説明

非導電性テープを電池に装着するためのテープ装着機及び方法

テープ装着機及び方法を提供する。該機械は直線状レールに沿って第一位置から第二位置へと移動するネスト装置を備える。該ネスト装置は内部に電池を保持する。該機械はさらにテープ装着装置を備え、この装置は非導電性テープを供給し、電池の第一面上にテープの第一部分を装着する。該機械はさらにテープ折り曲げ装置を備え、この装置は電池の第二面上に非導電性テープの第二部分を沿わせる。該機械はさらにテープ圧着装置を備え、この装置は電池の第一面及び第二面に該テープを圧着させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2010年4月16日に出願された米国仮出願第61/325,085の優先権を主張し、その全ての内容は本明細書で参照により組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
電池パック内でのリーク電流により、電池パックを劣化させることのある、ショートが起こることがある。そうしたリークは、金属製部品が電池パックの一つ又は複数の電池と接触すると起こる可能性がある。例えば、金属製部品が電池のパウチ部分または端部に接触すると、その電池のパウチ部分または端部において、リーク電流が起こる可能性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0003】
そのため、本願の発明者は、前述のリーク電流を減少及び/又は最小限にするために、これまでにないテープ装着機を用いて、非導電性テープを電池に装着することが望ましいことを認識した。
【0004】
例示的な実施の形態に従って、テープ装着機を以下に示す。該テープ装着機は、直線状のレールに沿って、第一位置から第二位置に向かって移動するよう構成されたネスト装置を含む。該ネスト装置はさらに、電池を内部に保持するよう構成されている。該テープ装着機はさらに、所定の長さの非導電性テープを供給するよう構成されたテープ装着装置であって、かつ前記ネスト装置が該テープ装着装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープの第一の部分を、前記電池の第一面上に装着させるよう構成されたテープ装着装置を含む。該テープ装着機はさらに、テープ折り曲げ装置であって、前記ネスト装置が該テープ折り曲げ装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープの第二部分を、前記電池の第二面上に沿わせるよう構成されたテープ折り曲げ装置を含む。該テープ装着機はさらに、テープ圧着装置であって、前記ネスト装置が該テープ圧着装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープを、前記電池の第一面及び第二面上に圧着させるよう構成されたテープ圧着装置を含む。
【0005】
別の例示的な実施の形態に従って、非導電性テープを電池に装着するための方法を以下に示す。該方法は、電池を内部に保持するネスト装置を、直線状のレールに沿って第一位置から第二位置に向かって移動させるステップを含む。該方法はさらに、テープ装着装置を用いて、所定の長さの非導電性テープを供給し、前記ネスト装置が該テープ装着装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープの第一部分を、該電池の第一面上に装着させるステップを含む。該方法はさらに、テープ折り曲げ装置を用いて、前記ネスト装置が該テープ折り曲げ装置の近傍に移動した際に、非導電性テープの第二部分を、前記電池の第二面上に沿わせるステップを含む。該方法はさらに、テープ圧着装置を用いて、前記ネスト装置が該テープ圧着装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープを、前記電池の第一面及び第二面上に圧着させるステップを含む。
【0006】
これら並びに他の利点及び特徴は、図面と併せた以下の記載によって、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】例示的な実施の形態によるテープ装着機の概略図。
【図2】図1中のテープ装着機の一部分のブロック図。
【図3】図1中のテープ装着機のその他の概略図。
【図4】図1中のテープ装着機の側面図。
【図5】図1中のテープ装着機で使用されるテープ折り曲げ装置の図。
【図6】図1中のテープ装着機で使用されるテープ折り曲げ装置の図。
【図7】図1中のテープ装着機で使用されるテープ折り曲げ装置の図。
【図8】図1中のテープ装着機で使用されるテープ折り曲げ装置の図。
【図9】テープ折り曲げ装置の第一端における、図5中のテープ折り曲げ装置の断面図。
【図10】テープ折り曲げ装置の第二端における、図5中のテープ折り曲げ装置の断面図。
【図11】電池上に配された非導電性テープを有する、電池の第一面の概略図。
【図12】電池上に配された非導電性テープを有する、図11中の電池の第二面の概略図。
【図13】他の例示的な実施の形態に従った非導電性テープを電池に装着するための方法を示す流れ図。
【図14】他の例示的な実施の形態に従った非導電性テープを電池に装着するための方法を示す流れ図。
【発明の詳細な説明】
【0008】
図1乃至3を参照し、例示的な実施の形態に従って、所定の長さの非導電性テープを電池17に装着するためのテープ装着機10を示す。
【0009】
図11及び12を参照すると、例示的な実施の形態である電池17は、パウチ型本体部分18と、端部19、20、21、22と、電極25、26とを有する。端部19及び20はパウチ型本体部分18の対向する両端から外側に向かって延び、かつ互いにほぼ平行に配されている。端部21、22もまた、パウチ型本体部分18の対向する両端から外側に向かって延び、かつ互いにほぼ平行に配されており、また端部19、20に対してほぼ垂直に配されている。電極25、26は、端部22から外側に向かって延びている。一つの例示的な実施の形態においては、電池17はパウチ型リチウムイオン電池である。当然ながら、別の実施の形態においては、電池17には、当業者に知られている他のタイプの電池を用いることができる。電池17は、第一面23と、第一面23の反対に位置する第二面24とを有する。
【0010】
下記により詳細に論じられるように、テープ装着機10は、非導電性テープを電池17の端部に装着する。特に、テープ装着機10は、所定の長さの非導電性テープ14の第一部分と第二部分を、電池17の端部21上の第一面23と第二面24に、それぞれ装着させることができる。また、テープ装着機10は、所定の長さの非導電性テープ15の第一部分と第二部分を、電池17の端部19上の第一面23と第二面24にそれぞれ装着するよう構成されうる。さらに、テープ装着機10は、所定の長さの非導電性テープ16の第一部分と第二部分を、電池17の端部20上の第一面23と第二面24にそれぞれ装着するよう構成されうる。
【0011】
テープ装着機10は、基板30と、直線状レール32と、停止部34、36と、ネスト装置40と、ガイド部50と、テープ装着装置60と、テープ折り曲げ装置62と、テープ圧着装置64と、プレート70、72、76、78と、部分センサ89と、第一位置センサ90と、第二位置センサ92と、回転エンコーダ93と、回転ホイール95と、コンピュータ94とを含む。
【0012】
基板30は、テープ装着機10の複数の構成要素を支持するために設けられている。一つの例示的な実施の形態では、基板30は鋼鉄で構成されている。当然ながら、他の実施の形態では、基板30は、例えばプラスチックなど、当業者に知られている他の材料により構成されうる。
【0013】
直線状レール32は、基板30の第一面上に配され、かつボルト(図示せず)を用いて基板30に連結されている。一つの例示的な実施の形態では、直線状レール32は鋼鉄で構成されている。当然ながら、他の実施の形態では、直線状レール32は、当業者に知られている他の材料により構成されうる。
【0014】
停止部34、36は、基板30の対向する端に配され、かつボルト(図示せず)を用いて基板30に連結されている。停止部34、36は、直線状レール32上のネスト装置40の直線運動の範囲を制限するために利用される。
【0015】
ネスト装置40は、電池17を内部に保持するよう構成されている。ネスト装置40はさらに、直線状レール32に沿って、停止部34に近傍する第一位置から、停止部36に近傍する第二位置に向かって、移動するよう構成されている。ネスト装置40は、プレート120と、ガイド部124、126、128と、ハンドル130とを含む。一つの例示的な実施の形態では、プレート120及びガイド部124、126、128は鋼鉄で構成されている。当然ながら、他の実施の形態では、プレート及びガイド部は、例えばプラスチックなど、当業者に知られている他の材料により構成されうる。プレート120は、直線状レール32に対して摺動可能に連結されるよう構成され、かつプレート120の一部分は、基板30から外側に延びている。ハンドル130は、プレート120に連結されており、このため、操作者がネスト装置40を直線状レール32に沿って、第一位置から第二位置に移動させることができるようになっている。ガイド部124、126はプレート120に連結され、互いに対しほぼ平行に延びている。ガイド部128もまた、プレート120に連結されている。ガイド部124、126、128は、電池17をこれらの間に受け、かつ電池17を保持するための、空間を形成している。
【0016】
図1及び11を参照すると、ガイド部50は、ネスト装置40が第一位置からテープ装着装置60に向かって移動する際に、電池17の端部21と接触するように構成されている。ガイド部50はプレート70、72に連結され、これらのプレートは、さらに基板30に連結されている。
【0017】
図1乃至4を参照すると、テープ装着装置60は、所定の長さの非導電性テープを、電池17の端部に供給するように構成されている。所定の長さの非導電性テープ14の第一部分及び第二部分の、電池17の端部21上の第一面23と第二面24への装着を、便宜上、以下に説明する。テープ装着装置60はプレート150、152と、テープロールホルダ160と、テンションバー162と、ローラ170、172、174、176、178と、モータ180と、空気圧式シリンダ190と、ソレノイド192と、空気供給装置193と(図2に図示)、テープ供給/切断アッセンブリ200とを含む。
【0018】
プレート150は、ほぼ長方形の形状をしており、基板30に連結され、基板30の上表面に対し、ほぼ直角を成すよう延びている。一つの例示的な実施の形態では、プレート150は鋼鉄で構成されている。プレート152は、プレート150の側面に連結されており、プレート150に対してほぼ平行に、かつプレート150から上方向に延びている。
【0019】
テープロールホルダ160は、回転可能にプレート152に連結されており、テープロールホルダの上にテープロール12を保持するよう構成されている。テープロール12はリング形状をしており、テープの片側が粘着性裏地となっている非導電性テープ13を有している。一つの例示的な実施の形態では、非導電性テープ13は厚さ0.002"、幅0.5"である。当然ながら、他の実施の形態では、テープ13は、所望する使用例に応じて、他の所望の厚さと幅であることも可能である。
【0020】
テンションバー162は、テープロールホルダ160に連結されており、テープロール12から外側に向かって延びるテープ13の張力を調整するよう構成されている。テンションバー162は、テンションバー162に回転可能に連結され、上にテープ13の部分を受けるようになっているローラ170を有している。
【0021】
ローラ172は把持ローラであり、かつ、プレート152に回転可能に連結されており、さらにモータ180に操作可能に連結されている。モータ180は、所定の長さの非導電性テープ13を供給するための、コンピュータ94からの制御信号に応じて、ローラ172を回転させるよう構成されている。ローラ176は、プレート150に回転可能に連結されている。ローラ174は、ローラ170からテープ13の部分を受け取る。図4を参照すると、ローラ178は、プレート150に回転可能に連結されており、かつ、非導電性テープを受けるための、電池17の端部を位置決めするよう構成されている。
【0022】
空気圧式シリンダ190は、プレート150に連結され、ソレノイド192から受け取った空気圧に反応して、所定の長さの非導電性テープを切断するためのテープ供給/切断アッセンブリ200を起動させるよう構成されている。ソレノイド192もまた、プレート150に連結されており、かつコンピュータ94からの制御信号の受信に反応して、空気供給装置193から空気圧式シリンダ190に、空気圧を供給するよう構成されている。
【0023】
テープ供給/切断アッセンブリ200は、ネスト装置40が電池17をアッセンブリ200の近傍に移動させた際、電池17の第一面23上の、電池17の端部21に非導電性テープを装着するように構成されている。アッセンブリ200はまた、所定の長さの非導電性テープを切断するようにも構成されている。アッセンブリ200は、移動体210と、テープカッター212と、ローラ220、222と、ガイド部224とを備える。移動体はプレート150に対し操作可能に連結されている。テープカッター212は、シリンダ190に操作可能に連結されており、シリンダ190の軸が外側に向かって延びるときに、テープカッター212が、カッター212の近傍に位置する非導電性テープを切断するようになっている。ローラ220、222は移動体210に回転可能に連結されており、テープ13をローラ176からガイド部224へと送られるよう構成されている。ガイド部224はプレート150に回転可能に連結されている。
【0024】
図1及び図5乃至10を参照すると、テープ折り曲げ装置62は、一組の重ねられたプレート76、78の上に配され、これらのプレートはさらに、直線状レール32の近傍で基板30に連結されている。テープ折り曲げ装置62は、ネスト装置40が電池17をテープ折り曲げ装置62の近傍に移動させた際、電池17の端部21を受けるよう構成されている。電池17は、テープ折り曲げ装置62内に入る前に、端部21の第一面23上に配された所定の長さの非導電性テープ14の第一部分を有し、テープ14の第二部分は端部21から外側に向かって延びている。テープ折り曲げ装置62は、所定の長さの非導電性テープ14の第二部分を、端部21の第二面24の上に沿わせるよう構成されている。テープ折り曲げ装置62は、全体的に長方形の断面積を有する本体250と、第一端254と、第二端256とを有する。本体250は、長手方向に延びる溝252を有し、この溝は本体250の側面内部を、第一端254から第二端256まで延びている。溝252は、非導電性テープ14の第一部分を配された電池17の端部21を溝内に受けるよう構成されている。図9、10を参照すると、溝252は、本体250の第一端254では第一サイズを有し、本体250の第二端256では、第一サイズより小さい第二サイズを有し、このため、本体250は、端部21が第一端254から第二端256に移動する際、非導電性テープ14の第二部分を、電池17の第二面24上に沿わせるようになっている。
【0025】
図1、3、4を参照すると、テープ圧着装置64は、ネスト装置40がテープ圧着装置64の近傍に移動した際、非導電性テープ14を第一面23と第二面24に圧着するよう構成されている。テープ圧着装置64は、プレート280と、プレート280に回転可能に連結されているローラ282、284とを備えている。プレート280は直線状レール32の近傍で基板30に連結されている。ローラ282、284は互いに所定の距離をもって配され、このため、ローラ282、284が、非導電性テープ14を、電池17の第一面23と第二面24上にそれぞれ圧着するように、非導電性テープ14に接触するようになっている。
【0026】
図1、2を参照すると、部分センサ89は、ネスト装置40がテープ装着装置60の近傍に配されたことを示す信号を生成するように構成され、この信号はコンピュータ94が受信する。部分センサ89は、プレート150上に配されている。
【0027】
第一位置センサ90は、ネスト装置40が停止部34の近傍の第一位置に配されたことを示す信号を生成するように構成され、この信号はコンピュータ94が受信する。第一位置センサ90は停止部34の近傍の基板30上に配されている。
【0028】
第二位置センサ92は、ネスト装置40が停止部36の近傍の第二位置に配されたことを示す信号を生成するように構成され、この信号はコンピュータ94が受信する。第二位置センサ92は停止部36の近傍の基板30上に配されている。
【0029】
回転ホイール95は、ネスト装置40の底部表面と接触するよう構成されており、かつネスト装置40が回転ホイールを通過するときに回転するように構成されている。回転エンコーダ93は、回転ホイール95に操作可能に連結され、かつ、ネスト装置40の線形位置と、供給された非導電性テープ13の長さとを示す線形位置信号を生成するように構成されている。
【0030】
コンピュータ94は、部分センサ89と、第一位置センサ90と、第二位置センサ92と、回転エンコーダ93と、モータ180と、空気圧式ソレノイド192とに、操作可能に連結されている。コンピュータ94は、以下に詳細に説明するように、モータ180と空気圧式ソレノイド192の操作を制御するための制御信号を生成するよう構成されている。
【0031】
図13、14を参照し、他の例示的な実施の形態に従って、非導電性テープを電池17に装着するための方法を、以下に説明する。
【0032】
ステップ300において、操作者は、直線状レール32に沿って第一位置から第二位置に向かって移動するよう構成されたネスト装置40内に、電池17を配する。
【0033】
ステップ302において、第一位置センサ90は、ネスト装置40が第一位置に配されたことを示す第一信号を生成する。
【0034】
ステップ304において、操作者は、ネスト装置40を第一位置から第二位置へと移動させる。
【0035】
ステップ306において、部分センサ89は、ネスト装置40がテープ装着装置60の近傍に配されたことを示す第二信号を生成する。
【0036】
ステップ308において、コンピュータ94は、第一制御信号を生成し、この信号によって、テープ装着装置60は、所定の長さの非導電性テープ14を供給し、かつネスト装置40がテープ装着装置60の近傍に移動した際、第二信号に応じて、所定の長さの非導電性テープ14の第一部分を、電池17の第一面23に装着する。
【0037】
ステップ310において、ネスト装置40が直線状レール32に沿って移動する際、ネスト装置40の底部表面が、回転ホイール95と接触し、また、回転エンコーダ93は、ネスト装置40の直線変位と、供給された非導電性テープ13の長さとを示す位置信号を生成する。
【0038】
ステップ312において、コンピュータ94は、第一制御信号の生成を停止し、回転エンコーダ93からの位置信号に基づいて、第二制御信号を生成し、この第二制御信号によって、テープ装着装置60は、所定の長さの非導電性テープ14を切断する。
【0039】
ステップ314において、テープ折り曲げ装置62は、ネスト装置40がテープ折り曲げ装置62の近傍に移動した際、所定の長さの非導電性テープ14の第二部分を、電池17の第二面上に沿わせる。
【0040】
ステップ316において、テープ圧着装置64は、ネスト装置40がテープ圧着装置64の近傍に移動した際、非導電性テープ14を、電池17の第一面23及び第二面24上に圧着させる。
【0041】
ステップ318において、第二位置センサ92は、ネスト装置40が第二位置に配されたことを示す第二信号を生成し、この信号をコンピュータ94が受信する。
【0042】
ステップ320において、操作者は、電池17をネスト装置40から取り除く。
【0043】
ステップ322において、操作者は、ネスト装置40を第二位置から第一位置へと移動させる。
【0044】
上記非導電性テープを電池に装着するテープ装着機及び方法は、他の機械及び方法に対して、実質的な利点を提供する。特に、上記テープ装着機及び方法は、テープを電池の第二面に沿わせるためのテープ折り曲げ装置と、テープを電池の第一面と第二面に圧着するためのテープ圧着装置とを利用することによる技術的効果を提供する。
【0045】
本発明は、限られた数の実施形態にのみ関連して詳細に記述されたが、本発明は、そのように開示された実施形態に限定されないことは、容易に理解されるべきである。より正確には、本発明は、前述されていないが、本発明の精神と範囲に相当する、あらゆる数の変形、修正、代用、または同等の形態を含めるように変更することが可能である。また、本発明の様々な実施形態が記述されたが、本発明の態様は、記述された実施形態のうち、一部のみを含めることも可能であることは、理解されるべきである。従って、本発明は前述の記載によって限定されるものとみなすべきでない。
【符号の説明】
【0046】
10 テープ装着機
12 テープロール
13 非導電性テープ
14 非導電性テープ
15 非導電性テープ
16 非導電性テープ
30 基板
32 直線状レール
34 停止部
36 停止部
40 ネスト装置
50 ガイド部
60 テープ装着装置
62 テープ折り曲げ装置
64 テープ圧着装置
70 プレート
72 プレート
76 プレート
77 プレート
89 部分センサ
90 第一位置センサ
92 第二位置センサ
93 回転エンコーダ
94 コンピュータ
95 回転ホイール
120 プレート
124 ガイド部
126 ガイド部
128 ガイド部
130 ハンドル
150 プレート
152 プレート
160 テープロールホルダ
162 テンションバー
170 ローラ
172 ローラ
174 ローラ
176 ローラ
178 ローラ
180 モータ
190 空気圧式シリンダ
192 ソレノイド
193 空気供給装置
200 テープ供給/切断アッセンブリ
212 テープカッター
220 ローラ
222 ローラ
224 ガイド部
250 本体
252 溝
254 第一端
256 第二端
280 プレート
282 ローラ
284 ローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
テープ装着機であって、
直線状のレールに沿って、第一位置から第二位置に向かって移動するように構成されたネスト装置であって、該ネスト装置はさらに電池を内部に保持するよう構成されたネスト装置と、
所定の長さの非導電性テープを供給するよう構成されたテープ装着装置であって、前記ネスト装置が該テープ装着装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープの第一部分を、前記電池の第一面上に装着させるよう構成されたテープ装着装置と、
テープ折り曲げ装置であって、前記ネスト装置が該テープ折り曲げ装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープの第二部分を、前記電池の第二面上に沿わせるよう構成されたテープ折り曲げ装置と、
テープ圧着装置であって、前記ネスト装置が該テープ圧着装置の近傍に移動した際に、
前記非導電性テープを、前記電池の第一面及び第二面上に圧着させるよう構成されたテープ圧着装置と、
を備えてなるテープ装着機。
【請求項2】
前記テープ装着装置は、
回転テープロール保持装置であって、テープロールを該回転テープロール保持装置上に保持するよう構成され、該テープロールは前記非導電性テープを有する、回転テープロール保持装置と、
前記非導電性テープの部分を該テープロールから移動させる把持ローラを、駆動させるよう構成されたモータと、
所定の長さの前記非導電性テープを切断し、該非導電性テープの第一部分を、前記電池の第一面上に装着するように構成されたテープ供給/切断アッセンブリと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のテープ装着機。
【請求項3】
前記テープ折り曲げ装置は、本体側面内部に延びる溝を有する本体を備え、該溝は内部に前記電池の端部を受けるように構成され、該端部は該端部上に配される前記非導電性テープの第一部分を有し、該溝は該本体の第一端において第一サイズを有し、該本体の第二端において、第一サイズより小さい第二サイズを有し、これにより、該端部が第一端から第二端に移動する際、該本体が前記非導電性テープの第二部分を、前記電池の第二面上に沿わせることを特徴とする請求項1に記載のテープ装着機。
【請求項4】
前記テープ圧着装置は、互いに所定の距離をおいて配された第一ローラ及び第二ローラを備え、これにより、該第一ローラ及び第二ローラが、前記非導電性テープを、前記電池の第一面及び第二面上に圧着するよう、該非導電性テープと接触することを特徴とする請求項1に記載のテープ装着機。
【請求項5】
非導電性テープを電池に装着するための方法であって、
電池を内部に保持するネスト装置を、直線状のレールに沿って、第一位置から第二位置に向かって移動させるステップと、
テープ装着装置を用いて、所定の長さの非導電性テープを供給し、前記ネスト装置が該テープ装着装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープの第一部分を、該電池の第一面上に装着させるステップと、
テープ折り曲げ装置を用いて、前記ネスト装置が該テープ折り曲げ装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープの第二部分を、前記電池の第二面上に沿わせるステップと、
テープ圧着装置を用いて、前記ネスト装置が該テープ圧着装置の近傍に移動した際に、前記非導電性テープを、前記電池の第一面及び第二面上に圧着させるステップと、
を備えてなる方法。
【請求項6】
前記所定の長さの非導電性テープを供給するステップは、
モータによって駆動される把持ローラを用いて、非導電性テープの部分を、前記テープロールから移動させるステップと、
テープ供給/切断アッセンブリを用いて、前記所定の長さの非導電性テープを切断するステップと、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記非導電性テープを圧着させるステップは、第一ローラ及び第二ローラを用いて、前記非導電性テープを前記電池に接触させるステップを備えることを特徴とする請求項5に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公表番号】特表2013−514627(P2013−514627A)
【公表日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−544407(P2012−544407)
【出願日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【国際出願番号】PCT/KR2011/002586
【国際公開番号】WO2011/129595
【国際公開日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【出願人】(500239823)エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Fターム(参考)】