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      用于節(jié)流閥位置傳感器中的磁體保持器、用于角位傳感器中的磁體保持器及它們的制造方法

      文檔序號:6159268閱讀:171來源:國知局
      用于節(jié)流閥位置傳感器中的磁體保持器、用于角位傳感器中的磁體保持器及它們的制造方法
      【專利摘要】一種用于模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器中的磁體保持器(10),所述模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器用于感測內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)單元中的蝶形閥的角度,所述磁體保持器(10)包括適于固定至蝶形閥的軸且承載至少一個(gè)磁體(17)的節(jié)流桿元件(11)。在節(jié)流桿元件(11)中設(shè)置用于磁體(17)或若使用多于一個(gè)磁體則用于每個(gè)磁體的凹槽(12),磁體(17)位于凹槽(12)內(nèi)或若使用多于一個(gè)磁體則多個(gè)磁體位于所述多個(gè)凹槽內(nèi),并且位于凹槽(12)的入口或位于多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的節(jié)流桿元件材料(18)被分別壓固至磁體(17)或多個(gè)磁體上,以充分覆蓋每個(gè)磁體(17)而將其保持在其相關(guān)的凹槽(12)內(nèi)。因此,磁體/多個(gè)磁體(17)將被牢固保持在磁體保持器(10)內(nèi),并且所述保持器的制造方法可被用于生產(chǎn),尤其是大量如大規(guī)模生產(chǎn)。
      【專利說明】用于節(jié)流閥位置傳感器中的磁體保持器、用于角位傳感器中的磁體保持器及它們的制造方法
      [0001]描述【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0002]本發(fā)明涉及一種制造模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器中的磁體保持器的方法,所述模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器用于感測內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料供應(yīng)單元中的蝶形閥的角度,所述方法包括:
      [0003]a)制造節(jié)流桿元件,所述節(jié)流桿元件適合于被固定至所述蝶形閥的軸;和
      [0004]b)將至少一個(gè)磁體附接至所述節(jié)流桿元件。
      [0005]本發(fā)明還涉及一種用于模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器中的磁體保持器,所述模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器用于感測內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料供應(yīng)單元中的蝶形閥的角度,所述磁體保持器包括節(jié)流桿元件,所述節(jié)流桿元件適合于固定至所述蝶形閥的軸并且承載至少一個(gè)磁體。
      [0006]本發(fā)明還涉及一種制造用于角位傳感器的磁體保持器的方法,所述方法包括:
      [0007]a)制造所述角位傳感器的旋轉(zhuǎn)元件,所述旋轉(zhuǎn)元件被構(gòu)造成固定至軸并且適合于與所述軸一起旋轉(zhuǎn);和
      [0008]b)將至少一個(gè)磁體附接至所述旋轉(zhuǎn)元件;
      [0009]本發(fā)明還涉及一種用于角位傳感器中的磁體保持器,所述角位傳感器包括旋轉(zhuǎn)元件,所述旋轉(zhuǎn)元件適合于固定至軸并且被構(gòu)造成與所述軸一起旋轉(zhuǎn),并且所述旋轉(zhuǎn)元件被構(gòu)造成承載至少一個(gè)磁體。
      【背景技術(shù)】
      [0010]專利文件EP 2 290 217 A2披露了這種方法和這種磁體保持器。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)單元(例如,汽化器或低壓噴射系統(tǒng))包括具有主空氣道的主體,所述主空氣道具有安裝在其內(nèi)的節(jié)流閥并且所述節(jié)流閥包括在所述主體的兩個(gè)相對定位的軸側(cè)之間延伸的節(jié)流閥軸。用于燃料供應(yīng)的控制模塊被安裝至所述軸側(cè)中的一個(gè),所述控制模塊包括用于監(jiān)測節(jié)流閥的位置的節(jié)流閥位置檢測裝置,和用于控制供應(yīng)至所述主空氣道的燃料供應(yīng)的燃料閥裝置。所述節(jié)流閥位置檢測裝置包括:至少一個(gè)磁體或類似的磁通量發(fā)生裝置,所述至少一個(gè)磁體或類似的磁通量發(fā)生裝置可安裝在盤形承載件上,所述盤形承載件固定至節(jié)流閥軸以隨其旋轉(zhuǎn);和至少一個(gè)模擬霍爾效應(yīng)傳感器或相似的磁通量密度傳感器件,所述至少一個(gè)模擬霍爾效應(yīng)傳感器或相似的磁通量密度傳感器件可相對于所述燃料供應(yīng)單元的主體固定。霍爾傳感器產(chǎn)生與節(jié)流閥軸和蝶形閥的旋轉(zhuǎn)大小成近似線性關(guān)系的輸出電壓。因此,在部分節(jié)流范圍內(nèi)可得到節(jié)流閥的位置精確值。沒有討論如何將單個(gè)磁體或多個(gè)磁體牢固地固定至承載件的問題。
      [0011]現(xiàn)有技術(shù)公開了與使用磁體來得到關(guān)于蝶形閥在汽化器中的位置的信息有關(guān)的多個(gè)建議。US6,522,038B2披露了位置感應(yīng)磁體,所述位置感應(yīng)磁體牢固地周向安裝在輸出軸的外表面周圍并且延伸出輸出軸的端部以外以定義凹槽,所述凹槽由所述位置感應(yīng)磁體以及由所述凹槽一端處的輸出軸的端面周向地界定。
      [0012]US7,032.617B2公開了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制設(shè)備,能夠抑制來自外界的外部磁通量的影響從而防止由于外部磁通量導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)角度檢測傳感器的輸出變化。將永磁體設(shè)置在軸的端部處。旋轉(zhuǎn)角度檢測傳感器以相對于永磁體間隔平行的關(guān)系放置,并且具有磁阻元件,用于檢測永磁體磁通量的方向的變化進(jìn)而檢測節(jié)流閥的旋轉(zhuǎn)角度。旁通元件被設(shè)置成包圍旋轉(zhuǎn)角度檢測傳感器,其靠近永磁體的側(cè)部被穿孔以形成開口表面,旁通元件由磁性材料制成,所述磁性材料適于形成用于來自永磁體的磁通量的旁路。所述磁體位于凹槽內(nèi),但并沒有其他東西將其穩(wěn)固保持在凹槽內(nèi)。
      [0013]US7, 036, 791B2公開了一種位置檢測裝置,其包括磁體,所述磁體被設(shè)置在蝶形閥軸的第一端處。所述磁體沿直徑方向被磁化并且以環(huán)的形式表現(xiàn)為一個(gè)件。傳感器被設(shè)置成與蝶形閥軸的旋轉(zhuǎn)軸線對準(zhǔn),位于環(huán)的中心中。
      [0014]US7, 111,602B2公開了一種用于進(jìn)氣歧管調(diào)節(jié)閥的致動(dòng)器以調(diào)節(jié)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氣流。所述致動(dòng)器包括馬達(dá)、控制電路和傳感器,以上均安裝在一外殼內(nèi),所述外殼具有開口,輸出軸延伸通過開口。所述輸出軸承載用于輸出軸旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)齒輪,并承載當(dāng)致動(dòng)器組裝到位時(shí)位于進(jìn)氣歧管內(nèi)的閥片(valve blade)。傳感器設(shè)置有控制電路,具有指示閥片位置的反饋數(shù)據(jù)并且該數(shù)據(jù)允許致動(dòng)器自身使用從發(fā)動(dòng)機(jī)的電控單元接收的致動(dòng)器命令提供閥片位置的閉環(huán)控制。所述從動(dòng)齒輪的一側(cè)部附接有大體弧形的磁體。所述磁體被用于與位置傳感器聯(lián)合并且通過多個(gè)塑料指形件固定至齒輪,所述塑料指形件從所述從動(dòng)齒輪的側(cè)部橫向延伸以便被接收在磁體表面中的通孔中。所述指形件被熱壓固以將磁體固定至從動(dòng)齒輪的側(cè)部,但所述磁體不位于保護(hù)槽內(nèi)。
      [0015]US7, 210,451B2披露了一種節(jié)流閥控制裝置,其包括耦接至節(jié)流閥軸的馬達(dá),以便當(dāng)馬達(dá)被驅(qū)動(dòng)時(shí)所述節(jié)流閥旋轉(zhuǎn)以打開和關(guān)閉進(jìn)氣氣道。檢測裝置用于檢測節(jié)流閥的打開程度并且包括傳感器和一對弧形磁體。所述磁體通過磁體承載件被安裝至節(jié)流閥并且被定位成橫過節(jié)流閥軸的旋轉(zhuǎn)軸線彼此相對以產(chǎn)生均勻的磁場。所述傳感器被安裝至節(jié)流閥體并且用于檢測由磁體產(chǎn)生的磁場的方向,以使得所述檢測裝置輸出代表節(jié)流閥的打開程度的信號。節(jié)流閥齒輪具有基本圓柱形管形部分,所述基本圓柱形管形部分定位成延伸出節(jié)流閥軸的端面以外。所述管形部分與所述節(jié)流閥軸共軸。通過管形部分的插入模制工藝,軛狀件與管形部分的內(nèi)周面整體形成。所述軛狀件由磁性材料制成并且具有基本圍繞節(jié)流閥軸的旋轉(zhuǎn)軸線的環(huán)形結(jié)構(gòu)。一對磁體(永磁體)被附接至所述軛狀件的內(nèi)周面。所述磁體被定位成關(guān)于節(jié)流閥軸的旋轉(zhuǎn)軸線彼此對稱地相向。
      [0016]US2008/0296804A1披露了一種制造設(shè)置有磁體的軸的方法,所述磁體用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣體流速調(diào)節(jié)閥。所述方法包括以下步驟:設(shè)置第一模具,所述第一模具負(fù)向復(fù)制(negatively reproduce)軸的形狀并且決定用于磁體的基座的形成;將熔融塑性材料噴射到所述模具內(nèi)以通過噴射模塑法形成帶有用于磁體的基座的軸;設(shè)置第二模具,所述第二模具圍繞用于磁體的基座;并且將熔融磁性聚合物注射在所述第二模具中以通過噴射模塑法形成所述磁體。因此,所述磁體是環(huán)形的并且位于與所述軸共軸的凹槽內(nèi),但沒有東西將其穩(wěn)固保持在凹槽內(nèi)。
      [0017]咬合緊固法早已經(jīng)被用于將磁體固定在承載件中,但已經(jīng)證明相比于需要的程度還不夠堅(jiān)固,此外,需要使用膠接法。該方法不適合于生產(chǎn),尤其是不適于大量(例如大規(guī)模)生產(chǎn)。需要使用適合這種生產(chǎn)的方式將磁體固定。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0018]本發(fā)明的目的是提供一種磁體保持器及其制造方法,所述磁體保持器適用于生產(chǎn),尤其是大量(例如大規(guī)模)生產(chǎn),并且將牢固地支撐所述磁體。
      [0019]在上面第一段所述的這種方法中,該目的是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的,其中:
      [0020]c)在步驟b)之前,在節(jié)流桿元件中提供用于所述磁體的凹槽或者如果使用多于一個(gè)的磁體則提供用于每個(gè)磁體的凹槽;
      [0021]d)接著將所述磁體插入到所述凹槽中或者如果使用多于一個(gè)的磁體則將所述多個(gè)磁體插入到所述多個(gè)凹槽中;和
      [0022]e)通過壓固放置在一通向其相關(guān)凹槽的入口周圍或通向其相關(guān)多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的節(jié)流桿元件材料以充分覆蓋每個(gè)磁體從而將所述磁體保持在其相關(guān)凹槽內(nèi)而附接所述磁體或多個(gè)磁體。
      [0023]相似的,在上面第二段所述類型的磁體保持器內(nèi),該目標(biāo)是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的,其中,用于所述磁體或者如果使用多于一個(gè)磁體則用于每個(gè)磁體的凹槽被設(shè)置在節(jié)流桿元件中,所述磁體位于所述凹槽內(nèi),或如果如果使用多于一個(gè)磁體則所述多個(gè)磁體位于所述多個(gè)凹槽內(nèi),并且將位于通向所述凹槽的入口或通向所述多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的節(jié)流桿元件材料分別壓固至所述磁體或多個(gè)磁體上,以充分覆蓋每個(gè)磁體,從而將其保持在其相關(guān)凹槽內(nèi)。
      [0024]相似的,在如上述第三段所述的方法中,該目標(biāo)通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
      [0025]c)在步驟b)之前,在旋轉(zhuǎn)元件中提供用于所述磁體的凹槽或如果使用多于一個(gè)磁體則提供用于每個(gè)磁體的凹槽;
      [0026]d)接著將所述磁體插入到所述凹槽中或者如果使用多于一個(gè)的磁體則將多個(gè)磁體插入到所述多個(gè)凹槽中;和
      [0027]e)通過將加熱工具應(yīng)用至位于一通向其相關(guān)凹槽的入口周圍或通向其相關(guān)多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的旋轉(zhuǎn)元件材料以充分覆蓋每個(gè)磁體而將所述磁體保持在其相關(guān)凹槽內(nèi)而固定所述磁體或所述多個(gè)磁體。
      [0028]相似的,在上面第四段所述類型的磁體保持器內(nèi),該目標(biāo)是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的,用于所述磁體的凹槽或如果使用多于一個(gè)磁體則用于每個(gè)磁體的凹槽設(shè)置在旋轉(zhuǎn)兀件中,所述磁體位于所述凹槽內(nèi),或如果使用多于一個(gè)磁體則多個(gè)磁體位于所述多個(gè)凹槽內(nèi),并且將位于一通向其相關(guān)凹槽的入口周圍或通向其相關(guān)多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的旋轉(zhuǎn)元件材料分別壓固至所述磁體或多個(gè)磁體上,以充分覆蓋每個(gè)磁體而將其保持在其相關(guān)凹槽內(nèi)。
      [0029]因此,所述磁體保持器適用于生產(chǎn),尤其是大量(例如大規(guī)模)生產(chǎn),并且將牢固地支撐所述磁體或多個(gè)磁體。
      [0030]優(yōu)選的,所述節(jié)流桿元件通過噴射模塑法制造并且具有通過整體橫向連接部互相連接的三個(gè)平行管形元件。它們中的兩個(gè)平行管形元件與第三個(gè)平行管形元件等距間隔隔開并且具有底部且構(gòu)成兩個(gè)凹槽,所述第三個(gè)平行管形元件較大并且適合于接收蝶形閥的軸。可替換的,所述節(jié)流桿元件通過噴射模塑法制造并且具有互相連接并且彼此間隔的兩個(gè)管形元件。它們中的一個(gè)管形元件具有底部并且構(gòu)成凹槽,另一個(gè)較大并且適合于接收蝶形閥的軸。這種節(jié)流桿元件很適用于生產(chǎn),尤其是大量(例如大規(guī)模)生產(chǎn)。
      [0031]為了得到節(jié)流閥的位置的精確值,所述磁體或多個(gè)磁體適合于以如下半徑和角度設(shè)置,所述半徑和角度適于蝶形閥的運(yùn)動(dòng)以及磁力傳感器的定位,并且如果節(jié)流閥位置傳感器中使用多于一個(gè)磁體,則朝向其它一個(gè)或多個(gè)磁體設(shè)置。當(dāng)使用兩個(gè)磁體時(shí),它們適當(dāng)?shù)谋舜朔珠_約90°的旋轉(zhuǎn)角。此外,其它布置方式也是可能的。
      [0032]所述節(jié)流桿元件可由適當(dāng)?shù)妮p質(zhì)合金以及任何形式的金屬(例如,鑄造或薄片金屬)制成,但出于制造工藝的原因,它適合由熱塑性樹脂材料制成。
      [0033]可通過多種方式進(jìn)行所述壓固,但合適的,它包括應(yīng)用加熱或超聲波振動(dòng)來軟化所述材料。在一些情形中,甚至優(yōu)選地熔融所述材料。為了在使用所述磁體保持器的過程中保護(hù)磁體,甚至優(yōu)選地,在壓固后,使所述磁體完全嵌入到所述節(jié)流桿元件的材料中。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0034]在下文中,將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。
      [0035]圖1是燃料供應(yīng)單元的主體的示意性立體圖,所述主體具有帶有節(jié)流閥的主空氣道,所述節(jié)流閥包括節(jié)流閥軸并且設(shè)置有現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)流閥位置傳感器。
      [0036]圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的節(jié)流桿元件的立體圖,兩個(gè)磁體被固定在所述節(jié)流桿元件中。
      [0037]圖3是示出了圖2中的節(jié)流桿元件的相似立體圖,示出了磁體安裝于所述節(jié)流桿元件之前。
      [0038]圖4是圖3中的節(jié)流桿元件的俯視圖。
      [0039]圖5是沿圖4中的線V-V得到的截面圖,示出了用于容納磁體的空凹槽。
      [0040]圖6是與圖5相似的截面圖,但示出了插入有磁體后的凹槽。
      [0041 ] 圖7是與圖5和6相似的截面圖,但示出了每個(gè)凹槽的入口周圍的材料以便向下壓固在磁體上以將它們固定在凹槽中之后的結(jié)果。
      [0042]圖8是示出了圖7中的部分的放大圖。
      [0043]圖9a是節(jié)流桿元件的第一替換實(shí)施例的立體圖,示出了磁體插入于所述節(jié)流桿元件中之前。
      [0044]圖9b是圖9a中的節(jié)流桿元件的截面圖。
      [0045]圖1Oa是節(jié)流桿元件的第二替換實(shí)施例的立體圖,示出了磁體插入于所述節(jié)流桿元件中之前。
      [0046]圖1Ob是圖1Oa中的節(jié)流桿元件的截面圖。
      [0047]圖1la是節(jié)流桿元件的第三替換實(shí)施例的立體圖,示出了磁體插入于所述節(jié)流桿元件中之前。
      [0048]圖1lb是圖1la中的節(jié)流桿元件的截面圖。
      [0049]圖12a是用于進(jìn)行壓固的具有錐形尖槽22的工具20的示例的示意性截面圖。
      [0050]圖12b是用于進(jìn)行壓固的具有錐形尖槽22的工具20的另一個(gè)示例的示意性截面圖,其中的尖槽22大于圖12a中的尖槽22。
      [0051]圖12c是用于進(jìn)行壓固的具有尖槽22的工具20的示例的示意性截面圖,所述尖槽22具有像球形的一部分的形狀。
      [0052]圖12d是用于進(jìn)行壓固的具有尖槽22的工具20的示例的示意性截面圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0053]圖1示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料供應(yīng)單元,例如汽化器或低壓噴射系統(tǒng)。所述示意性示出的燃料供應(yīng)單元包括具有主空氣道2的主體I,所述主空氣道2內(nèi)安裝有蝶形的節(jié)流閥3,并且所述節(jié)流閥3包括在主體I的兩個(gè)相對定位的軸側(cè)之間延伸的節(jié)流閥軸4。用于所述燃料供應(yīng)的控制模塊(未示出)被安裝至所述軸側(cè)中的一個(gè),所述控制模塊包括:用于監(jiān)測節(jié)流閥3的位置的節(jié)流閥位置檢測裝置5 ;以及用于控制供應(yīng)到所述主空氣道2的燃料供應(yīng)的燃料閥裝置(未示出)。所述節(jié)流閥位置檢測裝置5包括:至少一個(gè)磁體6或類似的磁通量發(fā)生裝置,在圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中,所述至少一個(gè)磁體或類似的磁通量發(fā)生裝置安裝在盤形承載件7上,所述盤形承載件固定至節(jié)流閥軸4以隨其旋轉(zhuǎn);以及至少一個(gè)模擬或數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器8或相似的磁通量密度傳感器件,所述至少一個(gè)相似的霍爾效應(yīng)傳感器或相似的磁通量密度傳感器件相對于所述燃料供應(yīng)單元的主體固定?;魻杺鞲衅?產(chǎn)生與節(jié)流閥軸4和蝶形閥3的旋轉(zhuǎn)大小成近似線性關(guān)系的輸出電壓。因此,在部分節(jié)流范圍內(nèi)可得到節(jié)流閥3的位置的精確值。所述霍爾效應(yīng)傳感器的輸出信號也可以是非線性的,來自于數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器的數(shù)字輸出也是一樣。
      [0054]為了提供適用于生產(chǎn)且尤其是大量(例如大規(guī)模)生產(chǎn)并且將牢固地保持磁體的磁體保持器,研發(fā)出了圖2中所示的磁體保持器10來替換圖1中帶有磁體6的盤形承載件
      7。所述磁體保持器10包括節(jié)流桿元件11,所述節(jié)流桿元件具有用于接收永磁體的至少一個(gè)凹槽12。當(dāng)使用單個(gè)磁體時(shí),所述磁體是長的并且弓形的,但在優(yōu)選示出的實(shí)施例中,提供了用于兩個(gè)磁體的兩個(gè)凹槽。當(dāng)然,如果需要,能夠提供兩個(gè)以上的磁體。為了將磁體固定在其凹槽內(nèi),將其相關(guān)的凹槽的入口周圍的節(jié)流桿元件材料進(jìn)行壓固以充分覆蓋磁體,從而將所述磁體保持在其相關(guān)的凹槽內(nèi)。在圖2中,未示出磁體,因?yàn)樗鼈儽粔汗痰牟牧纤采w。此外,所述兩個(gè)磁體適當(dāng)?shù)乇舜碎g隔約90°的旋轉(zhuǎn)角度。為了得到節(jié)流閥的位置的精確值,如果節(jié)流閥位置傳感器中使用多于一個(gè)磁體,所述磁體或多個(gè)磁體適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有適于蝶形閥的運(yùn)動(dòng)和磁力傳感器的定位以及朝向其它磁體或多個(gè)磁體的半徑和角度。
      [0055]圖3-5示出了將磁體插入凹槽12之前的節(jié)流桿元件11。節(jié)流桿元件11被設(shè)計(jì)成通過噴射模塑法制造。使用的材料可以是輕質(zhì)合金,以及任何形式的金屬(例如,鑄造或薄片金屬),但適合使用熱塑性樹脂。所述熱塑性樹脂優(yōu)選是聚氧化甲烯(Ρ0Μ),具有高硬度,低摩擦和出色的尺寸穩(wěn)定性。所述節(jié)流桿元件11具有通過一體橫向連接部互相連接的三個(gè)平行管形元件13-15。它們中的兩個(gè)13、14與第三個(gè)15等距間隔并且具有底部(圖5)并且構(gòu)成兩個(gè)凹槽12。所述第三個(gè)15的長度和直徑較大并且適合于接收蝶形閥的軸。
      [0056]在圖6中,示出了磁體17被插入到凹槽12的底部。所述磁體是圓柱形的,其長度可基本等于圓柱的直徑,優(yōu)選約為3mm,但對所述磁體來說,與直徑不同的其他長度或其它直徑也是可能的。圖6還示出了凹槽12的深度大于圓柱形磁體17的長度,使得凹槽12的入口周圍的節(jié)流桿元件材料18可被壓固以充分覆蓋磁體17,以將磁體保持在其相關(guān)的凹槽12內(nèi)。優(yōu)選的,在凹槽12的入口處,被壓固的材料18的量達(dá)到如下程度是適當(dāng)?shù)?,即,使得磁體17被壓固的材料完全覆蓋,如圖7和8中所示,在壓固操作后磁體17被完全嵌入到節(jié)流桿元件11的材料18內(nèi)。所述壓固優(yōu)選是熱塑壓固并且包括應(yīng)用加熱或超聲波振動(dòng)以軟化材料18。如果需要,能夠應(yīng)用的能量達(dá)到使材料18熔融并且在磁體17的暴露表面上流動(dòng)以覆蓋磁體17。
      [0057]圖7還示出了兩個(gè)磁體17的極性關(guān)系方向彼此相反,以便形成通過霍爾效應(yīng)傳感器的霍爾元件的磁通量密度,基本與磁體保持器10和節(jié)流閥軸的旋轉(zhuǎn)大小成比例。因此,模擬或數(shù)字霍爾傳感器產(chǎn)生與節(jié)流閥軸和節(jié)流閥的旋轉(zhuǎn)大小基本成線性關(guān)系的輸出電壓。使用這種霍爾效應(yīng)裝置,在部分節(jié)流范圍內(nèi)可得到節(jié)流閥的位置精確值。
      [0058]圖9a和9b示出了在將磁體插入凹槽112前,節(jié)流桿元件111的第一替換實(shí)施例。與上面所述相似,節(jié)流桿元件111被設(shè)計(jì)成通過噴射模塑法制造。使用的材料可以是輕質(zhì)合金,以及任何形式的金屬(例如,鑄造或薄片金屬),優(yōu)選使用熱塑性樹脂,優(yōu)選使用聚氧化甲烯(Ρ0Μ)。節(jié)流桿元件111具有彼此間隔并且通過一體橫向連接部互相連接的兩個(gè)管形元件113、115。它們中的一個(gè)113具有底部(圖9b)并且構(gòu)成凹槽112。另一個(gè)115的長度和直徑較大并且適合于接收蝶形閥的軸。如上面所述,凹槽112的深度大于將要插入凹槽內(nèi)的磁體的長度,使得凹槽112的入口周圍的材料118可被壓固以充分覆蓋磁體,從而將磁體保持在其相關(guān)的凹槽112內(nèi)。
      [0059]所述兩個(gè)管形元件不必平行,而且可彼此間可形成任何角度。例如在圖1Oa和IOb所示的實(shí)施例中,所述角度是45° ,而在圖1la和Ilb中,所述角度是90°。當(dāng)使用兩個(gè)磁體時(shí),取代平行于適于接收節(jié)流閥軸的第三個(gè)管形元件,用于接收磁體的兩個(gè)管形元件可徑向向外延伸并且與第三個(gè)管形元件形成任何需要的角度。磁體或多個(gè)磁體的方向和位置在很大程度上與最優(yōu)放置霍爾效應(yīng)傳感器的位置有關(guān)。
      [0060]所述節(jié)流桿元件11的制造,將磁體17插入到凹槽12內(nèi),并且熱塑地壓固凹槽12的入口周圍的節(jié)流桿元件材料18以充分覆蓋磁體17從而將磁體17保持在其相關(guān)的凹槽內(nèi)的操作可應(yīng)用于生產(chǎn),尤其是大量(例如大規(guī)模)生產(chǎn)。因此,通過使用本發(fā)明的方法,能夠以低成本生產(chǎn)本發(fā)明的磁體保持器10。
      [0061]應(yīng)當(dāng)理解,磁體保持器10不限于用于節(jié)流閥位置傳感器中,而是可應(yīng)用于具有承載至少一個(gè)磁體的旋轉(zhuǎn)元件11的任何角位傳感器內(nèi)。在所述其它角位傳感器中,旋轉(zhuǎn)元件11優(yōu)選等效于節(jié)流桿元件11。對于所述角位傳感器的應(yīng)用可以是檢測節(jié)流閥以外的其它閥(例如阻風(fēng)閥)的位置,或打開度。而其它的應(yīng)用可為用于校準(zhǔn)、精確測量或測試等設(shè)備。
      [0062]因此,本發(fā)明提供了一種制造用于角位傳感器的磁體保持器10的方法,包括:
      [0063]a)制造角位傳感器的旋轉(zhuǎn)元件11,所述旋轉(zhuǎn)元件11被構(gòu)造成固定至軸并且適于與所述軸一起旋轉(zhuǎn);
      [0064]b)將至少一個(gè)磁體17附接至所述旋轉(zhuǎn)元件11 ;
      [0065]c)在步驟b)之前,在旋轉(zhuǎn)元件11中提供用于所述磁體17 (或如果使用多于一個(gè)磁體,用于每個(gè)磁體的)凹槽12 ;
      [0066]d)接著將磁體17插入到凹槽12中,或者如果使用多于一個(gè)的磁體則將所述磁體插入到所述多個(gè)凹槽中;和
      [0067]e)通過將加熱工具20應(yīng)用至位于與所述磁體17相關(guān)的凹槽12的入口或與所述多個(gè)磁體相關(guān)的凹槽的多個(gè)入口周圍的旋轉(zhuǎn)元件11的材料18以充分覆蓋每個(gè)磁體17,而將所述磁體保持在其相關(guān)的凹槽12內(nèi)的方式固定所述磁體17或所述多個(gè)磁體。
      [0068]適當(dāng)?shù)?,工?0 (優(yōu)選是熱探針)具有傾斜部分21,其包括尖槽22,尖槽相對于傾斜部分21的周圍表面23凹陷,并且步驟e)包括使傾斜部分21按壓與磁體相關(guān)的凹槽12的入口(或與多個(gè)磁體相關(guān)的多個(gè)凹槽的多個(gè)入口)周圍的旋轉(zhuǎn)元件11的材料。優(yōu)選的,尖槽22具有圖12a和12b中所示的錐形部分。當(dāng)然,錐形的相對尺寸是可改變的。此外,尖槽的形狀可具有各種其它形狀,例如球形的一部分,如圖12c中所示。當(dāng)應(yīng)用時(shí),尖槽22便于引導(dǎo)材料18,優(yōu)選通過自動(dòng)機(jī)械將工具20壓按在旋轉(zhuǎn)元件的材料18上,使得材料18徑向向內(nèi)受力或被引導(dǎo)以覆蓋磁體17的至少一部分。此外,當(dāng)傾斜部分21被應(yīng)用至材料18時(shí),所述傾斜部分具有高于旋轉(zhuǎn)元件11的材料18的熔點(diǎn)的溫度。圖12d以立體圖描繪了工具20,其中工具20具有凹槽,凹槽在與工具20的傾斜部分21的周表面平行的平面中具有圓環(huán)形狀的周邊。
      [0069]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,提供了在角位傳感器中使用的磁體保持器10,所述磁體保持器10包括旋轉(zhuǎn)元件11,所述旋轉(zhuǎn)元件11適于固定至軸并且被構(gòu)造成與所述軸一起旋轉(zhuǎn)并且支撐至少一個(gè)磁體17。此外,在旋轉(zhuǎn)元件11中提供用于所述磁體17的凹槽12或如果使用多于一個(gè)磁體,提供用于每個(gè)磁體的凹槽;磁體17位于所述凹槽12內(nèi)或如果使用多于一個(gè)磁體,則多個(gè)磁體位于多個(gè)凹槽內(nèi),并且位于凹槽12的入口或多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的旋轉(zhuǎn)元件材料18被分別壓固在所述磁體17上或多個(gè)磁體上以充分覆蓋每個(gè)磁體將所述磁體保持在其相關(guān)的凹槽12內(nèi)。
      [0070]工業(yè)應(yīng)用
      [0071]本發(fā)明適用于磁體保持器的生產(chǎn),尤其是大量(例如大規(guī)模)生產(chǎn),所述磁體保持器用在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)單元中的節(jié)流閥位置監(jiān)控系統(tǒng)中。
      【權(quán)利要求】
      1.一種制造模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器中的磁體保持器(10)的方法,所述模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器用于感測內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)單元中的蝶形閥的角度,所述方法包括: a)制造節(jié)流桿元件(11),所述節(jié)流桿元件適于固定至所述蝶形閥的軸; b)將至少一個(gè)磁體(17)附接至所述節(jié)流桿元件(11); 其特征在于: c)在步驟b)之前,在所述節(jié)流桿元件(11)中提供用于所述磁體(17)的凹槽(12)或如果使用多于一個(gè)磁體則提供用于每個(gè)磁體的凹槽; d)然后將所述磁體(17)插入到所述凹槽(12)中或者如果使用多于一個(gè)磁體則將多個(gè)磁體插入到多個(gè)凹槽中;和 e)通過壓固位于與所述磁體相關(guān)的凹槽(12)的入口周圍或位于與所述多個(gè)磁體相關(guān)的所述多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的節(jié)流桿元件材料(18)以充分覆蓋每個(gè)磁體(17)而將所述磁體(17 )保持在其相關(guān)的凹槽(12 )內(nèi)的方式,附接所述磁體(17)或多個(gè)磁體。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括通過噴射模塑法制造所述節(jié)流桿元件(11),所述節(jié)流桿元件(11)具有通過一體橫向連接部(16)互相連接的三個(gè)平行管形元件(13-15),它們中的兩個(gè)(13,14)與第三個(gè)(15)等距間隔并且具有底部且構(gòu)成兩個(gè)凹槽(12),所述第三個(gè)(15)較大并且適于接收所述蝶形閥的所述軸。
      3.根據(jù)權(quán)利要求 2所述的方法,其中,兩個(gè)磁體(17)彼此間隔約90°的旋轉(zhuǎn)角度。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括通過噴射模塑法制造所述節(jié)流桿元件(11),所述節(jié)流桿元件(11)具有互相連接并且彼此間隔的兩個(gè)管形元件(13,15),它們中的一個(gè)(13)具有底部并且構(gòu)成凹槽(12),另一個(gè)(15)較大并且適于接收所述蝶形閥的所述軸。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,所述兩個(gè)管形元件(13,15)是平行的或彼此成角度。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述節(jié)流桿元件(11)由熱塑性樹脂材料制成。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述壓固包括應(yīng)用加熱或超聲波振動(dòng)以軟化所述入口處的所述節(jié)流桿元件材料(18 )。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中,所述壓固使得所述入口處的所述節(jié)流桿元件(11)的所述材料(18)熔融。
      9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述壓固使所述磁體(17)或多個(gè)磁體完全嵌入到所述節(jié)流桿元件(11)中。
      10.一種用在模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器中的磁體保持器(10),所述模擬或數(shù)字節(jié)流閥位置傳感器用于感測內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)單元中的蝶形閥的角度,所述磁體保持器(10)包括節(jié)流桿元件(11),所述節(jié)流桿元件適于固定至所述蝶形閥的軸并且承載至少一個(gè)磁體(17),其特征在于,在所述節(jié)流桿元件(11)中設(shè)置用于所述磁體(17)的凹槽(12)或如果使用多于一個(gè)磁體則設(shè)置用于每個(gè)磁體的凹槽,所述磁體(17)位于所述凹槽(12)內(nèi),或如果使用多于一個(gè)磁體則多個(gè)磁體位于多個(gè)凹槽內(nèi),并且位于所述凹槽(12)的入口周圍或位于所述多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的節(jié)流桿元件材料(18)被分別壓固至所述磁體(17)或所述多個(gè)磁體上,以充分覆蓋每個(gè)磁體(17),從而將所述磁體保持在其相關(guān)的凹槽(12)內(nèi)。
      11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁體保持器,其中,所述節(jié)流桿元件(11)通過噴射模塑法制造并且具有通過一體橫向連接部(16)互相連接的三個(gè)平行管形元件(13-15),它們中的兩個(gè)(13,14)與第三個(gè)(15)等距間隔并且具有底部且構(gòu)成兩個(gè)所述凹槽(12),所述第三個(gè)(15)較大并且被設(shè)置用于接收所述蝶形閥的所述軸。
      12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁體保持器,其中,兩個(gè)所述磁體(17)彼此間隔約90°的旋轉(zhuǎn)角度。
      13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁體保持器,其中,所述節(jié)流桿元件(11)通過噴射模塑法制造并且具有互相連接并且彼此間隔的兩個(gè)管形元件(13,15),它們中的一個(gè)(13)具有底部并且構(gòu)成所述凹槽(12),另一個(gè)(15)較大并且適于接收所述蝶形閥的所述軸。
      14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁體保持器,其中,所述兩個(gè)管形元件(13,15)是平行的或彼此成角度。
      15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的磁體保持器,其中,所述節(jié)流桿元件(11)由熱塑性樹脂材料制成。
      16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的磁體保持器,其中,所述壓固包括應(yīng)用加熱或超聲波振動(dòng)以軟化所述入口處的所述材料(18 )。
      17.根據(jù)權(quán)利要求 16所述的磁體保持器,其中,所述壓固使得所述入口周圍的所述材料(18)熔融。
      18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的磁體保持器,其中,所述壓固使所述磁體(17)完全嵌入到所述節(jié)流桿元件(11)中。
      19.一種制造用于角位傳感器的磁體保持器(10)的方法,所述方法包括: a)制造所述角位傳感器的旋轉(zhuǎn)元件(11),所述旋轉(zhuǎn)元件(11)被構(gòu)造成固定至一軸并且適于與所述軸一起旋轉(zhuǎn); b)將至少一個(gè)磁體(17)附接至所述旋轉(zhuǎn)元件(11); 其特征在于: c)在步驟b)之前,在所述旋轉(zhuǎn)元件(11)中提供用于所述磁體(17)的凹槽(12)或如果使用多于一個(gè)磁體則提供用于每個(gè)磁體的凹槽; d)然后將所述磁體(17)插入到所述凹槽(12)中或者如果使用多于一個(gè)的磁體將多個(gè)磁體插入到多個(gè)凹槽中;和 e)通過將加熱工具(20)應(yīng)用至位于與所述磁體相關(guān)的所述凹槽(12)的入口周圍或位于與所述多個(gè)磁體相關(guān)的所述多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的所述旋轉(zhuǎn)元件(11)的材料(18)以充分覆蓋每個(gè)磁體(17)而將所述磁體(17)保持在其相關(guān)的凹槽(12)內(nèi)的方式,固定所述磁體(17)或所述多個(gè)磁體。
      20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法,其中,所述工具(20)具有傾斜部分(21),所述傾斜部分相對于所述傾斜部分(21)的周圍表面(23)包括尖槽(22),并且步驟e)包括將所述傾斜部分(21)按壓在位于所述凹槽(12)的入口或所述多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的所述旋轉(zhuǎn)元件(11)的所述材料(18)上。
      21.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中所述尖槽(22)具有錐形形狀。
      22.根據(jù)權(quán)利要求20或21中任一項(xiàng)所述的方法,其中,當(dāng)所述傾斜部分(21)被應(yīng)用至所述旋轉(zhuǎn)元件(11)的所述材料(18)時(shí),所述傾斜部分具有高于所述材料(18)的熔點(diǎn)的溫度。
      23.一種用在角位傳感器中的磁體保持器(10),所述磁體保持器(10)包括旋轉(zhuǎn)元件(11),所述旋轉(zhuǎn)元件適于固定至一軸并且被構(gòu)造成與所述軸一起旋轉(zhuǎn)且被構(gòu)造成承載至少一個(gè)磁體(17),其特征在于,在所述旋轉(zhuǎn)元件(11)中提供用于所述磁體(17)的凹槽(12)或如果使用多于一個(gè)磁體則提供用于每個(gè)磁體的凹槽,所述磁體(17)位于所述凹槽(12)內(nèi)或如果使用多于一個(gè)磁體則多個(gè)磁體位于所述多個(gè)凹槽內(nèi),并且位于所述凹槽(12)的入口周圍或位于所述多個(gè)凹槽的多個(gè)入口周圍的旋轉(zhuǎn)元件材料(18)被分別壓固在所述磁體(17)或所述多個(gè)磁體上以充分覆蓋每個(gè)磁體(17)而將所述磁體保持在其相關(guān)的凹槽(12)內(nèi)。
      【文檔編號】G01B7/30GK103717857SQ201180072789
      【公開日】2014年4月9日 申請日期:2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月8日
      【發(fā)明者】弗雷德里克·林德斯特倫 申請人:胡斯華納有限公司
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