JP2017079591A - 放熱効果を有するモータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の放熱経路によりモータを効果的に放熱する、放熱効果を有するモータ構造を提供する。
【解決手段】放熱効果を有するモータ構造は、ハウジング１、回転軸８、前蓋２及び放熱ファン４を備える。ハウジング１は、複数の排風口１２が形成された封止面１１を一端に有する。回転軸８は、ハウジング１内に回転可能に取付けられるとともに、封止面１１から延びた出力端８０が一端に設けられ、連結端８９が他端に設けられる。前蓋２は、ディスク状であり、軸孔４０を有する中心ハブ２０を中央部に有する。回転軸８は、軸孔９１に挿通されて軸孔９１から突出される。前蓋２は、ハウジング１に結合されて閉塞する。放熱ファン４は、回転軸８の連結端８９に嵌着されるとともに、回転軸８と同期で回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放熱効果を有するモータ構造に関し、特に、複数の放熱経路によりモータを効果的に放熱し、モータのハウジング内に熱が溜まることを防ぎ、モータ運転の最高出力パワーを得て、モータの運転効率を高めるとともに、モータの使用寿命を延ばす、放熱効果を有するモータ構造に関する。

現代の科学技術分野において、モータは広く利用されている動力機器である。しかし高パワーの大型モータ又は低パワーの小型モータであっても、モータがロータを回転させると、モータのハウジング内に熱が溜まり易くなり、モータを運転する際に発生する熱を適時放出させる放熱構造が十分でない場合、モータ内部に溜まった熱により磁石の磁力が低下し、それに伴ってモータの運転効率が次第に低下する上、一定の温度に達すると、電機子中のエナメル線などの絶縁物が損壊したり、エナメル線に短絡が起きてモータ全体が焼損したりするなどの虞があった。このような欠点を改善するために、モータの中心部に設けられた回転軸の一端が有する放熱ファンにより、モータの運転中に上昇する温度を抑制する技術が現在よく利用されているが、このような技術は放熱ファンにより空気流をモータのハウジング外周表面に吹き付けるだけであり、モータのハウジング内へ空気流を直接送りこんでモータ内の熱を適時放出させることはできなかった。そのため、従来技術ではモータのハウジング内に熱が溜まり易いという欠点を改善することはできなかった。

本発明の第１の目的は、複数の放熱経路によりモータを効果的に放熱する、放熱効果を有するモータ構造を提供することにある。
本発明の第２の目的は、ハウジングを前蓋で閉塞し、前蓋及び放熱ファンがモータの回転軸の軸線方向で互いに対向し、前蓋の中心ハブの外周には、吸気口が形成され、吸気口の前側の前蓋には、集風フードが設けられ、集風フードの中央部には、軸孔を有する中心ハブが設けられ、中心ハブと集風フードとの間には複数の吸気穴が形成され、集風フードの吸気穴は、前蓋の吸気口に対応し、吸気穴と吸気口とが連通し、放熱ファンが回転して発生させた円形状に回る空気流が集風フードと中心ハブとからなる画成空間を通り、吸気穴及び吸気口を介してモータのハウジング内へ直接流入し、モータの運転によりハウジング内に発生する高温の空気流を適時放出して放熱する、放熱効果を有するモータ構造を提供することにある。
本発明の第３の目的は、モータのハウジングの周面には、完全に貫通した少なくとも１つの対流孔が形成され、対流孔を介してモータのハウジングの内部と外部とに空気流を流通させ、モータの運転により内部空間内に発生する高温の空気流をハウジングの対流孔から放出し、モータの内部空間の温度が大幅に下がる、放熱効果を有するモータ構造を提供することにある。
本発明の第４の目的は、高温環境下で放熱モータを運転する場合でも、モータが焼損することを防ぎ、モータを７０℃の密閉空間で長時間連続運転するテストでも焼損することがなかった、放熱効果を有するモータ構造を提供することにある。

図１は、本発明の一実施形態に係るモータの一部の部材を示す分解斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るモータを示す斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るモータの別の角度からの斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るモータの集風フードを示す斜視図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るモータを示す平面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るモータのハウジング内に空気流を案内して熱を放出する使用状態を示す図５の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るモータを示す正面図である。 図８は、本発明の一実施形態に係るモータのハウジング内の高温の空気流をハウジングの封止面に形成された排風口を介して放出する使用状態の説明図である。

図１〜図３を参照する。図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る放熱効果を有するモータ構造は、少なくとも筒状のハウジング１、前蓋２及び放熱ファン４から構成されてなる。

ハウジング１の一端には、封止面１１が形成されている。封止面１１には、複数の排風口１２が間隔をあけて形成されている。ハウジング１の他端の周面には、完全に貫通した少なくとも１つの対流孔１０が形成され、この対流孔１０を介してモータのハウジング１の内部と外部とに空気流を流通させる。ハウジング１内には、モータ構造に必要な部品（例えば、ロータ５、コイル６及び磁石７）が設置され、ハウジング１の一端の封止面１１及び他端の軸線上には回転軸８が配設される。封止面１１から延びた回転軸８は、一端に出力端８０を有する。出力端８０には、伝動部材が接続される。モータが作動すると回転軸８が回転する。前述したモータのハウジング１の外周には、金属からなる磁気透過性スリーブ（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｓｌｅｅｖｅ）１９が外嵌され、磁気透過性スリーブ１９が導磁作用を有するため、モータが作動するときの運転効率が向上する。

前蓋２は、ディスク状であり、軸孔２１を有する中心ハブ２０を中央部に有する。中心ハブ２０の外周には、貫通した吸気口２６が形成される。ハウジング１には、前蓋２が結合されて閉塞する。前蓋２は、ハウジング１内に設置されて外方へ延びたシース（ｓｈｅａｔｈ）２２，２３と噛合され、ハウジング１内に設置された導電用途の導電挿入片２４，２５がシース２２，２３から突出され、ハウジング１に前蓋２が固定された後、回転軸８の最外端（即ち連結端８９）が中心ハブ２０の軸孔２１から延びて中心ハブ２０内で軸受（図示せず）が覆われるため、回転軸８の回転が円滑となる。吸気口２６前側の前蓋２上には、集風フード９が配設される（図４を参照する）。集風フード９は、互いに対応した２つのＵ字状体９４，９５を有し、Ｕ字状体９４，９５が前蓋２の外側面のシース２２，２３に嵌着されると、前蓋２上に集風フード９が固定される。集風フード９の中央部には、軸孔９１を有する中心ハブ９０が設けられる。中心ハブ９０は、円錐状体９２である。円錐状体９２の中心ハブ９０の断面直径は、集風フード９の底端から上方向にかけて小さく形成された断面直径である。中心ハブ９０と集風フード９との間には、複数の吸気穴９３が形成される。集風フード９の吸気穴９３は、前蓋２上の吸気口２６に対応し、吸気穴９３と吸気口２６とが連通する。

図１に示すように、放熱ファン４は、軸孔４０を有する。放熱ファン４は、軸孔４０を介して回転軸８の連結端８９に嵌着される。

図２及び図３は、ハウジング１、前蓋２及び放熱ファン４を組み合わせた状態を示す。図５〜図８に示すように、モータの回転軸８が動作すると、放熱ファン４が同期で回転して円形状に回る空気流が発生し、放熱ファン４の右側（図５で示された方向で見て右側）の空気流が吸引されて放熱ファン４の左側へ案内され、複数の放熱経路によりハウジング１内に空気流が流入し、図６に示すように、モータの運転によりハウジング１内に発生する熱を適時、効率良く放出することができる。本実施形態の複数の放熱経路の構造設計及びその効果を図６〜図８に示す。前蓋２及び放熱ファン４に発生する空気流は、前蓋２と放熱ファン４とがモータの回転軸８の軸線方向で互いに対向しているため、集風フード９の円錐状体９２の中心ハブ９０により、円形状に回る空気流が放熱経路Ａで集風フード９及び円錐状体９２の中心ハブ９０の画成空間を介し、吸気穴９３及び吸気口２６からモータのハウジング１内へ直接流入される。放熱経路Ａは、図６及び図７に示すように、モータの運転によりハウジング１内に発生する高温の空気流をハウジング１の対流孔１０、封止面１１の排風口１２から放出し、モータの運転によりハウジング１内に発生する高温の空気流を適時放出する。円形状に回る空気流は、前蓋２上の集風フード９により画成される円形面積範囲の外側部分より大きい部分により放熱経路Ｂが作られる。また、空気流の放熱経路Ｂにより、ハウジング１内に流入しない空気流がハウジング１の外表面に吹き付けられ、ハウジング１の外側を同時に放熱する。図６に示すように、複数の放熱経路を形成すると、高い放熱作用を得ることができる上、放熱経路Ｂと放熱経路Ａとを一緒に使用することにより相乗効果を得て、放熱効果を高めてモータの焼損を防ぐこともできる。

上述したことから分かるように、本発明の放熱効果を有するモータ構造は、モータの一側に取り付けた放熱ファン４の運転により発生する空気流が複数の放熱経路を有するため、放熱効果が非常に高い。また、本発明の放熱効果を有するモータ構造のハウジング１は、前蓋２により閉塞される。前蓋２上には、集風フード９が設けられる。集風フード９及び前蓋２には、互いに間隔をあけて形成された複数の吸気穴９３及び吸気口２６がそれぞれ形成され、吸気穴９３と吸気口２６とが連通して放熱経路Ａが作られる。円形状に回る空気流は、前蓋２上の集風フード９により画成される円形面積範囲の外側部分より大きい部分により放熱経路Ｂが作られる。また、空気流の放熱経路Ｂにより、ハウジング１内に流入しない空気流がハウジング１の外表面に吹き付けられ、ハウジング１の外表面が同時に放熱される。このように、複数の放熱経路により高い放熱作用を得て、モータのハウジング１内に熱が溜まることを防ぎ、モータ運転の最高出力パワーを得てモータの運転効率を高めるとともに、モータの使用寿命を延ばす。特に本発明は、高温環境下で放熱モータを運転しても放熱モータが焼損することを防ぐことができるため、実用的で進歩性を有する。

１ ハウジング
２ 前蓋
４ 放熱ファン
５ ロータ
６ コイル
７ 磁石
８ 回転軸
９ 集風フード
１０ 対流孔
１１ 封止面
１２ 排風口
１９ 磁気透過性スリーブ
２０ 中心ハブ
２１ 軸孔
２２ シース
２３ シース
２４ 導電挿入片
２５ 導電挿入片
２６ 吸気口
４０ 軸孔
８０ 出力端
８９ 連結端
９０ 中心ハブ
９１ 軸孔
９２ 円錐状体
９３ 吸気穴
９４ Ｕ字状体
９５ Ｕ字状体

Claims (4)

1. ハウジング、回転軸、前蓋及び放熱ファンを備えた、放熱効果を有するモータ構造であって、
   前記ハウジングは、複数の排風口が形成された封止面を一端に有し、
   前記回転軸は、前記ハウジング内に回転可能に取付けられるとともに、前記封止面から延びた出力端が一端に設けられ、連結端が他端に設けられ、
   前記前蓋は、ディスク状であり、軸孔を有する中心ハブを中央部に有し、前記回転軸は、前記軸孔に挿通されて前記軸孔から突出され、前記前蓋は、前記ハウジングに結合されて閉塞し、
   前記放熱ファンは、前記回転軸の前記連結端に嵌着されるとともに、前記回転軸と同期で回転し、
   前記前蓋の前記中心ハブの外周には、吸気口が貫通して形成され、前記吸気口前側の前記前蓋上には、集風フードが配設され、前記集風フードの中央部には、前記軸孔を有する前記中心ハブが設けられ、前記集風フードの前記中心ハブは、円錐状体であり、前記円錐状体の前記中心ハブの断面直径は、前記集風フードの底端から上方向にかけて小さく形成された断面直径であり、前記中心ハブと前記集風フードとの間には、複数の吸気穴が形成され、前記集風フードの前記吸気穴は、前記前蓋の前記吸気口に対応し、前記吸気穴と前記吸気口とが連通し、前記放熱ファンが回転して発生させた円形状に回る空気流が前記集風フードと前記中心ハブとからなる画成空間を通り、前記吸気穴及び前記吸気口を介して前記ハウジング内へ直接流入することを特徴とする放熱効果を有するモータ構造。
2. 前記ハウジングの周面には、前記ハウジングの内部と外部とに空気流を流通させる少なくとも１つの対流孔が完全に貫通して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放熱効果を有するモータ構造。
3. 前記前蓋は、前記ハウジングに結合されて閉塞するとともに、前記ハウジング内に設置されて外方へ延びたシースと噛合され、前記ハウジング内に設置された導電用途の導電挿入片が前記シースから突出され、
   前記集風フードは、互いに対応した２つのＵ字状体を有し、前記Ｕ字状体が前記前蓋の外側面の前記シースに嵌着されると、前記前蓋に前記集風フードが固定されることを特徴とする請求項１に記載の放熱効果を有するモータ構造。
4. 前記ハウジングの外表面に外嵌されたリング状の磁気透過性スリーブが導磁作用を有する金属材料からなるため、前記モータの運転効率が向上することを特徴とする請求項１に記載の放熱効果を有するモータ構造。

Images