TWI593883B - 可對馬達散熱之打氣機設備組構造 - Google Patents

可對馬達散熱之打氣機設備組構造 Download PDF

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Description

可對馬達散熱之打氣機設備組構造
本發明係為一種可對馬達散熱之打氣機設備組構造，其係包含有一盒體及一空氣壓縮機，該空氣壓縮機係容納在盒體內，且盒體之集風導流設計係可將空氣壓縮機之散熱扇葉進行運轉所產生的空氣氣流快速引導至馬達殼體的通風口處，並由通風口處進入馬達殼體內部讓轉子組件產生散熱作用，再由殼體末端之透孔將高溫氣流導出，使馬達之殼體內部因不易積熱而可發揮馬達運轉的最高輸出功率，進而提升馬達的運轉效率，同時也可延長馬達之使用壽命。
按，空氣壓縮機係一種可將待充氣物品進行充氣的設備，一般廣泛應用於氣墊、輪胎之充氣用途，由於空氣壓縮機體積小易於被攜帶放置，同時也可藉由手提式直流電源供應器或是接至汽車點菸器插座處，可提供空氣壓縮機之動力電源，在操作及使用上相當簡易方便。一般而言，習知空氣壓縮機裝置之主要組成，其是利用一盒體將空氣壓縮機裝設於內，該空氣壓縮機藉由一馬達驅動一活塞體在汽缸內進行往復式之壓縮動作，被壓縮之空氣則可傳輸至待充氣物品上，以達到充氣的目的。當馬達帶動活塞體在汽缸內進行往復運動時，其所產生的高溫熱能會累積在馬達殼體內，高溫也蓄積在盒體中而無法快速散熱釋放出盒體外，之所以會產生高溫的現象，其原因乃在於當馬達啟動轉子運轉後，包含鐵芯片(armature core)、漆包線 圈(armature winding)、換向器(commutator)等構造在內的電樞(armature)或統稱為轉子(rotor)均會產生出高熱，因而造成溫度的上升，尤其是電樞中之換向器(commutator)與碳刷(carbon brush)二者間的接觸摩擦作用，不僅讓整個電樞產生高熱，這種高熱不僅讓碳刷容易產生積碳的缺點，影響電流之流通，而積聚在馬達殼體內之高熱亦對殼體內周壁所設的磁石之磁力產生影響，會導致磁石之磁力產生衰降，連帶地亦造成馬達之運轉效率逐漸降低。再觀目前應用小功率馬達於打氣機設備的汽車輪胎破損急救裝置，也就是說可提供汽車在輪胎破損後施以急救的灌膠補胎及同時充氣的急救裝置，但由於有些國家的交通法令規定汽車駕駛人在行駛高速公路發生輪胎破損的時候，駕駛人需在法令規定的時限內完成修復並將汽車駛離事發點，以防止後方來車追撞，用以保護所有開車者的安全，因此，所使用的馬達由於需要在短時間內迅速處理輪胎破損的狀況，在馬達快速旋轉作用中，轉子旋轉中所產生之高熱大部分均積聚在馬達殼體內部，在無法有效地散發熱度的情況下，會使馬達的運轉效率變低轉弱，當溫度上升到一定的程度後，電樞中的漆包線圈的絕緣物更會被破壞，進而造成漆包線圈的短路而燒毀整個馬達，乃至於衍生其它的危險。另方面，空氣壓縮機係被容置於盒體內，目前的組裝方式僅是利用盒體的框條或是隔板來支撐空氣壓縮機，也同時將圓筒型馬達予以穩住，實質上，該種習知盒體並沒有附加設計出具有對馬達散熱的構造，習知盒體的傳統設計仍然甚容易積聚馬達運作中所產生的高熱，無法輔助馬達散熱和克服馬達運轉中所潛伏的效率衰減及毀損的缺失。
本發明人有鑑於此，乃悉心從事設計，於今有本發明產生。緣此： 本發明之主要目的，其係提供一種可對馬達散熱之打氣機設備組構造，其包含有一盒體及一空氣壓縮機，該盒體係由一上蓋體、一下座體所組合而成，空氣壓縮機係容納在盒體內，且空氣壓縮機之馬達的殼體係可被上蓋體及下座體上所設之上、下導流部平穩定位外，且上、下導流部之集風導流設計係可將空氣壓縮機之散熱扇葉進行運轉所產生的空氣氣流快速引導，並集中至馬達殼體的通風口處，由通風口處進入馬達殼體內部之空氣氣流可讓馬達內的轉子組件產生散熱作用，該空氣氣流最後可從馬達末端之透孔將高溫氣流導出，使馬達因具有散熱作用而不容易積熱毀損外，復可提高馬達的運轉效率，並延長馬達之使用壽命。
有關本發明為達前述目的所據以實施的具體構造及其功效，茲佐以圖式說明如后。
(1)‧‧‧上蓋體
(10)‧‧‧開關
(11)‧‧‧前側板
(110)‧‧‧進氣孔
(12)‧‧‧後側板
(120)‧‧‧透氣孔
(13)‧‧‧上弧緣板
(130)‧‧‧導風通口
(2)‧‧‧下座體
(21)‧‧‧前側板
(210)‧‧‧進氣孔
(22)‧‧‧後側板
(220)‧‧‧透氣孔
(23)‧‧‧下弧緣板
(230)‧‧‧導風通口
(3)‧‧‧上導流部
(30)‧‧‧根線
(31)‧‧‧縱牆
(32)(33)‧‧‧集風板
(34)‧‧‧集風口
(35)‧‧‧支撐部
(36)‧‧‧斜坡面
(37)‧‧‧導風槽
(4)‧‧‧下導流部
(40)‧‧‧根線
(41)‧‧‧縱牆
(42)(43)‧‧‧集風板
(44)‧‧‧集風口
(45)‧‧‧支撐部
(46)‧‧‧斜坡面
(47)‧‧‧導風槽
(5)‧‧‧主架體
(51)‧‧‧汽缸
(6)‧‧‧馬達
(60)‧‧‧轉軸
(61)‧‧‧殼體
(611)‧‧‧前向端
(612)‧‧‧後向端
(621)(622)‧‧‧通風口
(63)‧‧‧透孔
(64)‧‧‧轉子組件
(65)‧‧‧鐵芯片
(66)‧‧‧漆包線圈
(67)‧‧‧換向器
(68)‧‧‧端子
(69)‧‧‧碳刷
(7)‧‧‧散熱扇葉
(81)‧‧‧小齒輪
(82)‧‧‧大齒輪
(83)‧‧‧重量旋轉盤
(84)‧‧‧曲柄銷
(85)‧‧‧活塞體
第一圖：係本發明之可對馬達散熱之打氣機設備組構造分解圖。
第二圖：係本發明之可對馬達散熱之打氣機設備組構造立體剖面圖。
第三圖：係本發明之可對馬達散熱之打氣機設備組構造上側透視平面圖。
第四圖：係本發明之可對馬達散熱之打氣機設備組構造剖視平面圖。
第五圖：係本發明之空氣壓縮機被內置於盒體之局部剖面組裝示意及散熱導流示意圖。
第六圖：係馬達後端透孔、導流部、集風板、馬達通風口、散熱扇葉及盒體進氣孔等部位之相對位置示意圖。
第七圖：係本發明之盒體組裝剖視平面圖。
為使更詳細了解本發明之結構，請參閱第一及二圖所示，本發明係提供一種可對馬達散熱之打氣機設備組構造，其係包括有一盒體及一空氣壓縮機，該盒體係由一上蓋體1、一下座體2所組合而成，而空氣壓縮機係容置在上蓋體1及下座體2所組裝成之盒體內。
上蓋體1，其實體概為矩形框體造型，面板上設有一啟動及停止空氣壓縮機作用之開關10，在面板之兩側邊形成相對向之前側板11及後側板12，前側板11上設有複數個成排狀之進氣孔110，在後側板12上則設有複數個成排狀可供排氣之透氣孔120，於上蓋體1之面板的內裏壁上則設有一集風導流之結構設計，該集風導流之結構即是在上蓋體1之面板內裏壁設置有一上導流部3，並請同時參考第六及七圖，該上導流部3係在面板內裏壁具有一根線30，該根線30之長度為Y0，由該根線30以背離面板方向延伸一具有高度之縱牆31，該縱牆31可作為擋阻空氣氣流(或前進氣流)，前述縱牆31之左、右二端以朝向前側板11的方向，可利用以垂直或非垂直於前述縱牆31的方向，各延伸出一集風板32、33，使位於馬達6殼體61通風口621上方之面板內裏壁與二集風板32、33及縱牆31可合圍共構成一導風槽37，若是以垂直於縱牆31的方式延伸出集風板32、33，二集風板32、33及縱牆31可形成一概呈ㄇ型之導風槽37(本說明書之圖式中未示出)，若是以非垂直於縱牆31的方式延伸出斜向集風板32、33，二集風板32、33及縱牆31則可形成一概呈V型之導風槽37，此種狀態之導風槽37更容易匯集空氣氣流(或前進氣流)。對前述導風槽37之構造再進一步分析(可參考第七圖)，由二集風板32、33之初始延伸點算起，該二集風板32、33之相稱的初始延伸點，其二者之間的距離長度為Y1，然於二集風板32、33之外末端所形成之開放式集風口34，二集風板32、33之最末端相對稱的端點，其二端點的距離長度 為Y2，Y2>Y1且Y2>Y0。前述上蓋體1於前側板11之內側係設有一平行於前側板11之上弧緣板13。前述上導流部3於縱牆31之頂端可形成一內凹圓弧型之支撐部35；於面向散熱扇葉7之縱牆31的一面端可形成斜坡面36，該斜坡面36可引導讓前進氣流更能順暢前進。
下座體2，其實體亦相當於前述上蓋體1之矩形框體造型，在其面板之兩側邊形成相對向之前側板21及後側板22，前側板21上設有複數個成排狀之進氣孔210，在後側板22上則設有複數個成排狀可供排氣之透氣孔220，於下座體2之面板的內裏壁上亦設有一集風導流之結構設計，該集風導流之結構即是在下座體2之面板內裏壁設置有一下導流部4，該下導流部4之具體結構完全相同於前述上導流部3，相同地，該下導流部4於面板內裏壁具有一根線40，該根線40之長度為Y0，由該根線40以背離面板方向延伸一具有高度之縱牆41，該縱牆41可作為擋阻空氣氣流(或前進氣流)，且縱牆41之左、右二端以朝向前側板21的方向，可利用以垂直或非垂直於前述縱牆41的方向，各斜向延伸出一集風板42、43，使位於馬達6殼體61通風口622上方之面板內裏壁與二集風板42、43及縱牆41可合圍共構成一導風槽47，若是以垂直於縱牆41的方式延伸出集風板42、43，二集風板42、43及縱牆41可形成一概呈ㄇ型之導風槽47(本說明書之圖式中未示出)，若是以非垂直於縱牆41的方式延伸出斜向集風板42、43，二集風板42、43及縱牆41則可形成一概呈V型之導風槽47，此種狀態之導風槽37更容易匯集空氣氣流(或前進氣流)。對前述導風槽47之構造再進一步分析(可參考第七圖)，由二集風板42、43之初始延伸點算起，該二集風板42、43之相稱的初始延伸點，其二者之間的距離長度為Y1，然於二集風板42、43之外末端所形成之開放式集風口44，二集風板42、43之最末端相對稱的端點，其二端點的距離 長度為Y2，Y2>Y1且Y2>Y0。前述下座體2於前側板21之內側另設有一平行於前側板21之下弧緣板23。前述下導流部4於縱牆41之頂端可形成一內凹圓弧型之支撐部45；於面向散熱扇葉7之縱牆41的一面端可形成斜坡面46，該斜坡面46可引導讓前進氣流更能順暢前進。
由於空氣壓縮機並非本發明之主要訴求特徵，然為了讓本發明之技術特徵及其功效能清晰明確地被了解，乃概略陳述空氣壓縮機及其所配合之馬達6的實施態樣。請參閱第二至五圖所示，一空氣壓縮機可被容置於上蓋體1及下座體2之間，該空氣壓縮機包含一主架體5、結合在該主架體5上的一汽缸51、組裝在該主架體5上的動力機構及可受該動力機構帶動而在該汽缸51內作往復運動的一活塞體85。該動力機構係含括有馬達6、傳動用途之小齒輪81、大齒輪82、具有曲柄銷84之重量旋轉盤83(參考第五圖)及散熱用途之散熱扇葉7等。馬達6之殼體61內裝設有一轉子組件64，其中央處設有一轉軸60，轉子組件64包含有一纏繞有漆包線圈66之鐵芯片65、一換向器67、一端子68及碳刷69，轉軸60一端係裝設有前述小齒輪81，而另端係裝設有一散熱用途之散熱扇葉7，而馬達6殼體61之環周面上設有相對稱之通風口621、622及於小齒輪81端之馬達6表面設有複數個透孔63(可參考第五圖)，而前述大齒輪82上係結合重量旋轉盤83，該重量旋轉盤83上設有一軸桿及一曲柄銷84，該軸桿一端穿過大齒輪82並樞接於主架體5，而曲柄銷84之一端則樞接於活塞體85的末端，此時，該小齒輪81係與大齒輪82相嚙接。空氣壓縮機被容置在組合後之上蓋體1及下座體2時，該馬達6殼體61之環周面可藉由上蓋體1及下座體2內面所設的上、下導流部3、4相夾持而形成穩定式地定位，亦即圓弧型支撐部35、45二者可相當穩固地支撐住馬達6之殼體61，讓馬達6不會產生鬆動、傾斜或翻倒的現象。藉由馬達6運轉之後，小齒輪81會帶動大齒輪82，使得活塞體85可在汽 缸51內進行往復式壓縮動作。
請參考第六圖，其係為馬達6被定位在盒體上、下導流部3、4時與盒體之相對位置示意圖，馬達6之殼體61的後向端612係為面向且最接近盒體之進氣孔110、210，而馬達6之殼體61的前向端611則為遠離盒體之進氣孔110、210且是面向盒體之透氣孔120、220，第六圖係以殼體61前向端之表面作為基準線Y，馬達6之轉軸60作為基準線X，殼體61之前向端611定為X=0，殼體61之前向端611與上、下導流部3、4於面板內裏壁之根線30、40之間的距離長度為X1，殼體61之前向端611與馬達之通風口621、622之間的距離長度為X2，殼體61之前向端611與集風板32、33及42、43之最外末端端點之間的距離長度為X3，殼體61之前向端611與散熱扇葉7之間的距離長度為X4，殼體61之前向端611與盒體之進氣孔110、210之間的距離長度為X5，該等距離長度具有X1<X2<X3<X4<X5之結構狀態。
請參考第三及五圖，其係為空氣壓縮機被內置於盒體時之組裝示意及散熱導流示意圖，該空氣壓縮機之馬達6一端的散熱扇葉7進行圓周旋轉時，該散熱扇葉7係可將外部空氣由盒體前側板11、21所設之進氣孔110、210導入並通過相組裝結合之上弧緣板13、下弧緣板23所共同框圍的導風通口130、230，使外部空氣更順暢地導入前述上蓋體1內面所設有呈V型排列之二集風板32、33及下座體2內面所設有呈V型排列之二集風板42、43之集風口34、44，且上蓋體1及下座體2內面所設的上、下導流部3、4係可抵觸於馬達6通風口621、622處之環周面，使上、下導流部3、4之縱牆31、41的斜坡面36、46可直接引導空氣氣流至馬達6之通風口621、622處，並由通風口621、622直接導納前述散熱扇葉7旋轉時所產生之前進氣流，可讓碳刷69與換向器67二者因摩擦容易產生高熱的部位，及電 流流通的漆包線圈66等部位適時地予以散熱，即如第四圖所示之散熱狀態。
綜觀前論，現階段之空氣壓縮機被容置於盒體內的組裝方式僅是利用盒體的框條或是隔板來支撐空氣壓縮機，同時也將圓筒型馬達予以穩住，習知盒體並無法對馬達提供散熱的功能。反觀本發明，盒體之上、下導流部3、4的集風導流設計可將空氣壓縮機之散熱扇葉7進行運轉所產生的空氣氣流快速引導至馬達6殼體61的通風口621、622處，並由通風口621、622處進入馬達6殼體61內部，足讓轉子組件64產生散熱作用，再由殼體61末端之透孔63將高溫氣流導出，使馬達6之殼體61內部因不易積熱而可發揮馬達6運轉的最高輸出功率，進而提升馬達6的運轉效率，同時也可延長馬達6之使用壽命。本發明之上、下導流部3、4不僅提供馬達6之定位，另可發揮讓馬達6及時散熱的相乘效果，其實用價值遠優於習知品。
(1)‧‧‧上蓋體
(10)‧‧‧開關
(11)‧‧‧前側板
(110)‧‧‧進氣孔
(12)‧‧‧後側板
(120)‧‧‧透氣孔
(13)‧‧‧上弧緣板
(2)‧‧‧下座體
(21)‧‧‧前側板
(210)‧‧‧進氣孔
(22)‧‧‧後側板
(220)‧‧‧透氣孔
(23)‧‧‧下弧緣板
(230)‧‧‧導風通口
(3)‧‧‧上導流部
(31)‧‧‧縱牆
(32)(33)‧‧‧集風板
(34)‧‧‧集風口
(35)‧‧‧支撐部
(36)‧‧‧斜坡面
(4)‧‧‧下導流部
(41)‧‧‧縱牆
(42)(43)‧‧‧集風板
(44)‧‧‧集風口
(45)‧‧‧支撐部
(46)‧‧‧斜坡面
(5)‧‧‧主架體
(51)‧‧‧汽缸
(6)‧‧‧馬達
(60)‧‧‧轉軸
(61)‧‧‧殼體
(621)(622)‧‧‧通風口
(68)‧‧‧端子
(7)‧‧‧散熱扇葉
(82)‧‧‧大齒輪
(84)‧‧‧曲柄銷
(85)‧‧‧活塞體

Claims (4)

  1. 一種可對馬達散熱之打氣機設備組構造，其係包括：一盒體，其係由一上蓋體、一下座體所組合而成，上蓋體、下座體二者之面板的兩側邊形成相對向之前側板及後側板，上蓋體於前側板之內側係設有一平行於前側板之上弧緣板，而下座體於前側板之內側另設有一平行於前側板之下弧緣板，前側板上設有複數個成排狀之進氣孔，在後側板上則設有複數個成排狀可供排氣之透氣孔；一空氣壓縮機，其包括有一動力機構之馬達，該馬達具有一轉軸，一設在馬達之轉軸一側端且是接近馬達殼體之後向端的散熱扇葉，該散熱扇葉旋轉時可將盒體外部的空氣由進氣孔吸進盒體內，該馬達之殼體的環周面上設有相對稱之通風口，空氣壓縮機整體及其馬達係可穩定地容置在上蓋體及下座體所組裝成之盒體內；其特徵在於：上蓋體之面板的內裏壁上設有一集風導流結構之上導流部，該上導流部係在面板內裏壁具有一根線，該根線之長度為Y0，由該根線以背離面板方向延伸一具有高度之縱牆，該上導流部之縱牆的左、右二端以朝向前側板的方向各延伸出一集風板，使上導流部之縱牆、集風板可合圍共構成一導風槽，該上導流部於縱牆之頂端可形成一內凹圓弧型之支撐部，於面向散熱扇葉之縱牆的一面端可形成斜坡面，而下座體在相向於上導流部之面板的內裏壁上則設有一集風導流結構之下導流部，該下導流部於面板內裏壁具有一根線，該根線之長度為Y0，由該根線以背離面板方向延伸一具有高度之縱牆，該下導流部之縱牆的左、右二端以朝向前側板的方向各延伸出一集風板，下導流部之縱牆、集風板可合圍共構成一導風槽，該下導流部於縱牆之頂端可形成一內凹圓弧型之支撐部，於面 向散熱扇葉之縱牆的一面端可形成斜坡面，斜坡面可讓前進氣流更能順暢前進，該上蓋體及下座體相結合定位後，上蓋體及下座體內裏壁所設的上、下導流部的圓弧型支撐部二者可相當穩固地支撐住馬達之殼體，讓馬達不會產生鬆動、傾斜或翻倒的現象，且讓馬達之殼體的通風口位於上、下導流部之導風槽範圍內，讓散熱扇葉進行運轉所吸進的空氣氣流可被縱牆阻擋而匯集於導風槽，由殼體的通風口處進入馬達內部並對其產生散熱作用，使馬達內部因不易積熱而發揮馬達運轉的最高輸出功率，進而提升馬達的運轉效率，同時也可延長馬達之使用壽命者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可對馬達散熱之打氣機設備組構造，其中，該上導流部之縱牆的左、右二端以非垂直於縱牆的方式延伸出斜向集風板，二集風板及縱牆則可形成一概呈V型之導風槽，於二集風板之外末端乃形成一開放式集風口；下導流部之縱牆的左、右二端以非垂直於縱牆的方式延伸出斜向集風板，二集風板及縱牆則可形成一概呈V型之導風槽，於二集風板之外末端乃形成一開放式集風口，此種V型導風槽更容易匯集空氣氣流(或前進氣流)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之可對馬達散熱之打氣機設備組構造，於上導流部及下導流部之二集風板的初始延伸點，該二相稱的初始延伸點二者之間的距離長度均為Y1，而上導流部及下導流部之二集風板的最外末端相對稱的端點，該二相稱的最外末端端點二者之間的距離長度均為Y2，Y2>Y1且Y2>Y0。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之可對馬達散熱之打氣機設備組構造，其中，馬達之殼體的後向端係為面向且最接近盒體之進氣孔，而馬達之殼體的前向端則為遠離盒體之進氣孔且是面向盒體之透氣孔，以殼體前向端之表面作為基準線Y，馬達之轉軸作為基準線X，殼體之前向 端定為X=0，殼體之前向端與上、下導流部於面板內裏壁之根線之間的距離長度為X1，殼體之前向端與馬達之通風口之間的距離長度為X2，殼體之前向端與集風板之最外末端端點之間的距離長度為X3，殼體之前向端與散熱扇葉之間的距離長度為X4，殼體之前向端與盒體之進氣孔之間的距離長度為X5，該等距離長度具有X1<X2<X3<X4<X5之結構狀態。
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