CN108151770A - 封装磁体位置开关 - Google Patents

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Abstract

一种封装磁体位置开关，其包括非磁性管状主体，该非磁性管状主体包括第一端壁和相对定位的第二端壁，该第一端壁闭合管状主体的第一端，而该第二端壁闭合管状主体的第二端。多个等距隔开的非磁性引导轨道在第一端壁和第二端壁之间连接于管状主体的内壁。球形磁性球定位在管状主体内并且保持在第一端壁和第二端壁之间。磁性球由与管状主体的纵向轴线同轴的多个引导轨道纵向地引导。多个传感器沿着管状主体定位并且连接于霍尔效应开关，这些传感器感测磁性球在管状主体内的纵向位置并且发出信号。

Description

封装磁体位置开关
引言
本发明涉及位置监控器，这些位置监控器用于识别用于汽车变速器的阀位置。
用于识别汽车变速器的阀位置的目前的阀位置监控器需要两部件组件，该两部件组件具有例如使用夹子或紧固件附连于阀杆的磁体。磁体元件和杆之间的附连允许磁体能在磁体随着纵向杆移动而纵向地移位时倾斜。由于感测磁体的位置，相对于真实纵向移位的任何磁体倾斜能导致对磁体的错误位置指示，且因此对阀位置的错误指示。
因此，虽然当前的阀位置传感器实现它们的期望目的，但需要新型且改进的系统和装置来用于确定自动变速器控制阀的阀位置。
发明内容
根据若干方面，封装磁体位置开关包括管状主体。多个引导轨道连接于管状主体的内壁。球形磁性球定位在管状主体内并且由与管状主体的纵向轴线同轴的多个引导轨道引导。多个传感器沿着管状主体定位，且这些传感器连接于开关。传感器感测磁性球在管状主体内的位置并且发出信号。
在本发明的附加方面中，管状主体包括第一端壁和相对定位的第二端壁，该第一端壁闭合管状主体的第一端，而该第二端壁闭合管状主体的第二端。
在本发明的另一方面中，第二端壁包括孔，该孔与管状主体的纵向轴线同轴地对准。
根据若干方面，限定阀的阀杆的轴可滑动地接纳在第二端壁中产生的孔内，并且直接地接触磁性球以使得磁性球移位。
根据若干方面，偏置构件定位在管状主体内，与第一端壁直接地接触并且接触磁性球。
根据若干方面，偏置构件将磁性球偏置朝向第二端壁。
根据若干方面，开关限定霍尔效应开关。
根据若干方面，多个引导轨道包括三个引导轨道，这些引导轨道绕管状主体的内周界相对于彼此角向地等距定位。
根据若干方面，多个引导轨道是非磁性金属材料。
根据若干方面，多个引导轨道是非磁性聚合物材料。
根据若干方面，管状主体限定非磁性材料。
根据若干方面，偏置构件定位在管状主体内，提供作用于使得磁性球移位的偏置力。
根据若干方面，偏置构件直接地接触磁性球。
根据若干方面，偏置构件的偏置力与管状主体的纵向轴线同轴地起作用。
在本发明的另一方面中，封装磁体位置开关包括非磁性管状主体，该非磁性管状主体包括第一端壁和相对定位的第二端壁，该第一端壁闭合管状主体的第一端，而该第二端壁闭合管状主体的第二端。多个角向等距地隔开的非磁性引导轨道在第一端壁和第二端壁之间连接于管状主体的内壁。球形磁性球定位在管状主体内并且保持在第一端壁和第二端壁之间。磁性球由与管状主体的纵向轴线同轴的多个引导轨道纵向地引导。多个传感器沿着管状主体定位并且连接于霍尔效应开关，这些传感器感测磁性球在管状主体内的纵向位置并且发出信号。
根据若干方面，偏置构件定位在管状主体内，直接地接触第一端壁并且接触磁性球，以使得磁性球偏置朝向第二端壁。
根据若干方面，多个引导轨道限定聚合物材料。
根据若干方面，多个引导轨道限定金属材料。
根据若干方面，第二端壁包括孔，该孔与管状主体的纵向轴线同轴地对准。孔可滑动地接纳轴，该轴限定阀的阀杆。轴直接地接触磁性球，以使得磁性球移位。
根据若干方面，封装磁体位置开关包括管状主体，该管状主体包括第一端壁和相对定位的第二端壁，该第一端壁闭合管状主体的第一端，而该第二端壁闭合管状主体的第二端。多个引导轨道在第一端壁和第二端壁之间连接于管状主体的内壁。球形磁性球在第一端壁和第二端壁之间定位在管状主体内，并且由与管状主体的纵向轴线同轴的多个引导轨道引导。多个传感器沿着管状主体定位，且连接于开关。传感器感测磁性球在管状主体内的位置并且向开关发出信号。偏置构件定位在管状主体内，直接地接触第一端壁并且接触磁性球。孔在第二端壁中产生，以可滑动地接纳轴，该轴限定阀的阀杆。轴直接地接触磁性球，以抵抗偏置构件的偏置力来使得磁性球纵向地移位。
从这里提供的描述中，其它可应用领域会变得显而易见。应理解的是，描述和特定示例仅仅旨在说明的目的并且并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
这里描述的附图仅仅出于说明的目的，并且并不旨在以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据示例性实施例的封装磁体位置开关的正面左侧立体图；
图2是在图1的截面2处剖取的正视剖视图；
图3是改型自图2的正视剖视图；
图4是在图2的截面4处剖取的端视剖视图；以及
图5是根据示例性方面的封装磁体位置开关和阀主体的正面左侧立体图。
具体实施方式
以下描述在本质上仅仅是示例性的并且并不旨在限制本发明、应用或使用。
参照图1，封装磁体位置开关10包括管状主体12，该管状主体具有第一引导轨道14、第二引导轨道16以及第三引导轨道18，这些引导轨道沿着管状主体12的内壁纵向地定位。第一、第二和第三引导轨道14、16、18彼此等距地隔开，并且因此以大致120度的间隔定位。第一端壁20闭合管状主体12的第一端，且第二端壁22闭合管状主体12的第二端。球形磁性球26定位在管状主体12内，并且当在管状主体12内纵向地移位时通过与第一、第二和第三引导轨道14、16、18接触而引导和支承。
诸如压缩弹簧的偏置构件28和磁性球26定位在限定于管状主体12内的空腔30内，并且通常沿第一方向“A”偏置磁性球26。偏置构件28的偏置力与参照图4-5更详细地示出并描述的管状主体12的纵向轴线同轴地起作用。磁性球26能通过沿着第一、第二和第三引导轨道14、16、18滑动或滚动接触而移位。为了使得磁性球26的运动限制最小，第一、第二和第三引导轨道14、16、18由诸如铝的非磁性材料或者非磁性聚合物材料制成，以在磁性球26的移位期间提供低摩擦系数。
参照图2且再次参照图1，偏置构件28接触第一端壁20和磁性球26两者，且通常将磁性球26偏置为与第二端壁22直接接触。磁性球26可以是诸如金属或稀土材料的任何磁化材料。磁性球26在第一端壁20和第二端壁22之间捕获在空腔30内。孔24产生在第二端壁22中，以提供从第二端壁22外部的访问，以接触磁性球26并使得该磁性球移位，这将参照图3更详细地描述。
参照图3并且再次参照图1-2，封装磁体位置开关10能如下结合位置感测系统32使用。磁性球26能抵抗偏置构件28的偏置力在空腔30内沿与第一方向“A”相反的第二方向“B”移位。一个或多个传感器沿着管状主体12的外壁34定位。在一个示例性方面中，这些传感器包括第一传感器36，该第一传感器在其如图2中所示邻抵于第二端壁22的位置中、靠近磁性球26的位置定位。第二传感器38大致定位在第一端壁20和第二端壁22之间的中间位置处。第三传感器40在其如图所示定位成靠近第一端壁20时、定位成靠近磁性球26的移位位置。第一、第二和第三传感器36、38、40各自连接于霍尔效应开关42，该霍尔效应开关根据限定为横贯电导体的霍尔电压的电压差的产生起作用，以横向于导体中的电流以及垂直于电流的磁场起作用。
在汽车变速器的车辆行驶过渡至车辆停车位置期间移位的诸如阀杆的轴44延伸到在第二端壁22中产生的孔24内。在轴44沿第二方向“B”移位时，例如当变速器改变至停车位置时，轴44直接地接触磁性球26并且使得磁性球26沿第二方向“B”移位。在磁性球26移动时，由磁性球26产生的磁场也会因此移动，且磁性球26在空腔30内的位置能使用霍尔效应开关和传感器测得。
当磁性球26在图2所示的位置中直接地接触第二端壁22时，磁场且由此磁性球26的位置由最接近的传感器、即第一传感器36感测。在磁性球26沿第二方向“B”移动时，偏置构件28压缩，并且在磁性球26通过第二传感器38时，在霍尔效应开关42处读取磁性球26在中间位置中的第二感测位置。在磁性球26进一步沿第二方向“B”移动时，偏置构件28进一步压缩，并且在磁性球26通过第三传感器40时，在霍尔效应开关42处读取磁性球26在移位位置中的第三感测位置。使用轴44的已知移位、例如在变速器接合位置和变速器停车位置之间的已知移位，在磁性球26的第三感测位置处由第三传感器40产生的信号能用作对变速器已布置在停车位置中的确认。
如果轴44随后沿第一方向“A”相反地移位，偏置构件28的偏置力会沿第一方向“A”移位磁性球26。磁性球26的感测位置会随着接收到其由来自第三传感器40、第二传感器38和第一传感器36的信号所传递的位置而改变。当磁性球26再次接触第二端壁22时，该磁性球的位置将由来自第一传感器36的信号所指示。
参照图4，为了在磁性球26于空腔30内移位时精确地确定磁性球的位置，较佳地是，磁性球26沿着尽可能接近与管状主体12的纵向轴线46共线的路径行进。使用至少三个引导轨道、包括第一、第二和第三引导轨道14、16、18来沿着磁性球26的行进路径来制成该磁性球。引导轨道14、16、18的每个相继一个相对于另一个引导轨道以相等角度阿尔法(α)定向。当使用三个引导轨道时，角度α因此等于120度。第一、第二和第三引导轨道14、16、18的每个固定于管状主体12的内表面48。作为又一示例，如果使用四个引导轨道，角度α会因此等于90度。磁性球26的外表面50沿着第一、第二和第三引导轨道14、16、18的相当长长度直接地接触第一、第二和第三引导轨道14、16、18的每个的内表面52。因此，第一、第二和第三引导轨道14、16、18的每个的内表面52基本上平行于彼此定向。第一、第二和第三引导轨道14、16、18的每个的内表面52可基本上是平坦的，或者可包括与磁性球26的外表面50的凸曲率相对应的凹曲率。
参照图5并且再次参照图1-4，在封装磁体位置开关10的示例性应用中，管状主体12定尺寸成可滑动地接纳在自动变速器的阀主体56的通孔54中。封装磁体位置开关10能使用紧固件58来保持，该紧固件可螺纹地接合于阀主体56。轴44限定阀60的阀杆，该阀杆延伸到通孔54的相对端部中，以可滑动地接纳在第二端壁22中产生的孔24内，例如参照图3所描述地。诸如压缩弹簧的偏置构件62将阀60偏置远离封装磁体位置开关10。
本发明的封装磁体位置开关10提供若干优点。这包括消除连接器，该连接器现用来将已知阀的阀杆与感测装置相连接。已知的连接器能允许磁体在磁体随着纵向杆运动而纵向地移位时倾斜，这导致错误位置感测。封装磁体位置开关10的轴44与管状主体12的纵向轴线46同轴地对准，直接地接触磁性球26，并且由此在该结合部处并不包括连接器。球形磁性球26使得如下可能性最小：该磁性球26在管状主体12内沿着其绕管状主体12的纵向轴线46的路径的轴向位置产生错误阀位置读数。多个引导轨道14、16、18的使用确保磁性球26不会粘结或从管状主体12的纵向轴线46移位。
本发明的描述在本质上仅仅是示例性的并且并未偏离本发明要旨的变型旨在落在本发明的范围内。这些变型并不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种封装磁体位置开关，包括：
管状主体；
多个引导轨道，所述多个引导轨道连接于所述管状主体的内壁；
球形磁性球，所述球形磁性球定位在所述管状主体内，
并且由与所述管状主体的纵向轴线同轴的多个引导轨道引导；以及
多个传感器，所述多个传感器沿着所述管状主体定位，且连接于开关，所述传感器感测所述磁性球在所述管状主体内的位置并且发出信号。
2.根据权利要求1所述的封装磁体位置开关，其中，所述管状主体包括第一端壁和相对定位的第二端壁，所述第一端壁闭合所述管状主体的第一端，而所述第二端壁闭合所述管状主体的第二端。
3.根据权利要求2所述的封装磁体位置开关，其中，所述第二端壁包括孔，所述孔与所述管状主体的纵向轴线同轴地对准。
4.根据权利要求3所述的封装磁体位置开关，进一步包括轴，所述轴限定阀的阀杆且可滑动地接纳在所述第二端壁中产生的孔内，并且直接地接触所述磁性球以使得所述磁性球移位。
5.根据权利要求2所述的封装磁体位置开关，进一步包括偏置构件，所述偏置构件定位在所述管状主体内，直接地接触所述第一端壁并且接触所述磁性球。
6.根据权利要求5所述的封装磁体位置开关，其中，所述偏置构件通常将所述磁性球偏置朝向所述第二端壁。
7.根据权利要求1所述的封装磁体位置开关，其中，所述开关限定霍尔效应开关。
8.根据权利要求1所述的封装磁体位置开关，其中，所述多个引导轨道包括三个引导轨道，所述引导轨道绕所述管状主体的内周界相对于彼此角向地等距定位。
9.根据权利要求1所述的封装磁体位置开关，其中，所述多个引导轨道是非磁性金属材料。
10.根据权利要求1所述的封装磁体位置开关，其中，所述多个引导轨道是非磁性聚合物材料。
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