电动机和机床的制作方法

本实用新型涉及一种具备冷却机的电动机和具备电动机的机床。

背景技术：

电动机包括转子和配置于转子的周围的定子。例如，在转子配置有磁体，在定子配置有线圈。已知电动机在驱动时发热。例如，已知当电动机驱动时定子发热。因此，电动机优选为具备用于冷却电动机的机构。

在以往的技术中，为了供给冷却空气，已知将包括叶片和风扇马达的冷却机配置于电动机的端部。通过使冷却机驱动，空气沿着电动机主体的外周面流动。已知利用该空气的流动来冷却电动机主体(例如，日本特开2015-144539号公报，日本特开2005-94949号公报以及日本特开2007-336721号公报)。

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

电动机包括支承转子和定子的壳体。电动机的壳体固定于其他的装置。但是，存在供壳体固定的装置振动的情况。例如，对于机床，一边使工件和工具中的至少一者旋转一边加工工件。对于机床，为了使工具或工件旋转而配置电动机。电动机的轴与支承工具或工件的主轴连结。并且，电动机固定于支承主轴的框体。

由于在机床加工工件，而在工具或工件产生振动。对于现有技术的电动机，在电动机主体的壳体固定有冷却机。由于加工工件而产生的振动经由主轴和支承主轴的框体向电动机主体传递。传递到电动机主体的振动向固定于电动机主体的壳体的冷却机传递。像这样，存在当电动机安装于产生振动的装置时，振动向冷却机传递的情况。

存在当冷却机振动时，冷却机的叶片、使叶片旋转的风扇马达的轴承等破损的情况。另外，存在向风扇马达供电的动力线彼此摩擦从而使动力线断线的情况。像这样，存在由于电动机主体的振动而使冷却机发生故障的情况。

用于解决问题的方案

本公开的一技术方案的电动机具备：电动机主体，其包括转子和定子；以及冷却机，其包括叶片和使叶片旋转的风扇马达。电动机具备将冷却机与电动机主体连接的管状构件。电动机主体具有供空气流动的流路。冷却机与电动机主体分离开地配置。管状构件由具有柔软性的材料形成。管状构件的一个开口端部固定于电动机主体，另一个开口端部固定于冷却机。通过使冷却机驱动，从而使穿过了管状构件的空气在流路流动来冷却电动机主体。

对于上述电动机，也可以是，所述管状构件形成为沿着所述管状构件的延伸方向伸长或缩短。

对于上述电动机，也可以是，所述管状构件由能够变形为任意的形状的材料形成。

本公开的一技术方案的机床具备：前述的电动机；主轴，其由于电动机的旋转力而旋转，并支承工具或工件；以及主轴支承构件，其将主轴支承为能够旋转。

对于上述机床，也可以是，所述转子具有沿着旋转轴线延伸的轴，所述电动机主体固定于所述主轴支承构件，所述轴与所述主轴连结。

对于上述机床，也可以是，所述冷却机被支承于机床的构成构件中的、所述主轴支承构件以外的构件。

对于上述机床，也可以是，该机床具备：主轴头，其包括所述电动机和所述主轴；以及壁构件，其构成以包围所述主轴头的方式形成的加工室，所述冷却机固定于所述壁构件。

对于上述机床，也可以是，所述冷却机未固定于机床的构成构件，而是支承于所述管状构件。

实用新型的效果

利用本公开的技术方案，能够提供一种抑制冷却机的故障的电动机和一种具备电动机的机床。

附图说明

图1是实施方式的第1马达的立体图。

图2是第1马达的局部剖视图。

图3是马达的冷却机的俯视图。

图4是实施方式的第1机床的概略局部剖视图。

图5是第1机床的主轴头的概略局部剖视图。

图6是实施方式的第2马达的立体图。

图7是第2马达的局部剖视图。

图8是实施方式的第2机床的概略局部剖视图。

图9是实施方式的第3机床的概略局部剖视图。

图10是实施方式的第4马达的局部剖视图。

图11是实施方式的第4机床的侧视图。

图12是实施方式的第5马达的局部剖视图。

具体实施方式

参照图1至图12，对实施方式的电动机和具备电动机的机床进行说明。作为本实施方式的电动机的马达具备：马达主体，其作为电动机主体；和冷却机，其向马达主体供给冷却空气。

在图1中，表示本实施方式的第1马达的立体图。在图2中，表示本实施方式的第1马达的局部剖视图。在图3中，表示本实施方式的马达的冷却机的俯视图。参照图1至图3，本实施方式的第1马达1具备：马达主体10；和冷却机41，其为了冷却马达主体10而产生空气的流动。另外，马达1具备连接冷却机41和马达主体10的管状构件31。管状构件31的内部的空间构成供由于驱动冷却机41而产生的空气流动的流路。

马达主体10包括转子11和定子12。定子12例如包括由在轴向上层叠的多个磁性钢板形成的定子芯18。在定子芯18卷绕有线圈16。转子11包括：轴13，其形成为棒状；转子芯17，其固定于轴13的外周面；以及磁体，其配置于转子芯17的内部。轴13沿着转子11的旋转轴线99延伸。轴13为了传递旋转力而与其他的构件连结。在本实施方式中，在轴13的旋转轴线99的延伸方向上，将轴13与其他的构件连结的一侧称为前侧。另外，将与前侧相反的一侧称为后侧。在图1和图2所示的例子中，箭头90所示的方向相当于马达1的前侧。

马达主体10包括前侧的壳体21和后侧的壳体22。壳体21、22形成为筒状。定子12由螺栓等紧固构件固定于壳体21、22。壳体21、22借助轴承14、15而将轴13支承为能够旋转。在壳体22，固定有用于支承轴承15的轴承支承构件26。在轴承14的前侧配置有覆盖构件27，以使异物不向马达主体10的内部侵入。在轴13的后侧的端部，配置有用于检测轴13的旋转位置或转速的编码器19。

马达主体10包括固定于壳体22的后侧的端部的壳体盖23。壳体盖23封闭壳体21、22所包围的空间。转子11和轴承14、15配置于壳体21、22和壳体盖23所包围的空间的内部。马达主体10包括固定于壳体22的后侧的开口端部的后盖25。后盖25以包围壳体盖23的方式形成为筒状。马达主体10的后盖25的端部开口。在壳体22的外侧，配置有供用于驱动马达1的动力线和通信线连接的端子箱29。

冷却机41包括叶片42和使叶片42旋转的风扇马达43。冷却机41包括固定有风扇马达43的外壳44。在外壳44的与连接有管状构件31那一侧相反的一侧的端面形成有孔部44a。孔部44a作为供空气流通的吸入口而发挥功能。

在本实施方式的马达主体10形成有供空气流动的流路。后盖25与壳体盖23之间的空间构成供空气流动的流路。另外，在后侧的壳体22形成有沿着轴13的轴向延伸的孔部22a。在定子芯18形成有沿着轴13的轴向延伸的孔部18a。孔部18a以从定子芯18的一个端面贯穿至另一个端面的方式形成。在前侧的壳体21形成有沿着轴13的轴向延伸的孔部21a。壳体22的孔部22a、定子芯18的孔部18a以及壳体21的孔部21a以相互连通的方式形成。像这样，利用孔部22a、孔部18a以及孔部21a所连通的空间形成供空气流动的流路。这样的流路沿着马达主体10的周向形成于多个部位。

管状构件31具有多个滑动构件31a。滑动构件31a以两侧的端部开口的方式形成为筒状。彼此相邻的滑动构件31a之间以接触的方式形成。通过使滑动构件31a彼此滑动，管状构件31如箭头95所示沿着管状构件31的延伸方向伸长或缩短。

本实施方式的管状构件由具有柔软性的材料形成。另外，管状构件由变形的材料形成。管状构件例如能够由具有弹性的构件，或者，具有挠性的构件形成。第1马达1的管状构件31由橡胶形成。管状构件为了构成空气的流路而优选为不会透过空气的材质。作为管状构件31的材质，除了橡胶以外能够采用树脂等。

管状构件31的两侧的端部开口。管状构件31的一个开口端部31b固定于马达主体10，另一个开口端部31c固定于冷却机41。管状构件31与马达主体10连接，以向马达主体10的内部供给空气。管状构件31的开口端部31b与后盖25的开口端部连结。管状构件31的开口端部31c与冷却机41的外壳44的开口端部连结。管状构件31以由于冷却机41的驱动而流动的空气不从管状构件31与马达主体10之间的连接部泄漏的方式与马达主体10连接。另外，管状构件31以由于冷却机41的驱动而流动的空气不从管状构件31与外壳44之间的连接部泄漏的方式与外壳44连接。

本实施方式的冷却机41朝向马达主体10供给空气。通过使风扇马达43驱动，从而叶片42旋转，如箭头91所示那样产生空气的流动。空气经由管状构件31的内部的空间而向马达主体10的内部流入。如箭头92所示，流入到马达主体10的内部的空气在形成于马达主体的空气的流路中流动。然后，空气从形成于前侧的壳体21的孔部21a向外部放出。第1马达1的空气的流路由于贯通定子芯18，因此能够有效地冷却定子12。

此外，本实施方式的冷却机41以朝向管状构件31的内部喷出空气的方式形成，但不限定于该方式。冷却机也可以以朝向与配置有管状构件那一侧相反的一侧喷出空气的方式形成。对于该结构，在马达主体，空气向与箭头91、92所示的方向相反的方向流动。

对于本实施方式的马达1，前侧的壳体21固定于其他的装置。在此，马达1固定于产生振动的装置，而存在振动向马达主体10传递的情况。本实施方式的冷却机41与马达主体10分离开地配置。冷却机41借助具有柔软性的管状构件31与马达主体10连接。利用该结构，马达主体10的振动在管状构件31衰减。利用管状构件31，能够抑制马达主体10的振动向冷却机41传递。因此，能够抑制冷却机41的叶片42由于马达主体10的振动而破损的情况。另外，能够抑制配置于风扇马达43的内部的轴承的破损。而且，能够抑制由于振动而使冷却机41的配线彼此摩擦从而发生断线的情况。像这样，能够抑制马达主体10的振动向冷却机41传递而使冷却机41发生故障的情况。

另外，由于在管状构件31形成了空气的流路，因此能够抑制由冷却机41供给的空气扩散的情况。能够使由冷却机41供给的所有空气向马达主体10供给。其结果，能够有效地冷却马达主体10。另外，本实施方式的管状构件的构造简易，而能够容易地进行更换。

第1马达1的管状构件31形成为沿着管状构件31的延伸方向伸长或缩短。通过采用该结构，能够容易地调整管状构件31在延伸方向上的长度。能够将本实施方式的马达1固定于各种装置。或者，如后述那样，由于管状构件31的长度变化，因此马达主体10能够固定于沿轴13的轴向移动的装置。

在图4中，表示本实施方式的第1机床的概略局部剖视图。在本实施方式的第1机床5的主轴头55配置有本实施方式的第1马达1。

机床5具备作为基台的底座51和从底座51竖立设置的立柱52。在底座51的上表面配置有在y轴方向上延伸的y轴导轨56。在y轴导轨56之上配置有鞍部53。鞍部53形成为如箭头93所示那样沿着y轴导轨56移动。在鞍部53的上表面配置有在x轴方向上延伸的x轴导轨57。在x轴导轨57之上配置有工作台54。工作台54形成为沿着x轴导轨移动。在工作台54固定有工件89。

机床5具备一边保持工具66一边使工具66旋转的主轴头55。在立柱52的前表面配置有在z轴方向上延伸的z轴导轨58。主轴头55卡合于z轴导轨58。如箭头94所示，主轴头55形成为沿着z轴导轨58移动。

本实施方式的机床5为数控式。机床5具备用于沿着进给轴移动工件或工具的移动装置。移动装置包括与各个进给轴相对应地配置的进给轴马达。移动装置基于动作程序来驱动进给轴马达。在本实施方式的机床5，主轴头55、鞍部53以及工作台54移动。因此，能够一边加工工件89，一边使工具66的相对于工件89的相对位置变更。像这样，通过使工具66相对于工件89相对地移动，能够将工件89加工成为各种形状。

本实施方式的机床5的进给轴由3个直动轴(x轴、y轴以及z轴)构成。作为机床5的进给轴，不限定于该方式，能够由任意的直动轴、旋转进给轴构成。

当加工工件89时，产生切屑。另外，在加工工件89时，为了冷却工件89或减少工件89与工具66之间的摩擦而供给切削液。为了防止切屑和切削液的飞散，机床5具有由防溅装置61包围的加工室。防溅装置61是以包围主轴头55、鞍部53以及工作台54的方式形成的壁构件。主轴头55配置于机床5的加工室的内部。

在图5中，表示本实施方式的主轴头的概略局部剖视图。参照图4和图5，主轴头55包括用于支承工具66的主轴64和使主轴64旋转的马达1。主轴头55包括框体67，该框体67作为将主轴64支承为能够旋转的主轴支承构件。

工具66借助工具支架65和工具支承构件69被支承于主轴64。工具支承构件69通过插入主轴64而支承于主轴64。主轴64借助连结构件63与马达1的轴13连结。主轴头55具有用于支承主轴64的轴承71。轴承71支承于框体67。主轴64由于马达1的旋转力而旋转。通过使马达1驱动，工具66绕主轴64的轴线旋转。

本实施方式的第1马达1固定于框体67。马达1以轴13的旋转轴线99沿铅垂方向延伸的方式配置。冷却机41优选为固定于与马达主体10所固定于的构件不同的构件。本实施方式的马达1的冷却机41固定于防溅装置61。在防溅装置61形成有供空气流通的孔部61a。空气穿过防溅装置61的孔部61a和外壳44的孔部44a而流通。

在加工工件89时，在工具66产生振动。在工具66产生的振动经由工具支承构件69向主轴64和框体67传递。而且，振动从主轴64和框体67向马达主体10传递。其结果，在马达主体10产生振动。然而，马达主体10的振动在具有柔软性的管状构件31衰减。因此，能够抑制马达主体10的振动向冷却机41传递而导致冷却机41发生故障的情况。

另外，在第1机床5，冷却机41能够供给加工室的外部的空气。因此，能够向马达主体10供给不含灰尘或切削液的液滴等异物的空气。此外，冷却机也可以以向马达主体供给加工室的内部的空气的方式配置。

而且，马达1的管状构件31沿着管状构件31的延伸方向伸长或缩短。主轴头55的框体67如箭头94所示那样沿铅垂方向移动。马达主体10也沿铅垂方向移动。管状构件31伴随着马达主体10的移动伸长或缩短。管状构件31一边确保空气的流路一边使长度变化。因此，在加工期间中即使框体67和马达主体10移动，也能够向马达主体10稳定地供给空气。

第1马达1的管状构件31具有使管状构件31在轴向上的长度变化的机构，但不限于该方式。管状构件也可以不具有形状变化的机构。在该情况下，能够在冷却机与防溅装置之间配置使冷却机在主轴头的框体移动的方向上移动的机构。例如，能够在冷却机与防溅装置之间配置伸长或缩短的管道。

而且，存在主轴头沿x轴方向或y轴方向等水平方向移动的情况。在该情况下，例如，能够在冷却机与防溅装置之间配置用于使冷却机沿水平方向移动的装置。在主轴头55沿y轴方向移动的情况下，能够在防溅装置配置沿y轴方向延伸的导轨。并且，能够使冷却机悬挂于导轨而沿y轴方向移动。在该情况下，冷却机能够不固定于防溅装置地向马达主体供给加工室的内部的空气。

在图6中，表示本实施方式的第2马达的立体图。在图7中，表示本实施方式的第2马达的局部剖视图。第2马达2的马达主体10和冷却机41的结构与第1马达1的马达主体10和冷却机41同样。在第2马达2，管状构件的结构与第1马达1不同。

第2马达2的管状构件32由能够变形为任意的形状的材料形成。管状构件32向任意的方向弯曲。管状构件32例如能够由以下材料形成：由树脂的线织成的片材、由乙烯树脂等形成的树脂片材、或布等。像这样，对于管状构件32，能够利用简易的结构而使形状变化。此外，在使管状构件32由布形成的情况下，优选进行在表面涂布树脂等处理以使空气不透过。

对于第2马达2，也能够在振动传递到马达主体10的情况下，利用管状构件32使振动衰减。由于能够抑制振动从马达主体10向冷却机41的传递，因此能够抑制冷却机41的故障。

另外，由于管状构件32能够变化为任意的形状，因此冷却机41的相对于马达主体10的位置的自由度增加。能够将冷却机41固定于各种部分。另外，能够使冷却机41朝向各种方向。而且，在管状构件32能够变形的范围内，能够变更马达主体10的相对于冷却机41的相对位置。

在图8中，表示本实施方式的第2机床的概略局部剖视图。在第2机床6的主轴头55配置有第2马达2。第2机床6的立柱52具有延长部52a。延长部52a向配置有主轴头55那一侧突出。马达2的冷却机41固定于延长部52a。管状构件32与冷却机41的位置相对应地变形。在第2机床6，冷却机41的吸入口以朝向水平方向的方式配置。像这样，由于管状构件32与冷却机41的位置以及马达主体10的位置相对应地变形，因此能够将冷却机41固定于各种位置。另外，在主轴头55的框体67如箭头94所示那样移动的情况下，能够使管状构件32变形而确保空气的流路。

参照图4和图8，对于第1机床5和第2机床6，在机床5、6的构成构件中的、除作为主轴支承构件的框体67以外的构件固定冷却机41。主轴64的振动向框体67传递。因此，即使在框体67固定冷却机41，工具66的振动也经由框体67向冷却机41传递。然而，通过将冷却机41固定于主轴支承构件以外的构件，能够抑制振动向冷却机41传递。其结果，能够有效地抑制冷却机41的故障。

对于上述的机床5、6，冷却机41固定于机床5、6的静止的构成构件，但不限于该方式。冷却机也可以固定于会发生移动的构成构件。另外，冷却机也可以不固定于机床的构成构件，而是载置于机床的构成构件之上。即，冷却机也可以被支承于机床的构成构件。而且，冷却机也可以固定于地面或载置于地面。

在第2机床6，冷却机41以外壳44的孔部44a朝向侧方的方式配置。像这样，对于第2马达2，能够将冷却机41以朝向任意的方向的方式配置。例如，存在供风扇马达的动力线贯穿的孔形成于风扇马达的壳体的情况。存在异物从该孔侵入而使风扇马达发生故障的情况。对于第2马达，能够以供动力线贯穿的孔朝向下侧的方式确定冷却机的朝向。利用该结构，能够抑制异物从供风扇马达的动力线贯穿的孔侵入而使风扇马达发生故障的情况。

在图9中，表示本实施方式的第3机床的概略局部剖视图。对于第3机床7，在主轴头55配置有第3马达3。第3马达3的管状构件的结构与第1马达1不同。第3马达3具有管状构件33。在第3机床7，冷却机41未固定于构成机床7的构成构件，而是支承于管状构件33。

冷却机41与马达主体10分离开地配置。管状构件33由具有弹性的硬质的材料形成。例如，管状构件33由硬质的橡胶形成。管状构件33的剖面形状为圆锥形。冷却机41仅由管状构件33支承。通过采用该结构，管状构件33与马达主体10一起移动。能够使配置于以规定的方向和规定的移动量移动的主轴头55的马达的结构简易。例如，在图9所示的例子中，能够使马达主体10以任意的移动量沿z轴方向移动。

对于上述的实施方式的主轴头，在马达的轴连结有用于支承工具的主轴，但不限于该方式。也能够将本实施方式的管状构件适用于马达的轴具有主轴的功能的主轴头。例如，能够在相当于马达的轴的主轴的外周面配置转子芯。能够以与转子芯相对的方式配置定子。对于像这样的内装式的马达，也能够配置本实施方式的管状构件。

在图10中，表示本实施方式的第4马达的局部剖视图。第4马达4的管状构件的结构与第1马达1不同。第4马达4包括具有波纹结构的管状构件34。管状构件34例如由橡胶形成。管状构件34形成为向任意的方向弯曲。而且，管状构件34形成为在管状构件34的延伸方向上具有弹性。管状构件34形成为，在冷却机41远离马达主体10时，管状构件34作用有使冷却机41朝向马达主体10返回的力。即，管状构件34具有弹性，以便如箭头96所示那样缩短。对于第4马达4，也能够利用管状构件34使马达主体10的振动衰减，从而能够抑制冷却机41的故障。

在图11中，表示本实施方式的第4机床的侧视图。第4机床8为车床。在图11中，表示车床中的用于保持工件89并使其旋转的部分。机床8具备第4马达4。在第4机床8，马达4的马达主体10输出的旋转力借助带86向主轴87传递。

机床8具有基台81和固定于基台81的主轴装置82。在主轴装置82的内部贯穿有主轴87。主轴装置82包括作为将主轴87支承为能够旋转的主轴支承构件的框体88。在主轴87的一个端部连结有用于把持工件89的卡盘83。像这样，主轴可以形成为支承工件。

另外，在主轴87的另一个端部固定有带轮85。马达4与主轴装置82分离开地配置。特别是，马达主体10与主轴装置82的框体88分离开地配置。在马达4的轴13固定有带轮84。并且，配置有带86，以使带轮84的旋转力向带轮85传递。

在机床8，通过使刀具或钻头等工具与工件89接触来加工工件89。在工件89产生的振动向主轴装置82的主轴87和框体88传递。存在主轴87的振动经由带86向马达主体10传递的情况。即使对于像这样的、由带将马达主体的轴的旋转力向主轴传递的马达，也能够采用本实施方式的管状构件31、32、33、34。

在第4机床8的马达4配置有管状构件34。管状构件34固定于马达主体10。冷却机41未固定于机床8的构成构件，而是支承于管状构件34。冷却机41悬挂于管状构件34。对于机床8，在振动传递到马达主体10的情况下，能够利用管状构件34使振动衰减。因此，能够抑制冷却机41的故障。

在机床8，冷却机41的外壳44的孔部44a朝向下侧。因此，能够抑制异物从外壳44的孔部44a进入。例如，能够抑制尘土或灰尘的侵入。另外，能够使侵入到管状构件34的异物在重力的影响下从孔部44a排出。

在图12中，表示本实施方式的第5马达的局部剖视图。在前述的马达1、2、3、4，供空气流动的流路形成于定子芯18的内部。供空气流动的流路不限于该方式，而可采用能够冷却马达主体的任意的结构。

第5马达9具备作为电动机主体的马达主体20。后盖25的端部不开口而是被封闭。马达主体20包括流路构成构件35，该流路构成构件35以覆盖壳体21的局部、定子12、壳体22以及后盖25的方式形成。在流路构成构件35的内部形成有供空气流动的流路。流路构成构件35与壳体21的局部、定子12、壳体22以及后盖25接触。

由于冷却机41驱动，如箭头92所示，空气从管状构件32向流路构成构件35的内部的流路流动。由于流路构成构件35与壳体21、22、定子12以及后盖25接触，因此能够冷却马达主体20。特别是，由于流路构成构件35与定子12的外周面接触，因此能够有效地冷却定子12。

本实施方式的马达配置于机床，但不限于该方式，能够配置于产生振动的任意的机械。

利用本公开的技术方案，能够提供一种抑制冷却机的故障的电动机和一种具备电动机的机床。

上述的实施方式能够适当组合。在上述各附图中，对相同或等同的部分标注相同的附图标记。此外，上述的实施方式是示例而并不限定本实用新型。另外，在实施方式中包括权利要求书所示的实施方式的变更。