TWI389549B - 可切換輸出動力之傳動機構及使用其之掃描設備 - Google Patents

Description

可切換輸出動力之傳動機構及使用其之掃描設備

本發明係關於一種可切換輸出動力之傳動機構及使用其之掃描設備。

在傳統的平台式掃描裝置中，掃描模組係由一驅動裝置驅動而來回移動。通常，在掃描文件時，掃描模組之移動速度較為緩慢，而掃描模組於掃描完畢後移回原始位置之移動速度可以加快，藉以減少整個掃描流程所需花費的時間。另外，單就掃描文件之行程而言，高解析度與低解析度掃描所需的掃描模組之移動速度亦有所不同。因此，驅動裝置最好是具有變速的功能。

在傳統的饋紙式掃描裝置中，由於要進行高解析度與低解析度的掃描動作，因此驅動裝置最好亦具有變速的功能。

傳統的掃描裝置所使用的可改變減速比的齒輪組，通常是增加一組馬達或其他動力驅動裝置，來驅動譬如齒輪之動力傳輸元件之切換，以達到變速之目的。然而，增加一組馬達或動力驅動裝置在掃描裝置中所佔的空間較大，這並不利於目前掃描裝置之小型化。

美國專利公開第US 2006/0005650 A1號揭露一種可切換減速比之擺臂式傳動裝置，藉由改變擺臂的擺動位置來切換減速比。在這種可切換減速比之傳動裝置中，是利用齒輪之外部輪齒的咬合來完成切換的動作，這種切換方式對於齒輪的精度、強度及使用壽命的設計而言都是一大考驗。

因此，本發明之一個目的係提供一種可切換輸出動力之傳動機構及使用其之掃描設備，其中傳動機構係利用齒輪的內部結構來達成元件的連結及輸出動力的切換，因而不會對齒輪的外部輪齒的精度、強度及使用壽命造成負面影響。

為達上述目的，本發明提供一種可切換輸出動力之傳動機構，其包含一第一傳動齒輪、一第二傳動齒輪、一第一動力連結元件、一第三傳動齒輪、一第四傳動齒輪、一第二動力連結元件以及一驅動機構。第一動力連結元件係與第一傳動齒輪及第二傳動齒輪同軸設置。第一動力連結元件係沿著軸向移動，連結第一傳動齒輪及第二傳動齒輪，以傳遞動力至第二傳動齒輪。第二動力連結元件係與第三傳動齒輪及第四傳動齒輪同軸設置。第二動力連結元件係沿著軸向移動，連結第三傳動齒輪與第四傳動齒輪，以傳遞動力至第四傳動齒輪。驅動機構同步地驅動第一動力連結元件及第二動力連結元件沿著軸向移動，以選擇性地使第一傳動齒輪與第二傳動齒輪連結，或使第三傳動齒輪與第四傳動齒輪連結。

本發明亦提供一種掃描設備，其包含一掃描模組以及前述傳動機構。掃描模組係可移動地設置，用以擷取一文件之一影像。前述傳動機構用以驅動掃描模組，並且切換掃描模組之移動速度。

本發明更提供一種掃描設備，其包含一掃描模組、一饋紙機構以及前述傳動機構。掃描模組用以擷取一文件之一影像。饋紙機構用以饋送文件。前述傳動機構用以驅動饋紙機構，並且切換饋紙機構饋送文件之速度。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1與2顯示依據本發明第一實施例之傳動機構之示意圖。圖3與4顯示依據本發明第一實施例之傳動機構之側視圖。如圖1至4所示，本實施例之具有多種輸出動力之傳動機構1包含一第一傳動齒輪12、一第二傳動齒輪14、一第一動力連結元件16、一第三傳動齒輪22、一第四傳動齒輪24、一第二動力連結元件26以及一驅動機構50。

第一動力連結元件16與第一傳動齒輪12及第二傳動齒輪14同軸設置，譬如共同設置於一軸18上，其中第一動力連結元件16可相對於軸18滑動及轉動，而第一傳動齒輪12及第二傳動齒輪14可以相對於軸18轉動。第一動力連結元件16係沿著軸18的軸向移動，其作用在於連結第一傳動齒輪12及第二傳動齒輪14，以將第一傳動齒輪12輸出的動力傳遞至第二傳動齒輪14。於本實施例中，第一動力連結元件16包含一第一輸入咬合部16A及一第一輸出咬合部16B，用以分別與第一傳動齒輪12之一第一內咬合部12A及第二傳動齒輪14之一第二內咬合部14B結合。

第二動力連結元件26與第三傳動齒輪22及第四傳動齒輪24同軸設置，譬如共同設置於一軸28上，其中第二動力連結元件26可相對於軸28滑動及轉動，而第三傳動齒輪22及第四傳動齒輪24可以相對於軸28轉動。第二動力連結元件26係沿著軸28的軸向移動，來連結第三傳動齒輪22與第四傳動齒輪24，以傳遞第三傳動齒輪22的動力至第四傳動齒輪24。於本實施例中，第二動力連結元件26包含一第二輸入咬合部26A及一第二輸出咬合部26B，用以分別與第三傳動齒輪22之一第三內咬合部22A及第四傳動齒輪24之一第四內咬合部24B結合。

驅動機構50同步地驅動第一動力連結元件16及第二動力連結元件26沿著軸向移動，以選擇性地使第一傳動齒輪12與第二傳動齒輪14連結，或使第三傳動齒輪22與第四傳動齒輪24連結。於本實施例中，驅動機構50包含一驅動連桿30以及一驅動器40。驅動連桿30用以同步地移動第一動力連結元件16及第二動力連結元件26。驅動器40譬如是一電磁閥，用以驅動驅動連桿30朝一第一方向D1或一第二方向D2移動。

此外，傳動機構1可以更包含一輸入端傳動齒輪52及一輸出端傳動齒輪54。輸入端傳動齒輪52係與第一傳動齒輪12及第三傳動齒輪22嚙合，以傳遞動力至第一傳動齒輪12以及第三傳動齒輪22。輸出端傳動齒輪54係與第二傳動齒輪14及第四傳動齒輪24嚙合，用以接收來自第二傳動齒輪14之一第一輸出動力，或來自第四傳動齒輪24之一第二輸出動力。

如圖1所示，驅動機構50朝第一方向D1移動第一動力連結元件16使第一輸入咬合部16A與第一傳動齒輪12之第一內咬合部12A結合，以連結第一傳動齒輪12及第二傳動齒輪14。此時，第二動力連結元件26亦同步往第一方向D1移動，因而沒有與第四傳動齒輪24結合。因此，動力傳輸路徑如圖3之路徑P1所示。輸入端傳動齒輪52可以與一馬達80的一驅動齒輪81嚙合，藉以將來自馬達80的動力透過輸入端傳動齒輪52、第一傳動齒輪12及第二傳動齒輪14傳輸至輸出端傳動齒輪54。

如圖2所示，驅動機構50朝第二方向D2移動第二動力連結元件26使第二輸出咬合部26B與第四傳動齒輪24之第四內咬合部24B結合，以連結第三傳動齒輪22及第四傳動齒輪24。此時，第一動力連結元件16亦同步往第二方向D2移動，因而沒有與第一傳動齒輪12結合。因此，動力傳輸路徑如圖4之路徑P2所示。來自馬達80的動力透過輸入端傳動齒輪52、第三傳動齒輪22及第四傳動齒輪24傳輸至輸出端傳動齒輪54。

圖1與2所顯示的傳動機構1，其第一動力連結元件16的第一輸出咬合部16B係永久與第二內咬合部14B結合，第二動力連結元件26的第二輸入咬合部26A係永久與第三內咬合部22A結合。

圖5與6顯示依據本發明第一實施例之傳動機構之另一驅動方式之示意圖。如圖5與6所示，本實施例係類似於前述實施方式，不同之處將說明於下。

如圖5所示，驅動機構50朝一第一方向D1'移動第一動力連結元件16使第一輸出咬合部16B與第二傳動齒輪14之第二內咬合部14B結合，以連結第一傳動齒輪12及第二傳動齒輪14。此時，第二動力連結元件26亦同步往第一方向D1'移動，因而沒有與第三傳動齒輪22結合。

如圖6所示，驅動機構50朝一第二方向D2'移動第二動力連結元件26使第二輸入咬合部26A與第三傳動齒輪22之第三內咬合部22A結合，以連結第三傳動齒輪22及第四傳動齒輪24。此時，第一動力連結元件16亦同步往第二方向D2'移動，因而沒有與第二傳動齒輪14結合。

圖5與6所顯示的傳動機構1，其第一動力連結元件16的第一輸入咬合部16A係永久與第一內咬合部12A結合，第二動力連結元件26的第二輸出咬合部26B係永久與第四內咬合部24B結合。

圖7與8顯示依據本發明第二實施例之傳動機構1'之示意圖。如圖7與8所示，本實施例係類似於第一實施例，不同之處將說明於下。於第二實施例之傳動機構1'中，第一傳動齒輪12與第三傳動齒輪22嚙合，使第三傳動齒輪22從第一傳動齒輪12接收動力。第二傳動齒輪14亦與第四傳動齒輪24嚙合。

如圖7所示，驅動機構50驅動第一動力連結元件16朝第一方向D1移動，使第一動力連結元件16連結第一傳動齒輪12及第二傳動齒輪14。於此情況下，第二動力連結元件26亦同步往第一方向D1移動，因而沒有與第四傳動齒輪24結合。因此，動力從第一傳動齒輪12、第二傳動齒輪14傳遞至第四傳動齒輪24，第四傳動齒輪24從第二傳動齒輪14接收一輸出動力。

如圖8所示，驅動機構50驅動第二動力連結元件26朝第二方向D2移動，使第二動力連結元件26連結第三傳動齒輪22及第四傳動齒輪24。於此情況下，第一動力連結元件16亦同步往第二方向D2移動，因而沒有與第一傳動齒輪12結合。因此，動力從第一傳動齒輪12、第三傳動齒輪22傳遞至第四傳動齒輪24，第四傳動齒輪24從第三傳動齒輪22接收一輸出動力。

圖9顯示圖7與8之傳動機構之側視圖。如圖9所示，本實施例之傳動機構1'可以更包含一輸出端傳動齒輪54，其與第四傳動齒輪24嚙合，以從第四傳動齒輪24接收一輸出動力。

圖10與11顯示傳動齒輪及動力連結元件之剖面圖之兩個例子。如圖10與11所示，第一輸入咬合部16A、第一輸出咬合部16B、第二輸入咬合部26A及第二輸出咬合部26B為棘爪狀結構。圖10的棘爪是沿著徑向方向延伸，而圖11的棘爪是沿著軸向方向延伸。上述咬合部16A、16B、26A、26B的棘爪狀結構可分別嵌入各傳動齒輪內部形成的齒狀結構(圖10)或輪輻結構(圖11)，也就是第一內咬合部12A、第二內咬合部14B、第三內咬合部22A及第四內咬合部24B，來達到元件結合及動力傳遞的目的。

第一及第二實施例中的第一傳動齒輪12、第二傳動齒輪14、第三傳動齒輪22及第四傳動齒輪24可以是不同直徑大小的齒輪，藉由第一動力連結元件16及第二動力連結元件26的軸向移動產生不同齒輪比的組合，以至於輸出端傳動齒輪54依據從不同齒輪比組合接收的動力而有不同的轉速。例如在第一實施例中，當輸出端傳動齒輪54從第二傳動齒輪14接收到動力時，其呈現的轉速與當從第四傳動齒輪24接收到動力時所呈現的轉速不同。

圖12顯示依據本發明之掃描設備之示意圖。如圖12所示，前述實施例之傳動機構1及1'都可以應用於掃描設備9中。因此，此掃描設備9包含一掃描模組91及傳動機構1/1'。掃描模組91係可移動地設置於一殼體內，用以擷取放置於一掃描平台93上之一文件D之一影像。當掃描模組91與傳動機構1/1'連結，並受傳動機構1/1'驅動時，由於傳動機構1/1'可切換成多種不同的轉速，掃描模組91可在掃描作業中的不同情況下或針對不同解析度的掃描作業以較快或較慢的速度移動。或者，傳動機構1/1'亦可與一饋紙機構92連結，以驅動饋紙機構92。藉由傳動機構1/1'的設計，饋紙機構92可以以較快或較慢的速度饋送文件D通過一饋紙通道94及經過掃描模組91。

因此，利用本發明之傳動機構及使用其之掃描設備，可以消除對齒輪的外部齒形的精度、強度及使用壽命造成負面影響。此外，切換動作的動作行程小，且切換速度快，相較於傳統的擺臂式傳動裝置，可以減少電磁閥的數量及負載。

在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。

D．．．文件

D1．．．第一方向

D1'．．．第一方向

D2．．．第二方向

D2'．．．第二方向

P1．．．路徑

P2．．．路徑

1．．．傳動機構

1'．．．傳動機構

9．．．掃描設備

12．．．第一傳動齒輪

12A．．．第一內咬合部

14．．．第二傳動齒輪

14B．．．第二內咬合部

16．．．第一動力連結元件

16A．．．第一輸入咬合部

16B．．．第一輸出咬合部

18．．．軸

22．．．第三傳動齒輪

22A．．．第三內咬合部

24．．．第四傳動齒輪

24B．．．第四內咬合部

26．．．第二動力連結元件

26A．．．第二輸入咬合部

26B．．．第二輸出咬合部

28．．．軸

30．．．驅動連桿

40．．．驅動器

50．．．驅動機構

52．．．輸入端傳動齒輪

54．．．輸出端傳動齒輪

80．．．馬達

81．．．驅動齒輪

91．．．掃描模組

92．．．饋紙機構

93．．．掃描平台

94．．．饋紙通道

圖1與2顯示依據本發明第一實施例之傳動機構之示意圖。

圖3與4顯示依據本發明第一實施例之傳動機構之側視圖。

圖5與6顯示依據本發明第一實施例之另一驅動方式之傳動機構之示意圖。

圖7與8顯示依據本發明第二實施例之傳動機構之示意圖。

圖9顯示圖7與8之傳動機構之側視圖。

圖10與11顯示傳動齒輪及動力連結元件之剖面圖之兩個例子。

圖12顯示依據本發明之掃描設備之示意圖。

D1．．．第一方向

1．．．傳動機構

12．．．第一傳動齒輪

12A．．．第一內咬合部

14．．．第二傳動齒輪

14B．．．第二內咬合部

16．．．第一動力連結元件

16A．．．第一輸入咬合部

16B．．．第一輸出咬合部

18．．．軸

22．．．第三傳動齒輪

24．．．第四傳動齒輪

26．．．第二動力連結元件

28．．．軸

30．．．驅動連桿

40．．．驅動器

50．．．驅動機構

52．．．輸入端傳動齒輪

54．．．輸出端傳動齒輪

Claims (13)

1. 一種可切換輸出動力之傳動機構，包含：一第一傳動齒輪；一第二傳動齒輪；一第一動力連結元件，與該第一傳動齒輪及該第二傳動齒輪同軸設置，該第一動力連結元件係沿著軸向移動，連結該第一傳動齒輪及該第二傳動齒輪，以傳遞動力至該第二傳動齒輪；一第三傳動齒輪；一第四傳動齒輪；一第二動力連結元件，與該第三傳動齒輪及該第四傳動齒輪同軸設置，該第二動力連結元件係沿著軸向移動，連結該第三傳動齒輪與該第四傳動齒輪，以傳遞動力至該第四傳動齒輪；以及一驅動機構，同步地驅動該第一動力連結元件及該第二動力連結元件沿著軸向移動，以選擇性地使該第一傳動齒輪與該第二傳動齒輪連結，或使該第三傳動齒輪與該第四傳動齒輪連結。
2. 如申請專利範圍第1項所述之傳動機構，更包含：一輸入端傳動齒輪，與該第一傳動齒輪及該第三傳動齒輪嚙合，以傳遞動力至該第一傳動齒輪以及該第三傳動齒輪；以及一輸出端傳動齒輪，與該第二傳動齒輪及該第四傳動齒輪嚙合，用以接收來自該第二傳動齒輪之一第一輸出動力，或來自該第四傳動齒輪之一第二輸出動力。
3. 如申請專利範圍第1項所述之傳動機構，其中該驅動機構包含：一驅動連桿，同步地移動該第一動力連結元件及該第二動力連結元件；以及一驅動器，驅動該驅動連桿。
4. 如申請專利範圍第3項所述之傳動機構，其中該驅動器係為一電磁閥。
5. 如申請專利範圍第1項所述之傳動機構，其中該第一動力連結元件包含一第一輸入咬合部及一第一輸出咬合部，用以分別與該第一傳動齒輪之一第一內咬合部及該第二傳動齒輪之一第二內咬合部結合；以及該第二動力連結元件包含一第二輸入咬合部及一第二輸出咬合部，用以分別與該第三傳動齒輪之一第三內咬合部及該第四傳動齒輪之一第四內咬合部結合。
6. 如申請專利範圍第5項所述之傳動機構，其中該驅動機構朝一第一方向移動該第一動力連結元件使該第一輸入咬合部與該第一傳動齒輪之該第一內咬合部結合，以連結該第一傳動齒輪及該第二傳動齒輪；以及該驅動機構朝一第二方向移動該第二動力連結元件使該第二輸出咬合部與該第四傳動齒輪之該第四內咬合部結合，以連結該第三傳動齒輪及該第四傳動齒輪。
7. 如申請專利範圍第5項所述之傳動機構，其中該驅動機構朝一第一方向移動該第一動力連結元件使該第一輸出咬合部與該第二傳動齒輪之該第二內咬合部結合，以連結該第一傳動齒輪及該第二傳動齒輪；以及該驅動機構朝一第二方向移動該第二動力連結元件使該第二輸入咬合部與該第三傳動齒輪之該第三內咬合部結合，以連結該第三傳動齒輪及該第四傳動齒輪。
8. 如申請專利範圍第1項所述之傳動機構，其中該第一傳動齒輪與該第三傳動齒輪嚙合，使該第三傳動齒輪從該第一傳動齒輪接收動力，以及該第二傳動齒輪與該第四傳動齒輪嚙合。
9. 如申請專利範圍第8項所述之傳動機構，其中該驅動機構驅動該第一動力連結元件移動，使該第一動力連結元件連結該第一傳動齒輪及該第二傳動齒輪，該第四傳動齒輪從該第二傳動齒輪接收一輸出動力。
10. 如申請專利範圍第8項所述之傳動機構，其中該驅動機構驅動該第二動力連結元件移動，使該第二動力連結元件連結該第三傳動齒輪及該第四傳動齒輪，該第四傳動齒輪從該第三傳動齒輪接收一輸出動力。
11. 如申請專利範圍第8項所述之傳動機構，更包含：一輸出端傳動齒輪，與該第四傳動齒輪嚙合，以接收一輸出動力。
12. 一種掃描設備，包含：一掃描模組，可移動地設置，用以擷取一文件之一影像；以及如申請專利範圍第1至11項所述之傳動機構，用以傳遞動力至該掃描模組，並且切換該掃描模組之移動速度。
13. 一種掃描設備，包含：一掃描模組，用以擷取一文件之一影像；一饋紙機構，用以饋送該文件；以及如申請專利範圍第1至11項所述之傳動機構，用以傳遞動力至該饋紙機構，並且切換該饋紙機構饋送該文件之速度。