内部弹簧分流器

背景技术

一般来说，电刷是一种在固定导线和运动部件之间传导电流的电触点。

附图说明

具体实施方式参考附图进行详细描述。在说明书和附图的不同实施例中使用相同的附图标记可以表示相似或相同的项目。

图1是充电触点组件的侧视图。

图2是图1所示的充电触点组件的另一侧视图。

图3是根据本申请的示例性实施例的充电触点组件的分流器的局部剖面立体图。

图4是图3所示的分流器的局部剖面端视图。

图5是图3所示的分流器的局部剖面侧视图。

图6是用于例如图3所示的分流器的网状导体的照片说明，其中网状导体由镀锡铜编织物形成。

图7是根据本公开的示例性实施例的包括分流器的充电触点组件的侧视图。

图8是根据本公开的示例性实施例的包括分流器的另一充电触点组件的立体图。

图9是图8所示的充电触点组件的另一立体图。

图10是图8所示的壳体和充电触点组件的局部剖面侧视图。

图11是根据本公开的示例性实施例的充电触点组件的分流器的侧视图。

图12是图11所示的分流器的局部剖面等距图。

图13是根据本公开的示例性实施例的充电触点组件的分流器的侧视图。

具体实施方式

下文参照附图更全面地描述本公开的各个方面，附图构成本公开的一部分，并且通过图示的方式示出了示例性特征。然而，这些特征可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于这里阐述的组合；相反，提供这些组合是为了使本申请彻底和完整，并且将完全传达范围。因此，下面的详细描述不应该被视为限制性的。

充电底座可用于为电池驱动的车辆充电，该车辆安装充电底座进行充电，并在对电池充电后将充电底座拆卸。例如，充电底座通常可以是斜坡形的，并且车辆可以具有一个或多个触点，这些触点在充电底座的斜坡形的引导下与一个或多个电池充电触点或充电刷接触。电刷可以连接到电源，例如电能供应器。参照图1，当安装和拆卸充电底座时，充电刷50发生移动(例如，朝向或远离车辆移动)。网状导线分流器52或导线可用于将电刷50连接到电源，并且通常在电刷50和电源之间没有支撑。参照图2，这些分流器52可能具有集中的疲劳点54，在那里会发生过度弯曲，而不是具有例如与整个分流器分担弯曲作用的受控弯曲。例如，电流从电刷触点通过分流器52(导线)到达连接器56时通常会受到限制。在电刷循环过程中，充电刷50和连接器56之间的距离会发生变化，并且距离的差异必须由分流器52(导线)吸收或转换。

当无支撑的分流线被压缩或弯曲时，电刷和连接器的连接点比分流线的其余部分更容易弯曲或压缩。连接点处的过度弯曲和压缩导致材料比分流器的其余部分更早疲劳，从而导致材料过早失效、失去电连续性等。现在参考图3至图5，分流器100可以具有细长的弹性支撑基板或插入件102(例如弹簧钢插入件)，其位于导体104或分流线内、穿过导体104或分流线和/或围绕导体104或分流线。弹簧增加了对分流线的支撑，并迫使分流线以受控方式弯曲。例如，由于导体104相比于插入件102相对较弱，刚性更强的弹簧钢带可迫使分流材料的其余部分更均匀地分布弯曲和压缩力。如本申请所述，具有内部弹簧支撑件的分流装置可减少分流器磨损。内部弹簧支撑件可以是比编织分流材料更硬的材料。因此，当分流器弯曲时，较硬的、位于中心的内部弹簧支撑件迫使周围的网孔围绕由内部弹簧限定的中性轴等量压缩和伸展。内部弹簧还能防止扭结，并有助于将应力均匀分散在整个分流器。分散应力可以减少分流器任何特定部分的集中弯曲，从而减少疲劳。减少疲劳能够增加分流器的使用寿命。

在一些实施例中，内部弹簧分流器可以至少是基本扁平的形状(例如，具有细长的横截面轮廓)，具有基本扁平的弹簧钢插入件和由弹簧钢插入件支撑的网状导体。在一些实施例中，插入件102不一定是平的。例如，插入件102可以是一根或多根弹簧丝(例如，由不导电的不锈钢形成)。例如，一根或多根弹簧丝可以被编织到网状导体中。在一些实施例中，网状导体104可以由镀锡铜编织物形成(例如，用于传导大约一百安培(100A)的电流)。参照图6，镀锡铜编织物可以是紧密编织的软拉伸镀锡铜线。镀锡铜编织物可以构造成管状，然后被轧平以获得所需的宽度。

然而，应该注意的是，弹簧钢和镀锡铜编织物只是举例说明，并不意味着对本申请内容进行限制。在其他实施例中，内部弹簧扁平分流器可以使用不同的插入件和/或网状导体。例如，在一些实施例中，插入件102可以由各种弹性材料形成，包括但不一定限于：导电材料、非导电材料、半导电材料、增强材料(例如，纤维增强材料)、玻璃纤维材料、塑料材料、聚合物材料、铍铜材料、镍合金材料、琴钢线等(例如，具有不同性能和/或成本特性的材料)。导体104也可以是其他编织材料(例如，无涂层的铜编织物、编织铝)、多股导线(例如，多股圆形导体)和/或各种形状的其他导电材料。在一些实施例中，导体104可以包围例如弹簧板和/或导线。此外，在一些实施例中，导体104(例如导线和/或网状导体)可以设置在外部弹簧导向器内。在一些实施例中，聚合物材料可以沿着分流器100粘接和/或包覆成型。

在一些实施例中，多层弹簧材料(例如，多于一个的插入件102)可以穿过和/或围绕导体104或分流线使用。例如，两个以上插入件102可以堆叠在一起，以提供更大的厚度并改变分流器100的性能特征(例如，代替使用更厚的单个弹簧插入件)。在一些实施例中，弹簧钢带可以放置在交替的导体104之间。在一些实施例中，例如，如图13所示，弹簧钢带插入件102可以放置在导体104的叠层的外侧半径。在一些实施例中，例如，如图13所示，弹簧钢带插入件102可以放置在导体104的叠层的内侧半径。在一些实施例中，编织导体104可以使用不相似的材料(例如，金属)。例如，编织物可以包括小规格的线股，其中一些线股可以用弹簧线材料代替(例如，琴钢线、不锈钢、镍合金、铍铜等)。在一些实施例中，编织物可以具有弹簧线插入件102(例如，圆形弹簧线，例如琴钢线、不锈钢线、镍合金线、铍铜线等)，该弹簧线插入件102在导体104内的不同位置处插入编织导体104的开口中。弹簧线插入件102也可以与编织导体104的编织相交，在单独的线股之间行进，例如，在编织导体104的制造过程中没有被编织到编织导体104中。

参照图11和12，分流器100可以具有细长的弹性支撑基板或插入件102(例如弹簧钢插入件)，其位于第一导体104或分流线内、穿过第一导体104或分流线和/或围绕第一导体104或分流线，以及与导体104直接相邻的定位的第二导体106(例如，以堆叠结构布置)。在这种布置中，钢弹簧带可以放置在最外层编织物的中心，这允许钢弹簧控制两个编织物的运动。如上所述，可以使用多个堆叠的导体，以满足更高的安培数要求。附加导体106可以具有也可以不具有插入件102。例如，在参照图11和12描述的实施例中，导体106没有插入件，并且堆叠在导体104的内部。在该示例中，导体106的半径小于导体104的半径。例如，内编织物(导体106)的半径等于外编织物(导体104)的半径减去编织物的厚度和弹簧钢插入件102的厚度。由于半径之间的这种关系，两个导体104和106的长度将不同。因此，部件叠层可以在编织管被压缩之前(例如，在第二端)被预弯曲，从而将组件锁定在一起。否则，如果编织物没有预弯曲，内部编织物的线可能会向外弯曲，从而导致应力增加和循环寿命缩短。应当注意的是，可以通过对内部编织物(例如，导体106)施加张力，对外部编织物(例如，导体104)施加压力，或者将张力和压力结合，以实现与预弯曲类似的效果。还应该注意，可以将多于两个导体堆叠在一起。当增加额外的编织层时，半径之间的关系会发生变化。例如，最内层编织物的半径等于最外层编织物的半径减去编织物计数乘以编织物厚度和弹簧钢插入件102的厚度，即，最内层编织物的半径＝最外层编织物的半径-[(编织物计数*编织物厚度)+钢弹簧带厚度]。

再次参考图13，分流器100可以是多叶分流器组件，例如具有叠层结构。在一些布置中，薄铜片形式的导体104可以被一个或多个弹性支撑插入件102约束。在一些实施例中，导体104可以被限制在多于两个支撑插入件102之间，而在一些实施例中，导体104可以沿着一个或多个支撑插入件102的外部定位，例如，在导体104的叠层的内部，在导体104的叠层的外部等等。此外，支撑插入件102也可以包括在导体104之间，以形成柔性叠层。

在一些实施例中，薄铜片导体104可以在约千分之二(2)英寸(0.002＂)或约0.0508毫米(mm)以及约千分之五(5)英寸(0.005＂)或约0.127毫米(mm)之间，例如，约0.050mm、0.055mm、0.060mm、0.065mm、0.070mm、0.075mm、0.080mm、0.085mm、0.090mm、0.095mm、0.100mm、0.105mm、0.110mm、0.115mm、0.120mm、0.125mm、0.130mm。在一些实施例中，在导体104的叠层中可以有大约两(2)到大约十(10)片，例如，两(2)片、三(3)片、四(4)片、五(5)片、六(6)片、七(7)片、八(8)片、九(9)片、十(10)片等等。然而，导体的这些厚度和数量只是举例说明，并不意味着限制本申请。在其他实施例中，导体104的厚度可以小于约0.05毫米，大于约0.13毫米，等等。此外，导体104的叠层中可以包括多于十(10)片薄片。支撑插入件102可以由多种材料构成，包括但不一定限于：钢板、聚合物板、玻璃纤维板等。片状导体104也可以由除铜以外的导电材料构成。

在一些实施例中，插入件102可以是预应力的。例如，插入件102可以是预应力的细长的弹性支撑基板材料，例如预应力弹簧钢插入件。在一些实施例中，可以根据振动和/或负载条件以及诸如扭曲程度等其他因素，为各种应用选择不同长度的材料(例如，相对较短的弹簧钢插入件、相对较长的弹簧钢插入件等)。插入件102可以通过成型(例如弯曲)为特定形状(例如“U”形)，以进行预应力。然而，“U”形只是举例说明，并不意味着限制本申请。在其他实施例中，插入件102可以被压制、弯曲和/或以其他方式形成其他各种预应力形状，例如“C”形等。在一些实施例中，插入件102可以使用诸如压断装置等设备形成预应力形状。

现在参考图7至图10，根据本申请的示例性实施例描述充电触点组件200。充电触点组件200可以具有连接到电源(例如，诸如交流电源、电池等的电源)的用于接收电流的连接器202，以及与连接器202耦合的用于接触导电表面(例如，电池驱动的车辆的触点或另一触点)的电刷204，以将电流从电源通过连接器202和电刷204传输到导电表面(例如，电池驱动的车辆的导电表面)。充电触点组件200还包括固定连接到连接器202和电刷204的分流器100(例如，如前所述)，用于将电流从连接器202传输到电刷204。分流器100包括具有第一端和第二端的细长弧形弹性支撑基板(例如弹簧钢插入件102)，第一端固定连接到连接器202，第二端固定连接到电刷204。分流器100还包括设置在弹簧钢插入件102上并在连接器202和电刷204之间延伸的导体(例如网状导体104)，用于在连接器202和电刷204之间传递电流。

在一些实施例中，插入件102的第一端和第二端在连接器202和电刷204的相应连接点处大致彼此平行地延伸(例如，参照图7所示)。然而，在其他实施例中，插入件102的第一端和第二端可以不在它们各自的连接点处大致彼此平行地延伸。例如，如图8至图10所示，插入件102的第一端和第二端可以大致彼此远离地延伸。例如，插入件102的第二端可以与水平面大约成5度(5°)的角度延伸、与水平面大约成10度(10°)的角度延伸、与水平面大约成15度(15°)的角度延伸，等等。在一些实施例中，插入件102的第一端和第二端可以以高达约90度(90°)或更大的角度大致彼此远离地延伸。在实施例中，当处于中间位置时，分流器100的横截面的中点可以大致保持在同一平面内，而运动可以发生在平面上的任何地方。在一些实施例中，分流器100可以扭曲(例如，当处于中间位置和/或移动时)。

在一些实施例中，电刷204可以在远离连接器202的方向上被偏置，例如通过一个或多个弹簧206(例如，螺旋弹簧)或其他偏置构件。此外，电刷204相对于连接器202的运动可以由外壳208和/或一个或多个其他支撑结构约束，以控制电刷204相对于连接器202的运动(例如，如图10所示)。

应该注意的是，虽然对充电触点组件的描述具有一定的特殊性，但是这种设置只是举例说明，并不意味着限制本申请。在其他实施例中，分流器100可以与其他各种连接器和/或电刷布置一起使用，以承受振动和/或冲击负荷。例如，在一些实施例中，分流器100包括在滑环组件中。在该示例中，分流器100可以连接到电刷和连接器，其中电刷被偏置成与可旋转地耦合到支架的环物理接触。在另一示例中，分流器100包括在电机刷组件中。在该示例中，分流器100可以连接到电刷和连接器，其中电刷被偏置成与电机的一部分接触，以在电机的旋转部分和静止部分之间传导电能(例如，通过将电流从连接器通过分流器100传导到电刷，然后传导到与电刷接触的转子)。在另一个示例中，分流器100包括紧凑型集电器或分段式集电靴组件，其中多个集电器以间隔对齐的方式可移动地定位在支撑块中。在该示例中，一个或多个分流器100可以连接到公共的电气母线附件。

尽管已经用特定于结构特征和/或方法行为的语言描述了主题，但应该理解的是，在所附权利要求中定义的主题并不一定限于上述特定特征或行为。相反，上述具体特征和行为是作为实现权利要求的示例形式而公开的。