KR101366717B1

KR101366717B1 - 속도 감응식 슬립링

Info

Publication number: KR101366717B1
Application number: KR1020120104972A
Authority: KR
Inventors: 이재건
Original assignee: 주식회사 로텍
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-02-26

Abstract

본 발명은 원판 커버로서 원심에 전극이 결합된 고정자와; 상기 고정자가 결합되는 원통으로서 원심에 상기 고정자의 전극에 접촉하는 브러시가 형성된 회전자로; 구성되어 회전체에 전기적 신호를 전달시키는 슬립링에 있어서, 상기 회전자의 브러시는 상기 회전자의 원통 내면을 원형 힘살로 돌설시키고, 상기 원형 힘살의 일측을 현 방향으로 절곡시켜 형성시킨 마운트와; 상기 마운트 양단에 통공을 형성시키고 상기 통공으로 관통 삽입시킨 2개의 지지대와; 상기 회전자의 원형 힘살 내부에서 상기 2개의 지지대에 양단이 결합된 브러시 블럭과; 상기 회전자의 원형 힘살 외부에서 상기 2개의 지지대에 양단이 결합된 작동추와; 상기 브러시 블럭과 마운트 사이에서 상기 2개의 지지대에 삽입되어 상기 브러시 블럭에 원심을 향하는 탄성 복원력을 제공하는 탄성체와; 상기 브러시 블럭의 중심부에 회전자의 원심을 향하여 형성되어 상기 고정자의 축 전극에 접점되는 2선 브러시로; 구성되어 상기 회전자가 고속 회전하면 원심력에 의하여 브러시 접점이 분리되고, 상기 회전자가 저속 회전하면 상기 탄성체의 복원력에 의하여 브러시 접점이 회복되는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링에 관한 것이다.
본 발명에 의하여, 일정 수준 이상의 고속 회전에서는 전기적 접속이 차단되는 속도감응식 슬립링이 제공되는 이점이 있다.

Description

속도 감응식 슬립링{RPM snesing type slipring}

본 발명은 원판 커버로서 원심에 전극이 결합된 고정자와; 상기 고정자가 결합되는 원통으로서 원심에 상기 고정자의 전극에 접촉하는 브러시가 형성된 회전자로; 구성되어 회전체에 전기적 신호를 전달시키는 슬립링에 있어서, 상기 회전자의 브러시는 상기 회전자의 원통 내면을 원형 힘살로 돌설시키고, 상기 원형 힘살의 일측을 현 방향으로 절곡시켜 형성시킨 마운트와; 상기 마운트 양단에 통공을 형성시키고 상기 통공으로 관통 삽입시킨 2개의 지지대와; 상기 회전자의 원형 힘살 내부에서 상기 2개의 지지대에 양단이 결합된 브러시 블럭과; 상기 회전자의 원형 힘살 외부에서 상기 2개의 지지대에 양단이 결합된 작동추와; 상기 브러시 블럭과 마운트 사이에서 상기 2개의 지지대에 삽입되어 상기 브러시 블럭에 원심을 향하는 탄성 복원력을 제공하는 탄성체와; 상기 브러시 블럭의 중심부에 회전자의 원심을 향하여 형성되어 상기 고정자의 축 전극에 접점되는 2선 브러시로; 구성되어 상기 회전자가 고속 회전하면 원심력에 의하여 브러시 접점이 분리되고, 상기 회전자가 저속 회전하면 상기 탄성체의 복원력에 의하여 브러시 접점이 회복되는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링에 관한 것이다.

일반적으로 슬립링은 전동기나 발동기의 회전자에 외부로부터 전류가 흐르도록 회전자축에 부착하는 접촉자이다.

즉, 슬립링은 회전하는 부품과 전기적으로 연결하기 위해 설치하는 장치로서, 회전자와 고정자 및 브러시로 구성된다.

종래기술방식에서 상기 슬립링은 회전자의 전기적 접속을 유지하는데에 관심이 있는 부품으로서, 주로 회전 속도가 증가되어도 전기적 접속이 잘 유지되도록 개선하는 방향으로 기술발전이 이루어졌다.

선출원발명 10-2000-0085706, 10-2005-0022839, 10-2008-0094037, 10-2009-0023693 등의 발명은 이와 같은 슬립링의 개발 추세를 반영하고 있다.

그런데, 이러한 슬립링의 개발 추세와 달리 새로운 장비의 개척과 발명, 기술의 진보에 따라, 속도에 감응하여 전기적 접속을 변동시키는 슬립링에 대한 필요성도 대두되었는데, 공개특허 10-2010-0110041, 등록실용신안 20-0181514, 등록특허 10-0152182, 등록실용신안 10-1981-0002649, 공개특허 10-2004-0012006, 등록실용신안 20-0255215 같이 현재 이와 같은 기술에 대한 개발이 진행되고 있다.

본 발명은 속도에 감응하여 전기적 접속을 변동시키는 슬립링에 대한 요구를 해결하기 위한 것으로서, 일정 수준 이상의 고속 회전에서는 전기적 접속이 차단되는 속도감응식 슬립링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원판 커버로서 원심에 전극이 결합된 고정자와; 상기 고정자가 결합되는 원통으로서 원심에 상기 고정자의 전극에 접촉하는 브러시가 형성된 회전자로; 구성되어 회전체에 전기적 신호를 전달시키는 슬립링에 있어서, 상기 회전자의 브러시는 상기 회전자의 원통 내면을 원형 힘살로 돌설시키고, 상기 원형 힘살의 일측을 현 방향으로 절곡시켜 형성시킨 마운트와; 상기 마운트 양단에 통공을 형성시키고 상기 통공으로 관통 삽입시킨 2개의 지지대와; 상기 회전자의 원형 힘살 내부에서 상기 2개의 지지대에 양단이 결합된 브러시 블럭과; 상기 회전자의 원형 힘살 외부에서 상기 2개의 지지대에 양단이 결합된 작동추와; 상기 브러시 블럭과 마운트 사이에서 상기 2개의 지지대에 삽입되어 상기 브러시 블럭에 원심을 향하는 탄성 복원력을 제공하는 탄성체와; 상기 브러시 블럭의 중심부에 회전자의 원심을 향하여 형성되어 상기 고정자의 축 전극에 접점되는 2선 브러시로; 구성되어 상기 회전자가 고속 회전하면 원심력에 의하여 브러시 접점이 분리되고, 상기 회전자가 저속 회전하면 상기 탄성체의 복원력에 의하여 브러시 접점이 회복되는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링을 기술적 요지로 한다.

여기서 상기 회전자의 브러시는 상기 작동추 외측에 복수개의 나사 통공을 형성시키고, 상기 나사 통공에 체결되는 나사수로 회전체 속도에 반응하는 원심력을 조절시키는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링으로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전자는 상기 회전자 원심을 기준으로 상기 작동 추 형성 위치의 반대 방향에, 상기 원형 힘살의 내부에 거북등 힘살을 형성시켜 무게 균형을 맞추는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링으로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전자는 상기 지지대를 상기 브러시 블럭에 관통 고정시키고, 관통된 지지대 단부는 상기 회전자의 원통 내면에서 돌설시킨 보조 마운트에 관통시켜, 회전 원심력과 탄성 복원력에 의한 상기 지지대의 직선 왕복 운동이 상기 마운트와 보조 마운트에 의하여 안정적으로 안내되도록 하는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링으로 되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명에 의하여, 일정 수준 이상의 고속 회전에서는 전기적 접속이 차단되는 속도감응식 슬립링이 제공되는 이점이 있다.

도 1은 정지 또는 저속회전 상태에서 본 발명의 평면 구조도
도 2는 고속 회전 상태에서 본 발명의 회전자 평면 구조도
도 3은 본 발명의 고정자 사시도
도 4는 회전자의 다른 실시예 평면 구조도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 정지 또는 저속회전 상태에서 본 발명의 평면 구조도이며, 도 2는 고속 회전 상태에서 본 발명의 회전자 평면 구조도이며, 도 3은 본 발명의 고정자 사시도이며, 도 4는 회전자의 다른 실시예 평면 구조도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 슬립링에 관한 것으로서, 크게 고정자(10)와 회전자(20)로 구분되며, 상기 회전자(20)는 마운트(210)와 지지대(251)와 브러시 블럭(240)과 작동추(220)와 탄성체(250)와 브러시(230)로 구성된 구조를 포함한다.

상기 슬립링은 회전체의 전기적 신호를 고정단에 전달시키는 장치로서 일반적으로 널리 알려져 있으며, 서로 대면하는 원판 일측은 고정자로 타측은 회전자로 구성되며 두 원판의 원심부분에 전극과 브로시를 형성하여 회전체와 고정체간의 전기적 신호를 연결시킨다.

본 발명은 상기와 같이 회전체의 전기적 신호를 고정체에 연결시키는 슬립링으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 원판 커버로 형성되어 원심에 전극이 결합된 고정자(10)와 상기 고정자(10)가 결합되는 원통으로서 원심에 상기 고정자(10)의 전극에 접촉하는 브러시가 형성된 회전자(20)로 구성된다.

본 발명의 마운트(210)는 상기 회전자(20)의 브러시를 설치하기 위한 지지체로서, 상기 회전자(20)의 원통 내면을 원형 힘살(200)로 돌설 형성시키고, 상기 원형 힘살의 일측을 현 방향으로 절곡시켜 형성시킨다.

즉, 본 발명에서는 상기 회전자(20)의 내면을 돌설 성형시켜 도 1에 도시된 바와 같이 상기 마운트(210)를 형성시킨다.

본 발명의 2개의 지지대(251)는 상기 마운트(210) 양단에 통공을 형성시키고 상기 통공으로 관통 삽입시킨 것으로서, 후술하는 탄성체(250)의 심봉이 된다.

본 발명의 브러시 블럭(240)은 상기 회전자(20)의 원형 힘살(200) 내부에서 상기 2개의 지지대(251)에 양단이 결합되며, 상기 작동추(220)는 상기 회전자(20) 원통 외부에서 상기 2개의 지지대(251)에 양단이 결합된다.

따라서, 상기 브러시 블럭(240)과 작동추(220)는 상기 지지대(251)에 의해 고정되며, 상기 지지대(251)는 상기 마운트(210)를 통하여 직선 슬라이딩 운동하는 구조가 된다.

본 발명의 탄성체(250)는 도 1과 도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 마운트(210)와 브러시 블럭(240) 사이에서 상기 2개의 지지대(251)에 삽입되어 상기 브러시 블럭(240)에 원심을 향하는 탄성 복원력을 제공하는 스프링이다.

즉, 상기 탄성체(250)는 상기 브러시 블럭(240)을 항상 원심을 향하도록 탄성력이 제공되도록 설치한다.

상기 브러시 블럭(240)의 중심부에는 원심을 향하여 형성되어 도 3에 도시된 바와 같은 상기 고정자(10)의 축 전극(100)에 접점되는 2선 브러시(230)가 형성된다.

상기 고정자(10)의 축 전극(100)에는 도 3에 도시된 바와 같이 외부 회로가 연결되는 부스바(110)가 형성되여 브러시로 전달되는 전기 신호가 외부 회로로 연결된다.

이에 따라, 상기 회전자(20)가 고속 회전하여 상기 작동추(220)에 작용하는 원심력이 상기 탄성체(250)의 탄성력보다 커지면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 2선 브러시(230)가 고정자(10) 전극에서 떨어져 브러시 접점이 분리됨으로써, 회전자(20)와 고정자(10) 간의 전기적 접촉이 끊어지고, 상기 회전자(20)가 정지 또는 저속 회전하면 도 1에 도시된 바와 같이 상기 탄성체의 복원력에 의하여 브러시 접점이 회복되어 회전자(20)와 고정자(10) 간의 전기적 접속이 유지되는 특징이 형성된다.

본 발명은 상기 작동추(220)에 작용하는 원심력의 크기에 따라 전기적 접속 여부가 결정된다.

따라서, 상기 작동추(220)의 원심력 크기를 변화시키는 것은 전기적 접속 여부가 발생되는 회전 속도(이하, 이 속도를 '차단 속도'라고 함)를 변화시키는 것이 된다.

본 발명은 상기 작동추(220) 외측에 복수개의 나사 통공을 형성시키고, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 상기 나사 통공에 체결되는 나사(221)의 수를 조절하여 회전체 속도에 반응하는 원심력을 조절시킨다.

즉, 상기 작동추(220)에 체결되는 나사의 수는 상기 작동추(220)의 무게 변화가 되므로 이에 따라 상기 회전자의 회전에 대한 원심력 및 차단속도도 변화되게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면 상기 나사(221)의 체결 수에 따라 희망하는 차단 속도를 정할 수 있게 되는 특징이 있다.

한편, 상기 작동추(220)가 회전자(20)의 일측 방향에 형성되어 상기 회전자(20)의 회전시 힘이 편중되어 장치에 불필요한 회전부하가 형성될 수 있다.

본 발명에서는 상기 회전자(20)의 원심을 기준으로 상기 작동추(220) 형성 위치의 반대 방향에 거북등 힘살(201)을 형성시켜 상기 작동추(220)에 대응하는 밸런스 웨이트가 되도록 하여 상기 회전부하를 제거시킨다.

상기 거북등 힘살(201)은 상기 원형 힘살(200)의 내부에 형성시켜 공간을 절약하면서 무게 균형이 맞추어 지도록 한다.

또한, 도 1과 같이 회전자가 형성될 경우에 상기 지지대가 상기 마운트에 관통되는 부분에서만 지지받으므로 회전 원심력과 탄성 복원력에 의한 상기 지지대의 직선 왕복 운동이 불안정하게 발생될 수 있다.

이를 개선하기 위하여 본 발명의 상기 회전자(20)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 지지대(251)를 상기 브러시 블럭(240)에 관통 고정시키고, 관통된 지지대(251)의 단부는 상기 회전자(20)의 원통 내면에서 돌설시킨 보조 마운트(211)에 관통시켜, 회전 원심력과 탄성 복원력에 의한 상기 지지대(251)의 직선 왕복 운동이 상기 마운트(210)와 보조 마운트(211)에 의하여 양측에서 지지되도록 한다.

상기 브러시 블럭(240)은 스냅링 등으로 지지대(251)에 고정시켜 탄성력과 회전력에 의한 지지대의 직선 왕복 운동을 전달 받을 수 있게 한다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 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 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : 고정자 20 : 회전자
210 : 마운트 211 : 보조 마운트
220 : 작동추
230 : 브러시 240 : 브러시 블럭
250 : 탄성체 251 : 지지대

Claims

원판 커버로서 원심에 전극이 결합된 고정자와; 상기 고정자가 결합되는 원통으로서 원심에 상기 고정자의 전극에 접촉하는 브러시가 형성된 회전자로; 구성되어 회전체에 전기적 신호를 전달시키는 슬립링에 있어서,
상기 회전자의 브러시는
상기 회전자의 원통 내면을 원형 힘살로 돌설시키고, 상기 원형 힘살의 일측을 현 방향으로 절곡시켜 형성시킨 마운트와;
상기 마운트 양단에 통공을 형성시키고 상기 통공으로 관통 삽입시킨 2개의 지지대와;
상기 회전자의 원형 힘살 내부에서 상기 2개의 지지대에 양단이 결합된 브러시 블럭과;
상기 회전자의 원형 힘살 외부에서 상기 2개의 지지대에 양단이 결합된 작동추와;
상기 브러시 블럭과 마운트 사이에서 상기 2개의 지지대에 삽입되어 상기 브러시 블럭에 원심을 향하는 탄성 복원력을 제공하는 탄성체와;
상기 브러시 블럭의 중심부에 회전자의 원심을 향하여 형성되어 상기 고정자의 축 전극에 접점되는 2선 브러시로;
구성되어
상기 회전자가 고속 회전하면 원심력에 의하여 브러시 접점이 분리되고,
상기 회전자가 저속 회전하면 상기 탄성체의 복원력에 의하여 브러시 접점이 회복되는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링.
제1항에 있어서 상기 회전자의 브러시는
상기 작동추 외측에 복수개의 나사 통공을 형성시키고, 상기 나사 통공에 체결되는 나사수로 회전체 속도에 반응하는 원심력을 조절시키는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링.
제1항 또는 제2항에 있어서 상기 회전자는
상기 회전자 원심을 기준으로 상기 작동 추 형성 위치의 반대 방향에, 상기 원형 힘살의 내부에 거북등 힘살을 형성시켜 무게 균형을 맞추는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링.
제1항에 있어서 상기 회전자는
상기 지지대를 상기 브러시 블럭에 관통 고정시키고, 관통된 지지대 단부는 상기 회전자의 원통 내면에서 돌설시킨 보조 마운트에 관통시켜,
회전 원심력과 탄성 복원력에 의한 상기 지지대의 직선 왕복 운동이 상기 마운트와 보조 마운트에 의하여 안정적으로 안내되도록 하는 것을 특징으로 하는 속도 감응식 슬립링.