專(zhuān)利名稱(chēng)：消震器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓配到電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的消震器及制造該消震器的方法背景技術(shù)在日本專(zhuān)利公報(bào)第2004-28295號(hào)中揭示了一種固定框架型電動(dòng)機(jī)(為電動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)例)。在該電動(dòng)機(jī)中，與電動(dòng)機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)軸由一對(duì)帶軸承的支架可旋轉(zhuǎn)地支承。消震器設(shè)置提供在旋轉(zhuǎn)軸的一端，它位于輸出側(cè)的相對(duì)側(cè)以防止電動(dòng)機(jī)振動(dòng)、限制或削弱其速度波動(dòng)并使之平靜。消震器具有圓柱形轂，它壓配在旋轉(zhuǎn)軸上；慣性盤(pán)，它同軸地設(shè)置在轂的外側(cè)以賦予電動(dòng)機(jī)慣性質(zhì)量；以及防振橡膠件，它通過(guò)硫化處理粘結(jié)在轂和慣量盤(pán)上。
如果消震器用小的壓配力壓配在旋轉(zhuǎn)軸上，那么消震器會(huì)空轉(zhuǎn)；如果消震器用大的壓配力壓配于其上，會(huì)發(fā)生軸的振擺和破壞。因此，轂的圓度和轂的內(nèi)徑公差必須限制在從幾μm到幾十μm。為此，就要通過(guò)切割或澆鑄金屬材料例如鐵、黃銅之類(lèi)的鐵合金來(lái)制造轂。在使用鐵燒結(jié)材料的情況下，應(yīng)當(dāng)在轂上涂敷防銹介質(zhì)如油、粘合劑以防生銹。
當(dāng)通過(guò)切割操作來(lái)確定轂的尺寸的情況下，會(huì)要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。尤其是，鐵金屬材料的切割速率低。因此生產(chǎn)成本必然增加。
此外，在使用鐵金屬材料時(shí)，必須在轂上涂敷防銹介質(zhì)。因此，增加處理步驟數(shù)量。并且，轂的圓度會(huì)由于其內(nèi)徑的公差而降低，因此消震器不能用固定的力來(lái)壓配。
目前，包括鎘的材料使用已被控制以減少環(huán)境負(fù)擔(dān)。也許，包括鎘的黃銅制成的部件會(huì)被禁止。因此，如果使用無(wú)鎘的黃銅部件，那么生產(chǎn)成本必然增加很多。
在通過(guò)切割操作形成轂時(shí)，轂形成為具有光滑外圓周面的圓柱形。因此，很難增加粘結(jié)表面面積，該粘結(jié)表面將粘結(jié)到橡膠件的粘結(jié)表面上。
此外，如果轂由燒結(jié)材料制成，那么包括在用于粘結(jié)的金屬粉末里的油和機(jī)加工油(machining oil)將易于保留在轂內(nèi)，從而導(dǎo)致難以用高的粘結(jié)力將轂硫化粘結(jié)到橡膠件上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題。
本發(fā)明一個(gè)目的是提供一種成本低且環(huán)保的消震器，它可通過(guò)簡(jiǎn)化的方法生產(chǎn)且易于定尺寸，并可提高燒結(jié)件和防振件之間相互硫化粘結(jié)的粘合力。
另一目的是提供一種生產(chǎn)所述消震器的方法。
為了達(dá)到這些目的，本發(fā)明具有如下結(jié)構(gòu)。
即本發(fā)明的消震器包括壓配在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的壓配部分，且壓配部分包括由熔結(jié)材料制成的第一環(huán)件；設(shè)置在第一環(huán)件外側(cè)上的第二環(huán)件，第二環(huán)件產(chǎn)生慣性質(zhì)量；以及軸向整合在第一環(huán)件和第二環(huán)件上的防振件。
在消震器中，第一環(huán)件可由鐵燒合材料或含銅燒合材料制成。
在消震器中，第一環(huán)件和防振件的粘結(jié)表面是粗糙表面或凹凸表面。
制造消震器的方法包括如下步驟在由燒結(jié)材料制成的第一環(huán)件外圓周表面和由金屬制成的第二環(huán)件表面上涂敷防銹介質(zhì)；在一模具內(nèi)同軸設(shè)置第一環(huán)件和第二環(huán)件；在一封閉模具內(nèi)硫化第一環(huán)件和第二環(huán)件以用防振件整合第一環(huán)件和第二環(huán)件。
在該方法中，第一環(huán)件通過(guò)以下步驟制成第一燒結(jié)步驟，其中在一模具內(nèi)加熱和壓制金屬粉末以形成環(huán)形燒結(jié)體；防銹步驟，其中蒸汽處理燒結(jié)體；定尺寸步驟，該步驟至少在硫化處理之前或之后進(jìn)行，其中在燒結(jié)體上涂敷機(jī)加工油，在另一模具內(nèi)設(shè)置燒結(jié)體并壓制成形以正確地為燒結(jié)體定尺寸；以及第二燒結(jié)步驟，其中在指定溫度下加熱定尺寸的燒結(jié)體以將油去除。
在該方法中，定尺寸的燒結(jié)體在機(jī)加工油的沸騰溫度下加熱，該加工步驟已用于為燒結(jié)體定尺寸，或用在以上所述第二燒結(jié)步驟中。
在本發(fā)明消震器鎮(zhèn)及其生產(chǎn)方法中，壓配在旋轉(zhuǎn)軸上的壓配部分包括由燒結(jié)材料制成的第一環(huán)件。第一環(huán)件在一模具內(nèi)形成，因而內(nèi)徑、圓度等的尺寸精確度可易于提高。此外，還可簡(jiǎn)化消震器的生產(chǎn)方法，且可低成本批量生產(chǎn)消震器。即使第一環(huán)件由鐵燒結(jié)材料制成，可不在最終處理中涂敷防銹介質(zhì)而通過(guò)防銹步驟的蒸汽處理預(yù)防鐵銹的形成。由于使用無(wú)鎘部件且可降低生產(chǎn)成本，故可生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品。此外，第一環(huán)件在該模具內(nèi)形成以使第一環(huán)件的粘結(jié)表面不需要額外處理就可形成粗糙表面或凹凸表面。因此，可增加第一環(huán)件的粘結(jié)表面面積，以提高第一環(huán)件和防振件之間的粘結(jié)力。


本發(fā)明的實(shí)施例將通過(guò)實(shí)例并參照附圖來(lái)進(jìn)行描述，其中圖1是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正視圖。
圖2是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的后視圖。
圖3是第一實(shí)施例消震器的平面圖。
圖4是沿圖3的線(xiàn)A-A的剖視圖。
圖5A是第二實(shí)施例轂的平面圖。
圖5B是該轂的右視圖。
圖5C是沿5A的線(xiàn)E-E的剖視圖。
圖6A是第三實(shí)施例轂的平面圖。
圖6B是該轂的右視圖；以及圖6C是沿圖6A的線(xiàn)F-F的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例現(xiàn)將參照附圖來(lái)進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明的消震器主要是壓配在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上且用于吸收振動(dòng)。
在以下實(shí)施例中，將一種用于例如驅(qū)動(dòng)復(fù)印機(jī)掃描器的、驅(qū)動(dòng)打印機(jī)的托架的、或驅(qū)動(dòng)打印機(jī)的送紙器的內(nèi)轉(zhuǎn)子型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的實(shí)例來(lái)進(jìn)行闡述。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的外形將參照?qǐng)D1進(jìn)行闡述。
在圖1中，轉(zhuǎn)子包括具有轉(zhuǎn)子小齒的轉(zhuǎn)子鐵芯，且轉(zhuǎn)子和由非磁性材料制成的旋轉(zhuǎn)軸1一起旋轉(zhuǎn)。定子包括圍繞轉(zhuǎn)子的定子鐵芯。定子鐵芯包括磁極，其相應(yīng)地具有面向轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子小齒的定子小齒。激磁導(dǎo)線(xiàn)用絕緣件環(huán)繞在磁極上。通過(guò)用切換纏繞在定子鐵芯磁極上的激磁導(dǎo)線(xiàn)的激磁段接通電源，轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)子小齒旋轉(zhuǎn)所指定的角度直到達(dá)到穩(wěn)定位置，在每個(gè)穩(wěn)定位置轉(zhuǎn)子小齒相對(duì)于相應(yīng)的定子小齒磁穩(wěn)定。
一對(duì)支架2和3用軸承旋轉(zhuǎn)地支承轉(zhuǎn)子，且它們軸向設(shè)置在定子鐵芯的兩側(cè)并通過(guò)螺釘固定在其上。因此定子鐵芯被支架2和3夾在中間。旋轉(zhuǎn)軸1穿通支架2，并位于安裝表面?zhèn)?，且從其中外向突出。扭矩傳遞件(例如齒輪、滑輪)連接在旋轉(zhuǎn)軸1的突出部，且發(fā)電機(jī)安裝在安裝表面(未示出)。
此外，旋轉(zhuǎn)軸1從后支架3向外突出，且消震器4壓配在旋轉(zhuǎn)軸1的后端部。在圖1中，第一實(shí)施例的消震器包括由燒結(jié)材料制成的第一環(huán)件(轂)5；金屬第二環(huán)件(慣量盤(pán))6，它設(shè)置在第一環(huán)件5的外側(cè)以產(chǎn)生慣性質(zhì)量；以及防振件(橡膠件)7，它通過(guò)硫化粘合使環(huán)件5和6同軸整合成一體。注意，消震器4的壓配部分由環(huán)件5和6以及防振件7組成。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，用橡膠件7粘結(jié)在轂5上的慣量盤(pán)6與旋轉(zhuǎn)軸1一起旋轉(zhuǎn)。那時(shí)，通過(guò)給出慣性質(zhì)量的慣量盤(pán)6的旋轉(zhuǎn)而在橡膠件7內(nèi)產(chǎn)生與慣量盤(pán)6的旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，從而可使產(chǎn)生在旋轉(zhuǎn)軸1周?chē)恼駝?dòng)減弱。由于間歇驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，在低速區(qū)和高速區(qū)易于產(chǎn)生振動(dòng)。因此，可適當(dāng)?shù)厥褂孟鹌?。
轂5可由例如不銹的或鐵的無(wú)鎘燒結(jié)材料制成、并通過(guò)加熱和壓制一材料而在一壓模內(nèi)燒結(jié)形成為圓柱形。將對(duì)本實(shí)施例轂5的生產(chǎn)方法進(jìn)行描述。
轂5通過(guò)加熱并壓制金屬粉末而形成，該金屬粉末為在壓模內(nèi)燒結(jié)的材料。通過(guò)該步驟，形成環(huán)形燒結(jié)體。該步驟是第一燒結(jié)步驟。燒結(jié)溫度取決于燒結(jié)的粉末材料。例如，在使用鐵粉材料時(shí)，如日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SMF430，燒結(jié)溫度為1100-1200℃。
然后，將該燒結(jié)體作蒸汽處理以在熔合體表面強(qiáng)制形成氧化層。該氧化層可防止生銹。該步驟為防銹步驟。
接下來(lái)，至少在蒸汽處理之前或之后，將機(jī)加工油涂敷在燒結(jié)體上，并將燒結(jié)體設(shè)置在另一模具內(nèi)并壓制成形以為燒結(jié)體正確地確定尺寸。該步驟為定尺寸步驟。在蒸汽處理之前和之后的成形定尺寸步驟中，可在第一定尺寸步驟中對(duì)燒結(jié)體粗略地定尺寸，然后燒結(jié)體可在第二定尺寸步驟中精確地定尺寸。使用機(jī)加工油以確保將定尺寸的燒結(jié)體從模具中分離。燒結(jié)體不僅包括油成分(該油成分最初地包括在燒結(jié)的粉末材料中)還包括機(jī)加工油。因此定尺寸的燒結(jié)體應(yīng)當(dāng)在硫化處理之前脫脂或清洗以提高粘結(jié)力。
因此，定尺寸的燒結(jié)體要在機(jī)加工油的沸騰溫度如260℃或以上、最好為260-500℃下加熱，以將油去除。該步驟為第二燒結(jié)步驟。注意，如果定尺寸的燒結(jié)體在500℃或以上加熱，那么通過(guò)蒸汽處理已形成的轂5的氧化層，將會(huì)剝落以致喪失防銹效果。也就是說(shuō)，合適的燒結(jié)溫度是在機(jī)加工油的沸騰溫度和500℃之間。
慣量盤(pán)6由鋼盤(pán)、如熱軋低碳鋼盤(pán)(SPHC)制成。優(yōu)選的橡膠件7由具有足夠防振性能和防油性能的橡膠如NBR、NR、VR、IIR、硅樹(shù)脂橡膠或EPDM制成。轂5和慣量盤(pán)6同軸設(shè)置在模具表面，然后將橡膠件7再設(shè)置在其上。在該狀態(tài)下，關(guān)閉并夾住該模具以對(duì)該模具進(jìn)行加熱和壓制。通過(guò)對(duì)該模具加熱和壓制，轂5和慣量盤(pán)6硫化粘結(jié)，從而制成消震器4。
接著，將對(duì)一種生產(chǎn)消震器4的方法進(jìn)行描述，該消震器包含由燒結(jié)材料制成的轂5和慣量盤(pán)6。
首先，將轂5和慣量盤(pán)6脫脂，然后，將轂5和慣量盤(pán)6的粘合表面通過(guò)噴丸清理形成粗糙表面。該步驟為粗糙化步驟。例如轂5的外圓周面和慣量盤(pán)6的外表面被粗糙化。
在進(jìn)行粗糙化步驟之后，將轂5和慣量盤(pán)6清洗一次，然后在轂5的外圓周面和慣量盤(pán)6的外表面上涂敷粘結(jié)介質(zhì)。也就是說(shuō)，將粘結(jié)介質(zhì)涂敷在其表面上，在其表面上粘結(jié)上橡膠件7。該步驟為粘結(jié)劑涂敷步驟。接下來(lái)，將轂5和慣量盤(pán)6同軸設(shè)置在該模具(未示出)中，然后再在其中設(shè)置橡膠件7。在該狀態(tài)下，關(guān)閉并夾住該模具以對(duì)該模具進(jìn)行加熱和壓制。通過(guò)對(duì)該模具加熱和壓制，轂5和慣量盤(pán)6硫化粘結(jié)。該步驟為硫化步驟。由于轂5的外圓周面已形成粗糙表面(凹凸表面)，就可增加粘結(jié)到橡膠件7上的粘結(jié)面積，從而提高粘結(jié)力。根據(jù)以上所述步驟，可以制造消震器4，其中轂5與慣量盤(pán)6和橡膠件7整合成一體。消震器4從該模具中取出，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸1將壓配入轂5的軸向孔。
在第一實(shí)施例的消震器和生產(chǎn)方法中，轂5通過(guò)壓制操作形成，因而可降低尺寸精度(如內(nèi)徑公差、圓度)的變化，降低了生產(chǎn)成本，并且可批量生產(chǎn)消震器。即使轂5由鐵燒結(jié)材料制成，也不需要附加的防銹處理，通過(guò)蒸汽處理就可防止生銹。此外，轂5的粘結(jié)表面(外圓周面)形成的粗糙表面(凹凸表面)，可增加粘結(jié)面積，因而提高粘結(jié)力。
其它實(shí)施例的轂在圖5A-5C及6A-6C中示出。
第二實(shí)施例的轂5在圖5A-5C中示出。突出線(xiàn)8形成在粘結(jié)表面(外圓周面)上，它將與防振件7相粘結(jié)。
在另一方面，第三實(shí)施例的轂5在圖6A-6C中示出。突出線(xiàn)8與第二實(shí)施例相同形成在粘結(jié)表面(外圓周面)上。此外，各突出線(xiàn)8的兩側(cè)面沿漸開(kāi)線(xiàn)彎曲，以增加粘結(jié)面積。
通過(guò)形成突出線(xiàn)8的凹凸表面，可確保防止防振件7相對(duì)于轂5的空轉(zhuǎn)。突出和凹陷，突出部分或凸起(例如突出線(xiàn)8)，它需在整個(gè)圓周面上形成。也就是說(shuō)，可在圓周面上形成至少一個(gè)突出部分或凸起。此外，至少可形成一對(duì)相互面對(duì)的凸起和凹陷。
注意，盡管步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(例如PM型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、VR型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、HB型步進(jìn)電動(dòng)機(jī))可用在上述實(shí)施例中，但該電動(dòng)機(jī)并不只限于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明可應(yīng)用到多種電動(dòng)機(jī)，例如換向器電動(dòng)機(jī)、無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明可不偏離其本質(zhì)特征的精神而以其它的特定形式來(lái)具體實(shí)施。因此而認(rèn)為這里的諸實(shí)施例考慮在所述各方面都是說(shuō)明性的而非限制性的，本發(fā)明的范圍系所附權(quán)利要求書(shū)而不是前述說(shuō)明來(lái)知名，而所有不超出權(quán)利要求書(shū)的同等物的范圍和含義的改變都應(yīng)被包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種消震器，包括壓配在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的壓配部分，其中，所述壓配部分包括一第一環(huán)件，所述第一環(huán)件由燒結(jié)材料制成的；一第二環(huán)件，所述第二環(huán)件設(shè)置在所述第一環(huán)件外側(cè)上，所述第二環(huán)件產(chǎn)生慣性質(zhì)量；以及一防振件，所述防振件軸向整合所述第一環(huán)件和所述第二環(huán)件。
2.如權(quán)利要求1所述的消震器，其特征在于，所述第一環(huán)件由鐵燒結(jié)材料或銅燒結(jié)材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的消震器，其特征在于，所述第一環(huán)件和所述防振件的粘結(jié)表面是粗糙表面或凹凸表面。
4.一種制造消震器的方法，包括如下步驟在由燒結(jié)材料制成的第一環(huán)件的外圓周表面和由金屬制成的第二環(huán)件的表面上涂敷防銹介質(zhì)；在一模具內(nèi)同軸設(shè)置所述第一環(huán)件和所述第二環(huán)件；在封閉模具內(nèi)硫化所述第一環(huán)件和所述第二環(huán)件，從而用防振件整合所述第一環(huán)件和所述第二環(huán)件。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一環(huán)件通過(guò)以下步驟制成第一燒結(jié)步驟，其中在一模具內(nèi)加熱和壓制金屬粉末以形成環(huán)形燒結(jié)體；防銹步驟，其中蒸汽處理燒結(jié)體；定尺寸步驟，該步驟至少在硫化處理之前或之后進(jìn)行，其中在燒結(jié)體上涂敷機(jī)加工油，在另一模具內(nèi)設(shè)置燒結(jié)體并壓制成形以正確地為燒結(jié)體定尺寸；以及第二燒結(jié)步驟，其中在指定溫度下加熱定尺寸的燒結(jié)體以將油去除。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在機(jī)加工油的沸騰溫度下加熱所述定尺寸的燒結(jié)體，該加工步驟已用于為燒結(jié)體定尺寸，或用在以上所述第二燒結(jié)步驟中。
全文摘要
低成本及環(huán)保消震器可通過(guò)簡(jiǎn)化的方法制成并易于定尺寸。該消震器包括壓配在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的壓配部分。該壓配部分包括由燒結(jié)材料制成的第一環(huán)件；設(shè)置在第一環(huán)件外側(cè)上的第二環(huán)件，第二環(huán)件產(chǎn)生慣性質(zhì)量；以及軸向整合在第一環(huán)件和第二環(huán)件上的防振件。
文檔編號(hào)H02K37/24GK1983771SQ20061014217
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者鈴木豐, 佐藤英信, 巖淵宣郎 申請(qǐng)人:信濃絹糸株式會(huì)社, 富國(guó)株式會(huì)社