传感器单元以及包括此传感器单元的轴承组件的制作方法
【专利摘要】此传感器单元(4)用于检测旋转元件(20)相对于固定元件(22)的角位置，所述传感器单元包括紧固于旋转元件(20)的目标件(42)以及给定数量的传感单元(401)。每个传感单元(401)连接至连接设备(403)，连接设备适于提供电源、传输由所述传感单元(401)传递的数据以及将每个传感单元(401)连接至地面。所述传感器单元(4)包括输出连接器(44)以用于经由包括至少两根连接电线(501、502、503、504)的连接电缆(50)将所述传感器单元(4)电连接至接收设备、电源系统以及地面。所述连接器(44)包括用于连接电缆(50)的每根电线(501-504)的连接销(446)，连接销具有适于容纳所述电线(501-504)的端部的夹具部分(4460)以及适于与所述连接设备(403)按压接触的插头部分(4464)。
【专利说明】传感器单元以及包括此传感器单元的轴承组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检测旋转元件相对于固定元件的角位置的传感器单元。本发明还涉及一种包括此传感器单元的轴承组件。
【背景技术】
[0002]轴承组件通常配有用于确定角位置和旋转速度的传感器单元。这些传感器单元需要电源和接地连接件，并且必须能够将输出信号发送给比如汽车仪表盘的接收设备，轴承组件安装在该仪表盘上。由于包括多根电线的电缆连接至传感器单元以执行上述功能，通常可实现所述电连接。这意味着安装传感器单元时需要制作一些电连接件。这些连接件通常采用钎焊完成，钎焊使安装操作相对费时且昂贵。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种新型传感器单元，其输出连接比现有技术更简单且更容易。
[0004]为此目的，本发明涉及传感器单元，用于检测旋转元件相对于固定元件的角位置，所述传感器单元包括与旋转元件紧固并随其旋转的目标件以及给定数量的传感单元，每个传感单元连接至连接设备，所述连接设备适于提供电源、传输由所述传感单元传递的数据并且将每个传感单元连接至地面；所述传感器单元包括输出连接器，所述输出连接件用于经由包括至少两根电线的连接电缆、将所述传感器单元电连接至接收设备、电源系统和地面。此传感器单元的特征在于，连接器包括用于连接电缆的每根电线的连接销，连接销具有适于容纳所述电线的端部的夹具部分以及适于与连接设备按压接触(pressing contact)的插头部分。
[0005]由于本发明，通过插入输出连接器，所述传感器单元能简单地连接至接收设备、电源系统及地面，所述输出连接器通过连接销的插头部分所施加的机械力完成电连接。这避免了焊接或钎焊步骤并且减少了所述传感器单元的安装费用。
[0006]根据本发明的其他有利的但并非必要的方面，此传感器单元可包含以下特征中的一个特征:
[0007]每个插头部分具有孔，电线的端部通过此孔插入。
[0008]插头部分具有椭圆形状，适于被插入连接设备的插头区域。
[0009]每个插头部分包括纵向槽，其允许所述插头部分弹性变形。
[0010]连接设备的插头区域是圆形孔。
[0011]圆形孔的直径小于连接销的无应力插头部分的横向尺寸。
[0012]连接设备为环形印刷电路板。
[0013]输出连接器由塑料制成。
[0014]连接销包铸(overmould)在输出连接器内。
[0015]连接销在其制成后安装在输出连接器内。
[0016]输出连接器固定至传感器本体,传感单元和连接设备采用扣紧方式(snapping)安装在该传感器本体中。
[0017]输出连接器包括至少一个径向保持制动件,其背向(oriented opposite from)旋转元件的旋转轴并且适于与传感器本体表面配合。
[0018]本发明还涉及一种包括轴承和上述传感器单元的轴承组件。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面将结合附图以所示出的实施例对本发明进行说明。在附图中:
[0020]图1是根据本发明的轴承组件的部分分解立体图；
[0021]图2是根据本发明的传感器单元的立体图，其附属于图1的组件；
[0022]图3是图2所示传感器单元不同角度的部分分解立体图；
[0023]图4是输出连接器以及连接电缆的立体图，其附属于图2和图3所示的传感器单元;
[0024]图5是连接至传感器本体的图4所示输出连接器以及连接电缆沿图2中V平面的首丨J视图;
[0025]图6是图4和图5所示的输出连接器的分解立体图；
[0026]图7是连接销的立体图，其附属于图6所示的输出连接器；
[0027]图8是图5所示输出连接器以及传感器本体沿图5中VIII平面的剖视图。
【具体实施方式】
[0028]图1所示的滚动轴承组件A包括滚动轴承2，此滚动轴承2包括外圈20、内圈22以及未示出的滚动元件，例如滚珠、滚柱或者滚针。
[0029]组件A进一步包括传感器单元4，此传感器单元包括由塑料制成的传感器本体40，并且该传感器本体40由于紧固法兰6而适于固定至外圈20。传感器单元4还包括与内圈22紧固并随其旋转的编码器元件或目标件42。X-X’轴线表示内圈22相对于外圈20的旋转轴线，并且此轴线还表示编码器元件42相对于传感器本体40的旋转轴线。集成在传感器本体40内的多个传感单元401适于检测目标件42的角位置以便确定内圈22相对于外圈20的角位置和/或旋转速度。
[0030]传感单元401围绕目标件42的旋转轴线X-X’规则分布。目标件42可为多极磁化环，其在围绕轴线X-X’旋转的同时产生磁场变化。此磁场变化被传感单元401感测到，此传感单元401可为霍尔效应传感单元。传感单元401被布置成相对于轴线X-X’径向面对目标件42。
[0031]传感器单元4包括电连接设备，其在传感单元401与传感器单元4的输出件之间建立电连接。所述输出件包括连接器405和连接电缆50，用于将输出信号传递给例如仪表盘的接收设备并且提供电源及接地。在这种情况下，连接电缆50包括4根电线，分别标记为501、502、503和504，这4根电线分别执行以下功能:
[0032]将传感单元401电连接至未示出的电源，
[0033]将传感单元401电连接至地面，
[0034]传输正弦输出电信号，
[0035]传输余弦输出电信号。
[0036]正弦和余弦输出电信号代表内圈22相对于外圈20的旋转速度和角位置。正弦和余弦输出电信号是由信号处理装置基于传感单元401的传感数据产生的。在这种情况下，连接设备为印刷电路板403，其包括信号处理装置并且其适于获取例如由每个传感单元401传递的电流等数据。
[0037]输出连接器44包括连接器本体440，其优选由塑料制成。连接器本体440基本上为中空的平行六面体形状。连接器本体440包括下盘4400、基本上垂直于下盘4400的侧壁4402和4404、后壁4406以及前壁4408。后壁4406与前壁4408彼此相对并且连接侧壁4402及4404。后壁4406包括圆形槽4410，连接电缆50穿过该圆形槽插入连接器本体440内。连接电缆50适于抵靠下盘4400的内表面4412。
[0038]为了容纳电缆50的每根电线501、502、503和504，连接器本体440包括4个壳体4421、4422、4423和4424。这些壳体由3根肋4430隔开，这3根肋从前壁4408及下盘4400延伸。壳体4421至壳体4424基本上为平行六面体形状，并且其面向后壁4406的端部上设有基本上平行于后壁4406的横向壁4440。横向壁4440包括4个开口 4442，电线501至504分别穿过该开口插入壳体4421至4424内。
[0039]连接器44包括用于每根电线501至504的连接销446，该连接销446适于完成电线501至504中一根与印刷电路板403之间的电连接。
[0040]连接器44包括4个连接销446，这些连接销优选地由冲压折叠金属板制成。连接销446优选地包铸在输出连接器44内。可替换地，连接销446可在其制成后安装在输出连接器44内。每个连接销446的夹具部分4460伸入其中一个开口 4442内，并且具有适于保持电线固定至连接器44的形状。为此目的，每个夹具部分4460具有中心孔4462，电线501至504中的一根穿过该中心孔而插入。孔4462的直径优选稍小于电线501至504的直径。
[0041]每个连接销446包括插头部分4464，该插头部分适于连接至印刷电路板403。插头部分4464不出带有中心纵向槽4466的明显的椭圆形。在垂直于槽4466施加压力的情况下，此中心槽4466允许插头部分4464弹性变形。
[0042]印刷电路板403包括4个圆孔4035，这些圆孔适于容纳连接器44的插头部分4464。孔4035具有直径Dl,该直径Dl稍小于无应力插头部分4464的横向尺寸D2,该横向尺寸D2垂直于中心槽4466。当插头部分4464插入孔4035时，孔4035在插头部分4464上施加压力。由于插头部分4464能够弹性变形，如图8所示，弹力Fl被垂直地施加于孔4035中的槽4466，并且确保了连接销446与印刷电路板403之间的电气按压接触。这种安装避免了费时且昂贵的焊接或钎焊步骤。
[0043]以相同的方式，夹具部分4460的孔4462适于将电线501至504保持在壳体4421至4424中。这避免了使用焊接或钎焊操作将电线501至504紧固至连接器44。
[0044]连接器44包括安装螺柱448，该安装螺柱在后壁4406与侧壁4402和4404之间的交点处垂直延伸至底盘440。安装螺柱448适于插入传感器本体40的两个相对应的孔405中，以便从孔405中伸出。通过将安装螺柱448的端部4481扣紧在与安装表面407 (其适于与壁4402、4404、4406及4408配合)相反的、孔405的一侧上的方式，连接器44被固定至传感器本体40。
[0045]侧壁4402和4404包括径向保持制动件(stop)4448，该径向保持制动件背向轴线X-X’。制动件4448适于邻接抵靠传感器本体40的相对应的表面409，此表面面向轴线X-X’。表面409与制动件4448之间的配合确保了将连接器44径向保持在传感器本体40上。
【权利要求】
1.一种传感器单元(4)，用于检测旋转元件(20)相对于固定元件(22)的角位置，所述传感器单元包括紧固于旋转元件(20)的目标件(42)以及给定数量的传感单元(401)，每个传感单元(401)连接至连接设备(403)，所述连接设备适于提供电源、传输由所述传感单元(401)传递的数据以及将每个传感单元(401)连接至地面；所述传感器单元(4)包括输出连接器(44)以用于经由包括至少两根连接电线(501、502、503、504)的连接电缆(50)将所述传感器单元(4)电连接至接收设备、电源系统以及地面，其中所述连接器(44)包括用于连接电缆(50)的每根电线(501-504)的连接销(446)，所述连接销(446)具有适于容纳所述电线(501-504)的端部的夹具部分(4460)以及适于与所述连接设备(403)进行按压接触(Fl)的插头部分(4464)。
2.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，每个夹具部分(4460)具有孔(4462)，电线(501-504)的端部穿过此孔而插入。
3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元，其中，插头部分(4464)具有椭圆形状，其适于插入所述连接设备(403)的插头区域(4035)。
4.根据权利要求3所述的传感器单元，其中，每个插头部分(4464)包括纵向槽(4466)，其允许所述插头部分(4464)弹性变形。
5.根据权利要求3和4中任一项所述的传感器单元，其中，所述连接设备(403)的插头区域是圆形孔(4035)。
6.根据权利要求5所述的传感器单元，其中，所述圆形孔(4035)的直径(Dl)小于所述连接销(446)的无应力插头部分(4464)的横向尺寸(D2)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元，其中，所述连接设备是环形印刷电路板(403)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元，其中，所述输出连接器(44)由塑料制成。
9.根据权利要求8所述的传感器单元，其中，所述连接销(446)包铸在所述输出连接器(44)内。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的传感器单元，其中，所述连接销(446)在其制成后被安装在所述输出连接器(44)中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元，其中，所述输出连接器(44)固定至传感器本体(40)，所述传感单元(401)和连接设备(403)采用扣紧方式安装在所述传感器本体(40)中。
12.根据权利要求11所述的传感器单元，其中，所述输出连接器(44)包括至少一个径向保持制动件(4448)，其背向旋转元件(20)的旋转轴线(X-X’)并且适于与所述传感器本体(40)的表面(407)相配合。
13.—种轴承组件(A)，包括轴承(2)以及根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元(4) ο
【文档编号】G01D11/24GK104169689SQ201280071520
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年3月7日 优先权日:2012年3月7日
【发明者】V.索斯特, S.莫伊斯, S.布罗克兰德 申请人:Skf公司