TWI338089B - Pronged sleeve-type flexible shaft coupling - Google Patents

Description

1338089 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ，發明係關於—種套筒式可撓性㈣器，用 1=Γ力;更特別地，本發明係關於-種具= : …穀的套筒式可撓性㈣器，且更明確地，係關 於一種又尖狀耦聯器，苴且古 . 其具有一個強化的彈性體套筒，而 二 有夕個可喃合於其間諸間隙的齒部、及多個位於 氣、政互鎖的叉尖上的溝槽。 【先前技術】 =各種可撓性彈性體套筒式聯軸器而傳送動力或旋 Α已知此種依賴套筒之剪力強度的聯軸器設 计貫例’有美國專利第6,283 868號及美國專利第 ，142,878號。剪切式套筒耗聯器一般具有適於附接至兩 個同軸的軸桿的-對相向的輪穀或端部塊件、及一個延伸 於兩個輪較之間且與其卡合的連接套筒。這些輪較愈套 經由多個沿著套筒之至少一部分内圍而軸向 -延伸的肋部 或齒部而卡合’用以唾合相向設置的端部塊件中的諸多溝 槽，以形成一個可撓性輕聯器組件。這些耗聯器一般可提 供震動隔離效果，且仍允許軸桿不對齊。 撓性套筒耗聯器之問題在於：彈性體齒部可能在 扭轉負載下而剪斷；在兩個相卡合的端部之間的區域中， 套筒本身可能被f切成二段；而且，在高速下，由於離心 力的緣故’套筒可能會膨脹或爆裂。增進齒部抗剪力性的 方法包括：以切碎或連續的纖維來強化彈性體；使用較高 97101440 6 1338089 強度的塑膠、複合物、或彈性體；或者，以纖維強化齒部。 保護套筒免於受離心力影響的方法包括：以張力繩強化套 简，使輪毅具有可供套筒卡入的環形凹穴（如美國專利第 5，_，5㈣所揭示）；以及，提供外部金屬帶（如美 利第3,362，191號所揭示）。防止套筒在輪較之間產生扭 轉及/或剪切之方法包括：使用一個内部公輪毅及-個外 部母輪數’在兩者之間卡合有環形套筒（如美國專利第 =7’m號所揭示)；增厚套筒之中間區域(如美國專利 二6’671,475號所揭示)；或者’使用具有徑 部或又尖之輪穀（如美國專利第5,295 91 1號所揭= 此，典型的商用套筒為相當厚且魔大笨重。這此剪 猎由在過度扭矩下彈性體套筒之失效，而提供 m ’雖然’有時候更加需要失效安全㈣ (fail-safe operation). 方向：利：多個輪穀’這些輪毅具有在圓周 門；，彈：俨-:“丨又穴’而在這些齒部之間具有很大的 間隙-彈性I件則可插人這些㈣内。在操作 '生體7C件在驅動齒部與從動齒 :齒=大的負載。假如彈性體==二 供失效安全傳動的方法，是提供堅= = 合元件可以是塗有彈性體的：：件’而此卡 5,660,591號）。因為彈性層美國專利第 器只提供非常小的可#性及#失效安全耦聯 扪J撓性及非常小的振動隔離。 97101440 7 〇7-25987Γ第3, 36G，962，號及日本㈣查專利公告第 的可撓：：中揭示一種又尖狀議，其具有含内齒 的、：，。每個叉尖具有-連㈣合於套筒中之齒部 之;!：二期間，彈性體元件在驅動又尖與從動又尖 二；張力狀態了。假如套筒故障失效的話可提供 玄一安全操作。雖然:已經揭示出各種實施例，但是，並^ :或敎導如何組合張力型操作的優點與擠壓型操作的優 使用二=進的耐久性、增進的扭矩等級、及/或藉由 使用較J材料而降低耦聯器尺寸。 ,,、，此’先，技術無法揭示一種具有強化彈性體套筒的又 =·聯益’其具有多個可喊合於其間諸間隙的齒部、及 互鎖的又尖上的溝槽。先前技術無法揭示一種具 有雙齒輪廓的耦聯器套筒。 【發明内容】 本發明係關於-種提供可撓性聯軸器的系統與方法，盆 佳的扭矩負載能力、失效安全操作、及扭矩振動阻 尼效果、且完全位於一個緊實的封裝結構内。 /發明係關於一種聯軸器，其具有一個可撓性環形套 ㈣端部塊件、及—個從動端部塊件。各端部塊 連接至一個軸桿，用以從一軸桿傳送運動及/或力量 至j另一軸桿。諸端部塊件具有多個軸向突出的又尖，被配 置成使得諸驅動又尖裝人或鬆弛地互鎖於諸從動又尖之 間的空間，而在每剩 5 '丨、ρς Θ 士· __ 裝配於鬆弛互鎖的具個間隙。套筒緊貼地 ㈣又尖之周圍。每個又尖在其外圍具有至 97101440 8 1338089 二：：：尖溝槽。兩個周圍邊緣中之任一者或二者可被塑 鄰槽側緣’而且’在相鄰又尖上的各組兩個相 緣可形成-個間隙溝槽。套筒具有多個内齒，立 ί = Γ槽齒部及多個間隙齒部。諸又尖溝槽及溝槽齒 邠相嚙a，而間隙溝槽與間隙齒部相嚙合 的溝槽數量可以是-個、兩個、或更多。㈣又大上 本發明亦關於—種用於聯㈣的可撓性套筒具有多個 溝槽齒部，其尺寸不同於間隙齒部。溝槽齒部可以比間隙 齒部為大。齒部間距可以是固定的。一定數量的溝槽齒部 可以與單-間隙齒部相錯開。該數量可以是—個、兩個、 或更多。 本發明的實施例可以在每個端部塊件上具有兩個到六 十四個又尖，或者在母個端部塊件上具有四個到十二個又 此等又尖可以從一個整體上圓柱形支架之圓形端面上 突出，或者，此等叉尖可以被附接至此支架之外圓柱形表 面上。 在本發明的實施例中，諸多鬆弛地裝配的又尖之間的間 隙或空間，包含諸互鎖的叉尖周圍的大約15%到大約2〇% 之間的範圍。在其他實施例中，諸間隙可以包含諸互鎖的 叉尖之整個周圍的大約5%至大約50%、或大約ι〇%至大約 30%。 在本發明的其他實施例中，可撓性套筒可以具有：一個 環开> 彈性體或塑膠本體；以及’鑛齒狀内表面上的一層織 物、後表面上的織物、本體内的纖維填入材料、及本體内 97101440 9 1338089 植入的張力繩或織物其中之一者。彈性體本體可以由橡 ，、塑膠、或其類似物、或其組合物所製成。套筒可以是 夕個套筒區段，而這些套筒區段係轴向地並排配置在諸端 部塊件之互鎖的叉尖周圍。套筒也可以由單一種彈性體材 料所製成，且也可以沒有纖維強化物。 本發明亦關於一種叉尖狀聯軸器，在其諸叉尖之端部上 具有定位垂片，有助於非目視組裝（blind assembiy)。 上述說明已經概述了本發明相當廣泛的特色與技術優 點，以便能更加容易了解後續的詳細說明。以下，將詳述 形成本發明申請專利㈣標的之其料色錢點。要知道 的是，對於熟知此項技術者來說，上述概念與特定實施例 可以繼續被用來修改或料成其他結構，而實現出本發明 的相同用途。亦要知道的是，對於熟知此項技術者來說， 讀的等效結構並未㈣隨附中請專利範圍所提出的本 發明之精神與範圍。當伴連結圖而參考以下的詳細說明 時’可更加清楚了解到作為本發明特徵的新穎特點以及立 他目的與優點，同時針對其組織及操作方法。然而，這此 圖式僅作為例示及說明之用，並非用以界定本發明之範 圍。 f實施方式】 隨附圖式係合併於說明書中成為其一部分，其中類似的 讀符號標示出類似的部件’例示本發明實施例，並與說 明書之描述一起用來解釋本發明的原理。 圖1顯示本發明實施例之分解立體圖。在圖！中，聯轴 97101440 丄糊89 器10具有兩個端部塊件12a和12b、及一個可撓性環形 套14套Λ 14具有多數個齒部15，而這些齒部15係 ♦從套筒之内表面徑向地朝内突出’且沿著套筒之寬度轴向 ，地延伸。此等齒部15可以是均一狀，或者可以具有兩個 或夕個不同的尺寸及/或形狀。每個端部塊件12a和1 2b =有多個又尖20，而這些叉尖係被附接至各別的端部支 =^63和16b並從該處突出。在圖1的實施例中，在每個 φ端j塊件上具有八個又尖20。每個端部支架可以被製作 成藉由諸如一個孔18而卡合住一根未顯示的軸桿（或者 其他功能上等效的旋轉構件或裝置，以下稱之 桿」）。 在：1的實施例中’每個叉尖2〇具有兩個沿著又尖外 圍之全長轴向地延伸的脊部22。因此，每個叉尖2〇在其 24圍.、有一個沿著又尖之全長轴向地延伸的又尖溝槽 。又尖20之外圍可以具有塑形的邊 6， =脊部22之外部側緣。雖然對於最大負載= ^最好母個叉尖具有單一溝槽，但是，也可以 =又尖W或更多個溝槽的實施例。因此，:= =[每個又尖可以具有三個或更多個㈣二 數i的更多個又尖溝槽’而且’套筒可以具有對應 者、溝槽齒部，而與單一間隙齒部相交錯。 ％ 配1=二之聯轴器時’端部塊件之又尖2〇鬆他地裝 且，套ϋΛ的端部塊件之諸又尖間的空間28内，而 5 、貼地裝配至鬆弛互鎖的諸又尖周圍。在相 97101440 1338089 鄰的每一對互鎖的叉尖· 得更為清楚，套筒丨4可以B具有兩種保=隙。圖2顯示 及間隙齒部-兩者呈交錯配兩置種齒二 之比例’等於每個又尖上的溝槽數量。因此。」：隙齒部 = 或位於其間的溝槽齒部之數I::::: 二=37與諸又尖，間I: 了溝槽回op 35係與又尖溝槽24相嚙人。田

:=22喷合於套筒溝槽39,而該等套筒溝槽：亦 為陸狀區域39。套筒14之齒部間距p，是從溝槽 ;5之尖端到鄰近的間隙齒部37之尖端的圓周距離。 此間距是在端部塊件之外徑上測量而得。 圖2之套筒14之實施例，顯示本發明套筒可以且有本 體31，而此本體31可以由彈性或彈性體材料所製：。例 如，套筒本體材料可以為例如橡膠 '塑膠、熱塑性彈性體 (TPE)、熱塑性胺基甲酸乙醋⑽）、或熱塑性硫化橡膠 (TPV)、或類似物。套筒可以包含單一均質材料或者， 彈性體材料可以混合於填入物、短纖維、增量劑、塑化劑、 抗氧化劑、抗臭氧劑、加工助劑、硬化劑、促進劑、助劑 (coagent)、或類似物。在齒狀傳動皮帶技術中所熟知的 諸如彈性體複合物及紡織品強化物等材料，可以被有利地 運用於此種套筒中。因此，例如，齒部侧3 2及/或背側 33可以具有紡織品或織物、織布或不織布等層，用以產 生齒部強化及/或抗磨損性。所使用的織物材料包括例如 棉、耐隆、聚酯、丙稀酸（樹脂）、芳族聚酿胺（纖 97101440 12 1338089 維）（aramid)、聚嗣、及其他合成與天然、纖維。本體31内 植入有I紡織品或纖維強化物，諸如，螺旋張力繩47， 而此張力繩47可lv b w ,、 0 了以疋玻璃（纖維）、芳族聚醯胺（纖 ⑷、碳（纖維）、、聚醋、人造絲（rayon)、 丙烯酸（樹脂）、耐隆、維尼隆（vinyl〇n)、金屬、或其他 纖維或紡紗、或其混合物。紡織品強化物可 理，以黏接至套筒本體之㈣> 又㈣處 .^及:。構，連同齒部輪廓，係揭示於美國專利第"Μ，繼 ==在此併入作為參考。主要為基於聚胺基甲酸醋 I他有用的套筒材料及結構，係揭示於美國專利公開第 簡/細咖號，其内容在此併入作為參考專L開第 耗聯器之端部塊件-般是由強物、堅硬的材料所製成， 將端部塊件裝附至轴桿上的上製程而形 描紅&, 于上的手奴並未爻限，而可以為鍵 才曰、軸向孔、螺紋、干涉配合（interferencefit)、緊 2絲、凸緣、螺栓、夹钳、削尖狀軸襯等類似物、或其組 。。可根據應用需要之不同，兩個端部塊件可不 ?手段而裝附至其各別的軸桿或旋轉裝置上。而且，二 :部塊件可以相對於凸緣、支樓元件、或類似物具有= 的細部結構，只要具有能夠彼 需要的特性即可。μ此互鎖且嗤合於撓性套筒所 圖3至5顯示本發明的第二實施例，其具有不同的又尖 ^配置結構。雖然第—實施例t之端部 大的圓盤狀支架…，其諸多又尖係從其圓形表；突Γ 97101440 13 1338089 $而’第二實施例中之端部塊件42則具有一個圓柱形支 木46 ’其諸叉尖5〇係附接於其外部的圓柱形表面上。大 、·勺半的又大内圍或底表面64係突出超過支架46 ,同 另半的叉尖則附接至支架4 6。因此，比起第一實 施例之70王犬出的又尖來說，第二實施例之又尖可顯著地 更加堅硬及/或強勒。另一方面，可以修改第二實施例， 而對第-實施例提供更多、更小的具有類似強度或硬度的 叉尖。圖4顯示耦聯器4〇，其具有兩個端部塊件42、43, 而與諸又尖周圍所安裝的撓性套筒14組裝在一起。套筒 14以局#切開的方式顯示以便更加清楚地顯示套筒η 内所植入的強化繩47、及鬆弛地互鎖的諸多叉尖之間的 又尖間隙60。可以使用選擇性的凸緣44及/或45,以防 止套筒之軸向移動。圓柱形的支架46具有孔利，其係例 不了對端部塊件内所結合的轴桿之不同的附接手段。圖^ :斤示的端部塊件42具有七個又尖5Q，各類 :塊件12中的人個叉尖。諸叉尖⑽之自由端至少在^ 廓的邊緣上具有斜面58，以㈣於將套筒組 塊件上、並降低在叉尖之端部上具有尖銳邊緣時 7生的套筒受損。如同在第—實施財所示， 具有齒部52a及52b、軸向溝槽54、及塑 - 本發明提供用以將具有些許程度不固 聯在—叔沾七^ 4的兩個軸桿耦 的方式。堵又尖之間的間隙6〇及套筒之可 可允許其調適角度上的軸桿不對齊或徑向上的 子背。圖5所示的底部間隙66及圖于不 闺4所不的端部間隙62 97101440 1338089 對於調適不對齊來說亦為必要„ . 則對於軸擇不科卞“ 要° _ 60、62、66越大， j玎y釉杯不對齊來說，就 、 尖之間的間隙60是最需要考 辛=器公差。諸叉 會影響間隙齒部在套的因素’因為，他們可能 例如，諸又，,、之門」 汁及/或喃合。在圖式中， , 穴a 4隙60大約為互鎖的又小卩之答 個周圍的15%到20%。間隙6〇可以士貞的又太^又之整 周圍的大約_ 5。%，或 ：：也為諸又尖之整個 調適軸向的舢々 、’ 0%至30%。耦聯器也可以 、釉白的軸#位移，這是因 套筒可以從-個凸緣44延伸至另：：：隙62能夠變化。 一或兩個凸，緣45,包括接觸 或操作期間，可確實地…此，在耦聯器之組裝及/ 確實地、准持％部間隙62。 負=:=高負载或扭矩的抵抗性。㈣器將 一個軸桿傳送至另一個轴 j成在套筒之不同區段中張力與擠簾力之组^可以; 皮 -個_㈣裝置(未顯 :=:。Λ桿或裝置(未顯示)。因此，端部塊* 動又\ ’而端部塊件43之又尖51是從 動又尖。％轉方向是圖中的大箭頭所示 似地如區域了所標示的耦聯器套' ρ 近 於溝槽^ ^齒部I而施加力量 齒#上（诸如㈣14之齒部35)，而此溝槽齒邻 响合於驅動又尖溝槽54a中。因此，套筒之溝槽齒部^ 97101440 15 1338089 承文了剪力。然後，齒部剪力從齒部被傳送至套筒本體 31及假如存在的張力繩上，而至少在位於驅動又尖齒部 52a與從動叉尖齒部59a之間的張力區段53中，在套筒 本體内產生張力。然後，張力便透過齒部剪力而從與從動 叉尖溝槽54b相嚙合的套筒齒部傳送至從動又尖齒部 59a。相對於旋轉方向，當驅動又尖拉動從動又尖時，橫 跨於每個驅動叉尖與其後面的從動又尖之間的間隙的套 筒後复區段’將會處於張力狀態。因此，總扭力負載被分 攤在諸多張力區段T之間，且張力區段的數量等於端部塊 ，上的叉尖數量。畲又尖數量為最大時，張力負載分攤為 取有效的。當諸溝槽齒部如實際一般大時，套筒之齒部剪 力容量會達到最大。因此，通常最好在每個又尖上具有單 一的大溝槽，然而，也可以使用其他數量的溝槽，例如， 兩個、或三到九個。 近似地在圖5中區域c所標示的輕聯器套筒之擠壓區 奴，其產生原因如下。前導的驅動又尖齒部52b之前導邊 緣57a推擠於間隙齒部（諸如套筒丨4之齒部37)之後复的 邊緣上，而該間隙齒部係。齒合於間隙溝槽55卜因此， =驅動叉尖推擠於從動叉尖上時，橫跨位於驅動又尖與其 二面的攸動又尖之間的間隙的套筒之每個區段會處於擠 壓狀態。因此，每隔-個間隙齒名"7將會被擠壓於驅動 又大50之剛導側緣57a與從動又尖η之後曳側緣5几之 間因此，扭力負載亦被分攤於諸多擠壓區段c之間，且 擠壓區段的數量等於端部塊件上的又錄量。由於可撓性 97101440 1338089 套筒之間隙齒部中所使用的材料（諸如橡膠），所以，通常 在擠壓時比繃緊時更為強韌，而且，由於諸張力區段中所 2在的間隙齒部對於承受負載僅扮演很小的角色或甚至 笔無作用’所以’間隙齒部37不需要如同溝槽齒部35 - 樣大。因此’通常最好間隙齒部的尺寸比溝槽齒部還要 小，或者實際上越小越好。 立田合理地具有多數個張力區段與擠壓區段的套筒及端 j塊件欲配合於耦聯器設計之一般空間限制時，耦聯器套 同t ^容量會制最大。總張力負載近似地會被每個張 力區段所等分，也就是說，每個張力區段所承載的實際張 2載最多為被一個端部塊件令之叉尖數量所除得的總 二二：以進一步減少張力負載，減少量達到被處於擠壓 被制^間隙齒部所分攤的負載量。此外，當諸溝槽齒部 皮=得盡可能越大越料，負載容量會達到最佳，以縮 、’在溝槽齒部上的效應。間隙齒部可以比溝槽齒部更 L因為’間隙齒部係處於擠壓狀態，而非處於剪力狀態， 下變形= l可繞性材料在擠壓狀態下比起遭受剪力 々乂夕 此承文更大的負載。因此，一個相當大直 =的耦聯a ’其具有許多叉尖及雙齒 佈於套筒之整個寬声、、要^主意的疋，負載係分 度，會直接增加心。負因載此又尖… 筒，，扭力負载被集，在習知技術剪力型套 奢疴寬度_心附近的一條相當窄 97101440 17 1338089 2的帶狀區域中，如此會導致無法有效利用套筒之整個寬 本發明，夠對扭力轴桿振動提供很好的振動阻尼效 且尼里係根縣筒巾所❹㈣料而定。已經發現， 大封：度：以與具有較厚套筒、使用較多材料、及/或較 大封裝尺寸的習知技術耦聯器一 是具有雙齒輪廓的套筒之相信’在特別 止^ / 里個見度上，遍及於所有的溝梓 齒。卩（處於剪切狀態）及一半的門 9 千的間隙齒部（處於擠壓狀態） 的扭力負載分佈’能夠將㈣齒部材料之阻尼效果最大 化0 本發明在套筒故障時可提供失效安全操作。叉尖會干涉 t驅動輕聯器。可能因而產生嗓音，如此亦產生-種操作 時所需要的聽覺警報。 =聯ϋ可以被設計成各種範圍的尺寸，以適應各種需求 的應用情形。-般來說’耗聯器越大，則應該具有越多的 又尖’且其負載容量越大。例如，_器之直徑可以從小 於4酿到大於lm。本發明之端部塊件可以具有大於一的 任何數量的叉尖。例如，端部塊件可以各具有二到六十四 :又尖、或者三到四十個、或者四到十二個又尖。在端部 ^牛上的叉尖越多，則在套筒強化件上所分攤的張力負載 曰越多，而且，套筒之負載容量會越大。然而，當數量増 加時’再添加一個叉尖所帶來的臨界優點將會減少，且可 能會增加製造費用。因此’最有利的又尖數目係視套筒或 _器之直徑、及想要的齒部尺寸而定一種方便且有用 97101440 的設計方案，俜雄娌太 數，以-為單位=間距為“或3.142)的倍 而且，齒部數量隨著㈣的齒部數量將為-整數， 耦聯益之直徑而增加。對於任何給定 選擇間距聯=來說’設計人員可以從相當廣的實作範圍中 相當果’在可能產生的套筒上之齒部數量也具有 田：犯，及/或廣泛範圍數量的又尖。而且，在每 :叉尖中所嚙合的套筒齒部之數量，可以從一個相當廣的 二中選出’例如，從一到大約九個、或者從一到二個的 巳中選出。另外，可以有利地選擇各種齒部輪廊、及/ 或用於溝槽及/或間隙齒部的輪廓組合。因此，在本發明 之範圍中’可以構思出許多種耦聯器設計變化。 圖6山顯示輕聯器70 <第三實施例，其在每個又尖73之 自由，上具有-個叉尖定位垂片8G。叉尖^位垂片㈣能 夠在久有視覺輸人的情形下得以組裝耗聯器裝置。例如， 當輕聯器被使用於汽車引擎上一些難以到達的位置時，可 能需要非目視組裝。圖6中，諸又尖被附接至支架74之 卜表面如同在上述第一貫施例中一樣。選擇性的凸緣 76a與76b設有狹縫82a和挪，用以在耗聯器完全組裝 好的時候，谷納諸定位垂片。如同在先前的實施例中一 樣，端部塊件72a和72b具有多數個叉尖73，其在兩個 嚙合於套筒14的齒部79之間各具有一條溝槽78。 圖7顯示耦聯器90之第四實施例，其具有用於軸桿附 接的不同配置方式，其中，兩個軸桿96a和96b係從相同 方向連接。具有又尖94a的端部塊件92a係以上述實施例 97101440 ^38089 之方式而被裝附至申空軸桿96a。具有又尖94b的端部塊 件92b則被裝附至突出於令空軸桿96a的實心軸桿⑽匕。 兩個端部塊件之又尖係以上述實施例之方式而鬆弛地互 鎖0 圖7亦例示，可以使用兩個較窄的套筒Ua和丨处，以 取代一個較寬的套筒。也可以使用兩個以上的較窄的套 筒。這一點對於剪力型套筒耦聯器來說無法實行，但是， φ對於張力型套筒耦聯器來說是可行的；其張力負載容量盘 已經組合兩個或更多個較小套筒而到達給定的總套筒寬 度之事實無關。這些負載仍舊有效地分佈於兩個或更多個 套筒之整個組合寬度上。雖然圖7顯示一個具有兩個並排 安裝的套筒的耗聯器，但是，要知道的是’在此所討論或 在其他圖式中所例示的任何其他實施例，可以具有如圖7 所示的兩個或更多個並排安裝的套筒，而且，圖7所示的 =施例也可以具有如其他圖式中之實施例中所例示的單 » —套筒。同樣地’在-個或多個圖式之實施例中所顯示的 特二，諸如’定位垂片、強化繩、雙齒輪廓、間隙溝槽、 :的又尖數置等’也可以運用於其他實施例或其組合情 形中。 人為了確保可撓性套筒與兩個端部塊件之間的緊貼配 及鉍：乂在㈣具有與互鎖的又尖所存在的表面相同尺寸 攄=的模具上形成套筒，但諸又尖間沒有間隙。可以根 W套筒製作方法’而將選擇性的織物、本體彈性 《張力繩施用於模具上。此套筒可以如同橡膠般 97101440 20 I338〇89 在壓力下被硬化於模具上，或者如同熱塑性材料般被冷 卻。在任一種情形中，在從模具上移開之後的自然收縮與 ，冷卻，可確保在端部塊件上產生緊貼配合。 [實例] 根據美國專利第6, 283, 868號，可以建構出比較性的套 筒搞聯器。比較例1與4在套筒本體中利用聚氣丁二烯（CR) 橡膠化合物’而其他實例則在套筒本體中利用氫化丁腈橡 鲁膠（HNBR)組合物。本發明實例係依據本發明且利用與比較 例類似的HNBR材料而建構。所有的實例包含一個處 理的玻璃纖維之螺旋捲繞張力繩，其具有用於黏接的橡膠 水泥外塗層。所有的實例亦包含一個位於套筒齒部表面上 的橡膠耐隆織物或「護套」，以增強硬度與抗磨損性。在 表1中’代表本發明實施例的實例被稱之為「實例」，而 代表先前技術實例被稱之為「比較例」。 為了說明從本發明之可撓性耦聯器所預期得到的增加 •的操作負載容量，在本發明之可撓性耦聯器裝置之樣品、 及代表先前技術的樣品上，執行負載容量分析。藉由在驅 動軸桿與從動軸桿之間安裝一個欲測試的耦聯器，而實施 負載容量測試，其中，驅動軸桿係以在±15度弧度順時針 *與逆時針方向旋轉振盪，而從動軸桿則具有預定的扭矩負 *載。藉由對應於指定數量週期的破壞扭矩，而決定負載容 量。針對比較例2與3及本發明實例5，而實施此測試。 根據不同的資料點，藉由最小平方而對每個輕聯器決定出 「負載_壽命」曲線，且將結果繪製於圖8中。本發明實 97101440 21 1338089 T比起習知技術耦聯器來說，展現出明顯更高的「負載 *命」特徵’即使’實例5之套筒寬度僅約先前技術的 ^外徑可與先前技術麵聯器相比，且套筒厚度為先前 /技術的-半或更小。要知道的是’套筒厚度大約為套筒外 徑⑽）與端部塊件外徑⑽）之間差異的一半。因此，比起 先前技術，本發明的_器在明顯更小的封裝尺寸 中提供了更大的扭矩容量。 本發明耦聯器之負載容量也可以利用德國工業基準 (DIN)740中所提出的方法與原則作為特徵。針對「額定 扭矩」與「峰值扭矩」等級，以牛頓米（Nm)為單位，將其 結果列^以下的表1令。從根據本發明而具有可與先前技 術耦聯相比的端部塊件外徑（但寬度大約僅為一半）的 可撓性耦聯器所能預期獲得的增進負載容量，可以藉由比 對比較例1至3與實例5、或比對比較例4與實例6曰而看 出。從根據本發明而具有可與先前技術耗聯器相&但稿微 大一點的端部塊件外徑的可撓性耦聯器所能預期獲得的 增進負載容量，可以藉由比對比較例4與實例7而看出 藉由扭力硬度滯後測試（hysteresis test)’而測試本 發明耦聯器之扭力硬度與靜態阻尼。針對比較例丨和3、 及實例5至12，將硬度與阻尼結果呈現在表丨中。本發 明耦聯器之硬度隨寬度而增加，這一點如實例8至Η之 結果所示。將比較例3和實例5進行比對，會發現，比起 具有類似扭矩等級、類似直徑、但是更大寬度的習知技術 套筒耦聯器來說，本發明耦聯器之硬度還要更大。此較大 97101440 22 1338089 的硬度反映出玻璃強化繩之高張力硬度，藉此可在套筒之 每個張力區段中產生作用。 另一方面，阻尼效果顯示出與寬度的關聯性相當小。表 1中本發明耦聯器所展現出的阻尼範圍與量，可以與表1 中習知技術耦聯器所展現的阻尼量相比。雖然阻尼容量類 似於先前技術，但是，要知道的是，比起先前技術來說， 本發明阻尼器可以在套筒中以顯著較少的材料達到此阻 尼效果。 高硬度、極佳阻尼、且緊貼配合的套筒之特性，有助於 使耦聯器具有非常小的後座力。 [表1 ] 比較例 1 比較例 2 比較例 3 比較例 4 實例 5 實例 6 實例 7 實例 8 實例 9 實例 10 實例 11 實例 12 間距(眶） - - - - In 1. 5π 1. 57Γ 又尖/端部塊件 - - - - 8 6 8 3 3 3 3 3 套筒上的齒部 18 18 18 14 32 24 32 18 18 18 18 18 端部塊件OD(mm) 62 62 62 36 64 36 47.4 66 66 66 66 66 套筒OD(ram) 78 70 78 46 68 38.7 50.05 66 66 66 66 66 套筒寬度(ran) 38 35 35 28 18 11.5 28.75 12 18 25 38 38 套筒材料種類 CR HNBR HNBR CR HNBR HNBR HNBR HNBR HNBR HNBR HNBR HNBR 端部塊件材料種類 鋼 鋼 鋼 鋼 鋼 鋼 鋼 鋼 鋼 鋼 鋼 鋁 額定扭矩(Nm) 70 80 125 18 150 30 95 峰值扭矩(Nm) 110 140 160 30 220 58 184 硬度(Nm/rad) 218 - 325 - 1407 439 1193 361 433 642 795 202 靜態阻尼 2. 22 ~ 1.59 - 2.36 1.99 1.77 1.67 1.54 1.67 1.59 1.68 圖9示意地顯示在不同程度不對齊下所執行的測試。具 有一根中間軸桿11的兩個耦聯器10，被連接至兩根固定 的軸桿13。此中間軸桿11是以2mm/min的速度及23°C的 周圍溫度而位移。位移軸桿所需的負載，表示在不對齊條 件下耦聯器套筒之可撓性。產生大約500N負載的不對 23 97101440 1338089 齊’被採用作為表示耦聯器之不對齊限度。針對比較例】 和3及實例12而實施此測試。比較例1和3顯示出大約 lmm的不對齊限度。實例12顯示出大約〇.4mm的不對齊 限度。因此，本發明耦聯器可以比習知技術耦聯器具有稍 微小一點的不對齊可撓性。然而，可相信，相較於先前技 術裝置的不對齊性能，例如，藉由增加一個或多個間隙

60、62、及66的尺寸，在本發明的範圍内可以獲得廣大 範圍的設計參數。 執行分析，以顯示雙齒輪廓相較於單齒輪廓所具有的優 點。對於此測試來說，分析兩個耦聯器，兩者均具有m咖 外徑的端部塊件、U個又尖，且在每個又尖中具有單— 溝槽:實例13在套筒上具有單—的8mm間距的齒部輪廟， 而在諸又尖上具有相配合的溝槽與間隙。實例14具有 :=:t::在套筒上具有較大的溝槽齒部及較小的間 ，、- 在諸又尖之間具有相配合的溝槽與間隙輪廉 對於這兩個實施例來說，較扭矩負載測試擔 寬度而繪製於目i。’以達到一定的扭矩等級。這此= =雙齒輪靡（實例14)需要小3議寬度，以達到與 二均勻齒部輪廓等效的耦聯器(實例13)而具有的相 度__=:矩:r示出本發明增加套筒寬 量==::::示出在每…上增加又尖數 量，或者，/ Γγ ’teeth in mesh)數量或溝槽數 一 套琦中溝槽齒部對間隙齒部之比例。表2中 97101440 24 1338089 實例15至17所列出之幾個本發明耦聯器，係以各種振盡 負載進行測試，以觀察可以運轉多久。其結果繪製於圖 11中。要知道的是，表示實例16的曲線包括每個端部塊 件具有共40個齒部與4個叉尖的耦聯器、及具有5〇個齒 部與5個叉尖的耦聯器。亦要知道的是，對於所有耦聯器 來說，每個間隙具有一個間隙齒部。因此，在套筒中的齒 部總數，以「2x(TlMH)x每個端部塊件中的又尖數計算出 來」。可以看出，較少嚙合齒部的耦聯器具有較大的齒部 負載容量。點被認為是會發生的，因&，在又尖上^ 有許多喃合的齒部，而負載並不會被所有齒部而均句^ 載。反而’較佳地，比起從動又尖上最後幾個齒部 幾㈣部會承載較大的負載，反之，在驅動又尖上，亦秋。 :::二二：Γ個或兩個ΤίΜ，負载在所有溝槽齒部 :*巾：二。此外’當只有一個或兩個TIM時’擠 f中的齒部對Μ剪力的齒部之比例為較高，如此—來， ^由^之㈣區段’可以產生更有效的負載分擁。 齒部數晋 叉it私番 ~~ _實例15 Γ 60 Π實例Ifi 40 Λ 實例17 --_TIM數量 _ 3 __9 - 4成5 60 r —Γ〇 -------—J ~2 ' 在本發明的範圍内，也可 提到一些非限定性 H、他的設計變化。亦 外帶，以便m ^ ’。可以在可撓性套筒周圍使用一 術二ΐ 套筒在高負載下跳齒的傾向、或者 円轉速刼作下膨脹的傾向。 π及者 了以在鳊部塊件之支架構件或 97101440 25 1338089 凸緣中形成不同的皮帶輪廓’致使’端部塊件亦可以作 傳動皮帶驅動系統中的滑輪。如圖9的測試裝置令，相聯 _益系統可以包括兩個耦聯器與一個中間軸桿。 ‘ 口雖然已經詳細說明本發明及其優點但是要知道的 是’在不背離中請專利範圍所界定的精神與範圍之前提 下，可以產生不同的變化、替代與修改。而且，本發明的 範圍並未打算侷限於說明書中所提到的製程、機器、製 φ造、物質組成、機構、方法、及步驟之特殊實施例而^ 熟知此項技術者可以根據上述或後續發展出來的製程、機 器、製造、物質組成、機構、方法、或步驟，而產生出實 質上相等的效果或達成實質上相等的結果。因此，申往專 利範圍應該包含這些製程、機器、製造、物質組成、機L 方法、或步驟。 【圖式簡單說明】 圖1疋本發明實施例之分解立體圖。 • 圖2是本發明套筒實施例之前視圖。 圖3疋本發明實施例的端部塊件之立體圖。 —圖4是圖3的端部塊件之側視圖，其組裝有本發明另一 貫施例之局部剖開的第二端部塊件與套筒。 圖5是圖4的組件之剖面圖。 k 圖6疋本發明另一實施例之分解立體圖。 圖7疋本發明另一實施例之剖面圖。 圖8是本發明實施例的負載能力表現特徵之線圖。 圖9是用於本發明之不對齊表現特徵之測試方法之示 97101440 26 1338089 意圖 圖1 〇是顯示本發明實施例中之套筒寬度與扭矩容量之 間的關係之線圖。 之間的關係之線圖。 【主要 元件符號說明】 10 聯軸器；耦聯器 11 (中間）軸桿 12 端部塊件 12a 端部塊件 12b 端部塊件 13 (固定）軸桿 14 套筒 14a 套筒 14b 套筒 15 齒部 16a 支架 16b 支架 18 子L 20 又尖 22 脊部 24 又尖溝槽 26 邊緣 28 空間 97101440 圖11是顯示本發明實施例中之齒部負載與耦聯器壽命 27 1338089 31 (套筒）本體 32 齒部側 33 背側 35 (溝槽）齒部 37 (間隙）齒部 39 套筒溝槽；陸狀區域 40 聯軸器；耦聯器 42 端部塊件 43 端部塊件 44 凸緣 45 凸緣 46 支架 47 張力繩；強化繩 48 子L 50 (驅動）叉尖 51 (從動）叉尖 52a (驅動叉尖）齒部 52b (驅動叉尖）齒部 53 張力區段 54 軸向溝槽 54a (驅動叉尖）溝槽 54b (從動叉尖）溝槽 55 間隙溝槽 56 邊緣 97101440 28 1338089 57a (前導）邊緣；（前導）侧緣 57b (後曳）侧緣 58 斜面 59a (從動叉尖）齒部 60 (叉尖）間隙 62 (端部）間隙 64 (叉尖）内圍；（叉尖）底表面 66 (底部）間隙

70 聯軸器；耦聯器 72a 端部塊件 72b 端部塊件 73 叉尖 74 支架 76a 凸緣 76b 凸緣 78 溝槽 79 齒部 80 (叉尖）定位垂片 82a 狹缝 82b 狹縫 90 聯軸器；耦聯器 92a 端部塊件 92b 端部塊件 94a 叉尖 97101440 29 1338089 94b 叉尖 96a 軸桿 96b 軸桿 P 間距 C (擠壓）區域；擠壓區段 T (張力）區域；張力區段

97101440 30

Claims (1)

1338089 十、申請專利範圍： 1. 一種聯軸1§，包含—可撓性環形套筒、一驅動端部塊 件及從動端部塊件；該二個端部塊件均適合於連接至 I轴杯，且5玄驅動端部塊件具有多個軸向延伸的驅動叉 大，而且，該從動端部塊件具有對應數量的軸向延伸的從 動叉尖； 該驅動又尖鬆他地裂人該等從動又尖之間的空間内，而 .f每對相鄰的又尖之間具有一個間隙，而且’該套筒緊貼 地装配於該等又尖之周圍； 小=又大在其外圍具有包含數量為至少—個以上的又 尖溝槽； 在其内圍上包含多數個轴向延伸的齒部，而該等 回口 P匕括多個溝槽齒部及多個間 哕笨赵曰&龙城 夕似間隙齒部，其被配置成能使 ^專數里的溝槽齒部與單一間隙齒部相交錯； 該等溝槽齒部嚙合於該等又尖溝槽；而且' ►部喷合於該等間隙。 水齒 2. 如申請專利範圍第j項之聯軸器 部在選自於尺斗认# Λ a甲該等溝槽齒 同於間隙齒部。 ⑺主夕項特徵上，不 3. 如申請專利範圍第2項之聯軸 部比該等間隙齒部為大。 11 、，該等溝槽齒 4. 如申請專利範圍第〗項之聯軸 中的該等又尖滏辩杳 a ° ，、中’在每個又尖 ς 數虿，是一個或兩個。 .如申請專利範圍第丨項之聯軸 冲轴益，其中，該等間隙附 9710J440 之=邊二被塑形成為溝槽側緣，因而界定 溝槽。 八中’該等間隙齒部响合於該等間隙 其中’在每個耦聯 其中’在每個耦聯 其中’諸多鬆他地 m6.如申請專利範圍第1項之聯軸器 器構件上具有兩個到六十四個又尖。 。7.如申請專利範圍第1項之聯軸器 器構件上具有四個到十二個又尖。 > 8.如申請專利範圍第1項之聯軸器 ，配的叉尖之間的該等間隙或空間，包；諸互== 周圍的大約5%到大約50%。 包!利範圍第1項之聯軸器，其令’該套筒另外 二：！ 或塑膠本體；以及，齒狀内表面上的 ::物、套涛背面上的一層織物、在環形本體内植入的 張力繩或織物、及本體内的短纖維填充物其中之至少一 者。 乂0‘如申請專利範圍第1項之聯軸器，其中，彈性本體 包：由橡膠、塑膠、熱塑性彈性體、熱塑性胺基甲酸乙醋、 洗缚聚胺基1F酸醋、TPV、_、及CR所組成的群組中之 一或多種材料。 Π.如申請專利範圍第i項之聯軸器，其中，該套筒包 含多個環形套筒區段。 12·如申請專利範圍第】項之聯軸器，其中，至少一個 端部塊件中至少-個叉尖在其端部上具有—個定位垂片。 13·如申請專利範圍第！項之聯轴器，其中，該等端部 97101440 32 塊件之諸又尖在其端部上具有一個定位垂片。 地請專利範圍第1項之軸器，0，諸多鬆他 :裝配的叉尖之間的該等間隙或空間，包含諸互鎖的又尖 之周圍的大約15%到大約20%。 二如:Λ專利範圍第1項之聯轴器…，-個端部 =另外包含一個整體上呈圓柱形的支架構件，其星有一 :整=圓形的端面及一個整體上圓柱形 面 面中上該等又尖係從該端面轴向地突出，被或安裝於該外； 11的可撓性環形套筒，包含：在其内 户數個軸向延伸的命部，而該等齒部包括多數個溝 槽齒部及多數個間隙齒部，1被 1 個或多®㈣槽_ t使得具有數量為— 自於尺寸'輪廓'及形：二=交錯’·而且’在選 係不同於間隙齒部。 、徵上’溝槽齒部 該等溝槽齒 該數量係介 該數量是一 17.如申請專利範㈣16項之套筒， 部係大於該等間隙齒部。 八 項之套筒，其中 項之套筒，其中 18. 如申請專利範圍第16 於一個到九個之範圍内。 19. 如申請專利範圍第16 個或兩個。 20.如申請專利範圍第 個。 16項之套筒’其中 該數量是一 97101440 33