JP2021097580A - Motor that can dissipate heat efficiently - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明はモーター技術分野を取り上げて、具体的には効率良く放熱できるモーターである。 The present invention takes up the field of motor technology, and specifically, is a motor capable of efficiently dissipating heat.
近年、モーターの開発が進んでいる中、モーターメーカは小型・高出力密度のモーターを求め続けている。モーターの設計においては、電磁負荷や熱負荷の高い材料が多用されている。モーターが作動するときのエネルギー消費が増えることによって、モーター全体の過度の温度上昇または局所の過度の温度上昇を招く。これでは、モーターの使用寿命を短縮し、モーターの効率やトルクなどの経済指標や技術指標に影響を与えるだけでなく、モーターの構成部品にひどい変形を引き起こし、モーターの作動の安全性に影響する。既存のモーターの放熱は空冷を利用することが多く、放熱効果が低い。対して水冷は効果がいいが、モーターの発熱が少ないときにオフにできないため、エネルギーの無駄になる。 In recent years, as the development of motors progresses, motor manufacturers continue to demand compact, high-output density motors. In motor design, materials with high electromagnetic load and heat load are often used. The increased energy consumption when the motor operates leads to an excessive temperature rise of the entire motor or a local excessive temperature rise. This not only shortens the service life of the motor and affects economic and technical indicators such as motor efficiency and torque, but also causes severe deformation of motor components and affects the operational safety of the motor. .. Air cooling is often used to dissipate heat from existing motors, and the heat dissipation effect is low. On the other hand, water cooling is effective, but it is a waste of energy because it cannot be turned off when the motor generates less heat.
本願発明の目的は効率良く放熱できるモーターを提供し、それは上記の現在の技術中の問題を解決できる。 An object of the present invention is to provide a motor capable of efficiently dissipating heat, which can solve the problems in the present technology described above.
上記の課題を解決するため、本願発明は以下の技術プランを採用する:本願発明である効率良く放熱できるモーターは、ハウジングを含み、前記ハウジングの中には作動空間が設けられ、前記ハウジングの中には制御空間が設けられ、前記作動空間の左端には前記作動空間を閉鎖する蓋板が設けられ、前記蓋板には六つの排気溝が形成され、前記排気溝によって前記作動空間の中の熱い空気を排出でき、前記作動空間の中にはモーター殻が設けられ、前記モーター殻の中には回転空間が設けられ、前記回転空間の中には回転子が設けられ、前記回転空間の上下端壁には二つの固定子が固定的に連結され、二つの前記固定子が前記回転子を中心として位置的に上下対称に設けられ、前記回転子の右端にはもう一端が外部に位置するモーター軸が設けられ、前記モーター殻の四つの端面には放熱板が設けられ、前記放熱板によって前記モーター殻の中の熱量を伝導でき、前記放熱板において前記モーター殻から離れた端面には熱伝導管が設けられ、前記熱伝導管の中には管路が設けられ、前記管路の中で流れる冷却液によって前記放熱板にある熱量を取り除くことができ、前記作動空間の中には前記モーター軸に固定的に連結されたファンが設けられ、前記モーター軸が回転するとき、前記ファンの作動によって風が吹いて冷却を行い、前記作動空間の下端壁には貯蔵空間が設けられ、前記貯蔵空間の中には冷却液が貯蔵され、前記貯蔵空間の右端壁には水冷機構が設けられ、前記水冷機構は押し板を含み、前記押し板の左右移動によって冷却液を送ることができ、前記作動空間の右端壁には制御機構が設けられ、前記制御機構は前記モーター軸に固定的に連結された駆動摩擦輪を含み、前記駆動摩擦輪が前記制御空間の中に位置し、前記駆動摩擦輪の下側には前記駆動摩擦輪と噛合できる移動摩擦輪が設けられ、前記移動摩擦輪の水平移動によって前記水冷機構が動力を得るまたは動力を失うことで、前記水冷機構の作動と停止が制御される。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical plan: The motor capable of efficiently dissipating heat according to the present invention includes a housing, a working space is provided in the housing, and the inside of the housing is provided. Is provided with a control space, a lid plate for closing the operating space is provided at the left end of the operating space, six exhaust grooves are formed in the lid plate, and the exhaust grooves form a lid plate in the operating space. Hot air can be discharged, a motor shell is provided in the working space, a rotating space is provided in the motor shell, a rotor is provided in the rotating space, and the upper and lower parts of the rotating space are provided. Two stators are fixedly connected to the end wall, the two stators are provided vertically symmetrically with respect to the rotor, and the other end is located outside at the right end of the rotor. A motor shaft is provided, heat radiating plates are provided on the four end faces of the motor shell, the amount of heat in the motor shell can be conducted by the heat radiating plate, and heat is generated on the end faces of the heat radiating plate away from the motor shell. A conduction tube is provided, a conduit is provided in the heat conduction tube, and the amount of heat in the heat radiating plate can be removed by the coolant flowing in the conduit, and the above-mentioned working space is provided. A fan fixedly connected to the motor shaft is provided, and when the motor shaft rotates, wind is blown by the operation of the fan to cool the motor shaft, and a storage space is provided on the lower end wall of the working space. Coolant is stored in the storage space, and a water cooling mechanism is provided on the right end wall of the storage space. The water cooling mechanism includes a push plate, and the coolant can be sent by moving the push plate left and right. A control mechanism is provided on the right end wall of the operating space, and the control mechanism includes a drive friction wheel fixedly connected to the motor shaft, and the drive friction wheel is located in the control space to drive the drive. A moving friction wheel that can mesh with the driving friction wheel is provided under the friction wheel, and the water cooling mechanism is activated or stopped by the water cooling mechanism gaining or losing power due to the horizontal movement of the moving friction wheel. Is controlled.
更の技術プラン、前記水冷機構は、前記貯蔵空間の上端壁に設けられた液体戻し空間を含み、前記液体戻し空間が前記管路と前記貯蔵空間を連通しており、前記液体戻し空間にいて前記貯蔵空間に近接した端には第一逆止弁が設けられ、前記貯蔵空間の右端壁には前記貯蔵空間と連通した液体押し空間が設けられ、前記貯蔵空間と前記液体押し空間の連通口には第二逆止弁が設けられ、前記液体押し空間の上端壁には前記液体押し空間と前記管路を連通した液体入り空間が設けられ、前記液体入り空間において前記液体押し空間に近接した端には第三逆止弁が設けられ、前記押し板が前記液体押し空間の中に位置し、前記液体押し空間の右端壁には移動空間が設けられ、前記移動空間の中には移動板がスライドできるように連結され、前記移動空間の中には前記移動空間と前記移動板を連結する水平ばねが設けられ、前記移動板の下側の左端面には移動ラックが固定的に連結され、前記移動ラックのもう一端が前記押し板の左端面と固定的に連結され、前記移動空間の前端壁には従動軸が回転できるように連結され、前記従動軸の前端には前記移動ラックと噛み合った不完全歯車が固定的に連結されている。 A further technical plan, the water cooling mechanism, includes a liquid return space provided on the upper end wall of the storage space, the liquid return space communicating the pipeline and the storage space, and being in the liquid return space. A first check valve is provided at an end close to the storage space, a liquid push space communicating with the storage space is provided on the right end wall of the storage space, and a communication port between the storage space and the liquid push space. Is provided with a second check valve, and the upper end wall of the liquid pushing space is provided with a liquid-filling space that communicates the liquid pushing space and the pipeline, and is close to the liquid pushing space in the liquid-filling space. A third check valve is provided at the end, the push plate is located in the liquid push space, a moving space is provided on the right end wall of the liquid push space, and a moving plate is provided in the moving space. Are connected so that they can slide, a horizontal spring for connecting the moving space and the moving plate is provided in the moving space, and a moving rack is fixedly connected to the left end surface below the moving plate. , The other end of the moving rack is fixedly connected to the left end surface of the push plate, is connected to the front end wall of the moving space so that the driven shaft can rotate, and the front end of the driven shaft is connected to the moving rack. The incomplete gears that are in mesh are fixedly connected.
更の技術プラン、前記制御機構は、前記制御空間の右端壁に回転できるように連結された旋転軸を含み、前記旋転軸には前記移動摩擦輪がスライドできるように連結され、前記移動摩擦輪の中には環状空間が設けられ、前記環状空間の中には弓形ブロックがスライドできるように連結され、前記制御空間の右端壁には固定ブロックが固定的に連結され、前記固定ブロックの中には平行移動空間が設けられ、前記平行移動空間の右端壁には電磁石が固定的に連結され、前記平行移動空間の中には平行移動板がスライドできるように連結され、前記平行移動空間の中には前記平行移動板と前記電磁石を連結する復帰ばねが連結され、前記平行移動板の左端面には連結棒が固定的に連結され、前記連結棒のもう一端が前記弓形ブロックの右端面に固定的に連結され、前記旋転軸の後側には前記制御空間の右端壁に回転できるように連結された回転軸が設けられ、前記回転軸には前記弓形ブロックと噛合できる伝動摩擦輪が固定的に連結され、前記回転軸の左端には方向変換傘歯車が固定的に連結され、前記移動空間の下端壁には伝動軸が回転できるように連結され、前記伝動軸の上端が前記制御空間の中に位置し、前記伝動軸の上端には前記方向変換傘歯車と噛み合った回転傘歯車が固定的に連結され、前記伝動軸の下端には伝動傘歯車が固定的に連結され、前記従動軸の後端には前記伝動傘歯車と噛み合った従動傘歯車が固定的に連結されている。 Further technical plan, the control mechanism includes a rotating shaft rotatably connected to the right end wall of the control space, the moving friction wheel is connected to the rotating shaft so as to be slidable, and the moving friction wheel is slidable. An annular space is provided in the annular space, and a bow-shaped block is connected so as to be slidable in the annular space, and a fixed block is fixedly connected to the right end wall of the control space. Is provided with a translational space, an electromagnet is fixedly connected to the right end wall of the translational space, and a translational plate is connected to the translational space so that the parallel movement plate can slide. Is connected to a return spring that connects the translation plate and the electromagnet, a connection rod is fixedly connected to the left end surface of the translation plate, and the other end of the connection rod is connected to the right end surface of the bow-shaped block. A rotating shaft that is fixedly connected and connected to the right end wall of the control space so as to be rotatable is provided on the rear side of the rotating shaft, and a transmission friction wheel that can mesh with the bow-shaped block is fixed to the rotating shaft. The direction changing umbrella gear is fixedly connected to the left end of the rotating shaft, connected to the lower end wall of the moving space so that the transmission shaft can rotate, and the upper end of the transmission shaft is the control space. A rotary cap gear that is located inside and meshes with the direction-changing cap gear is fixedly connected to the upper end of the transmission shaft, and a transmission cap gear is fixedly connected to the lower end of the transmission shaft. A driven umbrella gear that meshes with the transmission umbrella gear is fixedly connected to the rear end of the shaft.
更の技術プラン、前記不完全歯車は半分しか歯がない歯車であり、前記第二逆止弁によって冷却液は前記貯蔵空間から前記液体押し空間に入ることしかできなく、前記第三逆止弁によって冷却液は前記液体押し空間から前記液体入り空間に入ることしかできなく、前記第一逆止弁によって冷却液は前記液体戻し空間から前記貯蔵空間に入ることしかできない。 Further technical plan, the incomplete gear is a gear with only half teeth, the second check valve allows the coolant to only enter the liquid push space from the storage space and the third check valve. The coolant can only enter the liquid entry space from the liquid push space, and the first check valve allows the coolant to enter the storage space from the liquid return space.
更の技術プラン、前記電磁石の磁力は前記復帰ばねの弾力より強い。 Further technical plan, the magnetic force of the electromagnet is stronger than the elasticity of the return spring.
本願発明にはファンと排気溝が設けられ、使用時にモーター軸自身の回転によってファンを回転させることで、放熱部位を空気で冷やし、熱い空気が排気溝によって外部に排出され、冷却効果がよく、また、本願発明には水冷機構が設置され、押し板の移動によって冷却液が放熱板を回って流れることで、放熱板にある熱量を取り除き、さらなる放熱が行われ、更に、本願発明には水冷機構を制御する電磁石が設置され、熱量が少ないときに、電磁石を遠隔制御することによって水冷機構をオフにすることができるため、エネルギーを節約する。 In the present invention, a fan and an exhaust groove are provided, and by rotating the fan by the rotation of the motor shaft itself at the time of use, the heat radiating part is cooled by air, and hot air is discharged to the outside by the exhaust groove, and the cooling effect is good. Further, a water cooling mechanism is installed in the present invention, and the coolant flows around the heat radiating plate by the movement of the push plate to remove the amount of heat in the heat radiating plate and further dissipate heat. An electromagnet that controls the mechanism is installed, and when the amount of heat is low, the water cooling mechanism can be turned off by remotely controlling the electromagnet, thus saving energy.
下記に図1〜4をあわせて本願発明について詳しく説明し、便利に説明するために、下記の方向を以下のように規定する:図1は本願発明装置の正面図であり、以下に述べる上下左右前後の方向と図1の自身投影関係の上下左右前後の方向とが一致である。 In order to explain the invention of the present application in detail with reference to FIGS. 1 to 4 below and to explain the present invention in a convenient manner, the following directions are defined as follows: FIG. The left-right front-back direction and the up-down, left-right front-back direction of the self-projection relationship in FIG. 1 coincide with each other.
図1〜4を参照し、本願発明である効率良く放熱できるモーターは、ハウジング10を含み、前記ハウジング10の中には作動空間16が設けられ、前記ハウジング10の中には制御空間24が設けられ、前記作動空間16の左端には前記作動空間16を閉鎖する蓋板13が設けられ、前記蓋板13には六つの排気溝14が形成され、前記排気溝14によって前記作動空間16の中の熱い空気を排出でき、前記作動空間16の中にはモーター殻55が設けられ、前記モーター殻55の中には回転空間21が設けられ、前記回転空間21の中には回転子19が設けられ、前記回転空間21の上下端壁には二つの固定子20が固定的に連結され、二つの前記固定子20が前記回転子19を中心として位置的に上下対称に設けられ、前記回転子19の右端にはもう一端が外部に位置するモーター軸25が設けられ、前記モーター殻55の四つの端面には放熱板18が設けられ、前記放熱板18によって前記モーター殻55の中の熱量を伝導でき、前記放熱板18において前記モーター殻55から離れた端面には熱伝導管17が設けられ、前記熱伝導管17の中には管路15が設けられ、前記管路15の中で流れる冷却液によって前記放熱板18にある熱量を取り除くことができ、前記作動空間16の中には前記モーター軸25に固定的に連結されたファン22が設けられ、前記モーター軸25が回転するとき、前記ファン22の作動によって風が吹いて冷却を行い、前記作動空間16の下端壁には貯蔵空間11が設けられ、前記貯蔵空間11の中には冷却液が貯蔵され、前記貯蔵空間11の右端壁には水冷機構57が設けられ、前記水冷機構57は押し板35を含み、前記押し板35の左右移動によって冷却液を送ることができ、前記作動空間16の右端壁には制御機構56が設けられ、前記制御機構56は前記モーター軸25に固定的に連結された駆動摩擦輪23を含み、前記駆動摩擦輪23が前記制御空間24の中に位置し、前記駆動摩擦輪23の下側には前記駆動摩擦輪23と噛合できる移動摩擦輪43が設けられ、前記移動摩擦輪43の水平移動によって前記水冷機構57が動力を得るまたは動力を失うことで、前記水冷機構57の作動と停止が制御される。
With reference to FIGS. 1 to 4, the motor capable of efficiently dissipating heat according to the present invention includes a
前記水冷機構57は、前記貯蔵空間11の上端壁に設けられた液体戻し空間54を含み、前記液体戻し空間54が前記管路15と前記貯蔵空間11を連通しており、前記液体戻し空間54にいて前記貯蔵空間11に近接した端には第一逆止弁12が設けられ、前記貯蔵空間11の右端壁には前記貯蔵空間11と連通した液体押し空間36が設けられ、前記貯蔵空間11と前記液体押し空間36の連通口には第二逆止弁38が設けられ、前記液体押し空間36の上端壁には前記液体押し空間36と前記管路15を連通した液体入り空間53が設けられ、前記液体入り空間53において前記液体押し空間36に近接した端には第三逆止弁37が設けられ、前記押し板35が前記液体押し空間36の中に位置し、前記液体押し空間36の右端壁には移動空間30が設けられ、前記移動空間30の中には移動板31がスライドできるように連結され、前記移動空間30の中には前記移動空間30と前記移動板31を連結する水平ばね29が設けられ、前記移動板31の下側の左端面には移動ラック33が固定的に連結され、前記移動ラック33のもう一端が前記押し板35の左端面と固定的に連結され、前記移動空間30の前端壁には従動軸34が回転できるように連結され、前記従動軸34の前端には前記移動ラック33と噛み合った不完全歯車32が固定的に連結されている。
The water cooling mechanism 57 includes a
前記制御機構56は、前記制御空間24の右端壁に回転できるように連結された旋転軸52を含み、前記旋転軸52には前記移動摩擦輪43がスライドできるように連結され、前記移動摩擦輪43の中には環状空間45が設けられ、前記環状空間45の中には弓形ブロック44がスライドできるように連結され、前記制御空間24の右端壁には固定ブロック51が固定的に連結され、前記固定ブロック51の中には平行移動空間49が設けられ、前記平行移動空間49の右端壁には電磁石50が固定的に連結され、前記平行移動空間49の中には平行移動板47がスライドできるように連結され、前記平行移動空間49の中には前記平行移動板47と前記電磁石50を連結する復帰ばね48が連結され、前記平行移動板47の左端面には連結棒46が固定的に連結され、前記連結棒46のもう一端が前記弓形ブロック44の右端面に固定的に連結され、前記旋転軸52の後側には前記制御空間24の右端壁に回転できるように連結された回転軸40が設けられ、前記回転軸40には前記弓形ブロック44と噛合できる伝動摩擦輪39が固定的に連結され、前記回転軸40の左端には方向変換傘歯車26が固定的に連結され、前記移動空間30の下端壁には伝動軸28が回転できるように連結され、前記伝動軸28の上端が前記制御空間24の中に位置し、前記伝動軸28の上端には前記方向変換傘歯車26と噛み合った回転傘歯車27が固定的に連結され、前記伝動軸28の下端には伝動傘歯車42が固定的に連結され、前記従動軸34の後端には前記伝動傘歯車42と噛み合った従動傘歯車41が固定的に連結されている。
The
前記不完全歯車32は半分しか歯がない歯車であり、前記第二逆止弁38によって冷却液は前記貯蔵空間11から前記液体押し空間36に入ることしかできなく、前記第三逆止弁37によって冷却液は前記液体押し空間36から前記液体入り空間53に入ることしかできなく、前記第一逆止弁12によって冷却液は前記液体戻し空間54から前記貯蔵空間11に入ることしかできない。
The
前記電磁石50の磁力は前記復帰ばね48の弾力より強い。
The magnetic force of the
初期状態に、不完全歯車32が移動ラック33とちょうど噛合し、押し板35が一番右側に位置し、水平ばね29が緩んだ状態にあり、移動摩擦輪43が一番左側に位置し、復帰ばね48が緩んだ状態にあり、移動摩擦輪43が駆動摩擦輪23と噛み合っており、移動摩擦輪43が伝動摩擦輪39と噛み合っており、貯蔵空間11と液体押し空間36との中には冷却液が貯蔵されている。
In the initial state, the
モーターが作動するとき、二つの固定子20が通電されて磁場を発生させ、回転子19が磁場の磁力によって回転してモーター軸25を回転させて動力を出力し、回転子19とモーター軸25との回転によって熱量が生み出され、熱量がモーター殻55を経由して放熱板18に伝えられ、モーター軸25の回転によってファン22を回転させ、ファン22が風を生み出し放熱板18の上面にある熱量を取り除き、熱い空気が排気溝14によって作動空間16から離れ、これで作動空間16の中の熱量が外部まで放散され、モーターに対する放熱が行われる。
モーターに対する放熱が行われると同時に、モーター軸25が回転し駆動摩擦輪23を回転させることで移動摩擦輪43を回転させ、そして伝動摩擦輪39が連動し回転して回転軸40を回転させ、方向変換傘歯車26が連動し回転し回転傘歯車27を回転させ、伝動軸28が連動し回転し伝動傘歯車42を回転させ、従動傘歯車41が連動し回転し従動軸34を回転させ、不完全歯車32が連動し回転し、初期状態に不完全歯車32が移動ラック33とちょうど噛み合ったため、不完全歯車32の回転によって移動ラック33が駆動されて左方へ移動し、そして移動板31が連動し左方へ移動し水平ばね29を伸ばし、移動ラック33が左方へ移動し押し板35を左方へ移動させ、第二逆止弁38と第三逆止弁37によって押し板35が左方へ移動することで液体押し空間36の中の冷却液が液体入り空間53を経由して管路15の中に押し込まれ、管路15の中の元の冷却液が液体戻し空間54と第一逆止弁12によって貯蔵空間11の中に入る。
押し板35が一番左端に移動したとき、不完全歯車32が半周回転し移動ラック33と噛み合わなくなり、水平ばね29の弾力によって移動板31が移動ラック33を介して押し板35を左方へ移動させて初期状態に戻らせ、第二逆止弁38と第三逆止弁37によって冷却液が貯蔵空間11から液体押し空間36に入って復帰し、不完全歯車32が引き続き回転し、上記の機械作動を繰り返し、冷却液の流れによって放熱板18にある熱量を取り除き、これでモーターに対するさらなる冷却処理が実現される。
モーターの仕事率が小さく、水冷機構57による冷却処理が必要とされないとき、電磁石50を起動し、電磁石50が平行移動板47を吸引し、平行移動板47が左方へ移動し復帰ばね48を圧縮し、平行移動板47が左方へ移動し連結棒46を左方へ移動させ、そして弓形ブロック44が連動し左方へ移動し、最終的に移動摩擦輪43が駆動されて左方へ移動して方向変換傘歯車26と伝動摩擦輪39と噛み合わなくなり、このときモーター軸25の回転は不完全歯車32を回転させなく、水冷機構57が止まる。
When the motor operates, the two
At the same time that heat is dissipated to the motor, the
When the
When the work rate of the motor is small and the cooling process by the water cooling mechanism 57 is not required, the
以上に述べたのはただ本願発明の具体的な実施方式で、本願発明の保護範囲はここに限らないである。全部の創造的な労働を通じなく思いついた変化と取替は本願発明の保護範囲にカバーされる。だから本願発明の保護範囲は権利要求書が限定される保護範囲を標準とする。 The above is merely a specific embodiment of the invention of the present application, and the scope of protection of the invention of the present application is not limited to this. Changes and replacements that come to mind through all creative labor are covered by the scope of the invention of the present application. Therefore, the scope of protection of the present invention is based on the scope of protection in which the request for rights is limited.
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