用于动力工具的人机工程学手柄的制作方法

专利名称：用于动力工具的人机工程学手柄的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种用于如钻或冲击驱动器之类的动力工具的人机工程学手柄 (ergonomic handle)0
背景技术：
如电动钻具或冲击驱动器之类的动力工具通常包括壳体、联接到壳体的工具夹持 部、从壳体延伸的手柄、和连接到手柄的远离壳体的动力源(例如电池或交流电缆)。但是， 很多动力工具手柄的构造方式导致延长使用工具的时间时使用者明显感到劳累或紧张。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于如钻或冲击驱动器之类的动力工具的人机工 程学手柄。根据本实用新型的一方面，动力工具包括动力源、容纳运动源的壳体、和联接到壳 体的工具夹持件(tool holder)，工具夹持件限定出工具夹持件轴线和朝向工具工作端的 前部方向及远离工具工作端的后部方向。所提供的用于动力工具的人机工程学手柄包括 手柄部分，其具有联接到壳体的近端和联接到动力源的远端，从近端向远端限定出第一区、 第二区、第三区和第四区，并限定出大致横向于工具夹持件轴线的手柄轴线；第一区包括作 动运动源的开关且在食指作动开关时适于容纳使用者的拇指和食指；第二区适于容纳使用 者的中指；第三区适于容纳使用者的无名指；和第四区适于容纳使用者的小指，每个第二、 第三和第四区都包括具有长轴和短轴的普通椭圆形横截面，其中，长轴最长的横截面位于 第三区内，长轴最短的横截面位于第四区内，短轴最短的横截面位于第二区内，而短轴最长 的横截面位于第四区内。根据本实用新型另一方面，动力工具包括动力源、容纳运动源的壳体、和联接到壳 体的工具夹持件，工具夹持件限定出工具夹持件轴线和朝向工具工作端的前部方向及远离 工具工作端的后部方向，所提供的用于动力工具的人机工程学手柄包括手柄部分，其具有 联接到壳体的近端和联接到动力源的远端，从近端向远端限定出第一区、第二区、第三区和 第四区，并限定出大致横向于工具夹持件轴线的手柄轴线；第一区包括作动运动源的开关 且在食指作动该开关时适于容纳使用者的拇指和食指；第二区适于容纳使用者的中指；第 三区适于容纳使用者的无名指；第四区适于容纳使用者的小指；其中，每个第二、第三和第 四区都包括具有长轴和短轴的普通椭圆形横截面，其中，长轴最长的横截面定位于第三区 内，长轴最短的横截面定位于第四区内，短轴最短的横截面定位于第二区内，短轴最长的横 截面定位于第四区内；远端限定出手柄上的最后点，该最后点位于第二、第三和第四区的任 何部分上的任意点处或比该点更向后；第二区的近端限定出手柄的所述第二、第三和第四 区上的最前点，该最前点位于第二、第三和第四区上任意其他点处或比该点更向前；第一区 具有拇指_食指凹部和拇指_指节凹部，拇指_食指凹部处于第一区的后部部分上，带有 被构造为用于容纳使用者的拇指和食指之间的蹼状连接部(web)的曲度(curvature)，拇指_指节凹部被构造为容纳使用者的拇指指节；第四区的后部部分包括被构造为用于容纳 手掌的小鱼际隆凸的手掌抓握凹凸部。在一个实施例中，用于动力工具的人机工程学手柄被构造成在延长使用时间时可 减小使用者的疲劳和/或紧张程度。动力工具包括容纳运动源(例如电动机)的壳体。旋 转运动源可直接或间接(例如，通过诸如行星齿轮链或锥齿轮链之类的传动装置)联接工 具的工作端，其联接于壳体的第一端部。工作端包括限定出输出轴线的输出轴或主轴。动 力工具还包括具有联接壳体的近端部及联接动力源(例如电池、交流电缆或压缩空气源) 的远端部的手柄。手柄大致沿手柄轴线延伸，手柄轴线与输出轴线成一角度。在一个实施 例中，该角度可使手柄远端部处于近端部的后部。在另一实施例中，电池可限定出大致平行 于手柄轴线的轴线。从近端到远端，手柄限定出第一、第二、第二和第四区。第一区包括作动旋转运动 源的启动件并在食指作动启动件时适于容纳使用者的拇指和食指。第二区适于容纳使用者 的中指，第三区适于容纳使用者无名指，第四区适于容纳使用者小指。应理解的是，使用者 的手指在所述一至四区的位置是大致位置，这些位置可根据使用者的不同而改变。还可想 到，如果没有作动启动件，使用者的手指放置位置也可不同。在另一实施例中，披露了一种用在动力工具上的人机工程学手柄，该动力工具包 括动力源、容纳运动源的壳体、和联接在壳体上且限定了刀头夹持件轴线和朝向工具工作 端的前部方向和远离工具工作端的后部方向的刀头夹持件。该手柄包括手柄部分，手柄部 分具有联接到壳体的近端和联接到动力源的远端，从近端到远端限定出第一区、第二区、第 三区和第四区，并限定出通常横向于工具夹持件轴线的手柄轴线。第一区包括用于作动运 动源的开关且在食指作动开关时适于容纳拇指和食指。第二区适于容纳使用者的中指，第 三区适于容纳使用者的无名指，第四区适于容纳使用者的小指。第二，第三和第四区的每一 个都包括具有长轴和短轴的普通的椭圆形状横截面。具有最长长轴的横截面位于第三区， 具有最短长轴的横截面位于第四区，具有最短短轴的横截面位于第二区，具有最长短轴的 横截面位于第四区。在又一实施例中，远端限定出手柄上的最后点，该最后点位于第二、第三和第四区 的任何部分上的任何点处或比该点更向后。第二、第三和第四区上的后边缘形状类似于圆 括号的上半部。第二区的近端限定出手柄的第二、第三和第四区上的最前点，该最前点位于 第二、第三和第四区上任意其他点处或比该点更向前。第二、第三和第四区的前边缘形状类 似于圆括号的下半部，在圆括号下半部的远端处沿向前方向略微弯曲(curvature)。在另一实施例中，第一区的后部部分上设有拇指-食指凹部。拇指-食指凹部具 有被构造为可容纳使用者拇指和食指之间的蹼状连接部的曲度。在拇指-食指凹部半径的 中心点和开关中心点之间绘制的假想线与工具夹持件轴线大致平行。在又一实施例中，第一区包括用于容纳使用者的拇指指节的拇指-指节凹部。沿 大致横向于工具夹持件轴线截取的横截面观察，拇指-指节凹部具有与手柄其它部分的弯 曲相反的弯曲。在另一实施例中，第四区的后部部分包括被构造为用于容纳手掌的小鱼际隆凸的 手掌抓握凹凸部。沿大致平行于工具夹持件轴线的横截面观察时，手柄部分具有第一普通 椭圆形状，而手掌抓握凹凸部具有不同的第二形状。第一普通椭圆形状的第一短轴的中心位于手柄部分的中心平面上，而第二形状是具有短轴中心不在中心平面上的第二椭圆形 状。第二椭圆形状的短轴长于第一椭圆形状的短轴。在又一实施例中，手柄部分包括沿着手柄一侧延伸的手指支持脊，该手指支持脊 从第一区中接近开关的位置开始且沿大致平行于工具夹持件轴线的后部方向延伸。该手指 支持脊大致平行于手柄轴线地进一步延伸通过第二和第三区。手柄支持脊进一步以弯曲部 段的形式延伸通过第四区，该弯曲部段向远端延伸时其向前再向后延伸。在另一些实施例中，壳体大致横向于手柄轴线(例如，活塞式夹持钻 (tpiston-grip drill)、锤钻或冲击驱动器)，或者壳体大致平行于手柄轴线(例如直角 钻)。可将手柄实施为与上述任一种或多种实施方式的结合。其具有下述一或多个优 点。本手柄的轮廓符合使用者的手部解剖学。使用动力工具时，其可提高使用者的舒适度 并减少疲劳。也减小了使用工具手柄时出现的不舒服感觉。显然，从文字描述和附图中还 可得知其他优越性和特征。

图1是具有人机工程学手柄的动力工具的第一实施例的侧视图；图2是图1所示动力工具的后视图；图3是图1所示手柄的透视图，图中部分地示出了剖面；图4是沿图1中4-4线剖切的动力工具的剖视图；图5是沿图1中5-5线剖切的动力工具的剖视图；图6是握持于使用者手中的图1所示动力工具的侧视图；图7是从手掌侧观察的人手的外视图；图8是人手骨骼的示意图；图9是图1所示动力工具的侧向剖视图，其示出了动力工具的内部组成部分；图10是具有人机工程学手柄的动力工具的第二实施例的侧视图；图11是图10所示动力工具的后视图；图12是图10所示手柄的透视图，图中部分地示出了剖面；图13是沿图10中13-13线剖切的动力工具的剖视图；图14A是握持于使用者手中的图10所示动力工具的侧视图，图中启动件未被作 动；图14B是握持于使用者手中的图10所示动力工具的侧视图，图中启动件被作动；图15是图10所示动力工具侧向剖视图，其示出了动力工具的内部组成部分。
具体实施方式
参照图1和9，动力工具10的第一实施例具有壳体12，壳体12装有旋转马达14 形式的运动源。联接到壳体前端18的是工具工作端，该工具工作端呈用于保持刀头(tool bit)(例如，钻头或螺丝刀，没有示出)的工具夹持件16的形式，其限定出工具夹持件轴线 X-X。正如显示的那样，工作端是六角刀头保持机构。关于示例性刀头夹持件(tool bit holder)的更详细的内容在普通所有的美国专利申请顺序号12/394，426中已阐述，该申请
6作为参考被引入本申请中。工作端也可以是其它零件，如不同的六角头非保持件(hex but retainer)、卡盘、或钉钉机或订书机的接头。马达14经传动齿轮20、离合器24和输出主轴 26驱动工具夹持件16作旋转运动。借助电池28形式的电源为马达提供电力，电池28经 启动件30联到马达14，启动件作动开关32以便选择性地使马达14运行。电池28限定轴 线Z-Z，该轴线大致平行于刀头夹持件轴线X-X。如附图所示，该动力工具是由电池供电的 无绳钻机。当然，可想到的是，动力工具可以是任何类型的有绳、无绳、气动或燃气推动的工 具，例如螺丝刀、冲击驱动装置或扳手、锤、锤钻、钉钉机、订书机、锯、粉碎机、砂光机、槽刨 机、闪光灯。动力工具10还包括手柄40，手柄40具有近端部42和远端部44，近端部联接壳体 12，远端部44联接电池28。手柄大致沿手柄轴线Y-Y延伸，手柄轴线Y-Y与刀头夹持件轴 线X-X成α角。例如，α角可约为80°，致使远端部大体位于近端部的后部，需要说明的 是，α角可以在宽角度范围内改变。图7和8示出了手部解剖图，手柄40按人机工程学被设计成其轮廓适合使用者的 手。一般而言，使用者的手100包括手掌101，手掌101连接拇指102、食指104、中指106、 无名指108和小指110。手掌101由五根掌骨119构成。每个手指由联接掌骨119的近端 指骨120、中间指骨122和远端指骨124构成。拇指由联接掌骨119的近端指骨120和联接 近端指骨120的远端指骨124构成。这些骨头之间的关节处有指节。肌肉蹼状连接部112 连接拇指102的根部和食指104的根部。另外，手掌还包括两块肉垫，它们呈位于手掌拇指 侧的鱼际隆凸114和位于手掌小指侧的小鱼际隆凸116。此外，在拇指和每个手指的根部处 在手掌侧有肉垫118、120、122、124和126。参照图1和6，从近端部42到远端部44，手柄40限定出第一区46、第二区48、第 三区50和第四区52，用于在作动启动件时，适于容纳使用者的手部，如下所述。第一区46 包括启动件30，该区适用于在使用者用食指104作动启动件时容纳其的食指104和拇指 102。第二区48适于容纳使用者的中指106。第三区50适于容纳使用者的无名指108。第 四区52适于容纳使用者的小指110。应理解的是，使用者的手指在第一至第四区的所述位 置只是大致估计位置，可根据使用者的不同改变。还应意识到的是，没有作动启动件时，使 用者的手指放置位置也可不同，例如，可将食指、中指、无名指和小指一起都放置在第二、第 三和第四区，而将拇指放置在第一区。在一个实施例中，第二、第三和第四区的总长至少约 为64mm，如所认为的那样，至少必须达到这一长度才能容纳大多数使用者的手。参照图1和3，第二区48、第三区50和第四区52的每一个都包括多个普通椭圆 形的横截面，每个横截面都大致平行于轴线X-X。为了清楚起见，图3示出了在每个第二区 48、第三区50和第四区52中的单个示例性椭圆形横截面。但是，应理解的是，每个区都可 有无限个类似的横截面。第二区48包含具有长轴60和短轴62的普通椭圆形横截面54，在 第二、第三和第四区的其他椭圆形横截面的其他短轴中，短轴62最短。例如，椭圆形横截面 54的短轴62大约长31. 5mm。另外，长轴60比第三区50中所有其他长轴都短，但比第四区 52中的所有其他长轴长，例如大约42mm长。第三区50包含具有长轴64和短轴66的椭圆 形横截面56，在第二、第三或第四区的任何其他长轴中，长轴64最长，例如，大约44mm长。 另外，短轴66比第二区48中所有其他短轴长，而比第四区52中所有其他短轴短，例如，大 约32. 5mm。第四区包含具有长轴70和短轴68的椭圆形横截面58，此处，短轴68是第二、第三或第四区中其他短轴中最长的，例如，大约34mm。长轴70在第二、第三或第四区的其他 长轴中是最短的，例如，大约36mm。从后部观察手柄40时，如图2所示，从第一区46到第四区52，手柄横截面的短轴 长度逐渐增大，致使手柄沿远端方向朝外呈锥形(taper)。从侧面观察手柄40时，如图1所 示，手柄横截面的长轴长度从第二区48朝远端移向第三区50时逐渐增加，在第三区50的 椭圆形横截面56处长轴达到最大。然后从通过第三区50的其余部分和通过第四区52的 椭圆形横截面56向远侧移动时长轴长度逐渐减小，在靠近第四区52和手柄40的远端部44 之间的连接部分处长轴长度在第四区52中达到最短。另外，如图1所示，可将手柄40构造成使得手柄40的第二、第三和第四区上的最 后点61位于第四区52的远端处，因此点61等于手柄40的第二、第三或第四区上任何其 它较近的点或比该点更靠后。手柄40的第二、第三和第四部分的后边缘65趋向于具有近 似圆括号上半部(top-half)的曲度。手柄40的第二、第三和第四部分上的最前点63位于 第二区48的近端，使得点63等于手柄40的第二、第三或第四区上任何其他更远的点或比 该点更靠前。手柄40的第二、第三和第四部分的前边缘67趋向于具有近似圆括号下半部 (bottom half)的形状，具有在圆括号的下部处沿向前方向向后的小曲度。参照图1和6，第一区46包括半圆形的拇指_食指凹部69，该凹部具有构造为用 于接收使用者拇指和食指之间的蹼状连接部112的弯曲。拇指-食指凹部69具有中心点 C和半径R。中心点C和启动件30的中心点之间的假想线L-L大致平行于刀头夹持件轴线 x-x。启动件沿L-L线移动，因此，启动件大致平行于刀头夹持件轴线X-X移动。参照图1、2和6，第一区46还包括处于手柄40相对侧上的一对拇指指节搁置部 80和82。每个拇指指节搁置部80和82沿大致向后的方向从部分80、82的最前点朝向手 柄的后端延伸，以与壳体12混成一体。每个拇指指节搁置部80、82被构造成接收使用者的 拇指102的掌骨119和近端指骨120之间的结合部处的拇指指节117。工具的每侧设有拇 指指节凹部80、82以适应用右手和用左手的使用者两者。还参考图5，在B-B剖面(在大体 垂直于工具夹持件轴线X-X方向上通过壳体和手柄截取的剖面)上，每一拇指指节凹部80、 82具有与壳体和手柄其余部分的弯曲大体相反的弯曲。在另一些实施例中，拇指指节凹部 可以具有平的轮廓，或者具有与壳体和手柄相同方向的弯曲，但是尺寸不同。参照图1、2和6，手柄40的第四区52包含手掌抓握凹凸部84，该凹凸部被构造成 接收使用者手掌的小鱼际隆凸116。手掌抓握凹凸部84包绕手柄后部并在手柄两侧对称 分布。手掌抓握凹凸部包括在手柄40的相对两侧的左部85和右部87，左部和右部在中心 部分89汇合。当从侧视图观察时(即，如图1所示)，左部85和右部87每个具有常规的C 形。还参见图4，沿A-A剖面(在手掌抓握凹凸部处大体平行于刀头夹持件轴线X-X通过手 柄截取的剖面)，手柄40具有包括手掌抓握凹凸部84的左部85和右部87的第一普通椭圆 形状86，而左部和右部各有与第一普通椭圆形状86不同的第二普通椭圆形状88。例如，第 一普通椭圆形状86具有长轴91和短轴90，每个轴的中心都在手柄轴线Y-Y上，而每个第二 椭圆形状88具有长轴93和短轴92，长轴93的中心在手柄轴线Y-Y的前方，短轴92的中心 在手柄轴线Y-Y的左方或者右方。另外，每个第二椭圆形状88的长轴93和短轴92分别比 第一椭圆形状86的长轴91和短轴90大。而且，每个第二椭圆形状88和第一椭圆形状86 的曲度不同。在另一些实施例中，第二椭圆形状的长轴和/或短轴中心可处于不同位置，或其长轴和/或短轴可小于或等于第一椭圆形状的长轴和/或短轴，和/或第二椭圆形状可 具有与显示的曲度不同的曲度。在又一些实施例中，手掌抓握凹凸部84的左部85和右部 87的形状可以不是椭圆形状，而用展平部分代替，或者具有与手柄40的弯曲相反的弯曲。参照图1和6，手柄40还包括一对沿手柄各侧走向的手指支持脊94。每个手指支 持脊94包括第一段95，该段从第一区46中邻近启动件处开始沿大致平行于轴线X-X的朝 后方向延伸。所述脊具有从第一段95延伸并大致平行于手柄轴线地连续通过第二和第三 区的第二段96。所述脊还具有第三段97，当该第三段向远侧延伸时，其以向前延伸并随后 向后延伸的常规弯曲段的形式连续通过第四区。第三段97具有普通的C形轮廓，该轮廓与 手掌抓握凹凸部84的普通C形轮廓相应。手指支持脊94被构造为使用者抓握手柄时抵靠 使用者的指尖，以便更好地抓握手柄40。抓握面57被安排在手指支持脊94的每一侧并与 手指支持脊94的轮廓相似。抓握面57的轮廓适于将使用者的指尖容纳在手柄40的一侧 上，而在手柄40的另一侧容纳肌肉垫120、122、124和126。参照图10和14，动力工具210的第二实施例具有壳体212，壳体装有旋转马达214 形式的运动源。联接到壳体顶部218的是用于保持刀头(例如，钻头或螺丝刀，没有示出) 的且呈工具夹持件216形式的工具工作端，其限定工具夹持件轴线X’ -X，。正如示出的那 样，工作端是卡盘。工作端也可以是其它零件，如六角头非保持机构(例如，上面参考第一 实施例所描述的一种)。马达214经传动装置220驱动工具夹持件216旋转运动，该传动装 置包括两级行星齿轮组222、直角齿轮组224和输出主轴226，工具夹持件连接到该输出主 轴。马达214由电池228形式的电源提供电力，电池228通过作动开关232的启动件230 联接到马达214，以便有选择地使马达214作动。电池228限定出大致平行于刀头夹持件轴 线X’ -X’的Z’ -Z’轴线。如附图所示，动力工具是由电池供电的无绳直角钻。当然，可想 到的是，动力工具可以是任何类型的有绳、无绳、气动或燃气推动的直角工具，例如锤、钻、 冲击驱动装置、螺丝刀、或粉碎机。动力工具210也包括手柄240，手柄的近端部242联接到壳体212，远端部244联 接到电池228。手柄240通常沿与刀头夹持件轴线X’ -X’成α ’角的手柄轴线Y’ -Y’延 伸。例如，α ’角可约为80-90°，因此远端部在近端部的后部处或大体接近近端部的后部。 需要说明的是，这个角度可以在很宽的角度范围内变化。手柄240按人机工程学被设计成其轮廓适合使用者的手，图7和8示出了手的骨 骼，上面对它们已作描述。参照图10、14Α和14Β，从近端部242到远端部244，手柄240限定 出第一区246、第二区248、第三区250和第四区252，如下所述，这些区适用于容纳使用者的 手。第一区246包括启动件230的底部231。食指104扣动启动件时(图14Α)，第一区适 用于容纳使用者的拇指102和食指104，没有扣动启动件时(图14Β)，第一区适用于只容纳 使用者的拇指102，而不是多个手指。第二区248设有向前-反向开关(forward-reverse switch) 233以使马达的转向相反。扣动启动件时(图14A)，第二区248适用于容纳使用者 的中指106，没有扣动启动件时(图14B)，第二区适用于容纳使用者的食指104，致使食指可 以作动向前-反向开关233。第三区250在扣动启动件时(图14A)适用于容纳使用者的无 名指108，在没有扣动启动件时(图14B)其适用于容纳使用者的中指106。第四区252在 扣动启动件时(图14A)适用于容纳使用者的小指110，在没有扣动启动件时(图14B)，其 适用于容纳使用者的无名指108和小指110。需要说明的是，上述使用者在第一至第四区的手指位置是大致的近似位置，且因使用者的不同这些位置可以改变。在一个实施例中，第 二、第三和第四区的总长度至少约为64mm，因为已发现为了接收大多数使用者的手至少需 要此长度。参考图10和12，第二区248、第三区250和第四区252中的每一区都包括多个普通 的椭圆形横截面，每个横截面都被截取为大致平行于X’ -X’轴线。为了清楚起见，图12示 出了第二区248、第三区250和第四区252的每一区中的单个示例性椭圆形横截面。但是， 应理解的是，每个区都有无限个类似的横截面。第二区248包含具有长轴260和短轴262 的普通椭圆形横截面254，在此短轴262是第二、第三和第四区中任何其他椭圆形横截面的 任何其他短轴中最短的。例如，椭圆形横截面254的短轴262约35. 4mm长。另外，长轴260 比第三区250中所有其他长轴都短，但比第四区252中所有其他长轴都长，例如约58mm长。 第三区250包含具有长轴264和短轴266的椭圆形横截面256，在此长轴264是第二、第三 或第四区的任何其他长轴中最长的，例如，约59mm长。另外，短轴266比第二区248中所有 其他短轴都长，而比第四区252中所有其他短轴都短，例如，约35. 8mm长。第四区包含具有 长轴268和短轴270的椭圆形横截面258，在此短轴270是第二、第三或第四区中任何其他 短轴中最长的，例如，约38mm。长轴268是第二、第三或第四区中任何其他长轴中最短的，例 如，约48mm。如图11所示，从后部观察手柄240时，从第二区248到第四区252，手柄横截面的 短轴长度逐渐增加，致使手柄沿远端方向向外呈锥形。如图10所示，从侧面观察手柄240 时，手柄横截面的长轴长度在从第二区248朝远端移向第三区250时增加，该长度在第三区 250的椭圆形横截面256处达到最大。然后从椭圆形横截面256朝向远端移动通过第三区 250的剩余部分并通过第四区252时该长轴长度减小，并在第四区252内靠近手柄240的远 端部244和第四区252之间的连接部处达到最小。另外，如图10所示，手柄240被构造成使得手柄240的第二、第三和第四区上的最 后点261位于第四区252的远端，因此，点261与手柄240的第二、第三或第四区上任何其 它较近的点相等或比所述点更靠后。手柄240的第二、第三和第四区上的最前点263位于 第二区248的近端，因此，点263与手柄240的第二、第三或第四区上任何其它较远的点相 等或比所述点更靠前。手柄240的第二、第三和第四区的前边缘267趋向于具有与圆括号 下半部近似的形状，在圆括号的所述下部处沿向前方向略向后弯曲。参照图10和14A-14B，第一区246包括有半圆形的拇指-食指凹部269，该凹部具 有构造为用于容纳使用者拇指和食指之间的蹼状连接部112的曲度。启动件231沿假想 线L’ -L'移动，假想线L’ -L'大致平行于工具夹持件轴线X’ -X’，使得食指104被推向拇 指-食指凹部269。参照图10、11和14A-14B，手柄240的第四区252包括手掌抓握凹凸部284，该凹凸 部被构造为容纳使用者手掌中的小鱼际隆凸部116。手掌抓握凹凸部284卷绕手柄后部并 对称于手柄两侧。手掌抓握凹凸部包括处于手柄240的相对两侧的左部285和右部287，左 部和右部汇合于中部289。从所述侧视图观察时(即，如图10所示)，左部285和右部287 各自具有普通C形。参见图13，在C-C截面(在手掌抓握凹凸部处穿过手柄且大体平行于 刀头夹持件轴线X-X)中，手柄240具有包含手掌抓握凹凸部284的左部285和右部287的 第一普通椭圆形状286，而左部285和右部287各有一个不同于第一普通椭圆形状286的第二椭圆形状288。例如，第一普通椭圆形状286有长轴291和短轴290，该长轴和短轴中每个 的中心都处于手柄轴线Y-Y上，而第二椭圆形状288的长轴293的中心在手柄轴线Y-Y的 前方，第二椭圆形状288的短轴292的中心在手柄轴线Y-Y的左方或者右方。另外，每个第 二椭圆形状288的长轴293和短轴292分别大于第一椭圆形状286的长轴291和短轴290。 此外，每个第二椭圆形状288具有的曲度与第一椭圆形状286的曲度不同。在另一些实施 例中，第二椭圆形状的长轴和/或短轴中心可处于不同位置，或小于或等于第一椭圆形状 的长轴和/或短轴，和/或第二椭圆形状可具有与图示的曲度不同的曲度。在又一些实施 例中，手掌抓握凹凸部284的左部285和右部287的形状可以不为椭圆，而是展平的部分， 或者可以具有与手柄240弯曲相反的弯曲。参照图10和14A-14B，手柄240还包括一对手指支持脊294，它们沿手柄的各侧走 向。每个手指支持脊294包括第一段295，该段从临近第二区248和第三区250的接合处 开始沿大致平行于轴线X’-X’的方向朝后延伸。所述脊具有从第一段295延伸并成角度 地连续通过第三区250的第二段296，所述角度比手柄轴线Y’ -Y’的角度更尖。所述脊还 具有第三段297，该段连续通过第四段并向前延伸，然后在末端大体垂直于轴线X’ -X，。手 指支持脊294被构造为在使用者抓握手柄时紧靠使用者的指尖，以便更好地抓握手柄240。 抓握面257布置在手指支持脊294的每一侧，并且与手指支持脊294的轮廓相符。抓握面 257在手柄240的一侧的轮廓可容纳使用者的指尖，同时将肌肉垫120、122、124和126容纳 于手柄40的使用者的手掌另一侧上。根据内部规禾呈禾口在 Stephen Pheasant，Bodyspace Anthropometry, Ergonomics and the Design of the Work, Second Edition (Taylor and Francis2007)禾口 Thomas M. Greiner ；"Hand Anthropometry of US Army Personal，，，Army Natick Research Development and Engineering Center，Technical ReportNatick/TR-92/011, Dec. 1991 中列出的参考数据表，对上面描述的第一实施例的动力工具10和手柄40的样机进行了生 物力学评估。除不具备拇指指节搁置部80、手掌抓握凹凸部84和手指支持脊94外，该样机 与上面描述的实施例基本相同。将该样机与Bosch PS-20型钻机、Makita DF030D型钻机 及Hitachi B10DL型钻机(统称为“备选工具(alternative tool)”)进行了比较。在生物力学评估中，测试人员在设计的工作周期内使用样机和备选工具，以模拟 使用所述工具反复将十字头螺钉嵌入木头中。在每一测试周期，测试者总是使用所述工具 沿模拟施加约25-30磅的力的方向施加轴向负载达3秒，然后休息7秒。总是重复这种周 期，总持续时间为2分钟、4分钟、6分钟和10分钟，或者直到测试者感到非常疲劳或继续下 去将很不舒服为止。对于这些测试而言，每个测试者以没有轮换顺序的方式使用每种工具。在工具的总人机工程学舒适性方面，所有测试者都把所述样机工具评定为最好的 或者第二名，75%的测试者把所述样机评为测试工具中最好的。另外，有些测试者认为存在 拇指关节区和小鱼际隆凸部不舒服的缺陷。结果分别设计了拇指指节搁置部80和手掌抓 握凹凸部84。上面的描述涉及的只是本实用新型的几种可能的例子，本实用新型不限于此。在 上面所披露的本实用新型的范围内可以作出很多改型。依据U.S. C § 119(e)，本申请要求享有于2009年2月24日提交的申请号为 61/208，399、名称为“Ergonomic Handle for Power tool”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容作为参考引入本申请中。
权利要求一种用于动力工具的人机工程学手柄，其特征在于，该动力工具包括动力源、容纳运动源的壳体、和联接到壳体的工具夹持件，该工具夹持件限定出工具夹持件轴线和朝向工具工作端的向前的方向及远离工具工作端的向后的方向，所述手柄包括手柄部分，其具有联接到所述壳体的近端和可联接到所述动力源的远端，从所述近端向远端限定出第一区、第二区、第三区和第四区，并限定出大致横向于所述工具夹持件轴线的手柄轴线；所述第一区包括作动运动源的开关且在食指作动该开关时适于容纳使用者的拇指和食指；所述第二区适于容纳使用者的中指；所述第三区适于容纳使用者的无名指；和所述第四区适于容纳使用者的小指，其中，每个所述第二、第三和第四区都包括具有长轴和短轴的普通椭圆形横截面，其中，长轴最长的横截面位于第三区内，长轴最短的横截面位于第四区内，短轴最短的横截面位于第二区内，而短轴最长的横截面位于第四区内。
2.如权利要求1所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述远端限定出手柄上的最后 点，该最后点位于第二、第三和第四区的任何部分上的任意点处或比该点更靠后。
3.如权利要求2所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述第二、第三和第四区的后边 缘的形状类似于圆括号的上半部。
4.如权利要求1所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述第二区的近端限定出所述 手柄的第二、第三和第四区上的最前点，该最前点位于所述第二、第三和第四区上其它任何 点处或比该点更靠前。
5.如权利要求4所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述第二、第三和第四区的前边 缘形状类似于圆括号的下半部，在圆括号下半部的远端处沿向前方向略微弯曲。
6.如权利要求1所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述第一区具有在所述第一区 的后部部分上的拇指_食指凹部。
7.如权利要求6所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述拇指_食指凹部具有被构造 成用于容纳使用者的拇指和食指之间的蹼状连接部的曲度。
8.如权利要求7所述的人机工程学手柄，其特征在于，在所述拇指-食指凹部的半径中 心点和所述开关的中心点之间绘制的假想线大致平行于所述工具夹持件轴线。
9.如权利要求1所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述第一区包括被构造成用于 容纳使用者的拇指指节的拇指_指节凹部。
10.如权利要求9所述的人机工程学手柄，其特征在于，沿基本横向于工具夹持件轴线 截取的横截面观察，所述拇指-指节凹部具有与手柄其它部分的弯曲相反的弯曲。
11.如权利要求1所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述第四区的后部部分包括被 构造成用于容纳手掌的小鱼际隆凸的手掌抓握凹凸部。
12.如权利要求11所述的人机工程学手柄，其特征在于，沿基本平行于工具夹持件轴 线的横截面观察，所述手柄部分具有第一普通椭圆形状，而所述手掌抓握凹凸部具有不同 的第二形状。
13.如权利要求12所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述第一普通椭圆形状具有第一短轴，该第一短轴的中心位于手柄部分的中心平面上，所述第二形状是具有短轴的第 二椭圆形状，该短轴的中心不在中心平面上。
14.如权利要求13所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述第二椭圆形状的短轴比 所述第一椭圆形状的短轴长。
15.如权利要求1所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述手柄部分包括沿手柄一侧 走向的手指支持脊，该手指支持脊从第一区中邻近所述开关的位置开始，沿基本平行于工 具夹持件轴线的向后方向延伸。
16.如权利要求15所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述手指支持脊基本平行于 手柄轴线地进一步延伸通过所述第二和第三区。
17.如权利要求16所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述手柄支持脊进一步以弯 曲部段的形式延伸通过第四区，该弯曲部段向远端延伸时其向前延伸且随后向后延伸。
18.如权利要求1所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述壳体基本横向于手柄轴线。
19.如权利要求1所述的人机工程学手柄，其特征在于，所述壳体基本平行于手柄轴线。
20.一种用于动力工具的人机工程学手柄，其特征在于，该动力工具包括动力源、容纳 运动源的壳体、和联接到壳体的工具夹持件，该工具夹持件限定出工具夹持件轴线和朝向 工具工作端的向前的方向及远离工具工作端的向后的方向，所述手柄包括手柄部分，其具有联接到所述壳体的近端和可联接到所述动力源的远端，从所述近端 向远端限定出第一区、第二区、第三区和第四区，并限定出大致横向于所述工具夹持件轴线 的手柄轴线；所述第一区包括作动运动源的开关且在食指作动该开关时适于容纳使用者的拇指和 食指；所述第二区适于容纳使用者的中指； 所述第三区适于容纳使用者的无名指； 所述第四区适于容纳使用者的小指；其中，每个所述第二、第三和第四区都包括具有长轴和短轴的普通椭圆形横截面，其中，长轴 最长的横截面定位于第三区内，长轴最短的横截面定位于第四区内，短轴最短的横截面定 位于第二区内，短轴最长的横截面定位于第四区内；所述远端限定出手柄上的最后点，该最后点位于所述第二、第三和第四区的任何部分 上的任意点处或比该点更靠后；所述第二区的近端限定出手柄的所述第二、第三和第四区上的最前点，该最前点位于 所述第二、第三和第四区上任意其他点处或比该点更靠前；所述第一区具有拇指_食指凹部和拇指_指节凹部，所述拇指_食指凹部处于该第一 区的后部部分上，带有被构造为用于容纳使用者的拇指和食指之间的蹼状连接部的曲度， 所述拇指_指节凹部被构造为容纳使用者的拇指指节；和所述第四区的后部部分包括被构造为用于容纳手掌的小鱼际隆凸的手掌抓握凹凸部。
专利摘要一种用于动力工具的人机工程学手柄，其包括具有联接到壳体的近端和联接到动力源的远端的手柄部分，从近端向远端限定出第一区、第二区、第三区和第四区，并限定出大致横向于工具夹持件轴线的手柄轴线；第一区包括作动运动源的开关且在食指作动开关时适于容纳使用者的拇指和食指；第二区适于容纳使用者的中指；第三区适于容纳使用者的无名指；和第四区适于容纳使用者的小指，每个第二、第三和第四区都包括具有长轴和短轴的普通椭圆形横截面，长轴最长的横截面位于第三区内，长轴最短的横截面位于第四区内，短轴最短的横截面位于第二区内，而短轴最长的横截面位于第四区内。利用本手柄在延长使用时间时可减小使用者的疲劳和/或紧张程度。
文档编号B25F5/02GK201711952SQ20102019035
公开日2011年1月19日 申请日期2010年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者丹尼尔·N·洛帕诺, 加布里埃尔·N·康卡里, 赛恩·内茨勒, 达斯廷·李 申请人:布莱克和戴克公司