带自冷风扇的电动机 本发明涉及对设置在电动机附近的电子元件及电动机线圈进行冷却的带自冷风扇的电动机的结构。
日本发明专利公开1997-65632号公报公开了一种带自冷风扇的电动机。图6是这种带自冷风扇的电动机的结构。在图6中，1是机架，支承轴承2和3。4是平板，支承印刷电路板5并通过铆接支承机架1。6是铁心，隔着绝缘层7绕有线圈8并构成定子。9是螺钉，贯穿铁心6紧固在机架1上而将定子与机架1压接固定。10是转子轴，将转子框架11压入固定，并压入固定于轴承2及3的内圈，该转子框架11吸附支承沿铁心6的外周方向隔着空隙设置的磁铁，该轴承2及3地外圈支承在机架1上。12是电子元件，用螺钉13固定在散热板14上并与印刷电路板5一同安装。15是自冷风扇，其外径大于转子框架11的外径，固定在转子轴10上。
在上述结构的无电刷电动机中，线圈与流入其中的电流大小成正比地发热，而与转子轴一体旋转的自冷风扇产生的冷却风可通过平板、机架、铁心及绝缘层而将发热的线圈冷却，防止温度上升。
另外，通过将自冷风扇15的外径做成大于转子框架11的外径，并使设置在转子外周的电子元件12和散热板14与自冷风扇15对向设置，可以在风扇送风的直接路径上设置电子元件和散热板，从而对电子元件和散热板也能产生显著的冷却效果。
然而，采用上述结构时，自冷风扇产生的气流沿转子轴的轴线方向流动，为了能对电子元件或装有电子元件的散热体形成冷却效果，就要使自冷风扇的外径大于转子的外径，或是确保自冷风扇与转子之间有一定空隙，而且电子元件或装有电子元件的散热体必须设置在与自冷风扇对向的位置，故会导致电动机体积增大和电子元件或装有电子元件的散热体的设置位置受到限制。
本发明正是为了解决上述问题，目的在于提供一种自冷风扇的外径与转子相同或更小、可设置在转子顶面附近，且电子元件或装有电子元件的散热体的设置位置不受限制的高输出、小型的带自冷风扇的电动机。
为了实现上述目的，本发明是一种在具有转子轴的转子上设置自冷风扇的带自冷风扇的电动机，其特点是，自冷风扇为大致杯形，在外周设有从转子旋转轴的轴线方向吸入空气、并向转子的圆周方向引导排出前述吸入的空气的开口部，在前述吸入并引导排出的空气的流路上设置电子元件或装有电子元件的散热体。
这样，就可以提供一种能将自冷风扇设置在转子顶面附近、不必使自冷风扇外径大于转子外径、可在电子元件或装有电子元件的散热体的设置位置上形成冷却风流路的高输出、小型的带自冷风扇的电动机。
本发明技术方案1的发明是一种在具有转子轴的转子上设置自冷风扇的带自冷风扇的电动机，其特点是自冷风扇为大致杯形，在外周设有从转子旋转轴的轴线方向吸入空气、并向转子的圆周方向引导排出前述吸入的空气的开口部，在前述吸入并引导排出的空气的流路上设有电子元件或装有电子元件的散热体。自冷风扇产生的气流直接对电子元件或装有电子元件的散热体进行冷却，具有显著的散热效果。
技术方案2的自冷风扇通过一体成形构成紧箍转子轴的轮毂、一端固定在前述轮毂的外周且对轴线大致呈放射状的多片叶片、以及中心部设有孔且将前述多片叶片的棱边和叶片的外周固定的叶片罩，并设置1处以上通过使前述叶片罩的外周面在轴线方向的长度小于叶片在轴线方向的长度而构成的外周面开口部。利用叶片罩的外周面在轴线方向的长度，可以形成相对轴线而具有一定角度的冷却风流路，通过改变叶片罩外周面在轴线方向的长度，可以形成相对轴线而具有任意角度的冷却风流路，可以使电子元件或装有电子元件的散热体的位置不受限制。
技术方案3的自冷风扇的叶片为偶数片，叶片罩的外周面开口部交替地设在用前述叶片分隔的外周面上。由于外周面开口部与封闭部的数量相同，故对于轴线的重量平衡良好，可减轻自冷风扇旋转导致的振动。另外，从外周面开口部流出的冷却风的流路相对轴线具有一定角度，而外周面封闭部的冷却风的流路则是沿轴线方向，故可形成多条流路，得到较大范围的冷却风。
技术方案4的自冷风扇的外径与转子框架大致相同或更小，并设置在转子框架的顶面附近。由于冷却风的流路相对轴线形成一定角度，故即使自冷风扇的外径小于转子的外径并设置在转子框架的附近，也可将冷却风直接引导到电子元件或装有电子元件的散热体上，可实现小型高输出的带自冷风扇的电动机。
技术方案5的自冷风扇的外径与电动机壳体大致相同或更小，且设置在电动机壳体端面附近。由于冷却风的流路相对轴线形成一定角度，故即使自冷风扇的外径小于电动机壳体的外径且设置在电动机壳体附近，也可将冷却风直接引导到电子元件或装有电子元件的散热体上，可实现小型高输出的带自冷风扇的电动机。
技术方案6的发明是在紧箍转子轴的转子框架上面部设置开口部，将与前述开口部对向设置的自冷风扇的气流的一部分引导到转子框架内部。可以实现对外转子电动机的线圈直接冷却、可流过更大电流以得到高输出的、优秀的带自冷风扇的电动机。
技术方案7的发明是在支承着旋转自如地支承转子轴的轴承的电动机壳体上设置开口部，将与前述开口部对向设置的自冷风扇的气流的一部分引导到电动机壳体内部。可实现对内转子电动机的线圈直接冷却、可流过更大电流以得到高输出的、优秀的带自冷风扇的电动机。
对附图的简单说明
图1是本发明实施例1的带自冷风扇的电动机的结构图。
图2是说明本发明实施例2的带自冷风扇的电动机的自冷风扇动作原理的结构图。
图3是说明本发明实施例3的带自冷风扇的电动机的自冷风扇动作原理的结构图。
图4是本发明实施例4的带自冷风扇的电动机的结构图。
图5是本发明实施例5的带自冷风扇的电动机的结构图。
图6是传统的带自冷风扇的电动机的结构图。
以下结合附图说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1是本发明实施例1的带自冷风扇的电动机的结构图。在图1中，1是机架，支承轴承2和3。4是平板，支承印刷电路板5并通过铆接支承机架1。6是铁心，隔着绝缘层7绕有线圈8构成定子。9是螺钉，贯穿铁心6紧固在机架1上而将定子与机架1压接固定。10是转子轴，压入固定转子框架11，并压入固定在轴承2及3的内圈，该转子框架11吸附支承沿铁心6的外周方向隔着空隙设置的磁铁，该轴承2及3的外圈支承在机架1上。15是在外周设有外周面开口部16的自冷风扇，固定在转子轴10上。12是电子元件，用螺钉13固定在散热板14上，安装在从自冷风扇15的外周面开口部16引导排出的冷却风的流路17上的位置上。本实施例的自冷风扇15的外径与转子框架11的外径大致相同，设置在转子框架顶面附近。
在上述结构的带自冷风扇的电动机中，线圈8与流入其中的电流大小成正比地发热，与转子轴10一体旋转的自冷风扇15产生的冷却风可通过转子框架11、轴承2、机架1、铁心6及绝缘层7而将发热的线圈8冷却，防止其温度上升。另外，在自冷风扇15的外周设有外周面开口部16，通过在转子的圆周方向形成冷却风的流路17，可以将设置在该流路上的电子元件12和散热板14直接冷却，对电子元件和散热板也有显著的冷却效果。另外，由于冷却风的流路17相对轴线形成一定的角度，故不必将自冷风扇15的外径做成大于转子框架11的外径，而且即使设置在转子框架顶面附近，也能直接将冷却风引导到电子元件或装有电子元件的散热体上，具有显著的冷却效果。
(实施例2)
图2是说明本发明实施例2的带自冷风扇的电动机的自冷风扇动作原理的结构图。在图2中，自冷风扇15通过一体形成构成紧箍转子轴的轮毂18、一端固定在轮毂18的外周且相对轴线大致呈放射状的多片叶片19、以及中心部设有孔且将前述多片叶片的棱边20和叶片的外周面21固定的叶片罩22，并在全周设有通过使前述叶片罩22的外周面在轴线方向的长度23小于叶片19在轴线方向的长度24而构成的外周面开口部。
而且本实施例是利用转子轴的旋转使自冷风扇一同旋转，存在于用叶片19分隔的部分内的空气由于离心力而沿圆周方向移动，并因叶片罩22的外周面在轴线方向的长度23小于叶片19在轴线方向的长度24而沿圆周方向排出。另外，由于叶片罩22的外周部相对轴向倾斜30度，就将沿前述圆周方向排出的气流控制在可相对轴线形成任意角度的流路中。另外，因离心力而沿圆周方向移动的空气以后形成减压状态，使新鲜空气从叶片罩中心部的孔吸入。通过不断重复这些动作，就可形成从旋转轴的轴线方向吸入空气、并将前述吸入的空气向转子的圆周方向引导排出的冷却风的流路。在该冷却风的流路上设置电子元件或装有电子元件的散热体，就可对其直接冷却，具有显著的冷却效果。
(实施例3)
图3是说明本发明实施例3的带自冷风扇的电动机的自冷风扇动作原理的结构图。在图3中，自冷风扇的叶片19为12片，在用叶片19分隔的外周面上交替地设置叶片罩的外周面开口部16和外周面封闭部25。
本实施例由于外周面开口部16与封闭部25的数量同为6个，故对于轴线的重量平衡良好，可减轻自冷风扇旋转导致的振动。另外，从外周面开口部16流出的冷却风的流路相对轴线形成一定角度，而外周面封闭部25的冷却风流路是沿轴线方向，故当自冷风扇设置在接近转子框架顶面且与之对向的位置时，轴线方向的冷却风就能对转子框架直接进行冷却，而相对轴线形成一定角度的冷却风则对设置在其流路上的电子元件或装有电子元件的散热体直接进行冷却，可在大范围内得到显著的冷却效果。
(实施例4)
图4是本发明实施例4的带自冷风扇的电动机的结构图。在图4中，1是机架，支承轴承2和3。4是平板，支承印刷电路板5并通过铆接支承机架1。6是铁心，隔着绝缘层7绕有线圈8构成定子。9是螺钉，贯穿铁心6紧固在机架1上而将定子与机架1压接固定。10是转子轴，压入固定转子框架11，并压入固定在轴承2及3的内圈，该转子框架11吸附支承沿铁心6的外周方向隔着空隙设置的磁铁且其顶面设有开口部，该轴承2及3的外圈支承在机架1上。15是在外周设有外周面开口部16的自冷风扇，接近并对着转子框架11的顶面固定在转子轴10上。12是电子元件，用螺钉13固定在散热板14上，安装在从自冷风扇15的外周面开口部16引导排出的冷却风的流路17上的位置上。
在上述结构的带自冷风扇的电动机中，线圈8与流入其中的电流大小成正比地发热，对于发热的线圈8，与转子轴10一体旋转的自冷风扇15产生的冷却风的一部分27通过设在转子框架11上的开口部26而直接将其冷却，可防止其温度上升。另外，由于在自冷风扇15的外周设有外周面开口部16，在转子的圆周方向形成冷却风的流路17，可以对设置在该流路上的电子元件12和散热板14直接进行冷却，对于电子元件和散热板也有显著的冷却效果。
(实施例5)
图5是本发明实施例5的带自冷风扇的电动机的结构图。在图5中，6是铁心，隔着绝缘层7绕有线圈8并固定在转子轴10上构成转子。28是在端面上设有开口部29的电动机壳体，支承轴承2，在轴承2的内圈压入支承转子轴10。15是在外周设有外周面开口部16的自冷风扇，接近并对着电动机壳体28的端面固定在转子轴10上。12是电子元件，用螺钉13固定在散热板14上，并安装在从自冷风扇15的外周面开口部16引导排出的冷却风的流路17上的位置上。
在上述结构的带自冷风扇的电动机中，线圈8与流入其中的电流大小成正比地发热，对于发热的线圈8，与转子轴10一体旋转的自冷风扇15所产生的冷却风的一部分27通过设在电动机壳体28上的开口部29直接将其冷却，可防止其温度上升。
另外，通过在自冷风扇15的外周设置外周面开口部16、在转子的圆周方向形成冷却风的流路17，可以对设置在该流路上的电子元件12和散热板14直接冷却，对于电子元件和散热板也有显著的冷却效果。