CN104979955B - 自冷式马达 - Google Patents
自冷式马达 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104979955B CN104979955B CN201510125074.2A CN201510125074A CN104979955B CN 104979955 B CN104979955 B CN 104979955B CN 201510125074 A CN201510125074 A CN 201510125074A CN 104979955 B CN104979955 B CN 104979955B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotor
- air
- casing
- motor
- self
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2786—Outer rotors
- H02K1/2787—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/2789—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2791—Surface mounted magnets; Inset magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
Abstract
本发明提供一种自冷式马达,其包括:轴,其以上下方向作为旋转轴线,并被轴承可旋转地支承;转子,其与所述轴一起旋转;定子,其与所述转子在径向上对置;机壳,其支承所述轴承以及所述定子;以及叶轮,其配置于比所述转子靠轴向下方的位置,并通过与所述轴一起旋转而产生流向径向外侧的气流,所述机壳具有:基部,其配置于比所述转子靠轴向上方的位置;两个以上的安装部,其配置于比所述转子靠径向外侧的位置;以及大致圆筒形状的罩部,其将所述基部与所述安装部连接,所述安装部的下端位于比所述叶轮靠近轴向下方的位置,所述基部具有吸气口,在所述罩部上设置有排气口,该排气口位于所述安装部之间并且将所述机壳的径向内侧与径向外侧连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种自冷式马达,更加详细地说,涉及一种具有与轴一起旋转的冷却叶片的马达的改良。
背景技术
电烤箱通常具有对加热室内的空气进行搅拌的搅拌用风扇。搅拌用风扇设置在加热室内,并通过设置在加热室外的搅拌用马达驱动。由于该搅拌用马达以将轴突出至加热室内的状态安装于加热室的壁面的外侧,因此该搅拌用马达处于加热室的热量容易传递到的环境下,从而需要使用耐热性能优异的交流马达。
电烤箱的加热室内的温度通常为300℃以上。而磁铁的耐热温度大约为150℃,如果超过了130℃,则磁铁的保磁力就会下降。并且,电子元件的耐热温度比磁铁的耐热温度更低。因此,不能将内置有磁铁和电子元件的直流无刷马达用作搅拌用马达,而应使用交流马达。
与直流无刷马达相比,交流马达不能精确地控制转速和旋转方向。因此,在以往的电烤箱中存在不能精确地控制搅拌用风扇的转速和旋转方向且不能抑制烧烤不均和温度不均的问题。也就是说,以往的电烤箱存在难以利用搅拌用风扇实现高机能化的问题。
因此,考虑了将具有冷却结构的直流无刷马达用作搅拌用马达来实现电烤箱的高机能化。关于直流无刷马达的冷却结构提出了各种提案(日本特开2008-154369号公报、日本特开2000-184644号公报、日本实开昭62-178777号公报、日本特开2000-050575号公报)。
然而,上述专利文献中公开的冷却结构都是以将在直流无刷马达的内部产生的热量排出到外部为目的,因此存在不能充分冷却设置在如电烤箱的加热室那样的外部热源附近的直流无刷马达的问题。
例如,上述专利文献记载的马达具有如下冷却结构:通过使设置于与安装面相反的一侧的叶片旋转,从与安装面相反的一侧向马达内送入空气的冷却结构。因此,不能充分防止安装面附近的高温空气流入到马达内。并且,没有考虑到来自高温的安装面的辐射热的影响,存在无法获得充分的冷却效果的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,本发明的目的是提供一种能够在高温环境下使用的自冷式马达。特别是提供一种能够安装于如电烤箱的高温室壁面那样的高温的安装面来使用的自冷式马达。
基于本发明的自冷式马达能够借助安装部安装于高温室壁面上,并且轴朝向高温室侧延伸,所述自冷式马达包括:轴,其以上下方向作为旋转轴线,被轴承可旋转地支承;转子,其与所述轴一起旋转;定子,其与所述转子在径向上对置;机壳,其支承所述轴承以及所述定子;叶轮,其配置于比所述转子靠轴向下方的位置,并通过与所述轴一起旋转而产生流向径向外侧的气流。
所述机壳具有:基部,其配置于比所述转子靠轴向上方的位置;两个以上的安装部,其配置于比所述转子靠径向外侧的位置;以及大致圆筒形状的罩部,其将所述基部与所述安装部连接,所述安装部的下端位于比所述叶轮靠轴向下方的位置。并且,所述基部具有吸气口,在所述罩部上设置有主排气口,所述主排气口位于所述安装部之间,并将所述机壳的径向内侧与径向外侧连通。
并且,优选在所述基部与所述转子之间具有电路板,在所述电路板上形成有基板通气口。
并且,优选在所述电路板与所述基部之间形成有间隙。
并且,优选从轴向上方观察时,所述电路板的基板通气口的至少一部分与所述吸气口重叠。
并且,优选所述转子具有:转子保持架,其具有上方开口的有底圆筒形状;以及转子磁铁,其固定于所述转子保持架的圆筒部的内侧,在所述转子保持架的底板部上形成有转子通气口。
并且,优选所述电路板的基板通气口的至少一部分位于比所述转子保持架的圆筒部靠径向内侧的位置。
并且,优选所述电路板与所述转子保持架之间的间隙比所述磁铁的径向宽度小。
并且,优选所述机壳的罩部配置于所述转子保持架的径向外侧,并且在所述机壳的罩部与所述转子保持架之间设置有间隙。
并且,优选所述机壳的罩部上端在周向的一半以上与所述基部连续。
并且,优选所述机壳的罩部在周向的一部分上具有副排气口。
并且,优选所述机壳的副排气口形成为所述机壳的罩部下端的缺口部。
并且,优选在周向上只形成有一个所述机壳的副排气口。
并且,优选所述机壳的副排气口与所述转子保持架的圆筒部在径向上对置。
并且,优选所述叶轮的外径比所述机壳的罩部的内径小。
并且,优选所述叶轮的外周端配置于比所述转子保持架的圆筒部的外周面靠径向外侧。
并且,优选所述叶轮具有两个以上的叶片,所述叶片由沿径向配置并与所述旋转轴线平行的平板构成。
并且,优选所述主排气口的周向宽度比所述安装部的周向宽度大。
并且,优选所述机壳通过冲压加工而形成。
通过采用这样的结构,当轴旋转时,叶片旋转而产生流向径向外侧的气流,使被高温室壁面以及转子保持架夹持的空间内的空气从排气口排出。因此,从形成于机壳的基部的吸气口吸入外部气体,被吸入的外部气体在机壳的罩部内沿轴向朝向高温室壁面移动。因此,能够使高温室壁面附近的高温空气沿高温室壁面向径向排出,并且从与高温室壁面相反一侧的基部吸入低温外部气体,在转子保持架内产生流向轴向下方的空气流动,从而冷却马达的内部。
通过本发明,可提供一种能够在高温环境下使用的自冷式马达。特别是可提供一种能够安装于如电烤箱的高温室壁面那样的高温的安装面来使用的自冷式马达。
附图说明
图1是示出了具有基于本发明的实施方式1的马达100的电烤箱500 的一个构成例的图。
图2是基于实施方式1的马达100的剖视图。
图3是将构成图2的马达100的各零件沿轴向分解后的展开立体图。
图4是图2的马达100的主视图。
图5是图2的马达100的左侧视图。
图6是图2的马达100的俯视图。
图7是图2的马达100的仰视图。
图8是表示叶轮6与转子2之间的位置关系的图。
图9是用于说明通过叶轮6旋转而产生的气流的图(第一比较例)。
图10是用于说明通过叶轮6旋转而产生的气流的图(第二比较例)。
图11是基于本实施方式的第一构成例。
图12是基于本实施方式的第二构成例。
图13是用于说明通过转子2旋转而产生的气流的图。
图14是表示马达100的内部的空气的流动的一个例子的说明图。
图15是表示基于本发明的实施方式2的马达101的一个构成例的图。
图16是表示基于本发明的实施方式3的马达102的一个构成例的图。
图17是表示基于本发明的实施方式4的马达103的一个构成例的图。
图18是表示基于本发明的实施方式5的马达104的一个构成例的图。
图19是表示基于本发明的实施方式6的马达105的一个构成例的图。
符号说明
100-105 马达
1 轴
2 转子
20 转子保持架
21 转子磁铁
22 圆筒部
23 底板部
24 转子通气口
25 上部开口
3 定子
30 定子铁芯
30b 铁芯背部
30t 齿
31 线圈
4 电路板
4h 基板通气口
5 机壳
50 基部
51 罩部
52 安装部
54 吸气口
55 主排气口
56 排气缘部
57 副排气口
6 叶轮
60 叶片
61 旋转板
61a 上旋转板
61b 下旋转板
62 肋
63 开口
10 轴承
11 轴承保持部
500 电烤箱
501 高温室
502 加热室
503 搅拌室
504 金属网
505 高温室壁面
506 贯通孔
510 加热装置
511 搅拌用风扇
F1-F4、Fa1、Fb 气流
J 旋转轴线
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。在本说明书中,为了方便起见,以马达的旋转轴线J的方向作为上下方向进行说明,但是并不限定基于本发明的马达在使用时的姿势。并且,将马达的旋转轴线J 的方向简称为“轴向”,将以旋转轴线J为中心的径向以及周向简称为“径向”以及“周向”。
实施方式1
(A)电烤箱500
图1是具有基于本发明的实施方式1的马达100的电烤箱500的一个构成例的图。电烤箱500为内置有高温室501的加热烹饪装置,高温室501由被金属网504隔开而成的加热室502以及搅拌室503构成。
加热室502为容纳作为被加热物的食品的空间,在加热室502的上部以及下部配置有加热装置510。加热装置510为对高温室501内的食品进行加热的构件,加热装置510例如使用加热器或者微波产生装置。搅拌室503为配置有搅拌用风扇511的空间,通过使搅拌用风扇511旋转来搅拌空气,使加热室502内的温度分布产生变化。搅拌用风扇511通过安装于搅拌室503的侧壁的马达100驱动。金属网504为了防止加热室502内的食品与搅拌用风扇511干涉且确保使用者的安全而设置,空气能够自由通过金属网504。
马达100为搅拌用风扇511的驱动源,并且马达100以将轴1突出到高温室501内的状态安装于高温室壁面505的外表面。也就是说,马达100配置于高温室501外,轴1朝向高温室501侧延伸并贯通在高温室壁面505形成的贯通孔506,在配置在搅拌室503内的轴1的末端附近安装有搅拌用风扇511。
(B)马达100的结构
图2是基于实施方式1的马达100的剖视图,表示用包含旋转轴线J 的平面剖切时的截面。图3为将构成马达100的各零件沿轴向分解后的展开立体图。
马达100为在作为安装面的高温室壁面505侧具有与轴1一起旋转的叶轮6的自冷式马达。当轴1旋转时,叶轮6将安装面附近的高温空气排出到径向外侧。因此,能够抑制马达100内部的温度上升。并且,通过叶轮6屏蔽来自安装面的辐射热,能够抑制马达100内部的温度上升。并且,马达100具有在马达100内沿轴向贯通的流路,因此能够从与安装面相反的一侧吸入外部气体,产生在马达100内沿轴向朝向安装面贯通并在安装面附近沿径向排出的气流。因此,能够将马达100内的空气替换为低温的外部气体,从而冷却马达100内部。
马达100为在轴1固定有转子2,且使定子3在转子2的径向内侧与转子2隔着间隙对置的外转子型马达。马达100由固定于电烤箱500的高温室壁面505的静止部和被所述静止部支承为能够旋转的旋转部构成。旋转部包括轴1、转子2以及叶轮6。而静止部包括定子3、电路板4、机壳5、轴承10以及轴承保持部11。以下对这些各零件进行详细说明。
<轴1>
轴1为沿轴向(上下方向)延伸的大致圆柱状的部件,并且轴1被两个轴承10支承且以旋转轴线J为中心旋转。轴1的下端部从机壳5朝向下方突出。该突出部贯穿插入在高温室壁面505的贯通孔506中,并且在该突出部的比高温室壁面505靠末端侧的位置安装有搅拌用风扇511。
<转子2>
转子2为与轴1一起旋转的部件,并且转子2由转子保持架20以及转子磁铁21构成。转子保持架20由圆筒部22以及底板部23构成,并且转子保持架20为在轴向上方具有上部开口25的有底的圆筒形状。圆筒部22为大致圆筒形状,并且位于定子3的径向外侧。底板部23为从圆筒部22的下端朝向径向内侧延伸的板状,底板部23位于定子3的下方且固定于轴1。转子磁铁21为固定于转子保持架20的圆筒部22的内周面的永磁铁。
在转子保持架20的底板部23形成有与轴1对应的贯通孔2j,并且在底板部23的比轴1靠径向外侧的位置形成有转子通气口24。转子通气口24例如为具有沿径向延伸的细长形状的开口,在周向上配置有两个以上的转子通气口24。在本实施方式中,转子通气口24在周向上以相等的间隔配置。通过设置这样的转子通气口24,能够使空气贯通底板部23沿轴向移动。其结果是,能够将转子保持架20内的空气排出到叶轮6侧。
特别是通过在比转子磁铁21的内周面靠径向内侧的位置形成转子通气口24,在转子保持架20内沿轴向流动的空气能够顺畅地通过转子通气口24。并且,通过在比定子3的铁芯背部30b的外周面靠径向外侧的位置形成转子通气口24,在转子保持架20内沿轴向流动的空气能够顺畅地通过转子通气口24。
<定子3>
定子3为马达100的电枢,定子3由定子铁芯30以及线圈31构成,并且定子3配置在转子2的径向内侧。定子3具有大致圆环形状,定子3 的外周面与转子磁铁21在径向上隔着间隙对置。
定子铁芯30由沿轴向层叠例如硅钢板等磁性钢板而形成的层叠钢板构成。并且,定子铁芯30包括圆环状的铁芯背部30b和从该铁芯背部30b 的外周面朝向径向外侧突出的多根齿30t。通过在各齿30t上卷绕卷线而形成了线圈31。在向线圈31提供驱动电流时,在作为磁芯的齿30t产生径向的磁通。因此,在齿30t与转子磁铁21之间产生周向的转矩,轴1 以旋转轴线J为中心旋转。
<电路板4>
电路板4为装设有用于向线圈31提供驱动电流的电子电路(未图示) 的基板,电路板4由大致圆形的板状体构成,并且在电路板4装设有包括半导体元件在内的电子元件。并且,在电路板4还能装设磁传感器和连接器。电路板4的外径比转子保持架20的外径大,并且电路板4配置于转子2的轴向上侧且与转子保持架20的上部开口25对置。
在电路板4形成有与轴1对应的贯通孔4j,并且在电路板4的比轴 1靠径向外侧的位置形成有基板通气口4h。例如沿周向延伸的细长的开口形成为基板通气口4h。通过设置这样的基板通气口4h,能够使空气贯通电路板4沿轴向移动。
基板通气口4h配置于比转子保持架20的圆筒部22靠径向内侧的位置,并且基板通气口4h与转子2的上部开口25对置。因此,能够在转子2的上部确保良好的通气性。也就是说,只要以从轴向观察时基板通气口4h的至少一部分与转子2的上部开口25重叠的方式形成基板通气口4h,就能够在转子2的内部与电路板4的上侧之间确保轴向的通气性。
并且,在电路板4与转子保持架20之间仅设置有微小的间隙,抑制形成通过该间隙的径向的空气流动。例如,使电路板4隔着比转子磁铁 21的径向厚度小的距离与转子保持架20的圆筒部22的上端对置。通过缩小电路板4与转子保持架20之间的间隙,抑制通过该间隙的径向的空气流动,能够使通过基板通气口4h的轴向的空气流动优先化。
<轴承10>
轴承10为旋转自如地支承轴1的部件,例如使用球轴承。两个轴承 10均压入固定于轴1并与轴承保持部11间隙配合。这些轴承10夹持垫圈12而容纳于轴承保持部11内,该垫圈12固定在轴承保持部11内。
<轴承保持部11>
轴承保持部11为容纳轴承10的托架,轴承保持部11通过对镀锌钢板等金属板进行冲压加工而制得。轴承保持部11由压入固定于定子3的内周面的圆筒部11c和从圆筒部11c的上端朝向径向外侧延伸的凸缘部11f构成。在圆筒部11c内容纳有大致圆筒形状的垫圈12。通过将垫圈 12压入轴承保持部11内,两个轴承10被轴承保持部11支承。凸缘部 11f配置于比机壳5的基部50靠上方的位置。在凸缘部11f的下表面设置有朝向轴向下方延伸的凸台部11b,该凸台部11b配置在机壳5的基部 50的贯通孔50b内。因此,凸缘部11f被支承为不能相对于机壳5旋转。
<机壳5>
机壳5由配置于比电路板4靠轴向上方的位置的基部50、配置于转子2的径向外侧的罩部51以及安装于比叶轮6靠轴向下方的高温室壁面 505的安装部52构成。机壳5具有下方开口的有盖的圆筒形状,并且机壳5能够通过对例如铝板等金属板进行冲压加工容易地制作。
基部50为从罩部51的上端朝向径向内侧延伸的大致圆形的板状。基部50隔着轴承保持部11支承定子3以及两个轴承10。基部50具有朝向轴向下方突出的支承突起50p,该支承突起50p支承电路板4。电路板 4的上表面隔着间隙与基部50的下表面对置。支承突起50p例如通过对基部50进行切割立起加工而形成。并且,在基部50形成有与轴承保持部11对应的贯通孔5j,而且在基部50的比轴承保持部11靠径向外侧的位置形成有吸气口54。通过在基部50设置吸气口54,能够将外部气体吸入到机壳5内。
罩部51为位于比转子2以及电路板4靠径向外侧的位置的大致圆筒形状的部位。罩部51的内周面隔着间隙与转子保持架20的圆筒部22的外周面对置。同样地,罩部51的内周面隔着间隙与电路板4的径向外侧的端部对置。罩部51的上端与基部50连接。并且,在罩部51的下端设置有两个以上的安装部52。也就是说,罩部51将基部50与两个以上的安装部52连接。并且,在罩部51的下方沿周向形成有两个以上的主排气口55。并且,罩部51形成有使周向的一部分沿径向开口的副排气口 57。另外,在本说明书中,对基部50和安装部52通过大致圆筒形的罩部51连接的例子进行了说明,但是罩部51也可为除圆筒形以外的任意形状。并且,还能够使机壳5不具有罩部51,以安装部52从基部50的外周缘部朝向轴向下方延伸的方式形成机壳5。
安装部52为固定于作为安装面的高温室壁面505的部件,并且安装部52为从罩部51的下端朝向径向外侧延伸的板状的部位。例如两个以上的安装部52在周向上隔着相等的间隔配置。在安装部52形成有螺钉孔52h,能够使用螺钉将安装部52固定到高温室壁面505。也就是说,马达100以安装部52的下表面与高温室壁面505的外表面接触的状态安装于高温室壁面505。
<叶轮6>
叶轮6由形成有两个以上的叶片60的旋转板61构成,并配置在转子2的轴向下方,其外径比机壳5的罩部51的内径小。叶轮6位于比安装部52的下端靠轴向上方的位置,通过叶轮6与轴1一起旋转,在转子 2与高温室壁面505之间产生流向径向外侧的气流。叶轮6能够通过例如对金属板进行冲裁加工等容易地制作。
旋转板61为固定于轴1的大致圆形的板状。在旋转板61的下表面设置有两个以上的叶片60,并且旋转板61能够使叶片60与轴1一起旋转。而且,旋转板61的外径比转子保持架20的外径大,并且旋转板61 以与转子保持架20的底板部23在轴向上隔着间隙对置的方式配置。因此,能够屏蔽来自高温室壁面505的辐射热,从而抑制转子2以及电路板4的温度上升。并且,在旋转板61形成有与轴1对应的贯通孔6j,而且在旋转板61的比轴1靠径向外侧的位置形成有通气用的开口63。空气能够经由这样的开口63贯通旋转板61沿轴向移动。
叶片60为从旋转板61朝向轴向下方突出的大致矩形的板状体,例如通过对旋转板61进行切割立起加工而形成。通过该加工而在旋转板61 形成的切割立起加工孔能够用作开口63。两个以上的叶片60在叶轮6的旋转板61上沿周向以相等的间隔配置。各叶片60为与旋转轴线J平行的板状体,并且以沿径向延伸的方式配置。因此,当轴1旋转时,叶片 60能够以旋转轴线J为中心旋转,利用离心力产生流向径向外侧的气流。并且,该气流无论轴1朝向哪个方向旋转,都始终朝向径向外侧流动。并且,通过产生流向径向外侧的气流,叶片60的径向内侧变为负压。
肋62是为了增加旋转板61的强度而将旋转板61局部弯曲而形成的突起部,肋62例如通过对旋转板61进行冲压加工而形成。两个以上的肋62在旋转板61上沿周向以相等的间隔排列配置。并且,肋62配置在相邻的叶片60之间,肋62相对于旋转板61朝向与叶片60相同的方向突出,并且肋62具有沿径向延伸的细长的形状。因此,肋62能够促进通过叶片60产生流向径向外侧的气流。
(C)马达100的外观
图4至图8是表示基于本实施方式的马达100的一个构成例的外观图。图4是马达100的主视图,表示从径向外侧观察到的副排气口57的样子。图5是马达100的左侧视图,表示从图4中的左侧观察到的样子。图6是马达100的俯视图,表示从轴向上侧观察到的样子。图7是马达 100的仰视图,表示从轴向下侧观察到的样子。图8表示从轴向下方观察时的叶轮6与转子2之间的位置关系。另外,图4以及图6的A-A剖切线为能够观察图2的剖视图的剖切线。
<机壳5的吸气口54>
参照图6对吸气口54进行说明。吸气口54为形成于机壳5的基部 50的开口。例如,两个以上的大致梯形形状的开口形成为吸气口54。并且,支承突起50p的切割立起加工孔也能够用作吸气口54。通过设置这样的吸气口54,能够使空气贯通基部50沿轴向移动,从而能够将轴向上方的外部气体吸入到机壳5内。
特别是通过在基部50与电路板4之间形成间隙,能够在吸气口54 与基板通气口4h之间确保良好的通气性。并且,通过使吸气口54与基板通气口4h对置,能够进一步确保良好的通气性。例如,只要以从轴向观察时吸气口54的至少一部分与基板通气口4h重叠的方式在基部50形成吸气口54,就能够在吸气口54与基板通气口4h之间确保良好的通气性。另外,即使在基部50与电路板4之间没有间隙的情况下,只要使吸气口54与基板通气口4h对置,就能够确保轴向的通气性。
<机壳5的主排气口55>
参照图4以及图5对主排气口55进行说明。主排气口55为形成于机壳5的罩部51的下方的开口。主排气口55形成为在将马达100安装于高温室壁面505的状态下排气缘部56与高温室壁面505之间的间隙。排气缘部56为罩部51的下缘部,并且排气缘部56形成于在周向上被相邻的安装部52夹持的位置。也就是说,主排气口55形成为机壳5的罩部51与高温室壁面505之间的间隙,主排气口55位于在周向上相邻的安装部52之间,并将机壳5的径向内侧与径向外侧连通。通过设置这样的主排气口55,能够利用通过叶片60产生的流向径向外侧的气流,将机壳5内的空气从主排气口55排出到外部,从而冷却机壳5内。
排气缘部56例如形成为罩部51的下端的缺口部。在这种情况下,由于排气缘部56位于比安装部52的下端靠轴向上方的位置,因此在使安装部52与高温室壁面505接触的状态下,在排气缘部56与高温室壁面505之间产生间隙,该间隙成为主排气口55。
为了高效地从主排气口55进行排气,优选主排气口55为沿周向延伸的细长的形状。特别是为了使主排气口55的周向长度比安装部52的周向长度更大,优选增大主排气口55的周向长度。并且,优选在罩部51 的周向上形成有两个以上的排气缘部56,从而增大主排气口55的总面积。并且,优选使叶片60的外缘与排气缘部56对置。例如,只要将排气缘部56设置于比叶片60的下端靠轴向上侧的位置,就能够使叶片60的外缘的至少一部分与主排气口55对置,从而能够容易地排气。
并且,为了高效地冷却马达100,优选在排气缘部56形成有向径向外侧延伸的沿部。通过设置该沿部,能够使排出的高温空气远离马达100,从而能够抑制排出的高温空气经由机壳5的吸气口54、副排气口57等回流至马达100的内部。
<机壳5的副排气口57>
参照图4以及图6对机壳5的副排气口57进行说明。副排气口57 形成为将机壳5的周向的一部分切断而成的开口。在机壳5的罩部51形成有副排气口57,所述副排气口57在周向上具有固定宽度并且沿轴向延伸。通过设置这样的副排气口57,能够利用转子2的旋转将机壳5内的比转子2靠径向外侧的空气排出到外部,从而对机壳5内进行冷却。
副排气口57的下端到达罩部51的排气缘部56,副排气口57与主排气口55中的一个相连。也就是说,副排气口57位于在周向上相邻的安装部52之间。并且,副排气口57的上端到达罩部51的上端之后进一步折向基部50,与吸气口54中的一个相连。并且,在这种情况下,副排气口57形成为机壳5的罩部51的下端的缺口部的一部分。
为了高效地利用副排气口57进行排气,优选将副排气口57的宽度设置为小于周向的一半。也就是说,优选罩部51的上端的周向的一半以上与基部50连接。并且,优选副排气口57在周向上只形成有一个。
<叶轮6的叶片60>
参照图7对叶轮6的叶片60进行说明。叶片60利用离心力产生流向径向外侧的气流。因此,叶片60的外周端越位于更靠径向外侧的位置,就越能够更加高效地产生该气流。因此,优选叶片60的外周端位于更靠径向外侧的位置。例如,优选叶片60的外周端位于比转子保持架20的圆筒部22的外周面靠径向外侧的位置。在附图中,使叶片60的外缘与旋转板61的外周缘大致一致。
并且,在比叶片60的外周端靠径向内侧的位置产生负压。因此,为了利用该负压在转子2内产生轴向的空气移动,需要使叶片60的外周端至少位于比转子通气口24靠径向外侧的位置。
<叶轮6的开口63>
参照图7以及图8对叶轮6的开口63进行说明。开口63为形成于叶轮6的旋转板61的通气用的开口,两个以上的开口63在周向上以相等的间隔配置。通过设置这样的开口63,能够使空气贯通旋转板61沿轴向移动。
开口63具有沿径向延伸的细长的形状,并且开口63的一端位于比叶片60靠径向内侧的位置。例如,在通过切割立起加工而形成叶片60 的情况下,叶片60的切割立起加工孔与叶片60在周向上相邻形成。在这种情况下,优选使开口63呈将该切割立起加工孔进一步向径向内侧扩展的形状。通过设置这样的开口63,在通过叶片60旋转而产生了负压的情况下,能够有效地产生贯通旋转板61并流向轴向下方的气流。
只要以从轴向观察时开口63与转子通气口24重叠的方式形成开口63,就能够在转子通气口24与开口63之间确保良好的通气性。另一方面,只要以开口63与转子通气口24不重叠的方式形成开口63,就能够有效地屏蔽来自高温室壁面505的辐射热。因此,在优先考虑通气性的情况下,以开口63与转子通气口24具有重叠区域的方式形成开口63,在优先考虑辐射热的屏蔽的情况下,以开口63与转子通气口24不具有重叠区域的方式形成开口63。
在附图中,从轴向观察时,开口63与转子通气口24大致相互相邻配置,从而使确保通气性和屏蔽辐射热之间保持平衡。具体地说,开口 63配置在比转子通气口24靠径向外侧的位置,开口63与转子通气口24 在径向上相互相邻。并且,虽然开口63与转子通气口24具有稍微重叠的区域,但是由于转子通气口24的一半以上的面积被旋转板61覆盖,因此能够获得充分的屏蔽效果。
(D)马达100的冷却原理
图9至图13是用于说明基于本实施方式的马达100的冷却原理的图。图9至图12是用于说明通过叶轮6的旋转而产生的气流F1至F3的图,简化表示由轴1、转子保持架20以及叶轮6形成的结构。图9以及图10 表示比较例的结构,图11以及图12表示基于本实施方式的构成例。
转子保持架20以及叶轮6均固定于轴1,并以旋转轴线J为中心旋转。转子保持架20在底板部23形成有转子通气口24。并且,在该底板部23的下方配置有叶轮6。叶轮6由设置有两个以上的叶片60的旋转板 61构成,各叶片60具有与旋转轴线J平行且沿径向延伸的形状。并且,在旋转板61形成有开口63。
图9表示转子通气口24形成在比叶片60靠径向外侧的位置且叶轮6 的轴向下方敞开的结构作为第一比较例。当叶轮6旋转时,叶片60之间的空气也旋转,利用其离心力产生流向径向外侧的气流F1。其结果是,比叶片60靠径向内侧的气压降低,叶轮6的中心附近变为负压。
通过该负压,叶轮6的轴向上方或者轴向下方的空气被向叶轮6的中心附近吸入。然而,叶轮6的上方被转子保持架20底板部封闭。因此,空气从敞开的轴向下方向叶轮6的中心附近流入。也就是说,朝向叶轮6 形成了在轴1的附近朝向轴向上方流动的气流F2。由于转子通气口24形成于比叶片60靠径向外侧的位置,因此流向径向外侧的气流F1的一部分经由转子通气口24流入到转子保持架20内。
图10表示转子通气口24形成在比叶片60靠径向内侧的位置且叶轮 6的轴向下方敞开的结构作为第二比较例。当叶轮6旋转时,形成流向径向外侧的气流F1,叶轮6的中心附近变为负压,这一点与图9的情况相同。
此时,叶轮6的中心附近无论从轴向上方和轴向下方中的哪一侧均能够吸入空气。然而,与经由转子通气口24吸入空气的情况相比,更容易从敞开的轴向下方吸入空气。因此,与图9的情况一样,朝向叶轮6 产生在轴1的附近朝向轴向上方流动的气流F2。此时,气流F2的一部分经由转子通气口24流入到转子保持架20内。
图11表示转子通气口24形成在比叶片60靠径向内侧的位置且叶片 60的轴向下方被高温室壁面505封闭的结构作为基于本实施方式的第一构成例。当叶轮6旋转时,产生流向径向外侧的气流F1,叶轮6的中心附近变为负压,这一点与图9以及图10的情况相同。
轴1虽然被容纳在高温室壁面505的贯通孔506内,但是在轴1的外周面与贯通孔506的内周面之间没有形成间隙。也就是说,叶轮6的轴向下方被高温室壁面505封闭。因此,通过叶轮6的中心附近的负压形成从转子通气口24朝向轴向下方流动的气流F2。
也就是说,如果转子保持架20内的空气朝向高温室壁面505侧移动,并到达叶轮6,则空气朝向径向外侧改变朝向而排出到机壳5外。由于高温室壁面505为高温,因此在高温室壁面505附近存在高温空气。然而,通过形成这样的气流F1、F2,能够抑制高温室壁面505附近的空气流入到转子保持架20内。并且,能够从轴向上方向转子保持架20内吸入新的外部气体。并且,能够将高温室壁面505附近的高温空气与转子2内的空气一起排出到机壳5外。
图12表示具有外径比转子保持架20的外径大的叶轮6的结构作为基于本实施方式的第二构成例。由于转子通气口24、叶片60以及高温室壁面505之间的位置关系与图11的情况相同,因此气流F1以及F2与图 11的情况相同。
由于旋转板61的外径比转子保持架20的外径大,因此利用叶轮6 的负压在转子保持架20的径向外侧也产生朝向轴向下方流动的气流F3。在比叶片60的外周端靠径向内侧的位置产生负压。因此,只要叶片60 的外周端位于比转子保持架20的外周面靠径向外侧的位置,就在转子保持架20的径向外侧也能够形成朝向轴向下方流动的气流F3。并且,只要在叶轮6的旋转板61与转子保持架20的底板部23之间存在间隙,就形成气流F3,该气流F3为在该间隙内朝向径向内侧流动并与气流F2合流的空气流动。
但是,气流F3的流量和速度比气流F2的流量和速度小。在比叶片 60的外周端靠径向内侧的位置产生负压,并且越靠近叶片60的旋转中心,负压越大。并且,在转子保持架20与旋转板61之间的间隙内朝向径向内侧移动的路径复杂,空气不能顺畅地流动。因此,与转子保持架20内的气流F2相比,转子保持架20外的气流F3形成为比较弱的空气流动。
图13是用于说明通过转子2旋转而产生的气流F4的图,简化表示用图4中的B-B剖切线剖切所得的剖切面。转子保持架20隔着径向间隙与机壳5对置,在转子2的径向外侧形成有圆筒形状的空间。也就是说,在转子2的径向外侧形成有圆筒形状的空间,该圆筒形状的空间在轴向上被电路板4和叶轮6夹持,在径向上被转子保持架20的圆筒部22和机壳5的罩部51夹持。
该圆筒空间的空气与转子2一起旋转。因此,如果在机壳5的罩部 51设置有副排气口57,则旋转的空气的一部分利用离心力经由副排气口 57排出到机壳5外。因此,能够冷却转子保持架20的径向外侧的空气。
(E)马达100内的空气流动
图14是表示马达100内的空气流动的一个例子的说明图,表示了在马达100内沿轴向流动的气流Fa1以及Fa2和在马达100内沿周向流动的气流Fb。
<气流Fa1>
首先,对轴向的气流Fa1进行说明。气流Fa1为从马达100的上部吸入的外部气体通过转子2内、朝向轴向下方移动、并沿着高温室壁面 505朝向径向外侧排出的空气流动,该气流Fa1通过叶轮6的旋转而产生。
外部气体通过基部50的吸气口54被吸入到机壳5内。由于基部50 配置在与高温室壁面505相反的一侧,因此通过从设置于基部50的吸气口54导入外部气体,能够将远离高温室壁面505的低温外部气体吸入到马达100的内部。吸入到机壳5内的空气通过电路板4的基板通气口4h 从上部开口25进入到转子保持架20内,并且在转子保持架20内沿轴向移动。
在转子保持架20内,空气在转子磁铁21与铁芯背部30b之间朝向轴向下方流动。在转子磁铁21与铁芯背部30b之间配置有两个以上的齿 30t,气流Fa1形成在这些齿30t之间。并且,到达转子保持架20的底板部23的空气通过转子通气口24从转子保持架20排出。
从转子保持架20排出的空气通过叶轮6的开口63移动到叶轮6的轴向下侧后,朝向径向外侧改变朝向,从机壳5的主排气口55排出到马达100外。此时,由于排出的空气沿高温室壁面505移动,因此高温室壁面505附近的高温空气也从主排气口55排出。
通过确保在马达100内沿轴向贯通的路径,并且叶轮6在该路径的轴向下端产生负压,产生从基部50的吸气口54至叶轮6的开口63的轴向的空气流动。也就是说,在马达100中,确保了从吸气口54进入、在转子保持架20内沿轴向贯通、并通过叶轮6的开口63的空气的路径。并且,通过叶片60旋转,在比叶片60的外周端靠径向内侧的位置产生负压。因此,通过上述负压产生了通过上述路径流向上述轴向下方的气流。
通过叶轮6的旋转而产生流向径向外侧的空气流动。通过使空气沿高温室壁面505朝向径向外侧流动,能够将在马达100内贯通的空气从主排气口55排出。并且,还能够将高温室壁面505附近的高温空气排出到径向外侧,从而能够抑制高温空气朝向轴向上方移动而使转子2、电路板4等的温度上升。
<气流Fa2>
接下来,对轴向的气流Fa2进行说明。气流Fa2为从马达100的上部吸入的外部气体在转子2的径向外侧朝向轴向下方移动后沿高温室壁面505朝向径向外侧排出的空气流动,该气流Fa2通过叶轮6的旋转而产生。
在电路板4的上表面与基部50之间形成有间隙。并且,在电路板4 的外周端与罩部51之间形成有间隙。因此,通过基部50的吸气口54吸入到机壳5内的外部气体通过这些间隙进入到被转子保持架20以及罩部 51夹持的空间内,并在转子保持架20外沿轴向移动。并且,到达叶轮6 的空气通过叶轮6的开口63移动到叶轮6的轴向下侧后,朝向径向外侧改变朝向,从机壳5的主排气口55排出到马达100外。也就是说,与气流Fa1合流。如此一来,通过将低温外部气体吸入到马达100内,并使该外部气体在转子2的径向外侧沿轴向贯通,能够对马达100内进行冷却。
<气流Fb>
接下来,对周向的气流Fb进行说明。气流Fb为在转子2的径向外侧沿周向移动且从机壳5的侧面沿径向排出的空气流动,该气流Fb通过转子2的旋转而产生。与对气流Fa2进行的说明相同,被向转子保持架 20的圆筒部22的径向外侧提供的空气为从马达100的上部吸入的外部气体。
当转子2旋转时,转子保持架20的圆筒部22与机壳5的罩部51之间的间隙内的空气沿周向移动。也就是说,该空气以旋转轴线J为中心旋转。并且,到达副排气口57的空气的一部分利用离心力从副排气口57 排出到机壳5外。
(F)基于本实施方式的作用效果
基于本实施方式的马达100的结构以及动作如上所述。以下对通过这样的结构和动作产生的作用效果进行详细说明。
1-1)冷却结构
基于本实施方式的马达100为安装于高温室壁面505而使用的外转子型马达,与轴1一起旋转并产生流向径向外侧的气流的叶片60配置在比转子2靠高温室壁面505侧的位置。并且,机壳5具有排气缘部56,所述排气缘部56与高温室壁面505之间形成主排气口55。并且,在转子保持架20的形成于高温室壁面505侧的底板部23形成有转子通气口24。
通过采用这样的结构,能够有效地冷却马达100的内部。当轴1旋转时,被转子2以及高温室壁面505夹持的空间内的空气从主排气口55 排出,并且比叶片60的外周端靠径向内侧的空间变为负压。因此,转子保持架20内的空气通过形成于转子保持架20的底板部23的转子通气口 24朝向所述负压空间移动。也就是说,转子保持架20内的空气通过转子通气口24朝向高温室壁面505侧流动,并与高温室壁面505附近的高温空气一起从主排气口55朝向径向外侧排出。因此,能够防止高温室壁面 505附近的高温空气进入到转子保持架20内,而且能够在转子保持架20 内产生流向轴向下方的空气流动,从而冷却马达100的内部。
1-2)叶片60与转子通气口24之间的关系
基于本实施方式的马达100的叶片60的外周端位于比转子通气口24 靠径向外侧的位置。通过采用这样的结构,能够利用在比叶片60的外周端靠径向内侧的位置产生的负压,使转子保持架20内的空气朝向高温室壁面505侧移动。
1-3)叶片60与转子保持架20之间的关系
基于本实施方式的马达100的叶片60的外周端配置在比转子保持架 20的圆筒部22的外周面靠径向外侧的位置。通过采用这样的结构,能够加快流向径向外侧的气流的速度,从而高效地冷却马达100的内部。叶片60越配置在径向外侧,旋转时的周速越快。因此,作用于与叶片60 一起旋转的叶片60周边的空气的离心力也大,流向径向外侧的气流的流速也快。因此,通过将叶片60的外周端配置在比转子保持架20的外周面靠径向外侧的位置,能够高效地冷却马达100的内部。
1-4)叶片60的形状
在基于本实施方式的马达100中,叶片60由与旋转轴线J平行的平板构成,并且沿径向配置。通过采用这样的结构,能够利用离心力形成流向径向外侧的气流。并且,无论轴1的旋转是正旋转还是逆旋转,都能够形成流向径向外侧的气流。
1-5)转子磁铁21与转子通气口24之间的关系
基于本实施方式的马达100的转子通气口24形成于比转子磁铁21 靠径向内侧的位置。通过采用这样的结构,能够使在转子保持架20内沿轴向朝向转子通气口24移动的空气的流动顺畅。
转子磁铁21固定于转子保持架20的圆筒部22的内周面。因此,转子保持架20内的轴向的空气流动形成于比转子磁铁21的内周面靠径向内侧的位置。因此,只要将转子通气口24形成在比转子磁铁21靠径向内侧的位置,转子保持架20内的空气的流路就会呈直线状,从而能够使空气顺畅地移动。
1-6)转子磁铁21与铁芯背部30b之间的关系
基于本实施方式的马达100的定子3具有环状的铁芯背部30b和从铁芯背部30b朝向径向外侧延伸的两个以上的齿30t,转子通气口24形成在比铁芯背部30b靠径向外侧的位置。通过采用这样的结构,能够使在转子保持架20内沿轴向朝向转子通气口24移动的空气的流动顺畅。
铁芯背部30b固定于轴承保持部11的外周面。因此,转子保持架20 内的轴向的空气流动形成于比铁芯背部30b的外周面靠径向外侧的位置,也就是比齿30t的径向内端靠径向外侧的位置。因此,只要将转子通气口24形成于比铁芯背部30b靠径向外侧的位置,转子保持架20内的空气的流路就会呈直线状,从而能够使空气顺畅地移动。
1-7)转子通气口24的个数
基于本实施方式的马达100在周向上设置有两个以上的转子通气口 24。通过采用这样的结构,空气顺畅地贯通转子保持架20的底板部23 沿轴向移动,从而能够使空气顺畅地从转子保持架20朝向叶轮6移动。
1-8)叶轮6的旋转板61
基于本实施方式的马达100具有由叶片60以及旋转板61构成的叶轮6。旋转板61配置在比转子保持架20靠轴向下方的位置,旋转板61 具有与旋转轴线J垂直的平板形状且与轴1一起旋转。叶片60从旋转板61沿轴向突出。通过采用这样的结构,能够通过旋转板61屏蔽来自高温室壁面505的辐射热。因此,能够抑制因辐射热导致转子保持架20变为高温。
1-9)旋转板61与转子保持架20之间的关系
基于本实施方式的马达100的旋转板61与转子保持架20的底板部 23分离配置。通过采用这样的结构,在旋转板61与转子保持架20之间形成间隙,从而能够使屏蔽辐射热的旋转板61的热量不易传递到转子保持架20。并且,能够使空气通过转子通气口24顺畅地流动。
1-10)叶轮6的加工方法
在基于本实施方式的马达100中,旋转板61由进行冲裁加工而形成的金属板构成,叶片60通过对旋转板61进行切割立起加工而形成。通过采用这样的结构,能够容易地通过一张金属板制作叶轮6。
1-11)旋转板61的肋62
基于本实施方式的马达100的旋转板61在相邻的叶片60之间形成有肋62。通过采用这样的结构,能够提高旋转板61的强度。并且,肋 62还有助于产生流向径向外侧的气流。
1-12)叶片60与旋转板61之间的关系
基于本实施方式的马达100的叶片60从旋转板61朝向轴向下方突出。通过采用这样的结构,能够在比旋转板61靠高温室壁面505侧的位置产生流向径向外侧的气流。因此,能够抑制高温室壁面505附近的高温空气靠近转子保持架20。
1-13)叶片60与开口63之间的关系
基于本实施方式的马达100的旋转板61在比叶片60的内周端靠径向内侧的位置形成有开口63。通过采用这样的结构,能够利用通过叶片 60的旋转而产生的负压,使转子保持架20内的空气朝向高温室壁面505 侧移动。特别是通过将开口63的内周端形成在比叶片60的内周端靠径向内侧的位置,能够在比叶片60的外周端靠径向内侧的位置确保作为开口63更大的面积。因此,能够增加贯通旋转板61的空气的流量,从而能够有效地冷却马达内。
例如在通过对旋转板61的一部分沿周向进行切割立起加工而形成叶片60的情况下,形成与叶片60在周向上相邻的缺口孔。通过使该缺口孔进一步朝向径向内侧延伸而用作开口63,能够确保较大面积的开口63。
1-14)叶片60与排气缘部56之间的关系(1)
基于本实施方式的马达100的叶片60下端位于比机壳5的排气缘部 56靠轴向下方的位置。也就是说,叶片60的外周端的至少一部分与主排气口55对置。因此,能够使沿高温室壁面505流向径向外侧的空气顺畅地移动,从而能够有效地冷却马达100。
1-15)叶片60与排气缘部56之间的关系(2)
基于本实施方式的马达100的叶片60的上端位于比机壳5的排气缘部56靠轴向下方的位置。也就是说,叶片60的整个外周端与主排气口 55对置。因此,能够使沿高温室壁面505流向径向外侧的空气顺畅地移动,从而能够有效地冷却马达100。
1-16)从叶片60至高温室壁面505的距离
在基于本实施方式的马达100中,从叶片60的下端至安装部52的下端的距离比从转子保持架20至旋转板61的距离短。通过采用这样的结构,通过缩短从叶片60至高温室壁面505的距离,能够利用流向径向外侧的气流有效地排出高温室壁面505附近的高温空气。
1-17)转子通气口24与开口63之间的关系
在基于本实施方式的马达100中,从轴向下方观察时,转子通气口 24的一半以上的面积被旋转板61覆盖。也就是说,从轴向下方观察时,开口63与转子通气口24重叠的区域小于转子通气口24的面积的一半。通过采用这样的结构,能够更加有效地屏蔽来自高温室壁面505的辐射热。特别是在想要更加有效地屏蔽来自高温室壁面505的辐射热的情况下,优选以转子通气口24整体被旋转板61覆盖的方式构成。
2-1)冷却结构
基于本实施方式的马达100为安装于高温室壁面505而使用的马达,与轴1一起旋转并产生流向径向外侧的气流的叶片60配置在比转子2靠高温室壁面505侧的位置。并且,机壳5具有配置在比转子2靠轴向上方的位置的基部50、安装于比叶轮6靠轴向下方的高温室壁面505的两个以上的安装部以及将基部50与安装部52连接的罩部51。并且,在基部50形成有吸气口54。
通过采用这样的结构,能够有效地冷却马达100的内部。当轴1旋转时,被转子2以及高温室壁面505夹持的空间内的空气从主排气口55 排出。因此,从形成于机壳5的基部50的吸气口54吸入外部气体,吸入的外部气体在机壳5的罩部51内沿轴向朝向高温室壁面505移动。因此,能够将高温室壁面505附近的高温空气沿高温室壁面505沿径向排出,并且从与高温室壁面505相反的一侧的基部50吸入低温外部气体,在转子保持架20内产生流向轴向下方的空气流动,从而能够冷却马达100 的内部。
2-2)基板通气口4h
基于本实施方式的马达100在基部50与转子2之间具有电路板4,在该电路板4形成有基板通气口4h。通过采用这样的结构,能够确保贯通电路板4的空气的路径。因此,从吸气口54吸入的外部气体能够在机壳5的罩部51内沿轴向朝向高温室壁面505移动。
2-3)电路板4与基部50之间的关系
基于本实施方式的马达100在电路板4与基部50之间形成有间隙。因此,能够使从基部50的吸气口54吸入的外部气体顺畅地朝向电路板4 的基板通气口4h移动。特别优选从轴向观察时,吸气口54与基板通气口4h没有太多重叠区域。
2-4)基板通气口4h与吸气口54之间的关系
在基于本实施方式的马达100中,从轴向上方观察时,基板通气口 4h与吸气口54至少局部重叠。通过采用这样的结构,能够使从吸气口 54吸入的外部气体顺畅地朝向基板通气口4h移动。
2-5)基板通气口4h与转子保持架20之间的关系
基于本实施方式的马达100的基板通气口4h的至少一部分位于比转子保持架20的圆筒部22靠径向内侧的位置。通过采用这样的结构,能够将从吸气口54吸入到机壳5内并贯通基板通气口4h的外部气体导入到转子保持架20内。因此,能够在转子保持架20内形成沿轴向贯通的空气流动,从而能够有效地冷却马达100的内部。
2-6)电路板4与转子保持架20之间的关系
在基于本实施方式的马达100中,电路板4与转子保持架20之间的间隙比转子磁铁21的径向宽度小。通过采用这样的结构,能够抑制空气通过电路板4与转子保持架20之间的间隙从径向外侧导入到转子保持架 20内。
外部气体经由吸气口54以及基板通气口4h导入到转子保持架20内。因此,通过抑制从径向外侧导入空气,促进从轴向上方导入空气,能够有效地冷却马达100。特别是由于吸气口54能够吸入远离高温室壁面505 的比较低温的空气,因此通过将该外部气体吸入到转子保持架20内,能够有效地冷却马达100。
2-7)转子保持架20与罩部51之间的关系
基于本实施方式的马达100的机壳5的罩部51配置于转子保持架20 的径向外侧,并且在罩部51与转子保持架20之间设置有间隙。通过采用这样的结构,能够从径向外侧的外部气体屏蔽转子保持架20,从主排气口55排出的高温空气不易回流到转子保持架20内,从而提高冷却效果。
2-8)基部50与罩部51之间的关系
在基于本实施方式的马达100中,机壳5的罩部51的上端的周向的一半以上与基部50连续。通过采用这样的结构,能够使从主排气口55 排出的高温空气不易回流到转子保持架20内,从而提高冷却效果。
2-9)副排气口57
基于本实施方式的马达100的机壳5的罩部51在周向的一部分具有副排气口57。通过采用这样的结构,能够将转子保持架20的圆筒部22 与机壳5的罩部51之间的空气经由副排气口57排出到机壳5的外部。
伴随转子2的旋转,转子保持架20的径向外侧的空气沿周向旋转。因此,通过在机壳5的罩部51形成副排气口57,能够利用离心力将转子保持架20的径向外侧的空气排出到机壳5的外部。例如,能够将没有从主排气口55排出的高温空气排出到机壳5的外部。因此,能够有效地冷却马达100的内部。
2-10)副排气口57与主排气口55之间的关系
基于本实施方式的马达100的机壳5的副排气口57与机壳5的主排气口55相连。通过采用这样的结构,能够加长副排气口57的轴向长度,从而能够更加有效地从副排气口57进行排气。
2-11)副排气口57的个数
基于本实施方式的马达100在周向上只形成有一个机壳5的副排气口57。通过采用这样的结构,能够有效地冷却马达100。与形成两个以上的副排气口57的情况相比,通过在周向上只形成一个副排气口57,能够容易地进行排气。并且,能够加快排出的空气的流速。因此,能够将高温空气排得更远,从而能够更加有效地冷却马达100。
2-12)副排气口57与转子保持架20之间的关系
基于本实施方式的马达100的机壳5的副排气口57与转子保持架20 的圆筒部22在径向上对置。利用通过位于转子保持架20的外周上的空气沿周向旋转而产生的离心力从副排气口57进行排气。因此,通过副排气口57与转子保持架20的圆筒部22在径向上对置,能够有效地从副排气口57进行排气。
2-13)叶轮6与罩部51之间的关系
基于本实施方式的马达100的叶轮6的外径比机壳5的罩部51的内径小。通过采用这样的结构,能够将马达100小型化。
2-14)主排气口55与安装部52之间的关系
基于本实施方式的马达100的主排气口55的周向宽度比机壳5的安装部52的周向宽度大。通过采用这样的结构,能够加长主排气口55的周向宽度,从而高效地进行排气。并且,通过缩短安装部52的周向宽度,能够减小安装部52与高温室壁面505的接触面积,从而减少传递到机壳 5的热量。
实施方式2
在上述实施方式中,对在机壳5形成有副排气口57的马达100的例子进行了说明。与此相对,在本实施方式中,对在机壳5没有形成副排气口57的马达101进行说明。
图15是表示基于本发明的实施方式2的马达101的一个构成例的图,表示用包含旋转轴线J的平面剖切马达101时的截面。基于本实施方式的马达101除了不具有副排气口57这一点之外,与基于实施方式1的马达100相同。因此,对对应的结构部分标记相同的符号并省略重复说明。
马达101在机壳5的罩部51没有形成副排气口57。因此,虽然形成图14所示的气流Fa1、Fa2以及Fb中的轴向的气流Fa1以及Fa2,但是不形成周向的气流Fb。也就是说,在被转子保持架20和机壳5在径向上夹持的空间中,伴随转子2的旋转,空气沿周向旋转,但是空气并不经由副排气口57排出到外部。
基于本实施方式的马达101不具有副排气口57,转子保持架20的圆筒部22的全周与机壳5的罩部51对置。也就是说,转子保持架20的圆筒部22被机壳5的罩部51覆盖。
实施方式3
在上述实施方式中,对以从旋转板61朝向轴向下方突出的方式形成叶片60的马达100、101的例子进行了说明。与此相对,在本实施方式中,对以从旋转板61朝向轴向上方突出的方式形成叶片60的马达102 进行说明。
图16是表示基于本发明的实施方式3的马达102的一个构成例的图,表示用包含旋转轴线J的平面剖切马达102时的截面。基于本实施方式的马达102除了叶轮6的形状之外,与基于实施方式1的马达100相同。因此,对对应的结构部分标记相同的符号,并省略重复说明。
马达102的叶轮6的叶片60从旋转板61朝向轴向上方突出。因此,当叶轮6旋转时,在旋转板61的轴向上侧形成流向径向外侧的气流。因此,经由转子通气口24朝向轴向下方移动的空气不通过旋转板61的开口63,而是朝向径向外侧改变朝向,从主排气口55排出。因此,与通过叶轮6的开口63排出气体的马达100的情况相比,能够使空气更加顺畅地沿轴向移动。
实施方式4
在上述实施方式中,对转子保持架20与叶轮6在轴向隔着间隙配置的马达100至102的例子进行了说明。与此相对,在本实施方式中,对叶轮6与转子保持架20的底板部23接触的马达103进行说明。
图17是表示基于本发明的实施方式4的马达103的一个构成例的图,表示用包含旋转轴线J的平面剖切马达103时的截面。基于本实施方式的马达103除了叶轮6的轴向位置之外,与基于实施方式1的马达100 相同。因此,对对应的结构部分标记相同的符号,并省略重复说明。
马达103的叶轮6以与转子保持架20接触的状态固定于轴1。也就是说,在叶轮6的旋转板61与转子保持架20的底板部23之间没有形成间隙。因此,与马达100相比,马达103能够缩短轴向长度,从而能够实现小型化。另外,由于在叶轮6与转子保持架20之间没有形成间隙,因此叶轮6的开口63以具有与转子通气口24重叠的区域的方式形成。通过采用这样的结构,能够有效地冷却马达103内,而且能够缩短马达 103的轴向长度,从而能够将马达103小型化。
实施方式5
在上述实施方式中,对叶轮6由一张旋转板61构成的马达100至103 的例子进行了说明。与此相对,在本实施方式中,对叶轮6由两张旋转板61a、61b构成的马达104进行说明。
图18是表示基于本发明的实施方式5的马达104的一个构成例的图,表示用包含旋转轴线J的平面剖切马达104时的截面。基于本实施方式的马达104除了叶轮6的形状之外,与基于实施方式1的马达100相同。因此,对对应的结构部分标记相同的符号,并省略重复说明。
马达104的叶轮6由配置在转子2侧的上旋转板61a、配置在高温室壁面505侧的下旋转板61b以及被上旋转板61a和下旋转板61b夹持的两个以上的叶片60构成。
上旋转板61a和叶片60相当于基于实施方式1的马达100的叶轮6。例如,叶片60通过对上旋转板61a进行切割立起加工而形成,并且在上旋转板61a形成有开口63。
另一方面,下旋转板61b用作屏蔽板。也就是说,来自高温室壁面 505的辐射热被上旋转板61a以及下旋转板61b屏蔽。在下旋转版61b也形成开口63的情况下,通过以从轴向观察时下旋转板61b的开口63与上旋转板61a的开口63不重叠的方式形成,能够有效地屏蔽辐射热。并且,如果在下旋转板61b不形成开口63,则能够更加有效地屏蔽辐射热。
基于本实施方式的马达104的叶轮6通过由上旋转板61a和下旋转板61b夹持两个以上的叶片60而形成。通过采用这样的结构,能够更加有效地屏蔽来自高温室壁面505的辐射热。
实施方式6
在上述实施方式中,对叶片60设置于旋转板61的马达100至104 的例子进行了说明。与此相对,在本实施方式中,对叶片60设置于转子保持架20的马达105进行说明。
图19是表示基于本发明的实施方式6的马达105的一个构成例的图,表示用包含旋转轴线J的平面剖切马达105时的截面。基于本实施方式的马达105不具有旋转板61,且叶片60设置于转子保持架20,除了这一点之外,与基于实施方式1的马达100相同。因此,对对应的结构部分标记相同的符号,并且省略重复说明。
马达105不具有旋转板61,叶片60安装于转子保持架20的圆筒部 22的外周面。因此,伴随转子2的旋转,叶片60也旋转,从而产生流向径向外侧的气流。
叶片60的外周端的一部分与主排气口55对置。因此,流向径向外侧的气流能够通过主排气口55顺畅地向机壳5外移动。并且,由于叶片 60的下端配置在比转子保持架20的底板部23的下表面靠轴向下方的位置,因此在比转子保持架20靠轴向下方的位置形成该气流,从而在转子保持架20的底板部23的下侧产生负压。因此,能够经由转子通气口24 在转子保持架20内产生轴向的空气流动。
基于本实施方式的马达105的叶片60设置于转子保持架20的圆筒部22的外周面,叶片60的下端位于比转子保持架20的底板部23的下表面靠轴向下方的位置。通过采用这样的结构,能够有效地冷却马达105 内,而且能够缩短轴向长度,从而能够实现马达105的小型化。
另外,在上述实施方式中,对将马达100至105用作电烤箱500的搅拌用风扇511的驱动源的情况的例子进行了说明,但是基于本发明的马达不只限定于这样的用途。也就是说,本发明能够应用于在高温环境下使用的各种马达,特别是能够应用于安装在高温的安装面的马达。并且,安装面可以不平坦,安装到安装面的方法也是任意的,并不限定于上述实施方式所例示的方式。
并且,在上述实施方式中,对外转子型马达的例子进行了说明,但是本发明还能够应用于定子3隔着间隙与转子2的径向外侧对置的内转子型马达。
Claims (19)
1.一种自冷式马达,其能够借助安装部安装于电烤箱中内置的高温室壁面上,并且轴朝向所述高温室侧延伸,所述自冷式马达包括:
轴,其以上下方向作为旋转轴线,并被轴承可旋转地支承;
转子,其与所述轴一起旋转,且具有转子保持架,该转子保持架为在轴向上方开口的、具有底板部的有底的圆筒形状;
定子,其与所述转子在径向上对置;
机壳,其支承所述轴承以及所述定子;以及
叶轮,其配置于比所述转子靠轴向下方的位置,并通过与所述轴一起旋转而产生流向径向外侧的气流,所述自冷式马达的特征在于,
所述机壳具有:
基部,其配置于比所述转子靠轴向上方的位置;
两个以上的安装部,其配置于比所述转子靠径向外侧的位置;以及
大致圆筒形状的罩部,其将所述基部与所述安装部连接,
所述安装部的下端位于比所述叶轮靠轴向下方的位置,
所述基部具有吸气口,
在所述罩部上设置有主排气口,所述主排气口位于所述安装部之间,并将所述机壳的径向内侧与径向外侧连通,
所述转子保持架的所述底板部的轴向下方一侧与所述高温室壁面对置,
所述气流沿着所述转子保持架的所述底板部的轴向下方一侧,从所述主排气口向径向外侧排出。
2.根据权利要求1所述的自冷式马达,其特征在于,
在所述基部与所述转子之间具有电路板,
在所述电路板上形成有基板通气口。
3.根据权利要求2所述的自冷式马达,其特征在于,
在所述电路板与所述基部之间形成有间隙。
4.根据权利要求3所述的自冷式马达,其特征在于,
从轴向上方观察时,所述电路板的基板通气口的至少一部分与所述吸气口重叠。
5.根据权利要求1所述的自冷式马达,其特征在于,
所述转子具有:转子磁铁,其固定于所述转子保持架的圆筒部的内侧,
在所述转子保持架的所述底板部上形成有转子通气口。
6.根据权利要求5所述的自冷式马达,其特征在于,
所述机壳的罩部配置于所述转子保持架的径向外侧,并且在所述机壳的罩部与所述转子保持架之间设置有间隙。
7.根据权利要求5所述的自冷式马达,其特征在于,
所述机壳的罩部上端在周向的一半以上与所述基部连续。
8.根据权利要求7所述的自冷式马达,其特征在于,
所述机壳的罩部在周向的一部分上具有副排气口。
9.根据权利要求8所述的自冷式马达,其特征在于,
所述机壳的副排气口形成为所述机壳的罩部下端的缺口部。
10.根据权利要求8所述的自冷式马达,其特征在于,
在周向上只形成有一个所述机壳的副排气口。
11.根据权利要求8所述的自冷式马达,其特征在于,
所述机壳的副排气口与所述转子保持架的圆筒部在径向上对置。
12.根据权利要求5所述的自冷式马达,其特征在于,
所述叶轮的外径比所述机壳的罩部的内径小。
13.根据权利要求5所述的自冷式马达,其特征在于,
所述叶轮的外周端配置于比所述转子保持架的圆筒部的外周面靠径向外侧的位置。
14.根据权利要求5所述的自冷式马达,其特征在于,
所述叶轮具有两个以上的叶片,
所述叶片由沿径向配置并与所述旋转轴线平行的平板构成。
15.根据权利要求5所述的自冷式马达,其特征在于,
所述主排气口的周向宽度比所述安装部的周向宽度大。
16.根据权利要求5所述的自冷式马达,其特征在于,
所述机壳通过冲压加工而形成。
17.根据权利要求2至4中任一项所述的自冷式马达,其特征在于,
所述转子具有:转子磁铁,其固定于所述转子保持架的圆筒部的内侧,
在所述转子保持架的所述底板部上形成有转子通气口。
18.根据权利要求17所述的自冷式马达,其特征在于,
所述电路板的基板通气口的至少一部分位于比所述转子保持架的圆筒部靠径向内侧的位置。
19.根据权利要求18所述的自冷式马达,其特征在于,
所述电路板与所述转子保持架之间的间隙比所述磁铁的径向宽度小。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014-081938 | 2014-04-11 | ||
JP2014081938A JP6372651B2 (ja) | 2014-04-11 | 2014-04-11 | 自冷式モータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104979955A CN104979955A (zh) | 2015-10-14 |
CN104979955B true CN104979955B (zh) | 2018-02-16 |
Family
ID=52780446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510125074.2A Active CN104979955B (zh) | 2014-04-11 | 2015-03-20 | 自冷式马达 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9800118B2 (zh) |
EP (1) | EP2930828B1 (zh) |
JP (1) | JP6372651B2 (zh) |
CN (1) | CN104979955B (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015118695A1 (de) * | 2015-11-02 | 2017-05-04 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Elektromotor mit verbesserter Kühlung |
JP6260838B2 (ja) * | 2016-02-29 | 2018-01-17 | 株式会社ケーヒン | 空調用ブロアモータユニット |
JP2018068095A (ja) * | 2016-03-25 | 2018-04-26 | ダイキン工業株式会社 | モータおよびファンモータ取付構造 |
WO2017170297A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日本電産株式会社 | モータ |
DE102016216651A1 (de) | 2016-09-02 | 2018-03-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Fluidgekühlte elektrische Maschine, sowie Antriebstrangvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
US20180205292A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-19 | Headline Electric Co., Ltd. | Motor forcibly cooling device with rear drive assembly |
CN108512355B (zh) * | 2017-02-28 | 2020-10-16 | 日本电产株式会社 | 马达、动力装置以及推土机 |
WO2020258265A1 (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 一种振动电机 |
EP3796521B1 (en) * | 2019-09-20 | 2022-08-31 | Once Top Motor Manufacture Co.,Ltd. | A single-phase brushless high-speed motor |
WO2021079664A1 (ja) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | 日本電産株式会社 | 駆動装置 |
CN114448173A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 台达电子工业股份有限公司 | 自冷式马达及其适用的热风循环装置 |
JP2023133000A (ja) * | 2022-03-11 | 2023-09-22 | 株式会社デンソー | 磁性異物除去装置、ブラシレスモータ及び推進機 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1064186C (zh) * | 1994-03-01 | 2001-04-04 | 松下电器产业株式会社 | 无刷电动机 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3324076A1 (de) * | 1983-03-17 | 1984-09-27 | Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH, 7000 Stuttgart | Geblaese fuer die luftumwaelzung in backoefen |
JPS62178777A (ja) | 1986-01-30 | 1987-08-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 高速回転体の制動装置 |
JPH0746060Y2 (ja) | 1986-04-28 | 1995-10-18 | 日本電産株式会社 | スピンドルモータ |
JP3327063B2 (ja) | 1995-08-28 | 2002-09-24 | 松下電器産業株式会社 | ブラシレスモータ |
JP3906572B2 (ja) | 1998-07-31 | 2007-04-18 | 松下電器産業株式会社 | 自冷ファン付きモータ |
JP2000184644A (ja) | 1998-12-17 | 2000-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アウタロータモータとそのアウタロータモータを備えた機器 |
US6700269B2 (en) * | 2000-05-10 | 2004-03-02 | Asmo Co., Ltd. | Direct current motor yoke housing having groove-like reduced thickness portions |
DE10230244B9 (de) | 2002-07-04 | 2004-11-11 | Rational Ag | Gebläseeinrichtung für ein Gargerät |
KR20050099352A (ko) * | 2004-04-09 | 2005-10-13 | 엘지전자 주식회사 | 전면 흡토출 방식의 공기조화기용 실외기 |
JP2008154369A (ja) | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アウターロータ型モータ |
FR2947473B3 (fr) * | 2009-07-01 | 2011-06-10 | Bach Pangho Chen | Structure de dissipation de chaleur pour machines-outils hermetiquement scellees |
US8760017B2 (en) * | 2010-07-05 | 2014-06-24 | Hanning Elektro-Werke Gmbh & Co. Kg | Electric machine |
JP2012097655A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Nippon Densan Corp | 送風ファン |
CN102594023B (zh) | 2012-01-17 | 2015-03-11 | 东莞永立电机有限公司 | 自散热电机 |
DE202012101392U1 (de) * | 2012-04-16 | 2012-05-02 | Dongguan Protechnic Electric Co., Ltd. | Elektromotor mit Selbstkühlung |
JP2014180164A (ja) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Nippon Densan Corp | Dcブラシレスモータ |
-
2014
- 2014-04-11 JP JP2014081938A patent/JP6372651B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-12-30 US US14/585,598 patent/US9800118B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-03-20 CN CN201510125074.2A patent/CN104979955B/zh active Active
- 2015-03-27 EP EP15161375.9A patent/EP2930828B1/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1064186C (zh) * | 1994-03-01 | 2001-04-04 | 松下电器产业株式会社 | 无刷电动机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2930828A2 (en) | 2015-10-14 |
EP2930828A3 (en) | 2016-06-29 |
CN104979955A (zh) | 2015-10-14 |
JP2015204663A (ja) | 2015-11-16 |
US9800118B2 (en) | 2017-10-24 |
JP6372651B2 (ja) | 2018-08-15 |
EP2930828B1 (en) | 2019-05-15 |
US20150295471A1 (en) | 2015-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104979955B (zh) | 自冷式马达 | |
CN104979930B (zh) | 自冷式马达 | |
EP2779365B1 (en) | DC brushless motor | |
CN204597753U (zh) | 马达和送风机 | |
JP2006230155A (ja) | 回転電機 | |
JP2015208101A (ja) | かご形電動機 | |
US8937415B2 (en) | Rotary electric machine having motor cover with exhaust hole in counter-load side direction | |
TW201212495A (en) | Rotating electrical machine and wind power generation system | |
CN201910703U (zh) | 马达散热结构的改良 | |
KR101929775B1 (ko) | 세탁장치 | |
JP2014158342A (ja) | 回転電機 | |
JP2009283392A (ja) | 加熱調理器 | |
CN111164313B (zh) | 鼓风机 | |
JP6376896B2 (ja) | 発電機の冷却構造 | |
CN207853630U (zh) | 一种易散热式有感无刷电机 | |
KR101587862B1 (ko) | 냉각유로를 갖는 하우징 일체형 모터 | |
CN101737340A (zh) | 超薄散热风扇 | |
JP2019100314A (ja) | 送風装置 | |
JP2019103355A (ja) | モータ、及び、それを有する送風装置 | |
JP2004311391A (ja) | 電磁調理器 | |
KR101586670B1 (ko) | 냉각유로를 갖는 하우징 일체형 모터 | |
JP2016213936A (ja) | 回転電機 | |
JP6364329B2 (ja) | 送風装置 | |
JP2012200067A (ja) | 回転電機 | |
CN206099617U (zh) | 具有散热通道的马达框架 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |