CN104395616B - 内部位置传感器 - Google Patents

Abstract

一个活塞致动器包括具有一个空心内部、用于包围一个活塞的壳体，该活塞由一个头部和一个杆部限定。该活塞可以在该壳体内的行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动并且将该壳体分成第一和第二可膨胀的流体腔室。该壳体在一端具有一个活塞杆端开口并且在相反的一端具有一个活塞头端开口。该活塞可以包括一个在其内形成的纵向延伸的孔口，该孔口带有一个面向该壳体的活塞头端开口的开放端。一个磁体可以由活塞支撑而邻近该活塞内的纵向延伸孔口的开放端。一个位置传感器可以由该壳体支撑而使其在该活塞中的纵向延伸孔口内邻近该磁体，以用于在该壳体内的行程的第一末端限位与第二末端限位之间的运动过程中感测该活塞的位置。

Description

内部位置传感器

发明领域

本发明涉及一种位于活塞致动器孔内以与不同类型的磁体和/或磁性材料一起起作用的内部位置传感器，并且更具体地讲，其中该位置传感器可以被整合到一个塞子之中或者可以与塞子分开。

背景

位置传感器典型地被布置在所监控的致动器的外部。位置传感器处于外部位置会要求使用更强的且昂贵的稀土磁性材料，这是由于位置传感器与激发传感器的磁性材料之间的相对较大的空气隙所引起的。带有外部位置传感器的活塞致动器会经受由于磁污染而引起的密封失效。

令人希望的是提供一个内部传感器以减少致动器的包装所占面积。令人希望的是减小位置传感器与激发传感器的磁体之间的空气隙。令人希望的是用更便宜的材料替代稀土磁体。令人希望的是增加活塞孔与磁体之间的间隙以减小由于磁污染引起的密封失效的风险。

概述

用于确定致动器位置的传感器可以包括一个长形壳体，该长形壳体具有一个在其内形成的空心内部，该空心内部在每个末端处带有一个开口并且带有一个由头部和杆部限定的活塞。该活塞可以位于该壳体内以用于在行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动。活塞杆可以穿过处于壳体一端的活塞杆端开口延伸。活塞可以具有一个在其内形成的纵向延伸孔口，该孔口带有一个面向活塞头端开口的开放端，该活塞头端开口位于壳体的与活塞杆端开口相反的一端上。磁体可以由该活塞支撑而邻近活塞内的纵向延伸孔口的开放端。位置传感器可以由壳体支撑而使其在活塞的纵向延伸孔口内以用于感测活塞沿壳体内的行程路径的位置。

对致动器的一种改进可以包括一个壳体，该壳体具有空心内部、用于包围具有一个头部和一个杆部的活塞。活塞可以位于壳体内以用于在行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动并且可以将壳体分成第一和第二可膨胀的流体腔室。壳体可以在一端具有一个活塞杆端开口并且在相反的一端具有一个活塞头端开口。活塞可以具有一个在其内形成的纵向延伸孔口，该孔口带有一个面向壳体的活塞头端开口的开放端。磁体可以由该活塞支撑而邻近活塞内的纵向延伸孔口的开放端。位置传感器可以由该壳体支撑而使其在活塞的纵向延伸孔口内邻近该磁体以用于感测活塞沿壳体内的行程路径的位置。

致动器可以包括一个具有空心内部的壳体，以及具有一个头部和一个杆部的活塞。该活塞可以位于壳体的空心内部以用于在壳体内的行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动。活塞可以将壳体分成第一和第二可膨胀的流体腔室。壳体可以在一端具有一个活塞杆端开口并且在相反的一端具有一个活塞头端开口。活塞可以包括一个在其内形成的纵向延伸孔口，该孔口带有一个面向壳体的活塞头端开口的开放端。磁体可以由该活塞支撑而邻近活塞内的纵向延伸孔口的开放端。位置传感器可以由该壳体支撑而使其在活塞的纵向延伸孔口内邻近该磁体以用于感测活塞沿壳体内的行程路径的位置。

对于本领域普通技术人员而言在结合以下附图来阅读用于实践本发明所考虑的最佳模式的说明时，本发明的其他应用将变得清楚。

附图的简要说明

在此的说明参照了附图，其中贯穿这几个视图以相似的参考数字指代相似的部分，并且在附图中：

图1是具有一个活塞的致动器的一个截面视图，该活塞可往复运动地被包围在壳体的空心内部中以限定第一和第二可膨胀腔室，其中一个磁体由该活塞支撑并且一个传感器由该壳体支撑而使其在该空心内部以感测活塞沿壳体内的行程路径的位置；

图2是截取图1所示的致动器的一个截面视图，展示了该磁体相对于传感器的关系，该传感器处于活塞中形成的纵向延伸的孔口内；

图3是截取图2所示的致动器的一个截面视图；

图4是活塞与支持该位置传感器的塞子的透视图；

图5是支撑该位置传感器的塞子的透视图并且展示了在组装过程中用来使该传感器相对于活塞定向的一个计时定位器凸起；

图6是该致动器的一个截面视图，该致动器带有多个传感器以用于感测活塞沿该壳体内的行程路径的多个位置。

详细说明

现在参照图1至图5，致动器10可以包括一个壳体12，该壳体具有一个空心内部12a、用于包围具有一个头部14a和一个杆部14b的活塞14。该活塞14可以位于该壳体12内以用于在行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动。该活塞14将壳体12分成第一可膨胀的流体腔室16a和第二可膨胀的流体腔室16b。该壳体12可以在一端具有一个活塞杆端开口12b并且在相反的一端具有一个活塞头端开口12c。该活塞14可以具有一个在其内形成的纵向延伸孔口14c，该孔口带有一个面向壳体12的活塞头端开口12c的开放端14d。一个磁体18可以由活塞14支撑而邻近活塞14内纵向延伸的孔口14c的开放端14d。一个位置传感器20可以由壳体12支撑而使其在活塞14的纵向延伸孔口14c内且邻近于该磁体18以用于感测活塞14沿壳体12内的行程路径的位置。如图1展示的，该传感器20感测该活塞14在该壳体12内的行程的第一末端限位与第二末端限位之间所处的一个位置。应认识到的是所感测到的位置可以是沿行程路径的任一位置，包括行程的末端限位。

可以提供一个塞子用于关闭该壳体12的活塞头端开口12c。当活塞14在该壳体12内在第一末端限位与第二末端限位之间移动时，这个塞子可以支撑该位置传感器20而使其在该壳体12的空心内部12a中并且在活塞14内的纵向延伸孔口14c内邻近该磁体20。如图5中最佳可见，可以在塞子22上提供一个计时定位器22a以便在组装过程中使该传感器20与由该活塞14支撑的磁体18对齐。如在图1和图3至图5中最佳可见，一个密封件24可以由塞子22支撑以用于与活塞头端开口12c密封接合，该活塞头端开口位于壳体12的与该活塞杆端开口12b相反的末端。如在图1、图3和图4中最佳可见，可以提供一个固位器26用于将该塞子22维持在相对该壳体12的组装好的关系中。该固位器26可以包括一个c形的固位夹26a，该固位夹可接合到在该壳体12中形成的一个槽12d中，该槽邻近该壳体12的活塞头端开口12c。

公开了一种用于确定致动器10的位置的传感器20。该致动器10可以包括一个长形壳体12，该壳体具有一个在其内形成的空心内部12a并且在每个末端分别带有一个开口12b、12c。一个活塞14可以由一个头部14a和一个杆部14b限定。活塞14可以位于该壳体12内以用于在行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动。该活塞14的杆14b可以穿过处于壳体12一端的活塞杆端开口12b延伸。该活塞14可以具有一个在其内形成的纵向延伸孔口14c，该孔口带有一个面向与壳体12的活塞杆端开口12b相反的活塞头端开口12c的开放端14d。一个磁体18可以由活塞14支撑而使其在活塞14内邻近该纵向延伸孔口14c的开放端14d。一个位置传感器20可以由壳体12支撑而使其在活塞14的纵向延伸孔口14c内。

该传感器20可以被安装成与一个端盖或塞子22分开、或者可以被整合到该端盖或塞子22之中。塞子22可以被连接到壳体12上以用于关闭与该壳体12的活塞杆端开口12b相反的活塞头端开口12c。当该活塞14在该壳体12内的第一末端限位与第二末端限位之间移动时，塞子22可以支撑该位置传感器20而使其在该壳体12的空心内部12a中并且在活塞14内的纵向延伸孔口14c内邻近该磁体18。可以在塞子22上提供一个计时定位器22a以便在组装到该壳体12上的过程中使该传感器20与由该活塞14支撑的磁体18对齐。一个密封件24可以由塞子22支撑以用于与该壳体12的活塞头端开口12c密封接合，该活塞头端开口与该壳体12的活塞杆端开口12b相反。可以提供一个固位器26以用于将该塞子22维持在相对于该壳体12的组装好的关系中。通过举例而非限制的方式，固位器26可以包括一个c形的固位夹26a，该固位夹可接合到该壳体12中形成的一个槽12d中，该槽邻近该壳体12的活塞头端开口12c，该活塞头端开口与该壳体12的活塞杆端开口12b相反。

应认识到，如果希望感测该活塞14在该壳体12内的多个位置，则可以在向内延伸的短柱28上安装额外的传感器20。通过举例而非限制的方式，如图6中最佳可见的，传感器20a可以邻近该短柱28的一个底部28a布置以便感测在该壳体12内处于最大缩回位置的活塞14。通过举例而非限制的方式，传感器20b可以位于该短柱28的外端28b上以便感测相对于该壳体12处于最大伸出位置的活塞14。传感器20的这些位置可以单独使用或者以任何组合的方式使用。应认识到，可以将多个传感器20安装在行程的第一末端限位与第二末端限位之间以用于感测沿行程路径的多个位置。这些传感器可以沿该短柱28彼此对齐以用于由图6中所展示的一个单一磁体18激活。如果希望，这些传感器可以彼此相对成角度地偏置并且可以由活塞支撑的一个单一环形磁体激活，或由活塞支撑的多个分开的磁体激活，这些磁体可以在一个单一平面中处于彼此相对对齐的关系中或者彼此相对纵向地间隔开。这个或这些磁体18可以在塑料活塞14中被注塑模制。这个或这些传感器20可以在塑料短柱28中被注塑模制，如果希望的话该塑料短柱可以作为塞子22的一部分一体地形成。应认识到，这个或这些传感器20、20a、20b的内部位置有助于保护这个或这些传感器20、20a、20b免受在车辆组装和使用过程中由于外力或冲击而引起的损坏。这个或这些传感器20、20a、20b的内部位置减小了该致动器10的包装所占面积。应认识到所披露的构形允许减小该位置传感器或这些位置传感器20、20a、20b与激发该位置传感器或这些位置传感器20、20a、20b的磁体18之间的空气隙；和/或允许用更便宜的材料替代稀土磁体；和/或允许增加活塞孔12a与磁体28之间的空隙以便减小由于磁污染引起的密封失效的风险。

虽然本发明已经结合目前所考虑到的最实用和优选的实施例进行了说明，应该理解本发明不限于所披露的这些实施例，而相反地是旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围中包括的不同的修改和等效安排，对该范围应给予最广义的解释以便涵盖如法律所容许的所有此类修改和等效结构。

Claims (15)

1.一种用于确定致动器（10）的位置的传感器（20），该传感器包括：

一个长形壳体（12），该壳体具有一个在其内形成的空心内部（12a）、在一端带有一个活塞杆端开口（12b）并且在相反的一端带有一个活塞头端开口（12c）；

由一个头部（14a）和一个杆部（14b）限定的一个活塞（14），该活塞（14）位于该壳体（12）内以用于在行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动，该活塞（14）的杆部（14b）穿过该壳体（12）的一个活塞杆端开口（12b）延伸，该活塞（14）具有一个在其内形成的纵向延伸孔口（14c），该孔口带有一个面向该壳体（12）的活塞头端开口（12c）的开放端（14d）；

一个磁体（18），该磁体由该活塞（14）支撑而邻近该活塞（14）内的纵向延伸孔口（14c）的开放端（14d）；

一个位置传感器（20），该位置传感器由该壳体（12）支撑而使其在该活塞（14）的纵向延伸孔口（14c）内；以及

一个计时定位器（22a），该计时定位器用于在组装过程中使该传感器（20）与由该活塞（14）支撑的磁体（18）对齐。

2.如权利要求1所述的传感器（20），进一步包括：

一个连接到该壳体（12）上以用于关闭该壳体（12）的活塞头端开口（12c）的塞子（22），当该活塞（14）在该壳体（12）内的第一末端限位与第二末端限位之间移动时，该塞子（22）支撑该位置传感器（20）而使其在该壳体（12）的空心内部（12a）中并且在该活塞（14）内的纵向延伸孔口（14c）内邻近该磁体（18）。

3.如权利要求2所述的传感器（20），进一步包括：

该计时定位器（22a）支撑在该塞子（22）上，用于在组装过程中使该传感器（20）与由该活塞（14）支撑的磁体（18）对齐。

4.如权利要求2所述的传感器（20），进一步包括：

一个由该塞子（22）支撑的密封件（24），以用于与该壳体（12）的活塞头端开口（12c）密封接合，该活塞头端开口与该壳体（12）的活塞杆端开口（12b）相反。

5.如权利要求2所述的传感器（20），进一步包括：

一个固位器（26），该固位器用于将该塞子（22）维持在相对于该壳体（12）的组装好的关系中。

6.如权利要求5所述的传感器（20），其中该固位器（26）进一步包括：

一个c形的固位夹（26a），该固位夹可接合到在该壳体（12）中形成的一个槽（12d）中，该槽邻近该壳体（12）的活塞头端开口（12c），该活塞头端开口与该壳体（12）的活塞杆端开口（12b）相反。

7.一种致动器（10），该致动器包括具有一个空心内部（12a）、用于围绕活塞（14）的一个壳体（12），该活塞具有一个头部（14a）和一个杆部（14b），该活塞（14）位于该壳体（12）内以用于在行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动并且将该壳体（12）分成第一和第二可膨胀的流体腔室（16a，16b），该壳体（12）在一端具有一个活塞杆端开口（12b）并且在相反的一端具有一个活塞头端开口（12c），该致动器包括：

该活塞（14）具有一个在其内形成的纵向延伸孔口（14c），该孔口带有一个面向该壳体（12）的活塞头端开口（12c）的开放端（14d）；

一个磁体（18），该磁体由该活塞（14）支撑而邻近该活塞（14）内的纵向延伸孔口（14c）的开放端（14d）；

一个位置传感器（20），该位置传感器由该壳体（12）支撑而使其在该活塞（14）内的纵向延伸孔口（14c）内邻近该磁体（18）以用于感测该活塞（14）沿该壳体（12）内的行程路径的位置；以及

一个计时定位器（22a），该计时定位器用来在组装过程中使该位置传感器（20）与由该活塞（14）支撑的磁体（18）对齐。

8.如权利要求7所述的致动器（10），进一步包括：

一个用于关闭该壳体（12）的活塞头端开口（12c）的塞子（22），当该活塞（14）在该壳体（12）内的第一末端限位与第二末端限位之间移动时，该塞子（22）支撑该位置传感器（20）而使其在该壳体（12）的空心内部（12a）中并且在该活塞（14）内的纵向延伸孔口（14c）内邻近该磁体（18）。

9.如权利要求8所述的致动器（10），进一步包括：

该计时定位器（22a）支撑在该塞子（22）上，用来在组装过程中使该传感器（20）与由该活塞（14）支撑的磁体（18）对齐。

10.如权利要求8所述的致动器（10），进一步包括：

一个由该塞子（22）支撑的密封件（24），该密封件用于与该壳体（12）的活塞头端开口（12c）密封接合。

11.如权利要求8所述的致动器（10），进一步包括：

一个固位器（26），该固位器用于将该塞子（22）维持在相对于该壳体（12）的组装好的关系中。

12.如权利要求11所述的致动器（10），其中该固位器进一步包括：

一个c形的固位夹（26a），该固位夹可接合到在该壳体（12）中形成的一个槽（12d）中，该槽邻近该壳体（12）的活塞头端开口（12c）。

13.一种致动器（10），包括：

一个具有空心内部（12a）的壳体（12）；

一个具有头部（14a）和杆部（14b）的活塞（14），该活塞（14）位于该壳体（12）的空心内部（12a）中以用于在该壳体（12）内的行程的第一末端限位与第二末端限位之间往复运动并且将该壳体（12）分成第一和第二可膨胀的流体腔室（16a，16b），该壳体（12）在一端具有一个活塞杆端开口（12b）并且在相反的一端具有一个活塞头端开口（12c），该活塞（14）具有一个在其内形成的纵向延伸孔口（14c），该孔口带有一个面向该壳体（12）的活塞头端开口（12c）的开放端（14d）；

一个磁体（18），该磁体由该活塞（14）支撑而邻近该活塞（14）内的纵向延伸孔口（14c）的开放端（14d）；

一个位置传感器（20），该传感器由该壳体（12）支撑而使其在该活塞（14）的纵向延伸孔口（14c）内邻近该磁体（18）；以及

一个计时定位器（22a），该计时定位器用来在组装过程中使该传感器（20）与由该活塞（14）支撑的磁体（18）对齐。

14.如权利要求13所述的致动器（10），进一步包括：

一个用于关闭该壳体（12）的活塞头端开口（12c）的塞子（22），当该活塞（14）在该壳体（12）内的第一末端限位与第二末端限位之间移动时，该塞子（22）支撑该位置传感器（20）而使其在该壳体（12）的空心内部（12a）中并且在该活塞（14）内的纵向延伸孔口（14c）内邻近该磁体（18）。

15.如权利要求14所述的致动器（10），进一步包括：

该计时定位器（22a）支撑在该塞子（22）上，用来在组装过程中使该传感器（20）与由该活塞（14）支撑的磁体（18）对齐。