KR20170054830A

KR20170054830A - 전극조립체 권취장치

Info

Publication number: KR20170054830A
Application number: KR1020150157468A
Authority: KR
Inventors: 조재경; 주현상
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-05-18
Also published as: CN106876771A; CN106876771B; US20170133703A1; KR102540142B1; US10256499B2

Abstract

본 발명은 권취 속도를 일정하게 조절할 수 있는 전극조립체 권취장치를 제공한다.
일 예로, 권취 동력을 제공하는 모터부; 상기 모터부에 연결되어 회전하는 캠부; 상기 캠부에 연결되는 동력 전달부; 및 상기 동력 전달부에 연결되고 상기 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터가 권취되는 권심을 포함하는 권취부를 포함하는 전극조립체 권취장치가 개시된다.

Description

전극조립체 권취장치{Apparatus for Winding Electrode Assembly}

본 발명은 전극조립체 권취장치에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 배터리 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 배터리 셀이 수십 개 연결된 대용량 전지의 경우 전기 자전거, 전기 스쿠터, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용되고 있다.

이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데 대표적인 형상으로는 각형, 원통형 및 파우치형 등을 들 수 있으며, 양극판 및 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극조립체가 전해액과 함께 케이스에 수용된다.

전극조립체는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터가 적층된 상태로 권취되어 젤리-롤(Jelly-roll) 형태로 제조될 수 있다. 전극조립체를 권취하는 과정에서 상기 전극판 등이 권심의 각도에 따라 텐션이 달라져 전극조립체의 품질이 저하될 수 있다. 따라서, 전극조립체의 권취 품질을 향상시킬 수 있는 수단이 필요하다.

본 발명은 권취 속도를 일정하게 조절할 수 있는 전극조립체 권취장치를 제공한다.

본 발명에 따른 전극조립체 권취장치는 권취 동력을 제공하는 모터부; 상기 모터부에 연결되어 회전하는 캠부; 상기 캠부에 연결되는 동력 전달부; 및 상기 동력 전달부에 연결되고 상기 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터가 권취되는 권심을 포함하는 권취부를 포함할 수 있다.

여기서 상기 캠부는 상기 모터부에 연결되는 원판 형상의 베이스 캠; 상기 베이스 캠의 타면의 일측에 형성된 캠 팔로워; 및 일단이 상기 캠 팔로워와 연결되고, 타단이 상기 동력 전달부와 연결되는 권심 구동 캠을 포함할 수 있다.

그리고 상기 권심 구동 캠은 일단에 상기 캠 팔로워가 삽입되어 연결되고, 상기 캠 팔로워가 회전하면서 상·하로 이동할 수 있는 홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 권심 구동 캠은 상기 베이스 캠과 서로 다른 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.

또한, 상기 권심 구동 캠의 회전축과 상기 캠 팔로워의 거리가 가장 가까울 때, 상기 권심의 위치는 상기 권심에 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터가 적층된 기재가 공급되는 방향과 평행인 위치에 있고, 상기 권심 구동 캠의 회전축과 상기 캠 팔로워의 거리가 가장 멀 때, 상기 권심의 위치는 상기 권심에 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터가 적층된 기재가 공급되는 방향과 수직인 위치에 있을 수 있다.

또한, 상기 동력 전달부는 제1롤러, 제2롤러 및 벨트를 포함하고, 상기 제1롤러의 원주가 상기 제2롤러의 원주의 2배이며, 상기 제1롤러와 제2롤러는 상기 벨트로 연결될 수 있다.

또한, 상기 권심 구동 캠은 캠 팔로워 결합부, 회전축 결합부 및 링크부를 포함하고, 상기 캠 팔로워 결합부의 일단에 상기 캠 팔로워가 관통해서 결합하고 회전할 수 있으며, 상기 회전축 결합부는 상기 동력 전달부와 연결되고, 상기 링크부는 상기 캠 팔로워 결합부와 회전축 결합부를 연결할 수 있다.

또한, 상기 캠부는 상기 모터부에 연결되는 제1기어 및 제1기어와 이격된 제2기어를 포함하는 베이스 캠; 상기 제1기어와 제2기어를 연결시키는 체인; 및 일단이 상기 체인과 연결되고, 타단이 상기 동력 전달부와 연결되는 권심 구동 캠을 포함할 수 있다.

또한, 상기 권심 구동 캠은 체인 결합부, 회전축 결합부 및 링크부를 포함하고, 상기 체인 결합부의 일단이 상기 체인에 결합하고, 상기 회전축 결합부는 상기 동력 전달부와 연결되고, 상기 링크부는 상기 캠 팔로워 결합부와 회전축 결합부를 연결할 수 있다.

상기 권심 구동 캠은 상기 베이스 캠과 서로 같은 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.

상기 권심은 플레이트 형상일 수 있다.

본 발명의 전극조립체 권취장치는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터로 구성된 기재가 권취되는 권심의 회전속도를 조절할 수 있는 캠(Cam)을 구비하여, 기재가 권심에 권취되는 속도와 기재에 가해지는 장력을 일정하게 유지함으로써, 전극조립체의 권취 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치의 권취부의 측면도이다.
도 3은 본 발명이 적용되지 않은 권심과 기재의 결합상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명이 적용되지 않은 모터부에 결합된 권심이 정속 회전할 때 기재의 이송속도를 나타낸 그래프이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치의 권취과정을 순서대로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치의 모터부가 정속 회전할 때 기재의 이송속도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극조립체의 권취장치의 권취부의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 권취장치의 권취부의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치(10)는 권취부(100), 적층부(400) 및 공급부(500)를 포함할 수 있다.

상기 권취부(100)는 상기 적층부(400)로부터 공급된 기재(150)를 권심(140)에 권취한다. 상기 권취과정에 대해서는 이후에 자세히 설명한다.

상기 적층부(400)는 닙롤러를 이용하여 상기 공급부(500)로부터 공급된 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터를 적층한다. 상기 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터가 적층된 상기 기재(150)는 상기 권취부(100)로 이송된다.

상기 공급부(500)는 제1공급롤러(510), 제2공급롤러(520), 제3공급롤러(530) 및 제4공급롤러(540)를 포함할 수 있다. 상기 제1공급롤러(510)는 제1전극판을 권출하여 상기 적층부(400)에 공급하고, 상기 제2공급롤러(520)는 제2전극판을 권출하여 상기 적층부(400)에 공급하며, 상기 제3공급롤러(530) 및 제4공급롤러(540)는 세퍼레이터를 권출하여 상기 적층부(400)에 공급한다. 따라서, 권취된 전극조립체는 상기 제1전극판 및 제2전극판 사이에 상기 세퍼레이터가 개재되어 형성된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치의 권취부의 측면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 권취부(100)는 모터부(110), 캠부(120), 동력전달부(130), 권심(140) 및 기재(150)를 포함할 수 있다.

상기 모터부(110)는 상기 기재(150)를 상기 권심(140)에 권취할 수 있는 동력을 제공한다. 상기 모터부(110)는 일정한 각속도를 낼 수 있는 동력을 상기 캠부(120)에 전달한다.

상기 캠부(120)는 베이스 캠(121), 캠 팔로워(122) 및 권심 구동 캠(123)을 포함할 수 있다.

상기 베이스 캠(121)은 대략 원판 형상일 수 있다. 상기 베이스 캠(121)의 일면의 중심은 상기 모터부(110)에 연결된다. 따라서, 상기 베이스 캠(121)에 상기 모터부(110)의 동력이 전달되어, 상기 베이스 캠(121)은 그 중심을 회전축으로 회전한다.

상기 캠 팔로워(122)는 대략 원기둥 형상의 돌기일 수 있다. 상기 캠 팔로워(122)는 상기 베이스 캠(121)의 타면의 가장자리에 고정될 수 있다. 그래서 상기 캠 팔로워(122)는 상기 베이스 캠(121)을 따라 상기 베이스 캠(121)의 중심을 회전축으로 회전한다.

상기 권심 구동 캠(123)은 대략 바(Bar) 형상일 수 있다. 상기 권심 구동 캠(123)의 일단부에는 상기 캠 팔로워(122)가 관통할 수 있는 홀(123a)이 형성된다. 상기 홀(123a)은 상기 권심 구동 캠(123)의 일단부에서 중심방향으로 길게 형성된다. 따라서, 상기 캠 팔로워(122)는 상기 홀(123a)에 삽입되어 회전하며 상기 홀(123a)을 따라 상·하로 이동할 수 있다.

상기 권심 구동 캠(123)의 타단부는 상기 동력 전달부(130)에 고정되어, 상기 베이스 캠(121)에 전달된 동력이 상기 동력 전달부(130)에 전달된다. 또한, 상기 동력 전달부(130)와 연결된 상기 권심 구동 캠(123)의 타단부는 상기 베이스 캠(121)의 회전축과 별개의 회전축인 상기 동력 전달부(130)의 제1롤러(131)에 고정되어 있다.

상기 권심 구동 캠(123)의 회전축은 상기 베이스 캠(121)의 회전축으로부터 x축과 y축의 방향으로 각각 거리 a,b 만큼 떨어져 형성될 수 있다. 상기 캠 팔로워(122)의 위치가 상기 베이스 캠(121)의 회전축을 중심으로 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축과 같은 방향의 일직선상에 있어 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축과 제일 가까운 위치에 있는 경우, 상기 동력 전달부(130)의 제1롤러(131) 및 이에 연결된 권심(140)의 회전속도가 최대가 된다. 또한, 상기 캠 팔로워(122)의 위치가 상기 베이스 캠(121)의 회전축을 중심으로 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축과 반대 방향의 일직선상에 있어 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축과 제일 먼 지점에 있는 경우, 상기 동력 전달부(130)의 제1롤러(131) 및 이에 연결된 권심(140)의 회전속도가 최소가 된다. 따라서, 상기 거리 a,b 에 따라서 상기 권심(140)의 회전속도가 최대와 최소가 되는 상기 캠 팔로워(122)의 위치가 다를 수 있다.

한편, 상기 권심(140)에 상기 기재(140)가 권취되는 속도는 상기 권심(140)이 x축과 평행한 위치에 있을 때 최소가 되며, y축과 평행한 위치에 있을 때 최대가 된다.

따라서, 상기 기재(150)의 권취속도와 상기 기재(150)에 가해지는 장력의 차이를 최소화하기 위해서, 상기 캠 팔로워(122)가 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축과 제일 가까운 지점에 있을 때, 상기 권심(140)은 x축과 평행한 위치에 있어야 한다. 또한, 상기 캠 팔로워(122)가 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축과 제일 먼 지점에 있을 때, 상기 권심(140)은 y축과 평행한 위치에 있어야 한다. 상기 기재(150)의 권취속도와 상기 기재(150)에 가해지는 장력의 차이를 최소화하는 것에 대해서는 이후에 자세히 설명한다.

상기 동력 전달부(130)는 제1롤러(131), 제2롤러(132) 및 벨트(133)를 포함할 수 있다.

상기 제1롤러(131)의 회전축은 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축이 형성되어 있는 단부와 고정된다. 따라서, 상기 제1롤러(131)에 상기 권심 구동 캠(123)에 전달된 상기 베이스 캠(121)의 동력이 전달되어, 상기 권심 구동 캠(123)과 함께 회전하게 된다.

상기 제2롤러(132)는 상기 벨트(133)를 통하여 상기 제1롤러(131)에 연결된다. 그래서 상기 제2롤러(132)는 상기 제1롤러(131)에 전달된 동력이 상기 벨트(133)을 통하여 전달되어 회전하게 된다. 또한, 상기 제1롤러(131)가 한바퀴 회전할 때 상기 제2롤러(132)는 반바퀴 회전해야 하므로, 상기 제2롤러(132)의 원주는 상기 제1롤러(131)의 원주의 2배가 되어야 한다. 상기 제1롤러(131)와 제2롤러(132)의 회전과정에 대해서는 이후에 자세히 설명한다.

상기 권심(140)은 플레이트(plate) 형상일 수 있다. 상기 권심(140)의 일단은 상기 제2롤러(132)에 연결된다. 그래서 상기 권심(140)은 상기 제2롤러(132)에 전달된 동력이 전달되어 회전하게 된다.

상기 기재(150)는 y축과 평행한 방향으로 권취부(100)에 공급된다. 상기 개재(150)는 상기 권심(140)의 측면에 연결되고, 상기 권심(140)의 회전에 의해 상기 권심(140)의 측면에 권취된다. 따라서, 상기 권심(140)을 중심으로 상기 기재(150)가 권취되어 전극조립체가 형성된다.

이하에서는 상기 기재(150)가 상기 권심(140)에 권취되는 과정을 자세하게 설명한다.

도 3은 본 발명이 적용되지 않은 모터부에 결합된 권심의 회전상태를 도시한 것이다. 도 4는 본 발명이 적용되지 않은 모터부에 결합된 권심이 정속 회전할 때 기재의 이송속도를 나타낸 그래프이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 모터부(1)의 일정한 각속도가 권심(2)에 그대로 전달된다. 그래서 상기 권심(2)은 일정한 각속도로 회전한다.

반면, 상기 권심(2)은 플레이트 형상이므로, 상기 기재(150)가 상기 권심(2)에 권취되는 속도는 상기 권심(2)의 위치에 따라 변화한다. 한편, 기재(3)가 상기 권심(2)에 권취되는 속도는 상기 기재(3)의 이송속도와 동일하다. 따라서, 상기 기재(3)의 이송속도(Vp)도 변화(V1,V2,V3,V4,V5)한다.

상기 권심(2)이 반시계방향으로 180°회전하였을 때를 한 주기(T)로 상기 기재(3)의 이송속도(Vp)는 상대적으로 변화(V1,V2,V3,V4,V5)한다.

상기 권심(2)이 x축과 평행할 때, 상기 기재(3)의 이송속도(V1)는 최소가 된다. 상기 권심(2)이 x축과 y축 사이의 1사분면에 있을 때, 상기 기재(3)의 이송속도(V2)는 상기 최소 이송속도(V1)보다 빠르다. 상기 권심(2)이 y축과 평행할 때, 상기 기재(3)의 이송속도(V3)는 최대가 된다. 상기 권심(2)이 x축과 y축 사이 2사분면에 있을 때, 상기 기재(3)의 이송속도(V4)는 상기 최소 이송속도(V3)보다 느리다. 상기 권심(2)이 다시 x축과 평행할 때, 상기 기재(3)의 이송속도(V5)는 다시 최소가 된다. 즉, 상기권심(1)의 위치에 따라 상기 기재(3)의 이송속도 차이가 존재한다.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치의 권취과정을 순서대로 나타낸 것이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취장치의 모터부가 정속 회전할 때 기재의 이송속도를 나타낸 그래프이다.

도 5a 내지 5e를 참조하면, 상기 캠 팔로워(122)의 위치는 상기 베이스 캠(121)의 회전축을 원점으로 한 y축의 (-)축을 기준으로 상기 캠 팔로워(122)의 각도(θa,θb,θc,θd,θe)으로 나타낼 수 있다.

한편, 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축은 상기 베이스 캠(121)의 회전축으로부터 x축과 y축의 방향으로 각각 X길이와 Y길이 만큼 떨어져 형성될 수 있다. 본 발명의 권취과정을 설명하기 위한 실시예에서는 x축의 방향으로 이동하지 않는다. 즉, X길이는 0이다.

상기 캠 팔로워(122)가 반시계방향으로 360°회전하였을 때를 한 주기(T)로 상기 권심 구동 캠(123)의 회전속도(Va,Vb,Vc,Vd,Ve)는 상대적으로 변화한다.

도 5a를 참조하면, 상기 캠 팔로워(122)의 각도 θ가 0°이고, 상기 권심(140)은 x축과 평행한 위치에 있다.

상기 캠 팔로워(122)의 위치는 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축의 위치에서 가장 가깝다. 그래서 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축을 중심으로 한 회전반경이 최소가 되므로, 상기 권심 구동 캠(123)의 회전속도(Va)는 최대가 된다.

상기 권심(140)의 위치는 상기 캠부(120)가 없을 때 상기 기재(150)의 이송속도가 최소(V1)가 되는 위치인 x축과 평행한 위치에 있다.

도 5b를 참조하면, 상기 캠 팔로워(122)의 각도 θ가 90°이고, 상기 권심(140)은 x축과 y축 사이의 1사분면에 있다.

상기 권심 구동 캠(123)의 회전축을 중심으로 한 회전반경이 최소 회전반경보다 길기 때문에, 상기 권심 구동 캠(123)의 회전속도(Vb)는 상기 최대 회전속도(Va)보다 느리다.

상기 권심(140)의 위치는 상기 캠부(120)가 없을 때 상기 기재(150)의 이송속도(V2)가 상기 최소 이송속도(V1)보다 빠른 위치인 x축과 y축 사이의 1사분면에 있다.

도 5c를 참조하면, 상기 캠 팔로워(122)의 각도 θ가 180°이고, 상기 권심(140)은 y축과 평행한 위치에 있다.

상기 캠 팔로워(122)의 위치는 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축의 위치에서 가장 멀다. 그래서 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축을 중심으로 한 회전반경이 최대가 되므로, 상기 권심 구동 캠(123)의 회전속도(Vc)는 최소가 된다.

상기 권심(140)의 위치는 상기 캠부(120)가 없을 때 상기 기재(150)의 이송속도가 최대(V3)가 되는 위치인 y축과 평행한 위치에 있다.

도 5d를 참조하면, 상기 캠 팔로워(122)의 각도 θ가 270°이고, 상기 권심(140)은 x축과 y축 사이의 2사분면에 있다.

상기 권심 구동 캠(123)의 회전축을 중심으로 한 회전반경이 최대 회전반경보다 짧기 때문에, 상기 권심 구동 캠(123)의 회전속도(Vd)는 상기 최소 회전속도(Vc)보다 빠르다.

상기 권심(140)의 위치는 상기 캠부(120)가 없을 때 상기 기재(150)의 이송속도(V4)가 상기 최대 이송속도(V3)보다 느린 위치인 x축과 y축 사이의 2사분면에 있다.

도 5e를 참조하면, 상기 캠 팔로워(122)의 θa가 360°이고, 상기 권심(140)은 다시 x축과 평행한 위치에 있다.

상기 캠 팔로워(122)의 위치는 다시 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축의 위치에서 가장 가깝다. 그래서 상기 권심 구동 캠(123)의 회전축을 중심으로 한 회전반경이 다시 최소가 되므로, 상기 권심 구동 캠(123)의 회전속도(Ve)는 다시 최대가 된다.

상기 권심(140)의 위치는 상기 캠부(120)가 없을 때 상기 기재(150)의 이송속도가 최소(V5)가 되는 위치인 x축과 평행한 위치에 있다.

상기 한주기(T)에서 상기 캠 팔로워(122)가 한바퀴 회전할 때, 상기 권심(140)은 반바퀴 회전하게된다. 그리고 도 6을 참조하면, 각 시점에서 상기 권심 구동 캠(123)의 속도(Va,Vb,Vc,Vd,Ve)는 권심(2)의 위치에 따른 상기 기재(3)의 이송속도(V1,V2,V3,V4,V5)를 보상한다. 따라서 상기 권심 구동 캠(123)의 속도(Va,Vb,Vc,Vd,Ve)와 상기 기재(150)의 이송속도(V1,V2,V3,V4,V5)는 서로 상보적이 되어 상기 기재(150)의 이송속도(Vm)는 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 상기 기재(150)의 권취속도와 상기 기재(150)에 가해지는 장력의 차이를 최소화할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극조립체의 권취장치의 권취부의 측면도이다.

도 7을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 권취부(200)는 모터부(110), 캠부(220), 동력전달부(130), 권심(140) 및 기재(150)를 포함할 수 있다. 앞선 실시예와 동일한 구성 및 작용을 갖는 부분은 동일한 도면 부호로 표시하였으며, 이하는 차이점을 위주로 설명하기로 한다.

상기 캠부(220)는 베이스 캠(121), 캠 팔로워(122) 및 권심 구동 캠(223)을 포함할 수 있다.

상기 권심 구동 캠(223)은 캠 팔로워 결합부(223a), 회전축 결합부(223b) 및 링크부(223c)를 포함할 수 있다.

상기 캠 팔로워 결합부(223a)는 대략 바 형상일 수 있다. 상기 캠 팔로워 결합부(223a)의 일단부에는 상기 캠 팔로워(122)가 관통해서 결합하고 회전할 수 있다.

상기 회전축 결합부(223b)는 대략 바 형상일 수 있다. 상기 회전축 결합부(223b)의 일단부는 상기 동력 전달부(130)와 연결된다. 상기 동력 전달부(130)와 연결된 상기 회전축 결합부(223b)의 일단부는 상기 베이스 캠(121)의 회전축과 다른 회전축을 형성할 수 있다. 상기 베이스 캠(121)의 회전축과 다른 상기 권심 구동 캠(223)의 회전축을 형성하므로써, 상기 권심(140)의 회전속도가 변화될 수 있다.

상기 링크부(223c)는 상기 캠 팔로워 결합부(223a)와 상기 회전축 결합부(223b)를 연결한다. 그래서 상기 캠 팔로워(122)가 회전할 때, 상기 링크부(223c)를 중심으로 상기 팔로워 결합부(223a)와 상기 회전축 결합부(223b)가 일정한 각도를 이루게 된다.

따라서, 상기 권심 구동 캠(223)은 상기 베이스 캠(121)에 전달된 동력을 상기 동력 전달부(130)에 전달할 수 있다. 그리고 상기 권심 구동 캠(223)의 회전축과 상기 캠 팔로워(122)의 거리가 제일 가까운 지점에 있을 때, 상기 캠 팔로워 결합부(223a)와 회전축 결합부(223b)가 이루는 각도는 0°가 된다. 또한, 상기 권심 구동 캠(223)의 회전축과 상기 캠 팔로워(122)의 거리가 제일 먼 지점에 있을 때, 상기 캠 팔로워 결합부(223a)와 회전축 결합부(223b)가 이루는 각도는 180°가 된다.

상기 권심 구동 캠(223)은 링크부(223c)를 구비하므로써, 상기 권심 구동 캠(223)은 상기 권심 구동 캠(123)에 비하여 상기 권심(140)의 회전속도 변화에 더 많은 자유도를 갖을 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 권취장치의 권취부의 측면도이다.

도 8을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 권취부(300)는 모터부(110), 캠부(320), 동력전달부(130), 권심(140) 및 기재(150)를 포함할 수 있다. 앞선 실시예와 동일한 구성 및 작용을 갖는 부분은 동일한 도면 부호로 표시하였으며, 이하는 차이점을 위주로 설명하기로 한다.

상기 캠부(320)는 베이스 캠(321), 체인(322) 및 권심 구동 캠(323)을 포함할 수 있다.

상기 베이스 캠(321)은 원판 형상의 제1기어(321a) 및 제2기어(321b)를 포함할 수 있다. 상기 제1기어(321a)의 일면의 중심은 상기 모터부(110)에 연결된다. 그래서 상기 제1기어(321a)는 상기 모터부(110)의 동력이 전달되어, 상기 제1기어(321a)의 중심을 회전축으로 일정한 각속도로 회전한다.

상기 제2기어(321b)는 체인(322)를 통하여 상기 제1기어(321a)에 연결된다. 그래서 상기 제2기어(321b)와 같이 일정한 각속도로 회전한다.

상기 권심 구동 캠(323)은 체인 결합부(323a), 회전축 결합부(323b) 및 링크부(223c)를 포함할 수 있다.

상기 체인 결합부(323a)는 대략 바 형상일 수 있다. 상기 체인 결합부(323a)의 일단부는 상기 체인(322)과 결합된다.

상기 회전축 결합부(323b)는 대략 바 형상일 수 있다. 상기 회전축 결합부(323b)의 일단부는 상기 동력 전달부(130)와 연결된다. 상기 동력 전달부(130)와 연결된 상기 회전축 결합부(323b)의 일단부는 상기 베이스 캠(321)의 제1기어(321a)의 회전축과 동일한 회전축을 형성할 수 있다.

상기 권심 구동 캠(323)은 상기 제1기어(321a)와 제2기어(321b)를 회전하는 상기 체인(322)을 따라 회전한다. 따라서, 상기 베이스 캠(321)의 제1기어(321a)와 상기 권심 구동 캠(323)이 동일한 회전축을 형성하더라도 상기 권심(140)의 회전속도가 변화될 수 있다. 즉, 상기 제1기어(321a) 및 제2기어(321b)는 상기 권심 구동 캠(123,223)의 회전축이 상기 베이스 캠(121)의 회전축에서 떨어져 다른 회전축을 형성하는 구성과 동일한 효과를 갖는다.

또한, 상기 권심(140)의 위치는 상기 권심 구동 캠(123,223)의 회전축이 상기 베이스 캠(121)의 회전축으로 부터 떨어진 거리 a,b 를 조절하는 것은 상기 제2기어(321b)의 위치를 조절하는 것과 동일한 효과를 갖는다. 따라서, 상기 권심(140)의 위치는 상기 제2기어(321b)의 위치를 기준으로 정해질 수 있다.

상기 베이스 캠(321)이 제1기어(321a) 및 제2기어(322a)를 구비하므로써, 상기 권심 구동 캠(323)의 회전축을 상기 베이스 캠(321)의 회전축과 일치시키면서 상기 권심(140)의 회전속도의 변화를 줄 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 ; 권취장치 100,200,300 ; 권취부
110 ; 모터부 120,200,320 ; 캠부
121,321 ; 베이스 캠 122,222 ; 캠 팔로워
322 ; 체인 123,223,323 ; 권심 구동 캠
130 ; 동력 전달부 131 ; 제1롤러
132 ; 제2롤러 133 ; 벨트
140 ; 권심 150 ; 기재
400 ; 적층부 500 ; 공급부

Claims

권취 동력을 제공하는 모터부;
상기 모터부에 연결되어 회전하는 캠부;
상기 캠부에 연결되는 동력 전달부; 및
상기 동력 전달부에 연결되고 상기 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터가 권취되는 권심을 포함하는 권취부를 포함하는 전극조립체 권취장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캠부는
상기 모터부에 연결되는 원판 형상의 베이스 캠;
상기 베이스 캠의 타면의 일측에 형성된 캠 팔로워; 및
일단이 상기 캠 팔로워와 연결되고, 타단이 상기 동력 전달부와 연결되는 권심 구동 캠을 포함하는 전극조립체 권취장치.
제 2 항에 있어서,
상기 권심 구동 캠은 일단에 상기 캠 팔로워가 삽입되어 연결되고, 상기 캠 팔로워가 회전하면서 상·하로 이동할 수 있는 홀이 형성된 전극조립체 권취장치.
제 2 항에 있어서,
상기 권심 구동 캠은 상기 베이스 캠과 서로 다른 회전축을 중심으로 회전하는 전극조립체 권취장치.
제 3 항에 있어서,
상기 권심 구동 캠의 회전축과 상기 캠 팔로워의 거리가 가장 가까울 때, 상기 권심의 위치는 상기 권심에 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터가 적층된 기재가 공급되는 방향과 평행인 위치에 있고,
상기 권심 구동 캠의 회전축과 상기 캠 팔로워의 거리가 가장 멀 때, 상기 권심의 위치는 상기 권심에 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터가 적층된 기재가 공급되는 방향과 수직인 위치에 있는 전극조립체 권취장치.
제 2 항에 있어서,
상기 동력 전달부는 제1롤러, 제2롤러 및 벨트를 포함하고, 상기 제1롤러의 원주가 상기 제2롤러의 원주의 2배이며, 상기 제1롤러와 제2롤러는 상기 벨트로 연결된 전극조립체 권취장치.
제 1 항에 있어서,
상기 권심 구동 캠은 캠 팔로워 결합부, 회전축 결합부 및 링크부를 포함하고, 상기 캠 팔로워 결합부의 일단에 상기 캠 팔로워가 관통해서 결합하고 회전할 수 있으며, 상기 회전축 결합부는 상기 동력 전달부와 연결되고, 상기 링크부는 상기 캠 팔로워 결합부와 회전축 결합부를 연결하는 전극조립체 권취장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캠부는
상기 모터부에 연결되는 제1기어 및 제1기어와 이격된 제2기어를 포함하는 베이스 캠;
상기 제1기어와 제2기어를 연결시키는 체인; 및
일단이 상기 체인과 연결되고, 타단이 상기 동력 전달부와 연결되는 권심 구동 캠을 포함하는 전극조립체 권취장치.
제 8 항에 있어서,
상기 권심 구동 캠은 체인 결합부, 회전축 결합부 및 링크부를 포함하고, 상기 체인 결합부의 일단이 상기 체인에 결합하고, 상기 회전축 결합부는 상기 동력 전달부와 연결되고, 상기 링크부는 상기 캠 팔로워 결합부와 회전축 결합부를 연결하는 전극조립체 권취장치.
제 8 항에 있어서,
상기 권심 구동 캠은 상기 베이스 캠과 서로 같은 회전축을 중심으로 회전하는 전극조립체 권취장치.
제 1 항에 있어서,
상기 권심은 플레이트 형상인 전극조립체 권취장치.