CN102748433A - 电动工具的变速传动装置 - Google Patents

Abstract

一种变速传动装置，能根据扭矩增大而改变电动工具的输出速度。所述传动装置包括第一传动部分、第二传动部分和环形连接器。环形连接器可以通过弹簧和控制机构在第一位置和第二位置之间运动，从而在第一和第二速度之间改变电动工具输出。

Description

电动工具的变速传动装置

本申请是申请号为200710122661.1、申请日为2007年7月10日、最早优先权日为2006年8月1日、题名为“电动工具的变速传动装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电动工具。更具体地，本发明涉及一种应用于电动工具的变速传动装置。

背景技术

通常由电动工具执行的任务，例如钻孔和拧螺钉，一般在任务开始阶段需要低扭矩，在任务最后阶段需要较高扭矩。因此，需要一种传动装置，能随着所执行的任务从开始阶段过渡到最后阶段而改变电动工具的速度和扭矩输出。这种变速传动装置将增大电动工具的效率，也将保护电机不会过载和烧毁。

发明内容

本发明提供一种应用于电动工具的变速传动装置。此传动装置能自动地根据输入扭矩从第一传动输出转换到第二传动输出。因此，传动装置在电动工具任务的开始阶段提供高速低扭矩输出，在电动工具任务最后阶段提供低速高扭矩输出。

在一个方面，本发明提供一种电动工具的传动装置，能根据接收到的预定输入扭矩自动从第一传动输出转换到第二传动输出，该传动装置包括：第一传动部分，第一传动部分具有用于接收输入扭矩的第一齿圈；第二传动部分，第二传动部分连接到第一传动部分并具有第二齿圈；环形连接器，环形连接器连接到第二齿圈并且可以在产生第一传动输出的第一位置与产生第二传动输出的第二位置之间轴向运动；以及控制机构，控制机构与连接到环形连接器上并将环形连接器偏压到第二位置的弹簧啮合，其中环形连接器在输入扭矩小于预定作用力时处于第一位置，在输入扭矩大于预定作用力时处于第二位置。

在另一个方面，本发明提供一种电动工具，包括：触发开关，触发开关用于选择性地通过电机开关为电机供电；以及变速传动装置，变速传动装置包括第一传动部分，第一传动部分具有用于接收输入扭矩的第一齿圈，第二传动部分，第二传动部分连接到第一传动部分上并具有第二齿圈，环形连接器，环形连接器连接到第二齿圈上并且在产生第一传动输出的第一位置与产生第二传动输出的第二位置之间可以轴向运动，以及控制机构，控制机构与连接到环形连接器上的弹簧啮合，其中当触发开关启动时，控制机构压缩弹簧，使环形连接器运动到第一位置，并且当受到的输入扭矩大于预定作用力时，控制机构释放弹簧，使环形连接器运动到第二位置。

在又一个方面，本发明提供一种电动工具的自动传动装置，包括用于接收输入扭矩并具有第一托架（carrier）的第一传动部分，装在第一传动部分上的第二传动部分，环形连接器，环形连接器可以在受到的输入扭矩小于预定作用力的第一位置与受到的输入扭矩大于预定作用力的第二位置之间运动；其中当环形连接器处于第一位置时，第一托架和第二传动装置一起旋转，产生第一传动输出，并且当环形连接器处于第二位置时，第一传动部分和第二传动部分独立旋转，产生第二传动输出。

环形连接器可以包括至少一个狭槽，当环形连接器处于第一位置时，用于啮合第一托架上的至少一个突起。

还进一步提供一种环状件，环状件具有啮合第一齿圈的凸轮面的至少一个凸轮件，以及对环状件施加作用力以抵抗第一齿圈旋转的扭矩弹簧。当受到的输入扭矩小于作用力时，该作用力抵抗第一齿圈的旋转，当受到的输入扭矩大于作用力时，第一齿圈驱动凸轮面带动至少一个凸轮件，使环状件运动。

还可以提供一种连接到弹簧的枢轴杆，用于将环形连接器移动到第一位置。触发开关可以连接到控制机构上，触发开关启动电机开关，并且控制机构在电机开关启动之前将连接器运动到第一位置。

还可以设计成，在预定输入扭矩，第一齿圈引导控制机构以释放弹簧，使连接器运动到第二位置。

还提供一种单向离合器，在连接器移动到第二位置时用于锁定第二齿圈。

传动装置可以具有壳体，弹簧可以连接到壳体外部，并通过壳体中的至少一条狭槽与连接器上的沟槽啮合。

本领域一般技术人员在查阅以下附图和详细说明时，本发明的其它系统、方法、特征和优点将是明显的，或者将变得明显。因此，包括在本说明书中的所有这些额外的系统、方法、特征和优点都在本发明的范围内，并受权利要求的保护。

附图说明

参考以下附图和描述可以更好地理解本发明。附图的各个部件不必要按比例，而关键是解释本发明的原理。此外，在附图中，相同的参考数字在所有不同附图中代表对应的零件。

图1表示具有变速传动装置的代表性电动工具；

图2表示具有变速传动装置的代表性电动工具，其中为了更好地表示本发明的特征去掉了一些部分；

图3表示一个代表性传动系统，其中为了更好地表示本发明的特征去掉了一些部分；

图4表示传动装置，其中为了更好地表示本发明的特征去掉了一些部分；

图5是传动装置的分解图；

图6是传动装置的分解图；

图7表示静止状态的传动装置；

图8是图7传动装置的放大图；

图9表示部分启动触发器后的传动装置；

图10表示部分启动触发器后的传动装置，其中为了更好地表示本发明的特征去掉了一些部分；

图11表示完全启动触发器后的传动装置；

图12表示完全启动触发器后的传动装置，其中为了更好地表示本发明的特征去掉了一些部分；

图13表示传动装置响应于扭矩增大，其中为了更好地表示本发明的特征去掉了一些部分；

图14表示传动装置响应于扭矩增大，其中为了更好地表示本发明的特征去掉了一些部分；

图15表示典型的第一齿圈响应于扭矩增大而旋转；

图16表示典型的第一齿圈响应于扭矩增大而旋转；

图17表示典型的第一齿圈响应于扭矩增大而旋转，其中为了更好地表示本发明的特征去掉了一些部分；

图18是表示典型的第一齿圈响应于扭矩增大而旋转的放大图；

图19表示传动装置改变速度；

图20是表示传动装置改变速度的放大图；

图21表示典型的单向离合器组在向前位置；

图22是表示图21的典型单向离合器组的放大图。

具体实施方式

图1表示可以结合变速传动装置的电动工具2的一个例子。电动工具2可以通过电源线由外电源供电，或者可以是电池供电。电动工具2可以包括电动工具壳体4，所述壳体4用于容纳电源线或电池组。电动工具壳体4可以具有把手部分6以及驱动部分8。如图2所示，驱动部分8可以包括电机10、输出12和处于电机10与输出12之间的传动系统14。传动系统14可以包括机械地改变输出12速度的变速传动装置16。电动工具2还可以包括触发开关18和电机开关20，用于选择性地启动电机10为传动系统14提供动力。

传动系统14的一个例子表示在图3中。传动系统14包括输出轴22和输入小齿轮24。输出轴22可以连接到电动工具2的输出12。输入小齿轮24可以连接到电机10。电机10可以在触发开关18启动时驱动输入小齿轮24旋转。电机10的旋转能量可以经过传动系统14从输入小齿轮24传递到输出轴22。传动系统14包括变速传动装置，从而响应于预定的输入扭矩，改变从输入小齿轮24到输出轴22的旋转速度。

变速传动装置16的一个例子表示在图4中。传动装置16可以包括第一传动部分26、第二传动部分28和第三传动部分30。第一传动部分26具有第一齿圈32、第一托架34和第一行星齿轮36。第二传动部分28具有第二齿圈38、第二托架40和第二行星齿轮42。第三传动部分30具有第三齿圈44、第三托架46和第三行星齿轮48。传动装置16还可以包括传动装置壳体50和连接器52，连接器52在传动装置壳体50内轴向运动，从而改变输出轴22的速度（见图3）。

传动装置壳体50的一个例子表示在图5和6中。在此例子中，传动装置壳体50具有第一壳体部分54、第二壳体部分56和第三壳体部分58，但传动装置壳体50还可以具有包括单壳体的壳体部分的任何组合。第二壳体部分56连接在第一壳体部分54和第三壳体部分58之间。第一壳体部分54是环形的，可以在一端形成第一室60，而在相反一端形成第二室62。第一室60可以连接在电机底座64上。电机底座64可以连接到电机10上，从而将电机10固定在传动系统14上。

第二室62可以连接在扭矩弹簧66上，并且可以对扭矩弹簧66提供轴向支撑。一端连接到电机10的输入小齿轮24可以穿过电机底座64、第一壳体部分54和扭矩弹簧66延伸，并且输入小齿轮24的第二端可以连接到第一传动部分26。第一壳体部分54也可以具有一个或多个夹钳68，用于将第一壳体部分54连接在第二壳体部分56上，但也可以使用其它公知连接方法，例如螺栓、粘结剂或压配合。夹钳68可以实现第一和第二壳体部分54、56的快速拆卸，从而可以替换或更换扭矩弹簧66。

第二壳体部分56是环形的，且可以在内圆周表面中形成一个或多个凹口70。凹口70可以具有在内表面中沿圆周延伸的圆弧长度。第二壳体部分56也可以具有在外表面内形成的第一缺口72和第二缺口74。缺口72、74可以具有在外表面沿圆周延伸的圆弧长度。第二壳体部分56也可以具有形成在内圆周表面中的一个或多个沟槽76，以与单向离合器78（下面讨论）联合使用。第二壳体部分56也可以具有位于外表面上的一个或多个第一装配部件80。第一装配部件80可以容纳螺栓或其它连接机构，用于将第二壳体部分56连接到第三壳体部分58上，但也可以使用其它公知的连接方法，例如夹具、粘结剂或压配合。

第二壳体部分56可以具有穿过外表面形成的一个或多个孔82。孔82可以是狭槽状的，且狭槽平行于传动系统14的旋转轴线延伸。第二壳体部分56也可以具有位于外表面上的一个或多个第二装配部件84。第二装配部件84可以容纳一个或多个螺栓86或其它连接机构，用于将第二壳体部分56连接到弹簧88。第二壳体部分56也可以具有从外表面伸出的突起90，用于轴向支撑弹簧88。

第三壳体部分58是环形的，且可以具有一个或多个装配部件92，与第二壳体部分56上的第一装配部件80对应。装配部件80、92用于通过连接机构将第二和第三壳体部分56、58连接在一起。输出轴22可以穿过第三壳体部分58延伸。

再看图4，第一齿圈32是环形件，且在内圆周表面上具有与第一行星齿轮36啮合的齿。第一齿圈32的外圆周表面可以形成凸缘94。第一齿圈32也可以具有在外表面上形成的一个或多个凸轮面96（例如，参见图12）。凸轮面96，在一个例子中可以形成V形，在另一个例子中可以形成弯曲形状。

第一齿圈32可以具有从外圆周面伸出的突片98。突片98可以穿过第二壳体部分56的第一缺口72延伸。突片98可以将第一齿圈32的转动限制在第一缺口72的圆弧长度。突片98也可以对第一齿圈32提供轴向支撑。突片98也可以作为指示器，指示电动工具2运转过程中传动装置16接收的扭矩大小。如下所述，第一齿圈32可以响应于所接收的输入扭矩而旋转。因此，突片98可以指示第一齿圈32接收的扭矩大小。在这一方面，当传动装置16响应于接收的输入扭矩而改变速度时突片98也可以进行指示。

第一齿圈32也可以具有从外圆周面伸出的一个或多个突起100。突起100可以啮合第二壳体部分56的凹口70。突起100可以将第一齿圈32的旋转限制在凹口70的圆弧长度。突起100也可以防止第一齿圈32在传动装置壳体50内轴向运动。第一齿圈32也可以具有从外圆周面伸出的一个或多个导向件102。导向件102可以穿过第二壳体部分56的第二缺口74延伸。导向102也可以将第一齿圈32的转动限制在第二缺口74的圆弧长度。导向件102也可以对第一齿圈32提供轴向支撑。在一个例子中，第一缺口72、凹口70和第二缺口74的圆弧长度是相等的，从而突片98、突起100和导向件102共同配合将第一齿圈32的旋转限制在相等量。

第一托架34包括圆盘状主体104、恒星齿轮106和一个或多个保持件108。保持件108和恒星齿轮106处于圆盘主体104的相对侧面。恒星齿轮106的齿与第二行星齿轮42啮合。保持件108作为第一行星齿轮36的轴。第一托架34也可以具有从圆盘主体104的外圆周表面伸出的一个或多个突起110。突起110可以与位于连接器52的内圆周表面上的一个或多个狭槽112配合，从而当连接器52处于第一位置时，将第一托架34与连接器52锁在一起。

第一行星齿轮36的齿啮合第一齿圈32的齿。第一行星齿轮36还啮合输入小齿轮24的齿。因此，当启动电机10时，旋转能量从输入小齿轮24传递到第一行星齿轮36，并随即经过其余的传动系统14。垫片114可以装在第一行星齿轮36的与第一托架34相对的一侧，用于抑制第一行星齿轮36的轴向运动。垫片114可以连接在第一壳体部分54的第二室62与第一行星齿轮36之间。垫片114也可以具有孔116，以使输入小齿轮24穿过垫片114。

第二齿圈38是环形件，在其内圆周表面具有啮合第二行星齿轮42的齿。外圆周表面是圆形的，使得第二齿圈38可在传动装置壳体50内自由旋转。但是，第二齿圈38可以轴向固定在传动装置壳体50内。第二齿圈38连接到连接器52。第二齿圈38可以连接到连接器52，以使第二齿圈38和连接器52一起旋转。在一个实施例中，如图5和6所示，第二齿圈38可以具有一个或多个交替间隔的突起118，以限定一个或多个凹陷120。突起118和凹陷120可以围绕第二齿圈38沿圆周方向设置。突起118和凹陷120可以与连接器52上的对应突起122和凹陷124配合，从而将第二齿圈38与连接器52锁在一起。

第二托架40包括圆盘状主体126、恒星齿轮128和一个或多个保持件130。保持件130和恒星齿轮128处于圆盘主体126的相对侧面。恒星齿轮128的齿啮合第三行星齿轮48。保持件130作为第二行星齿轮42的轴。第二行星齿轮42的齿啮合第二齿圈38的齿。第二行星齿轮42还啮合第二托架40的恒星齿轮128的齿。垫片132可以装在第二行星齿轮42的与第二托架40相对的一侧，用于抑制第二行星齿轮42的轴向运动。垫片132可以连接在第二托架40的圆盘主体126与第二行星齿轮42之间。

第三齿圈44是环形件，在其内圆周表面具有啮合第三行星齿轮48的齿。外圆周表面是圆形的，使得第三齿圈44可在传动装置壳体50内自由旋转。第三齿圈44的外表面可以具有一个或多个轴向延伸的凸轮件134，该凸轮件134可以与传统离合器（未图示）啮合，以提供所需的扭矩输出。垫圈136可以装在第三齿圈44上，用于轴向支撑第三齿圈44。垫圈136可以装在第二壳体部分56和第三壳体部分58之间。

第三托架46包括圆盘状主体138、恒星齿轮（未图示）和一个或多个保持件140。保持件140和恒星齿轮处于圆盘主体138的相对侧面。在一个例子中，恒星齿轮可以连接在输出轴22。在另一个例子中，恒星齿轮可以与输出轴22形成一体。保持件140作为第三行星齿轮48的轴。第三行星齿轮48的齿啮合第三齿圈44的齿。第三行星齿轮48还啮合第二托架40的恒星齿轮128的齿。在一个例子中，垫圈136连接在第三行星齿轮48的与第三托架46相对的一侧，用于抑制第三行星齿轮48的轴向运动。在另一个例子中，垫片（未图示）装在第三行星齿轮48的与第三托架46相对的一侧，用于抑制第三行星齿轮48的轴向运动。垫片可以装在第二托架40的圆盘主体126与第三行星齿轮48之间。

连接器52是环形件，它具有圆形外表面，以使连接器52在传动装置壳体50内自由旋转。连接器52可以具有圆周沟槽142，用于将连接器52与弹簧88连接。连接器52可以具有一个或多个突起122，所述突起122与一个或多个凹陷124交替间隔。突起122和凹陷124可以围绕连接器52沿圆周方向设置。突起122和凹陷124可以啮合第二齿圈38上的对应突起118和凹陷120。突起和凹陷可以在连接器52在壳体内运动时保持配合。

连接器52可以在传动装置壳体50内轴向运动。连接器52可以在第一位置和第二位置之间运动。在第一位置，连接器52可以与第一托架34锁在一起。连接器52的内圆周表面可以具有狭槽112，用于容纳第一托架34上的突起110。当连接器52运动到第一位置时，狭槽112和突起110啮合，从而将连接器52锁在第一托架34上。在第二位置，连接器52可以与第一托架34松开。当连接器52从第一位置运动到第二位置时，狭槽112和突起110分开。在第二位置，连接器52和第一托架34可以独立旋转。可以限制连接器52的运动范围，从而保证连接器52和第二齿圈38保持在锁定位置。例如，连接器52的轴向运动可以由第一齿圈32在一个方向限制，并且由第二壳体部分56的内圆周表面上的突起144在相反方向限制。

弹簧88装在连接器52上，并可以对连接器52施加偏压力。弹簧88可以将连接器52偏压到第二位置。弹簧88可以是扭转弹簧，压缩或拉伸弹簧，或者可以提供偏压力的其它弹簧。在图5和6所示的例子中，弹簧88是扭转弹簧。扭转弹簧可以具有贮存弹簧能量的一个或多个绕圈146。扭转弹簧可以装在传动装置壳体50的外表面上。绕圈146可以对准第二壳体部分56的第二装配部件84，从而螺栓86或其它连接机构可以穿过绕圈146和第二装配部件84延伸，以将扭转弹簧固定在第二壳体部分56上。扭转弹簧可以紧靠第二壳体部分56外表面上的突起90，从而轴向支撑扭转弹簧。扭转弹簧还可以具有一个或多个销148，用于穿过第二壳体部分56的孔82延伸，从而啮合连接器52的圆周沟槽142。扭转弹簧还可以使电动工具2操作过程中作用于传动系统14的扭力回弹。

枢轴杆150可以装在弹簧88上。枢轴杆150可以是C形的，并部分沿圆周方向围绕传动装置壳体50的外表面延伸。枢轴杆150可以具有一个或多个孔152，该孔152对准绕圈146和第二装配部件84，用于容纳螺栓86或其它连接机构，从而将枢轴杆150固定在第二壳体部分56。枢轴杆150可以绕连接轴154枢轴转动。枢轴杆150可以具有一个或多个孔156，该孔156对准第二壳体部分56的孔82。弹簧88的销148可以穿过孔82和156延伸，从而与连接器52的圆周沟槽142配合。因此，当枢轴杆150绕连接轴154枢轴转动时，枢轴杆150引导弹簧88。在一个例子中，枢轴杆150可以轴向引导弹簧88，使连接器52移动到第一位置。第二壳体部分56的孔82的狭槽长度可以限制枢轴杆150的轴向运动。枢轴杆150还可以具有唇缘158，用于与控制机构160配合。枢轴杆150还可以使电动工具2操作过程中作用于传动系统14的扭力回弹。

控制机构160可以控制弹簧88的压缩。控制机构160可以通过枢轴杆150控制弹簧88的压缩。控制机构160可以连接到夹持器162。在一个例子中，控制机构160具有容纳旋钮166的孔164，用于将控制机构160装到夹持器162上，但也可以使用其它连接方法。因此，控制机构160可以随夹持器162轴向运动。控制机构160还可以具有突片168，该突片168可以与枢轴杆150的唇缘158配合。突片168也可以直接与弹簧88配合。当控制机构160响应于夹持器162的运动而轴向运动时，突片168可以对唇缘158施加轴向力并使枢轴杆150枢轴转动，由此使弹簧88将连接器52移动到第一位置。控制机构160还可以穿过第一齿圈32的导向件102延伸。这样，当第一齿圈32响应于接收的输入扭矩而旋转时，导向件102可旋转地引导控制机构160。

夹持器162可以在电动工具壳体4内轴向运动。但是，电动工具壳体4可以通过位于电动工具壳体4内的筋170（示于图2）限制轴向运动。因此，当夹持器162沿一个方向移动预定轴向距离时，夹持器162啮合筋170，并被阻止在该方向进一步轴向运动。筋170的位置可以使夹持器162以及控制机构160进行足够的轴向运动，以使连接器52运动到第一位置。筋170也可以使控制机构160不能轴向越过枢轴杆150（参见图19），因此，可以防止控制机构160陷在枢轴杆150后面。

夹持器162可以具有对准突起172，以与位于电动工具壳体4内的对准沟槽174对准。对准突起172和对准沟槽174限制夹持器162的轴向运动。夹持器162还可以具有穿过夹持器162沿轴线延伸的孔176。孔176可以容纳穿过孔176延伸的夹持器杆178。夹持器杆178可以装在触发开关18的相反末端，从而使夹持器杆178随触发开关18轴向运动。在夹持器162和触发开关18之间安装夹持器弹簧180，以偏压夹持器162离开触发开关18。夹持器弹簧180可以沿圆周环绕夹持器杆178。

触发开关18通过触发弹簧182装到电机开关20上。触发弹簧182在使用者释放触发开关18时使触发开关18返回到静止位置。触发弹簧182可以沿圆周环绕从电机开关20延伸出的触发杆184。触发杆184也可以从触发开关18伸出。触发杆184可以控制电机开关20的启动，从而电机开关20在触发杆184启动之前不会启动。触发杆184可以距离触发开关18预定距离，从而触发开关18的初始启动不会啮合触发杆184并启动电机开关20。在一个例子中，触发杆184可以定位在离触发开关18的距离为5mm，从而触发开关18在启动电机开关20之前可以启动5mm。但也可以使用其它距离。

图7的例子表示具有变速传动装置16的电动工具2，其中传动装置处于静止状态，即，触发开关18未启动。在静止状态，控制机构160不可能对枢轴杆150施加轴向力，从而弹簧88可以自由将连接器52偏压到第二位置。图8表示传动装置16处于静止状态的例子，其中连接器52处于第二位置。在此位置，连接器52的狭槽112不与第一托架34的突起110配合。

当启动触发开关18时，如图9所示，传动装置16离开静止状态。启动触发开关18可以压缩触发弹簧182。但是，在触发开关18啮合触发杆184之前，触发开关18不会启动电机开关20。因此，连接器52在电机10启动之前移动到第一位置。启动后的触发开关18可以对夹持器弹簧180施加轴向力，从而夹持器弹簧180可以对夹持器162施加轴向力。因为夹持器162可以在电动工具壳体4内轴向运动，因此夹持器弹簧180使夹持器162轴向移动。夹持器162的运动可以移动控制机构160，以使枢轴杆150枢轴转动。枢轴杆150可以压缩弹簧88，并且弹簧88可以将连接器52轴向运动到第一位置。图10中表示连接器52在第一位置。

连接器52上的狭槽112可以具有较大的余隙面积，用于在连接器52从第二位置运动到第一位置时，增大第一托架34上的突起110与狭槽112配合的可能性（参见图8）。但是，狭槽112和突起110也可以在连接器52改变位置时不对准。在这种情况下，连接器52不能完全运动到第一位置。因此，控制机构160和夹持器162差点儿到达筋170，触发开关18的启动将夹持器弹簧180压缩到夹持器162上。随着触发开关18继续启动，触发开关18啮合触发杆184，并启动电机开关20。因此，电机10可以开始驱动输入小齿轮24旋转，由此驱动第一托架34旋转。当第一托架34旋转时，狭槽112可以变成与突起110对准，从而可以释放贮存在压缩的夹持器弹簧180中的能量，并可以将连接器52移动到第一位置。在将连接器52移动到第一位置时，夹持器弹簧180还可以将夹持器162推到电动工具壳体4的筋170上。

因此，在狭槽112和突起110对准的情况下，连接器52可以在启动触发开关18时运动到第一位置。在狭槽112和突起110不对准的情况下，启动电机10可以使第一托架34旋转，从而使狭槽112和突起110变得对准，并且压缩的夹持器弹簧180可以使连接器52到达第一位置。任一种方式都可在电动工具2启动时使连接器52达到第一位置。

如图11和12所示，触发开关18完全启动，触发弹簧182被完全压缩。夹持器弹簧180也可以被压缩到夹持器162上紧靠电动工具壳体4的筋170（未图示）。电机10驱动输入小齿轮24旋转，由此使第一行星齿轮36旋转。第一行星齿轮36抵抗第一齿圈32旋转，并使第一托架34旋转。输入小齿轮24、第一行星齿轮36和第一托架34可以按不同速度旋转。

在第一位置，连接器52被锁定在第一托架34上，从而连接器52随第一托架34旋转。连接器52还连接第二齿圈38，从而第一托架34和第二齿圈38按相同速度一起旋转。第一托架34和第二齿圈38的锁定还锁定第二行星齿轮42，由此锁定第二托架40，从而按相同速度随第一托架34旋转。因此，当连接器52处于第一位置时，第一托架34和第二传动部分28一起旋转，以得到第一传动输出。

第二传动部分28（恒星齿轮128）的输出驱动第三行星齿轮48旋转，由此驱动第三托架46旋转。第三托架46驱动输出轴22旋转。因为第二传动部分28的输出与第一传动部分26的输出相同，所以传动装置16产生高速、低扭矩输出。在电动工具2执行任务的起始阶段过程中提供所述高速、低扭矩输出。

当电动工具2执行的任务运行到最后阶段时，一般需要增大扭矩值完成任务。由于扭矩增大，第一齿圈32开始在传动装置壳体50内旋转。旋转第一齿圈32所需的扭矩值可以由扭矩弹簧66预先确定。扭矩弹簧66对第一齿圈32施加轴向力。扭矩垫片186可以装在扭矩弹簧66和第一齿圈32之间。扭矩垫片186是环形件，可以具有与第一齿圈32的凸轮面96啮合的一个或多个凸轮件188。在一个例子中，凸轮件188形成V形以匹配凸轮面96。在另一个例子中，凸轮件188可以弯曲以匹配弯曲的凸轮面。

扭矩垫片186可以在传动装置壳体50内轴向运动。扭矩垫片186可以靠在第一齿圈32的外圆周面上的凸缘94上。凸缘94可以在扭矩垫片186轴向运动时作为扭矩垫片186的轴向导向。扭矩垫片186还可以具有从外圆周表面伸出的一个或多个突起190。突起190可以啮合第二壳体部分56的第一缺口72和凹口70，从而限制扭矩垫片186的旋转，并保证凸轮件188与凸轮面96保持配合。

当需要增大扭矩时，第一齿圈32可以开始旋转，如图13所示。凸轮面96的斜面向外对凸轮件188施加压力，由此第一齿圈32轴向迫使扭矩垫片186处于扭矩弹簧66的作用力下。当第一齿圈32旋转时，导向件102可以引导控制机构160旋转，如图14和15所示。当受到的扭矩等于扭矩弹簧66的作用力时，凸轮件188被推到凸轮面96的外边缘，如图16所示。在此旋转程度下，控制机构160的突片168旋转经过枢轴杆150的唇缘158，如图17所示。控制机构160与枢轴杆150分离，如图18所示。

当控制机构160与枢轴杆150分离时，弹簧88释放贮存的能量，并可以迫使连接器52到达第二位置，如图19和20所示。在第二位置，连接器52的狭槽112与第一托架34的突起110分离，连接器52与第一托架34松开（参见，例如，图8，其中连接器52处于第二位置）。因此，第一托架34和连接器52可以独立旋转。因为连接器52连接于第二齿圈38，所以第一托架34也可以不依赖于第二齿圈38而旋转。

一旦连接器52以及由此第二齿圈38与第一托架34松开，则第一托架34通过恒星齿轮106驱动第二行星齿轮42旋转，由此使第二齿圈38沿着与第二齿圈38锁定在第一托架34时第二齿圈38旋转的方向相反的方向旋转。但是，单向离合器78阻止第二齿圈38沿相反方向旋转。第二齿圈38被单向离合器78锁定。第一托架34的恒星齿轮106使抵抗第二齿圈38的第二行星齿轮42旋转，由此旋转第二托架40。因此，第二托架40不依赖于第一托架34而旋转。这样，当连接器52处于第二位置时，第一传动部分26和第二传动部分28独立旋转，以产生第二传动输出。

第二传动部分28的输出（恒星齿轮128）驱动第三行星齿轮48旋转，由此旋转第三托架46。第三托架46旋转输出轴22。因为第一传动部分26和第二传动部分28独立旋转，因此传动装置16产生低速、高扭矩输出。低速、高扭矩输出是在电动工具2执行任务的最后阶段过程中提供的。

单向离合器78的一个例子表示在图21和22中。单向离合器78使第二齿圈38沿一个方向旋转，并阻止第二齿圈38沿相反方向旋转。单向离合器78具有由第二齿圈38的外圆周表面限定的内滚道192以及由形成在第二壳体部分56的内圆周面内的沟槽76限定的外滚道194。内滚道192和外滚道194形成一个或多个隔室196。单向离合器78具有可以容纳在隔室196中的一个或多个锁销198。锁销198通过锁销夹持器202连接到离合器垫片200（如图5和6所示）。

隔室196具有锁定部分204和释放部分206。锁定部分204由外滚道194上的倾斜面208形成。倾斜面208在内滚道192和外滚道194之间形成比锁销198直径小的距离，以阻止锁销198旋转。释放部分206在内滚道192和外滚道194之间形成比锁销198直径大的距离，以使锁销198可以自由转动。如图22的例子所示，锁定部分204处于隔室196中心，并处于两个释放部分206之间。

离合器垫片200连接到离合器杆210。离合器杆210根据离合器杆210的枢轴转动方向旋转离合器垫片200。离合器杆210由正转／反转按钮212操控。正转／反转按钮212装在电机10上，用于确定电机10的旋转方向。当正转／反转按钮212设定为正转输出（电机10使输入小齿轮24沿顺时针方向旋转）时，正转／反转按钮212操控离合器杆210，使离合器垫片200沿逆时针方向旋转。在此位置，单向离合器78使第二齿圈38沿顺时针方向旋转，并阻止第二齿圈38沿相反方向旋转。另外，当正转／反转按钮212设定为反转输出（电机10使输入小齿轮24沿逆时针方向旋转）时，正转／反转按钮212操控离合器杆210，使离合器垫片200沿顺时针方向旋转。在此位置，单向离合器78使第二齿圈38沿逆时针方向旋转，并阻止第二齿圈38沿相反方向旋转。

在图21和22的例子中，正转／反转按钮212设定为正转输出，离合器垫片200沿逆时针方向旋转。如图22所示，离合器垫片200使第一锁销214移动到隔室196的锁定部分204，并使第二锁销216移动到隔室196的释放部分206。从而阻止第二齿圈38在逆时针方向的旋转，因为此旋转将迫使第一锁销214进入锁定部分204，而此时第一锁销214被阻止旋转。第一锁销214与第二齿圈38的摩擦阻止第二齿圈38沿逆时针方向旋转。但是，第二齿圈38可以沿顺时针方向旋转，因为旋转力将使第一锁销214脱出锁定部分204，此时第一锁销214可以自由旋转。第二锁销216由于离合器杆210的设置而保持在释放部分206中，并且还可以自由旋转。因此，当正转／反转按钮212设定为正转输出时，第二齿圈38可以沿顺时针方向旋转。当正转／反转按钮212设定为反转输出时，单向离合器78按类似方式工作。

因此，当传动装置16输出高速、低扭矩时，第二齿圈38随第一托架34沿与输入小齿轮24相同的方向旋转。单向离合器78使第二齿圈38沿此方向旋转。但是，随着扭矩增大，第二齿圈38通过连接器52与第一托架34松开，传动装置16输出低速、高扭矩。当传动装置16改变速度时，第二齿圈38被驱动沿着与输入小齿轮24相反的方向旋转。单向离合器78阻止第二齿圈38沿此方向旋转，并锁定第二齿圈38。

当输入扭矩减小时，例如当触发开关18未启动或者当作用在电动工具2上的载荷去除时，扭矩弹簧66克服第一齿圈32上受到的输入扭矩。因此，扭矩弹簧66使扭矩垫片186的凸轮件188进入第一齿圈32的凸轮面96，从而使第一齿圈32返回到其静止位置。因此，导向件102引导控制机构160啮合枢轴杆150的唇缘158。因为弹簧88将连接器52偏压在第二位置，因此枢轴杆150阻止控制机构160完全到达静止位置，由此阻止第一齿圈32完全旋转到静止位置。

当释放触发开关18时，触发弹簧182使触发开关18到达其静止位置，且触发杆184分离，从而关闭电机10。释放触发开关18还使夹持器弹簧180被释放，并且夹持器162可以轴向运动离开电动工具壳体4的筋170。控制机构160沿着枢轴杆150的唇缘158随夹持器162轴向运动，直到控制机构160轴向越过枢轴杆150，此时第一齿圈32可以完全旋转到静止位置。因此，导向件102可以完全引导控制机构160到达静止位置，此时控制机构160等待触发开关18的启动，从而使枢轴杆150再次枢轴转动，并使弹簧88将连接器52轴向移动到第一位置。

上面的描述可以应用于正转和反转电机10中设置的变速传动装置16，但是，几个部件的旋转可以反向。此外，虽然已经描述了本发明的多个实施例，但本领域一般技术人员应该清楚的是，在本发明范围内可以得出很多实施方式和实践。因此，除了权利要求及其等价条款的内容以外，本发明不受限制。

Claims (11)

1.一种电动工具，包括：

触发开关，所述触发开关用于通过电机开关选择性地为电机供电；以及变速传动装置，所述变速传动装置包括：

第一传动部分，所述第一传动部分具有用于接收输入扭矩的第一齿圈；

第二传动部分，所述第二传动部分连接在第一传动部分上并具有第二齿圈；

环形连接器，所述连接器连接在第二齿圈上并且可在产生第一传动输出的第一位置与产生第二传动输出的第二位置之间轴向运动；以及

控制机构，所述控制机构与连接在环形连接器上的弹簧配合，其中当触发开关启动时，控制机构压缩弹簧，以使环形连接器运动到第一位置，并且当受到的输入扭矩大于预定作用力时，控制机构释放弹簧，以使环形连接器运动到第二位置。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述环形连接器包括至少一个狭槽，当环形连接器处于第一位置时，所述至少一个狭槽与第一托架上的至少一个突起配合；当环形连接器处于第二位置时，所述至少一个狭槽与所述至少一个突起分离。

3.根据权利要求1或2所述的电动工具，还包括：

环状件，所述环状件具有与第一齿圈上的凸轮面配合的至少一个凸轮件；以及

扭矩弹簧，所述扭矩弹簧对环状件施加作用力，从而当受到的输入扭矩小于作用力时，该作用力抵抗第一齿圈的转动，当受到的输入扭矩大于作用力时，第一齿圈驱动凸轮面带动至少一个凸轮件，以使环状件运动。

4.根据权利要求1或2所述的电动工具，还包括连接于所述弹簧的枢轴杆，用于使环形连接器移动到第一位置。

5.根据权利要求1或2所述的电动工具，其中，所述连接器在触发开关启动电机开关之前移动到第一位置。

6.根据权利要求1或2所述的电动工具，其中，在预定的输入扭矩，第一齿圈引导控制机构，以释放所述弹簧，从而使连接器运动到第二位置。

7.一种电动工具的自动传动装置，包括：

第一传动部分，所述第一传动部分用于接收输入扭矩并具有第一托架；

第二传动部分，所述第二传动部分连接在第一传动部分上；

环形连接器，所述连接器可以在受到的输入扭矩小于预定作用力的第一位置与受到的输入扭矩大于预定作用力的第二位置之间运动；其中当环形连接器处于第一位置时，第一托架和第二传动部分一起旋转，以产生第一传动输出，并且当环形连接器处于第二位置时，第一传动部分和第二传动部分独立旋转，以产生第二传动输出；和

控制机构和弹簧，该弹簧连接到环形连接器上并将环形连接器偏压到第二位置，所述控制机构在触发开关启动时压缩弹簧，在响应于受到的输入扭矩大于预定作用力时释放弹簧。

8.根据权利要求7所述的自动传动装置，还包括扭矩弹簧，所述扭矩弹簧对第一传动部分的第一齿圈施加作用力，以抵抗第一齿圈的转动，其中当受到的输入扭矩大于预定作用力时，第一齿圈抵抗此作用力旋转并释放弹簧，以使连接器运动到第二位置。

9.根据权利要求7或8所述的自动传动装置，其中，所述第一托架和第二传动部分通过环形连接器上的至少一个狭槽而一起旋转，所述至少一个狭槽与第一托架上的至少一个突起配合。

10.根据权利要求9所述的自动传动装置，还包括选择性地启动电机的触发开关，其中环形连接器在电机启动之前从第二位置运动到第一位置。

11.根据权利要求7或8所述的自动传动装置，还包括选择性地启动电机的触发开关，其中环形连接器在电机启动之前从第二位置运动到第一位置。

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