專利名稱：單向離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種單向離合器，特別涉及一種簡化式設(shè)計，可應(yīng)用于各種齒輪零件或類似的傳動機構(gòu)設(shè)計中，用以控制動力的傳遞與否的單向離合器。
背景技術(shù)：
目前大部分的傳動機構(gòu)上所應(yīng)用到的單向離合器的主要功能在于可將傳自于馬達等動力源的動力傳入動作裝置，并且在當該動力源停止動作時，該單向離合器可切斷動力源與動作裝置間的傳動鏈(齒輪鏈)，使得該動作裝置仍然可以自由運作，而不受該動力源及傳動鏈的影響。
請參閱圖1，公知的傳動機構(gòu)包括一動作裝置7、一第一動力源8及一第二動力源9，該動作裝置7設(shè)置于兩個動力源8與9之間，該動作裝置7具有四個齒輪71、72、73及74，用來分別傳動設(shè)置于動作裝置7上的四個滾筒75、76、77及78。
第一動力源8及第二動力源9為馬達，該第一動力源8的動力可經(jīng)由一動力輸入元件(如齒輪)81及一動力輸出元件(如齒輪)82傳遞至齒輪71，以驅(qū)動滾筒75旋轉(zhuǎn)。當?shù)谝粍恿υ?需要傳遞動力給另一滾筒76時，該第二動力源9可驅(qū)動動作裝置7旋轉(zhuǎn)，由此使得齒輪72可與動力輸出元件82嚙合，以將第一動力源8的動力傳遞至齒輪72，從而驅(qū)動滾筒76旋轉(zhuǎn)。依此類推可控制將第一動力源8的動力傳遞至所需要的滾筒75、76、77及78，達到動力切換的目的。
在上述的動力切換過程中，當齒輪71～74分別與動力輸出元件82嚙合時，第一動力源8會停止轉(zhuǎn)動，因為動力輸出元件82到第一動力源8的整個齒輪鏈是嚙合的，以及減速比設(shè)計的考慮，會使得齒輪71～74與動力輸出元件82間有一碰撞力存在，齒輪71～74與動力輸出元件(齒輪)82必須承受此碰撞力才能順利嚙合，也因此會有齒輪碰傷的問題存在。
為了克服此問題，一般設(shè)計上會在動力輸入元件81與動力輸出元件82之間裝設(shè)一個單向離合器(one-way clutch)6，如圖2所示，當動力輸入元件81依順時針方向轉(zhuǎn)動時，可將動力傳遞至動力輸出元件82，使其依同方向轉(zhuǎn)動，并帶動齒輪71依逆時針方向轉(zhuǎn)動。而在動作裝置7依逆時針方向旋轉(zhuǎn)，準備將動力切換至齒輪72時，如圖3所示，齒輪72會向上位移與動力輸出元件82進行嚙合，同時使得動力輸出元件82依順時針方向轉(zhuǎn)動。此時因為有單向離合器6的作用，該嚙合作用不須克服第一動力源8及其齒輪鏈所產(chǎn)生的阻力。
如圖4所示，其為一種公知的單向離合器(或稱單向軸承)，該單向離合器6的主要動作方式為當外環(huán)61依逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，其中間的摩擦元件62不會帶動內(nèi)環(huán)63旋轉(zhuǎn)。而當外環(huán)61依順時針方向旋轉(zhuǎn)時(圖略)，其中間的摩擦元件62在運動方向上會頂住內(nèi)環(huán)63，進而利用其間的摩擦力來帶動內(nèi)環(huán)63依同方向旋轉(zhuǎn)。但該單向離合器需要較多的零件與復雜的組裝程序，因而應(yīng)用該單向離合器的成本較高。
如圖5所示，其為另一種公知的單向離合器，該單向離合器6的主要動作方式為利用滾珠64與外環(huán)65、內(nèi)環(huán)66的導槽651、661間所設(shè)計的不等尺寸的間隙，當滾珠64受重力影響而落入外環(huán)65的導槽651中時，內(nèi)環(huán)66以逆時針方向轉(zhuǎn)動時可以通過推動滾珠64再去推動外環(huán)65而轉(zhuǎn)動(或外環(huán)65以順時針方向轉(zhuǎn)動時可通過推動滾珠64再去推動內(nèi)環(huán)66而轉(zhuǎn)動)。但該單向離合器須倚靠重力的作用，因此在水平放置時即無法正確動作，且利用滾珠64的排列來傳動會有傳動上的遲滯現(xiàn)象，另外滾珠64的成本也不低廉。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于提供一種單向離合器，該單向離合器利用極少的零件數(shù)，在所需要的特定動作范圍內(nèi)，達到單向傳遞動力的功能，并可降低成本，簡化組裝，且無論在任何放置角度下皆可正確動作。
為了達到上述的目的，本實用新型提供一種單向離合器，該單向離合器包括一動力輸入元件；一動力輸出元件，其與該動力輸入元件共軸設(shè)置；一接觸機構(gòu)，其設(shè)置于該動力輸入元件與該動力輸出元件之間的共軸上；以及一扭力彈簧元件，其可提供扭力地連接該動力輸入元件與該動力輸出元件。
綜上所述，本實用新型提供一種單向離合器，其包括一動力輸入元件，其具有一外環(huán)部；一動力輸出元件，其與該動力輸入元件共軸設(shè)置，且該動力輸出元件具有一軸部，該軸部可轉(zhuǎn)動地伸入該外環(huán)部中；一接觸機構(gòu)，其包含一第一接觸件和一第二接觸件，該第一接觸件突設(shè)于該外環(huán)部的內(nèi)壁，該第二接觸件突設(shè)于該軸部的外壁，該第一接觸件與該第二接觸件可相互頂?shù)纸佑|地設(shè)置于該動力輸入元件與該動力輸出元件之間的共軸上；以及一扭力彈簧元件，其設(shè)置于該外環(huán)部及該軸部之間，并可提供扭力地連接該動力輸入元件與該動力輸出元件。
根據(jù)本實用新型的單向離合器，其中該動力輸入元件的第一接觸件及該動力輸出元件的第二接觸件分別設(shè)有兩個。
根據(jù)本實用新型的單向離合器，其中所述兩個第一接觸件間隔180度地設(shè)置于該動力輸入元件的內(nèi)壁，所述兩個第二接觸件間隔180度地設(shè)置于該動力輸出元件的外壁。
根據(jù)本實用新型的單向離合器，其中該扭力彈簧元件安裝于該動力輸入元件及該動力輸出元件所共軸的軸上，且該扭力彈簧元件的一端部固定于該動力輸入元件上，另一端部則與該動力輸出元件接觸。
根據(jù)本實用新型的單向離合器，其中該扭力彈簧元件安裝于該動力輸入元件及該動力輸出元件所共軸的軸上，且該扭力彈簧元件的一端部固定于該動力輸出元件上，另一端部則與該動力輸入元件接觸。
根據(jù)本實用新型的單向離合器，其中該動力輸入元件另具有一第一齒輪部，該動力輸出元件具有一第二齒輪部。
為了能更進一步了解本實用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細說明與附圖，然而所附附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本實用新型加以限制。


圖1是公知傳動機構(gòu)的立體圖。
圖2是公知傳動機構(gòu)動力切換過程的示意圖(一)。
圖3是公知傳動機構(gòu)動力切換過程的示意圖(二)。
圖4是公知單向離合器的示意圖。
圖5是另一種公知單向離合器的示意圖。
圖6是本實用新型單向離合器的立體分解圖。
圖7是本實用新型單向離合器的立體圖。
圖8是本實用新型單向離合器使用狀態(tài)的示意圖(一)。
圖9是本實用新型單向離合器使用狀態(tài)的示意圖(二)。
其中，附圖標記說明如下1動力輸入元件 11第一齒輪部 12外環(huán)部13第一接觸件 2動力輸出元件 21第二齒輪部22軸部23第二接觸件 3扭力彈簧元件31第一端部32第二端部4動作裝置42齒輪5接觸機構(gòu) 6單向離合器61外環(huán)62摩擦元件63內(nèi)環(huán)64滾珠65外環(huán)651導槽66內(nèi)環(huán)661導槽 7動作裝置71齒輪72齒輪73齒輪74齒輪75滾筒76滾筒77滾筒78滾筒8第一動力源81動力輸入元件82動力輸出元件9第二動力源具體實施方式
請參閱圖6及圖7，本實用新型提供一種單向離合器，該單向離合器包括有一動力輸入元件1、一動力輸出元件2及一扭力彈簧元件3，在本實施例中該動力輸入元件1及動力輸出元件2為齒輪，該動力輸入元件1具有一第一齒輪部11及一由該第一齒輪部11的一側(cè)延伸形成的外環(huán)部12，該外環(huán)部12為中空圓柱體，其內(nèi)壁突設(shè)有至少一個第一接觸件13，在本實施例中設(shè)有兩個相對設(shè)置的第一接觸件13，所述兩個第一接觸件13間隔180度地設(shè)置于外環(huán)部12的內(nèi)壁。
該動力輸出元件2具有一第二齒輪部21及一由該第二齒輪部21的一側(cè)延伸形成的軸部22，該軸部22為圓柱體，該軸部22的外壁突設(shè)有至少一個第二接觸件23，在本實施例中設(shè)有兩個相對設(shè)置的第二接觸件23，所述兩個第二接觸件23間隔180度地設(shè)置于軸部22的外壁。該動力輸出元件2的軸部22可轉(zhuǎn)動地伸入動力輸入元件1的外環(huán)部12中，使該動力輸入元件1及動力輸出元件2形成共軸設(shè)置，動力輸入元件1可利用第一接觸件13與動力輸出元件2的第二接觸件23相互頂?shù)纸佑|，以此構(gòu)成一設(shè)置于動力輸入元件1與動力輸出元件2之間的接觸機構(gòu)5，使兩個共軸的動力輸入元件1及動力輸出元件2能在一特定范圍內(nèi)作自由相對轉(zhuǎn)動，且使動力輸入元件1及動力輸出元件2利用本身特征來接觸而達到動力傳輸?shù)墓δ?，從而能將第一動力?圖略)的動力傳遞至動作裝置(圖略)，以此達到單向離合器傳遞動力的功能。在本實施例中設(shè)有兩個第一接觸件13與兩個第二接觸件23，故使動力輸入元件1及動力輸出元件2能在近180度范圍內(nèi)作自由相對轉(zhuǎn)動，但該接觸機構(gòu)5的構(gòu)造并不以此為限，也可利用其它等效的機構(gòu)取代該接觸機構(gòu)5。
該扭力彈簧元件3為一可提供扭力的彈性元件，其兩端分別具有一第一端部31及一第二端部32，該扭力彈簧元件3安裝于外環(huán)部12及軸部22之間，使該扭力彈簧元件3安裝于動力輸入元件1及動力輸出元件2所共軸的軸上。該第一端部31固定地連接于動力輸入元件1，該第二端部32則接觸動力輸出元件2的第二接觸件23，使扭力彈簧元件3可連接動力輸入元件1及動力輸出元件2。但并不限定為使該扭力彈簧元件3的第一端部31固定連接于該動力輸入元件1，也可改為使該扭力彈簧元件3的第二端部32固定連接于該動力輸出元件2。
將該扭力彈簧元件3的彈簧力設(shè)計為在當動作裝置的所有齒輪中沒有任何一個齒輪與動力輸出元件2接觸時，可使動力輸出元件2與動力輸入元件1一直保持在如圖7所設(shè)定的相對位置處。該位置即為第一接觸件13與第二接觸件23互相接觸貼合，可以隨時準備將動力由第一動力源(圖略)傳入動作裝置(圖略)中的齒輪。因此該扭力彈簧元件3的扭力值只需要能夠?qū)恿敵鲈?在無負載下使其旋轉(zhuǎn)回圖7中所示的位置即可。
如圖8所示，當動力輸出元件2在與動作裝置4嚙合的過程中，齒輪42與動力輸出元件2的第二齒輪部21間的碰撞力只需要克服所設(shè)定的扭力彈簧值即可順利地嚙合，此時動力輸出元件2的轉(zhuǎn)動方向為順時針方向。而當齒輪42經(jīng)過與動力輸出元件2的第二齒輪部21的嚙合點后又繼續(xù)離開時(如圖9)，此時扭力彈簧元件3即可利用設(shè)定的扭力立即將動力輸出元件2旋轉(zhuǎn)回上述圖7中所示的傳動位置。因此，即使在動作裝置4連續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下，齒輪依序不斷地與動力輸出元件2嚙合又脫離，該動力輸出元件2的第二接觸件23依然不會去推動動力輸入元件1的第一接觸件13，從而不會使上述的嚙合動作因牽動整個齒輪鏈而產(chǎn)生極大的阻力進而破壞齒輪。
本實用新型利用極少的零件數(shù)，可在設(shè)計需求的動作范圍內(nèi)達到等同的單向離合器功能。本實用新型的優(yōu)點在于可以降低成本，簡化組裝，且無論在任何放置角度下皆可正確動作。
但以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非以此限制本實用新型的保護范圍，故凡運用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效變化，均同理包含于本實用新型的權(quán)利要求書所要保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單向離合器，其特征在于，該單向離合器包括一動力輸入元件，其具有一外環(huán)部；一動力輸出元件，其與該動力輸入元件共軸設(shè)置，且該動力輸出元件具有一軸部，該軸部可轉(zhuǎn)動地伸入該外環(huán)部中；一接觸機構(gòu)，其包含一第一接觸件和一第二接觸件，該第一接觸件突設(shè)于該外環(huán)部的內(nèi)壁，該第二接觸件突設(shè)于該軸部的外壁，該第一接觸件與該第二接觸件可相互頂?shù)纸佑|地設(shè)置于該動力輸入元件與該動力輸出元件之間的共軸上；以及一扭力彈簧元件，其設(shè)置于該外環(huán)部及該軸部之間，并可提供扭力地連接該動力輸入元件與該動力輸出元件。
2.如權(quán)利要求1所述的單向離合器，其特征在于，該動力輸入元件的第一接觸件及該動力輸出元件的第二接觸件分別設(shè)有兩個。
3.如權(quán)利要求2所述的單向離合器，其特征在于，所述兩個第一接觸件間隔180度地設(shè)置于該動力輸入元件的內(nèi)壁，所述兩個第二接觸件間隔180度地設(shè)置于該動力輸出元件的外壁。
4.如權(quán)利要求1所述的單向離合器，其特征在于，該扭力彈簧元件安裝于該動力輸入元件及該動力輸出元件所共軸的軸上，且該扭力彈簧元件的一端部固定于該動力輸入元件上，另一端部則與該動力輸出元件接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的單向離合器，其特征在于，該扭力彈簧元件安裝于該動力輸入元件及該動力輸出元件所共軸的軸上，且該扭力彈簧元件的一端部固定于該動力輸出元件上，另一端部則與該動力輸入元件接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的單向離合器，其特征在于，該動力輸入元件另具有一第一齒輪部，該動力輸出元件具有一第二齒輪部。
7.如權(quán)利要求6所述的單向離合器，其特征在于，該動力輸入元件的第一接觸件及該動力輸出元件的第二接觸件分別設(shè)有兩個。
8.如權(quán)利要求7所述的單向離合器，其特征在于，所述兩個第一接觸件間隔180度地設(shè)置于該動力輸入元件的內(nèi)壁，所述兩個第二接觸件間隔180度地設(shè)置于該動力輸出元件的外壁。
9.如權(quán)利要求8所述的單向離合器，其特征在于，該扭力彈簧元件安裝于該動力輸入元件及該動力輸出元件所共軸的軸上，且該扭力彈簧元件的一端部固定于該動力輸入元件上，另一端部則與該動力輸出元件接觸。
10.如權(quán)利要求8所述的單向離合器，其特征在于，該扭力彈簧元件安裝于該動力輸入元件及該動力輸出元件所共軸的軸上，且該扭力彈簧元件的一端部固定于該動力輸出元件上，另一端部則與該動力輸入元件接觸。
專利摘要本實用新型涉及一種單向離合器，其包括具有外環(huán)部的動力輸入元件、具有可轉(zhuǎn)動地伸入外環(huán)部中的軸部的動力輸出元件及設(shè)于外環(huán)部及軸部之間的扭力彈簧元件，動力輸入元件與動力輸出元件共軸設(shè)置，二者之間設(shè)有接觸機構(gòu)，使動力輸入元件及動力輸出元件能在一特定范圍內(nèi)作自由相對轉(zhuǎn)動并達到動力傳輸?shù)墓δ?，接觸機構(gòu)包含突設(shè)于外環(huán)部的內(nèi)壁的第一接觸件和突設(shè)于軸部的外壁的第二接觸件，第一接觸件與第二接觸件可相互頂?shù)纸佑|地設(shè)置于該共軸上，扭力彈簧元件可提供扭力地連接動力輸入元件與動力輸出元件，使動力輸入元件與動力輸出元件保持在所設(shè)定的相對位置上；由此，可組成一零件數(shù)較少、成本降低、組裝簡化的單向離合器。
文檔編號F16D41/00GK2886194SQ20062000493
公開日2007年4月4日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
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