DE102015110012A1

DE102015110012A1 - Elektromotor mit Luftspülungsanordnung

Info

Publication number: DE102015110012A1
Application number: DE102015110012.6A
Authority: DE
Inventors: Taku Oohara
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2015-12-31
Also published as: CN105281476A; CN105281476B; US20150381007A1; JP2016013014A; CN204835770U; US9906087B2; JP6181609B2

Abstract

Ein Elektromotor umfasst ein rohrförmiges Gehäuse zum Halten eines Rotorkerns, eine Welle, die ein erstes Endteil, welches vom Gehäuse nach außen vorsteht, und ein zweites Endteil aufweist, das sich innerhalb des Gehäuses befindet, und ein Lager, das sich zum drehbaren Stützen der Welle innerhalb des Gehäuses zwischen dem ersten Endteil und dem Rotorkern befindet. Das Gehäuse ist mit einem Luftzufuhrloch versehen, mit dem eine Luftzufuhrquelle zum Zuführen von Luft zu einem Innenraum, in dem sich das zweite Endteil befindet, verbunden werden kann, und die Welle ist mit einer Bohrung versehen, die von einem Lufteinlass, der am zweiten Endteil ausgebildet ist, zu einem Luftauslass verläuft, der auf einer Umfangsfläche eines Teilbereichs der Welle ausgebildet ist, welcher sich zwischen dem ersten Endteil und dem Lager befindet.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einer Luftspülungsanordnung zum Verhindern des Eintritts von Fremdstoffen, wie etwa Waschwasser und Schneidöl, in ein Gehäuse.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Einige Spindelmotoren für verschiedene Werkzeugmaschinen werden in Umgebungen benutzt, in denen Waschwasser, Schneidöl usw. benutzt wird. Aus diesem Grund sind zahlreiche Spindelmotoren zum Verhindern des Eintritts von Fremdstoffen, wie etwa Waschwasser und Schneidöl, in ein Gehäuse mithilfe einer abgedichteten Anordnung mit Dichtungsgliedern, die an Verbindungsstellen von Bauteilgliedern des Gehäuses angebracht sind, und einer Öldichtung, die in den Spalt zwischen dem Gehäuse und der Abtriebswelle eingesetzt ist, ausgelegt. Die Öldichtung, die an einem Spindelmotor angebracht ist, berührt jedoch eine Abtriebswelle direkt, und die Öldichtung unterliegt Verschleiß in kurzer Zeit und bewirkt beeinträchtigte Abdichtungseigenschaften.
Diesbezüglich schlägt JP-A-2007-105850 einen Spindelmotor mit einer Luftspülungsanordnung zum Verhindern des Eintritts von Fremdstoffen in ein Gehäuse durch Einspritzen von Druckluft in das Gehäuse vor. Genauer gesagt ist der Spindelmotor von JP-A-2007-105850 mit einem Luftdurchgang, der zwischen dem Statorkern und dem Rotor ausgebildet ist, und einem Luftabführweg versehen, der innerhalb des vorderen Gehäuses zum Umgehen eines Ausgangsseitenlagers ausgebildet ist. Ferner ist der Spindelmotor von JP-A-2007-105850 zum Leiten von Druckluft, die einem hinteren Gehäuse zugeführt wird, zu einer ringförmigen Öffnung um eine Welle, die an der vorderen Seitenfläche des vorderen Gehäuses ausgebildet ist, durch den Luftdurchgang und den Luftabführweg ausgelegt. Dies gewährleistet, dass die Druckluft die ringförmige Öffnung um die Welle zum Abführen aus dem Gehäuse durchläuft, und daher ist es möglich zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie etwa Waschwasser oder Schneidöl, durch die ringförmige Öffnung in das Gehäuse eindringen.
Es ist jedoch bekannt, dass Unterdruck nahe der ringförmigen Öffnung erzeugt wird, während die Welle des Spindelmotors mit hoher Drehzahl dreht. Daher wird, wenn eine Spindel und ein Spindelmotor einer Werkzeugmaschine direkt verkuppelt sind, d. h. wenn sich die ringförmige Öffnung nahe am Bearbeitungsbereich der Werkzeugmaschine befindet, Nebel von Waschwasser oder Schneidöl usw. leicht durch den Unterdruck eingesaugt und erreicht die ringförmige Öffnung. Um zu verhindern, dass ein derartiger Nebel in das Gehäuse eindringt, ist es notwendig, dem Inneren des Gehäuses besonders hoch druckbeaufschlagte Luft zuzuführen. Jedoch muss beim Spindelmotor von JP-A-2007-105850 die Druckluft, die dem Gehäuse zugeführt wird, bevor sie die ringförmige Öffnung erreicht den engen Luftdurchgang zwischen dem Statorkern und dem Rotor und den Luftabführweg, der eine gekrümmte Form zum Umgehen des Lagers aufweist, durchlaufen, und daher besteht die Neigung, dass die Druckluft einen hohen Druckverlust aufweist, wenn sie das Innere des Gehäuses durchläuft.
Es ist daher ein Elektromotor gesucht, der den Druckverlust, der bewirkt ist, wenn die dem Gehäuse zugeführte Spülluft die ringförmige Öffnung um die Welle am vorderen Ende des Gehäuses erreicht, verringert.
Kurzdarstellung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Elektromotor vorgesehen, umfassend ein rohrförmiges Gehäuse, das einen Rotorkern enthält, eine Welle, die am Rotorkern befestigt ist und ein erstes Endteil, welches vom Gehäuse nach außen vorsteht, und ein zweites Endteil aufweist, das sich innerhalb des Gehäuses befindet, und ein Lager, das sich zwischen dem ersten Endteil und dem Rotorkern befindet und die Welle derart lagert, dass sie innerhalb des Gehäuses drehbar ist, wobei das Gehäuse mit einem Luftzufuhrloch versehen ist, mit dem eine Luftzufuhrquelle zum Zuführen von Luft zu einem Innenraum, in dem sich das zweite Endteil befindet, verbunden werden kann, und die Welle mit einer Bohrung versehen ist, die von einem Lufteinlass, der am zweiten Endteil ausgebildet ist, zu einem Luftauslass verläuft, der auf einer Umfangsfläche um die Drehachse eines Teilbereichs der Welle ausgebildet ist, welcher sich zwischen dem ersten Endteil und dem Lager befindet.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der erste Aspekt des Elektromotors vorgesehen, wobei die Bohrung einen ersten Luftdurchgang, der von einer Endseitenfläche des zweiten Endteils entlang einer Ausdehnungsrichtung der Welle verläuft, und einen zweiten Luftdurchgang ausbildet, der von einem Anschlussende einer ersten Ausdehnungsrichtung des ersten Luftdurchgangs zur Umfangsfläche verläuft.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der zweite Aspekt des Elektromotors vorgesehen, wobei der zweite Luftdurchgang vertikal bezüglich der Ausdehnungsrichtung der Welle verläuft.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der zweite Aspekt des Elektromotors vorgesehen, wobei der zweite Luftdurchgang in einer Neigung bezüglich der Ausdehnungsrichtung der Welle und in einer Richtung weg vom Rotorkern verläuft.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deutlicher, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Längsschnittansicht, die einen veranschaulichenden Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Längsschnittansicht, die eine Modifikation einer Luftspülungsanordnung eines Elektromotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Untenstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. Es ist zu beachten, dass die folgende Erläuterung den technischen Schutzumfang der Erfindungen, die in den Ansprüchen beschrieben sind, oder die Bedeutung von Begriffen usw. nicht einschränkt.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Elektromotor von einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Elektromotor der vorliegenden Ausführungsform ist ein Drehelektromotor, der eine Antriebskraft durch zusammenwirkende Tätigkeit eines Rotors und eines Stators erzeugt, und ist typischerweise ein Spindelmotor, der die Drehung verschiedener Lastvorrichtungen, beispielsweise der Spindel einer Werkzeugmaschine, antreibt. Ferner ist der Elektromotor der vorliegenden Ausführungsform mit einer Luftspülungsanordnung versehen, die verhindert, dass Waschwasser und Schneidöl oder andere Fremdstoffe in das Gehäuse eindringen. 1 ist eine Längsschnittansicht eines veranschaulichenden Elektromotors M gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, ist der Elektromotor M des vorliegenden Beispiels mit einem rohrförmigen Rotorkern 1, einem rohrförmigen Gehäuse 2, das den Rotorkern 1 enthält, einer Welle 3, die am Rotorkern 1 befestigt ist, und einem Paar Lager 4A, 4B versehen, die die Welle 3 innerhalb des Gehäuses 2 drehbar lagern. Diese Elemente werden untenstehend detailliert erläutert. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Erläuterung die Ausdehnungsrichtung der Welle 3 manchmal als die „axiale Richtung” bezeichnet wird.
Zunächst wird der Rotorkern 1 des vorliegenden Beispiels durch Stapeln mehrerer Elektrostahlbleche gebaut. Auf der Außenumfangsfläche werden mehrere plattenförmige Permanentmagneten (nicht gezeigt), wie etwa Ferritmagneten oder Neodymmagneten, angebracht. Der Rotorkern 1 des vorliegenden Beispiels ist zum Drehen um eine vorgegebene Drehachse RA unter dem Einfluss des drehenden Magnetfelds konfiguriert, das durch den Strom ausgebildet ist, der durch die später erläuterte Statorwicklung SW fließt und dreht. Als Nächstes wird die Welle 3 des vorliegenden Beispiels in eine mittige Bohrung des Rotorkerns 1 eingesetzt und durch das Paar Lager 4A, 4B zum Drehen zusammen mit dem Rotorkern 1 um die Drehachse RA gelagert. Genauer gesagt verläuft die Welle 3 des vorliegenden Beispiels über die zwei Enden des Rotorkerns 1 hinaus und ist durch ein Lager 4A an der Vorderseite des Rotorkerns 1 gelagert. Gleicherweise ist die Welle 3 des vorliegenden Beispiels an der Rückseite des Rotorkerns 1 durch ein weiteres Lager 4B gelagert. Die „Vorderseite” ist die Seite, die dem ersten Endteil 31 der Welle 3 am nächsten liegt und vom Gehäuse 2 nach außen vorsteht, während die „Rückseite” die Seite ist, die am weitesten vom ersten Endteil 31 der Welle 3 entfernt ist.
Als Nächstes umfasst das Gehäuse 2 des vorliegenden Beispiels einen rohrförmigen Statorkern 20, der derart konzentrisch mit dem Rotorkern 1 angeordnet ist, dass er den Rotorkern 1 umgibt, ein rohrförmiges Vorderteil 21, das an der Vorderseite des Statorkerns 20 angeordnet ist, ein rohrförmiges rückwärtiges Teil 22, das an der Rückseite des Statorkerns 20 angeordnet ist, und eine rückwärtige Abdeckung 23, die an der weiteren Rückseite des rückwärtigen Teils 22 angeordnet ist, um die Öffnung des rückwärtigen Endes des rückwärtigen Teils 22 zu schließen. Dabei ist der Statorkern 20 des vorliegenden Beispiels durch Stapeln mehrerer Elektrostahlbleche gebaut. Innerhalb der Umfangsfläche sind mehrere Schlitze (nicht gezeigt), die entlang der axialen Richtung verlaufen, in gleichen Intervallen ausgebildet. Eine Statorwicklung SW ist in diesen Schlitzen angeordnet. Zuleitungen (nicht gezeigt) der Statorwicklung SW sind elektrisch mit den Metallanschlussteilen eines später erläuterten Anschlusskastens 5 verbunden. Daher wird, wenn eine WS-Stromversorgung mit dem Anschlusskasten 5 verbunden wird, ein drehendes Magnetfeld durch den WS, der durch die Statorwicklung SW fließt, um den Rotorkern 1 ausgebildet.
Der Statorkern 20 des vorliegenden Beispiels ist durch Verbindungsmittel (nicht gezeigt), wie etwa Schrauben, mit dem Vorderteil 21 und dem rückwärtigen Teil 22 verbunden. Ferner ist die rückwärtige Abdeckung 23 des vorliegenden Beispiels durch Verbindungsmittel (nicht gezeigt), wie etwa Schrauben, mit dem rückwärtigen Teil 22 verbunden. Wie in 1 gezeigt, ist das Gehäuse 2 des vorliegenden Beispiels unter Ausnahme der ringförmigen Öffnung 24 des Vorderteil 21 und des Luftzufuhrlochs 27 des rückwärtigen Teils 22 im Allgemeinen von der Außenumgebung abgedichtet. Ferner weist die rückwärtige Abdeckung 23 des vorliegenden Beispiels eine hohle Kappe oder hutförmige Ausbildung auf, die in der axialen Richtung nach hinten vorsteht. Ferner bildet die rückwärtige Abdeckung 23 des vorliegenden Beispiels zusammen mit dem rückwärtigen Teil 22 einen Innenraum 26 aus, in dem sich das zweite Endteil 32 der Welle 3 befindet. Das zweite Endteil 32 ist das gegenüberliegende Endteil zum ersten Endteil 31 der Welle 3, das oben erläutert ist. Die Strukturen der Vorderteils 21 und des rückwärtigen Teils 22 des Gehäuses 2 werden untenstehend detailliert erläutert.
Wie in 1 gezeigt, ist das Vorderende des Vorderteils 21 in der axialen Richtung mit einem Wandteil 211 versehen, das vertikal zur axialen Richtung angeordnet ist. Dieses Wandteil 211 ist mit einer säulenartigen mittigen Bohrung 212 versehen, die in der axialen Richtung verläuft. Die Innenumfangsfläche der mittigen Bohrung 212 dieses Wandteils 211 ist mit einer Umfangsnut 213 versehen, an die das vordere Lager 4A gepasst ist. Untenstehend wird ein Teilbereich 33 in der axialen Richtung der Welle 3, der sich zwischen dem ersten Endteil 31 der Welle, welche vom Vorderteil 21 in der axialen Richtung nach außen vorsteht, und dem vorderen Lager 4A befindet, welches in das Wandteil 211 des Vorderteils 21 gepasst ist, manchmal als der „Teilbereich 33 bezeichnet, um ihn von den anderen Teilbereichen der Welle 3 zu unterscheiden. Ferner ist das rückwärtige Teil 22 des Gehäuses 2 mit einem Wandteil 221 versehen, das sich an einer vorgegebenen Position in der axialen Richtung befindet und vertikal zur axialen Richtung ausgerichtet ist. Dieses Wandteil 221 ist mit einer säulenartigen mittigen Bohrung 222 versehen, die entlang der axialen Richtung verläuft. Die Innenumfangsfläche der mittigen Bohrung 222 dieses Wandteils 221 ist mit einer Umfangsnut 223 versehen, in die ein äußerer Laufring des rückwärtigen Lagers 4B gepasst ist.
Bei Bezugnahme auf das Vorderteil 21 und seine nähere Umgebung des Gehäuses 2 in 1 ist das Wandteil 211 des Vorderteils 21 des vorliegenden Beispiels ferner mit einem ringförmigen verengten Teil 214 versehen, das eine mittige Bohrung mit einem Durchmesser aufweist, der kleiner als die obige mittige Bohrung 212 ist. Das ringförmige verengte Teil 214 kann aus einem einstückigen Teil mit dem Wandteil 211 ausgebildet sein oder aus einem zum Wandteil 211 separaten Teil zur Anbringung am Wandteil 211 ausgebildet sein. Wie in 1 gezeigt, ist der Durchmesser der mittigen Bohrung des verengten Teils 214 geringfügig größer als der Durchmesser der Welle 3 an der Position in der axialen Richtung, die dem verengten Teil 214 entspricht, hergestellt. Dadurch liegt zwischen der Innenumfangsfläche des verengten teils 214 und der Außenumfangsfläche der Welle 3 eine ringförmige Öffnung 24 vor, die die Außenseite und die Innenseite des Gehäuses 2 verbindet. Die Breite der ringförmigen Öffnung 24 in der radialen Richtung ist klein genug, um zu verhindern, dass der Großteil der Fremdstoffe, die das verengte Teil 214 erreichen, in das Gehäuse 2 eindringt. Ferner ist das verengte Teil 214 des vorliegenden Beispiels zur Umfangsnut 213, in die das vordere Lager 4A gepasst ist, um einen vorgegebenen Abstand zur Vorderseite in der axialen Richtung beabstandet.
Daher liegt zwischen dem verengten Teil 214 des Vorderteils 21 und dem vorderen Lager 4A ein hohler, zylinderförmiger Spalt 25 vor, der entlang der axialen Richtung verläuft. Dieser Spalt 25 wird untenstehend manchmal als der „Axialrichtungsspalt 25” bezeichnet.
Bei Bezugnahme auf das rückwärtige Teil 22, die rückwärtige Abdeckung 23 und ihre näheren Umgebungen des Gehäuses 2 in 1 ein Anschlusskasten 5 mit Verbindungsanschlüssen (nicht gezeigt) zum Verbinden des Motors M mit der äußeren Stromversorgung an der Außenumfangsfläche des rückwärtigen Teils 22 im vorliegenden Beispiel angebracht. Ferner ist ein Gebläsemotor 6 zum Blasen von Luft entlang der axialen Richtung zum Kühlen des Elektromotors M an der weiteren Rückseite der rückwärtigen Abdeckung 23 im vorliegenden Beispiel angebracht. Genauer gesagt weist der Gebläsemotor 6 des vorliegenden Beispiels ein Gebläse 60, das der rückwärtigen Endseitenfläche der rückwärtigen Abdeckung 23 zugekehrt ist, und einen rohrförmigen Hauptkörper 61 auf, der entlang der axialen Richtung verläuft und das Gebläse 60 enthält. Wie in 1 gezeigt, ist das rückwärtige Ende des Hauptkörpers 61 in der axialen Richtung mit einer Endwand 62 versehen, die vertikal in der axialen Richtung ausgerichtet ist. Das Gebläse 60 ist an der Innenfläche der Endwand 62 des Hauptkörpers 61 angebracht. Es ist zu beachten, dass die Endwand 62 des Hauptkörpers 61 mit mehreren Lüftungslöchern (nicht gezeigt) versehen ist, die entlang der axialen Richtung verlaufen. Ferner ist das vordere Ende des Hauptkörpers 61 in der axialen Richtung derart am rückwärtigen Ende des rückwärtigen Teils 22 angebracht, dass es die rückwärtige Abdeckung 23 umgibt.
Als Nächstes wird die Luftspülungsanordnung des Elektromotors M des vorliegenden Beispiels erläutert. Wie in 1 gezeigt, ist die Umfangswand des rückwärtigen Teils 22 des Gehäuses 2 des vorliegenden Beispiels mit einem Luftzufuhrloch 27 versehen, das den Innenraum 26 des Gehäuses 2, in dem sich das zweite Endteil 32 der Welle 3 befindet, und den Außenraum des Gehäuses 2 verbindet. Genauer gesagt ist eine äußere Öffnung des Luftzufuhrlochs 27 des vorliegenden Beispiels an der Außenumfangsfläche des rückwärtigen Teils 22 ausgebildet, das durch den obigen Anschlusskasten 5 abgedeckt ist. Verschiedene Luftzufuhrquellen (nicht gezeigt) können mit der äußeren Öffnung zum Zuführen von Spülluft zum Innenraum 26 des Gehäuses 2 verbunden werden. Der Stromweg von Luft, die durch das Luftzufuhrloch 27 des vorliegenden Beispiels zum Innenraum 26 zugeführt wird, ist durch den Pfeil A11 in 1 gezeigt.
Ferner ist die Welle 3 des vorliegenden Beispiels mit einer Bohrung 34 versehen, die den Innenraum 26 des oben angeführten Gehäuses 2 und den Axialrichtungsspalt 25 verbindet. Wie in 1 gezeigt, verläuft die Bohrung 34 des vorliegenden Beispiels von einem Lufteinlass 35, der am zweiten Endteil 32 der Welle ausgebildet ist, zu Luftauslässen 36, die auf der Umgebungsfläche um die Drehachse RA des Teilbereichs 33 der Welle 3, der oben erläutert wurde, ausgebildet sind. Genauer gesagt weist die Welle 3 des vorliegenden Beispiels den Lufteinlass 35, der an der Endseitenfläche 320 des zweiten Endteils 32 ausgebildet ist, und zwei Luftauslässe 36 auf, die in gleichen Intervallen an der Umfangsfläche des Teilbereichs 33 ausgebildet sind. Die Umfangsfläche des Teilbereichs 33 kann jedoch außerdem mit einem einzelnen Luftauslass 36 oder drei oder mehr Luftauslässen 36, die in gleichen Intervallen angeordnet sind, versehen sein. Wie in 1 gezeigt, sind die Luftauslässe 36 des vorliegenden Beispiels auf der Rückseite des verengten Teils 214 des Vorderteils 21 des Gehäuses 2 in der axialen Richtung angeordnet.
Wie in 1 gezeigt, bildet die Bohrung 34 der Welle 3 des vorliegenden Beispiels einen Luftdurchgang zum Leiten von Spülluft, die vom Luftzufuhrloch 27 zum Innenraum 26 des Gehäuses 2 zugeführt wird, bis zum Axialrichtungsspalt 25 innerhalb des Vorderteils 21 aus. Genauer gesagt bildet die Bohrung 34 der Welle 3 des vorliegenden Beispiels einen ersten Luftdurchgang, der vom Lufteinlass 35, welcher an der Endseitenfläche 320 des zweiten Endteils 32 ausgebildet ist, zum Teilbereich 33 entlang der axialen Richtung verläuft (siehe Pfeil A12 in 1), und zweite Luftdurchgänge aus, die vertikal zur axialen Richtung vom Anschlussende des ersten Luftdurchgangs zu den Luftauslässen 36 verlaufen, welche an der Umfangsfläche des Teilbereichs 33 ausgebildet sind (siehe Pfeil A13 in 1). Das bedeutet, die Bohrung 34 der Welle 3 des vorliegenden Beispiels verläuft linear von der Endseitenfläche 320 des zweiten Endteils 32 zum Teilbereich 33, spaltet sich in zwei Verzweigungen auf und erreicht dann die Umfangsfläche des Teilbereichs 33.
Da sich die Luftauslässe 36 des vorliegenden Beispiels auf die oben angegebene Art und Weise auf der Rückseite des verengten Teils 214 des Gehäuses 2 in der axialen Richtung befinden, strömt die Spülluft, die die Bohrung 34 der Welle 3 durchläuft, von den Luftauslässen 36 zum Axialrichtungsspalt 25 innerhalb des Gehäuses 2. Die Spülluft, die in den Axialrichtungsspalt 25 strömt, durchläuft dann die ringförmige Öffnung 24 um die Welle 3 zum Abführen zur Außenseite des Gehäuses 2. Daher ist es gemäß dem Elektromotor M des vorliegenden Beispiels möglich, den Eintritt von Fremdstoffen, wie etwa Waschwasser oder Schneidöl, die eine nähere Umgebung der ringförmigen Öffnung 24 erreichen, in das Gehäuse 2 zuverlässig zu verhindern. Ferner bewegt sich gemäß dem Elektromotor M des vorliegenden Beispiels die Luft, die dem Innenraum 26 des Gehäuses 2 zugeführt wird, durch die Bohrung 34, die an der Welle 3 ausgebildet ist, zum Axialrichtungsspalt 25 innerhalb des Gehäuses 2, und daher ist es nicht länger notwendig, verschiedene Teile des Gehäuses mit kompliziert geformten Luftdurchgängen zu versehen. Das bedeutet, dass es gemäß dem Elektromotor M des vorliegenden Beispiels nicht länger notwendig ist, das Gehäuse 2 mit einem kompliziert geformten Luftdurchgang zu versehen, der das vordere Lager 4A zum Erreichen des Axialrichtungsspalts 25 umgeht.
Ferner durchläuft gemäß dem Elektromotor M des vorliegenden Beispiels die Luft, die dem Innenraum 26 des Gehäuses 2 zugeführt wird, nicht den engen Spalt zwischen dem Rotorkern 1 und dem Statorkern 20, sondern durchläuft den ersten Luftanschluss, der innerhalb der Welle 3 linear entlang der axialen Richtung verläuft (siehe Pfeil A12 in 1), und daher ist es möglich, den Druckverlust zu verringern, der erzeugt ist, wenn die Luft die ringförmige Öffnung 24 um die Welle 3 im Vorderteil 21 des Gehäuses 2 erreicht.
Dadurch ist es gemäß dem Elektromotor M des vorliegenden Beispiels möglich, effiziente Luftspülung des Gehäuses 2 durchzuführen, das unter Ausnahme der ringförmigen Öffnung 24 und des Luftzufuhrlochs 27 im Allgemeinen abgedichtet ist. Ferner ist gemäß dem Elektromotor M des vorliegenden Beispiels die Bohrung 34 der Welle 3 nur aus einer ersten Bohrung, die von der Endseitenfläche 320 des zweiten Endteils 32 des Teilbereichs 33 entlang der axialen Richtung verläuft, und einer zweiten Bohrung ausgebildet, die vertikal zur ersten Bohrung am Anschlussende der ersten Bohrung zum Durchdringen des Teilbereichs 33 verläuft, und dadurch ist es möglich, den Produktionsprozess der Welle 3 mit der Bohrung 34 zu vereinfachen.
Als Nächstes wird eine Modifikation der Luftspülungsanordnung des Elektromotors M gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. 2 ist eine Längsschnittansicht ähnlich 1, die eine Modifikation der Luftspülungsanordnung des Elektromotors M zeigt. Den Teilen des Elektromotors M von 2 sind gleichartige Bezugszeichen wie den Teilen des Elektromotors M von 1 zugeordnet. Wie aus einem Vergleich von 1 und 2 deutlich wird, unterscheidet sich der Elektromotor M in den zwei Figuren nur in der Form der Bohrung 34, die an der Welle 3 ausgebildet ist. Genauer gesagt bildet die Bohrung 34 der Welle 3 in 2 einen ersten Luftdurchgang, der vom Lufteinlass 35, welcher an der Endseitenfläche 320 des zweiten Endteils 32 ausgebildet ist, zum Teilbereich 37 der Welle 3 verläuft, der dem vorderen Lager 4A entspricht (siehe Pfeil A22 in 2), und zweite Luftdurchgänge aus, die vom Anschlussende des ersten Luftdurchgangs zu den Luftauslässen 36 verlaufen, welche an der Umfangsfläche des Teilbereichs 33 in einer Neigung zur axialen Richtung und in einer Richtung weg vom Rotorkern 1 ausgebildet sind (siehe Pfeil A23 in 2). Es ist zu beachten, dass der Pfeil A21 in 2 gleicherweise wie der Pfeil A11 in 1 den Stromweg von Luft zeigt, der durch das Luftzufuhrloch 27 zum Innenraum 26 zugeführt wird.
Auf diese Art und Weise beträgt der Neigungswinkel θ₁ der zweiten Luftdurchgänge bezüglich der axialen Richtung in 1 90° (θ₁ = 90°), während der Neigungswinkel θ₂ der zweiten Luftdurchgänge bezüglich der axialen Richtung in 2 größer als 0° und kleiner als 90° (0° < θ₂ < 95°) ist. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel θ₂ der zweiten Luftdurchgänge bezüglich der axialen Richtung in 2 größer als 0° und kleiner als 45° (0° < θ₂ < 45°). Dies ermöglicht verhältnismäßig niedrigen Strömungswiderstand gegen Luft, die nach dem Erreichen des Anschlussendes des ersten Luftdurchgangs in jeden der zweiten Luftdurchgänge strömt, und daher ist es möglich, den Druckverlust weiter zu verringern, der erzeugt ist, wenn die Luft, die dem Innenraum 26 des Gehäuses 2 zugeführt wird, die ringförmige Öffnung 24 um die Welle 3 erreicht. Dadurch ist es gemäß dem Elektromotor M des vorliegenden Beispiels möglich, eine weitere effektive Luftspülung des Gehäuses 2 durchzuführen, das unter Ausnahme der ringförmigen Öffnung 24 und des Luftzufuhrlochs 27 im Allgemeinen abgedichtet ist.
Auswirkung der Erfindung
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dem Innenraum des Gehäuses Spülluft durch das Luftzufuhrloch zugeführt, und dadurch ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass Fremdstoffe, wie etwa Waschwasser oder Schneidöl, in das Gehäuse eindringen, nachdem sie die nähere Umgebung der ringförmigen Öffnung um die Welle am Vorderende des Gehäuses erreicht haben. Ferner bewegt sich gemäß dem ersten Aspekt die Luft, die dem Innenraum des Gehäuses zugeführt wird, durch die Bohrung, die an der Welle ausgebildet ist, zum Axialrichtungsspalt auf der Innenseite des Gehäuses, und daher ist es nicht länger notwendig, verschiedene Teile des Gehäuses mit kompliziert geformten Luftdurchgängen zu versehen. Das bedeutet, dass es gemäß dem ersten Aspekt nicht länger notwendig ist, das Gehäuse mit einem kompliziert geformten Luftdurchgang zu versehen, der das vordere Lager, welches die Welle lagert, zum Erreichen des Axialrichtungsspalts umgeht.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung durchläuft die Luft, die dem Innenraum des Gehäuses zugeführt wird, nicht den engen Spalt zwischen dem Rotorkern und dem Statorkern, sondern durchläuft den ersten Luftdurchgang, der innerhalb der Welle linear entlang der axialen Richtung verläuft, und daher ist es möglich, den Druckverlust zu verringern, der erzeugt ist, wenn die Luft die ringförmige Öffnung um die Welle am Vorderteil des Gehäuses erreicht. Dadurch ist es gemäß dem zweiten Aspekt möglich, effiziente Luftspülung des Gehäuses durchzuführen, das unter Ausnahme der ringförmigen Öffnung um die Welle und des Luftzufuhrlochs im Allgemeinen abgedichtet ist.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bohrung der Welle nur aus einer ersten Bohrung, die von der Endseitenfläche des zweiten Endteils zum Teilbereich entlang der axialen Richtung verläuft, und einer zweiten Bohrung ausgebildet, die vertikal zur ersten Bohrung am Anschlussende der ersten Bohrung zum Durchdringen des Teilbereichs verläuft, und daher ist es möglich, den Produktionsprozess einer Welle mit einer Bohrung zu vereinfachen.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist verhältnismäßig niedriger Strömungswiderstand gegen Luft, die nach dem Erreichen des Anschlussendes des ersten Luftdurchgangs zu jedem der zweiten Luftdurchgänge strömt, und dadurch ist es möglich, den Druckverlust weiter zu verringern, der erzeugt ist, wenn die Luft, die dem Innenraum des Gehäuses zugeführt wird, die ringförmige Öffnung um die Welle erreicht. Dadurch ist es gemäß dem vierten Aspekt möglich, eine effektivere Luftspülung des Gehäuses durchzuführen, das unter Ausnahme der ringförmigen Öffnung und des Luftzufuhrlochs im Allgemeinen abgedichtet ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben angegebene Ausführungsform beschränkt und kann innerhalb des Schutzumfangs, der in den Ansprüchen beschrieben ist, verschiedenartig modifiziert werden. Beispielsweise sind, solange der Lufteinlass 35 der Bohrung 34 der Welle 3 am zweiten Endteil 32 ausgebildet ist, der sich am Innenraum 26 des Gehäuses 2 befindet, die Anzahl und Stelle usw. des Lufteinlasses 35 der Bohrung 34 nicht nur auf das Beispiel beschränkt, das in 1 und 2 usw. gezeigt ist. Gleicherweise sind, solange die Luftauslässe 36 der Bohrung 34 der Welle 3 auf der Umfangsfläche des Teilbereichs 33 ausgebildet sind, der sich zwischen dem ersten Endteil 31, das vom Gehäuse 2 nach außen vorragt, und dem vorderen Lager 4A befindet, die Anzahl und Stelle usw. der Luftauslässe 36 der Bohrung 34 nicht nur auf das Beispiel beschränkt, das in 1 und 2 usw. gezeigt ist. Ferner ist in der obigen Ausführungsform ein SPM-(Oberflächenpermanentmagnet-)Motor mit Permanentmagneten, die an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns angebracht sind, eingesetzt, wobei der Elektromotor jedoch außerdem ein IPM-(Innenpermanentmagnet-)Motor mit Permanentmagneten, die in den Rotorkern eingelassen sind, oder ein Motor mit einer anderen Struktur sein kann. Ferner sind die Abmessungen, Formen, Materialien usw. der Teile des oben angegebenen Elektromotors M nur Beispiele. Verschiedene Abmessungen, Formen, Materialien usw. können zum Erzielen der Auswirkungen der vorliegenden Erfindung eingesetzt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-105850 A [0003, 0004]

Claims

Elektromotor (M), umfassend: ein rohrförmiges Gehäuse (2), das einen Rotorkern (1) enthält, eine Welle (3), die am Rotorkern (1) befestigt ist und ein erstes Endteil (31), welches vom Gehäuse (2) nach außen vorsteht, und ein zweites Endteil (32) aufweist, das sich innerhalb des Gehäuses (2) befindet, und ein Lager (4A), das sich zwischen dem ersten Endteil (31) und dem Rotorkern (1) befindet und die Welle (3) derart lagert, dass sie innerhalb des Gehäuses (2) drehbar ist, wobei das Gehäuse (2) mit einem Luftzufuhrloch (27) versehen ist, mit dem eine Luftzufuhrquelle zum Zuführen von Luft zu einem Innenraum (26), in dem sich das zweite Endteil (32) befindet, verbunden werden kann, und die Welle (3) mit einer Bohrung (34) versehen ist, die von einem Lufteinlass (35), der am zweiten Endteil (32) ausgebildet ist, zu einem Luftauslass (36) verläuft, der auf einer Umfangsfläche um die Drehachse eines Teilbereichs (33) der Welle ausgebildet ist, welcher sich zwischen dem ersten Endteil (31) und dem Lager (4A) befindet.
Elektromotor (M) nach Anspruch 1, wobei die Bohrung (34) einen ersten Luftdurchgang, der von einer Endseitenfläche (320) des zweiten Endteils (32) entlang einer Ausdehnungsrichtung der Welle (3) verläuft, und einen zweiten Luftdurchgang ausbildet, der von einem Anschlussende einer ersten Ausdehnungsrichtung des ersten Luftdurchgangs zur Umfangsfläche verläuft.
Elektromotor (M) nach Anspruch 2, wobei der zweite Luftdurchgang vertikal bezüglich der Ausdehnungsrichtung der Welle (3) verläuft.
Elektromotor (M) nach Anspruch 2, wobei der zweite Luftdurchgang in einer Neigung bezüglich der Ausdehnungsrichtung der Welle (3) und in einer Richtung weg vom Rotorkern (1) verläuft.