CN1108888C - 一种棘轮及其制造方法和采用该棘轮的扳手 - Google Patents

Abstract

一种棘轮及其制造方法和采用该棘轮的扳手，其中棘轮的外周围的外凸形棘齿以辊轧方式成型，其中辊轧的辊齿外径加工至棘轮时的切线至棘齿顶面之间的夹角小于80°，且棘齿为非对称性或各齿的二边不相等的棘轮，非对称性或各齿的二边不相等的棘轮结构结构能承受较高的扭矩，其制造方法可批量生产，成本低廉。

Description

一种棘轮及其制造方法和采用该棘轮的扳手

技术领域

本发明涉及到一种手动工具及其制造方法，尤其是一种棘轮及其制造方法和采用该棘轮的扳手，该棘轮可承受高扭矩。

背景技术

现今市场已有多种手动工具，如扳手，它们广泛应用于各行各业，对于在很难伸入且很难操作各种棘动工具的狭小空间内要转动固定件(例如螺帽、螺栓等)时，梅花扳手则是最佳的选择，然而，传统梅花扳手的使用角度太大，有人提议以棘轮式梅花扳手来解决问题，梅花扳手的匣端内部装置一个棘轮，以在高扭矩下转动固定件，但是棘轮的结构强度低，因为棘轮外周围表面须加工形成有一可观深度的弧形齿。

图1至图3揭示设有梅花扳手的匣端内部的传统棘轮土，其有驱动固定件的内周围表面4和外周围表面，外周围表面设有多个棘齿3，请参阅图2，各棘齿3利用在垂直于径向OR的方向进刀2，形成的棘齿深度为d，棘齿3二边在点R处相交，OR线将棘齿3二边所夹的角α分成二相等部分(通常各为45°)，如图2所示，各棘齿3加工到相当深度d，而影响到棘轮1本身的结构强度，因为棘轮的剩余壁厚t很小，结果棘轮1对固定件所能提供的转动扭矩有限。

图4至图6揭示了设有梅花扳手9(图7)的匣端9a内部的另一传统棘轮5，其有驱动固定件的内周围表面8和外周围表面，外周围表面设有多个棘齿6，请参阅图5，各内凹弧棘齿6利用径向OR的方向进刀，所形成的棘齿深度为d，棘齿6二边在点R处相交，OR线将棘齿6二边所夹的角分成二相等部分(通常各为45°)，如图5所示，各棘齿6加工到相当深度d而影响到棘轮5本身的结构强度，因为棘轮5的剩余壁厚t很小，结果棘轮5对固定件所能提供的转动扭矩有限。

此种结构已经揭示于台湾专利公报公告第359207号，名为《棘轮扳手的单向卡制结构改良》的实用新型(附件1)中，该专利所揭示的棘齿轮就是前述的对等齿，此种对等齿贴合度不足，其棘齿的斜度虽可用辊轧的方式制造，但是因为棘齿的倾斜角度不足，相当容易造成打滑，亦因棘齿的倾斜角度不足造成棘齿所承受的扭矩不足，所以利用螺塞5以螺合的方式螺入容置部，才能调整齿面之间的贴合度。

后来，又设计出如图8至图10的棘轮结构，该棘轮20有一个用来转动固定件的内周围面24及一个外周围表面，外周围表面设有多个棘齿22，请参阅图10，各棘齿22利用在径向OR的方向进刀26，所形成的棘齿22深度为d1，棘齿22二边在点R处相交，OR线将棘齿22二边所夹的角θ分成二个不相等部分(例如30°和60°，40°和50°等等)，亦即如此形成的各齿为非对称性或各齿22的二边不相等，其为该种棘轮与前述的对等齿不同的特征，如图10，各棘齿22深度d1不致影响到棘轮20本身的结构强度，因为棘轮的剩余壁厚t1还很厚，如此该种非对称性或各齿的二边不相等的棘轮结构与对等齿的棘轮结构相比较之下，非对称性或各齿二边不相等的棘轮结构强度较强，较能承受较高的扭矩，此种结构已揭示于台湾专利公报告公第378588号《棘轮扳手结构改良》的实用新型专利(附件2)中，该种非对称性或各齿的二边不相等的棘轮虽具有较佳的结构强度，但是其每一齿皆要以CNC自动控制的工具机慢慢铣制出来，如此的生产速度太慢，而且属于高成本的加工方式，有其改进的必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种棘轮及其制造方法及其具有该棘轮的扳手，它具有易制造可承受高扭矩的棘轮，该棘轮的外周围的棘齿可以辊轧方式成型，其中轧轮的轮齿外经加工至棘轮时，其切线至棘齿顶面之间的交角小于80°，结构强度达到最佳的非对称性或各齿的二边不相等状态，满足高扭力的要求，并能以高效率，低成本的方式辊轧加工，一种利用该棘轮的扳手，能解决现有技术对等齿扭矩不足的问题，能承受较高的扭矩。

为实现上述发明目的，本发明提供一种棘轮及其制造方法，包括：棘轮为其外周围的外凸形棘齿以辊轧方式成型，其中辊轧的辊齿外径加工至棘轮时的切线至棘齿顶面之间的夹角小于80°，且棘齿为非对称性或各齿的二边不相等的棘轮。

以及采用该棘轮的扳手，其一端设有一匣端，另一端则固设一把手，其中匣端与把手之间侧端内部贯穿一斜向容室，即使该容室与匣端内壁相连通：一棘轮，其主要包含有一内周围表面及一外周围表面，其中外周围表面的中间段设有多个非对称性的外凸形棘齿，该棘齿以可转动方式装设在上述扳手的匣端内：一上盖，其套设于棘轮的一端，即将棘轮套固在扳手匣端内不会脱出；一棘爪，其设置于扳手的容室中，该棘爪的一侧设有多个与棘轮内凹齿相配合的齿，而棘爪的另一端则设有一附接到一个弹性构件一端，弹性构件另一端则附接于一定位构件的一端；其中定位构件的外缘是与扳手容室的内壁产生卡固定位，将棘爪及弹性构件设置于容室中而不脱出。

本发明具有以下优点：

1、本发明的棘轮及其制造方法，利用辊轧的加工方式可以批量生产，较现有技术以切削的方式慢慢铣出齿形的加工方式快得许多，在成本上辊轧加工亦较CNC铣切加工的成本低廉，故增进经济效益，具有产业上的利用价值。

2、本发明的棘轮及其制造方法，与对等齿的棘轮结构相比较，以非对称性或各齿的二边不相等的棘轮结构，棘轮结构强度较强，较能承受较高的扭矩。

3、本发明的采用该棘轮的扳手，由于采用易制造可承受高扭矩的棘轮，能解决现有技术对等齿扭矩不足的问题，相较之下较能承受较高的扭矩。

附图说明

图1为惯用的棘动工具中棘轮结构立体图；

图2为图1中棘轮结构俯视图；

图3为图1中棘轮结构侧视图；

图4为另一惯用棘动工具棘轮结构立体图；

图5为图4中棘轮结构俯视图；

图6为图4中棘轮结构侧图；

图7为设有图4中棘轮结构的梅花扳手匣端俯视图；

图8为惯用的棘动工具对称性棘齿的棘轮结构立体图：

图9为图8的侧视图：

图10为图8的俯视图，示出棘轮非对称性棘齿的成型：

图11为本发明的棘动工具以辊轮加工棘轮棘齿90°角状态图；

图12为图11的局部放大图；

图13为本发明的以辊轮加工棘轮棘齿80°角状态图；

图14为图13的局部放大图；

图15为本发明的辊轮加工棘轮棘齿79°角的成型状态图；

图16为图10的局部放大图；

图17为本发明的棘轮结构实施于扳手的立体分解图；

图18为图17组装后的立体图。

具体实施方式

本发明提出的一种可承受高扭矩的棘动工具及其制造方法，是利用辊轧加工的方式，提高棘轮的产量，降低加工成本，且棘轮表缘的棘齿必须呈强度高的不对称角度，如图11所示，本发明通过辊轧的方式加工，利用辊轮10直接对棘轮30产生反向的相对转动，从而直接将棘齿31辊轧在棘轮30表缘，在辊轧生产时，辊轮10对棘轮30加工棘齿31的角度相当重要，下列举出三种本发明经过反复试验棘轮30的实施角度：

参见图11及图12，其为棘齿31角度达90°的加工状态，图12可看出此加工角度会造成棘齿31与辊轮10之间的干涉，因辊轮10的辊齿11外径加工至棘轮30时的切线至棘齿31顶面32之间的夹角呈现90°时，正在辊轧的棘齿31却离开产生相对转动时，前一辊轧完成的棘齿31会与前一离开的辊齿11产生严重的干涉，所以此种棘齿31角度是无法达到以辊轧加工的方式生产，因此又以图13及图14为棘齿31角度达80°的加工状态，图14可看出此一加工角度会造成棘齿31与辊轮10之间微小的干涉，因辊轮10的轮齿11外径加工至棘轮30时的切线至棘齿31顶面32之间的夹角呈现80°时，正在辊轧的棘齿31欲离开产生相对转动时，前一辊轧完成的棘齿31会与前一离开的辊齿11产生微小的干涉，所以此种棘齿31角度仍然无法达到以辊轧加工的方式生产；

经过各种角度的试验，最佳的实施角度为图15及图16为棘齿31角度达79°的加工状态，图16可看出此一加工角度会造成棘齿31与辊轮10之间的干涉，因辊轮10的辊齿11外径加工至棘轮30时的切线至棘齿31顶面32之间的夹角呈出79°时，正在辊轧的棘齿31欲离开产生相对转动时，前一辊轧完成的棘齿31完全不会与前一离开的辊齿11产生干涉，而可顺利的离开，所以此种棘齿31角度可以使棘轮30以辊轧加工方式生产的最佳实施角度，不但可以达到非对称性棘齿31角度的高扭力结构，又可以低成本的辊轧方式生产，相当具有产业实用性。

参阅图17及图18所示的结构，本发明提出的棘动工具为一种棘轮扳手，包括：

一扳手40，其一端设有一匣端41，另一端则延续一把手42，其中匣端41的内壁411底缘凸设有一圈挡缘412，而匣端41与把手42之间形成一腹部区43，该腹部区43的侧端内部贯穿一斜向容室45，即使该容室45与匣端41内壁411相连通。

一棘轮50，包含有一用来转动固定件(未示出)的内周围表面51及一个外周围表面52，其中外周围表面52上下分别形成第一端53及第二端54，并于第一端53与第二端54的中间段设有多个棘齿55，该棘齿55的成型由辊轧加工，辊轮10的辊齿11外径加工至棘轮时的切线至棘齿顶面32之间的夹角呈现79°，且棘齿为非对称性或各齿的二边不相等的结构，该棘轮50以可转动方式装设在上述扳手40的匣端41内。

一棘爪60，为一圆柱形并设置于扳手40腹部区43的容室45中，该棘爪60的一侧设有多个与棘轮50棘齿55相配合的齿61，其中棘爪60的一端形成一偏心端部62，而棘爪60的另一端则设有一附接到一个弹性构件70一端，弹性构件70另一端则附接于一定位构件80的一端。

其中定位构件80的外缘设有一个或一个以上的凸点81，该凸点81主要是迫紧固设在扳手40容室45内壁，借此将棘爪60及弹性构件70设置于空室45中而不会脱出。

一上盖90套设在棘轮50的第一端，上盖的外缘设有一凹环槽91，以供一C型扣92的套设将棘轮50套固在扳手40匣端41内。

利用本发明以辊轧方式生产的棘轮不但降低制造成本，又具有高扭力的非对称性或各齿的二边不相等的棘轮结构，所以，也可运用在各式棘轮扳手中。

Claims (3)

1、一种棘轮的制造方法，其特征在于：棘轮外周围的外凸形棘齿以辊轧方式成型，其中辊轧的辊齿外径加工至棘轮时的切线至棘齿顶面之间的夹角小于80°，且棘齿为非对称性或各齿的二边不相等的棘轮。

2、一种由所述的方法所生产的棘轮，它包含有一内周圆表面及一外周圆表面，其特征在于外圆周表面的中间设有多个非对称性的外凸形棘齿。

3、一种具有上述棘轮的棘轮扳手，其特征在于：它包括：

扳手一端设有一匣端，另一端则固设一把手，其中匣端与把手之间侧端内部贯穿一斜向容室，即使该容室与匣端内壁相连通；

一棘轮，包含有一内周围表面及一外周围表面，其中外周围表面的中间段设有多个非对称性的外凸形棘齿，该棘齿以可转动方式装设在上述扳手的匣端内；

一上盖，其套设于棘轮的一端，即将棘轮套固在扳手匣端内不会脱出；

一棘爪，其设置于扳手的容室中，该棘爪的一侧是设有多个与棘轮内凹齿相配合的齿，而棘爪的另一端则设有一附接到一个弹性构件一端，弹性构件另一端则附接于一定位构件的一端：

其中定位构件的外缘与扳手容室的内壁产生卡固定位，将棘爪及弹性构件设置于容室中而不脱出。

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