CN218994392U - 一种狭小型直线编码器用的外壳组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种狭小型直线编码器用的外壳组件，包括外壳本体、安装托板和弹簧压片，外壳本体卡合于安装托板一侧，且外壳本体顶面与安装托板顶面的相接处设有弹簧压片；安装托板中部设有死点安装位，死点安装位两侧的安装托板上设有至少一对活点安装位，其中，死点安装位为一个第一沉头圆孔，活点安装位整体呈长孔状，活动安装位的中部为一个第二沉头圆孔，第二沉头圆孔的外周设有两段相互套嵌的镂空槽。该外壳组件既可增加狭小型直线编码器的刚性强度，又可有效保证外壳与被测轴轴线方向之间的平行度以及安装托板热胀冷缩时外壳的直线度，避免产生垂直于被测轴轴线方向的形变。

Description

一种狭小型直线编码器用的外壳组件

技术领域

本实用新型涉及高档数控装备用的位置编码器领域，特别涉及一种狭小型直线编码器用的外壳组件。

背景技术

直线编码器是数控机床、直线电机、自动化生产线进行闭环控制的关键位置传感器。然而在较为恶劣的工作环境中，为了防止油水和粉尘对光栅的污染、或是粉尘微粒磁化作用对磁栅磁极信号的破坏，实际使用过程中往往需要将光栅或磁栅通过保护外壳和密封胶条等部件封闭起来，一般情况下，其结构主要是将光栅或磁栅平行固定在其保护外壳内，以此通过外壳与被测轴的平行度来保证其中光栅或磁栅与被测轴的平行精度，才能确保闭环控制中直线位置的测量精度。在编码器的使用过程中，通常在热胀冷缩时，编码器的外壳尺寸会发生变化，其“死点”和“活点”的设置，可使得编码器外壳在发生尺寸形变时，编码器外壳通过“活点”的形变保证其自身仅发生沿外壳纵轴方向的形变，而不产生垂直于外壳纵轴方向的形变。

但在直线电机、自动化生产线等应用中，由于安装空间狭小，直线编码器的铝合金外壳尺寸也很狭小，这就导致在测量行程较长时，应用在这类安装环境中的直线编码器本身刚性强度不足，并且由于安装时主要采用两端固定的方式，缺乏应对在热胀冷缩直线编码器外壳尺寸发生变化的“死点”和“活点”设置，因此，狭小型直线编码器的外壳就容易产生垂直于被测轴轴方向的形变，从而降低了光栅或磁栅与被测轴的平行精度，导致闭环控制中直线位置的测量精度降低。为适应狭小安装空间的需求，现在需要开发一种新的狭小型直线编码器安装外壳，以保障在热胀冷缩时其发生的尺寸形变不影响外壳直线度的装置，即既可以增加狭小型直线编码器的刚性强度，又可以方便保证安装时外壳与被测轴轴方向的平行精度，以及安装后热胀冷缩时外壳直线度，不产生垂直于被测轴轴方向的形变，同时还要易于加工和安装。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种狭小型直线编码器用的外壳组件，该外壳组件既可增加狭小型直线编码器的刚性强度，又可有效保证外壳与被测轴轴线方向之间的平行度以及安装托板热胀冷缩时外壳的直线度，避免产生垂直于被测轴轴线方向的形变。

本实用新型的技术方案为：一种狭小型直线编码器用的外壳组件，包括外壳本体、安装托板和弹簧压片，外壳本体卡合于安装托板一侧，且外壳本体顶面与安装托板顶面的相接处设有弹簧压片；安装托板中部设有死点安装位，死点安装位两侧的安装托板上设有至少一对活点安装位，其中，死点安装位为一个第一沉头圆孔，活点安装位整体呈长孔状，活动安装位的中部为一个第二沉头圆孔，第二沉头圆孔的外周设有两段相互套嵌的镂空槽。其中，死点安装位和活动安装位均作为整个外壳组件与其所应用设备之间的安装基点，活点安装位的实际数量可依据直线编码器及其外壳本体的实际长度进行设定，成对设置与安装托板中部死点安装位的两侧即可；各活动安装位上，每段镂空槽均沿第二沉头圆孔垂直于安装托板纵轴方向的中心对称，同时，第一沉头圆孔、第二沉头圆孔的中心均位于平行于安装托板纵轴方向的一条直线上，安装托板的纵轴与被测轴的纵轴相平行；该方式既保持了活点安装位上第二沉头圆孔与安装托板之间相互连接，又可以在热胀冷缩发生尺寸形变时，利用活点安装位处第二沉头圆孔左右的应力对称，从而使得安装托板只产生平行于被测轴纵轴方向的形变，而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变。此外，上述死点安装位和活点安装位的结构加工相对简单，安装也较为简单，安装时，将托板与外壳本体相对的另一侧面紧贴设备的安装基面，再通过紧固件分别穿过第一沉头圆孔、第二沉头圆孔进行固定安装即可。第一沉头圆孔和第二沉头圆孔所带有的浅槽，可以有效保证紧固件不突出安装托板与外壳本体相接的侧面，保证外壳本体与安装托板之间紧贴，从而保证直线编码器与安装托板之间的平行安装。

所述外壳本体两端还分别连接有端盖，各端盖上设有卵型的沉头长孔，各端盖在沉头长孔处通过紧固件安装于安装托板的两端。该结构中，端盖与安装托板相对的两侧面上，卵型的沉头长孔贯穿该两侧面且呈对称结构，可便于从任意侧面对端盖进行安装。

所述安装托板、端盖和外壳本体三者采用热膨胀系数相同的材质。进一步保障，当安装托板通过死点安装位和活点安装位的设置来保证在热胀冷缩发生生尺寸形变时只产生平行于被测轴纵轴方向的形变、而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变时，外壳本体也同步只产生平行于被测轴纵轴方向的形变、而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变，保证了在热胀冷缩时直线度。

所述端盖与外壳本体之间通过紧固件固定连接。

所述安装托板的长度大于或等于外壳本体与端盖的长度之和。

所述外壳本体的顶面设有第一凹槽，第一凹槽的截面呈钩状，第一凹槽与安装托板相接的一侧呈向下倾斜的长斜面；弹簧压片的一侧固定安装于安装托板顶面，弹簧压片的另一侧压紧于第一凹槽中。

所述弹簧压片为弹性薄片，弹簧压片的截面包括相连接的直线段和曲线段，弹簧压片安装时，直线段通过紧固件固定安装于安装托板顶面，曲线段从外壳本体与安装托板的相接处延伸至压紧于第一凹槽内。其中，弹簧压片的直线段上具两个通孔，通孔间距与安装托板顶面的成对螺纹孔的间距相等；弹簧压片的曲线段呈反曲的“S”形；安装时，通过紧固件穿过通孔将弹簧压片的直线段安装在安装托板顶面，然后通过弹簧压片的反曲的“S”形的一端压紧外壳本体顶面的第一凹槽，使得直线编码器的外壳本体侧面紧贴安装托板。

所述外壳本体的底面设有第二凹槽，第二凹槽的截面呈钩状，第二凹槽与安装托板相接的一侧呈向上倾斜的长斜面；安装托板的底部侧板设有底部凹槽，底部凹槽卡合与第二凹槽的长斜面下方。

所述外壳本体的截面呈矩形，第一凹槽和第二凹槽对称设于外壳本体的顶面和底面。

上述结构中，安装托板底部侧边的底部凹槽截面形状与上述第一凹槽、第二凹槽的截面形状相似，但尺寸略小，安装时，外壳本体通过其第二凹槽处的侧边卡合在安装托板的底部凹槽中，使得卡合后外壳本体的第二凹槽长斜面与安装托板的底部凹槽中的斜面相贴合；然后再通过紧固件将弹簧压片锁紧于安装托板顶面，使得弹簧压片压紧于外壳本体顶面第一凹槽的长斜面上，从而使得直线编码器的外壳本体紧贴安装托板，并保持与被测轴的轴线平行。

所述端盖的截面也呈矩形，端盖的矩形截面四边与外壳本体的矩形截面四边平齐，端盖的矩形截面四个角均为倒角。其中，倒角结构的设置，便于避开安装托板底部侧边的底部凹槽，保证在安装到安装托板时直线编码器的外壳本体与安装托板紧贴，以此保证直线编码器外壳与被测轴的平行精度。直线编码器的端盖端面均为平面，朝外一侧具有两个或两个以上的端面沉头圆孔，其位置与外壳本体端面的安装孔位置对应，方便通过紧固件穿过端面沉头圆孔将端盖紧贴安装到外壳本体端面，形成封闭环境，对安装到外壳本体中的光栅或磁栅形成保护。端盖与安装托板相对的两个侧面具有一个对称的、贯穿端盖的卵型沉头长孔，方便从任意侧面用紧固件将直线编码器固定在安装托板上。

上述狭小型直线编码器用的外壳组件使用时，直线编码器的光栅或磁栅设于外壳本体中，并且外壳本体两端通过端盖进行封闭，使其形成封闭式的安装空间；将其安装于设备上时，先将安装托板通过其死点安装位和活点安装位固定安装于设备的安装基面上，然后再将安装有直线编码器的外壳本体通过其上下两侧的第一凹槽、第二凹槽安装于安装托板上，并通过弹簧压片压紧安装，最后再利用紧固件将端盖与安装托板锁紧连接，形成稳定的安装结构。其中，利用安装托板上的死点安装位和活点安装位的设置，可使得在热胀冷缩发生尺寸形变时，利用活点安装位处第二沉头圆孔左右的应力对称，从而使得安装托板只产生平行于被测轴纵轴方向的形变、而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变时，外壳本体也同步只产生平行于被测轴纵轴方向的形变、而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变，进而保证了在热胀冷缩时直线编码器的直线度。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本狭小型直线编码器用的外壳组件既可增加狭小型直线编码器的刚性强度，又可有效保证外壳与被测轴轴线方向之间的平行度以及安装托板热胀冷缩时外壳的直线度，避免产生垂直于被测轴轴线方向的形变。其中，通过在截面形状简单的安装托板上设置死点安装位和活点安装位，一方面可降低安装托板的加工难度，同时也便于安装，另一方面，通过先将安装托板平行于被测轴纵轴方向安装到安装基面后，再将直线编码器平行安装到安装托板上，形成一个热膨胀系数一致的整体，既利用安装托板来增加直线编码器整体刚性，又利用安装托板上的死点安装位和活点安装位来保证热胀冷缩发生尺寸形变时直线编码器外壳的直线度。此外，通过在外壳本体顶面和底面设置两条平行且相互对称的凹槽(即上述第一凹槽和第二凹槽)，可以保证直线编码器及其外壳本体安装方式的灵活性。安装托板上的底部凹槽和弹簧压片的设置，可以方便将直线编码器的外壳本体平行安装到安装托板上，并保证外壳本体侧面紧贴安装托板，从而保证直线编码器外壳与被测轴之间的平行精度。

附图说明

图1为本狭小型直线编码器用的外壳组件的整体结构示意图。

图2为图1中弹簧压片处的A方向截面视图。

图3为图1中安装托板的结构示意图。

图4为图1中弹簧压片的结构示意图。

图5为图1中端盖的结构示意图。

上述各图中，各附图标记所示部件如下：

箭头X为被测轴纵轴的方向，箭头Y为垂直于被测轴纵轴的方向；

1为外壳本体，1-1为第一凹槽，1-2为长斜面，1-3为第二凹槽；

2为端盖，2-1为倒角，2-2为端面沉头圆孔，2-3为沉头长孔；

3为安装托板，3-1为死点安装位，3-2为活点安装位，3-3为第二沉头圆孔，3-4为镂空槽，3-5为底部凹槽；

4为弹簧压片，4-1为直线段，4-2为曲线段，4-3为通孔；

5为紧固件。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种狭小型直线编码器用的外壳组件，如图1所示，包括外壳本体1、端盖2、安装托板3和弹簧压片4，外壳本体卡合于安装托板一侧，且外壳本体顶面与安装托板顶面的相接处设有弹簧压片，外壳本体两端还分别连接有端盖，各端盖上设有卵型的沉头长孔，各端盖在沉头长孔处通过紧固件5安装于安装托板的两端。

如图3所示，安装托板中部设有死点安装位3-1，死点安装位两侧的安装托板上设有至少一对活点安装位3-2，其中，死点安装位为一个第一沉头圆孔，活点安装位整体呈长孔状，活动安装位的中部为一个第二沉头圆孔3-3，第二沉头圆孔的外周设有两段相互套嵌的镂空槽3-4。其中，死点安装位和活动安装位均作为整个外壳组件与其所应用设备之间的安装基点，活点安装位的实际数量可依据直线编码器及其外壳本体的实际长度进行设定，成对设置与安装托板中部死点安装位的两侧即可；各活动安装位上，每段镂空槽均沿第二沉头圆孔垂直于安装托板纵轴方向的中心对称，同时，第一沉头圆孔、第二沉头圆孔的中心均位于平行于安装托板纵轴方向的一条直线上，安装托板的纵轴与被测轴的纵轴相平行；该方式既保持了活点安装位上第二沉头圆孔与安装托板之间相互连接，又可以在热胀冷缩发生尺寸形变时，利用活点安装位处第二沉头圆孔左右的应力对称，从而使得安装托板只产生平行于被测轴纵轴方向的形变，而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变。此外，上述死点安装位和活点安装位的结构加工相对简单，安装也较为简单，安装时，将托板与外壳本体相对的另一侧面紧贴设备的安装基面，再通过紧固件分别穿过第一沉头圆孔、第二沉头圆孔进行固定安装即可。第一沉头圆孔和第二沉头圆孔所带有的浅槽，可以有效保证紧固件不突出安装托板与外壳本体相接的侧面，保证外壳本体与安装托板之间紧贴，从而保证直线编码器与安装托板之间的平行安装。端盖与安装托板相对的两侧面上，卵型的沉头长孔贯穿该两侧面且呈对称结构，可便于从任意侧面对端盖进行安装。

进一步地，安装托板、端盖和外壳本体三者采用热膨胀系数相同的材质。进一步保障，当安装托板通过死点安装位和活点安装位的设置来保证在热胀冷缩发生生尺寸形变时只产生平行于被测轴纵轴方向的形变、而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变时，外壳本体也同步只产生平行于被测轴纵轴方向的形变、而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变，保证了在热胀冷缩时直线度。如图1所示，端盖与外壳本体之间也通过紧固件固定连接。安装托板的长度大于或等于外壳本体与端盖的长度之和。

如图2所示，外壳本体的顶面设有第一凹槽1-1，第一凹槽的截面呈钩状，第一凹槽与安装托板相接的一侧呈向下倾斜的长斜面1-2；弹簧压片的一侧固定安装于安装托板顶面，弹簧压片的另一侧压紧于第一凹槽中。如图2或图4所示，弹簧压片为具有一定强度的弹性薄片，弹簧压片的截面包括相连接的直线段4-1和曲线段4-2，弹簧压片安装时，直线段通过紧固件固定安装于安装托板顶面，曲线段从外壳本体与安装托板的相接处延伸至压紧于第一凹槽内。其中，弹簧压片的直线段上具两个通孔4-3，通孔间距与安装托板顶面的成对螺纹孔的间距相等；弹簧压片的曲线段呈反曲的“S”形；安装时，如图2所示，通过紧固件5穿过通孔将弹簧压片的直线段安装在安装托板顶面，然后通过弹簧压片的反曲的“S”形的一端压紧外壳本体顶面的第一凹槽，使得直线编码器的外壳本体侧面紧贴安装托板。外壳本体的底面设有第二凹槽1-3，第二凹槽的截面呈钩状，第二凹槽与安装托板相接的一侧呈向上倾斜的长斜面；安装托板的底部侧板设有底部凹槽3-5，底部凹槽卡合与第二凹槽的长斜面下方(如图2所示)。外壳本体的截面呈矩形，第一凹槽和第二凹槽对称设于外壳本体的顶面和底面。上述结构中，安装托板底部侧边的底部凹槽截面形状与上述第一凹槽、第二凹槽的截面形状相似，但尺寸略小，安装时，外壳本体通过其第二凹槽处的侧边卡合在安装托板的底部凹槽中，使得卡合后外壳本体的第二凹槽长斜面与安装托板的底部凹槽中的斜面相贴合；然后再通过紧固件将弹簧压片锁紧于安装托板顶面，使得弹簧压片压紧于外壳本体顶面第一凹槽的长斜面上，从而使得直线编码器的外壳本体紧贴安装托板，并保持与被测轴的轴线平行。

如图5所示，端盖的截面也呈矩形，端盖的矩形截面四边与外壳本体的矩形截面四边平齐(如图1所示)，端盖的矩形截面四个角均为倒角2-1。其中，倒角结构的设置，便于避开安装托板底部侧边的底部凹槽，保证在安装到安装托板时直线编码器的外壳本体与安装托板紧贴，以此保证直线编码器外壳与被测轴的平行精度。直线编码器的端盖端面均为平面，朝外一侧具有两个或两个以上的端面沉头圆孔2-2，其位置与外壳本体端面的安装孔位置对应，方便通过紧固件穿过端面沉头圆孔将端盖紧贴安装到外壳本体端面，形成封闭环境，对安装到外壳本体中的光栅或磁栅形成保护。端盖与安装托板相对的两个侧面具有一个对称的、贯穿端盖的卵型的沉头长孔2-3，方便从任意侧面用紧固件将直线编码器固定在安装托板上。

上述狭小型直线编码器用的外壳组件使用时，直线编码器的光栅或磁栅设于外壳本体中(图中未示出，该结构与现有直线编码器的具体安装结构相同)，并且外壳本体两端通过端盖进行封闭，使其形成封闭式的安装空间；将其安装于设备上时，先将安装托板通过其死点安装位和活点安装位固定安装于设备的安装基面上，然后再将安装有直线编码器的外壳本体通过其上下两侧的第一凹槽、第二凹槽安装于安装托板上，并通过弹簧压片压紧安装，最后再利用紧固件将端盖与安装托板锁紧连接，形成稳定的安装结构。其中，利用安装托板上的死点安装位和活点安装位的设置，可使得在热胀冷缩发生尺寸形变时，利用活点安装位处第二沉头圆孔左右的应力对称，从而使得安装托板只产生平行于被测轴纵轴方向的形变、而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变时，外壳本体也同步只产生平行于被测轴纵轴方向的形变、而不产生垂直于被测轴纵轴方向的形变，进而保证了在热胀冷缩时直线编码器的直线度。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，包括外壳本体、安装托板和弹簧压片，外壳本体卡合于安装托板一侧，且外壳本体顶面与安装托板顶面的相接处设有弹簧压片；安装托板中部设有死点安装位，死点安装位两侧的安装托板上设有至少一对活点安装位，其中，死点安装位为一个第一沉头圆孔，活点安装位整体呈长孔状，活动安装位的中部为一个第二沉头圆孔，第二沉头圆孔的外周设有两段相互套嵌的镂空槽。

2.根据权利要求1所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述外壳本体两端还分别连接有端盖，各端盖上设有卵型的沉头长孔，各端盖在沉头长孔处通过紧固件安装于安装托板的两端。

3.根据权利要求2所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述安装托板、端盖和外壳本体三者采用热膨胀系数相同的材质。

4.根据权利要求2所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述端盖与外壳本体之间通过紧固件固定连接。

5.根据权利要求2所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述安装托板的长度大于或等于外壳本体与端盖的长度之和。

6.根据权利要求1所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述外壳本体的顶面设有第一凹槽，第一凹槽的截面呈钩状，第一凹槽与安装托板相接的一侧呈向下倾斜的长斜面；弹簧压片的一侧固定安装于安装托板顶面，弹簧压片的另一侧压紧于第一凹槽中。

7.根据权利要求6所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述弹簧压片为弹性薄片，弹簧压片的截面包括相连接的直线段和曲线段，弹簧压片安装时，直线段通过紧固件固定安装于安装托板顶面，曲线段从外壳本体与安装托板的相接处延伸至压紧于第一凹槽内。

8.根据权利要求6所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述外壳本体的底面设有第二凹槽，第二凹槽的截面呈钩状，第二凹槽与安装托板相接的一侧呈向上倾斜的长斜面；安装托板的底部侧板设有底部凹槽，底部凹槽卡合与第二凹槽的长斜面下方。

9.根据权利要求8所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述外壳本体的截面呈矩形，第一凹槽和第二凹槽对称设于外壳本体的顶面和底面。

10.根据权利要求2所述一种狭小型直线编码器用的外壳组件，其特征在于，所述端盖的截面也呈矩形，端盖的矩形截面四边与外壳本体的矩形截面四边平齐，端盖的矩形截面四个角均为倒角。

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