專利名稱：永磁馬達(dá)軸的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高精度電動馬達(dá)的電樞，具體來說，涉及一種馬達(dá)軸桿以及用于將永久轉(zhuǎn)子磁鐵固定至該馬達(dá)軸桿的制備方法。
因此需要一種制備軸桿的方法，以使其能夠接受轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的粘著，而不會造成軸桿直徑脫離預(yù)定公差。
一種傳統(tǒng)的精密馬達(dá)軸桿具有一個工作部分以及一個轉(zhuǎn)子區(qū)域。工作部分是具有一個由多次加工操作而被形成于其中的螺旋狀溝槽。每一個加工行進(jìn)(pass)是會加深該螺旋狀溝槽。在這些已知的精密永久磁鐵馬達(dá)中，轉(zhuǎn)子區(qū)域是維持為平滑的精密加工，而導(dǎo)致先前所提及在達(dá)成永久磁鐵的適當(dāng)粘著上的困難性。
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的是為提供一種用于精密永久磁鐵馬達(dá)的軸桿，該軸桿是具有一個被精密加工而能夠接受永久磁鐵馬達(dá)的粘著而不會造成軸桿直徑的改變的轉(zhuǎn)子區(qū)域。
本發(fā)明的另一目的是為提供一種形成用于精密永久磁鐵馬達(dá)的軸桿的方法，其中該軸桿是于其工作區(qū)域中被設(shè)有一個螺旋狀溝槽，并且一個轉(zhuǎn)子區(qū)域是同時(shí)被構(gòu)型以增強(qiáng)永久磁鐵的粘著。
前述及其他目的是可為本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明在第一方法中提供了一種用于形成一永久磁鐵馬達(dá)的精密軸桿的方法。本發(fā)明的第一方法包括有以下步驟首先限定了具有與工作表面區(qū)域相關(guān)的精密軸桿的一個工作區(qū)域；其次限定了具有與轉(zhuǎn)子表面區(qū)域相關(guān)的精密軸桿的一個轉(zhuǎn)子區(qū)域，精密軸桿的轉(zhuǎn)子區(qū)域具有第一預(yù)定截面直徑；使用一切割工具來第一制備精密軸桿的工作表面區(qū)域，第一制備的步驟包括通過該切割工具來實(shí)施第一切割行進(jìn)的進(jìn)一步步驟使用該切割工具來第二制備精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域，第二制備的步驟包括有繼續(xù)進(jìn)行通過該切割工具所實(shí)施的第一切割行進(jìn)而進(jìn)入精度軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域；以及使用該切割工具來第三制備精密軸桿的工作區(qū)域，第三制備的步驟包括有至少一個通過該切割工具所實(shí)施的第二切割行進(jìn)而進(jìn)入精密軸桿的工作表面區(qū)域。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一制備精密軸桿的工作表面區(qū)域以及第二制備精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域包括有沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域來形成一個連續(xù)螺旋狀切割部分的步驟，借此精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的螺旋之間的區(qū)域維持第一預(yù)定截面直徑。
在本發(fā)明這一方法的一個特定說明的實(shí)施例之中，提供了更進(jìn)一步的步驟，其沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域來形成一個連續(xù)螺旋狀切割部分的步驟是在深入于轉(zhuǎn)子表面區(qū)域中大約介于0.001英寸與0.004英寸間的深度處實(shí)施。較佳的情況是，沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域來形成一個連續(xù)螺旋狀切割部分的步驟是在深入于轉(zhuǎn)子表面區(qū)域中大約0.003英寸的深度處被實(shí)施。在本發(fā)明此一特定說明的實(shí)施例之中，沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域來形成一個連續(xù)螺旋狀切割部分的步驟是優(yōu)選使用一個具有半徑大約為0.020英寸的切割工具所實(shí)施的。
一旦該連續(xù)螺旋狀切割部分沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域形成，其具有僅設(shè)置在精密軸桿的工作表面區(qū)域中，多個加工行進(jìn)形成的另外的螺旋狀切割部分。
在本發(fā)明這一特定說明的實(shí)施例之中，一旦工作表面是已被切割來形成具有所希望深度的連續(xù)螺旋狀切割部分，其更進(jìn)一步地提供一個將一永久磁鐵安裝在精度軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域上的步驟。此步驟是可以使用環(huán)氧化物作為粘著劑來加以實(shí)施。在一個最有利的實(shí)施例之中，該環(huán)氧化物是為一種A+B熱固化環(huán)氧化物，并且較佳符合MMM-A-132規(guī)格。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，其是提供了一種用于一永久磁鐵馬達(dá)的轉(zhuǎn)子，該馬達(dá)是具有一個轉(zhuǎn)子。根據(jù)本發(fā)明，該轉(zhuǎn)子是具有一個轉(zhuǎn)子軸桿，該轉(zhuǎn)子軸桿被設(shè)置有一個用于遞送機(jī)械能量的工作區(qū)域以及一個被配置成與該工作區(qū)域同軸的轉(zhuǎn)子區(qū)域，該轉(zhuǎn)子區(qū)域是具有一個轉(zhuǎn)子區(qū)域表面，該轉(zhuǎn)子區(qū)域表面具有一切入其中的轉(zhuǎn)子區(qū)域表面。另外，其設(shè)置有一個永久磁鐵配置，該永久磁鐵配置是通過一個粘著劑而被耦合至該馬達(dá)軸桿的該轉(zhuǎn)子區(qū)域，用以幫助將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。介于該永久磁鐵配置與該轉(zhuǎn)子區(qū)域表面之間的粘著是通過轉(zhuǎn)子區(qū)域表面切割部分來加以增強(qiáng)。
如同上文中所述，該轉(zhuǎn)子區(qū)域表面切割部分為一個工作表面區(qū)域切割部分的延續(xù)，該轉(zhuǎn)子軸桿的工作區(qū)域具有一個螺紋區(qū)域。因此，該工作區(qū)域表面切割部分為該轉(zhuǎn)子軸桿的工作區(qū)域的螺紋部分的第一切割行進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明的工序，一種用于一永久磁鐵馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸桿是為為通過以下工序所形成
使用一切割工具來第一制備精密軸桿的工作表面區(qū)域，第一制備的步驟更包括有通過切割工具實(shí)施一個第一切割行進(jìn)的步驟；使用該切割工具來第二制備精度軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域，該轉(zhuǎn)子表面區(qū)域是具有一個第一預(yù)定截面直徑，第二制備的步驟包括有延續(xù)通過該切割工具實(shí)施的第一切割行進(jìn)而進(jìn)入精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域，延續(xù)通過該切割工具實(shí)施的第一切割行進(jìn)的步驟是形成一個沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的連續(xù)螺旋狀切割部分，借此精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的一個螺旋之間的區(qū)域維持第一預(yù)定截面直徑；使用該切割工具來制備精密軸桿的工作區(qū)域，第三制備的步驟包括有至少一個通過該切割工具所實(shí)施的第二切割行進(jìn)而進(jìn)入精密軸桿的工作表面區(qū)域；以及通過使用粘著劑而將一永久磁鐵安裝在精度軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域上，借此被安裝在精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的永久磁鐵是形成永久磁鐵馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸桿。
圖5是為一個根據(jù)本發(fā)明的原理所建構(gòu)出的馬達(dá)軸桿的等距表示圖，其是顯示出一個工作表面區(qū)域以及一個轉(zhuǎn)子表面區(qū)域，此圖是額外地顯示出一個已被粘著至轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的永久磁鐵轉(zhuǎn)子。
在操作中，當(dāng)馬達(dá)軸桿10被旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠螺帽12被迫軸向地沿著該馬達(dá)軸桿10移動，且是移動于限制器13、14所設(shè)定的平移限制之中。因此，在本發(fā)明的此特定說明實(shí)施例之中，馬達(dá)軸桿10的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是被轉(zhuǎn)換成為滾珠螺帽12的軸向位移。
圖2A是為顯示在

圖1中的滾珠螺帽12的等距表示圖。此特殊滾珠螺帽是具有一個圓柱狀結(jié)構(gòu)并帶有一個從中通過的孔洞20。
圖2B是為顯示在第二A圖中的滾珠螺帽12的平面端視圖。該滾珠螺帽12顯示具有內(nèi)部螺紋22，其是與其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)(在圖示中并未顯示)合并以容許滾珠螺桿能夠作用。熟習(xí)此現(xiàn)有技術(shù)的人士是可以建構(gòu)成能夠達(dá)成這種滾珠螺桿的機(jī)能的滾珠螺帽12，或者在商業(yè)上取得此種部件。
再次參照圖1，馬達(dá)軸桿10的轉(zhuǎn)子區(qū)域18是已被加工或其中被切割有一連續(xù)的螺旋狀溝槽26。如同將在下文中參照圖3所進(jìn)行的更詳細(xì)描述，螺旋狀溝槽是為形成工作區(qū)域16的螺旋狀溝槽的第一加工行進(jìn)的延續(xù)。本實(shí)施例的馬達(dá)軸桿的轉(zhuǎn)子區(qū)域是額外地具有一個軸承區(qū)域27以及一個螺紋區(qū)域28，而一個軸承(在圖示中并未顯示)是被安裝在該軸承區(qū)域27。
圖3是為一個簡化表示圖，其是顯示出依據(jù)本發(fā)明所制備的馬達(dá)軸桿31的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域30的實(shí)施例，其是適合于其上粘著一個永久磁鐵轉(zhuǎn)子(在圖示中并未顯示)而不會造成軸桿直徑的改變。圖4是為圖3中所指明區(qū)域的放大表示圖。如在圖3中所顯示，其設(shè)置有一個具有螺紋節(jié)距P的連續(xù)的螺旋狀溝槽33，而螺紋節(jié)距P在此特定說明的實(shí)施例中是為每轉(zhuǎn)0.10英寸。同樣在本發(fā)明的一特定說明的實(shí)施例之中，馬達(dá)軸桿31是具有一個大約為0.1870英寸的直徑D。
圖4是顯示出在此特定的實(shí)施例的中，將使用半徑大約為0.020英寸的切割工具35來形成的連續(xù)的螺旋狀溝槽33。切割工具35在此圖示中是被概略地呈現(xiàn)，并且在此實(shí)施例中是切割至一個大約介于0.001英寸與0.004英寸間的切割深度C，該切割深度C較佳是大約為0.003英寸。必須注意到的是，連續(xù)的螺旋狀溝槽33是由螺旋狀軸桿部分37所環(huán)繞，該螺旋狀軸桿部分37是維持著軸桿的原始直徑。
圖5是為一個根據(jù)本發(fā)明所建構(gòu)的馬達(dá)軸桿40的等距表示圖，其是顯示出一個工作表面區(qū)域42以及一個轉(zhuǎn)子表面區(qū)域44，此圖是額外地顯示出一個已被粘著至轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的永久磁鐵轉(zhuǎn)子46。工作表面區(qū)域42在此特實(shí)施例的中被顯示為具有一連續(xù)螺旋狀溝槽50，該螺旋狀溝槽50為使用一個切割器裝置(例如在圖4中顯示的切割工具35)而經(jīng)由多次切割行進(jìn)所形成。在本發(fā)明的一方法的實(shí)施上，第一切割行進(jìn)并未被限制于馬達(dá)軸桿40的工作表面區(qū)域，而是繼續(xù)沿著轉(zhuǎn)子表面區(qū)域44以形成一個淺連續(xù)螺旋狀溝槽51。連續(xù)螺旋狀溝槽51是相似于參照圖3以及圖4所描述的連續(xù)螺旋狀溝槽33。
用于粘著至一永久磁鐵轉(zhuǎn)子的永久磁鐵馬達(dá)的軸桿制備方法具有產(chǎn)生一牢靠粘著的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在一種例如是符合MM-A-132規(guī)格的熱固化環(huán)氧化物A+B(在圖示中并未顯示)被使用的情況下。另外，介于淺薄連續(xù)螺旋狀溝槽51的各個轉(zhuǎn)之間的螺旋狀區(qū)域52是維持馬達(dá)軸桿的原始直徑，從而維持了軸桿直徑的原始尺寸規(guī)格的一致性。在此實(shí)施例之中，永久磁鐵轉(zhuǎn)子46是為一體的圓柱型，并因此是經(jīng)由馬達(dá)軸桿40的端部被安裝。然而，在其他的實(shí)施例之中，磁鐵轉(zhuǎn)子是由磁性部分形成，而由粘著劑來固定。
雖然本發(fā)明是以依據(jù)特定實(shí)施例及應(yīng)用來加以描述，然而熟習(xí)此現(xiàn)有技術(shù)的人士是可以按照此一教導(dǎo)而在不超出或悖離本發(fā)明所要求的精神的情況下創(chuàng)作出另外的實(shí)施例。據(jù)此，應(yīng)當(dāng)了解的是在此揭示之中的圖示及敘述是較佳為用以幫助了解本發(fā)明而不應(yīng)被認(rèn)為是對本圖示主要元件符號說明10馬達(dá)軸桿12滾珠螺帽13限制器14限制器16工作區(qū)域18轉(zhuǎn)子區(qū)域20孔洞22內(nèi)部螺紋26螺旋狀溝槽27軸承區(qū)域28螺紋區(qū)域30轉(zhuǎn)子表面區(qū)域31馬達(dá)軸桿33螺旋狀溝槽35切割工具40馬達(dá)軸桿42工作表面區(qū)域44轉(zhuǎn)子表面區(qū)域46永久磁鐵轉(zhuǎn)子50螺旋狀溝槽51連續(xù)螺旋狀溝槽52螺旋狀區(qū)域
權(quán)利要求
1.一種形成用于一永久磁鐵馬達(dá)的精密軸桿的方法，該方法是包括有以下步驟首先限定具有與工作表面區(qū)域相關(guān)的精密軸桿的一個工作區(qū)域；其次限定具有與轉(zhuǎn)子表面區(qū)域相關(guān)的精密軸桿的一個轉(zhuǎn)子區(qū)域，精密軸桿的轉(zhuǎn)子區(qū)域具有第一預(yù)定截面直徑；使用一切割工具來第一制備精密軸桿的工作表面區(qū)域，該第一制備的步驟包括有通過該切割工具來實(shí)施一個第一切割行進(jìn)的進(jìn)一步步驟；使用該切割工具來第二制備精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域，該第二制備的步驟包括繼續(xù)通過該切割工具所實(shí)施的第一切割行進(jìn)而進(jìn)入精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域；以及使用該切割工具來第三制備精密軸桿的工作區(qū)域，該第三制備的步驟是包括至少一個通過該切割工具所實(shí)施的第二切割行進(jìn)而進(jìn)入精密軸桿的工作表面區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該第一制備精密軸桿的工作表面區(qū)域以及第二制備精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的步驟，包括沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域來形成連續(xù)螺旋狀切割部分的步驟，通過精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的螺旋之間的區(qū)域是維持第一預(yù)定截面直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域來形成連續(xù)螺旋狀切割部分的步驟是在深入于轉(zhuǎn)子表面區(qū)域中大約介于0.001英寸與0.004英寸間的深度處實(shí)施。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域來形成連續(xù)螺旋狀切割部分的步驟是在深入于轉(zhuǎn)子表面區(qū)域中大約0.003英寸的深度處實(shí)施。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域來形成連續(xù)螺旋狀切割部分的步驟是使用一個具有半徑大約為0.020英寸的切割工具實(shí)施。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還提供了一個將一永久磁鐵安裝在精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域上的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將一永久磁鐵安裝在精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域上的步驟是使用環(huán)氧化物作為粘著劑所實(shí)施的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該環(huán)氧化物是一種A+B熱固化環(huán)氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該環(huán)氧化物是為符合MMM-A-132規(guī)格的類型。
10.一種用于一永久磁鐵馬達(dá)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子是包括有轉(zhuǎn)子軸桿，其是包括有工作區(qū)域，用于遞送機(jī)械能；以及轉(zhuǎn)子區(qū)域，其是被配置成與該工作區(qū)域同軸，該轉(zhuǎn)子區(qū)域是具有轉(zhuǎn)子區(qū)域表面，該轉(zhuǎn)子區(qū)域表面具有被切入其中的轉(zhuǎn)子區(qū)域表面的；以及永久磁鐵，其通過一粘著劑而被耦合至該馬達(dá)軸桿的該轉(zhuǎn)子區(qū)域，用以幫助將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，介于該永久磁鐵配置與該轉(zhuǎn)子區(qū)域表面的間的粘著是通過轉(zhuǎn)子區(qū)域表面切割部分來加以增強(qiáng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，該轉(zhuǎn)子區(qū)域表面切割部分是一個工作表面區(qū)域切割部分的延續(xù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，該轉(zhuǎn)子軸桿的工作區(qū)域是具有螺紋區(qū)域，并且該工作區(qū)域表面的切割是該轉(zhuǎn)子軸桿的工作區(qū)域的螺紋部分的第一切割行進(jìn)。
13.一種用于一永久磁鐵馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸桿的制備方法，包括以下步驟使用一切割工具來第一制備精密軸桿的工作表面區(qū)域，該第一制備的步驟包括通過該切割工具實(shí)施一第一切割行進(jìn)的進(jìn)一步步驟；使用該切割工具來第二制備精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域，該轉(zhuǎn)子表面區(qū)域是具有第一預(yù)定截面直徑，該第二制備的步驟包括繼續(xù)通過該切割工具所實(shí)施的第一切割行進(jìn)而進(jìn)入精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域，繼續(xù)進(jìn)行通過該切割工具所實(shí)施的第一切割行進(jìn)的步驟以形成一個沿著精密軸桿的工作及轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的連續(xù)螺旋狀切割部分，借此精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域的螺旋之間的區(qū)域維持第一預(yù)定截面直徑；使用該切割工具來制備精密軸桿的工作區(qū)域，該第三制備的步驟是包括有至少一個通過該切割工具實(shí)施的第二切割行進(jìn)而進(jìn)入精密軸桿的工作表面區(qū)域；以及通過粘著劑的使用而將一永久磁鐵安裝在精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域上，借此被安裝在精度軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域上的永久磁鐵形成了永久磁鐵馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸桿。
全文摘要
一種形成一個用于永久磁鐵馬達(dá)的精密軸桿的系統(tǒng)，是利用該精密軸桿的一個工作表面區(qū)域以及一個以同軸方式配置的轉(zhuǎn)子區(qū)域。一個切割工具是被使用來沿著工作及轉(zhuǎn)子區(qū)域的整個長度以進(jìn)行一個第一加工或切割行進(jìn)。切割工具的后續(xù)的行進(jìn)是被限制于馬達(dá)軸桿的工作區(qū)域，用以形成一個螺紋滾珠螺桿部分(threaded ball screw shaft portion)。然而，轉(zhuǎn)子區(qū)域是維持有連續(xù)的淺溝槽，其是被具有精密軸桿原始直徑的螺旋軸桿部分所環(huán)繞。因此，產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)子的粘著的軸桿制備是不會影響軸桿直徑。在轉(zhuǎn)子區(qū)域中的淺溝槽的深度是大約介于0.001英寸與0.004英寸之間，并且較佳是為0.003英寸。永久磁鐵轉(zhuǎn)子是通過一種A+B熱固化環(huán)氧化物而被結(jié)合至精密軸桿的轉(zhuǎn)子表面區(qū)域。
文檔編號B23B1/00GK1435004SQ01808700
公開日2003年8月6日 申請日期2001年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月28日
發(fā)明者錫奧多·R·什稜克 申請人:具維太空防備器材公司