CN1247917C - 带有多级变速器的电动工具 - Google Patents

Abstract

一种带有多级变速器组件(16)的电动工具(10)。该变速器组件包括多个变速级(302，304，306)，其中至少有两个变速级(302，304)应用了可动的减速元件(360，400)从而该相应变速级(302，304)在一个进行减速和扭矩倍增的工作模式和一个静止模式下操作，其中静止模式下，使变速级的输出速度和扭矩相等于作为变速级输入的速度和扭矩。将该可动的减速元件(360，400)使变速器组件(16)至少能提供三档减速或速度比。

Description

带有多级变速器的电动工具

本申请要求享受2001年1月23日提交的第60/263,379号美国临时申请的优先权。本发明的其它特征在以下申请中公开和要求过：普通指定的美国专利申请号为09/9640,258，发明名称为一级离合器；美国专利申请号为09/965,108，发明名称为360度离合器分离套环；以及美国专利申请号为09/963,905，发明名称为具有功能性模制件的机箱。

发明领域

本发明涉及一种电动工具，诸如旋转钻、电动改锥、以及转动切削装置。特别是，本发明涉及一种用于多级变速的旋转电动工具的变速器。

背景技术

在现代，电动工具的制造者已经采用了带有可变速度电动机的旋转电动工具，企图使这些工具的用户有可能对工具的输出速度获得足够的控制从而允许他们不需要再凭借额外的特殊工具就能实现各种操作。市场上能买得到的许多这样的工具包括一个三级、双速变速器，该变速器允许甚至能更大地控制这些工具的速度。

通常，现有的变速器装置缺少一种能产生各式各样的输出速度和扭矩的变速机构，该变速机构将允许该工具完成各种操作，譬如用大直径的钻孔锯钻孔，安装清水墙螺钉或大直径方头螺钉，并且进行高速钻削操作。在这些工具中使用的单或双速变速器通常不具有足够的减速能力使这些变速机构能不同地应用在需要高扭矩操作，这些工具高速运转性能往往会削弱。除此之外，在许多早期的无绳旋转电动工具中使用的可充电式的电池组由于在这样的操作中消耗大量的能量和能量消耗速度，所以不能很好地适用在低速、高扭矩操作中。因此，消费者通常被迫要购买两种不同的旋转电动工具，一种用于例如钻削和紧固一样的“普通”应用的中型工具，和一种用于更费力任务具有低速、高扭矩输出的大型的工具。

随着现代大容量、高压电池的出现，现在满足用在低速、高扭矩作业中的电动工具的能量需要已成为了可能。然而，在本领域中对电动工具变速器依然需要：变速器要能在较大范围内具有速度降低的能力。

发明概述

在一种优选方式中，本发明提供了一种用于电动工具的传动装置。该传动装置包括一个壳体，一个变速器和一个速率转换机构。该变速器具有第一、第二和第三减速齿轮组，其中的两个减速齿轮组设置成能在速度降低和扭矩扩大的工作模式下运转，以及一静止模式。速度转换机构具有一个转换部分，为了能在第一、第二和第三位置之间运动将该部分连接到壳体上，一个连接到变速器上的致动器部分。将该致动器部分设计成能随转换部分在第一、第二和第三位置的运动而使两个减速齿轮组能在工作和静止模式之间进行运动。

在另一种优选方式中，本发明提供了一种用于向电动工具中的输出轴传输扭矩的变速器组件。该变速器组件包括一壳体，一个第一传输部分和一个第二传输部分。该壳体包括一个用来构成一个传输孔的壁部件。该第一传输部分具有一个第一输入部件，一个第一输出部件以及一个第一减速部件。将该第一输入部件设计成能接受第一中间输出扭矩以及将该第一输出部件设计成能输出一个第二中间输出扭矩。该第一减速部件可在第一种工况下工作，即该第一传输部分能将该第一中间输出扭矩乘以一预定的第一数值。该第一减速部件还可在第二种工况下工作，即其中该第一传输部分能将该第一中间输出扭矩乘以一预定的第二数值。该第二传输部分包括一个第二输入部件，一个第二输出部件以及一个第二减速部件。将该第二输入部件设计成能接受第二中间输出扭矩以及将该第二输出部件设计成能向输出轴输出一个输出扭矩。该第二减速部件可在第一种工况下工作，即其中该第二传输部分能将该第二中间输出扭矩乘以一预定的第三数值。该第二减速部件还可在第二种工况下工作，即其中该第二传输部分能将该第二中间输出扭矩乘以一预定的第四数值。

在另外一种优选方式中，本发明还提供了一种设有电动机和变速器的电动工具。该电动机具有一个输出轴并能产生一输入扭矩。该变速器组件具有一个用来构成传输孔的壁部件的壳体以及具有第一、第二和第三行星齿轮组的减速器。该第一行星齿轮组具有第一齿圈、第一中心齿轮和第一行星齿轮组件。该第一行星齿轮组件设有一个第一行星托架和多个第一行星齿轮。该第一行星托架可转动地与第一中心齿轮相配合。该第一行星托架设有多个用于可转动地支承多个第一行星齿轮的小齿轮。将该第一中心齿轮设计成能接受输入扭矩。该第一行星托架包括一个第二中心齿轮并将其设计成能向第二行星齿轮组传输第一中间输出扭矩。多个第一行星齿轮能与第二中心齿轮和第一齿圈相结合。该第一齿圈轴向可定位于第一工况下，在该工况下第一齿圈相对壳体固定。

第二行星齿轮组包括一个第二齿圈和一个第二行星齿轮组件。该第二行星齿轮组件设有第二行星托架和多个第二行星齿轮。该第二行星托架设有一个输出中心齿轮和多个用于可转动地支承多个第二行星齿轮的小齿轮。该第二中心齿轮与多个第二行星齿轮相配合并向其上传输第一中间输出扭矩。该输出中心轴被设计得可输出一第二中间输出扭矩。多个第二行星齿轮也能与第二齿圈相啮合。该第二齿圈沿轴向可定位于第一工况下，在该工况下第二齿圈相对壳体固定从而避免在其间相对旋转。该第二齿圈也沿轴向可定位于第二工况下，在该工况下第二齿圈在传动孔内是可转动的。

第三行星齿轮组包括一个第三齿圈和一个第三行星齿轮组件。该第三行星齿轮组件设有一个第三行星托架和多个第三行星齿轮。该第三行星托架设有一个输出部件和多个可转动地支承多个第三行星齿轮的小齿轮。多个第三行星齿轮与第三齿圈和输出中心齿轮相配合并将其设计成能接受第二中间输出扭矩。将输出部件设计成能输出一个输出扭矩。该第三齿圈沿轴向可定位于第一工况下，在该工况下第三齿圈相对壳体固定从而避免在其间相对旋转。该第三齿圈也沿轴向可定位于第二工况下，在该工况下第三齿圈在传动孔内是可转动的。

附图简介

本发明的其它优点和特点将通过权利要求书以及结合附图的的描述变得明显。

图1示出本发明的电动工具的侧视图；

图2为图1中的电动工具的部分分解透视图；

图3为图1中电动工具的壳体部分的透视图，示出了端盖部件的后部；

图4为端盖部件的前视图；

图5为沿图4中的5-5线剖开的截面视图；

图6为图1中拆除端盖部件的电动工具的一部分的后视图；

图7为图1中拆除端盖部件的电动工具的一部分的侧视图；

图8为与图4相似的视图，但是示出了在模制件操作之前的端盖壳体；

图9为与图5相似的视图，但是示出了在模制件操作之前的端盖壳体；

图10为与图4相似的视图，但是示出了模制件改变的结构；

图11为电动工具的一部分的局部横截面视图，示出采用如图10所示的结构中具有模制件的端盖部件；

图12为图1中的电动工具的一部分的分解透视图，更详细地示出了该变速器部件；

图13为图1中的电动工具的一部分分解透视图，更详细地示出了减速齿轮组组件、变速器套筒、一部分壳体以及一部分离合器机构；

图13a为沿第二齿圈的纵轴线剖开的截面视图；

图13b为沿第三齿圈的纵轴线剖开的截面视图；

图14为该变速器套筒的侧视图；

图15为该变速器套筒的后视图；

图16为沿图15中的16-16线剖开的截面视图；

图17为沿图15中的17-17线剖开的截面视图；

图18为减速齿轮组组件的分解视图；

图19为沿图1中的电动工具的纵轴线的截面视图，更详细地示出了一部分减速齿轮组组件；

图20为一部分第一减速托架的前视图；

图21为沿图1中的电动工具的纵轴线的截面视图，更详细地示出了一部分减速齿轮组组件；

图22为一部分第三减速托架的后视图；

图23为为沿图1中的电动工具的纵轴线的横截面视图，示出了处于第一速度比的减速器组件；

图24为与图23相似的横截面视图，但是示出了处于第二速度比的减速器组件；

图25为与图23相似的横截面视图，但是示出了处于第三速度比的减速器组件；

图26为图1中的一部分电动工具的顶视图，更详细地示出了速率转换机构；

图27a为旋转选择器凸轮的侧视图；

图27b为旋转选择器凸轮的顶视图；

图27c为沿着速率转换机构的中心轴线剖开的横截面视图；

图28为输出主轴部件的后视图；

图29为离合器机构的分解透视图；

图29a为一部分离合器机构的透视图，示出了离合器部件的另一种结构；

图29b为一个分解透视图，示出了用于第一齿圈和离合器部件的组合式结构；

图30为“展开”状态下可调节结构的简要图表；

图31为与图30相似的简要图表，但是示出了调整齿形的一种改变结构；以及

图32为与图30相似的简要图表，但是示出了一部分的调整齿形的另一种改变结构。

最佳实施例详述

概要

参照附图1和2，根据本发明教导设计的电动工具通常用附图标记10来表示。正如本领域技术人员所公知的，本发明的最佳实施例可以是一种用电线的或电池式的(电池控制)装置，例如一种便携式改锥或钻。在图示的特定实施例中，电动工具10是一种电池式的钻，包括壳体12，电动机组件14，多级变速器组件16，离合器机构18，输出主轴组件20，卡头22，扳机组件24和电池盒26。本领域的普通技术人员都能够理解电动工具10的几个组件，例如卡头22，扳机组件24和电池盒26，所以在本发明中为惯用的不需再详细说明了。参考各种出版物可以更透彻地理解该电动工具10的常规特点的使用。这样出版物的一个例子是1999年4月27日公开的、普通授权的美国专利5,897,454，其公开的内容在此可参考，就像在此已经全部陈述过一样。

壳体12包括一个端盖组件20和一个手柄外壳组件32，该手柄外壳组件包括一对相配合的手柄半壳34。手柄外壳组件32包括一个手柄部分36和一个传动装置或主体部分38。扳机组件24和电池盒26与手柄部分36是机械式配合的并且与电动机组件14电连接。主体部分38包括一个电动机座40和一个减速器腔42。在电动机座40中容纳着电动机组件14并且包括一根输出轴44，该轴伸入到减速器腔42里。具有多个齿轮齿48的电动机小齿轮46与输出轴44相配合用于旋转。扳机组件24和电池盒26相配合有选择性地、以一种本领域公知的方式向电动机组件14提供电力，从而控制输出轴44转动的速度和方向。

安装在变速器腔42内的变速器组件16包括一个速率转換机构60。电动机小齿轮46将变速器组件16连接到输出轴44上，传递一个相对较高速度、低扭矩主输入到变速器组件16上。变速器组件16包括多个减速部件，速率转换机构60有选择性地将这些减速部件进行结合以提供多种传动比。每一种传动比以一种预先确定的方式乘以主输入的速度和扭矩，从而允许变速器组件16的输出速度和扭矩以希望的方式在较低速度、高扭矩输出和较高速度、低扭矩输出之间进行变化。将变速器输出功率传递到输出主轴组件20上，卡盘22与其结合一同旋转，从而使扭矩传递到刀头上(没有示出)。将离合器机构18与变速器组件16相结合并操作该离合器机构从而将与主输入相连的扭矩的大小限制在一个预先确定的、可选择的扭矩范围内。

功能性模制件(Functional Overmold)

主要参照图2至图9，图示的端盖部件30包括一个端盖外壳100和一个模制件102。在例举的实施例中，端盖外壳100是对一种塑料材料，例如ABS进行注压模制成的。该端盖外壳100形成了一个端盖腔104，将该腔的尺寸定为能容纳从手柄外壳组件32向后伸出的部分电动机组件14。将多个第一和第二径向模板扁平孔108和110以及贴靠面128成形在端盖外壳100的正面114上，并且将多个螺钉凸台116成形在端盖外壳100的圆周上。将每个第一和第二径向扁平孔108和110的尺寸设计成分别能够容纳第一径向横板120和第二径向横板122，模板分别加工在手柄外壳34的背面124上。第一和第二径向模板扁平孔108和110能与第一和第二径向横板122相结合从而将端盖外壳110与手柄外壳组件32恰好对准，并能防止两者之间相对转动。端盖外壳100正面的弧形部分128与手柄外壳34的后面124的对接表面132成一定角度来进行配合。该螺钉凸台116允许端盖外壳100借助多个螺钉而可固定地连接到电动机罩136上。将该电动机罩136的几何尺寸设计成能被手柄外壳34紧紧夹住。这样，将端盖外壳100相对电动机罩136的紧固起到了将端盖外壳100牢固地限制在手柄外壳组件32的后面124的作用，以及关闭手柄外壳组件32中的后部手柄孔139。

在端盖壳体100的侧壁上加工出多个侧孔140以允许空气流过手柄壳体组件32并以本领域所公知的技术冷却电动机组件144。在端盖外壳100的后部加工出多个后部孔144，并且每个后部孔144包括一个仅部分延伸到端盖外壳100的外表面148上的凹槽部分146，以及一个完全伸入到端盖外壳100中的通孔部分150。一对挡板152从端盖外壳100的内表面154向里延伸到端盖腔104里。在端盖外壳100的内表面154上加工出一个通道156并使之与每个后部孔144和挡板152相交。

模制件102是由有弹性的材料，例如热塑性弹性体(例如E.I.du PontNemours公司制造的HYTREL@)制成的，并且与端盖外壳100同时用注压模制并连接在一起。在图示的优选实施例中，模制件102包括多个缓冲件170，一对隔振体172和一个连接件174。每个缓冲件170从与端盖外壳100的内表面154基本一致的一点延伸大约0.5mm至1.5mm并且最好是0.75mm直到位于端盖外壳100的外表面148后部的一点上。这样的结构允许缓冲件170能提供一定程度的振动吸收，当发生工具10停止的情况时可降低损坏端盖外壳100的可能性。而且，有时，例如当用一个钻孔锯钻大直径孔时，对操作者来讲向工具10上施加一比较大的力是必要的。在这种情况下，操作者倾斜着有意压住工具10的后部以便能沿着与卡盘22的轴线成一直线地施加一作用力。在这种情况下，缓冲件170能提供给操作者一个比较光滑和舒服的表面，该表面往往能抗滑以及削弱传递给操作者的振动。

在端盖外壳100的内表面上围绕挡板152设置了隔振体172。在例举的实施例中，每个隔振体172包括一个环形件180，该件从端盖外壳100的内表面154向前延伸。这样的结构允许端盖外壳100将隔振体172与电动机罩14c的外径14a和背面14b相结合，以便能可固定地将电动机14d保持在电动机罩136内。这就防止电动机组件14的各个部件沿着工具10的纵轴线移动，以及缓冲在电动机组件14工作过程中产生的振动。连接件174固定地连接到每个缓冲件170和隔振件172上。该连接件174提供了一个流动径迹，在缓冲件170和隔振体172变形过程中，通过该流动径迹弹性材料发生变形。连接件174也使缓冲件170和隔振体172互相连接起来，从而使它们从端盖外壳100上拆除变得更困难了。

本领域技术人员都清楚的：为了能在两个或更多的部件之间进行密封、减振或确定一个部件对另一个的位置，可以将本发明的这方面加入到在手柄组件32内的各种其它位置上。在如图10和11所示的这样的一个例子中，将隔振体172改为围绕一部分端盖腔104的圆周延伸并且可密封地与电动机14d的背面14b相接触。该隔振体172对在端盖外壳100和马达组件14之间的接触面进行密封，缓冲件170对在端盖外壳100中后面的孔144进行密封。隔振体172确定的空间188随后被油脂或其它的合适的润滑剂填充，这些润滑剂电动机的电枢轴承190进行润滑。

变速器组件

参照附图12，示出的变速器组件16为一种三级、三速变速器，该变速器包括一个变速器套筒200，一个减速齿轮组组件202以及速率转换机构60。再参考图13到图17，该变速器套筒200包括一个能构成一般传动孔或中空腔212的壁部件210，在该壁部件内可放置减速齿轮组组件201。减速器套筒200包括一个主体214和一个基座216。减速器套筒200的主体214在直径上是均匀的，而且通常小于基座216的直径。将基座216的内径尺寸设计成能容纳下电动机罩136的圆柱形头部220。

在基座216上设置多个凸台226。凸台226在基座216的外表面230上形成了多个第一凹槽228并且在基座216的外表面234上形成了多个第二凹槽232。将第一凹槽228设计成能容纳在手柄外壳34的内表面242上设置的定位肋条238，从而将变速器套筒200能与手柄外壳34对齐进而避免在变速器套筒200和壳体12之间相对转动。更好的是，将第一凹槽228和定位肋条238设计成只能使变速器套筒200按一个方位的方式装配到手柄外壳34上(即，第一凹槽228和定位肋条238的构造避免了变速器套筒200被转动180°脱离与手柄外壳34对应的位置)。下面对第二凹槽232进行详细讨论。

图示的变速器套筒200的主体214包括一个圆柱形主体部分246和一个销形支架部分248。在图示的优选实施例中，圆柱形主体部分246包括一个选择器凸轮导向件250，多个润滑剂凹槽252以及第一和第二组各自为环状啮合齿254和256。选择器凸轮导向件250的横截面通常为矩形，从主体部分246的外表面 258的最高点向外延伸。润滑剂凹槽252集中地设置在围绕着主体部分246的上半圆周处。润滑剂凹槽252的深度大约为0.01英寸到约0.030英寸之间以便将例如油脂一样的润滑剂容纳在主体部分246的上半圆周内。下面对选择器凸轮导向件250和润滑剂凹槽252进行详细说明。

凸缘264将主体部分246的内部分别分成第一和第二部分260和262。第一组环形啮合齿254在主体部分246的内表面上形成并且从凸缘264开始朝着基座216向后延伸。第二组环形啮合齿256也是在主体部分246的内表面上形成但是从凸缘264向前延伸。第一和第二组环形啮合齿254和256的齿268沿着主体部分246的内表面266以相等的距离分布。在第一和第二组环形啮合齿254和256上每个齿268的形状与在凸缘264上伸出的每个齿的形状是相似的，都具有一个平行的啮合表面270和末端为尖部272。每个齿268的尖部都是圆形且带锥度的以便加强与一部分减速齿轮组组件202相啮合的能力，以下将对此进行详细说明。

销形支架部分248在主体部分246的有效长度部分之上、从主体部分246向下延伸。在销形支架部分248上设有一个传动孔274且该孔穿过变速器套筒200的基座216向后延伸。在示出的优选实施例中，传动孔为阶梯状的，即在变速器套筒200的后部为具有第一直径的第一部分276，在变速器套筒200的前部为具有较小第二直径的第二部分278。在例举的实施例中，传动孔274的第一部分276穿透第一腔部分260的壁并在基座216的内表面上形成一个凹槽280。下面将对销形支架部分248进行详细说明。

在变速器套筒200上设置一对第一夹紧槽284和一对第二夹紧槽286，这两对槽以平行于变速器套筒200的纵轴线方式沿着变速器套筒200的侧壁延伸。第一对夹紧槽284穿过主体部分246的侧壁在凸缘264的后部形成并向后伸入到基座216内。第一对夹紧槽284的深度要保证不穿透构成基座216的壁部件210部分。第二对夹紧槽286也穿过主体部分246的侧壁在凸缘264的前部形成并穿过变速器套筒200的正面288。

参照图12、13、18和23，减速齿轮组组件202包括一个第一减速齿轮组302，一个第二减速齿轮组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可在工作模式和静止模式下运转。在工作模式下运转能使减速齿轮组实现速度降低和扭矩加大的效果，而静止模式下减速齿轮组的运转能使减速齿轮组提供与供给减速齿轮组的旋转输入的速度和扭矩相等的速度和扭矩的输出。在图示的优选实施例中，每个第一、第二和第三减速齿轮组302、304和306都是行星齿轮组。然而，正如本领域技术人员所公知的，用本领域公知的其它各种型式的减速齿轮组来构成减速齿轮组组件202的一个或多个减速齿轮组也是适合的。

如图所示，第一减速齿轮组302包括一个第一减速元件或齿圈310，一个第一组行星齿轮312和一个第一减速托架314。第一齿圈310是一种环形结构，沿着齿圈的内径设有多个齿轮齿310a。在第一齿圈310的正面318的外圆周上制成离合面316，下面将详细讨论。将第一齿圈310放置在基座216形成的中空腔212部分中；第一齿圈310的正面318同变速器套筒200上形成的台阶320保持接触，从而限制了第一齿圈310向前移动到中空腔212的能力。

将第一减速托架314的形状设计成扁平的圆柱形，并有多个销322从其后面324伸出来。在第一减速托架314的几乎整个外圆周上设有多个齿轮齿314a，在每对相邻的齿轮齿314a之间形成一个凹部314b。由于齿轮齿314a有空隙的原因，造成一个凹部(即凹部314b′)比剩余的凹部要大这是由于在第一减速托架314的外圆周上除去了一个齿314a的结果。在所示的优选的实施例中，将第一减速托架的齿轮齿314a设计成与第一齿圈310的齿轮齿310a不会啮合。

尤其参考附图19和20，将更详细地示出齿轮齿314a的齿形。如图所示，每个齿轮齿314a在第一减速托架314的正面328上以逐渐减小的直径326终止，但是在第一减速托架314的后面324陡然终止。在齿轮齿314a之间的凹部314b上形成一个半径330。

再回到图12、13、15、18和23，第一止推垫圈332包括一个第一环形部分334，一个第二环形部分336和多个凸起338，并将该垫圈放置在第一减速齿轮组302的后面。凸起338和减速器套筒200的基座中的第二凹槽232相结合，这样就避免了第一止准垫圈332和减速器套筒200之间发生相对转动。将基座216的内径尺寸设计成能容纳下电动机罩136，这样，电动机罩136的前面340限制了第一止推垫圈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，该环形部分提供了一磨损表面并能控制第一齿圈310沿着轴向能够移动的量。第二环形部分336与第一环形部分沿轴向相间隔开，该第二环形部分在第一环形部分的前面延伸从而提供了一个用于第一行星齿轮组312的磨损表面，并能控制该行星齿轮组沿轴向能够移动的量。

第一行星齿轮组312包括多个行星齿轮344，每一个行星齿轮通常都是圆柱形的，在其外圆周上设有多个齿轮齿344a并在其中心设有一个销孔346。每一个行星齿轮344都是可转动地支撑在相关联的销322和第一减速托架314的一个上，并且将其放置在其齿344a能和第一齿圈310的齿314a相啮合的位置上。在每个行星齿轮344的前面和后面350和352上设置一个凸起部分348，该凸起部分能避免齿344a在第一减速齿圈314和第一止推垫圈332上发生磨损和产生将削弱变速器组件16的性能和降低工作寿命的灰尘或碎屑。当输出轴44上的电动机小齿轮46的齿46a也和行星齿轮344的齿344a进行啮合时，该电动机小齿轮46起到了第一减速齿轮组302的中心齿轮的作用。

第二减速齿轮组304设置在由第一腔部260构成的中空腔212的那部分里面，并包括一个第二中心齿轮358、一个第二减速元件或齿圈360，一个第二组行星齿轮362和一个第二减速托架364。将第二中心齿轮358固定以便能和第一减速托架314一起转动。该第二中心齿轮358包括多个齿轮齿358a，这些齿轮齿在第一减速托架314的前面328向前延伸。

第二齿圈360是一种环形结构，沿着齿圈的内径方向设有多个齿轮齿360a。齿轮齿360a在第二齿圈360的后面366上可以是较大地斜切但是在前面368上陡然终止。更优选的是，在后面366和每一个齿轮齿360a的两侧上设有一个大半径369，与其使用大斜边不如使用大半径369，这是因为在齿轮齿360a上的大半径369能保证在第二齿圈360和第一减速托架314之间更好的啮合。

在第二齿圈360的外圆周上设有多个套筒啮合齿370；这些套筒啮合齿370在第二齿圈360的前面368向前伸出并终止于一个朝前方和中心向为圆且尖的尖部372。在第二齿圈360的外圆周上还设有一个环形锁紧槽374。在图示的实施例中，锁紧槽374为具有一对侧壁376的矩形槽374。下面将对该锁紧槽374进行详细讨论。

第二减速托架364的形状为偏平的圆柱形，并在其背面380上伸出多个销378。图示的第二组行星齿轮包括多个行星齿轮382。每个行星齿轮382通常为圆柱形形状，并在其外圆周上设有多个齿轮齿382a以及在其中心设有一个销孔384。每一个行星齿轮382都是可转动地支撑在相关联的销378和第二减速托架364中的一个上，并且将其放置在能使行星齿轮382的齿轮齿382a和第二齿圈360的齿轮齿360a相啮合的位置上。第二中心齿轮358的齿轮齿358a也能和行星齿轮382的齿轮齿382a进行啮合。

第三减速齿轮组306设置在由第二腔部262构成的中空腔212的那部分里面，并包括一个第三中心齿轮398、一个第三减速元件或齿圈400，一个第三组行星齿轮402和一个第三减速托架404。将第三中心齿轮398固定以便能和第二减速托架364一起转动。该第三中心齿轮398包括多个齿轮齿398a，这些齿轮齿在第二减速托架364的前面406向前延伸。

第三齿圈400是一种环形结构，沿着齿圈的内径方向设有多个齿轮齿400a。齿轮齿400a在第三齿圈400的前面412上可以是较大地斜切但是在后面414上陡然终止。更优选的是，在前面412和每一个齿轮齿400a的两侧上设有一个大半径407，与其使用大斜边不如使用大半径407，这是因为在齿轮齿400a上的大半径407能保证在第三齿圈400和第三减速托架404之间更好的啮合。在第三齿圈400的外圆周上设有多个套筒啮合齿418；这些套筒啮合齿418在第三齿圈400的后面414向前伸出并终止于一个朝前方和中心方向为圆且尖的尖部420。在第三齿圈400的外圆周上还设有一个环形锁紧槽422。在图示的实施例中，锁紧槽422为具有一对侧壁424的矩形槽。下面将对该锁紧槽422进行详细讨论。

第三减速托架404的形状为偏平的圆柱形，并在其后面430上伸出多个销428。在第三减速托架404的几乎整个外圆周上设有多个齿轮齿404a，在每对相邻的齿轮齿404a之间形成一个凹部404b。由于齿轮齿404a有空隙的原因，造成凹部404b中的一个(即凹部404b′)比剩余的凹部404b要大，这是由于在第三减速托架404的外圆周上除去了一个齿404a的结果。在所示的优选的实施例中，将第三减速托架404的齿轮齿404a设计成与第二行星齿轮382的齿轮齿382a不会啮合。

再暂时参考图21和图22，图中详细地示出了齿轮齿404a的齿形。如图所示，第三减速托架404的后面430是斜切的，并在齿404a和凹部404b的每一个侧表面上形成一个大直径。在第三减速托架404的前面436，每个齿轮齿404a陡然终止。

再回到图12、13、15、18和23，图示的第三行星齿轮组402包括多个行星齿轮438。每个行星齿轮438通常为圆柱形形状，并在其外圆周上设有多个齿轮齿438a并在其中心设有一个销孔440。每一个行星齿轮438都是可转动地支撑在相关联的销428和第三减速托架404中的一个上，并且将其放置在能使行星齿轮438的齿轮齿438a和第三齿圈400的齿轮齿400a相啮合的位置上。在行星齿轮438的每个前面和后面上都设置一个凸起部分442，该凸起部分能避免齿438a在第三减速齿圈404上发生磨损和产生将削弱变速器组件12的性能和降低工作寿命的灰尘或碎屑。第二止推垫圈450环绕第三中心齿轮398来设置而且该第三中心齿轮398的齿398a与行星齿轮438的齿轮齿438a是互相啮合的。第二止推垫圈450设有多个凸起452，并将这些凸起设计成能与位于变速器套筒200主体部分246的内表面266上的相应的扁平凹槽454(见图13)相结合。凸起452和扁平凹槽454相配合阻止了第二止推垫圈450和减速器套筒200之间的相对转动。

输出主轴组件20包括一个与主轴460相连接、用来和第三减速托架404一起转动的传动装置458，从而可将驱动扭矩从减速齿轮组组件202传输到卡头22上。这样的传动装置458是本领域公知的并容易适合于本发明的变速器组件。因此，本文不再对传动装置458作详细说明。

参见图13，13a，13b，16，17，18和23至28，速率转换机构60在第一位置500、第二位置502和第三位置504之间可以移动，该速率转换机构包括一个用来接受速度改变输入的转换部分510和一个用来根据速度改变输入情况来操作减速齿轮组组件202的致动部分512。将该致动部分512可操作地连接到减速齿轮组组件202上，并针对转换部分510在第一、第二和第三位置500、502和504之间的动作情况在工作和静止模式之间来运行，使第二和第三减速齿轮组304和306。在图示的优选的实施例中，该致动部分512包括一个旋转转换器仿形板(selector cam)520，多个金属线夹子522和一个弹簧件523。每个金属线夹子522是由圆的金属丝制成的，该金属丝弯成半圆524形状并且在大约半圆524的中心线处、有一对横梁526从半圆524向外伸出。将半圆524的尺寸设计成能分别装进第二和第三齿圈360和400的锁紧槽374内。关于这一点，半圆524既不会沿着相关的齿圈(360，400)径向向外延伸也不会紧靠着锁紧槽(374，422)的侧壁(374，424)。在图示的实施例中，锁紧槽(374，422)的侧壁(376，424)相距约0.05英寸而构成金属夹子522的金属丝的直径约为0.04英寸。

金属夹子522的横梁526从中空腔212向外伸入到位于变速器套筒200的相应的一个锁紧狭槽(284，286)。横梁526足够长以保证它们能向外伸入到变速器套筒200的主体214的外表面258上，但是不应沿着径向伸出到位于变速器套筒200的基座216中的第一锁紧狭槽284那部分之外。以这种方式构成的金属夹子522有利于变速器组件16的装配，并允许金属线夹子522安装在第二和第三齿圈360和400之上，随后再将这些组件沿着变速器套筒200的纵轴线放入到中空腔212里。

参照图13和27a至27c，图示的旋转转换器仿形体520包括一个弓形的转换器主体530，一个转换凸起532和多个间隔件534。在转换器主体530上设有一对第一仿形体狭槽540a和540b，一对第二仿形体狭槽544a和544b，一个弹簧孔546和一个导向孔548。将选择器主体530的尺寸设计成能与变速器套筒200的主体部分246的外径滑动配合的方式来进行结合。导向孔548通常为矩形形状而且将其尺寸设计成能与转换器仿形体导件250的前和后表面进行结合。导向孔548要比转换器仿形体导件250的宽度要宽得多，以这种尺寸来设计可使回转式转换器仿形体520在变速器套筒200上在第一旋转位置、第二旋转位置和第三旋转位置之间进行转动。转换器仿形体导件250和导向孔548相配合以限制回转式转换器仿形体520在变速器套筒200上能被旋转的总量，当回转式转换器仿形体520位于第一旋转位置时，转换器仿形体导件250的第一侧面与导向孔548的第一侧面相接触；当回转式转换器仿形体520位于第三旋转位置时，转换器仿形体导件250的第二侧面与导向孔548的第二侧面相接触。

将第一仿形体槽540a和540b中的每一个的尺寸设计成能容纳金属线夹子522的横梁526中与第二齿圈360相结合的的一个。在图示的优选实施例中，第一仿形体狭槽540a包括一个第一段550、一个第二段552和一个中间段554。第一段550与参考面558相距第一预定距离，该参考面垂直于回转式转换器仿形体520的纵轴线；第二段552与参考面558相距第二预定距离。中间段554将第一段和第二段550、552彼此连接在一起。第一仿形体狭槽540b的结构与第一仿形体狭槽540a的结构一样，只是该狭槽相对旋转的转换器仿形体520是可转动的，这样在第一仿形体狭槽540b上的第一、第二和中间段550、552和554与第一仿形体狭槽540a上的第一、第二和中间段550、552和554相距180°定位。

将第二仿形体狭槽544a和544b中的每一个的尺寸设计成能容纳相应的一个金属夹子522的一个横梁526。在图示的优选实施例中，第二仿形体狭槽544a包括一个第一段560、一个第二段562、一个第三段564和一对中间段566和568。第一和第三段560和564与参考面558相距一第三预定距离，而第二段562与参考面558相距一第四预定距离。中间段566将第一段和第二段560、562彼此连接在一起而中间段568将第二段和第三段562、566彼此连接在一起。第二仿形体狭槽544b的结构与第二仿形体狭槽544a的结构一样，只是该狭槽相对回转式转换器仿形体520是可转动的，这样在第二仿形体狭槽544b上的第一、第二、第三和中间段560、562、564和566和568与第二仿形体狭槽544a上的第一、第二、第三和中间段560、562、564和566和568就相距180°设置。

随着金属线夹子522的横梁526与第一仿形体狭槽540a和540b以及第二仿形体狭槽544a和544b相结合，该回转式转换器仿形体520在变速器套筒200上、在第一、第二和第三三位置500、502和504之间是可转动的，从而选择使第二和第三齿圈360和400进入和脱离与各自的第一和第三减速托架314和404之间的结合。在回转式转换器仿形体520的转动过程中，第一仿形体狭槽540a和540b和第二仿形体狭槽544a和544b把相关的金属线夹子522的金属横梁526限制住并使金属横梁526沿着变速器套筒200的纵轴线在第一和第二锁紧狭槽284和286的相关的一个中移动。因此，可使用该回转式转换器仿形体520来将一个旋转输入转变成一个轴向输出，仿形体使金属线夹子522以一预定方式沿轴向移动。将一种润滑剂(没有专门示出)加入到在变速器套筒200的本体部分246上形成的润滑剂凹槽252中，使用该润滑剂能润滑位于变速器套筒200和回转式转换器仿形体520之间的接触面。

将回转式转换器仿形体520定位在第一转动位置500上，这可使与第二齿圈360相结合的金属夹子522的横梁526处于第一仿形体狭槽540a和540b的第一段550上，以及使与第三齿圈400相结合的金属夹子522的横梁526处于第二仿形体狭槽544a和544b的第一段560上。因此，将回转式转换器仿形体520定位在第一转动位置500上时，可造成第二和第三齿圈360和400分别处于与第二和第三行星齿轮362和402啮合的位置上。同时随着第二和第三齿圈360和400和第二和第三行星齿轮362和402进行啮合，第二和第三齿圈360和400的套筒啮合齿370和418分别处于与各自的第一和第二组环形啮合齿254和256啮合的位置上以阻止了在第二和第三齿圈360和400和变速器套筒200之间的相对转动，从而使变速器组件16具有如图23所示的第一总的齿轮或速率比570。本领域技术人员都能清楚：第一和第二组环形啮合齿254和256的齿268的尖部272和套筒啮合齿370和418的尖部372和420分别为倒圆且成锥状，从而提高了它们随着沿变速器组件16的纵轴线轴向的重新定位而进行啮合的能力。

将回转式转换器仿形体520定位在第二转动位置502上，这可使与第二齿圈360相结合的金属夹子522的横梁526处于第一仿形体狭槽540a和540b的第一段550上，以及使与第三齿圈400相结合的金属夹子522的横梁526处于第二仿形体狭槽544a和544b的第一段562上。因此，将回转式转换器仿形体520定位在第二转动位置520上时，可导致第二齿圈360和第二行星齿轮362进行啮合以及第三齿圈400与第三行星齿轮402和第三减速托架啮合404进行啮合。将回转式转换器仿形体520定位在第二转动位置502上也会使第二齿圈360的套筒啮合齿370处于与第一组环形啮合齿254相啮合的位置上，而第三齿圈400的套筒啮合齿418处于与第二组环形啮合齿256不会啮合的位置上。这样，阻止了在第二齿圈360和变速器套筒200之间的相对转动，却允许在第三齿圈400和变速器套筒200之间的相对转动，从而向变速器组件16提供如图24所示的第一总齿轮减速或速率比572。

将回转式转换器仿形体520定位在第三转动位置504上，这可使与第二齿圈360相结合的金属夹子522的横梁526处于第一仿形体狭槽540a和540b的第二段552上，以及使与第三齿圈400相结合的金属夹子522的横梁526处于第二仿形体狭槽544a和544b的第三段564上。因此，将回转式转换器仿形体520定位在第三转动位置上时，可导致第二齿圈360和第二行星齿轮362和第一减速托架314进行啮合而第三齿圈400只与第三行星齿轮402进行啮合。将回转式转换器仿形体520定位在第三转动位置504上也就使第二齿圈360的套筒啮合齿370处于与第一组环形啮合齿254脱离啮合的位置上，而使第三齿圈400的套筒啮合齿418处于与第二组环形啮合齿256进行啮合的位置上。这样，阻止了在第二齿圈360和变速器套筒200之间的相对转动，却允许在第三齿圈400和变速器套筒200之间的相对转动，从而向变速器组件16提供一第三总齿轮减速或速率比574。

如图13、27b和28所示，弹簧件523是由一个矩形的弹簧钢片制成的，包括一个压扁的Z-型部分580和一个凸起部分584。将压扁的Z-型部分580围绕两个在弹簧孔546中延伸的加强条586设置，从而使凸起部分584能保持在一预定的位置上并且也能够在回转式转换器仿形体520和弹簧件523之间传递弹簧力。再参见图28，将弹簧件523的凸起部分584的尺寸设计成能与在输出主轴组件20的壳体592上形成的内槽口590相结合。沿回转式转换器仿形体520圆周相间分开的环槽脊594是在槽口590之间形成的。当将输出主轴组件20定位于变速器组件16之上以及将速率转换机构60定位于第一、第二和第三转动位置500、502和504其中一个之上时，弹簧件523的凸起部分584就会与相应的一个槽口590相结合。当凸起部分584向下朝着回转式转换器仿形体520运动时，随着凸起部分584和环槽脊594接触而使弹簧产生的力起到了阻止速率转换机构60的非故意转动。而且，在槽口590中的凸起部分584的定位提供给用户一种关于回转式转换器仿形体520的位置的触觉上的指示。

在图13和27c所示的优选的实施例中，图示的转换部分510包括一个带有一个凸起的空腔的、弓形的带环600和设置在空腔中的矩形选择器按钮602。弓形带环600是由塑料材料制成的并将其设计成与回转式转换器仿形体520的外径相一致。将选择器按钮602的开口端设计成能容纳转换器突起532，从而使转换部分510和回转式转换器仿形体520能以一种无紧固的方式彼此连接在一起。多个间隔件534在由回转式转换器仿形体520的突起部分构成的，这些间隔件与转换器主体530是同轴的并且从主体上呈辐射状向外延伸。间隔件534提高了弓形带环600从而避免了弓形带环600与第一仿形体狭槽540a和540b中的金属横梁发生接触。也可以将该间隔件534应用在回转式转换器仿形体520的有选择性的加强的地方，例如在靠近第一仿形体狭槽540a和540b的地方。

本领域技术人员都清楚的是：可将该回转式转换器仿形体520(即第一仿形体狭槽540a和540b和第二仿形体狭槽544a和544b)设计得稍微有些不同，从而导致第二齿圈360既和第二行星齿轮362也和第一减速齿圈314相啮合，而第三齿圈400既和第三行星齿轮402也和第三减速齿圈404相啮合，从而向变速器组件16提供一第四总齿轮减速或速度比。

本领域技术人员也都清楚的是：其它结构的换向机构也可替代本文示出的换向机构60。这些换向机构可包括通过转动或滑动动作而致动的致动器并且可以包括连杆、凸轮或其它的本领域所公知的装置来使第二和第三齿圈360和400相对变速器套筒200来滑动。本领域技术人员还清楚的是：由于第二和第三齿圈360和400在工作模式和静止模式(即第二和第三齿圈360和400的位置不会限定第二和第三齿圈360和400中另一个的位置)之间是彼此独立可动的，所以也能将换向机构60设置成使第二和第三齿圈360和400被彼此独立地定位。

离合器机构

在图23、26和28到30所示出的离合器机构包括一个离合器部件700，一个配合组件702和一个调节机构704。图示的离合器部件700是一种环形结构，该环形结构可固定到第一齿圈310的外径上并从其上径向向外伸出。离合器部件700包括一个弓形的离合器表面316，该表面是在第一齿圈310的前面318上形成的。将该离合器部件700的外径尺寸设计成可在中空腔212的那部分里转动，该中空腔是由变速器套筒200的基座216构成的。再参见图29，图示实施例的离合器表面316是由多个波峰710和波谷712构成的，这些波峰和波谷彼此相间分布从而形成了由大约18°角确定的一系列的斜坡。然而，本领域技术人员都能理解到，也可以使用其它的离合器表面结构，例如正弦波型的离合器表面316′(见图29a)。

尽管图中将第一齿圈310和离合器部件700已经做成了一个件(即整体形成)的结构，但是本领域技术人员都能理解到，也能将它们设计成其它结构。图29b所示的为一个这样的实施例，其中示出的第一齿圈310′包括一个环形的套环1000和多个凸起孔1002。图示的环形套环1000包括多个具有双侧倾斜表面的斜坡1004，但是其它地方是平的。第一齿圈310′的其余部分与第一齿圈310的相同。环形的缓冲器1008紧靠着环形套环1000并且包括多个凸起件1010，该凸起件能与第一齿圈310′中的凸起孔1002相结合从而防止缓冲器1008相对第一齿圈310′旋转。缓冲器1008包括一个设计成与环形套环1000的轮廓相配合的主体部分1012，还包括多个配套的斜坡部分1014，将该斜坡部分没计成能配合上每个斜坡1004。缓冲器1008是由一种适合的减振材料，例如乙酰制成的。由一种耐磨材料，例如淬硬的8620钢制成的环形的离合器部件700′被放置在缓冲器1008的上面。像缓冲器1008一样，该离合器部件700′包括多个凸起件1020和多个斜坡部分1022，其中凸起件能将凸起孔1002锁紧，从而防止相对第一齿圈310′旋转。然而，离合器部件700′的相配对的斜坡部分1022可与缓冲器1008的相配对的斜坡部分1014进行结合。尽管这种结构比前面描述的实施要更贵些，但是它对离合器机构18工作中相关的高冲击力具有更高耐受性。

在示出的优选的实施例中，配合组件702包括一个销部件720，一个从动弹簧722和一个从动件724。销部件720包括一个圆柱形主体部分730，将该部分的外径尺寸设计成能与在变速器套筒200的销壳体部分248中形成的传动孔274的第二部分构成动配合。销部件720也包括一个尖部732和一个头部734。将尖部732设计成能与调节机构704相结合并且如实施例所示，该尖部是在销部件720的主体部件730的端部形成的并且是由一个球形半径构成的。将该头部734连接到与尖部732相对的主体部分730的端部上并且其形状为扁平圆柱形或圆筒形，并将其尺寸设计成能与传动孔274的第一部分276里能构成动配合。因此，该头部734防止了销部件720被迫向前而从传动孔274中脱离出来。

从动弹簧722是一个压缩弹簧，将其外径的尺寸设计成在传动孔274的第一部分里能构成动配合。从动弹簧722的前端与销部件720的头部734相接触，而从动弹簧722的另一端与从动件724相接触。从动件724的端部740为圆柱形的形状并将尺寸设计成在从动弹簧722的内径里能构成动配合。在这种情况下，从动件的端部740起到了一个弹簧从动件的作用，从而避免了从动弹簧722在受压时发生弯曲。从动件724也包括一个有圆柱形主体部分746的从动部分744，一个尖部748和一个法兰部分750。将主体部分746的尺寸设计成能与传动孔274的第一部分276里面构成动配合。将尖部748设计成能与离合器表面316相结合并且如实施例所示，该尖部是在从动件724的主体部件730的端部形成的并且是由一个球形半径构成的。法兰部分750是在主体部分746和端部740之间的接合面上形成的。该法兰部分750通常是扁平的并且将其设计成能容纳由从动弹簧722产生的偏压力。

图示的调节机构704包括一个调节构件760和一个调节套环762。该调节构件760的形状通常为中空的圆柱形，并将其尺寸设计成适合于输出主轴组件20的壳体部分766。调节构件760包括一个其上设有调节型面770的环形表面768。该调节型面770包括一个第一调节段772，一个末端调节段774，多个中间调节段776和在第一和末端调节段772和774之间的一个斜面调节段778。在图示的实施例中，一个第二斜面调节段779位于最后一个中间调节段776z和末端调节段774之间。同样在示出的优选的实施例中，该调节型面770在从第一调节段772到最后一个中间调节段776z之间的部分上形成了一个具有固定坡度的斜面。因此，与输出主轴组件20的壳体部分766相连的从动件780径向相外地朝着调节构件760的内径而偏置，并与设置在调节机构704(例如在调节套环762上)上的棘爪782相配合。从动件724和多个棘爪782配合在一起从而使工具10的操作者获得一种关于调节型面770和位置的触觉上的指示，同时避免调节构件760的随意转动从而将调节型面770的位置保持在调节段772、774和776中所希望的一个位置上。

将调节套环762连接到调节构件760的外面，而且该调节套环包括多个凸起的紧握表面790，该表面使工具10的操作者能舒适地转动调节套环762和调节结构760以便将调节型面770设置在调节段772、774和776中所希望的一处上。使用一个调节指示器792来指明调节型面770相对输出主轴组件20的壳体部分766的位置。在给出的实施例中，该调节指示器792包括一个在输出主轴组件20的壳体部分766上设置的箭头794和一个在调节套环762的圆周表面上标记出的刻度796。

在工具10的操作过程中，电动机小齿轮46将一个初始传动扭矩从电动机组件14传输到第一组行星齿轮312上并使第一组行星齿轮312开始转动。随着第一组行星齿轮312的转动，就会将一个第一中间扭矩作用到第一齿圈310上。离合器机构18产生的离合器扭矩能抵抗住此扭矩。该离合器扭矩避免了第一齿圈310的随意转动，并将第一中间扭矩作用到第一减速托架314和其余的减速齿轮组组件202上，从而根据换向机构60的设定位置、以一种预定的方式使第一中间扭矩扩大。在这种情况下，离合器机构18将第一减速齿轮组302偏置在工作模式下。

调节机构704能够指示出离合器扭矩的大小，而且特别是，能指示出与销部件720的尖部732相接触的调节段772、774或776的相对高度。调节机构704在调节段772、774或776中的预定一个上的位置能向后推动销部件720并使其进入到传动孔274中，从而压缩从动弹簧722并产生一个离合力。将该离合力传输到从动件724的法兰部分750上，并使从动件724的尖部748和离合器表面316结合并产生离合器扭矩。当离合器扭矩的大小超出了第一中间扭矩时，将从动件724的尖部放置在离合器表面316的一个波谷712里进行操作以避免第一齿圈310相对变速器套筒200的转动。然而，当第一中间扭矩超出离合器扭矩的大小时，允许第一齿圈相对变速器套筒200转动。依靠离合器表面316的结构，第一齿圈310的转动可以使离合力增加到一个足够量以抵抗进一步的转动。在这种情况下，第一齿圈310将沿着相反的方向旋转直到第一中间扭矩的大小变小时，使从动件724的尖部748能与离合器表面316中的一个波谷712相对齐。如果第一齿圈310的转动不会引起离合力增加到足以完全抵抗第一齿圈310的旋转，那么就将第一减速齿轮组302设置在静止模式下，此时第一齿圈310将会转动从而阻止第一中间扭矩向第一减速托架314的传输。在这种情况下，没有扭矩从变速器组件16那部分中传输过去，将该变速器组件放置在第一组行星齿轮312的前面(例如，第一减速托架314、第二中心齿轮358、第二组行星齿轮362)。

在这种方式中离合器机构18的结构的较大优势在于将该离合扭矩设计成能抵抗第一中间扭矩，该离合扭矩对抗由多级减速变速器组件16产生的并通过卡盘22来传输的工具10的输出扭矩。在此情况下，可以将离合器机构18的尺寸以较小的方式来设计，从而提高利用该离合器机构将工具10连接或装配到其上的能力。而且，当在第一齿圈310之后或下游改变速度或传动比时，离合器机构18可在较大跨度的输出扭矩之上进行操作。与现有的离合器机构进行比较，现有的离合器机构在工作时会限制变速器的输出扭矩，并且通常在一个相对窄的扭矩段内来进行操作，如果希望输出扭矩的数值相当大的改变则需要改变离合器弹簧。相反，本发明的离合器机构18仅需以一种不同的(即较低或较高)传动比、简单地操作变速器组件16就能满足要相当大地改变工具10的输出扭矩的数值的需要。

在对转动电动工具、例如工具10的操作中，例如当用工具10来钻一个孔并且随后在该孔中装入一个螺钉时常常希望能在两个离合器装置之间进行转变。因此，调节机构704应该可以相对输出主轴组件20进行旋转以便将调节机构704定位在调节段772、774和776中的希望一个位置上从而完成第一操作，随后转动到调节段772、774和776中的希望第二个位置上从而完成第二操作。与已知的结构相比，本发明的调节机构704是如此设计的，即调节构件760和调节套环762在整个360°角内是可以转动的。假设将调节机构760定位在一中间的调节段776x上，那么调节机构704颈360°角的转动就会使调节构件760转过其它的中间调节段776，以及第一和最后的调节段772和774和斜面段778，这样调节构件将重新定位在中间调节段776x上。当需要在一个相对高的离合器机位和在一个相对低的离合器机位之间来改变离合器机位时，该特征尤其要方便。在这种情况下，斜面段778使调节套环762(和调节构件760)能从对应末端调节段的最高离合器机位转动到对应第一离合器机位的最低离合器机位，不需要将离合器机构18定位在中间离合器机位的一个上了，因此，工具10的操作者通过将调节套环762旋动相当小的一个量就能从最高机位到最低机位之间(反之亦然)来改变离合器机位。

尽管前面已经描述过调节型面770具有一固定的坡度，但是本领域技术人员都清楚的是本发明，在更广的方面里，可以设计得略有不同。例如，可将调节型面770′如此设计，即第一、最后和中间调节段772′、774′和776′中的每一个如图31一样的进行结合。在这种结构中，由于调节段772′、774′和776′将和啮合部分702结合在一起以便使工具10的操作者获得一种关于调节型面770′的位置触觉上的指示，以及防止了调节构件760的随意转动，所以在调节构件760中的棘爪782和在输出主轴组件20的壳体部分766中的从动件780是多余的。

在如图32所示的另一个实施例中，调节型面770″通常要小于调节型面770，除了省略了斜面段779，这样中间调节段776z就紧靠近了末端调节段774。

尽管在说明书和附图中参照优选的实施例已经对本发明进行了说明，但是本领域的普通技术人员在不偏离权利要求书限定的本发明的宗旨的范围内可以对本发明作出各种改变并且还能够采用等效的适合的部件。此外为了适应一种特殊的情况或材料，可以作许多对本发明教授的内容的改变而不偏离本发明的宗旨。因此本发明不应局限在附图和说明书描述的、作为目前实施本发明的最好模式实施例中，但是本发明应包括落入能到附属的权利要求书所描述的任何一个实施例。

Claims (28)

1.一种电动工具，该电动工具包括

一个壳体；

一个变速器，该变速器具有一个第一减速齿轮组、一个第二减速齿轮组和一个第三减速齿轮组，将第一、第二和第三减速齿轮组中的至少两个设置成能在静止模式和工作模式下运转，以实现速度降低和扭矩倍增的操作；以及，

速率转换机构，该速率转换机构具有一个转换部分和一个致动部分，该转换部分同壳体相结合用来在第一位置、第二位置和第三位置之间进行运动，该致动器部分可操作地连接到变速器上并且能随转换部分在第一、第二和第三位置之间的运动而使第一、第二和第三减速齿轮组中的至少两个能在工作和静止模式之间进行运动。

2.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于当转换部分处于第一位置时，该变速器在一个第一转速下运转，当转换部分处于第二位置时，其在第二转速下运转，而当转换部分处于第三位置时，在第三转速下运转。

3.如权利要求2所述的电动工具，其特征在于速率转换机构能使第一、第二和第三减速齿轮组中的两个在工作和静止模式之间进行运转，而且该传动装置还包括一个离合器，该离合器能使第一、第二和第三减速齿轮组中的另外一个保持工作模式，直到在第一、第二和第三减速齿轮组中的另外一个上所施加的扭矩超出一个预定的离合器扭矩为止。

4.如权利要求3所述的电动工具，其特征在于第二和第三减速齿轮组是第一、第二和第三减速齿轮组中的两个，其中当转换部分处于第一位置时，第二和第三减速齿轮组在工作，而当转换部分处于第二位置时，第二和第三减速齿轮组中的一个工作而第二和第三减速齿轮组中的另一个处于静止，而当转换部分处于第三位置时，第二和第三减速齿轮组两个都处于静止。

5.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于第一、第二和第三减速齿轮组中的至少一个会包括一个齿圈，该齿圈在相对壳体固定的第一位置和相对壳体转动的第二位置之间是可转动的，当第一、第二和第三减速齿轮组中的至少一个处于工作模式下时，将该齿圈定位在第一位置上，当第一、第二和第三减速齿轮组中的至少一个处于静止模式下时，将该齿圈定位在第二位置上。

6.如权利要求5所述的电动工具，其特征在于每一个第一、第二和第三减速齿轮组都包括一个相联的齿圈。

7.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于为了能绕着一第一轴在第一、第二和第三位置之间进行转动，要将转换部分连接到壳体上。

8.如权利要求7所述的电动工具，其特征在于该第一轴是变速器的一根纵轴。

9.一种电动工具，该电动工具包括：

一个壳体，该壳体包括一个用来构成一个传输孔的壁部件；

一个第一传输部分，该第一传输部分具有一个第一输入部件，一个第一输出部件以及一个第一减速部件，将该第一输入部件设计成能接受第一中间输出扭矩，将该第一输出部件设计成能输出一个第二中间输出扭矩，该第一减速部件可在第一种工况下工作，即其中该第一传输部分能将该第一中间输出扭矩乘以一预定的第一数值，该第一减速部件还可在第二种工况下工作，即其中该第一传输部分能将该第一中间输出扭矩乘以一预定的第二数值；以及

该第二传输部分包括一个第二输入部件，一个第二输出部件以及一个第二减速部件，将该第二输入部件设计成能接受第二中间输出扭矩，将该第二输出部件设计成能向输出轴输出一个输出扭矩，该第二减速部件可在第一种工况下工作，即其中该第二传输部分能将该第二中间输出扭矩乘以一预定的第三数值，该第二减速部件还可在第二种工况下工作，即其中该第二传输部分能将该第二中间输出扭矩乘以一预定的第四数值；

其特征在于：第一和第二减速部件可选择性的定位，以使变速器组件获得至少三个速度比。

10.如权利要求9所述的电动工具，其特征在于第一和第二变速器组件中的至少一个是行星齿轮组件。

11.如权利要求9所述的电动工具，其特征在于第一和第二减速部件中的至少一个是一个齿圈。

12.如权利要求11所述的电动工具，其特征在于该齿圈沿一轴向是可滑动的，该轴向平行于传动孔的一个纵轴。

13.如权利要求12所述的电动工具，其特征在于该齿圈在一第一位置和一第二位置之间是可滑动的，其中在第一位置上该齿圈相对壳体是固定的，在第二位置上该齿圈在壳体内是可转动的。

14.如权利要求9所述的电动工具，其特征在于该第一和第二减速部件在第一和第二种工况下是可独立运动的。

15.如权利要求9所述的电动工具，其特征在于变速器组件的另一部分提供了第一中间扭矩输出。

16.如权利要求15所述的电动工具，其特征在于还包括一第三传输部分，该第三传输部分具有一个第三输入部件、一个第三输出部件以及一个第三减速部件，将该第三输入部件设计成能接受一输入扭矩，将该第三输出部件设计成能输出第一中间输出扭矩，该第三减速部件可在第一种工况下工作，即其中该第三减速部件相对壳体是固定的，以便使第三传输部分能将该输入扭矩乘以一预定的第五数值。

17.如权利要求16所述的电动工具，其特征在于该第三减速部件还可在第二种工况下工作，即其中该第三减速部件相对壳体是可动的，以便使第三传输部分不能将该输入扭矩乘以一预定的第五数值。

18.如权利要求17所述的电动工具，其特征在于还包括具有一环形法兰和一结合组件的离合器组件，将具有一预定离合器型面的此环形法兰连接到第一、第二和第三减速部件中的一个上，该结合组件设有一个从动件，该从动件紧靠在环形法兰上，并且当将一个数值小于预定的最大扭矩的扭矩作用到第一、第二和第三减速部件中的一个上时，该从动件能和离合器型面结合在一起，从而阻止了在环形法兰和从动件之间的转动。

19.一种电动工具，该电动工具包括：

一个壳体，该壳体包括一个用来构成一个传输孔的壁部件；以及

一个变速器，该变速器设有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组；

该第一行星齿轮组设有一个第一齿圈、一个第一中心齿轮和一个第一行星齿轮组件，该第一行星齿轮组件设有一个第一行星托架和多个第一行星齿轮，该第一行星托架设有一个输出中心齿轮和多个用于可转动地支承多个第一行星齿轮的小齿轮，将该第一中心齿轮设计成能接受一个第一中间输出扭矩，将该输出中心齿轮设计成能输出一个第二预定输出扭矩，多个第一行星齿轮能与第一中心齿轮和第一齿圈相啮合，该第一齿圈轴向可定位于第一工况下，在该工况下第一齿圈相对壳体固定以避免在其间的相对转动，该第一齿圈还可轴向定位于第二工况下，在该工况下第一齿圈可在传动孔内转动；以及

第二行星齿轮组包括一个第二齿圈和一个第二行星齿轮组件，该第二行星齿轮组件设有一个第二行星托架和多个第二行星齿轮，该第二行星托架设有一个输出部件和多个用于可转动地支承多个第二行星齿轮的小齿轮，将多个第二行星齿轮可与第二齿圈和输出中心齿轮相啮合，并将该第二行星齿轮设计成能接受第二中间输出扭矩，将该输出部件设计成能输出一输出扭矩，该第二齿圈轴向可定位于第一工况下，在该工况下第二齿圈相对壳体固定以避免在其间的相对转动，该第二齿圈还可轴向定位于第二工况下，在该工况下第二齿圈可在传动孔内转动；

其特征在于：每一个第一和第二齿圈都可有选择性的定位在第一工况和第二工况下，以使电动工具获得至少三个运转速度。

20.如权利要求19所述的电动工具，其特征在于第一和第二齿圈在它们的第一和第二工况下是可独立转动的。

21.如权利要求19所述的电动工具，其特征在于还包括一个第三行星齿轮组，该第三行星齿轮组包括一个第三齿圈、一个第三中心齿轮和一个第三行星齿轮组件，该第三行星齿轮组件设有一个第三行星托架和多个第三行星齿轮，将该第三行星托架可转动地连接到第一中心齿轮上，该第三行星托架设有多个用于可转动地支承多个第三行星齿轮的小齿轮，第三中心齿轮适合于接受一个输入扭矩，第三行星托架适合于将第一中间输出扭矩传输到第一中心齿轮，将多个第三行星齿轮与第三中心齿轮和第三齿圈相配合，该第三齿圈沿轴向定位于第一工况下，在该工况下第三齿圈相对壳体固定。

22.如权利要求21所述的电动工具，其特征在于该第三行星齿轮减速部件还可在第二工况下运转，在该工况下第三齿圈在壳体内是可转动的。

23.如权利要求22所述的电动工具，其特征在于还包括具有一环形法兰和一结合构件的离合器组件，将具有一预定离合器型面的此环形法兰连接到第一、第二和第三齿圈中的一个上，该结合构件设有一个从动件，该从动件紧靠在环形法兰上，并且当将一个数值小于预定的最大扭矩的扭矩作用到第一、第二和第三齿圈中的一个上时，该从动件能和离合器型面结合在一起，从而阻止了在环形法兰和从动件之间的转动。

24.如权利要求23所述的电动工具，其特征在于还包括一个转换组件，该转换组件用来协调第一和第二齿圈的轴向滑动运动。

25.一种电动工具，该电动工具包括：

具有一个输出轴的电动机，该电动机能产生一输入扭矩；

一个变速器组件，该变速器组件设壳体和一个变速器，该壳体有一个构成传输孔的壁部件，而该减速器具有一个第一行星齿轮组、一个第二行星齿轮组和一个第三行星齿轮组，该第一行星齿轮组具有一个第一齿圈、一个第一中心齿轮和一个第一行星齿轮组件，该第一行星齿轮组件设有一个第一行星托架和多个第一行星齿轮，该第一行星托架可转动地连接到第一中心齿轮上，该第一行星托架设有多个用于可转动地支承多个第一行星齿轮的小齿轮，将该第一中心齿轮设计成能接受输入扭矩，该第一行星托架包括一个第二中心齿轮并将其设计成能向第二行星齿轮组传输第一中间输出扭矩，多个第一行星齿轮能与第二中心齿轮和第一齿圈相啮合，该第一齿圈轴向可定位于第一工况下，在该工况下第一齿圈相对壳体固定，第二行星齿轮组包括一个第二齿圈和一个第二行星齿轮组件，该第二行星齿轮组件设有一个第二行星托架和多个第二行星齿轮，该第二行星托架设有一个输出中心齿轮和多个用于可转动地支承多个第二行星齿轮的小齿轮，该第二中心齿轮与多个第二行星齿轮相配合并向其上传输第一中间输出扭矩，该输出中心齿轮适合于输出一个第二中间输出扭矩，多个第二行星齿轮也能与第二齿圈相啮合，该第二齿圈沿轴向可定位于第一工况下，在该工况下第二齿圈相对壳体固定从而避免在其间相对旋转，该第二齿圈也沿轴向可定位于第二工况下，在该工况下第二齿圈在传动孔内是可转动的，第三行星齿轮组包括一个第三齿圈和一个第三行星齿轮组件，该第三行星齿轮组件设有一个第三行星托架和多个第三行星齿轮，该第三行星托架设有一个输出部件和多个用于可转动地支承多个第三行星齿轮的小齿轮，多个第三行星齿轮与第三齿圈和输出中心齿轮相配合并将其设计成能接受第二中间输出扭矩，输出部件适合于输出一个输出扭矩，该第三齿圈沿轴向可定位于第一工况下，在该工况下第三齿圈相对壳体固定从而避免在其间相对旋转，该第三齿圈还可沿轴向定位于第二工况下，在该工况下第三齿圈在传动孔内是可转动的，其特征在于：每一个第二和第三齿圈都可有选择性地定位在第一工况和第二工况下，以使电动工具获得至少三个运转速度。

26.如权利要求25所述的电动工具，其特征在于该第一齿圈还可在第二工况下运转，在该工况下该第一齿圈相对壳体是可转动的。

27.如权利要求25所述的电动工具，其特征在于该变速器组件还包括具有一环形法兰的离合器组件和一结合组件，将具有一预定离合器型面的此环形法兰连接到第一、第二和第三齿圈中的一个上，该结合组件设有一个从动件，该从动件紧靠在环形法兰上，并且当将一个数值小于预定的最大扭矩的扭矩作用到第一、第二和第三齿圈中的一个上时，该从动件能和离合器型面结合在一起，从而阻止了在环形法兰和从动件之间的转动。

28.如权利要求27所述的电动工具，其特征在于还包括一个转换组件，该转换组件用来协调第二和第三齿圈的轴向滑动运动。

Images