复合动力轴承结构及系统

摘要

本发明涉及一种复合动力轴承结构包含第一环状体、法兰盘与第二环状体。该第一环状体形成第一容置空间。该法兰盘形成第二容置空间，以及该法兰盘设置于该第一容置空间。该第二环状体设置于该第二容置空间。该法兰盘之外缘在单一方向耦合该第一环状体之内缘以组成第一单向轴承，以及该法兰盘之内缘在该单一方向耦合该第二环状体之外缘以组成第二单向轴承。本发明之该结构可执行一顺向操作模式或一逆向操作模式。再者，本发明另提供一复合动力轴承系统以同时地执行该顺向操作模式与该逆向操作模式。

权利要求

1.一种包含复合动力轴承结构的系统，包含：

一第一复合动力轴承，具有一第一环状体、一第三环状体与一第一法兰盘，该第一环状体耦合该第一法兰盘组成一第一单向轴承，以及该第三环状体耦合该第一法兰盘组成一第二单向轴承；以及一第二复合动力轴承，具有一第二环状体、一第四环状体与一第二法兰盘，该第二环状体耦合该第二法兰盘组成一第三单向轴承，该第四环状体耦合该第二法兰盘组成一第四单向轴承，该第二法兰盘连接该第一法兰盘；

其中该第一单向轴承或该第二单向轴承之其中一者输出一第一作用力至该第三单向轴承与该第四单向轴承，让该第三单向轴承输出一第二作用力与该第四单向轴承输出一第三作用力；

该第一复合动力轴承连接一电机动力源与一人力动力源。

2.如权利要求1所述的一种包含复合动力轴承结构的系统，其特征在于，其中该第一法兰盘与该第二法兰盘组成一共同法兰盘。

说明书

复合动力轴承结构及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及动力轴承的技术领域，特别是一种复数动力源藉由复数单向轴承在共同的一法兰盘输出单一动力源以及单一动力源藉由共同的该法兰盘在复数单向轴承输出复数动力源的复合动力轴承结构及系统。

背景技术

[0002] 在传统的动力系统设计中，若一输入传动机构与一输出传动机构采用复数单向轴承时，必需针对每一该等单向轴承进行设计，方才能够将该等单向轴成设计成一输入轴或一输出轴。再者，该输入轴与该输出轴需要额外地使用一转接件，才能在该输入轴与该输出轴之间进行切换。

[0003] 在该输入轴与该输出轴的组装过程中，由于组件较多(例如前述的转接件)，将会增加组装的复杂度与时间，进而提高制造的成本。再者，由于组装完成的该输入轴与该输出轴的体积过于庞大，将不适合被安装在一运动器材、一交通载具、一设备机具与一医疗器械等动力机构中。

[0004] 有鉴于此，本发明提出一种复合动力轴承结构及系统，以解决习知技术的缺失。

发明内容

[0005] 本发明的第一目的是提供一种复合动力轴承结构，包含一第一环状体、一第二环状体与一法兰盘，该第一环状体与该第二环状体分别地耦合该法兰盘，上述部件无需借助任何转接件，即可轻易地配置一输入动力源与一输出动力源。

[0006] 本发明的第二目的是根据上述复合动力轴承结构，在一顺向操作模式中，让复数动力源藉由该第一环状体与该第二环状体同时地或单独地输出至该法兰盘，但该法兰盘仅会受到该第一环状体或该第二环状体的牵引而输出一作用力。

[0007] 本发明的第三目的是根据上述复合动力轴承结构，在一逆向操作模式中，让单一的一动力源藉由该法兰盘同时地牵引该第一环状体与该第二环状体，以及在该第一环状体与该第二环状体分别地输出一作用力。

[0008] 本发明的第四目的是根据上述复合动力轴承结构，在逆向操作模式中，该第一环状体连接一输出轮，以及该输出轮连接一制动单元，该制动单元限制该输出轮的转速，并且透过该第一环状体间接地限制该法兰盘的转速，但被限制的该法兰盘不影响该第二环状体的转速。

[0009] 本发明的第五目的是提供一种复合动力轴承系统，藉由复合动力轴承以同时地执行该顺向操作模式与该逆向操作模式。

[0010] 为达到上述的目的及其它目的，本发明提供一种复合动力轴承结构包含一第一环状体、一法兰盘与一第二环状体。该第一环状体形成一第一容置空间。该法兰盘形成一第二容置空间。该法兰盘设置在该第一容置空间。该第二环状体设置在该第二容置空间。该法兰盘之外缘在一单一方向耦合该第一环状体之内缘以组成一第一单向轴承，以及该法兰盘之内缘在该单一方向耦合该第二环状体之外缘以组成一第二单向轴承。

[0011] 为达到上述的目的及其它目的，本发明提供一种复合动力轴承系统包含一第一复合动力轴承与一第二复合动力轴承。该第一复合动力轴承更包含一第一环状体、一第三环状体与一第一法兰盘。该第一环状体耦合该第一法兰盘组成一第一单向轴承，以及该第三环状体耦合该第一法兰盘组成一第二单向轴承。该第二复合动力轴承包含一第二环状体、一第四环状体与一第二法兰盘。该第二环状体耦合该第二法兰盘组成一第三单向轴承，该第四环状体耦合该第二法兰盘组成一第四单向轴承，该第二法兰盘连接该第一法兰盘。其中该第一单向轴承或该第二单向轴承之其中一者输出一第一作用力至该第二法兰盘，让该第三单向轴承输出一第二作用力与该第四单向轴承输出一第三作用力。

[0012] 与现有技术相较，本发明的复合动力轴承结构与复合动力轴承系统除了可解决习知技术中需要额外增加一转接件的缺失之外，该结构与该系统也可应用在例如一运动器材、一交通载具、一设备机具与一医疗器械等的传动机构中，让该传动装置可接受复数动力源的输入或将单一动力源转换成复数动力源输出。

[0013] 由于本发明的该复合动力轴承结构无需任何的该转接件。因此，该结构具有体积小、易维修、易安装与低成本等的优势。

附图说明

[0014] 图1是本发明实施例之复合动力轴承结构的结构示意图；

[0015] 图2是说明图1中第一单向轴承的结构示意图；

[0016] 图3是说明图1中第二单向轴承的结构示意图；

[0017] 图4(a)是本发明实施例的复合动力轴承结构的第一顺向操作模式的运转示意图；

[0018] 图4(b)是本发明实施例的复合动力轴承结构的第二顺向操作模式的运转示意图；

[0019] 图4(c)是本发明实施例的复合动力轴承结构的第三顺向操作模式的运转示意图；

[0020] 图5(a)是本发明实施例的复合动力轴承结构的逆向操作模式的第一运转状态示意图；

[0021] 图5(b)是本发明实施例的复合动力轴承结构的逆向操作模式的第二运转状态示意图。

[0022] 附图标记说明：10-复合动力轴承结构；12-第一环状体；122-第一外缘；124-第一内缘；126-侧缘；128-贯孔；14-法兰盘；142-第二外缘；144-第二内缘；146-上缘；148-盲孔；16-第二环状体；162-第三外缘；164-第三内缘；166-键槽；PS1-第一动力源；RS1-第一转速；
F1-第一作用力；PS2-第二动力源；RS2-第二转速；F2-第二作用力；PS3-第三动力源；F3-第三作用力；F4-第四作用力；F5-第五作用力。

具体实施方式

[0023] 为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体实施例，并配合所附图，对本发明做一详细说明，说明如后。

[0024] 请参考图1所示的本发明实施例的复合动力轴承结构的结构示意图。在图1中，该复合动力轴承结构10可应用在例如一电动自行车、一电动车、一交通载具、一运动器材、一设备机具以及一医疗器械等的传动机构。

[0025] 该复合动力轴承结构10包含一第一环状体12、一法兰盘14与一第二环状体16。

[0026] 该第一环状体12为一圆形环状体，该第一环状体12形成一第一容置空间。在图中，该第一容置空间系指该第一环状体12的篓空处。该第一环状体12为便于说明，进一步界定一第一外缘122、一第一内缘124与一侧缘126。在本实施例中，该第一环状体12的该侧缘126开设有复数贯孔128。该等贯孔128可用于连接一其他输入单元或输出单元(图未示)。

[0027] 该法兰盘14设置于该第一容置空间，让该第一环状体12环绕包围该法兰盘14。该法兰盘14为便于说明，进一步界定一第二外缘142、一第二内缘144与一上缘146。再者，该法兰盘14的该上缘146开设有复数盲孔148。该等盲孔148可连接其他的一输入单元或输出单元(图未示)。该法兰盘14之第二外缘142在一单一方向耦合该第一环状体12之第一内缘124以组成一第一单向轴承，于后详细说明。此外，该法兰盘14形成一第二容置空间。在图中，该第二容置空间系指该法兰盘14的篓空处。

[0028] 该第二环状体16为一圆形环状体。该第二环状体16设置在该第二容置空间，即该第二环状体16被该法兰盘14环绕包围。为便于说明，该第二环状体16进一步界定一第三外缘162与一第三内缘164。再者，该第三内缘164开设有键槽166。该键槽166可用于连接其他的一输入单元或输出单元(图未示)。该法兰盘14之第二内缘144在该单一方向耦合该第二环状体16之第三外缘162以组成一第二单向轴承，于后详细说明。

[0029] 值得注意的是，该第一单向轴承的定义为该第一环状体12与该法兰盘14仅在某一方向转动才会耦合而达到相互牵引的功效；同样的动作原理也适用于该第二单向轴承。

[0030] 请参考图2所示的用于说明图1中第一单向轴承的结构。在图2图中，若该第一环状体12朝一顺时针方向运动时，则该法兰盘14受到该第一环状体12的牵引而作动；反之，若该第一环状体12朝一逆时针方向运动时，则该法兰盘14将脱离该第一环状体12的牵引。

[0031] 请参考图3所示的图1中第二单向轴承的结构。在图3中，若该第二环状体16朝一顺时针方向运动时，该法兰盘14受到该第二环状体16的牵引而作动；反之，若该第二环状体16朝一逆时针方向作动时，该法兰盘14将脱离该第二环状体16的牵引。

[0032] 值得注意的是，在图2与图3中，该第一环状体12与该法兰盘14之间，或者该法兰盘14与该第二环状体16之间的耦合方式可根据内滚子形式不同，进一步可区分成滚柱型、楔块型及凸轮型等耦合方式，于此不赘述。

[0033] 根据不同的驱动方式以及不同的应用，该复合动力轴承结构的作动方式可分类为a)一顺向操作模式与b)一逆向操作模式，详细说明如下：

[0034] a)顺向操作模式

[0035] 在顺向操作模式中，该复合动力轴承结构10的该第一环状体12与该第二环状体16之至少其中一者受到一动力源单元(图未示)的驱动而牵引该法兰盘14，致使该法兰盘14朝一方向转动，而由于该法兰盘14的转动，该法兰盘输出一作用力。于本实施例中，该方向系以顺时针的运动方向为例说明，于其它实施例中亦可为逆时针的运动方向。

[0036] 根据操作方式的不同，该顺向操作模式又进一步可细分为以下三种运作方式，分别地为一第一顺向操作模式、一第二顺向操作模式与一第三顺向操作模式。

[0037] 该第一顺向操作模式可一并参考图4(a)所示的本发明实施例的复合动力轴承结构的第一顺向操作模式的运转。在图4(a)中，该复合动力轴承结构10的该第一环状体12连接一第一动力源单元(图未示)。该第一动力源单元将一第一动力源PS1(power source)输出至该第一环状体12，而该第一环状体12以一第一转速RS1(rotating speed)牵引该法兰盘14，让该法兰盘14输出一第一作用力F1(force)。

[0038] 该第二顺向操作模式可一并参考图4(b)所示的本发明实施例的复合动力轴承结构的第二顺向操作模式的运转。在图4(b)中，该第二环状体16连接一第二动力源单元(图未示)。该第二动力源单元将一第二动力源PS2输出至该第二环状体16，而该第二环状体16以一第二转速RS2牵引该法兰盘14，让该法兰盘14输出一第二作用力F2。

[0039] 该第三顺向操作模式可一并参考图4(c)所示的本发明实施例的复合动力轴承结构的第三顺向操作模式的运转。在图4(c)中，该复合动力轴承结构10同时地连接该第一动力源单元(图未示)与该第二动力源单元(图未示)。该第一动力源单元将该第一动力源PS1输出至该第一环状体12以该第一转速RS1牵引该法兰盘14，以及该第二动力源单元将该第二动力源PS2输出至该第二环状体16以一第二转速RS2牵引该法兰盘14。值得注意的是，根据该第一转速RS1与该第二转速RS2之中大者，该法兰盘14耦合该第一环状体12或该第二环状体16，以输出一第三作用力F3，亦即在该第三顺向操作模式之下，该等环状体中转速快者将会牵引该法兰盘14，而该等环状体中转速慢者将无法牵引该法兰盘14。

[0040] 综合上述三种顺向操作模式，该复合动力轴承结构10连接一电动自行车的一齿轮组(图未示)。该电动自行车可藉由该复合动力轴承结构10选择以一电机动力源(即该第一动力源PS1)或一人力动力源(即该第二动力源PS2)作为驱动该齿轮组的动力来源。

[0041] 举例而言，该第一环状体12接受该电机动力源、该第二环状体16接受该人力动力源以及该法兰盘14连接该齿轮组。当该第一环状体12接受该电机动力源以及该第二环状体16接受该人力动力源时，该第一环状体12与该第二环状体16皆可能有机会牵动该法兰盘
14。若该第一环状体12或该第二环状体16牵动该法兰盘14之后，该法兰盘14输出该第三作用力F3以驱动该齿轮组，让该电动自行车朝一方向运动。值得注意的是，该复合动力轴承结构10是根据该等环状体作用于该法兰盘时转速之最大者，而决定以让该法兰盘输出该电机动力源或该人力动力源驱动该齿轮组。换言之，该电动自行车在使用过程中，该电机动力源以及该人力动力源可自由地牵动该法兰盘14，而不需要额外一转接件，即可在该电机动力源与该人力动力源之间进行切换。

[0042] 该顺向操作模式的核心精神为一传动装置可自复数动力源选择其中一者进行作用力的传递，且该选择不需额外的切换装置。除了上述所提及的该电动自行车，该顺向操作模式亦可以应用在例如(1)在一复合电动铁卷门应用领域中，切换一电动动力源与一人力动力源；(2)在一复合发电机应用领域中，切换一风力动力源与一水力动力源；(3)在一抽水泵应用领域中，切换一电动与一人力的切换；以及(4)在一发动机中应用领域中，切换一石油引擎与一电力马达。上述应用领域仅为举例说明，实际上该顺向操作模式亦可应用在其它的应用领域。

[0043] b)逆向操作模式

[0044] 请一并可参考图5(a)所示的本发明实施例的复合动力轴承结构之逆向操作模式的第一运转状态。在该图5（a）中，该法兰盘14连接一第三动力源单元(图未示)。该第三动力源单元将一第三动力源PS3输出至该法兰盘14。该法兰盘14同时地牵引该第一环状体12与该第二环状体16。该法兰盘14让该第一环状体12以该第一转速RS1转动，而在该第一环状体输出一第四作用力F4，以及该法兰盘14让该第二环状体16以该第二转速RS2转动，而输出一第五作用力F5。于本实施例中，该方向系以逆时针的运动方向为例说明，于其它实施例中亦可为顺时针的运动方向。

[0045] 于另一实施例中，请一并可参考图5(b)所示的本发明实施例的复合动力轴承结构的逆向操作模式的第二运转状态。在图5(b)中，该复合动力轴承结构10除图5(a)中所提及的该第三动力源单元外，还包含一第一输出轮(图未示)、一第一制动单元(图未示)与一发电机(图未示)。该第一环状体12与该第一输出轮连接，该第一制动单元的功能系降低该第一输出轮的一转速。该第二环状体16连接该发电机。

[0046] 举例而言，该复合动力轴承结构可应用于例如一车辆煞车发电系统。当该第一环状体12与该第二环状体16同时地转动时，该第一环状体12驱动该第一输出轮转动，而该第二环状体16驱动该发电机产生一电力。若该第一制动单元作用于该第一输出轮时，该第一输出轮的转速及该第一环状体12的该第一转速RS1降低至0。在此同时，该第一环状体12同时地也制动该法兰盘14，让该法兰盘14的该转速降低至0。但是，该第二环状体16仍然转动，持续地驱动该发电机产生该电力。此时，该第二环状体16的作动原理同一惰轮(idle gear)的运动。

[0047] 就该逆向操作模式的核心精神除可藉由一单一动力源产生复数动力源之外，还可以在例如该第一单向轴承停止之后，该第二单向轴承不受到该第一单向轴承的影响。

[0048] 除了上述的该复合动力轴承结构10之外，本发明更提供一复合动力轴承系统，该复合动力轴承系统包含一第一复合动力轴承(图未示)与一第二复合动力轴承(图未示)。该第一复合动力轴承包含一第一环状体、一第三环状体与一第一法兰盘。该第一环状体耦合该第一法兰盘组成一第一单向轴承，以及该第三环状体耦合该第一法兰盘组成一第二单向轴承。该第二复合动力轴承包含一第二环状体、一第四环状体与一第二法兰盘。该第二环状体耦合该第二法兰盘组成一第三单向轴承，以及该第四环状体耦合该第二法兰盘组成一第四单向轴承。藉由该第一法兰盘连接该第二法兰盘，让该复合动力轴承系统可同时地执行该顺向操作模式与该逆向操作模式。

[0049] 举例而言，该复合动力轴承系统可应用于例如一电动自行车的一煞车发电系统。该第一复合动力轴承连接一电机动力源与一人力动力源，让该电动自行车可单独地或同时地接收该电机动力源与该人力动力源的输入，即该第一复合动力轴承执行该顺向操作模式。该电机动力源或该人力动力源藉由该第一单向轴承或该第二单向轴承的该第一法兰盘输出一第一作用力F1。由于该第一法兰盘与该第二法兰盘连接，故该第一作用力F1传递至该第二法兰盘。

[0050] 该第三单向轴承连接一齿轮组及该第四单向轴承连接一发电机。该第二复合动力轴承之该第二法兰盘接收该第一作用力F1，并在该第三单向轴承输出一第二作用力与在该第四单向轴承输出一第三作用力，即该第二复合动力轴承执行该逆向操作模式。

[0051] 当该第二复合动力轴承持续地接收该第一作用力F1时，该第三单向轴承输出该第二作用力让该电动自行车朝一方向运行，以及该第四单向轴承输出该第三作用力以驱动该发电机。

[0052] 当该电动自行车藉由一制动单元执行一煞车动作时，该电动自行车减速运行或停止运行，但该第四单向轴承之该第四环状体仍然可在一段时间内持续地驱动该发电机。

[0053] 于另外一实施例中，该第一法兰盘与该第二法兰可组成一共同法兰盘。

[0054] 本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然熟习本项技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明之范围。应注意的是，举凡与该实施例等效之变化与置换，均应设为涵盖于本发明之范畴内。因此，本发明之保护范围当以申请专利范围所界定者为准。