專利名稱：動力工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力工具，比如可旋轉(zhuǎn)的鉆和動力螺絲刀。具體而言，本發(fā)明涉及一種離合器裝置，該裝置基于從多速傳動裝置的笫一級輸出的扭矩大小致動。
背景技術(shù)：
如今，動力工具的生產(chǎn)商已經(jīng)引入了具有傳動馬達的旋轉(zhuǎn)動力工具，以使這些工具的用戶對工具的輸出速度有足夠的控制，從而使其完成多種操作，且無需借助另外的專用工具。在這些工具中很多是商用的，包括三級、二速度傳動裝置，可以對這些工具的速度進行更好的控制。
通常，已知的傳動裝置缺乏一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生大范圍的輸出速度和扭矩，使所述工具可以完成多種操作，比如使用大直徑的孔鋸鉆孔，安裝干壁螺釘，或者安裝大直徑方頭螺釘，以及進行高速鉆孔操作等。在這些工具中通常使用的單速或雙速傳動裝置，不具備使這些傳動裝置多樣使用的足夠的減速能力，因為使這些工具用于高扭矩操作容易損害它們的高速性能。而且，由于在這種操作中所述動力工具消耗的能量值和能量消耗速度，造成在很多早期的無線式旋轉(zhuǎn)動力工具中采用的充電電池不適于低速高扭矩操作。因此，消費者通常被迫購買兩種不同的旋轉(zhuǎn)動力工具， 一種用于比如鉆孔和緊固操作的"標準"應(yīng)用的中型工具，和一種具有低速度、高扭矩輸出的重型工具，以適應(yīng)要求更高的作業(yè)。
隨著現(xiàn)代高容量、高電壓電池的出現(xiàn)，現(xiàn)在可以滿足低速、高扭矩操作中使用的動力工具的能量需求。然而，在本領(lǐng)域需要一種可以在整個較大的減速范圍上使用的離合器裝置。
典型的離合器裝置可以使工具的用戶限制由工具傳動裝置的最后一級輸出的扭矩。這些離合器裝置通常使用彈簧，偏壓離合器的二部分使其互相嚙合。當由傳動裝置輸出的扭矩超過了預(yù)定的離合器設(shè)定值時，由彈簧施加的偏壓力不足以使離合器的所述部分保持嗜合狀態(tài)，因此，離合器的一部分能夠相對于離合器的另一部分旋轉(zhuǎn)。這兩部分的相對運動有效地阻止了扭矩向工具輸出軸的傳遞。
通常這種帶有減速范圍較大的傳動裝置的離合器裝置不太實用，原因非常簡單，由彈簧所施加的偏壓力的范圍不足以在整個減速范圍上使離合器的所述部分能適當?shù)貒Ш虾兔撻_。因此，通常為離合器裝置提供幾種不同尺寸的彈簧，這需要用戶根據(jù)給定的作業(yè)選擇和安裝適當尺寸的彈簧。雖然這種方法非常有效，但仍需要花費很多時間且不方便。

發(fā)明內(nèi)容
在一種優(yōu)選形式中，本發(fā)明提供了一種用于具有多速傳動組件的動力工具中的離合器裝置。該離合器裝置包括離合部件和從動部件。離合部件連接于傳動組件的一個部件上，該部件最接近傳動組件的扭矩輸入，且必須處于非旋轉(zhuǎn)位置，以使傳動組件可以執(zhí)行扭矩倍增操作。從動部件受到偏壓，與離合部件嚙合，以阻止它們之間的相對轉(zhuǎn)動。當離合部件和傳動裝置的部件互相連接時，傳動組件能夠執(zhí)行扭矩倍增操作。然而，當施加在離合部件上的扭矩足以克服從動部件和離合部件之間的摩擦嚙合時，離合部件和傳動裝置的部件旋轉(zhuǎn)，因此抑制了傳動裝置繼續(xù)執(zhí)行扭矩倍增操作的能力。


從下面結(jié)合附圖給出的后續(xù)描述和所附的權(quán)利要求中，本發(fā)明的
其他優(yōu)點和特征變得更為明顯，其中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的教導構(gòu)成的動力工具的側(cè)視圖2是圖1的動力工具的一部分的分解透視圖3是圖1的動力工具的殼體的一部分的透視圖，示出端蓋組件的后部；
圖4是端蓋組件的正視圖5是沿圖4的線5-5所取的剖面圖6是圖1的動力工具的一部分的后視圖，其中去除端蓋組件；圖7是圖1的動力工具的一部分的側(cè)視圖，其中去除端蓋組件；圖8是類似于圖4的視圖，但示出在包覆成型操作之前的端蓋殼；圖9是類似于圖5的視圖，但示出在包覆成型操作之前的端蓋殼；圖10是類似于圖4的視圖，但示出包覆成型部件的另一種結(jié)構(gòu)；圖ll是動力工具的一部分的局部剖面圖，該工具采用了具有以圖IO所示的方式構(gòu)成的包覆成型部件的端蓋組件；
圖12是圖1的動力工具的一部分的分解透視圖，詳細示出傳動組
件；
圖13是圖1的動力工具的一部分的分解透視圖，詳細示出減速齒輪組件、傳動套筒、部分殼體和部分離合機構(gòu)；圖13a是沿第二齒圈的縱向軸線所取的剖面圖；圖13b是沿第三齒圈的縱向軸線所取的剖面圖；圖14是傳動套筒的側(cè)視圖；圖15是傳動套筒的后視圖；圖16是沿圖15的線16-16所取的剖面圖；圖17是沿圖15的線17-17所取的剖面圖；圖18是減速齒輪組件的分解圖19是沿圖1的動力工具的縱向軸線所取的剖面圖，詳細示出減速齒輪組件的一部分；
圖20是第一減速支架的一部分的正視圖21是沿圖1的動力工具的縱向軸線所取的剖面圖，詳細示出減速齒輪組件的一部分；圖22是所述第三減速支架的一部分的后視圖；圖23是沿圖1的動力工具的縱向軸線所取的剖面圖，示出定位于第一速度比的傳動組件；
圖24是類似于圖23的剖面圖，但示出定位于第二速度比的傳動組
件；
圖25是類似于圖23的剖面圖，但示出定位于第三速度比的傳動組
件；
圖26是圖1的動力工具的一部分的頂視圖，詳細示出速度選擇器機構(gòu)；
圖27a是旋轉(zhuǎn)選擇器凸輪的側(cè)^L圖；圖27b是旋轉(zhuǎn)選擇器凸輪的頂視圖；圖27c是沿速度選擇器機構(gòu)的中心軸線所取的剖面圖；圖28是輸出軸組件的后視圖；圖29是離合機構(gòu)的分解透視圖29a是離合機構(gòu)的一部分的透視圖，示出離合部件的另一種構(gòu)
形；
圖29b是分解圖，示出用于第一齒圏和離合部件的多件式結(jié)構(gòu)；圖30是處于"展開"狀態(tài)下的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖31是類似于圖30的示意圖，但示出調(diào)節(jié)輪廓的另一種結(jié)構(gòu)；以
及
圖32是類似于圖30的示意圖，但示出調(diào)節(jié)輪廓的又一種結(jié)構(gòu)的一部分。
具體實施例方式
參見圖1和2，根據(jù)本發(fā)明的教導構(gòu)成的動力工具總體上由附圖標記10表示。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，本發(fā)明的優(yōu)選實施例可以是有繩(或電線)或者無繩的(電池操作的)裝置，例如便攜式螺絲刀或鉆。在特定的實施例中，動力工具10是一種無繩的鉆，它具有一外殼12、 一馬達組件14、 一多速傳動組件16、 一離合機構(gòu)18、 一輸出軸組件20、 一"^盤22、 一扳機組件24和一電池組26。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，動力工具10的幾個部件，比如卡盤22、扳機組件24和電池組26實際上是傳統(tǒng)的，且不需要在這種應(yīng)用下進行詳細描述?？梢詤⒖几鞣N出版物，以便更完整地理解動力工具10的常規(guī)部件的操作。這些出版物的一個示例是普通受讓的1999年4月27授權(quán)的美國專利US5897454，在此通過引用而包含其內(nèi)容。
外殼12包括端蓋組件30和手柄殼體組件32，該手柄殼體組件包括一對互相配合的手柄殼體34。手柄殼體組件32包括手柄部分36和驅(qū)動鏈部分或本體部分38。扳機組件24和電池組26才幾械上連接于手柄部分36，且電連接于馬達組件14。本體部分38包括馬達腔40和傳動腔42。馬達組件14裝放在馬達腔40中，且包括可轉(zhuǎn)動的輸出軸44，該軸延伸到傳動腔42中。將具有多個齒輪齒48的馬達小齒輪46連接成隨輸出軸44一起轉(zhuǎn)動。扳機組件24和電池《且26配合工作，以本領(lǐng)域公知的方式選擇地為馬達組件14提供電力，以控制輸出軸44旋轉(zhuǎn)的速度和方向。
傳動組件16裝放在傳動腔42中，且包括速度選擇器機構(gòu)60。馬達小齒輪46將傳動組件16連接于輸出軸44,向傳動組件16傳遞較高速度、低扭矩的驅(qū)動輸入。傳動組件16包括多個減速元件，它們選擇地由速度選擇器機構(gòu)60嚙合，以提供多種速度比。每種速度比都以預(yù)設(shè)的方式使驅(qū)動輸入的速度和扭矩倍增，使傳動組件16的輸出速度和轉(zhuǎn)距按所需的方式在較低速度、高扭矩的輸出和較高速度、低扭矩的輸出之間變化，傳動輸出被傳送到輸出軸組件20，卡盤22連接于輸出軸組件用于轉(zhuǎn)動，以將扭矩傳遞到刀頭(未示出)。離合機構(gòu)18連接于傳動組件16，且是可操作的，用于將與驅(qū)動輸入相關(guān)聯(lián)的扭矩值限定在預(yù)定的可選扭矩限度上。
功能性包覆成型
具體參照圖2至9，端蓋組件30表示為包括端蓋殼體100和包覆成型部件102。在給出的示例中，端蓋殼體100由塑料，例如ABS注模成形。端蓋殼體100形成端蓋腔104，其尺寸形成可容納馬達組件14,該馬達組件由手柄殼體組件32向后延伸。在端蓋殼體100的前表面114上形成多個第一和第二徑向突出部孔108和110與鄰接面158，且在端蓋殼體100的周邊上形成多個螺釘凸臺116。每個第一和第二徑向突出部孔108和110的尺寸形成分別可以容納形成于手柄殼體34的后表面142上的第一徑向突出部120和第二徑向突出部122。第一和第二徑向突出部孔108和110與第一徑向突出部120和第二徑向突出部122相配合，以使端蓋殼體100與手柄殼體32適當?shù)貙?，以及阻止兩者之間
9的相對轉(zhuǎn)動。端蓋殼體100的前表面114的弓形部分128傾斜一角度，以匹配手柄殼體34的后表面124的鄰接面132。螺釘凸臺116使端蓋殼體100可以通過多個螺釘138牢固地連接于馬達罩136。馬達罩136的幾何形狀受手柄殼體34的限制。這樣，將端蓋殼體100緊固在馬達罩136上可以使端蓋殼體100牢固地保持低靠在手柄殼體組件32的后表面124上，以及封閉手柄殼體組件32上的后部手柄孔139。
在端蓋殼體100的側(cè)面上形成有多個側(cè)孔140，以使空氣流經(jīng)手柄殼體組件32,且以本領(lǐng)域公知的方式冷卻馬達組件14。在端蓋殼體100的后部形成有多個后孔144，每一后孔144包括一個僅部分伸入端蓋殼體100的外表面148的凹入部分146，和完全穿過端蓋殼體100延伸的貫穿部分150。 一對保持突出部152從端蓋殼體100的內(nèi)表面154向內(nèi)延伸到端蓋腔104。通道156形成于端蓋殼體100的內(nèi)表面154上，并且與每個后孔144和保持突出部152交叉。
包覆成型部件102由彈性材料制成，比如熱塑性彈性體(例如，HYTREL ,由E丄du Pont de Nemours and Company生產(chǎn))，同時以注模操作的方式成形并連接在端蓋殼體100上。在給出的特定示例中，包覆成型部件102包括多個緩沖部件170、 一對隔離體1"和連接部件174。每一緩沖部件170從基本上與端蓋殼體100的內(nèi)表面1W重合的一個點延伸到端蓋殼體100的外表面148后部的一個點，約O. 5mm至1.5mm，優(yōu)選為O. 75mm。以這種方式構(gòu)成的結(jié)構(gòu)可以使緩沖部件170吸收一定程度的沖擊，而當工具10掉落時，其降低端蓋殼體100損壞的可能性。而且，有時操作人員需要在工具10上施加非常大的力，例如當使用孔鋸鉆削大直徑的孔時。在這些情況下，操作人員傾向于壓在工具10的后部，以施加與卡盤22的軸線共線的力。在這些情況下，緩沖部件170為操作人員提供較柔軟和舒適的表面，其可防滑以及減
弱傳遞到操作人員的振動。
隔離體172在端蓋殼體100的內(nèi)表面154上的保持突出部152周圍形
成。在給出的示例中，每個隔離體172包括向前延伸到端蓋殼體100的內(nèi)表面154的環(huán)形部件180。以這種方式構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，可以允許端蓋殼體100使隔離體172嚙合馬達殼體14c的外徑14a和后表面14b，將馬達14d牢固地保持在馬達罩136內(nèi)。這可以避免馬達組件14的部件沿工具IO的縱向軸線移動，以及吸收在馬達組件14運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動。連接部件174牢固地連接于每一緩沖部件170和隔離體172上。連接部件174可以提供流動通路，在緩沖部件170和隔離體172的成型過程中彈性材料通過該流動通路流動。連接部件174還可以使緩沖部件170和隔離體172互連，從而使得將它們從端蓋殼體100中移出來更加困難。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認識到，本發(fā)明的這一方面可以結(jié)合到手柄組件32內(nèi)的各種其他位置，用于在兩或多個部件之間密封、緩沖振動或使一個部件相對于另一個定位。在圖10和11中示出了一個這樣的示例，其中隔離體172改變成圍繞端蓋腔104的一部分的周邊延伸，并密封地接觸馬達14d的后表面14b。隔離體172密封端蓋殼體100和馬達組件14之間的接觸面，而緩沖部件170密封端蓋殼體100上的后孔144。然后，由隔離體172形成的間隔188填充以油脂或其他適當?shù)臐櫥瑒瑵櫥R達的電樞軸承190。
傳動組件
參照圖12，傳動組件16表示為是三級、三速傳動裝置，其包括傳動套筒200，減速齒輪組件202和速度選擇器機構(gòu)60。另外參照圖13至17,傳動套筒200包括壁部件210，該壁部件形成其內(nèi)設(shè)置減速齒輪組件202的通常傳動裝置內(nèi)筒或中空的內(nèi)腔212。傳動套筒200包括本體214和基底216。傳動套筒200的本體214直徑非常均勻，且通常直徑小于基底216。基底216的內(nèi)徑這樣確定尺寸，即容納馬達罩136的圓柱形前端部分(或鼻部分)220。
在基底216上形成多個凸起的平臺226。這些凸起的平臺226在基底216的外表面230上形成多個第一槽228，且在基底216的內(nèi)表面234上形成多個第二槽232。第一槽228構(gòu)形成容納在手柄殼體34的內(nèi)表面242上形成的對準肋238,以使傳動套筒200與手柄殼體34對準，并阻止傳動套筒200和外殼12之間的相對轉(zhuǎn)動?？扇〉氖牵谝徊?28和對準肋238以這種方式構(gòu)形成，即傳動套筒200僅可在一個方位組裝到手柄殼體34上(即，笫一槽228和對準肋238的構(gòu)形阻止傳動套筒200相對于手柄殼體34轉(zhuǎn)動180。位置)。下面將詳細描述第二槽232。
傳動套筒200的本體214表示為包括圓柱形本體部分246和銷形殼體部分248。在所示的特定實施例中，圓柱形本體部分246分別包括選擇器凸輪引導件250、多個潤滑劑槽252以及第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256。選擇器凸輪引導件250通常截面為矩形，從本體部分246的外表面258的頂端向外延伸。潤滑劑槽252圍繞本體部分246的周邊的上半部分同心地形成。潤滑劑槽252具有約0. Ol英寸到約O. 030英寸的深度，用于在本體部分246的上半部分周邊上保持潤滑劑，比如油脂。下面將詳細論述選擇器凸輪引導件250以及潤滑劑槽252的操作。
凸條(或凸珠)264分別將本體部分246的內(nèi)部分成笫一和第二殼體部分260和262。第一組環(huán)形嚙合齒254在本體部分246的內(nèi)表面266上形成，且從凸條264朝基底216向后延伸。第二組環(huán)形嚙合齒256也在本體部分246的內(nèi)表面上形成，但從凸條264向前延伸。第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256的齒268圍繞本體部分246的內(nèi)表面266均勻地間隔開。在第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256上的每一齒268的構(gòu)形類似于從凸條264延伸的每個齒，具有一對平行的嚙合表面270，且終止于頂端部分272。每個齒268的頂端部分272是倒圓且漸縮的，以增強它與減速齒輪組件202的一部分嚙合的能力，這將在下面詳細描述。
銷形殼體部分248在本體部分246的主要長度上從本體部分246向下延伸。致動器孔274在銷形殼體部分248上形成，且穿過傳動套筒200的基底216向后延伸。在所示的具體實施例中，致動器孔274形成有臺階，具有在傳動套筒200的后部的第一直徑的第一部分276和在傳動套筒200的前面較小的第二直徑的第二部分278。在所示的示例中，致動器孔274的第一部分276穿過第一殼體部分260的壁，且在基底216的內(nèi)表面234上形成槽280。下面將更詳細地描述銷形殼體部分248。
在傳動套筒200上形成一對第一^^槽284和一對第二卡槽286，它們沿傳動套筒200的側(cè)面延伸，方式是平行于傳動套筒200的縱向軸線。第一對卡槽284在凸條264的后面穿過本體部分246的側(cè)面形成，且朝基底216向后延伸。第一對卡槽284的深度是這樣的，即它們并不延伸穿過形成基底216的壁部件210的那部分。第二對卡槽286也穿過本體部分246的側(cè)面形成，在凸條264的前面開始，且延伸穿過傳動套筒200的前面288。
參照圖12、 13、 18和23，減速齒輪組件202包括第一減速齒輪組302,第二減速齒輪組304和第三減速齒輪組306。第一、第二和第三減速齒輪組302、 304和306可以起作用模式和不起作用模式運行。在
起作用模式的操作可以使減速齒輪組執(zhí)行減速和扭矩倍增操作，而減速齒輪組在不起作用模式的操作可以使減速齒輪組提供這樣的輸出，
12即該輸出的速度和扭矩約等于減速齒輪組提供的轉(zhuǎn)動輸出的速度和
扭矩。在所示的具體實施例中，第一、第二和第三減速齒輪組302、 304和306都是行星齒輪組。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本領(lǐng)
的一個或多個"速齒輪組:'^w 、''，、''，
如圖所示，第一減速齒輪組302包括第一減速元件或齒圏310，第 一組行星齒輪312和第一減速支架314。第一齒圈310是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)， 沿其內(nèi)徑具有多個齒輪齒310a。在第一齒圈310的前表面318的外周邊 上形成離合表面316，這將在下文中詳細論述。第一齒圏310設(shè)于由基 底216形成的中空內(nèi)腔212的那部分中；第一齒圏310的前表面318接觸 在傳動套筒200上形成的臺階320，因此限制第一齒圈310向前移動到 中空內(nèi)腔212中的能力。
第一減速支架314形成為扁平的圓柱體形狀，具有多個從其后表 面324延伸的銷子322。幾乎在第一減速支架314的整個外周邊上形成 多個齒輪齒314a，在每對相鄰的齒輪齒314a之間形成低谷314b。由于 齒輪齒314a之間的間隔，其中一個低谷(例如，低谷314bO比其余 的低谷314b寬，這是由于在第一減速支架314的外周邊上省去了齒 314a。在所示的特定示例中，第一減速支架314的齒輪齒314a構(gòu)形成 不與第一齒圏310的齒輪齒314a嚙合。
具體參照圖19和20，詳細示出了齒輪齒314a的輪廓。如圖所示， 每個齒輪齒314a終止于位于第一減速支架314的前面328的漸變的半 徑326，但突變地終止于第一減速支架314的后面324。齒輪齒314a之 間的低谷314b上也形成了半徑330。
回過來參照圖12、 13、 15、 18和23，第一止推墊圈332具有第一 環(huán)形部分334、第二環(huán)形部分336，且多個保持突出部338位于第一減 速齒輪組302的后面。保持突出部338與傳動套筒200的基底216中的第 二凹槽232嚙合，因此，阻止了第一止推墊圏332和傳動套筒200之間 的相對轉(zhuǎn)動?；?16的內(nèi)徑尺寸形成可以容納馬達罩136,因此馬達 罩136的前面340阻止了第一止推墊圏332的軸向運動。第一環(huán)形部分 334與第一齒圏310的后面342相接觸，形成摩擦表面，并控制第一齒 圈310可在軸向方向的移動量。第二環(huán)形部分336與第一環(huán)形部分334 軸向間隔開，延伸到第一環(huán)形部分334前面，為第一組行星齒輪312提供摩擦表面，且也控制它們在軸向方向上的移動量。
第一組行星齒輪312包括多個行星齒輪334，每個行星齒輪334 — 般都具有圓柱形狀，在其外周邊上形成多個齒輪齒344a，而在其中心 形成銷孔346。每個行星齒輪334可旋轉(zhuǎn)地支撐在銷子322和第一減速 支架314的相關(guān)的一個上并定位成使行星齒輪的齒輪齒344a與第一齒 圈310的齒輪齒314a嚙合。在每個4亍星齒輪334的前、后表面350和352 上都形成有凸起部分348，阻止齒344a在第一減速支架314和第一止推 墊圉332上摩擦以及產(chǎn)生粉塵和碎片，影響傳動組件16的性能，減少 其工作壽命。當位于輸出軸44上的馬達小齒輪46的齒46a也與行星齒 輪344的齒344a嚙合時，馬達小齒輪46用作第一減速齒輪組302的恒星 齒輪。
第二減速齒輪組304設(shè)于由第一外殼部分260形成的中空內(nèi)腔212 內(nèi)的那部分中，且包括第二恒星齒輪358、第二減速元件或齒圈360、 第二組行星齒輪362和第二減速支架364。第二恒星齒輪358固定成與 第一減速支架314—起旋轉(zhuǎn)。第二恒星齒輪358包括多個齒輪齒358a， 它們向前延伸到第一減速支架314的前面328。
第一齒圏360是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)，具有多個沿其內(nèi)徑形成的齒輪齒 360a。齒輪齒360a可以在第二齒圈360的后面366強烈斜切，突變地終 止于前表面368。更可取的是，在每個齒輪齒360a的后面366和側(cè)面上 形成大半徑369，采用大半徑369而不是強烈斜切，因為齒輪齒360a 上的大半徑369可以在第二齒圖36 0和第一減速支架341之間形成更好 的嚙合。
在第二齒圏360的外周邊上形成多個套筒嚙合齒370;套筒嚙合齒 370朝第二齒圈360的前面368向前延伸，且終止于頂端部分372，該頂 端部分是倒圓的且向前、向內(nèi)漸縮。環(huán)形卡槽374也形成于第二齒圈 360的外周邊上。在所示的示例中，卡槽374是矩形狹縫，其具有一對 側(cè)壁376。下面將詳細論述卡槽374。
第二減速支架364形成為扁平的圓柱形狀，具有多個從其后面380 延伸的銷子378。第二組行星齒輪362示為包括多個行星齒輪382。每 個行星齒輪382 —般為圓柱形，具有多個在其外周邊形成的齒輪齒 382a，和在其中心形成的銷孔384。每個行星齒輪382可旋轉(zhuǎn)地支撐在 的銷子378的相關(guān)的一個上，且第二減速支架364定位成使行星齒輪382的齒輪齒382&與第二齒圈360的齒輪齒360&嚙合。第二恒星齒輪 358的齒輪齒358a也與行星齒輪38 2的齒輪齒382a嚙合。
第三組減速齒輪306設(shè)于由第二外殼部分262形成的中空內(nèi)腔212 的部分內(nèi)，且包括第三恒星齒輪398、第二減速元件或齒圈400、第三 組行星齒輪402和第三減速支架404。第三恒星齒輪398固定成用于與 第二減速支架364—起旋轉(zhuǎn)。第三恒星齒輪398包括多個齒輪齒398a， 其向前延伸到第二減速支架364的前面406。
第三齒圏400是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)，具有多個沿其內(nèi)徑形成的齒輪齒 400a。齒輪齒400a可以在第三齒圈400的前面412強烈斜切，且突變地 終止于后面414。更可取的是，在每個齒輪齒400a的前面412和側(cè)面形 成大半徑407，其中采用大半徑407而不是強烈斜切，因為齒輪齒400a 上的大半徑407可以在第三齒圏40 0和第三減速支架404之間形成更好 的嚙合。在第三齒圏400的外周邊上形成多個套筒嚙合齒418;套筒嚙 合齒418朝第三齒圏400的后面414向后延伸，且終止于頂端部分420， 該頂端部分是倒圓的，且向前、向內(nèi)漸縮。在第三齒圏400的外周邊 上還形成環(huán)形卡槽422。在示出的示例中，卡槽422是矩形狹縫，其具 有一對側(cè)壁424。下面將詳細描述卡槽422。
第三減速支架404形成為扁平的圓柱形狀，具有多個從其后面430 延伸的銷子428。幾乎在第三減速支架404的整個外周邊形成有多個齒 輪齒404a，每對相鄰齒404a之間形成^f氐谷404b。由于齒404a之間的間 隔，在所述低谷中，其中一個低谷(例如，低谷4041Z )比其余的低 谷404b寬，這是由于在第三減速支架404的外周邊上省去了齒404a。 在示出的特定示例中，第三減速支架404的齒輪齒404a構(gòu)形成不與第 二行星齒輪382的齒輪齒382a嚙合。
另外參照附圖21和22,其中詳細示出了齒輪齒404a的輪廓。如圖 所示，第三減速支架404的后面430斜切，在齒404a和低谷404b的每個 側(cè)面上形成大半徑4 34。每個齒輪齒404a突變地終止于第三減速支架 404的前面436。
回過來參照圖12、 13、 15、 18和23，第三組行星齒輪402示為包 括多個行星齒輪438。每個行星齒輪438—般為圓柱形，在其外周邊上 形成多個齒輪齒438a，并通過其中心形成銷孔440。每個行星齒輪438 可旋轉(zhuǎn)地支撐在一個相應(yīng)的銷子428上，且第三減速支架404定位成使行星齒輪438的齒輪齒438a與第三齒圈^0的齒輪齒400a嚙合。在每個 行星齒輪438的前、后表面上都形成有凸起部分442，該凸起部分可以 避免齒輪齒438a在第三減速支架404上刮擦以及產(chǎn)生粉塵和碎片，這 些粉塵和碎片影響傳動組件12的性能，減少其工作壽命。第二止推墊 圏450設(shè)于第三恒星齒輪398的周圍，且第三恒星齒輪398的齒398a與 行星齒輪438的齒輪齒438a嚙合。第二止推墊圈450包括多個保持突出 部452,其構(gòu)形成嚙合在傳動套筒200的本體體部分246的內(nèi)表面266 上形成的對應(yīng)的突出部槽454 (圖13)。保持突出部452和突出部槽454 相配合，以阻止第二止推墊圏450和傳動套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動。
輸出軸組件20包括用于連接與第三減速支架404—起轉(zhuǎn)動的心軸 460的傳動裝置458，從而將驅(qū)動扭矩從減速齒輪組件202傳遞到卡盤 22。這種傳動裝置458是本領(lǐng)域>5^知的，且易于適應(yīng)本發(fā)明的傳動組 件。因此，本文無需包括傳動裝置458的詳細論述。
參照圖13、 13a、 13b、 16、 17、 18和23至28，速度選擇器機構(gòu)60 可以在第一位置500、第二位置5O2和第三位置504之間移動，且包括 用于接納變速輸入的轉(zhuǎn)換部分510和根據(jù)變速輸入操縱減速齒輪組件 202的致動器部分512。致動器部分512有效地連接于減速齒輪組組件 202，且使第二和第三減速齒輪組304和306根據(jù)轉(zhuǎn)換部分510在笫一、 第二和第三位置500、 502和504之間的運動，在起作用和不起作用模 式之間運動。在所示的具體實施例中，致動器部分512包括旋轉(zhuǎn)式選 擇器凸輪520，多個鋼絲夾522和彈簧部件523。每一鋼絲夾522由圓形 鋼絲制成，其彎成半圓形524， 一對突出部526從半圓形524向外延伸， 且位于圍繞半圓形524的中心線。半圓524的尺寸適于分別配置在笫二 和第三齒圏360和400的卡槽374和422中。在這方面，半圓524既不從 一個相關(guān)的齒圈(360， 400 )徑向向外延伸，也不靠著卡槽(374, 422 )的側(cè)壁(376， 424 )固定。在給出的示例中，卡槽(374， 422 ) 的側(cè)壁(376， 424 )間隔開約O. 05英寸，且形成鋼絲夾522的鋼絲直 徑約O. 04英寸。
鋼絲夾533的突出部526從中空內(nèi)腔212向外延伸，進入傳動套筒 200上形成的卡槽(284, 286 )的相關(guān)的一個中。突出部526足夠長， 而使其從傳動套筒200的本體214的外表面向外伸出，但不會遠到從傳 動套筒200的基底216上的第一"^槽284的那部分沿徑向向外伸出。鋼絲夾522的這種構(gòu)造有利于傳動組件16的組裝，可以使鋼絲夾522安裝在第二和第三齒圏360和400上，jt匕后，這些組件沿傳動套筒200的縱向軸線插入中空內(nèi)腔212中。
參照圖13和27a至27c，旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520示為包括弧形的選擇器本體530、轉(zhuǎn)換突出部532和多個間隔部件534。穿過選擇器本體5 30形成一對笫一凸輪槽540a和540b、 一對第二凸輪槽544a和544b、彈簧孔546和引導孔548。選擇器本體530的尺寸形成可以以滑動配合的方式嚙合傳動套筒200的本體部分246的外徑。引導孔548通常是矩形的，且尺寸形成可以嚙合選擇器凸輪引導件250的前、后表面。引導孔548比選擇器凸輪引導件250的寬度明顯寬，其尺寸形成可以使旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在第一轉(zhuǎn)動位置、第二轉(zhuǎn)動位置和第三轉(zhuǎn)動位置之間在傳動套筒200上轉(zhuǎn)動。選棒器凸輪引導件250與引導孔548相配合，以限制旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520可以在傳動套筒200上轉(zhuǎn)動的量，當旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520定位于第一轉(zhuǎn)動位置時，選擇器凸輪引導件250的第一側(cè)面接觸引導孔548的第一側(cè)面，當旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520定位于第二轉(zhuǎn)動位置時，選擇器凸輪引導件250的第二側(cè)面接觸引導孔548的第二側(cè)面。
每一第一凸輪槽540a和540b的尺寸形成分別可以容納與第二齒圏360嚙合的鋼絲夾522的突出部526之一。在所示的具體實施例中，第一凸輪槽540a包括第一段550、笫二段552和中間段554。第一段550位于離基準平面558第一預(yù)定距離的位置，其中基準平面垂直于旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520的縱向軸線，而第二段552位于離基準平面558第二距離的位置。中間段554使第一和第二段550和552互相連接。第一凸輪槽540b的構(gòu)造與第一凸輪槽540a相同，除了它相對于旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520轉(zhuǎn)動，而使第一凸輪槽540b的第一、第二和中間段550、 552和554與第一凸輪槽540a的第一、第二和中間段550、 552和554遠離18 0。之外。
每一第二凸輪槽544a和544b的尺寸形成分別可以容納對應(yīng)鋼絲夾522之一的突出部526之一。在所示的具體實施例中，第二凸輪槽544a包括第一段560、第二段562、第三段564和一對中間段566和568。第一和第三段560和564位于離基準平面第三預(yù)定距離的位置，而第二段552位于離基準平面558第四距離的位置。中間段566a使第一和第二段560和562互相連接，且中間段568與第二和第三段562和566連接在一起。第二凸輪槽544b的構(gòu)造與第二凸輪槽544a相同，除了它相對于旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520轉(zhuǎn)動，而使第二凸輪槽544b的第一、第二、第三和中間段560、 562、 564和566和568的每個與第二凸輪槽544a的第一、第二、第三和中間段560、 562、 564和566和568分開180。之外。
利用與第一凸輪槽540a和54Ob以及第二凸輪槽544a和544b嚙合的鋼絲夾522的突出部526，旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520可以在第一、第二和第三位置500、 502和504之間在傳動套筒200上轉(zhuǎn)動，以便有選擇地使第二和第三齒圏360和400分別與第一和第三減速支架314和404嚙合和脫開嚙合。在旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520的轉(zhuǎn)動過程中，第一凸輪槽540a和540b與笫二凸輪槽544a和544b限制了它們相關(guān)的鋼絲夾522的鋼絲突出部526,且使鋼絲突出部526沿傳動套筒200的縱向軸線在相關(guān)的第一和第二卡槽284和286之一中行進。因此，旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520可以將轉(zhuǎn)動輸入轉(zhuǎn)換成軸向輸出，該軸向輸出致使鋼絲夾522按預(yù)定的方式軸向運動。傳動套筒20O的本體部分246上形成的潤滑劑槽252加有潤滑劑(未明確示出)，用于潤滑傳動套筒200和旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520之間的接觸面。
旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在第一轉(zhuǎn)動位置500的定位使與第二齒圈360嚙合的鋼絲夾522的突出部526定位于第一凸輪槽540a和540b的第一段550上，與第三齒圏400嚙合的鋼絲夾522的突出部526定位于第二凸輪槽544a和544b的第一段560上。因此，旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在第一轉(zhuǎn)動位置的定位致使第二和第三齒圏360和400分別定位成與第二和第三行星齒輪362和402嚙合。在笫二和第三齒圈360和400與第二和第三行星齒輪362和402嚙合的同時，第二和第三齒圏360和400的套筒嚙合齒370和418分別與第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256噴合，以阻止第二和第三齒圈360和400與傳動套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動，從而使傳動組件16具有第一總齒輪減速比或速度比570，如圖23所示。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，第一和第二組環(huán)形嚙合齒254和256的齒268的頂端部分272，以及套筒嚙合齒370和418的頂端部分372和420，分別是倒圓并減縮的，從而提高其在適應(yīng)沿傳動組件16的縱向軸線軸向再定位時的嚙合能力。
旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在第二轉(zhuǎn)動位置502的定位使與第二齒圈360嚙合的鋼絲夾522的突出部526定位于第一凸輪槽540a和540b的第一段550上，與第三齒圈400嚙合的鋼絲夾522的突出部526定位于第二凸輪槽544a和544b的第二段562上。因此，旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在第二轉(zhuǎn)動位置的定位致使第二齒團360與第二行星齒輪362嚙合，第三齒圏400與第三行星齒輪402和第三減速支架404嚙合。旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在第二轉(zhuǎn)動位置的定位還使笫二齒圈360的套筒嚙合齒370與第一組環(huán)形嚙合齒254嚙合，而第三齒圈400的套筒嚙合齒418不與第二組環(huán)形嚙合齒256嚙合。因此，阻止了第二齒圏360和傳動套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動，而第三齒圈400和傳動套筒200之間可以相對轉(zhuǎn)動，從而使傳動組件16具有第二總齒輪減速比或速度比572，如圖24所示。
旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在笫三轉(zhuǎn)動位置504的定位使與第二齒圈360嚙合的鋼絲夾522的突出部526定位于第一凸輪槽540a和540b的第二段552上，與第三齒圈400嚙合的鋼絲夾522的突出部526定位于第二凸輪槽544a和544b的第三段564上。因此，旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在第三轉(zhuǎn)動位置的定位致使第二齒圈360與第二行星齒輪362和第一減速支架314嚙合，而第三齒圏400僅與第三行星齒輪402嚙合。旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520在第三轉(zhuǎn)動位置504的定位還使第二齒圏360的套筒嚙合齒370與第一組環(huán)形嚙合齒254脫開嚙合，而第三齒圈400的套筒嚙合齒418與第二組環(huán)形嗜合齒256嚙合，從而阻止第二齒圏360和傳動套筒200之間的相對轉(zhuǎn)動，使第三齒圏400和傳動套筒200之間可以相對轉(zhuǎn)動，從而使傳動組件16具有第三總齒輪減速比或速度比574。
在圖13、 27b和28所示的示例中，彈簧部件523由扁平的矩形彈簧鋼件制成，且包括扁平的Z形部分580和凸起部分584。扁平的Z形部分580構(gòu)形成繞在伸入彈簧孔546中的兩個加強筋586周圍巻繞，從而使凸起部分584保持在預(yù)定位置，并在旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪"0和彈簧部件523之間傳遞彈力。參照圖28,彈簧部件523的凸起部分584的尺寸形成可以使其嚙合輸出軸組件20的殼體592內(nèi)形成的內(nèi)部缺口 590。在旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520上在缺口 590之間形成沿周向間隔開的平臺594。當輸出軸組件20定位于傳動組件16上，且速度選擇器機構(gòu)60定位于第一、第二和第三轉(zhuǎn)動位置500、 502和5(M之一上時，彈簧部件W3的凸起部分584嚙合相關(guān)的缺口 590之一。當凸起部分584響應(yīng)凸起部分584和平臺594之間的接觸而朝旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520向下運動時，由彈簧部件523產(chǎn)生的作用力用于阻止速度選擇器機構(gòu)60的非故意的轉(zhuǎn)動。而且，凸起部分584置于缺口 590中為用戶提供了關(guān)于旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520的定位的可觸知的指示。
在圖13和27c所示的具體實施例中，轉(zhuǎn)換部分510示為包括弧形帶狀件600，它具有在其中形成的凸起的中空矩形選擇器按鈕602?；⌒螏罴?00由塑料制成，且構(gòu)形成與旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520的外徑一致。選擇器按鈕602的開口端構(gòu)形成容納轉(zhuǎn)換突出部532，從而使轉(zhuǎn)換部分510和旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520以無緊固件的方式互相連接。多個間隔部件534是在與選擇器本體530同心且徑向向外伸出的旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520上形成的凸起部分。間隔部件534抬高了弧形帶狀件600，以避免弧形帶狀件接觸第一凸輪槽540a和540b上的鋼絲突出部526。間隔部件534也可用于選擇性地增加旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520的區(qū)域，比如鄰近第一凸輪槽540a和540b的區(qū)域。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解旋轉(zhuǎn)式選擇器凸輪520 (即第一凸輪槽540a和540b以及第二凸輪槽544a和54仆)可以構(gòu)形成稍有不同，以使第二齒圈360嚙合第二行星齒輪362和第一減速支架314，同時第三齒團400嚙合第三行星齒輪402和第三減速齒輪404，從而使傳動組件16具有第三總齒輪減速比或速度比。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，其他結(jié)構(gòu)的選擇機構(gòu)可以代替本文所述的選擇機構(gòu)60。這些選擇機構(gòu)可包括通過轉(zhuǎn)動或滑動動作致動的致動裝置，且可包括本領(lǐng)域公知的連桿、凸輪或其他裝置，以使第二和第三齒圏360和400相對于傳動套筒200滑動。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以理解，當?shù)诙偷谌X圏360和400在起作用和不起作用模式之間獨立運動時(即第二和第三齒圏360和400之一的位置不決定第二和第三齒圏360和400中的另一個的位置)，轉(zhuǎn)換機構(gòu)60也可以構(gòu)形成使第二和第三齒圈360和400互相獨立地定位。
離合機構(gòu)
在圖23、 26和28至30中，離合機構(gòu)18示為包括離合部件700、嚙合組件702和調(diào)節(jié)機構(gòu)704。離合部件700示為環(huán)形構(gòu)件，該構(gòu)件固定在第一齒圈310的外徑上，且徑向向外延伸。離合部件700包括在第一齒圈310的前面318上形成的弧形離合面316。離合部件700的外徑大小指出可以使其在中空內(nèi)腔212的、由傳動套筒200的基底216限定的那部分中轉(zhuǎn)動。參照圖29，示例的離合面316示為有多個峰710和低谷712，峰和低谷相對布置，形成約18。的角的一系列斜面。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，也可以4吏用其他的離合面構(gòu)造，比如正弦形狀的離合面316'(圖29a )。
雖然第一齒圈310和離合部件700已經(jīng)示為單件(即整體式制成)式結(jié)構(gòu)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可以按其他的方式構(gòu)成。在圖29b中示出了一個這樣的實施例，其中第一齒圈31(K示為包括環(huán)形凸緣1000和多個突出部孔1002。環(huán)形凸緣1000示為包括多個斜面1004,它們具有雙斜側(cè)面，但其他部分是平的。第一齒圏310'與第一齒圏310相同。環(huán)形緩沖件1008鄰靠環(huán)形凸緣1000，且包括多個突出部部件IOIO,這些突出部部件與第一齒圈31(K上的突出部孔1002嚙合，以防止緩沖件1008相對于第一齒圈31(K轉(zhuǎn)動。緩沖件1008包括構(gòu)形成匹配環(huán)形凸緣1000的輪廓的本體部分1012，以及包括多個構(gòu)形成嚙合每一斜面1004的匹配的斜面部段1014。緩沖件1008由適當?shù)木彌_材料制成，比如乙酰基材料。離合部件700'是由耐磨材料制成的環(huán)形部件，比如硬化的8620鋼，設(shè)于緩沖件1008上方。類似于緩沖件1008,離合部件700'包括多個突出部部件1020和多個匹配的斜面部段1022，突出部部件固定在突出部孔1002中，以防止相對于第一齒圈310'轉(zhuǎn)動。然而，離合部件700'的匹配斜面部段1022與緩沖件1008的匹配斜面部段1014嚙合。雖然這種結(jié)構(gòu)比前述的實施例更昂貴，但它可以承受離合機構(gòu)18操作過程中的更高沖擊力。
在所示的具體實施例中，嚙合組件702包括銷子部件720、從動件彈簧722和從動件724。銷子部件720包括圓柱形本體部分730,它具有可以尺寸制成滑動配合在致動器孔274的第二部分278內(nèi)的外徑，致動器孔在傳動套筒200的銷子殼體部分248上形成。銷子部件720還包括頂端部分732和和頭部部分734。頂端部分732構(gòu)形成嚙合調(diào)節(jié)機構(gòu)704，且在所示示例中，它在銷子部件720的本體部分730的端部形成，且由球面半徑限定。頭部部分734連接于與頂端部分732相對的本體部分730的端部，且為扁平的圓柱體或筒形，其尺寸制成可以使其滑動配合在致動器孔274的第一部分276中。因此，頭部部分734防止銷子部件720從致動器孔274向前頂出。
從動件彈簧722是一種壓縮彈簧，其外徑的大小可以使其滑動配合在致動器孔274的第一部分276內(nèi)。從動件彈簧722的前端接觸銷子部件720的頭部部分7 34,而從動件彈簧722的相對端接觸從動件724。從動件724的端部740是圓柱形的，且其尺寸制成可以使其滑動配合在從動件彈簧722的內(nèi)徑內(nèi)。在這方面，從動件的端部740作為彈簧從動件，避免在從動件彈簧722壓縮時彎曲。從動件724還包括具有圓柱形本體部分746、頂端部分748和凸緣部分750的從動件部分744。本體部分746的尺寸制成使其滑動配合在致動器孔274的第一部分276內(nèi)。頂端部分748構(gòu)形成嚙合離合面316，且在所示的示例中，它在從動件724的本體部分746的端部形成，且由3求面半徑限定。凸緣部分750在本體部分746和端部740之間的相交處形成。凸緣部分750通常是扁平的，且構(gòu)形成接納從動件彈簧722施加的偏壓力。
調(diào)節(jié)機構(gòu)704示為包括調(diào)節(jié)構(gòu)件760和設(shè)定套環(huán)762。調(diào)節(jié)構(gòu)件760為大致中空圓柱體的形狀，其尺寸制成使其裝配在輸出軸組件20的殼體部分766內(nèi)。調(diào)節(jié)構(gòu)件760包括形成調(diào)節(jié)輪廓770的環(huán)形面768。調(diào)節(jié)輪廓770包括第一調(diào)節(jié)段772 、最后調(diào)節(jié)段774 、多個中間調(diào)節(jié)段776和第一和最后調(diào)節(jié)段772和774之間的斜面部段778。在所示實施例中，第二斜面部段779在最后的中間調(diào)節(jié)段776z和最后調(diào)節(jié)段77々之間。而且在所示的具體實施例中，調(diào)節(jié)輪廓770的從第一調(diào)節(jié)段772到最后一個中間調(diào)節(jié)段776z的那部分形成具有恒定斜率的斜面。因此，連接于輸出軸組件20的殼體部分766的從動件780受到朝調(diào)節(jié)構(gòu)件760的內(nèi)徑的徑向向外的偏壓，在此它對抗調(diào)節(jié)機構(gòu)704上(例如在設(shè)定套環(huán)762上)形成的多個棘爪782。從動件724和多個棘爪782相配合，為工具10的用戶提供關(guān)于調(diào)節(jié)輪廓770的位置的可觸知的指示，以及阻止調(diào)節(jié)構(gòu)件760的自由轉(zhuǎn)動，將調(diào)節(jié)輪廓770的位置保持在所需的調(diào)節(jié)段772、 774和776之一處。
設(shè)定套環(huán)762連接于調(diào)節(jié)構(gòu)件760的外部，且包括多個凸起的握持表面790，該表面可以使工具10的用戶舒適地轉(zhuǎn)動設(shè)定套環(huán)762和調(diào)節(jié)構(gòu)件760,而將調(diào)節(jié)輪廓770設(shè)定在所需的調(diào)節(jié)段772、 774和776之一處。設(shè)定指示器792用于指示調(diào)節(jié)輪廓770相對于輸出軸組件20的殼體部分766的位置。在給出的示例中，設(shè)定指示器792包括在輸出軸組件20的殼體部分766上形成的箭頭794和標在設(shè)定套環(huán)762的周面上的刻度796。在工具10的操作過程中，初始驅(qū)動扭矩通過馬達小齒輪46從馬達組件14傳遞到第一組行星齒輪312，致使第一組行星齒輪312轉(zhuǎn)動。響應(yīng)第一組行星齒輪312的轉(zhuǎn)動，第一中間扭矩施加到第一齒圏310上。對抗這一扭矩的是通過離合機構(gòu)18施加的離合扭矩。離合扭矩阻止第一齒圏310的自由轉(zhuǎn)動，致使第一中間扭矩施加在第一減速支架314和減速齒輪組件202的其余部件上，從而使第一中間扭矩根據(jù)轉(zhuǎn)換機構(gòu)60的設(shè)定按預(yù)定的方式倍增。在這方面，離合機構(gòu)18以起作用模式偏壓第一減速齒輪組302。
離合扭矩的大小由調(diào)節(jié)機構(gòu)7 04示出，具體而言，由接觸銷子部件720的頂端部分732的調(diào)節(jié)段772 、 774或776的相對高度示出。調(diào)節(jié)機構(gòu)704在預(yù)定的調(diào)節(jié)段772、 774或776之一處的定位將銷子部件720在致動器孔274內(nèi)向后頂推，從而壓縮從動件彈簧722,產(chǎn)生離合力。離合力傳遞到從動件724的凸緣部分750，致使從動件724的頂端部分748嚙合離合面316,且產(chǎn)生離合扭矩。從動件724的頂端部分748在離合面316的低谷712之一上的定位有效地阻止了當離合扭矩的大小超過第一中間扭矩時第一齒圈310相對于傳動套筒200的轉(zhuǎn)動。然而，當?shù)谝恢虚g扭矩超過離合扭矩時，第一齒圏310可以相對于傳動套筒200轉(zhuǎn)動。根據(jù)離合面316的構(gòu)造，第一齒圏310的轉(zhuǎn)動可以使離合力增加到足以阻礙繼續(xù)轉(zhuǎn)動的值。在這些情況下，當?shù)谝恢虚g扭矩的值減小時，第一齒圏310將沿相反的方向轉(zhuǎn)動，使從動件724的頂端部分748在離合面316的一個低谷712中對準。如果第一齒圈310的轉(zhuǎn)動不使離合力充分增加而完全阻止第一齒圏310的轉(zhuǎn)動，則第一減速齒輪組302將置于不起作用模式，其中第一齒圏310將轉(zhuǎn)動，阻止第一中間扭矩傳遞到第一減速支架314上。在這些情況下，沒有扭矩傳遞經(jīng)過位于第一組行星齒輪312前面的傳動組件16的所述部分(例如，第一減速支架314,第二恒星齒輪358，第二組行星齒輪362 )。
離合機構(gòu)18的這種構(gòu)造非常有利，離合扭矩的大小足以對抗第一中間扭矩，該扭矩與多級減速傳動組件16產(chǎn)生的且經(jīng)卡盤22傳遞的工具10的輸出扭矩相對。在這方面，離合機構(gòu)18可以尺寸較小，從而改善其可以裝入工具10中的能力。而且，隨著速度或齒輪比在第一齒圏之后或下游的變化，離合機構(gòu)18可以在相當大的輸出扭矩范圍上操作。與普通的限制傳動裝置輸出扭矩的離合機構(gòu)相比，其中這些裝置通?？稍谳^窄的扭矩區(qū)間上操作，如果希望輸出扭矩的大小有相當大的變化，則需要改變離合彈簧。相反，通過以不同(即，更低或更高)
的齒輪比簡單地操作傳動組件16,本發(fā)明的離合機構(gòu)18可以適應(yīng)工具IO的輸出扭矩值的較大變化。
在旋轉(zhuǎn)動力工具，例如工具10的使用過程中，經(jīng)常需要在兩種離合器設(shè)置之間進行轉(zhuǎn)換，比如，當工具10用于鉆孔然后在該孔中安裝螺紋時。因此，調(diào)節(jié)機構(gòu)701可以相對于輸出軸組件20旋轉(zhuǎn)，使調(diào)節(jié)機構(gòu)704位于調(diào)節(jié)段772、 774、 776之一上執(zhí)行第 一操作，然后旋轉(zhuǎn)到調(diào)節(jié)段772、 774、 776的第二位置，執(zhí)行第二操作。與已知的離合器裝置相反，本發(fā)明的調(diào)節(jié)機構(gòu)704配置為調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)760和設(shè)定套環(huán)762可以旋轉(zhuǎn)360。。假定調(diào)節(jié)機構(gòu)760可以位于中間調(diào)節(jié)段776x，調(diào)節(jié)機構(gòu)704旋轉(zhuǎn)360。的角將會使調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)760轉(zhuǎn)動過另一中間調(diào)節(jié)段776，以及第一和最后的調(diào)節(jié)段772和774和斜面部段778，而使調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)760可以重新位于中間調(diào)節(jié)段776x。當需要在較高的離合器設(shè)定值和較低的離合器設(shè)定值之間變換離合器的設(shè)定值時，這一特征非常方便。在這方面，斜面部段778可以使i殳定套環(huán)762 (和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)760 )從對應(yīng)最后的調(diào)節(jié)段的最高離合器設(shè)定值，轉(zhuǎn)動到對應(yīng)第一離合器設(shè)定值的最低離合器設(shè)定值，而無需將離合機構(gòu)18置于中間離合器設(shè)定值之一上。因此，通過少量地轉(zhuǎn)動設(shè)定套環(huán)762，工具10的用戶可以將離合器的設(shè)定值從最大設(shè)定值變化到最小設(shè)定值(反之亦然)。
盡管調(diào)節(jié)輪廓770描述為具有穩(wěn)定的斜面，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明在其更寬泛的方面可以是不同的結(jié)構(gòu)。例如調(diào)節(jié)輪廓770、可以是第一、最后和中間調(diào)節(jié)段772'、 774'、 776'為定位槽形，如圖31所示。在這種裝置中，不需要調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)760中的棘爪782和輸出軸組件20的殼體部分766中的從動件780,因為調(diào)節(jié)段772'、774'、 776'將與嚙合組件702相配合，為工具l0的用戶提供調(diào)節(jié)輪廓77(K的觸覺指示，以及阻止調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)760的自由旋轉(zhuǎn)。
在圖32中示出了另一示例，其中，調(diào)節(jié)輪廓770"大致類似于調(diào)節(jié)輪廓770，除了斜面部段779省略之外，而使最后的中間調(diào)節(jié)段776z與最后調(diào)節(jié)段774緊鄰。
盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實施例在說明書描述并在附圖中示出了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可以作出很多變化，且等效物可以替代其中的元件，而不脫離如權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍。另外，根據(jù)本發(fā)明的教導，可以為了適應(yīng)特定的情況和材料進行修改，而不脫離其基本范圍。因此，本發(fā)明不僅僅限于由附圖示出和說明書描述的、作為實施本發(fā)明的最佳方式的特定實施例，而是本發(fā)明還可以包括其他都將落入所附權(quán)利要求書的描述內(nèi)的實施例。
權(quán)利要求
1.一種動力工具，其包括馬達；輸出軸；具有第一部分和第二部分的傳動裝置，所述傳動裝置的第二部分與所述輸出軸相關(guān)聯(lián)，所述第一部分具有至少一級，所述至少一級包括具有多個齒輪的行星式齒輪組件，所述多個齒輪包括齒圈，所述齒圈不與傳動裝置的第二部分所共有，所述第一部分與馬達相關(guān)聯(lián)且接納從中傳來的扭矩，所述第一部分向所述傳動裝置的所述第二部分輸出中間扭矩，所述傳動裝置的第二部分接納所述中間扭矩，并響應(yīng)地產(chǎn)生輸出扭矩，該扭矩不間斷地傳遞到輸出軸；以及與所述傳動裝置相關(guān)聯(lián)的離合器組件，所述離合器組件包括環(huán)形可轉(zhuǎn)動的離合部件和嚙合組件，所述環(huán)形離合部件連接于所述齒圈，且具有預(yù)定的離合輪廓，所述嚙合組件具有抵靠所述離合部件的從動部件，所述從動部件與離合輪廓相配合，以便僅在中間扭矩值低于預(yù)定的最大扭矩時，阻止所述離合部件相對于所述從動部件的轉(zhuǎn)動。
2. —種動力工具，其包括 具有輸出軸的馬達；具有第一部分和第二部分的傳動裝置，所述第一部分具有第一齒 輪比，第二部分具有輸出齒輪比，所述第一部分包括具有齒圈、恒星 齒輪和行星齒輪組件的行星式齒輪組，所述齒圈不與傳動裝置的第二 部分所共有，所述行星齒輪組件具有行星輪支架和多個行星齒輪，所 述行星輪支架具有多個用于可轉(zhuǎn)動地支撐所述多個行星齒輪的小齒 輪和輸出恒星齒輪，所述多個行星齒輪與所述恒星齒輪和齒圏嚙合， 所述恒星齒輪連接于所述輸出軸，且接納來自馬達的扭矩輸入，所述 輸出恒星齒輪與所述第二部分嚙合，且輸出中間扭矩輸出，所述第二 部分接納中間扭矩輸出，并產(chǎn)生輸出扭矩；以及用于限制輸出扭矩的大小的離合器組件，所述離合器組件具有環(huán) 形離合部件和嚙合組件，所述離合部件連接于所述齒圏，所述離合部 件具有預(yù)定的離合輪廓，且所述嚙合組件具有從動部件，所述從動部 件鄰靠所述離合部件，且與所述離合輪廓配合，以便在所述中間扭矩 輸出值低于預(yù)定的最大扭矩時，阻止離合部件相對于從動部件的轉(zhuǎn)動。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，所述環(huán)形離 合部件和所述齒圈是整體形成的。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，在所述齒圏 和所述環(huán)形離合部件之間設(shè)有沖.擊吸收結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求4所述的動力工具，其特征在于，至少所述環(huán)形離 合部件和所述沖擊吸收構(gòu)件之一包括鎖定元件，用于嚙合所述齒圏上 形成的匹配鎖定元件，所述鎖定元件嚙合所述匹配鎖定元件，以阻止 所述齒圏和至少所述環(huán)形離合部件和所述沖擊吸收構(gòu)件之一之間的 相對轉(zhuǎn)動。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，所述嚙合組 件包括彈簧部件，以將所述從動部件偏壓抵靠所述離合部件，從而在 所述中間扭矩的大小低于預(yù)定的最大扭矩時，阻止所述離合部件和所 述從動部件之間的相對轉(zhuǎn)動。
7. 如權(quán)利要求6所述的動力工具，其特征在于，其還包括調(diào)節(jié)機 構(gòu)，用于選擇地調(diào)節(jié)由彈簧部件施加在所述從動部件上的力。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，所述從動部 件包括用.于接觸所述離合輪廓的球形端部段。
9. 如權(quán)利要求8所述的動力工具，其特征在于，所述從動部件具 有大于限定所述球形端部段大小的半徑的長度。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，所述離合輪 廓是正弦曲線形狀。
11. 如權(quán)利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，所述離合輪廓包括多個漸變的斜面。
12. 如權(quán)利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，所述從動部 件可以沿平行于所述齒圈的縱向中心線的軸線移動。
13. 如權(quán)利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，所述傳動裝 置的第一部分是兩級行星式齒輪組件。
14. 如權(quán)利要求13所述的動力工具，其特征在于，所述齒圏與所 述兩級行星式齒輪組件的第一級相關(guān)聯(lián)。
15. 如權(quán)利要求1-14之一所迷的動力工具，其包括外殼；馬達設(shè)于所述殼體內(nèi)；傳動裝置具有傳動套筒，所逸傳動套筒包括中心孔，所述傳動裝 置的所述第一和第二部分至少部分容納在該中心孔內(nèi)；以及 所述嚙合組件的該從動部件裝放在所述傳動套筒中。
16. 如權(quán)利要求1-14之一所述的動力工具，其中 所述齒圈包括相對的端面；以及所述環(huán)形離合器部件具有帶有所述預(yù)定離合輪廓的離合器面。
17. —種動力工具，其包括 具有輸出軸的馬達；連接成用于與所述馬達的輸出軸一起轉(zhuǎn)動的小齒輪； 三級、三速行星式傳動裝置，其具有不與所述三級、三速行星式 傳動裝置的輸出級相關(guān)聯(lián)的第一行星部分，所述第一行星部分包括多 個行星齒輪和齒圈，所述行星齒輪與所述小齒輪和所述齒圏嚙合，所 述齒圏不與所述三級、三速行星式傳動裝置的任何其他級所共有；和 用于限制所述三級、三速行星傳動裝置的扭矩輸出的離合器組 件，所述離合器組件具有環(huán)形離合部件和嚙合組件，所述離合部件連 接于所述齒圈，且具有預(yù)定的離合輪廓，所述嚙合組件具有從動部件 和調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)形成產(chǎn)生預(yù)定大小的偏壓力，偏壓所述 從動部件，使其鄰靠所述離合部件，所述從動部件與所述離合輪廓相 配合，以在所述第一行星部分的扭矩輸出低于預(yù)定的最大扭矩時，阻 止所述離合部件和所述從動部件之間的相對轉(zhuǎn)動。
18. —種傳動裝置，其具有第一部分和第二部分，所述第一部分 具有第一齒輪比，所述第二部分具有輸出齒輪比，所述第一部分接納 扭矩輸入，并產(chǎn)生中間扭矩輸出，所述第二部分接納所述中間扭矩輸 出，且產(chǎn)生輸出扭矩，所述傳動裝置還具有用于限制所述輸出扭矩大 小的離合器組件，所述離合器組件包括離合部件，所述中間扭矩輸出作用在該離合部件上，所述離合部 件可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下操作，其中在第一狀態(tài)下可以將扭矩傳 遞到第二部分上，在第二狀態(tài)下阻止將扭矩傳遞到第二部分上；嚙合組件，其具有與所述第一構(gòu)件嚙合的從動部件，只當中間扭 矩輸出值低于預(yù)定的最大扭矩時，所述嚙合組件將離合部件保持在第 一狀態(tài)。
全文摘要
一種用于具有多速傳動組件的動力工具，具有離合器裝置，離合器裝置包括離合部件和從動部件。離合部件連接于傳動組件的一部件，部件離傳動組件的扭矩輸入最近，且必須處于非轉(zhuǎn)動位置，以使傳動組件進行扭矩倍增操作。從動部件受到偏壓而與離合部件嚙合，以阻止它們之間的相對轉(zhuǎn)動。當離合部件和傳動部件互相連接時，傳動組件能進行扭矩倍增操作。然而，當作用在離合部件上的扭矩足以克服從動部件和離合部件之間的摩擦嚙合時，離合部件和傳動部件轉(zhuǎn)動，從而阻止傳動裝置繼續(xù)進行扭矩倍增操作。
文檔編號F16H37/04GK101670452SQ20091017820
公開日2010年3月17日 申請日期2002年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月23日
發(fā)明者C·波特, G·雷斯茨諾, Q·張, R·米爾布尼 申請人:布萊克-德克爾公司