(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸方向に沿って延びる軸と、該軸を覆うように前記軸が挿設された熱伝導部材と、前記軸方向に沿って延びる複数のヒートパイプと、前記軸の周りに配置されると共に前記熱伝導部材の内周面に環状に設けられている磁性部材とを有し、前記軸は、前記熱伝導部材に囲まれた中間部と、前記中間部の軸方向一端側に続いて前記軸方向に沿って延びる第１の延伸部と、前記中間部の他端側より続いて延びて前記中間部より径大の第２の延伸部とを有し、前記ヒートパイプのそれぞれは前記熱伝導部材内部に延びて設けられている第１の熱伝導部と、前記第１の熱伝導部に繋がって前記第２の延伸部より突き出ている第２の熱伝導部とを有するロータ手段と、
前記磁性部材を覆うと共に前記軸が回転可能に設けられたハウジングと、
前記磁性部材を囲うと共に前記ハウジングの内周面に設けられたコアと、前記コアから前記磁性部材に向かって突き出て延びる複数の突起と、前記突起のそれぞれに巻き回された複数のコイルとを有する巻線手段と、
前記第２の熱伝導部を覆うと共に前記軸方向に沿って前記第２の延伸部に連結されているインペラ手段と
を備えていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記ハウジング内には、前記巻線手段の周りに少なくとも１つの熱交換通路を設けていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記熱交換通路が複数設けられ、
前記ハウジングは、前記磁性部材を囲むように設けられている周壁部と、前記周壁部の一端に連結されると共に前記第１の延伸部が枢結されている第１のエンドキャップと、前記周壁部の他端に連結されると共に前記第２の延伸部が枢結されている第２のエンドキャップと、互いに所定の間隔をおいて前記軸方向に沿って延びるように前記周壁部に設けられている複数のフィンと、を有し、
前記熱交換通路は、複数の前記フィンにおける隣り合わせた２つの前記フィンと前記周壁部の外周面とにより画成され、
前記第１のエンドキャップは、前記軸が対応して配置される第１のベアリングホールと、複数の前記コイルのそれぞれが対応して配置される複数の貫通孔とが形成され、
前記第２のエンドキャップは、前記軸と前記第１のベアリングホールに対応して第２のベアリングホールが設けられ、
複数の前記コイルは、それぞれの一端部が対応する前記貫通孔に通され、
前記モータは、その内部に熱伝導ペーストが設けられ、前記インペラ手段を覆う空間を画成すると共に前記周壁部の他端側に接続されて設けられるキャップを有し、
前記キャップは、前記熱交換通路に連通される複数のインレットを設けていることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記ハウジングは、金属材料からなり、前記ハウジング内に前記軸の両端部がそれぞれ挿通される２つのスリーブリングを有し、
前記スリーブリングは、その両端縁が前記軸方向に対して垂直に外方に張り出してフランジ部が形成され、前記フランジ部に囲まれた外周面が内方に窪んでフロー面として形成され、
２つの前記熱交換通路が前記ハウジングの内周面と前記フロー面とにより形成され、
前記ハウジングには、前記熱交換通路の両端に連通される４つの通孔が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項５】
前記熱交換通路はその断面がＣの字形に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記磁性部材を囲むように設けられている周壁部と、前記周壁部の一端に連結される第１のエンドキャップと、前記周壁部の他端に連結される第２のエンドキャップと、を有し、
前記通孔が前記周壁部に貫通して設けられ、
前記第１のエンドキャップは、前記軸が対応して配置される第１のベアリングホールと、複数の前記コイルのそれぞれが対応して配置される複数の貫通孔とが形成され、
複数の前記コイルは、それぞれの一端部が対応する前記貫通孔に通され、
前記第２のエンドキャップは、前記軸と前記第１のベアリングホールに対応して第２のベアリングホールが設けられ、
２つの前記熱交換通路が前記周壁部の内周面と前記フロー面とにより形成されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項７】
前記ロータ手段は更に、前記軸方向沿いに前記熱伝導部材の両端側にそれぞれ固定板が設けられ、
前記熱伝導部材は、透磁性材料を用いて形成され、
前記磁性部材は、２つの前記固定板の間に前記軸方向の周りに互いに所定の間隔をおいて前記熱伝導部材の内周面に設けられた複数の磁石を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項８】
更に前記コイルの表面を被覆して前記コイルと前記ハウジングとの隙間に充満する熱伝導ペーストが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項９】
前記熱伝導ペーストは、樹脂及び、炭化ケイ素とアルミニウムと窒化硼素と窒化アルミニウムとそれらの組み合わせから選ばれた熱伝導材料を混ぜてなることを特徴とする請求項８に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関し、特に、放熱構造を備えているモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜４の各々において、モータ筐体内の空気流を加速するように、駆動軸によって駆動されるファンを有し、放熱を促進するモータが開示されている。しかし、駆動されたファンによる空気流の経路がモータ筐体内を通るため、ほこりがモータ内にとりわけロータに溜まるので、モータの回転や放熱に悪影響をきたし、モータ筐体内の部品を損傷させる問題点がある。
【０００３】
特許文献５には、ヒートパイプを用いて放熱効果の向上を図るモータが開示されているが、そのモータ軸自体を中空にして内部に作動媒体を流通させるようにしたので、軸構造の強度が低下するため、軸の破損を避けるようモータ軸の回転力も小さくしなければならない問題点がある。また、モータ軸の内部に設けられたヒートパイプによりモータ軸の熱を発散することができるが、モータ軸から離れた周辺部の放熱が難しいため、小型化および効率化が図られたモータにとっては、その蓄熱がモータの積層部材を損壊させる原因にもなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾実用新案第Ｍ３３１２５１号明細書
【特許文献２】台湾実用新案第Ｍ３２２６７７号明細書
【特許文献３】台湾実用新案第Ｍ３００３９５号明細書
【特許文献４】台湾特許第Ｉ２５０７１８号明細書
【特許文献５】米国特許第４４０６９５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、モータ軸の構造強度を強固に保つと共に放熱効果を向上させたモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、所定の軸方向に沿って延びる軸と、該軸を覆うように前記軸が挿設された熱伝導部材と、前記軸方向に沿って延びる複数のヒートパイプと、前記軸の周りに配置されると共に前記熱伝導部材の内周面に環状に設けられている磁性部材とを有し、前記軸は、前記熱伝導部材に囲まれた中間部と、前記中間部の軸方向一端側に続いて前記軸方向に沿って延びる第１の延伸部と、前記中間部の他端側より続いて延びて前記中間部より径大の第２の延伸部とを有し、前記ヒートパイプのそれぞれは前記熱伝導部材内部に延びて設けられている第１の熱伝導部と、前記第１の熱伝導部に繋がって前記第２の延伸部より突き出ている第２の熱伝導部とを有するロータ手段と、前記磁性部材を覆うと共に前記軸が回転可能に設けられたハウジングと、前記磁性部材を囲うと共に前記ハウジングの内周面に設けられたコアと、前記コアから前記磁性部材に向かって突き出て延びる複数の突起と、前記突起のそれぞれに巻き回された複数のコイルとを有する巻線手段と、前記第２の熱伝導部を覆うと共に前記軸方向に沿って前記第２の延伸部に連結されているインペラ手段とを備えていることを特徴とするモータを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るモータの構成によれば、熱伝導部材からヒートパイプへの熱伝導通路を有効に短縮することができ、従来の技術のようにモータ軸から離れた周部の放熱が難しいという問題点を解消することができ、放熱効果を上げることができる。また、従来の技術のようにモータ軸を中空状にすることがないので、構造強度を強固に保つことができ、モータ軸の回転力も小さくする必要がなくなる。また、熱伝導部材による発熱に応じて、ヒートパイプを適当の数に設けることができるので、放熱効果をより一層得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るモータの一の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係るモータにおけるロータ手段の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１のモータの組立断面図である。
【図４】本発明に係るモータの他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図５】図４のモータの組立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
（実施例１）
図１〜図３は、本発明に係るモータの一実施形態の構成を示す。モータ２００は、ロータ手段２０と、ハウジング３０と、巻線手段４０と、インペラ手段５０と、キャップ６０とを備えている。
【００１１】
ロータ手段２０は、図１に示すように、所定の軸方向Ｘに沿って延びる軸２１と、該軸２１を覆うように軸２１が挿設された熱伝導部材２２と、軸方向Ｘに沿って延びる複数のヒートパイプ２３と、軸２１の周りに配置されると共に熱伝導部材２２の内周面に環状に設けられている磁性部材２４とを備えている。この例において、ロータ手段２０は更に、軸方向Ｘ沿いに熱伝導部材２２の軸方向Ｘ両端側にそれぞれ固定板２４１、２４１が設けられている。
【００１２】
軸２１は、熱伝導部材２２に囲まれた中間部２１１と、中間部２１１の軸方向Ｘ一端側に続いて軸方向Ｘに沿って延びる第１の延伸部２１２と、中間部２１１の他端側より続いて軸方向Ｘ沿いに延びて中間部２１１より径大に形成された第２の延伸部２１３とを有する。
【００１３】
熱伝導部材２２は、透磁性材料を用いてつくられるものであり、一例として、ケイ素鋼で構成される。
【００１４】
ヒートパイプ２３のそれぞれは熱伝導部材２２内部に延びて設けられている第１の熱伝導部２３１と、第１の熱伝導部２３１に繋がって第２の延伸部２１３より突き出ている第２の熱伝導部２３２とを有する。
【００１５】
磁性部材２４は、２つの固定板２４１、２４１の間に軸方向Ｘの周りに互いに所定の間隔をおいて熱伝導部材２２の内周面に緊密に設けられた複数の磁石２４２を有する。
【００１６】
ハウジング３０は、磁性部材２４を覆うと共に軸２１が回転可能に設けられ、ハウジング３０内には、巻線手段４０の周りに少なくとも１つの熱交換通路３２が設けられている。この例において、熱交換通路３２は複数設けられている。
【００１７】
ハウジング３０は、磁性部材２４を囲むように設けられている周壁部３１１と、周壁部３１１の一端に連結されると共に第１の延伸部２１２が枢結されている第１のエンドキャップ３１２と、周壁部３１１の他端に連結されると共に第２の延伸部２１３が枢結されている第２のエンドキャップ３１３と、互いに所定の間隔をおいて軸方向Ｘに沿って延びるように周壁部３１１に設けられている複数のフィン３１４、３１４、・・・と、を有する。
【００１８】
熱交換通路３２は、この例において、複数のフィン３１４における隣り合わせた２つのフィン３１４、３１４と周壁部３１１の外周面とにより画成されている。
【００１９】
巻線手段４０は、磁性部材２４を囲んでハウジング３０の内周面に設けられたコア４１と、コア４１から磁性部材２４に向かって突き出て延びる複数の突起４２、４２、・・・と、突起４２のそれぞれに巻き回された複数のコイル４３とを有する。
【００２０】
この例において、モータ２００は更にコイル４３の表面を被覆してコイル４３とハウジング３０との隙間に充満する熱伝導ペースト４４が設けられている。熱伝導ペースト４４は、樹脂及び、炭化ケイ素とアルミニウムと窒化硼素と窒化アルミニウムとそれらの組み合わせから選ばれた熱伝導材料を混ぜてなる。
【００２１】
第１のエンドキャップ３１２は、軸２１が対応して配置される第１のベアリングホール３１２１と、複数のコイル４３のそれぞれが対応して配置される複数の貫通孔３１２２とが形成されており、複数のコイル４３のそれぞれの一端部が対応する貫通孔３１２２に通される。
【００２２】
第２のエンドキャップ３１３には、軸２１と第１のベアリングホール３１２１に対応して第２のベアリングホール３１３１が設けられている。
【００２３】
インペラ手段５０は、第２の熱伝導部２３２を取り囲むと共に軸方向Ｘ沿いに第２の延伸部２１３に連結されている。
【００２４】
キャップ６０は、インペラ手段５０を覆う空間６２を画成すると共に周壁部３１１の他端側に接続されて設けられ、この例においては、熱交換通路３２に連通される複数のインレット６１、６１、・・・を設けている。
【００２５】
以上の構成により、ヒートパイプ２３のそれぞれの第１の熱伝導部２３１が熱伝導部材２２の内部に延びて配置されているので、モータ２００の作動による熱伝導部材２２の発熱が第１の熱伝導部２３１を介して第２の熱伝導部２３２へ伝導される。そしてその熱が第２の熱伝導部２３２を介してインペラ手段５０へ伝わり放散される。
【００２６】
従って、本発明に係るモータ２００は、熱伝導部材２２からヒートパイプ２３への熱伝導通路が有効に短くされているので、従来の技術のようにモータ軸から離れた周部の放熱が難しいという問題点を解消することができ、放熱効果を上げることができる。
【００２７】
また、本発明に係るモータ２００は、従来の技術のようにモータ軸を中空状にすることがないため、軸２１の構造強度を強固に保つことができ、軸２１の回転力も小さくする必要がない。
【００２８】
また、熱伝導部材２２による発熱が高い場合、良好な放熱効果を得るために、ヒートパイプ２３を適当な数だけ多く設けることができる。これにより、高温によって熱伝導部材２２の磁性が消されるという損傷を防ぐことができる。
【００２９】
（実施例２）
図４〜図５は、本発明に係るモータの他の実施形態の構成を示す。なお、上記例と同一構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３０】
ハウジング３０は、金属材料からなり、ハウジング３０内に軸２１の両端部がそれぞれ挿通され、巻線手段４０の両端部がそれぞれ嵌接される２つの金属スリーブリング３３、３３を更に有する。
【００３１】
スリーブリング３３、３３には、それぞれの両端縁が軸方向Ｘに対して垂直に外方に張り出してフランジ部３３２、３３２が形成されており、フランジ部３３２、３３２に囲まれた外周面が軸方向Ｘ内方に窪んでフロー面３３１として形成されている。
【００３２】
ハウジング３０には、ハウジング３０の内周面とフロー面３３１とにより２つの熱交換通路３２、３２が画成され、熱交換通路３２はその断面が例えばＣの字形に形成されている。
【００３３】
周壁部３１１は、熱交換通路３２に対応してそれぞれの両端側に外部に空間的に連通される通孔３１５、３１５、・・・と、互いに周方向に所定の間隔をおいて軸方向沿いに延びるリブ３１７、３１７、・・・とが設けられ、隣り合わせたリブ３１７、３１７の間の外周面が流通溝３１６として形成される。なお、連通孔３１５は本実施例では４つ設けられている。
【００３４】
この例では、インレットチューブ９１と、接続チューブ９２と、アウトレットチューブ９３とを用いて通孔３１５、３１５、・・・を介して連結されると、放熱媒体例えば水がインレットチューブ９１を通って一つの熱交換通路３２の一端側から他端側に流れ、接続チューブ９２を介して他の熱交換通路３２に案内され、該熱交換通路３２を通ってアウトレットチューブ９３から流れる。このように、巻線手段４０による発熱を放散することができる。
【００３５】
同時に、ヒートパイプ２３により熱伝導部材２２による発熱がインペラ手段５０へ伝導され、インペラ手段５０による空気流によって、流通溝３１６、３１６、・・・より排出される。
【００３６】
以上、本発明に係るモータ２００は、ヒートパイプ２３によって熱伝導部材２２による発熱を放出することができ、また、放熱媒体によって巻線手段４０の発熱を放熱することができる。従って、本発明に係るモータ２００はより一層高い放熱効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３７】
２００  モータ
２０  ロータ手段
２１  軸
２１１  中間部
２１２  第１の延伸部
２１３  第２の延伸部
２２  熱伝導部材
２３  ヒートパイプ
２３１  第１の熱伝導部
２３２  第２の熱伝導部
２４  磁性部材
２４１  固定板
２４２  磁石
３０  ハウジング
３１１  周壁部
３１２  第１のエンドキャップ
３１２１  第１のベアリングホール
３１２２  貫通孔
３１３  第２のエンドキャップ
３１３１  第２のベアリングホール
３１４  フィン
３１５  通孔
３１６  流通溝
３１７  リブ
３２  熱交換通路
３３  スリーブリング
３３１  フロー面
３３２  フランジ部
４０  巻線手段
４１  コア
４２  突起
４３  コイル
４４  熱伝導ペースト
５０  インペラ手段
６０  キャップ
６１  インレット
６２  空間
９１  インレットチューブ
９２  接続チューブ
９３  アウトレットチューブ
Ｘ  軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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