CN100419431C - 用于检测转速的传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测转速的传感器，包括：线轴；缠绕在线轴周围的线圈；磁体，布置在线轴上以与线圈相邻；壳体(10b)，用于包围其上设置有线圈和磁体的线轴；密封圈口(80)，其注射成型在所述线轴和所述壳体上，并被固定在所述线轴和所述壳体上以作为单体；以及音轮，其形成为中空圆筒形，并且在其圆周上具有多个槽，该音轮位于所述磁体的外侧与所述壳体的内侧之间，用于通过相对于所述磁体进行转动与该磁体一起产生磁场变化，从而对于所述线圈感应出电动势。

Description

用于检测转速的传感器

技术领域

本发明涉及一种用于检测转速的传感器，更具体地涉及这样一种用于检测转速的传感器，其能够提高耐用性、可靠性和输出性能，减小尺寸和重量，并降低生产成本。

背景技术

如果当驾驶员突然踩下刹车或者他/她在恶劣的路面上踩下刹车时而使车轮锁死，则无法控制车辆。ABS系统通过防止锁死并维持最佳滑动状态，来限制事故的发生。

例如，可以将作为单体安装在车辆的轮轴轴承上的可变磁阻(VR)传感器应用于ABS系统。

汽车制造公司使用与轴承结合的VR传感器来使组装工艺简化和模块化。因此，通过将诸如传感器的相关元件与轮轴轴承相结合来实现小型化的3G(代)轴承已经被广泛采用。

图1A至1H为示意图，显示出与3G轴承结合的传统VR传感器。

传统的VR传感器包括壳体10a、线轴40a、磁体20a、线圈30a、外壳70和音轮200a。

图1A是显示壳体10a的示意立体图。

该壳体10a阻挡外部磁场，并防止由磁体20a产生的磁场向外泄漏。

图1B是显示磁体20a的示意性立体图。

磁体20a形成为具有预定宽度和厚度的环状。N极和S极交替地形成在磁体20a的内圆周上。

图1C是显示其上布置有磁体20a的线轴40a的示意性立体图。

线轴40a是其上安装有线圈30a和磁体20a的基础结构。在磁体20a被插入模具中的状态下，线轴40a被注射成型(即，执行整体注射成型或者插入注射成型)，因此制造出结合有磁体20a的线轴40a。

图1D是示意性立体图，显示出其中线圈30a缠绕在图1C的组件周围的状态。

线圈30a缠绕在线轴40a的外圆周周围。线圈30a缠绕在磁体20a和音轮200a的磁场区域处，用来将磁场变化转变为电信号。

图1E为示意性立体图，显示出其中图1A的壳体10a与图1D的组件相接合的状态，而图1F是示意性立体图，显示出外壳70接合到图1E的组件上。

如图1E和1F所示，壳体10a和外壳70被依次接合到图1D的组件上。

图1G是显示音轮200a的示意性立体图。

音轮200a与磁体20a一起产生磁场结构。

音轮200a形成为环状。在音轮200a的外圆周上以预定间隔形成有多个齿。齿的数量与形成在磁体20a的内圆周上的磁极的数量，即N极和S极的数量相等。

音轮200由磁性材料制成，并通过烧结来制造。

图1H为示意性剖视图，显示出图1F的组件与图1G的音轮200a的接合状态，即，用于检测转速的传统传感器的整体结构。

如图1H所示，音轮200a安装在形成于线轴40a内圆周上的磁体20a的内部，以形成与磁体20a同心的圆。

当音轮200a旋转时，音轮200a的齿与磁体20a的N极和S极之间的距离发生变化，因此由该音轮200a和磁体20a形成的磁通量改变，从而对于线圈30a感应出电动势。

当音轮200a的转速发生变化时，磁场的磁通量变化率改变，从而感应电动势的量发生变化。感应电动势通过缆线(未示出)向外传送并被解析。即，如图2所示，以电压和频率的形式检测到音轮200a的转速作为电信号，并传送给作为车辆控制装置的ECU。

然而，用于检测转速的传统传感器具有以下缺点。

首先，图1的壳体10a和外壳70是根据简单的组装工艺而接合到图1D的组件上的，这导致耐用性和可靠性较低。

另外，音轮200a在外圆周上具有所述齿，从而增加了重量和成本。

从结构上来说，音轮200a的齿的轴向高度必须被设计为相对很小，因此不能充分地感应出磁场。结果，作为传感器最重要特性的输出电压特性退化。即，音轮200a的齿被设计为面对磁体20a的部分内圆周，因此不能充分地感应出磁场。

发明内容

为解决以上问题而提出本发明。本发明的一个目的是提供一种检测转速的传感器，其能够提高耐用性和可靠性。

本发明的另一目的是提供一种检测转速的传感器，其能够减小尺寸和重量并降低生产成本。

本发明的又一目的是提供一种检测转速的传感器，其能够通过充分地感应出磁场而获得高输出电压。

为了实现本发明的上述目的，提供了一种检测转速的传感器，其包括：线轴；缠绕在该线轴周围的线圈；磁体，其布置在所述线轴上以与所述线圈相邻；壳体，用于包围具有所述线圈和磁体的线轴；密封圈口(overmold)，其注射成型在所述线轴和壳体上，并被固定在线轴和壳体上作为单体；以及音轮，其形成为中空圆筒形，并且在其圆周上具有多个槽，该音轮位于所述磁体的外侧与所述壳体的内侧之间，通过相对于所述磁体进行转动与该磁体一起产生磁场变化，从而对于所述线圈感应出电动势。

优选地，音轮的所述槽具有足够的轴向高度，以在径向上面对所述线圈和磁体。

优选地，所述磁体形成在线轴的外圆周上，而其上设置有磁体的线轴定位在音轮的中空内部。

优选地，所述音轮通过冲压处理而制成。

附图说明

参照附图，可以更好地理解本发明，仅以示例的方式给出这些附图，因此它们并非用于限制本发明，在附图中：

图1A至1H是显示用于检测转速的传统传感器的示意图，其中：

图1A是显示壳体的示意性立体图；

图1B是显示磁体的示意性立体图；

图1C是显示其上设置有磁体的线轴的示意性立体图；

图1D是示意性立体图，显示出其中线圈缠绕在图1C的组件周围的状态；

图1E为示意性立体图，显示出其中图1A的壳体与图1D的组件相接合的状态；

图1F是示意性立体图，显示出一外壳接合到图1E的组件上；

图1G是显示音轮的示意性立体图；以及

图1H为示意性剖视图，示出了图1F的组件与图1G的音轮的接合状态，即，用于检测转速的传统传感器的整体结构；

图2是显示图1H的用于检测转速的传统传感器的输出值的曲线图；

图3A至3H是显示出根据本发明的用于检测转速的传感器的示意图，其中：

图3A是显示壳体的示意性立体图；

图3B是显示磁体的示意性立体图；

图3C是显示其上设置有磁体的线轴的示意性立体图；

图3D是示意性立体图，显示出其中线圈缠绕在图3C的组件周围的状态；

图3E为示意性立体图，显示出其中图3A的壳体与图3D的组件相接合的状态；

图3F是示意性立体图，显示出其中在图3E的组件上注射成型有密封圈口以作为单体的状态；

图3G是显示出音轮的示意性立体图；

图3H为示意性剖视图，显示出图3F的组件与图3G的音轮的接合状态，即，根据本发明的用于检测转速的传感器的整体结构；以及

图4是显示出图3H的用于检测转速的传感器的输出值的曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图来详细说明根据本发明的用于检测转速的传感器。

图3A至3H是显示出根据本发明的用于检测转速的传感器的示意图。

用于检测转速的传感器包括壳体10b、磁体20b、线轴40b、线圈30b、密封圈口80以及音轮200b。

图3A是显示壳体10b的示意性立体图。

壳体10b形成在该传感器的外部位置处，用来阻挡外部磁场并防止由磁体20b产生的磁场向外泄漏。

图3B是显示磁体20b的示意性立体图。

磁体20b形成为具有预定宽度和厚度的环状。N极和S极交替地形成在磁体20b的外圆周上。

图3C是显示其上设置有磁体20b的线轴40b的示意性立体图。

线轴40b是其上安装有线圈30b和磁体20b的基础结构。

图3D是示意性立体图，显示出其中线圈30b缠绕在图3C的组件周围的状态。

线圈30b缠绕在线轴40b的外圆周周围。线圈30b缠绕在磁体20a和音轮200b的磁场区域处，用来将磁场变化转变为电信号。因此，线圈30b与磁体20b相邻地缠绕。

图3E为示意性立体图，显示出其中图3A的壳体10b与图3D的组件相接合的状态。

参照图3E，壳体10b形成为包围图3D的组件。

图3F是示意性立体图，显示出其中密封圈口80注射成型在图3E的组件上以作为单体的状态。

密封圈口80注射成型在线轴40b和壳体10b上，并被固定在线轴40b和壳体10b上以作为单体。结果，与传统组装工艺相比较，本发明可以简化制造工艺，并提高产品的可靠性和耐用性。

图3G是显示音轮200b的示意性立体图。

音轮200b与磁体20b一起产生磁场。音轮200b形成为中空的圆筒形状。

在音轮200b的圆周上形成有多个槽。槽的数量与形成在磁体20b的外圆周上的磁极的数量，即N极和S极的数量相等。音轮200b由磁性材料制成。

因为音轮200b在其圆周上具有多个槽，而不是在其外圆周上具有齿，所以用于检测转速的传感器可以减小尺寸和重量，并降低生产成本。此外，通过冲压处理来制造音轮200b，从而进一步降低了生产成本。

图3H为示意性剖视图，显示出图3F的组件与图3G的音轮200b的接合状态。

当音轮200b旋转时，音轮200b的槽相对于磁体20b的N极和S极进行相对转动，因此由该音轮200b和磁体20b形成的磁通量发生变化，从而对于线圈30b感应出电动势。

当音轮200b的转速发生变化时，磁场的磁通量变化率也改变，从而感应电动势的量发生变化。感应电动势通过缆线(未示出)向外传送并被解析。即，如图4所示，以电压和频率的形式检测音轮200b的转速作为电信号，并传送给作为车辆控制装置的ECU。

如图3H所示，磁体20b形成在线轴40b的外圆周上，并且音轮200b定位在磁体20b的外侧。即，其上设置有磁体20b的线轴40b位于音轮200b的中空内部。因此，音轮200b位于磁体20b和壳体10b之间。然而，与传统结构相同，音轮200b也可以位于线轴40b的内部。音轮200b形成了与磁体20b同心的圆。

音轮200b的槽具有足够的轴向高度，以在径向上面对线圈30b和磁体20b，从而充分地感应出磁场。根据本发明，音轮200b的轴向高度，更精确地说，音轮200b的槽的轴向高度可以被设计为高于传统音轮200a的齿的高度，而不增加重量和生产成本。因此，可以通过充分的磁场感应而获得高的输出电压。

另外，音轮200b的径向厚度可以被设计为相对较小，并且可以将音轮200b安装在线轴40b的内部或外部。因此，可以更加自由地设计用于检测转速的传感器。例如，在线轴40b内部需要空闲空间来安装附加结构的情况下，本发明的传感器结构(音轮200b安装在线轴40b的外部)就非常合适。

本发明的传感器适于安装在轴承上以作为单体，并且特别适用于车辆的ABS系统。

如上所述，根据本发明，用于检测转速的传感器通过整体注射成型而不是通常的简单组装工艺将壳体固定在线轴上，从而简化了制造工艺，并提高了耐用性和可靠性。

此外，减小了产品的尺寸和重量，并降低了其成本。具体地，当通过冲压处理来制造音轮时，就可以显著地降低生产成本。

用于检测转速的所述传感器可以通过充分感应出磁场而获得高且稳定的输出电压。

另外，可以自由地以多种结构来设计和制造用于检测转速的传感器。

尽管对本发明的优选实施例进行了说明，但是应该理解，本发明不应限于这些优选实施例，对于本领域的技术人员来讲，可以在所附权利要求所要求保护的本发明的精神和范围内，对本发明进行多种变化和修改。

Claims (4)

1. 一种用于检测转速的传感器，包括：

线轴；

缠绕在该线轴周围的线圈；

磁体，其布置在所述线轴上以与所述线圈相邻；

壳体，用于包围其上设置有所述线圈和所述磁体的所述线轴；

音轮，其形成为中空圆筒形，并且在其圆周上具有多个槽，该音轮位于所述磁体的外侧与所述壳体的内侧之间，通过相对于所述磁体进行转动与该磁体一起产生磁场变化，从而对于所述线圈感应出电动势；以及

密封圈口，其注射成型在所述线轴和壳体上，并被固定在所述线轴和壳体上以作为单体。

2. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述音轮的槽具有足够的轴向高度，以在径向上面对所述线圈和磁体。

3. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述磁体形成在所述线轴的外圆周上，并且其上设置有所述磁体的所述线轴位于所述音轮的中空内部。

4. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述音轮通过冲压处理而制成。

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