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.
즉, 크게는 회전하지 않는 고정체로서 다수의 제 1 전선(15a)(15b)이 각각 연결된 다수의 와이어 브러시(14a)(14b)가 인서터 몰딩(Insert Molding)되어 형성되는 브러시조합체(10)가 구비되며, 도시되지 않은 회전수단에 의해 회전하는 회전체로서 상기 와이어 브러시(14a)(14b)와 접촉이 이루어지며 다수의 제 2 전선(27)이 각각 연결된 다수의 슬립링(24)이 일정한 간격을 두고 인서터 몰딩되어 일체로 형성되는 슬립링결합체(20)로 이루어진다.
여기서 상기 슬립링결합체(20)는 샤프트(21)의 일측에 돌출단턱(28)이 형성됨과 동시에 절연링(23)과 슬립링(24)이 교호로 고정되는 인서터 몰딩 구조를 이루고 있으며, 절연링(23)과 교호로 고정되는 슬립링(24)의 최외곽은 도 2b에서와 같이 약 85~95°각도로 유지되는 "V"형의 요홈부가 구성되어 있고, 샤프트(21)의 상.하 일측에는 회전을 원할하게 하는 제 1, 제 2 베어링(25)(26)이 설치된다.
또한, 상기 브러시조합체(10)는 두 개의 브러시홀더(11a)(11b)로 분할 형성되고, 상.하측에 제 1, 제 2 베어링(25)(26)이 유입되는 제 1 및 제 2 수납홈(12) (13)이 각각 형성되며, 와이어 브러시(14a)(14b)는 직경 0.2~0.3mm의 굵기를 갖는 금합금(비철금속) 재질의 와이어로서 양끝단부 일측에는 외측 방향으로 132~152°범위내에서 절곡되어 있는 절곡부(16a)(16b)가 형성되고, 이 절곡부(16a)(16b) 양끝단의 폭은 슬립링(24) 직경의 75~85% 폭을 유지하고 있으며, 상기 절곡부(16a)(16b)가 약 85~95°각도로 유지되는 슬립링(24)의 "V"형의 요홈부 사이에서 접촉이 이루어지도록 구성하여 접촉효율을 높이고 전기적인 노이즈의 발생을 줄일수 있게 하였다.
그리고 상기 브러시조합체(10)의 브러시홀더(11a)(11b)에 고정 설치되며 다수의 와이어 브러시(14a)(14b)에 각각 연결된 제 1 전선(15a)(15b)은 브러시홀더 (11a)(11b) 내부에서 몰딩물과 함께 고정되어 있고, 슬립링결합체(20)에 고정 설치된 다수의 슬립링(24)에 각각 연결된 제 2 전선(27)은 샤프트(21) 내부에서 몰딩물과 함께 고정되어 있으며, 또한, 상기 두 개로 분할 형성된 브러시조합체(10)에 설치되는 와이어 브러시(14a)(14b)는 슬립링(24)에 대하여 교호로 접촉이 이루어지도록 결합된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 슬립링의 브러시조합체(10) 제조과정을 도 4a 및 도 4b에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4a는 본 발명에 따른 슬립링에 있어 브러시조합체(10) 제조금형에 있어 하부금형(32)의 평면도를 도시한 것으로서, 두 개로 분할된 브러시조합체(10)를 동시 제작이 가능하도록 하였다.
즉, 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 삽입하고, 도 4b의 (다)와 같이 상부금형(33)을 덮고 도 4b의 (라)에서와 같이 몰딩재(34)를 주입한 다음, 상기 상.하부금형(32) (33)으로부터 브러시조합체(10)를 취출하게 되면 도 2에서와 같이 와이어 브러시(14a)(14b)가 브러시홀더(11a)(11b)에 인서팅 몰딩되어 고정됨과 동시에 상기 와이어 브러시(14a)(14b)에 연결된 제 1 전선(15a)(15b)은 브러시홀더(11a)(11b) 내부에서 몰딩재(34)와 함께 고정 형성시키게 된다.
따라서 상기 브러시홀더(11a)(11b), 와이어 브러시(14a)(14b), 제 1 전선 (15a)(15b)이 인서터 몰딩에 의해 생산됨으로써 납땜에 의해 연결된 와이어 브러시(14a)(14b)와 제 1 전선(15a)(15b)이 분리되는 등의 접촉불량 요인을 없애고 간편하면서 대량생산이 용이할 수 있게 되는 것이다.
다음은 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 슬립링결합체(20)의 제조공정을 도시한 것으로써, 도 5a는 본 발명에 따른 슬립링에 있어 슬립링결합체 제조금형에 있어 하부금형(42)의 평면도이며, 도 5b는 제조 공정도이고, 도 5c의 (가)는 완성된 슬립링결합체(20)의 정면도이며, 도 5c의 (나)는 (가)의 B-B선 단면도이다.
먼저 도 5a는 본 발명에 따른 슬립링에 있어 슬립링결합체 제조 금형의 평면도를 도시한 것으로서, 두 개의 슬립링결합체(20)를 동시 제작이 가능하도록 하였다.
즉, 도 5b의 (가)에서와 같이 일측에 신호 또는 전원 전송용 제 2 전선(27)이 각각 연결되며 약 85~95°각도로 유지되는 "V"형의 슬립링(24)을 도 5b의 (나)에서와 같이 하부금형(42)에 일정 간격으로 형성된 슬립링유입공(41)에 삽입하고, 도 5b의 (다)와 같이 상부금형(43)을 덮고 몰딩재(44)를 주입한 다음, 상기 상.하부금형(42)(43)으로부터 슬립링결합체(20)를 취출하게 된다.
따라서 슬립링 결합체(20)는 도 5c의 (가) 및 (나)에서와 같이 샤프트(21)의 일측에 제 2 베어링(26)의 흘러내림을 방지하는 돌출단턱(28)이 형성되고, 슬립링(24)이 몰딩재에 의해 인서터 몰딩되어 절연링(23)과 슬립링(24)이 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.
즉, 상기 샤프트(21), 절연링(23), 돌출단턱(28)을 일체로 형성하되, 슬립링(24)을 절연링(23)과 교호로 고정되게 하고, 절연링(23)과 연결되는 제 2 전선(27)이 샤프트(21) 내부에 고정되는 인서터 몰딩으로 제조함으로써 납땜에 의해 연결된 슬립링(24)과 제 2 전선(27)이 분리되는 등의 접촉불량 요인을 없애고 간편하면서 대량생산이 용이할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같은 공정을 통해 제조되는 브러시조합체(10)와 슬립링결합체(20), 그리고 제 1, 제 2 베어링(25)(26)의 결합과정 및 동작과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 2 및 도 3a, 도 3b에서와 같이 샤프트(21) 상.하측에 제 1, 제 2 베어링(25)(26)의 중앙에 형성된 통공을 통해 유입시키게 되면 제 2 베어링(26)은 샤프트(21)에 일체로 형성된 돌출단턱(28)에 의해 흘러내림이 방지된다.
이러한 상태에서 두 개로 분리 형성되는 브러시조합체(10) 사이에 슬립링결합체(20)를 두고 상기 두 개의 브러시조합체(10)를 결합하게 되면 제 1 베어링(25)은 제 1 수납홈(12)에 유입되고, 제 2 베어링(26)은 제 2 수납홈(13)에 유입되어 결합이 이루어진다.
이때 브러시조합체(10)에 인서터 몰딩되어 양끝단부에 절곡부(16a)(16b)를 갖는 와이어 브러시(14a)(14b)는 도 3c에서와 같이 슬립링결합체(20)에 인서터 몰딩되어 고정되며 약 85~95°로 유지되는 "V"형의 슬립링(24) 요홈부에 접촉이 이루어지고, 두 개의 브러시조합체(10)에 설치된 와이어 브러시(14a)(14b)는 하나의 슬립링(24)에 대하여 서로 교호되게 접촉이 이루어진다.
상기와 같이 결합된 본 발명에 따른 슬립링의 동작과정은, 먼저 제 1 전선(15a)(15b)에 신호 또는 전원이 공급되면 이 신호는 브러시조합체(10)에 인서터 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 된다.
특히, 와이어 브러시(14a)(14b)의 끝단부 일측은 도 3c에서와 같이 외측 방향으로 132~152°범위내에서 절곡된 절곡부(16a)(16b)에 의해 상기 와이어 브러시(14a)(14b)가 슬립링(24)에 결합될 때 브러시의 휨현상을 방지하여 부드러운 결합이 이루어지게 되며, 또한 와이어 브러시(14a)(14b)의 절곡부(16a)(16b)가 85~95°각도를 이루는 슬립링(24)의 "V"형 요홈부 사이에서 접촉 면적이 최대로 유지되어 접촉면적을 최대화함으로써 접촉효율을 높이고 전기적인 노이즈의 발생을 줄일수 있도록 하였다.
따라서 제 1 전선(15a)(15b)과 와이어 브러시(14a)(14b)를 통해 전달되는 각종 신호 또는 전원은 슬립링(24)에 전달되고, 이 슬립링(24)에 전달된 신호는 다시 슬립링(24)에 연결된 제 2 전선(27)을 통해 외부의 특정 부하에 전달하게 되며, 미도시된 회전체가 회전하게 되면 제 1, 제 2 베어링(25)(26)에 의해 슬립링결합체(20) 자체가 회전하게 되며, 이 경우에도 와이어 브러시(14a)(14b)의 절곡부(16a)(16b)는 슬립링(24)의 "V"형상의 요홈부 사이에 접촉 유지됨으로써 신호의 전송은 원할하게 이루어지게 되는 것이다.