CN108128352A - 扭矩传感器组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及扭矩传感器组件及其制造方法。提供了一种改进用于适于在车辆转向系统中使用的扭矩传感器组件的结构及其制造方法。根据一个实施例，扭矩传感器组件包括：由适当的材料形成的壳体，具有腔体；至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC，配置在所述壳体的腔体中；以及盖，紧固到所述壳体从而以永久性和不透水的方式封闭所述壳体中的腔体。

Description

扭矩传感器组件及其制造方法
本申请是国际申请日为2011年5月13日、名称为“扭矩传感器组件及其制造方法”、申请号为201180023919.7(PCT/US2011/036418)的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明通常涉及车辆转向系统并且特别涉及特别适于在这种车辆转向系统中使用的改进的扭矩传感器组件及其制造方法。
背景技术
在与车辆电子转向系统有关的现有技术中，扭矩传感器组件为大家所熟知，其目的是测量关联的转向柱的扭转。Froehlich等人的美国专利No.6,912,923B2，Gandel等人的美国专利No.7,028,545B2和Ishihara等人的美国专利No.7,415,898B2中介绍了已知的扭矩传感器的例子。
发明内容
本发明涉及特别适于在车辆转向系统中使用的扭矩传感器组件的改进的结构及其制造方法。
根据一个实施例，一种扭矩传感器组件，包括：壳体，具有腔体；至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC，配置在所述壳体的腔体中；以及盖，紧固到所述壳体从而以永久性和不透液体的方式封闭所述腔体。在该实施例中，所述盖被形成为与所述壳体分开，并且通过激光焊接紧固到所述壳体。所述扭矩传感器组件进一步包括承载部件，所述承载部件配置在所述壳体的腔体中，并且其中至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC配置在所述承载部件中。所述扭矩传感器组件进一步包括连接到所述承载部件的印刷电路板。
根据另一个实施例，扭矩传感器组件包括：由适当材料形成的壳体，具有腔体；至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC配置在所述壳体的腔体中；以及盖，紧固到所述壳体从而以永久性和不透液体的方式封闭所述腔体。在该实施例中，所述盖在过模制加工期间被形成为壳体的一部分，并且至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC在过模制加工被紧固在所述壳体内。
根据另一个实施例，一种用于制造扭矩传感器组件的方法，包括如下步骤：(a)将至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC配置在所述扭矩传感器组件的壳体的腔体中；以及(b)通过激光焊接加工将盖紧固到所述壳体以封闭所述腔体。
根据另一个实施例，一种用于制造扭矩传感器组件的方法，包括如下步骤：(a)将至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC配置在扭矩传感器组件的壳体的腔体中；以及(b)通过激光焊接加工将盖紧固到所述壳体以封闭所述腔体；其中步骤(a)进一步包括将所述至少一个通量集中器和所述至少一个霍耳效应IC配置在承载部件中以形成承载部件组件，该承载部件组件随后在进行步骤(b)之前被配置在所述扭矩传感器组件的壳体的腔体中。
根据另一个实施例，一种用于制造扭矩传感器组件的方法，包括如下步骤：(a)将至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC配置在工具模子中；以及(b)通过外模制加工在所述工具模子中原位形成所述扭矩传感器组件的壳体；其中所述壳体包括在所述外模制加工期间形成为所述壳体的一部分的盖。
对于本领域技术人员，本发明的其他优点通过以下与附图一起阅读的优选实施例的详细描述将变得清楚。
附图说明
图1示出了根据本发明的扭矩传感器组件的第一实施例的分解图。
图2示出了如图1所示的扭矩传感器组件的第一实施例的透视图，以组装状态示出了该扭矩传感器组件的第一实施例。
图3示出了如图1和2所示的扭矩传感器组件的第一实施例的前视图。
图4示出了如图1和2所示的扭矩传感器组件的第一实施例的沿图3的线4-4的剖视侧视图。
图5示出了如图1和2所示的扭矩传感器组件的第一实施例的选择部分的放大图，为了清晰没有示出扭矩传感器组件的承载部件。
图6示出了如图1和2所示的扭矩传感器组件的第一实施例的另一侧视图。
图7示出了如图1和2所示的扭矩传感器组件的第一实施例的沿图6的线7-7的剖面图。
图8示出了如图1和2所示的扭矩传感器组件的第一实施例的顶视图。
图9示出了如图1和2所示的扭矩传感器组件的第一实施例的底视图。
图10示出了根据本发明的扭矩传感器组件的第二实施例的透视图，以组装状态示出了扭矩传感器组件的第二实施例。
图11示出了如图10所示的扭矩传感器组件的第二实施例的前视图。
图12示出了如图10所示的扭矩传感器组件的第二实施例的沿图11的线12-12的剖视侧视图。
图13示出了如图10所示的扭矩传感器组件的第二实施例的另一侧视图。
图14示出了如图10所示的扭矩传感器组件的第二实施例的沿线14-14的剖面图。
图15示出了如图10所示的扭矩传感器组件的第二实施例的底视图。
图16示出了如图10所示的扭矩传感器组件的第二实施例的顶视图，为了清晰去除了壳体的外模制部分。
图17示出了如图10所示的扭矩传感器组件的第二实施例的另一侧视图，其类似于图13，但是为了清晰去除了壳体的外模制部分。
具体实施方式
现在参考图1-9，示出了根据本发明构造的、通常以10显示的扭矩传感器组件的第一实施例。扭矩传感器组件10优选地适合安装在小齿轮轴28上(图3示出了其一部分)，其是车辆转向系统(未示出)的一部分。如图1和5之一或二者最好地示出的，所述扭矩传感器组件10包括壳体12、承载部件14、一对通量集中器16、一对霍耳效应IC(集成电路)18、印刷电路板20、盖22和配置在小齿轮轴S上的定子24。
在所示的实施例中，扭矩传感器组件10可以被组装如下。首先，定子24被配置在小齿轮轴28上，然后壳体12相对于定子24被配置在小齿轮轴28上。通量集中器16和霍耳效应IC 18被配置在承载部件14中，印制电路20安装承载部件14上，从而制造了承载部件组件。为了辅助于此，在所示的实施例中，承载部件14优选地配置有就位或者定位装置或者部件。在所示的实施例中，这被示出为承载部件14上的一对"直立的"突出部分14A，其被配置或者容纳在一对开口20A中，开口20A配置在印刷电路板20中。
接下来，承载部件组件被配置在壳体12的腔体或者开口12A中。为了辅助于此，在所示的实施例中，壳体12优选地配置有就位或者定位装置或者部件。在所示的实施例中，这被示出为壳体12上的一对"直立的"突出部分12B(仅仅示出了其中一个)，突出部分12B被配置或者容纳在一对开口14B中，开口14B配置在承载部件14中。
随后，在所示的实施例中，通过优选地沿着盖22的外围激光焊接加工来为壳体12安装和紧固盖22。为了辅助于此，在所示的实施例中，壳体12优选地配置有就位或者定位装置或者部件。在所示的实施例中，这被示出为用于容纳盖22的壳体12上的阶梯部分或者肩部12C。在所示的实施例中为了完成激光焊接加工，壳体12和盖22优选地由适当的相似材料形成(例如塑料)，其允许利用激光焊接加工将壳体12和盖22紧固在一起。
可选的，壳体12和/或盖22可以由适当的其他材料形成，其可以是相似和/或不相似的材料，这允许利用激光焊接加工或者利用任何其他适当的加工或者方法以优选不透水的方式优选永久地将盖22连接到壳体12。盖22和/或壳体12的这种适当的其他材料的例子可以包括例如非金属材料和/或金属材料。优选永久地将盖22连接到壳体12的其他适当的加工或者方法的例子例如可以包括，取决于盖22和壳体12的材料和/或使用适当的粘合剂而选择的其他适当的焊接工艺。
扭矩传感器组件10的第一实施例的一个优点是，在承载部件组件已经安装在壳体12中之后，盖22通过在优选实施例中的激光焊接加工永久地紧固到壳体12。结果，水、污垢、碎片或者其他外来的物体或者污染物经过盖22进入和进入壳体12的腔体12A的机会被实质上减少或者消除了，这是由于激光焊接加工在壳体12的腔体12A和盖22之间操作地形成了不透液体的密封。可选的，如果期望，扭矩传感器组件10的第一实施例的一个或多个部件的结构或者结构可以与所示出和所描述的不同。此外，如果期望，扭矩传感器组件10的第一实施例的部件的组装和/或紧固方法可以与所示出和所描述的不同。
现在参考图10-17，示出了根据本发明构造的、通常以30显示的扭矩传感器组件的第二实施例。如图10-17最好地示出的，所示的扭矩传感器组件30包括壳体32，一对通量集中器34，一对霍耳效应IC36，定子38和连接器端子和引线框40。
在所示的实施例中，扭矩传感器组件30可以被组装如下。首先，至少所示出的扭矩传感器组件30的部件，其至少包括通量集中器34、霍耳效应IC 36、定子38和连接器和引线框40，被配置在工具模子42中(其示意地示出在图16中)。接下来，壳体32被原位外模制(overmold)以制造第二实施例的完成或者外模制的扭矩传感器组件30。为了辅助于此，在所示的实施例中，壳体32优选地由可以在适当的模制工艺中利用的适当材料形成，例如塑料，其可以用在注入塑料模制加工或其他适当的模制工艺中。
扭矩传感器组件30的第二实施例的一个优点在于，壳体32被形成为外模制壳体。结果，通过壳体32进入壳体内的部件的水、污垢、碎片或者其他外来的物体或者污染物被实质上减少或者消除，这是由于外模制加工操作地以不透液体的方式包封了位于壳体内的扭矩传感器组件30的各部件。
根据专利法规的规定，已经以优选实施例的方式描述和说明了本发明的主旨和运行方式。然而，很清楚，本发明可以以除所明确解释和说明的内容之外但不背离其精神或者范围的方式实践。

Claims (6)

1.一种扭矩传感器组件，包括：
塑料壳体，具有腔体；
承载部件，配置在所述塑料壳体的腔体中；
至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC，配置在所述塑料壳体的腔体中；以及
仅一个塑料盖，所述塑料盖被形成为与所述塑料壳体分开，并且所述塑料盖被通过沿着所述塑料盖的外围进行激光焊接而被紧固到所述塑料壳体，从而以永久性和不透液体的方式封闭所述腔体，
其中所述塑料壳体配置有第一定位装置，用于相对于所述塑料壳体定位所述塑料盖，第一定位装置被配置为塑料壳体上的用于容纳所述塑料盖的连续延伸的阶梯部分或肩部，
其中所述至少一个通量集中器和所述至少一个霍耳效应IC配置在所述承载部件中以形成承载部件组件，并且
其中所述塑料壳体配置有第二定位装置，用于相对于所述塑料壳体定位所述承载部件，第二定位装置被配置为所述塑料壳体上的一对直立的突出部分，所述塑料壳体上的所述一对直立的突出部分被配置为布置或者容纳在所述承载部件中配置的一对开口中，
其中所述扭矩传感器组件进一步包括连接到所述承载部件的印刷电路板，
其中所述承载部件配置有第三定位装置，用于相对于所述承载部件定位所述印刷电路板，所述第三定位装置被配置为所述承载部件上的一对直立的突出部分，所述承载部件上的所述一对直立的突出部分被布置或者容纳在所述印刷电路板中配置的一对开口中。
2.如权利要求1所述的扭矩传感器组件，其中一对通量集中器被配置在所述塑料壳体的腔体中。
3.如权利要求1所述的扭矩传感器组件，其中一对霍耳效应IC被配置在所述塑料壳体的腔体中。
4.一种用于制造扭矩传感器组件的方法，包括如下步骤：
(a)将至少一个通量集中器和至少一个霍耳效应IC配置在所述扭矩传感器组件的塑料壳体的腔体中；以及
(b)通过沿着所述塑料盖的外围进行激光焊接加工，将被形成为与所述塑料壳体分开的仅一个塑料盖紧固到所述塑料壳体，从而以永久性和不透液体的方式封闭所述腔体，
其中所述塑料壳体配置有第一定位装置，用于在进行步骤(b)之前相对于所述塑料壳体定位所述塑料盖，其中，第一定位装置被配置为在所述塑料壳体上连续延伸的用于容纳所述塑料盖的阶梯部分或肩部，
其中步骤(a)进一步包括如下步骤：将所述至少一个通量集中器和所述至少一个霍耳效应IC配置在承载部件中以形成承载部件组件，该承载部件组件随后在进行步骤(b)之前被配置在所述扭矩传感器组件的塑料壳体的腔体中，其中所述塑料壳体配置有第二定位装置，用于相对于所述塑料壳体定位所述承载部件，第二定位装置被配置为所述塑料壳体上的一对直立的突出部分，所述塑料壳体上的所述一对直立的突出部分被配置为布置或者容纳在所述承载部件中配置的一对开口中，
其中，在进行步骤(b)之前，将印刷电路板连接到所述承载部件，
其中所述承载部件配置有第三定位装置，用于相对于所述承载部件定位所述印刷电路板，所述第三定位装置被配置为所述承载部件上的一对直立的突出部分，所述承载部件上的所述一对直立的突出部分被布置或者容纳在所述印刷电路板中配置的一对开口中。
5.如权利要求4所述的方法，其中一对通量集中器被配置在所述塑料壳体的腔体中。
6.如权利要求4所述的方法，其中一对霍耳效应IC被配置在所述塑料壳体的腔体中。
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