KR100396041B1 - 슬립링의 구조 및 그 제조방법 - Google Patents

슬립링의 구조 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬립링의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬립링 결합체를 중심으로 분할된 브러시조합체의 내측에 그 양끝단부의 간격이 해당 슬립링의 직경보다 작게 되고 각 양끝단부에는 소정 각도의 범위내에서 절곡된 절곡부를 형성시킨 와이어 브러시를 설치하므로서, 슬립링의 요홈부 사이에 와이어 브러시가 견고하게 접촉되도록 하여 접촉효율을 높일 수 있도록 하는 한편, 브러시조합체와 슬립링 결합체를 각각의 전선과 함께 인서트 몰딩으로 형성시키므로서, 납땜 부위의 밀폐와 견고한 접착으로 인하여 먼지 등과 같은 이물질의 유입과 산화 및 유동에 의한 접촉불량을 방지하고, 균일한 규격으로 대량생산이 가능할 수 있도록 한 슬립링의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 금합금(비철금속) 재질로 이루어지는 다수의 와이어 브러시를 신호/전원 전송용 제 1 전선과 연결시킨 상태로 지지하는 브러시조합체와, 상기 브러시조합체의 내부에 설치되고 와이어 브러시와 접촉되는 "V"형의 요홈부를 가지는 슬립링(24)을 절연링(23)과 교호로 형성시킨 슬립링 결합체(20)로 이루어지며, 상기 각 슬립링(24)에는 제 2 전선(27)이 연결 설치된 것에 있어서, 상기 브러시조합체(10)는 슬립링 결합체(20)를 중심으로 대향되는 두 개의 브러시홀더(11a)(11b)로 분할 형성되며, 상기 각각의 브러시홀더(11a)(11b) 내측에는 "ㄷ" 형태로 절곡되어 해당 슬립링(24)의 양측으로 연장되는 와이어 브러시(14a)(14b)가 인서트 몰딩에 의하여 상기 제 1전선(15a)(15b)과 함께 브러시홀더(11a)(11b)와 일체로 몰딩 형성되고, 상기 와이어 브러시(14a)(14b)는 그 양끝단부의 간격이 슬립링(24) 직경의 75~85% 범위내가 되도록 내측으로 대향 절곡된 상태에서 각각의 양끝단부에는 외측 방향으로 132~152°의 각도로 절곡되는 절곡부(16a)(16b)가 형성되며, 상기 슬립링(24)과 연결되는 제 2 전선(27)은 인서트 몰딩에 의하여 절연링(23)을 형성하면서 슬립링(24)의 내측으로 삽입되는 샤프트(21)상에 슬립링(24)과 함께 일체로 몰딩 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

슬립링의 구조 및 그 제조방법{A structure of slip-ring and the manufacturing method thereof}
본 발명은 슬립링의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬립링 결합체를 중심으로 분할된 브러시조합체의 내측에 그 양끝단부의 간격이 해당 슬립링의 직경보다 작게 되고 각 양끝단부에는 소정 각도의 범위내에서 절곡된 절곡부를 형성시킨 와이어 브러시를 설치하므로서, 슬립링의 요홈부 사이에 와이어 브러시가 견고하게 접촉되도록 하여 접촉효율을 높일 수 있도록 하는 한편, 브러시조합체와 슬립링 결합체를 각각의 전선과 함께 인서트 몰딩으로 형성시키므로서, 납땜 부위의 밀폐와 견고한 접착으로 인하여 먼지 등과 같은 이물질의 유입과 산화 및 유동에 의한 접촉불량을 방지하고, 균일한 규격으로 대량생산이 가능할 수 있도록 한 슬립링의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 슬립링(slip ring)은 회전체를 갖는 회전부분의 전기회로와 고정부분의 전기회로를 회전중에도 배선의 꼬임없이 전기적 접속이 이루어질 수 있도록 하는 장치로서 사용 용도에 따라 다양한 구조를 이루고 있으며, 특히, 최근에 들어 각종 전자기기의 소형화 추세와 기능 개발로 인해 복잡한 여러 종류의 신호를 동시 다발적으로 전송하여야 함으로써 슬립링 자체의 소형화와 정밀성이 요구되고 있다.
상기와 같이 소형이면서도 정밀성이 요구되는 슬립링의 적용예로는, 광범위한 영역을 감시하는 감시카메라를 포함하여 인덱스 테이블, 로봇시스템, 의료용장비, 히터롤 및 각종 계측장비 등과 같은 자동화 기기를 들수 있으며, 이와 같이 슬립링이 적용된 각종 장치의 회전체로부터 다양한 전기적인 신호를 배선의 꼬임없이 고정체로 전달시키기 위한 종래 슬립링의 구조를 도 1a 및 도 1b에 나타내었다.
도 1a은 대한민국 등록실용신안 제 202596호(등록일자:2000년 8월 30일)로서 (가)도는 감시용 카메라에 적용되는 슬립링의 구조를 도시한 분해 사시도이며, (나)도는 결합 사시도이다.
상기와 같은 종래의 슬립링 구조는 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이, 슬립링(130)을 지지하는 고정체로서의 슬립링 결합체(100)와, 상기 슬립링 결합체(100)의 외부에 설치되어 슬립링(130)과 접촉되는 브러시(141)를 지지하는 회전체로서의 브러시조합체(140)로 이루어진다.상기 슬립링 결합체(100)는 관형상의 몸체 측면에 제 2 전선(151)을 배선할 수 있는 슬롯홀(111)이 형성되고 그 몸체의 하부에는 받침플렌지(112)가 형성되는 지지봉(110)과, 이 지지봉(110)에 절연재인 절연링(120)과 교차되는 순서로 끼움 조립되는 도전체인 슬립링(130)으로 이루어지며, 상기 절연링(120)은 지지봉(110)에 끼워 조립할 수 있는 중공(121)이 중앙에 형성되고 그 외주면에 제 2 전선(151)이 배선되어질 수 있는 전선안내홀(122)을 구비하는 슬립링체결부(123)가 단턱지게 형성되어 있다.
그리고, 상기 절연링(120)의 슬립링체결부(123)에 조립되며 제 2 전선(151)이 접지되는 슬립링(130)은 슬립링체결부(123)의 외경과 상응하는 크기의 내경과 높이 및 두께로 형성되어 있으며, 상기 브러시조합체(140)는 슬립링(130)의 외주면에 대하여 접지되어질 수 있는 폭을 이루도록 "ㄷ"자 형상으로 절곡 되어진 브러시(141)와, 상기 브러시(141)를 지지봉(110)에 조립된 슬립링(130)과 동일한 숫자와 간격을 이루도록 고정하는 브러시홀더(142)로 이루어지며, 각각의 브러시(141) 중앙에는 제 1 전선(161)이 접지되어 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래 슬립링의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.먼저, 도시되지 않은 감시카메라가 수평회전식으로 작동될 경우, 슬립링도 감시카메라와 함께 작동하게 되는데, 이때 슬립링 결합체(100)는 회전하지 않는 정지상태로 있게 되고, 브러시조합체(140)만이 슬립링용 브라켓트에 의하여 감사카메라와 함께 회전하게 되며, 이로 인하여 감시카메라의 수평회전에도 불구하고 브러시조합체(140)의 브러시(141)가 슬립링 결합체(100)의 슬립링(130)에 대하여 지속적으로 접지된 상태를 유지함과 동시에 제 1, 제 2 전선(151)(161)의 꼬임없이 회전하게 되므로서 감시카메라를 사용하여 피사체를 촬영할 수 있게 되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 슬립링 구조는 지지봉(110)에 교차적으로 끼워지는 절연링(120)과 슬립링(130)에 대한 별도의 고정수단이 없는 관계로 감시카메라의 수평 및 수직 회전시 절연링(120)과 슬립링(130)의 미세한 유동이 발생하게 되는 데, 이러한 유동은 브러시(141)와 슬립링(13) 사이의 접촉불량을 일으키거나 노이즈를 발생시키는 요인이 되어 신호의 정확한 전송이 어려울 뿐만 아니라, 슬립링(130)과 제 2 전선(151)의 접착력을 저하시키는 요인으로 작용되어 장치의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
또한, 슬립링(130)과 접촉이 이루어지는 브러시(141)의 양끝단부가 평면으로 형성됨에 따라 장기간 사용으로 인하여 브러시(141)의 마모가 발생하거나, 그 조립과정에서 브러시(141)의 양끝단부 간격이 슬립링(130)의 외부 직경보다 조금이라도 넓어질 경우에는, 슬립링(130)과 브러시(141)의 접촉이 제대로 이루어지지 않게 되므로서 그 불량발생율이 높을 뿐만 아니라, 슬립링(130)과 브러시(141)에 연결되는 제 1, 제 2 전선(151)(161)의 납땜 부위가 외부공간으로 노출되어 먼지 등의 이물질 유입과 산화에 의한 접촉불량이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
특히, 상기와 같은 종래의 슬립링 구조는 브러시홀더(142)와 브러시(141)로 이루어진 브러시조합체(140)가 회전하도록 되어 있기 때문에, 고속으로 회전하는 장치에 적용할 경우 원심력에 의하여 브러시(141) 양끝단부의 벌어짐이 더욱 심화되므로서 이러한 장치에는 적용이 불가능하게 되는 문제점이 발생하였으며, 더욱이 슬립링(130)과 브러시(141)의 마찰 단면적이 비교적 넓기 때문에 전기적 접촉에 따른 노이즈의 발생이 심하여 미세한 신호전달을 위한 장치사양에는 적용하기가 부적합한 문제점이 있었다.
또한, 슬립링 결합체(100)를 구성하고 있는 지지봉(110)과 슬립링(130) 및 절연링(120)의 조립 뿐만 아니라, 브러시홀더(142)와 브러시(141)로 이루어지는 브러시조합체(140) 등 여러 부품의 결합을 거의 대부분 수작업에 의존하여야 하므로서, 대량생산시 그 공정이 매우 복잡하고 많은 인력이 소요되어 생산성의 저하를 유발시킴은 물론, 균일한 품질의 제품을 생산하기가 어려운 문제점이 있었다.
도 1b는 이와 같은 종래의 복잡한 슬립링 구조 대신에 슬립링 결합체를 사출에 의하여 제조하도록 한 종래의 다른 슬립링을 도시한 것으로서, 제 2 전선(220)이 접지되는 슬립링(212)이 일정 간격으로 나란하게 배열되고, 이와 같이 배열된 슬립링(212)에 절연물질인 합성수지로서 봉형상을 이루도록 절연봉(211)이 사출성형되어 슬립링 결합체(210)를 이루며, 상기 슬립링 결합체(210)의 각 슬립링(212)에 접지되는 브러시(231)가 브러시홀더(232)에 배열 형성되고, 상기 브러시(231)의 후단으로 접지된 제 1 전선(240)이 카메라에 연결되어 제어부에 입력된 신호에 따라 카메라가 작동되어지도록 하는 브러시조합체(230)를 이루게 된다.
상기와 같이 슬립링결합체(212)가 사출 성형되는 과정을 설명하면, 먼저 성형틀에 제 2 전선(220)이 접지되어진 슬립링(212)을 일정간격을 갖도록 배열시킨상태에서 성형틀에 용융된 합성수지(절연재)를 충진시켜 슬립링결합체(210)을 형성하게 된다.
이와 같이 사출에 의하여 제조되는 슬립링 역시 슬립링(212)의 표면이 호형의 매끄러운 접촉면을 가지고 있으며, 브러시(231) 역시 양끝단부가 평면으로 형성됨에 따라 장기간의 사용으로 인하여 브러시(231)의 마모가 발생하거나, 또는 조립과정에서 슬립링 결합체(210)와 브러시조합체(230)의 사이에 조금이라도 오차가 발생할 경우에는, 슬립링(212)과 브러시(231) 사이에 접촉이 제대로 이루어지지 않게 되므로써 접촉 불량을 일으키게 되는 문제점이 있었다.
또한, 전술한 바와 같이 슬립링(212)과 브러시(231)에 연결되는 제 1, 제 2 전선(240)(220)의 납땜 부위가 공간으로부터 노출되어 있기 때문에, 먼지 등의 이물질 유입과 산화에 의하여 접촉불량이 발생될 수 있는 문제점을 여전히 내포하고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 기존의 브러시를 직경 0.2~0.3mm의 굵기를 갖는 금합금(비철금속) 재질의 와이어로 사용하되, 와이어 브러시를 "ㄷ"자 형태로 절곡시켜 그 양끝단부 사이의 간격이 해당 슬립링의 직경보다 작게 되도록 하고, 각각의 양끝단부에는 외측 방향으로 132~152°범위내에서 절곡되는 절곡부를 형성시키므로서, 약 85~95°각도의 "V"형 요홈부를 가지는 슬립링에 상기 와이어 브러시의 절곡부가 탄력적으로 접촉되도록 하여, 와이어 브러시와 슬립링의 접촉효율을 높임과 동시에 전기적인 노이즈의 발생을 줄일 수 있도록 하는 것을 본 발명의 기술적 과제로 한다.
또한, 상기 와이어 브러시를 인서트 몰딩에 의하여 제 1 전선과 함께 브러시홀더와 일체로 고정시키므로서 브러시조합체를 구성함과 동시에 제 2 전선이 접지된 슬립링을 인서트 몰딩에 의하여 절연링과 교호로 형성되게 하므로서, 와이어 브러시와 슬립링의 견고한 고정은 물론, 와이어 브러시와 슬립링에 연결되는 각각의 전선이 브러시홀더와 샤프트의 내부에 인서트 몰딩되어 그 납땜 부위가 공간으로부터 밀폐되도록 하므로서 먼지 등의 이물질 유입과 산화 및 유동에 의한 접촉불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 균일한 규격으로 대량생산이 가능할 수 있도록 하는 것을 본 발명의 또 다른 기술적 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬립링의 구조는, 금합금(비철금속) 재질로 이루어지는 다수의 와이어 브러시를 신호/전원 전송용 제 1 전선과 연결시킨 상태로 지지하는 브러시조합체와, 상기 브러시조합체의 내부에 설치되고 와이어 브러시와 접촉되는 "V"형의 요홈부를 가지는 슬립링을 절연링과 교호로 형성시킨 슬립링 결합체로 이루어지며, 상기 각 슬립링에는 제 2 전선이 연결 설치된 것에 있어서, 상기 브러시조합체는 슬립링 결합체를 중심으로 대향되는 두 개의 브러시홀더로 분할 형성되며, 상기 각각의 브러시홀더 내측에는 "ㄷ" 형태로 절곡되어 해당 슬립링의 양측으로 연장되는 와이어 브러시가 인서트 몰딩에 의하여 상기 제 1전선과 함께 브러시홀더와 일체로 몰딩 형성되고, 상기 와이어 브러시는 그 양끝단부의 간격이 슬립링 직경의 75~85% 범위내가 되도록 내측으로 대향 절곡된 상태에서 각각의 양끝단부에는 외측 방향으로 132~152°의 각도로 절곡되는 절곡부가 형성되며, 상기 슬립링과 연결되는 제 2 전선은 인서트 몰딩에 의하여 절연링을 형성하면서 슬립링의 내측으로 삽입되는 샤프트에 슬립링과 함께 일체로 몰딩 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 슬립링의 제조방법은, 금합금(비철금속) 재질로 이루어지는 다수의 와이어 브러시를 신호/전원 전송용 제 1 전선과 연결시킨 상태로 지지하는 브러시조합체와, 상기 브러시조합체의 내부에 설치되고 와이어 브러시와 접촉되는 "V"형의 요홈부를 가지는 슬립링을 절연링과 교호로 형성시킨 슬립링 결합체로 이루어지며, 상기 각 슬립링에는 제 2 전선이 연결 설치되는 슬립링의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 전선이 연결된 와이어 브러시를 브러시유입공이 일정 간격으로 형성된 하부금형에 삽입시킨 다음, 와이어 브러시가 삽입된 하부금형에 상부금형을 결합시킨 상태에서 각각의 금형 사이로 몰딩재를 주입하여, 상기 와이어 브러시와 제 1 전선이 브러시조합체를 이루는 브러시홀더와 일체로 성형되도록 하며, 상기 제 2 전선이 내측에 연결되고 "V"형의 요홈부를 갖는 슬립링을 슬립링유입공이 일정 간격으로 형성된 하부금형에 삽입시킨 다음, 하부금형과 상하로 대칭되는 상부금형을 하부금형에 결합시킨 상태에서 각각의 금형 사이로 몰딩재를 주입하여, 상기 슬립링과 제 2 전선을 몰딩재에 의한 절연링과 샤프트에 일체로 고정시키므로서 상기 스냅링 결합체를 성형시키는 것을 특징으로 한다.
도 1a는 종래 슬립링의 구조도.
도 1b는 종래 다른 슬립링의 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 슬립링의 분해 사시도.
도 3a는 본 발명에 따른 슬립링의 결합 단면도.
도 3b는 도 3a의 A-A선 일부 단면도.
도 4a는 본 발명에 따른 브러시조합체 제조금형의 평면도.
도 4b는 본 발명에 따른 브러시조합체의 제조공정도.
도 5a는 본 발명에 따른 슬립링결합체 제조금형의 평면도.
도 5b는 본 발명에 따른 슬립링결합체의 제조공정도.
도 5c (가)는 도 5b에 의해 제조된 슬립링결합체의 정면도.
(나)는 (가)의 B-B선 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 브러시조합체 11a, 11b : 브러시 홀더 12 : 제 1 수납홈
13 : 제 2 수납홈 14a, 14b : 와이어 브러시 15a, 15b : 제 1 전선
16a, 16b : 절곡부 20 : 슬립링 결합체 21 : 샤프트
23 : 절연링 24 : 슬립링 25 : 제 1 베어링
26 : 제 2 베어링 27 : 제 2 전선 28 : 돌출단턱
이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 2 내지 도 5c를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 슬립링의 분해 사시도이며, 도 3a는 본 발명에 따른 슬립링의 결합 단면도이며, 도 3b는 도 3a의 A-A선 일부 단면도이다.
본 발명에 의한 슬립링의 구조는 크게 회전하지 않는 고정체로서 다수의 제 1 전선(15a)(15b)이 각각 연결된 다수의 와이어 브러시(14a)(14b)가 인서트 몰딩(Insert Molding)에 의하여 형성되는 브러시조합체(10)와, 도시되지 않은 회전수단에 의하여 회전하는 회전체로서 상기 와이어 브러시(14a)(14b)와 접촉되고 다수의 제 2 전선(27)이 각각 연결된 다수의 슬립링(24)이 일정한 간격을 두고 인서트 몰딩되어 일체로 형성되는 슬립링결합체(20)로 이루어진다.
상기 슬립링결합체(20)는 샤프트(21)의 일측에 돌출단턱(28)이 형성됨과 동시에 절연링(23)과 슬립링(24)이 교호로 고정되는 인서트 몰딩구조를 이루고 있으며, 절연링(23)과 교호로 고정되는 슬립링(24)의 최외곽은 도 3a에서와 같이 약 85~95°각도로 유지되는 "V"형의 요홈부가 형성되어 있고, 샤프트(21)의 상.하 일측에는 슬립링결합체(20)의 회전을 원할하게 하는 제 1, 제 2 베어링(25)(26)이 설치된다.상기와 같이 슬립링(24)의 "V"형 요홈부 각도를 85~95°로 한정하는 이유는, 와이어 브러시(14a)(14b)와 슬립링(24)의 접촉면적을 최대화시킴과 동시에 슬립링결합체(20)와 브러시조합체(10)의 조립시 와이어 브러시(14a)(14b)가 각 슬립링(24)의 요홈부 사이로 용이하게 삽입될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 85°미만의 각도에서는 슬립링결합체(20)와 브러시조합체(10)의 조립시 각 슬립링(24)의 요홈부 사이로 와이어 브러시(14a)(14b)가 용이하게 삽입되기 어려운 단점이 있고, 95°를 초과한 각도에서는 와이어 브러시(14a)(14b)의 삽입은 용이하게 이루어지는 데 반하여 슬립링(24)과 와이어 브러시(14a)(14b) 사이의 접촉면적이 다소 줄어드는 단점이 있으므로 슬립링(24)의 요홈부 각도는 85~95°의 범위내로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬립링결합체(20)를 외부에서 에워싸는 브러시조합체(10)는 슬립링결합체(20)를 중심으로 대향 분할되는 두 개의 브러시홀더(11a)(11b)로 나뉘어 형성되며, 상기 각 브러시홀더(11a)(11b)의 상.하측에는 상기 제 1, 제 2 베어링(25)(26)이 삽입되는 제 1 및 제 2 수납홈(12)(13)이 각각 형성되고, 각 브러시홀더(11a)(11b)의 내측에 설치되는 와이어 브러시(14a)(14b)는 직경 0.2~0.3mm의 굵기를 갖는 금합금(비철금속) 재질의 와이어로서, "ㄷ"자 형태로 절곡된 몸체의 후단부가 인서트 몰딩에 의하여 각 브러시홀더(11a)(11b)의 내측으로 삽입된 상태에서 그 양끝단부가 해당 슬립링(24)의 양측으로 연장되도록 형성되어 있다.상기와 같이 와이어 브러시(14a)(14b)를 0.2~0.3mm의 굵기를 가지는 금합금 재질로 형성시키는 이유는, 금합금이 우수한 전기전도성과 탄성 및 강도를 가지므로서 와이어 형태의 브러시에 적용할 수 있는 최적의 소재이며, 이러한 금합금을 이용하여 와이어 브러시(14a)(14b)를 제조할 시 그 탄성 및 강도적인 측면과 함께 슬립링(24)의 요홈부와 접촉되는 단면적을 동시에 고려할 경우 0.2~0.3mm의 굵기로 형성시키는 것이 바람직하기 때문이다.상기와 같이 형성된 와이어 브러시(14a)(14b)는 그 양끝단 부분에 외측 방향으로 132~152°범위내에서 절곡되는 절곡부(16a)(16b)를 형성시키므로서, 브러시조합체(10)와 슬립링결합체(20)의 조립시 와이어 브러시(14a)(14b)의 휨 현상을 방지함과 동시에 와이어 브러시(14a)(14b) 양끝단부에 의한 슬립링(24)의 표면 손상을 방지할 수 있도록 되어 있고, 이 절곡부(16a)(16b) 사이의 간격이 슬립링(24) 직경의 75~85%가 되도록 와이어 브러시(14a)(14b)를 내측으로 경사지게 대향 절곡시키므로서, 브러시조합체(10)와 슬립링결합체(20)의 조립을 용이하게 수행할 수 있으면서도 와이어 브러시(14a)(14b)가 그 탄성력에 의하여 슬립링(24)의 요홈부에 견고하게 접촉되도록 되어 있으며, 이로 인하여 와이어 브러시(14a)(14b)와 슬립링(24) 사이의 접촉효율을 높이고 전기적인 노이즈의 발생을 줄임과 동시에 브러시조합체(10)와 슬립링결합체(20)의 조립을 보다 손쉽고 간편하게 수행할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 상기 브러시조합체(10)의 각 브러시홀더(11a)(11b)에 고정 설치되며 다수의 와이어 브러시(14a)(14b)에 각각 연결되는 제 1 전선(15a)(15b)은 브러시홀더(11a)(11b)의 내부에서 몰딩물과 함께 고정되어 그 접점부가 몰딩물에 함침되어 있고, 슬립링결합체(20)에 고정 설치된 다수의 슬립링(24)에 각각 연결되는 제 2 전선(27) 또한 샤프트(21)의 내부에서 몰딩물과 함께 고정되어 그 접점부가 몰딩물에 함침되어 있으며, 이로 인하여 각 전선(15a)(15b)(27)의 접점부가 먼지 등과 같은 이물질의 유입이나 산화 및 유동에 의한 접촉 불량을 일으키지 않게 되는 것이다.상기한 바와 같이, 와이어 브러시(14a)(14b)가 제 1 전선(15a)(15b)과 함께 각 브러시홀더(11a)(11b)에 일체로 몰딩 형성되어 있고, 슬립링(24) 또한 제 2 전선(27)과 함께 슬립링결합체(20)의 샤프트(21)에 일체로 몰딩 형성되어 있으며, 각 브러시홀더(11a)(11b)에 설치되는 와이어 브러시(14a)(14b)는 해당 슬립링(24)에 대하여 교호로 접촉이 이루어지도록 브러시홀더(11a)(11b)의 내측으로 돌출 형성되어 있기 때문에, 샤프트(21)에 삽입된 제 1 및 제 2 베어링(25)(26)이 제 1 및 제 2 수납홈(12)(13)에 삽입되도록 각각의 브러시홀더(11a)(11b)를 결합시키기만 하면, 와이어브러시(14a)(14b)와 스냅링(24)의 접촉이 이루어짐과 동시에 본 발명에 의한 슬립링의 조립이 간단하게 완료되며, 이와 같은 조립의 단순화로 인하여 슬립링의 대량생산이 가능할 뿐만 아니라, 불량이 거의 발생하지 않는 균일한 품질의 제품을 생산할 수 있게 되는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 슬립링의 브러시조합체(10)의 제조과정을 도 4a 및 도 4b를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4a는 본 발명에 따른 슬립링을 이루는 브러시조합체(10)의 제조금형에 있어 그 하부금형(32)의 평면도를 도시한 것으로서, 두 개로 분할 형성되는 브러시조합체(10)의 동시 제작이 가능하도록 한 것이다.
상기 금형을 이용한 브러시조합체(10)의 제조과정은, 일차적으로 도 4b의 (가)에서와 같이 일측에 신호/전원 전송용 제 1 전선(15a)이 각각 연결된 와이어 브러시(14a)를 도 4b의 (나)에서와 같이 하부금형(32)에 일정 간격으로 형성된 브러시유입공(31)에 삽입시키고, 도 4b의 (다)에서와 같이 와이어브러시(14a)가 삽입된 하부금형(32)에 상부금형(33)을 덮은 다음, 도 4b의 (라)에서와 같이 각각의 금형(32)(33)사이로 몰딩재(34)를 주입하여 상.하부금형(32)(33)으로부터 브러시조합체(10)를 취출하게 되면, 도 2에서와 같이 와이어 브러시(14a)(14b)가 브러시홀더(11a)(11b)에 인서트 몰딩되어 고정됨과 동시에 상기 와이어 브러시(14a)(14b)에 연결된 제 1 전선(15a)(15b) 또한 브러시홀더(11a)(11b) 내부에서 몰딩재(34)와 함께 고정시킬 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 브러시홀더(11a)(11b)와 와이어 브러시(14a)(14b) 및 제 1 전선 (15a)(15b)이 인서트 몰딩에 의하여 하나의 일체화 된 부품으로 생산되므로서, 납땜에 의하여 연결된 와이어 브러시(14a)(14b)와 제 1 전선(15a)(15b)이 각종 요인에 의하여 산화 및 분리되는 것과 같은 접촉불량 요인을 사전에 차단시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 일체화 된 부품으로서의 브러시조합체(10)를 각종 규격에 맞도록 간편하게 생산할 수 있게 되며, 이로 인하여 브러시조합체(10)의 고품질 대량생산을 용이하게 이루어낼 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 본 발명에 따른 슬립링의 슬립링결합체(20)의 제조과정을 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 슬립링결합체(20)의 제조공정을 도시한 것으로써, 도 5a는 본 발명의 슬립링을 이루는 슬립링결합체(20)의 제조금형에 있어 그 하부금형(42)을 나타내는 평면도이고, 도 5b는 제조 공정도이며, 도 5c의 (가)는 완성된 슬립링결합체(20)의 정면도이고, 도 5c의 (나)는 (가)의 B-B선 단면도이며, 도 5a에 도시되어 있는 것 또한, 본 발명에 따른 슬립링결합체(20) 2개를 동시에 몰딩 성형할 수 있도록 한 것이다.
상기 금형을 이용한 슬립링결합체(20)의 제조과정은, 일차적으로 도 5b의 (가)에서와 같이, 일측에 신호 또는 전원 전송용 제 2 전선(27)이 각각 연결되며 약 85~95°의 각도로 유지되는 "V"형의 슬립링(24)을 도 5b의 (나)에서와 같이 하부금형(42)에 일정 간격으로 형성된 슬립링유입공(41)에 삽입시키고, 도 5b의 (다)에서와 같이 슬립링(24)이 삽입된 하부금형(42)에 상하로 대칭되는 상부금형(43)을 덮은 다음, 각각의 금형(42)(43)내부로 몰딩재(44)를 주입하여 상.하부금형(42)(43)으로부터 슬립링결합체(20)를 취출하게 된다.
상기와 같이 취출된 슬립링결합체(20)는 도 5c의 (가) 및 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 샤프트(21)의 일측에 제 2 베어링(26)의 흘러내림을 방지하는 돌출단턱(28)이 형성되고, 각각의 슬립링(24)이 몰딩재에 의하여 형성된 절연링(23)의 사이에 교호로 고정되는 구조를 이루고 있으며, 상기 슬립링(24)에 연결된 제 2 전선(27)은 샤프트(21) 내부에 몰딩재와 함께 고정되고, 샤프트(21)는 미도시된 회전축과 연결된다.
상기와 같이 샤프트(21)와 절연링(23) 및 돌출단턱(28)이 몰딩재에 의하여 일체로 성형됨과 동시에 각 슬립링(24)이 절연링(23)의 사이에 교호로 고정되고, 슬립링(24)과 연결되는 제 2 전선(27)은 샤프트(21) 내부에서 몰딩재와 함께 고정되는 하나의 일체화 된 부품으로 생산되므로서, 납땜에 의하여 연결된 슬립링(24)과 제 2 전선(27)이 각종 요인에 의하여 산화 및 분리되는 것과 같은 접촉불량 요인을 사전에 차단시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 일체화 된 부품으로서의 슬립링결합체(20)를 각종 규격에 맞도록 간편하게 생산할 수 있게 되며, 이로 인하여 슬립링결합체(20)의 고품질 대량생산을 용이하게 이루어낼 수 있게 되는 것이다.
상기와 같은 공정을 통하여 제조되는 브러시조합체(10)와 슬립링결합체(20)를 제 1, 제 2 베어링(25)(26)과 함께 조립하는 과정 및 조립된 슬립링의 작동과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2와 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 샤프트(21)의 상.하측에 제 1, 제 2 베어링(25)(26)을 그 중앙에 형성된 통공을 통하여 삽입시키게 되면, 제 2 베어링(26)은 샤프트(21)와 일체로 형성된 돌출단턱(28)에 의하여 그 흘러내림이 방지된다.
상기와 같은 상태에서 두 개로 분리 형성되는 각각의 브러시홀더(11a)(11b) 사이에 슬립링결합체(20)를 두고 상기 두 개의 브러시홀더(11a)(11b)를 결합하게 되면, 제 1 베어링(25)은 각 브러시홀더(11a)(11b)의 제 1 수납홈(12)에 삽입되고, 제 2 베어링(26)은 각 브러시홀더(11a)(11b)의 제 2 수납홈(13)에 삽입되므로서, 브러시조합체(10)의 내부에 슬립링결합체(20)가 삽입되는 슬립링의 결합이 이루어지게 된다.
이와 같은 결합과정에서, 브러시조합체(10)에 인서트 몰딩되어 그 양끝단부에 절곡부(16a)(16b)가 형성된 와이어 브러시(14a)(14b)는 도 3c에서와 같이 슬립링결합체(20)에 인서트 몰딩되어 고정되며 약 85~95°로 유지되는 슬립링(24)의 "V"형 요홈부에 접촉이 이루어지게 되며, 두 개의 브러시조합체(10)에 설치된 각각의 와이어 브러시(14a)(14b)는 하나의 슬립링(24)에 대하여 교호로 접촉이 이루어지게 된다.
상기와 같이 결합된 본 발명에 따른 슬립링의 동작과정은, 먼저 제 1 전선(15a)(15b)에 신호 또는 전원이 공급되면 이 신호는 브러시조합체(10)에 인서트 몰딩되어 고정되는 도전성의 와이어 브러시(14a)(14b)에 각각 전달되고, 상기 와이어 브러시(14a)(14b)의 양 끝단부는 슬립링(24) 직경의 75~85% 폭을 유지하고 있어 항시 슬립링(24)과 접촉이 이루어지게 되므로서, 와이어 브러시(14a)(14b)에 인가된 신호는 해당 슬립링(24)을 거쳐 제 2전선(27)으로 공급되는 것이다.
특히, 와이어 브러시(14a)(14b)의 양끝단부는 도 3c에서와 같이 외측 방향으로 132~152°범위내에서 절곡된 절곡부(16a)(16b)를 형성하고 있으므로, 상기 와이어 브러시(14a)(14b)가 슬립링(24)에 결합될 때 브러시의 휨 현상과 슬립링(24)의 표면손상을 방지하여 부드러운 결합이 이루어지며, 또한 와이어 브러시(14a)(14b)의 절곡부(16a)(16b)가 85~95°각도를 이루는 슬립링(24)의 "V"형 요홈부 사이에 접촉되어 그 접촉면적이 최대로 유지되므로서, 접촉효율을 높이고 전기적인 노이즈의 발생을 줄일수 있게 된다.
따라서, 제 1 전선(15a)(15b)과 와이어 브러시(14a)(14b)를 통하여 각종 신호 또는 전원이 슬립링(24)에 전달되고, 이와 같이 전달된 신호 또는 전원은 슬립링(24)에 연결된 제 2 전선(27)을 통하여 외부의 특정 부하에 전달되므로서 미도시된 회전체가 회전하게 되며, 이와 같이 회전체가 회전하게 되면, 제 1, 제 2 베어링(25)(26)에 의하여 슬립링결합체(20) 자체가 회전하게 되는 데, 이 경우에도 와이어 브러시(14a)(14b)의 절곡부(16a)(16b)가 슬립링(24)의 "V"형 요홈부 사이에서 그 접촉된 상태를 안전하게 유지하게 되며, 이로 인하여 브러시조합체(10)와 슬립링결합체(20)를 통한 신호의 전송이 원할하게 이루어지게 되는 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 슬립링의 구조 및 그 제조방법은, 슬립링결합체를 중심으로 분할된 브러시조합체의 내측에 그 양끝단부의 간격이 해당 슬립링의 직경보다 작게 되고 각 양끝단부에는 소정 각도의 범위내에서 절곡된 절곡부를 형성시킨 와이어 형태의 브러시를 설치하므로서, 슬립링의 요홈부 사이에 와이어 브러시가 견고하게 접촉되도록 하여 그 접촉효율을 높이고 전기적인 노이즈의 발생을 줄일수 있는 효과가 있는 것이다.
또한, 와이어 브러시를 인서트 몰딩에 의하여 제 1 전선과 함께 브러시홀더에 고정되게 하므로서 브러시조합체를 구성함과 동시에 제 2 전선이 연결된 슬립링을 인서트 몰딩에 의하여 샤프트상에 절연링과 교호로 형성되도록 하므로서, 와이어 브러시와 슬립링의 견고한 고정은 물론, 와이어 브러시와 슬립링에 연결되는 전선의 납땜 부위가 몰딩재의 내부에서 밀폐되도록 하여, 먼지 등의 이물질 유입과 산화 및 유동에 의한 접촉불량을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 브러시조합체와 슬립링결합체를 하나의 부품으로 제조하여 그 조립의 단순화와 함께 불량발생율을 현저히 저하시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 균일한 품질의 제품을 대량으로 생산할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. (정 정) 금합금(비철금속) 재질로 이루어지는 다수의 와이어 브러시를 신호/전원 전송용 제 1 전선과 연결시킨 상태로 지지하는 브러시조합체와, 상기 브러시조합체의 내부에 설치되고 와이어 브러시와 접촉되는 "V"형의 요홈부를 가지는 슬립링(24)을 절연링(23)과 교호로 형성시킨 슬립링 결합체(20)로 이루어지며, 상기 각 슬립링(24)에는 제 2 전선(27)이 연결 설치된 것에 있어서,
    상기 브러시조합체(10)는 슬립링 결합체(20)를 중심으로 대향되는 두 개의 브러시홀더(11a)(11b)로 분할 형성되며,
    상기 각각의 브러시홀더(11a)(11b) 내측에는 "ㄷ" 형태로 절곡되어 해당 슬립링(24)의 양측으로 연장되는 와이어 브러시(14a)(14b)가 인서트 몰딩에 의하여 상기 제 1전선(15a)(15b)과 함께 브러시홀더(11a)(11b)와 일체로 몰딩 형성되고,
    상기 와이어 브러시(14a)(14b)는 그 양끝단부의 간격이 슬립링(24) 직경의 75~85% 범위내가 되도록 내측으로 대향 절곡된 상태에서 각각의 양끝단부에는 외측 방향으로 132~152°의 각도로 절곡되는 절곡부(16a)(16b)가 형성되며,
    상기 슬립링(24)과 연결되는 제 2 전선(27)은 인서트 몰딩에 의하여 절연링(23)을 형성하면서 슬립링(24)의 내측으로 삽입되는 샤프트(21)상에 슬립링(24)과 함께 일체로 몰딩 형성되는 것을 특징으로 하는 슬립링의 구조.
  2. (정 정) 금합금(비철금속) 재질로 이루어지는 다수의 와이어 브러시를 신호/전원 전송용 제 1 전선과 연결시킨 상태로 지지하는 브러시조합체와, 상기 브러시조합체의 내부에 설치되고 와이어 브러시와 접촉되는 "V"형의 요홈부를 가지는 슬립링(24)을 절연링(23)과 교호로 형성시킨 슬립링 결합체(20)로 이루어지며, 상기 각 슬립링(24)에는 제 2 전선(27)이 연결 설치되는 슬립링의 제조방법에 있어서,
    상기 제 1 전선(15a)이 연결된 와이어 브러시(14a)를 브러시유입공(31)이 일정 간격으로 형성된 하부금형(32)에 삽입시킨 다음, 와이어 브러시(14a)가 삽입된 하부금형(32)에 상부금형(33)을 결합시킨 상태에서 각각의 금형(32)(33) 사이로 몰딩재를 주입하여, 상기 와이어 브러시(14a)와 제 1 전선(15a)이 브러시조합체(10)를 이루는 브러시홀더(11a)와 일체로 성형되도록 하며,
    상기 제 2 전선(27)이 내측에 연결되고 "V"형의 요홈부를 갖는 슬립링(24)을 슬립링유입공(41)이 일정 간격으로 형성된 하부금형(42)에 삽입시킨 다음, 하부금형(42)과 상하로 대칭되는 상부금형(43)을 하부금형(42)에 결합시킨 상태에서 각각의 금형(42)(43) 사이로 몰딩재를 주입하여, 상기 슬립링(24)과 제 2 전선(27)을 몰딩재에 의한 절연링(23)과 샤프트(21)에 일체로 고정시키므로서 상기 스냅링 결합체(20)를 성형시키는 것을 특징으로 하는 슬립링의 제조방법.
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