CN102334266B - 带冷却风扇的电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带冷却风扇的电动机，其具有：转子；前托架及后托架，它们分别支撑该转子的旋转轴的前侧及后侧；筒状的框架，其在内部保持定子，将所述前托架和后托架连接；箱形的风扇壳体，其安装在所述后托架的后侧；以及冷却风扇，其配置在该风扇壳体内，其中，所述风扇壳体的后壁部具有中央闭塞部和周边吹出部，所述冷却风扇是使空气从径向内侧向外侧吹出的离心式风扇或者斜流式风扇，安装在所述后壁部的中央闭塞部上，在外周部和所述风扇壳体的周壁部之间具有规定间隙的吹出风路。

Description

带冷却风扇的电动机

技术领域

本发明涉及一种主要作为工作机械的主轴电动机使用的带冷却风扇的电动机。

背景技术

当前，公开了一种电动机冷却用风扇壳体，其对安装在电动机的后端部并进行上述电动机的冷却的轴流式风扇实施收容保持，利用工程塑料材料将用于防止发生危险的单元格间隔较小的手指保护部、风扇的保持部、以及外周壳体部一体成型而形成，该外周壳体部构成为其与上述轴流式风扇的外周部之间的间隙被设定得较窄，形成冷却用空气流路(例如，参照专利文献1)。

另外，公开了一种强制冷却式全封闭型电动机，其利用经由导风道由电动风扇导入的冷却风，对全封闭型电动机的外壳进行冷却，具有：轴承，其支撑上述电动机的旋转轴；导风箱，其包围该轴承的安装部并具有送风口，该送风口将导入的上述冷却风向沿上述电动机的配置有散热片的框架外壁的方向送出；以及导风罩，其覆盖冷却片的外侧，以将在沿框架外壁的方向上送出的冷却风向沿与导风箱的安装侧相反的轴承的安装部外壁的方向引导(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开昭63-310343号公报

专利文献2：日本特开2001-178079号公报

发明内容

但是，根据上述专利文献1所记载的技术，为了防止利用轴流式风扇向风扇壳体外排出的空气向风扇壳体内逆向流动，而将轴流式风扇的外周部和外周壳体部之间的间隙设定得较窄，因此存在下述问题，即，如果将该电动机使用在工作机械等中，则在周围漂浮的油被吸入而附着在轴流式风扇上，最终固着在轴流式风扇的外周部和外侧壳体部之间，使轴流式风扇不能旋转。

另外，根据上述专利文献2所记载的技术，为了对冷却风进行引导，而设置有覆盖框架外壁上所配置的冷却片的外侧并与框架异体的导风罩，因此存在下述问题，即，使框架和导风罩之间的传热效率较差，即使导风罩得到冷却，也无法直接对框架的冷却产生作用。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种带冷却风扇的电动机，其风扇壳体和冷却风扇不会由于与空气一起吸入的油而紧固，冷却风的压力损失小，框架的冷却效率高。

为了解决上述课题，达到目的，本发明提供一种带冷却风扇的电动机，其具有：转子；前托架及后托架，它们分别支撑该转子的旋转轴的前侧及后侧；筒状的框架，其在内部保持定子，将所述前托架和后托架连接；箱形的风扇壳体，其安装在所述后托架的后侧；以及冷却风扇，其配置在该风扇壳体内，其特征在于，所述风扇壳体的后壁部具有中央闭塞部和周边吹出部，所述冷却风扇是使空气从径向内侧向外侧吹出的离心式风扇或者斜流式风扇，安装在所述后壁部的中央闭塞部上，在外周部和所述风扇壳体的周壁部之间具有规定间隙的吹出风路。

发明的效果

本发明所涉及的带冷却风扇的电动机具有下述效果，即，风扇壳体和冷却风扇不会由于与空气一起吸入的油而紧固。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的带冷却风扇的电动机的实施方式的纵剖面图。

图2是实施方式的带冷却风扇的电动机的框架的横剖面图。

图3是实施方式的框架的通风路的放大剖面图。

图4是实施方式的风扇壳体的后视图。

图5是实施方式的风扇壳体的前视图。

图6是实施方式的离心式风扇的斜视图。

图7是实施方式的斜流式风扇的斜视图。

图8是实施方式的钟形口的斜视图。

图9是实施方式的编码器罩的斜视图。

图10是表示冷却风从实施方式的带冷却风扇的电动机内通过的情况的纵剖面图。

图11是表示冷却风从实施方式的带冷却风扇的电动机内通过的情况的透视图。

图12是示意地表示实施方式的风扇壳体的后壁部的图。

图13是表示周边吹出部的开口率和风量比之间的关系的图。

符号的说明

10转子

12旋转轴

14轴承

16前托架

18后托架

20定子

22框架

22a通风路

22b槽

22c圆形孔

24编码器

26编码器罩(风路板)

26a凸部

27通风路

28风扇壳体

28a基座部

28b中央闭塞部

28c吹出口

28d周边吹出部

28e周壁部

29吹出风路

30离心式风扇

30a吸入口

32钟形口

34斜流式风扇

34a吸入口

40接线盒

90带冷却风扇的电动机

具体实施方式

下面，基于附图，详细说明本发明所涉及的带冷却风扇的电动机的实施方式。此外，本发明并不被本实施方式所限定。

实施方式

图1是表示本发明所涉及的带冷却风扇的电动机的实施方式的纵剖面图。如图1所示，实施方式的带冷却风扇的电动机90具有：转子10；前托架16及后托架18，它们分别经由轴承14而支撑转子10的旋转轴12的前侧及后侧；筒状的框架22，其在内部保持定子20，将前托架16和后托架18连接；箱形的风扇壳体28，其安装在后托架18的后侧；以及作为冷却风扇的离心式风扇30，其配置在风扇壳体28内。此外，在后托架18上设置有接线盒40。

风扇壳体28的后壁部如图4及图5所示，具有中央闭塞部28b和周边吹出部28d，冷却风扇是将空气从径向内侧向外侧吹出的离心式风扇30，风扇电动机机体部安装在后壁部的中央闭塞部28b处，在风扇的外周部和风扇壳体28的周壁部28e之间具有规定间隙的吹出风路29。

在后托架18的后方配置有钟形口(bellmouth)32，其将从后托架18的后述通风路吸出的冷却风向离心式风扇30的叶片内侧的吸入口30a(参照图6)引导，并且防止向离心式风扇30的径向外侧的吹出风路29吹出的冷却风向电动机内部逆向流动。钟形口32保持在风扇壳体28的周壁部28e上。

在钟形口32的前方配置作为风路板的编码器罩26，其在与钟形口32之间，形成将从后托架18的后述通风路吸出的冷却风向离心式风扇30的叶片内侧的吸入口30a引导的通风路27。编码器罩26安装在后托架18的外周部，覆盖着设置在该后托架18的后表面并对旋转轴12的旋转量进行检测的编码器24。

编码器罩26在中央部具有向后方凸出的凸部26a，利用凸部26a使在编码器罩26和钟形口32之间的通风路27内朝向径向内侧的冷却风，朝向离心式风扇30的叶片内侧的吸入口30a。

图2是实施方式的带冷却风扇的电动机的框架的横剖面图，图3是实施方式的框架的通风路的放大剖面图。如图2所示，框架22形成为筒状，具有用于内嵌定子20的圆形孔22c，并具有对角部进行了倒角的大致正四边形(□204mm)的周壁部外形。在四角部处分别形成5个横跨框架22全长的轴向的通风路22a。

前托架16与框架22之间的连接部形成为圆形，框架22的四角部的通风路22a的前端开放，通风路22a可以从前端进气。另外，如果将框架22形成为大致正四边形并在四角部处形成通风路22a，则与将框架22形成为圆筒形并在周壁部处沿周向等间隔地形成多个通风路22a的情况相比，可以减小框架22的纵横尺寸。另外，由于不象现有技术那样设置与框架异体的导风罩，所以框架22和冷却风之间的传热效率高，框架的冷却效率高。

如图3所示，在通风路22a的内表面沿轴向平行地形成多个槽22b。通过形成槽22b，从而可以将通风路22a和冷却风之间的传热面积增大15％左右。具有通风路22a的框架22可以通过铝的挤出成型而制作。

后托架18与框架22相同地形成为大致正四边形的外形，在与框架22的通风路22a相对的四角部处，形成与通风路22a连通的所述通风路(未图示)。

图4是实施方式的风扇壳体的后视图，图5是实施方式的风扇壳体的前视图，图6是实施方式的离心式风扇的斜视图，图7是实施方式的斜流式风扇的斜视图。如图1、图4及图5所示，风扇壳体28形成为大致四边形的箱形，开口侧的四角部利用螺钉固定在后托架18上。

在大致正方形的后壁部中央，设置用于安装图6所示的离心式风扇30的风扇电动机机体部的长方形基座部28a，形成包含基座部28a的不使冷却风通过的长方形的中央闭塞部28b，在中央闭塞部28b的周围，形成设置有多个长方形的冷却风吹出口28c的周边吹出部28d。

如图1所示，离心式风扇30的风扇电动机的机体部利用螺钉安装在风扇壳体28的内侧的基座部28a、即中央闭塞部28b上。在离心式风扇30的外周部和风扇壳体28的周壁部28e之间，设置有间隙是轴流式风扇的情况下的间隙的大约6倍宽的吹出风路29，离心式风扇30的外周部和风扇壳体28的周壁部28e不会由于吸入并附着在叶片上的油所紧固。此外，也可以取代图6所示的离心式风扇30，而使用图7所示的具有吸入口34a的斜流式风扇34。斜流式风扇34与离心式风扇30相同地将空气从径向内侧向外侧(斜后方)吹出。

图8是实施方式的钟形口的斜视图，图9是实施方式的编码器罩的斜视图。如图1、图8及图9所示，钟形口32的外周部固定在周壁部28e上，相对于风扇壳体28的开口部以与风扇电动机轴长对应的量位于后方，钟形口32的内周部位于离心式风扇30(斜流式风扇34)的叶片内侧的吸入口30a(34a)处。

作为风路板的编码器罩26隔着通风路27而配置在钟形口32的前方，外周部固定在后托架18的后端部。在编码器罩26的中央通过模具成型的方式形成向后方凸出的圆形的凸部26a，凸部26a使在钟形口32和编码器罩26之间的通风路27中朝向径向内侧流动的冷却风，朝向后方，朝向离心式风扇30(斜流式风扇34)的吸入口30a(34a)流动。

图10是表示冷却风从实施方式的带冷却风扇的电动机内通过的情况的剖面图，图11是表示冷却风从实施方式的带冷却风扇的电动机内通过的情况的透视图。如图10及图11所示，如果使带冷却风扇的电动机90的离心式风扇30(斜流式风扇34)旋转，则带冷却风扇的电动机90从框架22前端的四角部的通风路22a(参照图2)开口吸入空气，通过通风路22a→后托架18的通风路→钟形口32和编码器罩26之间的通风路27→离心式风扇30(斜流式风扇34)内→吹出风路29→风扇壳体28的周边吹出部28d这样的路径向外部吹出。

由于在上述的通风路径的离心式风扇30(斜流式风扇34)的上游侧，没有支撑离心式风扇30(斜流式风扇34)的肋部等障碍物，所以不会在上游侧产生冷却风的涡流，通风路径的压力损失小，防止通风量降低。

图12是示意地表示实施方式的风扇壳体的后壁部的图，图13是表示周边吹出部的开口率和风量比之间的关系的图。图12示意地表示在风扇壳体28的后壁部的、除了风扇电动机的圆形机体部的面积之外的所有区域上形成周边吹出部28d的状态。

在图13中示出了将该状态设为周边吹出部28d的开口率100％，并逐渐使中央闭塞部28b的面积增大而周边吹出部28d的开口率减小时，离心式风扇30的吹出风量比的增减的实验结果。该实验结果是框架22以及风扇壳体28的外形尺寸为□204mm，离心式风扇30的风扇外径为φ160mm的带冷却风扇的电动机90的实验结果。

根据实验结果，在周边吹出部28d的开口率大于或等于30％而小于或等于50％时，吹出风量与开口率100％时相比变大，在开口率为大致40％时成为最大的风量比(1.1倍)。其原因是，如图10所示，中央闭塞部28b的面积增大至一定程度能够防止因从周边吹出部28d向外部吹出的冷却风的涡流所引起的逆向流动。因此，风扇壳体28的后壁部的开口率可以设为大于或等于30％而小于或等于50％，优选大约40％。

工业实用性

如上述所示，本发明所涉及的带冷却风扇的电动机适用于工作机械的主轴电动机。

Claims (8)

1.一种带冷却风扇的电动机，其具有：转子；前托架及后托架，它们分别支撑该转子的旋转轴的前侧及后侧；筒状的框架，其在内部保持定子，将所述前托架和后托架连接；箱形的风扇壳体，其安装在所述后托架的后侧；以及冷却风扇，其配置在该风扇壳体内，

其特征在于，

所述风扇壳体的后壁部具有中央闭塞部和周边吹出部，

所述冷却风扇是使空气从径向内侧向外侧吹出的离心式风扇或者斜流式风扇，安装在所述后壁部的中央闭塞部上，在外周部和所述风扇壳体的周壁部之间具有规定间隙的吹出风路，

所述周边吹出部相对于从所述风扇壳体的后壁部的整个面积中减去风扇电动机的机体面积后的面积的面积比例，大于或等于30％而小于或等于50％。

2.根据权利要求1所述的带冷却风扇的电动机，其特征在于，

所述周边吹出部相对于从所述风扇壳体的后壁部的整个面积中减去风扇电动机的机体面积后的面积的面积比例为大约40％。

3.根据权利要求1所述的带冷却风扇的电动机，其特征在于，

所述风扇壳体、框架的周壁部以及所述后托架的外形形成为大致正四边形，在所述框架以及后托架的四角处沿轴向形成通风路。

4.根据权利要求3所述的带冷却风扇的电动机，其特征在于，

在所述框架的通风路的内表面沿轴向形成多个槽。

5.根据权利要求3所述的带冷却风扇的电动机，其特征在于，

在所述后托架的后方配置钟形口，其将从该后托架的通风路吸出的冷却风向所述离心式风扇或者斜流式风扇的叶片内侧的吸入口引导，并且防止向所述离心式风扇或者斜流式风扇的径向外侧的吹出风路吹出的冷却风向电动机内部逆向流动。

6.根据权利要求5所述的带冷却风扇的电动机，其特征在于，

在所述钟形口的前方配置风路板，其在与该钟形口之间，形成将从所述后托架的通风路吸出的冷却风向所述离心式风扇或者斜流式风扇的叶片内侧的吸入口引导的通风路。

7.根据权利要求6所述的带冷却风扇的电动机，其特征在于，

所述风路板是覆盖编码器的编码器罩，该编码器设置在所述后托架的后表面并对所述旋转轴的旋转量进行检测。

8.根据权利要求6所述的带冷却风扇的电动机，其特征在于，

所述风路板在中央部具有向后方凸出的凸部，利用该凸部使在所述风路板和钟形口之间的通风路内朝向径向内侧的冷却风，朝向所述离心式风扇或者斜流式风扇的叶片内侧的吸入口。

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