專利名稱：電動機及具備該電動機的機床的制作方法
技術領域：
電動機及具備該電動機的機床技術領域[0001]本實用新型涉及具備轉子部件、保持轉子部件并安裝在旋轉軸上的套筒的電動機 及具備該電動機的機床。
背景技術：
[0002]例如，在日本實開平5-26202號公報中公開有所謂的裝入式電動機。在該電動機 中，轉子通過套筒安裝在旋轉軸上。在套筒的內周面上形成有多個朝向旋轉軸的外周面向 徑向突出的突部。突部繞旋轉軸的旋轉軸線以環(huán)狀延伸。另一方面，旋轉軸從一端向另一 端直徑例如變化為三階段。突部與這種直徑的變化對應地從套筒的內周面以分別不同的大 小突出。套筒構成為所謂的階形套筒。在向旋轉軸安裝轉子時，套筒以熱壓配合的方式安 裝在旋轉軸上并在突部被旋轉軸的外周面推壓。[0003]另一方面，在突部彼此間，在套筒的內周面和旋轉軸的外周面之間形成有規(guī)定的 空間。由于電動機的不良狀況等，要求例如轉子能從旋轉軸上卸下的結構。在從旋轉軸上 卸下轉子時，工作油以規(guī)定的壓力注入上述空間。由于基于工作油的壓力的膨脹，套筒的內 徑增大，其結果，基于旋轉軸的直徑的差異，多個突部的各自的內徑不同，因此力沿旋轉軸 線方向作用在套筒上。這樣，能與轉子一起從旋轉軸上沿旋轉軸線方向卸下套筒。[0004]由于套筒只在突部被旋轉軸支撐，因此套筒的接觸面積相對于套筒的內周面小。 其結果，為了實現(xiàn)套筒的堅固的安裝，需要增大套筒的過盈量而增大套筒相對于旋轉軸的 夾緊轉矩。但是，這種夾緊轉矩集中在例如套筒的兩外端的突部。并且，由于過盈量的增大， 在熱壓配合時，套筒必須加熱為高溫，由于旋轉軸和套筒之間的熱膨脹的差異，無用的應力 從突部局部地作用在旋轉軸上。其結果，導致旋轉軸的變形及歪斜。這樣，旋轉軸的振動增 大。實用新型內容[0005]本實用新型是鑒于上述實際情況而完成的，其目的在于提供能夠將套筒高精度 地安裝在旋轉軸上的電動機及具備該電動機的機床。[0006]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型，提供具備下述部件的電動機[0007]旋轉軸，該旋轉軸規(guī)定如下的外周面，該外周面具有隨著從具有第一直徑的大徑 位置朝向具有比上述第一直徑小的第二直徑的小徑位置而減小的直徑；[0008]套筒，該套筒在內周面與上述旋轉軸的外周面嵌合，并以過盈配合的方式安裝在 上述旋轉軸上，上述內周面具有隨著從鄰接于上述大徑位置的前端朝向鄰接于上述小徑位 置的后端而減小的直徑；以及[0009]以過盈配合的方式安裝在上述套筒的外周面上的圓筒狀的轉子部件。[0010]這種電動機也可以具備從包括上述套筒的外周面的上述套筒的外側面貫通到上 述套筒的內周面的流體通道。[0011]電動機也可以具備環(huán)狀通道，該環(huán)狀通道形成在上述套筒的內周面和上述旋轉軸的外周面之間，且繞上述旋轉軸的旋轉軸線以環(huán)狀延伸，并與上述流體通道連接。[0012]電動機也可以具備形成在上述套筒的內周面和上述旋轉軸的外周面之間，并在上 述旋轉軸線的方向從上述環(huán)狀通道朝向上述大徑位置延伸的軸線方向通道。[0013]電動機也可以具備被夾入上述套筒的內周面和上述旋轉軸的外周面之間，且配置 在比上述流體通道靠上述套筒的前端側及后端側的至少任意一方側的流體密封部件。[0014]電動機也可以具備與上述套筒的前端及后端的至少任意一方的端部鄰接且以過 盈配合的方式安裝在上述套筒上的環(huán)狀部件。[0015]電動機也可以具備在上述套筒的后端安裝在上述旋轉軸的外周面上，限制上述套 筒從上述旋轉軸脫落的限制部件。[0016]一種機床，具備所述的電動機。即如上的電動機可以插入機床。[0017]本實用新型的優(yōu)點在于，能夠將套筒高精度地安裝在旋轉軸上。[0018]這些及其他的本實用新型的對象、特征及優(yōu)點參照由附圖所表述的本實用新型的 示例的實施方式的詳細說明，能更加清楚。


[0019]圖1是概略地表示本實用新型的一實施方式的電動機的縱剖視圖。[0020]圖2是概略地表示本實用新型的一實施方式的電動機的橫剖視圖。[0021]圖3是概略地表示本實用新型的一實施方式的變形例的電動機的局部縱剖視圖。[0022]圖4是概略地表示本實用新型的一實施方式的另一變形例的電動機的局部縱剖 視圖。[0023]圖5是概略地表示本實用新型的一實施方式的又一變形例的電動機的套筒及轉 子部件的縱剖視圖。[0024]圖6是概略地表示本實用新型的一實施方式的又一變形例的電動機的旋轉軸的 局部縱剖視圖。[0025]圖7是概略地表示本實用新型的一實施方式的又一變形例的電動機的局部縱剖 視圖。[0026]圖8是概略地表示本實用新型的另一實施方式的電動機的局部縱剖視圖。[0027]圖9是概略地表示本實用新型的又一實施方式的電動機的局部縱剖視圖。[0028]圖10是概略地表示本實用新型的又一實施方式的電動機的橫剖視圖。[0029]圖11是概略地表示本實用新型的又一實施方式的電動機的局部縱剖視圖。[0030]圖12是概略地表示本實用新型的又一實施方式的電動機的局部縱剖視圖。[0031]圖13是概略地表示本實用新型的又一實施方式的電動機的橫剖視圖。
具體實施方式
[0032]下面，參照附圖說明本實用新型的一實施方式。圖1是概略地表示本實用新型的 一實施方式的電動機11的縱剖視圖。該電動機11構成例如埋入磁鐵式同步電動機。電動 機11具備作為例如機床(未圖示)的主軸的圓筒狀的旋轉軸12 ;安裝在旋轉軸12上的大 致圓筒狀的套筒13 ;安裝在套筒13上的圓筒狀的轉子部件14 ;與轉子部件14相對的定子 15 ;以及在內周面支撐定子15且繞旋轉軸12的旋轉軸線X包圍旋轉軸12的殼體16。電動機11是直接驅動形式的電動機，是所謂的裝入式電動機。[0033]旋轉軸12具備大徑部12a、具有比大徑部12a小的直徑的小徑部12b、及配置在大徑部12a和小徑部12b之間的錐部12c。大徑部12a、錐部12c及小徑部12b —體地形成。 錐部12c利用例如臺階連接在大徑部12a及小徑部12b上。錐部12c的外周面具有圓錐臺形狀的輪廓。錐部12c隨著從具有第一直徑的大徑位置17朝向具有比第一直徑小的第二直徑的小徑位置18而減小直徑。在大徑部12a和錐部12c之間形成有沿與旋轉軸線X正交的假想平面擴展的臺階面19。[0034]在錐部12c的外周面21上安裝有套筒13。在安裝時，套筒13例如以過盈配合的方式安裝在錐部12c上。套筒13的內周面22具有隨著從鄰接于錐部12c的大徑位置17的前端朝向鄰接于錐部12c的小徑位置18的后端而減小的直徑。套筒13在其內周面22的大致整個面上與錐部12c的外周面21嵌合。套筒13的外周面23形成為圓筒狀。S卩，在與旋轉軸線X正交的徑向上被規(guī)定的套筒13的厚度隨著從套筒13的前端朝向后端而增大。 被套筒13的前端規(guī)定的前端面與大徑部12a及錐部12c間的臺階面19抵接。[0035]在套筒13的后端形成有向徑向外側突出的凸緣24。在凸緣24上形成有從包括套筒13的外周面23的外側面到內周面22貫通套筒13的一對流體通道25a、25b。流體通道 25a、25b例如在隔著旋轉軸線X相互地相對的位置即相對于旋轉軸線X旋轉對稱的位置形成在套筒13上。流體通道25a、25b分別具備螺紋孔26、與螺紋孔26連接的流道27。在流體通道25a、25b的任一方的螺紋孔26上連接有例如液壓源(未圖示)的噴嘴。液壓源向流道27供給工作油。該流體通道25a、25b被利用于相對于旋轉軸12的套筒13的裝卸。[0036]在套筒13的內周面22上形成有繞旋轉軸線X以環(huán)狀延伸的環(huán)狀通道28。環(huán)狀通道28由形成在套筒13的內周面22上的槽確定。環(huán)狀通道28與各個流體通道25a、25b 的流道27的連接。利用這種環(huán)狀通道28，從液壓源供給到流道27的工作油能夠繞旋轉軸線X遍布旋轉軸12的整周。在形成這種環(huán)狀通道28時，可以通過例如車削或切削、研磨、 放電加工等形成槽，或者也可以形成例如劃線程度的細槽。 在任意的場合都能夠在外周面 23和內周面22之間確保工作油浸透的規(guī)定的截面積。[0037]優(yōu)選在這種套筒13上使用例如磁性材料且彈性區(qū)域大的材料。因此，套筒13優(yōu)選由例如碳素鋼、鐵系合金鋼等形成。另外，在套筒13的過盈量必須設定得較大的場合，為了提高材料的屈服點及彈性限度，優(yōu)選對材料實施淬火或回火等熱處理。另外，套筒13的厚度越是薄壁，越能夠增大旋轉軸12的直徑且提高裝卸套筒13時的作業(yè)性。但是，由于若為薄壁，則加工變得困難，因此套筒13的厚度可以適當考慮用途及設計樣式等而決定。[0038]圖2是概略地表示本實用新型的一個實施方式的電動機11的橫剖視圖。參照圖 2，轉子部件14具備由沿旋轉軸線X層疊的多個電磁鋼板的層疊體形成的轉子鐵心29、及繞旋轉軸線X例如以等間隔埋入轉子鐵心29內的多個永久磁鐵31。轉子鐵心29例如形成為圓筒狀。轉子鐵心29在其內周面32與套筒13的外周面23嵌合。在此，轉子鐵心29在其內周面32的整個面上與套筒13的外周面23嵌合。轉子鐵心29的一端被套筒13的凸緣 24支撐。在與旋轉軸線X正交的徑向上被規(guī)定的轉子鐵心29的厚度沿旋轉軸線X均勻地設定。[0039]從圖1可以看出，套筒13除了凸緣24的部分，具有一定的外徑。即，套筒13的外周面23是圓筒面。另一方面，轉子鐵心29具有一定的內徑。S卩，轉子鐵心29的內周面32是圓筒面。其結果，能夠將轉子鐵心以過盈配合的方式安裝在套筒13上。在本實施方式中， 以至少套筒13的前端側的外徑能容納在轉子鐵心29內的方式設定為轉子鐵心29的內徑 以下的大小。[0040]回到圖1，定子15具備與轉子鐵心29的永久磁鐵31相對的定子鐵心33、及卷繞 在定子鐵心33上的線圈34。定子鐵心33由在旋轉軸線X方向上層疊的多個電磁鋼板的層 疊體形成。定子鐵心33例如形成為圓筒狀。在與旋轉軸線X正交的方向上被規(guī)定的定子 鐵心33的厚度沿旋轉軸線X均勻地設定。其結果，定子鐵心33沿旋轉軸線X以均勻的距 離與轉子鐵心29相對。線圈34例如由銅線形成。定子15被固定在殼體16的內周面。通 過這種定子15和轉子部件14之間的磁性相互作用，將旋轉力傳送到轉子部件14即旋轉軸 12。[0041]接著，說明將套筒13安裝在旋轉軸12上的場合。在安裝時，轉子部件14以過盈 配合的方式安裝在套筒13的外周面23上。這樣，將轉子部件14固定在套筒13上。此時， 轉子部件14以暫時固定程度比較小的過盈量安裝在套筒13上。之后，在旋轉軸12的錐部 12c的外周面21上涂敷潤滑材料。將套筒13嵌入例如保持在沖壓裝置上的旋轉軸12。套 筒13沿旋轉軸線X朝向大徑部12a被推入。因為套筒13相對于旋轉軸12具有規(guī)定的過 盈量，即錐部12c的外徑設定為比套筒13的內徑稍大，因此套筒13被壓入錐部12c。由于 膨脹，套筒13的外徑增大。其結果，實現(xiàn)套筒13相對于旋轉軸12的過盈配合的同時，實現(xiàn) 轉子部件14相對于套筒13的過盈配合。這樣，套筒13及轉子部件14最終以規(guī)定的過盈 量安裝在旋轉軸12上。換言之，套筒13以規(guī)定的夾緊轉矩安裝在旋轉軸12上。[0042]在這種電動機11中，旋轉軸12的錐部12c的外周面21及套筒13的內周面22構 成為隨著從其一端朝向另一端而減少直徑。因此，若套筒13以規(guī)定的推入距離以上的推入 量相對于旋轉軸12被推入，則過盈量比規(guī)定的過盈量增大。相反，若推入量未達到規(guī)定的 推入距離，則過盈量比規(guī)定的過盈量小。為了避免這種情況，優(yōu)選在旋轉軸12上設定旋轉 軸線X的方向的臺階面19的位置，通過套筒13的前端與旋轉軸12的臺階面19抵接而確 保規(guī)定的過盈量。[0043]另外，過盈量的大小考慮電動機11的最高轉速或最大轉矩等而決定。一般地，在 電動機11中，隨著最高轉速變高，離心力變大。在該場合，需要較大地設定過盈量。另外，隨 著電動機11產(chǎn)生的最大轉矩變大，需要較大地設定套筒13相對于旋轉軸12的夾緊轉矩。 在該場合，需要增大過盈量。因此，過盈量的大小由在電動機11的最高轉速或最大轉矩上 添加規(guī)定的余量的大小。[0044]另外，潤滑材料利用潤滑促進套筒13向錐部12c的壓入。隨著該潤滑材料的粘度 變高而能減少例如膠著等麻煩的可能性，但是產(chǎn)生利用摩擦的必要的夾緊轉矩需要時間。 另一方面，存在隨著粘度變低而使?jié)櫥淖饔貌怀浞值目赡苄?，因此需要注意，但是，在?入結束后，潤滑材料通過面壓力被迅速地排出到外側。這樣，從壓入之后馬上確保利用摩擦 的規(guī)定的夾緊轉矩。在此，作為潤滑材料使用例如具有VG2 VG22程度的粘度的潤滑油或 噴霧式的一般的多目的潤滑材料。[0045]另外，在向旋轉軸12壓入套筒13時，可以在流體通道25a、25b的任意一方上連接 液壓源。此時，例如將液壓源的噴嘴擰入螺紋孔26中。這樣，可以從液壓源向流道27內注 入工作油。利用這種工作油，例如在過盈量比較大的場合，能夠將工作油作為潤滑油而利用。其結果，在壓入時，套筒13的潤滑變得良好。但是，在過盈量比較小的場合，因為利用 上述潤滑材料已足夠，因此在壓入套筒13時可以不使用工作油。另外，未用于注入工作油 一側的流體通道在注入工作油時作為通風而利用。[0046]接著，說明將套筒13從旋轉軸12卸下的場合。在由于某種原因從旋轉軸12卸下 轉子部件14的場合，液壓源連接在流體通道25a、25b的任一方。這樣，從液壓源向流道27 內注入工作油。工作油浸透到套筒13的內周面22和錐部12c的外周面21之間。旋轉軸 12的錐部12c及套筒13隨著從一端朝向另一端而減少直徑，因此由于工作油的作用，套筒 13在直徑變小的方向沿旋轉軸線X的方向從錐部12c移動。其結果，將套筒13即轉子部件 14從旋轉軸12上卸下。[0047]卸下套筒13時的工作油的壓力根據(jù)由電動機11的最高轉速或最大轉矩決定的過 盈量、套筒13的內周面22及錐部12c的外周面21的錐形的程度即錐度比的程度、套筒13 的材質、轉子部件14的種類及尺寸等各種原因而決定。在此，工作油的壓力優(yōu)選設定為例 如IOMPa 70MPa的范圍。但是，若考慮套筒13的卸下作業(yè)的安全性及容易性，工作油的 壓力更優(yōu)選設定為15MPa 50MPa的范圍。[0048]錐部12c的外周面21及套筒13的內周面22的錐度比優(yōu)選例如具有I / 20 I / 500的錐度比，更優(yōu)選例如I / 50 I / 200的錐度比。隨著錐度比增大，容易卸下套 筒13，但存在夾緊轉矩不充分的可能性。相反，隨著錐度比減小，夾緊轉矩增大，但難以卸下 套筒13。另外，隨著錐度比變小，直到到達必要的過盈量，沿旋轉軸線X需要較大的推入距 離?？紤]這一點決定錐度比。[0049]另外，卸下套筒13時，采用使工作油的壓力慢慢地上升，直到套筒13沿旋轉軸線 X移動的方法。另外，在使壓力慢慢地上升直到工作油的壓力達到規(guī)定的值后，維持原樣放 置數(shù)分鐘 數(shù)小時左右直到套筒13沿旋轉軸線X移動的方法。另外，流體通道25a、25b也 可以代替套筒13而形成在旋轉軸12上。另外，形成環(huán)狀通道28的槽的深度及寬度可以根 據(jù)形成槽時的加工的狀況適當設定為各種大小。另外，考慮旋轉體的平衡，流體通道25和 環(huán)狀通道28、永久磁鐵34配置為繞旋轉軸線X旋轉對稱。[0050]在以上的電動機11中，套筒13能夠在內周面22的大致整個面與旋轉軸12的外 周面21嵌合。其結果，由于局部地過大的過盈量，套筒13無法緊固旋轉軸12。利用套筒 13的過盈量的緊固力在套筒13的內周面22的整個面上大致均等地作用在旋轉軸12的外 周面21上。這樣，套筒13以比現(xiàn)有大的面積與旋轉軸12接觸。與現(xiàn)有相比，能夠以較小 的過盈量確保同等的夾緊轉矩。并且，因為夾緊轉矩不會局部地作用在旋轉軸12上，因此 避免產(chǎn)生旋轉軸12的變形及歪斜。這樣，能夠將套筒13高精度地安裝在旋轉軸12上。減 少在旋轉軸12上產(chǎn)生的振動。[0051]并且，根據(jù)上述結構，因為套筒13能通過壓入安裝在旋轉軸12上，因此能夠省略 以往必須的熱壓配合作業(yè)。其結果，能夠省略與轉子部件14 一體的套筒13的加熱、熱壓配 合后返回到常溫的時間。其結果，不需要電爐等設備。能夠縮短套筒13的安裝作業(yè)的時間 且減少作業(yè)成本。另外，由于不需要加熱，因此不會對不耐熱的永久磁鐵31帶來影響。能 夠抑制電動機11的制造成本。另外，由于能通過套筒13與旋轉軸12的接觸面積的增大而 減少過盈量，因此即使是通過熱壓配合將套筒13安裝在旋轉軸12上的場合也不需要現(xiàn)有 那樣的高溫的加熱。[0052]另外，套筒13在內周面22的大致整個面上與旋轉軸12的外周面21嵌合。同時， 轉子部件14在內周面32的整個面上與套筒13的外周面23嵌合。其結果，通過套筒13以規(guī)定的過盈量安裝在旋轉軸12上，套筒13膨脹，其結果，套筒13的膨脹影響到轉子部件14 相對于套筒13的過盈量。該影響的大小在沿旋轉軸線X的方向是均勻的，因此只要以預估該膨脹的大小的過盈量并以過盈配合的方式安裝轉子部件14及套筒13，則不會局部地過剩地增大過盈量而在沿旋轉軸線X的方向上以均勻的夾緊轉矩安裝轉子部件14及套筒13。 其結果，能夠避免產(chǎn)生旋轉軸12的變形及歪斜。[0053]另外，工作油通過形成在套筒13的內周面22上的環(huán)狀通道28繞旋轉軸線X均等地注入旋轉軸12的整周。液壓均勻地作用在旋轉軸12的外周面上。套筒13隨著從后端朝向前端而減少厚度。其結果，根據(jù)套筒13的厚度帶來的夾緊轉矩的大小，壓力增大，并且工作油沿套筒13的內周面22和旋轉軸12的外周面21之間的邊界面從直徑小的后端向直徑大的前端浸透。其結果，能從旋轉軸12上容易地卸下套筒13。另外，在過盈量比較小的場合等，在工作油繞旋轉軸12容易注入的場合，可以省略環(huán)狀通道28的形成。[0054]另外，流體通道25形成在套筒13的凸緣24上。因此，能在凸緣24以外的部分使套筒13比以前薄壁化。這樣，能夠與使套筒13薄壁化的量相應地增大旋轉軸12的直徑。 旋轉軸12的直徑的增大能夠提高旋轉軸12的剛性，并且能夠提高旋轉軸12的固有頻率。 例如能夠提高到比旋轉軸12的最高轉速充分地高的固有頻率。減少旋轉軸12的振動。這樣，能夠提高旋轉軸12的性能。[0055]接著，說明本實用新型的實施例。實施例的電動機11構成埋入磁鐵式同步電動機。將電動機11的最高轉速設定為每分鐘12000轉。如上所述，轉子部件14具備由在旋轉軸線X的方向上層疊的多個電磁鋼板的層疊體形成的轉子鐵心29、及繞旋轉軸線X例如以等間隔埋入轉子鐵心29內的多個永久磁鐵31。在轉子部件14中，外徑設定為132. OOOmm, 內徑設定為104. 000mm。在旋轉軸線X的方向上被規(guī)定的轉子部件14的長度設定為100mm。[0056]在安裝在套筒13上時，決定轉子部件14的過盈量。在設定為每分鐘12000轉的轉速的場合，轉子部件14的內徑的膨脹量根據(jù)直徑算出為大約40 μ m。在該計算中，利用例如一般的材料力學的旋轉圓盤式或利用有限要素解析。若將該40 μ m作為過盈量而設定， 且電動機達到每分鐘12000轉，則意味著由于離心力的作用，緊固力(即夾緊轉矩或傳送轉矩)為零。因此，實際上，在該40 μ m上加上能傳送電動機以每分鐘12000轉旋轉時產(chǎn)生的最大轉矩的·過盈量、和相對于意外的轉速超額或超負荷的余量、例如30 μ m的樹脂，作為目標過盈量決定為70μπι。另外，余量根據(jù)電動機11的樣式及用途適當調整。[0057]在將目標過盈量設定為70 μ m的場合，如上所述，轉子部件14的外徑設定為 132. OOOmm,內徑設定為104. 000mm。另一方面，套筒13的外徑設定為104. OlOmm,內徑在從套筒13的前端向后端側60_的位置設定為98. 000mm。旋轉軸12的外徑在從大徑位置17 向小徑位置18側60mm的位置設定為98. 060mm。另外，旋轉軸12的外周面21及套筒13的內周面22的錐度比設定為I / 50。此時，在套筒13的外周面23上安裝轉子部件14。[0058]具體地說，將套筒13插入轉子部件14內。此時，轉子部件14被加熱到規(guī)定的溫度。如上所述，轉子部件14的內徑和套筒13的外徑的差即過盈量是IOym左右，并且，套筒13的外徑是104. OOOmm,因此例如轉子部件14相對于套筒13被加熱到20°C 30°C左右高溫即可。另外，轉子部件14也可以通過沖壓在常溫下被壓入套筒13。這樣，轉子部件14通過過盈配合暫時固定在套筒13上。[0059]在暫時固定了轉子部件14的套筒13中，由于來自轉子部件14的壓縮力，套筒13 的內徑減小。例如原形的內徑從98. OOOmm在直徑上減小5 6μπι左右。該減少的量根據(jù)套筒13及轉子部件14的材料及厚度、截面形狀等、各自的剛性的平衡變化。這樣，若以過盈配合的方式將轉子部件14安裝在套筒13上，則轉子部件14的外徑增大，且套筒13的內徑減小。[0060]接著，保持了轉子部件14的套筒13例如使用液壓沖床被壓入旋轉軸12。在旋轉軸12的錐部12c上涂敷上述的潤滑材料。套筒13與錐部12c嵌合且被沖床推入錐部12c。 此時，推入直到套筒13的前端與旋轉軸12的臺階面19抵接均不中斷而一氣地實施。此時， 使用VG22的潤滑材料的場合的沖床的壓力設定為大約15噸。這樣，若以過盈配合的方式將套筒13安裝在旋轉軸12上，則由于套筒13的內徑增大，因此在轉子部件14和套筒13 之間實現(xiàn)規(guī)定的夾緊轉矩的同時，在套筒13和旋轉軸12之間實現(xiàn)規(guī)定的夾緊轉矩。[0061]另外，在以上的計算中設定了幾個前提條件。例如，旋轉軸12具有充足的厚度，因此以在徑向上不收縮為前提。由于旋轉軸12收縮這種情況本身不是優(yōu)選的，因此需要旋轉軸12具備充足的剛性。另外，轉子部件14及套筒13在沿旋轉軸線X的方向上稍微延伸。 因此，過盈量從上述的70 μ m稍微減少。但是，該減少的量極小，因此在決定目標過盈量時， 最后只要包含于作為增加的追加過盈量而考慮即可。[0062]在以上的實施例中，在需要轉子部件14例如以70 μ m的過盈量固定在旋轉軸12 上的場合，只要將轉子部件14及套筒13間的過盈量、套筒13及旋轉軸12間的過盈量的合計設定為70μπι即可。另外，其合計也可以追加例如數(shù)ym 數(shù)十μπι左右的余量。另一方面，在上述的日本實開平5-26202號公報記載的技術中，套筒在其兩端的突部固定在旋轉軸上。其結果，利用套筒和轉子部件間的過盈量的夾緊轉矩未充分地傳送到分散為兩個突部的套筒和旋轉軸間的過盈量。這樣，在兩個突部的過盈量變得過大，有時引起旋轉軸的變形及歪斜。[0063]另一方面，在例如上述的日本實開平5-26202號公報的裝入式電動機中，轉子以一樣的過盈量通過過盈 配合安裝在套筒上。之后，套筒以規(guī)定的過盈量且通過熱壓配合安裝在旋轉主軸上。套筒只在規(guī)定的凸部與旋轉主軸嵌合，因此套筒與旋轉主軸間的過盈量必須設定為比轉子和套筒間的過盈量大。此時，由于套筒尤其在旋轉軸線的方向的兩端的凸部膨脹，因此在套筒的兩端，在轉子和套筒之間為比規(guī)定的過盈量過度地大的過盈量。其結果，較大的緊固力特別地從套筒的兩端作用在旋轉主軸上，引起旋轉主軸的變形及歪斜， 產(chǎn)生旋轉平衡的惡化、振動的產(chǎn)生等不良狀況。[0064]另外，在日本實開平5-26202號公報中，若設定為從轉子與套筒的過盈量預先減去過度的過盈量的量，則在套筒的兩端緩和過度的過盈量的生成，但是在套筒部兩端彼此間的中間位置的凹部過盈量不足。其結果，由于夾緊轉矩不足，產(chǎn)生由轉子的變形或離心力產(chǎn)生的間隙，成為振動或異常聲音、最壞的場合成為轉子空轉的麻煩的原因。另一方面，若從套筒和旋轉主軸間的過盈量預先減去過度的過盈量的量，則夾緊轉矩容易不足，導致轉子空轉。另外，也考慮使轉子和套筒間的過盈量局部地變化，但實際上難以正確地使過盈量變化、分布。[0065]圖3是概略地表示本實用新型的一個實施方式的變形例的電動機11的局部縱剖視圖。在該電動機11中，環(huán)狀通道28代替形成在上述套筒13的內周面22上的槽，由形成 在旋轉軸12的外周面21上的槽確定。另外，圖4是概略地表示本實用新型的第一實施方式 的另一變形例的電動機11的局部縱剖視圖。在該電動機11中，環(huán)狀通道28由形成在上述 套筒13的內周面22上的槽和形成在旋轉軸12的外周面21上的槽確定。在任意的場合， 環(huán)狀通道28的深度及寬度都可以設定為與上述相同。[0066]圖5是概略地表示本實用新型的一個實施方式的又一變形例的電動機11的套筒 13及轉子部件14的縱剖視圖。在圖5的套筒13中，在其內周面22上沿旋轉軸線X的軸線 方向形成有從環(huán)狀通道28朝向套筒13的前端即旋轉軸12的大徑位置17直線狀地延伸的 一對軸線方向通道35。該軸線方向通道35由形成在套筒13的內周面22上的槽確定。軸 線方向通道35彼此配置在相對于旋轉軸線X旋轉對稱的位置上。軸線方向通道35的前端 配置在比套筒13的前端靠后端側。即，軸線方向通道35在套筒13的前端的跟前間斷。軸 線方向通道35的深度及寬度例如設定為與環(huán)狀通道28相同。[0067]圖6是概略地表示本實用新型的一實施方式的另一變形例的電動機11的旋轉軸 12的局部縱剖視圖。在圖6中，以旋轉軸線X為邊界在旋轉軸線X的下側表示旋轉軸12 的外周面21。在該變形例中，一對的軸線方向通道35形成在圖3的旋轉軸12的外周面21 上。軸線方向通道35彼此配置在相對于旋轉軸線X旋轉對稱的位置上。利用這種軸線方 向通道35，注入環(huán)狀通道28的工作油從環(huán)狀通道28通過軸線方向通道35流向套筒13的 大徑位置17。其結果，能夠在旋轉軸12的外周面21和套筒13的內周面22之間沒有遺漏 地遍布工作油。[0068]圖7是概略地表不本實用新型的一實施方式的又一變形例的電動機11的局部縱 剖視圖。在該電動機11中，在旋轉軸12的外周面21和套筒13的內周面22之間夾入例如 一對流體密封部件36。流體密封部件36例如由繞旋轉軸線X環(huán)狀地延伸的O環(huán)形成。流 體密封部件36例如與套筒13的前端及后端分別鄰接且在套筒13的內側分別配置在形成 于旋轉軸12的外周面21上的環(huán)狀的槽37、38內。槽38配置在比套筒13的內周面22的 流道27的開口部靠套筒13的后端側。[0069]流體密封部件36例如由橡膠等彈性材料形成。其結果，在將套筒13固定在旋轉軸 12的外周面21上的狀態(tài)下，流體密封部件36通過彈性變形被旋轉軸12的外周面21和套 筒13的內周面22推壓。其結果，在旋轉軸12和套筒13之間由一對流體密封部件36形成 密閉空間。利用這種流體密封部件36，注入旋轉軸12和套筒13之間的工作油被封入流體 密封部件36、36間的密閉空間。能夠防止工作油從套筒13沿旋轉軸12的外周面21露出 到套筒13的外側。另一方面，在例如在形成于套筒13的內周面22上的環(huán)狀的槽內配置例 如O形圈的場合，由于需要套筒13為規(guī)定的厚度，因此導致套筒13的內徑減小。其結果， 使旋轉軸12的外徑減小，因此不是優(yōu)選的。[0070]圖8是概略地表示本實用新型的另一實施方式的電動機11的局部縱剖視圖。在 該電動機11中，沿旋轉軸線X的軸線方向在轉子部件14的外側將例如一對環(huán)狀部件39、41 固定在套筒13的外周面23上。環(huán)狀部件39、41例如通過過盈配合固定在套筒13的外周 面23上。環(huán)狀部件39、41在與套筒13的前端及后端鄰接的區(qū)域將規(guī)定的夾緊轉矩作用在 套筒13上。另外，環(huán)狀部件41配置在凸緣24上。利用這種環(huán)狀部件39、41，能夠防止注入 旋轉軸12和套筒13之間的工作油從套筒13沿旋轉軸12的外周面21露出到外側。[0071]另外，流體密封部件36也可以只配置在與套筒13的前端及后端的任一方的端部 鄰接的位置。同樣地，環(huán)狀部件39、41也可以只配置在與套筒13的前端及后端的任一方的 端部鄰接的位置。另外，也可以例如在套筒13的前端及后端的任一方配置流體密封部件 36，并且在套筒13的前端及厚度的任一另一方配置環(huán)狀部件。另外，環(huán)狀部件39、41相對 于套筒13即旋轉軸12的夾緊轉矩優(yōu)選設定為不妨礙套筒13的卸下的程度的大小。[0072]圖9是概略地表示本實用新型的又一實施方式的電動機11的局部縱剖視圖。在 該電動機11中，省略流體通道25a、25b的形成。另外，在旋轉軸12的外周面21上在旋轉 軸線X的方向的轉子部件14的外側與套筒13的后端鄰接地固定有環(huán)狀的限制部件42。在 此，限制部件42支撐被套筒13的后端規(guī)定的后端面。這樣，限制部件42在旋轉軸線X的 軸線方向限制套筒13的脫落。限制部件42例如通過熱壓配合或擰入固定在旋轉軸12上。 這種結構適用于例如設定有比較低的轉速的電動機11或過盈量比較小的電動機11。在卸 下轉子部件14時，卸下限制部件42后，通過利用沖床等在軸線方向上推壓套筒13，能夠將 套筒13從旋轉軸12上卸下。此時，不需要注入工作油。[0073]在以上的電動機11中，套筒13利用凸緣24增加厚度。這樣，在套筒13的厚度具 有變化的場合，若以一定的過盈量將套筒13過盈配合在旋轉軸12上，則在與凸緣24以外 的部分相比具有較大的厚度的凸緣24的部分，相對較大的面壓力作用在旋轉軸12。其結 果，套筒13在凸緣24的部分以過度大的夾緊轉矩固定在旋轉軸12上。這樣，在套筒13的 過盈量沿旋轉軸線X的軸線方向變化的場合，由于旋轉軸12的歪斜及變形，成為旋轉精度 惡化、或者在卸下套筒13時產(chǎn)生必須多余地以較高的壓力注入工作油等問題或徒勞的原 因。[0074]因此，為了避免這點，期望例如與凸緣24的厚度的大小對應地適當調整過盈量。 在調整過盈量時，可以對在凸緣24的部分的套筒13的內周面22的錐度比與凸緣24以外 的部分的錐度比相比進行了改變，或凸緣24的部分的內周面22繞旋轉軸線X改變?yōu)閳A筒 狀的內周面22。同樣地，也可以改變旋轉軸12的外周面21的錐度比。另外，可以對凸緣 24的部分的套筒13的內周面22或對應的旋轉軸12的外周面21實施例如槽等所謂的脫模 斜度加工。但是，這種過盈量的調整優(yōu)選設定為工作油不會從套筒13泄露到外側的程度 的大小。[0075]以上的電動機11如圖10所示，代替上述磁鐵埋入式同步電動機，構成例如籠式感 應電動機。在該電動機11中，轉子部件14具備由例如沿旋轉軸線X層疊的多個電磁鋼板 的層疊體形成的鐵心51、配置在鐵心51內的多個導體桿52。導體桿52繞旋轉軸線X例如 等間隔地配置且與鐵心51的外周面鄰接地配置。轉子部件14具備配置在旋轉軸線X的軸 線方向的鐵心51的兩端的一對環(huán)狀導體端環(huán)(未圖示)。該導體端環(huán)使導體桿52的兩端電 路短路。導體桿52及導體端環(huán)例如由鋁之類的導電金屬材料形成。[0076]在構成以上的籠式感應電動機的電動機11中，如圖11所示，轉子部件14也可以 還具備從與旋轉軸線X正交的徑向的外側分別包圍導體端環(huán)53、53的加固環(huán)54、54。該加 固環(huán)54例如由鈦合金等金屬材料形成。加固環(huán)54的外徑與鐵心51的外徑一致，并且加固 環(huán)54的內徑與鐵心51的內徑一致。利用該加固環(huán)54的作用能夠防止例如由離心力產(chǎn)生 的導體端環(huán)53的破壞。如圖12所示，在加固環(huán)54上形成有分別接受上述導體桿52的多 個貫通孔55。這樣，實現(xiàn)導體桿52和導體端環(huán)53的短路。另外，該電動機11在例如超過每分鐘20000轉的高速旋轉的場合利用。[0077]在該籠式感應電動機中，例如假想不借助套筒13以熱壓配合的方式安裝轉子部件14的場合。在轉子部件14的內徑是60mm,過盈量根據(jù)直徑例如是O.1mm時,形成鐵心51 的鐵的線膨脹系數(shù)是12X 10_6，因此若旋轉軸12的溫度是20°C，轉子部件14被加熱到大約 250°C，則熱壓配合時的間隙大約為65 μ m。轉子部件14具有鈦合金制的加固環(huán)54，由于鈦合金的線膨脹系數(shù)是8. 4X IO-6,是鐵的O. 7倍，因此加固環(huán)54的部分的間隙只為15 μ m左右。其結果，若未將轉子部件14加熱到例如比300°C高的溫度，則無法確保充分的間隙。但是，隨著溫度變成高溫，熱壓配合后的轉子部件14的歪斜增大，熱壓配合失敗的風險增大， 并且在安全方面也不是優(yōu)選的。[0078]另一方面，在本實用新型的電動機11中，例如以O. 02mm的過盈量并以熱壓配合的方式將轉子部件14安裝在套筒13上。此時，在過盈量為O. 02mm的場合，套筒13和轉子部件14的溫度差即使考慮加固環(huán)54是鈦合金制，也只要是例如120°C左右即可。此時，只要確保30 μ m左右的間隙即可。之后，若在套筒13和旋轉軸12之間確保80 μ m的過盈量且將套筒13 壓入旋轉軸12，則能夠以總計100 μ m即O.1mm的過盈量實現(xiàn)過盈配合。這樣，根據(jù)本實用新型，在將具有鈦合金等線膨脹系數(shù)小的部件的轉子部件14安裝在旋轉軸12上時，與現(xiàn)有相比，能夠實現(xiàn)簡單化。另外，從不需要過度的加熱的方面來看，能夠抑制旋轉軸 12的歪斜及變形。[0079]另外，如圖13所示，電動機11代替上述的磁鐵埋入式同步電動機，也可以構成例如磁鐵表面粘貼式同步電動機。在該電動機11中，轉子部件14具備由例如沿旋轉軸線X 層疊的多個電磁鋼板的層疊體形成的鐵心56、繞旋轉軸線X例如等間隔地配置且粘貼在鐵心56的外周面上的多個永久磁鐵57。永久磁鐵57例如利用粘結劑粘結在鐵心56的外周面上。永久磁鐵57嵌入例如形成在鐵心56的外周面上的槽內。另外,鐵心56例如也可以由包括S45C等碳素鋼的磁性體形成。[0080]本實用新型的效果如下。[0081]根據(jù)本實用新型，提供能夠將套筒高精度地安裝在旋轉軸上的電動機。[0082]以上，使用本實用新型的示例的實施方式圖示、說明本實用新型，但從業(yè)者應該明白，能夠不脫離本實用新型的精神及范圍地進行上述或各種改變、省略、追加。
權利要求1.一種電動機(11)，其特征在于，具備旋轉軸(12)，該旋轉軸(12)規(guī)定如下的外周面(21)，該外周面(21)具有隨著從具有第一直徑的大徑位置(17)朝向具有比上述第一直徑小的第二直徑的小徑位置(18)而減小的直徑；套筒(13)，該套筒(13)在內周面(22)與上述旋轉軸(12)的外周面(21)嵌合，并以過盈配合的方式安裝在上述旋轉軸(12)上，上述內周面(22)具有隨著從鄰接于上述大徑位置(17)的前端朝向鄰接于上述小徑位置(18)的后端而減小的直徑；以及以過盈配合的方式安裝在上述套筒(13)的外周面(23)上的圓筒狀的轉子部件(14)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動機(11)，其特征在于，具備從包括上述套筒(13)的外周面(23)的上述套筒(13)的外側面貫通到上述套筒(13)的內周面(22)的流體通道(25a、25b)。
3.根據(jù)權利要求2所述的電動機(11)，其特征在于，具備環(huán)狀通道(28 )，該環(huán)狀通道(28 )形成在上述套筒(13 )的內周面(22 )和上述旋轉軸(12)的外周面(21)之間，且繞上述旋轉軸(12)的旋轉軸線以環(huán)狀延伸，并與上述流體通道(25a、25b)連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的電動機(11)，其特征在于，具備形成在上述套筒(13)的內周面(22)和上述旋轉軸(12)的外周面(21)之間，并在上述旋轉軸線的方向從上述環(huán)狀通道(28)朝向上述大徑位置(17)延伸的軸線方向通道(35)。
5.根據(jù)權利要求2 4任一項所述的電動機(11)，其特征在于，具備被夾入上述套筒(13)的內周面(22)和上述旋轉軸(12)的外周面(21)之間，且配置在比上述流體通道(25a、25b)靠上述套筒(13)的前端側及后端側的至少任意一方側的流體密封部件(36)。
6.根據(jù)權利要求2 4任一項所述的電動機(11)，其特征在于，具備與上述套筒(13)的前端及后端的至少任意一方的端部鄰接且以過盈配合的方式安裝在上述套筒(13)上的環(huán)狀部件(39、41)。
7.根據(jù)權利要求1所述的電動機(11)，其特征在于，具備在上述套筒(13)的后端安裝在上述旋轉軸(12)的外周面(21)上，限制上述套筒(13)從上述旋轉軸(12 )脫落的限制部件(42 )。
8.一種機床，其特征在于，具備權利要求1 7任一項所述的電動機(11)。
專利摘要本實用新型提供能將套筒高精度地安裝在旋轉軸上的電動機及具備該電動機的機床。在電動機中，旋轉軸規(guī)定具有隨著從具有第一直徑的大徑位置朝向具有比第一直徑小的第二直徑的小徑位置而減小的直徑的外周面。套筒在內周面與旋轉軸的外周面嵌合，以過盈配合的方式安裝在旋轉軸上，上述內周面具有隨著從鄰接于上述大徑位置的前端朝向鄰接于上述小徑位置的后端而減小的直徑。根據(jù)該結構，套筒在內周面的大致整個面與旋轉軸的外周面嵌合。由套筒的過盈量產(chǎn)生的緊固力在套筒的內周面的整個面大致均勻地作用在旋轉軸的外周面上。并且，因為夾緊轉矩不會局部地作用在旋轉軸上，因此避免了旋轉軸的變形及歪斜。能將套筒高精度地安裝在旋轉軸上。
文檔編號H02K5/24GK202840886SQ20122021019
公開日2013年3月27日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權日2011年6月24日
發(fā)明者有松洋平, 高野志進 申請人:發(fā)那科株式會社