KR102369608B1 - 이차전지 생산공정에서 사용되는 에어척 샤프트 - Google Patents

Abstract

이차전지 생산에 있어서 초기 공정에서 사용되는 에어척 샤프트를 개시한다. 본 발명의 에어척 샤프트는 푸싱로드를 내장하는 작동부와, 상기 작동부와 하우징으로 구분되는 에어척부를 포함하는 에어척 샤프트로서, 상기 에어척부의 외부 하우징에는 러그가 길이 방향으로 삽입되고, 상기 러그 간에는 볼캐스터가 일정 간격으로 설치되며, 상기 러그에는 하나 이상의 러그 스토퍼가 구비된다.

Description

이차전지 생산공정에서 사용되는 에어척 샤프트{AIR CHUCK SHAFT FOR SECONDARY BATTERY MANUFACTURING}

본 발명은 에어척 샤프트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차전지 생산에 있어서 여러 공정에서 사용되는 에어척 샤프트에 관한 것이다.

최근, 휴대폰을 비롯하여 개인용으로 다양한 전자기기가 활용되고 있으며, 이러한 전자기기등의 전원은 소형 경량화, 대용량, 대전압이 요구되고 있고 이러한 요구에 응하여 이차전지가 사용되고 있다.

일반적으로 상기와 같은 이차전지를 생산하는 데 있어서 생산되는 전극의 형상은 시트 형태로 나오며, 이러한 형태의 전극들의 생산공정에서는 장비의 대부분에 보빈이 이용되고 있고, 보빈의 사용이나 운영에 있어서는 다량의 에어척 샤프트(Air Chuck Shaft)가 사용되고 있다.

상기와 같은 에어척 샤프트는 보빈 외의 타 물품에서도 사용되고 있으며, 이들에 관련된 개량 및 개선이 꾸준히 있어왔다.

예를 들어, 실용신안등록 20-0314389호(2003.05.27.공고)에서는, 공기식 공구에서 공구가 결합되는 척과 샤프트의 결합구조물을 개선하여 진동에 의한 공구척의 떨림 현상을 방지하여 작동 시 공구척의 동심도가 정확히 유지되도록 하고, 내구성 및 작업성을 현저히 향상시킬 수 있게 하며 작업자의 안전을 확보할 수 있도록 한 공기식 공구의 척 결합구조를 제공하고 있다.

또한, 실용신안등록 제20-0359082호(2004.08.16.공고)에서는 작은 크기의 에어샤프트를 이용하여 큰 크기의 지관을 결합하여 사용할 수 있도록 하는 에어샤프트용 보조척 어뎁터를 제공하고 있다.

그리고 실용신안등록 제20-0379191호(2005.03.17.공고)에서는 상기 실용신안등록 제20-0359082호의 실용신안권자가 동일 분야인 지관에 사용하기 위하여, 작은 크기의 에어샤프트를 이용하여 큰 크기의 지관을 결합하여 사용할 수 있도록 함과 동시에 고무에어척으로 공급된 압축공기가 새는 것을 확실하게 방지함으로서, 큰 크기의 지관이라도 작은 크기의 에어샤프트를 사용하여 슬리퍼에 고정시킬 수 있고, 압축공기의 유출을 막아 원활한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 에어샤프트용 고무에어척을 제공하고 있다.

한편, 본 발명의 내용과 동일분야에 대하여 개시하고 있는 등록특허 제10-0814541호(2008.03.17.공고)에서는 이차전지 제조방법 및 이차전지의 제조장치를 제공하고 있는데, 상기 등록특허에서는 본 발명의 에어척기구에 대하여는 언급만 하고 있을 뿐이다.

또한, 등록특허 제10-1482009호(2015.01.21.공고)에서는 치과기공, 치과치료 또는 피부치료분야에서의 작동신뢰선 및 내구성을 향상시킨 공구척(Tool chuck)과 이를 구비한 핸드피스를 제공하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래기술들은 본 발명이 사용하고자 하는 분야가 다를 뿐 아니라 그 추구하고자 하는 목적이나 기술사상이 전혀 상이한 기술들이다.

상기한 문헌들과는 달리, 현재 통용되고 사용되는 본 발명과 관련된 에어척 샤프트에 관하여 살펴본다.

통상적으로 2차전지 생산의 초기공정장비의 대부분에 사용되는 보빈용 에어척으로는 러그 타입(Lug type)과 러버 링 타입(Rubber ring type) 2가지가 사용되고 있다.

그런데 상기와 같이 2차전지공정의 보빈에 사용되는 에어척 샤프트는 그 특성 상 보빈의 내경에 접촉되는 부분의 미끄럼을 방지하기 위하여 고무재질을 사용하고 있으나, 사용 중 고무재질이 마모가 되기 때문에 일정 기간 사용 후에는 에어척의 고무를 교체하기 위한 정비를 실시하고 있는데 마모주기가 일정치 않아 계획정비를 할 수가 없는 문제가 있다.

또한, 통상적으로 사용되는 에어척을 교체하기 위하여는 장비로부터 에어척을 분리한 후 완전히 분해하고, 분해한 다음 필요부품을 교체하여 재설치하는 과정을 거쳐야 하는데, 이 경우 장비에서 에어척 자체를 분리, 부품교체 및 설치하는 데 약 6~8시간 정도가 소요된다. 이러한 소요시간을 감안하여 필요 이상의 에어척을 여분으로 확보해야 하는 등 인적, 경제적 문제점을 안고 있는 실정이다.

상기와 같이 사용되고 정비되는 에어척의 구조, 특히 러그 타입과 러버 링 타입을 보다 상세히 살펴본다.

먼저 LGC 노칭, 라미(LGC Notching, Lami)공정에서 사용되는 러그 타입의 에어척의 구조를 간략하게 살펴보면, 도 1은 러그 타입 에어척의 사시도이며, 도 2는 그 단면도이고, 도 3은 부분단면도이다.

도 1에서의 에어척(1) 구조 및 작동관계를 도 2를 참조하여 간단하게 살펴보면, 에어척(1)을 구동시키는 작동부(10)와, 작동부(10)에 의해 작동되는 에어척 샤프트(20) 및 상기 작동부(10)와 에어척 샤프트(20) 간의 하우징부(30)로 대별된다.

상기의 작동부(10)에서는 에어실린더(미도시)에 의해 작동하는 푸시로드(11)가 삽입되게 되고, 상기 푸시로드(11) 끝단에는 캠블록(12)이 설치된다.

또한 상기 에어척 샤프트(20)에는 상기 캠블록(12)이 연동될 수 있는, 블록 끝단에 또 다른 캠블록과 그 끝단에 설치되는 리턴스프링(15), 그리고 내부의 러그(13) 및 에어척 샤프트(20) 외부 하우징에 삽입되어 있는 볼캐스터(14)를 포함한다.

상기와 같은 에어척(1)은 장비에 설치된 에어실린더(미도시)가 상기 푸시로드(11)를 A방향으로 밀면 끝단의 캠블록(12)의 경사면에 의해 러그(13)가 외부쪽으로 돌출하여 보빈의 내경에 고정되며 실린더가 후진(도 3의 B)하면 캠블록(12)이 후진하고 러그(13)는 리턴스프링(15)에 의해 하우징의 내부로 수축하는 것이다.

또한 볼캐스터(14)는 보빈(도시되지 않음)의 착탈을 쉽도록 하게 하는 역할을 하고, 에어척 샤프트 하우징 외측에 적당한 간격으로 삽입되어 있다.

상기와 같은 통상의 러그타입 에어척은 러그(13)를 내부조립해야 하므로 필요한 정비나 교체 시 전체를 분해해야 하며 볼 바를 사용하기 위해서는 다량의 가공을 해야 하므로 강도 저하의 문제점이 발생되게 된다.

그 다음 라버 링 타입의 에어척(LGC Notching, Lami) 공정은 도 4와 같은 형상으로 상기 러그형과는 달리 도 5에서 도시된 바와 같이 축(11′)을 통해 압축공기를 주입하면 에어척(20′)의 하우징 외부에 형성되는 우레탄 고무링(14′)이 팽창하여 보빈의 내경을 고정하고, 이 때 고무 링 좌우를 고정하는 링과 O링과의 마찰력으로 미끄러짐을 방지하여 압축공기가 배출되는 경우에는 고무의 자체 탄성력으로 본래 치수를 복귀해서 보빈을 움직일 수 있게 되는 원리로 작동시킨다.

그러나 상기의 라버 링 타입 에어척은 볼캐스터를 중심샤프트에 조립하는 구성이어서 정비 시 36개의 볼캐스터를 전부 분해, 조립해야 하는 불편함과, 이 때 볼캐스터의 파손 및 분실에 따른 문제점 등을 안고 있다.

따라서, 최소한의 구조변경으로 장비의 구조적 변경 없이 에어척의 정비를 쉽고도 용이하게 할 수 있는 구조가 필요하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술이나 사용되고 있는 기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 필요 시 최소한의 구조변경으로 장비의 구조적인 변경 없이 정비나 부품교체를 비숙련자라도 짧은 시간 내에 용이하고도 효과적으로 행할 수 있게 하는, 이차전지 생산공정에서 사용하는 러그 타입 에어척 샤프트를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,

푸싱로드를 내장하는 작동부와, 상기 작동부와 하우징으로 구분되는 에어척부를 포함하는 에어척 샤프트에 있어서, 상기 에어척부의 외부 하우징에는 러그가 길이 방향으로 삽입되고, 상기 러그 간에는 볼캐스터가 일정 간격으로 설치되며, 상기 러그에는 하나 이상의 러그 스토퍼가 구비되는 이차전지 생산공정에서 사용하는 러그 타입 에어척 샤프트를 제공한다.

상기에서, 러그의 외면 쪽에는 하나 이상의 홈부를 형성하고, 상기 홈부에는 러그 스토퍼가 끼워지게 함이 바람직하고, 상기 러그 스토퍼는 상기 러그를 감싸면서 러그가 끼워지는 샤프트부의 외측에 형성된 홈부로 끼워지게 됨이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 에어척 샤프트에 의하면 필요 시 종래 6~8시간 걸리던 작업시간을 약 20분 내외로 단축시킬 수 있으며, 장비에 설치된 상태로 필요 부분을 작업할 수 있어서 비숙련자라도 작업이 가능하고, 장시간 사용에도 불필요한 작업을 배제할 수 있어서 하우징의 변형이 없는 등, 에어척 샤프트의 수명 증대는 물론 필요 작업에 따른 인적, 물적 경비를 최소화할 수 있어서 효과적으로 운용할 수 있는, 이차전지의 생산공정에서 사용되는 에어척 샤프트를 제공할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 3은 종래 러그 척 구조 개략도.
도 4 내지 도 6은 또 다른 종래 러그 척 구조 개략도.
도 7은 본 발명의 에어척 외관 구조도.
도 8은 본 발명의 에어척 러그 스토퍼 분해도.
도 9는 본 발명의 러그 교체 후 러그 스토퍼 조립도.

이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 이해와 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.

또한 에어척에 있어서 통상적으로 작동하는 구성이나 구조에 대하여는 상기 설명한 바 있으므로, 그 설명을 생략하여도 통상의 지식을 가진 자는 이해할 수 있기에 그 상세한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 에어척 샤프트(100)의 개략도이다.

도 7에서 에어척 샤프트(100)는 통상의 작동부(110)와 하우징(130)을 포함한다.

상기의 에어척 샤프트에서 에어척부(120)는 통상적인 외관의 하우징을 갖고 있는데, 상기 하우징부에서는 길이 방향으로 러그(121)가 삽입되며 상기 러그(121)는 일체형으로 하여도 되고, 상기 러그(121)의 상부 측에는 적어도 하나의 요홈부(122)가 형성되어 있어서, 상기 요홈부(122)에는 러그 스토퍼(123)가 끼워지게 된다.(도 9 참조)

따라서, 본 발명에서 사용되는 러그(121)는 일체형에 상부 쪽으로 요홈부(122)가 형성되어 있는 형태이고, 상기 요홈부(122)로는 러그 스토퍼(125)가 끼워지는데, 상기 러그 스토퍼(125)는 상기 러그(121)를 감싸면서 끼워지게 양 쪽으로 날개(126)를 형성하고 있으며, 상기 날개(126)는 에어척부(120)의 러그(121)에 끼워지는 부위의 양측 홈부에 끼워지게 된다. 그리하여 상기의 날개(126)는 에어척(120)의 외부 하우징에서 러그(121)를 감싸면서 고정하게 되고, 날개(126)는 예를 들어, 피스 등을 통해 에어척부(120) 외부하우징에 고정시킬 수도 있다.

또한 본 발명에서는 에어척부(120)의 외면에 볼캐스터(130)를 설치하는데, 개별 설치형으로 하여 에어척부(120)의 강도를 확보하게 한다.

따라서, 러그(121)의 교체나 볼캐스터(130)의 교체, 수리 시에는 개별 볼캐스터(130)를 해체하여 교체하면 되고, 러그(121)의 교체 및 수리 시에는 외부의 러그 스토퍼(125)를 꺼내고(도 8), 해당 러그(121)를 교체(도 9)한 다음 러그 스토퍼(125)를 이용해 상기 러그(121)를 상기 에어척부(120)의 외면에 고정되게 하면 되므로, 상기 러그(121)들의 교체 작업 등이 매우 용이하고 편리하며, 경제적으로 작업할 수 있게 된다.

100 : 에어척 샤프트. 110 : 작동부.
120 : 에어척부. 121 : 러그.
122 : 홈부. 125 : 러그 스토퍼.
126 : 러그 스토퍼 날개. 130 : 볼캐스터.
140 : 하우징.

Claims (3)

1. 푸싱로드를 내장하는 작동부(110)와, 상기 작동부(110)와 하우징(140)으로 구분되는 에어척부(120)를 포함하는 러그 타입 에어척 샤프트에 있어서,
   상기 에어척부(120)의 외부 하우징(140)에는 일체형 러그(121)가 길이 방향으로 삽입되고,
   상기 러그(121) 간에는 개별설치형 볼캐스터(130)가 일정 간격으로 설치되며,
   상기 러그(121)에는 하나 이상의 러그 스토퍼(125)가 구비되고, 상기 러그(121)의 외면 쪽에는 하나 이상의 홈부(122)가 형성되며, 상기 외부 하우징(140)의 러그(121) 삽입부 측에는 상기 러그 스토퍼용 홈부(122)가 형성됨을 특징으로 하는, 이차전지 생산공정에서 사용하는 러그 타입 에어척 샤프트.
   
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