具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機的製作方法

2023-05-29 15:01:21

專利名稱：具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機的製作方法
技術領域：
本發明提供一種具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，為關於一種具有磁極結構交流或直流的迴轉電機，電機相鄰磁極間的中段設有一個或一個以上的徑向透孔或槽狀透孔，以及依需要選擇性在沿磁極中性線近端殼的兩端，製成一個或一個以上的缺口、或透孔、或槽狀透孔構成氣流通道，磁路結構外部設有環形散熱殼體，環形散熱殼體與磁路外殼間具有供氣流流動空間，並經缺口、或透孔、或槽狀孔等氣流通道與電機內部相通，環形散熱殼體並與電機兩端密閉端殼構成全閉式電機結構，以使電機內部積熱形成的氣流經氣流通道作循環，而由環形散熱殼體對外散熱。
背景技術：
傳統電機在轉子較長直徑較小的結構型態時，因氣流流動困難，通常會在電機中段形成積熱，容易造成熱破壞為其缺失。

發明內容
本發明為關於具有磁極結構交流或直流的內轉式或外轉式迴轉電機或線型電機，於電機相鄰磁極間的中段設有一個或一個以上的徑向透孔或槽狀透孔，以及依需要選擇性在沿磁極中性線近端殼的兩端，製成一個或一個以上的缺口、或透孔、或槽狀透孔構成氣流通道，磁路結構外部設有環形散熱殼體，環形散熱殼體與磁路外殼間具有供氣流流動空間，並經缺口、或透孔、或槽狀孔等氣流通道與電機內部相通，環形散熱殼體並與電機兩端密閉端殼構成全閉式電機結構，以使電機內部積熱形成的氣流經氣流通道作循環，而由環形散熱殼體對外散熱。
本發明的具體的技術方案為一種具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，為具有磁極結構交流或直流的內轉式或外轉式迴轉電機或線型電機，於電機相鄰磁極間的中段設有一個或一個以上的徑向透孔或槽狀透孔，以及依需要選擇性在沿磁極中性線近端殼的兩端，製成一個或一個以上的缺口、或透孔、或槽狀透孔構成氣流通道，磁路結構外部設有環形散熱殼體，環形散熱殼體與磁路外殼間具有供氣流流動空間，並經缺口、或透孔、或槽狀孔等氣流通道與電機內部相通，環形散熱殼體並與電機兩端密閉端殼構成全閉式電機結構，以使電機內部積熱形成的氣流經氣流通道作循環，而由環形散熱殼體對外散熱，其主要構成含磁路結構101為由導磁材料所構成，供設置作為定子的磁極111，磁極111含由永磁式或繞組激磁式所構成，或由構成旋轉磁場的繞組所構成，以供匹配另一相對作電機功能運轉的電機結構115；磁極111可為兩極或兩極以上，磁極之間具有一個或一個以上的徑向透孔103或縱向槽狀透孔或斜槽孔或橫槽孔，並可選擇性在磁路結構沿各磁極中性線近端殼的兩端，依需要設有一個或一個以上的向外擴大的缺口104或透孔或槽狀透孔，其外側供軸向環設由導磁材料或非導磁材料所構成的環形散熱殼102，環形散熱殼102與磁路結構101具有供流體流動的空間，與磁路結構所具有的徑向透孔103或槽狀透孔形成氣流通路，並可在氣流通路上依需要選擇性設置濾網110，以供電機內部較熱氣流作循環對流，以散逸電機內部的積熱至環形散熱殼102，再經由環形散熱殼對外散熱，磁路結構兩端的端殼204與環形散熱殼102密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼204為供與相對迴轉的電機結構115及磁路結構101結合成一電機結構體，以提供電機組運轉的機械性安定基礎，以及供與環形散熱殼102密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼204可為導磁體或非導磁體所構成，若由導磁體構成時，其與轉軸間需設置非導磁性隔離環，以在轉軸為導磁體時避免經轉軸形成磁通環流；若轉軸為非導磁體，則可省略非導磁環；環形散熱殼102為由導磁性或非導磁性材料構成，包括由鋁或銅等或其它良導熱非導磁材料所構成，或由導磁及導熱材料所構成，若由導磁性材料構成時，則環狀散熱殼102亦可構成磁極間磁路之一部份，並可在直流或交流整流子式電的應用時，依需要選擇性設有換向磁極；環形散熱殼102可為圓環形或多角形或其它幾何形狀的結構，環形散熱殼102的內部設有支撐塊113，供與磁路結構101及端殼204組合，支撐塊113的形狀為無礙於和磁路結構之間循環氣流的流通；若環形散熱殼102與磁路結構101或端殼204之間可直接組合而無礙氣流循環時，則支撐塊113可不設置；氣流泵動風扇112為可依需要選擇性設置由電機轉軸所驅動的氣流泵動風扇所構成，或由獨立馬達所驅動的氣流泵動風扇所構成，以主動泵動電機內部積熱氣流經由環形散熱殼所形成的氣室作循環，而有利於電機的散熱。


圖1為本發明實施例的立體結構分析圖。
圖2為圖1的組合側向剖面示意圖。
圖3為圖1的組合前視剖面示意圖。
圖4為本發明磁極間的磁路結構加設呈縱向槽狀透孔實施例的側向剖面示意圖。
圖5為圖4的前視剖面示意圖。
圖6為本發明磁極間的磁路結構設置兩個呈縱向槽狀透孔實施例的側向剖面示意圖。
圖7為圖6的前視剖面示意圖。
圖8為本發明磁極間的磁路結構設置呈斜向槽狀透孔實施例的側向剖面示意圖。
圖9為圖8的前視剖面示意圖。
圖10為本發明磁極間的磁路結構設置呈橫向槽狀透孔實施例的側向剖面示意圖。
圖11為圖10的前視剖面示意圖。
圖12為本發明磁極間的磁路結構設置兩個或兩個以上呈排狀徑向透孔實施例的側向剖面示意圖。
圖13為圖12的前視剖面示意圖。
圖14為本發明的磁路結構磁極之間設置多排狀徑向透孔實施例的側向剖面示意圖。
圖15為圖14的前視剖面示意圖。
圖16為本發明的磁場磁路由不同外徑的導磁薄片軸向迭積實施例的立體分析圖。
圖17為圖16的側視剖面示意圖。
圖18為圖16的前視剖面示意圖。
圖19為本發明作為外轉部式電機的外轉部具縱向槽孔的前視剖面示意圖。
圖20為圖19的X—X′剖面示意圖。
圖21為圖19的Y—Y′剖面示意圖。
圖22為本發明作為外轉部式電機的外轉部具兩個徑向透孔的前視剖面示意圖。
圖23為圖22的側視剖面示意圖。
具體實施例方式
本發明為關於具有磁極結構交流或直流的迴轉電機或線型電機，電機相鄰磁極間的中段設有一個或一個以上的徑向透孔或槽狀透孔，以及依需要選擇性在沿磁極中性線近端殼的兩端，製成一個或一個以上的缺口、或透孔、或槽狀透孔構成氣流通道，磁路結構外部設有環形散熱殼體，環形散熱殼體與磁路外殼間具有供氣流流動空間，並經缺口、或透孔、或槽狀孔等氣流通道與電機內部相通，環形散熱殼體並與電機兩端密閉端殼構成全閉式電機結構，以使電機內部積熱形成的氣流經氣流通道作循環，而由環形散熱殼體對外散熱；為利於表達及說明，以下為以兩極電機的結構為例，茲就上述功能特徵的各種結構例說明如下圖1～圖3所示為本發明實施例之一；為由一體或分件組合構成的電機磁路結構供耦合另一相對運轉的電機結構，其各磁路結構供設置兩個或兩個以上不同極性的磁極，磁極包括由永久磁極、或繞組激磁式的磁極鐵芯及激磁繞組所構成，上述各磁極間的磁路結構，為以平均或接近平均的磁場磁通密度的原則而決定其導磁的截面積，並在相鄰磁極間具有一個或一個以上的徑向透孔或槽狀透孔，如圖1所示為本發明的實施例的一立體分析圖，圖2為圖1的組合側向剖面示意圖，圖3為圖1的組合前視剖面示意圖，其主要構成含磁路結構101為由導磁材料所構成，供設置作為定子的磁極111，磁極111含由永磁式或繞組激磁式所構成，或由構成旋轉磁場的繞組所構成，以供匹配另一相對作電機功能運轉的電機結構115；磁極111可為兩極或兩極以上，磁極之間具有一個或一個以上的徑向透孔103或縱向槽狀透孔或斜槽孔或橫槽孔，並可選擇性在磁路結構沿各磁極中性線近端殼的兩端，依需要設有一個或一個以上之向外擴大的缺口104或透孔或槽狀透孔，其外側供軸向環設由導磁材料或非導磁材料所構成的環形散熱殼102，環形散熱殼102與磁路結構101具有供流體流動的空間，與磁路結構所具有的徑向透孔103或槽狀透孔形成氣流通路，並可在氣流通路上依需要選擇性設置濾網110，以供電機內部較熱氣流作循環對流，以散逸電機內部的積熱至環形散熱殼102，再經由環形散熱殼對外散熱，磁路結構兩端的端殼204與環形散熱殼102密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼204為供與相對迴轉的電機結構115及磁路結構101結合成一電機結構體，以提供電機組運轉的機械性安定基礎，以及供與環形散熱殼102密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼204可為導磁體或非導磁體所構成，若由導磁體構成時，其與轉軸間需設置非導磁性隔離環，以在轉軸為導磁體時避免經轉軸形成磁通環流；若轉軸為非導磁體，則可省略非導磁環者；環形散熱殼102為由導磁性或非導磁性材料構成，包括由鋁或銅等或其它良導熱非導磁材料所構成，或由導磁及導熱材料所構成，若由導磁性材料構成時，則環狀散熱殼102亦可構成磁極間磁路的一部份，並可在直流或交流整流子式電的應用時，依需要選擇性設有換向磁極；環形散熱殼102可為圓環形或多角形或其它幾何形狀的結構，環形散熱殼102的內部設有支撐塊113，供與磁路結構101及端殼204組合，支撐塊113的形狀為無礙於和磁路結構之間循環氣流的流通；若環形散熱殼102與磁路結構101或端殼204之間可直接組合而無礙氣流循環時，則支撐塊113可不設置；氣流泵動風扇112為可依需要選擇性設置由電機轉軸所驅動的氣流泵動風扇所構成，或由獨立馬達所驅動的氣流泵動風扇所構成，以主動泵動電機內部積熱氣流經由環形散熱殼所形成的氣室作循環，而有利於電機的散熱。
在前述原則下，磁路可由各種結構形態的選擇以獲致相同效益，以下為此項具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機的各種應用設計例如圖4～圖5所示為於本發明磁極間設置縱向槽狀透孔以作為氣流通道的實施例，其中圖4所示為本發明磁極間的磁路結構加設呈縱向槽狀透孔實施例的側向剖面示意圖，圖5為圖4的前視剖面示意圖，而圖4及圖5所述實施例，亦可再進一步如圖6及圖7所示將其位於兩相鄰磁極中間電機角位置製成兩個呈縱向槽狀透孔；圖6為本發明磁極間的磁路結構設置兩個呈縱向槽狀透孔實施例的側向剖面示意圖，圖7為圖6的前視剖面示意圖。
本發明所述的磁路結構101，亦可為於磁路結構101的磁極與磁極之間設置一個或一個以上與磁場極軸呈斜向的槽狀透孔103；圖8所示為本發明磁極間的磁路結構設置呈多個斜向槽狀透孔實施例的側向剖面示意圖，圖9為圖8的前視剖面示意圖。
本發明所述磁路結構101，亦可於磁路結構101的磁極與磁極之間設置一個或一個以上的橫向槽狀透孔，圖10所示為本發明磁極間的磁路結構設置呈多個橫向槽狀透孔實施例的側向剖面示意圖；圖11為圖10的前視剖面示意圖。
本發明所述的磁路結構101亦可為於磁路結構101的磁極與磁極之間設置兩個或兩個以上呈排狀徑向透孔103的孔洞狀結構；圖12為本發明磁極間的磁路結構設置兩個或兩個以上呈排狀徑向透孔實施例的側向剖面示意圖；圖13為圖12的前視剖面示意圖。
前述呈排狀徑向透孔，亦可進一步於磁路結構101的磁極與磁極之間設置呈多排狀的徑向透孔結構，圖14為本發明的磁路結構磁極之間設置多排狀徑向透孔的側向剖面示意圖實施例；圖15為圖14的前視剖面示意圖。
本發明所述的電機結構可供應用於交流馬達或發電機，或應用於串激或分激或復磁的交流或直流有刷馬達或發電機，或應用於磁場由永久磁鐵所構成的直流無刷或有刷馬達或發電機；其機械結構型態亦進一步包括以相同原理的電機特性，而構成的兩極或兩極以上的外轉部式迴轉電機、或內轉部式迴轉電機、或磁場迴轉式迴轉電機、或電樞迴轉式迴轉電機、或磁場與電樞轉子雙動迴轉式的迴轉電機；電機的結構型態包括圓筒狀、或錐狀、或盤狀轉部的迴轉式電機結構、或線型驅動的電機結構為應用範圍；基於上述運作原理，電機磁路結構可依需要由一體結構或分件組合結構所構成，或由導磁材料薄片迭積而成，或僅選擇磁極部份由導磁材料迭積而成而其餘磁路為塊狀結構，以構成磁場磁路與中繼磁路共同構成磁路結構。
茲就本發明由導磁材料薄片迭積構成磁路結構或部份磁路結構的實施例說明如下圖16為本發明的磁場磁路由不同外徑的導磁薄片軸向迭積實施例的立體分析圖，圖17為圖16的側視剖面示意圖，圖18為圖16的端殼前視剖面示意圖；圖16～圖18所示的磁路結構，為以導磁薄片由磁極中間向兩端殼方向作軸向迭積所構成，各導磁薄片的磁路軸嚮導磁面積呈徑向擴大，其結構特徵如下磁場磁路202為沿軸向向端殼延伸的同外徑、不同磁路寬呈漸增截面積的磁場磁路，由導磁薄片所構成，薄片的外徑相同，唯其磁場磁路為由不同磁路寬的導磁薄片由磁極中間沿軸向向兩側迭積，而愈往端殼204方向的導磁薄片磁路結構為愈寬，以使磁場磁路的磁通密度趨向平均，磁場磁路結構具有兩極或兩極以上的定子磁極211，磁極211含由永磁式或繞組激磁式所構成，或由構成旋轉磁場的繞組所構成，以供匹配另一相對作電機功能運轉的電機結構115；磁極211可為兩極或兩極以上，磁極與磁極間具有一個或一個以上的徑向透孔103或槽狀透孔，並可選擇性在磁路結構沿各磁極中性線近端殼的兩端，依需要製成一個或一個以上的向外擴大的缺口104或透孔或槽狀透孔，其外側供軸向環設由導磁材料或非導磁材料所構成的環形散熱殼102，環形散熱殼102與磁場磁路202與中繼磁路203所共同構成的磁路結構之間，具有供流體流動的空間，與磁路結構的徑向透孔103或槽狀透孔形成氣流通路，並可在氣流通路上依需要選擇性設置濾網110，以供電機內部較熱氣流作循環對流，以散逸電機內部的積熱至環形散熱殼102，再經由環形散熱殼對外散熱，磁路結構兩端的端殼204與環形散熱殼102密閉結合，而形成全密閉式電機結構；中繼磁路203為供與磁場磁路202兩側耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉子而構成封閉磁通以作電機效應運轉，中繼磁路可為由導磁薄片所構成，以軸向視之，具有呈封閉圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以供耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導磁材料所構成；端殼204為供與相對迴轉的電機結構115及磁路結構(含磁場磁路202及中繼磁路203)結合成一電機結構體，以提供電機組運轉的機械性安定基礎，以及供與環形散熱殼102密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼204可為導磁體或非導磁體所構成，若由導磁體構成時，其與轉軸間需設置非導磁性隔離環，以在轉軸為導磁體時避免經轉軸形成磁通環流；若轉軸為非導磁體，則可省略非導磁環；
環形散熱殼體102為由導磁性或非導磁性材料構成，包括由鋁或銅等或其它良導熱非導磁材料所構成，或由導磁材料所構成，若由導磁性材料構成時，則環形散熱殼102亦可構成磁極間磁路的一部份，並可在直流或交流整流子式電的應用時，依需要選擇性設有換向磁極；環形散熱殼102可為圓環形或多角形或其它幾何形狀的結構，其內部設有支撐塊113，供與磁路結構及端殼204組合，支撐塊113的形狀為無礙於和磁路結構之間循環氣流的流通；若環形散熱殼102與磁場磁路202或中繼磁路203及端殼204之間可直接組合而無礙氣流循環時，則支撐塊113可不設置；氣流泵動風扇112可依需要選擇性設置由電機轉軸所驅動的氣流泵動風扇，或由獨立馬達所驅動的氣流泵動風扇以主動泵動電機內部積熱氣流至由環形散熱殼所形成的氣室，而有利於電機的散熱。
此項具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機亦可應用於圖19～圖21所示的外轉部式電機的實施例，圖19為本發明作為外轉部式電機的外轉部具縱向槽孔的前視剖面示意圖，圖20為圖19的X—X′剖面示意圖，圖21為圖19的Y—Y′剖面示意圖，其主要構成含磁路結構301為設置於電機外轉部作為電機的轉子(rotor)，電機外轉部包括由永磁式或繞線式的磁極所構成，或由整流子式電樞或鼠籠式轉子所構成，電機外轉部的磁極可為兩極或兩極以上，供與相對運動的固定式電機定部315作迴轉互動，固定式電機定部315作為電機定部(stator)，其磁場的電機結構含由永磁式或繞組激磁式所構成，或由構成旋轉磁場的繞組所構成，可依所匹配的電機外轉部結構型態作選擇；磁路結構301為由良導磁體所構成，供傳輸電機外轉部各磁極間的磁通，各磁極間具有一個或一個以上的徑向透孔103或縱向槽狀透孔或斜槽孔或橫槽孔，並可依需要選擇性在磁路結構沿各磁極中性線近端殼的兩端，製成一個或一個以上的缺口104、或透孔、或槽狀透孔構成氣流通道，磁路結構外部設有環形散熱殼體，環形散熱殼體與磁路外殼間具有供氣流流動空間，並經缺口、或透孔、或槽狀孔等氣流通道與電機內部相通，環形散熱殼體並與電機兩端密閉端殼構成全閉式電機結構，以使電機內部積熱形成的氣流經氣流通道作循環，而由環形散熱殼體對外散熱；端殼204為供磁路結構301及固定式電機定部315結合成一相對迴轉的電機結構體，以提供電機組運轉的機械性安定基礎，以及與環形散熱殼102密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼204可為導磁體或非導磁體所構成，若由導磁體構成時，其與轉軸間需設置非導磁性隔離環，以在轉軸為導磁體時避免經轉軸形成磁通環流；若轉軸為非導磁體，則可省略非導磁環；環形散熱殼102為由導磁性或非導磁性材料構成，包括由鋁或銅等或其它良導熱非導磁材料所構成，或由導磁材料所構成，若由導磁性材料構成時，則環形散熱殼102亦可構成磁極間磁路的一部份，並可在直流或交流整流子式電的應用時，依需要選擇性設有換向磁極；環形散熱殼102可為圓環形或多角形或其它幾何形狀的結構，其內部設有支撐塊113，供與磁路結構301及端殼204組合，支撐塊113的形狀為無礙於和磁路結構之間循環氣流的流通；若環形散熱殼102與磁路結構301或端殼204之間可直接組合而無礙氣流循環時，則支撐塊113可不設置；氣流泵動風扇112可依需要選擇性設置由電機轉軸所驅動的氣流泵動風扇，或由獨立馬達所驅動的氣流泵動風扇以主動泵動電機內部積熱氣流至由環形散熱殼所形成的氣室，而有利於電機的散熱。
此項外轉部式電機結構的通風槽孔亦可如圖22～圖23所示，為由一個或一個以上的徑向透孔作為氣流通道，圖22為本發明作為外轉部式電機的外轉部具兩個徑向透孔的前視剖面示意圖，圖23為圖22的側視剖面示意圖。
此項發明在實際應用時可循以下原則為基礎換向磁極的設置當電機組為直流有刷電機且因更大的工作範圍而有主動換向的需求時，則可由換向磁極的設置以配合之；若其耦合於磁極間缺口所設置的環狀護殼或個別設置之弧形或片狀護殼結構為導磁材料所構成，則可依換向需求而設置換向磁極；或於其磁場磁路為近似封閉環型的導磁薄片所構成，則可直接將薄片製成具有換向磁極或另行加設。
磁場磁路開口尺寸與轉子的匹配由於轉子長寬及整體電機組磁路結構磁極間開口尺寸的匹配，依電機組的散熱需求及換向需求而有所不同，因此在前述由導磁薄片所疊積的磁場磁路及中繼磁路中，可借著將磁場結構鄰近兩側的一部份導磁薄片的磁極部份去除，以縮短磁極軸向長度，或中繼磁路鄰近磁場磁路的一部份導磁薄片加設磁極部份，以增加磁極軸向長度作為調節。
外轉式電機的導電方式若外轉部為整流子式電機結構，則可由導電環刷組結構將電能傳輸至電刷、整流子及電樞，若外轉部為永磁式或鼠籠式電機結構，則不需加設導電環刷結構。
此項具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，由於風道的特定結構性，其冷卻可為在內電機置風扇或外加獨立驅動風扇的氣冷；或在外殼加流體泵及散熱器或熱管散熱的流體冷卻。
本發明的各種應用結構中，包括外轉部式或內轉部式或雙動式電機結構型態的應用結構中，各種作為氣流通道的縱向槽孔、橫向槽孔、斜向槽孔狀的徑向透孔結構，可為一個或一個以上呈徑向透孔，並可依磁路需求及旋轉中利於氣流流動的考慮，而製成各種幾何形狀，或依旋轉方向呈斜向貫穿導磁磁路的透孔或槽狀透孔結構，以利於氣流泵動。
權利要求
1.一種具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，為具有磁極結構交流或直流的內轉式或外轉式迴轉電機或線型電機，於電機相鄰磁極間的中段設有一個或一個以上的徑向透孔或槽狀透孔，以及依需要選擇性在沿磁極中性線近端殼的兩端，製成一個或一個以上的缺口、或透孔、或槽狀透孔構成氣流通道，磁路結構外部設有環形散熱殼體，環形散熱殼體與磁路外殼間具有供氣流流動空間，並經缺口、或透孔、或槽狀孔等氣流通道與電機內部相通，環形散熱殼體並與電機兩端密閉端殼構成全閉式電機結構，以使電機內部積熱形成的氣流經氣流通道作循環，而由環形散熱殼體對外散熱，其主要構成含磁路結構(101)為由導磁材料所構成，供設置作為定子的磁極(111)，磁極(111)含由永磁式或繞組激磁式所構成，或由構成旋轉磁場的繞組所構成，以供匹配另一相對作電機功能運轉的電機結構(115)；磁極(111)可為兩極或兩極以上，磁極之間具有一個或一個以上的徑向透孔(103)或縱向槽狀透孔或斜槽孔或橫槽孔，並可選擇性在磁路結構沿各磁極中性線近端殼的兩端，依需要設有一個或一個以上的向外擴大的缺口(104)或透孔或槽狀透孔，其外側供軸向環設由導磁材料或非導磁材料所構成的環形散熱殼(102)，環形散熱殼(102)與磁路結構(101)具有供流體流動的空間，與磁路結構所具有的徑向透孔(103)或槽狀透孔形成氣流通路，並可在氣流通路上依需要選擇性設置濾網(110)，以供電機內部較熱氣流作循環對流，以散逸電機內部的積熱至環形散熱殼(102)，再經由環形散熱殼對外散熱，磁路結構兩端的端殼(204)與環形散熱殼(102)密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼(204)為供與相對迴轉的電機結構(115)及磁路結構(101)結合成一電機結構體，以提供電機組運轉的機械性安定基礎，以及供與環形散熱殼(102)密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼(204)可為導磁體或非導磁體所構成，若由導磁體構成時，其與轉軸間需設置非導磁性隔離環，以在轉軸為導磁體時避免經轉軸形成磁通環流；若轉軸為非導磁體，則可省略非導磁環；環形散熱殼(102)為由導磁性或非導磁性材料構成，包括由鋁或銅等或其它良導熱非導磁材料所構成，或由導磁及導熱材料所構成，若由導磁性材料構成時，則環狀散熱殼(102)亦可構成磁極間磁路之一部份，並可在直流或交流整流子式電的應用時，依需要選擇性設有換向磁極；環形散熱殼(102)可為圓環形或多角形或其它幾何形狀的結構，環形散熱殼(102)的內部設有支撐塊(113)，供與磁路結構(101)及端殼(204)組合，支撐塊(113)的形狀為無礙於和磁路結構之間循環氣流的流通；若環形散熱殼(102)與磁路結構(101)或端殼(204)之間可直接組合而無礙氣流循環時，則支撐塊(113)可不設置；氣流泵動風扇(112)為可依需要選擇性設置由電機轉軸所驅動的氣流泵動風扇所構成，或由獨立馬達所驅動的氣流泵動風扇所構成，以主動泵動電機內部積熱氣流經由環形散熱殼所形成的氣室作循環，而有利於電機的散熱。
2.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，包括磁極間設置縱向槽狀透孔以作為氣流通道。
3.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，包括兩相鄰磁極中間電機角位置製成兩個呈縱向槽狀透孔。
4.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，可為於磁路結構(101)的磁極與磁極之間設置一個或一個以上與磁場極軸呈斜向的槽狀透孔(107)。
5.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，可於磁路結構(101)的磁極與磁極之間設置一個或一個以上的橫向槽狀透孔。
6.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，可為於磁路結構(101)的磁極與磁極之間設置兩個或兩個以上呈排狀徑向透孔(109)的孔洞狀結構。
7.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，可為於磁路結構(101)的磁極與磁極之間設置呈多排狀的徑向透孔結構者。
8.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，可供應用於交流馬達或發電機，或應用於串激或分激或復磁的交流或直流有刷馬達或發電機，或應用於磁場由永久磁鐵所構成的直流無刷或有刷馬達或發電機；其機械結構型態亦進一步包括以相同原理的電機特性，而構成的兩極或兩極以上的外轉部式迴轉電機、或內轉部式迴轉電機、或磁場迴轉式迴轉電機、或電樞迴轉式迴轉電機、或磁場與電樞轉子雙動迴轉式的迴轉電機；電機的結構型態包括圓筒狀、或錐狀、或盤狀轉部的迴轉式電機結構、或線型驅動的電機結構為應用範圍。
9.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，電機磁路結構可依需要由一體結構或分件組合結構所構成。
10.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，磁路結構可由導磁材料薄片迭積而成，以構成磁場磁路與中繼磁路共同構成磁路結構，其結構特徵如下磁場磁路(202)為沿軸向向端殼延伸的同外徑、不同磁路寬呈漸增截面積的磁場磁路，由導磁薄片所構成，薄片的外徑相同，唯其磁場磁路為由不同磁路寬的導磁薄片由磁極中間沿軸向向兩側迭積，而愈往端殼(204)方向的導磁薄片磁路結構為愈寬，以使磁場磁路的磁通密度趨向平均者，磁場磁路結構具有兩極或兩極以上的定子磁極(211)，磁極(211)含由永磁式或繞組激磁式所構成，或由構成旋轉磁場的繞組所構成，以供匹配另一相對作電機功能運轉的電機結構(115)；磁極(211)可為兩極或兩極以上，磁極與磁極間具有一個或一個以上的徑向透孔(103)或槽狀透孔，並可選擇性在磁路結構沿各磁極中性線近端殼的兩端，依需要製成一個或一個以上的向外擴大的缺口(104)或透孔或槽狀透孔，其外側供軸向環設由導磁材料或非導磁材料所構成的環形散熱殼(102)，環形散熱殼(102)與磁場磁路(202)與中繼磁路(203)所共同構成的磁路結構之間，具有供流體流動的空間，與磁路結構的徑向透孔(103)或槽狀透孔形成氣流通路，並可在氣流通路上依需要選擇性設置濾網(110)，以供電機內部較熱氣流作循環對流，以散逸電機內部的積熱至環形散熱殼(102)，再經由環形散熱殼對外散熱，磁路結構兩端的端殼(204)與環形散熱殼(102)密閉結合，而形成全密閉式電機結構；中繼磁路(203)為供與磁場磁路(202)兩側耦合，以使磁極間的磁通由磁場磁路、中繼磁路、轉子而構成封閉磁通以作電機效應運轉者，中繼磁路可為由導磁薄片所構成，以軸向視之，具有呈封閉圈狀相對相鄰磁極中間位置的中間磁路，以供耦合磁場磁路相鄰磁極間的磁通，中繼磁路亦可由塊狀導磁材料所構成；端殼(204)為供與相對迴轉的電機結構(115)及磁路結構(含磁場磁路(202)及中繼磁路(203))結合成一電機結構體，以提供電機組運轉的機械性安定基礎，以及供與環形散熱殼(102)密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼(204)可為導磁體或非導磁體所構成，若由導磁體構成時，其與轉軸間需設置非導磁性隔離環，以在轉軸為導磁體時避免經轉軸形成磁通環流；若轉軸為非導磁體，則可省略非導磁環；環形散熱殼體(102)為由導磁性或非導磁性材料構成，包括由鋁或銅等或其它良導熱非導磁材料所構成，或由導磁材料所構成，若由導磁性材料構成時，則環形散熱殼(102)亦可構成磁極間磁路的一部份，並可在直流或交流整流子式電的應用時，依需要選擇性設有換向磁極；環形散熱殼(102)可為圓環形或多角形或其它幾何形狀的結構，其內部設有支撐塊(113)，供與磁路結構及端殼(204)組合，支撐塊(113)的形狀為無礙於和磁路結構之間循環氣流的流通；若環形散熱殼(102)與磁場磁路(202)或中繼磁路(203)及端殼(204)之間可直接組合而無礙氣流循環時，則支撐塊(113)可不設置；氣流泵動風扇(112)可依需要選擇性設置由電機轉軸所驅動的氣流泵動風扇，或由獨立馬達所驅動的氣流泵動風扇以主動泵動電機內部積熱氣流至由環形散熱殼所形成的氣室，而有利於電機的散熱。
11.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，磁路結構可選擇磁極部份由導磁材料迭積而成而其餘磁路為塊狀結構。
12.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，可應用於外轉部式電機，其主要構成含磁路結構(301)為設置於電機外轉部作為電機的轉子，電機外轉部包括由永磁式或繞線式的磁極所構成，或由整流子式電樞或鼠籠式轉子所構成，電機外轉部的磁極可為兩極或兩極以上，供與相對運動的固定式電機定部315作迴轉互動，固定式電機定部315作為電機定部，其磁場的電機結構含由永磁式或繞組激磁式所構成，或由構成旋轉磁場的繞組所構成，可依所匹配的電機外轉部結構型態作選擇；磁路結構(301)為由良導磁體所構成，供傳輸電機外轉部各磁極間的磁通，各磁極間具有一個或一個以上的徑向透孔(103)或縱向槽狀透孔或斜槽孔或橫槽孔，並可依需要選擇性在磁路結構沿各磁極中性線近端殼的兩端，製成一個或一個以上的缺口104、或透孔、或槽狀透孔構成氣流通道，磁路結構外部設有環形散熱殼體，環形散熱殼體與磁路外殼間具有供氣流流動空間，並經缺口、或透孔、或槽狀孔等氣流通道與電機內部相通，環形散熱殼體並與電機兩端密閉端殼構成全閉式電機結構，以使電機內部積熱形成的氣流經氣流通道作循環，而由環形散熱殼體對外散熱；端殼(204)為供磁路結構(301)及固定式電機定部(315)結合成一相對迴轉的電機結構體，以提供電機組運轉的機械性安定基礎，以及與環形散熱殼(102)密閉結合，而形成全密閉式電機結構；端殼(204)可為導磁體或非導磁體所構成，若由導磁體構成時，其與轉軸間需設置非導磁性隔離環，以在轉軸為導磁體時避免經轉軸形成磁通環流；若轉軸為非導磁體，則可省略非導磁環；環形散熱殼(102)為由導磁性或非導磁性材料構成，包括由鋁或銅等或其它良導熱非導磁材料所構成，或由導磁材料所構成，若由導磁性材料構成時，則環形散熱殼(102)亦可構成磁極間磁路的一部份，並可在直流或交流整流子式電的應用時，依需要選擇性設有換向磁極者；環形散熱殼(102)可為圓環形或多角形或其它幾何形狀的結構，其內部設有支撐塊(113)，供與磁路結構(301)及端殼(204)組合，支撐塊(113)的形狀為無礙於和磁路結構之間循環氣流的流通；若環形散熱殼(102)與磁路結構(301)或端殼(204)之間可直接組合而無礙氣流循環時，則支撐塊(113)可不設置；氣流泵動風扇(112)可依需要選擇性設置由電機轉軸所驅動的氣流泵動風扇，或由獨立馬達所驅動的氣流泵動風扇以主動泵動電機內部積熱氣流至由環形散熱殼所形成的氣室，而有利於電機的散熱。
13.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，外轉部式電機結構的通風槽孔可由一個或一個以上的徑向透孔作為氣流通道。
14.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，當電機組為直流有刷電機且因更大的工作範圍而有主動換向的需求時，則可由換向磁極的設置以配合之；若其耦合於磁極間缺口所設置的環狀護殼或個別設置的弧形或片狀護殼結構為導磁材料所構成，則可依換向需求而設置換向磁極；或於其磁場磁路為近似封閉環型的導磁薄片所構成，則可直接將薄片製成具有換向磁極或另行加設。
15.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，由導磁薄片所迭積的磁場磁路及中繼磁路中，可借著將磁場結構鄰近兩側的一部份導磁薄片的磁極部份去除，以縮短磁極軸向長度，或中繼磁路鄰近磁場磁路的一部份導磁薄片加設磁極部份，以增加磁極軸向長度作為調節。
16.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，若其外轉部為整流子式電機結構，則可由導電環刷組結構將電能傳輸至電刷、整流子及電樞，若外轉部為永磁式或鼠籠式電機結構，則不需加設導電環刷結構。
17.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，由於風道的特定結構性，其冷卻可為在內電機置風扇或外加獨立驅動風扇的氣冷；或在外殼加流體泵及散熱器或熱管散熱的流體冷卻。
18.如權利要求1所述的具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，其特徵在於，包括外轉部式或內轉部式或雙動式電機結構型態的應用結構中，各種作為氣流通道的縱向槽孔、橫向槽孔、斜向槽孔狀的徑向透孔結構，可為一個或一個以上呈徑向透孔，並可依磁路需求及旋轉中利於氣流流動的考量，而製成各種幾何形狀，或依旋轉方向呈斜向貫穿導磁磁路的透孔或槽狀透孔結構，以利於氣流泵動。
全文摘要
本發明一種具有環覆氣室及徑向透孔的全閉式電機，是於交流或直流的內轉式或外轉式迴轉電機或線型電機，相鄰磁極間的中段設有至少一個徑向透孔或槽狀透孔，及在磁極中性線近端殼的兩端，製成至少一個缺口、或透孔、或槽狀透孔構成氣流通道，磁路結構外設環形散熱殼體，兩者間具氣流流動空間，並與電機端殼構成全閉式結構，供內部熱氣流經氣流通道作循環經環形散熱殼體散熱。
文檔編號H02K9/00GK1848610SQ20051006450
公開日2006年10月18日 申請日期2005年4月11日 優先權日2005年4月11日
發明者楊泰和 申請人:楊泰和