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2015/04/14
手工具設計指引

棘輪扳手設計結構原理 (葫蘆/圓頭柄)

在介紹棘輪扳手結構前，需先簡單講解棘輪設計的原理。

棘輪原理：透過一個掣爪，讓齒輪只能單一方向轉動 (順時針或逆時針)，且擺動的幅度是固定的。當爪和齒輪是沒有卡主時，則棘輪就可以輕鬆的向此方向轉動，並且伴隨喀喀聲。向反方向轉則為施力方向，也就是所謂的扭力。

 ratchet_design

從上圖可以理解到，棘輪的轉動方向和掣爪的設定是有者必然關聯。而更重要的，通常這兩者的密合度和材質的硬度韌性會影響到棘輪扳手的扭力表現。

 

目前來講，棘輪扳手市場主流有兩種結構外型，一種是圓頭(Round Head Ratchet)，另一種則是葫蘆型 (Standard Ratchet)。兩種結構有根本上的差異。

 ratchet_head_types

 

從下圖可以得知兩個非常大重點：

  1. 葫蘆型齒輪在驅動頭上(俗稱D頭)，圓頭型齒輪在柄身上。
  2. 掣爪的位置和齒輪的密合度，對於棘輪扳手有者生與死的差別。

 

ratchet_teeth_design

圓頭型為Snap-on /葫蘆型則為KTC

 

為何說掣爪和齒輪得密合度對棘輪扳手有者生與死的差別？原因在於棘輪扳手根本設計是用來在有限空間情況下來轉動套筒進而鎖緊，因此會有扭力的要求。而爪和齒的密合度在根本上會去影響到扭力的常態表現。如果密合度不好就會造成跳齒或者卡住等現象，更嚴重有時會導致扭力上不去，直接爪或牙破損裂開等。

 

扭力歐洲DIN/ISO和美國ANSI都有一定要求，下表為天藝廠內進行扭力測試時，都會要求至少超過ISO/ANSI的1.3倍到2倍，依齒度和客人OEM要求而有所不同。確保使用者，在一般正常環境下不會有任何危險發生，且耐用度可比市面一般棘輪扳手更為長久。

 

其實棘輪扳手設計看似簡單，但裡面學問非常大。要關注到設計工件的輕薄短小，吻合度和密合度也要注意；材質，CNC車工，熱處理也要特別要求設定和試驗。這些都是製作一支品質可靠和創新的棘輪扳手所需要經過的道路

 

天藝扭力試驗標準

ratchet_torque

 

 

 

 

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