CN106246549A - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车用真空技术领域，公开了一种真空泵，包括泵体和从泵体中伸出的动力输入轴。其中，动力输入轴与外部动力机构延伸出的动力传递轴相对设置，真空泵还包括设置于动力传递轴与动力输入轴之间的控制机构。动力传递轴以自身轴线为旋转轴线旋转，控制机构用于控制动力传递轴与动力输入轴的传动接洽或分离，使得真空泵工作或停止。该真空泵能够根据实际需要启停，控制迅速、精准，能耗更小，寿命更长。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及车用真空技术领域，特别涉及一种真空泵。

背景技术

真空泵可以应用于各种领域，例如对于汽车刹车系统所采用的真空泵而言，常见的有膜片式、旋片式、活塞式等多种形式的真空泵，其中，以旋片式的应用最为普遍。

在旋片式真空泵中，包括在泵内偏心安装的转子以及定子，转子与定子的固定面相切，转子通过动力输入轴与外部动力机构相连接，并在外部动力机构的带动下以自身轴线为旋转轴线旋转。在这一旋转运动的带动下，两个或以上的旋片在转子槽内旋转，并与定子内壁相接触，将泵腔分为几个可变容积，从而利用容积差实现抽真空。

对于传统的旋片式真空泵而言，由于动力输入轴的旋转依赖于外部动力机构的动力传递轴的旋转，因此两个轴之间通常会固定连接在一起。

此外，对于汽车使用的真空泵而言，其动力通常来自于发动机，因此只要发动机处于运转状态，则真空泵将持续地抽取真空。但是，对于汽车刹车系统的真空泵而言，通常在发动机启动后的十数秒内，就可以达到所需的真空度。此后，真空泵的持续运转将占用发动机的输出功率，造成了能源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空泵，该真空泵能够根据实际需要启停，能耗更小，寿命更长。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种真空泵，包括泵体和从泵体中伸出的动力输入轴。

其中，动力输入轴与外部动力机构延伸出的动力传递轴相对设置，真空泵还包括设置于动力传递轴与动力输入轴之间的控制机构；

动力传递轴以自身轴线为旋转轴线旋转；

控制机构用于控制动力传递轴与动力输入轴的传动接洽或分离，使得真空泵工作或停止。

本发明通过利用控制机构，使得真空泵的泵体中伸出的动力输入轴可以根据需要来与外部动力传递轴传动接洽或分离。当动力传递轴与动力输入轴传动连接时，动力传递轴带动动力输入轴旋转，真空泵抽真空；当动力传递轴与动力输入轴分离时，真空泵停止抽真空。因此，相对于现有技术而言，本发明的真空泵可以按需工作，其工作状态可控，因此能够大幅度地降低发动机的负载，节约能耗。此外本发明的真空泵由于为间歇工作，其实际工作时间较传统的真空泵而言可以得到大幅度地减少，因此具有更长的使用寿命。

作为优选，控制机构包括设置于动力传递轴与动力输入轴之间的离合块，以及用于驱动离合块沿动力输入轴的轴线方向往复运动的驱动部件；

离合块的一端与动力传递轴或动力输入轴之中的任意一个轴的端部通过键连接；

离合块向着远离键连接的轴的方向运动至最大幅度的位置时，离合块的另一端与相对的另一个轴传动连接；

离合块向着靠近键连接的轴的方向运动时，离合块与相对的另一个轴分离。通过离合块的键连接，本发明使得离合块在沿着轴向运动时，不影响其径向旋转的转矩表达，因此实现了动力传递轴与动力输入轴之间的传动离合，具有很好的可靠性。

进一步地，作为优选，键为花键。由于在本发明中，各轴在键的位置沿着轴线方向作相对运动，因此相比于平键或其它的键连接而言，选用花键将具有更长的寿命。

此外，作为优选，离合块为动铁芯，驱动部件包括绕设在动铁芯外圈上的电磁线圈和与动铁芯相连接的弹簧；

电磁线圈通电时，动铁芯在磁力作用下向着远离键的方向运动直至动力传递轴与动力输入轴传动连接，并使弹簧发生形变；

电磁线圈断电时，弹簧回复，并推动动铁芯向着靠近键的方向运动，使动力传递轴和动力输入轴分离。

利用电磁线圈来带动动铁芯运动，其具有响应迅速、动能损耗较小等优点。而且，采用电磁线圈作为动力源时，无需接触动铁芯即可带动其运动，因此结构更加简单，可靠性也更好。

更进一步地，作为优选，驱动部件还包括轴承，弹簧抵接在轴承上；

轴承与弹簧同步旋转，并用于承受弹簧形变后产生的压力。利用轴承抵消弹簧的旋转运动，可以有效防止弹簧发生形变，延长弹簧的使用寿命。

另外，作为优选，动铁芯远离键连接的方向的端部的中央凸起并形成凸台，弹簧套设在凸台上；

或者，动铁芯远离键连接的方向的端部的外围凸起并形成凸边，弹簧设置在凸边围合而成的凹槽内。弹簧套在凸台上时，其受力十分均匀，而且当其和轴承配合使用时，也更便于轴承的布置。而当弹簧藏在凹槽内时，也可以避免弹簧裸露在外，从而提高防锈能力。

另外，作为优选，驱动部件包括电机轴、由电机轴带动的传动组件；

传动组件与离合块相连接，传动组件用于将电机轴的旋转运动转化为离合块的往复运动。

另外，作为优选，离合块远离键连接的方向的端部设置有第一接洽面；与离合块传动连接的轴的端部设置有第二接洽面；

第一接洽面与第二接洽面之间通过摩擦力传动连接。选用接洽面摩擦的方式传输轴运动时，相比于凹凸面而言，能够减轻面接触磨损，其传动效果稳定可靠，寿命长。

进一步地，作为优选，第一接洽面和第二接洽面的表面都设有耐磨层。通过耐磨层可以延长接洽面的寿命，并提高摩擦力。

另外，作为优选，真空泵设置在汽车上，控制机构与汽车的行车电脑(ECU)通信连接，并接收行车电脑所发出的控制信号。进一步地，还可以在真空泵内设置真空度传感器，这一真空度传感器也和行车电脑通信连接。行车电脑可以根据测得的真空度来统一控制真空泵的启停，其控制十分迅速，精准，而且十分方便。

附图说明

图1是本发明第一、第二实施方式真空泵的剖面示意图；

图2是本发明第一实施方式离合块与轴通过键连接的示意图；

图3是本发明第四实施方式离合块与轴通过接洽面连接的示意图。

附图标记说明：

1-泵体；2-阀壳；3-电磁线圈；4-轴承；5-动力传递轴；6-弹簧；7-挡铁；8、离合块；9、动力输入轴；10、第一接洽面；11、第二接洽面。

具体实施方式

实施方式一

本发明的第一实施方式提供了一种真空泵，参见图1所示，包括泵体1和从泵体1中伸出的动力输入轴9。

其中，动力输入轴9与外部动力机构延伸出的动力传递轴5相对设置，真空泵还包括设置于动力传递轴5与动力输入轴9之间的控制机构；

动力传递轴5以自身轴线为旋转轴线旋转；

控制机构用于控制动力传递轴5与动力输入轴9的传动接洽或分离，使得真空泵工作或停止。

在本实施方式中，控制机构包括设置于动力传递轴5与动力输入轴9之间的离合块8，以及用于驱动离合块8沿动力输入轴9的轴线方向往复运动的驱动部件；

离合块8的一端与动力传递轴5或动力输入轴9之中的任意一个轴的端部通过键连接；

离合块8向着远离键连接的轴的方向运动至最大幅度的位置时，离合块8的另一端与相对的另一个轴传动连接；

离合块8向着靠近键连接的轴的方向运动时，离合块8与相对的另一个轴分离。在本实施方式中，可以令键的深度大于离合块8往复运动的幅度。通过离合块8的键连接，本发明使得离合块8在沿着轴向运动时，不影响其径向旋转的转矩表达，因此实现了动力传递轴5与动力输入轴9之间的传动离合，具有很好的可靠性。

其中，参见图2所示，键为花键。具体来说，这一键连接是由设置在离合块8上的内花键和设置在轴上的外花键组成的。由于在本发明中，各轴在键的位置沿着轴线方向作相对运动，因此相比于平键或其它的键连接而言，选用花键将具有更长的寿命。当然，选用其它种类的键也能够基本实现本发明的发明目的。另外值得一提的是，图2中示意了离合块8与动力输入轴9通过键的连接，但并不能认为离合块8只能与动力输入轴9通过键连接，将动力输入轴9替换为动力传递轴5也能够实现本发明的目的。同样的，尽管在图1中，也仅示意了离合块8与动力输入轴9通过键连接的情况，本领域普通技术人员依然知晓，离合块8也可以和动力传递轴5通过键连接。这都并不构成对本案权利要求范围的限定。

综上所述，本发明通过利用控制机构，使得真空泵的泵体1中伸出的动力输入轴9可以根据需要来与外部动力传递轴5传动接洽或分离。当动力传递轴5与动力输入轴9传动连接时，动力传递轴5带动动力输入轴9旋转，真空泵抽真空；当动力传递轴5与动力输入轴9分离时，真空泵停 止抽真空。因此，相对于现有技术而言，本发明的真空泵可以按需工作，其工作状态可控，因此能够大幅度地降低发动机的负载，节约能耗。此外本发明的真空泵由于为间歇工作，其实际工作时间较传统的真空泵而言可以得到大幅度地减少，因此具有更长的使用寿命。

实施方式二

在本发明中，离合块8及其对应的驱动部件可以有多种形态，因此在第一实施方式中，并未作出具体的限定。

本发明的第二实施方式提供了一种真空泵，在本发明的第二实施方式中，以离合块8为动铁芯为例示意。具体来说，在本实施方式中，依然参见图1所示，驱动部件包括绕设在动铁芯外圈上的电磁线圈3和与动铁芯相连接的弹簧6；

电磁线圈3通电时，动铁芯在磁力作用下向着远离键的方向运动直至动力传递轴5与动力输入轴9传动连接，并使弹簧6发生形变；

电磁线圈3断电时，弹簧6回复，并推动动铁芯向着靠近键的方向运动，使动力传递轴5和动力输入轴9分离。

利用电磁线圈3来带动动铁芯运动，其具有响应迅速、动能损耗较小等优点。而且，采用电磁线圈3作为动力源时，无需接触动铁芯即可带动其运动，因此结构更加简单，可靠性也更好。

另外，在电磁线圈3和动铁芯之间还可以按需设置挡铁7，从而防止动铁芯摩擦电磁线圈3，保障线圈的安全工作。

更进一步地，在本实施方式中，驱动部件还包括轴承4，弹簧6抵接在轴承4上；

轴承4与弹簧6同步旋转，并用于承受弹簧6形变后产生的压力。利用轴承4抵消弹簧6的旋转运动，可以有效防止弹簧6发生形变，延长弹簧6的使用寿命。

另外，在本实施方式中，动铁芯远离键连接的方向的端部的中央凸起并形成凸台，弹簧6套设在凸台上；

或者，动铁芯远离键连接的方向的端部的外围凸起并形成凸边，弹簧6设置在凸边围合而成的凹槽内。弹簧6套在凸台上时，其受力十分均匀，而且当其和轴承4配合使用时，也更便于轴承4的布置。而当弹簧6藏在凹槽内时，也可以避免弹簧6裸露在外，从而提高防锈能力。

除此之外，在电磁线圈3外还可以套有阀壳2，阀壳2用于保护电磁线圈3，以提高耐用性。

实施方式三

在本发明中，真空泵可以在多种系统中得到应用。而在上述第一、第二实施方式中，并未作出具体的限定。

本发明的第三实施方式提供了一种真空泵，在本发明的第三实施方式中，真空泵设置在汽车上。

具体地说来，控制机构与汽车的行车电脑(ECU)通信连接，并接收行车电脑所发出的控制信号。进一步地，还可以在真空泵内设置真空度传感器，这一真空度传感器也和行车电脑通信连接。行车电脑可以根据测得的真空度来统一控制真空泵的启停，十分方便。当然，本发明的真空泵并不仅限于车用领域，因此其实际使用过程中，也可以和其它设备的主控芯片连接，从而实现功能一体化。

在本实施方式中，还揭示了一种真空泵运行的步骤如下：

1、汽车启动时，由行车电脑向控制机构发出控制信号，控制机构在收到该控制信号时，给电磁线圈3通电。电磁线圈3通电时，动铁芯在磁力作用下向着远离键的方向运动直至动力传递轴5与动力输入轴9传动连接，真空泵开始工作；

2、约十几秒后，行车电脑在检测到真空度达到要求后，向控制机构发出停止信号，控制机构在收到该控制信号时，令电磁线圈3断电。电磁线圈3断电时，弹簧6回复，并推动动铁芯向着靠近键的方向运动，使动力传递轴5和动力输入轴9分离。真空泵停止工作；

3、每当真空度下降到预设的值以下时，行车电脑重复以上的步骤，以使得真空度保持在要求的范围之内。

实施方式四

在本发明中，离合块8与轴传动的部件也可以有多种形态，因此在上述第一至第三实施方式中，并未作出具体的限定。

本发明的第四实施方式提供了一种真空泵，在本发明的第四实施方式中，参见图3所示，离合块8与轴通过摩擦力传动连接。

具体来说，离合块8远离键连接的方向的端部设置有第一接洽面10；与离合块8传动连接的轴的端部设置有第二接洽面11；

第一接洽面10与第二接洽面11之间通过摩擦力传动连接。选用接洽面摩擦的方式传输轴运动时，相比于凹凸面而言，能够减轻面接触磨损，其传动效果稳定可靠，寿命长。

在本实施方式中，第一接洽面10和第二接洽面11的表面都设有耐磨 层。通过耐磨层可以延长接洽面的寿命，并提高摩擦力。

在本实施方式中，同样值得一提的是，图3中也仅示意了离合块8与动力传递轴5通过接洽面的连接，但并不能认为离合块8只能与动力传递轴5通过接洽面连接，将动力传递轴5替换为动力输入轴9也能够实现本发明的目的。

本发明通过利用控制机构，使得真空泵的泵体1中伸出的动力输入轴9可以根据需要来与外部动力传递轴5接洽或分离。当动力传递轴5与动力输入轴9传动连接时，动力传递轴5带动动力输入轴9旋转，真空泵抽真空；当动力传递轴5与动力输入轴9分离时，真空泵停止抽真空。因此，相对于现有技术而言，本发明的真空泵可以按需工作，其工作状态可控，因此能够大幅度地降低发动机的负载，节约能耗。此外本发明的真空由于为间歇工作，其实际工作时间较传统的真空泵而言可以得到大幅度地减少，因此具有更长的使用寿命。

实施方式五

本发明的第五实施方式提供了一种真空泵，第五实施方式与前述的各个实施方式都有所不同，主要不同之处在于，在本发明的第一至第四实施方式中，驱动部件包括电磁线圈3；而在本发明的第五实施方式中，驱动部件为与离合块8相连接的气杆。

具体来说，令气杆沿着离合块8的运动方向布置，当控制气杆运动时，即可推动离合块8运动。

本实施方式利用气杆的两个运动行程的特性，十分恰当地实现了离合块8的往复离合运动，其结构相比电磁线圈3的结构更为简单。

实施方式六

本发明的第六实施方式提供了一种真空泵，第六实施方式与第五实施方式有所不同，主要不同之处在于，在本发明的第五实施方式中，驱动部件为与离合块8相连接的气杆；而在本发明的第六实施方式中，驱动部件包括电机轴、由电机轴带动的传动组件；

传动组件与离合块8相连接，传动组件用于将电机轴的旋转运动转化为离合块8的往复运动。按需选用气杆或电机作为离合块8的驱动动力源，也能够基本实现本发明的发明目的。

在本实施方式中，传动组件可以有多种结构形式。当电机能够正反转时，传动组件可以是将旋转运动转化为直线运动的机构，如蜗杆或者丝杆。

而为了进一步地延长电机的寿命，传动组件还可以将旋转运动转化为 直线往复运动的机构，例如四连杆结构、凸轮连杆结构等等。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种真空泵，包括泵体(1)和从所述泵体(1)中伸出的动力输入轴(9)；

其特征在于，所述动力输入轴(9)与外部动力机构延伸出的动力传递轴(5)相对设置，所述真空泵还包括设置于所述动力传递轴(5)与所述动力输入轴(9)之间的控制机构；

所述动力传递轴(5)以自身轴线为旋转轴线旋转；

所述控制机构用于控制所述动力传递轴(5)与所述动力输入轴(9)的传动接洽或分离，使得所述真空泵工作或停止。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于：所述控制机构包括设置于所述动力传递轴(5)与所述动力输入轴(9)之间的离合块(8)，以及用于驱动所述离合块(8)沿所述动力输入轴(9)的轴线方向往复运动的驱动部件；

所述离合块(8)的一端与所述动力传递轴(5)或所述动力输入轴(9)之中的任意一个轴的端部通过键连接；

所述离合块(8)向着远离所述键连接的轴的方向运动至最大幅度的位置时，所述离合块(8)的另一端与相对的另一个轴传动连接；

所述离合块(8)向着靠近所述键连接的轴的方向运动时，所述离合块(8)与相对的另一个轴分离。

3.根据权利要求2所述的真空泵，其特征在于：所述键为花键。

4.根据权利要求2所述的真空泵，其特征在于：所述离合块(8)为动铁芯，所述驱动部件包括绕设在所述动铁芯外圈上的电磁线圈(3)和与所述动铁芯相连接的弹簧(6)；

所述电磁线圈(3)通电时，所述动铁芯在磁力作用下向着远离所述键的方向运动直至所述动力传递轴(5)与所述动力输入轴(9)传动连接，并使所述弹簧(6)发生形变；

所述电磁线圈(3)断电时，所述弹簧(6)回复，并推动所述动铁芯向着靠近所述键的方向运动，使所述动力传递轴(5)和所述动力输入轴(9)分离。

5.根据权利要求4所述的真空泵，其特征在于：所述驱动部件还包括轴承(4)，所述弹簧(6)抵接在所述轴承(4)上；

所述轴承(4)与所述弹簧(6)同步旋转，并用于承受所述弹簧(6)形变后产生的压力。

6.根据权利要求4所述的真空泵，其特征在于：所述动铁芯远离所述键连接的方向的端部的中央凸起并形成凸台，所述弹簧(6)套设在所述凸台上；

或者，所述动铁芯远离所述键连接的方向的端部的外围凸起并形成凸边，所述弹簧(6)设置在所述凸边围合而成的凹槽内。

7.根据权利要求2所述的真空泵，其特征在于：所述驱动部件包括电机轴、由所述电机轴带动的传动组件；

所述传动组件与所述离合块(8)相连接，所述传动组件用于将所述电机轴的旋转运动转化为所述离合块(8)的往复运动。

8.根据权利要求2所述的真空泵，其特征在于：所述离合块(8)远离所述键连接的方向的端部设置有第一接洽面(10)；与所述离合块(8)传动连接的轴的端部设置有第二接洽面(11)；

所述第一接洽面(10)与所述第二接洽面(11)之间通过摩擦力传动连接。

9.根据权利要求8所述的真空泵，其特征在于：所述第一接洽面(10)和所述第二接洽面(11)的表面都设有耐磨层。

10.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于：所述真空泵设置在汽车上，所述控制机构与所述汽车的行车电脑(ECU)通信连接，并接收所述行车电脑所发出的控制信号。