TWM519192U - 階梯插銷式單向軸承 - Google Patents

Description

階梯插銷式單向軸承

本創作係有關一單向軸承，尤指一種應用插銷與階梯狀齒槽結構，構成單向軸承運轉的裝置。

按，單向軸承的動作原理，係當主動件正轉時可以同步帶動從動件轉動，而當主動件反轉時，從動件無法被帶動；單向軸承的功能只能單方向傳遞扭矩，反方向則該主動件只會空轉；因此，其主要目的係在防止主動件不預期地反向旋轉時，從動件之工作物產生倒退動作。由於單向軸承具有防止逆轉傳動的功能，故廣泛使用在包括腳踏車等機構與具有反轉顧慮的動力機械上。

圖1A所示，為一棘輪式單向軸承90的結構；其中，該外環體91內周緣均佈有複數個齒槽911，且該齒槽911具有一直壁912，該內環體92外周緣則均佈有複數個具有彈性翹起的鉤臂921，且該鉤臂921的自由端可相對於該內環體92進行固定弧度的擺動；該內環體92係裝設於該外環體91內，複數個鉤臂921的自由端恰可頂觸於該外環體91齒槽911的直壁912；當該內環體92被一主動件帶動呈順時針方向轉動時，其鉤臂921的自由端將會卡入齒槽911內，進而帶動其所連結於該外環體91的從動件亦呈順時針方向轉動；當該內環體92被一主動件帶動呈逆時針方向轉動時，則鉤臂921的自由端將被該齒槽911的齒形壓抵，使該內環體92空轉而該外環體91不被帶動的現象。

惟，從圖1A結構可知，要將該棘輪式單向軸承90中的鉤臂921組裝在內環體92中，使其可進行固定弧度的擺動實有相當的困難度；再者，其鉤臂921具有多處稜角處，容易因主動件傳遞較大扭力即卡死於外環體91的齒槽911內，使該棘輪式單向軸承90呈現鎖死現象而損及傳動馬達；況且此結構亦無法兼顧高扭矩小體積的需求。

圖1 B所示，為一球體卡掣式單向軸承80的結構；其係於一外環體1與一齒環21之間設有複數個球體24，而使外環體1與該齒環21作相對運動；其中齒環21係設於外環體1之容置槽11內，複數個球體24及複數個彈性體25則分別設於外環體1的複數個穿孔12內；藉由原動件5帶動齒環21以一方向旋轉時，複數個球體24卡摯於齒環21所設的複數個齒槽22內而產生傳動從動件6效果；當原動件5帶動齒環21以反方向旋轉時，因為齒槽22的一斜面223會推擠球體24而造成齒環21僅會空轉，致不具傳遞動力的效果。

從圖1B結構可知，球體24因受齒環21斜面223的推擠而沒入穿孔12中，又因彈性體25的復歸而落入弧槽222中，因此該球體卡掣式單向軸承80將可傳遞較大扭力，且不會呈現鎖死現象而損及傳動馬達；惟，該球體24及彈性體25組裝在穿孔12中，因其前後缺少定位裝置，其組裝作業將會非常困難。

緣是，本創作之主要目的，係在提供可承受高扭矩及容易組裝之單向軸承結構。

本創作之次一目的，係在提供不易卡死及高使用壽命之單向軸承結構。

為達上述目的，本創作採取的技術手段，其包含： 一外環體，係為中空狀之環體，其內周緣具有一容置槽； 一內環體，亦為中空環體，係裝設於該外環體之容置槽內，其外周緣均佈有複數個階梯狀之齒槽，且每一齒槽具有一直壁及一斜壁； 二組襯套，係裝設於該內環體之兩側，藉以使該內環體與該外環體之間得以相對旋轉； 一定位件，係裝設於該內環體之外側邊，藉以使該內環體及該二組襯套定位在該外環體之容置槽內； 至少一個卡掣孔，係自該外環體外周緣沿該內環體外緣的切線方向設置，其孔底裝設一具有槽孔之插銷，一壓縮彈簧，其一端係置入該插銷之槽孔內，一頂壓件，係置入該卡掣孔內，且其內側端係頂壓該壓縮彈簧的另一端，且令該插銷置於最底端位置時可卡入該內環體之齒槽內，而該插銷的底面將頂觸該齒槽之直壁，其圓柱面將頂觸該齒槽之斜壁。

依據前揭特徵，本創作更進一步將卡掣孔設有複數個，且其係等角度配置於該外環體的外周緣上，而每一卡掣孔內分別裝設有一插銷、一壓縮彈簧、以及一頂壓件，且令該內環體正向轉動時每一插銷同步被該齒槽斜壁所頂觸，當該內環體反向轉動時每一插銷將承受該齒槽直壁的頂觸及該壓縮彈簧的壓伸作用，而在該卡掣孔內同步往復滑動。

依據前揭特徵，該二組襯套係為二組環片，且當該內環體與該外環體相對旋轉時，該內環體的兩側面係分別在該環片上作樞轉； 又，該定位件係為一C型扣環，且該外環體容置槽的外側端設有一溝槽，用以裝設該C型扣環，藉以使該內環體及該二組環片得以定位在該外環體之容置槽內。

依據前揭特徵，該二組襯套係為二組滾動體，且每一組滾動體係分別包括一保持器，及均佈於該保持器上之複數個鋼珠，當該內環體與該外環體相對旋轉時，該內環體的兩側面係分別在該複數個鋼珠上作樞轉；又，該定位件係為一側環體，又該側環體為中空狀，其外周緣設有外螺紋，而該外環體容置槽的外側端設有與該外螺紋相對應之內螺紋，使該側環體可螺鎖於該外環體容置槽內，藉以使該內環體及該二組滾動體得以定位在該外環體之容置槽內。

依據前揭特徵，本創作之內環體其內周緣更設有一內鍵槽，藉以與一外部之主動軸連動；又，該外環體其外周緣更設有一外鍵槽，藉以與一外部之從動軸連動。

藉此，當內環體被外部之主動軸連動而正向轉動時，每一卡掣孔內之插銷因同時被該齒槽之斜壁所頂觸，進而帶動其所連結於該外環體的從動軸亦同步呈正向轉動；當內環體被外部之主動軸連動而反向轉動時，每一卡掣孔內之插銷因承受齒槽之直壁的頂觸及該壓縮彈簧的壓伸作用，而在該卡掣孔內同步往復滑動，形成該內環體自行空轉、該外環體不被帶動的效果。

由於本創作係應用插銷與階梯狀齒槽之間相互頂觸與滑動的關係，以構成單向軸承運轉的效果，其相關構件容易組裝又可承受高扭矩，且因插銷與齒槽間沒有卡死的困擾，使本創作具有高使用壽命之效益；因此，本創作將能達到改善的目標。

首先，請參閱圖2A、2B所示，為本創作階梯插銷式單向軸承之實施例，其包含：一外環體1 0、一內環體2 0、二組襯套3 0、以及一定位件4 0；在本較佳實施例中，該二組襯套3 0係為二組環片30A，且該定位件4 0係為一C型扣環40A，如圖2 A所示；在另一可行實施例中，該二組襯套3 0係為二組滾動體30B，且該定位件4 0係為一側環體40B，如圖2 B所示。

本創作之實施例中，該外環體10，係為一中空狀之環體，其內周緣具有一容置槽11，係用以容置該內環體20、以及該二組環片30A或該二組滾動體30B，又，該外環體10之外周緣設有一環槽12，而該環槽12上係以等角度配置三個卡掣孔13，且每一個卡掣孔13係從外環體10之環槽12表面，沿著組裝其容置槽11內之內環體20外緣之切線方向設置；本創作之實施例中，該卡掣孔13係設定為3個，但不限定於此；再者，該外環體10之外周緣另設有一與該環槽12呈垂直之外鍵槽14，藉以與一外部之從動軸(圖未示)連動。

本創作之實施例中，該內環體20，亦為一中空環體，係裝設於該外環體10之容置槽11之中央部位，其外周緣均佈有複數個階梯狀之齒槽21，而每一齒槽21則具有一直壁211及一斜壁212，又，在該齒槽21兩側，各別設置一滑動槽22，用以裝設該二組環片30A或該二組滾動體30B，再者，該內環體20之內周緣另設有一內鍵槽24，藉以與一外部之主動軸(圖未示)連動。

本創作之實施例中，該二組襯套30係裝設於該內環體20之兩側，藉以使該內環體20與該外環體10之間得以相對旋轉；又，該定位件40，係裝設於該內環體20之外側邊，藉以使該內環體20及該二組襯套30可定位在該外環體10之容置槽11內；在本較佳實施例中，如圖2A、3A、4A所示，該二組襯套30係為二組環片30A，且該定位件40係為一C型扣環40A，而該外環體10容置槽11的外側端設有一溝槽16，該C型扣環40A即裝設於該溝槽16內，藉以使該內環體20及該二組環片30A得以定位在該外環體10之容置槽11內；且令該內環體20與該外環體10相對旋轉時，該內環體20的兩側面可分別在該環片30A上作樞轉 ，而藉以使該外環體10與該內環體20之間得以相對旋轉。

在另一可行實施例中，如圖2B、3B、4B所示，該二組襯套30係為二組滾動體30B，且該定位件40係為一側環體40B；每一組滾動體30B，係包括一保持器31，及均佈於該保持器31上之複數個鋼珠32，該二組滾動體30B係裝設於該內環體20兩側之滑動槽22上；該側環體40B，亦為一中空狀環體，其外側端面設有複數個施力孔42，其外周緣設有外螺紋41，配合該外環體10其容置槽11的外側端設有與其對應之內螺紋15，應用工具置入該施力孔42中旋轉，可令其相互螺鎖，而使該內環體20及該二組滾動體30定位在該外環體10之容置槽11內；且令該內環體20與該外環體10要相對旋轉時，該內環體20的兩側面係分別在該二組滾動體30B上作樞轉，而藉以使該外環體10與該內環體20之間得以相對旋轉。

請參閱圖5所示，該卡掣孔13內，係各別裝設有一插銷51、一壓縮彈簧52、以及一頂壓件53；其中，該插銷51係置於該卡掣孔13的底部，其內緣具有一槽孔511，該壓縮彈簧52的下端係置入該插銷51之槽孔511內，該頂壓件53的內側端亦具有一槽孔531，係用以頂壓該壓縮彈簧52的上端，使該插銷51置於該卡掣孔13的最底端位置時，恰可卡入該內環體20之齒槽21內，此時該插銷51的底面512將頂觸該齒槽21之直壁211，且其圓柱面513將頂觸該齒槽21之斜壁212。

請進一步參閱圖4 A、4B及圖5所示，本創作實施例之組裝方式，係先將該二組環片30A/滾動體30B裝配在該內環體20兩側之滑動槽22上，再置入該外環體10之容置槽11內；接續，在較佳實施例中係將該C型扣環40A置入該外環體10的溝槽16內，使該內環體20及該二組環片30A定位在該外環體10之容置槽11內；在另一可行實施例中係先用手將該側環體40B之外螺紋41與該外環體10之內螺紋15相互螺鎖，再用工具板手置入該施力孔42中旋轉，令該側環體40B整體鎖入該外環體10容置槽11的外側端內，使該內環體20及該二組滾動體30B定位在該外環體10之容置槽11內；接續，先將該插銷51置入該卡掣孔13的底部，再將該壓縮彈簧52的下端置入該插銷51之槽孔511內，最後將該頂壓件53嵌入該卡掣孔13內，使其內側端的槽孔531，頂壓該壓縮彈簧52的上端；如此，該插銷51恰可卡入該內環體20之齒槽21內，且該插銷51的底面512將頂觸該齒槽21之直壁211，且其圓柱面513將頂觸該齒槽21之斜壁212。採用同樣方式與程序，將其他兩組的插銷51、壓縮彈簧52、以及頂壓件53置入另兩個卡掣孔13內，如圖5所示，即完成本實施例之組裝作業。

圖6A所示，為本創作實施例其正向運轉的示意圖，其狀態為該內環體20被一外部之主動軸(圖未示)連動而正向轉動，此時該外環體10卡掣孔13內之插銷51，其圓柱面513因同時被該齒槽21之斜壁212所頂觸，進而使該外環體10被帶動而亦同步呈正向轉動。圖6B、6C所示，為本創作實施例其內環體20空轉的示意圖，其狀態為該內環體20被一外部之主動軸(圖未示)連動而反向轉動，此時該外環體10卡掣孔13內之插銷51，其底面512因承受該齒槽21直壁211之頂觸而向上滑動，直到其底面512完全脫離該直壁211之頂觸為止，請參閱圖6B所示；此時，該壓縮彈簧52呈現被壓縮狀態，又因該插銷51已脫離該齒槽21直壁211的頂觸，因此該壓縮彈簧52所儲存的能量將促其復歸，該插銷51隨即被該壓縮彈簧52推動而向下滑動，直到其底面512再次頂觸該齒槽21之直壁211為止，請參閱圖6C所示；由於該內環體20反向轉動時，該插銷51只能在該卡掣孔13內往復滑動，該外環體10無法被帶動而旋轉，因此形成該內環體20自行空轉，進而達到本創作以插銷51與梯狀齒槽21構成單向軸承的效果。

圖7所示，為本創作可行實施例其使用狀態示意圖，圖中，一第一方鍵61係穿入該內環體20之內鍵槽24，使該內環體20與一主動軸60連動；另一第二方鍵71係穿入該外環體10之外鍵槽14，使該外環體10與一從動軸70連動；藉此，當內環體20被外部之主動軸60連動而正向轉動時，每一卡掣孔13內之插銷51因同時被該齒槽21之斜壁212所頂觸，進而帶動其所連結於該外環體10的從動軸70亦同步呈正向轉動；當內環體20被外部之主動軸60連動而反向轉動時，每一卡掣孔13內之插銷51因承受齒槽21之直壁211的頂觸及該壓縮彈簧52的壓伸作用，而在該卡掣孔13內同步往復滑動，形成該主動軸60帶動該內環體20自行空轉、該外環體10所連動之從動軸70則不被帶動的效果。

綜上所述，本創作所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合新型專利要件，祈請  鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本創作之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10‧‧‧外環體
11‧‧‧容置槽
12‧‧‧環槽
13‧‧‧卡掣孔
14‧‧‧外鍵槽
15‧‧‧內螺紋
16‧‧‧溝槽
20‧‧‧內環體
21‧‧‧齒槽
211‧‧‧直壁
212‧‧‧斜壁
22‧‧‧滑動槽
24‧‧‧內鍵槽
30‧‧‧襯套
30 A‧‧‧環片
30 B‧‧‧滾動體
31‧‧‧保持器
32‧‧‧鋼珠
40‧‧‧定位件
40 A‧‧‧C型扣環
40 B‧‧‧側環體
41‧‧‧外螺紋
42‧‧‧施力孔
51‧‧‧插銷
511‧‧‧槽孔
512‧‧‧底面
513‧‧‧圓柱面
52‧‧‧壓縮彈簧
53‧‧‧頂壓件
531‧‧‧槽孔
60‧‧‧主動軸
61‧‧‧第一方鍵
70‧‧‧從動軸
71‧‧‧第二方鍵

圖 1A：係習知之棘輪式單向軸承結構剖面圖。 圖 1B：係習知之球體卡掣式單向軸承結構剖面圖。 圖 2A：係本創作一較佳實施例之立體分解圖。 圖 2B：係本創作另一可行實施例之立體分解圖。 圖 3A ：係本創作一較佳實施例之立體組合外觀圖。 圖 3B ：係本創作另一可行實施例之立體組合外觀圖。 圖 4A ：係本創作一較佳實施例之側視剖面圖。 圖 4B ：係本創作另一可行實施例之側視剖面圖。 圖 5 ：係本創作實施例之正視剖面圖。 圖 6A：係本創作實施例之正轉示意圖。 圖 6B：係本創作實施例之空轉示意圖一。 圖 6C：係本創作實施例之空轉示意圖二。 圖 7 ：係本創作實施例安裝於主動軸與從動軸間之示意圖。

10‧‧‧外環體

13‧‧‧卡掣孔

14‧‧‧外鍵槽

20‧‧‧內環體

21‧‧‧齒槽

211‧‧‧直壁

212‧‧‧斜壁

24‧‧‧內鍵槽

51‧‧‧插銷

511‧‧‧槽孔

512‧‧‧底面

513‧‧‧圓柱面

52‧‧‧壓縮彈簧

53‧‧‧頂壓件

531‧‧‧槽孔

Claims (8)

1. 一種階梯插銷式單向軸承，其包含： 一外環體，其內周緣具有一容置槽； 一內環體，係裝設於該外環體之容置槽內，其外周緣均佈有複數個階梯狀之齒槽，且每一齒槽具有一直壁及一斜壁； 二組襯套，係裝設於該內環體之兩側，藉以使該內環體與該外環體之間得以相對旋轉； 一定位件，係裝設於該內環體之外側邊，藉以使該內環體及該二組襯套定位在該外環體之容置槽內； 至少一個卡掣孔，係自該外環體外周緣沿該內環體外緣切線方向設置，其孔底裝設一具有槽孔之插銷，一壓縮彈簧，其一端係置入該插銷之槽孔內，一頂壓件，係置入該卡掣孔內，其內側端係頂壓該壓縮彈簧的另一端，且令該插銷置於最底端位置時可卡入該內環體之齒槽內，而該插銷的底面將頂觸該齒槽之直壁，其圓柱面將頂觸該齒槽之斜壁； 藉此，該內環體正向轉動時，該齒槽斜壁將頂觸該插銷而帶動該外環體一起旋轉；當該內環體反向轉動時，該插銷將承受該齒槽直壁的頂觸及該壓縮彈簧的壓伸作用，使該插銷在該卡掣孔內往復滑動，而形成該內環體空轉、該外環體不被帶動的效果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之階梯插銷式單向軸承，其中，該卡掣孔設有複數個，且係等角度配置於該外環體的外周緣上，每一卡掣孔內分別裝設有一插銷、一壓縮彈簧、以及一頂壓件，且令該內環體正向轉動時每一插銷同步被該齒槽斜壁所頂觸，當該內環體反向轉動時每一插銷將承受該齒槽直壁的頂觸及該壓縮彈簧的壓伸作用，而在該卡掣孔內同步往復滑動。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之階梯插銷式單向軸承，其中 ，該二組襯套係為二組環片，且當該內環體與該外環體相對旋轉時，該內環體的兩側面係分別在該環片上作樞轉。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之階梯插銷式單向軸承，其中 ，該二組襯套係為二組滾動體，且該滾動體分別包括一保持器，及均佈於該保持器上之複數個鋼珠，且當該內環體與該外環體相對旋轉時，該內環體的兩側面係分別在該複數個鋼珠上作樞轉。
5. 如申請專利範圍第3項所述之階梯插銷式單向軸承，其中，該定位件係為一C型扣環，且該外環體容置槽的外側端設有一溝槽，用以裝設該C型扣環。
6. 如申請專利範圍第4項所述之階梯插銷式單向軸承，其中，該定位件係為一側環體，又該側環體的外周緣設有外螺紋，而該外環體容置槽的外側端設有內螺紋，且令該側環體可螺鎖於該外環體容置槽內。
7. 如申請專利範圍第1項所述之階梯插銷式單向軸承，其中，該內環體的內周緣設有一內鍵槽，藉以與一外部之主動軸連動。
8. 如申請專利範圍第7項所述之階梯插銷式單向軸承，其中，該外環體的外周緣設有一外鍵槽，藉以與一外部之從動軸連動。