KR102358089B1 - 슬립링용 핀와이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬립링용 핀와이어에 관한 것으로서, 일정한 길이 및 두께를 갖는 일자형의 핀부로 이루어지되, 상기 핀부 측 일측단부에 자동화 처리를 위해 로봇척이 취부 가능하게 하면서 슬립링용 기판 측 삽입 장착시 고정력을 제공하기 위한 확장 단턱 구조의 헤드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 슬립링의 제조시 기판 상의 비아홀에 개별적으로 삽입 장착이 가능하면서 SMT장비 등 자동화설비를 이용한 자동화 작업을 수행할 수 있으며, 기존에 비해 향상된 조립성을 구현할 수 있고 조립시간을 단축할 수 있으며 생산성을 높일 수 있다.

Description

슬립링용 핀와이어{PIN TYPE WIRE FOR SLIP RING}

본 발명은 전력 전달 또는 광신호 전달 등에 사용되는 접촉자인 슬립링의 제조기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬립링의 제조시 기판 상에 개별적인 삽입 장착이 가능한 형상으로 구비하되 SMT장비 등 자동화설비를 이용한 자동화 처리를 가능하게 하며 기존에 비해 조립성을 개선할 수 있도록 한 슬립링용 핀와이어에 관한 것이다.

일반적으로 슬립링(Slipring)은 회전하는 물체에 전기 또는 통신 신호를 공급하기 위하여 사용되는 것으로서, 전원을 인가받아 동작되는 장치가 회전되는 물체의 내부에 구비될 경우 이를 연결하는 전선에 꼬임이 발생되어 회전동작이 불가능해지는 것을 해소하기 위한 부품이며, 로터리 조인트 또는 로터리 커넥터 등으로도 불리는 전기 기계적 부품이다.

이러한 슬립링은 회전하는 장비에 전기 또는 통신 신호를 공급할 시에 전선의 꼬임없이 전달하는 일종의 회전형 커넥터로서, 그 종류로는 접촉의 형태에 따라 접촉식과 비접촉식 및 멀티유니온 등으로 구분된다.

여기에서, 가장 많이 사용되는 접촉식 슬립링의 경우에는 전력 전송이나 접점 신호 등에 사용되는 브러쉬 방식과, 접촉 저항이나 노이즈 발생이 적어 고속회전에서의 신호 전송용으로 사용하는 와이어 방식과, 슬립링의 설치 공간이 부족할때 접점을 옆으로 배열하여 작은 공간에서의 설치가 가능한 팬케익 방식 등으로 이루어진다.

상기와 같은 용도로 사용되고 있는 슬립링은 도 1에 나타낸 바와 같이, 가장 기초단위로서 링형 몸체를 갖는 회전형 로우터(1)와, 상기 회전형 로우터의 측부에 배치되는 PCB 또는 브러시블록 등의 기판(2)과, 상기 기판 상에 장착된 채로 단부가 회전형 로우터에 접촉되는 브러시와이어(3)를 포함한다.

이때, 상기 브러시와이어(3)는 한 가닥의 와이어를 디귿자(ㄷ) 형태로 절곡한 후, 기판(2)에 끼워 단부를 돌출시키고, 돌출 부위의 와이어를 회전형 로우터(1)의 외주면에 접촉시키며, 필요에 따라 디귿자 형 브러시와이어를 기판 상에 다수 개 배열한 상태에서 회전형 로우터에 접촉시킨다.

즉, 회전형 로우터(1) 측 회전시 이에 접촉시킨 브러시와이어(3)와의 마찰을 통해 전기를 발생시키며, 이를 통해 전력 또는 통신신호를 전송하도록 구비된다.

여기에서, 상기 디귿자형 브러시와이어(3)는 PCB 또는 브러시블록 등의 기판(2) 측 외면을 횡단하는 구조로 장착되는데, 종래에는 브러시와이어(3)의 기판(2) 측 배치작업을 모두 수작업으로 진행하는 단점 및 이로 인해 조립시간이 길어지는 단점이 있었다. 이에 업계에서는 자동화설비를 이용한 자동화 처리 솔루션을 요구하는 실정에 있으며, 이를 통한 생산성 향상과 더불어 조립성 개선까지 요구하고 있다.

또한, 이렇게 브러시와이어(3)를 기판 상에 장착하는 종래에는 디귿자 형태를 갖는 브러시와이어의 삽입 배치 및 구조적인 단점으로 인해 슬립링의 소형화 작업이 불가능하므로 개선이 요구되는 실정에 있다.

또한, 상기 디귿자형 브러시와이어(3)는 디귿자형 구조에 의해 탄성을 갖게 되므로 배치상태를 일정하게 유지하지 못하는 문제점으로 인해 회전형 로우터(1) 측과의 접촉상태를 안정되게 유지하지 못하는 문제점이 있었다.

나아가, 브러시와이어(3)가 삽입 장착되는 PCB 또는 브러시블록 등의 기판(2)에는 다른 부품들과의 연결 사용 또는 외부와의 연결을 위해 커넥터부품을 추가 장착해야 하는 경우가 많은데, 종래 디귿자 구조의 브러시와이어(3)는 기판(2) 측 외면에서 횡단하는 구조이므로 돌출 부위를 크게 가질 수밖에 없을 뿐만 아니라 기판 상에서 면적을 많이 차지하는 구조로서 간섭이 발생되므로, 기판 상에 커넥터부품을 장착할 공간을 형성하지 못하는 등 커넥터부품의 장착이 불가능한 문제점이 있어 이 또한 해결책을 요구하고 있는 실정에 있다.

한편, 종래 선행기술문헌에 있어, 국내등록특허 제10-0989176호 및 제10-1671352호 등지에서 슬립링에 대한 기술을 제안 및 개시하고는 있으나, 종래 브러시와이어 측 구조 및 제조기술 등을 개선하기 위한 기술내용을 갖는 선행기술문헌은 쉽게 찾아볼 수가 없었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0989176호 대한민국 등록특허공보 제10-1671352호

본 발명은 상술한 종래의 문제점 등을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 슬립링의 제조시 기판 상에 삽입 장착 가능한 형상으로 구비하되 SMT장비 등 자동화설비를 이용한 자동화 처리를 가능하게 하며, 기존에 비해 향상된 조립성을 구현 및 조립시간을 단축할 수 있도록 한 슬립링용 핀와이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 슬립링의 제조시 일반 규격품뿐만 아니라 소형화 또는 초소형화 제조까지 가능하도록 하며, 외부와의 연결에 사용하기 위한 커넥터부품을 기판 상에 용이하게 장착할 수 있도록 한 슬립링용 핀와이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 가공성과 전기성 및 내구성을 확보할 수 있도록 하며, SMT장비를 이용한 자동화 처리시 기판 측 삽입 깊이를 가늠하게 하면서 안정된 고정력을 구현할 수 있도록 한 슬립링용 핀와이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 회전형 로우터의 측부에 배치되는 PCB 또는 브러시블록의 기판에 SMT장비를 이용하여 삽입 배치한 후 솔더링까지 자동화 처리를 가능하게 하며, 기판 상에서의 공간 확보 및 간섭 배제를 통해 외부 연결용 커넥터부품까지 용이하게 장착 가능하게 하는 슬립링용 핀와이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬립링용 핀와이어는, 일정한 길이 및 두께를 갖는 일자형의 핀부로 이루어지되, 상기 핀부 측 일측단부에 자동화 처리를 위해 로봇척이 취부 가능하게 하면서 슬립링용 기판 측 삽입 장착시 고정력을 제공하기 위한 확장 단턱 구조의 헤드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 슬립링용 핀와이어는,

1)

2)

3)

중에서 선택된 어느 1가지 구조로 형성되는 구성일 수 있다.

여기에서, 상기 헤드부는, 상기 핀부의 두께 대비 2배의 최대 확장 폭을 갖도록 구비되는 구성일 수 있다.

여기에서, 상기 슬립링용 핀와이어는, 길이 5mm 내지 60mm이고, 두께 0.1mm 내지 0.5mm인 것일 수 있다.

여기에서, 상기 슬립링용 핀와이어는, 은합금, 구리, 구리합금 중에서 선택된 어느 1종의 소재에 대해 압출 성형으로 일정 두께를 갖는 핀부를 형성하는 제1공정; 제1공정 후, 절단하여 일정 길이로 재단하는 제2공정; 제2공정 후, 일정 길이로 재단된 핀부 측 끝단부를 프레스 성형하여 핀부에 비해 확장된 단턱 구조를 갖는 헤드부를 일체 형성하는 제3공정;으로 제조되는 구성일 수 있다.

여기에서, 상기 슬립링용 핀와이어는, 은합금, 구리, 구리합금 중에서 선택된 어느 1종으로 이루어지되, 상기 은합금은 은 75중량% 내지 80중량%에 구리 20중량% 내지 25중량%가 함유된 조성이고, 상기 구리합금은 구리 95중량% 내지 99중량%에 은 1중량% 내지 5중량%가 함유된 조성일 수 있다.

여기에서, 상기 슬립링용 핀와이어는, 슬립링용 기판 측 비아홀에 대응하여 낱개씩 개별 삽입되도록 구비되는 구성일 수 있다.

본 발명에 따르면, 슬립링의 제조시 기판 상의 비아홀에 개별적으로 삽입 장착이 가능하면서 SMT장비 등 자동화설비를 이용한 자동화 작업을 수행할 수 있으며, 기존에 비해 향상된 조립성을 구현할 수 있고 조립시간을 단축할 수 있으며 생산성을 높일 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 슬립링의 제조시 일반 규격품뿐만 아니라 소형화 또는 초소형화 제품으로의 제작을 가능하게 하며, 개선된 타입의 핀와이어 적용을 통해 기판 상에서의 공간 확보는 물론 상호 간섭됨을 배제할 수 있어 외부와의 연결에 사용하기 위한 커넥터부품을 기판 상에 용이하게 장착할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 가공성과 전기성 및 내구성을 확보할 수 있는 슬립링용 핀와이어를 제공할 수 있으며, SMT장비를 이용한 자동화 처리시 로봇 척에 의한 취부가 가능하고 기판 측 삽입 깊이를 가늠할 수 있으며 안정된 고정력을 구현할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 종래 일반적인 슬립링을 설명하기 위해 나타낸 개략적 구성도로서, 디귿자형 브러시와이어가 적용된 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬립링용 핀와이어를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬립링용 핀와이어가 적용된 상태를 나타낸 개략적 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬립링용 핀와이어를 기판 상에 삽입 장착한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬립링용 핀와이어의 제조공정을 나타낸 공정 순서도이다.

본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 슬립링용 핀와이어는 PCB 또는 브러시블록 등의 기판 상에 낱개씩 개별체로 삽입 장착하는 구성을 갖도록 하되, SMT(Surface Mounting Technology) 장비를 이용하여 탑재 및 솔더링에 의한 땜납 고정까지 자동화 처리를 가능하게 하면서 기존에 비해 조립성을 개선하도록 하며, 가공성과 전기성 및 내구성을 고려한 슬립링용 부품을 제안한다.

특히, 자동화 생산라인에 투입 가능한 구조를 갖되, 삽입 깊이를 가늠할 수 있도록 하면서 고정력을 확보하기 위한 슬립링용 핀와이어를 제안한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 슬립링용 핀와이어(100)는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 일정한 길이 및 두께를 갖는 일자형의 핀부(110) 측 일측단부에 확장 단턱 구조를 갖는 헤드부(120)를 형성시킨 구성으로 이루어진다.

상기 헤드부(120)는 SMT(Surface Mounting Technology) 장비 등 자동화설비의 이용을 고려하여 자동화 처리를 위해 SMT장비 측 로봇척이 간단하게 취부 가능하게 하면서 슬립링용 기판(2) 측 삽입 장착시 고정력을 제공하기 위한 확장된 단턱 구조를 갖는다.

이에, 상기 슬립링용 핀와이어(100)는,

1)

2)

3)

중에서 선택된 어느 1가지 구조로 형성되는 구성일 수 있다.

즉, 상기 슬립링용 핀와이어(100)에 있어, 상기 헤드부(120)는 핀부(110)의 두께(직경)에 비해 2중 확장된 형태의 단턱 구조를 갖는 못형 타입, 십자형 구조를 갖는 십자형 타입, 핀부(110)의 두께(직경)에 비해 확장된 형태의 단턱 구조를 갖는 블록형 타입 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

이와 같이, 핀부(110)의 끝단부에 헤드부(120)를 형성시킨 본 발명에 따른 슬립링용 핀와이어(100)는 전체적으로 우수한 전기성과 내구성을 확보하도록 하기 위해 총 길이 5mm 내지 60mm로 형성하고, 핀부를 기준으로 두께 0.1mm 내지 0.5mm로 형성할 수 있다.

즉, 기존에 비해 일반 규격품과 더불어 초소형 슬립링의 제조까지 가능하게 하는 장점을 제공할 수 있다.

여기에서, 길이 조건에 있어 5mm 미만일 경우에는 기판(2)에 장착된 상태에서 회전형 로우터(1) 측과 접촉되는 거리가 짧아 내구성이 저하되고, 60mm를 초과할 경우에는 전기저항이 저하된다.

이에, 본 발명에서는 핀 타입의 핀와이어(100)로 제조하되, 길이에 대해 5mm 내지 60mm 범위로 한정함으로써 우수한 전기저항과 내구성을 발휘토록 하는 장점을 제공할 수 있도록 한다.

여기에서, 두께 조건에 있어서는 전기 용량 때문에 사용 전선의 굵기에 비례하게 형성함이 바람직하며, 이에 상기의 길이 조건 대비 0.1mm 내지 0.5mm를 만족시킴이 바람직하다.

일 예로서, 초소형으로 슬립링을 제조하는 경우, 길이 5mm 내지 10mm 대비 핀부를 기준으로 두께 0.16mm 내지 0.2mm로 형성할 수 있으며, 이를 기준으로 헤드부를 형성할 수 있다.

상기 헤드부(120)는 상기 핀부(110)의 두께 대비 2배에 해당하는 최대 확장 폭을 갖도록 형성 및 구비함이 바람직하다.

일반적으로 PCB 또는 브러시블록 등의 기판(2)은 1mm, 1.6mm, 2mm, 3.2mm의 두께를 갖는 규격품이 사용되므로, 기판 측 두께를 고려하여 구비할 수 있다.

즉, 상기 헤드부(120)는 슬립링용 핀와이어(100)가 갖는 총체적인 길이 및 두께를 고려한 확장된 단턱 구조를 제안함으로써 SMT장비를 이용한 자동화 처리시 로봇 척에 의한 용이한 취부 및 안정된 탑재 작업을 가능하게 하고, 기판(2) 측 삽입 깊이를 가늠하게 하면서 안정된 고정력을 구현할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

상기 헤드부(120)에 있어, 핀부(110)에 비해 2중 확장된 단턱 구조를 갖는 못형 타입은 핀부에 근접된 1차 확장 단턱부에 대해 핀부 측 두께 대비 10% 내지 15%로 확대 형성함으로써 기판(2) 측 비아홀에 끼워져 고정력을 제공할 수 있도록 하며, 2차 확장 단턱부를 통해 2배의 확장력을 부여함으로써 기판(2) 측 비아홀 상에 걸림 배치되어 노출되므로 삽입 깊이를 용이하게 가늠할 수 있으면서 솔더크림에 의한 고정력을 향상시킬 수 있고 SMT 장비 측 로봇 척에 의한 용이한 취부를 가능하게 하므로 기판 측 탑재에 따른 효율을 높일 수 있다.

또한, 상기 헤드부(120)에 있어, 십자형 구조를 갖는 십자형 타입, 핀부(110)에 비해 확장된 단턱 구조를 갖는 블록형 타입도 상기와 동일한 작용력을 부여할 수 있다.

여기에서, 상기 헤드부(120)는 못형 타입이 가장 바람직한 형태라 할 수 있다.

이와 같은 상기 슬립링용 핀와이어(100)는 슬립링용 기판(2) 측에 형성된 비아홀의 형성 개수에 대응하여 낱개씩 개별 삽입되는 형태로 사용된다.

즉, 본 발명을 통해서는 기판(2) 측 공간 확보를 가능하게 하므로 외부 연결용 커넥터부품을 기판 상에 용이하게 장착할 수 있고, 장착시 접촉이나 간섭됨을 방지할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

상술한 핀부(110)와 헤드부(120)를 포함하는 상기 슬립링용 핀와이어(100)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 은합금, 구리, 구리합금 중에서 선택된 어느 1종의 소재에 대해 압출 성형으로 일정 두께를 갖는 핀부를 형성하는 제1공정과; 제1공정 후, 절단하여 일정 길이로 재단하는 제2공정; 및 제2공정 후, 일정 길이로 재단된 핀부 측 끝단부를 프레스 압축 성형하여 핀부의 두께에 비해 확장된 형태의 단턱 구조를 갖는 헤드부를 일체 형성하는 제3공정;으로 제조할 수 있다.

즉, 상기 헤드부(120)는 핀부(110)의 두께(직경)에 비해 2중 확장된 형태의 단턱 구조를 갖는 못형 타입, 십자형 구조를 갖는 십자형 타입, 핀부(110)의 두께(직경)에 비해 확장된 형태의 단턱 구조를 갖는 블록형 타입 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 은합금은 은(Ag) 75중량% 내지 80중량%에 구리(Cu) 20중량% 내지 25중량%가 함유된 조성으로 사용함이 바람직하고, 상기 구리합금은 구리(Cu) 95중량% 내지 99중량%에 은(Ag) 1중량% 내지 5중량%가 함유된 조성으로 사용함이 바람직하다.

여기에서, 은합금을 소재로 사용한 슬립링용 핀와이어는 전기성이 매우 우수하므로 통신용 또는 저전류용으로 사용할 수 있고, 구리 또는 구리합금을 소재로 사용한 슬립링용 핀와이어는 가격이 저렴하고 전기전도성이 우수하므로 전원공급용으로 사용할 수 있다.

여기에서, 상술한 조성을 갖는 은합금 또는 구리합금을 사용하는 이유는 우수한 가공성 및 전기성을 부가할 수 있는데, 경도가 높으면 전기성이 저하되고 경도가 낮으면 가공성이 저하되는 단점을 보완할 수 있다.

이에 따라, 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 슬립링용 핀와이어(100)는 슬립링을 제조시 기판 상의 비아홀에 개별적으로 삽입 장착이 가능한 구조를 제공하면서 SMT장비 등 자동화설비를 이용한 자동화 처리가 가능하며, 기존에 비해 향상된 조립성을 구현할 수 있고 조립시간을 단축할 수 있으며 생산성을 높일 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 권리범위 내에 속한다 할 것이다.

1: 회전형 로우터
2: 기판
100: 슬립링용 핀와이어
110: 핀부
120: 헤드부

Claims (7)

1. PCB 또는 브러시블록의 슬립링용 기판 측 비아홀에 대응하여 낱개씩 개별 삽입된 채로 탑재되고, 끝단부가 슬립링 측 회전형 로우터에 접촉되게 배치함으로써 회전형 로우터 측 회전시 접촉 마찰을 통해 전기를 발생시키는데 사용되는 슬립링용 핀와이어에 있어서,
   일정한 길이 및 두께를 갖는 일자형의 핀부로 이루어지되, 상기 핀부 측 일측단부에 자동화 처리를 위해 로봇척이 취부 가능하게 하면서 슬립링용 기판 측 삽입 장착시 고정력을 제공하기 위한 확장 단턱 구조의 헤드부를 포함하며,
   1mm, 1.6mm, 2mm, 3.2mm의 두께를 갖는 어느 하나의 규격품이 사용되는 슬립용 기판 측 두께를 고려하여,
   우수한 전기저항과 내구성을 발휘토록 하기 위해 총 길이는 5mm 내지 60mm로 형성하고, 두께는 핀부를 기준으로 0.1mm 내지 0.5mm로 형성하며,
   상기 헤드부는 상기 핀부의 두께 대비 2배의 최대 확장 폭을 갖도록 구비하며;
   상기 슬립링용 핀와이어는 은합금, 구리, 구리합금 중에서 선택된 어느 1종의 소재에 대해 압출 성형으로 일정 두께를 갖는 핀부를 형성하는 제1공정; 제1공정 후, 절단하여 일정 길이로 재단하는 제2공정; 제2공정 후, 일정 길이로 재단된 핀부 측 끝단부를 프레스 성형하여 핀부에 비해 확장된 단턱 구조를 갖는 헤드부를 일체 형성하는 제3공정;으로 제조되는 것을 특징으로 하는 슬립링용 핀와이어.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 슬립링용 핀와이어는,
   1)

   

   
   2)

   

   
   3)

   

   중에서 선택된 어느 1가지 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬립링용 핀와이어.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 슬립링용 핀와이어는,
   은합금, 구리, 구리합금 중에서 선택된 어느 1종으로 이루어지되,
   상기 은합금은 은 75중량% 내지 80중량%에 구리 20중량% 내지 25중량%가 함유된 조성이고,
   상기 구리합금은 구리 95중량% 내지 99중량%에 은 1중량% 내지 5중량%가 함유된 조성인 것을 특징으로 하는 슬립링용 핀와이어.
7. 삭제

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