專利名稱：裝配在旋轉(zhuǎn)軸上的角度位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種裝配在相對于機械裝置的支撐結(jié)構(gòu)被引導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)軸上的角 度位置傳感器，并且可用于檢測所述旋轉(zhuǎn)軸相對于所述支撐結(jié)構(gòu)的角度位置。
背景技術(shù)：
專利申請EP-A-I 850 094描述了一種傳感器，所述傳感器檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)并 且包括適于通過套接在所述軸上而聯(lián)接的環(huán)形部件，所述環(huán)形部件設(shè)有與小齒輪聯(lián)接的缺 口配置，并且將角度位置傳感裝置的旋轉(zhuǎn)傳遞到所述小齒輪。所述傳感器包括帶有容納所 述環(huán)形部件的通孔的第一空腔和所述傳感裝置設(shè)置于其中的相鄰的第二空腔。在這種結(jié)構(gòu) 中，為了保證運行，必須確保環(huán)形部件相對于所述小齒輪的精確定位。專利US-B2-7 378 848描述了一種帶有通孔和兩個與磁場傳感器關(guān)聯(lián)的不對稱 極片的角度位置傳感器。該傳感器使用被設(shè)置為與旋轉(zhuǎn)軸同軸聯(lián)接的磁環(huán)，所述旋轉(zhuǎn)軸與 所述磁環(huán)一起被插入穿過所述傳感器殼體的空腔。所述傳感器包括兩個至少部分地圍繞磁 環(huán)延伸的極片。所述傳感器的特征和構(gòu)件的數(shù)目導(dǎo)致相當高的復(fù)雜性，并且需要非常精確 的調(diào)節(jié)。專利US-B1-6 188 216描述了一種旋轉(zhuǎn)軸的非接觸角度位置傳感器，其包括帶有 容納極性組件的空腔的外殼，所述極性組件由兩個固定在軸承體上的半圓形磁體形成，所 述軸承體直接固定在所述軸和磁場傳感器上。所述傳感器的特征必須使用兩個以非常精確 的一定距離分開的磁體，所述磁體聯(lián)接在軸承體上，這導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性局限。

實用新型內(nèi)容本實用新型通過提供一種裝配在被旋轉(zhuǎn)地引導(dǎo)于支撐結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)軸上的角度 位置傳感器裝置而有助于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。本實用新型的角度位置傳感器包括帶有內(nèi)表面和殼體的環(huán)形部件，所述內(nèi)表面適 于在使所述內(nèi)表面和所述旋轉(zhuǎn)軸之間沒有相對旋轉(zhuǎn)的可能性的情況下通過套接(直接地 或通過同軸中間件或聯(lián)接器)在所述旋轉(zhuǎn)軸上而聯(lián)接，所述殼體中插入有永磁體。所述位 置傳感器還包括支撐件，所述支撐件設(shè)有通孔，所述旋轉(zhuǎn)軸和所述環(huán)形部件通過所述通孔 延伸，所述通孔具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面以足夠大的徑向容隙與環(huán)形部件相對且靠近，以能 夠?qū)崿F(xiàn)其在公差范圍內(nèi)的在徑向上的相對旋轉(zhuǎn)和運動。所述支撐件還結(jié)合有鄰近所述通 孔的空腔和至少一個錨固配置，所述空腔容納有傳感器裝置，所述傳感器裝置能檢測所述 永磁體在相對于所述支撐件連同環(huán)形部件一起旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場中的變化，所述支撐件借 助于所述錨固配置相對于旋轉(zhuǎn)軸被緊固到固定結(jié)構(gòu)上，所述旋轉(zhuǎn)軸以適當?shù)囊龑?dǎo)方式(例 如，通過一個或多個軸承座)裝配在所述固定結(jié)構(gòu)上。在一個實施方式中，支撐件由第一和第二本體形成，所述第一和第二本體相互連 接并且設(shè)有各自相對的開口，所述相對的開口共同地限定帶有圍繞所述環(huán)形部件的所述內(nèi) 表面的所述通孔以及保持配置，所述保持配置和環(huán)形部件的保持表面協(xié)同工作，從而以公差范圍內(nèi)的軸向容隙限制環(huán)形部件在軸向上的移動。優(yōu)選地，在第一本體和環(huán)形部件之間 設(shè)置有第一彈性墊圈和/或在第二本體和環(huán)形部件之間設(shè)置有第二彈性墊圈，以密封所述 容隙并且防止任何灰塵顆粒或其它類型的顆?？赡鼙蝗菁{在容隙內(nèi)，以及防止環(huán)形部件和 支撐件的通孔在公差范圍內(nèi)的相對運動。利用所述構(gòu)造，本實用新型的角度位置傳感器不需要設(shè)有例如為軸承等的機械元 件以精確地引導(dǎo)環(huán)形部件與帶有支撐件的開口的通孔或空腔之間的旋轉(zhuǎn)、以及同時限制它 們之間在軸向和徑向上的相對移動，因為支承永磁體的環(huán)形部件已固定在旋轉(zhuǎn)軸上，為此， 它使用設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸與所應(yīng)用的支撐結(jié)構(gòu)之間的引導(dǎo)部件，傳感器固定在所述結(jié)構(gòu)上。因 此，本實用新型的角度位置傳感器具有簡單、成本低的結(jié)構(gòu)；然而，它提供了精確、可靠的操 作。而且，所提出的位置傳感器的結(jié)構(gòu)決定了該傳感器非常緊湊并且非常容易安裝裝 配，允許它的安裝利用與其聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)軸的支承結(jié)構(gòu)的空閑區(qū)域，這允許保護傳感器本身 抵抗由上述結(jié)構(gòu)引起的可能的碰撞或撞擊。

參照附圖，根據(jù)以下實施方式的詳細說明，前述的及其它的特點和優(yōu)點將可被更 充分地理解，其中圖1和圖2是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的裝配在旋轉(zhuǎn)軸上的角度位置傳感 器的相反側(cè)的透視圖；圖3是形成部分圖1和圖2的傳感器的環(huán)形部件的透視圖，其中永磁體待插入到 所述環(huán)形部件的殼體中；圖4是圖1和圖2的傳感器通過第一切割面截取的透視圖；圖5是圖1和圖2的傳感器通過與第一切割面垂直的第二切割面截取的部分透視 圖；以及圖6是圖5的細節(jié)VI的放大圖。
具體實施方式
本實用新型的傳感器被提供用于檢測旋轉(zhuǎn)軸相對于機械裝置的支撐結(jié)構(gòu)的角度 位置，所述機械裝置例如為汽車的踏板，特別地，其中所述旋轉(zhuǎn)軸在所述支撐結(jié)構(gòu)中被適當 地旋轉(zhuǎn)地引導(dǎo)。參考附圖，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，裝配在旋轉(zhuǎn)軸上的角度位置傳感器 包括具有內(nèi)表面11的環(huán)形部件10 (在圖3中單獨示出)，該內(nèi)表面適于通過套接在所述旋 轉(zhuǎn)軸(未示出)上而聯(lián)接，而在它們之間沒有相對旋轉(zhuǎn)的可能性。所述環(huán)形部件10具有殼 體12，永磁體40插入其中。傳感器還包括設(shè)有通孔21、31(在圖4至6中最佳地示出)的 支撐件60，帶有環(huán)形部件10聯(lián)接其上的旋轉(zhuǎn)軸延伸穿過所述通孔21、31。所述通孔21、31 具有相對且靠近于環(huán)形部件10的內(nèi)表面22、32，在它們之間有足夠的徑向容隙以允許它們 的相對旋轉(zhuǎn)。支撐件60具有鄰近通孔21、31的空腔24，其容納能夠檢測由所述永磁體40 相對于支撐件連同環(huán)形部件10 —起旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁場變化的傳感器裝置50。所述傳感器裝 置50為已知的類型，例如為專利申請W0-A-2007/057563中描述的類型等，并且至少包括兩個磁敏部件，以及傳輸信號的處理電路，所述信號是結(jié)合在所述環(huán)形部件10中的永磁體40 的絕對位置的函數(shù)。利用這種構(gòu)造，所述傳感器裝置50能夠檢測在永磁體40與傳感器裝 置50之間的軸向定位和徑向定位的公差范圍內(nèi)的永磁體40的角度位置的變化。因此，所 述徑向容隙將處于所述公差范圍內(nèi)。支撐件60還結(jié)合有錨固配置25，所述支撐件60可以 借助于螺釘?shù)韧ㄟ^所述錨固配置25相對旋轉(zhuǎn)軸被緊固在所述支撐結(jié)構(gòu)(未示出)上，或被 緊固在任何其它固定的結(jié)構(gòu)上。備選地，支撐件60可以具有多個支撐配置，雖然一個支撐 配置已足夠與由相對且靠近環(huán)形部件10的通孔21、31的內(nèi)表面22、32在徑向上施加的保 持力協(xié)同作用，所述環(huán)形部件10固定在旋轉(zhuǎn)軸上、適當?shù)叵鄬τ谒鲋谓Y(jié)構(gòu)被引導(dǎo)。在示出的實施方式中，支撐件60由第一本體20和起覆蓋件作用的第二本體30形 成，第一本體20和第二本體30例如通過將形成在第二本體30中的帶鉤狀端部彈性銷34 按壓裝配入形成在第一本體20中的對應(yīng)的聯(lián)接配置27中而接合，從而相互連接。第一和 第二本體20、30設(shè)有各自相對的開口 21、31，共同限定了支撐件60的所述通孔，且所述開口 21、31具有各自的內(nèi)表面22、32，共同限定了通孔的所述內(nèi)表面，其中所述通孔圍繞環(huán)形部 件10設(shè)置。第一和第二本體20、30還具有保持配置23、33，其與環(huán)形部件10(圖6)的保持 表面13a、13b協(xié)同工作，從而以傳感裝置50可允許的公差范圍內(nèi)的軸向容隙限制其在軸向 上的相對運動。支撐件60的所述保持配置23、33形成為凸起，其從第一和第二本體20、30 的各自的內(nèi)表面22、32向內(nèi)延伸，且環(huán)形部件10的所述保持表面13a、13b形成為肋部15， 其從環(huán)形部件10的外回轉(zhuǎn)表面16徑向向外延伸。支撐件60的保持配置23、33與環(huán)形部 件10的保持表面13a、13b之間的調(diào)整不需要高機械精度，這是因為軸向的相對位置不是使 傳感器正確工作在一定限度內(nèi)的決定性因素。在所描述的該實施方式中，在第一本體20和環(huán)形部件10之間設(shè)置第一彈性墊圈 41a,以及在第二本體30和環(huán)形部件10之間設(shè)置第二彈性墊圈41b。環(huán)形部件10具有形成 在其中的底座17a、17b (圖6)，所述第一和第二墊圈41a、41b布置于所述底座中17a、17b， 并且用于密封環(huán)形部件10與支撐件60的通孔21、31之間的所述徑向和軸向容隙，而借助 于它們的彈性不會妨礙軸向和徑向上一定的相對運動。存在于環(huán)形部件10與支撐件60的 通孔21、31之間的總體容隙或間隙因此可以足夠大，以有利于相對旋轉(zhuǎn)，而在兩者部件之 間不需要非常精確以及長時間的機械調(diào)整。因此，沒有必要使用復(fù)雜且昂貴的機械方案以 用于在環(huán)形部件10和支撐件60的通孔21、31之間引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)和精確限制在軸向和徑向上的 相對移動。為此，旋轉(zhuǎn)軸相對于所應(yīng)用的支撐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向的精度是本實用新型的傳感器正 確工作的決定性因素，所述精度由于所應(yīng)用的需要本身通常已經(jīng)存在。因此，在本實用新型 的傳感器中并不重復(fù)所應(yīng)用的精確引導(dǎo)裝置，這樣的傳感器能具有更簡單和更低成本的構(gòu) 造。如圖3中最好地示出的那樣，環(huán)形部件10的所述殼體12具有在周向上覆蓋一弧 的細長槽的形狀。該槽在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的環(huán)形部件10的端表面14中開口，以使其可以接 收插入其中的永磁體40，所述永磁體40相應(yīng)地具有與所述槽的形狀互補的形狀。永磁體 40可以例如通過過盈配合或粘合被固定在殼體12內(nèi)。備選地，殼體12可以包括多個槽或 單個圓形槽用于呈完整環(huán)的形式的永磁體。從環(huán)形部件10的外回轉(zhuǎn)表面16徑向向外延伸 的肋部15在周向上覆蓋一弧，并且具有端表面18，所述端表面18適于與至少一個形成于第 一和第二本體20、30中的至少一個中的止動件(未示出)相干涉，以限制環(huán)形部件10相對于支撐件60的旋轉(zhuǎn)。備選地，肋部15可覆蓋整個圓周和/或可以省去支撐件60上的止動 件。設(shè)置在支撐件60的所述空腔24中的傳感器裝置50具有與其關(guān)聯(lián)的可從外部接 觸的連接插腳51。在所示出的實施方式中，容納傳感器裝置50的空腔24是形成于第一本 體20中的開口的空腔，且所述連接插腳51結(jié)合在可從外部接觸的連接器52 (圖1和2)中。 在另一個備選實施方式中(未示出)，容納傳感器裝置50的空腔24是由第一和第二本體 20、30形成的封閉的空腔，并且連接插腳51從空腔24中伸出并穿過形成于第一和第二本體 20,30中的一個中的或另一個中的孔。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不超出本實用新型的范圍的情況 下容易想到用于傳感器裝置50的連接的其它備選方式。在一個備選實施方式(未示出)中，第一和第二本體20、30借助于螺釘而不是通 過彈性銷34和聯(lián)接配置27相互固定。為此，第一和第二本體20、30中的一個具有形成于 其中的通孔，其與形成于第一和第二本體20、30中的另一個中的相應(yīng)的螺紋孔相對，以用 于螺釘在其中的安裝，所述螺釘用于第一和第二本體20、30的相互連接。在不超出本實用新型的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能根據(jù)所示出的和所描 述的實施方式進行修改和改變，例如通過利用所述環(huán)形部件的二次成型(overmolding)技 術(shù)將永磁體40結(jié)合到環(huán)形部件10中以覆蓋永磁體，或者通過利用熱焊等連接兩個本體20 和30。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求一種裝配在旋轉(zhuǎn)軸上的角度位置傳感器，所述旋轉(zhuǎn)軸在支撐結(jié)構(gòu)中可旋轉(zhuǎn)地被引導(dǎo)，其特征在于，所述角度位置傳感器以組合的方式包括帶有內(nèi)表面(11)和殼體(12)的環(huán)形部件(10)，所述內(nèi)表面(11)適于在使所述內(nèi)表面(11)和所述旋轉(zhuǎn)軸之間沒有相對旋轉(zhuǎn)的可能性的情況下通過套接在所述旋轉(zhuǎn)軸上而聯(lián)接，所述殼體(12)中插入有永磁體(40)；以及支撐件(60)，所述支撐件(60)設(shè)有通孔(21、31)，所述旋轉(zhuǎn)軸和所述環(huán)形部件(10)通過所述通孔(21、31)延伸，所述通孔(21、31)具有內(nèi)表面(22、32)，所述內(nèi)表面(22、32)以足夠大的徑向容隙與所述環(huán)形部件(10)相對且靠近，以能夠?qū)崿F(xiàn)所述內(nèi)表面(22、32)和所述環(huán)形部件(10)在公差范圍內(nèi)的徑向上的相對旋轉(zhuǎn)和運動；鄰近所述通孔(21、31)的空腔(24)，所述空腔(24)容納傳感器裝置(50)，所述傳感器裝置(50)能夠檢測由所述永磁體(40)在相對于所述支撐件連同所述環(huán)形部件(10)一起旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化；以及至少一個錨固配置(25)，借助于所述錨固配置(25)所述支撐件(60)相對于所述旋轉(zhuǎn)軸被緊固在固定結(jié)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述支撐件(60)由第一本體 (20)和第二本體(30)形成，所述第一本體(20)和所述第二本體(30)相互連接并且設(shè)有各 自相對的開口(21、31)，所述開口(21、31)共同限定出帶有圍繞所述環(huán)形部件(10)的內(nèi)表 面(22、32)以及保持配置(23、33)的所述通孔，所述保持配置(23、33)與環(huán)形部件(10)的 保持表面(13a、13b)協(xié)同工作，從而以公差范圍內(nèi)的軸向容隙限制所述環(huán)形部件(10)在軸 向上的運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的角度位置傳感器，其特征在于，在所述第一本體(20)和所述 環(huán)形部件(10)之間設(shè)置有至少一個第一彈性墊圈(41a)，和/或在所述第二本體(30)和所 述環(huán)形部件(10)之間設(shè)置至少一個第二彈性墊圈(41b)，以密封所述徑向和軸向容隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述環(huán)形部件(10)具有形成 于其中的底座(17a、17b)，所述第一墊圈(41a)和第二墊圈(41a)設(shè)置在所述底座(17a、 17b)中。
5.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述環(huán)形部件(10) 中的所述殼體(12)具有在周向上覆蓋至少一個弧的細長的槽的形狀，所述槽至少在垂直 于所述旋轉(zhuǎn)軸的環(huán)形部件(10)的端表面(14)上開口以接收插入其中的永磁體(40)，所述 永磁體具有與所述槽的形狀互補的形狀并且通過過盈配合或粘合固定到所述槽中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述環(huán)形部件 (10)的所述保持表面(13a、13b)形成在至少一個肋部(15)中，所述肋部(15)從所述環(huán)形 部件(10)的外回轉(zhuǎn)表面(16)上徑向地向外延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述肋部(15)在周向上覆蓋 一弧并且具有端表面(18)，所述端表面(18)適于與至少一個形成在所 述第一本體(20)和 所述第二本體(30)中的至少一個中的止動件干涉，以限制所述環(huán)形部件(10)相對于所述 支撐件(60)的旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述傳感器裝置(50)具有與其關(guān)聯(lián)的連接插腳(51)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的角度位置傳感器，其特征在于，容納所述傳感器裝置(50)的 所述空腔(24)是開口的空腔，并且所述連接插腳(51)結(jié)合在可從外部接觸的連接器(52)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述容納傳感器裝置(50)的 空腔(24)是由所述第一本體(20)和所述第二本體(30)封閉的封閉空腔，并且所述連接插 腳(51)穿過形成于所述第一本體(20)和所述第二本體(30)中的至少一個中的通孔伸出 所述空腔(24)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述傳感器裝置(50)至 少包括兩個磁敏部件以及傳遞信號的處理電路，所述信號是結(jié)合在所述環(huán)形部件(10)中 的永磁體(40)的絕對位置的函數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述環(huán)形部件(10)借助于中 間件或聯(lián)接器與所述旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述第一本體 (20)和所述第二本體(30)中的至少一個具有形成于其中的帶鉤狀端部的彈性銷(34)，所 述彈性銷(34)被鎖定在形成于所述第一本體(20)和所述第二本體(30)中的另一個中的 相應(yīng)的聯(lián)接配置(27)中，以用于所述第一本體(20)和所述第二本體(30)的相互連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述第一本體 (20)和所述第二本體(30)中的至少一個具有形成于其中的通孔，所述通孔與形成于所述 第一本體(20)和所述第二本體(30)中的另一個中的相應(yīng)的螺紋孔相對，以用于螺釘在其 中的安裝，所述螺釘用于所述第一本體(20)和所述第二本體(30)的相互連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的角度位置傳感器，其特征在于，所述公差范圍處于在不 改變所述傳感器裝置(50)的正常工作的情況下在所述傳感器裝置(50)與容納在所述環(huán)形 部件(10)中的永磁體(40)之間可允許的最大相對運動內(nèi)。
專利摘要本實用新型涉及一種角度位置傳感器，其用于裝配在可旋轉(zhuǎn)地引導(dǎo)在支撐結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)軸上并且包括具有內(nèi)表面(11)和殼體(12)的環(huán)形部件(10)，所述內(nèi)表面套接在所述旋轉(zhuǎn)軸上而在它們之間沒有相對旋轉(zhuǎn)，在所述殼體(12)中插入有永磁體(40)。提供了具有通孔(21、31)、空腔(24)和錨固配置(25)的支撐件(60)，所述旋轉(zhuǎn)軸和所述環(huán)形部件(10)通過所述通孔(21、31)延伸，所述通孔(21、31)具有以徑向容隙相對且靠近于環(huán)形部件(10)的內(nèi)表面(22、32)，所述空腔(24)容納能夠檢測由所述永磁體(40)在相對所述支撐件連同環(huán)形部件(10)一起旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化的傳感器裝置(50)，并且所述支撐件(60)借助于所述錨固配置(25)被緊固到固定結(jié)構(gòu)上。
文檔編號G01D5/12GK201662386SQ20092100000
公開日2010年12月1日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者C·布埃諾, C·福涅斯, J·亞當斯 申請人:納瓦拉電子元件股份公司