CN110855043B - 部分遮挡式转子组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种部分遮挡式转子组件，包含一转子本体、一第一挡板与一第二挡板。转子本体，开设有多个自一第一端部延伸至一第二端部的内部流道，且第一端部与第二端部具有多个导流片。第一挡板，设置于第一端部，并对应内部流道划分出一第一通风区与一第一遮风区。第二挡板，设置于第二端部，并对应第一遮风区与第一通风区分别划分出一第二通风区与一第二遮风区。因此，在部分遮挡式转子组件旋转时，外部空气分别自第一通风区与第二通风区流动至第二遮风区与第一遮风区，藉以逸散部分遮挡式转子组件产生的一热能。

Description

部分遮挡式转子组件

技术领域

本发明涉及一种转子结构，尤其涉及一种部分遮挡式转子组件。

背景技术

马达是一种通过电磁感应，将电能转换成动能的装置，为现今社会中即为普遍且应用极为广泛的电机，通常包含马达框架与马达核心组件，马达核心组件又包含定子结构与转子结构。在将电能转换成动能的过程当中，电流会在定子绕组导通，藉以产生电流磁效应。然而，在导通的过程中，会因为线圈本身所包含的电阻，使得电流会有所损耗(例如为铜损跟铁损)，进而产生多余的热能。这些热能会对马达内部的元件产生破坏，造成马达无法正常运作。因此，如何将马达产生多余的热能排除是一件极为重要的课题。

请一并图1至图3，其中，图1是显示现有技术的转子结构的立体图；图2是显示图1的A─A剖视图；以及，图3是显示现有技术的转子结构的运转状态的温度位阶分布图。如图所示，一种转子结构PA1，包含一转子本体PA11与一挡板PA12。

转子结构PA1自一第一端部PAP1沿一延伸方向PAD延伸至第二端部PAP2，并开设有多个沿第一端部PAP1沿延伸方向PAD延伸至第二端部PAP2的内部流道PAIT，且转子结构PA1的第一端部PAP1具有多个导流片PA111。

挡板PA12，设置于第一端部PAP1，并与导流片PA111相连结，且与任两相邻的导流片PA111形成一导流通道PAT，藉以形成多个上述的导流通道PAT。

当马达开始运作，使转子结构PA1开始旋转时，会因为导流片PA111的关系，而在第一端部PAP1产生一离心气流PACF，使得第一端部PAP1形成一低压带。而气流会自高压带流向低压带，因此，内部流道PAIT的空气就会往第一端部PAP1移动，以形成一气流PAF，间接造成了第二端部PAP2也形成低压带。此时，外界环境属于高压带，故外界环境的空气就会往第二端部PAP2移动，以形成气流PAF。气流PAF流经内部流道PAIT，可以将转子结构PA1所产生的热能带走，藉以降低转子结构PA1运转时的温度，避免温度过高所造成的问题。

如图3所示，转子结构PA1在运转状态下的温度位阶分布图。在此需说明的是，温度位阶是一种温度区间的概念，每一个温度位阶都包含一个实际温度区间，且温度位阶越高，表示所包含的实际温度区间越高。例如：温度位阶1指摄氏温度11度至20度，则温度位阶2则表示摄氏温度21至30度…以此类推。

从附图可以明显看出，转子结构PA1的温度位阶10，也就是温度最高的地方，分布在转子本体PA11的中心区域，且范围几乎占了转子本体PA11的三分之一。而温度位阶从温度位阶10的区域分别往第一端部PAP1与第二端部PAP2的方向递减，也就是说，转子结构PA1的温度分布是从中心的温度最高分别往左右两侧递减。

然而，气流PAF皆是由第二端部PAP2往第一端部PAP1，即单向流动循环，在流动的过程中，气流PAF会不断吸收转子结构PA1的热能，因此，气流PAF越往第一端部PAP1移动，其温度会越高，容易造成进气流处(即第二端部PAP2)的温度较低，而出气流处(即第一端部PAP1)温度较高的问题。此外，若要使气流PAF再次流进第二端部PAP2并往第一端部PAP1流动，便需要在马达框架或是定子结构上开设通道，又称风沟，以使气流PAF自第一端部PAP1流出后，可以经由通道再次流进第二端部PAP2。而在马达框架或是定子结构上开设通道将会提升制程上的难易度，也会造成制造成本的上升。而且，开设风沟也会占据掉散热鳍片的位置，马达框架上需要移除散热鳍片才可以开设风沟，便会因为减少散热鳍片的数量、减少散热面积，造成降低散热效率的问题。

发明内容

有鉴于在现有技术中，气流在内部流道流动时会不断吸收转子结构的热能，容易造成进气流处的第二端部温度较低，而出气流处的第一端部温度较高，导致温度分布不平均的问题，且若要使气流再次循环流进第二端部，便需要在马达框架或定子结构上开设通道(风沟)，不仅增加了制程的难易度，也会造成制造成本的上升。本发明的一主要目的是提供一种部分遮挡式转子组件，用以解决现有技术中温度分布不平均与需要在马达框架或定子结构上开设通道才能达成气流再次循环的问题。

本发明为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段为提供一种部分遮挡式转子组件，包含一转子本体、一第一挡板与一第二挡板。

转子本体，开设有多个自一第一端部延伸至一第二端部的内部流道，且第一端部与第二端部具有多个导流片，藉以在转子本体旋转时，在第一端部形成产生一第一离心气流，并在第二端部形成产生一第二离心气流。

第一挡板，设置于第一端部，对应于内部流道而划分出一第一通风区与一第一遮风区，并在第一遮风区设置有一第一遮风结构，藉以允许一外部空气经由第一通风区流入所对应的一部分的该些内部流道，并阻挡外部空气经由第一遮风区流入所对应的另一部分的该些内部流道。

第二挡板，设置于第二端部，对应于内部流道而划分出一对应于第一遮风区的第二通风区与一对应于第一通风区的第二遮风区，并在第二遮风区设置有一第二遮风结构，藉以允许另一外部空气经由该第二通风区流入所对应的上述另一部分的内部通道，并阻挡上述另一外部空气经由该第二遮风区流入所对应的上述一部分的该些内部流道。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使部分遮挡式转子组件中的导流片，设置于第一端部的第一遮风区与第二端部的第二遮风区。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使部分遮挡式转子组件中的第一挡板，在第一通风区设置有一第一导流阻挡结构，并开设有一第一通风口。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使部分遮挡式转子组件中的第二挡板，在第二通风区设置有一第二导流阻挡结构，并开设有一第二通风口。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使部分遮挡式转子组件中的第一遮风区，划分出多个第一遮风子区域，且第一遮风结构包含多个对应第一遮风子区域的第一遮风子结构。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使部分遮挡式转子组件中的第二遮风区，划分出多个对应该些第一遮风子区域的第二遮风子区域，且第二遮风结构包含多个对应第二遮风子区域的第二遮风子结构。

承上所述，本发明所提供部分遮挡式转子组件，利用第一挡板与第二挡板分别对应内部流道而划分出相互对应的第一通风区与第二遮风区以及第一遮风区与第二通风区，藉以使得外部空气分别自第一端部的第一通风区流动至第二端部的第二遮风区与自第二端部的第二通风区流动至第一端部的第一遮风区，达到双向流动循环的目的，藉以降低部分遮挡式转子组件旋转运作时的温度，以延长部分遮挡式转子组件的使用寿命。

附图说明

图1是显示现有技术的转子结构的立体图；

图2是显示图1的A─A剖视图；

图3是显示现有技术的转子结构的运转状态的温度位阶分布图；

图4是显示本发明第一实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体分解图；

图5是显示本发明第一实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体图；

图6是显示图5的B─B剖视图；

图7是显示本发明第一实施例所提供的部分遮挡式转子组件的运转状态的温度位阶分布图；

图8是显示本发明第二实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体分解图；

图9是显示本发明第二实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体图；

图10是显示本发明第三实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体分解图；以及

图11是显示本发明第三实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体图。

附图标记说明

PA1：转子结构

PA11：转子本体

PA111：导流片

PA12：挡板

PAF：气流

PACF：离心气流

PAD：延伸方向

PAIT：内部流道

PAP1：第一端部

PAP2：第二端部

PAT：导流通道

1、1a、1b：部分遮挡式转子组件

11、11a：转子本体

111、111a：导流片

12、12a、12b：第一挡板

121：第一遮风结构

121b1、121b2：第一遮风子结构

122a、122b：第一通风口

123a、123b1、123b2：第一导流阻挡结构

13、13a、13b：第二挡板

131：第二遮风结构

131b1、131b2：第二遮风子结构

132a、132b：第二通风口

133a、133b1、132b2：第二导流阻挡结构

A1、A2：外部空气

BA1：第一遮风区

BA11a、BA11b：第一遮风子区域

BA2：第二遮风区

BA21a、BA21b：第二遮风子区域

CF1：第一离心气流

CF2：第二离心气流

D：延伸方向

IT、IT1、IT2：内部流道

P1：第一端部

P2：第二端部

T：导流通道

VA1：第一通风区

VA11a、VA11b：第一通风子区域

VA2：第二通风区

VA21a、VA21b：第二通风子区域

具体实施方式

请参阅图4至图5，其中，图4是显示本发明第一实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体分解图；以及，图5是显示本发明第一实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体图。如图所示，一种部分遮挡式转子组件1，包含一转子本体11、一第一挡板12与一第二挡板13。

转子本体11，自一第一端部P1沿一延伸方向D延伸至一第二端部P2，也开设多个自第一端部P1沿延伸方向D延伸至第二端部P2的内部流道IT，且第一端部P1与第二端部P2具有多个导流片111。

第一挡板12，设置于第一端部P1，并对应内部流道IT而划分岀一第一通风区VA1与一第一遮风区BA1，并在第一遮风区BA1设置有一第一遮风结构121，第一遮风结构121的用途是阻挡一外部空气A1(标示于图6)经由第一遮风区BA1流入第一遮风区BA1所对应到的内部流道IT。而第一通风区VA1因为没有设置第一遮风结构121，故外部空气A1不会受到阻挡，因此，外部空气A1可以流入第一通风区VA1所对应到的内部流道IT。

如图5所示，第一遮风区BA1即为右半部受第一遮风结构121所遮挡的区域，而第一通风区VA1即为左半部没有被第一遮风结构121所遮挡的区域。在第一实施例中，内部流道IT的数量共有十二个，第一遮风区BA1与第一通风区VA1各自对应六个内部流道IT，可达到较佳的散热效果。

第二挡板13，设置于第二端部P2，也对应内部流道IT而划分岀一第二通风区VA2与一第二遮风区BA2，并在第二遮风区BA2设置有一第二遮风结构131，其中，第二通风区VA2对应第一遮风区BA1，而第二遮风区BA2对应第一通风区VA1。第二遮风结构131用以阻挡另一外部空气A2(标示于图6)经由第二遮风区BA2流入所对应的内部流道IT。

第一挡板12、第二挡板13与各自接触的任两相邻导流片111会形成一导流通道T，藉以形成多个导流通道T(附图仅标示其中一者)。

在此需说明的是，外部空气实际上就是部分遮挡式转子组件1所在环境的空气，而在此使用外部空气A1与另一外部空气A2仅为了明确说明，外部空气A1指第一端部P1所在环境的空气，而另一外部空气A2指第二端部P2所在环境的空气。

接着，请一并参阅图4至图7，其中，图6是显示图5的B─B剖视图；以及，图7是显示本发明第一实施例所提供的部分遮挡式转子组件的运转状态的温度位阶分布图。

如图6所示，因为需要更详细的说明，故在此内部流道IT以内部流道IT1与IT2表示。内部流道IT1对应第一遮风区BA1与第二通风区VA2，内部流道IT2对应第一通风区VA1与第二遮风区BA2。在马达开始运转，部分遮挡式转子组件1随之旋转时，第一端部P1与第二端部P2的导流片111会各自产生一第一离心气流CF1与一第二离心气流CF2。在此需说明的是，导流片111的用意主要为导引或是产生气流，类似一般电风扇扇叶的功能，又导流片111普遍利用铝材质所制成，故在业界又称“铝叶”、“转子铝叶”或是“转子扇叶”。但不以此为限，只要可以导引或产生气流，导流片111也可利用铁、合金、白铁、塑胶等材质制造而成。

当第一离心气流CF1与第二离心气流CF2经由导流通道T向外流出后，第一遮风区BA1与第二遮风区BA2各自形成一低压带，周围的外部空气会往低压带流动，然而，第一遮风结构121会阻挡外部空气自第一遮风区BA1流入，因此，与第一遮风区BA1相连通的第二通风区VA2周遭的外部空气A2，会流入内部流道IT1，并持续流动至第一遮风区BA1，且同时吸收转子本体11所产生的热能，再变成第一离心气流CF1向外流出。

与此同时，与第二遮风区BA2相连通的第一通风区VA1周遭的外部空气A1，会流入内部流道IT2，并持续流动至第二遮风区BA2，且同时吸收转子本体11所产生的热能，再变成第二离心气流CF2向外流出。

因第一遮风区BA1与第二通风区VA2对应相同的内部流道，且数量为六个，表示内部流道IT1总共有六个；第一通风区VA1与第二遮风区BA2对应相同的内部流道，且数量为六个，表示内部流道IT2总共有六个。因此，在本实施例中，内部流道IT可以区分成两种，一种是内部流道IT1，另一种是内部流道IT2。在内部流道IT1中，外部空气A1自第二端部P2流动至第一端部P1，而在内部流道IT2中，外部空气A2自第一端部P1流动至第二端部P2，可以达到双向流通的功效，也不用在马达框架或是定子结构上开设通道(风沟)，简化了制程的复杂度，也降低了制造成本。

图7为本发明第一实施例的模拟分析结果，可一并比较图3，可以明显看出，在本实施例的模拟数据中，部分遮挡式转子组件1的温度位阶分布图，温度位阶较高的区域明显减少(如温度位阶10)，且转子本体11整体的温度位阶分布区域普遍温度位阶皆下降，表示本实施例所提供的部分遮挡式转子组件1可有效达到降低温度的功效。

请参阅图8与图9，其中，图8是显示本发明第二实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体分解图；以及，图9是显示本发明第二实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体图。如图所示，一种部分遮挡式转子组件1a，包含一转子本体11a、一第一挡板12a与一第二挡板13a。

转子本体11a与第一实施例中的转子本体11大致相同，差异仅在于多个导流片111a，在第一实施例中，为了避免导流片111产生离心气流，使得第一通风区VA1与第二通风区VA2流入的外部空气A1与A2被离心气流所挟带走，故导流片111仅设置于第一遮风区BA1与第二遮风区BA2。

在本实施例中，为了避免转子本体11a两端配重不均，故导流片111a环设于第一端部P1与第二端部P2，也即第一通风区VA1与第二通风区VA2也具有导流片111a。虽然可能牵引走部分本要流入第一通风区VA1与第二通风区VA2的外部空气A1与A2，但是，可以确保转子本体11a的两端配重接近相同，运转时不会因为配重不均而造成部分遮挡式转子组件1a的损坏。

而第一挡板12a与第二挡板13a，也会对应内部流道IT而划分岀相对应的第一遮风区BA1与第二通风区VA2以及相对应的第一通风区VA1与第二遮风区BA2。而与第一实施例的差异点以第二挡板13a举例说明，第二挡板13a在第二遮风区BA2设置有第二遮风结构131，并在第二通风区VA2开设有一第二通风口132a与具有一第二导流阻挡结构133a，第二通风口132a用以供外部空气A2(标示于图6)流入第二通风区VA2所对应的内部流道IT，而第二导流阻挡结构133a的用意防止经由第二通风口132a流入的外部空气A2受第二端部P2的导流片111a导引，而无法流入内部流道IT。

同理，第一挡板12a中的第一遮风结构121、第一通风口122a与第一导流阻挡结构123a各自与第二遮风结构131、第二通风口132a与第二导流阻挡结构133a相同。

最后，请参阅图10与图11，其中，图10是显示本发明第三实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体分解图；以及，图11是显示本发明第三实施例所提供的部分遮挡式转子组件的立体图。如图所示，一种部分遮挡式转子组件1b，包含一转子本体11a、一第一挡板12b与一第二挡板13b。其中，转子本体11a与第二实施例相同，故不多加赘述。

与前两个实施例不同之处在于，第一通风区划分成多个第一通风子区域，在此为二个第一通风子区域VA11b与VA11a，第一遮风区对应地划分成第一遮风子区域BA11b与BA11a，同理，第二通风区与第二遮风区也划分成二个第二通风子区域VA21a与VA21b与二个第二遮风子区域BA21a与BA21b。以第一挡板12b举例说明，第一挡板12b的第一遮风结构包含多个第一遮风子结构，在此为二第一遮风子结构121b1与121b2，第一遮风子结构121b1与121b2对称性地设置。并开设有一第一通风口122b，第一通风口122b也成对称性地开设。而第一遮风子结构121b1与121b2会对应一部分的内部流道IT，较佳者为一半数量的内部流道IT；第一通风口122b会对应剩余部分的内部流道IT。此外，第一通风口122b的周围也具有多个第一导流阻挡结构123b1与123b2，其用途与第二实施例中的第一导流阻挡结构123a相同，故不多加赘述。

同理，第二挡板13b中的第二遮风子结构131b1、131b2、第二通风口132b、第二导流阻挡结构133b1与132b2，分别跟第一挡板12b中的第一遮风结构121b1、121b2、第一通风口122b、第一导流阻挡结构123b1与123b2相同，故不多加说明。而在第三实施例中，转子本体11a两端的配重会比第二实施例中更为平均，再度降低因为配重不均可能衍生出的问题。

综上所述，相较于现有技术的转子结构仅能单向流入气流，且气流不断吸收转子本体所产生的热能，因此，当气流流动至出气流口时，温度会较流入至进气口时来的高，导致越接近出气流口时的温度会较高，散热效果会较差。在本发明所提供的部分遮挡式转子组件，利用第一挡板与第二挡板分别对应内部流道所划分出的第一通风区、第一遮风区、第二通风区与第二遮风区，其中，第一通风区对应第二遮风区，第一遮风区对应第二通风区。因此，外部空气自第一通风区流动至第二遮风区，另一外部空气自第二通风区流动至第一遮风区，可达到不需在马达框架与定子结构上开设通道(风沟)的情况下，即可双向流动循环的目的，并达到更佳的散热效果，也避免了前述开设风沟所造成的种种问题。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明权利要求的范畴内。

Claims (2)

1.一种部分遮挡式转子组件，包含：

转子本体，开设有多个自第一端部延伸至第二端部的内部流道，且所述第一端部与所述第二端部具有多个导流片，藉以在所述转子本体旋转时，在所述第一端部产生第一离心气流，并在所述第二端部产生第二离心气流；

第一挡板，设置于所述第一端部，对应于所述多个内部流道而划分出第一通风区与第一遮风区，并在所述第一遮风区设置有半圆形的第一遮风结构，藉以允许外部空气经由所述第一通风区流入所对应的一部分的所述多个内部通道，并阻挡所述外部空气经由所述第一遮风区流入所对应的另一部分的所述多个内部通道；以及

第二挡板，设置于所述第二端部，对应于所述多个内部流道而划分出对应于所述第一遮风区的第二通风区与对应于所述第一通风区的第二遮风区，并在所述第二遮风区设置有一半圆形的第二遮风结构，藉以允许另一外部空气经由所述第二通风区流入所对应的上述另一部分的所述多个内部通道，并阻挡上述另一外部气流经由所述第二遮风区流入所对应的上述一部分的所述多个内部流道。

2.根据权利要求1所述的部分遮挡式转子组件，其中，所述多个导流片设置于所述第一端部的所述第一遮风区与所述第二端部的所述第二遮风区。

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