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Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr.
2017-046216 , eingereicht am 10. März 2017, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, und beansprucht das Prioritätsrecht aus dieser.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen luftgekühlten Elektromotor und eine Werkzeugmaschine, die den Elektromotor umfasst.
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Verwandte Technik
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Eine Hauptspindel einer Werkzeugmaschine neueren Datums dreht sich mit einer höheren Drehzahl, und gleichzeitig dreht sich auch ein mit einer derartigen Hauptspindel verbundener Motor (ein Elektromotor) mit einer höheren Drehzahl. Ein derartiger, sich mit einer hohen Drehzahl drehender Motor erfordert zum Verhindern einer übermäßigen Vibration bei einer Drehung mit hoher Drehzahl eine hochgenaue Laufruhekorrektur an einem Rotor. Daher steigt die Anzahl der Motoren, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie auf ihrer Hinterseite eine Gleichgewichtskorrekturkomponente aufweisen.
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Für viele Werkzeugmaschinen wird eine Innenkühlung des Typs mit mittiger Durchgangsbohrung verwendet. In diesem Fall wird ein Motor mit einer Spindel mit einer Durchgangsbohrung eingesetzt. Im Allgemeinen ist ein derartiger Motor so konfiguriert, dass er eine mit einer Zufuhreinheit zur Zufuhr von Kühlmittel auf der Hinterseite des Motors verbundene Drehverbindung aufweist.
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Zur Realisierung der vorstehend beschriebenen Struktur muss ein derartiger Motor an seiner Hinterseite einen vorgegebenen Freiraum aufweisen. Ein üblicher Motor des luftgekühlten Typs weist jedoch ein Kühlgebläse an seinem hinteren Endteil auf, und daher ist es schwierig, den vorstehend erwähnten Freiraum bereitzustellen.
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Um dem gerecht zu werden, wird beispielsweise eine Struktur vorgeschlagen, bei der ein Distanzblock zwischen einem Hauptkörper des Motors und einem Kühlgebläse angeordnet ist. (Siehe als Beispiel Patentschrift 1. In diesem Dokument wird der Distanzblock als röhrenförmiges Element bezeichnet.)
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Alternativ wird beispielsweise eine Struktur vorgeschlagen, bei der eine Einführbohrung in einer Drehspindel eines Kühlgebläses ausgebildet ist. (Siehe als BeispielPatentschrift 2.)
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- Patentschrift 1: JP 2004- 88 850 A
- Patentschrift 2: JP 5 394 116 B2
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JP 2012- 196 051 A offenbart einen Luftkanal für eine Rotationselektromaschine und eine Rotationselektromaschineneinheit zum effektiven Kühlen der Rotationselektromaschine.
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DE 10 2015 012 802 A1 offenbart einen Motor mit reinigbarem Stator-Luftweg oder Gebläse und ein Reinigungssystem für einen Motor, bei dem eine einfache und wirksame Reinigung im Inneren eines Luftweges ermöglicht ist. Der Motor hat einen Stator, ein Gehäuse, welches den Stator abstützt, ein Gebläse außerhalb des Stators, eine Gebläseabdeckung, welche das Gebläse aufnimmt und am Gehäuse angebracht ist, einen Luftweg mit einem Einlass und einem Auslass für ein kühlendes Gas, und ein erstes Reinigungsloch, welches sich von einer ersten Öffnung, welche dem Luftweg an einer Stelle gegenüberliegt, die näher am Auslass als am Einlass ist, zu einer zweiten Öffnung erstreckt, welche nach außen führt.
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US 2012 / 0 205 998 A1 beschreibt einen Generator mit Stator und Rotor sowie einem Gebläse.
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US 2014 / 0 175 919 A1 beschreibt eine Rotationselektromaschine und ein Gehäuse dafür.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei der in Patentschrift 1 offenbarten Struktur weist ein Motor aufgrund der Anordnung des Distanzblocks jedoch eine lange Gesamtlänge auf. Dadurch wird seine Eigenfrequenz verringert, und es besteht in einigen Fällen die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung eines Kühlgebläses oder dergleichen durch eine Resonanz.
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Bei der in Patentschrift 2 offenbarten Struktur wird in einigen Fällen die Kühlleistung eines Kühlgebläses verringert, oder die Struktur ist schwierig zu gestalten und herzustellen.
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Zudem tritt bei der Verwendung eines Kühlgebläses allgemein das Problem auf, dass die Kühlleistung in dem Motor erheblich verringert wird, wenn das Kühlgebläse ausfällt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor, der durch die Verwendung mehrerer Gebläse und Festlegen der Anordnung der mehreren Gebläse geeignet ist, einen erforderlichen Freiraum sicherzustellen, und eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die einen derartigen Elektromotor umfasst. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor, der durch die Verwendung mehrerer Gebläse geeignet ist, eine rasche Abnahme der Kühlleistung zu unterdrücken, und eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die einen derartigen Elektromotor umfasst.
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- (1) Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor (beispielsweise einen Elektromotor 1, einen Elektromotor 1A, einen Elektromotor 1B oder einen Elektromotor 1C, die nachstehend beschrieben werden), der umfasst: einen Stator (beispielsweise einen Stator 2, der nachstehend beschrieben wird), der eine röhrenartige Form aufweist, einen Rotor (beispielsweise einen Rotor 3, der nachstehend beschrieben wird), der um eine Drehachse (beispielsweise eine Drehachse X, die nachstehend beschrieben wird) drehbar ist, wobei der Rotor eine Drehspindel (beispielsweise eine Drehspindel 31 oder eine Drehspindel 31A, die nachstehend beschrieben wird) aufweist, die längs der Drehachse angeordnet ist, ein erstes Gehäuseteil (beispielsweise ein erstes Gehäuseteil 41, das nachstehend beschrieben wird), das in der Richtung einer Drehachse (beispielsweise der Richtung DX einer Drehachse, die nachstehend beschrieben wird) so an einem Ende des Stators angeordnet ist, dass es die Drehspindel teilweise aufnimmt, wobei die Richtung der Drehachse einer Richtung entspricht, in der sich die Drehachse erstreckt, ein zweites Gehäuseteil (beispielsweise ein zweites Gehäuseteil 42, das nachstehend beschrieben wird), das an dem in der Richtung der Drehachse anderen Ende des Stators angeordnet ist, ein drittes Gehäuseteil (beispielsweise ein drittes Gehäuseteil 43, ein drittes Gehäuseteil 43A, ein drittes Gehäuseteil 43B oder ein drittes Gehäuseteil 43C, die nachstehend beschrieben werden), das in Bezug auf das zweite Gehäuseteil auf einer dem ersten Gehäuseteil in der Richtung der Drehachse gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, mehrere Belüftungsteile (beispielsweise mehrere Belüftungskanäle 9, die nachstehend beschrieben werden), die so ausgebildet sind, dass sie zumindest mit dem Stator, dem zweiten Gehäuseteil und dem dritten Gehäuseteil in Verbindung stehen, und mehrere Gebläse (beispielsweise mehrere Kühlgebläse 7, mehrere Kühlgebläse 7A, mehrere Kühlgebläse 7B oder mehrere Kühlgebläse 7C, die nachstehend beschrieben werden) zur Belüftung der mehreren Belüftungsteile, wobei die mehreren Gebläse auf einer zur Drehachse senkrechten Ebene so in dem dritten Gehäuseteil angeordnet sind, dass sie die Drehachse nicht überlagern.
- (2) Bei dem Elektromotor gemäß (1) kann das dritte Gehäuseteil ein Endflächenteil (beispielsweise 44, 44A oder 44B, die nachstehend beschrieben werden) umfassen, das auf einer dem zweiten Gehäuseteil in der Richtung der Drehachse gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und das Endflächenteil kann mehrere Auslassteile (beispielsweise mehrere Auslassöffnungen 93, mehrere Auslassöffnungen 93A oder mehrere Auslassöffnungen 93B, die nachstehend beschrieben werden), die jeweils einem Endteil jedes der mehreren Belüftungsteile entsprechen, wobei die mehreren Auslassteile so angeordnet sind, dass sie jeweils den mehreren Gebläsen entsprechen, und ein geöffnetes Teil (beispielsweise ein geöffnetes Teil 45, ein geöffnetes Teil 45A oder ein geöffnetes Teil 45B, die nachstehend beschrieben werden) oder ein öffenbares Teil (beispielsweise ein öffenbares Teil 46, das nachstehend beschrieben wird) umfassen, das in einem Bereich vorgesehen ist, der in Bezug auf die mehreren Auslassteile auf einer Seite der Drehachse angeordnet ist, wobei der Bereich einen Bereich umfasst, der die Drehachse durchquert.
- (3) Bei dem Elektromotor gemäß (2) kann das öffenbare Teil so konfiguriert sein, dass es ein Verschließteil (beispielsweise ein Verschließteil 47, das nachstehend beschrieben wird) aufweist, das entfernbar angeordnet ist, und nach dem Entfernen des Verschließteils als das geöffnete Teil (beispielsweise das geöffnete Teil 45B, das nachstehend beschrieben wird) dient.
- (4) Bei dem Elektromotor gemäß einem der Punkte (1) bis (3) kann jedes der mehreren Gebläse so konfiguriert sein, dass es entlang der Richtung einer zur Richtung der Drehachse senkrechten Ebene verschiebbar und an dem dritten Gehäuseteil anbringbar und von diesem trennbar ist.
- (5) Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die den Elektromotor gemäß einem der Punkte (1) bis (4) umfasst.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Bereitstellung eines Elektromotors, der durch die Verwendung mehrerer Kühlgebläse und Festlegen der Anordnung der mehreren Kühlgebläse zur Sicherstellung eines erforderlichen Freiraums geeignet ist, und eine Werkzeugmaschine, die einen derartigen Elektromotor umfasst. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ferner die Bereitstellung eines Elektromotors, der durch die Verwendung mehrerer Gebläse zur Unterdrückung einer raschen Abnahme der Kühlleistung geeignet ist, und eine Werkzeugmaschine, die einen derartigen Elektromotor umfasst.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht eines Elektromotors gemäß einer ersten Ausführungsform im Querschnitt.
- 2 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der ersten Ausführungsform von seiner in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet.
- 3 ist eine Seitenansicht eines Elektromotors gemäß einer zweiten Ausführungsform im Querschnitt.
- 4 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der zweiten Ausführungsform von seiner in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet.
- 5 ist eine Seitenansicht eines Elektromotors gemäß einer dritten Ausführungsform im Querschnitt.
- 6 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der dritten Ausführungsform von seiner in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet.
- 7 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der dritten Ausführungsform von der in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet, die einen Zustand darstellt, in dem ein geöffnetes Teil gebildet wird. 8 ist eine Ansicht eines Elektromotors gemäß einer vierten Ausführungsform von seiner in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass in den Beschreibungen der zweiten bis vierten Ausführungsform mit denen gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmende Komponenten durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und dass entsprechende Komponenten regelmäßig durch entsprechende Bezugszeichen bezeichnet sind. Dadurch erübrigen sich ihre Beschreibungen (eine Komponente mit dem Bezugszeichen 7 in der ersten Ausführungsform wird beispielsweise in der zweiten Ausführungsform durch das Bezugszeichen 7A bezeichnet).
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Erste Ausführungsform
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Ein Elektromotor gemäß der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine Seitenansicht des Elektromotors gemäß der ersten Ausführungsform im Querschnitt. 2 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der ersten Ausführungsform von seiner in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet. Die Axialrichtung bezeichnet hierbei eine Richtung, in der sich eine Drehachse X einer Drehspindel 31 eines (nachstehend beschriebenen) Rotors 3 erstreckt (die Richtung DX der Drehachse). Die in der Axialrichtung vordere Seite (die Seite eines Endes in der Richtung DX der Drehachse) bezeichnet hier die Seite einer Fläche 411 zur Befestigung der Hauptspindel, die an einer Hauptspindel 11 einer Werkzeugmaschine 10 befestigt ist, womit als Beispiel die linke Seite von 1 gemeint ist. Die in der Axialrichtung hintere Seite (die Seite des in der Richtung DX der Drehachse anderen Endes) bezeichnet hier die Seite eines Endflächenteils 44 eines dritten Gehäuseteils 43, womit als Beispiel die rechte Seite von 1 gemeint ist.
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Ein Elektromotor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei dem es sich als Beispiel um einen Induktionsmotor handelt, wird durch die elektrische Induktionswirkung der in einem (nachstehend beschriebenen) Stator 2 vorgesehenen (nicht dargestellten) Wicklung auf den (nicht dargestellten) blanken Leiter betrieben, der so an dem Rotor 3 vorgesehen ist, dass er kurzgeschlossen ist. Induktionsmotoren werden aufgrund ihrer einfachen Konfigurationen und leichten Wartbarkeit verbreitet verwendet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst der Elektromotor 1 den Stator 2, den Rotor 3, ein Gehäuse 4 und einen Anschlusskasten 5. Der Elektromotor 1, der ein luftgekühlter Elektromotor ist, weist einen Kühlmechanismus 6 auf.
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Der Stator 2 weist eine röhrenartige Form auf. Beispiele röhrenartiger Formen umfassen polygonale röhrenartige Formen wie eine achteckige röhrenartige Form, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der (nachstehend beschriebene) Rotor 3 ist drehbar darin (im inneren des Stators 2) angeordnet. Der Stator 2 ist aus mehreren in der Axialrichtung aufeinandergeschichteten magnetischen Stahlplatten ausgebildet. In der Umfangsrichtung sind in gleichmäßigen Abständen mehrere (nicht dargestellte) Aufnahmen an dem äußeren Wandteil des Stators 2 ausgebildet. Jede der Aufnahmen ist so vorgesehen, dass sie sich in der Axialrichtung des Stators 2 erstreckt und die (nicht dargestellte) Wicklung aufnimmt.
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Der Rotor 3 umfasst einen (nicht dargestellten) drehbaren Hauptkörper und die Drehspindel 31. Der Rotor 3 ist ein um die Drehachse X drehbares Element. Der drehbare Hauptkörper, der eine säulenartige Form aufweist, ist so angeordnet, dass er koaxial zur Drehspindel 31 ist. Der drehbare Hauptkörper ist an der Drehspindel 31 befestigt. An dem drehbaren Hauptkörper ist ein (nicht dargestellter) kurzgeschlossener blanker Leiter angeordnet. Der drehbare Hauptkörper ist zumindest teilweise im Inneren des Stators 2 angeordnet. Der drehbare Hauptkörper ist um die Drehachse X drehbar angeordnet.
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Die Drehspindel 31 ist längs der Drehachse X angeordnet. Die Drehspindel 31 dreht sich einstückig mit dem drehbaren Hauptkörper. Die Drehspindel 31 ist so konfiguriert, dass sie eine erstes Spindelteil 311, das auf der in der Axialrichtung hinteren Seite angeordnet ist, und ein zweites Spindelteil 312 umfasst, das auf der in der Axialrichtung vorderen Seite angeordnet ist.
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Das erste Spindelteil 311 wird von einem (nachstehend beschriebenen) zweiten Gehäuseteil 42 drehbar gehalten. Das zweite Spindelteil 312 ist so angeordnet, dass es teilweise in ein erstes Gehäuseteil 41 aufgenommen ist. Das zweite Spindelteil 312 ist mit der (nicht dargestellten) Hauptspindel 11 der (nicht dargestellten) Werkzeugmaschine 10 verbunden.
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An dem ersten Spindelteil 311 ist eine Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 befestigt. Die Gleichgewichtskorrekturkomponente 35, die die Form einer Scheibe aufweist, ist koaxial zur Drehspindel 31 angeordnet. Mehrere Gewindebohrungen 36, die sich in der Richtung DX der Drehachse erstrecken, sind in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung an einer auf der in der Axialrichtung hinteren Seite der Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 angeordneten Endfläche 351 angeordnet. In den mehreren Gewindebohrungen 36 können (nicht dargestellte) Einstellschrauben installiert werden, und die Laufruhe des Rotors 3 wird durch Einstellen des Gewichts, der Anzahl und der Anordnung der Einstellschrauben korrigiert.
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Die Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 ist so angeordnet, dass sie in einen inneren Freiraum 49 des (nachstehend beschriebenen) dritten Gehäuseteils 43 aufgenommen ist. Die Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 ist so angeordnet, dass sie über ein geöffnetes Teil 45, das so ausgebildet ist, dass es mit dem inneren Freiraum 49 in Verbindung steht, von außen sichtbar und zugänglich ist.
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Das Gehäuse 4 umfasst das erste Gehäuseteil 41, das zweite Gehäuseteil 42 und das dritte Gehäuseteil 43. Das erste Gehäuseteil 41 ist auf der in der Axialrichtung vorderen Seite des Stators 2 (auf der Seite eines Endes in der Richtung DX der Drehachse) angeordnet. Das erste Gehäuseteil 41 nimmt das zweite Spindelteil 312 teilweise auf.
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Ein (nicht dargestellter) Hauptspindelkopf 12 der (nicht dargestellten) Werkzeugmaschine 10 ist mit der auf der in der Axialrichtung vorderen Seite des ersten Gehäuseteils 41 angeordneten Fläche 411 zur Befestigung der Hauptspindel verbunden. Auf der Seite der Fläche 411 zur Befestigung der Hauptspindel des ersten Gehäuseteils 41 ist ein Labyrinthelement 60 mit einer Labyrinthstruktur vorgesehen. Das Labyrinthelement 60 verhindert, dass Öl oder dergleichen aus der Umgebungsatmosphäre in den Elektromotor 1 eindringen.
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Das zweite Gehäuseteil 42 ist auf der in der Axialrichtung hinteren Seite des Stators 2 (auf der Seite des in der Richtung DX der Drehachse anderen Endes) angeordnet. Das zweite Gehäuseteil 42 hält das erste Spindelteil 311 der Drehspindel 31 drehbar. Auf der in Bezug auf das zweite Gehäuseteil 42 in der Axialrichtung hinteren Seite ist das dritte Gehäuseteil 43 zur Aufnahme mehrerer (nachstehend beschriebener) Kühlgebläse 7 (Gebläse) angeordnet.
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Das dritte Gehäuseteil 43 ist in Bezug auf das zweite Gehäuseteil 42 auf der in der Axialrichtung hinteren Seite angeordnet. Das dritte Gehäuseteil 43 ist in Bezug auf das zweite Gehäuseteil 42 auf der dem ersten Gehäuseteil 41 in der Richtung DX der Drehachse gegenüberliegenden Seite angeordnet. Das dritte Gehäuseteil 43 nimmt die mehreren (nachstehend beschriebenen) Kühlgebläse 7 auf. Das dritte Gehäuseteil 43 weist das geöffnete Teil 45, das im mittleren Teil ausgebildet ist, der die Drehachse X umfasst, und den inneren Freiraum 49 auf, der mit dem geöffneten Teil 45 in Verbindung steht. Das dritte Gehäuseteil 43 wird nachstehend in Verbindung mit der Beschreibung der Kühlgebläse 7 im Einzelnen beschrieben.
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Der Anschlusskasten 5 ist auf den oberen Oberflächen des zweiten Gehäuseteils 42 und des dritten Gehäuseteils 43 angebracht. Im Inneren des Anschlusskastens 5 ist ein Anschlussblock 50 untergebracht. Der Anschlusskasten 5 umfasst einen Kastenteil 51 und ein Deckelteil 52.
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Der Kastenteil 51 ist ein Kastenkörper mit einer in einer Draufsicht rechteckigen Form, und seine obere Oberfläche ist geöffnet. Das Deckelteil 52, das eine Platte mit einer in einer Draufsicht rechteckigen Form ist, ist so angeordnet, dass es die Öffnung des Kastenteils 51 verschließt. Das Deckelteil 52 ist mittels Schrauben 521 so befestigt, dass die vier Ecken des Deckelteils 52 an den oberen Endflächen der vier Seitenteile des Kastenteils 51 befestigt sind. Dadurch werden eine Wasserdichtigkeitsleistung und eine Staubdichtigkeitsleistung des Anschlussblocks 50 sichergestellt.
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Ein (nicht dargestellter) Leitungsdraht jeder Phase der in dem Stator 2 angeordneten Wicklung ist ins Innere des Anschlusskastens 5 geführt. An einer Spitze jedes Leitungsdrahts ist ein (nicht dargestelltes) Schneidklemmverbindungselement befestigt und mittels einer (nicht dargestellten) Schraube elektrisch mit einer leitfähigen Platte verbunden. Ein (nicht dargestelltes) Stromkabel ist durch gemeinsames Verschrauben mittels einer (nicht dargestellten) Schraube ebenfalls mit der leitfähigen Platte verbunden.
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In dem Elektromotor 1 erzeugen der Stator 2 und der Rotor 3 Wärme. Daher weist der Elektromotor 1 zur Unterdrückung des Auftretens einer Verschlechterung der Leistung und dergleichen aufgrund eines Temperaturanstiegs den Kühlmechanismus 6 auf. Der Kühlmechanismus 6 umfasst mehrere Belüftungskanäle 9 (Belüftungsteile), wobei die mehreren Kühlgebläse 7 so angeordnet sind, dass sie jeweils den mehreren Belüftungskanälen 9 entsprechen, und das vorstehend beschriebenen dritte Gehäuseteil 43.
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Jeder der Belüftungskanäle 9 ist so ausgebildet, dass er zumindest mit dem Stator 2, dem zweiten Gehäuseteil 42 und dem dritten Gehäuseteil 43 in Verbindung steht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Belüftungskanäle 9 so ausgebildet, dass er mit dem ersten Gehäuseteil 41, dem Stator 2, dem zweiten Gehäuseteil 42 und dem dritten Gehäuseteil 43 in Verbindung steht. Jeder der Belüftungskanäle 9 ist so ausgebildet, dass er sich auf der Seite des äußeren Umfangs des Elektromotors 1 in der Richtung DX der Drehachse erstreckt.
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Jeder der Belüftungskanäle 9 umfasst eine in dem ersten Gehäuseteil 41 ausgebildete Belüftungsbohrung 91, einen ersten Belüftungskanal 94, der so ausgebildet ist, dass er mit der Belüftungsbohrung 91 in Verbindung steht und sich von dem ersten Gehäuseteil 41 zu dem zweiten Gehäuseteil 42 erstreckt, eine mittlere Auslassöffnung 92, die in dem zweiten Gehäuseteil 42 in einem Teil ausgebildet ist, der dem Endteil des ersten Belüftungskanals 94 entspricht, einen zweiten Belüftungskanal 95, der so in dem dritten Gehäuseteil 43 ausgebildet ist, dass er mit der mittleren Auslassöffnung 92 in Verbindung steht, und eine Auslassöffnung (ein Auslassteil) 93, die auf der in der Axialrichtung hinteren Seite jedes (nachstehend beschriebenen) Kühlgebläses 7 in einem Teil angeordnet ist, das dem Endteil des zweiten Belüftungskanals 95 entspricht.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die mehreren zweiten Belüftungskanäle 95 nicht vollständig unabhängig voneinander sein müssen und im Inneren des dritten Gehäuseteils 43 miteinander in Verbindung stehen können. Anders ausgedrückt können mehrere Belüftungskanäle und mehrere Kühlgebläse vorgesehen sein, ohne dass eine Eins-zu-Eins-Entsprechung gegeben ist. Als Beispiel kann ein Kühlgebläse mehrere Belüftungskanäle belüften oder mehrere Kühlgebläse können über einen zusammenhängenden Hohlraum mehrere Belüftungskanäle nicht einzeln belüften.
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Wie in 1 durch Pfeile dargestellt, wird, wenn sich jedes der Kühlgebläse 7 dreht, ein Luftstrom in der Richtung DX der Drehachse erzeugt, und durch die Belüftungsbohrung 91 strömt Außenluft ein. Die einströmende Außenluft durchströmt das Innere des ersten Belüftungskanals 94 zur in der Axialrichtung hinteren Seite, strömt durch die mittlere Auslassöffnung 92 aus, durchströmt das Innere des dritten Gehäuseteils 43 (den zweiten Belüftungskanal 95) und wird aus der Auslassöffnung 93 in den äußeren Raum abgegeben. Dadurch wird der Stator 2, der Wärme erzeugt, wenn der Elektromotor 1 betrieben wird, gekühlt, und weiterhin wird über den Stator 2 der Rotor 3 gekühlt.
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Die mehreren zweiten Belüftungskanäle 95 sind vollständig unabhängig voneinander, und die mehreren zweiten Belüftungskanäle 95 und die mehreren Kühlgebläse 7 sind im Verhältnis eins zu eins vorgesehen. Die mehreren Kühlgebläse 7 belüften jeweils die mehreren entsprechenden Belüftungskanäle 9. Die mehreren (bei der vorliegenden Ausführungsform vier) Kühlgebläse 7 sind so angeordnet, dass sie in dem dritten Gehäuseteil 43 untergebracht sind. Die Kühlgebläse 7 sind auf der in der Axialrichtung hinteren Seite des Elektromotors 1 angeordnet. Jedes der Kühlgebläse 7, bei denen es sich als Beispiel um Zentrifugalgebläse handelt, dreht sich, wenn ein (nicht dargestellter) Gebläsemotor angetrieben wird, wodurch ein Luftstrom in der Axialrichtung erzeugt wird.
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Wie in 2 gezeigt, sind die mehreren Kühlgebläse 7 so auf einer zur Drehachse X senkrechten Ebene angeordnet, dass sie die Drehachse X nicht überlagern. Die mehreren Kühlgebläse 7 sind so außerhalb des geöffneten Teils 45 angeordnet, dass sie das geöffnete Teil 45 aus der Richtung DX der Drehachse betrachtet umgeben. Anders ausgedrückt sind die mehreren Kühlgebläse 7 um einen vorgegebenen Abstand von der Drehachse X beabstandet angeordnet, und daher kann das geöffnete Teil 45 gebildet werden.
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Die mehreren Kühlgebläse 7 werden jeweils von separaten Gebläsemotoren angetrieben. Selbst wenn der Antrieb durch einen der Gebläsemotoren beendet wird, wird daher die Kühlleistung des Kühlmechanismus 6 auf einem bestimmten Niveau oder mehr aufrechterhalten. Dadurch wird eine Unterdrückung des Auftretens einer Verschlechterung der Leistung und dergleichen aufgrund eines übermäßigen Temperaturanstiegs in dem Elektromotor 1 ermöglicht.
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Wie in 2 gezeigt, weist das dritte Gehäuseteil 43 das auf der dem zweiten Gehäuseteil 42 in der Richtung DX der Drehachse gegenüberliegenden Seite angeordnete Endflächenteil 44 auf. Das Endflächenteil 44 ist ein Endflächenteil, das auf der in der Axialrichtung hinteren Seite des dritten Gehäuseteils 43 angeordnet ist. Das Endflächenteil 44 weist die mehreren (bei der vorliegenden Ausführungsform vier) Auslassöffnungen 93 und das im mittleren Teil ausgebildete geöffnete Teil 45 auf.
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Die mehreren Auslassöffnungen 93, die Endteilen (Endteilen auf der in der Axialrichtung hinteren Seite) der Belüftungskanäle 9 entsprechen, sind so angeordnet, dass sie jeweils den mehreren Kühlgebläsen 7 entsprechen. Die mehreren Auslassöffnungen 93 sind so auf einer zur Drehachse X senkrechten Ebene angeordnet, dass sie die Drehachse X nicht überlagern. Die mehreren Auslassöffnungen 93 sind so außerhalb des geöffneten Teils 45 angeordnet, dass sie das geöffnete Teil 45 aus der Richtung DX der Drehachse betrachtet umgeben.
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Das geöffnete Teil 45 ist mit der Drehachse X als Zentrum ausgebildet. Das geöffnete Teil 45 ist im mittleren Teil des Endflächenteils 44 ausgebildet. Genauer ist das geöffnete Teil 45 in einem Bereich ausgebildet, der einen Bereich umfasst, der die Drehachse X durchquert, und in Bezug auf die mehreren Auslassöffnungen 93 auf der Seite der Drehachse X angeordnet.
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Wie vorstehend beschrieben, ist das geöffnete Teil 45 so ausgebildet, dass es mit dem inneren Freiraum 49 des dritten Gehäuseteils 43 in Verbindung steht. Daher ist die Gleichgewichtskorrekturkomponente 35, die so angeordnet ist, dass sie in dem inneren Freiraum 49A untergebracht ist, über das geöffnete Teil 45 von außen sichtbar und zugänglich. Dies bedeutet, dass der Elektromotor 1 bei der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert ist, dass die Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 über das geöffnete Teil 45 einstellbar ist.
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Der innere Freiraum 49 ist so konfiguriert, dass er durch eine innere Wand von dem inneren Freiraum des Stators 2 und den Belüftungskanälen 9 getrennt ist, und daher werden Kühlleistung und Wasserdichtigkeitsleistung des Elektromotors 1 nicht beeinträchtigt.
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Durch die vorliegende Ausführungsform werden die folgenden Ergebnisse erzielt. Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht die Bereitstellung des Elektromotors 1, der durch die Verwendung der mehreren Kühlgebläse 7 und das Festlegen der Anordnung der mehreren Kühlgebläse 7 zur Sicherstellung eines erforderlichen Freiraums geeignet ist, und der Werkzeugmaschine 10, die den Elektromotor 1 umfasst.
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Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht die Bereitstellung des Elektromotors 1, der durch die Verwendung der mehreren Kühlgebläse 7 auch zur Unterdrückung einer raschen Abnahme der Kühlleistung geeignet ist, und der Werkzeugmaschine 10, die den Elektromotor 1 umfasst.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die mehreren Kühlgebläse 7 in dem dritten Gehäuseteil 43 angeordnet und so auf einer zur Drehachse X senkrechten Ebene angeordnet, dass sie die Drehachse X nicht überlagern. Dadurch kann der Elektromotor 1 das geöffnete Teil 45, das in dem Bereich vorgesehen ist, der die Drehachse X umfasst, und den inneren Freiraum 49 aufweisen, der so ausgebildet ist, dass er mit dem geöffneten Teil 45 in Verbindung steht. Dadurch ist bei dem Elektromotor 1 die an der Drehspindel 31 befestigte Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 so angeordnet, dass sie über das geöffnete Teil 45 von außen sichtbar und zugänglich ist. Dies bedeutet, dass der Elektromotor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert ist, dass die Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 über das geöffnete Teil 45 einstellbar ist.
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Zweite Ausführungsform
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Als nächstes wird unter Bezugnahme 3 und 4 ein Elektromotor 1A gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
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3 ist eine Seitenansicht des Elektromotors gemäß der zweiten Ausführungsform im Querschnitt. 4 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der zweiten Ausführungsform von seiner in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet.
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Wie in 3 gezeigt, ist der Elektromotor 1A gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Elektromotor mit einer Durchgangsbohrung, der eine Durchgangsbohrung 140 zur Zufuhr von Kühlmittel zu einer Drehspindel 31A aufweist.
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Wie in 3 gezeigt, weist die Drehspindel 31A die Durchgangsbohrung 140 auf, die so ausgebildet ist, dass sie in der Richtung DX der Drehachse durchgehend von einem Ende zum anderen Ende verläuft. Die Durchgangsbohrung 140 ist eine Durchgangsbohrung zur Zufuhr einer Kühlflüssigkeit vom in der Axialrichtung hinteren Ende zum vorderen Ende.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Drehverbindungsteil 160 (ein Drehelement 161) zur Zufuhr einer Kühlflüssigkeit mit einem hinteren Endteil 311A auf der in der Axialrichtung hinteren Seite der Drehspindel 31A verbunden. Das Drehverbindungsteil 160 weist das Drehelement 161, ein Befestigungselement 163 und ein Halteelement 166 auf. Das Drehelement 161 ist mit dem hinteren Endteil 311A der Drehspindel 31A verbunden. Das Befestigungselement 163 wird von dem an dem zweiten Gehäuseteil 42 befestigten Halteelement 166 gehalten und befestigt. Ein Kühlmittelzufuhrrohr 165 ist zur Zufuhr von Kühlflüssigkeit zu dem Drehelement 161 mit dem Befestigungselement 163 verbunden.
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Wie in 4 gezeigt, sind bei der zweiten Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform mehrere Kühlgebläse 7A so auf einer zur Drehachse X senkrechten Ebene angeordnet, dass sie die Drehachse X nicht überlagern. Die mehreren Kühlgebläse 7A sind so außerhalb eines geöffneten Teils 45A angeordnet, dass sie das geöffnete Teil 45A aus der Richtung DX der Drehachse betrachtet umgeben.
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Mehrere Auslassöffnungen 93A sind so auf einer zur Drehachse X senkrechten Ebene angeordnet, dass sie die Drehachse X nicht überlagern. Die mehreren Auslassöffnungen 93A sind so außerhalb des geöffneten Teils 45A angeordnet, dass sie das geöffnete Teil 45A aus der Richtung DX der Drehachse betrachtet umgeben.
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Das geöffnete Teil 45A ist mit der Drehachse X als Zentrum ausgebildet. Das geöffnete Teil 45A ist im mittleren Teil eines Endflächenteils 44A ausgebildet. Genauer ist das geöffnete Teil 45A in einem Bereich ausgebildet, der einen Bereich umfasst, der die Drehachse X durchquert, und in Bezug auf die mehreren Auslassöffnungen 93A auf der Seite der Drehachse X angeordnet.
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Das geöffnete Teil 45A ist so ausgebildet, dass es mit einem inneren Freiraum 49A eines dritten Gehäuseteils 43A in Verbindung steht. Daher ist das hintere Endteil 311A (das Endteil der Durchgangsbohrung 140) der Drehspindel 31A, das so angeordnet ist, dass es in dem inneren Freiraum 49 untergebracht ist, über das geöffnete Teil 45A von außen sichtbar und zugänglich. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das geöffnete Teil 45A und der innere Freiraum 49A jeweils in einer derartigen Größe und Form ausgebildet, dass das Drehverbindungsteil 160 (das Drehelement 161, das Befestigungselement 163 und das Halteelement 166) entfernbar eingesetzt ist. Dies bedeutet, dass der Elektromotor 1A gemäß der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert ist, dass das Drehverbindungsteil 160 über das geöffnete Teil 45A an dem in dem inneren Freiraum 49A angeordneten hinteren Endteil 311A (dem hinteren Endteil der Durchgangsbohrung 140) der Drehspindel 31A anbringbar ist.
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Durch die zweite Ausführungsform werden zusätzlich zu den Ergebnissen der ersten Ausführungsform die folgenden Ergebnisse erzielt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die mehreren Kühlgebläse 7A auf einer zur Drehachse X senkrechten Ebene so in dem dritten Gehäuseteil 43A angeordnet, dass sie die Drehachse X nicht überlagern. Dadurch kann der Elektromotor 1A, wie bei der ersten Ausführungsform, das geöffnete Teil 45A, das in dem Bereich vorgesehen ist, der die Drehachse X umfasst, und den inneren Freiraum 49A aufweisen, der so ausgebildet ist, dass er mit dem geöffneten Teil 45A in Verbindung steht. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das geöffnete Teil 45A und der innere Freiraum 49A jeweils in einer derartigen Größe und Form ausgebildet, dass das Drehverbindungsteil 160 (das Drehelement 161, das Befestigungselement 163 und das Halteelement 166) entfernbar eingesetzt ist. Dadurch ist der Elektromotor 1A gemäß der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert, dass das Drehverbindungsteil 160 über das geöffnete Teil 45A an dem in dem inneren Freiraum 49A angeordneten hinteren Endteil 311A (dem hinteren Endteil der Durchgangsbohrung 140) der Drehspindel 31A anbringbar ist.
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Dritte Ausführungsform
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme 5 bis 7 ein Elektromotor gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben. 5 ist eine Seitenansicht des Elektromotors gemäß der dritten Ausführungsform im Querschnitt. 6 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der dritten Ausführungsform von seiner in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet. 7 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der dritten Ausführungsform von der in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet, die einen Zustand darstellt, in dem ein geöffnetes Teil gebildet wird.
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Wie in 5 gezeigt, ist ein Elektromotor 1B gemäß der dritten Ausführungsform eine üblicher Vollwellenelektromotor. Bei dem Elektromotor 1B gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das sowohl bei der ersten Ausführungsform als auch bei der zweiten Ausführungsform auf der in der Axialrichtung hinteren Seite ausgebildete geöffnete Teil 45 nicht unentbehrlich. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform anstelle des geöffneten Teils 45 ein öffenbares Teil 46 in einem dritten Gehäuseteil 43B ausgebildet. Der Elektromotor 1B gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so konfiguriert, dass er in einem anfänglichen Zustand kein geöffnetes Teil aufweist, sondern anschließend ein geöffnetes Teil aufweisen kann, wenn dies erforderlich ist.
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Wie in 5 und 6 gezeigt, sind bei der dritten Ausführungsform, wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, mehrere Kühlgebläse 7B so auf einer zur Drehachse X senkrechten Ebene angeordnet, dass sie die Drehachse X nicht überlagern. Mehrere Auslassöffnungen 93B sind ebenfalls so auf einer zur Drehachse X senkrechten Ebene angeordnet, dass sie die Drehachse X nicht überlagern.
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Das offenbare Teil 46 ist in dem gleichen Bereich wie dem Bereich ausgebildet, in dem bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Öffnung ausgebildet ist. Das öffenbare Teil 46 ist mit der Drehachse X als Zentrum ausgebildet. Das öffenbare Teil 46 ist im mittleren Teil des Endflächenteils 44B ausgebildet. Genauer ist das öffenbare Teil 46 in einem Bereich ausgebildet, der einen Bereich umfasst, der die Drehachse X durchquert, und in Bezug auf die mehreren Auslassöffnungen 93B auf der Seite der Drehachse X angeordnet.
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Das offenbare Teil 46 weist ein Verschließteil 47 auf, das so angeordnet ist, dass es entfernbar ist. Wie in 5 in einer teilweise vergrößerten Ansicht gezeigt, ist bei einem Beispiel das Verschließteil 47 über ein dünnes Wandteil 471 mit dem dritten Gehäuseteil 43B verbunden. Das Verschließteil 47 ist so konfiguriert, dass es von dem dritten Gehäuseteil 43B getrennt (entfernt) wird, wenn das dünne Wandteil 471 beispielsweise bei Druck von außen abgeschnitten wird (siehe 6). Wenn das Verschließteil 47 entfernt ist, dient das öffenbare Teil 46 als geöffnetes Teil 45B. Dies bedeutet, dass das öffenbare Teil 46 so konfiguriert ist, dass es das entfernbare Verschließteil 47 aufweist und dass es nach dem Entfernen des Verschließteils 47 als das geöffnete Teil 45B dient.
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Wie in 7 gezeigt, ist das nach dem Entfernen des Verschließteils 47 ausgebildete geöffnete Teil 45B, wie bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, mit der Drehachse X als Zentrum ausgebildet. Das geöffnete Teil 45B ist im mittleren Teil des Endflächenteil 44B ausgebildet. Genauer ist das geöffnete Teil 45B in einem Bereich ausgebildet, der einen Bereich umfasst, der die Drehachse X durchquert, und in Bezug auf die mehreren Auslassöffnungen 93B auf der Seite der Drehachse X angeordnet. Das geöffnete Teil 45B ist so ausgebildet, dass es, wie bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, mit einem inneren Freiraum 49B in dem dritten Gehäuseteil 43B in Verbindung steht.
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Durch die dritte Ausführungsform werden zusätzlich zu den Ergebnissen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform die folgenden Ergebnisse erzielt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das öffenbare Teil 46 in dem Endflächenteil 44B vorgesehen. Das öffenbare Teil 46 ist so konfiguriert, dass es das entfernbar angeordnete Verschließteil 47 aufweist und nach dem Entfernen des Verschließteils 47 als das geöffnete Teil 45B dient. Dadurch weist der Elektromotor 1B gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem anfänglichen Zustand kein geöffnetes Teil auf, sondern kann hinterher ein geöffnetes Teil aufweisen, wenn dies erforderlich ist. Zudem werden die Bauteile des Endflächenteils gemeinsam in der Form, in der das geöffnete Teil in dem Endflächenteil vorhanden ist, und der Form verwendet, in der kein geöffnetes Teil in dem Endflächenteil vorhanden ist.
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Vierte Ausführungsform
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Im Anschluss wird unter Bezugnahme 8 ein Elektromotor gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben. 8 ist eine Ansicht des Elektromotors gemäß der vierten Ausführungsform von seiner in der Axialrichtung hinteren Seite (der Seite des anderen Endes) aus betrachtet. Wie in 8 gezeigt, weist ein Elektromotor 1C bei der vierten Ausführungsform mehrere Kühlgebläse 7C auf, die anbringbar und abnehmbar sind. Jedes der mehreren Kühlgebläse 7C ist so konfiguriert, dass es entlang der Richtung einer zur Richtung DX der Drehachse senkrechten Ebene (gemäß 8 der Richtung der Papieroberfläche) verschiebbar und an einem dritten Gehäuseteil 43C anbringbar und von diesem abnehmbar ist. Dies bedeutet, dass bei dem Elektromotor 1C Kühlgebläse 7C so konfiguriert sind, dass sie einzeln austauschbar sind.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Elektromotor 1C gemäß einem Beispiel so konfiguriert sein, dass er Kühlgebläsesteckmodule 107 aufweist, die jeweils sowohl das Kühlgebläse 7C als auch einen (nicht dargestellten) Gebläsemotor aufweisen, und er kann so konfiguriert sein, dass die Kühlgebläsesteckmodule 107 einzeln austauschbar sind.
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Durch die vierte Ausführungsform werden zusätzlich zu den Ergebnissen der ersten bis dritten Ausführungsform die folgenden Ergebnisse erzielt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der mehreren Kühlgebläse 7C so konfiguriert, dass es entlang der Richtung einer zur Richtung DX der Drehachse senkrechten Ebene verschiebbar und an dem dritten Gehäuseteil 43C anbringbar und von diesem abnehmbar ist. Dadurch ist das elektrische Gebläse 1C so konfiguriert, dass die Kühlgebläse 7C einzeln austauschbar sind.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass die vorliegende Erfindung Modifikationen und Verbesserungen einschließt, die innerhalb eines Rahmens vorgenommen werden, innerhalb dessen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann. Das geöffnete Teil 45 gemäß der ersten Ausführungsform kann kleiner als die Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 sein, solange zumindest eine der in der Gleichgewichtskorrekturkomponente 35 vorgesehenen Gewindebohrungen 36 sichtbar und zugänglich ist.
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In das geöffnete Teil gemäß der zweiten Ausführungsform muss nicht der gesamte Teil des Drehverbindungsteils eingesetzt sein, solange zumindest das Einsetzen des mit dem Drehverbindungsteil verbundenen Kühlmittelzufuhrrohrs ermöglicht wird.
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Das Verschließteil gemäß der dritten Ausführungsform muss nicht mit dem dritten Gehäuseteil verbunden sein und kann als Beispiel in das geöffnete Teil eingepasst sein. Das Verschließteil kann vollständig mit einer dünnen Wand ausgebildet sein.
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Jedes der Kühlgebläse 7C gemäß der vierten Ausführungsform kann so konfiguriert sein, dass es in der Axialrichtung beweglich ist, und es kann so konfiguriert sein, dass es anbringbar und abnehmbar ist, indem es in der Axialrichtung bewegt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B, 1C
- Elektromotor
- 2
- Stator
- 3
- Rotor
- 4
- Gehäuse
- 7, 7A, 7B, 7C
- Kühlgebläse (Gebläse)
- 9
- Belüftungskanal (Belüftungsteil)
- 10
- Werkzeugmaschine
- 11
- Hauptspindel
- 12
- Hauptspindelkopf
- 31, 31A
- Drehspindel
- 35
- Gleichgewichtskorrekturkomponente
- 41
- erstes Gehäuseteil
- 42
- zweites Gehäuseteil
- 43, 43A, 43B, 43C
- drittes Gehäuseteil
- 44, 44A, 44B
- Endflächenteil
- 45, 45A, 45B
- geöffnetes Teil
- 46
- Öffenbares Teil
- 47
- Verschließteil
- 49, 49A, 49B
- innerer Freiraum
- 93, 93A, 93B
- Auslassteil (Auslassöffnung)
- X
- Drehachse
- DX
- Richtung der Drehachse
