具有齿轮组件的传感器模块的制作方法

本申请涉及一种传感器模块。

背景技术：

位置探测组件配置一转向组件以测量转向轴的旋转位置。转向轴的旋转位置被提供给控制系统以协助确定由动力转向助力单元提供的动力转向助力的量。

技术实现要素：

根据本申请的一实施例，提供了一种传感器模块。该传感器模块包括传感器壳体和传感器组件。该传感器壳体构造成至少部分地、可旋转地容置一驱动齿轮，一轴组件延伸穿过该驱动齿轮。该驱动齿轮具有第一驱动齿轮齿、第二驱动齿轮齿以及设置在第一驱动齿轮齿与第二驱动齿轮齿之间的驱动齿轮齿根(gearroot，齿轮根部)。该传感器组件设置在传感器壳体上。该传感器组件包括可旋转地设置在该传感器壳体上的第一齿轮。该第一齿轮具有被容置在第一驱动齿轮齿与第二驱动齿轮齿之间的第一齿轮第一齿。第一齿轮第一齿限定第一槽，该第一槽从第一齿轮齿台肩(land)朝向第一槽根部延伸。

除了这里描述的一个或多个特征之外，第一齿轮第一齿包括第一齿部，该第一齿部通过第一槽而至少部分地与第二齿部沿周向间隔开。

除了在此描述的一个或多个特征之外，第一齿部包括第一侧、与第一侧相对设置的第二侧、以及在第一侧的远端部与第二侧的远端部之间延伸的第一台肩。

除了这里描述的一个或多个特征之外，第一齿部具有被限定在第一侧与第二侧之间并靠近第一槽根部的第一宽度、以及被限定在第一侧与第二侧之间并靠近第一台肩的第二宽度。第二宽度大于第一宽度。

除了在此描述的一个或多个特征之外，第二齿部包括第三侧、与第三侧相对设置的第四侧、以及在第三侧的远端部与第四侧的远端部之间延伸的第二台肩。

除了这里描述的一个或多个特征之外，第二齿部具有被限定在第三侧与第四侧之间并靠近第一槽根部的第一宽度、以及被限定在第三侧和第四侧之间并靠近第二台肩的第二宽度。第二宽度大于第一宽度。

除了这里描述的一个或多个特征之外，所述第一侧布置成接合所述第一驱动齿轮齿的一侧，而所述第三侧布置成接合所述第二驱动齿轮齿的另一侧。

除了这里描述的一个或多个特征之外，限定在所述第二侧和所述第四侧之间的距离基于所述驱动齿轮齿根与第一台肩和第二台肩中的至少一者之间的间隔而变化。

除了这里描述的一个或多个特征之外，第二齿轮可旋转地设置在传感器壳体上并与第一齿轮间隔开。第二齿轮具有被容置在第三驱动齿轮齿和第四驱动齿轮齿之间的第二齿轮第一齿。

除了这里描述的一个或多个特征之外，所述第二齿轮第一齿限定第二槽，所述第二槽从第二齿轮齿台肩朝第二槽根部延伸。

根据本申请的另一实施例，提供了一种传感器组件。该传感器组件配置有传感器模块，该传感器模块布置成用以测量可操作地连接到传感器模块上的轴组件的角度位置和扭矩中的至少一者。该传感器组件包括具有第一齿轮第一齿和第一齿轮第二齿的第一齿轮。第一齿轮第一齿被容置在驱动齿轮的第一驱动齿轮齿与第二驱动齿轮齿之间。所述第一齿轮第一齿具有：第一齿部，在第一台肩和第一槽根部之间延伸；第二齿部，在第二台肩和所述第一槽根部之间延伸；以及由所述第一齿部、第二齿部和第一槽根部限定的第一槽。第一齿轮第二齿通过齿根底切部(rootundercut，齿根沉切部)而与第一齿轮第一齿沿周向间隔开。

除了这里描述的一个或多个特征之外，第一槽根部与齿根底切部沿径向间隔开。

除了在此描述的一个或多个特征之外，第一齿部包括：具有第一侧翼和第一面的第一侧；与第一侧相对设置的第二侧；以及在第一面与第二侧之间延伸的第一台肩。

除了在此描述的一个或多个特征之外，第一侧翼在朝向第一台肩延伸的方向上逐渐变得靠近第二侧。

除了这里描述的一个或多个特征之外，第一面的一部分在朝向第一台肩延伸的方向上逐渐变得远离第二侧。

除了在此描述的一个或多个特征之外，第二齿部包括：具有第二侧翼和第二面的第三侧；与第三侧相对设置的第四侧；以及在第二侧翼和第四侧之间延伸的第二台肩。

除了在此描述的一个或多个特征之外，第二侧翼在朝向第二台肩延伸的方向上逐渐变得靠近第四侧。

除了这里描述的一个或多个特征之外，第二齿轮与第一齿轮间隔开。第二齿轮包括第二齿轮第一齿和第二齿轮第二齿。第二齿轮第一齿被容置在驱动齿轮的第三驱动齿轮齿与第四驱动齿轮齿之间。所述第二齿轮第一齿具有：第三齿部，在第三台肩和第二齿根之间延伸；第四齿部，在第二台肩和所述第二齿根之间延伸；以及由所述第三齿部、第四齿部和第二齿根限定的第二槽。第二齿轮第二齿通过第二齿根底切部而与第二齿轮第一齿沿周向间隔开。

根据本申请的另一实施例，提供了一种齿轮。该齿轮包括齿轮本体和第一齿轮齿。齿轮本体沿径向在外部部分与内部部分之间延伸。第一齿轮齿具有第一齿部、第二齿部和第一槽。第一齿部从外部部分朝向第一台肩径向延伸。第二齿部与第一齿部沿周向间隔开并且从外部部分朝向第二台肩径向延伸。第一槽被限定在第一齿部和第二齿部之间，并且从第一台肩和第二台肩中的至少一者朝向第一槽根部延伸。第一齿轮齿具有靠近第一槽根部设置的第一宽度、以及靠近齿轮节圆设置的第二宽度，该第二宽度大于该第一宽度。

除了这里描述的一个或多个特征之外，齿轮本体限定了与外部部分和内部部分同心的凹部。

通过下文结合附图的描述，上述的以及其它的优点和特征将变得更加明显。

附图说明

在此特别指出了被认为是本发明的主题，在随附于说明书的权利要求书中被清楚地声明。本发明的前述和其它特征和优点从以下结合附图的详细描述中是显而易见的，在附图中：

图1为配置一转向组件的传感器模块的部分分解视图；

图2为齿轮的平面图，该齿轮配置了该传感器模块的传感器组件；

图3和4为齿轮平面图和与驱动齿轮的接合部的平面图。

具体实施方式

现在参照附图，其中将参照多个特定的实施例来描述(而不限制)本发明，应理解的是，所描述的这些实施例仅是示例性的，而本发明可以多种替代的形式来具体实现。附图未必是按比例绘制的，一些特征被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文所披露的具体结构和功能性细节不应解释为限制性的，而仅是作为一种有代表性的基础来教授本领域技术人员以各种不同方式来应用本发明。

参照图1，传感器模块10配置一转向组件。传感器模块10可被配置为动力转向助力单元的一部分或者可与动力转向助力单元通信。该动力转向助力单元可以是电动转向助力单元，其被设置为用以辅助车辆操作者来使至少一个车轮枢转。传感器模块10被设置为用以测量延伸穿过传感器模块10或可操作地连接到传感器模块10的轴组件的旋转位置/角度位置和/或扭矩。传感器模块10包括传感器壳体20和传感器组件22。

传感器壳体20可操作地连接到支撑壳体上，以将传感器模块10可操作地连接到转向组件上。传感器外壳20被设置成可旋转地容置驱动齿轮30。驱动齿轮30包括驱动齿轮本体32，所述驱动齿轮本体限定了具有多个向内延伸的接合元件34的开口，所述多个向内延伸的接合元件朝向驱动齿轮本体32的中心线径向延伸。上述多个向内延伸的接合元件34可被设置为内渐开线齿等等。转向轴组件至少部分地延伸穿过驱动齿轮30的开口。转向轴组件经由多个向内延伸的接合元件34而可操作地连接到驱动齿轮30。

驱动齿轮本体32还包括多个向外延伸的接合元件36，所述多个向外延伸的接合元件36从驱动齿轮本体32的外表面或外周边沿径向延伸。上述多个向外延伸的接合元件36可操作地和/或驱动地连接到传感器组件22，使得驱动齿轮30被设置成响应于转向轴组件的旋转而进行旋转。上述多个向外延伸的接合元件36可被设置为外渐开线齿等等。

上述多个向外延伸的接合元件36包括第一驱动齿轮齿38，第一驱动齿轮齿通过驱动齿轮齿根42而与第二驱动齿轮齿40沿周向间隔开。驱动齿轮齿根42沿驱动齿轮齿根圆44设置。第一驱动齿轮齿38和第二驱动齿轮齿40中的至少一者的顶端沿驱动齿轮齿顶圆46布置。驱动齿轮节圆48沿径向设置在驱动齿轮齿根圆44与驱动齿轮齿顶圆46之间。

传感器组件22设置在传感器壳体20上。传感器组件22可操作地连接到驱动齿轮30上。传感器组件22被设置成向控制器或电动转向助力单元提供指示轴组件的旋转位置/角度位置和/或扭矩的信号。

传感器组件22包括齿轮组件60和探针壳体62，该探针壳体容置传感器或探针，该传感器或探针向控制器或电动转向助力单元提供指示轴组件的旋转位置/角度位置和/或扭矩的信号。

齿轮组件60可旋转地设置在传感器壳体20上。齿轮组件60被构造成为从动齿轮组件，其响应于转向轴组件的旋转而被驱动齿轮30驱动。齿轮组件60包括第一齿轮70和第二齿轮72，两者均可旋转地设置在传感器壳体20上。第一齿轮70和第二齿轮72与驱动齿轮30啮合，在啮合处少有或没有负载存在。

参考图2至图4，第一齿轮70包括齿轮本体80、第一齿轮第一齿82和第一齿轮第二齿84。齿轮本体80在内部部分90和外部部分92之间径向延伸。内部部分90包括内表面94，该内表面至少部分地限定内凹部96。内凹部96被布置成容置诸如磁体、磁发射器之类的指示器。该指示器可发出由设有探针壳体62的探针或传感器所探测到的磁场或其它信号。随着第一齿轮70旋转或改变旋转位置/角位置，配置有探针壳体62的探针或传感器可探测由指示器发出的磁场或场的变化。

齿轮本体80进一步限定了与内部部分90和外部部分92同心设置的凹部98。凹部98设置成围绕内凹部96。凹部98在内部部分90与外部部分92之间径向延伸。凹部98被构造成为沿径向且沿周向设置在内部部分90与外部部分92之间的齿轮本体80内部的凹陷区域。

外部部分92包括外表面100，该外表面限定了齿轮本体80的外周部。外表面100沿着第一齿轮70的齿轮齿根圆102设置。

第一齿轮70的齿轮本体80可包括多个齿轮齿。就像图1和图2中所示的那样，第一齿轮70包括10个齿轮齿，但是也可以考虑其它数量的齿轮齿。第一齿轮第一齿82从齿轮本体80的外部部分92沿径向延伸。第一齿轮第一齿82被容置在第一驱动齿轮齿38和第二驱动齿轮齿40之间并与两者以啮合方式接合。第一齿轮第一齿82在第一齿轮齿第一台肩110和第一槽根部112之间沿径向延伸。第一齿轮齿第一台肩110沿着与齿轮齿根圆102径向隔开的台肩圆(landcircle)114设置。第一槽根部112沿着齿轮齿根圆102设置。

第一齿轮第一齿82限定了从第一齿轮齿第一台肩110朝向第一槽根部112径向延伸的第一槽120。第一槽120至少部分地将第一齿轮第一齿82分叉成第一齿部122和与第一齿部122沿周向隔开的第二齿部124。第一齿部122和第二齿部124被布置为独立的悬臂型构件。在至少一个实施例中，第一齿部122、第二齿部124和第一槽根部112限定了第一槽120。

第一齿部122在第一齿轮齿第一台肩110与第一槽根部112之间沿径向延伸。第一齿部122包括第一侧130和第二侧132。

第一侧130被布置成适于接合第一驱动齿轮齿38的一侧。第一侧130具有第一侧翼140和第一面142，该第一面延伸进入齿根底切部144并且至少部分地由该齿根底切部所限定。

第一侧翼140从第一齿轮齿第一台肩110朝向第一面142径向延伸。第一侧翼140包括渐开线形状，使得第一齿轮70被构造成为正齿轮(spurgear)等等。第一面142从第一侧翼140朝向第一槽根部112延伸。诸如节圆之类的圆146沿周向延伸穿过第一侧翼140与第一面142之间的接合部。圆146沿径向设置在齿轮齿根圆102与台肩圆114之间。

第一侧翼140在从第一槽根部112朝向第一齿轮齿第一台肩110的方向上逐渐变得靠近第二侧132。从齿根底切部144延伸的第一面142的一部分在朝向第一齿轮齿第一台肩110延伸的方向上逐渐变得远离第二侧132。

齿根底切部144在第一齿轮第一齿82与第一齿轮第二齿84之间沿周向延伸。齿根底切部144将第一齿轮第一齿82与第一齿轮第二齿84沿周向隔开。第一面142和齿根底切部144具有基本呈拱形的形状。齿根底切部144的至少一部分沿着齿根底切圆150设置。齿根底切圆150可与齿轮齿根圆102、台肩圆114和/或圆146沿径向间隔开。齿根底切部144被成形为使得齿根底切部144沿循这样的路径：其使得驱动齿轮30经过一个区段以避免在齿根部内发生干涉。

第二侧132与第一侧130相对设置。第一齿轮齿第一台肩110在第一侧130(第一侧翼140)的远端部与第二侧132的远端部之间沿周向延伸。

第一齿部122具有第一宽度w1，该第一宽度w1限定在靠近第一槽根部112的、第一侧130(例如第一面142或齿根底切部144)与第二侧132之间。第一齿部122具有第二宽度w2，该第二宽度w2限定在靠近第一齿轮齿第一台肩110的、第一侧130(第一侧翼140)与第二侧132之间。第二宽度w2大于第一宽度w1。

第二齿部124通过第一槽120至少部分地与第一齿部122沿周向间隔开。第二齿部124在第一槽根部112与第一齿轮齿第二台肩160之间沿径向延伸。第二齿部124包括第三侧162和第四侧164。

第三侧162被布置成接合第二驱动齿轮齿40的一侧。第三侧162具有第二侧翼170和第二面172，该第二面延伸进入另一齿根底切部174并且至少部分地由该另一齿根底切部所限定。

第二侧翼170从第一齿轮齿第二台肩160朝向第二面172径向延伸。第二侧翼170包括渐开线形状。第二面172从第二侧翼170朝第一槽根部112延伸。圆146沿周向延伸穿过第二侧翼170与第二面172之间的接合部。

第二侧翼170在从第一槽根部112朝向第一齿轮齿第二台肩160的方向上逐渐变得靠近第四侧164。第二面172的从齿根底切部174延伸的一部分在朝向第一齿轮齿第二台肩160延伸的方向上逐渐变得远离第四侧164。

齿根底切部174在与第一齿轮第一齿82和第一齿轮第二齿84中的至少一者相邻设置的齿轮齿之间沿周向延伸。齿根底切部174可以是齿根底切部144的延伸部。齿根底切部174可具有与齿根底切部144基本相似的构造。

第四侧164与第三侧162相对设置。第四侧164与第二侧132间隔开并基本上平行于该第二侧132设置。第一齿轮齿第二台肩160在第三侧162(例如第二侧翼170)的远端部与第四侧164的远端部之间沿周向延伸。

第二齿部124具有第一宽度w1，该第一宽度w1限定在靠近第一槽根部112的、第三侧162(例如第二面172或齿根底切部174)与第四侧164之间。第二齿部124具有第二宽度w2，该第二宽度w2限定在靠近第一齿轮齿第二台肩160的、第三侧162(例如第二侧翼170)与第四侧164之间。第二宽度w2大于第一宽度w1。

第一齿部122和第二齿部124由具有基本恒定的弹簧载荷的柔性材料(例如柔韧塑料)制成，使得第一齿部122和第二齿部124被构造成可偏斜(弯斜)以消除第一齿轮70和驱动齿轮30的冲击(de-lash)。如图3和图4所示，第一齿部122和第二齿部124的柔性连同第一侧翼140和第二侧翼170的构造增加了干涉量，以便即使在最大的中心距离上也能保持第一齿部122的第一侧130的第一侧翼140和第一驱动齿轮齿38侧之间、以及第二齿部124的第三侧162的第二侧翼170与第二驱动齿轮齿40侧之间的双侧翼接触，如图4所示。

第一齿部122和第二齿部124的柔性使得限定在第二侧132与第四侧164之间的距离d能够基于驱动齿轮齿根42与第一齿轮齿第一台肩110和第一齿轮齿第二台肩160之间的间隔s而变化。例如，随着驱动齿轮齿根42与第一齿轮齿第一台肩110和/或第一齿轮齿第二台肩160之间的间隔s减小，第二侧132与第四侧164之间的距离d由于第一齿部122和/或第二齿部124的偏斜而减小，使得第一齿部122布置得更靠近第二齿部124。反之，随着驱动齿轮齿根42与第一齿轮齿第一台肩110和/或第一齿轮齿第二台肩160之间的间隔s增加，第二侧132和第四侧164之间的距离d增加。

第二齿轮72可旋转地设置在传感器壳体20上。第二齿轮72与第一齿轮70间隔开且不与第一齿轮70接合。第二齿轮72被构造成为正齿轮。就像图1中所示那样，第二齿轮72包括11个齿轮齿，但是也可以考虑其它数量的齿轮齿。第二齿轮72可具有与第一齿轮72不同数量或相同数量的齿轮齿。第二齿轮72可具有与第一齿轮70基本相似的构造。

第二齿轮72包括第二齿轮第一齿200。第二齿轮第一齿200从第二齿轮72的齿轮本体的外部部分沿径向延伸。第二齿轮第一齿200被容置在驱动齿轮30的第三驱动齿轮齿210和第四驱动齿轮齿204之间并且与两者以啮合方式接合，第三驱动齿轮齿和第四驱动齿轮齿与第一驱动齿轮齿38和第二驱动齿轮齿40沿周向间隔开。

第二齿轮第一齿200在第二齿轮齿台肩220与第二槽根部222之间径向延伸。第二齿轮第一齿200限定了从第二齿轮齿台肩220朝第二槽根部222沿径向延伸的第二槽230。第二槽230至少部分地将第二齿轮第一齿202分叉成第三齿部232以及与第三齿部232通过第二槽230沿周向间隔开的第四齿部234。在至少一个实施例中，第三齿部232、第四齿部234和第二槽根部222限定第二槽230。

第三齿部232在第二齿轮齿第一台肩240与第二槽根部222之间径向延伸。第三齿部232具有与第一齿部122(例如第一侧130和第二侧132)基本相似的构造。第三齿部232的第一侧被布置成接合第三驱动齿轮齿210的一侧。

第四齿部234通过第二槽230而至少部分地与第三齿部232沿周向间隔开。第四齿部234在第二齿轮齿第二台肩242与第二槽根部222之间径向延伸。第四齿部234具有与第二齿部124(例如第三侧162和第四侧164)基本相似的构造。第四齿部234的第三侧被布置成接合第四驱动齿轮齿212的一侧。

第三齿部232和第四齿部234由具有基本恒定的弹簧载荷的柔性材料(例如柔韧塑料)制成，使得第三齿部232和第四齿部234被构造成可偏斜以便消除第二齿轮72和驱动齿轮30的冲击。第三齿部232和第四齿部234的柔性连同第一侧和第三侧的构造增加了干涉量，以便即使在最大的中心距离上也可保持该第一侧与第三驱动齿轮齿210侧之间、以及该第三侧与第四驱动齿轮齿212侧之间的双侧翼接触，如图3所示。

第三齿部232和第四齿部234的柔性使得在第三齿部232的第二侧与第四齿部234的第四侧之间限定的距离能够基于驱动齿轮齿根42与第二齿轮齿第一台肩240及第二齿轮齿第二台肩242之间的间隔而变化。例如，随着驱动齿轮齿根42与第二齿轮齿第一台肩240和/或第二齿轮齿第二台肩242之间的间隔减小，第三齿部232的第二侧与第四齿部234的第四侧之间的距离由于第一齿部122和/或第二齿部124的偏斜而减小，使得第三齿部232布置得更靠近第四齿部234。反之，随着驱动齿轮齿根42与第二齿轮齿第一台肩240和/或第二齿轮齿第二台肩242之间的间隔增大，第三齿部232的第二侧与第四齿部234的第四侧之间的距离增加。

第一齿轮70和第二齿轮72通过齿轮保持器250保持在传感器壳体20内部。齿轮保持器250构造成为长形构件252。该长形构件252限定了第一容置开口260、第二容置开口262、第一齿轮开口264和第二齿轮开口266。

第一容置开口260设置在长形构件252的第一端部处。第一容置开口260构造成容置从传感器壳体20延伸的第一凸片270。第一凸片270容置在第一容置开口260内而使得长形构件252的第一端部固定到传感器壳体20的第一侧。第二容置开口262设置在与长形构件252的第一端部相对的长形构件252的第二端部处。

第二容置开口262设置在长形构件252的与第一端部相对设置的第二端部处。第二容置开口262构造成容置从传感器壳体20延伸的第二凸片272。第二凸片272容置在第二容置开口262内而使得长形构件252的第二端部固定到传感器壳体20的第二侧。

第一齿轮开口264和第二齿轮开口266各自设置在第一容置开口260与第二容置开口262之间。第一齿轮开口264构造成可旋转地容置第一齿轮70的一部分。第二齿轮开口266构造成可旋转地容置第二齿轮72的一部分。

尽管仅结合有限数量的实施例对本公开进行了详细的描述，但应容易理解的是，本公开并不受限于所披露的这些实施例。相反，本公开能够被修改为包含此处未描述但与已描述的本公开的范围相称的任何数量的变型、改型、替代或者等同设置。另外，尽管已经描述了本公开的多个实施例，但应理解的是，本公开的多个方案可仅包括所描述的实施例的某一些或者多个实施例的结合。因此，本公开不应被视为受前文的描述所限制。