DE3925745A1

DE3925745A1 - Hall-effekt-sensoranordnung

Info

Publication number: DE3925745A1
Application number: DE3925745A
Authority: DE
Inventors: Shigemi Murata; Yutaka Ohashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1990-02-08
Anticipated expiration: 2009-08-04
Also published as: US4931719A; JPH0225884U; KR900005345U; KR920008198Y1; DE3925745C2; JPH082631Y2

Description

Die Erfindung betrifft eine Hall-Effekt-Sensoranordnung, ins besondere eine Hall-Effekt-Sensoranordnung, die besonders geeignet ist zur Verwendung in einem Drehstellungsdetektor für einen Verbrennungsmotor.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht im Schnitt des Hauptteiles einer herkömmlichen Hall-Effekt-Sensoranordnung, die in einem Drehwinkel-Stellungsdetektor für einen Verbren nungsmotor verwendet wird. Man erkennt, daß das unter Aus nutzung des Hall-Effektes arbeitende Sensorelement 1 in einem geformten Sensorrahmen 2 gehalten ist. In einem Spalt oder Hohlraum 2 a, der zwischen dem Sensorrahmen 2 und dem Sensor element 1 ausgebildet ist, ist ein weiches Füllmaterial 3, z. B. ein Gelmaterial, in Form von Silikongel eingefüllt, um das Sensorelement 1 gegenüber mechanischen Kräften, die auf das Sensorelement 1 wirken, und gegen korrosive Gase zu schützen.

Während das Sensorelement 1 eine erforderliche Schaltung oder dergleichen für seine entsprechende Sensorfunktion enthält, beispielsweise in Form einer Hybrid-IC-Schaltung, erscheint deren nähere Erläuterung entbehrlich, da das Sensorelement jedes herkömmliche, im Handel erhältliche Sensorelement sein kann. Man erkennt weiterhin, daß ein Magnet 4 in einer magne tischen Mittelachse A des Sensorelementes 1 angeordnet ist, wobei ein Magnetspalt B zwischen dem Magneten 4 und dem Sen sorelement 1 ausgebildet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das von dem Sensorelement 1 benötigt wird.

Bei der oben beschriebenen Sensoranordnung herkömmlicher Bau art kann eine nicht-dargestellte magnetische Flußsperre verwen det werden, die an einem beweglichen Teil angebracht ist, so daß sie sich in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 durch den Magnetspalt B zwischen dem Magneten 4 und dem Sensorelement 1 bewegt. Dadurch kann eine Drehstellung, ein Drehwinkel, eine Verschiebung, usw. abgetastet werden, und zwar durch die gemessene Änderung des Wertes des Magnet flusses, der durch das unter Ausnutzung des Hall-Effektes arbeitende Sensorelement 1 hindurchgeht. Die oben beschriebe ne Sensoranordnung kann in vorteilhafter Weise in einem Zünd verteiler für einen Verbrennungsmotor verwendet werden, und zwar als Drehwinkeldetektor für eine Kurbelwelle eines Motors.

Bei der oben beschriebenen Hall-Effekt-Sensoranordnung her kömmlicher Bauart ist das Sensorelement 1 an seiner der Pol fläche 4 a des Magneten 4 gegenüberliegenden Seitenfläche 1 a von einer geformten, aus Kunstharz bestehenden Wand 2 b des Sensorrahmens 2 abgestützt und bedeckt, wobei diese Wand 2 b eine relativ große Wandstärke t hat. Diese Wandstärke t muß wegen der erforderlichen Festigkeit der Wand 2 b relativ groß sein, so daß der Abstand L 1 zwischen der Polfläche 4 a des Magneten 4 und der Seitenfläche 1 a des Sensorelementes 1 un vermeidlicherweise groß wird, was zu einer geringen und schlechten Signalgenauigkeit führt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Hall-Effekt-Sensor anordnung anzugeben, die eine gute Signalgenauigkeit liefert und die sich mit kompakten Abmessungen herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in zufriedenstellender Weise gelöst, ohne daß die beim Stand der Technik unvermeid lichen Probleme auftreten.

Gemäß der Erfindung wird eine Hall-Effekt-Sensoranordnung an gegeben, die folgendes aufweist: Ein den Hall-Effekt ausnutzen des Sensorelement, das in einer magnetischen Anordnung ange ordnet ist, die eine Magnetpoleinheit aufweist, welche dem Sensorelement mit einem vorgegebenen Abstand zwischen ihnen gegenüberliegt; einen Sensorrahmen, der das Sensorelement um gibt und der einen an der gegenüberliegenden Seite der Magnet poleinheit ausgebildeten Hohlraum oder Spalt aufweist, und zwar auf der der Magnetpoleinheit abgewandten Seite senkrecht zum Magnetpfad, wobei ein weiches Füllmaterial in den Hohl raum eingefüllt ist, um das Sensorelement zu schützen.

Gemäß der Erfindung ist die Sensoranordnung mit einer nicht magnetischen dünnen Platte versehen, die an der Seite des Sensorelementes vorgesehen ist und der Magnetpoleinheit direkt gegenüberliegt, wobei diese dünne Platte an ihrer Außenkante von dem Sensorrahmen getragen ist, um das Hinausfließen von Füllmaterial aus dem Hohlraum zu verhindern. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen dem Magneten einerseits und dem Sensorelement andererseits erheblich verringert.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht im Schnitt des Haupt teiles einer herkömmlichen Hall-Effekt-Sensoranordnung, beispielsweise zur Verwendung in einem Drehwinkel- Stellungsdetektor für einen Verbrennungsmotor; und in

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Hauptteiles einer erfindungsgemäßen Hall-Effekt-Sensoranordnung für den gleichen Zweck.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 5 eine nicht-magneti sche dünne Platte, die beispielsweise aus einem rostfreien Stahlblech bestehen kann. Die Platte 5 ist von dem Sensorrah men 2 an seiner Umfangskante abgestützt und gelagert, die in den Sensorrahmen 2 eingebettet ist, um das Sensorelement 1 dicht unterzubringen und zu verhindern, daß weiches Füllmate rial, beispielsweise Gelmaterial, zum Beispiel Silikongel material, austritt. Die übrigen Bezugszeichen und Symbole be zeichnen gleiche oder entsprechende Komponenten wie bei der herkömmlichen Sensoranordnung gemäß Fig. 1.

Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung die nicht-magnetische dünne Platte 5 verwendet wird, um das Sensorelement 1 zu hal tern und den Hohlraum 2 a abzudecken, der mit dem weichen Füll material 3 gefüllt ist, ist die Wandstärke t 2, welche der Wandstärke t der Wand 2 b des Sensorrahmens 2 entspricht, wesentlich kleiner als die Wandstärke t bei der herkömmlichen Bauart.

Aus diesem Grunde kann der Abstand L 2 zwischen der Polfläche 4 a des Magneten 4 und der Seitenfläche 1 a des Sensorelementes 1 wesentlich kleiner gemacht werden als der Abstand L 1 zwi schen dem Magneten 4 und dem Sensorelement 1 herkömmlicher Bauart gemäß Fig. 1. Dadurch ist es möglich, die Signal genauigkeit des von einer solchen Anordnung erzeugten Signals wesentlich zu verbessern und zugleich die Sensoranordnung mit vergleichsweise kleinen und kompakten Abmessungen herzustel len.

Während vorstehend eine spezielle Ausführungsform beschrieben und dargestellt worden ist, können zahlreiche Modifizierungen im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise ist das Material der nicht-magnetischen dünnen Platte 5 keines falls auf rostfreien Stahl beschränkt. Die Platte 5 kann auch

aus einem anderen nicht-magnetischen Metall oder aus Kunst stoff bestehen. Weiterhin ist das weiche Füllmaterial 3

nicht auf Silikongelmaterial beschränkt. Auch ist es ausreichend, wenn der Hohlraum 2 a

, in welchen das Füllmaterial 3

eingefüllt wird, zumindest in einem Bereich an der Seite des Sensorele mentes 1

vorgesehen ist, wobei er der Polfläche 4 a

des Magne ten 4

gegenüberliegt und sich senkrecht zu dem Magnetpfad er streckt.

Selbstverständlich ist die Hall-Effekt-Sensoranordnung nicht auf die Verwendung in einem Drehstellungsdetektor für einen Verbrennungsmotor beschränkt, sondern sie kann in vorteilhaf ter Weise für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise um Winkel zu messen.

Claims

1. Hall-Effekt-Sensoranordnung, gekennzeichnet durch

- ein den Hall-Effekt ausnutzendes Sensorelement (1), das in einer Magnetanordnung mit einer Magnetpoleinheit (4) angeordnet ist und der Magnetpoleinheit (4) mit einem vorgegebenen Abstand (L 2) zwischen ihnen gegenüberliegt,
- einen Sensorrahmen (2), der das Sensorelement (1) um gibt und der einen Hohlraum (2 a) aufweist, der auf der gegenüberliegenden, bezüglich des Sensorelementes (1) abgewandten Seite von der Magnetpoleinheit (4) ausgebil det ist und sich senkrecht zu dem von der Magnetpolein heit gebildeten Magnetpfad erstreckt,
- ein weiches Füllmaterial (3), das in den Hohlraum (2 a) eingefüllt ist, um das Sensorelement (1) zu schützen, und
- eine nicht-magnetische dünne Platte (5), die an der Sei te des Sensorelementes (1), der Magnetpoleinheit (4) un mittelbar gegenüberliegend angeordnet und an ihrer Außen kante von dem Sensorrahmen (2) dicht gelagert ist, um das Austreten von Füllmaterial (3) aus dem Hohlraum (2 a) zu verhindern.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-magnetische dünne Platte (5) aus einem rost freien Stahlblech oder aus einem anderen nicht-magnetischen Metall besteht.