FR2734913A1 - Ensemble formant capteur a effet hall pour la detection de la proximite d'articles ferreux - Google Patents
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Abstract
Cet ensemble formant capteur (10) comprend une coque formant boîtier (40), dont une extrémité comporte une fenêtre et l'autre extrémité une ouverture, un module de capteur comportant une microplaquette (20) encapsulée dans un corps protecteur ayant des faces parallèles opposées et plusieurs fils conducteurs, dont la partie proximale part du corps et dont la partie centrale est sensiblement perpendiculaire aux faces du corps qui est disposé dans la coque de sorte qu'une extrémité ressort de cette coque et des parties distales des fils sortent de la coque par l'ouverture, et qui comprend un aimant (70) placé dans la coque et un capuchon d'extrémité (80) destiné à fermer l'ouverture de la coque. Application notamment aux compteurs de vitesse.
Description
La présente invention concerne un ensemble ou module de capteur de
proximité servant à détecter le passage d'un objet ferromagnétique tel qu'une dent d'un pignon, et plus particulièrement un capteur de ce type comportant un ensemble formé d'une structure magnétique et d'une microplaquette à circuits intégrés comprenant un élément de Hall, la microplaquette étant montée sur une extrémité de la structure magnétique et étant placée dans le champ magnétique créé par la structure magnétique, et comportant un récipient. L'élément de Hall produit un signal électrique associé à l'intensité du champ
magnétique perpendiculaire au plan de l'élément de Hall.
Lorsqu'un objet ferromagnétique se rapproche de l'élément de Hall, l'intensité du champ magnétique perpendiculaire à l'élément de Hall varie. Par conséquent, la distance entre l'objet et l'élément de Hall est reproduite sous la forme du signal électrique produit par l'élément de Hall. Cela permet au capteur à effet de Hall de détecter la distance
entre le capteur et l'objet ferromagnétique.
Une application tout-à-fait appropriée pour un capteur de ce type est la mesure de la vitesse de rotation ou de la position en rotation d'un pignon ou d'un disque en forme de pignon. En plaçant ce type de capteur au voisinage de la périphérie du pignon, la proximité, le déplacement et la vitesse de déplacement des dents du pignon détectés par le capteur sont reproduits sous la forme du signal électrique. Ainsi, le capteur peut être utilisé en tant que compteur de vitesse, tachymètre ou bien pour le contrôle d'un déplacement rotatif ou linéaire
ou d'une position.
Le capteur à effet Hall typique comporte une structure magnétique constituée par un aimant permanent cylindrique possédant une extrémité plate. La microplaquette à effet Hall est disposée au voisinage de l'extrémité plate, le plan de l'élément de Hall étant
parallèle au plan de l'extrémité de l'aimant.
Les microplaquettes à circuits intégrés de tels capteurs de proximité typiques incluent presque toujours un amplificateur de tension de Hall essentiellement
linéaire servant à amplifier la tension de sortie de Hall.
De même de nombreux circuits intégrés de Hall de ce type incluent un circuit déclencheur de Schmitt servant à produire un signal de sortie binaire qui est commuté d'un niveau (niveau d'attente) sur l'autre niveau binaire (niveau d'action) lorsqu'un objet ferreux se rapproche à moins d'une distance critique, à laquelle le champ magnétique perpendiculaire à une face principale de la microplaquette dépasse une intensité prédéterminée. Ces circuits sont normalement connectés selon une liaison électrique à courant continu de sorte que le capteur peut détecter le passage d'objets ferreux depuis une vitesse nulle (par exemple un passage par an) jusqu'à une cadence
élevée (par exemple 100 kHz).
Par le passé, on a eu tendance à développer des unités formant capteurs de proximité en tant qu'unité spécifique à une application avec un boîtier permettant de monter et de positionner cette unité à l'emplacement de détection, avec un connecteur du type à broche pour permettre à l'unité de communiquer, par l'intermédiaire d'un fil, à un système distant de traitement des signaux, et avec un circuit spécifique à l'application à l'intérieur du boîtier, pour traiter le signal du capteur de manière qu'il soit approprié pour son transfert, par
l'intermédiaire du fil, à l'équipement distant.
La plupart des procédures d'utilisation de cette unité d'ensemble (montage, traitement des signaux, enfichage) sont très tolérantes vis-à-vis des défauts, et les exigences de ces procédures du point de vue précision et sensibilité à l'environnement peuvent être aisément satisfaites moyennant l'utilisation de tolérances et de
systèmes normaux de conception et de fabrication.
Malheureusement, ce n'est pas vrai en ce qui concerne l'aspect ou la section formant capteur de l'unité. La relation physique et la stabilité des composants du capteur de Hall (l'élément à effet Hall et la microplaquette, les fils partant de la microplaquette, l'aimant et les composants directement associés) entre eux et une protection appropriée des éléments du capteur vis- à-vis d'un endommagement dû à l'environnement sont critiques pour la précision et l'utilité du signal du capteur. Ceci pose un grave problème de conception et de fabrication pour les unités. Si l'ensemble de l'unité est conçu et fabriqué en utilisant des normes standard, le capteur n'est souvent pas fiable. Si d'autre part, cette unité est conçue et fabriquée conformément à la norme requise pour la section formant capteur, le coût de l'ensemble de l'unité a souvent une valeur élevée inadmissible. Des efforts visant à imposer différentes normes à la section formant capteur par rapport aux autres sections accroît les coûts et ceci peut s'avérer impossible. En outre, le coût de conception d'une section formant capteur de haute qualité dans chaque nouveau cas d'application impose des coûts élevés inadmissibles au projet et fréquemment ne permet pas d'accumuler des données concernant des caractéristiques à long terme d'un type particulier pour permettre des prévisions précises de fiabilité à long terme. L'absence de prédictions précises de fiabilité à long terme peut conduire à des défaillances inattendues du produit, à une éventuelle défectuosité du produit, et à des exigences coûteuses de rappel du produit. Ces problèmes et d'autres problèmes, qui sont apparus dans les dispositifs de l'art antérieur, ont été éliminés d'une manière nouvelle grâce à la présente invention. C'est pourquoi, un objet de première importance de la présente invention est de fournir un module de capteur pour la détection de dents de pignons, conçu pour permettre une utilisation souple du module en tant que sous-ensemble dans une gamme étendue d'équipements et de situations. Un autre objet de la présente invention est de fournir un module de capteur pour la détection de dents de pignons, qui est lui-même une unité robuste et stable apte à résister, sans être détériorée à des conditions d'environnement correspondant à une gamme étendue de conditions. Un autre objet encore de la présente invention est de fournir un module de capteur de détection de dents de pignons, qui peut être équipé d'un support d'aimant de base, avec ou sans fixation d'un panneau de circuits intégrés, ou sous la forme d'un module surmoulé fini avec ou sans fixation d'un connecteur d'application approprié (par exemple automobile), soit moyennant l'utilisation d'une coque et de joints toriques, soit par surmoulage
direct du module formant capteur.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un module de capteur de détection de dents de pignons, qui peut être formé par l'assemblage de parties préformées et d'une manière simple, qui conduise à un
ensemble automatisé fiable.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un module de capteur de détection de dents de pignons, dans lequel les vibrations internes des fils et
un court-circuit des fils et des composants sont empêchés.
Un autre objet de l'invention est de fournir un module de capteur de détection de dents de pignons, avec une séparation des fils et une sélection directionnelle à
la sortie des fils hors du module.
Un autre objet de l'invention est de fournir un module de capteur de détection de dents de pignons, qui repousse efficacement la microplaquette du capteur en direction de l'aimant de manière à fournir une stabilité de position et par conséquent une stabilité des signaux
dans une gamme étendue de cycles thermiques.
Un autre objet de l'invention est de fournir un module de capteur de détection de dents de pignons, qui permet d'utiliser des aimants de matériaux différents et de tailles différentes, des fils ayant des longueurs différentes sur le module de capteur, des types différents de plaquettes à circuits imprimés (au moyen d'un montage dans un trou ou d'un montage en surface) et un montage
vertical ou horizontal.
Un autre objet de l'invention est de fournir un module de capteur de détection de dents de pignons, qui permet l'insertion d'une plaquette à circuits imprimés et de circuits électroniques associés, qui réduit le nombre des connexions entre le module et le connecteur d'application et de ce fait fournit une fiabilité
maximale.
Un autre objet de l'invention est de fournir un module de capteur de détection de dents de pignons, qui peut être fabriqué avec une haute qualité et un faible coût et qui puisse présenter une longue durée de vie utile
avec un minimum de maintenance.
Compte tenu de ces objectifs et d'autres objectifs, comme cela apparaîtra au spécialiste de la technique, l'invention réside dans la combinaison
d'éléments indiqués dans la description, étant entendu que
des modifications de la forme de réalisation précise de l'invention ici décrite peuvent y être apportées tout en
restant dans le cadre de l'invention.
La présente invention a trait à un ensemble formant capteur de champ magnétique caractérisé en ce qu'il comporte une coque préformée formant boîtier possédant une première extrémité qui comporte une ouverture, et une seconde extrémité qui comporte une fenêtre; un module de capteur comprenant une microplaquette du capteur de champ magnétique à circuits intégrés, encapsulé dans un corps protecteur possédant des première et seconde faces parallèles et opposées et une pluralité de fils conducteurs, chaque fil possédant une partie proximale, une partie distale et une partie centrale, la partie proximale de chaque fil de ladite pluralité de fils s'étendant à partir dudit corps, tandis que la partie centrale de ladite pluralité de fils s'étend à partir du corps et est positionnée sensiblement perpendiculairement aux faces de ce corps, ledit corps du module de capteur étant positionné dans ledit boîtier de manière à traverser en partie ladite fenêtre, ladite première face du corps s'étendant vers l'extérieur à partir de ladite coque formant boîtier et lesdites parties distales des fils s'étendant à partir de ladite coque du boîtier à travers ladite ouverture; un aimant possédant des première et seconde extrémités et positionné dans ladite coque formant boîtier de telle sorte que ladite première extrémité est adjacente à ladite seconde face du corps du module de capteur, et un capuchon d'extrémité apte à fermer ladite ouverture ménagée dans ladite coque
formant boîtier.
L'ensemble formant capteur est spécialement adapté pour détecter le passage ou la présence d'objets ferromagnétiques adjacents et en particulier de dents de
pignons ferromagnétiques.
La coque formant boîtier de l'ensemble formant capteur est formée et réalisée avec des dimensions telles par rapport aux autres composants que, lorsque l'ensemble est constitué, le module de capteur et l'aimant sont repoussés l'un vers l'autre. Les fils adjacents de l'ensemble formant capteur sont séparés par une distance constante sur toute leur longueur. Les fils de l'ensemble formant capteur s'étendent depuis le corps de la microplaquette dans un plan proximal des fils, qui est parallèle aux plans desdites faces et est distant du plan de ladite seconde face de telle sorte que la partie des fils situés dans le plan proximal des fils ne s'étend pas
dans le plan de ladite première face.
La coque formant boîtier de l'ensemble formant capteur comporte une surface intérieure possédant une paroi latérale située entre les extrémités de la coque formant boîtier, cette paroi latérale possédant une partie incurvée et une seconde partie qui forme une structure plate. La coque formant boîtier de l'ensemble formant capteur comporte une surface extérieure disposée entre les extrémités de la coque formant boîtier, laquelle surface extérieure possède une section transversale en forme d'un premier cercle tronqué, et ladite coque formant boîtier est pourvue d'une surface intérieure possédant une paroi latérale située entre les extrémités de la coque formant boîtier, laquelle paroi latérale possède une partie incurvée et une seconde partie qui forme une structure plate, de sorte que la surface intérieure telle que définie par la partie incurvée et la structure plate, possède une section transversale sous la forme d'un second cercle tronqué, et des rainures formées dans ladite seconde partie permettent le passage des fils le long de la coque à l'intérieur du segment en coupe transversale qui complète ledit second cercle tronqué, de manière à permettre une réduction du diamètre dudit premier cercle tronqué. La coque formant boîtier de l'ensemble formant capteur comporte une surface intérieure possédant une paroi latérale située entre les extrémités de la coque formant boîtier, laquelle paroi latérale possède un partie incurvée et une seconde partie qui forme une structure plate, ladite seconde partie étant formée de portées et de rainures parallèles, lesdites rainures étant adaptées pour recevoir les fils et les maintenir parallèles à une distance fixe lorsqu'ils passent à l'intérieur de la coque formant boîtier. La coque formant boîtier de l'ensemble formant capteur comporte une surface intérieure qui inclut des rainures qui possèdent un fond et deux bords supérieurs, et ces rainures sont suffisamment profondes pour que, lorsqu'un fil est placé dans le fond d'une rainure, la partie la plus haute du fil est située nettement au-dessous des bords supérieurs de la rainure, de sorte qu'un objet plat en appui sur les bords
supérieurs de la rainure n'est pas en contact avec le fil.
La coque formant boîtier de l'ensemble formant capteur comporte une surface intérieure qui contient des rainures possédant un fond et deux bords supérieurs et qui sont suffisamment profondes pour que, lorsqu'un fil est placé dans le fond d'une rainure, la partie la plus élevée du fil est située nettement au-dessous des bords supérieurs de la rainure de sorte qu'un objet plat en appui sur les bords supérieurs de la rainure n'est pas en contact avec le fil, et le corps de la microplaquette est maintenu immobile et, de ce fait, les extrémités proximales des fils sont maintenues retenues dans le fond des rainures, et le capuchon d'extrémité est pourvu de rainures qui engrènent avec la partie distale des fils et, de ce fait, les parties distales des fils sont retenues dans le fond des rainures de sorte que les fils sont retenus dans le fond des rainures en étant séparés les uns
des autres.
La première face dudit corps de l'ensemble formant capteur comporte au moins deux bords opposés qui sont biseautés, et que ladite fenêtre de ladite coque possède au moins deux bords opposés qui comportent des biseaux tournés vers l'intérieur, les bords biseautés de ladite face étant adaptés aux biseaux de ladite fenêtre de sorte que le corps ne peut pas sortir par ladite fenêtre, et que tout déplacement latéral du corps par rapport à la
coque est empêché.
La microplaquette et ledit aimant de l'ensemble formant capteur sont dimensionnés de telle sorte qu'ils peuvent tous deux traverser l'ouverture de sorte que l'ensemble peut traverser l'ouverture, mais que ladite microplaquette et ledit aimant sont trop grands pour
traverser la fenêtre.
La première extrémité de ladite coque de l'ensemble formant capteur comprend une pluralité d'encoches, dans lesquelles les fils peuvent être coudés de sorte que les fils ne s'étendent pas vers l'arrière de ladite première extrémité de la coque. Le capuchon d'extrémité de l'ensemble formant capteur est pourvu de rainures dont chacune engrène avec la partie distale du fil séparé à l'endroit o il sort de la coque et que, de ce fait, les parties distales des fils sont maintenues
séparées, à l'endroit o ils sortent de la coque.
L'ensemble formant capteur est agencé de manière à être modulaire de sorte qu'il peut être associé à une gamme d'équipements de traitement de signaux. Le circuit électronique additionnel de l'ensemble formant capteur est associé physiquement au capuchon d'extrémité et est adapté pour être connecté électriquement à au moins l'un des fils. L'aimant de l'ensemble formant capteur possède une section transversale et a la forme d'un cercle tronqué, et de façon plus spécifique, l'aimant de l'ensemble formant capteur a la forme d'un cylindre droit ayant une courbe génératrice se présentant sous la forme d'un cercle tronqué, et l'aimant possède une surface
extérieure comportant une partie longitudinale plate.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un module de capteur mettant en oeuvre le principe de la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective de la face inférieure du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective de la face inférieure et de l'arrière du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 4 représente une vue en perspective du côté arrière d'un autre module de capteur mettant en oeuvre les principes de la présente invention et comprenant un circuit électronique monté sur le côté arrière; - la figure 5 est une vue en perspective de l'assemblage des éléments du module du capteur mettant en oeuvre les principes de la présente invention, comme représenté sur la figure 1; - la figure 6 est une vue en perspective de dessous du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 7 est une vue en élévation latérale de la microplaquette à circuits intégrés à élément de Hall utilisée dans la présente invention; - la figure 8 est une vue en plan de dessous de la microplaquette à circuits intégrés représentée sur la figure 7; - la figure 9 est une vue en élévation de face du boîtier qui fait partie du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 10 est une vue en élévation arrière du boîtier, qui fait partie du module de capteur de la figure 1; - la figure 11 est une vue en coupe prise suivant la ligne XI-XI sur la figure 10 d'un boîtier qui fait partie du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 12 est une vue en coupe prise suivant la ligne XII- XII sur la figure 9 d'un boîtier qui fait partie du capteur représenté sur la figure 1; - la figure 13 est une vue en perspective d'un aimant, qui fait partie du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 14 est une vue de face de l'aimant représenté sur la figure 13; - la figure 15 est une vue en élévation latérale de l'aimant représenté sur la figure 13; la figure 16 est une vue de face d'un concentrateur qui fait partie du module de capteur représenté sur la figure 1; Il - la figure 17 est une vue en élévation latérale du concentrateur représenté sur la figure 16; la figure 18 est une vue de face du capuchon d'extrémité qui fait partie du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 19 est une vue en élévation latérale du capuchon d'extrémité représenté sur la figure 18; - la figure 20 est une vue de face du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 21 est une vue arrière du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 22 est une vue en coupe prise suivant la ligne XXII-XXII de la figure 21 du module de capteur représenté sur la figure 1; - la figure 23 est une vue en coupe, prise suivant la ligne XXIII-XXIII de la figure 22 du module de capteur représenté sur la figure 1; et - la figure 24 est une vue en coupe d'un environnement d'application, dans lequel le module de capteur représenté sur la figure 1 peut être utilisé, et de façon plus spécifique cette figure représente
l'extrémité d'un essieu d'automobile.
En se référant tout d'abord à la figure 5, sur laquelle les caractéristiques générales de la présente invention sont les mieux visibles, on y voit représenté le module de capteur, désigné d'une manière générale par la référence X, qui comprend une microplaquette 20 à circuits intégrés à effet Hall, un boîtier 40, un concentrateur 60,
un aimant 70, et un capuchon d'extrémité 80.
La figure 6 représente la vue de dessous de l'ensemble représenté sur la figure 5. La section aplatie de chacun des éléments du module de capteur sur la surface inférieure a une importance particulière. Lorsque ces différents éléments sont insérés successivement dans l'ouverture arrière du boîtier 40, le module de capteur prend la forme représentée dans la configuration représentée en position droite sur la figure 1, sur la vue de face en position retournée représentée sur la figure 2 et dans la vue arrière en position retournée représentée
sur la figure 3.
La figure 4 représente une autre forme de réalisation 10A, dans laquelle des composants électroniques 19 sont montés sur ou au voisinage du
capuchon d'extrémité 80A.
La figure 7 représente une vue en élévation latérale de la microplaquette 20 à circuits intégrés à effet Hall, qui fait partie du module de capteur selon la présente invention. La microplaquette à circuits intégrés comprend un corps 21 qui est agencé de façon typique par un matériau polymère ou céramique et qui encapsule un élément à effet Hall 22 et d'autres circuits électroniques associés d'une façon classique à l'utilisation de l'élément de Hall pour détecter des champs magnétiques. Le côté extérieur du corps 21 possède une surface supérieure 23 de forme générale plane, une surface inférieure 24 de forme générale plane, des surfaces latérales 25 et 26 de forme générale plane et une surface arrière 27 de forme générale plane. La surface avant 28 comprend une face avant 29 de forme générale plane et des chanfreins latéraux 30 et 31 à 45 situés de chaque côté de la face
avant. L'élément à effet Hall 22 est inséré légèrement au-
dessous de et parallèlement à la face avant 29 du corps 21. La face avant 29 et la surface arrière 27 et l'élément
à effet Hall 22 sont essentiellement parallèles.
Il est prévu quatre bornes 32, 33, 34 et 35, dont chacune possède une extrémité proximale qui ressort de la surface inférieure 24 hors du corps 21. Chaque borne possède également une extrémité distale qui s'étend sur
une certaine distance à partir du corps 21.
Chaque borne sort au niveau d'un point séparé le long d'une droite située approximativement à mi-chemin
entre la face avant 29 et la surface arrière 27.
L'extrémité proximale de chaque borne s'étend à partir du corps 21 parallèlement à la surface arrière 27 du corps 21. A une certaine distance, chaque borne possède un coude à 90 de sorte que chaque borne s'étend vers l'arrière à partir du corps 21 de la microplaquette. Les bornes sont
parallèles entre elles.
Chaque borne possède une partie parallèle qui maintient cette borne à l'écart du corps 21, parallèlement à la face avant 29 et à la face arrière 27 de la microplaquette, et une partie normale, qui est perpendiculaire à la face avant 29 et à la surface arrière 27 du corps 21 de la microplaquette. L'élément le plus en arrière de la partie parallèle de chaque borne est essentiellement décalé en avant du plan de la surface arrière 27 de manière à isoler physiquement et
électriquement la partie parallèle de chaque borne vis-à-
vis d'autres parties du module de capteur.
L'élément le plus haut de la partie normale de chaque borne est nettement espacé au-dessous du plan de la surface inférieure 24 du corps 21. Ceci réalise une séparation physique et électrique des bornes par rapport à
d'autres parties du module de capteur.
La figure 9 représente une vue de face du boîtier 40 qui enveloppe certains autres éléments du module du capteur. Le boîtier 40 est représenté comme possédant une section transversale constituée par un cercle tronqué, c'est-à-dire un cercle tronqué le long d'une courbe de manière à former un côté plat. Le boîtier possède approximativement la forme d'un cylindre circulaire droit tronqué, c'est-à-dire un cylindre possédant des extrémités essentiellement plates perpendiculaires à l'axe du cylindre, et dont la courbe génératrice est un cercle tronqué. La surface avant 45 possède une fenêtre rectangulaire 46. La fenêtre 46 possède un bord inférieur 47 qui est parallèle à la partie tronquée. La fenêtre possède également un bord supérieur
48 et des bords latéraux 49 et 50.
La figure 10 représente une vue en élévation arrière du boîtier 40. La fenêtre 46 est représentée comme possédant un chanfrein à 45 57 et 51 et 52 sur chaque côté 49 et 50 de la fenêtre 46. Le boîtier 40 possède une paroi latérale annulaire 53 possédant un bord arrière 54 qui porte des montants de fixation 55 et 56 pouvant être utilisés pour fixer le boîtier 40 à un autre objet. La paroi latérale 53 est interrompue par des encoches 66, 67, 68 et 69, qui forment des séparateurs 57, 58 et 59. Lorsqu'on regarde à l'intérieur du boîtier 40, on y voit des portées 90, 91 et 92 et des rainures 93, 94, 95 et 96 qui s'étendent le long de la partie tronquée ou
aplatie de la paroi latérale 53.
La figure 11 est une vue en élévation de gauche
du boîtier 40, selon une coupe prise suivant la ligne XI-
XI sur la figure 10. La paroi latérale cylindrique 43 entoure un espace intérieur. La surface avant 45 correspond à la paroi avant 97, dans laquelle est disposée la fenêtre 46. Le long du bord latéral 49 de la fenêtre 46 est disposé un chanfrein 51. Un montant 55 s'étend à
partir du bord arrière 54 de la paroi 53.
La figure 13 représente une vue en perspective de l'aimant 70 disposé de manière que sa forme soit mieux visible. L'aimant est un cylindre circulaire droit tronqué possédant une surface avant plate 71 perpendiculaire à l'axe de l'aimant. L'aimant possède également une surface arrière plate perpendiculaire à l'axe de l'aimant comme représenté sur la figure 15. Les parois du cylindre
possèdent une partie courbe 73 et une partie plate 74.
La figure 16 représente une vue en élévation de face du concentrateur 60. Le concentrateur 60 est une plaque plane et mince formée d'un matériau ferromagnétique et pouvant, lorsqu'il est mis en place sur le pôle d'un aimant, modifier le champ magnétique produit au niveau de ce pôle. Le concentrateur possède la forme d'un cercle
tronqué et comporte un bord courbe 61 et un bord plat 62.
Le concentrateur possède une surface avant 63 et une surface arrière 64. Les sections transversales ou génératrices de l'aimant 70 et du concentrateur 60 sont identiques. L'aimant 70 peut être un aimant standard dont la face avant 71 comporte un pôle magnétique et dont la surface arrière 72 porte l'autre pôle magnétique. Il pourrait également s'agir d'un aimant ayant n'importe quelle autre configuration appropriée et par exemple il pourrait s'agir d'un aimant sandwich, dans lequel les
pôles nord et sud sont présents sur la surface avant 71.
Ceci peut être obtenu par réunion d'aimants nord et sud de telle sorte que leur séparation s'étende le long de l'axe de l'aimant. Ceci peut être également obtenu par insertion d'un aimant nord-sud ou d'une pièce polaire
ferromagnétique entre les deux aimants sud - nord.
Bien que la microplaquette à circuits intégrés à effet Hall 20 représentéesur la figure 7 soit du type utilisant un seul élément à effet Hall 22, la présente invention inclut le concept consistant à prévoir deux éléments à effet Hall séparés, qui sont connectés électriquement de telle sorte que l'on peut obtenir une compensation appropriée et une amélioration adéquate du signal, comme cela est connu dans la technique des
dispositifs à effet Hall.
Le boîtier 40 est de préférence formé d'un matériau isolant polymère et de préférence d'un matériau présentant une certaine élasticité. Il s'est avéré que l'élasticité du boîtier peut améliorer la fiabilité du module de capteur étant donné que le boîtier tend à conserver son intégrité et sa fonction d'étanchéité et ce au cours de la charge cyclique thermique élevée qui est typique dans des environnements d'utilisation de ce type
de capteur.
La figure 18 représente une vue en élévation de face du capuchon d'extrémité 80. Le capuchon d'extrémité 80 est un cylindre droit possédant une courbe génératrice qui forme une surface courbe 83, une série de portées 84, et 86 séparées par une série de rainures coplanaires 87, 88, 89 et 99. Il est important de noter que la section transversale du capuchon d'extrémité correspond à la section transversale de l'aimant 70 et du concentrateur , hormis que les portées et les rainures de la pièce d'extrémité 80 sont positionnées plus radialement à l'extérieur que les parties plates 74 et 62 respectivement de l'aimant 70 et du concentrateur 60. Le capuchon d'extrémité 80 possède une surface avant plate 81 qui est perpendiculaire à l'axe du capuchon d'extrémité et une surface arrière plate 82 qui est perpendiculaire à l'axe
du capuchon d'extrémité.
La figure 20 représente une vue en élévation de face du module de capteur complété et fermé de façon étanche 10, représenté sur la figure 1. La face avant 29 de la microplaquette à circuits intégrés 20 est visible à travers la fenêtre 46 sur la surface avant 45 du boîtier 40. La figure 21 représente une vue en élévation arrière du module de capteur complet et fermé de façon
étanche, représenté sur la figure 1 et sur la figure 20.
Le capuchon d'extrémité 80 s'insère à l'intérieur du bord arrière 54 du boîtier 40, et le capuchon d'extrémité 80 et le boîtier 40 sont réunis de façon étanche par des moyens
considérables, comme par exemple un soudage par ultrasons.
Les bornes 32, 33, 34 et 35 s'étendent à l'extérieur à partir de l'arrière de l'unité formant capteur à travers des rainures 87, 88, 89 et 99 situées
entre des portées 84, 85 et 86 du capuchon d'extrémité 80.
Les portées 84, 85 et 86 situées sur le capuchon d'extrémité 80 sont réunies respectivement à des séparateurs 57, 58 et 59 sur le boîtier 40. Les bornes 32, 33, 34 et 35 s'étendent au-dessus des encoches 66, 67, 68 et 69, situées respectivement sur le boîtier 40. Cela permet de replier les extrémités distales des bornes à l'intérieur des encoches 66, 67, 68 et 69 et entre les séparateurs 57, 58 et 59 pour fournir un autre agencement
pour les extrémités distales des bornes.
La figure 22 représente une vue en élévation et en coupe de gauche, prise suivant la ligne XXII-XXII sur la figure 21. Cette figure représente de quelle manière les différentes parties du module de capteur s'insèrent les unes dans les autres. La microplaquette à circuits intégrés 20 est disposée dans la fenêtre 46 ménagée dans la paroi 20 du boîtier 40. Les bornes de la microplaquette à circuits intégrés 20 s'étendent vers l'arrière hors de
l'extrémité arrière du module de capteur 10.
La surface avant 63 du concentrateur 60 est repoussée contre l'arrière 27 de la microplaquette à circuits intégrés 20. Le bord plat 62 du concentrateur s'étend sur la surface supérieure des portées 90, 91 et 92, parmi lesquelles les portées 91 sont représentées sur la figure 22. Un espace 100 est prévu entre le concentrateur 60 et la paroi avant 97 du boîtier 40 de sorte qu'une pression dirigée vers l'avant à partir du concentrateur 60 et agissant sur la microplaquette 20 établit, un contact et une étanchéité en combinaison avec la faible élasticité de la paroi avant 97 du boîtier 40, entre la microplaquette 20 et les bords de la fenêtre 46 ménagée dans la paroi avant 97 du boîtier 40 et de ce fait maintient une bonne étanchéité entre la microplaquette et le boîtier dans différentes conditions de fonctionnement incluant une contrainte thermique cyclique. L'avant 71 de l'aimant 70 est en appui contre la surface arrière 64 du concentrateur 60. La partie plate 74 de l'aimant 70 est en appui sur les portées 90, 91 et 92, et de façon spécifique, contre la portée 91 représentée sur la figure 22. L'avant 81 du capuchon d'extrémité 80 est en appui contre la surface arrière 72 de l'aimant 70. Les portées 57, 58 et 59 et les rainures 66, 67, 68 et 69 du capuchon d'extrémité 80 s'étendent au-dessous du plan défini par la surface plane 62 du concentrateur 60 et la surface plane 74 de l'aimant 70 et les rainures 87, 88 et 89 et 99 repoussent les bornes vers le bas contre la paroi du boîtier. Etant donné que la microplaquette 20 est repoussée dans la fenêtre 46 et étant donné que le concentrateur 60 et l'aimant 70 sont en appui sur le bord supérieur des portées, y compris la portée 91, et que les extrémités distales des bornes sont maintenues en position par le capuchon d'extrémité 80 et en raison du décalage de l'extrémité distale des bornes en avant par rapport à la surface arrière de la microplaquette 20, un espace substantiel est maintenu entre les bornes et le concentrateur 60 et l'aimant 70. Naturellement cet espace est critique pour éviter un court-circuit entre les bornes provoqué par le concentrateur 60 et l'aimant 70
normalement électriquement conducteurs.
Le capuchon d'extrémité 80 repoussé dans le boîtier 40 est soudé au boîtier 40 autour du bord périphérique du capuchon d'extrémité 80. Ceci applique une légère compression au contenu du boîtier et tend à stabiliser les éléments et à améliorer les
caractéristiques d'étanchéité.
On peut voir que les extrémités distales des bornes, par exemple l'extrémité distale de la borne 33, ressort au-dessus des encoches, par exemple l'encoche 68, ménagées dans le boîtier 40. Les encoches, par exemple l'encoche 68, permettent de couder l'extrémité distale des bornes, par exemple la borne 33, à 90 vers le bas de sorte que la surface, qui est alors tournée vers l'arrière, de la borne est coplanaire avec la surface arrière du capuchon d'extrémité 40 de manière à permettre l'obtention d'autres configurations du module de capteur,
par exemple pour un montage en surface.
La figure 23 représente une vue en coupe de dessous du module de capteur, prise suivant la ligne XXIII-XXIII de la figure 22. On peut voir que les bornes 32, 33, 34 et 35 ressortent de la microplaquette 20. Elles traversent alors la paroi 53 du boîtier et sont maintenues
parallèles par cette paroi et les portées 90, 91 et 92.
Les bornes traversent ensuite et sont maintenues parallèles par la paroi 53 du boîtier 40 et les portées
84, 85 et 86 du capuchon d'extrémité 80.
La figure 24 représente un module de capteur 10 selon la présente invention dans un cas d'application typique. Dans ce cas, le module de capteur 10 est positionné de telle sorte que sa surface avant est tournée vers la périphérie extérieure d'une roue dentée 101 comportant des dents 102. La roue 101 est coaxiale et raccordée à une roue, montée sur l'essieu, d'un véhicule de sorte que la rotation de la roue 103 du véhicule est proportionnelle à la rotation de la roue dentée 101. Le module de capteur 10 est à même de contrôler le passage des roues dentées devant la face du capteur 10 et produire un signal électrique associé à la vitesse à laquelle les dents passent devant le capteur 10. Le signal électrique est traité dans un processeur de signaux 105 qui à son tour transmet le signal à un utilisateur sous une forme appropriée pour son utilisation. Par exemple, le capteur peut être utilisé pour déterminer la vitesse d'un véhicule, pour déterminer la vitesse d'un moteur et pour commander l'allumage des bougies au moyen du contrôle de
la position d'une came dans un distributeur.
Il est évident que l'on peut apporter de petites modifications à la forme et à l'agencement selon
l'invention sans sortir du cadre de cette dernière.
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Claims (22)
1. Ensemble formant capteur de champ magnétique, caractérisé en ce qu'il comporte: (a) une coque (40) préformée formant boîtier possédant une première extrémité qui comporte une ouverture, et une seconde extrémité qui comporte une fenêtre; (b) un module de capteur (10) comprenant une microplaquette (20) du capteur de champ magnétique à circuits intégrés, encapsulé dans un corps protecteur (21) possédant des première et seconde faces parallèles et opposées et une pluralité de fils conducteurs (32-35), chaque fil possédant une partie proximale, une partie distale et une partie centrale, la partie proximale de chaque fil de ladite pluralité de fils s'étendant à partir dudit corps (21), tandis que la partie centrale de ladite pluralité de fils s'étend à partir du corps et est positionnée sensiblement perpendiculairement aux faces de ce corps, ledit corps (21) du module de capteur étant positionné dans ladite coque formant boîtier (40) de manière à traverser en partie ladite fenêtre, ladite première face du corps s'étendant vers l'extérieur à partir de ladite coque formant boîtier et lesdites parties distales des fils (32-35) s'étendant à partir de ladite coque formant boîtier à travers ladite ouverture; (c) un aimant (70) possédant des première et seconde extrémités et positionné dans ladite coque formant boîtier de telle sorte que ladite première extrémité est adjacente à ladite seconde face du corps du module de capteur, et (d) un capuchon d'extrémité (80) apte à fermer ladite
ouverture ménagée dans ladite coque formant boîtier.
2. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est spécialement adapté pour la détection du passage d'objets
ferromagnétiques adjacents.
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3. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est spécialement adapté pour la détection de la présence d'objets
ferromagnétiques adjacents.
4. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est spécialement adapté pour la détection du passage de dents (102) de
pignons ferromagnétiques adjacents (101).
5. Dispositif formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est spécialement adapté pour détecter la présence de dents (102) de pignons
ferromagnétiques adjacents (101).
6. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque formant boîtier (21) est préformée et possède des dimensions telles, par rapport aux autres composants, que lorsque l'ensemble est monté, le module de capteur et l'aimant
(70) sont repoussés l'un vers l'autre.
7. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des fils (31-35) adjacents sont séparés par une distance constante sur
toute leur longueur.
8. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils s'étendent depuis le corps de la microplaquette (20) dans un plan proximal des fils (31-35), qui est parallèle aux plans desdites faces et est distant du plan de ladite première face de telle sorte que la partie des fils (31-35) située dans le plan proximal des fils ne s'étend pas dans le plan
de ladite première face.
9. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coque formant boîtier (40) est équipée d'une surface intérieure possédant une paroi latérale située entre les extrémités de la coque formant boîtier, cette paroi latérale possédant une partie incurvée et une seconde partie qui
forme une structure plate.
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10. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coque formant boîtier (40) est pourvue d'une surface extérieure disposée entre les extrémités de la coque formant boîtier, laquelle surface extérieure possède une section transversale en forme d'un premier cercle tronqué, et que ladite coque formant boîtier est pourvue d'une surface intérieure possédant une paroi latérale située entre les extrémités de la coque formant boîtier, laquelle paroi latérale possède une partie incurvée et une seconde partie qui forme une structure plate, de sorte que la surface intérieure telle que définie par la partie incurvée et la structure plate, possède une section transversale sous la forme d'un second cercle tronqué, et que des rainures formées dans ladite seconde partie permettent le passage des fils (31-35) le long de la coque à l'intérieur du segment en coupe transversale qui complète ledit second cercle tronqué, de manière à permettre une réduction au
minimum du diamètre dudit premier cercle tronqué.
11. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coque formant boîtier (40) est pourvue d'une surface intérieure possédant une paroi latérale située entre les extrémités de la coque formant boîtier, laquelle paroi latérale possède un partie incurvée et une seconde partie qui forme une structure plate, ladite seconde partie étant formée de portées (90-92) et de rainures (93-96) parallèles, lesdites rainures étant adaptées pour recevoir les fils et les maintenir parallèles à une distance fixe à l'intérieur
de la coque formant boîtier.
12. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coque formant boîtier (40) est pourvue d'une surface intérieure qui inclut des rainures qui possèdent un fond et deux bords supérieurs, et en ce que ces rainures sont suffisamment profondes pour que, lorsqu'un fil est placé dans le fond d'une rainure, la partie la plus haute du fil
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est située nettement au-dessous des bords supérieurs de la rainure, de sorte qu'un objet plat en appui sur les bords
supérieurs de la rainure n'est pas en contact avec le fil.
13. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coque formant boîtier (40) comporte une surface intérieure qui contient des rainures possédant un fond et deux bords supérieurs et qui sont suffisamment profondes pour que, lorsqu'un fil est placé dans le fond d'une rainure, la
partie la plus élevée du fil est située nettement au-
dessous des bords supérieurs de la rainure de sorte qu'un objet plat en appui sur les bords supérieurs de la rainure n'est pas en contact avec le fil, et que le corps de la microplaquette (20) est maintenu immobile et que, de ce fait, les extrémités proximales des fils sont retenues dans le fond des rainures, et que le capuchon d'extrémité (80) est pourvu de rainures (87-89) qui engrènent avec la partie distale des fils et que, de ce fait, les parties distales des fils sont retenues dans le fond des rainures de sorte que les fils sont retenus dans le fond des
rainures en étant séparés les uns des autres.
14. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première face (45) dudit corps (21) possède au moins deux bords opposés (49,50) qui sont biseautés, et que ladite fenêtre (46) de ladite coque possède au moins deux bords opposés qui comportent des biseaux (50,52) tournés vers l'intérieur, les bords biseautés de ladite face étant adaptés aux biseaux de ladite fenêtre de sorte que le corps ne peut pas sortir par ladite fenêtre, et que tout déplacement latéral du corps par rapport à la coque est empêché.
15. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite microplaquette (20) et ledit aimant (70) sont dimensionnés de telle sorte qu'ils peuvent tous deux traverser l'ouverture de sorte que l'ensemble peut traverser
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l'ouverture, mais que ladite microplaquette (20) et ledit
aimant (70) sont trop grands pour traverser la fenêtre.
16. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première extrémité de ladite coque (40) comprend une pluralité d'encoches (66-69), dans lesquelles les fils (32- 35) peuvent être coudés de sorte qu'ils ne s'étendent pas en
arrière de ladite première extrémité de la coque.
17. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capuchon d'extrémité (80) est pourvu de rainures (87-89) dont chacune engrène avec la partie distale du fil séparé à l'endroit o il sort de la coque et que, de ce fait, les parties distales des fils sont maintenues séparées, à
l'endroit o ils sortent de la coque.
18. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière à être modulaire de sorte qu'on peut l'associer à
une gamme d'équipements de traitement de signaux.
19. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un circuit électronique additionnel est associé physiquement au capuchon d'extrémité et est adapté pour être connecté
électriquement à au moins l'un des conducteurs.
20. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant (70) possède une section transversale ayant la forme d'un
cercle tronqué.
21. Ensemble formant capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant (70) possède la forme d'un cylindre droit possédant une courbe génératrice se présentant sous la forme d'un cercle tronqué, et que l'aimant possède une surface extérieure
comportant une partie longitudinale plane.
22. Ensemble formant capteur de champ magnétique caractérisé en ce qu'il comprend:
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(a) une coque (40) préformée formant boîtier possédant une première extrémité qui comporte une ouverture, et une seconde extrémité qui comporte une fenêtre; (b) un module de capteur (10) comprenant une microplaquette (20) du capteur de champ magnétique à circuits intégrés, encapsulé dans un corps protecteur (21) possédant des première et seconde faces parallèles et opposées et une pluralité de fils conducteurs (32-35), chaque fil possédant une partie proximale, une partie distale et une partie centrale, la partie proximale de chaque fil de ladite pluralité de fils s'étendant à partir dudit corps, tandis que la partie centrale de ladite pluralité de fils s'étend à partir du corps (21) et est positionnée sensiblement perpendiculairement aux faces de ce corps, ledit corps (21) du module de capteur étant positionné dans ladite coque formant boîtier (40) de manière à traverser en partie ladite fenêtre, ladite première face du corps s'étendant vers l'extérieur à partir de ladite coque formant boîtier et lesdites parties distales des fils (32-35) s'étendant à partir de ladite coque formant boîtier à travers ladite ouverture; (c) un aimant (70) possédant des première et seconde extrémités et positionné dans ladite coque formant boîtier de telle sorte que ladite première extrémité est adjacente à ladite seconde face du corps du module de capteur, et (d) un système de fermeture apte à fermer ladite ouverture ménagée dans ladite coque formant boîtier de sorte que des éléments situés dans la coque ne peuvent pas en sortir.
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