电动机的制作方法

专利名称：电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备转子部件、保持转子部件并安装在旋转轴上的套筒的电动机。
背景技术：
例如，在日本实开平5-26202号公报中公开有所谓的装入式电动机。在该电动机中，转子通过套筒安装在旋转轴上。在套筒的内周面上形成有多个朝向旋转轴的外周面向径向突出的突部。突部绕旋转轴的旋转轴线以环状延伸。另ー方面，旋转轴从一端向另ー端直径例如变化为三阶段。突部与这种直径的变化对应地从套筒的内周面以分别不同的大小突出。套筒构成为所谓的阶形套筒。在向旋转轴安装转子时，套筒以热压配合的方式安装在旋转轴上并在突部被旋转轴的外周面推压。另ー方面，在突部彼此间，在套筒的内周面和旋转轴的外周面之间形成有规定的空间。由于电动机的不良状况等，要求例如转子能从旋转轴上卸下的结构。在从旋转轴上 卸下转子时，工作油以规定的压カ注入上述空间。由于基于工作油的压カ的膨胀，套筒的内径增大，其结果，基于旋转轴的直径的差异，多个突部的各自的内径不同，因此カ沿旋转轴线方向作用在套筒上。这样，能与转子一起从旋转轴上沿旋转轴线方向卸下套筒。由于套筒只在突部被旋转轴支撑，因此套筒的接触面积相对于套筒的内周面小。其結果，为了实现套筒的坚固的安装，需要增大套筒的过盈量而增大套筒相对于旋转轴的夹紧转矩。但是，这种夹紧转矩集中在例如套筒的两外端的突部。并且，由于过盈量的増大，在热压配合时，套筒必须加热为高温，由于旋转轴和套筒之间的热膨胀的差异，无用的应カ从突部局部地作用在旋转轴上。其結果，导致旋转轴的变形及歪斜。这样，旋转轴的振动增大。

发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供能够将套筒高精度地安装在旋转轴上的电动机。为了实现上述目的，根据本发明，提供具备下述部件的电动机旋转轴，该旋转轴规定如下的外周面，该外周面具有随着从具有第一直径的大径位置朝向具有比上述第一直径小的第二直径的小径位置而减小的直径；套筒，该套筒在内周面与上述旋转轴的外周面嵌合，并以过盈配合的方式安装在上述旋转轴上，上述内周面具有随着从邻接于上述大径位置的前端朝向邻接于上述小径位置的后端而减小的直径；以及以过盈配合的方式安装在上述套筒的外周面上的圆筒状的转子部件。这种电动机也可以具备从包括上述套筒的外周面的上述套筒的外侧面贯通到上述套筒的内周面的流体通道。电动机也可以具备环状通道，该环状通道形成在上述套筒的内周面和上述旋转轴的外周面之间，且绕上述旋转轴的旋转轴线以环状延伸，并与上述流体通道连接。
电动机也可以具备形成在上述套筒的内周面和上述旋转轴的外周面之间，并在上述旋转轴线的方向从上述环状通道朝向上述大径位置延伸的轴线方向通道。电动机也可以具备被夹入上述套筒的内周面和上述旋转轴的外周面之间，且配置在比上述流体通道靠上述套筒的前端侧及后端侧的至少任意一方侧的流体密封部件。电动机也可以具备与上述套筒的前端及后端的至少任意一方的端部邻接且以过盈配合的方式安装在上述套筒上的环状部件。电动机也可以具备在上述套筒的后端安装在上述旋转轴的外周面上，限制上述套筒从上述旋转轴脱落的限制部件。ー种机床，具备所述的电动机。即如上的电动机可以插入机床。本发明的优点在干，能够将套筒高精度地安装在旋转轴上。 这些及其他的本发明的对象、特征及优点參照由附图所表述的本发明的示例的实施方式的详细说明，能更加清楚。


图I是概略地表示本发明的ー实施方式的电动机的纵剖视图。图2是概略地表示本发明的ー实施方式的电动机的横剖视图。图3是概略地表示本发明的ー实施方式的变形例的电动机的局部纵剖视图。图4是概略地表不本发明的ー实施方式的另ー变形例的电动机的局部纵剖视图。图5是概略地表示本发明的ー实施方式的又一变形例的电动机的套筒及转子部件的纵剖视图。图6是概略地表不本发明的ー实施方式的又一变形例的电动机的旋转轴的局部纵首1]视图。图7是概略地表示本发明的ー实施方式的又一变形例的电动机的局部纵剖视图。图8是概略地表不本发明的另ー实施方式的电动机的局部纵剖视图。图9是概略地表不本发明的又ー实施方式的电动机的局部纵剖视图。图10是概略地表示本发明的又ー实施方式的电动机的横剖视图。图11是概略地表不本发明的又ー实施方式的电动机的局部纵剖视图。图12是概略地表不本发明的又ー实施方式的电动机的局部纵剖视图。图13是概略地表不本发明的又ー实施方式的电动机的横剖视图。
具体实施例方式下面，參照

本发明的ー实施方式。图I是概略地表示本发明的一实施方式的电动机11的纵剖视图。该电动机11构成例如埋入磁铁式同步电动机。电动机11具备作为例如机床(未图示)的主轴的圆筒状的旋转轴12 ;安装在旋转轴12上的大致圆筒状的套筒13 ;安装在套筒13上的圆筒状的转子部件14 ;与转子部件14相对的定子15 ;以及在内周面支撑定子15且绕旋转轴12的旋转轴线X包围旋转轴12的壳体16。电动机11是直接驱动形式的电动机，是所谓的装入式电动机。旋转轴12具备大径部12a、具有比大径部12a小的直径的小径部12b、及配置在大径部12a和小径部12b之间的锥部12c。大径部12a、锥部12c及小径部12b —体地形成。锥部12c利用例如台阶连接在大径部12a及小径部12b上。锥部12c的外周面具有圆锥台形状的轮廓。锥部12c随着从具有第一直径的大径位置17朝向具有比第一直径小的第二直径的小径位置18而减小直径。在大径部12a和锥部12c之间形成有沿与旋转轴线X正交的假想平面扩展的台阶面19。在锥部12c的外周面21上安装有套筒13。在安装时，套筒13例如以过盈配合的方式安装在锥部12c上。套筒13的内周面22具有随着从邻接于锥部12c的大径位置17的前端朝向邻接于锥部12c的小径位置18的后端而减小的直径。套筒13在其内周面22的大致整个面上与锥部12c的外周面21嵌合。套筒13的外周面23形成为圆筒状。S卩，在与旋转轴线X正交的径向上被规定的套筒13的厚度随着从套筒13的前端朝向后端而増大。被套筒13的前端规定的前端面与大径部12a及锥部12c间的台阶面19抵接。在套筒13的后端形成有向径向外侧突出的凸缘24。在凸缘24上形成有从包括套筒13的外周面23的外侧面到内周面22贯通套筒13的ー对流体通道25a、25b。流体通道25a、25b例如在隔着旋转轴线X相互地相对的位置即相对于旋转轴线X旋转对称的位置形成在套筒13上。流体通道25a、25b分别具备螺纹孔26、与螺纹孔26连接的流道27。在流 体通道25a、25b的任一方的螺纹孔26上连接有例如液压源(未图示)的喷嘴。液压源向流道27供给工作油。该流体通道25a、25b被利用于相对于旋转轴12的套筒13的装卸。在套筒13的内周面22上形成有绕旋转轴线X以环状延伸的环状通道28。环状通道28由形成在套筒13的内周面22上的槽确定。环状通道28与各个流体通道25a、25b的流道27的连接。利用这种环状通道28，从液压源供给到流道27的工作油能够绕旋转轴线X遍布旋转轴12的整周。在形成这种环状通道28时，可以通过例如车削或切削、研磨、放电加工等形成槽，或者也可以形成例如划线程度的细槽。在任意的场合都能够在外周面23和内周面22之间确保工作油浸透的规定的截面积。优选在这种套筒13上使用例如磁性材料且弹性区域大的材料。因此，套筒13优选由例如碳素钢、铁系合金钢等形成。另外，在套筒13的过盈量必须设定得较大的场合，为了提高材料的屈服点及弾性限度，优选对材料实施淬火或回火等热处理。另外，套筒13的厚度越是薄壁，越能够增大旋转轴12的直径且提高装卸套筒13时的作业性。但是，由于若为薄壁，则加工变得困难，因此套筒13的厚度可以适当考虑用途及设计样式等而決定。图2是概略地表示本发明的ー实施方式的电动机11的横剖视图。參照图2，转子部件14具备由沿旋转轴线X层叠的多个电磁钢板的层叠体形成的转子铁心29、及绕旋转轴线X例如以等间隔埋入转子铁心29内的多个永久磁铁31。转子铁心29例如形成为圆筒状。转子铁心29在其内周面32与套筒13的外周面23嵌合。在此，转子铁心29在其内周面32的整个面上与套筒13的外周面23嵌合。转子铁心29的一端被套筒13的凸缘24支撑。在与旋转轴线X正交的径向上被规定的转子铁心29的厚度沿旋转轴线X均匀地设定。从图I可以看出，套筒13除了凸缘24的部分，具有一定的外径。即，套筒13的外周面23是圆筒面。另ー方面，转子铁心29具有一定的内径。S卩，转子铁心29的内周面32是圆筒面。其结果，能够将转子鉄心以过盈配合的方式安装在套筒13上。在本实施方式中，以至少套筒13的前端侧的外径能容纳在转子铁心29内的方式设定为转子铁心29的内径以下的大小。回到图1，定子15具备与转子铁心29的永久磁铁31相対的定子铁心33、及卷绕在定子铁心33上的线圈34。定子铁心33由在旋转轴线X方向上层叠的多个电磁钢板的层叠体形成。定子铁心33例如形成为圆筒状。在与旋转轴线X正交的方向上被规定的定子鉄心33的厚度沿旋转轴线X均匀地设定。其結果，定子铁心33沿旋转轴线X以均匀的距离与转子铁心29相对。线圈34例如由铜线形成。定子15被固定在壳体16的内周面。通过这种定子15和转子部件14之间的磁性相互作用，将旋转力传送到转子部件14即旋转轴12。接着，说明将套筒13安装在旋转轴12上的场合。在安装时，转子部件14以过盈配合的方式安装在套筒13的外周面23上。这样，将转子部件14固定在套筒13上。此时，转子部件14以暂时固定程度比较小的过盈量安装在套筒13上。之后，在旋转轴12的锥部12c的外周面21上涂敷润滑材料。将套筒13嵌入例如保持在冲压装置上的旋转轴12。套筒13沿旋转轴线X朝向大径部12a被推入。因为套筒13相对于旋转轴12具有规定的过盈量，即锥部12c的外径设定为比套筒13的内径稍大，因此套筒13被压入锥部12c。由于膨胀，套筒13的外径増大。其結果，实现套筒13相对于旋转轴12的过盈配合的同时，实现转子部件14相对于套筒13的过盈配合。这样，套筒13及转子部件14最終以规定的过盈量安装在旋转轴12上。換言之，套筒13以规定的夹紧转矩安装在旋转轴12上。 在这种电动机11中，旋转轴12的锥部12c的外周面21及套筒13的内周面22构成为随着从其一端朝向另一端而减少直径。因此，若套筒13以规定的推入距离以上的推入量相对于旋转轴12被推入，则过盈量比规定的过盈量増大。相反，若推入量未达到规定的推入距离，则过盈量比规定的过盈量小。为了避免这种情况，优选在旋转轴12上设定旋转轴线X的方向的台阶面19的位置，通过套筒13的前端与旋转轴12的台阶面19抵接而确保规定的过盈量。另外，过盈量的大小考虑电动机11的最高转速或最大转矩等而決定。一般地，在电动机11中，随着最高转速变高，离心カ变大。在该场合，需要较大地设定过盈量。另外，随着电动机11产生的最大转矩变大，需要较大地设定套筒13相对于旋转轴12的夹紧转矩。在该场合，需要増大过盈量。因此，过盈量的大小由在电动机11的最高转速或最大转矩上添加规定的余量的大小。另外，润滑材料利用润滑促进套筒13向锥部12c的压入。随着该润滑材料的粘度变高而能減少例如胶着等麻烦的可能性，但是产生利用摩擦的必要的夹紧转矩需要时间。另ー方面，存在随着粘度变低而使润滑的作用不充分的可能性，因此需要注意，但是，在压入结束后，润滑材料通过面压力被迅速地排出到外侧。这样，从压入之后马上确保利用摩擦的规定的夹紧转矩。在此，作为润滑材料使用例如具有VG2 VG22程度的粘度的润滑油或喷雾式的一般的多目的润滑材料。另外，在向旋转轴12压入套筒13时，可以在流体通道25a、25b的任意一方上连接液压源。此时，例如将液压源的喷嘴拧入螺纹孔26中。这样，可以从液压源向流道27内注入工作油。利用这种工作油，例如在过盈量比较大的场合，能够将工作油作为润滑油而利用。其结果，在压入时，套筒13的润滑变得良好。但是，在过盈量比较小的场合，因为利用上述润滑材料已足够，因此在压入套筒13时可以不使用工作油。另外，未用于注入工作油ー侧的流体通道在注入工作油时作为通风而利用。接着，说明将套筒13从旋转轴12卸下的场合。在由于某种原因从旋转轴12卸下转子部件14的场合，液压源连接在流体通道25a、25b的任一方。这样，从液压源向流道27内注入工作油。工作油浸透到套筒13的内周面22和锥部12c的外周面21之间。旋转轴12的锥部12c及套筒13随着从一端朝向另一端而减少直径，因此由于工作油的作用，套筒13在直径变小的方向沿旋转轴线X的方向从锥部12c移动。其结果，将套筒13即转子部件14从旋转轴12上卸下。卸下套筒13时的工作油的压カ根据由电动机11的最高转速或最大转矩决定的过盈量、套筒13的内周面22及锥部12c的外周面21的锥形的程度即锥度比的程度、套筒13的材质、转子部件14的种类及尺寸等各种原因而決定。在此，工作油的压カ优选设定为例如IOMPa 70MPa的范围。但是，若考虑套筒13的卸下作业的安全性及容易性，工作油的压カ更优选设定为15MPa 50MPa的范围。锥部12c的外周面21及套筒13的内周面22的锥度比优选例如具有I / 20 I / 500的锥度比，更优选例如I / 50 I / 200的锥度比。随着锥度比増大，容易卸下套 筒13，但存在夹紧转矩不充分的可能性。相反，随着锥度比减小，夹紧转矩増大，但难以卸下套筒13。另外，随着锥度比变小，直到到达必要的过盈量，沿旋转轴线X需要较大的推入距离。考虑这一点决定锥度比。另外，卸下套筒13时，采用使工作油的压カ慢慢地上升，直到套筒13沿旋转轴线X移动的方法。另外，在使压カ慢慢地上升直到工作油的压カ达到规定的值后，維持原样放置数分钟 数小时左右直到套筒13沿旋转轴线X移动的方法。另外，流体通道25a、25b也可以代替套筒13而形成在旋转轴12上。另外，形成环状通道28的槽的深度及宽度可以根据形成槽时的加工的状况适当设定为各种大小。另外，考虑旋转体的平衡，流体通道25和环状通道28、永久磁铁34配置为绕旋转轴线X旋转对称。在以上的电动机11中，套筒13能够在内周面22的大致整个面与旋转轴12的外周面21嵌合。其结果，由于局部地过大的过盈量，套筒13无法紧固旋转轴12。利用套筒13的过盈量的紧固カ在套筒13的内周面22的整个面上大致均等地作用在旋转轴12的外周面21上。这样，套筒13以比现有大的面积与旋转轴12接触。与现有相比，能够以较小的过盈量确保同等的夹紧转矩。并且，因为夹紧转矩不会局部地作用在旋转轴12上，因此避免产生旋转轴12的变形及歪斜。这样，能够将套筒13高精度地安装在旋转轴12上。减少在旋转轴12上产生的振动。并且，根据上述结构，因为套筒13能通过压入安装在旋转轴12上，因此能够省略以往必须的热压配合作业。其結果，能够省略与转子部件14 一体的套筒13的加热、热压配合后返回到常温的时间。其结果，不需要电炉等设备。能够缩短套筒13的安装作业的时间且减少作业成本。另外，由于不需要加热，因此不会对不耐热的永久磁铁31带来影响。能够抑制电动机11的制造成本。另外，由于能通过套筒13与旋转轴12的接触面积的增大而減少过盈量，因此即使是通过热压配合将套筒13安装在旋转轴12上的场合也不需要现有那样的高温的加热。另外，套筒13在内周面22的大致整个面上与旋转轴12的外周面21嵌合。同时，转子部件14在内周面32的整个面上与套筒13的外周面23嵌合。其结果，通过套筒13以规定的过盈量安装在旋转轴12上，套筒13膨胀，其結果，套筒13的膨胀影响到转子部件14相对于套筒13的过盈量。该影响的大小在沿旋转轴线X的方向是均匀的，因此只要以预估该膨胀的大小的过盈量并以过盈配合的方式安装转子部件14及套筒13，则不会局部地过剩地增大过盈量而在沿旋转轴线X的方向上以均匀的夹紧转矩安装转子部件14及套筒13。其结果，能够避免产生旋转轴12的变形及歪斜。另外，工作油通过形成在套筒13的内周面22上的环状通道28绕旋转轴线X均等地注入旋转轴12的整周。液压均匀地作用在旋转轴12的外周面上。套筒13随着从后端朝向前端而减少厚度。其结果，根据套筒13的厚度带来的夹紧转矩的大小，压カ増大，并且工作油沿套筒13的内周面22和旋转轴12的外周面21之间的边界面从直径小的后端向直径大的前端浸透。其结果，能从旋转轴12上容易地卸下套筒13。另外，在过盈量比较小的场合等，在工作油绕旋转轴12容易注入的场合，可以省略环状通道28的形成。另外，流体通道25形成在套筒13的凸缘24上。因此，能在凸缘24以外的部分使
套筒13比以前薄壁化。这样，能够与使套筒13薄壁化的量相应地増大旋转轴12的直径。旋转轴12的直径的増大能够提高旋转轴12的刚性，并且能够提高旋转轴12的固有频率。例如能够提高到比旋转轴12的最高转速充分地高的固有频率。减少旋转轴12的振动。这样，能够提高旋转轴12的性能。接着，说明本发明的实施例。实施例的电动机11构成埋入磁铁式同步电动机。将电动机11的最高转速设定为每分钟12000转。如上所述，转子部件14具备由在旋转轴线X的方向上层叠的多个电磁钢板的层叠体形成的转子铁心29、及绕旋转轴线X例如以等间隔埋入转子铁心29内的多个永久磁铁31。在转子部件14中，外径设定为132. OOOmm,内径设定为104. 000mm。在旋转轴线X的方向上被规定的转子部件14的长度设定为100mm。在安装在套筒13上吋，决定转子部件14的过盈量。在设定为每分钟12000转的转速的场合，转子部件14的内径的膨胀量根据直径算出为大约40 μ m。在该计算中，利用例如一般的材料力学的旋转圆盘式或利用有限要素解析。若将该40 μ m作为过盈量而设定，且电动机达到每分钟12000转，则意味着由于离心力的作用，紧固カ(即夹紧转矩或传送转矩)为零。因此，实际上，在该40 μ m上加上能传送电动机以每分钟12000转旋转时产生的最大转矩的过盈量和相对于意外的转速超额或超负荷的余量、例如30 μ m的树脂，作为目标过盈量决定为70μπι。另外，余量根据电动机11的样式及用途适当调整。在将目标过盈量设定为70 μ m的场合，如上所述，转子部件14的外径设定为132. OOOmm,内径设定为104. 000mm。另ー方面，套筒13的外径设定为104. OlOmm,内径在从套筒13的前端向后端侧60_的位置设定为98. 000mm。旋转轴12的外径在从大径位置17向小径位置18侧60mm的位置设定为98. 060mm。另外，旋转轴12的外周面21及套筒13的内周面22的锥度比设定为I / 50。此时，在套筒13的外周面23上安装转子部件14。具体地说，将套筒13插入转子部件14内。此时，转子部件14被加热到规定的温度。如上所述，转子部件14的内径和套筒13的外径的差即过盈量是IOym左右，并且，套筒13的外径是104. OOOmm,因此例如转子部件14相对于套筒13被加热到20°C 30°C左右高温即可。另外，转子部件14也可以通过冲压在常温下被压入套筒13。这样，转子部件14通过过盈配合暂时固定在套筒13上。在暂时固定了转子部件14的套筒13中，由于来自转子部件14的压缩力，套筒13的内径减小。例如原形的内径从98. OOOmm在直径上减小5 6μπι左右。该减少的量根据套筒13及转子部件14的材料及厚度、截面形状等、各自的刚性的平衡变化。这样，若以过盈配合的方式将转子部件14安装在套筒13上，则转子部件14的外径増大，且套筒13的内径减小。接着，保持了转子部件14的套筒13例如使用液压冲床被压入旋转轴12。在旋转轴12的锥部12c上涂敷上述的润滑材料。套筒13与锥部12c嵌合且被冲床推入锥部12c。此时，推入直到套筒13的前端与旋转轴12的台阶面19抵接均不中断而ー气地实施。此时，使用VG22的润滑材料的场合的冲床的压カ设定为大约15吨。这样，若以过盈配合的方式将套筒13安装在旋转轴12上，则由于套筒13的内径増大，因此在转子部件14和套筒13之间实现规定的夹紧转矩的同时，在套筒13和旋转轴12之间实现规定的夹紧转矩。另外，在以上的计算中设定了几个前提条件。例如，旋转轴12具有充足的厚度，因此以在径向上不收缩为前提。由于旋转轴12收缩这种情况本身不是优选的，因此需要旋转轴12具备充足的刚性。另外，转子部件14及套筒13在沿旋转轴线X的方向上稍微延伸。因此，过盈量从上述的70 μ m稍微減少。但是，该減少的量极小，因此在决定目标过盈量吋， 最后只要包含于作为増加的追加过盈量而考虑即可。在以上的实施例中，在需要转子部件14例如以70 μ m的过盈量固定在旋转轴12上的场合，只要将转子部件14及套筒13间的过盈量、套筒13及旋转轴12间的过盈量的合计设定为70μπι即可。另外，其合计也可以追加例如数ym 数十μπι左右的余量。另ー方面，在上述的日本实开平5-26202号公报记载的技术中，套筒在其两端的突部固定在旋转轴上。其结果，利用套筒和转子部件间的过盈量的夹紧转矩未充分地传送到分散为两个突部的套筒和旋转轴间的过盈量。这样，在两个突部的过盈量变得过大，有时引起旋转轴的变形及歪斜。另ー方面，在例如上述的日本实开平5-26202号公报的装入式电动机中，转子以一祥的过盈量通过过盈配合安装在套筒上。之后，套筒以规定的过盈量且通过热压配合安装在旋转主轴上。套筒只在规定的凸部与旋转主轴嵌合，因此套筒与旋转主轴间的过盈量必须设定为比转子和套筒间的过盈量大。此时，由于套筒尤其在旋转轴线的方向的两端的凸部膨胀，因此在套筒的两端，在转子和套筒之间为比规定的过盈量过度地大的过盈量。其结果，较大的紧固カ特别地从套筒的两端作用在旋转主轴上，引起旋转主轴的变形及歪斜，产生旋转平衡的恶化、振动的产生等不良状況。另外，在日本实开平5-26202号公报中，若设定为从转子与套筒的过盈量预先减去过度的过盈量的量，则在套筒的两端缓和过度的过盈量的生成，但是在套筒部两端彼此间的中间位置的凹部过盈量不足。其結果，由于夹紧转矩不足，产生由转子的变形或离心カ产生的间隙，成为振动或异常声音、最坏的场合成为转子空转的麻烦的原因。另ー方面，若从套筒和旋转主轴间的过盈量预先减去过度的过盈量的量，则夹紧转矩容易不足，导致转子空转。另外，也考虑使转子和套筒间的过盈量局部地变化，但实际上难以正确地使过盈量变化、分布。图3是概略地表示本发明的ー实施方式的变形例的电动机11的局部纵剖视图。在该电动机11中，环状通道28代替形成在上述套筒13的内周面22上的槽，由形成在旋转轴12的外周面21上的槽确定。另外，图4是概略地表示本发明的第一实施方式的另ー变形例的电动机11的局部纵剖视图。在该电动机11中，环状通道28由形成在上述套筒13的内周面22上的槽和形成在旋转轴12的外周面21上的槽确定。在任意的场合，环状通道28的深度及宽度都可以设定为与上述相同。图5是概略地表示本发明的ー实施方式的又一变形例的电动机11的套筒13及转子部件14的纵剖视图。在图5的套筒13中，在其内周面22上沿旋转轴线X的轴线方向形成有从环状通道28朝向套筒13的前端即旋转轴12的大径位置17直线状地延伸的ー对轴线方向通道35。该轴线方向通道35由形成在套筒13的内周面22上的槽确定。轴线方向通道35彼此配置在相对于旋转轴线X旋转对称的位置上。轴线方向通道35的前端配置在比套筒13的前端靠后端侧。即，轴线方向通道35在套筒13的前端的跟前间断。轴线方向通道35的深度及宽度例如设定为与环状通道28相同。图6是概略地表示本发明的ー实施方式的另ー变形例的电动机11的旋转轴12的局部纵剖视图。在图6中，以旋转轴线X为边界在旋转轴线X的下侧表示旋转轴12的外周面21。在该变形例中，ー对的轴线方向通道35形成在图3的旋转轴12的外周面21上。轴线方向通道35彼此配置在相对于旋转轴线X旋转对称的位置上。利用这种轴线方向通道35，注入环状通道28的工作油从环状通道28通过轴线方向通道35流向套筒13的大径位 置17。其结果，能够在旋转轴12的外周面21和套筒13的内周面22之间没有遗漏地遍布工作油。图7是概略地表不本发明的ー实施方式的又一变形例的电动机11的局部纵剖视图。在该电动机11中，在旋转轴12的外周面21和套筒13的内周面22之间夹入例如ー对流体密封部件36。流体密封部件36例如由绕旋转轴线X环状地延伸的O环形成。流体密封部件36例如与套筒13的前端及后端分别邻接且在套筒13的内侧分别配置在形成于旋转轴12的外周面21上的环状的槽37、38内。槽38配置在比套筒13的内周面22的流道27的开ロ部靠套筒13的后端侧。流体密封部件36例如由橡胶等弾性材料形成。其结果，在将套筒13固定在旋转轴
12的外周面21上的状态下，流体密封部件36通过弹性变形被旋转轴12的外周面21和套筒13的内周面22推压。其结果，在旋转轴12和套筒13之间由ー对流体密封部件36形成密闭空间。利用这种流体密封部件36，注入旋转轴12和套筒13之间的工作油被封入流体密封部件36、36间的密闭空间。能够防止工作油从套筒13沿旋转轴12的外周面21露出到套筒13的外側。另ー方面，在例如在形成于套筒13的内周面22上的环状的槽内配置例如O形圈的场合，由于需要套筒13为规定的厚度，因此导致套筒13的内径减小。其結果，使旋转轴12的外径减小，因此不是优选的。图8是概略地表示本发明的另ー实施方式的电动机11的局部纵剖视图。在该电动机11中，沿旋转轴线X的轴线方向在转子部件14的外侧将例如一对环状部件39、41固定在套筒13的外周面23上。环状部件39、41例如通过过盈配合固定在套筒13的外周面23上。环状部件39、41在与套筒13的前端及后端邻接的区域将规定的夹紧转矩作用在套筒13上。另外，环状部件41配置在凸缘24上。利用这种环状部件39、41，能够防止注入旋转轴12和套筒13之间的工作油从套筒13沿旋转轴12的外周面21露出到外側。另外，流体密封部件36也可以只配置在与套筒13的前端及后端的任一方的端部邻接的位置。同样地，环状部件39、41也可以只配置在与套筒13的前端及后端的任一方的端部邻接的位置。另外，也可以例如在套筒13的前端及后端的任一方配置流体密封部件36，并且在套筒13的前端及厚度的任ー另一方配置环状部件。另外，环状部件39、41相对于套筒13即旋转轴12的夹紧转矩优选设定为不妨碍套筒13的卸下的程度的大小。图9是概略地表示本发明的又ー实施方式的电动机11的局部纵剖视图。在该电动机11中，省略流体通道25a、25b的形成。另外，在旋转轴12的外周面21上在旋转轴线X的方向的转子部件14的外侧与套筒13的后端邻接地固定有环状的限制部件42。在此，限制部件42支撑被套筒13的后端规定的后端面。这样，限制部件42在旋转轴线X的轴线方向限制套筒13的脱落。限制部件42例如通过热压配合或拧入固定在旋转轴12上。这种结构适用于例如设定有比较低的转速的电动机11或过盈量比较小的电动机11。在卸下转子部件14时，卸下限制部件42后，通过利用冲床等在轴线方向上推压套筒13，能够将套筒13从旋转轴12上卸下。此时，不需要注入工作油。在以上的电动机11中，套筒13利用凸缘24增加厚度。这样，在套筒13的厚度具有变化的场合，若以一定的过盈量将套筒13过盈配合在旋转轴12上，则在与凸缘24以外的部分相比具有较大的厚度的凸缘24的部分，相对较大的面压力作用在旋转轴12。其结 果，套筒13在凸缘24的部分以过度大的夹紧转矩固定在旋转轴12上。这样，在套筒13的过盈量沿旋转轴线X的轴线方向变化的场合，由于旋转轴12的歪斜及变形，成为旋转精度恶化、或者在卸下套筒13时产生必须多余地以较高的压カ注入工作油等问题或徒劳的原因。因此，为了避免这点，期望例如与凸缘24的厚度的大小对应地适当调整过盈量。在调整过盈量时，可以对在凸缘24的部分的套筒13的内周面22的锥度比与凸缘24以外的部分的锥度比相比进行了改变，或凸缘24的部分的内周面22绕旋转轴线X改变为圆筒状的内周面22。同样地，也可以改变旋转轴12的外周面21的锥度比。另外，可以对凸缘24的部分的套筒13的内周面22或对应的旋转轴12的外周面21实施例如槽等所谓的脱模斜度加工。但是，这种过盈量的调整优选设定为工作油不会从套筒13泄露到外侧的程度的大小。以上的电动机11如图10所示，代替上述磁铁埋入式同步电动机，构成例如笼式感应电动机。在该电动机11中，转子部件14具备由例如沿旋转轴线X层叠的多个电磁钢板的层叠体形成的铁心51、配置在铁心51内的多个导体杆52。导体杆52绕旋转轴线X例如等间隔地配置且与铁心51的外周面邻接地配置。转子部件14具备配置在旋转轴线X的轴线方向的鉄心51的两端的ー对环状导体端环(未图示)。该导体端环使导体杆52的两端电路短路。导体杆52及导体端环例如由铝之类的导电金属材料形成。在构成以上的笼式感应电动机的电动机11中，如图11所示，转子部件14也可以还具备从与旋转轴线X正交的径向的外侧分别包围导体端环53、53的加固环54、54。该加固环54例如由钛合金等金属材料形成。加固环54的外径与铁心51的外径一致，并且加固环54的内径与鉄心51的内径一致。利用该加固环54的作用能够防止例如由离心カ产生的导体端环53的破坏。如图12所示，在加固环54上形成有分别接受上述导体杆52的多个贯通孔55。这样，实现导体杆52和导体端环53的短路。另外，该电动机11在例如超过每分钟20000转的高速旋转的场合利用。在该笼式感应电动机中，例如假想不借助套筒13以热压配合的方式安装转子部件14的场合。在转子部件14的内径是60mm,过盈量根据直径例如是O. Imm时,形成铁心51的铁的线膨胀系数是12X 10_6，因此若旋转轴12的温度是20°C，转子部件14被加热到大约250°C，则热压配合时的间隙大约为65 μ m。转子部件14具有钛合金制的加固环54，由于钛合金的线膨胀系数是8. 4X IO-6,是铁的O. 7倍，因此加固环54的部分的间隙只为15 μ m左右。其结果，若未将转子部件14加热到例如比300°C高的温度，则无法确保充分的间隙。但是，随着温度变成高温，热压配合后的转子部件14的歪斜增大，热压配合失败的风险増大，并且在安全方面也不是优选的。另ー方面，在本发明的电动机11中，例如以O. 02mm的过盈量并以热压配合的方式将转子部件14安装在套筒13上。此时，在过盈量为O. 02mm的场合，套筒13和转子部件14的温度差即使考虑加固环54是钛合金制，也只要是例如120°C左右即可。此时，只要确保30 μ m左右的间隙即可。之后，若在套筒13和旋转轴12之间确保80 μ m的过盈量且将套筒
13压入旋转轴12，则能够以总计IOOym即O. Imm的过盈量实现过盈配合。这样，根据本发明，在将具有钛合金等线膨胀系数小的部件的转子部件14安装在旋转轴12上吋，与现有相比，能够实现简单化。另外，从不需要过度的加热的方面来看，能够抑制旋转轴12的歪斜及变形。·另外，如图13所示，电动机11代替上述的磁铁埋入式同步电动机，也可以构成例如磁铁表面粘贴式同步电动机。在该电动机11中，转子部件14具备由例如沿旋转轴线X层叠的多个电磁钢板的层叠体形成的鉄心56、绕旋转轴线X例如等间隔地配置且粘贴在铁心56的外周面上的多个永久磁铁57。永久磁铁57例如利用粘结剂粘结在铁心56的外周面上。永久磁铁57嵌入例如形成在铁心56的外周面上的槽内。另外,铁心56例如也可以由包括S45C等碳素钢的磁性体形成。本发明的效果如下。根据本发明，提供能够将套筒高精度地安装在旋转轴上的电动机。以上，使用本发明的示例的实施方式图示、说明本发明，但从业者应该明白，能够不脱离本发明的精神及范围地进行上述或各种改变、省略、追加。
权利要求
1.一种电动机(11)，其特征在于，具备 旋转轴(12)，该旋转轴(12)规定如下的外周面(21)，该外周面(21)具有随着从具有第一直径的大径位置(17)朝向具有比上述第一直径小的第二直径的小径位置(18)而减小的直径； 套筒(13)，该套筒(13)在内周面(22)与上述旋转轴(12)的外周面(21)嵌合，并以过盈配合的方式安装在上述旋转轴(12)上，上述内周面(22)具有随着从邻接于上述大径位置(17)的前端朝向邻接于上述小径位置(18)的后端而减小的直径；以及 以过盈配合的方式安装在上述套筒(13)的外周面(23)上的圆筒状的转子部件(14)。
2.根据权利要求I所述的电动机(11)，其特征在于， 具备从包括上述套筒(13)的外周面(23)的上述套筒(13)的外侧面贯通到上述套筒(13)的内周面(22)的流体通道(25a、25b)。
3.根据权利要求2所述的电动机(11)，其特征在于， 具备环状通道(28 )，该环状通道(28 )形成在上述套筒(13 )的内周面(22 )和上述旋转轴(12)的外周面(21)之间，且绕上述旋转轴(12)的旋转轴线以环状延伸，并与上述流体通道(25a、25b)连接。
4.根据权利要求3所述的电动机(11)，其特征在于， 具备形成在上述套筒(13)的内周面(22)和上述旋转轴(12)的外周面(21)之间，并在上述旋转轴线的方向从上述环状通道(28)朝向上述大径位置(17)延伸的轴线方向通道(35)。
5.根据权利要求2 4任一项所述的电动机(11)，其特征在于， 具备被夹入上述套筒(13)的内周面(22)和上述旋转轴(12)的外周面(21)之间，且配置在比上述流体通道(25a、25b)靠上述套筒(13)的前端侧及后端侧的至少任意一方侧的流体密封部件(36)。
6.根据权利要求2 4任一项所述的电动机(11)，其特征在于， 具备与上述套筒(13)的前端及后端的至少任意一方的端部邻接且以过盈配合的方式安装在上述套筒(13)上的环状部件(39、41)。
7.根据权利要求I所述的电动机(11)，其特征在于， 具备在上述套筒(13)的后端安装在上述旋转轴(12)的外周面(21)上，限制上述套筒(13)从上述旋转轴(12 )脱落的限制部件(42 )。
8.一种机床，其特征在于， 具备权利要求I 7任一项所述的电动机(11)。
全文摘要
本发明提供能将套筒高精度地安装在旋转轴上的电动机。在电动机中，旋转轴规定具有随着从具有第一直径的大径位置朝向具有比第一直径小的第二直径的小径位置而减小的直径的外周面。套筒在内周面与旋转轴的外周面嵌合，以过盈配合的方式安装在旋转轴上，上述内周面具有随着从邻接于上述大径位置的前端朝向邻接于上述小径位置的后端而减小的直径。根据该结构，套筒在内周面的大致整个面与旋转轴的外周面嵌合。由套筒的过盈量产生的紧固力在套筒的内周面的整个面大致均匀地作用在旋转轴的外周面上。并且，因为夹紧转矩不会局部地作用在旋转轴上，因此避免了旋转轴的变形及歪斜。能将套筒高精度地安装在旋转轴上。
文档编号H02K1/28GK102842977SQ20121014494
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年6月24日
发明者有松洋平, 高野志进 申请人:发那科株式会社