CN105140753A - 一种旋转导电结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转导电结构，包括轴线沿前后方向延伸的同轴设置的内绝缘套和外绝缘套，内、外绝缘套之间围成的环形空间中设有至少一个轴承，所述轴承具有与外绝缘套的内周面固定装配的周向封闭的轴承外圈、与内绝缘套的外周面固定装配的周向封闭的轴承内圈以及导电连接在轴承内圈和轴承外圈之间的导电滚珠。由于本发明的旋转导电结构的轴承内、外圈均周向封闭且固定在同轴设置的内、外绝缘套上，轴承内外圈之间围成的环形空间在周向的各个位置处径向尺寸相同，滚珠在该环形空间内周向循环转动时与轴承内、外圈的导电接触稳定不变，具有良好的旋转导电性能。

Description

一种旋转导电结构

技术领域

本发明涉及导电连接领域，尤其涉及一种旋转导电结构。

背景技术

目前在电滑环领域电刷与导电环主要采用滑动接触方式，多采用复合刷块或贵金属单丝或纤维刷与导电环滑动导电接触，而当电滑环应用于大功率传输时，上述三种均需要采用多路并联共同传输功率，由于受机加工精度、装配精度的影响，实际每路传输的功率并不相同。当设计冗余较少时，因实际传输功率不同会造成部分通路电刷烧坏，导致产品失效；当设计冗余较大时，需要增加轴向尺寸，产品成本随之上升。

授权公告号为CN201584630U、授权公告日为2010.09.15的中国实用新型专利公开了一种旋转式导电环，包括转子轴，转子轴外套设有绝缘套，绝缘套外套设有旋转导电内圈，旋转导电内圈外设有导电外圈，旋转导电内圈和导电外圈之间围成的环形空间内设有复数个滚珠，旋转导电内圈由导线与转子线圈电连接，导电外圈上电连接有引出导线，通过位于旋转导电内圈和导电外圈围成的环形空间中的滚珠实现内外圈之间的导电，避免了使用电刷和导电环滑动配合导电易损坏的问题。但是，这种旋转式导电环的第一种实施例在使用时，由于导电外圈是具有周向开口的C型环状结构，滚珠在转动到开口位置处时会有短时间的电信号间断时间，传递信号不稳定，C型环状结构的开口处通过螺栓连接，螺栓上设有用于将开口的两端向靠近的方向预紧弹簧，这样位于内外圈之间的滚珠在滚动到外圈开口位置处时，会与开口一边产生冲击和碰撞，损坏滚珠，外圈在弹簧的弹性作用力下会发生径向浮动，造成滚珠和导电外圈接触不稳定，造成接触电阻十分不稳定而变化范围较大，还是会影响导电连接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚珠和导电外圈之间不会发生冲击和碰撞，导电外圈不会发生径向浮动的旋转导电结构，用以解决现有的旋转式导电环导电连接不稳定的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的旋转导电结构采用如下技术方案：一种旋转导电结构，包括轴线沿前后方向延伸的同轴设置的内绝缘套和外绝缘套，内、外绝缘套之间围成的环形空间中设有至少一个轴承，所述轴承具有与外绝缘套的内周面固定装配的周向封闭的轴承外圈、与内绝缘套的外周面固定装配的周向封闭的轴承内圈以及导电连接在轴承内圈和轴承外圈之间的导电滚珠。

内、外绝缘套之间的轴承有多个且在轴向方向间隔分布，每相邻两个轴承之间设有用于将轴承绝缘隔开并对轴承进行轴向定位的绝缘格挡结构。

绝缘格挡结构包括与内绝缘套固定装配的内绝缘挡环和与外绝缘套固定装配的外绝缘挡环，内、外绝缘挡环朝向轴向方向的侧面为用于与轴承端面挡止配合的挡止定位面，内外绝缘挡环在径向上相互靠近的侧面共同围成迷宫形绝缘缝隙。

所述迷宫形绝缘缝隙在轴向截面上的形状为S型。

内、外绝缘套上在对应于各个轴承的轴向位置处分别设有径向贯通并用于供引线穿过的引线穿孔。

本发明的旋转导电结构包括同轴设置的内、外绝缘套，内外绝缘套之间设有轴承，轴承外圈与外绝缘套固定装配，轴承内圈与内绝缘套固定装配，轴承内外圈之间设有导电滚珠，由于本发明的旋转导电结构的轴承内、外圈均周向封闭且固定在同轴设置的内、外绝缘套上，这样轴承内外圈之间围成的环形空间在周向的各个位置处径向尺寸相同，滚珠在该环形空间内周向循环转动时与轴承内、外圈的导电接触稳定不变，不会出现现有技术中因导电外圈有开口而导电连接出现间断的问题，轴承内圈固定在内绝缘套上，轴承外圈固定在外绝缘套上，保证轴承内外圈相对位置固定，不会出现因内圈和/或外圈的径向浮动而出现接触电阻不稳定，影响导电连接的问题。

进一步地，内、外绝缘套之间的轴承有多个且在轴向方向间隔分布，每两个轴承之间设有绝缘格挡结构，通过绝缘格挡结构能够将各个轴承隔开并对各个轴承进行轴向的定位，在相邻两个轴承之间夹设绝缘格挡结构可以保证相邻轴承不会导电接触，每个轴承可以传递不同的电信号。

进一步地，内、外绝缘挡环相互靠近的径向侧面之间围成在轴向截面上为S型的绝缘缝隙，在该旋转导电结构应用于高压、大功率传输时，S型绝缘缝隙间接的增大了相邻两个轴承之间的绝缘距离，间接增大爬电距离，使得相邻两个轴承之间不容易发生短路，使用起来更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明的旋转导电结构的实施例一的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的旋转导电结构进行详细说明：

本发明的旋转导电结构的实施例一：如图1所示，包括同轴设置的外绝缘套1和内绝缘套2，内、外绝缘套之间围成的环形空间内安装有三个轴承，三个轴承在轴向上均匀间隔设置，各个轴承的轴线与内、外绝缘套的轴线重合，各个轴承均具有与外绝缘套1的内周面固定连接的轴承外圈10和与内绝缘套2的外周面固定连接的轴承内圈20，轴承内圈和轴承外圈均为导电材料制成，各个轴承内圈和轴承外圈之间滚动转配有导电滚珠3，轴承内圈和轴承外圈相互靠近的圆周面上分别设有与导电滚珠外周面向适配的弧形滚道，导电滚珠能够在轴承内圈和轴承外圈围成的滚道内稳定滚动，轴承外圈10和轴承内圈20均为周向封闭的环形，相邻两个轴承之间还夹设有绝缘格挡结构，该绝缘格挡结构用于将相邻两个轴承绝缘隔离并对轴承在轴向上进行定位，本实施例中，绝缘格挡结构包括外绝缘挡环11和内绝缘挡环21，外绝缘挡环11与外绝缘套1固定连接，内绝缘挡环21与内绝缘套2固定连接，内、外绝缘挡环的朝向轴向方向的侧面为垂直于轴线的平面，该平面为用于与对应的轴承端面挡止配合的挡止定位面，内、外绝缘挡环背离内、外绝缘套的径向侧面上设有凹凸结构，内、外绝缘挡环上的凹凸结构相互配合围成迷宫形绝缘缝隙，本实施例中，该绝缘间隙在过外绝缘套轴线方向上的截面形状为S型，当然，在其他实施例中，还可以为之字形或其他复杂弯曲形状，这样增大了相邻两个轴承之间的空气通道的长度，在该旋转导电结构使用在电压较高、电流较大或大功率传输的导电连接时，间接增大了爬电距离，不容易出现相邻两个轴承之间的短路的现象，保证了导电连接的稳定性和可靠性，内、外绝缘套上还在与各个轴承轴向位置相对应的位置处设有用于连接导电引线的引线穿孔5，引线穿孔5径向延伸分别贯通内、外绝缘套。

本发明的旋转导电结构在使用时内、外绝缘套发生相对转动，轴承的内外圈发生相对转动，导电滚珠在轴承内外圈之间的环形空间内周向公转并发生自转，同时轴承内外圈之间通过导电滚珠进行导电传输。

本发明的旋转导电结构的实施例二：与实施例一的不同之处在于，内圈绝缘套之间的轴承轴向相互接触，此时可以只做输电使用，而不传递不同电信号。

本发明的旋转导电结构的实施例三：与实施例一的不同之处在于，绝缘格挡结构为整体式绝缘环，绝缘环的内、外圆周面分别与内绝缘套和外绝缘套间隙配合，与内外绝缘套均不固定，不影响内外绝缘套的相对转动，绝缘环的两端端面分别与相邻两个轴承的对应端面挡止配合并对相邻两个轴承轴向定位。

本发明的旋转导电结构的实施例四：与实施例一的不同之处在于，内、外绝缘挡环径向上相互靠近的侧面均为圆柱面，且围成圆环形绝缘缝隙。

本发明的旋转导电结构使用时通过轴承内外圈之间的导电滚珠实现转动导电，轴承内外圈的位置相对固定而不会发生径向浮动，保证了滚珠和轴承内外圈之间的接触稳定性，提高了旋转导电的稳定性和可靠性，滚珠与轴承内外圈的稳定良好滚动配合也提高了导电滚珠的使用寿命。

Claims (5)

1.一种旋转导电结构，其特征在于，包括轴线沿前后方向延伸的同轴设置的内绝缘套和外绝缘套，内、外绝缘套之间围成的环形空间中设有至少一个轴承，所述轴承具有与外绝缘套的内周面固定装配的周向封闭的轴承外圈、与内绝缘套的外周面固定装配的周向封闭的轴承内圈以及导电连接在轴承内圈和轴承外圈之间的导电滚珠。

2.根据权利要求1所述旋转导电结构，其特征在于，内、外绝缘套之间的轴承有多个且在轴向方向间隔分布，每相邻两个轴承之间设有用于将轴承绝缘隔开并对轴承进行轴向定位的绝缘格挡结构。

3.根据权利要求2所述的旋转导电结构，其特征在于，绝缘格挡结构包括与内绝缘套固定装配的内绝缘挡环和与外绝缘套固定装配的外绝缘挡环，内、外绝缘挡环朝向轴向方向的侧面为用于与轴承端面挡止配合的挡止定位面，内外绝缘挡环在径向上相互靠近的侧面共同围成迷宫形绝缘缝隙。

4.根据权利要求3所述的旋转导电结构，其特征在于，所述迷宫形绝缘缝隙在轴向截面上的形状为S型。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的旋转导电结构，其特征在于，内、外绝缘套上在对应于各个轴承的轴向位置处分别设有径向贯通并用于供引线穿过的引线穿孔。