CN102340199A - 具有热管的马达 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种具有热管的马达，包含一个转子单元、一个壳体单元、一个绕组，及一个叶轮。该转子单元包括一支心轴、一个套设于该心轴的导热块、多支热管，及一个套设于该导热块的磁环。每一支热管具有一个延伸入该导热块内部的吸热段，及一个穿出该导热块的冷却段。该壳体单元包括一个供该心轴转动地安装并包覆该磁环的壳体。该绕组包括一个设置于该壳体内周面且围绕该磁环的铁心、多个从该铁心朝向该磁环延伸的凸齿，及多个分别卷绕于所述凸齿的线圈。该叶轮连结于该心轴的一端并包覆每一支热管的冷却段。借此，该马达运转时，所述热管与该叶轮能增加整体的散热功效。

Description

具有热管的马达
技术领域
本发明涉及一种马达，特别涉及一种具备散热结构的具有热管的马达。
背景技术
中国台湾专利证书号第M331251号、第M322677号、第M300395号、第I250718号所揭露的马达技术，会借由马达转动一个扇叶的方式来加速空气对流，进而提高马达的散热效果。
然而进行散热时，由于气流的流动路径往往会通过马达内部，所以当马达使用一段时间后，整个流动路径会有空气中的灰尘累积，当灰尘不断累积到转子内部时，就会影响马达运转，并让空气流量减少，散热效果降低，因此每隔一段时间需要清理灰尘，否则马达容易寿命降低、积热损坏，造成维护保养方面的困扰。
此外，美国专利第4406959号所揭露的马达技术，是借由一支热管来增加散热效果，然而该热管是成型于心轴内部，所以该心轴内部必须挖空以容纳工作流体，以致于会造成该心轴的结构强度降低的缺点，为了避免该心轴折损，该马达所能提供的扭力也会相对降低，另外，由于该心轴是穿设于马达硅钢片的中心，使得硅钢片延径向离该心轴较远处所产生的热能必须经过较长的热传路径传导至该心轴进行散热，因此无法将硅钢片所产生的热能即时进行散热而导致散热效果不佳，且现今马达趋势是朝体积小及高功率的方向设计，若硅钢片产生的热能无法顺利地释出，则会造成硅钢片热能蓄积而导致硅钢片消磁的情形发生。
由此可见，上述现有的马达技术在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的具有热管的马达，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的马达技术存在的缺陷，而提供一种新型结构的具有热管的马达，所要解决的技术问题是使其提供一种能提升散热效果并具备较高结构强度的具有热管的马达。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有热管的马达，其中：该具有热管的马达包含一个转子单元、一个壳体单元、一个绕组，及一个叶轮；该转子单元包括一支沿一轴线延伸的心轴、一个套设于该心轴的导热块、多支沿该轴线延伸的热管，及一个围绕于该心轴且套设于该导热块的磁环，该心轴具有一个套设该导热块的中间段、一个接续该中间段沿该轴线延伸的第一轴承段，及一个相反于该第一轴承段且外径大于该中间段的第二轴承段，每一支热管具有一个延伸入该导热块内部的吸热段，及一个穿出该第二轴承段的冷却段；该壳体单元包括一个供该心轴转动地安装并包覆该磁环的壳体；该绕组包括一个设置于该壳体内周面且围绕该磁环的铁心、多个从该铁心朝向该磁环延伸的凸齿，及多个分别卷绕于所述凸齿的线圈；该叶轮沿该轴线连结于该心轴的第二轴承段，并包覆每一支热管的冷却段。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的具有热管的马达，其中所述的该壳体单元还包括至少一个围绕该绕组的热交换流道。
前述的具有热管的马达，其中所述的该壳体单元包括多个热交换流道，该壳体具有一个围绕该磁环的环壁、一个枢接于该第一轴承段且连接于该环壁一端的第一壳盖、一个枢接于该第二轴承段且连接于该环壁另一端的第二壳盖，及多个间隔设置于该环壁外周面且沿该轴线方向延伸的鳍片，每一个热交换流道是由相邻的两个鳍片与该环壁外周面所共同界定，该第一壳盖具有一个对应于该心轴的第一轴承孔，及多个对应于所述线圈位置的穿线孔，该第二壳盖具有一个对应于该心轴与该第一轴承孔的第二轴承孔，所述线圈的末端穿出对应的所述穿线孔，该内部具有导热胶的马达还包含一个风罩，该风罩沿该轴线连接于该壳体且包覆该叶轮，该风罩包括多个相反于所述热交换流道的入风孔，及一个容纳该叶轮且连通所述热交换流道与所述入风孔的风室。
前述的具有热管的马达，其中所述的该壳体单元还包括两个设置于该壳体中且围绕该轴线的外套环，所述外套环是金属材料制成，并分别从该心轴两端沿轴向套接于该绕组的一侧及另一侧，每个外套环具有一个围绕所述线圈外侧且凹向该壳体内周面的流道面，该壳体单元包括两个热交换流道，每一个热交换流道是由该流道面与该壳体内周面所共同界定，该壳体包括四个分别连接所述热交换流道两端的通孔。
前述的具有热管的马达，其中所述的每一个热交换流道是呈C形结构。
前述的具有热管的马达，其中所述的该壳体还具有一个围绕该磁环且供该绕组的铁心设置的环壁、一个连接于该环壁一端的第一壳盖，及一个连接于该环壁另一端的第二壳盖，所述通孔是穿设于该环壁，该第一壳盖具有一对应于该心轴的第一轴承孔，及多个对应于所述线圈位置的穿线孔，所述线圈的末端穿出对应的所述穿线孔，该第二壳盖具有一个对应于该心轴与该第一轴承孔的第二轴承孔，每一个热交换流道是由该流道面与该环壁内周面所共同界定。
前述的具有热管的马达，其中所述的该转子单元的导热块采用导磁性材料，该磁环具有两个分别沿该轴线固定于该导热块的两相反侧的固定板，及多个围绕该轴线排列且插设于该导热块的磁铁，所述磁铁介于所述固定板之间。
前述的具有热管的马达，其中所述的该绕组还包括许多导热胶，所述导热胶分布于所述线圈表面并填满所述线圈延伸到该壳体单元之间的气隙。
前述的具有热管的马达，其中所述的该绕组的所述导热胶采用树脂混和导热材料，该导热材料是选自于碳化硅、铝、氮化硼、氮化铝及其组合。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种具有热管的马达其中包含：一个转子单元、一个壳体单元、一个绕组，及一个叶轮；该转子单元包括一支沿一轴线延伸的心轴、一个套设于该心轴的导热块、多支沿该轴线延伸的热管，及一个围绕于该心轴且套设于该导热块的磁环，该心轴具有一个套设该导热块的中间段、一个接续该中间段沿该轴线延伸的第一轴承段，及一个相反于该第一轴承段且外径大于该中间段的第二轴承段，每一支热管具有一个延伸入该导热块内部的吸热段，及一个穿出该第二轴承段的冷却段；该壳体单元包括一个供该心轴转动地安装并包覆该磁环的壳体；该绕组包括一个设置于该壳体内周面且围绕该磁环的铁心、多个从该铁心朝向该磁环延伸的凸齿，及多个分别卷绕于所述凸齿的线圈；该叶轮沿该轴线连结于该心轴的第二轴承段，并包覆每一支热管的冷却段。
借由上述技术方案，本发明具有热管的马达至少具有下列优点及有益效果：通过该导热块、所述热管，及该叶轮的配置结构，该具有热管的马达的整体散热效果就能获得提升，且由于不需要破坏该心轴内部的主要结构，所以具备较高结构强度的优点，此外，由于所述热管延伸于该导热块内，因此，可缩短该导热块产生的热能传导至所述热管的热传路径进而增加散热效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是说明本发明具有热管的马达的第一较佳实施例的一分解立体图
图2是说明该第一较佳实施例中，一个转子单元结构的一分解立体图
图3是说明该第一较佳实施例中，该转子单元、一个壳体单元、一个绕组、一个叶轮，及一个风罩的配置结构的一剖视图
图4是说明本发明具有热管的马达的第二较佳实施例的一分解立体图及
图5是说明该第二较佳实施例中，两个外套环与一个壳体配置结构的一剖视图
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有热管的马达其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1、图2、图3所示，本发明具有热管的马达200的第一较佳实施例是一永磁式无刷马达，该马达200包含一个转子单元20、一个壳体单元30、一个绕组40、一个叶轮50，及一个风罩60。
该转子单元20包括一个沿一轴线X延伸的心轴21、一个套设于该心轴21的导热块22、多支沿该轴线X延伸的热管23，及一个围绕于该心轴21且套设于该导热块22的磁环24。
该心轴21具有一个套设该导热块22的中间段211、一个接续该中间段211沿该轴线X延伸的第一轴承段212，及一个相反于该第一轴承段212且径向厚度大于该中间段211的第二轴承段213。
该导热块22采用导磁性材料，在本实施例中采用硅钢片组成。
每一支热管23具有一个延伸入该导热块22内部的吸热段231，及一个穿出该第二轴承段213的冷却段232。
该磁环24具有两个分别沿该轴线X固定于该导热块22的两相反侧的固定板241，及多个围绕该轴线X排列且插设于该导热块22的磁铁242，所述磁铁242介于所述固定板241之间。
该壳体单元30包括一个可供该心轴21转动地安装并包覆该磁环24的壳体31，及多个热交换流道32。
该壳体31具有一个围绕该磁环24的环壁311、一个枢接于该第一轴承段212且连接于该环壁24一端的第一壳盖312、一个枢接于该第二轴承段213且连接于该环壁24另一端的第二壳盖313，及多个间隔设置于该环壁311外周面且沿该轴线X方向延伸的鳍片314。
每一个热交换流道32是由相邻的两个鳍片314与该环壁24外周面所共同界定。
该绕组40包括一个设置于该壳体31内周面且围绕该磁环24的铁心41、多个从该铁心41朝向该磁环24延伸的凸齿42、多个分别卷绕于所述凸齿42的线圈43，及许多导热胶44。
所述导热胶44分布于所述线圈43表面并填满所述线圈43延伸到该壳体单元30之间的气隙，所述导热胶44采用树脂混和导热材料，该导热材料是选自于碳化硅、铝、氮化硼、氮化铝及其组合。
该第一壳盖312具有一个对应于该心轴21的第一轴承孔3121，及多数对应于所述线圈43位置的穿线孔3122。
该第二壳盖313具有一个对应于该心轴21与该第一轴承孔3121的第二轴承孔3131，所述线圈43的末端穿出对应的所述穿线孔3122。
该叶轮50沿该轴线X连结于该心轴21的第二轴承段213，并包覆每一支热管23的冷却段232。
该风罩60沿该轴线X连接于该壳体31且包覆该叶轮50，该风罩60包括多个相反于所述热交换流道32的入风孔61，及一个容纳该叶轮50且连通所述热交换流道32与所述入风孔61的风室62。
由于所述热管23的吸热段是穿入该导热块22内部，因此，当该导热块22因运转而产生热能时，就能即时地将该导热块22的热能吸收并经由所述冷却段232传导至该叶轮50进行冷却，相较于以往美国专利第4406959号的心轴穿设在硅钢片中心的配置情形，本发明可有效缩短该导热块22热传到所述热管23的热传导路径，进而提升散热效果，另外，本发明不需要像以往美国专利第4406959号挖空该心轴21内部，因此具备较高结构强度而可传递较高扭力的优点。
值得说明的是，当该导热块22所产生的热能较高时，可借增加所述热管23的数目来进行散热，以避免该导热块22因温度过高而产生消磁的现象。
如图4、图5所示，以下将进一步说明本发明具有热管的马达200的第二较佳实施例，该第二较佳实施例与上述第一较佳实施例大致相同，其不同处在于该壳体单元30还包括两个设置于该壳体31中且围绕该轴线X的外套环33。
所述外套环33是金属材料制成，并分别从该心轴21两端沿轴向套接于该绕组40的一侧及另一侧，每个外套环33具有一个围绕所述线圈43外侧且凹向该壳体31内周面的流道面331，该壳体单元30包括两个热交换流道32，在本实施例中每一个热交换流道32是呈C形结构，每一个热交换流道32是由该流道面331与该壳体31内周面所共同界定。
该壳体31还具有四个分别连接所述热交换流道32两端的通孔315，所述通孔315是穿设于该环壁311。
所述通孔315可依序通过一个入水管91、一个连通管92，及一个出水管93相连，使用时该入水管91会通入一些冷却水，所述冷却水会沿着该热交换流道32的一端流到另一端，接着通过该连通管92导入另一个热交换流道32中，并由一端流到另一端，最后从该出水管93流出，借以将该绕组40所产生的热能经由水冷却的方式进行散热，而所述热管22所产生的热能在传导至该叶轮50后，经由该叶轮50所产生的气流经由该壳体31外周面上的多数凹陷部316排出，如此，本第二较佳实施例除了可达到上述第一较佳实施例相同的功效外，借由水冷方式对该绕组40进行冷却并搭配所述热管23对该导热块22进行散热，可进一步提升该马达200的散热效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种具有热管的马达，其特征在于：
该具有热管的马达包含一个转子单元、一个壳体单元、一个绕组，及一个叶轮；
该转子单元包括一支沿一轴线延伸的心轴、一个套设于该心轴的导热块、多支沿该轴线延伸的热管，及一个围绕于该心轴且套设于该导热块的磁环，该心轴具有一个套设该导热块的中间段、一个接续该中间段沿该轴线延伸的第一轴承段，及一个相反于该第一轴承段且外径大于该中间段的第二轴承段，每一支热管具有一个延伸入该导热块内部的吸热段，及一个穿出该第二轴承段的冷却段；
该壳体单元包括一个供该心轴转动地安装并包覆该磁环的壳体；
该绕组包括一个设置于该壳体内周面且围绕该磁环的铁心、多个从该铁心朝向该磁环延伸的凸齿，及多个分别卷绕于所述凸齿的线圈；
该叶轮沿该轴线连结于该心轴的第二轴承段，并包覆每一支热管的冷却段。
2.如权利要求1所述具有热管的马达，其特征在于：该壳体单元还包括至少一个围绕该绕组的热交换流道。
3.如权利要求2所述具有热管的马达，其特征在于：该壳体单元包括多个热交换流道，该壳体具有一个围绕该磁环的环壁、一个枢接于该第一轴承段且连接于该环壁一端的第一壳盖、一个枢接于该第二轴承段且连接于该环壁另一端的第二壳盖，及多个间隔设置于该环壁外周面且沿该轴线方向延伸的鳍片，每一个热交换流道是由相邻的两个鳍片与该环壁外周面所共同界定，该第一壳盖具有一个对应于该心轴的第一轴承孔，及多个对应于所述线圈位置的穿线孔，该第二壳盖具有一个对应于该心轴与该第一轴承孔的第二轴承孔，所述线圈的末端穿出对应的所述穿线孔，该内部具有导热胶的马达还包含一个风罩，该风罩沿该轴线连接于该壳体且包覆该叶轮，该风罩包括多个相反于所述热交换流道的入风孔，及一个容纳该叶轮且连通所述热交换流道与所述入风孔的风室。
4.如权利要求2所述具有热管的马达，其特征在于：该壳体单元还包括两个设置于该壳体中且围绕该轴线的外套环，所述外套环是金属材料制成，并分别从该心轴两端沿轴向套接于该绕组的一侧及另一侧，每个外套环具有一个围绕所述线圈外侧且凹向该壳体内周面的流道面，该壳体单元包括两个热交换流道，每一个热交换流道是由该流道面与该壳体内周面所共同界定，该壳体包括四个分别连接所述热交换流道两端的通孔。
5.如权利要求4所述具有热管的马达，其特征在于：每一个热交换流道是呈C形结构。
6.如权利要求4所述具有热管的马达，其特征在于：该壳体还具有一个围绕该磁环且供该绕组的铁心设置的环壁、一个连接于该环壁一端的第一壳盖，及一个连接于该环壁另一端的第二壳盖，所述通孔是穿设于该环壁，该第一壳盖具有一对应于该心轴的第一轴承孔，及多个对应于所述线圈位置的穿线孔，所述线圈的末端穿出对应的所述穿线孔，该第二壳盖具有一个对应于该心轴与该第一轴承孔的第二轴承孔，每一个热交换流道是由该流道面与该环壁内周面所共同界定。
7.如权利要求1所述具有热管的马达，其特征在于：该转子单元的导热块采用导磁性材料，该磁环具有两个分别沿该轴线固定于该导热块的两相反侧的固定板，及多个围绕该轴线排列且插设于该导热块的磁铁，所述磁铁介于所述固定板之间。
8.如权利要求1所述具有热管的马达，其特征在于：该绕组还包括许多导热胶，所述导热胶分布于所述线圈表面并填满所述线圈延伸到该壳体单元之间的气隙。
9.如权利要求8所述具有热管的马达，其特征在于：该绕组的所述导热胶采用树脂混和导热材料，该导热材料是选自于碳化硅、铝、氮化硼、氮化铝及其组合。
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