JP3203903U - モータの放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】モータのハウジング内部に熱が溜まることを防ぎ、モータの最高出力パワーを得て、モータの運転効率を向上させる上、モータの使用寿命を延ばすことができるモータの放熱構造を提供する。【解決手段】モータは、筒状のハウジング１を含む。ハウジング１前端に設けられた回転軸１６の一端には、冷却ファン４が固定され、モータが作動すると冷却ファン４により空気流が発生する。ハウジング１の周壁面上の冷却ファン４に隣接する箇所には、少なくとも１つの通風口１０が完全に貫通されて形成され、ハウジング１の内部及び外部に空気流が発生する。ハウジング１の外周面には、全周辺が隆起した導風カバー５が嵌合される。導風カバー５は、首部５１及び頭部５２を有する。首部５１の外端には、第１の開口部５１０が形成される。頭部５２の外端には、第２の開口部５２０が形成される。【選択図】図３

Description

本考案は、モータの放熱構造に関し、特に、モータのハウジング外周面に、全周辺が隆起した導風カバーが嵌合され、ハウジング上の通風口上方に導風カバーが位置し、冷却ファンにより発生された空気流が導風槽を介してモータのハウジング内に進入し、ロータの作動により発生する熱を放出して温度上昇を防いでモータの運転効率を高め、モータ内部の温度上昇を抑える放熱構造に関する。

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部材である。しかし、大パワーの大型モータ又は小パワーの小型モータであっても、モータがロータを作動すると、電機子コア（ａｒｍａｔｕｒｅ ｃｏｒｅ）、エナメル線（ａｒｍａｔｕｒｅ ｗｉｎｄｉｎｇ）、整流子（ｃｏｍｍｕｔａｔｏｒ）などを含む構造が内設された電機子（ａｒｍａｔｕｒｅ）、又はロータ（ｒｏｔｏｒ）及びハウジングの内周壁上に設けた磁石が高熱を発生させて高温となることが一般的であった。特に、電機子中の整流子（ｃｏｍｍｕｔａｔｏｒ）とカーボンブラシ（ｃａｒｂｏｎ ｂｒｕｓｈ）との間の接触摩擦により、電機子全体に高熱が発生し、このような高熱によりカーボンブラシにカーボンが堆積し易い問題点があり、電流流路に悪影響を与え、モータのハウジング内に溜まった高熱によりハウジングの内周壁に設けた磁石の磁力に悪影響を及ぼし、磁石の磁力が減衰し、それに伴ってモータの運転効率が次第に低下してしまう虞があった。家電製品に利用される小パワーモータ（例えば、自動車のタイヤがパンクした際、速やかに気体注入及び接着剤注入を行うために用いる空気圧縮機）は、一部の国の法律によると高速道路でタイヤがパンクした場合、後方から来る自動車が追突することを防いでドライバーの安全を確保するために、ドライバーは法律の規定時間内に修理を終わらせて速やかに自動車をその場から移動させる必要がある。しかし、使用するモータにより短時間にタイヤの破損箇所を修理する際、モータが高速で回転している最中、ロータの回転で発生する高熱のほとんどがモータのハウジング内に溜まり、効果的に放熱することができない状況が続くと、モータの運転効率が低下して温度が一定レベルまで上昇すると、電機子中のエナメル線の絶縁物が破壊され、エナメル線にショートが発生してモータ全体が焼損したりその他の危険が生じる虞があった。これらの問題点を改善するために、従来から広く普及している技術では、モータの運転中に軸心の温度が短時間に上昇することを抑えるために、モータの軸心に冷却ファンが取り付けられている。しかしこのような技術では、冷却ファンにより前方へ吹き出される風がモータのハウジングの外周表面のみに吹きつけられるだけであるため、モータのハウジング内の電機子の放熱を適時行うこと、特に、電流が流通したエナメル線から発生すう高熱を放出させることは困難であった。そのため、従来技術ではモータのハウジング内に熱が溜まりやすい欠点を改善することは困難であった。

本考案の主な目的は、モータのハウジング外周面に、全周辺が隆起した導風カバーが嵌合され、導風カバーがハウジング上の通風口の上方に位置し、その導風槽を介して冷却ファンにより発生された空気流がモータのハウジング内に進入し、ロータの作動により発生する熱を放出してモータのハウジング内に熱が溜まることを防ぎ、モータの最高出力パワーを得て、モータの運転効率を向上させる上、モータの使用寿命を延ばす、モータの放熱構造を提供することにある。

図１は、本考案の一実施形態に係るモータを示す斜視図である。 図２は、本考案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３は、本考案の一実施形態に係るモータを示す分解斜視図である。 図４は、本考案の一実施形態に係るモータを示す平面図である。 図５は、図４の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、空気流がモータのハウジング内に進入して外部から放熱を行うときの状態を示す説明図である。 図６は、図４の線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、空気流がモータのハウジング内に進入して放熱を行うときの状態を示す説明図である。 図７は、図４の線Ｃ−Ｃに沿った断面図であり、空気流がモータのハウジング内に進入して放熱を行うときの状態を示す説明図である。

以下、本考案の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本考案が限定されるものではない。

以下、図１〜図７に基づいて本考案の構造を詳細に説明する。モータの基本構造はすでに広く普及した一般的な技術であるため、本考案ではその基本構成のみについて簡単に説明し、その基本原理については詳説しない。本考案の一実施形態に係るモータは、筒状のハウジング１を含む。ハウジング１内には、回転軸１６と、エナメル線１７２が巻き付けられた電機子コア１７１と、整流子１７３と、を有するロータアセンブリが含まれる。ハウジング１の内周壁には、固定子アセンブリを有する１対の磁石１２が対向するように設けられている。ハウジング１の後端には、封止面１０１が設けられる。封止面１０１は、回転軸１６の軸受１１が中央部に設けられ、複数の貫通孔１０３を有する。前述した回転軸１６は、ハウジング１の前端の一端に配設された冷却ファン４を有する。ハウジング１の前端の周壁面上には、少なくとも１つの通風口１０が完全に貫通されて形成され、モータのハウジング１の内部及びモータのハウジング１の外部に空気流が発生する。リング状のスリーブ３は、ハウジング１の外表面に嵌合される。スリーブ３は、金属材料からなって導磁性を有し、モータの効率を向上させることができる。

ハウジング１の前端に設けられた蓋体２の中央部には、回転軸１６が固定された軸受２１が設けられ、軸受２１により冷却ファン４の回転がより円滑となる。蓋体２上には、完全に貫通された吸気口２２，２３が形成され、吸気口２２，２３を介して冷却ファンの空気流がモータ内部に進入し、モータ内の放熱を行う。

本考案の最も重要な特徴は、モータのハウジング１の外周面に、全周辺が隆起した導風カバー５が嵌合される点にある。導風カバー５は、首部５１及び頭部５２を有する。前述した首部５１の外端には、口径を有する第１の開口部５１０が形成される。頭部５２の外端には、口径を有する第２の開口部５２０が形成される。首部５１と頭部５２とが接続される箇所には、口径を有する遮断面部７が形成されている。遮断面部７は、口径が漸増しながら第２の開口部５２０に至る。本実施形態において、前述した首部５１の第１の開口部５１０、頭部５２の第２の開口部５２０及び遮断面部７の口径は円形状に形成される。第１の開口部５１０の円径はＹであり、第２の開口部５２０の円径はＸであり、遮断面部７の円径はＺである。このような円形状口径により導風カバー５は漏斗形状に形成される。前述した第２の開口部５２０の円径Ｘは、第１の開口部５１０の円径Ｙ及び遮断面部７の円径Ｚよりも大きく（即ち、Ｘ＞Ｙ、Ｘ＞Ｚ）、遮断面部７の円径Ｚは、第１の開口部５１０の円径Ｙに等しい（即ち、Ｚ＝Ｙ）。導風カバー５は、第１の開口部５１０を介してモータの筒状ハウジング１の外周面に嵌合され、導風カバー５の首部５１は、ハウジング１上に嵌着される。導風カバー５の頭部５２は、ハウジング１の円周面に接触せず、ハウジング１の円周面から隆起したように成形されている。導風カバー５がモータのハウジング１に結合されると、導風カバー５の頭部５２がハウジング１の通風口１０の上方に位置する。導風カバー５の頭部５２とハウジング１の周面とにより導風槽６が画成され、遮断面部７と第２の開口部５２０とにより画成された導風槽６内に前述した通風口１０が位置し、導風槽６内に空気流が全て集められ、図５で示された方向で見ると、通風口１０の左方向で導風カバー５の首部５１により完全に遮られるため、通風口１０に位置する冷却ファン４が発生させる空気流も同様に導風カバー５の首部５１により遮られ、空気流が導風槽６内に完全に集められ、空気流が通風口１０を介してモータのハウジング１内に進入するため、モータ内の放熱効果を高めることができる。

図５を参照する。図５に示すように、本実施形態のモータに取り付けた冷却ファン４が円周に沿って回転して発生した空気流は、吸気口２２，２３を介して進入する他、空気流が遮断面部７及び頭部５２により遮られるため、大部分の空気流が導風槽６内に集められ、モータのハウジング１の通風口１０を介してモータ内部に進入して放熱を行い、ハウジング１内に進入した気体流により、カーボンブラシ１９２及び整流子１７３を放熱するとともに（図６を参照する）、ロータ部分の電機子コア１７１と、電機子コア１７１に巻き付けられたエナメル線１７２とが放熱されるため（図７を参照する）、モータのハウジング１内に熱が溜まることを防ぐことができる。ハウジング１内部の空気流は、モータのハウジング１の封止面１０１上に形成された貫通孔１０３を介して排出され、モータの放熱を行うため、モータに熱が溜まって故障することを防ぎ、モータの使用寿命を延ばすことができる。冷却ファン４の最大外径は、導風カバー５の第２の開口部５２０より大きく、冷却ファン４が円周に沿って回転して発生させた空気流は、ハウジング１内部に進入する空気流の残部が導風カバー５を介してハウジング１の外表面に吹きつけられるため、外部のハウジング１の放熱を同時に行うことができる（図５を参照する）。

上述したことから分かるように、本考案のモータの放熱構造の導風カバー５は、冷却ファン４の作動により発生された空気流が導風槽６内へ速やかに集められ、モータの通風口１０を介してモータ内部へ進入するため、モータの放熱効果が高く、モータの運転効率が向上する上、モータに熱が溜まることを防ぎ、モータの使用寿命を延ばすことができる。

１ ハウジング
２ 蓋体
３ スリーブ
４ 冷却ファン
５ 導風カバー
６ 導風槽
７ 遮断面部
１０ 通風口
１１ 軸受
１２ 磁石
１６ 回転軸
２１ 軸受
２２ 吸気口
２３ 吸気口
５１ 首部
５２ 頭部
１０１ 封止面
１０３ 貫通孔
１７１ 電機子コア
１７２ エナメル線
１７３ 整流子
１９２ カーボンブラシ
５１０ 第１の開口部
５２０ 第２の開口部

Claims (1)

1. モータの放熱構造であって、
   前記モータは、筒状のハウジングを含み、前記ハウジング前端に設けられた回転軸の一端には、冷却ファンが固定され、前記モータが作動すると前記冷却ファンにより空気流が発生し、前記ハウジングの周壁面上の前記冷却ファンに隣接する箇所には、少なくとも１つの通風口が完全に貫通されて形成され、前記ハウジングの内部及び外部に空気流が発生し、前記ハウジングの外周面には、全周辺が隆起した導風カバーが嵌合され、前記導風カバーは、首部及び頭部を有し、前記首部の外端には、第１の開口部が形成され、前記頭部の外端には、第２の開口部が形成され、前記首部と前記頭部とが接続される箇所には、遮断面部が形成され、前記遮断面部は、口径が漸増しながら前記第２の開口部に至り、前記第２の開口部の口径は、円径Ｘを有する円形状であり、前記遮断面部の口径は、円径Ｚを有する円形状であり、前記遮断面部は、口径が漸増しながら前記第２の開口部に至り、前記導風カバーが漏斗形状に成形され、前記第２の開口部の円径Ｘは、前記第１の開口部の円径Ｙ及び前記遮断面部の円径Ｚより大きく（即ち、Ｘ＞Ｙ、Ｘ＞Ｚ）、前記遮断面部の円径Ｚは、前記第１の開口部の円径Ｙに等しく（即ち、Ｚ＝Ｙ）、前記導風カバーは、前記第１の開口部を介して前記筒状のハウジングの外周面に嵌合され、前記導風カバーの前記首部は、前記ハウジング上に嵌着され、前記導風カバーの前記頭部は、前記ハウジングの円周面に直接接触せずに前記ハウジングの前記通風口の上方に位置し、前記導風カバーの前記頭部と前記モータの前記ハウジングの周面とにより導風槽が画成され、前記遮断面部と前記第２の開口部とにより画成された前記導風槽内に前記通風口が位置し、前記導風槽内に空気流が全て集められ、前記通風口を介して空気流が前記モータの前記ハウジング内に進入し、前記モータ内の放熱効果を高めることを特徴とするモータの放熱構造。

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