包括磁體和霍爾效應探針的傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種傳感器(20)，包括：霍爾效應探針(20)，僅通過其連接銷(22)緊固且包括傳感元件(23)；磁體(30)，包括具有基部(31)的腔體(32)，且傳感元件(23)容納在該腔體中；具有軸線(34)的柱形孔(33)，該柱形孔從所述基部(31)朝向磁體(30)內(nèi)側(cè)延伸，霍爾效應探針能夠在腔體(32)內(nèi)移動。
【專利說明】
包括磁體和霍爾效應探針的傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括磁體和霍爾效應探針的傳感器，且意圖檢測移動金屬物體是否在霍爾效應探針前方，且還涉及用于這種傳感器的磁體。

【背景技術(shù)】
[0002]為了檢驗移動金屬物體的存在，已知使用包括聯(lián)接至霍爾效應探針的磁體的傳感器。
[0003]這樣的傳感器例如用于檢測變速箱的爪形離合器的軸線的位置，或凸輪軸的位置。圖1示出曲線10，其表示磁感應強度變化作為移動物體關(guān)于霍爾效應探針的位置的函數(shù)。磁感應強度的值在移動物體遠離霍爾效應探針移動時減小。
[0004]當前，特別是機動車輛的制造商要求移動物體關(guān)于霍爾效應探針的位置自傳感器起動時被確定。該功能稱為TPO(真實開啟)。
[0005]該功能由此使得可以確定在起動時移動物體是否面向霍爾效應探針。為此，磁感應強度臨界值12在工廠中設(shè)定。
[0006]由此，當傳感器起動時，如果由霍爾效應探針檢測到的磁感應強度的值高于臨界值12，這被解釋為移動物體面向霍爾效應探針。相反，如果當傳感器起動時，由霍爾效應探針檢測到的磁感應強度的值低于臨界值12，這被解釋為移動物體沒有面向霍爾效應探針。
[0007]隨著傳感器的壽命，可發(fā)生的是，霍爾效應探針相對于磁體移動，且然后磁感應強度值改變。曲線14是表示在霍爾效應探針移動之后的磁感應強度的變化的曲線。
[0008]如圖1所示，在霍爾效應探針移動之后不再達到臨界值12，且TPO功能不再滿足。
[0009]為了解決該問題，已知的實踐是將霍爾效應探針緊固在傳感器中，且因此使得霍爾效應探針相對于磁體不移動。該緊固例如通過將樹脂鑄入在傳感器中執(zhí)行，由此環(huán)繞霍爾效應探針。
[0010]這樣的方案具有其他缺點。例如，霍爾效應探針的緊固由于霍爾效應探針中(特別是焊道位置處)的熱膨脹導致機械應力的出現(xiàn)。此外，樹脂的布置是麻煩的，且要求使用適當機器。
[0011]自文獻US 5 637 995,已知由包括傳感兀件的探針、永磁體、夕卜殼和罩構(gòu)成的傳感器。永磁體具有凹部和通孔，該通孔沿永磁體的中央軸線延伸。通孔與凹部連通。探針沿通孔延伸到凹部中，傳感元件容納在凹部的位置處。永磁體和探針通過外殼和罩保持在位。探針在磁體中保持在位，以便永久地與罩接觸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提出一種包括磁體和霍爾效應探針的傳感器，其不具有現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
[0013]為此，提出一種傳感器，其包括:
[0014]-霍爾效應探針,包括傳感元件，
[0015]-磁體,包括具有底部的凹部,且傳感元件容納在其中，磁體還包括具有軸線的柱形孔，該柱形孔從所述底部延伸到磁體內(nèi)側(cè)，
[0016]霍爾效應探針可在凹部內(nèi)移動。
[0017]柱形孔使得可以降低磁感應強度，特別是使得后者在霍爾效應探針的傳感元件的位置處達到大約為O高斯的值。
[0018]柱形孔可具有圓形橫截面。
[0019]凹部的底部可限定橫向平面，特別地垂直于柱形孔的軸線。
[0020]霍爾效應探針可容納在凹部中。
[0021]該平面可形成用于霍爾效應探針沿柱形孔的軸線的運動的端部止檔件。
[0022]換句話說，在凹部內(nèi)的霍爾效應探針的移動可不涉及其在柱形孔內(nèi)的移動。
[0023]在其在凹部內(nèi)的移動期間，探針可保持在孔外側(cè)。垂直于探針的柱形孔的軸線測量的尺寸特別地大于垂直于柱形孔軸線的柱形孔的尺寸。
[0024]探針的運動可排他地在孔之外發(fā)生。
[0025]有利地，霍爾效應探針沒有容納在柱形孔中，甚至沒有部分地容納在柱形孔中。
[0026]有利地，柱形孔是一端不通的，S卩，孔沿其軸線的僅一個端部敞開，而另一端部關(guān)閉。
[0027]凹部可經(jīng)由兩個孔口敞開到磁體外側(cè)，所述兩個孔口平行于孔的軸線設(shè)置。這些孔口可制造在孔中或不制造在其中。
[0028]柱形孔可經(jīng)由兩個孔口敞開到磁體外側(cè)，所述兩個孔口平行于孔的軸線設(shè)置。
[0029]由于這些孔口，可避免與孔的軸線平行且圍繞所述孔設(shè)置的磁體的薄壁的存在。
[0030]孔口可繞孔的軸線直徑上相對。
[0031]在本發(fā)明的示例性實施例中，孔是一端不通的，且經(jīng)由兩個孔口敞開到磁體外側(cè)，所述兩個孔口平行于所述孔的軸線設(shè)置。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的該示例性實施例，孔沿其軸線的一個端部是關(guān)閉的，兩個孔口制造在所述軸線的每側(cè)上，孔口特別地直徑上相對。
[0032]有利地，磁體的尺寸使得，在霍爾效應探針移動期間，由傳感元件感知的磁感應強度值保持大體恒定。
[0033]磁體的尺寸特別地使得，在霍爾效應探針運動期間由傳感元件感知的磁感應強度的變化不可使表示磁場的曲線關(guān)于相應TPO的臨界值運動。TPO功能因此保持為可操作。
[0034]換句話說,磁體的尺寸可使得,在霍爾效應探針的移動的容差范圍內(nèi)，由傳感元件感知的磁感應強度值保持大體恒定。
[0035]由此，則不是必須用樹脂緊固霍爾效應探針，且因此沒有在霍爾效應探針上出現(xiàn)機械應力，且TPO功能保持為可操作的。
[0036]凹部可具有平行六面體形狀。探針則可具有允許其被接收在凹部中的形狀。
[0037]傳感器可包括支撐件，霍爾效應探針可緊固到該支撐件，例如僅通過連接引線。
[0038]這些引線可以是柔性的，且探針的連接引線的該柔性可允許探針在凹部中移動。
[0039]磁體和霍爾效應探針每個可直接或以其他方式鏈接至同一個支撐件。磁體和霍爾效應探針可每個連結(jié)到該同一支撐件上。該支撐件可以是傳感器的外殼。
[0040]磁體和霍爾效應探針可沒有剛性地地聯(lián)接在一起，與樹脂被用于使磁體相對于霍爾效應探針不動的情況相反。
[0041]磁體和霍爾效應探針可由此均被鏈接至同一個支撐件，而不是磁體和霍爾效應探針被剛性地聯(lián)接到一起。
[0042]霍爾效應探針能夠沿平行于孔的軸線的方向移動和/或沿垂直于所述軸線的平面在凹部中移動。
[0043]本發(fā)明還提出一種用于根據(jù)前述實施例的一個的傳感器的磁體，所述磁體具有凹部，該凹部具有底部且意圖容納霍爾效應探針的傳感元件，且該磁體還包括柱形孔，該柱形孔具有軸線且從所述底部延伸到磁體內(nèi)側(cè)。
[0044]有利地，柱形孔是一端不通的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]本發(fā)明的上述特征以及其他特征將在閱讀示例性實施例的以下描述時變得更加清晰可見，所述參考附圖給出，在附圖中:
[0046]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的傳感器的磁場中的變化的曲線，
[0047]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器的所謂正視圖，
[0048]圖3是圖2的傳感器的俯視圖，
[0049]圖4是用于圖2的傳感器的磁體的正視圖，
[0050]圖5是圖4的磁體的側(cè)視圖，和
[0051]圖6示出用于根據(jù)本發(fā)明的傳感器的磁場的曲線。

【具體實施方式】
[0052]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器20的正視圖，圖3是傳感器20的俯視圖。傳感器20包括磁體30和霍爾效應探針21。
[0053]傳感器20還包括基部(但沒有示出)，磁體30緊固在其上?；魻栃结?1包括傳感元件23，且其通過其連接引線22緊固到印刷電路板(未示出)上或凸片上。印刷電路板本身緊固到基部上，該基部可形成保護外殼，磁體30、霍爾效應探針21和印刷電路板容納在其中。
[0054]磁體30具有帶底部31的敞開凹部32，霍爾效應探針21和更特別地傳感元件23容納在其中。
[0055]在所示例子中，凹部32具有平行六面體的形狀，其通過底部31限制，且在與底部31相對的面上敞開。平行六面體沿其兩個另外的平行面通過磁體30限制，且沿所述兩個剩下的平行面敞開。
[0056]霍爾效應探針21沉入到凹部32中。磁體30的一部分面朝霍爾效應探針21的兩個平行邊緣。
[0057]磁體30還具有柱形孔33，該柱形孔具有軸線34，且從底部31延伸到磁體30的內(nèi)偵U。軸線34垂直于底部31，即垂直于霍爾效應探針21延伸所沿的平面。
[0058]柱形孔33是一端不通的?？?3的尺寸可取決于磁體30的尺寸，特別是其沿軸線34的尺寸，且取決于沿垂直于該軸線34的平面的尺寸，和/或取決于凹部32的尺寸。
[0059]磁體30關(guān)于通過軸線34的平面的一個大體對稱。
[0060]當傳感器20被組裝時，傳感元件23的優(yōu)選位置使得傳感元件23容納在凹部32中，且定位在軸線34上。
[0061]霍爾效應探針21沒有通過樹脂緊固。在所示例子中，其僅通過其連接引線22緊固，該連接引線經(jīng)由平行六面體的兩個剩下的敞開面的一個離開凹部32?；魻栃结?1因此可在優(yōu)選位置附近相對于磁體30在容差范圍內(nèi)移動。容差范圍通過部件的質(zhì)量容差、在部件在其之間的組裝容差和隨傳感器20壽命發(fā)生的移動而限定。
[0062]傳感元件23由此可在凹部32中沿與軸線34平行的第一方向移動和沿與底部31平行的平面繞軸線34移動。底部31的長度特別地被確定為允許霍爾效應探針21的引入，且限制霍爾效應探針21在凹部32中移動。
[0063]磁體30的尺寸使得，在霍爾效應探針21移動期間由傳感元件23感知的磁感應強度的變化不可使表示磁場的曲線關(guān)于相應TPO的臨界值移動。TPO功能因此保持為可操作。
[0064]換句話說，磁體30的尺寸使得，在霍爾效應探針21的移動的容差范圍內(nèi)，由傳感元件23感知的磁感應強度值保持大體恒定。
[0065]由此，不是必須用樹脂緊固霍爾效應探針21，且因此沒有在霍爾效應探針21上出現(xiàn)機械應力，且TPO功能保持為可操作的。
[0066]圖6是顯示通過傳感元件23感知的磁感應強度的圖表，其是傳感元件23沿軸線34的位置的函數(shù)。
[0067]橫坐標軸線的零點對應于傳感元件23的理論位置，如其在傳感器20的設(shè)計期間已經(jīng)被設(shè)計的，即，當傳感元件23在軸線34上時，且當霍爾效應探針21在凹部32的底部時。橫坐標軸線的每個刻度對應于0.5_。由于其保持在容差范圍內(nèi)的可行的運動，霍爾效應探針21的實際位置從Omm (在凹部32的底部處的位置)至-0.5mm (從凹部32的底部偏離的位置)變化。
[0068]縱坐標軸線的零點對應于0G?？v坐標軸線的每個刻度對應于500G。
[0069]曲線61對應于由現(xiàn)有技術(shù)的傳感器的霍爾效應探針的傳感元件感知的磁感應強度。
[0070]曲線62對應于根據(jù)本發(fā)明的傳感器20的霍爾效應探針21的傳感元件23感知的磁感應強度。
[0071]在現(xiàn)有技術(shù)的傳感器的情況下，在傳感元件的運動范圍內(nèi)的磁感應強度的變化大約為300G。
[0072]在根據(jù)本發(fā)明的傳感器30的情況下，在傳感元件23的運動范圍內(nèi)的磁感應強度的變化為1G量級。
[0073]磁體30例如通過模制獲得。在變體中，磁體是壓縮、燒結(jié)或機加工磁體。
[0074]在霍爾效應探針21時來自INFINEON的探針且具有標準TLE 498x的情況下，圖4和圖5以正視圖和俯視圖示出磁體30的特定實施例。
[0075]磁體30由5.5mm高度(沿軸線34測量)的塊構(gòu)成。塊是定心在軸線34上的直徑為1mm的柱體的一部分。柱體通過關(guān)于軸線34對稱的兩個平行面限定。兩個平面之間的距離是4.92mm。
[0076]凹部32具有定心在軸線34上且垂直于限制柱體的平面的矩形形狀。底部31的平行于平面的長度是5.47mm，且底部31的垂直于平面的寬度是4.92mm。凹部32的平行于軸線34的高度是1.08mm。
[0077]柱形孔33具有4.9mm的直徑，和相對于底部31的1.75mm的高度(沿軸線34測量)。在所考慮的例子中，限制柱形孔33的壁經(jīng)由縫隙敞開到限定柱體的每個平面上，該縫隙垂直于所述平面且具有在軸線34每側(cè)對稱地分布的2.6mm寬度。
[0078]當然，本發(fā)明沒有限制于所述和所示例子和實施例，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員可獲得的許多變體開放。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器(20),包括: -霍爾效應探針(21),包括傳感元件(23), -磁體(30)，包括具有底部(31)的凹部(32)，且其中傳感元件(23)容納在其中，磁體還包括具有軸線(34)的柱形孔(33)，該柱形孔從所述底部(31)延伸到磁體(30)內(nèi)側(cè)， 霍爾效應探針可在凹部(32)內(nèi)移動。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器(20)，其中所述柱形孔(33)具有圓形橫截面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的傳感器(20)，其中所述凹部(32)的底部限定橫向平面，特別地垂直于所述柱形孔(33)的軸線。
4.如權(quán)利要求3所述的傳感器(20)，其中所述橫向平面形成用于所述霍爾效應探針(21)沿柱形孔(33)的軸線的運動的端部止檔件。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的傳感器(20)，其中所述探針的運動排他地在孔(33)之外發(fā)生。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的傳感器(20)，其中所述柱形孔(33)是一端不通的。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的傳感器(20)，其中所述磁體(30)的尺寸使得，在霍爾效應探針(21)的運動期間，由傳感元件(23)感知的磁感應強度值保持大體恒定。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的傳感器(20)，其中所述凹部(32)具有平行六面體形狀。
9.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的傳感器(20)，其中所述磁體(30)和霍爾效應探針(21)沒有被剛性地聯(lián)接。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的傳感器(20)，其中所述霍爾效應探針(21)能夠沿平行于孔(33)的軸線(34)的方向移動和/或沿垂直于所述軸線(34)的平面移動。
11.如權(quán)利要求10所述的傳感器(20)，其中所述霍爾效應探針(21)排他地沿垂直于所述軸線(34)的平面移動。
12.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的傳感器，其包括支撐件，且所述磁體(30)和霍爾效應探針(21)每個鏈接到該支撐件。
【文檔編號】G01D5/14GK104169686SQ201380014794
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月16日
【發(fā)明者】V.吉貝特 申請人:Sc2N公司