多磁體偏置慣性碰撞傳感器的製作方法

2023-07-15 01:42:41

專利名稱：多磁體偏置慣性碰撞傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉 及一種傳感器，特別涉及一種多磁體的慣性碰撞傳感器。
背景技術：
傳感器廣泛用於汽車安全氣囊的點火判斷中。美國專利4329549公開了一種用於 判斷汽車碰撞的慣性式碰撞傳感器，用於汽車安全氣囊的控制。該種傳感器由一個環形磁 鐵、一個圓柱形管道、一個鋼球和一組用於導電接觸的簧片觸點組成。所述傳感器由於環形 永磁體體積較大，提供的磁力較大，一般只能使用低磁能積的鐵氧體永磁材料製成。但鐵 氧體永磁的溫度係數大，剩磁溫度係數達到-0. 2% /°C。在汽車要求的工作範圍_40°C 125°C的範圍內，其剩磁變化最大可以達到約20%，其剩磁變化劇烈導致傳感器加速度閾值 產生較大偏差。傳感器易發出錯誤信號，導致安全隱患。稀土永磁的剩磁溫度係數較低，一般為-0. 03 0. 1 % /0C，但是其磁性能很強，磁 能積達到鐵氧體永磁的8 12倍，使用環形永磁結構則會使其偏置磁力過大，不能滿足汽 車使用要求。另一方面，如果大幅度縮小環形永磁尺寸，如現行的使用單個圓片形稀土永磁 體替代環形永磁體的傳感器，雖然解決了剩磁變化劇烈的問題，但是其偏置磁力隨著鋼球 的位置變化而急劇變化，加速度閾值控制仍然困難，也易產生安全隱患。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種多磁體偏置慣性碰撞傳感器，該傳感器 閥值溫度係數低，同時其偏置磁力隨著鋼球的位置變化而平穩變化，加速度閾值控制精確。為解決上述技術問題，本實用新型使用兩件或兩件以上等同的稀土永磁體對鐵磁 性的鋼球產生磁性吸引力，所述鋼球可在滑套中運動，所述永磁體沿所述鋼球運動管道方 向磁化，且所述永磁體沿所述鋼球該運動方向中心軸對稱排列。由於是採用稀土永磁體對鋼球產生吸引力，傳感器閥值溫度係數低，加速度閾值 變化小。同時，由於使用兩件或兩件以上等同的稀土永磁體對鐵磁性的鋼球產生磁性吸引 力，所述永磁體沿所述鋼球運動管道方向磁化，且所述永磁體沿所述鋼球該運動方向中心 軸對稱排列。因此，鋼球運動過程中受到的磁偏置力由軸對稱的、沿運動方向磁化的若干塊 等同永磁體共同提供，其與在鋼球後放置單個圓片形稀土永磁體的傳感器相比，磁偏置力 隨著鋼球的位置變化相對較小，加速度閾值容易精確控制。避免了傳感器發出錯誤信號，導 致安全隱患。作為本實用新型的一種改進，所述傳感器還有一平衡支架，該平衡支架由軟磁材 料條製成，為U型條狀，位於所述永磁體底部和所述滑套外側，可以改善鋼球運動過程中磁 偏置力的均勻性，增強加速度閾值控制精度。作為本實用新型的另一種改進，所述傳感器還有一屏蔽罩，所述屏蔽罩由金屬軟 磁材料製成，為朝所述鋼球運動方向開口的筒狀，罩住所述永磁體、鋼球和滑套，減少了外 界磁場幹擾，增強了傳感器抗幹擾能力。
圖1是多磁體偏置慣性碰撞傳感器未觸發的狀態圖。圖2是多磁體偏置慣性碰撞傳感器已觸發的狀態圖。
具體實施方式
在圖1中，選一直徑為8mm的鐵磁性鋼球3位於滑套6中，使鋼球3與滑套6緊密 配合，鋼球3可向機械接觸點8方向運動。兩件相距5mm的等同的稀土永磁體4位於與鋼 球3運動方向相反的那端，與鋼球3軸間相距1mm，永磁體4沿鋼球3運動管道方向磁化，且 永磁體4沿鋼球3運動方向中心軸對稱排列的角度為180°，永磁體4與磁化的鋼球3間 有一吸引力，該吸引力使鋼球3位於滑套6中靠永磁體4的那端。在永磁體4、滑套6中間 填充的是注塑材料5，7為觸點簧片與電路連接點，9為密封用殼體將上述各部分密封其中。 在撞車等情況下，當發生速度急劇變化時，加速度達到閾值時，慣性力持續超過偏置磁力將 使鋼球3離開滑套6中初始位置，向另一端滾動，到達機械觸點8後產生擠壓使連接點7導 通，導通判斷電路給出導通信號。此時，傳感器處於圖2所示狀態。由於永磁體4沿鋼球3 運動管道方向磁化，且永磁體4沿鋼球3運動方向中心軸對稱排列，鋼球3運動過程中受到 的磁偏置力由軸對稱的、沿運動方向磁化的若干塊等同永磁體4共同提供，磁偏置力不再 隨著鋼球3的位置變化而急劇變化，加速度閾值容易精確控制。避免了傳感器發出錯誤信 號導致的安全隱患。進一步地，如圖1所示，可加一平衡支架2，平衡支架2由軟磁材料條製成，為U型 條狀，位於永磁體4底部和滑套6外側，可以改善鋼球3運動過程中磁偏置力的均勻性，增 強加速度閾值控制精度。更進一步地，如圖1所示，還可加一屏蔽罩1，屏蔽罩1由金屬軟磁材料製成，為朝 鋼球3運動方向開口的筒狀，罩住永磁體4、鋼球3和滑套6，減少了外界磁場幹擾，增強了 傳感器抗幹擾能力。當永磁體4為3件時，永磁體4沿鋼球3運動方向中心軸對稱排列的角度為120°， 為η件時，對稱排列的角度為360/n°。永磁體4與鋼球3軸向距離優選值為鋼球3直徑 的0 1倍，永磁體4間距離優選值是鋼球3直徑的0. 2 1倍。永磁體4距離鋼球3最 近表面可以是同極性的N-N、S-S極，當η為偶數時，也可以是不同極性的N-S交錯排列。
權利要求一種多磁體偏置慣性碰撞傳感器，其特徵在於使用兩件或兩件以上等同的稀土永磁體(4)對鐵磁性的鋼球(3)產生磁性吸引力，所述鋼球(3)可在滑套(6)中運動，所述永磁體(4)沿所述鋼球(3)運動管道方向磁化，且所述永磁體(4)沿所述鋼球(3)該運動方向中心軸對稱排列。
2.根據權利要求1所述的多磁體偏置慣性碰撞傳感器，其特徵在於所述永磁體(4) 位於與所述鋼球(3)運動方向相反的那端，與所述鋼球(3)軸向距離是該鋼球直徑的O 1倍，所述永磁體(4)間距離是所述鋼球(3)直徑的0. 2 1倍。
3.根據權利要求1或2所述的多磁體偏置慣性碰撞傳感器，其特徵在於所述傳感器 還有一平衡支架(2)，該平衡支架(2)由軟磁材料條製成，為U型條狀，位於所述永磁體(4) 底部和所述滑套(6)外側。
4.根據權利要求1或2所述的多磁體偏置慣性碰撞傳感器，其特徵在於所述傳感器 還有一屏蔽罩(1)，所述屏蔽罩(1)由金屬軟磁材料製成，為向所述鋼球(3)運動方向開口 的筒狀，罩住所述永磁體(4)、鋼球(3)和滑套(6)。
5.根據權利要求3所述的多磁體偏置慣性碰撞傳感器，其特徵在於所述傳感器還有 一屏蔽罩(1)，所述屏蔽罩(1)由金屬軟磁材料製成，為向所述鋼球(3)運動方向開口的筒 狀，罩住所述永磁體(4)、鋼球(3)、滑套(6)和平衡支架(2)。
專利摘要本實用新型公開了一種多磁體偏置慣性碰撞傳感器，它使用兩件或兩件以上相同的稀土永磁體(4)對鐵磁性的鋼球(3)產生磁性吸引力，所述鋼球(3)可在滑套(6)中運動，所述永磁體(4)沿所述鋼球(3)運動管道方向磁化，且所述永磁體(4)沿所述鋼球(3)該運動方向中心軸對稱排列。本實用新型傳感器閥值溫度係數低，同時其偏置磁力隨著鋼球的位置變化而平穩變化，加速度閾值控制精確，避免了傳感器發出錯誤信號導致的安全隱患。
文檔編號G01P15/135GK201773111SQ20102050698
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月27日 優先權日2010年8月27日
發明者吳文群, 王天進 申請人:王天進;吳文群