KR100348681B1 - 박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커패시터 박막을 원주에 감아 진행방향을 전환하는 다수의 롤러 조립체를 구비한 박막 커패시터 권취기를 개시한다.

본 발명에 따른 롤러 조립체는 원기둥 형상의 축 중심에 한쪽이 막힌 중공부가 형성된 내부 실린더의 일단이 공기펌프측과 연결되며, 내부 실린더의 외주연에 다수의 배출구멍이 형성되며, 내부 실린더 외주연과 소정 간격을 유지한 원통형상의 외부 실린더가 결합되며, 배출구멍으로 배출된 압축 공기가 배출되어 커패시터 박막과 외부 실린더의 원주면 사이에 공기층이 형성되도록 외부 실린더 원주면에 일정한 간격의 미세구멍이 형성된 것이다.

따라서, 본 발명에 따르면 롤러 조립체와 커패시터 박막 사이에 공기층을 형성하여 에어 부상 작용에 의해 커패시터 박막이 롤러 조립체를 통과하도록 함으로써 마찰로 인한 열이 발생되지 않으며, 기계적인 긁힘을 방지할 수 있으며, 커패시터 박막의 사행을 최소화하여 정밀한 캐퍼시턴스를 갖는 커패시터를 제조할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체{ROLLER ASSEMBLY OF WINDING MACHINE IN THIN FILM CAPACITOR}

본 발명은 박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤러 조립체와 커패시터 박막 사이에 공기층을 형성하여 커패시터 박막이 부상된 상태로 롤러 조립체를 통과하도록 한 롤러 조립체에 관한 것이다.

박막 커패시터는 절연 재료에 의해 분리된 2 개의 전극을 구비한 소자로서, 유전박막과 도전박막이 샌드위치 구조로 이루어져 두루마리 형상으로 감겨진다.

한편, 도 1은 일반적인 박막 커패시터의 권취기를 개략적으로 도시한 것으로, 박막 커패시터 권취기는 도전성 물질이 도포된 유전물질(이하 커패시터 박막이라 함.)을 두루마리(film roll) 상태로 장착하여 일정한 장력을 유지한 채 공급하는 한쌍의 공급 모터(2)와, 공급 모터(2)로부터 인출된 커패시터 박막(1)의 진행방향을 전환하기 위해 설치되는 다수의 롤러 조립체(3)와, 인출된 박막을 두루마리 형상으로 감아 박막 커패시터를 형성하는 회전축(4)과, 절연 박막을 두루마리 상태로 장착하여 권취된 박막 커패시터의 외주연에 감아 절연시키는 절연 릴(6) 및 절연 박막 권취장치(5)로 구성되어 있다.

한편, 도 2는 종래의 롤러 조립체를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 롤러 조립체(3)는 고정된 롤러축(7)에 롤러(8)가 최소한의 마찰로 회전가능하도록 베어링(9)을 롤러(8)와 롤러축(7) 사이에 설치하였다.

그런데 이와 같은 종래의 롤러 조립체(3)는 커패시터 박막(1)을 롤러(8)의 원주면에 감아 당기면서 진행방향을 전환하는 구조로서, 대략 2m/sec의 빠른 속도로 이송되는 커패시터 박막(1)에 의해 롤러(8) 및 베어링(9)은 고속으로 회전하게 된다. 고속으로 회전하는 롤러(8) 및 베어링(9)은 롤러(8) 표면으로 회전에 의해발생된 열을 방출하게 되는데, 발열 억제를 위한 윤활제 등은 커패시터 박막(1)이 오염될 우려가 있어 사용할 수 없다. 따라서, 베어링(9)의 마모가 쉽게 일어나며, 베어링(9)을 수시로 교체해야 하는 불편함이 따른다.

특히, 베어링(9)의 마모로 롤러(8)의 회전운동이 정상적으로 이루어지지 않으면 커패시터 박막(1)이 롤러 조립체(3)를 통과하면서 커패시터 박막(1)의 표면에 긁힘이 발생되는 문제점이 있으며, 커패시터 박막(1)의 진행방향이 일정하지 않고 불안정해 사행(斜行)이 일어나 커패시터의 전기적 안정성에 악영향을 미칠 수 있다.

또한, 롤러(8)의 외주면을 정교한 면가공을 했다하더라도 기계부품이 갖을 수 있는 미세한 돌기와 이물질에 의해 긁힘이 발생될 우려가 있다.

따라서 본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 롤러 조립체와 커패시터 박막 사이에 공기층을 형성하여 압축공기에 의해 커패시터 박막이 부상된 상태로 롤러 조립체를 통과하도록 함으로써 마찰로 인한 열이 발생되지 않으며, 기계적인 긁힘을 방지할 수 있으며, 커패시터 박막의 사행을 최소화하여 정밀한 캐퍼시턴스를 갖는 커패시터를 제조할 수 있는 박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 커패시터 박막을 원주에 감아 진행방향을 전환하는 다수의 롤러 조립체를 구비한 박막 커패시터 권취기에 있어서, 롤러 조립체는 압축 공기가 축 중심부로 유입될 수 있도록 중공부가 형성된 내부 실린더가 고정부재에 설치되고, 이 중공부로 유입된 압축 공기가 내부 실린더의 외주연 둘레로 배출될 수 있도록 내부 실린더의 외주연에 일정한 간격의 배출구멍이 형성되며, 이 내부 실린더의 외경방향으로 공간부를 유지하며 커패시터 박막이 감겨지는 원주면을 구비하는 외부 실린더가 고정부재에 설치되고, 외부 실린더의 원주면 중 커패시터 박막이 접촉되는 영역에 일정한 간격의 미세구멍을 형성하여 내부 실린더의 배출구멍으로 배출된 압축 공기가 일정한 간격의 미세구멍으로 배출되어 커패시터 박막과 외부 실린더의 원주면 중 커패시터 박막 접촉 영역 사이에 공기층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 일반적인 박막 커패시터 권취기의 개략도,

도 2는 종래의 롤러 조립체를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 롤러 조립체를 도시한 분해 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 롤러 조립체의 결합단면도,

도 5는 본 발명에 따른 도 4의 A-A'선 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 ; 커패시터 박막 10 ; 내부 실린더

11 ; 중공부 12 ; 배출구멍

20 ; 외부 실린더 21 ; 미세구멍

22 ; 장공 23 ; 가이드

24 ; 핀홈 25 ; 회전방지핀26 ; 고정부재

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 롤러 조립체를 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 롤러 조립체의 결합단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 도 4의 A-A'선 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤러 조립체는 내부 실린더(10)와 외부 실린더(20)가 고정부재(26)에 설치되어 이루어지며 커패시터 박막(1)을 외부 실린더(20)의 원주면에 감아 진행방향을 전환한다.

내부 실린더(10)는 원기둥 형상의 축 중심에 한쪽이 막힌 중공부(11)가 형성되며, 개방된 쪽으로 공기펌프(미도시됨.)가 연결되어 중공부(11)로 압축공기가 공급된다. 이와 같은 내부 실린더(10)의 외주연에는 일정한 간격을 가진 배출구멍(12)이 형성되어 중공부(11)로 유입된 압축 공기가 내부 실린더(10)의 외주연 둘레로 배출시킨다.

한편, 일정한 간격의 배출구멍(12)은 중공부(11)로 유입된 공기를 축방향으로 균등하게 배출할 수 있도록 상기 내부 실린더(10)의 길이방향으로 정렬되는 것이 바람직하다.

외부 실린더(20)는 커패시터 박막(1)이 감겨지는 원주면을 구비하는 원통 형상을 이루며, 외부 실린더(20)의 내경은 내부 실린더(10)의 외경보다 약간 크게 설계되어 내부 실린더(10)와 외부 실린더(20) 사이에 미세한 공간부가 형성되도록 한다. 이와 같은 외부 실린더(20) 원주면 중 커패시터 박막(1)이 접촉되는 영역에는 일정한 간격의 미세구멍(21)이 형성되어 배출구멍(12)으로부터 배출된 압축 공기가 미세구멍(21)을 통해 배출되어 커패시터 박막(1)과 외부 실린더(20)의 원주면 사이에 공기층을 형성시킨다.

한편, 일정한 간격의 미세구멍(21)은 외부 실린더(20)의 외주면에 길이방향으로 다수의 열을 이루어 배열되고, 배열된 각 열의 미세구멍(21)들은 외부 실린더(20)의 외주면에서 일정 깊이로 연결하는 장공(22)에 의해 연결되어 외부 실린더(20)의 원주면과 커패시터 박막(1) 사이에 축방향으로 균등한 공기층이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 외부 실린더(20) 양단에 가이드(23)를 구비하여 외부 실린더(20) 외주연에 감긴 커패시터 박막(1)의 진행방향을 안내하는 것이 바람직하다.

더불어 가이드(23)의 일단과 고정부재(26)의 일단에 핀홈(24)을 형성하고 핀홈(24)에 회전 방지핀(25)을 결합하여 외부 실린더(20)가 고정된 상태를 유지할 수 있도록 한다.

이와 같이 구성된 박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체는 미도시된 공기펌프로부터 발생된 압축 공기가 내부 실린더(10)의 중공부(11)로 유입된다. 중공부(11)로 유입된 압축 공기는 반대측 일단이 막혀 있으므로 배출구멍(12)으로 빠져 나간다. 축방향으로 일정하게 배치된 배출구멍(12)으로 빠져나온 압축 공기는 축방향으로 균등하게 작용하며, 내부 실린더(10)의 외주연과 외부 실린더(20)의 내주연 사이의 소정 공간으로 빠져나온다.

이처럼 빠져나온 압축 공기는 외부 실린더(20)의 미세구멍(21)을 통과하여 외부 실린더(20)의 원주면으로 빠져나오면서 외부 실린더(20)의 외주면에 감긴 커패시터 박막(1)의 저면을 밀어붙여 커패시터 박막(1)이 외주면으로부터 압축공기에 의해 부상(浮上)하도록 한다. 한편, 장공(22)은 미세구멍(21)으로부터 빠져나온 압축 공기가 커패시터 박막(1)의 폭방향으로 균등하게 퍼지도록하여 커패시터 박막(1)과 외부 실린더(20)의 외주면 사이의 공기층이 균일하게 형성되도록 한다.

한편, 커패시터 박막(1)의 진행방향이 전환되는 각도에 따라 외주면에 접촉하는 면적이 달라지므로 장공(22)이 나열되는 개수를 적절히 조절하여 커패시터 박막(1)을 부상시킨다.

가이드(23)는 커패시터 박막(1)의 폭방향 이동을 제한하여 외부 실린더(20)의 외주면을 따라 안정적으로 진행될 수 있도록 한다. 회전 방지핀(25)은 커패시터 박막(1)이 외주면 둘레를 통과할 때 외부 실린더(20)가 회전되는 것을 방지한다.

이처럼 롤러 조립체와 커패시터 박막(1) 사이에 공기층을 형성하여 커패시터 박막(1)이 부상된 상태로 롤러 조립체를 통과하면 기계적인 접촉이 일어나지 않으므로 롤러 조립체에 마찰로 인한 열이 발생되지 않는다.

또한, 외부 실린더(20)의 외주면에 미세한 돌기 또는 이물질이 존재하더라도 외주면으로부터 일정 간격 이격된 상태로 부상되어 진행하게 되므로 기계적인 긁힘이 발생되지 않는다.

또한, 에어 실린더 구조를 채택하고 있으므로 실린더의 마모로 인한 커패시터 박막(1)의 사행이 일어나지 않아 정밀한 커패시턴스를 갖는 커패시터를 제조하는데 유리하다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시키지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 롤러 조립체와 커패시터 박막 사이에 공기층을 형성하여 에어 실린더 작용에 의해 커패시터 박막이 롤러 조립체를 통과하도록 함으로써 마찰로 인한 열이 발생되지 않으며, 기계적인 긁힘을 방지할 수 있으며, 커패시터 박막의 사행을 최소화하여 정밀한 커패시턴스를 갖는 커패시터를 제조할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 커패시터 박막을 원주에 감아 진행방향을 전환하는 일정한 간격의 롤러 조립체를 구비한 박막 커패시터 권취기에 있어서,

   롤러 조립체는 압축 공기가 축 중심부로 유입될 수 있도록 중공부가 형성된 내부 실린더가 고정부재에 설치되고,

   상기 중공부로 유입된 압축 공기가 상기 내부 실린더의 외주연 둘레로 배출될 수 있도록 상기 내부 실린더의 외주연에 일정한 간격의 배출구멍이 형성되며,

   상기 내부 실린더의 외경방향으로 커패시터 박막이 감겨지는 원주면을 구비하는 외부 실린더가 상기 고정부재에 설치되고,

   상기 외부 실린더의 원주면 중 상기 커패시터 박막이 접촉되는 영역에 미세한 깊이를 가진 장공을 일정한 간격으로 형성하고,

   상기 장공면에 일정한 간격의 미세구멍을 형성하여 상기 내부 실린더의 배출구멍으로 배출된 압축 공기가 일정한 간격을 가진 미세구멍으로 배출되어 상기 커패시터 박막과 상기 외부 실린더의 원주면 중 상기 커패시터 박막 접촉 영역 사이에 공기층이 형성되는 것을 특징으로 한 박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 일정한 간격의 미세한 배출구멍은 상기 중공부로 유입된 공기를 축방향으로 균등하게 배출할 수 있도록 상기 내부 실린더의 길이방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 일정한 간격의 미세한 배출구멍은 상기 외부 실린더의 외주면에 길이방향으로 일정한 열을 이루어 배열되고, 배열된 각 열의 상기 미세 구멍들은 상기 외부 실린더의 외주면에서 일정 깊이로 연결하는 장공에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부 실린더 외주면에 감긴 상기 커패시터 박막의 진행방향을 안내할 수 있도록 상기 외부 실린더 양단에 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 커패시터 권취기의 롤러 조립체.
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