包括致動(dòng)器以及結(jié)合于致動(dòng)器的磁軛內(nèi)的傳感器的緊湊型定位組件的制作方法
【專利摘要】一種定位組件（14），其包括位置傳感器和磁性致動(dòng)器，所述致動(dòng)器包括由支承至少一個(gè)供電線圈（7a，7b）的至少一個(gè)鐵磁定子（10）構(gòu)成的定子組件，以及相對(duì)于定子組件活動(dòng)的磁軛（3），所述致動(dòng)器具有圍繞經(jīng)過所述磁軛（3）的所謂主軸（6）的旋轉(zhuǎn)或周期性幾何形狀，所述傳感器具有與所述磁軛（3）聯(lián)結(jié)的至少一個(gè)永磁體（2）以及相對(duì)于磁體（2）固定且能測(cè)量所述磁體（2）發(fā)射的磁場(chǎng)的幅值或方向的至少一個(gè)磁敏探頭（1）。磁軛（3）具有包括所述致動(dòng)器的主軸（6）的內(nèi)部的凹部（18），且磁體（2）被設(shè)置在凹部（18）內(nèi)部且與磁軛（3）聯(lián)結(jié)。
【專利說明】包括致動(dòng)器以及結(jié)合于致動(dòng)器的磁軛內(nèi)的傳感器的緊湊型定位組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種電磁組件，所述電磁組件用于實(shí)現(xiàn)線性或旋轉(zhuǎn)定位且包括電致動(dòng)器和位置傳感器，其中，位置傳感器全部被結(jié)合在致動(dòng)器的體積內(nèi)且至少部分地對(duì)致動(dòng)器生成的磁場(chǎng)不敏感。
【背景技術(shù)】
[0002]在電定位組件領(lǐng)域中，使用磁性位置傳感器來檢測(cè)致動(dòng)器的活動(dòng)元件的位置是已被熟知的現(xiàn)有技術(shù)。在大部分情況下，借助連接于致動(dòng)器上的一種裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的檢測(cè)，例如，文獻(xiàn)FR288737提出使用一種帶有連接在致動(dòng)器的磁軛上的永磁體的傳感器，其構(gòu)造成允許傳感器對(duì)致動(dòng)器所生成的磁場(chǎng)不敏感。該類型的裝置允許可靠的模擬檢測(cè)(識(shí)別相對(duì)于固定定子部分的活動(dòng)部分的位置)，但其具有一個(gè)重要的缺點(diǎn)，該缺點(diǎn)是其相對(duì)較大的體積會(huì)導(dǎo)致致動(dòng)器體積增大。即便經(jīng)常提出緊湊型的實(shí)施方式，并保證對(duì)致動(dòng)器本身所產(chǎn)生磁場(chǎng)的抗干擾性，由此構(gòu)成的致動(dòng)器-傳感器組件依然是兩個(gè)不同子組件的組合體，其總體積是子組件的體積之和。此外，在大部分致動(dòng)器的情況下，僅可以利用自然地作為磁性屏蔽體起作用的機(jī)械構(gòu)造，例如文獻(xiàn)FR288737所述。這種解決方法不僅因此體積過大，另一方面由此堆疊在其致動(dòng)器上的傳感器也需要屏蔽致動(dòng)器所必須的額外鐵磁零件，才能使來自致動(dòng)器的磁場(chǎng)對(duì)傳感器影響最小。
[0003]同樣，已知文獻(xiàn)FR2791487，其提出通過產(chǎn)生額外的磁隙來將磁敏探頭結(jié)合在磁路內(nèi)。由此使傳感器的結(jié)合在體積方面最優(yōu)化，但這樣會(huì)有損于致動(dòng)器生成的力或力矩。實(shí)際上，對(duì)于帶有活動(dòng)磁體的致動(dòng)器，在固定或活動(dòng)的鐵磁部分中引入磁隙，會(huì)因在行程上形成非恒定磁阻分量(也就是無電流)而導(dǎo)致所生成力的形式的改變。這種非恒定的力會(huì)在某些用途中產(chǎn)生問題。此外，引入這種額外的磁隙也會(huì)成比例地減小應(yīng)力，因?yàn)槠鋾?huì)導(dǎo)致在由此被改變的磁路內(nèi)更大的電勢(shì)損失。最后，由于由線圈產(chǎn)生的磁通也經(jīng)過測(cè)量磁隙，探頭的信號(hào)會(huì)極度地依賴電流且因此需要要求掌握電流量才能執(zhí)行恰當(dāng)?shù)某C正。
[0004]在一些應(yīng)用中，致動(dòng)器要求的性能使得所有可支配體積都被用于其尺寸設(shè)定，從而不再允許在其端部或周邊有地方安裝傳感器。
[0005]因而存在不同的解決方法來獲得結(jié)合的位置檢測(cè)，當(dāng)線圈隨位置變化時(shí)，可尤其通過測(cè)量線圈電感實(shí)現(xiàn)。然而，這種技術(shù)一方面需要一種特別敏感且難以調(diào)節(jié)的電子控制裝置，另一方面，其無法在帶有所謂“成比例”活動(dòng)磁體的致動(dòng)器上實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槠潆姼胁粫?huì)或很少根據(jù)位置改變。在這種情況下，因此需要借助設(shè)置在致動(dòng)器體積外部的補(bǔ)充傳感器。
[0006]還已知專利US20050098153，其在旋轉(zhuǎn)定位致動(dòng)器的范圍內(nèi)，提出將磁性傳感器結(jié)合在活動(dòng)的磁軛內(nèi)部。如果其體積因此相對(duì)于具有關(guān)聯(lián)的外部傳感器的方案的體積更小，但致動(dòng)器的非對(duì)稱性卻使傳感器對(duì)于致動(dòng)器發(fā)射的磁場(chǎng)非常敏感。
[0007]日本專利申請(qǐng)JP2001/214858描述了一種致動(dòng)器，其包括線性發(fā)動(dòng)機(jī)以及用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)對(duì)象的位置的檢測(cè)裝置。該致動(dòng)器包括位于致動(dòng)器對(duì)稱軸外部的檢測(cè)元件，從而僅能通過使用設(shè)置在檢測(cè)元件周圍的大的屏蔽體，才能達(dá)到對(duì)致動(dòng)器磁場(chǎng)的不敏感。
[0008]專利申請(qǐng)US2007/0176497描述了一種旋轉(zhuǎn)致動(dòng)系統(tǒng)，其包括控制系統(tǒng)和線性旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，該線性旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器具有活動(dòng)插棒式鐵心與相關(guān)聯(lián)的線圈。線圈可以通電，從而與相關(guān)聯(lián)的磁體相互作用，用來執(zhí)行活塞相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，包括旋轉(zhuǎn)和/或線性運(yùn)動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)界面使旋轉(zhuǎn)-線性致動(dòng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)從結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)接收控制信息更方便。控制系統(tǒng)可基于控制信息來操控用于激勵(lì)線圈的放大器。
[0009]專利申請(qǐng)EP0076726描述了斯特林循環(huán)式低溫制冷儀器，其包括位于容納工作流體的主體外殼內(nèi)的交替活動(dòng)體。機(jī)械傳動(dòng)裝置被聯(lián)結(jié)在所述主體上，用于使主體在所述外殼內(nèi)交替運(yùn)動(dòng)，從而可選擇性地?cái)U(kuò)張和壓縮所述工作流體。所述外殼上的非接觸式軸承裝置可被致動(dòng)，以將所述主體定位在所述外殼的中心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明通過提出一種緊湊型定位組件來解決上述主要缺點(diǎn)，該組件尤其包括被結(jié)合在致動(dòng)器內(nèi)部且對(duì)后者所發(fā)射的磁場(chǎng)不具有敏感性的位置傳感器。
[0011]特別地，本發(fā)明旨在改進(jìn)對(duì)致動(dòng)器活動(dòng)部分的位置的檢測(cè)，該致動(dòng)器具有相對(duì)于定位組件的中心軸，即所謂主軸對(duì)稱或周期性的幾何形狀，無論致動(dòng)器為旋轉(zhuǎn)還是線性都是如此。
[0012]本發(fā)明還特別地涉及一種定位組件，其包括位置傳感器和磁性致動(dòng)器，所述致動(dòng)器包括由支承至少一個(gè)供電線圈的至少一個(gè)鐵磁定子構(gòu)成的定子組件，以及相對(duì)于定子組件活動(dòng)的磁軛，所述致動(dòng)器具有圍繞經(jīng)過所述磁軛的所謂主軸的旋轉(zhuǎn)或周期性幾何形狀，所述傳感器具有與所述磁軛聯(lián)結(jié)的至少一個(gè)永磁體以及相對(duì)于磁體固定且能測(cè)量所述磁體發(fā)射的磁場(chǎng)的幅值和方向的至少一個(gè)磁敏探頭，其特征在于，所述磁軛具有包括所述致動(dòng)器的所述主軸的內(nèi)部的凹部，且在于，所述磁體被設(shè)置在凹部的內(nèi)部且與磁軛聯(lián)結(jié)。
[0013]根據(jù)一優(yōu)選的實(shí)施方式，磁敏探頭在凹部?jī)?nèi)被設(shè)置在主軸附近，帶有取向?yàn)榇怪庇谒鲋鬏S的至少一個(gè)檢測(cè)軸。
[0014]在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，電磁致動(dòng)器是包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)置在活動(dòng)磁軛上的活動(dòng)磁體的致動(dòng)器。
[0015]在第二實(shí)施方式中，電磁致動(dòng)器是不帶磁體的可變磁阻的致動(dòng)器。
[0016]在另一第二實(shí)施方式中，電磁致動(dòng)器是可變磁阻與永磁體的混合致動(dòng)器。
[0017]在一特別的實(shí)施方式中，傳感器磁體具有根據(jù)移動(dòng)方向，強(qiáng)度可變或方向可變的磁性。
[0018]在另一特別的實(shí)施方式中，傳感器磁體為多極，具有η個(gè)不同的磁化方向。
[0019]在另一特別的實(shí)施方式中，傳感器磁體為單極，即具有唯一的磁化方向，且具有根據(jù)移動(dòng)方向不變的幾何形狀或根據(jù)移動(dòng)方向可變的幾何形狀。
[0020]在一替代的實(shí)施方式中，傳感器磁體由殘余鋼(acier r6manent)構(gòu)成,具有如申請(qǐng)文獻(xiàn)FR2882432所描述的矯頑磁場(chǎng)。
[0021 ] 在一特別的實(shí)施方式中，磁敏元件是對(duì)由傳感器的磁體發(fā)射的磁場(chǎng)的幅值敏感的霍爾探頭。
[0022]在另一特別的實(shí)施方式中，磁敏元件是對(duì)由傳感器的磁體發(fā)射的磁場(chǎng)方向敏感的霍爾探頭。
[0023]在另一實(shí)施方式中,磁敏兀件是一種磁阻探頭。
[0024]優(yōu)選地，所述傳感器磁體全部位于磁軛的凹部?jī)?nèi)，不在磁軛上方構(gòu)成凸起。
[0025]在一替代的實(shí)施方式中，所述磁敏探頭由一支撐件支承，該支撐件被作為所述磁軛的機(jī)械引導(dǎo)件且可以充當(dāng)磁屏蔽體。
[0026]有利地，在第一實(shí)施方式中，通過將至少一個(gè)磁敏元件定位在主軸上可保證傳感器對(duì)致動(dòng)器所生成磁場(chǎng)的不敏感性。實(shí)際上，致動(dòng)器的軸對(duì)稱或周期性確保由致動(dòng)器生成的所有磁場(chǎng)在理論上處于相切于其對(duì)稱軸的方向。因此，通過將至少一個(gè)磁敏元件定位在該軸上且使其敏感軸取向?yàn)榇怪庇谠撝鬏S時(shí)，可確保傳感器的不敏感性。
[0027]依然有利地，在第二實(shí)施方式中，傳感器對(duì)致動(dòng)器所生成磁場(chǎng)的不敏感性由完全圍繞磁敏元件的磁軛的構(gòu)造保證，由此能有利于磁屏蔽，而無需額外的零件。當(dāng)檢測(cè)到磁場(chǎng)方向(而非其幅值)時(shí)，這一點(diǎn)尤其必要，因?yàn)樾枰辽賰蓚€(gè)垂直的敏感軸。如果使一個(gè)分量對(duì)外部磁場(chǎng)不敏感，第二分量就需要屏蔽體。該項(xiàng)功能自然通過磁軛來保證實(shí)現(xiàn)，但根據(jù)所要求的幾何形狀和性能使其形狀優(yōu)化也十分必要。
[0028]由本發(fā)明限定的傳感器，既可用于線性傳感器，也可用于旋轉(zhuǎn)傳感器，其中，通過相同的實(shí)施方式可獲得其緊湊性及對(duì)致動(dòng)器所發(fā)射磁場(chǎng)的不敏感性。
[0029]本發(fā)明公開了將傳感器緊湊結(jié)合在致動(dòng)器內(nèi)而無需改變后者體積的一般性原理。在此沒有以窮舉的方式公開致動(dòng)器和磁性傳感器的各種技術(shù)，而是可在公知的且詳細(xì)的當(dāng)前已知的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)上，由本領(lǐng)域技術(shù)人員來選擇并根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行結(jié)合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在閱讀以下詳細(xì)實(shí)施示例，并參考附圖后體現(xiàn)出來，附圖分別是:
[0031]-圖1，根據(jù)第一實(shí)施方式，包括帶活動(dòng)磁體的致動(dòng)器的線性型定位組件的剖面視圖，
[0032]-圖2，圖1的位置的傳感器的細(xì)節(jié)的剖面視圖，
[0033]-圖3，圖1和圖2上所展示的定位組件的四分之三視圖，
[0034]-圖4a和4b，根據(jù)第二實(shí)施方式，包括帶活動(dòng)磁體的致動(dòng)器的線性型定位組件，
[0035]-圖5a和圖5b，旋轉(zhuǎn)型定位組件，
[0036]-圖6a和圖6b，根據(jù)第三實(shí)施方式，包括帶活動(dòng)磁體和可變磁阻的混合致動(dòng)器的線性型定位組件，
[0037]-圖7a和圖7b，根據(jù)第四實(shí)施方式，包括帶活動(dòng)磁體和可變磁阻的混合致動(dòng)器的線性型定位組件。
【具體實(shí)施方式】
[0038]圖1示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式，其中，致動(dòng)器帶有活動(dòng)磁體(4a、4b)且具有所謂“成比例”的性能。實(shí)際上，在致動(dòng)器的行程上所生成的力保持恒定，且與電線圈(7a和7b)內(nèi)注入的電流成比例，正如申請(qǐng)文獻(xiàn)FR2682542所描述的。
[0039]該致動(dòng)器包括由串聯(lián)或并聯(lián)連接的兩個(gè)線圈(7a、7b)構(gòu)成的固定定子組件，以及由外部的鐵磁管(8)、中央的鐵磁極(9a)和側(cè)邊的兩個(gè)鐵磁極(9b、9c)構(gòu)成的鐵磁定子(10)。
[0040]致動(dòng)器也包括相對(duì)于定子組件的活動(dòng)組件，由鐵磁軛(3)形成，聯(lián)結(jié)在輸出軸
(16)上的兩個(gè)永磁體(4a、4b)被固定在該鐵磁軛上，以用來沿主軸(6)移動(dòng)任意一外部構(gòu)件。所構(gòu)成的致動(dòng)器因此具有圍繞主軸(6)的軸對(duì)稱性，且更好地，磁體(4a、4b)呈徑向磁化，即沿來自主軸(6)的輻射徑向方向發(fā)生磁化。當(dāng)線圈(7a、7b)被供電時(shí)，定子的電極(9a、9b、9c)被極化,從而使磁體(4a、4b)被吸引到優(yōu)選的位置,在該位置上磁場(chǎng)被對(duì)齊。由于形成在定子和活動(dòng)部分上的不同磁極的形狀和尺寸，對(duì)于給定的供電電流，在通常能達(dá)到幾毫米——在此為接近5_——的確定的行程上所獲得的力保持恒定。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的傳感器，其獨(dú)立視圖可在圖2上可見，被安裝在磁軛(3)的內(nèi)部在該磁軛的凹部(18)內(nèi)，且由聯(lián)結(jié)至磁軛(3)的傳感器的磁體(2)和相對(duì)于致動(dòng)器的定子組件固定的磁敏探頭(I)構(gòu)成。優(yōu)選但非局限性地，該探頭(I)被安設(shè)在對(duì)稱軸(6)附近，從而能擺脫致動(dòng)器所生成的磁場(chǎng)。實(shí)際上，由于該致動(dòng)器的軸對(duì)稱性，由線圈(7a、7b)和磁體(4a、4b)生成的磁場(chǎng)在理論上在垂直于對(duì)稱軸(6)的各個(gè)方向上都為零。因此可使用該特性，從而將探頭的至少一個(gè)磁敏元件(I)設(shè)置在對(duì)稱軸(6)之上或靠近對(duì)稱軸(6),從而使其磁敏方向垂直于軸(6),由此僅對(duì)傳感器磁體(2)所生成磁場(chǎng)的幅值或方向敏感。在該實(shí)施方式中，傳感器磁體(2)呈徑向磁化的兩個(gè)環(huán)狀，在其線性移動(dòng)過程中，所述兩個(gè)環(huán)不會(huì)阻擋致動(dòng)器的軸的自由旋轉(zhuǎn)，但磁體的這種實(shí)施方式并非限制性的。
[0042]然而，對(duì)致動(dòng)器的固有的不敏感的該位置，并不是在所有的實(shí)施方式中被要求，此時(shí)磁軛(3)，如圖1所示，其尺寸被設(shè)定成可允許實(shí)現(xiàn)有效的磁屏蔽，從而確保探頭(I)對(duì)來自致動(dòng)器的磁場(chǎng)具有抗擾性。磁軛的尺寸(厚度、高度……)由此根據(jù)傳感器用途及所要求的精確度水平被探頭(I) 的所接受的干擾磁場(chǎng)的最小水平?jīng)Q定。
[0043]磁敏探頭(I)靠近致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)軸及在磁軛(3)上方部分上的定位允許使用該磁軛(3)的通常對(duì)磁通無用的一部分，因?yàn)楸绕鸫磐魅胫聞?dòng)器的主截面，其對(duì)應(yīng)于相對(duì)較小的截面，該截面根據(jù)高度，遠(yuǎn)離致動(dòng)器的中心，該致動(dòng)器中可能的磁飽和度更明顯。因此，傳感器在位于磁軛內(nèi)的致動(dòng)器中心的定位，對(duì)帶電流的致動(dòng)器的性能幾乎沒有影響。僅有伴有最強(qiáng)電流的性能——這種情況下，磁飽和度非常明顯——可被改變，但附圖的該情況僅對(duì)應(yīng)于致動(dòng)器的偶爾使用，這不符合其連續(xù)運(yùn)行的模式。
[0044]圖3示出定位組件的全視圖，其中，可注意到致動(dòng)器(11)圍繞對(duì)稱軸(6)的旋轉(zhuǎn)幾何形。在該實(shí)施示例中，在定位組件的上方部分可見電連接器(12)，允許定位組件(14)的致動(dòng)器和傳感器(15)之間的連接。該定位組件(14)可以借助穿孔固定元件(13)被固定在外部支撐件上。未顯示在該圖3上的輸出軸(16)因此被連接在所述構(gòu)件上，以用于在定位組件(14)的底部移動(dòng)。
[0045]圖4a以外部視圖示出第二實(shí)施方式的定位組件(14)，而圖4b以剖面圖示出該同一定位組件(14)，包括內(nèi)部和所有構(gòu)成元件的細(xì)節(jié)。該致動(dòng)器的行程比圖1-圖3的致動(dòng)器行程更大，接近15mm。
[0046]在圖4b的該視圖上，同樣存在致動(dòng)器(11)的相同結(jié)構(gòu)，其定子組件由三個(gè)磁極(9a、9b和9c)和兩個(gè)電線圈(7a、7b)構(gòu)成，且其活動(dòng)組件具有能支承兩個(gè)磁體(4a、4b)的磁軛(3)，該磁軛能沿軸(6)移動(dòng)輸出軸(16)，以用來根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用而致動(dòng)外部構(gòu)件。由此構(gòu)成的致動(dòng)組件具有圍繞軸(6)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
[0047]在凹入的磁軛(3)內(nèi)部設(shè)有位置傳感器，該位置傳感器包括聯(lián)結(jié)磁軛(3)的平行六面體磁體(2)以及定位于定位組件(14)的對(duì)稱軸(6)上的霍爾探頭型磁敏探頭(I)。由于被定位在該軸(6)上,探頭(3)具有取向?yàn)檠刂怪庇谛D(zhuǎn)軸(6)的方向的敏感軸中的至少一個(gè)，從而對(duì)致動(dòng)器所生成的磁場(chǎng)不敏感，且能僅檢測(cè)由傳感器磁體(2)生產(chǎn)的磁場(chǎng)幅值或方向。該探頭(I)由元件(17)支承，該元件能確保引導(dǎo)磁軛(3)，甚至避免該磁軛阻礙旋轉(zhuǎn)，該元件(17)因此具有雙重功能，允許使由此構(gòu)成的定位組件(14)保持緊湊性。
[0048]圖5a示出根據(jù)旋轉(zhuǎn)實(shí)施方式的定位組件(14)，而圖5b示出經(jīng)過組件(14)的主軸
(6)的橫剖面的同一組件。根據(jù)申請(qǐng)文獻(xiàn)FR2670629的信息，致動(dòng)器部分由4個(gè)相同的鐵磁極(9)構(gòu)成，每個(gè)鐵磁極支承一電線圈(7)，由此構(gòu)成的定子組件被固定在鐵磁基體(5)上。在由此構(gòu)成的被磁隙分開的該定子組件上，活動(dòng)組件相對(duì)于定子組件在垂直于主軸(6)的平面上旋轉(zhuǎn)定位。該活動(dòng)組件由磁軛(3)構(gòu)成，磁軛支承由4個(gè)磁化扇區(qū)構(gòu)成的磁化圓盤
(4)。由此構(gòu)成的致動(dòng)器具有圍繞主軸(6)的90°周期性。
[0049]檢測(cè)部分由傳感器磁體(2)保證，該傳感器磁體在磁軛內(nèi)實(shí)現(xiàn)的凹部(18)中與磁軛(3)聯(lián)結(jié)。磁敏探頭(I)被定位在相對(duì)于傳感器磁體(2)固定的主軸(6)上或靠近該主軸。致動(dòng)器的周期性保證，在主軸(6)的任意一點(diǎn)，與該軸(6)正交的磁場(chǎng)理論上為零，從而保證探頭(2)對(duì)致動(dòng)器所發(fā)射磁場(chǎng)的不敏感方向。
[0050]圖6a示出根據(jù)另一線性實(shí)施方式的定位組件(14)，而圖6b示出沿經(jīng)過主軸(6)的剖面的同一組件。在該實(shí)施方式中，由支承兩個(gè)磁體(4a、4b)的活動(dòng)鐵磁軛(3)構(gòu)成的致動(dòng)器具有凸出的幾何形狀，但具有圍繞主軸(6)的180°周期性。實(shí)際上，由于圍繞主軸(6)的這一周期性，磁體(4a)正好對(duì)應(yīng)磁體(4b),且在定子方面,鐵磁定子(10a)和線圈(7a)正好對(duì)應(yīng)鐵磁定子(IOb)和線圈(7b)。由此，由致動(dòng)器(磁體和線圈)生成的磁場(chǎng)在與主軸(6)正交的方向上，在該軸(6)上理論上為零。更好地，該特征可被用來在致動(dòng)器的凹部(18)磁軛(3)內(nèi)安裝與該磁軛(3)聯(lián)結(jié)的傳感器磁體(2)以及定位在軸(6)附近的磁敏探頭(1)，從而使其敏感軸的至少一個(gè)沿正交方向位于軸(6)上。以該種方式，可保證探頭(I)對(duì)致動(dòng)器磁場(chǎng)的不敏感性。
[0051]在圖6a和圖6b上，致動(dòng)器為混合類型，其將磁體(4a、4b)嵌入磁軛(3)中，并根據(jù)軸(6)生成成比例得到的軸向力分力，以及根據(jù)電流生成平方得到的分力，如提出該結(jié)構(gòu)的申請(qǐng)文獻(xiàn)FR2774824中所解釋的。
[0052]圖7a和7b，分別是定位組件(14)的另一實(shí)施方式的全視圖和剖面圖，除了致動(dòng)器功能，其具有與圖4a和4b的定位組件(14)相同的特征。致動(dòng)器以帶有可變磁阻和磁體的混合型致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)，在原理上相似于已經(jīng)在圖6a和6b的凸出型的致動(dòng)器中的描述。磁軛
(3)因此支承嵌入所述磁軛(3)內(nèi)的磁體(4)，且定子部分由圍繞主軸(6)的唯一的旋轉(zhuǎn)線圈(7)構(gòu)成。
[0053]圖8a和圖8b示出同一致動(dòng)器的兩個(gè)剖面圖，其中活動(dòng)磁軛(3)處于兩個(gè)不同的位置。其涉及帶有通常被稱為“螺線管”的可變磁阻的致動(dòng)器，該致動(dòng)器由局部呈錐形的鐵磁定子(10)和電線圈(7)構(gòu)成。由于磁阻的變化，當(dāng)電流流經(jīng)線圈(7)時(shí)，磁軛(3)被吸引至致動(dòng)器底部，如圖8b所示。當(dāng)電流不再流經(jīng)線圈內(nèi)，磁軛(3)因此處于如圖8a所示的一高位，其例如被彈簧(此處未示出)拉回，該彈簧在“螺線管”的軸上施加恢復(fù)力。致動(dòng)器呈圍繞主軸(6)對(duì)稱的幾何形狀，在主軸上，磁敏探頭(I)相對(duì)于定子(10)保持固定且至少敏感軸之一處于與主軸(6)正交的方向。因?yàn)檩S對(duì)稱性，探頭(I)的該敏感軸不會(huì)接收電線圈(7)所生成的任何磁場(chǎng)。傳感器磁場(chǎng)(2)與磁軛(3)聯(lián)結(jié)且因此根據(jù)磁軛(3)相對(duì)于定子(10)的位置而在探頭(I)的對(duì)面移動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種定位組件(14)，包括位置傳感器和磁性致動(dòng)器，所述致動(dòng)器包括由支承至少一個(gè)供電線圈(7)的至少一個(gè)鐵磁定子(10)構(gòu)成的定子組件、以及能夠相對(duì)于所述定子組件活動(dòng)的磁軛(3)，所述致動(dòng)器具有圍繞經(jīng)過所述磁軛(3)的所謂主軸(6)的旋轉(zhuǎn)的或周期性的幾何形狀，所述傳感器具有與所述磁軛(3)聯(lián)結(jié)的至少一個(gè)永磁體(2)以及相對(duì)于所述磁體(2)固定且能測(cè)量所述磁體(2)發(fā)射的磁場(chǎng)的幅值或方向的至少一個(gè)磁敏探頭(1)， 其特征在于，所述磁軛(3)具有包括所述致動(dòng)器的所述主軸(6)的內(nèi)部的凹部(18)，并且，所述磁體(2)被設(shè)置在所述凹部(18)內(nèi)部且與所述磁軛(3)聯(lián)結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位組件，其特征在于，所述磁敏探頭(I)在所述凹部(18)內(nèi)被設(shè)置成在所述主軸(6)附近，帶有取向?yàn)榇怪庇谒鲋鬏S(6)的至少一個(gè)檢測(cè)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位組件，其特征在于，所述電磁致動(dòng)器是包括設(shè)置在所述活動(dòng)磁軛(3)上的至少一個(gè)活動(dòng)磁體(4)的致動(dòng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位組件，其特征在于，所述電磁致動(dòng)器是不帶磁體的可變磁阻致動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位組件，其特征在于，所述電磁致動(dòng)器是帶有永磁體(4)的具有可變磁阻的混合致動(dòng)器。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的定位組件，其特征在于，所述磁敏元件(I)是對(duì)由所述傳感器的所述磁體(2)發(fā)射的磁場(chǎng)的幅值敏感的霍爾探頭或磁阻探頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的定位組件，其特征在于，所述磁敏探頭(I)是對(duì)由所述傳感器的所述磁體(2 )發(fā)射的磁場(chǎng)的方向敏感的霍爾探頭。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的定位組件，其特征在于，所述傳感器磁體(2)全部位于所述磁軛(3)的所述凹部(18)內(nèi)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的定位組件，其特征在于，所述磁敏探頭(I)由支撐件支承，所述支撐件用作為所述磁軛(3 )的機(jī)械引導(dǎo)件。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的定位組件，其特征在于，所述傳感器磁體(2)具有根據(jù)移動(dòng)方向而在強(qiáng)度或方向方面可變的磁性。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的定位組件，其特征在于，所述傳感器磁體為單極，即具有唯一的磁性方向，且具有沿移動(dòng)方向不變的幾何形狀或沿移動(dòng)方向可變的幾何形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的定位組件，其特征在于，所述傳感器磁體由殘余鋼制成。
【文檔編號(hào)】H02K33/02GK103814508SQ201280038594
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】哈維爾·里奧斯-克薩達(dá), 米夏埃爾·德爾巴爾, 紀(jì)堯姆·盧塞爾 申請(qǐng)人:移動(dòng)磁體技術(shù)公司