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。

示例性实施例可以提供辅助电隔离阻障，以防主电隔离阻障失效。在这方面，如下文所述，可以采用许多特定结构与一般隔离策略结合使用，一般隔离策略将联接器或适配器的驱动端和从动端分别物理地分离成驱动体和从动体，驱动体和从动体具有定位在其间以防止接触的隔离材料(例如，诸如尼龙、模塑料、玻璃纤维增强材料、塑料复合材料等的非导电或绝缘材料)。这些策略中的一些涉及将隔离的表面相对于彼此对准，使得驱动体上的表面与从动体的对应表面沿着轴向方向重叠。这些策略可以采取大量不同的特定形式中的任何一种来产生和对准表面。然而，其它策略可提供驱动体与从动体之间的至少一给定量的物理分离，该给定量是基于用于隔离的额定电压而确定，且尤其对于较高额定电压，所得结构在轴向上可能不具有任何重叠。

在任一情况下(即，允许轴向重叠的设计或没有轴向重叠的设计)，扭矩至少部分地通过隔离材料传递，并且在隔离材料中可以承受显著的应力。在扭矩高到足以导致隔离材料的完整性(完全的或部分的)失效的情况下，联接器或适配器的绝缘特性可能丧失或降低。这可能使人员和设备在失效事件期间暴露于电击的可能性，特别是(但不一定仅在)如果在从动体和驱动体之间形成接触的情况下。

提供辅助保护装置以防隔离材料失效的一种方式是利用两个不同的或有区别的绝缘层。一层可能比另一层更不易于破裂或断裂，使得当第一材料破裂时，另一层不会破裂或断裂。尽管这种方法可以提供增强的保护，但是它也具有一些缺点。在这方面，例如，第二层隔离材料的添加可以显著地增加从动体与驱动体之间的空间并且减小所得到的联接器或适配器可以传递的扭矩的量(对于给定的长度)或者增加联接器或适配器的长度(对于给定的额定扭矩)到其有用性在某些情况下可能受限的程度。

因此，示例性实施例提供了用于辅助保护的改进的选项。在这方面，例如，一些示例性实施例可以提供隔离涂层的使用，该隔离涂层被施加到彼此面对的驱动体和从动体中的任一个或两者的表面。例如，可以通过浸渍或镀敷驱动体和/或从动体来实现隔离涂层，使得彼此面对的表面中的至少一个具有非常薄的附加电隔离层。由于涂层材料的薄的性质，可以避免上述在扭矩额定值减小或工具加长方面的缺点。同时，可以提供辅助保护的有效方法，使得联接器或适配器被配置成在隔离材料中发生材料失效的情况下失效保护。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示出了根据示例性实施例的电隔离适配器100的立体图，并且图1B示出了适配器100的分解立体图。图1C示出了沿适配器的旋转轴线(也是适配器100的纵向轴线)截取的适配器100的截面图。这样，图1A-1C示出了适配器100的驱动体110和从动体120的各种视图，其可以通过在驱动体110和从动体120之间注射绝缘材料形成。因此，除了驱动体110和从动体120之外，适配器100可以包括隔离组件130，其被配置成将驱动体110与从动体120分离，并且还基本覆盖从动体120的所有横向边缘。

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。钢或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。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112和从动体120的从动端122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并突出于隔离组件130。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(ball plunger)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(ball detent)接合。

驱动体110还可包括驱动体轴142，其可被配置成从驱动头140向后延伸。当适配器100完全组装时，驱动头140和驱动体轴142可共用公共轴线144，其也是驱动体110和适配器100的旋转轴线和纵向轴线。从图1B中可以理解，驱动体轴142可以是花键轴。这样，例如，多个花键146(例如，纵向延伸的脊、突起或齿)可沿着驱动体轴142的外周平行于公共轴线144延伸。在每个花键146之间，可以形成纵向延伸的沟槽148。在示例性实施例中可以采用任何期望数量的花键146和沟槽148。

花键146可以从驱动体轴142的圆柱形芯径向向外延伸。驱动体轴142的圆柱形芯部分的直径可以约等于驱动头140的相对角部之间的对角线长度。花键146可以延伸离开圆柱形芯部分，该延伸在驱动体轴142的圆柱形芯部分的直径以及驱动头140的相对角部之间的对角线长度的大约5％到25％之间。因此，驱动体轴142的直径可以比驱动头140的相对角部之间的对角线长度最多大50％(并且在一些情况下大的程度小到10％)。在该示例中，当在截面中观察时，花键146和沟槽148具有大致正弦形状。然而，如果需要，花键146和沟槽148可以可选地具有更锋利的边缘。

在一个示例性实施例中，驱动体轴142可以被浸渍、镀敷或以其它方式处理，以便在花键146和沟槽148的所有外表面上形成隔离涂层149。换句话说，驱动体轴142的所有外表面都可以具有施加到其上的隔离涂层149。因此，隔离涂层149被施加到驱动体110的面向或邻近从动体120的对应表面的所有表面。值得注意的是，隔离涂层149在图1C的横截面图中示出，但是其表示并不旨在按比例绘制，因为隔离涂层149保持非常薄。例如，隔离涂层149的厚度可以在大约千分之一英寸到千分之十英寸之间。隔离涂层149可以由具有相对高的介电强度(例如，大于10kV)的材料制成，并且还很好地附着到钢或其它金属材料以使得金属材料能够由此被涂覆。因此，例如，在一些情况下，隔离涂层149可以由陶瓷材料制成。

如图1B和1C所示，从动体120可以采取已经至少一定程度地挖空的圆筒的形式以形成驱动体容纳部150。驱动体容纳部150可以形成在从动体120的侧壁152(其可以被认为是单个管状侧壁)之间，所述侧壁限定从动体120的外周边缘并且径向地界定驱动体容纳部150。侧壁152可以平行于公共轴线144远离基部153延伸。侧壁152可以具有从侧壁152向内朝公共轴线144延伸的纵向延伸的脊154。脊154可以通过纵向延伸的凹槽156彼此分开。脊154和凹槽156的数量可以等于驱动体110的花键146和沟槽148的数量，并且可以形成为与其基本互补。然而，驱动体容纳部150的直径可以大于驱动体轴142的直径，使得脊154保持与沟槽148的对应部分间隔开，并且花键146保持与凹槽156的对应部分间隔开。

在一些情况下，从动体120还可以包括环形凹槽160，该环形凹槽可以包括形成在基部153中的容纳部162。在这方面，环形凹槽160可以围绕基部153的外周形成。环形凹槽160和/或容纳部162可以用于便于将从动体120固定到动力工具或扳手，该动力工具或扳手用于通过将销穿过容纳部162或通过从动力工具或扳手的驱动头插入如上所述的容纳部162的球塞来驱动适配器100。因此，容纳部162可以基本上垂直于适配器100的公共轴线144延伸穿过从动体120(在环形凹槽160处)。环形凹槽160可以设置成靠近从动端122(但与其间隔开)。驱动容纳部163也可以形成在从动端122中，以接收可操作地联接到适配器100的动力工具或扳手的驱动头。换句话说，驱动容纳部163可沿着公共轴线144穿过基部153形成。

当驱动体110插入从动体120中时(如图1A和1C所示)，侧壁152的内表面可以呈现波纹状，并且与驱动体轴142的外表面互补，该外表面也呈现波纹状，但是与侧壁152间隔开间隙。驱动体110和从动体120能够以这种方式保持彼此间隔开(使得任一者的任何部分都不接触另一者的任何部分)，同时在其间注入隔离材料(例如，尼龙、橡胶、塑料、树脂或其它这样的材料)作为注射成型操作的一部分。绝缘材料对通过其中的电流具有高电阻；在一个实施例中，绝缘材料对电流的电阻比不锈钢对电流的电阻高几个数量级。在这种情况下，绝缘材料可以填充间隙并限定波纹或沟纹形式的绝缘构件172。绝缘构件172可将侧壁152与驱动体轴142分开，并且由此还将花键146和沟槽148分别与凹槽156和脊154分离。绝缘构件172的绝缘材料可以完全填充驱动体容纳部150内的驱动体110和从动体120之间的间隙和任何其它空间，并且还可以通过外模制件174模制在从动体120的侧壁152的外表面和驱动端112上。外模制件174和绝缘构件可以组合以形成隔离组件130。驱动端122也可以被覆盖，尽管一些实施例(包括该示例)可以使驱动端122不被覆盖。绝缘材料一旦固化就可形成隔离组件130，以仅留下暴露的驱动头140和驱动容纳部163区域的金属。尽管在本公开的范围之外，但是可以提供和/或设计附加部件以使得在注射成型过程中驱动体110和从动体120能够相对于彼此保持。因此，在注射成型过程中，驱动体110和从动体120可以在注塑机中被有效地夹紧，以确保压力保持平衡，并且各个部件在注射成型过程中不会移动，从而不会导致绝缘材料的厚度不均匀。

驱动体110和从动体120的相邻表面可以通过绝缘构件172(并且还通过隔离涂层149)在其间传递扭矩。在这方面，当通过从动体120施加扭矩时，侧壁152被推动以绕公共轴线144旋转。扭矩从凹槽156和脊154通过绝缘构件172分别传递到驱动体110的花键146和沟槽148，以便也推动驱动体110和驱动头140转动。驱动头140将扭矩传递到驱动体110可以连接到的紧固件、套筒或其它装置上。

如果所施加的扭矩足以超过绝缘构件172的剪切强度，则绝缘构件172可能无法在一个或多个位置处将驱动体110的花键146和沟槽148分别与凹槽156和脊154适当地分离。这样，驱动体110的至少一个花键146能够移动以与从动体120的相应的至少一个脊154接触。然而，由于隔离涂层149的存在，适配器100的电隔离特性可以在该失效事件期间被保持，使得驱动体110的至少一个花键146与从动体120的对应的至少一个脊154之间的瞬时接触不允许电流从驱动体110传递到从动体120。

尽管不是必需的，但是在一些情况下，从动体120的凹槽156和脊154也可以涂覆有如图1C中的虚线所示的隔离涂层149'。因此，驱动体110和从动体120都可以采用隔离涂层的实例。然而，应当理解，在一些实施例中，仅一个主体可能需要这种涂层。当仅涂覆一个主体时，最容易涂覆的主体可以是所选择的主体(例如，在该示例中的驱动体110)。因此，应当理解，彼此面对(并且在该示例中在轴向方向上彼此重叠)的表面中的任一个或两个可以设置有隔离涂层149/149'。此外，涂层可以与其它特定结构结合施加。

由图2A、2B和2C限定的图2示出了根据示例性实施例的具有由隔离涂层提供的辅助隔离阻障的电隔离联接器(或适配器)的替代结构。图2A是分解立体图，图2B是图2A的组装结构的侧视图。图2C是沿垂直于图2A和2B的联接器的纵向轴线的线、沿图2B的线A-A'截取的横截面图。如图2所示，电隔离联接器200可包括从动体220和驱动体210。由于从动体220和驱动体210之间存在绝缘构件230，因此两者不相互接触。绝缘构件230装配在从动体220的接合部分和驱动体210的接合部分之间，其中相应的接合部分沿着电隔离联接器200的纵向轴线至少在随着它们沿轴向方向延伸而彼此面对的部分处彼此重叠。

如图2所示，从动体220的驱动配合结构226设置在驱动体220的与接合部分分开的轴向延伸部分处。尽管电隔离联接器200的总长度可由于该设计而增加，但应注意，从接合部分224移除驱动配合结构226可产生相对于接合部分224和绝缘构件230的结构增加设计灵活性的机会。

在图2的示例中，从动体220的接合部分和驱动体210的接合部分基本上彼此镜像。在这方面，从动体220的接合部分由突出构件260限定，所述突出构件基本上成形为在相对的象限中的两个轴向延伸的四分之一圆。同时，驱动体210的接合部分也由突出构件250限定，所述突出构件基本上成形为在相对的象限中的两个轴向延伸的四分之一圆。此外，从动体220的接合部分的突出构件260相对于驱动体210的接合部分的突出构件250处于相对的象限中。

如在先前的示例中，驱动体210及从动体220是由形成绝缘构件230的隔离材料彼此分离。特别地，绝缘构件230在径向和轴向上将从动体220的接合部分和驱动体210的接合部分彼此分开，以在其间提供完全的电隔离。然而，绝缘构件230也设置在从动体220的接合部分和驱动体210的接合部分中的每一个的轴向延伸面之间，以允许这些面在这些面之间向绝缘构件230的两侧施加扭矩。因此，不存在绝缘构件230的轴向延伸部分，该轴向延伸部分在其相对侧上不由从动体220的接合部分和驱动体210的接合部分中的相应接合部分支撑。另外，在沿着电隔离联接器200的轴向长度的任何地方截取的电隔离联接器200的横截面，不存在仅包括绝缘构件230的材料的横截面。这样，不存在仅绝缘构件230的材料失效就会损坏或破坏电隔离联接器200的薄弱点。

如上所述，绝缘构件230可由绝缘材料(例如尼龙、橡胶、塑料、树脂或其它类似材料)形成，作为注射成型操作的一部分，该绝缘材料被注入到驱动体210和从动体220之间。在图2的示例中，绝缘构件230因此由轴向延伸部分232限定，该轴向延伸部分232沿着在轴向方向上延伸的突出构件250和260的平行延伸面将突出构件250和260彼此分离。绝缘构件230还包括径向延伸部分234和236，其通常沿径向方向延伸以将突出构件250和260的远端的平行面分别与驱动体210和从动体220的相应部分分开。

如上所述，由于过大的扭矩而导致的绝缘构件230的失效可使得突出构件250和260的相对面(特别是轴向延伸面)能够彼此接触。因此，突出构件250和260中的至少一个(并且可能两个)可以涂覆有如上所述的隔离涂层。在图2B中，隔离涂层270形成在突出构件260的轴向延伸面处，该轴向延伸面面向突出构件250的对应的轴向延伸面。如果发生绝缘构件230失效并且接触突出构件250(或与其距离减小)，这会使得电流(或放电)能够在其间通过，以这种方式仅涂覆突出构件260可以足以在提供辅助保护模式。然而，也可以(或者甚至期望)如所示通过隔离涂层272涂覆另一突出构件250。此外，在一些情况下，可以使用隔离涂层272代替隔离涂层270。

在一个特定示例中，仅突出构件250和260的轴向延伸面(并且甚至，仅这些面中的一个是必须的)可以覆盖有隔离涂层270或272。然而，在其它情况下，突出构件250和260中的任一个或两者(以及驱动构件210和从动构件220的相应的相对部分)的径向延伸面也可包括隔离涂层274。因此，驱动构件210和从动构件220的彼此相邻的所有面可以具有设置在其间的隔离涂层，或者仅轴向延伸的面可以具有这种涂层。另外，驱动构件210和从动构件220中的任一个或两者可以被涂覆。

因此，应当理解，对于绝缘构件、驱动体和从动体的接合部分以及隔离涂层的具体布置，可以包括多种不同的设计。然而，所有这些设计通常可以提供，穿过在驱动体与从动体相邻处的适配器或联接器的轴向延伸部分的任何横截面将包括绝缘构件以及从动体的接合部分与驱动体的接合部分之间的至少一个(有时两个)隔离涂层的部分。当然，当驱动体和从动体沿轴向重叠时也是如此。然而，当没有这样的重叠时，示例性实施例也可以实施。图3示出了沿适配器300的轴线或纵向中心线截取的适配器300的横截面图。如图3所示，驱动体310通过如上所述的绝缘构件330与从动体320分离。然而，驱动体310和从动体320没有轴向重叠。因此，可以垂直于轴线穿过适配器300截取横截面，并且该横截面仅穿过绝缘构件330。这对于非常高电压的应用是有利的，在这些应用中，驱动体310和从动体320之间的间隙必须相对较高。

如图3所示，驱动体310和从动体320可以具有轴向不重叠的对应的接合部分(例如，呈朝向彼此延伸的城堡齿(castle teeth)的形式)。然而，这些接合部分可以被认为是跨越绝缘构件330彼此相邻(或在绝缘构件330的相对侧上彼此面对)。因此，这些接合部分中的一个或两者可以设置有隔离涂层340或342，如图3所示。之后，可在该结构周围形成包覆件350，以将驱动体310和从动体320与绝缘构件330一起封装。包覆件350还可以使得操作者和其它外部工具或部件不能接近绝缘构件330和(一个或多个)隔离涂层340/342。因此，绝缘构件330和(一个或多个)隔离涂层340/342的结构完整性可以由包覆件350保持，从而增加适配器300的使用寿命。

尽管图1、2和3的示例通常对应于电隔离联接器，该电隔离联接器用作适配器以在一端(即，从动端)接收凸驱动方形并且在另一端(即，驱动端)转换成隔离的凸驱动方形，但是其它结构也是可能的。在这方面，例如，驱动体可以被具有形成为六角套筒的驱动配合部415的替代驱动体410替换，以提供期望尺寸的电隔离套筒400。从动体420能够以其它方式类似于上述从动体，并且驱动体410和从动体420的接合部分也能够以本文所述的任何方式和其它合适的方式成形。绝缘构件430可以如上所述形成，并且也起类似的作用。类似地，隔离涂层440或442可设置在驱动体410和从动体420的接合部分中的任一个或两者上。

在一些情况下，模制工艺(用于绝缘构件和/或包覆件或衬套)可用于将驱动体和从动体轴向地结合在一起。然而，在一些情况下，结构特征可以设置在从动体和驱动体中的任一个或两者的接合部分上，以进一步便于保持整个组件彼此连接。

因此，示例性实施例的电隔离联接器可以包括驱动体、从动体、绝缘构件和隔离涂层。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，而从动体可以包括第二接合部分。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。绝缘构件可以被模制为装配在驱动体和从动体之间，以使驱动体和从动体彼此电隔离。隔离涂层可以设置在第一接合部分或第二接合部分的接触绝缘构件并分别面对第二接合部分或第一接合部分的表面上。隔离涂层还可以包括附着到金属并且具有大于大约10kV的介电强度的材料。在一些情况下，当驱动端包括六角形容纳部时，联接器可以替代地被配置为套筒。

在一些实施例中，联接器(或套筒)可以包括附加的可选特征，和/或可以修改或增加上述特征。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，或者它们能够以任何期望的组合累积添加。在一个示例性实施例中，第一接合部分可以包括至少一个轴向延伸部分，其朝向从动体延伸，并且第二接合部分可以包括至少一个轴向延伸部分，其朝向驱动体延伸。隔离涂层可至少施加在第一接合部分或第二接合部分的轴向延伸面上。在一些情况下，隔离涂层可施加到第一接合部分和第二接合部分中的每一个。在示例性实施例中，隔离涂层可以被施加到第一接合部分和第二接合部分中的每一个的轴向延伸部分和径向延伸部分两者。在一些情况下，隔离涂层可仅施加到第一接合部分和第二接合部分中的每一个的轴向延伸部分。在示例性实施例中，第一接合部分和第二接合部分可以沿着轴向方向重叠并且彼此面对。在一些情况下，电隔离联接器还包括围绕驱动体、从动体、绝缘构件和隔离涂层的径向边缘设置的衬套，以阻止接近绝缘构件和隔离涂层。在示例性实施例中，隔离涂层可以包括陶瓷材料。在一些情况下，隔离涂层可具有在约千分之一英寸与千分之十英寸之间，或甚至在约千分之二英寸与千分之七英寸之间的厚度。在示例性实施例中，通过将第一接合部分或第二接合部分浸入非导电材料中，非导电材料附着到金属，隔离涂层可沉积在第一接合部分或第二接合部分上。在一些情况下，可通过将非导电材料镀敷到第一接合部分或第二接合部分上而将隔离涂层沉积在第一接合部分或第二接合部分上。

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。