JP6216006B2 - 放熱モータ - Google Patents

Description

本発明は、放熱モータに関し、特に、モータに設けられた複数の放熱経路により効果的に放熱を行い、モータのハウジング内に熱が溜まってしまうことを防いで、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、放熱モータに関する。

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、モータのロータが回転すると、モータのハウジング内に熱が溜まり易く、モータが運転する際に発生する熱を適時排出させる放熱構造が足りないため、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し、一定の温度に達した後、電機子中のエナメル線などの絶縁物が破壊され、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危険性があった。このような欠点を改善するために、現在一般に使用されている技術は、モータ中心に設けられた回転軸の一端に設けられた放熱ファンにより、モータの運転中に上昇する温度を抑制するが、このような技術は、放熱ファンが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部の熱を適時放出させることはできなかった。そのため、現段階で使用する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効果的に放熱を行う放熱モータを提供することにある。
本発明の第２の目的は、ハウジングの前面開口部に前カバーを結合し、前カバー及び放熱ファンが発生させる空気流は、両者がモータの回転軸の軸線方向で互いに対向し、前カバーの中心ハブの外周面には、プレス成形により、間隔をあけて導風フィンと、導風フィンに対応する空気取込み孔と、が複数形成され、円形状に回る大部分の空気流が導風フィンにより遮られ、空気取込み孔を介してモータのハウジングの内部空間に空気流が直接進入し、モータが運転するときのハウジングの内部空間に発生する熱を適時放出する、複数の放熱経路を有する放熱モータを提供することにある。
本発明の第３の目的は、ハウジングの円周縁部に、プレス成形により間隔をあけて形成された突出フィンと、突出フィンに対応する吸風口とが形成され、前カバーの導風フィンにより画成された円形面積範囲の外側部分より大きい部分の円形状に回る空気流が突出フィンにより遮られ、吸風口からモータのハウジングの内部空間に進入し、前カバーの導風フィンとともに放熱の相乗効果を得る、放熱モータ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、放熱モータが焼損することを防ぎ、放熱モータを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、放熱モータ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放熱モータ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放熱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放熱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放熱モータに、前カバーの導風フィン及び導風フィンに対応した空気取込み孔を介して空気流を進入させ、モータのハウジング内に溜まった熱を放出する使用状態の説明図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る放熱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放熱モータに、空気流を進入させてモータのハウジング内に溜まった熱を放出する使用状態の説明図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る放熱モータの別の角度からの平面図である。 図８は、図７の線Ｄ−Ｄに沿った断面図であり、空気流がモータのハウジング内に溜まった熱を放出する使用状態の説明図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る放熱モータのハウジング内の高温気流を、ハウジングの後壁の排風口を介して放出する使用状態の説明図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

モータの動作原理及び内部の関連構造は既によく知られた公知の技術であるため本明細書では詳しく述べない。

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モータは、複数の放熱経路を有する。放熱モータは、内部空間１５を有するハウジング１を含む。ハウジング１は、一端に前面開口部１０が形成され、他端に閉止した後壁１１が形成される。後壁１１には、複数の排風口１４が間隔をあけて形成される。ハウジング１の３つの周縁部には、プレス成形により間隔をあけてハウジング１から一部分離した突出フィン１２と、突出フィン１２に対応する吸風口１３と、が形成されている。複数の突出フィン１２は、ハウジング１上に立設され、ハウジング１の直径の水平断面Ｃを基準とし、突出フィン１２の回転軸８側の直径の水平断面Ｃに対する立設角度θ２は、θ２＞９０度である（図７を参照する）。ハウジング１の内部空間１５内には、モータ構造に必要な部品（例えば、ロータ２、コイル３及び磁石４）が設置され、ハウジング１の後壁１１及び前面開口部１０の軸線には回転軸８が配設される。後壁１１から延びた回転軸８は、一端に出力端８０が設けられる。出力端８０には、関連した伝動部材が接続される。回転軸８が回転するとそれに伴いモータが作動する。前述したモータのハウジング１の外周には、金属からなる電導コイル９が外嵌され、電導コイル９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。

装着カラー５の２つの対をなす縁部には、ベースの一側辺のシース５１，５２が延設される。シース５１，５２には、ベースの他側辺の装着筒５３，５４が延設され、ハウジング１内に設けたダボロッド８３，８４が装着筒５３，５４に嵌着されるため、導電用途の導電挿入片８１，８２がシース５１，５２に嵌合されてシース５１，５２の外部へ延び、ハウジング１の前面開口部１０に装着カラー５が固定される。

前カバー６は、ディスク状であり、軸孔６１を有する中心ハブ６０が中央部に形成される。中心ハブ６０外周面の３つの周縁部には、プレス成形により前カバーから一部分離された導風フィン６３と、導風フィン６３に対応する空気取込み孔６４と、が間隔をおいて形成される。導風フィン６３は、前カバー６上に立設し、前カバー６の水平面Ｖを基準とする（図６を参照する）。複数の導風フィン６３の回転軸８側の前カバーの水平面Ｖに対する立設角度θ１は、θ１≧９０度である。前カバー６の周縁上には、中心に向かって凹んだ切欠き６２が形成され、装着カラー５に前カバー６が結合されると、装着カラー５のシース５１，５２に切欠き６２が噛合されて固定される。勿論、前カバー６には、装着円孔６５が形成され、ハウジング１内部に設けられた位置決め部（図示せず）にネジ（図示せず）が螺着され、装着カラー５に前カバー６が結合されると、回転軸８の最外端（即ち連結端８９）が中心ハブ６０の軸孔６１から延び、中心ハブ６０内に軸受（図示せず）が覆われるため、回転軸８は円滑に回転することができる。

放熱ファン７は、軸孔７０を有する。放熱ファン７は、軸孔７０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、装着カラー５、前カバー６及び放熱ファン７を組み合わせた状態を示す。図５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７が同期で回転し、円形状に回る空気流が発生し、放熱ファン７の右側（図５で示された方向で見て右側）の気流が吸引されて放熱ファン７の左側へ案内され、複数の放熱経路を介してハウジング１の内部空間１５に空気流が進入し、モータの運転によりハウジング１の内部空間１５に発生する熱を適時、効率良く放出する。本発明の複数の放熱経路の構造設計及びその発生効果を図４、図６、図７及び図８に示す。前カバー６及び放熱ファン７に発生する空気流は、両者がモータの回転軸８の軸線方向で互いに対向しているため、大部分の円形状に回る空気流が導風フィン６３により遮られ、図４及び図６の経路Ａに沿って、空気取込み孔６４を介してモータのハウジング１の内部空間１５に空気流が直接進入し、モータの運転によりハウジング１の内部空間１５に発生する熱を適時放出する。図８の経路Ｂに沿って、円形状に回る空気流が前カバー６の導風フィン６３により画成された円形面積範囲の外側部分より大きい部分が突出フィン１２により遮られ、吸風口１３からモータのハウジング１の内部空間１５に進入する。経路Ｂ及び経路Ａにより放熱の相乗効果が得られるため、ハウジング１内に設けたロータ２、コイル３及び磁石４の温度が上昇することを防ぐ。モータが動作する際に内部空間１５内で発生する熱を空気流の進入により冷却して効果的に温度を下げ、高温の気流がハウジング１の後壁１１の排風口１４から排出される（図９を参照する）。

上述したことから分かるように、本発明のモータのハウジング１上に設けた複数の突出フィン１２及び吸風口１３により放熱経路Ｂが形成され、ハウジング１の前面開口部１０の端部の前カバー６に形成された複数の導風フィン６３及び空気取込み孔６４により放熱経路Ａが形成される。これら放熱経路Ａ，Ｂを介して放熱ファン７により発生された円形状に回る空気流がハウジング１の内部空間１５に完全に進入し、ハウジング１の内部空間１５に設けた運転構造が発生させる熱を適時かつ効果的に除去し、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。このように本発明は、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 ロータ
３ コイル
４ 磁石
５ 装着カラー
６ 前カバー
７ 放熱ファン
８ 回転軸
９ 電導コイル
１０ 前面開口部
１１ 後壁
１２ 突出フィン
１３ 吸風口
１４ 排風口
１５ 内部空間
５１ シース
５２ シース
５３ 装着筒
５４ 装着筒
６０ 中心ハブ
６１ 軸孔
６２ 切欠き
６３ 導風フィン
６４ 空気取込み孔
６５ 装着円孔
７０ 軸孔
８０ 出力端
８１ 導電挿入片
８２ 導電挿入片
８３ ダボロッド
８４ ダボロッド
８９ 連結端

Claims (7)

1. ハウジング、回転軸、前カバー及び放熱ファンを備えた放熱モータであって、
   前記ハウジングは、内部空間を有し、一端に前面開口部が形成され、他端に閉止した後壁が形成され、前記後壁には、複数の排風口が間隔をあけて形成され、
   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、前記後壁から延びた前記回転軸は、一端に出力端が設けられ、他端に連結端が設けられ、
   前記前カバーは、ディスク状であり、軸孔を有する中心ハブが中央部に形成され、前記中心ハブの前記軸孔には前記回転軸が挿設され、
   前記放熱ファンは、前記回転軸の前記連結端に嵌着されて前記回転軸と同期で回転し、前記前カバーの前記中心ハブ外周面の３つの周縁部が、プレス成形によって前記前カバーから分離されることにより、導風フィンと、前記導風フィンに対応する空気取込み孔とが形成され、前記放熱ファンが回転して発生して円形状に回る空気流が、前記前カバーの前記導風フィンにより遮られ、前記空気取込み孔を介して前記ハウジング内へ直接進入することを特徴とする、放熱モータ。
2. 前記導風フィンは、前記前カバー上に立設し、
   前記前カバーの水平面Ｖを基準とし、
   前記導風フィンの前記回転軸側の前記前カバーの前記水平面Ｖに対する立設角度θ１は、θ１≧９０度であることを特徴とする、請求項１に記載の放熱モータ。
3. 前記ハウジングの３つの周縁部が、プレス成形によって前記ハウジングから分離されることにより、突出フィンと、前記突出フィンに対応する吸風口とが形成されることを特徴とする、請求項１に記載の放熱モータ。
4. 前記突出フィンは、前記ハウジング上に立設され、
   前記ハウジングの直径の水平断面Ｃを基準とし、
   前記突出フィンの前記回転軸側の直径の前記水平断面Ｃに対する立設角度θ２は、θ２＞９０度であることを特徴とする、請求項３に記載の放熱モータ。
5. 装着カラーの２つの対をなす縁部には、ベースの一側辺のシースが延設され、
   前記シースには、前記ベースの他側辺の装着筒が延設され、前記ハウジング内に設けたダボロッドが前記装着筒に嵌着されるため、導電用途の導電挿入片が前記シースに嵌合されて前記シースの外部へ延び、前記ハウジングの前記前面開口部に前記装着カラーが固定されることを特徴とする、請求項１に記載の放熱モータ。
6. 前記前カバーの周縁上には、中心に向かって凹んだ切欠きが形成され、
   前記装着カラーに前記前カバーが結合されると、前記装着カラーの前記シースに前記切欠きが噛合されて固定されることを特徴とする、請求項５に記載の放熱モータ。
7. 前記前カバーには、装着円孔が形成され、前記ハウジング内部に設けられた位置決め部にネジが螺着され、前記装着カラーに前記前カバーが結合されると、前記回転軸の最外端に前記連結端が設けられることを特徴とする、請求項６に記載の放熱モータ。

Images