CN1328016C - 带有功能性包覆成型的外壳的动力工具 - Google Patents

Abstract

一种物品，其具有第一结构(38)和第二结构(32)，第一结构(38)包括结构部分(100)和包覆成型部分(102)，该包覆成型部分构形成实施如产生密封部分的功能，该密封部分构形成密封地啮合第二结构(32)，以及产生隔离部分，该隔离部分构形成接触第二结构(32)，并衰减传递到其上和/或辅助夹持表面上的振动。

Description

带有功能性包覆成型的外壳的动力工具

优先权及相关申请

本发明要求2001年1月23日提交的美国临时申请No.60/263379的权利。本发明的其他特征在共同受让且共同未决的名称为MultispeedPower Tool Transmission(多速动力工具传动装置)的美国申请No.09/964226、名称为First Stage Clutch(第一级离合器)的美国申请09/964078以及360 Degree Clutch Collar(360°离合器套筒)的美国申请09/965108中论述并要求权利。

技术领域

本发明总体上涉及用于如动力工具的装置的外壳，包括可旋转的钻、动力螺丝刀以及切割工具。具体而言，本发明涉及具有包覆成型部分的外壳，其中，该包覆成型部分执行辅助功能。

背景技术

如今，动力工具的生产商追求提供动力强且坚固的工具，该工具既以人机工程学构形成也以较便宜的价格提供意想不到的高价值。然而，经常是一种坚固符合人机工程学的构形的目标似乎与以较便宜的价格供给的工具不相一致，因为需要如包覆成型的附加的过程，或各种各样的并不明显增加价值的例如振动隔离器和密封装置的部件。

在本领域内已经知道手持工具的夹持部分的包覆成型是用于降低传动装置对使用者的手的振动。在这些场合中，工具的夹持部分的外表面是用弹性材料包覆成型的。包覆成型部分趋于抑制在工具的外壳和使用者的手之间传递的振动。该包覆成型部分并不影响工具本身的操作，且同样，包覆成型的使用往往限制在工具的外部的较小的区域，以使工具的成本降低到最小。特别是，包覆成型操作一般以非功能性方式使用，这增加物品的制造成本而不增加相匹配的价值量。

当诸如隔离装置且甚至密封装置的部件需要用于该动力工具的适当操作时，它们在材料和组装劳动中的分散的性质依然增加了该动力工具的成本。进而，已知元部件的扩大化在缺陷率和合理成本方面是不利的。因此，在本领域需要以与其成本相当的量增加物品制造的价值的功能性的包覆成型。

发明内容

在一优选形式中，本发明提供一种物品，其具有第一结构和第二结构，第一结构包括结构部分和包覆成型部分，该包覆成型部分由弹性材料形成并模制在结构部分上，该包覆成型部分构形成实施辅助功能，例如产生密封部分，该密封部分构形成密封啮合第二结构，产生隔离部分，该隔离部分构形成接触第二结构并减缓传递到其上和/或辅助夹持表面上的振动。

特别是提出一种动力工具，包括第一结构和至少部分地容纳在第一结构中的第二结构，第一结构包括结构部分和包覆成型部分，该包覆成型部分由弹性材料形成并至少模制在结构部分的一部分上，其特征在于，该包覆成型部分限定构形成密封地啮合第二结构的密封部分，以当第一结构与第二结构彼此啮合时在结构部分和第二结构之间形成密封。

附图说明

从下面结合附图给出的后续描述和所附的权利要求中，本发明的其他优点和特征变得更为明显，其中：

图1是根据本发明的教导构成的动力工具的侧视图；

图2是图1的动力工具的一部分的分解透视图；

图3是图1的动力工具的壳体的一部分的透视图，示出端盖组件的后部；

图4是端盖组件的正视图；

图5是沿图4的线5-5所取的剖面图；

图6是图1的动力工具的一部分的后视图，其中去除端盖组件；

图7是图1的动力工具的一部分的侧视图，其中去除端盖组件；

图8是类似于图4的视图，但示出在包覆成型操作之前的端盖壳；

图9是类似于图5的视图，但示出在包覆成型操作之前的端盖壳；

图10是类似于图4的视图，但示出包覆成型部件的另一种结构；

图11是动力工具的一部分的局部剖面图，该工具采用了具有以图10所示的方式构成的包覆成型部件的端盖组件；

图12是图1的动力工具的一部分的分解透视图，详细示出传动组件；

图13是图1的动力工具的一部分的分解透视图，详细示出减速齿轮组件、传动套筒、部分壳体和部分离合机构；

图13a是沿第二齿圈的纵向轴线所取的剖面图；

图13b是沿第三齿圈的纵向轴线所取的剖面图；

图14是传动套筒的侧视图；

图15是传动套筒的后视图；

图16是沿图15的线16-16所取的剖面图；

图17是沿图15的线17-17所取的剖面图；

图18是减速齿轮组件的分解图；

图19是沿图1的动力工具的纵向轴线所取的剖面图，详细示出减速齿轮组件的一部分；

图20是第一减速支架的一部分的正视图；

图21是沿图1的动力工具的纵向轴线所取的剖面图，详细示出减速齿轮组件的一部分；

图22是所述第三减速支架的一部分的后视图；

图23是沿图1的动力工具的纵向轴线所取的剖面图，示出定位于第一速度比的传动组件；

图24是类似于图23的剖面图，但示出定位于第二速度比的传动组件；

图25是类似于图23的剖面图，但示出定位于第三速度比的传动组件；

图26是图1的动力工具的一部分的顶视图，详细示出速度选择器机构；

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顶视图；

图27c是沿速度选择器机构的中心轴线所取的剖面图；

图28是输出轴组件的后视图；

图29是离合机构的分解透视图；

图29a是离合机构的一部分的透视图，示出离合部件的另一种构形；

图29b是分解图，示出用于第一齿圈和离合部件的多件式结构；

图30是处于“展开”状态下的调节结构的示意图；

图31是类似于图30的示意图，但示出调节轮廓的另一种结构；以及

图32是类似于图30的示意图，但示出调节轮廓的又一种结构的一部分。

具体实施方式

参见图1和2，根据本发明的教导构成的动力工具总体上由附图标记10表示。如本领域的技术人员可以理解的，本发明的优选实施例可以是有绳(或电线)或者无绳的(电池操作的)装置，例如便携式螺丝刀或钻。在特定的实施例中，动力工具10是一种无绳的钻，它具有一外壳12、一马达组件14、一多速传动组件16、一离合机构18、一输出轴组件20、一卡盘22、一扳机组件24和一电池组26。本领域的技术人员可以理解，动力工具10的几个部件，比如卡盘22、扳机组件24和电池组26实际上是传统的，且不需要在这种应用下进行详细描述。可以参考各种出版物，以便更完整地理解动力工具10的常规部件的操作。这些出版物的一个示例是普通受让的1999年4月27授权的美国专利US5897454，在此通过引用而包含其内容。

外壳12包括端盖组件30和手柄壳体组件32，该手柄壳体组件包括一对互相配合的手柄壳体34。手柄壳体组件32包括手柄部分36和驱动链部分或本体部分38。扳机组件24和电池组26机械上连接于手柄部分36，且电连接于马达组件14。本体部分38包括马达腔40和传动腔42。马达组件14装放在马达腔40中，且包括可转动的输出轴44，该轴延伸到传动腔42中。将具有多个齿轮齿48的马达小齿轮46连接成随输出轴44一起转动。扳机组件24和电池组26配合工作，以本领域公知的方式选择地为马达组件14提供电力，以控制输出轴44旋转的速度和方向。

传动组件16装放在传动腔42中，且包括速度选择器机构60。马达小齿轮46将传动组件16连接于输出轴44，向传动组件16传递较高速度、低扭矩的驱动输入。传动组件16包括多个减速元件，它们选择地由速度选择器机构60啮合，以提供多种速度比。每种速度比都以预设的方式使驱动输入的速度和扭矩倍增，使传动组件16的输出速度和转距按所需的方式在较低速度、高扭矩的输出和较高速度、低扭矩的输出之间变化。传动输出被传送到输出轴组件20，卡盘22连接于输出轴组件用于转动，以将扭矩传递到刀头(未示出)。离合机构18连接于传动组件16，且是可操作的，用于将与驱动输入相关联的扭矩值限定在预定的可选扭矩限度上。

功能性包覆成型

具体参照图2至9，端盖组件30表示为包括端盖壳体100和包覆成型部件102。在给出的示例中，端盖壳体100由塑料，例如ABS注模成形。端盖壳体100形成端盖腔104，其尺寸形成可容纳马达组件14，该马达组件由手柄壳体组件32向后延伸。在端盖壳体100的前表面114上形成多个第一和第二径向突出部孔108和110与邻接面158，且在端盖壳体100的周边上形成多个螺钉凸台116。每个第一和第二径向突出部孔108和110的尺寸形成分别可以容纳形成于手柄壳体34的后表面142上的第一径向突出部120和第二径向突出部122。第一和第二径向突出部孔108和110与第一径向突出部120和第二径向突出部122相配合，以使端盖壳体100与手柄壳体32适当地对准，以及阻止两者之间的相对转动。端盖壳体100的前表面114的弓形部分128倾斜一角度，以匹配手柄壳体34的后表面124的邻接面132。螺钉凸台116使端盖壳体100可以通过多个螺钉138牢固地连接于马达罩136。马达罩136的几何形状受手柄壳体34的限制。这样，将端盖壳体100紧固在马达罩136上可以使端盖壳体100牢固地保持低靠在手柄壳体组件32的后表面124上，以及封闭手柄壳体组件32上的后部手柄孔139。

在端盖壳体100的侧面上形成有多个侧孔140，以使空气流经手柄壳体组件32，且以本领域公知的方式冷却马达组件14。在端盖壳体100的后部形成有多个后孔144，每一后孔144包括一个仅部分伸入端盖壳体100的外表面148的凹入部分146，和完全穿过端盖壳体100延伸的贯穿部分150。一对保持突出部152从端盖壳体100的内表面154向内延伸到端盖腔104。通道156形成于端盖壳体100的内表面154上，并且与每个后孔144和保持突出部152交叉。

包覆成型部件102由弹性材料制成，比如热塑性弹性体(例如，HYTREL^，由E.I.du Pont de Nemours and Company生产)，同时以注模操作的方式成形并连接在端盖壳体100上。在给出的特定示例中，包覆成型部件102包括多个缓冲部件170、一对隔离体172和连接部件174。每一缓冲部件170从基本上与端盖壳体100的内表面154重合的一个点延伸到端盖壳体100的外表面148后部的一个点，约0.5mm至1.5mm，优选为0.75mm。以这种方式构成的结构可以使缓冲部件170吸收一定程度的冲击，而当工具10掉落时，其降低端盖壳体100损坏的可能性。而且，有时操作人员需要在工具10上施加非常大的力，例如当使用孔锯钻削大直径的孔时。在这些情况下，操作人员倾向于压在工具10的后部，以施加与卡盘22的轴线共线的力。在这些情况下，缓冲部件170为操作人员提供较柔软和舒适的表面，其可防滑以及减弱传递到操作人员的振动。

隔离体172在端盖壳体100的内表面154上的保持突出部152周围形成。在给出的示例中，每个隔离体172包括向前延伸到端盖壳体100的内表面154的环形部件180。以这种方式构成的结构，可以允许端盖壳体100使隔离体172啮合马达壳体14c的外径14a和后表面14b，将马达14d牢固地保持在马达罩136内。这可以避免马达组件14的部件沿工具10的纵向轴线移动，以及吸收在马达组件14运转过程中产生的振动。连接部件174牢固地连接于每一缓冲部件170和隔离体172上。连接部件174可以提供流动通路，在缓冲部件170和隔离体172的成型过程中弹性材料通过该流动通路流动。连接部件174还可以使缓冲部件170和隔离体172互连，从而使得将它们从端盖壳体100中移出来更加困难。

本领域的技术人员可以认识到，本发明的这一方面可以结合到手柄组件32内的各种其他位置，用于在两或多个部件之间密封、缓冲振动或使一个部件相对于另一个定位。在图10和11中示出了一个这样的示例，其中隔离体172改变成围绕端盖腔104的一部分的周边延伸，并密封地接触马达14d的后表面14b。隔离体172密封端盖壳体100和马达组件14之间的接触面，而缓冲部件170密封端盖壳体100上的后孔144。然后，由隔离体172形成的间隔188填充以油脂或其他适当的润滑剂，润滑马达的电枢轴承190。

传动组件

参照图12，传动组件16表示为是三级、三速传动装置，其包括传动套筒200，减速齿轮组件202和速度选择器机构60。另外参照图13至17，传动套筒200包括壁部件210，该壁部件形成其内设置减速齿轮组件202的通常传动装置内筒或中空的内腔212。传动套筒200包括本体214和基底216。传动套筒200的本体214直径非常均匀，且通常直径小于基底216。基底216的内径这样确定尺寸，即容纳马达罩136的圆柱形前端部分(或鼻部分)220。

在基底216上形成多个凸起的平台226。这些凸起的平台226在基底216的外表面230上形成多个第一槽228，且在基底216的内表面234上形成多个第二槽232。第一槽228构形成容纳在手柄壳体34的内表面242上形成的对准肋238，以使传动套筒200与手柄壳体34对准，并阻止传动套筒200和外壳12之间的相对转动。可取的是，第一槽228和对准肋238以这种方式构形成，即传动套筒200仅可在一个方位组装到手柄壳体34上(即，第一槽228和对准肋238的构形阻止传动套筒200相对于手柄壳体34转动180°位置)。下面将详细描述第二槽232。

传动套筒200的本体214表示为包括圆柱形本体部分246和销形壳体部分248。在所示的特定实施例中，圆柱形本体部分246分别包括选择器凸轮引导件250、多个润滑剂槽252以及第一和第二组环形啮合齿254和256。选择器凸轮引导件250通常截面为矩形，从本体部分246的外表面258的顶端向外延伸。润滑剂槽252围绕本体部分246的周边的上半部分同心地形成。润滑剂槽252具有约0.01英寸到约0.030英寸的深度，用于在本体部分246的上半部分周边上保持润滑剂，比如油脂。下面将详细论述选择器凸轮引导件250以及润滑剂槽252的操作。

凸条(或凸珠)264分别将本体部分246的内部分成第一和第二壳体部分260和262。第一组环形啮合齿254在本体部分246的内表面266上形成，且从凸条264朝基底216向后延伸。第二组环形啮合齿256也在本体部分246的内表面上形成，但从凸条264向前延伸。第一和第二组环形啮合齿254和256的齿268围绕本体部分246的内表面266均匀地间隔开。在第一和第二组环形啮合齿254和256上的每一齿268的构形类似于从凸条264延伸的每个齿，具有一对平行的啮合表面270，且终止于顶端部分272。每个齿268的顶端部分272是倒圆且渐缩的，以增强它与减速齿轮组件202的一部分啮合的能力，这将在下面详细描述。

销形壳体部分248在本体部分246的主要长度上从本体部分246向下延伸。致动器孔274在销形壳体部分248上形成，且穿过传动套筒200的基底216向后延伸。在所示的具体实施例中，致动器孔274形成有台阶，具有在传动套筒200的后部的第一直径的第一部分276和在传动套筒200的前面较小的第二直径的第二部分278。在所示的示例中，致动器孔274的第一部分276穿过第一壳体部分260的壁，且在基底216的内表面234上形成槽280。下面将更详细地描述销形壳体部分248。

在传动套筒200上形成一对第一卡槽284和一对第二卡槽286，它们沿传动套筒200的侧面延伸，方式是平行于传动套筒200的纵向轴线。第一对卡槽284在凸条264的后面穿过本体部分246的侧面形成，且朝基底216向后延伸。第一对卡槽284的深度是这样的，即它们并不延伸穿过形成基底216的壁部件210的那部分。第二对卡槽286也穿过本体部分246的侧面形成，在凸条264的前面开始，且延伸穿过传动套筒200的前由288。

参照图12、13、18和23，减速齿轮组件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。第一、第二和第三减速齿轮组302、304和306可以起作用模式和不起作用模式运行。在起作用模式的操作可以使减速齿轮组执行减速和扭矩倍增操作，而减速齿轮组在不起作用模式的操作可以使减速齿轮组提供这样的输出，即该输出的速度和扭矩约等于减速齿轮组提供的转动输出的速度和扭矩。在所示的具体实施例中，第一、第二和第三减速齿轮组302、304和306都是行星齿轮组。然而，本领域的技术人员可以理解，本领域公知的各种其他类型的减速齿轮组可以代替形成减速齿轮组件202的一个或多个减速齿轮组。

如图所示，第一减速齿轮组302包括第一减速元件或齿圈310，第一组行星齿轮312和第一减速支架314。第一齿圈310是一种环形结构，沿其内径具有多个齿轮齿310a。在第一齿圈310的前表面318的外周边上形成离合表面316，这将在下文中详细论述。第一齿圈310设于由基底216形成的中空内腔212的那部分中；第一齿圈310的前表面318接触在传动套筒200上形成的台阶320，因此限制第一齿圈310向前移动到中空内腔212中的能力。

第一减速支架314形成为扁平的圆柱体形状，具有多个从其后表面324延伸的销子322。几乎在第一减速支架314的整个外周边上形成多个齿轮齿314a，在每对相邻的齿轮齿314a之间形成低谷314b。由于齿轮齿314a之间的间隔，其中一个低谷(例如，低谷314b′)比其余的低谷314b宽，这是由于在第一减速支架314的外周边上省去了齿314a。在所示的特定示例中，第一减速支架314的齿轮齿314a构形成不与第一齿圈310的齿轮齿314a啮合。

具体参照图19和20，详细示出了齿轮齿314a的轮廓。如图所示，每个齿轮齿314a终止于位于第一减速支架314的前面328的渐变的半径326，但突变地终止于第一减速支架314的后面324。齿轮齿314a之间的低谷314b上也形成了半径330。

回过来参照图12、13、15、18和23，第一止推垫圈332具有第一环形部分334、第二环形部分336，且多个保持突出部338位于第一减速齿轮组302的后面。保持突出部338与传动套筒200的基底216中的第二凹槽232啮合，因此，阻止了第一止推垫圈332和传动套筒200之间的相对转动。基底216的内径尺寸形成可以容纳马达罩136，因此马达罩136的前面340阻止了第一止推垫圈332的轴向运动。第一环形部分334与第一齿圈310的后面342相接触，形成摩擦表面，并控制第一齿圈310可在轴向方向的移动量。第二环形部分336与第一环形部分334轴向间隔开，延伸到第一环形部分334前面，为第一组行星齿轮312提供摩擦表面，且也控制它们在轴向方向上的移动量。

第一组行星齿轮312包括多个行星齿轮334，每个行星齿轮334一般都具有圆柱形状，在其外周边上形成多个齿轮齿344a，而在其中心形成销孔346。每个行星齿轮334可旋转地支撑在销子322和第一减速支架314的相关的一个上并定位成使行星齿轮的齿轮齿344a与第一齿圈310的齿轮齿314a啮合。在每个行星齿轮334的前、后表面350和352上都形成有凸起部分348，阻止齿344a在第一减速支架314和第一止推垫圈332上摩擦以及产生粉尘和碎片，影响传动组件16的性能，减少其工作寿命。当位于输出轴44上的马达小齿轮46的齿46a也与行星齿轮344的齿344a啮合时，马达小齿轮46用作第一减速齿轮组302的恒星齿轮。

第二减速齿轮组304设于由第一外壳部分260形成的中空内腔212内的那部分中，且包括第二恒星齿轮358、第二减速元件或齿圈360、第二组行星齿轮362和第二减速支架364。第二恒星齿轮358固定成与第一减速支架314一起旋转。第二恒星齿轮358包括多个齿轮齿358a，它们向前延伸到第一减速支架314的前面328。

第一齿圈360是一种环形结构，具有多个沿其内径形成的齿轮齿360a。齿轮齿360a可以在第二齿圈360的后面366强烈斜切，突变地终止于前表面368。更可取的是，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而不是强烈斜切，因为齿轮齿360a上的大半径369可以在第二齿圈360和第一减速支架341之间形成更好的啮合。

在第二齿圈360的外周边上形成多个套筒啮合齿370；套筒啮合齿370朝第二齿圈360的前面368向前延伸，且终止于顶端部分372，该顶端部分是倒圆的且向前、向内渐缩。环形卡槽374也形成于第二齿圈360的外周边上。在所示的示例中，卡槽374是矩形狭缝，其具有一对侧壁376。下面将详细论述卡槽374。

第二减速支架364形成为扁平的圆柱形状，具有多个从其后面380延伸的销子378。第二组行星齿轮362示为包括多个行星齿轮382。每个行星齿轮382一般为圆柱形，具有多个在其外周边形成的齿轮齿382a，和在其中心形成的销孔384。每个行星齿轮382可旋转地支撑在的销子378的相关的一个上，且第二减速支架364定位成使行星齿轮382的齿轮齿382a与第二齿圈360的齿轮齿360a啮合。第二恒星齿轮358的齿轮齿358a也与行星齿轮382的齿轮齿382a啮合。

第三组减速齿轮306设于由第二外壳部分262形成的中空内腔212的部分内，且包括第三恒星齿轮398、第二减速元件或齿圈400、第三组行星齿轮402和第三减速支架404。第三恒星齿轮398固定成用于与第二减速支架364一起旋转。第三恒星齿轮398包括多个齿轮齿398a，其向前延伸到第二减速支架364的前面406。

第三齿圈400是一种环形结构，具有多个沿其内径形成的齿轮齿400a。齿轮齿400a可以在第三齿圈400的前面412强烈斜切，且突变地终止于后面414。更可取的是，在每个齿轮齿400a的前面412和侧面形成大半径407，其中采用大半径407而不是强烈斜切，因为齿轮齿400a上的大半径407可以在第三齿圈400和第三减速支架404之间形成更好的啮合。在第三齿圈400的外周边上形成多个套筒啮合齿418；套筒啮合齿418朝第三齿圈400的后面414向后延伸，且终止于顶端部分420，该顶端部分是倒圆的，且向前、向内渐缩。在第三齿圈400的外周边上还形成环形卡槽422。在示出的示例中，卡槽422是矩形狭缝，其具有一对侧壁424。下面将详细描述卡槽422。

第三减速支架404形成为扁平的圆柱形状，具有多个从其后面430延伸的销子428。几乎在第三减速支架404的整个外周边形成有多个齿轮齿404a，每对相邻齿404a之间形成低谷404b。由于齿404a之间的间隔，在所述低谷中，其中一个低谷(例如，低谷404b′)比其余的低谷404b宽，这是由于在第三减速支架404的外周边上省去了齿404a。在示出的特定示例中，第三减速支架404的齿轮齿404a构形成不与第二行星齿轮382的齿轮齿382a啮合。

另外参照附图21和22，其中详细示出了齿轮齿404a的轮廓。如图所示，第三减速支架404的后面430斜切，在齿404a和低谷404b的每个侧面上形成大半径434。每个齿轮齿404a突变地终止于第三减速支架404的前面436。

回过来参照图12、13、15、18和23，第三组行星齿轮402示为包括多个行星齿轮438。每个行星齿轮438一般为圆柱形，在其外周边上形成多个齿轮齿438a，并通过其中心形成销孔440。每个行星齿轮438可旋转地支撑在一个相应的销子428上，且第三减速支架404定位成使行星齿轮438的齿轮齿438a与第三齿圈400的齿轮齿400a啮合。在每个行星齿轮438的前、后表面上都形成有凸起部分442，该凸起部分可以避免齿轮齿438a在第三减速支架404上刮擦以及产生粉尘和碎片，这些粉尘和碎片影响传动组件12的性能，减少其工作寿命。第二止推垫圈450设于第三恒星齿轮398的周围，且第三恒星齿轮398的齿398a与行星齿轮438的齿轮齿438a啮合。第二止推垫圈450包括多个保持突出部452，其构形成啮合在传动套筒200的本体体部分246的内表面266上形成的对应的突出部槽454(图13)。保持突出部452和突出部槽454相配合，以阻止第二止推垫圈450和传动套筒200之间的相对转动。

输出轴组件20包括用于连接与第三减速支架404一起转动的心轴460的传动装置458，从而将驱动扭矩从减速齿轮组件202传递到卡盘22。这种传动装置458是本领域公知的，且易于适应本发明的传动组件。因此，本文无需包括传动装置458的详细论述。

参照图13、13a、13b、16、17、18和23至28，速度选择器机构60可以在第一位置500、第二位置502和第三位置504之间移动，且包括用于接纳变速输入的转换部分510和根据变速输入操纵减速齿轮组件202的致动器部分512。致动器部分512有效地连接于减速齿轮组组件202，且使第二和第三减速齿轮组304和306根据转换部分510在第一、第二和第三位置500、502和504之间的运动，在起作用和不起作用模式之间运动。在所示的具体实施例中，致动器部分512包括旋转式选择器凸轮520，多个钢丝夹522和弹簧部件523。每一钢丝夹522由圆形钢丝制成，其弯成半圆形524，一对突出部526从半圆形524向外延伸，且位于围绕半圆形524的中心线。半圆524的尺寸适于分别配置在第二和第三齿圈360和400的卡槽37 4和422中。在这方面，半圆524既不从一个相关的齿圈(360，400)径向向外延伸，也不靠着卡槽(374，422)的侧壁(376，424)固定。在给出的示例中，卡槽(374，422)的侧壁(376，424)间隔开约0.05英寸，且形成钢丝夹522的钢丝直径约0.04英寸。

钢丝夹533的突出部526从中空内腔212向外延伸，进入传动套筒200上形成的卡槽(284，286)的相关的一个中。突出部526足够长，而使其从传动套筒200的本体214的外表面向外伸出，但不会远到从传动套筒200的基底216上的第一卡槽284的那部分沿径向向外伸出。钢丝夹522的这种构造有利于传动组件16的组装，可以使钢丝夹522安装在第二和第三齿圈360和400上，此后，这些组件沿传动套筒200的纵向轴线插入中空内腔212中。

参照图13和27a至27c，旋转式选择器凸轮520示为包括弧形的选择器本体530、转换突出部532和多个间隔部件534。穿过选择器本体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和引导孔548。选择器本体530的尺寸形成可以以滑动配合的方式啮合传动套筒200的本体部分246的外径。引导孔548通常是矩形的，且尺寸形成可以啮合选择器凸轮引导件250的前、后表面。引导孔548比选择器凸轮引导件250的宽度明显宽，其尺寸形成可以使旋转式选择器凸轮520在第一转动位置、第二转动位置和第三转动位置之间在传动套筒200上转动。选择器凸轮引导件250与引导孔548相配合，以限制旋转式选择器凸轮520可以在传动套筒200上转动的量，当旋转式选择器凸轮520定位于第一转动位置时，选择器凸轮引导件250的第一侧面接触引导孔548的第一侧面，当旋转式选择器凸轮520定位于第二转动位置时，选择器凸轮引导件250的第二侧面接触引导孔548的第二侧面。

每一第一凸轮槽540a和540b的尺寸形成分别可以容纳与第二齿圈360啮合的钢丝夹522的突出部526之一。在所示的具体实施例中，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位于离基准平面558第一预定距离的位置，其中基准平面垂直于旋转式选择器凸轮520的纵向轴线，而第二段52位于离基准平面558第二距离的位置。中间段554使第一和第二段550和552互相连接。第一凸轮槽540b的构造与第一凸轮槽540a相同，除了它相对于旋转式选择器凸轮520转动，而使第一凸轮槽540b的第一、第二和中间段550、552和554与第一凸轮槽540a的第一、第二和中间段550、552和554远离180°之外。

每一第二凸轮槽544a和544b的尺寸形成分别可以容纳对应钢丝夹522之一的突出部526之一。在所示的具体实施例中，第二凸轮槽544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位于离基准平面第三预定距离的位置，而第二段552位于离基准平面558第四距离的位置。中间段566a使第一和第二段560和562互相连接，且中间段568与第二和第三段562和566连接在一起。第二凸轮槽544b的构造与第二凸轮槽544a相同，除了它相对于旋转式选择器凸轮520转动，而使第二凸轮槽544b的第一、第二、第三和中间段560、562、564和566和568的每个与第二凸轮槽544a的第一、第二、第三和中间段560、562、564和566和568分开180°之外。

利用与第一凸轮槽540a和540b以及第二凸轮槽544a和544b啮合的钢丝夹522的突出部526，旋转式选择器凸轮520可以在第一、第二和第三位置500、502和504之间在传动套筒200上转动，以便有选择地使第二和第三齿圈360和400分别与第一和第三减速支架314和404啮合和脱开啮合。在旋转式选择器凸轮520的转动过程中，第一凸轮槽540a和540b与第二凸轮槽544a和544b限制了它们相关的钢丝夹522的钢丝突出部526，且使钢丝突出部526沿传动套筒200的纵向轴线在相关的第一和第二卡槽284和286之一中行进。因此，旋转式选择器凸轮520可以将转动输入转换成轴向输出，该轴向输出致使钢丝夹522按预定的方式轴向运动。传动套筒200的本体部分246上形成的润滑剂槽252加有润滑剂(未明确示出)，用于润滑传动套筒200和旋转式选择器凸轮520之间的接触面。

旋转式选择器凸轮520在第一转动位置500的定位使与第二齿圈360啮合的钢丝夹522的突出部526定位于第一凸轮槽540a和540b的第一段550上，与第三齿圈400啮合的钢丝夹522的突出部526定位于第二凸轮槽544a和544b的第一段560上。因此，旋转式选择器凸轮520在第一转动位置的定位致使第二和第三齿圈360和400分别定位成与第二和第三行星齿轮362和402啮合。在第二和第三齿圈360和400与第二和第三行星齿轮362和402啮合的同时，第二和第三齿圈360和400的套筒啮合齿370和418分别与第一和第二组环形啮合齿254和256啮合，以阻止第二和第三齿圈360和400与传动套筒200之间的相对转动，从而使传动组件16具有第一总齿轮减速比或速度比570，如图23所示。本领域的技术人员可以理解，第一和第二组环形啮合齿254和256的齿268的顶端部分272，以及套筒啮合齿370和418的顶端部分372和420，分别是倒圆并减缩的，从而提高其在适应沿传动组件16的纵向轴线轴向再定位时的啮合能力。

旋转式选择器凸轮520在第二转动位置502的定位使与第二齿圈360啮合的钢丝夹522的突出部526定位于第一凸轮槽540a和540b的第一段550上，与第三齿圈400啮合的钢丝夹522的突出部526定位于第二凸轮槽544a和544b的第二段562上。因此，旋转式选择器凸轮520在第二转动位置的定位致使第二齿圈360与第二行星齿轮362啮合，第三齿圈400与第三行星齿轮402和第三减速支架404啮合。旋转式选择器凸轮520在第二转动位置的定位还使第二齿圈360的套筒啮合齿370与第一组环形啮合齿254啮合，而第三齿圈400的套筒啮合齿418不与第二组环形啮合齿256啮合。因此，阻止了第二齿圈360和传动套筒200之间的相对转动，而第三齿圈400和传动套筒200之间可以相对转动，从而使传动组件16具有第二总齿轮减速比或速度比572，如图24所示。

旋转式选择器凸轮520在第三转动位置504的定位使与第二齿圈360啮合的钢丝夹522的突出部526定位于第一凸轮槽540a和540b的第二段552上，与第三齿圈400啮合的钢丝夹522的突出部526定位于第二凸轮槽544a和544b的第三段564上。因此，旋转式选择器凸轮520在第三转动位置的定位致使第二齿圈360与第二行星齿轮362和第一减速支架314啮合，而第三齿圈400仅与第三行星齿轮402啮合。旋转式选择器凸轮520在第三转动位置504的定位还使第二齿圈360的套筒啮合齿370与第一组环形啮合齿254脱开啮合，而第三齿圈400的套筒啮合齿418与第二组环形啮合齿256啮合，从而阻止第二齿圈360和传动套筒200之间的相对转动，使第三齿圈400和传动套筒200之间可以相对转动，从而使传动组件16具有第三总齿轮减速比或速度比574。

在图13、27b和28所示的示例中，弹簧部件523由扁平的矩形弹簧钢件制成，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构形成绕在伸入弹簧孔546中的两个加强筋586周围卷绕，从而使凸起部分584保持在预定位置，并在旋转式选择器凸轮520和弹簧部件523之间传递弹力。参照图28，弹簧部件523的凸起部分584的尺寸形成可以使其啮合输出轴组件20的壳体592内形成的内部缺口590。在旋转式选择器凸轮520上在缺口590之间形成沿周向间隔开的平台594。当输出轴组件20定位于传动组件16上，且速度选择器机构60定位于第一、第二和第三转动位置500、502和504之一上时，弹簧部件523的凸起部分584啮合相关的缺口590之一。当凸起部分584响应凸起部分584和平台594之间的接触而朝旋转式选择器凸轮520向下运动时，由弹簧部件523产生的作用力用于阻止速度选择器机构60的非故意的转动。而且，凸起部分584置于缺口590中为用户提供了关于旋转式选择器凸轮520的定位的可触知的指示。

在图13和27c所示的具体实施例中，转换部分510示为包括弧形带状件600，它具有在其中形成的凸起的中空矩形选择器按钮602。弧形带状件600由塑料制成，且构形成与旋转式选择器凸轮520的外径一致。选择器按钮602的开口端构形成容纳转换突出部532，从而使转换部分510和旋转式选择器凸轮520以无紧固件的方式互相连接。多个间隔部件534是在与选择器本体530同心且径向向外伸出的旋转式选择器凸轮520上形成的凸起部分。间隔部件534抬高了弧形带状件600，以避免弧形带状件接触第一凸轮槽540a和540b上的钢丝突出部526。间隔部件534也可用于选择性地增加旋转式选择器凸轮520的区域，比如邻近第一凸轮槽540a和540b的区域。

本领域的技术人员可以理解旋转式选择器凸轮520(即第一凸轮槽540a和540b以及第二凸轮槽544a和544b)可以构形成稍有不同，以使第二齿圈360啮合第二行星齿轮362和第一减速支架314，同时第三齿圈400啮合第三行星齿轮402和第三减速齿轮404，从而使传动组件16具有第三总齿轮减速比或速度比。

本领域的技术人员可以理解，其他结构的选择机构可以代替本文所述的选择机构60。这些选择机构可包括通过转动或滑动动作致动的致动装置，且可包括本领域公知的连杆、凸轮或其他装置，以使第二和第三齿圈360和400相对于传动套筒200滑动。本领域的技术人员还可以理解，当第二和第三齿圈360和400在起作用和不起作用模式之间独立运动时(即第二和第三齿圈360和400之一的位置不决定第二和第三齿圈360和400中的另一个的位置)，转换机构60也可以构形成使第二和第三齿圈360和400互相独立地定位。

离合机构

在图23、26和28至30中，离合机构18示为包括离合部件700、啮合组件702和调节机构704。离合部件700示为环形构件，该构件固定在第一齿圈310的外径上，且径向向外延伸。离合部件700包括在第一齿圈310的前面318上形成的弧形离合面316。离合部件700的外径大小指出可以使其在中空内腔212的、由传动套筒200的基底216限定的那部分中转动。参照图29，示例的离合面316示为有多个峰710和低谷712，峰和低谷相对布置，形成约18°的角的一系列斜面。然而，本领域的技术人员可以理解，也可以使用其他的离合面构造，比如正弦形状的离合面316′(图29a)。

虽然第一齿圈310和离合部件700已经示为单件(即整体式制成)式结构，但本领域的技术人员可以理解，可以按其他的方式构成。在图29b中示出了一个这样的实施例，其中第一齿圈310′示为包括环形凸缘1000和多个突出部孔1002。环形凸缘1000示为包括多个斜面1004，它们具有双斜侧面，但其他部分是平的。第一齿圈310′与第一齿圈310相同。环形缓冲件1008邻靠环形凸缘1000，且包括多个突出部部件1010，这些突出部部件与第一齿圈310′上的突出部孔1002啮合，以防止缓冲件1008相对于第一齿圈310′转动。缓冲件1008包括构形成匹配环形凸缘1000的轮廓的本体部分1012，以及包括多个构形成啮合每一斜面1004的匹配的斜面部段1014。缓冲件1008由适当的缓冲材料制成，比如乙酰基材料。离合部件700′是由耐磨材料制成的环形部件，比如硬化的8620钢，设于缓冲件1008上方。类似于缓冲件1008，离合部件700′包括多个突出部部件1020和多个匹配的斜面部段1022，突出部部件固定在突出部孔1002中，以防止相对于第一齿圈310′转动。然而，离合部件700′的匹配斜面部段1022与缓冲件1008的匹配斜面部段1014啮合。虽然这种结构比前述的实施例更昂贵，但它可以承受离合机构18操作过程中的更高冲击力。

在所示的具体实施例中，啮合组件702包括销子部件720、从动件弹簧722和从动件724。销子部件720包括圆柱形本体部分730，它具有可以尺寸制成滑动配合在致动器孔274的第二部分278内的外径，致动器孔在传动套筒200的销子壳体部分248上形成。销子部件720还包括顶端部分732和和头部部分734。顶端部分732构形成啮合调节机构704，且在所示示例中，它在销子部件720的本体部分730的端部形成，且由球面半径限定。头部部分734连接于与顶端部分732相对的本体部分730的端部，且为扁平的圆柱体或筒形，其尺寸制成可以使其滑动配合在致动器孔274的第一部分276中。因此，头部部分73 4防止销子部件720从致动器孔274向前顶出。

从动件弹簧722是一种压缩弹簧，其外径的大小可以使其滑动配合在致动器孔274的第一部分276内。从动件弹簧722的前端接触销子部件720的头部部分734，而从动件弹簧722的相对端接触从动件724。从动件724的端部740是圆柱形的，且其尺寸制成可以使其滑动配合在从动件弹簧722的内径内。在这方面，从动件的端部740作为弹簧从动件，避免在从动件弹簧722压缩时弯曲。从动件724还包括具有圆柱形本体部分746、顶端部分748和凸缘部分750的从动件部分744。本体部分746的尺寸制成使其滑动配合在致动器孔274的第一部分276内。顶端部分748构形成啮合离合面316，且在所示的示例中，它在从动件724的本体部分746的端部形成，且由球面半径限定。凸缘部分750在本体部分746和端部740之间的相交处形成。凸缘部分750通常是扁平的，且构形成接纳从动件弹簧722施加的偏压力。

调节机构704示为包括调节构件760和设定套环762。调节构件760为大致中空圆柱体的形状，其尺寸制成使其装配在输出轴组件20的壳体部分766内。调节构件760包括形成调节轮廓770的环形面768。调节轮廓770包括第一调节段772、最后调节段774、多个中间调节段776和第一和最后调节段772和774之间的斜面部段778。在所示实施例中，第二斜面部段779在最后的中间调节段776z和最后调节段774之间。而且在所示的具体实施例中，调节轮廓770的从第一调节段772到最后一个中间调节段776z的那部分形成具有恒定斜率的斜面。因此，连接于输出轴组件20的壳体部分766的从动件780受到朝调节构件760的内径的径向向外的偏压，在此它对抗调节机构704上(例如在设定套环762上)形成的多个棘爪782。从动件724和多个棘爪782相配合，为工具10的用户提供关于调节轮廓770的位置的可触知的指示，以及阻止调节构件760的自由转动，将调节轮廓770的位置保持在所需的调节段772、774和776之一处。

设定套环762连接于调节构件760的外部，且包括多个凸起的握持表面790，该表面可以使工具10的用户舒适地转动设定套环762和调节构件760，而将调节轮廓770设定在所需的调节段772、774和776之一处。设定指示器792用于指示调节轮廓770相对于输出轴组件20的壳体部分766的位置。在给出的示例中，设定指示器792包括在输出轴组件20的壳体部分766上形成的箭头794和标在设定套环762的周面上的刻度796。

在工具10的操作过程中，初始驱动扭矩通过马达小齿轮46从马达组件14传递到第一组行星齿轮312，致使第一组行星齿轮312转动。响应第一组行星齿轮312的转动，第一中间扭矩施加到第一齿圈310上。对抗这一扭矩的是通过离合机构18施加的离合扭矩。离合扭矩阻止第一齿圈310的自由转动，致使第一中间扭矩施加在第一减速支架314和减速齿轮组件202的其余部件上，从而使第一中间扭矩根据转换机构60的设定按预定的方式倍增。在这方面，离合机构18以起作用模式偏压第一减速齿轮组302。

离合扭矩的大小由调节机构704示出，具体而言，由接触销子部件720的顶端部分732的调节段772、774或776的相对高度示出。调节机构704在预定的调节段772、774或776之一处的定位将销子部件720在致动器孔274内向后顶推，从而压缩从动件弹簧722，产生离合力。离合力传递到从动件724的凸缘部分750，致使从动件724的顶端部分748啮合离合面316，且产生离合扭矩。从动件724的顶端部分748在离合面316的低谷712之一上的定位有效地阻止了当离合扭矩的大小超过第一中间扭矩时第一齿圈310相对于传动套筒200的转动。然而，当第一中间扭矩超过离合扭矩时，第一齿圈310可以相对于传动套筒200转动。根据离合面316的构造，第一齿圈310的转动可以使离合力增加到足以阻碍继续转动的值。在这些情况下，当第一中间扭矩的值减小时，第一齿圈310将沿相反的方向转动，使从动件724的顶端部分748在离合面316的一个低谷712中对准。如果第一齿圈310的转动不使离合力充分增加而完全阻止第一齿圈310的转动，则第一减速齿轮组302将置于不起作用模式，其中第一齿圈310将转动，阻止第一中间扭矩传递到第一减速支架314上。在这些情况下，没有扭矩传递经过位于第一组行星齿轮312前面的传动组件16的所述部分(例如，第一减速支架314，第二恒星齿轮358，第二组行星齿轮362)。

离合机构18的这种构造非常有利，离合扭矩的大小足以对抗第一中间扭矩，该扭矩与多级减速传动组件16产生的且经卡盘22传递的工具10的输出扭矩相对。在这方面，离合机构18可以尺寸较小，从而改善其可以装入工具10中的能力。而且，随着速度或齿轮比在第一齿圈之后或下游的变化，离合机构18可以在相当大的输出扭矩范围上操作。与普通的限制传动装置输出扭矩的离合机构相比，其中这些装置通常可在较窄的扭矩区间上操作，如果希望输出扭矩的大小有相当大的变化，则需要改变离合弹簧。相反，通过以不同(即，更低或更高)的齿轮比简单地操作传动组件16，本发明的离合机构18可以适应工具10的输出扭矩值的较大变化。

在旋转动力工具，例如工具10的使用过程中，经常需要在两种离合器设置之间进行转换，比如，当工具10用于钻孔然后在该孔中安装螺纹时。因此，调节机构701可以相对于输出轴组件20旋转，使调节机构704位于调节段772、774、776之一上执行第一操作，然后旋转到调节段772、774、776的第二位置，执行第二操作。与已知的离合器装置相反，本发明的调节机构704配置为调节结构760和设定套环762可以旋转360°。假定调节机构760可以位于中间调节段776x，调节机构704旋转360°的角将会使调节结构760转动过另一中间调节段776，以及第一和最后的调节段772和774和斜面部段778，而使调节结构760可以重新位于中间调节段776x。当需要在较高的离合器设定值和较低的离合器设定值之间变换离合器的设定值时，这一特征非常方便。在这方面，斜面部段778可以使设定套环762(和调节结构760)从对应最后的调节段的最高离合器设定值，转动到对应第一离合器设定值的最低离合器设定值，而无需将离合机构18置于中间离合器设定值之一上。因此，通过少量地转动设定套环762，工具10的用户可以将离合器的设定值从最大设定值变化到最小设定值(反之亦然)。

尽管调节轮廓770描述为具有稳定的斜面，但本领域的技术人员可以理解，本发明在其更宽泛的方面可以是不同的结构。例如调节轮廓770′，可以是第一、最后和中间调节段772′、774′、776′为定位槽形，如图31所示。在这种装置中，不需要调节结构760中的棘爪782和输出轴组件20的壳体部分766中的从动件780，因为调节段772′、774′、776′将与啮合组件702相配合，为工具10的用户提供调节轮廓770′的触觉指示，以及阻止调节结构760的自由旋转。

在图32中示出了另一示例，其中，调节轮廓770″大致类似于调节轮廓770，除了斜面部段779省略之外，而使最后的中间调节段776z与最后调节段774紧邻。

尽管已经参照优选实施例在说明书描述并在附图中示出了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以作出很多变化，且等效物可以替代其中的元件，而不脱离如权利要求书限定的本发明的范围。另外，根据本发明的教导，可以为了适应特定的情况和材料进行修改，而不脱离其基本范围。因此，本发明不仅仅限于由附图示出和说明书描述的、作为实施本发明的最佳方式的特定实施例，而是本发明还可以包括其他都将落入所附权利要求书的描述内的实施例。

Claims (10)

1.一种动力工具，包括第一结构和至少部分地容纳在第一结构中的第二结构，第一结构包括结构部分(100)和包覆成型部分(102)，该包覆成型部分由弹性材料形成并至少模制在结构部分(100)的一部分上，其特征在于，该包覆成型部分限定构形成密封地啮合第二结构的密封部分，以当第一结构与第二结构彼此啮合时在结构部分(100)和第二结构之间形成密封。

2.如权利要求1所述的工具，其特征在于，第一结构是端盖壳体，第二结构是马达外壳，且工具是旋转动力工具。

3.如权利要求1所述的工具，其特征在于，多个孔(144)形成穿过该外壳部分(100)，并且该覆成型部分(102)延伸穿过所述孔(144)。

4.如权利要求1所述的工具，其特征在于，弹性材料是减震材料，其构形成衰减在结构部分和第二结构之间传递的振动。

5.如权利要求1所述的工具，其特征在于，弹性材料是热塑性弹性体。

6.如权利要求1所述的工具，其特征在于，该包覆成型部分还包括缓冲部件(170)和隔离体(172)，缓冲部件连接于结构部分(100)的外表面，隔离体(172)连接到该缓冲部件并且构形成邻靠第二结构，以限制该第二结构相对于结构部分在预定方向上的运动。

7.如权利要求6所述的工具，其特征在于，缓冲部件由该结构部分的外表面突起，且另外在缓冲部件和结构部分邻靠的区域与结构部分的形状一致。

8.如权利要求6所述的工具，其特征在于，包覆成型部分包括连接部件，该连接部件将密封部分和缓冲部件连接在一起。

9.如权利要求1所述的工具，其特征在于，第二结构是马达组件(14)。

10.如权利要求1所述的工具，其特征在于，第一结构还包括手柄壳体组件(32)。

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