CN108352667A

CN108352667A - 滑环、马达和具有该马达的车辆

Info

Publication number: CN108352667A
Application number: CN201680066278.6A
Authority: CN
Inventors: 柳铉洙
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2036-11-07
Also published as: KR20170078285A; US20180331482A1; CN108352667B; WO2017115997A1; US11081849B2; KR102413954B1

Abstract

本发明涉及滑环、马达和具有该马达的车辆，滑环包括：筒形的滑环本体；多个叶片，该多个叶片形成在滑环本体的端部上且沿滑环本体的纵长方向伸出；以及电刷接触部分，该电刷接触部分设置在滑环本体的外周表面上，其中，滑环本体与叶片一体地形成。因此，马达通过叶片的旋转可以耗散由电刷与滑环之间的摩擦产生的摩擦热并因而减少热的影响，并且还可以将由电刷与滑环之间的摩擦产生的气载灰尘引导及分散至外部。

Description

滑环、马达和具有该马达的车辆

技术领域

本发明涉及滑环、马达和具有该马达的车辆。

背景技术

马达设置有：轴，该轴构造成以可旋转的方式设置；转子，该转子联接至轴；以及定子，该定子固定在外壳内，并且定子以一定的间隙沿着转子的圆周安装。马达通过转子与定子之间的电相互作用引起转子的旋转。

在转子上缠绕有线圈的情况下，设置换向器和电刷以向缠绕在转子上的线圈供给电流。

通常，换向器联接至轴并且在连接至线圈的状态下旋转，并且电刷联接至外壳并且设置成能够与换向器接触。此时，电刷与换向器接触以向线圈供电。这里，滑环可以用作换向器。

电刷容纳在壳体中并且构造成通过支承在安装于壳体中的弹性构件上在与滑环接触的状态下被按压。

然而，存在的问题在于，由于马达的电刷与以与电刷接触的方式旋转的滑环之间的擦刷产生摩擦热。

此外，存在的问题在于，由于电刷和以与电刷接触的方式旋转的滑环在马达内产生灰尘，并且因而由灰尘引起短路。

发明内容

【技术问题】

为了解决上述问题，本发明意在提供滑环和具有该滑环的马达，该滑环和该马达能够通过耗散由电刷与滑环之间的擦刷引起的摩擦热来减少热影响，以及将由电刷与滑环之间的擦刷产生的灰尘引导或分散至外部。

应当指出的是，本发明的目的不限于前述目的，并且根据以下描述，本发明的其他目的对于本领域技术人员而言将是明显的。

【技术方案】

本发明的一个方面提供了一种滑环，该滑环包括：筒形的滑环本体；多个叶片，多个叶片形成为从滑环本体的端部沿滑环本体的长度方向伸出；以及电刷接触部分，该电刷接触部分设置在滑环本体的外周表面上，其中，从多个叶片中的每个叶片的外端部延伸的假想线与第一假想圆的切线之间的第一角度比从多个叶片中的每个叶片的内端部延伸的假想线与第二假想圆的切线之间的第二角度大，第一假想圆和第二假想圆的中心与滑环本体的中心相同，第一假想圆的切线是第一假想圆与外端部相交的点处的切线，并且第二假想圆的切线是第二假想圆与内端部相交的点处的切线。

第一假想圆可以是连接多个叶片的外端部的圆，并且第二假想圆可以是连接多个叶片的内端部的圆。

第一角度可以在50°至60°的范围内，并且第二角度可以在25°至35°的范围内。

多个叶片可以基于滑环本体的径向方向在滑环本体的旋转方向上倾斜。

多个叶片可以基于滑环本体的径向方向在与滑环本体的旋转方向相反的方向上倾斜。

本发明的另一方面提供了一种滑环，该滑环包括：筒形的滑环本体；多个叶片，多个叶片形成为从滑环本体的端部沿滑环本体的长度方向伸出；以及电刷接触部分，该电刷接触部分设置在滑环本体的外周表面上，其中，在滑环本体的中央处形成有联接孔，并且多个叶片中的每个叶片的内端部均设置成与联接孔间隔开。

多个叶片中的每个叶片的外端部均可以设置成朝向外侧与滑环本体的外周表面的边缘间隔开。

本发明的再一方面提供了一种滑环，该滑环包括：筒形的滑环本体；多个叶片，多个叶片形成为从滑环本体的端部沿滑环本体的长度方向伸出；以及电刷接触部分，该电刷接触部分设置在滑环本体的外周表面上，其中，当滑环本体旋转时，位于多个叶片中的每个叶片内侧的空气移动到多个叶片中的每个叶片的外侧。

本发明的又一方面提供了一种马达，该马达包括：定子；转子，该转子设置在定子内侧；轴，该轴联接至转子；以及滑环，该滑环设置在轴的外周表面上，其中，滑环包括：筒形的滑环本体；以及多个叶片，多个叶片形成为从滑环本体的端部伸出，其中，滑环本体和多个叶片一体地形成。

马达还可以包括衬套磁体组件，该衬套磁体组件设置在轴的端部处并且设置成与多个叶片中的每个叶片的内端部间隔开。

衬套磁体组件可以包括：衬套；磁体，该磁体设置在衬套的端部处；以及盖，该盖构造成覆盖磁体。

磁体可以设置为钐钴(SmCo)磁体或钕(Nd)磁体。

马达还可以包括电刷保持件，该电刷保持件设置成覆盖衬套磁体组件并且具有形成在电刷保持件的一个侧部处的入口孔。

通过多个叶片随着轴的旋转而旋转，流到入口孔中的空气可以在多个叶片与衬套磁体组件之间移动，并且然后沿与轴的轴方向垂直的方向移动。

多个叶片中的每个叶片的外端部均可以设置成与电刷保持件的内表面间隔开。

随着轴的旋转而沿与轴垂直的方向移动的空气可以沿滑环本体的方向移动。

本发明的又一方面提供了一种包括根据本发明的实施方式的上述马达的车辆。

【有利效果】

根据本实施方式，具有前述构型的滑环可以通过与叶片一体地形成而被操作为离心式风扇。

因此，在马达内产生了空气流动，使得可以将由于电刷与以与电刷接触的方式旋转的滑环之间的擦刷而产生的灰尘引导或分散至外部。

此外，由于马达内的温度因电刷与滑环之间的旋转接触引起的摩擦热以及电流的施加而升高，因此可以通过空气的流动来防止马达内的温度升高，使得可以减少对设置在马达内的磁体的热影响。

附图说明

图1是图示了根据本发明的实施方式的马达的图。

图2是根据本发明的实施方式的马达的沿着图1的线A-A截取的横截面图。

图3和图4是图示了根据本发明的实施方式的滑环的立体图和平面图。

图5是图示了根据本发明的实施方式将滑环和衬套磁体组件组装到马达中的过程的图。

图6是图2的区域B的放大图。

图7是沿着图6的线C-C截取的横截面图。

具体实施方式

本发明可以修改成各种形式并且可以具有各种各样的实施方式，并且因此将在附图中图示出具体的实施方式并对具体的实施方式进行描述。然而，这些实施方式不应被理解为将本发明限制至具体的实施方式，并且应当被解释为包括本发明的精神和技术范围内的改型、等同方案或替换方案。

此外，本文使用的包括诸如第一、第二等的序数的术语可以用于描述各种部件，但是各种部件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个部件与另一部件区分开的目的。例如，在不背离本发明的范围的情况下，第二部件可以被称为第一部件，并且类似地，第一部件也可以被称为第二部件。术语“和/或”包括多个相关的列出项目的组合或多个相关的列出项目中的任何一个项目。

当部件被称为“连接”或“联接”至其他部件时，该部件可以直接连接或直接联接至其他部件，但是应当理解的是，在该部件与其他部件之间可以存在另一部件。相反地，当部件被称为“直接连接”或“直接联接”至其他部件时，应当理解的是，在该部件与其他部件之间可以不存在另一部件。

在实施方式的描述中，当部件被描述为形成在另一部件的“上面或下面”时，术语“在...上面或下面”包括下述所有情况：两个部件彼此直接接触，或者在这两个部件之间设置(间接地)及形成有一个或更多个其他部件。此外，当表述为“在...上面或下面”时，术语“在...上面或下面”不仅可以表示基于一个部件的向上方向，而且还可以表示基于一个部件的向下方向。

本文使用的术语仅用来描述具体的实施方式，并且不意在限制本发明。除非上下文另有明确指示，否则单数形式包括复数形式。应当理解的是，术语“包含”、“包括”和“具有”确定了本文所述的特征、数目、步骤、操作、部件、部分或其组合的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、数目、步骤、操作、部件、部分或其组合的存在或者添加一个或更多个其他特征、数目、步骤、操作、部件、部分或其组合的可能性。

除非另有定义，否则本文使用的包括技术术语或科学术语在内的所有术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。除非本公开中明确定义，否则字典中定义的通用术语应当被解释为具有与相关领域的背景一致的含义，并且将不应被解释为具有理想主义的或过分形式主义的含义。

在下文中，将参照附图对本发明的实施方式进行详细的描述，无论附图标记如何，相同或相应的部件被赋予相同的附图标记，并且将省略相同或相应的部件的重复描述。

参照图1至图7，根据实施方式的马达1可以包括外壳10、滑环100、定子200、转子300、线圈400、轴500、电刷600、衬套磁体组件700和电刷保持件800。

外壳10可以包括上外壳11和下外壳12。

上外壳11和下外壳12可以彼此联接以形成马达1的外部。此外，滑环100、定子200、转子300、线圈400、轴500、电刷600和衬套磁体组件700可以设置在上外壳11与下外壳12之间。如图1和图2中所示，轴500可以设置成穿过外壳10。

滑环100可以设置在轴500的外周表面处。

参照图3至图4，滑环100可以包括滑环本体110、多个叶片120和电刷接触部分130。

滑环本体110可以形成为筒形形状，并且在滑环本体110的中央处可以形成有联接孔111以允许轴500设置在滑环本体110的中央处。

如图5中所示，滑环本体110可以被压插并组装到轴500中以随着轴500的旋转而旋转。

此外，滑环本体110可以由具有耐热性的塑料材料比如聚苯硫醚(PPS)形成。

多个叶片120可以一体地形成为从滑环本体110的端部沿滑环本体110的长度方向伸出。此外，多个叶片120可以沿着周向方向以预定的间隔彼此间隔开。

参照图4，多个叶片120可以设置在滑环本体110的上表面113上，并且多个叶片120中的每个叶片的内端部122均可以设置成与联接孔111间隔开。此外，多个叶片120中的每个叶片的外端部121均可以设置成朝向滑环本体110的外侧与滑环本体110的外周边缘112间隔开。

当滑环本体110旋转时，位于多个叶片120中的每个叶片的内端部122周围的空气可以移动至多个叶片120中的每个叶片的外侧端部。也就是说，当多个叶片120旋转时，位于多个叶片120中的每个叶片的内端部122周围的空气可以沿与轴500的轴方向垂直的方向移动。

这里，“外侧”指的是基于滑环本体110的上表面113的在基于轴500的旋转中心的径向方向上的外侧，并且“内侧”指的是基于滑环本体110的上表面113的在基于轴500的旋转中心的径向方向上的内侧。

如图4中所示，多个叶片120中的每个叶片均可以形成为使得从外端部121延伸的假想线L₁与第一假想圆C₁的切线PL₁之间的第一角度θ₁比从内端部122延伸的假想线L₂与第二假想圆C₂的切线PL₂之间的第二角度θ₂大。第一角度θ₁是空气排出的入口的角度，并且第二角度θ₂是空气流动的出口的角度。

这里，第一假想圆C₁是连接多个叶片120的外端部121的圆，并且第二假想圆C₂是连接多个叶片120的内端部122的圆。因而，第一假想圆C₁和第二假想圆C₂的中心与滑环本体110的中心P相同。

第一假想圆C₁的第一切线PL₁可以是在第一假想圆C₁与多个叶片120中的每个叶片的外端部121相交的点处的切线，并且第二假想圆C₂的切线PL₂可以是在第二假想圆C₂与多个叶片120中的每个叶片的内端部122相交的点处的切线。切线被定义为在切线与假想圆相交的点处与假想圆的半径垂直的线。

多个叶片120可以基于上表面113的中心径向地形成。如图4中所示，多个叶片120中的每个叶片均可以沿滑环本体110的旋转方向R倾斜。也就是说，根据附图，多个叶片120中的每个叶片均可以形成为随着多个叶片120中的每个叶片从其内端部122延伸至其外端部121而沿滑环本体110的旋转方向更倾斜。然而，本发明不限于此，并且多个叶片120中的每个叶片均可以形成为基于滑环本体110的径向方向沿与滑环本体110的旋转方向相反的方向倾斜。

多个叶片120之间的间隔可以彼此等距地间隔开或者可以在特定的部段处均匀地间隔开。多个叶片120中的每个叶片可以均呈大致直线的形式，但是在满足第一角度θ₁大于第二角度θ₂的条件的情况下也可以具有预定的曲率。

表1示出了根据第一角度θ₁和第二角度θ₂在马达以10000rpm的速度旋转时产生的气体流的流量(单位为ccm)。

[表1]

θ₂\θ₁	50	55	60
				25	2.4	2.5	2.65
30	2.3	2.78	2.7
				35	2.7	2.34	2.79

如表1中所示，当第一角度θ₁在50°至60°的范围内并且第二角度θ₂在25°至35°的范围内时，可以看到气体的流量增加至约2.78ccm，并且因而空气的排出效率增加。

此外，当多个叶片120中的每个叶片均沿滑环本体110的旋转方向倾斜时，测量到获得了优异的效果。

因此，多个叶片120中的每个叶片的角度θ₁和θ₂可以设置空气的流动方向并且控制流量。

同时，多个叶片120可以与滑环本体110一体地形成。此外，多个叶片120中的每个叶片均可以由塑料材料比如PPS形成。

电刷接触部分130可以设置在滑环本体110的外周表面处。

电刷接触部分130可以形成为呈环形形状或筒形形状。此外，电刷接触部分130可以由包含铜的材料形成。例如，电刷接触部分130可以由铜合金或不锈钢形成。

定子200可以设置在外壳10内并且可以包括多个磁体。多个磁体与缠绕在转子300上的线圈400一起形成旋转磁场。这些磁体可以布置成使得N极和S极基于轴500的中心沿着周向方向交替地设置。这里，定子200可以通过组合多个分开的芯来制造或者可以以单个芯的形式制造。

转子300设置在定子200内。

转子300可以包括：芯，轴500在该芯中联接至该芯的中央；以及槽，该槽围绕芯形成并且线圈400缠绕在槽上。此时，槽可以设置成面向定子200。此外，线圈400缠绕在槽中的每个槽上。此外，在槽处可以安装有绝缘体以使槽与线圈400绝缘。

当向线圈400供给电流时，线圈400与定子200的磁体之间的电相互作用被引发，并且因而转子300旋转。当转子300旋转时，轴500也旋转。此时，轴500可以支承在轴承上。

此外，当轴500旋转时，滑环100也可以旋转。

同时，可以通过滑环100和电刷600将电流供给至缠绕在转子300上的线圈400。滑环100电连接至线圈400，并且电刷600电连接至滑环100的电刷接触部分130。

此外，电刷600可以设置成与滑环100的电刷接触部分130紧密接触。例如，电刷600可以使用弹性构件比如螺旋弹簧来设置成与滑环100的电刷接触部分130紧密接触。

此外，电刷600可以向线圈400施加外部驱动信号。

这里，电刷600可以由包含石墨和铜的材料形成。

电刷600与旋转的滑环100的电刷接触部分130接触以施加电流，并且轴500和电刷600的温度由于电流和摩擦热而升高。因而，经由轴500传导的热可能影响衬套磁体组件700的磁体720。

如图6和图7中所示，衬套磁体组件700可以设置在轴500的端部处，并且可以与滑环100的多个叶片120中的每个叶片的内端部122间隔开。

因此，在滑环100的多个叶片120中的每个叶片与衬套磁体组件700之间可以形成空气可以移动穿过的流动空间S。

因而，当多个叶片120旋转时，流动到流动空间S中的空气移动到多个叶片120的外侧(沿与轴500的轴方向垂直的方向)。

参照图5和图6，衬套磁体组件700可以包括衬套710、磁体720和盖730。

衬套磁体组件700可以通过将磁体720结合至衬套710的端部并将盖730配装到衬套710中而形成。此时，盖730被填塞以防止磁体720与衬套710分开。

经组装的衬套磁体组件700可以被压插到轴500的端部中并设置在轴500的端部处。

衬套710设置在轴500与磁体720之间，并且因而磁体720设置成与轴500间隔开。因而，经由轴500传导从而影响磁体720的热可以通过衬套710减少。

此外，衬套710的外周表面可以设置成与滑环100的多个叶片120中的每个叶片的内侧间隔开。因此，流动空间S可以形成在滑环100的多个叶片120中的每个叶片与衬套710之间。

当滑环100旋转时，衬套710可以通过移动穿过流动空间S的空气而被冷却，使得经由轴500传导的热对磁体720的影响可以进一步减小。

因此，钐钴(SmCo)磁体可以用作磁体720，但是如上所述，由于衬套710减小了对磁体720的热影响，因此可以使用低品位SmCo磁体或Nd磁体作为磁体720以降低生产成本。

盖730可以设置成覆盖并保护磁体720并且防止磁体720与衬套710分开。

如图2和图6中所示，电刷保持件800可以设置在上外壳11处并且可以设置成覆盖电刷600和衬套磁体组件700。

电刷保持件800内可以形成有容纳空间，并且电刷600和衬套磁体组件700可以设置在该容纳空间中。

同时，如图6中所示，在电刷保持件800的一个侧部处可以形成有入口孔810。

外部空气可以穿过入口孔810流到马达1中，并且通过多个叶片120的旋转，穿过入口孔810流入的空气可以在多个叶片120中的每个叶片与衬套磁体组件700之间移动，并且然后可以沿与轴500的轴方向垂直的方向(径向方向)移动。

因此，滑环100可以用作离心式风扇。

此外，如图6中所示，多个叶片120中的每个叶片的外端部121可以设置成与电刷保持件800的内表面820间隔开。

因此，通过多个叶片120的旋转而沿向外方向移动的空气可以朝向电刷600移动，以将灰尘分散或引导至外部。

图6中示出的箭头表示空气移动所沿的空气流线。

参照图6，在马达1中，穿过入口孔810流入并在流动空间S中移动的空气通过作为离心式风扇运转的多个叶片120的旋转而移动到多个叶片120中的每个叶片的外侧。

因而，移动到所述多个叶片120中的每个叶片的外侧的空气朝向滑环本体110移动。也就是说，如图6中所示，移动到多个叶片120中的每个叶片的外侧的空气可以在朝向设置在滑环本体110处的电刷接触部分130和电刷600移动时将灰尘分散或引导至外部以去除灰尘。

同时，马达1可以设置在车辆(未示出)处并在车辆(未示出)中使用。

例如，马达1可以用作防抱死制动系统(ABS)中使用的ABS马达、用于启动的驱动马达(启动马达)或用于使车辆的刮水器枢转的刮水器马达。

尽管已经参照本发明的实施方式进行了描述，但是应当理解的是，在不背离本发明的由所附权利要求限定的精神和本发明的范围的情况下，本发明所属领域的技术人员可以设计出本发明的各种变型和改型。此外，应当理解的是，与这些各种变型和改型有关的差异将落入本发明的由所附权利要求限定的范围内。

[附图标记说明]

1：马达，10：外壳，100：滑环，200：定子，300：转子，400：线圈，500：轴，600：电刷，700：衬套磁体组件，710：衬套，720：磁体，730：盖，800：电刷保持件，以及810：入口孔。

Claims

1.一种滑环，包括：

筒形的滑环本体；

多个叶片，所述多个叶片形成为从所述滑环本体的端部沿所述滑环本体的长度方向伸出；以及

电刷接触部分，所述电刷接触部分设置在所述滑环本体的外周表面上，

其中，从所述多个叶片中的每个叶片的外端部延伸的假想线(L₁)与第一假想圆(C₁)的切线(PL₁)之间的第一角度(θ₁)比从所述多个叶片中的每个叶片的内端部延伸的假想线(L₂)与第二假想圆(C₂)的切线(PL₂)之间的第二角度(θ₂)大，

所述第一假想圆(C₁)的中心和所述第二假想圆(C₂)的中心与所述滑环本体的中心相同，

所述第一假想圆(C₁)的所述切线是所述第一假想圆(C₁)与所述外端部相交的点处的切线，并且

所述第二假想圆(C₂)的所述切线是所述第二假想圆(C₂)与所述内端部相交的点处的切线。

2.根据权利要求1所述的滑环，其中：

所述第一假想圆(C₁)是连接所述多个叶片的所述外端部的圆；并且

所述第二假想圆(C₂)是连接所述多个叶片的所述内端部的圆。

3.根据权利要求1所述的滑环，其中：

所述第一角度(θ₁)在50°至60°的范围内；并且

所述第二角度(θ₂)在25°至35°的范围内。

4.根据权利要求1所述的滑环，其中，所述多个叶片基于所述滑环本体的径向方向在所述滑环本体的旋转方向上倾斜。

5.根据权利要求1所述的滑环，其中，所述多个叶片基于所述滑环本体的径向方向在与所述滑环本体的旋转方向相反的方向上倾斜。

6.一种滑环，包括：

筒形的滑环本体；

其中，在所述滑环本体的中央处形成有联接孔，并且所述多个叶片中的每个叶片的内端部均设置成与所述联接孔间隔开。

7.根据权利要求6所述的滑环，其中，所述多个叶片中的每个叶片的外端部均设置成朝向外侧与所述滑环本体的外周表面的边缘间隔开。

8.一种滑环，包括：

筒形的滑环本体；

其中，当所述滑环本体旋转时，位于所述多个叶片中的每个叶片内侧的空气移动到所述多个叶片中的每个叶片的外侧。

9.一种马达，包括：

定子；

转子，所述转子设置在所述定子内侧；

轴，所述轴联接至所述转子；以及

滑环，所述滑环设置在所述轴的外周表面上，

其中，所述滑环包括：

筒形的滑环本体；以及

多个叶片，所述多个叶片形成为从所述滑环本体的端部伸出，

其中，所述滑环本体和所述多个叶片一体地形成。

10.根据权利要求9所述的马达，还包括设置在所述轴的端部处的衬套磁体组件，其中，所述衬套磁体组件设置成与所述多个叶片中的每个叶片的内端部间隔开。

11.根据权利要求10所述的马达，其中，所述衬套磁体组件包括：

衬套；

磁体，所述磁体设置在所述衬套的端部处；以及

盖，所述盖构造成覆盖所述磁体。

12.根据权利要求10所述的马达，其中，所述磁体设置为钐钴(SmCo)磁体或钕(Nd)磁体。

13.根据权利要求10所述的马达，还包括电刷保持件，所述电刷保持件设置成覆盖所述衬套磁体组件并且具有形成在所述电刷保持件的一个侧部处的入口孔。

14.根据权利要求13所述的马达，其中，通过所述多个叶片随着所述轴的旋转而旋转，流到所述入口孔中的空气在所述多个叶片与所述衬套磁体组件之间移动，然后沿与所述轴的轴方向垂直的方向移动。

15.根据权利要求14所述的马达，其中，所述多个叶片中的每个叶片的外端部均设置成与所述电刷保持件的内表面间隔开。

16.根据权利要求15所述的马达，其中，随着所述轴的旋转而沿与所述轴垂直的方向移动的所述空气沿所述滑环本体的方向移动。

17.一种包括根据权利要求9至16中的至少一项所述的马达的车辆。