CN1184050C - 360度离合器套环 - Google Patents

Abstract

一种用于离合器的调整机构。该调整机构包括具有调整外形的环形调整结构，调整外形包括倾斜部、第一调整段、最后调整段和多个中间调整段。第一调整段具有符合第一离合器定位的结构，最后调整段具有符合最后离合器定位的结构。倾斜部位于第一和最后调整段之间，使得调整结构可在第一和最后调整段之间以及在最后和第一调整段之间转动，而不结合任何中间调整段。

Description

360度离合器套环

优先权和对相关申请的效引证

本申请要求申请日为2001年1月23日的美国分案申请No.60/263379的优先权。在一起受让的悬而未决的发明名称为Mulltispeed Power Tool Transmission(多速动力刀具传动装置)编号为NO.09/964,226的美国申请、发明名称为FirstStage Clutch(第一级离合器)编号为NO.09/964,078的美国申请和发明名称为Housing with Functional Overmold Member(具有功能过成型(overmold)件的箱体)编号为NO.09/963,905的美国申请中，说明和要求保护本发明的其它特征。

                            技术领域

本发明通常涉及动力刀具如旋转钻削和动力旋凿的离合器装置。本发明特别涉及可以旋转360度角的离合器装置。

                            背景技术

多年以来，现代动力刀具如钻头和动力旋凿已经变得非常复杂，现在其通常具有离合器机构，该离合器机构具有由来自其外部的调整机构，该调整机构在多个调整位置之间有选择地定位以便限制动力刀具的扭矩输出。一种较普通类型的调整机构包括圆形套环，该圆形套环与动力刀相匹配，并可旋转到多个制动的离合器位置。一般，这些调整机构提供5个或更多个独立的离合器调整定位，这些调整定位递增式增加或降低动力刀具的扭矩输出量。尽管这样的调整机构通常提供令人满意的动力刀具扭矩输出控制，但是有几个明显的缺点。

一个缺点涉及在较低定位和较高定位之间改变调整机构的方式。例如在工件内钻孔比将螺钉安装在工件中所形成的孔内需要更大的扭矩。为正确使用离合器机构，刀具的操作者必须旋转调整机构，由用于钻削的高定位通过多个中间定位然后进入用于安装螺钉的低定位。一旦安装好螺钉，操作者必须接着旋转调整机构通过中间定位然后在钻削另一个孔之前进入高定位。当要钻削大量孔和安装大量螺钉时，在调整该调整机构通过中间位置中的操作变得非常费事而且很费时。

                            发明内容

因此，需要一调整机构对动力刀具离合器进行定位，可以在最高和最低离合器定位之间调整该动力刀具，而不需要通过多个中间离合器定位来移动调整机构。

在一个优选结构中，本发明提供离合器的调整机构。该调整机构包括具有调整外形的圆形调整结构，该调整外形具有倾斜部分、第一调整部分、最后调整部分和多个中间调整部分。构成的第一调整部分对应第一离合器定位，构成最后调整部分对应最后离合器定位。倾斜部分位于第一和最后调整部分之间，使得调整结构可在第一与最后调整部分之间和最后与第一调整部分之间旋转，而不接合任何中间调整部分。

                            附图说明

由下面参照附图的说明和附加的权利要求可以清楚理解本发明的其它优点和特征，其中

图1是根据本发明第一方面教导而构成的动力刀具的侧视图；

图2是图1中的动力刀具的部分分解视图；

图3是图1中的动力刀具一部分壳体的透视图，所示的为端盖组件后部；

图4是端盖组件的前视图；

图5是沿图4中线5-5的剖视图；

图6是被去掉端盖组件的图1中的动力刀具部分后视图；

图7是被去掉端盖组件的图1中的动力刀具部分侧视图；

图8是类似于图4的视图，但是显示了在过成型操作之前的端盖壳；

图9是类似于图5的视图，但是显示了在过成型操作之前的端盖壳；

图10是类似于图4的视图，但是显示了过成型方式的另一种结构；

图11是一部分动力刀具的部分横截面图，该动力刀具采用具有以图10中所示方式构成的过成型件的端盖组件；

图12是图1中一部分动力刀具的分解视图，详细显示了传递组件；

图13是图1中一部分动力刀具的分解视图，详细显示了减速齿轮组件、传递套筒、一部分壳体和一部分离合器机构；

图13a是沿第二环行齿轮纵轴的横截面图；

图13b是沿第三环行齿轮纵轴的横截面图；

图14是传递套筒的侧视图；

图15是传递套筒的后视图；

图16是沿图15中线16-16的横截面图；

图17是沿图15中线17-17的横截面图；

图18是减速齿轮组件的分解视图；

图19是沿图1中动力刀具纵轴的横截面图，详细显示了一部分减速齿轮设置组件；

图20是第一减速托架的部分前视图；

图21是沿图1中动力刀具纵轴的横截面图，详细显示了一部分减速齿轮组件；

图22是第三减速托架的部分后视图；

图23是沿图1中动力刀具纵轴的横截面图，详细显示了处于第一速比的传递组件；

图24是类似于图23的横截面图，但是显示了处于第二速比的传递组件；

图25是类似于图23的横截面图，但是显示了处于第三速比的传递组件；

图26是图1中的一部分动力刀具的俯视图，详细显示了速度选择器机构；

图27a是旋转选择器凸轮的侧视图；

图27b是旋转选择器凸轮的俯视图；

图27c是沿速度选择器机构的中心轴的横截面图；

图28是输出主轴组件的后视图；

图29是离合器机构的分解透视图；

图29a显示了另一离合器件结构的一部分离合器的透视图；

图29b是第一环行齿轮和离合器的多件结构的分解透视图；

图30是处于“展开”状态的调整结构的示意图；

图31是类似于图30的示意图，但是显示了调整外形的另一种结构；

图32是类似于图30的示意图，但是显示了调整外形的另一种结构的一部分。

                       具体实施方式

概述

参照图1和2，根据本发明教导构成的动力刀具通常由标号10表示。如本领域技术人员理解的那样，本发明的优选实施例可以是接电线的或不接电线(电池操作)装置，如便携式螺丝刀或钻孔机。在所示特定实施例中，动力刀具10是不接电线的钻孔机，具有壳体12、电动机组件14、多速传递组件16、离合器机构18、输出主轴组件20、夹头22、起动组件24和电池组26本领域技术人员会明白动力刀具10的几个组成部分，如夹头22、起动组件24和电池组26，是普通类型的，在本申请中不需要作特别说明。为了更完全理解动力刀具10的一般部件的操作，可以参考各种公开物。一个这样的出版物是1999年4月27日公开的专利US5897454，这里通过参考其全部内容而结合该专利。

壳体12包括一端盖组件30和手柄壳组件32，手柄壳组件32包括一对配对手柄壳34。手柄壳组件32包括手柄部36和传动系(drive train)或主体部38，起动组件24和电池组26与手柄部36机械连接而与电动机组件14电连接。主体部38包括电动机腔40和传动腔42。电动机组件14设置在电动机腔40内，并包括旋转输出轴44，输出轴44延伸到传动腔42内。具有多个齿轮齿48的电动机小齿轮46与输出轴44旋转连接。起动组件24和电池组26相互配合以本领域通常已知的方式有选择地向电动机组件14供电，以便控制输出轴44旋转的速度和方向。

传动组件16设置在传动腔42中，包括速度选择器机构60。电动机小齿轮46将传动组件16与输出轴44连接，向传动组件16传递较高速度和低扭矩输出。传动组件16包括多个减速件，该减速件通过速度选择器机构60有选择地接合，以便提供多个速比。每个速比以预定方式增加主动输出的速度和扭矩，使传动组件16的输出速度和扭矩以要求的方式在相对较低的速度、高扭矩输出和相对较高的速度、低扭矩输出之间改变。传动输出传递给输出主轴组件20，夹头22旋转连接到该输出主轴组件20上，以便将扭矩传递到刀具(未示)上。离合器机构18连接到传动组件16上，并以将与主动输出相关扭矩的大小限制在预定的可选择的扭矩范围。

功能过成型

参照图2至图9，显示的端盖组件30包括端盖壳100和过成型件102。在所示实施例中，端盖壳100由塑料材料如ABS注射成型。端盖壳100形成端盖腔104，端盖腔的大小能容纳电动机组件14部分，电动机组件14向手柄壳组件32后部延伸。在端盖壳100的前面114中形成多个第一和第二径向板孔108和110以及相邻面128，在端盖壳100的圆周形成多个螺钉凸台116。第一和第二径向板孔108和110中每一个部件的大小设计成能分别容纳第一径向板120和第二径向板122之一，第一径向板120和第二径向板122形成在手柄壳34的后表面124中。第一和第二径向板孔108和110与第一和第二径向板122相配合，以便使端盖壳100与手柄壳组件32正确对齐，以及防止它们之间进行相对旋转。端盖壳100前面114的弧形部128设置成与手柄壳34后面124的相邻面132配合的角度。螺钉凸台116通过多个螺钉138使端盖壳100与电动机盖136固定连接。电动机盖136的几何形状使其受到手柄壳34的约束。这样，端盖壳100与电机盖136连接的作用是牢固地保持端盖壳100靠在手柄壳组件32的后面124上，以及封闭手柄壳组件32中的后手柄孔139。

在端盖壳100侧面形成多个侧孔140，以便使空气流过手柄壳组件32并以本领域公知的方式冷却电动机组件14。在端盖壳100的后部形成多个后孔144，每个后孔144包括凹部146和贯穿部150，凹部146只部分延伸到端盖壳100的外表面148，贯穿部150完全穿过端盖端盖壳100延伸。一对保持板152由端盖壳100的内表面154向内延伸到端盖腔104内。在端盖壳100的内表面154中形成槽156，槽156与每个后孔144和保持板152相交。

过成型件102由弹性材料如热塑弹胶物(如由E.I.du Pont de Nemours andCompany制造的HYTREL)构成，同时在注塑过程中形成并连接到端盖壳100上。在所示的特别实施例中，过成型件102包括多个减震件170、一对隔离件172和连接件174。每个减震件170由大体与端盖壳100的内表面154重合的一点向端盖壳100的外表面148后方的一点延伸大约0.5mm至1.5mm，最好0.75mm。以这样的方式形成的结构使减震件170起一定程度的吸振作用，减小端盖壳100在刀具10被跌落时受损的可能性。此外，有时对操作者来说有必要对刀具10施加加较大的力，如当锯钻孔是大直径孔时。在这种情况下，操作者倾向于按压刀具10的后部以施加与夹头22轴线成一直线的的力。在这种情况下，减震件170提供给操作者较柔软而舒适的表面，该表面趋于抵抗滑动以及减小传递给操作者的振动。

围绕端盖壳100内表面154上的保持板152形成隔离件172。在所示的实施例中，每个隔离件172包括向着端盖壳100的内表面154前部延伸的圆形件180。以这种方式形成的结构使端盖壳100可将隔离件172与外直径14a和电动机壳14c的后表面14b结合，以将电动机14d固定地保持在电动机盖136内。这防止电动机组件14的部件沿刀具10的纵轴移动，以及缓冲了在电动机组件14工作时产生的振动。连接件174与每个减震件170和隔离件172固定连接。连接件174提供形成减震件170和隔离件172时弹性材料流流过的流道。连接件174还使减震件170和隔离件172相互连接，由此是其不易从端盖壳100上移去。

本领域的技术人员可以理解，本发明的这一方面可以插入到手柄组件32各种其它位置以在两个或多个部件之间形成密封，缓冲振动或使一个部件相对于另一个部件定位。图10和11中显示了一个这样的实施例，其中改变隔离件172以绕一部分端盖腔104的圆周延伸并密封接触电动机14d的后表面14b。隔离件172密封端盖壳100和电动机组件14之间的界面，而减震件170密封端盖壳100中的后孔144。由隔离件172形成的空间188接着由润滑电动机电枢轴承190的润滑脂或其它合适的润滑剂填充。

传动组件

参照图12，所示的传递组件16为三级、三速传动，包括传动套200、减速齿轮组202和速度选择器机构60。再参照图13至17，传动套200包括形成一般传动孔或空腔212的壁件210，减速齿轮组组件202设置在该空腔内。传动套200包括主体214和基体216。传动套200的主体214直径相当均匀，其直径通常小于基体216的直径。基体216的内直径的大小可容纳电动机盖136的圆柱形鼻状部220。

在基体216内形成多个升高接合区(land)226。该升高接合区226在基体216外表面230中形成多个第一凹槽228、在基体216内表面234中形成多个第二凹槽232。第一凹槽228的形状可容纳对准肋238，对准肋238形成于手柄壳34的内表面242中以将传动套200与手柄壳34对准并阻止传动套200和壳体12之间的相对旋转。最好，第一凹槽228和对准肋238以这样的方式构成，传动套200仅可以在一个方向(即第一槽228和对准肋238的结构防止传动套200旋转到与手柄壳相对旋动超过180度的位置)组装到手柄壳34上。下面更详细说明第二凹槽232。

所示的传动套200的主体214包括圆柱形主体部246和容销部248。在所示的特定实施例中，圆柱形体部246分别包括选择器凸轮导向件250、多个润滑剂凹槽252和第一、第二组环状接合齿254和256。选择器凸轮导向件250的横截面通常为矩形，由主体部246的外表面258上部向外延伸。润滑剂凹槽252同心围绕主体部246圆周的上半部。润滑剂凹槽252的深度约为0.01英寸至0.030英寸以便在主体部246的上半圆周上容纳润滑剂，如润滑脂。下面将更详细说明选择器凸轮导向件250和润滑剂槽252的作用。

升高圈(raised bead)264将主体部246的内部分离成第一和第二壳部260和262。在主体部246的内表面266上形成第一组环形接合齿254，第一组环形接合齿254由升高圈264向着基体216延伸。在主体部246的内表面266上还形成第二组环形接合齿256，第二组环形接合齿256由升高圈264向前延伸。第一和第二组环形接合齿254和256的齿268围绕主体部246的内表面266彼此均匀隔开。第一和第二组环形接合齿254和256中的每个齿268与由升高圈264延伸的每个齿相似，具有一对平行接合面270并终止于端部272。每个齿268的端部272都是圆形的和渐缩的，以便增强与减速齿轮组件202啮合性能，下面将更详细予以说明。

容销部248在相当长部分的主体部246上由主体部246向下延伸。致动器孔274形成在容销部248内并向后延伸穿过传动套200的基体216。在所示的特别实施例中，致动器孔274是阶梯形的，它包括在传动套200后部的第一部分276和在传动套200前部的第二部分278，第一部分276具有的第一直径，第二部具有较小的第二直径。在所示的实施例中，致动器孔274的第一部276断开第一壳部260的壁并在基体216的内表面234中形成凹槽280。下面将更详细说明容销部248。

在传动套200中形成一对第一夹槽284和一对第二夹槽286，两对夹槽以平行于传动套200纵轴的方式沿传动套的侧面延伸。第一对夹槽284向着升高圈264后面贯穿主体部246的侧面并向着基体216向后延伸。第一对夹槽284的深度使得夹槽不延伸穿过形成基体216的壁件210。第二对夹槽286也穿过主体部246的侧面，向着升高圈264的前面延伸穿过传动套200的前面288。

参照图12、13、18和23，减速齿轮组组件202包括第一减速齿轮组302、第二减速齿轮组304和第三减速齿轮组306。可以以工作模式和不工作模式操作第一、第二和第三减速齿轮组302、304和306。在工作模式下的操作使减速齿轮组执行速度降低和扭矩增大，而在不工作模式的操作使减速齿轮组输出速度和扭矩，该速度和扭矩约等于提供给减速齿轮组的旋转输入的速度和扭矩。在所示的特别实施例中，每个第一、第二和第三减速齿轮组302、304和306是行星齿轮组。但是本领域的技术人员会理解各种本领域公知的其它类型减速齿轮组得以取代一个或多个构成减速齿轮组组件202的减速齿轮组。

如图所示，第一减速齿轮组302包括第一减速件或环形齿轮310、第一组行星齿轮312和第一减速导轮314。第一环形齿轮310是环形结构，具有沿其内直径形成的多个齿轮齿310a。在第一环形齿轮310前面318的外圆周形成离合器面316，下面将对其予以详细说明。第一环形齿轮310设置在由基体216形成的空腔212内部；第一环形齿轮310的前面318与在传动套200中形成的台阶320接触，由此限制第一环形齿轮310向前移动进入空腔212的程度。

第一减速导轮314呈扁平圆柱体形，具有多个由其后面324延伸的销322。在第一减速导轮314的几乎整个外直径形成多个齿轮齿314a，在每对相邻齿轮齿314a之间形成齿谷34b。由于齿轮齿314a具有间隙，在第一减速导轮314的外直径省去齿314a使其中一个齿谷(即齿谷314b’)比剩下的齿谷314b大。在所示的特殊实施例中，第一减速导轮314的齿轮齿314a不与第一环行齿轮310的齿310a啮合。

特别参照图19和20，详细显示了齿轮齿314a的外形。如图所示，每个齿轮齿314a以渐斜半径(gradual radius)326终止于第一减速导轮314前面328，但是突然终止于第一减速导轮314的后面324。在齿轮齿314a之间的齿谷314b上还形成半径330。

再参照12、13、15、18和23，第一推力垫圈332具有第一环形部334、第二环形部336和多个保持舌片338，将第一推力垫圈322设置在第一减速齿轮组302的后部。保持舌片338与传动套200的基体216中的第二槽232结合，这样防止了在第一推力垫圈332和传动套200之间的相对旋转。基体216的内直径大小可以容纳电动机盖136，这样电动机盖136的前面340防止第一推力垫圈332的轴向移动。第一环形部334接触第一环形齿轮310的后面342，提供磨损面并控制第一环形齿轮310可在轴向上移动的量。第二环形部336与第一环形部334沿轴向分隔开，向第一环形部334的前面延伸以形成第一组行星齿轮312的磨损面，该磨损面还控制行星齿轮312在轴向移动的量。

第一组齿轮312包括多个行星齿轮344，每个行星齿轮通常呈圆柱形，具有在其外圆周上形成的多个齿轮齿344a和在其中心形成的销孔346。每个行星齿轮344旋转支撑在相关的销322和第一减速导轮314之一上，设置行星齿轮344，使得其齿344a与第一环形齿轮310的齿314a啮合。在每个行星齿轮344的前后面350和352中形成升高部348，防止齿344a与第一减速导轮314和第一推力垫圈332的摩擦，和产生损害传动组件16性能的灰尘或碎屑而缩短其工作寿命。输出轴44上的电动机小齿轮46的齿46a也与行星齿轮344的齿344a啮合，电动机小齿轮46起第一减速齿轮组302的中心齿轮的作用。

第二减速齿轮组304设置在由第一壳部260形成的空腔212内部，包括第二中心齿轮358、第二减速件或环形齿轮360、第二组行星齿轮362和第二减速导轮364。固定第二中心齿轮358使其与第一减速导轮314一起旋转。第二中心齿轮358包括向着第一减速导轮314前面328延伸的多个齿轮齿358a。

第二环形齿轮360是环形结构，具有多个沿其内直径延伸的齿轮齿360a。可以在第二环形齿轮360后面366处对齿轮齿360a倒出大的棱，但是齿轮齿360a很陡地终止于前面368。特别是，在每个齿轮齿360a的后面366和侧面上形成大半径369，采用大半径369而不是倒象在齿轮齿360a上的大半径369的大棱则使第二环形齿轮360和第一减速导轮314之间更好地啮合。

在第二环形齿轮360外圆周形成多个套接合齿370；套接合齿370向第二环形齿轮360前面368的前方延伸并终止于端部372，端部372是向前和向内的渐缩圆形。在第二环形齿轮360的外圆周上还形成环形夹槽374。在所示的实施例中，夹槽374是具有一对侧壁376的矩形槽。下面将更详细说明夹槽374。

第二减速导轮364呈扁平圆柱形，具有多个由其后面380延伸的销378。显示的第二组行星齿轮362包括多个行星齿轮382。每个行星齿轮382通常呈圆柱形，具有在其外圆周形成的多个齿轮齿382a和在其中心形成销孔384。每个行星齿轮382旋转支撑在销378中相关的一个销上，第二减速导轮364是这样设置的，使得行星齿轮382的齿轮齿382a与第二环形齿轮360的齿轮齿360a啮合。第二中心齿轮358的齿轮齿358a也与行星齿轮382的齿轮齿382a啮合。

第三减速齿轮组306设置在由第二壳部262形成的空腔212的内部，包括第三中心齿轮398、第三减速件或环形齿轮400、第三组行星齿轮402和第三减速导轮404。固定第三中心齿轮398以使其与第二减速导轮364一起旋转。第三中心齿轮398包括多个齿轮齿398a，该齿轮齿398a向着第二减速导轮364前面406的前方延伸。

第三环形齿轮400是环形结构，具有沿其内直径形成的多个齿轮齿400a。齿轮齿400a在第三环形齿轮400前面412处具有大倒棱，但是很陡地终止于后面414。特别是，在每个齿轮齿400a的前面412和侧面上形成大半径407，采用大半径407而不是象齿轮齿400a的大半径407的大倒棱而使第三环形齿轮400和第三减速导轮404之间形成较好的接合。在第三环形齿轮400的外圆周形成多个套接合齿418；套接合齿418向后向着第三环形齿轮400的后面414延伸并终止于端部420，端部420是向后和向内的渐缩圆形。在第三环形齿轮400的外圆周上还形成环形夹槽422。在所示的实施例中，夹槽422是具有一对侧壁424的矩形槽。下面将更详细说明夹槽422。

第三减速导轮404呈扁平圆柱形，具有向其后面430延伸的多个销428。几乎在第三减速导轮404的整个外圆周上形成多个齿轮齿404a，在每对相邻齿404a之间形成齿谷404b。由于齿404a具有间隙，在第三减速导轮404的外圆周上去除其中一个齿404a而使齿谷404b中的一个齿谷404b(即齿谷404b’)比其余齿谷404b大。在所示的特别实施例中，形成第三减速导轮404的齿轮齿404a，使得其与第二行星齿轮382的齿轮齿382a不发生啮合。

此外参照图21和22，详细显示了齿轮齿404a的外形。如图所示，对第三减速导轮404的后面430倒棱，在齿404a的每侧和齿谷404b形成大半径434。每个齿轮齿404a陡然终止于第三减速导轮404的前面436处。

参照图12、13、15、18和23，所示的第三组行星齿轮402包括多个行星齿轮438。每个行星齿轮438通常呈圆柱形，具有在其外圆周形成的多个齿轮齿438a和在穿过其中心形成的销孔440。每个行星齿轮438旋转支撑在销428中的一个相关销上，第三减速导轮404是这样设置的，使得行星齿轮438的齿轮齿438a与第三环形齿轮400的齿轮齿400a啮合。在行星齿轮438的前面和后面均形成升高部442，防止齿轮齿438a与第三减速导轮404摩擦和产生损害传动组件12性能并缩短其工作寿命的灰尘或碎屑。第二推力垫圈450设置在第三中心齿轮398的周围，并且第三中心齿轮398的齿398a与行星齿轮的齿438a啮合。第二推力垫圈450包括多个保持舌片452，舌片452啮合相应舌片槽454(图13)，舌片槽形成于传动套200主体部246的内表面266上。保持舌片452和舌片槽454相互配合防止第二推力垫圈450和传动套200之间的相对旋转。

输出主轴组件20包括传动件458，传动件458用于连接主轴460，使其与第三减速导轮404旋转，以便将驱动扭矩由减速齿轮组组件202传递到夹头22。这样的传递件458是本领域所公知的并适合于本发明的传递组件。因此，这里不需要详细说明传动件458。

参照图13、13a、13b、16、17、18和23至28，速度选择器机构60可在第一位置500、第二位置502、第三位置504之间移动，包括用于接收速度变化输入的开关部510和用于根据速度变化输入控制减速齿轮组组件202的致动器部512。致动器部512操作式连接减速齿轮组组件202，并关于在第一、第二和第三位置500、502和504之间的开关部510的移动在活动的和静止的模式之间移动第二和第三减速齿轮组304和306。在所示的特别实施例中，致动器部512包括旋转选择器凸轮520、多个线夹522和弹簧件523。每个线夹522由圆形线构成，该圆形线被弯成具有一对舌片526的半圆圈524的形状，舌片526由半圆圈524向外延伸并位于半圆圈524的大致中心线的位置。半圆圈524的大小分别适于装入第二和第三环形齿轮360和400的夹槽374和422内。就这点来说，半圆圈524既不径向向着环形齿轮(360、400)中的一个相关环形齿轮外部延伸，也不靠着夹槽(374、422)的侧壁(376、424)结合。在所示的实施例中，夹槽(374、422)的侧壁(376、424)间隔0.05英寸，构成线夹522的线的直径大约为0.04英寸。

线夹522的舌片526向着空腔212的外面延伸而进入在传动套200中形成的夹槽(284、286)之中相关的一个夹槽。舌片526足够长，使得其延伸到传动套200主体部214的外表面258之外，但是不径向向外延伸到传动套200基体216中的第一夹槽284的外部。以这样方式构成线夹522的结构便于传动组件16的组装，可将线夹522安装到第二和第三环形齿轮360和400上，此后，沿传动套200的纵轴将这些组件插入到空腔212中。

特别参照图13和27a至27c，显示的旋转选择器凸轮520包括致动选择器主体530、开关舌片532和多个间隔件534。贯穿选择器主体530形成一对第一凸轮槽540a和540b、一对第二凸轮槽544a和544b、弹簧孔546和导向孔548。选择器主体530的大小适于以滑动配合方式接合传动套200主体部246的外直径。导向孔548通常为矩形，其大小适于接合选择器凸轮导板250的前表面和后表面。导向孔548显著宽于选择器凸轮导板250的宽度，以这样的方式设定其大小，即使得第一旋转位置、第二旋转位置和第三旋转位置之间在传动套200上旋转选择器凸轮520、选择器凸轮导板250与导向孔548相配合以限制旋转选择器凸轮520可在传动套200上旋转的量。当旋转选择器凸轮520位于第一旋转位置时，选择器凸轮导板250的第一横向侧接触导向孔548的第一横向侧，而当旋转选择器凸轮520位于第三旋转位置时，选择器凸轮导板250的第二横向侧接触导向孔548的第二横向侧。

每个第一凸轮槽540a和540b的大小可容纳线夹522的舌片526中的一个舌片，线夹与第二环形齿轮360接合。在所示的特别实施例中，第一凸轮槽540a包括第一段550、第二段552和中间段554。第一段550与基准面558相距第一预定距离，基准面垂直于旋转选择器凸轮520的纵轴，第二段552与基准面558相距第二距离。中间段554使第一和第二段550和552彼此连接。除了其关于旋转选择器凸轮520旋转使得第一凸轮槽540b中的每个第一、第二和中间段550、552和554与第一凸轮槽540a中的第一、第二和中间段550、552和554相距180度外，第一凸轮槽540b的结构与第一凸轮槽540a的结构相同。

每个第二凸轮槽544a和544b的大小可容纳相应一个线夹522的舌片526之一。在所示的特别实施例中，第二凸轮槽544a包括第一段560、第二段562第三段564和一对中间段566和568。第一和第三段560和564与基准面相距一第三预定距离，第二段562与基准面558相距一第四距离。中间段566a使第一和第二段560和562彼此连接，中间端568将第二和第三端562和566连接在一起。除了相对于旋转选择器凸轮520旋转使得第二凸轮槽544b中的每个第一、第二、第三和中间段560、562、564、566和568与第二凸轮槽544a中的第一、第二、第三和中间段560、562、564、566和568相距180度外，第二凸轮槽544b的结构与第二凸轮槽544a的结构相同。

线夹522的舌片526结合第一凸轮槽540a与540b和第二凸轮槽544a与544b，旋转选择器凸轮520可以在第一、第二和第三位置500、502和504之间在传动套200上旋转以有选择地分别使第二和第三环形齿轮360和400与第一和第三减速导轮314和404结合和脱开结合。在旋转选择器凸轮520旋转中，第一凸轮槽540a和540b和第二凸轮槽544a和544b封闭其相关线夹522的舌片526并使线舌片526在第一和第二夹槽284和286中相关的一个夹槽内沿传动套200的纵轴运动。因此，操作旋转选择器凸轮520将旋转输入转换成使线夹522以预定方式沿轴向移动的轴向输出。在润滑剂槽252中加入润滑剂(未特别显示)，润滑剂槽252形成于传动套200的主体部246中，润滑剂用于润滑传动套200和旋转选择器凸轮520之间的界面。

将旋转选择器凸轮520设置在第一旋转位置500中，使结合第二环形齿轮360的线夹522的舌片526位于第一凸轮槽540a和540b的第一段550中，使与第三环形齿轮400结合的线夹522的舌片526位于第二凸轮槽544a和544b的第一段560中。因此，将旋转选择器凸轮520设置在第一旋转位置使第二和第三环形齿轮360和400分别与第二和第三行星齿轮362和402啮合。在第二和第三环形齿轮360和400与第二和第三行星齿轮362和402的啮合的同时，第二和第三环形齿360和402的套接合齿370和418分别与第一和第二组环形接合齿254和256啮合，以便防止第二和第三环形齿轮360和400与传动套200之间的相对旋转，由此为传递组件16提供第一总齿轮减速或速度比570，如图23所示。本领域的技术人员会理解第一、第二组环形接合齿254、256的齿268端部272和第一、第二组套接合齿370、418的端部372、420分别为渐缩的圆形，以便提高其响应沿传递组件16纵轴的轴向重新定位的啮合性能。

将旋转选择器凸轮520设置在第二旋转位置502中使与第二环形齿轮360结合的线夹522的舌片526位于第一凸轮槽540a和540b的第一段550，使与第三环形齿轮400结合的线夹522的舌片526位于第二凸轮槽544a和544b的第二段562中。因此，将旋转选择器凸轮520设置在第二旋转位置，使第二环形齿轮360与第二行星齿轮362啮合，使第三环形齿轮400与第三行星齿轮402和第三减速导轮404都啮合将旋转选择器凸轮520设置在第二旋转位置502，还将第二环形齿轮360的套接合齿370设置在与第一组环形接合齿254啮合的位置，而第三环形齿轮400的套接合齿418不与第二组环形接合齿256啮合。这样，防止了第二环形齿轮360和传动套200之间的相对旋转，而允许第三环形齿轮400和传动套200之间的相对旋转，由此使传动组件16具有第二总齿轮减速或速度比572，如图24所示。

将旋转器凸轮520设置在第三旋转位置504中，使与第二环形齿轮360结合的线夹522的舌片526位于第一凸轮槽540a和540b的第二段552中，使与第三环形齿轮400接合的线夹522的舌片526位于第二凸轮槽544a和544b的第三段564中。因此，将旋转选择器凸轮520设置在第三旋转位置使第二环形齿轮360与第二行星齿轮362和第一减速导轮314都啮合，而第三环形齿轮400仅与第三行星齿轮402啮合。将旋转选择器凸轮520设置在第三旋转位置504还将套接合齿370设置在第二环形齿轮360上，脱开与第一组环形接合齿254的接合，在第三环形齿轮400上的套接合齿418与第二组环形接合齿256接合以防止第二环形齿轮360和传动套200之间的相对旋转，但是，准许在第三环行齿轮400和传动套200之间的相对旋转，从而使传动组件16具有第三总齿轮减速或速度比574。

在图13、27b和28所示的实施例中，弹簧件523由扁平矩形弹簧钢件构成，包括整平的Z形部580和升高部584。整平的Z形部580卷绕延伸到弹簧孔546内的两个加强杆586，由此使升高部584保持在预定位置，并且还在旋转选择器凸轮520和弹簧件523之间传递弹簧力。参照图28，弹簧件523的升高部584的大小接合形成在输出主轴组件20的壳体592中的内槽口590。在槽口590之间形成与旋转选择器凸轮520沿圆周方向间隔开的台面594。当输出主轴组件20位于传动组件16上并且速度选择器机构位于第一、第二和第三旋转位置500、502和504中之一的位置时，弹簧件523的升高部584接合槽口590之中相关的一个槽口。当升高部584响应升高部584和台面594之间的接触而向下向着旋转选择器凸轮520移动时，由弹簧件523产生的力起作用而防止速度选择器机构60的无意识旋转。此外，升高部584在槽口590中的位移向使用者提供旋转选择器凸轮520位置的触觉指示。

在图13和27c中所示的特别实施例中，所示的开关部510包括具有隆起的空腔的致动带600和形成于其间的矩形选择器按钮602。致动带600由塑料材料构成并具有适应旋转选择器凸轮520的外直径的结构。选择器按钮602的开口端的结构可容纳开关舌片532，由此使开关部510和旋转选择器凸轮520以非闭锁件方式彼此连接。多个间隔件534是在旋转选择器凸轮520中形成的升高部，升高部与选择器主体530是同心的并由选择器主体530径向向外延伸。间隔件534使致动带600升高以防止致动带接触第一凸轮槽540a和540b中的线舌片526。还可以采用间隔件534有选择地加强旋转选择器凸轮520的区域，如靠近第一凸轮槽540a和540b的区域。

本领域的技术人员会理解旋转选择器凸轮520(即第一凸轮槽540a、540b和第二凸轮槽544a和544b)可以具有不同形结构以便使第二环形齿轮360与第二行星齿轮362和第一减速导轮314都啮合，而第三环形齿轮400与第三行星齿轮402和第三减速导轮404都啮合，由此使传动组件16具有第四总齿轮减速或速度比。

本领域的技术人员还会明白，其它结构的选择器机构可以取代这里所示的选择器机构60。这些选择器机构还包括通过旋转或滑动运动而被致动的致动器，包括连接件、凸轮或本领域公知的其它装置以相对于传动套200滑动第二和第三环形齿轮360和400。本领域的技术人员还会明白，当第二和第三环形齿轮360和400在活动和非活动模式(即第二和第三环形齿轮360和400中的一个齿轮的位移不决定第二和第三环形齿轮360和400中的另一个齿轮的定位)之间独立移动时，开关机构60还能对第二和第三环形齿轮360和400彼此独立定位。

离合器机构

在图23、26和28至30中，所示的离合器机构18包括离合器件700、接合组件702和调整机构704。所示的离合器件700为固定于第一环形齿轮310外直经上的圆形结构并由此径向向外延伸。离合器件700包括在第一环形齿轮310前面318中形成的致动离合器面316。离合器件700的外直径所具有的大小使其可在由传动套200的基体216形成的空腔212内部旋转。特别参照图29，所示实施例的离合器面316由彼此相对设置以形成一系列呈大约18度角的斜面的多个峰部710和谷部712。但是本领域的技术人员会理解，还可采用其它离合器面结构，如正弦波形离合器面316’(图29a)。

当第一环形齿轮310和离合器件700显示为一件(即单一构成)结构时，本领域的技术人员会理解还可以按其它方式构成这些部件。图29b显示了一个这样的实施例，其中所示的第一环形齿轮310’包括圆形套环1000和多个舌片孔1002。所示的圆形套环1000包括多个斜面1004，斜面1004具有双斜侧但是在其它方面是平的。第一环形齿轮310’在其它方面与第一环形齿轮310相同。环形挡板1008邻接圆形套环1000并包括多个舌片件1010，舌片接合第一环形齿轮310’中的舌片孔1002以防止挡板1008相对于第一环形齿轮310’旋转。挡板1008包括主体部1012，主体部1012的形状与圆形套环1000的轮廓相配，包括具有与每个斜面1004接合的形状的多个配合倾斜部1014。挡板1008由合适的减震材料如乙酰制成。离合器件700’是由抗磨损材料如淬火8620钢构成的环形件，将其设置在挡板1008上面。象挡板1008一样，离合器件700’包括多个舌片件1020和多个配合斜部1022，舌片件1020锁入舌片孔1002中以防止相对于第一环形齿轮310’旋转。但是，离合器件700’的配合斜部1022配合式接合挡板1008的配合斜部1014。虽然以这种方式形成的结构比上述实施例成本更高，但是其更能承受与离合器机构18的工作有关的冲击力。

在所示的特别实施例中，接合组件702包括销件720、随动弹簧722和随动件724、销件720包括圆柱体部730，圆柱体部730具有可以滑动配合在致动器孔274第二部278内大小的外直径，致动器孔274形成于传动套200的容销部248内。销件720还包括端部732和头部734。端部732所具有的结构可接合调整机构704，而且在所示的实施例中，端部732形成于销件720主体部730的末端并具有球半径。头部734连接到与端部732相反的主体部730末端，并呈扁平圆柱形或桶形，其大小可以滑动配合在致动器孔274的第一部276内。因此，头部734防止销件720被向前推出致动器孔274以外。

随动弹簧722是压缩弹簧，其具有可滑动配合在致动器孔274第一部276内大小的外径。随动弹簧722的前端接触销件720的头部734，而随动弹簧722的相反端接触随动件724。随动弹簧的端部740呈圆柱形，使端部740的大小适于滑动配合随动弹簧722的内直径。就这方面来说，随动件的端部740起弹簧随动件的作用以便防止随动弹簧722在受压缩时向上弯。随动件724还包括随动部744，随动部744具有呈圆柱形的主体部746、端部748和凸缘部750。主体部746的大小适于滑动配合在致动器孔274的第一部276内。端部748的形状适于接合离合器面316，在所示的实施例中，端部748形成于随动件724的主体部746端部内并具有球半径。在主体部746和端部740之间的相交处形成凸缘部750。凸缘部750通常为平的，其结构适于容纳由随动弹簧722施加的偏置力。

所示的调整结构704还包括调整结构760和定位套环762。调整结构760呈一般的空心圆柱体形，其小大适于配合输出主轴组件20的壳部766。调整结构760包括环形面768，在环形面768内形成调整外形770。调整外形770包括第一调整段772、最后调整段774、在第一和最后调整段772和774之间的多个中间调整段776和一个斜部778。在所示的实施例中，第二斜部779处于最后中间调整段776z和最后调整段774之间。在所示实施例中，从第一调整段772至最后一个中间调整段776z的调整外形770的部分称为具有恒定斜度的斜道。因此，连接输出主轴组件20壳部766的随动件780受到径向向外向着调整结构760内直径的偏置作用，由此其靠着形成于调整机构704(如在定位套环762内)内的多个制动件782。随动件724和多个制动件782相互配合以向刀具10的使用者提供调整外形770位置的触觉指示，以及防止调整结构760自由旋转，从而将调整外形770的位置保持在调整段772、774和776中所要求的一个调整段处。

定位套环762连接调整结构760的外部，包括多个升高握紧面(raised grippingsurface)790，使工具10的使用者舒适地旋转定位套环762和调整结构760，以便将调整外形770设置在调整段772、774和776中所要求的一个调整段处。定位指示器792用于指示相对于输出主轴组件20的壳部766的调整外形770的位置。在所示的实施例中定位指示器792包括形成于输出主轴组件20的壳部766内的箭头794和在定位套环762圆周上标明的标尺796。

在刀具10的工作中，由电动机小齿轮46传递的原始驱动扭矩从电动机组件14传递到第一组行星齿轮312，带动第一组行星齿轮312旋转。相应第一组行星齿轮312的旋转，施加第一中间扭矩抵抗第一环形齿轮310。抵抗该扭矩的是由离合器机构18施加的离合器扭矩。离合器扭矩防止第一环形齿轮310的自由旋转，将第一中间扭矩施加到第一减速导轮314和减速齿轮组组件202其余的部件上，以便以预定方式根据开关机构60的设定来增大第一中间扭矩。就这方面来说，离合器机构18以活动方式偏至第一减速齿轮组302。

离合器扭矩的大小由调整机构704特别是与销件720端部732接触的调整段772、774或776的相对高度来控制。调整机构704在调整段772、774或776中预定的一个调整段的定位将销件720在致动器孔274中向后推，由此压缩随动弹簧722并产生离合器力。将离合器力传递给随动件724的凸缘部750，使随动件724的端部748接合离合器面316并产生离合器扭矩。随动件724的端部748在离合器面316中的一个谷部712的定位起作用而防止在离合器扭矩的大小超过第一中间扭矩时第一环形齿轮310相对于传动套200旋转。但是，当第一中间扭矩超过离合器扭矩时，第一环形齿轮310可相对于传动套200旋转。根据离合器面316的形状，第一环形齿轮310的旋转会引起离合力增大足够的量以阻止进一步的旋转。在这种情况下，当第一中间扭矩减小时，第一环形齿轮310会在相反方向旋转，使随动件724的端部748与离合器面316的一个谷部712对齐。如果第一环形齿轮310的旋转不使离合力增大到足以完全阻止第一环形齿轮310的旋转，则以不活动方式放置第一减速齿轮组302，其中第一环形齿轮310会旋转以防止将第一中间扭矩传递给第一减速导轮314。在这种情况下，扭矩不会传递到位于第一组行星齿轮312(如第一减速导轮314、第二中心齿轮358、第二组行星齿轮362)前面的传动组件16的部分。

离合器机构18以这种方式所形成的结构其优点在于，离合器扭矩的大小适于抵抗中间扭矩，对抗由多减速传动组件16产生的并通过夹头22传递的刀具10的输出扭矩。在这种情况下，离合器机构18的尺寸可以很小，由此更容易将其合并到或装入刀具10内。此外，当在第一环形齿轮310下游的速度或齿轮速比变化时，离合器机构18可工作在较大输出扭矩范围内。与限制传动装置的输出扭矩的普通离合器机构相比，这些装置一般工作在较窄的扭矩范围，如果要求输出扭矩变化很大，则其离合器弹簧必须由很大变化。相反，本发明的离合器机构18可以通过仅以不同(即低或高)齿轮速比工作的传动组件16来显著改变刀具10的输出扭矩。

在旋转力刀具如刀具10的工作中，频繁要求在两种离合器定位之间变化，如当刀具用于钻孔然后在该孔中安装螺钉时。因此，调整机构704可以相对输出主轴组件20旋转以将调整机构704设置在调整段772、774和776中所要求的一个调整段从而完成第一操作，然后旋转到调整段772、774和776中的第二个调整段以完成第二操作。与已知的离合器装置对比，本发明的调整机构704是这样构成的，即可将调整结构760和定位套环762旋转360°角。假定调整结构760位于中间调整段776x，调整机构704旋转360°角会使调整机构760旋转通过另一个中间调整段776，以及第一、最后调整段772、774和倾斜部778，使得调整结构760会再次位于中间调整段776x。当有必要在较高离合器定位和较低离合器定位之间改变离合器定位时，该特征是特别实用的。就这方面来说，倾斜部778使定位套环762(和调整结构760)由对应最后调整段的最高离合器定位旋转到对应第一离合器定位的最低离合器定位，而没有将离合器机构18定位在中间离合器定位中的一个离合器定位中。因此，刀具10的使用者能通过将定位套环762旋转较小的量而将离合器定位由其最大定位变化到最小定位(反之亦然)。

已经说明了具有恒定斜度的调整外形770，本领域的技术人员会理解，从较宽范围来讲，本发明可以以略微不同的方式构成。例如，调整外形770’可以这样构成，即每个第一、最后和中间调整段772’、774’和776’是制动的，如图31所示。在这种布置中，调整结构760的制动部782和输出主轴组件20壳部766中的随动件780不必向调整段772’、774’和776’那样与接合部702相配合，以为刀具10的使用者提供调整外形770’位置的触觉指示，以及防止调整结构760的自由旋转。

图32显示了另一个实施例，其中除了省去倾斜部779而使最后的中间调整段776z紧靠着最后调整段774外，调整外形770”通常类似于调整外形770。

虽然在说明书说明了本发明，并在关于优选实施例的附图显示了本发明，但是本领域的技术人员会理解，可以作出不背离由权利要求所限定的本发明范围的各种改变并采用等同物取代其各部件。此外，可以由本发明的教导作出许多改进以适应特殊情况或材料而不背离其实质范围。因此，由附图所示的和说明书所述的特别实施例是作为实现本发明而呈现的最佳方式，本发明不限于这些特别实施例。

Claims (25)

1、一种用于离合器的调整机构，包括具有调整外形的环形调整结构，调整外形包括倾斜部、第一调整段、最后调整段和多个中间调整段，第一调整段具有符合第一离合器定位的结构，最后调整段具有符合最后离合器定位的结构，倾斜部位于第一和最后调整段之间，使得调整结构可在第一和最后调整段之间以及在最后和第一调整段之间转动而不结合任何中间调整段。

2、如权利要求1所述的调整机构，其中每个中间调整段的高度由第一调整段向着最后调整段增大。

3、如权利要求2所述的调整机构，其中每个中间调整段的高度所增大的量相等。

4、如权利要求1所述的调整机构，其中调整机构进一步包括接合组件，该接合组件具有一部件，该部件具有球形端部用于结合在第一、最后和中间调整段中每个调整段内形成的U形凹槽。

5、如权利要求1所述的调整机构，其中第一和最后调整段中的至少一个调整段靠近所述倾斜部。

6、如权利要求1所述的调整机构，其中倾斜部包括起点和终点，倾斜部在起点和终点之间连续倾斜。

7、如权利要求1所述的调整机构，其中第一离合器定位是最小离合器定位，最后离合器定位是最大离合器定位。

8、一种用于具有传动装置的动力刀具的离合器组件，离合器组件包括：

适于连接传动装置的离合器件，可在第一状态和第二状态之间操作，所述离合器件，所述第一状态通过离合器组件进行扭矩传递，所述第二状态防止通过离合器组件进行传递扭矩；

适于将离合器件偏置在第一状态的接合组件，

调整机构，用于调整使接合组件偏靠离合器件的力，所述调整机构包括具有调整外形的调整结构，所述调整外形包括倾斜部、第一调整段、最后调整段和多个中间调整段，第一调整段对应第一离合器定位，最后调整段对应最后离合器定位，倾斜部位于第一和最后调整段之间，使得调整结构具有可在第一和第二调整段之间以及最后和第一调整段之间转动而不接合任何中间调整段。

9、如权利要求8所述的离合器组件，其中每个中间调整段的高度由第一调整段向着最后调整段增大。

10、如权利要求9所述的离合器组件，其中每个中间调整段的高度所增大的量相等。

11、如权利要求8所述的离合器组件，其中接合组件是轴向设置的，包括调整件用于接触调整结构的调整外形。

12、如权利要求11所述的离合器组件，其中调整件包括球形端，用于结合在第一、最后和中间调整段中每个调整段的末端形成的U形凹槽。

13、如权利要求8所述的离合器组件，其中第一和最后调整段中的至少一个调整段靠近所述倾斜部。

14、如权利要求8所述的离合器组件，其中倾斜部包括起点和终点，倾斜部在起点和终点之间连续倾斜。

15、如权利要求8所述的离合器组件，其中第一离合器定位是最小离合器定位，最后离合器定位是最大离合器定位。

16、如权利要求8所述的离合器组件，其中调整结构可相对于接合组件旋转360度角。

17、一种动力刀具，包括：

具有输出轴的电动机；

连接输出轴的传动装置；

具有离合器件、接合组件和调整机构的离合器组件，所述离合器件连接传动装置并可在第一状态和第二状态下操作，所述第一状态进行扭矩传递，所述第二状态防止扭矩传递，所述接合组件将离合器件偏置在第一状态，可操作所述调整机构以有选择地调整使接合组件偏靠离合器件的力，所述调整机构包括具有调整外形的调整结构，所述调整外形包括倾斜部、第一调整段、最后调整段和多个中间调整段，第一调整段对应最小离合器定位，最后调整段对应最大离合器定位，倾斜部位于第一和最后调整段之间，使得调整结构具有可在第一和第二调整段之间以及最后和第一调整段之间转动而不接合任何中间调整段的形状。

18、如权利要求17所述的动力刀具，其中每个中间调整段的高度由第一调整段向着最后调整段增大。

19、如权利要求18所述的动力刀具，其中每个中间调整段的高度所增大的量相等。

20、如权利要求17所述的动力刀具，其中接合组件是轴向设置的，包括调整件用于接触调整结构的调整外形。

21、如权利要求20所述的动力刀具，其中每个调整段的端部呈U形凹槽，用于容纳调整件的球形端。

22、如权利要求17所述的动力刀具，其中第一和最后调整段中的至少一个调整段靠近所述倾斜部。

23、如权利要求17所述的动力刀具，其中倾斜部包括起点和终点，倾斜部在起点和终点之间连续倾斜。

24、如权利要求18所述的动力刀具，其中第一离合器定位是最小离合器定位，最后离合器定位是最大离合器定位。

25、如权利要求17所述的动力刀具，其中调整结构可相对于接合组件旋转360度角。

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