專利名稱：用于動力工具的人機工程學(xué)手柄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種用于如鉆或沖擊驅(qū)動器之類的動力工具的人機工程學(xué)手柄 (ergonomic handle)0
背景技術(shù)：
如電動鉆具或沖擊驅(qū)動器之類的動力工具通常包括殼體、聯(lián)接到殼體的工具夾持 部、從殼體延伸的手柄、和連接到手柄的遠離殼體的動力源(例如電池或交流電纜)。但是， 很多動力工具手柄的構(gòu)造方式導(dǎo)致延長使用工具的時間時使用者明顯感到勞累或緊張。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于如鉆或沖擊驅(qū)動器之類的動力工具的人機工 程學(xué)手柄。根據(jù)本實用新型的一方面，動力工具包括動力源、容納運動源的殼體、和聯(lián)接到殼 體的工具夾持件(tool holder)，工具夾持件限定出工具夾持件軸線和朝向工具工作端的 前部方向及遠離工具工作端的后部方向。所提供的用于動力工具的人機工程學(xué)手柄包括 手柄部分，其具有聯(lián)接到殼體的近端和聯(lián)接到動力源的遠端，從近端向遠端限定出第一區(qū)、 第二區(qū)、第三區(qū)和第四區(qū)，并限定出大致橫向于工具夾持件軸線的手柄軸線；第一區(qū)包括作 動運動源的開關(guān)且在食指作動開關(guān)時適于容納使用者的拇指和食指；第二區(qū)適于容納使用 者的中指；第三區(qū)適于容納使用者的無名指；和第四區(qū)適于容納使用者的小指，每個第二、 第三和第四區(qū)都包括具有長軸和短軸的普通橢圓形橫截面，其中，長軸最長的橫截面位于 第三區(qū)內(nèi)，長軸最短的橫截面位于第四區(qū)內(nèi)，短軸最短的橫截面位于第二區(qū)內(nèi)，而短軸最長 的橫截面位于第四區(qū)內(nèi)。根據(jù)本實用新型另一方面，動力工具包括動力源、容納運動源的殼體、和聯(lián)接到殼 體的工具夾持件，工具夾持件限定出工具夾持件軸線和朝向工具工作端的前部方向及遠離 工具工作端的后部方向，所提供的用于動力工具的人機工程學(xué)手柄包括手柄部分，其具有 聯(lián)接到殼體的近端和聯(lián)接到動力源的遠端，從近端向遠端限定出第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)和 第四區(qū)，并限定出大致橫向于工具夾持件軸線的手柄軸線；第一區(qū)包括作動運動源的開關(guān) 且在食指作動該開關(guān)時適于容納使用者的拇指和食指；第二區(qū)適于容納使用者的中指；第 三區(qū)適于容納使用者的無名指；第四區(qū)適于容納使用者的小指；其中，每個第二、第三和第 四區(qū)都包括具有長軸和短軸的普通橢圓形橫截面，其中，長軸最長的橫截面定位于第三區(qū) 內(nèi)，長軸最短的橫截面定位于第四區(qū)內(nèi)，短軸最短的橫截面定位于第二區(qū)內(nèi)，短軸最長的橫 截面定位于第四區(qū)內(nèi)；遠端限定出手柄上的最后點，該最后點位于第二、第三和第四區(qū)的任 何部分上的任意點處或比該點更向后；第二區(qū)的近端限定出手柄的所述第二、第三和第四 區(qū)上的最前點，該最前點位于第二、第三和第四區(qū)上任意其他點處或比該點更向前；第一區(qū) 具有拇指_食指凹部和拇指_指節(jié)凹部，拇指_食指凹部處于第一區(qū)的后部部分上，帶有 被構(gòu)造為用于容納使用者的拇指和食指之間的蹼狀連接部(web)的曲度(curvature)，拇指_指節(jié)凹部被構(gòu)造為容納使用者的拇指指節(jié)；第四區(qū)的后部部分包括被構(gòu)造為用于容納 手掌的小魚際隆凸的手掌抓握凹凸部。在一個實施例中，用于動力工具的人機工程學(xué)手柄被構(gòu)造成在延長使用時間時可 減小使用者的疲勞和/或緊張程度。動力工具包括容納運動源(例如電動機)的殼體。旋 轉(zhuǎn)運動源可直接或間接(例如，通過諸如行星齒輪鏈或錐齒輪鏈之類的傳動裝置)聯(lián)接工 具的工作端，其聯(lián)接于殼體的第一端部。工作端包括限定出輸出軸線的輸出軸或主軸。動 力工具還包括具有聯(lián)接殼體的近端部及聯(lián)接動力源(例如電池、交流電纜或壓縮空氣源) 的遠端部的手柄。手柄大致沿手柄軸線延伸，手柄軸線與輸出軸線成一角度。在一個實施 例中，該角度可使手柄遠端部處于近端部的后部。在另一實施例中，電池可限定出大致平行 于手柄軸線的軸線。從近端到遠端，手柄限定出第一、第二、第二和第四區(qū)。第一區(qū)包括作動旋轉(zhuǎn)運動 源的啟動件并在食指作動啟動件時適于容納使用者的拇指和食指。第二區(qū)適于容納使用者 的中指，第三區(qū)適于容納使用者無名指，第四區(qū)適于容納使用者小指。應(yīng)理解的是，使用者 的手指在所述一至四區(qū)的位置是大致位置，這些位置可根據(jù)使用者的不同而改變。還可想 到，如果沒有作動啟動件，使用者的手指放置位置也可不同。在另一實施例中，披露了一種用在動力工具上的人機工程學(xué)手柄，該動力工具包 括動力源、容納運動源的殼體、和聯(lián)接在殼體上且限定了刀頭夾持件軸線和朝向工具工作 端的前部方向和遠離工具工作端的后部方向的刀頭夾持件。該手柄包括手柄部分，手柄部 分具有聯(lián)接到殼體的近端和聯(lián)接到動力源的遠端，從近端到遠端限定出第一區(qū)、第二區(qū)、第 三區(qū)和第四區(qū)，并限定出通常橫向于工具夾持件軸線的手柄軸線。第一區(qū)包括用于作動運 動源的開關(guān)且在食指作動開關(guān)時適于容納拇指和食指。第二區(qū)適于容納使用者的中指，第 三區(qū)適于容納使用者的無名指，第四區(qū)適于容納使用者的小指。第二，第三和第四區(qū)的每一 個都包括具有長軸和短軸的普通的橢圓形狀橫截面。具有最長長軸的橫截面位于第三區(qū)， 具有最短長軸的橫截面位于第四區(qū)，具有最短短軸的橫截面位于第二區(qū)，具有最長短軸的 橫截面位于第四區(qū)。在又一實施例中，遠端限定出手柄上的最后點，該最后點位于第二、第三和第四區(qū) 的任何部分上的任何點處或比該點更向后。第二、第三和第四區(qū)上的后邊緣形狀類似于圓 括號的上半部。第二區(qū)的近端限定出手柄的第二、第三和第四區(qū)上的最前點，該最前點位于 第二、第三和第四區(qū)上任意其他點處或比該點更向前。第二、第三和第四區(qū)的前邊緣形狀類 似于圓括號的下半部，在圓括號下半部的遠端處沿向前方向略微彎曲(curvature)。在另一實施例中，第一區(qū)的后部部分上設(shè)有拇指-食指凹部。拇指-食指凹部具 有被構(gòu)造為可容納使用者拇指和食指之間的蹼狀連接部的曲度。在拇指-食指凹部半徑的 中心點和開關(guān)中心點之間繪制的假想線與工具夾持件軸線大致平行。在又一實施例中，第一區(qū)包括用于容納使用者的拇指指節(jié)的拇指-指節(jié)凹部。沿 大致橫向于工具夾持件軸線截取的橫截面觀察，拇指-指節(jié)凹部具有與手柄其它部分的彎 曲相反的彎曲。在另一實施例中，第四區(qū)的后部部分包括被構(gòu)造為用于容納手掌的小魚際隆凸的 手掌抓握凹凸部。沿大致平行于工具夾持件軸線的橫截面觀察時，手柄部分具有第一普通 橢圓形狀，而手掌抓握凹凸部具有不同的第二形狀。第一普通橢圓形狀的第一短軸的中心位于手柄部分的中心平面上，而第二形狀是具有短軸中心不在中心平面上的第二橢圓形 狀。第二橢圓形狀的短軸長于第一橢圓形狀的短軸。在又一實施例中，手柄部分包括沿著手柄一側(cè)延伸的手指支持脊，該手指支持脊 從第一區(qū)中接近開關(guān)的位置開始且沿大致平行于工具夾持件軸線的后部方向延伸。該手指 支持脊大致平行于手柄軸線地進一步延伸通過第二和第三區(qū)。手柄支持脊進一步以彎曲部 段的形式延伸通過第四區(qū)，該彎曲部段向遠端延伸時其向前再向后延伸。在另一些實施例中，殼體大致橫向于手柄軸線(例如，活塞式夾持鉆 (tpiston-grip drill)、錘鉆或沖擊驅(qū)動器)，或者殼體大致平行于手柄軸線(例如直角 鉆)。可將手柄實施為與上述任一種或多種實施方式的結(jié)合。其具有下述一或多個優(yōu) 點。本手柄的輪廓符合使用者的手部解剖學(xué)。使用動力工具時，其可提高使用者的舒適度 并減少疲勞。也減小了使用工具手柄時出現(xiàn)的不舒服感覺。顯然，從文字描述和附圖中還 可得知其他優(yōu)越性和特征。

圖1是具有人機工程學(xué)手柄的動力工具的第一實施例的側(cè)視圖；圖2是圖1所示動力工具的后視圖；圖3是圖1所示手柄的透視圖，圖中部分地示出了剖面；圖4是沿圖1中4-4線剖切的動力工具的剖視圖；圖5是沿圖1中5-5線剖切的動力工具的剖視圖；圖6是握持于使用者手中的圖1所示動力工具的側(cè)視圖；圖7是從手掌側(cè)觀察的人手的外視圖；圖8是人手骨骼的示意圖；圖9是圖1所示動力工具的側(cè)向剖視圖，其示出了動力工具的內(nèi)部組成部分；圖10是具有人機工程學(xué)手柄的動力工具的第二實施例的側(cè)視圖；圖11是圖10所示動力工具的后視圖；圖12是圖10所示手柄的透視圖，圖中部分地示出了剖面；圖13是沿圖10中13-13線剖切的動力工具的剖視圖；圖14A是握持于使用者手中的圖10所示動力工具的側(cè)視圖，圖中啟動件未被作 動；圖14B是握持于使用者手中的圖10所示動力工具的側(cè)視圖，圖中啟動件被作動；圖15是圖10所示動力工具側(cè)向剖視圖，其示出了動力工具的內(nèi)部組成部分。
具體實施方式
參照圖1和9，動力工具10的第一實施例具有殼體12，殼體12裝有旋轉(zhuǎn)馬達14 形式的運動源。聯(lián)接到殼體前端18的是工具工作端，該工具工作端呈用于保持刀頭(tool bit)(例如，鉆頭或螺絲刀，沒有示出)的工具夾持件16的形式，其限定出工具夾持件軸線 X-X。正如顯示的那樣，工作端是六角刀頭保持機構(gòu)。關(guān)于示例性刀頭夾持件(tool bit holder)的更詳細的內(nèi)容在普通所有的美國專利申請順序號12/394，426中已闡述，該申請
6作為參考被引入本申請中。工作端也可以是其它零件，如不同的六角頭非保持件(hex but retainer)、卡盤、或釘釘機或訂書機的接頭。馬達14經(jīng)傳動齒輪20、離合器24和輸出主軸 26驅(qū)動工具夾持件16作旋轉(zhuǎn)運動。借助電池28形式的電源為馬達提供電力，電池28經(jīng) 啟動件30聯(lián)到馬達14，啟動件作動開關(guān)32以便選擇性地使馬達14運行。電池28限定軸 線Z-Z，該軸線大致平行于刀頭夾持件軸線X-X。如附圖所示，該動力工具是由電池供電的 無繩鉆機。當然，可想到的是，動力工具可以是任何類型的有繩、無繩、氣動或燃氣推動的工 具，例如螺絲刀、沖擊驅(qū)動裝置或扳手、錘、錘鉆、釘釘機、訂書機、鋸、粉碎機、砂光機、槽刨 機、閃光燈。動力工具10還包括手柄40，手柄40具有近端部42和遠端部44，近端部聯(lián)接殼體 12，遠端部44聯(lián)接電池28。手柄大致沿手柄軸線Y-Y延伸，手柄軸線Y-Y與刀頭夾持件軸 線X-X成α角。例如，α角可約為80°，致使遠端部大體位于近端部的后部，需要說明的 是，α角可以在寬角度范圍內(nèi)改變。圖7和8示出了手部解剖圖，手柄40按人機工程學(xué)被設(shè)計成其輪廓適合使用者的 手。一般而言，使用者的手100包括手掌101，手掌101連接拇指102、食指104、中指106、 無名指108和小指110。手掌101由五根掌骨119構(gòu)成。每個手指由聯(lián)接掌骨119的近端 指骨120、中間指骨122和遠端指骨124構(gòu)成。拇指由聯(lián)接掌骨119的近端指骨120和聯(lián)接 近端指骨120的遠端指骨124構(gòu)成。這些骨頭之間的關(guān)節(jié)處有指節(jié)。肌肉蹼狀連接部112 連接拇指102的根部和食指104的根部。另外，手掌還包括兩塊肉墊，它們呈位于手掌拇指 側(cè)的魚際隆凸114和位于手掌小指側(cè)的小魚際隆凸116。此外，在拇指和每個手指的根部處 在手掌側(cè)有肉墊118、120、122、124和126。參照圖1和6，從近端部42到遠端部44，手柄40限定出第一區(qū)46、第二區(qū)48、第 三區(qū)50和第四區(qū)52，用于在作動啟動件時，適于容納使用者的手部，如下所述。第一區(qū)46 包括啟動件30，該區(qū)適用于在使用者用食指104作動啟動件時容納其的食指104和拇指 102。第二區(qū)48適于容納使用者的中指106。第三區(qū)50適于容納使用者的無名指108。第 四區(qū)52適于容納使用者的小指110。應(yīng)理解的是，使用者的手指在第一至第四區(qū)的所述位 置只是大致估計位置，可根據(jù)使用者的不同改變。還應(yīng)意識到的是，沒有作動啟動件時，使 用者的手指放置位置也可不同，例如，可將食指、中指、無名指和小指一起都放置在第二、第 三和第四區(qū)，而將拇指放置在第一區(qū)。在一個實施例中，第二、第三和第四區(qū)的總長至少約 為64mm，如所認為的那樣，至少必須達到這一長度才能容納大多數(shù)使用者的手。參照圖1和3，第二區(qū)48、第三區(qū)50和第四區(qū)52的每一個都包括多個普通橢圓 形的橫截面，每個橫截面都大致平行于軸線X-X。為了清楚起見，圖3示出了在每個第二區(qū) 48、第三區(qū)50和第四區(qū)52中的單個示例性橢圓形橫截面。但是，應(yīng)理解的是，每個區(qū)都可 有無限個類似的橫截面。第二區(qū)48包含具有長軸60和短軸62的普通橢圓形橫截面54，在 第二、第三和第四區(qū)的其他橢圓形橫截面的其他短軸中，短軸62最短。例如，橢圓形橫截面 54的短軸62大約長31. 5mm。另外，長軸60比第三區(qū)50中所有其他長軸都短，但比第四區(qū) 52中的所有其他長軸長，例如大約42mm長。第三區(qū)50包含具有長軸64和短軸66的橢圓 形橫截面56，在第二、第三或第四區(qū)的任何其他長軸中，長軸64最長，例如，大約44mm長。 另外，短軸66比第二區(qū)48中所有其他短軸長，而比第四區(qū)52中所有其他短軸短，例如，大 約32. 5mm。第四區(qū)包含具有長軸70和短軸68的橢圓形橫截面58，此處，短軸68是第二、第三或第四區(qū)中其他短軸中最長的，例如，大約34mm。長軸70在第二、第三或第四區(qū)的其他 長軸中是最短的，例如，大約36mm。從后部觀察手柄40時，如圖2所示，從第一區(qū)46到第四區(qū)52，手柄橫截面的短軸 長度逐漸增大，致使手柄沿遠端方向朝外呈錐形(taper)。從側(cè)面觀察手柄40時，如圖1所 示，手柄橫截面的長軸長度從第二區(qū)48朝遠端移向第三區(qū)50時逐漸增加，在第三區(qū)50的 橢圓形橫截面56處長軸達到最大。然后從通過第三區(qū)50的其余部分和通過第四區(qū)52的 橢圓形橫截面56向遠側(cè)移動時長軸長度逐漸減小，在靠近第四區(qū)52和手柄40的遠端部44 之間的連接部分處長軸長度在第四區(qū)52中達到最短。另外，如圖1所示，可將手柄40構(gòu)造成使得手柄40的第二、第三和第四區(qū)上的最 后點61位于第四區(qū)52的遠端處，因此點61等于手柄40的第二、第三或第四區(qū)上任何其 它較近的點或比該點更靠后。手柄40的第二、第三和第四部分的后邊緣65趨向于具有近 似圓括號上半部(top-half)的曲度。手柄40的第二、第三和第四部分上的最前點63位于 第二區(qū)48的近端，使得點63等于手柄40的第二、第三或第四區(qū)上任何其他更遠的點或比 該點更靠前。手柄40的第二、第三和第四部分的前邊緣67趨向于具有近似圓括號下半部 (bottom half)的形狀，具有在圓括號的下部處沿向前方向向后的小曲度。參照圖1和6，第一區(qū)46包括半圓形的拇指_食指凹部69，該凹部具有構(gòu)造為用 于接收使用者拇指和食指之間的蹼狀連接部112的彎曲。拇指-食指凹部69具有中心點 C和半徑R。中心點C和啟動件30的中心點之間的假想線L-L大致平行于刀頭夾持件軸線 x-x。啟動件沿L-L線移動，因此，啟動件大致平行于刀頭夾持件軸線X-X移動。參照圖1、2和6，第一區(qū)46還包括處于手柄40相對側(cè)上的一對拇指指節(jié)擱置部 80和82。每個拇指指節(jié)擱置部80和82沿大致向后的方向從部分80、82的最前點朝向手 柄的后端延伸，以與殼體12混成一體。每個拇指指節(jié)擱置部80、82被構(gòu)造成接收使用者的 拇指102的掌骨119和近端指骨120之間的結(jié)合部處的拇指指節(jié)117。工具的每側(cè)設(shè)有拇 指指節(jié)凹部80、82以適應(yīng)用右手和用左手的使用者兩者。還參考圖5，在B-B剖面(在大體 垂直于工具夾持件軸線X-X方向上通過殼體和手柄截取的剖面)上，每一拇指指節(jié)凹部80、 82具有與殼體和手柄其余部分的彎曲大體相反的彎曲。在另一些實施例中，拇指指節(jié)凹部 可以具有平的輪廓，或者具有與殼體和手柄相同方向的彎曲，但是尺寸不同。參照圖1、2和6，手柄40的第四區(qū)52包含手掌抓握凹凸部84，該凹凸部被構(gòu)造成 接收使用者手掌的小魚際隆凸116。手掌抓握凹凸部84包繞手柄后部并在手柄兩側(cè)對稱 分布。手掌抓握凹凸部包括在手柄40的相對兩側(cè)的左部85和右部87，左部和右部在中心 部分89匯合。當從側(cè)視圖觀察時(即，如圖1所示)，左部85和右部87每個具有常規(guī)的C 形。還參見圖4，沿A-A剖面(在手掌抓握凹凸部處大體平行于刀頭夾持件軸線X-X通過手 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的第一普通橢圓 形狀86，而左部和右部各有與第一普通橢圓形狀86不同的第二普通橢圓形狀88。例如，第 一普通橢圓形狀86具有長軸91和短軸90，每個軸的中心都在手柄軸線Y-Y上，而每個第二 橢圓形狀88具有長軸93和短軸92，長軸93的中心在手柄軸線Y-Y的前方，短軸92的中心 在手柄軸線Y-Y的左方或者右方。另外，每個第二橢圓形狀88的長軸93和短軸92分別比 第一橢圓形狀86的長軸91和短軸90大。而且，每個第二橢圓形狀88和第一橢圓形狀86 的曲度不同。在另一些實施例中，第二橢圓形狀的長軸和/或短軸中心可處于不同位置，或其長軸和/或短軸可小于或等于第一橢圓形狀的長軸和/或短軸，和/或第二橢圓形狀可 具有與顯示的曲度不同的曲度。在又一些實施例中，手掌抓握凹凸部84的左部85和右部 87的形狀可以不是橢圓形狀，而用展平部分代替，或者具有與手柄40的彎曲相反的彎曲。參照圖1和6，手柄40還包括一對沿手柄各側(cè)走向的手指支持脊94。每個手指支 持脊94包括第一段95，該段從第一區(qū)46中鄰近啟動件處開始沿大致平行于軸線X-X的朝 后方向延伸。所述脊具有從第一段95延伸并大致平行于手柄軸線地連續(xù)通過第二和第三 區(qū)的第二段96。所述脊還具有第三段97，當該第三段向遠側(cè)延伸時，其以向前延伸并隨后 向后延伸的常規(guī)彎曲段的形式連續(xù)通過第四區(qū)。第三段97具有普通的C形輪廓，該輪廓與 手掌抓握凹凸部84的普通C形輪廓相應(yīng)。手指支持脊94被構(gòu)造為使用者抓握手柄時抵靠 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的每一側(cè)并與 手指支持脊94的輪廓相似。抓握面57的輪廓適于將使用者的指尖容納在手柄40的一側(cè) 上，而在手柄40的另一側(cè)容納肌肉墊120、122、124和126。參照圖10和14，動力工具210的第二實施例具有殼體212，殼體裝有旋轉(zhuǎn)馬達214 形式的運動源。聯(lián)接到殼體頂部218的是用于保持刀頭(例如，鉆頭或螺絲刀，沒有示出) 的且呈工具夾持件216形式的工具工作端，其限定工具夾持件軸線X’ -X，。正如示出的那 樣，工作端是卡盤。工作端也可以是其它零件，如六角頭非保持機構(gòu)(例如，上面參考第一 實施例所描述的一種)。馬達214經(jīng)傳動裝置220驅(qū)動工具夾持件216旋轉(zhuǎn)運動，該傳動裝 置包括兩級行星齒輪組222、直角齒輪組224和輸出主軸226，工具夾持件連接到該輸出主 軸。馬達214由電池228形式的電源提供電力，電池228通過作動開關(guān)232的啟動件230 聯(lián)接到馬達214，以便有選擇地使馬達214作動。電池228限定出大致平行于刀頭夾持件軸 線X’ -X’的Z’ -Z’軸線。如附圖所示，動力工具是由電池供電的無繩直角鉆。當然，可想 到的是，動力工具可以是任何類型的有繩、無繩、氣動或燃氣推動的直角工具，例如錘、鉆、 沖擊驅(qū)動裝置、螺絲刀、或粉碎機。動力工具210也包括手柄240，手柄的近端部242聯(lián)接到殼體212，遠端部244聯(lián) 接到電池228。手柄240通常沿與刀頭夾持件軸線X’ -X’成α ’角的手柄軸線Y’ -Y’延 伸。例如，α ’角可約為80-90°，因此遠端部在近端部的后部處或大體接近近端部的后部。 需要說明的是，這個角度可以在很寬的角度范圍內(nèi)變化。手柄240按人機工程學(xué)被設(shè)計成其輪廓適合使用者的手，圖7和8示出了手的骨 骼，上面對它們已作描述。參照圖10、14Α和14Β，從近端部242到遠端部244，手柄240限定 出第一區(qū)246、第二區(qū)248、第三區(qū)250和第四區(qū)252，如下所述，這些區(qū)適用于容納使用者的 手。第一區(qū)246包括啟動件230的底部231。食指104扣動啟動件時(圖14Α)，第一區(qū)適 用于容納使用者的拇指102和食指104，沒有扣動啟動件時(圖14Β)，第一區(qū)適用于只容納 使用者的拇指102，而不是多個手指。第二區(qū)248設(shè)有向前-反向開關(guān)(forward-reverse switch) 233以使馬達的轉(zhuǎn)向相反?？蹌訂蛹r(圖14A)，第二區(qū)248適用于容納使用者 的中指106，沒有扣動啟動件時(圖14B)，第二區(qū)適用于容納使用者的食指104，致使食指可 以作動向前-反向開關(guān)233。第三區(qū)250在扣動啟動件時(圖14A)適用于容納使用者的無 名指108，在沒有扣動啟動件時(圖14B)其適用于容納使用者的中指106。第四區(qū)252在 扣動啟動件時(圖14A)適用于容納使用者的小指110，在沒有扣動啟動件時(圖14B)，其 適用于容納使用者的無名指108和小指110。需要說明的是，上述使用者在第一至第四區(qū)的手指位置是大致的近似位置，且因使用者的不同這些位置可以改變。在一個實施例中，第 二、第三和第四區(qū)的總長度至少約為64mm，因為已發(fā)現(xiàn)為了接收大多數(shù)使用者的手至少需 要此長度。參考圖10和12，第二區(qū)248、第三區(qū)250和第四區(qū)252中的每一區(qū)都包括多個普通 的橢圓形橫截面，每個橫截面都被截取為大致平行于X’ -X’軸線。為了清楚起見，圖12示 出了第二區(qū)248、第三區(qū)250和第四區(qū)252的每一區(qū)中的單個示例性橢圓形橫截面。但是， 應(yīng)理解的是，每個區(qū)都有無限個類似的橫截面。第二區(qū)248包含具有長軸260和短軸262 的普通橢圓形橫截面254，在此短軸262是第二、第三和第四區(qū)中任何其他橢圓形橫截面的 任何其他短軸中最短的。例如，橢圓形橫截面254的短軸262約35. 4mm長。另外，長軸260 比第三區(qū)250中所有其他長軸都短，但比第四區(qū)252中所有其他長軸都長，例如約58mm長。 第三區(qū)250包含具有長軸264和短軸266的橢圓形橫截面256，在此長軸264是第二、第三 或第四區(qū)的任何其他長軸中最長的，例如，約59mm長。另外，短軸266比第二區(qū)248中所有 其他短軸都長，而比第四區(qū)252中所有其他短軸都短，例如，約35. 8mm長。第四區(qū)包含具有 長軸268和短軸270的橢圓形橫截面258，在此短軸270是第二、第三或第四區(qū)中任何其他 短軸中最長的，例如，約38mm。長軸268是第二、第三或第四區(qū)中任何其他長軸中最短的，例 如，約48mm。如圖11所示，從后部觀察手柄240時，從第二區(qū)248到第四區(qū)252，手柄橫截面的 短軸長度逐漸增加，致使手柄沿遠端方向向外呈錐形。如圖10所示，從側(cè)面觀察手柄240 時，手柄橫截面的長軸長度在從第二區(qū)248朝遠端移向第三區(qū)250時增加，該長度在第三區(qū) 250的橢圓形橫截面256處達到最大。然后從橢圓形橫截面256朝向遠端移動通過第三區(qū) 250的剩余部分并通過第四區(qū)252時該長軸長度減小，并在第四區(qū)252內(nèi)靠近手柄240的遠 端部244和第四區(qū)252之間的連接部處達到最小。另外，如圖10所示，手柄240被構(gòu)造成使得手柄240的第二、第三和第四區(qū)上的最 后點261位于第四區(qū)252的遠端，因此，點261與手柄240的第二、第三或第四區(qū)上任何其 它較近的點相等或比所述點更靠后。手柄240的第二、第三和第四區(qū)上的最前點263位于 第二區(qū)248的近端，因此，點263與手柄240的第二、第三或第四區(qū)上任何其它較遠的點相 等或比所述點更靠前。手柄240的第二、第三和第四區(qū)的前邊緣267趨向于具有與圓括號 下半部近似的形狀，在圓括號的所述下部處沿向前方向略向后彎曲。參照圖10和14A-14B，第一區(qū)246包括有半圓形的拇指-食指凹部269，該凹部具 有構(gòu)造為用于容納使用者拇指和食指之間的蹼狀連接部112的曲度。啟動件231沿假想 線L’ -L'移動，假想線L’ -L'大致平行于工具夾持件軸線X’ -X’，使得食指104被推向拇 指-食指凹部269。參照圖10、11和14A-14B，手柄240的第四區(qū)252包括手掌抓握凹凸部284，該凹凸 部被構(gòu)造為容納使用者手掌中的小魚際隆凸部116。手掌抓握凹凸部284卷繞手柄后部并 對稱于手柄兩側(cè)。手掌抓握凹凸部包括處于手柄240的相對兩側(cè)的左部285和右部287，左 部和右部匯合于中部289。從所述側(cè)視圖觀察時(即，如圖10所示)，左部285和右部287 各自具有普通C形。參見圖13，在C-C截面(在手掌抓握凹凸部處穿過手柄且大體平行于 刀頭夾持件軸線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 第一普通橢圓形狀286，而左部285和右部287各有一個不同于第一普通橢圓形狀286的第二橢圓形狀288。例如，第一普通橢圓形狀286有長軸291和短軸290，該長軸和短軸中每個 的中心都處于手柄軸線Y-Y上，而第二橢圓形狀288的長軸293的中心在手柄軸線Y-Y的 前方，第二橢圓形狀288的短軸292的中心在手柄軸線Y-Y的左方或者右方。另外，每個第 二橢圓形狀288的長軸293和短軸292分別大于第一橢圓形狀286的長軸291和短軸290。 此外，每個第二橢圓形狀288具有的曲度與第一橢圓形狀286的曲度不同。在另一些實施 例中，第二橢圓形狀的長軸和/或短軸中心可處于不同位置，或小于或等于第一橢圓形狀 的長軸和/或短軸，和/或第二橢圓形狀可具有與圖示的曲度不同的曲度。在又一些實施 例中，手掌抓握凹凸部284的左部285和右部287的形狀可以不為橢圓，而是展平的部分， 或者可以具有與手柄240彎曲相反的彎曲。參照圖10和14A-14B，手柄240還包括一對手指支持脊294，它們沿手柄的各側(cè)走 向。每個手指支持脊294包括第一段295，該段從臨近第二區(qū)248和第三區(qū)250的接合處 開始沿大致平行于軸線X’-X’的方向朝后延伸。所述脊具有從第一段295延伸并成角度 地連續(xù)通過第三區(qū)250的第二段296，所述角度比手柄軸線Y’ -Y’的角度更尖。所述脊還 具有第三段297，該段連續(xù)通過第四段并向前延伸，然后在末端大體垂直于軸線X’ -X，。手 指支持脊294被構(gòu)造為在使用者抓握手柄時緊靠使用者的指尖，以便更好地抓握手柄240。 抓握面257布置在手指支持脊294的每一側(cè)，并且與手指支持脊294的輪廓相符。抓握面 257在手柄240的一側(cè)的輪廓可容納使用者的指尖，同時將肌肉墊120、122、124和126容納 于手柄40的使用者的手掌另一側(cè)上。根據(jù)內(nèi)部規(guī)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 中列出的參考數(shù)據(jù)表，對上面描述的第一實施例的動力工具10和手柄40的樣機進行了生 物力學(xué)評估。除不具備拇指指節(jié)擱置部80、手掌抓握凹凸部84和手指支持脊94外，該樣機 與上面描述的實施例基本相同。將該樣機與Bosch PS-20型鉆機、Makita DF030D型鉆機 及Hitachi B10DL型鉆機(統(tǒng)稱為“備選工具(alternative tool)”)進行了比較。在生物力學(xué)評估中，測試人員在設(shè)計的工作周期內(nèi)使用樣機和備選工具，以模擬 使用所述工具反復(fù)將十字頭螺釘嵌入木頭中。在每一測試周期，測試者總是使用所述工具 沿模擬施加約25-30磅的力的方向施加軸向負載達3秒，然后休息7秒?？偸侵貜?fù)這種周 期，總持續(xù)時間為2分鐘、4分鐘、6分鐘和10分鐘，或者直到測試者感到非常疲勞或繼續(xù)下 去將很不舒服為止。對于這些測試而言，每個測試者以沒有輪換順序的方式使用每種工具。在工具的總?cè)藱C工程學(xué)舒適性方面，所有測試者都把所述樣機工具評定為最好的 或者第二名，75%的測試者把所述樣機評為測試工具中最好的。另外，有些測試者認為存在 拇指關(guān)節(jié)區(qū)和小魚際隆凸部不舒服的缺陷。結(jié)果分別設(shè)計了拇指指節(jié)擱置部80和手掌抓 握凹凸部84。上面的描述涉及的只是本實用新型的幾種可能的例子，本實用新型不限于此。在 上面所披露的本實用新型的范圍內(nèi)可以作出很多改型。依據(jù)U.S. C § 119(e)，本申請要求享有于2009年2月24日提交的申請?zhí)枮?61/208，399、名稱為“Ergonomic Handle for Power tool”的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容作為參考引入本申請中。
權(quán)利要求一種用于動力工具的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，該動力工具包括動力源、容納運動源的殼體、和聯(lián)接到殼體的工具夾持件，該工具夾持件限定出工具夾持件軸線和朝向工具工作端的向前的方向及遠離工具工作端的向后的方向，所述手柄包括手柄部分，其具有聯(lián)接到所述殼體的近端和可聯(lián)接到所述動力源的遠端，從所述近端向遠端限定出第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)和第四區(qū)，并限定出大致橫向于所述工具夾持件軸線的手柄軸線；所述第一區(qū)包括作動運動源的開關(guān)且在食指作動該開關(guān)時適于容納使用者的拇指和食指；所述第二區(qū)適于容納使用者的中指；所述第三區(qū)適于容納使用者的無名指；和所述第四區(qū)適于容納使用者的小指，其中，每個所述第二、第三和第四區(qū)都包括具有長軸和短軸的普通橢圓形橫截面，其中，長軸最長的橫截面位于第三區(qū)內(nèi)，長軸最短的橫截面位于第四區(qū)內(nèi)，短軸最短的橫截面位于第二區(qū)內(nèi)，而短軸最長的橫截面位于第四區(qū)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述遠端限定出手柄上的最后 點，該最后點位于第二、第三和第四區(qū)的任何部分上的任意點處或比該點更靠后。
3.如權(quán)利要求2所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述第二、第三和第四區(qū)的后邊 緣的形狀類似于圓括號的上半部。
4.如權(quán)利要求1所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述第二區(qū)的近端限定出所述 手柄的第二、第三和第四區(qū)上的最前點，該最前點位于所述第二、第三和第四區(qū)上其它任何 點處或比該點更靠前。
5.如權(quán)利要求4所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述第二、第三和第四區(qū)的前邊 緣形狀類似于圓括號的下半部，在圓括號下半部的遠端處沿向前方向略微彎曲。
6.如權(quán)利要求1所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述第一區(qū)具有在所述第一區(qū) 的后部部分上的拇指_食指凹部。
7.如權(quán)利要求6所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述拇指_食指凹部具有被構(gòu)造 成用于容納使用者的拇指和食指之間的蹼狀連接部的曲度。
8.如權(quán)利要求7所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，在所述拇指-食指凹部的半徑中 心點和所述開關(guān)的中心點之間繪制的假想線大致平行于所述工具夾持件軸線。
9.如權(quán)利要求1所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述第一區(qū)包括被構(gòu)造成用于 容納使用者的拇指指節(jié)的拇指_指節(jié)凹部。
10.如權(quán)利要求9所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，沿基本橫向于工具夾持件軸線 截取的橫截面觀察，所述拇指-指節(jié)凹部具有與手柄其它部分的彎曲相反的彎曲。
11.如權(quán)利要求1所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述第四區(qū)的后部部分包括被 構(gòu)造成用于容納手掌的小魚際隆凸的手掌抓握凹凸部。
12.如權(quán)利要求11所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，沿基本平行于工具夾持件軸 線的橫截面觀察，所述手柄部分具有第一普通橢圓形狀，而所述手掌抓握凹凸部具有不同 的第二形狀。
13.如權(quán)利要求12所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述第一普通橢圓形狀具有第一短軸，該第一短軸的中心位于手柄部分的中心平面上，所述第二形狀是具有短軸的第 二橢圓形狀，該短軸的中心不在中心平面上。
14.如權(quán)利要求13所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述第二橢圓形狀的短軸比 所述第一橢圓形狀的短軸長。
15.如權(quán)利要求1所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述手柄部分包括沿手柄一側(cè) 走向的手指支持脊，該手指支持脊從第一區(qū)中鄰近所述開關(guān)的位置開始，沿基本平行于工 具夾持件軸線的向后方向延伸。
16.如權(quán)利要求15所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述手指支持脊基本平行于 手柄軸線地進一步延伸通過所述第二和第三區(qū)。
17.如權(quán)利要求16所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述手柄支持脊進一步以彎 曲部段的形式延伸通過第四區(qū)，該彎曲部段向遠端延伸時其向前延伸且隨后向后延伸。
18.如權(quán)利要求1所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述殼體基本橫向于手柄軸線。
19.如權(quán)利要求1所述的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，所述殼體基本平行于手柄軸線。
20.一種用于動力工具的人機工程學(xué)手柄，其特征在于，該動力工具包括動力源、容納 運動源的殼體、和聯(lián)接到殼體的工具夾持件，該工具夾持件限定出工具夾持件軸線和朝向 工具工作端的向前的方向及遠離工具工作端的向后的方向，所述手柄包括手柄部分，其具有聯(lián)接到所述殼體的近端和可聯(lián)接到所述動力源的遠端，從所述近端 向遠端限定出第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)和第四區(qū)，并限定出大致橫向于所述工具夾持件軸線 的手柄軸線；所述第一區(qū)包括作動運動源的開關(guān)且在食指作動該開關(guān)時適于容納使用者的拇指和 食指；所述第二區(qū)適于容納使用者的中指； 所述第三區(qū)適于容納使用者的無名指； 所述第四區(qū)適于容納使用者的小指；其中，每個所述第二、第三和第四區(qū)都包括具有長軸和短軸的普通橢圓形橫截面，其中，長軸 最長的橫截面定位于第三區(qū)內(nèi)，長軸最短的橫截面定位于第四區(qū)內(nèi)，短軸最短的橫截面定 位于第二區(qū)內(nèi)，短軸最長的橫截面定位于第四區(qū)內(nèi)；所述遠端限定出手柄上的最后點，該最后點位于所述第二、第三和第四區(qū)的任何部分 上的任意點處或比該點更靠后；所述第二區(qū)的近端限定出手柄的所述第二、第三和第四區(qū)上的最前點，該最前點位于 所述第二、第三和第四區(qū)上任意其他點處或比該點更靠前；所述第一區(qū)具有拇指_食指凹部和拇指_指節(jié)凹部，所述拇指_食指凹部處于該第一 區(qū)的后部部分上，帶有被構(gòu)造為用于容納使用者的拇指和食指之間的蹼狀連接部的曲度， 所述拇指_指節(jié)凹部被構(gòu)造為容納使用者的拇指指節(jié)；和所述第四區(qū)的后部部分包括被構(gòu)造為用于容納手掌的小魚際隆凸的手掌抓握凹凸部。
專利摘要一種用于動力工具的人機工程學(xué)手柄，其包括具有聯(lián)接到殼體的近端和聯(lián)接到動力源的遠端的手柄部分，從近端向遠端限定出第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)和第四區(qū)，并限定出大致橫向于工具夾持件軸線的手柄軸線；第一區(qū)包括作動運動源的開關(guān)且在食指作動開關(guān)時適于容納使用者的拇指和食指；第二區(qū)適于容納使用者的中指；第三區(qū)適于容納使用者的無名指；和第四區(qū)適于容納使用者的小指，每個第二、第三和第四區(qū)都包括具有長軸和短軸的普通橢圓形橫截面，長軸最長的橫截面位于第三區(qū)內(nèi)，長軸最短的橫截面位于第四區(qū)內(nèi)，短軸最短的橫截面位于第二區(qū)內(nèi)，而短軸最長的橫截面位于第四區(qū)內(nèi)。利用本手柄在延長使用時間時可減小使用者的疲勞和/或緊張程度。
文檔編號B25F5/02GK201711952SQ20102019035
公開日2011年1月19日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者丹尼爾·N·洛帕諾, 加布里埃爾·N·康卡里, 賽恩·內(nèi)茨勒, 達斯廷·李 申請人:布萊克和戴克公司