CN104953749A - 电动机和电动机的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供电动机和电动机的制造方法。该电动机具备：机壳部，其安装于电动机的轴向上的至少一方的端部；转子，其具备沿轴向延伸的旋转轴；以及环状的密封构件，其设置于机壳部与转子之间。根据本发明，包括：选择用途彼此不同的多个种类的密封构件中的至少一个来作为密封构件，并且根据机壳部和旋转轴的形状对所选择的密封构件进行定制。

Description

电动机和电动机的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具备密封构件的电动机和电动机的制造方法。
背景技术
在用于驱动机床的主轴的电动机中，在电动机的轴向端部处设置密封构件，以防止异物侵入到电动机内部。一般来说，迷宫式密封件(labyrinth seal)或者利用螺旋弹簧的施力的密封构件是以该目的使用的。
日本JP2003-052145A中公开了具有以下结构的油封构造：为了提高密封效果，除了安装于前盖的环状油封之外，在该环状油封的轴向外侧还设置了防尘唇(dust lip)或迷宫(labyrinth)。
在使用具有螺旋弹簧的密封构件的情况下，由于螺旋弹簧的施力而密封构件被强力地按压到转子。因此，存在以下担忧：当使电动机高速旋转时，与旋转轴接触的密封构件的接触部分剧烈地磨损而密封构件破损。另外，摩擦所引起的发热量也增大。因而，导致电动机的容许转速变低。另一方面，提供非接触的密封作用的迷宫式密封件虽然还能够支持高转速，但是存在与具有螺旋弹簧的密封构件相比密封效果低的缺点。这样，用途不同的密封构件存在各自的优点和缺点。
寻求一种能够根据用途来选择适当的密封构件的电动机。
发明内容
根据本发明的第一方式，提供一种制造方法，该制造方法用于制造电动机，该电动机具备：机壳部，其安装于电动机的轴向上的至少一方的端部；转子，其具备沿上述轴向延伸的旋转轴；以及环状的密封构件，其设置于上述机壳部与上述转子之间，该制造方法包括：选择用途彼此不同的多个种类的密封构件中的至少一个来作为上述密封构件，并且，根据上述机壳部和上述旋转轴的形状对所选择的上述密封构件进行定制。
根据本发明的第二方式，在第一方式所涉及的制造方法中，包括：选择具有螺旋弹簧的密封构件、不具有螺旋弹簧的密封构件以及迷宫式密封件中的至少任一个来作为上述密封构件。
根据本发明的第三方式，在第一方式所涉及的制造方法中，包括：选择具有螺旋弹簧的密封构件与迷宫式密封件的组合或者不具有螺旋弹簧的密封构件与迷宫式密封件的组合来作为上述密封构件。
根据本发明的第四方式，提供一种电动机，该电动机具备：机壳部，其安装于电动机的轴向上的至少一方的端部；转子，其具备沿上述轴向延伸的旋转轴；以及环状的密封构件，其设置于上述机壳部与上述转子之间，该电动机的上述密封构件因上述旋转轴旋转时产生的摩擦而磨损，由此与上述旋转轴自行适配(日语：現合)。
根据本发明的第五方式，在第四方式所涉及的电动机中，上述密封构件是不具有螺旋弹簧的密封构件。
根据本发明的第六方式，提供一种制造方法，该制造方法用于制造电动机，该电动机具备：机壳部，其安装于电动机的轴向上的至少一方的端部；转子，其具备沿上述轴向延伸的旋转轴；以及环状的密封构件，其设置于上述机壳部与上述转子之间，该电动机的制造方法包括：以使上述密封构件遍及内表面的整周地与上述旋转轴接触的方式将上述密封构件安装在上述机壳部与上述转子之间，并且，通过使上述旋转轴旋转来使上述密封构件磨损，由此，使上述密封构件与上述旋转轴自行适配。
根据本发明的第七方式，在第六方式所涉及的制造方法中，上述密封构件是不具有螺旋弹簧的密封构件，并且，该制造方法包括：以使上述密封构件的过盈量为0.1mm～0.3mm的方式决定上述密封构件的内径尺寸和上述旋转轴的外径尺寸。
这些以及其它本发明的目的、特征及优点通过参照附图所表现的本发明的例示性的实施方式所涉及的详细说明会变得更明确。
附图说明
图1是表示一个实施方式所涉及的电动机的整体结构的侧视图。
图2是表示图1所示的电动机的前方端的附近的放大图。
图3是表示图1所示的电动机的前方端的附近的放大图。
图4是表示图1所示的电动机的前方端的附近的放大图。
图5是表示电动机的后方端的附近的放大图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。对于图示的实施方式的结构要素适当变更了比例尺以助于理解本发明。另外，对于相同或对应的结构要素，在多个附图中使用相同的参照标记。
图1是表示一个实施方式所涉及的电动机10的整体结构的侧视图。电动机10例如是用于驱动机床的主轴的三相感应电动机。电动机10具备：大致圆柱状的主体12，其沿轴向延伸；前方机壳14，其安装于主体12的前方端12a；后方机壳16，其安装于主体12的后方端12b；以及后方罩17，其安装于后方机壳16。
电动机10的主体12具备转子(未图示)和定子20，该转子具备沿电动机10的轴向延伸并绕旋转轴线O旋转的旋转轴18，该定子20以包围转子的方式设置于转子的径向外侧。电动机10接受因被提供至卷绕于定子20的内周侧的绕组(未图示)的三相交流的电流而产生的旋转磁场，转子与旋转轴18一体地进行旋转。此外，在图示的实施方式中，虽然电动机10的主体12的外形是通过定子20来划定的，但是电动机10也可以还具备将定子20收容于内部的另外的机壳。
前方机壳14和后方机壳16通过螺钉22分别被固定于定子20。在前方机壳14处形成有未图示的螺钉用孔，借助于这些螺钉用孔，能够将电动机10螺纹固定于规定的设置位置。另外，后方罩17通过螺钉(未图示)被固定于后方机壳16。这样，电动机10的机壳有时是组装多个部件而构成的，在本说明书中，有时将能够在内部收容电动机10的结构要素的壳体或框体仅称为“机壳”或“机壳部”。
在图1中，分别示出了前方端12a和后方端12b的附近的截面。据此可知，在前方机壳14中，在旋转轴18的周围形成有从朝向前方端12a的端面向后方端12b凹陷的凹部24。同样地，在后方罩17中，也形成有向前方端12a凹陷的凹部26。如图所示，在前方机壳14的凹部24和后方罩17的凹部26处分别配置有密封构件30。
密封构件30是以堵塞形成于前方机壳14与旋转轴18之间以及后方罩17与旋转轴18之间的间隙的方式设置于它们之间的环状的构件。通过这些密封构件30，能够防止切削液、润滑油、尘埃、切屑等异物侵入到电动机10的内部。
此外，在图示的实施方式所涉及的电动机10中，旋转轴18分别在前方端12a和后方端12b处从主体12突出，但是本发明不限定于这种结构。即，旋转轴18也可以构成为仅从前方端12a和后方端12b中的任一方突出。
接着，参照图2～图5来说明密封构件30的结构。图2～图4是表示图1所示的电动机的前方端的附近的放大图。图5是表示电动机的后方端的附近的放大图。
根据本实施方式，电动机10中使用的密封构件30是从用途彼此不同的多个种类的密封构件中选择的。设计者首先根据所要求的规格来选择密封构件的种类。然后，考虑应该密封的间隙的形状、旋转轴的尺寸等来根据需要对所选择的密封构件进行定制。即，在本实施方式中选择性地使用的密封构件也可以是适当变更外径、内径以及材料等来形成的定制品。一般来说，使用于电动机的密封构件是从产品目录(catalog)所记载的具有规定尺寸的标准品中选定的。与此相对，在本实施方式所涉及的电动机的制造方法中，根据所要求的规格来选择性地采用标准品或定制品，这一点与通常的设计方法不同。例如从不具有螺旋弹簧的密封构件、具有螺旋弹簧的密封构件以及迷宫式密封件中选择密封构件。
图2是表示图1所示的电动机10的前方端12a的附近的放大图。在本实施方式中，密封构件30具有：主体32，其例如由弹性体(elastomer)形成；截面为L字状的金属环34，其嵌入到主体中；以及唇部36，其与旋转轴18的外周面18a接触。密封构件30是不具备螺旋弹簧的无弹簧密封构件。图2所示的密封构件30例如是主要为了防止尘埃、切屑等固形物侵入到电动机的内部而使用的防尘密封件(dust seal)。
图3示出了在本实施方式中使用具有螺旋弹簧的密封构件30的情况下的结构例。具有螺旋弹簧的密封构件30例如是主要为了防止润滑油、切削液等流体侵入到电动机10的内部而使用的油封(oil seal)。该密封构件30具备施加力以将唇部36按压至旋转轴18的螺旋弹簧38。通过由螺旋弹簧38施加的朝向径向内侧的力，该类型的密封构件30能够提供高的密封作用。
图4示出了在本实施方式中使用由迷宫40构成的密封构件30的情况下的结构例。迷宫40具有与形成于前方机壳14的凹部24的台阶部对应的互补形状。一般来说，即便使电动机10高速旋转，由迷宫40构成的密封构件30也能够维持密封作用。因而，在寻求高速旋转的用途中特别有利。
图5示出了在本实施方式中使用将防尘密封件和油封中的一方与迷宫组合得到的密封构件30的情况下的结构例。如图所示，密封构件30由第一密封构件30’和迷宫40形成，该第一密封构件30’由油封或防尘密封件构成，该迷宫40相对于第一密封构件30’设置于电动机10的轴向外侧。通过像这样并用多个不同类型的密封构件，会提高密封效果。此外，密封构件的组合不限定于图示的例子，能够根据用途采用任意的组合。
根据本实施方式，能够根据所要求的电动机的转速、或者根据应该防止侵入到电动机内部的对象物的种类来选择密封构件。因而，会使用与用途相应的适当的密封构件，因此能够提供期望的密封作用。此外，以安装于电动机的一方的端部侧的密封构件为例说明了本实施方式的结构和作用效果，但是本领域技术人员应可理解对于设置于另一方的端部侧的密封构件也同样能够应用本发明的思想。
另外，在使用如图2所示那样的不具有螺旋弹簧的密封构件30的情况下，本发明人发现如下情况：当对旋转轴18安装将尺寸决定在规定的范围内的密封构件30后使旋转轴18旋转时，密封构件30不会破损而唇部36的磨损不断进行，使得密封构件30与旋转轴18自行适配。即，唇部36磨损到其内径的尺寸与旋转轴18的外径的尺寸一致，由此密封构件30与旋转轴18之间的间隙实质上变为零。
例如，以使唇部36的过盈量为0.1mm～0.3mm的方式决定密封构件30的尺寸。按照本实施方式，通过赋予至少0.1mm的过盈量，密封构件30的唇部36会遍及其整周地与旋转轴18的外周面18a接触。例如在过盈量小于0.1mm的情况下，存在以下担忧：无法充分地得到将密封构件30按压至旋转轴18的紧固力，从而在密封构件30与旋转轴18之间局部地形成间隙。
另一方面，通过将过盈量限制在0.3mm以内，因旋转的旋转轴18引起的唇部36的磨损会适当地进展。例如，在该技术领域中一般使用的油封中，过盈量被设定为0.8mm左右。在以这种比较大的过盈量将密封构件安装于旋转轴的情况下，紧固力变得过大而唇部的磨损急剧地进展，导致密封构件破损。另外，在使用具备向径向内侧施加力的螺旋弹簧的密封构件的情况下，也同样地由于紧固力过大导致密封构件因摩擦力而破损。
根据本实施方式，通过采用不具有螺旋弹簧的密封构件并且以0.1mm～0.3mm范围的过盈量来设计密封构件，使得密封构件因旋转轴18旋转时的摩擦而磨损，由此使密封构件与旋转轴自行适配。因而，以与旋转轴18之间的间隙实质上为零的状态安装了密封构件30，因此能够不使密封构件30破损地使旋转轴18高速旋转。另外，具有能够显著降低高速旋转时的发热量的优点。
此外，需要注意的是，密封构件的适当的过盈量的范围并不严格地限定于0.1mm～0.3mm。反倒可能存在需要根据密封构件30的材料或旋转轴18的尺寸来稍微调整的情况。然而，即使在这种情况下，如果是本领域技术人员，应也能够通过试验容易地导出与各个应用例相应的密封构件的适当的过盈量的范围。
发明的效果
根据具备上述特征的制造方法，选择并使用与用途相应的适当的密封构件。例如，能够根据所要求的转速或在电动机的周围产生的异物的种类等来选择密封构件。由此，能够提供能够支持根据电动机的类型或用途而不同的广泛用途的电动机。
另外，根据具备上述结构的电动机及其制造方法，利用旋转轴旋转时产生的摩擦使密封构件磨损，由此，使密封构件与旋转轴自行适配。因而，即便使旋转轴高速旋转，发热量也被抑制，因此结果上来说能够增大容许转速。
以上，说明了本发明的各种实施方式，但是通过其它实施方式也能够起到本发明所意图的作用效果，这对本领域技术人员来说是不言而喻的。特别是，能够不脱离本发明的技术范围地删除或置换前述的实施方式的结构要素，还能够进一步附加公知手段。另外，通过将本说明书中明示或暗示地公开的多个实施方式的特征任意地组合，也能够实施本发明，这对本领域技术人员来说是不言而喻的。

Claims (7)

1.一种电动机的制造方法，用于制造电动机，该电动机具备：
机壳部，其安装于电动机的轴向上的至少一方的端部；
转子，其具备沿上述轴向延伸的旋转轴；以及
环状的密封构件，其设置于上述机壳部与上述转子之间，
上述电动机的制造方法的特征在于，包括：
选择用途彼此不同的多个种类的密封构件中的至少一个来作为上述密封构件，并且，
根据上述机壳部和上述旋转轴的形状对所选择的上述密封构件进行定制。
2.根据权利要求1所述的电动机的制造方法，其特征在于，包括：
选择具有螺旋弹簧的密封构件、不具有螺旋弹簧的密封构件以及迷宫式密封件中的至少任一个来作为上述密封构件。
3.根据权利要求1所述的电动机的制造方法，其特征在于，包括：
选择具有螺旋弹簧的密封构件与迷宫式密封件的组合或者不具有螺旋弹簧的密封构件与迷宫式密封件的组合来作为上述密封构件。
4.一种电动机，具备：
机壳部，其安装于电动机的轴向上的至少一方的端部；
转子，其具备沿上述轴向延伸的旋转轴；以及
环状的密封构件，其设置于上述机壳部与上述转子之间，
该电动机的特征在于，
上述密封构件因上述旋转轴旋转时产生的摩擦而磨损，由此与上述旋转轴自行适配。
5.根据权利要求4所述的电动机，其特征在于，
上述密封构件是不具有螺旋弹簧的密封构件。
6.一种电动机的制造方法，用于制造电动机，该电动机具备：
机壳部，其安装于电动机的轴向上的至少一方的端部；
转子，其具备沿上述轴向延伸的旋转轴；以及
环状的密封构件，其设置于上述机壳部与上述转子之间，
上述电动机的制造方法的特征在于，包括：
以使上述密封构件遍及内表面的整周地与上述旋转轴接触的方式将上述密封构件安装在上述机壳部与上述转子之间，并且，
通过使上述旋转轴旋转来使上述密封构件磨损，由此，使上述密封构件与上述旋转轴自行适配。
7.根据权利要求6所述的电动机的制造方法，其特征在于，
上述密封构件是不具有螺旋弹簧的密封构件，并且，
该制造方法包括：以使上述密封构件的过盈量为0.1mm～0.3mm的方式决定上述密封构件的内径尺寸和上述旋转轴的外径尺寸。
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