KR101999643B1 - 이차전지용 전극 커터 장치 - Google Patents

이차전지용 전극 커터 장치 Download PDF

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Abstract

개시되는 이차전지용 전극 커터 장치는, 길이 방향 양측 단부에서 하측으로 연장되는 연장부 및 상기 연장부 사이에 배치되는 절단받침을 구비한 상부 커터; 상기 상부 커터의 타측에 위치하고, 상측 끝단에 절단날을 구비하는 하부 커터; 상기 하부 커터를 슬라이드 작동하여 상기 절단받침과 상기 절단날이 교차함으로써 그 사이에 배치되는 전극을 절단하는 슬라이드 작동부; 상기 연장부 사이에서 상기 하부 커터를 일측으로 가압하는 제1 압력을 인가하는 제1 가압부; 및 상기 연장부 상에서 상기 하부 커터를 일측으로 가압하는 제2 압력을 인가하는 제2 가압부;를 포함하여, 상기 제2 압력이 작용함으로써 상기 제1 압력에 의한 상기 하부 커터의 휨 현상을 제거하여, 상기 하부 커터가 상기 연장부와 밀착하여 슬라이드 작동한다.

Description

이차전지용 전극 커터 장치{Electrode Cutter for Secondary Battery}
본 발명(Disclosure)은, 이차전지용 전극 커터 장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 하부 커터의 휨 현상을 최소화하면서 상부 커터와 하부 커터를 밀착시킨 상태에서 슬라이드 작동할 수 있고, 절단날 및 절단받침의 밀착력은 극대화하여, 효과적인 절단 작용을 수행할 수 있는, 이차전지용 전극 커터 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
일반적인 이차전지용 전극은, 권취된 롤 형태에서 권출되어, 사용되는 전지의 구조에 맞게 특정한 길이로 절단되어 사용된다.
권출된 전극은 일정한 간격의 피치로 이송된 후 절단되는데, 절단 공정은 절단 불량 발생없이 짧은 시간에 수행되어야 한다.
이차전지용 전극은 얇은 박막 형태로서, 원활한 절단 공정 수행을 위해서는, 절단날의 절단 작용이 용이하도록 전극에 장력을 인가해야 한다.
전극에 장력을 인가하기 위해서는, 전극을 그립하고 장력을 인가하는 기계적 과정이 수행되어야 하므로, 절단 공정 자체의 시간이 길어지는 문제점이 있다.
또한, 적정한 장력이 인가되지 않거나, 또는 교차하는 절단날과 절단날 또는 절단날과 받침대 사이의 간극이 발생하면, 전극이 끼는 문제가 발생할 수 있다.
이런 공정 문제가 발생하면 전극 손실뿐만 아니라, 장비 수리와 정비에 많은 시간이 소비됨으로써, 생산성이 하락하고, 제조 비용에 상승하는 문제점이 있다.
1. 한국등록특허공보 제10-0946728호
본 발명(Disclosure)은, 하부 커터의 휨 현상을 최소화하면서 상부 커터와 하부 커터를 밀착시킨 상태에서 슬라이드 작동 할 수 있는, 이차전지용 전극 커터 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
본 발명(Disclosure)은, 하부 커터 휨 현상을 최소화하면서, 절단날 및 절단받침의 밀착력은 극대화함으로써, 효과적인 절단 작용을 수행할 수 있는, 이차전지용 전극 커터 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극 커터 장치는, 길이 방향 양측 단부에서 하측으로 연장되는 연장부 및 상기 연장부 사이에 배치되는 절단받침을 구비한 상부 커터; 상기 상부 커터의 타측에 위치하고, 상측 끝단에 절단날을 구비하는 하부 커터; 상기 하부 커터를 슬라이드 작동하여 상기 절단받침과 상기 절단날이 교차함으로써 그 사이에 배치되는 전극을 절단하는 슬라이드 작동부; 상기 연장부 사이에서 상기 하부 커터를 일측으로 가압하는 제1 압력을 인가하는 제1 가압부; 및 상기 연장부 상에서 상기 하부 커터를 일측으로 가압하는 제2 압력을 인가하는 제2 가압부;를 포함하여, 상기 제2 압력이 작용함으로써 상기 제1 압력에 의한 상기 하부 커터의 휨 현상을 제거하여, 상기 하부 커터가 상기 연장부와 밀착하여 슬라이드 작동한다.
본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극 커터 장치는, 상기 하부 커터의 타측에 배치되어 고정되고, 그 타측에 상기 제1 압력 및 상기 제2 압력이 인가되는 결합부;를 더 포함한다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극 커터 장치에서, 상기 제1 가압부는, 상기 결합부의 타측과 결합하는 힌지부와 상기 힌지부에 결합되어 하측으로 배치되는 지지대와 상기 지지대의 하단부를 타측으로 가압하는 제1 엑츄에이터 및 상기 지지대 상에 배치되는 회동축부;를 포함하여, 상기 제1 엑츄에이터의 작동으로 상기 지지대가 상기 회동축부를 중심으로 회동할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극 커터 장치에서, 상기 제2 가압부는, 상기 결합부의 양측 단부에 인접하여 고정되는 고정부 및 상기 고정부를 통하여 상기 결합부를 가압하는 제2 엑츄에이터;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극 커터 장치에서, 상기 고정부는 상기 결합부의 하단부에 고정되고, 상기 제2 엑츄에이터는 상기 고정부의 하단을 타측으로 가압하여, 상기 제2 가압부는 상기 결합부에, 상기 힌지부를 중심으로하는 토크(torque)를 인가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극 커터 장치에서, 상기 힌지부는, 상기 하부 커터의 상하 방향 중앙에 인접하여 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극 커터 장치에서, 상기 제2 엑츄에이터가 가압하는 상기 고정부의 하단은, 상기 회동축부보다 하측에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 가압부 및 제2 가압부를 이용하여, 하부 커터의 휨 현상을 최소화하면서 상부 커터와 하부 커터를 밀착시킨 상태에서 슬라이드 작동 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제2 압력을 하부 커터의 절단날에 집중함으로써, 하부 커터 휨 현상을 최소화하면서, 절단날 및 절단받침의 밀착력은 극대화하여, 효과적인 절단 작용을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 전극 커터 장치의 구성을 설명하는 사시도(a)와 제1 압력(b) 및 제2 압력(c)을 설명하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지용 전극 커터 장치의 일 실시형태를 보인 사시도.
도 3은 도 2의 이차전지용 전극 커터 장치의 측면도.
도 4는 도 2의 A 영역 확대도.
도 5는 도 2의 이차전지용 전극 커터 장치의 제1 가압부가 작동한 상태를 보인 도면.
도 6은 도 5에서 제2 가압부가 작동된 상태를 보인 도면.
도 7은 도 2의 이차전지용 전극 커터 장치의 작동을 설명하는 정면도.
이하, 본 발명에 따른 이차전지용 전극 커터 장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 전극 커터 장치의 구성을 설명하는 사시도(a)와 제1 압력(b) 및 제2 압력(c)을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지 전극 커터 장치는, 상부 커터(10)와 하부 커터(20)와 슬라이드 작동부(미도시) 와 제1 가압부(30) 및 제2 가압부(40)를 포함한다.
상부 커터(10)는, 길이 방향 양측 단부에서 하측으로 연장되는 연장부(11) 및 연장부(11) 사이에 배치되는 절단받침(12)을 구비한다.
하부 커터(20)는, 상부 커터(10)의 타측에 위치하고, 상측 끝단에 절단날(21)을 구비한다.
슬라이드 작동부(미도시) 는, 하부 커터(20)를 슬라이드 작동(S)하여 절단받침(12)과 절단날(21)이 교차함으로써 그 사이에 배치되는 전극(1)을 절단한다.
제1 가압부(30)는, 연장부(11) 사이에서 하부 커터(20)를 일측으로 가압하는 제1 압력(30a)을 인가한다.
제2 가압부(40)는, 연장부(11) 상에서 하부 커터(20)를 일측으로 가압하는 제2 압력(40a)을 인가한다.
본 발명에 따른 이차전지 전극 커터 장치는, 제2 압력(40a)이 제1 압력(30a)에 의한 하부 커터(20)의 휨을 방지한다.
연장부(11)와 하부 커터(20)가 밀착함으로써, 슬라이드 작동(S)이 용이하게 수행될 수 있다. 또한, 하부 커터(20)의 절단날(21)이 선형을 유지함으로써, 전극(1)의 절단이 용이할 뿐만 아니라, 절단받침(12)과의 충돌 현상을 회피할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지용 전극 커터 장치의 일 실시형태를 보인 사시도이다. 도 3은 도 2의 이차전지용 전극 커터 장치의 측면도이며, 도 4는 도 2의 A 영역 확대도이다. 도 5는 도 2의 이차전지용 전극 커터 장치의 제1 가압부가 작동한 상태를 보인 도면이며, 도 6은 도 5에서 제2 가압부가 작동된 상태를 보인 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지 전극 커터 장치는, 하부 커터(20)와 결합하는 결합부(22)를 더 포함할 수 있다.
결합부(22)는, 하부 커터(20)의 타측에 배치되어 고정되고, 그 타측에 도 1에 도시된 제1 압력(30a) 및 제2 압력(40a)이 인가된다.
또한, 제1 가압부(30)는, 힌지부(31)와 지지대(32)와 제1 엑츄에이터(33) 및 회동축부(34)를 포함한다.
힌지부(31)는 결합부(22)의 타측과 결합하고, 지지대(32)는, 힌지부(31)에 결합되어 하측으로 배치된다. 제1 엑츄에이터(33)는 지지대(32)의 하단부를 타측으로 가압하며, 회동축부(34)는, 지지대 상에 배치된다.
제1 엑츄에이터(33)의 작동으로 지지대(32)가 회동축부(34)를 중심으로 회동함으로써, 하부 커터(20)에 도 1의 제1 압력(30a)을 인가한다.
또한 본 실시형태에 따른 이차전지 전극 커터 장치에서, 제2 가압부(40)는, 고정부(42) 및 제2 엑츄에이터(41)를 포함한다.
고정부(42)는 결합부(22)의 양측 단부에 인접하여 고정되며, 제2 엑츄에이터(41)는 고정부(42)를 통하여 결합부(22)를 가압한다.
또한 고정부(42)는, 결합부(22)의 타측 하단부에 고정되고, 제2 엑츄에이터(41)는 고정부(42)의 하단을 타측으로 가압한다.
제2 가압부(40)는 결합부(22)에, 힌지부(31)를 중심으로 하는 토크(torque,40b)를 인가한다.
도 7은 도 2의 이차전지용 전극 커터 장치의 작동을 설명하는 정면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지용 전극 커터 장치에서 힌지부(31)는, 하부 커터(20)의 상하 방향 중앙에 인접하여 배치된다.
본 발명에 따른 이차전지용 전극 커터 장치에서, 제1 압력(30a)은 하부 커터(20)를 상부 커터(10)측으로 가압한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 이차전지용 전극 커터는, 상부 커터(10)의 절단받침(12)과 하부 커터(20)의 절단날(21)이 서로 교차함으로써, 전극(1)을 절단한다.
따라서 제1 압력(30a)은 하부 커터(20)의 중앙부를 가압함으로써, 절단날(21) 및 절단받침(12)을 서로 밀착시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 압력(30a)으로 인해서, 하부 커터(20)에 휨이 발생할 수 있다. 휨이 발생하면 하부 커터(20)와 상부 커터(10)의 연장부(11)와 면으로 접하지 못하여 슬라이이드 작동(S)이 원활하게 수행되지 못한다.
이때, 제2 압력(40a)이 제1 압력(30a)과 동일한 수평 위치에서, 결합부(22)를 가압하면, 하부 커터(20)의 휨 현상은 해소되지만, 절단날(21)에 힘도 약화될 수 있다.
제2 가압부(40)의 의한 토크(40b)는, 하부 커터(20)의 상측 단부 즉, 절단날(21)에 집중되는 제2 압력(40a)을 생성한다.
이렇게 집중된 제2 압력(40a)은 절단날(21)에 집중됨으로써, 전극(1)이 절단되는 순간에 절단날(21)과 절단받침(12)의 이격 현상을 최소화 할수 있다.
또한 본 실시형태에 따른 이차전지용 전극 커터 장치에서, 제2 엑츄에이터(41)가 가압하는 고정부(42)의 하단은, 회동축부(34)보다 하측에 배치될 수 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 제1 압력(30a)이 인가되는 작용점에서 연장부(11)의 내측 모서리까지의 거리가 제2 압력(40a)이 인가되는 작용점에서 연장부(11)의 내측 모서리까지의 거리보다 길다.
따라서 제1 압력이 작용하는 작용점까지 제2 압력(40a)이 작용되기 위해서는, 고정부(42)하단에서 힌지부(31)까지의 수직 거리가, 회동축부(34)에서 힌지부(31)까지의 수직거리보다 길게 형성됨으로써, 지렛대의 원리로 더 큰 힘이 인가될 수 있다.

Claims (7)

  1. 길이 방향 양측 단부에서 하측으로 연장되는 연장부 및 상기 연장부 사이에 배치되는 절단받침을 구비한 상부 커터;
    상기 상부 커터의 타측에 위치하고, 상측 끝단에 절단날을 구비하는 하부 커터;
    상기 하부 커터를 슬라이드 작동하여 상기 절단받침과 상기 절단날이 교차함으로써 그 사이에 배치되는 전극을 절단하는 슬라이드 작동부;
    상기 연장부 사이에서 상기 하부 커터를 일측으로 가압하는 제1 압력을 인가하는 제1 가압부;및
    상기 연장부 상에서 상기 하부 커터를 일측으로 가압하는 제2 압력을 인가하는 제2 가압부;를 포함하여,
    상기 제2 압력이 작용함으로써 상기 제1 압력에 의한 상기 하부 커터의 휨 현상을 방지하여, 상기 하부 커터가 상기 연장부와 밀착하여 슬라이드 작동하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 커터 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 커터의 타측에 배치되어 고정되고, 그 타측에 상기 제1 압력 및 상기 제2 압력이 인가되는 결합부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 커터 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 가압부는,
    상기 결합부의 타측과 결합하는 힌지부와 상기 힌지부에 결합되어 하측으로 배치되는 지지대와 상기 지지대의 하단부를 타측으로 가압하는 제1 엑츄에이터 및 상기 지지대 상에 배치되는 회동축부;를 포함하여,
    상기 제1 엑츄에이터의 작동으로 상기 지지대가 상기 회동축부를 중심으로 회동하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 커터 장치.
  4. 청구항 3항 있어서,
    상기 제2 가압부는,
    상기 결합부의 양측 단부에 인접하여 고정되는 고정부 및 상기 고정부를 통하여 상기 결합부를 가압하는 제2 엑츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 커터 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고정부는 상기 결합부의 하단부에 고정되고,
    상기 제2 엑츄에이터는 상기 고정부의 하단을 타측으로 가압하여,
    상기 제2 가압부는 상기 결합부에, 상기 힌지부를 중심으로 하는 토크(torque)를 인가하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 커터 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 힌지부는, 상기 하부 커터의 상하 방향 중앙에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 커터 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 엑츄에이터가 가압하는 상기 고정부의 하단은,
    상기 회동축부보다 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 커터 장치.
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