具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述一些示例性实施例，在附图中示出了一些但不是所有示例性实施例。实际上，本文描述和描绘的示例不应解释为限制本公开的范围、适用性或配置。相反，提供这些示例性实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。相同的附图标记始终表示相同的元件。此外，如本文所使用的，术语“或”应解释为每当其操作数中的一个或多个为真时就结果为真的逻辑运算符。如本文所使用的，可操作的联接应该理解为涉及直接或间接连接，在任一情况下，该直接或间接连接使得能够实现可操作地彼此联接的部件的功能性互连。

如上所述，一些示例性实施例可涉及提供电隔离的紧固件驱动工具，其可在电动部件或具有电荷的部件附近使用。在一些情况下，用户可以安全地在这些部件或系统上或周围工作，而不必使系统断电。所提供的电隔离可以消除浪涌电流从紧固件行进到套筒工具、钻头驱动器或其它紧固件驱动工具(诸如套筒扳手或驱动套筒、钻头等的电动工具)的风险。特别地，对于具有记录关于动力工具使用的数据的电子部件的动力工具，示例性实施例的隔离联接器可保护有价值的计算机数据，例如所记录的紧固件上的扭矩信息和用于估计动力工具寿命的停止计数历史。

一些工具用于涉及相对低电压的通电环境中。在这些情况下，可以利用设置在联接器的驱动端和从动端之间的相对少量的绝缘材料来实现对这种低压的隔离。因此，联接器可以被制成在长度或宽度上具有相对小的增加，并且可以采用任何数量的特定结构(每个具有不同的优点/缺点)来执行隔离。然而，当设想高电压应用(例如，在额定电压等级超过1,000V(且测试到10,000V)的设备上工作)时，金属组件之间的间隔必须维持在至少最低水平(例如，大于千分之四百英寸或0.400")。这会产生显著的约束，其降低了设计成在这种水平下使用的联接器可实现的额定扭矩值。可替代地，联接器的长度和/或宽度可能必须急剧增加以在所需额定扭矩值下实现必要隔离。

示例性实施例可提供用于加强联接器部件的多个结构选项，使得可支持高电压应用，同时仍享有高额定扭矩值且不会急剧地延长或加宽联接器尺寸。因此，可以提供一种联接器，其可以在各种电压等级下安全使用，并且其尺寸仍然被设计成使得该联接器对于在任何应用中使用都是舒适的。此外，这种联接器可被认为是“通用”联接器，因为该联接器可用于涉及宽范围电压和扭矩的应用，这有效地使该联接器可用于几乎每一种应用。

如将在下面讨论的，示例性实施例通常可以通过在驱动体和从动体之间插入不导电的扭矩传递部件来实现加强而不牺牲隔离，否则驱动体和从动体以至少0.400"的间隔彼此电隔离。现在将通过示例而非限制的方式在下面描述可以采用示例性实施例的一些结构。

图1A以横截面示出了根据示例性实施例的电隔离适配器100的侧视图。适配器100包括驱动体110和从动体120，它们通过设置在其间的扭矩传递组件130而彼此分离。该示例的扭矩传递组件130可以是刚性部件，其形成为配合设置在驱动体110和从动体120的彼此面对的面上的任何结构特征。在该示例中，驱动体110可以具有面向从动体120的接合部分112，并且接合部分112可以由向后且朝向从动体120延伸的多个城堡齿或其它突起形成。从动体120可以类似地包括面向驱动体110的接合部分122。从动体120的接合部分122还可以包括向前并朝向驱动体110延伸的城堡齿或其它突起。同时，扭矩传递组件130可以形成为分别接收驱动体110和从动体120的接合部分112和122中的每一个的城堡齿或突起。

驱动体110和从动体120可以分别由钢或其它刚性金属材料制成。钢和大部分其它刚性金属通常对通过其中的电流具有低电阻。驱动体110和从动体120可以设计成使得当组装到适配器100中时，驱动体110和从动体120彼此不接触。此外，如上所述，驱动体110和从动体120可以在其所有点处保持彼此分开至少0.400"的距离，以便能够实现高压隔离。因此，扭矩传递组件130的尺寸和形状可被设计成实现这种分离，并且可由非导电材料制成。根据扭矩传递组件130的具体几何形状，大于0.500"的厚度会导致扭矩传递组件130的过度变形。因此，在一个实施例中，扭矩传递组件130的厚度在0.400"和0.500"之间，而在另一实施例中，扭矩传递组件130的厚度为0.450"。

如上所述，扭矩传递组件130的尺寸和形状可设计成提供足够的间隔以实现高电压隔离，且扭矩传递组件130可由非导电材料制成。然而，在一些实施例中，选择用于扭矩传递组件130的非导电材料可以是允许相对高的扭矩传递的刚性材料。在这方面，具有良好隔离性质的一些材料(例如，塑料、尼龙或其它可模制材料)可相对容易地与增强材料一起工作，且甚至能够与增强材料一起注射成型。然而，较软的可注射材料可具有比更刚性的材料更低的额定扭矩值。因此，在至少一些情况下，扭矩传递组件130可与驱动体110和从动体120分开形成(即，非注射)，以使得更刚性的材料能够用于扭矩传递组件130中。特别地，在一些情况下，扭矩传递组件130可以是不导电的金属材料或其它复合材料，尽管其相当坚固，但不导电。例如，在一些情况下，扭矩传递组件130可由铝或硬尼龙制成。然而，在其他示例中可以使用其他刚性和非导电材料。

驱动体110和从动体120可以被定向为使得驱动体110的驱动端114和从动体120的从动端124面向相反的方向。驱动体110和从动体120中的每一个的轴向中心线彼此对齐并且与适配器100的纵向中心线对齐。驱动体110可以包括驱动头140，其背对从动体120并突出于驱动体110的前端。驱动头140可被配置成与套筒、紧固件或具有与驱动头140的形状互补的容纳开口的任何其它部件接合。在该示例中，驱动头140是驱动方块。然而，驱动头140的其它形状也是可能的，并且在一些情况下，驱动头140可由套筒代替。在一些实施例中，球塞可设置在驱动头140的横向侧上，以与设置在套筒或其它部件上的球棘爪接合。

从动体120可以采取与驱动体110类似的圆柱体的形式。然而，代替具有驱动头140，从动体120可以包括形成在其后端的驱动容纳部126。驱动容纳部126可与驱动头140对齐，并且驱动头140和驱动容纳部126两者可与适配器100的轴线对齐。在该示例中，驱动容纳部126可以成形为配合扳手(例如，套筒扳手)或其它驱动工具的驱动方块。然而，驱动容纳部126也可以成形为配合任何其它类型的驱动工具的任何驱动构件。

虽然不是必需的，但是驱动体110和从动体120中的任一个或两个可以包括分别形成在接合部分112和122的外表面处的箔插入件或其它绝缘层142。这种绝缘层142可以由非导电箔、氟化石墨烯或其它纳米材料制成。如果采用绝缘层142，则在一些情况下可以提供附加的电隔离。

在示例性实施例中，一旦驱动体110、从动体120和扭矩传递组件130已经装配在一起，就可以应用包覆件或衬套150以将所有这些部件保持在一起。然而，应当理解，在一些情况下，也可以使用粘合剂以便于将这些部件保持在一起。衬套150可以使用模制工艺形成，并且可以由软尼龙、塑料或其它不导电但也能够保护和将驱动体110和从动体120轴向地结合在一起的材料形成。衬套150也可以被配置成基本上覆盖驱动体110和从动体120的所有侧边缘，以防止使用者接近扭矩传递组件130和/或绝缘层142。

从动体120的接合部分122的城堡齿或突起可以与驱动体110的接合部分112的突起对齐或不对齐。在这方面，由于扭矩传递组件130的存在和构造，可以选择用于在每个构件上形成突起或城堡齿的任何期望的布置。这样，例如，优选失效模式可以借助于每个相应的部件上的突起或城堡齿的尺寸和/或形状来实现。此外，在一些情况下，衬套150可形成为允许驱动体110和从动体120中的一个或两者在其中旋转。因此，当实现有效失效模式时，尽管已经发生失效，但是驱动体110和从动体120中的每一个仍然可以保持在衬套150内。然而，驱动体110或从动体120中的一个可以相对于另一个旋转，使得没有扭矩能够有效地从从动体120传递到驱动体110。因此，操作者可以清楚地知道适配器100需要更换。然而，驱动端110决不会被卡在通电紧固件上，从而对于试图从紧固件移除断裂的驱动端110的任何人都会产生危险情况。

如上所述，通过改变突起或城堡齿的尺寸和/或形状，使得它们在一个接合部分(112或122)上不如在另一个上突出或强烈，可以实现提供优选失效模式。特别地，例如，如图1B所示，驱动体110上的接合部分112'的城堡齿不与从动体120的接合部分122的城堡齿一样长。因此，可以预期，如果扭矩传递组件130与驱动体110或从动体120中的一个之间的连接由于高扭矩而发生失效，则该失效将更可能首先发生在驱动端110的接合部分112'处。驱动端110然后可以保持静止并固定在紧固件或套筒上，并且当从动体120具有施加于其上的扭矩时驱动端110在衬套150内旋转。

图1C示出了一个示例，其中代替改变城堡齿的长度，城堡齿的角度被减小(减小到当它们远离驱动体110延伸时小于90度)。城堡齿(或其它突起)的斜度的减小在扭矩传递组件130与驱动体110之间产生较不剧烈的夹紧力。通过使角部变圆而不是改变斜度，可以实现类似的效果。因此，同样地，如果扭矩传递组件130与驱动体110或从动体120中的一个之间的连接由于高扭矩而发生失效，则该失效将更可能首先发生在驱动端110的接合部分112'处。驱动端110然后可以保持静止并固定在紧固件或套筒上，并且当从动体120具有施加于其上的扭矩时，驱动端110在衬套150内旋转。

最后，图1D示出了相同的策略可以用于从动体120而不是驱动体110。然而，在该示例中，从动体120的接合部分122的深度已经减小并且形状也变圆。因此，可以预期，如果扭矩传递组件130与驱动体110或从动体120中的一个之间的连接由于高扭矩而发生失效，则该失效将更可能首先发生在从动端120的接合部分122'处。驱动端110然后可以保持静止并固定在紧固件或套筒上，并且当从动体120具有施加于其上的扭矩时，从动端120将在衬套150内旋转。

图1A-1D的示例可以被实现为向被配置为与高扭矩和高电压一起使用的联接器提供高水平的隔离。如从以上描述中可以理解的，扭矩传递组件130可有助于提供这些优点。然而，可以采用其他特定结构用于联接组件，其可以提供类似的优点。例如，图2为根据示例性实施例的电隔离联接器200的可替代扭矩传递组件结构的侧视图。

如图2所示，联接器200可包括如上所述布置的驱动端210和从动端220，除了驱动端210的接合部分212和从动端220的接合部分222的结构与上述示例基本不同。然而，图1A-1D的联接器200和联接器100的其它结构在功能上可能是类似的，并且有时在形式上也是类似的。因此，驱动端214、从动端224、驱动头240、驱动容纳部226和衬套250在形式和/或功能上可类似于上述驱动端114、从动端124、驱动头140、驱动容纳部126和衬套150。然而，由于接合部分212和222的不同形状，扭矩传递组件230也可以具有与图1A-1D的扭矩传递组件130基本不同的形状。

如图2所示，接合部分212和222可以各自包括延伸到接合部分212和222中的相对一个的容纳部分中的突起。同时，扭矩传递组件230可以是非导电金属构件，在组成上类似于上述扭矩传递组件130。然而，在其它实施例中可以可替代地采用其它坚固的非导电材料。此外，尽管没有具体示出，但是类似于上述绝缘层142的绝缘层可以实施在接合部分212和222中的任一个或两者上。扭矩传递组件230(类似于扭矩传递组件130)在其所有部分处的厚度可为至少0.400"，以确保在高电压下的可操作性。

在图1A-1D和图2的示例中，扭矩传递组件130/230可完全由包括金属或其它硬质的非导电材料的一种材料制成，该材料成形为装配在驱动体和从动体之间。然而，在其它实施例中，扭矩传递组件可由包括具有不同特性的构件集合形成。图3示出了一个这样的示例。在这方面，图3示出了同样包括驱动体310和从动体320的联接器300的横截面图。此外，驱动端314、从动端324、驱动头340、驱动容纳部326和衬套350在形式和/或功能上可类似于上述驱动端114、从动端124、驱动头140、驱动容纳部126和衬套150。然而，由于接合部分312和322的不同形状，联接器300可包括扭矩传递组件330，其也可具有与图1A-1D的扭矩传递组件130或图2的扭矩传递组件230基本不同的形状。

另外，接合部分312和322的形状最终改变驱动体310和从动体320的形状。此外，应当理解，驱动体310和320可具有多种不同形状(包括小叶形)中的任何一种，并且仍然可相对于扭矩传递组件300实施示例性实施例。在图3的示例中，接合部分312和322的特征在于分别向前和向后倾斜。这样，形成扭矩传递组件330的材料的宽度或厚度随着与联接器300的纵向中心线或轴线的距离的增加而增加。在该示例中，接合部分312和322形成为连续的台阶，并且应当理解，每个台阶可形成为圆盘，随着向前(对于驱动体310)和向后(对于从动体320)的距离增加，每个相应的圆盘的直径增加。在一些情况下，这些圆盘可进一步包括在其外表面上的滚花或凹槽，并且这种滚花或凹槽可由扭矩传递组件330的对应部分互补，以增加扭矩传递组件330分别夹紧驱动体310和从动体320的能力。

如上所述，设置在接合部分312和322上的滚花、凹槽或任何其它纹理在驱动体310和从动体320上可以相同或不同。在滚花、凹槽或其它纹理不同的情况下，优选失效模式可如上所述定义。在这方面，具有较不突出或较不强烈的滚花、凹槽或纹理的接合部分可预期先于另一部分失效。然后，由于衬套350延伸超过驱动体310和从动体320的纵向端部，所以失效的部件将仍然保持在联接器300内，尽管扭矩传递将不再可能。

扭矩传递组件330可包括芯构件332，其桥接驱动体310和从动体320之间的距离的至少一部分。芯构件332可由非导电金属或另一种非导电的高刚性材料制成。在一些情况下，芯构件332可以是基本上圆柱形的形状，但可以具有滚花的、有凹槽的、带齿的或以其他方式的非连续外表面。芯构件332(其可限定驱动体310和从动体320之间的最小间隔)的纵向长度(即，与联接器300的轴线对齐)在其所有部分处可为至少0.400"，以确保在高电压下的可操作性。

扭矩传递组件330还可包括模制部分334，其可包括纤维增强塑料、尼龙或其它材料。模制部分344可以与接合部分312和322以及芯构件332上的滚花、凹槽、修正或纹理相一致，以夹持它们，并且使得能够从从动体320向驱动体310有效地传递扭矩。在一些情况下，由于力矩臂在这些位置处的长度，在联接器300的外边缘处或外边缘附近可能经历最大量的扭矩。因此，通过在模制部分332中靠近其外边缘提供更厚的材料量，可以实现改进的性能。

在上述每个示例中，扭矩传递组件130/230/330用作扭矩传递部件，其插入驱动端110/210/310和从动端120/220/320之间。此外，尽管扭矩传递组件130/230/330是不导电的，但扭矩传递组件130/230/330可包括形成其至少一部分的不导电金属或其它硬质材料(例如，非模制的)。在图1A-1D和2的示例中，扭矩传递组件130/230可几乎全部由非导电金属或未模制的另一高刚性材料形成。然而，在图3的示例中，非导电金属或高刚性材料可仅形成扭矩传递组件330的芯部分。然而，在一些情况下，也可以提供使用非导电金属或高刚性(甚至金属)部分限定扭矩传递组件。图4示出了这样的示例。

现在参照图4，示出了联接器400的另一可选设计。联接器400同样包括驱动体410和从动体420。在该示例中，驱动体410和从动体420可以基本上为圆柱形。然而，应当理解，驱动体410和从动体420也可以是小叶形的，或者在一些情况下采用其它形状。这就是说，在这种情况下，驱动体410和从动体420的圆柱形特性增加了设计的简单性，这从下面的描述中将是显而易见的。

在示例性实施例中，驱动端414、从动端424、驱动头440、驱动容纳部426和衬套450在形式和/或功能上可类似于上述驱动端114、从动端124、驱动头140、驱动容纳部126和衬套150。同时，扭矩传递组件430可由一些部件组成，这些部件彼此相互作用以在驱动体410和从动体420之间传导扭矩传递同时还将驱动体410与从动体420电隔离。在这方面，例如，扭矩传递组件430可包括由非导电材料制成的盘形或板形构件形式的第一隔离构件432。第一隔离构件432可以在其相对侧上被第二隔离构件434的两个实例包围。第二隔离构件434的每个实例可以与驱动体410和从动体420中的相应一个接合。

扭矩传递组件430还可以包括第一加强构件436，其将第一隔离构件432可操作地联接至第二隔离构件434的每个实例。因此，在该示例中，第一加强构件436可以完全穿过第一隔离构件432，并在第一隔离构件432的相应的相对侧上延伸到每个第二隔离构件434中。多个第一加强构件436可以以规则的间隔彼此间隔开(例如，与轴线等距)分布。第一加强构件436可以便于扭矩从第一隔离构件432传递到每个第二隔离构件434。然后，第二加强构件438可用于便于扭矩从每个第二隔离构件434传递至驱动体410和从动体420中的相应一个。在这方面，一些第二加强构件438可延伸到每个驱动体410和相应的一个第二隔离构件434中，而其它第二加强构件438可延伸到每个从动体和相应的另一个第二隔离构件434中。第二隔离构件438也能够以规则间隔彼此间隔开(例如，与轴线等距)地分布。第一隔离构件436和第二隔离构件438两者都可以是细长杆或由硬度或刚度比用于第一隔离构件432和第二隔离构件434的材料高的材料制成的其它这种构件。

在一个示例性实施例中，驱动体410和从动体420之间的最小间隔在其所有部分处可至少为0.400"。因此，如果第一隔离构件432、第二隔离构件434、第一加强构件436和第二加强构件438全部由非导电材料(例如，非导电金属或诸如尼龙、塑料等的其它材料)制成，则第一隔离构件432、第二隔离构件434的组合轴向长度可以是大约0.400"。然而，在一些实施例中，加强构件可以是金属部件。在这种示例中，加强构件中的一个的任何部分与加强构件中的另一个或驱动体410或从动体420之间的距离都不小于约0.400"，以确保在高电压下的可操作性。

在可替代示例性实施例中，第一隔离构件432和第二隔离构件434可以由相同的非导电材料或不同的非导电材料制成。当材料不同时，可选择不同的材料以具有不同的介电强度、不同的硬度或各种其它不同的特性，以便于实现设计目标。用于第一隔离构件432和第二隔离构件434的材料可以包括例如尼龙、橡胶、塑料、树脂或其它这种不导电的材料。

因此，可以提供示例性实施例的电隔离联接器。电隔离联接器可包括驱动体、从动体和扭矩传递组件。驱动体可由第一金属材料制成，并且具有被配置成与紧固部件接合的驱动端。驱动体可以包括第一接合部分，而从动体包括第二接合部分。从动体可由第二金属材料制成，并且具有被配置成与驱动工具接合的从动端。扭矩传递组件可设置在驱动体和从动体之间，以使驱动体和从动体彼此电隔离，并在驱动体和从动体之间传递扭矩。扭矩传递组件可包括非导电材料，其被配置成保持驱动体和从动体之间至少约0.400"的间隔。

在一些实施例中，联接器可以包括附加的可选特征，和/或可以修改或扩充上述特征。下面描述修改、可选特征和扩充的一些示例。应当理解，修改、可选特征和扩充可以各自单独添加，或者它们可以以任何期望的组合累积添加。在示例性实施例中，扭矩传递组件可包括非导电金属。在一些情况下，非导电金属可在扭矩传递组件的轴向中心处形成芯构件。在示例性实施例中，整个扭矩传递组件可由非导电金属形成。在一些情况下，联接器还可以包括设置在非导电金属与驱动体或从动体中的至少一个之间的箔层。在示例性实施例中，扭矩传递组件可以包括第一隔离构件和至少一个第二隔离构件，并且第一隔离构件和第二隔离构件可以形成为插入在驱动体和从动体之间的盘形或板形构件。在一些情况下，第一隔离构件和至少一个第二隔离构件各自由不同的材料制成。在示例性实施例中，第一隔离构件和至少一个第二隔离构件可以经由加强构件可操作地彼此联接。在一些情况下，加强构件彼此等距地布置并且与电隔离的联接器的轴向中心等距地布置。在示例性实施例中，加强构件可以包括第一组加强构件，该第一组加强构件完全延伸穿过第一隔离构件并且延伸到至少一个第二隔离构件的第一实例和第二实例中的每一个中，其中第一实例和第二实例设置在第一隔离构件的相对侧上。在一些情况下，加强构件可以包括第二组加强构件，其中一些第二组加强构件在至少一个第二隔离构件的第一实例与驱动体之间延伸，而另一些第二组加强构件在至少一个第二隔离构件的第二实例与从动体之间延伸。在示例性实施例中，第一组加强构件可以比第二组加强构件更远离电隔离联接器的轴向中心设置。在一些情况下，当驱动体和从动体朝向彼此延伸时，驱动体和从动体中的每一个的侧面可朝向电隔离联接器的轴向中心向内逐渐收缩以形成渐缩侧面。在示例性实施例中，渐缩侧面可以包括接合特征，并且驱动体和从动体的接合特征可以彼此不同。在一些情况下，扭矩传递组件的轴向厚度可随着距电隔离联接器的轴向中心的距离的增加而增加。在示例性实施例中，第一接合部分可被配置成与扭矩传递组件的第一轴向端部接合，并且第二接合部分可被配置成与扭矩传递组件的第二轴向端部接合。在一些情况下，第一接合部分可具有第一接合特征，并且第二接合部分具有设置在其外表面上的第二接合特征，并且第一接合特征和第二接合特征可被配置成限定优选失效模式。在示例性实施例中，第一接合特征可以具有与第二接合特征不同的斜度。在一些情况下，第一接合特征可具有与第二接合特征不同的轴向长度。

在示例性实施例中，电隔离联接器还可包括衬套，该衬套围绕驱动体、从动体和扭矩传递组件的径向边缘以及围绕驱动体和从动体的轴向边缘设置，以在根据优选失效模式发生失效之后保持驱动体、从动体和扭矩传递组件中的每一个。在一些情况下，扭矩传递组件的厚度可在大约0.400"和0.500"之间。

受益于在前述描述和相关附图中呈现的教导，本发明所属领域的技术人员将想到本文阐述的本发明的许多修改和其它实施例。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和其它实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。此外，虽然前面的描述和相关联的附图在元件和/或功能的某些示例性组合的上下文中描述了示例性实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以通过替代实施例来提供元件和/或功能的不同组合。在这方面，例如，与上文明确描述的那些不同的元件和/或功能的组合也被预期为可以在所附权利要求中的一些中阐述。在本文描述了优点、益处或问题的解决方案的情况下，应当理解，这些优点、益处和/或解决方案可以适用于一些示例性实施例，但不一定适用于所有示例性实施例。因此，本文所述的任何优点、益处或解决方案不应被认为对所有实施例或本文所要求保护的实施例是关键的、必需的或必要的。尽管在此使用了特定术语，但是它们仅在一般性和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的。