CN105116163B - 速度传感器 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，速度传感器包括第一部分、第二部分和第三部分。第一部分包括感测组件，所述感测组件用于产生与在速度传感器外部的物体的运动有关的信号。第二部分包括线束，其用于将所产生的信号传递到在速度传感器外部的设备。第一部分和第二部分相连接。第三部分在速度传感器的第一部分和第二部分相连接的点上二次成型。在所述点上二次成型的第三部分用于密封所述点以隔绝外部污染物。此外，在所述点上二次成型的第三部分可以起作用以在所述点处加强速度传感器。

Description

速度传感器

相关申请

本申请要求第61/941,660号、申请日为2014年2月19日、名称为“涡轮增压机速度传感器”的美国在先专利申请的优先权和权益，该美国在先专利申请的全部内容以参引方式结合于此。

背景技术

内燃机(Internal Combustion Engine，ICE)可以包括多种旨在增进ICE工作效率的装置。例如，ICE可以包括涡轮增压装置。所述涡轮增压装置可以借助于迫使空气进入与ICE有关的燃烧室，而增进ICE的效率。

涡轮增压装置可以采用多种用以迫使空气进入ICE燃烧室的组件。例如，涡轮增压装置可以包括涡轮机叶轮、压缩机叶轮和轴。所述轴连接涡轮机叶轮和压缩机叶轮，使得当涡轮机叶轮旋转时，压缩机叶轮旋转。

ICE产生的废气可以被传送到涡轮增压装置，在那里，废气被用于转动涡轮机叶轮。当涡轮机叶轮旋转时，它引起压缩机叶轮的旋转。压缩机叶轮的旋转可以导致周围的空气被吸入并由涡轮增压装置压缩。被压缩的空气可以被泵入ICE的燃烧室。

速度传感器可以用于感测涡轮增压器的速度。例如，涡轮增压速度传感器可以用于感测涡轮增压器中涡轮机叶轮和/或压缩机叶轮的旋转速度。所感测的速度可以用于衡量涡轮增压器的性能。

速度传感器可以使用多种二次成型(over-molding)方法制造。二次成型方法可以包括使用供二次成型使用的各种应用压力和温度。用于二次成型的压力和/或速度常被选择为用以避免在制造速度传感器的过程中产生的速度传感器的损坏。使用过高的温度和/或压力会导致速度传感器的损坏。然而，使用过低的温度和/或压力不能为速度传感器提供良好的密封。

附图说明

附图并入说明书、并且构成说明书的一部分，与具体实施方式一起，在此图示描述了一个或更多个实施例，并解释这些实施例。附图中的元件并非必须是按比例绘制的，相反，其重点在于阐明本发明的原理。在附图中：

图1示出了速度传感器的一个例示性实施例；

图2示出了速度传感器第一部分的一个例示性实施例的第一视图；

图3示出了可以包含在第一部分中的感测组件的一个实施例；

图4示出了第一部分的第二视图；

图5示出了速度传感器第二部分的一个例示性实施例；

图6示出了第二部分的截面图；

图7示出了包括相连接的第一部分和第二部分的子组件；

图8示出了在相连接的第一部分和第二部分上二次成型的速度传感器的第三部分的例示性实施例；而

图9是可用以生产速度传感器的示例方案的流程图。

具体描述

在此描述的特征可以例如用于制造速度传感器(诸如涡轮增压机速度传感器)。在一个实施例中，速度传感器被分为三个相互不同的部分。第一部分包括与外壳一起二次成型的感测组件。第二部分包括线束。第一部分与第二部分相连接以产生速度传感器的子组件。用第三部分与所述子组件二次成型。第三部分可以密封速度传感器的第一部分与第二部分相连接的点。此外，第三部分可以作为用于速度传感器的凸缘，以在固定位置容纳安装速度传感器。

图1示出了可实现在此描述的一个或更多个特征的速度传感器100的一个例示性实施例。参看图1，速度传感器100可以包括例如第一部分200、第二部分500和第三部分800。

第一部分200可以感测在速度传感器100外部的物体的运动(例如，旋转)。外部物体可以是例如包括在涡轮增压机中的涡轮和/或压缩机叶轮，并且所感测到的运动可以是所述叶轮的旋转。速度传感器可以基于感测到的运动而产生信号。所产生的信号可以是电信号，诸如，电脉冲。可以通过第一部分200和第二部分500之间形成的一个或更多个连接，而将所述信号从第一部分200传送到第二部分500。

第二部分500可以从第一部分200将所述信号传送到速度传感器100的外部设备。所述外部设备可以例如是计算机，其基于所述信号确定与外部物体有关的速度。

第三部分800可以容纳安装所述速度传感器100。此外，第一部分200和第二部分500可以相互连接在一起，以形成一个子组件。第三部分800可以在所述子组件上二次成型，以提供第一部分200和第二部分500之间的连接处的密封。

如下文将进一步描述的那样，第一部分200包括外壳和感测组件。所述外壳在感测组件上二次成型，且用于在速度传感器100的制造和/或工作过程中保护感测组件。所述感测组件包括线圈和引线框。所述线圈感测外部物体的运动、并基于感测到的运动而产生信号。尤其是，引线框通过第一部分和第二部分500之间的连接部而将信号传送到第二部分500。

第二部分500包括外壳和线束。线束的第一端通过端子连接到第一部分200。线束的第二端连接到外部设备。所述线束包括电导线，所述电导线将信号从第一部分200传递到外部设备。外部设备可以基于所述信号而识别物体的速度。此外，外部设备可以基于所识别的速度而控制另一个物体(例如，涡轮增压器)的运行。

第一部分200和第二部分500相连接以形成子组件。所述子组件包括第一部分200和第二部分500之间的电连接部。第三部分800在第一部分200和第二部分500之间产生的连接部上二次成型。在此，第三部分800用作连接部的密封件。

此外，例如，第三部分800包括当速度传感器100位于工作位置时，用于安装速度传感器100的设施。在此，第三部分800作为用于速度传感器100的凸缘。

应当注意的是，将速度传感器100分为几部分，例如部分200、500和800，可以简化速度传感器100的制造。例如，使得第一部分200和第二部分500作为相互独立的部分，可以使得第一部分200可以被制造，而不受包含在第二部分500中的线束的牵制。

图2示出了速度传感器100的第一部分200的第一视图。参看图2，第一部分200可以包括一感测组件300。如在下中将进一步描述的那样，感测组件300可以包括圈线轴、磁体314、线圈和引线框。感测组件300可以感测物体的运动(例如，转动)，所述物体例如可以是在涡轮增压器中转动的涡轮机叶轮和/或压缩机叶轮。所述感测组件300可以基于所感测到的运动而产生一信号(例如，电脉冲)。所产生的信号可以由感测组件300提供给速度传感器100的第二部分500。

图3示出了与速度传感器100一起使用的感测组件300的一个例示性实施例。现在参看图2和3，感测组件300可以包括圈线轴310、线圈312和引线框340。线圈312可以包括线(例如，漆包铜线)，所述线可以绕着圈线轴310的一端缠绕。例如，线圈312可以例如感测物体的运动，并基于感测到的运动而产生信号。在此，感测可以包含磁性措施。例如，可以将电流施加到线圈312上以产生磁场。所述场可以由于诸如涡轮机叶轮的物体的运动而受到扰动。由线圈312产生的信号，可以基于由物体的运动引起的场的扰动。

圈线轴310可以由非导电材料模制而成。圈线轴310可以由一个或更多个导电销313支承。线圈312可以终止于销313处。在一个实施例中，线圈312包括两个端部，并且圈线轴310由两个销313支承。在此，线圈312的一端部可以绕着一个销313缠绕，而线圈312的另一端部可以绕着另一个销313缠绕。

磁体314(图2)可以附接在圈线轴310上。所述磁体314可以用于与线圈312一起以产生磁场。在一个实施例中，磁体314为钐钴(SmCo)磁体，例如，Sm₂Co₁₇磁体。然而，应当注意到的是，在另一些实施例中，也可以使用另一些合适的磁体类型。

销313可以位于引线框340中的开口344中、并在引线框340的开口344处建立与引线框340的电接触。注意，所述开口344可以允许对销313和引线框340之间的连接加以检查。此外，应当注意的是，一个或更多个焊接电极可以位于开口344的一侧或更多侧，以将销313焊接到引线框340。

引线框340可以包括一个或更多个端点342。端点342可以是电导体。例如，在一个实施例中，端点342由导电的金属制成。所述金属包括例如镀镍黄铜。注意，在另一些实施例中，可以使用另一些导电材料。如在下中将进一步描述的那样，端点342可以将由线圈312产生的信号发送到速度传感器100的第二部分500。

引线框340可以包括用于安装圈线轴310的设备。例如，引线框340可以包括接合部(例如，钩)，所述接合部可以接合圈线轴310、并将圈线轴310保持在适当位置。在此，例如，引线框340可以作为圈线轴310的载体。

图4示出了第一部分200的第二视图。参看图4，第一部分200包括外壳410。外壳410可以容纳第一部分200。外壳410可以由液晶聚合物(LCP)制成，然而，也可以使用另一些材料。外壳410可以包括孔412、槽414、肋422和脊420。外壳410可以在第一部分200的制造期间在感测组件300上二次成型(图3)。

孔412可以提供穿过外壳410到圈线轴310的开口。对应于孔412的孔(未示出)可以位于外壳410上与孔412相反的位置处。在一个实施例中，孔412和相应的孔用于当外壳410在感测组件300上二次成型时，将感测组件300保持在适当的位置。

槽414可以提供O形环的放置位置，所述O形环可以与速度传感器100一起使用。例如，在速度传感器100被置于工作状态后，所述O形环可以对速度传感器100提供密封作用。槽414可以被造型为与O形环相适应。所述形状可以包括例如一个或更多个锥缩式边缘。

肋422用以将第一部分200和第三部分800相连接(例如，结合)。如下文将详细描述的那样，在一个实施例中，第一部分200和第二部分500相互连接在一起。在第一部分200和第二部分500相互连接在一起后，第三部分800在相连接的第一部分200和第二部分500上二次成型。在此，肋422可以在第三部分800在相连接的第一部分200和第二部分500上二次成型期间熔化，以便将第一部分200和第三部分800结合在一起。

脊420可以从外壳410突出。当第一部分200和第二部分500组装在一起时，脊420可以使第一部分200和第二部分500对齐。例如，脊420可以是能够键合的(keyed)，以当第一部分200和第二部分500相互连接在一起时，使第一部分200和第二部分500具体地对准。

图5示出了速度传感器100的第二部分500的一个例示性实施例。参看图5，第二部分500可以包括外壳524和线束526。外壳524可以用于容纳第二部分500。外壳524可以由LCP制成，然而，也可以使用另一些材料。外壳524可以包括脊520和肋522。

线束526可以提供在速度传感器100和外部源(例如，计算机)之间的连接。该连接可以在速度传感器100和外部源之间传递各种信号。这些信号可以包括例如一些读数，这些读数可以由速度传感器提供。

线束526可以包括端点528，该端点528可以用于电连接到第一部分200，且能够在第一部分200和第二部分500之间传送电信号。端点528可以由导电材料制成(例如，铜)。如下文将详细描述的那样，线束526可以包括一些导电线，这些导电线止于端点528处。

脊520可以从外壳524突出。当第一部分200和第二部分500组装在一起时，脊520可以用于将第二部分500和第一部分200对准。例如，脊520可以是能够键合的，以当第一部分200和第二部分500相互连接在一起时，使第一部分200和第二部分500具体地对准。

肋522用于将第二部分500和第三部分800相互连接在一起。如下文将详细描述的那样，在一个实施例中，第一部分200和第二部分500相互连接(例如，焊接)在一起。在第一部分200和第二部分500相互连接在一起后，第三部分800在相互连接的第一部分200和第二部分500上二次成型。在此，肋522可以融化，以便将第二部分500和第三部分800相互连接在一起。

图6示出了第二部分500的截面图。参看图6，第二部分500可以包括密封件620、垫圈622和线624。密封件620可以是用以与外部环境隔绝的密封件，这种用以与外部环境隔绝的密封件能够起作用以便防止污染物进入外壳524。所述密封件620是锥式渐缩的。锥式渐缩的密封件620可以用于在外壳524中将密封件620的位置固定。垫圈622可以是背衬垫圈，其用于将线624固定在外壳524中、并且在例如外壳524在所述线束526上二次成型后防止线624离开外壳524。

密封件620和/或垫圈622可以由柔性材料制成。在一个实施例中，密封件620可以由弹性体制成，而垫圈622可以由刚性聚合物制成。注意，外壳524可以包括一个或更多个边缘626。所述边缘626还可以对于垫圈622和/或密封件620在外壳524中的位置加以固定。

各个线624可以包括用于传导电信号的导电材料(例如，铜)。各个线624可以包括绝缘体，以防止电信号在各个线624之间传导。此外，各个线624可以是扭曲的，以避免干扰信号耦合到线624。各个线624可以终止于端点528处。

密封件620和垫圈622可以用于调节线624在第二部分500中的位置。具体地说，密封件620和垫圈622可以包括一些孔，这些孔用于将各个线624对齐。在此，例如，对准措施可以包括各个线624之间的预定间距。此外，对准措施可以包括线624相对于第二部分500的纵向方向的角位置。

例如，密封件620和垫圈622可以包括使线624能够相对于轴线628对准的孔。在此，例如，轴线628可以是第二部分500的纵向中心轴线。各孔可以用以使各线624对准，以使得各线624与轴线628的间距相等，并且以预定的公差平行于所述轴线628。

图7示出了包括第一部分200和第二部分500的子组件700的一个例示性实施例。参看图7，如上所述，脊420和脊520是能够键合的。当第一部分200和第二部分500连接以形成子组件700时，所述键合(keying)可以用以将第一部分200和第二部分500对准。例如，所述键合可以允许用仅仅一个路线(only one way)将第一部分200与第二部分500相连接。

圆圈710更详细地示出了第一部分200和第二部分500的连接。参看圆圈710，脊420和脊520可以互锁。互锁的脊420和脊520可以用于使第一部分200和第二部分500对准。此外，互锁的脊420和520可以导致形成一个或更多个窗口740。窗口740可以暴露端点342和端点528。窗口740可以用于将端点342和端点528连接在一起。

将端点342和端点528连接在一起可以以电方式和/或机械方式连接第一部分200和第二部分500。例如，在一个实施例中，焊接探头进入窗口740，使用焊接技术，以电方式和机械方式将端点342连接到端点528。应当注意的是，可以采用另一些技术，以电和/或机械方式将端点342和端点528连接在一起。例如，在一个实施例中，钎焊探头进入窗口740，使用钎焊技术，以电和机械方式将端点342连接到端点528。

图8示出了速度传感器100的第三部分800连接到子组件700的一个例示性实施例。参看图7，第三部分可以是与速度传感器100有关的凸缘。所述凸缘可以用于在速度传感器100工作期间安装速度传感器100。凸缘可以包括孔812，该孔可以用于安装速度传感器100。

可以通过将第三部分800在子组件700上二次成型，而将第三部分800连接到子组件700。所述二次成型可以发生在肋422和522处。经二次成型后的第三部分800可以在子组件700的第一部分200和第二部分500相连接的点处覆盖子组件700。此外，在子组件700的这个点二次成型的第三部分800可以密封这个点，从而使它与环境隔绝，以便隔绝可能进入这个点的污染物。

例如，在一个实施例中，将第三部分800在子组件700上二次成型，引起第三部分800的一部分流动进入窗口740、并形成密封，以对第一部分200和第二部分500的连接部加以密封。此外，这个流动可以用于排除子组件700中的可能包含在第一部分200和第二部分500相连接的点处的空气。将空气强迫排出，可以防止如果空气存在时可能发生的不合期望的情况(例如，端点342和端点528的氧化)。此外，将空气强迫排出，可以增进在第一部分200和第二部分500相连接的点处的速度传感器100的耐久性。

同样如图8中示出的是密封件820的位置。在一个实施例中，密封件820是由柔性材料制成的O形环。同样如图8所示，密封件820可被放置在槽414中。密封件820可以用于在速度传感器100工作期间防止污染物迁移越过槽414而到达第二部分500。

图9示出的例示性流程图，可以用来执行以便生产速度传感器。参看图9，在方框910处，将第一部分外壳在感测组件上二次成型，以产生速度传感器的第一部分。感测组件可以是感测物体运动并基于感测到的运动而产生信号的组件。所述信号可以存在于与感测组件相关的端点上。二次成型的外壳可以用于包住除端点外的感测组件。外壳可以用于保护感测组件的某些部分，以便隔绝污染物，并且避免如果外壳不被保护时可能产生的损坏。

在方框920处，对密封件、垫圈和线束进行组装，以产生线束组件。线束可以包括多条线。密封件和垫圈可以包括孔，包括在线束中的线可穿过所述孔。所述孔可以用于线的对准。

在方框930处，对线束组件和第二部分外壳进行组装，以产生速度传感器的第二部分。外壳可以固定线束组件、并且使线束能够被容易地处理。此外，外壳可以保护线组件的部分，以屏蔽各种环境因素。

在方框940处，将第一部分和第二部分相连接。例如，第一部分和第二部分可以是能够键合的。在将第一部分和第二部分相连接时，所述键合可以用以将第一部分和第二部分对准。此外，第一部分和第二部分可以包括端点，所述端点用于产生第一部分和第二部分之间的电连接。第一部分上的端点可以与第二部分的端点相连接，以产生电连接。各端点可以通过焊接、钎焊连接和/或另一些连接方式而被连接在一起。

在方框950处，将速度传感器的第三部分在相连接的第一部分和第二部分上二次成型。第三部分可以在第一部分和第二部分相连接的点上二次成型。在所述点上二次成型的第三部分可以提供密封，所述密封可密封所述点以隔绝污染物。此外，在所述点上二次成型的第三部分可以在所述点处加强速度传感器。

前述实施例的描述旨在提供说明和描述，然而不用于彻底的或限制本发明为所公开的精确形式。根据上述教导可以做出各种修改和变形，或者可以通过本发明的实践获得各种修改和变形。

在此使用的任何元件、动作、或指令都不应被认为是本发明的重要或必要元素，除非另有此类明确描述。同样地，在此使用的术语“一”用于包括一个或更多个物品。当为了仅一个物品时，使用术语“一个”或相似的语言。另外，术语“基于”用于表达“至少一部分基于”，除非另有明确描述。

本发明的目的不限于上述公开的具体实施例。本发明将包括落入所附权利要求的范围的任意和所有的具体实施例和等同变化。

Claims (7)

1.一种速度传感器，其包括：

感测组件，所述感测组件包括：线圈轴；线圈；用于与线圈一起产生磁场的磁体；与线圈电连接的多个导电销；和固定至线圈轴的引线框，该引线框提供在所述导电销与多个第一导电端点之间的电连接；

二次成型至所述感测组件的第一外壳，所述第一外壳具有在顶端附近的上部脊，其中第一导电端点从顶端突出；

第二外壳，其具有在下端附近的下部脊，该下部脊连接至第一外壳的上部脊以形成多个焊接窗，其中第二外壳容纳在下端和第一导电端点二者附近的多个第二导电端点，使得焊接窗提供一开口，以允许将第一导电端点焊接至第二导电端点；和

凸缘，所述凸缘二次成型至第一外壳和第二外壳以将第一外壳密封至第二外壳并且堵塞焊接窗。

2.如权利要求1所述的速度传感器，其中，所述凸缘包括与第一外壳和第二外壳偏离以安装所述凸缘的孔。

3.如权利要求1所述的速度传感器，其中，所述第二外壳包括在所述下端附近的多个下部脊，所述下部脊将第一外壳与第二外壳对准。

4.如权利要求1所述的速度传感器，其中，所述线圈轴被导电销支承。

5.如权利要求1所述的速度传感器，其中，所述凸缘还能用于密封焊接窗，使得凸缘流入焊接窗而排除空气。

6.如权利要求1所述的速度传感器，其中，

所述第一外壳包括在第一外壳的顶端附近的多个第一肋；

第二外壳包括在第二外壳的下端附近的多个第二肋；并且

所述凸缘与第一肋和第二肋联接以接合第一外壳和第二外壳。

7.一种速度传感器，其包括：

感测组件，所述感测组件大致沿纵向轴线延伸，用于产生与在速度传感器外部的物体的运动相关联的信号，所述感测组件具有在上端附近的多个第一导电端点，用于发射信号；

第一外壳，其沿所述纵向轴线延伸并且二次成型至所述感测组件，所述第一外壳具有在顶端附近的上部脊，其中第一导电端点从顶端突出；

第二外壳，其沿所述纵向轴线延伸并且具有在下端附近的下部脊，该下部脊连接至第一外壳的上部脊以形成多个焊接窗，其中第二外壳容纳在下端和第一导电端点附近的多个第二导电端点，使得焊接窗提供一开口，以允许将第一导电端点焊接至第二导电端点；和

凸缘二次成型部，其沿横向轴线延伸并且具有：第一开口，该第一开口能用于将凸缘二次成型部连接至上部脊和下部脊二者，以将第一外壳密封至第二外壳并且密封焊接窗；和第二开口，其沿横向轴线与第一开口偏离，用于安装凸缘二次成型部。