專利名稱：具有芯管的合成樹脂導螺桿制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及其中置有芯管的導螺桿制造方法，并特別涉及制造一種形成螺紋牙頂?shù)暮铣蓸渲牧舷道喂痰嘏c芯管相接合的導螺桿的方法和制造這種導螺桿所用的模具總成。本發(fā)明還涉及一種方法，用于整體模塑一種導螺桿，它在其中間有一芯管并在其基體端部分與一導電機連成一體;以及涉及這種導螺桿的模具總成。
用本發(fā)明的方法制造的導螺桿特別但并非唯獨適合用于諸如撓性盤、硬盤的大宗數(shù)據(jù)貯存裝置的驅動機構以及光學盤的驅動機構，后一種驅動機構將電動機的旋轉運動轉換成磁性或光學頭的直線運動，以在徑向移動磁性或光學頭。
在傳統(tǒng)上，這種導螺桿的制造方法是在一用諸如青銅和不銹鋼材料制的金屬桿上機械加工出螺紋。用這類材料制成的導螺桿具有高的尺寸精度并且耐用，但是制造成本較高，因為要有各種機械加工步驟。此外，提高這種導螺桿的制造效率，有相當大的困難，每一導螺桿的成本因而過于高昂，在有些應用場合，希望避免產(chǎn)生金屬粉末，寧愿采用合成樹脂材料。
曾經(jīng)有人嘗試用模塑合成樹脂材料來生產(chǎn)導螺桿，但這種嘗試遇到下述的一些問題。
合成樹脂材料可以很容易模塑成所需的形狀，但在工藝上如眾所周知，這種材料往往會收縮和開裂，日久以后，現(xiàn)所處環(huán)境會翹曲，要不然就變形，因此合成樹脂材料不能具有對將旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動的導螺桿所要求的足夠的可靠性和精密度。
鑒于有這些問題，曾有人提出，在一金屬管的外壁上用合成樹脂材料模塑上所需的螺紋，但是因為螺紋和金屬管之間的接合不能達到足夠的強度，以完全防止管子和螺紋間分離，而這是導螺桿要發(fā)揮其功能所要求的，所以這種方案未曾商業(yè)上獲得成功。
因此，發(fā)明人過去曾提出使用一種方法來模塑導螺桿，這種方法的步驟是在用金屬一類材料制成的管子壁中，以所需的間隔在與所規(guī)定的螺紋的牙頂位置相配的部位，制出許多孔;制作金屬模具總成，它具有一模腔，其中制有與金屬管中一系列孔相對應的螺紋槽;將金屬管放到金屬模具總成的模腔中，使金屬管上的一系列孔的位置與螺紋槽對齊;沿軸向將合成樹脂材料注射到金屬管子中(日本專利公開出版物No.2-113910)。合成樹脂材料填充到管子中，并從那些孔中冒出，填充入模具內(nèi)腔的螺紋槽中。這樣，在管子上形成的螺紋和通過管子壁中所有的孔填充入管中的那部分材料連接在一起，螺紋可以可靠地和管子相接合。
然而，發(fā)現(xiàn)這日本專利出版物中所提出的制造導螺桿的方法，在合成樹脂材料注射門的設計上存在某些困難。尤其是，合成樹脂必須以足夠大的壓力注射到管子中，以使合成樹脂流過制在管子中的孔，因此每一模塑過程所需的時間比較長。增加孔的數(shù)目和/或增大每一個孔的直徑可以加快模塑過程，但這會降低管子的機械強度。
因為這種導螺桿要和一電動機相連接，所以將導螺桿和一電動機轉子制成一體，是合乎需要的。然而，當嘗試將電動機轉子和導螺桿整體模塑時，由于典型的轉子是用鐵涂氧和其他脆性材料制的環(huán)形永久磁鐵制成，注射的合成樹脂材料會在轉子上產(chǎn)生如此大的內(nèi)應力，以使轉子在壓力下裂開或以其他方式損壞。
鑒用現(xiàn)有技術有這些問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種制造導螺桿的方法，即將螺紋牙頂繞一芯管模塑上去，此芯管具有所需要的機械強度，用這種制造方法可以經(jīng)濟地，較快地進行生產(chǎn)，而出現(xiàn)有缺陷的產(chǎn)品的可能性減小。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種制造能夠確保高的機械強度并且非常耐用的導螺桿的方法。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種制造能夠確保尺寸精度高的導螺桿的方法。
本發(fā)明的第四個目的是提供一種制造導螺桿的方法，這種導螺桿具有一環(huán)形轉子，它整體地裝在導螺桿的基體端，用這種方法進行制造比較經(jīng)濟，快捷，并且在模塑過程中損壞轉子的可能性減小。
本發(fā)明的第五個目的是提供一種可以方便地實施這些方法的模具總成。
本發(fā)明的這些以及其他的目的可以用一種模塑導螺桿的方法來達到，這種方法包括下述步驟在用具有所需機械強度的金屬類材料制的一根芯管中與規(guī)定的螺紋的牙頂位置相配的部位制出許多孔;制作一模具總成，它具有一模腔，在其模具表面上制有螺紋槽，適合于形成與在芯管中制出的一系列孔位置相配的螺紋牙頂;將芯管放置在模具總成的模腔中，使芯管的一系列孔與模腔的螺紋槽位置相配;將合成樹脂材料沿軸向注射入芯管的內(nèi)孔中，這是第一注流，并注射到芯管的外圓周表面和模腔的相對的模具表面之間所限定的環(huán)形間隙中，這是第二注流;從模具總成中取出這樣模塑成的導螺桿。
這樣，合成樹脂材料以兩股分開的注流注射到模腔之中，這兩股注流在模腔中適當?shù)牡胤较鄥R合，并迅速填滿整個模腔。因為螺紋牙頂系生根在通過芯管壁中制出的孔填充到芯管內(nèi)孔中的合成樹脂材料中，所以螺紋牙頂可以牢固地與芯管相接合。芯管可以用金屬或其他合適的材料制成，并可賦予導螺桿以足夠的機械強度，以抵抗彎曲和其他應力，還有高的尺寸精度。
特別是，將合成樹脂材料這樣分配成沿軸向注入芯管內(nèi)孔的第一注流和軸向沿芯管外圓周表面運動的第二注流，即第一和第二注流在芯管內(nèi)孔相當?shù)睦锩嫦鄥R合，這兩股注流之間的對接線可以包容在芯管的內(nèi)孔之中，以免這條線出現(xiàn)在螺紋牙頂。很明顯，這種對接線有礙外觀，并且如果模塑過程進行得不合適，會產(chǎn)生薄弱之點。然而，如果這種對接線包容在芯管的內(nèi)孔中，它們不僅隱藏起來看不見，而且也不會嚴重影響螺紋牙頂?shù)臋C械強度。
由于螺紋牙頂是用合成樹脂材料制成的，在使用中它不會產(chǎn)生任何金屬粉末，并且可以具有一種有利的磨擦性質(zhì)和高度的抗磨損性。位于螺紋牙頂相鄰段之間的導螺桿部分可以由芯管的外表面作為其邊界。當對給定的機械強度來說，希望導螺桿的重量和尺寸為最小時，這種實施例可能是合乎需要的。也可以用另一種方案，即位于螺紋牙頂相鄰段之間的導螺桿部分用一層合成樹脂材料加以覆蓋。如果需要芯管具有較好的電絕緣性并防止芯管生銹，這種實施例可能是合乎需要的。
相對于模具總成，將模塑成的導螺桿繞其軸線，朝將其從模腔中旋出的方向旋轉，制出的導螺桿便可取出。這樣，模腔可以由制在模具中的圓筒形孔確定其形狀，而不必用通過模腔中心軸線的縱向開分面將其分開。
這種模塑過程可以很方便地用一模具總成來實施，這模具總成用來圍繞一根具有所需機械強度并在與規(guī)定的螺紋的牙頂位置相配的部位開有孔的芯管模塑導螺桿，模具總成包括一模件，它限定一真正圓筒形的模腔，模腔在模具表面上制有螺紋槽;將芯管與模腔同軸心線定位在模腔中的裝置，門裝置，用于將合成樹脂材料注射到芯管內(nèi)孔中和芯管外圓周表面與相對的模具表面之間限定的環(huán)形間隙中;打開模具總成以滾模塑的導螺桿取出的裝置。
導螺桿的基體端部分可以與一環(huán)形轉子整體接合在一起，方法是制作一種模具總成，具有第一模腔，它包括一制在模具表面中的螺紋槽，適合于在與芯管中制出的一系列孔位置相配的部位形成螺紋牙頂，模子總成還具有第二模腔，用于整體地將一環(huán)形襪子件模塑到芯管的基體端部分上，第一和第二模腔排列在同一軸線上并且互相溝通;將芯管放置在第一和第二模腔中，環(huán)形轉子位于第二模腔中，以使其環(huán)繞芯管的基體端部分，而在環(huán)形襪子和芯管之間限定一定大小的間隙;將合成樹脂材料沿軸向注射到芯管內(nèi)孔中，這是第一注流，并注射到轉子外圓周表面和模具總成與之相對的模具表面之間限定的第一環(huán)形間隙，以及芯管外表面和襪子內(nèi)表面之間限定的第二環(huán)形間隙中，這是第二注流;注入第二環(huán)形間隙的第二合成樹脂材料流是以樣的方式控制的，即填充入第一環(huán)形間隙中的合成樹脂材料的壓力遠遠高于填充入第二環(huán)形間隙中的合成樹脂材料的壓力。
使用一個模具總成，來圍繞一具有所需機械強度和在與規(guī)定的螺紋的牙頂位置相配的部位制有孔的芯管模塑導螺桿，并在導螺桿的基體端部分整體模塑一環(huán)形轉子件，這種方法可以方便地加以實施，這模具總成包括一模件，它限定一個真正圓筒形的第一模腔，此模腔包括制在其中模具表面中的螺紋槽，它還限定一個真正圓筒形的第二模腔，以承接同軸心線安裝在芯管上的轉子件，第一和第二模腔是相互同軸心線布置的，并且互相溝通;將芯管同軸心線布置在第一和第二模腔中的裝置，將裝在芯管上的轉子同軸心線地放置在第二模腔中的裝置;將合成樹脂材料注射到芯管內(nèi)孔中，轉子外表面和相對的模具表面之間限定的第一環(huán)形間隙中以及芯管外表面和轉子內(nèi)表面之間限定的第二環(huán)形間隙中的門裝置，填充入第二環(huán)形間隙中的合成樹脂流是這樣加以控制的，即填充入第一環(huán)形間隙的合成樹脂材料的壓力遠遠高于填充入第二環(huán)形間隙的合成樹脂材料的壓力;以及打開模具總成讓模塑的導螺桿取出的裝置。
轉子件一般由環(huán)形的永久磁鐵所構成，典型的永久磁鐵是用諸如鐵涂氧的脆性材料制的，當它承受能應力時便容易損壞。根據(jù)本發(fā)明，注射的合成樹脂材料;在其填充到芯管內(nèi)部之前，在圍繞轉子件施加外部壓力。因此，從作用在其內(nèi)圓周表面的內(nèi)壓力，轉子件不會受到過大的張應力，在模型過程中不會遭到破壞。
在第一和第二環(huán)形間隙之間這樣分配合成樹脂材料，可以用許多方法來達到。例如，門裝置可以具有一中心入口，以將合成樹脂材料從芯管軸向的一端填充入其內(nèi)孔中;并具有布置在中心入口周圍的外入口，以將合成樹脂材料從和中心入口同一軸向端填入轉子和相對的模具表面之間所限定的第一環(huán)形間隙，第二模腔具有一溝通的通道，在第二模腔遠離外入口的一端，將第一環(huán)形間隙和第二環(huán)形間隙溝通。有另一種方案，即門裝置可以具有一中心入口，以將合成樹脂材料從芯管軸向的一端填充入其內(nèi)孔中，并具有一限定在模具件中的通道，以通過第一和第二量孔分別將合成樹脂材料的一部分引入第一和第二環(huán)形間隙中，第一和第二量孔的尺寸是這樣確定的，即填充入第一環(huán)形間隙的合成樹脂材料的壓力遠遠高于填充入第二環(huán)形間隙的合成樹脂材料的壓力。
現(xiàn)在參考所附圖紙來說明本發(fā)明，在圖紙中

圖1是用本發(fā)明的方法制造的導螺桿的側視圖;
圖2是從圖1中箭頭Ⅱ所指方向看的端視圖;
圖3是沿圖1中Ⅲ-Ⅲ線切取的剖面圖;
圖4是圖1的一部分的片斷放大剖面圖;
圖5和是圖4相似的視圖，示將圖4略加修改的一個實施例;
圖6是實施本發(fā)明的方法所用的模塑模具總成主要部分的剖面圖;
圖7是和圖6相似的視圖，示將圖6略加修改的一個實施例;
圖8是和圖1相似的視圖，示一與轉子結成整體并用本發(fā)明的方法制造的導螺桿;
圖9是從圖8中箭頭Ⅱ所指方向的看導螺桿端視圖;
圖10是沿圖9中Ⅹ-Ⅹ線切取的剖面圖;
圖11是和圖6相似的示圖，示用本發(fā)明的方法制造圖8到10所說明的導螺桿所用模塑模具總成的主要部分;
圖12是沿圖13中Ⅻ-Ⅻ線切取的剖面圖;
圖13是沿圖12中XIII-XIII線切取的剖面圖;
圖14是圖11和15中所說明的模具總成中所用插入件的透示圖;和圖15是和圖11相似的視圖，系將圖11略加修改的一個實施例。
圖1到3概括地說明按照本發(fā)明第一實施例所制造的一種導螺桿。圖4較詳細地示出導螺桿的一部分和模塑模具總成23的相關部分。此導螺桿1具有一芯管2，合成樹脂材料覆蓋管2的外部和管2的內(nèi)孔10。這種合成樹脂材料可以用任何一種合成樹脂，只要它適合注射模塑并具有足夠的機械強度就行。更具體地說，這導螺桿具有一基體端部分1a，該部分具有總體圓滑的圓筒形表面3;和一自由端部分16，它具有螺紋。在本例中，這螺紋的牙頂4具有較寬的平滑表面，它與基體端部分1a的外圓周表面3處于同一圓周表面上。
芯管2可以用不銹鋼制成，例如，把不銹鋼板的帶條卷成螺旋，制成管狀。芯管也可用具有足夠機械強度和尺寸穩(wěn)定性的材料，諸如其他種類的金屬和合金、自然和人造的纖維和陶瓷制成。管壁中制有一系列5a的孔5，布置成螺旋形，和螺紋牙頂4的位置相對應?？?的數(shù)目可根據(jù)合成樹脂材料的性質(zhì)以及其他設計上的考慮來選擇，在一圈螺旋中可制1-4個孔。這些孔5將芯管外面的合成樹脂材料和在芯管2內(nèi)部的合成樹脂材料相連接。
圖5示根據(jù)本發(fā)明的一個不同的導螺桿實施例。圖1到4中所說明的導螺桿，在每一圈螺紋牙頂4之間的螺紋根部，是由芯管2的外圓周表面確定其界限的。換句話說，一部分的芯管2是暴露的。但在圖5所說明的實施例中，螺紋根部也被一層合成樹脂材料4b所覆蓋，這樣，芯管2的外表面完全被合成樹脂材料所覆蓋。這一實施例具有另外的優(yōu)點，諸如電絕緣性較好，以及導螺桿與一陰螺紋件嚙合時噪聲水平降低等等。
圖6說明可用于模塑圖1到4所說明的導螺桿的模具總成23。模具總成23包括一由模板24a支承的上模7和由模板24支承的下模6，上模7和下模6被一水平分界線PL分開。下模6具有一真正圓筒形的模腔a1，用來模塑導螺桿1的自由端部分1b，模腔a1包括一螺紋槽4a，用來模塑在位置上與一系列孔5a相接的螺紋牙頂4。上模具有一真正圓筒形模腔a2，它與芯管2一起限定一真正圓環(huán)形的間隙，用來模塑導螺桿1的基體端部分。在本例中這圓環(huán)形間隙的寬度實際上等于螺紋牙頂4的高度。
當上模7和下模6接合在一起時，兩個模腔a1和a2相互配置在同一軸線上，并且相互溝通。在將上、下模接合時，管2的自由端部分裝入下模6在下模腔a1中，直至管2的下端被一定位銷8a或一布置的下模6下端的合適的起模桿所恰當?shù)囟ㄎ粸橹?，并且制在?壁中的一系列孔5a在位置上與下模腔a1的螺紋槽4a相對齊。管2的基本端部分同樣裝入上模7的上模腔a2中，在至管2的上端被一上定位銷8b所定位。
另外，圍繞定位銷8a的壓縮螺旋彈簧8c力圖將管2向上推。這樣，芯管2以同軸線的關系被可靠地置于模具總成的模腔中。圖6說明在這時間點上，或者說，在芯管2被插入模具總成23的模腔中并且模具總成閉合后的模具總成的狀態(tài)。
然后，合成樹脂材料從位于環(huán)繞芯管2的上模腔a2上端的門9注射，以使從門9注入的合成樹脂材料流入上模腔a2，然后到下模腔a1中。門9具有一中心入口9a和同軸心環(huán)繞中心入口9a的環(huán)形入口9b。從門9的中心入口9a注射的合成樹脂材料填充到管2的內(nèi)孔10中，而從環(huán)形入口9b注射的合成樹脂材料則沿芯管2的外表面流動。
當合成樹脂材料是這樣分兩股不同的注流從門9的兩個入口9a和9b注入時，這兩股注流在模具總成完全被合成樹脂材料所填滿的時刻會最終互相匯合。如果從門9的中心入口9a進入的注流遠遠多于從門9的環(huán)形入口9b進入的注流，兩股注流會在下模腔a1中芯管2的外面相匯合。相反，如果從門9的環(huán)形入口9b進入的注流遠遠多于從門9的中心入口9a進入的注流，則這兩股注流便會在下模腔a1中芯管2的內(nèi)部相互匯合，不論在哪種情況，兩股注流會以這樣的方式相互匯合，即在芯管2外部的合成樹脂材料通過芯管2上所制的孔與整體地與芯管2內(nèi)部的合成樹脂材料接合。因此，在芯管2外面形成的螺紋牙頂4牢固地扎根在芯管2里面的合成樹脂材料中，從而可靠地和芯管2相連接。
較好的辦法是，從門9的環(huán)形入口9b注入的合成樹脂材料要遠遠多于從門9的中心入口9a注入口的合成樹脂材料。在兩股注流相互匯合的區(qū)域含有細微的分界線，或者說匯合線，這會造成一個薄弱的部位，或者至少令人擔心。因此，讓兩股注流在芯管2內(nèi)相互匯合，可以避免在螺紋牙頂4處形成薄弱的部位或者分界線。
在合成樹脂材料注射入模腔中，這樣模塑成所需的導螺桿后，把上、下模7和6互相分開，從模腔中取出模塑好的導螺桿1。在本例中，可用一機器人臂或其他合適的裝置抓住導螺桿1的基體端部分1a，在轉動它將其從下模6的下模腔a1中旋出的同時，將導螺桿向上拉，便可取出導螺桿1。不拉導螺桿的基體端部分，而推其自由端部分，也可以把導螺桿1從下模6的下模腔a1中向上推出。另一種辦法是，用一種合適的驅動裝置13，可以將下模6適當?shù)剞D動，同時抓住導螺桿的基體端部分向上拉出或推出，或者推導螺桿的自由端，視情況而定。
如果要如圖5中所說明，將螺紋牙頂4的相鄰段之間的芯管外表面用一層合成樹脂材料覆蓋起來，下模腔a1位于螺紋槽4a相鄰段之間的部分的尺寸應這樣確定，即使其與芯管2的外圓周表面之間限定一個間隙。
圖7示模具總成的另一實施例。圖7中與圖6中相對應的零件用同一數(shù)碼來表示。在這實施例中，制在上模腔a2上端的門9只具有一中心入口9a，它用于將合成樹脂材料注射入芯管2的內(nèi)部。上模7另外有一個通道25，從門9伸展到上模腔a2的下端。這樣，一部分的合成樹脂材料從通道25中通過，并從導螺桿軸向的中間部分填充到芯管2和模具表面之間的間隙中。這個間隙伸延到上模腔a2中，也伸延到下模腔a1中，從而合成樹脂材料可以流入下，上模6和7的兩個模腔a1和a2之中。
在兩個實施例中，合成樹脂樹脂在兩股注流之間的分配應適當選擇，選擇的方法是改變?nèi)肟?量孔)和/或通道的尺寸，以使兩股注流能在所需的部位匯合。
可以將上模7用具有斜角銷的兩部分或更多的部分組成，并在下模6中配置適當?shù)尿寗訖C構13，以使模塑有螺紋牙頂4的導螺桿可以借助于操動一起模桿而自動從模具總成中脫出，這超模桿在功能上和驅動機構13相連接(但在圖紙上未示出)。
制在芯管2壁中的孔的直徑可隨合成樹脂材料的粘度、注射壓力以及模具總成的溫度而定，但在大多數(shù)的情況下，以在管子直徑的1/10到2/10的范圍內(nèi)較好。
在不銹鋼管中，一系列的孔5a可以用下述方法來形成，即用一適合的分度機構，以固定的間隔轉動和停止管子，并操動一光閘機構，有選擇地在每一停止時期讓激光射到管子上。也可以這樣做，即不是轉動管子，而是重復進行沿軸向移動管子的步驟，以沿軸向按固定的間隔制出一排孔5a，并按規(guī)定的角度轉動管子，以沿另一條軸向線制出孔，這樣，一系列的孔5a可以按螺旋線制出，并和螺紋牙頂4相對應。
也可以從一處到另一處改變用單一材料或復合材料制的管子的厚度，以使管子的重量最輕。
圖8到10說明整體具有一電動機轉子17的導螺桿。在這例中，轉子17一體地裝在導螺桿1的基體端，它包括一用鋁或同類材料制成的環(huán)14，裝在管2的一端，和一對環(huán)形永久磁鐵件16，也裝在管子2上，鋁環(huán)14的兩側，以使鋁環(huán)緊緊地插在它們之間。每一永久磁鐵16具有突塊15從磁鐵的內(nèi)壁突出，以防止磁鐵相對于導螺桿轉動，并且被磁化為正負交替的磁極。將永久磁鐵中一塊的磁極和另一塊永久磁鐵的磁極偏置，可以把沿轉子17的圓周分布的磁極數(shù)增大，或者說增加一倍。永久磁鐵件16典型地是用諸如鐵涂氧的永久磁鐵材料制成的，這種材料已知是脆性的，或者說具有較低的抗張應力的機械強度。
如果需要，鋁環(huán)14可以取消。在這種情況下，轉子17只由單一的整塊環(huán)形永久磁鐵組成，沿其圓周磁化成正負交替的磁極。
圖11至13說明一種模具總成，用于模塑具有圖8至10中所說明的轉子的導螺桿，圖11中和圖6中相對應的零件用同一數(shù)碼表示。
這模具總成23包括一將導螺桿基體端部分1a和轉子17一起模塑的上模20，和一用于模塑具有螺紋牙頂14的自由端部分1b的下模19。下模19具有一模腔b1，限定螺紋槽4a，用于模塑與制在管2中的一系列孔5a相對應的螺紋牙頂4。上模20具有一模腔b2，它由若干部分組成，部分之間由模腔上的若干徑向肋條(圖12和13)分開，肋條的自由端靠住轉子17的外圓周表面。下模腔b1和上模腔b2布置得互相同一軸線，并當下模19和上模20接合在一起時，它們相互溝通。
在將下模19和上模20接合在一起之前，將裝有轉子17的管2的基體端部分放置在止模20的模腔b2中，而管2的自由端部分放置在下模19的模腔b1中，并使制在管2中的一系列孔5a在位置上與下模腔b1的螺紋槽4a相配。當下模19和上模20接合時，管2的自由端由一定位銷8a或一起模桿定位，而管子2的上端由一定位銷8b定位，裝在管2一端上的轉子17在其外圓周表面由上模腔b2的徑向肋條支承。圖11說明在模腔中裝有芯管2和轉子17的模具總成，而合成樹脂材料還待注射。
合成樹脂材料系從設置在上模腔b2軸線上端的門21注射到上模腔b2中。門21包括一與芯管2內(nèi)部相通的中心入口21a和一外入口21b，外入口21b具有若干個開口，其每一開口通向上模腔b2的幾個部分中與其相連的一部分。從而合成樹脂材料分成兩股注流，一股注流流入芯管2的內(nèi)部，另一注流流入圍繞轉子17的環(huán)形間隙。第一注流沿軸線通過芯管2的內(nèi)孔10向前流，第二注流沿芯管2的外表面向前流。這兩股注流最終或者在芯管2的外部匯合，或者在芯管2的內(nèi)孔10中匯合。在任一情況下，在芯管2外面形成螺紋牙頂4的合成樹脂材料，都通過一系列孔5a牢固地扎根在芯管2內(nèi)部的合成樹脂材料中，從而可靠地和芯管相接合。
在其上裝有轉子17的芯管2的基體端部分，從門21的外入口21b注射來的合成樹脂材料最初填充到由徑向肋條18分開的上模腔b2的每一部分中，最終將圍繞轉子17的上模腔b2的所有部分完全填滿。然后，合成樹脂材料分別通過第一星孔26a和第二量孔26b注入下模腔b1中圍繞芯管2的環(huán)形間隙中和上模腔b2中轉子17和芯管2之間所限定的環(huán)形間隙，第一量孔26a和第二量孔26b由置于上模腔b2底端的插入件2b所限定。圖14示這插入件26的放大視圖。因為在合成材料填充到轉子17和永久磁鐵件26的內(nèi)部，向轉子17施加內(nèi)壓力之前，轉子17從填充到圍繞轉子17的上模腔b2中的合成樹脂材料接受到一外壓力，所以永久磁鐵件1b不受到任何占支配地位的內(nèi)壓力，這樣，靠填充到上模腔各部分中，或者說，轉子17和相對的模具表面之間所限定的間隙中的合成樹脂材料所施加的外壓力，永久磁鐵避免了斷裂。
圖15示模具總成23的另一個實施例。在圖15中，與圖11中相對應的零件用同一數(shù)碼表示。在本實施例中，設置在上模腔b2上端的門21只有一個中心入口21a，用于將合成樹脂材料注射入芯管2的內(nèi)部，上模20另外還有一通道27，從門21伸延到上模腔b2的下端。這樣，注射的合成樹脂材料的一部分由通道27引導，通過插入件26上的第一墨孔26a填充入上模腔b2中轉子17的外圓周表面和相對的模具表面之間所限定的環(huán)形間隙，并通過插入件26的第二量孔26b填充入芯管2和下模腔b1中相對的模具表面之間所限定的環(huán)形間隙以及上模腔b2中芯管2外表面和轉子17的內(nèi)圓周表面之間所限定的環(huán)形間隙。環(huán)繞芯管2的環(huán)形間隙即伸展到上模腔b2中，也伸展到下模腔b1中，注射的合成樹脂材料沿芯管2外表面在上模腔b2中向上流，在下模腔b1中向下流。在本例中，還由于在合成樹脂材料填充入轉子17的永久磁鐵件1b的內(nèi)部并將內(nèi)壓力施加到轉子17上之前，轉子17從填充入圍繞轉子17的上模腔b2部分的合成樹脂材料承受一個外壓力，永久磁鐵件1b不承受任何內(nèi)壓力，從而靠填充入模腔幾個部分或轉子17和相對的模具表面之間所限定的間隙中的合成樹脂材料施加的外壓力，永久磁鐵件避免了斷裂。
不用上述下模腔b1的結構，在這種結構中，模腔b1具有用以模塑螺紋牙頂4的螺紋槽4a，和制在管2另一端中的一系列孔5a相對應，并且位于螺紋牙頂4相鄰段之間的管2外圓周表面部分是暴露的，而可以采用下面的結構作為另一個實施例。
為了覆蓋位于螺紋牙頂4的相鄰段之間的管子2的外圓周表面部分，而不是讓其暴露，下模19的模腔b1可以制成這樣，即在模具表面和芯管外表面之間螺紋牙頂4的根部形成一個間隙，于是將上模20和下模19接合并如上文所述將合成樹脂材料注射到其中，導螺桿1便可以和轉子17整體模塑而成，不暴露管子的任何部分。
上述實施例的模具總成的結構是這樣的，即要模塑的構件在模塑過程中是垂直放置，但如果需要，在模塑過程中，也可以將要模塑的物件橫放，甚至斜放。雖然在圖紙中未表示出來，但也可以將若干個模腔并列安置，以便同時模塑許多導螺桿。
根據(jù)所附圖紙上說明的本發(fā)明的模具總成包括一固定的下模6或19和一可活動的上模7或20，上下模分別由相關的模板24和24a夾持，并且具有一通道，它包括門9或21，模具總成在功能上和一模具溫度控制單元和一驅動機構相連接，以使上模7或20和下模6或19可以在功能上相互配合。
有上述結構的本發(fā)明具有下述優(yōu)點。
(a)由于本發(fā)明的導螺桿包括一用金屬或同類材料制成的芯件和一用合成樹脂材料圍繞金屬管制成的螺紋牙頂，螺紋牙頂通過在管中制出的孔與填充在管子中心孔內(nèi)的合成樹脂材料相連接，螺紋牙頂和管子的外圓周表面得以牢固地結合。
因此，本發(fā)明的導螺桿在其抵抗彎曲和張應力方面得到了改進，并且和用金屬桿或同類材料機械加工制成的可比的導螺桿相比，重量輕，磨擦小，電絕緣性好。
(b)因為合成樹脂材料是在一均勻的內(nèi)壓力下注射到金屬模具的螺紋槽中的，這樣形成的螺紋牙頂是和通過在沿螺紋槽放置的管子壁中制有的一系列孔填充入管子內(nèi)孔中的合成樹脂材料整體地相結合，所以螺紋牙頂?shù)男泵婧吐菁y牙頂?shù)穆菥嗫梢愿呔刃纬?，在運動方向的轉換上，可以達到高度的可靠性和精確度。
(c)根據(jù)本發(fā)明的某一方面，因為合成樹脂材料把位于螺紋牙頂相鄰段之間的管子外圓周表面覆蓋起來，而不是讓它暴露，所以不但防銹和電絕緣的能力可得到改善，并且還可以具有諸如防止噪音的產(chǎn)生和保證螺紋牙頂尺寸精度的優(yōu)點。
(d)根據(jù)本發(fā)明關于和一轉子整體接合的導螺桿以及實施此方法所用模具總成的另外一個方面，因為合成樹脂材料只有在圍繞永久磁鐵件的模腔被合成樹脂材料填滿后，才填充入環(huán)形永久磁鐵件內(nèi)的間隙之中，所以在模塑過程中可以避免磁鐵件的斷裂。
另外，因為轉子和管子是整體結合在一起，后繼的制造過程得以簡化，對后繼加工工作的需要可以減少。這樣，本發(fā)明具有各種工業(yè)上的優(yōu)點，例如生產(chǎn)效率提高，制造成本降低。
雖然，本發(fā)明用了這里的一些特殊的實施例作了描述，但也可以不離開本發(fā)明的精神，在細節(jié)上作某些修改和變更。
權利要求
1.一種模塑導螺桿的方法，包括以下步驟；在一根用具有所需機械強度的金屬或同類材料制成的芯管的壁中制出許多孔，孔所在的部位與規(guī)定的螺紋的牙頂位置相配；制作一個模具總成，它具一模腔，模腔中包括一制在模具表面上的螺紋槽，以螺紋槽適合于形成與上述管子中所制出的上述一系列孔的位置相配的上述螺紋牙頂；將上述芯管放置在上述模具總成的上述模腔中，使上述芯管中的上述一系列孔與上述模腔的上述螺紋槽的位置相配；沿軸向將合成樹脂材料注射入上述芯管的內(nèi)孔中，這是第一注流，并將合成樹脂材料注射入上述芯管外圓周表面與上述模腔的相對模具表面之間所限定的環(huán)形間隙中，這是第二注流；和從上述模具總成中取出這樣模塑成的導螺桿。
2.根據(jù)權利要求1的一種模塑導螺桿的方法，其特征在于，在沿軸向流入上述芯管的上述內(nèi)孔中的第一注流和沿上述芯管的外圓周表面軸向流動的第二注流之間合成樹脂材料的分配是以這樣的方式確定的，即上述第一和第二注流在上述芯管的內(nèi)孔的內(nèi)部相互匯合。
3.根據(jù)權利要求1的一種模塑導螺桿的方法，其特征在于，上述螺紋槽的相鄰段之間的上述模具表面部分系與上述芯管的相對的外圓周表面相互接觸。
4.根據(jù)權利要求1的一種模塑導螺桿的方法，其特征在于，位于上述螺紋槽相鄰段之間的模具表面部分與上述芯管的相對的外圓周表面之間限定一個環(huán)形間隙。
5.根據(jù)權利要求1的一種模塑導螺桿的方法，其特征在于，從上述模具總成中取出上述模塑的導螺桿的上述步驟包括相對于上述模具總成轉動上述導螺桿的步驟，轉動是繞上述導螺桿的軸線，朝將其從上述模腔中擰松的方向進行的。
6.一種模塑在其基體端部具有一轉子的導螺桿的方法，包括下列步驟在一根具有所需機械強度或同類材料制成的芯管的壁中制出許多孔，孔所在的部位與規(guī)定的螺紋的牙頂位置相配;制作一模具總成，它具有第一模腔，其中包括一形成在橫腔的模具表面上的螺紋槽，螺紋槽適合于形成與上述芯管上制有的上述一系列孔的位置相配的螺紋牙頂，模具總成還具有第二模腔，用來在上述芯管的基體端部分整體模塑一環(huán)形轉子，上述第一和第二模腔布置在同一軸線上并相互構通;將上述芯管放置在上述第一和第二模腔中，并且上述環(huán)形轉子位于上述第二模腔中，以使圍繞上述芯管的上述基體端部分，有一個由上述環(huán)形轉子和上述芯管之間所限定的一定的間隙;將合成樹脂材料沿軸向注射入上述芯管的內(nèi)孔中，這是第一注流，并注射入上述轉子外圓周表面和上述模具總成的相對的模具表面之間所限定的第一環(huán)形間隙，和上述芯管的外圓周表面和上述轉子的內(nèi)圓周表面之間所限定的第二環(huán)形間隙，這是第二注流，流入上述第二環(huán)形間隙的上述合成樹脂材料的那部分第二注流是這樣控制的，即填充入第一環(huán)形間隙的上述合成樹脂材料的壓力高于填充入上述第二環(huán)形間隙的合成樹脂材料的壓力;和從上述模具總成中取出這樣模塑成的導螺桿。
7.一種根據(jù)權利要求6的模塑導螺桿的方法，其特征在于，合成樹脂材料在沿軸向流入上述芯管的上述內(nèi)孔中的第一注流和沿上述芯管的外圓周表面軸向流動的第二注流之間的分配是以這樣的方式確定的，即上述第一和第二注流在上述芯管的上述內(nèi)孔的內(nèi)部相互匯合。
8.一種根據(jù)權利要求6的模塑導螺桿的方法，其特征在于，位于上述螺紋槽的相鄰段之間的模具表面部分和上述芯管的相對的外圓周表面相互接觸。
9.一種根據(jù)權利要求6的模塑導螺桿的方法，其特征在于，位于上述螺紋槽的相鄰段之間的模具表面部分和上述芯管與其相對的外圓周表面之間限定一個環(huán)形間隙。
10.一種根據(jù)權利要求6的模塑導螺桿的方法，其特征在于，將上述模塑的導螺桿從上述模具總成中取出的步驟包括將上述模塑的導螺桿相對于上述模具總成繞其軸線朝擰松的方向旋轉，以將上述導螺桿從上述模腔中擰出。
11.一種圍繞一具有所需機械強度的芯管模塑導螺桿的模具總成，上述芯管在與規(guī)定的螺紋的牙頂位置相配的部位制有一些孔，該模具總成包括一個限定一基本圓筒形模腔的模件，上述模腔包括一制在模具表面上的螺紋槽;將上述芯管同軸地定位在上述模腔中的裝置;用于注射合成樹脂材料的門裝置，合成樹脂材料注射到上述芯管內(nèi)孔中以及上述芯管的外圓周表面和相對的模具表面所限定環(huán)形間隙中;和用于開啟上述模具總成以讓模塑的導螺桿取出的裝置。
12.一種根據(jù)權利要求11的模具總成，其特征在于，上述門裝置包括一個中心入口，用于從芯管的一個軸端將合成樹脂材料填充入上述芯管的上述內(nèi)孔中;和一外入口，圍繞上述中心入口布置，用于從中心入口的同一軸端將合成樹脂材料填充入上述芯管的外圓周表面和相對的模具表面之間所限定的環(huán)形間隙中。
13.一種根據(jù)權利要求11的模具總成，其特征在于，上述門裝置包括一個中心入口，用于從芯管的一個軸向端將合成樹脂材料填充入上述芯管的上述內(nèi)孔中;和一限定于上述模件中的通道，用于將合成樹脂材料的一部分列入上述芯管的外圓周表面和相對的模具表面之間所限定的環(huán)形間隙中，從一外入口進入上述模腔的沿軸向的中間區(qū)域。
14.一種根據(jù)權利要求11的模具總成，其特征在于，位于上述螺紋槽的相鄰段之間的上述模具表面部分與上述芯管的相對的外圓周表面是相互接觸的。
15.一種根據(jù)權利要求11的模具總成，其特征在于，位于上述螺紋槽的相鄰段之間的上述模具表面部分與上述芯管的相對的外圓周表面之間限定一個環(huán)形間隙。
16.一種模具總成，用于圍繞一具有所需機械強度的芯管模塑導螺桿，上述芯管在與規(guī)定的螺紋的牙頂位置相配的部位制有一些孔;并用于將一環(huán)形轉子件整體模塑到上述芯管的基體端部分;該模具總成包括一模件，它限定包括制在模具表面中的螺紋槽的基本圓筒形第一模腔和一用于接受同軸裝在上述芯管上的上述轉子件的基本圓筒形第二模腔。上述第一和第二模腔系相互同軸線布置并且相互溝通;用于將上述芯管同軸線地放置在上述第一和第二模腔中的裝置;裝配芯管時，用于將所述轉子件同軸地放置在第二模腔中的裝置;門裝置，用于將合成樹脂材料注射入上述芯管的內(nèi)孔中以及上述轉子件的外表面和相對的模具表面之間所限定的第一環(huán)形間隙和上述芯管外表面和上述轉子件內(nèi)表面之間所限定的第二環(huán)形間隙;填充入上述第二間隙的上述合成樹脂材料的注流是這樣控制的，即填充入上述第一環(huán)形間隙的上述合成樹脂材料的壓力高于填充入上述第二環(huán)形間隙中的合成樹脂材料的壓力;和用于開啟上述模具總成以讓模塑的導螺桿取出的裝置。
17.一種根據(jù)權利要求16用于模塑導螺桿的模具總成，其特征在于，上述門裝置包括一用于從上述芯管一軸端將合成樹脂材料填充入上述芯管內(nèi)孔的中心入口和一圍繞上述中心入口布置的外入口，這外入口用于從與上述中心入口同一軸端將合成樹脂材料填充入限定于上述轉子和上述相對的模具表面之間的第一環(huán)形間隙，上述第二模腔制有一溝通用的通道，將上述第一環(huán)形間隙和上述第二環(huán)形間隙，在上述第二模腔遠離上邊外入口的一端溝通起來。
18.一種根據(jù)權利要求16用于模塑導螺桿的模具總成，其特征在于，上述門裝置包括一用于從上述芯管的一軸端將合成樹脂材料填充入上述芯管的上述內(nèi)孔中的中心入口和一限定于上述模件中的通道，該通道用于將上述合成樹脂材料的一部分分別通過第一和第二量孔引入上述第一和第二環(huán)形間隙中，上述第一和第二量孔的尺寸是這樣確定的，即要使得填充入上述第一環(huán)形間隙的上述合成樹脂材料的壓力高于填充入上述第二環(huán)形間隙的合成樹脂材料的壓力。
19.一種根據(jù)權利要求16用于模塑導螺桿的模具總成，其特征在于，位于上述螺紋槽的相鄰段之間的上述模具表面部分系與上述芯管的相對的外圓周表面相互接觸。
20.一種根據(jù)權利要求16用于模塑導螺桿的模具總成，其特征在于，位于上述螺紋槽的相鄰段之間的上述模具表面部分與上述芯管的相對的外圓周表面之間限定一個環(huán)形間隙。
全文摘要
在模塑用于將旋轉運動轉換為直線運動的導螺桿的方法包括下列步驟在一管子的壁中制出許多孔，它們以螺旋狀排列；制作一金屬模具總成，它具有一模腔，其中限定一螺紋槽，適合于形成螺紋牙頂，以與一系列的孔的位置相配；將管子安放在模腔中；并將合成樹脂材料注塑到模腔中，使合成樹脂材料可以分兩路流動；一路在芯管中流動，另一路沿芯管的外表面流動；螺紋牙頂和填充在芯管中的合成樹脂材料相連接，并能和芯管可靠地接合。
文檔編號B29L31/34GK1111188SQ9411539
公開日1995年11月8日 申請日期1994年9月16日 優(yōu)先權日1993年9月17日
發(fā)明者石井清, 石川瑞穗 申請人:株式會社模具技術研究所, 米耐發(fā)株式會社