具有缓冲装置的旋转位置传感器制造方法及图纸

一种用于确定旋转部件旋转位置的旋转位置传感器，可以包括传感器和磁体。传感器可以对随着磁场移动而改变的磁场特性做出响应。磁体可以由旋转部件携带用于随旋转部件一起旋转。缓冲装置可以围绕磁体设置以限制磁场的畸变。缓冲装置可有效阻挡通常位于使用传感器的设备区域内的物体(例如附近的部件)以及通常不在设备区域内的外来物体。

Rotating Position Sensor with Buffer Device

A rotating position sensor for determining the rotating position of a rotating component may include a sensor and a magnet. The sensor can respond to the magnetic field characteristics that change with the movement of the magnetic field. Magnets can be carried by rotating parts and used to rotate with rotating parts. The buffer device can be set around the magnet to limit the distortion of the magnetic field. Buffer devices can effectively block objects (such as nearby components) that are usually located in the device area where the sensor is used, as well as foreign objects that are usually not in the device area.

【技术实现步骤摘要】
具有缓冲装置的旋转位置传感器本申请是申请日为2012年9月18日，申请号为201210517447.7，专利技术名称为“具有缓冲装置的旋转位置传感器”的专利技术专利申请的分案申请。对同时待决申请的引用本申请要求2011年9月19日提交的美国临时申请No.61/536,525以及2012年9月4日提交的美国非临时申请No.13/602,675的权益，通过引用将其全文并入本文。
本公开内容总的涉及用于旋转部件（例如轴和/或气门）的位置传感器。
技术介绍
很多发动机都使用节气门以根据对发动机的要求控制或调节送往发动机的气流。这样的节气门例如可以在燃料喷射发动机系统的节气门体以及汽化式发动机系统的汽化器中使用。很多这样的节气门都包括轴上携带的气门头，轴被旋转以改变气门头相对于通道内流体流的取向，从而改变流体在通道内以及流过通道的流率。其他的应用也会使用旋转部件，并且可能会由于反馈控制或其他原因而需要获知这些部件的位置。
技术实现思路
至少在一些实施方式中，一种用于确定旋转部件旋转位置的旋转位置传感器组件包括由旋转部件携带的用于随旋转部件一起旋转的磁体，对随着磁体旋转或被旋转而改变的磁场特性做出响应的传感器以及缓冲装置。缓冲装置被设置在磁体周围以限制磁场的畸变。因此，至少一些外来物体将不会充分接近传感器来改变由传感器经历的磁场。至少在一些实施方式中，一种用于燃烧发动机的流体流量控制设备包括壳体，由壳体携带的节气门用于旋转以改变流体流过节气门的流量，以及由节气门携带的用于随节气门一起旋转的磁体。传感器对随着磁体旋转或被旋转而改变的磁场特性做出响应，并且缓冲装置被设置在磁体周围以限制可由缓冲装置外部的并非流体流量控制设备一部分的物体造成的磁场畸变。附图简要说明以下将参照附图给出对各种实施例和最佳模式的详细说明，在附图中：图1是包括控制模块的节气门体的透视图，该控制模块带有磁性旋转位置传感器；图2是取自节气门体的控制模块壳体的透视图；图3是未装有控制模块壳体的节气门体的透视图；图4是示出了一部分节气门体和控制模块壳体以及其中的旋转位置感测装置的局部截面图；图5是可以与节气门体一起使用的控制模块壳体的透视图；图6是可以与节气门体一起使用的控制模块壳体的透视图；图7是汽化器的透视图，其中汽化器包括与节气门相关联的旋转位置传感器；图8是汽化器的透视图和部分分解图，汽化器包括另一个旋转位置传感器装置；以及图9是图8中汽化器的一部分的局部透视图。具体实施方式参照附图中的更多细节，图1示出了可以在基于燃料喷射的发动机燃料输送系统中使用的流体控制设备10。在该实施方式中，流体控制设备是节气门体10，其可以包括主壳体11和节气门14(图4)，主壳体11包括通过其向发动机输送空气的空气通道12，节气门14被设置用于根据气门14开启的程度来控制流过空气通道12的空气流量。在图示的实施方式中，节气门14是蝶型气门，具有位于空气通道12内的扁平的圆盘形气门头16。气门头16由延伸穿过空气通道12并且在关闭位置(或怠速位置)和全开位置之间旋转的旋转式节气门轴18携带。气门轴18的一端可以从壳体11向外延伸，并且可以被至少部分地接收在壳体11的圆柱形凸部20(图1和图3)内。在该特定的实施例中，燃料喷射器26(图1)可以由节气门体10携带。类似地，控制模块28也可以由节气门体10携带。现参照图4，控制模块28可以包括电路板30、一个或多个控制器或微处理器、主接插件32和旋转位置传感器34。参照图1和图4，控制模块28可以包括由节气门体10携带的壳体36。为了将这些部件连接在一起，壳体36可以具有围绕凸部20设置的环形裙边或凸缘38以及设置在凸部20与环形裙边或凸缘38之间的密封件40(图4)。旋转位置传感器34可以被设置在电路板30上介于壳体36和凸部20之间的连接区域内以使传感器34位于节气门轴18的末端区域内，正如以下将要更加详细介绍的那样。如果需要，电路板30可以如图所示(相对于轴18的旋转轴线42(图4))被定位成与节气门轴18的末端轴向间隔开，或者节气门轴18可以延伸超出或者穿过一部分电路板30。例如在需要接近节气门轴末端的应用中可能会希望节气门轴18延伸穿过电路板。电路板30和/或传感器34可以被设置为垂直于节气门轴18的轴线42或者任何其他的期望位置或取向。转子部件44可以例如通过接插件（譬如键槽或夹具）被固定至节气门轴18并且包括用于保留磁体50的槽46。槽46可以由直立的外壁52以及从外壁52向内径向间隔开的直立内壁54构成以使槽46为环形或基本为环形。外壁52和内壁54可以如图1所示沿周向连续，或者它们可以是不连续的，也就是说它们可以包括开口或间隙或者由分散间隔开的分段、销、指状件等界定。外壁52和内壁54彼此可以根据需要轴向延伸相似或不同的距离。根据这里图示的示范性实施例，转子部件44由非磁性材料例如塑料制成，不过它也可以由包括磁性材料的任意材料或材料组合构成。转子部件44可以被键接至节气门轴18或者以使两部件能够一起旋转的一些其他方式附接。在图4所示的形式中，转子部件44包括环形杆61，具有成形在其中并且适用于与节气门轴18上成形的互补扁平段相配合的扁平部分63。磁体50也能够在模制转子部件时通过转子部件44的塑料包覆成型。磁体50也能够例如通过机械或化学粘接剂而粘附、粘接或焊接至转子部件44以限制或阻止磁体相对于转子部件旋转。磁体也可以直接由气门轴携带并且防旋转结构可以接合或以其他方式与气门轴配合以保持磁体相对于气门轴的位置。在这样的装置中可能不需要有转子部件44。磁体50可以是环形、局部环形或弧形或者另一种期望形状。磁体50生成分布、定位、方向和/或强度可以通过旋转位置传感器34感测并且在传感器34的指定位置根据节气门14的旋转位置而改变的磁场。在一个实施例中，磁体50由永磁材料制成并且是与节气门轴18同心的标准环形磁体。磁体50至少在某些应用中可以由钕材料制成，并且可以具有在8安培-米与25安培-米之间的场强，不过也可以根据需要使用其他类型的磁体以及具有其他强度的磁体。磁体50可以是单极成组磁体。磁体50和/或转子部件可以包括防旋转结构以限制或阻止磁体50相对于槽46旋转从而保持磁体的期望定位以及由此发出的稳定磁场，以有助于确定节气门14随时间变化的旋转位置。在图1-4示出的示范性实施例中，旋转位置传感器34是磁阻(MR)传感器，其通过感测磁场根据节气门14的位置而改变的至少一种特性(例如方向、分布、取向、和/或强度)来确定节气门14的角位置或旋转位置。也就是说，旋转磁体50和固定传感器34之间的相互作用将变化的磁场转化为根据磁体50的旋转并因此根据节气门14的旋转而变化的输出电压。在一种形式中，传感器34随着磁体50的旋转检测变化的磁通方向。旋转位置传感器34可以被安装至电路板30以使其能够与磁体50磁性交互并为控制模块28提供与节气门14的旋转位置相对应的信号。传感器34可以包括多个磁阻(MR)元件，它们可以被设置为一对成角度偏置的电阻电桥，正如在2010年10月14日公布的公开号为2010/0258099的美国专利申请中大致描述的那样。在该特定实施例中，旋转位置传感器34被安装至电路板30以使传感器表面基本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定旋转部件旋转位置的旋转位置传感器组件，包括：由所述旋转部件携带的用于随所述旋转部件一起旋转的磁体；对随着所述磁体旋转或被旋转而改变的磁场特性做出响应的传感器；所述磁体和所述传感器周围的限制所述磁场的畸变的缓冲区域，所述缓冲区域是所述磁体的最大尺寸的至少0.5倍；以及围封所述缓冲区域、磁体和传感器的壳体，所述壳体具有至少一个壁，并且所述壳体阻止外来物体进入所述缓冲区域，其中，所述缓冲区域包括围绕所述磁体的至少一部分的材料以减弱存在于所述壳体外部的磁场。

【技术特征摘要】
2011.09.19 US 61/536525;2012.09.04 US 13/6026751.一种用于确定旋转部件旋转位置的旋转位置传感器组件，包括：由所述旋转部件携带的用于随所述旋转部件一起旋转的磁体；对随着所述磁体旋转或被旋转而改变的磁场特性做出响应的传感器；所述磁体和所述传感器周围的限制所述磁场的畸变的缓冲区域，所述缓冲区域是所述磁体的最大尺寸的至少0.5倍；以及围封所述缓冲区域、磁体和传感器的壳体，所述壳体具有至少一个壁，并且所述壳体阻止外来物体进入所述缓冲区域，其中，所述缓冲区域包括围绕所述磁体的至少一部分的材料以减弱存在于所述壳体外部的磁场。2.如权利要求1所述的组件，其中，所述缓冲区域包括气隙。3.一种用于确定旋转部件旋转位置的旋转位置传感器组件，包括：由所述旋转部件携带的用于随所述旋转部件一起旋转的磁体；对随着所述磁体旋转或被旋转而改变的磁场特性做出响应的传感器；所述磁体和所述传感器周围的限制所述磁场的畸变的缓冲区域，所述缓冲区域是所述磁体的最大尺寸的至少0.5倍；以及围封所述缓冲区域、磁体和传感器的壳体，所述壳体具有至少一个壁，并且所述壳体阻止外来物体进入所述缓冲区域，其中，所述缓冲区域和所述壳体将所述壳体外部的磁场减小到所述壳体外部的且重量至少为0.05克的外来铁磁物体不能仅通过所述磁场就被保持抵靠所述壳体的点。4.如权利要求3所述的组件，其中，所述壳体的所述至少一个壁由塑料材料形成。5.如权利要求3所述的组件，其中，所述缓冲区域包括气隙和材料屏障。6.如权利要求3所述的组件，其中，所述壳体的所述至少一个壁包括多个壁，所述多个壁共同地围绕所述缓冲区域、磁体和所述传感器。7.如权利要求3所述的组件，其中，围绕所述磁体和所述传感器的且物体不能进入的所述缓冲区域是所述磁体的最大尺寸的0.5-1.5倍。8.一种用于确定旋转部件旋转位置的旋转位置传感器组件，包括：由所述旋转部件携带的用于随所述旋转部件一起旋转的磁体；对随着所述磁体旋转或被旋转而改变的磁场特性做出响应的传感器；所述磁体和所述传感器周围的限制所述磁场的畸变的缓冲区域，所述缓冲区域是所述磁体的最大尺寸的至少0.5倍；以及围封所述缓冲区域、磁体和传感器的壳体，所述壳体具有至少一个壁，并且所述壳体阻止外来物体进入所述缓冲区域，其中，在围绕所述缓冲区域的所述壳体的外部的磁场强度在任何给定时间都是所述磁体的最大磁场强度的约2％与6％之间。9.一种用于确定旋转部件旋转位置的旋转位置传感器组件，包括：由所述旋转部件携带的用于随所述旋转部件一起旋转的磁体；对随着所述磁体旋转或被旋转而...

【专利技术属性】
技术研发人员：WE加尔卡，DL斯佩尔斯，
申请(专利权)人：沃尔布罗发动机使用有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US