TWI401864B - A motor with internal thermal glue - Google Patents

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Description

內部具有導熱膠的馬達
本發明是有關於一種馬達，特別是指一種內部具有導熱膠的馬達。
中華民國專利證書號第M331251號、第M322677號、第M300395號、第I250718號所揭露的馬達技術，會藉由馬達轉動一扇葉的方式來加速空氣對流，進而提高馬達的散熱效果。
然而進行散熱時，由於氣流的流動路徑往往會通過馬達內部，所以當馬達使用一段時間後，整個流動路徑會有空氣中的灰塵累積，當灰塵不斷累積到轉子內部時，就會影響馬達運轉，並讓空氣流量減少，散熱效果降低，因此每隔一段時間需要清理灰塵，否則馬達容易壽命降低、積熱損壞，造成維護保養方面的困擾。
此外，目前馬達的發展趨勢是設計成體積小、功率高的馬達，而如果馬達內部的熱能無法順利地釋出，則會造成內部熱能蓄積嚴重，以致於容易造成壽命降低與損壞的情形發生。
因此，本發明的目的在於提供一種具有散熱效果且不致於讓灰塵進入馬達內部的內部具有導熱膠的馬達。
於是，本發明內部具有導熱膠的馬達包含一轉子單元、一殼體單元、一繞組及多數導熱膠。該轉子單元包括一沿一軸線延伸的心軸，及一套設於該心軸的磁環。該殼體單元包括一可供該心軸轉動地安裝並包覆該磁環的殼體。該繞組包括一設置於該殼體內周面且圍繞該磁環的鐵心、多數從該鐵心朝向該磁環延伸的凸齒，及多數分別捲繞於該等凸齒的線圈。該等導熱膠分佈於該等線圈表面並填滿該等線圈延伸到該殼體之間的氣隙。
本發明的有益效果在於：透過該等導熱膠的分佈，就可以使得該等線圈延伸到該殼體之間的散熱路徑沒有氣隙隔開，所以該等線圈產生的熱能更容易向該殼體導出，就能達到提升散熱的使用功效，也不致於讓灰塵進入馬達內部，此外由於該馬達內部的散熱效果獲得充分提升，所以該馬達的內部不易積蓄熱能，以致於相當有利於發展成體積小、功率高的市場要求。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之數個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
在本發明被詳細描述前，要注意的是以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
如圖1、2、3所示，本發明內部具有導熱膠的馬達100的第一較佳實施例是一內轉式無刷馬達，並包含一轉子單元1、一殼體單元2、一繞組3及多數導熱膠4。
該轉子單元1包括一沿一軸線X延伸的心軸11，及一套設於該心軸11的磁環12。
該殼體單元2包括一可供該心軸11轉動地安裝並包覆該磁環12的殼體21、二外套環22及二熱交換流道23。該殼體21包括一圍繞該磁環12的環壁210、一連接於該環壁210一端的第一殼蓋211、一連接於該環壁210另一端的第二殼蓋212，及四個穿設於該環壁210的通孔213。
該繞組3包括一設置於該環壁210內周面且圍繞該磁環12的鐵心31、多數從該鐵心31朝向該磁環12延伸的凸齒32，及多數分別捲繞於該等凸齒32的線圈33。
該第一殼蓋211具有一對應於該心軸11的第一軸承孔216，及多數對應於該等線圈33位置的穿線孔217，該等線圈33的末端穿出對應的該等穿線孔217。
該第二殼蓋212具有一對應於該心軸11與該第一軸承孔216的第二軸承孔218，該第一軸承孔216與該第二軸承孔218會分別裝設一軸承。
該等外套環22分別設置於該殼體21中且圍繞該軸線X，該等外套環22在本實施例中是金屬材料製成，並分別從該心軸11兩端沿該軸線X套接於該繞組3的一側及另一側，每個外套環22具有一圍繞該等線圈33外側且凹向該環壁210內周面的流道面221。
每一熱交換流道23是由該流道面221與該環壁210內周面所共同界定。在本實施例中，每個熱交換流道23呈C形結構。需說明的是，該等熱交換流道23的數目可依該等線圈33的發熱量而有所調整，例如當該等線圈33的發熱量較小時，也可以僅配置一外套環22而將熱交換流道23的數目調整為一。
該殼體21的該等通孔213分別連接該等熱交換流道23兩端。該等通孔213可依序透過一入水管91、一連通管92，及一出水管93相連，使用時該入水管91會通入一冷卻水，如圖3所示，該冷卻水會沿著該熱交換流道23的一端流到另一端，接著通過該連通管92導入另一個熱交換流道23中，並由一端流到另一端，最後從該出水管93流出，藉以達到水冷卻的散熱功效。
該等導熱膠4分佈於該等線圈33表面並填滿該等線圈33延伸到該殼體21之間的氣隙，在本實施例中該等導熱膠4採用樹脂混和導熱材料，該導熱材料是選自於碳化矽、鋁、氮化硼、氮化鋁及其組合。表一中的實驗數據是該等線圈33在室溫27℃且該等熱交換流道23未通入冷卻水時所量測的結果。
由表一的實驗數據可以發現，透過該等導熱膠4的分佈，就可以使得該等線圈33延伸到該殼體21之間的散熱路徑沒有氣隙隔開，所以該等線圈33產生的熱能更容易向該殼體21導出，就能達到提升散熱的使用功效，也不致於讓灰塵進入該馬達100內部，所以就不會有灰塵堆積於該繞組3影響散熱的情形發生，此外實際製造時，還可以使用該等外套環22與該環壁210內周面共同界定的該等熱交換流道23，配合該入水管91、該連通管92，及該出水管93來形成水冷系統，於是就能進一步提升散熱功效，此外由於該馬達100內部的散熱效果獲得充分提升，所以該馬達100的內部不易積蓄熱能，以致於相當有利於發展成體積小、功率高的市場要求。
如圖4、5、6所示，以下將進一步說明本發明內部具有導熱膠的馬達100的第二較佳實施例，該第二較佳實施例與上述第一較佳實施例大致相同，其不同處在於該殼體21的該環壁210具有相反設置的一第一端部214及一第二端部215，以及該殼體單元2的熱交換流道23形式不同且數目為一。該第一、二殼蓋211、212是分別密合於該第一、二端部214、215並與該環壁210共同包覆該繞組3。
該熱交換流道23具有一輸入埠231、一輸出埠232、多數沿該軸線X方向延伸且相間隔的軸向路徑233，及多數沿該殼體21的圓周延伸且相間隔的橫向路徑23，該等軸向路徑233是延伸於該第一、二端部214、215之間且穿設於該環壁210，該等橫向路徑234是分佈於該第一端部214與該第一殼蓋211之間，以及該第二端部215與該第二殼蓋212之間交替排列地連接兩相鄰的軸向路徑233。在本實施例中，該等橫向路徑234是分別凹設於該第一端部214與該第二端部215。值得說明的是，該等橫向路徑234也可以是分別凹設於該第一殼蓋211與該第二殼蓋212。
該等軸向路徑233與該等橫向路徑234是連接成一從該輸入埠231朝向一側延伸圍繞到另一側並最後連接到該輸出埠232的流通路徑(如圖6所示)，此外如圖7所示，該等軸向路徑233與該等橫向路徑234也能連接成二個分別從該輸入埠231朝向兩相反側延伸並匯流到該輸出埠232的流通路徑，實際製造時，該輸入埠231與該輸出埠232還可以設計成多個，以及變化上述流通路徑的設計。
由於該殼體21通常採用金屬材料製成，該熱交換流道23又直接設計在該殼體21上，所以當該等導熱膠4將該等線圈33產生之熱能傳導至該殼體21時，藉由冷卻流體進入該熱交換流道23與該殼體21進行熱交換，該馬達100就能達到更好的散熱效果。
如圖8、9所示，以下將進一步說明本發明內部具有導熱膠的馬達100的第三較佳實施例，該第三較佳實施例與上述第一較佳實施例大致相同，其不同處在於該內部具有導熱膠的馬達100還包含一葉輪5、一風罩6、該殼體單元2包括多數熱交換流道23，及該殼體21還具有多數間隔設置於該環壁210外周面且沿該軸線X方向延伸的鰭片219，其中，每一熱交換流道23是由相鄰的二鰭片219與該環壁210外周面所共同界定。
該葉輪5位於該第二殼蓋212旁且沿該軸線X固定於該心軸11一端。
該風罩6沿該軸線X連接於該殼體21且包覆該葉輪5，該風罩6包括多數相反於該等熱交換流道23的入風孔61，及一容納該葉輪5且連通該等熱交換流道23與該等入風孔61的風室62。
藉此，當該等導熱膠4將該等線圈33產生之熱能傳導至該殼體21時，即可透過該葉輪5產生氣流通過該等熱交換流道23而與該殼體21進行熱交換，該馬達100就能達到更好的散熱效果，且可避免氣流中的塵埃侵入到該馬達100內部。
如圖10、11所示，本發明內部具有導熱膠的馬達100的第四較佳實施例是一外轉式無刷馬達，並包含一轉子單元1、一殼體21、一繞組3，及多數導熱膠4。
該轉子單元1包括一沿一軸線X延伸的轉軸13、一自該轉軸13沿徑向延伸的側壁14、一自該側壁14沿軸線X方向延伸且圍繞該轉軸13的內圍繞壁15，及一固設於該內圍繞壁15內周面且圍繞該轉軸13的磁性件16，在本實施例中，該磁性件16是一磁鐵。
該殼體21可供該轉軸13轉動地安裝，並包括一圍繞該側壁14與該內圍繞壁15的環壁210，及一連接於該環壁210一端與該環壁210配合界定出封閉空間的底座201，該底座201具有一與該轉軸13樞接的樞接壁202、一自該樞接壁202延伸到該環壁210的連接壁203、多數貫穿該連接壁203的線孔204，及多數形成於該連接壁203外側面的散熱鰭片205。
該繞組3包括一固設於該樞接壁202的鐵心31、多數從該鐵心31朝向該磁環12延伸的凸齒32，及多數分別捲繞於該等凸齒32的線圈33。
該等導熱膠4填滿該等線圈33延伸到該連接壁203的氣隙以及該等線圈33與該鐵心31之間的氣隙。
藉此，透過該等導熱膠4的分佈，該等線圈33產生的熱能更容易向該殼體21導出，同能達到提升散熱的使用功效，此外，該等散熱鰭片205以能增加散熱面積、提升空氣對流以達到提升散熱的使用功效。
惟以上所述者，僅為本發明之數個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100‧‧‧馬達
1‧‧‧轉子單元
11‧‧‧心軸
12‧‧‧磁環
13‧‧‧轉軸
14‧‧‧側壁
15‧‧‧內圍繞壁
16‧‧‧磁性件
2‧‧‧殼體單元
201‧‧‧底座
202‧‧‧樞接壁
203‧‧‧連接壁
204‧‧‧線孔
205‧‧‧散熱鰭片
21‧‧‧殼體
210‧‧‧環壁
211‧‧‧第一殼蓋
212‧‧‧第二殼蓋
213‧‧‧通孔
214‧‧‧第一端部
215‧‧‧第二端部
216‧‧‧第一軸承孔
217‧‧‧穿線孔
218‧‧‧第二軸承孔
219‧‧‧鰭片
22‧‧‧外套環
221‧‧‧流道面
23‧‧‧熱交換流道
231‧‧‧輸入埠
232‧‧‧輸出埠
233‧‧‧軸向路徑
234‧‧‧橫向路徑
3‧‧‧繞組
31‧‧‧鐵心
32‧‧‧凸齒
33‧‧‧線圈
4‧‧‧導熱膠
5‧‧‧葉輪
6‧‧‧風罩
61‧‧‧入風孔
62‧‧‧風室
91‧‧‧入水管
92‧‧‧連通管
93‧‧‧出水管
X‧‧‧軸線
圖1是一立體分解圖，說明本發明內部具有導熱膠的馬達的第一較佳實施例；
圖2是一剖視圖，說明該第一較佳實施例中，一心軸、一磁環、一殼體、一繞組、二外套環，及多數導熱膠的結構；
圖3是一示意圖，說明該第一較佳實施例搭配一入水管、一連通管，及一出水管的使用情形；
圖4是一立體分解圖，說明本發明內部具有導熱膠的馬達的第二較佳實施例；
圖5是一剖視圖，說明該第二較佳實施例中，一環壁與一熱交換流道的配置結構；
圖6是一示意圖，說明該第二較佳實施例中，該熱交換流道的其中一種設計；
圖7是一示意圖，說明該第二較佳實施例中，該熱交換流道的另一種設計；
圖8是一立體分解圖，說明本發明內部具有導熱膠的馬達的第三較佳實施例；
圖9是一剖視圖，說明該第三較佳實施例中，一葉輪、一風罩，及一殼體的配置結構；
圖10是一立體分解圖，說明本發明內部具有導熱膠的馬達的第四較佳實施例；及
圖11是一剖視圖，說明該第四較佳實施例中，一轉子、一磁環、一殼體、一繞組，及多數導熱膠的配置結構。
100．．．馬達
1．．．轉子單元
11．．．心軸
12．．．磁環
2．．．殼體單元
21．．．殼體
210．．．環壁
211．．．第一殼蓋
212．．．第二殼蓋
213．．．通孔
216．．．第一軸承孔
217．．．穿線孔
218．．．第二軸承孔
22．．．外套環
221．．．流道面
3．．．繞組
31．．．鐵心
32．．．凸齒
33．．．線圈
4．．．導熱膠
91．．．入水管
92．．．連通管
93．．．出水管

Claims (8)

  1. 一種內部具有導熱膠的馬達，包含：一轉子單元，包括一沿一軸線延伸的心軸，及一套設於該心軸的磁環；一殼體單元，包括一可供該心軸轉動地安裝並包覆該磁環的殼體；一繞組，包括一設置於該殼體內周面且圍繞該磁環的鐵心、多數從該鐵心朝向該磁環延伸的凸齒，及多數分別捲繞於該等凸齒的線圈；及多數導熱膠，分佈於該等線圈表面並填滿該等線圈延伸到該殼體之間的氣隙；其中，該殼體單元還包括至少一圍繞該繞組的熱交換流道；其中，該等導熱膠採用樹脂混和導熱材料，該導熱材料是選自於碳化矽、鋁、氮化硼、氮化鋁及其組合；其中，該殼體單元還包括二設置於該殼體中且圍繞該軸線的外套環，該等外套環是金屬材料製成，並分別從該心軸兩端沿軸向套接於該繞組的一側及另一側，每個外套環具有一圍繞該等線圈外側且凹向該殼體內周面的流道面，該殼體單元包括二熱交換流道，每一熱交換流道是由該流道面與該殼體內周面所共同界定，該殼體包括四個分別連接該等熱交換流道兩端的通孔。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述內部具有導熱膠的馬達，其中，每一熱交換流道是呈C形結構。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述內部具有導熱膠的馬達，其中，該殼體還具有一圍繞該磁環且供該繞組的鐵心設置的環壁、一連接於該環壁一端的第一殼蓋，及一連接於該環壁另一端的第二殼蓋，該等通孔是穿設於該環壁，該第一殼蓋具有一對應於該心軸的第一軸承孔，及多數對應於該等線圈位置的穿線孔，該等線圈的末端穿出對應的該等穿線孔，該第二殼蓋具有一對應於該心軸與該第一軸承孔的第二軸承孔，每一熱交換流道是由該流道面與該環壁內周面所共同界定。
  4. 一種內部具有導熱膠的馬達，包含：一轉子單元，包括一沿一軸線延伸的心軸，及一套設於該心軸的磁環；一殼體單元，包括一可供該心軸轉動地安裝並包覆該磁環的殼體；一繞組，包括一設置於該殼體內周面且圍繞該磁環的鐵心、多數從該鐵心朝向該磁環延伸的凸齒，及多數分別捲繞於該等凸齒的線圈；及多數導熱膠，分佈於該等線圈表面並填滿該等線圈延伸到該殼體之間的氣隙；其中，該殼體單元還包括至少一圍繞該繞組的熱交換流道；其中，該等導熱膠採用樹脂混和導熱材料，該導熱材料是選自於碳化矽、鋁、氮化硼、氮化鋁及其組合；其中，該殼體還具有一圍繞該磁環的環壁、一第一 殼蓋，及一第二殼蓋，該環壁具有相反設置的一第一端部及一第二端部，該第一、二殼蓋是分別密合於該第一、二端部並與該環壁共同包覆該繞組，該熱交換流道包括至少一輸入埠、一輸出埠、多數沿該軸線方向延伸且相間隔的軸向路徑，及多數沿該殼體的圓周延伸且相間隔的橫向路徑，該等軸向路徑是穿設於該環壁，該等橫向路徑是分佈於該第一端部與該第一殼蓋之間，以及該第二端部與該第二殼蓋之間交替排列地連接兩相鄰的軸向路徑。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述內部具有導熱膠的馬達，其中，該等橫向路徑在該第一端部與該第一殼蓋之間是凹設於該第一端部，該等橫向路徑在該第二端部與該第二殼蓋之間是凹設於該第二端部。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述內部具有導熱膠的馬達，其中，該等軸向路徑與該等橫向路徑是連接成一從該輸入埠朝向一側延伸圍繞到另一側並最後連接到該輸出埠的流通路徑。
  7. 根據申請專利範圍第5項所述內部具有導熱膠的馬達，其中，該等軸向路徑與該等橫向路徑是連接成二個分別從該輸入埠朝向兩相反側延伸並匯流到該輸出埠的流通路徑。
  8. 一種內部具有導熱膠的馬達，包含：一轉子單元，包括一沿一軸線延伸的心軸，及一套設於該心軸的磁環； 一殼體單元，包括一可供該心軸轉動地安裝並包覆該磁環的殼體；一繞組，包括一設置於該殼體內周面且圍繞該磁環的鐵心、多數從該鐵心朝向該磁環延伸的凸齒，及多數分別捲繞於該等凸齒的線圈；及多數導熱膠，分佈於該等線圈表面並填滿該等線圈延伸到該殼體之間的氣隙；其中，該殼體單元還包括至少一圍繞該繞組的熱交換流道；其中，該等導熱膠採用樹脂混和導熱材料，該導熱材料是選自於碳化矽、鋁、氮化硼、氮化鋁及其組合；其中，該殼體單元包估括多數熱交換流道，該殼體還具有一圍繞該磁環的環壁、一連接於該環壁一端的第一殼蓋、一連接於該環壁另一端的第二殼蓋，及多數間隔設置於該環壁外周面且沿該軸線方向延伸的鰭片，每一熱交換流道是由相鄰的二鰭片與該環壁外周面所共同界定，該第一殼蓋具有一對應於該心軸的第一軸承孔，及多數對應於該等線圈位置的穿線孔，該第二殼蓋具有一對應於該心軸與該第一軸承孔的第二軸承孔，該等線圈的末端穿出對應的該等穿線孔，該內部具有導熱膠的馬達還包含一葉輪及一風罩，該葉輪位於該第二殼蓋旁且沿該軸線固定於該心軸一端，該風罩沿該軸線連接於該殼體且包覆該葉輪，該風罩包括多數相反於該等熱交換流道的入風孔，及一容納該葉輪且連通該等熱交換流 道與該等入風孔的風室。
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