CN1926749B - 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)和风扇罩(4)。风扇罩(4)包覆叶轮(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)。在风扇罩(4)上设置有从比空气吸入口(5)更外侧的位置向叶轮(2)延伸的分隔构件(7)。在分隔构件(7)的外周与风扇罩(4)的内表面之间形成有空洞部(8)。因该空洞部(8)处产生的旋涡的空化效果而形成负压，使经由叶轮(2)的空气主流靠近叶轮(2)的叶片(3)的前端侧，从而提高叶轮(2)的空气动力性能及运转声特性。

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7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。叶轮2具有多个叶片3，在风扇罩4上形成有空气吸入口5及空气吹出口6。叶轮2具有外周面A、前表面B及后表面C。在该冷却装置中，从空气吸入口5吸入的空气流W在风扇罩4内如虚线f′所示，几乎不从叶轮2的后表面C吹出。因此，在将现有的冷却装置应用到小型高输出马达上时，存在风扇性能引起的冷却不足问题，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。
例如专利文献1提出一种技术，使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，使叶片的外径比电动机外壳的外径大。
专利文献1：日本专利特开平11-289716号公报
发明内容
在上述专利文献1所公开的技术中，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。即，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。
为了解决上述问题，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，在所述风扇罩上设置有从比所述空气吸入口更外侧的位置向所述叶轮延伸的分隔构件，并且，在该分隔构件的外周与所述风扇罩的内表面之间形成有空洞部。
采用上述构成，因分隔构件外周与风扇罩内表面之间的空洞部处产生的旋涡的空化效果而形成负压，使经由叶轮的空气主流靠近叶轮上的叶片的前端侧。结果是，叶轮的叶片可有效地发挥作用，提高叶轮的空气动力性能(换言之为冷却性能)及运转声特性。
在上述马达的冷却装置中，最好使所述分隔构件的前端部与所述叶轮的叶片的前表面前端部前面前端部对置。此时，分隔构件外周与风扇罩内表面之间的空洞部产生的空化效果更加显著。
所述分隔构件的内周径φ1最好比所述叶片3的前表面前端部3a的内径φ2大。此时，空气流从叶片剥离的剥离区域减少，可进一步提高叶轮的冷却性能及运转声特性。
所述分隔构件7的外周径φ3最好比所述叶轮2的外径φ4小。此时，除空洞部的空化效果外，还具有循环流形成效果，因此，叶片面可更加有效地发挥作用，进一步提高叶轮的冷却性能及运转声特性。
最好在所述叶轮的出口设置缩流空间，该缩流空间在所述叶轮的叶片的背面附近具有入口，且由具有向半径方向斜后外方扩大的周面的马达端面、以及形成在所述风扇罩内表面的空间区划构件构成。此时，叶轮出口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。
也可在所述缩流空间的下游设置向所述空气吹出口扩大的扩大流路。此时，由于扩大流路的扩散效果，吹出流所具有的动压被有效地转换成静压，可进一步提高冷却性能。
也可在所述扩大流路的下游端配设所述马达的冷却翅片的端部、或使所述扩大流路的下游端与冷却翅片的端部对置。此时，可形成朝向冷却翅片的汇聚流，提高冷却性能。
作为所述叶轮也可采用径向板叶轮，此时，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°，故由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。
也可在所述叶轮的叶片的前缘部附设细齿。此时，叶片前缘的空气流紊乱与叶片后缘干涉产生的干涉声减小，可进一步提高运转声特性。
也可使所述分隔构件相对所述风扇罩装卸自如。此时，如预先准备多种分隔构件，则可针对叶片外径和宽度不同的叶轮而在不改变风扇罩形状的情况下仅变更分隔构件即可应对，从而规格变更容易。
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半剖视图。
图2是表示第一实施例的冷却装置的变形例的半剖视图。
图3是表示第二实施例的马达的冷却装置的半剖视图。
图4是表示第三实施例的马达的冷却装置中的叶轮的主要部分的半剖视图。
图5是表示第四实施例的马达的冷却装置的半剖视图。
图6是表示第五实施例的马达的冷却装置的半剖视图。
图7是表示现有的马达的冷却装置的半剖视图。
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。
第一实施例：
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的风扇罩4。风扇罩4在前表面具有多个空气吸入口5，在后方具有空气吹出口6。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。由于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。
在所述风扇罩4上设置有从所述空气吸入口5的外侧(即风扇罩4的前表面4a的外周部位)向所述叶轮2的叶片3的前表面3a延伸的环状分隔构件7。在该分隔构件7的外周与所述风扇罩4的内表面之间形成有环状的空洞部8。
所述风扇罩4包括：具有所述空气吸入口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的下游端侧向空气吹出口6延伸的大致圆筒部4c。空气吹出口6与马达1的冷却翅片11对置。
采用上述构成，因分隔构件7与风扇罩4之间的空洞部8处产生的旋涡E的空化效果而形成负压，从而使经由叶轮2的空气主流f比现有的空气主流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)及运转声特性。
所述分隔构件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，可使分隔构件7的向内凸缘部12接近叶片前表面3a，从而空洞部8的空化效果更加显著。
另外，所述分隔构件7的内周径φ1比所述叶片3的前表面项端部3a的内径φ2大。此时，剥离区域减少，可进一步提高叶轮2的冷却性能和运转声特性。
所述分隔构件7的外周径φ3比所述叶轮2的外径φ4小。此时，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及分隔构件7是合成树脂制成的一体成形品，但也可使分隔构件7相对风扇罩4装卸自如。在使分隔构件7相对风扇罩4装卸自如的场合，例如在像图2所示的马达的冷却装置那样使用减小了叶片3的外径和宽度的叶轮2时，可采用安装于风扇罩4的前表面4a的由大径圆筒部7a和小径圆筒部7b构成的分隔构件7。即，如图1及图2的例子所示，可预先准备多种分隔构件7，在不改变风扇罩4形状的情况下仅变更分隔构件7即可应对叶轮2的变更，从而规格变更容易。
第二实施例：
图3表示本发明第二实施例的马达的冷却装置。此时，风扇罩4的圆锥部4b被分成隔着中间圆筒部4b2的前部圆锥部4b1和后部圆锥部4b3。并且，风扇罩圆锥部4b的中间圆筒部4b2形成为覆盖分隔构件7的前端部外方。这样，形成在分隔构件7与风扇罩4之间的空洞部8的外径缩小，因此，可加强空洞部8的空化效果。其他构成及作用效果与第一实施例相同，故省略其说明。
第三实施例：
图4表示本发明第三实施例的马达的冷却装置中使用的叶轮的主要部分。
此时，在叶轮2的叶片3的前缘部附设有细齿9。这样，叶片3前缘的空气流紊乱与叶片3后缘间干涉而产生的干涉声减小，可进一步提高运转声特性。其他构成及作用效果与第一实施例相同，故省略其说明。
第四实施例：
图5表示本发明第四实施例的马达的冷却装置。此时，在叶轮2的出口设置有缩流空间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、以及配设在所述风扇罩4内表面的空间区划构件10构成。在本实施例中，所述空间区划构件10由风扇罩4的圆锥部4b的内表面形成，但也可取代这种结构，在风扇罩圆锥部4b的内表面安装另外的构件来构成空间区划构件10。
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可如图5中实线所示将风扇罩4的圆筒部4c的下游端部弯曲扩大形成，也可如图5中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。这样，叶轮2出口侧的空气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。另外，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，可形成朝向冷却翅片11的汇聚流，提高冷却性能。另外，也可使该扩大流路S2的下游端的轴向位置在周向上变化。其他构成及作用效果与第一实施例相同，故省略其说明。
第五实施例：
图6表示本发明第五实施例的马达的冷却装置。在本实施例中，也设置有与上述第四实施例相同的缩流空间S1及扩大流路S2。与上述第四实施例的不同之处在于：所述扩大流路S2的下游端与所述马达1的冷却翅片11的端部对置。尽管如此也可得到与上述第四实施例相同的作用效果。

Claims (9)

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)，在所述风扇罩(4)上设置有从比所述空气吸入口(5)更外侧的位置向所述叶轮(2)延伸的分隔构件(7)，并且，在该分隔构件(7)的外周与所述风扇罩(4)的内表面之间形成有空洞部(8)，所述分隔构件(7)的前端部与所述叶轮(2)的叶片(3)的前表面前端部(3a)对置，
其特征在于，所述分隔构件(7)的内周径(φ1)比所述叶片(3)的前表面前端部(3a)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，所述分隔构件(7)的外周径(φ3)比所述叶轮(2)的外径(φ4)小。
3.如权利要求1所述的马达的冷却装置，其特征在于，在所述叶轮(2)的出口设置有缩流空间(S1)，该缩流空间(S1)在所述叶轮(2)的叶片(3)的背面附近具有入口，且该缩流空间(S1)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。
4.如权利要求3所述的马达的冷却装置，其特征在于，在所述缩流空间(S1)的下游设置有向所述空气吹出口(6)扩大的扩大流路(S2)。
5.如权利要求4所述的马达的冷却装置，其特征在于，在所述扩大流路(S2)的下游端配置有所述马达(1)的冷却翅片(11)的端部。
6.如权利要求4所述的马达的冷却装置，其特征在于，所述扩大流路(S2)的下游端与冷却翅片(11)的端部对置。
7.如权利要求1所述的马达的冷却装置，其特征在于，采用径向板叶轮作为所述叶轮(2)。
8.如权利要求7所述的马达的冷却装置，其特征在于，在所述叶轮(2)的叶片(3)的前缘部(3b)附设有细齿(9)。
9.如权利要求1所述的马达的冷却装置，其特征在于，所述分隔构件(7)相对所述风扇罩(4)装卸自如。
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