절 승강구동부(54)는 실린더로 형성될 수 있다. 정밀조절 승강구동부(54)의 피스톤은 가압유닛(51)에 고정된다.
가압유닛(51)에는 서로 이격되는 한 쌍의 제7 슬라이딩부(511)가 형성되고, 연결판(513)에는 제7 슬라이딩부(511)의 상,하 슬라이딩을 각각 가이드하는 제7 레일부(5131)가 형성된다.
따라서, 정밀조절 승강구동부(54)의 피스톤이 상승, 하강 함에 따라 제7 슬라이딩부(511)가 제7 레일부(5131)를 따라 상,하 슬라이딩된다. 이로 인해 가압유닛(51)과 가압날(51a)이 함께 승강되며, 가압날(51a)은 하강 시 경계지점(124)을 가압한다.
한편, 제2 폴딩부(60)는 가압날(51a)이 경계지점(124)을 가압한 이후에 작동되어 회동부(40)가 폴딩영역(122)을 베이스부(123)로 폴딩시키도록 구동시키는 구성이다.
이를 위해 제2 폴딩부(60)는 피니언기어(61), 랙(62), 회동구동부(63)를 포함할 수 있다.
피니언기어(61)는 2개 한 쌍으로 구성되어 전술한 회동축(921)에 각각 장착된다.
랙(62)은 2개 한 쌍으로 구성되어 피니언기어(61)와 각각 치합된다.
랙(62)은 회동가이드(92)의 후방에 배치되는 작동판(621)의 양측에 각각 결합된 상태에서 승강되면서 피니언기어(61)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있다.
이때, 작동판(621)은 승강판(91)의 후방에 배치된다.
회동구동부(63)는 가압날(51a)이 경계지점(124)에 접촉된 상태에서 회동부(40)가 폴딩영역(122)을 베이스부(123)로 폴딩시키도록 랙(62)을 기 설정된 거리 만큼 이동시키는 구성이다.
이를 위해 회동구동부(63)는 제2 측판(93)의 저면에 결합되는 모터(631), 모터(631)의 동력으로 정 방향 또는 역 방향으로 회전되며 외주연에 나선이 형성된 회전샤프트(632), 내주연에 회전샤프트(632)의 나선과 체결되는 나선이 형성된 이송체(633), 제2 측판(93)의 상측과 하측에 이송체(633)를 사이에 두고 결합되며, 회전샤프트(632)의 정 방향 또는 역 방향 회전을 가이드하는 회전가이드블록(634)을 포함할 수 있다.
모터(631), 회전샤프트(632), 이송체(633)는 하나만 적용될 수 있다.
이송체(633)는 작동판(621)에 결합되는 결합블록(6331)을 포함한다. 따라서, 이송체(633)와 작동판(621) 및 랙(62)은 동시에 상승 또는 하강된다.
모터(631)는 회동부(40)가 안착부(30)의 상면에 접촉되도록 90 ° 각도로 회전시킨다.
일 예로, 모터(631)가 정 방향으로 회전되면 이송체(633)가 회전샤프트(632)의 나선을 따라 상승하며, 이로 인해 랙(62)도 상승하면서 피니언기어(61)를 소정각도로 회전시킨다.
따라서, 회동부(40)는 하 방향 즉 안착부(30) 방향으로 회동되면서 폴딩영역(122)을 베이스부(123)로 폴딩시킨다.
다시 말해, 제1 폴딩부(20)와 제2 폴딩부(60)를 통해 폴딩부위(121)를 90 °씩 2번 폴딩할 수 있으며, 제2 폴딩부(60)는 폴딩영역(122)이 베이스부(123)의 상면에 안착되도록 폴딩시킨다.
이때, 제2 폴딩부(60)와 회동부(40)가 상호 작용을 통해 폴딩영역(122)을 폴딩하는 과정에서, 부가 승강구동부(53) 또는 정밀조절 승강구동부(54)는 가압유닛(51)을 상승시켜 가압날(51a)을 폴딩부위(121)에서 이탈시킨다.
따라서, 회동부(40)가 원활하게 회동되면서 폴딩영역(122)을 폴딩하게 된다.
이와 같이, 폴딩부위(121)를 2차로 폴딩한 이후에는, 모터(631)는 회전샤프트(632)를 원위치로 복귀시킨다. 따라서, 회동부(40) 상 방향으로 회동되어 원상태로 복귀된다.
이후, 로딩부(110)는 파우치형 이차전지(120)를 제3 설치부재(100)로 이송시킨다.
형상유지부(70)는 제2 폴딩부(60)에 의해 폴딩된 폴딩영역(122)의 상면과 베이스부(123)의 저면에서 동시에 프레싱하는 구성이다.
형상유지부(70)는 2개 한 쌍으로 구성되어 제3 설치부재(100)의 상면과 바닥면에 상,하 대향되도록 배치된다.
물론, 지지부(10), 제1 폴딩부(20), 안착부(30), 회동부(40), 가압부(50), 제2 폴딩부(60)가 2개로 적용되는 경우 형상유지부(70)는 2쌍으로 적용될 수 있다.
구체적으로 형상유지부(70)는 폴딩영역(122)과 베이스부(123)의 저면과 폴딩영역(122)의 상면에 각각 대향되는 한 쌍의 프레스(71), 프레스(71)를 폴딩영역(122)과 베이스부(123)에 각각 가압 또는 이격시키는 승강구동부(72)를 포함할 수 있다.
프레스(71)는 열전도율이 우수한 소재로 형성되고 내부에 열선이 내장된다. 열선은 외부전원을 공급받아 발열될 수 있다.
승강구동부(72)는 실린더로 형성될 수 있다. 따라서, 승강구동부(72)의 피스톤이 상승 또는 하강함에 따라, 프레스(71)가 폴딩영역(122)과 베이스부(123)를 가압하면서 열을 인가하여 폴딩부위(121)의 폴딩상태가 지속적으로 유지되도록 한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 지지부 11 : 제1 지지유닛
12 : 제2 지지유닛 13 : 제1 승강블록
131 : 플랜지 132 : 돌출블록
133 : 제1 슬라이딩부 14 : 제2 승강블록
141 : 제2 슬라이딩부 142 : 제2 레일부
15 : 상부 승강구동부 16 : 하부 승강구동부
161 : 안착판 20 : 제1 폴딩부
21 : 폴딩롤러 22 : 회전가이드
221 : 제4 슬라이딩부 23,72 : 승강구동부
24 : 전,후진 구동부 30 : 안착부
40 : 회동부 50 : 가압부
51 : 가압유닛 51a : 가압날
511 : 제7 슬라이딩부 512 : 고정암
513 : 연결판 5131 : 제7 레일부
514 : 수평판 52 : 고정유닛
521 : 고정편 53 : 부가 승강구동부
531 : 연결블록 54 : 정밀조절 승강구동부
60 : 제2 폴딩부 61 : 피니언기어
62 : 랙 621 : 작동판
63 : 회동구동부 631 : 모터
632 : 회전샤프트 633 : 이송체
6331,961 : 결합블록 634 : 회전가이드블록
70 : 형상유지부 71 : 프레스
80 : 제1 설치부재 81 : 제1 수직대
811 : 제1 레일부 82 : 제1 측판
821 : 제3 레일부 83 : 제1 설치대
831 : 제4 레일부 832 : 제3 슬라이딩부
90 : 제2 설치부재 91 : 승강판
911 : 제5 슬라이딩부 92 : 회동가이드
921 : 회동축 922 : 커플러
93 : 제2 측판 931 : 제6 레일부
94 : 제2 설치대 941 : 제6 슬라이딩부
95 : 제2 수직대 951 : 제8 레일부
96 : 실린더 100 : 제3 설치부재
110 : 로딩부 111 : 홀더
112 : 로드레스 실린더 120 : 파우치형 이차전지
121 : 폴딩부위 122 : 폴딩영역
123 : 베이스부 124 : 경계지점

Claims (6)

  1. 피폴딩물의 폴딩부위 상,하면에 각각 접촉되는 한 쌍의 지지유닛을 포함하는 지지부,
    상기 지지유닛에 지지된 폴딩부위를 상승시킴과 동시에 어느 하나의 지지유닛의 측면으로 가압하여 상기 폴딩부위를 폴딩시키는 제1 폴딩부,
    상기 제1 폴딩부와 소정간격 이격되고, 상기 폴딩부위의 베이스부가 안착되는 안착부,
    상기 안착부의 일측에 회동가능하게 배치되며, 상기 폴딩부위의 폴딩영역과 접하는 회동부,
    상기 폴딩부위에 대해 승강되며, 하강 시 폴딩영역과 베이스부의 경계지점을 가압하는 가압부,
    상기 폴딩영역이 베이스부로 폴딩되도록 상기 회동부를 회동시키는 제2 폴딩부를 포함하고,
    상기 가압부는,
    상기 폴딩영역과 베이스부의 사이에 경사지게 위치되며 상기 경계지점과 대향되며 상기 경계지점을 가압하는 가압날을 포함하는 가압유닛,
    상기 가압유닛이 경사진 형태로 고정되는 고정유닛,
    상기 가압날이 상기 폴딩부위에 근접 또는 이격되도록 상기 고정유닛을 승강시키는 부가 승강구동부,
    상기 가압날이 상기 경계지점에 접촉되도록 정밀조절 하는 정밀조절 승강구동부를 포함하고,
    상기 부가 승강구동부 또는 상기 정밀조절 승강구동부는 상기 회동부가 상기 폴딩영역을 폴딩시킬 때 상기 가압유닛을 상승시켜 상기 가압날을 폴딩부위에서 이탈시키는 자동 폴딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 지지유닛에 각각 결합되는 한 쌍의 승강블록,
    상기 지지유닛이 상기 폴딩부위의 상,하면에 각각 접촉 또는 이격되도록 상기 승강블록을 각각 승강시키는 승강구동부를 포함하는 자동 폴딩장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴딩부는,
    상기 폴딩영역이 안착되는 폴딩롤러,
    상기 폴딩롤러의 양측이 제자리 회전 가능하게 결합되는 회전가이드,
    상기 폴딩롤러가 상기 폴딩부위에 폴딩영역을 형성하도록 상기 회전가이드를 상승시키는 승강구동부,
    상기 폴딩롤러가 상기 폴딩영역을 지지유닛에 가압하도록 상기 회전가이드를 전진시키는 전,후진 구동부를 포함하는 자동 폴딩장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부는,
    상기 회동부의 적어도 일측에 마련된 회동축에 장착되는 피니언기어,
    상기 피니언기어와 치합되는 랙,
    상기 가압부가 상기 경계지점에 접촉된 상태에서 상기 회동부가 상기 폴딩영역을 베이스부로 폴딩시키도록 상기 랙을 기 설정된 거리 만큼 이동시키는 회동 구동부를 포함하는 자동 폴딩장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 폴딩부에 의해 폴딩된 폴딩영역과 베이스부를 동시에 프레싱하는 형상유지부를 더 포함하고, 상기 형상유지부는,
    상기 제2 폴딩부와 소정간격 이격되고, 상기 폴딩영역과 베이스부와 각각 대향되며 열을 인가할 수 있는 한 쌍의 프레스,
    상기 프레스를 상기 폴딩영역과 베이스부에 각각 가압 또는 이격시키는 승강구동부를 포함하는 자동 폴딩장치.
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