KR102644233B1 - 프릭션 샤프트 - Google Patents

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KR102644233B1
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Abstract

프릭션 샤프트가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 프릭션 샤프트는 조 하우징 부에 설치된 이후에 측면 지지력이 향상되어 안정적인 작동을 가능하게 할 수 있다.

Description

프릭션 샤프트{Friction shaft}
본 발명은 이차전지용 전극필름과 같은 권취 대상물을 안정적으로 권취하기 위해 사용하는 프릭션 샤프트에 관한 것이다.
일반적으로 직물지, 필름지, 지류와 같은 얇은 두께를 갖는 소재는 원통형의 지관에 권취된다. 상기 직물지, 필름지, 지류 등의 소재는 자동화된 생산 라인을 통하여 지관에 권취할 때 또는 지관에 권취된 상기 소재를 풀어 내어 이용할 때에는 상기 지관이 프릭션 샤프트에 고정된다.
구체적으로, 소재를 지관에 권취할 때에는 샤프트의 회전력이 지관에 전달되도록 지관이 샤프트에 고정되고, 지관에 권취된 소재를 풀어 낼 때에는 지관이 샤프트에서 빠지지 않고 아이들링(idling) 상태로 회전할 수 있도록 고정된다.
일 예로 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, 공기압이 프릭션 샤프트 내부로 유입되면, 피스톤들이 조(jaw)들을 방사 방향으로 돌출 시킨다. 이때 조(jaw)들은 권취 코어들의 중공부를 가압해 권취 코어들을 파지 한다.
종래의 프릭션 샤프트는 조 하우징의 원주 방향에 모두 4개의 조(jaw)가 설치되면서 상기 이차전지용 전극필름이 권취될 때 빗감김 현상이 발생되는 문제점이 유발되었다. 상기 빗감김 현상은 조 하우징에 설치되는 조(jaw)의 개수를 증가시킬 경우 해소되지만 상기 조(jaw)에 강한 압력이 가해질 경우 이탈이 발생되면서 이차전지용 전극필름이 안정적으로 권취되지 못하는 문제점이 야기되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.
대한민국등록실용 제20-379171호
본 실시 예들은 조 하우징에 설치된 조(jaw)의 설치 개수를 증가시켜 권취 안정성을 향상시킴과 동시에 조와 조 하우징의 구조를 개선한 프릭션 샤프트를 제공하고자 한다.
본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트는 공기 공급 통로가 형성된 샤프트(100); 상기 공기 공급 통로를 통해 공급된 압축 공기에 의해 상기 샤프트(100)의 축 방향에서 일측으로 이동이 이루어지는 피스톤(210)이 구비된 피스톤 부(200); 상기 피스톤 부(200)와 마주보며 배치되고, 상기 피스톤(210)의 이동에 따라 외측을 향해 방사 형태로 돌출되는 복수의 조(Jaw)(310)가 이동되도록 원주 방향을 따라 복수의 가이드 홈(320)이 형성된 조 하우징 부(300); 및 상기 조 하우징 부(300)와 마주보며 배치되는 베어링 하우징 부(400)을 포함하되, 상기 조 하우징 부(300)의 가이드 홈(320)은 상기 샤프트(100)의 축 방향에서 상기 베어링 하우징 부(400)를 향해 경사지게 형성되고, 상기 가이드 홈(320)의 내측에서 서로 마주보는 양측면이 상기 조(310)의 측면 높이와 대응되는 높이로 연장된 측벽 부(321)를 포함한다.
상기 가이드 홈(320)은 조 하우징 부(300)의 원주 방향에서 상기 피스톤 부(200)를 바라보는 일측면이 소정의 곡률로 라운드 지며 연장된 제1 라운드 부(322); 상기 베어링 하우징 부(400)를 바라보는 타측면이 소정의 곡률로 라운드 지며 연장된 제2 라운드 부(324)를 포함하는
상기 가이드 홈(320)에는 측벽 부(321)가 만나는 위치에 소정의 곡률로 라운드 진 제3 라운드 부(326)가 형성된다.
상기 조(jaw)(310)는 상기 가이드 홈(320)과 마주보는 상대면에 상기 제1,2 라운드 부와 대응되는 곡률을 갖는 제4 라운드 부(311)가 형성된다.
상기 조 하우징 부(300)에는 외측 원주 방향에 탄성부재가 삽입되도록 외측 상면에 제1 안착 홈이 형성되고, 상기 조(jaw)(310)에는 외측 상면에 소정의 깊이로 상기 탄성부재가 삽입되는 제2 안착 홈이 형성되며, 상기 제1 안착 홈과 상기 제2 안착 홈은 서로 마주보며 연통된 것을 특징으로 한다.
본 실시 예들은 조의 측면을 측벽 부를 통해 안정적으로 지지할 수 있어 이탈로 인한 문제점을 예방하고 척킹에 따른 안정성을 향상 시킬 수 있다.
본 실시 예들은 조가 모두 8개로 이루어지므로, 척킹 포인트가 증가되어 권취 대상물에 대한 척킹이 정확하게 이루어짐과 동시에 빗감김 현상을 예방할 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트를 도시한 종 단면도.
도 2는 본 실시 예에 의한 조 하우징 및 조를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 분해 사시도.
도 4는 도 2의 종 단면도.
도 5는 본 실시 예에 의한 조 하우징 및 조의 작동 상태도,
본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)"이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 의한 프릭션 샤프트는 공기 공급 통로(110)가 형성된 샤프트(100)와, 상기 공기 공급 통로(110)를 통해 공급된 압축 공기에 의해 상기 샤프트(100)의 축 방향에서 일측으로 이동이 이루어지는 피스톤(210)이 구비된 피스톤 부(200)와, 상기 피스톤 부(200)와 마주보며 배치되고, 상기 피스톤(210)의 이동에 따라 외측을 향해 방사 형태로 돌출되는 복수의 조(Jaw)(310)가 이동되도록 원주 방향을 따라 복수의 가이드 홈(320)이 형성된 조 하우징 부(300) 및 상기 조 하우징 부(300)와 마주보며 배치되는 베어링 하우징 부(400)을 포함한다.
그리고 상기 조 하우징 부(300)는 가이드 홈(320)이 샤프트(100)의 축 방향에서 상기 베어링 하우징 부(400)를 향해 경사지게 형성되고, 상기 가이드 홈(320)의 내측에서 서로 마주보는 양측면이 상기 조(310)의 측면 높이와 대응되는 높이로 연장된 측벽 부(321)를 포함한다.
본 실시 예는 후술할 조(310)가 권취 대상물을 척킹 할 때 빗감김 현상이 발생되지 않도록 조 하우징 부(300)와 조(310)의 구조를 변경하여 강한 압력이 가해지는 경우에도 조(310)의 이탈을 방지하고 조 하우징 부(300)에서 안정적으로 슬라이딩을 유도하고자 한다.
본 실시 예는 상기 피스톤 부(200)를 기준으로 전방에 조 하우징 부(300)가 배치되고, 상기 조 하우징 부(300)의 전방에 베어링 하우징 부(400)가 배치되며, 상기 베어링 하우징 부(400)의 전방에 덮개 역할을 하는 앤드 하우징이 배치되어 서로 간에 밀착 결합된다.
상기 피스톤 부(200)는 샤프트(100)의 축 방향에 삽입되고 링 형태로 형성되며, 상기 조 하우징 부(300)를 바라보는 상대면에 다수의 피스톤(210)이 삽입된다.
상기 피스톤 부(200)에는 피스톤(210)이 삽입되도록 내측에 실린더 실(미도시)이 형성되고, 상기 실린더 실은 공기 공급 통로(110)와 연통되어 있어 상기 공기 공급 통로(110)로 압축 공기가 공급될 경우 상기 피스톤(210)이 상기 조 하우징 부(300)를 향해 외측으로 직선 왕복 운동이 이루어질 수 있다.
상기 실린더 실은 공기 공급 통로(110)와 개별적으로 연통된 공기 유로(미도시)가 내측에 형성되어 있어 다수의 피스톤(210)이 모두 동시에 상기 피스톤 부(200)의 실린더 실에서 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 피스톤(210)은 압축 공기의 공급이 중단될 경우 후술할 탄성 부재(10)의 탄성 복원력에 의해 각각 실린더 실의 내부로 원 위치 되므로 압축공기의 공급 유무에 따라 돌출되거나 최초의 위치로 복귀되도록 작동된다.
상기 피스톤(210)은 원기둥 형태로 형성되고, 상기 피스톤 부(200)의 실린더 실에서 모두 동시에 돌출되거나 원 위치 되면서 조 하우징(300)과 연계 작동된다.
상기 조 하우징 부(300)는 상기 피스톤(210)들의 작동에 의해 베어링 하우징 부(400)를 향해 이동되고, 탄성 부재(10)의 복원력에 의해 피스톤 부(200)로 이동되도록 베어링 하우징 부(400)와 피스톤 부(200) 사이에 배치된다.
상기 조 하우징 부(300)는 환형의 링 형태로 형성되고, 복수의 가이드 홈(320)이 외측 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성되고, 상기 가이드 홈(320)에 조(310)가 각각 슬라이딩 가능하게 결합된다.
본 실시 예에 의한 조 하우징 부(300)는 상기 조(310)가 척킹이 이루어질 때 결합 포인트가 많을수록 유리하나, 조 하우징 부(300)의 레이 아웃과 내경을 고려하며 모두 8개의 조(310)가 설치되고, 상기 가이드 홈(320)의 개수도 조(310)와 동일하게 8개로 형성된다.
상기 조(310)가 8개가 사용되는 이유는 권취 대상물에서 빗감김 현상을 예방하기 위한 목적과 동시에 후술할 조 하우징 부(300)의 측벽 부(321)를 통해 상기 조(310)의 측면 지지력을 개선하여 이탈로 인한 문제점을 방지하기 위해서이다.
상기 조 하우징 부(300)에는 외측 원주 방향에 탄성부재(10)가 삽입되도록 외측 상면에 제1 안착 홈(301)이 형성되고, 상기 조(jaw)(310)에는 외측 상면에 소정의 깊이로 상기 탄성부재(10)가 삽입되는 제2 안착 홈(312)이 형성된다.
또한 상기 제1 안착 홈(301)과 상기 제2 안착 홈(312)은 서로 마주보며 연통된 상태가 유지되므로 탄성부재(10)의 복원력을 조(310)로 보다 정확하게 전달할 수 있다.
상기 복수의 조(310)들은 가이드 홈(320)에 삽입될 경우 원주 방향에서는 탄성부재(10)에 의해 탄성 지지되다가, 압축 공기의 공급에 따라 가이드 홈(320)에서 슬라이딩 될 경우 방사상 외측으로 돌출되어 권취 대상물에 대한 권취를 가능하게 한다.
이를 위해 본 실시 예에 의한 조 하우징 부(300)는 복수의 조(310)가 설치되도록 원주 방향을 따라 가이드 홈(320)이 형성된다. 상기 가이드 홈(320)은 조(310)의 개수와 일치하며 본 실시 예에서는 모두 8개의 조(310)가 가이드 홈(320)에 결합된다.
본 실시 예에 의한 조 하우징 부(300)는 도면 기준으로 상기 베어링 하우징 부(400)를 향해 가이드 홈(320)이 경사지게 형성된다. 상기 가이드 홈(320)은 조 하우징 부(300)의 중심을 기준으로 상하좌우 대칭 형태로 배치되어 있어 조 하우징 부(300)의 어느 방향에서 조(310)가 슬라이딩 되어 반경 방향 외측으로 이동을 유도할 수 있어 안정적인 척킹을 가능하게 할 수 있다.
상기 가이드 홈(320)은 조 하우징 부(300)의 원주 방향에서 상기 피스톤 부(200)를 바라보는 일측면이 소정의 곡률로 라운드 지며 연장된 제1 라운드 부(322)와, 상기 베어링 하우징 부(400)를 바라보는 타측면이 소정의 곡률로 라운드 지며 연장된 제2 라운드 부(324)를 포함한다.
상기 제1 라운드 부(322)와 제2 라운드 부(324)는 동일 곡률로 연장되어 있고, 상기 가이드 홈(320) 전체가 조 하우징 부(300)의 원주 방향에서는 라운드 지며 연장되며, 축 방향에서는 하우징 부(400)를 향해 하향 경사지게 연장된다.
조 하우징 부(300)가 위와 같이 형성될 경우 조(310)의 설치 개수 및 상기 조(310)가 실제 가이드 홈(320)에서 슬라이딩 될 때 바닥면과 측면 에서의 접촉에 따른 지지력이 보다 유리해 진다.
상기 가이드 홈(320)에는 제1,2 라운드 부(322, 324)와 함께 가이드 홈(320)의 내측에 측벽 부(321)가 형성된다. 상기 측벽 부(321)는 조(310)의 좌측면과 우측면에 각각 면접촉된 상태로 조(310)의 슬라이딩에 따른 지지를 위해 형성된다.
상기 측벽 부(321)는 원주 방향에서 조(310)와의 접촉 상태가 조(310)의 슬라이딩이 이루어지는 전과정에서 유지된다.
특히 측벽 부(321)는 조(310)의 측면 높이와 대응되는 위치까지 연장되어 있어 조(310)가 가이드 홈(320)에서 돌출 되는 경우에 이탈되지 않고 작동된다.
따라서 8개로 이루어진 조(310)는 가이드 홈(320)에서 안정적인 작동이 항시 이루어질 수 있다.
상기 측벽 부(324)는 조(310)의 외측 최상면에 해당되는 높이까지 연장되거나 또는 상기 조(310)의 최상면 보다 1~2mm 아래에 해당되는 위치까지 연장된다. 측벽 부(324)가 상기 위치까지 연장되는 이유는 조(310)가 방사 상태로 돌출될 때 돌출량을 안정적으로 확보하기 위해서이다.
상기 가이드 홈(320)에는 측벽 부(321)가 만나는 위치에 소정의 곡률로 라운드 진 제3 라운드 부(326)가 형성된다. 상기 제3 라운드 부(326)는 조(310)가 가이드 홈(320)에서 슬라이딩 될 때 막힘 없는 이동을 도모하기 위해 형성된다.
상기 제3 라운드 부(326)는 측벽 부(321)와 조(310)가 서로 간에 밀착된 상태가 유지될 때 상기 조(310)의 양측변(side)에서 안정적인 슬라이딩을 도모하기 위해 형성된다.
본 실시 예에 의한 조(jaw)(310)는 상기 가이드 홈(320)과 마주보는 상대면에 상기 제1,2 라운드 부(322, 324)와 대응되는 곡률을 갖는 제4 라운드 부(311)가 형성된다. 상기 제4 라운드 부(311)는 조(310)의 바닥면이 소정의 곡률로 라운드지게 형성되어 있어 상기 제1,2 라운드 부(322, 324)에 상기 바닥면이 들뜨거나 틈새가 발생되는 현상이 최소화된 상태로 서로 간에 밀착된 상태가 유지된다.
특히 조(310)는 하면이 수평 상태로 연장되지 않고 제4 라운드 부(311)가 형성될 경우 조 하우징 부(300)의 내경 및 레이 아웃에 최소한의 영향을 미치게 됨과 동시에 8개의 조(310)를 사용하기에 보다 유리해 지게 되어 척킹에 따른 안정성과 함께 조(310)의 이탈을 방지하는데 보다 유리해 질 수 있다.
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
200 : 피스톤 부
210 : 피스톤
300 : 조 하우징 부
310 : 조
320 : 가이드 홈
400 : 베어링 하우징 부
322 : 제1 라운드 부
324 : 제2 라운드 부
326 : 제3 라운드 부

Claims (5)

  1. 공기 공급 통로가 형성된 샤프트(100);
    상기 공기 공급 통로를 통해 공급된 압축 공기에 의해 상기 샤프트(100)의 축 방향에서 일측으로 이동이 이루어지는 피스톤(210)이 구비된 피스톤 부(200);
    상기 피스톤 부(200)와 마주보며 배치되고, 상기 피스톤(210)의 이동에 따라 외측을 향해 방사 형태로 돌출되는 복수의 조(Jaw)(310)가 이동되도록 원주 방향을 따라 복수의 가이드 홈(320)이 형성된 조 하우징 부(300); 및
    상기 조 하우징 부(300)와 마주보며 배치되는 베어링 하우징 부(400)을 포함하되,
    상기 조 하우징 부(300)의 가이드 홈(320)은 상기 샤프트(100)의 축 방향에서 상기 베어링 하우징 부(400)를 향해 경사지게 형성되고, 상기 가이드 홈(320)의 내측에서 서로 마주보는 양측면이 복수의 조(310)의 측면 높이와 대응되는 높이로 연장된 측벽 부(321)를 포함하고,
    상기 가이드 홈(320)은 조 하우징 부(300)의 원주 방향에서 상기 피스톤 부(200)를 바라보는 일측면이 소정의 곡률로 라운드 지며 연장된 제1 라운드 부(322)와, 상기 베어링 하우징 부(400)를 바라보는 타측면이 소정의 곡률로 라운드 지며 연장된 제2 라운드 부(324)를 포함하고,
    상기 가이드 홈(320)에는 측벽 부(321)와 만나는 위치에 소정의 곡률로 라운드 진 제3 라운드 부(326)가 형성되며,
    상기 복수의 조(jaw)(310)는 상기 가이드 홈(320)과 마주보는 상대면에 상기 제1,2 라운드 부와 대응되는 곡률을 갖는 제4 라운드 부(311)가 형성되되,
    상기 제1,2 라운드 부(322, 324)는 동일 곡률로 연장되고, 상기 가이드 홈(320)은 상기 조 하우징 부(300)의 원주 방향에서는 라운드지며 연장되며, 축 방향에서는 하우징 부(400)를 향해 하향 경사지게 연장되며,
    상기 제4 라운드 부(311)는 상기 복수의 조가 상기 복수의 가이드 홈(320)에서 슬라이드 이동이 이루어질 때 상기 제1,2 라운드 부(322, 324)와 면대면으로 밀착된 상태로 접촉된 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 조 하우징 부(300)에는 외측 원주 방향에 탄성부재가 삽입되도록 외측 상면에 제1 안착 홈이 형성되고,
    상기 복수의 조(jaw)(310)에는 외측 상면에 소정의 깊이로 상기 탄성부재가 삽입되는 제2 안착 홈이 형성되며, 상기 제1 안착 홈과 상기 제2 안착 홈은 서로 마주보며 연통된 것을 특징으로 하는 프릭션 샤프트.
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