KR101686771B1 - 4분할 전극롤 권취장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 4분할 전극롤 권취장치(1)에 관한 것으로서, 전극롤(A)의 일단을 지지하며, 외주연에 전극롤(A)이 권취되는 맨드릴유닛(100)과; 회전구동부의 구동력에 의해 상기 맨드릴유닛(100)이 회전되어 상기 맨드릴유닛(100)의 외주연에 전극롤(A)이 권취되도록 상기 맨드릴유닛(100)을 지지하는 맨드릴유닛지지부(200)를 포함하되, 상기 맨드릴유닛(100)은, 서로 간격이 조절되어 전극롤(A)의 일단을 구속하거나 구속해제하는 한 쌍의 세페레이트클램핑부(110,110a)와; 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)를 감싸도록 원형으로 배치되며 외주연에 상기 전극롤(A)이 권취되는 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)와; 상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)에 각각 결합되어 상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)가 상기 한 쌍의 세퍼레이팅클램프()에 대해 형성하는 외경을 확장 또는 축소시키는 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)를 포함하되, 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)는 각각 전극롤을 접촉 지지하는 한 쌍의 내부클램프(111,111a)와, 상기 한 쌍의 내부클램프(111,111a)와 결합되는 한 쌍의 외부클램프(113,113a)를 포함하며, 상기 맨드릴유닛지지부(200)는, 상기 회전구동부와 결합되는 케이싱(240) 및 하부하우징(250)과; 상기 케이싱(240) 내부에 수용되며 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)와 상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)에 결합되는 클램프홀더(210)를 포함하되, 상기 클램프홀더(210)는 상기 하부하우징(250) 및 상기 케이싱(240)에 고정결합되는 베이스판(211)과; 상기 베이스판(211)에 일정 길이 수직하게 배치되며 내부에 상기 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 하단이 삽입되는 결합축(213)과; 상기 결합축(213)의 외주연에 반경방향 외측으로 돌출되며 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 하부가 삽입되는 네 쌍의 가이드결합날개(217)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

4분할 전극롤 권취장치{QUADRIPARTITION ELECTRODE ROLL WINDING APPARATUS}
본 발명은 전극롤 권취장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 4개의 블레이드의 외부로 전극롤이 권취되는 4분할 전극롤 권취장치에 관한 것이다.
통상적으로 이차전지는 충전 및 방전이 가능하고 소형 및 대형화가 가능한 전지로서, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 이차전지는 니켈카드뮴 전지, 니켈수소 전지, 리튬 및 리튬이온 전지로 분류되고 있다.
이 중, 리튬 이차 전지는 작동전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로서 많이 사용되고 있는 니켈카드뮴 전지나 니켈수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 사용량이 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 제1,2 전극판, 그리고 제1전극판 및 제2전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이트가 권취된 전극롤과, 전극롤을 수용하는 리튬 이차 전지용 케이스와, 리튬 이차 전지용 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다.
전극롤 권취장치의 일례가 등록특허 0-제1709861호 "전극롤 권취용 맨드릴"에 개시된 바 있다.
도 1은 종래 전극롤을 형성하는 전극롤 권취장치(10)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래 전극롤 권취장치(10)는 한 쌍의 클램프(11,13)과, 한 쌍의 클램프(11,13)를 지지하는 지지부(15)와, 지지부(15)를 회전시키는 회전구동부(17)를 포함한다.
한 쌍의 클램프(11,13) 사이에는 전극롤(A)의 일단(a)이 구속되고, 회전구동부(17)에 의해 지지부(15)가 회전되면, 한 쌍의 클램프(11,13)의 외주연으로 전극롤(A)이 권취되게 된다. 전극롤(A)의 권취가 완료되면, 전극롤(A)을 한 쌍의 클램프(11,13)로부터 분리하여 접은 후 리튬 이차 전지용 케이스(미도시)에 삽입하게 된다.
그런데, 도 1에 도시된 종래 전극롤 권취장치(10)는 한 쌍의 블레이드(11,13)를 지지부(15)에 대해 지지하는 가이드(11a,13a)가 구비되고, 지지부(15)는 가이드(11a,13a)를 지지하는 프레임(14,14a)를 포함한다.
전극롤(A)은 한 쌍의 블레이드(11,13) 사이에 일단(a)이 구속된 후, 가이드(11a,13a)의 회전시 블레이드(11,13)의 외주연에 권취된다. 그런데, 종래 전극롤 권취장치(10)는 블레이드(11,13)가 이분할 구조로 배치된다. 그리고 전극롤(A)의 고정을 위해 가이드(11a,13a)가 외부로 확장되거나, 전극롤(A)의 권취 완료 후 전극롤(A)의 분리를 위해 가이드(11a,13a)가 내부로 수축된다.
이 때, 가이드(11a,13a)가 이분할되므로 블레이드(11,13)가 2방향에서만 확장과 수축이 가능하므로, 나머지 2방향에서는 수축 효과가 거의 없어 전극롤(A)과 블레이드(11,13) 사이에 이격공간이 형성되지 않아 권취 후 전극롤(A)을 빼내는데 어려움이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 4방향에서 수축 및 확장하며 전극롤의 구속과 분리를 용이하게 할 수 있는 4분할 전극롤 권취장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 한 쌍의 세퍼레이팅클램핑부의 간격과 네 개의 블레이드가이드의 간격을 동시에 조절할 수 있는 4분할 전극롤 권취장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 4분할 전극롤 권취장치(1)에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 4분할 전극롤 권취장치(1)는, 전극롤(A)의 일단을 지지하며, 외주연에 전극롤(A)이 권취되는 맨드릴유닛(100)과; 회전구동부의 구동력에 의해 상기 맨드릴유닛(100)이 회전되어 상기 맨드릴유닛(100)의 외주연에 전극롤(A)이 권취되도록 상기 맨드릴유닛(100)을 지지하는 맨드릴유닛지지부(200)를 포함하되, 상기 맨드릴유닛(100)은, 서로 간격이 조절되어 전극롤(A)의 일단을 구속하거나 구속해제하는 한 쌍의 세페레이트클램핑부(110,110a)와; 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)를 감싸도록 원형으로 배치되며 외주연에 상기 전극롤(A)이 권취되는 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)와; 상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)에 각각 결합되어 상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)가 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)에 대해 형성하는 외경을 확장 또는 축소시키는 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)를 포함하되, 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)는 각각 전극롤을 접촉 지지하는 한 쌍의 내부클램프(111,111a)와, 상기 한 쌍의 내부클램프(111,111a)와 결합되는 한 쌍의 외부클램프(113,113a)를 포함하며, 상기 맨드릴유닛지지부(200)는, 상기 회전구동부와 결합되는 케이싱(240) 및 하부하우징(250)과; 상기 케이싱(240) 내부에 수용되며 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)와 상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)에 결합되는 클램프홀더(210)를 포함하되, 상기 클램프홀더(210)는 상기 하부하우징(250) 및 상기 케이싱(240)에 고정결합되는 베이스판(211)과; 상기 베이스판(211)에 일정 길이 수직하게 배치되며 내부에 상기 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 하단이 삽입되는 결합축(213)과; 상기 결합축(213)의 외주연에 반경방향 외측으로 돌출되며 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 하부가 삽입되는 네 쌍의 가이드결합날개(217)를 포함할 수 있다.
삭제
상기 맨드릴유닛(100)의 상부에 착탈가능하게 결합되어 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a) 사이의 내부간격과, 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)에 의해 형성되는 외부간격을 조절하는 간격조절부재(300)를 더 포함하며, 상기 간격조절부재(300)는 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)의 내부간격이 좁아지도록 상기 외부클램프(113,113a)의 상단을 삽입하는 내부삽입홈(310)과, 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 외부간격이 넓어지도록 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 상단을 삽입하는 외부삽입홈(320)을 포함하며, 상기 클램프홀더(210)의 하부에서 상기 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 하단과 결합되어 상기 한 쌍의 외부클램프(113,113a)가 상기 간격조절부재(300)에 삽입되기 전의 내부간격을 유지하도록 신장되는 방향의 탄성력을 인가하는 클램프지지탄성부재(220)와; 상기 클램프홀더(210)의 하부에서 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 하단에 결합되어 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 상기 간격조절부재(300)에 삽입되기 전의 내부간격을 유지하도록 압축되는 방향의 탄성력을 인가하는 클램프지지탄성부재(220)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치는 전극롤이 권취되는 블레이드가 4개로 구비된다. 그리고, 4개의 블레이드는 4개의 블레이드가이드에 의해 지지된다.
본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치는 간격조절부재의 삽입 및 분리시에 탄성부재의 탄성력에 의해 동시에 간격이 좁아지거나 넓어지게 된다. 전극롤의 삽입시에는 내부간격은 넓게 유지되고 외부간격은 좁게 유지되어 전극롤의 삽입이 용이하게 한다. 그리고, 간격조절부재가 삽입되면 내부간격은 좁게 유지되고 외부간격은 넓게 유지되어 전극롤이 구속된 상태에서 권취되도록 한다.
전극롤의 권취가 완료되면 한 쌍의 외부클램프와 4개의 블레이드가이드는 탄성부재의 탄성력에 의해 동시에 내부 간격이 넓어지고 외부간격은 좁아지게 된다. 이에 따라 권취가 완료된 전극롤이 용이하게 블레이드로부터 분리될 수 있다.
도 1은 종래 전극롤 권취장치의 구성을 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치의 단면구성을 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치가 전극롤을 삽입하거나 분리할 때의 상태의 평단면을 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치가 전극롤을 권취할 때의 측단면 상태와 평단면 상태를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치가 전극롤을 권취할 때의 외부클램프와 블레이드가이드의 동작상태를 도시한 예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2는 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치(1)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 4분할 전극롤 권취장치(1)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
본 발명에 따른 전극롤 권취장치(1)에서 권취되는 전극롤(A)은 제1전극1판,제2전극판 및 세퍼레이트가 순차적으로 적층된 형태이다.
전극롤 권취장치(1)는 전극롤(A)을 외주연에 권취하는 맨드릴유닛(100)과, 맨드릴유닛(100)의 간격이 조절되도록 지지하는 맨드릴유닛지지부(200)와, 맨드릴유닛지지부(200)로 회전구동력을 전달하는 회전구동부(도 1의 17)와, 맨드릴유닛(100)에 결합되어 전극롤(A)의 결합간격을 조절하는 간격조절부재(300)를 포함한다.
맨드릴유닛(100)은 서로 간격이 조절되며 전극롤(A)의 일단(a)을 구속하거나 구속해제하는 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)와, 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)를 감싸도록 배치되며 확장 또는 수축되며 전극롤(A)을 권취하는 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)와, 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)가 확장 또는 수축되도록 맨드릴유닛지지부(200)에 결합되는 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)를 포함한다.
한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)는 서로간의 내부간격이 넓어진 상태에서 내부로 전극롤(A)의 일단(a)이 삽입되도록 하고, 서로간의 내부간격이 좁아진 상태로 삽입된 전극롤(A)의 일단(a)을 잡아 위치를 구속한다.
도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)는 각각 전극롤(A)을 직접 접촉지지하는 한 쌍의 내부클램프(111,111a)와, 한 쌍의 내부클램프(111,111a)를 맨드릴유닛지지부(200)에 결합시키는 한 쌍의 외부클램프(113,113a)를 포함한다.
내부클램프(111,111a)는 전극롤(A)의 길이에 대응되는 길이로 구비된다. 한 쌍의 내부클램프(111,111a)의 상부와 하부에는 해당하는 외부클램프(113,113a)에 결합되는 결합돌기(112)가 구비된다.
한 쌍의 외부클램프(113,113a)는 한 쌍의 내부클램프(111,111a)와 결합되며 클램프홀더(210)에 결합된다. 한 쌍의 외부클램프(113,113a)는 한 쌍의 내부클램프(111,111a)에 비해 긴 길이를 갖도록 구비된다. 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 상부에는 일정 길이 돌출된 제1돌기(114,114a)가 구비된다. 제1돌기(114,114a)는 도 2에 도시된 바와 같이 간격조절부재(300)에 삽입되어 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)의 내부간격이 조절되게 한다.
한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 측면에는 내부클램프(111,111a)가 삽입되는 클램프삽입홈이 구비된다. 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 하부에는 홀더결합단(115,115a)이 형성된다. 홀더결합단(115,115a)은 클램프홀더(210)의 외부클램프삽입공(215)에 삽입된다. 홀더결합단(115,115a)에는 나사체결공(116)이 형성되고 고정핀(212)에 의해 고정된다.
네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)는 외주면에 전극롤(A)이 권취된다. 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)는 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)의 외부를 감싸도록 원형형태로 배치된다. 각각의 블레이드(120,120a,120b,120c)의 외주연의 원호들은 원을 1/4로 절개한 형태로 형성된다. 이 때, 각각의 블레이드(120,120a,120b,120c)의 단면형상은 부채꼴의 내부를 수평하게 절단한 형태로 형성되며, 수평하게 절단된 면에 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 결합되게 형성된다.
각각의 블레이드(120,120a,120b,120c)는 도 3에 도시된 바와 같이 전극롤(A)이 권취되는 블레이드본체(121)와, 블레이드본체(121)의 내측면에 일정 깊이 함몰 형성된 가이드삽입홈(123)과, 블레이드본체(121)를 횡방향에서 관통하게 형성되어 블레이드가이드체결부재(미도시)가 삽입되는 제1가이드체결부재삽입공(124)이 구비된다.
네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)는 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)가 수축 및 확장되면서 외주면에 전극롤(A)이 권취될 수 있도록 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)를 맨드릴유닛지지부(200)에 대해 지지한다.
각각의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)는 일정 길이를 갖는 바 형태로 형성된다. 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)는 각 블레이드(120,120a,120b,120c) 보다 긴 길이를 갖도록 형성된다. 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 길이방향을 따라 복수개의 제2가이드체결부재삽입공(131)이 관통형성된다. 제2가이드체결부재삽입공(131)은 블레이드(120,120a,120b,120c)의 제1가이드체결부재삽입공(124)과 대응되는 위치에 형성되며, 가이드체결부재(미도시)가 삽입되어 각 블레이드(120,120a,120b,120c)와 해당 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 결합되도록 한다.
각 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 상부에는 블레이드(120,120a,120b,120c) 보다 일정 높이 돌출 형성된 제2돌기(133,133a,133b,133c)가 구비된다. 제2돌기(133,133a,133b,133c)는 간격조절부재(300) 내부에 삽입되거나 분리되어 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c) 사이의 간격이 조절되도록 한다.
각 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 하단에는 홀더삽입단(135)이 일정길이 형성된다. 홀더삽입단(135)은 클램프홀더(210)의 가이드결합날개(217) 내부에 삽입된다. 이를 위해 홀더삽입단(135)의 측면에는 제1체결부재삽입공(135a)가 관통형성되어 가이드결합날개(217)에 체결부재(미도시)에 의해 고정된다.
한편, 홀더삽입단(135)의 내벽면에는 탄성부재삽입공(137)이 일정 깊이 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이 탄성부재삽입공(137)에는 가이드지지탄성부재(230)가 배치되어 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 외부간격이 탄성적으로 조절되도록 한다.
맨드릴유닛지지부(200)는 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)의 내부간격과 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)에 의한 권취직경이 조절되도록 한 쌍의 외부클램프(113,113a)와 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)를 지지한다.
또한, 클램프홀더(210)는 한 쌍의 외부클램프(113,113a) 및 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)를 지지한 상태로 하부하우징(250)에 결합된다. 이에 의해 회전구동부와 결합된 하부하우징(250)의 회전력을 맨드릴유닛(100)으로 전달하게 된다.
맨드릴유닛지지부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)와 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 결합되는 클램프홀더(210)와, 클램프홀더(210)를 내부에 수용하는 케이싱(240)과, 케이싱(240)에 결합되는 하부하우징(250)을 포함한다.
클램프홀더(210)는 하부하우징(250)과 결합되는 베이스판(211)과, 베이스판(211)에 수직하게 배치되며 내부에 외부클램프(113,113a)의 홀더결합단(115,115a)이 수용되는 수용공간이 형성된 결합축(213)과, 결합축(213)의 외주연에 돌출되어 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 결합되는 네 쌍의 가이드결합날개(217)와, 한 쌍의 홀더결합단(115,115a) 사이에 배치되어 한 쌍의 외부클램프(113,113a)가 멀어지는 방향으로 탄성력을 인가하는 클램프지지탄성부재(220)와, 홀더삽입단(135)과 결합축(213) 사이에 배치되어 블레이드(120,120a,120b,120c)가 수축되는 방향으로 탄성력을 인가하는 가이드지지탄성부재(230)를 포함한다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 베이스판(211)은 원판 형태로 형성되어 케이싱(240)에 삽입된 상태로 하부하우징(250)에 고정결합된다. 결합축(213)은 베이스판(211)에 수직하게 배치된 중공관 형태로 형성된다.
결합축(213)은 케이싱(240)의 내경에 비해 작은 외경을 갖도록 형성되어 결합축(213)과 케이싱(240) 사이에 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 홀더삽입단(135)이 삽입될 수 있게 한다. 결합축(213)의 상부에는 상부커버(214)가 배치되고, 상부커버(214)에는 외부클램프삽입공(215)이 관통형성된다.
상부커버(214)는 외부클램프삽입공(215)이 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 면적에 대응되게 형성되도록 나머지 면적을 커버한다. 이에 의해 외부클램프삽입공(215)에 한 쌍의 외부클램프(113,113a)가 삽입되었을 때 좌우로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
결합축(213)의 상단 외벽면에는 네 쌍의 가이드결합날개(217)가 일정길이 돌출되게 형성된다. 도 3에 확대도시된 바와 같이 결합축(213)의 외주면을 따라 네 방향으로 네 쌍의 가이드결합날개(217)가 형성된다. 이 때, 한 쌍의 가이드결합날개(217) 내부로 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 홀더삽입단(135)이 삽입되고, 체결부재(미도시)가 제1체결부재삽입공(135a)과 제2체결부재삽입공(217a)를 관통하여 체결되어 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)를 가이드결합날개(217)에 고정시킨다.
클램프지지탄성부재(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 결합축(213) 내부에 삽입된 한 쌍의 외부클램프(113,113a) 사이에 복수개가 배치된다. 클램프지지탄성부재(220)는 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 제1돌기(114,114a)가 서로 멀어지게 배치된 제1내부간격(L1)을 유지하도록 탄성력을 작용한다. 즉, 한 쌍의 외부클램프(113,113a)가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 작용한다.
이에 따라 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 간격조절부재(300)의 내부삽입홈(310)에 삽입되어 한 쌍의 외부클램프(113,113a)가 제2내부간격(L3, L1>L3)으로 모아지게 되면 클램프지지탄성부재(220)는 외부클램프(113,113a)가 벌어지도록 탄성력을 작용한다. 이 상태에서 간격조절부재(300)가 제1돌기(114,114a)로부터 분리되면 클램프지지탄성부재(220)의 탄성력에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 제1외부간격(L2)으로 벌어지게 된다.
가이드지지탄성부재(230)는 도 4에 도시된 바와 같이 각 블레이드가이드(130,130a,130b,130c) 하부의 탄성부재삽입공(137)에 일단이 삽입되고 타단은 결합축(213)의 외벽면에 접촉지지된다. 가이드지지탄성부재(230)는 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 도 4에 도시된 바와 같은 제1외부간격(L2)을 유지하도록 압축되는 방향의 탄성력을 작용한다.
도 6에 도시된 바와 같이 간격조절부재(300)의 외부삽입홈(320)에 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 제2돌기(133,133a,133b,133c)가 삽입되어 제2외부간격(L4, L4<L2)으로 벌어지게 되면, 가이드지지탄성부재(230)는 압축되는 방향으로 탄성력을 인가하게 된다. 이 상태에서 간격조절부재(300)가 제2돌기(133,133a,133b,133c)로부터 분리되면 가이드지지탄성부재(230)의 탄성력에 의해 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 다시 제1외부간격(L2)으로 모아지게 된다.
케이싱(240)은 한 쌍의 외부클램프(113,113a)와 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 하부가 결합된 클램프홀더(210)를 내부에 수용한다. 케이싱(240) 내부에서 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 위치가 구속될 수 있다.
이 때, 케이싱(240)의 외주연을 따라 복수개의 지지부재삽입공(243)이 형성된다. 지지부재삽입공(243)에는 가이드지지부재(218)가 삽입된다. 가이드지지부재(218)은 도 4에 도시된 바와 같이 케이싱(240) 내부에 삽입된 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 외부를 접촉지지한다. 즉, 가이드지지부재(218)이 케이싱(240) 내부로 삽입되어 케이싱(240) 내벽면과 블레이드가이드(130,130a,130b,130c) 사이의 이격공간을 채워 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 홀더삽입단(135)이 케이싱(240) 내부에서 좌우로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
케이싱(240)의 하부 외주연에는 홀더고정부재삽입공(243)이 복수개 구비된다. 홀더고정부재삽입공(243)에는 홀더고정부재(219)가 삽입되어 베이스판(211)에 결합된다. 이에 의해 케이싱(240)과 베이스판(211)이 서로 고정될 수 있다.
하부하우징(250)은 케이싱(240)의 하부에 결합된다. 하부하우징(250)에는 구동축삽입공(253)이 형성되어 회전구동부(미도시)의 구동축과 연결된다. 회전구동부(미도시)가 구동되면 하부하우징(250)과 이에 결합된 케이싱(240) 및 클램프홀더(210)가 함께 회전하고, 클램프홀더(210)에 결합된 맨드릴유닛(100)도 회전하게 된다.
간격조절부재(300)는 맨드릴유닛(100)에 결합되어 전극롤(A)이 맨드릴유닛(100)에 권취될 때, 한 쌍의 외부클램프(113,113a) 사이의 내부간격과 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c) 사이의 외부간격이 일정하게 유지되도록 한다.
간격조절부재(300)는 도 2에 확대도시된 바와 같이 캡 형상으로 형성되어 맨드릴유닛(100)의 상단에 착탈가능하게 결합된다. 간격조절부재(300)의 바닥면에는 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 제1돌기(114,114a)가 삽입되는 내부삽입홈(310)과, 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 제2돌기(133,133a,133b,133c)가 삽입되는 외부삽입홈(320)이 동심원상으로 형성된다.
내부삽입홈(310)과 외부삽입홈(320)은 제1돌기(114,114a), 제2돌기(133,133a,133b,133c)가 끝까지 삽입될 수 있는 깊이로 형성되어 맨드릴유닛(100)의 회전시에 간격조절부재(300)가 외부로 분리되는 것을 방지한다.
이 때, 내부삽입홈(310)의 직경은 도 6에 도시된 바와 같이 내부간격(L3)이 좁아지도록 하여 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a) 사이에 전극롤(A)의 일단(a)이 고정될 수 있게 형성된다. 외부삽입홈(320)의 직경은 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 제2돌기(133,133a,133b,133c)가 벌어져 외부간격(L4)을 확장시키게 형성된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치(1)의 조립과정과 동작과정을 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
4분할 전극롤 권취장치(1)의 조립을 위해 먼저 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)를 조립한다. 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 길이방향을 따라 형성된 내부클램프결합홈(미도시)에 내부클램프(111,111a)를 삽입하여 위치를 고정한다. 그리고, 내부클램프(111,111a)가 결합된 한 쌍의 외부클램프(113,113a)를 클램프홀더(210)의 외부클램프삽입공(215)으로 삽입한다. 외부클램프삽입공(215)을 통해 결합축(213)의 하부로 삽입된 홀더결합단(115,115a)은 결합축(213)의 하부에서 고정핀(212)과 핀체결공(116,116a)에 결합된다.
한 쌍의 외부클램프(113,113a)는 고정핀(212)을 중심으로 회동되며 한 쌍의 제1돌기(114,114a) 사이의 내부간격이 조절되게 된다.
네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)는 각각 해당 블레이드(120,120a,120b,120c)의 가이드삽입홈(123)에 배치되고, 체결부재(미도시)가 제1가이드체결부재삽입공(124)과 제2가이드체결부재삽입공(131)에 삽입되어 블레이드(120,120a,120b,120c)와 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)를 고정시킨다. 블레이드(120,120a,120b,120c)가 결합된 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)는 클램프홀더(210)의 4쌍의 가이드결합날개(217)에 삽입되고, 체결부재(미도시)에 의해 고정된다.
한 쌍의 외부클램프(113,113a)와 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 결합된 클램프홀더(210)는 케이싱(240) 내부로 삽입된다. 이 때, 한 쌍의 외부클램프(113,113a) 사이에는 복수개의 클램프지지탄성부재(220)가 결합되고, 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)와 결합축(213)의 외벽면 사이에는 복수개의 가이드지지탄성부재(230)가 배치된다.
케이싱(240)의 지지부재삽입공(241)을 통해 복수개의 가이드지지부재(218))가 삽입되어 케이싱(240) 내부에서 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 위치를 구속한다. 그리고, 홀더고정부재(219)를 홀더고정부재삽입공(245)을 통해 베이스판(211)에 삽입하여 베이스판(211)과 케이싱(240)을 서로 고정시킨다.
케이싱(240)은 하부하우징(250)에 고정되고, 회전구동부(도 1의 17)의 구동축(미도시)에 결합된다.
도 2는 조립이 완료된 4분할 전극롤 권취장치(1)의 구성을 도시한 사시도이다. 간격조절부재(300)가 결합되기 전에는 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍의 외부클램프(113,113a)는 서로 일정 간격 이격된 제1내부간격(L1)을 유지한다. 제1내부간격(L1)만큼 서로 이격된 외부클램프(113,113a) 사이에 전극롤(A)의 일단(a)이 삽입될 수 있다.
이 때, 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)는 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)를 향해 수축된 상태를 유지한다. 이를 위해 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)는 제1외부간격(L2) 만큼 이격된 상태를 유지한다.
여기서, 클램프지지탄성부재(220)는 한 쌍의 외부클램프(113,113a)가 제1내부간격(L1) 만큼 이격된 상태를 유지하도록 탄성력을 인가하고, 가이드지지탄성부재(230)는 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 제1외부간격(L2)만큼 이격된 상태를 유지하도록 탄성력을 인가한다.
이 상태에서 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 간격조절부재(300)가 제1돌기(114,114a)와 제2돌기(133,133a,133b,133c)에 결합되면, 제1돌기(114,114a)는 내부삽입홈(310)에 삽입되면서 제2내부간격(L3)으로 모아지고, 제2돌기(133,133a,133b,133c)는 외부삽입홈(320)에 삽입되면서 외부삽입홈(320)의 직경에 대응되는 제2외부간격(L4)으로 벌어지게 된다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 외부클램프(113,113a)와 이에 결합된 내부클램프(111,111a)가 제2내부간격(L3)만큼 모아지면서 전극롤(A)의 일단(a)을 구속하게 된다. 회전구동부(도 1의 17)가 회전되면 외측으로 확장된 블레이드(120,120a,120b,120c)의 외주면을 따라 전극롤(A)이 권취된다.
이 때, 도 7에 도시된 바와 같이 한 쌍의 외부클램프(113,113a)는 고정핀(212)에 의해 하단부가 결합축(213) 내부에 고정된 상태에서 상부의 제1돌기(114,114a)가 제2내부간격(L3)으로 모아지게 된다. 한 쌍의 외부클램프(113,113a) 사이에 배치된 클램프지지탄성부재(220)는 제1내부간격(L1)으로 벌어지도록 탄성력을 작용하게 된다.
네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)는 가이드결합날개(217)에 고정되고, 하단부는 케이싱(240) 내부에 구속된다. 그리고, 제2돌기(133,133a,133b,133c)가 외부삽입홈(320)에 삽입되면서 제2외부간격(L4)만큼 벌어지게 된다. 이 때, 케이싱(240)의 내벽면과 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 하단부 사이에 배치된 복수개의 가이드지지탄성부재(230)는 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 제1외부간격(L3)으로 모아지도록 탄성력을 작용하게 된다.
간격조절부재(300)가 결합된 상태에서 맨드릴유닛(100)과 맨드릴유닛지지부(200)가 함께 회전하고, 맨드릴유닛(100)의 외주연에 전극롤(A)의 권취과정이 진행된다. 전극롤(A)의 권취과정이 완료되면 간격조절부재(300)가 맨드릴유닛(100)으로부터 분리된다.
간격조절부재(300)가 분리되면, 클램프지지탄성부재(220)의 탄성력에 의해 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)는 제1내부간격(L1)으로 복귀되며 벌어지고, 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)는 가이드지지탄성부재(230)의 탄성력에 의해 제1외부간격(L2)으로 모아진다. 이에 의해 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)에 결합된 블레이드(120,120a,120b,120c)의 외경도 좁아지게 된다.
제1내부간격(L1)으로 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)가 벌어지면서 전극롤(A)의 일단(a)의 구속력이 해지되고, 확장된 외경의 블레이드(120,120a,120b,120c)에서 권취된 전극롤(A)은 블레이드(120,120a,120b,120c)가 수축되면서 쉽게 블레이드(120,120a,120b,120c)로부터 분리될 수 있다.
이 때, 블레이드(120,120a,120b,120c)가 4개가 구비되어 네 방향에서 확장 및 수축이 이루어지므로 전극롤(A)의 분리시에 전극롤(A)을 구속하는 부분이 없어 종래 2분할 전극롤 권취장치에 비해 보다 용이하게 전극롤(A)을 분리할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치는 전극롤이 권취되는 블레이드가 4개로 구비된다. 그리고, 4개의 블레이드는 4개의 블레이드가이드에 의해 지지된다.
본 발명에 따른 4분할 전극롤 권취장치는 간격조절부재의 삽입 및 분리시에 탄성부재의 탄성력에 의해 동시에 간격이 좁아지거나 넓어지게 된다. 전극롤의 삽입시에는 내부간격은 넓게 유지되고 외부간격은 좁게 유지되어 전극롤의 삽입이 용이하게 한다. 그리고, 간격조절부재가 삽입되면 내부간격은 좁게 유지되고 외부간격은 넓게 유지되어 전극롤이 구속된 상태에서 권취되도록 한다.
전극롤의 권취가 완료되면 한 쌍의 외부클램프와 4개의 블레이드가이드는 탄성부재의 탄성력에 의해 동시에 내부 간격이 넓어지고 외부간격은 좁아지게 된다. 이에 따라 권취가 완료된 전극롤이 용이하게 블레이드로부터 분리될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 4분할 전극롤 권취장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 4분할 전극롤 권취장치 100 : 맨드릴유닛
110, 110a : 세퍼레이트클램핑부 111, 111a : 내부클램프
112,112a : 결합돌기 113, 113a : 외부클램프
114 : 제1돌기,114a 115, 115a : 홀더결합단
116,116a : 핀체결공 120, 120a,120b,120c : 블레이드
121 : 블레이드본체 123 : 가이드삽입홈
124 : 제1가이드체결부재삽입공
130,130a,130b,130c : 블레이드가이드 131 : 제2가이드체결부재삽입공
133 : 제2돌기 135 : 홀더삽입단
135a : 제1체결부재삽입공 137 : 탄성부재삽입공
200 : 맨드릴유닛지지부 210 : 클램프홀더
211 : 베이스판 212 : 고정핀
213 : 결합축 214 : 상부커버
215 : 외부클램프삽입공 217 : 가이드결합날개
217a : 제2체결부재삽입공 218 : 가이드지지부재
219 : 홀더고정부재 220 : 클램프지지탄성부재
230 : 가이드지지탄성부재 240 : 케이싱
241 : 클램프삽입공 243 : 지지부재삽입공
245 : 홀더고정부재삽입공 250 : 하부하우징
251 : 케이싱삽입공 300 : 간격조절부재
310 : 내부삽입홈 320 : 외부삽입홈
L1 : 제1내부간격
L2 : 제1외부간격
L3 : 제2내부간격
L4 : 제2외부간격
W1 : 제1블레이드 외경
W2 : 제2블레이드 외경

Claims (3)

  1. 전극롤(A)의 일단을 지지하며, 외주연에 전극롤(A)이 권취되는 맨드릴유닛(100)과;
    회전구동부의 구동력에 의해 상기 맨드릴유닛(100)이 회전되어 상기 맨드릴유닛(100)의 외주연에 전극롤(A)이 권취되도록 상기 맨드릴유닛(100)을 지지하는 맨드릴유닛지지부(200)를 포함하되,
    상기 맨드릴유닛(100)은,
    서로 간격이 조절되어 전극롤(A)의 일단을 구속하거나 구속해제하는 한 쌍의 세페레이트클램프부(110,110a)와;
    상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)를 감싸도록 원형으로 배치되며 외주연에 상기 전극롤(A)이 권취되는 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)와;
    상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)에 각각 결합되어 상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)가 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)에 대해 형성하는 외경을 확장 또는 축소시키는 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)를 포함하되,
    상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)는 각각 전극롤을 접촉 지지하는 한 쌍의 내부클램프(111,111a)와, 상기 한 쌍의 내부클램프(111,111a)와 결합되는 한 쌍의 외부클램프(113,113a)를 포함하며,
    상기 맨드릴유닛지지부(200)는,
    상기 회전구동부와 결합되는 케이싱(240) 및 하부하우징(250)과;
    상기 케이싱(240) 내부에 수용되며 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)와 상기 네 개의 블레이드(120,120a,120b,120c)에 결합되는 클램프홀더(210)를 포함하되,
    상기 클램프홀더(210)는 상기 하부하우징(250) 및 상기 케이싱(240)에 고정결합되는 베이스판(211)과;
    상기 베이스판(211)에 일정 길이 수직하게 배치되며 내부에 상기 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 하단이 삽입되는 결합축(213)과;
    상기 결합축(213)의 외주연에 반경방향 외측으로 돌출되며 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 하부가 삽입되는 네 쌍의 가이드결합날개(217)를 포함하는 것을 특징으로 하는 4분할 전극롤 권취장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 맨드릴유닛(100)의 상부에 착탈가능하게 결합되어 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a) 사이의 내부간격과, 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)에 의해 형성되는 외부간격을 조절하는 간격조절부재(300)를 더 포함하며,
    상기 간격조절부재(300)는 상기 한 쌍의 세퍼레이트클램핑부(110,110a)의 내부간격이 좁아지도록 상기 외부클램프(113,113a)의 상단을 삽입하는 내부삽입홈(310)과, 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 외부간격이 넓어지도록 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 상단을 삽입하는 외부삽입홈(320)을 포함하며,
    상기 클램프홀더(210)의 하부에서 상기 한 쌍의 외부클램프(113,113a)의 하단과 결합되어 상기 한 쌍의 외부클램프(113,113a)가 상기 간격조절부재(300)에 삽입되기 전의 내부간격을 유지하도록 신장되는 방향의 탄성력을 인가하는 클램프지지탄성부재(220)와;
    상기 클램프홀더(210)의 하부에서 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)의 하단에 결합되어 상기 네 개의 블레이드가이드(130,130a,130b,130c)가 상기 간격조절부재(300)에 삽입되기 전의 내부간격을 유지하도록 압축되는 방향의 탄성력을 인가하는 클램프지지탄성부재(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 4분할 전극롤 권취장치.


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