CN105811660A - 旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制空气动力噪音和气流损失的增大的同时，能够提高冷却性能的旋转装置。本发明的旋转装置(10)具备马达轴(18)、设置在马达轴(18)的与负载相反的一侧端部的风扇(14)以及覆盖风扇(14)的风扇罩(16)。风扇罩(16)具有覆盖风扇(14)的径向外侧的筒状部(42)和倾斜部(44)、封闭倾斜部(44)的与负载相反的一侧端部的盖部(46)以及设置在盖部(46)的进气口(50)。筒状部(42)的负载侧端部向马达(12)侧开口。风扇罩(16)在筒状部(42)具有辅助进气口(52)，辅助进气口(52)的至少一部分位于比风扇(14)更靠负载侧。

Description

旋转装置

本申请主张基于2015年1月20日申请的日本专利申请第2015-008727号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种旋转装置。

背景技术

已知有一种在旋转轴上安装有风扇的旋转装置。在该旋转装置中，通过风扇向旋转装置主体送风，由此冷却旋转装置主体。以往提出有例如专利文献1中记载的旋转装置。

专利文献1：日本特开2010-206991号公报

为了使需要安装旋转装置的装置小型化等，也要求旋转装置小型化。若使旋转装置小型化，则散热面积减少，因此冷却性能会降低。

作为提高具备风扇的旋转装置的冷却性能的方法，可以考虑加大风扇的叶片或增加风扇的叶片数量。但是，通常若加大风扇叶片或增加风扇的叶片数量，则空气动力噪音变大。并且，气流损失也会变大。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制空气动力噪音和气流损失的增大的同时，能够提高冷却性能的旋转装置。

为了解决上述问题，本发明的一种实施方式的旋转装置具备旋转轴、设置在旋转轴的与负载相反的一侧端部的风扇以及覆盖风扇的风扇罩，其中，风扇罩具有覆盖风扇的径向外侧的筒状部、封闭筒状部的与负载相反的一侧端部的盖部以及设置在盖部的进气口，并且筒状部的负载侧端部向旋转装置主体侧开口，风扇罩在筒状部具有辅助进气口，辅助进气口的至少一部分位于比风扇更靠负载侧。

根据该方式，除了设置在风扇的盖部的进气口之外，空气还从设置在覆盖风扇径向外侧的筒状部的辅助进气口向风扇罩内流入。由此，流入风扇罩内的空气量增加，从风扇罩供给至旋转装置主体侧的空气量增加。

另外，将以上构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表现在方法、装置、***等之间相互置换的方式也作为本发明的方式有效。

根据本发明，能够抑制空气动力噪音和气流损失的增大的同时，能够提高冷却性能。

附图说明

图1是实施方式所涉及的旋转装置的立体图。

图2是图1的旋转装置的纵剖视图。

图3是放大表示图2的风扇以及风扇罩周边的放大剖视图。

图4是放大表示实施方式的变形例所涉及的旋转装置的风扇以及风扇罩周边的放大剖视图。

图中：10-旋转装置，12-马达，14-风扇，16-风扇罩，18-马达轴，42-筒状部，44-倾斜部，46-盖部，50-进气口，52-辅助进气口。

具体实施方式

以下，对各附图中示出的相同或同等的构成要件、部件，标注相同的符号，适当省略重复说明。并且，为了便于理解，适当放大、缩小表示各附图中的部件的尺寸。并且，在各附图中，省略表示对实施方式的说明中不重要的部件的一部分。

图1是实施方式所涉及的旋转装置10的立体图。图2是旋转装置10的纵剖视图。旋转装置10具备向外部提供动力的马达12、用于冷却马达12的风扇14以及覆盖风扇14的风扇罩16。

马达12具备马达轴18、马达框架20、马达散热片22、第1轴承24、第2轴承26、定子铁芯28、定子绕组30、转子铁芯32以及导体34。

马达框架20包括壳体36、第1支架38、第2支架40。壳体36形成为圆筒状。第1支架38结合于壳体36的与负载相反的一侧端部，并经由第1轴承24将马达轴18支承为旋转自如。第2支架40结合于壳体36的负载侧端部，并经由第2轴承26将马达轴18支承为旋转自如。

马达框架20内容纳有定子铁芯28、定子绕组30、转子铁芯32以及导体34。马达框架20例如为压铸铝制、铸铁制或者钢板制，支承定子铁芯28、定子绕组30、转子铁芯32以及导体34的重量，并且将定子铁芯28、定子绕组30、转子铁芯32以及导体34发出的热量释放到外部。

马达散热片22设置于壳体36的外周。马达散热片22尤其以沿着马达轴18的延伸方向(即轴向)延伸的方式设置在壳体36的外周。马达散热片22可以与壳体36形成为一体，也可以单独形成后结合于壳体36。通过该散热片，能够提高马达框架20的散热性能。

定子铁芯28固定在壳体36的内周面36a。形成在定子铁芯28的多个槽上卷绕有定子绕组30。转子铁芯32固定在马达轴18。形成于转子铁芯32的多个槽上浇铸有例如铝制的导体34。

马达轴18的与负载相反的一侧从第1支架38突出。在该突出部的与负载相反的一侧端部固定有风扇14。风扇14与马达轴18一同旋转。风扇罩16形成为大致杯状的规定形状，并以开口朝向马达12侧的状态固定在马达框架20上。通过该风扇罩16覆盖风扇14。

图3是放大表示图2的风扇14和风扇罩16的周边的放大剖视图。参照图3和图1，对风扇14和风扇罩16进行进一步详细的说明。风扇罩16包括筒状部42、倾斜部44、盖部46以及多个引导部件48。筒状部42形成为具有与壳体36大致相同的直径的圆筒状，其覆盖风扇14的径向外侧。另外，筒状部42也可以形成为方筒状或者其他形状。在筒状部42上形成有沿周向排列的多个辅助进气口52。

各辅助进气口52形成为其至少一部分位于比风扇14更靠负载侧(图3中左侧)。换言之，从径向观察时，各辅助进气口52形成为其至少一部分不与风扇14重叠。在图3所示的实施方式中，各辅助进气口52形成为其整***于比风扇14更靠负载侧。换言之，在图3所示的实施方式中，从径向观察时，各辅助进气口52形成为其整体不与风扇14重叠。关于各辅助进气口52的形状、大小以及个数，可以通过实验设定为能够实现高冷却性能的形状、大小以及个数。在本实施方式中，辅助进气口52为长方形的贯穿口，并且在周向上设置有8个。并且，每个辅助进气口52的形状和大小也可以不同。

倾斜部44设置在筒状部42的与负载相反的一侧。倾斜部44形成为随着从负载侧朝向与负载相反的一侧缩径的筒状。更具体而言，倾斜部44形成为其内周面44a的直径随着从负载侧朝向与负载相反的一侧变小。换言之，在图3所示的纵截面观察时，倾斜部44以随着从负载侧朝向与负载相反的一侧靠近马达轴18的方式相对于马达轴18倾斜。

盖部46设置在倾斜部44的与负载相反的一侧。盖部46形成为圆板状，封闭倾斜部44的与负载相反的一侧端部。盖部46上形成有贯穿孔(即多个进气口50)。若风扇14旋转，则外部空气从各进气口50吸入于风扇罩16内。

引导部件48以与辅助进气口52相对应的方式设置，并以向与负载相反的一侧开口的方式覆盖辅助进气口52的径向外侧。具体而言，引导部件48包括倾斜部54和平行部56。倾斜部54以随着从与负载相反的一侧朝向负载侧靠近筒状部42的方式相对于马达轴18倾斜。倾斜部54的负载侧端部结合于筒状部42。平行部56形成为与倾斜部54的与负载相反的一侧连接并以与筒状部42平行的方式延伸。在实施方式中，从径向观察时，引导部件48形成为不与筒状部42重叠。换言之，从径向观察时，整个引导部件48与辅助进气口52重叠。

风扇14为径流式风扇，其包括固定于马达轴18的圆筒部60、从圆筒部60向径向外侧延伸的多个支承部61以及设置在支承部61的多个叶片62。各叶片62为平板状部件，其主面朝向周向。各叶片62具有与风扇罩16的倾斜部44的内周面44a对置的对置倾斜部64。对置倾斜部64的负载侧端部66位于比风扇罩16的倾斜部44的负载侧端部68更靠与负载相反的一侧。并且，叶片62的与负载相反的一侧端部70比径向上的进气口50的最外侧端部72更向径向内侧延伸。

对上述结构的旋转装置10的动作进行说明。为了使马达轴18旋转，将驱动电流供给至定子绕组30。通过使该电流流过定子绕组30，沿着定子铁芯28产生磁通量。通过该磁通量向转子铁芯32施加转矩，从而使马达轴18旋转。若马达轴18旋转，则风扇14也与马达轴18一同旋转。通过该旋转，外部空气从盖部46的进气口50流入风扇罩16内。从进气口50流入的空气通过风扇14向径向外侧送出并与筒状部42或倾斜部44碰撞，从而变为朝向负载侧的轴向流，并通过筒状部42与第1支架38之间的间隙74供给至马达散热片22。并且，由于从进气口50流入的空气流过间隙74，因而间隙74的压力变成低于风扇罩16的外部，由此风扇罩16外部的空气从辅助进气口52流入间隙74。与从进气口50流入的空气相同，从辅助进气口52流入的空气通过间隙74供给制马达散热片22。即，马达散热片22通过来自进气口50的空气和来自辅助进气口52的空气被冷却。

根据以上说明的实施方式所涉及的旋转装置10，在风扇罩16的筒状部42上形成有至少一部分位于比风扇14更靠负载侧的辅助进气口52。风扇罩16外部的空气从该辅助进气口52流入风扇罩16内，并与从进气口50流入风扇罩16内的空气合流。因此，与不具有辅助进气口52的情况相比，供给到马达散热片22的空气量增加。由此。马达散热片22的冷却效果得到提高，能够抑制马达散热片22甚至马达12内的温度上升。即，无需加大风扇的叶片或者增加风扇的叶片数量，即，在抑制空气动力噪音或气流损失(动力损失)增大的同时，能够提高冷却性能。

并且，根据实施方式所涉及的旋转装置10，各辅助进气口52形成为其整***于比风扇14更靠负载侧。换言之，从径向观察时，各辅助进气口52形成为其整体不与风扇14重叠。由此，通过风扇14向径向外侧送出的空气难以从辅助进气口52向风扇罩16外部流出。其结果，能够抑制供给至马达散热片22的空气量减少。

并且，根据实施方式所涉及的旋转装置10，辅助进气口52被向与负载相反的一侧开口(即在轴向上开口)的引导部件48覆盖。因此，从辅助进气口52流入风扇罩16内的空气，向与轴向大致平行的方向或者相对于轴向稍微倾斜的方向流动。即，与在筒状部42或倾斜部44变为轴向流的来自进气口50的空气大致平行地流动。因此，来自进气口50的空气和来自辅助进气口52的空气合流时产生的乱流变小。

并且，根据实施方式所涉及的旋转装置10，(1)叶片62的对置倾斜部64的负载侧端部66位于比风扇罩16的倾斜部44的负载侧端部68更靠与负载相反的一侧。并且，(2)叶片62的与负载相反的一侧端部70比进气口50的最外侧端部72更向径向内侧延伸。根据本发明人等进行的模拟实验，确认到叶片62及风扇罩16满足(1)或(2)的至少一个时流入风扇罩16内的空气量会增加，冷却性能会提高。

以上，对实施方式所涉及的旋转装置的结构和动作进行了说明。该实施方式只是示例，本领域技术人员应当理解，其各构成要件的组合可以存在各种变形例，并且这种变形例也属于本发明的范围。

(变形例1)

在实施方式中，对旋转装置10具备马达12、风扇14以及风扇罩16的情况进行了说明，但并不限于此。旋转装置10可具备例如减速机，从而代替马达12。这种情况下，风扇14可固定在减速机的输入轴的端部。

(变形例2)

在实施方式中，对筒状部42上设置有沿周向排列的多个辅助进气口52的情况进行了说明，但并不限于此。筒状部42上也可以仅设置1个辅助进气口52。并且，多个辅助进气口52可以不在周向上排列，例如各辅助进气口52的轴向位置也可以不同。

(变形例3)

在实施方式中，对以与各辅助进气口52相对应的方式设置引导部件48的情况进行了说明，但并不限于此。也可以在多个辅助进气口52的一部分上不设置引导部件48。并且，也可以在多个辅助进气口52上均不设置引导部件48。

(变形例4)

在实施方式中，对引导部件48包括倾斜部54和平行部56的情况进行了说明，但并不限于此。引导部件48也可以不包括平行部56，而仅包括倾斜部54。

(变形例5)

在实施方式中，对从径向观察时引导部件48形成为不与筒状部42重叠的情况进行了说明，但并不限于此。例如，引导部件48的平行部56可以延伸至从径向观察时与筒状部42重叠。

(变形例6)

在实施方式中虽然没有特别提及，但引导部件48的倾斜部54可以形成为平坦的板状，且其剖面形状呈直线状。并且，引导部件48的倾斜部54也可以形成为弯曲的形状，且其剖面形状呈曲线状。

(变形例7)

在实施方式中，对从径向观察时整个辅助进气口52位于比风扇14更靠负载侧的情况，即，对辅助进气口52不与风扇14重叠的情况进行了说明，但并不限于此。从径向观察时，辅助进气口52的一部分也可以与风扇14重叠。

(变形例8)

在实施方式中，对引导部件48设置成覆盖辅助进气口52的径向外侧的情况，即，对引导部件48设置于辅助进气口52外侧的情况进行了说明，但并不限于此。引导部件48也可以设置在辅助进气口52的内侧。图4是放大表示实施方式的变形例所涉及的旋转装置10的风扇14和风扇罩16的周边的放大剖视图。引导部件48设置于辅助进气口52的内侧。引导部件48包括倾斜部54和平行部56。另外，与变形例4相同，引导部件48也可以不包括平行部56而仅包括倾斜部54。倾斜部54以随着从与负载相反的一侧朝向负载侧靠近马达轴18的方式相对于马达轴18倾斜。倾斜部54的与负载相反的一侧端部结合于筒状部42。平行部56形成为与倾斜部54的负载侧连接并且以与筒状部42平行的方式延伸。在本变形例中，从径向观察时，引导部件48形成为不与筒状部42重叠。另外，从径向观察时，引导部件48也可以形成为其平行部56与筒状部42重叠。

上述实施方式和变形例的任意组合也作为本发明的实施方式有效。通过组合而产生的新的实施方式兼具所组合的实施方式和变形例各自的效果。

Claims (7)

1.一种旋转装置，其具备旋转轴、设置在所述旋转轴的与负载相反的一侧端部的风扇以及覆盖所述风扇的风扇罩，所述旋转装置的特征在于，

所述风扇罩具有覆盖所述风扇的径向外侧的筒状部、封闭所述筒状部的与负载相反的一侧端部的盖部以及设置在所述盖部的进气口，并且所述筒状部的负载侧端部向旋转装置主体侧开口，

所述风扇罩在所述筒状部具有辅助进气口，所述辅助进气口的至少一部分位于比所述风扇更靠负载侧。

2.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，

所述辅助进气口整***于比所述风扇更靠负载侧。

3.根据权利要求1或2所述的旋转装置，其特征在于，

所述旋转装置具有覆盖所述辅助进气口的径向外侧的引导部件，所述引导部件向与负载相反的一侧开口。

4.根据权利要求3所述的旋转装置，其特征在于，

所述引导部件具有倾斜部，所述倾斜部以随着从与负载相反的一侧朝向负载侧靠近所述筒状部的方式倾斜。

5.根据权利要求4所述的旋转装置，其特征在于，

所述引导部件具有与所述倾斜部的与负载相反的一侧连接且与所述筒状部平行的平行部。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的旋转装置，其特征在于，

所述风扇罩具有设置在所述筒状部与所述盖部之间且相对于所述旋转轴倾斜的倾斜部，所述风扇具有与所述风扇罩的所述倾斜部对置的对置倾斜部，所述对置倾斜部的负载侧端部位于比所述风扇罩的所述倾斜部的负载侧端部更靠与负载相反的一侧。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的旋转装置，其特征在于，

所述风扇的与负载相反的一侧端部比所述进气口的最外侧端部更向径向内侧延伸。