轉(zhuǎn)子構(gòu)件、旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子、電動機和機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用錐套的電動機的轉(zhuǎn)子構(gòu)件、旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子、包括轉(zhuǎn)子的電動機以及包括電動機的機床。
【背景技術(shù)】
[0002]對于具有旋轉(zhuǎn)軸和安裝于旋轉(zhuǎn)軸的外周面的套筒的電動機的轉(zhuǎn)子，為了避免在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時套筒相對于旋轉(zhuǎn)軸的位置發(fā)生偏移，需要將套筒牢固地固定于旋轉(zhuǎn)軸。對于該點，已知有將套筒的內(nèi)周面以過盈配合的方式安裝于旋轉(zhuǎn)軸的外周面而使旋轉(zhuǎn)軸與套筒一體化的轉(zhuǎn)子(參照例如日本特開2013 - 9528號公報、日本特開平11 一 89142號公報)。
[0003]在日本特開2013 - 9528號公報中，使旋轉(zhuǎn)軸的外周面和套筒的內(nèi)周面均形成為錐形。在向旋轉(zhuǎn)軸組裝套筒時，在旋轉(zhuǎn)軸的外周面涂布潤滑劑，將旋轉(zhuǎn)軸沿著套筒的內(nèi)周面壓入。另一方面，在日本特開平11 - 89142號公報中，在套筒形成有油路，借助油路向面向套筒的內(nèi)周面的部位引導高壓油。利用由該高壓油產(chǎn)生的油壓，使套筒的內(nèi)徑暫時擴大，將套筒嵌合于旋轉(zhuǎn)軸。
[0004]然而，在所述日本特開2013 - 9528號公報中記載的轉(zhuǎn)子的情況下，在旋轉(zhuǎn)軸與套筒之間的嵌合面存在潤滑劑，因此旋轉(zhuǎn)軸與套筒之間的摩擦力較小，在高速旋轉(zhuǎn)時，套筒相對于旋轉(zhuǎn)軸的位置有可能發(fā)生偏移。另外，在所述日本特開平11 - 89142號公報中記載的轉(zhuǎn)子的情況下，為了向套筒的內(nèi)周面供給油壓，需要另外設(shè)置油壓裝置，制造成本上升。并且，由于在套筒形成有油路，因此使得套筒的強度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一技術(shù)方案是一種轉(zhuǎn)子構(gòu)件，該轉(zhuǎn)子構(gòu)件用于嵌合于以軸線為中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)子構(gòu)件的特征在于，該轉(zhuǎn)子構(gòu)件包括:套筒，其具有壓入旋轉(zhuǎn)軸的外周面的內(nèi)周面；以及轉(zhuǎn)子部件，其安裝于套筒的外周面。套筒的內(nèi)周面具有直徑沿著軸線呈錐形變化的錐形面，錐形面具有用于儲存潤滑劑的、凹凸狀的表面構(gòu)造，該表面構(gòu)造構(gòu)成為會因?qū)⑿D(zhuǎn)軸壓入轉(zhuǎn)子構(gòu)件而磨損。
[0006]也可以是，表面構(gòu)造是通過對錐形面施加氧化處理或噴丸處理而形成的。
[0007]也可以是，套筒由鐵系金屬形成，氧化處理為磷酸鹽覆膜處理。
[0008]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是一種旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸以軸線為中心旋轉(zhuǎn)，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)軸具有壓入筒狀的轉(zhuǎn)子構(gòu)件的內(nèi)周面的外周面，旋轉(zhuǎn)軸的外周面具有直徑沿著軸線呈錐形變化的錐形面，錐形面具有用于儲存潤滑劑的、凹凸狀的表面構(gòu)造，該表面構(gòu)造構(gòu)成為會因?qū)⑿D(zhuǎn)軸壓入轉(zhuǎn)子構(gòu)件而磨損。
[0009]也可以是，表面構(gòu)造是通過對錐形面施加氧化處理或噴丸處理而形成的。
[0010]也可以是，旋轉(zhuǎn)軸由鐵系金屬形成，氧化處理為磷酸鹽覆膜處理。
[0011]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是一種轉(zhuǎn)子，其特征在于，該轉(zhuǎn)子包括:旋轉(zhuǎn)軸，其以軸線為中心旋轉(zhuǎn)；以及轉(zhuǎn)子構(gòu)件，其具有供旋轉(zhuǎn)軸的外周面嵌合的內(nèi)周面。旋轉(zhuǎn)軸的外周面和轉(zhuǎn)子構(gòu)件的內(nèi)周面分別具有直徑沿著軸線呈錐形變化的錐形面，在將旋轉(zhuǎn)軸的外周面壓入轉(zhuǎn)子構(gòu)件的內(nèi)周面的狀態(tài)下，該錐形面彼此緊密接觸，旋轉(zhuǎn)軸的錐形面和轉(zhuǎn)子構(gòu)件的錐形面中的至少一者具有凹凸狀的表面構(gòu)造，該表面構(gòu)造構(gòu)成為:在將旋轉(zhuǎn)軸壓入轉(zhuǎn)子構(gòu)件之前用于儲存潤滑劑，另一方面，通過將旋轉(zhuǎn)軸壓入轉(zhuǎn)子構(gòu)件而磨損從而將潤滑劑排出。
[0012]也可以是，旋轉(zhuǎn)軸由鐵系金屬形成，旋轉(zhuǎn)軸的錐形面比轉(zhuǎn)子構(gòu)件的錐形面硬。
[0013]也可以是，對旋轉(zhuǎn)軸的錐形面施加了鍍敷處理或氮化處理。
[0014]也可以是，對旋轉(zhuǎn)軸的錐形面施加了熱處理。
[0015]也可以是，轉(zhuǎn)子構(gòu)件還包括:多個磁體，其沿著套筒的外周面配置；以及保持構(gòu)件，其為筒狀，用于包圍多個磁體，套筒和多個磁體在因?qū)⑿D(zhuǎn)軸壓入轉(zhuǎn)子構(gòu)件而在保持構(gòu)件產(chǎn)生的朝向徑向內(nèi)側(cè)的彈性恢復(fù)力的作用下被夾持在旋轉(zhuǎn)軸與保持構(gòu)件之間。
[0016]也可以是，對套筒的外周面施加了磷酸鹽覆膜處理。
[0017]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是一種電動機，該電動機包括所述轉(zhuǎn)子。
[0018]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是一種機床，該機床包括所述電動機。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]采用本發(fā)明，轉(zhuǎn)子構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)軸中的至少一者的錐形面具有用于儲存潤滑劑的凹凸狀的表面構(gòu)造，因此，在向轉(zhuǎn)子構(gòu)件壓入旋轉(zhuǎn)軸時，轉(zhuǎn)子構(gòu)件與旋轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力減小，能夠容易地將旋轉(zhuǎn)軸壓入轉(zhuǎn)子構(gòu)件。并且，在將旋轉(zhuǎn)軸壓入轉(zhuǎn)子構(gòu)件之后，錐形面的表面構(gòu)造磨損，轉(zhuǎn)子構(gòu)件與旋轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力增大，能夠防止在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子構(gòu)件相對于旋轉(zhuǎn)軸的位置發(fā)生偏移。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的一實施方式的電動機的剖視圖。
[0022]圖2是圖1所示的旋轉(zhuǎn)軸的剖視圖。
[0023]圖3是圖1所示的轉(zhuǎn)子構(gòu)件的剖視圖。
[0024]圖4是沿軸向觀察圖1所示的轉(zhuǎn)子構(gòu)件而得到的外觀圖。
[0025]圖5是圖3所示的套筒的剖視圖。
[0026]圖6是圖3所示的磁體中的一個磁體的立體圖。
[0027]圖7是圖3所示的保持構(gòu)件的立體圖。
[0028]圖8是用于說明將轉(zhuǎn)子構(gòu)件壓入旋轉(zhuǎn)軸的壓入工序的剖視圖。
[0029]圖9是表不壓入工序后的轉(zhuǎn)子的剖視圖。
[0030]圖10是示意性地表示完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)子的剖視圖。
[0031 ]圖11是表示圖1的變形例的圖。
[0032]圖12是圖10中的電動機所使用的轉(zhuǎn)子的剖視圖。
[0033]圖13是表示應(yīng)用本發(fā)明的實施方式的電動機的機床的概略結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，參照圖1?圖13說明本發(fā)明的實施方式。首先，說明本發(fā)明的實施方式的電動機的結(jié)構(gòu)。圖1是本發(fā)明的一實施方式的電動機100的剖視圖。以下，將沿著電動機100的旋轉(zhuǎn)軸的軸心線O1的方向定義為軸向，將沿著以軸心線O i為中心的圓的周面的方向定義為周向，將自軸心線O1呈放射狀延伸的方向定義為徑向。并且，如圖示那樣，將電動機100的一側(cè)和另一側(cè)分別定義為軸向前方和軸向后方。另外，軸向前方和軸向后方是為了便于理解而適當設(shè)定的，并不用于限定以及表示電動機的前方、后方等特定方向。
[0035]圖13是表示應(yīng)用本發(fā)明的實施方式的電動機100的機床的一例的圖。如圖13所示，機床500例如是臥式加工中心，具有基部501、豎立設(shè)置在基部501上的立柱502、設(shè)于立柱502的主軸503以及供工件510安裝的工作臺504，在主軸503安裝有工具505。另外，在圖13中，將與主軸503的旋轉(zhuǎn)軸線平行的水平方向設(shè)為Z軸，將鉛垂方向設(shè)為Y軸，將與Z軸和Y軸這兩者垂直的水平方向設(shè)為X軸，利用箭頭表示X軸方向、Y軸方向和Z軸方向。
[0036]主軸503利用Y軸用電動機的驅(qū)動借助進給絲杠沿Y軸方向移動，并且主軸503利用Z軸用電動機的驅(qū)動借助進給絲杠與立柱502 —體地沿Z軸方向移動。工作臺504利用X軸用電動機的驅(qū)動借助進給絲杠沿X軸方向移動。本實施方式的電動機100是用于驅(qū)動機床500的主軸503的嵌入式電動機。嵌入式電動機直接組裝于旋轉(zhuǎn)對象、即主軸503，以直接驅(qū)動主軸503為目的。像這樣使機床500的主軸驅(qū)動用電動機為嵌入式電動機，從而能夠提高主軸503的加工精度。
[0037]如圖1所示，電動機100包括:殼體102，其劃分出內(nèi)部空間101 ;定子110，其以靜止的狀態(tài)配置于殼體102的內(nèi)部空間101 ;以及轉(zhuǎn)子400，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在定子110的徑向內(nèi)側(cè)。在轉(zhuǎn)子400的表面安裝有多個磁體311 (參照圖6)，電動機100是表面磁體型電動機(SPM型電動機)。定子110具有定子鐵芯103和卷繞于定子鐵芯103的線圈104。定子鐵芯103是通過將例如電磁鋼板的薄板層疊在一起而構(gòu)成的。
[0038]自定子110引出與線圈104電連接的動力線(未圖示)，動力線經(jīng)由設(shè)于殼體102的貫通孔與設(shè)置在電動機100的外部的動力源(未圖示)連接。在電動機100進行動作時，例如向線圈104供給三相交流電流，在轉(zhuǎn)子400的周圍形成旋轉(zhuǎn)磁場。
[0039]轉(zhuǎn)子400具有在內(nèi)部空間101內(nèi)沿軸向延伸的旋轉(zhuǎn)軸200以及固定于旋轉(zhuǎn)軸200的徑向外側(cè)的轉(zhuǎn)子構(gòu)件300。電動機100在轉(zhuǎn)子400和定子110的磁性相互作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力，使旋轉(zhuǎn)軸200和轉(zhuǎn)子構(gòu)件300以軸心線O1為中心一體地旋轉(zhuǎn)。
[0040]轉(zhuǎn)子構(gòu)件300通過壓入旋轉(zhuǎn)軸200的外周面而固定于旋轉(zhuǎn)軸200的外周面。壓入是通過使轉(zhuǎn)子構(gòu)件300相對于旋轉(zhuǎn)軸200沿軸向相對移動來進行的。即，在將旋轉(zhuǎn)軸200固定的狀態(tài)下使轉(zhuǎn)子構(gòu)件300沿軸向移動或者在將轉(zhuǎn)子構(gòu)件300固定的狀態(tài)下使旋轉(zhuǎn)軸200沿軸向移動、或者使旋轉(zhuǎn)軸200和轉(zhuǎn)子構(gòu)件300這兩者沿軸向移動，從而進行壓入。以下，將所述壓入統(tǒng)一記載為“將旋轉(zhuǎn)軸200壓入