CN1201138A - 线行位移传感器的芯组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

线行位移传感器芯组具有由非磁体构成的芯杆、由磁体构成的磁心。磁心是实心棒材。在芯杆或在磁心端面上形成凹部,通过使芯杆和磁心同轴的凹部将磁心与芯杆嵌合在一起。而且,芯杆与磁心的嵌合部利用熔点接近磁心退火温度的钎焊进行钎焊。因此,在芯组的制造工序中,不在磁心上产生机械应力,降低了磁特性波动。另外,由于钎料具有接近磁心退火温度的熔点,所以使芯杆与磁心固着的焊接与磁心的退火可以在同一个热处理工序中进行。

Description

线行位移传感器的芯组及其制造方法
本发明涉及一种线行位移传感器的芯组及其制造方法。该线性位移传感器，例如可用于检测控制柴油机燃料喷射泵的喷射量的控制齿杆的位置。
图1是表示具有传统芯组的线行位移传感器的结构视图。在图1中，参考标记1是非磁性芯杆，参考标记2是由磁体构成的磁心，参考标记3、4是线圈。芯组由芯杆1和磁心2构成。磁心2安置在芯杆1的一端上。芯杆1的另一端与例如控制柴油机燃料喷射泵的喷射量的控制齿条相连。当控制齿条随着喷射量的控制移动时，芯杆1轴向移动，磁心2因此在线圈3、4内做线行位移。这种线行位移传感器根据电压变化检测出与磁心2线行位移对应的线圈3、4的电感变化，从而检测出磁心2的位移即控制齿条的位置。
由芯杆1及磁心2构成的的传统芯组是通过下述方式制成的。芯杆1是非磁性不锈钢，在芯杆1一端上通过切削形成小直径段5。小直径段5的长度比磁心2略长。磁心2是由圆筒状坡莫合金按以下方式制成的。首先，平板形坡莫合金被卷成筒状焊接轴向缝隙，从而形成圆筒状磁心2。随后，为使磁特性稳定，对圆筒状磁心2进行退火处理。退火后的圆筒形磁心2整个嵌套在芯杆1的小直径段5上。接着，通过使芯杆1小直径段5的前端5a进行铆合加工，将磁心2固定在芯杆1的小直径段5上制成芯组。
在这样的传统芯组的情况下，存在芯组磁特性发生波动的问题。即，由于在磁心2退火后通过铆合加工而将磁心2固定在芯杆1上，所以在铆合加工时在磁心2上施加了机械应力。特别是由于在对磁心2进行铆合加工的那一侧上施加了应力，所以磁心2的轴向磁特性易变得不均匀。另外，因为采用了焊接轴向焊缝所形成的圆筒状磁芯2，所以由焊缝间隙的偏差致使磁心2的轴向磁特性易变得不均匀。因此，芯组磁特性发生很大的波动。
另外在过去的芯组中，不得不通过将平板状坡莫合金卷成圆筒状并焊接轴向缝隙的方式制造圆筒状磁心2。而且，不得不在芯杆1上切削出其上嵌套有整个磁心2的小直径段5。另外，为固定磁心2而不得不进行铆合加工。因此，在芯组制造的工序数目增加的同时，还存在制造成本提高等问题。
另外，由于通过铆合加工将磁心2固定在芯杆1上，所以会因为磁心2的轴向尺寸偏差及使用中的热收缩等原因使铆合固定结构松动，在磁心2轴向上可能产生晃动。因此，可能使传感器性能受到坏影响。
本发明的目的是提供一种线行位移传感器芯组及其制造方法。
本发明的其它目的是提供一种能降低芯组磁特性波动的线行位移传感器的芯组及其制造方法。
本发明的再一个目的是提供一种能减少芯组制造的工序数目并使所述制造简单易行、且有助于降低成本的线行位移传感器的芯组及其制造方法。
本发明的另一个目的是提供一种能够防止磁心晃动的线行位移传感器芯组及其制造方法。
本发明的上述和其它目的是通过一种根据线圈电感变化来检测与被检测对象移动而产生的线性位移的线行位移传感器中的芯组实现的，所述芯组包括：在其一端上有形成同轴的凹部另一端与被检测对象相配合的由非磁体构成的芯杆；由磁体构成的实心棒状磁心，其一端部与上述芯杆同轴嵌合入上述芯杆的凹部；利用具有接近上述磁心退火温度的熔点的钎料对上述磁心和芯杆之间的嵌接部进行钎焊。
本发明上述和其它目的是通过一种根据线圈电感变化来检测随被检测对象移动而产生的线性位移的线行位移传感器中的芯组的制造方法实现的。该方法包括以下步骤：在与被检测对象配合的、由非磁体构成的芯杆的自由端面上形成同轴的凹部；将由磁体构成的磁心制成实心棒状；使上述磁心一端部与上述芯杆凹部嵌合，将熔点与上述磁心退火温度相近的钎料放在上述芯杆凹部的周围；对上述磁心及芯杆进行热处理，以使上述芯杆与磁心之间的嵌合部的钎焊与上述磁心的退火同时进行。
本发明的上述和其它目的是通过一种根据线圈电感变化来检测随被检测对象移动而产生的线性位移的线行位移传感器中的芯组实现的，所述芯组包括：与被检测对象相配合的、由非磁体构成的芯杆；分别在其两端上同轴地形成相同凹部的、由磁体构成的实心棒状磁心，为了与上述芯杆同轴，其中一个凹部与上述芯杆的自由端嵌合；通过具有接近上述磁心退火温度的熔点的钎料对上述磁心和芯杆之间的嵌接部进行钎焊。
根据以下附图和说明书，将体会到并更深入的理解本发明的以上和其它目的、特点和所带来的优点。其中：
图1是表示传统线行位移传感器芯组的结构视图。
图2是表示本发明线行位移传感器芯组的一个实施例的结构图。
图3是表示图2中的芯杆与磁心嵌合状态的放大视图。
图4是表示本发明线行位移传感器芯组的另一实施例的结构图。
在图2中，参考标记10是芯杆，参考标记11是磁心，参考标记12、13是线圈。在此实施例中，芯杆10是非磁性不锈钢，磁心11是强磁性坡莫合金。芯组由芯杆10及磁心11构成。
芯杆10是一根在至少一部分上具有圆柱部14的杆棒。在芯杆10圆柱部14的端面上，与芯杆10同轴地形成了圆形凹部15。磁心11是其直径比芯杆10圆柱部14的直径还要小的圆柱状实心棒。磁心11不进行自身退火处理。其一端与芯杆10同轴地嵌入芯杆10的凹部15。在使磁心11与芯杆10凹部15嵌合的情况下，使凹部15内周面与磁心11外周面无间隙地紧密接触。另外，芯杆10凹部15的深度可以等于由磁心11与芯杆10同轴的位置决定的必要的最浅深度。在本实施例中，凹部15深度定为整个磁心11长度的十分之一。由于为凹部15设定了这样的深度，所以使磁心11插入凹部15更为容易。凹部15的加工也更为容易。
图3是表示图2中的芯杆部与磁心嵌接状态的放大视图。在磁心11被同轴地嵌入芯杆10的凹部15后，如图3所示，钎料16被固定在芯杆10凹部的周围。钎料16的熔点接近构成磁心11的坡莫合金的退火温度1050℃-1100℃。在本实施例中，钎料16是钎焊用铜环即铜钎料。铜钎料16的熔点为1080℃左右，这接近坡莫合金的退火温度。在芯杆10凹部15开口的周围形成了锥口15a。这样一来，铜钎料16向凹部15开口周围凝固更为容易。同时，与成型于磁心11两端的倒角11a配合的磁心11也更易于插入凹部15。
铜环16被固定后，进行使磁心11退火以及对芯杆10与磁心11之间的嵌合部分进行钎焊的热处理。在热处理中，首先在第一预定时间内如数十分钟内加热到1050℃左右。接着，在比第一预定时间短的第二预定时间内如数分钟内连续加热到1100℃左右。构成磁心11的坡莫合金因被加热到1050℃左右而受到退火处理。由于在1100℃左右连续加热，所以使钎焊用铜环16熔化，熔化的铜钎料通过毛细管现象浸透到芯杆10与磁心11之间的嵌合部，芯杆10与磁心11之间通过铜钎料达到金属间结合。
这样一来就制成了由芯杆10与磁心11构成的芯组。芯组芯杆10的未示出的另一端与例如控制柴油机燃料喷射泵的喷射量的控制齿条相配合。当控制齿条随者喷射量的控制移动时，芯杆10沿轴向移动，磁心11因此在线圈12、13内做线行位移。此外，线行位移传感器根据电压变化检测出的线圈12、13随磁芯的线性位移而产生的电感变化，因此检测出磁心11的位移，即控制齿条的位置。
在具有这样的芯组的线行位移传感器的情况下，由于磁心11通过钎焊被固定在芯杆10上，所以不象过去在固定时那样，在磁心11上产生机械应力。因此，可以降低芯组的磁特性波动而且可以获得磁心11轴向磁特性的均匀性。
另外，由于磁心11是实心圆柱形棒材，所以无需象过去那样将磁心加工成焊接轴向缝隙而成的圆筒状。因此，不会因轴向焊缝间隙偏差而使磁心轴向磁特性变得不均匀。
另外，不必将磁心11制成圆筒状且在芯杆10上切削加工出其上嵌套有整个磁心的小直径段。另外，由于钎焊16具有接近磁心11退火温度的熔点，所以可以在同一热处理工序中进行磁心11退火处理和用于将磁心11固定到芯杆10上的钎焊。因此，可以减少制造芯组所需的工序并使制造简化及降低成本。另外，由于通过钎焊达到金属间结合将磁心固定在芯杆上，所以不会在磁心上发生晃动问题。另外，由于磁心是实心棒材，所以与过去的圆筒状磁心相比，断面面积增大，因此磁束易于通过，提高了磁特性。
图4是表示本发明的其它实施例的结构视图。在此实施例中，芯杆20的一端与成型于磁心21一端面上的凹部22嵌合，芯杆20与磁心21之间的嵌合部利用熔点接近磁心21退火温度的钎料进行钎焊。为使磁心21的轴向磁特性均匀，在磁心21的另一端面上形成与凹部22相同的凹部23。除此外的其它结构照图2、3的实施例所述的那样，由此可获得相同的效果。
尽管在上述实施例中，芯杆是非磁性不锈钢、磁心是坡莫合金、焊料是铜钎料，但不局限于此。为使磁心退火、磁心与芯杆之间的焊接可以在同一个热处理工序中进行，希望采用熔点接近磁心的退火温度的钎料。
如上具体所述，根据本发明，通过芯杆与磁心之间嵌合而同轴连接在一起，利用熔点接近磁心退火温度的钎料，在与磁心退火处理的热处理工序中同时对磁心与芯杆之间的嵌合部进行钎焊。因此，由于在磁心上不产生机械应力，所以能够降低芯组的磁特性波动。另外，可获得磁心轴向磁特性的均匀性。另外，磁心是实心棒材，所以无需象过去那样将磁心制成焊接轴向缝隙所形成的圆筒状。因此，不会出现因轴向焊缝间隙偏差而使磁心轴向磁特性不均匀。另外，无需将磁心制成圆筒状。此外，不必在芯杆上切削加工出整个磁心都嵌套其上的小直径段。而且，可以在与磁心退火处理热处理工序中同时进行磁心与芯杆之间的钎焊。因此，可以减少制造芯组所需的工序、简化制造及降低成本。另外，由于通过钎焊达到金属间结合将磁心和芯杆牢固地固定在一起，所以不会在磁心上发生晃动现象。另外，由于磁心是实心棒，所以与圆筒状磁心相比，断面面积增大且磁束易于通过。因此提高了磁特性。
如上所述，可以看出已经找到了一种改进的新型线行位移传感器的芯组及其制造方法。当然应该理解，所述实施例仅是示意性的，它们并非要限定本发明的范围。因此，在表述本发明的范围时，请参见后续的权利要求书而不是参见说明书。

Claims (20)

1.一种根据线圈的电感变化来检测芯组随被检测对象的移动而产生的线性位移的线行位移传感器的芯组，它包括：在其一端上具有同轴形成的凹部而其另一端与被检测对象配合的、由非磁体构成的芯杆；其一端部与上述芯杆同轴地嵌合入芯杆的凹部且由磁体构成的实心棒状磁心；利用熔点接近上述磁心退火温度的钎料对上述磁心和芯杆之间的嵌合部进行钎焊。
2.如权利要求1所述的芯组，其特征在于，对上述磁心与上述芯杆进行热处理以便与上述磁心退火同时地进行钎焊。
3.如权利要求2所述的芯组，其特征在于，上述磁心由坡莫合金制成，上述焊料是铜钎料。
4.如权利要求3所述的芯组，其特征在于，上述芯杆及磁心在第一预定时间内被加热到上述磁心的退火温度，随后在比第一预定时间短的第二预定时间内将它们加热到上述焊料的熔化温度。
5.如权利要求1所述的芯组，其特征在于，在上述磁心的一端嵌合的情况下，使上述芯杆凹部的内周面与上述磁心外周面无间隙地紧密接触，且上述凹部具有由与上述芯杆同轴的上述磁芯的位置决定的必要的最浅深度。
6.如权利要求5所述的芯组，其特征在于，上述芯杆凹部的深度等于上述磁心全长的十分之一。
7.如权利要求5所述的芯组，其特征在于，上述焊料成环状，当上述芯杆凹部在开口周围具有锥口时，上述焊料被放入所述凹部的锥口中。
8.一种根据线圈的电感变化来检测芯组随被检测对象的移动而产生的线性位移的线行位移传感器的芯组的制造方法，它包括以下步骤：在与被检测对象配合的、由非磁体构成的芯杆的自由端面上形成同轴的凹部；将由磁体构成的磁心制成实心棒状；使上述磁心一端与上述芯杆凹部嵌合，其熔点接近上述磁心退火温度的焊料放在上述芯杆凹部的周围；对上述磁心及芯杆进行热处理，以使上述芯杆与上述磁心之间的嵌合部的钎焊与上述磁心退火同时进行。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，上述磁心由坡莫合金制成，上述焊料是铜钎料。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，上述芯杆及磁心在第一预定时间内被加热到上述磁心的退火温度，随后在比第一预定时间短的第二预定时间内将它们加热到上述焊料的熔化温度。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在上述磁心一端部嵌合的情况下，上述芯杆凹部的内周面与上述磁心外周面无间隙地紧密接触且上述凹部具有由与上述芯杆同轴的上述磁芯的位置决定的必要的最浅深度。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述芯杆凹部的深度等于上述磁心全长的十分之一。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，上述焊料成环状，在上述芯杆凹部的开口周围形成了锥口，上述焊料被放入所述凹部锥口中。
14.一种根据线圈的电感变化来检测芯组随被检测对象的移动而产生的线性位移的线行位移传感器的芯组，它包括：与被检测对象配合的、由非磁体构成的芯杆；分别在其两端上同轴地形成相同凹部且由磁体构成的实心棒状磁心，其中一个凹部与上述芯杆同轴，同上述芯杆自由端嵌合；利用熔点接近上述磁心退火温度的钎焊对上述磁心和芯杆之间的嵌合部进行焊接。
15.如权利要求14所述的芯组，其特征在于，上述钎焊与上述磁芯的退火同时进行，以对上述芯杆进行热处理。
16.如权利要求15所述的芯组，其特征在于，上述磁心由坡莫合金制成，上述焊料是铜钎料。
17.如权利要求1所述的芯组，其特征在于，上述芯杆及磁心在第一预定时间内被加热到上述磁心的退火温度，随后在比第一预定时间短的第二预定时间内将它们加热到上述焊料的熔化温度。
18.如权利要求14所述的芯组，其特征在于，在上述芯杆的自由端嵌合的情况下，上述磁心凹部的内周面与上述芯杆外周面无间隙地紧密接触且上述凹部具有由与上述芯杆同轴的上述磁芯的位置所决定的必要的最浅深度。
19.如权利要求18所述的芯组，其特征在于，上述磁心凹部的深度等于上述磁心全长的十分之一。
20.如权利要求18所述的芯组，其特征在于，上述钎焊成环状，当上述磁心凹部在开口周围具有锥口时，上述焊料被放在与上述芯杆嵌合的凹部的锥口中。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication