CN1947957A - 手持旋转工具 - Google Patents

Abstract

一种具有头部分(12)的旋转工具(10)，所述头部分(12)在头部分(12)对齐主体部分(14)的方向与头部分(12)垂直主体部分(14)的方向之间的多个位置可以选择性枢转，并且旋转工具也可以绕360度圆弧旋转。

Description

手持旋转工具

技术领域

本发明涉及电动工具，特别是涉及头部分能相对工具主体枢转(pivot)的旋转工具。另外，本发明涉及头部分能相对工具主体旋转(rotate)的旋转工具。本发明还涉及头部分能相对主体部分枢转以及旋转的旋转工具。本发明的工具改进了以前设计，因为它包括相对主体部分能枢转和/或旋转的头部分，电机位于主体部分内。先前旋转工具设计包括位于头部分内的电机，这将导致其头部分明显大于本发明的头部分，从而将先前工具的可操作性限制在紧张空间内。

发明内容

在第一方面，本发明提供一种能在至少两个位置工作的旋转工具，该旋转工具包括：(a)具有输入端和输出端的传动部分；(b)装有传动部分输入端和电机的主体部分，电机连接传动部分输入端，主体部分包括纵轴线；(c)装有传动部分输出端和主轴的头部分，主轴连接传动部分输出端；以及(d)将头部分选择性夹持在沿枢轴线相对主体部分的选定方向的锁，其中头部分能被夹持在基本垂直主体部分纵轴线。

旋转工具可以包括能旋转或绕主体部分纵轴线旋转的头部分。主体部分具有齿轮箱外壳和衬套，所述衬套包围齿轮箱外壳的顶部并沿齿轮箱外壳轴向运动。旋转盖环绕衬套，选择性使衬套和齿轮箱外壳啮合。当衬套啮合齿轮箱外壳时，防止头部分相对主体部分转动。

在另一个方面，本发明提供一种具有可旋转头部分的工具，该工具包括：(a)传动部分，所述传动部分具有连接旋转件的输入端和连接输出工具的输出端；(b)主体部分，所述主体部分夹持传动部分的输入端并包括齿轮箱外壳和纵轴线；(c)衬套，所述衬套包围齿轮箱外壳顶部并沿齿轮箱外壳可以运动；(d)旋转盖，所述旋转盖包围衬套，使衬套和齿轮箱外壳选择性啮合；以及(e)头部分，所述头部分容纳传动部分的输出端并且沿主体部分的纵轴线绕主体部分可以转动，其中当衬套啮合齿轮箱外壳时防止头部分相对主体部分转动。

在另一个方面，本发明提供一种能在至少两个位置工作的工具，该工具包括：(a)具有输入端和输出端的传动部分；(b)具有纵轴线的主体部分，该主体部分包括(i)齿轮箱外壳，(ii)包围齿轮箱外壳顶部并能沿齿轮箱外壳运动的锁外壳，(iii)电机，(iv)包围锁外壳底部使锁外壳与齿轮箱外壳之间选择性啮合的旋转盖；(c)头部分，所述头部分旋转地连接到主体部分，绕主体部分的纵轴线旋转，其中当锁外壳啮合齿轮箱外壳时防止头部分相对主体部分转动；(d)枢转外壳，所述枢转外壳设置在头部分和主体部分之间，并且连接到锁外壳绕枢轴线可以枢转，其中枢转外壳和锁外壳的每一个包括孔；以及(e)锁块，所述锁块定位在锁外壳孔中，并选择性插入枢转外壳的孔中，使头部分相对主体部分夹持在选定方向。

对于本领域一般技术人员，从以下以图解方式表示和说明的本发明优选实施方式的详细说明中，本发明的优点将变得更加清楚。如同可以实现的，本发明能实施为其它的和不同的实施方式，其细节能在不同方面进行修改。因此，附图和说明本质上应认为是解释性的，而不是限制性的。

附图说明

图1是旋转工具一种实施方式的侧视图，表示本发明工具的头部分对齐工具的主体部分；

图2是图1工具的侧视图，其中头部分垂直工具的主体部分；

图3是图1工具的分解图，表示与主体部分对齐的、与头部分排成一行的零件；

图4是图1工具的分解图；

图5是图1工具的剖视图，表示处于锁定位置的锁机构的零件；

图6是图5处于开锁位置的剖视图；

图7是本发明旋转工具第二实施方式的透视图，表示与工具主体部分对齐的工具头部分；

图8是图7的视图，表示垂直工具主体部分的工具头部分；

图9是图7工具的部分分解图；

图9a是枢转外壳的透视图；

图9b是第二外壳盖的透视图；

图10是当工具头部分对齐工具主体部分时枢转外壳和盖部分的侧视图；

图11是当工具头部分对齐工具主体部分时枢转外壳、盖部分和中间外壳盖的侧视图；

图12是图10的侧视图，表示当工具头部分相对工具主体部分处于第一倾斜角度时枢转外壳和盖部分；

图13是图11的侧视图，表示当头部分相对主体部分处于第一倾斜角度时的枢转外壳、盖部分和中间外壳盖；

图14是图10的侧视图，表示当头部分相对主体部分处于第二倾斜角度时的枢转外壳和盖部分；

图15是图11的视图，表示当头部分相对主体部分处于第二倾斜角度时的枢转外壳、盖部分和中间外壳盖；

图16是图10的视图，表示头部分垂直主体部分时的枢转外壳和盖部分；

图17是图11的视图，表示头部分垂直主体部分时的枢转外壳、盖部分和中间外壳盖；

图18是枢转外壳另一种实施方式的透视图；

图19是图18工具的透视图，其中去除锁按钮，表示头部分对齐主体部分；

图20是图19的视图，表示相对主体部分在45度角的头部分；

图21是图19的视图，表示头部分垂直主体部分；

图22是手持旋转工具第三实施方式的分解图；

图23是图22工具的透视图，表示连接万向接头的齿轮箱外壳；

图24是图22工具的透视图，表示锁外壳；

图25是图22工具的透视图，表示锁外壳；

图26是图22工具的透视图，表示上旋转盖；

图27是枢转外壳和锁外壳的另一种实施方式的透视图。

具体实施方式

下面参看图1-6，表示根据本发明的手持旋转工具10。作为一个例子，手持旋转工具10可以是手电钻或手持冲击起子。图3和图4是手持旋转工具10的零件的分解图。手持旋转工具10具有头部分12，驱动输出工具或钻头旋转。头部分12能绕主体部分14自由枢转，主体部分14在操作过程中由使用者把持。头部分12可以保持在头部分12的纵轴线13a与主体部分14的纵轴线13对齐的一个位置。头部分12也可以选择性地枢转到与纵轴线13对齐以外的位置。理想情况是，头部分12能够绕枢轴线13b(图3和图4)枢转到头部分12与主体部分14对齐的方向与头部分12与主体部分14垂直的方向之间的多个位置。例如，图20表示头部分12相对主体部分14处于45度角。在其它实施方式中，头部分12可以保持在相对主体部分14的其它角度。手持旋转工具10具有锁机构19，将头部分12保持在相对主体部分14的选定位置。

在手持旋转工具10是冲击起子的实施方式中，冲击机构可以位于主体部分14内部处于传动部分或万向接头80的输入端后面，或者在头部分12内部在主轴124后面与万向接头80的输出端啮合。

手持旋转工具10包括托架20、齿轮箱外壳40、锁外壳60、万向接头80、枢转外壳100和主轴锁外壳120。锁机构19包括锁外壳60、枢转外壳100、锁块108和锁按钮110。锁外壳60和枢转外壳100中形成的小孔68、106分别插入锁按钮110，从而将锁块108保持在小孔68、106中。

手持旋转工具10的主体部分14包括电机17、齿轮箱18、托架20、齿轮箱外壳40和锁外壳60。主体部分14还夹持万向接头80的后部82。在其它实施方式中，手持旋转工具10可以制成没有齿轮箱18，从而输出主轴124以与电机轴17a相同的角速度旋转。在这些实施方式中，电机17的输出轴17a直接啮合托架20，或者本领域一般技术人员公知的能够从电机接收转矩并将转矩传递到手持旋转工具10其余部件的类似结构。在这些实施方式中，工具仍形成类似于齿轮箱外壳40的结构。特别是，这些实施方式中的工具包括一种结构，该结构包括这里所述的齿轮箱外壳40的至少肩部44和颈部46，包括下面描述的、齿轮箱外壳40的一部分肩部44和颈部46的所有结构。为了简化，在整个说明书和权利要求中使用术语“齿轮箱外壳”。应当理解的是，术语“齿轮箱外壳”是表示为部分40的结构的名称，但不应理解成需要结构40包围和支撑减速齿轮箱，也不是使用减速齿轮箱作为实施方式或权利要求的必需部分。

可以考虑在主体部分内提供一个控制机构，使用户控制手持旋转工具10的输出转矩。例如，如图1所示，在主体部分14中包括处于齿轮箱外壳40与锁外壳60之间的离合器16，用于控制齿轮系18和托架20之间的转矩传递。

头部分12包括枢转外壳100和主轴锁外壳120，后者用于支撑主轴锁机构(未图示)。主轴锁外壳120接收万向接头80的前部92。主轴锁机构120还包括具有六角形夹头的输出主轴124，用于安装输出工具(未图示)。如同下面详细讨论的，利用锁外壳60和枢转外壳100之间的连接，头部分12保持在相对主体部分14的选定位置。头部分还包括轴承130，装在万向接头80的头部92，这将在下面讨论。

托架20装在主体部分14内，并封装在齿轮箱外壳40内(与部分齿轮系18一起)。托架20是圆盘形的，具有从圆盘后面伸出的多个柱22以及从前面伸出的中空圆柱24。每个柱22优选地插入行星齿轮18a的中心孔，行星齿轮18a包括在行星齿轮系18中。因此，托架20随行星齿轮的旋转而旋转，行星齿轮围绕着通常连接电机17输出轴17a的内部太阳齿轮18b旋转。行星齿轮系18可以包括多级。因此，托架20在主体部分14内随着电机的旋转而旋转。托架20保持在齿轮箱外壳40的主体部分42内，使托架的前面紧靠在主体部分42后面附近。当托架20处于此位置时，中空圆柱24伸入齿轮箱外壳40的肩部44。

托架20的中空圆柱24形成孔25，万向接头80的后部82的后端83插入其中。优选地，孔25和后端83形成为在后端83插入孔25时能阻止二者之间的相对转动。孔25和后端83可以具有互补的形状。在一些实施方式中，后端83和孔25的每一个形成“D”形或类似形状，用于防止万向接头80和托架20之间的相对转动。在托架20上游，万向接头80后部82由装在齿轮箱外壳40肩部44内的滚针轴承26支撑可以旋转。另外，万向接头80后部82可以由衬套27支撑旋转。因此，万向接头80接收电机17和齿轮系18传递到托架20的转矩，使转矩传递到头部分12。

齿轮箱外壳40是由三部分形成：主体部分42、肩部44和颈部46。主体部分42形成最大圆周长，并且容纳或至少部分包围电机17的前端、齿轮系18和托架20，使托架20的中空圆柱24伸入肩部44。

齿轮箱外壳40的颈部46从肩部44前端沿着与肩部44和主体部分42相同的轴线延伸。万向接头后部82从其在肩部44内与托架连接处伸入颈部46。颈部46优选地包括U形切口48，U形切口48沿颈部46一侧形成，从颈部46的前面朝肩部44向前延伸，但未到达肩部44。万向接头80相对颈部46定位，使万向接头80的中心部分88从中心部88与万向接头80后部82对齐的位置枢转到中心部分88相对后部82处于一个倾斜角度的位置。当中心部分88未沿着与后部82相同的直线定位时，中心部分88穿过U形切口48。在其它实施方式中，可以使用支撑万向接头80后部82可以运动的其它结构。

颈部46另外包括两个通孔50，沿同一轴线位于颈部46的壁上。孔50的位置用于与锁外壳60一起接收压配合连接器54，从而将锁外壳60装在颈部46，防止锁外壳60与齿轮箱外壳40之间的任何相对运动。当锁外壳60连接到颈部时，锁外壳60的底面靠在肩部和颈部46之间的凸台45上。

锁外壳60包括U形孔64，与颈部46的U形孔48的形状基本相同并且处于相同位置。类似于齿轮箱外壳40的U形孔48，锁外壳60的U形孔64提供一个使万向接头80的中心部分88穿过锁外壳60圆周的开口。锁外壳60还包括从锁外壳60外圆周伸出的圆形突起66。突起66的中心线垂直平分U形孔的平面。优选地，突起66的中心线沿着头部分12相对主体部分14枢转的枢轴线13b。突起66包括凹坑68(或孔)，伸入突起66形成盲端。凹坑68的形状用于接收一部分锁块108，参见下面进一步的说明。锁外壳60具有第二突起70，沿与突起66相同轴线延伸，并从锁外壳60的相反外表面伸出。第二突起70是圆形的，优选地与突起66高度相同。

在其它种实施方式中，锁外壳60可以与齿轮箱外壳40形成整体。在此实施方式中，齿轮箱外壳40的颈部46形成锁外壳60的形状，包括具有凹坑68的突起66以及相反的第二突起70。在齿轮箱外壳40也形成锁外壳60的实施方式中，颈部46的U形孔48与锁外壳的U形孔64集成。

如上所述，万向接头80包括三个部分：后部82、中心部分88和前部92。后部82装到托架20上，使后端83具有与托架20的孔25互补的形状，使后部82随托架20的旋转一起旋转。每个部分82、88和92用销85和中心毂(未图示)连接在一起。销85和中心毂使转矩从后部82传递到中心部分88，并从中心部分88传递到前部92，从而在后部82旋转时前部92旋转。销85和中心毂也使每个部分彼此相对枢转。当通过后部82和托架20之间的连接束缚后部82相对主体部分14的枢转时，中心部分88可以相对后部82枢转。同样地，前部92相对中心部分88枢转。而且，如上所述，齿轮箱外壳40颈部46以及锁外壳60的U形孔48、64形成中心部分88和前部92在工具内枢转的间隙。此中心部分88和前部92的枢转使头部分12相对主体部分14沿枢轴线13b枢转。

万向接头80的前部92可以与主轴锁外壳120形成整体，或者两个部分可以分别形成并通过本领域一般技术人员公知的结构连接在一起。主轴锁外壳120由装在枢转外壳100内的轴承130支撑可以转动。

从图3可以更好地看出，枢转外壳100由至少两个蛤壳半边(twoclamshell halves)形成。枢转外壳100包围主轴锁外壳120的后部126，以及万向接头80、锁外壳60和齿轮箱外壳40的部分颈部46。在组装后，在此实施方式中，枢转外壳100基本是圆柱形，具有分别对应于颈部46和锁外壳60的U形孔48、64的去除部分102。去除部分102在枢转外壳100与形成主体部分14的零件之间形成间隙，从而头部分12能相对主体部分14枢转。

枢转外壳100包括沿枢转外壳100外表面的凹陷部分104。凹陷部分104可以具有任何适合的形状，但在一种实施方式中，它是圆形的。凹陷部分104的中心线垂直于平分去除部分102的平面。优选地，凹陷部分104的中心线在枢转外壳100相对锁外壳60定位时与枢轴线13b共线。在凹陷部分104中形成孔106，使孔106的中心沿着凹陷部分104的中心线。在一些实施方式中(图3和图4所示)，孔106形成十字形(cross shape)，四条腿107从中心线向外辐射并且彼此垂直。在其它实施方式中(图18-21所示)，孔106形成有8条腿107，8条腿107从中心线向外辐射并且相邻腿107之间是45度角。在任一实施方式中，腿107可以具有相同长度。凹陷部分104还包括沿孔106周围的多个孔112。孔112可以是矩形的。

在图27所示的另一种实施方式中，孔106可以替换为弧形轨道106a，弧形轨道106a的中心点位于枢轴线13b上。在此实施方式中，锁外壳60的凹坑68距离枢轴线13b的距离R等于弧形轨道106a的半径R，从而凹坑68在头部分12相对主体部分14的整个运动范围内对齐轨道106a.

可以预计，孔可以形成有4条腿或8条腿以外的结构。理想情况是，孔的形状与锁块108的形状互补，如下所述；并且其形状还可以使头部分12相对主体部分14具有多个选择性的离散的方向。在锁块108的其它实施方式中，孔106和凹坑68可形成其它的、非圆形形状，从而当锁块108与孔106和凹坑68都啮合时，头部分12不能相对主体部分14枢转。例如，锁块108、孔106和凹坑68的每一个可以形成正方形、三角形、五边形、六边形，等等。

枢转外壳100另外包括中空的圆形突起118，从枢转外壳100的内表面朝枢转外壳100的中心线延伸。圆形突起118沿着与孔106相同的中心线延伸，并且形成的内径略大于从锁外壳60伸出的第二突起70。当枢转外壳100组装后包围锁外壳60时，锁外壳60的第二突起70与枢转外壳100的圆形突起118之间的连接在枢转外壳100和锁外壳60之间形成稳定的旋转连接。

从图3可以更好地看出，锁块108具有与锁外壳60的凹坑68互补的形状。在一种实施方式中，锁块108形成十字形，或者加号(+)，4条臂109从锁块108中心伸出并彼此垂直。锁块108的高度略小于锁外壳60的突起68的长度，深度等于锁外壳60的凹坑68。当手持旋转工具10组装后，锁块108插入枢转外壳100的孔106，并进一步插入锁外壳60的凹坑68。在锁外壳60的凹坑68底部与锁块108底部之间具有弹簧116(图5和6)，将锁块108远离锁外壳60的凹坑68底部向上偏压。

通常，如图5所示，弹簧116将锁块108偏压到一个位置，在此位置，锁块108顶部伸入枢转外壳100内的孔106中并且锁块108底部伸入锁外壳60内的凹坑68中。在这种情况下，枢转外壳100不能相对锁外壳60转动或运动，因为锁块108的臂109插在枢转外壳100的孔106的4条相互垂直的腿107中，并且插在锁外壳60凹坑68的腿69中。

在图3和图4所示的实施方式中，在具有枢转外壳100的十字形孔106时，枢转外壳100(和输出工具)可以保持在其与手持旋转工具10的主体部分14沿着相同的直线的位置(图3)，以及枢转外壳100(和输出工具)垂直手持旋转工具10的主体部分14的位置(图4)。在图18-21所示的实施方式中，枢转外壳的孔106由8条腿107形成，枢转外壳100(和输出工具)可以保持在枢转外壳100沿着与主体部分14相同直线(图19)的位置，在相对主体部分14的45度角位置(图20)，或者垂直主体部分14的位置(图21)。

锁块108被锁按钮110夹持在其位置中可以运动，该位置是插在至少锁外壳的凹坑68中(并且当被弹簧116向上偏压时插在枢转外壳的孔106中)。锁按钮110包括中心突起110a(从图5和图6中可以更好地看出)，其尺寸能插入枢转外壳100的孔106中心。锁按钮110还包括沿着与中心突起110a相同方向延伸的多条腿111，这些腿111插入枢转外壳100的凹陷部分104的多个孔112中。每条腿111优选地包括朝外的舌片111a，使腿111保持插在孔112中。

通常，如图5所示，当没有向内的力施加在按钮110上时，弹簧116的偏压力向外推动锁块108，使之接触锁按钮110的中心突起110a。如上所述，在此位置，锁块108在枢转外壳100的孔106和锁外壳60的凹坑68内延伸，用于防止头部分12和主体部分14之间的相对运动。如图6所示，当向内推动锁按钮110时，中心突起110a迫使锁块108向内克服弹簧116的偏压力，直到其不再插入枢转外壳100的孔106。在此方向，枢转外壳100(和头部分12)能相对手持旋转工具10的主体部分14自由枢转。当释放锁按钮110时，弹簧116迫使锁块108(和锁按钮110)向外，直到锁块108再次插入枢转外壳100的孔106中，将枢转外壳100和头部分12保持在相对主体部分14的选定位置。

如果枢转外壳100不是相对主体部分14对齐、成45度角(图18-21所示的实施方式)或者垂直，则由于枢转外壳100的锁块108和孔106的特殊形状，锁块108将不能进入枢转外壳的孔106中。工具可以枢转，直到其到达这些位置中的一个位置，使锁块108再次移动到孔106中。

在图27所示的实施方式中，并且部分如上所述，提供弧形轨道106a替代枢转外壳100的孔106，并且锁按钮110具有插在枢转外壳100的轨道113中的腿111。锁按钮110具有啮合在锁块108顶部的突起(未图示在图27中，但类似于图5和图6所示的突起110a)。锁块108的尺寸使其可以插入弧形轨道106a预定位置的扩大部分106b(即，头部分12相对主体部分14被夹持的位置)。图27表示形成在弧形轨道106a的末端的扩大部分106b。在其它实施方式中，弧形轨道106a可以包括弧形轨道106a其它位置的扩大部分106b。为了更改头部分12相对主体部分14的方向，克服弹簧116的偏压力压下锁按钮110，从而锁块108不再与弧形轨道106a啮合，使头部分12相对主体部分枢转。当工具处于所需方向时，释放锁按钮110，锁块再次啮合枢转外壳内的弧形轨道106a，将工具保持在选定方向。

手持旋转工具10的第二实施方式表示在图7-17中。该手持旋转工具10包括在上述图1-6(和8-21)所示的实施方式中讨论的所有结构，包括在头部分12相对主体部分14的整个运动范围内包围并保护锁外壳60、枢转外壳100和万向接头80内部零件的结构。但是，此实施方式包括第二外壳盖140和盖片160。图7一17所示的实施方式包括具有球形外形的枢转外壳100，而不是图1-6所示的圆柱形枢转外壳100。下面给出的结构可以修改成在枢转外壳100具有圆柱形外形的枢转外壳100的实施方式中包括第二外壳盖140和盖片160。类似地，图1-6所示的和上述讨论的实施方式可以修改成形成球形外形的枢转外壳100，如图18-21所示。

第二外壳盖140是由连接在一起的两个蛤壳半边(two clamshell halves)形成的(开槽片142和未开槽片144)，从而包围锁外壳60的主要部分并使上述头部分12的万向接头80的运动相对主体部分14枢转。第二外壳盖140被枢转外壳100包围。第二外壳盖140的蛤壳半边沿着与枢转外壳蛤壳半边的边缘形成的平面垂直的平面连接，并且还延伸经过手持旋转工具10的主体部分14的中心线。

从图9可以更好地看出，第二外壳盖140形成两个圆孔141、143，每个孔的中心线穿过第二外壳盖140的蛤壳半边之间的连接形成的平面。孔141、143的位置使锁外壳60的突起66、70穿过。第二外壳盖140还包括底孔148a，其尺寸使第二外壳盖140包围锁外壳60和顶孔148b。顶孔148b的尺寸使第二外壳盖140包围锁外壳60，还使万向接头80相对主体部分14枢转。

盖部分160形成为弯曲板并插在第二外壳盖140和枢转外壳100之间，从而在手持旋转工具10的运动范围过程中覆盖锁外壳60或万向接头80的任何暴露部分。盖部分160的运动受到枢转外壳100内部结构及第二外壳盖140外部结构的约束。特别是，如图9a所示，枢转外壳100具有由弧形槽210形成的内侧壁208。弧形槽210的圆弧长度大于工具头部分12的90度运动范围。槽210包括第一面212和第二面214(枢转外壳100的相反蛤壳半边具有类似的弧形槽，弧形槽具有第一面和第二面，这未图示)。当手持旋转工具10组装后，盖部分160插入弧形槽210中，其运动范围由第一面212和第二面214的位置部分确定。

第二外壳盖140的开槽片142包括一对顶面152和一对底面154(图9b更好地表示)。顶面152和底面154在开槽片142接触未开槽片144边缘的边缘附近形成在顶部和底部145、146之间的相交处。顶部和底部145、146形成第一直径，中部147(在边缘部分之间的区域)形成较小的第二直径。当手持旋转工具10组装后，盖片160插在第二外壳盖140的开槽片142的中部147，盖部分160的运动范围也由第二外壳盖140的顶面和底面152、154确定。

图10表示当头部分12对齐主体部分14时位于枢转外壳100内的盖部分160。图11表示在相同位置与第二外壳盖140和枢转外壳100组装的盖部分160。如图10所示，盖部分160的底边缘164接触枢转外壳100的第一面212。如图11所示，盖部分160的顶边缘165接触第二外壳盖140的顶面152。这些接触点将盖部分160保持在所需位置，从而保护手持旋转工具10的内部零件。

图12表示当头部分12枢转到头部分12对齐主体部分14的位置与它们彼此垂直的位置之间的中间位置时，相对枢转外壳100的盖部分160。图13表示在相同方向相对第二外壳盖140和枢转外壳100的盖部分160。在头部分12相对主体部分14的中间方向，盖部分160既不接触枢转外壳100的第一或第二面212、214，也不接触第二外壳盖140的顶面或底面152、154。因此，盖部分160由于受这些面的约束而不能相对第二外壳盖140和枢转外壳100运动，并且无论盖部分160的位置如何，盖部分160将覆盖手持旋转工具10的内部零件。

图14表示当头部分12相对主体部分14处于大约65度角时，相对枢转外壳100的盖部分160。图15表示在相同方向相对第二外壳盖140和枢转外壳100的盖部分160。如图14所示，盖部分160的顶边缘165接触枢转外壳100的弧形槽210的第二面214。如图15所示，盖部分160的顶边缘和底边缘165、164都不接触第二外壳盖140的顶面或底面152、154。因此，在头部分12相对主体部分14额外枢转时，盖部分160将逆时针运动(从图14看)，接近底边缘164啮合第二外壳盖140的底面154的位置。

图16表示当头部分12垂直主体部分14时相对枢转外壳100的盖部分160。图17表示在相同方向相对第二外壳盖140和枢转外壳100的盖部分160。如图17所示，盖部分160的底边缘164啮合第二外壳盖140的底面154。

手持旋转工具10的第三实施方式表示在图22-26中。在此实施方式中，头部分12相对主体部分14的纵轴线旋转。但是，主轴锁外壳(图22-26未表示，此实施方式的主轴锁外壳类似于先前实施方式所述的)和枢转外壳100的位置可以修改(如图22所示)，从而输出轴偏离枢转外壳100的中心，因为万向接头80是由三个部分形成的。此偏离位置使输出工具(未图示)在紧张空间中工作。例如，由于主轴的位置靠近头部分12的一个外表面，因此与主轴位于枢转外壳100中心相比，手持旋转工具10可以更靠近墙壁钻孔或插入坚固件。

在此实施方式中，齿轮箱外壳40形成为与锁外壳60分开的部分。齿轮箱外壳40轻微改变，如同这里所述的(但其修改方式不影响所述实施方式的性能)。如图23所示，肩部44的顶面45包括多个凸缘324，向上突出到齿轮箱外壳40的颈部46。凸缘324可以在齿轮箱外壳40圆周上等间距布置。优选地，齿轮箱外壳40包括间隔90度的4个凸缘324。在一些实施方式中，凸缘324可以形成为矩形块；在其它实施方式中，凸缘324可以形成为不同形状。肩部44还可以包括肩部44圆周上的两个槽352，用于接收两个保持环350，这将在下面讨论。

锁外壳60与上述结构相比也轻微修改(但其修改方式不影响所述实施方式的性能)。在不包括使头部分12相对主体部分14枢转的结构的实施方式中，提供圆柱衬套包围齿轮箱外壳40的颈部46，并绕齿轮箱外壳40轴向运动。此衬套是由此实施方式特别给出的锁外壳60的结构形成的。为了简化，这里仅讨论锁外壳60(并在图中表示)，但提到锁外壳60时应该理解为也是指这里所述具体结构的衬套。

锁外壳60包括凸轮表面310(图25更好地表示)，形成在锁外壳60的外表面。齿轮表面310形成为倾斜面，缠绕在从底边缘形成的锁外壳60大部分圆周。如图24所示，锁外壳60还包括形成在底边缘的多个凹坑316。理想情况是，凹坑316在锁外壳60的内圆周上等间距分布在均匀的位置上。凹坑316的尺寸和位置在锁外壳60啮合齿轮箱外壳40肩部44的上表面时啮合凸缘324。在一种实施方式中，锁外壳60包括的凹坑316的数量是齿轮箱外壳40中形成的凸缘324的数量的两倍。在另一种实施方式中，锁外壳60可以具有相同数量的凹坑316和凸缘324，或者凹坑316的数量大于凸缘324。

手持旋转工具10还包括旋转盖330，旋转盖330是由上盖342和下盖332形成的，这从图22中可以更好地看出。旋转盖330可旋转地连接在齿轮箱外壳40的肩部44，其两个夹持环350置于下盖332的上方和下方，并且拧紧后啮合肩部44的每个槽352。如图26所示，上盖342具有凸轮表面344，与锁外壳60的凸轮表面310相对。上盖342的凸轮表面344形成在上盖342的下表面上。

当手持旋转工具10组装后，上盖342的定位使其在锁外壳60的凸轮表面310上方，使上盖的凸轮表面344啮合锁外壳60的凸轮表面310。上盖342和下盖332通过穿过相应盖342、332的孔的紧固件(未图示)连接，从而上盖342和锁外壳60相对齿轮箱外壳40定位。图7-9表示相对锁外壳60和齿轮箱外壳40定位在手持旋转工具10上的上、下旋转盖342、332。弹簧336(从图22中可以更好地看出)装在旋转盖330中在下盖332和锁外壳60的下表面315之间，将锁外壳向上推动离开下盖332。

在操作时，转动旋转盖330使锁外壳60相对齿轮箱外壳40运动。例如，当旋转盖顺时针旋转时，上盖342的凸轮表面344啮合锁外壳的凸轮表面310，迫使锁外壳60向下克服弹簧336的偏压力。在充分的顺时针转动下，锁外壳60向下运动足够远，使齿轮箱外壳40的凸缘324插入锁外壳的凹坑316。因为凸缘324定位在凹坑316中，锁外壳60和头部分12选择性定位并且不能相对主体部分14转动。

当旋转盖330相对主体部分14逆时针方向转动时，锁外壳60由于弹簧的偏压力向上运动，并打开齿轮表面310、344之间的啮合。锁外壳60的向上运动使凸缘324与锁外壳60的凹坑316分离，使锁外壳60和头部分12相对主体部分14转动。当头部分12到达相对主体部分14的所需方向时，旋转盖330顺时针转动，使凸缘324与锁外壳的凹坑316啮合，防止头部分12相对主体部分14转动。

另外，本领域一般技术人员公知的其它结构可以用于选择性地将锁外壳60固定在齿轮箱外壳40上，在头部分12处于使用者选择的位置时，防止头部分12相对主体部分14转动。

上面讨论的每种实施方式可以包括离合器16，允许使用者选择转矩的最大输出转矩。本领域一般技术人员公知的离合器设计可以与这些实施方式联合使用，从而允许选择工具的最大输出转矩。另外，美国专利序列号11/090947披露了手持旋转工具10使用的适合的离合器设计，该专利通过参考而完整地结合在此。

因此，上面详细的说明应认为是解释而不是限制，并且可以理解的是，是权利要求，包括所有等价条款，限定了本发明的范围。

Claims (32)

1.一种能在至少两个位置工作的旋转工具，包括

(a)具有输入端和输出端的传动部分；

(b)装有传动部分输入端和电机的主体部分，电机连接传动部分输入端，主体部分包括纵轴线；

(c)装有传动部分输出端和主轴的头部分，主轴连接传动部分输出端；以及

(d)用于将头部分选择性夹持在沿枢轴线相对主体部分的选定方向的锁，其中头部分能被夹持在基本垂直于主体部分的纵轴线。

2.根据权利要求1所述的工具，其中所述锁包括位于主体部分内的锁外壳以及位于头部分内的枢转外壳，枢转外壳相对锁外壳绕枢轴线可以枢转。

3.根据权利要求2所述的工具，其中锁外壳和枢转外壳中的每一个包括孔，并且锁还包括锁块，所述锁块夹持在锁外壳的孔中并且选择性定位在枢转外壳的孔中，从而将头部分夹持在相对主体部分的选定方向。

4.根据权利要求3所述的工具，其中锁块可以与枢转外壳的孔分离，使头部分相对主体部分枢转。

5.根据权利要求3所述的工具，其中头部分可以在锁块处于枢转外壳的孔中时垂直于主体部分。

6.根据权利要求3所述的工具，其中锁块包括多个径向延伸的臂。

7.根据权利要求6所述的工具，其中多个径向延伸的臂中的每一个垂直于相邻的臂。

8.根据权利要求7所述的工具，其中枢转外壳的孔具有数量比锁块的臂的数量多的槽。

9.根据权利要求8所述的工具，其中枢转外壳的孔具有数量是锁块的臂的数量的两倍的槽。

10.根据权利要求8所述的工具，其中当锁块处于枢转外壳的孔中时，头部分可以选择性夹持在相对主体部分的45度角。

11.根据权利要求3所述的工具，还包括位于锁外壳和锁块之间的弹簧，用于将锁块偏压到枢转外壳的孔中。

12.根据权利要求3所述的工具，其中主体部分还包括第二外壳，所述第二外壳包围大部分锁外壳和传动部分，大部分第二外壳被枢转外壳包围。

13.根据权利要求12所述的工具，还包括位于第二外壳和枢转外壳之间可以运动的盖板。

14.根据权利要求13所述的工具，其中枢转外壳形成弧形槽，弧形槽具有形成槽界限的第一限位和第二限位，并且第二外壳的外表面包括上边缘和下边缘，盖板的运动范围由弧形槽和上、下边缘限定。

15.根据权利要求14所述的工具，其中第二外壳和盖部分在头部分的每个方向包围锁外壳和传动部分。

16.根据权利要求13所述的工具，其中第二外壳基本是球形，盖板基本是弧形，包围盖板和第二外壳的部分枢转外壳基本是球形。

17.根据权利要求1所述的工具，其中传动部分包括万向接头。

18.根据权利要求17所述的工具，其中万向接头是由第一部分，枢转地连接第一部分的第二部分，以及枢转地连接第二部分的第三部分形成，并且第一部分与输入端协同工作，第三部分与输出端协同工作。

19.根据权利要求2所述的工具，还包括主体部分内的齿轮箱外壳，用于支撑电机和传动部分的输入端，并且头部分绕主体部分的纵轴线可以转动，锁外壳选择性地啮合齿轮箱外壳，用于防止头部分相对主体部分转动。

20.根据权利要求19所述的工具，还包括主体部分上形成的旋转盖，用于控制锁外壳与齿轮箱外壳之间的啮合。

21.根据权利要求20所述的工具，还包括从齿轮箱外壳突出的多个凸缘。

22.根据权利要求21所述的工具，其中锁外壳包括接收多个凸缘的多个凹坑。

23.根据权利要求20所述的工具，还包括锁外壳底端的凸轮表面，以及旋转盖上对应的凸轮表面。

24.一种具有可旋转头部分的工具，包括：

(a)传动部分，所述传动部分具有连接旋转件的输入端和连接输出工具的输出端；

(b)主体部分，所述主体部分夹持传动部分的输入端并包括齿轮箱外壳和纵轴线；

(c)衬套，所述衬套包围齿轮箱外壳顶部并沿齿轮箱外壳可以运动；

(d)旋转盖，所述旋转盖包围衬套，使衬套和齿轮箱外壳选择性啮合；

(e)头部分，所述头部分容纳传动部分的输出端并且沿主体部分的纵轴线绕主体部分可以转动，其中当衬套啮合齿轮箱外壳时防止头部分相对主体部分转动。

25.根据权利要求24所述的工具，还包括从齿轮箱外壳突出的多个凸缘。

26.根据权利要求25所述的工具，其中衬套包括接收多个凸缘的多个凹坑，使衬套和齿轮箱外壳之间啮合。

27.根据权利要求26所述的工具，其中多个凹坑的数量与凸缘的数量相等。

28.根据权利要求25所述的工具，其中多个凹坑的数量是凸缘数量的正倍数。

29.根据权利要求24所述的工具，还包括衬套底端的凸轮表面以及旋转盖上对应的凸轮表面。

30.根据权利要求24所述的工具，还包括：

(a)从齿轮箱外壳突出的多个凸缘；

(b)在衬套底面上接收多个凸缘的多个凹坑；

(c)衬套底端的凸轮表面；以及

(d)旋转盖上的凸轮表面，其中盖可以转动，使凸轮表面之间啮合，导致衬套凹坑与齿轮箱外壳的凸缘啮合。

31.根据权利要求30所述的工具，其中偏压衬套，使之脱离与齿轮箱外壳的啮合。

32.一种能在至少两个位置工作的工具，包括：

(a)具有输入端和输出端的传动部分；

(b)具有纵轴线的主体部分，包括：

(i)齿轮箱外壳，

(ii)包围齿轮箱外壳顶部并能沿齿轮箱外壳运动的锁外壳，

(iii)电机，和

(iv)包围锁外壳底部，使锁外壳与齿轮箱外壳之间选择性啮合的旋转盖；

(c)头部分，所述头部分旋转地连接到主体部分，绕主体部分的纵轴线旋转，当锁外壳啮合齿轮箱外壳时防止头部分相对主体部分转动；

(d)枢转外壳，所述枢转外壳设置在头部分和主体部分之间，并且连接到锁外壳绕枢轴线可以枢转，枢转外壳和锁外壳的每一个包括孔；以及

(e)锁块，所述锁块定位在锁外壳的孔中，并选择性插入枢转外壳的孔中，使头部分相对主体部分夹持在选定方向。

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