CN1435004A - 永磁马达轴的制备 - Google Patents

Abstract

一种形成一个用于永久磁铁马达的精密轴杆的系统，是利用该精密轴杆的一个工作表面区域以及一个以同轴方式配置的转子区域。一个切割工具是被使用来沿着工作及转子区域的整个长度以进行一个第一加工或切割行进。切割工具的后续的行进是被限制于马达轴杆的工作区域，用以形成一个螺纹滚珠螺杆部分(threaded ball screw shaft portion)。然而，转子区域是维持有连续的浅沟槽，其是被具有精密轴杆原始直径的螺旋轴杆部分所环绕。因此，产生磁性转子的粘着的轴杆制备是不会影响轴杆直径。在转子区域中的浅沟槽的深度是大约介于0.001英寸与0.004英寸之间，并且较佳是为0.003英寸。永久磁铁转子是通过一种A+B热固化环氧化物而被结合至精密轴杆的转子表面区域。

Description

永磁马达轴的制备

发明领域

本发明涉及一种高精度电动马达的电枢，具体来说，涉及一种马达轴杆以及用于将永久转子磁铁固定至该马达轴杆的制备方法。

背景技术

对于高精密电动马达，在将形成电枢的永久磁铁附接至精密轴杆的状况中具有较大的困难性。通常，轴杆是被精密加工而带有一无法容许永久磁铁粘着的平滑表面。另外，精密轴杆无法容忍传统的将会增强粘着能力以形成附接作用的表面制备形式。任何这样的表面制备将会改变轴杆的直径，从而脱离了所需规格。

因此需要一种制备轴杆的方法，以使其能够接受转子的永久磁铁的粘着，而不会造成轴杆直径脱离预定公差。

一种传统的精密马达轴杆具有一个工作部分以及一个转子区域。工作部分是具有一个由多次加工操作而被形成于其中的螺旋状沟槽。每一个加工行进(pass)是会加深该螺旋状沟槽。在这些已知的精密永久磁铁马达中，转子区域是维持为平滑的精密加工，而导致先前所提及在达成永久磁铁的适当粘着上的困难性。

发明目的

因此，本发明的目的是为提供一种用于精密永久磁铁马达的轴杆，该轴杆是具有一个被精密加工而能够接受永久磁铁马达的粘着而不会造成轴杆直径的改变的转子区域。

本发明的另一目的是为提供一种形成用于精密永久磁铁马达的轴杆的方法，其中该轴杆是于其工作区域中被设有一个螺旋状沟槽，并且一个转子区域是同时被构型以增强永久磁铁的粘着。

前述及其他目的是可为本发明所实现，本发明在第一方法中提供了一种用于形成一永久磁铁马达的精密轴杆的方法。本发明的第一方法包括有以下步骤：

首先限定了具有与工作表面区域相关的精密轴杆的一个工作区域；

其次限定了具有与转子表面区域相关的精密轴杆的一个转子区域，精密轴杆的转子区域具有第一预定截面直径；

使用一切割工具来第一制备精密轴杆的工作表面区域，第一制备的步骤包括通过该切割工具来实施第一切割行进的进一步步骤：

使用该切割工具来第二制备精密轴杆的转子表面区域，第二制备的步骤包括有继续进行通过该切割工具所实施的第一切割行进而进入精度轴杆的转子表面区域；以及

使用该切割工具来第三制备精密轴杆的工作区域，第三制备的步骤包括有至少一个通过该切割工具所实施的第二切割行进而进入精密轴杆的工作表面区域。

根据权利要求1所述的方法，其中，第一制备精密轴杆的工作表面区域以及第二制备精密轴杆的转子表面区域包括有沿着精密轴杆的工作及转子表面区域来形成一个连续螺旋状切割部分的步骤，借此精密轴杆的转子表面区域的螺旋之间的区域维持第一预定截面直径。

在本发明这一方法的一个特定说明的实施例之中，提供了更进一步的步骤，其沿着精密轴杆的工作及转子表面区域来形成一个连续螺旋状切割部分的步骤是在深入于转子表面区域中大约介于0.001英寸与0.004英寸间的深度处实施。较佳的情况是，沿着精密轴杆的工作及转子表面区域来形成一个连续螺旋状切割部分的步骤是在深入于转子表面区域中大约0.003英寸的深度处被实施。在本发明此一特定说明的实施例之中，沿着精密轴杆的工作及转子表面区域来形成一个连续螺旋状切割部分的步骤是优选使用一个具有半径大约为0.020英寸的切割工具所实施的。

一旦该连续螺旋状切割部分沿着精密轴杆的工作及转子表面区域形成，其具有仅设置在精密轴杆的工作表面区域中，多个加工行进形成的另外的螺旋状切割部分。

在本发明这一特定说明的实施例之中，一旦工作表面是已被切割来形成具有所希望深度的连续螺旋状切割部分，其更进一步地提供一个将一永久磁铁安装在精度轴杆的转子表面区域上的步骤。此步骤是可以使用环氧化物作为粘着剂来加以实施。在一个最有利的实施例之中，该环氧化物是为一种A+B热固化环氧化物，并且较佳符合MMM-A-132规格。

根据本发明的设备，其是提供了一种用于一永久磁铁马达的转子，该马达是具有一个转子。根据本发明，该转子是具有一个转子轴杆，该转子轴杆被设置有一个用于递送机械能量的工作区域以及一个被配置成与该工作区域同轴的转子区域，该转子区域是具有一个转子区域表面，该转子区域表面具有一切入其中的转子区域表面。另外，其设置有一个永久磁铁配置，该永久磁铁配置是通过一个粘着剂而被耦合至该马达轴杆的该转子区域，用以帮助将电磁能转换为机械能。介于该永久磁铁配置与该转子区域表面之间的粘着是通过转子区域表面切割部分来加以增强。

如同上文中所述，该转子区域表面切割部分为一个工作表面区域切割部分的延续，该转子轴杆的工作区域具有一个螺纹区域。因此，该工作区域表面切割部分为该转子轴杆的工作区域的螺纹部分的第一切割行进。

根据本发明的工序，一种用于一永久磁铁马达的转子轴杆是为为通过以下工序所形成：

使用一切割工具来第一制备精密轴杆的工作表面区域，第一制备的步骤更包括有通过切割工具实施一个第一切割行进的步骤；

使用该切割工具来第二制备精度轴杆的转子表面区域，该转子表面区域是具有一个第一预定截面直径，第二制备的步骤包括有延续通过该切割工具实施的第一切割行进而进入精密轴杆的转子表面区域，延续通过该切割工具实施的第一切割行进的步骤是形成一个沿着精密轴杆的工作及转子表面区域的连续螺旋状切割部分，借此精密轴杆的转子表面区域的一个螺旋之间的区域维持第一预定截面直径；

使用该切割工具来制备精密轴杆的工作区域，第三制备的步骤包括有至少一个通过该切割工具所实施的第二切割行进而进入精密轴杆的工作表面区域；以及

通过使用粘着剂而将一永久磁铁安装在精度轴杆的转子表面区域上，借此被安装在精密轴杆的转子表面区域的永久磁铁是形成永久磁铁马达的转子轴杆。

附图说明

联同附加图示一起研读以下详细说明是有助于本发明的理解，其中的图示是为：

图1是为一个根据本发明的原理所运构出的马达轴杆的简化平面表示图，其是显示出一个具有一滚珠螺帽(ball screw nut)以及限制器(restrainer)的转子表面区域

图2A是为显示在图1中的滚珠螺帽的等角表示图；

图2B是为显示在图1中的滚珠螺帽的平面端视图；

图3是为一个简化表示图，其是显示出依据本发明所制备的轴杆的转子表面区域，其适合于粘着一个永久磁铁转子而不会造成轴杆直径的改变；

图4是为图3中一个部分的放大表示图：以及

图5是为一个根据本发明的原理所建构出的马达轴杆的等距表示图，其是显示出一个工作表面区域以及一个转子表面区域，此图是额外地显示出一个已被粘着至转子表面区域的永久磁铁转子。

具体实施方式

图1是为一个根据本发明的原理所建构出的马达轴杆10的简化平面表示图，其是显示出一个具有一滚珠螺帽12以及限制器13和14的转子表面区域。滚珠螺帽及限制器是被安装在马达轴杆10的工作区域16上。在此图示中所额外显示出的是，马达轴杆10的工作区域16是被配置成与一转子区域18同轴，而如同将在下文中所述，在该转子区域18上将会被安装有一个永久磁铁转子(在此图示中并未显示)。

在操作中，当马达轴杆10被旋转时，滚珠螺帽12被迫轴向地沿着该马达轴杆10移动，且是移动于限制器13、14所设定的平移限制之中。因此，在本发明的此特定说明实施例之中，马达轴杆10的旋转运动是被转换成为滚珠螺帽12的轴向位移。

图2A是为显示在图1中的滚珠螺帽12的等距表示图。此特殊滚珠螺帽是具有一个圆柱状结构并带有一个从中通过的孔洞20。

图2B是为显示在第二A图中的滚珠螺帽12的平面端视图。该滚珠螺帽12显示具有内部螺纹22，其是与其他内部结构(在图示中并未显示)合并以容许滚珠螺杆能够作用。熟习此现有技术的人士是可以建构成能够达成这种滚珠螺杆的机能的滚珠螺帽12，或者在商业上取得此种部件。

再次参照图1，马达轴杆10的转子区域18是已被加工或其中被切割有一连续的螺旋状沟槽26。如同将在下文中参照图3所进行的更详细描述，螺旋状沟槽是为形成工作区域16的螺旋状沟槽的第一加工行进的延续。本实施例的马达轴杆的转子区域是额外地具有一个轴承区域27以及一个螺纹区域28，而一个轴承(在图示中并未显示)是被安装在该轴承区域27。

图3是为一个简化表示图，其是显示出依据本发明所制备的马达轴杆31的转子表面区域30的实施例，其是适合于其上粘着一个永久磁铁转子(在图示中并未显示)而不会造成轴杆直径的改变。图4是为图3中所指明区域的放大表示图。如在图3中所显示，其设置有一个具有螺纹节距P的连续的螺旋状沟槽33，而螺纹节距P在此特定说明的实施例中是为每转0.10英寸。同样在本发明的一特定说明的实施例之中，马达轴杆31是具有一个大约为0.1870英寸的直径D。

图4是显示出在此特定的实施例的中，将使用半径大约为0.020英寸的切割工具35来形成的连续的螺旋状沟槽33。切割工具35在此图示中是被概略地呈现，并且在此实施例中是切割至一个大约介于0.001英寸与0.004英寸间的切割深度C，该切割深度C较佳是大约为0.003英寸。必须注意到的是，连续的螺旋状沟槽33是由螺旋状轴杆部分37所环绕，该螺旋状轴杆部分37是维持着轴杆的原始直径。

图5是为一个根据本发明所建构的马达轴杆40的等距表示图，其是显示出一个工作表面区域42以及一个转子表面区域44，此图是额外地显示出一个已被粘着至转子表面区域的永久磁铁转子46。工作表面区域42在此特实施例的中被显示为具有一连续螺旋状沟槽50，该螺旋状沟槽50为使用一个切割器装置(例如在图4中显示的切割工具35)而经由多次切割行进所形成。在本发明的一方法的实施上，第一切割行进并未被限制于马达轴杆40的工作表面区域，而是继续沿着转子表面区域44以形成一个浅连续螺旋状沟槽51。连续螺旋状沟槽51是相似于参照图3以及图4所描述的连续螺旋状沟槽33。

用于粘着至一永久磁铁转子的永久磁铁马达的轴杆制备方法具有产生一牢靠粘着的优点，尤其是在一种例如是符合MM-A-132规格的热固化环氧化物A+B(在图示中并未显示)被使用的情况下。另外，介于浅薄连续螺旋状沟槽51的各个转之间的螺旋状区域52是维持马达轴杆的原始直径，从而维持了轴杆直径的原始尺寸规格的一致性。在此实施例之中，永久磁铁转子46是为一体的圆柱型，并因此是经由马达轴杆40的端部被安装。然而，在其他的实施例之中，磁铁转子是由磁性部分形成，而由粘着剂来固定。

虽然本发明是以依据特定实施例及应用来加以描述，然而熟习此现有技术的人士是可以按照此一教导而在不超出或悖离本发明所要求的精神的情况下创作出另外的实施例。据此，应当了解的是在此揭示之中的图示及叙述是较佳为用以帮助了解本发明而不应被认为是对本

发明范围的限制。

图示主要元件符号说明

10    马达轴杆

12    滚珠螺帽

13    限制器

14    限制器

16    工作区域

18    转子区域

20    孔洞

22    内部螺纹

26    螺旋状沟槽

27    轴承区域

28    螺纹区域

30    转子表面区域

31    马达轴杆

33    螺旋状沟槽

35    切割工具

40    马达轴杆42    工作表面区域44    转子表面区域46    永久磁铁转子50    螺旋状沟槽51    连续螺旋状沟槽52    螺旋状区域

Claims (13)

1、一种形成用于一永久磁铁马达的精密轴杆的方法，该方法是包括有以下步骤：

首先限定具有与工作表面区域相关的精密轴杆的一个工作区域；

其次限定具有与转子表面区域相关的精密轴杆的一个转子区域，精密轴杆的转子区域具有第一预定截面直径；

使用一切割工具来第一制备精密轴杆的工作表面区域，该第一制备的步骤包括有通过该切割工具来实施一个第一切割行进的进一步步骤；

使用该切割工具来第二制备精密轴杆的转子表面区域，该第二制备的步骤包括继续通过该切割工具所实施的第一切割行进而进入精密轴杆的转子表面区域；以及

使用该切割工具来第三制备精密轴杆的工作区域，该第三制备的步骤是包括至少一个通过该切割工具所实施的第二切割行进而进入精密轴杆的工作表面区域。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一制备精密轴杆的工作表面区域以及第二制备精密轴杆的转子表面区域的步骤，包括沿着精密轴杆的工作及转子表面区域来形成连续螺旋状切割部分的步骤，通过精密轴杆的转子表面区域的螺旋之间的区域是维持第一预定截面直径。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，沿着精密轴杆的工作及转子表面区域来形成连续螺旋状切割部分的步骤是在深入于转子表面区域中大约介于0.001英寸与0.004英寸间的深度处实施。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，沿着精密轴杆的工作及转子表面区域来形成连续螺旋状切割部分的步骤是在深入于转子表面区域中大约0.003英寸的深度处实施。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该沿着精密轴杆的工作及转子表面区域来形成连续螺旋状切割部分的步骤是使用一个具有半径大约为0.020英寸的切割工具实施。

6、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还提供了一个将一永久磁铁安装在精密轴杆的转子表面区域上的步骤。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将一永久磁铁安装在精密轴杆的转子表面区域上的步骤是使用环氧化物作为粘着剂所实施的。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该环氧化物是一种A+B热固化环氧化物。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该环氧化物是为符合MMM-A-132规格的类型。

10、一种用于一永久磁铁马达的转子，该转子是包括有：

转子轴杆，其是包括有：工作区域，用于递送机械能；以及转子区域，其是被配置成与该工作区域同轴，该转子区域是具有转子区域表面，该转子区域表面具有被切入其中的转子区域表面的；以及

永久磁铁，其通过一粘着剂而被耦合至该马达轴杆的该转子区域，用以帮助将电磁能转换为机械能，介于该永久磁铁配置与该转子区域表面的间的粘着是通过转子区域表面切割部分来加以增强。

11、根据权利要求10所述的转子，其特征在于，该转子区域表面切割部分是一个工作表面区域切割部分的延续。

12、根据权利要求11所述的转子，其特征在于，该转子轴杆的工作区域是具有螺纹区域，并且该工作区域表面的切割是该转子轴杆的工作区域的螺纹部分的第一切割行进。

13、一种用于一永久磁铁马达的转子轴杆的制备方法，包括以下步骤：

使用一切割工具来第一制备精密轴杆的工作表面区域，该第一制备的步骤包括通过该切割工具实施一第一切割行进的进一步步骤；

使用该切割工具来第二制备精密轴杆的转子表面区域，该转子表面区域是具有第一预定截面直径，该第二制备的步骤包括继续通过该切割工具所实施的第一切割行进而进入精密轴杆的转子表面区域，继续进行通过该切割工具所实施的第一切割行进的步骤以形成一个沿着精密轴杆的工作及转子表面区域的连续螺旋状切割部分，借此精密轴杆的转子表面区域的螺旋之间的区域维持第一预定截面直径；

使用该切割工具来制备精密轴杆的工作区域，该第三制备的步骤是包括有至少一个通过该切割工具实施的第二切割行进而进入精密轴杆的工作表面区域；以及

通过粘着剂的使用而将一永久磁铁安装在精密轴杆的转子表面区域上，借此被安装在精度轴杆的转子表面区域上的永久磁铁形成了永久磁铁马达的转子轴杆。

Images