微型节气门位置传感器及安装方法与流程

技术领域：

本发明涉及一种微型节气门位置传感器及安装方法。

背景技术：

节气门位置传感器又称为节气门开度传感器或节气门开关，是用于检测发动机状态的设备；其主要功用是检测出发动机是处于怠速工况还是负荷工况，是加速工况还是减速工况。它实质上是一只可变电阻器和几个开关，安装于节气门体上。

目前的节气门位置传感器是通过其体内可变电阻器的不同电阻值或是电压值来获知节气门的不同位置，由于可变电阻器在使用上需要时常摩擦，从而在使用一段时间后容易损坏，以及产生测量值不准确。

技术实现要素：

签于现有上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种微型节气门位置传感器及安装方法，该微型节气门位置传感器有利于简化结构和提高使用寿命。

本发明微型节气门位置传感器，其特征在于：包括壳体和设在壳体中部的阶梯孔槽，所述阶梯孔槽内设有转子，所述转子的上端设有沉槽，所述沉槽内固定设有磁钢片，在壳体内位于磁钢片的上方设有电路板和固定在电路板上的霍尔元件，所述壳体的表面设有位于电路板上方的壳盖板。

进一步的，上述转子为塑料制成的阶梯轴，在阶梯轴的上轴段上部设有所述沉槽，在阶梯轴的下轴段套设有密封圈。

进一步的，上述阶梯轴的下轴段底面设有矩形插槽，用于转片插入。

进一步的，上述壳体的阶梯孔槽的上部具有圆柱环圈，所述圆柱环圈的内孔与阶梯轴的上轴段配合。

进一步的，上述电路板压制在阶梯孔槽旁侧的平台面上。

进一步的，上述壳盖板限位在阶梯孔槽槽口位置，并通过超声波焊接或胶水粘接固定。

进一步的，上述阶梯轴的上轴段周壁上设有沿圆周设置的弧形浅槽，在阶梯孔槽的内壁上设有限位弧形浅槽的定位块。

进一步的，上述定位块通过其燕尾结构与阶梯孔槽内壁上的燕尾槽配合固定。

进一步的，上述壳体上设有弯折形导电触脚，该弯折形导电触脚第一端靠近阶梯孔槽并朝上穿过电路板的穿孔，通过穿孔后的弯折形导电触脚第一端头与电路板焊接固定。

进一步的，上述壳体上设有固定螺丝用孔槽，所述孔槽内嵌设有金属环圈。

进一步的，上述壳盖板超声波焊接在阶梯孔槽槽口位置采用超声波焊接机工件固定装置，所述超声波焊接机工件固定装置包括用于放置壳体的基座、用于将基座固定在台面上的固定臂、设在台面上的座架和设在座架上可升降的超声波焊接头，所述基座上侧面开设有用于放置壳体的嵌槽，所述基座下部周侧水平开设有固定条槽，所述台面上圆周均布4组安装部，所述安装部包括开设在台面上由内至外间隔设置的若干螺孔，固定臂设置两个，两个固定臂位于基座外周，并呈对侧设置，固定臂前端左右两侧为斜面，固定臂上沿长度方向开设有条孔，固定臂后端中部竖直设置有支撑腿，固定臂经支撑腿支撑在台面上，固定臂前端卡入固定条槽，前端一侧的斜面与固定条槽的槽底贴合，固定臂经穿设条孔并与螺孔连接的螺栓锁固。

进一步的，上述嵌槽的形状与壳体的形状相适配；两个固定臂相平行，两侧的固定臂与基座的抵靠点呈对角设置；所述支撑腿包括支柱、调节螺杆、支撑垫，所述支柱外周开设有外螺纹，所述固定臂后端中部开设有用于安装支柱的螺纹连接孔，所述支柱下端开设有内螺纹孔，调节螺杆上端与内螺纹孔螺纹配合，支撑垫固定安装在调节螺杆下端。

进一步的，上述胶水粘接固定采用点胶机，所述点胶机包括经第一电动机构驱动进行纵向往复滑移的点胶平台，点胶平台上方设有经第二电动机构驱动进行横向往复滑移的注胶管，点胶平台上表面设有若干个用以微型节气门位置传感器壳体1下部嵌入的定位凹槽。

进一步的，上述第一电动机构包括经电机驱动旋转的纵向丝杆，纵向丝杆位于点胶平台下方并同轴螺接有滚珠螺母，滚珠螺母顶部与点胶平台螺接，点胶平台下表面在纵向丝杆的左右两侧均设有滑块，滑块均与纵向滑轨滑动配合；注胶管经转接板与第二电动机构连接，第二电动机构包括经电机驱动旋转的横向丝杆，横向丝杆位于转接板后面并同轴螺接有滚珠螺母，滚珠螺母前面与转接板后面螺接，转接板后面在横向丝杆的上下两侧均设有滑块，滑块均与横向滑轨滑动配合；注胶管竖直延伸，注胶管顶端连接有外接气源的充气管，注胶管底端为细注胶口。

本发明微型节气门位置传感器的安装方法，其特征在于：所述微型节气门位置传感器包括壳体和设在壳体中部的阶梯孔槽，所述阶梯孔槽内设有转子，所述转子的上端设有沉槽，所述沉槽内固定设有磁钢片，在壳体内位于磁钢片的上方设有电路板和固定在电路板上的霍尔元件，所述壳体的表面设有位于电路板上方的壳盖板；安装时，将磁钢片预先安装固定在转子的沉槽内，然后将该转子插入阶梯孔槽内，接着盖上具有霍尔元件的电路板，以及用胶水将壳盖板与壳体粘接固定或超声波焊接。

本发明微型节气门位置传感器有利于简化结构和提高使用寿命。

附图说明:

图1是本发明微型节气门位置传感器一视角的立体构造示意图；

图2是本发明微型节气门位置传感器另一视角的立体构造示意图；

图3是本发明微型节气门位置传感器的剖面构造示意图；

图4是本发明微型节气门位置传感器的立体爆炸构造示意图；

图5、6是图4的局部视图；

图7是超声波焊接机工件固定装置的俯视构造示意图（未画出座架和超声波焊接头）；

图8是图7右视摆转示意图；

图9是点胶机的主视构造示意图；

图10是图9的俯视构造示意图。

具体实施方式：

本发明微型节气门位置传感器包括壳体a1和设在壳体中部的阶梯孔槽a2，所述阶梯孔槽内设有转子a3，所述转子a3的上端设有沉槽a4，所述沉槽内固定设有磁钢片a5，磁钢片a5可通过胶水粘接固定在沉槽内，在壳体内位于磁钢片的上方设有电路板a6和固定在电路板a6上的霍尔元件a7，霍尔元件a7设在电路板a6上靠近磁钢片的一侧面，所述壳体a1的表面设有位于电路板上方的壳盖板a8，该壳盖板可以是罩盖住壳体a1或是边缘与壳体a1边缘相吻合均可。

进一步的，为了设计合理，上述转子a3为塑料制成的阶梯轴，在阶梯轴的上轴段a31上部设有所述沉槽a4，在阶梯轴的下轴段a32套设有密封圈a9，阶梯轴的上轴段a31和阶梯轴的下轴段a32的截面均是圆形，两个截面的圆形直径不同，阶梯轴的上轴段a31的直径较大，而阶梯轴的下轴段a32的直径较小。

进一步的，为了设计合理，上述阶梯轴的下轴段a32底面设有矩形插槽a10，用于转片插入，该转片是与节气门轴轴向固定连接，当节气门轴转动时通过转片带动阶梯轴的下轴段a32一起转动，而转动时，位于沉槽内的磁钢片a5即对霍尔元件a7产生作用，使霍尔元件a7输出节气门轴的位置信号（霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用，霍尔元件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1mhz），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀）；本申请所采用的霍尔元件a7可以是型号为hal202的单极性霍尔开关。

进一步的，为了设计合理，阶梯孔槽a2上部的截面由矩形的三个边和与矩形三个边首位相连的半圆弧形构造，当然还可以是其它形状，阶梯孔槽a2下部的截面为圆形；壳体的阶梯孔槽a2的上部具有圆柱环圈a11，所述圆柱环圈的内孔与阶梯轴的上轴段间隙配合，该圆柱环圈a11限位阶梯轴的上轴段。

进一步的，为了定位可靠，上述电路板a6压制在阶梯孔槽旁侧的平台面a20上，并保持霍尔元件a7与磁钢片a5接近但不贴接，通过该平台面a20使电路板a6支撑效果更好。

进一步的，上述壳盖板a8限位在阶梯孔槽槽口a12位置，并通过超声波焊接和或胶水粘接固定。

进一步的，上述阶梯轴的上轴段a31周壁上设有沿圆周设置的弧形浅槽a13，在阶梯孔槽的内壁上设有限位弧形浅槽的定位块a14，阶梯轴在节气门轴的作用下转动，但转动角度也需要受到限制，通过定位块a14限位在弧形浅槽a13内（弧形浅槽在圆周上的夹角为135-180度），使阶梯轴仅仅在弧形浅槽a13的范围内转动。

进一步的，为了设计合理，以及方便更换，上述定位块a14通过其燕尾结构与阶梯孔槽内壁上的燕尾槽a15配合固定。

进一步的，为了实现信号输出及简化结构，上述壳体上设有三根弯折形导电触脚a16，弯折形导电触脚a16由金属条形材弯折90度后形成，该弯折形导电触脚a16第一端靠近阶梯孔槽并朝上穿过电路板的穿孔a17（也即弯折形导电触脚a16第一端穿出平台面a20并朝上穿过电路板的穿孔a17），通过穿孔后的弯折形导电触脚第一端头与电路板焊接固定，弯折形导电触脚a16第二端作为信号输出端，与接头插接。

进一步的，为了便于固定，上述壳体上设有固定螺丝用孔槽a18，所述孔槽内嵌设有金属环圈a19，通过该金属环圈a19可以提高安装该壳体的牢固性，以及可以延长其使用寿命。

进一步的，上述壳盖板超声波焊接在阶梯孔槽槽口a12位置采用超声波焊接机工件固定装置b，所述超声波焊接机工件固定装置b包括用于放置壳体a1的基座b2、用于将基座b2固定在台面上的固定臂b5、设在台面上的座架和设在座架上可升降的超声波焊接头b13（超声波焊接头b13可通过气缸伸缩实现），所述基座b2上侧面开设有用于放置壳体a1的嵌槽b3，所述基座下部周侧水平开设有固定条槽b7，所述台面上圆周均布4组安装部，所述安装部包括开设在台面上由内至外间隔设置的若干螺孔b4，固定臂b5设置两个，两个固定臂位于基座外周，并呈对侧设置，固定臂前端左右两侧为斜面，固定臂上沿长度方向开设有条孔b11，固定臂后端中部竖直设置有支撑腿b12，固定臂b5经支撑腿b12支撑在台面b1上，固定臂前端卡入固定条槽b7，前端一侧的斜面与固定条槽的槽底贴合，固定臂b5经穿设条孔b11并与螺孔连接的螺栓b6锁固。

上述嵌槽b3的形状与壳体a1下部的形状相适配；两个固定臂相平行，两侧的固定臂与基座的抵靠点呈对角设置；所述支撑腿包括支柱b8、调节螺杆b9、支撑垫b10，所述支柱b8外周开设有外螺纹，所述固定臂后端中部开设有用于安装支柱b8的螺纹连接孔，所述支柱b8下端开设有内螺纹孔，调节螺杆b9上端与支柱b8下端内螺纹孔螺纹配合，支撑垫b10固定安装在调节螺杆b9下端，支撑垫b10下表面贴在台面b1上，由于支撑垫b10具有较大面积，使支撑效果好。

使用时，将基座b2放置在台面b1中部，在基座b2左右两侧或前后两侧设置固定臂b5，固定臂b5经支撑腿b12支撑在台面b1上，将固定臂前端卡入固定条槽b7，使前端固定臂前端一侧的斜面与固定条槽的槽底贴合后，通过穿设条孔的螺栓将固定臂与其下方安装部中的一个螺孔连接，从而将固定臂固定，固定后，两侧的固定臂相平行，两侧的固定臂与基座的抵靠点呈对角设置，嵌槽b3的形状与壳体的底面形状相适配，将壳体放入嵌槽b3后，超声波焊接机上的超声波焊接头b13下降并压制在壳盖板a8上，超声波焊接机开始工作，几秒后即完成一个壳体与壳盖板的固定。

进一步的，上述壳盖板a8也可以采用胶接方式与壳体a1固定，胶水粘接固定采用点胶机c，点胶机c包括经第一电动机构驱动进行纵向往复滑移的点胶平台c1，点胶平台上方设有经第二电动机构驱动进行横向往复滑移的注胶管c2，点胶平台上表面设有若干个用以微型节气门位置传感器壳体1下部嵌入的定位凹槽c5。

在本发明实施例中，第一电动机构包括经电机c6驱动旋转的纵向丝杆c7，纵向丝杆位于点胶平台下方并同轴螺接有滚珠螺母c8，滚珠螺母顶部与点胶平台螺接，点胶平台下表面在纵向丝杆的左右两侧均设有滑块c9，滑块均与纵向滑轨c10滑动配合。

在本发明实施例中，注胶管c2经转接板c11与第二电动机构连接，第二电动机构包括经电机驱动旋转的横向丝杆c12，横向丝杆位于转接板后面并同轴螺接有滚珠螺母，滚珠螺母前面与转接板后面螺接，转接板后面在横向丝杆的上下两侧均设有滑块，滑块均与横向滑轨c13滑动配合。

在本发明实施例中，注胶管竖直延伸，注胶管顶端连接有外接气源的充气管c14，注胶管底端为细注胶口；往注胶管内充气时胶液从细注胶口挤出，停止充气后注胶停止；通过第二电动机构实现注胶管c2沿横向移动，通过第一电动机构实现壳体a1沿纵向移动，两者配合可以实现在横、纵向位置的注胶。

在本发明实施例中，定位凹槽的形状与壳体1下部形状相吻合。

点胶机c工作时，该注胶管c2是对壳体a1阶梯孔槽a2的槽口进行注胶的，在注胶完成后由人工或机械手将壳盖板a8盖置到经注胶的槽口位置。

本发明微型节气门位置传感器的安装方法，所述微型节气门位置传感器包括壳体和设在壳体中部的阶梯孔槽，所述阶梯孔槽内设有转子，所述转子的上端设有沉槽，所述沉槽内固定设有磁钢片，在壳体内位于磁钢片的上方设有电路板和固定在电路板上的霍尔元件，所述壳体的表面设有位于电路板上方的壳盖板；安装时，将磁钢片预先安装固定在转子的沉槽内，然后将该转子插入阶梯孔槽内，接着盖上具有霍尔元件的电路板，以及用胶水将壳盖板与壳体粘接固定或超声波焊接。

本发明微型节气门位置传感器有利于简化结构和提高使用寿命。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值，由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。