用于电动工具的自动变速装置

摘要

一种用于电动工具的自动变速装置包括：使电机的旋转动力减速并且传递电机的旋转动力的减速机构；滑动以切换减速比的环形齿轮；使得所述环形齿轮移动的凸轮部；与所述凸轮部连接和一起旋转的旋转体；检测所述环形齿轮的位置的位置检测单元；和基于由所述位置检测单元产生的值控制传动电机的驱动的控制单元。构成旋转体的调节齿轮包括用作在旋转方向的预定位置处的定位标记的狭槽部。当调节齿轮的狭槽部被定位在预定的装置侧对齐基准时，旋转体被设置在具有与环形齿轮的相对位置关系的初始位置。

权利要求

1.一种用于电动工具的自动变速装置，其包括：

包括齿轮元件的减速机构，其中所述减速机构使驱动源的旋转动力减速并且传递驱动源的旋转动力；

切换元件，所述切换元件滑动并且移动到所述切换元件与所述减速机构的所述齿轮元件接合的接合位置以切换所述减速机构的减速比；

位置检测器，其检测切换元件向接合位置的移动并且产生表示切换元件已经移动到接合位置的值；

所述自动变速装置的特征在于，包括：

变速电机；

由所述变速电机驱动和旋转以使所述切换元件移动到所述接合位置的凸轮元件；

当由所述变速电机驱动时与所述凸轮元件协同旋转的旋转体，其中所述旋转体包括设置在所述旋转体的旋转方向上的预定位置处的定位标记，并且所述旋转体以与所述切换元件呈预定的相对位置关系而定位在初始位置；和基于由所述位置检测器产生的所述值控制所述变速电机的驱动的控制器，其中所述位置检测器检测切换元件到接合位置的移动并且当所述旋转体从所述初始位置旋转过预定的旋转角度时，所述位置检测器产生表示所述切换元件已经移动到所述接合位置的值，并且当所述定位标记与预定的装置侧定位基准对齐时，所述旋转体被定位在所述初始位置。

2.根据权利要求1所述的用于电动工具的自动变速装置，其中所述旋转体包括由变速电机驱动和旋转的检测轴和与所述检测轴一体旋转的调节齿轮，所述调节齿轮包括通过切除定位在对应于所述装置侧定位基准的位置的齿形成的并且被用作所述定位标记的狭槽，并且所述位置检测器产生对应于所述检测轴的旋转角度的值。

3.根据权利要求1或2所述的用于电动工具的自动变速装置，其包括：容纳所述变速电机和所述位置检测器并且支撑所述旋转体以使得所述旋转体可旋转的容纳外壳，其中所述装置侧定位基准被设置在所述容纳外壳中的预定位置处；和当所述旋转体的所述定位标记与所述容纳外壳的所述装置侧定位基准对齐时，所述切换元件被定位在所述接合位置并且所述位置检测器产生表示所述切换元件被定位在所述接合位置的值。

4.根据权利要求1或2所述的用于电动工具的自动变速装置，其还包括：由所述变速电机驱动和旋转的旋转轴；

与所述旋转轴一体旋转的输出齿轮；和

支撑所述旋转轴和所述旋转体以使得所述旋转轴和所述旋转体可旋转的容纳外壳，其中所述凸轮元件包括

包括凸轮部的主体，所述凸轮部引导所述切换元件的运动，从所述主体突出并且包括弧形外周表面的接合部，其中所述接合部包括齿形接合部，所述齿形接合部被布置在所述弧形外周表面的远端上并且能够与所述输出齿轮接合，和在所述接合部的远端的一部分中形成的对齐凹槽，其中所述对齐凹槽包括距所述外周表面的固定深度，并且所述容纳外壳包括对齐突起，所述对齐突起能够在所述旋转轴和所述旋转体连接到所述容纳外壳时插入穿过所述对齐凹槽。

5.根据权利要求1或2所述的用于电动工具的自动变速装置，其还包括：由所述变速电机驱动和旋转的旋转轴；

与所述旋转轴一体旋转的输出齿轮；和

支撑所述旋转轴和所述旋转体以使得所述旋转轴和所述旋转体可旋转的容纳外壳，其中所述凸轮元件包括

包括凸轮部的主体，所述凸轮部引导所述切换元件的移动，从所述主体突出并且包括弧形外周表面的接合部，其中所述接合部包括齿形接合部，所述齿形接合部被布置在所述弧形外周表面的远端上并且能够与所述输出齿轮接合，和从所述主体突出越过所述接合部的对齐板，其中所述对齐板包括通过切除所述对齐板的远端的一部分形成的对齐凹槽，并且所述输出齿轮包括对齐突起，所述对齐突起能够在所述旋转轴和所述旋转体被连接到所述容纳外壳时插入穿过所述对齐凹槽。

6.根据权利要求4所述的用于电动工具的自动变速装置，其中所述对齐凹槽被朝向所述接合部的远端的一端形成，并且当所述齿形接合部的定位在对应于所述对齐凹槽的位置的齿与所述输出齿轮接合时，所述凸轮元件使所述切换元件布置在所述接合位置。

说明书

用于电动工具的自动变速装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于电动工具的自动变速装置，所述自动变速装置能够切换减速比。

背景技术

[0002] 在现有技术中，有包括减速机构的电动工具，所述减速机构使得是驱动源的电机减速并且传递电机的旋转动力，并且所述减速机构通过滑动减速机构的切换元件来切换减速比(例如，专利文献1)。

[0003] 专利文献1的电动工具包括使得切换元件滑动的变速致动器、检测电机的驱动状态的驱动状态检测器、检测切换元件滑动的位置的滑动位置检测器和控制变速致动器的驱动的控制器。控制器根据驱动状态检测器和滑动位置检测器的检测结果控制变速致动器的驱动以自动地切换减速比。

[0004] 额外地，作为滑动位置检测器的示例，专利文献1的第四实施例示出了检测旋转变速致动器的旋转状态的位移传感器。切换元件与变速致动器的旋转协同移动。因此，位移传感器通过检测变速致动器的旋转状态间接地检测切换元件的位置。

[0005] 用于切换减速比的切换元件的移动距离和用于使得切换元件移动的变速致动器的旋转角度被根据减速比的数量提前设置。位移传感器被设置成使得当变速致动器的旋转角度从沿旋转方向的预定初始位置达到使得切换元件移动所需要的角度时，位移传感器产生对应于切换的减速比的值。

[0006] 例如，变速致动器在对应于用于大减速比的低速旋转模式的旋转角度与对应于用于小减速比的高速旋转模式的旋转角度之间旋转。当变速致动器的旋转角度达到对应于低速旋转模式的旋转角度时，位移传感器产生对应于大减速比的值。当变速致动器的旋转角度达到对应于高速旋转模式的旋转角度时，位移传感器产生对应于小减速比的值。因此，基于由位移传感器提供的值，控制器确定当前的减速比和减速比的切换是否已经完成。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：日本公开特许公报No.2012-16760

发明内容

[0010] 本发明要解决的问题

[0011] 作为前提，位移传感器和变速致动器相对于定位在预定位置的切换元件具有预设的位置关系。如果位移传感器被合并到装置中而不建立相对位置关系，即使位移传感器产生对应于预定减速比的值，切换元件也可能不能达到目标位置。在这种情况下，电机可能在切换元件没有与对应的元件接合的状态下被驱动。

[0012] 当将部件(诸如位移传感器)连接到装置时，需要随后检查该部件是否符合相对于切换元件的位置关系。额外地，当不符合相对位置关系时，相对位置关系需要被修正。以此方式，时间和精力是必要的以检查和修正该部件相对于切换元件的位置关系。

[0013] 本发明的目标是提供一种允许部件的容易定位的用于电动工具的自动变速装置。

[0014] 解决问题的方案

[0015] 为了解决上述问题，根据本发明的用于电动工具的自动变速装置包括减速机构，所述减速机构包括齿轮、切换元件、变速电机、凸轮元件、旋转体、位置检测器和控制器。减速机构使得驱动源的旋转动力减速并且传递驱动源的旋转动力。切换元件滑动并移动到切换元件与减速机构的齿轮元件接合的位置以切换减速机构的减速比。凸轮元件由变速电机驱动并旋转以使得切换元件移动到接合位置。当由变速电机驱动时，旋转体协同凸轮元件旋转。旋转体包括设置在旋转体的旋转方向上的预定位置处的定位标记并且旋转体以与切换元件呈预定的相对位置关系而定位在初始位置。当旋转体从初始位置旋转过预定的旋转角度时，位置检测器检测切换元件向接合位置的移动并且产生表示切换元件已经移动到接合位置的值。控制器基于位置检测器产生的值控制变速电机的驱动。当定位标记与预定的装置侧定位基准对齐时，旋转体被定位在初始位置。

[0016] 优选地，在上述实施例中，旋转体包括由变速电机驱动和旋转的检测轴和与检测轴一体旋转的调节齿轮，调节齿轮包括通过切除定位在对应于装置侧定位基准的位置处的齿而形成的并且被用作定位标记的狭槽，并且位置检测器产生对应于检测轴的旋转角度的值。

[0017] 优选地，上述实施例包括容纳变速电机和位置检测器并且支撑旋转体以使得旋转体可旋转的容纳外壳。装置侧定位基准在容纳外壳中被设置在预定的位置。当旋转体的定位标记与容纳外壳的装置侧定位基准对齐时，切换元件被定位在接合位置并且位置检测器产生表示切换元件被定位在接合位置的值。

[0018] 优选地，上述实施例包括由变速电机驱动和旋转的旋转轴、与旋转轴一体旋转的输出齿轮和支撑旋转轴和旋转体以使得旋转轴和旋转体可旋转的容纳外壳。凸轮元件包括主体、接合部和对齐凹槽。主体包括引导切换元件的移动的凸轮部。接合部从主体突出并且包括弧形外周表面。接合部包括被布置在弧形外周表面的远端上并且能够与输出齿轮接合的齿形接合部。对齐凹槽在接合部的远端的一部分中形成。对齐凹槽包括距外周表面的固定深度。容纳外壳包括对齐突起，所述对齐突起能够在旋转轴和旋转体被连接到容纳外壳时插入穿过对齐凹槽。

[0019] 优选地，上述实施例包括由变速电机驱动和旋转的旋转轴、与旋转轴一体旋转的输出齿轮和支撑旋转轴和旋转体以使得所述旋转轴和所述旋转体可旋转的容纳外壳。凸轮元件包括主体、接合部和对齐板。主体包括引导切换元件的移动的凸轮部。接合部从主体突出并且包括弧形外周表面。接合部包括布置在弧形外周表面的远端上并且能够与输出齿轮接合的齿形接合部。对齐板从主体突出越过接合部。对齐板包括通过切除对齐板的远端的一部分形成的对齐凹槽。输出齿轮包括在旋转轴和旋转体被连接到容纳外壳时能够插入穿过对齐凹槽的对齐突起。

[0020] 优选地，在上述实施例中，对齐凹槽被朝向接合部的远端的一端形成，并且当定位在对应于对齐凹槽的位置处的齿形接合部的齿与输出齿轮接合时，凸轮元件使得切换元件定位在接合位置。

[0021] 本发明的效果

[0022] 本发明提供一种允许部件容易定位的用于动力工具的自动变速装置。

附图说明

[0023] 图1是示出根据本发明的第一实施例的电动工具的示意性构造的横截面图。

[0024] 图2是在低速旋转模式下自动变速装置的横截面图。

[0025] 图3是在高速旋转模式下自动变速装置的横截面图。

[0026] 图4是包括凸轮孔的凸轮元件的部分的侧视图。

[0027] 图5是示出检测轴的旋转角度与从位置检测器的电压输出的关系的曲线图。

[0028] 图6是当装配变速致动器时得到的立体图。

[0029] 图7是当装配第二实施例的变速致动器时得到的立体图。

[0030] 图8是第二实施例的自动变速装置的横截面图。

[0031] 图9是示出第三实施例的变速凸轮板和输出齿轮的立体图。

具体实施方式

[0032] 现在将参考附图描述根据本发明的实施例的自动变速装置。

[0033] 第一实施例

[0034] 如图1所示，第一实施例的电动工具11被用作例如电动驱动器并且包括主体外壳12，如从一旁所观察到的，所述主体外壳12整体上是T形的。主体外壳12包括筒状体部13和握持部14，所述握持部14从体部13的沿纵向方向的中间部延伸。能够被朝向握持部14牵拉的致动指令开关15布置在握持部14的在体部13侧的端部上。

[0035] 在下文的描述中，握持部14的延伸方向被称为向下方向。与向下方向相反的方向被称为向上方向。额外地，在体部13的纵向方向，握持部14的布置致动指令开关15的一侧被称为前侧。与前侧相反的一侧被称为后侧。

[0036] 用作驱动源的电机16被容纳在主体外壳12的体部13的后侧。当致动指令开关15被操作时，电机16被驱动。使得电机16的旋转动力减速并且传递电机16的旋转动力的减速机构18和传递通过减速机构18传递的旋转动力的驱动传递单元19在电机16前面被容纳在体部13内。减速机构18和驱动传递单元19被沿着朝向前延伸的电机16的输出轴
17的轴向布置。

[0037] 前端工具(bit)21被以可移除地方式附接到驱动传递单元19的远端部20。前端工具21由通过减速机构18和驱动传递单元19传递的电机16的旋转动力旋转。

[0038] 减速机构18包括筒状的并且具有闭合端部的齿轮外壳22和容纳在齿轮外壳22中的行星减速机构。齿轮外壳22的侧壁包括两个通孔23，所述两个通孔被定位在输出轴17的轴线AX1的相反侧并且所述两个通孔在输出轴17的轴向是细长的。减速机构18包括容纳在齿轮外壳22中并且可以沿着输出轴17的轴向滑动的环形齿轮24。环形齿轮24形成行星减速机构的一部分。

[0039] 环形齿轮24在第一接合位置和第二接合位置之间滑动，在所述第一和第二接合位置处，环形齿轮24接合形成减速机构18的行星减速机构的齿轮元件。这在两级之间切换减速机构18传递的旋转动力的减速比。在第一实施例中，在定位在相对朝向后侧并且由图1的双点划线所表示的第一接合位置，环形齿轮24与用作形成行星减速机构的齿轮元件的第一级托架18a和第二级行星齿轮18b接合。当环形齿轮24被定位在第一接合位置时，减速机构18转换到用于小减速比的高速旋转模式。

[0040] 当环形齿轮24从第一接合位置朝向前移动时，环形齿轮24从托架18a分离。而且，当环形齿轮24移动到由图1的虚线表示的相对前方的第二接合位置时，环形齿轮24与用作形成减速机构18的齿轮元件的行星齿轮18b和固定齿部18c接合。齿轮外壳22的内壁包括固定齿部18c。当环形齿轮24被定位在第二接合位置时，减速机构18转换到用于大减速比的低速旋转模式。

[0041] 在第一实施例中，当环形齿轮24从第二接合位置移动到第一接合位置时，减速机构18从低速旋转模式切换到高速旋转模式。当环形齿轮24从第一接合位置移动到第二接合位置时，减速机构18从高速旋转模式切换到低速旋转模式。在第一实施例中，减速机构18被在该处切换到低速旋转模式的第二接合位置被设置为环形齿轮24的初始位置。

[0042] 在第一实施例中，初始位置对应于基准位置，该基准位置被预设成使得与减速比的切换相关的各部件(诸如环形齿轮24)具有相对位置关系。当所述部件被连接到主体外壳12时，所述部件被定位成使得每个部件定位在预定的初始位置处。

[0043] 移动环形齿轮24以切换减速比的变速致动器25在减速机构18之下被定位在主体外壳12的体部13内。变速致动器25包括容纳外壳26，所述容纳外壳在电机16的轴向方向是纵向细长的。容纳外壳26容纳形成变速致动器25的多个部件。容纳所述部件的容纳外壳26被通过螺钉紧固到主体外壳12。

[0044] 容纳外壳26容纳能够产生沿向前和向后方向的旋转的变速电机27和使变速电机27的输出轴28的旋转动力减速并且传递变速电机27的输出轴28的旋转动力的动力传递单元29。变速电机27被布置在容纳外壳26中的后部位置处以使得变速电机27的输出轴
28的轴线AX2平行于电机16的轴线AX1。

[0045] 现在将描述在容纳外壳26中定位在变速电机27的前侧的动力传递单元29的结构。

[0046] 驱动齿轮30被固定到变速电机27的输出轴28以使得驱动齿轮30与输出轴28一体地旋转。在输出轴28之下，连接轴31由容纳外壳26可旋转地支撑，并且第一减速齿轮32与连接轴31一体旋转并且与驱动齿轮30接合。第一正齿轮33被连接到第一减速齿轮32被布置于其上的与后端相反的连接轴31的前端，以使得第一正齿轮33与连接轴31一体旋转。

[0047] 在连接轴31之上，与所述连接轴31平行的旋转轴34由容纳外壳26可旋转地支撑。与第一正齿轮33接合的第二减速齿轮35被连接到旋转轴34并且与旋转轴34一体旋转。额外地，第二正齿轮36在第二减速齿轮35的前侧被连接到旋转轴34以使得第二正齿轮36与旋转轴34一体旋转。而且，输出齿轮37在第二减速齿轮35的后侧被连接到旋转轴34以使得输出齿轮37与旋转轴34一体旋转。

[0048] 轴向与连接轴31的轴向对齐的传动轴38被支撑在连接轴31的前部并且由容纳外壳26可旋转地支撑。传动轴38的后端被连接到与第二正齿轮36接合的第三减速齿轮39以使得第三减速齿轮39与传动轴38一体旋转。额外地，第三正齿轮40在第三减速齿轮
39的前部被连接到传动轴38以使得第三正齿轮40与传动轴38一体旋转。

[0049] 轴向与输出轴28和旋转轴34的轴向对齐的检测轴41被定位在旋转轴34前部并且由容纳外壳26可旋转地支撑。与第三正齿轮40接合的调节齿轮42被连接到检测轴41的后端以使得调节齿轮42与检测轴41一体旋转。由变速电机27驱动和旋转的检测轴41以及与检测轴41一体旋转的调节齿轮42形成旋转体44。检测轴41的前端被连接到由容纳外壳26支撑的位置检测器43。

[0050] 如从容纳外壳26一旁看到的，与轴线AX2重叠的容纳外壳26的位置被设置为装置侧定位基准。与检测轴41一体旋转的调节齿轮42包括在沿旋转方向的预定位置处的定位标记。

[0051] 在第一实施例中，调节齿轮42包括通过从对应于装置侧定位基准的位置切除齿而形成的狭槽42a。狭槽42a被设置为定位标记。旋转体44被构造成当调节齿轮42的狭槽42a被定位在装置侧定位基准处时定位在初始位置。

[0052] 在动力传递单元29中，旋转轴34和输出齿轮37由变速电机27驱动和旋转。检测轴41和调节齿轮42与由变速电机27驱动和旋转的旋转轴34协同旋转。在这种情况下，变速电机27的旋转动力通过第一减速齿轮32和第二减速齿轮35减速并且被传递到旋转轴34。额外地，通过第三减速齿轮39和调节齿轮42，旋转动力被从旋转轴34中的速度进一步减速并且被传递到检测轴41。位置检测器43通过输出对应于检测轴41的旋转角度的电输出而检测环形齿轮24的位置。

[0053] 靠近容纳外壳26的纵向中间部，变速致动器25包括从上侧与动力传递单元29的输出齿轮37接合的凸轮元件45。凸轮元件45由变速电机27驱动和旋转。这使得环形齿轮24在第一和第二接合位置之间滑动。在第一实施例中，减速机构18和变速致动器25形成电动工具11的自动变速装置。

[0054] 电机16、变速电机27和位置检测器43被电连接到容纳在主体外壳12中的控制器46。电机16的输出轴17包括用来检测电机16的旋转速度的旋转检测器47。而且，用来检测供应到电机16的电流的电流检测器48被布置在电机16与控制器46之间。旋转检测器47和电流检测器48形成检测电机16的驱动状态的驱动状态检测器49。

[0055] 容纳外壳26包括在从前侧观察时布置在容纳外壳26的右侧的外壳元件26a。外壳元件26a包括朝向左开口的容纳凹部50。容纳凹部50被形成为与变速电机27和动力传递单元29的轮廓相符合。

[0056] 如图2所示，容纳外壳26包括外壳元件26a和与外壳元件26a相结合的外壳元件26b。外壳元件26b包括容纳凹部(未示出)，所述容纳凹部被形成为与容纳凹部50对称并且朝向右开口。外壳元件26b被通过螺钉紧固到外壳元件26a以覆盖外壳元件26a的开口。这形成了容纳外壳26。

[0057] 外壳元件26a的横向长度被设置为长于外壳元件26b的横向长度。为了简化附图，图2省略了部件(诸如形成减速机构18的托架18a、行星齿轮18b和固定齿部18c)的图示。

[0058] 向上开口的开口26c靠近沿纵向(正交于图2的平面的方向)的纵向中心部布置在外壳元件26a和26b中。输出齿轮37的上部通过容纳外壳26中的开口26c露出。在容纳外壳26中露出的输出齿轮37的齿与凸轮元件45接合。

[0059] 凸轮元件45包括在从前部观察时为弧形的主体45a和从主体45a沿径向向外突出的接合部51。两个凸轮孔52(52A和52B)接近主体45a的两个周向端部形成。在从前侧观察时定位在左侧的凸轮孔52A包括定位在从上端向下延伸的直部中的第一保持部53H和定位在从凸轮孔52A的下端向上延伸的直部中的第二保持部53L。

[0060] 从前侧观察时定位在右侧的凸轮孔52B包括布置在从上端向下延伸的直部中的第二保持部53L和布置在从凸轮孔52B的下端侧向上延伸的直部中的第一保持部53H。接合部51的弧形远端包括能够与输出齿轮37接合的齿形接合部54。

[0061] 在凸轮元件45中，齿轮外壳22的筒状侧壁被布置在主体45a的内侧。齿轮外壳22容纳环形齿轮24。环形齿轮24的外周表面包括沿着周向延伸的凹槽24a。支撑元件55被配合到凹槽24a中以使得支撑元件55能够沿着环形齿轮24滑动。

[0062] 支撑元件55包括在沿着环形齿轮24的外周表面从前侧观察时为拱形的支撑主体56和从支撑主体56的两端沿径向向外侧笔直延伸的两个插入部57(57A和57B)。支撑元件55的两个插入部57从内侧延伸穿过齿轮外壳22的两个通孔23并且进一步延伸穿过凸轮元件45的两个凸轮孔52。

[0063] 当输出齿轮37与定位在齿形接合部54的一端(在图2中右端)的齿接合时，支撑元件55的插入部57A被定位在凸轮孔52A的第二保持部53L上并且支撑元件55的插入部57B被定位在凸轮孔52B的第二保持部53L上。在这种情况下，环形齿轮24被定位在是初始位置的第二接合位置(由图1的虚线表示的相对前侧的位置)，并且减速比被设置至低速旋转模式。在下文的描述中，在这种情况下的凸轮元件45的位置被称为低速位置。凸轮元件45的低速位置被设置为初始位置。

[0064] 当输出齿轮37从如图2所示的位置沿着顺时针方向旋转时，凸轮元件45沿逆时针方向旋转。如图3所示，当输出齿轮37的旋转角度达到旋转角度α1时，定位在齿形接合部54的另一端(图3中左端)的齿与输出齿轮37接合。在这种情况下，支撑元件55的插入部57A被定位在凸轮孔52A的第一保持部53H上，并且支撑元件55的插入部57B被定位在凸轮孔52B的第一保持部53H上。当凸轮元件45旋转时，环形齿轮24从第二接合位置移动到第一接合位置(由图1的双点划线表示的相对后部的位置)。这使得减速比从低速旋转模式切换到高速旋转模式。在下文的描述中，上述的凸轮元件45的位置被称为高速位置。

[0065] 以相同的方式，当输出齿轮37从如图3所示的位置沿逆时针方向旋转时，凸轮元件45沿顺时针方向旋转。当输出齿轮37的旋转角度达到旋转角度-α1时，如图2所示，凸轮元件45从高速位置返回到低速位置。在这种情况下，环形齿轮24从第一接合位置移动到第二接合位置。这使得减速比从高速旋转模式切换到低速旋转模式。

[0066] 如图4所示，凸轮孔52具有对应于环形齿轮24的移动的弯曲形状。更具体地，凸轮孔52包括凸轮部58，所述凸轮部58在从一旁观察时沿着相对于轴线AX1倾斜45°的方向延伸并且连接第一保持部53H的下端和第二保持部53L的上端。

[0067] 齿轮外壳22的通孔23是平行于轴线AX1细长的。这允许支撑元件55沿轴向的移动并且限制支撑元件沿竖直方向的移动，所述支撑元件55的插入部57延伸穿过凸轮孔52。因此，当凸轮元件45从低速位置朝向高速位置旋转时，随着延伸穿过凸轮孔52的插入部57滑动接触凸轮部58，支撑元件55与环形齿轮24一起沿着通孔23向后移动(图4中向左)。也就是，在凸轮元件45的主体45a中形成的凸轮部58协同凸轮元件45的旋转沿轴向引导环形齿轮24。

[0068] 当凸轮元件45从高速位置朝向低速位置旋转时，随着延伸穿过凸轮孔52的插入部57滑动接触凸轮部58，支撑元件55与环形齿轮24一起沿着通孔23向前(图4中向右)移动。以此方式，环形齿轮24协同凸轮元件45的旋转在第一和第二接合位置之间滑动。

[0069] 现在将描述位置检测器43。

[0070] 检测轴41的旋转角度α和由位置检测器43产生的电压V被提前设置以具有如图5所示的恒定的关系。

[0071] 检测轴41与旋转轴34协同旋转。旋转轴34与使得凸轮元件45旋转的输出齿轮37一体旋转。当旋转轴34旋转过旋转角度α1以使得减速比被从低速旋转模式切换到高速旋转模式时，检测轴41旋转过旋转角度α2。当旋转轴34旋转过旋转角度-α1以使得减速比被从高速旋转模式切换到低速旋转模式时，检测轴41旋转过旋转角度-α2。旋转角度α1和α2具有基于由第三减速齿轮39和调节齿轮42确定的减速比的恒定的关系。

[0072] 当环形齿轮24被定位在是初始位置的第二接合位置时，凸轮元件45被定位在是初始位置的低速位置，并且旋转体44的狭槽42a被定位在与装置侧定位基准对齐的初始位置。以此方式，当环形齿轮24、凸轮元件45和旋转体44的每个定位在对应的初始位置以建立预设的相对位置关系时，位置检测器43输出与环形齿轮24所处的第二接合位置对应的电压V2。也就是，当减速比在低速旋转模式L时，位置检测器43产生用作初始值的电压V2。

[0073] 当检测轴41开始从初始位置旋转时，由位置检测器43产生的电压V根据检测轴41的旋转角度逐渐减小。当检测轴41的旋转角度从初始位置达到使环形齿轮24从第二接合位置移动到第一接合位置所需要的旋转角度α2时，位置检测器43产生对应于第一接合位置的电压V1。也就是，当减速比在高速旋转模式H时，位置检测器43产生电压V1。

[0074] 以相同的方式，当位置检测器43产生电压V1时，如果检测轴41开始沿着相反方向旋转，由位置检测器43产生的电压V根据检测轴41的旋转角度逐渐增大。当检测轴41沿着相反方向旋转到使得环形齿轮24从第一接合位置移动到第二接合位置所需要的旋转角度-α2时，位置检测器43产生电压V2。

[0075] 以此方式，当旋转体44的旋转角度达到使得环形齿轮24移动到接合位置所需要的旋转角度时，位置检测器43在移动之后产生对应于该接合位置的值。这间接地检测环形齿轮24的位置。基于由位置检测器43产生的电压V，控制器46确定环形齿轮24是否已经到达接合位置、环形齿轮24所定位在的接合位置和减速比的模式。

[0076] 现在将参考图1描述由自动变速装置操作的减速比的切换。

[0077] 控制器46基于由位置检测器43的检测结果确定的当前的减速比和驱动状态检测器49的检测结果控制并驱动变速电机27。例如，在低速旋转模式期间，当驱动状态检测器49检测到施加到电机16的负载达到预定水平时，控制器46驱动变速电机27以沿着向前的方向旋转以使得环形齿轮24从第二接合位置向后滑动。当环形齿轮24移动到第一接合位置时，减速比被切换到高速旋转模式。

[0078] 更具体地，当流过电机16的电流变得大于或等于预定的值、电机16的旋转角度变得小于或等于预定的值等时，驱动状态检测器49检测施加到电机16的负载已经达到预定水平。以此方式，在电动工具11中，减速比被根据电机16的驱动状态自动地切换。

[0079] 当从位置检测器43的检测结果中确定环形齿轮24定位在第一和第二接合位置之间时，控制器46可以暂时停止驱动变速电机27并且暂时增大电机16的旋转动力。

[0080] 也就是，当环形齿轮从一个齿轮元件分离时，惯性继续使得环形齿轮旋转。当环形齿轮被移动并且与另一齿轮元件接合时，反作用力被从另一齿轮元件施加到环形齿轮。因此，当暂时停止驱动变速电机27以暂时停止环形齿轮24的移动时，电机16的旋转动力的增大使得当环形齿轮24接触另一齿轮元件时施加到环形齿轮24的反作用力增大。反作用力使得由惯性导致的环形齿轮24的旋转速度降低。这减小了当环形齿轮24与另一齿轮元件接合时产生的冲击。

[0081] 现在将依次参考图1、图6和图2描述当将自动变速装置连接到主体外壳12时部件的对齐。

[0082] 当使自动变速装置连接到主体外壳12时，位置检测器43、旋转体44、凸轮元件45和环形齿轮24的每个被定位在如图1所示的对应的初始位置。

[0083] 当使动力传递单元29连接到外壳元件26a时，狭槽42a首先与装置侧定位基准对齐，并且调节齿轮42被定位在轴线AX2中。在这种情况下，狭槽42a被定位在外壳元件26a的外侧或开口侧。也就是，被设置在容纳外壳26中的装置侧定位基准被设置在在从外壳元件26a的开口侧观察时与轴线AX2重叠的位置处。

[0084] 当位置检测器43与旋转体44的检测轴41对齐时，位置检测器43被连接到容纳外壳26。因此，当在旋转体44的调节齿轮42中的狭槽42a与装置侧定位基准对齐时，位置检测器43产生对应于第二接合位置的电压V2。

[0085] 在将变速电机27和动力传递单元29合并到外壳元件26a中之后，如图6所示，外壳元件26b被连接到外壳元件26a。外壳元件26a和26b包括两个间隔壁59和60，所述间隔壁59和60(正交于第一实施例延伸)与轴线AX2相交并且定位在开口26c的相反侧处。因此，当两个外壳元件26a和26b被连接时，输出齿轮37的上部通过开口26c从容纳外壳
26露出，同时容纳外壳26容纳并隐蔽其他部件。

[0086] 凸轮元件45被如图6的箭头所示从上方附接到通过容纳外壳26的开口26c露出的输出齿轮37。在这种情况下，齿形接合部54的端部齿(在该实施例中右端)与输出齿轮37接合以使得凸轮元件45被定位在是初始位置的低速位置。

[0087] 而且，如图2所示，定位在是初始位置的低速位置处的凸轮元件45与包括定位在是初始位置的第二接合位置的环形齿轮24的减速机构18结合。这使得支撑元件55的插入部57布置在凸轮孔52的第二保持部53L中并且定位凸轮元件45和环形齿轮24。

[0088] 因此，当旋转体44的狭槽42a与装置侧定位基准对齐时，环形齿轮24被定位在第二接合位置处，并且每个部件被定位成使得位置检测器43产生对应于第二接合位置的电压V2。因此，如上所述对齐的减速机构18和变速致动器25被连接到主体外壳12。这建立用来切换减速比的位置检测器43、旋转体44、凸轮元件45和环形齿轮24的相对位置关系。

[0089] 现在将描述自动变速装置的操作。

[0090] 在自动变速装置中，当调节齿轮42的狭槽42a与被设置在容纳外壳26中的装置侧定位基准对齐时，环形齿轮24被定位在第二接合位置。在这种情况下，位置检测器43产生对应于第二接合位置的电压V2。

[0091] 如果调节齿轮42的狭槽42a当被连接到容纳外壳26时从装置侧定位基准移位，即使位置检测器43产生电压V2，环形齿轮24可以不被定位在第二接合位置。因此，当被连接到容纳外壳26和主体外壳12时，需要适当地将是自动变速装置的部件的环形齿轮24、凸轮元件45和检测轴41定位在对应的初始位置。

[0092] 然而，与环形齿轮24和凸轮元件45相比较，难以可视地检查位置检测器43连接到其的检测轴41是否定位在初始位置。针对此，在第一实施例中，与检测轴41一体旋转的调节齿轮42包括狭槽42a。因此，检测轴41是否定位在初始位置的确定可以通过使用调节齿轮42的狭槽42a作为标记而容易地确定。

[0093] 也就是，当装配自动变速装置时，通过观察或触摸狭槽42a，检测轴41和位置检测器43可以被容易地定位。装置侧定位基准被设置在从一旁观察时与轴线AX2重叠的位置处，所述位置是外壳元件26a的开口侧。这允许使用输出轴28或旋转轴34的轴向作为标记进行对齐，并且不需要使用施加到外壳元件26a的可视标记作为装置侧定位基准。

[0094] 第一实施例的自动变速装置具有下述的优点。

[0095] (1)调节齿轮42的可视狭槽42a被设置为定位标记以使得旋转体44能够与提前设置的装置侧定位基准对齐。这允许是自动变速装置的部件的位置检测器43与旋转体44相对于装置容易的对齐。

[0096] (2)在旋转体44中，通过切除在对应于装置侧定位基准的位置的调节齿轮42的齿形成的狭槽42a被设置为定位标记。因此，除了可视检查之外，狭槽42a可以在进行与装置侧定位基准对齐时被触摸。与当通过漆等绘制定位标记时相比较，当发生滑动等时定位标记将不会被擦除。这提供进一步有保证的标记。

[0097] (3)当是旋转体44的定位标记的狭槽42a与设置在容纳外壳26中的装置侧定位基准对齐时，环形齿轮24被定位在第二接合位置处。第二接合位置被设置为对应于旋转体44的初始位置的环形齿轮24的初始位置。这容易地允许旋转体44与环形齿轮24以相对位置关系对齐。

[0098] 第二实施例

[0099] 现在将参考图7和图8描述根据本发明的第二实施例的自动变速装置。

[0100] 如图7所示，第二实施例在以下方面不同于第一实施例，即，凸轮元件45B的接合部51包括对齐凹槽61并且形成容纳外壳26D的外壳元件26a包括对齐突起62。

[0101] 更具体地，在第二实施例的凸轮元件45B中，接合部51的前表面包括对齐凹槽61，所述对齐凹槽61在远端(在第二实施例中右端)在外周表面的一部分中沿接合部51的突出方向延伸。而且，对齐凹槽61具有距外周表面的固定深度。额外地，接合部51包括凹部63，所述凹部在主体45a与齿形接合部54之间沿着齿形接合部54延伸并且具有沿接合部
51的厚度方向的固定的深度。对齐凹槽61的更靠近主体45a的端部与凹部63的内侧连通。

[0102] 对齐突起62在外壳元件26a的开口侧处的端部从靠近间隔壁60的上端向后并朝向间隔壁59突出。对齐突起62沿横向的长度被设置为短于对齐凹槽61沿横向的长度。而且，对齐突起62沿竖直方向的长度被设置为短于凹部63沿接合部51的突出方向的长度。这允许容纳外壳26D的对齐突起62插入穿过凸轮元件45B的对齐凹槽61。

[0103] 现在将描述以上述方式构造的第二实施例的自动变速装置的操作。

[0104] 当凸轮元件45B如图7通过箭头所示从上方连接到容纳变速致动器25的部件的容纳外壳26D时，容纳外壳26D的对齐突起62可以被从凸轮元件45B的对齐凹槽61的下侧插入。

[0105] 如图8所示，当被定位在对应于对齐凹槽61的位置处的齿形接合部54的齿与输出齿轮37接合时，凸轮元件45B被定位在是初始位置的低速位置。也就是，凸轮元件45B和容纳外壳26D使用对齐凹槽61和对齐突起62彼此对齐。这使得凸轮元件45B定位在是初始位置的低速位置。额外地，以上述方式对齐的凸轮元件45B使得环形齿轮24定位在第二接合位置。这间接地使得旋转体44和环形齿轮24通过凸轮元件45B彼此对齐。

[0106] 当凸轮元件45B的齿形接合部54与输出齿轮37接合时，容纳外壳26D的对齐突起62延伸穿过凸轮元件45B的接合部51的对齐凹槽61并且被定位在凹部63中。因此，当凸轮元件45B根据输出齿轮37的旋转而旋转时，对齐突起62定位在凹部63中。这防止了对齐突起62干扰接合部51的对齐凹槽61。

[0107] 除了优点(1)至(3)之外，第二实施例还具有以下优点。

[0108] (4)当输出齿轮37与凸轮元件45B接合时，容纳外壳26D的对齐突起62延伸穿过在接合部51中形成的对齐凹槽61。这允许凸轮元件45B以预定的角度连接到容纳外壳26D。连接位置被设置为对应于旋转体44的初始位置的凸轮元件45B的初始位置。这容易地允许具有相对位置关系的凸轮元件45B和旋转体44的对齐。而且，环形齿轮24在第二接合位置所处的位置被设置为凸轮元件45B的初始位置。这容易地允许凸轮元件45B和环形齿轮24以相对位置关系定位。

[0109] 第三实施例

[0110] 现在将参考图9描述根据本发明的第三实施例的自动变速装置。

[0111] 如图9所示，第三实施例在以下方面不同于第一实施例，即，凸轮元件45C的接合部51包括对齐凹槽61A并且输出齿轮37A包括对齐突起62A。

[0112] 具体地，在第三实施例的凸轮元件45C中，接合部51的前表面包括对齐板64。对齐板64被形成为从主体45a延伸越过接合部51。对齐板64包括通过切除对齐板64的远端的一部分而形成的对齐凹槽(61A)。更具体地，对齐板64包括从主体45a的外周表面沿着接合部51的两个径向端部延伸的延伸部64a以及远端部64b，所述远端部64b从两个延伸部64a的远端沿着齿形接合部54延伸并且在从前部观察时是弧形的。

[0113] 对齐板64的远端部64b的远端突出越过齿形接合部54的远端。接合部51包括通过切除远端部64b的一部分(第三实施例中的右侧)而形成的对齐凹槽61A。

[0114] 盘状对齐部65被布置在输出齿轮37A的正交于旋转轴34的前表面上。对齐部65的上部是扁平的。对齐突起62A从所述扁平表面突出并且对齐突起62A的远端朝向主体45a弯曲。对齐突起62A沿横向的长度被设置为短于对齐凹槽61A沿横向的长度。这允许输出齿轮37A的对齐突起62A插入穿过凸轮元件45C的对齐凹槽61A。

[0115] 现在将描述第三实施例的自动变速装置的操作。

[0116] 当凸轮元件45C被连接到容纳变速致动器25的部件的容纳外壳26时，输出齿轮37A的对齐突起62A被从下侧插入穿过凸轮元件45C的对齐凹槽61A。

[0117] 当齿形接合部54的对应于对齐凹槽61A定位的齿与输出齿轮37A接合时，凸轮元件45C被定位在是初始位置的低速位置。也就是，凸轮元件45C和容纳外壳26通过对齐凹槽61A和对齐突起62A彼此对齐。这使得凸轮元件45C定位在用作初始位置的低速位置。额外地，以此方式对齐的凸轮元件45C使得环形齿轮24定位在第二接合位置。这间接地使得旋转体44和环形齿轮24通过凸轮元件45C彼此对齐。

[0118] 当凸轮元件45C的齿形接合部54与输出齿轮37A接合时，输出齿轮37A的对齐突起62A定位在远端部64b上方。当输出齿轮37A的旋转使得凸轮元件45C旋转时，对齐突起62A定位在主体45a与远端部64b之间。这避免了对齐突起62A与接合部51的对齐凹槽61A的干涉。

[0119] 除了优点(1)至(3)以外，第三实施例具有以下优点。

[0120] (5)当输出齿轮37A与凸轮元件45C接合时，输出齿轮37A的对齐突起62A被插入穿过在接合部51内形成的对齐凹槽61A。这允许凸轮元件45C以预定的角度连接到容纳外壳26。连接位置被设置为对应于旋转体44的初始位置的凸轮元件45C的初始位置。这容易地允许凸轮元件45C和旋转体44以相对位置关系对齐。而且，环形齿轮24在第二接合位置所处的位置被设置为凸轮元件45C的初始位置。这容易地允许凸轮元件45C与环形齿轮24以相对位置关系对齐。

[0121] 上述实施例可以如下修改。

[0122] 检测轴41可以包括定位标记。

[0123] 定位标记可以通过漆或通过激光印刷施加到旋转体44。在旋转体44中形成的定位凹部或通孔可以被用作定位标记。

[0124] 第一接合位置可以被设置为环形齿轮24的初始位置。可替代地，与第一和第二接合位置不同的位置可以被设置为初始位置。在任何情况下，仅仅必须当环形齿轮24在初始位置时，使每个部件被对齐以使得位置检测器43产生对应于环形齿轮24的初始位置的值。

[0125] 当变速致动器25不包括容纳外壳26并且变速致动器25的部件被直接连接到主体外壳12时，主体外壳12可以包括装置侧定位基准。

[0126] 环形齿轮24可以被构造成在三个或更多接合位置之间移动，并且减速比可以在三个或更多级之间改变。

[0127] 输出轴28、旋转轴34和检测轴41的轴线不必须定位在相同的轴线AX2上。

[0128] 当减速比在低速旋转模式时，位置检测器43可以产生电压V1并且当减速比在高速旋转模式时，位置检测器43可以产生电压V2。