CN105553169B

CN105553169B - 电动机

Info

Publication number: CN105553169B
Application number: CN201510703776.4A
Authority: CN
Inventors: 向井康仁
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2018-03-13
Anticipated expiration: 2035-10-26
Also published as: DE102015013625A1; US20160118856A1; CN205141889U; US9685836B2; CN105553169A; JP2016086561A; DE102015013625B4; JP5969571B2

Abstract

本发明提供一种能够防止自轴承产生的异响和轴承寿命的短缩并防止异物进入到壳体的内部空间内的电动机。电动机包括：转子，其具有旋转轴；定子；轴承，其以能够使旋转轴旋转的方式支承旋转轴；壳体，其支承定子，并连同该定子一起划分出用于容纳转子的内部空间；轴承支承面，其配置为不能相对于壳体移动，该轴承支承面包围轴承的外周面并支承轴承；第1槽，其形成于轴承的外周面或轴承支承面，该第1槽在一端处与内部空间相连通，在另一端处与壳体的外部空间相连通；以及第2槽，其形成于轴承的外周面或轴承支承面，该第2槽以与第1槽相交叉的方式沿周向延伸。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种能够防止异物进入到壳体内部的电动机。

背景技术

在电动机中，需要防止清洗水、切削油等异物进入到容纳有转子的壳体的内部空间内。以往，公知有如下一种技术：通过在壳体上设置通气路径、自壳体的内部空间经由该通气路径向外部喷出压缩气体，从而防止异物进入到壳体的内部空间内(例如，日本特开2007－105850号公报和日本实开平2－051050号公报)。

为了防止异物进入到壳体的内部空间内，需要使压缩流体在更接近旋转轴的位置处喷出。然而，采用以往的电动机，因设置通气路径而对支承旋转轴的轴承的强度产生影响，由此，有可能导致自轴承产生异响和轴承寿命的短缩。

发明内容

本发明的一技术方案提供一种电动机，其中，该电动机包括：转子，其具有旋转轴；定子，其配置于转子的径向外侧；轴承，其以能够使旋转轴旋转的方式支承旋转轴；以及壳体，其支承定子，并连同该定子一起划分出用于容纳转子的内部空间。

另外，该电动机包括轴承支承面，其配置为不能相对于壳体移动，该轴承支承面包围轴承的外周面并支承轴承；第1槽，其形成于轴承的外周面或轴承支承面，该第1槽在一端处与内部空间相连通，在另一端处与壳体的外部空间相连通；以及第2槽，其形成于轴承的外周面或轴承支承面，该第2槽以与第1槽相交叉的方式沿旋转轴的周向延伸。

也可以是，轴承支承面形成于壳体。也可以是，电动机还包括环状构件，该环状构件配置于壳体与轴承之间且在内周具有轴承支承面。也可以是，第1槽沿旋转轴的轴向呈直线状延伸。

也可以是，第2槽在轴承的外周面的整周上延伸或在轴承支承面的整周上延伸。也可以是，第1槽和第2槽这两者形成于轴承的外周面和轴承支承面中的任意一者。

也可以是，壳体具有固定于定子的轴向一侧的第1壳体部和固定于定子的轴向另一侧的第2壳体部。也可以是，轴承配置于定子的轴向一侧，在第2壳体部上形成有使内部空间和外部空间连通的通气孔。

通过在参照附图的同时说明以下的优选实施方式，本发明的所述目的、特征以及优点或其他目的、特征以及优点会变得更清楚。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的电动机的侧剖视图。

图2是将图1的局部放大后的局部放大图。

图3是从轴向前方、即图2中的箭头III观察图2所示的旋转轴、第1轴承、以及凸缘部的放大图。

图4是图3所示的轴承支承面的立体图。

图5是从轴向前方观察本发明的另一实施方式的电动机的旋转轴、第1轴承以及凸缘部的放大图，其与图3相对应。

图6是从图5中的箭头IV观察图5所示的第1轴承的图。

图7是本发明的又一实施方式的电动机的局部放大图，其与图2相对应。

图8是图7所示的环状构件的立体图。

具体实施方式

以下，根据附图来详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1说明本发明的一实施方式的电动机10。此外，在以下的说明中，轴向表示沿着旋转轴13的旋转轴线O延伸的方向，径向表示以轴线O为中心的圆的半径方向，周向表示以轴线O为中心的圆的圆周方向。另外，为了方便，将图1的纸面左侧作为轴向前方进行说明。

电动机10包括转子12、定子16、壳体18、第1轴承20、第2轴承22、后罩24、以及端子箱26。定子16由例如沿轴向层叠的多个磁性钢板制作而成。在定子16上卷绕有线圈28。

转子12具有旋转轴13和固定于该旋转轴13的径向外侧且具有多个磁体(未图示)的转子芯14。转子芯14以与定子16略微隔开的方式配置于定子16的轴向内侧。因而，在转子芯14的外周面与定子16的内周面之间形成有微小的间隙30。

壳体18支承定子16。具体而言，壳体18具有固定于定子16的轴向前方侧的前壳体(第1壳体部)32和固定于定子16的轴向后方侧的后壳体(第2壳体部)34。

前壳体32具有圆环状的主体部36和自该主体部36的轴向前方的端部向径向内侧伸出的凸缘部38。前壳体32在主体部36的轴向后端部固定于定子16的轴向前方的端面16a。

后壳体34具有固定于定子16的轴向后方的端面16b的圆环状的主体部40和固定于该主体部40的径向内侧的圆环状的轴承支承部42。在后壳体34的主体部40上形成有贯穿该主体部40的通气孔44。该通气孔44使内部空间S1和后壳体34的外部空间S2相连通。

后罩24固定于后壳体34的主体部40的轴向后方的端部。在本实施方式中，转子12的转子芯14容纳在由前壳体32、后壳体34、定子16、以及后罩24划分出的内部空间S1内。

第1轴承20被插入到前壳体32的凸缘部38与旋转轴13之间，以能够使该旋转轴13旋转的方式支承该旋转轴13。此外，在后面叙述第1轴承20的支承构造。

另一方面，第2轴承22被插入到后壳体34的轴承支承部42与旋转轴13之间，与第1轴承20同样地，以能够使该旋转轴13旋转的方式支承该旋转轴13。

端子箱26固定在后壳体34的外周面上。在端子箱26中拉入有用于向线圈28供给电力的动力电缆(未图示)和用于将压缩流体向内部空间S1送入的流体供给管(未图示)。

流体供给管在其一端处与形成于后壳体34的通气孔44相连接，并在其另一端处与设置于电动机10的外部的流体供给装置(未图示)相连接。流体供给装置将压缩流体经由流体供给管和通气孔44向内部空间S1导入。此外，压缩流体例如为压缩气体。

接下来，参照图2～图4说明前壳体32的凸缘部38和第1轴承20的结构。第1轴承20是滚珠轴承，其具有内圈46、外圈48、以及配置于内圈46与外圈48之间的多个滚珠50。

内圈46是圆环状的构件，具有内周面52和位于与该内周面52相反的那一侧的外周面54。旋转轴13以与内圈46的内周面52相抵接的方式嵌入到内圈46内。内圈46的外周面54作为轨道面发挥功能，滚珠50在该外周面54上滚动。

外圈48是直径比内圈46的直径大的圆环状的构件，其具有内周面56和位于与该内周面56相反的那一侧的外周面58。外圈48的内周面56作为轨道面发挥功能，滚珠50在该内周面56上滚动。外圈48的外周面58划分出第1轴承20的外周面，并如后所述那样被前壳体32的凸缘部38包围。

前壳体32的凸缘部38在其径向内侧的端部具有圆筒状的轴承支承面60。轴承支承面60自径向外侧包围外圈48的外周面58且与该外周面58相抵接。第1轴承20由该轴承支承面60支承于凸缘部38的径向内侧。

在凸缘部38上固定有环状壁66。环状壁66配置于第1轴承20的轴向前方，在环状壁66与第1轴承20之间划分出空间68和间隙69。

此处，本实施方式的电动机10包括形成于轴承支承面60的第1槽62和第2槽64。第1槽62以自轴承支承面60向径向外侧凹陷的方式形成且自轴承支承面60的轴向后端起沿轴向呈直线状延伸到轴向前端为止。

第1槽62在其轴向后端62a处与内部空间S1相连通，且在其轴向前端62b处经由空间68和间隙69与壳体18的外部空间S2相连通。在本实施方式中，合计4个第1槽62沿周向以彼此之间大致等间隔(即，90°)地排列的方式设置。

第2槽64以自轴承支承面60向径向外侧凹陷的方式形成且沿周向延伸。具体而言，第2槽64以与所有的第1槽62相交叉的方式在轴承支承面60的整周上延伸。此处，第2槽64在轴向上配置于与外圈48的内周面56上的滚珠50的轨道相同的位置、即外圈48的内周面56和滚珠50相抵接的位置。

在本实施方式中，滚珠50配置于第1轴承20的轴向上的中央部，外圈48的内周面56上的滚珠50的轨道配置于第1轴承20的轴向上的中央部。因而，本实施方式的第2槽64配置于轴承支承面60的轴向中央部。

接下来，说明本实施方式的电动机10的功能。为了防止在电动机10运行中异物进入到内部空间S1内，要将压缩流体自端子箱26内的流体供给管经由通气孔44向内部空间S1内导入。

如图1和图2的箭头A所示，自通气孔44被导入到内部空间S1后的压缩流体经由间隙30流入到第1轴承20的轴向后方侧的内部空间S1这一部分。

并且，压缩流体通过第1槽62流入到空间68内。接着，流入到空间68内的压缩流体通过间隙69而被朝向旋转轴13吹送，由此，将压缩流体向外部空间S2喷出。能够利用如此喷出的压缩流体来防止异物自间隙69进入。

在电动机10的运行中，滚珠50在第1轴承20的轨道面(即，内圈46的外周面54和外圈48的内周面56)上滚动。此处，采用本实施方式，能够利用以沿周向延伸的方式形成的第2槽64来降低在电动机10的运行中因第1槽62而导致的、作用于第1轴承20的力产生变动。

以下，说明该功能。此处，假设没有形成第2槽64的情况。在该情况下，外圈48仅在第1槽62的位置处不与轴承支承面60相抵接。因而，在轴承支承面60上的、形成有第1槽62的位置处，利用轴承支承面60自径向外侧按压第1轴承20的力会略微变弱。

在以这样的状态使滚珠50在轨道面上滚动的情况下，每当滚珠50通过轨道面上的、与第1槽62相对应的位置时，外圈48均会略微挠曲。其结果，在电动机10的运行中作用于第1轴承20的力会产生脉动，由此，会对第1轴承20的强度产生影响。

因此，在本实施方式中，在轴承支承面60上形成有沿周向延伸的第2槽64。通过设置该第2槽64，外圈48不仅在第1槽62的位置处不与该轴承支承面60相抵接，而且在轴承支承面60的整周上也不与该轴承支承面60相抵接。由此，能够降低在电动机10的运行中因第1槽62而导致的、作用于第1轴承20的力产生变动。

因而，能够排除为了使压缩气体通过而设置的第1槽62对第1轴承20的强度产生的影响并能够将第1槽62配置于旋转轴13的附近。其结果，能够防止自第1轴承20产生的异响且实现第1轴承20的长寿命化，并能够有效地防止异物进入到内部空间S1内。

另外，采用本实施方式，通过对前壳体32的凸缘部38进行加工，能够易于形成第1槽62和第2槽64，因此能够降低电动机10的制造成本。

另外，在本实施方式中，第2槽64在轴向上配置于与在轨道面上滚动的滚珠50的轨道相同的位置。采用该结构，能够进一步有效地降低因第1槽62而导致作用于第1轴承20的力的变动。

另外，在本实施方式中，由于第1槽62沿轴向形成为直线状，因此能够减小压缩流体通过第1槽62的压力损失。因此，能够将导入到内部空间S1内的压缩流体更高效地向外部空间S2喷出。

接下来，参照图5和图6说明本发明的另一实施方式的电动机70。此外，在以下说明的各种实施方式中，对于与已述实施方式相同的要素标注相同的附图标记而省略详细的说明。

本实施方式的电动机70在以下方面与所述电动机10不同。即，在电动机70中，第1槽84和第2槽86没有形成在设于前壳体72的凸缘部74的轴承支承面76，而是形成在第1轴承78的外周面上。

具体而言，电动机70的前壳体72具有凸缘部74，该凸缘部74在其径向内侧的端部具有圆筒状的轴承支承面76。该轴承支承面76与第1轴承78的外周面相抵接而支承该第1轴承78。

第1轴承78是滚珠轴承，其具有内圈46、外圈80、以及多个滚珠50。外圈80具有内周面56和与该内周面56相反的那一侧的外周面82。外圈80的外周面82划分出第1轴承78的外周面，外圈80的外周面82被凸缘部74的轴承支承面76包围且支承于轴承支承面76。

此处，电动机70具有形成于外圈80的外周面82的第1槽84和第2槽86。第1槽84以自外周面82向径向内侧凹陷的方式形成且自外圈80的轴向后端起沿轴向呈直线状延伸到轴向前端为止。

与所述第1槽62同样地，第1槽84在其轴向后端84a处与内部空间S1相连通，且在其轴向前端84b处经由上述空间68和间隙69与外部空间S2相连通。在本实施方式中，合计4个第1槽84沿周向以彼此之间大致等间隔(即，90°)地排列的方式设置。

第2槽86以自外圈80的外周面82向径向内侧凹陷的方式形成且沿周向延伸。在本实施方式中，第2槽86配置于外圈80的轴向中央部且以与合计4个第1槽84相交叉的方式在外周面82的整周上延伸。

在本实施方式中，被导入到内部空间S1内的压缩流体通过形成于外圈80的外周面82的第1槽84而向外部空间S2喷出。另外，在外圈80的外周面82上，以与第1槽84相交叉的方式形成有第2槽86。

采用该结构，能够排除为了使压缩气体通过而设置的第1槽84对第1轴承78的强度产生的影响并能够将第1槽84配置于旋转轴13的附近。其结果，能够防止自第1轴承78产生的异响且实现第1轴承78的长寿命化，并能够有效地防止异物进入到内部空间S1内。

另外，采用本实施方式，通过对外圈80的外周面82进行加工，能够易于形成第1槽84和第2槽86，因此能够降低电动机70的制造成本。

另外，在本实施方式中，由于第1槽84沿轴向形成为直线状，因此能够减小压缩流体通过第1槽84的压力损失。因此，能够将导入到内部空间S1内的压缩流体更高效地向外部空间S2喷出。

接下来，参照图7和图8说明本发明的又一实施方式的电动机90。本实施方式的电动机90在以下方面与所述电动机10不同。即，电动机90还包括前壳体92的凸缘部94和夹设于凸缘部94与第1轴承20之间的环状构件100。

具体而言，环状构件100是圆环状的构件，具有内周面102和位于与该内周面102相反的那一侧的外周面104。内周面102自径向外侧包围外圈48的外周面58并与该外周面58相抵接。

第1轴承20由该内周面102支承于凸缘部94的径向内侧。即，在本实施方式中，环状构件100的内周面102作为用于支承第1轴承20的轴承支承面发挥功能。

另一方面，前壳体92的凸缘部94在其径向内侧的端部具有圆筒状的内周面96，该内周面96自径向外侧包围环状构件100的外周面104且抵接而支承于该外周面104。由此，环状构件100被固定于前壳体92，环状构件100的内周面102配置为不能相对于前壳体92移动。

此处，本实施方式的电动机90包括形成于环状构件100的内周面102的第1槽106和第2槽108。第1槽106以自内周面102向径向外侧凹陷的方式形成且自环状构件100的轴向后端起沿轴向呈直线状延伸到轴向前端为止。

与所述第1槽62同样地，第1槽106在其轴向后端106a处与内部空间S1相连通，且在其轴向前端106b处经由上述空间68和间隙69与外部空间S2相连通。在本实施方式中，合计4个第1槽106沿周向以彼此之间大致等间隔(即，90°)地排列的方式设置。

第2槽108以自环状构件100的内周面102向径向外侧凹陷的方式形成且沿周向延伸。在本实施方式中，第2槽108配置于环状构件100的轴向中央部且以与合计4个第1槽106相交叉的方式在内周面102的整周上延伸。

在本实施方式的电动机90中，被导入到内部空间S1内的压缩流体通过形成于环状构件100的内周面102的第1槽106而向外部空间S2喷出。另外，在环状构件100的内周面102上，以与第1槽106相交叉的方式形成有第2槽108。

采用该结构，能够排除为了使压缩气体通过而设置的第1槽106对第1轴承20的强度产生的影响并能够将第1槽106配置于旋转轴13的附近。其结果，能够防止自第1轴承20产生的异响且实现第1轴承20的长寿命化，并能够有效地防止异物进入到内部空间S1内。

另外，采用本实施方式，通过对环状构件100的内周面102进行加工，能够易于形成第1槽106和第2槽108，因此能够降低电动机90的制造成本。

另外，在本实施方式中，由于第1槽106沿轴向形成为直线状，因此能够减小压缩流体通过第1槽106的压力损失。因此，能够将导入到内部空间S1内的压缩流体更高效地向外部空间S2喷出。

此外，在所述实施方式中，叙述了第1槽62、第1槽84、第1槽106以及第2槽64、第2槽86、第2槽108这两者形成于第1轴承20的外周面58、第1轴承78的外周面82和轴承支承面60、轴承支承面76、轴承支承面102中的任意一者的情况。

然而，并不限于此，也可以是，将第1槽62、第1槽84、第1槽106形成于第1轴承20的外周面58、第1轴承78的外周面82和轴承支承面60、轴承支承面76、轴承支承面102中的一者，将第2槽64、第2槽86、第2槽108形成于第1轴承20的外周面58、第1轴承78的外周面82和轴承支承面60、轴承支承面76、轴承支承面102中的另一者。

具体而言，在图1～图4所示的实施方式中，也可以是，将第1槽62形成于轴承支承面60，且将第2槽形成于外圈48的外周面58。另外，在图7和图8所示的实施方式中，也可以是，将第1槽106形成于环状构件100的内周面102，且将第2槽形成于外圈48的外周面58。

另外，在所述实施方式中，叙述了第1槽62、第1槽84、第1槽106沿轴向呈直线状延伸的情况，但并不限于此，也可以是，第1槽62、第1槽84、第1槽106自轴向后端起弯曲并延伸到轴向前端为止。

另外，在所述实施方式中，叙述了第1轴承20的外周面58、第1轴承78的外周面82和轴承支承面60、轴承支承面76、轴承支承面102均为圆筒状的情况，但并不限于此，第1轴承20的外周面58、第1轴承78的外周面82和轴承支承面60、轴承支承面76、轴承支承面102也可以具有例如多边形或椭圆形等圆筒形以外的形状。

另外，在所述实施方式中，叙述了仅设有1个第2槽64、第2槽86、第2槽108的情况。然而，并不限于此，也可以将多个第2槽以沿轴向排列的方式设置。

另外，在所述实施方式中，叙述了第1轴承20、第1轴承78为滚珠轴承的情况。然而，并不限于此，第1轴承20、第1轴承78也可以为例如滚柱轴承。在该情况下，能够将第2槽分别在轴向上配置于滚柱和轨道面相抵接的位置。

例如，在对滚柱的轴向两端进行凸面加工且使滚柱的轴向中央部与轨道面相抵接的情况下，也可以将1个第2槽在轴向上配置于与该滚柱的轴向中央部相对应的位置。

另一方面，在对滚柱的轴向中央部进行凸面加工且使滚柱的轴向两端与轨道面相抵接的情况下，也可以将合计两个第2槽在轴向上分别配置于与该滚柱的轴向两端部相对应的位置。

以上，通过发明的实施方式说明了本发明，但所述实施方式并不限定权利要求书的技术方案。另外，由在本发明的实施方式中说明的特征组合而成的形态也能够包含在本发明的技术范围中，但这些特征的所有组合并不一定是在发明的解决方法中所必须的。并且，对本领域的技术人员而言，也能够对所述实施方式进行多种变更或改良是显而易见的。

Claims

1.一种电动机，其中，

该电动机包括：

转子，其具有旋转轴；

定子，其配置于所述转子的径向外侧；

轴承，其以能够使所述旋转轴旋转的方式支承所述旋转轴；

壳体，其支承所述定子，并连同该定子一起划分出用于容纳所述转子的内部空间；

轴承支承面，其配置为不能相对于所述壳体移动，该轴承支承面包围所述轴承的外周面并支承所述轴承；

第1槽，其形成于所述轴承的外周面或所述轴承支承面，该第1槽在一端处与所述内部空间相连通，在另一端处与所述壳体的外部空间相连通，并且，所述第1槽使从设置于所述电动机的外部的流体供给装置导入到所述内部空间的压缩流体从所述一端流向所述另一端并由此从所述另一端向所述外部空间喷出；以及

第2槽，其形成于所述轴承的外周面或所述轴承支承面，该第2槽以与所述第1槽相交叉的方式沿所述旋转轴的周向延伸。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，

所述轴承支承面形成于所述壳体。

3.根据权利要求1所述的电动机，其中，

该电动机还包括环状构件，该环状构件配置于所述壳体与所述轴承之间且在内周具有所述轴承支承面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，

所述第1槽沿所述旋转轴的轴向呈直线状延伸。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，

所述第2槽在所述轴承的外周面的整周上延伸或在所述轴承支承面的整周上延伸。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，

所述第1槽和所述第2槽这两者形成于所述轴承的外周面和所述轴承支承面中的任意一者。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，

所述壳体具有固定于所述定子的轴向一侧的第1壳体部和固定于所述定子的轴向另一侧的第2壳体部，

所述轴承配置于所述定子的所述轴向一侧，

在所述第2壳体部上形成有使所述内部空间和所述外部空间连通的通气孔。