[实用新型]一种具有散热机构功能的马达

说明书

本实用新型是关于一种马达的散热装置，特别是关于一种具有散热机构功能的马达。

马达主要包含定子及动子两项元件，其中的定子具有磁场或是提供变动磁阻磁通路；动子一般由铁心及线圈或是单由线圈所构成。铁心是以多片矽钢片整齐排列而成，其作用主要为提供磁场通路及紧密磁场强度；而线圈则由导电性佳但导磁性差的导线缠绕而成，线圈在电流流经后产生所需要的磁场强度，提供马达作动的动力源。含有铁心的动子，在铁心制作完成后，需以导线绕制而成的线圈嵌入铁心的每一齿中，或直接将导线环绕在铁心上，再以绝缘物质(如环氧树脂)填充包覆整个铁心或线圈。当线圈通电后，电流所产生的电磁场与定子产生引力或斥力的交互作用，由于电流方向不断改变使磁场方向改变，并驱动动子产生连续的运动。

由于电磁的交互作用所产生的能量，有相当部份转换为热能，而线圈的电阻又随着温度的升高而增加，在此恶性循环之下将使温度进一步升高；因此会造成马达的效率下降，且马达的最大推力亦会因此受到限制。为避免此种不良的循环产生，必须在动子或定子上加入散热机构以带走电流产生的热量。然而，环氧树脂的热传导效率极低，而环氧树脂填充包覆整个铁心及线圈，因此使线圈产生的热量更不易逸散至外界。

马达依运动的方式可盖分为旋转马达及线性马达。旋转马达可以在转子上加设风扇叶片以散热，及在矽钢片上加上通风洞，以使马达旋转时，风可以通过马达的动子并带走热量；不幸地，线性马达本身因为动子本身并不旋转无法利用此方式达到散热的效果，因此必须设计额外的机构以达到散热的效果，因此线性马达在散热的问题明显地又比旋转马达更严重。

习知的线性马达的散热方法如图6所示，是利用冷媒管散热板作为散热的设计。在此设计中，线性马达的动子25包含具有冷媒回流的散热板18，铁心19及线圈20，线圈20环绕在铁心19上，而散热板18则贴于铁心19的上方，或是贴于铁心19的前后端或两侧，利用散热板18中冷媒的热交换带走热量。此方式的缺点为只能带走马达动子25最上层或是两侧的热量，对于铁心19中央及线圈20所产生的热量散热效果不佳。

其他改良设计如图7(美国专利4839545号)所示，动子26中包含制作成不同的形状的矽钢片21，以便将具有冷媒回流的冷却管，埋入于矽钢片21的上方的弯曲型槽22中，但此设计不但需要开发多组昂贵的模具且制作上较困难，而将冷媒管埋入也会使马达动子26的体积加大许多，尤为甚者，冷媒一般对金属具有腐蚀性，如果冷媒不慎渗漏，尚会造成马达的线路腐蚀破坏。

另一习知的线性马达散热设计为油浸式的动子(如美国专利5751077号)，此设计利用类似油浸式变压器的原理，将不易导电及导磁的液体灌入动子外壳中，此方式的缺点为必需要设计一个能够防漏的动子外壳，增加制造上的困难度及成本，且动子的重量增加及需额外的机构来驱使动子内的液体可以回流到动子外以便进行热交换，且冷媒不慎渗漏造成马达的线路腐蚀破坏的风险仍然存在。

图8(美国专利5703418号)是另一种习知做法，线性马达27包含定子28及动子29，其方法为利用加压空气23吹于动子29的表面，此做法的缺点为热源被环氧树脂或是其他动子的包覆物24所阻隔，散热效率不佳，而且须要额外的空气压缩机及空压元件。

本实用新型的目的即在于提供一种具有散热机构功能的马达，其可解决前述习知技术中制造不易、体积及重量大、冷媒有渗漏于马达内及散热效率不佳而浪费能源等缺点，将动子或定子产生的热量以最有效的方式导出，并与外界作高效率的热交换，达到散热的目的。

本实用新型是使用导热管及散热胶来取代进入矽钢片或是线圈中的冷媒回流管，导热管由于体积小，且不含磁性材料，又没有冷媒管有渗漏及腐蚀的问题，故可以深深埋入环氧树脂中，而贴近马达的矽钢片或是线圈，因此有导热效率高及主动散热且效果均匀等三重优点。而所使用的导热管其体积小、重量轻且导热效果显著，可以缩小散热机构的体积及重量。