CN115095508A - 一种微型直流隔膜气泵、按摩座椅、汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微型直流隔膜气泵，包括电机、偏心轮、钢轴、摆架、气囊、气室、阀座和上盖，还包括一体式的进出气阀片，其中，所述偏心轮的中心孔连接于所述电机的转动轴上，所述钢轴的一端插入所述偏心轮的斜孔上，且另一端连接所述摆架，所述气囊安装于所述气室内，且连接至所述摆架；所述气室与所述阀座相连接；所述进出气阀片设置于所述阀座与所述上盖之间，其包括进气阀片和出气阀片，用于所述上盖的进出气口与所述气囊连通。通过本发明，使得气泵结构更加简单，且可以提高使用寿命。本发明还提供了一种按摩椅和一种汽车。

Description

一种微型直流隔膜气泵、按摩座椅、汽车

技术领域

本发明涉及微型气泵技术领域，具体而言，涉及一种微型直流隔膜气泵、按摩座椅、汽车。

背景技术

我国汽车产业经过20多年快速发展，汽车已成为人们生活、工作出行代步常用工具，经济体量已成为国民经济重要支柱，消费汽车也形成刚需，属于朝阳产业；随着生活水平提高，人们对汽车配置要求也在提高，其中包括座椅舒适性要求；在座椅中经常会提供腰椎支撑件或其他可调节支撑件、肌肉按摩件，以增强乘坐舒适度；目前市场汽车座椅舒适度调节配置有气动式、机械式和气动和机械调节接合式；只要用到气动，就要有气源，目前大多采用微型直流隔膜气泵。这里微型直流隔膜气泵，主要包括电机、底座、偏心轮、钢轴、摆架、气囊、气室、单向阀片、阀座和上盖。其中，单向阀片分进气阀片和出气阀片，目前市场上阀片多数是伞状型，按照进出气口数量，每个进去出口安装伞状阀片，但这样会增加制造组装工序和工时，同时也增加采购成本；当然市场上也有进气阀片和出气阀片集成在一个配件上，但进气阀片和出气阀片外形一样，当气泵工作时会出现气流扰动现象，导致造成噪声非常大。

需要提到的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微型直流隔膜气泵、按摩座椅、汽车，以解决上述问题。

本发明采用了如下方案：

本申请提供了一种微型直流隔膜气泵，包括电机、偏心轮、钢轴、摆架、气囊、气室、阀座和上盖，还包括一体式的进出气阀片，其中，所述偏心轮的中心孔连接于所述电机的转动轴上，所述钢轴的一端插入所述偏心轮的斜孔上，且另一端连接所述摆架，所述气囊安装于所述气室内，且连接至所述摆架；所述气室与所述阀座相连接；所述进出气阀片设置于所述阀座与所述上盖之间，其包括进气阀片和出气阀片，用于所述上盖的进出气口与所述气囊连通。

进一步地，所述进气阀片与所述出气阀片的形状和/或质量不同。

进一步地，所述进气阀片与所述出气阀片均设置有四个。

进一步地，所述偏心轮的斜孔内设置有钢球，所述钢轴设置于所述钢球之上。

进一步地，所述钢轴位于所述斜孔内的部分设置有收纳沟槽，所述收纳沟槽的尺寸关系为：D2/D1≥70％,且L1/D2＝0.6～2，这里D1表示所述钢轴的外径，D2表示所述收纳沟槽的外径，L1表示所述收纳沟槽的宽度。

进一步地，所述偏心轮的侧边位置设置有散热槽。

进一步地，所述气室内设置有凹槽，用于放置设置在所述气室与所述摆架之间的缓冲件。

进一步地，所述上盖包括进气嘴、进气腔、充气嘴、充气腔，所述充气嘴连通所述充气腔，所述进气嘴连通所述进气腔，所述充气腔与所述充气嘴之间设置有消音块，所述消音块与所述充气嘴之间形成有消音腔。

本发明还提供了一种按摩椅，包括气袋，还包括上述任一所述的微型直流隔膜气泵，所述微型直流隔膜气泵的充气嘴连接所述气袋。

本发明还提供了一种汽车，包括上述所述的按摩椅。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：(1)通过设置一体式的进出气阀片，且进气阀片和出气阀片形状不一样，使得安装更加简单方便，同时有利于减少噪音的产生；(2)偏心轮设置散热结构，有效提高了偏心轮的使用寿命；(3)钢轴上设置收纳沟槽，可以降低钢轴和偏心轮之间摩擦，进一步降低二者生热，提高偏心轮寿命，最终提高气泵寿命；(4)在上盖设置消音块可以衰减中高频噪音；(5)增加缓冲件，可以使得抽气时，使摆动架与气室之间形成缓冲，提高产品寿命和降低噪音。

根据下文对示例性实施例的描述(参考随附附图)，本发明的其他特征将变得显而易见。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的气泵爆炸图；

图2为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的气泵外观图；

图3为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的气泵结构剖面图；

图4为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的上盖的剖面图；

图5为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的上盖与消音块组合安装的剖面结构图；

图6为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的上盖的另一示意图；

图7为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的进出气阀片图；

图8为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的偏心轮结构剖面图；

图9为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的偏心轮钢轴钢球组装图；

图10为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的钢轴外观图；

图11为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的钢轴结构剖面图；

图12为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的钢轴尺寸示意图；

图13为本发明第一实施例微型直流隔膜气泵的气室外观图；

图标：1.电机；2.底座；3.缓冲件；4.钢珠；5.偏心轮；51.散热槽；6.摆架；7.气室；71.凹槽；8.气囊；9.阀座；10.进出气阀片；101.进气阀片；102.出气阀片；11.上盖；111.充气嘴111；112.进气嘴；113.进气腔；114充气腔；115消音腔；12.钢轴；121.收纳沟槽；13.消音块；14.机牙螺丝；15.自攻螺钉；16.PCBA。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中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方式，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。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

结合图1至图13所示，本发明第一实施例提供了一种微型直流隔膜气泵，包括电机1、偏心轮5、钢轴12、摆架6、气囊8、气室7、阀座9和上盖11，还包括一体式的进出气阀片10，其中，所述偏心轮5的中心孔连接于所述电机1的转动轴上，所述钢轴12的一端插入所述偏心轮5的斜孔上，且另一端连接所述摆架6，所述气囊8安装于所述气室7内，且连接至所述摆架6；所述气室7与所述阀座9相连接；所述进出气阀片10设置于所述阀座9与所述上盖11之间，其包括进气阀片101和出气阀片102，用于所述上盖11的进出气口与所述气囊8连通。

结合图1至图3所示，在本实施例中，所述电机1上方连接有底座2，下方设置有PCBA电路板，所述底座2用于连接安装所述气室7，且所述偏心轮5设置于所述底座2内。这里所述选的电机1可以采用有刷电机1，当气泵工作时，电机1高速转动，电机1内配件碳刷、换向器会往电机1正负脚输出干扰电磁波，属传导电磁波，通过安装在电机1正负脚处滤波PCBA16，可以滤掉不利通过汽车要求EMC等级检测要求。当然，这里仅是其中的一种实施例，使用其他电路板也在本发明的保护范围内。本发明中，所述电机1与所述底座2之间通过机牙螺丝14连接。

结合图1、图8和图9所示，本实施例中，所述偏心轮5包括轮体、中心孔、斜孔，所述中心孔设置于所述轮体的中间位置，用于与所述电机1的输出轴连接，所述斜孔向中心孔倾斜，用于安装钢轴12。在优选实施例中，所述斜孔内位于所述钢轴12的底部还放置有钢球，所述钢球可以用于减小在偏心轮5转动时，钢轴12与斜孔之间的摩擦力。在另一优选实施例中，由于电机1会带动偏心轮5高转速，偏心轮5带动钢轴12运转时，二者之间是滑动摩擦，会生产热量，因此在所述偏心轮5的侧边上方位置还设置有散热槽51，用于通过空气对流带走偏心轮5表面的热量，有利散热，提高偏心轮5寿命，最终提高气泵寿命，这里对散热槽51的数量不做具体限制。在这里所述钢轴12的底部位于所述斜孔的部分，设置有绕其轴线设置的收纳沟槽121，所述收纳沟槽121具有收纳润滑脂功能；当气泵工作时，二者之间滑动摩擦，钢轴12的收纳沟槽121内添加润滑脂，降低钢轴12和偏心轮5之间摩擦，进一步降低二者生热。如图12所示，这里所述钢轴12收纳沟槽端插入偏心轮5斜孔内，在斜孔内这段是承载段，整个钢轴12强度最弱处是收纳沟槽121处；因此对于收纳沟槽121的尺寸设计至关重要，跟据应力计算公式：σ＝N/A(MPa)﹤σ[许用应力]，式中N：拉伸或压力载(kg/N),A：截面积(mm²)，σ[许用应力]是材质许用应力，当校核强度满足σ＜σ[许用应力]时，该处材质强度是安全；因此发明人经过大量的实验和计算，得出收纳沟槽121尺寸关系应满足：D2/D1≥70％,L1/D2＝0.6～2之间，刚轴12上的收纳沟槽121才能即满足承载荷，又具有较好的收纳润滑脂的功能，收纳更多的油脂。这里D1表示钢轴12的外径，D2表示收纳沟槽的外径，L1表示收纳沟槽的宽度。

结合图1和图12所示，所述气室7用于固定气囊8，在这里，其包括四个固定腔，用于固定四个气囊8，所述四个固定腔中间设置有凹槽71，用于安装缓冲件3，这里的缓冲件3可以使橡胶或者海绵等材质，起到缓冲摆架6撞击的作用，防止气泵工作时，摆架6和钢轴12组件会沿着偏心轮5斜孔中心轴运动时，撞击到气室7的内壁，同时可以消除摆架6冲击气室7时发出的尖锐异音。气囊8的底部连接所述摆架6，其适于在摆架6的挤压下发生形变，从而使体积发生变化而实现抽气或者充气。这里所述气室7与气囊8的布置以及气囊8的工作原理为现有技术，比如公开号为CN203098224U的一种汽车座椅用直流气泵中已经有相关描述，这里不再多加阐述。

结合图1、图4至图6所示，上盖11的进出气口即进气口和出气口，具体地，包括进气嘴112、进气腔113、充气嘴111、充气腔114，所述充气嘴111连通所述充气腔114，所述进气嘴112连通所述进气腔113，充气嘴111、进气嘴112设置在一个部件同一个朝向，便于气管连接和安装。优选地，所述充气腔114与所述充气嘴111之间设置有消音块13，所述消音块13的内部墙体与上盖11的充气嘴共同形成有消音腔115，这里充气嘴111与消音块13连接的地方设置有U形腔131。气体流通路径为：进气阀片101开启，气体进入进气嘴112－进气腔113－气囊8，由气囊8进行压缩，然后进气阀片101关闭，出气阀片102开启，气体经过出气口－充气腔114－消音腔115－充气嘴111输出气体。由于气泵工作充气时，气体在腔体内互相碰撞，会发出中高频噪音，此时设置在在上盖11的充气腔114和充气嘴111之间的消音块13会起到消音作用，具体地，中高频气体经过消音块时，会进入U形腔131内，在U形腔131内回转，再从充气嘴111流出，加长了气流流动的行程，使气体得到缓冲，同时气体撞击在面积较大的消音腔内壁，会进一步降低气体的频率，从而衰减中高频噪声，这样气泵充气嘴111出来气体就平和些，最终降低气泵工作充气时噪音值。这里消音块13可以设置成T型的回转结构，且其固定连接在上盖11的充气嘴111内壁上，固定方式可以通过超声焊接工艺或者其他工艺比如胶黏，螺钉固定等，其都在本发明的保护范围内；进一步地，在消音块13下方设置成弧形内凹的结构，防止尖锐部位造成尖锐噪音，从而进一步达到降低噪音的效果。本发明中，所述上盖11通过自攻螺丝15连接所述气室7和所述底座2。

结合图1、图2和图7所示所述进出气阀片10设置为一体式，方便生产安装，其固定在所述气囊8与所述上盖11之间，包括有四个进气阀片101和四个出气阀片102，在其中一实施例中，所述四个进气阀片101的形状相同，四个出气阀片102的形状相同，但是四个出气阀片102与四个进气阀片101的形状和/或质量不相同。通过这样子设计，可以降低共振的发生概率，从而减少气流扰动而降低噪音。因为根据物体频率公式：

式中K为物体的劲度系数，单位N/m；m为物体的质量，单位kg；进气阀片101和出气阀片102材质一样，即k值一样，当m值不一样，就会降低二者共振的发生概率，因此设置四个出气阀片102与四个进气阀片101的形状和质量不相同能降低共振的发生概率。更具体地，在这里，可以将所述进气阀片101设置为弧形开口，其设置在进出气阀片10的四周，所述出气阀片102设置在所述进出气阀片10的中间位置，即在中间部位设置有四个通孔，用于出气。另外，进气阀片101和出气阀片102集合成一个部件，这样气泵在制造组装时只要一个工序就能一次完成进气出气阀片的组装，也无需其它专门生产设备，减少制造组装工序和工时，降低制造成本；进气阀片101和出气阀片102同时结合在一起可以使得结构更加紧凑，有效降低了多个进气阀片或者出气阀片分离时，在充气和抽气过程中产生的振动和噪声，进一步也能起到防止漏气的作用。当然，这里进气阀片101和出气阀片102的具体数量也可以是其他的数值，具体根据进出气口数量进行设定。

本发明气泵的安装步骤为：电机1安装底座2上，电机1的输出轴伸进底座2连接偏心轮5中心孔，偏心轮5上设置斜孔，用于安装钢轴12，钢轴12另一端连接摆架6，气囊8安置于气室7对应孔内，气囊8的固定脚与摆架6对应的安装孔连接；进出气阀片10置于阀座9内，该组件一面安置与气室7上，另一面安置上盖11上，通过对应的螺钉固定。

本发明气泵的工作原理为：电机1输出轴带动偏心轮5上的斜心钢轴12旋转，再由钢轴12驱动摆架6转动，并依次带动分布在摆架6四周的气囊8体积变化，从而带动进气阀片101和出气阀片102的开启和关闭，以形成气泵进气和充气功能，气泵进气也就是气泵抽气功能。

本发明第二实施例还提供了一种按摩椅，包括气袋，还包括上述所述的微型直流隔膜气泵，所述微型直流隔膜气泵的充气嘴可以用于连接所述气袋。

本发明第三实施例还提供了一种汽车，包括上述所述的按摩椅。所述按摩椅安装在所述汽车上。

本发明的优点在于：(1)通过设置一体式的进出气阀片10，且进气阀片101和出气阀片102形状不一样，使得安装更加简单方便，同时有利于减少噪音的产生；(2)偏心轮5设置散热结构，有效提高了偏心轮5的使用寿命；(3)钢轴12上设置收纳沟槽，可以降低钢轴12和偏心轮5之间摩擦，进一步降低二者生热，提高偏心轮5寿命，最终提高气泵寿命；(4)设置消音块13可以衰减中高频噪音；(5)增加缓冲件3，可以使得抽气时，使摆动架与气室7之间形成缓冲，提高产品寿命。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微型直流隔膜气泵，包括电机、偏心轮、钢轴、摆架、气囊、气室、阀座和上盖，其特征在于，还包括一体式的进出气阀片，其中，

所述偏心轮的中心孔连接于所述电机的转动轴上；

所述钢轴的一端插入所述偏心轮的斜孔内，且另一端连接所述摆架；

所述气囊安装于所述气室内，且连接至所述摆架；

所述气室与所述阀座相连接；

所述进出气阀片设置于所述阀座与所述上盖之间，其包括进气阀片和出气阀片，用于控制所述上盖的进出气口与所述气囊连通。

2.根据权利要求1所述的微型直流隔膜气泵，其特征在于，所述进气阀片与所述出气阀片的形状和/或质量不同。

3.根据权利要求2所述的微型直流隔膜气泵，其特征在于，所述进气阀片与所述出气阀片均设置有四个。

4.根据权利要求1所述的微型直流隔膜气泵，其特征在于，所述偏心轮的斜孔内设置有钢球，所述钢轴设置于所述钢球之上。

5.根据权利要求4所述的微型直流隔膜气泵，其特征在于，所述钢轴位于所述斜孔内的部分设置有收纳沟槽；所述收纳沟槽的尺寸关系：D2/D1≥70％,且L1/D2＝0.6～2，这里D1表示所述钢轴的外径，D2表示所述收纳沟槽的外径，L1表示所述收纳沟槽的宽度。

6.根据权利要求4所述的微型直流隔膜气泵，其特征在于，所述偏心轮的侧边位置设置有散热槽。

7.根据权利要求1所述的微型直流隔膜气泵，其特征在于，所述气室内设置有凹槽，用于放置设置在所述气室与所述摆架之间的缓冲件。

8.根据权利要求1所述的微型直流隔膜气泵，其特征在于，所述上盖包括进气嘴、进气腔、充气嘴、充气腔，所述充气嘴连通所述充气腔，所述进气嘴连通所述进气腔，所述充气腔与所述充气嘴之间设置有消音块，所述消音块与所述充气嘴之间形成有消音腔。

9.一种按摩椅，包括气袋，其特征在于，还包括权利要求1-8任意一项所述的微型直流隔膜气泵，所述微型直流隔膜气泵的充气嘴连接所述气袋。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的按摩椅。

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