KR200413846Y1 - 슬립 링 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회전체의 중심을 이루는 샤프트에 슬립링을 용도에 맞는 갯수로 끼워서 사용할 수 있게 하고, 각 슬립링 사이에는 절연체가 교호하여 설치되도록 하므로서 금형이나 몰딩을 사용하지 않고도 슬립링의 설치갯수를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 설치된 슬립링과 절연체는 캡으로 마감시키므로서 전기적 단락이 일어나는 경우에도 필요부분만 교체할 수 있도록 하므로서 실용성을 배가시키도록 한 것이다.

슬립링, 절연체, 베어링, 전선,슬립링단자

Description

슬립 링 결합구조 {The structure of the slip ring combined}

도1은 종래 슬립링의 분리구성도,

도2는 본 고안의 조립구성도,

도3은 본고안의 슬립핀 커버구조도로,

(a)는 하부 반 커버의 평면구조도,

(b)는 상부 반 커버의 평면구조도,

(c)는 (a)의 좌측면도,

(d)는 (b)의 우측면도,

도4는 본 고안의 고정커버의 외형도로,

(a)는 정면도,

(b)는 (a)의 좌측면도,

도5는 본 고안의 회전부를 구성하는 샤프트와 캡의 조립도면,

도6은 도5의 분리도면으로,

(a)는 샤프트 구성도,

(b)는 (a)의 좌측면도,

(c)는 (a)의 우측면도,

도7은 도6의 샤프트에 끼워지는 캡의 구성도,

도8은 도6과 도7의 결합도,

도9는 본 고안의 슬립링단자 구성도로,

(a)는 정면도,

(b)는 측면도,

도10은 본고안의 절연체 구성도로,

(a)는 정면도,

(b)는 측면도이다.

-도면의 주요부호에 대한 설명-

300- 슬립링 단자 302-전선

310-절연체 320-샤프트

330-상부 베어링 332-하부베어링

340-슬립핀 350-슬립핀 커버

360-고정커버 370-전선 인출부

380-하부몸체 390-캡

본 고안은 CCTV나 중량체와 같이 회전부와 고정부를 갖추고서 회전하도록 설치되는 장비에 있어서, 회전부가 회전하더라도 고정부와의 전기회로 단락없이 전기회로가 연결되도록 한 슬립링의 결합구조에 관한 것으로, 특히 조립식으로 설계하고 슬립링단자를 임의 갯수로 조절하여 설치할 수 있도록 설계하여서, 제조가 매우 용이하고 가격이 싸며, 호환적으로 사용할 수 있도록 고안된 슬립링의 결합구조에 관한 것이다.

여기서 슬립링(slip ring)은 전선이 연결된 장치를 회전시키는 장비의 회전부 전기회로와 고정부 전기회로가 회전부의 회전중에도 배선의 꼬임없이, 고정부와의 전기회로 단락이 생기지 않고 연결되도록 한 것을 말한다.

본 발명과 관련한 종래의 기술은 특허등록 제 10-0396041호(명칭: 슬립링의 구조 및 그 제조방법, 등록일: 2003.8.14)로 공지되어 있는바, 이 기술은 도1에서 보는 바와 같이,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 대향절곡된 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 하고 있다.

또한, 이러한 구조를 형성시키는 방법은 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 하고 있다.

그런데, 상기한 종래기술은 슬립링결합체(20)가 샤프트(21)의 일측에 돌출단턱(28)이 형성됨과 동시에 절연링(23)과 슬립링(24)이 교호로 고정되는 인서트 몰딩구조를 이루고 있으며, 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 있어서, 필요장비에 맞도록 절연링(23)과 슬립링(24)은 물론, 브러시조합체(10)의 브러시홀더(11a)(11b)를 성형시켜야 하므로, 매 장비마다 금형과 몰딩을 준비해야 하므로 그 기간이 매우 길게 될 뿐 만아니라 그 제조단가가 매우 높게 되고, 따라서 호환적으로 사용할 수 없는 단점이 있었다. 또한, 사용중 전선에서 전기회로의 단락이 있는 경우에는 부분을 교체할 수 없으므로 몰딩에 의해 생성된 슬립링 결합체 모두를 교체해야 하므로 그 비용이 많이 드는 문제가 있었다.

본 고안은 상기한 종래의 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여, 회전체의 중심을 이루는 샤프트에 슬립링을 용도에 맞는 갯수로 끼워서 사용할 수 있게 하고, 각 슬립링 사이에는 절연체가 교호하여 설치되도록 하므로서 금형이나 몰딩을 사용하지 않고도 슬립링의 설치갯수를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 설치된 슬립링과 절연체는 캡으로 마감시키므로서 전기적 단락이 일어나는 경우에도 필요부분만 교체할 수 있도록 하므로서 실용성을 배가시키도록 한 것이다.

이하, 첨부도면을 본고안의 1실시예로하여 그 구성과 작용효과를 상술하면 다음과 같다.

본 고안은 전선(302)이 연결된 다수의 슬립링 단자(300)와 절연체(310)가 교호하여 설치되는 샤프트(320)와, 이 샤프트(320)가 회전체가 되도록 지지하는 상·하부 베어링 (330, 332)과, 상기 베어링(330,332)을 지지하면서 슬립링 단자(300)와 회로를 연결하는 슬립핀(340)이 인서트 몰딩된 슬립핀 커버(350)와, 상기 슬립핀 커버(350)를 보호하고 고정하는 고정커버(360)로 이루어진 슬립링 결합구조 이다. 여기서, 상기 샤프트(320)는 단턱(322)이 형성된 원통형 보빈(Bobbin)이지만, 이 단턱(322)을 기준으로 전선 인출부(370)와 상기 슬립링(300) 및 절연체(310)가 끼워져 설치되는 하부몸체(380)로 구성되며, 상기 하부몸체(380)는 길이방향으로 중심의 절개부(382)가 형성됨에 따라 대칭의 지지편(384)이 자유단을 구성하며, 상기 지지편(384)의 자유단에는 캡(390)이 결합되어 이루어지는 특징을 갖는다.

도2는 본고안의 전체 조립구성도로, 도3 이하의 부품구조를 설명한 후 후술 한다. 도3은 슬립핀 커버(350)의 조 립전 도면으로, 슬립핀 커버(350)는 원통형상을 구성하므로 대칭되는 반원단면의 커버에 슬립핀(340)이 공지의 방법으로 인서트 몰딩되어 조립된다. 즉, 도3 (a)의 하부 반 커버의 평면구조와 (b)의 상부 반 커버의 평면구조도에서와 같이, 반 커버 각각 에는 상하부 베어링 설치홈(352,354)이 상하부에 형성되어 있으며, 서로 대응되어 결합되는 체결홀(356')과 체결핀(356)이 마련되어 있다. 또한, 도3 (c)및 (d)와 같이, 중공(356)을 구성하는 반원이 형성되고, 길이방향으로 수직요홈(355)이 형성되어 있으며, 특히 상부 반 커버에는 전선 (358)이 공지의 방법으로 인서트 몰딩 되어 제조된다.

도4는 상기 슬립핀 커버(350)의 외부에 끼워져 설치되는 고정커버(360)의 외형도로, (a)의 정면도, (b)의 (a)에 대한 좌측면도와 같이, 세 방향으로 돌출된 고정부(362)에 고정홀(364)이 각각 형성된 구조를 보인다. 특히, 내부에는 수직돌부(366)가 형성되어서 상기 슬립핀 커버(350)의 수직요홈(355)에 끼워져 결합된다.

도5는 본 고안의 샤프트(320)전체의 조립도이고, 도6은 도5의 요부도면으로, 도6 (a)의 샤프트 정면도에 대해 (b)는 (a)의 좌측면도, (c)는 (a)의 우측면도를 보여준다. 여기서, 샤프트(320)는 단턱(322)을 기준으로 좌측의 전선인출부(370)의 단면직경은 하부몸체(380)의 단면 직경보다 길게 형성되어 굵기가 다르다. 또한, 전선인출부(370)의 중공(372)은 사각형으로 도시되어 있으나 이 형상으로만 한정되지 않고 원형이나 다각형의 것이면 무방하며, 하부몸체(380)는 절개부(382)에 의해 대칭의 지지편(384)으로 구성되면서 이들의 양단에는 캡 고정홈(386)이 형성되어있다.

도7은 도6의 샤프트(320)의 하부몸체(380)에 끼워지는 캡(390)의 구성도로, 하부몸체(380)를 구성하는 지지편(384)의 양단이 끼워지는 요홈(392)과 돌출턱(394)이 형성되어서, 상기 캡고정홈(386)에 캡(390)이 끼워져 조립되면 분리가능하게 이탈되지 않고 조립된다(도8참조).

도9는 본 고안의 슬립링 단자(300) 구성도로, (a)의 정면도와 같이 전선(302)이 납용접으로 연결되고, (b)에서와 같이 'V'자형 혹은 '∪'자형 단면을 이루며, 끼움구(304)는 샤프트(320)의 하부몸체(380)에 상기 슬립링단자(300)가 끼워지도록 'H'형 단면구조로 형성된다.

도10은 본 고안의 절연체 구성도로, (a)의 정면도와 (b)의 측면도에서 보는 바와 같이 전선이 연결되지 않은 슬립링 단자(300)와 같은 형상임을 보여준다.

상기한 구성의 각 부품이 조립된 도면이 도2이다. 본고안의 조립순서는 먼저 샤프트(320)에 전선(302)이 연결된 슬립링단자(300)와 절연체(310)를 교호하여 끼워넣는다. 특히, 상기 슬립링단자(300)는 그 갯수를 조절하여 끼워넣을 수 있는 본고안의 가장 큰 특징을 갖는다. 즉, 상기 샤프트(320)에는 하부몸체(380)의 길이만큼 슬립링단자(300)와 절연체(310)를 교호하여 끼워 설치할 수 있어서, 상기 하부몸체(380)의 길이범위 내에서 상기 슬립링단자(300)의 갯수를 조절하여 설치함에 따라 여러 회로를 구성하는 장비에 호환적으로 사용할 수 있도록 제작되는 특징을 갖는다.

예컨대 상기 샤프트(320)의 하부몸체(380)의 길이가 슬립링단자(300)와 절연 체(310)를 20개 수납할 수 있는 길이라면, 슬립핀(340)과 회로가 연결되는 슬립링단자(300)가 20개가 될 것이다. 따라서, 20개보다 적은 회로를 연결 시키는 구성, 즉 10개나 8개의 슬립링단자(300)만 필요하다면 그에 맞게 10개나 8개의 슬립링단자(300)만 조립하고 나머지에는 절연체(310)를 끼워넣어 유동을 방지시킨다면 본 고안에 따른 하나의 제품으로 여러 회로를 구성하는 슬립링에 호환적으로 사용가능하게 되는 것이다.

이 때문에, 슬립링단자(300)가 하나만 틀리더라도 새로운 금형과 몰딩으로 제작하던 종래의 슬립링보다 비교할 수 없는 정도의 제작비 절감과 제조시간의 단축은 물론, 실용성을 배가 시킬 수 있어서 본고안의 슬립링 구조로 대부분의 슬립링 사용장비를 커버 할 수 할 수 있게 된다.

상기와 같이 갯수를 맞추어 슬립링단자(300)와 절연체(310)를 교호하여 설치한 샤프트(320)를 캡(390)으로 마감하고, 슬립링단자(300)에 연결된 전선(302)은 절개부(382)를 통해 전선인출부(370)의 중공(372)으로 나와 외부의 다른 장비에 연결시켜 사용하게 되며, 여기서 외부장비는 생략되어 있다.

상기한 목적에 맞게 조립된 샤프트(320)는 양단에 베어링(330,332)을 끼워 설치한 후, 이를 슬립핀 커버(350)를 구성하는 양분된 반 커버 하나에 넣어 맞춘다. 여기에 다른 반 커버를 씌워서 각 베어링(330,332)이 베어링 설치홈(352,254)에 설치되도록 한 후 체결홀(356')과 대응되는 체결핀(356)을 체결하여 조립을 완성하며, 슬립핀 커버(350)외부에는 고정커버(360)가 끼워지므로 목적물에 고정부(362)의 고정홀(364)에 스크류로 체결하여 고정시켜 사용한다. 이때 고정커버(360) 에는 수직돌부(366)가 형성되고, 슬립핀 커버(350)에는 수직요홈(355)이 형성되어서 슬립핀 커버(350)에 고정커버(360)가 끼워질때 수직돌부(366)가 수직요홈(355)을 따라 끼워져서 헛돌림이 되지 않도록 한다.

상기한 구성에 따라, 회전체를 구성하는 샤프트(320)가 회전하는 장비를 따라 회전하더라도 고정부를 구성하는 슬립핀 커버(350)의 슬립핀(340)이 슬립링단자(300)의 'V'자형 혹은 '∪'자형 단면의 외경에 미끄럼접촉된 상태로 회전하므로 회로의 단락없이 슬립링이 요구되는 장비에 사용할 수 있게 된다.

상기한 구성과 그 작동에서와 같이, 본 고안을 사용하므로서 슬립링의 회로단자갯수마다 서로다른 금형으로 몰딩을 하여 슬립링 조립체를 생산할 필요가 없게 되며, 무엇보다도 적정갯수의 슬립링단자를 가변하여 조립할 수 있으므로 조립시간의 단축은 물론, 제작비용이 대폭 절감된다. 또한, 조립에 의해 완성되는 본 고안은 회로단락시에도 해당 부품교체만으로 사용이 가능하므로 유지관리에도 시간적· 경제적으로 큰 도움이 되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 전선이 연결된 다수의 슬립링 단자와 절연체가 교호하여 설치되는 샤프트와, 상기 샤프트가 회전체가 되도록 지지하는 상·하부 베어링과, 상기 베어링을 지지하면서 슬립링 단자와 회로를 연결하는 슬립핀이 인서트 몰딩된 슬립핀 커버로 이루어지는 슬립링 구조에 있어서,

   상기 샤프트는 단턱이 형성된 보빈으로 , 이 단턱을 기준으로 전선 인출부와 상기 슬립링 및 절연체가 끼워져 설치되는 하부몸체로 구성되며, 상기 하부몸체는 길이방향으로 중심의 절개부가 형성됨에 따라 대칭의 지지편이 자유단을 구성함과 동시에 캡고정홈이 형성되며,

   상기 슬립핀 커버는 대칭되는 반원단면의 하부 반 커버와 상부 반 커버로 이루어져서, 반 커버 각각 에는 상·하부 베어링 설치홈과 채결홀과 체결핀 및 중공이 형성되어 조립하여 조합되며,

   상기 슬립핀 커버의 외부에 씌워지면서 세 방향으로 돌출된 고정부에는 고정홀이 각각 형성된 고정커버가 마련되며,

   상기 지지편의 자유단에 결합되는 캡을 마련하되, 이 캡에는 요홈과 돌출턱이 형성되며,

   상기 슬립링 단자는 'V'자형 혹은 '∪'자형 단면의 외경과 더불어 'H'형 단면의 끼움구가 형성된 채 전선이 연결된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬립 링 결합구조.
2. 제1항에 있어서, 샤프트에는 하부몸체의 길이만큼 슬립링단자와 절연체를 교호하여 끼워 설치할 수 있어서, 상기 하부몸체의 길이범위 내에서 상기 슬립링단자의 갯수를 조절하여 설치함에 따라 슬립링 단자의 갯수가 다른 장비에도 호환적으로 사용할 수 있도록 제작되는 것을 특징으로 하는 슬립링 결합구조.
3. 제1항에 있어서,고정커버에는 수직돌부가 형성되고, 슬립핀 커버에는 수직요홈이 형성되어서 슬립핀 커버에 고정커버가 끼워질 때 수직돌부가 수직요홈을 따라 끼워지도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 슬립링 결합구조.

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