KR102750960B1 - 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치에 관한 것으로, 압연공정을 거친 전극시트를 슬리팅부에서 일정한 폭으로 절단하여 리와인더롤러에 권취된 전극롤을 형성하는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치로서, 슬리팅장치는 슬리팅부에서 슬리팅된 전극시트를 압착하여 고정한 상태에서 폭 방향으로 전극시트를 커팅하는 커팅부; 및 커팅부와 리와인더롤러 사이에서 이형지에 일정 간격으로 구비돼 있는 접착테이프가 반대 방향으로 방향 전환되어 이송되는 이형지로부터 박리되면서 접착테이프의 일단부가 커팅된 전극롤의 절단 단부에 부착된 상태로 전극롤에 감김됨에 따라 테이프의 타측부가 전극롤에 부착되어 폭 방향으로 커팅된 절단 단부를 전극롤에 부착 고정시키는 테이핑부; 전극롤이 권취되는 리와인더롤러를 회전 가능하게 탄력 지지하는 롤러베어링;을 포함하는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치를 제공한다.

Description

이차전지 전극 제조용 슬리팅장치{Slitting device for manufacturing secondary battery electrodes}
본 발명은 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압연 공정을 거친 전극시트(또는 전극원단)를 전지 크기에 맞게 슬리팅하여 리와인더롤러에 권취하는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이러한 이차전지는 전극조립체가 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 파우치형 이차전지는 전극조립체, 전해액, 상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하는 파우치를 포함한다.
이러한 전극조립체를 만들기 위해서는 양극과 음극을 먼저 제조하는 것이 필요하다.
즉, 양극과 음극 같은 단위 전극 제조 공정은, 양극, 음극 활물질, 도전재, 바인더 및 용제 등으로 구성된 슬러리를 혼합하여 알루미늄이나 구리의 금속 박막으로 된 집전체의 표면에 도포하고 건조하는 활물질 코팅공정, 코팅이 끝난 전극시트에 대해 활물질의 용량 밀도를 높이고 기재(집전체)와 활물질 간의 결착력을 높이는 압연공정, 제조하려는 전지 크기에 맞게 전극시트(전극원단)를 절단하여 리와인더롤러(rewinder roller)에 감는 슬리팅공정 및 리와인딩(rewinding)된 전극을 풀면서 실제 사용될 전극 형상으로 전극을 타발하여 적재시키는 노칭(notching)과 펀칭(punching) 공정으로 이루어진다.
특히, 슬리팅공정에서는 압연공정 후 이송되어 오는 전극시트를 상하의 둥근 절단날을 이용하여 전극시트가 이송되는 길이 방향을 따라 절단하게 되고, 절단된 전극시트는 상하 리와인더롤러에 각각 감김되어 다수의 전극롤로 형성된 후, 다음 공정인 노칭공정으로 이송된다.
이와 같이 리와인더롤러에 감김된 전극시트가 전극롤을 형성하게 되면, 또 다른 커터(미도시)가 전극시트를 폭 방향으로 절단하여 전극롤의 성형을 마무리하게 되는데, 이때 폭 방향으로 절단된 전극롤의 절단 단부는 전극롤에 권취되지 못하고 일부 풀어져 늘어진 상태로 이송되므로 먼지 등과 같은 이물질에 의해 쉽게 오염되어 전극 성능이 저하되는 문제가 있다.
그리고, 전극시트를 폭 방향으로 절단할 때 전극시트는 그 양측 단부가 단순히 언와인더롤러와 리와인더롤러에 각각 감김된 장력에 의존한 채로 절단이 이루어지게 되는데, 이 과정에서 절단력에 의해 전극시트가 풀어져 전극시트의 장력이 약해질 수 있고, 이로 인해 절단면이 매끄럽지 못해 전극 성능이 저하될 수 있으며, 나아가 이차전지로 사용된 경우에는 폭발 사고를 유발할 수 있는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1050337호
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 리와인더롤러에 전극시트가 권취되어 전극롤이 형성되면 전극시트를 가압 고정하여 팽팽하게 긴장된 상태의 전극시트를 폭 방향으로 커팅함으로써 전극롤의 절단 단부를 매끄럽게 형성할 수 있는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명의 다른 목적으로는, 전극시트를 폭 방향으로 절단한 후 전극롤의 절단 단부를 전극롤에 자동 테이핑하여 부착 고정함으로써 전극롤의 풀림을 방지한 상태로 전극롤을 이송시킬 수 있는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치는, 압연공정을 거친 전극시트를 슬리팅부에서 일정한 폭으로 절단하여 리와인더롤러에 권취된 전극롤을 형성하는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치로서, 슬리팅장치는 슬리팅부에서 슬리팅된 전극시트를 압착하여 고정한 상태에서 폭 방향으로 전극시트를 커팅하는 커팅부; 및 커팅부와 리와인더롤러 사이에서 이형지에 일정 간격으로 구비돼 있는 접착테이프가 반대 방향으로 방향 전환되어 이송되는 이형지로부터 박리되면서 접착테이프의 일단부가 커팅된 전극롤의 절단 단부에 부착된 상태로 전극롤에 감김됨에 따라 테이프의 타측부가 전극롤에 부착되어 폭 방향으로 커팅된 절단 단부를 전극롤에 부착 고정시키는 테이핑부; 전극롤이 권취되는 리와인더롤러를 회전 가능하게 탄력 지지하는 롤러베어링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 커팅부는 모터에 의해 회전되고 전극시트를 기준으로 상,하측에 각각 오른나사부와 왼나사부가 형성되는 스크류축; 스크류축의 오른나사부와 왼나사부에 각각 치합되어 스크류축의 회전에 의해 근접되거나 이격되게 이동되는 상하 이동블록; 상하 이동블록에 각각 고정되게 설치되어 서로 마주하도록 구비되는 중공의 상하 외블록; 상하 외블록 내에 각각 삽입되어 서로 마주하도록 구비되는 상하 내블록; 상하 내블록과 상하 외블록 사이에 구비되어 상하 내블록을 탄력 지지하는 상하 스프링; 상하 내블록에 각각 설치되어 전극시트를 압착하도록 구비되는 상하 압착판; 상하 외블록에 각각 설치되어 상하 외블록과 같이 이동되면서 상하 압착판을 관통하여 전극시트를 커팅하도록 구비되는 상하 커터;를 포함할 수 있다.
이와 더불어, 테이핑부는 이형지와 접착테이프를 포함하는 테이프가 롤 형태로 감김된 테이프롤; 전극시트와 나란히 구비되는 수평면과, 수평면에서 경사지게 형성되는 경사면이 구비되어, 테이프롤에서 인출되는 테이프는 경사면을 따라 이송되고 접착테이프가 분리된 이형지는 테이프와 반대 방향으로 방향 전환되어 수평면과 나란히 이송되게 하는 박리브라켓; 박리브라켓에 구비되어 테이프롤에서 박리브라켓의 경사면과 수평면의 경계면 측으로 인출되는 테이프의 이송 방향을 절곡시켜 테이프가 긴장된 장력을 유지한 채로 이송될 수 있도록 가압 지지하는 가압롤러; 박리브라켓의 경사면과 수평면의 경계면 측에 구비되어 이형지에서 분리되는 접착테이프를 전극시트에 부착시키는 부착롤러;를 포함하여, 이형지를 당김에 따라 테이프가 박리브라켓의 경사면과 수평면의 경계면에서 반대 방향으로 방향 전환되는 이형지로부터 접착테이프가 분리되어 전극시트 측으로 인출되어 전극롤의 절단 단부에 부착되도록 구비될 수 있다.
그리고, 롤러베어링은 리와인더롤러에 결합 고정되는 내륜과, 내륜을 감싼 상태로 슬리팅장치에 결합 고정되는 외륜과, 내륜과 외륜 사이에서 구름되는 다수의 롤러들을 각각 회전 가능한 상태로 지지하는 독립된 다수의 리테이너를 포함하고, 리테이너는 그 중앙부에 롤러가 회전 가능하게 삽입되는 관통구가 구비되는 한편 관통구 주위의 내부에는 윤활유가 유동하는 내부 유로가 구비되며, 이웃하는 리테이너는 상호 슬라이딩 가능하게 결합되어 이웃하는 리테이너가 서로 멀어지거나 가까워짐에 따라 내부 유로에 윤활유가 유입되거나 배출되면서 리와인더롤러를 완충시킬 수 있도록 구비될 수 있다.
이에 더하여, 리테이너는 일측 단부에 관통된 결합공을 갖는 중공돌부가 구비되고, 타측 단부에는 내부 유로와 연통되어 윤활유가 유동하는 미세유로를 갖는 삽입돌부가 구비되어, 일측 리테이너의 삽입돌부가 타측 리테이너의 중공돌부 내에 기밀 유지된 상태로 슬라이드 결합된 상태로 구비되고, 중공돌부에는 이웃하는 양 리테이너에 탄력 지지되는 제1 스프링이 구비되어 양 리테이너를 원위치로 복귀시키도록 구비될 수 있다.
본 발명의 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치에 따르면, 리와인더롤러에 전극시트가 감김되어 전극롤이 형성되면, 전극시트를 상하에서 가압 고정하여 긴장된 상태를 유지할 수 있고, 팽팽하게 긴장된 전극시트를 폭 방향으로 커팅함으로써 전극롤의 절단면이 매끄럽게 형성되어 전극 성능의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명에 따르면, 전극시트가 폭 방향으로 절단됨과 더불어 전극롤의 절단 단부를 자동 테이핑하여 전극롤에 부착 고정함으로써 전극롤의 풀림을 방지한 상태로 전극롤을 이송시킬 수 있어 전극롤의 오염을 최소화할 수 있고, 이에 따라 전극의 성능 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 슬리팅장치에 구성되는 슬리팅부를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 슬리팅장치에 구성되는 커팅부를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 커팅부의 단면과 테이핑부를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 테이핑부에 구성되는 박리브라켓을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 커팅부와 테이핑부의 작동상태를 도시한 작동도이다.
도 9는 본 발명에 따른 슬리팅장치의 리와인더롤러에 구성되는 롤러베어링의 구조를 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명에 따른 롤러베어링에 구성되는 이웃하는 리테이너를 분리한 구성도이다.
도 11은 본 발명에 따른 롤러베어링의 단면 구성도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 롤러베어링의 작동 상태를 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 롤러베어링의 윤활유 주입포트와 개폐밸브 간의 분리도이다.
도 15는 본 발명에 따른 윤활유 주입포트에 개폐밸브가 결합된 상태의 단면 구성도이다.
도 16은 본 발명에 따른 롤러베어링의 윤활유 주입포트를 통한 윤활유 충전시의 작동도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.
그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 도 1 내지 도 16은 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치 및 이의 구성요소들을 도시한 도면들이다.
본 발명에 따른 슬리팅장치(100)는 도 1에서와 같이, 압연공정을 거쳐 이송되어 오는 전극시트(10)를 슬리팅부(140)에서 일정한 폭으로 전극시트(10)의 길이 방향 즉 이송 방향을 따라 절단하고, 일정한 폭으로 슬리팅된 전극시트(10a)를 리와인더롤러(130)에 감아 권취한 전극롤(20)을 형성하는 장치이다.
이러한 슬리팅장치(100)에는 본체(110)의 일단부에 압연공정을 거친 전극시트(10)가 권취돼 있는 언와인더롤러(120)가 회전 가능하게 구비되고, 본체(110)의 타단부에는 슬리팅부(140)에 의해 일정한 폭으로 슬리팅된 전극시트(10a)가 감김된 전극롤(20)이 권취되는 리와인더롤러(130)가 회전 가능하게 구비되며, 리와인더롤러(130)와 언와인더롤러(120) 사이에는 슬리팅부(140)가 구비된다.
슬리팅부(140)는 도 1에서와 같이 언와인더롤러(120)와 리와인더롤러(130) 사이에서 이송되는 전극시트(10)의 상,하측에 각각 구비되는 슬리팅롤러(141)(143)와, 슬리팅롤러(141)(143)의 외주면에 일정 간격으로 형성된 다수의 절단날(142)(144)을 포함한다.
이러한 상측 슬리팅롤러(141)와 하측 슬리팅롤러(143)도 본체(110)에 회전 가능하게 결합되어 구비되고, 상측 절단날(142)과 하측 절단날(144)은 서로 접하도록 구비되어 전극시트(10a)를 일정한 폭으로 절단하게 되며, 이와 같이 슬리팅된 전극시트(10a)는 리와인더롤러(130)에 감김되어 권취된 전극롤(20)로 형성된다.
상기와 같은 본 발명의 슬리팅장치(100)에는 리와인더롤러(130)에 감김되는 슬리팅된 전극시트(10a)에 의해 전극롤(20)이 형성되면, 리와인더롤러(130)와 슬리팅부(140) 사이의 전극시트(10a)를 압착하여 고정한 상태에서 전극시트(10a)를 폭 방향으로 커팅하는 커팅부(150)와, 커팅부(150)와 리와인더롤러(130) 사이에 구비되어 커팅된 전극롤(20)의 절단 단부(20a)를 전극롤(20)의 원주면에 부착 고정시키는 테이핑부(180)가 더 포함된다.
이러한 커팅부(150)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 모터(151)에 의해 회전되고 전극시트(10a)를 기준으로 상,하측에 각각 오른나사부(1521)와 왼나사부(1522)가 형성되는 스크류축(152)과, 스크류축(152)의 오른나사부(1521)와 왼나사부(1522)에 각각 치합되어 스크류축(152)의 회전에 의해 근접되거나 이격되게 이동되는 상하 이동블록(160)(170)과, 상하 이동블록(160)(170)에 각각 고정되게 설치되어 서로 마주하도록 구비되는 중공의 상하 외블록(161)(171)과, 상하 외블록(161)(171) 내에 각각 삽입되어 서로 마주하도록 구비되는 상하 내블록(163)(173)과, 상하 내블록(163)(173)과 상하 외블록(161)(171) 사이에 구비되어 상하 내블록(163)(173)을 탄력 지지하는 상하 스프링(165)(175)과, 상하 내블록(163)(173)에 각각 설치되어 전극시트(10a)를 압착하도록 구비되는 상하 압착판(164)(174)과, 상하 외블록(161)(171)에 각각 설치되어 상하 외블록(161)(171)과 같이 이동되면서 상하 압착판(164)(174)을 관통하여 전극시트(10a)를 커팅하도록 구비되는 상하 커터(162)(172)를 포함한다.
상기와 같이 커팅부를 구성하는 구성 중, 스크류축(152), 상하 이동블록(160)(170), 상하 외블록(161)(171), 상하 내블록(163)(173), 상하 스프링(165)(175)은 좌우 대칭되게 구비되어, 상하 압착판(164)(174)과 상하 커터(162)(172)를 상하로 원활히 이동시킬 수 있게 된다.
이때, 상하 압착판(164)(174) 및 상하 커터(162)(172)를 상하 이동시키는 구동수단 즉 모터(151)와 스크류축(152)이 커팅부(150)의 양측에 각각 구성될 수도 있지만, 본 실시예에서는 커팅부(150)의 일측에만 구성되고 타측에는 가이드수단으로 구성된 것을 일례로 예시하여 설명한다.
이러한 커팅부(150)의 모터(151)는 정.역 회전이 가능한 서보모터 또는 스텝핑모터로 구비될 수 있다.
그리고, 스크류축(152)의 중앙부는 전극시트(10a)가 지나는 부분으로서 나사부가 없는 무나사부로 형성되고, 중앙부의 무나사부를 기준으로 상측에는 오른나사부(1521)가 형성되며, 하측에는 왼나사부(1522)가 형성되지만, 이와 달리 오른나사부(1521)와 왼나사부(1522)가 반대로 위치되어 구비되어도 무방하다.
또한, 상하 이동블록(160)(170)은 스크류축(152)의 오른나사부(1521)와 왼나사부(1522)에 각각 치합되어 구비됨으로써, 모터(151)가 정 회전되면 상측 이동블록(160)은 하강되고 하측 이동블록(170)은 상승되어 양 이동블록(160)(170)이 근접하게 되고, 모터(151)가 역 회전되면 상승 이동블록(160)은 상승되고 하측 이동블록(170)은 하강되어 이격되어 벌어진 상태가 된다.
이때, 상하 이동블록(160)(170)은 본체(110)에 구비된 가이드레일(111)에 각각 결합되어 상하 이동이 가이드됨으로써, 스크류축(152)의 회전 시 상하 이동블록(160)(170)은 회전이 차단된 상태로 상하 이동만 가능하게 된다.
그리고, 상측 이동블록(160)은 그 하면에 중공의 상측 외블록(161)이 고정되게 구비되고, 상측 외블록(161)에는 상측 내블록(163)이 삽입되어 구비되는 한편 상측 내블록(163)의 하단부는 상측 외블록(161)의 하방으로 돌출되게 구비되며, 상측 내블록(163)의 하면에는 상측 압착판(164)이 고정되어 구비된다.
이러한 상측 외블록(161), 상측 내블록(163), 상측 압착판(164)의 중앙부에는 스크류축(152)이 관통되어 구비됨으로써, 상측 외블록(161) 및 상측 내블록(163), 상측 압착판(164)은 회전되는 스크류축(152)과 간섭되지 않게 된다.
이로써, 스크류축(152)이 회전되면 상측 이동블록(160)이 승강됨에 따라 상측 외블록(161) 및 상측 내블록(163), 상측 압착판(164)이 일체로 상측 이동블록(160)과 함께 승강되게 구비된다.
게다가, 상측 외블록(161)의 내주면 하단부에는 내향 돌출된 내측돌기(1611)가 형성되고, 상측 외블록(161)에 삽입된 상측 내블록(163)의 외주면 상단부에는 외향 돌출된 외측돌기(1631)가 형성된다. 이로써, 상측 내블록(163)의 외측돌기(1631)가 상측 외블록(161)의 내측돌기(1611)에 걸림됨에 따라 상측 내블록(163)은 상측 외블록(161)에서 이탈이 방지된다.
그리고, 상측 외블록(161)의 외주면 하단부에는 상측 커터(162)가 고정되어 구비되고, 상측 내블록(163)의 하면에 고정된 상측 압착판(164)은 전극롤(20)에 감겨 권취되는 전극시트(10a)의 이송각도에 대응한 기울기를 갖도록 경사지게 구비된다. 이로써, 상측 압착판(164)은 전극시트(10a)의 상면에 면접촉된 상태로 전극시트(10a)를 견고히 압착 고정할 수 있게 된다.
이때, 상측 압착판(164)에는 하강하는 상측 커터(162)가 관통되어 전극시트(10a)를 폭 방향으로 커팅할 수 있는 관통구(1641)가 형성되고, 이 관통구(1641)에 의해 상측 커터(162)는 상측 압착판(164)에 의해 긴장된 상태로 압착 고정된 전극시트(10a)를 신속히 커팅할 수 있을 뿐 아니라 커팅된 절단 단부(20a)의 절단면을 매끄럽게 형성할 수 있게 된다.
그리고, 상측 내블록(163)과 상측 외블록(161) 사이의 상측 스프링(165)은 압축 코일스프링으로 구비되어, 상측 내블록(163)을 상측 외블록(161)의 하방으로 인출시킨 상태로 탄력 지지하게 된다.
또한, 하측 이동블록(170)은 상측 이동블록(160)과 대칭되게 구비된다. 이러한 하측 이동블록(170)은 그 상면에 중공의 하측 외블록(171)이 고정되게 구비되고, 하측 외블록(171)에는 하측 내블록(173)이 삽입되어 구비되는 한편 하측 내블록(173)의 상단부는 하측 외블록(171)의 상방으로 돌출되게 구비되며, 하측 내블록(173)의 상면에는 하측 압착판(174)이 고정되어 구비된다.
이와 같은 하측 외블록(171) 및 하측 내블록(173), 하측 압착판(174)의 중앙부에는 스크류축(152)이 관통되어 구비됨으로써, 하측 외블록(171) 및 하측 내블록(173), 하측 압착판(174)은 회전되는 스크류축(152)과 간섭되지 않게 된다. 이로써, 스크류축(152)이 회전되면 하측 이동블록(170)이 승강됨에 따라 하측 외블록(171) 및 하측 내블록(173), 하측 압착판(174)이 일체로 하측 이동블록(170)과 함께 승강 이동되게 구비된다.
이러한 하측 외블록(171)의 내주면 상단부에는 내향 돌출된 내측돌기(1711)가 형성되고, 하측 외블록(171)에 삽입된 하측 내블록(173)의 외주면 하단부에는 외향 돌출된 외측돌기(1731)가 형성된다. 이로써, 하측 내블록(173)의 외측돌기(1731)가 하측 외블록(171)의 내측돌기(1711)에 걸림됨에 따라 하측 내블록(173)은 하측 외블록(171)에서 이탈이 방지된다.
그리고, 하측 외블록(171)의 외주면 상단부에는 하측 커터(172)가 고정되어 구비되고, 하측 내블록(173)의 상면에 고정된 하측 압착판(174)은 전극롤(20)에 감겨 권취되는 전극시트(10a)의 이송각도에 대응한 기울기를 갖도록 경사지게 구비된다. 이로써, 하측 압착판(174)은 상측 압착판(164)과 더불어 전극시트(10a)의 상,하면에 면밀착되어 전극시트(10a)를 견고히 압착 고정할 수 있게 된다.
게다가, 하측 압착판(174)에는 상승하는 하측 커터(172)가 관통되어 전극시트(10a)를 폭 방향으로 커팅할 수 있는 관통구(1741)가 형성되고, 이 관통구(1741)에 의해 하측 커터(172)는 상하 압착판(164)(174)에 의해 긴장된 상태로 압착 고정된 전극시트(10a)를 상측 커터(162)와 더불어서 신속히 커팅할 수 있을 뿐 아니라 커팅된 절단 단부(20a)의 절단면을 매끄럽게 형성할 수 있게 된다.
이때, 상측 커터(162)는 일단부에서 타단부로 갈수록 상향 경사지게 구비되고, 하측 커터(172)는 일단부에서 타단부로 갈수록 하향 경사지게 구비되어, 상,하측 커터(162)(172)는 일단부에서 먼저 교차되면서 타단부가 교차되는 시점까지 커팅 작동이 이루어지게 되므로, 리와인더롤러(130)에 권취되는 전극롤(20)의 전극시트(10a)를 한 번에 모두 폭 방향으로 커팅할 수 있을 뿐 아니라 커팅된 절단면을 매끄럽게 형성할 수 있게 된다.
그리고, 하측 내블록(173)과 하측 외블록(171) 사이의 하측 스프링(175)은 압축 코일스프링으로 구비되어, 하측 내블록(173)을 하측 외블록(171)의 상방으로 인출시킨 상태로 탄력 지지하게 된다.
이상과 같은 본 발명의 커팅부(150)는 리와인더롤러(130)에 권취되는 전극롤(20)이 설정된 직경을 만족하면 작동되는 바, 이때 전극시트(10a)의 이송은 정지됨이 바람직하나, 커팅부(150)의 상하 압착판(164)(174)에 의한 전극시트(10a)가 압착됨에 따라 정지될 수도 있다.
커팅부(150)의 모터(151)에 의해 스크류축(152)이 정 방향으로 회전되면, 상측 이동블록(160)은 하강되고, 하측 이동블록(170)은 상승된다.
그러면, 상하 이동블록(160)(170)의 이동에 의해 상하 외블록(161)(171) 및 상하 내블록(163)(173)이 해당 이동블록(160)(170)과 같이 하강 및 상승되면서 상측 압착판(164)과 하측 압착판(174)이 도 5에서와 같이 전극시트(10a)의 상,하면에 면밀착된 상태로 전극시트(10a)를 압착 고정시키게 된다.
이 상태에서 스크류축(152)이 더 회전되면, 상측 이동블록(160)은 더 하강되고, 하측 이동블록(170)은 더 상승되며, 이와 더불어 상하 이동블록(160)(170)에 각각 구비된 상하 커터(162)(172) 역시도 각 상하 이동블록(160)(170)과 같이 더 하강되거나 상승된다.
이와 같이 상하 이동되는 상하 커터(162)(172)는 도 6에서와 같이 각각 상측 압착판(164) 및 하측 압착판(174)의 관통구(1641)(1741)를 관통하면서 상하 압착판(164)(174)에 의해 긴장된 상태로 고정된 전극시트(10a)를 폭 방향으로 신속히 커팅할 수 있게 된다.
따라서, 전극시트(10a)를 긴장되게 고정한 상태에서 상하 교차되는 양 커터(162)(172)로 한 번에 신속히 커팅하게 됨으로써 전극롤(20)의 절단 단부(20a)를 매끄럽게 절단할 수 있고, 이와 같이 절단된 전극롤(20)의 절단 단부(20a)는 커팅부(150)와 연동되는 후술될 테이핑부(180)에 의해 전극롤(20)의 원주면에 부착 고정된다.
한편, 테이핑부(180)는 도 3에 도시된 바와 같이, 커팅부(150)와 리와인더롤러(130) 사이에서 이형지(184)에 일정 간격으로 구비돼 있는 접착테이프(183)가 반대 방향으로 방향 전환되어 이송되는 이형지(184)로부터 분리되어 인출되면서 접착테이프(183)의 선단부가 커팅된 전극롤(20)의 절단 단부(20a)에 부착된 상태로 전극롤(20)에 감김되고, 이에 따라 접착테이프(183)의 타측부가 전극롤(20)의 원주면에 부착되어 전극롤(20)의 절단 단부(20a)를 전극롤(20)에 부착 고정시키도록 구성된다.
구체적으로, 테이핑부(180)는 도 3에서와 같이, 이형지(184)에 접착테이프(183)가 일정 간격으로 구비된 테이프가 롤 형태로 감김된 테이프롤(181)과, 전극시트(10a)와 나란히 구비되는 수평면(191) 및 수평면(191)에서 경사지게 형성되는 경사면(193)이 구비되어, 테이프롤(181)에서 인출되는 테이프는 경사면(193)을 따라 이송되고 접착테이프(183)가 분리된 이형지(184)는 테이프와 반대 방향으로 방향 전환되어 수평면(191)과 나란히 이송되게 하는 박리브라켓(190)과, 박리브라켓(190)에 구비되어 테이프롤(181)에서 박리브라켓(190)의 경사면(193)과 수평면(191)의 경계면(194) 측으로 인출되는 테이프의 이송 방향을 절곡시켜 테이프가 긴장된 장력을 유지한 채로 이송될 수 있도록 가압 지지하는 가압롤러(185)와, 박리브라켓(190)의 경사면(193)과 수평면(191)의 경계면(194) 측에 구비되어 이형지(184)에서 분리되는 접착테이프(183)를 전극시트(10a)에 부착시키는 부착롤러(195)를 포함한다.
이로써, 이형지(184)를 당김에 따라 테이프가 인출되어 이송되고, 이송되는 테이프는 박리브라켓(190)의 경사면(193)과 수평면(191)의 경계면(194)에서 반대 방향으로 방향 전환되는 이형지(184)로부터 접착테이프(183)가 분리되어 전극시트(10a) 측으로 인출되어 전극롤(20)의 절단 단부(20a)에 부착된다.
이러한 테이프롤(181)은 테이프가 롤 형태로 감김되어 말린 롤을 칭하고, 테이프는 이형지(184)의 일면에 접착테이프(183)가 일정 간격으로 구비돼 있는 테이프를 칭한다.
특히, 테이프의 이형지(184)는 하나의 띠로 형성되는 반면, 접착테이프(183)는 이형지(184)의 일면 즉 상면에 일정 간격마다 부착돼 있는 다수 개로 구비됨으로써, 다수의 접착테이프(183)는 이송되는 이형지(184)로부터 용이하게 박리되어 분리될 수 있게 된다.
이와 같이 접착테이프(183)가 박리된 이형지(184)는 테이프롤(181)과 별도로 구비되는 이형지롤(182)에 감김되어 권취되고, 이형지롤(182)로 이송되는 이형지(184)는 후술될 박리브라켓(190)에 의해 테이프의 이송 방향과 반대 방향으로 급격하게 꺾인 상태로 방향 전환되어 이송됨에 따라 접착테이프(183)가 이형지(184)로부터 용이하게 박리되어 분리될 수 있다.
이때, 테이프를 이송시키는 구동원은 이형지롤(182)에 구비됨이 바람직하다. 즉, 모터와 같은 구동원에 의해 이형지롤(182)이 강제 회전됨으로써 이형지롤(182)과 이형지(184)로서 연결된 테이프롤(181)이 종동 회전되어 테이프의 인출 및 이송이 이루어지게 됨과 동시에 후술될 박리브라켓(190)에서 이형지(184)와 접착테이프(183) 간의 박리가 원활히 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 상기와 같은 이형지(184)의 방향 전환은 박리브라켓(190)을 통해 이루어지게 된다.
즉, 박리브라켓(190)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전극시트(10a)와 나란히 구비되는 수평면(191)과, 수평면(191)의 선단부에서 말단부 측으로 상향 경사지게 형성되는 경사면(193)과, 경사면(193)과 수평면(191)을 연결하는 지지면(192)을 포함하는 직각 삼각형 형상의 단면으로 형성된다.
이와 같이 형성된 박리브라켓(190)에 의해 테이프롤(181)에서 인출된 테이프가 가이드되어 이송되면서 접착테이프(183)와 이형지(184)가 박리되어 분리되는 바, 테이프롤(181)에서 인출되는 테이프는 후술될 가압롤러(185)에 의해 경사면(193)을 따라 이송되고, 경사면(193)과 수평면(191)의 경계면(194)에서 이형지(184)의 이송 방향이 급격한 각도로 꺾인 반대 방향으로 방향 전환되어 수평면(191)과 나란히 이송됨에 따라 접착테이프(183)가 이형지(184)로부터 원활히 박리되어 분리된다.
특히, 이와 같은 접착테이프(183)의 박리 효율을 증대시키기 위해, 경사면(193)과 수평면(191)의 경계면(194)에는 이형지(184)가 삽입되어 배출되는 박리구(1941)가 형성되고, 박리구(1941)의 상하 간격은 테이프 즉 이형지(184)와 접착테이프(183)가 포함된 높이보다 낮은 간격을 갖도록 형성된다.
이로써, 이형지(184)의 급격한 방향 전환에도 이형지(184)에서 접착테이프(183)가 박리되지 않을 시에는 접착테이프(183)가 박리구(1941)의 전면에 걸림되어 박리되는데, 이때 박리구(1941)에서 접착테이프(183)가 정상적으로 박리되지 않은 경우에는 이를 감지하는 감지수단(미도시)에 의해 장치의 오작동을 알리게 된다.
게다가, 상기와 같이 이형지롤(182)로 이송되는 이형지(184)는 전극롤(20)에 감김되는 전극시트(10a)와 반대 방향으로 이송되어 전극시트(10a)와 간섭될 우려가 있지만, 이형지(184)가 박리브라켓(190)의 박리구(1941)를 통해 박리브라켓(190)을 관통하여 배출됨에 따라 전극시트(10a)와의 간섭은 원천 차단된다.
또한, 박리브라켓(190)의 경사면(193)에 근접한 본체(110)에는 가압롤러(185)가 구비되되, 가압롤러(185)는 박리브라켓(190)의 경사면(193) 후단부 측 즉, 도 3 및 도 4를 기준으로 좌측으로 치우치게 위치되어 구비된다.
이러한 가압롤러(185)와 더불어 테이프롤(181)은 테이프롤(181)이 끼워져 설치되는 회전축에 결합 고정된 상태로 구비됨으로써, 테이프롤(181)에서 인출되는 테이프의 장력을 팽팽하게 당겨진 긴장 상태로 유지할 수 있음과 동시에 테이프의 임의적인 풀림을 방지할 수 있게 된다.
이로써, 테이프가 긴장된 장력을 유지한 상태로 이송됨과 더불어 테이프의 이형지(184)가 박리브라켓(190)의 박리구(1941)를 통해 테이프의 이송 방향과 반대 방향으로 급격하게 꺾여 이송될 때, 접착테이프(183)는 그 후단부가 이형지(184)에 부착된 상태로 가압롤러(185)에 눌려 가압된 상태이므로 접착테이프(183)의 선단부가 이형지(184)로부터 자동 박리되어 이형지(184)의 이송 방향과 반대인 테이프의 이송 방향으로 연장 이송되어 분리된다.
여기서, 미설명부호 "186"은 접착테이프(183)가 분리된 이형지(184)의 이송을 이형지롤(182) 측으로 안내하는 가이드롤러를 도시한 것이다.
또한, 박리브라켓(190)과 리와인더롤러(130) 사이에는 박리브라켓(190)의 경계면(194)에 근접하게 위치된 부착롤러(195)가 구비된다. 이와 같은 부착롤러(195)는 전극시트(10a)를 기준으로 상하 양측에 모두 구비될 수도 있고, 또는 접착테이프(183)가 인출되는 방향 측에만 구비할 수도 있지만, 본 실시예에서는 부착롤러(195)가 전극시트(10a)의 상하 양측에 모두 구비된 경우를 일례로 예시하여 설명한다.
이러한 부착롤러(195)는 박리브라켓(190)에서 이형지(184)와 분리되어 인출되어 오는 접착테이프(183)의 선단부를 전극롤(20)의 절단 단부(20a) 상면에 부착시키게 된다.
이때, 접착테이프(183)의 후단부는 절단 단부(20a)에 부착되지 않은 미부착 상태로서, 리와인더롤러(130)의 회전에 의해 전극롤(20) 측으로 이송되어 전극롤(20)의 원주면에 부착 고정된다.
여기서, 접착테이프(183)의 선단부를 전극롤(20)의 절단 단부(20a)에 부착시키는 것은 접착테이프(183)의 길이를 커팅부(150)의 커터(162)(172)와 박리브라켓(190)의 경계면(194)까지의 거리보다 길게 형성한 상태에서 테이핑부(180)를 커팅부(150)와 연동시키는 제어 로직으로 간단히 구현할 수 있다.
예를 들어, 커팅부(150)에서 도 5에서와 같이 상하 이동블록(160)(170)이 이동되면 테이핑부(180)에서 이형지롤(182)이 회전되어 테이프를 테이프롤(181)에서 당겨내 이송시키게 되고, 이후 상하 커터(162)(172)에 의해 도 6에서와 같이 전극시트(10a)가 폭 방향으로 절단되면 접착테이프(183)의 선단부는 박리브라켓(190)에서 이형지(184)로부터 박리되어 부착롤러(195)에 의해 절단 단부(20a)에 부착되도록 설정할 수 있다.
특히, 리와인더롤러(130) 측의 본체(110)에는 전극롤(20)의 원주면에 접하여 구름되는 접착롤러(131)가 탄력 지지된 상태로 구비됨으로써, 접착롤러(131)는 전극롤(20)의 원주면에 탄력적으로 접한 상태로 구름되면서 이송되어 오는 접착테이프(183)의 후단부를 전극롤(20)의 원주면에 가압하여 부착 고정시키게 된다.
이상과 같은 본 발명의 테이핑부는 커팅부와 연동하여 작동된다.
먼저, 도 3과 같은 상태에서 커팅부(150)에서 상하 이동블록(160)(170)이 전극시트(10a) 측으로 이동되면, 테이핑부(180)에서 구동원에 의해 이형지롤(182)이 강제 회전되면서 테이프롤(181)에서 테이프를 당겨내 이송시키게 된다.
이후, 커팅부(150)의 상하 안착판(164)(174)이 전극시트(10a)의 상하면에 면밀착되어 전극시트(10a)를 도 5와 같이 압착 고정하게 되고, 이 상태에서 테이핑부(180)의 접착테이프(183)는 이형지(184)에 부착된 상태로 가압롤러(185)를 지나게 된다.
다음, 커팅부(150)의 상하 커터(162)(172)가 전극시트(10a) 측으로 이동되어와 도 6에서와 같이 전극시트(10a)를 폭 방향으로 커팅하면, 접착테이프(183)와 이형지(184)가 박리브라켓(190)의 경계면(194)를 지나면서 접착테이프(183)의 선단부가 이형지(184)로부터 박리되어 커팅된 절단 단부(20a)의 상면에 부착된 상태가 되고, 이형지(184)는 박리브라켓(190)의 박리구(1941)를 통해 인출되어 배출되는 상태가 된다.
이후, 리와인더롤러(130)의 회전에 의해 접착테이프(183)는 그 선단부가 전극롤(20)의 절단 단부(20a)에 부착된 상태로 도 7에서와 같이 전극롤(20) 측으로 이송되고, 전극롤(20)의 절단 단부(20a)가 도 8에서와 같이 전극롤(20)에 감김되면, 접착롤러(131)에 의해 접착테이프(183)의 후단부가 전극롤(20)의 원주면에 부착됨으로써, 전극롤(20)의 절단 단부(20a)를 전극롤(20)에 고정하여 전극롤(20)의 풀림을 방지한 상태로 전극롤(20)을 이송시킬 수 있으므로, 주위 오염원으로부터 전극롤(20)의 오염을 최소화할 수 있고, 이에 의해 전극의 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.
한편, 전극롤(20)이 권취되는 리와인더롤러(130)는 그 양측 단부의 저널부(1301)가 본체(110)에 롤러베어링(200)을 매개로 하여 회전 가능하게 구비되고, 리와인더롤러(130)의 중앙부에 슬리팅부(140)에 의해서 일정 폭으로 슬리팅된 전극시트(10a)가 감김된 다수의 전극롤(20)이 구비된다.
이때, 회전되는 리와인더롤러(130)는 본체(110)에 구속된 양 저널부(1301) 사이의 중앙부에서 공진 현상이 발생되고, 이러한 공진 현상은 권취되는 전극롤(20)의 직경이 커짐에 따라 진동 폭이 더 크게 발생되어 전극롤(20)이 정 위치로 권취되지 못할 뿐 아니라 반복 작용하는 진동에 의해 리와인더롤러(130)가 휘어지는 등의 변형이 발생될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 리와인더롤러(130)의 저널부(1301)를 회전 가능하게 지지하는 롤러베어링(200)에서 리와인더롤러(130)의 회전 시 발생되는 진동을 흡수하여 완충시킬 수 있도록 구성된다.
즉, 전극롤(20)이 권취되는 리와인더롤러(130)의 양 저널부(1301)는 본체(110)에 롤러베어링(200)을 매개로 하여 회전 가능하게 구비된다.
이러한 롤러베어링(200)은 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, 리와인더롤러(130)의 저널부(1301)에 내접하는 내륜(210)과, 내륜(210)을 그 내부에 수용하는 한편 본체(110)에 외접하는 외륜(220)과, 내륜(210)과 외륜(220) 사이에서 내륜(210)과 외륜(220)이 각각 독립 회전할 수 있도록 구비되는 롤러(230)를 포함한다.
특히, 롤러베어링(200)에는 내륜(210)과 외륜(220) 사이에서 구름되는 롤러(230)들을 각각 회전 가능한 상태로 지지하는 독립된 다수의 리테이너(240)가 더 포함된다.
여기서, 내륜(210)과 외륜(220)의 상,하측에는 롤러(230)의 상,하면이 각각 걸림되어 롤러(230)를 구속시킴으로써 롤러(230)의 이탈을 방지하는 플랜지(211)(221)가 구비되고, 내륜(210)의 플랜지(211)는 외측 방향으로, 외륜(220)의 플랜지(221)는 중심을 향하는 내측 방향으로 절곡 형성되어 구비된다.
그리고, 각각의 롤러(230)는 원기둥 형상으로서, 도 10에서와 같이 독립된 각각의 리테이너(240)에 구속된 상태로 회전 가능하게 구비되고, 각각의 리테이너(240)는 이웃하는 리테이너(240)끼리 슬라이딩 가능하게 결합되어 구비된다.
이러한 각각의 리테이너(240)는 그 중앙부에 롤러(230)가 회전 가능하게 삽입되는 사각 형상의 관통구(241)가 천공되고, 관통구(241) 주위의 리테이너(240) 내부에는 윤활유(오일)가 저장 및 유동하는 내부 유로(247)가 구비된다.
게다가, 이웃하는 리테이너(240)는 상호 슬라이딩 가능하게 결합되어, 이웃하는 리테이너(240)가 서로 멀어지거나 가까워짐에 따라 내부 유로(247)의 윤활유가 배출되거나 유입되면서 롤러베어링(200)의 내륜(210)에 작용하는 압력(P)을 완충시킬 수 있도록 구비된다.
이웃하는 리테이너(240) 간의 결합구조를 도 10 및 도 11을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 리테이너(240)는 일측 단부에 중공돌부(242)가 돌출 형성되고, 타측 단부에는 삽입돌부(244)가 돌출 형성되며, 이와 같은 중공돌부(242)와 삽입돌부(244)는 내륜(210) 및 외륜(220)의 원주를 따라 라운드지게 형성되어, 상호 결합됨에 따라 이웃하는 양 리테이너(240)는 원주 방향으로 슬라이드 이동되게 구비된다.
이와 같은 중공돌부(242)에는 내부 유로(247)와 연통되는 결합공(243)이 형성되고, 삽입돌부(244)에는 축 방향으로 관통되어 내부 유로(247)와 연통되는 미세유로(245)가 형성되되, 미세유로(245)는 압력차에 의한 윤활유를 신속히 유동시켜 압력이 작용하는 측의 리테이너(240)와 주변 리테이너(240) 간의 압력 평형을 이루게 된다.
또한, 삽입돌부(244)는 그 외경이 중공돌부(242)의 결합공(243) 내경에 대응한 직경으로 형성되어 결합되고, 이와 같이 결합된 중공돌부(242)와 삽입돌부(244) 사이에는 내부 유로(247)의 윤활유가 작용하게 되므로 삽입돌부(244)와 중공돌부(242)는 원활한 슬라이드 이동이 이루어지게 되며, 중공돌부(242)의 내주면 또는 삽입돌부(244)의 외주면에는 실링을 위한 O링이 체결되어 구비된다.
따라서, 다수의 리테이너(240)는 링 형태로 연결되어 구비되되, 일측 리테이너(240)의 삽입돌부(244)가 타측 리테이너(240)의 중공돌부(242) 내의 결합공(243)에 삽입되어 실링된 상태로 슬라이드 이동되게 구비된다.
특히, 이웃하는 양 리테이너(240) 간의 이동 거리 즉 행정은 중공돌부(242)의 단부가 이웃하는 상대 리테이너(240)의 외측면에 접할 때까지 이루어지게 되고, 일측 리테이너(240)의 중공돌부(242)가 타측 리테이너(240)의 외측면에 접할 시 중공돌부(242)의 결합공(243)에 진입된 삽입돌부(244)는 상대 리테이너(240)의 내부 유로(247) 측으로 돌출되지 않는 길이로 구비됨이 바람직하다.
즉, 삽입돌부(244)의 길이가 중공돌부(242)의 결합공(243)보다 짧게 구비됨으로써 삽입돌부(244)가 상대 리테이너(240)의 중공돌부(242) 내로 완전히 진입된 상태에서도 삽입돌부(244)가 상대 리테이너(240)의 내부 유로(247) 측으로 돌출되지 않으므로 내부 유로(247)의 윤활유는 중공돌부(242)의 결합공(243)에서 삽입돌부(244) 측으로 가압되어 삽입돌부(244)의 미세유로(245)를 통해 상대 리테이너(240)의 내부 유로(247)로 신속히 배출되면서 리와인더롤러(130)의 진동에 의한 압력(P)을 흡수 즉 완충시킬 수 있게 된다.
게다가, 삽입돌부(244)가 삽입되어 결합된 중공돌부(242)에는 양 리테이너(240)를 원위치로 이동시켜 복귀시키는 제1 스프링(250)이 끼워져 구비되고, 제1 스프링(250)은 압축 코일스프링으로 구비될 수 있다. 이때, 제1 스프링(250)은 중공돌부(242)의 외측에 끼워진 상태로 그 양단부가 이웃하는 양 리테이너(240)에 각각 접하여 고정된 상태로 구비되고, 이와 같이 구비되는 제1 스프링(250)은 양 리테이너(240) 사이에서 일정량 압축된 상태로 설치된다.
이로써, 링 형태로 구비되는 다수의 리테이너(240)는 이웃하는 양 리테이너(240) 사이마다 구비되어 양 리테이너(240)를 탄력 지지하는 각각의 제1 스프링(250)에 의해 일정 간격을 유지한 채로 설치된다.
이러한 제1 스프링(250)은 이웃하는 양 리테이너(240) 사이에서 양 리테이너(240) 사이의 간격이 좁혀지거나 멀어짐에 따라 압축되거나 인장되면서 이동된 리테이너(240)를 원위치로 복귀시키는 복원력을 제공하게 된다.
따라서, 리와인더롤러(130)의 회전 시 발생되는 진동에 의한 압력(P)이 롤러베어링(200)의 내륜(210)에 작용되면, 압력(P)에 의해 벌어졌다가 좁혀지는 리테이너(240)에 의해 압력(P)을 완충시키면서 내륜(210)을 신속히 정위치로 복귀시킬 수 있게 된다.
이상과 같은 롤러베어링(200)은 리와인더롤러의 회전 시 발생되는 요동에 의한 진동력 즉 압력(P)을 흡수하여 완충시킬 수 있게 된다.
즉, 롤러베어링(200)의 완충 작용은 롤러(230)가 일대일 대응되게 구비돼 있는 양 리테이너(240) 사이의 간극 즉 일측 리테이너(240)의 중공돌부(242)와 타측 리테이너(240)의 외측면 사이의 간격만큼 양 리테이너(240)가 이동되면서 이루어지게 된다.
특히, 리와인더롤러(130)의 요동에 의한 압력(P)이 내륜(210)을 통해 롤러베어링(200)에 작용되면, 이의 압력(P)은 도 12에서와 같이 내륜(210)을 통해 압력이 작용하는 부위와 인접한 주변의 롤러(230)에 분산 작용된다.
이에, 압력(P)이 작용하는 이웃한 양 롤러(230)는 작용하는 압력(P)에 의해 각각 양측(서로 반대 방향)으로 구름되면서 이동됨에 따라 양 롤러(230) 사이의 간격이 벌어지게 되고, 벌어지는 양 롤러(230)에 의해 양 롤러(230)를 각각 구속하는 양 리테이너(240) 역시도 양측으로 벌어지게 된다.
이러한 작동과정을 하나의 중앙 리테이너(240)와 이에 이웃하는 양편의 리테이너(240)를 기준으로 설명하면, 도 12 및 도 13에서와 같이 중앙 리테이너(240)의 중공돌부(242)에서 이웃한 일측 리테이너(240)의 삽입돌부(244)가 인출됨에 따라 양 리테이너(240) 간의 간격이 벌어지게 되고, 이와 동시에 중앙 리테이너(240)의 삽입돌부(244)는 이웃한 타측 리테이너(240)의 중공돌부(242) 내로 진입되면서 양 리테이너(240) 간의 간격이 좁혀지게 된다.
이때, 간격이 벌어지는 양 리테이너(240)를 제외하고 나머지 리테이너(240)들은 연쇄적인 연속 작동으로 리테이너(240) 간의 간격이 도 13에서와 같이 좁혀지게 된다.
한편, 간격이 벌어지는 중앙 리테이너(240)와 이웃한 일측 리테이너(240) 사이에는 중공돌부(242)에서 삽입돌부(244)가 인출된 공간만큼 내부 공간이 확장됨과 동시에 간격이 좁혀지는 중앙 리테이너(240)와 이웃한 타측 리테이너(240) 사이에서는 삽입돌부(244)가 중공돌부(242) 내로 진입되어 내부 공간이 축소됨에 따라 타측 리테이너(240)의 윤활유가 중앙 리테이너(240) 측으로 배출되어 유입된다.
즉, 간격이 좁아지는 측에서는 중앙 리테이너(240)의 삽입돌부(244)가 이웃한 타측 리테이너(240)의 중공돌부(242) 내로 진입됨에 따라 타측 리테이너(240)의 내부 유로(247)에 저장돼 있던 윤활유가 중앙 리테이너(240)의 삽입돌부(244)에 형성된 미세유로(245)를 통해 중앙 리테이너(240)의 내부 유로(247)로 유입되고, 이와 같이 중앙 리테이너(240)로 유입되는 윤활유는 간격이 벌어진 중앙 리테이너(240)와 일측 리테이너(240) 사이에서 확보된 확장 공간으로 유입되면서 충력(P)을 흡수하여 완충시킬 수 있게 된다.
따라서, 내륜(210)과 외륜(220) 사이에서 작용하는 압력(P)에 의해 이웃하는 리테이너(240)가 양측으로 벌어졌다가 좁혀짐에 따라 리와인더롤러(130)의 요동에 의한 진동 압력(P)을 흡수하여 완충시키면서 내륜(210)을 원위치로 밀어내 신속히 정위치시킬 수 있게 된다.
또한, 상기와 같은 롤러베어링(200)의 리테이너(240)에는 리테이너(240)의 내부 유로(247)에 윤활유를 충전할 수 있는 주입포트(246)가 구비될 수 있고, 리테이너(240)의 내부 유로(247)에 저장되는 윤활유는 원활한 흐름을 갖도록 점도가 낮은 오일로 구비됨이 바람직하다.
이러한 주입포트(246)는 리테이너(240)마다 각각 구비될 수도 있지만, 본 발명에서의 모든 리테이너(240)는 서로 연통돼 있으므로 하나의 리테이너(240)에만 주입포트(246)를 구비하는 것이 바람직하다.
게다가, 이러한 주입포트(246)는 리테이너(240)의 외측면을 관통하여 리테이너(240)에 직접 형성할 수도 있지만, 중공의 원통관으로 이루어진 주입포트(246)를 리테이너(240)에 나사 결합하여 착탈식으로 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 주입포트(246)에는 도 14에 도시된 바와 같이, 주입포트(246) 내에서 이동되면서 주입포트(246)의 유로를 개폐시키는 개폐밸브(300)가 더 구비된다.
특히, 주입포트(246)는 도 15 및 도 16에서와 같이, 리테이너(240)의 외측 단부에 형성되어 그 내부에 윤활유 주입기(윤활유 주입건)가 삽입되는 유입구(2461)와, 유입구(2461) 반대편 측에 형성되어 개폐밸브(300)가 설치되어 구비되는 확장구(2464)와, 유입구(2461)와 확장구(2464) 사이에 형성되어 확장구(2464)에서 유입구(2461) 측으로 점차 좁아지도록 경사진 내측 경사면(2463)과, 확장구(2464)의 내측 단부에 확장구(2464)보다 작은 직경으로 천공된 통공(2465)을 포함한다.
유입구(2461)의 내주면에는 윤활유 주입기의 삽입 시 실링을 위한 O링이 설치되어 구비되고, 유입구(2461)와 확장구(2464) 사이에는 유입구(2461) 및 확장구(2464)보다 작은 내경을 갖는 연장구(2462)가 형성되며, 연장구(2462)에 의해 유입구(2461)와 확장구(2464)는 연통되게 구비된다.
또한, 연장구(2462)의 하단부에는 연장구(2462)에서 확장구(2464) 측으로 점차 확장되는 내측 경사면(2463)이 형성되고, 확장구(2464) 하단부의 중앙에는 확장구(2464)보다 작은 직경으로 천공된 통공(2465)이 구비되며, 통공(2465)에는 후술될 개폐밸브(300)의 안내로드(331)가 관통되어 구비된다.
한편, 개폐밸브(300)는 도 15 및 도 16에서와 같이, 주입포트(246)의 유입구(2461)에 구비되어 유입구(2461)로 삽입되는 윤활유 주입기와 접하도록 외측으로 돌출된 날개부(321)를 갖는 개폐로드(320)와, 개폐로드(320)에서 연장 형성되어 주입포트(246)의 내측 경사면(2463)과 접하는 외측 경사면(313) 및 외측 경사면(313)에 구비되어 내,외측 경사면(2463)(313) 사이를 실링하는 실링부재(312)를 갖는 개폐부(310)와, 개폐부(310)에서 연장 형성되는 지지로드(330)와, 지지로드(330)에서 이보다 작은 직경으로 연장 형성되어 주입포트(246)의 통공(2465)에 관통 결합되는 안내로드(331)와, 지지로드(330) 및 안내로드(331)에 끼워져 내측 경사면(2463)을 주입포트(246)의 외측 경사면(313)에 밀착시키는 제2 스프링(340)을 포함한다.
개폐로드(320)는 주입포트(246)의 유입구(2461) 및 연장구(2462)보다 작은 외경을 갖는 환봉과, 환봉의 외측면에서 환봉의 축 방향과 수직한 방향으로 돌출되는 날개부(321)를 포함한다.
이때, 날개부(321)는 일 방향으로 돌출된 단독형 또는 대칭되는 양 방향으로 돌출되는 복수형 또는 십자 형태로 돌출된 십자형 또는 방사상으로 돌출된 방사형으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 십자형 날개부(321)를 일례로 예시하였고, 십자형 날개부(321)는 윤활유 주입기의 정확한 접촉을 유도할 뿐 아니라 날개부(321)와 환봉 사이에 윤활유가 공급될 수 있는 충분한 공간의 유로를 확보할 수 있게 된다.
이와 같은 날개부(321)를 포함하는 십자형 개폐로드(320)는 이의 외경이 주입포트(246)의 연장구(2462)보다 작은 직경을 갖도록 구비되어, 개폐로드(320)의 이동 시 주입포트(246)와의 간섭 및 마찰을 최소화하여 원활한 이동을 구현할 수 있게 된다.
그리고, 개폐부(310)는 주입포트(246)를 개폐시키는 원뿔 형상의 부재로서, 개폐로드(320)에서 외측으로 점차 확장되어 주입포트(246)의 내측 경사면(2463)과 접하는 외측 경사면(313)과, 외측 경사면(313)의 외측면에 구비되어 내.외측 경사면(2463)(313) 사이를 실링하는 실링부재(312)와, 실링부재(312)를 받쳐 지지하는 받침돌부(311)를 포함한다.
개폐부(310)의 외측 경사면(313)은 내측 경사면(2463)과 동일한 기울기로 형성되어 내측 경사면(2463)과 면밀착되게 구비된다.
실링부재(312)는 외측 경사면(313)에 끼워져 구비되는 O링으로 구비되어, 외측 경사면(313)이 내측 경사면(2463)에 면밀착될 시 내측 경사면(2463)에 밀착되어 내.외측 경사면(2463)(313) 사이를 실링하게 된다.
받침돌부(311)는 외측 경사면(313)에 끼워져 구비되는 실링부재(312)를 받쳐 지지하는 돌출부로서, 외측 경사면(313)이 내측 경사면(2463)에 면밀착될 시 받침돌부(311)는 내측 경사면(2463)과 이격되는 길이로 구비됨이 바람직하다.
그리고, 지지로드(330)는 그 외경이 제2 스프링(340)의 내경과 동일하거나 이보다 작은 직경으로 형성되어, 제2 스프링(340)이 지지로드(330)에 끼워진 상태로 구비된다. 이에 따라 제2 스프링(340)은 항상 정위치를 유지한 상태에서 정확한 작동을 할 수 있게 된다.
안내로드(331)는 지지로드(330) 및 주입포트(246)의 통공(2465)보다 작은 외경을 갖도록 형성되어 주입포트(246)의 통공(2465)을 관통하여 구비됨으로써 제2 스프링(340)의 하단부가 통공(2465) 주변의 주입포트(246) 바닥면에 안착된 상태로 고정될 수 있고, 주입포트(246)에 공급되는 윤활유는 안내로드(331)와 통공(2465) 사이를 통해 리테이너(240)의 내부 유로(247)로 원활히 공급된다.
제2 스프링(340)은 압축 코일스프링으로서, 이의 인장력에 의해 개폐밸브(300)의 외측 경사면(313)이 주입포트(246)의 내측 경사면(2463)에 면밀착된 상태로 탄력 지지되고, 개폐밸브(300)에 외압(윤활유 주입기의 삽입)이 작용할 시 이동되는 개폐밸브(300)에 의해 압축된다.
따라서, 개폐밸브(300)는 제2 스프링(340)의 인장력에 의해 주입포트(246)를 폐쇄시킨 상태로 유지하고 있다가 주입포트(246)에 윤활유 주입기가 삽입되면, 개폐밸브(300)가 주입포트(246) 내에서 밀려 하강 이동되면서 제2 스프링(340)을 압축시킨 상태로 주입포트(246)를 개방시키게 된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
10 : 전극시트 10a : 슬리팅된 전극시트
20 : 전극롤 20a : 절단 단부
100 : 슬리팅장치 110 : 본체
111 : 가이드레일 120 : 언와인더롤러
130 : 리와인더롤러 1301 : 저널부
131 : 접착롤러 140 : 슬리팅부
141 : 슬리팅롤러 142 : 절단날
150 : 커팅부 151 : 모터
152 : 스크류축 1521 : 오른나사부
1522 : 왼나사부 160,170 : 이동블록
161,171 : 외블록 1611,1711 : 내측돌기
162,172 : 커터 163,173 : 내블록
1631,1731 : 외측돌기 164,174 : 압착판
1641,1741 : 관통구 165,175 : 스프링
180 : 테이핑부 181 : 테이프롤
182 : 이형지롤 183 : 접착테이프
184 : 이형지 185 : 가압롤러
186 : 가이드롤러 190 : 박리브라켓
191 : 수평면 192 : 지지면
193 : 경사면 194 : 경계면
1942 : 박리구 195 : 부착롤러
200 : 롤러베어링 210 : 내륜
211 : 플랜지 220 : 외륜
221 : 플랜지 230 : 롤러
240 : 리테이너 241 : 관통구
242 : 중공돌부 243 : 결합공
244 : 삽입돌부 245 : 미세유로
246 : 주입포트 2461 : 유입구
2462 : 연장구 2463 : 내측 경사면
2464 : 확장구 2465 : 통공
247 : 내부 유로 250 : 제1 스프링
300 : 개폐밸브 310 : 개폐부
311 : 받침돌부 312 : 실링부재
313 : 외측 경사면 320 : 개폐로드
321 : 날개부 330 : 지지로드
331 : 안내로드 340 : 제2 스프링

Claims (5)

  1. 압연공정을 거친 전극시트를 슬리팅부에서 일정한 폭으로 절단하여 리와인더롤러에 권취된 전극롤을 형성하는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치로서,
    슬리팅장치는 슬리팅부에서 슬리팅된 전극시트를 압착하여 고정한 상태에서 폭 방향으로 전극시트를 커팅하는 커팅부; 및
    커팅부와 리와인더롤러 사이에서 이형지에 일정 간격으로 구비돼 있는 접착테이프가 반대 방향으로 방향 전환되어 이송되는 이형지로부터 박리되면서 접착테이프의 일단부가 커팅된 전극롤의 절단 단부에 부착된 상태로 전극롤에 감김됨에 따라 테이프의 타측부가 전극롤에 부착되어 폭 방향으로 커팅된 절단 단부를 전극롤에 부착 고정시키는 테이핑부;
    전극롤이 권취되는 리와인더롤러를 회전 가능하게 탄력 지지하는 롤러베어링;을 포함하고,
    커팅부는 모터에 의해 회전되고 전극시트를 기준으로 상,하측에 각각 오른나사부와 왼나사부가 형성되는 스크류축;
    스크류축의 오른나사부와 왼나사부에 각각 치합되어 스크류축의 회전에 의해 근접되거나 이격되게 이동되는 상하 이동블록;
    상하 이동블록에 각각 고정되게 설치되어 서로 마주하도록 구비되는 중공의 상하 외블록;
    상하 외블록 내에 각각 삽입되어 서로 마주하도록 구비되는 상하 내블록;
    상하 내블록과 상하 외블록 사이에 구비되어 상하 내블록을 탄력 지지하는 상하 스프링;
    상하 내블록에 각각 설치되어 전극시트를 압착하도록 구비되는 상하 압착판;
    상하 외블록에 각각 설치되어 상하 외블록과 같이 이동되면서 상하 압착판을 관통하여 전극시트를 커팅하도록 구비되는 상하 커터;를 포함하는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    테이핑부는 이형지와 접착테이프를 포함하는 테이프가 롤 형태로 감김된 테이프롤;
    전극시트와 나란히 구비되는 수평면과, 수평면에서 경사지게 형성되는 경사면이 구비되어, 테이프롤에서 인출되는 테이프는 경사면을 따라 이송되고 접착테이프가 분리된 이형지는 테이프와 반대 방향으로 방향 전환되어 수평면과 나란히 이송되게 하는 박리브라켓;
    박리브라켓에 구비되어 테이프롤에서 박리브라켓의 경사면과 수평면의 경계면 측으로 인출되는 테이프의 이송 방향을 절곡시켜 테이프가 긴장된 장력을 유지한 채로 이송될 수 있도록 가압 지지하는 가압롤러;
    박리브라켓의 경사면과 수평면의 경계면 측에 구비되어 이형지에서 분리되는 접착테이프를 전극시트에 부착시키는 부착롤러;를 포함하여,
    이형지를 당김에 따라 테이프가 박리브라켓의 경사면과 수평면의 경계면에서 반대 방향으로 방향 전환되는 이형지로부터 접착테이프가 분리되어 전극시트 측으로 인출되어 전극롤의 절단 단부에 부착되는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    롤러베어링은 리와인더롤러에 결합 고정되는 내륜과, 내륜을 감싼 상태로 슬리팅장치에 결합 고정되는 외륜과, 내륜과 외륜 사이에서 구름되는 다수의 롤러들을 각각 회전 가능한 상태로 지지하는 독립된 다수의 리테이너를 포함하고,
    리테이너는 그 중앙부에 롤러가 회전 가능하게 삽입되는 관통구가 구비되는 한편 관통구 주위의 내부에는 윤활유가 유동하는 내부 유로가 구비되며,
    이웃하는 리테이너는 상호 슬라이딩 가능하게 결합되어 이웃하는 리테이너가 서로 멀어지거나 가까워짐에 따라 내부 유로에 윤활유가 유입되거나 배출되면서 리와인더롤러를 완충시킬 수 있는 이차전지 전극 제조용 슬리팅장치.
  5. 삭제
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