無散熱風(fēng)扇電的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無散熱風(fēng)扇電機(jī)，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、電機(jī)軸以及電機(jī)殼體，電機(jī)軸經(jīng)由軸承安裝在電機(jī)殼體中，其特征在于，在所述電機(jī)殼體上安裝有冷卻風(fēng)道，所述冷卻風(fēng)道設(shè)置有朝向電機(jī)的需要散熱的部位的出氣口。
【專利說明】無散熱風(fēng)扇電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型大體上涉及無散熱風(fēng)扇電機(jī)、尤其機(jī)動車上使用的無風(fēng)扇交流發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)在現(xiàn)代機(jī)械中用作為動力或發(fā)電裝置廣泛使用。例如，以交流電機(jī)為例，由于其結(jié)構(gòu)簡單、造價相對低廉，通常在機(jī)動車中作為發(fā)電機(jī)使用，為電瓶充電。
[0003]電機(jī)、尤其交流電機(jī)通常包括轉(zhuǎn)子、軸承、定子繞組以及容納它們的殼體。在電機(jī)運轉(zhuǎn)的過程中，由于定子繞組中的繞線電阻、軸承的高速運轉(zhuǎn)通常會在殼體內(nèi)產(chǎn)生大量熱量。隨著熱量的不斷積聚，整個交流電機(jī)將會過熱，這將影響到繞組線圈本身的電磁轉(zhuǎn)換效能或甚至有可能影響軸承的運轉(zhuǎn)。為了盡量減少熱量積聚，現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)通常在其電機(jī)軸的一端或兩端設(shè)有散熱風(fēng)扇。例如，散熱風(fēng)扇與承載有轉(zhuǎn)子的電機(jī)軸固定相連。散熱風(fēng)扇的葉片指向設(shè)置成在轉(zhuǎn)子隨著電機(jī)軸轉(zhuǎn)動時，環(huán)境空氣從外部被吸入到電機(jī)殼體內(nèi)或者熱空氣從電機(jī)殼體內(nèi)被向外排出。
[0004]盡管現(xiàn)有技術(shù)的這種散熱風(fēng)扇可以為電機(jī)帶來降溫，但是也導(dǎo)致了一系列的問題產(chǎn)生。首先，當(dāng)電機(jī)軸(轉(zhuǎn)子)高速運轉(zhuǎn)時，風(fēng)扇會造成很大的噪音。尤其當(dāng)配備有這種散熱風(fēng)扇的交流電機(jī)裝在機(jī)動車中時，噪音會給駕駛者或乘員造成很大的不舒適感。另外，為了散熱，這種電機(jī)的兩端通常是開放的，當(dāng)空氣從外部被吸入到電機(jī)殼體內(nèi)時，有時候空氣中的雜質(zhì)也會被吸入到電機(jī)殼體內(nèi)，有可能造成對轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生負(fù)面影響。再者，現(xiàn)有技術(shù)的這種散熱風(fēng)扇是通過將外部空氣吸入到電機(jī)殼體內(nèi)來實現(xiàn)降溫的，然而通常交流發(fā)電機(jī)安裝在機(jī)動車的發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，當(dāng)機(jī)動車運行后發(fā)動機(jī)艙的溫度通常會很高，導(dǎo)致吸入發(fā)電機(jī)殼體內(nèi)的空氣溫度也并不是很低，降低了冷卻效果。最后，由于散熱風(fēng)扇與電機(jī)軸固定相連，所以當(dāng)機(jī)動車的發(fā)動機(jī)帶動電機(jī)軸發(fā)電時，散熱風(fēng)扇產(chǎn)生的阻力會導(dǎo)致附加的功率消耗，因而降低發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對以上問題，本實用新型提出了一種新穎的無散熱風(fēng)扇電機(jī)、尤其機(jī)動車用無風(fēng)扇交流發(fā)電機(jī)。該電機(jī)不采用傳統(tǒng)技術(shù)的散熱風(fēng)扇，同時在進(jìn)行冷卻時噪音較低，能夠以相對低的空氣溫度對電機(jī)進(jìn)行冷卻，與現(xiàn)有技術(shù)相比降低了散熱風(fēng)扇所消耗的功率。
[0006]根據(jù)本實用新型，提出了一種無散熱風(fēng)扇電機(jī)，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、電機(jī)軸以及電機(jī)殼體，電機(jī)軸經(jīng)由軸承安裝在電機(jī)殼體中，其特征在于，在所述電機(jī)殼體上安裝有冷卻風(fēng)道，所述冷卻風(fēng)道設(shè)置有朝向電機(jī)的需要散熱的部位的出氣口。由于未采用風(fēng)扇，因而降低了電機(jī)運行時的噪音，同時消除了由于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的功率損耗。
[0007]優(yōu)選地，所述電機(jī)殼體包括在其軸向兩端承載軸承的軸承罩，所述冷卻風(fēng)道設(shè)置在所述軸承罩的朝向電機(jī)殼體內(nèi)部的那側(cè)上。
[0008]優(yōu)選地，所述冷卻風(fēng)道包括中空通道以及進(jìn)氣口，所述中空通道通過所述進(jìn)氣口與氣泵相連，所述出氣口連通所述中空通道并且所述出氣口朝向所述定子和/或所述轉(zhuǎn)子。
[0009]可選地，所述電機(jī)是設(shè)有發(fā)動機(jī)的運載工具的發(fā)電機(jī)，所述電機(jī)軸與發(fā)動機(jī)的輸出軸動力相連。
[0010]優(yōu)選地，所述氣泵包括在機(jī)動車的空調(diào)冷氣出口處設(shè)置的吸氣口，從而氣泵可以吸入溫度更低的空氣對電機(jī)進(jìn)行冷卻，以此提高冷卻的效果。
[0011]優(yōu)選地，所述氣泵包括在機(jī)動車的空氣過濾器下游處設(shè)置的吸氣口，從而氣泵吸入的空氣事先經(jīng)過過濾，避免雜質(zhì)吸入到電機(jī)內(nèi)部中，影響電機(jī)正常運轉(zhuǎn)。
[0012]優(yōu)選地，所述軸承罩包括承載軸承的轂部，所述冷卻風(fēng)道包括在所述轂部上固定安裝的安裝部。例如，安裝部以干涉配合的方式套設(shè)在所述轂部上。
[0013]優(yōu)選地，所述冷卻風(fēng)道由塑料制成。
[0014]優(yōu)選地，所述運載工具是機(jī)動車。
[0015]優(yōu)選地，為了均勻散熱，所述出氣口為沿著所述中空的通道圓周開設(shè)的開口。
[0016]優(yōu)選地，為了增大排氣壓力，所述出氣口包括多個沿所述中空的通道圓周分布且彼此相互隔開的通孔。
[0017]優(yōu)選地，所述出氣口為沿著所述中空通道開設(shè)的連續(xù)延伸的開口或者離散分布的多個通孔。
[0018]優(yōu)選地，所述中空通道繞軸承罩的轂部形成環(huán)形，所述出氣口設(shè)置于所述中空通道的外周面。
[0019]優(yōu)選地，所述氣泵經(jīng)由軟管與所述冷卻風(fēng)道相連。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]從后述的詳細(xì)說明并結(jié)合下面的附圖將能更全面地理解本實用新型的前述及其它方面。在附圖中:
[0021]圖1A和IB分別示意性示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有散熱風(fēng)扇的交流電機(jī)的局部立體圖；
[0022]圖2A和2B分別示意性示出了根據(jù)本實用新型的無風(fēng)扇交流電機(jī)的局部立體圖；
[0023]圖3A和3B分別以從電機(jī)殼體內(nèi)部向外觀察的視角示意性示出了如圖2A和2B所示的交流電機(jī)的軸承蓋的立體圖；并且
[0024]圖4示意性示出了根據(jù)本實用新型的無風(fēng)扇交流電機(jī)組裝后的立體剖切放大圖?！揪唧w實施方式】
[0025]在本申請的各附圖中，結(jié)構(gòu)相同或功能相似的特征由相同的附圖標(biāo)記表示。
[0026]以機(jī)動車用交流電機(jī)為例，圖1A和IB分別示意性示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有散熱風(fēng)扇的交流電機(jī)的局部立體圖。該交流電機(jī)包括電機(jī)殼體I。在電機(jī)殼體內(nèi)安裝有(圖1A和IB中不可見的)轉(zhuǎn)子、定子繞組以及電機(jī)軸。電機(jī)殼體I還在其相應(yīng)一端分別包括軸承罩2和3。軸承罩2和3用于固定承載電機(jī)軸的軸承。如圖所不,與電機(jī)軸固定相連的散熱風(fēng)扇4和5分別位于軸承罩2和3內(nèi)，用于將空氣從電機(jī)軸的一端從外界吸入且從另一端向外界排出，以此對電機(jī)殼體內(nèi)部進(jìn)行冷卻。為了實現(xiàn)通風(fēng)，軸承罩2和3形成有開口，使得氣流經(jīng)由所述開口進(jìn)入電機(jī)殼體內(nèi)部或從電機(jī)殼體內(nèi)部排出。
[0027]在圖1A中，帶輪6固定在電機(jī)軸的伸出一端上，用于經(jīng)由皮帶與機(jī)動車的發(fā)動機(jī)軸相連，從而在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，經(jīng)由皮帶驅(qū)動帶輪6以及發(fā)電機(jī)的電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)。以此，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在電機(jī)殼體內(nèi)繞著定子繞組旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電流。在帶輪6被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的同時，電機(jī)軸同時也帶動散熱風(fēng)扇4和5旋轉(zhuǎn)，從而如上所述對電機(jī)殼體內(nèi)部進(jìn)行冷卻。
[0028]現(xiàn)有技術(shù)的這種帶散熱風(fēng)扇的交流發(fā)電機(jī)不足之處在于，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)在帶輪6的驅(qū)動下高速運轉(zhuǎn)時，高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇葉片與空氣摩擦?xí)l(fā)出很大噪音。從機(jī)動車的消費者角度考慮，盡量減少來自發(fā)動機(jī)艙(在其中安裝有發(fā)動機(jī)以及這種交流發(fā)電機(jī)等)的噪音，會導(dǎo)致更好的駕駛體驗。因此，有必要進(jìn)一步降低這種來自于交流發(fā)電機(jī)的噪音。另夕卜，應(yīng)當(dāng)清楚機(jī)動車行駛時發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的溫度是非常高的。這種安裝在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的交流發(fā)電機(jī)如果單純地從發(fā)動機(jī)艙內(nèi)取用冷卻空氣的話，勢必造成吸入的冷卻用空氣溫度并不很低，從而導(dǎo)致散熱效率低下，更易造成發(fā)電機(jī)過熱。而發(fā)電機(jī)過熱很有可能會導(dǎo)致其它惡劣故障的發(fā)生，如軸承潤滑失效或甚至定子繞組繞線絕緣層高溫熔融等。再者，機(jī)動車在長期使用后發(fā)動機(jī)艙內(nèi)通常會積聚很多塵土、污物，如果交流發(fā)電機(jī)為了散熱直接取用發(fā)動機(jī)艙內(nèi)空氣的話，很有可能將塵土、污物等吸入到交流發(fā)電機(jī)內(nèi)，造成故障。最后，風(fēng)扇在高速旋轉(zhuǎn)的過程中會產(chǎn)生阻力，影響交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)換效能。
[0029]為了解決上述問題，圖2A和2B分別示出了根據(jù)本實用新型一個示意性實施例的無散熱風(fēng)扇交流發(fā)電機(jī)的兩端局部立體圖。根據(jù)本實用新型的交流發(fā)電機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)的交流發(fā)電機(jī)的主要區(qū)別之處在于省略了如圖1A和IB所示的散熱風(fēng)扇4和5。作為替代地，根據(jù)本實用新型的交流發(fā)電機(jī)設(shè)有冷卻風(fēng)道7和8。
[0030]具體地，如圖2A和2B所示，交流電機(jī)包括電機(jī)殼體I。在電機(jī)殼體I內(nèi)安裝有(圖中不可見的)轉(zhuǎn)子、(如圖4所示的)定子繞組以及(圖中不可見的)電機(jī)軸。電機(jī)殼體I還在其相應(yīng)一端分別包括軸承罩2和3。軸承罩2和3用于固定承載電機(jī)軸的軸承。例如，電機(jī)殼體1、尤其軸承罩2和3可以由鋁制成。電機(jī)軸從軸承罩2伸出，從而帶輪6固定在該電機(jī)軸的伸出的端部上。冷卻風(fēng)道7安裝在軸承罩2中位于該軸承罩的朝向電機(jī)殼體內(nèi)部的那一側(cè)上。類似地，冷卻風(fēng)道8安裝在軸承罩3中。
[0031]冷卻風(fēng)道7和8例如可以由塑料制成。具體地講，在本發(fā)明的實施例中，冷卻風(fēng)道7包括大致圓形的中空通道7a、與所述中空通道7a同心地位于其內(nèi)的安裝部7b、多個在所述中空通道7a與安裝部7b之間相連的連接肋條7c、以及與所述中空通道7a內(nèi)部連通的進(jìn)氣口 7d。類似地，冷卻風(fēng)道8也包括大致圓形的中空通道8a、與所述中空通道8a同心地位于其內(nèi)的安裝部8b，多個在所述中空通道8a與安裝部8b之間相連的連接肋條8c、以及與所述中空通道8a內(nèi)部連通的進(jìn)氣口 8d。
[0032]進(jìn)氣口 7d與中空通道7a所在的平面大致垂直地自中空通道7a延伸，從而該進(jìn)氣口 7d可以位于將帶輪6與發(fā)動機(jī)的輸出軸相連的皮帶所圍的區(qū)域之內(nèi)或之外，以使得不會影響皮帶的運行。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚在不影響皮帶旋轉(zhuǎn)和供氣的前提下，進(jìn)氣口 7d可以設(shè)置在冷卻風(fēng)道7的任何部位處。
[0033]圖3A和3B分別以從電機(jī)殼體內(nèi)部向外觀察的視角示意性示出了如圖2A和2B所示的交流電機(jī)的軸承蓋的立體圖。
[0034]如圖3A所示，軸承罩2包括用于安裝軸承的轂部2a。冷卻風(fēng)道7的安裝部7b套設(shè)在該轂部2a的外壁上。端蓋9經(jīng)由螺釘固定在軸承罩2上，以便使得冷卻風(fēng)道7相對于軸承罩2固定不動。在該視圖中，進(jìn)氣口 7d被隱藏在軸承罩2的背面。當(dāng)軸承罩2安裝在電機(jī)殼體I上后，觀察者所見的通道7a的那面將朝向電機(jī)殼體I的內(nèi)部。除了利用端蓋9進(jìn)行固定以外，安裝部7b例如還可以采用過盈配合的方式固定在轂部2a上。
[0035]如圖3B所示，軸承罩3包括用于安裝軸承的轂部3a。冷卻風(fēng)道8的安裝部8b以過盈配合的方式套設(shè)在轂部3a上。作為替代地，安裝部Sb還可以經(jīng)由如圖3A所示的端蓋相對于軸承罩3固定。在該視圖中可以看出，進(jìn)氣口 8d從圓形通道8a的外周徑向向外地延伸，例如延伸超過軸承罩3的外邊緣。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，進(jìn)氣口 8d在不影響供氣的情況下可以設(shè)置在冷卻風(fēng)道8的任何期望的部位，例如也類似于圖2A與圓形通道8a所在的平面垂直地延伸。
[0036]進(jìn)氣口 7d和8d可以與市面上有售的常見12V供電的小型氣泵相連。例如，氣泵經(jīng)由軟管與進(jìn)氣口 7d和8d相連，而氣泵的入口例如可以經(jīng)由附加的軟管遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)地設(shè)置。冷卻風(fēng)道7和8還設(shè)有如下介紹的出氣口。氣泵經(jīng)由進(jìn)氣口 7d和8d將空氣吸入到通道7a和8a中，然后再經(jīng)由出氣口吹向交流發(fā)電機(jī)、例如交流發(fā)電機(jī)的定子繞組和/或轉(zhuǎn)子，以此對其進(jìn)行冷卻。
[0037]例如，氣泵的吸氣口可以經(jīng)由軟管設(shè)置在汽車空氣過濾器的下游處，以此凈化用于冷卻的空氣，減少雜質(zhì)進(jìn)入到交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部?？蛇x地，氣泵的吸氣口可以經(jīng)由軟管設(shè)置在空調(diào)冷風(fēng)的出口處，從而采用更低溫度的空氣更高效地冷卻交流發(fā)電機(jī)。
[0038]圖4示意性示出了根據(jù)本實用新型的無風(fēng)扇交流電機(jī)組裝后的立體剖切放大圖。從圖中可以看出，每個冷卻風(fēng)道7和8在其通道7a和8a的外周設(shè)有開口 7e和8e。所述開口 7e和8e分別繞著通道7a和8a的整個外周開設(shè)。每個開口朝向交流發(fā)電機(jī)的定子繞組
10。具體地，開口朝向定子繞組的相應(yīng)邊緣附近，這樣經(jīng)由進(jìn)氣口 7d和8d吸入的空氣可以通過開口 7e和8e直接吹向定子繞組10，從而對其快速冷卻。
[0039]應(yīng)當(dāng)清楚開口 7e和Se可以并非如圖所示的形狀。例如，作為替代地，為了增大吹出空氣的壓力，開口 7e和Se可以是多個沿著通道7a和8a的整個外周間隔分布的通孔。此夕卜，各通孔可以朝向電機(jī)整流器的散熱板，可對其正負(fù)二極管進(jìn)行散熱。附加地，多個通孔也可以在如圖4所示的通道7a和8a的其它部分處設(shè)置，例如分別沿著交流發(fā)電機(jī)的軸向朝向交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部地設(shè)置，從而冷卻空氣不僅吹向定子繞組10同時還吹向交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部，例如吹向圖4中未示出的轉(zhuǎn)子。吹入的空氣在吸收熱量之后例如可以從軸承罩中的開口或者電機(jī)殼體中的相應(yīng)開口排出，以此將熱量從交流發(fā)電機(jī)帶出。
[0040]本實用新型的交流發(fā)電機(jī)采用冷卻風(fēng)道與氣泵替代現(xiàn)有技術(shù)的散熱風(fēng)扇，從而在發(fā)電機(jī)高速運行時降低了散熱風(fēng)扇導(dǎo)致的噪音，同時減小了電機(jī)軸由于克服風(fēng)扇風(fēng)阻所做的無用功，提高了發(fā)電效率。盡管本說明書采用交流發(fā)電機(jī)的形式說明了本實用新型的基本原理，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚同樣的原理可以應(yīng)用于任何類型的電機(jī)，例如直流發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等。應(yīng)當(dāng)清楚，本實用新型所提出的這種電機(jī)可以在任何具有發(fā)動機(jī)的運載工具(例如，飛機(jī)、輪船、礦工機(jī)械等)中用作為發(fā)電機(jī)、尤其交流發(fā)電機(jī)。
[0041]雖然說明書以參照【專利附圖】

【附圖說明】了本實用新型的冷卻風(fēng)道7和8，但是應(yīng)當(dāng)清楚它們除了在軸承罩2和3上設(shè)置以外，還可以采用任何本領(lǐng)域已知的合適方式設(shè)置在電機(jī)殼體I上。例如，冷卻風(fēng)道可以直接安裝在電機(jī)殼體內(nèi)的定子上，或者冷卻風(fēng)道在不影響軸承罩等其它部件安裝的情況下可以安裝在電機(jī)殼體的內(nèi)壁上。還應(yīng)當(dāng)清楚，本實用新型的冷卻風(fēng)道7和8并不限于以如圖所示的方式固定在相應(yīng)的軸承罩2和3上。例如，冷卻風(fēng)道與軸承罩之間可以在合適的部位處設(shè)有可拆卸的鎖扣結(jié)構(gòu)，從而便于冷卻風(fēng)道拆卸清洗或維修。
[0042]盡管這里詳細(xì)描述了本實用新型的特定實施方式，但它們僅僅是為了解釋的目的而給出的，而不應(yīng)認(rèn)為它們對本實用新型的范圍構(gòu)成限制。在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，各種替換、變更和改造可被構(gòu)想出來。
【權(quán)利要求】
1.一種無散熱風(fēng)扇電機(jī)，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、電機(jī)軸以及電機(jī)殼體，電機(jī)軸經(jīng)由軸承安裝在電機(jī)殼體中，其特征在于，在所述電機(jī)殼體上安裝有冷卻風(fēng)道，所述冷卻風(fēng)道設(shè)置有朝向電機(jī)的需要散熱的部位的出氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)殼體包括在其軸向兩端承載軸承的軸承罩，所述冷卻風(fēng)道設(shè)置在所述軸承罩的朝向電機(jī)殼體內(nèi)部的那側(cè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，所述冷卻風(fēng)道包括中空通道以及進(jìn)氣口，所述中空通道通過所述進(jìn)氣口與氣泵相連，所述出氣口連通所述中空通道并且所述出氣口朝向所述定子和/或所述轉(zhuǎn)子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)是設(shè)有發(fā)動機(jī)的運載工具的發(fā)電機(jī)，所述電機(jī)軸與發(fā)動機(jī)的輸出軸動力相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于，所述氣泵包括在機(jī)動車的空調(diào)冷氣出口處設(shè)置的吸氣口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于，所述氣泵包括在機(jī)動車的空氣過濾器下游處設(shè)置的吸氣口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的電機(jī)，其特征在于，所述軸承罩包括承載軸承的轂部，所述冷卻風(fēng)道包括在所述轂部上固定安裝的安裝部。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于，所述運載工具是機(jī)動車。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)，其特征在于，所述出氣口為沿著所述中空通道開設(shè)的連續(xù)延伸的開口或者離散分布的多個通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)，其特征在于，所述中空通道形成環(huán)形，所述出氣口設(shè)置于所述中空通道的外周面。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)，其特征在于，所述氣泵經(jīng)由軟管與所述冷卻風(fēng)道相連。
【文檔編號】H02K5/20GK203416085SQ201320553761
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】毛圖強(qiáng) 申請人:博世汽車部件(長沙)有限公司