TWI700444B - 模組式鈴形振動阻尼架 - Google Patents

Abstract

一種模組式鈴形振動阻尼架，包含：圓形平面之蓋件，係呈內凹形；圓形平面之基座，具有外凸錐區並設有形成為一體之平坦框架，該框架具有多個孔口且其中該多個孔口的部分孔口呈長孔形；該蓋件及該基座各設有中心貫穿孔，彈性元件，具有中心貫穿孔；及軸襯，具有軸孔，其中該蓋件之該中心貫穿孔界定多邊形，適於結合該軸襯之六角形冠部或該軸襯之一或多個刻面，該軸襯之間係替代性以機械方式將該蓋件及該基座彼此連接，且彈性元件介置於該蓋件與該基座之間，該基座之中心貫穿孔係由周邊唇部定界，該周邊唇部形成於設在該基座之該外凸錐區之頂面處的環形冠部上並且實質上朝下彎曲90°。

Description

模組式鈴形振動阻尼架

本發明關於一種模組式鈴形振動阻尼架。

較特別的是，本發明關於一種鈴形振動阻尼及抗撕裂架，其中許多組件是以機械方式組裝在一起，以避免固接過程造成彈性元件結合在配置於其間的上、下金屬主體其中之一或兩者。

眾所週知有許多類型之振動阻尼架，一般用於隔離/阻尼機械式振動，及用於減低靜態與可動式機器、裝具及系統之組件移動所造成的結構性噪音。除了擾人及對於在此機器附近操作之工作人員有害，振動也對機件壽命有不利影響並且也會影響到安裝在附近的電子控制器材之正常功能。振動阻尼架在使用上例如關係到像是空調通風單元、幫浦、冷凍產生單元、馬達幫浦，並且延伸到汽車工業。由於架體本身之特定應用，製成多數形狀與尺寸並且用於不同負荷的這些架體可具備一或多個螺旋彈簧或是一或多個彈性元件，形成於熱塑性彈性體、橡膠中，或由不 同硬度之氯丁烯橡膠摻合物構成。

鈴形振動阻尼架傳統上包含一下金屬主體或基座，及一上金屬主體或蓋件；兩主體之間配置彈性元件，係藉由固接過程永久性結合於兩主體或僅其中一個。一軸襯從形成後之架體下方插入，其端部形狀如同蓋件並藉由機械式干涉而固定，例如藉由倒角，以令各種不同的組件彼此平衡。

惟，鈴形架體的習知解決方式出現一些缺點，主要是來自彈性元件固接而明確固定於下、上金屬主體，或固定於至少其中一個。由於彈性元件聯結於金屬主體，鈴形架體之此傳統架構設置(例如，從英國專利GB 706 558號可知)轉變成必須有極寬等級的成品架體，其應有不同硬度且一般為45、60或70蕭氏硬度。另一考量因素為金屬主體有時候需要特殊非標準合金及/或彈性元件需要特定摻合物，例如，若架體使用在食品區內時即需要抗菌性，或若其安裝於空氣污染之環境中或高濃度鹽霧之區域內時則需要抗化學性。諸此限制必將決定製造及貯存大量成品之必要性，成品即具有彈性元件固接至金屬組件且彼此硬度、所使用彈性元件類型及形成基底與蓋件之金屬組件所需之材料不同的架體。顯然，振動阻尼架之客製化在製造與貯存上皆涉及高成本，更遑論從架體本身不同尺寸/形狀所衍生的其他缺點。

傳統振動阻尼架問題之另一缺點是關於從下方插入之連接軸襯有時候無法提供適當抗撕裂保證的事實，就此而 言，由於各架體承受固定之應力及重量，其僅藉由倒角即可將連接之上主體或蓋件卸下或鬆開。這些不利的狀況例如發生在一般安裝於船舶上的系統或裝置的振動阻尼架，船舶在惡劣氣候下所承受之極高應力令人聞之色變，也因此承受猛烈的上推力。相同情況也發生在基本上為靜止的情況，亦即，在支撐許多裝置或裝具的地板猛烈沉降或部分下沉的情況中；在這料想不到的狀況中，振動阻尼架承受到使軸襯脫落的強大推力，導致架體本身功能改變並需要迅速且昂貴的維修將其更換。

習知振動阻尼架問題之又一缺點是關於如果嚴重損壞或使用特定時間後，就吸震效果或其他原因而言，經發現其並不適當時其彈性元件無法更換。在這些情況中，由於彈性元件在上、下主體或至少其中一個上固接，更換元件本身的可能性實際上並不可行，所以需要完全換掉整個振動阻尼架，或是和彈性元件形成為一體的上或下主體至少其中一個，整體成本當然也增加。

海上使用的振動阻尼架可從1959年J.H.Wesselo在德國出版期刊「De Ingenieur」中得知，惟，其需要藉由橡膠與金屬組件之間的固接來結合。

德國專利1013421號則是關於一振動阻尼架，其中在蓋件與軸襯之間的連接係藉由旋緊一螺帽達成，並且僅可在安裝於機器上之端部處進行，以確定聯結堅固；事實上，所有連接銷皆是藉由穿過而聯結，因此，在鬆動(未組裝)之架體中，連接件會相對於蓋件轉動。

因此，同樣在此情況中，振動阻尼器之蓋件必須固接於基座，以確保振動阻尼器組合在一起。

本發明之目的在克服上列缺點。

較特別的是，本發明之目的在提供一種模組式鈴形振動阻尼架，其組件可以依需要而選擇及以機械方式彼此組合，避免任何固接或等效過程，使彈性元件和架體本身之一或兩個金屬主體可逆地形成為一體。

本發明之另一目的在提供一種模組式鈴形振動阻尼架，其中將許多元件連接是指精準且穩定地固定於上/下主體，而無鬆脫或分解之虞。

本發明之又一目的在提供一種模組式鈴形振動阻尼架，其可提供精準之抗撕裂保證，即使是在特別需求且緊要之使用狀況下。

本發明之再一目的在提供一種模組式鈴形振動阻尼架，若有需要，其適於容許將初期選擇之彈性元件快速更換成另一具有不同功能特徵之彈性元件。

本發明之又再一目的在使用一種模組式鈴形振動阻尼架，其適於長時間提供高耐久性及可靠性，並且可以方便及經濟地組裝。

上述及其他目的可藉由根據申請專利範圍之本發明模組式鈴形振動阻尼架來達成。

10‧‧‧架體

12‧‧‧蓋件

12’‧‧‧上表面

14‧‧‧基座

16‧‧‧外凸錐部

18‧‧‧彈性元件

19‧‧‧中心貫穿孔

20‧‧‧框架

21‧‧‧截頭圓錐形體

22‧‧‧長孔

23‧‧‧軸襯

23’‧‧‧軸孔

24‧‧‧軸襯

24’‧‧‧環形凹穴

25‧‧‧螺紋部位

26‧‧‧凹孔

26’‧‧‧六角形冠部

27‧‧‧桿

28‧‧‧平坦環形部位

29‧‧‧實心板

30‧‧‧軸環

31‧‧‧六角螺帽

32‧‧‧中心孔

33‧‧‧凹形帶

34‧‧‧部位

35‧‧‧刻面

36‧‧‧軸孔

37‧‧‧文數字

38‧‧‧環形冠部

40‧‧‧周邊唇部

42‧‧‧中心孔

44‧‧‧墊圈

46‧‧‧中心孔

48‧‧‧彈簧墊圈

48’‧‧‧中心孔

50‧‧‧碟形元件

52‧‧‧中心螺孔

54‧‧‧孔口

56‧‧‧貫穿孔

58‧‧‧插銷

本發明模組式鈴形振動阻尼架之結構及功能特徵可從文後之詳細說明中充分瞭解，其中參考揭示出較佳且非限制性實施例之附圖，及其中：圖1係俯視透視圖，概略揭示本發明之模組式鈴形振動阻尼架；圖2係截面圖，概略揭示振動阻尼架；圖3係振動阻尼架之分解圖；圖4a概略揭示振動阻尼架之側視圖；圖4b係根據上圖之振動阻尼架之平面圖；圖5概略揭示根據本發明替代實施例之模組式鈴形振動阻尼架之截面圖，其關於連接軸襯與下主體之結合；圖6係根據圖5之振動阻尼架之示意圖；圖7概略揭示根據本發明替代實施例之振動阻尼架之截面圖；圖8概略揭示根據圖7之振動阻尼架之平面圖；圖9係根據圖7之振動阻尼架之示意分解圖；圖10概略揭示本發明之振動阻尼架與蓋件之平面圖。

請參閱圖1至3及4a、4b，在圖1中整體以編號10標示之本發明模組式鈴形振動阻尼架包含一上主體或蓋件12，係以圓形平面及內凹形舉例說明，及一下主體或基座 14，其包含一同樣具有圓形平面之外凸錐部16，在基座14之該外凸部16周圍設有形成為一體之平坦框架20，框架設有圓形或長孔22，以容許架體10緊固於一支撐表面。在蓋件12與基座14之間配置一彈性元件18，一般是由天然或腈橡膠裂成，在圖中所示之較佳實施例中，其具有一大致上呈截頭圓錐形體且形狀互補於由蓋件12之內面與基座14之凸表面16界定的表面。元件18以及上主體12、下主體14在中央處設有一貫穿孔，用於包覆一軸襯24，容後詳述；設於上主體12上之中心孔係相對於蓋件12之上表面12’凹入並且在圖3中以編號26標示；該孔26具有多邊形狀，典型上為六角形。

根據本發明，在上主體12之凹孔26周圍設有一平坦環形部位28，沿著此部位抵靠一形成於軸襯24之上端處的軸環30；軸襯從上方插入孔26，其對準主體12之表面12’並沿著彈性元件18所設之一中心孔32延伸入下方之彈性元件中。軸襯24之下端部具有一相對於上主體而呈較小直徑之部位34，以形成一環形凹穴24’(如圖3中所示)；該部位34設有外螺紋。形成於軸襯本身內之軸孔36用於承接一般螺絲，其將振動阻尼架10固定於預期之機器或裝置。在軸襯24之軸環30下方係形成為一體之六角形冠部26’，或互補於蓋件12之孔26的多邊形者，以便完成軸襯本身與該蓋件之間的機械式結合。

基座14之外凸部16界定一截頭圓錐形展開部，其在上端部延伸至平坦展開部之一環形冠部38中，接著朝下 彎曲大約90°，對應於面向架體10之縱軸線的端部。此彎曲形成一周邊唇部40，其定界出該基座14之中心孔42；孔42係與彈性元件18之孔32及蓋件12之孔26呈軸向對準。尤其是從圖2、3及4a可以看出，沿著孔42周圍之基座14而形成的周邊唇部40構成一用於較大直徑墊圈44之區域，墊圈由橡膠或彈性材料製成，其設有一中心孔46供一彈簧墊圈48配置於其中。具有一中心孔48’之彈簧墊圈48相對應抵靠且在周邊方向定界軸襯24之環形凹穴24’。一碟形金屬元件50聯結於由橡膠或彈性材料製成之墊圈44的下表面，金屬元件亦覆蓋彈簧墊圈48且具有一中心螺孔52。通過此螺孔52，碟形元件50螺合至軸襯24，並對應於其較小直徑之部位34，該部位接著從彈簧墊圈48之孔48’伸出。將碟形元件旋緊在該部位34上較佳是藉由一般插銷扳手完成，從碟形元件本身上所設之兩孔口54開始進行。此旋緊顯而易見是藉由將上主體12與下主體14彼此重疊，定界出配置於其間的彈性元件18，並且將軸襯24插入孔26、32、46中。該軸襯係如上所述在蓋件12上形成倒角，即對應於蓋件12之六角形冠部26’，使六角形冠部26’到達軸襯之軸環30下方，從圖3可以看出。上述組件之組裝結果產生一振動阻尼架10，其中彈性元件18穩定聯結於上主體12與下主體14，同時在其上並非呈固接狀態；軸襯24是從上方插入架體10，相同於負載方向，並且在一側上抵靠於蓋件12之平坦環形部位28，而在相反側上，基座14之唇部40亦藉 由碟形元件50以螺合至其較小直徑之端部34。上主體12與下主體14之間的機械式錨定亦藉由碟形元件50執行抗撕裂板的功能，以提供抗拉力負載。由橡膠或彈性材料製成之墊圈44代替作為由碟形元件50與基座14之唇部40構成的金屬組件之間的一隔離減振器，同時彈簧墊圈48防止軸襯24之端部34可能從碟形元件所設之螺孔52旋出。在任何情況下，上主體12與下主體14之間的結合都可以使用任意類型之桿件，以任何方式配合及固定於碟形元件50或一等效構件來達成。就此而言，圖5及6舉例說明根據一替代實施例之架體10，軸襯24係以相對於上述貫穿結合的不同方式與碟形元件50形成為一體。在此情況中，該軸襯之下端部並未減小直徑，且取代螺紋部位34而改為設有一橫向延伸之貫穿孔56，供一插銷58或等效構件施力插入，如圖5及6中所示。在此情況中，軸襯24之下端部34並未穿過碟形元件50，彈簧墊圈48亦省略。

組裝後，設有孔56的軸襯24之組件或下瑞部從碟形元件50朝下突伸並因此容許插銷58輕易施力插入孔56中，以便達成穩定聯結，必要時，即使是上主體12與下主體14和配置於其間的彈性元件18亦可移除。此替代實施例同樣可藉由橫向延伸於碟形元件50下方之插銷58確保適當之抗撕裂性。

根據圖7、8及9中所示之一較佳替代實施例，在本發明之振動阻尼架中，由軸襯及聯結於軸襯之墊圈構成的 總成係設計成避免抗拉強度可能出現的問題，在特定環境下，其亦可能改為出現在前一實施例中。根據此替代實施例，配置於上主體與下主體之間的彈性元件的組構藉由壓縮與剪應力而進一步確保負載之平衡分配，所以可因隔離效率而產生效益。

因此，請參閱圖7至9，其中參考編號係與上述解決方式中所用之組件或共同與相同組件者一樣，模組式振動阻尼架在此係以10’標示，且其包含一上主體或蓋件12，係以圓形平面舉例說明，一下主體或基座14，具有一外凸圓錐形區域16，同樣具有圓形平面並由一形成為一體之平坦四邊形框架20定界，框架設有長孔22，以容許架體10固定於一支撐表面。在蓋件12與基座14之間配置彈性元件，在此以18’標示，其設有一中心貫穿孔19。該彈性元件18’在中上半部具有一大致上呈截頭圓錐形體21，其形狀互補於由蓋件12之內面界定的表面。蓋件12與基座14也包含一中心貫穿孔；該孔各以26及42標示。蓋件12之孔26為多邊形，而基座14之孔42是由一周邊唇部40定界，相似於上述解決方式，亦即藉由朝下彎曲90°所形成，趨近於孔本身周圍之一延伸圈環。

根據此替代實施例，一具有軸孔23’之軸襯23從下方插入基座14之孔42內、通過彈性元件18’之孔19及蓋件12之孔26，軸襯係以相對於圓柱體或桿(以27標示)而呈較小直徑之螺紋部位25所界定的上端部突伸此處。軸襯23之下方相反端部承載一實心板29，實心板之直徑大於 將基座14之孔42定界的周邊唇部40者、。板29係與軸襯23製成一單體，亦即和軸襯之較大直徑組件27或桿及具有螺紋之較小直徑部位25。一六角螺帽31設置成螺合於上螺紋端25，螺紋端從軸襯23之蓋件12伸出。

為了確定壓縮及剪應力兩成分之平衡分布，仍曝露於蓋件12與基座14之間的彈性元件18’之下半部界定一凹形帶33；此凹穴在周邊方向延伸，並且在彈性元件18之最大直徑為80與100mm之間的範例中‧凹穴直徑較佳在7.0與9.0mm之間。此功能在於負載之最佳分布，避免在局部部位有不必要的拉力集中，否則可能導致彈性元件18’變硬。本發明之架體組裝是藉由將上主體12與下主體14彼此重疊並將配置於其間之彈性元件18定界等操作進行，軸襯23從下方插入，亦即從下主體14之孔42開始，伸入彈性元件18之孔19及蓋件12之孔26，以便其螺紋段25從蓋件之上表面伸出。隨後將六角螺帽31螺合，達成軸襯23與蓋件之間的聯結，並且同時達成蓋件本身、彈性元件18與下主體之間的機械性結合，而未涉及任何固接。在此階段，和軸襯23製成一單體且設在軸襯之下端部處的板29抵靠於定界出基座14之孔42的周邊唇部40，故可容許六角螺帽31旋緊於蓋件12上。在同一步驟期間，軸襯23以其較大直徑之桿27之端部區(靠近螺紋部位25)插入蓋件12之多邊形孔26中；在桿27之該端部上設有至少兩相對之刻面35(圖9中可見其中之一)，其與多邊形孔26之對應刻面互鎖地結合，因此在 六角螺帽31旋緊於從蓋件12伸出的軸襯23之上螺紋部位25上期間，可以防止軸襯23相對於蓋件12旋轉。

順便一提，在振動阻尼架10’負載情況下，軸襯23之板29因彈性元件18’撓曲而仍間隔於周邊唇部40。軸襯23之板29與周邊唇部40之間的金屬對金屬接觸僅發生在振動阻尼架10’承受拉伸應力時，此時必須確定其結構之完整性並防止軸襯23滑動/撕裂，而非確定有效隔振。

根據圖10中所示之本發明另一優異特徵，其揭示無蓋件或上主體12的架體平面圖，振動阻尼架10或10’之平坦框架20係沿著周邊而設，並且具有以37標示之字母或文數字參考編號，適用於界定成許多識別碼，較佳為根據本發明之振動阻尼架之製造者。例如由字母L、W、M、及H組成之該碼係關於蕭氏硬度之彈性體硬度(參考ISO 868/DIN 53505及ASTM D 2240標準)。引用之字母和可辨識一特定顏色的單字組合，例如L-GREEN、M-RED、W-BEIGE及H-BLACK。假定彈性元件18、18’為對應顏色，藉由簡單的視覺控制即可立即且確實地辨識和振動阻尼架10或10’組合的元件之硬度，以便其可能更換。這些碼及單字較佳藉由在框架20上且靠近孔22處壓印蝕刻，而且不排除此資訊以繪製或任意類型與材料之標籤施加。

從前文中可以清楚看出本發明所達成之優點。

本發明之振動阻尼架具有多功能性之特徵，可以不必藉由彈性元件18、18’固接於上12及/或下14金屬主體進 行預先固定而組裝；依此方式，架體可以基於多樣客戶需求方便且迅速地客製化，因此其不需要特別麻煩地貯存全部的產品類型，同時也是因為採購材料的成本考量。這項解決方式也提供克服了有時發生在製造期間的問題，主要在於固接彈性元件的困難性，因為需要特別混合及/或因為必須使用特殊金屬製成蓋件12與基座14；基座在其周邊形成框架20，框架可以有任意構形及可變數量之長孔22；例如，參考圖1、2及3，其中該框架為正方形且設有四枚長孔22，在圖6中，該框架概呈八角形且具有六枚孔，其中有些是長孔22及有些是圓孔。

除了上列優異特徵外，在本發明之鈴形振動阻尼架中，彈性元件18、18’在任何時侯皆方便更換，在上述所有較佳實施例中，振動阻尼架整體可以快速且輕易地分解；這是因為該彈性元件18、18’並未固接在上主體或蓋件12上或下主體或基座14上，而且必要時從板形元件50旋開軸襯24後，或根據圖5及6之實施例，將插銷50從橫向延伸於軸襯下端部之孔56滑出後，或根據圖7至9之解決方式，將六角螺帽31從伸出蓋件12外的軸襯23之上螺紋端部25旋開後，可以換成另一具有不同彈性、阻力特徵或具有特定功能特徵之彈性元件。

再者，請參閱圖7、8及9之替代實施例，軸襯23及與之形成為一體的板29可以在任何工作狀況下確保其有適當之抗拉伸應力，避免撕裂的危險。沿著在蓋件12與基座14之間曝露的彈性元件18的區域之凹形帶33的出 現也可確保在彈性元件變形期間同時產生之壓縮及剪應力處於適當平衡情形，以便依完整且最佳方式使用到整個彈性元件18。在這方面，吾人進一步強調沿著平坦框架20而設之彫刻或字的效益，其提供對於各振動阻尼架10或10’之彈性元件18之硬度的立即辨識。

儘管本發明已參考多數個非限制性之實施例作揭述，習於此技者仍可從上述說明中瞭解許多調整及變化型式。因此，本發明之文後申請專利範圍之精神及範疇應涵蓋所有調整及變化型式。

10:架體

12:蓋件

14:基座

16:外凸錐部

18:彈性元件

20:框架

22:長孔

27:桿

29:實心板

31:六角螺帽

38:環形冠部

Claims (7)

1. 一種模組式鈴形振動阻尼架，包含：圓形平面之蓋件，係呈內凹形；圓形平面之基座，具有外凸錐區並設有形成為一體之平坦框架，該平坦框架具有多個孔口且其中該多個孔口中的部分孔口呈長孔形，該蓋件及該基座各設有中心貫穿孔；彈性元件，具有中心貫穿孔；及軸襯，具有軸孔，其中該蓋件之該中心貫穿孔界定多邊形，適於結合該軸襯之六角形冠部或該軸襯之一或多個刻面，該軸襯之間係替代性以機械方式將該蓋件及該基座彼此連接，且該彈性元件介置於該蓋件與該基座之間，該基座之中心貫穿孔係由周邊唇部定界，該周邊唇部形成於設在該基座之該外凸錐區之頂面處的環形冠部上並且實質上朝下彎曲90°。
2. 如申請專利範圍第1項之振動阻尼架，其中，該軸襯包含設在上端部處之螺紋部位，具有相對於相同的該軸襯之下方圓柱體或桿而呈較小之直徑，該軸襯之相反下方端部處設有形成為一體之板，該板具有相對於界定該基座之該中心貫穿孔的該周邊唇部的直徑而呈較大之直徑。
3. 如申請專利範圍第1及2項之振動阻尼架，其中，該軸襯從下方插入該基座之該中心貫穿孔中，通過該彈性元件之該中心貫穿孔及該蓋件之該中心貫穿孔，以該軸襯的螺紋部位從其伸出，供六角螺帽螺合，即達成該軸襯與 該蓋件之間的耦接，同時將該蓋件、該彈性元件及該基座彼此以機械式穩定結合。
4. 如申請專利範圍第1項之振動阻尼架，其中，該軸襯設有上端部軸環，同時相同的該軸襯之相反下方端部界定較小直徑之部位，該部位設有外螺紋且形成環形之降階，該部位螺入相對應的碟形元件的螺紋之中心孔，其抵靠於該周邊唇部，並將隔離墊圈介置於其間，該隔離墊圈設有中心孔，供具有中心孔之彈簧墊圈配置於其中。
5. 如申請專利範圍第4項之振動阻尼架，其中，該軸襯係以其下方組件從該碟形元件伸出，該下方組件之上形成橫向延伸之貫穿孔，供插銷或等效構件施力插入。
6. 如申請專利範圍第3項之振動阻尼架，其中，該彈性元件的中上半部設有實質上呈截頭圓錐形體，其形狀互補於由該蓋件之內面界定的表面，同時該彈性元件的下半部仍在該蓋件與該基座之間曝露，該彈性元件界定凹形帶。
7. 如申請專利範圍第1項之振動阻尼架，其中，該平坦框架沿著周邊且接近於該多個孔口而設有字母或文數字參考編號，以適於定義為彈性元件之許多識別碼。

Images