KR20100058925A - Tilt type multi-turn reel-to-reel transfer machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판을 이송하는 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치에 관한 것으로, 상세하게는 공급릴에서 이송드럼으로 공급되는 기판의 이송방향과, 이송드럼에서 수거릴로 공급되는 기판의 이송방향이 평행하도록 하여, 기판에 전단응력이 생기는 것을 방지하여 기판이 겹치거나, 릴의 한쪽 부분으로 쏠려 손상되는 것을 방지하는 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tilt-type multi-turn reel to reel transfer device for transferring a substrate, in detail the transfer direction of the substrate supplied from the supply reel to the transfer drum and the transfer direction of the substrate supplied from the transfer drum to the collection reel parallel The present invention relates to a tilt type multi-turn reel to reel transfer device which prevents shear stress from occurring on a substrate and prevents the substrate from being overlapped or damaged by being damaged by one portion of the reel.
일반적으로 전기저항 제로의 성질을 이용하여 전기 에너지 효율을 높일 수 있는 초전도응용기기를 개발하기 위해서는 무엇보다도 성능이 우수하고 값이 싼 초전도 선재가 필요하다.In general, in order to develop a superconducting application device that can improve electrical energy efficiency by using the property of zero electrical resistance, superconducting wire having excellent performance and low cost is needed.
이러한 초전도 선재 중 고온 초전도 선재는 고가의 액체헬륨으로 냉각하는 금속계 초전도 선재보다 임계온도가 높아서 값싼 액체질소에서 사용하는 것이 가능하다. 최근에는 이러한 고온초전도 선재를 실제 초전도 마그네트나 전력기기 등의 도체로 사용하기 위해, 전류밀도 성능이 우수하고, 가격이 저렴하며, 길이가 길고, 기계적 강도가 높은 고온초전도 선재를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행중이다.Among these superconducting wires, high temperature superconducting wires have a higher critical temperature than metal-based superconducting wires cooled with expensive liquid helium, and thus can be used in cheap liquid nitrogen. Recently, in order to use such high-temperature superconducting wires as conductors for actual superconducting magnets and power devices, researches have been conducted to develop high-temperature superconducting wires with excellent current density performance, low cost, long length, and high mechanical strength. Actively in progress
초전도 선재의 전류밀도를 향상시키기 위해서는 전류 흐름을 방해하는 장벽으로 작용하는 결정입계에서의 약결합(weak link)을 해결해야하는데, 초전도체 결정 입자들이 서로 접촉하는 각도 (misalignment angle)를 줄일수록 약결합성이 개선되면서 더 많은 전류를 흘릴 수 있다. To improve the current density of superconducting wires, we need to solve the weak link at the grain boundaries that act as a barrier to the current flow. The weaker coupling is achieved by reducing the misalignment angle between the superconducting crystal grains. As the performance improves, more current can flow.
실용화에 가장 중요한 특성치인 임계전류밀도를 향상시키기 위해서 최근에는 초전도 층을 2축으로 배향(texture)하여 약결합성을 대폭 감소시킨 다층 박막 구조의 2세대 ReBCO(Re; 희토류 금속으로 Y, Sm, Gd, Ho 등을 통칭한 표현임) 박막 선재(coated conductor)의 연구가 진행되고 있다.In order to improve the critical current density, which is the most important characteristic for practical use, recently, the second generation ReBCO (Re; rare earth metal as Y, Sm, Gd, Ho, etc.) The study of the coated conductor (coated conductor) is in progress.
ReBCO 박막선재는 2축 배향을 하고 있어 PIT (Powder-In-Tube) 법으로 제조하는 1축으로 배향된 BSCCO 1세대 선재와 비교했을 때, 약결합성이 낮아 임계전류밀도(Jc)가 수십 배 이상으로 아주 높고 액체질소온도의 자기장 하에서도 Jc가 감소하는 비율이 1세대 선재에 비하여 작은 것이 특징이다. ReBCO thin film wires are biaxially oriented, and have a weaker bond compared to BSCCO first generation wires oriented in a single axis manufactured by PIT (Powder-In-Tube) method, so that the critical current density (Jc) is several times higher. Above all, the rate of Jc decrease is very small compared to the first generation wire rod even under the liquid nitrogen temperature magnetic field.
현재, 세계적으로 여러 가지 박막제조 방법으로 ReBCO 2세대 다층 박막형 고온초전도 선재를 제조하고 있으나 여기서는 IBAD-MgO 템플릿 공정을 중심으로 설명하고자 한다.Currently, ReBCO 2nd generation multi-layer thin film type high temperature superconducting wire is manufactured by various thin film manufacturing methods in the world, but here, IBAD-MgO template process will be described.
먼저, 초전도 층이 2축 배향하기 위해서는 그 아래의 층이 우선 배향되어 있어야 하는데, 이를 위하여 결정 방향이 무질서한 스테인레스강이나 하스텔로이 합금 기판 위에 주로 IBAD (Ion-Beam Assisted Deposition, 이온빔 보조증착법)나 ISD (Inclined Substrate Deposition, 기판경사 증착법)와 같은 PVD법으로 산화물 막을 2축으로 배향시켜서 증착하는 방법이 있다. First, in order for biaxial orientation of the superconducting layer, the underlying layer must be oriented first. For this purpose, IBAD (Ion-Beam Assisted Deposition) or ISD is mainly used on disordered crystalline stainless steel or Hastelloy alloy substrate. There is a method in which an oxide film is biaxially oriented and deposited by a PVD method such as (Inclined Substrate Deposition).
초전도체 층과의 확산 방지나 격자불일치(lattice mismatch)를 해소하기 위하여, 몇 가지의 산화물 완충층을 PLD(Pulsed Laser Deposition) 또는 Reactive Sputter 등의 방법으로 추가로 템플릿(template) 위에 증착한다. 이렇게 완충층이 입혀진 템플릿 위에 ReBCO 초전도층을 EDDC, PLD, MOD, MOCVD 등의 방법으로 증착하고 있다. In order to prevent diffusion and lattice mismatch with the superconductor layer, several oxide buffer layers are further deposited on the template by a method such as PLD (Pulsed Laser Deposition) or Reactive Sputter. The ReBCO superconducting layer is deposited on the template coated with the buffer layer by EDDC, PLD, MOD, and MOCVD.
그리고, 결정 방향이 무질서한 금속 기판 위에 2축으로 배향된 IBAD-MgO 층과 그 이후의 산화물 완충층 그리고 초전도 층을 진공증착법으로 입히기 위해서는 장선의 테이프를 일정 간격으로 이송시키는 장치의 필요성이 높아지고 있다.In order to coat the biaxially oriented IBAD-MgO layer, the subsequent oxide buffer layer, and the superconducting layer on the disordered metal substrate by the vacuum deposition method, the necessity of an apparatus for transferring the tape of a long line at regular intervals is increasing.
진공 증착에서 공정 속도를 높이기 위해서 타겟(target) 또는 소스(source)로부터 증발한 물질이 기판에 증착하는 부분에 테이프가 한 줄만 지나가도록 하는 것이 아니라 멀티 턴(multi-turn) 방식으로 구동하게 함으로써 더 넓은 면적에서의 증착이 가능하도록 하고 있다.In order to speed up the process in vacuum deposition, the material evaporated from the target or source is driven by a multi-turn method rather than having only a single line of tape pass through the area where it is deposited on the substrate. It is possible to deposit in a large area.
이러한 이송장치에 관하여 멀티 턴 부분에서 기판의 장력이 일정하게 작용하도록 발명한 대한민국특허청 등록특허공보 제0736377호에 장력 조절 멀티턴 릴투릴 장치가 제안되어있다.The tension control multiturn reel to reel device is proposed in the Republic of Korea Patent Publication No. 07367377 which invented the tension of the substrate in the multi-turn part with respect to the transfer device.
도 1은 종래 기술에 따른 장력 조절 멀티턴 릴투릴 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a tension control multiturn reel to reel device according to the prior art.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 장력 조절 멀티 턴 릴투릴 장치는 기판을 공급하는 공급릴(200)과 다수개의 릴로 형성된 이송드럼(400)과 공급된 기판을 감는 수거릴(300)로 이루어지며, 상기 이송드럼(400)은 회전축을 중심으로 회전됨과 동시에 각각의 턴릴이 베어링 구름 회전되어 이송드럼(400)에 의해 이송되는 기 판의 장력이 자동으로 조절되는 장점이 있다.As shown, the tension-controlled multi-turn reel to reel device according to the prior art is composed of a
그리고, 도 2는 종래 기술에 따른 1드럼 릴투릴 이송장치의 평면도이다.And, Figure 2 is a plan view of one drum reel to reel transfer device according to the prior art.
도시된 바와 같이, 종래의 릴투릴 이송장치는 수거릴(미도시)의 회전에 따라, 이송드럼(400)이 회전되면, 공급릴(미도시)이 회전되면서 상기 공급릴(미도시)에 감겨 있던 기판(10)이 이송드럼(400)을 거쳐 수거릴로 이송되면서 초전도 물질이 증착된 초전도 테이프(20)를 감아서 수거할 수 있다.As shown, the conventional reel-to-reel transfer device is wound around the supply reel (not shown) while the feed reel (not shown) is rotated, as the
그러나, 이러한 구성은 기판(10)이 이송드럼(400)으로 제공되는 지점 및 이송드럼(400)에서 외부로 수거되는 지점에 기판(10) 또는 초전도 선재(20)의 측면방향으로 전단응력(A)가 생성되어, 기판이 변형되거나 파손되는 문제점이 있었다.However, this configuration is such that the shear stress A in the lateral direction of the
도 3은 종래 기술에 따른 2드럼 릴투릴 이송장치의 평면도이다. 3 is a plan view of a two-drum reel to reel transfer device according to the prior art.
도시된 바와 같이, 종래의 기술은 크게 선택적으로 구성되는 프레임(100)과, 공급릴(200)과 수거릴(300)과, 이송드럼(400)로 이루어진다.As shown, the prior art is composed of a
먼저, 프레임(100)은 일반적으로 진공챔버의 일측이 일반적이며, 일방향으로 길게 형성되는데, 공급릴(200)과 이송드럼(400) 및 수거릴(300)을 고정시켜 각 장치를 배치할 수 있도록 한다.First, the
그리고, 상기 공급릴(200)은 회전 중심에 연결된 공급회전축(210)이 형성되고, 상기 공급회전축(210)에 의해 회전되어, 상기 공급릴(200)에 감겨 있던 기판(10)이 이송드럼(400)으로 이송된다.In addition, the
한편, 상기 기판(10)이 상기 이송드럼(400)을 거치는 동안, 초전도 물질을 상기 기판(10)의 일측에 증착하여 초전도 테이프(20)가 형성되며, 후술할 수거릴(300)의 수거회전축(310)이 회전되면서 상기 수거릴(300)에 상기 초전도 테이프(20)가 수거되도록 한다.Meanwhile, while the
다음으로, 상기 이송드럼(400)은 공급릴(200)과 수거릴(300) 사이에 회전가능한 하나 이상의 드럼으로 형성되며, 상기 수거릴(300)이 외부의 회전구동장치에 의해 회전되면, 상기 이송드럼(400)은 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)이 장력을 유지하면서 수거릴(300)로 이송되도록 일정한 속도로 드럼회전축(410)이 회전을 하며, 드럼회전축(410)의 회전속도는 공급회전축(210)과 수거회전축(310)과 비슷하도록 설정하여, 이송되는 동안 초전도 물질이 선재(10)의 일측에 증착될 수 있도록 형성된다.Next, the
그러나, 종래의 릴투릴 이송장치는 이송드럼(400)에 나선형으로 감기는 방향과, 공급릴(200)과 수거릴(300)에서 각각 공급 또는 수거되는 기판(10)의 이송방향이 어긋나서, 공급릴(200)과 수거릴(300)에 올바르게 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 감기지 못하는 문제점이 있다.However, in the conventional reel-to-reel transfer device, the direction in which the spiral is wound around the
또한, 어긋난 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)를 바르게 공급릴(200) 또는 수거릴(300)에 감을 시에는 측면에 전단응력(A)이 발생되어, 기판(10)이 이송중에 겹치거나(overlap), 릴의 한쪽으로 쏠려 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 변형되거나 손상되는 문제점이 있다. In addition, when the displaced
이렇게 기판(10)의 이송 과정에서 전단응력이 발생하지 않도록 하기 위해, 상기의 멀티 턴 릴투릴 방식이 아닌 기판의 진행방향과 기판의 길이 방향이 평행하 여 한 줄로만 이송하도록 하는 기술에 제안되었다.In order to prevent the shear stress from occurring during the transfer of the
하지만 증착공정의 생산성 향상을 위해서는 넓은 증착 면적을 이용할 수 있는 멀티 턴 방법이 필요하고, 멀티 턴 공정에서도 기판의 길이 방향과 기판의 진행 방향이 평행하도록 하여 전단응력(A)이 작용하지 않도록 하여야 하는 문제점이 있다.However, in order to improve the productivity of the deposition process, a multi-turn method that can use a large deposition area is required, and in the multi-turn process, the shear direction A must be prevented from acting by making the length direction of the substrate parallel to the traveling direction of the substrate. There is a problem.
한편, 종래의 기술인 멀티 턴의 상부 이송드럼(400)과 하부 이송드럼(400)을 일정한 편향각도 만큼 약간 교차하도록 배치하여 기판(10)이 지그재그로 이송하도록 하여 상부에서 이동하는 과정에서 기판이 전단응력을 받았지만 하부에서 이송되는 동안 반대 방향으로 전단응력이 작용하도록 하여 상부에서 받은 전단응력이 하부에서 이동하면서 상쇄되도록 한 경우도 있다. Meanwhile, the substrate is sheared in the process of moving from the upper portion by arranging the
이렇게 하면 전체적으로는 전단응력이 상쇄되어 공급릴(200)과 수거릴(300)에서 느끼는 전단응력은 없어질 수 있다. 하지만 박막의 증착이 이루어지고 있는 멀티 턴 부분에서는 기판이 이동하는 동안 계속 반복하여 상호 반대방향으로 전단응력(A)을 받게 되어 기판에 손상을 줄 수가 있다. In this case, the shear stress is canceled as a whole so that the shear stress felt in the
특히 기판을 600℃ 이상의 고온에서 이송할 경우 기판의 기계적 특성이 낮아져 계속 반대방향으로 반복되는 전단응력에 의해 기판에 소성변형이 생길 수도 있는 단점이 있다.In particular, when the substrate is transported at a high temperature of 600 ° C. or higher, the mechanical properties of the substrate are lowered, and plastic deformation may occur in the substrate due to the shear stress repeated in the opposite direction.
대한민국특허청 등록특허공보 제10-0834115호에 2축 배향성을 갖는 금속 선재를 제조하기위한 아이비에이디 시스템이 제안되어있다. Korean Patent Application Publication No. 10-0834115 proposes an IBD system for manufacturing a metal wire having biaxial orientation.
본 발명은 초전도 선재의 모재로서 이용될 수 있는 2축 배향성을 갖는 금속 선재를 제조하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 초전도 선재를 제조하기 위한 시스템은 초전도 선재의 모재인 금속선재에 연속적으로 2축 배향박막을 증착하도록 상기 금속선재를 증착영역에서 멀티턴시키기 위한 제1릴부재와 제2릴부재를 갖는 릴투릴 장치와, 상기 릴투릴 장치에 의해 멀티턴되는 금속선재를 가열하기 위한 가열부재와, 상기 증착영역을 통과하는 금속선재에 물질을 증착하기 위한 증착부재 및 금속선재에 증착되는 박막에 이온빔을 조사하는 이온주입부재를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a system for producing a metal wire rod having biaxial orientation that can be used as a base material of a superconducting wire rod. The system for manufacturing a superconducting wire of the present invention has a first reel member and a second reel member for multiturning the metal wire in a deposition region so as to continuously deposit a biaxially oriented thin film on a metal wire which is a base material of the superconducting wire. An ion beam is applied to a reel to reel device, a heating member for heating a metal wire which is multiturned by the reel to reel device, a deposition member for depositing a material on the metal wire passing through the deposition region, and a thin film deposited on the metal wire. It comprises an ion implantation member for irradiation.
그러나, 이러한 시스템에서도 멀티 턴 부분에서 발생하는 전단응력(A)을 고려하지 못하여 방치하고 있는 문제점이 있다.However, even in such a system, there is a problem in that the shear stress A generated in the multi-turn part is not taken into consideration and left unattended.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 공급회전축 및 수거회전축 또는 드럼회전축을 수평회전시켜, 기판의 이송 방향과 기판의 길이 방향이 평행하도록 하여 이송되는 기판의 측면으로 발생되는 전단응력을 방지하여 기판의 변형 및 파손을 방지하는 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems described above, the horizontal rotation of the supply rotation axis and the collection rotation axis or drum rotation axis, so that the transfer direction of the substrate and the longitudinal direction of the substrate is generated to the side of the substrate to be transferred An object of the present invention is to provide a tilt-type multi-turn reel to reel transfer device to prevent the shear stress to prevent deformation and breakage of the substrate.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위해 본 발명은 공급회전축, 드럼회전축 및 수거회전축이 각각 회전중심에 형성된 공급릴, 이송드럼 및 수거릴에 테이프 형상의 기판이 감겨 이송되는 릴투릴 이송장치에 있어서, 공급릴에서 이송드럼으로 기판이 이송되는 방향과, 이송드럼에서 수거릴로 기판이 이송되는 방향이 평행하도록, 상기 공급회전축 및 수거회전축이 상기 드럼회전축의 축방향에 대해 기울어지게 형성되거나, 상기 드럼회전축이 상기 공급회전축 및 수거회전축의 축방향에 대해 편향각도로 기울어지게 형성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention provides a reel-to-reel transfer device in which a tape-shaped substrate is wound around a supply reel, a transfer drum, and a collection reel in which a supply rotation shaft, a drum rotation shaft, and a collection rotation shaft are respectively formed at the center of rotation. The supply rotation shaft and the collection rotation shaft are formed to be inclined with respect to the axial direction of the drum rotation shaft such that the direction in which the substrate is transferred from the reel to the transfer drum and the direction in which the substrate is transferred from the transfer drum to the collection drum are parallel to each other, or the drum rotation shaft It is preferable to be inclined at an angle of deflection with respect to the axial direction of the said supply rotation shaft and the collection rotation shaft.
여기서, 상기 이송드럼은, 단층 또는 복층으로 이루어진 것이 바람직하다.Here, the transfer drum is preferably made of a single layer or multiple layers.
본 발명은, 사각형상으로 이루어지고, 내측에 상기 드럼회전축으로 연결되어 상기 이송드럼이 내장된 하우징; 상기 하우징의 일측에 형성되며, 상기 하우징의 일측을 중심으로 상기 하우징의 타측이 수평회전됨에 따라 상기 드럼회전축의 방향을 조절하는 각도고정부;가 더 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.The present invention comprises a housing having a rectangular shape and connected to the drum rotating shaft therein and having the transfer drum therein; Is formed on one side of the housing, the angle fixing portion for adjusting the direction of the drum rotation axis as the other side of the housing is horizontally rotated around one side of the housing; preferably further comprises.
여기서, 상기 각도고정부는, 힌지 결합으로 이루어진 것이 바람직하다.Here, the angle fixing portion is preferably made of a hinge coupling.
여기서, 상기 각도고정부는, 볼트와 너트 또는 유압 실린더로 이루어진 것이 바람직하다.Here, the angle fixing is preferably made of a bolt and nut or a hydraulic cylinder.
여기서, 상기 공급회전축 및 수거회전축은, 각각 하나 이상의 유니버셜 조인트로 연결된 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the supply rotation shaft and the collection rotation shaft are each connected by one or more universal joints.
상기 구성에 의한 본 발명은, 공급릴에서 이송드럼으로 제공되는 기판의 이송방향이 이송드럼에서 수거릴로 제공되는 이송방향과 평행하게 형성되어, 이송되는 기판의 측면으로 전단응력이 생기는 것을 방지하고, 기판이 한쪽으로 쏠려 겹쳐지게 이송되어 기판이 변형되거나, 파손되는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.The present invention by the above configuration, the conveying direction of the substrate provided from the supply reel to the transfer drum is formed in parallel with the conveying direction provided from the transfer drum to the collection reel, to prevent the occurrence of shear stress on the side of the substrate to be transferred In this case, the substrate is transferred to one side so as to be overlapped, thereby preventing the substrate from being deformed or damaged.
(제 1실시예)(First embodiment)
도 4는 본 발명에 따른 제1실시예의 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치에 대한 평면도이다.4 is a plan view of the tilt-type multi-turn reel to reel transfer device of the first embodiment according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 틸트형 릴투릴 이송장치는, 초전도 박막을 증착할 수 있도록 기판(10)을 이송하는 장치이며, 크게 기판(10)을 공급하는 공급릴(200)과, 상기 공급릴(200)과 일정간격으로 이격되어 설치되는 수거릴(300) 및 상기 공급릴(200) 및 수거릴(300)의 사이에 형성되고, 외주면에 기판(10)이 나선방향으로 감겨 이송되면서 초전도 물질이 상기 기판(10)의 일측에 증착되는 이송드럼(400)과, 선택적으로 상기 공급릴(200)과 수거릴(300) 및 이송드럼(400)과 연결 되어 고정지지하는 프레임(100)으로 이루어진다.As shown, the tilt-type reel to reel transfer device according to the present invention is a device for transferring the
먼저, 공급릴(200)은 원통형의 릴형상의 보빈으로 이루어지고, 긴 막대 형상인 공급회전축(210)이 상기 공급릴(200)의 회전중심에 형성되어 상기 공급회전축(210)의 회전에 따라 공급릴(200)의 외측에 감겨 있는 기판(10)이 이송드럼(400)을 거쳐 후술할 수거릴(300)로 이송되도록 한다.First, the
즉, 상기 공급회전축(210)의 일측은 상기 공급릴(200)의 회전중심에 연결되고, 상기 공급회전축(210)의 타측은 후술할 드럼회전축(430)의 축방향에 대해 편향각도(B)만큼 기울어지게 상기 프레임(100)에 연결된다.That is, one side of the
이렇게 기울어진 상기 공급릴(200)를 통해, 상기 공급릴(200)에서 이송드럼(400)으로 공급되는 기판(10)이 이송되는 방향과, 이송드럼(400)에 나선형으로 감긴 기판(10)이 이송드럼(400)에서 후술할 수거릴(300)로 기판(10)이 수거되는 이송방향이 평행하게 되어, 기판(10)이 공급릴(200)에서 이송드럼(400)으로 이송 중, 뒤틀려 기판(10)의 측면에 발생되는 전단응력(A)을 방지하도록 이루어진다.Through the
여기서, 상기 공급릴(200)은 기판(10)의 이송방향을 안내하도록 상기 공급릴(200)의 양측면에 가이드 턱(미도시)이 구비되어, 기판이 꼬이거나 이송방향을 탈선하지 않도록 기판(10)이 올바르게 감기도록 안내하게 한다.Here, the
한편, 상기 공급릴(200)의 회전구동은 다음과 같다.On the other hand, the rotational drive of the
첫번째 회전구동은, 회전수단에 의해 회전되는 수거릴(300)이 회전하게 되면, 상기 수거릴(300)과 연결된 기판(10)이 상기 수거릴(300)에 감기고, 이에 따 라, 기판(10)과 연결된 이송드럼(400)이 일방향으로 회전되면서, 상기 이송드럼(400)의 외주면에 감겨있던 기판(10)이 수거릴(300)을 향해 이송되며, 이렇게 회전되는 이송드럼(400)과 기판(10)으로 연결된 공급릴(200)이 회전구동되어 상기 공급릴(200)에 감겨있던 기판(10)이 수거릴(300)으로 이송하게 된다.In the first rotational drive, when the
두번째 회전수단은 공급릴(200)의 공급회전축(210)이 회전수단에 연결되어 독립적으로 회전됨에 따라, 공급릴(200)과 수거릴(300)이 비슷하게 회전시켜 기판(10)을 이송하는 실시 예가 가능하다.The second rotation means is implemented to transport the
다음으로 이송드럼(400)은 하나 이상의 드럼으로 형성되고, 단층 또는 복층으로 다수개의 드럼으로 구성되고, 상기 이송드럼(400)은 후술할 프레임(100)이 없이 수거릴(300)의 회전에 따라 수동적으로 회전되거나 자체적으로 회전되어, 진공챔버의 벽면과 같은 프레임(100)에 수직으로 연결되어 회전되는 것이 가능하다.Next, the
그리고, 상기 이송드럼(400)의 외주면에는 이송되는 기판(10)의 위치가 흐트러지지 않도록 양측에 가이드 턱(미도시)이 형성되어 기판(10)의 이송방향을 안내하며, 상기 이송드럼(400)과 일정간격 이격되어 설치된 증착장치(미도시)를 통해 초전도 물질이 상기 기판(10)에 증착될 수 있도록 한다.And, on the outer circumferential surface of the
이렇게 기판(10)이 초전도 물질이 증착되어 초전도 테이프(20)가 되면, 상기 기판(10)은 상기 이송드럼(400)에 나선형으로 감기면서 수거릴(300)로 수거된다.When the
이 때, 이송드럼(400)은 상기 공급릴(200) 또는 수거릴(300)과 대응되는 회전속도로 회전되며, 상기 이송드럼(400)은 하나의 커다란 드럼으로 이루어지거나, 두 개의 드럼 또는 하나의 큰 드럼이 상측에 형성되는데, 하측에 작은 드럼으로 이루어진 거나, 상측에 작은 드럼이 두 개, 하측에 작은 드럼이 두 개로 형성되는 등 다양한 배치로 실시하는 것이 가능하다.At this time, the
그리고, 상기 드럼회전축(410)은 이송드럼(400)의 회전중심에 연결되어 후술할 수거릴(300)이 회전되면, 이송드럼(400)의 드럼회전축(410)이 동시에 회전되면서 초전도 테이프(20)가 이송되도록 한다.In addition, the
다음으로, 상기 수거릴(300)은 원통형의 릴형상으로 언급한 공급릴(200)과 형상이 비슷하며, 초전도 테이프(20)의 이송방향을 안내하도록 상기 수거릴(300)의 양측면에는 가이드 턱(미도시)이 구비되어, 기판(10)이 꼬이거나, 이송방향을 탈선하지 않도록 안내한다.Next, the collection reel (300) is similar in shape to the supply reel (200) referred to as a cylindrical reel shape, the guide jaw on both sides of the collection reel (300) to guide the conveying direction of the superconducting tape (20) (Not shown) is provided to guide the
상기 수거릴(300)의 회전 중심의 일측에는 일방향으로 길이가 긴 수거회전축(310)의 일측이 연결되고, 선택적으로 상기 수거회전축(310)의 타측은 후술할 프레임(100)에 연결된다.One side of the
그리고, 상기 수거릴(300)은 회전구동장치와 연결되어, 기판(10)이 이송되는 동력을 제공하며, 증착된 초전도 테이프(20)가 꺽이지 않고 평행하게 이송되어 수거되도록 한다.In addition, the
이 때, 상기 이송드럼(400)에 나선방향으로 감긴 기판(10)이 이송되는 방향즉, 공급릴(200)에서 이송드럼(400)으로 이송되는 기판(10)의 이송 방향과, 전도물질이 증착된 기판(10)인 초전도 테이프(20)가 이송되는 방향이 달라서, 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)의 측면방향으로 전단응력(A)이 형성되어 이송되는 기판(10)이 뒤틀리거나, 어긋나서 이송되기 쉽다.At this time, the direction in which the
따라서, 상기 수거회전축(310)이 상기 드럼회전축(410)의 축방향에 대해 편향각도(B)만큼 기울어지게 형성되어, 공급릴(200)에서 이송드럼(400)으로 이송되는 방향 즉, 상기 이송드럼(400)에 나선형으로 감기는 기판(10)의 이송방향과, 상기 수거릴(300)에 감겨 초전도 물질이 증착된 기판(10)인 초전도 테이프(20)가 수거되는 수거방향이 평행하도록 하여, 기판(10)이 겹치거나, 뒤틀리는 것을 방지하며, 편향각도(B)는 전술할 공급릴(310)가 상기 드럼회전축(410)의 수직축에 대해 기울어진 각도와 동일하게 형성된다.Therefore, the
마지막으로, 프레임(100)은 수평방향으로 길게 형성된 바(BAR) 형상으로 이루어져, 연결된 장치를 지지하는 경질재질로 이루어지며, 지면에 상기 프레임(100)의 하측이 쐐기로 고정설치된다.Finally, the
그리고, 상기 프레임(100)은, 공급릴(200), 수거릴(300) 및 이송드럼(400)을 안정적으로 지지하도록, 이송드럼(400)을 중심으로 양측부에 공급릴(200)과 수거릴(300)이 각각 설치고정하며, 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 이송될 때 흔들림이 없고, 팽팽한 장력을 유지하여 이송될 수 있도록 한다.Then, the
(제 2실시예)(Second embodiment)
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치의 평 면도이다.5 is a plan view of a tilt-type multi-turn reel to reel transfer device according to a second embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은, 선택적으로 형성되는 프레임(100)과, 공급릴(200)과, 수거릴(300) 및 이송드럼(400)으로 이루어진다.As shown, the present invention, the
먼저 프레임(100)은 다른 구성 수단을 지지하는 것으로 진공챔버의 일측이 될 수도 있으며, 구성을 지지할 수 있는 모든 수단이 가능하다.First, the
그리고, 상기 공급릴(200)과 수거릴(300)은 원형의 릴 형상으로 이루어져 있으며, 상기 프레임(100)에 연결된 공급회전축(210)과 수거회전축(310)은 각각 각도를 조절할 수 있는 하나 이상의 유니버셜 조인트(230)로 연결되어, 공급릴(200)에서 이송드럼(400)으로 이송되거나, 이송드럼(400)에서 수거릴(300)로 이송되는 지점에서 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 꺽이지 않고 평행하게 이송되도록 상기 공급릴(200) 및 수거릴(300)의 일측의 방향을 조절한 뒤, 각도고정부(250)로 상기 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)의 일측이 기울어진 각도를 고정할 수 있도록 한다.The
따라서, 상기 유니버셜 조인트(230)는 이송되는 기판(10)이 공급릴(200)에서 이송드럼(400)로 공급되거나, 이송드럼(400)에서 수거릴(300)로 공급될 때, 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 꺽이지 않고 평행하게 이송되도록 상기 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)의 축의 각도의 일부를 조절하기 위한 것으로 다양한 방향으로 움직일 수 있게 구성된다.Therefore, the
이렇게 조절된 상기 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)의 각도를 고정할 수 있도록, 상기 유니버셜 조인트(230)가 형성된 공급회전축(210) 또는 수거회전 축(310)의 반대편에 기울어진 각도를 지지할 수 있는 지지대로 이루어진 각도고정부(250)가 형성되는데, 상기 각도 고정부(250)는 스토퍼 등과 같은 다양한 고정 수단이 가능하다.The angle of inclination opposite to the
(제 3실시예)(Third Embodiment)
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치의 평면도이다.6 is a plan view of a tilt-type multi-turn reel to reel transfer device according to a third embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은 프레임(100), 공급릴(200), 수거릴(300), 이송드럼(400) 및 하우징(500)으로 이루어지는데, 상기 프레임(100)은 선택적으로 구성된다.As shown, the present invention consists of a
먼저, 프레임(100)을 설명하기로 한다. 상기 프레임(100)은 수평방향으로 긴 바(BAR) 형상인 경질재질로 이루어지며, 공급릴(200), 수거릴(300), 이송드럼(400)이 포함된 하우징(500)이 안정하게 고정되어 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 이송될 때 흔들림이 없도록 고정지지된다.First, the
다음으로 공급릴(200) 및 수거릴(300)을 설명하기로 한다. 상기 공급릴(200)의 회전 중심에는 긴 막대 형상의 공급회전축(210)의 일측이 수직으로 연결형성되고, 상기 수거릴(300)의 회전되는 중심에는 동일한 긴 막대 형상의 수거회전축(310)의 일측이 수직으로 연결형성된다.Next, the
그리고, 상기 공급회전축(210) 및 상기 수거회전축(310)의 타측은 수직으로 상기 프레임(100)과 각각 연결된다.The other sides of the
상기 공급릴(200) 및 수거릴(300)의 외주면에는 이송되는 기판(10)이 전단응력 없이 이송되도록 방향을 안내하는 가이드 턱(미도시)이 형성되어, 이송되는 기판(10)의 방향이 뒤틀려서 이송되거나, 기판이 겹쳐져(overlap) 훼손된 채 이송되는 것을 방지하도록 한다.On the outer circumferential surfaces of the
그리고, 상기 수거릴(300)은 회전구동수단에 의해 먼저 회전되면서 기판(10)을 수거하고, 이에 따라 기판(10)과 연결된 이송드럼(400)과 공급릴(200)의 드럼축(410)과 공급회전축(210)이 각각 회전되면서 기판(10)이 수거릴(300)로 이송되며, 상기 수거릴(300)의 회전속도에 따라 이송드럼(400)의 이송드럼(400)과 공급릴(200)의 회전속도가 결정된다.In addition, the
다음으로, 상기 이송드럼(400)을 설명하기로 한다. 상기 이송드럼(400)은 길이방향으로 길게 형성된 드럼으로, 다양한 개수로 조합되어 단층 또는 복층으로 구성되며, 상기 이송드럼(400)의 회전중심 양측에는 드럼회전축(410)의 일측이 각각 연결형성되며, 상기 드럼회전축(410) 타측은 후술할 하우징(500)의 내측 반대편에 각각 연결된다.Next, the
이러한 구성을 통해, 상기 하우징(500)의 일측이 수평방향으로 회전됨에 따라 드럼회전축(410)이 상기 공급회전축(210)과 수거회전축(310)의 축방향에 대해 기울어질 수 있도록 이루어진다.Through this configuration, as one side of the
다음으로 하우징(500)을 설명하기로 한다. 상기 하우징(500)은 내부가 비어있는 사각형상으로 이루어지고, 내측에는 상기 이송드럼(400)이 드럼회전축(410)으로 연결되어 설치되며, 상기 프레임(100)과 연결되는 외부의 일측에는 각도가 조절가능한 힌지결합으로 이루어진 각도고정부(510)가 형성된다.Next, the
여기서, 각도고정부(510)는, 상기 하우징(500)의 일측과 상기 프레임(100)이 힌지결합 또는 유압실린더로 하우징(500)의 일측이 회전되는 정도를 조절하여 고정할 수 있도록 이루어진다.Here, the
이러한 각도고정부(510)는 다양한 각도로 상기 하우징(500)의 각도를 조절하여 고정할 수 있으며, 설계에 따라 상기 프레임(100)과 하우징(500)의 사이의 다양한 위치에 설치하는 것이 가능하다.The
즉, 상기 각도고정부(510)를 이용하여 상기 하우징(500)의 방향을 조절함으로써, 상기 하우징(500) 내에 설치된 이송드럼(400)에 감기는 기판(10)의 이송방향과, 공급릴(200)와 수거릴(300)에 감기는 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)에 이송 방향이 평행하게 되어, 축방향으로 발생되는 전단응력(A)을 방지하여, 변형없이 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 이송될 수 있도록 한다.That is, by adjusting the direction of the
이하에서는 본 발명의 작동과정에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter will be described the operation of the present invention.
먼저, 회전모터(미도시)에 연결된 수거릴(300)이 회전됨에 따라, 상기 수거릴(300)과 기판(10)으로 연결된 공급릴(200)과 이송드럼(400)이 회전되고, 이에 따라, 상기 공급릴(200)에 감겨있던 기판(10)은 상기 이송드럼(400)에 나선방향으로 감겨 이송되면서 초전도 물질이 증착된 초전도 테이프(20)가 되어, 상기 수거릴(300)에 일방향으로 감겨 수거된다.First, as the
그리고, 초전도 물질을 증착할 때, 상기 기판(10)은 히터에 의해 일정 온도까지 가열된 후, 이송드럼(400)과 일정간격 이격되어 설치된 증착장치에 의해 상기 기판(10)이 초전도 물질로 증착되어 초전도 테이프(20)가 되며, 상기 공급릴(200)은 상기 수거릴(300)의 회전력에 의해 계속 일방향으로 회전되면서 기판(10)을 계속적으로 이송드럼(400)으로 공급되고, 이송드럼(400)에서 수거릴(300)로 수거함에 따라, 기판(10)의 공급과 초전도 물질의 증착, 계속적인 수거로 장선의 초전도 테이프(20)가 만들어진다.When the superconducting material is deposited, the
이때, 드럼회전축(410)이 독립적으로 상기 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)의 축방향에 대해 편향각도(B)만큼 수평 회전되거나, 또는 하우징(500)의 일측이 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)에 대해 상대적으로 편향각도(B)만큼 기울어지게 형성되거나, 또는, 상기 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)이 상기 드럼회전축(410)에 대해 편향각도(B)만큼 기울어지게 형성되어, 이송드럼(400)에서 수거릴(300)으로 이송되는 방향이 평행하게 되며, 상기 공급릴(200)에서 이송드럼(400)으로 공급되는 기판(10)의 이송방향과, 이송드럼(400)에서 수거릴(300)로 공급되는 초전도 테이프(20)의 이송방향이 평행하게 되어 이송되는 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 한쪽으로 쏠려서 겹쳐지거나, 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)의 양측방향으로 전단응력이 발생하여 기판(10) 또는 초전도 테이프(20)가 훼손되는 것을 방지할 수 있다.At this time, the
한편, 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)이 드럼회전축(410)에 대해 편향각도(B)로 기울어지게 고정설치되는 경우, 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)의 일측에 형성된 유니버셜 조인트(230)로 상기 공급회전축(210)과 수거회전축(310)이 자유롭게 방향을 조절할 수 있도록 하여, 공급릴(200)에서 이송드럼(400)으로 공급되는 기판(10)의 이송방향과, 이송드럼(400)에서 수거릴(430)로 공급되는 초전도 테이프(20)의 이송방향이 평행하도록 형성된다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, when the
도 6에서 도시된 바와 같이, 하우징(500)의 일측이 공급회전축(210) 및 수거회전축(310)에 대해 상대적으로 편향각도(B)만큼 기울어지게 형성되는 경우, 상기 하우징(500)의 일측에 각도고정부(510)가 형성되어 프레임(100)에 대해 자유롭게 각도를 조절할 수 있도록 하여, 공급릴(200)에서 이송드럼(400)으로 공급되는 기판(10)의 이송방향과, 이송드럼(400)에서 수거릴(430)로 공급되는 초전도 테이프(2)의 이송방향이 평행하도록 형성된다.As shown in FIG. 6, when one side of the
전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the patent claims of the invention that follow may be better understood. Additional features and advantages that constitute the claims of the present invention will be described in detail below. It should be appreciated by those skilled in the art that the conception and specific embodiments of the invention disclosed may be readily used as a basis for designing or modifying other structures for carrying out similar purposes to the invention.
또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.In addition, such modifications or altered equivalent structures by those skilled in the art as a basis for modifying or designing the structures and embodiments of the invention disclosed in the present invention to other structures for carrying out the same purposes of the present invention are patents Various changes, substitutions and changes may be made without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims.
도 1 - 종래 기술에 따른 장력 조절 릴투릴 장치의 사시도.1-a perspective view of a tension control reel to reel device according to the prior art.
도 2 - 종래 기술에 따른 1드럼 릴투릴 이송장치의 평면도.Figure 2-a plan view of a one drum reel to reel transfer device according to the prior art.
도 3 - 종래 기술에 따른 2드럼 릴투릴 이송장치의 평면도.3-a plan view of a two-drum reel to reel transfer device according to the prior art.
도 4 - 본 발명의 제1실시예에 따른 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치의 평면도.4-a plan view of a tilt-type multi-turn reel to reel transfer device according to a first embodiment of the present invention.
도 5 - 본 발명의 제2실시예에 따른 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치의 평면도.5-a plan view of a tilt-type multi-turn reel to reel transfer device according to a second embodiment of the present invention.
도 6 - 본 발명의 제3실시예에 따른 틸트형 멀티 턴 릴투릴 이송장치의 평면도.6-a plan view of a tilt-type multi-turn reel to reel transfer device according to a third embodiment of the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
10 : 기판 20 : 초전도 테이프10
100 : 프레임 200 : 공급릴100: frame 200: supply reel
210 : 공급회전축 230 : 유니버셜 조인트 210: supply rotation shaft 230: universal joint
250 : 각도고정부 300 : 수거릴 250: angle fixing 300: collection
310 : 수거회전축 400 : 이송드럼310: collection axis of rotation 400: transfer drum
410 : 드럼회전축 500 : 하우징 410: drum rotating shaft 500: housing
510 : 각도고정부 A : 전단응력 510: angle fixing A: shear stress
B : 편향각도B: deflection angle
Claims (6)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1020080117515A KR101023231B1 (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Tilt type multi-turn reel-to-reel transfer machine |
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KR1020080117515A KR101023231B1 (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Tilt type multi-turn reel-to-reel transfer machine |
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