複合動力軸承結構及系統的製作方法
2024-02-08 18:54:15 1
複合動力軸承結構及系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種複合動力軸承結構包含第一環狀體、法蘭盤與第二環狀體。該第一環狀體形成第一容置空間。該法蘭盤形成第二容置空間，以及該法蘭盤設置於該第一容置空間。該第二環狀體設置於該第二容置空間。該法蘭盤之外緣在單一方向耦合該第一環狀體之內緣以組成第一單向軸承，以及該法蘭盤之內緣在該單一方向耦合該第二環狀體之外緣以組成第二單向軸承。本實用新型之該結構可執行一順向操作模式或一逆向操作模式。再者，本實用新型另提供一複合動力軸承系統以同時地執行該順向操作模式與該逆向操作模式。
【專利說明】複合動力軸承結構及系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及動力軸承的【技術領域】，特別是一種複數動力源藉由複數單向軸承在共同的一法蘭盤輸出單一動力源以及單一動力源藉由共同的該法蘭盤在複數單向軸承輸出複數動力源的複合動力軸承結構及系統。
【背景技術】
[0002]在傳統的動力系統設計中，若一輸入傳動機構與一輸出傳動機構採用複數單向軸承時，必需針對每一該等單向軸承進行設計，方才能夠將該等單向軸成設計成一輸入軸或一輸出軸。再者，該輸入軸與該輸出軸需要額外地使用一轉接件，才能在該輸入軸與該輸出軸之間進行切換。
[0003]在該輸入軸與該輸出軸的組裝過程中，由於組件較多(例如前述的轉接件)，將會增加組裝的複雜度與時間，進而提高製造的成本。再者，由於組裝完成的該輸入軸與該輸出軸的體積過於龐大，將不適合被安裝在一運動器材、一交通載具、一設備機具與一醫療器械等動力機構中。
[0004]有鑑於此，本實用新型提出一種複合動力軸承結構及系統，以解決習知技術的缺失。
【發明內容】
[0005]本實用新型的第一目的是提供一種複合動力軸承結構，包含一第一環狀體、一第二環狀體與一法蘭盤，該第一環狀體與該第二環狀體分別地耦合該法蘭盤，上述部件無需藉助任何轉接件，即可輕易地配置一輸入動力源與一輸出動力源。
[0006]本實用新型的第二目的是根據上述複合動力軸承結構，在一順向操作模式中，讓複數動力源藉由該第一環狀體與該第二環狀體同時地或單獨地輸出至該法蘭盤，但該法蘭盤僅會受到該第一環狀體或該第二環狀體的牽引而輸出一作用力。
[0007]本實用新型的第三目的是根據上述複合動力軸承結構，在一逆向操作模式中，讓單一的一動力源藉由該法蘭盤同時地牽引該第一環狀體與該第二環狀體，以及在該第一環狀體與該第二環狀體分別地輸出一作用力。
[0008]本實用新型的第四目的是根據上述複合動力軸承結構，在逆向操作模式中，該第一環狀體連接一輸出輪，以及該輸出輪連接一制動單元，該制動單元限制該輸出輪的轉速，並且透過該第一環狀體間接地限制該法蘭盤的轉速，但被限制的該法蘭盤不影響該第二環狀體的轉速。
[0009]本實用新型的第五目的是提供一種複合動力軸承系統，藉由複合動力軸承以同時地執行該順向操作模式與該逆向操作模式。
[0010]為達到上述的目的及其它目的，本實用新型提供一種複合動力軸承結構包含一第一環狀體、一法蘭盤與一第二環狀體。該第一環狀體形成一第一容置空間。該法蘭盤形成一第二容置空間。該法蘭盤設置在該第一容置空間。該第二環狀體設置在該第二容置空間。該法蘭盤之外緣在一單一方向耦合該第一環狀體之內緣以組成一第一單向軸承，以及該法蘭盤之內緣在該單一方向耦合該第二環狀體之外緣以組成一第二單向軸承。
[0011]為達到上述的目的及其它目的，本實用新型提供一種複合動力軸承系統包含一第一複合動力軸承與一第二複合動力軸承。該第一複合動力軸承更包含一第一環狀體、一第三環狀體與一第一法蘭盤。該第一環狀體耦合該第一法蘭盤組成一第一單向軸承，以及該第三環狀體耦合該第一法蘭盤組成一第二單向軸承。該第二複合動力軸承包含一第二環狀體、一第四環狀體與一第二法蘭盤。該第二環狀體耦合該第二法蘭盤組成一第三單向軸承，該第四環狀體耦合該第二法蘭盤組成一第四單向軸承，該第二法蘭盤連接該第一法蘭盤。其中該第一單向軸承或該第二單向軸承之其中一者輸出一第一作用力至該第二法蘭盤，讓該第三單向軸承輸出一第二作用力與該第四單向軸承輸出一第三作用力。
[0012]與現有技術相較，本實用新型的複合動力軸承結構與複合動力軸承系統除了可解決習知技術中需要額外增加一轉接件的缺失之外，該結構與該系統也可應用在例如一運動器材、一交通載具、一設備機具與一醫療器械等的傳動機構中，讓該傳動裝置可接受複數動力源的輸入或將單一動力源轉換成複數動力源輸出。
[0013]由於本實用新型的該複合動力軸承結構無需任何的該轉接件。因此，該結構具有體積小、易維修、易安裝與低成本等的優勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例之複合動力軸承結構的結構示意圖；
[0015]圖2是說明圖1中第一單向軸承的結構示意圖；
[0016]圖3是說明圖1中第二單向軸承的結構示意圖；
[0017]圖4(a)是本實用新型實施例的複合動力軸承結構的第一順向操作模式的運轉示意圖；
[0018]圖4(b)是本實用新型實施例的複合動力軸承結構的第二順向操作模式的運轉示意圖；
[0019]圖4(c)是本實用新型實施例的複合動力軸承結構的第三順向操作模式的運轉示意圖；
[0020]圖5(a)是本實用新型實施例的複合動力軸承結構的逆向操作模式的第一運轉狀態不意圖；
[0021]圖5(b)是本實用新型實施例的複合動力軸承結構的逆向操作模式的第二運轉狀態示意圖。
[0022]附圖標記說明:10_複合動力軸承結構；12_第一環狀體；122_第一外緣；124_第一內緣；126_側緣；128_貫孔；14_法蘭盤；142_第二外緣；144_第二內緣；146_上緣；148-盲孔；16_第二環狀體；162_第三外緣；164_第三內緣；166_鍵槽JS1-第一動力源；RS1-第一轉速；F「第一作用力；PS2-第二動力源；RS2-第二轉速；F2-第二作用力；PS3-第三動力源；F3-第三作用力；F4-第四作用力；F5-第五作用力。
【具體實施方式】
[0023]為充分了解本實用新型的目的、特徵及功效，茲藉由下述具體實施例，並配合所附圖，對本實用新型做一詳細說明，說明如後。
[0024]請參考圖1所示的本實用新型實施例的複合動力軸承結構的結構示意圖。在圖1中，該複合動力軸承結構10可應用在例如一電動自行車、一電動車、一交通載具、一運動器材、一設備機具以及一醫療器械等的傳動機構。
[0025]該複合動力軸承結構10包含一第一環狀體12、一法蘭盤14與一第二環狀體16。
[0026]該第一環狀體12為一圓形環狀體，該第一環狀體12形成一第一容置空間。在圖中，該第一容置空間係指該第一環狀體12的簍空處。該第一環狀體12為便於說明，進一步界定一第一外緣122、一第一內緣124與一側緣126。在本實施例中，該第一環狀體12的該側緣126開設有複數貫孔128。該等貫孔128可用於連接一其他輸入單元或輸出單元(圖未不)O
[0027]該法蘭盤14設置於該第一容置空間，讓該第一環狀體12環繞包圍該法蘭盤14。該法蘭盤14為便於說明，進一步界定一第二外緣142、一第二內緣144與一上緣146。再者，該法蘭盤14的該上緣146開設有複數盲孔148。該等盲孔148可連接其他的一輸入單元或輸出單兀(圖未不)。該法蘭盤14之第二外緣142在一單一方向I禹合該第一環狀體12之第一內緣124以組成一第一單向軸承，於後詳細說明。此外，該法蘭盤14形成一第二容置空間。在圖中，該第二容置空間係指該法蘭盤14的簍空處。
[0028]該第二環狀體16為一圓形環狀體。該第二環狀體16設置在該第二容置空間，即該第二環狀體16被該法蘭盤14環繞包圍。為便於說明，該第二環狀體16進一步界定一第三外緣162與一第三內緣164。再者,該第三內緣164開設有鍵槽166。該鍵槽166可用於連接其他的一輸入單元或輸出單元(圖未示)。該法蘭盤14之第二內緣144在該單一方向耦合該第二環狀體16之第三外緣162以組成一第二單向軸承，於後詳細說明。
[0029]值得注意的是，該第一單向軸承的定義為該第一環狀體12與該法蘭盤14僅在某一方向轉動才會耦合而達到相互牽引的功效；同樣的動作原理也適用於該第二單向軸承。
[0030]請參考圖2所示的用於說明圖1中第一單向軸承的結構。在圖2圖中，若該第一環狀體12朝一順時針方向運動時，則該法蘭盤14受到該第一環狀體12的牽引而作動；反之，若該第一環狀體12朝一逆時針方向運動時，則該法蘭盤14將脫離該第一環狀體12的牽引。
[0031]請參考圖3所示的圖1中第二單向軸承的結構。在圖3中，若該第二環狀體16朝一順時針方向運動時，該法蘭盤14受到該第二環狀體16的牽引而作動；反之，若該第二環狀體16朝一逆時針方向作動時，該法蘭盤14將脫離該第二環狀體16的牽引。
[0032]值得注意的是，在圖2與圖3中，該第一環狀體12與該法蘭盤14之間，或者該法蘭盤14與該第二環狀體16之間的耦合方式可根據內滾子形式不同，進一步可區分成滾柱型、楔塊型及凸輪型等耦合方式，於此不贅述。
[0033]根據不同的驅動方式以及不同的應用，該複合動力軸承結構的作動方式可分類為a) 一順向操作模式與b) —逆向操作模式，詳細說明如下:
[0034]a)順向操作模式
[0035]在順向操作模式中，該複合動力軸承結構10的該第一環狀體12與該第二環狀體16之至少其中一者受到一動力源單元(圖未示)的驅動而牽引該法蘭盤14，致使該法蘭盤14朝一方向轉動,而由於該法蘭盤14的轉動,該法蘭盤輸出一作用力。於本實施例中，該方向系以順時針的運動方向為例說明，於其它實施例中亦可為逆時針的運動方向。
[0036]根據操作方式的不同，該順向操作模式又進一步可細分為以下三種運作方式，分別地為一第一順向操作模式、一第二順向操作模式與一第三順向操作模式。
[0037]該第一順向操作模式可一併參考圖4(a)所示的本實用新型實施例的複合動力軸承結構的第一順向操作模式的運轉。在圖4(a)中，該複合動力軸承結構10的該第一環狀體12連接一第一動力源單元(圖未示)。該第一動力源單元將一第一動力源PSjpowersource)輸出至該第一環狀體12,而該第一環狀體12以一第一轉速RS1 (rotating speed)牽引該法蘭盤14,讓該法蘭盤14輸出一第一作用力F1 (force)。
[0038]該第二順向操作模式可一併參考圖4(b)所示的本實用新型實施例的複合動力軸承結構的第二順向操作模式的運轉。在圖4(b)中，該第二環狀體16連接一第二動力源單元(圖未示)。該第二動力源單元將一第二動力源PS2輸出至該第二環狀體16，而該第二環狀體16以一第二轉速RS2牽引該法蘭盤14,讓該法蘭盤14輸出一第二作用力F2。
[0039]該第三順向操作模式可一併參考圖4(c)所示的本實用新型實施例的複合動力軸承結構的第三順向操作模式的運轉。在圖4(c)中，該複合動力軸承結構10同時地連接該第一動力源單元(圖未示)與該第二動力源單元(圖未示)。該第一動力源單元將該第一動力源PS1輸出至該第一環狀體12以該第一轉速RS1牽引該法蘭盤14，以及該第二動力源單元將該第二動力源PS2輸出至該第二環狀體16以一第二轉速RS2牽引該法蘭盤14。值得注意的是，根據該第一轉速RS1與該第二轉速RS2之中大者，該法蘭盤14耦合該第一環狀體12或該第二環狀體16，以輸出一第三作用力F3，亦即在該第三順向操作模式之下，該等環狀體中轉速快者將會牽引該法蘭盤14，而該等環狀體中轉速慢者將無法牽引該法蘭盤14。
[0040]綜合上述三種順向操作模式，該複合動力軸承結構10連接一電動自行車的一齒輪組(圖未示)。該電動自行車可藉由該複合動力軸承結構10選擇以一電機動力源(即該第一動力源PS1)或一人力動力源(即該第二動力源PS2)作為驅動該齒輪組的動力來源。
[0041]舉例而言，該第一環狀體12接受該電機動力源、該第二環狀體16接受該人力動力源以及該法蘭盤14連接該齒輪組。當該第一環狀體12接受該電機動力源以及該第二環狀體16接受該人力動力源時，該第一環狀體12與該第二環狀體16皆可能有機會牽動該法蘭盤14。若該第一環狀體12或該第二環狀體16牽動該法蘭盤14之後,該法蘭盤14輸出該第三作用力F3以驅動該齒輪組，讓該電動自行車朝一方向運動。值得注意的是，該複合動力軸承結構10是根據該等環狀體作用於該法蘭盤時轉速之最大者，而決定以讓該法蘭盤輸出該電機動力源或該人力動力源驅動該齒輪組。換言之，該電動自行車在使用過程中，該電機動力源以及該人力動力源可自由地牽動該法蘭盤14，而不需要額外一轉接件，即可在該電機動力源與該人力動力源之間進行切換。
[0042]該順向操作模式的核心精神為一傳動裝置可自複數動力源選擇其中一者進行作用力的傳遞，且該選擇不需額外的切換裝置。除了上述所提及的該電動自行車，該順向操作模式亦可以應用在例如(I)在一複合電動鐵卷門應用領域中，切換一電動動力源與一人力動力源；(2)在一複合發電機應用領域中，切換一風力動力源與一水力動力源；(3)在一抽水泵應用領域中，切換一電動與一人力的切換；以及(4)在一發動機中應用領域中，切換一石油引擎與一電力馬達。上述應用領域僅為舉例說明，實際上該順向操作模式亦可應用在其它的應用領域。[0043]b)逆向操作模式
[0044]請一併可參考圖5(a)所示的本實用新型實施例的複合動力軸承結構之逆向操作模式的第一運轉狀態。在該圖5 (a)中，該法蘭盤14連接一第三動力源單元(圖未示)。該第三動力源單元將一第三動力源PS3輸出至該法蘭盤14。該法蘭盤14同時地牽引該第一環狀體12與該第二環狀體16。該法蘭盤14讓該第一環狀體12以該第一轉速RS1轉動，而在該第一環狀體輸出一第四作用力F4,以及該法蘭盤14讓該第二環狀體16以該第二轉速RS2轉動,而輸出一第五作用力F5。於本實施例中，該方向系以逆時針的運動方向為例說明，於其它實施例中亦可為順時針的運動方向。
[0045]於另一實施例中，請一併可參考圖5(b)所示的本實用新型實施例的複合動力軸承結構的逆向操作模式的第二運轉狀態。在圖5(b)中，該複合動力軸承結構10除圖5(a)中所提及的該第三動力源單兀外，還包含一第一輸出輪(圖未不)、一第一制動單兀(圖未/Jn )與一發電機(圖未不)。該第一環狀體12與該第一輸出輪連接，該第一制動單兀的功能系降低該第一輸出輪的一轉速。該第二環狀體16連接該發電機。
[0046]舉例而言，該複合動力軸承結構可應用於例如一車輛煞車發電系統。當該第一環狀體12與該第二環狀體16同時地轉動時，該第一環狀體12驅動該第一輸出輪轉動，而該第二環狀體16驅動該發電機產生一電力。若該第一制動單兀作用於該第一輸出輪時，該第一輸出輪的轉速及該第一環狀體12的該第一轉速RS1降低至O。在此同時，該第一環狀體12同時地也制動該法蘭盤14，讓該法蘭盤14的該轉速降低至O。但是，該第二環狀體16仍然轉動，持續地驅動該發電機產生該電力。此時，該第二環狀體16的作動原理同一惰輪(idle gear)的運動。
[0047]就該逆向操作模式的核心精神除可藉由一單一動力源產生複數動力源之外，還可以在例如該第一單向軸承停止之後，該第二單向軸承不受到該第一單向軸承的影響。
[0048]除了上述的該複合動力軸承結構10之外，本實用新型更提供一複合動力軸承系統，該複合動力軸承系統包含一第一複合動力軸承(圖未不)與一第二複合動力軸承(圖未不)。該第一複合動力軸承包含一第一環狀體、一第三環狀體與一第一法蘭盤。該第一環狀體耦合該第一法蘭盤組成一第一單向軸承，以及該第三環狀體耦合該第一法蘭盤組成一第二單向軸承。該第二複合動力軸承包含一第二環狀體、一第四環狀體與一第二法蘭盤。該第二環狀體耦合該第二法蘭盤組成一第三單向軸承，以及該第四環狀體耦合該第二法蘭盤組成一第四單向軸承。藉由該第一法蘭盤連接該第二法蘭盤，讓該複合動力軸承系統可同時地執行該順向操作模式與該逆向操作模式。
[0049]舉例而言，該複合動力軸承系統可應用於例如一電動自行車的一煞車發電系統。該第一複合動力軸承連接一電機動力源與一人力動力源，讓該電動自行車可單獨地或同時地接收該電機動力源與該人力動力源的輸入，即該第一複合動力軸承執行該順向操作模式。該電機動力源或該人力動力源藉由該第一單向軸承或該第二單向軸承的該第一法蘭盤輸出一第一作用力Fp由於該第一法蘭盤與該第二法蘭盤連接，故該第一作用力F1傳遞至該第二法蘭盤。
[0050]該第三單向軸承連接一齒輪組及該第四單向軸承連接一發電機。該第二複合動力軸承之該第二法蘭盤接收該第一作用力F1，並在該第三單向軸承輸出一第二作用力與在該第四單向軸承輸出一第三作用力，即該第二複合動力軸承執行該逆向操作模式。[0051]當該第二複合動力軸承持續地接收該第一作用力F1時，該第三單向軸承輸出該第二作用力讓該電動自行車朝一方向運行，以及該第四單向軸承輸出該第三作用力以驅動該發電機。
[0052]當該電動自行車藉由一制動單元執行一煞車動作時，該電動自行車減速運行或停止運行，但該第四單向軸承之該第四環狀體仍然可在一段時間內持續地驅動該發電機。
[0053]於另外一實施例中，該第一法蘭盤與該第二法蘭盤可組成一共同法蘭盤。
[0054]本實用新型在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本實用新型，而不應解讀為限制本實用新型之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本實用新型之範疇內。因此，本實用新型之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
【權利要求】
1.一種複合動力軸承結構，其特徵在於包含: 一第一環狀體，形成一第一容置空間； 一法蘭盤，形成一第二容置空間，該法蘭盤設置在該第一容置空間；以及 一第二環狀體，設置在該第二容置空間； 其中該法蘭盤之外緣在一單一方向耦合該第一環狀體之內緣以組成一第一單向軸承，以及該法蘭盤之內緣在該單一方向耦合該第二環狀體之外緣以組成一第二單向軸承。
2.如權利要求1所述的複合動力軸承結構，其特徵在於，該第一環狀體連接一第一動力源單元，該第一動力源單元輸出一第一動力源至該第一環狀體，讓該第一環狀體以一第一轉速牽引該法蘭盤，而在該法蘭盤輸出一第一作用力。
3.如權利要求1所述的複合動力軸承結構，其特徵在於，該第二環狀體連接一第二動力源單元，該第二動力源單元輸出一第二動力源至該第二環狀體，讓該第二環狀體以一第二轉速牽引該法蘭盤，而在該法蘭盤輸出一第二作用力。
4.如權利要求1所述的複合動力軸承結構，其特徵在於，該第一環狀體連接一第一動力源單元，該第一動力源單元輸出一第一動力源至該第一環狀體，讓該第一環狀體以一第一轉速轉動，以及該第二環狀體連接一第二動力源單元，該第二動力源單元輸出該第二動力源至該第二環狀體，讓該第二動力源單元以一第二轉速轉動，根據該第一轉速與該第二轉速之中轉速 大者，讓該法蘭盤受到該第一環狀體或該第二環狀體的牽引，以在該法蘭盤輸出一第三作用力。
5.如權利要求1所述的複合動力軸承結構，其特徵在於，該法蘭盤連接一第三動力源單元，該第三動力源單元輸出一第三動力源至該法蘭盤，該法蘭盤同時地牽引該第一環狀體與該第二環狀體，讓該第一環狀體以一第一轉速轉動，以及該第二環狀體以一第二轉速轉動。
6.如權利要求5所述的複合動力軸承結構，其特徵在於還包含一第一制動單元與一第一輸出輪，該第一制動單元耦合該第一輸出輪，該第一輸出輪連接該第一環狀體，該第一制動單兀施加一第一制動力至該第一輸出輪，以降低該第一輸出輪的轉速與該第一環狀體的該第一轉速，而該第一環狀體降低該法蘭盤的轉速，但該法蘭盤不降低該第二環狀體的該第二轉速。
7.如權利要求5所述的複合動力軸承結構，其特徵在於還包含一第二制動單元與一第二輸出輪，該第二制動單元耦合該第二輸出輪，該第二輸出輪連接該第二環狀體，該第二制動單元施加一第二制動力至該第二輸出輪，以降低該第二輸出輪的轉速與該第二環狀體的該第二轉速，但該法蘭盤不降低該第一環狀體的該第一轉速。
8.一種複合動力軸承系統，其特徵在於包含: 一第一複合動力軸承，具有一第一環狀體、一第三環狀體與一第一法蘭盤，該第一環狀體耦合該第一法蘭盤組成一第一單向軸承，以及該第三環狀體耦合該第一法蘭盤組成一第二單向軸承；以及 一第二複合動力軸承，具有一第二環狀體、一第四環狀體與一第二法蘭盤，該第二環狀體耦合該第二法蘭盤組成一第三單向軸承，該第四環狀體耦合該第二法蘭盤組成一第四單向軸承，該第二法蘭盤連接該第一法蘭盤； 其中該第一單向軸承或該第二單向軸承之其中一者輸出一第一作用力至該第三單向軸承與該第四單向軸承，讓該第三單向軸承輸出一第二作用力與該第四單向軸承輸出一第三作用力。
9.如權利要求8所述的複合動力軸承系統，其特徵在於，該第一法蘭盤與該第二法蘭盤可組成一共同法蘭盤 。
【文檔編號】F16C17/26GK203822845SQ201420094864
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】葉駿紳 申請人:蘇州悍猛諧波機電有限公司