傳感器元件及其制造方法以及包含傳感器單元的檢測軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的方法用于制造感應(yīng)可旋轉(zhuǎn)元件(42)相對于固定元件(44)的角位置的傳感器單元(6)，傳感器單元(6)包括編碼元件(62)，與可旋轉(zhuǎn)元件(42)緊固連接，適于產(chǎn)生作為其角位置函數(shù)的磁場變化，和感應(yīng)元件(640)，與固定元件(44)緊固連接，適于感應(yīng)所述磁場變化。感應(yīng)元件(640)安裝并連接到與固定元件(44)緊固連接的屏蔽殼(66)中的印刷電路板(642)。所述方法包括通過將屏蔽殼(66)電連接到印刷電路板(642)的負(fù)載放電設(shè)備而將其接地的步驟。
【專利說明】傳感器元件及其制造方法以及包含傳感器單元的檢測軸承
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造傳感器單元的方法，以及一種用于感應(yīng)可旋轉(zhuǎn)元件關(guān)于固定元件的角位置的傳感器，所述傳感器可采用所述方法制造。本發(fā)明還涉及一種含有所述傳感器單元的檢測軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]用于感應(yīng)可旋轉(zhuǎn)元件角位置的傳感器單元通常包括感應(yīng)傳感器，例如US-B-5309094中公開的，其包括編碼元件，適于產(chǎn)生磁場變化，以及感應(yīng)元件，適于基于磁場變化確定旋轉(zhuǎn)元件的角位置。由感應(yīng)元件發(fā)送的數(shù)據(jù)通常由集成在印刷電路板上的電子元件處理，感應(yīng)元件連接到所述印刷電路板。
[0003]由于這種傳感器元件通常用在包括電子馬達(dá)的組件中，感應(yīng)元件和印刷電路板安裝在金屬材料制造的且適于在過強(qiáng)的磁場中保護(hù)感應(yīng)元件和印刷電路板的屏蔽殼。由于屏蔽殼捕獲在其附近存在的相當(dāng)大部分的磁場，其造成屏蔽殼和印刷電路板之間的電位差。這些電位差持續(xù)增長并能夠達(dá)到產(chǎn)生電弧并毀壞一些印刷電路板元件的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種制造傳感器單元的新方法，其能夠使傳感器本體外殼與電子元件之間的電位差對印刷電路板無害。
[0005]為此，本發(fā)明涉及一種制造用于感應(yīng)可旋轉(zhuǎn)元件關(guān)于固定元件的角位置的傳感器單元的方法，所述傳感器單元包括編碼元件，所述編碼元件與可旋轉(zhuǎn)元件緊固連接，適于產(chǎn)生作為可旋轉(zhuǎn)元件的角位置函數(shù)的磁場變化，和感應(yīng)元件，所述感應(yīng)元件與固定元件緊固連接，適于感應(yīng)所述磁場變化，感應(yīng)元件連接到安裝在屏蔽殼中的印刷電路板，屏蔽殼與固定元件緊固連接。所述方法的特征在于其包括通過電連接屏蔽殼到印刷電路板的負(fù)載放電設(shè)備將屏蔽殼接地的步驟。
[0006]由于本發(fā)明，屏蔽殼不再處于自由電位。這避免了屏蔽殼潛在危險的、不受控的電位增長，并因此防止印刷電路板上的電子元件損壞。
[0007]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的有利但并不必要的方面，所述方法可以包括一種或幾種下述特征:
[0008]-通過在屏蔽殼上至少一個與負(fù)載放電設(shè)備的至少一個接觸焊盤對準(zhǔn)的點(diǎn)上生成至少一個突起元件，屏蔽殼連接到印刷電路板的負(fù)載放電設(shè)備。
[0009]-所述或每個突起元件通過沖壓屏蔽殼的底壁生成。
[0010]-通過為負(fù)載放電設(shè)備提供至少一個適于與屏蔽殼表面電連接的突起接觸焊盤，屏蔽殼連接到印刷電路板的負(fù)載放電設(shè)備。
[0011]-通過同時沖壓屏蔽殼底壁且為負(fù)載放電設(shè)備提供至少一個適于與屏蔽殼底壁相應(yīng)沖壓點(diǎn)電連接的突起接觸焊盤，屏蔽殼連接到印刷電路板的負(fù)載放電設(shè)備。
[0012]本發(fā)明還涉及一種用于感應(yīng)可旋轉(zhuǎn)元件相對于固定元件角位置的傳感器單元，包括編碼元件，其與可旋轉(zhuǎn)元件緊固連接，適于產(chǎn)生作為其角位置函數(shù)的磁場變化，和感應(yīng)元件，所述感應(yīng)元件與固定元件緊固連接，適于感應(yīng)所述磁場變化，感應(yīng)元件連接到安裝在屏蔽殼中的印刷電路板，屏蔽殼與固定元件緊固連接。所述傳感器單元的特征在于其包括將屏蔽殼電連接到印刷電路板的負(fù)載放電設(shè)備的裝置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的有利但并不必要的方面，所述傳感器單元可以包括一種或幾種下述特征:
[0014]-屏蔽殼的壁包括至少一個沖壓指形件，所述指形件向印刷電路板突起，并且與負(fù)載放電設(shè)備的接觸焊盤電連接。
[0015]-每個沖壓指形件從屏蔽殼壁表面突起0.1到5毫米的距離。
[0016]所述負(fù)載放電設(shè)備包括至少一個朝向屏蔽殼的表面突起的焊盤。
[0017]-每個突起焊盤由錫制成。
[0018]本發(fā)明還涉及一種檢測軸承，包括軸承，含有固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)以及上述傳感器單元，其中編碼元件緊固連接到旋轉(zhuǎn)環(huán)且感應(yīng)元件緊固連接到固定環(huán)。
[0019]有利地，軸承是滾動式的，并且包括位于固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的滾動元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]本發(fā)明現(xiàn)在將結(jié)合附圖進(jìn)行說明，作為說明性的示例。在附圖中:
[0021]-附圖1是依據(jù)本發(fā)明的檢測軸承的前視圖。
[0022]-附圖2是依據(jù)本發(fā)明的傳感器本體以及屬于傳感器單元的屏蔽殼的分解示意圖；
[0023]-附圖3是附圖1中檢測軸承的沿平面II1-1II的部分剖面圖；
[0024]-附圖4是附圖3上細(xì)節(jié)IV的放大尺寸圖；
[0025]-附圖5和6與附圖4相似,分別對應(yīng)本發(fā)明第二和第三實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0026]附圖中示出的檢測軸承2包括滾動軸承4，具有旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)42和固定外環(huán)44。內(nèi)環(huán)42和外環(huán)44之間有安裝于保持架46中的球45。在未示出的實(shí)施例中，滾動軸承4可以包括其他類型的滾動元件，例如棍或針。
[0027]內(nèi)環(huán)42相對于外環(huán)44可圍繞滾動軸承4的中心旋轉(zhuǎn)軸線X_X’旋轉(zhuǎn)。
[0028]檢測軸承2還包括傳感器單元6。傳感器單元6包括編碼元件62，與內(nèi)環(huán)42緊固連接并適于產(chǎn)生作為其角位置函數(shù)的磁場變化。編碼元件62包括框架621和磁環(huán)623。磁環(huán)623固定到框架621，框架621固定到內(nèi)環(huán)42。
[0029]傳感器單元6進(jìn)一步包括傳感器本體64，其安裝在屏蔽殼內(nèi)或固定到外環(huán)44的軛66上。傳感器本體64包括感應(yīng)元件640。感應(yīng)元件640是變送器,適于感應(yīng)由磁環(huán)623圍繞軸線X-X’旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁場變化。感應(yīng)元件640具有平行于軸線X-X’延伸的大致平行六面體的形狀，并沿徑向方向面向磁環(huán)623。
[0030]感應(yīng)元件640通過支撐部件644安裝在并連接到印刷電路板或PCB642。PCB642安裝在屏蔽殼66內(nèi)。屏蔽殼66是以軸線X-X’為中心的環(huán)形金屬部分，并具有內(nèi)圓筒形壁662，垂直于軸線X-X’的徑向底壁664和外圓筒形壁666。壁662和666以軸線X-X’為中心并與其平行。屏蔽殼66由具有高導(dǎo)磁系數(shù)的鋼制成。
[0031]PCB642具有對應(yīng)于屏蔽殼66形狀的半環(huán)形，并抵靠著底壁664安裝。作為可選特征，傳感器本體64可以包括支撐盤646，PCB642安裝其上，支撐盤646抵靠著屏蔽殼66的底壁664安裝。感應(yīng)元件640、支撐部件644、PCB642和支撐盤646模壓在濺射到屏蔽殼66內(nèi)的塑料材料層648上。
[0032]為了避免屏蔽殼66和滾動軸承4以及PCB642之間的過大的電位差，屏蔽殼66通過電連接到PCB642接地。第一實(shí)施例如圖4所示。在這個實(shí)施例中，屏蔽殼66與PCB642之間的電連接通過沖壓指形件668實(shí)現(xiàn)，所述指形件形成為朝向印刷電路板642突起的元件。沖壓指形件668與設(shè)于PCB642內(nèi)的未示出的負(fù)載放電設(shè)備電連接。
[0033]沖壓指形件668可以通過使用釘形沖頭實(shí)現(xiàn)。每個沖壓指形件668從底壁664的內(nèi)部表面664a突出距離dl，所述距離dl為0.1到5mm之間。
[0034]有利地，屏蔽殼66包括幾個在PCB642的不同位置電連接到印刷電路板642的沖壓指形件668。
[0035]本發(fā)明的第二實(shí)施例如圖5所示。在這個實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相似的元件具有相同的標(biāo)識和相同的工作方式。屏蔽殼66不包括任何沖壓指形件668。此時,通過向負(fù)載放電設(shè)備提供至少一個接觸焊盤642a實(shí)現(xiàn)PCB642和屏蔽殼66之間的電連接，所述接觸焊盤642a朝向底壁664突起并與表面664a連接。
[0036]此時，接觸焊盤642a從PCB突出與距離dl相同的距離。為促進(jìn)成形，接觸焊盤642a優(yōu)選由錫制成。
[0037]本發(fā)明的第三實(shí)施例如圖6所示。這個實(shí)施例結(jié)合了第一和第二實(shí)施例中使用的技術(shù)。換句話說，通過為負(fù)載放電設(shè)備提供突起接觸焊盤642a和在屏蔽殼66上生成一個或多個沖壓指形件668實(shí)現(xiàn)電接觸。接觸焊盤642a和沖壓指形件668彼此電接觸。
[0038]支撐盤646內(nèi)具有孔646a以允許沖壓指形件668的突起和接觸焊盤642a朝向屏蔽殼666的通道穿過支撐盤646?？?46a設(shè)置在屏蔽殼66電連接到PCB642的每個區(qū)域。
[0039]依據(jù)本發(fā)明未示出的實(shí)施例，傳感器本體64可以不包括任何支撐盤646。此時，PCB642以一定的安裝間隙安裝在屏蔽殼66內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種制造用于感應(yīng)可旋轉(zhuǎn)元件(42)相對于固定元件(44)的角位置的傳感器單元(6)的方法，所述傳感器單元包括編碼元件(62)，所述編碼元件與可旋轉(zhuǎn)元件(42)緊固連接，適于產(chǎn)生作為可旋轉(zhuǎn)元件的角位置函數(shù)的磁場變化，和感應(yīng)元件(640)，所述感應(yīng)元件與固定元件(44)緊固連接，適于感應(yīng)所述磁場變化，感應(yīng)元件(640)安裝并連接到與固定元件(44)緊固連接的屏蔽殼(66)中的印刷電路板(642)，其特征在于:所述方法包括通過將屏蔽殼(66)電連接到印刷電路板(642)的負(fù)載放電設(shè)備而將其接地的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:通過在該屏蔽殼(66)上的至少一個與負(fù)載放電設(shè)備^42b)的至少一個接觸焊盤^42a)對準(zhǔn)的點(diǎn)(668)上生成至少一個突起元件(668)，該屏蔽殼(66)連接到印刷電路板(642)的該負(fù)載放電設(shè)備。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述或每個突起元件(668)通過沖壓該屏蔽殼(66)的底壁(664)生成。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:通過為該負(fù)載放電設(shè)備提供至少一個適于與該屏蔽殼(66)的表面(664a)電接觸的突起接觸焊盤(642a)，該屏蔽殼(66)連接到該印刷電路板(642)的該負(fù)載放電設(shè)備。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于:通過同時沖壓該屏蔽殼(66)的該底壁(664)且為該負(fù)載放電設(shè)備提供至少一個適于與該屏蔽殼(66)的底壁(664)相應(yīng)沖壓點(diǎn)(668)電接觸的突起接觸焊盤(642a)，該屏蔽殼(66)連接到該印刷電路板(642)的該負(fù)載放電設(shè)備。
6.一種用于感應(yīng)可旋轉(zhuǎn)元件(42)相對于固定元件(44)角位置的傳感器單元(6)，包括編碼元件(62)，其與可旋轉(zhuǎn)元件(42)緊固連接，適于產(chǎn)生作為其角位置函數(shù)的磁場變化，和感應(yīng)元件(640)，其與固定元件(44)緊固連接，適于感應(yīng)所述磁場變化，感應(yīng)元件(640)連接到安裝在與該固定元件(44)緊固連接的屏蔽殼(66)中的印刷電路板(642)，其特征在于所述傳感器單元包括將該屏蔽殼(66)電連接到該印刷電路板(642)的負(fù)載放電設(shè)備的裝置(668，642a)。
7.如權(quán)利要求6所述的傳感器單元，其特征在于:該屏蔽殼(66)的壁(664)包括至少一個沖壓指形件(668)，所述指形件朝向該印刷電路板(642)突起，并且與該負(fù)載放電設(shè)備的接觸焊盤^42a)電接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的傳感器單元，其特征在于:每個沖壓指形件(668)從該屏蔽殼(66)的壁(664)表面(664a)突起0.1到5毫米的距離(dl)。
9.如權(quán)利要求6所述的傳感器單元，其特征在于:所述負(fù)載放電設(shè)備包括至少一個朝向該屏蔽殼(66)的表面(664a)突起的焊盤(642a)。
10.如權(quán)利要求9所述的傳感器單元，其特征在于:每個突起焊盤(642a)由錫制成。
11.如權(quán)利要求6所述的傳感器單元，其特征在于:它包括該印刷電路板(642)的支撐盤(646),所述支撐盤(646)安裝在該屏蔽殼(66)內(nèi)，并且在于該支撐盤(646)包括孔(646a)，在所述孔設(shè)置在該屏蔽殼(66)連接到該印刷電路板(642)的每個區(qū)域。
12.一種包括具有固定環(huán)(44)和旋轉(zhuǎn)環(huán)(42)的軸承(4)和如權(quán)利要求7所述的傳感器單元(6)的檢測軸承(2)，其特征在于:編碼元件(62)緊固連接到旋轉(zhuǎn)環(huán)(42)且感應(yīng)元件(640)緊固連接到固定環(huán)(44)。
13.如權(quán)利要求12所述的檢測軸承，其特征在于:軸承(4)是滾動式的，并且包括位于該固定環(huán)(44)和該旋轉(zhuǎn)環(huán)( 42)之間的滾動元件(45)。
【文檔編號】G01B7/30GK103486964SQ201310394789
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】F·尼亞菲克斯, G·范阿梅龍根 申請人:Skf公司