密封设备及其制造方法

专利名称：密封设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种密封设备，并且更加具体地涉及用于传动系统中的密封设备。
背景技术：
电气器件经常被用在当今的车辆传动系统中。例如，电气器件可以用于控制传动 系统的操作从而为使用者实现改进的车辆性能。电气器件通常被置于传动系统中的外罩内 并且这个外罩通常部分地或者完全被浸没于流体(例如传动流体)中。 一根或者多根电导 线通常进入外罩中，例如，以供应电力或者向或从位于外罩内的电气器件或者向或从外罩 外侧的其它部件输送控制信号。 对于以前系统中的上述外罩，经常遭遇流体泄漏的问题。更加具体地，当外罩被浸 没于流体中时，流体可以进入外罩的内部并且到达置于其中的电气器件。如果流体到达电 气器件，则电气器件可能变得丧失功能或者可能发生故障，由此使得系统丧失功能或者产 生车辆性能问题。在用于在上面已经述及的电导线的进入点处，流体泄漏到保持电气器件 的外罩中的问题特别棘手。 在试图解决流体在电导线的进入点周围泄漏到外罩中的问题时，以前系统已经利 用了一种与导线相关联的密封设备。更加具体地，这些以前的系统已经采用了一种靠近导 线进入外罩之处围绕导线形成的密封室或者空腔。在密封室或者空腔形成之后，粘结剂被 施加到密封室或者空腔中以试图防止流体进入外罩中。 不幸的是，这些以前的方法尚未充分地防止液体进入外罩。更加具体地，尽管使用 了密封室或者空腔，流体仍然在密封室中的各个位置处进入外罩。这种泄漏通常是由于粘 结剂从密封室的壁脱粘而引起的，而所述脱粘则是由于热应力或者由于当粘结剂被封装到 密封室或者空腔中时引入的某种缺陷(例如空隙)而引起的。 因此，在防止流体进入以前传动系统的、在其中容纳电气部件的外罩方面，已经证 实以前的方法是不适当的。这个问题则依次引起很多传动系统不能符合各种消费者规格/ 要求。另外地，存在于以前系统中的流体泄漏问题已经频繁地导致这些传动系统发生故障 和/或不可操作性，从而引起使用者失望和不便。


图1是根据本发明各种实施例的密封设备的透视图； 图2是根据本发明各种实施例的、图1的密封设备的顶视图； 图3a是根据本发明各种实施例的、图1-2的密封设备的侧剖视图； 图3b和c是根据本发明各种实施例的、图1、2和3a的密封设备的可替代侧剖视
图； 图4是根据本发明各种实施例的传动组件的透视图； 图5是根据本发明各种实施例的、图4的传动组件的侧剖视图；以及 图6是用于形成或者制造根据本发明各种实施例的密封设备的一种方法的流程图。 技术人员可以意识到，在图中的元件是为了简洁和清楚起见而被示意出的，并且未 必按照比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸和/或相对定位可能相对于其它元件而被夸 大以帮助改进对于本发明各种实施例的理解。而且，在商业上可行的实施例中有用的或者有 必要的、普通的但是为人熟知的元件经常未被描绘出来，从而有助于使得对于本发明的这些 各种各样的实施例的理解受到较小的妨碍。将进一步理解的是，可以以具体发生顺序描述或 者描绘特定的动作和/或步骤，然而本领域技术人员可以理解，关于序列的这种特异性并非 实际上需要的。还将理解的是，在这里使用的术语和表达具有关于它们的、相应的各自调查和 研究领域而赋予这种术语和表达的普通含义，除非另外在这里已经给出了特殊的含义。
具体实施例方式
提供了用于电气传动系统中的电导线的密封设备和用于制造这些密封设备的方 法。在这里提供的密封设备显著地减小或者消除了流体侵入传动系统中的电气外罩中的可 能性。在这里描述的方法易于制造，实施起来是成本有效的，并且显著减小或者消除了流体 侵入用在传动系统中的电气外罩中的可能性。热应力或者用于形成密封设备的粘结剂的缺 陷的影响得以减轻。因此，由于流体侵入而引起的电气部件的故障或者不可操作性被显著 地减小或者消除。使用者对于车辆性能的满意度得以提高。 在很多的这些实施例中，均提供了用于防止流体进入传动系统中的电气控制外罩 中的密封设备。该密封设备包括外罩并且该外罩具有外表面。该外罩形成从外表面延伸到 外罩中的空腔并且该外罩限定一个或者多个倾斜的内表面。该一个或者多个倾斜的内表面 从外罩外表面延伸并且相对于外罩的外表面被以基本非垂直的和斜向的关系构造。该密封 设备还包括延伸通过该外罩并且具有穿过空腔暴露在空腔中的部分的一根或者多根电导 线。该一根或者多根电导线从该外罩延伸并且构造为与封装在电气控制外罩内的一个或者 多个电气部件电接触。该密封设备还包括基本上填充该空腔并且包围电导线在空腔内的暴 露部分的粘性材料。 该粘性材料可以由各种不同材料构成。例如，该粘性材料可以是环氧树脂和碳氟 化合物。粘性材料的其它实例也是可能的。 该一个或者多个倾斜的表面可以采取多种形式、形状、构造和尺寸。在一个实例 中，该倾斜表面进一步由多个单独的台阶部分形成。在另一实例中，该倾斜表面形成有波状 样式。用于倾斜表面的构造的其它实例也是可能的。
在其它实例中，该空腔进一步限定侧表面，该侧表面构造和设置成与外表面处于
基本垂直的关系且与之连通并且与电导线处于基本平行的关系。在一种方法中，该侧表面
形成有波状样式。然而，将会理解，可以根据其它样式或者构造而形成该侧表面。 可以相对于外罩在不同的位置处放置在这里描述的密封设备。在一些实例中，该
密封设备构造为被置于传动系统的电气控制外罩内。可替代地，在其它实例中，该密封设备
构造为被置于传动系统的电气控制外罩外侧并且与之连通。用于密封设备的其它放置实例
也是可能的。 在其它的这些实施例中，一种传动组件包括电气控制外罩并且该电气控制外罩具 有置于其中的至少一个电气控制部件。该组件还包括与该电气控制外罩连通的密封设备。 该密封设备具有外表面并且形成延伸到该密封设备中的空腔。该空腔限定一个或者多个倾 斜内表面并且该内表面从外表面延伸并且与外表面处于基本上非垂直和斜向的关系。
该组件还包括延伸通过该密封设备并且具有穿过空腔暴露在空腔中的部分的一 根或者多根电导线。该电导线从该密封设备延伸并且被联接到电气控制部件。粘性材料基 本上填充该空腔并且包围电导线在密封设备空腔内的暴露部分。 在其它的这些实施例中，形成一根或者多根电导线。至少部分地围绕电导线模制 外罩并且该外罩形成有外表面。在外罩中形成空腔并且该空腔从外表面延伸到外罩中。该 空腔限定一个或者多个倾斜内表面，该倾斜内表面从外表面延伸并且与外表面处于基本非 垂直和斜向的关系。该空腔被形成为使电导线的一部分暴露在该空腔内。该空腔填充有粘 性材料，粘性材料基本上充满该空腔并且包围电导线的暴露部分。 在其它实例中，粘性材料被固化。这可以通过向材料施加热量而被执行。例如，粘 性材料可以在140摄氏度的温度下在烤炉中被加热一个小时的时间。也可以使用固化温度 和时间段的其它实例。 在另一些实例中，该空腔被形成为完全地延伸通过外罩。在填充空腔之前，可以将 挡块置于外罩之下。该挡块用于在制造期间防止粘结剂通过空腔泄漏。 因此，提供了用于电子传动系统中的电导线的密封设备和用于制造这些密封设备 的方法。在这里提供的密封设备显著地减小或者消除了流体侵入传动系统中的电子外罩中 的可能性。在这里描述的方法易于制造，实施起来是成本有效的，并且显著减小或者消除了 流体侵入传动系统中的电子外罩中的可能性。因此，由于流体侵入而引起的电子部件的故 障或者不可操作性被显著地减小或者消除。 现在转向附图并且现在参考图1、2和3a，描述了密封设备100的一个实例。该密 封设备包括外罩102，并且该外罩具有第一外表面104和第二外表面105。外罩102形成从 外表面104延伸到外罩102中的空腔106并且限定第一倾斜内表面108、第二倾斜内表面 110、第三倾斜内表面112和第四倾斜内表面114。 空腔106包括具有第一开口边缘130和第二边缘131的开口。在一个实例中，第 一开口边缘是15mm并且第二开口边缘是10mm。然而，将会理解，还可以使用用于空腔106 的开口边缘的其它尺寸。 倾斜内表面108和IIO从第一外表面104延伸，倾斜内表面112和114从外罩102 的第二外表面105延伸并且与外罩102的外表面104和105处于基本非垂直和斜向的关系。 在一个实例中，相对于第一外表面104和第二外表面105以30-45度的角度构造第一倾斜内表面108、第二倾斜内表面110、第三倾斜内表面112和第四倾斜内表面114。然而，将会 理解，还可以使用其它角度。 倾斜内表面108和110从第一外表面104延伸到第一内表面132。第三和第四倾 斜内表面112和114延伸到第二内表面133。第一内表面132和第二内表面133被形成为 基本垂直于第一外表面104和第二外表面105。在一个实例中，第一内表面132和第二内表 面133具有15mm的长度(沿着外罩102)和2mm的厚度。然而，将会理解，能够采用用于表 面132和133的其它尺寸。 另外地，在这里描述的实例中，示出四个倾斜表面并且根据特定角度和尺寸构造 这些倾斜表面。然而，将会理解，可以使用任何数目的倾斜表面并且这些表面的角度、尺寸、 大小、形状和其它特征可以改变。 密封设备IOO还包括第一电导线118和第二电导线120，第一电导线118和第二 电导线120延伸通过外罩102并且具有穿过空腔暴露在空腔中的部分。第一和第二电导线 118和120从外罩102延伸并且构造为与在电气控制外罩(在图1中未示出)内封装的一 个或者多个电气部件电接触。在一个实例中，用于导线118和120的外罩120是lmm厚和 3mm宽并且截面是正方形或者矩形的。然而，将会理解，该外罩可以采取其它尺寸、形状和构 造。 密封设备100还包括粘性材料，该粘性材料基本上填充空腔106并且包围电导线 118和120在空腔106内的暴露部分。该粘性材料(被示为在空腔106内的透明材料)可 以是任何数目的不同材料或者材料组合。例如，该粘性材料可以是环氧树脂和碳氟化合物。 还可以使用粘性材料的其它实例。 倾斜表面108、110、112和114还可以采取多种形式、形状、构造、角度、样式或者其 它特征。在另一实例中，倾斜表面108U10、112和114进一步由多个单独的台阶部分形成。 在又一实例中，倾斜表面108U10、112、114和116形成有波状样式。用于倾斜表面构造的 其它实例也是可能的。 空腔106进一步限定了第一侧表面122和第二侧表面124，第一侧表面122和第二 侧表面124与外表面104和105处于基本垂直关系且与之连通并且与电导线118和120处 于基本平行关系。侧表面122和124由波状样式形成。可替代地，侧表面122和124可以 是平滑的或者具有某种其它样式。 密封设备IOO可以被置于不同位置处。如在图1中所示，密封设备IOO构造为被 置于传动系统的电气控制外罩的外侧。然而，在其它实例中，密封设备100构造为被置于传 动系统的电气控制外罩内。 现在参考图3b，描述了密封设备100的倾斜表面的可替代实例。在该实例中，倾斜 表面108U10、112和114是阶形的而非平滑的。台阶结构有助于填充空腔106的粘结剂的 保持特性。 现在参考图3c，描述密封设备100的倾斜表面的可替代实例。在该实例中，倾斜 表面108U10、112和114是锯齿状的而非阶形或者平滑的。锯齿状的结构有助于填充空腔 106的粘结剂的保持特性。 将会理解，在这里描述的方法减轻了热应力、摩擦和粘性材料内的缺陷的影响，这 也指出了存在于以前系统中的几个问题。在本方法中在密封设备100的空腔106内采用的倾斜表面消除或者基本减小了在密封设备100和电气外罩之间的界面处形成张力裂纹的 可能性。进一步，在这里描述的方法允许粘结剂在空腔106内实现更多的交联，并且因此消 除或者基本减轻了粘结剂的脱粘或者分层。 现在参考图4和5，描述了传动组件400的一个实例，它包括电气控制外罩402并 且该电气控制外罩具有置于其中的电气控制部件404。组件400还包括与电气控制外罩402 连通的密封设备406。虽然利用电气控制外罩(g卩，用于控制传动的外罩电气部件)示意出 在这里描述的实例，但是将会理解，本方法能够被应用于防止流体侵入包含所有类型的部 件(例如电气部件和机械部件的组合或者仅仅机械部件)的外罩中。换言之，本方法不限 于用于仅仅包括电气部件的外罩。 密封设备406具有第一外表面408并且形成延伸到密封设备406中的空腔410。 空腔410限定第一倾斜内表面412和第二倾斜内表面414。倾斜内表面412和414从第一 外表面408延伸并且与外表面408处于基本非垂直和斜向的关系。空腔410还限定第三倾 斜内表面413和第四倾斜内表面415。倾斜内表面413和415从第二外表面409延伸并且 与第二外表面409处于基本非垂直和斜向的关系。 组件400包括第一电导线416和第二电导线418，第一电导线416和第二电导线 418延伸通过密封设备406并且具有穿过空腔410暴露在空腔中的部分。第一电导线416 和第二电导线418从密封设备406延伸并且被联接到电气控制部件404。粘性材料基本上 填充空腔410并且包围第一电导线416和第二电导线418在密封设备406的空腔410内的 暴露部分。 电气控制外罩402还被0形环430密封。电气部件404可以位于印刷电路板 (PCB) 432上，而印刷电路板自身位于散热器434上。 粘性材料(被示为空腔内的透明材料)可以是各种不同的材料。例如，粘性材料 可以是环氧树脂和碳氟化合物。粘性材料的其它实例也是可能的。 倾斜表面可以采取多种形式。在一个实例中，倾斜表面进一步由多个单独的台阶 部分形成。在另一实例中，倾斜表面形成有波状样式。用于倾斜表面的形状和构造的其它 实例也是可能的。另外，将会理解，倾斜表面的形状和构造可以改变。例如，一些倾斜表面 可以是平滑的而其它倾斜表面可以具有阶形形状。 空腔410进一步限定了第一侧表面420和第二侧表面422，第一侧表面420和第二 侧表面422与外表面408和409处于基本垂直的关系且与之连通并且与电导线416和418 处于基本平行关系。侧表面420和422可以由波状样式形成。侧表面420和422的构造的 其它实例也是可能的。 在这里描述的密封设备406可以被置于不同的位置处。在该实例中，密封设备406 构造为被置于传动系统的电气控制外罩402的外侧并且与之连通。在其它实例中，密封设 备400构造为被置于传动系统的电气控制外罩402内。用于密封设备406的其它放置也是 可能的。 与在这里描述的所述其它实例一样，将会理解，在这里描述的方法减轻了热应力、 摩擦和粘性材料内的缺陷的影响，这也指出了存在于以前系统中的几个问题。在本方法中 在密封设备的空腔410内采用的倾斜表面消除或者基本减小了在密封设备406和电气外罩 402之间的界面处形成张力裂纹的可能性。进一步，在这里描述的方法允许粘结剂在空腔106内实现更多的交联，并且因此消除或者基本减轻了粘结剂的脱粘或者分层。 现在参考图6，描述用于形成密封设备的一种方法的一个实例。在步骤602，可以
形成电导线。例如，可以通过任何模制、切割或者挤出工艺形成电导线。在该实例中，所形
成的电导线具有正方形或者矩形的截面形状。然而，用于电导线的其它构造和形状也是可能的。 在步骤604，外罩模制在导线之上并且形成空腔。该空腔将部分导线暴露出来。该 外罩可以由塑料或者某种其它适当的材料形成。另外地，可以通过使用模具或者某种类似 的装置形成该外罩。 在步骤606，利用粘性材料填充该空腔。这能够通过任何方法例如将粘性材料注入 或者灌注到空腔中而得以实现。粘结剂可以是环氧树脂或者碳氟化合物。粘结剂的其它实 例也是可能的。 在步骤608，粘性材料被固化。例如，可以使粘性材料经受来自烤炉或者类似装置 的热量。在一个实例中，粘性材料在140摄氏度的温度下被加热一个小时。
在一些实例中，该空腔完全地延伸通过外罩。在此情形中，在填充空腔完成之前， 可以在外罩之下放置并且固定(例如拧紧)挡块。该挡块用于在灌注粘性材料期间防止粘 结剂通过空腔泄漏。在一个实例中，该挡块由特氟隆构成。然而，该挡块也可以由其它材料 构成。在粘结剂固化之后，该挡块被移除。 因此，提供了用于电气传动系统中的电导线的密封设备和用于制造这些密封设备 的方法。在这里提供的密封设备显著地减小或者消除了流体侵入传动系统中的电气外罩中 的可能性。在这里描述的方法易于制造，实施起来是成本有效的，并且显著减小或者消除了 流体侵入传动系统中的电气外罩中的可能性。因此，由于流体侵入而引起的电气部件的故 障或者不可操作性得以减小。 本领域技术人员可以认识到，能够关于上述实施例作出各种修改、改变和组合而 不偏离本发明的精神和范围，并且这种修改、改变和组合应被视为在本发明的范围内。
权利要求
一种用于防止流体进入传动系统中的电气控制外罩中的密封设备，包括外罩，所述外罩具有外表面，并且所述外罩形成有从所述外表面延伸到所述外罩中的空腔，所述空腔限定至少一个倾斜内表面，所述至少一个倾斜内表面从所述外罩的所述外表面延伸，并且与所述外罩的所述外表面处于基本非垂直和成角度的关系；至少一根电导线，所述至少一根电导线延伸通过所述外罩，且具有穿过所述空腔暴露在所述空腔中的部分，所述至少一根电导线从所述外罩延伸，且构造为与封装在所述电气控制外罩内的至少一个电气部件电接触；和粘性材料，所述粘性材料基本填充所述空腔，并且包围所述至少一根电导线在所述空腔内的所述暴露部分。
2. 根据权利要求l的密封设备，其中，所述粘性材料选自由环氧树脂和碳氟化合物构 成的组。
3. 根据权利要求l的密封设备，其中，所述至少一个倾斜表面进一步由多个单独的台 阶部分形成。
4. 根据权利要求1的密封设备，其中，所述至少一个倾斜表面形成有波状样式。
5. 根据权利要求1的密封设备，其中，所述空腔进一步限定有侧表面，所述侧表面与所 述外表面成基本垂直的关系且与所述外表面连通，并且所述侧表面与所述至少一根电导线 成基本平行的关系，所述侧表面由波状样式形成。
6. 根据权利要求1的密封设备，其中，所述密封设备构造为被置于所述传动系统的所 述电气控制外罩内。
7. 根据权利要求l的密封设备，其中，所述密封设备构造为被置于所述传动系统的所 述电气控制外罩外侧，并且与所述电气控制外罩连通。
8. —种传动组件，包括电气控制外罩，在所述电气控制外罩中设置有至少一个电气控制部件；密封设备，所述密封设备与所述电气控制外罩连通，并且所述密封设备具有外表面，并 形成有延伸到所述密封设备中的空腔，所述空腔限定有至少一个倾斜内表面，所述至少一 个倾斜内表面从所述外表面延伸并且与所述外表面处于基本非垂直和成角度的关系；至少一根电导线，所述至少一根电导线延伸通过所述密封设备，且具有穿过所述空腔 暴露在所述空腔中的部分，所述至少一根电导线从所述密封设备延伸且被联接到所述至少 一个电气控制部件；禾口粘性材料，所述粘性材料基本填充所述空腔，并且包围所述至少一根电导线在所述密 封设备的所述空腔内的暴露部分。
9 根据权利要求8的传动组件，其中，所述粘性材料选自由环氧树脂和碳氟化合物构 成的组。
10. 根据权利要求8的传动组件，其中，所述密封设备的所述空腔的所述至少一个倾斜 表面进一步由多个单独的台阶部分形成。
11. 根据权利要求8的传动组件，其中，所述至少一个倾斜表面形成有波状样式。
12. 根据权利要求8的传动组件，其中，所述密封设备的所述空腔进一步限定有侧表 面，所述侧表面与所述外表面成基本垂直的关系且与所述外表面连通，并且所述侧表面与 所述至少一根电导线成基本平行的关系，所述侧表面形成有波状样式。
13. 根据权利要求8的传动组件，其中，所述密封设备被置于所述电气控制外罩内。
14. 根据权利要求8的传动组件，其中，所述密封设备被置于所述电气控制外罩外侧。
15. —种制造密封设备的方法，包括 形成至少一根电导线；模制出至少部分地围绕所述至少一根电导线的外罩，所述外罩形成有外表面； 在所述外罩中形成空腔，所述空腔从所述外表面延伸到所述外罩中，其中，所述空腔限 定有至少一个倾斜内表面，所述至少一个倾斜内表面从所述外表面延伸且与所述外表面处 于基本非垂直和成角度的关系，所述空腔被形成为使得所述至少一根电导线的一部分暴露在所述空腔内；禾口利用粘性材料填充所述空腔，所述粘性材料基本上填充所述空腔，并且包围所述至少 一根电导线的所述暴露部分。
16. 根据权利要求15的方法，进一步包括固化所述粘性材料。
17. 根据权利要求15的方法，其中，形成所述空腔的步骤进一步包括将所述空腔形成 为完全地延伸通过所述外罩。
18. 根据权利要求17的方法，进一步包括在填充所述空腔之前在所述外罩之下放置挡块。
19. 根据权利要求15的方法，其中，所述密封设备的所述空腔的所述至少一个倾斜表 面包括多个单独的台阶部分。
20. 根据权利要求15的方法，其中，所述密封设备的所述空腔的所述至少一个倾斜表 面形成有波状样式。
全文摘要
本发明提供了一种密封设备及其制造方法。该密封设备包括具有外表面的外罩。该外罩形成从外表面延伸到外罩中的空腔并且限定至少一个倾斜内表面。该至少一个倾斜内表面从外罩的外表面延伸并且与外罩的外表面处于基本非垂直的和斜向的关系。该密封设备还包括延伸通过该外罩并且具有穿过空腔暴露在空腔中的部分的至少一根电导线。该至少一根电导线从外罩延伸并且构造为与封装在电气控制外罩内的至少一个电气部件电接触。该密封设备还包括基本填充该空腔并且包围该至少一根电导线在该空腔内的暴露部分的粘性材料。
文档编号F16J15/00GK101776145SQ20091016575
公开日2010年7月14日 申请日期2009年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者焦金保 申请人:北美泰密克汽车公司