电动机和机床的制作方法

本发明涉及包括能够限制移动的轴的电动机和机床。

背景技术：

公知有以下的技术：在电动机的轴向外侧，在该电动机的转子安装约束配件，从而在轴向上约束该转子(例如，日本实开昭58－3770号公报)

技术实现要素：

发明要解决的问题

以往，谋求一种不使电动机的部件个数增大，以更简单的结构防止转子在轴向上偏移的技术。

用于解决问题的方案

在本发明的一技术方案中，电动机包括：转子，其具有轴；壳体，其以轴能够旋转且能够限制轴在轴向上的移动的方式支承轴；凸缘部，其配置于壳体的轴向外侧，以与轴成为一体地旋转的方式设于该轴，该凸缘部自轴向径向外方突出，防止异物进入壳体的内部；以及临时固定结构，其设于壳体和凸缘部中的至少一者，用于将壳体和凸缘部互相在轴向上临时固定。

也可以是，所述临时固定结构具有：贯通孔，其以在轴向上贯穿所述凸缘部的方式设于该凸缘部，收容用于将所述壳体和所述凸缘部临时固定的紧固件；以及卡合部，其设于所述壳体，以能够脱离的方式与所述紧固件卡合。

也可以是，在所述凸缘部与所述贯通孔分开地设有平衡器孔，该平衡器孔收容用于使所述转子的旋转平衡的平衡重。

也可以是，所述贯通孔包含平衡器孔，该平衡器孔收容用于使所述转子的旋转平衡的平衡重。

也可以是，所述贯通孔具有与所述紧固件卡合的螺纹部。

也可以是，该电动机还包括预压构造，该预压构造对所述转子向轴向的第1方向施加预压，所述凸缘部与所述壳体的、与所述第1方向相反的第2方向的端部相邻地配置。

在本发明的一技术方案中，机床包括电动机。

发明的效果

根据本发明，能够将作为电动机的旋转元件中的一个旋转元件的凸缘部和作为电动机的固定元件的壳体在轴向上临时固定，能够防止转子的轴向轴向后方偏移。由此，不会使电动机的部件个数增多，能够以简单的结构防止转子在轴向上偏移。

附图说明

图1是一实施方式的电动机的剖视图。

图2是图1中的区域ii的放大图。

图3是从轴向后方观察图1中的凸缘部得到的图。

图4是将另一实施方式的电动机的主要部位放大后的剖视图。

图5是从轴向后方观察图4中的凸缘部得到的图，且省略了紧固件。

图6是将又一实施方式的电动机的主要部位放大后的剖视图，且表示临时固定结构配置于突出位置的状态。

图7表示图6所示的临时固定结构配置于后退位置的状态。

图8是再一实施方式的电动机的剖视图。

图9是图8中的区域ix的放大图。

图10是将其他实施方式的电动机的主要部位放大后的剖视图，且表示临时固定结构配置于突出位置的状态。

图11表示图10所示的临时固定结构配置于后退位置的状态。

图12是一实施方式的机床的图。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。另外，在以下所说明的各种实施方式中，对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。而且，在以下的说明中，轴向表示沿着转子12的旋转轴线o的方向，径向表示以轴线o为中心的圆的半径方向，周向表示该圆的圆周方向。而且，为了方便，将图1的纸面左侧设为轴向前方(第1方向)。

参照图1～图3，说明一实施方式的电动机10。电动机10包括转子12、定子14、壳体16、轴承18、轴承20、施力部22以及凸缘部24。定子14例如由沿轴向层叠的多个磁性钢板制成。在定子14卷绕有线圈26。

转子12具有沿轴向延伸的轴28和固定于该轴28的径向外侧的转子铁芯30。轴28具有第1部分28a、第2部分28b、第3部分28c、第4部分28d以及第5部分28e。

第1部分28a为自壳体16向轴向前方延伸的圆柱状构件。第1部分28a的轴向前端连结于主轴等外部装置，并向该外部装置输出电动机10的转动力。

第2部分28b为具有比第1部分28a的外径大的外径的圆柱状构件，且连接于该第1部分28a的轴向后端。第3部分28c为具有比第2部分28b的外径和第4部分28d的外径大的外径的圆柱状构件，且连接于该第2部分28b的轴向后端。

第4部分28d为具有比第5部分28e的外径大的外径的圆柱状构件，且连接于第3部分28c的轴向后端。第5部分28e连接于第4部分28d的轴向后端，为自壳体16向轴向后方延伸出的圆柱状构件。

转子铁芯30与定子14略分开地配置于定子14的轴向内侧。转子铁芯30内置有多个磁体或导体(未图示)，利用由定子14的线圈26产生的旋转磁场绕轴线o旋转。转子铁芯30固定于轴28的第4部分28d的外周面28f。

壳体16固定于定子14，借助轴承18和轴承20以能够旋转的方式支承转子12。具体而言，壳体16具有固定于定子14的轴向前方侧的环状的前壳体32和固定于定子14的轴向后方侧的环状的后壳体34。

前壳体32具有第1筒状部32a、前壁部32b以及第2筒状部32c。第1筒状部32a固定于定子14的轴向前方的端面14a。前壁部32b呈环状，自第1筒状部32a的轴向前端向径向内侧延伸。

在前壁部32b的径向内侧的端部形成有环状凸部32d。前壁部32b形成壳体16的轴向前方的端部。第2筒状部32c自前壁部32b的径向内侧的端部向轴向后方延伸。

后壳体34具有第1筒状部34a、后壁部34b、中壁部34c以及第2筒状部34d。第1筒状部34a固定于定子14的轴向后方的端面14b。

后壁部34b呈环状，自第1筒状部34a的轴向后端向径向内侧延伸。形成于后壁部34b的中心孔34f以轴28的第5部分28e能够旋转的方式收容轴28的第5部分28e。后壁部34b形成壳体16的轴向后方的端部。

中壁部34c在自后壁部34b向轴向前方分开的位置自第1筒状部34a向径向内侧延伸。第2筒状部34d自中壁部34c的径向内侧的端部向轴向前方延伸。在中壁部34c的径向内侧的端部形成有环状凸部34e。

轴承18插入于前壳体32的第2筒状部32c的径向内侧的端面32e与轴28的第2部分28b的外周面28g之间。具体而言，轴承18具有内圈18a、外圈18b以及滚动体18c。内圈18a的内周面与轴28的外周面28g抵接，内圈18a的轴向后方的端面与轴28的第3部分28c的轴向前侧的端面抵接。

外圈18b的外周面与前壳体32的端面32e抵接，外圈18b的轴向前侧的端面与环状凸部32d抵接。滚动体18c配置于内圈18a与外圈18b之间，并在内圈18a的外周面和外圈18b的内周面上滚动。即，内圈20a的外周面和外圈20b的内周面作为轨道面发挥功能。

轴承20插入于后壳体34的第2筒状部34d的径向内侧的端面34g与轴28的第5部分28e的外周面28h之间。具体而言，轴承20具有内圈20a、外圈20b以及滚动体20c。内圈20a的内周面与轴28的外周面28h抵接，内圈20a的轴向前方的端面与轴28的第4部分28d的轴向后侧的端面抵接。

外圈20b的外周面与后壳体34的端面34g抵接。滚动体20c配置于内圈20a与外圈20b之间，并在内圈20a的外周面和外圈20b的内周面上滚动。即，内圈20a的外周面和外圈20b的内周面作为轨道面发挥功能。

如图2所示，施力部22插入于后壳体34的环状凸部34e与轴承20的外圈20b之间。在本实施方式中，施力部22为环状的板簧，对外圈20b向轴向前方施力。

自施力部22施加于外圈20b的作用力使外圈20b向轴向前方略微位移。由此，在内圈20a与外圈20b之间形成接触角，自外圈20b对滚动体20c和内圈20a施加朝向轴向前方的推压力。其结果，对与内圈20a卡合的第4部分28d施加朝向轴向前方的推压力。

这样，通过施力部22对轴承20的外圈20b向轴向前方施力，对转子12向轴向前方施加预压，该转子12向轴向前方略微位移。相伴于此，轴承18的内圈18a也向轴向前方略微位移。

这样一来，在轴承18的内圈18a与外圈18b之间形成接触角。由于在轴承18和轴承20形成接触角，因此，滚动体18c和滚动体20c能够可靠地与轨道面接触，能够使轴承18和轴承20适当地运行。

这样，在本实施方式中，转子12的轴28借助轴承18和轴承20以限制且略微容许相对于轴向的移动的方式(即，以能够限制移动的方式)能够旋转地支承于壳体16。而且，施力部22作为对转子12向轴向前方施加预压的预压构造发挥功能。

凸缘部24为自轴28的第5部分28e向径向外方突出的环状构件。凸缘部24以与轴28成为一体地旋转的方式(换言之，以相对于轴28不能移动的方式)固定设置于第5部分28e。

凸缘部24以与后壳体34的后壁部34b相邻的方式向轴向后方侧略微分开地配置，凸缘部24的轴向前方的端面43与后壁部34b的轴向后方的端面34h相对。凸缘部24自轴向外侧覆盖了后壁部34b的划定中心孔34f的壁面与第5部分28e的外周面28h之间的间隙g。

凸缘部24为在电动机10的运行过程中兼备防止切削液等异物自间隙g进入壳体16的内部的功能和自该凸缘部24散热的功能的构件。在本实施方式中，凸缘部24设为与轴28分开的构件。然而，凸缘部24还可以与轴28设为一体。

参照图2和图3，在凸缘部24形成有中心孔36、多个平衡器孔38(图3)以及多个贯通孔40。中心孔36以沿轴向贯穿凸缘部24的方式形成，并以不能移动的方式收容轴28的第5部分28e。凸缘部24例如通过热套配合固定于第5部分28e的外周面28h。

多个平衡器孔38以在周向上以规定的间隔排列的方式配置。平衡器孔38分别以位于比凸缘部24的中心孔36靠近该凸缘部24的外周面42的径向位置的方式靠近该外周面42地配置。平衡器孔38分别以自凸缘部24的轴向后方的端面44向轴向前方凹陷的方式形成，未贯穿凸缘部24。

在本实施方式中，形成有共计12个平衡器孔38，形成以线o为基准互相对称的共计6对平衡器孔38的组对。平衡器孔38收容用于使转子12的旋转平衡的平衡重46。

在本实施方式中，以在轴向上贯穿凸缘部24的方式形成有一对贯通孔40。一对贯通孔40以线o为基准互相对称。贯通孔40既可以是具有螺纹部的螺纹孔，或者，也可以是不具有螺纹部的孔。

在此，在轴28的第1部分28a与主轴等外部装置连结时，存在轴28向轴向后方被推压而略微位移的情况。该情况下，轴承18的内圈18a和轴承20的内圈20a也向轴向后方位移。

于是，在轴承18中，接触角减小，导致滚动体18c与轨道面之间产生间隙(所谓的预压释放)，另一方面，在轴承20中，接触角过度变大，成为过大预压的状态。该情况下，在电动机10的运行过程中，轴承18和轴承20处的发热增大，而且，轴承18和轴承20损伤的可能性也增大。

为了防止这样的情况，本实施方式的电动机10还包括临时固定结构50。临时固定结构50用于在轴向上临时固定壳体16的后壁部34b和凸缘部24，防止轴28相对于壳体16向轴向后方移动。

在本实施方式中，临时固定结构50具有上述的共计两个贯通孔40和共计两个卡合部52。卡合部52分别为以自后壳体34的后壁部34b的轴向后方的端面34h向内侧凹陷的方式形成于该后壁部34b的螺纹孔。卡合部52配置于与形成于凸缘部24的贯通孔40大致相同的径向位置。

在贯通孔40贯穿有两个紧固件54，这些紧固件54分别与卡合部52卡合。紧固件54分别呈圆柱状，具有头部56和自该头部56向轴向后方延伸的轴部58。

头部56具有比轴部58的外径大的外径，在其轴向前侧与凸缘部24的端面44抵接。在轴部58的外周面形成有螺纹部，轴部58贯穿于贯通孔40，在其轴向顶端部与卡合部52螺纹结合。另外，在贯通孔40为螺纹孔的情况下，形成于轴部58的外周面的螺纹部还与该贯通孔40螺纹结合。

这样，紧固件54分别在凸缘部24与后壁部34b之间延伸，并在其轴向前端(即，轴部58的顶端)以能够脱离的方式与卡合部52卡合，在轴向后端(即，头部56)以能够脱离的方式与凸缘部24卡合。由此，凸缘部24和后壁部34b借助临时固定结构50和紧固件54互相以能够释放的方式机械连接，在轴向上临时固定。

在轴28的第1部分28a与主轴等外部装置连结的情况下，如图1～图3所示，将紧固件54贯穿于贯通孔40，使卡合部52与凸缘部24卡合。由此，能够防止凸缘部24相对于后壁部34b向轴向后方偏移，因此，能够防止固定设置有凸缘部24的轴28相对于壳体16向轴向后方偏移。

然后，在使电动机10运行时，将紧固件54自卡合部52和贯通孔40拔出。由此，使凸缘部24和转子12相对于壳体16能够旋转。

这样，根据本实施方式，使用临时固定结构50和紧固件54，将作为电动机10的旋转元件中的一个元件的凸缘部24和作为电动机10的固定元件的壳体16在轴向上临时固定，从而防止转子12的轴28向轴向后方偏移。根据该结构，不会使电动机10的部件个数增多，能够以简单的结构防止轴28向轴向后方偏移。

而且，在本实施方式中，临时固定结构50由贯通孔40和卡合部52构成。根据该结构，能够以更简单的构造、且以低成本实现发挥上述这样的功能的临时固定结构50。

而且，在本实施方式中，形成有以轴线o为基准互相对称的一对贯通孔40。根据该结构，在电动机10运行时，能够防止转子12的旋转失衡。

接着，参照图4和图5说明另一实施方式的电动机60。另外，在图5中，根据容易理解的观点，省略了紧固件54。电动机60与上述的电动机10在临时固定结构50’和凸缘部62的结构方面不同。

与上述的凸缘部24相同，凸缘部62自轴28的第5部分28e向径向外方突出，并以与该轴28成为一体地旋转的方式固定设置于第5部分28e。凸缘部62以与后壳体34的后壁部34b相邻的方式向轴向后方侧略微分开地配置，凸缘部62的轴向前方的端面43与后壁部34b的端面34h相对。

在本实施方式中，在凸缘部62形成有以轴线o为基准互相对称地配置的一对贯通孔66。贯通孔66分别以在轴向上贯穿凸缘部62的方式设置，包含平衡器孔38和连通孔64。连通孔64与平衡器孔38连通，并与该平衡器孔38大致同心地形成。

具体而言，连通孔64自平衡器孔38的底面38a延伸到凸缘部62的轴向前方的端面43。利用互相连通的平衡器孔38和连通孔64形成在轴向上贯穿凸缘部62的一个贯通孔66。

与上述实施方式相同，包含构成两个贯通孔66的两个平衡器孔38在内的、共计12个平衡器孔38以在周向上以规定间隔排列的方式配置，形成以线o为基准互相对称的共计6对平衡器孔38的组对。

本实施方式的临时固定结构50’由贯通孔66和卡合部52构成。在轴28的第1部分28a与主轴等外部装置连结的情况下，如图4所示，两个紧固件54分别贯穿于两个贯通孔66，并以能够脱离的方式与合部52和凸缘部62卡合。

由此，使用临时固定结构50’和紧固件54，能够在轴向上临时固定凸缘部62和壳体16，能够防止轴28向轴向后方偏移。另一方面，在使电动机60运行时，将紧固件54自卡合部52和贯通孔66拔出，代替于此，将平衡重46分别插入于贯通孔66的平衡器孔38。由此，能够封闭连通孔64，能够防止切削液等异物进入壳体16的内部。

根据本实施方式，能够将用于收容平衡重46的平衡器孔38作为用于供紧固件54贯穿的孔来利用。根据该机构，在电动机60运行时能够有效地防止转子12的旋转失衡。

另外，连通孔64既可以是形成有螺纹部的螺纹孔，或者，也可以是不具有螺纹部的孔。在连通孔64为螺纹孔的情况下，形成于紧固件54的轴部58的外周面的螺纹部还与该连通孔64螺纹结合。而且，代替设置连通孔64，还可以使平衡器孔38以自端面44到端面43地贯穿凸缘部62的方式延伸。

接着，参照图6和图7，说明又一实施方式的电动机70。电动机70与上述的电动机10在后壳体34’、凸缘部24’以及临时固定结构72的结构方面不同。

具体而言，凸缘部24’与上述的凸缘部24在未形成贯通孔40的方面不同。而且，在后壳体34’的后壁部34b形成有自该后壁部34b的轴向后方的端面34h向内侧凹陷的凹部34i。

临时固定结构72以能够在图6所示的突出位置与图7所示的后退位置之间移动的方式设于后壳体34’的后壁部34b。具体而言，临时固定结构72具有主体部72a和自该主体部的顶端向外方突出的卡合部72b。主体部72a的基端利用固定于后壁部34b的销74枢轴支承。

在临时固定结构72配置于图6所示的突出位置时，卡合部72b与凸缘部24’的轴向后方的端面44抵接并卡合。另一方面，在临时固定结构72配置于图7所示的后退位置时，临时固定结构72收容于后壁部34b的凹部34i。

在轴28的第1部分28a与主轴等外部装置连结的情况下，用户将临时固定结构72配置于突出位置。由此，临时固定结构72在后壁部34b与凸缘部24’之间延伸并将后壁部34b和凸缘部24’机械连接，卡合部72b以能够脱离的方式与凸缘部24’卡合。

由此，临时固定结构72将后壁部34b和凸缘部24’互相在轴向上临时固定，防止轴28相对于壳体16向轴向后方移动。另一方面，在使电动机70运行时，用户使临时固定结构72绕销74转动，并使临时固定结构72配置于图7所示的后退位置。

根据本实施方式，临时固定结构72通过将作为电动机70的旋转元件中的一个旋转元件的凸缘部24’和作为电动机70的固定元件的壳体16在轴向上临时固定，从而防止轴28向轴向后方偏移。根据该结构，不会使电动机70的部件个数增多，能够以简单的构造防止轴28向轴向后方偏移。

另外，还可以在凸缘部24’设置与临时固定结构72相同的临时固定结构。该情况下，可以形成自凸缘部24’的轴向前方的端面43向内侧凹陷的凹部，并以该临时固定结构能够在该凹部内转动的方式枢轴支承该临时固定结构。

另一方面，还可以在后壁部34b的轴向后方的端面34h形成能够与临时固定结构的卡合部卡合的卡合部。在该临时固定结构配置于突出位置时，该临时固定结构与该卡合部卡合，能够防止转子12向轴向后方偏移。

接着，参照图8和图9，说明再一实施方式的电动机80。电动机80与上述的电动机10在凸缘部24的安装位置和临时固定结构82的结构方面不同。

在本实施方式中，凸缘部24固定设置于轴28的第1部分28a的外周面，以与前壳体32的前壁部32b相邻的方式自该前壁部32b向轴向前方略微分开地配置。凸缘部24的端面43与前壁部32b的轴向前方的端面32f相对。

临时固定结构82用于将壳体16的前壁部32b和凸缘部24在轴向上临时固定，从而防止转子12相对于壳体16向轴向后方移动。临时固定结构82具有共计两个贯通孔40和共计两个卡合部84。卡合部84分别为以自前壳体32的前壁部32b的端面32f向内侧凹陷的方式形成于该前壁部32b的螺纹孔。

在本实施方式中，贯通孔40为螺纹孔，形成于轴部58的螺纹部与该贯通孔40螺纹结合。紧固件54的轴部58拧入于贯通孔40，在其顶端部与卡合部84螺纹结合。

紧固件54分别在凸缘部24与前壁部32b之间延伸，在其轴向后端(即，轴部58的顶端)以能够脱离的方式与卡合部84卡合，在其轴向中央部与贯通孔40卡合，在其轴向前端(即，头部56)以能够脱离的方式与凸缘部24卡合。通过轴部58与贯通孔40之间的卡合，从而防止凸缘部24相对于前壁部32b向轴向后方偏移。

由此，凸缘部24和前壁部32b借助临时固定结构82和紧固件54互相以能够释放的方式机械连接，并在轴向上临时固定。由此，能够防止凸缘部24相对于前壁部32b向轴向后方偏移，因此，能够防止固定设置有凸缘部24的轴28相对于壳体16向轴向后方偏移。

接着，参照图10和图11说明其他实施方式的电动机90。电动机90与上述的电动机80在前壳体32’、凸缘部24’以及临时固定结构92方面不同。在前壳体32’的前壁部32b形成有自该前壁部32b的轴向前方的端面32f向内侧凹陷的凹部32g。

临时固定结构92以能够在图10所示的突出位置与图11所示的后退位置之间移动的方式设于前壳体32’的前壁部32b。具体而言，临时固定结构92的基端利用固定于前壁部32b的销94枢轴支承。

在临时固定结构92配置于图10所示的突出位置时，该临时固定结构92的顶端与凸缘部24’的端面44抵接并卡合。因而，临时固定结构92的顶端作为与凸缘部24’卡合的卡合部发挥功能。另一方面，在临时固定结构92配置于图11所示的后退位置时，临时固定结构92收容于前壁部32b的凹部32g。

在轴28的第1部分28a与主轴等外部装置连结的情况下，用户将临时固定结构92配置于突出位置。由此，临时固定结构92在前壁部32b与凸缘部24’之间延伸并将前壁部32b和凸缘部24’机械连接，临时固定结构92与凸缘部24’卡合。

其结果，防止转子12相对于壳体16向轴向后方移动。另一方面，在使电动机90运行时，用户使临时固定结构92绕销94转动，并使临时固定结构92配置于图11所示的后退位置。

根据本实施方式，临时固定结构92通过将作为电动机90的旋转元件中的一个旋转元件的凸缘部24’和作为电动机90的固定元件的壳体16在轴向上临时固定，从而防止轴28向轴向后方偏移。根据该结构，不会使电动机90的部件个数增多，能够以简单的结构防止轴28向轴向后方偏移。

另外，还可以在凸缘部24’设置与临时固定结构92相同的临时固定结构。该情况下，可以形成自凸缘部24’的轴向后方的端面44向内侧凹陷的凹部，以临时固定结构能够在该凹部内转动的方式枢轴支承临时固定结构。在该临时固定结构配置于突出位置时，该临时固定结构的顶端与前壁部32b的端面32f抵接并卡合，能够防止转子12向轴向后方偏移。

接着，参照图12说明一实施方式的机床100。机床100包括电动机102和主轴头104。电动机102具有与上述的电动机10、60、70、80、90相同的结构。

主轴头104包括主轴106和以该主轴106能够转动的方式支承该主轴106的主轴壳体108。主轴106配置于电动机102的轴向前侧。主轴106的轴向后端借助管接头(未图示)连结于电动机102的轴28的第1部分28a的轴向前端。

另外，在图2、图4以及图9所示的实施方式中，临时固定结构(50、50’、82)具有共计两个贯通孔(40、66)和共计两个卡合部(52、84)，并使用共计两个连结件54将壳体16和凸缘部24在轴向上临时固定。

然而，临时固定结构还可以具有1个贯通孔和1个卡合部，并使用1个连结件54将壳体16和凸缘部24在轴向上临时固定。这样通过削减贯通孔，能够提高凸缘部的强度和美观性。

另外，临时固定结构也可以具有n个(n为3以上的整数)贯通孔和n个卡合部，并使用n个连结件54将壳体16和凸缘部24在轴向上临时固定。

该情况下，n个贯通孔和n个卡合部可以分别以形成以线o为基准互相对称的(n/2)对贯通孔和卡合部的组对的方式配置。根据该结构，在电动机10运行时能够防止转子12的旋转失衡。

而且，上述的临时固定结构72、92可以设置多个。而且，在凸缘部24’设置n个(n为2以上的偶数)临时固定结构72、92的情况下，可以以形成以线o为基准互相对称的(n/2)对临时固定结构72、92的组对的方式配设临时固定结构72、92。根据该结构，在电动机10运行时能够防止转子12的旋转失衡。

而且，凸缘部24、24’、62不限定于圆形，例如可以具有椭圆形、多边形等任何外形。而且，电动机10、60、70、80、90可以是永磁体电动机、感应电动机等任何类型的电动机。

以上，通过实施方式说明了本发明，技术方案的范围内的发明并不限定于上述的实施方式。