电动机的制作方法

本实用新型涉及一种具有抑制异物侵入到电动机的内部的气体吹扫功能的电动机。

背景技术：

电动机有时在异物发生飞散的环境下使用。例如，机床的主轴头配置于用于加工工件的加工室。主轴头在切削时产生的切屑和切削液等异物发生飞散的环境下使用。主轴头具有用于使主轴旋转的电动机。当异物侵入到电动机的内部时，有可能使绕组产生绝缘不良或损害轴承的功能。因而，电动机优选具有抑制异物侵入到电动机的内部的机构。例如，公知的是，在电动机中，在壳体与旋转轴之间设置密封构件。另外，公知有一种向壳体与旋转轴之间供给空气的电动机。

在日本特开2007－105850号公报中，公开了一种如下那样电动机，在该电动机中，被供给至壳体的内部的压缩空气经由定子芯与转子之间而被供给至前壳体。在该电动机中，压缩空气经由以绕过轴承的方式形成的空气排出路径朝向旋转轴的表面喷出。

在日本特开2013－236473号公报中，公开了一种具有安装于壳体的端面的气体吹扫装置的电动机。在该气体吹扫装置中，公开了向气体吹扫装置的内周面与输出轴的外周面之间的间隙供给空气。

在转速为低速的电动机的情况下，能够在壳体与旋转轴之间设置油封等密封构件。然而，在为以例如每分钟超过8000转那样的高速进行旋转的电动机的情况下，油封会发生磨损。因而，有时无法实现期望的密封功能。

在上述日本特开2007－105850号公报和日本特开2013－236473号公报记载的电动机中，自1处朝向旋转轴的表面喷出空气。因而，例如，存在异物容易自与空气冲击旋转轴的部分相反的一侧的部分进入这样的问题。

技术实现要素：

本实用新型的电动机包括：转子，其具有旋转轴；以及壳体，其支承旋转轴，该壳体配置于旋转轴与其他构件相连结的一侧。壳体具有包围旋转轴且用于使空气朝向旋转轴流出的空气流出构件。空气流出构件形成为，与旋转轴相对且使空气自空气流出构件与旋转轴之间的间隙朝向外侧流出。壳体具有形成于空气流出构件的环状的第1空气室和形成于第1空气室的外侧的环状的第2空气室。壳体具有以向第2空气室供给压缩空气的方式沿径向延伸的空气供给路径和以将第1空气室和第2空气室相连通的方式沿径向延伸的连接流路。连接流路以避开空气供给路径的位置的方式形成在壳体的周向上。

在上述技术方案中，连接流路能够包括具有如下这样截面积的部分，所述截面积小于以与第1空气室的延伸方向垂直的面剖切第1空气室而得到的截面积和以与第2空气室的延伸方向垂直的面剖切第2空气室而得到的截面积。

在上述技术方案中，壳体能够具有多个连接流路。多个连接流路能够等间隔地形成在周向上。

在上述技术方案中，旋转轴能够具有沿周向形成的环部。壳体能够具有筒状构件和固定于筒状构件且将轴承的外圈固定的轴承支承构件。空气流出构件能够固定于轴承支承构件且与环部相对地形成。第1空气室能够由形成于空气流出构件且沿周向延伸的凹部形成。第2空气室能够由形成于轴承支承构件的外周面的凹部形成。空气供给路径能够由形成于筒状构件且沿径向延伸的孔部形成。连接流路能够由形成于轴承支承构件且沿径向延伸的孔部和形成于空气流出构件且沿径向延伸的孔部形成。

采用本实用新型，能够提供一种具有抑制异物侵入到电动机的内部的气体吹扫功能的电动机。

附图说明

图1是实施方式中的电动机的局部剖视图。

图2是实施方式中的电动机的前侧壳体的剖视立体图。

图3是实施方式中的电动机的前侧壳体的第1局部放大剖视图。

图4是实施方式中的电动机的前侧壳体的第2局部放大剖视图。

具体实施方式

参照图1～图4来说明实施方式中的电动机。本实施方式的电动机在异物发生飞散的环境下使用。本实施方式的电动机用于在机床中使安装有工具的主轴旋转。本实施方式的电动机配置于机床的主轴头的内部。

主轴头配置于机床的加工室的内部。在主轴头的周围存在在对工件进行切削时产生的切屑和向加工室喷射的切削液的液滴等异物。本实施方式的电动机具有抑制这些异物侵入到内部的构造。

图1是本实施方式的电动机的剖视图。电动机10包括转子11和定子12。定子12由例如沿轴向层叠的多个磁性钢板形成。在定子12卷绕有线圈16。转子11具有棒状的旋转轴13和固定于旋转轴13的外侧且具有多个磁体的转子芯17。旋转轴13与用于传递旋转力的主轴等其他构件相连结。

旋转轴13绕旋转轴线RA旋转。本实施方式的轴向指的是，旋转轴13的旋转轴线RA延伸的方向。本实施方式的径向指的是以旋转轴线RA为中心的圆的半径方向。本实施方式的周向指的是以旋转轴线RA为中心的圆的圆周方向。另外，在电动机10中，将旋转轴13与其他构件相连结的一侧称作前侧。另外，将与前侧相反的一侧称作后侧。在图1所示的例子中，箭头81表示电动机10的前侧，箭头82表示电动机10的后侧。

电动机10具有作为壳体的、前侧壳体51和后侧壳体52。在壳体固定有定子12。另外，壳体借助轴承将转子11支承为能够旋转。

后侧壳体52具有形成为筒状且作为后侧壳体52的主体部发挥功能的筒状构件22和对后侧轴承15进行支承的轴承支承构件26。轴承支承构件26利用螺栓38固定于筒状构件22。轴承支承构件26对后侧轴承15的外圈进行支承。后侧轴承15的内圈对旋转轴13进行支承。

在旋转轴13的后侧的端部配置有用于检测旋转轴13的旋转位置或转速的编码器19。在筒状构件22的后侧的端部固定有将筒状构件22的内部的空间封闭的后罩23。

前侧壳体51具有形成为筒状且作为前侧壳体的主体部发挥功能的筒状构件21。定子12固定于前侧壳体51的筒状构件21和后侧壳体52的筒状构件22。转子11的旋转轴13被作为支承于筒状构件21的轴承的前侧轴承14和作为支承于筒状构件22的轴承的后侧轴承15支承。

在图2中示出将本实施方式中的前侧壳体剖切时的剖视立体图。图2是沿着图1的A－A线进行剖切时的立体图。在图3中示出本实施方式中的前侧壳体的放大剖视图。图3是沿着图2的B－B线进行剖切时的剖视图。在图4中示出本实施方式中的前侧壳体的另一放大剖视图。图4是沿着图2的C－C线进行剖切时的剖视图。

参照图2～图4，前侧壳体51具有固定于筒状构件21的轴承支承构件25。轴承支承构件25对前侧轴承14进行支承。轴承支承构件25利用作为紧固构件螺栓36固定于筒状构件21。轴承支承构件25固定于筒状构件21的前侧的端面。在轴承支承构件25与筒状构件21之间配置有用于使筒状构件21的内部的空间密闭的密闭构件37。

前侧轴承14以使旋转轴13的前侧的端部能够旋转的方式支承旋转轴13。前侧轴承14具有外圈31、内圈32、以及配置于外圈31与内圈32之间的滚珠33。内圈32与旋转轴13一起旋转。轴承支承构件25固定前侧轴承14的外圈31。轴承支承构件25形成为圆环状，且形成为沿周向覆盖前侧轴承14。

本实施方式的电动机10具有气体吹扫的功能。前侧壳体51具有用于使空气朝向旋转轴13流出的空气流出构件27。空气流出构件27以包围旋转轴13的方式形成。空气流出构件27利用螺栓35固定于轴承支承构件25。空气流出构件27固定于轴承支承构件25的前侧的端面。空气流出构件27形成为圆环状。

本实施方式中的旋转轴13具有作为自表面突出的环部发挥功能的环构件28。环构件28形成为圆环状。环构件28与空气流出构件27相对。在环构件28与空气流出构件27之间，以使空气向外侧流出的方式形成有间隙。环构件28与空气流出构件27之间的较小的间隙构成迷宫式流路。

空气流出构件27配置于比前侧轴承14靠外侧的位置。环构件28配置于比前侧轴承14靠外侧的位置。空气流出构件27以能使空气自空气流出构件27与旋转轴13之间的间隙朝向外侧流出的方式形成。

在空气流出构件27的内部形成有能填充压缩后的空气的第1空气室41。第1空气室41由形成于空气流出构件27的内表面的凹部27a构成。凹部27a形成为圆环状并沿周向延伸。即，第1空气室41形成为圆环状。第1空气室41作为供空气流动的流路发挥功能。

前侧壳体51具有呈环状形成于第1空气室41的外侧的第2空气室42。第2空气室42由形成于轴承支承构件25的外周面的凹部25a构成。即，第2空气室42由被沿轴承支承构件25的周向形成的凹部25a和筒状构件21的内周面围成的空间构成。第2空气室42形成为圆环状。本实施方式的第2空气室42与第1空气室41形成为同心圆状。

在筒状构件21形成有用于向第2空气室42供给压缩空气的空气供给路径45。空气供给路径45由形成于筒状构件21的、沿径向延伸的孔部21a形成。空气供给路径45与第2空气室42相连通。空气泵39经由空气供给管连接于空气供给路径45。向空气供给路径45供给压缩后的空气。

前侧壳体51具有以将第1空气室41和第2空气室42相连通的方式沿径向延伸的连接流路46。本实施方式中的连接流路46由形成于轴承支承构件25的、沿径向延伸的孔部25b和形成于空气流出构件27的、沿径向延伸的孔部27b构成。

本实施方式的前侧壳体51具有多个连接流路46。连接流路46等间隔地配置在周向上。在本实施方式中，形成有4个连接流路46。连接流路的数量并不限于该形态，能够形成任意个数的连接流路46。例如，也可以形成1个连接流路。

本实施方式的连接流路46以避开空气供给路径45的位置的方式形成在前侧壳体51的周向上。即，连接流路46以不被配置为与空气供给路径45呈直线状的方式形成于与空气供给路径45的位置错开的位置。

参照图1～图4，由空气泵39供给的压缩空气如箭头83所示那样通过空气供给路径45被供给至第2空气室42。压缩空气被填充至圆环状的第2空气室42内。压缩空气在第2空气室42的内部流动。压缩空气自第2空气室42如箭头84所示那样经由连接流路46流入到第1空气室41内。压缩空气被填充至第1空气室41。压缩空气自第1空气室41如箭头85所示那样从空气流出构件27与环构件28之间的间隙朝向外侧流动。因而，能够抑制异物自环构件28与空气流出构件27之间的间隙侵入到电动机10的内部。

当电动机10进行驱动时，旋转轴13的环构件28以高速进行旋转。因而，与环构件28碰撞的异物会在离心力的作用下被朝向径向外侧运送。由此，抑制异物侵入到电动机10的内部。另一方面，即使在旋转轴13的转速降低或旋转轴13的旋转停止的情况下，如箭头85所示，由于自第1空气室41朝向前侧喷出压缩空气，因此，也能够抑制异物侵入到电动机10的内部。此外，也可以是，即使在电动机10以高速进行驱动时，也自第1空气室41喷出压缩空气。

本实施方式的压缩空气如箭头83所示那样自空气供给路径45供给至第2空气室42。连接流路46避开空气供给路径45的位置地形成。即，连接流路46和空气供给路径45以不成为一条直线状的方式形成。因而，在空气供给路径45中流动的空气会冲击第2空气室42的表面。之后，压缩空气沿着第2空气室42流动。因而，在第2空气室42的内部，空气的压力在周向上大致均匀。

接下来，压缩空气通过连接流路46如箭头84所示那样被供给至第1空气室41。在第1空气室41的内部，被填充空气，在周向上成为大致均匀的压力。因而，能够向环构件28的整个外周面供给大致相同压力的压缩空气。由此，空气自环构件28与空气流出构件27之间的间隙(迷宫式流路)在整个周向上均匀地流出。因而，在整个周向上，能够抑制异物自间隙侵入。例如，能够抑制因自一部分喷出的空气的流量较小而使异物自该一部分侵入的情况。

在本实施方式的电动机10中，以使空气的压力均等地施加于整个迷宫式流路的方式形成有第1空气室41。另外，以使压力在第1空气室41的周向上达到均匀的方式形成有第2空气室42和连接流路46。

尤其是，在本实施方式中的前侧壳体51中，多个连接流路46等间隔地配置在周向上。因而，空气自多个连接流路46被供给至第1空气室41内。因而，向整个第1空气室41填充均匀压力的空气。由此，能够抑制压力在第1空气室41的周向上不均匀。即，能够自环构件28与空气流出构件27之间的间隙在整个周向上吹出流量均匀的空气。此外，多个连接流路也可以不等间隔地形成在周向上。例如，多个连接流路也可以以相互间的间隔不同的方式形成在周向上。

另外，本实施方式的连接流路46包括具有如下这样截面积的部分，所述截面积小于以与第1空气室41的延伸方向垂直的面剖切第1空气室41而得到的截面积和以与第2空气室42的延伸方向垂直的面剖切第2空气室42而得到的截面积。在本实施方式中，形成于空气流出构件27的孔部27b的流路截面积均小于第1空气室41的流路截面积和第2空气室42的流路截面积。通过使连接流路具有空气的流路截面积变小的部分的结构，能够限制在连接流路中流动的空气的流量。能够抑制大量的压缩空气在连接流路中流动而使压力在第2空气室42的周向上不均匀。其结果，能够向整个第1空气室41供给压力恒定的空气。由此，能够抑制压力在第1空气室41的周向上不均匀。此外，连接流路也可以不包括具有比第1空气室的流路截面积和第2空气室的流路截面积小的流路截面积的部分。

在本实施方式中，环状的两个空气室形成于前侧壳体51，但并不限于该形态。也可以是，3个以上的空气室形成于前侧壳体。例如，参照图2，也可以在第2空气室42的外侧形成第3空气室。在该情况下，第3空气室能够与第2空气室形成为同心圆状。第3空气室连接有空气供给路径。并且，第2空气室和第3空气室能够通过沿径向延伸的连接流路相连接。该连接流路优选以不与空气供给路径成为直线状的方式与空气供给路径错开地配置。

本实施方式的第1空气室由形成于空气流出构件的凹部构成，但并不限于该形态，能够采用形成为环状的、用于朝向旋转轴供给空气的任意的结构。并且，空气流出构件能够以使空气自空气流出构件与旋转轴的外周面之间的少量的间隙流出的方式形成。

本实施方式中的第2空气室由形成于轴承支承构件的凹部构成，但并不限于该形态，能够采用呈环状形成于第1空气室的外侧的任意的空气室。例如，第2空气室也可以由形成于筒状构件的内周面的凹部构成。

本实施方式中的电动机是用于使机床的主轴旋转的电动机，但并不限于该形态，能够将本实用新型应用于被配置于异物有可能侵入的环境中的任意的电动机。

采用本实用新型，能够提供一种能抑制异物的侵入的电动机。

上述实施方式能够适当组合。在上述各个图中，对相同或等同的部分标注了同一附图标记。此外，上述实施方式是例示，并不用于限定实用新型。另外，在实施方式中，包含权利要求书所示的实施方式的变更。