專利名稱:封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),特別是涉及一種藉由馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)
動的同時帶動氣流流動而達(dá)成散熱功效的工具機(jī)散熱架構(gòu)。
背景技術(shù):
自從電動馬達(dá)的發(fā)明開始,幾世紀(jì)以來不斷的進(jìn)步與發(fā)展為人類帶來生活上極大 的便利,由最初工業(yè)用途的大型電動馬達(dá), 一直到體積較小的家用電動馬達(dá),最后應(yīng)用到日 常生活用品、工具機(jī)等小型電動馬達(dá),其體積隨著構(gòu)造、制造材料的改良與創(chuàng)新而越來越 小,所能應(yīng)用的層面也越來越廣。 現(xiàn)今電動馬達(dá)可依構(gòu)造區(qū)分出多種不同種類馬達(dá),每種馬達(dá)都有相異的使用特 性,無論是體積、散熱、扭力、轉(zhuǎn)速、材質(zhì)、制造成本、控制方式等特征,對于每種電動馬達(dá)都 不盡相同,無法直接斷定何種電動馬達(dá)結(jié)構(gòu)為最佳,反而必須考慮到使用的環(huán)境、需求才能 選擇最適合的電動馬達(dá)。然而對于一般較小型的電動馬達(dá)而言,最嚴(yán)苛的使用條件與環(huán)境 莫過于工具機(jī)中的電動馬達(dá)。 應(yīng)用于工具機(jī)中的電動馬達(dá),能夠輕易考驗電動馬達(dá)所有特性,例如通常會要 求體積小、扭力足、轉(zhuǎn)速需求高、以及最重要于長時間使用下的耐用性,只要上述某一種 特性表現(xiàn)擁有缺陷,就會造成工具機(jī)無法作業(yè)或容易損壞。其中較易造成困擾的部分主 要是電動馬達(dá)內(nèi)部由軸承(Bearing)、馬達(dá)定子(Stator)上的線圈(Coil)、以及電磁 (Electromagnetism)所產(chǎn)生而累積的熱量,因為熱量造成電動馬達(dá)過熱,而直接影響工具 機(jī)可否長時間運作,也就是影響工具機(jī)的耐用性。 —般常見用于工具機(jī)的電動馬達(dá)都使用帶有電刷(Brush)與換向器 (Commutator)的直流馬達(dá)(Brushed DC Motor),然而該種馬達(dá)體積大、效率低,且電刷與換 向器之間所產(chǎn)生的火花對該兩元件都會造成耗損而視為須定時更換的消耗元件。因此工具 機(jī)馬達(dá)漸漸的改用體積較小、效率較高的直流無刷馬達(dá)(Brushless DC Motor)來應(yīng)用在工 具機(jī)上,但因為體積較小而使得馬達(dá)所產(chǎn)生的熱更為集中,且應(yīng)用于工具機(jī)中的直流無刷 馬達(dá)更因為被包覆于較密閉的殼體內(nèi),無法輕易排除積熱,容易造成使用時溫度過高,導(dǎo)致 馬達(dá)過熱(Over Heat)而影響工具機(jī)的運作,因此有許多散熱結(jié)構(gòu)相應(yīng)而生。例如美國專 利第6, 789, 630號、第7, 166, 939號、美國專利公開第2008/0233848號、中國臺灣專利公告 第M263204號所示,為使用直流無刷馬達(dá)工具機(jī)中最常使用的內(nèi)轉(zhuǎn)子馬達(dá)(Inner Runner Motor)結(jié)構(gòu),其主要的散熱方式通常在軸心(Shaft)上裝設(shè)有可連動的扇葉(Fan)或者散 熱片(Heat Sink),藉由主馬達(dá)轉(zhuǎn)動的同時連動扇葉或散熱片一同轉(zhuǎn)動,進(jìn)而引起氣流流動 于馬達(dá)上達(dá)成散熱目的。此外,還更有一種設(shè)置另一組帶有扇葉的散熱馬達(dá),無論主馬達(dá)是 否轉(zhuǎn)動,皆可利用散熱馬達(dá)持續(xù)進(jìn)行散熱。然而,上述方式的效果于工具機(jī)長時間使用下 亦然有限,并且而外增加了許多體積與零件,同時也增加了制造成本與電力消耗;而直流無 刷馬達(dá)工具機(jī)中較少使用的外轉(zhuǎn)子馬達(dá)(Out Runner Motor)結(jié)構(gòu),同樣有著如內(nèi)轉(zhuǎn)子馬
達(dá)結(jié)構(gòu)難以散熱的問題。因此也有相對應(yīng)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的散熱構(gòu)造如中國臺灣專利公告第M269645號所示,主要于外轉(zhuǎn)子上開設(shè)有進(jìn)氣孔,并于殼體上亦開設(shè)有相對應(yīng)的透孔,藉由 外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而吸進(jìn)氣流,在由殼體上的透孔排出氣流,藉此達(dá)到散熱的目的。然而該種外轉(zhuǎn) 子直流無刷馬達(dá)的散熱結(jié)構(gòu)對于氣流的擾動僅靠外轉(zhuǎn)子上的進(jìn)氣孔斜切面來推動,于長時 間的使用下所排除的積熱也有限。由此可知,應(yīng)用于工具機(jī)中的直流無刷馬達(dá)還有許多進(jìn) 步的空間,以改善散熱不良所帶來的缺失。 由此可見,上述現(xiàn)有的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu)在結(jié)構(gòu)與使用上,顯然仍存在有 不便與缺陷,而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題,相關(guān)廠商莫不費盡心思來 謀求解決之道,但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成,而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu) 能夠解決上述問題,此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的 封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一,亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于,克服現(xiàn)有的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu)中直流無刷馬達(dá)易 造成過熱的缺陷,而提供一種新型結(jié)構(gòu)的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),所要解決的技術(shù)問題 是使其可產(chǎn)生充足的散熱氣流,有效排除馬達(dá)中積熱,非常適于實用。 本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本實 用新型提出的一種封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其包括一工具機(jī)主體,具有一容設(shè)空間,且 在該主體壁面上設(shè)有連通容設(shè)空間及外部的散熱口 ;一定子,裝設(shè)于該容設(shè)空間內(nèi);一轉(zhuǎn) 子,裝設(shè)于該容設(shè)空間內(nèi)并介于該定子與該主體之間,令該轉(zhuǎn)子與該主體壁面形成一旋流 空間,且該轉(zhuǎn)子與該定子之間形成一軸流空間,該旋流空間及該軸流空間具備有一徑向氣 流通道連通,且該轉(zhuǎn)子上設(shè)有軸向氣流孔連通旋流空間及該軸流空間;在該轉(zhuǎn)子上設(shè)有至 少一導(dǎo)流部,以該轉(zhuǎn)子相對該定子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動,該定子產(chǎn)生熱氣流徑向自該軸流空間經(jīng) 該氣流通道至該旋流空間,該導(dǎo)流部通過該散熱口排放該熱氣流至外部且引導(dǎo)外部冷氣流 經(jīng)該軸向氣流孔進(jìn)入該軸流空間構(gòu)成一循環(huán)散熱風(fēng)流。 本實用新型的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實 現(xiàn)。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的轉(zhuǎn)子包含一設(shè)有該軸向氣流孔的底 部及一組設(shè)磁性件來相對該定子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動的環(huán)部。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的轉(zhuǎn)子的底部更增設(shè)有一輔助導(dǎo)流 肋。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的轉(zhuǎn)子的底部由外周緣向中央呈漸縮 傾斜狀。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的導(dǎo)流部軸向設(shè)置于該轉(zhuǎn)子外周面。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的導(dǎo)流部為弧曲狀設(shè)置于該轉(zhuǎn)子外周 面。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的散熱口包含有一進(jìn)風(fēng)口及一出風(fēng) □。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的散熱口設(shè)有一過濾元件。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的定子與該轉(zhuǎn)子共軸組設(shè)一轉(zhuǎn)動軸。[0018] 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的轉(zhuǎn)動軸另一端裝設(shè)一工具組件。 前述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其中所述的工具機(jī)主體裝設(shè)有一封閉該容設(shè)空 間的鎖環(huán)。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。經(jīng)由以上可知,為了達(dá) 到上述目的,本實用新型包含有一具有容設(shè)空間的工具機(jī)主體,在該主體壁面上設(shè)有連通 容設(shè)空間及外部的散熱口,并該容設(shè)空間內(nèi)裝設(shè)有一定子,而在該容設(shè)空間內(nèi)設(shè)有一介于 該定子與該主體之間的轉(zhuǎn)子,令該轉(zhuǎn)子與該主體壁面形成一旋流空間,該轉(zhuǎn)子與該定子之 間形成一軸流空間,該旋流空間及該軸流空間具備有一徑向氣流通道而相互連通,且該轉(zhuǎn) 子上設(shè)有軸向氣流孔連通旋流空間及該軸流空間,而在該轉(zhuǎn)子上還設(shè)有導(dǎo)流部,以該轉(zhuǎn)子 相對該定子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動,定子產(chǎn)生熱氣流徑向自軸流空間經(jīng)氣流通道至該旋流空間,該 導(dǎo)流部通過該散熱口排放該熱氣流至外部且引導(dǎo)外部冷氣流經(jīng)該軸向氣流孔進(jìn)入該軸流 空間構(gòu)成一循環(huán)散熱風(fēng)流,即構(gòu)成本實用新型的基本架構(gòu)。 借由上述技術(shù)方案,本實用新型封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu)至少具有下列優(yōu)點及有 益效果 —、本實用新型的該導(dǎo)流部設(shè)于該轉(zhuǎn)子上,可與該轉(zhuǎn)子一體成形完成,不會增加額
外零件與組裝或制造步驟,避免因為額外的散熱結(jié)構(gòu)造成整體制造成本過高。 二、本實用新型于直接于該轉(zhuǎn)子上設(shè)置該導(dǎo)流部的方式,令馬達(dá)可在維持原本體
積、以及不需要額外耗電的前提下,利用自身的轉(zhuǎn)動達(dá)到散熱的目的。 上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本實用新型的技 術(shù)手段,而可依照說明書的內(nèi)容予以實施,并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征 和優(yōu)點能夠更明顯易懂,以下特舉較佳實施例,并配合附圖,詳細(xì)說明如下。
圖1為本實用新型的分解立體示意圖。 圖2為本實用新型的剖面示意圖。 圖3為本實用新型的剖面氣流流動示意圖一。 圖4為本實用新型的剖面氣流流動示意圖二。 圖5為本實用新型的另一實施例分解立體示意圖。
具體實施方式為更進(jìn)一步闡述本實用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效,以下 結(jié)合附圖及較佳實施例,對依據(jù)本實用新型提出的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu)其具體實施方 式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效,詳細(xì)說明如后。 請參閱圖1及圖2所示,為本實用新型的分解立體示意圖、剖面示意圖。如圖所示, 本實用新型具有一工具機(jī)主體40,該主體40內(nèi)部形成一容設(shè)空間43,且在該主體40壁面 上設(shè)有至少一散熱口 41,藉由該散熱口 41連通該容設(shè)空間43及該主體40的外部。在該 容設(shè)空間43內(nèi)固設(shè)有一提供旋轉(zhuǎn)磁場的定子31,在較佳實施圖式中該定子31藉由定位于 一定子座30上而固設(shè)于該容設(shè)空間43內(nèi),并在該容設(shè)空間43內(nèi)的該定子31與該主體40 之間設(shè)有一轉(zhuǎn)子20。在圖式中,該轉(zhuǎn)子20呈似桶狀外觀而置于該定子31外周且留有間隙,令該轉(zhuǎn)子20與該主體40壁面之間形成一旋流空間A,且該轉(zhuǎn)子20與該定子31之間形成一 軸流空間B,其中該旋流空間A及該軸流空間B之間更藉由一徑向氣流通道C連通,此外還 更可藉由設(shè)于該轉(zhuǎn)子20上的軸向氣流孔26連通該旋流空間A及該軸流空間B,其中該轉(zhuǎn)子 20上設(shè)有至少一導(dǎo)流部25,該導(dǎo)流部25的用意在于隨著該轉(zhuǎn)子20轉(zhuǎn)動位移時推動周遭空 氣而形成旋流,上述即為本實用新型的基本架構(gòu)。 而在上述較佳實施圖例中所示,該定子31與該轉(zhuǎn)子20共軸組設(shè)一轉(zhuǎn)動軸10,而該 轉(zhuǎn)動軸lO最末端連接一工具組件ll。在較佳實施圖例中呈現(xiàn)一簡單的磨砂輪工具機(jī),然而 僅為便于解說,并不用以限定本實用新型。該轉(zhuǎn)動軸10可以非共軸的方式與該轉(zhuǎn)子20連 動,而該工具組件11也不限定于磨砂輪,可為其他利用旋轉(zhuǎn)動能的工具組件11 ;其中該轉(zhuǎn) 子20包含一底部21與一環(huán)部22,該底部21設(shè)有該軸向氣流孔26,且該底部21更可設(shè)有 一輔助導(dǎo)流肋27,該輔助導(dǎo)流肋27用以輔助氣流流向該軸向氣流孔26,而該環(huán)部22則設(shè) 有磁性件28,亦即該些磁性件28固設(shè)于該轉(zhuǎn)子20的內(nèi)周面24上,可藉上述構(gòu)造令該轉(zhuǎn)子 20更加完善。在較佳實施例中,為了令該容設(shè)空間43在該轉(zhuǎn)子20及該定子31外形成密閉 的空間,可利用該主體40內(nèi)裝設(shè)有一鎖環(huán)50,以順利形成封閉包覆該轉(zhuǎn)子20及定子31的 容設(shè)空間43而隔絕外部灰塵與異物。 接續(xù)前述圖式及內(nèi)容,為了更進(jìn)一步解說本實用新型的散熱原理,請再參閱圖3 所示,為本實用新型的剖面氣流流動示意圖一。當(dāng)該轉(zhuǎn)子20相對該定子31進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動 時,該定子31周遭所產(chǎn)生的熱氣流徑向自該軸流空間B流經(jīng)該徑向氣流通道C至該旋流空 間A,接著藉由該導(dǎo)流部25所產(chǎn)生的氣流而通過該散熱口 41排放熱氣流至外部且弓I導(dǎo)外部 冷氣流而進(jìn)行冷、熱氣流的交換。為了說明冷、熱氣流的進(jìn)出路徑,在圖式中該散熱口41更 包含有一進(jìn)風(fēng)口 411以及一出風(fēng)口 412,其中該進(jìn)風(fēng)口 411及該出風(fēng)口 412的相對位置僅為 方便說明而定義,而不用以限定本實用新型,且進(jìn)、出風(fēng)交換冷、熱氣流的動作可發(fā)生于該 進(jìn)風(fēng)口411及該出風(fēng)口412的兩者,接著藉由所引進(jìn)的冷氣流流經(jīng)該軸向氣流孔26進(jìn)入該 軸流空間B以構(gòu)成一循環(huán)散熱風(fēng)流,達(dá)到散熱的目的。請參閱圖4所示,為本實用新型的剖 面氣流流動示意圖二,更可在該轉(zhuǎn)子20的底部21由外周緣向中央呈漸縮傾斜狀,以增加本 實用新型循環(huán)散熱風(fēng)流的流動效率。 請參閱圖5所示,為本實用新型的另一實施例分解立體示意圖,其中該散熱口 41
更可設(shè)有一過濾元件42,避免灰塵或異物侵入馬達(dá)而影響工具機(jī)的整體壽命。在圖式中更
可見該導(dǎo)流部25除可如圖1所示以軸向方式設(shè)置于該轉(zhuǎn)子20外周面23之外,更可呈弧曲
狀設(shè)置于該轉(zhuǎn)子20外周面23,然并不用以限定本實用新型,其導(dǎo)流部25的目的為引導(dǎo)氣體
流動,而可依需求選擇引導(dǎo)氣流效率最佳的軸向、弧曲、或其他排列方式,藉由上述技術(shù)內(nèi)
容,令封閉式工具機(jī)內(nèi)的馬達(dá)積熱得以輕易排除,大幅增加工具機(jī)的壽命及耐用性。 以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例而已,并非對本實用新型作任何形式上
的限制,雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上,然而并非用以限定本實用新型,任何熟
悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi),當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容
作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)
容,依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍
屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其包括一工具機(jī)主體(40),具有一容設(shè)空間(43),且在該主體(40)壁面上設(shè)有連通容設(shè)空間(43)及外部的散熱口(41);一定子(31),裝設(shè)于該容設(shè)空間(43)內(nèi);一轉(zhuǎn)子(20),裝設(shè)于該容設(shè)空間(43)內(nèi)并介于該定子(31)與該主體(40)之間,令該轉(zhuǎn)子(20)與該主體(40)壁面形成一旋流空間(A),且該轉(zhuǎn)子(20)與該定子(31)之間形成一軸流空間(B),該旋流空間(A)及該軸流空間(B)具備有一徑向氣流通道(C)連通,且該轉(zhuǎn)子(20)上設(shè)有軸向氣流孔(26)連通旋流空間(A)及該軸流空間(B);在該轉(zhuǎn)子(20)上設(shè)有至少一導(dǎo)流部(25),以該轉(zhuǎn)子(20)相對該定子(31)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動,該定子(31)產(chǎn)生熱氣流徑向自該軸流空間(B)經(jīng)該氣流通道(C)至該旋流空間(A),該導(dǎo)流部(25)通過該散熱口(41)排放該熱氣流至外部且引導(dǎo)外部冷氣流經(jīng)該軸向氣流孔(26)進(jìn)入該軸流空間(B)構(gòu)成一循環(huán)散熱風(fēng)流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其中所述的轉(zhuǎn)子(20) 包含一設(shè)有該軸向氣流孔(26)的底部(21)及一組設(shè)磁性件(28)來相對該定子(31)進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)運動的環(huán)部(22)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其中所述的轉(zhuǎn)子(20) 的底部(21)更增設(shè)有一輔助導(dǎo)流肋(27)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其中所述的轉(zhuǎn)子(20) 的底部(21)由外周緣向中央呈漸縮傾斜狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于 其中所述的導(dǎo)流部(25)軸向設(shè)置于該轉(zhuǎn)子(20)外周面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于 其中所述的導(dǎo)流部(25)為弧曲狀設(shè)置于該轉(zhuǎn)子(20)外周面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其中所述的散熱口 (41)包含有一進(jìn)風(fēng)口 (411)及一出風(fēng)口 (412)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其中所述的散熱 口 (41)設(shè)有一過濾元件(42)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其中所述的定子(31) 與該轉(zhuǎn)子(20)共軸組設(shè)一轉(zhuǎn)動軸(10)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其中所述的轉(zhuǎn)動軸 (10)另一端裝設(shè)一工具組件(11)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),其特征在于其中所述的工具機(jī) 主體(40)裝設(shè)有一封閉該容設(shè)空間(43)的鎖環(huán)(50)。
專利摘要本實用新型是有關(guān)于一種封閉式工具機(jī)的散熱架構(gòu),藉由馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的同時帶動氣流流動而達(dá)成散熱功效。其具有一設(shè)有散熱口的工具機(jī)主體且具有一容設(shè)空間、一設(shè)于該容設(shè)空間內(nèi)的定子、以及一介于該定子與該主體之間的轉(zhuǎn)子,并分別在該轉(zhuǎn)子與該主體壁面、及該轉(zhuǎn)子與該定子間形成一旋流空間與一軸流空間,且該旋流空間及該軸流空間經(jīng)由一徑向氣流通道連通,而該轉(zhuǎn)子上設(shè)有至少一導(dǎo)流部,以該轉(zhuǎn)子相對該定子行旋轉(zhuǎn)運動,定子產(chǎn)生熱氣流徑向自軸流空間經(jīng)氣流通道至該旋流空間,該導(dǎo)流部通過該散熱口進(jìn)行冷、熱空氣交換,藉由上述架構(gòu),使得工具機(jī)內(nèi)的馬達(dá)可在保持小體積的前提下,可產(chǎn)生充足的散熱氣流,以改善工具機(jī)內(nèi)的馬達(dá)積熱過熱的缺失。
文檔編號H02K9/02GK201478938SQ20092016186
公開日2010年5月19日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者陳邦和 申請人:陳邦和