用于导螺杆的注塑成型坯料、转子坯料组件及其生产方法
【专利说明】用于导螺杆的注塑成型坯料、转子坯料组件及其生产方法
优先权
[0001 ] 本申请要求于2013年8月16日提交的美国临时专利号61/866,958的权益，该申请的全部内容以引用的形式并入本文。
技术领域
[0002]本发明一般涉及线性致动器，并且更加具体地，涉及一种在电机中的转子坯料组件(rotor-blank assembly)。
【背景技术】
[0003]与常规电机的圆周运动相反，线性致动器产生直线运动。这种致动器被设计为用于电机驱动带螺纹的轴和对应的带螺纹的联接螺母，使得经由螺杆、齿轮或者其它相似的装置将控制旋钮或者手柄的旋转运动转换为线性位移的情况。大多数机电线性致动器设计包含导螺杆(Iead screw)和导螺母(Iead nut)。也可以使用滚珠螺杆和滚珠螺母，在这两种情况下，螺杆都可以直接地或者通过一系列齿轮连接至电机或者手动控制旋钮。齿轮通常用于使以较高的转动速度旋转的较小电机减速，以提供使螺杆在比电机能够直接驱动的负载更重的负载下旋转所需的扭矩。
[0004]目前，存在至少两种将导螺母集成到电机转子中的方法，在一种方法中，使用注塑成型技术，在注塑成型技术中，将带螺纹的导螺母注塑成型到转子中。然而，这是一种永久性解决方案并且有效地消除了置换螺母或者快速原型的能力，也就是说，如果导螺母已设置了螺纹，必须增加存货以应对所有不同的导螺母/螺杆的组合。另外，必须使用复杂的模具恰当地产生导螺母螺纹，以与导螺杆匹配。必须精确地控制材料收缩率，以防止从螺母到螺杆的不良螺纹匹配。
[0005]在第二种方法中，使用粘合剂将导螺母结合至不锈钢转子内径。然而，该方法需要精确的接口、额外的表面处理和固化时间。而且，该方法具有相对降低的强度和扭矩能力。和第一种方法的情况一样，第二种方法也是一种永久性解决方案，其中，一旦实现了接口，系统损坏的风险便阻止部件的拆卸和继续使用。
[0006]另外，如上构造的现有技术的线性致动器的缺点在于负载能力欠佳和螺杆的直径较小。
[0007 ]本发明描述了对这些现有技术的改进。
【发明内容】
[0008]因此，为了提供一种改进型线性致动器并且为了克服当前可用的装置的缺点和问题，提供了一种线性致动器系统，该线性致动器系统包括在轴内集成有防转动特征的电机转子。注塑成型的导螺母坯料包含在电机转子内。
[0009]本文描述的全新的并且新型的导螺母系统的具体优点在于:改进了非专属供电导螺母致动器的组装和快速原型成形。电机可以装备有空心轴和保持特征，并且可以通过使用常规工艺进行机械加工来产生导螺杆螺纹。
[0010]另一个优点在于，使基础导螺母的材料厚度最大化，这又增加了负载能力并且使得能够在系统中使用更大直径的螺杆。
[0011]因此，提供了一种转子坯料组件。该转子坯料组件包括:转子，其包括多个转子防转动特征；以及坯料，其具有中空芯并且包括对应于转子防转动特征的多个坯料防转动特征，其中，转子防转动特征与坯料防转动特征配合工作以在转子的转动期间将坯料维持为固定在转子内。
[0012]因此，还提供了一种线性致动器组件。该线性致动器组件包括:电机，其包括具有多个转子防转动特征的转子;坯料，其具有中空芯并且包括对应于转子防转动特征的多个坯料防转动特征；以及固定在坯料内的螺杆，其中，转子防转动特征与坯料防转动特征配合工作以在转子的转动期间将坯料维持为固定在转子内。
[0013]因此，还提供了一种转子坯料组件的生产方法。该方法包括:提供具有多个转子防转动特征的转子；以及将坯料注塑成型在转子内，以生产具有中空芯并且包括对应于转子防转动特征的多个坯料防转动特征的坯料，其中，转子防转动特征与坯料防转动特征配合工作以在转子转动的期间将坯料维持为固定在转子内。
【附图说明】
[0014]由具体描述结合以下附图本发明将变得更显而易见。其中:
[0015]图1是根据本发明的具有用于导螺杆的注塑成型坯料的系统的透视图；
[0016]图2是根据本发明的具有用于导螺杆的注塑成型坯料的系统的侧截面图；
[0017]图3A是根据本发明的电机转子的俯视平面图；
[0018]图3B是根据本发明的电机转子的侧视平面图；
[0019]图3C是根据本发明的电机转子的侧透视图；
[0020]图3D是根据本发明的电机转子的侧截面图；
[0021]图4A是根据本发明的用于导螺杆的注塑成型坯料的俯视平面图；
[0022]图4B是根据本发明的用于导螺杆的注塑成型坯料的侧视平面图；
[0023]图4C是根据本发明的用于导螺杆的注塑成型坯料的侧透视图；以及
[0024]图4D是根据本发明的用于导螺杆的注塑成型坯料的侧截面图。
[0025]在整个附图中，相同的附图标记表示相似的部分。
【具体实施方式】
[0026]参考以下结合附图对本发明进行的详细说明，本发明可以变得更加容易理解，该说明形成本发明的一部分。要理解，本发明不限于本文中描述和/或示出的具体装置、方法、条件或者参数，并且，本文中使用的术语仅仅用于通过示例的方式描述特定实施例，而不旨在限制所要求的本发明。
[0027]同样，如在本说明书中使用的，并且包括随附权利要求书，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数，并且，在提及特定的数值时，该特定的数值至少包括该特定的值，除非上下文另有明确规定。范围在本文中可以表示为从“大约”或者“接近” 一个特定值和/或到“大约”或者“接近”另一个特定值。当表达这种范围时，另一个实施例包括:从一个特定值和/或至另一个特定值。相似地，当使用先行词“大约”将数值表示为近似值时，要理解，该特定值形成另一个实施例。还要理解，所有空间参考，例如，诸如，水平、垂直、顶、上、下、底、左和右，仅仅用于图示之目的并且可以在本发明的范围内变化。
[0028]为了提供一种改进型线性致动器并且为了克服当前可用的装置的缺点和问题，提供一种线性致动器系统，该线性致动器系统将导螺母集成到电机转子中，这使导螺母的外径和导螺杆的直径最大化。电机转子包括集成在其轴内部的防转动特征。导螺母坯料注塑成型到电机转子轴中。较优地，利用双色注塑成型工艺(overmold inject1n moldingprocess)。电机限定出集成有保持特征的空心轴，并且包括注塑成型的塑料导螺母坯料。随后可以对无螺纹的坯料进行螺纹加工，以接纳定制的螺杆，以满足顾客的需求。该工艺大大减少了存货并且实现了更快的原型成形。使用坯料使得能够使用具有不同直径的螺杆和不同的丝杠，并且能够根据应用要求做出决定。
[0029]本发明将导螺母集成在电机转子内部，以产生非专属(转动螺母)供电导螺杆致动器。本发明使导螺杆的外径最大化，这又提供了更大的负载能力和利用具有更大直径的螺杆的能力。
[0030]图1和图2是图示了根据本发明的线性致动器系统的示意图。图中所示的是坯料
1、螺杆20、