密封结构及电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种密封结构及电机。

背景技术：

电机在使用过程中，常常会接触到水，例如井下电机、新能源汽车电机等，电机长期暴露在恶劣环境下，容易导致电机内部进水，当积水进入到电机腔内，水与定转子接触，使得电机寿命受到严重影响甚至烧毁。例如井下电机，据不完全统计，井下电机烧毁成因30％以上与进水有关，因此电机需要有良好的密封性要求。

在电机的密封性要求中，电机壳体与端盖之间的密封起到重要作用，现有技术中电机壳体与端盖之间的密封结构如图1、图2所示，端盖a和机壳b采用止口与机壳内孔进行密封配合，但是由于止口与端盖之间多为间隙配合，并且端盖a和机壳b端面并不是绝对平面，水容易沿着间隙进入到机壳b内腔(如图2所示)，影响电机寿命。为解决上述问题，现有技术中有电机在端盖止口外圈开设环形的导流槽，从而将水沿导流槽流出，减少进水的可能性，但是这种导流结构只适用于较少接触水的工作环境，对于长期工作在恶劣环境的电机(例如井下电机、新能源汽车电机)而言，电机长期处于水中或长期暴露在潮湿环境，导流结构就会失去作用，因此如何有效提高电机密封防水性能成为电机发展的重要问题。

技术实现要素：

为解决现有的电机机壳与端盖之间密封性较差技术问题，本发明提供了一种机壳与端盖密封性更好的密封结构。

同时，为解决现有的电机机壳与端盖之间密封性较差技术问题，本发明提供了一种机壳与端盖密封性更好的电机。

第一方面，本发明提供了一种密封结构，包括：

端盖，端面设有至少一环形的止口；和

机壳，与所述端盖配合的端面上开设有与所述止口相同数量的环形槽，所述环形槽的内径大于所述机壳端面的内径，所述环形槽的外径小于所述机壳端面的外径，所述端盖与所述机壳配合时，所述止口形状配合地插接在所述环形槽内。

在一些实施方式中，所述环形槽沿所述机壳轴向的深度大于所述止口沿所述机壳轴向的长度，以在所述端盖与所述机壳配合时，所述止口和所述环形槽的槽底壁之间形成第一储水腔。

在一些实施方式中，所述机壳开设有第一出水口，所述第一出水口连通所述第一储水腔。

在一些实施方式中，所述机壳的周壁内开设有第二储水腔，所述第二储水腔与所述第一储水腔通过流道通孔连通。

在一些实施方式中，所述第二储水腔在所述机壳轴向上的位置与所述机壳内腔的绕组的位置对应。

在一些实施方式中，所述第二储水腔为环绕所述机壳周壁开设的环状空腔，沿所述机壳径向上，所述第二储水腔靠近所述机壳的内腔壁。

在一些实施方式中，所述止口的数量为一个，所述第二储水腔的内外径尺寸与所述环形槽的内外径尺寸相同。

在一些实施方式中，所述机壳底部开设有第二出水口，所述第二出水口连通所述第二储水腔。

在一些实施方式中，所述止口靠近外周壁的端面开设有环形的倒角结构。

第二方面，本发明提供了一种电机，包括上述的密封结构。

本发明的技术方案，具有如下有益效果：

1)本发明提供的密封结构，包括端盖和机壳，端盖的端面设有至少一环形的止口，机壳与端盖配合的端面上开设有与止口相同数量的环形槽，环形槽的内径大于机壳端面的内径，环形槽的外径小于机壳端面的外径，端面与机壳配合时，止口形状配合地插接在环形槽内。相较现有技术的配合方式，本发明机壳与端盖在配合时，止口形状配合插接在环形槽内，端盖与电机端面的密封面更多，降低机壳内进水风险，提高电机密封性能。

2)本发明提供的密封结构，环形槽沿机壳轴向的深度大于止口沿机壳轴向的长度，以在端盖与机壳配合时，止口和环形槽的槽底壁之间形成第一储水腔，电机在恶劣工况下，即使部分水进入止口与环形槽，由于第一储水腔的设置，水储存在第一储水腔内，而不会进入电机机壳内腔，从而进一步提高电机密封性。

3)本发明提供的密封结构，机壳的周壁内开设有第二储水腔，第二储水腔与第一储水腔通过流道通孔连通，第二储水腔在机壳轴向上的位置与机壳内腔的绕组的位置对应，从而第一储水腔内的水可通过流道通孔进入第二储水腔内储存，第二储水腔与绕组位置对应设置，从而第二储水腔内储存的积水可在电机工作时对绕组位置进行冷却，降低电机机壳温度，同时第二储水腔内的水对电机噪音的传递形成阻断和吸收，降低电机工作时的噪音。

4)本发明提供的密封结构，止口靠近外周壁的端面开设有环形的倒角结构，便于端盖与机壳配合安装。

5)本发明提供的电机，包括上述的密封结构，因此具有上述所有有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中电机机壳与端盖配合结构示意图。

图2是图1中位置i的局部放大图。

图3是根据本发明一种实施方式中端盖的剖面结构图。

图4是根据本发明一种实施方式中电机机壳的主视图。

图5是根据本发明一种实施方式中机壳与端盖的配合结构示意图。

图6是图5中a-a方向的剖视图。

图7是图5中位置ii的局部放大图。

图8是根据本发明另一种实施方式中机壳与端盖的配合结构示意图。

图9是图8中位置iii的局部放大图。

图10是图8中位置iv的局部放大图。

附图标记说明：

10-端盖；11-止口；111-倒角结构；20-机壳；21-环形槽；211-流道通孔；212-第一储水腔；22-第二储水腔；221-第二出水口；30-第一级密封面；40-第二级密封面；50-第三级密封面；60-第四级密封面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施例，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供的密封结构，可用于机壳与端盖的轴端密封，例如电机或其他任何适于壳体与端盖进行轴端密封的设备，从而提高机壳端面与端盖的密封性，防止机壳内部进水。图3至图7中示出了根据本发明一种实施方式中的密封结构。

在本实施方式中，本发明提供的密封结构包括端盖10和机壳20，如图3所示，端盖10与机壳20配合的端面上设有一圈环形的止口11，止口11为矩形截面环绕端盖10轴线一周形成的凸起结构，止口11的内圆直径为d1，外圆直径为d2。如图4所示，机壳20的为具有内空腔的壳体结构，以电机为例，机壳20内腔用于安装定子铁芯、定子绕组、转子、导线等器件，机壳20与端盖10配合的端面上开设有一环形槽21，环形槽21为矩形截面环绕机壳20轴线一周形成的凹槽结构，环形槽21的内圆直径为d3，外圆直径为d4，环形槽21与止口11形状配合，即d1＝d3，d2＝d4，从而端盖10与机壳20配合时，止口11插接在环形槽21中，使得端盖10与机壳20形成密封。

如图5、图7所示，在本实施方式中，端盖10与机壳20装配时，两者可通过螺栓紧固连接(附图未示出)。在机壳20端面位置，端盖10的止口11插接在机壳20的环形槽内，从而机壳20位于环形槽21外圆以外的壁面与端盖10的壁面抵接，从而形成第一级密封面30，环形槽21外圆的槽壁与止口11的外圆侧壁抵接，形成第二级密封面40，环形槽21内圆的槽壁与止口11的内圆侧壁抵接，形成第三级密封面50，机壳20位于环形槽21内圆以内的壁面与端盖10的壁面抵接，形成第四级密封面60。需要说明的是，如图1所示，现有技术中的端盖与机壳之间密封结构只有两级密封面，在恶劣环境下，水容易通过接触表面渗透进入机壳内部，而本发明提供的密封结构，止口11插接在环形槽21内，从而形成多级密封结构，提高端盖10与机壳20的密封性能。

在本实施方式中，参见图5、图7，在沿机壳20轴线方向上，环形槽21的深度大于止口11的长度，因此端盖10与机壳20配合安装后，在环形槽21内形成一圆环状的第一储水腔212。以电机为例，当电机长期在有水环境下工作，即使机壳20外的水少量渗透进第一级密封面30和第二级密封面40，由于第一储水腔212的存在，积水储存在第一储水腔212内，且由于第一储水腔212为圆环型，对进入的积水起到导流作用，积水受重力流入第一储水腔212下端，不会继续进入机壳20内腔，减少机壳20进水的风险。在一些实施方式中，可在机壳20的下端开设第一出水口(附图未示出)，第一出水口连通第一储水腔212，第一出水口设置堵头，平时第一出水口处于关闭状态，当电机在有水环境工作一定时间后，用户可通过打开堵头将第一储水腔212内储存的积水排出，降低机壳20进水风险，进一步提高机壳20和端盖10间的密封性。

在本实施方式中，机壳20的周壁内还开设有第二储水腔22，第二储水腔22与第一储水腔212通过流道通孔211连通。如图7所示，在本实施方式中，第二储水腔22开设在第一储水腔212之后，即远离端盖10的一侧，第二储水腔22与第一储水腔212为互相独立的腔体。如图4所示，环形槽21的槽底面开设有流道通孔211，流道通孔211连通第二储水腔22，在本实施方式中，流道通孔211开设为两个且分别位于环形槽21高度方向中间两侧的象限点位置处，当第一储水腔212内的水积累至流道通孔211处，水经流道通孔211流入第二储水腔22中储存。需要说明的是，本领域技术人员应当理解，流道通孔211的数量及位置并不局限于本实施方式所公开，为保证第一储水腔212中的积水可自流进入第二储水腔22中储存，可根据电机具体工作状况进行调整流道通孔211的位置，例如在一个示例性的实施中，流道通孔211可设置在环形槽21竖直方向的最高点位置，从而水在第一储水腔212中积满之后自流进入第二储水腔22，即避免第一储水腔212中积水由于处理不及时向机壳20内腔渗透，同时使得第一储水腔212和第二储水腔22出水量最大。本领域技术人员应可在上述公开的基础上根据具体工况进行调整，本公开在此不再赘述。

如图7所示，在本实施方式中，第二储水腔22为环绕机壳20周壁开设的圆环状空腔，第二储水腔22位置与机壳20内腔安装绕组的位置对应。对于电机而言，在工作过程中，往往需要对定子或转子绕组通入直流或交流电，产生较大的热量，从而机壳20往往产生高温，而且水的比热远大于金属材料，因此第二储水腔22内储存的水可吸收更多的热量，从而对电机进行冷却，避免电机温度过高。

在本实施方式中，在沿机壳20径向上，第二储水腔22设于靠近机壳20内腔壁的位置，由于机壳20的热量是由内腔向外传递，因此设置第二储水腔22靠近内腔，冷却效果更好。同时在本实施方式中，为便于加工，设置第二储水腔22的内外径尺寸与环形槽21的内外径尺寸相同。

如图6所示，在本实施方式中，机壳20位于第二储水腔22的底部开设有第二出水口221，第二出水口221连通第二储水腔22，第二出水口221设置堵头，平时第二出水口处于关闭状态，当电机在有水环境工作一定时间后，用户可通过打开堵头将第二储水腔22内储存的积水排出。如图7所示，在本实施方式中，止口11靠近外周壁的端面开设有环形的倒角结构111，从而便于止口11与环形槽21的装配。

上述对本实施方式中的密封结构进行了说明，下面对密封结构的装配及原理进行说明。

电机装配时，端盖10和机壳20通过紧固件固定连接。止口11插接在环形槽21内，从而端盖10与机壳20配合的端面形成四级密封面，相较现有密封结构密封性能更好。电机在有水环境下长期工作时，渗入的积水首先进入第一储水腔212储存，从而避免进入机壳20内腔。第一储水腔212内的水经流道通孔211进入第二储水腔22，第二储水腔22内存储的水通过与机壳20换热，对机壳20绕组位置进行冷却降温。在电机使用一定时间之后，用户可通过开启第二出水口221，将储水腔内的水排出，减少机壳20内腔进水风险。

上述对本实施方式密封结构的结构及工作原理进行了说明，在上述实施方式的基础上，本发明密封结构还可以有其他可替代的实施方式。

图8至图10中示出了本发明密封结构的第二种实施方式。在本实施方式中，与上述实施方式的区别在于第二储水腔22和流道通孔211的结构不同。如图9所示，第二储水腔22为矩形截面环绕机壳20轴线一周形成的空腔结构，流道通孔211设置在环形槽21竖直方向的最高位置，且第二储水腔22的内外径与环形槽21的内外径相同，第二储水腔22在沿机壳20轴向的位置即深度可根据绕组位置和长度进行设置。例如可设置较大深度的第二储水腔22，从而在第二储水腔22储满水之后，一方面水对机壳20进行冷却，另一方面水可对电机噪音的传递形成阻断和吸收，降低电机工作时的噪音。如图10所示，机壳20位于第二储水腔22的底部开设有第二出水口221，当电机在有水环境工作一定时间后，用户可通过打开第二出水口221将第二储水腔22内储存的积水排出。

在一些替代实施方式中，止口11与环形槽21的数量不局限于一个，也可以设置多个，例如在端盖10的端面设置两圈止口11，相应在机壳20端面开设两圈环形槽21，其原理与上述相同，在此不再赘述。

在另一些替代实施方式中，第二储水腔22的形状也不局限于环形，还可以是其他任何适于实施的形状，例如开设在机壳20周壁内的螺旋形腔体等。

第二方面，本发明还提供了一种电机，该电机包括上述任一实施方式中的密封结构，机壳内腔安装转子、定子总成，其结构及原理与上述相同，本领域技术人员在上述公开的基础上可以实施，在此不再赘述。

显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。