專利名稱：棘輪扳手及棘輪扳手的制齒改良結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種棘輪扳手及棘輪扳手的制齒改良結構。
背景技術：
市面上為使維修拆解的效率提高，常見有利用棘輪扳手等手工具來作為基本拆解 物件的工具，而棘輪扳手最重要的部分不免于就是以內部棘輪及制齒其卡嵌與固定的配 合，以達到該棘輪扳手使用時的功效，所以棘輪扳手內部嵌止結構及制齒制成的材料及過 程為該棘輪扳手結構好壞的重點之一，也就是棘輪扳手其單向或雙向內部皆需有棘及制 齒，無論如何形狀設計皆無法擺開的要件，然而制齒是此棘輪扳手極重要的要件之一，也是 成敗的關健，其它零件目前都提升到一定程度與水準，只有制齒無法提升其抗拉、抗壓、強 度及耐磨系數，而以上這些系數正是制齒所需具備的重要條件。而目前常用種棘輪扳手其內部結構相當復雜，不僅需要供卡嵌的鉤狀制齒、偏位 的拉伸彈簧、內部設置的嵌軸、嵌制的滾珠等，當損壞時由于其整體為鉚死固定結構，完全 無法維修，進而成了廢品，造成垃圾量的增加及物資的浪費；尤其該制齒的制造方法，如圖 7所示，主要以金屬粉末冶金射出成型，其包含下列步驟混合(a)將預制成制齒的金屬材料的粉末及黏結劑混合；混煉(b)，將以混合的金屬粉末及黏結劑的料加溫攪拌，使兩者更為均勻混合；射出(c):將均勻混合的金屬粉末及黏結劑于射出成型機壓縮射出形成制齒的形 狀；去膠(d):將成形的制齒去除金屬粉末內部的黏結劑；燒結(e)將真空燒結爐升到一定溫度后，將成形的制齒置入，令構成制齒的金屬 粉末達到再結晶溫度，令金屬粉末通過交互擴散來達成顆粒交連與致密化；表面處理(f)將表面經由拋光、噴砂或熱處理等作業過程，即可形成該棘輪扳手 的制齒成品。然而，通過粉末冶金射出成型所制成的物品，其大部分的機械結構較脆，組織的密 度連結也相對較差，加上棘輪扳手的制齒物件尺寸較小，利用粉末冶金制造的精密度、尺寸 穩定度相對較差及變形量也相對變大，令該制齒抗拉強度、抗壓強度及耐磨擦系數較低，于 使用的過程中，容易因棘輪扳手瞬間扳動使用的力量過大，使制齒的齒牙及主體結構產生 崩裂的情況，令制齒無法牽制棘輪的齒牙而失去該棘輪扳手的效用；且該棘輪扳手于長時 間的使用下，因制齒與棘輪的齒牙相互摩擦，而使制齒的齒牙端產生磨損而較無法與棘輪 的齒牙卡嵌固定，令該棘輪扳手使用上容易產生空轉而造成使用上的缺失，又常用品其結 構復雜，零件繁多，只要有一零件受損或偏位即發生故障，甚至卡死或空轉或者無法使用。發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對常用品其不僅在其內部的嵌卡結構零件多 且復雜，組裝上費時又費工且相當不易，使用上更容易發生故障且無法維修，不實用亦不耐 用，無形中增加成本與垃圾的增量及資源的浪費，常用品通過粉末冶金射出成型所制成的物品，其大部分的機械結構較脆，組織的連結密度也相對較差，加上棘輪扳手的制齒物件尺 寸較小，利用粉末冶金制造的精密度、尺寸穩定度相對較差且變形量變大，令該制齒扭力、 抗拉強度、抗壓強度及耐磨擦系數較低及廢品增加，于使用的過程中容易因瞬間扳動使用 的力量過大，使制齒及主體結構產生崩裂的情況，令制齒無法牽制棘輪齒牙而失去該棘輪 扳手的效用者；并且該棘輪扳手于長時間的使用下，因制齒與棘輪齒牙相互摩擦，而使制齒 的齒牙端產生磨損而較無法與棘輪的齒牙卡嵌固定，令該棘輪扳手于使用上容易產生空轉 而造成使用等問題，提供一種可克服上述缺點的棘輪扳手及棘輪扳手的制齒改良結構。為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種棘輪扳手的制齒改良結構，該棘輪 扳手具有一扳手本體及一棘輪，該扳手本體設有一棘齒孔槽及形成于該棘齒孔槽周緣的容 置槽室，以分別配合收容該棘輪及該制齒，該棘輪周緣設有一棘齒，該制齒由經熱處理后可 提高硬度的高密度的鋼材構成，該鋼材選自由一中碳鋼、一高碳鋼及一合金鋼所組成一群 組其中的一種鋼材，采以連續冷鍛沖壓形成結構外形，再經熱處理及表面處理成為制成 品，制齒收容于扳手本體的容置槽室，制齒并設有符合該棘齒外形的具多個外齒的內表面， 該多個外齒的齒形與該棘輪周緣棘齒的齒形互相配合，以嚙合于該棘齒。本實用新型還提供了一種棘輪扳手，包括一板手本體，其一端設有柄部，其另端 設有一貫通的棘齒孔槽，棘齒孔槽周緣往柄部處設有一容置槽室；一棘輪，設于扳手本體的 棘齒孔槽，于外部周緣環設有棘齒；一制齒，收容于扳手本體其容置槽室，該制齒材質為選 用經過熱理后可提高硬度的高密度的鋼材構成，該鋼材選自由一中碳鋼、一高碳鋼及一合 金鋼所組成一群組其中的一種鋼材，采以連續冷鍛沖壓形成結構外形，再經熱處理及表面 處理成為制成品，該制齒具有一內表面及一外面，內表面一區域設有多個外齒，該多個外齒 的齒形能與棘輪外部周緣的棘齒相互配合，以嚙合于該棘齒。與現有技術相比，本實用新型中，該能作單向轉動的棘輪扳手內部嵌卡結構，不僅 零件簡化且零件數少，組裝維修容易，快速、省時省力，不易故障，制齒的結構組織于每次冷 鍛沖壓加工程序中的塑形變化量較小，內部的金屬品粒組織是以局部、漸進與緩和地產生 流動及畸變，能有效維持結構組織的連續性、均勻性及流線性，使其更加壓密緊實、細粒化 與均質化，所成型的制齒能獲得良好的結構強度與機械性質，避免因劇烈塑形變化或過度 鍛造所致破壞組織結構與加工硬化等不良現象，整體確實能達到成型出密度連結高、結構 強度佳，且耐磨系數高及抗拉強度及抗壓強度佳的成品目的，從而克服了現有的用品產生 問題，并以達到本實用新型的功效，又本實用新型為目前常用生產方式粉冶金所無法達到 的，該制齒選自由一中碳鋼、一高碳、一合金鋼所組成的一群組其中的一種鋼材，只要經過 熱處理后可提高硬度的鋼材皆適用，尤其以中碳鋼最理想，且以鉻鉬鋼為最佳，其可運用任 何設計形態的棘輪扳手以符合各種制齒的形態，通過本實用新型改良結構改變制齒的扭 力、抗壓、抗拉、耐磨系數及增長其使用壽命(耐用性)。
圖1為本實用新型實施例的立體組合圖。圖2為本實用新型實施例的立體分解圖。圖3為本實用新型實施例的成型流程示意圖。圖4為本實用新型實施例的組合剖視圖。圖5為本實用新型實施例的施力扳動示意圖。[0022]圖6為本實用新型實施例的空轉扳動示意圖。[0023]圖7為已知的成型流程示意圖。[0024]主要元件符號說明[0025]本實用新型部分[0026]10. 扳手本體11..棘齒孔槽[0027]12. 限位環肋13..卡結環槽[0028]14. 卡結槽溝15..容置槽室[0029]20. 制齒21..外齒[0030]22. 滑動面23..彈簧[0031]30..棘輪31..棘齒[0032]32. 制動孔槽33..限位環槽[0033]40..限位環41..卡結溝槽[0034]50. 彈性扣[0035](A). ·初步成型(B)..外觀成型[0036](C). ·外齒壓設(D)..去除毛邊[0037](E). ·熱處理(F)..表面處理[0038]已知部分[0039](a)..·混合(b)..混煉[0040](C).··射出(d)..去膠[0041](e). ·紅纟口(f)..表面處理
具體實施方式
為使本領域技術人員了解本實用新型的實用新型特征、內容與優點及其所能達成 的功效，茲將本實用新型配合附圖，并以實施例的表達形式詳細說明如下，而文中所使用的 附圖，其主旨僅為示意及輔助說明書，未必為本實用新型實施后的真實比例與精準配置，故 不應就所附的圖式比例與配置關系局限本實用新型于實際實施上的專利保護范圍，合先 敘明。首先，先請參看圖1、圖2及圖3，本實用新型的棘輪扳手及棘齒扳手的制齒的改良 結構，包括一板手本體10、一棘輪30、一限位環40及一彈性扣50、一制齒20。上述的板手本體10，其一端呈供手握部握持的柄部，其另端設有一貫通的棘齒孔 槽11，該棘齒孔槽11的一邊周緣設有由棘齒孔槽11內縮呈較小孔徑的一圈限位環肋12， 另一邊周緣設有由棘齒孔槽11外擴至扳手本體10該端外緣內側為一圈且呈一端開放的卡 結環槽13，于卡結環槽13壁上另設有一圈卡結槽溝14，棘齒孔槽11往柄部處(即形成于 棘齒孔槽11周緣)還設有一內埋的弧形狀容置槽室15。上述的棘輪30為一環體形狀，配合收容于扳手本體10的棘齒孔槽11內，該棘齒 30于內部設有貫通的一制動孔槽32，該制動孔槽32可依使用者的需要設計呈多邊形或其 他形狀，提供相對應的螺帽或螺絲頭或套筒嵌套，棘輪30外部周緣則環設有棘齒31，棘輪 30其頂端及底端分別設有內縮的限位環槽33，且底端的限位環槽33對應于扳手本體10其 棘齒孔槽11下方一邊周緣的限位環肋12內，而頂端的限位環槽33則相對于一端呈開放的
5扳手本體10其一邊的卡結環槽13。上述的限位環40，為一環體并相對設于扳手本體10其上方一邊周緣的卡結環槽 13內，中央所設透孔是供套設相對應棘輪30 —邊限位環槽33，限位環40的外部緣環設一 圈卡結溝槽41，其對應于扳手本體10的卡結環溝13的卡結槽溝14。上述的彈性扣50，呈C字形，該彈性扣50內側緣套設于限位環40外部緣環所設的 卡結溝槽41內，彈性扣50外側緣對應嵌止于扳手本體10上方一邊周緣的卡結環槽13的 一圈卡結槽溝14上，使限位環40扣合于卡結環槽13上。上述的制齒20，配合收容于扳手本體10的弧槽室15處，制齒20由一高的鋼材構 成，該鋼材為選自由一中碳鋼、一高碳鋼及一合金鋼所組成的一群組其中的一種鋼材，只要 是能經過該熱處理后可提高硬度的鋼材皆適用，其中以中碳鋼為最理想，尤以鉻鉬鉬為最 佳且能發揮其特性及需求，該制齒20采用以連續冷鍛沖壓方式形成結構外形，再經熱處理 及表面處理成為制成品，以符合各種制齒形態，該制齒20呈彎弧狀，使內側成為具有內凹 弧形表面(即內表面)，內凹弧形表面(即內表面)的一區域設有多個外齒21，該外齒21 的齒形能相對應棘輪30外周緣的棘齒31齒形相互配合，以嚙合于該棘齒31，制齒20另一 區域(即鄰接于該多數外齒21的區域)能設有一較低且平整的滑動面22，該彎弧狀的制齒 20外側相對該彎弧狀表面的外凸弧面(即外面)設有一抵接槽(圖中未編號)。本實用新型進一步包括一彈簧23，為一壓縮彈簧，其一端對應制齒20其外凸弧面 所設的抵接槽內，彈簧23的另端則相對抵止于扳手本體10其容置槽室15內側，以提供制 齒20朝向其外齒21方向彈出。本實用新型該制齒20請參看圖3所示，其能依序下列步驟初步成型(A)、外觀成 型(B)、外齒壓設(C)、去除毛邊(D)、熱處理(E)及表面處理(F)等加工連續冷鍛沖壓所制 成，以一體成型出密度連結高，且提升扭力、抗拉、抗壓、耐磨系數且強度及硬度佳的棘輪扳 手的制齒20，該制齒20能設計符合各種形態以運用于任何設計形態的棘輪扳手，于本實施 例中該制齒20呈一弧彎狀并于內凹弧形表面(處)設有多個外齒21，于本實施例該多個外 齒21設于內凹弧形表面(處)，又該多數的外齒21設于內凹弧形表面(處)的一邊段，其 中，制齒20還包括一滑動面22，該滑動面22為一較低且平整的一滑動面22，該滑動面22 于本實用新型實施例設于該內凹弧形表面(處)的另一邊段，且鄰接于該多個外齒21的區 域，制齒20的外凸孤面(即外面)處靠近滑動面22方向設有一抵接槽，該抵接槽上設有一 朝向外齒21方向彈出的彈簧23，以迫使制齒20能與棘輪30的外周緣設置的棘齒31作選 擇性嚙合或分離。本實用新型棘輪扳手結構的組成，請參看圖2、圖4、圖5所示，制齒20于外凸弧面 處的抵接槽處，能先設置彈簧23，將設有彈簧23的制齒20置入形成于扳手本體10其棘齒 孔槽11周緣的容置槽室15內，使制齒20能被由容置槽15內往外傾斜頂出，外圍設有棘齒 31的棘輪30容置于扳手本體10的棘齒孔槽11內，上下兩邊皆設有限位環槽33的棘輪30， 該下方一邊所設限位環槽33對應扳手本體10下緣的限位環肋12配合限位，使棘輪30被 收容于棘齒孔槽11內，即棘齒30不會從扳手本體10貫通的棘齒孔槽11 一邊掉出，扳手本 體10的棘齒孔槽11另一邊所設一外端呈開放的卡結環槽13提供限位環40容置，而彈性 扣50扣入限位環40的外環卡結溝槽41后，該套設有彈性扣50的限位環40再嵌設于卡 結環槽13周緣的卡結槽13處，以將限位環40與扳手本體10結合固定，并以彈性扣50外
6緣扣入卡結環槽13周緣的卡結槽溝14內，令棘輪30上方以限位環40配合限位，使棘輪30 不會由扳手本體10其棘齒孔槽11上方脫離，且棘齒30以上下邊的限位環槽33作軸部，而 以環狀限環肋12及限位環40中央透孔作為軸孔而于棘齒孔槽11中轉動。本實用新型其結構的使用，再請參看圖5所示，當扳手本體10為順時針轉動時，棘 輪30為逆時針方向對制齒20施力，而能對螺絲或螺帽施力，以達到開啟或鎖結，扳手本體 10順時針轉動，該制齒20又同時被彈簧23所項出，使制齒20整個往傾斜方推出，并以該邊 的外齒21與棘輪30的棘齒31產生咬合，滑動面22并會提供避開，因此當扳手本體10轉 動，棘輪30也會一同被帶動，以此產生施力的扳轉轉動螺絲或螺帽或其他物件。本實用新型如圖6所示，當扳手本體10為逆時針轉動時，棘輪30是為順時針方向 對制齒20施力，這時的制齒20 —邊雖被彈簧23所頂出，但是該頂出的力道與方向為在同 一相逆的直線上，因此制齒20的外齒21并無法順利咬合棘輪30的棘齒31，而是會被棘齒 31所往內推，及于滑動面22上滑動，產生一格格的空轉棘動聲，以準備扳手本體10的下一 道順時針轉動施力。本實用新型經由扭力測試機測試，該測試使用3組具有本實用新型的制齒20且尺 寸為19mm的棘輪扳手作測試，扭力測試機所設置的拉力最大值為5493kg-cm，而經測數據 得知該相對的已知為19mm的棘輪板手所測試出的數值為3226kg-cm，本實用新型經由三組 棘輪扳手的實際測試，其數據分別為4697. 32kg-cm、4802. 97kg-cm及4524. 79kg ；通過測試 的數據就以得知本實用新型優于已知技術，且為目前所有已知技術無法達到的。通過上述具體實施例的結構，本實用新型可得到下述的效益其皆能運用任何設 計形態的棘輪扳手且符合各種制齒形態，該制齒為高密度鋼材構成，該鋼材選自由一中碳 鋼、一高碳鋼及一合金鋼所組成的一群組其中之一種鋼材，或可經熱處理后提高硬度的鋼 材，于本案實用新型的實施例中以中碳鋼為最理想，尤其該制齒以鉻鉬鋼為最佳，采以連續 冷鍛沖壓形成結構外形，再經熱處理及表面處理所制成，令該制齒的結構組織于每次冷鍛 沖壓加工程序中的塑形變化量較小，內部的金屬晶粒組織是局部、漸進與緩和地產生流動 及畸變，有效維持結構組織的連續性、均勻性及流線性，使其更加壓密緊實、細粒化與均質 化，能獲得良好的結構強度與機械性質，避免因劇烈塑形變化或過度鍛造所致破壞組織結 構與加工硬化等不良現象，整體確實達到密度高、結構強度佳，耐摩擦系數高及扭力、抗壓、 抗拉強度佳，令該棘輪扳手于長時間的使用下，不易造成外齒崩裂而失去其使用的功效；又 一體成型可依據實際需要制成的任何形狀或于本實施例中呈彎弧狀的制齒于其內凹弧形 表面處(內表面)設有多數外齒，而鄰接多數外齒另一邊設有較低且平整的滑動面，外凸弧 面處(即外面)滑動面方向設置朝朝向外齒方向的彈出彈簧，及設于扳手本體一端棘齒孔 槽一側邊的容置槽室，及位于棘齒孔槽上下一邊所設限位肋及具卡結槽溝的卡結環槽，搭 配兩邊設有內縮的限位環槽的棘輪與具彈性扣的具卡結溝槽的限位環，使其整體在零件數 上減少外，在維修、組裝上簡單容易。以上，僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換 都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種棘輪扳手的制齒改良結構，其特征在于，該棘輪扳手具有一扳手本體及一棘輪，該扳手本體設有一棘齒孔槽及形成于該棘齒孔槽周緣的容置槽室，以分別配合收容該棘輪及該制齒，該棘輪周緣設有一棘齒，該制齒由經熱處理后可提高硬度的高密度的鋼材構成，該鋼材選自由一中碳鋼、一高碳鋼及一合金鋼所組成一群組其中的一種鋼材，采以連續冷鍛沖壓形成結構外形，再經熱處理及表面處理成為制成品，制齒收容于扳手本體的容置槽室，制齒并設有符合該棘齒外形的具多個外齒的內表面，該多個外齒的齒形與該棘輪周緣棘齒的齒形互相配合，以嚙合于該棘齒。
2.如權利要求1所述的棘輪扳手的制齒改良結構，其特征在于，該合金鋼為一鉻鉬鋼。
3.如權利要求1或2所述的棘輪扳手的制齒改良結構，其特征在于，該制齒還包括一滑 動面，該滑動面設于該內表面鄰接于多個外齒的區域。
4.如權利要求3所述的棘輪扳手的制齒改良結構，其特征在于，該制齒還包括一抵接 槽，該抵接槽設于該內表面的相對外面處，其對應于該滑動面的區域。
5.一種棘輪扳手，其特征在于，包括一板手本體，其一端設有柄部，其另端設有一貫通的棘齒孔槽，棘齒孔槽周緣往柄部處 設有一容置槽室；一棘輪，設于扳手本體的棘齒孔槽，于外部周緣環設有棘齒；一制齒，收容于扳手本體其容置槽室，該制齒材質為選用經過熱理后可提高硬度的高 密度的鋼材構成，該鋼材選自由一中碳鋼、一高碳鋼及一合金鋼所組成一群組其中的一種 鋼材，采以連續冷鍛沖壓形成結構外形，再經熱處理及表面處理成為制成品，該制齒具有一 內表面及一外面，內表面一區域設有多個外齒，該多個外齒的齒形能與棘輪外部周緣的棘 齒相互配合，以嚙合于該棘齒。
6.如權利要求5所述的棘輪扳手，其特征在于，該合金鋼為一鉻鉬鋼。
7.如權利要求5或6項所述的棘輪扳手，其特征在于，該制齒的內表面另一區域設有一 滑動面，該滑動面鄰接于多個外齒的區域。
8.如權利要求7所述的棘輪扳手，其特征在于，該制齒的外面設有一抵接槽，該抵接槽 對應于滑動面的區域。
9.如權利要求8項所述的棘輪扳手，其特征在于，還包括一彈簧，該彈簧一端設于抵接 槽，而另端則抵接于扳手本體其容置槽室內側。
10.如權利要求第9項所述的棘輪扳手，其特征在于，扳手本體的棘齒孔槽一邊周緣設 有具卡結槽溝且呈一端呈開放的卡結環槽，該棘輪扳手還包括一限位環及一彈性扣，該限 位環周緣設有卡結溝槽，該彈性扣設于卡結溝槽，連同該限位環分別嵌合組合于扳手本體 的卡結環槽及卡結槽溝，而扳手本體的棘齒孔槽另一邊周緣設有限位環肋，該棘輪兩邊分 別設有一限位環槽，用以抵接于限位環肋及限位環，以組成該棘輪扳手。
專利摘要本實用新型公開了一種棘輪扳手及棘輪扳手的制齒改良結構。該棘輪扳手包括一扳手本體、一制齒、一棘輪、一限位環及一彈性扣；該扳手本體有棘齒孔槽及一形成于棘齒孔周緣的容置槽室，棘齒孔槽兩端周緣分別設有限位環肋及具卡結溝的卡結環槽，以配合收容該棘輪、具彈性扣的限位環及制齒，該棘輪周緣設有棘齒，該制齒為高密度鋼材構成，經連續冷鍛沖壓形成及熱處理及表面處理，以符合各種制齒形態及運用于任何設計形態的棘輪扳手，制齒的內表面一邊段設有對應棘輪周緣的棘齒的多數外齒，另一邊段則設有較低平整的滑動面，制齒的外面處靠滑動面方向設有抵接槽，其上設有一朝向外齒方向的彈簧，彈簧另端則止于容置槽室一側。
文檔編號B25B13/46GK201659531SQ20102000005
公開日2010年12月1日 申請日期2010年1月5日 優先權日2010年1月5日
發明者彭桔星 申請人:彭桔星