CN1147381C - 一种棘轮及其棘动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种棘轮及其棘动工具，棘轮包括内、外周围表面，外周围表面设有多个内凹齿。各内凹齿具有两边和两边的交点，棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成两部分，形成非对称性的内凹弧形或非弧形齿和对称性的内凹非弧形齿。棘动工具包括把手、与把手连接的端部、以可转动方式装设在端部上孔内的具有上述结构的棘轮，和以可滑动方式装设在把手容室内并与棘轮结合的棘爪。结构强度好，可提高扭距，且生产速度快。

Description

一种棘轮及其棘动工具

技术领域

本发明涉及一种手动工具，更确切地说是涉及一种具有非对称性内凹弧形齿或内凹非弧形齿的棘轮及其使用该棘轮的棘动工具。

背景技术

扳手是一种常用工具，有多种结构，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如螺帽、螺栓一类的固定件时，使用梅花扳手的效果是最好的。然而传统梅花扳手的扭距较低，于是人们建议使用棘轮式梅花扳手。棘轮式梅花扳手的匣端内部装设有棘轮，以便在高扭距下转动固定件。但是，由于棘轮的外周围表面必须加工形成有相当深度的弧形齿，而使棘轮的结构强度降低。

图11至图13示出一种装设在梅花扳手匣端内部的传统棘轮1，具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内凹形齿3，如图11中所示。结合参见图12、图13，各内凹弧形齿3利用在横向于径向(OR)方向的进刀2所形成的内凹弧形齿3的深度为d，内凹弧形齿3二边在点R处相交，OR线将内凹弧形齿3二边所夹的角a分成二相等部分，通常各为45°，各内凹形齿3因加工到相当深度d而影响棘轮1本身的结构强度，因为棘轮1的剩余壁厚t很小，其结果是使棘轮1只能对固定件提供有限的转动扭距。

图17所示的梅花扳手9的匣端9a内部装设有传统结构的棘轮5，如图14至图16中所示，具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内凹弧形齿6，如图14中所示。结合参见图15、图16，各内凹弧形齿利用在径向OR的方向进刀7所形成的内凹弧形齿6的深度为d，内凹弧形齿6两边在点R处相交，OR线将内凹弧形齿6两边所夹的角β分成两相等部分，通常各为45°，各内凹弧形齿6也因加工到相当深度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，其结果是使棘轮5只能对固定件提供有限的转动扭距。

上述棘轮5的结构已在台湾专利公报第281946号“手工具的驱动结构(一)”上公开，该种传统棘轮结构的另一缺点是利用切削形成内凹弧形齿6速度太慢。

发明内容

本发明的目的是设计一种棘轮及其棘动工具，可克服上述棘轮的缺点，以增强结构强度提高扭距，且生产速度快。

本发明的目的是这样实现的：一种棘轮，包括有内周围表面和外周围表面，外周围表面设有一个以上的内凹齿，其特征在于：所述的各内凹齿具有两边和两边的交点，棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成相等或不相等的两个部分。

所述的内凹齿是非对称性的内凹弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成不相等的两个部分。

所述的内凹齿是非对称性的内凹非弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成不相等的两个部分。

所述的非对称性的内凹非弧形齿是非切削成形的。

所述的非对称性的内凹非弧形齿是利用滚挤压成形的，

所述的非对称性的内凹非弧形齿是利用脱蜡铸造成形的。

所述的非对称性的内凹非弧形齿呈梯形。

所述的内凹齿是对称性的内凹非弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成相等的两个部分。

所述的对称性的内凹非弧形齿是非切削成形的。

所述的对称性的内凹非弧形齿是利用滚挤压成形的。

所述的对称性的内凹非弧形齿是利用脱蜡铸造成形的，

所述的对称性的内凹非弧形齿呈梯形。

本发明的一种棘动工具，包括把手和与把手连接的端部、棘轮和棘爪，所述端部上设有一孔，把手与端部之间设有一容室；所述的棘轮以可转动的方式装设在端部上的孔内，所述的棘轮包括有内周围表面和外周围表面，外周围表面设有一个以上的内凹齿：所述的棘爪以可滑动方式装设在容室内且与棘轮结合，棘爪上设有一个以上与棘轮的内凹齿配合的齿，所述的棘爪偏置朝向容室的壁面，其特征在于：所述棘轮的各内凹齿具有两边和两边的交点，棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成相等或不相等的两个部分。

所述棘轮的内凹齿是非对称性的内凹弧形齿；所述棘轮的内凹齿是非对称性的内凹非弧形齿；所述棘轮的内凹齿是对称性的内凹非弧形齿。

本发明的棘轮及其棘动工具，所提供的具有非对称性内凹弧形齿的棘轮，可增强结构强度并提高扭距；所提供的具有内凹非弧形齿的棘轮，生产速度快，因为内凹非弧形齿能利用滚挤压法或模制法成形，而内凹非弧形齿可为对称或非对称，具有非对称性内凹非弧形齿的棘轮可在棘动时，如旋紧或旋松一固定件时，承受较高的扭距。装设有本发明棘轮的棘动工具，如梅花扳手，在其匣端内可装设具有非对称性内凹弧形齿结构的棘轮，也可装设具有对称性内凹非弧形齿的棘轮或装设具有非对称性内凹非弧形齿的棘轮。

下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术。

附图说明

图1是本发明具有非对称性内凹弧形齿的棘轮的立体结构示意图。

图2是图1所示实施例的棘轮侧视结构示意图。

图3是图1所示实施例的棘轮俯视结构示意图，示出其非对称性内凹弧形齿的成形。

图4是装设有图1所示棘轮的梅花扳手匣端的俯视结构示意图。

图5是图4中沿5-5线的剖视结构示意图。

图6是图1所示棘轮的放大结构俯视示意图，图中并示出传统对称性内凹弧形齿的位置以作出比较。

图7的a、b、c分别示出与图1所示棘轮的非对称性内凹弧形齿配合的棘爪的立体、俯视及侧视结构示意图。

图8的a、b、c分别示出与图14所示棘轮(现有技术)的对称性内凹弧形齿配合的棘爪的立体、俯视及侧视结构示意图。

图9是图1所示棘轮的非对称性内凹弧形齿与棘爪的动作配合示意图。

图10是图1所示棘轮的非对称性内凹弧形齿的负荷示意图。

图11是现有技术传统棘轮的立体结构示意图。

图12是图11所示棘轮的俯视结构示意图。

图13是图11所示棘轮的侧视结构示意图。

图14是现有技术另一传统棘轮的立体结构示意图。

图15是图14所示棘轮的俯视结构示意图。

图16是图14所示棘轮的侧视结构示意图。

图17是装设有图14所示棘轮的梅花扳手匣端的俯视结构示意图。

图18是图17中梅花扳手内棘轮的对称性内凹弧形齿与棘爪的动作配合示意图。

图19是图14所示棘轮的对称性内凹弧形齿的负荷图。

图20是图17中沿20-20线的剖面结构示意图。

图21是本发明的具有内凹非弧形齿的棘轮立体结构示意图。

图22是图21中棘轮的侧视结构示意图。

图23是装设有图21中所示棘轮的梅花扳手匣端的俯视结构示意图。

图24是图23中沿24-24线的剖视结构示意图。

图25是图21中所示棘轮的放大结构俯视图，图中并示出传统对称性内凹弧形齿的位置以作出比较。

图26的a、b、c分别示出与图21所示棘轮的内凹非弧形齿配合的棘爪的立体、俯视及侧视结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图9，并先参见图1至图3，本发明的棘轮20有一个用于转动固定件的内周围表面24及一个外周围表面，外周围表面设有多个内凹弧形齿22，如图3中所示。各内凹弧形齿22利用在径向OR的方向进刀26所形成的内凹弧形齿22的深度为d1，内凹弧形齿22的两边在点R处相交，OR线将内凹弧形齿22两边所夹的角θ分成两个不相等的部分，如各为30°、60°或各为40°、50°等。如此形成的各齿22为非对称性或者说各齿22的两边不相等；这就是本发明最重要的技术特征。如图3中所示，各内凹弧形齿22加工出的深度d1不会影响棘轮20本身的结构强度，因为棘轮的剩余壁厚t1还很厚，因此，棘轮20在转动固定件时能承受较高的扭距。

本发明的棘轮20，其非对称性内凹弧形齿22的深度与传统棘轮5对称性内凹弧形齿6的深度的比较可参见图6，即本发明棘轮20的剩余壁厚t1比同样大小的传统棘轮5的剩余壁厚t大，如图4与图1 7中所示。对于直径同为25.76mm的棘轮而言，图4所示棘轮的该最窄处为1.01mm，而图17所示棘轮的该最窄处为0.51mm，即本发明的棘轮20的剩余壁厚最窄处大约是传统棘轮5的两倍，所以本发明的棘轮20可增加结构强度及提高驱动扭距。

参见图4，本发明的棘轮20可以以转动方式装设在一支梅花扳手40的匣端38内，扳手40的匣端38与把手42之间的腹部区39设有容室36，以容纳一支棘爪30，该棘爪30的结构如图7(包括a、b、c)中所示。棘爪30有多个与非对称性内凹弧形齿22配合的齿31，棘爪30一端部33附接到一个弹性构件32一端，弹性构件32另一端则容纳在容室36的一个壁面36a的一个空腔34内，如图4中所示。

参见图17，传统的棘轮5也以转动方式装设在一支棘轮式梅花扳手9的匣端9a内，扳手9的腹部区39设有容室10，以容纳一支棘爪11，该棘爪11的结构如图8(包括a、b、c)中所示。棘爪11有多个与对称性内凹弧形齿6配合的齿11a，棘爪11一端部附接到一个弹性构件12一端，弹性构件12另一端则容纳在容室10的一个壁面10b的一个空腔10a内，图8(包括a、b、c)及图17用于提供比较。

由图6及将图5和图20作比较，可看出本发明的棘轮20的壁厚与传统棘轮5壁厚之间的差异。

在使用设有本发明棘轮20的梅花扳手时，如图9中所示，齿的作用面P法线N与棘爪30和容室36壁面36a交点I之间的角度小δ于传统棘轮的该角度，如图18中所示，如此，图9中的棘爪30被可靠地推向容室36的壁面36a，因而棘轮20齿22与棘爪30齿31间提供了可靠的结合。若角度δ趋于90°，则棘爪朝棘轮中央移动而造成不希望的打滑，因没有水平分力给棘爪，让它朝容室36壁面36a移动。而本发明的棘轮20与棘爪30间提供的结合比传统棘轮5与棘爪11之间的结合更为可靠不易打滑。以本发明的棘轮、棘爪组合的扳手能用于相当小的空间环境中，即当扳手棘动固定件碰到阻挡而无法继续转动时，可将扳手反向转动再按原方向棘动，不必让扳手脱离固定件，给操作带来便利及省时。

参见图9、图10，当本发明的棘轮20齿22作用面P受到力F的作用时，棘爪30提供承受该力F的面积为2/1.732h²。而图19中，对于棘轮5而言，当棘轮5齿6任一作用面P受到力F作用时，棘爪11提供承受该力F的面积为h²，比本发明的棘轮、棘爪组合结构提供的对该力F的承受面小，即具有非对称性内凹弧形齿22的棘轮20能提供更高的扭距以供棘动，如旋紧或旋松螺帽或螺栓一类的固定件。

参见图21、图22，示出本发明棘轮的第二个实施例，棘轮50有一个用于转动固定件的内周围表面54以及一个外周围表面，外周围表面设有多个内凹非弧形齿52，是利用滚挤压法或脱蜡铸造或模制形成，比用刀具切削要快得多。各内凹非弧形齿52可为梯形、三角形或利用非切削成形的各种形状。本发明的具有内凹非弧形齿52的棘轮50，其生产成本可大幅度降低，因为内凹非弧形齿52的成形时间短。非弧形齿可为对称或非对称，具有对称内凹非弧形齿52的棘轮50，其驱动扭矩与具有对称性内凹弧形齿6的棘轮5差不多。而具有非对称性内凹非弧形齿52的棘轮50，其驱动扭矩则比具有对称性内凹弧形齿6的棘轮5高。

参见图23，本发明的棘轮50可以以转动方式装设在一支梅花扳手40的匣端38内，扳手40的腹部区39设一容室36，以容纳棘爪60，棘爪60的结构示于图26a至图26c中。棘爪60有多个与内凹非弧形齿52配合的齿61，棘爪60一端部62附接到一个弹性构件32一端，弹性构件32另一端则容纳在容室36的一个壁面36a的一个空腔34内，如图23中所示。比较图7a至7c中所示的本发明的第一种棘爪30的实施例结构，图8a至8c中的传统使用的棘爪11，及图26a至26c中所示的本发明的第二种棘爪60的实施例结构，此外还可比较图25、24、20中所示的结构，而可看出本发明棘轮50的壁厚与传统棘轮5壁厚间的差异。

综上所述，本发明的具有非对称性内凹弧形齿的棘轮可增强其结构强度并提高扭矩，因为棘轮壁较厚，而具有非对称性内凹弧形齿的棘轮与具有非对称性弧形齿的棘爪之间的结合更可靠；本发明的具有内凹非弧形齿的棘轮更容易成形，因而可降低生产成本，当内凹非弧形齿为对称时，棘轮有较高的扭矩。设有本发明棘轮与棘爪的组合结构的扳手能用于相当狭小的空间。本发明棘轮与棘爪的组合结构不限于梅花扳手中，还可用于其它棘动工具中，如棘轮扳手中。

Claims (20)

1一种棘轮，包括有内周围表面和外周围表面，外周围表面设有一个以上的内凹齿，其特征在于：所述的各内凹齿具有两边和两边的交点，棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成相等或不相等的两个部分。

2.根据权利要求1所述的一种棘轮，其特征在于：所述的内凹齿是非对称性的内凹弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成不相等的两个部分。

3.根据权利要求1所述的一种棘轮，其特征在于：所述的内凹齿是非对称性的内凹非弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成不相等的两个部分。

4.根据权利要求3所述的一种棘轮，其特征在于：所述的非对称性的内凹非弧形齿是非切削成形的。

5.根据权利要求3所述的一种棘轮，其特征在于：所述的非对称性的内凹非弧形齿是利用滚挤压成形的。

6.根据权利要求3所述的一种棘轮，其特征在于：所述的非对称性的内凹非弧形齿是利用脱蜡铸造成形的。

7.根据权利要求3所述的一种棘轮，其特征在于：所述的非对称性的内凹非弧形齿呈梯形。

8.根据权利要求1所述的一种棘轮，其特征在于：所述的内凹齿是对称性的内凹非弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成相等的两个部分。

9.根据权利要求8所述的一种棘轮，其特征在于：所述的对称性的内凹非弧形齿是非切削成形的。

10.根据权利要求8所述的一种棘轮，其特征在于：所述的对称性的内凹非弧形齿是利用滚挤压成形的。

11.根据权利要求8所述的一种棘轮，其特征在于：所述的对称性的内凹非弧形齿是利用脱蜡铸造成形的。

12.根据权利要求8所述的一种棘轮，其特征在于：所述的对称性的内凹非弧形齿呈梯形。

13.一种棘动工具，包括把手和与把手连接的端部、棘轮和棘爪，所述端部上设有一孔，把手与端部之间设有一容室；所述的棘轮以可转动的方式装设在端部上的孔内，所述的棘轮包括有内周围表面和外周围表面，外周围表面设有一个以上的内凹齿；所述的棘爪以可滑动方式装设在容室内且与棘轮结合，棘爪上设有一个以上与棘轮的内凹齿配合的齿，所述的棘爪偏置朝向容室的壁面，其特征在于：所述棘轮的各内凹齿具有两边和两边的交点，棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成相等或不相等的两个部分。

14.根据权利要求13所述的一种棘动工具，其特征在于：所述棘轮的内凹齿是非对称性的内凹弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成不相等的两个部分。

15.根据权利要求13所述的一种棘动工具，其特征在于：所述的内凹齿是非对称性的内凹非弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成不相等的两个部分。

16.根据权利要求15所述的一种棘动工具，其特征在于：所述的非对称性的内凹非弧形齿是非切削成形的。

17.根据权利要求15所述的一种棘动工具，其特征在于：所述的非对称性的内凹非弧形齿是利用滚挤压成形的。

18.根据权利要求13所述的一种棘动工具，其特征在于：所述的内凹齿是对称性的内凹非弧形齿，所述的棘轮中心到交点的线将两边之间的角度分成相等的两个部分。

19、根据权利要求18所述的一种棘动工具，其特征在于：所述的对称性的内凹非弧形齿是非切削成形的。

20、根据权利要求18所述的一种棘动工具，其特征在于：所述的对称性的内凹非弧形齿是利用滚挤压成形的。

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