CN210608817U - 风扇电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风扇电机，其为外转子型的风扇电机，具备：定子；绕在上下延伸的中心轴旋转的轴；以能够相对于上述定子旋转的方式支撑上述轴的轴承；以及通过轴外壳连接于上述轴的叶轮，上述轴具备在轴向上延伸的热导管，上述轴外壳是连接于上述轴且在径向上扩大的金属制。

Description

风扇电机

技术领域

本实用新型涉及外转子型的风扇电机。

背景技术

在专利文献1中公开了现有的电机。专利文献1中公开的电机在旋转轴的内部埋入热导管，在旋转轴的外周部设置转子。旋转轴作为输出轴从壳体的一端侧突出而构成。热导管从壳体的另一端侧突出并设置多个散热片。由此，从热导管向散热片传递在转子中产生的热量，通过散热片向外部释放。

现有技术文献

专利文献1：日本特开昭56-16088号公报

在实现电机的高输出化的情况下，担心定子中的卷线温度上升。在专利文献1所公开的电机中，关于定子的温度上升并未考虑。由此，不能够实现电机的高输出化便成为课题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够高效地向外部释放在定子中产生的热量的风扇电机。

本实用新型的示例的风扇电机为外转子型的风扇电机，具备：定子；绕在上下延伸的中心轴旋转的轴；以能够相对于上述定子旋转的方式支撑上述轴的轴承；以及通过轴外壳连接于上述轴的叶轮，上述轴具备在轴向上延伸的热导管，上述轴外壳是连接于上述轴且在径向上扩大的金属制。

上述热导管的直径是上述轴的直径的1/2以上。

上述轴与上述轴外壳的连接部的轴向长度比上述轴的直径长。

上述轴外壳的直径是上述轴的直径的2倍以上。

上述叶轮具备连接于上述轴外壳且在径向上扩大的叶轮盖部，

上述轴外壳的直径是上述叶轮盖部的直径的1/2以上。

上述热导管在上述轴与上述轴外壳的连接部的轴向长度的1/2以上的长度上，在径向上与上述轴外壳对置。

上述轴外壳的在径向上扩大的表面具备凹凸部。

上述定子由树脂覆盖。

上述轴承是套筒轴承。

本实用新型的效果如下。

根据本实用新型的示例的风扇电机，在定子中产生的热量通过轴以及热导管向轴外壳传递。轴外壳是金属制且热传导率高，高效地向在径向上扩大的一面传递热量，能够高效地散热。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式的风扇电机的一例的整体立体图。

图2是风扇电机的纵剖视图。

图3是风扇电机的局部纵剖视图。

图4是轴外壳以及叶轮的立体图。

图5是变形例1的风扇电机的局部纵剖视图。

图6是变形例2的风扇电机的局部纵剖视图。

图7是变形例3的风扇电机的局部纵剖视图。

图中：1—风扇电机，2—壳体，3—叶轮，4—电机，6—填充部，21—壳体筒部，22—肋部，31—叶轮罩，32—叶片，41—轴，42—转子，51—定子，52—罩部件，53—基座部，54—电路基板，55—轴承支架，56—轴承，141—轴，156—轴承，221—吸气口，222—排气口，311—叶轮盖部，411—轴外壳，412—热导管，413—连接部，421—转子磁轭，422—磁铁，511—定子铁芯，512—绝缘体，513—线圈，1411—孔部，1412—热导管，3111—开口部，4111—凹凸部，C—中心轴。

具体实施方式

以下，关于本实用新型的示例的实施方式，参照附图详细地进行说明。在本说明书中，将风扇电机的中心轴延伸的方向简称为“轴向”，将风扇电机的中心轴作为中心并与中心轴正交的方向简称为“径向”，将沿以风扇电机的中心轴为中心的圆弧的方向简称为“圆周方向”。另外，在本说明书中，为了便于说明，将轴向作为上下方向，将图2中的上下方向作为风扇电机的上下方向来说明各部的形状以及位置关系。风扇电机的“上侧”是“吸气侧”，“下侧”是“排气侧”。并且，该上下方向的定义并不限定风扇电机使用时的方向以及位置关系。另外，在本说明书中，将平行于轴向的剖面称为“纵剖面”。另外，在本说明书中使用的“平行”、“正交”在严谨的意思中并不是表示平行、正交的意思，包括大致平行、大致正交。

＜1.风扇电机的整体结构＞

图1是本实用新型的实施方式的风扇电机1的一例的整体立体图。图2是风扇电机1的纵剖视图。图3是风扇电机1的局部纵剖视图。

风扇电机1是外转子型的风扇电机。风扇电机1具备壳体2、叶轮3、电机4。电机4具备轴41、轴外壳411、转子42、定子51、轴承56。即，本实施方式的风扇电机1具备定子51、轴41、轴外壳411、轴承56、叶轮3。

壳体2相比于叶轮3以及电机4配置于外侧。壳体2具备壳体筒部21、肋部22。

壳体筒部21配置于叶轮3的径向外侧。壳体筒部21是在轴向上下延伸的圆筒状。在壳体筒部21的内部收纳叶轮3以及电机4。在壳体筒部21的轴向上端配置作为圆形状的开口部的吸气口221。在壳体筒部21的轴向下端配置作为圆形状的开口部的排气口222。

肋部22配置于壳体筒部21的径向内侧。肋部22配置于壳体筒部21的轴向下部，与排气口222邻接。与轴向正交的方向中的肋部22的外端部连接于壳体筒部21的径向内侧面。与轴向正交的方向中的肋部22的内端部连接于后述的基座部53的径向外侧面。肋部22在与轴向正交的方向上延伸并连接壳体筒部21和基座部53。即，壳体2通过肋部22支撑电机4。肋部22在圆周方向上排列多个。在壳体筒部21的径向内侧流通的空气通过相邻的肋部22之间。

叶轮3配置于壳体2的径向内侧且电机4的径向外侧。叶轮3通过电机4而绕中心轴C旋转。叶轮3具备叶轮罩31和多个叶片32。

叶轮罩31固定于电机4。叶轮罩31是在轴向上侧具有叶轮盖部311的大致圆筒状的部件。在叶轮盖部311的径向内端上连接电机4的轴外壳411。叶轮3通过轴外壳411连接于轴41。在叶轮罩31的径向内侧固定电机4的转子42。多个叶片32在叶轮罩31的径向外面上沿圆周方向排列。

电机4配置于壳体2的径向内侧。电机4通过肋部22被壳体2支撑。电机4使叶轮3绕中心轴C旋转。如上述，电机4具备轴41、轴外壳411、转子42、定子51、轴承56。而且，电机4具备罩部件52、基座部53、电路基板54、轴承支架55。

轴41沿中心轴C配置。轴41例如由铝、不锈钢等的金属构成，是在上下延伸的柱状的部件。轴41通过轴承56能绕中心轴C旋转地被支撑。即，轴41绕在上下延伸的中心轴C旋转。在轴41的轴向上端部上连接轴外壳411。在轴外壳411的径向外端连接叶轮罩31。

转子42配置于定子51的径向外侧。转子42相对于定子51绕中心轴C旋转。转子42具备转子磁轭421、磁铁422。

定子51被固定于保持轴承56的筒状的轴承支架55的径向外侧面。定子51是将中心轴C作为中心的环状。定子51在径向上与绕在上下延伸的中心轴C旋转的转子42对置。定子51具备定子铁芯511、绝缘体512、线圈513。

定子铁芯511例如在上下层叠硅钢板等的电磁钢板而构成。定子铁芯511固定于轴承支架55的径向外侧面。定子铁芯511的径向外侧面在径向上与磁铁422的径向内侧面对置。

绝缘体512例如由具有绝缘性的树脂构成。绝缘体512包围定子铁芯511的外面而设置。线圈513由隔着绝缘体512卷绕在定子铁芯511的周围的导线构成。该导线与电路基板54电连接。

罩部件52配置于定子51的轴向上侧以及径向外侧。本实施方式的罩部件52至少收纳定子51的轴向上部。并且，详细的说，定子51将罩部件52分隔并在径向上与转子42对置。并且，也存在没有罩部件52的情况。

基座部53配置于定子51的轴向下侧且风扇电机1的轴向下端。本实施方式的基座部53至少覆盖定子51的轴向下侧。

电路基板54配置于定子51与基座部53之间。即，本实施方式的电路基板54在轴向上与定子51以及基座部53对置。电路基板54是例如将中心轴C作为中心而向径向扩大的圆板状。在电路基板54上电连接线圈513的导线。在电路基板54上安装用于向线圈513供给驱动电流的电子电路。

轴承支架55配置于定子51以及基座部53的径向内侧。轴承支架55是将中心轴C作为中心的圆筒状。轴承支架55的轴向下部固定于基座部53。轴承支架55的轴向上端位于轴外壳411的轴向下侧。在轴承支架55的径向内侧上收纳并保持轴方向上下一对排列的轴承56。在轴承支架55的径向外侧面上固定定子铁芯511。

轴承56配置于轴承支架55的径向内侧。轴承56的一侧配置于定子51的轴向上侧。轴承56的另一侧配置于定子51的轴向下侧。轴承56例如是轴向上下一对的球轴承。轴承56相对于定子51能旋转地支撑轴41。

在上述结构的风扇电机1中，若通过电路基板54向定子51的线圈513供给驱动电流，则在定子铁芯511上产生径向的磁通。由定子51的磁通产生的磁场和由磁铁422产生的磁场作用，在转子42的圆周方向上产生转矩。通过该转矩，转子42以及叶轮3以中心轴C为中心旋转。若叶轮3旋转，则通过多个叶片32产生气流。即，能在风扇电机1上产生将上侧作为吸气侧、将下侧作为排气侧的气流，进行送风。

＜2.风扇电机的详细结构＞

轴41具备在轴向上延伸的热导管412。本实施方式的热导管412的上端被埋入轴41。即，轴41自身具有热导管构造。

热导管412从定子51的轴向下侧在轴向上下延伸。热导管412的上端是轴41的轴向上端部，配置于轴41与轴外壳411的连接部413。即，热导管412在定子51的轴向全区域上在径向上与定子51对置。

在热导管412的内部具备少量的工作流体、设置于内壁的吸油绳(毛细管构造体)。若加热热导管412的定子51侧(高温部)，则工作流体吸收热量而蒸发。工作流体蒸汽通过热导管412的内部空间向轴外壳411侧(低温部)移动。工作液体蒸汽在轴外壳411侧(低温部)被冷却并冷凝而返回液体，被吸油绳吸收。被吸油绳吸收的工作流体通过吸油绳的毛细管作用向定子51侧(高温部)移动。如此，通过工作流体在热导管412内循环，热量从定子51侧(高温部)向轴外壳侧411侧(低温部)移动。

轴外壳411连接于轴41的轴向上端部的径向外侧面。轴外壳411例如是将中心轴C作为中心并向径向扩大的圆板状的金属制的部件。即，本实施方式的轴外壳411是连接于轴41且向径向扩大的金属制。轴41与轴外壳411的连接部413配置于轴外壳411的中心。

轴外壳411与设置于叶轮罩31的叶轮盖部311的开口部3111嵌合。开口部3111在上下贯通叶轮盖部311。轴外壳411的径向外端连接于叶轮盖部311。

根据上述结构，定子51中产生的热量通过轴41以及热导管412向轴外壳411传递。轴外壳411是金属制且热传导率高，热量有效地传递到向径向扩大的一面，能够高效地散热。

通过叶轮3的旋转，在轴外壳411的表面上产生空气流。另外，通过轴外壳411的旋转也会产生从轴外壳411的中心向径向外侧的流。通过这两个空气流能提高散热特性。

另外，由于通过连接加工轴41与叶轮3的轴外壳411进行散热，因此不需要在轴41上设置如现有的散热风扇。因此，能够实现风扇电机1的小型化。此时，向径向扩大的轴外壳411由于嵌合于向径向扩大的盖部311的开口部3111，因此能在轴向上缩小风扇电机1。

轴承56由于是球轴承，因此滑动摩擦小，发热少。由此，作为球轴承的的轴承56能够较低地抑制轴承自身的温度，能实现长寿命化。

热导管412的直径D1是轴41的直径D2的1/2以上。热导管412的直径越大，则热量的传递区域就越大，能够向热导管412传递在定子51中产生的热量。由此，能提高散热特性。

轴41与轴外壳411的连接部413的轴向长度L1比轴41的直径D2长。连接部413的轴向长度L1越长，轴41与轴外壳411的热量的传递区域就越大，能够向轴外壳411传递在定子51中产生的热量。由此，能提高散热特性。

轴外壳411的直径D3是轴41的直径D2的2倍以上。轴外壳411的直径越大，向外部空气的散热区域就越大，能够向空气中释放定子51中产生的热量。由此，能提高散热特性。

叶轮3具备连接于轴外壳411且向径向扩大的叶轮盖部311。轴外壳411的直径D3是叶轮盖部311的直径D4的1/2以上。轴外壳411的直径越大，向外部空气的散热区域就越大，能够向空气中释放在定子51中产生的热量。

由此，能提高散热特性。

导热管412在轴41与轴外壳411的连接部413的轴向长度L1的1/2以上的长度上在径向上与轴外壳411对置。热导管412与轴外壳411的径向对置区域在轴向上越长，轴41与轴外壳411的热量的传递区域就越大，能够向轴外壳411传递定子51中产生的热量。由此，能提高散热特性。

图4是轴外壳411以及叶轮3的立体图。轴外壳411向径向扩大的表面具备凹凸部4111。凹凸部4111配置于轴外壳411的轴向上面。凹凸部4111在将中心轴C作为中心的圆周方向上交替配置向轴向上下的凹凸而构成。根据该结构，凹凸部4111增加轴外壳411的表面积，作为散热装置而发挥功能。另外，凹凸部4111作为叶片进行工作，能够促进轴外壳411的表面的空气的流动。因此，能进一步提高散热特性。

＜3.电机的变形例＞

＜3-1.电机的变形例1＞

图5是变形例1的风扇电机1的局部纵剖视图。变形例1的风扇电机1具备轴141。轴141具备在轴向上延伸的热导管1412。轴141与热导管1412为不同的部件。热导管1412插入设置于轴141的孔部1411。孔部1411沿中心轴C从轴141的轴向上端面向轴向下侧延伸。

即使在上述变形例1的结构中，在定子51中产生的热量也通过轴141以及热导管1412向轴外壳411传递。轴外壳411是金属制且热传导率高，高效地向径向扩大的一面传递热量，能够高效地散热。

＜3-2.电机的变形例2＞

图6是变形例2的风扇电机1的局部纵剖视图。变形例2的风扇电机1具备填充部6。填充部6在罩部件52的内部填充到该罩部件52与定子51之间。另外，填充部6填充到基座部53与罩部件52之间。并且，也存在不使用罩部件52地设置填充部6的情况。

作为构成填充部6的填充材料，例如是硅酮树脂等的合成树脂材料。并且，作为构成填充部6的填充材料可以是天然橡胶等的天然树脂材料。即，本实施方式的定子51由树脂覆盖。详细地说，定子铁芯511、绝缘体512以及线圈513的外侧面由树脂覆盖。

由树脂覆盖了定子51的模制电机难以冷却定子51的内部。而且，树脂热传导率低，难以向外部释放定子51内部的热量。相对于此，根据上述变形例2的结构，能通过轴41以及热导管412向轴外壳411传递定子51的内部的热量，并向外部释放。

＜3-3.电机的变形例3＞

图7是变形例3的风扇电机1的局部纵剖视图。变形例3的风扇电机1具备轴承156。轴承156是套筒轴承。轴承156将中心轴C作为中心、在上下沿轴向延伸。轴承156在轴向上下从定子51的轴向下侧延伸至定子51的轴向上侧。即，轴承156在定子51的轴向全区域上，在径向上与定子51对置。

根据上述变形例3的结构，由于相比较于使用球轴承的情况轴承156与轴41的接触区域大，因此能够高效地向轴41传递定子51的热量。因此，能提高散热特性。

＜4.其他＞

以上，关于本实用新型的实施方式进行了说明，但本实用新型的范围并不限于此，在未脱离本实用新型宗旨的范围内能够增加多种变更实施。另外，上述实施方式与其变形例能够适当地任意组合。

产业上的可利用性如下。

本实用新型例如能在风扇电机中利用。

Claims (9)

1.一种风扇电机，其为外转子型的风扇电机，该风扇电机的特征在于，

具备：

定子；

绕在上下延伸的中心轴旋转的轴；

以能够相对于上述定子旋转的方式支撑上述轴的轴承；以及

通过轴外壳连接于上述轴的叶轮，

上述轴具备在轴向上延伸的热导管，

上述轴外壳是连接于上述轴且在径向上扩大的金属制。

2.根据权利要求1所述的风扇电机，其特征在于，

上述热导管的直径是上述轴的直径的1/2以上。

3.根据权利要求1或2所述的风扇电机，其特征在于，

上述轴与上述轴外壳的连接部的轴向长度比上述轴的直径长。

4.根据权利要求1所述的风扇电机，其特征在于，

上述轴外壳的直径是上述轴的直径的2倍以上。

5.根据权利要求1所述的风扇电机，其特征在于，

上述叶轮具备连接于上述轴外壳且在径向上扩大的叶轮盖部，

上述轴外壳的直径是上述叶轮盖部的直径的1/2以上。

6.根据权利要求1所述的风扇电机，其特征在于，

上述热导管以上述轴与上述轴外壳的连接部的轴向长度的1/2以上的长度在径向上与上述轴外壳对置。

7.根据权利要求1所述的风扇电机，其特征在于，

上述轴外壳的在径向上扩大的表面具备凹凸部。

8.根据权利要求1所述的风扇电机，其特征在于，

上述定子由树脂覆盖。

9.根据权利要求1所述的风扇电机，其特征在于，

上述轴承是套筒轴承。

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