CN110148866B - 导电滑环 - Google Patents

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Abstract

一种导电滑环，其包括第一端子组以及第二端子组，其中所述第一端子组包括第一端子以及第二端子，所述第二端子组包括第三端子以及第四端子，所述第一端子设有第一接触部以及第一延伸部，所述第一接触部设有与所述第三端子接触的第一环形接触面；所述第二端子设有第二接触部以及第二延伸部，所述第二接触部设有与所述第四端子接触的第二环形接触面；所述第一延伸部沿所述导电滑环的轴向穿过所述第二接触部并至少部分插入所述第二延伸部中。如此设置，一方面利用了导电滑环的轴向距离来布置第一端子与第二端子，使其结构较为紧凑；另一方面，能够尽量地让第一延伸部与第二延伸部相互靠近，从而便于与第一连接端口电性连接。

Description

导电滑环
技术领域
本发明涉及一种导电滑环，属于连接器技术领域。
背景技术
导电滑环属于电接触滑动连接应用范畴，它又称集电环，或称旋转关节、旋转电气接口、滑环、集流环、回流环、线圈、换向器、转接器，是实现两个相对转动机构的图像、数据信号及动力传递的精密输电装置。特别适合应用于无限制的连续旋转，同时又需要从固定位置到旋转位置传送功率或数据的场所。其中弹性材料-电刷、滑动触点表面材料-导电滑环、绝缘材料、粘结材料、组合支架、精密轴承、防尘罩及其他辅助件等组成。电刷采用贵金属合金材料，呈“H”型与导电电环环槽对称双接触，借助电刷的弹性压力与导电滑环环槽滑动接触来传递信号及电流，是各种精密转台、离心机和惯导设备的关键器件。可广泛应用于安防、工厂自动化、电力、金融、仪表、化工、冶金、医疗、航空、军事、船舶、运输、建筑等机电设备上。
现有的导电滑环一般包括若干个圆筒状的端子，这些端子一般需要跟连接元件(例如线缆)进行电性连接。然而，如何更有效地对这些端子进行布置以及如何便于这些端子与连接元件进行电性连接是业界需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑且端子便于连接的导电滑环。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种导电滑环，其包括第一端子组以及第二端子组，其中所述第一端子组包括相互之间不电性接触的第一端子以及第二端子，所述第二端子组包括与所述第一端子电性连接的第三端子以及与所述第二端子电性连接的第四端子，所述第一端子设有第一接触部以及与所述第一接触部相连的第一延伸部，所述第一接触部设有与所述第三端子接触的第一环形接触面；所述第二端子设有第二接触部以及与所述第二接触部相连的第二延伸部，所述第二接触部设有与所述第四端子接触的第二环形接触面，所述第一环形接触面与所述第二环形接触面沿所述导电滑环的轴向间隔设置；所述第一延伸部沿所述导电滑环的轴向穿过所述第二接触部并至少部分插入所述第二延伸部中，所述第一延伸部以及所述第二延伸部用以与第一连接端口电性连接，所述第三端子与所述第四端子用以与第二连接端口电性连接。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述导电滑环还包括成型件，所述第一端子以及所述第二端子与所述成型件嵌入成型在一起，其中所述第一接触部与所述第二接触部沿所述导电滑环的轴向间隔设置，所述第一接触部也设置为圆环形，所述第二延伸部插入所述第一接触部，所述第二接触部设置为圆环形或圆柱形。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述成型件设有支撑部，所述第一延伸部设有暴露在所述支撑部上的第一尾部，所述第二延伸部设有暴露在所述支撑部上的第二尾部；所述第一连接端口设有与所述第一尾部相连的第一线缆以及与所述第二尾部相连的第二线缆。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述导电滑环包括套接在所述支撑部上以遮蔽所述第一尾部与所述第二尾部的保护套。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述成型件设有轴承座，所述导电滑环还包括安装在所述轴承座上的轴承，所述轴承包括外圈部以及相对所述外圈部能够旋转的内圈部，其中所述内圈部与所述轴承座相固定；所述导电滑环包括用以固定所述第三端子与所述第四端子且与所述外圈部相固定的壳体。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第二连接端口设有与所述第三端子相连接的第三线缆以及与所述第四端子相连接的第四线缆；所述导电滑环包括包覆在所述第三端子与所述第三线缆相连接的部位的第一保护件以及包覆在所述第四端子与所述第四线缆相连接的部位的第二保护件，所述第一保护件与所述第二保护件均安装在所述壳体上。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述壳体包括第一壳体以及与所述第一壳体组装固定的第二壳体，所述第一保护件安装在所述第一壳体上，所述第二保护件安装在所述第二壳体上；所述导电滑环还包括套接在所述壳体的外部的外壳。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一环形接触面的直径与所述第二环形接触面的直径相同。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第三端子与所述第四端子均包括连接部、自所述连接部的两端分别弯折延伸的第一接触臂以及第二接触臂；其中所述第一端子能够相较于所述第三端子转动，但所述第三端子的所述第一接触臂以及所述第二接触臂始终夹持在所述第一环形接触面上；所述第二端子能够相较于所述第四端子转动，但所述第四端子的所述第一接触臂以及所述第二接触臂始终夹持在所述第二环形接触面上。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一端子以及所述第二端子中的一个为电源端子，另一个为接地端子。
相较于现有技术，本发明通过将第一端子的第一延伸部沿导电滑环的轴向穿过第二端子的第二接触部并至少部分插入第二延伸部中，一方面利用了导电滑环的轴向距离来布置第一端子与第二端子，使其结构较为紧凑；另一方面，能够尽量地让第一延伸部与第二延伸部相互靠近，从而便于与第一连接端口电性连接。
附图说明
图1是本发明导电滑环在一种实施方式中的立体图。
图2是图1另一角度的立体图。
图3是去除图1中外壳后的立体图。
图4是去除图3中第二保护件后的立体图。
图5是图1的部分立体分解图，其中壳体以及外壳被分离出来。
图6是图5进一步的立体分解图。
图7是图6进一步的立体分解图。
图8是去除图5中壳体、外壳以及保护套后的立体示意图。
图9是图8中的第一端子组、成型件以及轴承组装在一起时的立体图。
图10是图9的立体分解图。
图11是去除图10中成型件后的立体示意图。
图12是图11的立体分解图。
图13是沿图1中A-A线的剖面示意图。
图14是图13中画圈部分的局部放大图。
图15是图8另一实施方式的立体示意图。
图16是图15中的第一端子组、成型件以及轴承组装在一起时的立体图。
图17是图15中第一线缆、第二线缆与第一端子组焊接在一起的立体示意图。
具体实施方式
请参图1至图17所示，本发明揭示了一种导电滑环100，其包括第一端子组10(参图12所示)、第二端子组20(参图6所示)、与所述第一端子组10固定在一起的成型件5、安装在所述成型件5上的轴承6、与所述轴承6相配合且包裹所述第一端子组10的壳体7以及组装固定在所述壳体7的外部的外壳8。
请参图11至图14所示，在本发明图示的实施方式中，所述第一端子组10包括相互之间不电性接触的第一端子1以及第二端子2，所述第二端子组20包括与所述第一端子1电性连接的第三端子3以及与所述第二端子2电性连接的第四端子4。在本发明图示的实施方式中，所述第一端子1以及所述第二端子2中的一个为电源端子，另一个为接地端子。当然，在其他实施方式中，所述第一端子1以及所述第二端子2也可以为信号端子，所述第一端子组10所包括的端子数量也可以不止两个。
从结构上看，在本发明图示的实施方式中，所述第一端子1设有第一接触部11以及与所述第一接触部11相连的第一延伸部12，所述第一接触部11设有与所述第三端子3接触的第一环形接触面111；所述第二端子2设有第二接触部21以及与所述第二接触部21相连的第二延伸部22，所述第二接触部21设有与所述第四端子4接触的第二环形接触面211。在本发明图示的实施方式中，所述第一接触部11也设置为圆环形，所述第二延伸部22插入所述第一接触部11，所述第二接触部21设置为圆环形或圆柱形。请参图11至图14所示，所述第一延伸部12沿所述导电滑环100的轴向穿过所述第二接触部21并至少部分插入所述第二延伸部22中。如此设置，利用了导电滑环100的轴向距离来布置第一端子1与第二端子2，使其结构较为紧凑。
所述第一端子1与所述第二端子2可以通过一般的定位结构(例如定位槽)等安装固定到成型件5上，且使所述第一端子1与所述第二端子2不发生接触，避免短路。当然，由于呈圆筒台阶状的第一端子1与第二端子2定位较为困难，为了更好地解决该定位问题，在本发明图示的实施方式中，所述第一端子1以及所述第二端子2与所述成型件5嵌入成型(Insert Molding)在一起。请参图11及图14所示，所述第一接触部11与所述第二接触部21在所述导电滑环100的轴向上间隔设置。优选地，所述第一接触部11与所述第二接触部21在所述导电滑环100的轴向上被成型件5的隔离部50隔开。
所述成型件5设有支撑部51，所述第一延伸部12设有暴露在所述支撑部51上的第一尾部121，所述第二延伸部22设有暴露在所述支撑部51上的第二尾部221。所述第一尾部121与所述第二尾部221的排列方式可以为上下排列(请参图7至图10所示)或者左右排列(请参图15至图17所示)。当然，可以理解，所述第一尾部121与所述第二尾部221还可以采用其他排列方式，例如沿导电滑环100的轴向上前后布置等等。上述第一尾部121与第二尾部221的各种排列方式中，利于提高工艺的稳定性、提高焊接效率的均为优选方案，在此不再赘述。
请参图1至图8所示，所述第一延伸部12以及所述第二延伸部22用以与第一连接端口13电性连接。在本发明图示的实施方式中，所述第一连接端口13为线缆连接器组件，其包括用以与所述第一尾部121相连的第一线缆131、与所述第二尾部221相连的第二线缆132、以及第一连接器133。
请参图1至图7所示，为了增加第一尾部121、第二尾部221与第一线缆131、第二线缆132焊接后的结构强度以及防止焊接部位因暴露在空气中容易发生氧化等问题，所述导电滑环100还包括套接在所述支撑部51上以遮蔽所述第一尾部121与所述第二尾部221的保护套52，保护套52采用注塑成型或组装。
在本发明导电滑环100的一种应用中，与所述第一连接端口13相连的电子元件会发生位置变化(例如旋转)。通过设置轴承6，一方面能够降低旋转的阻力，易于旋转；另一方面也能够提高安装精度，从而提高相应端子之间的接触可靠性。请参图9及图10所示，所述成型件5设有轴承座53，所述轴承6安装在所述轴承座53上。在本发明图示的实施方式中，所述成型件5设有两个轴承座53，分别位于第一端子组10的两端，以进一步降低旋转的阻力、提高相应端子之间的接触可靠性。相应地，所述轴承6也为两个，分别安装在对应的轴承座53上。对本领域的普通技术人员而言，其能够知晓或者在不付出创造性劳动的前提下从相关领域中寻找不同形式的轴承6。在本发明的一种实施方式中，所述轴承6为滚珠轴承，其包括外圈部62、相对所述外圈部62能够旋转的内圈部61以及安装在所述内圈部61与所述外圈部62之间的若干滚珠，其中所述内圈部61与所述轴承座53相固定，所述外圈部62安装固定在所述壳体7上。
在本发明图示的实施方式中，所述壳体7包括第一壳体71以及与所述第一壳体71相组装固定的第二壳体72。所述第三端子3以及所述第四端子4分别固定在所述第一壳体71以及所述第二壳体72上。至于所述第三端子3、所述第四端子4与所述第一壳体71、所述第二壳体72的固定方式可以采用本领域普通技术人员熟知的各种方式。例如，在所述第一壳体71、所述第二壳体72上开设安装槽，在所述第三端子3、所述第四端子4上设置卡持在安装槽中的固定部，以实现端子安装。当然，所述第三端子3、所述第四端子4也可以通过嵌入成型(Insert Molding)的方式固定在所述第一壳体71、所述第二壳体72上。
所述第三端子3与所述第四端子4用以与第二连接端口14电性连接。所述第二连接端口14设有与所述第三端子3相连接的第三线缆141、与所述第四端子4相连接的第四线缆142、以及第二连接器143。所述导电滑环100包括包覆在所述第三端子3与所述第三线缆141相连接的部位的第一保护件73以及包覆在所述第四端子4与所述第四线缆142相连接的部位的第二保护件74，所述第一保护件73与所述第二保护件74分别安装在所述第一壳体71与所述第二壳体72上。在本发明的一种实施方式中，所述第三端子3与所述第三线缆141相连接的部位以及所述第四端子4与所述第四线缆142相连接的部位均为焊接部位，所述第一保护件73以及所述第二保护件74一方面能够提高焊接后的结构强度，另一方面也能防止焊接部位因暴露在空气中容易发生氧化等问题。
所述壳体7与所述外壳8通过沿所述导电滑环100的轴向布置的若干凹槽75与凸肋81实现相互组装固定。所述外壳8设有用以将所述导电滑环100安装到其他元件上的安装法兰82，所述安装法兰82设有若干安装孔83。
在本发明图示的实施方式中，所述壳体7、外壳8、第二端子组20以及第二连接端口14的位置一般固定不动(简称“定子”)，所述第一端子组10、成型件5、保护套52以及第一连接端口13等通过所述轴承6能够旋转(简称“转子”)。如此设置，特别适合应用于与第一连接端口13相连的电子器件无限制的连续旋转，同时又需要从固定位置到旋转位置传送电源或数据的场合。
优选地，所述第一环形接触面111的直径与所述第二环形接触面211的直径相同，从而使得所述第三端子3与所述第四端子4能够采用相同端子。如此设置，降低了成本。
请参图6所示，在本发明图示的实施方式中，所述第三端子3与所述第四端子4均包括连接部30、自所述连接部30的两端分别弯折延伸的第一接触臂31以及第二接触臂32；其中所述第一端子1能够相较于所述第三端子3转动，但所述第三端子3的所述第一接触臂31以及所述第二接触臂32始终夹持在所述第一环形接触面111上；所述第二端子2能够相较于所述第四端子4转动，但所述第四端子4的所述第一接触臂31以及所述第二接触臂32始终夹持在所述第二环形接触面211上。
所述第三端子3与所述第四端子4均可以通过板材冲压而形成的对称结构，所述第一接触臂31以及所述第二接触臂32可以设置一个或者两个或者多个接触点33，以保证与第一端子1以及第二端子2的接触稳定性。另外，在本发明图示的实施方式中，第三端子3与第四端子4均设置了呈悬臂状且对称布置的第一接触臂31以及第二接触臂32，这种悬臂结构虽然提供了较好的弹性力，但是需要避免发生过度变形以及不平衡的受力。在本发明图示的实施方式中，通过设置轴承6使“转子”在旋转时能够保持较好的同轴度，能够在一定程度上避免上述问题。
以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的描述，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种导电滑环(100)，其包括第一端子组(10)以及第二端子组(20)，其中所述第一端子组(10)包括相互之间不电性接触的第一端子(1)以及第二端子(2)，所述第二端子组(20)包括与所述第一端子(1)电性连接的第三端子(3)以及与所述第二端子(2)电性连接的第四端子(4)，其特征在于：所述第一端子(1)设有第一接触部(11)以及与所述第一接触部(11)相连的第一延伸部(12)，所述第一接触部(11)设有与所述第三端子(3)接触的第一环形接触面(111)；所述第二端子(2)设有第二接触部(21)以及与所述第二接触部(21)相连的第二延伸部(22)，所述第二接触部(21)设有与所述第四端子(4)接触的第二环形接触面(211)，所述第一环形接触面(111)与所述第二环形接触面(211)沿所述导电滑环(100)的轴向间隔设置；所述第一延伸部(12)沿所述导电滑环(100)的轴向穿过所述第二接触部(21)并至少部分插入所述第二延伸部(22)中，所述第一延伸部(12)以及所述第二延伸部(22)用以与第一连接端口(13)电性连接，所述第三端子(3)与所述第四端子(4)用以与第二连接端口(14)电性连接。
2.如权利要求1所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述导电滑环(100)还包括成型件(5)，所述第一端子(1)以及所述第二端子(2)与所述成型件(5)嵌入成型在一起，其中所述第一接触部(11)与所述第二接触部(21)沿所述导电滑环(100)的轴向间隔设置，所述第一接触部(11)也设置为圆环形，所述第二延伸部(22)插入所述第一接触部(11)，所述第二接触部(21)设置为圆环形或圆柱形。
3.如权利要求2所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述成型件(5)设有支撑部(51)，所述第一延伸部(12)设有暴露在所述支撑部(51)上的第一尾部(121)，所述第二延伸部(22)设有暴露在所述支撑部(51)上的第二尾部(221)；所述第一连接端口(13)设有与所述第一尾部(121)相连的第一线缆(131)以及与所述第二尾部(221)相连的第二线缆(132)。
4.如权利要求3所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述导电滑环(100)包括套接在所述支撑部(51)上以遮蔽所述第一尾部(121)与所述第二尾部(221)的保护套(52)。
5.如权利要求2所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述成型件(5)设有轴承座(53)，所述导电滑环(100)还包括安装在所述轴承座(53)上的轴承(6)，所述轴承(6)包括外圈部(62)以及相对所述外圈部(62)能够旋转的内圈部(61)，其中所述内圈部(61)与所述轴承座(53)相固定；所述导电滑环(100)包括用以固定所述第三端子(3)与所述第四端子(4)且与所述外圈部(62)相固定的壳体(7)。
6.如权利要求5所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述第二连接端口(14)设有与所述第三端子(3)相连接的第三线缆(141)以及与所述第四端子(4)相连接的第四线缆(142)；所述导电滑环(100)包括包覆在所述第三端子(3)与所述第三线缆(141)相连接的部位的第一保护件(73)以及包覆在所述第四端子(4)与所述第四线缆(142)相连接的部位的第二保护件(74)，所述第一保护件(73)与所述第二保护件(74)均安装在所述壳体(7)上。
7.如权利要求6所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述壳体(7)包括第一壳体(71)以及与所述第一壳体(71)组装固定的第二壳体(72)，所述第一保护件(73)安装在所述第一壳体(71)上，所述第二保护件(74)安装在所述第二壳体(72)上；所述导电滑环(100)还包括套接在所述壳体(7)的外部的外壳(8)。
8.如权利要求1至7项中任意一项所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述第一环形接触面(111)的直径与所述第二环形接触面(211)的直径相同。
9.如权利要求8所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述第三端子(3)与所述第四端子(4)均包括连接部(30)、自所述连接部(30)的两端分别弯折延伸的第一接触臂(31)以及第二接触臂(32)；其中所述第一端子(1)能够相较于所述第三端子(3)转动，但所述第三端子(3)的所述第一接触臂(31)以及所述第二接触臂(32)始终夹持在所述第一环形接触面(111)上；所述第二端子(2)能够相较于所述第四端子(4)转动，但所述第四端子(4)的所述第一接触臂(31)以及所述第二接触臂(32)始终夹持在所述第二环形接触面(211)上。
10.如权利要求1所述的导电滑环(100)，其特征在于：所述第一端子(1)以及所述第二端子(2)中的一个为电源端子，另一个为接地端子。
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