编码器结构及编码器的制作方法

1.本技术涉及编码器领域，特别涉及一种编码器结构及编码器。


背景技术：

2.编码器，又称速度和位移传感器，是目前应用最为广泛的传感器之一。其中，编码器主体的末端实现与电机等典型使用设备完成定位安装。编码器主体的顶端端面具有多个支撑立柱，通过多个支撑立柱完成印刷电路pcb板的安装。且编码器主体的顶端端面还具有多个支撑结构，通过支撑结构与支撑立柱连接以提高支撑立柱的抗扭刚性。
3.但是现有的编码器结构的支撑结构的顶端面与支撑结构的顶部端面平齐，即均与pvb板的表面接触，导致电路板的电子元器件的排布面积受到影响。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的是提供一种编码器结构及编码器，旨在解决现有技术中编码器的电子元器件的排布面积不足的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术提出的一种编码器结构，包括：
6.主体部，所述主体部设有轴向通孔，所述主体部具有位于轴向一端的第一端面；
7.至少两个结构加强件，所述结构加强件设置于所述第一端面并沿远离所述第一端面的方向延伸，且至少两个所述结构加强件沿所述轴向通孔的周向间隔设置；以及
8.至少三个支撑柱，每一所述结构加强件的一侧侧壁设有至少一个所述支撑柱，且至少两个所述支撑柱沿所述轴向通孔的周向间隔设置；
9.其中，所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面低于所述支撑柱背离所述主体部的端面，所述支撑柱背离所述主体部的端面用于安装pcb。
10.在一实施例中，所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面与所述支撑柱的端面之间的高度差为a，0＜a≤0.5mm。
11.在一实施例中，所述支撑柱与所述第一端面连接。
12.在一实施例中，所述结构加强件避让所述轴向通孔。
13.在一实施例中，所述结构加强件部分环绕所述轴向通孔。
14.在一实施例中，所述第一端面凸出形成至少两个销钉支撑座，至少两个所述销钉支撑座与至少三个所述支撑柱在所述轴向通孔的圆周方向上彼此交替且间隔设置；
15.其中，所述销钉支撑座背离所述主体部的一侧表面低于所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面，且所述销钉支撑座背离所述主体部的一侧表面凸出形成有定位销钉；
16.其中，所述销钉支撑座背离所述第一端面的一侧表面与所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面的高度差为b，b≤0.5mm。
17.在一实施例中，所述编码器结构还包括套筒件，所述套筒件套装于所述轴向通孔内，且所述套筒件内具有轴承室；
18.所述主体部还具有与所述第一端面相背的第二端面，所述第二端面开设有至少两
个沿所述轴向通孔的周向均匀间隔设置的应力释放槽。
19.在一实施例中，所述套筒件的壁厚为t1，所述应力释放槽靠近所述轴向通孔的一侧内表面与所述轴向通孔的内孔壁之间的壁厚为t2，相邻所述应力释放槽之间的壁厚为t3，且满足：且t3≤t1。
20.在一实施例中，所述套筒件的外径为d，且满足：d/t＝5～20。
21.第二方面，本技术还提供了一种编码器，包括：
22.如上所述的编码器结构；以及
23.pcb板，所述pcb板安装于所述编码器结构的支撑柱背离所述主体部的端面，且所述pcb板朝向所述支撑柱的一侧侧壁与所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面间隔开。
24.本技术提供了一种编码器结构，该编码器结构通过将结构加强件构造为所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面低于所述支撑柱背离所述主体部的端面，从而使得pcb板安装于支撑柱上时，pcb板朝向所述支撑柱的一侧侧壁与所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面间隔开形成间隙，即该间隙内可安装电子元器件，进而可以保障pcb排布器件面积最大化。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
26.图1为本技术编码器结构一实施例的结构示意图；
27.图2为本技术编码器结构一实施例的剖视图；
28.图3为图2中的i部分的放大示意图；
29.图4为本技术编码器结构另一实施例的剖视图；
30.图5为本技术编码器结构另一实施例的剖仰视图；
31.图6为图5中的ii部分的放大示意图。
32.附图标号说明：
33.标号名称标号名称10主体部11第一端面14定位销钉15销钉支撑座16第二端面17应力释放槽20结构加强件30支撑柱40套筒件101轴向通孔
34.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b 同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
39.相关技术中，编码器主体的末端实现与电机等典型使用设备完成定位安装。编码器主体的顶端安装面具有多个支撑立柱，通过多个支撑立柱完成印刷电路板的安装。但是编码器主体的多个支撑立柱彼此独立，即形成悬臂梁结构，导致支撑柱整体结构的刚性不足，容易发生扭转现象，即在旋转激励条件下，容易产生共振现象，具体指电路板相对于主体结构的扭转共振。为此，现有技术中还存在一种编码器结构，其主体的顶端端面还具有多个支撑结构，支撑结构的至少部分沿主体部的周向延伸，进而可通过支撑结构与支撑立柱连接以提高支撑立柱的抗扭刚性。但是该种编码器结构的支撑结构的顶端面与支撑结构的顶部端面平齐，即均与pvb板的表面接触，导致电路板的电子元器件的排布面积受到影响。
40.为此，本技术提供了一种解决方案，通过将结构加强件构造为所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面低于所述支撑柱背离所述主体部的端面，从而使得pcb板安装于支撑柱上时，pcb板朝向所述支撑柱的一侧侧壁与所述结构加强件背离所述主体部的一侧表面间隔开形成间隙，即该间隙内可安装电子元器件，进而可以保障pcb排布器件面积最大化。
41.下面结合一些具体实施例进一步阐述本技术的申请构思。
42.本技术提供了一种编码器结构。该编码器结构用于安装电机上，并用于装配电路板。
43.本实施例中，编码器，包括：主体部10、至少两个结构加强件20和至少三个支撑柱30。
44.主体部10设有轴向通孔101，主体部10具有位于轴向一端的第一端面 11；结构加强件20设置于第一端面11并沿远离第一端面11的方向延伸，且至少两个结构加强件20沿轴向通孔101的周向间隔设置；每一结构加强件20 的一侧侧壁设有至少一个支撑柱30，且至
少两个支撑柱30沿轴向通孔101的周向间隔设置；其中，结构加强件20背离主体部10的一侧表面低于支撑柱 30背离主体部10的端面，支撑柱30背离主体部10的端面用于安装pcb板。
45.具体而言，主体部10为编码器的主体结构，其一端定位安装于电机等使用设备上，用于实现编码器的其余零部件的安装，如用于装配内部轴承和电路板。一般的，主体部10可为塑料结构，为注塑工艺注塑成型。
46.主体部10设置有一轴向通孔101，用于供电机的电机轴穿过。在轴向通孔101的轴向上，主体部10具有相背的第一端面11和第二端面16。其中，第一端面11远离电机，从而用于安装pcb板，而第二端面16靠近电机。第一端面11上凸出形成有至少两个结构加强件20，即结构加强件20沿远离第一端面的方向延伸。且至少两个结构加强件20沿轴向通孔的周向间隔设置。结构加强件20和第一端面11以及支撑柱30可通过粘接、螺钉紧固、卡箍连接等其他等同结构固定连接于一起。或者，在一实施例，结构加强件20与主体部10为一体成型件。即请参阅图1，结构加强件20构造为第一端面11上的弧形凸出部，即可在注塑成型时，一体注塑形成结构加强件20，从而不仅提高编码器的整体结构强度，还可节约工序，提高生产效率。
47.每一结构加强件20的一侧侧壁设有至少一个支撑柱30。具体的，在轴向通孔101的径向上，结构加强件20包括靠近轴向通孔101的内侧壁和远离轴向通孔101的外侧壁。其中，支撑柱30设置于结构加强件20的内侧壁上。
48.值得一提的是，结构加强件20在第一端面11的正投影的长度尺寸大于支撑柱30的正投影的尺寸，即通过结构加强件20一是使得支撑柱30与主体部10连接更加可靠，二是增加了支撑柱30的横截面的轮廓尺寸，使得支撑柱30的抗扭刚性更佳。此外，当每一结构加强件20的一侧侧壁设有两个以上的支撑柱30时，即在轴向通孔101的周向上，使得部分支撑柱30固定连接于一起，即可提高所有支撑柱30形成的整体结构的扭转刚性。请参阅图1，支撑柱30包括3个，此时，2个支撑柱30设置于同一结构加强件20的内侧壁上，剩余的一个支撑柱30固定于另一结构加强件20上。
49.支撑柱30均避让轴向通孔101，即在第一端面11上，支撑柱30的正投影均位于轴向通孔101之外，以避免安装于电机上后，与电机轴发生干涉现象。且至少三个支撑柱30沿轴向通孔101的周向间隔设置。可以理解的，至少三个支撑柱30的背离主体部10的端面可通过三点共面形成一安装面即可，因此至少三个支撑柱30之间可均匀设置，还可不均匀设置。可以理解的，多个电路板安装面位于同一平面，电路板即安装于该平面上。其中，支撑柱30 的截面形状可构造为三角形、闭合多边形、圆形、椭圆形或者半圆形等，本实施例对此并不限制。
50.可见，本实施例中，至少部分相邻的支撑柱30设置于同一结构加强件20，使得其彼此连接构成框架结构。此时，在电路板存在扭转趋势时，结构加强件20依赖于自身的刚性可更好的阻碍其扭转，相较于现有的支撑柱30彼此独立形成的悬臂梁结构，本技术中多个支撑柱30结构整体明显扭转刚性更好.
51.本实施例中，结构加强件20背离主体部10的一侧表面低于支撑柱30背离主体部10的端面。即参阅图1至图3，结构加强件20的上表面低于支撑柱 30的电路板安装面，也即电路板安装面与结构加强件20的上表面之间存在一高度差。从而使得pcb板安装于支撑柱30上的电路板安装面时，pcb板朝向支撑柱的一侧侧壁与结构加强件20背离主体部10的一侧
表面间隔开形成间隙，即该间隙内可安装电子元器件，进而可以保障pcb排布器件面积最大化。
52.此外，该高度差还可以改善模具工艺，可以在保证结构强化效果的条件下减小精密模具的面积、降低成型的难度。且高度差的存在可以让支撑柱上各个独立的支撑面精度更加优异。且相较于结构加强件20与支撑柱30一并与pcb板连接时pcb板会发生一定的翘曲变形，本实施例通过高度差可改善装配工艺，改善该翘曲变形现象。
53.较佳的，结构加强件30背离主体部10的一侧表面与支撑柱的端面之间的高度差为a，0＜a≤0.5mm。即参阅图3，本实施例中，电路板安装面与结构加强件20的上表面的高度差需要保证小于或者等于0.5mm，该高度差可以保障电路板排布器件面积最大化。且该高度差还可改善模具工艺，可以在保证强化效果的条件下减小精密模具的面积、降低成型的难度。此外，高度差的存在可以让各个支撑面精度更加优异，以改善装配工艺，可以理解的，在安装锁紧螺钉后电路板会发生一定的翘曲变形，做成高度差后可以改善。
54.可以理解的，支撑柱30可以与主体部10可不直接连接，即支撑柱30朝向主体部10的端面与主体部10间隔开。或者，在另一实施例中，为了提高支撑柱30的结构强度以及抗扭刚性，支撑柱30与第一端面11连接。即支撑柱30的一端与第一端面11连接而形成固定端，另一端沿远离主体部10的方向延伸而形成为自由端。自由端的端面即为电路板安装面。
55.在一实施例中，结构加强件20避让轴向通孔101。
56.参阅图1至图3，具体而言，该结构加强件20避让轴向通孔101设置，也即是在第一端面11上，结构加强件20的正投影均位于轴向通孔101之外，以避免安装于电机上后与电机轴发生干涉现象。
57.在一实施例中，结构加强件20部分环绕轴向通孔101。
58.具体而言，参阅图1，结构加强件20可构造为弧形件，其圆心可位于轴向通孔101的中心轴线上，从而部分环绕轴向通孔101。可见，结构加强件 20部分环绕轴向通孔101可以避让该轴向通孔101，并使得结构加强件20和主体部10衔接更加自然，使得编码器的整体结构更加紧凑简洁。
59.在一实施例，结构加强件20与主体部10固定连接。
60.具体而言，结构加强件20朝向主体部10的一侧表面与主体部10固定连接，从而使得结构加强件20整体可更好地固定在主体部10上，使得主体部10、支撑柱30和结构加强件20构成的整体更加稳固。
61.在一实施例，第一端面11凸出形成至少两个销钉支撑座15，至少两个销钉支撑座15与至少三个支撑柱30在轴向通孔101的圆周方向上彼此交替且间隔设置，销钉支撑座15背离主体部10的一侧表面低于结构加强件20背离主体部10的一侧表面，且销钉支撑座15背离主体部10的一侧表面凸出形成有定位销钉14。其中，销钉支撑座15背离第一端面11的一侧表面与结构加强件20背离主体部10的一侧表面的高度差为b，0＜b≤0.5mm。
62.本实施例中，在保证电路板安装面与结构加强件20的上表面的高度差需要保证小于或者等于0.5mm的基础上，还保证结构加强件20的上表面与销钉支撑座15的上表面之间的高度差小于或者等于0.5mm，从而更好地保障电路板排布器件面积最大化。且上述2个高度差还可改善模具工艺，可以在保证强化效果的条件下减小精密模具的面积、降低成型的难度。此外，上述2个高度差的存在可以让两个支撑面精度更加优异，以改善装配工艺，可以
理解的，在安装锁紧螺钉后电路板会发生一定的翘曲变形，做成高度差后可以改善。
63.即本实施例中，通过不同安装面的高度差保证不同功能的结构间有效的连接关系。
64.在一实施例，编码器还包括套筒件40，套筒件40套装于轴向通孔101内，且套筒件40内具有轴承室；主体部10还具有与第一端面11相背的第二端面 16，第二端面16开设有至少两个沿轴向通孔101的周向间隔设置的应力释放槽17。
65.具体而言，编码器内通过套筒件40装配轴承，其还可称之为嵌件，其垂直于轴向的任意截面均为中心对称图形。注塑成型的主体部10在使用过程中内应力会持续释放，嵌件精度会受所释放的应力影响、造成精度偏差等情况，现有技术中通常采用“钢嵌件”、“加厚嵌件”进行精度改善。虽然精度容易保证，但钢嵌件成本高、加厚的方式则可能出现内部干涉、无法满足需求等问题。
66.本实施例中，为设计改善应力释放对于嵌件精度的影响，通过均匀环绕嵌件的应力释放槽17以改善应力释放的程度。
67.进一步的，在一实施例，应力释放槽17靠近轴向通孔101的一侧内表面与轴向通孔101的内孔壁之间的壁厚为t2，相邻应力释放槽17之间的壁厚为 t3，且满足：且t3≤t1。
68.容易理解的，参阅图2，现有技术中为了改善内应力释放问题，一般多注重从注塑成型工艺上着力，而本实施例中，参阅图4，通过改善贴近嵌件的应力释放槽17的壁厚与嵌件的尺寸关系，在应力释放槽17达到上述尺寸关系时，嵌件周围的结构、以及相邻应力释放槽17之间的筋可以有效地改善了注塑过程中的应力释放问题，使得应力释放更加均匀，从而保证了嵌件中央的应变的均匀性及其应有的精度。
69.在一实施例中，套筒件40的外径为d，壁厚为t1，且满足：d/t＝5～20。
70.本实施例中，在改善应力释放的基础上，套筒件40构造为薄壁结构，以实现薄壁嵌件结构体现在采用薄壁结构时，嵌件仍然可以保持良好的尺寸精度，以降低编码器的整体质量。进一步的，在一实施例中，套筒件40为铝合金件。套筒件40采用铝合金制成可降低套筒件40的质量，且铝合金制品的精度可做得更高。
71.第二方面，本技术还提供了一种编码器，包括：如上的编码器结构；以及pcb板，pcb板安装于编码器结构的支撑柱背离主体部的端面，且pcb 板朝向支撑柱的一侧侧壁与结构加强件背离主体部的一侧表面间隔开。
72.其中，该编码器结构的具体结构参照上述实施例，由于本编码器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
73.以上所述仅为本技术的可选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是在本技术的申请构思下，利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的专利保护范围内。