CN100508332C - 马达的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

一种马达的冷却装置，包括：枢支在马达(1)的旋转轴(1a)上的叶轮(2)；以及包覆该叶轮(2)的前方部位及外周部位、且前表面具有空气吸入口(5)、后方具有空气吹出口(6)的风扇罩(4)，在叶轮的出口侧设置有缩流空间(S1)，该缩流空间在叶轮的叶片(3)的背面侧附近具有入口，且由马达端面(1b)和空间区划构件(10)构成，马达端面具有向半径方向斜后外方扩大的周面，空间区划构件形成在风扇罩的内表面上，从而与马达端面一起区划缩流空间，风扇罩(4)上设有从空气吸入口的外周部向叶轮上的叶片的前表面(3a)延伸的环状分隔板(7)，分隔板的外周径(φ3)比叶轮的外径(φ4)小，分隔板的内周径(φ1)比叶片的前表面(3a)的前端部内径(φ2)大。

Description

马达的冷却装置
技术领域
本发明涉及一种马达的冷却装置，尤其是涉及可对马达的定子外周进行高效冷却的马达的冷却装置。
背景技术
图6表示现有的马达的冷却装置。该冷却装置包括：枢支在马达1的旋转轴1a上的径向板型的叶轮2、以及包覆该叶轮2的由金属板制成的风扇罩4。符号3表示叶片，符号5表示空气吸入口，符号6表示空气吹出口。在这种结构的冷却装置中，径向板型的叶轮2仅用风扇罩4来包覆，只能使从叶轮2吹出的空气流朝向马达1的表面。因此，在应用到小型高输出马达上时，风扇性能方面存在冷却不足的问题，在应用到高速旋转的马达上时，存在风扇的运转声较大的问题。
为了消除上述这些不良状况，一直以来都在研究各种解决方案。在日本专利特开平11-289716号公报所公开的冷却装置中，电动机用冷却风扇的空气流路为相对旋转轴倾斜的方向，并且，叶片的外径比电动机外壳的外径大。
发明内容
在上述冷却装置中，虽然送风性能得到提高，但运转声较大的问题仍然没有消除。另外，也没有考虑到将从叶轮吹出的空气流所具有的动压有效地转换为静压，且也没有想到向马达的冷却翅片表面输送汇聚的空气流。因此，仍然没有提出一种能同时实现冷却性能提高和运转声降低的简单结构的冷却装置。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能同时实现冷却性能提高和运转声降低的简单结构的冷却装置。
为了实现上述目的，本发明一形态的马达的冷却装置，包括：枢支在马达的旋转轴上的叶轮；以及包覆该叶轮的前方部位及外周部位、且前表面具有空气吸入口、后方具有空气吹出口的风扇罩，在所述叶轮的出口侧设置有缩流空间，该缩流空间在所述叶轮的叶片的背面侧附近具有入口，且由马达端面和空间区划构件构成，所述马达端面具有向半径方向斜后外方扩大的周面，所述空间区划构件与所述马达端面互相面对地形成在所述风扇罩的内表面上，从而与所述马达端面一起区划所述缩流空间，所述风扇罩上设有从所述空气吸入口的外周部向所述叶轮上的叶片的前表面延伸的环状分隔板，所述分隔板的外周径比所述叶轮的外径小，所述分隔板的内周径比所述叶片的前表面前端部的内径大。采用上述构成，叶轮出口侧的旋转方向流在缩流空间被转换、整流为轴向流，从而可进一步提高运转声特性。因此，不会增大运转声，可进行高速旋转，提高冷却性能。
也可在缩流空间的下游侧设置向所述空气吹出口扩大的扩大流路，如此构成时，利用扩大流路的扩散效果，将吹出流所具有的动压有效地转换成静压，可进一步提高空气动力性能(换言之为冷却性能)。
另外，也可使扩大流路的下游端包覆所述马达的冷却翅片的端部、或与马达的冷却翅片的端部对置，如此构成时，可形成朝向冷却翅片的汇聚流，提高冷却性能。
也可作为叶轮采用径向板叶轮，如此构成时，径向板叶轮即使在旋转方向变化时其性能也不变化，可进行可逆旋转，另外，由于叶片出口角为90°，故在叶轮得到的静压比前向叶片和后向叶片大，从而可实现高性能化。
作为叶轮，也可采用轴流式风扇叶轮，如此构成时，由于轴流式风扇叶轮的叶片前缘朝向空气流入方向，故空气可顺利流入，降低运转声。因此，可进行高速运转，提高冷却性能。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的马达的冷却装置的剖视图。
图2是表示本发明第二实施例的马达的冷却装置的剖视图。
图3是表示本发明第三实施例的马达的冷却装置的剖视图。
图4是表示本发明第四实施例的马达的冷却装置的剖视图。
图5是表示本发明第五实施例的马达的冷却装置的剖视图。
图6是表示现有的马达的冷却装置的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的几个较佳实施例进行说明。另外，本发明并不限定为以下说明的实施例。
图1表示本发明第一实施例的马达的冷却装置。
该马达的冷却装置包括：枢支在马达1的旋转轴1a上的叶轮2；以及包覆该叶轮2的前方部位及外周部位、且前表面具有空气吸入口5、后方具有空气吹出口6的风扇罩4。在本实施例中，作为叶轮2采用叶片3的出口角为90°的径向板叶轮。这样，径向板叶轮即使在旋转方向变化时性能也不变化，故可进行可逆旋转，另外，由于叶片出口角为90°，故在叶轮2得到的静压比前向叶片和后向叶片大，从而可实现高性能化。
所述风扇罩4包括：形成有空气吸入口5的前表面4a；从该前表面4a的外周部位向下游侧倾斜的圆锥部4b；以及从该圆锥部4b的下游端侧朝向空气吹出口6的大致圆筒部4c。
在所述叶轮2的出口侧设置有缩流空间S1，该缩流空间S1在叶轮2的叶片3的背面侧附近具有入口，且由具有向半径方向斜后外方扩大的周面的马达端面1b、以及形成在所述风扇罩4内表面的空间区划构件10构成。所述马达端面1b的前端1b1可如实线所示位于叶轮2的轮毂2a的外径的外侧，也可如双点划线所示位于叶轮2的轮毂2a的外径的内侧。
在本实施例中，所述空间区划构件10为风扇罩4的圆锥部4b的内表面，但也可在风扇罩圆锥部4b的内表面安装构成空间区划构件10的构件。所述空间区划构件10的扩大角θ2设定得比构成所述缩流空间S1的马达端面1b的扩大角θ1小。
另外，在所述缩流空间S1的下游侧设置有向空气吹出口6扩大的扩大流路S2。该扩大流路S2可如实线所示将风扇罩4的圆筒部4c的下游端部弯曲扩大形成，也可如双点划线所示平滑地扩大形成。另外，所述扩大流路S2的下游端包覆所述马达1的冷却翅片11的端部。另外，也可将该扩大流路S2的下游端与所述马达1的冷却翅片11的端部对置。
采用上述构成，叶轮2出口侧的旋转方向流在缩流空间S1被转换、整流为轴向流，从而可进一步提高运转声特性，且利用扩大流路S2的扩散效果，将吹出流所具有的动压有效地转换成静压，既可进一步提高空气动力性能(换言之为冷却性能)，又可形成朝向冷却翅片11的汇聚流，提高冷却性能。另外，也可使扩大流路S2的下游端的轴向位置在周向上变化。
图2表示本发明第二实施例的马达的冷却装置。
此时，在风扇罩4上设置有从所述空气吸入口5的外周部位(即风扇罩4的前表面4a的外周部位)向所述叶轮2上的叶片3的前表面3a延伸的环状分隔板7，在该分隔板7的外周侧与所述风扇罩4的内表面之间形成有环状的空洞部8。这样，在形成在分隔板7的外周侧与风扇罩4的内表面之间的空洞部8产生旋涡E，因该旋涡E的空化效果而产生负压，从而使经由叶轮2的空气主流f靠近叶轮2的叶片3的前端侧。结果是，叶轮2上的叶片面可有效地发挥作用，提高叶轮2的空气动力性能(换言之为冷却性能)和运转声特性。
所述分隔板7形成为圆筒形状，在其前端部一体地形成有截面呈梯形形状的向内凸缘部12，该向内凸缘部12具有与所述叶轮2的叶片3的前表面3a平行的斜面。这样，可使分隔板7的向内凸缘部12接近叶片前表面3a，从而使空洞部8的空化效果更加显著。
另外，所述分隔板7的内周径φ1比所述叶片3的前表面3a的前端部的内径φ2大。如此构成时，剥离区域减少，可进一步提高叶轮2的空气动力性能(换言之为冷却性能)和运转声特性。
另外，所述分隔板7的外周径φ3比所述叶轮2的外径φ4小。如此构成时，除空洞部8的空化效果外，还具有循环流E′的形成效果，因此，叶片面可更加有效地发挥作用，进一步提高叶轮2的空气动力性能(换言之为冷却性能)和运转声特性。
在本实施例中，所述风扇罩4及分隔板7是合成树脂制成的一体成形品，但也可使分隔板7相对风扇罩4自由装卸。在使分隔板7相对风扇罩4自由装卸时，如预先准备多种分隔板7，则可在不改变风扇罩4形状的情况下仅变更分隔板7即可应对，从而使规格变更容易。
另外，在本实施例中，扩大流路S2的下游端与马达1的冷却翅片11的端部对置，但也可像第一实施例那样，使扩大流路S2的下游端包覆马达1的冷却翅片11的端部。
其他构成及作用效果与第一实施例相同，故省略其说明。
图3表示本发明第三实施例的马达的冷却装置。
此时，作为叶轮2，采用叶片前缘朝向空气流入方向的轴流式风扇叶轮。另外，风扇罩4的圆锥部4b由前表面4a侧的第一圆锥部4b1和比该第一圆锥部4b1倾斜度大的第二圆锥部4b2构成，该第二圆锥部4b2的内表面构成缩流空间S1的空间区划构件10。另外，在本实施例中，扩大流路S2的下游端包覆马达1的冷却翅片11的端部，但也可像第二实施例那样，使扩大流路S2的下游端与马达1的冷却翅片11的端部对置。这样，由于轴流式风扇叶轮2的叶片前缘朝向空气流入方向，故空气可顺利流入，降低运转声。因此，可进行高速运转，提高冷却性能。
其他构成及作用效果与第一实施例相同，故省略其说明。
图4表示本发明第四实施例的马达的冷却装置。
此时，作为叶轮2，采用叶片前缘朝向空气流入方向的轴流式风扇叶轮。另外，在风扇罩4的大致圆筒部4c的内表面，在与所述轴流式风扇叶轮2的外周大致对置的部位设置有环状的风扇导向件12。该风扇导向件12在其吸入侧沿流动方向急剧减小，其最小截面位置P位于轴流式风扇叶轮2的叶片3的外周端范围内，且其吹出侧的内表面形成为逐渐扩大的倾斜面，该倾斜面构成缩流空间S1的空间区划构件10。这样，可将区划轴流式风扇叶轮2上的吸入区域和吹出区域的风扇导向件12与空间区划构件10共用。另外，若将从叶片3的前缘外周位置P1到叶片后缘外周位置P2的高度定为H，则所述风扇导向件12的最小截面位置P最好距离叶片3的前缘外周位置P1在0.5H～H的范围内。另外，在本实施例中，扩大流路S2的下游端包覆马达1的冷却翅片11的端部，但也可像第二实施例那样，使扩大流路S2的下游端与马达1的冷却翅片11的端部对置。
其他构成及作用效果与第一及第三实施例相同，故省略其说明。
图5表示本发明第五实施例的马达的冷却装置。
此时，作为叶轮2，采用叶片前缘朝向空气流入方向的轴流式风扇叶轮。另外，在风扇罩4的大致圆筒部4c的内表面，在与所述轴流式风扇叶轮2的外周大致对置的部位设置有环状的风扇导向件12。该风扇导向件12在其吸入侧沿流动方向逐渐减小，其最小截面位置P位于轴流式风扇叶轮2的叶片3的外周端范围内，且其吹出侧的内表面形成为逐渐扩大的倾斜面，该倾斜面构成缩流空间S1的空间区划构件10。这样，可将区划轴流式风扇叶轮2的吸入区域和吹出区域的风扇导向件12与空间区划构件10共用。另外，若将从叶片3的前缘外周位置P1到叶片后缘外周位置P2的高度定为H，则所述风扇导向件12的最小截面位置P最好距离叶片3的前缘外周位置P1在0.5H～H的范围内。另外，在本实施例中，扩大流路S2的下游端包覆马达1的冷却翅片11的端部，但也可像第二实施例那样，使扩大流路S2的下游端与马达1的冷却翅片11的端部对置。另外，马达端面1b的前端1b1可如实线所示位于轴流式风扇叶轮2的轮毂2a外径的外侧，也可如双点划线所示位于轴流式风扇叶轮2的轮毂2a外径的内侧。
其他构成及作用效果与第一及第三实施例相同，故省略其说明。

Claims (5)

1、一种马达的冷却装置，包括：枢支在马达(1)的旋转轴(1a)上的叶轮(2)；以及包覆该叶轮(2)的前方部位及外周部位、且前表面具有空气吸入口(5)、后方具有空气吹出口(6)的风扇罩(4)，其特征在于，在所述叶轮(2)的出口侧设置有缩流空间(S1)，该缩流空间(S1)在所述叶轮(2)的叶片(3)的背面侧附近具有入口，且由马达端面(1b)和空间区划构件(10)构成，所述马达端面(1b)具有向半径方向斜后外方扩大的周面，所述空间区划构件(10)形成在所述风扇罩(4)的内表面上，从而与所述马达端面一起区划所述缩流空间，
所述风扇罩(4)上设有从所述空气吸入口(5)的外周部向所述叶轮(2)上的叶片(3)的前表面(3a)延伸的环状分隔板(7)，所述分隔板(7)的外周径(φ3)比所述叶轮(2)的外径(φ4)小，所述分隔板(7)的内周径(φ1)比所述叶片(3)的前表面(3a)的前端部的内径(φ2)大。
2、如权利要求1所述的马达的冷却装置，其特征在于，在所述缩流空间(S1)的下游侧设置有向所述空气吹出口(6)扩大的扩大流路(S2)。
3、如权利要求2所述的马达的冷却装置，其特征在于，所述扩大流路(S2)的下游端包覆所述马达(1)的冷却翅片(11)的端部、或与所述马达(1)的冷却翅片(11)的端部对置。
4、如权利要求1至3中任一项所述的马达的冷却装置，其特征在于，所述叶轮(2)采用径向板叶轮。
5、如权利要求1至3中任一项所述的马达的冷却装置，其特征在于，所述叶轮(2)采用轴流式风扇叶轮。
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