KR100960857B1 - 초전도 테이프 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초전도 테이프 이송장치에 관한 것으로서, 초전도 테이프를 인출하여 공급하는 공급릴부와, 회전되는 롤러에 의해 상기 초전도 테이프를 이송시키는 이송 롤러부와, 상기 이송 롤러부에 의해 이송된 초전도 테이프를 감아서 수거하는 수거릴부로 이루어진 초전도 테이프 이송장치에 있어서, 상기 이송 롤러부는 상기 공급릴부와 평행하게 배치된 다수개의 상부 롤러와; 상기 상부 롤러의 하부로 다수개가 이격되어 설치되는 하부 롤러를 포함하여 이루어지되, 상기 하부 롤러는 일측이 초전도 테이프의 폭만큼 일정 각도 기울어져 외주면에 초전도 테이프가 감기는 것을 기술적 특징으로 하여 두께에 비해 폭이 아주 큰 초전도 박막 초전도 테이프를 제조시 초전도 테이프의 폭방향으로 변형이 일어나는 것을 방지하며, 특히, 고온으로 초전도 테이프가 가열되어도 각 회전턴의 마찰 차이로 불균일 장력이 생겨 초전도 테이프이 변형되거나 파손되는 것을 막는 효과가 있다.

릴투릴, 초전도, 박막, 롤러, 변형, 초전도 테이프

Description

초전도 테이프 이송장치{TRANSFER MACHINE OF SUPERCONDUCTING WIRE}

본 발명은 초전도 테이프 이송장치에 관한 것으로, 상세하게는 롤러에 여러 번 감기는 초전도 테이프의 이동방향과, 상기 롤러에 접하는 면의 회전방향이 같도록 하여 초전도 테이프에 슬립과 마찰 불균일로 인한 변형을 방지하는 초전도 테이프 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 초전도의 성질을 이용하는 방법으로 미시적인 현상을 이용하는 것과 거시적인 현상을 이용하는 것이 있는데, 거시적인 현상은 초전도체의 무저항, 비자성의 성질을 이용하는 것을 말하고, 미시적인 현상을 이용하는 것은 초전도체 내에서 발생하는 터널링 효과(조셉슨 효과)를 이용하는 것이다.

이 중에서 미시적 현상을 이용하는 경우는 초전도체를 테이프 형상으로 길고 가늘하게 만들어 이용하는 것이 효과적이므로 이에 관련한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 장선 초전도 테이프를 만드는 방법에는 일정 간격으로 이송시키면서 테이프에 초전도층을 증착시키는 방법이 있으며, 이러한 이송장치에 관하여 고안한 대한민국특허청 등록특허공보 제0736377호에 장력 조절 멀티턴 릴투릴 장치를 제안 하였다.

도 1은 종래 기술에 따른 장력 조절 멀티턴 릴투릴 장치의 사시도이다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 장력 조절 멀티턴 릴투릴 장치는 기판을 공급하는 공급릴(10)과 다수개로 형성된 멀티턴릴(30)과 공급된 기판을 감는 수거릴(20)로 이루어져, 멀티턴릴(30)이 회전축을 중심으로 회전됨과 동시에 각각의 턴릴은 베어링 구름 회전되어 멀티턴릴(30)에 의해 이송되는 가판의 장력이 자동으로 조절되는 장점이 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 2롤 타입의 사시도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 2롤 타입 이송장치의 평면도이다.

도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 종래의 2롤 타입 이송장치는 2개의 롤러가 서로 이격되어 평행하게 배치되어 상기 2개의 롤러가 제자리에서 회전하여 초전도 테이프를 감으면서 이송되어 이송되는 초전도 테이프의 일면을 증착되는 것으로 이루어져 있다.

이렇게 구성된 2롤 타입 이송장치는 초전도 테이프가 맞닿는 부분의 각 롤러의 회전방향(a)과 초전도 테이프의 이송방향(b)이 θ˚만큼 차이가 난다. 따라서, 상기 초전도 테이프가 이송 중에 2개의 롤러의 회전방향(a)으로 가해지는 힘으로 인해 다음 회전턴으로 이송되는 초전도 테이프에 변형이 생길 수 있는 문제점이 있다.

또한, 이러한 장치는 폭과 두께가 비슷하여 변형에 둔감한 재료의 이송에 적합하며, 두께가 폭에 비해 아주 작은 초전도 테이프는 폭방향으로 변형(hard bending)이 일어나기 쉬운 문제점이 있다.

한편, 롤러의 양측에 초전도 테이프가 접촉되는 접촉각을 살펴보도록 한다.

도 4는 종래 기술에 따른 2롤 타입 이송장치의 평면도 및 단면도이다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 초전도 테이프가 상기 롤러와 접촉하고 있는 각(이하, 초전도 테이프 접촉각이라고 하며, 도면에서 롤러의 옆에 진하게 표시됨)이 180˚로 초전도 테이프가 이송되는 방향이 완전히 반대로 꺾어지게 되어 초전도 테이프에 큰 변형을 줄 수 있다.

즉, 롤러를 따라 초전도 테이프가 감겨져 이송방향이 바뀌도록 들어오는 방향과, 상기 롤러의 외측을 따라 감기면서 롤러로부터 나가는 초전도 테이프의 방향이 완전히 바뀌어 이송되는 초전도 테이프의 휘어짐이 많으므로 초전도 테이프가 변형될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 초전도 테이프가 롤러에 여러 번 감길 때 초전도 테이프 간에 겹치지 않도록 롤러 상의 초전도 테이프가 이전에 감긴 위치보다 이격된 거리(이하, 천이피치라고 함), 즉 초전도 테이프 폭의 1/2만큼 이동하여 감기는데, 이때, 초전도 테이프가 롤러의 회전방향에 비해 기울어져 초전도 테이프와 롤러가 닿는 부분에 다른 방향으로 힘이 작용하여 초전도 테이프가 훼손되거나 뒤틀릴 수 있는 문제점이 있다.

도 5는 종래 기술에 따른 3롤 타입의 이송장치의 평면도 및 단면도이다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 3롤 타입의 이송장치는 상기 2롤 타입 이송장치에 비해 초전도 테이프가 롤러와 접촉하는 접촉각이 90˚에서 180˚이므로 상기 2 롤 타입 이송장치에 비해 적은 힘이 가해지지만, 2롤 타입의 이송장치와 같이 천이피치가 1/2이며, 천이피치만큼 이동된 초전도 테이프가 롤러와 닿는 부분에서 서로 다른 방향으로 힘이 작용하여 초전도 테이프가 회전하는 초전도 테이프 방향으로 상기 2롤 타입의 이송장치에 비해 약하지만 계속 힘이 남아 있어 초전도 테이프의 변형을 야기할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 초전도 테이프의 이동방향과 롤러 회전방향이 평행하도록 하부 롤러가 기울어져 길이에 비해 폭이 아주 얇은 초전도 테이프가 장력 불균일에 의해 초전도 테이프의 변형 및 파손을 방지하는 초전도 테이프 이송장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위해 본 발명은 초전도 테이프를 인출하여 공급하는 공급릴부와, 회전되는 롤러에 의해 상기 초전도 테이프를 이송시키는 이송 롤러부와, 상기 이송 롤러부에 의해 이송된 초전도 테이프를 감아서 수거하는 수거릴부로 이루어진 초전도 테이프 이송장치에 있어서, 상기 이송 롤러부는 상기 공급릴부와 평행하게 배치된 다수개의 상부 롤러와; 상기 상부 롤러의 하부로 다수개가 이격되어 설치되는 하부 롤러를 포함하여 이루어지되, 상기 하부 롤러는 일측이 초전도 테이프의 폭만큼 일정 각도 기울어져 외주면에 초전도 테이프가 감기는 것을 기술적 특징으로 한다.

여기서, 상기 하부 롤러는, 일정각도로 기울어져 상기 상부 롤러에서 공급되는 초전도 테이프를 수직으로 방향전환하여 이송하는 제 1하부 롤러와; 상기 초전도 테이프가 평행하게 이송되도록 일측이 상기 초전도 테이프의 폭만큼 기울어져 배치되는 제 2하부 롤러;로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 상부 롤러는, 공급되는 초전도 테이프를 평행하게 이송하며, 서로 이격된 한 쌍의 롤러로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부롤러 및 상기 하부롤러는, 초전도 테이프를 수용하는 수용홈이 외주면에 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 수용홈은, 폭이 상기 초전도 테이프의 폭길이로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의한 본 발명은 초전도 테이프의 이동방향과 롤러가 접하는 면에서 롤러의 구동방향이 같이 이동하므로 초전도 테이프에 생기는 슬립과 마찰 불균일로 인한 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고온으로 초전도 테이프가 증착으로 인해 고온으로 가열되어도 각 회전턴의 마찰 차이로 불균일 장력이 생겨 초전도 테이프가 변형되거나 파손되는 것을 막는 효과가 있다.

도 6의 (a)는 본 발명에 따른 초전도 테이프의 이송장치의 평면도이고, 도 6의 (b)는 본 발명에 따른 상부 롤러의 평면도이고, 도 6의 (c)는 본 발명에 따른 하부 롤러의 평면도이다.

도 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명은, 초전도 테이프를 공급하는 공급릴부(100)와, 상기 공급릴부(100)에서 공급된 초전도 테이프를 일측에서 증착할 수 있도록 일정거리를 두고 길게 이송되는 이송 롤러부(200) 및 증착된 초전도 테이프를 수집하는 수거릴부(300)로 이루어지며, 상기 이송 롤러부(200)는 상부 롤 러(210) 및 하부 롤러(220)로 이루어져 있다.

먼저, 상기 공급릴부(100)는 원형의 릴로 형성되어 양 면에는 이송되는 초전도 테이프를 고정하기 위한 원형판이 형성되고 상기 원형판 사이에 생기는 공간에 초전도 테이프가 감아서 후술할 이송 롤러부(200)로 초전도 테이프를 공급하도록 한 방향으로 제자리에서 회전하도록 형성된다.

다음으로, 상기 이송 롤러부(200)의 상부 롤러(210)는 동일한 형상의 다수개의 롤러로 이루어지는데, 특히 이송되는 초전도 테이프의 이송방향을 전환시키는 제 1상부 롤러(212) 및 상기 제 1상부 롤러(212)와 수평으로 이격되어 평행하게 제 2상부 롤러(214)가 설치되어 각각 제자리에서 회전하여 초전도 테이프를 이송하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 이송 롤러부(200)의 하부 롤러(220)는 상기 상부 롤러(210)와 동일한 형상의 다수개의 롤러로 이루어지며, 바람직하게는 한 쌍의 롤러가 상기 상부 롤러(210)의 일측으로 부터 이격되어 배치되며, 제자리에서 회전하여 초전도 테이프를 이송시킨다.

여기서, 상기 하부 롤러(220)의 외주면에 초전도 테이프가 여러번 감을 때, 초전도 테이프가 겹쳐지지 않고, 평행하게 이송되도록 상기 상부 롤러(210)에 비해 이송되는 초전도 테이프의 폭과 여유공간을 합한 한 피치의 거리 만큼 하부 롤러(220)의 일측이 기울어져 회전하여 초전도 테이프를 평행하게 이송하도록 형성된다.

여기서, 상기 공급릴부(100)에서 감겨져 있는 초전도 테이프가 일정한 속도 로 풀려나와 상기 롤러(210)를 거쳐 상기 하부 롤러(220)에 감겨서 이송되며, 상기 하부 롤러(220)에서 이송되는 초전도 테이프는 다시 상기 상부 롤러(210)에 감기는 것이 반복되어 초전도 테이프가 이송되면서 일정간격 이격된 외부에서 초전도 물질을 증착하도록 한다.

이때, 상부 롤러(210) 및 하부 롤러(220)는 제자리에서 회전하여 초전도 테이프를 이동시키며, 이 때 초전도 테이프가 닿이는 상부 롤러(210)의 회전방향과 초전도 테이프의 이송방향은 동일하고 초전도 테이프에 가해지는 다른 힘이 없으므로 초전도 테이프가 변형없이 이송될 수 있다.

한편, 이송 롤러부를 통해 초전도 테이프가 이송되는 작동 원리를 좀 더 살펴보고자 한다.

도 7은 본 발명에 따른 장선 초전도 테이프 이송장치의 단면도 및 평면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 공급된 초전도 테이프가 상기 제 1상부 롤러(212)의 A지점을 거쳐 하부로 이송되면 제 2하부 롤러(224)의 B지점으로 초전도 테이프가 이송되며, 이렇게 이송된 초전도 테이프는 평행하게 일측이 한 피치만큼 기울어지게 형성된 제 2 하부 롤러(224)의 C지점으로 이송되어 감긴 후, 평행하게 제 2상부 롤러(214)의 D지점으로 이송되는 과정을 반복하여 초전도 테이프가 롤러의 외주면에 여러번 감기면서 이송되고, 외부의 증착장치에 의해 초전도 물질이 초전도 테이프에 증착되도록 한다.

이때, 제 1상부 롤러(212) 및 제 1하부 롤러(222)는 거의 평행하게 상, 하로 배치되며, 이 때, 제 1하부 롤러(222)는 일측이 약간 기울어져 제 2하부 롤러(224)를 통해 이송되는 초전도 테이프가 평행하게 이송되도록 형성된다.

한편, 상기 제 2상부 롤러(214)에서 평행하게 수직으로 연장한 선과 상기 제 2하부 롤러(224)를 비교하면, 상기 제 2하부 롤러(224)의 일측은 상기 제 2상부 롤러(214)의 일측과 한 피치(초전도 테이프의 폭과 여유공간을 합한 거리) 차이가 나게 기울어지고, 초전도 테이프가 상기 제 1하부 롤러(222)에 변형 없이 이송되도록 상기 제 2하부 롤러(224)의 타측도 한 피치보다 작은 거리만큼 기울어져 형성된다.

따라서, 종래의 2개 또는 3개의 롤러로 이루어진 이송장치에서는 초전도 테이프와 롤러의 접촉각이 180˚이므로 롤러에 대한 장력이 분산되지 않았으나, 본 발명에 따른 이송장치는 테이프와 롤러의 접촉각이 90˚이므로 가해지는 장력이 적고, 이송되는 초전도 테이프와 롤러가 접하는 지점에서 초전도 테이프의 진행방향과 롤러의 회전방향이 어긋난 각도가 없이 평행하므로 초전도 테이프가 롤러의 길이방향에 수직하게 되려는 힘이 작용하지 않으므로 초전도 테이프의 변형을 방지할 수 있다.

그리고, 각 이송 롤러부(200)의 롤러의 외주면에는 여러 번 초전도 테이프가 감길 때 서로 겹치지 않고 상기 초전도 테이프를 수용할 수 있도록 수용홈(213)이 형성되어 초전도 테이프가 평행하게 이송될 수 있도록 형성된다.

마지막으로 수거릴부(300)는 원형의 릴로 형성되어 양 면에는 이송되는 초전도 테이프를 감아서 고정하기 위한 원형판이 형성되고 상기 원형판 사이에 생기는 공간에 초전도 테이프가 감기도록 형성된다.

상기 수거릴부(300)는 제자리에서 회전하면서 상기 이송 롤러부(200)에 의해 일정 거리 동안 이송되면서 초전도 물질이 증착된 초전도 테이프를 수거하여 감도록 한다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

도 1 - 종래 기술에 따른 장력 조절 멀티턴 릴투릴 장치의 사시도.

도 2 - 종래 기술에 따른 2롤 타입 이송장치의 사시도.

도 3 - 종래 기술에 따른 2롤 타입 이송장치의 평면도.

도 4 - 종래 기술에 따른 2롤 타입 이송장치의 평면도 및 단면도.

도 5 - 종래 기술에 따른 3롤 타입 이송장치의 평면도 및 단면도.

도 6의 (a) - 본 발명에 따른 초전도 테이프의 이송장치의 평면도.

도 6의 (b) - 본 발명에 따른 상부 롤러의 평면도.

도 6의 (c) - 본 발명에 따른 하부 롤러의 평면도.

도 7 - 본 발명에 따른 초전도 테이프 이송장치의 단면도 및 평면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100 : 공급릴부 200 : 이송 롤러부

210 : 상부 롤러 212 : 제 1상부 롤러

213 : 수용홈 214 : 제 2상부 롤러

220 : 하부 롤러 222 : 제 1하부 롤러

224 : 제 2하부 롤러 300 : 수거릴부

Claims (5)

1. 초전도 테이프를 인출하여 공급하는 공급릴부(100)와, 회전되는 롤러에 의해 상기 초전도 테이프를 이송시키는 이송 롤러부(200)와, 상기 이송 롤러부(200)에 의해 이송된 초전도 테이프를 감아서 수거하는 수거릴부(300)로 이루어진 초전도 테이프 이송장치에 있어서,

   상기 이송 롤러부(200)는 상기 공급릴부(100)와 평행하게 배치된 다수개의 상부 롤러(210)와; 상기 상부 롤러(210)의 하부로 다수개가 이격되어 설치되는 하부 롤러(210)를 포함하여 이루어지고,

   상기 하부 롤러(220)는, 일정각도로 기울어져 상기 상부 롤러(210)에서 공급되는 초전도 테이프를 수직으로 방향전환하여 이송하는 제 1하부 롤러(222)와; 상기 초전도 테이프가 평행하게 이송되도록 일측이 상기 초전도 테이프의 폭만큼 기울어져 배치되는 제 2하부 롤러(224);로 구성되어, 상기 하부 롤러(210)의 외주면에 초전도 테이프가 감겨지되,

   상기 상부 롤러(210) 및 상기 하부 롤러(220)는, 초전도 테이프를 수용하는 수용홈(213)이 외주면에 형성되고, 상기 수용홈(213)은 폭이 상기 초전도 테이프의 폭길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 초전도 테이프 이송장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 상부 롤러(210)는,

   공급되는 초전도 테이프를 평행하게 이송하도록 서로 이격된 한 쌍의 롤러로 이루어진 것을 특징으로 하는 초전도 테이프 이송장치.
4. 삭제
5. 삭제

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