CN107074212A - 用于车辆踏板组件和其他旋转位置传感器的磁体组件 - Google Patents

Abstract

一种保持在旋转位置传感器的转子、例如像车辆踏板的鼓轮上的磁体组件。所述车辆踏板的所述鼓轮包括用于所述磁体组件的保留凹槽。在一个实施方案中，所述磁体组件包括磁体，所述磁体具有一对间隔开的支腿和邻接抵靠所述支腿的外部的一对极片。所述极片中的每一个包括多个尖头倒钩，所述尖头倒钩压入所述车辆踏板的所述鼓轮上的所述保留凹槽的材料中以便将所述磁体组件保持在所述车辆踏板上。

Description

用于车辆踏板组件和其他旋转位置传感器的磁体组件

相关申请和共同待决申请的交叉引用

本申请要求2014年10月9日提交的美国临时专利申请序列号62/061,825的申请日和公开内容的权益，所述临时申请与其中所引用的所有参考文献一样以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于车辆踏板组件和其他类型的旋转位置传感器的磁体组件，并且更确切地，涉及一种用于非接触旋转位置传感器类型的车辆加速器踏板组件的磁体组件。

背景技术

本发明涉及旋转传感器组件、例如像在例如Wurn的美国专利号7,404,342中公开的类型的车辆加速器踏板组件的磁体组件，所述车辆加速器踏板组件包括非接触踏板位置感测组件，其包括附接到踏板的鼓轮前部的磁体组件以及传感器(诸如霍尔效应传感器)，所述传感器被适配成感测由磁体组件响应踏板的旋转生成的磁通量的变化，以便允许对踏板位置进行测量。

本发明涉及一种用于这种车辆加速器踏板组件或其他类型的旋转位置传感器组件的新的成本较低的磁体组件。

发明内容

本发明总体上涉及一种被适配用于保留在旋转位置传感器组件的转子上的磁体组件，所述磁体组件包括磁体和一对金属极片，所述金属极片附接到磁体并且各自限定至少第一倒钩，所述第一倒钩被适配成压入转子的材料中以便将磁体组件保持在旋转位置传感器组件的转子上。

在一个实施方案中，转子包括夹子，磁体组件保持在夹子中，并且所述一对极片上的至少第一倒钩压入夹子的材料中以便将磁体组件保持在转子上。

在一个实施方案中，磁体是总体上U形的并且包括一对间隔开的支腿，所述一对金属极片分别附接到磁体的所述一对支腿的外表面。

在一个实施方案中，旋转位置传感器组件的转子是车辆踏板的鼓轮。

本发明还涉及一种车辆踏板组件，其包括：踏板，所述踏板包括限定凹槽的远侧鼓轮；以及磁体组件，所述磁体组件保持在踏板的鼓轮上，所述磁体组件包括一对间隔开的支腿和分别邻接抵靠磁体的所述一对支腿的外表面的一对金属极片，所述一对极片中的每一个包括限定第一对倒钩和第二对倒钩的一对间隔开且成角度的侧边，所述第一对倒钩和所述第二对倒钩压入鼓轮中的凹槽的材料中以便将极片和磁体组件保持在踏板的鼓轮上。

在一个实施方案中，第二对倒钩比第一对倒钩短。

本发明进一步涉及一种组件，其用于将磁体保留在由塑性材料制成的非接触传感器组件的转子上并且包括在磁体上的至少第一倒钩，所述第一倒钩压入转子的塑性材料中以便将磁体保留在转子上。

在一个实施方案中，转子是车辆踏板的鼓轮。

在一个实施方案中，磁体包括至少第一极片，所述至少第一倒钩形成在所述至少第一极片上。

在一个实施方案中，车辆踏板的鼓轮限定凹槽，磁体包括延伸到鼓轮的凹槽中的基部、从基部一体地突出的一对间隔开的磁体区段以及邻接抵靠相应磁体区段的外表面的一对金属极片，所述至少第一倒钩限定在所述一对磁体极片中的每一个上并且压入鼓轮中的凹槽的塑性材料中，以便将磁体保留在踏板的鼓轮中。

在一个实施方案中，所述一对间隔开的磁体区段中的每一个包括相对发散肋，磁体极片中的每一个包括相对发散侧边，所述侧边邻接抵靠相应一对间隔开的磁体区段的相应相对发散肋。

在一个实施方案中，所述一对极片中的每一个包括延伸到限定在磁体的基部中的至少第一槽口中的至少第一接片。

在一个实施方案中，踏板的鼓轮限定凹槽并且磁体包括配合到鼓轮的凹槽中的基部，凹槽或基部中的一个限定至少第一槽缝，并且凹槽或基部中的另一个包括配合在所述至少第一槽缝中以便将磁体的基部保持在鼓轮的凹槽中的至少第一肋。

根据本发明的实施方案的以下详述、附图和所附权利要求书，本发明的其他优点和特征将更加显而易见。

附图说明

附图构成说明书的一部分并且附图中的相同数字用于指定相同部件，在附图中：

图1是车辆加速器踏板组件的透视图；

图2是图1中所示的车辆加速器踏板组件的垂直剖开剖视图；

图3是本发明的磁体组件附接到图1中所示的车辆踏板组件的鼓轮时的剖开侧正视图；

图4是车辆加速器踏板组件的踏板的剖开分解透视图；并且

图5是车辆加速器踏板组件的踏板的另一个剖开分解透视图。

具体实施方式

图1和2描述了包括根据本发明的磁体组件10(图2-5)的车辆加速器踏板组件或模块80，在所示实施方案中，磁体组件10附接到如在例如Wurn的美国专利号7,404,342中示出并进一步描述的非接触旋转位置传感器类型的车辆加速器踏板组件或模块80的踏板60的鼓轮或转子50的前部，所述公开及其内容明确地以引用的方式并入本文。

更确切地，并且参考图1和2，车辆加速器踏板组件或模块80包括踏板壳体82，所述踏板壳体82由模制热塑性材料制成并限定与内部壳体空腔84(图2)连通的下部或前部壳体开口83，开口83和空腔84都被适配来接收狭长踏板60的也由模制热塑性材料制成的总体上圆柱形的鼓轮50。壳体82、并且更确切地其内部壳体空腔84也被适配来接收并容纳非接触旋转位置传感器组件，所述组件包括从踏板60的鼓轮50的前部延伸的磁体组件10和安装在印刷电路板86(图2)上的霍尔效应传感器(图中未示出但是在美国专利号7,404,342中示出)的组合，印刷电路板86也位于内部壳体空腔84中并且联接到电连接器88，所述电连接器88从内部壳体空腔84延伸穿过上部或后部壳体开口89(图2)并且从踏板壳体82的顶部的外部向外延伸。

固定轴91延伸穿过鼓轮50的内部并且包括延伸到相对凹陷93(图1中仅示出一个)中并固定在其中的相反末端，相对凹陷93限定在踏板壳体82的相对且间隔开的侧壁95中以用于安装踏板60、并且更确切地踏板60的鼓轮50，以便在内部壳体空腔84中相对于踏板壳体82和轴91旋转。

车辆加速器踏板组件或模块80还包括踏板滞后或摩擦组件90，所述踏板滞后或摩擦组件90包括摩擦杆或板92，所述摩擦杆或板92具有限定用于一对可伸缩螺旋弹簧96a和96b的相应第一末端的接收座94的第一远侧末端以及与第一远侧末端在直径上相反并且限定弯曲且凹的摩擦表面98的第二远侧末端，摩擦表面98被适配用于与踏板60的鼓轮50上的互补形状的弯曲且凸的摩擦表面100摩擦接触并接合。摩擦杆92还包括并限定一对共线的、间隔开的、且在直径上相反的耳轴或销102(图中仅示出其中一个但是在美国专利号7,404,342中的一个实施方案中示出两个)，耳轴或销102从杆或板92的相反侧一体地向外突出并且被适配成被接收在壳体82中所限定的相应的相对且间隔开的颊部或凹陷(图中未示出但是在美国专利号7,404,342中示出其一个实施方案)中。这一对销102在杆92上总体上居中地位于杆92的相反远侧末端之间并且为杆92限定在与杆92的纵轴正交的方向上延伸的跷跷板类型的枢转轴线。

可伸缩螺旋弹簧96a和96b位于踏板60的下侧与摩擦杆92之间并且在其间延伸，并且更确切地，包括邻接抵靠踏板60的下侧的相应第二末端和邻接抵靠摩擦杆92上的接收座94并延伸到其中的相反的相应第一末端。

在所示实施方案中，螺旋弹簧96a和96b位于踏板壳体82的外侧，并且摩擦杆92按照以下关系定位在踏板60与踏板壳体82的基部之间：第一远侧末端限定位于踏板壳体82的外侧的接收座94并且第二远侧末端限定位于踏板壳体82的内部空腔84中的摩擦表面98。

根据车辆组件踏板组件或模块80的操作，用户的脚将踏板60从其在图1中的怠速位置压下导致螺旋弹簧96a和96b的压缩，这致使弹簧96a和96b的接收在摩擦杆92的接收座94中的远侧末端抵靠摩擦杆92的第一远侧末端施加力，这进而致使摩擦杆92相对于壳体82并围绕杆92上的枢轴销102进行枢转或跷跷板类型的移动，然后所述移动进而致使摩擦杆92的相反的远侧末端上的摩擦表面98抵靠踏板60的鼓轮50的表面施加增加的摩擦踏板滞后力。

踏板60的压下还导致鼓轮50在壳体空腔84内部相对于踏板壳体82的相对侧壁95进行逆时针旋转移动，这进而致使从鼓轮50的外部前表面延伸的磁体组件10进行逆时针旋转移动，所述移动进而导致由磁体组件10生成的磁通量的幅值和方向的变化，磁通量由安装在印刷电路板86上的霍尔效应传感器(图中未示出但是在美国专利号7,404,342中示出)感测并转换成用于确定鼓轮50和踏板60的旋转位置的信号。

用户的脚从踏板60移走致使螺旋弹簧96a和96b伸展，这导致摩擦杆92进行枢转且顺时针的移动，所述移动进而导致摩擦杆92施加到踏板60的鼓轮50上的滞后力减小并且导致踏板60返回到其如图1中所示的怠速位置。

参考图2至图5，并且尤其是图4和5，本发明的磁体组件10包括单个一体的且总体上U形的磁体12，在所示实施方案中，磁体12包括一对间隔开的、相对的且总体上平行的扇形磁体部分或区段14和16，所述磁体部分或区段14和16与磁体12的中央的总体上矩形的基部或主干磁体部分或区段18的相应相对横向远侧边缘成一体并且总体上垂直地从所述边缘向外突出。

垂直肋19(图4和5)从磁体12的主干部分18的两个相对纵向侧壁中的一个的外表面向外伸出并突出。在所示实施方案中，肋19居中地位于磁体12的主干部分18的相对纵向侧壁中的一个上并且在总体上与磁体12的主干18的纵轴方向正交的垂直方向上延伸。

磁体12的主干18另外限定多个下部或底部向内延伸槽口21(图5)。第一对间隔开且平行的槽口21限定在主干18的第一横向下部或底部侧边上，并且第二对间隔开且平行的槽口21与第一对间隔开的槽口21成在直径上相反的关系限定在主干18的第二横向下部或底部侧边上。槽口21在与垂直肋19正交的方向上水平延伸。肋19位于槽口21之间并与其间隔开。

扇形磁体区段14和16相对于彼此以间隔开且平行的关系定位，并且从磁体12的基部或主干部分18的纵轴向上并在总体上与之正交的方向上延伸。气隙或开口槽缝23(图4和5)在磁体12中限定在两个扇形磁体区段14与16之间并且由相应磁体部分14、16和18的内表面界定。

磁体12按照以下关系联接到踏板60的鼓轮50：磁体12在内部空腔84中延伸并且印刷电路板86延伸到磁体12的气隙23中，再更确切地，霍尔效应传感器(图中未示出但是在美国专利号7,404,342中示出)位于气隙23中。

扇形磁体部分14和16中的每一个包括一对相对的、狭长的且成角度的外围侧边20和22，所述侧边20和22发散远离彼此并且包括并限定相应狭长肋20a和22a，所述肋20a和22a从相应外围侧边20和22的外表面的面向外伸出。

磁体组件10还包括与扇形磁体部分14和16具有相同的总体扇形形状和表面积的一对扁平金属(例如，钢)磁通量导体或极片24和26。

如图3、4和5中更具体示出，磁体极片24和26中的每一个采取总体上扇形的扁平金属板的形式，所述扁平金属板包括：一对相对的、狭长的且成角度的侧边28和30，所述侧边28和30发散远离彼此；侧边28和30之间所限定的中心狭长基部32，其限定在所述一对成角度且发散侧边28和30的下部末端之间延伸的下部狭长水平边缘；以及上部狭长弯曲边缘35，其在相应极片24和26的所述一对成角度且发散的侧边28和30的上部末端之间延伸。

磁体极片24和26中的每一个的基部32的下部边缘包括并限定一对间隔开且平行向内折曲的磁体保持接片36，所述接片36总体上正交地从磁体极片24和26中的每一个的基部32的下部边缘的内面向外突出并延伸。

磁体极片24和26中的每一个、并且更确切地其板另外包括总体上正方形的通孔或孔口39，所述通孔或孔口39被适配来接收用于在组装过程中将磁体10放置和定位在鼓轮凹槽110中的适当工具(未示出)或与其合作。

磁体极片24和26中的每一个另外限定并包括限定并形成在其相应成角度侧边28和30中的第一对尖头倒钩40和42；也形成在相应成角度侧边28和30中的第二对尖头倒钩44和46；以及也限定在相应成角度侧边28和30中的一对内肩部或凹陷47和48。

第一对倒钩40和42、第二对倒钩44和46以及所述一对凹陷47和48分别以相对于彼此在直径上相反且共线的关系设置在相应极片24和26的相应成角度侧边28和30上，其中相应倒钩40、42、44和46的尖头全部指向相应极片24和26的上部狭长弯曲边缘35的方向。另外，并且在如图3、4和5中所示的磁体极片24和26的取向中，倒钩40、倒钩44和肩部47沿着磁体极片24和26中的每一个的成角度侧边28的长度按照以下关系定位并延伸：倒钩40被定位并限定成与磁体极片24和26中的每一个的基部32的边缘的一个末端相邻且间隔；倒钩44被定位并限定成在倒钩42上方且与倒钩42间隔；并且肩部47被定位并限定成在倒钩44上方且与倒钩44间隔。

按照类似方式，倒钩42、倒钩46和肩部48沿着磁体极片24和26中的每一个的相对成角度侧边30的长度按照以下关系定位并延伸：倒钩42被定位并限定成与磁体极片24和26中的每一个的基部32的边缘的相反末端相邻且间隔；倒钩46被定位并限定成在倒钩42上方且与倒钩42间隔；并且肩部48被定位并限定成在倒钩46上方且与倒钩46间隔。

更进一步，在图3、4和5中所示的实施方案中，第一对倒钩40和42与第二对倒钩44和46相比具有更短的长度和尖端到尖端的距离，并且第二对倒钩44和46与相应第一组倒钩40和42间隔开并且在板中设置在第一组倒钩40和42内侧。

再次参考图3、4和5，踏板60的鼓轮50的前部包括并限定总体上矩形的开放空腔或凹槽或夹子110，所述开放空腔或凹槽或夹子110由周向延伸的壁112限定并且从鼓轮50的前外表面向外伸出。总体上U形的槽口114限定在壁112的相对横向区段中的每一个中并且延伸穿过所述横向区段；狭长垂直槽缝116限定在壁112的相对纵向区段中的一个的内表面中；并且一对狭长的、间隔开且平行的垂直挤压肋118(图4和5中仅示出多对中的一对)按照以下关系从壁112的相对纵向区段中的每一个的内表面向外伸出：槽缝116沿着壁112的相对纵向区段中的一个居中地定位在限定在壁112的相对纵向区段中的每一个上的肋118之间并与之间隔开。在所示实施方案中，U形槽口114按照与凹槽110的纵轴共线的关系定位，并且槽缝116和肋118在相对侧上延伸并且与凹槽110的纵轴间隔开，并且还在与凹槽110的纵轴方向正交的方向上延伸。壁112还包括狭长内部唇缘113，唇缘113从壁112的每个纵向区段的上部纵向边缘的内表面一体地向外突出。

根据本发明，并且作为制造和组装过程的一部分，按照以下关系将扇形磁体极片24附接到磁体12：扇形磁体极片24的板的内侧外面邻接抵靠磁体12的扇形磁体部分14的外面；扇形磁体极片24上的相应接片36延伸到限定在磁体12的主干18的一个横向侧边中的相应槽口21中；并且扇形磁体极片24的相应成角度侧边28和30邻接抵靠磁体12的扇形磁体部分14的相应肋20a和22a的内边缘，从而将磁体极片24定位并放置在磁体12的扇形部分14的外面上。

按照相似的方式，按照以下关系将相应扇形磁体极片26附接到磁体12：扇形磁体极片26的板的内侧外面邻接抵靠磁体12的相对扇形磁体部分16的内侧外面；扇形磁体极片26上的相应接片36延伸到限定在磁体12的主干18的相对横向侧边中的相应槽口21中；并且扇形磁体极片26的相应成角度侧边28和30邻接抵靠扇形磁体部分16的相应肋20a和22a的内边缘，从而按照与磁体极片24在直径上相对的关系将磁体极片24定位并放置在磁体12的扇形部分16的外面上。

此后，根据本发明，并且同样作为制造和组装过程的一部分，然后按照以下关系将附接有磁体极片24和26的磁体组件10紧固到踏板60的鼓轮50：磁体12的主干18配合并定位在鼓轮50的前部处的凹槽或夹子110中，并且更确切地，与磁体12的主干18上的肋19配合并定位在槽缝116中，槽缝116限定在限定凹槽110的壁112的内面上；并且磁体12的主干18的外部外围壁与限定鼓轮凹槽110的外围壁112的内表面处于干涉配合关系；并且再更确切地，鼓轮凹槽110的相应相对纵向壁区段的内表面上的肋118已经抵靠磁体12的主干18的相对纵向壁区段的外表面挤压，以便提供磁体组件10在鼓轮凹槽110中的紧固干涉配合。

限定在鼓轮凹槽110中的U形槽口114允许有并且提供用于在组装过程中用来将磁体组件10放置并定位在鼓轮凹槽110中的工具(未示出)的余隙。

此外，根据本发明并且如图3中所示，凹槽壁112的相对纵向区段的上部内边缘上的相应唇缘113延伸到限定在相应磁体极片24和26的相应边缘28和30中的相应槽47和48中，并且相应磁体极片24和26上的相应倒钩40、42、44和46的尖头尖端伸出并刺入凹槽壁112的相对纵向区段的内表面的热塑性材料中，以便将磁体极片24和26、并因此将磁体组件10楔入、保持和锁定在凹槽110中，并且因此将磁体组件10保持在踏板60的鼓轮50上。

根据本发明，使用具有所公开倒钩40、42、44和46的磁体极片24和26允许将磁体组件10压力干涉配合并紧固到踏板60，并且消除对于将磁体组件热铆接到踏板60的鼓轮50的当前需要，从而提供更易于组装且成本更低的磁体组件10和踏板组件80。此外，在相应磁体极片24和26上使用比第二对倒钩44和46短的第一对倒钩40和42允许第二对倒钩44和46与第一对倒钩40和42相比与凹槽110的壁112的相应相对纵向区段的表面具有相等或更大量的压力干涉配合。

在不背离本发明的新颖特征的精神和范围的情况下，可实现上述实施方案的众多变化和修改，包括例如不仅结合加速器踏板组件而且结合并入非接触旋转位置传感器组件并且其中磁体组件保持在这种组件的转子上的其他类型的组件使用本发明的磁体组件。

应进一步理解，不意图或不应推断出关于本文所示的磁体组件的任何限制。当然，所意图的是，所附权利要求书覆盖落入权利要求书的范围内的所有此类修改。

Claims (13)

1.一种被适配用于保留在旋转位置传感器组件的转子上的磁体组件，所述磁体组件包括：

磁体；以及

一对金属极片，所述一对金属极片附接到所述磁体并且各自限定至少第一倒钩，所述第一倒钩被适配成压入所述转子的材料中以便将所述磁体组件保持在所述旋转位置传感器组件的所述转子上。

2.如权利要求1所述的磁体组件，其中所述转子包括夹子，所述磁体组件保持在所述夹子中，并且所述一对极片上的所述至少第一倒钩压入所述夹子的材料中以便将所述磁体组件保持在所述转子上。

3.如权利要求2所述的磁体组件，其中所述磁体是总体上U形的并且包括一对间隔开的支腿，所述一对金属极片分别附接到所述磁体的所述一对支腿的外表面。

4.如权利要求3所述的磁体组件，其中所述旋转位置传感器组件的所述转子是车辆踏板的鼓轮。

5.一种车辆踏板组件，其包括：

踏板，所述踏板包括限定凹槽的远侧鼓轮；以及

磁体组件，所述磁体组件保持在所述踏板的所述鼓轮上，所述磁体组件包括一对间隔开的支腿和分别邻接抵靠所述磁体的所述一对支腿的外表面的一对金属极片，所述一对极片中的每一个包括限定第一对倒钩和第二对倒钩的一对间隔开且成角度的侧边，所述第一对倒钩和所述第二对倒钩压入所述鼓轮中的所述凹槽的材料中以便将所述极片和所述磁体组件保持在所述踏板的所述鼓轮上。

6.如权利要求5所述的车辆踏板组件，其中所述第二对倒钩比所述第一对倒钩短。

7.一种组件，其用于将磁体保持在由塑性材料制成的非接触传感器组件的转子上并且包括在所述磁体上的至少第一倒钩，所述第一倒钩压入所述转子的塑性材料中以便将所述磁体保留在所述转子上。

8.如权利要求7所述的组件，其中所述转子是车辆踏板的鼓轮。

9.如权利要求8所述的组件，其中所述磁体包括至少第一极片，所述至少第一倒钩形成在所述至少第一极片上。

10.如权利要求9所述的组件，其中所述车辆踏板的所述鼓轮限定凹槽，所述磁体包括延伸到所述鼓轮的所述凹槽中的基部、从所述基部一体地突出的一对间隔开的磁体区段以及邻接抵靠所述相应磁体区段的外表面的一对金属极片，所述至少第一倒钩限定在所述一对磁体极片中的每一个上并且压入所述鼓轮中的所述凹槽的塑性材料中，以便将所述磁体保留在所述踏板的所述鼓轮中。

11.如权利要求10所述的组件，其中所述一对间隔开的磁体区段中的每一个包括相对发散肋，所述磁体极片中的每一个包括相对发散侧边，所述侧边邻接抵靠所述相应一对间隔开的磁体区段的所述相应相对发散肋。

12.如权利要求10所述的组件，其中所述一对极片中的每一个包括延伸到限定在所述磁体的所述基部中的至少第一槽口中的至少第一接片。

13.如权利要求8所述的组件，其中所述踏板的所述鼓轮限定凹槽并且所述磁体包括配合到所述鼓轮的所述凹槽中的基部，所述凹槽或所述基部中的一个限定至少第一槽缝，并且所述凹槽或所述基部中的另一个包括配合在所述至少第一槽缝中以便将所述磁体的所述基部保持在所述鼓轮的所述凹槽中的至少第一肋。