多速动力工具传动装置的制作方法

专利名称：多速动力工具传动装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及动力工具，例如可转动钻具、动力螺丝起子和可转动的切割装置。更具体地说，本发明涉及一种转动动力工具的多速传动系统的传动装置(transmission)。
背景技术：
当今，动力工具的制造商们已开发出了具有可变速马达的转动动力工具，旨在允许这些工具的使用者对工具的输出速度进行充分地控制，以便使使用者无需借助于附加的专用工具就能执行多种操作。市场上可买到的多个工具包括三级两速传动装置，其可允许更大范围的控制这些工具的速度。
通常，已知的传动结构中缺少这样的传动结构，即，这种传动结构所产生的输出速度和转矩的范围宽，从而允许动力工具能执行多种操作，例如利用大直径孔锯进行钻孔、安装干砌墙螺钉或大直径方头螺钉，以及执行高速钻削操作。在这些动力工具中一般采用的单速或双速传动装置没有足够的速度减速能力，从而无法使这些传动装置用于多种用途，制造能在大转矩操作的这些工具会损坏这些工具的高速性能。此外，在早期的多个无电线转动动力工具中所采用的可充电电池并不适合用于低速高转矩的操作，这是因为被消耗的能量以及在这些操作中被动力工具所消耗能量的速率的缘故。因此，消费者通常不得不购买两种不同的转动动力工具一种中等负载的工具，用于“标准的”应用场合，例如钻孔和紧固；一种具有低速大转矩输出的重负载的工具，用于执行更苛求的任务。
随着现代高容量高电压电池的诞生，现在可以满足用在低速大转矩操作的动力工具的能量要求了。然而，在本技术领域中仍然需要一种具有相当大范围减速能力的动力工具传动装置。

发明内容
在一种形式中，本发明提供了一种便携式动力工具，该动力工具具有一外壳；一具有马达输出元件的马达；一从动元件和一传动装置。设置在外壳中的传动装置，构造成能从马达输出元件中接收转动输入，并且可产生传递到输出轴的转动输出。传动装置具有多个行星传动级，每个行星传动级包括一环齿轮；一行星携载件；多个行星齿轮，这些行星齿轮由行星携载件支撑着，以便与环齿轮相啮合。传动装置还包括至少一个元件，该元件可以被设置在第一状态和第二状态，第一状态使得其中至少一个行星传动级在激活模式中可进行操作，第二状态使得其中至少一个行星传动级在非激活状态中可操作。传动装置至少在三个整体速度(overall speed)减速比中可操作。


通过下面的描述和所附的权利要求并结合附图，就能更清楚地理解本发明的其它优点和特征。在附图中图1是根据本发明教导构建的动力工具的侧视图；图2是图1中的动力工具的一部分的分解透视图；图3是图1中的动力工具的外壳一部分的透视图，表示端盖组件的后部；图4是端盖组件前视图；图5是沿着图4中的线5-5的剖面图；图6是图1中的动力工具的一部分的后视图，图中端盖组件已被除去；图7是图1中的动力工具的一部分的侧视图，其中端盖组件已被除去；
图8是与图4相类似的示意图，但表示出的是在多模(overmolding)操作之前的端盖壳体；图9是与图5相类似的示意图，但表示出的是在多模操作之前的端盖壳体；图10是与图4相类似的示意图，但表示出的是多模元件的另一种结构；图11是采用了端盖组件的动力工具的一部分的局部剖面图，端盖组件具有按图10所示方式构建的多模元件；图12是图1中的动力工具的一部分的分解透视图，更详细地表示出了传动组件；图13是图1中的动力工具的一部分的分解透视图，更详细地表示出了减速齿轮组组件、传动套筒、一部分外壳和一部分离合机构；图13a是沿着第二环齿轮的纵轴线的剖面图；图13b是沿着第三环齿轮的纵轴线的剖面图；图14是传动套筒的侧视图；图15是传动套筒的后视图；图16是沿着图15中的线16-16的剖面图；图17是沿着图15中的线17-17的剖面图；图18是减速齿轮组组件的分解示意图；图19是沿着图1中的动力工具的纵轴线的剖面图，更详细地表示减速齿轮组组件的一部分；图20是第一减速携载件的一部分的前视图；图21是沿着图1中的动力工具的纵轴线的剖面图，更详细地表示减速齿轮组组件的一部分；图22是第三减速携载件的一部分的后视图；图23是沿着图1中的动力工具的纵轴线的剖面图，表示被定位在第一速度比的传动组件；图24是与图23相类似的剖面图，但表示出被定位在第二速度比的传动组件；图25是与图23相类似的剖面图，但表示出被定位在第三速度比的传动组件；
图26是图1中的动力工具的一部分的顶视图，更详细地表示速度选择器机构；图27a是转动选择器凸轮的侧视图；图27b是转动选择器齿轮的顶视图；图27c是沿着速度选择器机构中轴线的剖面图；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立体示意图；图29b是分解透视图，表示第一环齿轮和离合元件的多件式结构；图30是处于“未包裹”状态的调节构件的示意图；图31是与图30相类似的示意图，但表示调节轮廓的另一种结构；图32是与图30相类似的示意图，但表示调节轮廓的另一种结构的一部分；图33至35分别是与图23至25相类似的沿着根据本发明教导构建的第二传动组件的纵轴线的剖面图；图36至38分别是与图23至25相类似的沿着根据本发明教导构建的第三传动组件的纵轴线的剖面图；图39至41分别是与图23至25相类似的沿着根据本发明教导构建的第四传动组件的纵轴线的剖面图；图42至44分别是与图23至25相类似的沿着根据本发明教导构建的第五传动组件的纵轴线的剖面图；图45至47分别是与图23至25相类似的沿着根据本发明教导构建的第六传动组件的纵轴线的剖面图；图48至50分别是与图23至25相类似的沿着根据本发明教导构建的第七传动组件的纵轴线的剖面图；图51至53分别是与图23至25相类似的沿着根据本发明教导构建的第八传动组件的纵轴线的剖面图；图54至56分别是与图23至25相类似的沿着根据本发明教导构建的第九传动组件的纵轴线的剖面图；
具体实施例方式
概述参照图1和图2，根据本发明构造的动力工具总体上由附图标记10表示。本领域技术人员会理解，本发明的优选实施例可以是有线的或无电线的(电池操作)装置，例如，便携式旋凿或钻机(例如钻机或锤钻)。在图示的具体实施例中，动力工具10可以是无电线钻机，它具有外壳12，马达组件14，多速传动组件(transmission assembly)16，离合机构18，输出轴组件20，卡盘22，扳机组件24和电池组26。本领域技术人员会理解，从性质上说，动力工具的一些部件例如卡盘22，扳机组件24和电池组26是传统的，因此在本申请中无需对其进行非常详细地描述。为了更全面地理解动力工具10的一些传统特征的操作情况，可以参考各种公开出版物。这种公开出版物例如被共同转让的美国专利US5897454，该美国专利于1999年4月27日公布，在此引用这篇美国专利的公开内容参考，就象在这里已被完全描述一样。
外壳12包括端盖组件30和手柄壳组件32，该手柄壳组件32包括一对相互配合的手柄壳34。手柄壳组件32包括手柄部分36和驱动链或主体部分38。扳机组件24和电池组26机械地与手柄部分36相连，并且电学地与马达组件14相连。主体部分38包括马达腔室40和传动腔室42。马达组件14可安装在马达腔室40中，马达组件14包括可转动的输出轴44，该输出轴44伸入至传动腔室42内。可以连接具有多个轮齿48的马达小齿轮46，以便使马达小齿轮46随着输出轴44而转动。扳机组件24和电池组26相互协作，以一种本领域中熟知的方式选择性地向马达组件14提供电力，从而控制输出轴44转动的速度和方向。
传动组件16可安装在传动腔室42内，该传动组件16包括速度选择器机构60。马达小齿轮46把传动组件16连接至输出轴44上，从而把相对高速低转矩的驱动输入传递到传动组件16。传动组件16包括多个减速元件，这些减速元件选择性地由速度选择器机构60啮合，以便提供多个速度比。每个速度比以预定的方式乘以速度和驱动输入的转矩，从而允许传动组件16的输出速度和转矩以期望的方式在相对低速高转矩的输出和相对高速低转矩的输出之间改变。传动输出可传递给输出轴组件20，卡盘22可以与该输出轴组件20相连以便进行转动，从而允许转矩传递至工具钻头(图中未示)。离合机构18可以与传动组件16相连接，并且是可以操作的，以便把与驱动输入相关联的转矩大小限制在一预定的可选择的转矩范围。
功能多模(overmold)
具体参照图2-9，端盖组件30可包括端盖壳100和多模元件102。在所给的例子中，端盖壳100可以由塑料例如ABS进行注模而成。端盖壳100限定出端盖腔室104，该端盖腔室104的大小做成能接收马达组件14的向手柄壳组件32后方延伸的部分。多个第一和第二径向突片孔108和110和邻接表面128形成端盖壳100的前表面114，多个螺钉凸台116形成端盖壳100的周边。每个第一和第二径向突片孔108和110的大小可以分别做成能接收第一径向突片120和第二突片122中的一个。这些突片形成手柄壳34的后表面124。第一和第二径向突片孔108和110与第一和第二径向突片122相互协作，以便正确地使端盖壳100与手柄壳组件32对齐，并且也可阻止它们之间产生相对转动。
端盖壳100的前表面114的弧形部分128可以是斜角的，以便与手柄壳34的后表面124的邻接表面132相配合。螺钉凸台116使得可以利用多个螺钉138把端盖壳100牢固地连接至马达罩136上。马达罩136的几何外形可以做成使得它能限制到手柄壳34上。这样，端盖壳100紧固至马达罩36上，从而牢固地保持着端盖壳100使其抵靠着手柄壳组件32的后表面124，并且关闭手柄壳组件32中的后部手柄孔139。
在端盖壳100的侧面设置有多个侧孔140，以便允许空气流经手柄壳组件32，从而以一种本领域熟知的方式对马达组件14进行冷却。在端盖壳100的后面设置有多个后部孔144，每个后部孔144包括凹部146，该凹部146只部分地延伸入端盖壳100的外表面148内；以及贯穿部150，该贯穿部150完全穿透端盖壳100延伸。一对保持突片152设置成从端盖壳100的内表面154向内伸入到端盖腔室104内。在端盖壳100的内表面154内可设置槽156，该槽156与每个后部孔144和保持突片152相交。
多模元件102可由弹性材料例如热塑性弹性体(例如由E.I.du Pont deNemours公司生产的商标为HYTREL的弹性体)制成，并且可在注模操作中同时成形和连接至端盖壳100上。在所给的具体例子中，多模元件102包括多个缓冲元件170、一对隔离件172和连接元件174。每个缓冲元件170从一个大致与端盖壳100的内表面154重合的位置延伸至端盖壳100的外表面148后面的位置，其延伸距离约为0.5mm至1.5mm，优选地是约为0.75mm。这种形式的结构使得缓冲元件170能提供减振程度，这样就能在工具10掉落时减小端盖壳100损坏的可能性。此外，有时操作者需要向工具10施加相当大的力，例如当利用孔锯来钻大直径的孔时。在这种情况下，操作者易于挤压工具10的后部，以便施加与卡盘22的轴线成一直线的作用力。在这种情况下，缓冲元件170就为操作者提供相当柔和舒适的表面，该表面可以防止打滑，并且可以减小传递到操作者的振动。
隔离件172设置在端盖壳100的内表面154上的保持突片152周围。在所给的例子中，每个隔离件172包括环形元件180，该环形元件180朝着端盖壳100的内表面154前方延伸。这种结构允许端盖壳100可以把隔离件172接合至马达外壳14c的外部直径14a和后部表面14b，以便牢固地把马达14d保持在马达罩136内。就就防止了马达组件14的部件沿着工具10的纵轴线移动，并且可以抑制马达组件14在运作期间所产生的振动。连接元件174可以牢固地与每个缓冲元件170和隔离件172相连接。连接元件174提供了流通路径，在形成缓冲元件170和隔离件172期间，弹性材料流经该流通路径。连接元件174还与缓冲元件170和隔离件172互连，从而使得更难以将它们从端盖壳100除去。
本领域技术人员理解，本发明的这个方面可以结合到手柄组件32内的各个其它位置，以便在两个或更多部件之间进行密封、减振或相互定位。图10和11中表示出了这样一个例子，其中，隔离件172修改成围绕端盖腔室104的一部分的周边延伸，并且与马达14d的后部表面14b密封接触。隔离件172对端盖壳100和马达组件14之间的界面进行密封，而缓冲元件170对端盖壳100中的后部孔144进行密封。然后，向隔离件172所限定的空间188填充油脂或其它合适的润滑剂，以便对马达衔铁轴承190进行润滑。
传动组件参照图12，传动组件16可以是三级三速传动件，它可包括传动套筒200、减速齿轮组组件202和速度选择器机构60。另外参照图13至17，传动套筒200可包括壁元件210，该壁元件210基本上限定出传动腔或中空腔室212，减速齿轮组组件202设置在传动腔或中空腔室212内。传动套筒200包括主体214和基底216。传动套筒200的主体214的直径可以非常一致，并且大致小于基底216的直径。基底216的内部直径的大小可以被做成能接收马达罩136的圆筒形鼻部220。
在基底216内设置有多个突起区域226。这些突起区域226在基底216的外表面230中限定出多个第一槽228，以及在基底216的内表面234中限定出多个第二槽232。第一槽228的构成用于接收对齐肋238，对齐肋238被设置在手柄壳34的内表面242内，以便使传动套筒200与手柄壳34对齐，并且阻止在传动套筒200和外壳12之间产生相对转动。优选地是，第一槽228和对齐肋238以这样的方式来构造，即传动套筒200只能沿着一个方向(即第一槽228和对齐肋238的结构可防止传动套筒200相对于手柄壳34转动180度而离位)装配至手柄壳34上。第二槽232将在后面被更详细地描述。
传动套筒200的主体214可包括圆筒形主体部分246和销外壳部分248。在图示具体实施例中，圆筒形主体部分246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啮合齿254和256。选择器凸轮引导件250的横断面可以大致呈矩形，并且该选择器凸轮引导件250从主体部分246的外表面258的顶部向外延伸。润滑剂槽252同心地设置在主体部分246的上半周边周围。在主体部分246的上半周边上，润滑剂槽252的深度约为0.01英寸至0.030英寸，以便容纳诸如油脂的润滑剂。选择器凸轮引导件250和润滑剂槽252的操作情况将在后面描述。
突缘264把主体部分246的内部分成第一外壳部分260和第二外壳部分262。第一组环啮合齿254设置在主体部分246的内表面266上，并且从突缘264向基底216向后延伸。第二组环啮合齿256也设置在主体部分246的内表面内，但从突缘264向前延伸。第一组环啮合齿254和第二组环啮合齿256的齿268在主体部分246的内表面266周围均匀地间隔开。第一组环啮合齿254和第二组环啮合齿256中的每个齿268的结构是相似的，其中每个齿都从突缘264延伸，都具有一对平行的啮合表面270，并且终止于一末端部分272。每个齿268的末端部分272可以是既呈圆形的又呈锥形，以便提高它与减速齿轮组组件202的一部分的啮合能力，后面将会详细描述减速齿轮组组件202。
销外壳部分248在主体部分246长度的大部分上从主体部分246向下延伸。驱动件孔274可设置在销外壳部分248内，并且向后延伸通过传动套筒200的基底216。在图示具体实施例中，驱动器孔274可以呈阶梯形，并且具有第一部分276，该第一部分276具有第一直径，并且位于传动套筒200的后部；第二部分278，该第二部分278具有较小的第二直径，并且位于传动套筒200的前部。在图示例子中，驱动器孔274的第一部分276穿透第一外壳部分260的壁，在基底216的内表面234内并形成槽280。销外壳部分248将在后面更详细地描述。
一对第一夹槽284和一对第二夹槽286被设置在传动套筒200内，并且以这样一种方式即平行于传动套筒200的纵轴线沿着传动套筒200的侧面延伸。第一对夹槽284可设置成在突缘264后部通过主体部分246的侧面，并且向后朝着基底216延伸。第一对夹槽284的深度可以这样，即第一对夹槽不穿过壁元件210的构成基底216的那部分延伸。第二对夹槽286也设置成通过突缘264前方开始的主体部分246的侧面，并且穿过传动套筒200的前表面288延伸。
参照图12，13，18和23，减速齿轮组组件202可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。在所给出的具体例子中，第一、第二和第三齿轮组302，304，306可在激活(active)模式中操作，第二和第三减速齿轮组304，306也可以在激活模式中操作。在激活模式中的操作使得减速齿轮组执行减速增矩操作，而在非激活模式中减速齿轮组的操作使得减速齿轮组提供具有速度和转矩的输出，该速度和转矩约等于提供给该减速齿轮组的转动输入的速度和转矩。在图示的具体实施例中，每个第一、第二、第三减速齿轮组302，304，306都是行星齿轮组。然而，本领域技术人员将理解，可以用现有技术中熟知的各种其它类型的减速齿轮组来代替构成减速齿轮组组件202的一个或多个减速齿轮组。
如图所示，第一减速齿轮组302可包括第一减速元件或环齿轮310、第一组行星齿轮312和第一行星或减速携载件314。第一环齿轮310可以是环形结构，它具有多个沿其内部直径设置的齿轮齿310a。离合表面316可以设置在第一环齿轮310的前表面318的外周边内，后面将会更详细地描述该离合表面。第一环齿轮310可以设置在由基底216所限定的中空腔室212的部分内；第一环齿轮310的前表面318与设置在传动套筒200内的台阶320接触，从而限制第一环齿轮310向前移入中空腔室212内的能力。
第一减速携载件314可设置成扁平圆柱形，并且具有多个从其后表面324延伸的销322。多个齿轮齿314a设置在第一减速携载件314的几乎整个外周边，在每对相邻的齿轮齿314a之间形成齿谷314b。由于齿轮齿314a的间距，其中一个齿谷(即齿谷314b’)要比其余的齿谷314b大很多，这是由于在第一减速携载件314的外周边中省去了齿314a的缘故。在图示具体实施例中，第一减速携载件314的齿轮齿314a构造成不能与第一环齿轮310的齿轮齿310a啮合。
参照图19和20，图中更详细地表示出了齿轮齿314a的结构外形。如图所示，每个齿轮齿314a都逐渐地终止于第一减速携载件314的前表面328的半径区域326，但突然终止于第一减速携载件314的后表面324。在齿轮齿314a之间的齿谷314b上也设置半径区域330。
返回去参照图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和多个保持突片338。该第一止推垫圈332可设置在第一减速齿轮组302的后方。保持突片338与传动套筒200的基底216中的第二槽232配合，这样，就可以阻止第一止推垫圈332和传动套筒200之间的相对转动。基底216的内部直径的大小可做成能接收马达罩136，这样，马达罩136的前表面340就能阻止第一止推垫圈332的轴向移动。第一环形部分334与第一环齿轮310的后表面342相接触，从而提供磨损表面，并且控制第一环齿轮310沿着轴向所能移动的距离。第二环形部分336可以与第一环形部分334沿轴向间隔开，并且在第一环形部分334的前方延伸，从而为第一组行星齿轮312提供磨损表面，并且也控制它们沿轴向所能移动的距离。
第一组行星齿轮312可包括多个行星齿轮344，每个行星齿轮大致呈圆柱形，并且在其外周边上设置有多个齿轮齿344a，以及在其中央设置有销孔346。每个行星齿轮344可转动地支撑在销322和第一减速携载件314之一上，并且可定位成使得它的齿344a与第一环齿轮310的齿310a相啮合。在每个行星齿轮344的前表面350和后表面352内可设置一突起部分348，它用于阻止齿344a刮擦第一减速携载件314和第一止推垫圈332，并防止产生损害传动组件16性能的灰尘或碎屑，于是就防止了使用寿命的降低。由于输出轴44上的马达小齿轮46的齿46a也与行星齿轮344的齿344a啮合，因此，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可设置在由第一外壳部分260所限定的中空腔室212的一部分内，并且可包括第二恒星齿轮358、第二减速元件或环齿轮360、第二组行星齿轮362和第二行星或减速携载件364。第二恒星齿轮358可装配成随着第一减速携载件314转动。第二恒星齿轮358包括多个齿轮齿358a，这些齿轮齿358a在第一减速携载件314的前表面328的前方延伸。
第二环齿轮360可以呈环形结构，并且沿着其内部直径设置有多个齿轮齿360a。齿轮齿360a可以在第二环齿轮360的后表面366剧烈地斜切，但突然终止于前表面368。更优选地是，剧烈的(heavy)半径369可设置在后表面366上以及每个齿轮齿360a的侧面，采用这种剧烈半径369而不采用剧烈斜切是因为齿轮齿360a上的剧烈半径369能在第二环齿轮360和第一减速携载件314之间提供更好的啮合。
在第二环齿轮360的外周边内设置有多个套筒啮合齿370；这些套筒啮合齿370向前朝着第二环齿轮360的前表面368延伸，并且终止于末端部分372，末端部分372可以是圆的，并且向前向内呈渐缩。在第二环齿轮360的外周边内也可设置环形夹槽374。在图示例子中，夹槽374可以是具有一对侧壁376的矩形槽。后面将行更详细地描述夹槽374。
第二减速携载件364可设置成扁平圆柱形，具有从其后表面380延伸出的多个销378。第二组行星齿轮362可包括多个行星齿轮382。每个行星齿轮382大致呈圆筒形，在其外周边内设置有多个齿轮齿382a，在其中央设置有销孔384。每个行星齿轮382可转动地支撑在其中一个相连的销378上，第二减速携载件364可定位成使得行星齿轮382的齿轮齿382a与第二环齿轮360的齿轮齿306a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。
第三减速齿轮组306可设置在由第二外壳部分262所限定的中空腔室212的部分内，并且可包括第三恒星齿轮398、第三减速元件或环齿轮400、第三组行星齿轮402和第三行星或减速携载件404。第三恒星齿轮398装配成随着第二减速携载件364转动。第三恒星齿轮398包括多个齿轮齿398a，这些齿轮齿398a在第二减速携载件364的前表面406的前方延伸。
第三环齿轮400可以呈环形结构，并且沿着其内部直径设置有多个齿轮齿400a。这些齿轮齿400a可以在第三环齿轮400的前表面412被剧烈地斜切，但突然终止于后表面414。更优选地是，剧烈的半径407可设置在前表面412上以及每个齿轮齿400a的侧面上，采用这种剧烈半径407而不采用剧烈斜切是因为齿轮齿400a上的剧烈半径407能在第三环齿轮400和第三减速携载件404之间提供更好的啮合。在第三环齿轮400的外周边内设置有多个套筒啮合齿418；套筒啮合齿418向后朝着第三环齿轮400的后表面414延伸，并且终止于末端部分420，末端部分420可以是圆的，并且向后向内渐缩。在第三环齿轮400的外周边内也可设置环形夹槽422。在图示例子中，夹槽422可以是具有一对侧壁424的矩形槽。后面将行更详细地描述夹槽422。
第三减速携载件404可设置成扁平圆柱形，并且具有从其后表面430延伸出的多个销428。在第三减速携载件404的几乎整个外周边内设置有多个齿轮齿404a，在每对相邻的齿404a之间形成齿谷404b。由于齿404a的间距，其中一个齿谷404b(即404b’)要比其余的齿谷404b大很多，这是由于在第三减速携载件404的外周边省去了齿404a的缘故。在图示具体实施例中，第三减速携载件404的齿轮齿404a构造成不能与第二行星齿轮382的齿轮齿382a啮合。
另外简要地参照图21和22，图中更详细地表示出了齿轮齿404a的结构外形。如图所示，第三减速携载件404的后表面430可以被斜切，在齿404a和齿谷404b的每个侧面设置有剧烈的半径434。每个齿轮齿404a突然地终止于第三减速携载件404的前表面436。
返回去参照图12，13，15，18和23，第三组行星齿轮402可包括多个行星齿轮438。每个行星齿轮438可大致呈圆筒形，并且在其外周边内设置有多个齿轮齿438a，在其中央设置有销孔440。每个行星齿轮438可转动地支撑在其中一个相连的销428上，第三减速携载件404可以定位成使得行星齿轮438的齿轮齿438a与第三环齿轮400的齿轮齿400a啮合。在行星齿轮438的每个前表面和后表面内可以设置突起部分442，用于阻止齿轮齿438a在第三减速携载件404上刮擦，从而阻止产生会损害传动组件12性能的灰尘和碎屑，于是就可防止其使用寿命的降低。第二止推垫圈450可设置在第三恒星齿轮398的周围，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可包括多个保持突片452，这些保持突片452构造成能与对应的突片槽454(图13)配合，这些突片槽454设置在传动套筒200的主体部分246的内表面266中。保持突片452和突片槽454相互协作，从而阻止在第二止推垫圈450和传动套筒200之间发生相对转动。
输出轴组件20可包括传动装置458，用于连接轴460，该轴460随着第三减速携载件404转动，从而把驱动转矩从减速齿轮组组件202传递至卡盘22。这种传动装置458在本领域中是已知的，并且容易被适用于本发明的传动组件。因此，在这里无需对该传动装置458进行详细描述。
参照图13，13a，13b，16，17，18，23至28，速度选择器机构可以在第一位置500、第二位置502和第三位置504之间移动，并且包括切换部分510，用于接收速度变化输入；和驱动部分512，用于根据速度变化输入来操纵减速齿轮组组件202。驱动部分512可操作地连接至减速齿轮组组件202上，并且根据第一位置500、第二位置502和第三位置504之间的切换部分510的移动，在激活模式和非激活模式之间移动第二减速齿轮组304和第三减速齿轮组306。在图示具体实施例中，驱动部分512包括转动的选择器凸轮520、多个线夹522和弹簧元件523。每个线夹522可以由圆线构成，该圆线可被弯曲成半圆524形，使得一对突片526从该半圆524向外延伸，并且位于半圆524中心线周围。半圆524的大小可以做成能分别装配第二环齿轮360和第三环齿轮400中的夹槽374和422内。在这个方面，半圆524既不向相关联的一个环齿轮(360，400)的外部径向延伸，也不连靠着夹槽(374，422)的侧壁(376，424)。在提供的例子中，夹槽(374，422)的侧壁(376，424)间隔开0.05英寸，形成线夹522的线的直径可以约为0.04英寸。
线夹522的突片526在中空腔室212外部伸入至相关联的一个夹槽(284，286)内，夹槽可设置在传动套筒200内。突片526足够长，以使这些突片526在传动套筒200的主体214的外表面258外面延伸，但不致于长至在传动套筒200的基底216中的第一夹槽284的一部分外面径向延伸。线夹522的这种形式有利于传动组件16的组装，并且允许线夹522安装到第二环齿轮360和第三环齿轮400上，然后，这些组件沿着传动套筒200的纵轴线插入至中空腔室212内。
具体地参照图13，27a至27c，转动的选择器凸轮520可包括弧形选择器主体530、切换突片532和多个间隔元件534。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设置成穿过选择器主体530。选择器主体530的大小可使传动套筒200的主体部分246的外部直径以滑动配合方式接合。引导孔548可大致呈矩形，并且其大小可使选择器凸轮引导件250的前表面和后表面接合。引导孔548可以比选择器凸轮引导件250的宽度宽很多，并且其大小允许转动的选择器凸轮520在第一转动位置、第二传动位置和第三转动位置之间能在传动套筒200上转动。选择器凸轮引导件250与引导孔548相互协作，从而限制转动的选择器凸轮在传动套筒200上能转动的量，当转动的选择器凸轮520位于第一转动位置时，选择器凸轮引导件260的第一侧面与引导孔548的第一侧面接触，当转动的选择器凸轮520位于第三转动位置时，选择器凸轮引导件250的第二侧面与引导孔548的第二侧面接触。
每个第一凸轮槽540a和540b的大小使其能接收线夹522的其中一个突片526，线夹与第二环齿轮360相接合。在图示具体实施例中，第一凸轮槽540a包括第一段550、第二段552、中间段554。第一段550可定位成距参考平面558第一预定距离，第二段552可定位成距参考平面558第二距离，参考平面558垂直于转动选择器凸轮520的纵轴线。中间段554把第一段550和第二段552相互连接起来。第一凸轮槽540b除了相对于转动选择器凸轮520进行转动以外，第一凸轮槽540b的结构与第一凸轮槽540a的结构相同，从而使得第一凸轮槽540b中的第一段550、第二段552及中间段554中的每一段与第一凸轮槽540a中的第一段550、第二段552及中间段554间隔180度。
每个第二凸轮槽544a和544b的大小可以能接收其中对应的一个线夹522的其中一个突片526。在图示具体实施例中，第二凸轮槽544a包括第一段560、第二段562、第三段564、一对中间段566和568。第一段560和第三段564定位成距参考平面558第三预定距离，第二段562可定位成距参考平面558第四距离。中间段566a把第一段560和第二段562相互连接在一起，中间段568把第二段562和第三段564连接在一起。第二凸轮槽544b除了相对于转动选择器凸轮520转动以外，第二齿轮槽544b的结构与第二凸轮槽544a的结构相同，从而使得在第二凸轮槽544b中的第一段560、第二段562、第三段564及中间段566，568与第二凸轮槽544a中的第一段560、第二段562、第三段564及中间段566，568间隔180度。
由于线夹522的突片526与第一凸轮槽540a，540b以及第二凸轮槽544a，544b相接合，因此，转动选择器凸轮520可在第一位置500、第二位置502和第三位置504之间在传动套筒200上转动，以便选择性地使第二和第三环齿轮360和400分别与第一和第三减速携载器314和404接合和脱离。在转动选择器凸轮520的转动期间，第一凸轮槽540a，540b以及第二凸轮槽544a，544b限定它们相关联的线夹522的线突片526，使得线突片526在第一和第二夹槽284，286中相关联的夹槽中之一沿着传动套筒200的纵轴线移动。因此，转动选择器凸轮520是可操作的，以便把转动输入转变成使线夹522以一预定方式沿轴向移动的轴向输出。可以向传动套筒200的主体部分246内的润滑剂槽252施加润滑剂(图中未具体示出)，以便对传动套筒200和转动选择器凸轮520之间的界面进行润滑。
将转动选择器凸轮520定位在第一转动位置500，使得与第二环齿轮360相接合的线夹522的突片526定位在第一凸轮槽540a和540b的第一段550中，并且，使得与第三环齿轮400相接合的线夹522的突片526定位在第二凸轮槽544a和544b的第一段560中。因此，将转动选择器凸轮520定位在第一转动位置，使得第二环齿轮360和第三环齿轮400分别定位成与第二行星齿轮362和第三行星齿轮402相啮合。在第二环齿轮360和第三环齿轮400与第二行星齿轮362和第三行星齿轮402相啮合的同时，第二环齿轮360和第三环齿轮400的套筒啮合齿370和418分别定位成与第一和第二组环啮合齿254和256啮合，以便阻止在第二环齿轮360、第三环齿轮400以及传动套筒200之间发生相对转动，从而为传动组件16提供第一整体齿轮减速或速度比570，如图23所示。本领域技术人员会理解，第一和第二组环啮合齿254和256的齿268的齿顶部分272以及套筒啮合齿370和418的齿顶部分372分别是圆形和锥形的，以便改善响应沿着传动组件16的纵轴线进行轴向重定位时的啮合能力，将转动选择器凸轮520定位在第二转动位置502，使得与第二环齿轮360相接合的线夹522的突片526定位在第一凸轮槽540a和540b的第一段550中，并且，使得与第三环齿轮400相接合的线夹522的突片526定位在第二凸轮槽544a和544b的第二段562中。因此，将转动选择器凸轮520定位在第二转动位置，使得第二环齿轮360与第二行星齿轮362啮合，第三环齿轮400与第三行星齿轮402以及第三减速齿轮404啮合。将转动选择器凸轮520定位在第二转动位置502，也就把第二环齿轮360的套筒啮合齿370定位成与第一组环啮合齿254相啮合，而第三环齿轮400的套筒啮合齿418不与第二组环啮合齿256啮合。这样，就阻止了在第二环齿轮360和传动套筒200之间发生相对转动，但允许在第三环齿轮400和传动套筒200之间进行相对转动，以便为传动组件16提供第二整体齿轮减速或速度比572，如图24所示。
将转动选择器凸轮520定位在第三转动位置504，使得与第二环齿轮360相接合的线夹522的突片526定位在第一凸轮槽540a和540b的第二段552中，并且，使得与第三环齿轮400相接合的线夹522的突片526定位在第二凸轮槽544a和544b的第三段564中。因此，将转动选择器凸轮520定位在第三转动位置，使得第二环齿轮360与第二行星齿轮362和第一减速携载件314都啮合，而第三环齿轮400只与第三行星齿轮402啮合。将转动选择器凸轮520定位在第三转动位置504，也就把第二环齿轮360上的套筒啮合齿370定位成与第一组环啮合齿254脱离啮合，而第三环齿轮400上的套筒啮合齿418与第二组环啮合齿256啮合，以便允许在第二环齿轮360和传动套筒200之间发生相对转动，并阻止第三环齿轮400和传动套筒200之间进行相对转动，以便为传动组件16提供第三整体齿轮减速或速度比574。
在图13，27b，28所示例子中，弹簧元件523可由平矩形弹簧钢片制成，它包括扁平的Z形部分580和突起部分584。扁平的Z形部分580可构造成包裹在伸入至弹簧孔546内的两个加强条586周围，从而允许突起部分584保持在一预定位置，并且也允许在转动选择器凸轮520和弹簧元件523之间传递弹力。另外参照图28，弹簧元件523的突起部分584的大小能与设置在输出轴组件20的外壳592中的内槽口590接合。在这些槽口590之间形成凸台594，这些凸台594沿圆周与转动选择器凸轮520间隔开。当输出轴组件20定位在传动组件16上以及速度选择器机构60定位在第一、第二、第三转动位置500，502，504中的一个位置时，弹簧元件523的突起部分584与相关联的一个槽口590接合。当响应突起部分584与凸台594的接触突起部分584朝着转动选择器凸轮520向下移动时，由弹簧元件523所产生的作用力用于阻止速度选择器机构60产生意外转动。此外，通过把突起部分584安置在槽口590中，就为使用者提供转动选择器凸轮520的定位的触觉指示。
在图13和27c所示具体实施例中，切换部分510可包括弧形带600，该弧形带中设置有一突起的中空矩形选择按钮602。弧形带600可由塑料材料制成，并可以构造成与转动选择器凸轮520的外部直径适应。选择按钮602的开口端可构造成能接收切换突片532，从而允许切换部分510和转动选择器凸轮520以一种无紧固方式相互连接。多个间隔元件534是设置在转动选择器凸轮520内的突起部分，它们是同心的并且从选择器主体530沿着径向向外延伸。间隔元件534将弧形带600抬高，以便防止弧形带与第一凸轮槽540a，540b中的线突片526相接触。间隔元件534还可以用于选择性地加强转动选择器凸轮520的区域，例如与第一凸轮槽540a，540b相邻的区域。
本领域技术人员会理解，转动选择器凸轮520(即第一凸轮槽540a和540b以及第二凸轮槽544a和544b)可以构造成有点不同，以便使第二环齿轮360与第二行星齿轮362以及第一减速携载件314都啮合，而第三环齿轮400与第三行星齿轮402以及第三减速携载件404都啮合，从而为传动组件16提供第四整体齿轮减速或速度比。
本领域技术人员还会理解，可以采用具有其它构造的选择器机构来代替在这里所图示的选择器机构60。这些选择器机构可包括通过转动或滑动来驱动的驱动件，并且可包括连接件、凸轮或本领域中熟知的其它装置，以便使第二环齿轮360和第三环齿轮400相对于传动套筒200滑动。本领域技术人员还会理解，由于第二环齿轮360和第三环齿轮400在激活模式和非激活模式之间可独立地移动(即，第二环齿轮360和第三环齿轮400中的一个的安置不会确定第二环齿轮360和第三环齿轮400中的另一个的定位)，因此，切换机构60也可构造成能把第二齿轮360和第三齿轮400相互独立地定位。
离合机构在图23，26，28至30中，离合机构18可包括离合元件700、接合组件702和调节机构704。离合元件700可以呈环形结构，它可装配至第一环齿轮310的外径上并且从那儿沿径向向外延伸。离合元件700可包括离合表面316，该离合表面316可设置在第一环齿轮310的前表面318内。离合元件700的外部直径的大小可设置成能在由传动套筒200的基部216所限定的中空腔室212的部分内转动。具体地参照图29，图示例子中的离合表面316是由多个凸峰710和凹谷712限定而成的，这些凸峰710和凹谷712相互布置以形成一系列斜面，这些斜面大约成18度角。然而，本领域技术人员会理解，也可以采用其它结构的离合表面，例如正弦形的离合表面316’(图29a)。
尽管图中表示出了第一环齿轮310和离合元件700是一件式(即整体形成的)结构，但是，本领域技术人员会理解，它们也可以采用其它的结构。图29b就表示出这样一个实施例，其中，第一环齿轮310’可包括环形颈圈1000和多个突片孔1002。环形颈圈1000可包括多个斜面1004，这些斜面1004具有双斜侧面，在其它情况下也可以平的。第一环齿轮310’也可以与第一环齿轮310相同。环形缓冲件1008与环形颈圈1000邻接，并且包括多个突片元件1010，这些突片元件1010与第一环齿轮310’中的突片孔1002接合，以便防止缓冲件1008相对于第一环齿轮310’发生转动。缓冲件1008包括主体部分1012，该主体部分1012构造成与环形颈圈1000的轮廓相配合，并且包括多个配合的斜面部分1014，这些斜面部分1014构造成能与每个斜面1004相配合。缓冲件1008可由适当的缓冲材料制成，例如乙酰基。离合元件700’可以是环形元件，它可由耐磨材料制成，例如用硬化的8620钢制成，它可以设置在缓冲件1008上。与缓冲件1008相似，离合元件700’包括多个突片元件1020和多个配合的斜面部分1022，突片元件被锁定在突片孔1002内，以便防止相对于第一环齿轮310’进行转动。然而，离合元件700’的配合斜面部分1022与缓冲件1088的配合斜面部分1014配合。尽管这种形式的结构相对于前面所描述的实施例而言要更昂贵一些，但是它更能承受与离合机构18操作相关联的大冲击力。
在图示具体实施例中，接合组件702包括销元件720、从动件弹簧722和从动件724。销元件720包括圆柱主体部分730，该圆柱体部分具有一外部直径，外部直径的大小能滑动配合在驱动件孔274的第二部分278内，驱动件孔274设置在传动套筒200的销外壳部分248内。销元件720还包括末端部732和头部734。末端部732可构造成与调节机构704接合，在图示例子中，末端部732设置在销元件720的主体部分730的端部内，并由球半径限定而成。头部734可连接至与末端部732相反的主体部分730的端部上，并且成扁平圆柱形或桶形，其大小能滑动配合在驱动件孔274的第一部分276内。因此，头部734可防止销元件720向前推出至驱动件孔274外。
从动弹簧722可以是压缩弹簧，其外部直径的大小能滑动配合在驱动件孔274的第一部分276内。从动弹簧722的前端与销元件720的头部734接触，而从动弹簧722的相反端与从动件724接触。从动件724的端部740可以呈圆柱形，其尺寸大小能滑动配合在从动弹簧722的内部直径内。在这个方面，从动件的端部740用作为弹簧从动件，以便防止从动弹簧722在受压缩时发生弯曲。从动件724还包括从动部分744，该从动部分具有圆柱形主体部分746、末端部分748和突缘部分750。主体部分746的大小能滑动配合在驱动件孔274的第一部分276内。末端部分748可构造成能与离合表面316相接合，在图示例子中，该末端部分设置在从动件724的主体部分746的端部内，并且由球半径限定而成。突缘部分750可设置在主体部分746和端部740之间的交叉处。突缘部分750可以是大致平的，并且构造成能接收由从动弹簧722施加的偏压力。
调节机构704还可包括调节构件760和设置颈圈762。调节构件760可以呈大致中空圆柱形，其大小能装配输出轴组件20的外壳部分766。调节构件760包括环形表面768，在该环形表面内可设置调节轮廓770。该调节轮廓770包括第一调节段772、最后调节段774、多个中间调节段776、以及位于第一调节段772和最后调节段774之间的斜面部分778。在图示实施例中，在最后中间调节段776z和最后调节段774之间可包括第二斜面部分779。此外，在图示具体实施例中，从第一调节段772通过最后一个中间调节段776z的调节轮廓770的部分形成为斜面，该斜面具有恒定的斜率。因此，与输出轴组件20的外壳部分766相连的从动件780可以朝着调节构件760的内部直径径向向外偏压，在此它作用于设置在调节机构704内(例如在设置颈圈762内)的多个棘爪782。从动件724和多个棘爪782相互协作，以便向工具10的使用者提供指示出调节轮廓770位置的触觉指示，以及阻止调节构件760的自由转动，以便将调节轮廓770的位置保持在调节段772，774，776中所期望的其中一个位置处。
设置颈圈762可连接到调节构件760的外部，该设置颈圈可包括多个突起的抓握表面790，突起的抓握表面使得工具10的使用者能舒适地转动设置颈圈762和调节构件760，以便把调节轮廓770设置在调节段772，774，776中所期望的一个调节段处。可以利用设置指示件792来指示出调节轮廓770相对于输出轴组件20的外壳部分766的位置。在所提供的例子中，设置指示件792包括箭头794和标尺796。箭头形成在输出轴组件20的外壳部分766内，标尺标记在设置颈圈762的圆周内。
在工具10的操作期间，通过马达小齿轮46将初始驱动转矩从马达组件14传递至第一组行星齿轮312，使得第一组行星齿轮312转动。根据第一组行星齿轮312的转动，第一中间转矩被施加在第一环齿轮310上。阻抗这个转矩的是由离合机构18所施加的离合转矩。离合转矩阻止第一环齿轮310自由转动，使得第一中间转矩被施加至第一减速携载件314和减速齿轮组组件202的其余部分上，从而根据切换机构60的调节，以一预定方式来增大第一中间转矩。在这个方面，在激活模式中离合机构18偏压第一减速齿轮组302。
离合转矩的大小由调节机构704确定，更具体地说，由与销元件720的末端部分732接触的调节段772，774或776的相对高度确定。将调节机构704定位在调节段772，774或776中的预定的一个调节段处，这样就把销元件720向后推入驱动件孔274内，从而压缩从动弹簧722并产生离合力。该离合力传递至从动件724的突缘部分750，使得从动件724的末端部分748接合离合表面316，并产生离合转矩。将从动件724的末端部分748定位在离合表面316中的其中一个凹谷712内，从而当离合转矩的大小超过第一中间转矩时，阻止第一环齿轮310相对于传动套筒200发生转动。然而，当第一中间转矩超过离合转矩时，允许第一环齿轮310相对于传动套筒200进行转动。根据离合表面316的结构，第一环齿轮310的转动可使离合力增大一足够的量以阻止进一步的转动。在这些情况中，当第一中间转矩减小时，第一环齿轮310沿一相反方向转动，允许从动件724的末端部分748对齐在离合表面316中的其中一个凹谷712。如果第一环齿轮310的转动并未使离合力增大到足以完全阻止第一环齿轮310的转动，那么，第一减速齿轮组302就会转动，以便限制向第一减速携载件314传递转矩。
以这种方式离合机构18的结构是非常有利的，其中离合转矩的大小能阻抗第一中间转矩，与由多重减速传动组件16所产生的并通过卡盘22传动的工具10的输出转矩相反。在这个方面，离合机构18的大小可以被设置得相当小，从而改善了将其安装或包装在工具10内的能力。此外，由于在第一环齿轮310之后或下游，速度或齿轮传动比发生改变，离合机构18能在相当大的输出转矩范围上进行操作。与传统的用于限制传动输出转矩的离合机构操作相比，这些装置通常能在相当窄的转矩区段上操作，如果想使输出转矩的大小改变很大，那么就需要改变它们的离合弹簧。相反，本发明的离合机构18能通过以不同的(即较低或较高的)齿轮传动比简单地操作传动组件16，就能使工具10的输出转矩的大小产生很大的改变。
在转动动力工具例如工具10的操作中，常常需要在两个离合设置之间进行变换，例如当工具10用于钻孔然后在所钻孔中安装螺钉时，就需要这样的变换。因此，调节机构704可以相对于输出轴组件20转动，以便把调节机构704定位在调节段772，774，776中所期望的一个段处，以便执行第一操作，然后转动到调节段772，774，776中的第二段处，以便执行第二操作。与已知的离合结构相比，本发明的调节机构704构造成使得调节构件760和设置颈圈762可转动360度。假设调节构件760定位在中间调节段776x，调节机构704转动360度就会使调节构件760转动经过其它的中间调节段776以及第一调节段772、最后调节段774和斜面部分778，从而调节构件760会再次定位在中间调节段776x。当需要在相当高的离合设置和一相当低的离合设置之间变换离合设置时，该特征是特别方便的。在这个方面，斜面部分778允许设置颈圈762(和调节构件760)从最高离合设置转动至最低离合设置，而无需把离合机构18定位在其中一个中间离合设置中，最高离合设置对应于最后调节段，最低离合设置对应于第一离合设置。因此，工具10的使用者通过转动设置颈圈762相当小的量，就能把离合设置从它的最大设置改变成它的最小设置(反之亦然)。
尽管调节轮廓770被描述成具有恒定的斜率，但是，本领域技术人员会理解，从本发明更广的方面来说，本发明可以构成一些不同的变型。例如，调节轮廓770’可构造成使得第一调节段772’、最后调节段774’和中间调节段776’中的每一调节段都具有棘爪，如图31所示。在这种安置中，调节构件760中的棘爪782和输出轴组件20的外壳部分766中的从动件780不是必须的，因为调节段772’，774’和776’将与接合部702协作，从而为工具10的使用者提供关于调节轮廓770’所处位置的触觉指示，并且阻止调节构件760进行自由传动。
图32中表示出了另一个例子，其中，除了斜面部分779被省去之外，调节轮廓770”与调节轮廓770大致相似，以便使最后中间调节段776z与最后调节段774紧相邻。
尽管到现在为止描述的传动组件16包括三级三速传动，但是本领域技术人员根据本发明所公开内容会理解，从更广的方面来说，传动组件可以构成稍微不同的结构。例如，在非激活模式中通过操作减速齿轮组中的两个(例如第二减速齿轮组304和第三减速齿轮组306)，就可以提供另外的(即第四)或不同的速比。本领域技术人员从所公开内容还会理解，通过将第二环齿轮360连接至第二行星携载件364上(而不是连接至第一行星携载件314上)，就可以将第二减速齿轮组304放置在非激活模式，和/或通过将第三环齿轮400连接至第二行星携载件364上(而不是连接至第三行星携载件404上)，就可以将第三减速齿轮组306放置在非激活模式。
图33至56表示出了根据本发明教导所构造出的其它传动组件。总地来说，这些构造与图23至25所详细表示并在前面所描述的结构是类似的。因此，采用那些在描述传动组件16时所用的相似的附图标记来表示具有另外结构的传动组件中的类似或相应的元件。
在图33至35所示例子中，传动组件16-1可包括一个或多个可移动元件，可移动元件可用于选择性地将第二减速齿轮组304-1和第三减速齿轮组306-1的环齿轮360-1和400-1分别与传动套筒200-1相连接。可移动元件可以是销2000和2002，它们可安装在传动套筒200-1中，并且分别穿过传动套筒200-1中的相应的孔2004和2006延伸，并且可移动成与环齿轮(即，环齿轮360-1和400-1)中的相对应的一个环齿轮接合或脱开。在提供的例子中，每个环齿轮360-1和400-1分别包括齿370-1和418-1(分别与图23中所示的齿370和418类似)，这些齿被间隔开足够的距离，以便分别接收销2000和2002。如图33所示，环齿轮360-1和400-1锁定至传动套筒200-1上，传动组件16-1的操作方式与前面结合图23所描述的方式相似。
在图34中，图中表示出了传动组件16-1处于第二整体速度或齿轮减速比，其中，第一减速齿轮组302-1和第二减速齿轮组304-1处于激活状态，第三减速齿轮组306-1处于非激活状态。通过移动(例如平移)销2002与环齿轮400-1的齿418-1脱开，并且第三行星携载件404-1与第三环齿轮400-1接合，就可以使第三减速齿轮组306-1不被激活。例如通过使第三行星携载件404-1朝着第三环齿轮400-1滑动并与其接合，就能实现后一个任务。可以采用任何适当方式来使第三行星携载件404-1和第三环齿轮400-1相互接合，包括采用摩擦(即，摩擦接合)或零件例如销或齿，这些零件可设置在第三行星携载件404-1和/或第三环齿轮400-1的一个上或两个上。在所提供的例子中，齿2010设置在第三环齿轮400-1上，齿2010与设置在行星携载件404-1上的配合齿2012相啮合。
在图35中，表示出了传动组件16-1处于第三整体速度或齿轮减速比，其中，第一减速齿轮组302-1和第三减速齿轮组306-1处于激活状态，第二减速齿轮组304-1处于非激活状态。通过移动(例如平移)销2000与环齿轮360-1的齿370-1脱离，并且第一行星携载件314-1与第二环齿轮360-1接合，就可以使第二减速齿轮组304-1不被激活。
后一个任务可以这样来完成，例如，通过使第一行星携载件314-1朝着第二环齿轮360-1滑动并移动成与其相接合。可以采用任何适当方式使第一行星携载件314-1和第二环齿轮360-1相互接合，包括采用摩擦(即，摩擦接合)或零件例如销或齿，这些零件可设置在第一行星携载件314-1和/或第二环齿轮360-1的一个上或两个上。在所提供的例子中，齿2014设置在第二环齿轮360-1上，齿2014与设置在第一行星携载件314-1上的配合齿2016相啮合。
本领域技术人员会理解，尽管可移动元件(例如销2000和2002)表示成在大致垂直于传动组件16-1的纵轴线的方向上移动，但是，从最广的方面来说，本发明也可构造成一些不同的形式。例如，每个可移动元件可以在大致平行于传动组件16-1的纵轴线的方向上在第一位置和第二位置之间移动，第一位置允许可移动元件接合在环齿轮的对应的一个上的零件，第二位置使可移动元件与相应的环齿轮上的环形槽或平滑的未设置零件的部分对齐，从而可移动元件不阻止相应的环齿轮的转动。
除了无论第一行星携载件314-2和第三行星携载件404-2的位置如何，相对于第一环齿轮310和第三环齿轮400-1，第一减速齿轮组302-2的第一组行星齿轮344和第三减速齿轮组306-2的第三组行星齿轮402仍保持在固定位置，图36至38中的传动组件16-2与图33至35所示实施例大致相似。相反，在图33至35所示实施例中，第一组行星齿轮344和第三组行星齿轮402分别随着第一行星携载件314-1和第三行星携载件404-1滑动。
参照图39至41，传动组件16-3可包括一个或多个锁定元件，锁定元件可选择性地用于将第二环齿轮360-3和第三环齿轮400-3分别锁定至第一行星携载件314-3和第三行星携载件404-3上。例如，锁定元件可包括第一惰轮2050和第二惰轮2052，惰轮可分别具有齿2050a和2052a，这些齿可分别与设置在第一行星携载件314-3和第三行星携载件404-3上的齿314a和404a啮合。锁定元件2050和2052分别可转动地支撑在销2054和2056上，销可安装在动力工具的另外部分例如传动套筒200-3上。在图39所示的第一减速比中，第二环齿轮360-3和第三环齿轮400-3分别通过环齿轮360-3和400-3的外部直径上的齿370-3和418-3以及设置在传动套筒200-3内部的配合齿254-3和256-3而固定在传动套筒200-3上。
在图40中，图中表示出了传动组件16-3处于第二整体速度或齿轮减速比中，其中，第一减速齿轮组302-3和第二减速齿轮组304-3处于激活状态，第三减速齿轮组306-3处于一非激活状态。通过移动第三环齿轮400-3，使得齿418-3不与传动套筒200-3上的配合齿256-3啮合，但与第二惰轮2052的齿2052a啮合，就可以使第三减速齿轮组306-3不被激活。第三环齿轮400-3的移动也可使第三行星携载件404-3在第二惰轮2052上滑动，和/或第三组行星齿轮402相对于传动套筒200-3进行滑动。
在图41中，图中表示出了传动组件16-3处于一第三整体速度或齿轮减速比中，其中，第一减速齿轮组302-3和第三减速齿轮组306-3处于激活状态，第二减速齿轮组304-3处于一非激活状态。通过移动第二环齿轮360-3，使得齿370-3不与传动套筒200-3上的配合齿254-3啮合，但与第一惰轮2050的齿2050a啮合，就可以使第二减速齿轮组304-3不被激活。第二环齿轮360-3的移动也可使第一行星携载件314-3在第一惰轮2050上滑动，和/或第一组行星齿轮344相对于传动套筒200-3进行滑动。
参照图42至44，传动组件16-4可构造成使得第二减速齿轮组304-4和第三减速齿轮组306-4的部分可滑动与传动组件16-4的另外元件锁定接合或脱开。在所提供的例子中，第二组行星齿轮382-4和第三组行星齿轮402-4分别在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，第二组行星齿轮382-4和第三组行星齿轮402-4与相关联的环齿轮啮合，在第二位置，第二组行星齿轮382-4和第三组行星齿轮402-4与相关联的行星携载件非转动地啮合，并且与相关联的环齿轮啮合。在图42所示的第一速度减速比中，第二环齿轮360-4和第三环齿轮400-4固定至传动套筒200-4上，其固定方式与前面结合图33所描述的方式相类似。
在图43中，图中表示出了传动组件16-4处于第二整体速度或齿轮减速比中，其中，第一减速齿轮组302-4和第二减速齿轮组304-4处于激活状态，第三减速齿轮组306-4处于非激活状态。通过将销2002移动与第三环齿轮400-4上的齿418-1脱开，并且将第三组行星齿轮402-4移动与第三行星携载件404-4接合，第三减速齿轮组306-4可以不被激活，以便使得第三组行星齿轮402-4相对第三行星携载件404-4保持在静止状态。第三组行星齿轮402-4与第三行星携载件404-4的接合可以采用任何希望的方式来实现，例如采用摩擦方式或通过配合零件来实现。在所提供的例子中，齿2076设置在第三组行星齿轮402-4的轴向端面内，配合齿2078设置在与第三组行星齿轮402-4上的齿2076相接合的第三行星携载件404-4上。第三环齿轮400-4可任意地随着第三组行星齿轮402-4平移。
在图44中，图中表示出了传动组件16-4处于第三整体速度或齿轮减速比中，其中，第一减速齿轮组302-4和第三减速齿轮组306-4处于激活状态，第二减速齿轮组304-4处于非激活状态。通过将销2000移动与第二环齿轮360-4的齿370-1脱开，并且将第二组行星齿轮382-4移动与第一行星携载件314-4接合，使得第二齿轮组304-4不被激活，以便使第二组行星齿轮382-4相对于第一行星携载件314-4保持在静止状态。第二组行星齿轮382-4与第一行星携载件314-4的接合可以采用任何希望的方式来实现，例如采用摩擦方式或通过配合零件来实现。在所提供的例子中，齿2072设置在第二组行星齿轮382-4的轴向端面内，配合齿2074设置在与第二组行星齿轮382-4上的齿2072相接合的第一行星携载件314-4上。第二环齿轮360-4可任意地随着第二组行星齿轮382-4平移。
在图45至47中，表示出了根据本发明教导的另一传动组件16-5。该传动组件16-5可包括可移动元件，例如销2000和2002，可移动元件可以用于将第二环齿轮360-5和第三环齿轮400-5分别锁定在静止位置；锁定元件，例如第一惰轮2050-5和第二惰轮2052-5，锁定元件可用于将每个第二环齿轮360-5和第三环齿轮400-5分别锁定到第一行星携载件314-5和第三行星携载件404-5上。具体地参照图45，图中表示出了传动组件16-5处于第一整体速度减速或齿轮比中，其中，销2050-5和2052-5可定位成分别与第二环齿轮360-5和第三环齿轮400-5上的齿370-1和418-1接合，以便将第二环齿轮360-5和第三环齿轮400-5保持在静止位置，在这种状态中，第一惰轮2050-5和第二惰轮2052-5可以分别从第二环齿轮360-5和第三环齿轮400-5的齿370-1和418-1脱开，以及从第一行星携载件314-5和第三行星携载件404-5的齿314a和404a脱开。
在图46中，图中表示出了传动组件16-5处于第二整体速度减速或齿轮比中，其中，第一减速齿轮组302-5和第二减速齿轮组304-5分别处于激活状态，第三减速齿轮组306-5处于非激活状态。通过将销2002平移与第三环齿轮400-5的齿418-1相脱开，并且通过将惰轮2052-5平移和/或转动至这样一个位置，即在这个位置，惰轮2052-5的齿2052a与第三环齿轮400-5的齿418-1和第三行星携载件404-5的齿404a啮合，这样就可以使第三减速齿轮组360-5不被激活。
在图47中，图中表示出了传动组件16-5处于第三整体速度减速或齿轮比中，其中，第一减速齿轮组302-5和第三减速齿轮组306-5处于激活状态，第二减速齿轮组304-5处于非激活状态。通过将销2000平移与第二环齿轮360-5的齿370-1相脱开，并且通过将惰轮2052-5平移和/或转动至这样一个位置，即在这个位置，惰轮2050-5的齿2050a与第二环齿轮360-5的齿370-1和第一行星携载件314-5的齿314a啮合，这样就可以使第二减速齿轮组360-5不被激活。
在图48至50中，表示出了根据本发明教导的另一传动组件16-6。该传动组件16-6可包括可移动元件，例如惰轮2050-6和2052-6，可移动元件可以用于将环齿轮360-6和400-6分别锁定在相对于传动套筒200-6的静止位置，或将随着第一行星携载件314-6和第三行星携载件404-6转动的第二环齿轮360-6和第三环齿轮400-6分别锁定。具体地参照图48，图中表示出了传动组件16-6处于第一整体速度减速或齿轮比中，其中，惰轮2050-6和2052-5定位成将第二环齿轮360-6和第三环齿轮400-6保持在静止位置。惰轮2050-6和2052-6可以分别与设置在动力工具另外部分例如外壳12-6或传动套筒200-6上的零件例如齿2090和2092相接合，这样就阻止它们的转动并从而将环齿轮中的对应的一个环齿轮锁定在静止位置。
在图49中，图中表示出了传动组件16-6处于第二整体速度减速或齿轮比中，其中，第一减速齿轮组302-6和第二减速齿轮组304-6处于激活状态，第三减速齿轮组306-6处于非激活状态。通过例如沿着轴颈销2096平移惰轮2052-6，使其平移到这样一个位置内，在这个位置，惰轮2052-6的齿2052a与齿2092不接合，但与第三环齿轮400-6的齿418-1以及第三行星携载件404-6的齿404a接合，这样就可以使第三减速齿轮组306-6不被激活。
在图50中，图中表示出了传动组件16-6处于第三整体速度减速或齿轮比中，其中，第一减速齿轮组302-6和第三减速齿轮组306-6处于激活状态，第二减速齿轮组304-6处于非激活状态。通过例如沿着轴颈销2096平移惰轮2050，使其平移到这样一个位置内，在这个位置，惰轮2050-6的齿2050a与齿2090不接合，但与第二环齿轮360-6的齿370-1以及第一行星携载件314-6的齿314a接合，这样就可以使第二减速齿轮组304-6不被激活。
在图51至53中，表示出了根据本发明教导的另一传动组件16-7。该传动组件16-7可包括可移动的中间锁定元件，例如颈圈3000和3002，颈圈可以分别用于将第二环齿轮360-7和第三环齿轮400-7锁定在静止位置，或者随着第一行星携载件314-7和第三行星携载件404-7转动。具体地参照图51，图中表示出了传动组件16-7处于第一整体速度减速或齿轮比中，其中，颈圈3000和3002定位成将第二环齿轮360-7和第三环齿轮400-7保持在一静止位置。颈圈3000和3002可以分别与第二环齿轮360-7和第三环齿轮400-7的齿370-1和418-1接合，并且颈圈可包括零件，例如齿或销3004和3006，零件可以与配合零件例如齿或孔3008相配合，配合零件可以设置在动力工具的另外部分例如传动套筒200-7上，以便将环齿轮中的对应的一个环齿轮锁定在静止位置。可替换地是，颈圈3000和3002的销3004和3006可分别穿过设置在第二环齿轮360-7和第三环齿轮400-7中的孔(图中未示)延伸。
在图52中，图中表示出了传动组件16-7处于第二整体速度减速或齿轮比中，其中，第一减速齿轮组302-7和第二减速齿轮组304-7处于激活状态，第三减速齿轮组306-7处于非激活状态。通过例如将颈圈3002平移到这样一个位置内，在这个位置销3006与传动套筒200-7中的孔3008脱开，并且颈圈3002与第三环齿轮400-7的齿418-1以及第三行星携载件404-7相接合，这样就可以使第三减速齿轮组306-7不被激活。可以采用任何适当的方式使颈圈3002和第三行星携载件404-7相互接合，包括采用摩擦方式(即磨擦接合)或采用设置在第三行星携载件404-7和/或颈圈3002上的零件例如销或齿来实现。在所提供的例子中，颈圈3002与行星携载件404-7摩擦接合。
在图53中，图中表示出了传动组件16-7处于第三整体速度减速或齿轮比中，其中，第一减速齿轮组302-7和第三减速齿轮组306-7处于激活状态，第二减速齿轮组304-7处于非激活状态。通过将颈圈3000平移到这样一个位置内，即在这个位置，销3004与传动套筒200-7中的孔3008脱开，并且颈圈3000与第二环齿轮360-7的齿370-1以及第一行星携载件314-7相接合，这样就可以使第二减速齿轮组304-7不被激活。可以采用任何适当的方式使颈圈3000和第一行星携载件314-7相互接合，包括采用摩擦方式(即摩擦接合)或采用设置在第一行星携载件314-7和/或颈圈3000的一个或两个上的零件例如销或齿来实现。在所提供的例子中，颈圈3000与第一行星携载件314-7摩擦地接合。
图54至56所示的实施例除了每个颈圈3000-8和3002-8分别包括齿3050和3052，这些齿分别与设置在第二环齿轮360-8和400-8上的齿370-8和418-8相啮合以外，与图51至53所示实施例大致相似。如图56所示，颈圈3000-8可平移入这样一个位置内，即在这个位置，齿3050与第二环齿轮360-8的齿370-8以及第一行星携载件314-8的齿314a相啮合，以便将第二减速齿轮组304-8放置在非激活模式中。类似地，颈圈3002-8可平移入这样一个位置内，即在这个位置，齿3052与第三环齿轮400-8的齿418-8以及第三行星携载件404-8的齿404a相啮合，以便将第三减速齿轮组306-8放置在图55所示的非激活模式中。
尽管已经参照各个实施例描述和图示了本发明，但是，本领域技术人员应理解，可以对本发明作出各种变化，并且可以用等同物来代替所描述的元件，这均未脱离本发明权利要求所限定的范围。此外，在这里，也明显地考虑了各个实施例之间的特征、元件和/功能的组合和匹配，因此，本领域技术人员从所公开的内容可以显然地理解，可以根据需要，把其中一个实施例中的特征、元件和/或功能结合到另一个实施例中，除非前面有另外的说明。此外，可以对本发明作出多个变型，以便使特定的状况和材料适应于本发明的教导，这均未脱离本发明的实质范围。因此，本发明并不局限于图中所示的以及说明书中所描述的本发明目前的优选具体实施例，而本发明包括任何落入前面所作的描述以及所附的权利要求范围内的任何实施例。
权利要求
1.一种便携式动力工具，包括外壳；具有马达输出元件的马达；从动元件；以及传动装置，其位于外壳中并被构造成从马达输出元件接收转动输入，且产生传递到输出轴的转动输出，传动装置具有多个行星传动级，每个行星传动级包括环齿轮、行星携载件和由行星携载件支撑用于与环齿轮相啮合的多个行星齿轮；其中，传动装置还包括可被设置在第一状态和一第二状态的至少一个元件，第一状态使得至少其中一个行星传动级在激活状态可操作，第二状态使得其中至少一个行星传动级在非激活状态可操作；其中，传动装置在至少三个整体速度减速比中可操作。
2.根据权利要求1所述的便携式动力工具，其中，所述至少一个元件包括可选择性地与相关联的环齿轮接合的一部分，从而阻止相关联的环齿轮与该部分之间的相对转动。
3.根据权利要求2所述的便携式动力工具，其中，所述部分包括销、滚珠、滚柱中的至少之一。
4.根据权利要求2所述的便携式动力工具，其中，所述至少一个元件还包括设置在相关联的行星携载件上的多个齿，和设置在相关联的环齿轮和相关联的多个行星齿轮中的至少之一上的多个配合齿，其中，齿和配合齿相互啮合，以利于相关联的环齿轮和相关联的行星携载件的共同转动。
5.根据权利要求4所述的便携式动力工具，其中，所述齿从相关联的环齿轮和相关联的多个行星齿轮中的至少之一沿轴向延伸，当相关联的行星携载件与相关联的环齿轮和相关联的多个行星齿轮中的至少之一相互邻接时，所述齿与配合齿相啮合。
6.根据权利要求4所述的便携式动力工具，其中，所述齿设置在相关联的环齿轮的内径周围，并且其中，当包括相关联的环齿轮的行星传动级在非激活模式中操作时，配合齿和设置在相关联的多个行星齿轮上的多个齿都与所述齿相啮合。
7.根据权利要求1所述的便携式动力工具，其中，所述至少一个元件包括选择性地与相关联的环齿轮和相关联的行星携载件中的至少之一相接合的惰轮，以利于当包括相关联的环齿轮的行星传动级在非激活模式中操作时，相关联的环齿轮和相关联的行星携载件共同转动。
8.根据权利要求7所述的便携式动力工具，其中，所述惰轮包括多个齿，包括了相关联的环齿轮的行星传动级无论是在激活模式还是在非激活模式中操作，这些齿都与设置在相关联的行星携载件上的配合齿相啮合。
9.根据权利要求8所述的便携式动力工具，其中，当包括相关联的环齿轮的行星传动级在非激活模式中操作时，惰轮上的多个齿中的一部分齿与设置在相关联的环齿轮上的一个或多个齿相啮合。
10.根据权利要求7所述的便携式动力工具，其中，所述惰轮包括多个齿，包括了相关联的环齿轮的行星传动级无论是在激活模式还是在非激活模式，这些齿都与设置在相关联的环齿轮上的配合齿相啮合。
11.根据权利要求10所述的便携式动力工具，其中，当包括了相关联的环齿轮的行星传动级在非激活模式中操作时，惰轮移入这样一个位置内，在这个位置，惰轮的齿也与设置在行星携载件上的多个齿相啮合。
12.根据权利要求7所述的便携式动力工具，其中，当包括了相关联的环齿轮的行星传动级在非激活模式中操作时，惰轮移入这样一个位置，在这个位置，惰轮与相关联的环齿轮和相关联的行星携载件共同啮合。
13.根据权利要求12所述的便携式动力工具，其中，所述至少一个元件还包括可选择性地与相关联的环齿轮接合的一部分，当包括了相关联的环齿轮的行星传动级在激活模式中操作时，以便阻止相关联的环齿轮和该部分之间的相对转动。
14.根据权利要求1所述的便携式动力工具，其中，所述至少一个元件包括可在第一位置和第二位置之间平移的环形构件，环形构件被构造成当其被定位在第一位置时，使相关联的环齿轮扭转地依靠外壳，从而使得包括了相关联的环齿轮的行星传动级在激活模式中操作。
15.根据权利要求14所述的便携式动力工具，其中，当环形构件被定位在第二位置时，环形构件将相关联的环齿轮连接到相关联的行星携载件上，从而使得相关联的环齿轮和相关联的行星携载件共同转动。
16.根据权利要求14所述的便携式动力工具，其中，所述环形构件可独立于相关联的环齿轮平移。
17.根据权利要求14所述的便携式动力工具，其中，所述环形构件包括多个齿，当环形构件被定位在第二位置时，这些齿与设置在相关联的行星携载件上的多个配合齿相啮合。
18.根据权利要求17所述的便携式动力工具，其中，所述配合齿设置在相关联的行星携载件的一侧上。
19.根据权利要求17所述的便携式动力工具，其中，所述配合齿设置在相关联的行星携载件的轴向端上。
20.根据权利要求15所述的便携式动力工具，其中，当环形构件被定位在第二位置时，环形构件与相关联的行星携载件摩擦接合。
21.根据权利要求14所述的便携式动力工具，其中，所述环形构件包括与外壳接合的锁定元件，以便阻止环形构件相对于外壳进行转动。
22.根据权利要求21所述的便携式动力工具，其中，所述环形构件上的锁定元件包括至少一个零件，该零件选自由销和齿构成的一组。
23.一种用于钻孔的方法，包括提供带有多速传动装置的动力工具，该多速传动装置包括多个行星传动级；沿轴向移动与一个或多个行星传动级相关联的至少一个颈圈，以便执行从第一速度比到第二速度比的改变；沿轴向移动至少一个颈圈，以便执行从第二速度比到第三速度比的改变。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述颈圈是环齿轮，它与其行星传动级中的一个相关联。
25.根据权利要求23所述的方法，其中，所述环齿轮包括环形槽和多个齿，环形槽被用于沿轴向移动环齿轮，多个齿被用于选择性地将环齿轮相对于动力工具的外壳保持在非转动状态。
26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述每个行星传动级包括环齿轮，并且其中，在第一速度比、第二速度比和第三速度比的至少之一中，每个行星传动级的环齿轮相对于动力工具的外壳是不可转动的。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述每个行星传动级还包括行星携载件和多个行星齿轮，其中一个环齿轮与其中一个行星携载件相连，从而在第一速度比、第二速度比和第三速度比的至少之一中，其中一个环齿轮和其中一个行星携载件共同转动。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述其中一个行星携载件支撑着与其中一个环齿轮相啮合的多个行星齿轮。
29.根据权利要求23所述的方法，其中，所述颈圈包括环形槽和多个齿，环形槽用于沿轴向移动环形颈圈，多个齿用于选择性地将环形颈圈相对于动力工具的外壳保持在非转动状态。
全文摘要
一种便携式动力工具(10)，具有外壳(12)；具有马达输出元件(44)的马达(14)；从动元件(46)和传动组件(16)。传动组件(16)定位在外壳(12)中，且被构造成能从马达输出元件(44)接收转动输入，并且产生转动输出，该转动输出传递到输出轴(20)。传动装置具有多个行星传动级(302，304，306)，每个行星传动级包括环齿轮(310，360，400)；行星携载件(314，364，404)；多个行星齿轮(312，362，402)，这些行星齿轮由行星携载件支撑着，以便与环齿轮相啮合。传动装置还包括至少一个元件，该元件可设置在第一状态和第二状态，第一状态使得其中至少一个行星传动级在激活模式中可操作，第二状态使得其中至少一个行星传动级在非激活状态中可操作。传动装置至少在三个整体速度减速比中可操作。
文档编号B25B21/00GK1950627SQ200580014150
公开日2007年4月18日 申请日期2005年2月22日 优先权日2004年3月3日
发明者罗德尼·米尔本, 克里斯廷·波特, 托德·A·黑根, 迈克尔·C·鲍尔斯 申请人:布莱克和戴克公司