KR102478135B1 - 프릭션 샤프트 - Google Patents

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KR102478135B1
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Abstract

프릭션 샤프트가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 프릭션 샤프트는 피스톤(300)의 작동에 따라 이너 링(500)이 샤프트(100)에서 함께 회전되어 로커(700)와 물림 결합되어 와인딩 대상물에 대한 안정적인 와인딩을 실시할 수 있다.

Description

프릭션 샤프트{Friction shaft}
본 발명은 이차전지용 전극필름을 안정적으로 와인딩 하기 위해 사용하는 프릭션 샤프트에 관한 것이다.
일반적으로 슬리팅 머신(slitting machine)에는 미리 정해진 폭으로 슬리팅 된 다수의 단위소재, 예를 들어 슬리팅 된 다수의 이차전지용 전극필름 등을 균일한 토크로 권취할 수 있게 하는 프릭션 샤프트(friction shaft)가 사용된다.
상기 프릭션 샤프트에는 권취 코어들이 구비되고, 상기 프릭션 샤프트는 파지된 권취 코어들을 회전시켜 권취 코어들의 외주면 상에 슬리팅 된 이차전지용 전극필름들이 롤 형태로 권취된다.
상기 프릭션 샤프트는 공기압을 이용해 권취 코어의 중공부를 가압하여 권취 코어 들을 파지한다. 즉, 프릭션 샤프트 내부로 공기압이 유입되면, 공기압에 의해 피스톤들이 고정 조(jaw)들을 방사 방향으로 돌출 시키는데, 이때 고정 조들은 권취 코어들의 중공부를 가압해 권취 코어들을 파지한다.
그런데, 종래의 프릭션 샤프트는 권취 코어 파지 시 척킹과 텐션에 따른 압력이 저하되거나, 미세하게 슬립이 발생되어 정확도를 요구하는 전극필름을 안정적으로 권취하기 어려운 문제점이 유발되었다.
대한민국등록특허 제10-0709106호
본 발명의 실시 예들은 저용량 배터리 소폭 슬리팅 와인딩 대상물에 대한 안정적인 와인딩을 위한 프릭션 샤프트를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 와인딩 대상물에 대한 와인딩을 위해 구비되고, 축 방향 내측을 따라 에어 공급이 이루어지도록 공기 공급 통로(110)가 형성된 샤프트(100); 상기 샤프트(100)의 외측 길이 방향 중 임의의 위치에서 코어부와 결합이 이루어지는 결합부(200); 상기 공기 공급 통로(110)에 대해 수직 방향으로 연통되어 상기 샤프트(100)의 반경 방향 외측을 향해 복수개가 방사 형태로 이격된 통로부(112)와 연통된 각각의 실린더(S)에 구비된 피스톤(300); 상기 피스톤(300)과 마주보며 상기 샤프트(100)의 축 방향에 위치되고, 상기 피스톤(300)에 의해 상기 샤프트(100)의 반경 방향 외측으로 이동하는 바(400); 상기 바(400)의 외측에 구비되고, 상기 바(400)와 선택적으로 록킹 또는 언 록킹이 이루어지는 이너 링(500); 및 상기 이너 링(500)의 외측에 아웃터 링(600)이 구비되고, 상기 아웃터 링(600)의 외측에서 상기 이너 링(500)을 향해 결합되며 상기 피스톤(300)의 작동에 따라 상기 이너 링(500)의 외측면과 밀착되는 로커(700)를 포함한다.
상기 샤프트(100)는 상기 결합부(200)를 기준으로 축 방향에서 좌측을 향해 제1 길이(L1)로 연장되고, 우측을 향해 제2 길이(L2)로 연장되되, 상기 제1 길이(L1)와, 상기 제2 길이(L2)는 동일하게 연장되거나, 서로 다른 길이로 연장되는 어느 하나의 길이로 연장된 것을 특징으로 한다.
상기 바(400)는 상기 샤프트(100)의 축 방향을 따라 연장된다.
상기 이너 링(500)에는 외측 원주 방향에서 상기 로커(700)와 마주보는 상대면이 내측 원주 방향을 따라 소정의 구간에서 라운드 지게 연장된 라운드 부(510)가 형성되고, 상기 라운드 부(510)에서 상기 아웃터 링(600)의 내주면을 향해 절곡된 단턱부(520)가 형성된다.
상기 이너 링(500)은 상기 피스톤(300)이 이동하여 상기 바(400)의 외측과 면접촉될 경우 상기 샤프트(100)의 회전 방향으로 함께 회전되어 상기 로커(700)와 맞물린 상태가 유지된다.
본 실시 예들은 저용량 배터리에 필요한 소폭 슬리팅 전극의 안정적인 와인딩이 가능한 프릭션 샤프트를 통해 와인딩 효율 향상을 도모하고, 작업자의 작업성이 향상된다.
본 실시 예들은 와인딩 대상물의 폭의 간격이 짧은 경우에도 와이딩이 가능하여 교체에 따른 작업 지연이 방지되고 신속한 와인딩이 가능해 진다.
도 1은 본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트의 종 단면도.
도 2 내지 도 3은 본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트의 작동 상태도.
본 발명의 일 실시 예에 따른 프릭션 샤프트에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트의 종 단면도 이고, 도 2 내지 도 3은 본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트의 작동 상태도이다.
첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트(1)는 와인딩 대상물에 대한 와인딩을 위해 구비되고, 축 방향 내측을 따라 에어 공급이 이루어지도록 공기 공급 통로(110)가 형성된 샤프트(100)와, 상기 샤프트(100)의 외측 길이 방향 중 임의의 위치에서 코어부와 결합이 이루어지는 결합부(200)와, 상기 공기 공급 통로(110)에 대해 수직 방향으로 연통되어 상기 샤프트(100)의 반경 방향 외측을 향해 복수개가 방사 형태로 이격된 통로부(112)와 연통된 각각의 실린더(S)에 구비된 피스톤(300)과, 상기 피스톤(300)과 마주보며 상기 샤프트(100)의 축 방향에 위치되고, 상기 피스톤(300)에 의해 상기 샤프트(100)의 반경 방향 외측으로 이동하는 바(400)와, 상기 바(400)의 외측에 구비되고, 상기 바(400)와 선택적으로 록킹 또는 언 록킹이 이루어지는 이너 링(500) 및 상기 이너 링(500)의 외측에 아웃터 링(600)이 구비되고, 상기 아웃터 링(600)의 외측에서 상기 이너 링(500)을 향해 결합되며 상기 피스톤(300)의 작동에 따라 상기 이너 링(500)의 외측면과 밀착되는 로커(700)를 포함한다.
상기 샤프트(100)는 소정의 길이로 연장되고 도면에 도시된 길이로 한정하지 않는다,
상기 샤프트(100)는 공기 공급 통로(110)를 통해 일 방향으로 에어가 공급된 후에 상기 통로부(112)를 통해 피스톤(300)으로 공급된다.
상기 통로부(112)는 상기 공기 공급 통로(110)의 중앙을 기준으로 원주 방향에서 동일 간격으로 서로 간에 이격되어 있어 어느 위치로도 에어가 균일하게 공급된다.
상기 공기 공급 통로(110)는 상기 통로부(112) 보다 상대적으로 직경이 크게 형성되어 있어 다량의 에어가 안정적으로 공급될 수 있다.
상기 피스톤(300)은 상기 실린더(S)에 구비되고, 공급된 에어압에 따라 실린더(S)의 길이 방향에서 이동될 수 있다.
상기 피스톤(300)은 샤프트(100)의 축 방향을 따라 동일 간격으로 복수개가 서로 간에 이격되어 있어 상기 샤프트(100)의 반경 방향 외측으로 이동될 때 후술할 이너 링(500)의 내측과 안정적으로 맞물릴 수 있다.
상기 결합부(200)는 샤프트(100)의 축 방향을 기준으로 중앙에 위치된 것으로 도시하였으나, 다른 위치에 위치되는 것도 가능할 수 있다.
일 예로 상기 샤프트(100)는 상기 결합부(200)를 기준으로 축 방향에서 좌측을 향해 제1 길이(L1)로 연장되고, 우측을 향해 제2 길이(L2)로 연장되되, 상기 제1 길이(L1)와, 상기 제2 길이(L2)는 동일하게 연장되거나, 서로 다른 길이로 연장되는 어느 하나의 길이로 연장될 수 있다.
이와 같이 결합부(200)는 샤프트(100)에 와인딩 되는 와인딩 대상물의 폭에 따라 위치가 특정 위치로 이동될 수 있으며 이 경우 상기 샤프트(100)는 제1,2 길이(L1, L2)가 동일 길이로 연장되거나, 어느 하나의 길이가 상대적으로 길게 연장되어 다양한 폭을 갖는 와인딩 대상물에 대한 안정적인 와인딩을 실시할 수 있다.
즉 본 실시 예에 의한 샤프트(100)는 길이가 상기 결합부(200)를 기준으로 가변적으로 구성될 수 있으며 와인딩 대상물의 절단폭이 서로 상이한 경우에도 프릭션 샤프트(1)의 전체를 교환하지 않고 결합부(200)에 연결되는 샤프트의 부분 교체를 통해 손쉽게 와인딩을 실시할 수 있다.
또한 서로 와이딩 대상물의 길이가 서로 다은 경우에도 1개의 샤프트(100)에서 동시에 와인딩이 가능하여 작업 효율이 향상되고, 작업자의 작업성도 향상된다.
본 실시 예는 결합부(200)에 샤프트(100)가 각각 결합 또는 분리될 수 있으며, 도면과 같이 동일 길이를 갖는 샤프트가 결합되거나 서로 다른 길이를 갖는 샤프트가 결합될 수 있다.
결합부(200)는 미 도시된 코어부와 결합 또는 결합 해제되고, 원주 방향을 따라 복수개의 롤러가 구비되어 있어 상대 회전이 용이하게 이루어진다.
또한 결합부(200)는 복수개가 샤프트(100)의 축 방향에서 결합 가능하며 특별히 특정 개수로 한정하지 않는다.
본 실시 예에 의한 바(400)는 피스톤(300)과 마주보며 샤프트(100)의 축 방향에 위치된다.
상기 피스톤(300)이 도면 기준으로 샤프트의 반경 방향 외측을 향해 3개가 배치되어 있어, 상기 바(400) 또한 피스톤(300)과 동일한 개수로 구성된다.
바(400)는 반경 방향 외측이 이너 링(500)의 내측 원주 방향 곡률과 대응되는 곡률로 라운드 진 상대면(410)이 형성되어 있어 상기 이너 링(500)과 접촉시 슬립이 발생되지 않고 맞물린 상태가 안정적으로 유지된다.
따라서 상기 바(400)는 상기 이너 링(500)과 밀착에 따른 밀착력이 향상되어 프릭션 샤프트(1)의 작동성이 향상된다.
본 실시 예에 의한 바(400)는 상기 샤프트(100)의 축 방향을 따라 연장되며, 피스톤(300)에 의해 동시에 샤프트(100)의 반경 방향 외측으로 이동되므로 특정 위치에 위치된 바(400)가 서로 간에 시간 차이로 인한 딜레이가 발생되지 않고 안정적으로 작동된다.
본 실시 예에 의한 이너 링(500)은 외측 원주 방향에서 상기 로커(700)와 마주보는 상대면이 내측 원주 방향을 따라 소정의 구간에서 라운드 지게 연장된 라운드 부(510)가 형성되고, 상기 라운드 부(510)에서 상기 아웃터 링(600)의 내주면을 향해 절곡된 단턱부(520)가 형성된다.
상기 이너 링(500)은 상기 샤프트(100)와 동심원을 이루며 삽입되고, 내측 원주 방향은 원형 단면이 유지되며, 외측 원주 방향은 상기 라운드 부(510)와 단턱부(520)가 형성된다.
보다 상세히 설명하면, 이너 링(500)은 외측 원주 방향이 도면 기준으로 12시 방향에 위치된 로커(700)와 마주보는 위치에 상기 이너 링(500)의 내측을 향해 곡률진 라운드 부(510)가 형성된다.
이너 링(500)은 단면을 잘라서 측면에서 바라볼 때 1/4 구간마다 동일 형태로 반복되고, 일 예로 라운드 부(510)와 단턱부(520)가 반복적으로 형성된다.
상기 라운드 부(510)는 후술할 로커(700)와 접촉이 이루어지는 부분으로 안정적이 접촉과 접촉력 향상을 위해 도면에 도시된 곡률로 형성되나 다른 곡률로 변경될 수 있다.
상기 이너 링(500)은 라운드 부(510)와 단턱부(520)를 제외한 구간에서는 아웃터 링(600)의 내주면 곡률과 대응되는 곡률로 일정하게 연장된 연장부(530)가 형성된다. 상기 연장부(530)는 라운드 부(510)와 같이 곡률이 변화 없이 일정한 곡률로 도면에 도시된 구간에서 연장된다.
상기 연장부(530)는 이너 링(500)이 특정 방향으로 회전될 때 아웃터 링(600)의 내주면과 접촉되어 안정적인 회전을 도모하며, 일 예로 공기 공급 통로(110)로 에어가 공급될 경우 아웃터 링(600)과 상대 회전이 이루어진다.
본 실시 예에 의한 이너 링(500)은 상기 공기 공급 통로(110)로 에어가 공급되기 이전에는 상기 로커(700)와 원주 방향에서 맞물리지 않고 접촉된 상태가 유지된다. 이 경우 상기 로커(700)는 상기 단턱부(520)와 원주 방향에서 근접한 위치에 위치된다. 즉 상기 이너 링(500)은 원주 방향에서 단턱부(520)가 형성된 위치가 반경 방향에서 로커(700)가 수용될 수 있는 홈의 공간이 라운드 부(510)가 시작되는 부분에 비해 상대적으로 깊어 전술한 바와 같이 접촉된 상태만 유지된다.
만약 공기 공급 통로(110)로 에어가 공급될 경우에는 피스톤(300)이 바(400)를 샤프트(100)의 반경 방향 외측으로 이동시켜 상기 바(400)가 상기 이너 링(500)의 내측과 맞물리게 된다.
이 경우 상기 이너 링(500)은 화살표로 도시된 상기 샤프트(100)의 회전 방향으로 함께 회전되어 원주 방향에서 단턱부(520)와 멀어지며 로커(700)가 라운드 부(510)에 맞물린 상태로 작동된다.
상기 이너 링(500)은 연장부(530)가 아웃터 링(700)의 내주면과 상대 회전되면서 도면에 도시된 바와 같이 샤프트(100)의 내측에서 시계 방향으로 회전된다.
상기 록커(700)는 상기 이너 링(500)과 마주보는 상대면에 패드층(710)이 형성되고, 상기 라운드 부(510)에 상기 패드층(710)이 밀착되어 슬립이 발생되지 않는다.
특히 상기 이너 링(500)은 상기 록커(700)와 밀착 결합되도록 연장부(530) 위치로 회전될 경우 록커(700)와 밀착되어 고정된다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 샤프트
110 : 공기 공급 통로
200 : 결합부
300 : 피스톤
400 : 바
500 : 이너 링
600 : 아웃터 링
700 : 로커

Claims (5)

  1. 와인딩 대상물에 대한 와인딩을 위해 구비되고, 축 방향 내측을 따라 에어 공급이 이루어지도록 공기 공급 통로(110)가 형성된 샤프트(100);
    상기 샤프트(100)의 외측 길이 방향 중 임의의 위치에서 코어부와 결합이 이루어지는 결합부(200);
    상기 공기 공급 통로(110)에 대해 수직 방향으로 연통되어 상기 샤프트(100)의 반경 방향 외측을 향해 복수개가 방사 형태로 이격된 통로부(112)와 연통된 각각의 실린더(S)에 구비된 피스톤(300);
    상기 피스톤(300)과 마주보며 상기 샤프트(100)의 축 방향에 위치되고, 상기 피스톤(300)에 의해 상기 샤프트(100)의 반경 방향 외측으로 이동하는 바(400);
    상기 바(400)의 외측에 구비되고, 상기 바(400)와 선택적으로 록킹 또는 언 록킹이 이루어지는 이너 링(500); 및
    상기 이너 링(500)의 외측에 아웃터 링(600)이 구비되고, 상기 아웃터 링(600)의 외측에서 상기 이너 링(500)을 향해 결합되며 상기 피스톤(300)의 작동에 따라 상기 이너 링(500)의 외측면과 밀착되는 로커(700)를 포함하되,
    상기 바(400)에는 반경 방향 외측에 상기 이너 링(500)의 내측 원주 방향 곡률과 대응되는 곡률로 라운드 진 상대면(410)이 형성되고,
    상기 로커(700)에는 상기 이너 링(500)과 마주보는 상대면에 패드층(710)이 형성된 프릭션 샤프트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 샤프트(100)는 상기 결합부(200)를 기준으로 축 방향에서 좌측을 향해 제1 길이(L1)로 연장되고, 우측을 향해 제2 길이(L2)로 연장되되,
    상기 제1 길이(L1)와, 상기 제2 길이(L2)는 동일하게 연장되거나, 서로 다른 길이로 연장되는 어느 하나의 길이로 연장된 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 바(400)는 상기 샤프트(100)의 축 방향을 따라 연장된 프릭션 샤프트.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 이너 링(500)에는 외측 원주 방향에서 상기 로커(700)와 마주보는 상대면이 내측 원주 방향을 따라 소정의 구간에서 라운드 지게 연장된 라운드 부(510)가 형성되고, 상기 라운드 부(510)에서 상기 아웃터 링(600)의 내주면을 향해 절곡된 단턱부(520)가 형성된 프릭션 샤프트.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 이너 링(500)은 상기 피스톤(300)이 이동하여 상기 바(400)의 외측과 면접촉될 경우 상기 샤프트(100)의 회전 방향으로 함께 회전되어 상기 로커(700)와 맞물린 상태가 유지되는 프릭션 샤프트.
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