一种电机密封结构及电机实用新型专利

专利名称：一种电机密封结构及电机

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202111499527.X

专利申请（专利权）人：卧龙电气驱动集团股份有限公司,卧龙采埃孚汽车电机有限公司
权利人地址：浙江省绍兴市上虞区经济开发区

专利发明（设计）人：徐光逸,刘伟,周立新

专利摘要：本发明涉及电机密封结构，包括线束连接器、电机端盖以及压板，线束连接器分为输出端线束插件和输入端线束插件，两个线束插件的端部为具有平行对插面的注塑成型本体，一个对插面上设有凸台，另一对插面上设有凹陷部，与线束内部金属引线连接的金属片各自外露在凸台底部及凹陷部底部，凸台插入凹陷部令对插面贴合；电机端盖上设置进出线接线端子固定腔，线束连接器置于进出线接线端子固定腔内部，由输出端线束插件引出的输出端线束从输出端线束出线孔引出，由输入端线束插件引出的输入端线束从输入端线束进线孔引出，输出端线束出线孔和输入端线束进线孔处进行密封，进出线接线端子固定腔的敞口端用压板覆盖。

主权利要求：一种电机密封结构及电机
技术领域
[0001] 本发明属于电机技术领域，具体涉及一种电机密封结构及电机。
背景技术
[0002] 新能源车用驱动电机低压线束主要用于连接测量电机绕组温度的温度传感器线束、用于测量电机转子位置的旋变线束、以及电机控制器（MCU）。电机温度传感器线束和电机旋变线束一般都布置在电机壳体内部，电机控制器则布置在电机壳体外部，电机低压线束需要穿过电机壳体实现电机内外部低压部件的连接。因此，考虑驱动电机的安全性及可靠性，电机低压线束的防水防尘等级（即IP防护）和低压线束连接的准确性是电机低压线束设计的关键。如何实现车用驱动电机低压线束较好的防水防尘及方便、快捷、准确的连接是新能源车用驱动电机低压线束技术的核心。
[0003] 国内外电机低压线束主要采用分段结构设计，即电机低压线束与温度传感器线束和旋变线束断开，通过PIN针脚插接；电机低压线束端部集成专用穿缸连接器实现穿过电机壳体的密封防护及与电机控制器连接。为防止水沿线束进入电机内部，对于电机外部低压插件的独立密封性也提出了要求，使得防水设计研发成本偏高，不利于电机项目的推广应用。
[0004] 线束连接器用于线束端部之间的连接，常见以插座和插头形式配对使用，相互对插实现线束的电信号连接。很多使用环境下都对线束提出了防水密封的要求，避免信号线外部的绝缘层与线束连接器连接处进水给电路带来安全隐患。但对线束连接器进行独立密封设计，往往结构复杂且成本较高，由于现有技术中的线束连接器多采用PIN针脚插接结构，这种结构设计无法通过注塑成型方式实现独立密封效果，而需要在多处设置防水结构来解决防水问题。如公告号为CN207009780U的发明专利就公开了一种单端密封的低压插件，就是采用这种PIN针脚结构，从其公开的方案上就可以看出，由于线束接线端子外部并不是一体成型的，为了实现绝缘和防水，需要在各部件连接缝隙处设置密封圈，这种接线端子结构会随着使用时间的增加密封圈会逐渐失效，从而影响其防水密封效果。另外，这种PIN针脚结构相互对插的插座和插头体积也较大，会占用较多的设计布置空间，且PIN针的电信号连接也并不稳定。若设计出一种结构简单、通用性强、低成本的独立密封线束连接器，将其用于新能源车用驱动电机低压线束连接上使用，解决电机密封的问题就变得相对容易，本案由此而生。
发明内容
[0005] 本发明首先公开一种电机密封结构，通过对电机端盖结构进行调整，再配合具有独立密封性的线束连接器使用，实现了电机内外的密封隔离，具体采用如下技术方案来实现：
[0006] 一种电机密封结构，包括线束连接器、电机端盖以及压板，线束连接器分为相互对插实现电信号连接的输出端线束插件和输入端线束插件，两个线束插件的端部为具有平行对插面的注塑成型本体，一个对插面上设有凸台，另一对插面上设有凹陷部，与线束内部金属引线连接的金属片各自外露在凸台底部及凹陷部底部，凸台插入凹陷部令对插面贴合；电机端盖上设置开设有输出端线束出线孔和输入端线束进线孔的进出线接线端子固定腔，线束连接器置于进出线接线端子固定腔内部，由输出端线束插件引出的输出端线束从输出端线束出线孔引出，由输入端线束插件引出的输入端线束从输入端线束进线孔引出，输出端线束出线孔和输入端线束进线孔处进行密封，进出线接线端子固定腔的敞口端用压板覆盖。

[0007] 进一步，两个线束插件的线束出线端所在的注塑成型本体平面相对于对插面倾斜，两个线束插件对插后，两个注塑成型本体的倾斜面组合成楔形结构；进出线接线端子固定腔的内部靠近电机端盖的内壁处形成相交的两个斜面，输出端线束出线孔和输入端线束进线孔分别开设在两个斜面上，线束连接器中两个线束插件对插后的注塑成型本体构成的楔形结构被进出线接线端子固定腔的两个斜面限位。
[0008] 进一步，两个线束插件的注塑成型本体的倾斜面上各自设置密封圈。
[0009] 进一步，所述电机端盖的内壁上沿直线依次布设有低压插件安装腔、线束收容腔、进出线接线端子固定腔，低压插件安装腔的开口端位于电机端盖外壁上，低压插件安装腔与线束收容腔贯通，线束收容腔与进出线接线端子固定腔通过输出端线束出线孔贯通，进出线接线端子固定腔通过输入端线束进线孔与电机壳体内部贯通。
[0010] 进一步，所述电机端盖包括相互垂直的第一连接面和第二连接面，第一连接面与第二连接面连接形成L型结构，低压插件安装腔的开口端设置在第一连接面上，低压插件安装腔、线束收容腔和进出线接线端子固定腔的同一侧贴合第二连接面的内壁设置。
[0011] 进一步，所述压板采用紧固件可拆卸式安装在进出线接线端子固定腔的敞口端。
[0012] 本发明还同时公开一种采用上述电机密封结构的电机。
[0013] 本发明通过电机端盖结构调整以及低压线束连接器的独立密封结构改进来解决电机壳体内外低压线束进出线的防水密封，在端盖内壁上设置了容纳电机壳内部低压线束接线端子的容腔，利用该容腔对电机壳体内部低压线束的接线用线束连接器进行固定，避免因电机振动而发生松脱情况；另外，由于端盖与电机壳体原本就是经过密封设计的，确保电机壳体内部与外界隔离，即使电机壳体外部的低压插件未采用独立密封结构，水会沿低压线束流到端盖上的电气接口处，也会被电机壳体原本的密封结构进行阻挡，进一步即使端盖上的电气接口处密封失效，水会沿低压线束进入到端盖内部，由于本发明所采用端盖设有进出线连接端子固定腔，且该进出线连接端子固定腔内外贯通孔处均进行了密封处理，也不会令水继续进入到电机内部，再者采用独立密封的线束连接器，线束进水也不会导致内部金属引线的短路，通过多处结构上的改进，实现了电机内外低压线束的防水密封；本发明所采用的密封方案结构简单、易实施、成本低。
附图说明
[0014] 图1为实施例中电机密封结构爆炸图；
[0015] 图2为实施例中线束连接器的输入端线束插件结构示意图；
[0016] 图3为图2的背面结构示意图；
[0017] 图4为实施例中线束连接器的输出端线束插件结构示意图；
[0018] 图5为图4另一角度的示意图；
[0019] 图6为图4的背面结构示意图；
[0020] 图7为本发明实施例中电机端盖的局部结构示意图；
[0021] 图8为图7的剖面结构示意图；
[0022] 图9为利用图7中电机端盖对低压线束固定的结构示意图。
具体实施方式
[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0024] 本实施例公开一种电机密封结构以及采用该密封结构的电机，如图1至9所示，电机密封结构包括线束连接器、电机端盖及压板9，下面对各部分结构逐一介绍。
[0025] 线束连接器采用注塑成型方式形成独立密封结构，该线束连接器分为相互对插实现电信号连接的输出端线束插件13和输入端线束插件14，两个线束插件结构如图2至图6所示。每个线束插件均各自包括线束、金属片以及注塑成型本体。以输出端线束插件13为例说明，其包括端部的注塑成型本体、从注塑成型本体引出的输出端线束136，输出端线束136内部为金属引线，输出端线束136外部为绝缘层，将金属引线的端部焊接在金属片上，将金属引线与金属片的连接处用绝缘材质注塑成型进行包覆，形成一注塑成型本体。该注塑成型本体分为顶面131、两个与顶面131垂直且相对的侧面132、与顶面131及侧面132分别垂直的对插面134、输出端线束136的出线面133，出线面133相对于对插面134为倾斜面。在对插面134上设置一突出于对插面134的凸台135，凸台135顶部与顶面131平齐连为一体，凸台135的底面上外露有若干突出于凸台135底面的金属片138，凸台135的底部悬空，为输入端线束插件14的对插部留下空间。在倾斜的出线面133上环绕输出端线束136设置密封圈137。

[0026] 输入端线束插件14的结构与输出端线束插件13结构近似，其包括端部的注塑成型本体、从注塑成型本体引出的输入端线束146，输入端线束146内部为金属引线，输入端线束146外部为绝缘层，将金属引线的端部焊接在金属片上，将金属引线与金属片的连接处用绝缘材质注塑成型进行包覆，形成一注塑成型本体。该注塑成型本体分为顶面141、两个与顶面141垂直且相对的侧面142、与顶面141及侧面142分别垂直的对插面144、输入端线束146的出线面143，出线面143相对于对插面144为倾斜面。在对插面144上半部设置一凹陷部
145，凹陷部145自顶面141边缘向内凹陷，凹陷部145的底部侧壁上开设若干凹坑，每个凹坑处设置外露的金属片148，在倾斜的出线面143上环绕输入端线束146设置密封圈147。

[0027] 输入端线束插件14与输出端线束插件13对插时，凸台135插入到凹陷部145处，令金属片138和金属片148电接触，两个对插面134和144为平行设置的，对插后完全贴合，两个倾斜面133和143恰好组成楔形结构。注塑成型结构令内部引线连接处不会产生连接缝隙，避免连接处进水，两个插件的注塑成型本体结构对插后接触紧密，对插处的金属片不外露，防水密封效果良好，且这种金属片式的电信号连接方式，相比于PIN针脚结构，其电连接信号更加稳定，可以通过注塑成型方式实现独立密封效果。
[0028] 利用上述具有独立密封效果的线束连接器，配合对电机端盖的结构改进，来解决电机密封问题，结合图7至图9所示进行说明。其中，电机端盖局部呈现L型结构，端盖可分为相互垂直连接的第一连接面1和第二连接面2。在第一连接面1上沿厚度方向开设一空腔作为低压插件安装腔3，与电机壳体外部连接的低压插件可设置在此处。在低压插件安装腔3的下部贴合第二连接面2的内壁设置用于收容低压线束的线束收容腔4，低压插件安装腔3的外侧开口端与电机壳体外部进行连通，低压插件安装腔3的内侧开口端与线束收容腔4内部贯通。线束收容腔4的设置主要是为了使得线束能够伸展开，避免由于空间狭窄所导致的PIN针发生退针及接触不良等异常情况。在线束收容腔4的下部设置进出线接线端子固定腔5，为了实现低压线束的防水密封，进出线接线端子固定腔5并不直接与线束收容腔4贯通，而是通过开设在线束收容腔4与进出线接线端子固定腔5之间的输出端线束出线孔6进行连通，在满足线束出线要求基础上，也便于对输出端线束出线孔6处进行密封处理。进出线接线端子固定腔5的另一端内壁上开设输入端线束进线孔7，输入端线束进线孔7与电机壳体内部空间连通。

[0029] 进出线接线端子固定腔5为内部中空且一面敞口的结构，为达到更好的对电机壳内低压线束接线端子的固定效果，其内部空间大小无需太大，尽量根据接线端子插件的结构来设计，避免其晃动。以相互对插形成具有楔形结构的上述线束连接器为例，本实施例中将进出线接线端子固定腔5的内部靠近端盖第二连接面2的内壁处设计成相交的两个斜面，方便楔形对插件的固定，将输出端线束出线孔6和输入端线束进线孔7分别开设在两个斜面上。
[0030] 上述在端盖上设计的各功能腔体的布局考虑，整体沿一直线分布，方便低压线束的走线，也避免线束折弯影响绝缘性。利用该端盖来实现电机壳体内部低压线束的固定及密封时，将输出端线束插件13和输入端线束插件14相互对插实现电信号连接后放入进出线接线端子固定腔5内，由输出端线束插件13引出的输出端线束11（对应图3中的136）从输出端线束出线孔6引出，由输入端线束插件14引出的输入端线束12（对应图1中的146）从输入端线束进线孔7引出，密封圈137和147各自位于输出端线束出线孔6和输入端线束进线孔7处进行密封，这样即使电机壳体外部的低压线束进水渗透到线束收容腔4处，由于进出线接线端子固定腔5的隔离密封保护，也不会进入到电机壳体内部，避免对电机可靠性造成影响。进出线接线端子固定腔5的敞口端用一压板9进行覆盖住，考虑到接线端子的拆装方便，压板9与进出线接线端子固定腔5的敞口端采用可拆卸结构固定，如在进出线接线端子固定腔5的敞口端外壁上开设固定孔8，将压板9覆盖住敞口端后用紧固件（如螺钉10）与固定孔8锁紧即可。由于进出线接线端子固定腔5的敞口端位于电机壳体内部，在对电机壳体已做好防水密封处理，以及对输出端线束出线孔6和输入端线束进线孔7处缝隙都进行了密封处理基础上，压板9与进出线接线端子固定腔5的敞口端是否考虑密封已经不是非常必要，但也可以在压板9与进出线接线端子固定腔5的敞口端之间设置密封装置。
[0031] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

专利地区：浙江

专利申请日期：2021-12-09

专利公开日期：2023-08-18

专利公告号：CN114362417B