CN103983178B - 接近式磁性原理的正时传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种接近式磁性原理的正时传感器。按照本发明提供的技术方案，所述接近式磁性原理的正时传感器，包括信号装置组件，所述信号装置组件包括壳体，所述壳体的一端内凹设有动铁芯安装运动槽，壳体的另一端内设有静磁钢；在所述动铁芯安装运动槽内设置动铁芯组件，所述动铁芯组件能在动铁芯安装运动槽内进行轴向运动，动铁芯组件包括动磁钢，所述动磁钢与静磁钢之间设有霍尔传感器，所述霍尔传感器与静磁钢位于壳体内的同一端，动铁芯组件内动磁钢的轴线、壳体的轴线与静磁钢的轴线均位于同一直线上，霍尔传感器与行程信号引出导线电连接。本发明结构紧凑，提高测量分配泵活塞动作行程的精度，一致性好，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种正时传感器，尤其是一种接近式磁性原理的正时传感器。
背景技术
目前，在柴油机电喷技术中，用来测量分配泵活塞的动作行程多采用机械式的传感器，机械式传感器在精度和信号传输上均难以满足所需的测量精度要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种接近式磁性原理的正时传感器，其结构紧凑，提高测量分配泵活塞动作行程的精度，一致性好，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述接近式磁性原理的正时传感器，包括信号装置组件，所述信号装置组件包括壳体，所述壳体的一端内凹设有动铁芯安装运动槽，壳体的另一端内设有静磁钢；在所述动铁芯安装运动槽内设置动铁芯组件，所述动铁芯组件能在动铁芯安装运动槽内进行轴向运动，动铁芯组件包括动磁钢，所述动磁钢与静磁钢之间设有霍尔传感器，所述霍尔传感器与静磁钢位于壳体内的同一端，动铁芯组件内动磁钢的轴线、壳体的轴线与静磁钢的轴线均位于同一直线上，霍尔传感器与行程信号引出导线电连接。
所述动磁钢位于动铁芯的一端内，并与所述动铁芯固定，动铁芯的另一端设有外螺纹。
所述静磁钢位于壳体一端部的组件安装槽内，所述组件安装槽内设有印制板以及磁钢支架，霍尔传感器固定安装于印制板上，印制板与磁钢支架邻近动铁芯组件的表面相接触，静磁钢位于磁钢支架的中心区，静磁钢的N极、动磁钢的N极均靠近并对准霍尔传感器。
所述壳体内设置静磁钢的一端端部套有护帽，行程信号引出导线从护帽的顶端穿出。
所述印制板、霍尔传感器、磁钢支架、静磁钢以及行程信号引出导线通过环氧树脂塑封在组件安装槽内。
所述动铁芯通过外螺纹与分配泵活塞紧固连接，信号装置组件的壳体固定在泵体上，且壳体与泵体的结合部设有密封圈。
所述磁钢支架的中心区设有静磁钢安装孔，静磁钢安装孔的外圈凸设有均匀分布的加强筋，磁钢支架上设有导线穿线通孔。
所述磁钢支架的外圈边缘设有均匀分布的沉胶孔。所述印制板上印刷有用于安装霍尔传感器的安装图形。
所述组件安装槽内设有径向沉胶槽，所述径向沉胶槽位于磁钢支架的外侧。
本发明的优点：壳体内的一端设置动铁芯组件，壳体内的另一端安装静磁钢以及霍尔传感器，动铁芯组件内的动磁钢在动铁芯安装运动槽内向静磁钢运动时，通过霍尔传感器来检测所处磁场强度的变换，并通过行程信号引出导线输出分配泵活塞的机械行程，壳体上带有径向沉胶槽，增加环氧与金属之间的结合力，减少高温后对性能的影响。利用磁钢支架，对静磁钢进行精确定位，使静磁钢的中心在整个传感器的中心轴上，提高性能一致性。印制板上安装图形，使霍尔传感器焊接后，霍尔传感器的轴线在整个传感器的中心轴，提高性能一致性，结构紧凑，提高测量分配泵活塞动作行程的精度，一致性好，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的使用状态图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明动铁芯组件的结构示意图。
图4为本发明印制板的结构示意图。
图5为本发明磁钢支架的结构示意图。
图6为图5的俯视图。
附图标记说明：1-动铁芯组件、2-信号装置组件、3-分配泵活塞、4-泵体、5-密封圈、6-复位弹簧、7-动磁钢、8-动铁芯、9-外螺纹、10-固定台阶面、11-壳体、12-印制板、13-霍尔传感器、14-磁钢支架、15-静磁钢、16-护帽、17-行程信号引出导线、18-动铁芯安装运动槽、19-组件安装槽、20-径向沉胶槽、21-印制板弧形端脚、22-印制板通孔、23-安装图形、24-静磁钢安装孔、25-加强筋、26-沉胶孔以及27-导线穿线通孔。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图2所示：为了能提高测量分配泵活塞动作行程的精度以及提高整个传感器的一致性，本发明包括信号装置组件2，所述信号装置组件2包括壳体11，所述壳体11的一端内凹设有动铁芯安装运动槽18，壳体11的另一端内设有静磁钢15；在所述动铁芯安装运动槽18内设置动铁芯组件1，所述动铁芯组件1能在动铁芯安装运动槽18内进行轴向运动，动铁芯组件1包括动磁钢7，所述动磁钢7与静磁钢15之间设有霍尔传感器13，所述霍尔传感器13与静磁钢15位于壳体11内的同一端，动铁芯组件1内动磁钢7的轴线、壳体11的轴线与静磁钢15的轴线均位于同一直线上，霍尔传感器13与行程信号引出导线17电连接。
具体地，静磁钢15固定在壳体11内，动铁芯组件1内的动磁钢7能在动铁芯安装运动槽18内跟随分配泵活塞3进行轴向的往复运动，动铁芯安装运动槽18的孔径大于动铁芯组件1的外径。当动磁钢7在动铁芯安装运动槽18内运动时，动磁钢7会靠近静磁钢15或远离静磁钢15，从而霍尔传感器13能检测对应的磁场强度，霍尔传感器13将检测的磁场强度通过行程信号引出导线17将得到的行程信号引出，从而提高检测的精度。动铁芯组件1内动磁钢7的轴线、壳体11的轴线、静磁钢15的轴线以及霍尔传感器13的轴线均位于同一直线上，使得整个正时传感器具有较好的一致性。
如图1和图3所示，所述动磁钢7位于动铁芯8的一端内，并与所述动铁芯8固定，动铁芯8的另一端设有外螺纹9。所述动铁芯8通过外螺纹9与分配泵活塞3紧固连接，信号装置组件2的壳体11固定在泵体4上，且壳体11与泵体4的结合部设有密封圈5。
本发明实施例中，动磁钢7位于动铁芯8内，且动磁钢7与动铁芯8之间通过翻铆连接，动磁钢7位于动铁芯8呈中空的一端内，动磁钢7的N极向外，即向霍尔传感器13，动铁芯8另一端部的外螺纹9与分配泵活塞3紧固连接，从而将整个动铁芯组件1与分配泵活塞3连接。在具体实施时，在动铁芯8的外表面还设有固定台阶面10，所述固定台阶面10位于动铁芯8容纳动磁钢7的外表面，通过固定台阶面10能在固定时让扳手有着力点。分配泵活塞3安装在泵体4内，分配泵活塞3的端部通过复位弹簧6与泵体4连接，复位弹簧3与动铁芯组件1分别位于分配泵活塞3的两端部，通过复位弹簧6能实现分配泵活塞3运动的往复运动。
所述静磁钢15位于壳体11一端部的组件安装槽19内，所述组件安装槽19内设有印制板12以及磁钢支架14，霍尔传感器13固定安装于印制板12上，印制板12与磁钢支架14邻近动铁芯组件1的表面相接触，静磁钢15位于磁钢支架14的中心区，静磁钢15的N极、动磁钢7的N极均靠近并对准霍尔传感器13。
本发明实施例中，组件安装槽19与动铁芯运动安装槽18之间相互不连通，通过壳体11内的隔板相互隔离，以形成两个相对独立的凹孔。印制板12相对磁钢支架14更邻近组件安装槽19的槽底，霍尔传感器13位于印制板12邻近组件安装槽19槽底的表面上，磁钢支架14相对印制板12邻近组件安装槽19的槽口，印制板12与磁钢支架14间紧密接触。静磁钢15安装在磁钢支架14上后，静磁钢15的N极、动磁钢7的N极均靠近对准霍尔传感器13，以便霍尔传感器13能检测相应的磁场强度。磁钢支架14、静磁钢15、印制板12、组件安装槽19、动磁钢7、动铁芯8、组件安装槽19以及动铁芯安装运动槽18均与整个壳体11的轴线位于同一直线上，即上述安装在壳体11内后与壳体11间保持同轴度。
所述壳体11内设置静磁钢15的一端端部套有护帽16，行程信号引出导线17从护帽16的中心轴线处穿出。本发明实施例中，护帽16套在壳体11设置组件安装槽19的端部，壳体11的端部伸入护帽16内。行程信号引出导线17从护帽16的顶端引出，通过行程信号引出导线17能将行程信号传输至汽车的控制单元（ECU），作为汽车控制单元进行调节喷油量的依据。进一步地，护帽16的轴线与壳体11的轴线也位于同一直线上。
所述印制板12、霍尔传感器13、磁钢支架14、静磁钢15以及行程信号引出导线17通过环氧树脂塑封在组件安装槽19内。行程信号引出导线17与印制板12对应连接后，穿过磁钢支架14，并利用环氧树脂塑封在组件安装槽19内，确保静磁钢15、磁钢支架14、印制板12以及霍尔传感器13在组件安装槽19内始终保持相对固定位置，即能够保持所需的同轴度。
如图5和图6所示，所述磁钢支架14的中心区设有静磁钢安装孔24，静磁钢安装孔24的外圈凸设有均匀分布的加强筋25，磁钢支架14上设有导线穿线通孔27。所述磁钢支架14的外圈边缘设有均匀分布的沉胶孔26。
本发明实施例中，磁钢支架14呈圆形，静磁钢安装孔24位于磁钢支架14的中心区，静磁钢15通过静磁钢安装孔24安装在磁钢支架14上，为了提高此案支架14的强度，在磁钢支架14上凸设有加强筋25，沉胶孔26位于所述加强筋25的端部，即加强筋25的一端部连接沉胶孔26，另一端邻近静磁钢安装孔24。在具体实施时，磁钢支架14上设置四个均匀分布的加强筋25以及沉胶孔26，沉胶孔26贯通磁钢支架14，磁钢支架14上设置三个导线穿线通孔27，所述三个导线穿线通孔27位于磁钢支架14上两个加强筋25之间，通过三个导线穿线通孔27能让行程信号引出导线17内的三股信号线进行穿过引出。
进一步地，所述组件安装槽19内设有径向沉胶槽20，所述径向沉胶槽20位于磁钢支架14的外侧。所述径向沉胶槽20位于组件安装槽19的槽口2mm，径向沉胶槽20的宽为2.5mm，深度为0.8mm，通过径向沉胶槽20与磁钢支架14端部的沉胶孔26能够将环氧树脂灌封在组件安装槽19内，从而将组件安装槽19内的印制板12、霍尔传感器13、磁钢支架14以及磁钢15塑封在组件安装槽19内。
如图4所示，所述印制板12上印刷有用于安装霍尔传感器13的安装图形23。本发明实施例中，印制板12呈直径为22mm的类圆形，在印制板12的中心区设有直径为2mm的印制板通孔22，印制板通孔22的圆心在印制板12的轴线上，以印制板通孔22为基准，在印制板通孔22的外圈边缘加工四个印制板弧形端脚21，印制板12通过印制板弧形端脚21安装在组件安装槽19内，在印制板12上印刷有与霍尔传感器13形状相一致的安装图形23，通过安装图形23能确定霍尔传感器13的安装位置，本发明实施例中，霍尔传感器13焊接在印制板12上。为了将霍尔传感器13的信号引出，印制板12上还设有VDD端、GND端以及OUT端，所述VDD端、GND端以及OUT端与安装后的霍尔传感器13电连接，行程信号引出导线17包括三股信号线，所述三股信号线分别与VDD端、GND端以及OUT端连接，三股信号线与印制板12连接后，穿过磁钢支架14的导线穿线通孔27以及护帽16后引出。通过VDD端提供霍尔传感器13的工作电压，通过GND端用于将霍尔传感器13的接地端接地，OUT端用于将霍尔传感器13的行程信号引出。
本发明静磁15、霍尔传感器13、动磁钢7的中心在同一中心轴上，静磁钢15与动磁钢7对应的N极均对准霍尔传感器13。静磁钢15与霍尔传感器13的相对位置固定，动磁钢7跟随分配泵活塞3的动作而在此中心轴上作直线运动，该运动以动磁钢7最靠近静磁钢15作起始点、最远离静磁钢15作终点，形成一段有效行程，在此段行程中，霍尔传感器13所处的磁场强度为线性曲线，通过行程信号引出导线17与霍尔传感器13的连接，经霍尔传感器13进行计算调整后输出需要的PWM（Pulse Width Modulation）波，所述PWM波经过行程信号引出导线17引出到汽车控制单元内，从而能够精确测量分配泵活塞3的机械行程，汽车控制单元能调节喷油量。
本发明壳体11内的一端设置动铁芯组件1，壳体11内的另一端安装静磁钢15以及霍尔传感器13，动铁芯组件1内的动磁钢7在动铁芯安装运动槽18内向静磁钢15运动时，通过霍尔传感器13来检测所处磁场强度的变换，并通过行程信号引出导线17输出分配泵活塞3的机械行程，壳体11上带有径向沉胶槽20，增加环氧与金属之间的结合力，减少高温后对性能的影响。利用磁钢支架14，对静磁钢15进行精确定位，使静磁钢15的中心在整个传感器的中心轴上，提高性能一致性。印制板12上安装图形23，使霍尔传感器13焊接后，霍尔传感器13的轴线在整个传感器的中心轴，提高性能一致性，结构紧凑，提高测量分配泵活塞动作行程的精度，一致性好，安全可靠。
Claims (9)
1.一种接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：包括信号装置组件（2），所述信号装置组件（2）包括壳体（11），所述壳体（11）的一端内凹设有动铁芯安装运动槽（18），壳体（11）的另一端内设有静磁钢（15）；在所述动铁芯安装运动槽（18）内设置动铁芯组件（1），所述动铁芯组件（1）能在动铁芯安装运动槽（18）内进行轴向运动，动铁芯组件（1）包括动磁钢（7），所述动磁钢（7）与静磁钢（15）之间设有霍尔传感器（13），所述霍尔传感器（13）与静磁钢（15）位于壳体（11）内的同一端，动铁芯组件（1）内动磁钢（7）的轴线和壳体（11）的轴线与静磁钢（15）的轴线均位于同一直线上，霍尔传感器（13）与行程信号引出导线（17）电连接；
所述静磁钢（15）位于壳体（11）一端部的组件安装槽（19）内，所述组件安装槽（19）内设有印制板（12）以及磁钢支架（14），霍尔传感器（13）固定安装于印制板（12）上，印制板（12）与邻近动铁芯组件（1）一面的磁钢支架（14）的表面相接触，静磁钢（15）位于磁钢支架（14）的中心区，静磁钢（15）的N极、动磁钢（7）的N极均靠近并对准霍尔传感器（13）。
2.根据权利要求1所述的接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：所述动磁钢（7）位于动铁芯（8）的一端内，并与所述动铁芯（8）固定，动铁芯（8）的另一端设有外螺纹（9）。
3.根据权利要求1所述的接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：所述壳体（11）内设置静磁钢（15）的一端端部套有护帽（16），行程信号引出导线（17）从护帽（16）的顶端穿出。
4.根据权利要求1所述的接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：所述印制板（12）、霍尔传感器（13）、磁钢支架（14）、静磁钢（15）以及行程信号引出导线（17）通过环氧树脂塑封在组件安装槽（19）内。
5.根据权利要求2所述的接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：所述动铁芯（8）通过外螺纹（9）与分配泵活塞（3）紧固连接，信号装置组件（2）的壳体（11）固定在泵体（4）上，且壳体（11）与泵体（4）的结合部设有密封圈（5）。
6.根据权利要求1所述的接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：所述磁钢支架（14）的中心区设有静磁钢安装孔（24），静磁钢安装孔（24）的外圈凸设有均匀分布的加强筋（25），磁钢支架（14）上设有导线穿线通孔（27）。
7.根据权利要求6所述的接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：所述磁钢支架（14）的外圈边缘设有均匀分布的沉胶孔（26）。
8.根据权利要求1所述的接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：所述印制板（12）上印刷有用于安装霍尔传感器（13）的安装图形（23）。
9.根据权利要求1所述的接近式磁性原理的正时传感器，其特征是：所述组件安装槽（19）内设有径向沉胶槽（20），所述径向沉胶槽（20）位于磁钢支架（14）的外侧。
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