TW505743B - Connection structure of shaft hole member and shaft - Google Patents

Description

505743 A7 ___B7_ 五、發明説明（1 ) 【發明所屬的技術領域】 本發明是關於，像減速器的空心軸或聯軸節，是用來 讓具有軸孔的鐵系金屬的軸孔構件、與中介著些許的間隙 被嵌合到該軸孔的內周的鐵系金屬的軸部，是中介著形成 在圓周方向的其中一部分的動力傳達部，而可傳達動力地 被結合在一起的構造。 【習知技術】 像減速器的空心軸或聯軸節，在將軸部可傳達動力地 結合到具有軸孔的構件（軸孔構件）的情況，則大多都是 採用，將具有稍微小於軸孔的內徑的外徑的軸部插入到該 軸孔內，並且使溝鍵卡合到分別形成於軸孔的內周與軸部 的外周的鍵溝這樣的手法。 且也廣泛使用，在軸孔的內周是設置有突出部，並且 將軸部的外周的其中一部分切斷成相稱於該突出部的形狀 ，藉由該突出部與切斷部的卡合來傳達動力的構造。 將軸的其中一部分切斷成其剖面像D字型，而將軸孔 的內周突出而造成D字型結合就是像上述的構造。 在這種情況的突出部或切斷部，一般來說雖然爲了要 從軸方向加以組裝、分解而作成連續於軸方向的形狀，例 如像從半徑方向在軸孔構件穿設螺栓孔，從螺栓孔將螺栓 鎖入而將其卡合於軸部的外周的螺栓部的構造。 這些結合構造的共通點在於，軸孔構件與軸部在軸孔 的內周都殘留有些許的間隙，也就是以「鬆配合」的方式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4胁(210X297公釐) '" -4- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 P. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505743 A7 __B7_ 五、發明説明（2 ) 來互相嵌合。利用「鬆配合」的結合構造，其組合與分解 ，就不需利用特別的工具，而容易在常溫下進行，且具有 可確實地傳達動力這樣的優點。 可是，在這種優點的另一面，.利用這種鬆配合的結合 構造，一般來說軸孔構件及軸部的材料（強度上）都是使 用鐵系金屬的材料（鋼材），會有在軸孔的內周與軸部的 外周之間容易產生由於微小的間隙所造成的稱作「磨耗」 的磨損的問題。 產生磨耗的話，軸孔或軸部會產生過大的磨損，或者 會產生軸部卡在軸孔而沒辦法分解這樣的不好的情形。 而用來避免這些情形的習知技術，例如習知的： (1 )藉由壓入、或熱裝配合等方式，來插入具有稍 大於軸孔的內徑的外徑的軸部，讓軸孔與軸之間沒有任何 間隙的結合方式； (2 )藉由利用楔子效果的摩擦接頭的結合方式； (3 )將二硫化鉬等的潤滑劑塗敷在接觸面的結合方 式； (4)在接觸面實施F e— A 1系、磷酸系等的特殊 皮膜的塗敷或火焰噴塗等的結合方式（日本特開平 1 1 — 2 1 0 7 5 6 等多數）。 【發明欲解決的課題】 可是，藉由上述（1)的壓入、熱裝配合等方式，讓 軸孔與軸部之間沒有間隙這樣的結合構造，確實在防止磨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)" --—-— (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

-5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505743 A7 B7 五、發明説明（3 ) 耗方面會有對應的效果，可是在組裝、分解時則需要很多 的步驟，而像要加熱、或藉由很大的載重來壓入的方式， 有時候在構造上是不可能進行的。 如上述（2 )藉由利用楔子效果的摩擦接頭的結合構 造，要能夠正確地找出軸孔構件與軸部的中心，而無法避 免高成本化，且需要很大的空間。 如上述（3 )將潤滑劑塗敷在接觸面的結合構造，在 運轉初期確實有能夠防止磨耗產生的效果，而經過長時間 其效果就不能持續了，要用來解決課題其構造並不完全。 而且還需要特別的構造來防止潤滑油的洩漏。 如上述（4 )的在接觸面實施特殊皮膜的塗敷或火焰 噴塗等的結合構造，雖然是有較多的發明提出，可是如上 述（3 )的構造，經過運轉就會讓皮膜剝落下來，所以會 有經過一段時間就無法讓效果持續的問題。且由於是經過 特殊的加工，所以成本一定會變得很高。 作爲習知的用來防止磨耗的結合構造，是提出了各種 技術，而實際上都具有各自的缺點或問題。 本發明鑒於這些習知的問題，本發明的課題爲，要提 供一種軸孔構件與軸部的結合構造，要讓構造簡單且低成 本，讓包含有動力傳達部的組裝、分解容易進行，且可以 長期地持續磨耗的防止效果。 【用來解決課題的手段】 是讓具有軸孔的鐵系金屬的軸孔構件、與中介著些許 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4祕（2!〇><297公褒) --- -6 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

505743 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 的間隙嵌合於該軸孔構件的軸孔內的鐵系金屬的軸部，中 介著形成於圓周方向的其中一部分的動力傳達部而可傳達 動力地被結合在一起的軸孔構件與軸之結合構造；藉由在 上述軸孔的內周部與上述軸部的外周部之間的上述動力傳 達部以外的部分，在上述軸孔的內周部與上述軸部的外周 部之間的至少其中一部分，是中介著由非鐵系金屬的材料 所製成的軸襯，來解決上述的課題。 「軸襯」這樣的用語，一般來說，是使用作爲「嵌合 在軸孔的內周面或軸部的外周面的圓筒零件」這種意思的 用語。可是，本發明的「軸襯」，是定義成「能夠中介於 軸孔的內周與軸部的外周之間的零件，且可以本身單獨當 作一個零件存在，且可以廣泛應用的構造」。 而如後述，藉由樹脂、銅系合金、或是鋁系合金等的 非鐵系金屬的材料，有些是一開始就形成爲所需要的形狀 中介於軸孔的內周或軸部的外周的構造，有些是形成微薄 片狀，再捲繞在軸孔的內周或軸部的外周的構造。可是， 像皮膜形成、塗敷、火焰噴塗、蒸鍍等等，是可以本身單 獨作爲一個零件存在，且可以廣泛應用。 作爲軸襯的具體材料，最好是使用彈性係數小於上述 軸孔構件與軸部的彈性係數的材料。例如像樹脂、銅系合 金（包括黃銅）、鋁系合金等。特別像樹脂，是低成本且 谷易使用，並且使用壽命較筒。而且雖然使用在滑動軸承 的用途的薄片材料是市面販售的材料，也要確認是將其切 斷成適當的大小來加以捲繞。 -5 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

- Μ si -7 - 505743 A7 _ B7 ___ 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 軸襯可以固定在軸孔的內周或軸部的外周的任何一側 ，在有斷層作用等的適當的軸方向移動限制手段的時候， 沒有特別加以固定也沒關係。 【.發明實施型態】 以下根據圖面，來詳細說明本發明的實施型態的例子 〇 在這個實施型態中，本發明是適用於用來將沒有圖示 的馬達的馬達軸連結到減速器的輸入軸的聯軸節的部分。 在第1圖及第2圖中，圖號2是用來連結沒有圖示的 馬達的連接外殼，4是減速器R的輸入側外殻。這個連接 外殻2與輸入側外殼4是藉由螺栓6而被連結在一起，減 速器的輸入軸（軸孔構件）8是延伸到各個外殼2、4的 圓環部2 A、4 A的內部。這個延伸的部分，也就是在減 速器R的輸入軸8的基端部分，則形成了該輸入軸8與馬 達軸1 0 (參照第2圖，在第1圖省略圖示）的聯軸節部 C (後述）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 減速器R主體是習知的構造，由於與本發明沒有直接 關係所以簡單地加以說明。 這個減速器R是具備有：設置在輸入軸8的外周與該 輸入軸8 —體地旋轉的偏心體1 2、中介著軸承1 4而被 安裝在該偏心體1 2的外周，且可對輸入軸1 〇進行偏心 旋轉的外齒齒輪1 6、及內接嚙合於該外齒齒輪1 6且兼 具外殻功能的內國國輪1 8。在外齒齒輪1 6的外周是設 本紙張尺度適用中.國國家標準( CNS )八4祕（210X297公釐） *- - 8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505743 A7 _ B7_ 五、發明説明（6 ) 置有餘擺線齒形或圓弧齒形等的外齒部，在內齒齒輪1 8 的內周則設置了由外銷栓1 8 A所構成的內齒部。在外齒 齒輪1 6則設置有複數個內銷栓孔1 6 A ,而從輸出軸 2 2的凸緣部2 2 A突出的內銷拴2 4則滑嵌在這裡。藉 此，外齒齒輪1 6的自轉動作會經由內銷栓2 4而傳達到 輸出軸2 2，則可以因應外齒齒輪1 6、內齒齒輪1 8的 齒數而實現所需要的減速效果。 接下來將觀點回到輸入軸8的聯軸節部C的附近。合 倂參照第2圖、第3圖來詳細說明該部分的構造。 輸入軸（軸孔構件）8是以鐵系金屬的材料所形成， 其基端側（馬達側）是被大徑化，其內徑稍微較馬達軸 1 0的外徑要大的內徑的軸孔8 A則從馬達側被形成。在 軸孔8 A則在軸方向形成了鍵溝8 K。 另一方面，馬達軸10也是以鐵系金屬的材料來形成 ，在這個馬達軸1 0也是在軸方向形成了鍵溝1 0 K。將 溝鍵3 0插入到兩鍵溝8 K、1 〇 K，則馬達軸1 〇側的 動力會以馬達軸1 0的鍵溝1 0 K、溝鍵3 0、及輸入軸 8的鍵溝8 K的經過路線傳達到輸入軸8側。也就是說， 在這個賓施型態中是以馬達軸1 0的鍵溝1 0 K、溝鍵 3 0、及輸入軸8的鍵溝8 K來構成了動力傳達部T。 動力傳達部T僅形成在圓周方向的其中一部分，剩下 的大部分是讓鐵系金屬的馬達軸1 〇的外周與鐵系金屬的 輸入軸8的軸孔8 A的內周以「鬆配合」的方式接觸在一 起。這樣還是可能產生磨耗，所以在這個實施型態，在輸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（UOX297公釐） 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

- 9- 505743 A7 B7 五、發明説明（7 ) 入軸8的軸孔8 A的內周與馬達軸1 〇的外周之間，是中 介著第2圖、第3圖所示的樹脂製（非鐵系金屬）的軸襯 4 0° 這個軸襯4 0，其整體是形成爲大致圓筒狀，是把相 稱於鍵溝8 K、1 0 K的部分朝軸方向切斷。軸襯4 0的 外周徑Db是被設定成稍大於軸孔8A的內周徑dh( Db>dh)。可是由於可以利用樹脂的彈性在稍小於其 外周徑D b的狀態下插入到軸孔8 A內，然後藉由在使軸 孔8 A的鍵溝8 K與軸襯4 0的切斷部4 0 A的相位一致 的狀態下撐開之前的縮小狀態，而可以容易地將其插入固 定到軸孔8 A的內周。 軸襯4 0的半徑方向的厚度W，爲了避免由於該軸襯 4 0的存在而造成溝鍵3 0的強度降低，所以是被控制在 馬達軸1 0的外周徑D m的1 〇 %以下。 軸襯4 0的內周徑d b是作成稍大於馬達軸的外周徑 Dm的尺寸（db>Dm),而可以容易地組裝分解（鬆 配合）。 軸襯4 0的軸方向長度L，在這個實施型態中是與軸 孔8 A的外周面的軸方向長度（全長）L 〇相同（參照第 1圖）。 圖中的圖號5 0、5 2是螺栓孔，是藉由將埋入式的 螺栓（沒有圖示）鎖入，是用來限制溝鍵3 0的軸方向的 移動及軸襯4 0的軸方向的移動。 這種實施型態，因爲具有這種構造，所以由馬達軸 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、*!! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - 10- 505743 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ 0至踰入軸8的動力傳達，和以前一樣，是以馬達軸 1 0的鍵溝1 Ο κ、溝鍵3 0、及輸入軸8的鍵溝8 κ的 經過路線，在所有的鐵系金屬的材料之間進行。因此，在 強度上並不會發生甚麼問題。 另一方面，在容易產生磨耗的部分由於中介著樹脂製 的軸襯4 0，隔絕了鐵系金屬的材料彼此的接觸，而可以 有效地防止磨耗。也可以解釋成是樹脂的彈性係數比鐵系 金屬材料的彈性係數大很多這樣的關係。而可以防止磨耗 ，而不會產生過大的微動磨損，或是產生軸襯40與馬達 軸1 0固定在一起很難分解這樣的問題。 軸襯4 0的材料（在這個實施型態中）雖然是樹脂， 是「單件構件」，由於不會產生剝離這樣的狀態，所以即 使長時間的運轉也不會減低防止磨耗的效果。 而且，利用樹脂的彈性就可以非常容易地進行軸襯 4 0的安裝，而在安裝好軸襯之後，也可以很簡單地進行 馬達軸的插入（藉由鬆配合）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且樹脂製的軸襯4 0是可以很廉價地製造，或非常 容易得到，由於傳統構造的改變非常少，可以實施該構造 而不會造成成本的上升。 在上述的實施型態中，雖然是採用樹脂來作爲軸襯 4 0的材料（主要是考量成本方面與廣泛應用性），而本 發明的軸襯的材料，並不用—定要使用樹脂，只要不要是 鐵系金屬的材料即可。也就是說，例如像黃銅等的銅系合 金、或是鋁系合金等都可以。 本紙¥尺度適用中國國家CNS) A4規格(2ΐ〇χ297公釐）---_ -11 - 505743 A7 B7 五、發明説明（9 ) 藉由發明者的試驗，在第3圖如假想線所示，將市面 上販售的作爲滑動軸承的用途的薄片狀的材料S h切斷成 適當的大小，使用這個將其捲繞在軸部側面也可以得到同 樣的效果。而當然的，本發明的軸孔與軸部，在兩者之間 並不會產生滑動（相對運動）。不如說是由於兩者不會滑 動，才會造成很容易產生磨耗，而要用來防止這個磨耗， 這個滑動軸用薄片材料S h是可達到很有效的效果。這個 滑動軸用的薄片材料s h，（由於在市面上就買的到）是 很容易入手，，且由於可以很有彈性地對應各種軸徑或軸 長，所以從容易實施的觀點來看是很好的材料。 且在上述的實施型態中，雖然是將軸襯40的軸方向 長度L b作成與軸孔8 A的外周面的軸方向長度（全長） L 〇相同，而並不需要一定要在軸孔的內周與軸孔的外周 的軸方向的整個面都有軸襯，也可以讓軸襯只在其中一部 分。而在只配置在軸方向的其中一部分的情況，就要設置 在半徑方向的細微震動容易產生的部位（例如端部C 1的 附近）。 而針對圓周方向，在上述實施型態，除了動力傳達部 T之外，全體都有軸襯4 0，可是僅使其存在於其中一部 分也可以。 在上述的實施型態中，雖然輸入軸8與馬達軸1 〇的 動力傳達是藉由鍵溝8K、1 0K與溝鍵3 0的卡合來實 現，而本發明的軸孔構件與軸部的動力傳達構造並沒有限 定於這種構造，例如像習知技術中所提到的，用D字型的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 505743 A7 B7 五、發明説明（10 ) 結合構造或由半徑方向將銷栓或螺栓埋入的構造也可以。 每一種都是經由形成於圓周方向的其中一部分的動力傳達 部來進行動力傳達的構造，雖然這些構造還是會產生磨耗 ，而可以藉由使用本發明來防止磨耗的產生。 在上述的實施型態中，雖然是利用軸襯4 0的彈性來 將該軸襯4 0壓接固定在軸孔8 A的內周面，而軸襯的固 定方法並不一定要限定於這個方法。例如，也可以在上述 的構造兼用黏接的方法讓其不會脫落下來，而在藉由斷層 部、或擋塊等而能夠限制軸襯的軸方向的移動的情況，就 不見得一定要固定。也可以將處於安裝著固定在馬達軸側 的軸襯的狀態的馬達軸插入到軸孔內也可以。 【發明效果】 藉由本發明，則能夠以簡單且低成本的構造來防止在 軸孔的內周與軸部的外周之間所產生的磨耗，並且，可以 長時間:地維持這個磨耗防止效果。 【圖面說明】 第1圖是顯示軸孔構件與軸部的結合構造所適用的減 速器的縱剖面圖。 第2圖是沿著第1圖的π — η線的端視放大剖面圖。 第3圖是顯示軸襯的形狀的立體圖。 【圖號說明】 本紙張尺度適用中酬家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) 一 一 -13- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505743 A7 B7 五、發明説明（11 ) 8 :輸入軸（軸孔構件） 8 A :軸孔 8 K :鍵溝 1 0 :馬達軸 Γ 0 A :鍵溝 3 0 :溝鍵 4 0 :軸襯 C:聯軸節部 T :動力傳達部 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14-

Claims (1)

1. 505743 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍1 1 · 一種軸孔構件與軸之結合構造，是讓具有軸孔的 鐵系金屬的軸孔構件、與中介著些許的間隙嵌合於該軸孔 構件的軸孔內的鐵系金屬的軸部，是中介著形成於圓周方 向的其中一部分的動力傳達部而可傳達動力地被結合在一 起的軸孔構件與軸之結合構造，其特徵爲： 在上述軸孔的內周部與上述軸部的外周部之間的上述 動力傳達部以外的部分，在上述軸孔的內周部與上述軸部 的外周部之間的至少其中一部分，是中介著由非鐵系金屬 的材料所製成的軸襯。 2 ·如申請專利範圍第1項的軸孔構件與軸之結合構 造，其中是使上述軸襯僅中介於上述軸孔的內周與上述軸 部的外周之間的軸方向的其中一部分。 3 .如申請專利範圍第1或2項的軸孔構件與軸之結 合構造，其中是採用彈性係數較上述軸孔構件及軸部的彈. 性係數更小的材料來作爲上述的軸襯。 4 ·如申請專利範圍第1或2項的軸孔構件與軸之結 合構造，其中是採用樹脂、銅系合金、或鋁系合金來作爲 上述的軸襯。 5 ·如申請專利範圍第1或2項的軸孔構件與軸之結 合構造，其中是選擇了使用於滑動軸承的用途的薄片材料 來作爲上述的軸襯。 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

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