CN222774006U - 传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种传感器。该传感器包括壳体、PCB板以及电缆组件。所述壳体界定了容置腔，该容置腔具有开口；所述PCB板被容置在容置腔内；所述电缆组件包括至少一个电缆主体，所述电缆主体的端部经由所述开口伸入所述容置腔中，以用于与所述PCB板建立电连接；其中，在所述容置腔内，仅在所述电缆主体的端部与所述PCB板的连接部的位置设置有由胶形成的密封件，以用于包裹所述连接部和所述电缆主体的端部并且封堵所述开口。本实用新型的传感器减少了胶的使用量并且减少了密封件与传感器内部结构例如PCB板的接触面积，便于使用期间对PCB板上的元件进行维护。

Description

传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种应用于对电机轴的位置进行检测的位置传感器。

背景技术

电机，例如普通的直流电机(有电刷进行换向)，如果需要采集速度进行速度控制等，可能就需要在电机轴上安装传感器、例如位置传感器等。还有的电机需要位置传感器来精确获得电机的转子的位置，以用于进行高精度的控制。例如，BLDC(直流无刷电机)采用传感器获得转子的位置，实现换相操作。又例如，PMSM(永磁同步电机)采用光电角位置传感器获得转子的角度。

电机中的传感器的工作环境比较恶劣，例如在环境中存在大量水汽和油气。为了防止水和油等进入传感器内部而侵蚀其中的PCB板等精密元件，现有技术的传感器通常在位置传感器的内腔注满胶体来达到密封位置传感器并隔离水汽的目的。但是这样的操作往往使得密封胶的消耗量巨大。并且，密封胶由于其流动性的原因难以灌满整个传感器的腔体的缝隙，从而在胶体高温固化的过程中产生气泡，导致不能满足密封要求。另外，在胶体完全充满在内腔中时，不便于对传感器内部的元件进行维修。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述至少一个问题和/或其他问题。

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面提供了一种传感器，所述传感器包括壳体、PCB板以及电缆组件。所述壳体界定了容置腔，该容置腔具有开口；所述PCB板被容置在容置腔内；所述电缆组件包括至少一个电缆主体，所述电缆主体的端部经由所述开口伸入所述容置腔中，以用于与所述PCB板建立电连接；其中，在所述容置腔内，仅在所述电缆主体的端部与所述PCB板的连接部的位置设置有由胶形成的密封件，以用于包裹所述连接部和所述电缆主体的端部并且封堵所述开口。

本实用新型的传感器仅仅在电缆主体的伸入容置腔的端部和PCB板的连接部的位置设置密封件，这意味着用于形成密封件的材料(例如胶)仅被设置于壳体的容置腔的局部部位(即，PCB板与电缆主体相连的部位)，而不必填充整个容置腔。这样的设计既提供了对PCB板与电缆主体的连接部分的保护以及对壳体的开口的封堵，完全杜绝了水汽和油气从密封件和壳体之间、密封件和电缆主体的端部之间进入容置腔内，又显著减少了密封胶材料的使用量，以及减少了密封件与传感器内部结构例如PCB板的接触面积，便于使用期间对PCB板上的元件进行维护。

根据本实用新型的一实施方式，所述壳体包括底壁、周向壁和顶板，所述开口形成在所述周向壁和所述顶板之间，所述密封件具有背对所述开口并且朝向所述底壁延伸的斜面，使得该密封件具有总体上梯形的横截面。该结构可以在尽量减少密封胶用量的前提下保证完全覆盖电缆主体的端部和PCB板的连接部，从而减少对传感器检测过程中的电磁干扰。

根据本实用新型的一实施方式，所述电缆主体的所述端部的末端与所述密封件的斜面的垂直距离大于1mm。该结构可以进一步减少对传感器检测过程中的电磁干扰。

根据本实用新型的一实施方式，所述壳体还包括分别与所述周向壁的对应于所述开口的两个端部平行延伸的两个隔开的挡板，这两个挡板具有与所述密封件的横截面匹配的外形，由此在这两个挡板之间界定出用于接纳所述密封件的注胶腔。该结构可以在开口处形成注胶腔，将密封胶的注入限定在预定空间，进一步减少作为密封件的材料的胶体的用量。

根据本实用新型的一实施方式，所述壳体的顶板、周向壁、底壁和所述两个挡板一体形成为一个整体。该结构可以增加传感器在壳体的各部分之间连接处的密封性。

根据本实用新型的一实施方式，所述电缆组件包括电缆架和多个电缆主体，所述电缆架构造成能以形状配合的方式可拆卸地安装在所述壳体的开口中，并且具有成排的通孔，以用于供所述多个电缆主体的端部穿过。该结构可以通过电缆架对多个电缆主体提供有力的支撑，防止使用过程中由于胶的弹性和电缆主体失去足够的支撑发生形变时，电缆主体与密封件之间产生缝隙而使油气和水汽从该缝隙内进入容置腔。

根据本实用新型的一实施方式，所述电缆架包括主体部，该主体部构造成能部分地嵌入所述开口中。

根据本实用新型的一实施方式，所述主体部的顶部边缘和底部边缘分别设置有多个突出并且间隔开的第一齿，所述顶板和所述底壁的端部边缘分别设置有多个间隔开的第二齿，所述第一齿和所述第二齿能以过盈配合的方式卡接接合。该结构有利于直接将电缆架卡接在顶板和底壁上，并且便于拆卸。

根据本实用新型的一实施方式，所述底壁包括环形壁部分和由所述环形壁部分的预定扇区沿径向伸出的延伸壁部分，所述周向壁包括分别相对于所述环形壁部分的内周缘垂直延伸的内周壁部分和相对于所述底壁的外周缘垂直延伸的外周壁部分，所述开口形成在所述延伸壁部分处。该结构可以有利地适用于诸如电机轴的特定应用场合。

根据本实用新型的一实施方式，所述壳体还包括盖板，该盖板具有与所述底壁匹配的外形，以用于封闭所述容置腔。该结构有利于对壳体的容置腔中的PCB板等重要器件提供良好的保护。

附图说明

本实用新型的特征和优点将通过下文参照附图提供的详细描述而得以清楚地理解。应理解的是，下列附图仅仅是示意性的且并非一定按比例绘制，因而不能视为对本实用新型的限制，其中：

图1示出根据本实用新型的一个示例性实施例的传感器的立体图。

图2示出图1所示的传感器的分解图。

图3示出图1所示的传感器的去掉盖板和密封件的俯视图。

图4示出图3所示的传感器的沿A-A线的剖视图。

图5示出图1所示的传感器的俯视图。

图6示出图5所示的传感器的沿B-B线的剖视图。

附图标记说明：

1、壳体；11、底壁；111、环形壁部分；112、延伸壁部分；12、周向壁；121、内周壁部分；122、外周壁部分；13、顶板；14、开口；15、容置腔；16、挡板；17、第二齿；18、盖板；181、环形板；182、延伸板；2、PCB板；21、连接部；3、电缆组件；31、电缆主体；32、电缆架；321、通孔；322、主体部；323、第一齿；4、密封件；41、斜面；5、注胶腔。

具体实施方式

下面参照附图描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属领域的技术人员更全面地了解和实现本实用新型。但是，对所属领域的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的各项特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

在下文中使用了例如“第一”、“第二”等术语来描述本申请的元件，这些术语仅用于区分各个元件，而不是用于限制这些元件的本质、顺序或数目。用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分之外还可存在另外的要素/组成部分。

电机通常包括电机轴、连接于电机轴的转子和设置在转子的外周的定子。通过在定子通入三相交流电产生一矢量磁场，该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度，转子也随着该磁场转一个角度。正如背景技术而言，电机需要通过套设在电机轴上的传感器来获得转子的转速、位置等。可以理解的是，本使用新型的传感器还可以用在其他一些套设在轴上且能相对于该轴运动的部件以获取该部件或该轴的运动轨迹、位置、转速等。

图1和图2示出了根据本实用新型一个实施例的传感器，尤其是用于安装在电机的电机轴上的位置传感器。如图1和图2所示，根据该实施例的传感器可以包括壳体1、PCB板2、电缆组件3和密封件4。

根据壳体1的一个示例性实施例，如图2所示，该壳体1可以包括底壁11、周向壁12和顶板13。周向壁12围绕底壁11的外周缘并且垂直于该底壁11延伸，从而与底壁11一起界定出在上方(以图1-2中的方向为基准)开放的容置腔15。所述周向壁12构造成在底壁11的外周缘的部分部段处断开，由此形成开口14。在所述开口14处，可以在周向壁12的背离底壁11的边缘上设置顶板13，以在上方覆盖开口14并由此使得开口14仅在侧向方向(图1-2中朝向右的方向)上开放。PCB板2被容置在容置腔15内，其形状可以与容置腔15并且由此与底壁11的形状大致相同。在此，底壁11可以是任意形状的板状结构，周向壁12可以包括与底壁11的外周缘形状相配的外周壁部分122。

为了可以将该位置传感器套在轴(例如电机轴上)上，在如图所示的实施例中，底壁11可以由环形板构成，并且可以包括作为主体的环形壁部分111和用于构造开口14的延伸壁部分112。环形壁部分111具有圆形的中心通孔以供轴穿过，延伸壁部分112通过使环形壁部分111的预定扇区沿径向向外伸出而形成。可以理解，延伸壁部分112是环形壁部分111的预定扇区的外周缘沿径向向外延伸而形成的大致矩形的板状部。

在图示的实施例中，周向壁12可以包括内周壁部分121和外周壁部分122。内周壁部分121围绕环形壁部分111的内周缘并且垂直于该环形壁部分111延伸，由此形成容置腔15的内侧壁。外周壁部分122围绕底壁11的部分外周缘、尤其是围绕环形壁部分111的外周缘和延伸壁部分112的部分外周缘并且垂直该底壁11延伸，由此形成容置腔15的外侧壁。这样，底壁11的延伸壁部分112的未被周向壁12并且具体是未被外周壁部分122围绕的部位可以留出用于形成开口14的空间。

有利地，参考图2至图4，壳体1还可以包括两个间隔设置的挡板16。这两个挡板16可以设置在底壁11的对应开口14的位置，其中一个挡板16平行于周向壁12且尤其是其外周壁部分122的一个端部并且与之隔开一定距离，另一个挡板16平行于周向壁12且尤其是其外周壁部分122的另一个端部并且与之隔开一定的距离。这两个挡板16可以具有相同的外形。例如，如图4和6所示，挡板16具有一个斜坡，该斜坡沿背离开口14的方向(即图中朝向左的方向)延伸并朝向底壁11倾斜。从而，在两个挡板16、底壁11和顶板13之间界定出体积较小的注胶腔5。这有利于进一步限制用于形成密封件4的胶材料的用量，从而有利地降低了材料成本，减少了制造时间。

优选地，底壁11、周向壁12、顶板13和两个挡板16一体形成为一个整体。例如，可以采用注塑成型的方式将这些部分注塑成一体式壳体1。

更进一步地，壳体1还可以包括盖板18。该盖板18具有与底壁11匹配的外形，以封闭容置腔15。例如，该传感器用于轴类结构并且其壳体1具有附图中所示的构造时，盖板18可以包括环形板181和由环形板181的一侧伸出的延伸板182。环形板181的形状与环形壁部分111的形状相对应，延伸板182的形状与延伸壁部分112的至少部分形状相对应。该盖板18可以通过激光焊接或者螺栓连接的方式安装在壳体1上、尤其是与周向壁12和顶板13相连。

根据电缆组件3的一个示例性实施例，如图2至图4所示，该电缆组件3可以包括至少一个电缆主体31。电缆主体31可以是一个，也可以是多个。每个电缆主体31的端部经由开口14伸入容置腔15内，以用于与PCB板2建立电连接。当电缆主体31为多个时，为了实现对每个电缆主体31进行支撑，防止电缆主体31发生扭转、拉伸等引起的断路问题，本实施例的电缆组件3还可以包括电缆架32。电缆架32包括能够部分地嵌入开口14内的主体部322，该主体部322上设置有成排的通孔321，以供各个电缆主体31的端部穿过。电缆架32构造成能以形状配合的方式可拆卸地安装在壳体1的开口14中。

具体地，主体部322的一部分嵌入开口14内，另一部分伸出所述开口14并在其顶部边缘和底部边缘分别间隔地设置有多个第一齿323。如图4所示，顶部的多个第一齿323垂直于主体部322的延伸方向并朝向顶板13，底部的多个第一齿323垂直于主体部322的延伸方向并朝向底壁11。底壁11和顶板13各自的靠近主体部322伸出开口14的部分的端部边缘分别设置有多个间隔开的第二齿17。第一齿323和第二齿17以过盈配合的方式卡接接合，从而可以将电缆架32固定在壳体1上。

根据本实用新型，参考图5，密封件4仅布置在电缆主体31的伸进容置腔15内的端部与PCB板2的连接部21所处的位置，仅仅需要完全包裹住PCB板2的连接部21和电缆主体31的端部即可。密封件4完全封堵在开口14处而填补密封件4与壳体1之间的间隙，可以防止水汽和油气从该间隙进入容置腔15。可以理解，该密封件4可以是通过弹性材料经过注塑等方式形成的橡胶块等，它以过盈配合的方式安装在开口14处。特别地，密封件4可以是直接在开口14处通过注胶形成在容置腔15中的胶块，它可以在缓慢的注胶过程中包裹或覆盖电缆主体31和PCB板2的连接处。

在进一步的实施例中，电缆主体31的端部在进入容置腔15时固定在电缆架32的大致中间高度的位置，进入容置腔15后逐渐向靠近底壁11的PCB板2倾斜，从而得以与PCB板2的连接部21固定而建立电连接。为了便于在注胶过程中完全覆盖电缆主体31的端部和PCB板2的连接部21，密封件4具有如图6所示的斜面41。该斜面41随逐渐远离开口14的过程中还逐渐朝向底壁11倾斜。从而在注胶过程中形成的密封件4可以具有总体上梯形的横截面。为了满足密封要求和进一步降低电磁干扰对传感器的检测过程中产生的影响，电缆主体31的端部的末端与密封件4的斜面41的垂直距离大于1mm，换句话说，密封件4的覆盖着电缆主体31与PCB板2的连接部的部分的最小厚度大于1mm。

为了避免胶体在壳体1的边角处产生气泡，可以使用流动性较好的胶体。在直接对壳体1的开口14处进行注胶的过程中，可以将壳体1倾斜地夹持在例如夹持器具或放置在倾斜的工作台面上，使得挡板16的斜坡能够与水平面平行。并以挡板16的斜坡作为参考平面进行注胶，当胶体的顶面与该挡板16的斜坡齐平时表示胶体已经完全充满注胶腔5而停止注胶。

现有技术中为了能防止水汽和油气进入传感器的内部，往往在内腔中注满胶体来达到隔离水汽和油气侵蚀内部精密元件的目的。但这样会使得密封胶的消耗量巨大。并且难以灌满传感器的内腔尤其是在更靠近壳体的边角位置产生大量气泡，从而不能满足密封要求。密封胶几乎完全覆盖了内部精密元件的外表面，也不利于后期维修。相较于现有技术而言，本实用新型实施例的传感器仅仅在电缆主体31的伸入容置腔15的端部和PCB板2的连接部21的位置设置由胶形成的密封件4，通过密封件4完全包裹在连接部21和电缆主体31的端部，同时对开口14进行封堵。从而通过密封件4完全杜绝水汽和油气从密封件4和壳体1之间、密封件4和电缆主体31的端部之间进入容置腔15内。本实用新型减少了胶的使用量，并且减少了密封件4与传感器内部结构例如PCB板2的接触面积，便于使用期间对PCB板上的元件进行维护。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本实用新型的实践，本实用新型的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是例示性的，本实用新型的真正范围由所附权利要求及其等同物指定。

Claims (10)

1.一种传感器，其特征在于，该传感器包括：

壳体(1)，所述壳体(1)界定了容置腔(15)，该容置腔(15)具有开口(14)；

PCB板(2)，所述PCB板(2)被容置在容置腔(15)内；以及

电缆组件(3)，所述电缆组件(3)包括至少一个电缆主体(31)，所述电缆主体(31)的端部经由所述开口(14)伸入所述容置腔(15)中，以用于与所述PCB板(2)建立电连接；

其中，在所述容置腔(15)内，仅在所述电缆主体(31)的端部与所述PCB板(2)的连接部(21)的位置设置有由胶形成的密封件(4)，以用于包裹所述连接部(21)和所述电缆主体(31)的端部并且封堵所述开口(14)。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，

所述壳体(1)包括底壁(11)、周向壁(12)和顶板(13)，所述开口(14)形成在所述周向壁(12)和所述顶板(13)之间，所述密封件(4)具有背对所述开口(14)并且朝向所述底壁(11)延伸的斜面(41)，使得该密封件(4)具有总体上梯形的横截面。

3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，

所述电缆主体(31)的所述端部的末端与所述密封件(4)的斜面(41)的垂直距离大于1mm。

4.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，

所述壳体(1)还包括分别与所述周向壁(12)的对应于所述开口(14)的两个端部平行延伸的两个隔开的挡板(16)，这两个挡板(16)具有与所述密封件(4)的横截面匹配的外形，由此在这两个挡板(16)之间界定出用于接纳所述密封件(4)的注胶腔(5)。

5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述壳体(1)的顶板(13)、周向壁(12)、底壁(11)和所述两个挡板(16)一体形成为一个整体。

6.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述电缆组件(3)包括电缆架(32)和多个电缆主体(31)，所述电缆架(32)构造成能以形状配合的方式可拆卸地安装在所述壳体(1)的开口(14)中，并且具有成排的通孔(321)，以用于供所述多个电缆主体(31)的端部穿过。

7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述电缆架(32)包括构造成能部分地嵌入所述开口(14)中的主体部(322)。

8.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于，所述主体部(322)的顶部边缘和底部边缘分别设置有多个突出并且间隔开的第一齿(323)，所述顶板(13)和所述底壁(11)的端部边缘分别设置有多个间隔开的第二齿(17)，所述第一齿(323)和所述第二齿(17)能以过盈配合的方式卡接接合。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的传感器，其特征在于，所述底壁(11)包括环形壁部分(111)和由所述环形壁部分(111)的预定扇区沿径向伸出的延伸壁部分(112)，所述周向壁(12)包括分别相对于所述环形壁部分(111)的内周缘垂直延伸的内周壁部分(121)和相对于所述底壁(11)的外周缘垂直延伸的外周壁部分(122)，所述开口(14)形成在所述延伸壁部分(112)处。

10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述壳体(1)还包括盖板(18)，该盖板具有与所述底壁(11)匹配的外形，以用于封闭所述容置腔(15)。