CN113765269A - 一种电机密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机密封装置，其包括：套筒，为一体成型或组合成型，和底座一起套于电机的外部，对电机进行整体密封；电机出轴伸出所述套筒的一端，所述底座设于所述套筒的另一端；密封机构，分别设于所述套筒与所述电机及所述底座之间，对所述电机的两端进行端密封；定位机构，在轴向和周向上定位所述电机。本发明还提供一种外科手术器械，本发明提出的电机密封装置，可提高电机的密封性，能满足可重复使用器械的多次清洗消毒灭菌的需求。

Description

一种电机密封装置

技术领域

本发明属于电机密封技术领域，涉及一种密封装置，尤其涉及一种电机密封装置。

背景技术

电动外科手术器械使用的驱动电机，通常由电机、减速箱两部分组成。电机通过电线输入的控制信号和能量进行驱动，减速箱通过输出轴输出力矩。通常情况下这几处的密封存在挑战，如电机与减速箱通常采用的螺纹连接，减速箱输出轴端的支撑轴承，电机底座上的元器件和出线等。可重复使用的外科手术器械在清洗、消毒、灭菌过程中，如果出现酸性气体、水汽、消毒液等进入电机，使得电机内部元器件发生腐蚀、短路等故障，可导致电机工作异常或停止工作。

常见的电机密封结构，采用密封件将电机出轴、电机紧固件一一进行密封，采用胶水将电机出线进行灌胶封装。可重复使用的外科手术器械可能需要经受多种消毒灭菌方式，如常见的高温蒸汽灭菌，需满足2bar左右的气密性要求和134摄氏度左右的耐温要求；常见的低温过氧化氢等离子灭菌，由于酸性气体具有腐蚀性，故对密封装置的要求极高。

然而目前常见的电机密封结构，如图1至图2所示，一般采用带密封圈05的端盖03对出轴021进行密封，端盖03与减速箱02，减速箱02与电机01之间采用胶水粘接密封，电机出线011采用胶水灌注密封，胶水灌注密封区域为方框所示区域012，胶水的密封对材料的表面性能要求较高，且由于该密封结构存在多处胶水密封，因此只要有其中一处失效，将导致液体进入电机，造成电路短路烧坏或电机故障。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的电机密封方式，以便克服现有电机密封方式存在的上述缺陷。

发明内容

本发明提供一种电机密封装置，既可提高电机的密封性，又能满足可重复使用外科手术器械的多次清洗消毒灭菌的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括：

一种电机密封装置，其包括：

套筒，为一体成型或组合成型，和底座一起套于电机的外部，对电机进行整体密封；电机出轴伸出所述套筒的第一端，所述底座设于所述套筒的第二端；

密封机构，设于所述电机出轴与所述套筒、所述底座与所述套筒之间，以对所述电机的两端进行端密封；

定位机构，对所述电机进行周向和轴向定位。

作为本发明的一种实施方式，所述第一密封机构包括设于所述套筒内壁和/或所述电机出轴外壁的第一密封槽和设于所述第一密封槽内的第一密封件，第一密封件与第一密封槽过盈配合，实现对所述电机出轴的动密封。

作为本发明的一种实施方式，所述密封机构还包括设于所述套筒与所述底座之间的第二密封机构，所述第二密封机构包括第二密封槽和第二密封件，所述第二密封槽设于所述套筒内壁和/或所述底座外壁，所述第二密封件设于所述第二密封槽内，并与所述第二密封槽过盈配合，以通过对底盖的静密封，实现对所述电机另一端的密封。

作为本发明的一种实施方式，所述第一密封件为第一密封圈，所述第一密封圈的线径大于所述第一密封槽的深度，所述第二密封件为第二密封圈，所述第二密封圈的线径大于所述第二密封槽的深度。其中，所述第二密封圈的线径为第二密封圈的内外径之差，第一密封槽的深度可延伸理解为包括电机出轴与套筒之间的间隙。

作为本发明的一种实施方式，所述定位机构包括周向定位机构和轴向定位机构，所述周向定位机构在周向上定位所述套筒与所述电机，所述轴向定位机构在轴向上定位所述套筒与所述电机。

作为本发明的一种实施方式，所述周向定位机构包括定位凸起和对应定位凸起的定位凹槽，所述定位凸起插入所述定位凹槽，定位所述电机与所述套筒在周向上的相对位置，所述定位凹槽设在所述套筒和/或所述电机上，所述定位凸起为设于所述套筒或设于所述电机上或单独使用的凸起，即定位凸起设于套筒上时，定位凹槽设于电机上，或者定位凹槽设于套筒上时，定位凸起设于电机上，又或者，电机和套筒上分别设有定位凹槽，通过将为定位销的定位凸起分别插入电机和套筒上的定位凹槽，实现电机在周向上的定位。优选地，所述定位凸起与所述套筒或所述电机一体成型或装配成型；优选实施例中，所述定位凸起为设于所述套筒内壁上的盲孔内的定位销，所述定位凹槽为设于所述电机上供所述定位凸起插入的凹槽。

作为本发明的一种实施方式，所述轴向定位机构包括设置在所述电机出轴上的卡接槽和与卡接槽配合的卡接件，所述卡接件于所述套筒的顶端插入所述卡接槽，在轴向上定位所述套筒电机。优选地，该卡接件为能够避免电机出轴与套筒在轴向上滑脱的卡簧，能将所述电机出轴与套筒在轴向上紧固定。

作为本发明的一种实施方式，所述轴向定位机构还包括设于所述套筒上远离所述电机出轴的端部内壁上的第一定位孔和设于所述底座对应所述第一定位孔的第二定位孔，通过紧固件与第一定位孔及第二定位孔的配合，所述底座固接于所述套筒。优选地，紧固件为螺钉，所述第一定位孔为腰形孔，在轴向上为紧配的短轴，在周向上为松配的长轴，实现轴向的紧固、周向放宽加工和配合要求。

作为本发明的一种实施方式，所述轴向定位机构还包括设于所述套筒上远离所述电机出轴的端部内壁上的弹性凸起和设于所述底座外壁上对应所述弹性凸起的定位槽，将所述电机与所述底座一起置入所述套筒内时，所述弹性凸起插入所述定位槽，所述底座卡接于所述套筒。

作为本发明的一种实施方式，所述底座的外壁上还设有导向筋，所述套筒上设有对应所述导向筋的导向槽，所述导向筋沿着所述导向槽轴向运动，所述电机随所述底座一起装入所述套筒内。

作为本发明的一种实施方式，所述电机上与所述电机出轴相对的一端设有第一转接件，所述底座上设有能与所述第一转接件的一端对应配合的第二转接件、以及与公插针和母插针配合的插接孔，所述第二转接件的一部分注塑嵌入所述底座内形成密封封装，所述第二转接件的另一部分与电线连接，并通过胶水灌注形成绝缘，实现电气保护。

作为本发明的一种实施方式，所述插接孔中放置有连接弹片，所述第一转接件通过所述连接弹片与所述第二连接件连接。优选地，所述插接孔中放置有冠簧或爪簧，所述第一转接件为公插针、所述第二转接件为母插针，所述母插针通过所述冠簧或爪簧与公插针的连接，通过采用耐高温环氧树脂对母插针裸露的部分以及焊点进行灌注，且灌注时环氧树脂须对焊点形成包裹，形成绝缘和防水的电气安全保护，以保护电机不受酸性气体、水汽、消毒液等侵蚀，满足可重复使用外科手术器械产品的使用寿命。

本发明在预装配时，将第一密封圈预装于第一密封槽中；在底座与母插针共注后，将底座上的母插针与电线连接，再进行胶水灌注，将第二密封圈预装入第二密封槽；而在装配时，将弹性垫片套接于电机出轴上，将电机的公插针与底座上的母插针对接，将底座与电机形成的整体装到套筒中，通过定位机构在周向和轴向上定位电机在套筒内的位置。

本发明还包括一种外科手术器械，其包括：以上所述的外科手术器械。

本发明的有益效果在于：本发明提出的电机密封装置，可提高电机的密封性，能满足可重复使用器械的多次清洗消毒灭菌的需求。本发明采用整体式密封套筒和底座一起实现对电机密封，减少了端盖与减速箱，减速箱与电机等各零件之间的密封；同时采用插针作为电机出线的转接口，将电机出线的密封转化为插针的密封，同时插针与端盖采用注塑成型工艺，避免了胶水密封这种极不可靠的密封方式，实现了简单可靠、低成本的密封效果。

附图说明

图1为现有技术的整体示意图。

图2为现有技术的内部示意图。

图3为本发明一实施例中密封装置整体示意图。

图4为本发明一实施例中密封装置的内部示意图。

图5为本发明一实施例中电机的结构示意图。

图6为本发明一实施例中套筒的结构示意图。

图7为本发明一实施例中底座母插针的结构示意图。

图8为本发明一实施例中底座结构示意图。

图9为本发明一实施例中套筒的组合加工示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

本发明揭示了一种电机密封装置，图3、图4为本发明一实施例中密封装置的结构示意图；请参阅图3、图4，在本发明的一实施例中，所述电机密封装置包括：套筒2、密封机构、定位机构及底座3。其中，密封机构包括密封电机两端的第一密封机构和第二密封机构，定位机构包括电机的周向定位机构和轴向定位机构。

所述套筒2套在电机的外部，对电机进行整体密封；在该优选实施例中，采用整体式密封的套筒2对电机组件1进行密封。

套筒2包括相对布设的第一端和第二端，所述套筒2的第一端设有通孔，供电机出轴13伸出，底座3设于套筒2上的第二端。所述第一密封机构设置于所述套筒2的第一端与电机出轴13接触处，实现对所述电机出轴13旋转运动的动密封。具体地，所述套筒2的第一端设有第一密封槽21，对应地，所述电机出轴13上设有对应第一密封槽21的第一密封圈7，将所述第一密封圈7设置于所述第一密封槽21内，由于所述第一密封圈7的线径大于第一密封槽21到对应的所述电机出轴13外壁上的最大距离，当电机出轴13穿过所述套筒的通孔后，第一密封圈7发生形变，此时设于第一密封槽21内的第一密封圈7与电机出轴13过盈配合，实现对电机出轴13旋转运动的动密封。

进一步，所述底座3与套筒2的连接处设有第二密封槽34，所述第二密封槽34内设有第二密封机构。在一实施例中，所述第二密封机构为第二密封圈9；所述第二密封圈9的线径大于底座3的第二密封槽34的外径到套筒2的内径的距离，实现对所述底座3的静密封。

所述周向定位机构分别连接所述套筒2与电机，在周向方向上将所述套筒2与电机定位；所述轴向定位机构分别连接所述套筒2与电机出轴13、所述套筒与底座3，在轴向方向上将所述套筒2与电机出轴13紧固。

在一实施例中，所述周向定位机构包括至少两个定位销6、设于所述套筒2设有供对应的定位销的一端插入的定位凹槽(即图6中的定位孔23)、以及设于所述电机上供所述定位销的另一端插入的凹槽(圆孔14)。在一实施例中，各定位孔23为盲孔；定位销6的数量可以是2个、3个、4个等等，具体可根据需要设置。在一实施例中，电机组件1的出轴端设置有三个圆孔14，如图6所示，套筒2上设置三个定位孔23，如图4所示，将定位销6放置于电机的圆孔14上，在随电机安装至套筒2内时使得定位销6落入套筒2的定位孔23中，以将定位销6安装到套筒2上，实现对电机的周向定位。优选地，套筒2上的定位孔23可设置为腰形孔，考虑到定位孔23的作用在于限制电机组件1的旋转运动，即只需要进行周向锁定，而无需径向锁定，故轴向为紧配，径为为松配，以降低定位孔23的加工和配合要求。

再次参阅图4、图5，在本发明的一实施例中，所述轴向定位机构包括设于电机出轴13上的卡接槽15和插入卡接槽的卡簧8，将所述卡簧8沿着套筒的顶端插入所述卡接槽，，将所述电机出轴13在轴向上固定。在一实施例中，在轴向上，所述底座3与套筒2通过至少两个螺钉(当然也可以采用其他固定机构)固定，从而实现电机在轴向上的定位；具体地，所述套筒2的第二端设有至少两个螺纹孔24(当然也可以采用其他固定辅助机构)，所述底座3的相应位置设有至少两个第二定位孔32，螺钉10通过对应第二定位孔32与对应螺纹孔24配合，将底座3紧固在套筒2上，底座3抵住电机1下端，最终实现电机轴向上的定位。所述底座3的第二定位孔32可以设置为腰形孔；所述腰形孔在轴向上为紧配的短轴，在周向上为松配的长轴，实现轴向的紧固、周向放宽加工和配合要求。

图6为本发明一实施例中套筒的结构示意图，图8为本发明一实施例中底座结构示意图；请参阅图6、图8，在本发明的一实施例中，所述底座3设有至少一个导向筋33，所述套筒2设有至少一个导向槽22；导向筋33与对应的导向槽22对应设置；各导向筋33设有第二定位孔32，螺纹孔24设于各导向槽22内，通过紧定螺钉10(也可以是其他紧定机构)将所述底座3与所述套筒2固定，实现电机在周向和轴向上的定位。在一实施例中，底座3侧向上有三条导向筋33，与套筒2上的三条导向槽22对应，且至少有一对导向筋33与对应安装的导向槽22的安装厚度大于与其余导向筋33及对应安装的导向槽22的安装厚度，实现安装方向防呆，即底座3只能以固定角度进入套筒2。具体地，当底座3沿着套筒2上的导向槽22进入到底时，定位孔32恰好与套筒2上的螺纹孔24的轴线重合，此时在套筒2上安装紧定螺钉10，实现套筒与底座3的紧固。

在本发明的一实施例中，所述底座3上设有能与电机公插针16配合的母插针31和实现电机公插针16与母插针31对接的插接孔，所述母插针31连接有电线4。

请继续参阅图4，在一实施例中，所述底座3内设有母插针31，优选地，母插针31可通过注塑工艺嵌入所述底座3内形成密封封装；所述底座3上的母插针31与电线4焊接后，再通过进行胶水灌注形成绝缘防护；具体地，所述底座3的母插针31与电线4焊接后，采用耐高温胶水(优选地，采用耐高温环氧树脂)对母插针裸露的部分以及焊点进行灌注包裹，形成绝缘和防水的电气安全保护。优选地，灌注的高度须高于焊点(如高3～5mm，灌注区域如图4的方框区域所示)。

图7为本发明一实施例中底座母插针的结构示意图；请参阅图7，在本发明的一实施例中，需对底座3和电机出线4进行密封。如图7所示，底座3侧面有三个第二定位孔32，与套筒2底部上的三个螺纹孔24对应，采用紧定螺钉10进行紧固。底座3采用耐高温塑料，通过适当的温度和压力的注塑成型工艺，将母插针31进行一定压力的密封封装；底座3上的母插针31与电机公插针16对接的插接孔中放置有连接弹片312等，通过连接弹片312实现与公插针16的连接；母插针31的另一端设有开槽313，电线4插入开槽313中进行焊接，并通过灌胶对电线4与母插针31的焊点进行防护，实现电气保护。

在一实施例中，底座3采用耐高温树脂如PPSU等，母插针31基体采用黄铜材质，优选地，母插针表面可以镀金，以防止锈蚀，更好地实现电气连接。注塑时，将母插针31放置在模具上并进行固定，通过合理的工艺参数将若干母插针31进行预埋注塑，塑料对母插针31进行一定压力的包裹，形成有效的密封封装。母插针31贯通于底座3，对接侧与底座平齐，焊接侧高出底座一段距离。母插针31的排布与电机公插针16的排布相对应，以实现连接。如图7所示，母插针31与公插针14对接的插接孔311里放置有连接弹片312等，实现与电机公插针14的插接。优选地，连接弹片可采用冠簧或爪簧结构，其材料可以采用铍铜。采用连接弹片312的好处为：当对接时，母插针31与公插针16有较小的偏差，公插针16通过对连接弹片312的一侧进行压迫，此时仍可实现良好的电气连接。

图9为本发明一实施例中套筒的结构示意图；请参阅图9，在本发明的另一实施例中，所述套筒2包括端盖91、圆管92、底端93，各个部分通过各自适合的工艺加工而成，而后通过焊接的方式连接为一体。在一实施例中，每个部分按最合适的工艺分别加工，如粉末烧结、机加工等，再通过焊接连接为一体，形成一个具有耐高温、耐气密要求的套筒组件。

预装配时，先将第一密封圈7预装于套筒的第一密封槽21中；底座3与母插针31共注后，将底座3上的母插针31与电线4进行焊接，再进行胶水灌注，进而在第二密封槽内预装上第二密封圈9。

装配时，在该实施例中，首先将弹性垫片5套在减速箱出轴13上，以消除底座3安装后电机组件1与套筒的轴向间隙。将三只定位销6放置于电机减速箱的对应的安装孔14中，电机的公插针16与底座3上的母插针完成对接，再整体装到套筒2中。装配套筒2的过程为，将底座3的导向筋33与套筒2的导向槽22对应，电机组件1随导向筋33沿着导向槽22装配于套筒2中，当电机组件1装配到底时，电机组件1上的定位销6将插到套筒2中对应的定位孔23中，套筒2的底部外侧面上有三只螺纹孔24，在其上安装紧定螺钉10，按压底座3，直至导向筋33端面与套筒2的导向槽22端面限位，再进行紧定螺钉10的安装；同时将卡簧8装在电机出轴13上的卡槽15上，完成最终安装。在一实例中，螺纹孔24的数量不做限制。

为实现机械输出，减速箱的出轴端需进行有效紧固。采用三只定位销6和与一个卡簧8来分别完成对电机周向和轴向的锁定，代替常规的螺钉紧固。在一实例中，定位销6和卡簧8的数量不做限制。本发明由于套筒2上设置的与定位销6匹配的定位孔23为盲孔，即套筒2无需对定位销6开设贯通内外壁的通道，故无需对定位销6进行密封。具体地，减速箱12的出轴13(也为电机出轴13)与套筒2上分别设置有若干定位孔，通过若干定位销6与定位孔的配合，实现减速箱12与套筒2的周向固定。再次如如图5所示，减速箱12的出轴13上刚好露出套筒2的位置上设置卡槽15，将卡簧8安装于其上，实现减速箱12与套筒2的轴向固定。

综上所述，本发明提出的电机密封装置，可提高电机的密封性，能满足可重复使用器械的多次清洗消毒灭菌的需求，例如高温蒸汽灭菌、过氧化氢低温等离子灭菌等；本发明采用整体式密封套筒对电机进行密封，减少了端盖与减速箱，减速箱与电机等各零件之间的密封；同时采用插针作为电机出线的转接口，将电机出线的密封转化为插针的密封，同时插针与端盖采用注塑成型工艺，避免了胶水密封这种极不可靠的密封方式，实现了简单可靠、低成本的密封效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (13)

1.一种电机密封装置，其特征在于，所述电机密封装置包括：

套筒，一体成型或组合成型，和底座一起套于电机的外部，对电机进行整体密封；电机出轴伸出所述套筒的第一端，所述底座设于所述套筒的第二端；

密封机构，分别设于所述套筒与所述电机出轴及所述底座之间，对所述电机的两端密封；

定位机构，对所述电机进行周向定位和轴向定位。

2.根据权利要求1所述的电机密封装置，其特征在于：

所述密封机构包括设于所述电机出轴与所述套筒之间的第一密封机构，所述第一密封机构包括设于所述套筒内壁和/或所述电机出轴外壁的第一密封槽和设于所述第一密封槽内的第一密封件，第一密封件与第一密封槽过盈配合。

3.根据权利要求2所述的电机密封装置，其特征在于：

所述密封机构还包括设于所述套筒与所述底座之间的第二密封机构，所述第二密封机构包括第二密封槽和第二密封件，所述第二密封槽设于所述套筒内壁和/或所述底座外壁，所述第二密封件设于所述第二密封槽内，并与所述第二密封槽过盈配合。

4.根据权利要求2或3所述的电机密封装置，其特征在于：

所述第一密封件为第一密封圈，所述第一密封圈的线径大于所述第一密封槽的深度，所述第二密封件为第二密封圈，所述第二密封圈的线径大于所述第二密封槽的深度。

5.根据权利要求1所述的电机密封装置，其特征在于：

所述定位机构包括周向定位机构和轴向定位机构，所述周向定位机构在周向上定位所述套筒与所述电机，所述轴向定位机构在轴向上定位所述套筒与所述电机。

6.根据权利要求5所述的电机密封装置，其特征在于：

所述周向定位机构包括定位凸起和对应定位凸起的定位凹槽，所述定位凸起插入所述定位凹槽，定位所述电机与所述套筒在周向上的相对位置，所述定位凹槽设在所述套筒和/或所述电机上，所述定位凸起为设于所述套筒或设于所述电机上或单独使用的凸起。

7.根据权利要求5所述的电机密封装置，其特征在于：

所述轴向定位机构还包括设于所述套筒上远离所述电机出轴的端部内壁上的第一定位孔和设于所述底座对应所述第一定位孔的第二定位孔，通过紧固件与第一定位孔及第二定位孔的配合，所述底座螺接于所述套筒。

8.根据权利要求5或7所述的电机密封装置，其特征在于：

所述轴向定位机构还包括设置在所述电机出轴上的卡接槽和与卡接槽配合的卡接件，所述卡接件于所述套筒的顶端插入所述卡接槽，在轴向上定位所述套筒与所述电机。

9.根据权利要求5或7所述的电机密封装置，其特征在于：

所述轴向定位机构还包括设于所述套筒的第二端内壁上的弹性凸起和设于所述底座外壁上对应所述弹性凸起的定位槽，将所述电机与所述底座一起置入所述套筒内时，所述弹性凸起插入所述定位槽，所述底座卡接于所述套筒。

10.根据权利要求1所述的电机密封装置，其特征在于：

所述底座的外壁上还设有导向筋，所述套筒上设有对应所述导向筋的导向槽，所述导向筋沿着所述导向槽轴向运动，所述电机和所述底座一起装入所述套筒内。

11.根据权利要求1所述的电机密封装置，其特征在于：

所述电机上与所述电机出轴相对的一端设有第一转接件，所述底座上设有能与所述第一转接件的一端对应配合的第二转接件、以及与所述第一转接件和第二转接件配合的插接孔，所述第二转接件的一部分注塑嵌入所述底座内形成密封封装，所述第二转接件的另一部分与电线连接，并通过胶水灌注形成绝缘。

12.根据权利要求11所述的电机密封装置，其特征在于：

所述插接孔中放置有连接弹片，所述第一转接件通过所述连接弹片与所述第二连接件连接。

13.一种外科手术器械，其特征在于：包括权利要求1－12任意一项所述的电机密封装置。

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