TWM512854U - 馬達軸離心冷卻機構 - Google Patents

Description

馬達軸離心冷卻機構 【0001】

本創作係揭露 一種馬達軸離心冷卻機構，特別尤指用以提供運轉中的馬達降溫以增進其使用的效率及壽命者。

【0002】

馬達是一種廣泛應用在各種領域的動力裝置，但於馬達運轉中因阻抗影響必定會產生運轉熱量，若持續運轉時將累積大量的熱能而影響馬達的性能，降低馬達運轉的效率，進而增加馬達的運轉成本。

【0003】

針對馬達的散熱問題係以空冷及水冷為主流，然而空冷方式係利用空氣或氮氣…等氣體藉由流動以將熱能帶出，但須持續供應方能有效降溫。利用水冷方式雖可大幅降低馬達的運轉溫度，但需額外的管路設計及循環系統，且水冷式的冷卻管路無法設置於馬達內部，對於軸心內部的散熱問題仍無法有效解決。

【0004】

目前雖有利用轉軸旋轉時的離心力來產生壓差效應以帶動循環，在實際上需額外設計出具有徑向輻射流道的離心環元件，藉由該元件之作動以產生壓差，進而加速流體循環。但根據不同的運轉需求其離心環元件的設計需相對應地調整設計變更，徒增額外的相關成本。

【0005】

綜觀前所述，是故，本創作之創作人經多年苦心潛心研究、思索並設計一種馬達軸離心冷卻機構，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

【0006】

有鑑於上述習知之問題，本創作之目的係提出一種馬達軸離心冷卻機構，係直接利用各相關構件的組裝間隙並搭配心軸的貫穿孔以形成冷卻迴路，並藉由離心壓差效應以驅使冷卻流體於冷卻迴路中流通，進而到降溫目的。

【0007】

有鑑於上述習知之問題，本創作之目的係提出一種馬達軸離心冷卻機構，係藉由心軸旋轉時與結構體之間的半徑差以產生離心壓差效應，以形成自主循環散熱，可節省離心環元件及循環組件的配置，進而降低相關零組件的配置成本。

【0008】

有鑑於上述習知之問題，本創作之目的係提出一種馬達軸離心冷卻機構，僅需依據不同的運轉需求以設計出適當的結構體尺寸，即可利用結構體本身的尺寸與馬達本體形成不同流道長度，以產生不同程度的離心力，進而達到降溫之目的。

【0009】

有鑑於上述習知之問題，本創作之目的係提出一種馬達軸離心冷卻機構，係可依據冷卻需求以調整相關構件間的組裝間隙，並可搭配加速組件以增加流體的循環速率。

【0010】

有鑑於上述習知之問題，本創作之目的係提出一種馬達軸離心冷卻機構，因冷卻迴路係流經各構件及軸承間，除了能利用潤滑液或油氣的流通以降低溫度外，更能對各構件進行潤滑以提升運轉效能。

【0011】

基於上述目的，本創作係提供一種馬達軸離心冷卻機構，其包含馬達本體、軸配件以及蓋體。馬達本體係包含具有貫穿孔之心軸、轉子部、定子組件及殼體，心軸係設置於殼體並穿設於轉子部，心軸與殼體之間具有第一間隙，轉子部與定子組件之間具有第二間隙，其中心軸之一端具有一個外徑大於心軸直徑的結構體，且結構體與殼體之間具有第三間隙。蓋體係連接於馬達本體以形成封閉腔室，封閉腔室係填充冷卻流體。

【0012】

其中第一間隙、第二間隙及第三間隙可為各相關構件之組裝間隙，貫穿孔、第一間隙、第二間隙與第三間隙係形成冷卻迴路。當心軸旋轉時，結構體與心軸之外徑差使第三間隙形成離心壓差區，以帶動冷卻流體於冷卻迴路中循環流動。

【0013】

較佳地，殼體更包含水冷裝置以進行熱交換。

【0014】

基於上述目的，本創作再提供一種馬達軸離心冷卻機構，其包含馬達本體、軸配件、蓋體以及外部管路組件。馬達本體係包含具有貫穿孔之心軸、轉子部、定子組件及殼體，心軸係設置於殼體並穿設於轉子部，心軸與殼體之間具有第一間隙，轉子部與定子組件之間具有第二間隙，殼體具有回油管路並連接於第一間隙，其中心軸之一端具有一個外徑大於心軸直徑的結構體，且結構體與殼體之間具有第三間隙。蓋體可連接於馬達本體以形成封閉腔室，封閉腔室係填充冷卻流體。外部管路組件可連接於蓋體及回油管路。

【0015】

其中第一間隙、第二間隙及第三間隙可為各相關構件之組裝間隙，貫穿孔、第三間隙、外部管路組件、回油管路與第一間隙係形成第一冷卻迴路。當心軸旋轉時，結構體與心軸之外徑差使第三間隙形成離心壓差區，以帶動冷卻流體於第一冷卻迴路中循環流動。

【0016】

較佳地，貫穿孔、第一間隙、第二間隙與第三間隙係形成第二冷卻迴路。

【0017】

較佳地，蓋體更可包含第一水冷裝置進行熱交換以達到降溫目的。

【0018】

較佳地，外部管路組件更包含第二水冷裝置以降低冷卻流體的溫度。

【0019】

本創作係提供一種馬達軸離心冷卻機構，其可具有下列一個或多個優點：

【0020】

1. 有效降溫：透過流動的冷卻流體可將心軸的溫度有效降低，以避免心軸上的其他元件因高溫影響而產生劣化。

【0021】

2. 增加潤滑：可有效增加潤滑液或油氣的供應量，以增加馬達軸承及構件間的潤滑程度，進而維持運轉效率。

【0022】

3. 節省成本：利用調整構件間的組裝間隙以省略離心環等元件的配置，可節省相關設計、製造、備料等成本。

【0023】

4. 適應運用：可依據不同的冷卻需求以調整組裝間隙或設計適當的結構體尺寸，以提供較佳的冷卻效率。

【0024】

為了讓上述目的、技術特徵以及實際實施後之增益性更為明顯易懂，於下文中將係以較佳之實施範例輔佐對應相關之圖式來進行更詳細之說明。

100‧‧‧馬達軸離心冷卻機構

110‧‧‧馬達本體

111‧‧‧心軸

1115‧‧‧貫穿孔

112‧‧‧轉子部

113‧‧‧定子組件

114‧‧‧殼體

120‧‧‧結構體

130‧‧‧蓋體

135‧‧‧封閉腔室

160‧‧‧第一間隙

162‧‧‧第二間隙

164‧‧‧第三間隙

180‧‧‧冷卻迴路

200‧‧‧馬達軸離心冷卻機構

210‧‧‧馬達本體

211‧‧‧心軸

2115‧‧‧貫穿孔

212‧‧‧轉子部

213‧‧‧定子組件

214‧‧‧殼體

2145‧‧‧回油管路

220‧‧‧結構體

230‧‧‧蓋體

235‧‧‧封閉腔室

238‧‧‧第一水冷裝置

240‧‧‧外部管路組件

248‧‧‧第二水冷裝置

260‧‧‧第一間隙

262‧‧‧第二間隙

264‧‧‧第三間隙

282‧‧‧第一冷卻迴路

284‧‧‧第二冷卻迴路

第1圖係為本創作之馬達軸離心冷卻機構之第一實施例示意圖。

第2圖係為本創作之馬達軸離心冷卻機構之第一實施例之離心冷卻循環示意圖。

第3圖係為本創作之馬達軸離心冷卻機構之第二實施例示意圖。

第4圖係為本創作之馬達軸離心冷卻機構之第二實施例之離心冷卻循環示意圖。

【0025】

為利 貴審查員瞭解本創作之創作特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍。

【0026】

本創作之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本創作或可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本創作的範疇，且本創作將僅為所附加的申請專利範圍所定義。

【0027】

請同時參閱第1圖及第2圖，由圖中可知悉，本創作之 馬達軸離心冷卻機構100包含馬達本體110、結構體120以及蓋體130。馬達本體110係包含心軸111、轉子部112、定子組件113及殼體114，心軸111係設置於殼體114內並穿設於轉子部112，以同步帶動轉子部112旋轉。再者，心軸111係藉由同軸心的貫穿孔1115連接馬達本體110兩側，以提供冷卻流體流動的通道。

【0028】

心軸111與殼體114之間利用組裝間隙以形成第一間隙160，轉子部112與定子組件113之間亦具有第二間隙162。其中心軸111之一端具有一個外徑大於心軸111直徑的結構體120，結構體120與殼體114之間具有第三間隙164。實施上，利用結構體120的外徑大於心軸111的直徑，以達到類似離心環元件之功效，其中結構體120係可為分離式配件或直接設計於心軸111上之結構。

【0029】

蓋體130可連接於馬達本體110以形成一個封閉腔室135，封閉腔室135內係可填充冷卻流體，實施上冷卻流體以潤滑油、油氣或其組合為主。實施上，蓋體130更可增設水冷裝置以對封閉腔室135內的冷卻流體進行熱交換，以達到降低冷卻流體之溫度。

【0030】

進一步說明，第一間隙160、第二間隙162及第三間隙164係為各相關構件之組裝間隙，貫穿孔1115、第一間隙160、第二間隙162與第三間隙164係形成冷卻迴路180。當心軸111旋轉時，結構體120與心軸111之外徑差使第三間隙164形成因離心效應而產生的壓差區域，進而帶動冷卻流體於冷卻迴路180中產生自主循環流動。再者，冷卻迴路180係流經各構件及軸承間，除了能利用潤滑液或油氣的流通以降低溫度外，更能對各構件進行潤滑以提升運轉效能。

【0031】

請同時參閱第3圖及第4圖，此為本創作的第二實施例，當因馬達的運轉需求變大時，其熱能的產生及累積速率亦隨之增加，此時則需利用外部管路組件240以增加冷卻循環路徑，進而達到散熱降溫之目的。

【0032】

由圖中可知悉，第二實施例之馬達軸離心冷卻機構200包含馬達本體210、結構體220、蓋體230以及外部管路組件240。馬達本體210包含具有貫穿孔2115之心軸211、轉子部212、定子組件213及殼體214，心軸211係設置於殼體214並穿設於轉子部212，心軸211與殼體214之間具有第一間隙260，轉子部212與定子組件213之間具有第二間隙262，殼體214具有回油管路2145並連接於第一間隙260。其中心軸211之一端具有一個外徑大於心軸211直徑的結構體220，且此結構體220與殼體214之間具有第三間隙264。

【0033】

蓋體230可連接於馬達本體210以形成封閉腔室235，封閉腔室235係填充冷卻流體以及外部管路組件240可連接於蓋體230及回油管路2145。其中，第一間隙260、第二間隙262及第三間隙264可為各相關構件之組裝間隙。

【0034】

進一步說明，第二實施例之馬達軸離心冷卻機構200具有第一冷卻迴路282及第二冷卻迴路284，其中第一冷卻迴路282係由貫穿孔2115、第三間隙264、外部管路組件240、回油管路2145與第一間隙260所形成，當心軸211旋轉時，結構體220與心軸211之外徑差使第三間隙264形成離心壓差區，以帶動冷卻流體於第一冷卻迴路282中產生自主循環流動，藉由冷卻流體的流動以帶離運轉熱能。

【0035】

再者，除了可藉由第一冷卻迴路282達到降溫目的外，更可利用由貫穿孔2115、第一間隙260、第二間隙262與第三間隙264形成的第二冷卻迴路284以輔助散熱。 同時，第二冷卻迴路284係流經各構件及軸承間，除了能利用潤滑液或油氣的流通以降低溫度外，更能對各構件進行潤滑以提升運轉效能。

【0036】

馬達軸離心冷卻機構200更可於蓋體230處增設第一水冷裝置238，利用第一水冷裝置238的外部循環將封閉腔室235內冷卻流體的溫度以熱交換型態帶出，讓冷卻流體維持在適當的工作溫度。

【0037】

再者，本實施例亦可在外部管路組件240增設第二水冷裝置248，以冷卻循環於外部管路組件240中的冷卻流體溫度，進而達到更好的冷卻效果。

【0038】

然而本創作之馬達軸離心冷卻機構 係藉由心軸旋轉時與結構體之間的半徑差以產生離心壓差效應，以形成自主循環散熱，可節省離心環元件及循環組件的配置，進而降低相關零組件的配置成本。且可依據不同的運轉需求以設計適當的結構體尺寸或是調整相關構件間的組裝間隙，以產生不同程度的離心力及循環速率，進而達到降溫之目的。

【0039】

以上所述之實施例僅係為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

100‧‧‧馬達軸離心冷卻機構

110‧‧‧馬達本體

111‧‧‧心軸

1115‧‧‧貫穿孔

112‧‧‧轉子部

113‧‧‧定子組件

114‧‧‧殼體

120‧‧‧結構體

130‧‧‧蓋體

135‧‧‧封閉腔室

160‧‧‧第一間隙

162‧‧‧第二間隙

164‧‧‧第三間隙

Claims (8)

1. 【第1項】

   一種 馬達軸離心冷卻機構 ，係包含：
   一馬達本體，包含一具有貫穿孔之心軸、一轉子部、一定子組件及一殼體，該心軸係設置於該殼體並穿設於該轉子部，該心軸與該殼體之間具有一第一間隙，該轉子部與該定子組件之間具有一第二間隙，其中該心軸之一端具有外徑大於該心軸直徑之一結構體，該結構體與該殼體之間具有一第三間隙；以及
   一蓋體，係連接於該馬達本體以形成一封閉腔室，該封閉腔室係填充一冷卻流體；
   其中該第一間隙、該第二間隙及該第三間隙係為各相關構件之組裝間隙，該貫穿孔、該第一間隙、該第二間隙與該第三間隙係形成一冷卻迴路；
2. 其中該心軸旋轉並利用該結構體與該心軸之外徑差使該第三間隙形成一離心壓差區，以帶動該冷卻流體於該冷卻迴路中循環流動。
3. 【第2項】

   如申請專利範圍第1項所述之馬達軸離心冷卻機構，其中 該蓋體更包含一水冷裝置以進行熱交換。
4. 【第3項】

   一種馬達軸離心冷卻機構，其包含：
   一馬達本體，包含一具有貫穿孔之心軸、一轉子部、一定子組件及一殼體，該心軸係設置於該殼體並穿設於該轉子部，該心軸與該殼體之間具有一第一間隙，該轉子部與該定子組件之間具有一第二間隙，該殼體具有一回油管路並連接於該第一間隙，其中該心軸之一端具有外徑大於該心軸直徑之一結構體，該結構體與該殼體具有一第三間隙；
   一蓋體，係連接於該馬達本體以形成一封閉腔室，該封閉腔室係填充一冷卻流體；以及
   一外部管路組件，係連接於該蓋體及該回油管路；
   其中該第一間隙、該第二間隙及該第三間隙係為各相關構件之組裝間隙，該貫穿孔、該第三間隙、該外部管路組件、該回油管路與該第一間隙係形成一第一冷卻迴路；
5. 其中該心軸旋轉並利用該結構體與該心軸之外徑差使該第三間隙形成一離心壓差區，以帶動該冷卻流體於該第一冷卻迴路中循環流動。
6. 【第4項】

   如申請專利範圍第3項所述之馬達軸離心冷卻機構，其中該 貫穿孔、該第一間隙、該第二間隙與該第三間隙係形成一第二冷卻迴路。
7. 【第5項】

   如申請專利範圍第3項所述之馬達軸離心冷卻機構，其中該 蓋體更包含一第一水冷裝置以進行熱交換。
8. 【第6項】

   如申請專利範圍第3項所述之馬達軸離心冷卻機構，其中該 外部管路組件更包含一第二水冷裝置以降低該外部管路組件內該冷卻流體之溫度。