TW201321204A - 齒輪組結構及使用其之電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種齒輪組結構，包括樞轉軸、主動齒輪及被動齒輪。主動齒輪與樞轉軸嚙合且適於沿著樞轉軸轉動，包括第一表面及棘輪。棘輪與主動齒輪一體成型，且具有多個輪齒，設置於第一表面上。被動齒輪設置於主動齒輪上，包括第二表面及棘爪，其第二表面面向第一表面。棘爪與被動齒輪一體成型且設置於第二表面上。當主動齒輪沿一驅動方向轉動時，輪齒之至少其中之一與棘爪嚙合，並驅動被動齒輪隨著主動齒輪轉動。當主動齒輪沿一相反方向轉動時，各輪齒觸及各棘爪並將其往上推擠，並由各棘爪的下方滑過，使被動齒輪不隨著主動齒輪轉動。

Description

齒輪組結構及使用其之電子裝置

本發明是有關於一種齒輪組結構及電子裝置，且特別是有關於一種齒輪組結構及使用其齒輪組結構之電子裝置。

單向旋轉裝置的應用相當廣泛，如腳踏車的輪軸傳動裝置或是運動器材中的飛輪傳動裝置，單向旋轉裝置可以選擇性的進行單方向的驅動，當主動件的旋轉方向相反時，從動件便不會隨之轉動。

在印表機的饋紙或進紙裝置中也會應用到單向旋轉裝置，避免馬達在反轉時產生反向的饋紙動作而造成紙張的傳送錯誤。最常見的單向旋轉裝置通常是利用棘輪(ratchet)與具有彈性之棘爪(pawl)的配合。當棘輪沿一方向旋轉時，棘爪依序滑過棘輪上的多個輪齒(teeth)，使棘輪裝置成空轉的狀態。當棘輪沿另一方向旋轉時，棘輪之輪齒可與棘爪嚙合進而驅動整個棘輪裝置一起旋轉。然而，棘輪與棘爪的構造較為複雜，其製造成本也較高，若將其應用於電子裝置中會導致成本的增加。

本發明提供一種齒輪組結構，其可達到單向轉動的目的且結構較簡單，製造成本較低。

本發明提供一種電子裝置，其饋紙模組可達到單向轉動的目的且製造成本較低。

本發明提出一種齒輪組結構，包括樞轉軸、主動齒輪及被動齒輪。主動齒輪與樞轉軸嚙合且適於沿著樞轉軸轉動，包括第一表面及棘輪。棘輪與主動齒輪一體成型，且具有多個輪齒，設置於第一表面上。被動齒輪設置於主動齒輪上，包括第二表面及棘爪。第二表面面向第一表面。棘爪與被動齒輪一體成型且設置於第二表面上。當主動齒輪沿一驅動方向轉動時，輪齒之至少其中之一與棘爪嚙合，並驅動被動齒輪隨著主動齒輪轉動。當主動齒輪沿一相反方向轉動時，各輪齒觸及各棘爪並將其往上推擠，並由各棘爪的下方滑過，使被動齒輪不隨著主動齒輪轉動。

本發明提出一種電子裝置，包括本體、饋紙模組、紙匣、饋紙通道及齒輪組結構設置。饋紙模組設置於本體內，包括紙匣、饋紙通道及齒輪組結構。紙匣承載多個紙張，饋紙通道連接紙匣。齒輪組結構設置於饋紙通道上，包括樞轉軸、主動齒輪及被動齒輪。主動齒輪與樞轉軸嚙合且適於沿著樞轉軸轉動，包括第一表面及棘輪。棘輪與主動齒輪一體成型，且具有多個輪齒，設置於第一表面上。被動齒輪設置於主動齒輪上，包括第二表面及棘爪。第二表面面向第一表面。棘爪與被動齒輪一體成型且設置於第二表面上。當主動齒輪沿一驅動方向轉動時，輪齒之至少其中之一與棘爪嚙合，並驅動被動齒輪隨著主動齒輪轉動。當主動齒輪沿一相反方向轉動時，各輪齒觸及各棘爪並將 其往上推擠，並由各棘爪的下方滑過，使被動齒輪不隨著主動齒輪轉動。

基於上述，本發明提供一種齒輪組結構及使用其之電子裝置。由於其棘爪及棘輪的設計，被動齒輪僅會隨著主動齒輪沿單方向轉動。齒輪組結構亦可應用於電子裝置之饋紙模組中，使其饋紙齒輪僅做單向旋轉以避免卡紙的情形。更由於其主動齒輪與被動齒輪皆為一體成型，不僅增加了主動齒輪及被動齒輪的結構強度，且由於無須增設外加之零件，使生產成本、組裝人力成本及組裝工時都大為降低。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之電子裝置之剖面示意圖。請參考圖1，本發明一實施例提供之齒輪組結構100適用於一電子裝置10之一饋紙模組300中。其中，電子裝置10可為印表機、掃描機或事務機等具有饋紙模組300之電子裝置。在本實施例中，電子裝置10為一印表機，但本發明並不侷限電子裝置10的種類。電子裝置10包括一本體200及一饋紙模組300。饋紙模組300設置於本體200內且具有一紙匣310，用以承載多份紙張。饋紙通道320連接紙匣310且齒輪組結構100設置於饋紙通道320上，以將紙張從紙匣310經由饋紙通道320饋送至電子裝置10中。

圖2為本發明一實施例之齒輪組結構之立體示意圖。圖3為圖2之齒輪組結構之分解示意圖。請同時參考圖2及圖3，齒輪組結構100包括一樞轉軸110，設置於本體200內，主動齒輪120與樞轉軸110嚙合且適於沿著樞轉軸110旋轉。被動齒輪130設置於主動齒輪120上。主動齒輪120包括一第一表面122及具有多個輪齒150之一棘輪124。棘輪124與主動齒輪120一體成型且設置於第一表面122上。被動齒輪130包括面向第一表面122之一第二表面132以及至少一棘爪134(繪示為三個)。棘爪134與被動齒輪130一體成型且設置於第二表面132上。棘爪134適於與輪齒150嚙合。

在本實施例中，主動齒輪120及被動齒輪130的材料皆為塑膠，且主動齒輪120及被動齒輪130皆是由射出成型的方式形成一體成型的結構。射出成型是一種將加熱熔融的材料以高壓注射入封閉的模型，並待其在模型中冷卻而固化成型的製造方法。適用於射出成型的材料通常具有熱塑性或熱固性，例如：塑膠。射出成型的優點包括高生產率、低人工成本等。此外，由於主動齒輪120及被動齒輪130皆為一體成型，故無須增設其他外加零件即可將主動齒輪120嚙合於被動齒輪130，其製造成本、組裝的人工成本及完工後的廢材皆可因此而減少。

如圖3所示，主動齒輪120包括一第一貫孔126，以與樞轉軸110嵌合。在本實施例中，第一貫孔126為一D型貫孔，樞轉軸110與第一貫孔126嵌合以帶動主動齒輪 120隨著樞轉軸轉動。值得注意的是，本發明並未限制樞轉軸與第一貫孔之嵌合方式，只要樞轉軸與主動齒輪嚙合，使樞轉軸適於帶動主動齒輪旋轉，任何所屬技術領域中具有通常知識者，皆可在不脫離本發明之精神和範圍內，對樞轉軸與主動齒輪間之嚙合設計作些許之更動與潤飾。第一貫孔126的周圍具有凸出於第一表面122之一嵌合部128。被動齒輪130具有一第二貫孔136，以與嵌合部128嵌合。如上述配置，被動齒輪130與主動齒輪120嚙合，且具有棘輪124之第一表面122面向具有棘爪134之第二表面132，故棘爪134適於與棘輪124嚙合。

圖4為主動齒輪沿驅動方向轉動時之齒輪組結構剖面示意圖。請同時參考圖3及圖4，各輪齒150具有一彎曲側152及一平直側154，棘爪134具有一接觸面134a。當主動齒輪120沿一驅動方向D1轉動時，輪齒150之平直側154適於推動第一個接觸到之棘爪134之接觸面134a，以帶動棘爪134隨著輪齒150一起轉動。被動齒輪130因此被驅動而隨著主動齒輪120轉動。

圖5為主動齒輪沿相反方向轉動時之齒輪組結構剖面示意圖。請同時參考圖3及圖5，當主動齒輪120沿著一與驅動方向D1相反之一相反方向D2旋轉時，棘爪134受到各輪齒150的彎曲側152的向上推擠而使各輪齒150的彎曲側152得以滑過棘爪134下方。意即，各彎曲側152適於觸及各棘爪134並將其往上推擠，使各輪齒150由各棘爪134的下方滑過。因此，當主動齒輪120沿相反方向 D2轉動時，被動齒輪130不隨著主動齒輪120轉動。值得注意的是，由於棘爪134與被動齒輪130為一體成型，棘爪134具有較佳之結構強度以承受輪齒150重複地將其向上推移，更可降低棘爪134斷裂於接點的機率。

圖6為圖2之齒輪組結構的另一剖面示意圖及其區域A的局部放大圖。請參考圖6，主動齒輪120更包括一溝槽160，環設於嵌合部128上，而被動齒輪130更包括一凸起138，環設於第二貫孔136之內側面136a，並與溝槽160嵌合。當主動齒輪120相對被動齒輪130轉動時，凸起138適於沿著溝槽160移動。在本發明之另一未繪示之實施例中，被動齒輪可具有一溝槽，環設於第二貫孔之一內側面上，而主動齒輪具有一凸起環設於嵌合部上並與溝槽嵌合。當主動齒輪120相對被動齒輪130轉動時，凸起138適於沿著溝槽160移動。因此，溝槽160與凸起138之嵌合限制了被動齒輪130沿第一軸向A1的移動，使主動齒輪120及被動齒輪130可維持一彼此嚙合的狀態。並且，溝槽160與凸起138的嚙合使主動齒輪120得以相對被動齒輪130沿著第一軸向A1轉動。

請同時參考圖1、圖4及圖5，當齒輪組結構100應用於電子裝置10的饋紙模組300中時，電子裝置10更包括一馬達400，以驅動主動齒輪120。而由於被動齒輪130僅沿單一方向旋轉，故可當作饋紙模組300中之饋紙齒輪使用。因此，當紙張位於被動齒輪130上時，只會經由被動齒輪130的帶動沿一饋紙方向P1移動。在本發明之另 一實施例中，饋紙齒輪亦可為除了主動齒輪120外之另一與被動齒輪130嚙合的齒輪。由於此齒輪與被動齒輪130嚙合且由被動齒輪130驅動旋轉，故此齒輪亦僅沿單一方向轉動。

如上述配置，饋紙模組300中之饋紙齒輪僅沿單一方向旋轉，故當馬達400驅動主動齒輪120沿相反方向D2旋轉時饋紙齒輪並不會隨著主動齒輪120而旋轉，因此可避免饋紙模組300往與饋紙方向P1相反的方向饋紙而造成卡紙的情形。

綜上所述，本發明提供一種齒輪組結構及使用其之電子裝置。由於其棘爪及棘輪的設計，被動齒輪僅會隨著主動齒輪沿單方向轉動。齒輪組結構亦可當作電子裝置之饋紙模組中的饋紙齒輪使用，使饋紙齒輪僅做單向旋轉以避免反向饋紙而造成卡紙的情形。更由於其主動齒輪與被動齒輪皆為一體成型，增加了主動齒輪及被動齒輪的結構強度，更無須增設外加之零件，使生產成本、組裝人力成本及組裝工時都大為降低。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電子裝置

100‧‧‧齒輪組結構

110‧‧‧樞轉軸

120‧‧‧主動齒輪

122‧‧‧第一表面

124‧‧‧棘輪

126‧‧‧第一貫孔

128‧‧‧嵌合部

130‧‧‧被動齒輪

132‧‧‧第二表面

134‧‧‧棘輪

134a‧‧‧接觸面

136‧‧‧第二貫孔

136a‧‧‧內側面

138‧‧‧凸起

150‧‧‧輪齒

152‧‧‧彎曲側

154‧‧‧平直側

160‧‧‧溝槽

200‧‧‧本體

300‧‧‧饋紙模組

310‧‧‧紙匣

320‧‧‧饋紙通道

400‧‧‧馬達

A1‧‧‧第一軸向

D1‧‧‧驅動方向

D2‧‧‧相反方向

P1‧‧‧饋紙方向

圖1為本發明一實施例之電子裝置之剖面示意圖。

圖2為本發明一實施例之齒輪組結構之立體示意圖。

圖3為圖2之主動齒輪及被動齒輪立體示意圖。

圖4為主動齒輪沿驅動方向轉動時之齒輪組結構剖面示意圖。

圖5為主動齒輪沿相反方向轉動時之齒輪組結構剖面示意圖。

圖6為圖2之齒輪組結構的另一剖面示意圖及其區域A的局部放大圖。

120‧‧‧主動齒輪

122‧‧‧第一表面

124‧‧‧棘輪

126‧‧‧第一貫孔

128‧‧‧嵌合部

130‧‧‧被動齒輪

132‧‧‧第二表面

134‧‧‧棘輪

134a‧‧‧接觸面

136‧‧‧第二貫孔

136a‧‧‧內側面

138‧‧‧凸起

150‧‧‧輪齒

152‧‧‧彎曲側

154‧‧‧平直側

160‧‧‧溝槽

Claims (19)

1. 一種齒輪組結構，包括：一樞轉軸；一主動齒輪，與樞轉軸嚙合且適於沿著該樞轉軸轉動，包括：一第一表面；以及一棘輪，與主動齒輪一體成型，且具有多個輪齒，設置於該第一表面上；以及一被動齒輪，設置於該主動齒輪上，包括：一第二表面，面向該第一表面，以及至少一棘爪，與該被動齒輪一體成型且設置於該第二表面上；當該主動齒輪沿一驅動方向轉動時，該些輪齒之至少其中之一與該至少一棘爪嚙合，並驅動該被動齒輪隨著該主動齒輪轉動，當該主動齒輪沿一相反方向轉動時，各該輪齒觸及各該棘爪並將其往上推擠，並由各該棘爪的下方滑過，使該被動齒輪不隨著該主動齒輪轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之齒輪組結構，其中該棘輪及該主動齒輪係以射出成型(injection molding)的方式形成一體成型的結構。
3. 如申請專利範圍第1項所述之齒輪組結構，其中該棘爪及該被動齒輪係以射出成型(injection molding)的方式形成一體成型的結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之齒輪組結構，其中該 主動齒輪及被動齒輪的材質為塑膠。
5. 如申請專利範圍第1項所述之齒輪組結構，其中各該輪齒包括一彎曲側及一平直側，且該棘爪包括一接觸面，當該主動齒輪沿該驅動方向轉動時，該平直側適於與該接觸面嚙合並帶動該棘爪轉動，當該主動齒輪沿該相反方向轉動時，各該彎曲側適於觸及各該棘爪並將其往上推擠，使各該輪齒由各該棘爪的下方滑過。
6. 如申請專利範圍第1項所述之齒輪組結構，其中該主動齒輪更包括一第一貫孔，以與該樞轉軸嵌合，且該第一貫孔周圍之主動齒輪的邊緣具有一嵌合部，凸出於該第一表面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之齒輪組結構，其中該被動齒輪更包括一第二貫孔，以與該嵌合部嵌合。
8. 如申請專利範圍第7項所述之齒輪組結構，其中該主動齒輪更包括一溝槽，環設於該嵌合部上，且該被動齒輪更包括一凸起，環設於該第二貫孔之一內側面上並與該溝槽嵌合，當該主動齒輪相對該被動齒輪轉動時，該凸起適於沿著該溝槽移動。
9. 如申請專利範圍第7項所述之齒輪組結構，其中該被動齒輪更包括一溝槽，環設於該第二貫孔之一內側面上，且該主動齒輪更包括一凸起，環設於該嵌合部上並與該溝槽嵌合，當該主動齒輪相對該被動齒輪轉動時，該凸起適於沿著該溝槽移動。
10. 一種電子裝置，包括： 一本體；以及一饋紙模組，設置於該本體內，包括：一紙匣，以承載多個紙張；一饋紙通道，連接該紙匣；以及一齒輪組結構設置於該饋紙通道上，包括：一樞轉軸；一主動齒輪，與樞轉軸嚙合且適於沿著該樞轉軸轉動，包括：一第一表面；以及一棘輪，與主動齒輪一體成型，且具有多個輪齒，設置於該第一表面上；以及一被動齒輪，設置於該主動齒輪上，包括：一第二表面，面向該第一表面，以及至少一棘爪，與該被動齒輪一體成型且設置於該第二表面上；當該主動齒輪沿一驅動方向轉動時，該些輪齒之至少其中之一與該至少一棘爪嚙合，並驅動該被動齒輪隨著該主動齒輪轉動，當該主動齒輪沿一相反方向轉動時，各該輪齒觸及各該棘爪並將其往上推擠，並由各該棘爪的下方滑過，使該被動齒輪不隨著該主動齒輪轉動。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該棘輪及該主動齒輪係以射出成型(injection molding)的方式形成一體成型的結構。
12. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該 棘爪及該被動齒輪係以射出成型(injection molding)的方式形成一體成型的結構。
13. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該主動齒輪及被動齒輪的材質為塑膠。
14. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中各該輪齒包括一彎曲側及一平直側，且該棘爪包括一接觸面，當該主動齒輪沿該驅動方向轉動時，該平直側適於與該接觸面嚙合並帶動該棘爪轉動，當該主動齒輪沿該相反方向轉動時，各該彎曲側適於觸及各該棘爪並將其往上推擠，使各該輪齒由各該棘爪的下方滑過。
15. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該主動齒輪更包括一第一貫孔，以與該樞轉軸嵌合，且該第一貫孔周圍之主動齒輪的邊緣具有一嵌合部，凸出於該第一表面。
16. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置，其中該被動齒輪更包括一第二貫孔，以與該嵌合部嵌合。
17. 如申請專利範圍第16項所述之電子裝置，其中該主動齒輪更包括一溝槽，環設於該嵌合部上，且該被動齒輪更包括一凸起，環設於該第二貫孔之一內側面上並與該溝槽嵌合，當該主動齒輪相對該被動齒輪轉動時，該凸起適於沿著該溝槽移動。
18. 如申請專利範圍第16項所述之電子裝置，其中該被動齒輪更包括一溝槽，環設於該第二貫孔之一內側面上，且該主動齒輪更包括一凸起，環設於該嵌合部上並與 該溝槽嵌合，當該主動齒輪相對該被動齒輪轉動時，該凸起適於沿著該溝槽移動。
19. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該電子裝置更包括一馬達，以驅動該主動齒輪。