CN113931993A - 定向齿轮 - Google Patents

Abstract

一种定向齿轮，适于套设于驱动轴，包括驱动件、外齿轮以及多个卡掣件。驱动件套设于驱动轴上，且驱动件的周向上形成有多个容置槽；外齿轮配置于驱动件的径向外侧，且包括环状本体以及多个斜向内齿，其中斜向内齿连接于环状本体的内侧；卡掣件活动地配置于容置槽内且分别包括卡掣部，各卡掣部的形状对应于斜向内齿，且卡掣件通过卡掣部选择性地卡掣于外齿轮的至少一个斜向内齿。本发明的定向齿轮具有维持高工作频率、高传动负载以及单一转向的效果。

Description

定向齿轮

技术领域

本发明有关于一种齿轮，且特别是一种可沿一个方向驱动而另一个方向产生空转的定向齿轮。

背景技术

齿轮是一种在日常生活以及工业领域相当常见的机械组件。一般而言，套设于驱动轴的主动齿轮能随着驱动轴的转动自由地正转或反转，且同时带动与其啮合的从动齿轮组对应转动进而驱动整体机构。然而，在一些情况下，用户或制造业者会希望主动齿轮能随着驱动轴朝特定方向转动，且当驱动轴反转时主动齿轮能维持在原来的位置而与驱动轴间产生空转。虽然上述需求的一部分可以通过棘轮等机械组件达成，但棘轮在作动时会将线性往复运动与旋转运动转换为单向步进运动，因此无法执行高工作频率的运转，且运转时也伴随有噪音及振动。除此之外，当传动机构需要承载的负载较大时，上述的齿轮便无法由棘轮取代。

发明内容

基于本发明的至少一个实施例，本发明提供一种可沿一个方向驱动而另一个方向产生空转的定向齿轮，以期达到维持高工作频率、高传动负载以及单一转向的效果。

本发明实施例提供一种定向齿轮，适于套设于驱动轴，包括驱动件、外齿轮以及多个卡掣件。驱动件套设于驱动轴上，且驱动件的周向上形成有多个容置槽；外齿轮配置于驱动件的径向外侧，且包括环状本体以及多个斜向内齿，其中斜向内齿连接于环状本体的内侧；卡掣件活动地配置于容置槽内且分别包括卡掣部，各卡掣部的形状对应于斜向内齿，且卡掣件通过卡掣部选择性地卡掣于外齿轮的至少一个斜向内齿。

优选地，斜向内齿分别具有第一齿面以及第二齿面。当这些卡掣件中的至少一个卡掣件卡掣于外齿轮时，卡掣件的卡掣部啮合于这些斜向内齿中相邻二斜向内齿的第一齿面以及第二齿面。

优选地，斜向内齿的第一齿面以及第二齿面连接于环状本体的部分定义齿根圆，齿根圆的切面与斜向内齿的第一齿面以及第二齿面分别夹第一角度以及第二角度，且第一角度小于第二角度。

优选地，第一角度为锐角，且第二角度为直角或钝角。

优选地，容置槽上分别具有第一止挡部以及第二止挡部，且卡掣件还分别包括第一抵靠部以及第二抵靠部。当这些卡掣件中的至少一个卡掣件的第一抵靠部抵靠于对应的容置槽的第一止挡部时，卡掣件卡掣于斜向内齿；当卡掣件的第二抵靠部抵靠于对应的容置槽的第二止挡部时，卡掣件与斜向内齿解掣。

优选地，容置槽还分别具有枢转孔，卡掣件还分别包括枢转部，且枢转部配置于枢转孔内。当驱动轴带动驱动件旋转时，卡掣件通过枢转部相对于驱动件旋转。

优选地，第一止挡部以及第二止挡部分别位于枢转孔的相异两侧，且第一抵靠部以及第二抵靠部分别位于枢转部的相异两侧。

优选地，卡掣件上分别形成有贯孔。

优选地，容置槽等间隔地形成于周向上。

综上所述，本发明实施例的定向齿轮可借由卡掣件的卡掣部选择性地卡掣于外齿轮的斜向内齿，使得驱动轴沿一个方向转动时能通过驱动件以及卡掣件带动外齿轮转动，且驱动轴沿另一个方向转动时与外齿轮彼此空转而使外齿轮维持原位置，达到单向转动的效果。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的定向齿轮的一个实施例的立体示意图。

图2为图1的定向齿轮的爆炸示意图。

图3为图1的前视剖面示意图。

图4为图3所示的斜向内齿的放大示意图。

附图标记

1 定向齿轮

100 驱动轴

200 驱动件

210 容置槽

212 第一止挡部

214 第二止挡部

216 枢转孔

300 外齿轮

310 环状本体

320 斜向内齿

322 第一齿面

324 第二齿面

400 卡掣件

410 卡掣部

420 第一抵靠部

430 第二抵靠部

440 枢转部

C 齿根圆

H 贯孔

T 切面

θ1 第一角度

θ2 第二角度

具体实施方式

有关本发明之前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。值得一提的是，以下实施例所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用以说明，而非对本发明加以限制。此外，在下列各实施例中，相同或相似的组件将采用相同或相似的标号。

请参考图1及图2，图1为本发明的定向齿轮的一个实施例的立体示意图，图2为图1的组件爆炸示意图。本实施例的定向齿轮1适于套设于驱动轴100，且包括驱动件200、外齿轮300以及多个卡掣件400，其中驱动件200套设于驱动轴100上，且驱动件200的周向上形成有多个容置槽210，外齿轮300配置于驱动件200的径向外侧，且卡掣件400活动地配置于容置槽210内。

请参考图3，图3为图1的前视示意图。详细而言，驱动轴100连接于马达(未绘示)或其它的动力机构，用以提供驱动件200以及外齿轮300转动所需的转矩。较佳地，驱动轴100的截面形状为圆形以外的几何形状，例如正方形、椭圆形或圆角矩形等，如此一来当驱动轴100转动时，驱动件200可在与驱动轴100不产生相对滑动的情况下同步转动，借此提高传动效率。当然，在其它可能的实施例中，驱动轴100也可以通过黏接、焊接或一体成型的方式与驱动件200彼此固设而达到相同的效果，本发明对此并不加以限制。

另一方面，在本实施例中，容置槽210等间隔地形成于驱动件200的周向上而使得驱动件200呈卍字形状，通过这样的配置可将驱动件200的重心维持于驱动轴100的轴心上，在旋转时不易产生偏心旋转或负载不均的现象。除此之外，外齿轮300包括环状本体310、多个斜向内齿320以及多个外齿330，其中斜向内齿320连接于环状本体310的内侧，且外齿330连接于环状本体310的外侧。更进一步而言，本实施例的斜向内齿320用以与卡掣件400相互卡掣、啮合从而使驱动轴100带动外齿轮300转动，且外齿轮300通过外齿330与其它的传动构件耦合作动。

具体而言，这些卡掣件400分别包括卡掣部410，其中各个卡掣部410的形状对应于斜向内齿320，且这些卡掣件400通过卡掣部410选择性地卡掣于外齿轮300的至少一个斜向内齿320。如图3所示，本实施例的驱动轴100实际上平行于地面。当驱动轴100带动驱动件200沿方向D旋转时，由于重力及离心力的作用，这些卡掣件400中位于驱动轴100右侧以及低于驱动轴100的卡掣件400(如图3中水平虚线以下的卡掣件400)的卡掣部410会自动突出于对应的容置槽210且卡掣于斜向内齿320，倘若离心力持续增大，这些卡掣件400中位于驱动轴100左侧以及高于驱动轴100的卡掣件400(如图3中水平虚线以上的卡掣件400)的卡掣部410也会自动突出于对应的容置槽210且卡掣于斜向内齿320。另外，当驱动轴100带动驱动件200沿相反于方向D的方向旋转时，由于卡掣件400的卡掣部410与斜向内齿320之间的接触面为顺向关系，因此卡掣件400不会与斜向内齿320卡掣而继续被驱动件200带动。借此，定向齿轮1可在旋转过程中由不同的卡掣件400反复与斜向内齿320卡掣与解掣，从而避免因卡掣件400与斜向内齿320持续卡掣所导致的应力集中以及组件损坏的风险。另外，本发明的定向齿轮1经由不同的卡掣件400反复与斜向内齿320卡掣与解掣可大幅减少噪音的产生。值得一提的是，虽然在本实施例中驱动轴100平行于地面，且应用重力及离心力使卡掣件400卡掣于斜向内齿320，但本发明并不局限于此，举例来说，即使驱动轴100垂直于地面而外齿轮300以平行于地面的方式旋转，当驱动轴100带动驱动件200沿方向D旋转时，卡掣件400的卡掣部410仍可单纯借由离心力的作用而自动卡掣于斜向内齿320。另外，当驱动轴100带动驱动件200沿相反于方向D的方向旋转时，由于卡掣件400的卡掣部410与斜向内齿320之间的接触面为顺向关系，因此卡掣件400仍不会与斜向内齿320卡掣。同样地，本发明的定向齿轮1经由不同的卡掣件400反复与斜向内齿320卡掣与解掣可大幅减少噪音的产生。

除此之外，如图3所示，这些容置槽210上分别具有第一止挡部212、第二止挡部214以及枢转孔216，其中第一止挡部212以及第二止挡部214分别位于枢转孔216的相异两侧；而卡掣件400分别包括第一抵靠部420、第二抵靠部430以及枢转部440，其中第一抵靠部420以及第二抵靠部430分别位于枢转部440的相异两侧，且这些枢转部440配置于这些枢转孔216内。当驱动轴100带动驱动件200旋转时，这些卡掣件400通过枢转部440相对于驱动件200旋转。更进一步而言，当卡掣件400的第一抵靠部420抵靠于对应的容置槽210的第一止挡部212时，卡掣件400的卡掣部410会相对于容置槽210突出从而使得卡掣件400卡掣于斜向内齿320；而当卡掣件400的第二抵靠部430抵靠于对应的容置槽210的第二止挡部214时，卡掣件400的卡掣部410会收纳于容置槽210内从而使得卡掣件400与斜向内齿320解掣。换言之，卡掣件400可通过枢转部440选择性地与斜向内齿320卡掣或解掣，且在这两个状态下均有对应的抵靠部以及止挡部彼此抵接使得卡掣件400达到稳定平衡。较佳地，这些卡掣件400上分别形成有贯孔H，通过这样的配置，卡掣件400的重量能够集中在第一抵靠部420以及第二抵靠部430，当定向齿轮1旋转时，卡掣件400能够快速地在第一抵靠部420抵靠于第一止挡部212以及第二抵靠部430抵靠于第二止挡部214的状态间切换，从而减少两个状态间的过渡时间。

值得一提的是，上述卡掣与解掣状态之间的切换不一定需通过相对于驱动件200枢转的方式实现。举例来说，容置槽210也可设计成指向驱动件200周向的径向沟槽，而卡掣件400为滑设于径向沟槽中的滑块。当旋转速度提高使得离心力增强时，卡掣件400的卡掣部410会因为离心力作用滑出容置槽210而卡掣于内齿320；当转速降低使得离心力减弱时，卡掣件400可滑入容置槽210中而与内齿320解掣，本发明对此并不加以限制。

请一并参考图3及图4，图4为图3所示的斜向内齿的放大示意图。如图所示，本实施例的斜向内齿320并非齿顶指向驱动轴100轴心的直齿，而是类似棘轮的斜齿设计。详细而言，这些斜向内齿320分别具有第一齿面322以及第二齿面324，当卡掣件400卡掣于外齿轮300时，如图3所示，卡掣件400的卡掣部410会啮合于这些斜向内齿320中相邻二斜向内齿320的第一齿面322以及第二齿面324。更进一步而言，这些斜向内齿320的第一齿面322以及第二齿面324连接于环状本体310的部份定义一齿根圆C，如图4所示，齿根圆C的切面T与这些斜向内齿320的第一齿面322以及第二齿面324分别夹第一角度θ1以及第二角度θ2，且第一角度θ1小于第二角度θ2。较佳地，第一角度θ1为锐角，而第二角度θ2为直角或钝角。通过这样的配置，当驱动轴100带动驱动件200沿图3中方向D转动时，卡掣件400会如同上文中叙述卡掣于斜向内齿320的第二齿面324，从而带动外齿轮300同步沿方向D转动。然而，当驱动轴100带动驱动件200沿相反于方向D的另一方向转动时，由于第一角度θ1所对应的第二齿面324高度较小，因此卡掣部410会沿着第一齿面322滑动并直接扫掠过斜向内齿320而不会彼此卡掣，从而造成驱动件200与外齿轮300产生空转并使外齿轮300维持原先的位置，达到单向转动的效果。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

Claims (9)

1.一种定向齿轮，适于套设于驱动轴，其特征在于，包括：

驱动件，套设于所述驱动轴上，且所述驱动件的周向上形成有多个容置槽；

外齿轮，配置于所述驱动件的径向外侧，且包括：

环状本体；以及

多个斜向内齿，连接于所述环状本体的内侧；以及

多个卡掣件，活动地配置于所述多个容置槽内且分别包括卡掣部，各所述卡掣部的形状对应于所述多个斜向内齿，且所述多个卡掣件通过所述卡掣部选择性地卡掣于所述外齿轮的至少一个斜向内齿。

2.根据权利要求1所述的定向齿轮，其特征在于，所述多个斜向内齿分别具有第一齿面以及第二齿面，当所述多个卡掣件中的至少一个卡掣件卡掣于所述外齿轮时，所述至少一个卡掣件的卡掣部啮合于所述多个斜向内齿中相邻二斜向内齿的所述第一齿面以及所述第二齿面。

3.根据权利要求2所述的定向齿轮，其特征在于，所述多个斜向内齿的所述第一齿面以及所述第二齿面连接于所述环状本体的部分定义齿根圆，所述齿根圆的切面与所述多个斜向内齿的所述第一齿面以及所述第二齿面分别夹第一角度以及第二角度，且所述第一角度小于所述第二角度。

4.根据权利要求3所述的定向齿轮，其特征在于，所述第一角度为锐角，且所述第二角度为直角或钝角。

5.根据权利要求1所述的定向齿轮，其特征在于，所述多个容置槽上分别具有第一止挡部以及第二止挡部，且所述多个卡掣件还分别包括第一抵靠部以及第二抵靠部，当所述多个卡掣件中的至少一个卡掣件的所述第一抵靠部抵靠于对应的所述容置槽的所述第一止挡部时，所述至少一个卡掣件卡掣于所述至少一个斜向内齿，当所述至少一个卡掣件的所述第二抵靠部抵靠于对应的所述容置槽的所述第二止挡部时，所述至少一个卡掣件与所述至少一个斜向内齿解掣。

6.根据权利要求5所述的定向齿轮，其特征在于，所述多个容置槽还分别具有枢转孔，所述多个卡掣件还分别包括枢转部，且所述枢转部配置于所述枢转孔内，当所述驱动轴带动所述驱动件旋转时，所述多个卡掣件通过所述枢转部相对于所述驱动件旋转。

7.根据权利要求6所述的定向齿轮，其特征在于，所述第一止挡部以及所述第二止挡部分别位于所述枢转孔的相异两侧，且所述第一抵靠部以及所述第二抵靠部分别位于所述枢转部的相异两侧。

8.根据权利要求1所述的定向齿轮，其特征在于，所述多个卡掣件上分别形成有贯孔。

9.根据权利要求1所述的定向齿轮，其特征在于，所述多个容置槽等间隔地形成于所述周向上。

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