霍尔电位器的制作方法

本实用新型涉及一种电子器件领域，尤其是涉及一种霍尔电位器。

背景技术：

传统的电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件，通常有电阻体和可移动的电刷组成。供电电压加载在电阻体两端，电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量呈一定关系的电阻值或电压。这种电位器在工作时，电刷与电阻体直接接触，不断滑动摩擦，电阻体将被磨损，使电位器的精度下降，使用寿命较短。

近年来，基于霍尔效应的非接触型数字电位器得到了大力发展。此种电位器在电位器主轴上安装磁钢，在磁钢产生的磁场中设置一块包含霍尔传感器的线路板，通过传感器检测电位器主轴旋转时磁场强度的变化并输出相应的电压信号。由于非接触型数字电位器脱离了摩擦接触式结构，电阻体不容易产生磨损而使电位器能够长时间维持高精度，且使用寿命较长。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种同样能够长时间保持高精度但结构更加紧凑的霍尔电位器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种霍尔电位器，包括：

壳体，所述壳体内设有磁钢；

转轴，所述转轴的输出端插入所述壳体内部并与所述壳体转动连接，所述转轴的输出端上设有主齿轮；

线路板，所述线路板上固定有靠近所述磁钢的霍尔传感器，所述霍尔传感器和所述磁钢之间留有间隙；

其特征在于：

所述壳体内安装有传动齿轮和用于安装所述磁钢的环形磁钢座，所述传动齿轮与所述主齿轮啮合，所述磁钢座上设有与所述传动齿轮啮合的齿部，所述齿部包含多个轮齿而使得所述的环形磁钢座能在所述的壳体内转动。

进一步改进，所述齿部设置在所述磁钢座的内环壁上。磁钢座与传动齿轮的啮合方式可以是外啮合或者内啮合，内啮合作为优选方式的一种，结构更加紧凑，能够更加合理地利用壳体的内部空间，有助于减小零件尺寸。

为了能够对磁钢座的转动进行机械限位，进而对磁钢的始末位置精准定位，所述齿部呈弧形，且所述齿部对应的圆心角为140°。

为了便于该电位器的加工制造以及组装，所述壳体的后端具有开口，所述壳体上还固定连接有盖合所述开口的后盖。

进一步对磁钢座的转动进行机械限位，所述转轴输出端的端部侧壁成型有凸筋，所述后盖内成型有容纳所述转轴的输出端端部的容置槽，所述容置槽的侧壁凸设有止位筋，所述凸筋与所述止位筋配合抵接从而限制所述转轴的周向转动角度。

为了将霍尔传感器置于磁钢产生的磁场空间内并检测变化的磁场强度，所述磁钢设置在所述磁钢座的外环壁上，与所述磁钢正对的所述壳体侧壁上成型有供所述霍尔传感器嵌设的凹槽，所述霍尔传感器设置在所述后盖的内侧壁上。将霍尔传感器隐藏在后盖内侧，一方面，避免霍尔传感器露置在空气中，容易受到外界环境变化的影响，从而影响输出的电压的准确性；另一方面，将机械转动组件与电气元件隔离，便于生产和组装。

为了避免磁钢突出磁钢座表面时容易在转动的过程中碰撞到壳体，所述磁钢呈弧形条状，相匹配地，所述磁钢座外环壁上成型有安装所述磁钢的缺口，当所述磁钢安装在所述磁钢座上，所述磁钢座的外轮廓为圆形。

进一步增强电气元件的密封性，所述线路板被灌封在所述后盖上，且所述线路板与所述霍尔传感器垂直连接。通过对线路板进行灌封处理，能够加固和提高抗电强度，防止湿气、凝露、盐雾对电路的腐蚀，延长线路板的使用寿命。

为了增强壳体与后盖之间的密封性，所述壳体的外侧壁和所述后盖的内侧壁之间还设有密封圈。

为了增强转轴与壳体之间的密封性，所述壳体前端设有供所述转轴穿过的轴孔，所述转轴上设有与所述轴孔壁连通的密封油槽。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：合理分布磁钢和集成在磁钢座上的齿部的位置，减少齿轮的数量从而减少传动过程中能量的损耗，结构更加紧凑，减小电位器整体尺寸；电气组件和机械组件均经过密封处理且相互独立运行，使电位器耐腐蚀性更强，即使机械密封失效造成电位器内部进水，电气组件仍能正常工作，不会因为电路遇水短路而导致电位器失效，受使用环境中水汽影响程度小，使用寿命较长；转轴和磁钢均为单圈转角，使转轴的转动角度与输出电压的对应关系唯一确定，可通过线路板直接获取输出电压，避免了需要设计复杂的机械结构和电路结构用来测量转轴的多圈转角；设置磁钢转动的机械限位，可快速定位磁钢的始末位置。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体结构图(后盖局剖后)；

图2为本实用新型实施例去掉后盖的立体结构图；

图3为本实用新型实施例磁钢和磁钢座的安装示意图；

图4为本实用新型实施例后盖的立体结构图；

图5为本实用新型实施例的轴向剖面图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1-5所示，为本实用新型的一个优选实施例。

如图1-5所示，霍尔电位器，包括壳体1，转轴2，主齿轮3，传动齿轮4，磁钢座5，磁钢6，霍尔传感器7，线路板8，后盖9，密封圈10等主要部件。

壳体1的后端具有开口，后盖9盖合在壳体1的后端开口上从而使壳体1和后盖9之间形成封闭的空腔，壳体1和后盖9之间通过销钉固定连接。壳体1的外侧壁和后盖9的内侧壁之间设有O型密封圈10。可以理解的是，在其他实施例中，电位器的外壳结构还可以是一体式的封闭腔体。

壳体1前端设有供转轴2穿过的轴孔，转轴2的输出端插入壳体1的内部并与壳体1转动连接。为了增强电位器内部的密封性，转轴2的侧壁上成型有能够填充油脂的密封油槽20，密封油槽20与壳体1的轴孔壁连通。当转轴2转动时，油槽20中填充的油脂能够在轴孔和转轴2侧壁之间形成密封油膜，防止电位器外部的水汽进入到电位器内部造成零件腐蚀。转轴2输出端的端部侧壁上成型有凸筋21，后盖9的内部设有容纳转轴2的输出端端部的容置槽91，容置槽91的侧壁上凸设有限制转轴2周向转动角度的止位筋92。当转轴2从起始位置转动到结束位置，凸筋21抵住止位筋92，从而无法进一步转动。

主齿轮3，传动齿轮4，磁钢座5，磁钢6均设置在壳体1内。主齿轮3固定在转轴2的输出端，随转轴2同步转动。传动齿轮4与主齿轮3啮合。磁钢座5的内环壁上设有与传动齿轮4啮合的齿部51，齿部51包含多个轮齿而使得磁钢座5能在壳体1内转动。齿部51呈弧形，且齿部51对应的圆心角为140°。磁钢6呈弧形条状，相匹配地，磁钢座5的外环壁上成型有安装磁钢6的缺口。当磁钢6安装在磁钢座5上时，磁钢座5的外轮廓为圆形，这样可以避免凸出磁钢座5外端的磁钢6在随传动齿轮4转动的过程中碰撞其他零件而影响转动。磁钢6的两端设计成阶梯状，该缺口也设计成匹配的阶梯槽结构，可以防止磁钢6从该缺口中脱出。可以理解的是，在其他实施例中，磁钢6和缺口的匹配设计还可以是其他能够防止磁钢6脱出的结构，如卡扣结构。主齿轮3为锌合金，传动齿轮4和磁钢座5均为塑料，磁钢6为表面镀锌的钕铁硼材料，均具有较强的耐腐蚀性。

与磁钢6正对的壳体1侧壁上成型有供霍尔传感器7嵌设的凹槽，霍尔传感器7设置在后盖9的内侧壁。当后盖9盖合在壳体1的后端开口上时，霍尔传感器7嵌设在凹槽中，且霍尔传感器7靠近磁钢6并与磁钢6之间留有间隙。霍尔传感器7与线路板8垂直连接，线路板8被灌封在后盖9上。线路板8还包括输入输出引脚80、反接保护元件和稳压管。通过对霍尔传感器7的外围元器件采用小型封装，使得线路板8面积减小，节省成本；反接保护元件可以防止信号线插反造成的霍尔传感器7损坏；稳压管能够保持霍尔传感器7的端电压稳定。

电位器工作时，霍尔传感器7置于磁钢6的磁场空间内，并检测磁钢6的磁场变化。转轴2带动主齿轮3转动，磁钢座5随着传动齿轮4的转动而带动安装在磁钢座5上的磁钢6转动，霍尔传感器7将检测到的变化中的磁场强度通过线路板8转换成需要的电压或者电流信号输出。当转轴2带动磁钢座5沿顺时针方向(如图1中所示的A方向)转动140°后到达正极限位置，传动齿轮4与齿部51的一端轮齿啮合，凸筋21抵住止位筋92的一侧侧壁，转轴2无法继续正转；转轴2改变方向继续带动磁钢座5沿逆时针方向(与图1中所示的A方向相反的方向)转动140°后到达负极限位置，传动齿轮4与齿部51的另一端轮齿啮合，凸筋21抵住止位筋92的另一侧侧壁，转轴2无法继续反转，在此过程中，转轴2转动的角度和磁钢6转动的角度以及输出电压或者电流信号的关系唯一确定，更加利于线路板8上电压或者电流信号的输出。