CN204064236U - 用于电子油门踏板的非接触式角度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于电子油门踏板的非接触式角度传感器(1)，包括：具有第一腔室(21)的外壳体(2)；容纳在该第一腔室(21)内的内壳体(3)，该内壳体具有第二腔室(31)；可旋转地容纳于第二腔室(21)内的转子(4)，该转子(4)具有面向内壳体(3)的第一轴向端(41)和相对的第二轴向端(42)，该第一轴向端(41)设有开孔(43)；在第一腔室(21)内设置在内壳体(3)和外壳体(2)之间的电路板(5)，该电路板(5)上设有芯片(51)；设置在转子(4)和内壳体(3)之间的复位弹簧(6)；固定安装在该第一轴向端(41)的所述开孔(43)内的磁铁(7)；用于封闭该第一腔室(21)和该第二腔室(31)的端盖(8)，该端盖(8)具有适于该转子的第二轴向端(42)穿过的孔(81)。这种非接触式角度传感器的零部件数量少，结构简单；电路板与转子密封隔开，便于对芯片电路采取防水保护措施；传感器为独立模块，扩大了应用范围。

Description

用于电子油门踏板的非接触式角度传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及用于电子油门踏板的非接触式角度传感器。

背景技术

传统的机械油门系统通过拉线或者拉杆来调节气节门，精确度不高。随着汽车电子技术的日新月异，电子油门系统应运而生，电子油门系统通常由油门踏板、踏板角度传感器、电控单元、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成，踏板角度传感器用于将踏板角度的变化信息传递到发动机的电控单元，从而通过电控单元控制发动机的节气门传感器，从而达到控制车辆的运行速度的目的。

在中国实用新型专利CN202403664U中公开了一种电子油门踏板用非接触式角度传感器，其包括外壳，固定盖，电路板，所述外壳内设置有一磁铁套容置腔，所述固定盖固定安装在所述磁铁套容置腔的一侧，所述电路板位于所磁铁套容置腔与所述固定盖之间，并与所述外壳固定连接，在所述磁铁套容置腔的后部设置有一与之相连通的芯片容置腔，一芯片固定安装在所述芯片容置腔之内，并与所述电路板固定连接，所述的磁铁套固定座与所述磁铁套容置腔相匹配，并可转动地置于所述磁铁套容置腔内。这种非接触式角度传感器采用磁铁套作为磁场发生元件，磁铁套体积较大，占用空间，且需要磁铁成对使用，并且壳体零件较多，组装不便，成本较高。

在有些非接触式传感器方案中，直接将传感器集成于踏板壳体中，不便于其它踏板项目的改造借用，芯片与磁铁未完全隔绝，对芯片采取防水保护措施比较困难。

为此，当前对能解决上述技术问题的非接触式角度传感器存在需要。

实用新型内容

在本实用新型的一个方案中，提供一种用于电子油门踏板的非接触式角度传感器，该非接触式角度传感器包括：具有第一腔室的外壳体；容纳在该第一腔室内的内壳体，该内壳体具有第二腔室；可旋转地容纳于所述内壳体的该第二腔室内的转子，该转子具有面向所述内壳体的第一轴向端和与该第一轴向端相对的第二轴向端，该第一轴向端设有开孔；在该第一腔室内设置在该内壳体和该外壳体之间的电路板，该电路板上设有芯片；设置在该转子和该内壳体之间的复位弹簧；固定安装在该第一轴向端的所述开孔内的磁铁；用于封闭该第一腔室和该第二腔室的端盖，该端盖具有适于该转子的第二轴向端穿过的孔。

在如此配置的非接触式角度传感器中，内壳体位于外壳体内，装配的集成度提高，并且使得电路板与转子完全隔绝于内壳体两侧，从而更容易对电路板实施防水密封措施。

在本实用新型的一个实施例中，该复位弹簧的一端连接到该转子，另一端连接到所述内壳体。

在本实用新型的一个实施例中，所述转子和所述端盖之间可设有密封圈，以通过第一端盖更好地封闭第一腔室和第二腔室。

在本实用新型的一个优选实施例中，磁铁可构造成圆柱形，而所述第一轴向端上的开孔相应地为圆孔。圆柱形的磁铁可以显著减小磁铁占用的空间。然而，本领域技术人员应当理解，其它合适形状的磁铁也涵盖在本实用新型的范围内。

根据本实用新型的一个实施例，磁铁优选通过胶粘剂固定安装入所述开孔。然而，应当理解，磁铁也可以采用其它合适的手段固定安装入所述开孔，例如可以通过压入配合。

在本实用新型中，为了使该非接触式角度传感器能够安装到车辆的电子油门踏板，所述转子的第二轴向端设有适于与转轴配合的联接结构，如此一来，踏板带动转轴转动，而转轴又带动转子和磁铁转动，磁铁转动时产生旋转磁场，使芯片切割磁力线产生电信号。

根据一个优选实施例中，联接结构为设置在该第二轴向端的轴向凹口。转轴的一端构造成适于插入该轴向凹口中。或者，联接结构可设计为轴向凸起，而转轴的一端构造成轴向凹口。

在本实用新型中，芯片例如为霍尔效应芯片，所述芯片固定安装在该电路板上，并配置成该芯片的面向该壳体的一侧面与所述磁铁的轴向端面平行对置。

另外，在本实用新型中，有利的是，转子可采用尼龙材料或者其它自润滑特性的材料制成，从而当转子支承在壳体的第一腔室中时，无需使用轴承。

根据本实用新型的非接触式角度传感器设计为独立模块，只需将转轴设计成适合与转子对接而通过踏板的动作驱动转子、进而驱动磁铁转动，即可方便地应用于其它踏板应用。

附图说明

参考下面的详细描述和附图，将更充分地理解本实用新型，并且本实用新型的其它特征将变得显而易见。附图仅仅是代表性的并且不旨在限制权利要求的范围，其中：

图1为本实用新型的用于电子油门踏板的非接触式角度传感器的一个实施例的沿一个方向的分解透视图；

图2为图1所示的非接触式角度传感器的沿相反方向看的分解透视图；

图3为图1所示的非接触式角度传感器的透视图；

图4为图3所示的非接触式角度传感器沿垂直于其端盖所在平面的方向剖切的剖视图；

图5为适合与图4所示的非接触式角度传感器配合的转轴的透视图。

具体实施方式

下面将参照附图并通过实施例来描述根据本实用新型实现的非接触式角度传感器。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

图1示出了本实用新型的用于电子油门踏板的非接触式角度传感器的一个实施例的沿一个方向的分解透视图；图2示出了该非接触式角度传感器的沿相反方向的分解透视图。

从图1和图2中可以看出，该非接触式角度传感器1包括外壳体2、内壳体3、转子4、电路板5、复位弹簧6、磁铁7以及端盖8。外壳体2构造成沿轴向一端封闭，另一端敞开，限定出第一腔室21；内壳体3也构造成沿轴向一端封闭，另一端敞开，限定出第二腔室31。内壳体3容纳在该第一腔室内21内，并且电路板5设置在该内壳体3的封闭端和外壳体2的轴向端壁之间。而转子4适合可旋转地容纳于该内壳体3的第二腔室31内。如此配置，使得转子4和电路板5隔绝开，从而有利于对电路板5进行防水密封。在该实施例中，转子4配置成具有第一轴向端41和相对的第二轴向端42，在装配状态下，该第一轴向端41支承在第二腔室31内。并且，该第一轴向端41设有轴向开孔43，磁铁7适于固定安装在该轴向开孔43内。在这里，磁铁7构造成圆柱体形状并将磁场设定为径向分布，这种情况下，该第一轴向端41上的轴向开孔43也相应地也相应地设计成圆孔。

在上述实施例中，磁体7可通过胶粘剂固定装入该轴向开孔43中。然而，使用其它合适的技术手段例如压入配合将磁体固定装入轴向开孔也涵盖在本实用新型的范围内。

在本实用新型中，有利的是，转子4可采用尼龙材料或者其它自润滑特性的材料制作，具备自润滑能力，因而当转子支承在内壳体3的第二腔室31中时，无需使用轴承。在这里，自润滑材料可以是本领域已知的任何合适的材料，在这里不再赘述。

在本实用新型的非接触式角度传感器1中，端盖8适于封闭外壳体2的第一腔室21和内壳体3的第二腔室31，并且该端盖8设有轴向孔81。在组装好的非接触式角度传感器中，转子4的第二轴向端42延伸穿过该轴向孔81。有利的是，为了使端盖8更好地封闭该第一腔室21和第二腔室31，在转子4和第一端盖8之间设有橡胶密封圈9。从图4中可以看出，在该轴向孔81的内周壁上设有凹槽，密封圈9布置在该凹槽内以密封转子4的第二轴向端42和端盖8。

在这里，端盖8例如可通过胶粘接合或焊接安装到外壳体2和内壳体3。当然，也可以采用本领域已知的其它合适方式例如热接合、超声接合等。并且，外壳体2和内壳体3也可以通过例如焊接固定连接。

在该实施例中，复位弹簧6设置在内壳体3和转子4之间，其一端连接到内壳体3，另一端连接到该转子4。当前所用复位弹簧为扭转弹簧，转子转动时，弹簧由于一端固定于壳体2上，另一端固定转子并一起转动，引起弹簧扭转压缩。复位弹簧具有这样的作用，即当传感器模块与转轴装配时，并不是直接对合转子与转轴，而是需要转子预先旋转一个小角度之后，转子与转轴才能对合。此时，由于弹簧回复作用，转子内壁将会贴合于转轴之上，消除转子与转轴的配合间隙。从而使传感器响应具备即时性。另外，弹簧还具有这样的作用，当发生意外事故，导致传感器从踏板主体脱落，虽然不再与转轴连接，但是传感器线束仍然与ECU相连，为了防止输出错误信号，复位弹簧可以保证转子回归最初的位置，从而输出怠速信号。从而保证驾驶员安全。

在该实施例中，为了安装电路板5，在外壳体2的第一腔室21的轴向端壁上设有三个安装部，每个安装部均设有一个安装孔，电路板5上设有与所述三个安装部对应的三个安装孔，内壳体3的轴向外端壁上设有与三个安装部对应的三个销。在装配时，首先将电路板5套装到三个安装部上，然而将内壳体3通过三个销分别插装入安装部上的相应安装孔中而固定就位。这种安装方式仅仅是示例性的，也可以采用其它合适的安装方式，例如胶粘接合或焊接等。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的组装好的非接触式角度传感器1的透视图。图5示出了与该非接触式角度传感器相配合的转轴10的透视图。从图中可以看出，转子4的第二轴向端42设有轴向凹口44，而转轴的一端设有与该轴向凹口配合的轴向凸起11。作为替代，转子4的第二轴向端42可设有轴向凸起，而转轴的一端设有与该轴向凸起配合的轴向凹口。

电路板5上设有芯片51例如霍尔效应芯片，所述芯片固定安装在该电路板5上，并配置成该芯片的面向内壳体的侧面与磁铁7的轴向端面平行对置。当车辆的电子油门踏板动作时，带动转轴10旋转，进而带动转子3旋转，而转子3的旋转又带动该磁铁转动，磁铁转动产生旋转磁场，使芯片切割磁力线而产生信号。本实施例中，霍尔效应芯片可以测量平行于芯片表面的磁场的强度，并分解为垂直的两个分量，而后反向求解正切值，从而得到角度信息。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于电子油门踏板的非接触式角度传感器(1)，其特征是，该非接触式角度传感器(1)包括：

具有第一腔室(21)的外壳体(2)；

容纳在该第一腔室(21)内的内壳体(3)，该内壳体(3)具有第二腔室(31)；

可旋转地容纳于所述内壳体(3)的该第二腔室(21)内的转子(4)，该转子(4)具有面向所述内壳体(3)的第一轴向端(41)和与该第一轴向端相对的第二轴向端(42)，该第一轴向端(41)设有开孔(43)；

在该第一腔室(21)内设置在该内壳体(3)和该外壳体(2)之间的电路板(5)，该电路板(5)上设有芯片(51)；

设置在该转子(4)和该内壳体(3)之间的复位弹簧(6)；

固定安装在该第一轴向端(41)的所述开孔(43)内的磁铁(7)；

用于封闭该第一腔室(21)和该第二腔室(31)的端盖(8)，该端盖(8)具有适于该转子的第二轴向端(42)穿过的孔(81)。

2.根据权利要求1所述的非接触式角度传感器，其特征是，该复位弹簧(6)的一端连接到该转子(4)，另一端连接到所述内壳体(3)。

3.根据权利要求1所述的非接触式角度传感器，其特征是，在所述转子(4)和所述端盖(8)之间设有密封圈(9)。

4.根据权利要求1所述的非接触式角度传感器，其特征是，所述磁铁(6)构造成圆柱形并将其磁场设定为径向分布，而所述第一轴向端(31)上的开孔(33)相应地为圆孔。

5.根据权利要求1所述的非接触式角度传感器，其特征是，所述磁铁(7)通过胶粘剂固定安装到所述开孔(43)。

6.根据权利要求1所述的非接触式角度传感器，其特征是，所述转子(4)的第二轴向端(42)设有适于与转轴配合的联接结构。

7.根据权利要求6所述的非接触式角度传感器，其特征是，所述联接结构为设置在该第二轴向端(42)的轴向凹口或轴向凸起(44)。

8.根据权利要求1所述的非接触式角度传感器，其特征是，所述芯片为霍尔效应芯片。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的非接触式角度传感器，其特征是，所述芯片固定安装在该电路板(5)上，并配置成该芯片(51)的面向该内壳体(3)的侧面与所述磁铁(7)的轴向端面平行对置。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的非接触式角度传感器，其特征是，所述转子(4)采用尼龙材料或其它自润滑材料制成。