真空泵及其轉子的製作方法

2023-05-16 04:37:56 1

本發明屬於汽車配件技術領域，尤其涉及一種真空泵及其轉子。

背景技術：

眾所周知，向轎車制動器提供所需的制動力需要一些動力裝置的輔助。當駕駛者踩下制動踏板時，他們將感受到來自製動系統的助力；如果沒有助力，踩下制動踏板時會感到很費力。伺服助力制動的應用已極為普遍，而大多數制動伺服裝置都需要在真空下進行操作。

真空泵，顧名思義，是用來產生真空的產品。同大多數泵的工作原理一致，需要利用運動部件的旋轉或者進給運動，產生封閉空間的容積差，實現抽氣和排氣的過程，從而產生抽真空的過程。真空泵工作時，動力驅動聯軸器，靠轉子帶動葉片、端子在殼體內腔中旋轉，從而產生封閉容積的變化，實現抽氣、排氣過程。轉子與聯軸器相連的一端開設有銷孔，聯軸器通過銷釘與轉子實現過盈配合。真空泵內部的運動件與腔體之間靠潤滑油密封和冷卻。隨著葉片在腔體內的高速旋轉，潤滑油受擠壓從洩油孔、排氣孔中排出，在此過程中會產生大量的噪音，這個噪音會通過真空泵的殼體和蓋板傳出，從而使駕駛者感受到。

目前的轉子大多由鋼材製成，製造方法採用車削棒料或者鍛料，或者車削粉末冶金材料。鋼材密度較高，轉子較重，一般佔整個泵重量的1/4，發動機驅動泵的功耗很大一部分被此大重量的轉子所消耗。鋼製轉子吸震性較差，泵工作時產生較大噪音。另外，鋼製轉子需要燒結和車削等工藝，工藝流程複雜，成本較高。

隨著汽車技術日新月異的進步，消費者對汽車效率和舒適度的要求越來越高，而功耗和噪音水平的高低是重要指標。因此，對於功耗、噪音及製造成本的有效控制成為本領域亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明為避免上述現有技術存在的不足之處，提供了一種真空泵及其轉子，該真空泵通過改變其內的轉子結構，大大降低了其功耗和噪音。

本發明所採用的技術方案為：

一種轉子，包括相連的上轉子本體和下轉子本體，上轉子本體沿其軸向開設有兩條驅動槽，上轉子本體被兩條驅動槽分隔成結構相同的左側部和右側部，左側部和右側部均開設有減重孔。

所述上轉子本體和下轉子本體均由塑料製成，且上轉子本體和下轉子本體一體成型。

各所述減重孔的橫截面均呈弧形，且各減重孔均沿上轉子本體的軸向開設。

所述左側部上的減重孔自左側部的頂端貫穿至左側部的底端，右側部上的減重孔自右側部的頂端貫穿至右側部的底端。

各所述減重孔內均設置有一條或多條第一加強筋，第一加強筋沿上轉子本體的軸向設置。

所述上轉子本體的頂端中央位置處設置有定位凸起，定位凸起分別與左側部、右側部的頂端面固連。

所述定位凸起與左側部的內壁之間、定位凸起與右側部的內壁之間均設置有一條或多條第二加強筋，各第二加強筋均沿上轉子本體的徑向設置。

所述下轉子本體內部中空，且下轉子本體內壁的左右兩側分別設置有導向定位塊，下轉子本體內壁的頂端開設有上卡爪滑槽和上卡孔，且上卡孔與上卡爪滑槽相連通，下轉子本體內壁的底端開設有下卡爪滑槽和下卡孔，且下卡孔與下卡爪滑槽相連通。

所述下轉子本體與上轉子本體的接觸處開設有過油孔，下轉子本體內設置有轉子末端潤滑組件，該轉子末端潤滑組件包括復位彈簧、滑塊和洩油閥，滑塊的一端與復位彈簧相連、另一端與洩油閥相連，滑塊與復位彈簧相連的一端對頂過油孔，洩油閥上開設有排油孔。

本發明還公開了一種真空泵，包括殼體，殼體內設置有葉片、端子和轉子，端子安裝在葉片的兩側，所述轉子為如上所述的轉子，葉片安裝在上轉子本體的驅動槽處，並隨上轉子本體同步轉動。

所述真空泵還包括與下轉子本體相連的聯軸器，聯軸器包括聯軸器本體，聯軸器本體的兩側分別設置有與所述導向定位塊相適配的導向定位槽，且其中一個導向定位槽的上部設置有上卡肩，另一個導向定位槽的下部設置有下卡肩；聯軸器本體接入下轉子本體內時，導向定位塊插入導向定位槽內。

所述真空泵還包括彈性卡座，聯軸器通過彈性卡座與下轉子本體相連；彈性卡座包括連接板，連接板的上部設置有一個或多個第一上彈性卡爪，第一上彈性卡爪與上卡爪滑槽和上卡孔相適配，第一連接板的下部設置有一個或多個第一下彈性卡爪，第一下彈性卡爪與下卡爪滑槽和下卡孔相適配，且連接板的一側設置有與上卡肩相適配的第二上彈性卡爪，連接板的另一側設置有與下卡肩相適配的第二下彈性卡爪。

所述真空泵還包括設置在殼體上的端蓋，端蓋上設置有與所述定位凸起相適配的卡槽。

由於採用了上述技術方案，本發明所取得的有益效果為：

1、本發明中的轉子由塑料製成，其通過注塑工藝一次成型，不需要任何機械再加工，大大降低了製造成本。且本發明中的塑料轉子重量僅為現有技術中金屬轉子質量的1/5，輕質的結構大大降低了使用過程中的能耗，塑料的材質大大降低了使用過程中的噪音。

2、本發明中的轉子結構上增加了減重孔和各類加強筋，提高了塑料轉子的剛性和運行的穩定性。

3、本發明中聯軸器與轉子的連接方式由原來的銷釘連接改為通過彈性卡座連接，彈性卡座的設置一方面起到吸收發動機凸輪軸傳遞過來的震動的作用，降低了噪音和能耗，另一方面在運行過程中也明顯地減輕了粉末冶金質聯軸器對塑料轉子的摩擦，延長了塑料轉子的使用壽命。

4、為防止使用過程中過多的油從殼體內腔中排到聯軸器，同時為了減少各組成部件之間的摩擦並在轉子運行過程中帶走部分熱量，本發明在下轉子本體的過油孔處設置了轉子末端潤滑組件，其由彈簧、滑塊和洩油閥組成，當油壓達到一定開啟壓力時，滑塊被頂開，洩油閥的排油孔打開，油由洩油閥進入下轉子本體、彈性卡座和聯軸器之間的配合間隙中，起到潤滑的作用，同時也避免了零部件之間的幹摩擦，降低了噪音，提高了駕乘的舒適度。

附圖說明

圖1為現有技術中轉子的結構示意圖。

圖2為本發明中的轉子從一側看過去的結構示意圖。

圖3為本發明中的轉子從另一側看過去的結構示意圖。

圖4為本發明中真空泵的裝配圖。

圖5為本發明中真空泵的爆炸圖

圖6為圖5的部分結構示意圖。

圖7為本發明中殼體、轉子、聯軸器裝配後的半剖結構示意圖。

圖8為本發明中轉子及轉子末端潤滑組件的爆炸圖。

其中，

1、上轉子本體11、左側部12、右側部13、減重孔14、第一加強筋15、定位凸起16、第二加強筋17、驅動槽2、下轉子本體21、導向定位塊22、上卡爪滑槽23、上卡孔24、下卡爪滑槽3、聯軸器31、導向定位槽32、上卡肩33、下卡肩4、彈性卡座41、連接板42、第一上彈性卡爪43、第一下彈性卡爪44、第二上彈性卡爪45、第二下彈性卡爪5、葉片6、端子7、端蓋71、卡槽8、過油孔9、復位彈簧10、滑塊18、洩油閥19、排油孔20、銷孔

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步的詳細說明，但本發明並不限於這些實施例。

圖1給出了現有技術中由粉末冶金製成的轉子的結構示意圖，圖1中的兩幅圖分別從兩個視角示出了現有技術中的轉子的結構組成，此類轉子與聯軸器之間通過銷釘連接，轉子上也開設了用於實現連接的銷孔20，此類轉子密度高，重量大，一般佔整個真空泵重量的1/4，運行過程中會產生很大的能耗，且材質本身的吸震性差，因此運行過程中會產生很大的噪音，大大降低了駕乘的舒適度。

如圖2和圖3所示，本發明設計了一種轉子，該轉子為一體成型結構，其包括相連的上轉子本體1和下轉子本體2。所述上轉子本體1和下轉子本體2均由塑料製成。

所述上轉子本體1沿其軸向開設有兩條驅動槽17。兩條驅動槽17沿上轉子本體1的軸截面相互對稱，兩條驅動槽17從上轉子本體1的頂端貫穿至上轉子本體1的底端。

所述上轉子本體1被兩條驅動槽17分隔成結構相同的左側部11和右側部12。左側部11和右側部12均沿各自的軸向開設有減重孔13。所述左側部11上的減重孔13自左側部11的頂端貫穿至左側部11的底端，右側部12上的減重孔13自右側部12的頂端貫穿至右側部12的底端。各所述減重孔13的橫截面均呈弧形。

所述上轉子本體1的頂端中央位置處設置有定位凸起15，定位凸起15分別與左側部11、右側部12的頂端面固連。所述定位凸起15的底端與上轉子本體1的底端之間為中空結構，定位凸起15的底端、左側部11的內壁以及右側部12內壁之間共同配合形成用於安裝下述葉片5的空間。

為了增加塑料轉子的剛性，各所述減重孔13內均設置有一條或多條第一加強筋14，第一加強筋14沿上轉子本體1的軸向設置。所述定位凸起15與左側部11的內壁之間、定位凸起15與右側部12的內壁之間均設置有一條或多條第二加強筋16，各第二加強筋16均沿上轉子本體1的徑向設置。

所述下轉子本體2內部中空。為了實現與下述聯軸器的連接，所述下轉子本體2內壁的左右兩側分別設置有導向定位塊21，下轉子本體2內壁的頂端開設有上卡爪滑槽22和上卡孔23，且上卡孔23與上卡爪滑槽22相連通，下轉子本體2內壁的底端開設有下卡爪滑槽24和下卡孔，且下卡孔與下卡爪滑槽24相連通。

如圖2至圖8所示，本發明還公開了一種真空泵，包括殼體，殼體內設置有葉片5、端子6和轉子，端子6安裝在葉片5的兩側，所述轉子為如上所述的轉子，葉片5安裝在上轉子本體1的驅動槽17處，並隨上轉子本體1同步轉動。

所述真空泵還包括設置在殼體上的端蓋7。因為本發明中的轉子重量僅為現有技術中金屬轉子質量的1/5，為了防止高壓油對轉子的衝擊而使轉子產生運轉傾斜，在端蓋7上設置有與所述定位凸起15相適配的卡槽71，安裝後，上轉子本體1的定位凸起15恰好卡入該卡槽71內，運行時靠液壓油膜實現轉子與端蓋7的配合與密封。

所述真空泵還包括聯軸器3和彈性卡座4，聯軸器3通過彈性卡座4與下轉子本體2相連。所述聯軸器3包括聯軸器本體，聯軸器本體的兩側分別設置有導向定位槽31，且其中一個導向定位槽的上部設置有上卡肩32，另一個導向定位槽的下部設置有下卡肩33。聯軸器本體接入下轉子本體2內時，導向定位塊21插入導向定位槽31內。

所述彈性卡座4包括連接板41，連接板41的上部設置有兩個與上卡爪滑槽22和上卡孔23相適配的第一上彈性卡爪42，連接板41的下部設置有兩個與下卡爪滑槽24和下卡孔相適配的第一下彈性卡爪43，且連接板41的一側設置有與上卡肩32相適配的第二上彈性卡爪44，連接板41的另一側設置有與下卡肩33相適配的第二下彈性卡爪45。安裝時，彈性卡座4通過第二上、下彈性卡爪壓住聯軸器3的上、下卡肩，通過第一上、下彈性卡爪分別卡入上、下卡孔內，簡單易裝，方便拆卸。

真空泵工作時，殼體內腔中充滿了潤滑油，這些潤滑油會隨著空氣排到發動機油路中。同樣，轉子與聯軸器3、彈性卡座4之間也需要潤滑油，一方面減小零部件之間的摩擦，另一方面帶走熱量。

為防止使用過程中過多的油從殼體內腔中排到聯軸器3，所述下轉子本體2與上轉子本體1的接觸處開設有過油孔8。且下轉子本體2在過油孔處設置有轉子末端潤滑組件，該轉子末端潤滑組件包括復位彈簧9、滑塊10和洩油閥18，滑塊10的一端與復位彈簧9相連、另一端與洩油閥18相連，滑塊10與復位彈簧9相連的一端對頂過油孔8，洩油閥18上開設有排油孔19。彈性卡座4設置在洩油閥18的後方。當油壓達到一定開啟壓力時，滑塊10被頂開，洩油閥18的排油孔19打開，油由洩油閥18進入下轉子本體2、彈性卡座4和聯軸器3之間的配合間隙中，起到潤滑的作用，同時也避免了零部件之間的幹摩擦，降低了噪音，提高了駕乘的舒適度。

本發明中的真空泵工作時，發動機凸輪軸驅動聯軸器3，聯軸器3帶動轉子，轉子驅動葉片5和端子6在殼體的內腔中做旋轉和徑向滑動，從而產生封閉容積的變化，實現了抽、排氣的過程。

本發明中未述及的部分採用或借鑑已有技術即可實現。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明的精神所作的舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。