旋转电连接器组件及其旋转电连接器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种旋转电连接器组件及其旋转电连接器，以解决现有技术中的旋转电连接器的内轴易在外壳内滑动而造成滑环易与电刷接触不良的问题。本发明的旋转电连接器在中心轴的前端轴向移动且止转配合地装有转接件，故轴向力不能由转接件传递至中心轴。而转接件用于固定相应的连接器，所以有拉力作用于连接器与旋转电连接器之间时，由连接器传递至转接件的轴向力不会传递至中心轴而是经由设置于转接件与壳体之间的推力轴承传至壳体，避免了中心轴受轴向力而在轴向发生错移而引起的电刷与滑环接触不良的问题，有利于保证旋转电连接器的使用性能。
【专利说明】
旋转电连接器组件及其旋转电连接器
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种旋转电连接器组件及其旋转电连接器。
【背景技术】
[0002]在一些特殊场合，需要将旋转件和固定件电性连接在一起，这种场合就需要用到可防止相对转动的两个部件之间的电缆发生扭铰和损坏的旋转电连接器以在转动状态下传输信号和电能。现有的旋转电连接器的结构如中国专利CN105428951A所公开的一种电旋转连接器那样，包括相互之间转动设置的壳体与插装在壳体中的中心轴，壳体中固定设置有电刷、中心轴上固定设置有滑环，电刷能在滑环上滑动并保持与滑环的导电连接。故在使用时将旋转件与固定件中的任一个与滑环电连接、另一个与电刷电连接即可在避免电缆扭铰的同时实现旋转件与固定件的电连接。但上述旋转连接器在使用中经常需要将待连接件直接固定到中心轴上，在待连接件受拉力的情况下，中心轴会随之运动而可能使中心轴上的滑环与相应的电刷脱离接触而造成接触电连接器接触不良，影响电连接器的正常使用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种具有抗拉能力的旋转电连接器以解决现有技术中的旋转电连接器的内轴易在外壳内滑动而造成滑环易与电刷接触不良的问题;本发明的目的还在于提供使用上述旋转电连接器的旋转电连接器组件。
[0004]为实现上述目的，本发明旋转电连接器的技术方案是:
旋转电连接器，包括相互之间转动设置的壳体及中心轴，中心轴的轴线沿前后方向延伸，中心轴上设有向前延伸以供相应连接器固定连接的转接件，转接件可轴向移动地止转装配于中心轴的前端，壳体上设有用于挡止转接件前移的壳体第一挡止结构;转接件上于壳体第一挡止结构的后侧设有转接件第一挡止结构，转接件的前端设有用于供相应连接器沿前后方向止转防脱装配并能传递轴向力的防脱传力结构，转接件第一挡止结构与壳体第一挡止结构之间设有用于承担轴向力的推力轴承。
[0005]所述转接件与壳体之间还设有用于承担径向力的转接件径向轴承，壳体内固定设有内轴骨架，内轴骨架的后端固定于壳体上，内轴骨架的前侧与中心轴之间设有用于实现两者转动配合的骨架径向轴承，内轴骨架的前端面用于挡止转接件径向轴承的外圈的后端面而形成壳体第二挡止结构，转接件上设有用于挡止转接件径向轴承的内圈的转接件第二挡止结构。
[0006]转接件上设有向外凸出的第一挡台，第一挡台的前端面形成所述转接件第一挡止结构，第一挡台的后端面形成所述转接件第二挡止结构。
[0007]所述壳体的前端内翻形成收口沿，所述收口沿的后壁面构成所述壳体第一挡止结构。
[0008]转接件上设有沿前后方向延伸的键或键槽中的一个，中心轴上设有键或键槽中的另一个，转接件通过沿前后方向插接配合的键与键槽导向移动地安装在中心轴上。
[0009]转接件的前端设有用于与相应连接器的壳体上的键槽或键结构沿前后方向止转插配的键或键槽结构。
[0010]转接件上于前伸出壳体的部分上设有转接件第二挡止结构，转接件第二挡止结构用于与相应的跨接于转接件与连接器壳体之间的卡箍的后挡止结构挡止配合以阻碍转接件相对于卡箍向后移动并能传递轴向力而形成所述防脱传力结构。
[0011]转接件上前伸出壳体的部分向内凹设而形成用于供卡箍的后挡止结构卡入的转接件卡槽，转接件卡槽的前端面形成所述转接件第二挡止结构。
[0012]本发明的旋转电连接器组件采用以下技术方案:
旋转电连接器组件，包括旋转电连接器，旋转电连接器包括相互之间转动设置的壳体及中心轴，中心轴的轴线沿前后方向延伸，旋转电连接器的前端止转配合地连接有用于供适配连接器插配的连接器，中心轴上设有向前延伸以供相应连接器固定连接的转接件，转接件可沿前后方向移动地止转装配于中心轴的前端，壳体上设有用于挡止转接件前移的壳体第一挡止结构;转接件上于壳体第一挡止结构的后侧设有转接件第一挡止结构，转接件的前端设有用于供相应连接器沿前后方向止转防脱装配并能传递轴向力的防脱传力结构，转接件第一挡止结构与壳体第一挡止结构之间设有用于承担轴向力的推力轴承。
[0013]所述转接件与壳体之间还设有用于承担径向力的转接件径向轴承，壳体内固定设有内轴骨架，内轴骨架的后端固定于壳体上，内轴骨架的前侧与中心轴之间设有用于实现两者转动配合的骨架径向轴承，内轴骨架的前端面用于挡止转接件径向轴承的外圈的后端面而形成壳体第二挡止结构，转接件上设有用于挡止转接件径向轴承的内圈的转接件第二挡止结构。
[0014]转接件上设有向外凸出的第一挡台，第一挡台的前端面形成所述转接件第一挡止结构，第一挡台的后端面形成所述转接件第二挡止结构。
[0015]所述壳体的前端内翻形成收口沿，所述收口沿的后壁面构成所述壳体第一挡止结构。
[0016]转接件上设有沿前后方向延伸的键或键槽中的一个，中心轴上设有键或键槽中的另一个，转接件通过沿前后方向插接配合的键与键槽导向移动地安装在中心轴上。
[0017]转接件的前端设有用于与相应连接器的壳体上的键槽或键结构沿前后方向止转插配的键或键槽结构。
[0018]转接件上于前伸出壳体的部分上设有转接件第二挡止结构，转接件第二挡止结构用于与相应的跨接于转接件与连接器壳体之间的卡箍的后挡止结构挡止配合以阻碍转接件相对于卡箍向后移动并能传递轴向力而形成所述防脱传力结构。
[0019]转接件上前伸出壳体的部分向内凹设而形成用于供卡箍的后挡止结构卡入的转接件卡槽，转接件卡槽的前端面形成所述转接件第二挡止结构。
[0020]本发明的有益效果是:本发明的旋转电连接器在中心轴的前端轴向移动且止转配合地装有转接件，故轴向力不能由转接件传递至中心轴。而转接件用于固定相应的连接器，所以有拉力作用于连接器与旋转电连接器之间时，由连接器传递至转接件的轴向力不会传递至中心轴而是经由设置于转接件与壳体之间的推力轴承传至壳体，避免了中心轴受轴向力而在轴向发生错移而引起的电刷与滑环接触不良的问题，有利于保证旋转电连接器的使用性能。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的旋转电连接器组件的一个实施例的结构示意图；
图2为图1中的第一外壳与转接套的连接处结构的局部放大图；
图3为图1中转接套与中心轴的连接处结构的局部放大图；
图4为图1中上卡箍的立体结构示意图；
图5为图4的正视图；
图6为图5的A向剖视图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
[0023]本发明的旋转电连接器组件的具体实施例，如图1至图6所示，包括通过键、槽结构导向套装于旋转电连接器2前端的插座1、用于固定连接插座I与旋转电连接器2的卡箍3及固定于旋转电连接器2上以带动旋转电连接器2运动的套索4。
[0024]插座I包括具有多个弹性插孔的中间接触件11及通过密封圈密封套设于中间接触件11外围的第一外壳12，中间接触件11用于与滑环上的电缆接头电连接，第一外壳12为多段式的筒形结构且第一外壳12的前端设有用于供连有电缆的插头密封套装的连接段121，连接段121上设有用于与连有电缆的插头螺纹配合的外螺纹。插座上不安装插头的情况下，在插座I的连接段121上套装用于对插座I进行密封的前密封盖14，并在前密封盖14的外围套装用于将第一外壳12与前密封盖14固定为一体的固定套13。当需要将连有电缆的插头插装于插座I中时，将固定套13及前密封盖14取下，并将插头壳体密封套装于第一外壳12前端的连接段121上即可。第一外壳12的后侧的外周面上设置有供卡箍3的前端卡入安装的环形的连接器壳体卡槽122，连接器壳体卡槽122的前后两侧槽壁分别用于与卡箍3上相应凸台的两端面挡止配合以限制第一外壳12相对于卡箍3的向前及向后移动。具体说是连接器壳体卡槽122的后侧槽壁123用于阻挡第一外壳12相对于卡箍3的向前移动，连接器壳体卡槽122的前侧槽壁用于阻挡第一外壳12相对于卡箍3的向后移动。
[0025]旋转电连接器2包括第二外壳23、固定插装于外壳23中的内轴骨架及插装于内轴骨架中的内轴，内轴包括中心轴21及转接套20 ο内轴骨架包括外套筒26及通过螺钉固定于外套筒26前端的支撑板22，外套筒26的后端通过螺钉与第二壳体23的后端面固定连接，支撑板22的前后两端分别通过第一径向轴承241及第二径向轴承242转动设置于中心轴21的外围。转接套20通过沿前后方向延伸的键/键槽插装于中心轴21的前端的键槽/键中，转接套20的前端用于供第一外壳12的后端密封套装。
[0026]转接套20与第二外壳23之间设有用于实现两者转动配合的转接件径向轴承，转接件径向轴承包括后侧的第四径向轴承244和前侧的第三径向轴承243，为避免第四径向轴承244与第三径向轴承243在转动过程中发生相互摩擦，转接套20外围于第四径向轴承244的内圈与第三径向轴承243的内圈之间顶装有挡环245，同时挡环245还起到增大第三径向轴承243与第四径向轴承244之间沿前后方向距离的作用，增加了转接套20与第二外壳23的两个支撑点之间的距离，有利于将第二外壳23更稳地支撑在转接套20的外围，也有利于保证转接套20与第二外壳23的同轴。为实现对第四径向轴承244及第三径向轴承243的轴向限位，支撑板22上设有用于挡止第四径向轴承244的外圈后移的前端面241，转接套20上设有用于挡止第三径向轴承243的内圈前移的转接件第二挡止结构202。为避免由第一壳体12传递至转接套20的轴向力会传至中心轴21，转接套20通过止转键连接在中心轴21上，且于中心轴21与第二外壳23之间顶装有用于承受轴向力的第一推力轴承246。具体说是，转接套20的中部于第三径向轴承243的前侧外凸而形成转接件第一挡止结构201，第二外壳23的前端内收而形成内翻沿，第一推力轴承246顶装于转接件第一挡止结构201的前端面与内翻沿之间。所以当转接套20受向前拉力时，转接套20会沿键与键槽的配合面向前滑动而避免中心轴21受轴向力。为实现转接套20与插头壳体12的固定连接，在转接套20的前端的外周面上开设有用于供卡箍3的后端卡入安装的环形的转接件卡槽203，转接件卡槽203的前后两侧槽壁分别用于与卡箍3的相应凸部的两个端面挡止配合以限制转接套20相对于卡箍3的向前和向后的移动。具体说是转接件卡槽203的前侧槽壁204用于阻挡转接套20相对于卡箍3的向后移动，转接件卡槽203的后侧槽壁用于阻挡转接套20相对于卡箍3的向前移动。
[0027]为将旋转导电件与固定导电件导电连接，在中心轴21上沿中心轴21的轴向方向设置有多个滑环27，在支撑板22的后端通过螺钉固定连接外套筒26，并在外套筒26上与滑环27在轴向上对应的位置处固定设置有可与滑环27实现转动电连接的电刷28。如前所述，支撑板22与中心轴21之间设有用于实现两者转动配合的骨架径向轴承，骨架径向轴承包括前侧的第一径向轴承241和后侧的第二径向轴承242，故固定于外套筒26上的电刷28与滑环27为相对转动的关系，将旋转导电件与固定导电件中的一个电连接于电刷28上，将另一个电连接于滑环27上即可实现旋转导电件与固定导电件的导电连接。
[0028]第二外壳23的后端通过螺钉可拆连接有可对第二外壳23的后端面进行密封的后密封盖25，后密封盖25的中部设有用于记录第二壳体23的转动总圈数及第二壳体23相对于中心轴21的偏转角度的编码器29。第二外壳还具有用于连接套索4的凸台231，凸台231上设有螺栓穿孔，套索4为弓形件且其两端均加工有螺杆段41，套索4通过螺杆段41穿装于凸台231上的螺栓穿孔中并由两个螺母将其锁死以防止套索4与第二外壳23松脱。
[0029]卡箍3包括横截面呈C型的上套体和下套体，上、下套体上对应开设有用于实现两者固定连接的螺栓穿孔。上套体与下套体的具体结构相同，下面以上套体的具体结构为例进行说明。上套体的整体形状为C型且在其宽度方向的两端的内侧面上间隔设有向内凸出的前卡圈31和后卡圈32，在C型的两端凸设有朝向C型的开口侧为平面的连接耳33，螺栓穿孔34开设在连接耳33上，且每侧连接耳33上均间隔设有两个螺栓穿孔34。前卡圈31用于卡入连接器壳体卡槽122中、后卡圈32用于卡入转接件卡槽203中。当将插座I套装在旋转电连接器2中之后，使用卡箍3对插头壳体12与转接套20进行固定的方法如下:首先，将上套体的前卡圈与后卡圈分别卡入连接器壳体卡槽122与转接件卡槽203中；再将下套体的前卡圈与后卡圈分别卡入连接器壳体卡槽122与转接件卡槽203中，此时上、下套体的连接耳上相对的平面有利于实现上下套体的牢固连接;最后通过螺栓将上套体与下套体锁紧为一体即可实现对插头壳体12与转接套20的固定连接。为保证卡箍3的固定效果，使用卡箍3将插座I与旋转电连接器2锁定为一体后，插头壳体12的前端面与后卡圈32的前端面挡止配合。
[0030]上述旋转电连接器组件在组装时:先在外套筒26内固定电刷28，在中心轴21上固定滑环27并安装第一径向轴承241和第二径向轴承242，再将装有滑环及轴承的中心轴由前向后地插入外套筒26中，最后将支撑板22由前方塞入外套筒26内并用螺钉将外套筒26与支撑板22固定为一体;在转接套20上分别装设第一推力轴承246、第三径向轴承243及第四径向轴承24，再将装好轴承的转接套20套装在中心轴21的前端并使转接套20与中心轴上的键槽结构相插配以实现两者的止转;最后将整体由第二外壳23的后端插入到位并将后密封盖25与编码器29固定连接于第二外壳23的后端，即完成对旋转电连接器的组装；之后再将套索4固定于第二外壳23的后端、将插座I套装于转接套20的前端即完成了对旋转电连接器组件的组装。
[0031]在其他实施例中:中心轴的用于与转接套相插接的插接段可做成多边形段、椭圆形段等可实现中心轴与转接套止转配合的其他形式，此时只需要使两者的插接段间隙配合即可保证中心轴与转接套的导向移动且止转配合;为了进一步简化系统结构，第三径向轴承、第四径向轴承和第一推力轴承三者也可以被即可以承担径向力又可以承担轴向力的向心角接触轴承或推力角接触轴承代替;转接件卡槽也可以被设置于后卡圈前端面之前的挡台、销钉等可阻挡内轴相对于卡箍向后移动的转接件第二挡止结构代替，由第二挡止结构形成用于与连接器轴向防脱配合且能传递轴向力的防脱传力结构。
[0032]旋转电连接器的实施例:
旋转电连接器的具体结构与旋转电连接器组件的具体实施例中旋转电连接器的具体结构相同，具体可参考图1至图6，在此不再详述。
【主权项】
1.旋转电连接器，包括相互之间转动设置的壳体及中心轴，中心轴的轴线沿前后方向延伸，其特征在于:中心轴上设有向前延伸以供相应连接器固定连接的转接件，转接件可轴向移动地止转装配于中心轴的前端，壳体上设有用于挡止转接件前移的壳体第一挡止结构;转接件上于壳体第一挡止结构的后侧设有转接件第一挡止结构，转接件的前端设有用于供相应连接器沿前后方向止转防脱装配并能传递轴向力的防脱传力结构，转接件第一挡止结构与壳体第一挡止结构之间设有用于承担轴向力的推力轴承。2.根据权利要求1所述的旋转电连接器，其特征在于:所述转接件与壳体之间还设有用于承担径向力的转接件径向轴承，壳体内固定设有内轴骨架，内轴骨架的后端固定于壳体上，内轴骨架的前侧与中心轴之间设有用于实现两者转动配合的骨架径向轴承，内轴骨架的前端面用于挡止转接件径向轴承的外圈的后端面而形成壳体第二挡止结构，转接件上设有用于挡止转接件径向轴承的内圈的转接件第二挡止结构。3.根据权利要求2所述的旋转电连接器，其特征在于:转接件上设有向外凸出的第一挡台，第一挡台的前端面形成所述转接件第一挡止结构，第一挡台的后端面形成所述转接件第二挡止结构。4.根据权利要求1或2或3所述的旋转电连接器，其特征在于:所述壳体的前端内翻形成收口沿，所述收口沿的后壁面构成所述壳体第一挡止结构。5.根据权利要求1或2或3所述的旋转电连接器，其特征在于:转接件上设有沿前后方向延伸的键或键槽中的一个，中心轴上设有键或键槽中的另一个，转接件通过沿前后方向插接配合的键与键槽导向移动地安装在中心轴上。6.根据权利要求1或2或3所述的旋转电连接器，其特征在于:转接件的前端设有用于与相应连接器的壳体上的键槽或键结构沿前后方向止转插配的键或键槽结构。7.根据权利要求6所述的旋转电连接器，其特征在于:转接件上于前伸出壳体的部分上设有转接件第二挡止结构，转接件第二挡止结构用于与相应的跨接于转接件与连接器壳体之间的卡箍的后挡止结构挡止配合以阻碍转接件相对于卡箍向后移动并能传递轴向力而形成所述防脱传力结构。8.根据权利要求7所述的旋转电连接器，其特征在于:转接件上前伸出壳体的部分向内凹设而形成用于供卡箍的后挡止结构卡入的转接件卡槽，转接件卡槽的前端面形成所述转接件第二挡止结构。9.旋转电连接器组件，包括旋转电连接器，其特征在于:旋转电连接器的前端止转配合地连接有用于供适配连接器插配的连接器，连接器包括连接器壳体及设置于连接器壳体内的中间接触件，连接器壳体的前端具有用于与相应适配连接器的适配锁紧结构相配合以锁紧适配连接器的锁紧结构;所述旋转电连接器的具体结构与权利要求1?8中任一项所述的旋转电连接器的具体结构相同。
【文档编号】H01R13/502GK106099505SQ201610376453
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】朱晓东, 刘鹏飞
【申请人】中航光电科技股份有限公司