专利名称：膨胀轴的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种膨胀轴，特别是有关于一种高荷重，且可自我调节两侧盖板的 膨胀量的膨胀轴。
背景技术：
现有的膨胀轴主要应用于固定各种纸芯卷筒，使得可直接以该纸芯卷筒卷取钢 带、铝带、不绣钢带或其他比重较高的原料。目前常见的膨胀轴以气动式为主，如中国台湾 公告第四0521号与美国US6，196，494B1号专利案，其主要由外轴套、伸缩块、伸缩机构组 成，伸缩块插在外轴套的安装槽孔内并可沿着安装槽孔向外凸起或往内缩回，伸缩机构部 分主要是利用气囊的膨胀，伸缩块凸起固定卷筒。此类的膨胀轴驱动的动力为气动式，常 用在相对较轻的负载，能卷取的原物料重量有限，适合用来卷取塑胶或纸类等比重较轻的 原料，又该驱动动力的气压缸为单侧固定施力，提供固定的膨胀推力。另外，中国公告第 CN2561752Y号专利案中也揭示出一种机械式的膨胀轴机构，其靠辊轮与圆锥面作相对运动 而产生外径的膨胀，但其辊轮与圆锥面的接触面积不大，无法承受较大重量的负载，故此膨 胀轴也只能适用在较低负载的应用。另外，中国公开第200810041798. 9号专利案中也揭示 出一种机械式的膨胀轴机构，是以螺纹旋转达成膨胀行为，然而其驱动方式无法精确控制 膨胀力量，且若因零件加工的误差，将导致膨胀轴两侧膨胀力不相同。
发明内容
本发明的目的是提供一种高荷重、浮动液压缸式的膨胀轴结构。本发明解决上述问题的技术手段所提供的膨胀轴包含一个外轴套，具有一个轴 套表面及一个内轴孔，该轴套表面设有一个第一贯穿部及一个第二贯穿部，该第一贯穿部 及第二贯穿部分别具有数个穿孔，各该穿孔均与该内轴孔相通；数个盖板，分别设置于该第 一贯穿部的各穿孔及该第二贯穿部的各穿孔；及一个伸缩机构，设置于该内轴孔，该伸缩机 构具有一个第一伸缩模组、一个第二伸缩模组及一个动力元件，该第一伸缩模组及第二伸 缩模组各自具有数个滑块及一个推杆，该动力元件连接于该二个推杆之间，该动力元件能 够驱使该二个推杆沿该内轴孔的轴向移动，各该滑块分别对位于各该穿孔并与各该盖板结 合，各该滑块均具有一个斜面，该二个推杆外周具有数个斜面，且各该滑块的斜面接触该二 个推杆的斜面。本发明的有益效果是在于本发明伸缩机构中的推杆可提供膨胀轴两边的盖板不 同的膨胀量，可依纸管材质与内径差异，自行调控膨胀量，并且两边的膨胀力量配置可趋于 平均，对纸管产生相对较佳的支撑效果。另外，本发明膨胀轴所承受的负载可由机构平均分 摊，伸缩机构不易变形，具有高刚性，而膨胀轴在高荷重与高速旋转时纸管不易松脱与滑动。
图1绘示本发明实施例的立体分解图。
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图2绘示本发明外轴套内部元件的立体组合图<图3绘示本发明实施例组合后的俯视图。图4绘示图3的前视4-4移转剖视图。图5绘示图3的侧视5-5移转剖视图。图6绘示图4的膨胀状态剖面示意图。图7绘示图5的膨胀状态剖面示意图。
主要元件符号说明
1外轴套11轴套表面111第一贯穿部1111穿孔
112第二贯穿部1121穿孔12内轴孔2 盖板
21 沟槽3 伸缩机构31第一伸缩 模组
311第一衬块3111中心轴孔3112径向滑4耆 3113通孔
312第一滑块3121顶面3122肩部3123压缩弹性元件
31 底部313第一推杆3131轴杆部3132斜锥部
3133座部3134斜面314外盖32第二伸缩模组
321第二衬块3211中心轴孔3212径向滑^耆 3213通孔
322第二滑块3221顶面3222肩部3223压缩弹性元件
32 底部323第二推杆3231轴杆部3232斜锥部
3233座部3234斜面324外盖33动力元件
331缸体部332伸缩杆部333液压管碑r 4 销轴
具体实施例方式为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本创作的较 佳实施例，并配合附图，作详细说明如下本发明用于固定在纸管或其他低成本的管材内，并可支撑管壁，产生足够的卷取 板状原料的能力，首先请参照图1所绘示的本发明实施例的立体分解图、图2所绘示的本发 明外轴套内部元件的立体组合图、图3所绘示的本发明实施例组合后的俯视图、图4所绘示 的关于图3的前视4-4移转剖视图，以及图5所绘示的关于图3的侧视5-5移转剖视图。本 实施例中，膨胀轴包括一外轴套1、数个盖板2及一伸缩机构3。该外轴套1具有一轴套表面11及一内轴孔12，该轴套表面11设有一第一贯穿部 111与一第二贯穿部112，该第一贯穿部111与该第二贯穿部112分别具有数个穿孔1111、 1121，该第一贯穿部111的各穿孔1111及该第二贯穿部112的各穿孔1121各自沿着一个 圆周呈等间距设置于该轴套表面11，且各该穿孔1111、1121均与该内轴孔12相通。该数个盖板2分别设置于该第一贯穿部111的各穿孔1111及该第二贯穿部112 的各穿孔1121。各该盖板2均具有一表面，该表面为一弧面，且该表面的弯曲弧度与该轴套 表面11的弯曲弧度相同，各该盖板2的表面均具有一防滑结构，该防滑结构可于该表面直 接设置数条沟槽21，或应用表面处理技术直接于该表面成形高摩擦系数层，或是以贴覆一 高摩擦系数层来增加该表面与纸管或其他管材内壁面的摩擦力。该伸缩机构3设置于该内轴孔12中，且较佳位于相对该第一贯穿部111与该第二 贯穿部112之间的位置，该伸缩机构3可供每一盖板2固定，并在该伸缩机构3伸展时将各该盖板2由轴心径向向外推出，使各该盖板2凸出于该外轴套1的该轴套表面11，且在该 伸缩机构3收缩时，使各该盖板2复位至该外轴套1的该第一贯穿部111与该第二贯穿部 112的该些穿孔1111、1121内。上述实施例的伸缩机构3包括一第一伸缩模组31、一第二伸缩模组32及一动力 元件33。该第一伸缩模组31及第二伸缩模组32均设置于该内轴孔12中，该第一伸缩模 组31与该第一贯穿部111呈径向对位，该第二伸缩模组32则与该第二贯穿部112呈径向 对位。该动力元件33较佳选择为一液压缸或一气压缸，且该动力元件33设置于该第一伸 缩模组31与该第二伸缩模组32中间。其中，该动力元件33具有一缸体部331与一伸缩杆 部332，该缸体部331连接该第一伸缩模组31，该伸缩杆部332枢设于该第二伸缩模组32。 当然，该第一伸缩模组31需至少具有一通孔3113或者该第二伸缩模组32需至少具有一通 孔3213，且该通孔3113、3213沿该内轴孔12的轴向贯穿，以供连接该动力元件33的液压管 路333通过。该第一伸缩模组31包括一第一衬块311、数个第一滑块312、一第一推杆313及 一外盖314。该第一衬块311固定于该内轴孔12中，且较佳与该第一贯穿部111呈径向对 位。该第一衬块311具有一中心轴孔3111及数个径向滑槽3112(相对于前述每一穿孔1111 位置)，该中心轴孔3111沿该内轴孔12的轴向贯穿该第一衬块311，各该径向滑槽3112沿 该内轴孔12的径向排列于该中心轴孔3111周边并互相连通，且各该径向滑槽3112较佳与 该第一贯穿部111的各穿孔1111呈径向对位。该外盖314轴向封闭该些径向滑槽3112。各 该第一滑块312具有一顶面3121、一肩部3122和一底部3124，该顶面3121及底部31M分 别位于该第一滑块312的二相对应面，该顶面3121可供各该盖板2设置于其上，且该第一 滑块312的底部3IM形成有一斜面，该肩部3122呈凸出于该顶面3121及底部31M之间， 并于该肩部3122与该内轴孔12的壁面之间设置有一压缩弹性元件3123 (如压缩弹簧)， 该底部31M所形成的斜面沿该内轴孔12的轴向倾斜。该第一推杆313依序具有一轴杆部 3131、一具有数个斜面3134的斜锥部3132及一座部3133，该第一推杆313穿设于该第一 衬块311的该中心轴孔3111，该轴杆部3131穿设于该外盖314，该斜锥部3132的每一斜面 3134沿该内轴孔12的轴向倾斜，并顶抵于各该第一滑块312的底部3124，该座部3133设 置于面对该第二贯穿部112的一侧而连接该动力元件33的该缸体部331。该第二伸缩模组32包括一第二衬块321、数个第二滑块322、一第二推杆323及 一外盖324。该第二衬块321固定于该内轴孔12中，且较佳与该第二贯穿部112呈径向对 位。该第二衬块321具有一中心轴孔3211及数个径向滑槽3212(相对于前述每一穿孔1121 位置)，该中心轴孔3211沿该内轴孔12的轴向贯穿该第二衬块321，各该径向滑槽3212沿 该内轴孔12的径向排列于该中心轴孔3211周边并互相连通，且各该径向滑槽3212较佳与 该第二贯穿部112的各穿孔1121呈径向对位。该外盖3M轴向封闭该些径向滑槽3212。各 该第二滑块322具有一顶面3221、一肩部3222和一底部32 ，该顶面3221及底部32 分 别位于该第二滑块322的二相对应面，该顶面3221可供各该盖板2设置于其上，且该第二 滑块322的底部32M形成有一斜面，该肩部3222呈凸出于该顶面3221及底部32M之间， 并于该肩部3222与该内轴孔12的壁面之间设置有一压缩弹性元件3223 (如压缩弹簧)， 该底部32M所形成的斜面沿该内轴孔12的轴向倾斜。该第二推杆323依序具有一轴杆部 3231、一具有数个斜面3234的斜锥部3232及一座部3233，该第二推杆323穿设于该第二衬块321的该中心轴孔3211，该轴杆部3231穿设于该外盖324，该斜锥部3232的每一斜面 3234沿该内轴孔12的轴向倾斜，并顶抵于各该第二滑块322的底部32 ，该座部3233设 置于面对该第一贯穿部111的一侧而连接该动力元件33的该伸缩杆部332。上述实施例的该第一推杆313与该动力元件33的连接及/或该第二推杆323与 该动力元件33的连接以一销轴4连接，形成一可相对作关节运动的连接状态，有助于推抵 应力的平均分配。请参阅图6所绘示的图4的膨胀状态剖面示意图，以及图7所绘示的图5的膨胀状 态剖面示意图。根据上述实施例的结构，该动力元件33的伸缩杆部332伸张时，可将该第 一伸缩模组31的第一推杆313轴向推出，该第一推杆313的斜锥部3132的各该斜面3134 推顶各该第一滑块312的底部31M，令各该第一滑块312由轴心朝径向外张，即可使固设于 各该第一滑块312顶面3121的盖板2凸出于该外轴套1的轴套表面11 ；同一时间，因动力 元件33并非固定于该外轴套1上，而是采用浮动于该第一伸缩模组31与该第二伸缩模组 32之间，故在推抵该第一伸缩模组31的同时，也会同时推抵该第二伸缩模组32的第二推杆 323，同样会将该盖板2推出该外轴套1的轴套表面11，形成径向膨胀；当动力元件33的伸 缩杆部332收缩时，该第一推杆313与该第二推杆323同时收回，此时各该第一滑块312与 各该第二滑块322则借助该压缩弹性元件3123、3223的弹力作用而径向朝向轴心滑动，而 使各该盖板2缩回该外轴套1的轴套表面11。本发明的特点在于一般套设于该膨胀轴的纸管制造材质均勻度不一，内径的大小 也略有差异，本发明伸缩机构中的动力元件采用浮动(非固定式)设计，故可提供该膨胀轴 两边的盖板不同的膨胀量，可依纸管材质与内径差异，自行调控膨胀量，且依据本发明的设 计，其两边的膨胀力量配置可趋于平均，对纸管产生相对较佳的支撑效果。另外，本发明膨 胀轴所承受的负载可由推杆、滑块与衬块平均分摊，伸缩机构不易变形，结构设计具有高刚 性，膨胀轴在高荷重与高速旋转时纸管不易松脱与滑动。又，本发明的动力源为液压缸，配 合推杆斜面与滑块底部斜面的应用，可提供相对较大的膨胀力与承受高荷重的特点。
权利要求
1.一种膨胀轴，其特征在于包含一个外轴套，具有一个轴套表面及一个内轴孔，该轴套表面设有一个第一贯穿部及一 个第二贯穿部，该第一贯穿部及该第二贯穿部分别具有数个穿孔，各该穿孔均与该内轴孔 相通；数个盖板，分别设置于该第一贯穿部的各穿孔及该第二贯穿部的各穿孔；及一个伸缩机构，设置于该内轴孔，该伸缩机构具有一个第一伸缩模组、一个第二伸缩模 组及一个动力元件，该第一伸缩模组及第二伸缩模组各自具有数个滑块及一个推杆，该动 力元件连接于该两个推杆之间，该动力元件能够驱使该两个推杆沿该内轴孔轴向移动，各 该滑块分别对位于各该穿孔并与各该盖板结合，各该滑块均具有一个斜面，该两个推杆外 周具有数个斜面，且各该滑块的斜面接触该两个推杆的斜面。
2.如权利要求1所述的膨胀轴，其特征在于，各该滑块的斜面及该两个推杆的斜面均 沿该内轴孔的轴向倾斜，且该两个推杆能够推动各该斜面沿该内轴孔的径向移动。
3.如权利要求1所述的膨胀轴，其特征在于，该第一贯穿部的各穿孔及该第二贯穿部 的各穿孔各自沿着一个圆周排列设置在该轴套表面。
4.如权利要求1所述的膨胀轴，其特征在于，各该滑块均具有一个顶面、一个肩部及一 个底部，该顶面及底部分别位于该滑块的两个相对应面，各该盖板结合于该顶面，该滑块的 斜面位于该底部，该肩部凸出于该顶面及底部之间，且该肩部与该内轴孔壁之间设有一个 压缩弹性元件。
5.如权利要求1、2、3或4所述的膨胀轴，其特征在于，该第一伸缩模组及第二伸缩模组 均另具有一个衬块，该衬块固定于该内轴孔，该衬块具有一个中心轴孔及数个径向滑槽，该 中心轴孔沿该内轴孔的轴向贯穿该衬块，各该径向滑槽沿该内轴孔的径向排列于该中心轴 孔周边并互相连通，该推杆穿入该中心轴孔，各该滑块置入各该径向滑槽。
6.如权利要求5所述的膨胀轴，其特征在于，该第一伸缩模组及第二伸缩模组均另具 有一个外盖，该外盖设置于该衬块并封闭各该径向滑槽。
7.如权利要求6所述的膨胀轴，其特征在于，该推杆具有一个轴杆部、一个斜锥部及一 个座部，该轴杆部及座部各自位于该推杆的两端，该轴杆部穿入该外盖，该座部枢接该动力 元件，该斜锥部由设置于该推杆外周的各该斜面所构成。
8.如权利要求5所述的膨胀轴，其特征在于，该衬块具有至少一个通孔，该通孔沿该内 轴孔的轴向贯穿该衬块。
9.如权利要求1、2、3或4所述的膨胀轴，其特征在于，各该盖板具有一个表面，该表面 为一个弧面，且该表面的弯曲弧度与该轴套表面相同。
10.如权利要求9所述的膨胀轴，其特征在于，该表面具有防滑结构。
11.如权利要求10所述的膨胀轴，其特征在于，该防滑结构为该表面设置的数条沟槽。
12.如权利要求10所述的膨胀轴，其特征在于，该防滑结构为该表面利用表面处理技 术直接成形的高摩擦系数层。
13.如权利要求10所述的膨胀轴，其特征在于，该防滑结构为该表面贴覆的高摩擦系 数层。
全文摘要
一种膨胀轴，用以支撑并固定纸芯卷筒，包括一外轴套、数个盖板以及一伸缩机构。该外轴套具有一轴套表面及一内轴孔，在轴向轴套表面上分别设有一第一贯穿部与一第二贯穿部，该第一贯穿部与第二贯穿部分别具有数个穿孔。各盖板设置于各穿孔。该伸缩机构浮动地设置于该第一贯穿部与第二贯穿部之间的内轴孔中，可供每一盖板固设，在伸缩机构伸展时，将各盖板由轴心径向向外推出，使各盖板凸出于该轴套表面，在该伸缩机构收缩时，使各盖板回复至该外轴套的该第一贯穿部与第二贯穿部的各穿孔内。本发明可自行调控膨胀量，其两边的膨胀力量配置可趋于平均，且结构设计具有高刚性，其动力源为液压缸，可提供相对较大的膨胀力与承受高负载的特点。
文档编号B65H75/24GK102114999SQ201010000118
公开日2011年7月6日 申请日期2010年1月5日 优先权日2010年1月5日
发明者黄俊诚, 黄宏群, 黄金川 申请人:财团法人金属工业研究发展中心