双减速齿轮系

技术领域

本发明一般地涉及一种用于工具的齿轮系。更具体地，本发明涉及防止工具的各个部件发生旋转的双减速齿轮系。

背景技术

许多工具(例如棘轮扳手)包括头部和壳体。头部包括内齿轮组件，该内齿轮组件将扭矩传递到工具的驱动单元，并最终传递到工件。在许多这样的工具中，这些内齿轮组件包含许多不同的零件，并且难以组装。此外，随着时间的流逝以及重复使用，头部可能发生旋转或以其他方式发生故障。例如，工具掉落并导致头部故障，或者工具的重复使用会因对工具中的关节的反复扭转效应而导致关节旋转。

发明内容

本发明宽泛地涉及具有齿轮系的工具，例如棘轮式工具，该齿轮系简化了该工具的组装，防止了齿轮系相对于工具的壳体的旋转，并且减少了齿轮的旋转以允许根据需要将运动传递至棘轮机构。例如，该工具实施了两个连续的齿轮系，这两个连续的齿轮系包含基本相似的部件，以实现目标齿轮系减速。此外，该工具消除了对使用凹入内齿轮中的齿轮架组件来联接部件的额外零件的需求。另外，内齿轮可用于防止齿轮系相对于壳体的旋转，这允许零件自然地装配在一起，而无需额外的零件将部件联接在一起。

特别地，本发明宽泛地包括具有马达的工具，该马达用于将扭矩提供至驱动单元。该工具包括：第一齿轮系，其适于接收来自马达的扭矩；和第二齿轮系，其连续地联接至第一齿轮系。第二齿轮系适于将扭矩从第一齿轮系传递至驱动单元。

在另一个实施例中，本发明宽泛地包括用于工具的齿轮组件，该工具具有用于将扭矩提供至驱动单元的马达。齿轮组件包括适于接收来自马达的扭矩的第一齿轮系。第一齿轮系包括：第一环形齿轮；第一行星齿轮，其布置在第一环形齿轮中并且可操作地联接至马达；以及第一架，其联接至第一行星齿轮。齿轮组件还包括连续地联接至第一齿轮系的第二齿轮系。第二齿轮系适于接收来自第一齿轮系的扭矩。第二齿轮系包括：第二环形齿轮；第二行星齿轮，其布置在第二环形齿轮中并且可操作地联接至第一架；以及第二架，其联接至第二行星齿轮。第二架适于接收来自第一齿轮系的扭矩并且将该扭矩传递至驱动单元。第一行星齿轮和第二行星齿轮也可以是基本相似的。

在又一个实施例中，本发明宽泛地包括具有马达的工具，该马达用于将扭矩提供至驱动单元。该工具包括棘轮壳体，该棘轮壳体包括凹部，该凹部位于棘轮壳体的内侧壁中。该工具还包括布置在棘轮壳体中的第一齿轮系，该第一齿轮系适于接收来自马达的扭矩。第一齿轮系包括第一环形齿轮，该第一环形齿轮包括从该第一环形齿轮的外表面延伸出的第一突起，其中该第一突起适于接合该凹部并且抵抗第一环形齿轮的相对于棘轮壳体的旋转。该工具还可以包括连续地联接至第一齿轮系的第二齿轮系，其中该第二齿轮系适于接收来自第一齿轮系的扭矩并将扭矩传递至驱动单元。第二齿轮系包括第二环形齿轮，该第二环形齿轮包括从该第二环形齿轮的外表面延伸出的第二突起，其中该第二突起适于接合该凹部并且抵抗第二环形齿轮的相对于棘轮壳体的旋转。

附图说明

为了便于理解寻求保护的主题，在附图中示出了其实施例，通过审阅在附图中示出的实施例，并结合以下描述考虑寻求保护的主题，其构造和操作以及许多优点应该很容易被理解和领会。

图1是根据本发明的实施例的工具的侧视图。

图2是图1的工具的头部的侧示透视的分解图。

图3是图1的工具的头部的横截面侧视图。

图4是图3的工具的齿轮架组件的放大横截面侧视图。

图5是工具的内齿轮和壳体的侧视图。

图6是图5的内齿轮和壳体的放大透视图，示出了图5中标有“参见图6”的方框的放大区段。

图7是图5的内齿轮和壳体的分解透视图。

具体实施方式

虽然本发明容许多种不同形式的实施例，但是在附图中示出并且将在本文中详细描述的本发明的优选实施例应作如下理解，即本公开被认为是本发明的原理性示例，并且不旨在将本发明的广泛方面限制于所示实施例。如本文中所用，术语“本发明”不旨在限制本发明的权利要求范围，而是仅为了解释的目的而用于讨论本发明的示例性实施例。

本发明宽泛地涉及诸如棘轮式工具的工具。该工具包括内齿轮组件，该内齿轮组件简化了工具的制造或组装并减小了齿轮的旋转，以通过利用两个连续的齿轮系中的基本相似的部件允许根据需要将运动传递至棘轮机构。该工具还包括齿轮架组件，该齿轮架组件适于凹入内齿轮中，以消除不必要的部件。内齿轮组件还防止内齿轮组件相对于工具的壳体的旋转。例如，内齿轮组件可以包括第一齿轮系和连续地联接至第一齿轮系的第二齿轮系。第一内齿轮和第二内齿轮还可以各自包括从第一内齿轮和第二内齿轮的外表面延伸出的突起，这些突起适于与形成在壳体中的凹槽或凹部接合，以防止内齿轮组件相对于壳体的旋转。

参考图1，示出了工具100，例如棘轮式工具。工具100包括联接到驱动器部分104的手柄部分102。驱动器部分104包括棘轮头组件106，该棘轮头组件106包括例如，棘轮壳体108、驱动器或驱动器凸耳110，以及选择器旋钮112。驱动器110适于经由联接至驱动器110(例如双向棘轮方形或六角形驱动器)的转接器、批头或套筒将扭矩施加至工件(例如紧固件)。如图所示，驱动器110是“阳”连接器，该“阳”连接器设计为装配至阴配对件内或配合地接合阴配对件。然而，驱动器110可以是设计为接合阳配对件的“阴”连接器。驱动器110还可以构造为直接地接合工件，而无需联接至转接器、批头或套筒。驱动器110的旋转方向可以通过顺时针方向或逆时针方向旋转选择器旋钮112来选择。

例如，手柄部分102可以包括包围电动马达的主壳体114、开关组件和一个或多个状态指示器，例如发光二极管。主壳体114可以由紧固在一起并且牢固地联接至棘轮头组件106的两个或更多个蛤壳式(clamshell)壳体部分组装而成。主壳体114可以包括纹理化的抓握部，以在扭矩施加操作的期间改善使用者对工具100的抓握。

在一个实施例中，工具100还包括触发器(未图示)，该触发器可以由用户驱动，以使得工具100运转。例如，用户可以向内按压触发器，以使得从动力源汲取动力，并使得马达在期望的旋转方向上将扭矩施加至驱动器。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以实施任何合适的触发器或开关。

参考图2至图4，工具100包括具有马达驱动齿轮118的马达116，马达116将扭矩提供至工具100，进而将扭矩提供至驱动器110。此外，动力源可以与工具100相关联，以向工具100提供用于驱动马达116的电力的或其他形式的动力，例如液压或气动形式的动力。在一个实施例中，动力源可以容纳在主壳体114的与驱动器110相对的端部中、工具100的中间部分中或工具100的任何其他部分中。动力源也可以是不由工具100所容纳，而是通过例如有线的或无线的方式可操作地联接至工具100的外部部件。在一个实施例中，动力源是电池。

驱动器部分104包括棘轮头组件106，该棘轮头组件106包括棘轮壳体108、驱动器110和选择器旋钮112。驱动器部分104还可以包括马达板120、第一齿轮系122和第二齿轮系124。该棘轮头组件还包括具有曲轴齿轮128的曲轴126。马达板120联接至马达116的端部，其中马达驱动齿轮118延伸穿过马达板120。马达驱动齿轮118旋转，这将旋转力传递至第一齿轮系122，第一齿轮系122将该旋转力递到第二齿轮系124，第二齿轮系124经由曲轴齿轮128将该旋转力传递到曲轴126，曲轴126经由棘轮头组件106将旋转力传递到驱动器110。

第一齿轮系122包括第一内齿轮/环形齿轮130、布置在第一环形齿轮130中的第一行星齿轮132、以及第一架134。第一环形齿轮130包括布置在第一环形齿轮130的内表面上的第一齿轮齿。类似地，第一行星齿轮132包括布置在每个第一行星齿轮132的外表面上的齿轮齿，这些齿轮齿与第一环形齿轮130的第一齿轮齿匹配。第一行星齿轮132的齿轮齿也与马达驱动齿轮118的齿轮齿匹配。虽然在示例性实施例中示出了三个第一行星齿轮132，但是应当理解的是，第一行星齿轮132的数量不限于此，并且可以实施更多或更少的第一行星齿轮132。

第一环形齿轮130也可以是杯形形状的，第一环形齿轮130具有靠近马达板120布置的第一端部131。第一端部131与第一环形齿轮130的侧面一起形成杯形形状，并且该杯形形状允许第一环形齿轮130容纳并保持行星齿轮132。第一端部131还包括孔，该孔容纳并允许马达驱动齿轮118布置为与第一行星齿轮132啮合。第一端部131可以是平坦的并且邻接马达板120，并且有助于保持第一环形齿轮130与马达116轴向地对准。

第一架134包括与其中一个第一行星齿轮132啮合的第一齿轮突起或架销136。第一架134还包括第一齿轮部分138，第一齿轮部分138具有从与第一齿轮突起136相对的端部延伸出的齿轮齿。如图3所示，第一架134可以凹入或布置在第一环形齿轮130的开口/切口中，以进一步消除用于连接或保持内齿轮组件的部件的不必要的零件，并简化了工具100的设计。例如，如图3和图4所示，第一环形齿轮130在其中容纳有第一行星齿轮132的区域中包括第一内径，并且第一环形齿轮130包括容纳第一架134的大于第一内径的第二内径。第一架134的凹入的特征提供了更坚固的设计，并且还可以有助于将油脂或其他润滑剂保持在第一环形齿轮130中以及第一行星齿轮132周围。

第一架134可以经由第一齿轮部分138可操作地联接至第二齿轮系124，以将第一齿轮系122连续地联接至第二齿轮系124。第二齿轮系124包括第二内齿轮/环形齿轮140、布置在第二环形齿轮140中的第二行星齿轮142以及第二架144。第二环形齿轮140包括布置在第二环形齿轮140的内表面上的第二齿轮齿。类似地，第二行星齿轮142包括布置在每个第二行星齿轮142的外表面上的齿轮齿，这些齿轮齿与第二环形齿轮140的第二齿轮齿匹配。第二行星齿轮142的齿轮齿也与第一架134的第一齿轮部分138的齿轮齿匹配。尽管在示例性实施例中示出了六个第二行星齿轮142，但是本领域的普通技术人员将认识到，第二行星齿轮142的数量不限于此，并且可以实施更多或更少的第二行星齿轮142。例如，第二行星齿轮142的数量可以是第一行星齿轮132的数量的倍数。

此外，类似于第一环形齿轮130，第二环形齿轮140也可以是杯形形状的，第二环形齿轮140具有靠近第一架134布置的第二端部141。第二端部141与第二环形齿轮140的侧面一起形成杯形形状，并且该杯形形状允许第二环形齿轮140容纳并保持第二行星齿轮142。第二端部141还包括孔，该孔容纳并允许第一齿轮部分138布置为与第二行星齿轮142啮合。第二端部141可以是平坦的并且邻接第一环形齿轮130和/或第一架134的端部，并且有助于保持第二环形齿轮140与马达116轴向地对准。

第二架144包括与其中一个第二行星齿轮142啮合的第二齿轮突起或架销146。第二架144也可操作地与曲轴齿轮128的齿轮齿联接。然后，曲轴126可以将旋转力或扭矩提供至驱动齿轮和驱动器110，以施加到诸如套筒的附件上，然后施加到工件上。

如图3所示，第二架144也可以凹入或布置在第二环形齿轮140的开口/切口中，以进一步消除用于连接或保持内齿轮组件的部件的不必要的零件，并简化了工具100的设计。例如，如图3和图4所示，第二环形齿轮140在其中容纳有第二行星齿轮142的区域中包括第一内径，并且第二环形齿轮140具有容纳第二架144的第二内径。以与上述类似的方式，第二架144的凹入的特征提供了更坚固的设计，并且还可以有助于将油脂或其他润滑剂保持在第二环形齿轮140中以及第二行星齿轮142周围。

在一个实施例中，第一齿轮系122和第二齿轮系124可包括基本相同的部件，以简化工具100的制造或组装，并且减少部件的旋转以允许根据需要将运动传递至棘轮头组件106。换句话说，第一环形齿轮130可以是与第二环形齿轮140基本上相似的，并且第一行星齿轮132可以是与第二行星齿轮142基本上相似的。另外，第一架销或第一齿轮突起136可以是与第二架销或第二齿轮突起146基本上相似的。使用基本相似的部件允许简化工具100的制造或组装，并且消除了用于连接这些部件的不必要的零件。

如图所示，曲轴126从棘轮头组件106延伸出并由棘轮壳体108容纳。棘轮壳体108还可适于容纳第一齿轮系122和第二齿轮系124，第一齿轮系122和第二齿轮系124将马达116可操作地联接至曲轴126，以驱动驱动器110。

棘轮壳体108也可以联接至主壳体114。例如，棘轮壳体108可包括一个或多个凹口148，以及形成在颈部150上的一个或多个成形的孔150，该颈部150从棘轮壳体108的与棘轮头组件106相对的端部延伸出。主壳体114装配在马达116和棘轮壳体108的颈部152上。主壳体114可以包括一个或多个成形的突起154，一个或多个成形的突起154突出到主壳体114的内部中，并且适于接合一个或多个成形的孔150，以将棘轮壳体108联接到主壳体114。主壳体114还可以包括一个或多个凸台156，一个或多个凸台156突出到主壳体114的内部中，并且适于接合一个或多个凹部148，以将棘轮壳体108联接到主壳体114。成形的突起154和凸台156分别与成形的孔150和凹口148的接合将主壳体114和棘轮壳体120联接在一起，并且抵抗棘轮壳体108相对于主壳体114的轴向运动和旋转运动。

在运转过程中，动力被供给到马达116，以使得马达驱动齿轮118旋转。驱动齿轮118使第一环形齿轮130中的第一行星齿轮132旋转，从而使得第一架134旋转。第一架134的第一齿轮部分138使得第二环形齿轮140中的第二行星齿轮142旋转，从而使得第二架144旋转。第二架144使得曲轴126旋转并将旋转力或扭矩提供至驱动齿轮和驱动器110。

如上面所讨论的，有必要使工具100的各个部件旋转，以将来自马达166的扭矩或旋转力提供至棘轮头组件106，并最终提供至工件。然而，优选的是，棘轮壳体108和内齿轮组件相对于彼此不旋转。例如，参考图5至图7，第一环形齿轮130和第二环形齿轮140中的每一者都可以包括一个或多个突起158，一个或多个突起158沿着环形齿轮130、140的外表面160轴向地延伸。类似地，棘轮壳体108可包括一个或多个相应的凹部162，一个或多个相应的凹部162沿着棘轮壳体108的内表面164轴向地延伸。环形齿轮130、140的突起158接合相应的凹部162，以防止环形齿轮130、140相对于棘轮壳体108的旋转运动，并且有助于使得环形齿轮130、140与马达116轴向地对准。在这样的实施例中，内齿轮组件的各个部件(例如，齿轮或行星齿轮)和曲轴126不受这些部件的旋转限制。而是，如上所述，棘轮壳体108和环形齿轮130、140连接受到旋转限制，并且旋转运动/扭矩可以根据需要传递至驱动器110。

如图所示，存在彼此间隔180度地布置的两个突起158，以及彼此间隔180度地布置的两个对应的凹部162。然而，可以实施多于两个的突起158和对应的凹部162。

如本文中所使用的，术语“联接”及其功能等同物不旨在一定限于两个或更多个部件的直接的机械连接。相反，术语“联接”及其功能等同物旨在表示两个或多个物体、特征、工件和/或环境元素之间的任何直接或间接的机械、电气或化学的连接。在一些示例中，“联接”也意味着一个物体与另一物体是一体的。

在前文的描述和附图中阐述的内容仅作为说明而不是作为限制。虽然已经示出和描述了特定实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离发明人的贡献的更宽泛的方面的情况下，可以进行改变和修改。当以基于现有技术的适当视角来看待时，所寻求的保护的实际范围在后面的权利要求书中限定。