专利名称：旋转电机的制作方法
技术领域：
公开的实施方式涉及旋转电机。
背景技术：
以往，作为旋转电机一例的电动机包括主轴、径向轴承、推力轴承和机架。径向轴承在径向方向支承主轴。推力轴承在推力方向支承主轴。机架借助于径向轴承和推力轴承对主轴进行支承。并且，作为这样的电动机的一例，已知有具有空气静压轴承的主轴电动机。该空气静压轴承通过向轴承间隙供给压缩空气而在径向方向和推力方向非接触地支承主轴(例如，参照日本特开2001 — 304259号公报)。该主轴电动机，例如作为用于使工作机械的主轴高速旋转的电动机而被使用。上述主轴电动机以相当高的速度旋转。尽管如此，在轴承冷却方面还有改进余地。例如,推力轴承的发热量容易变大。若该发热量变大，则有可能产生推力轴承的摩擦力变大等由于热量引起的弊端。其结果，有时主轴电动机的寿命无法满足所要求的值。
发明内容
实施方式的一方式的目的在于提供具有能够冷却的推力轴承的旋转电机。实施方式的一方式涉及的旋转电机，包含:主轴；在径向方向对所述主轴进行支承的径向轴承；在推力方向对所述主轴进行支承的推力轴承；借助于所述径向轴承和推力轴承对所述主轴进行支承的机架；和用于使冷却液流动的推力轴承用冷却液通路，该冷却液用于对所述推力轴承进行冷却。根据实施方式的一方式，能够有效地对推力轴承进行冷却。由此，能够将由于发热引起的弊端防患于未然，以及能够抑制由于热量引起的寿命降低。
图1是表示实施方式涉及的旋转电机的纵截面的说明图。图2是表示该旋转电机的被放大后的主要部分的纵截面的说明图。
具体实施例方式在以下的详细说明中，出于说明的目的，下面记载了许多特定的细节以充分理解所公开的具体实施方式
。显而易见，没有这些特定的细节的一个或更多的实施方式也能够实施。在其他实例中，公知的结构和装置被示意性地显示以简化视图。以下，参照附图对本申请公开的旋转电机的实施方式详细地进行说明。以下，将旋转电机设为主轴电动机进行说明。但是，本公开不限于以下的实施方式中的示例。图1是表示作为本实施方式涉及的旋转电机的一例的主轴电动机10的纵截面的说明图。图2是表示主轴电动机10的被放大的主要部分的纵截面的说明图。此外，主轴电动机10是具有空气静压轴承构造的高速主轴电动机。即，在主轴电动机10中，在主轴(Spindle)和轴承之间设置有微小的轴承间隙(未图示)。向该轴承间隙供给压缩空气。由此，主轴被非接触支承。如图1和图2所示，主轴电动机10包括主轴1、径向轴承(4及41)及推力轴承(5及6)。径向轴承在径向方向支承主轴I。推力轴承在推力方向支承主轴I。并且，主轴电动机10包括筒状的机架2。该机架2，借助于径向轴承和推力轴承对主轴I进行支承。而且，如图1所示，在机架2的前端侧设置有轴承盖21。另一方面，在机架2的基端侧设置有托座22。如图2所示，在轴承盖21的轴承盖中央部分，形成有使主轴I插通的插通孔27。该轴承盖中央部分的壁厚比其他部分薄。轴承盖21的截面具有与主轴I的前端的纵截面形状相应的阶梯。如图1所示，在机架2内的主轴I的基端侧设置有旋转驱动部3。该旋转驱动部3包括定子31和转子32。定子31包括由叠层铁心形成的定子主体31a和模压线圈部31b。该模压线圈部31b，具有在定子主体31a缠绕而成的线圈和对线圈进行模压的树脂材料。此外，如图1所示，在旋转驱动部3的定子31和机架2之间，设置有用于对定子31进行冷却的冷却套33。主轴电动机10具有，导通到该冷却套33的、水冷用或空气冷却用的未图示的冷却介质通路。另一方面，转子32具有:形成为圆筒状的转子主体；和设置于其外周面的磁铁。转子32以与主轴I同心的方式安装于主轴I。转子32被配置成，与定子31之间设有微小的间隙，并且，与定子31相对置。此外，转子主体包含叠层铁心或将铁等金属切削而形成的部件。 对于具有上述那样的构成的主轴电动机10,若向定子31的模压线圈部3Ib供给电流，则定子31的磁极发生变化。由此，转子32被赋予旋转力，其结果，主轴I进行旋转。主轴电动机10的主轴1，在其负载侧具有推力法兰部11和缩径部13。推力法兰部11具有以主轴I的轴为法线的面。另外,推力法兰部11的直径比主轴I的主体(主轴I的、比推力法兰部11靠近基端侧的部分)的直径大。缩径部13的直径比主轴I的主体的直径小。缩径部13，在主轴I的比推力法兰部11靠近负载的一侧，以与推力法兰部11相接的方式被设置。推力法兰部11和缩径部13，以与主轴I同心的方式被配置，并且与主轴I 一起旋转。对于主轴电动机10的轴承，如果根据其配置位置进行区分，则具有支承基端侧的基端侧轴承和支承前端侧的前端侧轴承。在主轴I的基端侧，设置有使主轴I旋转的旋转驱动部3。在主轴I的前端侧安装工具等。因此，主轴I的前端侧成为主轴I的负载侧。如图1所示，主轴电动机10的基端侧轴承是基端侧径向轴承4。另一方面，主轴电动机10的前端侧轴承包括负载侧径向轴承41、第I推力轴承5和第2推力轴承6。
对于主轴电动机10的轴承，如果根据其功能进行区分，则具有径向轴承和推力轴承。径向轴承在径向方向支承主轴I。推力轴承在推力方向支承主轴I。如图1所示，主轴电动机10的径向轴承包括基端侧径向轴承4和负载侧径向轴承41。另一方面，主轴电动机10的推力轴承，如图1及图2所示，包括夹持推力法兰部11的第I推力轴承5及第2推力轴承6。然而,第I推力轴承5和负载侧径向轴承41形成为一体,作为共用轴承7。即，在共用轴承7中，第I推力轴承5具有与推力法兰部11抵接的法兰部。负载侧径向轴承41从该第I推力轴承5向主轴I的基端侧延伸。该负载侧径向轴承41具有规定长度的筒状。这样，主轴I的轴承具体地具有3个部件。这些部件是基端侧径向轴承4、第2推力轴承6及共用轴承7。共用轴承7包含一体形成的负载侧径向轴承41和第I推力轴承5。如图2所示,在第I推力轴承5的端面设置有第I推力轴承座51。第I推力轴承座51与主轴I的推力法兰部11的、朝向旋转驱动部3侧的面抵接。另一方面，在第2推力轴承6的端面设置有第2推力轴承座61。第2推力轴承座61与主轴I的推力法兰部11的、朝向负载侧的面抵接。此外，如图2所示，主轴电动机10具有隔板12。隔板12的厚度与推力法兰部11的厚度相应。隔板12被设置在第I推力轴承5和第2推力轴承6之间。在第2推力轴承6设置有推力轴承用冷却液通路81。推力轴承用冷却液通路81是用于使冷却液流动的流路，该冷却液用于冷却第2推力轴承6。S卩，如图1所示,冷却液通路(主冷却液通路)8具有冷却液注入口 83。冷却液通路8，以包围主轴I的大半部分的方式被设置于机架2。另外，在基端侧径向轴承4及共用轴承7设置有环状冷却液通路(径向轴承用冷却液通路)81a。该环状冷却液通路81a与冷却液通路8连通。此外，在主轴I进行了高速旋转的情况下，推力轴承的发热量变多。因此，对于主轴电动机10的高速化来说，希望对推力轴承进行冷却。但是，将上述冷却液通路8延长到推力轴承是困难的。因此，在主轴电动机10中，主轴I具有缩径部13，该缩径部13具有较小的直径。而且，第2推力轴承6被配置在推力法兰部11的缩径部13侧。该第2推力轴承6被加宽与主轴I和缩径部13之间的直径差(主轴I的直径缩小量)相应的量。即，第2推力轴承6具有与直径较小的缩径部13相接的加宽部分(第2推力轴承6与缩径部13相接)。而且，如图2所示，在该第2推力轴承6的加宽部分设置有冷却液通路形成区域62。在该冷却液通路形成区域62形成有推力轴承用冷却液通路81。即，第2推力轴承6与以往的推力轴承相比，被加宽了与主轴I的直径缩小量相应的量。该直径缩小量，与作为第2推力轴承6的加宽部分的、冷却液通路形成区域62的体积相应。利用该加宽部分，能够容易地使冷却液通路8延长到第2推力轴承6。S卩，如图2所示，以与形成于机架2的冷却液通路8连通的方式设置有延长冷却液通路80。该延长冷却液通路80将第I推力轴承5、隔板12及第2推力轴承6贯通。在延长冷却液通路80的终端部设置有环状的推力轴承用冷却液通路81。S卩，延长冷却液通路80的终端部及其附近部分，以几乎与冷却液通路8垂直的方式向主轴I延伸规定长度。而且，在该延长冷却液通路80的终端部，以包围主轴I的周围的方式设置有推力轴承用冷却液通路81。这样，与冷却液通路8连通的推力轴承用冷却液通路81被设置于冷却液通路形成区域62。由此，能够将第2推力轴承6冷却到希望的温度。其结果，能够对包括第I推力轴承5的推力轴承进行冷却。因此，能够进一步将主轴电动机10高速化。此外，主轴电动机10具有用于抑制冷却液从推力轴承用冷却液通路81漏出的密封部件。即，如图2所示，在轴承盖21的与第2推力轴承6的冷却液通路形成区域62抵接的面形成有2条密封安装槽25。这些密封安装槽25以夹着冷却液通路形成区域62中的推力轴承用冷却液通路81的方式，且以向推力轴承的圆周方向延伸的方式，形成为环状。而且，在这些密封安装槽25安装有作为密封部件的O型圈26。这样，主轴电动机10，为了抑制冷却液漏出使用作为密封部件的O型圈26。由此，能够抑制在推力轴承用冷却液通路81中流动的冷却液从第2推力轴承6和轴承盖21之间漏出的情况。因此，能够安心地使用主轴电动机10。并且，使用O型圈26作为密封部件。因此，能够以低成本实现密封部件。这样，主轴电动机10能够以低成本实现充分的密封状态。因此，能够以低成本对容易发热的推力轴承进行冷却。另外，在主轴电动机10中，在第2推力轴承6的端面设置有第2推力轴承座61。而且，该第2推力轴承座61的前端部(缩径部13侧的部分)与冷却液通路形成区域62的前端部一起，尽可能地与主轴I的缩径部13接近。由此，能够抑制异物从外部进入主轴电动机10内部等。例如，也有时将主轴电动机10应用于切削工具等。在这种情况下，也有时在主轴I的负载侧安装切削刀具等。在这种情况下，切削作业过程中飞出的切削屑或切削油等异物有可能进入轴承盖21的插通孔27的内周边与主轴I的前端部之间的间隙。但是，在主轴电动机10中，第2推力轴承座61的前端尽可能地与主轴I接近。因此，能够抑制这些异物进入。并且，第2推力轴承座61的轴承面的宽度几乎与第I推力轴承座51的轴承面的宽度相同。即，第2推力轴承座61和推力法兰部11之间的抵接面的面积几乎与第I推力轴承座51和推力法兰部11之间的抵接面的面积相等。由此，与第2推力轴承座61之间的、针对推力法兰部11的按压力，几乎和与第I推力轴承座51之间的、针对推力法兰部11的按压力相等。因此，第I推力轴承座51及第2推力轴承座61能够很均衡地对主轴I进行轴支承。另外，第2推力轴承座61的包含与推力法兰部11侧相反侧的面的部分，被加宽与主轴I的直径缩小量相应的量。因此,第2推力轴承座61形成为，随着接近缩径部13 (主轴I)逐渐地变薄。利用这样的构成，如图2所示，在第2推力轴承座61的、与推力法兰部11抵接的面的面积被保持在规定值的状态下，抑制了在主轴I的缩径部13的周围(阶梯部)产生不需要的空间这一情况。由此，抑制了无用的空气滞留的形成。另外，在能够将第2推力轴承座61的与推力法兰部11抵接的面的面积保持在规定值的范围，第2推力轴承座61的前端部尽可能多的部分，与主轴I的缩径部13的周面尽可能地接近。从而，在第2推力轴承座61中，与主轴I的缩径部13的周面尽可能地接近的部分变长。因此，有效地抑制了异物从外部进入主轴电动机10内部。另外，本公开的旋转电机，也可以是以下的第I 第4旋转电机。即，第I旋转电机包括:主轴；对所述主轴的径向方向进行轴支承的径向轴承；对所述主轴的推力方向进行轴支承的推力轴承；和借助于所述径向轴承及推力轴承对所述主轴进行支承的机架，在所述推力轴承形成有使冷却液流动的冷却液通路，该冷却液用于对该推力轴承进行冷却。第2旋转电机在第I旋转电机的基础上，所述推力轴承包括夹持设置在所述主轴径向的推力法兰部的第I推力轴承及第2推力轴承，在所述主轴形成有，将相对于所述推力法兰部的负载侧缩小直径而形成的缩径部，在配置于所述缩径部侧的所述第2推力轴承形成有与所述主轴的直径缩小量相应的加宽部分，在该加宽部分形成有用于形成所述冷却液通路的冷却液通路形成区域。第3旋转电机在第2旋转电机的基础上，以夹着所述冷却液通路形成区域中的所述冷却液通路的方式在所述推力轴承的径向设置有密封部件。第4旋转电机在第2或第3旋转电机的基础上，所述第I推力轴承及所述第2推力轴承包括分别以与所述推力法兰部相对置的面为轴承面的第I推力轴承座及第2推力轴承座，所述第2推力轴承座的轴承面形成为与所述第I推力轴承座的轴承面相同宽度，另一方面，与该推力法兰部侧相反侧的面被加宽与所述主轴的直径缩小量相应的量，所述第2推力轴承座形成为向主轴方向逐渐变薄。根据这些旋转电机，能够有效地冷却推力轴承，并将发热产生的弊端防患于未然，从而能够防止热量引起的寿命降低。本领域技术人员能够容易地导出上述实施方式的进一步的效果和变形例。因此，本公开的更宽范围的方式，不限于以上表述并且描述的特定的详细内容及代表性的实施方式。因此，本公开的方式，在不脱离由附加的权利要求及其等同物定义的概括性的发明概念的精神或范围的情况下，能够进行各种改变。以上对附图和说明书进行了详细的描述。根据以上说明可以进行各种改变和变形。其并非有意进行全面性的描述或将在此描述的主题限定为所公开的明确的形式。尽管在此以结构特征或方法行为的特定用语对主题进行了描述，但是，显然附加的权利要求中定义的主题没必要被限定为上述描述的特定的特征或行为。进而上述所描述的特定的特征或行为作为实现附加于此的权利要求的实施例构成而公开。
权利要求
1.一种旋转电机，包括: 主轴； 在径向方向对所述主轴进行支承的径向轴承； 在推力方向对所述主轴进行支承的推力轴承； 借助于所述径向轴承及推力轴承对所述主轴进行支承的机架；和 用于使冷却液流动的推力轴承用冷却液通路，该冷却液用于冷却所述推力轴承。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中， 所述主轴具有直径小的缩径部， 所述推力轴承具有与该缩径部接触的加宽部， 在该加宽部设置有所述推力轴承用冷却液通路。
3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中， 所述主轴还具有推力法兰部， 所述缩径部在比推力法兰部靠近负载一侧以与推力法兰部相接的方式被设置， 所述推力轴承包括与所述推力法兰部的基端侧相接的第I推力轴承和与所述推力法兰部的负载侧相接的第2推力轴承， 该第2推力轴承具有所述加宽部。
4.根据权利要求3所述的旋转电机，其中， 还具有在所述第2推力轴承的负载侧设置的轴承盖， 该轴承盖具有用于抑制液体从所述推力轴承用冷却液通路漏出的密封部件。
5.根据权利要求4所述的旋转电机，其中， 所述密封部件是O型圈。
6.根据权利要求3 5中任意一项所述的旋转电机，其中， 所述第I推力轴承包括与所述推力法兰部抵接的第I推力轴承座， 所述第2推力轴承包括与所述推力法兰部抵接的第2推力轴承座，所述第2推力轴承座和所述推力法兰部之间的抵接面的面积，几乎与所述第I推力轴承座和所述推力法兰部之间的抵接面的面积相等。
7.根据权利要求6所述的旋转电机，其中， 所述第2推力轴承座的包含与推力法兰部相反一侧的面的部分向所述缩径部延伸， 所述第2推力轴承座形成为，随着接近所述缩径部而逐渐变薄。
8.根据权利要求1所述的旋转电机，其中， 还包括: 设置于所述机架的主冷却液通路；和 与该主冷却液通路连通用于对所述径向轴承进行冷却的径向轴承用冷却液通路， 所述推力轴承用冷却液通路与所述主冷却液通路连通。
全文摘要
本发明提供一种旋转电机，其包含主轴；在径向方向对所述主轴进行支承的径向轴承；在推力方向对所述主轴进行支承的推力轴承；借助于所述径向轴承和推力轴承对所述主轴进行支承的机架；和用于使冷却液流动的推力轴承用冷却液通路，该冷却液用于对所述推力轴承进行冷却。根据该旋转电机，能够有效地对推力轴承进行冷却。由此，能够将发热引起的弊端防患于未然，及能够抑制热量引起的寿命降低。
文档编号H02K9/19GK103095048SQ20121042577
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月30日 优先权日2011年10月31日
发明者猪口雄大 申请人:株式会社安川电机