CN103978638B - 一种集磁环注塑模具及注塑集磁环的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集磁环的注塑模具，及运用注塑模具注塑加工集磁环的方法。其第一个导磁环的下表面与台阶的上表面贴合，各滑块凸台的下表面压于第一个导磁环的上表面，凸台的厚度控制第二个导磁环与第一个导磁环之间的间距，其第二个导磁环压于各滑块凸台的上表面，再由上模压于第二个导磁环上。其各滑块的前端通过弧形抵压面与导磁环接触，后端被挡块限制位置。第一滑块凸台的宽度正好为两个突齿之间的间距，且凸台两侧还设有固定突齿的卡槽。在上模腔与下模腔中均设置有支撑突齿的支撑柱。如此，两个导磁环被完全固定于注塑模腔中，其相对位置在注塑过程中也不会发生变化。其注塑产品也相应的性能较好，导磁通畅，保证了传递信号的准确性。

Description

一种集磁环注塑模具及注塑集磁环的方法

技术领域

本发明涉及注塑加工领域，尤其涉及一种车辆电动转向系统的扭矩传感器用集磁环的注塑模具，及运用注塑模具注塑加工集磁环的方法。

背景技术

电动转向系统(EPS)基本包含：转向机构、扭矩传感器、控制器(ECU)。扭矩传感器作为EPS系统的神经元，感知驾驶员施加在方向盘上的扭矩，是EPS关键零部件之一。国内外对非接触式扭矩传感器的性能提升从未停止，日本捷太格特公司采取闭环的方式提高导磁的稳定性；美国伯恩斯公司采用大导磁面的集磁方式增加导磁通路来，提高信号的可靠性；韩国大星公司采用小折弯角的方式来减小磁路中的损耗，加强信号源。

由于上述公司的产品成本相对较高，本申请人自行设计、研发了一种成本较低、使用性能较佳的非接触式扭矩传感器。作为扭矩传感器核心部件的集磁环结构如图1所示，其由图2所示的一对导磁卡环作为骨架，由热塑聚酯注塑而成。这种集磁环结构性能完好、导磁通路顺畅，且成本较低。

图2所示的导磁卡环为非封闭式的圆环结构，其在圆环端面上并排设有两个结构相同的突齿1a，在与突齿1a相对的圆环上设有开口1b，为了保证导磁环磁路通畅，上下相对设置的两个导磁环必须相互平行，且突齿1a与开口1b的位置在竖直方向上的投影重合。由于两个导磁环是相互独立的，其导磁环之间没有任何支撑连接件，在注塑的过程中如何保证两个导磁环之间的相对位置，是一个丞待解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种注塑加工图1所示集磁环的专用注塑模具，及运用上述注塑模具注塑加工集磁环的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种集磁环注塑模具，包括上模和下模，所述上模上设有注塑口，所述下模的下部设有脱模装置，所述下模包括下模芯与下模腔，所述下模芯的直径与导磁环的内径相匹配；所述下模芯的外圆周由所述下模腔的腔体向上延伸形成用于支撑导磁环的台阶，所述下模腔的腔底与导磁环突齿相适应的位置向上延伸设有支撑柱；所述上模包括上模芯和上模腔，所述上模腔的腔底设有浇口及与导磁环突齿相适应的支撑柱；所述下模腔的周围还设有多个用于固定导磁环的滑块，包括导磁环突齿一侧对应的第一滑块、开口一侧对应的第二滑块及突齿与开口之间的第三滑块，所述滑块的前端设有凸台，所述凸台的厚度与两个导磁环之间的间距相匹配，所述滑块的前端还设有与导磁环相匹配的弧形抵压面；所述第一滑块上的凸台的宽度与两个突齿之间的间距相匹配，所述凸台两侧还设有固定突齿的卡槽。

进一步的，所述浇口在所述上模腔的腔底沿圆周方向均匀分布有至少2个，所述浇口处设有由腔底向腔外延伸的凸起，所述浇口设于所述凸起上。

进一步的，所述上模上部设有上模固定架，所述上模与上模固定架接触的表面上设有浇道，所述浇道具有与所述浇口数量相适应的分支浇道，所述每个分支浇道的端部与相对应的浇口连通。

进一步的，所述第二滑块具有两个凸台，分别对应支撑导磁环开口的两端。

进一步的，所述下模上设有与滑块相适应的滑行腔，所述滑块的底部设有凸条，所述滑行腔的底部设有与所述凸条相匹配的滑槽。

进一步的，所述滑块的长度小于所述滑行腔的长度，所述上模的下表面在与所述滑行腔相应的位置设有挡块，所述上模与所述下模合模时，所述挡块用于限定所述滑块的位置。

进一步的，所述上模与下模之间设有至少两组互相匹配的导向柱与导向孔。

进一步的，所述脱模装置可移动设置于所述下模的下部，所述脱模装置上设置有多个脱模柱，所述下模上设有多个与所述脱模柱相匹配的脱模孔，所述下模的分型面处、所述下模腔的腔底、所述滑行腔内均分布有脱模孔。

进一步的，所述上模与下模之间设有至少2组注塑模腔，相邻2组注塑模腔之间设有第四滑块，所述第四滑块的两端设有互相对称的凸台与弧形抵压面，所述第四滑块上设有定位柱，所述上模上设有与所述定位柱相匹配的定位孔。

一种利用上述集磁环注塑模具注塑加工集磁环的方法，包括以下步骤：

a.将下模的位置固定，依次将所述滑块划开；

b.将第一个导磁环设有突齿的一端朝上，套于下模芯上，其导磁环的下表面与台阶的上表面贴合，其突齿朝向第一滑块一侧；

c.滑入第一滑块，调整第一个导磁环的位置，使得第一滑块的凸台正好位于两个突齿之间；

d.依次滑入第二滑块、第三滑块及第四滑块，使所述滑块凸台的下表面压在第一个导磁环的上表面，所述弧形抵压面压于第一导磁环的外圆周面；

e.将第二个导磁环设有突齿的一端朝下，套于下模芯上，其导磁环的下表面与各滑块凸台的上表面贴合，其两个突齿位于所述第一滑块凸台两侧的卡槽内；

f.在导向柱与导向孔的导向作用下，将所述上模与下模合模；

g.将液态的注塑材料由注塑口注入，至注塑材料充满注塑腔体；

h.冷却至适宜温度后，脱模装置相对下模上行，在脱模柱的作用力下，上模与下模脱离，注塑成型的集磁环结构与下模腔脱离，将注塑成型的集磁环结构取出。

本发明的集磁环注塑模具及注塑集磁环的方法的有益效果如下：

(1)通过多个滑块凸台、弧形抵压面及第一滑块的卡槽，配合上模与下模的支撑柱，将两个导磁环完全固定在注塑模腔中，注塑的过程中两个导磁环的相对位置不会发生变化，注塑成型的产品性能完好、导磁通路顺畅，能够保证传递扭矩传感器信号的准确性；

(2)本发明中采用点浇口的方式注塑，并且点浇口的浇口高于上模腔的腔底，即低于产品的表面，这种方式注塑成型的产品表面光滑，不需要去毛刺；

(3)本发明的注塑模具具有两组注塑模腔，即一次可以同时注塑两件产品，加工效率高，加工成本低。

附图说明

图1为集磁环的结构示意图；

图2为图1所示集磁环的导磁环骨架结构示意图；

图3为本实施例集磁环注塑模具的结构示意图；

图4为上模的结构示意图；

图5为上模芯和上模腔的结构示意图；

图6为上模中注塑通道的结构示意图；

图7为下模的结构示意图；

图8为下模芯和下模腔的结构示意图；

图9为各滑块固定导磁环的结构示意图；

图10为第一滑块固定导磁环的结构示意图；

图11为第一滑块的结构示意图；

图12为第二滑块的结构示意图；

图13为第三滑块的结构示意图；

图14为第四滑块的结构示意图；

附图标记说明：1-上模，1a-突齿，1b-开口，11-上模固定架，12-上模芯，13-上模腔，131-支撑柱，132-凸起，16-挡块，2-下模，22-下模芯，23-下模腔，25-台阶，3-注塑口，31-浇口，32-浇道，40-滑行腔，41-第一滑块，42-第二滑块，43-第三滑块，44-第四滑块，401-凸台，402-弧形抵压面，403-凸条，404-卡槽，5-导向柱，51-导向孔，6-脱模装置，61-脱模柱，62-脱模孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本实施例的集磁环注塑模具及用上述集磁环注塑模具注塑加工集磁环的方法作进一步的详细说明。

本实施的集磁环注塑模具如图3所示，包括上模1和下模2，其上模1上设有上模固定架11，在上模固定架11上设有注塑口3。其下模2的下部还设有脱模装置6，在注塑完成后，用于将上模1与下模2、注塑件与注塑模腔分离。

图4所示为本实施例上模1的结构示意图，其设有上模芯12与上模腔13，其上模腔13的腔底设有浇口31与支撑图2中导磁环突齿1a的支撑柱131。本实施例中采用点浇口的注塑方式，在上模腔13的腔底设有多个点浇口31，其上模12上与上模固定架11接触的表面上设有浇道32，如图6所示，其浇道32具有多个分支浇道，其分支浇道的数量与浇口31的数量一致，其每个分支浇道的端部与对应的浇口31连通。如图5所示，在上模腔13的腔底还设有数量与浇口31相同的凸起132，而浇口31的开口设于凸起132上。这种多个点浇口31注塑的方式，注塑材料在模腔中的流通更加均匀，同时，由于浇口31的开口设于凸起132上，即浇口31的位置低于产品的表面，这种方式注塑的产品，其一次成型，表面平滑，不需要去毛刺。

图5所示为本实施例上模芯和上模腔的结构示意图，图6为上模中注塑通道的结构示意图。如图5、图6所示，下模2包括下模芯22与下模腔23，其下模芯22的直径与导磁环的内径相匹配，在下模芯22的外圆周由下模腔23的腔底向上延伸形成用于支撑导磁环的台阶25，并在下模腔23的腔底设有用于支撑导磁环突齿1a的支撑柱131。

在上述下模腔23的周围设有多个滑行腔40，在滑行腔40中设有与之相配合的用于固定导磁环的滑块，包括导磁环突齿1a一侧对应的第一滑块41、开口1b一侧对应的第二滑块42及突齿1a与开口1b之间的第三滑块43。其各滑块的前端设有凸台401，而凸台401的厚度与两个导磁环之间的间距相匹配，并在其滑块的前端还设有与导磁环相匹配的弧形抵压面402。

上述第一滑块41的结构如图11所示，凸台401的宽度与两个突齿1a之间的间距相匹配，所述凸台401两侧还设有固定突齿1a的卡槽404。由于导磁环为非封闭结构，其具有开口1b，因此，为了使得开口1b的两端受力均匀，防止变形，其第二滑块42的结构如图12所示，具有互相对称的两个凸台401，分别对应支撑导磁环开口1b的两端。

如图11‐图13所示，滑块上还设有凸条403，相应的在滑行腔40的底部设有与之相匹配的滑槽，如此滑块即可在滑行腔40中沿着滑槽直线移动。需要说明的是，其滑块的长度小于滑行腔40的长度，如图4所示，在上模1上设有挡块16。在上模1与下模2合模后，其挡块16位于滑块的尾部，使得滑块的一端与导磁环接触，另一端与挡块16接触，在滑行腔40中的位置完全固定。

本实施例中各滑块固定导磁环的方式如图9所示，图10为第一滑块41与导磁环突齿1a的固定方式。其第一个导磁环的下表面与台阶25的上表面贴合，各滑块凸台401的下表面压于第一个导磁环的上表面，凸台401的厚度控制第二个导磁环与第一个导磁环之间的间距，其第二个导磁环压于各滑块凸台401的上表面，再由上模1压于第二个导磁环上。其各滑块的前端通过弧形抵压面402与导磁环接触，后端被挡块16限制位置。第一滑块41凸台401的宽度正好为两个突齿1a之间的间距，且凸台401两侧还设有固定突齿1a的卡槽404。在上模腔13与下模腔23中均设置有支撑突齿1a的支撑柱131。如此，两个导磁环被完全固定于注塑模腔中，其相对位置在注塑过程中也不会发生变化。其注塑产品也相应的性能较好，导磁通畅，保证了传递信号的准确性。

为了上模1与下模2在合模过程中的位置可靠性，其上模1与下模2之间设有至少两组互相匹配的导向柱5与导向孔51。本实施例中，其导向柱5设于上模1上，导向孔51设于下模2上，其位置可以互相变换，只要起到在合模过程中导向作用即可。

本实施例中的脱模装置6可移动设置于下模2的下部，其设有多个脱模柱61，在下模2上设有多个与脱模柱61相匹配的脱模孔62，其下模2的分型面处、下模腔23的腔底、滑行腔40内均分布有脱模孔62。脱模装置6的设置使得脱模更加方便，在注塑、冷却完成后，脱模装置6上行，在脱模柱61的作用下，其上模1与下模2脱离，注塑成型的集磁环结构与下模腔脱离，将注塑成型的集磁环结构即可方便取出。

如图4、图7所示，为了提高注塑的效率，本实施例的注塑模具具有两组注塑模腔，其相邻两组注塑模腔之间设有图14所示的第四滑块44，其第四滑块44的两端设有互相对称的凸台401与弧形抵压面402。为了更好的固定第四滑块44的位置，在第四滑块44上设有定位柱441，上模1上则设有与之相匹配的定位孔442。这种一进二出的方式提高了注塑效率，降低了生产成本。其也可以设置更多的注塑模腔，并不局限于本实施例的两组注塑模腔。

一种利用本实施例注塑模具注塑加工集磁环的方法，包括如下步骤：

a.将下模2的位置固定，依次将所述滑块划开；

b.将第一个导磁环设有突齿1a的一端朝上，套于下模芯22上，其导磁环的下表面与台阶25的上表面贴合，其突齿1a朝向第一滑块41一侧；

c.滑入第一滑块41，调整第一个导磁环的位置，使得第一滑块41的凸台401正好位于两个突齿1a之间；

d.依次滑入第二滑块42、第三滑块43及第四滑块44，使所述滑块凸台401的下表面压在第一个导磁环的上表面，所述弧形抵压面402压于第一导磁环的外圆周面；

e.将第二个导磁环设有突齿1a的一端朝下，套于下模芯22上，其导磁环的下表面与各滑块凸台401的上表面贴合，其两个突齿1a位于所述第一滑块41凸台401两侧的卡槽404内；

f.在导向柱5与导向孔51的导向作用下，将所述上模1与下模2合模；

g.将液态的注塑材料由注塑口3注入，至注塑材料充满注塑腔体；

h.冷却至适宜温度后，脱模装置相对下模2上行，在脱模柱61的作用力下，上模1与下模2脱离，注塑成型的集磁环结构与下模腔脱离，将注塑成型的集磁环结构取出。

本实施例中，其注塑材料选用热塑聚酯。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种集磁环注塑模具，包括上模(1)和下模(2)，所述上模(1)上设有注塑口(3)，所述下模(2)的下部设有脱模装置(6)，其特征在于：所述下模(2)包括下模芯(22)与下模腔(23)，所述下模芯(22)的直径与导磁环的内径相匹配；所述下模芯(22)的外圆周由所述下模腔(23)的腔体向上延伸形成用于支撑导磁环的台阶(25)，所述下模腔(23)的腔底与导磁环突齿(1a)相适应的位置向上延伸设有支撑柱(131)；

所述上模(1)包括上模芯(12)和上模腔(13)，所述上模腔(13)的腔底设有浇口(31)及与导磁环突齿(1a)相适应的支撑柱(131)；

所述下模腔(23)的周围还设有多个用于固定导磁环的滑块，包括导磁环突齿(1a)一侧对应的第一滑块(41)、开口(1b)一侧对应的第二滑块(42)及突齿(1a)与开口(1b)之间的第三滑块(43)，所述滑块的前端设有凸台(401)，所述凸台(401)的厚度与两个导磁环之间的间距相匹配，所述滑块的前端还设有与导磁环相匹配的弧形抵压面(402)；

所述第一滑块(41)上的凸台(401)的宽度与两个突齿(1a)之间的间距相匹配，所述凸台(401)两侧还设有固定突齿(1a)的卡槽(404)；

所述上模(1)与下模(2)之间设有至少2组注塑模腔，相邻2组注塑模腔之间设有第四滑块(44)，所述第四滑块(44)的两端设有互相对称的凸台(401)与弧形抵压面(402)；

所述上模(1)与下模(2)之间设有至少两组互相匹配的导向柱(5)与导向孔(51)。

2.按照权利要求1所述的集磁环注塑模具，其特征在于：所述浇口(31)在所述上模腔(13)的腔底沿圆周方向均匀分布有至少2个，所述浇口(31)处设有由腔底向腔外延伸的凸起(132)，所述浇口(31)设于所述凸起(132)上。

3.按照权利要求2所述的集磁环注塑模具，其特征在于：所述上模(1)上部设有上模固定架(11)，所述上模(1)与上模固定架(11)接触的表面上设有浇道(32)，所述浇道(32)具有与所述浇口(31)数量相适应的分支浇道，所述每个分支浇道的端部与相对应的浇口(31)连通。

4.按照权利要求1所述的集磁环注塑模具，其特征在于：所述第二滑块(42)具有两个凸台(401)，分别对应支撑导磁环开口(1b)的两端。

5.按照权利要求1-4任一项所述的集磁环注塑模具，其特征在于：所述下模(2)上设有与滑块相适应的滑行腔(40)，所述滑块的底部设有凸条(403)，所述滑行腔(40)的底部设有与所述凸条(403)相匹配的滑槽。

6.按照权利要求5所述的集磁环注塑模具，其特征在于：所述滑块的长度小于所述滑行腔(40)的长度，所述上模(1)的下表面在与所述滑行腔(40)相应的位置设有挡块(16)，所述上模(1)与所述下模(2)合模时，所述挡块(16)用于限定所述滑块的位置。

7.按照权利要求6所述的集磁环注塑模具，其特征在于：所述脱模装置(6)可移动设置于所述下模(2)的下部，所述脱模装置(6)上设置有多个脱模柱(61)，所述下模(2)上设有多个与所述脱模柱(61)相匹配的脱模孔(62)，所述下模(2)的分型面处、所述下模腔(23)的腔底、所述滑行腔(40)内均分布有脱模孔(62)。

8.按照权利要求1或3或4或6任一项所述的集磁环注塑模具，其特征在于：所述第四滑块(44)上设有定位柱(441)，所述上模(1)上设有与所述定位柱(441)相匹配的定位孔(442)。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述的集磁环注塑模具注塑加工集磁环的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.将下模(2)的位置固定，依次将所述滑块划开；

b.将第一个导磁环设有突齿(1a)的一端朝上，套于下模芯(22)上，其导磁环的下表面与台阶(25)的上表面贴合，其突齿(1a)朝向第一滑块(41)一侧；

c.滑入第一滑块(41)，调整第一个导磁环的位置，使得第一滑块(41)的凸台(401)正好位于两个突齿(1a)之间；

d.依次滑入第二滑块(42)、第三滑块(43)及第四滑块(44)，使所述滑块凸台(401)的下表面压在第一个导磁环的上表面，所述弧形抵压面(402)压于第一导磁环的外圆周面；

e.将第二个导磁环设有突齿(1a)的一端朝下，套于下模芯(22)上，其导磁环的下表面与各滑块凸台(401)的上表面贴合，其两个突齿(1a)位于所述第一滑块(41)凸台(401)两侧的卡槽(404)内；

f.在导向柱(5)与导向孔(51)的导向作用下，将所述上模(1)与下模(2)合模；

g.将液态的注塑材料由注塑口(3)注入，至注塑材料充满注塑腔体；

h.冷却至适宜温度后，脱模装置相对下模(2)上行，在脱模柱(61)的作用力下，上模(1)与下模(2)脱离，注塑成型的集磁环结构与下模腔脱离，将注塑成型的集磁环结构取出。