TWI224657B - Compression elastic coupling device - Google Patents

Description

1224657 Ο) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種具有彈性構件的彈性聯結裝置，可 減少例如柴油引擎驅動力的變動。具體言之’本發明係有 關一種壓縮彈性聯結裝置，藉由壓縮設於輸入及輸出軸之 間的彈性構件來傳輸動力。 【先前技術】 習知壓縮彈性聯結裝置包含一例如揭示於日本JP-A 第2 7 1 42/1 995號的裝置。該裝置是一雙扭力彈性聯結裝 置，包含具有一低扭力剛性且配設於中間的低剛性彈性構 件，及具有一高扭力剛性且配設於周圍的高剛性彈性構件 。當扭矩低時，動力經由低剛性彈性構件自一驅動凸緣傳 遞至一從動構件。當負荷高時，動力經由低剛性及高剛性 彈性構件兩者自該驅動凸緣傳遞至從動構件。 其他習知裝置B、C及D分別揭示於德國2624 5 00、 29716165及3432436專利中。此等習知裝置A、B、C及 D具有下述缺失。 裝置A :由於裝置A的低剛性及高剛性彈性構件兩者 未被固定的固持，輸入軸及輸出軸之間將會因彈性構件老 化導致的塑性收縮而發生相互的晃動。由於彈性構件是軸 向配置於介於驅動側及從動側之間的空間內，故爲了將彈 性構件倂入裝置A或更換彈性構件時，需要巨大的敞口 空間以將一機器軸向移動於驅動側上，及將一機器軸向移 -4 - (2)1224657 動於從動側上。裝置A的檢查工作繁複，且難以維護。 由於彈性構件未被冷卻，故彈性構件易因疲乏而退化。

裝置B及C :設於輸入軸（驅動軸）及輸出軸（從動 軸）之間的彈性構件未被機械式固定，因此，輸入軸及輸 出軸之間將會因彈性構件老化導致的塑性收縮而發生相互 的晃動，而產生噪音，且輸入軸施加一衝擊負荷在輸出軸 上。裝置B及C甚重。彈性構件無法簡易的檢測因老化 發生的退化。由於彈性構件是軸向配置於介於輸入軸及輸 出軸之間的空間內，故爲了將彈性構件倂入裝置B及C 或更換彈性構件時，需要巨大的敞口空間以將一機器軸向 移動於輸入軸側，及將一機器軸向移動於輸出軸側上。裝 置B及C的檢查工作耗時，且難以維護。由於彈性構件 未被冷卻，故彈性構件易因疲乏而退化。

裝置D :雖然在輸入軸及輸出軸之間的彈性構件的方 向及配置未揭示於說明書內，但由圖式可知彈性構件是軸 向配置的。因此’如上述裝置A、B及C 一般，在輸入軸 側的機器及在輸出軸側的機器需相互軸向移動，以形成一 巨大敞口空間以更換彈性構件。裝置D的檢查工作耗時 ，且難以維護。由於裝置D未設有任何冷卻機構以冷卻 彈性構件，故彈性構件易因疲乏而退化。 【發明內容】 本發明旨在改良上述習知彈性聯結裝置的缺失，本發 明提供一種壓縮彈性聯結裝置，可防止彈性構件因老化而 -5- (3)1224657 發生構件之間形成間隙，及所導致的噪音，可防止包含在 彈性構件內的金屬部分的接合面之間的腐蝕，及延長彈性 構件的壽命，具有改良的耐久性、輕質，不需在更換彈性 構件時栘動相關的機器，便利更換彈性構件的工作，及檢 測彈性構件的老化，且具有絕佳維護性。

依據本發明，其提供一種用以連接一驅動軸及一從動 軸的壓縮彈性聯結裝置，在驅動軸及從動軸末端之間軸向 配置有一特定軸向距離，該壓縮彈性聯結裝置包含：固定 的安裝至驅動軸一端的驅動凸緣，該驅動凸緣在其面對從 動軸的表面上設有以相等角度相間隔開配置的複數驅動凸 起；固定的安裝至從動軸端的從動凸緣，該從動凸緣在其 面對驅動軸的表面上設有以相等角度相間隔開配置的複數 從動凸起，俾設置於驅動凸緣的毗鄰驅動凸起之間；及動 力傳輸彈性構件，由驅動凸緣及從動凸緣的外周一側，朝 向驅動軸及從動軸的一中心軸線，徑向的插入形成於相毗 鄰的驅動凸起及從動凸起之間的空間內。 在本發明的壓縮彈性聯結裝置中，彈性構件係經由在 驅動凸緣及從動凸緣的外周開口的空間的敞口端，徑向的 插入形成於驅動凸起及從動凸起之間的空間內。該彈性構 件可藉徑向朝外拉出，自驅動凸緣及從動凸緣卸除，以便 以新的彈性構件來更換劣化的彈性構件。因此，不需移動 在驅動軸側的驅動機器及在從動軸側的從動機器，以更換 彈性構件。故彈性構件可在短時間內輕易的被更換。彈性 構件的狀態，如在負荷下及老化程度的狀態，可自驅動凸 -6 - (4) (4)1224657 緣及從動凸緣外側觀察得到，而可簡易的決定需更換彈性 構件的時間。因此，壓縮彈性聯結裝置具有絕佳的檢測性 及維護性。 較佳者，各彈性構件具有一彈性本體，及連接至該彈 性本體的槪呈板狀的固持墊，彈性本體的側面面向驅動凸 起及從動凸起，固持墊係分別以螺栓固繫至驅動凸起周邊 部分及從動凸起的徑向中央部分。 在本發明的壓縮彈性聯結裝置內，連接至彈性本體的 固持墊係例如藉硫化彈性構件的驅動凸起及從動凸起，且 固持墊係分別以螺栓固繫至驅動凸起周邊部分及從動凸起 的徑向中央部分。因此，即使是彈性構件劣化，也沒有間 隙形成於固持墊的接合面、傳遞動力的驅動凸起及從動凸 起之間，尤其是當扭矩改變時，故不會產生噪音，也可防 止驅動及從動凸起，及固持墊的腐蝕。扭矩彈簧常數可輕 易的藉改變固持墊厚度而改變。 較佳者，固持墊在其徑向中央部分具有一朝向彈性本 體的凸起。 在本發明的壓縮彈性聯結裝置內，熱自彈性本體一區 域傳遞至固持墊，該區域藉由固持墊的凸起擴大。此外’ 彈性本體的徑向及圓周向中央部分（此部分在作業時是整 體彈性本體內最高溫度者），較之彈性本體的其他部分更 接近固持墊。因此，彈性本體最熱部分可藉將熱自彈性本 體傳遞至固持墊而有效的冷卻。 此外，固持墊的凸起充當負荷限制器，以保護彈性構 (5) (5)1224657 件免除過渡的壓縮負荷；因爲固持墊的凸起會防止該對固 持墊相互過度的靠近。 一圓柱形罩蓋最好是連接至驅動凸緣或驅動凸起的任 一，或是兩者；或是從動凸緣或從動凸起的任一，或是兩 者。 圓柱形罩蓋充當一強化件，且將負荷散佈至凸起。因 此，凸起可小且輕，故壓縮彈性聯結裝置重量輕。 較佳者，至少驅動凸緣或從動凸緣的任一在靠近彈性 構件的位置設有冷卻空氣入口，且彈性構件及圓柱形罩蓋 具有複數冷卻空氣通路。 當壓縮彈性聯結裝置作業時，空氣經彈性構件周圍流 動，由彈性構件內側及外側，通過冷卻空氣通路以冷卻彈 性構件。因此，可延長彈性構件的壽命，且彈性構件可長 時間維持其原有功能，及長時間的穩定工作。 彈性構件的彈性本體最好是由天然橡膠、人造橡膠或 軟質樹酯製成。 因此，本發明的壓縮彈性聯結裝置適合多用途。 較佳者，各彈性構件是設於位在各驅動凸起相反側的 一對空間的其中之一內，且一彈簧構件設於該對空間的另 一內。 配具有柴油引擎的船在柴油引擎停止後不會馬上停車 ，而船的推進器軸會因慣性力而持續旋轉。因此，動力由 從動軸傳遞至驅動軸，反向扭矩作用在彈性聯結裝置上， 而拉力作用在彈性構件上。當彈性構件及彈簧機構設於位 -8- (6) 1224657 在驅動凸起相反側的空間內時，彈簧機構抗拒驅動凸起及 從動凸起之間的空間內的收縮，以防止彈性構件受拉力的 伸展。 一些彈性構件最好是具有阻尼功能的阻尼裝置。例如 ，六只彈性構件的三只彈性構件可以是阻尼裝置，如液壓 阻尼器或薄片彈簧。

採用阻尼裝置取代彈性構件可強化壓縮彈性聯結裝置 的阻尼效果。 彈性構件最好是設於位在驅動凸起一側的空間內。該 裝置另包含一間隙量測裝置，以量測驅動凸起一表面及相 鄰從動凸起一表面之間的空間，以決定彈性構件的彈性本 體的永久變形；其中該驅動凸起的該表面面對一位在驅動 凸起另一側上的空間，而該相鄰從動凸起的該表面面對位 在驅動凸起另一側的空間。

當彈性構件的彈性本體因老化而逐漸的塑性變形（收 縮）時，位在驅動凸起另一側的空間之寬度逐漸的增加。 因此，彈性構件的彈性本體的永久變形可藉量測該空間之 寬度來決定。由於彈性構件僅設於位在驅動凸起一側的空 間內以傳遞動力，故壓縮彈性聯結裝置重量輕。即使，例 如在啓動引擎、停止引擎、或改變作業速度通過一諧振點 ，而產生過度的拉力負荷時，驅動凸起及從動凸起的後表 面充當一負荷限制器以限制拉力負荷不致低於一容許値。 【實施方式】 -9- (7) (7)1224657 參圖1及2，在第一實例的壓縮彈性聯結裝置1，設 於驅動軸5 1及從動軸5 2之間。一凸緣5 1 a與驅動軸5 i 一端一體成形。驅動凸緣2藉複數以相等角度相間隔開的 螺栓2 a固繫至凸緣5 1。從動軸5 2與驅動軸5 1末端間隔 一特定距離，且被支承成與驅動軸5 1同軸向的旋轉。從 動軸5 2的端部套入形成於一小凸緣3內的中間孔3 &內， 且凸緣3及從動軸5 2係藉一鍵4互鎖。凸緣3與從動軸 5 2 —起旋轉。一大從動凸緣5藉複數螺栓6固繫至小凸 緣3的內表面，即面對驅動軸5 i的表面。複數冷卻空氣 入口 7貫穿凸緣3及5的中央部分。 複數具有大致三角形剖面的驅動凸起8 (本實例爲5 只驅動凸起）由驅動凸緣2朝從動凸緣5伸突。複數具有 大致三角形剖面的從動凸起9 (本實例爲5只從動凸起） 由從動凸緣5朝驅動凸緣2伸突。驅動凸起8相互以相等 角度相間隔開配置於驅動凸緣2的內表面上。從動凸起9 相互以相等角度相間隔開配置於從動凸緣5的內表面上。 當驅動凸緣2及從動凸緣5設定位時，驅動凸起8及從動 凸起9係圓周向的交替配置。各驅動凸起8及在驅動凸起 8 —側的從動凸起9構成一動力傳遞組。一寬廣空間C形 成於各動力傳遞組的驅動凸起8及從動凸起9之間，而一 狹窄空間D形成於動力傳遞組的從動凸起9及相毗鄰的 動力傳遞組的驅動凸起8之間。 一彈性構件1 〇插入各動力傳遞組的驅動凸起8及從 動凸起9之間的空間C內。彈性構件1 〇具有一由天然橡 -10- (8) (8)1224657 膠製成’且形狀槪呈長方平行六面體的彈性本體1 1，及 一對槪呈板狀的固持墊1 2，分別固繫至彈性本體1 1的相 對側面。各固持墊1 2具有一沿其周圍延伸的接合部1 2a ，接合部1 2 a具有一孔以接納螺栓。固持墊]2在其徑向 中央部分具有一配具有螺紋孔的凸起1 2b。一固定螺釘1 3 螺入凸起1 2b的螺紋孔。彈性本體i 1及該對固持墊1 2藉 硫化來相互連接。彈性構件1 0插入各動力傳遞組的驅動 凸起8及從動凸起9之間的空間C內，且螺栓14螺入通 過固持墊1 2接合部12a的孔，及形成於凸起8及9外表 面的孔，以將固持墊1 2固接至凸起8及9。凹部8 a及9 a 形成於分別面對空間D的驅動凸起8及從動凸起9的側 面的中間部分。深入凹部8a及9a，以接納固定螺釘1 3 的孔1 5係形成於驅動凸起8及從動凸起9內，以垂直的 延伸向固持墊1 2。固定螺釘1 3螺穿形成於固持墊1 2凸 起1 2b內的螺紋孔內的孔1 5，以將固持墊1 2分別固接至 凸起8及9的內表面。 在第一實例中，一間隙量測裝置25置於形成於驅動 凸起8面向狹窄空間D的側面的徑向外部內的間隙量測 孔19內。 各彈性本體1 1設有複數相互軸向間隔開的冷卻空氣 口 21，及嵌入冷卻空氣口 21的金屬管。 一圓柱形罩蓋沿圓周相等的分割成五區段1 6。圓柱 形罩蓋的五區段1 6藉螺栓1 7固接至驅動凸起8的外表面 。冷卻空氣出口 1 8形成於各區段1 6的圓周向中間部，以 -11 - (9) (9)1224657 分別對應冷卻空氣口 2 1。一間隙量測孔20設於區段1 6 內以與間隙量測裝置2 5相對應。 以此方式構製的壓縮彈性聯結裝置的作業將於下文中 詳述。 參圖1，當一驅動裝置啓動時，設有驅動凸起8的驅 動凸緣2開始沿箭頭所不方向逆時針旋轉。之後，彈性構 件1 0的彈性本體1 1被壓縮，而扭矩經驅動凸起8傳遞至 從動凸起9。因此，小凸緣3，從動凸緣5及驅動軸5 2旋 轉。 在此狀態下，空氣經冷卻空氣入口 7流入凸緣2及5 之間的空間內，流通彈性本體1 1的空氣口 2 1，及經圓柱 形罩蓋的區段1 6的冷卻空氣出口 1 8朝外流出。因此，彈 性本體1 1在壓縮彈性聯結裝置1作業時持續的被冷卻， 而可減緩彈性本體1 1的疲勞退化。彈性本體1 1會因老化 而劣化及收縮。然而，由於該對固持墊1 2是藉硫化而牢 固的連接至彈性本體1 1的相反側面，且固持墊1 2是藉螺 栓及固定螺釘1 3固接至凸起8及9，故彈性本體1 1不會 自固持墊12分離，而固持墊12的接合面及凸起8及9不 會受到腐蝕。 隨著時間造成彈性本體Π的收縮，在凸起8及9之 間的空間D的寬度會隨著各動力傳遞組的凸起8及9之 間的空間C寬度的遞減而遞增。空間D寬度的增加係由 間隙量測裝置25來量測，且可經間隙量測孔20通過彈性 本體1 1目視確定。 -12- (10) (10)1224657 圖3及4顯示本發明第二實例的壓縮彈性聯結裝置 1 ’’該壓縮彈性聯結裝置p大致與第一實例的壓縮彈性聯 結裝置1相同，故僅敘述不同處。圖3顯示與圖1相應的 壓縮彈性聯結裝置1，的片斷剖面圖，而圖4顯示與圖2 相應的壓縮彈性聯結裝置1，的片斷剖面圖，其中相對應 的元件以相同的標號顯示。 圖3及4中，凹部8 a及9a形成於分別面對空間D的 驅動凸起8及從動凸起9的側面。如圖4所示，具有一 U 形剖面的彈簧固定槽2 2分別形成於驅動凸起8的凹部8 a 及從動凸起9的凹部9a的軸向相反側邊上。如圖3所示 ’壓縮線圈彈簧2 3置於彈簧固定槽22內，以跨越空間D 延伸’及在驅動凸起8及從動凸起9之間被壓縮。 在壓縮彈性聯結裝置1，中，壓縮線圈彈簧23在空間 D的所有空間內延伸，且彈性構件丨〇是置於空間c內。 因此，介於相毗鄰凸起8及9之間的距離不易改變且保持 一定。假設柴油引擎是安裝於船上，船在柴油引擎停止後 不會馬上停車，而船的推進器軸會因慣性力而持續旋轉。 因此，動力由從動軸5 2傳遞至驅動軸5 1，反向扭矩作用 在壓縮彈性聯結裝置1 ’上，而使壓縮彈性聯結裝置1 ’順 時針（即與圖1所示方向相反的方向）旋轉；而拉力，非 壓縮力，是作用在彈性本體1 1上。由於在空間D內延伸 的受壓縮的壓縮線圈彈簧23，會抗拒在驅動凸起8及從 動凸起9之間的空間D內的收縮，而可以防止彈性本體 1 1的延伸，進而延長彈性本體1 1的使用壽命。 -13- (11) (11)1224657 圖5顯示本發明第三實例的壓縮彈性聯結裝置1 ”的 剖面圖，該壓縮彈性聯結裝置〗，，大致與第一及第二實例 的壓縮彈性聯結裝置相同，故相對應的元件以相同的標號 顯示，且僅敘述不同處。 參圖5，壓縮彈性聯結裝置丨”設有六組各包含界定一 空間C的驅動凸起8及從動凸起9之動力傳遞組。因此， 壓縮纟早性聯結裝置1 ”具有六個空間C。三只彈性構件1 〇 ，及三只液壓阻尼器2 4或薄片彈簧（未示）係交替的配 置於六個空間C內。 彈性構件1 0及具有阻尼功能的液壓阻尼器2 4的交替 配置，施予壓縮彈性聯結裝置一增強的阻尼能力。因此， 壓縮彈性聯結裝置1”可順利的吸收柴油引擎扭矩的差異 ，及順利的自驅動軸5 1傳遞動力至從動軸5 2。 雖然本發明以三個實例敘述，但包含下列各種改變及 修飾是可行的： (1 )可省略具有固接至驅動凸起8之區段1 6的圓柱 形罩蓋，以簡化壓縮彈性聯結裝置的結構，及強化彈性本 體的冷卻效果。圓柱形罩蓋的區段1 6可固接至從動凸起 9或固接至驅動凸緣2及驅動凸起8。 (2 )彈性本體可由任何適當的材料製成，如人造橡 膠或軟質樹酯。 (3 )本發明的壓縮彈性聯結裝置不僅可用於傳輸系 統，以將柴油引擎的動力傳遞至船的推進器，也可用於傳 遞發電機及建築機器的動力。 -14- (12) 1224657 (4 )可供熱自彈性本體傳遞至固持墊的一區域是藉 由固持墊1 2的凸起1 2 b擴大之。此外，彈性本體1 1的徑 向及圓周向中央部分（此部分在作業時是整體彈性本體 1 1內最高溫度者），較之彈性本體1 1的其他部分更接近 固持墊1 2。因此，彈性本體1 1最熱部分可藉將熱自彈性 本體1 1傳遞至固持墊而有效的冷卻。

(5 )固持墊1 2的凸起1 2b充當負荷限制器，以保護 彈性構件1 〇免除過渡的壓縮負荷；因爲固持墊1 2的凸起 1 2b會防止該對固持墊1 2相互過度的靠近。 本藝之人士可對上述實施例進行修飾、增加或刪減， 但此等作爲仍應視爲在本發明之精神及範疇內。 【圖式簡單說明】

圖1係本發明第一實施例的壓縮彈性聯結裝置的部分 切割的前視圖，顯示壓縮彈性聯結裝置連接至在柴油引擎 側邊的驅動軸及從動軸。 圖2係沿圖1的B— B線截取得的剖面圖。 圖3與圖1對應，係本發明第二實施例的壓縮彈性聯 結裝置的片斷剖面圖，與第一實例的壓縮彈性聯結裝置相 對應。 圖4是一片斷剖面圖，與顯示於圖3的壓縮彈性聯結 裝置的圖2相對應。 圖5是本發明第三實例的壓縮彈性聯結裝置的片斷剖 面圖。 -15- (13) (13)1224657 主要元件對照表 1 壓縮彈性聯結裝置 1 ’ 壓縮彈性聯結裝置 1” 壓縮彈性聯結裝置 2 驅動凸緣 2a 螺栓 3 凸緣 4 鍵 5 從動凸緣 6 螺栓 7 冷卻空氣入口 8 驅動凸起 8a 凹部 9a 凹部 9 從動凸起 10 彈性構件 11 彈性本體 12 固持墊 12a 接合部 12b 凸起 13 固定螺釘 〜14 螺栓 15 孔 -16 (14)1224657 16 段 17 螺 栓 18 冷 卻 空 氣 出 □ 19 間 隙 量 測 孔 20 間 隙 量 測 孔 2 1 冷 卻 空 氣 □ 22 彈 簧 固 定 槽 23 壓 縮 線 圈 彈 簧 24 液 壓 阻 尼 器 25 間 隙 量 測 裝 置 5 1 驅 動 軸 52 從 動 軸

Claims (1)

1. (1) (1)1224657 拾、申請專利範圍 1 · 一種壓縮彈性聯結裝置，用以連接一驅動軸及一從 動軸’而驅動軸及從動軸末端之間軸向配置有一特定軸向 距離，該壓縮彈性聯結裝置包含： 一驅動凸緣’固定的安裝至驅動軸一端，該驅動凸緣 在其面對從動軸的表面上設有複數以相等角度相間隔開配 置的驅動凸起； 一從動凸緣，固定的安裝至從動軸末端，該從動凸緣 在其面對驅動軸的表面上設有複數以相等角度相間隔開配 置的從動凸起，俾設置於驅動凸緣的毗鄰驅動凸起之間； 及 動力傳輸彈性構件，由驅動凸緣及從動凸緣的外周一 側，朝向驅動軸及從動軸的一中心軸線，徑向的插入形成 於相毗鄰的驅動凸起及從動凸起之間的空間內。 2 ·根據申請專利範圍第1項之壓縮彈性聯結裝置，其 中各彈性構件具有一彈性本體，及連接至該彈性本體的槪 呈板狀的固持墊，彈性本體的側面面向驅動凸起及從動凸 起，固持墊係分別以螺栓固繫至驅動凸起周邊部分及從動 凸起的徑向中央部分。 3 .根據申請專利範圍第2項之壓縮彈性聯結裝置，其 中固持墊在其徑向中央部分具有一朝向彈性本體的凸起。 4 .根據申請專利範圍第1項之壓縮彈性聯結裝置，其 中一圓柱形罩蓋是連接至驅動凸緣或驅動凸起的任一，或 是驅動凸緣或驅動凸起兩者；或是連接至從動凸緣或從動 -18- (2) 1224657 凸起的任一，或是從動凸緣或從動凸起兩者。 5 ·根據申請專利範圍第4項之壓縮彈性聯結裝置，其 中驅動凸緣或從動凸緣的其中任一在靠近彈性構件的位置 設有冷卻空氣入口，且彈性構件及圓柱形罩蓋具有複數冷 卻空氣通路。 6 ·根據申請專利範圍第1項之壓縮彈性聯結裝置，其

   中彈性構件的彈性本體是由天然橡膠、人造橡膠或軟質樹 酯製成。 7.根據申請專利範圍第1項之壓縮彈性聯結裝置，其 中各彈性構件是設於位在各驅動凸起相反側的一對空間的 其中之一空間內，且一彈簧構件設於該對空間的另一空間 內0 8 ·根據申請專利範圍第1項之壓縮彈性聯結裝置，其 中一些彈性構件是具有阻尼功能的阻尼裝置。

   9 ·根據申請專利範圍第1項之壓縮彈性聯結裝置，其 中彈性構件設於位在驅動凸起一側的空間內，且 其中該裝置另包含一間隙量測裝置，以量測驅動凸起 一表面及相鄰從動凸起一表面之間的空間，以決定彈性構 件的彈性本體的永久變形；其中該驅動凸起的該表面面對 一位在驅動凸起另一側上的空間，而該相鄰從動凸起的該 表面面對位在驅動凸起另一側的空間。 -19-