JP2017034985A - モータの放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】モータが有する複数の放熱経路により効果的に放熱を行うモータの放熱構造を提供する。【解決手段】モータの放熱構造は、ハウジング１、回転軸８、前カバー６及び放熱ファン７を備える。ハウジング１は、内部空間１５を有し、一端に形成された前面開口部１０と、他端に閉止した後壁１１とを有する。回転軸８は、ハウジング１内に回転可能に取付けられ、後壁１１から延びた回転軸８は、一端に設けられた出力端８０と、他端に設けられた連結端８９とを有する。前カバー６は、回転軸８が挿設される軸孔６１が中央部に形成される。放熱ファン７は、回転軸８の連結端８９に嵌着されて回転軸８と同期で回転する。ハウジング１の３つの周縁部には、前カバー６から一部分離された突出フィン１２と、突出フィン１２に対応する吸気口１３と、が間隔をおいてプレス成形により複数形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、モータの放熱構造に関し、特に、モータに設けられた複数の放熱経路により効果的に放熱を行い、モータのハウジング内に熱が溜まることを防いで、モータ運転の最高出力パワーを得て、モータの運転効率を高めるとともに、モータの使用寿命を延ばす、モータの放熱構造に関する。

現代の科学技術分野においてモータは広く利用されている動力機器である。しかし高パワーの大型モータ又は低パワーの小型モータであっても、モータのロータが回転すると、モータのハウジング内に熱が溜まり易く、モータが運転する際に発生する熱を適時排出させる放熱構造が足りない場合、モータ内部に溜まった熱により磁石の磁力が低下し、それに伴ってモータの運転効率が次第に低下する上、一定の温度に達すると、電機子中のエナメル線などの絶縁物が損壊したり、エナメル線に短絡が起きてモータ全体が焼損したりするなどの虞があった。このような欠点を改善するために、現在よく利用されている技術は、モータの中心部に設けられた回転軸の一端に有する放熱ファンにより、モータの運転中に上昇する温度を抑制する技術であるが、このような技術は、放熱ファンが空気流をモータのハウジング外周表面に吹き付けるだけであり、モータのハウジング内へ空気流を直接送りこんでモータ内部の熱を適時放出させることはできなかった。そのため、従来技術では、使用するモータのハウジング内に熱が溜まり易いという欠点を改善することはできなかった。

本発明の第１の目的は、モータが有する複数の放熱経路により効果的に放熱を行うモータの放熱構造を提供することにある。
本発明の第２の目的は、モータのハウジングの円周縁上に、プレス成形により、間隔をあけて形成された複数の突出フィンと、突出フィンに対応するように形成された吸気口と、が形成され、円形状に回る空気流が突出フィンにより遮られ、吸気口を介してモータのハウジングの内部空間に空気流が誘引され、モータの運転によりハウジングの内部空間に発生した熱を適時放出する、複数の放熱経路を有するモータの放熱構造を提供することにある。
本発明の第３の目的は、ハウジングの周面上に形成された隆起した２つの突出フィン間に、前後が貫通されて空気流が抵抗なく流れ込みやすいように通風路が形成され、ハウジング内に誘引されない空気流は、２つの突出フィン間の通風路を介してハウジングの外側も同時に放熱される、モータの放熱構造を提供することにある。
本発明の第４の目的は、高温環境下で放熱モータを運転する場合でも、放熱モータが焼損することを防ぎ、放熱モータを７０℃の密閉空間で長時間連続運転するテストでも焼損することがなかった、モータの放熱構造を提供することにある。

図１は、本発明の一実施形態に係るモータを示す分解斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るモータを示す斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るモータの別の角度からの斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るモータの前カバーの内側を示す斜視図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るモータの放熱構造を示す平面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るモータに、空気流を誘引してモータのハウジング内に溜まった熱を放出する使用状態を示す図５の線Ｅ−Ｅに沿った断面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るモータに、空気流を誘引してモータのハウジング内に溜まった熱を放出する使用状態を示す図５の線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。 図８は、本発明の一実施形態に係るモータのハウジング内の高温の空気流を、ハウジングの後壁の排風口を介して放出する使用状態の説明図である。

図１〜図３を参照する。図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る複数の放熱経路を有するモータの放熱構造は、内部空間１５を有するハウジング１を含む。ハウジング１の一端には、前面開口部１０が形成される。ハウジング１の他端には、閉止した後壁１１が形成される。後壁１１には、複数の排風口１４が間隔をあけて形成され、ハウジング１上にはプレス成形によりハウジング１から一部分離された突出フィン１２と、突出フィン１２に対応する吸気口１３と、が間隔をおいて複数形成される。突出フィン１２は、ハウジング１上に立設し、ハウジング１の直径の水平断面Ｃを基準とする。突出フィン１２の回転軸８側の立設角度θ２は、θ２＞９０度である（図５を参照する）。２つの隆起した突出フィン１２間には、前後が貫通されて空気流が抵抗なく流れ込みやすいように通風路１６が形成される。ハウジング１の内部空間１５内には、モータ構造に必要な部品（例えば、ロータ２、コイル３及び磁石４）が設置され、ハウジング１の後壁１１及び前面開口部１０の軸線上には回転軸８が配設される。後壁１１から延びた回転軸８は、一端に出力端８０が設けられる。出力端８０には、関連した伝動部材が接続される。回転軸８が回転するとそれに伴いモータが作動する（図７を参照する）。前述したモータのハウジング１の外周には、金属からなる電導コイル９が外嵌され、電導コイル９が導磁作用を有するため、モータが作動するときの運転効率が向上する。

前カバー６は、軸孔６１を有する中心ハブ６０が中央部に形成される。軸孔６１の外周には、流通口６４が間隔をおいて複数形成される。前カバー６の内表面には、装着筒６８，６９と、完全に貫通した貫通孔６６，６７とが形成される（図４を参照する）。ハウジング１の前面開口部１０に前カバー６が結合されると、導電用途の導電挿入片８１，８２が前カバー６の貫通孔６６，６７に挿通されて貫通孔６６，６７から外部へ延び、ハウジング１内に設けたダボロッド８３，８４が装着筒６８，６９に嵌着されるため、ハウジング１の前面開口部１０に前カバー６が固定される。勿論、前カバー６に装着円孔６５が形成され、ハウジング１内に設けた位置決め部（図示せず）にネジ（図示せず）が螺着され、ハウジング１に前カバー６が結合されると、回転軸８の最外端（即ち連結端８９）が中心ハブ６０の軸孔６１から延び、中心ハブ６０内で軸受（図示せず）が覆われるため、回転軸８が円滑に回転することができる。

放熱ファン７は、軸孔７０を有する。放熱ファン７は、軸孔７０を介して回転軸８の連結端８９に嵌着される。

図２及び図３は、ハウジング１、前カバー６及び放熱ファン７を組み合わせた状態を示す。図５に示すように、モータの回転軸８が動作すると、放熱ファン７が同期で回転して円形状に回る空気流が発生し、放熱ファン７の右側（図５で示された方向で見て右側）の気流が吸引されて放熱ファン７の左側へ案内され、複数の放熱経路を介してハウジング１の内部空間１５に空気流が誘引され、モータの運転によりハウジング１の内部空間１５に発生する熱を適時、効率良く放出することができる。本発明の複数の放熱経路の構造設計及びその効果を図５、図６、図７及び図８に示す。前カバー６及び放熱ファン７に発生する空気流は、両者がモータの回転軸８の軸線方向で互いに対向しているため、円形状に回る空気流が、前カバー６の流通口６４からモータのハウジング１の内部空間１５に誘引される上、円形状に回る空気流の大部分が、図６及び図７の経路Ｂに沿って、前カバー６の円形面積範囲の外側部分より大きい円形状に回る空気流の部分が突出フィン１２により遮られ、吸気口１３を介してモータのハウジング１の内部空間１５に空気流が誘引され、ハウジング１内に設けたロータ２、コイル３及び磁石４の温度が上昇することを防ぎ、モータの運転によりハウジング１の内部空間１５に発生する高温の空気流をハウジング１の後壁１１の排風口１４から適時、放出する（図７を参照する）。また、図５の経路Ｄに示すように、ハウジング１内に誘引されない空気流は、２つの突出フィン１２間の通風路１６を介してハウジング１の外表面に吹き付けられ、ハウジング１の外側も同時に放熱される。

上述したことから分かるように、本発明のモータのハウジング１上に設けた複数の突出フィン１２及び吸気口１３の構造により放熱経路Ｂが形成される。モータのハウジング１の周面上に隆起した２つの突出フィン１２間には、前後が貫通されて空気流が抵抗なく流れ込みやすいように通風路１６が形成されている。この通風路１６により放熱経路Ｄが形成され、ハウジング１内に誘引されない空気流が２つの突出フィン１２間に形成された通風路１６を介してハウジング１の外表面に吹き付けられ、ハウジング１の外側も同時に放熱される。このように複数の放熱経路を形成して効率良く放熱を行い、モータのハウジング１内に熱が溜まることを防ぎ、モータ運転の最高出力パワーを得て、モータの運転効率を高めるとともに、モータの使用寿命を延ばす。このように本発明は、高温環境下で放熱モータを運転しても、放熱モータが焼損することを防ぐことができるため、実用的で進歩性を有する。

１ ハウジング
２ ロータ
３ コイル
４ 磁石
６ 前カバー
７ 放熱ファン
８ 回転軸
９ 電導コイル
１０ 前面開口部
１１ 後壁
１２ 突出フィン
１３ 吸気口
１４ 排風口
１５ 内部空間
１６ 通風路
６１ 軸孔
６４ 流通口
６５ 装着円孔
６６ 貫通孔
６７ 貫通孔
６８ 装着筒
６９ 装着筒
７０ 軸孔
８０ 出力端
８１ 導電挿入片
８２ 導電挿入片
８３ ダボロッド
８４ ダボロッド
８９ 連結端

Claims (2)

1. ハウジング、回転軸、前カバー及び放熱ファンを備えたモータの放熱構造であって、
   前記ハウジングは、内部空間を有し、一端に形成された前面開口部と、他端に閉止した後壁と、を有し、前記後壁には、複数の排風口が間隔をあけて形成され、
   前記回転軸は、前記ハウジング内に回転可能に取付けられ、前記後壁から延びた前記回転軸は、一端に設けられた出力端と、他端に設けられた連結端と、を有し、
   前記前カバーは、前記回転軸が挿設される軸孔が中央部に形成され、
   前記放熱ファンは、前記回転軸の前記連結端に嵌着されて前記回転軸と同期で回転し、
   前記ハウジングの３つの周縁部には、前記前カバーから一部分離された突出フィンと、前記突出フィンに対応する吸気口と、が間隔をおいてプレス成形により複数形成され、前記突出フィンは、前記ハウジング上に立設し、前記ハウジングの直径の水平断面Ｃを基準とし、前記突出フィンの前記回転軸側の立設角度θ２は、θ２＞９０度であり、
   ２つの隆起した前記突出フィン間には、前後が貫通されて空気流が抵抗なく流れ込みやすいように通風路が形成され、
   前記放熱ファンが回転して発生した円形状に回る空気流は、前記突出フィンにより遮られ、前記吸気口を介して前記ハウジングの内部空間へ誘引されることを特徴とする、モータの放熱構造。
2. 前記前カバーの前記軸孔の外周には、流通口が間隔をおいて複数形成され、
   前記前カバーには、完全に貫通した貫通孔が形成され、前記ハウジングの前記前面開口部に前記前カバーが結合されると、導電用途の導電挿入片が前記前カバーの前記貫通孔に挿通されて前記貫通孔から外部へ延びて固定状態が形成され、
   前記前カバーの内表面には、装着筒が設けられ、前記ハウジング内に設けたダボロッドは、前記装着筒に嵌合され、前記ハウジングの前記前面開口部には、前記前カバーが固定され、
   前記前カバーには、装着円孔が形成され、前記ハウジング内に設けた位置決め部には、ネジが螺着され、前記ハウジングに前記前カバーが結合されると、前記回転軸の最外端に前記連結端が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のモータの放熱構造。

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