JP6286483B2 - モータの放熱構造 - Google Patents

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ってしまうことを防いで、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し、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破壊されたり、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、モータ中心に設けられた回転軸の一端に設けられた放熱ファンにより、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、ハウジングの前面開口部に前カバーを結合し、前カバー及び放熱ファンが発生させる空気流は、両者がモータの回転軸の軸線方向で互いに対向し、前カバーの中心ハブの外周面には、プレス成形により、間隔をあけて導風フィンと、導風フィンに対応する空気取込み孔と、が複数形成され、円形状に回る大部分の空気流が導風フィンにより遮られ、空気取込み孔を介してモータのハウジングの内部空間に空気流が直接進入し、モータが運転するときのハウジングの内部空間に発生する熱を適時放出する、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少なくとも１つの完全に貫通された対流孔により、モータのハウジングの内部及び外部の空気流を流通させ、モータが運転するときのハウジングの内部空間に発生する熱を対流孔を介して適時放出し、モータの内部空間を効果的に冷却して温度を下げる、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に、前カバーの導風フィン及び導風フィンに対応した空気取込み孔を介して空気流を進入させ、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の説明図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るモータ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、空気流を進入させ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の説明図である。 図７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。

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

モータの動作原理及び内部の関連構造は既によく知られた公知技術であるため本明細書では詳しく述べない。

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。開口部１０の縁部には、複数の位置決めフック１２が間隔をあけて形成される。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る。ハウジング１の周面上に形成された少なくとも１つの完全に貫通された対流孔１３により、ハウジング１の内部及び外部の空気流を流通させる。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。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。

装着カラー５の２つの対をなす縁部には、ベースの一側辺のシース５１，５２が延設される。シース５１，５２には、ベースの他側辺の装着筒５３，５４が延設され、ハウジング１内に設けたダボロッド８３，８４が装着筒５３，５４に嵌着されるため、導電用途の導電挿入片８１，８２がシース５１，５２に嵌合されてシース５１，５２の外部へ延び、ハウジング１の前面開口部１０に装着カラー５が固定される。

前カバー６は、ディスク状であり、軸孔６１を有する中心ハブ６０が中央部に形成される。中心ハブ６０外周面の３つの周縁部には、プレス成形により前カバーから一部分離された導風フィン６３と、導風フィン６３に対応する空気取込み孔６４と、が間隔をおいて複数形成される。導風フィン６３は、前カバー６上に立設し、前カバー６の水平面Ｖを基準とする（図６を参照する）。複数の導風フィン６３の回転軸８側の前カバーの水平面Ｖに対する立設角度θ１は、θ１≧９０度である。前カバー６の周縁上には、中心に向かって凹んだ大切欠き６２１及び小切欠き６２２が形成され、装着カラー５に前カバー６が結合されると、装着カラー５のシース５１，５２に大切欠き６２１が噛合されて固定される。装着カラー５と結合される前カバー６がハウジング１の前面開口部１０に結合され、前述したハウジング１の前面開口部１０の縁部に設けられた位置決めフック１２は、小切欠き６２２に挿入されて前カバー６に係合される。勿論、前カバー６には、装着円孔６５が形成され、ハウジング１内部に設けられた位置決め部（図示せず）にネジ（図示せず）が螺着され、装着カラー５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内に軸受（図示せず）が覆われるため、回転軸８は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、装着カラー５、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、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に空気流が進入し（図６を参照する）、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。本発明の複数の放熱経路の構造設計及びその発生効果を図４、図６及び図７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の大部分が導風フィン６３により遮られ、図４、図６及び図７の経路Ａに沿って、ハウジング１の対流孔１３と、ハウジング１の後壁１１の排風口１４とを介し、モータの運転により内部空間１５に発生する熱を適時放出する。図６の経路Ｂに沿って、円形状に回る空気流が前カバー６の導風フィン６３により画成された円形面積範囲の外側部分より大きい部分がハウジング１の外周を介してハウジング１の外表面に吹き付けられ、外部のハウジング１が同時に放熱され、複数の放熱経路が形成されて高い放熱作用を得る。このように経路Ｂ及び経路Ａにより放熱の相乗効果が得られるため、モータが熱により損壊することを防ぐことができる。

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の前面開口部１０の端部の前カバー６に形成された複数の導風フィン６３及び空気取込み孔６４により放熱経路Ａが形成される。放熱経路Ｂを介して放熱ファン７により発生された円形状に回る空気流の外周部分がハウジング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
５ 装着カラー
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 位置決めフック
１３ 対流孔
１４ 排風口
１５ 内部空間
５１ シース
５２ シース
５３ 装着筒
５４ 装着筒
６０ 中心ハブ
６１ 軸孔
６３ 導風フィン
６４ 空気取込み孔
６５ 装着円孔
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
６２１ 大切欠き
６２２ 小切欠き

Claims (6)

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、一端に前面開口部が形成され、他端に閉止した後壁が形成され、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、一端に出力端が設けられ、他端に連結端が設けられ、
   前記前カバーは、ディスク状であり、軸孔を有する中心ハブが中央部に形成され、前記中心ハブの前記軸孔には前記回転軸が挿設され、
   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、前記前カバーの前記中心ハブの外周面の３つの周縁部がプレス成形により、前記前カバーから一部分離されることにより導風フィンと、前記導風フィンに対応する空気取込み孔と、が間隔をあけて形成され、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が、前記前カバーの前記導風フィンにより遮られ、前記空気取込み孔を介して前記ハウジング内へ直接進入し、
   装着カラーの２つの対をなす縁部には、ベースの一側辺のシースが延設され、
   前記前カバーの周縁上には、中心に向かって凹んだ小切欠きが形成され、前記装着カラーと結合される前記前カバーが前記ハウジングの前記前面開口部に結合され、前記ハウジングの前記前面開口部の縁部の位置決めフックは、前記小切欠きに挿入されて前記前カバーに係合されることを特徴とする、モータの放熱構造。
2. 前記導風フィンは、前記前カバー上に立設し、
   前記前カバーの水平面Ｖを基準とし、
   前記導風フィンの前記回転軸側の前記前カバーの前記水平面Ｖに対する立設角度θ１は、θ１≧９０度であ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。
3. 前記ハウジングの周面上には、少なくとも１つの完全に貫通された対流孔が形成され、前記対流孔を介して前記ハウジングの内部及び外部の空気流が流通す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。
4. 前記シースには、前記ベースの他側辺の装着筒が延設され、前記ハウジング内に設けたダボロッドが前記装着筒に嵌着されるため、導電用途の導電挿入片が前記シースに嵌合されて前記シースの外部へ延び、前記ハウジングの前記前面開口部に前記装着カラーが固定さ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。
5. 前記前カバーの周縁上には、中心に向かって凹んだ大切欠きが形成され、
   前記装着カラーに前記前カバーが結合されると、前記装着カラーの前記シースに前記大切欠きが噛合されて固定されることを特徴とする、請求項４に記載のモータの放熱構造。
6. 前記前カバーには、装着円孔が形成され、前記ハウジング内部に設けられた位置決め部にネジが螺着され、前記装着カラー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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