专利名称：消震器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种压配到电动机旋转轴上的消震器及制造该消震器的方法背景技术在日本专利公报第2004-28295号中揭示了一种固定框架型电动机(为电动机的一个实例)。在该电动机中，与电动机连接的旋转轴由一对带轴承的支架可旋转地支承。消震器设置提供在旋转轴的一端，它位于输出侧的相对侧以防止电动机振动、限制或削弱其速度波动并使之平静。消震器具有圆柱形毂，它压配在旋转轴上；惯性盘，它同轴地设置在毂的外侧以赋予电动机惯性质量；以及防振橡胶件，它通过硫化处理粘结在毂和惯量盘上。
如果消震器用小的压配力压配在旋转轴上，那么消震器会空转；如果消震器用大的压配力压配于其上，会发生轴的振摆和破坏。因此，毂的圆度和毂的内径公差必须限制在从几μm到几十μm。为此，就要通过切割或浇铸金属材料例如铁、黄铜之类的铁合金来制造毂。在使用铁烧结材料的情况下，应当在毂上涂敷防锈介质如油、粘合剂以防生锈。
当通过切割操作来确定毂的尺寸的情况下，会要花费很长时间。尤其是，铁金属材料的切割速率低。因此生产成本必然增加。
此外，在使用铁金属材料时，必须在毂上涂敷防锈介质。因此，增加处理步骤数量。并且，毂的圆度会由于其内径的公差而降低，因此消震器不能用固定的力来压配。
目前，包括镉的材料使用已被控制以减少环境负担。也许，包括镉的黄铜制成的部件会被禁止。因此，如果使用无镉的黄铜部件，那么生产成本必然增加很多。
在通过切割操作形成毂时，毂形成为具有光滑外圆周面的圆柱形。因此，很难增加粘结表面面积，该粘结表面将粘结到橡胶件的粘结表面上。
此外，如果毂由烧结材料制成，那么包括在用于粘结的金属粉末里的油和机加工油(machining oil)将易于保留在毂内，从而导致难以用高的粘结力将毂硫化粘结到橡胶件上。
发明内容
本发明旨在解决上述问题。
本发明一个目的是提供一种成本低且环保的消震器，它可通过简化的方法生产且易于定尺寸，并可提高烧结件和防振件之间相互硫化粘结的粘合力。
另一目的是提供一种生产所述消震器的方法。
为了达到这些目的，本发明具有如下结构。
即本发明的消震器包括压配在电动机旋转轴上的压配部分，且压配部分包括由熔结材料制成的第一环件；设置在第一环件外侧上的第二环件，第二环件产生惯性质量；以及轴向整合在第一环件和第二环件上的防振件。
在消震器中，第一环件可由铁烧合材料或含铜烧合材料制成。
在消震器中，第一环件和防振件的粘结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骤在由烧结材料制成的第一环件外圆周表面和由金属制成的第二环件表面上涂敷防锈介质；在一模具内同轴设置第一环件和第二环件；在一封闭模具内硫化第一环件和第二环件以用防振件整合第一环件和第二环件。
在该方法中，第一环件通过以下步骤制成第一烧结步骤，其中在一模具内加热和压制金属粉末以形成环形烧结体；防锈步骤，其中蒸汽处理烧结体；定尺寸步骤，该步骤至少在硫化处理之前或之后进行，其中在烧结体上涂敷机加工油，在另一模具内设置烧结体并压制成形以正确地为烧结体定尺寸；以及第二烧结步骤，其中在指定温度下加热定尺寸的烧结体以将油去除。
在该方法中，定尺寸的烧结体在机加工油的沸腾温度下加热，该加工步骤已用于为烧结体定尺寸，或用在以上所述第二烧结步骤中。
在本发明消震器镇及其生产方法中，压配在旋转轴上的压配部分包括由烧结材料制成的第一环件。第一环件在一模具内形成，因而内径、圆度等的尺寸精确度可易于提高。此外，还可简化消震器的生产方法，且可低成本批量生产消震器。即使第一环件由铁烧结材料制成，可不在最终处理中涂敷防锈介质而通过防锈步骤的蒸汽处理预防铁锈的形成。由于使用无镉部件且可降低生产成本，故可生产环保产品。此外，第一环件在该模具内形成以使第一环件的粘结表面不需要额外处理就可形成粗糙表面或凹凸表面。因此，可增加第一环件的粘结表面面积，以提高第一环件和防振件之间的粘结力。
本发明的实施例将通过实例并参照附图来进行描述，其中图1是步进电动机的正视图。
图2是步进电动机的后视图。
图3是第一实施例消震器的平面图。
图4是沿图3的线A-A的剖视图。
图5A是第二实施例毂的平面图。
图5B是该毂的右视图。
图5C是沿5A的线E-E的剖视图。
图6A是第三实施例毂的平面图。
图6B是该毂的右视图；以及图6C是沿图6A的线F-F的剖视图。
具体实施例方式
本发明的优选实施例现将参照附图来进行详细描述。
本发明的消震器主要是压配在电动机旋转轴上且用于吸收振动。
在以下实施例中，将一种用于例如驱动复印机扫描器的、驱动打印机的托架的、或驱动打印机的送纸器的内转子型步进电动机作为电动机的实例来进行阐述。
步进电动机的外形将参照图1进行阐述。
在图1中，转子包括具有转子小齿的转子铁芯，且转子和由非磁性材料制成的旋转轴1一起旋转。定子包括围绕转子的定子铁芯。定子铁芯包括磁极，其相应地具有面向转子铁芯转子小齿的定子小齿。激磁导线用绝缘件环绕在磁极上。通过用切换缠绕在定子铁芯磁极上的激磁导线的激磁段接通电源，转子铁芯的转子小齿旋转所指定的角度直到达到稳定位置，在每个稳定位置转子小齿相对于相应的定子小齿磁稳定。
一对支架2和3用轴承旋转地支承转子，且它们轴向设置在定子铁芯的两侧并通过螺钉固定在其上。因此定子铁芯被支架2和3夹在中间。旋转轴1穿通支架2，并位于安装表面侧，且从其中外向突出。扭矩传递件(例如齿轮、滑轮)连接在旋转轴1的突出部，且发电机安装在安装表面(未示出)。
此外，旋转轴1从后支架3向外突出，且消震器4压配在旋转轴1的后端部。在图1中，第一实施例的消震器包括由烧结材料制成的第一环件(毂)5；金属第二环件(惯量盘)6，它设置在第一环件5的外侧以产生惯性质量；以及防振件(橡胶件)7，它通过硫化粘合使环件5和6同轴整合成一体。注意，消震器4的压配部分由环件5和6以及防振件7组成。
当电动机启动时，用橡胶件7粘结在毂5上的惯量盘6与旋转轴1一起旋转。那时，通过给出惯性质量的惯量盘6的旋转而在橡胶件7内产生与惯量盘6的旋转方向相反的转矩，从而可使产生在旋转轴1周围的振动减弱。由于间歇驱动步进电动机，在低速区和高速区易于产生振动。因此，可适当地使用消震器4。
毂5可由例如不锈的或铁的无镉烧结材料制成、并通过加热和压制一材料而在一压模内烧结形成为圆柱形。将对本实施例毂5的生产方法进行描述。
毂5通过加热并压制金属粉末而形成，该金属粉末为在压模内烧结的材料。通过该步骤，形成环形烧结体。该步骤是第一烧结步骤。烧结温度取决于烧结的粉末材料。例如，在使用铁粉材料时，如日本工业标准SMF430，烧结温度为1100-1200℃。
然后，将该烧结体作蒸汽处理以在熔合体表面强制形成氧化层。该氧化层可防止生锈。该步骤为防锈步骤。
接下来，至少在蒸汽处理之前或之后，将机加工油涂敷在烧结体上，并将烧结体设置在另一模具内并压制成形以为烧结体正确地确定尺寸。该步骤为定尺寸步骤。在蒸汽处理之前和之后的成形定尺寸步骤中，可在第一定尺寸步骤中对烧结体粗略地定尺寸，然后烧结体可在第二定尺寸步骤中精确地定尺寸。使用机加工油以确保将定尺寸的烧结体从模具中分离。烧结体不仅包括油成分(该油成分最初地包括在烧结的粉末材料中)还包括机加工油。因此定尺寸的烧结体应当在硫化处理之前脱脂或清洗以提高粘结力。
因此，定尺寸的烧结体要在机加工油的沸腾温度如260℃或以上、最好为260-500℃下加热，以将油去除。该步骤为第二烧结步骤。注意，如果定尺寸的烧结体在500℃或以上加热，那么通过蒸汽处理已形成的毂5的氧化层，将会剥落以致丧失防锈效果。也就是说，合适的烧结温度是在机加工油的沸腾温度和500℃之间。
惯量盘6由钢盘、如热轧低碳钢盘(SPHC)制成。优选的橡胶件7由具有足够防振性能和防油性能的橡胶如NBR、NR、VR、IIR、硅树脂橡胶或EPDM制成。毂5和惯量盘6同轴设置在模具表面，然后将橡胶件7再设置在其上。在该状态下，关闭并夹住该模具以对该模具进行加热和压制。通过对该模具加热和压制，毂5和惯量盘6硫化粘结，从而制成消震器4。
接着，将对一种生产消震器4的方法进行描述，该消震器包含由烧结材料制成的毂5和惯量盘6。
首先，将毂5和惯量盘6脱脂，然后，将毂5和惯量盘6的粘合表面通过喷丸清理形成粗糙表面。该步骤为粗糙化步骤。例如毂5的外圆周面和惯量盘6的外表面被粗糙化。
在进行粗糙化步骤之后，将毂5和惯量盘6清洗一次，然后在毂5的外圆周面和惯量盘6的外表面上涂敷粘结介质。也就是说，将粘结介质涂敷在其表面上，在其表面上粘结上橡胶件7。该步骤为粘结剂涂敷步骤。接下来，将毂5和惯量盘6同轴设置在该模具(未示出)中，然后再在其中设置橡胶件7。在该状态下，关闭并夹住该模具以对该模具进行加热和压制。通过对该模具加热和压制，毂5和惯量盘6硫化粘结。该步骤为硫化步骤。由于毂5的外圆周面已形成粗糙表面(凹凸表面)，就可增加粘结到橡胶件7上的粘结面积，从而提高粘结力。根据以上所述步骤，可以制造消震器4，其中毂5与惯量盘6和橡胶件7整合成一体。消震器4从该模具中取出，电动机的旋转轴1将压配入毂5的轴向孔。
在第一实施例的消震器和生产方法中，毂5通过压制操作形成，因而可降低尺寸精度(如内径公差、圆度)的变化，降低了生产成本，并且可批量生产消震器。即使毂5由铁烧结材料制成，也不需要附加的防锈处理，通过蒸汽处理就可防止生锈。此外，毂5的粘结表面(外圆周面)形成的粗糙表面(凹凸表面)，可增加粘结面积，因而提高粘结力。
其它实施例的毂在图5A-5C及6A-6C中示出。
第二实施例的毂5在图5A-5C中示出。突出线8形成在粘结表面(外圆周面)上，它将与防振件7相粘结。
在另一方面，第三实施例的毂5在图6A-6C中示出。突出线8与第二实施例相同形成在粘结表面(外圆周面)上。此外，各突出线8的两侧面沿渐开线弯曲，以增加粘结面积。
通过形成突出线8的凹凸表面，可确保防止防振件7相对于毂5的空转。突出和凹陷，突出部分或凸起(例如突出线8)，它需在整个圆周面上形成。也就是说，可在圆周面上形成至少一个突出部分或凸起。此外，至少可形成一对相互面对的凸起和凹陷。
注意，尽管步进电动机(例如PM型步进电动机、VR型步进电动机、HB型步进电动机)可用在上述实施例中，但该电动机并不只限于步进电动机。本发明可应用到多种电动机，例如换向器电动机、无电刷电动机。
本发明可不偏离其本质特征的精神而以其它的特定形式来具体实施。因此而认为这里的诸实施例考虑在所述各方面都是说明性的而非限制性的，本发明的范围系所附权利要求书而不是前述说明来知名，而所有不超出权利要求书的同等物的范围和含义的改变都应被包含在其中。
权利要求
1.一种消震器，包括压配在电动机旋转轴上的压配部分，其中，所述压配部分包括一第一环件，所述第一环件由烧结材料制成的；一第二环件，所述第二环件设置在所述第一环件外侧上，所述第二环件产生惯性质量；以及一防振件，所述防振件轴向整合所述第一环件和所述第二环件。
2.如权利要求1所述的消震器，其特征在于，所述第一环件由铁烧结材料或铜烧结材料制成。
3.如权利要求1所述的消震器，其特征在于，所述第一环件和所述防振件的粘结表面是粗糙表面或凹凸表面。
4.一种制造消震器的方法，包括如下步骤在由烧结材料制成的第一环件的外圆周表面和由金属制成的第二环件的表面上涂敷防锈介质；在一模具内同轴设置所述第一环件和所述第二环件；在封闭模具内硫化所述第一环件和所述第二环件，从而用防振件整合所述第一环件和所述第二环件。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一环件通过以下步骤制成第一烧结步骤，其中在一模具内加热和压制金属粉末以形成环形烧结体；防锈步骤，其中蒸汽处理烧结体；定尺寸步骤，该步骤至少在硫化处理之前或之后进行，其中在烧结体上涂敷机加工油，在另一模具内设置烧结体并压制成形以正确地为烧结体定尺寸；以及第二烧结步骤，其中在指定温度下加热定尺寸的烧结体以将油去除。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在机加工油的沸腾温度下加热所述定尺寸的烧结体，该加工步骤已用于为烧结体定尺寸，或用在以上所述第二烧结步骤中。
全文摘要
低成本及环保消震器可通过简化的方法制成并易于定尺寸。该消震器包括压配在电动机旋转轴上的压配部分。该压配部分包括由烧结材料制成的第一环件；设置在第一环件外侧上的第二环件，第二环件产生惯性质量；以及轴向整合在第一环件和第二环件上的防振件。
文档编号H02K37/24GK1983771SQ20061014217
公开日2007年6月20日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年9月30日
发明者铃木丰, 佐藤英信, 岩渊宣郎 申请人:信浓绢糸株式会社, 富国株式会社