TWI425743B - 無鐵芯線圈之冷卻機構 - Google Patents
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Description
本創作係與馬達有關，特別是關於一種無鐵芯線圈之冷卻機構。
按，馬達乃係用以將電能轉換為動能之技術，而動能之表現則可由力量與轉速予以呈現，而完美之馬達是將所輸入之電能完全轉換為向外輸出之動能，惟實際上，該等能量轉換係無法達到百分之百，因此，在熱力學第一定律下，未以動能型態被轉換者，即會以他種型態輸出，其中，有部份更會以熱能型態被消耗，此係馬達技術中所必然存在之發熱問題。
惟，馬達之運轉效率與溫度間確存在著反向關係，當馬達於溫度越高的環境下運轉，則所受之磁阻效應即越大，造成馬達之運轉效能因而降低，因此，如何降低馬達運轉時之溫度，是維持馬達運轉效率的一項重要課題，而藉由提高冷卻效率降低馬達溫升之手段，更能提高能源利用效率，頗具節能之功效。
而於習知技術中，美國第6977451號專利係提供了一種無鐵芯式之交流線性馬達(Ironless AC linear motor)，其所具體揭露之線圈冷卻技術，主要係將冷卻管穿經呈斜向排列之多數線圈中，俾以縮小各線圈環孔之高度，期以使線圈之內側環面得以與所穿伸之冷卻管接觸，從而經由熱傳導之冷卻效果，降低線圈之溫度，惟，由於其使線圈斜擺之技術，將會導致磁通量之吸收減少，並且對於斜擺角度之定位亦具有較高之組裝難度，是以，該等技術內容對於無鐵芯線圈之冷卻而言，顯非適當。
另外，在美國第5998889號專利中則提供了一種電磁馬達之冷卻系統(Electro-magnetic motor cooling system)，其所具體揭露之冷卻技術則係於線圈之兩側分別貼附具有冷卻流道之冷卻板，該等技術固可具有較佳之冷卻效果，惟其需就各個線圈分別貼附冷卻板並予以定位之組裝需求，對於製造效率之提昇而言並非理想，且亦有成本過高之缺失存在。
因此，本發明之主要目的即係在提供一種無鐵芯線圈之冷卻機構，其係易於組裝並便於線圈之組裝定位，而可大幅提昇製造之效率。
本發明之另一目的則係在提供一種無鐵芯線圈之冷卻機構，其係可於單位面積中提供較大之冷卻流體流動迴路，且與線圈具有較大之接觸面積，而具有較佳之冷卻功效。
本發明之再一目的則係在提供一種無鐵芯線圈之冷卻機構，其構成元件中作為承載元件之載件乃係以適當之材料一體成型而成者，具有構成元件精簡及便於組裝之功效。
緣是，為達成上述目的，本發明所提供無鐵芯線圈之冷卻機構，乃係包含有：一載件，具有一板狀身部，一端部，係自該身部一側板端面之一端往外延伸，一定位端面，係位於該端部鄰接於該身部一側板端面之一側；一流道部，係設於該載件中，而於該身部內彎折延伸，且具有一入口端與一出口端，用以供外部之冷卻流體得以自該入口端進入流動後自該出口端流出；多數線圈，係依序地穿套於該身部上，內側環壁係鄰接於該身部之周側端面上，並使首先套入之線圈之軸向端面一部抵接於該定位端面上而受定位；以及，一絕緣層，係介於各該線圈內側環壁與所鄰接之該身部周側端面間。
以下，茲即舉以本發明二較佳實施例，並配合圖式作進一步說明，其中：
第一圖係本發明一較佳實施例之一部立體分解圖。
第二圖係本發明一較佳實施例之一部立體組合圖。
第三圖係本發明一較佳實施例之立體外觀圖。
第四圖係本發明一較佳實施例沿第三圖4-4割線之剖視圖。
第五圖係本發明一較佳實施例沿第三圖5-5割線之剖視圖。
第六圖係本發明另一較佳實施例之立體外觀圖。
第七圖係本發明另一較佳實施例沿第六圖7-7割線之剖視圖。
首先，請參閱第一圖至第五圖所示，在本發明一較佳實施例中所提供無鐵芯線圈之冷卻機構(10)，乃係包含了有一載件(20)、一流道部(30)、多數線圈(40)、一絕緣層(50)與一封裝層(60)。
該載件(20)乃係由適當之材料一體成型者，具有一適當厚度之矩形板狀身部(21)，一厚度較該身部為大之塊狀端部(22)係自該身部(21)短軸一側端面之一端往外垂直延伸，一厚度與該端部(22)相仿之長條狀延伸部(23)，係自該端部(22)之延伸端末垂直往外延伸，並平行於該身部(21)之短軸方向，一槽(24)係介於該延伸部(23)與該身部(21)間，一定位端面(25)係位於該端部(22)之一側端面並對應於該槽(24)之槽底部位上；進一步來說，該身部(21)乃係具有一底座(211)，一連續彎折延伸之凹槽(212)係凹設於該底座(211)之上側座面上，一蓋板(213)係貼接固設於該底座(211)之上側座面上，用以封閉各該凹槽(212)之槽口，使之於該身部(21)內部形成孔狀延伸之流體流動通道，一環形墊圈(214)係夾設於該蓋板(213)與該底座(211)間，用以確保該蓋板(212)與該底座(211)間結合之緊密度，避免位於該流動通道中之流體向外滲漏。
該流道部(30)乃係設於該載件(20)上，用以提供外部流體於該載件(20)內部流動之通道，而具有一位於該身部(21)內部而由該凹槽(212)受封閉受所形成之孔狀流動通道(31)，一入口端(32)與一出口端(33)則係分別設於該延伸部(23)之上，並以適當之連通通道與該流動通道(31)相連通，具體而言，該入口端(32)乃係藉由自該流動通道(31)端末往外延伸之一第一連通孔(311)而與之連通，而該出口端(33)則係於該槽(24)之槽口位置上，與該流動通道(31)相對應，並藉由一第二連通孔與之連通，其中，該第二連通孔(312)乃係於該封裝層(60)直接鑽孔所形成者，當然，其得以管體亙設於該槽(24)之開口端等其他相類技術所構成者。
各該線圈(40)係依序地穿套於該身部(21)上，並使內側環壁鄰接於該身部(21)之周側端面上，且令首先套入線圈之軸向端面之一部抵接於該定位端面(25)上而受定位，據以使後續依序套入之線圈得以藉由該首先套入之線圈同步受到定位。
該絕緣層(50)係夾設於各該線圈(40)之內側環壁與所鄰接之身部(21)對應周側端面間。
該封裝層(60)乃係以環氧樹脂為材料，裹塗於各該線圈(40)與該身部(21)之外側，並受塑形為與各該端部(22)與延伸部(23)相仿厚度之矩塊狀後，使之硬化定型，俾以使各該線圈(40)受到固定且被適當地封裝。
上開實施例所揭露之無鐵芯線圈之冷卻機構(10)係可逕自作為動子構件，而藉由上述之構造，該無鐵芯線圈之冷卻機構(10)係可使動子構件之內部具有一體化設計之冷卻流體流動通道，並可藉由各該線圈(40)以最大內側環壁壁面與該身部(21)鄰接之構造，使熱傳導之面積達到最大，並且維持良好之磁通量吸收，且使冷卻流體於所得行經之路徑達到最大，俾提高冷卻之效果，顯然，相較於首揭習知美國專利而言，該無鐵芯線圈之冷卻機構(10)係具有較佳之冷卻功效以及馬達功率，再者，透過該定位端面(25)所提供之定位技術，更可使得各該線圈(40)在組裝上具有簡便易行之功效，而可大幅降低製造組裝之工序，並確保良率及品質，換言之，即該無鐵芯線圈之冷卻機構(10)乃係具有兼具安裝介面、良好流體冷卻功效與線圈定位之諸多功效。
再者，構成該無鐵芯線圈之冷卻機構(10)之構成元件中，乃係以由一體成型而成之載件(20)為其他元件之附麗基礎，並同時提供了以各該凹槽(212)構成該流道部(30)之具體構造，以及提供了該定位端面(25)便於線圈組裝之定位，亦即，該無鐵芯線圈之冷卻機構(10)在製造組裝上，係得以簡單的線圈穿套作業即可完成整個組裝之製程，相較於習知技術需藉由多數彼此各自獨立之元件相互組裝之繁瑣加工程序而言，該無鐵芯線圈之冷卻機構(10)顯然可藉由該一體成型之載件(20)提供具體簡化製造程序之功效，而有大幅提昇經濟效益之顯著功效。
另外，特別需要加以說明者係，上開實施例中所提供之具體技術內容僅係本發明之一可行實施例之例示，本發明所應受保護之範圍當係以申請專利範圍所得涵攝者為依據，其他相類之等效技術或簡單之改變，諸如第六圖與第七所示本發明另一較佳實施例所揭露之無鐵芯線圈之冷卻機構(10'
)，係以改變該流道部(30'
)之流動通路延伸方向、以及改變各該入、出口端(32'
)(33'
)所在之位置等，均僅係於本發明之主要技術特徵範圍內所進行之簡單變化，並不脫本發明所應受保護之範圍。
(10)(10'
)．．．無鐵芯線圈之冷卻機構
(20)．．．載件
(21)．．．身部
(22)．．．端部
(23)．．．延伸部
(24)．．．槽
(25)．．．定位端面
(211)．．．底座
(212)．．．凹槽
(213)．．．蓋板
(214)．．．墊圈
(30)(30'
)．．．流道部
(31)．．．流動通道
(32)(32'
)．．．入口端
(33)(33'
)．．．出口端
(311)．．．第一連通孔
(312)．．．第二連通孔
(40)．．．線圈
(50)．．．絕緣層
(60)．．．封裝層
第一圖係本發明一較佳實施例之一部立體分解圖。
第二圖係本發明一較佳實施例之一部立體組合圖。
第三圖係本發明一較佳實施例之立體外觀圖。
第四圖係本發明一較佳實施例沿第三圖4-4割線之剖視圖。
第五圖係本發明一較佳實施例沿第三圖5-5割線之剖視圖。
第六圖係本發明另一較佳實施例之立體外觀圖。
第七圖係本發明另一較佳實施例沿第六圖7-7割線之剖視圖。
(10)．．．無鐵芯線圈之冷卻機構
(20)．．．載件
(21)．．．身部
(22)．．．端部
(23)．．．延伸部
(24)．．．槽
(25)．．．定位端面
(211)．．．底座
(212)．．．凹槽
(213)．．．蓋板
(214)．．．墊圈
(32)．．．入口端
(33)．．．出口端
(40)．．．線圈
(50)．．．絕緣層
Claims (8)
- 一種無鐵芯線圈之冷卻機構，包含有：一載件，具有一板狀身部，一端部，係自該身部一側板端面之一端往外延伸，一定位端面，係位於該端部鄰接於該身部一側板端面之一側，一延伸部，係自該端部之延伸端末垂直往外延伸，並與該身部之一側板端面平行對應，一槽，係介於該延伸部與該身部一側板端面及該定位端面間；一流道部，係設於該載件中，而於該身部內彎折延伸，且具有一入口端與一出口端，用以供外部之冷卻流體得以自該入口端進入流動後自該出口端流出；多數線圈，係依序地穿套於該身部上，內側環壁係鄰接於該身部之周側端面上，並使首先套入之線圈之軸向端面一部抵接於該定位端面上而受定位；一絕緣層，係介於各該線圈內側環壁與所鄰接之該身部周側端面間。
- 依據申請專利範圍第1項所述無鐵芯線圈之冷卻機構，其中，該身部係更包含有一底座，一連續延伸之凹槽係凹設於該底座之座面上，一蓋板，係貼設固接於該底座之座面上，用以封閉各該凹槽之開口端，用以形成該流道部。
- 依據申請專利範圍第2項所述無鐵芯線圈之冷卻機構，其中，該蓋板係以周側焊接結合於該底座上。
- 依據申請專利範圍第2項所述無鐵芯線圈之冷卻機構，其中，該身部係更包含有一環形墊圈，係夾設於該蓋板與該底座間。
- 依據申請專利範圍第1項所述無鐵芯線圈之冷卻機構，其中，該端 部之厚度係大於該身部之厚度。
- 依據申請專利範圍第5項所述無鐵芯線圈之冷卻機構，其係更包含有一封裝層，係裹覆於各該線圈及該身部上，並使厚度與該端部相仿。
- 依據申請專利範圍第6項所述無鐵芯線圈之冷卻機構，其中，該封裝層係以環氧樹脂為材料。
- 依據申請專利範圍第1項所述無鐵芯線圈之冷卻機構，其中，該載件係為一體成型者。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=48139432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| TW100119151A TWI425743B (zh) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | 無鐵芯線圈之冷卻機構 |
Country Status (1)
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| TW (1) | TWI425743B (zh) |
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| CN104518593A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 大银微系统股份有限公司 | 具有散热模组的动子件 |
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2011
- 2011-06-01 TW TW100119151A patent/TWI425743B/zh active
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