CN112177922A - 泵的组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种泵的组装方法,能够将泵运转时的罩与转子的侧间隙抑制在规定的设计值,防止该泵的排出性能的降低。泵(1)构成为:主体(3)和热膨胀率比该主体(3)大的罩(5)相紧固,在由这些主体(3)和罩(5)划分的泵室(S)中收容有由泵轴(8)旋转驱动的转子(10),作为泵(1)的组装方法,将主体(3)和罩(5)在对两者的内部应力进行了修正的状态下紧固连接,以使得在泵(1)的运转状态下上述主体(3)和上述罩(5)的热膨胀量相等。具体而言,例如将上述罩(5)加热到比常温高且比泵运转温度低的温度,将该加热后的罩(5)与常温的上述主体(3)紧固。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆结构。
技术领域
本发明涉及一种将热膨胀率互不相同的主体和罩紧固而组装的泵的组装方法。
背景技术
例如,在用于向车辆的发动机等供给润滑油的油泵中,使用余摆线泵等容积型泵。这种泵通过用螺栓将主体和罩体紧固,在由这些主体和罩体划分出的泵室中收容由旋转轴旋转驱动的转子而构成(例如,参照专利文献1)。
但是,在如上述那样构成的泵中,一般来说,主体和罩由热膨胀率不同的金属构成。例如,主体由铸铁构成,罩由热膨胀率比铸铁大的铝合金构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-065493号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在采用将热膨胀率相互不同的主体与罩紧固的结构的泵中,在以规定的常用转速驱动该泵的运转时,温度上升到例如80℃~100℃左右,因此主体与罩的热膨胀量之差变大。
例如,在是罩的外周部通过螺栓等与主体紧固的构造,罩由铝合金构成且主体由铸铁构成的情况下,主体与罩的热膨胀量之差变大。于是,热膨胀量大的罩的未与主体紧固的中央部膨胀,因此与泵室内的转子之间的轴向间隙(以下称为“侧间隙”)变大,产生泵的排出性能降低的问题。即,在该泵的常温时的组装时,罩与转子之间的侧间隙为与设计相同的值,但在运转时侧间隙超过设计值而变大,会产生如上所述的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种泵的组装方法,能够将泵运转时的罩与转子之间的侧间隙抑制在规定的设计值,防止该泵的排出性能的降低。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明提供一种泵(1)的组装方法,所述泵构成为:主体3和热膨胀率比该主体3大的罩5相紧固,在由所述主体3和罩5划分出的泵室S中收容有由泵轴8旋转驱动的转子10,其特征在于,
将所述主体3和所述罩5在修正了所述主体3和所述罩5的内部应力的状态下紧固,以使得在所述泵1的运转状态下所述主体3和所述罩5的热膨胀量相等。
根据本发明,通过在修正了主体和罩的内部应力的状态下紧固两者,在成为高温的泵的运转状态下主体和罩的热膨胀量相等,因此罩与转子之间的侧间隙被抑制在规定的设计值,防止了泵的排出性能的降低。另外,作为具体方法,本发明也可以将所述罩5加热到比常温高且比泵运转温度低的温度,将进行了该加热的该罩5与常温的所述主体3紧固。
在上述方法中,如果将加热罩的温度设定为使得在主体的温度为常温、仅加热罩的情况下,该罩的热膨胀量等于运转状态下的主体与罩之间的热膨胀量差的值,则在泵的运转时温度时罩与主体的热膨胀量相等,罩与主体之间的热膨胀量差为0。因此,泵的运转状态下的罩与转子之间的侧间隙被抑制得较小,防止了由侧间隙的增加引起的泵的排出性能的降低。
另外,作为其他方法,也可以将所述主体3冷却到比常温低的温度,将进行了该冷却的该主体3与常温的所述罩5紧固。
在上述方法中,如果将冷却主体的温度设定为使得在罩的温度为常温、仅冷却主体的情况下,该主体的热收缩量等于运转状态下的主体与罩之间的热膨胀量之差的温度,则在泵的运转时温度时罩与主体的热膨胀量相等,罩与主体之间的热膨胀量差为0。因此,泵的运转状态下的罩与转子之间的侧间隙被抑制得较小,防止了由侧间隙的增加引起的泵的排出性能的降低。
进而,作为其他方法,也可以在常温时对所述罩5施加了径向外侧的载荷F的状态下,将该罩5与所述主体3在常温时紧固。
在上述方法中,如果将常温时向径向外侧施加于罩载荷的大小设定为使得该罩在常温时的轴向收缩量等于泵的运转时温度时的主体与罩之间的热膨胀量差的值,则在泵的运转时温度时,罩与主体的热膨胀量相等,罩与主体之间的热膨胀量差为0。因此,泵的运转状态下的罩与转子之间的侧间隙被抑制得较小,防止了由侧间隙的增加引起的泵的排出性能的降低。
另外,在以上的方法中,也可以是,用螺栓7将所述主体3与所述罩5紧固,并且在所述主体3和罩5上,在组装时彼此错开的位置分别形成在泵运转温度时彼此一致的主体侧定位孔3a和罩侧定位孔3b,使定位部件12贯穿彼此错开的所述主体侧定位孔3a和所述罩侧定位孔3b,在组装时使所述主体3或所述罩5变形,以使在所述主体3和所述罩5上形成的所述主体侧定位孔3a和所述罩侧定位孔3b一致,利用贯插在所述主体侧定位孔3a和所述罩侧定位孔3b中的螺栓7将所述主体3与所述罩5紧固。
根据上述方法,由于分别形成在主体和罩上的主体侧定位孔和罩侧定位孔在泵的运转时一致,所以作用在贯插于这些主体侧定位孔和罩侧定位孔中的螺栓上的剪切力被抑制得较小,该螺栓的耐久性得以提高。
另外,也可以是:利用螺栓7将所述主体3与所述罩5紧固,并且在所述主体3和所述罩5上,在组装时彼此错开的位置分别形成在泵运转温度时彼此一致的定位孔3a和螺栓孔5a,利用贯插在形成于所述主体3与所述罩5上的所述定位孔3a和所述螺栓孔5a中的埋头螺栓11将所述主体3与所述罩5紧固。
根据上述方法,由于分别形成在主体和罩上的定位孔和螺栓孔彼此在泵运转时的错位由埋头螺栓修正,所以作用在贯插于定位孔和螺栓孔中的螺栓上的剪切力被抑制得较小,该螺栓的耐久性提高。
发明效果
根据本发明,能够将泵运转时的罩与转子之间的侧间隙抑制在规定的设计值,防止该泵的排出性能的降低。
附图说明
图1是应用本发明的实施方式1的组装方法的泵的局部剖视图。
图2是表示通过本发明的实施方式1的组装方法组装的泵的主体和罩的热膨胀量的温度变化的图。
图3是表示本发明的实施方式1的组装方法中的主体与罩的紧固构造的泵的局部剖视图。
图4是表示通过本发明的实施方式2的组装方法组装的泵的主体和罩的热膨胀量的温度变化的图。
图5是应用了本发明的实施方式3的组装方法的泵的局部剖视图。
图6是表示通过本发明的实施方式3的组装方法组装的泵的主体和罩的热膨胀量的温度变化的图。
标号说明
1:泵;
2:泵壳体;
3:主体;
3a:主体的定位孔(主体侧定位孔);
3b:罩的定位孔(罩侧定位孔);
4:隔离物;
5、6:罩;
5A:罩的凸缘部;
5a:罩的螺栓孔;
7:螺栓;
8:泵轴;
9:套筒;
10:转子;
10A:内转子;
10B:外转子;
11:埋头螺栓;
12:定位部件;
F:径向外侧的载荷;
S:泵室。
具体实施方式
以下根据附图来说明本发明的实施方式。
<实施方式1>
图1是应用本发明的实施方式1的组装方法的泵的局部剖视图,图示的泵1是容积型的油泵,其泵壳体2构成为具有:沿着轴向(图1的左右方向)配置的圆筒状的主体3和环板状的垫片4;以及配置在这些主体3和垫片4的轴向两侧的罩5、6。在此,在泵壳体2中,主体3、垫片4以及两个罩5、6通过沿轴向贯插于它们之中的多根螺栓7(在图1中仅图示两根)而相互紧固,主体3和垫片4被两个罩5、6沿轴向夹持而被固定。
并且,在泵1中,泵轴8沿轴向贯插在泵壳体2的中心部,该泵轴8的两个部位(轴向中间部和一端部)通过衬套9而能够旋转地分别支承在罩5、6上。
另外,在泵壳体2的内部形成有泵室S,在该泵室S中收容有:花键嵌合于泵轴8的外周并与该泵轴8一起一体旋转的内转子10A;以及配置于该内转子10A的外周侧的外转子10B。在此,内转子10A和外转子10B相互啮合,在以下的说明中,将两者合起来仅称为“转子10”。
但是,在本实施方式的泵1中,构成泵壳体2的主体3由铸铁构成,垫片4和转子10(内转子10A和外转子10B)构成为铁系的烧结部件。与此相对,构成泵壳体2的罩5、6由热膨胀率比铸铁或铁等金属大的铝合金构成。即,构成泵壳体2的主体3和罩5、6由热膨胀率相互不同的材料构成。
在此,图2表示主体3和罩5各自的热膨胀量的温度变化,在具有以上结构的泵1的组装中,当在常温(在本实施方式中为20℃)时用多根螺栓7紧固热膨胀率相互不同的主体3和罩5时,主体3和罩5各自的热膨胀量沿着图2所示的直线A、B随着温度的增加而各自线性增加。并且,在该泵1以规定的常用转速被驱动的运转时,在泵1的温度上升到运转时温度(在本实施方式中为100℃)的时刻,主体3与罩5之间的热膨胀量之差Δδ100如图2所示变大。当这样主体3与罩5之间的热膨胀量之差Δδ100变大时,热膨胀量大的罩5与泵室S内的转子10之间的侧间隙(轴向间隙)变大,产生泵1的排出性能降低的问题,这与前述内容相同。
因此,在本发明的组装方法中,在修正了这些主体3和罩5的内部应力的状态下将两者紧固以使得在泵1的运转状态下主体3和罩5的热膨胀量相等。作为实现这种组装方法的一种方法,在本实施方式中采用了以下方法。另外,在以下的说明中,为了方便,限于主体3和罩5的组装方法进行说明。
在本实施方式的组装方法中,将罩5加热到比常温(20℃)高且比泵运转温度(100℃)低的温度(在本实施方式中为50℃),利用螺栓7将该加热后的罩5和常温的主体3紧固。在此,加热罩5的温度50℃是使得在主体3的温度为常温(20℃)、仅加热罩5的情况下,该罩5的热膨胀量δ50等于运转状态下的主体3与罩5之间的热膨胀量差Δδ100(δ50=Δδ100)的温度。
如上所述,当将罩5加热至50℃,并利用螺栓7将该加热后的罩5与常温的主体3紧固时,如图2所示,罩5以温度50℃为起点a(热膨胀量=0)沿虚线B’热膨胀,在泵1的运转时温度(100℃)时,罩5与主体3的热膨胀量相等(虚线B’与直线A在点b相交),罩5与主体3之间的热膨胀量差Δδ100为0(Δδ100=0)。另外,各温度时的主体3与罩5之间的热膨胀量之差Δδ在图2中用斜线表示。
如上所述,当泵1的运转时温度(100℃)时的罩5与主体3之间的热膨胀量差Δδ100为0(Δδ100=0)时,泵1的运转状态下的罩5与转子10之间的侧间隙被抑制为较小而与设计值相等。其结果是,能够防止由侧间隙的增加引起的泵1的排出性能(排出压力或流量)的降低。
但是,也可以按照以下要领进行泵1的实际组装。即,在主体3和罩5上,在加工时彼此错开的位置分别形成在泵1的运转时温度(100℃)时彼此一致的主体3的定位孔(主体侧定位孔)3a和罩5的定位孔(罩侧定位孔)3b(参照图1)。然后,在彼此错开的主体3的定位孔3a和罩5的定位孔3b中打入套筒状的定位部件12,在组装时使罩5变形,使形成于主体3的定位孔3a和形成于罩5的定位孔3b彼此一致。并且,利用贯插于定位孔3a和定位孔3b以及螺栓孔5a和定位部件12中的螺栓7将主体3和罩5紧固。
当以上述要领紧固主体3和罩5时,由于在这些主体3上形成的定位孔3a和在罩5上形成的定位孔3b(螺栓孔5a)在泵1的运转时一致,因此作用于贯插在这些定位孔3a和定位孔3b(螺栓孔5a)中的螺栓7的剪切力被抑制得较小,该螺栓7的耐久性得以提高。
或者,如图3所示,在主体3和罩5上,在加工时彼此错开的位置分别形成在泵运转温度时彼此一致的定位孔3a和螺栓孔5a,埋头螺栓11的与主体3对应的部分为定位尺寸(定位孔3a的内径尺寸)。而且,也可以将主体3和罩5利用贯插在形成于它们上的定位孔3a和螺栓孔5a中的埋头螺栓11来紧固。当这样利用埋头螺栓11紧固主体3和罩5时,分别形成在主体3和罩5上的定位孔3a和螺栓孔5a彼此在加工时的错位被埋头螺栓11修正。
<实施方式2>
下面,如下根据图4来说明本发明的实施方式2。
图4是表示通过本发明的实施方式2的组装方法组装的泵的主体和罩的热膨胀量的温度变化的图,以下,对于图1所示的部分使用同一标号进行说明。
在本实施方式的泵1的组装方法中,将主体3冷却到比常温(20℃)低的温度(在本实施方式中为-30℃),利用螺栓7紧固该冷却后的主体3和常温的罩5。在此,冷却主体3的温度-30℃是使得在罩5的温度为常温(20℃)、仅冷却主体3的情况下,该主体3的热收缩量δ-30等于运转状态下的主体3与罩5之间的热膨胀量差Δδ100(δ-30=Δδ100)的温度。
如上所述,当将主体3冷却至-30℃,利用螺栓7将该冷却后的主体3与常温的罩5紧固时,如图4所示,主体3以温度-30℃的点c为起点(热膨胀量=0)沿着虚线A’热膨胀,在泵1的运转时温度(100℃)时,罩5与主体3的热膨胀量相等(虚线A’与直线B在点d相交),罩5与主体3之间的热膨胀量差Δδ100为0(Δδ100=0)。另外,各温度时的主体3与罩5之间的热膨胀量之差Δδ在图4中用斜线表示。
如上所述,当泵1的运转时温度(100℃)时的主体3与罩5之间的热膨胀量差Δδ100为0(Δδ100=0)时,泵1的运转状态下的罩5与转子10之间的侧间隙与设计值相等而被抑制得较小。其结果是,在本实施方式中,也能够防止由侧间隙的增加引起的泵1的排出性能(排出压力或流量)的降低。
另外,在本实施方式中,也可以按照以下要领进行泵1的实际组装。即,在主体3和罩5上,在加工时彼此错开的位置分别形成在泵1的运转时温度(100℃)时彼此一致的主体3的定位孔(主体侧定位孔)3a和罩5的定位孔(罩侧定位孔)3b(参照图1)。然后,在彼此错开的主体3的定位孔3a和罩5的定位孔3b中打入套筒状的定位部件12,在组装时使罩5变形,使形成于主体3的定位孔3a和形成于罩5的定位孔3b彼此一致。并且,利用贯插在定位孔3a和定位孔3b以及螺栓孔5a和定位部件12中的螺栓7紧固主体3和罩5。
当以上述要领将主体3和罩5紧固时,由于在这些主体3上形成的定位孔3a和在罩5上形成的定位孔3b(螺栓孔5a)在泵1的运转时一致,因此作用于贯插这些定位孔3a和定位孔3b(螺栓孔5a)中的螺栓7的剪切力被抑制得较小,该螺栓7的耐久性得以提高。
或者,如图3所示,在主体3和罩5上,在加工时彼此错开的位置分别形成在泵运转温度时彼此一致的定位孔3a和螺栓孔5a,螺栓11的与主体3对应的部分为定位尺寸(定位孔3a的内径尺寸)。而且,也可以将主体3和罩5利用贯插于在它们上形成的定位孔3a和贯插螺栓孔5a中的埋头螺栓11来进行紧固。当这样利用埋头螺栓11将主体3和罩5紧固时,分别形成在主体3和罩5上的定位孔3a和螺栓孔5a彼此在加工时的错位被埋头螺栓11修正。
<实施方式3>
下面,如下根据图5和图6来说明本发明的实施方式3。
图5是应用了本发明的实施方式3的组装方法的泵的局部剖视图,图6是表示通过本发明的实施方式3的组装方法组装的泵的主体和罩的热膨胀量的温度变化的图,在图5中,对与图1所示相同的要素标注相同的标号,以下,省略对它们的再次说明。
在通过本实施方式的方法组装的图5所示的泵1中,在罩5的外周遍及整周而一体地形成有凸缘部5A,其他结构与图1所示的实施方式1的泵1的结构相同。
在本实施方式的泵1的组装方法中,在夹紧罩5的凸缘部5A并在常温(20℃)时对该罩5施加径向外侧的载荷F的状态下,用多根螺栓7紧固该罩5和常温的主体3。其结果是,在常温时,在罩5上产生向径向外侧的拉伸应力,在轴向上产生压缩应力,因此,如图6所示,该罩5在轴向上膨胀图示的-δ20(收缩δ20)。
在此,如果将在常温(20℃)时向径向外侧施加于罩5的载荷F的大小设定为使得罩5在常温时的轴向的收缩量δ20等于泵1的运转时温度(100℃)时的主体3与罩5之间的热膨胀量差Δδ100的值(δ20=Δδ100),则罩5以图6所示的点e为起点,随着温度的上升而沿着虚线B"热膨胀。并且,在泵1的温度达到运转时温度(100℃)的时刻,罩5与主体3的热膨胀量相等(虚线B"与直线A在点f相交),罩5与主体3之间的热膨胀量差Δδ100成为0(Δδ100=0)。另外,各温度时的主体3与罩5之间的热膨胀量之差Δδ在图6中用斜线表示。
如上所述,当泵1的运转时温度(100℃)时的罩5与主体3之间的热膨胀量差Δδ100为0(Δδ100=0)时,泵1的运转状态下的罩5与转子10之间的侧间隙与设计值相等而被抑制得较小。其结果是,在本实施方式中,也能够防止由侧间隙的增加引起的泵1的排出性能(排出压力或流量)的降低。
另外,在本实施方式中,也可以按照以下要领进行泵1的实际组装。即,在主体3和罩5上,在加工时彼此错开的位置分别形成在泵1的运转时温度(100℃)时彼此一致的主体3的定位孔(主体侧定位孔)3a和罩5的定位孔(罩侧定位孔)3b(参照图1)。然后,在彼此错开的主体3的定位孔3a和罩5的定位孔3b中打入套筒状的定位部件12,在组装时使罩5变形,使形成于主体3的定位孔3a和形成于罩5的定位孔3b彼此一致。并且,利用贯插于定位孔3a和定位孔3b以及螺栓孔5a和定位部件12中的螺栓7紧固主体3和罩5。
通过如上所述动作,形成在主体3上的定位孔3a和形成在罩5上的定位孔3b(螺栓孔5a)在泵1运转时一致,因此作用于贯插在这些定位孔3a和定位孔3b(螺栓孔5a)中的螺栓7上的剪切力被抑制得较小,该螺栓7的耐久性得以提高。
或者,如图3所示,也可以:在主体3和罩5上,在加工时彼此错开的位置分别形成在泵运转温度时彼此一致的定位孔3a和螺栓孔5a,螺栓11的主体部分为定位尺寸(定位孔3a的内径尺寸),将主体3和罩5利用贯插于形成在它们上的定位孔3a和螺栓孔5a中的埋头螺栓11进行紧固。当这样利用埋头螺栓11紧固主体3和罩5时,分别形成在主体3和罩5上的定位孔3a和螺栓孔5a之间的在泵运转时的错位被埋头螺栓11修正。
另外,在以上的实施方式中,将常温设定为20℃,将泵1的运转时温度设定为100℃,但常温根据季节而变化,泵1的运转时温度根据该泵1的规格而不同,因此这些应该根据状况而设定。
另外,以上作为本发明方法的实施方式例示了3个,但只要是将主体和罩在修正了主体和罩的内部应力的状态下进行紧固以使得在泵的运转状态下主体和罩的热膨胀量相等的方法,则也可以采用其他方法。
另外,本发明并不限定于应用于以上说明的实施方式,在权利要求书以及说明书和附图所记载的技术思想的范围内可以进行各种变形。
Claims (6)
1.一种泵的组装方法,所述泵构成为:主体和热膨胀率比该主体大的罩相紧固,在由所述主体和所述罩划分出的泵室中收容有由泵轴旋转驱动的转子,其特征在于,
将所述主体和所述罩在修正了所述主体和所述罩的内部应力的状态下紧固,以使得在所述泵的运转状态下所述主体和所述罩的热膨胀量相等。
2.根据权利要求1所述的泵的组装方法,其特征在于,
将所述罩加热到比常温高且比泵运转温度低的温度,将进行了该加热的该罩与常温的所述主体紧固。
3.根据权利要求1所述的泵的组装方法,其特征在于,
将所述主体冷却到比常温低的温度,将进行了该冷却的该主体与常温的所述罩紧固。
4.根据权利要求1所述的泵的组装方法,其特征在于,
在常温时对所述罩施加了径向外侧的载荷的状态下,将该罩与所述主体在常温时紧固。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的泵的组装方法,其特征在于,
用螺栓将所述主体与所述罩紧固,并且在所述主体和所述罩上,在组装时彼此错开的位置分别形成在泵运转温度时彼此一致的主体侧定位孔和罩侧定位孔,使定位部件贯穿彼此错开的所述主体侧定位孔和所述罩侧定位孔,在组装时使所述主体或所述罩变形,以使在所述主体和所述罩上形成的所述主体侧定位孔和所述罩侧定位孔一致,利用贯插在所述主体侧定位孔和所述罩侧定位孔中的螺栓将所述主体与所述罩紧固。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的泵的组装方法,其特征在于,
利用螺栓将所述主体与所述罩紧固,并且在所述主体和所述罩上,在组装时彼此错开的位置分别形成在泵运转温度时彼此一致的定位孔和螺栓孔,利用贯插在形成于所述主体与所述罩上的所述定位孔和所述螺栓孔中的埋头螺栓将所述主体与所述罩紧固。
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