CN105024474A

CN105024474A - 电动机

Info

Publication number: CN105024474A
Application number: CN201510187792.2A
Authority: CN
Inventors: 泷本芳太郎; 山口晃
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2035-04-20
Also published as: JP2015208154A; DE102015105721A1; JP5883061B2; CN204652098U; US9621006B2; DE102015105721B4; US20150303763A1; CN105024474B

Abstract

本发明提供一种电动机。该电动机具有用于防止轴承的构成部件飞散到壳体的内侧的防止飞散构件。该电动机包括：壳体；定子，其固定于壳体；转子，其配置于定子的内侧；轴承，其安装于壳体，用于支承转子的旋转轴；屏蔽构件，其安装于轴承，用于防止轴承的内部的润滑剂飞散；以及防止飞散构件，其以位于轴承与转子的铁芯之间的方式自壳体延伸，用于防止轴承的构成部件飞散到壳体的内侧。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种具有用于防止轴承的构成部件飞散到壳体的内侧的防止飞散构件的电动机。

背景技术

在许多电动机中，安装于转子的驱动轴由安装于壳体的输出侧的端部和输出相反侧的端部的轴承支承。这些轴承嵌入并固定于在筒状的壳体的内周面上形成的圆周槽内。通常，轴承的内轮能够在轴向间隙的范围内相对于外轮移动，因此圆周槽的深度形成为与外轮的半径方向的厚度相同的程度，以使得内轮不会与圆周槽的侧壁干涉。具有这种轴承的安装结构的电动机被例示于JP－A－H08－51752、JP－A－H08－294247及JP－A－H08－335367中。

近年来，针对最大输出和最大扭矩等较大且小型的电动机的需求提高。然而，在电动机侧的驱动轴与负荷装置侧的被驱动轴利用带相结合的情况下，随着电动机的最大扭矩变大，施加于驱动轴的径向荷重也增大。而且，若对驱动轴施加过度的径向荷重，则有时会引起轴承的损伤和早期破坏等。若在该状态下继续进行电动机的运转，则轴承会解体，由此存在屏蔽板、保持器及转动体等轴承部件飞散的隐患。此时，若轴承部件飞散到壳体的内侧，则有时会引起包括定子卷线和转子铁芯等在内的壳体的内侧的结构部受到损伤这样的严重的二次损害。

要求一种能够利用轴承的构成部件防止壳体的内侧的结构部受到损伤的电动机。

发明内容

根据本发明的第1技术方案，提供一种电动机，其中，该电动机包括：壳体；定子，其固定于壳体；转子，其配置于定子的内侧；轴承，其安装于壳体的内侧，用于支承转子的旋转轴；屏蔽构件，其安装于轴承，用于防止轴承的内部的润滑剂飞散；以及防止飞散构件，其以位于轴承与转子的铁芯之间的方式自壳体延伸，用于防止轴承的构成部件飞散到壳体的内侧。

根据本发明的第2技术方案，提供一种电动机，在第1技术方案的基础上，防止飞散构件在与旋转轴的延伸方向平行的方向上自轴承离开比轴承的轴向间隙的1/2大的距离。

根据本发明的第3技术方案，提供一种电动机，在第1或第2技术方案的基础上，防止飞散构件具有供旋转轴贯穿的中心孔，轴承是具有多个转动体的滚动轴承，中心孔的直径小于旋转轴的直径加上两倍的转动体的直径的值之和。

根据本发明的第4技术方案，提供一种电动机，在第1～第3技术方案的任一技术方案的基础上，防止飞散构件由金属制的材料形成。

根据本发明的第5技术方案，提供一种电动机，在第1～第4技术方案的任一技术方案的基础上，防止飞散构件与壳体一体形成。

根据本发明的电动机，能够利用轴承的构成部件防止壳体的内侧的结构部受到损伤。

这些内容及其他本发明的目的、特征以及优点对照添加附图所示的本发明的例示的实施方式的详细说明而能够进一步变明确。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的例示的电动机的纵剖视图。

图2是图1的局部放大图，放大表示图1的电动机中的防止飞散构件附近。

图3是表示应用了防止飞散构件的变形例的电动机的、与图1相同的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，以下所记载的内容并不限定权利要求书所记载的发明的技术范围、用语的意义等。

参照图1～图3，说明本发明的一实施方式的电动机。本实施方式的电动机是转子与定子协作产生动力的旋转式的电动机。更具体地说，本实施方式的电动机是具有在转子的内部嵌入有永久磁体的结构的IPM(InteriorPermanent Magnet：永磁)马达。图1是例示的电动机M的纵剖视图。像图1那样，本例子的电动机M包括：具有筒状的主体部11的壳体1、配置于主体部11的内侧的定子2和转子3、以及安装于壳体1并支承转子3的旋转轴32的一对轴承4、4。以下依次对其进行说明。另外，在以下说明中，有时将旋转轴32的延伸方向简称作轴线方向。

像图1那样，本例子的壳体1包括：沿着轴线方向延伸的筒状的主体部11和分别闭塞主体部11的延伸方向的两端部的侧壁部12、13。在这些侧壁部12、13上分别形成有沿着轴线方向延伸的圆柱状的中心孔CH，在中心孔CH的内周面上形成有具有与轴承4的外轮41对应的尺寸和形状的圆周槽CG。以下，有时将靠近向壳体1的外侧突出的旋转轴32的顶端部AE那一侧的侧壁部12称作输出侧的侧壁部12，将与其相反侧的侧壁部13称作输出相反侧的侧壁部13。像图1那样，在主体部11的与输出相反侧的侧壁部13相邻的预定的部位形成有相对于轴线方向垂直延伸的通孔TH，在通孔TH内贯穿有后述的定子卷线22的引出线LW。而且，在主体部11的外周面上安装有以闭塞通孔TH的方式配置的端子台TB。

接下来，本例子的定子2包括：具有层叠多个电磁钢板而成的构造的筒状的定子铁芯21和安装于定子铁芯21的定子卷线22。像图1那样，定子铁芯21的外周面固定于壳体1的主体部11的内周面，定子铁芯21与主体部11成为同心状。另外，在定子铁芯21的内周面上等间隔地形成有沿着轴线方向延伸的多个狭槽，在这些狭槽的内部配置有定子卷线22。而且，定子卷线22的引出线LW与上述端子台TB的金属端子部电连接。因而，在端子台TB上连接交流电源时，利用在定子卷线22中流动的交流电源在旋转轴32的周围形成旋转磁场。

接下来，本例子的转子3包括：具有层叠多个电磁钢板而成的构造的圆筒状的转子铁芯31和以与转子铁芯31一体旋转的方式嵌入转子铁芯31的中心孔内的旋转轴32。像图1那样，转子铁芯31具有沿着其周向等间隔地配置的多个插入孔IH。这些插入孔IH分别位于比转子铁芯31的外周面向半径方向的内侧离开预定的距离的位置，并在转子铁芯31的轴线方向的大致全长范围内延伸。而且，在这些插入孔IH内分别插入有沿着轴线方向排列的多个平板状的磁体33。本例子的磁体33是铁氧体磁体或钕磁体等永久磁体，这些磁体33的外表面粘接于插入孔IH的内表面。

另外，本例子的旋转轴32由安装于壳体1的输出侧的侧壁部12的输出侧的轴承4和安装于输出相反侧的侧壁部13的轴承4支承。旋转轴32的顶端部AE能够连结于机床或周边机器等负荷装置(未图示)的被驱动轴，由此电动机M的旋转驱动力向各种负荷装置传递。例如，电动机M的旋转驱动力借助环状的带向负荷装置传递，该环状的带挂在安装于旋转轴32的顶端部AE的驱动带轮和安装于被驱动轴的顶端部的被驱动带轮上。这种负荷装置的驱动方式一般被称作带驱动方式。

接下来，说明本例子的电动机M中的轴承4。图2是图1的局部放大图，放大表示图1的电动机M中的输出侧的轴承4附近。另外，由于输出侧的轴承4与输出相反侧的轴承4具有相同的结构，因此以下仅说明输出侧的轴承4。像图2那样，输出侧的轴承4包括：圆筒状的外轮41、半径方向的尺寸小于外轮41的半径方向的尺寸的圆筒状的内轮42、配置在外轮41和内轮42之间的多个转动体43以及沿着圆周方向等间隔地保持这些转动体43的保持器(未图示)。具有这种结构的轴承一般被称作滚动轴承。而且，输出侧的轴承4的外轮41嵌装于上述输出侧的侧壁部12的圆周槽CG内，在内轮42的中心孔内嵌入有旋转轴32。

像图2那样，在输出侧的轴承4上，以多个转动体43不会暴露于轴承4的外部的方式安装有至少局部闭塞外轮41与内轮42之间的圆环状的开口部的圆环状的屏蔽构件44。更具体地说，在输出侧的轴承4上，以隔着多个转动体43的方式安装有沿着轴线方向排列的一对屏蔽构件44、44，这些屏蔽构件44、44分别嵌装于在外轮41的内周面上形成的圆周槽内。本例子的屏蔽构件44主要具有防止施加于轴承4的内部的润滑剂、特别是涂布于外轮41与转动体43间、以及内轮42与转动体43间的接触部的润滑剂向轴承4的外部飞散的功能。由此，防止了轴承4的内部的润滑剂飞散到壳体1的主体部11的内侧而附着于转子铁芯31和定子卷线22等。另外，输出侧的轴承4的屏蔽构件44、44也可以均不嵌装于轴承4的外轮41而嵌装于内轮42，也可以安装于壳体1的侧壁部12的内周面。

另外，作为电动机M对负荷装置驱动的驱动方式，在采用上述带驱动方式的情况下，随着电动机M的最大扭矩变大，施加于旋转轴32的径向荷重也增大。而且，若对旋转轴32施加过度的径向荷重，则输出侧的轴承4会被破坏，由此存在轴承4的构成部件飞散的隐患。在此所说的轴承4的构成部件包括上述屏蔽构件44、转动体43以及保持器等。因此，本例子的电动机M具有防止被破坏后的轴承4的构成部件飞散到壳体1的主体部11的内侧的防止飞散构件5。接下来参照图2，详细说明本例子的防止飞散构件5。

像图2那样，本例子的防止飞散构件5具有相对于轴线方向垂直配置的圆盘状的形态，在其中央部形成有供旋转轴32贯穿的中心孔51。而且，本例子的防止飞散构件5安装于壳体1的侧壁部12的与定子铁芯21和转子铁芯31相对的端面。另外，优选的是，本例子的防止飞散构件5从轴承4沿轴线方向离开比轴承4的轴向间隙的1/2大的距离进行配置。在此所说的轴向间隙是指在固定了外轮41的状态下使内轮42向轴线方向的两侧移动时的最大移动量。根据上述防止飞散构件5的配置，即使轴承4的内轮42在施加于旋转轴32的轴向荷重等的作用下相对于外轮41沿轴线方向移动，也能够防止轴承4的内轮42接触防止飞散构件5。

这样，在输出侧的轴承4与转子铁芯31之间设有相对于轴线方向垂直配置的防止飞散构件5，因此即使轴承4的构成部件朝向转子铁芯31移动，这些构成部件也因撞上防止飞散构件5而停止移动。另外，优选的是，本例子的防止飞散构件5由具有高刚性的金属材料形成，以不会因轴承4的构成部件撞击时的冲击而变形。但是，本例子的防止飞散构件5也可以由具有高刚性的各种树脂材料或复合材料形成。而且，优选的是，本例子的防止飞散构件5被包含螺栓和螺母等在内的固定构件牢固地固定于壳体1，以不会因轴承4的构成部件撞击时的冲击而自壳体1脱落。但是，本例子的防止飞散构件5也可以熔接于壳体1，亦可以利用各种粘接剂粘接于壳体1。

另外，在本例子的电动机M中，防止飞散构件5的中心孔51的尺寸能够最优化为可靠地防止轴承4的构成部件飞散到主体部11的内侧。例如，优选的是，防止飞散构件5的中心孔51的直径(D)小于旋转轴32的直径(d₁)加上两倍的转动体43的直径(d₂)的值之和。即，优选的是D＜d₁+d₂×2。由此，轴承4被破坏后的结果是，即使旋转轴32相对于本来的轴线方向倾斜，也不会在旋转轴32的外周面与防止飞散构件5的内周面之间形成比转动体43的直径(d₂)大的间隙。因而，根据上述中心孔51的尺寸，能够可靠地防止轴承4的转动体43飞散到主体部11的内侧。但是，若使防止飞散构件5的中心孔51的直径(D)无限地接近旋转轴32的直径(d₁)，则由于轴承4的径向间隙等原因，存在防止飞散构件5的内周面接触旋转轴32的外周面的隐患。在此所说的径向间隙是指在固定了外轮41的状态下使内轮42沿半径方向移动时的最大移动量。因此，优选的是，中心孔51的直径(D)大于旋转轴32的直径(d₁)加上轴承4的径向间隙(g)之和。即，优选的是D＞d₁+g。

像以上那样，根据本例子的电动机M，轴承4被破坏后的结果是，即使轴承4的构成部件朝向转子铁芯31移动，这些构成部件也因撞上防止飞散构件而停止移动。因而，根据本例子的电动机M，即使由于过度的径向荷重等原因而使轴承4受到破坏，也能够防止轴承4的构成部件飞散到配置有定子2和转子3的壳体1的主体部11的内侧，因此能够防止包括定子卷线22和转子铁芯31等在内的主体部11的内侧的结构部受到损伤。其结果，即使轴承4被破坏，也不必对主体部11的内侧的结构部进行修理或更换，仅靠更换轴承4就能够再利用电动机M，因此在费用和工时方面可以减轻使用者的负担。

接下来，说明本实施方式的电动机M中的防止飞散构件5的变形例。图3是表示应用了本例子的防止飞散构件5的电动机M的、与图1相同的纵剖视图。比较图1与图3可知，相对于在图1的例子中与壳体1相独立地形成的防止飞散构件5安装于壳体1的侧壁部12，在图3的例子中，防止飞散构件5与壳体1一体形成。更具体地说，本例子的防止飞散构件5通过各种金属材料的铸造或机械加工等而与壳体1的输出侧的侧壁部12一体形成。本例子的防止飞散构件5的尺寸和形状等与上述图1的例子相同，本例子的电动机M的除防止飞散构件5以外的部分的结构也与上述图1的例子相同。

根据本例子的电动机M，能够防止防止飞散构件5因轴承4的构成部件撞击时的冲击而自壳体1的侧壁部12脱落。因而，根据本例子的电动机M，能够防止防止飞散构件5侵入壳体1的主体部11的内侧、由此使定子卷线22和转子铁芯31等受到损伤。而且，根据本例子的电动机M，壳体1的部件个数减少，因此组装壳体1的组装工序简化。

发明的效果

根据本发明的第1技术方案，轴承被破坏后的结果是，即使轴承的构成部件朝向转子铁芯移动，这些构成部件也因撞上防止飞散构件而停止移动。因而，根据第1技术方案，即使因过度的径向荷重等原因而使轴承受到破坏，也能够防止轴承的构成部件飞散到配置有定子和转子的壳体的内侧，因此能够防止包括定子卷线和转子铁芯等在内的壳体的内侧的结构部受到损伤。其结果，根据第1技术方案，即使轴承被破坏，也不必对壳体的内侧的结构部进行修理或更换，仅靠更换轴承就能够再利用电动机，因此在费用和工时方面可以减轻使用者的负担。

根据本发明的第2技术方案，即使轴承的内轮因轴向荷重等原因而相对于外轮沿轴线方向移动，也能够防止轴承的内轮与防止飞散构件相接触。

根据本发明的第3技术方案，轴承被破坏后的结果是，即使旋转轴相对于本来的轴线方向倾斜，也能够至少防止轴承的转动体飞散到壳体的内侧。

根据本发明的第4技术方案，通过选择具有适度刚性的金属制的材料，能够防止防止飞散构件因轴承的构成部件撞击时的冲击而变形。

根据本发明的第5技术方案，能够防止防止飞散构件因轴承的构成部件撞击时的冲击而自壳体脱落。因而，根据第5技术方案，能够防止防止飞散构件侵入壳体的内侧、由此使定子卷线和转子铁芯等受到损伤。而且，根据第5技术方案，壳体的部件个数减少，因此壳体的组装工序简化。

本发明并不仅限定于上述实施方式，能够在权利要求书所记载的范围内进行各种改变。例如，在上述实施方式中，虽然仅在壳体1的输出侧的侧壁部12安装有防止飞散构件5，但是在本发明的电动机M中，也可以在输出侧的侧壁部12与输出相反侧的侧壁部13这两者上安装有防止飞散构件5。另外，在上述实施方式中，虽然采用了永久磁体33嵌入转子铁芯31的结构的IPM马达，但是本发明的电动机M也可以是永久磁体33粘贴于转子铁芯31的外周面的结构的SPM(Surface Permanent Magnet：表面永磁)马达，亦可以是其他形式的马达。而且，上述各部分的尺寸、形状、材质等只不过是一例，为了达到本发明的效果而能够采用多种尺寸、形状、材质等。

Claims

1.一种电动机，其特征在于，该电动机包括：

壳体；

定子，其固定于所述壳体；

转子，其配置于所述定子的内侧；

轴承，其安装于所述壳体，用于支承所述转子的旋转轴；

屏蔽构件，其安装于所述轴承，用于防止所述轴承的内部的润滑剂飞散；以及

防止飞散构件，其以位于所述轴承与所述转子的铁芯之间的方式自所述壳体延伸，用于防止所述轴承的构成部件飞散到所述壳体的内侧。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述防止飞散构件在与所述旋转轴的延伸方向平行的方向上自所述轴承离开比所述轴承的轴向间隙的1/2大的距离。

3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

所述防止飞散构件具有供所述旋转轴贯穿的中心孔，

所述轴承是具有多个转动体的滚动轴承，

所述中心孔的直径小于所述旋转轴的直径加上两倍的所述转动体的直径的值之和。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述防止飞散构件由金属制的材料形成。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述防止飞散构件与所述壳体一体形成。