专利名称：高速电气旋转接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超音波加工机的主轴结构，特别是ー种高速电气旋转接头。
背景技术：
按，采用超音波技术进行旋转式研磨切削加工时，其主轴必须具备两大功能，其一为主轴须高速旋转带动刀具，另一功能是为了使刀具产生高频震动，因此须将电カ传导至超音波震荡器，让超音波震荡器可稳定地输出高频震动，使刀具达到高效率的切削功用。如图7所示，为已知的超音波主轴结构组成，主要是在ー固定座8 I的轴孔内设有ー旋转电铎8 2，其主轴8 3穿设于该轴孔中，其中该旋转电铎8 2的第一接头端 8 2 I不会与主轴8 3同动，而可连接ー电源控制器的电源接头8 4，而位于主轴8 3内的第二接头端8 2 2则与主轴8 3同动，并连接有电源导线8 5至主轴8 3末端拉杆8 6 上的电源插座8 7,且超音波刀具8 8插设于主轴8 3末端的拉杆8 6时，超音波刀具 8 8的电源端子8 8 I是可相对插接于拉杆8 6上的电源插座8 7，使电源控制器的电源可传导至超音波刀具8 8上，并在主轴8 3旋转时可同步带动电源导线8 5、拉杆8 6及其电源插座8 7、超音波刀具8 8及其电源端子8 8 I转动。只是，已知超音波主轴的电源导线8 5须由主轴8 3中心孔穿伸至拉杆8 6末端的电源插座8 7上，方可传递电源驱动前端的超音波刀具8 8作动，因此会有不容易打刀及换刀的缺点，且已知超音波主轴的架构除了会影响到原本主轴吹气(中心孔)的清洁功能，该架构也只能用在皮带式主轴而无法用于直结式主轴，并由于皮带式主轴在高速旋转时，会因皮带传动过程产生振动而影响脆硬材的加工品质，较易有脆裂边产生。有鉴于此，故如何解决上述已知超音波主轴所会产生的问题，即为本实用新型所欲解决的首要课题。
实用新型内容本实用新型的目的之一，在于提供ー种高速电气旋转接头，其具有可大幅提升转速，并可有效防止电源传输线被绞断的功效。本实用新型的目的之ニ，在于提供ー种高速电气旋转接头，其具有极佳的防尘、防水性，并兼具有容易换刀、打刀的功效。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案本实用新型提供ー种高速电气旋转接头，包含有一外壳座，内部具有一容置空间，该容置空间设有一第一导电元件与一第二导电元件，并在该第一导电元件与该第二导电元件之间设有ー绝缘体，该第一导电元件与该第 ニ导电元件分别具有一第一传导部与一第二传导部，该第一导电元件与该第二导电元件的第一传导部分别与其第二传导部导通，且该第一导电元件与第二导电元件分别以其第一传导部接设于该容置空间的内壁面； ー主轴，轴向穿设于该外壳座的该容置空间中，该主轴具有两个沿轴向延伸的轴孔，并在该主轴上套设有一绝缘套，而该第一导电元件和该第二导电元件的各该第二传导部与该绝缘套相接，且该绝缘套与该第一导电元件和第二导电元件的各该第二传导部可随该主轴同步转动；一第一导线组，具有一第一外壳导线与一第一主轴导线，该第一外壳导线由外部穿设至该外壳座内部并电性连结于该第一导电元件的第一传导部，而该第一主轴导线一端电性连结于该第一导电元件的第二传导部，另一端则穿设至该主轴的其中一轴孔中并与一第一电源接点相接；一第二导线组，具有一第二外壳导线与一第二主轴导线，该第二外壳导线由外部穿设至该外壳座内部并电性连结于该第二导电元件的第一传导部，而该第二主轴导线一端电性连结于该第二导电元件的第二传导部，另一端则穿设至该主轴的另一轴孔中并与一第二电源接点相接。所述第一导电元件与第二导电元件皆由具导电性的轴承构成而分别具有一外圈及一内圈，并在该外圈与该内圈之间设有一可与该外圈、该内圈全时接触的传导元件，所述第一导电元件与第二导电元件同轴向设置于所述容置空间中，并分别以该轴承的该外圈构成所述第一传导部，而该内圈构成所述第二传导部，并通过该轴承内部的传导元件全时接触，而使各所述第一传导部与相对应的第二传导部可相互传导电源，且所述第一导电元件与所述第二导电元件的第一传导部分别抵接于所述容置空间的内壁面，而所述主轴与所述绝缘套则轴向穿设于所述第一导电元件与所述第二导电元件由该内圈所构成的第二传导部中。所述第一、第二导电兀件的第一传导部为一碳刷，而所述第一、第二导电兀件的第二传导部则由一导电滑环构成，且各所述第一传导部分别装设于所述外壳座的通孔中，而各所述第二导通部则分别套设于所述主轴的绝缘套上并分别与其第一导通部相对应，且各所述第一传导部的顶部分别弹抵于所对应的第二导通部上，而使各所述第一传导部与相对应的第二传导部可相互传导电源。所述容置空间中设有一可供承接所述第一导电元件与所述第二导电元件的挡缘。所述主轴呈中空管状，该两个轴孔设于所述主轴的管壁中，并在所述主轴末端形成有一可供接设一超音波刀具的锥孔。所述外壳座由绝缘材质制成,所述外壳座上开设有两个与所述容置空间相通的通孔，而在所述主轴上另设有两个贯通所述主轴并与所述两个轴孔相通的径向穿孔，且该两个径向穿孔的位置分别与所述外壳座的两个通孔位置相对应。所述绝缘体由一外环与一内环组成，且所述绝缘体的外环与所述第一导电元件及所述第二导电元件的第一传导部相抵接，所述绝缘体的内环则与所述第一导电元件及所述第二导电元件的第二传导部相抵接。所述主轴转动时，所述外壳座、所述第一导电兀件与所述第二导电兀件的第一传导部、所述绝缘体的外环以及接设于所述第一导电元件与所述第二导电元件上的外壳导线并不与所述主轴同动，而所述绝缘套、所述第一导电元件与所述第二导电元件的第二传导部、所述绝缘体的内环、接设于所述第一导电元件与所述第二导电元件上的主轴导线则会随着所述主轴同步转动。本实用新型的有益效果是本实用新型利用该第一、二导电元件可由具导电性材料制成的轴承或碳刷结合导电滑环构成，因此具有全时接触并可传递电源的特性，且通过该主轴导线是接设在主轴内的各电源接点上而可随该主轴同动，因此具有可有效避免主轴导线被绞断的优点。本实用新型利用该主轴穿设于由具导电性材料制成的轴承或碳刷结合导电滑环所构成的第一、二导电元件的第二传导部中，因此更可大幅提升主轴的转速，并进而可提供高速运转的使用需求。本实用新型的主轴导线是穿置于该主轴管壁的轴孔内，因此具有极佳的防尘、防水性，且不会影响到利用主轴吹气(中心孔)清洁锥孔的功能。本实用新型的电源接点不是设计在拉杆尾端，因此更可具有容易换刀及打刀的优点。本实用新型的架构不仅适合于皮带传动式主轴，也可适用于通过联轴器直传到主轴的直结式主轴以及内藏式主轴，因此本实用新型可用于该类型主轴，而具有运用广泛的优点。而本实用新型的上述目的与优点，不难从下述所选用实施例的详细说明与附图中，获得深入了解。当然，本实用新型在某些零件上，或零件的安排上容许有所不同，但所选用的实施例，则在本说明书中，予以详细说明。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的剖面示意图。图3为本实用新型的立体分解图。图4为本实用新型组装超音波刀具时的结构示意图。图5为本实用新型的使用状态示意图，为用以显示钩扣件夹扣于建设组件另一轴杆上时的状态。图6为本实用新型第二实施例的结构示意图。图7为已知快速换装器组的结构示意图。
具体实施方式
首先，请参阅图I 3，本实用新型提供一种高速电气旋转接头，主要是由一外壳座I I、一主轴3 I、一第一导线组及一第二导线组所构成，其中该外壳座I I，是由绝缘材质制成，该外壳座I I内部具有一沿轴向延伸的容置空间I 2，且在该外壳座I I上开设有两个与该容置空间I 2相通的通孔I 3，该容置空间I 2中同轴向设置有一第一导电元件2 I与一第二导电元件2 2，并在该容置空间
12中设有一可供承接该第一导电元件2 I与第二导电元件2 2的挡缘I 4，该第一导电兀件2 I与该第二导电兀件2 2分别具有一第一传导部2 I 1、2 2 I与一第二传导部
2I 2、2 2 2 ,且该第一导电兀件2 I与第二导电兀件2 2的第一传导部2 I I、2 2 I 分别与其第二传导部2 I 2、2 2 2导通。在本实施例中，该第一导电兀件2 I与第二导电元件2 2为皆由具导电性的轴承构成而分别具有一外圈及一内圈，并在其外圈与内圈之间设有一可与外圈、内圈全时接触的传导元件(如滚珠轴承中的钢珠)，该第一导电元件2 I 与第二导电元件2 2分别以其轴承的外圈构成该第一传导部2 11,22 I，而内圈则构成该第二传导部2 1 2 , 2 2 2，通过轴承内部的传导元件(钢珠)全时接触而具有传导电源的功用，该第一导电元件2 I与该第二导电元件2 2分别以其外圈所构成的第一传导部
211,22 I抵接于该容置空间I 2的内壁面，且该第一导电元件2 I与该第二导电元件2 2通过一第一绝缘体2 5、一第二绝缘体2 6以及一第三绝缘体2 7予以分隔而不相互接触，其中该第一绝缘体2 5位于该第一导电元件2 I与第二导电元件2 2之间，该第二绝缘体2 6位于该第一导电元件2 I的上端处，该第三绝缘体2 7则位于该第二导电元件2 2的下端处，各绝缘体2 5、2 6、2 7分别由一外环2 5 I、2 6 I、2 7 I与一内环252、262、272组成，并分别以其外环2 5 I、2 6 I、2 7 I与相对应的导电元件2 I、2 2的第一传导部2 I I、2 2 I相抵接，内环252、262、272则分别与相对应的导电元件2 I、2 2的第二传导部2 1 2 , 2 2 2相抵接，借此分隔该两个导电元件 2 1,22。该主轴3 I，为轴向穿设于该外壳座I I的容置空间I 2并位于各导电元件
21、2 2由内圈所构成的第二传导部2 1 2 , 2 2 2中，该主轴3 I呈中空管状，该主轴
3I末端形成有一可供接设一超音波刀具(图中未示)的锥孔3 2，并在该主轴3 I管壁中设有两个沿轴向延伸的轴孔3 3，以及两个贯通该主轴3 I并与该两个轴孔3 3相通的径向穿孔3 4，且该两个径向穿孔3 4的位置更分别与该外壳座I I的两个通孔I 3位置相对应，而该主轴3 I的两个轴孔3 3末端分别设有一第一电源接点3 5以及一第二电源接点3 6，另外在该主轴3 I上套接有一绝缘套3 7，且该主轴3 I穿设于各导电元件2 I、 2 2由内圈所构成的第二传导部2 1 2 , 2 2 2中时，该绝缘套3 7位于各导电元件2 I、
22的第二传导部2 I 2、2 2 2与该主轴3 I之间，而当该主轴3 I转动时该绝缘套
37与各导电元件2 I、2 2的第二传导部2 I 2、2 2 2会受该主轴3 I带动而同步转动。该第一导线组，具有一第一外壳导线4 I与一第一主轴导线4 2，该第一外壳导线4 I为由外部经其中一通孔I 3穿过该第二绝缘体2 6的外环2 6 I而电性连结于该第一导电元件2 I由外圈构成的第一传导部2 I I，而该第一主轴导线4 2—端为电性连结于该第一导电元件2 I由内圈构成的第二传导部2 I 2，另一端则依序穿过该第二绝缘体2 6的内环2 6 2、该绝缘套3 7、该径向穿孔3 4穿伸至该主轴3 I的其中一轴孔 3 3中并与该第一电源接点3 5相接，通过该第一导电元件2 I是由具导电性的轴承构成，因此具有全时接触的特性而可顺利将外部电源传递至该第一电源接点3 5。该第二导线组，具有一第二外壳导线5 I与一第二主轴导线5 2,该第二外壳导线5 I是由外部经另一通孔I 3穿过该第三绝缘体2 7的外环2 7 I而电性连结于该第二导电兀件2 2由外圈构成的第一传导部2 2 I,而该第二主轴导线5 2—端电性连结于该第二导电元件2 2由内圈构成的第二传导部2 2 2，另一端则依序穿过该第三绝缘体2 7的内环2 7 2、该绝缘套3 7、另一径向穿孔3 4而穿伸至该主轴3 I的另一轴孔
33中并与该第二电源接点3 6相接，同样通过该第二导电元件2 2是由具导电性的轴承构成，因此具有全时接触的特性而可顺利将外部电源传递至该第二电源接点3 6。本实用新型在实际使用时，如图4所示，是在该主轴3 I末端的锥孔3 2接设有一超音波刀具6 I，该超音波刀具6 I顶端具有正、负两个电极的电源接头端6 2，且该两个电源接头端6 2分别与该主轴3 I轴孔3 3内的第一电源接点3 5与第二电源接点
36相接而相互导通，以可提供该超音波刀具6 I作动时所需的电源。当该主轴3 I转动时，该外壳座I I、该第一导电兀件2 I与第二导电兀件
22的第一传导部2 2 I、2 2 2、该第一、二、三绝缘体2 5、2 6、2 7的外环2 5 1、2 6 1 , 2 7 1以及接设于各导电元件2 I、2 2上的外壳导线4 I、5 I并不与该主轴3 I同动，而该绝缘套3 7、该第一导电兀件2 I与第二导电兀件2 2的第二传导部
21 2 , 2 2 2、该第一、二、三绝缘体2 5、2 6、2 7的内环252、262、272、接设于各导电元件2 I、2 2上的主轴导线4 2、5 2以及该超音波刀具6 I则会随着该主轴
3I同步转动；另如图5所示，当该超音波刀具6 I因切削到较硬材质时，导致该超音波刀具6 I停止转动而主轴3 I仍持续转动的空转现象时，由于本实用新型的主轴导线4 2、 5 2并不是直接接设在该超音波刀具6 I上，而是分别接设在该第一电源接点3 5与第二电源接点3 6上可随该主轴3 I同动，因此即使发生上述的空转现象时，也不会造成主轴导线4 2、5 2绞线断裂。接着请参阅图6，为本实用新型的第二实施例，而其与上述实施例的差异在于， 该第一、第二导电兀件2 I b、2 2 b的第一传导部21 lb、221b为一碳刷，而该第一、第二导电兀件2 I b、2 2 b的第二传导部2 I 2 b、2 2 2 b则由一导电滑环构成。 在此实施例中，该第一、第二导电兀件2 I b、2 2 b由碳刷构成的第一传导部2 lib、
22 1b分别装设于该外壳座I I的通孔I 3中，而该第一、第二导电兀件2 I b、2 2 b 由导电滑环构成的第二导通部2 I 2 b、2 2 2 b则分别套设于该主轴3 I的绝缘套3 7 上并分别与其第一导通部2 I I b、2 2 I b相对应，使由碳刷构成的第一传导部2 I I b、2 2 I b可分别通过弹簧而令其顶部2 I I I b、2 2 I I b弹抵于所对应的第二导通部2 I 2 b、2 2 2 b (导电滑环)上，而同样可构成全时接触以传导电源的功用。并通过上述构件所组成的本实用新型具有以下优点I .本实用新型利用该第一、二导电元件可由具导电性材料制成的轴承或碳刷结合导电滑环构成，因此具有全时接触并可传递电源的特性，且通过该主轴导线是接设在主轴内的各电源接点上而可随该主轴同动，因此具有可有效避免主轴导线被绞断的优点。2 .本实用新型利用该主轴穿设于由具导电性材料制成的轴承或碳刷结合导电滑环所构成的第一、二导电元件的第二传导部中，因此更可大幅提升主轴的转速至12000RPM， 并进而可提供高速运转的使用需求。3 .本实用新型的主轴导线是穿置于该主轴管壁的轴孔内，因此具有极佳的防尘、 防水性，且不会影响到利用主轴吹气(中心孔)清洁锥孔的功能。4.本实用新型的电源接点不是设计在拉杆尾端，因此更可具有容易换刀及打刀的优点。5.本实用新型的架构不仅适合于皮带传动式主轴，也可适用于通过联轴器直传到主轴的直结式主轴以及内藏式主轴，因此本实用新型可用于该类型主轴，而具有运用广泛的优点。
权利要求1.ー种高速电气旋转接头，其特征在于，它包含有一外壳座，内部具有一容置空间，该容置空间设有一第一导电元件与一第二导电元件， 并在该第一导电元件与该第二导电元件之间设有ー绝缘体，该第一导电元件与该第二导电元件分别具有一第一传导部与一第二传导部，该第一导电元件与该第二导电元件的第一传导部分别与其第二传导部导通，且该第一导电元件与第二导电元件分别以其第一传导部接设于该容置空间的内壁面；ー主轴，轴向穿设于该外壳座的该容置空间中，该主轴具有两个沿轴向延伸的轴孔，并在该主轴上套设有一绝缘套，而该第一导电元件和该第二导电元件的各该第二传导部与该绝缘套相接，且该绝缘套与该第一导电元件和第二导电元件的各该第二传导部可随该主轴同步转动；一第一导线组，具有一第一外壳导线与一第一主轴导线，该第一外壳导线由外部穿设至该外壳座内部并电性连结于该第一导电元件的第一传导部，而该第一主轴导线一端电性连结于该第一导电元件的第二传导部，另一端则穿设至该主轴的其中一轴孔中并与ー第一电源接点相接；一第二导线组，具有一第二外壳导线与一第二主轴导线，该第二外壳导线由外部穿设至该外壳座内部并电性连结于该第二导电元件的第一传导部，而该第二主轴导线一端电性连结于该第二导电元件的第二传导部，另一端则穿设至该主轴的另ー轴孔中并与一第二电源接点相接。
2.根据权利要求I所述的高速电气旋转接头，其特征在于所述第一导电元件与第二导电元件皆由具导电性的轴承构成而分别具有一外圈及ー内圏，并在该外圈与该内圈之间设有一可与该外圈、该内圈全时接触的传导元件，所述第一导电元件与第二导电元件同轴向设置于所述容置空间中，并分别以该轴承的该外圈构成所述第一传导部，而该内圈构成所述第二传导部，并通过该轴承内部的传导元件全时接触，而使各所述第一传导部与相对应的第二传导部可相互传导电源，且所述第一导电元件与所述第二导电元件的第一传导部分别抵接于所述容置空间的内壁面，而所述主轴与所述绝缘套则轴向穿设于所述第一导电元件与所述第二导电元件由该内圈所构成的第二传导部中。
3.根据权利要求I所述的高速电气旋转接头，其特征在于所述第一、第二导电元件的第一传导部为ー碳刷，而所述第一、第二导电元件的第二传导部则由ー导电滑环构成，且各所述第一传导部分别装设于所述外壳座的通孔中，而各所述第二导通部则分别套设于所述主轴的绝缘套上并分别与其第一导通部相对应，且各所述第一传导部的顶部分别弹抵于所对应的第二导通部上，而使各所述第一传导部与相对应的第二传导部可相互传导电源。
4.根据权利要求I所述的高速电气旋转接头，其特征在于所述容置空间中设有一可供承接所述第一导电元件与所述第二导电元件的挡缘。
5.根据权利要求I所述的高速电气旋转接头，其特征在于所述主轴呈中空管状，该两个轴孔设于所述主轴的管壁中，并在所述主轴末端形成有一可供接设ー超音波刀具的锥孔。
6.根据权利要求I所述的高速电气旋转接头，其特征在于所述外壳座由绝缘材质制成，所述外壳座上开设有两个与所述容置空间相通的通孔，而在所述主轴上另设有两个贯通所述主轴并与所述两个轴孔相通的径向穿孔，且该两个径向穿孔的位置分别与所述外壳座的两个通孔位置相对应。
7.根据权利要求I所述的高速电气旋转接头，其特征在于所述绝缘体由一外环与一内环组成，且所述绝缘体的外环与所述第一导电元件及所述第二导电元件的第一传导部相抵接，所述绝缘体的内环则与所述第一导电元件及所述第二导电元件的第二传导部相抵接。
8.根据权利要求7所述的高速电气旋转接头，其特征在于所述主轴转动时，所述外壳座、所述第一导电元件与所述第二导电元件的第一传导部、所述绝缘体的外环以及接设于所述第一导电元件与所述第二导电元件上的外壳导线并不与所述主轴同动，而所述绝缘套、所述第一导电元件与所述第二导电元件的第二传导部、所述绝缘体的内环、接设于所述第一导电元件与所述第二导电元件上的主轴导线则会随着所述主轴同步转动。
专利摘要一种高速电气旋转接头，包含有一外壳座，其内部设置有两个导电元件，该两个导电元件分别具有一第一传导部以及一第二传导部；一主轴，轴向穿设于外壳座中具有两个沿轴向延伸的轴孔；该两个导电元件分别接设有一导线组，各导线组分别具有一外壳导线与一主轴导线，且各导线组分别以其外壳导线电性连结于所对应的导电元件的第一传导部，各导线组的主轴导线则分别电性连结于所对应的导电元件的第二传导部，并分别经主轴的其中一轴孔中而与一电源接点相接，利用导电元件全时接触以传递电源，而可避免电线绞线而断裂的情形。
文档编号H01R39/64GK202352994SQ201120466280
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者沈建华, 简志贤 申请人:财团法人精密机械研究发展中心