CN201783922U - 动力工具 - Google Patents

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戴维·C·托迈科
张强
马克·R·波策尔
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    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B45/00—Hand-held or like portable drilling machines, e.g. drill guns; Equipment therefor
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Abstract

本实用新型涉及一种动力工具，其包括壳体、多级变速器和开关机构。开关机构具有致动器、轨道、开关和第一和第二弹簧。致动器可沿着变速器的纵轴线在多个位置之间移动，并且在多个致动器位置中的每一个位置处啮合到变速器的一个或多个元件，从而变速器在多个不同的总减速比中的相应的一个减速比下操作。致动器不可旋转但可轴向滑动地啮合到壳体。轨道固定地耦合到致动器并且通过开关容纳轨道，从而开关安装在轨道上用以在轨道上滑动。第一弹簧设置在致动器和开关之间并且偏压开关远离致动器。第二弹簧设置在开关和相对致动器的轨道的端部并且偏压开关远离轨道的该端部。

Description

动力工具
技术领域
本实用新型通常涉及动力工具，例如旋转钻机/驱动器、锤钻机/驱动器、锤钻机、改锥、旋转锤和可旋转的切削装置。更特别地，本实用新型涉及用于动力工具的多级变速器、转换机构和模式转换机构。
背景技术
美国专利Nos.6,431,289和7,314,097描述了一种动力工具。这些动力工具采用三级变速器和转换机构。另外，7,314,097号专利使用了模式转换机构。虽然这些动力工具相当坚固、紧凑和便宜，但是现有技术中仍然需要对动力工具进行包括改善多级变速器、转换机构和/或模式转换机构的改进。
实用新型内容
这部分提供本实用新型的总体概要，并不是其全部范围或全部特征的综合内容。
在一个形式中，本实用新型提供一种动力工具，其包括壳体、电动机、触发器、输出主轴、多级变速器和开关机构。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。多级变速器耦合电动机和输出元件。开关机构包括致动器、轨道、开关、第一偏压弹簧和第二偏压弹簧。致动器可在多个位置之间沿着多级变速器的纵轴线移动。致动器在多个致动器位置中的每一个位置上啮合到多级变速器的一个或多个元件，从而多级变速器在多个不同的总减速比中相应的一个减速比下操作。致动器是不可旋转的但是可轴向滑动地啮合到壳体。轨道固定地耦合到致动器并且容纳穿过开关，从而开关安装在轨道上用以在其上滑动。第一偏压弹簧设置在致动器和开关之间且偏压开关远离致动器。第二偏压弹簧设置在开关和相对于致动器的轨道的端部之间并且偏压开关远离轨道的该端部。
在另一个形式中，本实用新型提供一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件、多级变速器和开关机构的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。多级变速器耦合电动机和输出元件。开关机构具有开关和致动器。开关可在第一开关位置、第二开关位置和第三开关位置之间移动。致动器不可旋转但是可轴向滑动地设置在壳体中在第一致动器位置、第二致动器位置和第三致动器位置之间。致动器在第一、第二和第三致动器位置中的每一个位置处啮合到多级变速器的一个或多个元件，从而多级变速器在多个不同的总减速比中的相应的一个减速比下操作。多级变速器和开关机构被构造成如下：当开关从第二开关位置移动到第三开关位置时致动器将和开关一起移动，当开关从第三开关位置移动到第二开关位置或者从第二开关位置移动到第一开关位置时开关可相对于致动器移动，并且当开关从第一开关位置移动到第二开关位置时开关可相对于致动器移动。
依然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。变速器包括第一行星级和第二行星级。第一行星级包括行星托架和多个行星齿轮。行星托架包括多个其上轴颈地安装行星齿轮的销。第二行星级包括具有其上形成具有多个中心齿轮齿的外直径的中心齿轮。行星托架的销从中心齿轮齿径向向内安装在中心齿轮上，并且在跨过中心齿轮齿测量时，传递扭矩的中心齿轮没有一部分的直径大于中心齿轮的外直径。
仍然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合到电动机和输出元件。变速器包括第一行星级和第二行星级。第一行星级包括具有第一环形齿轮、第二环形齿轮和衔接地啮合到第一环形齿轮的第一行星齿轮部分、和与第一行星齿轮部分耦合以便旋转并且与第二环形齿轮衔接地啮合的第二行星齿轮部分的复合行星齿轮。第二行星级包括第三环形齿轮，其可在第一位置和第二位置之间轴向移动，在第一位置，第三环形齿轮与变速器的旋转组件衔接地啮合，在第二位置，第三环形齿轮与旋转组件脱离。
仍然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。变速器包括具有复合行星齿轮的行星级，该复合行星齿轮带有啮合到第一环形齿轮的第一部分和啮合到第二环形齿轮的第二部分。复合行星齿轮与变速器中的另一个齿轮不定时(NOT TIME)。
仍然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。变速器包括具有环形齿轮、行星托架和多个行星齿轮的行星级。该多个行星齿轮与环形齿轮衔接地啮合且轴颈地支撑在行星托架的销上。相邻的销通过一角间距相互间隔开。利用两个或更多的不同角间距由此行星齿轮绕着环形齿轮不均匀的间隔开。
仍然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。动力工具还包括模式转换机构，其具有凸轮、凸轮随动件、行星齿轮和环形齿轮。凸轮可旋转地安装在壳体中，同时凸轮随动件啮合到凸轮并且不可旋转但是轴向可滑动地安装在壳体中。行星齿轮与环形齿轮和形成在凸轮上的齿衔接地啮合。环形齿轮的旋转产生相应的旋转或使凸轮引起壳体中的凸轮随动件的轴向平移。采用凸轮随动件以选择性地锁定扭矩离合器，将轴向可移动的锤棘齿定位在它可与安装在输出主轴上的旋转锤棘齿啮合的区域，或两者。
仍然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。动力工具还包括具有衬套的主轴锁定器，该衬套在第一界面耦合到变速器的输出元件并且在第二界面耦合到输出主轴。第一和第二界面中的至少一个由凹部分和容纳在凹部分中的凸部分限定。凹部分包括多个具有面向径向向内的顶端的第一V形侧壁，而凸部分包括多个啮合到第一V形侧壁的第二V形侧壁。每个第一V形侧壁由第一内角限定，并且每个第二V形侧壁由小于第一内角的第二内角限定，以便用在它们之间提供受限制的旋转运动的方式旋转地耦合凹部分和凸部分。
仍然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。动力工具进一步包括具有多个随动元件和离合器弹簧的离合器。随动元件容纳在变速器的环形齿轮上的离合器型面和离合器弹簧之间。离合器弹簧偏压随动元件与离合器型面相啮合。离合器弹簧是具有非线性弹簧刚度系数的环状波形弹簧，并且优选地，其中的非线性弹簧刚度系数在通常由第一弹簧刚度系数限定的第一位置、和通常由大于第一弹簧刚度系数的第二弹簧刚度系数限定的第二位置之间具有不同的最大曲率点，在非线性弹簧刚度系数中，描述的曲线是由离合器弹簧施加的负荷作为离合器弹簧挠曲的函数。
仍然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。动力工具进一步包括扭矩离合器和离合器旁通元件。扭矩离合器包括耦合到变速器的环形齿轮的离合器型面和随动元件，该随动元件被偏压与离合器型面啮合，以便当从动力工具输出的扭矩的幅度没有超过离合器扭矩时阻止环形齿轮旋转。离合器旁通元件包括多个不可旋转但是可滑动地啮合到壳体的凸耳。离合器旁通元件可在第一位置和第二位置之间轴向地移动，在第一位置中凸耳与环形齿轮轴向分离，在第二位置中凸耳容纳在环形齿轮中，以使凸耳从离合器型面径向向内定位。
仍然在另一个形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。变速器包括具有环形齿轮的行星级，该环形齿轮可在第一位置和第二位置之间轴向移动，以便引起变速器的速度比的改变，动力工具进一步包括围绕变速器同轴安装的弹簧，以便偏压环形齿轮进入第一和第二位置中的一个位置。
在进一步的形式中，本实用新型提供了一种具有壳体、电动机、触发器、输出元件和变速器的动力工具。壳体限定手柄和其中容纳电动机的主体。触发器安装在手柄上并且耦合到电动机。触发器被构造为通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作。变速器耦合电动机和输出元件。壳体包括安置变速器的至少一部分的齿轮箱和安置电动机的手柄壳体。多个结构部形成在手柄壳体和齿轮箱上，以便使两者对准共同的旋转轴线。这些结构部可包括配合的截头-圆锥体形状的表面。
进一步的应用领域将从在此提供的描述中显而易见。在该概要中的描述和特定例子仅仅是为了例举的目的并且不是为了限制本实用新型的保护范围。
附图说明
在此描述的例子仅仅为了例举的目的而不是为了以任何方式限制本实用新型的保护范围。附图是本实用新型的选择的教导的例证并且没有例举所有可能的实施。类似或相同的元件在各种图中给予一致的标记。
图1是根据本实用新型构造的作为实施例的动力工具的侧面正视图；
图2是图1中的动力工具的部分分解透视图；
图3是图1中的动力工具的部分的透视图，更加详细地说明齿轮箱和变速器装置；
图4是变速器装置的部分的透视图，更加详细地说明输入级；
图5是变速器装置的输入级的分解透视图；
图6是变速器装置的中间级的分解透视图；
图7是变速器装置的输出级的分解透视图；
图8是图1中的动力工具的部分分解透视图，更加详细地说明离合器机构、锤机构和模式转换机构；
图9是输入级的部分的正视图，说明复合行星齿轮的间距；
图10是图1中的动力工具的部分的分解透视图，更加详细地说明速度选择器；
图11是图1中的动力工具的部分的纵截面视图；
图12到15是变速器装置的示意性的代表图，说明各种位置中的速度选择器的套圈；
图16是离合机构的部分的示意性说明，描述具有三个不同部分的波形弹簧；
图17是穿过图1中的动力工具的侧面剖视图，并且说明模式转换机构的一部分；
图18是模式转换机构的部分的分解透视图；
图19是图1中的动力工具的部分的透视剖面图，更加详细地说明齿轮箱的构造；
图20、21和22说明图18的模式转换机构的部分，并且描述了当模式套圈分别移动到第一、第二和第三位置时，模式选择凸轮板、离合器旁通元件、锤促动元件和第二凸轮的相对位置
图23和24是图1中的动力工具的部分的剖面图，更加详细地说明模式转换机构；
图25是说明由离合器弹簧施加的负荷作为其压缩函数的曲线；和
图26是图1中的工具的部分的剖视图，说明壳体和齿轮箱的部分。
具体实施方式
参照附图的图1和2，根据本实用新型构造的动力工具通常标记为附图标记10。本领域的技术人员可理解，这种动力工具10可以是有线的或无线的(电池操作的)设备，例如便携式改锥、钻机/驱动器、锤钻机/驱动器或旋转锤。在示例的具体实施例中，动力工具10是无线的锤钻机/驱动器，其具有壳体12、电动机装置14、多级变速器装置16、离合器机构18、输出主轴20(图8)、锤机构22、模式转换机构24、夹头26、触发器装置28和电池组30。
壳体12可包含一对配合的机壳40和齿轮箱42。机壳40合作以限定手柄部分44和主体部分46。手柄部分44可包含电池组30可移除地耦合到其上的电池组固定件48和开关固定件50。包含触发器52和触发器开关54的触发器装置28耦合到开关固定件50。主体部分46可限定电动机空腔56。包含可旋转的输出轴58的电动机装置14可容纳在电动机空腔56中。齿轮箱42可包含后箱部分60、前箱部分62和可将后箱部分和前箱部分60和62相互耦合的环形壁元件64。后箱部分60经由多个紧固件(没有特别显示)可移除地耦合到机壳40，以封闭主体部分46的前端。
参照图2和26，机壳40和具有在示例中提供的配合圆锥形结构部的齿轮箱42，该结构部有助于控制齿轮箱42相对于机壳40的对准，从而电动机装置14和变速器装置16可沿着共同的旋转轴线对准。配合圆锥形结构部可包括第一和第二圆锥部分40-1和40-2，并且可沿着机壳40和齿轮箱42之间的界面定位在两个或多个位置。在提供的示例中，配合圆锥形结构部结合入四个用于容纳螺纹紧固件12-1的凸台，这些螺纹紧固件12-1固定地但是可移除地将机壳40耦合到齿轮箱42。第一圆锥部分40-1可限定第一截头圆锥形表面40-1，该表面可容纳抵靠在齿轮箱42内部或上面形成的相应的第二截头圆锥形表面42-2。可理解，虽然第一截头圆锥体表面40-1显示为凸形表面，并且第二截头圆锥形表面42-2显示为凹形表面，但本领域的技术人员可理解，在替换形式中，第一截头圆锥形表面40-1可以是凹形表面且第二截头圆锥形表面42-2可以是凸形表面。第一和第二圆锥部分40-1和40-2可用于将齿轮箱42相对于机壳40在垂直于共同旋转轴线以及径向地围绕共同旋转轴线的两个方向上定位。螺纹紧固件12-1可容纳在每一个凸台中并且螺纹地啮合到机壳40上，以便产生使齿轮箱42的轴向端面42-3邻接机壳40的轴向端面40-3的夹紧力。在一些情况下，当第一和第二圆锥部分40-1和42-1相互抵靠时，齿轮箱42的轴向端面42-3可与机壳40的轴向端面40-3分隔开。然而可理解，由螺纹紧固件12-1产生的夹紧负荷可使第一圆锥部分40-1产生一些变形，因此轴向端面40-3和42-3可相互抵靠。
变速器装置16可容纳在电动机装置14和齿轮箱42之间，并且可在电动机装置14的输出轴58和输出主轴20之间传递旋转动力(图8)，可在齿轮箱42中支撑输出主轴20以便旋转。离合器机构18可用于选择性地限制通过变速器装置16传递给输出主轴20的扭矩。当操作动力工具10时，锤机构22可耦合到齿轮箱42和输出主轴20，并且可选择性地用于对输出主轴20产生轴向往复运动。模式转换机构24可耦合到壳体12、离合器机构18和锤机构22，以便选择性地控制锤机构22的操作和/或选择性地锁定或旁通离合器机构18。夹头26可相对变速器装置16耦合到输出主轴20的端部。
本领域的技术人员可意识到，动力工具10的不同组件，例如电动机装置14、夹头26、触发器装置28和电池组30，它们的结构和操作可是传统的，并在此不需要特别详细地介绍。可参考多种出版物以便更完整地理解动力工具10的传统组件的构造和操作，其包括美国专利Nos.6,431,289；7,314,097；5704,433；和RE37,905，它们的公开内容如在此详细描述一样在本文中结合参考。
变速器装置
参照图2和3，变速器装置16可包含多级变速器例如减速齿轮组装置100和开关机构例如速度选择器102。减速齿轮组装置100可容纳在齿轮箱42的后箱部分60中，并且可以是包含输入级110、中间级112和输出级114的多级行星变速器。
参照图1，4和5，输入级110可包含第一输入中心齿轮120、第二输入中心齿轮122、输入减速托架124、第一输入行星齿轮组126、第二输入行星齿轮组128、第一输入环形齿轮130及第二输入环形齿轮132。第一和第二输入中心齿轮120和122可以是整体成型的，并且与电动机装置14的输出轴58耦合以便旋转。第一输入中心齿轮120可与第一输入行星齿轮组126的行星齿轮衔接地啮合，同时第二输入中心齿轮122可与第二输入行星齿轮组128的行星齿轮衔接地啮合。在提供的具体实例中，第一和第二输入行星齿轮组126和128的行星齿轮整体成型(即第一输入行星齿轮组126的每个行星齿轮与第二输入行星齿轮128的行星齿轮中相关联的一个行星齿轮整体成型)，并且在此将标称为复合行星齿轮134。然而，本领域的技术人员将从该公开内容中理解到，第一和第二行星齿轮组126和128的行星齿轮可分开成型。输入减速托架124可包含第一板元件140、第二板元件142及多个在第一和第二板元件140和142之间延伸并且将它们互相耦合的轴144。每个复合行星齿轮134可轴颈地支撑在轴144的相关联的一个轴上。在提供的例子中，轴144的数量大于复合行星齿轮134的数量，并且“多余(EXTRA)”的轴144用于更好地将第一和第二板元件140和142相互固定。第一输入环形齿轮130可包含衔接地啮合到第一输入行星齿轮组126的行星齿轮的第一内齿组150、和第一外部啮合结构部152，例如围绕第一输入环形齿轮130的外径表面设置的第一外齿组154。类似地，第二输入环形齿轮132可包含衔接地啮合到第二输入行星齿轮组128的行星齿轮的第二内齿组160、和第二外啮合结构部164，例如围绕第二输入环形齿轮132的外径表面设置的第二外齿组166。在提供的具体实例中，在第二外齿组166将承载较小的负荷时(这将从以下描述中明显得出)，第二外齿组166的齿的数量显著地小于第一外齿组154的齿的数量。
参照图5和6，中间级112可包含中间中心齿轮180、中间减速托架182、中间行星齿轮组184和中间环形齿轮186。中间中心齿轮180可固定地耦合到输入减速托架124，以与其一起旋转。在提供的例子中，中间中心齿轮180与第一板元件140整体成型。中间行星齿轮组184的行星齿轮可以与中间中心齿轮180和中间环形齿轮186衔接地啮合。中间减速托架182可包含第一板元件190、第二板元件192和多个在第一和第二板元件之间延伸并且将它们相互耦合的轴194。中间行星齿轮组184的每个行星齿轮可轴颈地支撑在与轴194的相关联的一个轴上。在提供的例子中，轴194的数量大于中间行星齿轮组184的行星齿轮的数量，并且“多余”的轴194用于更好地将第一和第二板元件190和192相互固定。第三外齿组198围绕中间减速托架182的第一板元件190的外径形成。中间环形齿轮186可包含衔接地啮合到中间行星齿轮组184的行星齿轮的第三内齿组200，和第三外部啮合结构部202，例如可围绕中间环形齿轮186的后轴向表面206设置的第四外齿组204。
参照图7，输出级114可包含输出中心齿轮220、输出减速托架222、输出行星齿轮组224及输出环形齿轮226。输出中心齿轮220可固定地耦合到中间减速托架182用以与其一起旋转。在提供的例子中，输出中心齿轮220与中间减速托架182的第二板元件192整体成型。输出行星齿轮组224的行星齿轮可与输出中心齿轮220和输出环形齿轮226衔接地啮合。输出减速托架222可包含第一板元件230、第二板元件232和多个在第一和第二板元件230和232之间延伸和将第一和第二板元件相互耦合的轴234。输出行星齿轮组224的每个行星齿轮可轴颈地支撑在轴234的相关联的一个轴上。在提供的例子中，轴234的数量大于输出行星齿轮组224的行星齿轮的数量，并且“多余”的轴234用于更好地将第一和第二板元件230和232相互固定。
另外参照图8，输出主轴20可耦合到输出减速托架222，以在它们之间传递旋转动力。输出环形齿轮226可包含环形主体258、第四内齿组260、多个离合器旁通凸耳262及离合器型面264，型面264将在下面更加详细地介绍。第四内齿组260可围绕环形主体258的内直径形成且衔接地啮合到输出行星齿轮组224的行星齿轮。离合器旁通凸耳262可从环形主体258向内径向延伸，并且可围绕环形主体258周向地间隔开。离合器旁通凸耳262可包含面临表面270，其将在下面更加详细地介绍。
主轴锁定器250可设置在输出减速托架222和输出主轴20之间，以便当扭矩从夹头26(图1)施加在输出主轴20上时(即当手拧紧夹头26时(图1))锁定输出主轴20防止旋转。主轴锁定器的通常构造在本领域中是公知的，并因而在此不需要提供主轴锁定器的详细描述。在提供的具体实例中，主轴锁定器250包括主轴锁定衬套250-1，该衬套具有从头部250-3向后延伸的柄250-2。柄250-2被构造为以允许在它们之间受限制的相对转动地滑动配合的方式啮合输出减速托架222的第二板元件232。类似地，输出主轴20可包括以允许在它们之间受限制的相对转动地滑动配合的方式啮合主轴锁定衬套250-1的轴端20-1。配合的凸-凹构造可应用在柄250-2和在第二板元件232内的小孔之间、以及主轴锁定衬套250-1内的小孔和输出主轴20的端部20-1之间。在每个例子中，小孔的形状可具有两组通常V形的侧壁VS1(图17)，其中的每组相对另一组设置从而各组的顶端彼此朝向，同时插入其中的凸部分可具有相应的V形侧壁VS2。将可意识到，在凸部分和凹部分(即柄250-2和第二板元件232内的小孔，以及主轴锁定衬套250-1内的小孔和输出主轴20的端部20-1)之间相对旋转的角度可根据V形侧壁组之间的内部角的不同而构成。例如，凹形结构部中的每组V形侧壁(即V形侧壁VS1)可被构造为带第一内角，而凸形结构件的每组V形侧壁(即V形侧壁VS2)可被构造为带第二较小的内角。这种方式的构造允许主轴锁定器250和输出主轴20具有期望的旋转齿间隙的角度，该角度相当容易地维持在大量生产中而不需要额外的成本。
返回到图5，在提供的具体实例中，输入减速托架124的第二板元件142不是分立的组件而是中间中心齿轮180。这样，输入减速托架124不包含如6,431,289专利中描述的变速器中的相关联的中心齿轮的径向向外延伸的凸缘。所述的另一种方式，中间中心齿轮1870具有外直径，其上形成有多个中心齿轮齿，并且输入减速托架124的销144耦合到中心齿轮齿的径向向内的中间中心齿轮180，从而在减速齿轮组装置100(图2)的操作过程中，在跨过中心齿轮齿的齿顶测量时，传递扭矩的中间中心齿轮180的直径部分都不大于中间中心齿轮180的外直径。因此，支撑第一和第二输入行星齿轮组126和128的行星齿轮的销144可直接耦合到中间中心齿轮180的轴向端面，并且与第一和第二输入行星齿轮组126和128相关联的行星齿轮中的一个或两个可具有比中间中心齿轮180的节圆直径小的节圆直径。
尽管第一和第二输入行星齿轮组126和128的行星齿轮可具有任何期望的齿数，但在一些例子中仍期望构成第一输入行星齿轮组126的行星齿轮，使得它们的齿数n1是第二输入行星齿轮组128的行星齿轮的齿数n2的倍数。在这方面数量n1与数量n2的比率是一个整数(例如2，3)。这是所希望的，因为它可取消行星齿轮对一个或多个输入级110(或者减速齿轮组装置100(图2)的任何其他部分)的其他齿轮式元件定时的需要，以及允许复合行星齿轮134一致的成型(即使得第一和第二输入行星齿轮组126和128的行星齿轮彼此保持相同的相对旋转方位)。将可理解，齿轮的定时涉及两个或更多齿轮彼此相对定位到预定的旋转位置，以便允许在预定齿之间啮合。
我们已经注意到在一些情况下，第一输入行星齿轮组126的行星齿轮和第一输入环形齿轮130的齿之间和/或第二输入行星齿轮组128的行星齿轮和第二输入环形齿轮132的齿之间，由于包括指定的间隙、公差和齿间隙的因素而导致的间距可足够大，以便允许第一和第二输入行星齿轮组126和128的行星齿轮的一个或多个齿对准与它相关联的环形齿轮(即分别与第一和第二输入环形齿轮130和132)不同相位的一个齿。尽管装配夹具可用于减少或消除输入级110错误装配的可能性，但我们发现还可能对输入级110做出微小的改变，以在以下详细描述的方式中转移复合行星齿轮134，因此不可能发生输入级的错误装配。
参照图5和9，复合齿轮134(即第一和第二输入行星齿轮组126和128的行星齿轮)可以任何期望的方式分布或周向间隔开。尽管在一些情形下可采用均等的间距，但是在提供的具体实例中采用不均等的间距(即在其上容纳有复合行星齿轮134的轴144之间测量时)，以减小当旋转动力通过减速齿轮组装置100传递时产生的齿轮啮合噪声，并且使得错误装配减速齿轮组装置100的输入级110更加困难。如在此使用的术语“不均等的间距”是指在行星级中相邻行星齿轮之间采用两个或多个角度间距的情况。因此，可以理解，当采用不均等的间距时，至少一个角度间距等于第一角度大小并且至少一个角度间距将等于与第一角度大小不相等的第二角度大小。还将可理解，也可采用另外的角度间距(例如第三角度间距)。在提供的具体实例中，其上安装有复合行星齿轮134的输入减速托架124的四个轴144，在该提供的实例中通过92度、92度、92度和84度的间距分隔开。本领域技术人员将可理解，可采用另外的间距，因此本实用新型的保护范围将不应理解为限制在提供的具体实例中公开的特定间距或间距的组合。
返回到图3，由于变速器装置16没有使用容纳在外壳体和减速齿轮组装置(这样的构造在6,413,289专利中描述)之间的套筒，减速齿轮组装置100的部分的整体直径；包含第一和第二输入行星齿轮组126和128(图5)、中间行星齿轮组184(图6)和输出行星齿轮组224(图7)；在直径上尺寸相对较大而没有增加动力工具的整体直径。由于减速齿轮组装置100的组件的直径增大，施加到各种行星齿轮的扭矩以及由各种行星齿轮的齿承载的负荷达到相应减少。因此，有可能减少减速齿轮组装置100的行星齿轮的整体长度，以便相对于6,431,289专利中描述的变速器将减速齿轮组装置100的整体长度缩短约15mm。然而，在减速齿轮组装置100和外壳之间使用套筒是在本实用新型的保护范围之内。
由于减速齿轮组装置100的直径增大和减速齿轮组装置100的行星齿轮的长度缩短，通过减少各种减速托架124(图5)、182(图6)和222(图7)的销144(图5)、194(图6)和234(图7)的直径而使提高减速齿轮组装置100的效率成为可能。在提供的具体实例中，销144(图5)、194(图6)和234(图7)具有大约2.0mm的直径。
返回到图10，速度选择器102可包含开关装置300和致动器装置302。开关装置300可包含开关310和一对第一棘爪元件312，同时致动器装置302可分别包含一对轨道314；致动器、例如套圈316；和第一、第二和第三偏压弹簧318、320和324。
开关310可包含板结构330、开关元件332、一对第二棘爪元件334及一对衬套336。板结构330可容纳在形成于通常平行于减速齿轮组装置100(图2)的纵轴线342的机壳40的一对槽340(图1)中。开关元件332可耦合到板结构330并且可延伸穿过由机壳40限定的开关小孔334。开关元件332可被构造为容纳来自动力工具10(图1)的操作者的手动输入，以便在第一位置、第二位置和第三位置之间移动开关310。标记(没有专门显示)可标识或形成在机壳40或板结构330中的一个或两个上，以便指示开关310在其中定位的位置。第二棘爪元件334可与第一棘爪元件312合作，以阻止开关310的运动。在提供的例子中，第二棘爪元件334包括多个形成在板结构330上的棘爪凹槽348。衬套336可耦合到板结构330的相对的侧面并且可分别包含衬套小孔350和第一和第二端面352和354。。
机壳40的每个机壳可限定一对可被构造为保持第一棘爪元件312的棘爪固定件360。第一棘爪元件312可以是具有提升凸起370的板簧和一对翼片372。棘爪固定件360可包含一对被构造为容纳翼片372中相关联的一个翼片的翼片凹槽374、和可支撑设置在翼片372之间的第一棘爪元件312的一部分的成型平台376。成型平台376可包含当开关310在第一、第二和第三位置之间移动时提升凸起370可在其中移动的平台凹槽378。第一棘爪元件312的提升凸起370被构造为啮合形成在板结构330中的棘爪凹槽348中相关联的一个凹槽。
轨道314的每个轨道可包含通常圆柱形的轨道主体380和比轨道主体380的直径相对更大的头部382。可穿过衬套小孔350容纳轨道314，这样衬套336可滑动地安装在轨道主体380上。
套圈316可以是包含一对固定件400、内啮合结构部402、第四外啮合结构部404及第五外啮合结构部406的环形结构。相对头部分382的轨道主体380的端部可容纳在固定件400中，以将轨道314固定地耦合到套圈316。在提供的具体实例中，将轨道主体380压配合入固定件400，但是可理解，其他耦合技术包含粘结、胶粘、销和螺纹紧固件也可用于将轨道314耦合到套圈316。内啮合结构部402可围绕套圈316的内径形成，且尺寸确定为适于啮合形成在第一输入环形齿轮130(图5)上的第一外啮合结构部152(图5)和形成在第二输入环形齿轮132上的第二外啮合结构部164(图5)。在提供的具体实例中，内啮合结构部402包括被构造为与第一外齿组154(图5)和第二外齿组166(图5)啮合的第五内齿组410。第四外啮合结构部404可包括一组可滑动地与相应的内齿或键槽414啮合的外齿或键槽412，该内齿或键槽414耦合到(例如整体形成于)如图3所示的齿轮箱42。返回到图10，第五外啮合结构部406可包含形成在套圈316的前轴向表面418上的第六外齿组416。第五外啮合结构部406可选择地与在中间环形齿轮186上的第三外啮合特征202啮合(即第六外齿组416可选择地啮合到第四外齿组204)，以将套圈316耦合到中间环形齿轮186。
每个第一偏压弹簧318可在头部分382和衬套336中相关联的一个衬套的第一端面352之间安装在轨道主体380的相关联的一个上。每个第二偏压弹簧320可在衬套336中相关联的一个衬套的第二端面354和套圈316之间安装在轨道主体380的相关联的一个上。另外参照图11，第三偏压弹簧324可设置在齿轮箱42中的环形凸缘420和中间环形齿轮186的前面432之间。
参照图12，相对于减速齿轮组装置100(图2)的纵轴线342和耦合到齿轮箱42的内键槽414，示意性地显示套圈316、第一输入环形齿轮130、第二输入环形齿轮132、中间减速托架182及中间环形齿轮186。可以理解，套圈316和中间环形齿轮186可沿着纵轴线342轴向移动。
参照图2，5至7和10，当开关310位于第三位置时减速齿轮组装置100可高速比操作。在该位置，套圈316可相对于第一和第二输入环形齿轮130和132和中间环形齿轮186对准，从而套圈316上的内啮合结构部402仅仅与在第一输入环形齿轮130上的第一外啮合结构部152啮合，并且套圈316与中间环形齿轮186轴向间隔开以便从其上脱离。在这种情况下，第一输入环形齿轮130通过套圈316扭转地接到(即无旋转地耦合)齿轮箱42上，允许第二输入环形齿轮132旋转，并且第三偏压弹簧324向后(即在朝向电动机装置14的方向上)偏压中间环形齿轮186，从而形成在中间环形齿轮186上的第三内齿组200与在中间减速托架182的第一板元件190上的第三外齿组198啮合。因此，从电动机装置14的输出轴58接收到的旋转动力经由第一输入中心齿轮120输入到输入级110中。第一输入中心齿轮120、第一输入行星齿轮组126、输入减速托架124及第一输入环形齿轮130合作，以执行第一输入减速和扭矩增倍操作，并且将第一中间旋转输出到中间级112。动力不通过第二输入中心齿轮122、第二输入行星齿轮组128或第二输入环形齿轮132进行传递。而且，为与中间减速托架182一起旋转而固定中间环形齿轮186时，中间级112不执行减速和扭矩增倍功能，而提供与第一中间旋转输出的速度和扭矩大约相等的速度和扭矩的第二中间旋转输出。来自中间级112的旋转动力输出由输出级114接收，其执行最终的减速和扭矩增倍操作，并且提供传递给输出主轴20的最终旋转输出。
在图13中示意性地显示高速比的操作，其中套圈316上的内啮合结构部402啮合到第一输入环形齿轮130上的第一外啮合结构部152，并且中间减速托架182上的第三外齿组198衔接地啮合到中间环形齿轮186上的第三内齿组200。
返回到图2、5至7和10，当开关310位于第二位置时，减速齿轮组装置100可以中速比操作。在该位置，套圈316可相对于第一和第二输入环形齿轮130和132和中间环形齿轮186对准，从而套圈316上的内啮合结构部402仅仅与第二输入环形齿轮132上的第二外啮合结构部164啮合，并且套圈316与中间环形齿轮186轴向地间隔开以便从其上脱离。在这种情况下，第二输入环形齿轮132通过套圈316扭转地接到(即不可旋转地耦合)齿轮箱42，允许第一输入环形齿轮130旋转，并且第三偏压弹簧324向后偏压中间环形齿轮186，从而形成在中间环形齿轮186上的第三内齿组200与中间减速托架182的第一板元件190上的第三外齿组198啮合。因此，从电动机装置14的输出轴58接收到的旋转动力经由第二输入中心齿轮122输入到输入级110。第二输入中心齿轮122、第二输入行星齿轮组128、输入减速托架124及第二输入环形齿轮132合作，以执行第二输入减速和扭矩增倍操作，并且将第一中间旋转输出输出到中间级112。本领域的技术人员可理解，通过第二输入减速和扭矩增倍操作获得的速度和扭矩不同于通过第一输入减速和扭矩增倍操作获得的速度和扭矩。动力不通过第一输入中心齿轮120、第一输入行星齿轮组126或第一输入环形齿轮130进行传递。此外，为与中间减速托架182旋转而固定中间环形齿轮186时，中间级112不执行减速和扭矩增倍操作，而提供与第一中间旋转输出的速度和扭矩大约相等的速度和扭矩的第二中间旋转输出。来自中间级112的旋转动力输出由输出级114接收，该输出级执行最终减速和扭矩增倍操作，并且提供传递给输出主轴20的最终旋转输出。
在图14中示意性地显示中速度比的操作，其中套圈316上的内啮合结构部402啮合到第二输入环形齿轮132上的第二外啮合结构部164，并且中间减速托架182上的第三外齿组198衔接地啮合到中间环形齿轮186上的第三内齿组200。
重新参照图2、5至7和10，当开关310位于第三位置时，减速齿轮组装置100可以低速度比操作。在该位置，套圈316可相对于第一和第二输入环形齿轮130和132和中间环形齿轮186对准，从而套圈316上的内啮合结构部402仅仅与第二输入环形齿轮132上的第二外啮合结构部164啮合，并且套圈316邻靠中间环形齿轮186，以向前(即朝向夹头26(图1))驱动中间环形齿轮186。在这种情况下，第二输入环形齿轮132通过套圈316扭转地接到齿轮箱42，允许第一输入环形齿轮130旋转，并将套圈316定位以向前驱动中间环形齿轮186抵抗第三偏压弹簧324的偏压，从而使形成在中间环形齿轮186上的第三内齿组200脱离中间减速托架182的第一板元件190上的第三外齿组198，并且中间环形齿轮186上的第三外啮合结构部202啮合到套圈316上的第五外啮合结构部406，因此将中间环形齿轮186通过套圈316扭转地接到齿轮箱42。因而，由电动机装置14的输出轴58接收的旋转动力经由第二输入中心齿轮122输入到输入级110。第二输入中心齿轮122、第二输入行星齿轮组128、输入减速托架124和第二输入环形齿轮132合作，以执行第二输入减速和扭矩增倍操作，并将第一中间旋转输出输出到中间级112。动力不通过第一输入中心齿轮120、第一输入行星齿轮组126或第一输入环形齿轮130进行传递。旋转动力可通过中间中心齿轮180接收进入中间级112。中间中心齿轮180、中间行星齿轮组184、中间减速托架182和中间环形齿轮186合作，以执行中间减速和扭矩增倍操作，并且将第二旋转输出输出到输出级114。来自中间级112的旋转动力输出由输出级114接收，该输出级执行最终减速和扭矩增倍操作，并且提供传递给输出主轴20的最终旋转输出。
在图15中示意性地显示低速度比的操作，其中套圈316上的内啮合结构部402啮合到第二输入环形齿轮132上的第二外啮合结构部164，中间减速托架182上的第三外齿组198与中间环形齿轮186上的第三内齿组200脱离，并且套圈316上的第五外啮合结构部406啮合到中间环形齿轮186上的第三外啮合结构部202。
返回到图10，将可理解第一和第二偏压弹簧318和320被构造为将套圈316以提供少量弯曲量的方式弹性地耦合到开关310。
在开关310从第一位置移动到第二位置但是第二输入环形齿轮132上的第二外啮合结构部164(图5)没有对准套圈316上的内啮合结构部402的例子中，开关310可平移到第二位置而没有完全移动套圈316的一个伴随量(accompanying amount)。在这种情况下，第二偏压弹簧320在衬套336的第二端面354和套圈316的固定件400之间压缩。第二输入环形齿轮132(图5)相对于套圈316的旋转可允许第二外啮合结构部164(图5)对准内啮合结构部402，并且一旦对准，第二偏压弹簧320就可向前推动套圈316与第二输入环形齿轮132(图5)啮合。
在开关310从第二位置移动到第三位置但是中间环形齿轮186(图6)上的第三外啮合结构部202(图5)没有对准形成在套圈316上的第五外啮合结构部406的例子中，开关310可平移到第三位置而完全移动套圈316的一个伴随量。在这种情况下，第二偏压弹簧320在衬套336的第二端面354和套圈316的固定件400之间不进一步压缩，但是当中间环形齿轮(图6)进一步相对向前驱动时，由于在套圈316的轴向端面和中间环形齿轮186(图6)之间的接触而可压缩第三偏压弹簧324。中间环形齿轮186(图6)相对于套圈316的旋转可允许第三外啮合结构部202(图6)对准第四外啮合结构部404，并且一旦对准，第三偏压弹簧324就可向后推动中间环形齿轮186(图6)与套圈316啮合。
在开关310从第三位置移动到第二位置但是第三内齿组200(图6)没有对准第三外齿组198(图6)的例子中，，开关310可平移到第二位置同时完全移动套圈316一伴随量。在这种情况下，第三偏压弹簧324可在中间环形齿轮186(图6)上施加向后方向的力。中间环形齿轮186相对于中间减速托架182(图6)的旋转可允许第三内齿组200(图6)对准第三外齿组198(图6)，并且一旦对准，第三偏压弹簧324就可向后推动中间环形齿轮186(图6)，从而第三内齿组200啮合到第三外齿组198(图6)。
在开关310从第二位置移动到第一位置但是形成在套圈316上的内啮合结构部402没有对准形成在第一输入环形齿轮130上的第一外啮合结构部152(图5)的例子中，开关310可平移到第一位置而没有完全移动套圈316一个伴随量。在这种情况下，在轨道314的头部382和衬套336的第一端面352之间压缩第一偏压弹簧318。第一输入环形齿轮130(图5)相对于套圈316的旋转可允许第一外部啮合结构部152(图5)对准内啮合结构部402，并且一旦对准，第一偏压弹簧318就可向后推劫套圈316与第一输入环形齿轮130(图5)啮合。
离合器机构
参照图8和11，离合器机构18可包含离合器型面264、离合器调整套圈500、随动结构502及离合器弹簧504。离合器型面264可耦合到(例如整体成型于)输出环形齿轮226的面向前表面。在提供的例子中，离合器型面264包含多个锥形斜面和多个设置在邻近的一对锥形斜面之间的凹部。离合器调整套圈500可旋转地安装在齿轮箱42上，并且可传统地包含可旋转地安装在齿轮箱42上的离合器套圈510、和可螺纹地啮合到离合器套圈510的内螺纹部分514，并且轴向可移动但是不可旋转地耦合到齿轮箱42的离合器螺母512。以这种方式，离合器套圈510的旋转可用于影响离合器螺母512相应的平移。随动结构502可包含环形随动主体520和多个随动元件522。随动主体520可与离合器调整套圈500同轴地安装在齿轮箱42上。随动元件522可延伸穿过形成在通常平行于减速齿轮组装置100的纵轴线342的齿轮箱42的环形壁元件64中的孔524。相对随动主体520的随动元件522端部被构造为啮合离合器型面264。在提供的具体实例中，随动元件522包含多个容纳在随动主体520和离合器型面264之间的轴承滚珠。然而将可理解，随动元件522可与随动主体520或可使用的其他形状的随动元件522整体成型。离合器弹簧504可设置在离合器螺母512和随动主体520之间，并被构造为可将通过随动元件522传递到离合器型面264的力施加到随动结构502上。在提供的具体实例中，离合器弹簧504是具有非线性弹簧刚度系数的波形弹簧，例如是产生弹簧负荷作为弹簧挠曲曲线的函数的非线性弹簧刚度系数，如图25所示，该曲线具有在通常由第一弹簧刚度系数限定的第一部分P1和由大于第一弹簧刚度系数的第二弹簧刚度系数限定的第二部分P2之间的不同的最大曲率点K(KNEE)。特别参照图16，离合器弹簧504可包含端部分540和设置在端部分540之间的中部分542。每个端部分540可被构造为具有第一弹簧刚度系数，而中部分542可被构造为具有大于第一弹簧刚度系数的第二弹簧刚度系数。
返回到图8和11，本领域的技术人员可理解，当作用在输出环形齿轮226上的反作用扭矩超过通过调整离合器调整套圈500而设定的离合器扭矩时，输出环形齿轮226将旋转，从而离合器型面264上的锥形斜面跨过或用凸轮带过(RIDE OR CAM)随动元件522。输出环形齿轮226的这种旋转有效地限制了从变速器装置16输出到输出主轴20的扭矩。
锤机构
参照图8，锤机构22可包含第一凸轮600和第二凸轮602。第一凸轮600可包含多个第一锥形斜面610并且可与输出主轴20耦合用于旋转。输出主轴20由主轴锁定器250和一个或多个轴承(例如轴承611)支撑，以便轴向平移和旋转。更具体地，主轴锁定器250和轴承611的内表面250a和611a分别地以允许输出主轴20沿着减速齿轮组装置100(图2)的纵轴线342平移的滑动配合方式啮合输出主轴20。可通过输出主轴20和齿轮箱42之间的接触而限制输出主轴20的向后平移，同时可由轴承611和齿轮箱42之间的接触而限制输出主轴20的向前平移。第二凸轮602可包含多个第二锥形斜面612，该斜面可被构造为衔接地啮合第一锥形斜面610，并且不能旋转但可轴向移动地安装在齿轮箱42上。
锤机构22可通过将第二凸轮602定位在后面的位置而脱离(通过模式转换机构24，这将在下面更加详细地描述)，该位置是当输出主轴20被推入其最后位置时，第一凸轮600轴向向后一距离所处的位置，该距离足够阻止第一和第二凸轮600和602之间的啮合。锤机构22可通过将第二凸轮602定位在前面位置而啮合(通过模式转换机构24)，该位置是当轴向向后推动输出主轴20时第一凸轮600可接触第二凸轮602。在第一凸轮600与输出主轴20一起旋转并且第二凸轮602不可旋转地耦合到齿轮箱42时，第一凸轮600的第一锥形斜面610可交替地啮合和脱离第二凸轮602的第二锥形斜面612，以便当动力工具10操作并且向后方向的力施加在输出主轴20上时，致使输出主轴20轴向运动。
模式转换机构
参照图8和11，模式转换机构24可包含模式套圈700、空转齿轮702、模式选择凸轮板704、离合器旁通元件706、锤促动元件708、旁通元件偏压弹簧710及促动元件偏压弹簧712。
参照图8和17，模式套圈700可以是围绕离合器调整套圈500后面的齿轮箱42的后箱部分60容纳的环形结构。模式套圈700可包含多个内齿720、三个模式棘爪凹槽722和一个或多个模式翼片724。齿轮箱42的后箱部分60可承载弹性地啮合模式棘爪凹槽722的模式棘爪730，以便阻止模式套圈700和齿轮箱42之间的相对旋转。模式翼片724可被构造为允许操作者更好地握住并且旋转模式套圈700。结构部例如薄的锥形壁740可形成在后箱部分60内并且可接触模式翼片724，以便限制模式套圈700相对于齿轮箱42的旋转。
空转齿轮702可旋转地安装在齿轮箱42上，并且可包含衔接地啮合模式套圈700上的内齿720的齿。在提供的例子中，空转齿轮小孔形成在齿轮箱42的前箱部分62中，并且轮轴750穿过空转齿轮702装入齿轮箱42的环形壁元件64中。
参照图8、17、18和23，模式选择凸轮板704可容纳在前箱部分62中以便在其中旋转。模式选择凸轮板704可包含多个可衔接地啮合到空转齿轮702的齿的外齿760、离合器旁通表面770和锤促动表面772。孔774可穿过模式选择凸轮板704形成，穿过模式选择凸轮板704容纳输出主轴20。离合器旁通表面770可限定多个周向间隔开的第一台肩780、多个周向间隔开的第二台肩782和多个斜面784，每个斜面将第一台肩780中的一个连接到第二台肩782中的相关联的一个台肩。锤促动表面772可设置在离合器旁通表面770的径向内部，并且可限定多个周向间隔开的第三台肩790、多个周向间隔开的第四台肩792和多个斜面794，每个斜面794将第三台肩790的一个台肩连接到第四台肩792中的相关联的一个台肩。
离合器旁通元件706可包含环形主体800和多个凸耳802。环形主体800可限定中心孔810、多个导向道812和第一凸轮随动件814。导向道812可延伸穿过一般平行于中心孔810的纵轴线的环形主体800。第一凸轮随动件814的尺寸被确定为啮合模式选择凸轮板704上的离合器旁通表面770。第一凸轮随动件814可包含多个第一台肩820、多个第二台肩822和多个锥形斜面824。模式选择凸轮板704旋转进入第一位置可将第二台肩822定位在环形主体800上邻接离合器旁通表面770上的第一台肩780，以便将离合旁通元件706定位在前部位置。模式选择凸轮板704旋转进入第二位置或第三位置可将第一和第二台肩820和822分别定位在邻接第一和第二台肩780和782，以及将锥形斜面824定位在邻接锥形斜面784，从而将离合器旁通元件706设置在后部位置。凸耳802可围绕环形主体800的外周边周向地间隔开，并且可从一般垂直于中心孔810的纵轴线的环形主体800向后延伸。凸耳802可具有任何期望的形状，但是在提供的具体实例中，其具有相应于形成在齿轮箱42的前箱部分62中的多个第一导向通道830的形状(图17)。第一导向通道830可从中心圆柱形表面832径向向外形成在前箱部分62的后侧中并且可终止在端壁834处(图19)。将可理解，凸耳802可从模式选择凸轮板704的径向向外设置，并且中心圆柱形表面832(图19)可帮助将模式选择凸轮板704的旋转轴线对准减速齿轮组装置100(图2)的纵轴线342。第一导向通道830可与凸耳802合作以阻止离合器旁通元件706和齿轮箱42之间的相对旋转，以及在第一导向通道沿着与减速齿轮组装置100(图2)的纵轴线342重合的轴线平移时导向离合器旁通元件706。
锤促动元件708可包含环形主体850和多个可限定第二凸轮随动件854的凸耳852。环形主体850可限定其中容纳第二凸轮602的中心孔856。第二凸轮602可通过包括紧配合的任一合适方法固定地耦合到环形主体850。凸耳852可围绕环形主体850的外周边周向地间隔开，并且可从一般垂直于中心孔856的纵轴线的环形主体850向后延伸。凸耳852可具有任何期望的形状，但是在提供的具体实例中，其具有相应于离合器旁通元件706的环形主体800中的导向道812的形状。导向道812可与凸耳852合作以阻止锤促动元件708和齿轮箱42之间的相对旋转，以及在导向道沿着与减速齿轮组装置100(图2)的纵轴线342重合的轴线平移时导向锤促动元件708。第二凸轮随动件854的尺寸可被确定为啮合模式选择凸轮板704上的锤促动表面772。第二凸轮随动件854可包含多个第三台肩860和多个锥形斜面864。模式选择凸轮板704旋转进入第一位置可将第三台肩860定位在邻接第四台肩792，以及将锥形斜面864定位在邻接锥形斜面794，从而将锤促动元件708设置在后部位置。模式选择凸轮板704旋转进入第三位置可将环形主体850上的第三台肩860定位在邻接锤促动表面772上的第三台肩790上，以便将锤促动元件708定位在前部位置。
参照图8，旁通元件偏压弹簧710可容纳在齿轮箱42的前箱部分62和离合器旁通元件706之间，并且可在离合器旁通元件706上施加向后方向的偏压力。促动元件偏压弹簧712可容纳在齿轮箱42的前箱部分62和锤促动元件708之间，并可在锤促动元件708上施加向后方向的偏压力。
在操作中，模式套圈700可在第一模式位置、第二模式位置和第三模式位置之间移动，以引起模式选择凸轮板704分别在第一位置、第二位置和第三位置之间相应地运动。
参照图8、18和20，当模式套圈700设置在第一模式位置中时(即模式选择凸轮板704处在第一位置)，离合器旁通元件706可被处置在其前部位置，从而离合器旁通元件706的凸耳802与离合旁通凸耳262轴向地间隔开(向前)，同时锤促动元件708可被处置在其后部位置中，从而第二凸轮602与第一凸轮600轴向地间隔开(向后)。在这种情况下，允许离合器机构18以其通常方式操作(即阻止输出环形齿轮226旋转直到作用在输出环形齿轮226上的反作用扭矩超过使用者选择的离合器扭矩)，并且锤机构22不被促动。
参照图8、18和21，模式套圈700从第一模式位置旋转到第二模式位置可引起模式选择凸轮板704相应地旋转(经由空转齿轮702)，从而模式选择凸轮板704定位在它的第二位置。因此，离合器旁通元件706可设置在其后部位置，从而离合器旁通元件706的凸耳802设置在邻近的一些离合器旁通凸耳262之间，同时锤促动元件708可设置在其后部位置，从而第二凸轮602与第一凸轮600轴向地分隔开(向后)。在这种情况下，锤机构22不被促动并且离合器机构18被旁通，因此从动力工具10(图1)输出的扭矩不受离合器机构18的设定的影响。在作用在输出环形齿轮226上的扭矩反作用超过使用者选择的离合扭矩的情况下，输出环形齿轮226可稍微旋转以相对离合旁通元件706的凸耳802啮合离合器旁通凸耳262的正表面270，因此停止输出环形齿轮226的进一步旋转。
参照图8、18和22，模式套圈700从第二模式位置旋转到第三模式位置可引起模式选择凸轮板704相应的旋转(经由空转齿轮702)，从而模式选择凸轮板704定位在第三位置。因此，离合器旁通元件706可依然保持在其后部位置，从而将离合器旁通元件706的凸耳802设置在邻近的一些离合器旁通凸耳262之间，同时锤促动元件708可设置在其前部位置，从而当向后方向的力施加在输出主轴20上时，第二凸轮602间隔靠近第一凸轮600，用于使第一斜面784接触第二斜面784。在这种情况下，如上所述离合机构18被旁通并且锤机构22被促动。
可以理解，以上描述实质上仅仅是举例而不是意旨限制本实用新型及其应用或使用。尽管已经在实施例中描述了并且在附图中例举了具体的实例，但本领域的普通技术人员可理解，可以做出各种改变并且可用等同物替换其中的元件，而并不离开权利要求中限定的本实用新型的保护范围。此外，即使没有特别地显示或描述，但在此可考虑各种实例之间的特征、元件和/或功能的混合和匹配，因此本领域的普通技术人员可以从公开内容中理解到，一个实例中的特征、元件和/或功能可结合到适合的另一个实例中，除非以上另有描述。而且，在不离开其实用新型本质范围下，对本实用新型可做出许多改型以适应特定的情况或材料。因此，可以理解到本实用新型不限于由附图示例和在实施例中描述的、作为目前认为是最佳的实施方式来实施本实用新型的具体实例，但是本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附权利要求书中的任何实施例。
本申请要求2008年11月8日提交的美国临时申请NO.61/112,741的优先权，其公开内容在此引用作为参考。

Claims (21)

1.一种动力工具，其特征在于，包括：
限定手柄和主体的壳体；
容纳在主体中的电动机；
安装在手柄上并且耦合到电动机的触发器，该触发器适于通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作；
输出元件；
耦合电动机和输出元件的多级变速器；和
包括致动器、轨道、开关、第一偏压弹簧和第二偏压弹簧的开关机构，该致动器沿着多级变速器的纵轴线可在多个位置之间移动，致动器在多个致动位置中的每一个位置处啮合到多级变速器的一个或多个元件，从而多级变速器在多个不同的总减速比中相应的一个减速比下操作，致动器不可转动但是可轴向滑动地啮合到壳体，轨道固定地耦合到致动器，轨道被容纳穿过开关，从而开关安装在轨道上以便在轨道上滑动，第一偏压弹簧设置在致动器和开关之间，并且偏压开关远离致动器，第二偏压弹簧设置在开关和相对致动器的轨道的端部之间，第二偏压弹簧偏压开关远离轨道的端部。
2.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述轨道可相对于壳体移动。
3.如权利要求2所述的动力工具，其特征在于，所述开关可移动进入至少三个不同的开关位置，每个开关位置与致动器中对应的一个位置相关联。
4.如权利要求3所述的动力工具，其特征在于，进一步包括第三偏压弹簧，其中当开关在第一、第二和第三开关位置之间移动时，第一、第二和第三偏压弹簧用于在致动器和多级变速器之间提供弯曲量，但是由于在致动器和多级变速器的一个或多个元件之间未对准，致动器不能移动进入相关联的致动器位置。    
5.如权利要求4所述的动力工具，其特征在于，所述第三偏压弹簧设置在与轨道、开关和致动器轴向分离的位置。
6.如权利要求4所述的动力工具，其特征在于，所述第三偏压弹簧围绕多级变速器同轴地安装。
7.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述致动器是环形结构，该环形结构包括围绕致动器的周边延伸部分形成的多个齿和从致动器的一部分轴向延伸的多个齿中的至少一个齿。
8.如权利要求7所述的动力工具，其特征在于，所述致动器的周边延伸部分在未断裂的环中延伸。
9.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述壳体和开关中的一个承载棘爪弹簧，其中多个棘爪凹槽形成在壳体和开关的另一个中，每个棘爪凹槽与相对于壳体的开关的部位相关联，该部位与对应于致动器位置中的一个位置相关联，每个棘爪凹槽通过棘爪弹簧啮合，以阻止在开关和壳体之间的相对轴向移动。
10.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述多级变速器中的一个或多个元件包括环形齿轮。
11.如权利要求10所述的动力工具，其特征在于，所述开关可在第一开关位置、第二开关位置和第三开关位置之间移动，其中当开关设置在第一开关位置时致动器啮合到第一环形齿轮，其中当开关设置在第二开关位置时致动器啮合到第二环形齿轮，以及其中当开关处于第三开关位置时致动器啮合到第二环形齿轮和第三环形齿轮。
12.如权利要求11所述的动力工具，其特征在于，进一步包括朝向第二环形齿轮偏压第三环形齿轮的第三偏压弹簧。
13.如权利要求12所述的动力工具，其特征在于，所述第三偏压弹簧偏压第三环形齿轮进入与行星托架啮合，从而第三环形齿轮与行星托架共同旋转。
14.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述第一和第二偏压弹簧中的至少一个同轴地容纳在轨道上。
15.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述第一和第二偏压弹簧中的至少一个是螺旋压缩弹簧。
16.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分，其中手柄由第一壳体部分限定，以及其中第一和第二壳体部分合作以限定主体。
17.一种动力工具，其特征在于，包括：
限定手柄和主体的壳体；
容纳在主体中的电动机；
安装在手柄上并且耦合到电动机的触发器，该触发器适于通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作；
输出元件；
耦合电动机和输出元件的多级变速器；和
具有开关和致动器的开关机构，该开关可在第一开关位置、第二开关位置和第三开关位置之间移动，该致动器不可转动但是在第一致动位置、第二致动位置和第三致动位置之间可轴向滑动地设置在壳体内，在第一、第二和第三致动器位置中的每一个位置处致动器啮合到多级变速器的一个或多个元件，从而多级变速器在多个不同的总减速比中相应的一个减速比下操作，
其中多级变速器和开关机构如下构成：
(a)当开关从第二开关位置移动到第三开关位置时，致动器将随同开关移动；
(b)当开关从第三开关位置移动到第二开关位置或从第二开关位置移动到第一开关位置时，开关相对于致动器移动；和
(c)当开关从第一开关位置移动到第二开关位置时，开关相对于致动器移动。
18.如权利要求17所述的动力工具，其特征在于，所述开关机构包含一对固定于致动器的轨道，以及其中开关可滑动地安装在该对轨道上。
19.如权利要求18所述的动力工具，其特征在于，所述致动器包括可选择地与多级变速器中的多个齿轮元件啮合的环形结构。
20.一种动力工具，其特征在于，包括：
限定手柄和主体的壳体；
容纳在主体中的电动机；
安装在手柄上并且耦合到电动机的触发器，该触发器适于通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作；
输出元件；
耦合电动机和输出元件的多级变速器，该多级变速器包括第一级和第二级，第一级包括第一中心齿轮、多个复合行星齿轮、第一环形齿轮和第二环形齿轮，第一中心齿轮由电动机驱动并且与复合行星齿轮衔接地地啮合，每个复合行星齿轮具有衔接地啮合到第一环形齿轮的第一行星齿轮部分、和固定到第一行星齿轮部分用以与其一起旋转并且衔接地啮合到第二环形齿轮的第二行星齿轮部分，第二级包括第三环形齿轮，该第三环形齿轮可在非促动位置和促动位置之间轴向移动，在非促动位置第三环形齿轮与多级变速器的旋转元件啮合，从而第三环形齿轮和旋转元件共同旋转，在促动位置第三环形齿轮与旋转元件脱离；和
包括开关、致动器、第一偏压弹簧、第二偏压弹簧和第三偏压弹簧的速度选择器，该开关可在第一开关位置、第二开关位置和第三开关位置之间移动，该致动器不可旋转但是在第一致动位置、第二致动位置和第三致动位置之间可轴向滑动地设置在壳体内，致动器在第一、第二和第三致动器位置中的每一个位置处啮合到多级变速器的一个或多个元件，从而多级变速器在多个不同的总减速比中相应的一个减速比下操作，
其中，当开关处在第二位置且致动器设置在第三和第二致动器位置之间时，第一偏压弹簧朝向开关偏压致动器；
其中，当开关处在第一位置且致动器设置在第二和第一致动器位置之间时，第一偏压弹簧朝向开关偏压致动器；
其中，当开关处在第二开关位置且致动器设置在第一和第二致动器位置之间时，第二偏压弹簧远离开关偏压致动器；
其中，当开关处在第三开关位置，致动器处在第三致动器位置并且致动器不啮合到第三环形齿轮时，第三偏压弹簧朝向致动器偏压第三环形齿轮。
21.一种动力工具，其特征在于，包括：
限定手柄和主体的壳体；
容纳在主体中的电动机；
安装在手柄上并且耦合到电动机的触发器，该触发器适于通过将电动机耦合到动力源而响应由动力工具的操作者提供的输入来控制电动机的操作；
输出元件；和
耦合电动机和输出元件的变速器，
其中，动力工具的特征在于至少一个如下的特征：
(a)变速器包含第一行星级和第二行星级，其中第一行星级包含行星托架和多个行星齿轮，该行星托架包括多个其上轴颈地安装有行星齿轮的销，其中第二行星级包括具有其上形成多个中心齿轮齿的外直径的中心齿轮，其中行星托架的销从中心齿轮的齿径向向内安装在中心齿轮上，并且其中在跨过中心齿轮齿测量时，传递扭矩的中心齿轮中没有一部分直径大于中心齿轮的外直径；
(b)变速器包含第一行星级和第二行星级，其中第一行星级包括复合行星齿轮，该复合行星齿轮具有第一环形齿轮、第二环形齿轮以及衔接地啮合到第一环形齿轮的第一行星齿轮部分和与第一行星齿轮部分耦合用以旋转并且与第二环形齿轮衔接地啮合的第二行星齿轮部分，并且其中第二行星级包括可在第一位置和第二位置之间轴向移动的第三环形齿轮，在第一位置第三环形齿轮与变速器的旋转组件衔接地啮合，在第二位置第三环形齿轮与旋转组件脱离；
(c)变速器包含具有带第一部分和第二部分的复合行星齿轮的行星级，第一部分啮合到第一环形齿轮，第二部分啮合到第二环形齿轮，其中复合行星齿轮与变速器中的另外的齿轮不合拍；
(d)变速器包含具有环形齿轮、行星托架和多个行星齿轮的行星级，行星齿轮与环形齿轮衔接地啮合并且轴颈地支撑在行星托架的销上，其中相邻的销间隔开一角间距，并且其中两个或多个不同的角间距用于环绕环形齿轮不均等地间隔开行星齿轮；
(e)动力工具包括模式转换机构，该模式转换机构具有凸轮、凸轮随动件、行星齿轮和环形齿轮，其中凸轮可旋转地安装在壳体中，凸轮随动件啮合到凸轮并且不可旋转但可轴向滑动地安装在壳体中，其中行星齿轮与环形齿轮以及形成在凸轮上的齿衔接地啮合，其中环形齿轮的旋转产生凸轮相应的旋转，致使壳体中的凸轮随动件轴向平移，其中凸轮随动件用于可选择地锁定扭矩离合器，将轴向可移动的锤棘齿定位在可通过旋转安装在输出主轴上的锤棘齿啮合的区域，或两者；
(f)动力工具包括包含衬套的主轴锁定器，该衬套耦合到在第一界面处的变速器的输出元件，并耦合到在第二界面处的输出主轴，第一和第二界面中的至少一个界面由凹部分和容纳在凹部分中的凸部分限定，凹部分包括多个具有面向径向向内的顶端的第一V形侧壁，凸部分包括多个啮合到第一V形侧壁的第二V形侧壁，每个第一V形侧壁由第一内角限定，每个第二V形侧壁由小于第一内角的第二内角限定，以便用在它们之间提供受限制的旋转运动的方式旋转地耦合凹部分和凸部分；
(g)动力工具进一步包括离合器，该离合器具有多个随动元件和离合器弹簧，随动元件容纳在变速器的环形齿轮上的离合器型面和离合器弹簧之间，离合器弹簧偏压随动元件与离合器型面啮合，其中离合器弹簧是具有非线性弹簧刚度系数的环状波形弹簧，并且优选地，其中的非线性弹簧刚度系数在通常由第一弹簧刚度系数限定的第一位置和通常由大于第一弹簧刚度系数的第二弹簧刚度系数限定的第二位置之间具有不同的最大曲率点，在非线性弹簧刚度系数中，描述的曲线是由离合器弹簧施加的负荷作为离合器弹簧挠曲的函数；
(h)动力工具进一步包括扭矩离合器和离合器旁通元件，扭矩离合器包括离合器型面和随动元件，离合器型面耦合到变速器的环形齿轮，随动元件被偏压与离合器型面啮合，以便当从动力工具输出的扭矩的幅度值没有超过离合器扭矩时阻止环形齿轮旋转，离合器旁通元件包括多个不可旋转但是可滑动地啮合到壳体的凸耳，离合器旁通元件可在第一位置和第二位置之间轴向移动，在第一位置中凸耳与环形齿轮轴向分离，在第二位置中凸耳容纳在环形齿轮中，以便从离合器型面径向向内定位凸耳；
(i)变速器包含具有环形齿轮的行星级，该环形齿轮可在第一位置和第二位置之间轴向移动，以引起变速器速度比的改变，动力工具进一步包括围绕变速器同轴安装的弹簧，以偏压环形齿轮进入第一和第二位置中的一个位置；和
(j)壳体进一步包括其中容纳变速器的至少一部分的齿轮箱，并且多个截头-圆锥形构造部形成在主体和齿轮箱上，以便使两者对准共同的旋转轴线。
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