CN110998993B - 滑环装置 - Google Patents

Abstract

具有从一端部侧到另一端部侧沿着轴心设置有狭缝(14c)的筒状的主体(14a)。具有导电性的环(22)安装于主体(14a)的外部。接触件(16)与环(22)接触。轴承(21)在主体(14a)的另一端部安装于主体(14a)的外部。盖(27)在主体(14a)的另一端部安装于主体(14a)的内部。盖(27)具有安装于主体(14a)的内部的套筒(27a)，套筒(27)的外径大于主体(14a)的内径。因此，可以容易地将轴承安装于具有多个零件的旋转轴上。

Description

滑环装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种滑环装置，该滑环装置能够在例如固定部与旋转轴之间进行电连接。

背景技术

例如，适用于旋转接头的滑环装置具备设置于旋转轴的具有导电性的多个触点环(以下称为环)、和设置于固定部且与旋转轴的环分别接触的具有导电性的多个接触件，能够在固定部与旋转轴之间传送电信号或电源(例如，参见专利文献1～专利文献6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭和60－1777号公报

专利文献2：日本实开平1－83288号公报

专利文献3：日本实开平2－73085号公报

专利文献4：日本注册实用新型第2592622号公报

专利文献5：日本特开2015－207461号公报

专利文献6：日本专利第4978335号公报

发明内容

本发明所要解决的问题

例如，适用于娱乐设备的滑环装置的旋转轴具备供多个接触件接触的具有导电性的多个环、及设置于各环之间且将各环绝缘的衬垫等，各环与配置于旋转轴的内部的配线连接。为了提高旋转精度，需要在旋转轴上设置轴承。但是，难以将轴承容易地安装在具有多个零件的旋转轴上。

本发明的实施方式提供了一种能够容易地将轴承安装于具有多个零件的旋转轴的滑环装置。

用于解决问题的技术方案

本实施方式的滑环装置具备：旋转轴，其具有从一端部侧到另一端部侧沿着轴心设置有狭缝的筒状的主体；具有导电性的环，其安装于所述主体的外部；接触件，其与所述环接触；轴承，其在所述主体的另一端部安装于所述主体的外部；以及盖，其在所述主体的另一端部安装于所述主体的内部，所述盖具有安装于所述主体的内部的套筒，所述套筒的外径大于所述主体的内径。

发明效果

本发明的实施方式能够提供一种可以容易地将轴承安装在具有多个零件的旋转轴上的滑环装置。

附图说明

图1是示出了具有根据本实施方式的滑环装置的旋转接头的立体图。

图2是图1的分解立体图。

图3是取出图2所示的旋转轴表示的分解立体图。

图4是沿着图1中的IV－IV线截取的剖视图。

图5是将图2所示的旋转轴的一部分分解表示的剖视图。

图6是示出了图5的组装状态的剖视图。

图7是沿着图1中的VII－VII线截取的剖视图。

图8A是图3所示的接触件的俯视图。

图8B是图8A的侧视图。

图8C是图8B的侧视图。

图8D是沿着图8A中的d－d线截取的剖视图。

图9是用于说明接触件的接触压力的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明实施方式。在附图中，对同一部分标注相同的符号。

图1、图2示出了具有根据本实施方式的滑环装置的旋转接头RJ。

如图1所示，旋转接头RJ具备作为固定部的壳体(外壳)10和第一罩11、第二罩12、第三罩13以及相对于壳体10可旋转的旋转轴14等。

如图2所示，壳体10在侧面具有第一开口部10a，在底部具有第二开口部10b，在上部具有第三开口部10c。

设置印刷基板15以覆盖壳体10的第一开口部10a。印刷基板15具有第一面和与第一面平行的第二面。在第一面设有稍后描述的多个接触件16，在第二面设有与多个接触件16电连接的连接器17。

在本实施方式的情况下，例如14个接触件16被配置在印刷基板15上。具体而言，7个接触件16在旋转轴14的直径方向上以规定间隔分开配置成2列，在旋转轴14的轴向方向上以规定间隔分开配置例如7对接触件16。配置于旋转轴14的直径方向上的一对接触件16与稍后描述的具有导电性的环22接触，构成滑环装置。接触件16的数量不限于14个，而是可变化。

在第一开口部10a设置有印刷基板15的状态下，第一罩11通过螺丝18a、18b固定于壳体10的侧面。

第一罩11具有开口部11a，开口部11a使设置于印刷基板15上的连接器17露出。

旋转轴14在一端部设置第一轴承20，在另一端部设置第二轴承21。多个环22在第一轴承20和第二轴承21之间安装在旋转轴14上。如后所述，每个环22分别与配置于旋转轴14的内部的多个配线23中的一个电连接。

旋转轴14穿过第一开口部10a及第二开口部10b设置于壳体10内，一端部插入到第三开口部10c，并突出到壳体10的外部。

在壳体10内设置有旋转轴14的状态下，设置于旋转轴14的一端部的第一轴承20被保持于壳体10的第三开口部10c内。

在壳体10内设置有旋转轴14的状态下，第二罩12被设置为覆盖壳体10的第二开口部10b，并通过螺丝19a、19b、19c固定到壳体10上。

第二罩12在中央部具有环状的保持部12a，在该保持部12a内保持设置于旋转轴14的另一端部的第二轴承21。

第三罩13在中央部具有开口部13a。在壳体10内设置有旋转轴14的状态下，第三罩13被安装于壳体10上，以覆盖第三开口部10c。旋转轴14的一端部被插入第三罩13的开口部13a，第三罩13通过螺丝24a、24b、24c被固定到壳体10上。

图3示意性地示出了旋转轴14。旋转轴14具有筒状的主体14a。主体14a在一端部具有凸缘14b，从凸缘14b附近到另一端部具有一对狭缝14c。即，狭缝14c沿着主体14a的轴向设置。通过该狭缝14c，主体14a的另一端部被分离成第一部分14a－1和第二部分14a－2，第一部分14a－1和第二部分14a－2能够向相互接近的方向及分离的方向挠曲。

此外，狭缝14c的数量不限于两个，也可以是一个或三个或更多。

从主体14a的凸缘14b到另一端部安装上述的第一轴承20、多个衬垫25、多个环22、衬垫26及第二轴承20。多个衬垫25及衬垫26由绝缘材料例如塑料构成，多个环22由导电性的金属构成。在本实施方式的情况下，环22的数量为7个，但不限于此，可以变化。

第一轴承20是例如径向轴承，具备内圈20a、外圈20b、设置于内圈20a和外圈20b之间的多个钢球20c(图4所示)。

在第一轴承20安装于旋转轴14的主体14a的状态下，内圈20a与旋转轴14的外表面及凸缘14b抵接。另外，外圈20b例如被压接于壳体10的第三开口部10c的内表面。

第一轴承20不限于径向轴承，还可以应用具有内圈和外圈的其它结构的轴承。另外，第一轴承20的安装方法不限于此，可以变化。

各衬垫25具有凸缘25a和套筒25b。套筒25b的直径小于环22的直径，并且大于旋转轴14的主体14a的直径。

如图4所示，在衬垫25安装于旋转轴14的主体14a的状态下，套筒25b配置在环22和旋转轴14的主体14a之间。凸缘25a位于相邻的两个环22之间，将两个环22绝缘。

如图3、图4所示，环22在内侧具有大致L字型的突起22a。以突起22a位于主体14a的狭缝14c内的方式，环22被安装于主体14a上。具体而言，以相邻的两个环22的突起22a交替配置在主体14a的两个狭缝14c内的方式被安装于主体14a上。通过该结构，阻止各环22相对于主体14a的旋转，各环22与主体14a一起旋转。

各环22的突起22a位于主体14a的内部空间，多个配线23中的一个与各环22的突起22a连接。

在组装时，在各环22的突起22a预先连接一个配线23，且将配线23插入主体14a的内部空间的状态下，将环22安装于主体14a。

如图3所示，衬垫26在内侧具备与主体14a的狭缝14c卡合的一对突起26a。在将多个环22及多个衬垫25安装于主体14a的状态下，衬垫26安装于主体14a上。

第二轴承21与第一轴承20相同，具备内圈21a、外圈21b、设置于内圈21a和外圈21b之间的多个钢球21c(图4所示)。

第二轴承21安装于旋转轴14的主体14a的另一端部。第二轴承21的内径比主体14a的外径略大。然而，通过在使主体14a的第一部分14a－1和第二部分14a－2以相互接近的方式挠曲的状态下安装第二轴承21，能够将第二轴承21容易地安装于主体14a的外部。

在该状态下，盖27被压入主体14a的另一端部的内部。

如图5所示，盖27例如由塑料制成，具有套筒27a及凸缘27b。套筒27a的一端部(前端部)的外径D1小于旋转轴14的主体14a的内径D3。因此，能够容易地将套筒27a的一端部插入主体14a。

套筒27a的另一端部的外径D2比主体14a的内径D3和主体14a的外径与第二轴承21的内径(内圈21a的内径)之差D4的两倍的值的合计值大。即，套筒27a的另一端部的外径D2如下。

D2＞D3+2D4

换言之，套筒27a的外径D2与主体14a的内径D3之差大于第二轴承21的内径与主体14a的外径之差2D4。

因此，如图6所示，当将盖27的套筒27a插入主体14a的另一端部时，主体14a的第一部分14a－1与第二部分14a－2的间隔变宽，第一部分14a－1与第二部分14a－2与第二轴承21的内圈21a压接。

在将上述结构的旋转轴14安装于壳体10的内部的状态下，通过第一轴承20及第二轴承21将旋转轴14相对于壳体10可旋转地保持。

此外，如图7所示，设置于印刷基板15上的多个接触件16中的每两个与一个环22接触。在各环22上涂布有作为润滑剂的例如具有导电性的油脂28，通过油脂28保持环22与接触器16的接触的稳定性。

图8A、图8B、图8C、图8D示出了接触件16。

接触件16在一端部具有端子16a及端子16b。端子16a及端子16b被插入印刷基板15的通孔中。如图8A、图8B、图8C所示，端子16b相对于端子16a弯曲90°，因此，能够相对于印刷基板15的表面直角地设置接触件16。

接触件16的另一端部通过例如多个狭缝分成多个接触部16c，形成刷子。

如图8B所示，接触部16c的前端倾斜例如大约20°，在组装时，配置于印刷基板15上的多个接触件16分别能够容易地与各环22接触。

如图8D所示，多个接触部16c在宽度方向的两侧沿离开环22的方向弯曲。因此，随着环22的旋转，油脂28能够容易地浸入各接触部分16c和环22之间。因此，能够保持各接触部16c和环22的接触的稳定性。

图9示出了一对接触件16和环22之间的关系。为了使环22和接触件16的接触保持稳定，确保接触件16相对于环22的接触压力非常重要。

本实施方式通过限定环22和接触件16的位置关系，能够设定接触件16相对于环22的适当的接触压力。

一对接触件16的一端部设置于印刷基板15上，接触部16c与环22接触。

在此，将设置于印刷基板15上的一对接触件16的一端部之间的距离设为W1，将从印刷基板15的表面至环22与接触件16接触的触点C的距离设为L，将触点C之间的距离设为W2，将穿过两个触点C的两条切线形成的角度设为θ，使距离W1、W2、L变化，例如，将低于5000万转且不产生噪声设为条件，通过实验求出的理想的接触压力的范围为7.56gf～22.84gf。

用于得到上述接触压力的范围7.56gf～22.84gf的距离W1、W2、L的关系如下。

W1：2mm～7mm

W2：9.19mm～9.89mm

L：10.44mm～11.66mm

θ：17.01°～46.2°

在此，接触件16的宽度例如为1.6mm，厚度例如为0.1mm。

由此，理想的W1、W2、L的比由下式(1)表示。

W1：W2：L＝1：1.41～4.60：1.67～5.22(1)

(实施方式的效果)

根据上述实施方式，旋转轴14的主体14a具有一对狭缝14c，主体14a的另一端部被划分为第一部分14a－1和第二部分14a－2，第一部分14a－1和第二部分14a－2能够挠曲。因此，在主体14a上安装有第一轴承20、多个环22、多个衬垫25及衬垫26的状态下，主体14a的第一部分14a－1和第二部分14a－2以接近的方式挠曲，从而能够将第二轴承21容易地安装于主体14a的另一端部。

而且，在将第二轴承21安装到主体14a的另一端部的状态下，通过将盖27的套筒27a压入主体14a的另一端部，能够压宽主体14a的第一部分14a－1和第二部分14a－2，能够将主体14a紧固于第二轴承21。因此，能够不使用粘接剂等而将第二轴承21紧固于安装有多个零件的旋转轴14上。因此，能够使组装作业变得容易。

另外，本发明并不限定于上述各实施方式本身，实施阶段在不脱离其要旨的范围内能够使构成要素变形并具体化。另外，通过上述各实施方式中公开的多个构成要素的适当组合，能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除若干构成要素。此外，也可以适当地组合不同实施方式的构成要素。

工业适用性

本发明的滑环装置可以适用于例如旋转接头。

符号说明

RJ…旋转接头，10…壳体(固定部)、14…旋转轴，14a…主体，14a－1…第一部分，14a－2…第二部分，16…接触件，20…第一轴承，21…第二轴承，22…环，27…盖。

Claims (5)

1.一种滑环装置，其特征在于，所述滑环装置具备：

旋转轴，其具有筒状的主体，所述主体从一端部侧到另一端部侧沿着轴心设置有狭缝；

具有导电性的环，其安装于所述主体的外部；

接触件，其与所述环接触；

轴承，其在所述主体的另一端部安装于所述主体的外部；以及

盖，其在所述主体的另一端部安装于所述主体的内部，

所述盖具有安装于所述主体的内部的套筒，所述套筒的一端部的外径比所述主体的内径小，所述套筒的另一端部的外径比以下两者之和大：所述主体的内径、所述主体的外径和所述轴承的内径之差的2倍的值。

2.根据权利要求1所述的滑环装置，其特征在于，

所述套筒的另一端部的外径和所述主体的内径的差大于所述轴承的内径和所述主体的外径之差的2倍的值。

3.根据权利要求2所述的滑环装置，其特征在于，

所述主体的另一端部能够挠曲。

4.根据权利要求3所述的滑环装置，其特征在于，所述滑环装置还具备：

外壳，其容纳所述旋转轴；以及

印刷基板，其设置于所述外壳，保持所述接触件。

5.根据权利要求4所述的滑环装置，其特征在于，

所述滑环装置还具备配线，所述配线配置于所述旋转轴内，与所述接触件电连接。

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