轨道交通用霍尔速度传感器及其制造方法与流程

本发明涉及轨道交通用的霍尔转速传感器。

背景技术：

2通道霍尔原理转速传感器，由永久磁钢、霍尔元件、放大整形电路、壳体、电缆、连接器等零部件组成。磁钢、霍尔元件和放大整形电路封装在壳体内部，壳体带安装定位结构；通过电缆线和连接器与系统进行电气连接，对传感器供电及输出速度信号在被测转速的转轴上安装一个测速齿盘，速度传感器感应面靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，当齿顶对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿底对准霍尔元件时，输出为低电平。输出电平的变化频率会跟随测速齿轮的旋转速度而变化，可以确定被测物的转速。

轨道交通行业现使用的常规霍尔速度传感器壳体多采用分体式金属壳体组件，内芯组件与壳体组件之间通过胶体灌封填实的方式固定，产品可制造性差，生产周期长，成本高，且因内部无胶应力释放结构，在长期大温变环境下使用时易出现焊点断裂等失效情况，产品可靠性差。非模块化设计，无法通过提前备料、预生产核心模块实现生产周期的缩短，客户响应周期较长。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种霍尔转速传感器，使其可靠性高。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：轨道交通用霍尔速度传感器，其包括一体式器座、低压注塑模块、尾管、防转环、压紧帽；所述一体式器座内腔与防转环间有限位机构，与低压注塑模块间有相位定位机构；所述尾管内腔面有印制板安装槽；所述防转环套在尾管上并置于一体式器座内腔中由限位机构限位；所述压紧帽外圆面与一体式壳体尾部螺纹连接，压紧帽前端设置防转环挤压面，压紧帽旋转时通过挤压防转环挤压面压紧防转环而使低压注塑模块和一体式器座紧密接触并固定；所述低压注塑模块包括内部芯件和支撑件，内部芯件通过塑料低压注塑在其外部形成支撑件，低压注塑模块的外圆柱面上有两个平行的腰形平面缺口，腰形平面缺口表面与内部芯片的印制板平面平行。

更具体地，上述一体式器座内腔与防转环间的限位机构为：一体式壳体内腔有限位槽，防转环的圆环外圆面有两个相应的限位凸槽，限位凸槽嵌入限位槽而限位。

更具体地，上述一体式器座内腔与低压注塑模块间的相位定位机构为：一体式壳体内腔有相位卡槽，低压注塑模块外圆上有相位定向块匹配。

更好地，上述相位卡槽有两个，分别对应二个不同模数的测速齿轮。

更好地，上述塑料尾管外圆柱面一端上设防错缺口，防错块缺口与低压注塑模块上的防错块配合，实现组装时的防错。

更好地，上述双螺纹压紧帽端面有工装孔，与专用锁紧工装配合，通过工装拧动双螺纹压紧帽，使其安装到位。

还提供了一种交通用霍尔速度传感器的制造方法，包括以下步骤：

步骤1、将内部芯件注塑形成低压注塑模块；

步骤2、将电缆线焊接到内部芯件中印制板裸露的焊盘处，将塑料尾管塞入低压注塑模块尾部，然后将以上组件竖置，在塑料尾管空腔处填入灌封胶，形成电缆线组件；

步骤3、将防转环安装到塑料尾管的尾部；

步骤4、将步骤3中所得的组件放置到一体式壳体内，低压注塑模块外圆面的相位定向块塞入一体式壳体内的相位卡槽中；防转环的凸台与一体式壳体凹槽对齐塞入；

步骤5、然后将双螺纹压紧帽与一体式壳体的尾部螺纹连接拧紧，直至两者表面齐平，再在接合处焊接后进行后续组装步骤。

更好地，上述步骤5中将锁紧工装卡入双螺纹压紧帽尾部的工装孔内，利用活动扳手拧紧锁紧工装，带动螺纹压紧帽拧入一体式壳体中，直至两者表面齐平，再拆除锁紧工装，在接合处焊接后进行后续组装步骤。

本发明的优点在于：1、低压注塑工艺引入带金属外壳防护的轨道交通用速度传感器的生产，以替代传统的灌胶工艺，成功解决了密闭金属空腔中灌封胶受热膨胀产生巨大内应力进而破坏电气连接的问题，提高了产品在复杂环境中的长期可靠性；低压注塑工艺相较灌封工艺，具有生产周期短、生产效率高的优点，可大大缩短产品生产周期。经测试证明，产品完全符合使用要求。

2、采用一体式壳体、内芯组件模块化等结构，可以得到通用性好、高可靠性、高可制造性的轨道交通用霍尔速度传感器，并且能提高制造效率。

附图说明

图1是本发明实施例霍尔转速传感器的整体结构示意图。

图2是本发明实施例霍尔转速传感器器座的立体结构示意图。

图3是本发明实施例霍尔转速传感器的传感器模块的立体结构示意图。

图4是本发明实施例霍尔转速传感器尾管的立体结构示意图。

图5是本发明实施例霍尔转速传感器防转环的立体结构图。

图6是本发明实施例霍尔转速传感器压紧帽的立体示意图。

图7是本发明实施例霍尔转速传感器压紧帽另一方向的立体示意图。

图8是本发明实施例传感器模块、塑料尾管、防转环、电缆组件装配后的结构示意图。

图9是本发明实施例一体式器座与传感器模块、塑料尾管、防转环、电缆组件装配示意图。

图10是本发明实施例一体式器座与传感器模块、塑料尾管、防转环、电缆组件装配后的结构示意图。

图11是本发明实施例一体式器座与传感器模块、塑料尾管、防转环、电缆组件装配后的立体示意图。

图12是本发明实施例用工装拧紧压紧帽的示意图。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，霍尔转速传感器，其包括一体式器座1、传感器模块2、塑料尾管3、防转环4、压紧帽5和电缆线组件6。

如图2所示，上述一体式器座1，其内腔设计两个防转环限位槽11和两个相位卡槽12对应不同模数的测速齿轮，防转环限位槽11用于与防转环4匹配，相位卡槽用于与低压注塑模块2上相位定向块匹配，同时尾部有内螺纹13，用于与双螺纹压紧帽5的连接，其内部腔体的尺寸以低压注塑模块2的外形尺寸为参考，以实现两者的小间隙配合。

如图3所示，上述低压注塑模块2为一整体模块，由内部芯件低压注塑后形成，其通过与一体式壳体1内腔的间隙配合关系，起到内部芯件居中、物理隔离内部芯件和一体式壳体1的作用，提升了产品的绝缘耐压性能。

上述低压注塑模块2的外圆柱面上有两个平行的腰形平面缺口21，腰形平面缺口21表面与内部芯片的印制板平面平行，使低压注塑模块2和一体式壳体1之间形成一个空腔，用于注塑材料受热膨胀时挤入，降低内部芯件上的内应力作用。

上述低压注塑模块2外圆柱面上还有相应的相位定向块22，其与一体式壳体1内腔中的相位卡槽12匹配，以机械定位的方式实现内部芯件与一体式壳体1的定角度偏转，使速度传感器的两个输出信号的相位差控制在90°±20°之内。

上述低压注塑模块2尾部还设计有一半圆形凸块23，用于与塑料尾管3的配合，实现两者组装时的防错。

上述低压注塑模块2头部霍尔元件安装座上有o型圈槽24，其上安装有一个o型圈，使低压注塑模块2与一体式壳体1在头部过盈配合，提高产品的抗振性能。

上述霍尔元件安装座o型圈槽处还设计有两个排气槽25，便于低压注塑模块2装入时排气。

上述内部芯件中的印制板尾部与电缆线焊接处29裸露在低压注塑块外，便于后续与电缆线焊接，也可使低压注塑模块2形成一个单独的模块，便于提前备料，缩短产品生产周期。

上述印制板裸露处还设计有两个印制板定位槽26和一个防错结构27，便于内部芯件在低压注塑过程中与模具腔体的定位和防错。

上述塑料尾管3采用耐高温塑料材质，安装于印制板尾部，用于将印制板尾部与一体式壳体1内腔的绝缘隔离，其与低压注塑模块2的尾部存在轴孔关系配装，通过外圆柱面上的防错槽31实现组装时的防错，具体结构见图4所示。

上述防转环4安装于塑料尾管3之上，具体安装位置见图4所示，传统2通道霍尔速度传感器中未设计有该零件。其结构如图5所示，环状结构，在圆环外圆面有两个限位凸槽41，用于与图2中一体式壳体1内腔中的限位槽11配合，防止其在压紧低压注塑模块2时带着其与一体式壳体相对转动。

如图6、7所示，上述双螺纹压紧帽5为环状结构，其内圆面加工成内螺纹51，部分外圆面加工成外螺纹52，外螺纹52与一体式壳体1的尾部螺纹13实现匹配连接，从而实现螺纹规格的转换，同时双螺纹压紧帽5还设计有防转环挤压面53，当其通过螺纹连接拧入一体式壳体1内腔时，完成防转环4的挤压，防转环4被挤压后，向前推动低压注塑模块2，使其与一体式壳体1紧密接触并固定.

上述双螺纹压紧帽5端面设计有两个工装孔54，用于与专用锁紧工装配合，通过工装拧动双螺纹压紧帽5，使其安装到位。

上述轨道交通用霍尔速度传感器制造方法，包括以下步骤：

步骤1、将内部芯件注塑形成低压注塑模块2；

步骤2、将电缆线焊接到内部芯件中印制板裸露的焊盘处29，将塑料尾管3塞入低压注塑模块2尾部，然后将以上组件竖置，在塑料尾管3空腔处填入灌封胶，形成电缆线组件；

步骤3、将防转环4安装到塑料尾管3的尾部，见图9；

步骤4、将步骤6中所得的组件放置到一体式壳体1内，塑料绝缘护筒2外圆面的相位定向块22塞入一体式壳体1内的相位卡槽12中，相位卡槽22有二个，一个对应模数1.5，另一个对应模数2；防转环6的凸台与一体式壳体1凹槽对齐塞入，见图10；

步骤5、然后将双螺纹压紧帽7与一体式壳体1的尾部螺纹连接，螺纹暂不拧紧，见图11；

步骤6、将锁紧工装卡入双螺纹压紧帽7尾部的工装孔内，利用活动扳手沿x向拧紧锁紧工装8，带动螺纹压紧帽7拧入一体式壳体1中，直至两者在h面表面齐平，见图12；

步骤7、移动锁紧工装，脱出双螺纹压紧帽7尾部的工装孔，拆除锁紧工装，在接合处使用激光焊焊接，封闭一体式壳体1和双螺纹压紧帽7，焊接完毕后拧入管接头，进行后续组装步骤。