一种磁码盘霍尔器件及其制备方法和灌胶模具与流程

本发明涉及用于角位置传感器磁码盘霍尔器件封装技术，具体涉及种磁码盘霍尔器件及其制备方法和灌胶模具。

背景技术：

磁码盘是一种角位置传感器，闭环控制系统中重要的反馈元件。近年来在工业控制、航空航天、军工等领域应用不断增加。在高速度、高精度、小型化、长寿命的要求下，磁码盘结构不断简化。针对某特定需求设计的一种小型化磁码盘。

如图1并结合图2、图3所示，主要由磁钢101和霍尔102组成。这款分离式磁码盘尺寸小，易于安装，角度解算算法简单，多应用于空间受限的机构中。

由于空间的限制，霍尔及霍尔间连接导线的结构布局和制作工艺都很困难。目前采用的制作工艺是采用模具将霍尔器件位置固定，将霍尔间和引出信号用金属丝线焊接，丝线端部焊接引出绕包线，并将两线之间的焊点做固化处理，将霍尔、丝线、绕包线头做模块封装。这种方式制作的磁码盘霍尔器件定位精度低、易倾斜，导致磁码盘角度指示误差大，指示精度仅能达到0.5度。霍尔器件间连线及霍尔器件引出线易折断，导致磁码盘返修率高。从精度和质量角度考虑，急需新型的灌胶模具及制作工艺解决霍尔器件定位及固定的瓶颈问题。

技术实现要素：

本发明提供种磁码盘霍尔器件及其制备方法和灌胶模具，定位精准、结构简单、易于脱模，一致性好，制作工艺流程易于操作、节省工时。

为实现上述目的，本发明提供一种磁码盘霍尔器件浇灌模具，其特点是，该模具包含：

基座，其设有轴向连通的大孔和小孔，大孔连接小孔的一端设有平台，

定位轴，其包含轴向连接的大轴和小轴，小轴串设在基座的小孔内，大轴设置于基座的大孔中并架设在平台上，大轴外径小于大孔的内径；大轴外侧壁、大孔内侧壁及平台组合形成磁码盘霍尔器件的浇灌区域。

上述基座的侧壁上环绕大孔设有若干通孔，定位轴与通孔对应处设有凹槽；该模具还包含串设在通孔中的支撑棒，支撑棒水平支撑霍尔器件单体对应设置于凹槽处。

上述的基座、定位轴和支撑棒采用聚四氟乙烯材料制备。

上述基座的小孔与定位轴的小轴之间的同轴精度为0.02mm。

上述基座的大孔的内径设为：磁码盘霍尔器件直径±0.05mm；所述定位轴的大轴的外径设为：磁码盘霍尔器件内径±0.05mm。

上述的通孔内侧端面距基座轴心的距离为：磁码盘霍尔器件内径/2±0.03mm。

一种磁码盘霍尔器件的制备方法，其特点是，该方法包含：

组装霍尔组件；

上述磁码盘霍尔器件浇灌模具的浇灌区域内第一次浇灌，浇灌至安装霍尔组件位置的下缘；

霍尔组件对应设置于上述磁码盘霍尔器件浇灌模具的定位轴的凹槽处并以支撑棒固定；

上述磁码盘霍尔器件浇灌模具的浇灌区域内第二次浇灌，填补浇灌区域的空隙；

从磁码盘霍尔器件浇灌模具中拆出磁码盘霍尔器件。

上述霍尔组件的组装方法包含：

若干霍尔器件单体与漆包线焊接成组件；

在霍尔器件单体与漆包线的组件上焊接若干作为霍尔器件引出线的绕包线；

浸柒和烘干后霍尔组件组装完成。

上述霍尔组件的设置及固定方法包含：

霍尔组件对应定位轴的凹槽位置设置；

定位轴装入基座，霍尔组件与基座通孔位置对应；

支撑棒穿过通孔将霍尔组件顶紧在定位轴的凹槽位置；

霍尔组件的引出线自然下垂放置。

一种磁码盘霍尔器件，其特点是，该磁码盘霍尔器件由上述磁码盘霍尔器件的制备方法制成；该磁码盘霍尔器件外径17～15mm、内径13～11mm、高3mm。

本发明一种磁码盘霍尔器件及其制备方法和灌胶模具和现有技术相比，其优点在于，本发明磁码盘霍尔器件灌胶模具，采用了面接触、两侧线定位、自动对中方式，定位精准。有效保障了霍尔器件的定位精度小于0.05mm，使该磁码盘的角位置指示精度由0.5度提高至0.3度；

本发明解决了磁码盘小型化工艺技术问题，实现了六个霍尔在外径φ17～15mm、内径φ13～11mm小尺寸圆环内圆周均布；

本发明灌封的磁码盘霍尔器件，抗冲击、振动性能优良，可在复杂工况下使用；

本发明的磁码盘霍尔器件制作工艺，引线合理、可靠性高，易操作，可批量生产且成本低，解决了小型化磁码盘的工程化问题。

附图说明

图1为磁码盘霍尔器件的剖视图；

图2为磁码盘霍尔器件的俯视图；

图3为磁码盘霍尔器件的立体图；

图4为磁码盘霍尔器件浇灌模具的剖视图；

图5为磁码盘霍尔器件浇灌模具的俯视图；

图6为霍尔组件安装示意图；

图7为磁码盘霍尔器件的霍尔器件单体的组装示意图；

图8为引出线结构示意图；

图9为霍尔器件的装配示意图；

图10为磁码盘霍尔器件浇灌模具中进行磁码盘霍尔器件浇灌的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

如图4并结合图5所示，公开了一种磁码盘霍尔器件浇灌模具的实施例，该模具包含：基座401、定位轴402和六根支撑棒403。其中基座401、定位轴402和支撑棒403都采用聚四氟乙烯制成，实现了模具防粘连、表面光滑、易于脱模。

基座401外部为圆筒状结构，其中部设有轴向连通基座401顶部和底部的大孔和小孔，大孔的内径大于小孔的内径，大孔连接基座401顶部，小孔连接基座401底部。大孔连接小孔的一端设有平台。在基座401环绕大孔的侧壁上设置有六个间隔均匀的通孔，该六个通孔用于串设支撑棒403。通孔内侧端面距基座轴心的距离为：磁码盘霍尔器件内径/2±0.03mm，通孔位于磁码盘霍尔器件六等分角度中轴线的法向上。

定位轴402包含轴向连接的大轴和小轴，大轴的直径大于小轴的直径。由于大轴和小轴的直径差，在大轴与小轴的连接端形成一个底面。定位轴402串设在基座401的大孔和小孔中。其中定位轴402的小轴串设在基座的小孔内，大轴设置于基座的大孔中，大轴的底面架设在大孔的平台上。

大轴外径小于大孔的内径，使大轴与大孔之间形成环形空间，这里大轴外侧壁、大孔内侧壁及平台组合形成的空间即为磁码盘霍尔器件的浇灌区域。基座的大孔的内径设为：磁码盘霍尔器件直径±0.05mm；定位轴的大轴的外径设为：磁码盘霍尔器件内径±0.05mm。

定位轴402的小轴与基座401的小孔之间的同轴精度为0.02mm。

对应于基座401侧壁的六个通孔的位置，定位轴402的大轴侧壁上设有六个用于放置霍尔器件单体的凹槽。

制备磁码盘霍尔器件时，六根支撑杆403分别串设在六个基座401侧壁的通孔中。

如图6并结合图5和图4所示，当制备磁码盘霍尔器件时，磁码盘霍尔器件的六个霍尔器件单体404分别嵌设在定位轴402侧壁的六个凹槽中，并分别与基座401侧壁的六个通孔位置对应。当六根支撑杆403分别穿过通孔，即分别与霍尔器件单体404的侧壁相抵，使霍尔器件单体404顶紧在定位轴的凹槽位置，定位轴402槽口的两个边与霍尔器件单体404的两个侧面线接触，由于定位轴402的材料为聚四氟乙烯，通过支撑杆403的压紧变形，使霍尔器件单体404受到对其的水平支撑，并且霍尔器件单体404在接触线的方向上受到两个相等力的作用，使霍尔器件磁码盘六等分角度中轴线上自动对中，实现了霍尔器件单位404位置精度小于0.05mm。

本发明还公开了一种磁码盘霍尔器件的制备方法，该制备方法具体包含以下步骤：

步骤1、组装霍尔组件。以下具体说明霍尔组件的组装方法包含：

步骤1.1、若干霍尔器件单体与漆包线焊接成组件；

如图7所示，截取两根长100mm的φ0.7mm漆包线706，砂纸打去漆层露出铜丝面，把两根漆包线706分别放入模板708的两处凹槽内，两端固定；在漆包线706的拉直铜丝表面均匀涂上焊膏，用烙铁加焊锡快速给铜丝上锡，同时霍尔器件单体704的三个管脚701、702、703上锡。把霍尔器件单体704放置模板708的刻线707位置，刻线707位置等分间距（即相邻霍尔器件单体704的中线之间的距离）为π（d1+1）/6mm，d1为磁码盘霍尔器件内径，霍尔器件单体704的管脚701与管脚702分别处于漆包线706正上方，依次焊接，要求焊锡完全包裹焊接点位，焊点收敛光亮。

步骤1.2、在霍尔器件单体与漆包线的组件上焊接若干作为霍尔器件引出线的绕包线。

如图7所示，截取八根长75mm的φ1.2mm绕包线705做引出线，两端剥线，露出铜丝长约3mm，一端铜丝1mm处用镊子弯折打圈，如图8所示。把六根引出线打圈端套入霍尔器件单体704的管脚703，焊接。修剪两端多余漆包线706，末端霍尔器件单体704的管脚701与管脚702分别焊接另外两根绕包线705。

步骤1.3、焊接后的霍尔器件单体704经过浸柒和烘干后，组装完成霍尔组件。

步骤2、在磁码盘霍尔器件浇灌模具的浇灌区域内进行第一次浇灌。

树脂环氧胶调配均匀，用柳木棒沿着磁码盘霍尔器件的基座401内圈均匀挑入，胶面不高于基座2/3处（即浇灌至安装霍尔组件位置的下缘），调整基座401内圈使其胶堆积均匀。

步骤3、霍尔组件对应设置于上述磁码盘霍尔器件浇灌模具的定位轴的凹槽处并以支撑棒固定。霍尔组件的设置及固定方法包含：

步骤3.1、如图9所示，霍尔组件对应定位轴402的凹槽位置设置并整形。引出线朝上沿定位轴402凹槽轻轻推入，用竹镊子调整六个霍尔器件单体位置使其完全贴合定位轴的凹槽。

步骤3.2、如图10所示，把定位轴402装入基座401，两端配合面贴合，定位轴402凹槽面对应基座401圆周孔位。

步骤3.3、如图10所示，支撑棒403依次轻轻推入顶到霍尔器件单体404即可，把六个霍尔器件单体404用竹镊子推到基座401底面，支撑棒403顶紧，引出线自然下垂。

步骤4、磁码盘霍尔器件浇灌模具的浇灌区域内第二次浇灌，填补浇灌区域的空隙，填补胶槽面，使其表面平整，固化。

步骤5、拔出支撑棒403，从基座401底面顶出定位轴402，即可从磁码盘霍尔器件浇灌模具中拆出灌胶成型的磁码盘霍尔器件。

本发明在磁码盘霍尔器件制作工艺过程中需注意以下事项：

1）给漆包线上锡时，要求铜丝表面光亮、锡面均匀，必须保证铜丝平整；

2）要求焊点收敛、饱满无气孔、表面光亮，过程中导通绝缘性能；

3）本发明的灌胶模具需均匀涂抹脱模剂；

4）本发明的灌胶模具在不用时，需将各模具清理干净存放。

本发明还公开了一种通过上述磁码盘霍尔器件浇灌模具和制备方法制备成的磁码盘霍尔器件，该磁码盘霍尔器件外径17～15mm、内径13～11mm、高3mm。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。