TWI781498B - 聯軸器結構及應用彼之模組化同軸齒組減速機構 - Google Patents

Abstract

本發明係指一種聯軸器結構，其係包含有一軸件、一管件及一鎖接組，其中該軸件端緣形成有複數軸向延伸、且交錯排列之軸向嵌槽，而該管件軸心具有一對應軸件穿軸段之穿軸孔，該管件之穿軸孔內緣面形成有複數凹緣狀之徑向嵌槽，另該鎖接組具有一聯軸塊及一鎖固件，其中該聯軸塊外緣具有複數對應前述管件徑向嵌槽之徑向嵌塊及複數對應前述軸件軸向嵌槽之軸向嵌塊，以利用該鎖固件選擇性將聯軸塊鎖掣於前述軸件及管件間，藉此，讓分離式之軸件與管件可以軸向與徑向同步聯結，而能大幅提高其結合強度，以滿足高扭力驅動之需求。

Description

聯軸器結構及應用彼之模組化同軸齒組減速機構

本發明隸屬一種聯軸技術之領域，具體而言係指一種用於管件與軸件之聯軸器結構，藉以能使管件與軸件之徑向及軸向可以同步聯結，而能用於滿足大扭力傳輸之管軸結合機構。

按，管件與軸件的結合方式有黏固、螺固、焊固等，因應不同的需求而有不同的作法，例如馬達因具有較高轉速，在某些領域中，當其直接驅動時，容易有轉動過快及無法提供較大扭矩的現象，不僅無法達到預定的工作目的，也會影響到操作之便利性，因此在這些領域中，馬達輸出軸上一般會設置減速機，以求降低轉速、且輸出較大之扭矩。傳統減速機構係透過大、小齒輪嚙合之齒輪比來達到減速目的，但其存在結構複雜、材積大等問題，且減速比有限，如要提高其減速效果，則需增加齒輪組，使結構更為複雜。為了解決此一問題，目前係以行星式齒輪構成之減速機為主，如我國申請第097213180號「減速裝置」及申請第102200801號「行星齒輪減速機」等新型專利前案。

目前行星式齒輪主要的構成係於傳動軸上設有一太陽齒輪，並利用至少一輪架將複數行星齒輪環設且嚙合於太陽齒輪外圍，而透過太陽齒輪與外圍行星齒輪的齒比來達到減速效果。而由於其傳動的扭力較一般的馬達驅動來得大，因此太陽齒輪與傳動軸的結合強度要求需較高，因此目前係將太陽齒輪以加工方式一體成形於傳動軸上，但如此將增加整個傳動軸的加工難度，同時當其中局部加工錯誤或需維修時，需整組報廢及更換，造成不必要的浪費，且現有減速機構因需將零件逐一組裝於傳動軸與太陽齒輪上，而存在有組裝複雜、且程序多的問題，而影響到其組裝後的精度及同心度，會衍生組裝不穩固及嚙合不佳等狀況，使其運轉時產生噪音及傳動效率不佳等問題。

換言之，現有軸件與管件的結合並無法滿足如減速機構之傳動軸與太陽齒輪的需求，而無法兼具結合強度高、且可選擇性組合之目的，如何解決前述問題，係業界及使用者所期待者，亦係本發明所欲探討者。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有者所面臨的問題，潛心研究並配合學理的運用，秉持多年該相關行業之設計開發及實作經驗，針對現有結構之缺失予以改良，終於成功開發出一種聯軸器結構，藉以克服現有者因分離式結構無法兼具結合強度所衍生的困擾與不便。

因此，本發明之主要目的係在提供一種聯軸器結構，藉以能讓分離式軸件與管件可以同步軸向與徑向聯結，而能大幅提高其結合強度，以滿足高扭力驅動之需求。

又，本發明之主要目的係在提供一種應用聯軸器結構之模組化同軸齒組減速機構，藉以能讓大部份組件模組化，而能便於減速機構的組裝、換修及庫存管理，並能提高減速機構組裝後的同心度，且能讓減速機構的整體組裝結構更為穩固、並提高嚙合度，使其運轉時能降低震動及噪音，而能延長其使用壽命，同時可提高傳動效率。

基於此，本發明主要係透過下列的技術手段，來實現前述之目的及其功效，其係包含有：

一軸件，其具有一穿軸段，該軸件穿軸段端緣形成有複數軸向延伸、且交錯排列之軸向嵌槽，又該軸件之穿軸段端面軸心形成有一螺鎖孔；

一管件，其軸心具有一對應軸件穿軸段之穿軸孔，該管件之穿軸孔異於軸件一端形成有一嵌接段，其中該嵌接段內緣面形成有複數凹緣狀之徑向嵌槽；

一鎖接組，其具有一聯軸塊及一鎖固件，該聯軸塊可設於該管件之穿軸孔嵌接段內，又該聯軸塊外緣具有複數對應前述管件徑向嵌槽之徑向嵌塊，再者該聯軸塊端面具有複數對應前述軸件軸向嵌槽之軸向嵌塊，又該聯軸塊軸心形成有一穿孔，供前述鎖固件穿壓，且該鎖固件一端可選擇性鎖掣於前述軸件之螺鎖孔內。

藉此，透過上述技術手段的具體實現，使得本發明能利用鎖接組之聯軸塊的徑向嵌塊與軸向嵌塊同步嵌卡管件與軸件，讓分離式之軸件與管件可以軸向與徑向同步聯結，而能大幅提高其結合強度，以滿足高扭力驅動之需求，從而增加產品的附加價值，並提升其經濟效益。

且本發明並利用下列的技術手段，進一步實現前述之目的及功效；諸如：。

所述之軸件於穿軸段外緣形成有一道定位階級面，供管件軸向定位。

所述之鎖接組之聯軸塊的各該軸向嵌塊可與各該徑向嵌塊相對排列，又各該徑向嵌槽端部並形成有較淺之階級部，供各該軸向嵌塊外緣可同步嵌卡於嵌接段徑向嵌槽之階級部，以提高嵌卡效果。

為使　貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

本發明係一種聯軸器結構及應用彼之模組化同軸齒組減速機構，隨附圖例示之本發明的具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之設計與需求而進行變化。

而本發明聯軸器結構的構成，係如第一、二圖所揭示者，其係由一軸件（10）、一可套設於軸件（10）上之管件（20）及一可聯結該軸件（10）與該管件（20）之鎖接組（30）所組成；

其中該軸件（10）可以是一種傳動軸等，如減速機構之太陽齒輪傳動軸，該軸件（10）具有一穿軸段（11），且軸件（10）於穿軸段（11）外緣形成有一道定位階級面（12），供管件（20）軸向定位，又該軸件（10）穿軸段（11）端緣形成有複數軸向延伸、且交錯排列之軸向嵌槽（14），再者該軸件（10）之穿軸段（11）端面軸心形成有一螺鎖孔（15）；

另該管件（20）之軸心具有一對應軸件（10）穿軸段（11）之穿軸孔（21），且該穿軸孔（21）異於軸件（10）一端形成有一嵌接段（22），另該嵌接段（22）內緣面形成有複數凹緣狀之徑向嵌槽（23），又各該徑向嵌槽（23）端部並形成有較淺之階級部（24）。而根據某些實施例，當該管件（20）可以是一種傳動件等，如減速機構之太陽齒輪時，該管件（20）外緣形成有複數嚙齒（25），再者該管件（20）兩端分別形成有一供設置軸承之軸座（26、27）；

至於，該鎖接組（30）具有一聯軸塊（31）及一鎖固件（35），其中聯軸塊（31）可嵌設於該管件（20）之穿軸孔（21）嵌接段（22）內，又該聯軸塊（31）外緣具有複數對應前述嵌接段（22）徑向嵌槽（23）之徑向嵌塊（32），再者該聯軸塊（31）端面具有複數對應嵌卡前述穿軸段（11）軸向嵌槽（14）之軸向嵌塊（33），其中各該軸向嵌塊（33）可與各該徑向嵌塊（32）相對排列，供各該軸向嵌塊（33）外緣可同步嵌卡於嵌接段（22）徑向嵌槽（23）之階級部（24），以提高嵌卡效果，又該聯軸塊（31）軸心形成有一穿孔（34），供前述鎖固件（35）穿壓，且該鎖固件（35）一端可選擇性鎖掣於前述軸件（10）之螺鎖孔（15），供將該聯軸塊（31）嵌掣且壓迫於管件（20）嵌接段（22）與軸件（10）穿軸段（11）之間；

藉此，組構成一可同步軸向與徑向嵌合、且定位之聯軸器結構者。

而本發明聯軸器結構可應用於一模組化同軸齒組減速機構內，其係如第三、四及五圖所揭示者，該減速機構包含有一機殼（50）、一設於機殼（50）軸心作為傳動軸之軸件（10）、一設於機殼（50）內緣之內齒環軌（55）及一設於軸件（10）與內齒環軌（55）間之同軸齒組（60）所組成，其中該機殼（50）一端可鎖設蓋合一殼蓋（58）；

又該同軸齒組（60）包含有一作為太陽齒輪之具嚙齒（25）之管件（20）、一行星齒組（70）及一輸出件（80），作為太陽齒輪之管件（20）係利用該鎖接組（30）之聯軸塊（31）及鎖固件（35）鎖設於作為傳動軸之軸件（10）上〔如第五圖所示］，而該行星齒組（70）係透過位於管件（20）兩端軸座（26、27）上之一第一軸承（28）及一第二軸承（29）樞設於該作為太陽齒輪之管件（20）上，該行星齒組（70）兩側分別具有設於第一、二軸承（28、29）上之一第一輪架（71）及一第二輪架（75）及複數嚙合環繞管件（20）之階級行星齒輪（73），其中第二輪架（75）軸心具有一供安裝輸出件（80）之軸管（76），且軸管（76）自由端並可透過一軸承樞設於殼蓋（58）上〔如第五圖所示］，又該第二輪架（75）之軸管（76）中心具有一階級安裝孔（760），供一安裝軸（761）端部穿壓，且該安裝軸（761）一端可透過該第二軸承（29）設於該管件（20）另一端，其中該安裝軸（761）具有一穿孔（762），供利用手工具穿入操作前述鎖接組（30）的聯軸塊（31）之鎖固件（35），而第一、二輪架（71、75）相對表面並形成有複數相對貼抵之沉孔柱（710、750），且分別穿設有一可相對鎖固之螺鎖件（711、751），使得該行星齒組（70）之第一、二輪架（71、75）可相蓋合成一體，又該第一、二輪架（71、75）間設有複數供安裝階級行星齒輪（73）之軸桿（72），且各該軸桿（72）上分別利用至少一軸承（721）樞設相對之階級行星齒輪（73），使各該階級行星齒輪（73）樞設於第一、二輪架（71、75）間，且各該階級行星齒輪（73）分別具有一可同步與作為太陽齒輪之管件（20）嚙齒（25）及內齒環軌（55）嚙合之第一輪部（731）〔如第五圖所示］，而各該階級行星齒輪（73）之第一輪部（731）一側並一體形成有一可與輸出件（80）嚙合之第二輪部（732）〔如第五圖所示］，又該輸出件（80）係利用一第三軸承（81）樞設於行星齒組（70）之第二輪架（75）軸管（76）上，且該輸出件（80）內緣具有一道可與行星齒組（70）之階級行星齒輪（73）第二輪部（732）嚙合之內齒緣（82），另該輸出件（80）外緣具有一道可與被動件〔圖中未示］嚙合之驅動輪部（85）。

至於本發明聯軸器結構之實際作動，則係如第三、四及五圖所示，將該同軸齒組（60）作為太陽齒輪之管件（20）以穿軸孔（21）安裝於作為傳動軸之軸件（10）穿軸段（11）上，並令嵌設於管件（20）內之聯軸塊（31）以軸向嵌塊（33）與穿軸段（11）軸向嵌槽（14）相對嵌合，並操作該鎖固件（35）壓迫聯軸塊（31）後鎖掣於軸件（10）穿軸段（11）螺鎖孔（15）內，使整個同軸齒組（60）固設於作為傳動軸之軸件（10）上，如此可令同軸齒組（60）中作為太陽齒輪之管件（20）可與作為傳動軸之軸件（10）同步以軸向及徑向聯結，而能滿足其驅動時大扭力之需求。

透過前述之設計與說明，本發明之聯軸器結構利用鎖接組（30）之聯軸塊（31）的徑向嵌塊（32）與軸向嵌塊（33）同步嵌卡管件（20）與軸件（10），讓分離式之軸件（10）與管件（20）可以軸向與徑向同步聯結，而能大幅提高其結合強度，以滿足高扭力驅動之需求，同時如應用於減速機構，則尤可藉由其同軸齒組（60）模組化，而能便於減速機構的組裝、換修及庫存管理，並能提高減速機構組裝後的同心度，且能讓減速機構的整體組裝結構更為穩固、並提高嚙合度，使其運轉時能降低震動及噪音，而能延長其使用壽命，同時可提高傳動效率。

藉此，可以理解到本發明為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

10:軸件 11:穿軸段 12:定位階級面 14:軸向嵌槽 15:螺鎖孔 20:管件 21:穿軸孔 22:嵌接段 23:徑向嵌槽 24:階級部 25:嚙齒 26:軸座 27:軸座 28:第一軸承 29:第二軸承 30:鎖接組 31:聯軸塊 32:徑向嵌塊 33:軸向嵌塊 34:穿孔 35:鎖固件 50:機殼 55:內齒環軌 58:殼蓋 60:同軸齒組 70:行星齒組 71:第一輪架 710:沉孔柱 711:螺鎖件 72:軸桿 721:軸承 73:階級行星齒輪 731:第一輪部 732:第二輪部 75:第二輪架 750:沉孔柱 751:螺鎖件 76:軸管 760:階級安裝孔 761:安裝軸 762:穿孔 80:輸出件 81:第三軸承 82:內齒緣 85:驅動輪部

第一圖：係本發明聯軸器結構之立體分解示意圖，供說明其主要元件之態樣及其相對關係。

第二圖：係本發明聯軸器結構組合後之局部剖面示意圖，供說明其組成後之狀態及其相對關係。

第三圖：係本發明聯軸器結構應用於模組化同軸齒組減速機構之立體分解示意圖。

第四圖：係本發明聯軸器結構應用於模組化同軸齒組減速機構中組裝前之側視剖面示意圖。

第五圖：係本發明聯軸器結構應用於模組化同軸齒組減速機構中組裝後之側視剖面示意圖。

10:軸件 11:穿軸段 12:定位階級面 14:軸向嵌槽 15:螺鎖孔 20:管件 21:穿軸孔 22:嵌接段 23:徑向嵌槽 24:階級部 25:嚙齒 26:軸座 27:軸座 30:鎖接組 31:聯軸塊 32:徑向嵌塊 33:軸向嵌塊 34:穿孔 35:鎖固件

Claims (10)

1. 一種聯軸器結構，其包含有：一軸件，其具有一穿軸段，該軸件穿軸段端緣形成有複數軸向延伸、且交錯排列之軸向嵌槽，又該軸件之該穿軸段端面軸心形成有一螺鎖孔；一管件，其軸心具有一對應該軸件穿軸段之穿軸孔，該管件之該穿軸孔異於該軸件一端形成有一嵌接段，其中該嵌接段內緣面形成有複數凹緣狀之徑向嵌槽；一鎖接組，其具有一聯軸塊及一鎖固件，該聯軸塊可設於該管件之該穿軸孔嵌接段內，又該聯軸塊外緣具有複數對應前述管件徑向嵌槽之徑向嵌塊，再者該聯軸塊端面具有複數對應前述軸件軸向嵌槽之軸向嵌塊，又該聯軸塊軸心形成有一穿孔，供前述鎖固件穿壓，且該鎖固件一端可選擇性鎖掣於前述軸件之該螺鎖孔內；藉此，將該聯軸塊嵌掣且壓迫於該管件嵌接段與該軸件穿軸段之間，而組構成一可同步軸向與徑向嵌合、且定位之聯軸器結構者。
2. 如請求項1所述之聯軸器結構，其中該軸件於該穿軸段外緣形成有一道定位階級面，供該管件軸向定位。
3. 如請求項1所述之聯軸器結構，其中該鎖接組之該聯軸塊的各該軸向嵌塊可與各該徑向嵌塊相對排列，又各該徑向嵌槽端部並形成有較淺之階級部，供各該軸向嵌塊外緣可同步嵌卡於該嵌接段徑向嵌槽之該階級部，以提高嵌卡效果。
4. 一種應用請求項1~3中任一項所述之聯軸器結構之模組化同軸齒組減速機構，其包含有：一機殼；一作為傳動軸之軸件，其樞設於該機殼；一內齒環軌，其鎖設於該機殼；一同軸齒組，其包含有一作為太陽齒輪之管件、一行星齒組及一輸出件，其中該管件外緣形成有嚙齒，且該管件可選擇鎖接於前述軸件上，又該行星齒組係樞設於該管件兩端間，再者該行星齒組可同步與該管件及該內齒環軌嚙合，而該輸出件設於該行星齒組異於該內齒環軌一側，且該輸出件可被該行星齒組驅動。
5. 如請求項4所述之模組化同軸齒組減速機構，其中該同軸齒組之該行星齒組係於該管件兩端分別樞設有相對之一第一輪架與一第二輪架，再者該第一、二輪架間於該管件外圍樞設有複數階級行星齒輪，而各該階級行星齒輪分別具有一可同步與該管件及該內齒環軌嚙合之第一輪部，且各該階級行星齒輪並具有一可與該輸出件嚙合之第二輪部，而該輸出件係樞設於該行星齒組之該第二輪架上。
6. 如請求項5所述之模組化同軸齒組減速機構，其中該管件兩端並分別利用一第一軸承及一第二軸承樞設該行星齒組之該第一輪架與該第二輪架。
7. 如請求項5所述之模組化同軸齒組減速機構，其中該行星齒組之該第二輪架軸心具有一供安裝該輸出件之軸管，且該軸管利用一第三軸承樞設該輸出件。
8. 如請求項5所述之模組化同軸齒組減速機構，其中該行星齒組之該第一、二輪架相對表面並形成有複數相對貼抵之沉孔柱，且分 別穿設有一可相對鎖固之螺鎖件，使得該管件上之該第一、二輪架可相蓋合成一體。
9. 如請求項5所述之模組化同軸齒組減速機構，其中該第一、二輪架間設有複數供安裝該階級行星齒輪之軸桿，且各該軸桿上分別利用至少一軸承樞設相對之該階級行星齒輪。
10. 如請求項5所述之模組化同軸齒組減速機構，其中該輸出件內緣具有一道可與各該階級行星齒輪之該第二輪部嚙合的內齒緣，另該輸出件外緣具有一道可傳動之驅動輪部。

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