专利名称：用于动力驱动装置的减振手柄的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减振部件，更具体地是涉及一种用于动力驱动装置的减振手柄。这种动力驱动装置非限制性地包括例如动力驱动的木材加工和金属加工工具以及其他动力工具。
背景技术：
动力工具和其他动力装置在操作过程中产生相当大的振动。动力工具例如可包括往复和/或旋转工具元件例如钻、盘和带，因而当工具元件接触工件时会加重振动。包括旋转部件的动力工具的一个具体实例是包括旋转研磨盘的手持式研磨机。当接合电机并且盘旋转时研磨机将产生基本等级的振动，并且在研磨盘接触并研磨工件时至少振动量级将增加。
某些现有动力工具设计的目的一直是提供一种衰减振动(即降低振动量级)并由此向操作者握持手柄的手传递降低振动量的手柄。衰减振动提高了操作者的舒适性并降低了手的疲劳，使操作者可以长期舒适地使用动力工具。衰减振动还可以改善操作者对动力工具的控制，这在进行精细工作例如在木制工件上完成工作时特别重要。
解决振动问题某些以前的尝试集中包括在手柄内的一些型式的减振弹性构件。例如美国专利No.5,365,637中披露了一种减振动力工具，包括具有第一和第二端的细长握持元件以及沿握持元件的纵向轴线延伸并在第一端上开口的内孔。布置在内孔上的细长支承元件沿纵向轴线同轴延伸。用于将握持元件安装在动力工具上的装置被安装在握持元件的第一端并且与支承元件的一端隔开。作为整体弹性体的握持元件包括在支承元件和安装装置之间形成径向延伸挠性凸缘的区域。挠性凸缘使手柄可以在大体上与纵向轴线垂直的方向上弯曲，使手柄可以沿纵向轴线略微平移，并吸收到达手柄的一部分振动。
美国专利No.5,273,120中披露了一种用于动力工具的减振手柄，其包括具有对称纵向轴线和第一端的细长手柄壳体。孔沿纵向轴线延伸到壳体内并开在第一端上。支承元件被连接到壳体上并与纵向轴线同轴且延伸到孔内。中空管状弹性挠曲元件被套叠在支承元件上，延伸到孔内，并被固定在手柄壳体和支承元件二者上。工具上的安装面包括与支承元件相连的向外延伸顶点。当挠曲元件被来自工具的振动弯曲时手柄可以在顶点上来回摇摆。
美国专利No.5,170,532中披露了一种减振动力工具手柄，包括在第一端具有钟形插口的中空管状元件。管状元件的第二端容纳均重质量的杆部，设置所述杆部是要降低手柄的共振频率。钟形插口包括在其内周边上形成的圆周槽。可以是锥形钢盘或膜片的隔振弹簧构件被咬合在圆周槽内。弹簧构件包括中心开口，其内布置安装装置且该安装装置连接在动力工具上。来自动力工具的振动能通过弹簧元件的弯曲运动部分地被消散。
美国专利申请公开No.US2004/0016082A1中披露了一种动力工具减振手柄，包括具有第一和第二端的中空管状握持元件以及沿握持元件的纵向轴线从其中贯穿的内孔。两个具有从其中贯穿的孔的圆柱形弹性元件在握持元件第一端附近以相互间隔的关系被布置在内孔中。刚性连接元件被布置成穿过并连接在弹性元件的内孔内，使得连接元件可以相对于握持元件进行一定程度的平移。连接元件的端部延伸超出握持元件的第一端并连接在动力工具上。刚性连接元件起到加固手柄的作用，同时弹性元件将握持元件连接在连接元件上并且也吸收从动力工具传递的振动。
某些其他现有技术动力工具手柄的设计包含将手柄的振动运动传送成很少出现问题的平移模式的元件。例如美国专利No.5,769,174中披露了一种包括其中布置第一和第二底座元件的空腔的减振手柄。第一底座元件的表面在“x”方向上平行并与第二底座元件的表面相对，并且两个底座元件在垂直于“ x”方向的“ z”方向上隔开。两个平行的细长挠性(弹性)梁元件相连并跨越相对的底座元件表面之间的“z”方向距离。第一底座元件可以在垂直于“ x”和“z”方向的“ y”方向上的手柄内移动，但限制第一底座元件在“x”和“z”方向上移动。这种结构将施加在手柄上的一部分振动传送到“y”方向，并且梁元件在“x”和“ z”方向上产生很小的角偏转。因此，手柄被描述成通过在一个优选方向上吸收相对引起的运动或振动同时保持在其余两个方向上的相对刚度并且还通过限制手柄的扭转来改善操作者的控制。
尽管存在以上减振装置，但仍然需要对动力工具手柄的改进设计以降低传递到操作者手上的振动。一般来说，仍然需要改进的手柄设计以降低从其他类型的动力驱动装置传递到操作者的手上的振动。
发明内容
本发明的一方面涉及一种用于动力驱动装置的减振手柄。所述手柄包括细长握持元件，其包括第一端、与第一端相对的第二端、延伸穿过第一端和第二端的纵向轴线、以及限定出内孔并具有内表面的壁。握持元件内的内孔沿纵向轴线至少部分地延伸穿过握持元件并在至少握持元件的第一端上开口。手柄还包括布置在握持元件第二端的质量块。细长弹性梁元件以连接在握持元件上和与其一体结合中的一种方式被设置。梁元件沿纵向轴线的一个区域延伸并包括布置在握持元件的内孔内且与其内表面隔开的部分。梁元件还包括第一端，该第一端延伸超出握持元件的内孔和第一端。梁元件的第一端包括适于将手柄连接在动力驱动装置上的紧固元件。在所述减振手柄的某些实施方式中，梁元件的第一以及可选择的还有第二固有振动频率比动力驱动装置的预定振动频率更小。
本发明另一方面涉及一种用在包括从动工具元件的动力工具上的手柄，其中所述手柄能够减小传递到握持手柄的操作者手上的振动。所述手柄包括具有细长部分的握持元件，所述细长部分包括第一端、与第一端相对的第二端、以及限定内孔并包括内表面的壁。所述内孔沿握持元件的纵向轴线的至少一部分延伸并在握持元件的至少第一端上开口。所述手柄还包括布置在握持元件第二端的质量块。细长弹性梁元件以连接在握持元件上和与其一体结合中的一种方式被设置。梁元件沿纵向轴线的一个区域延伸，并且至少梁元件的一部分位于内孔内并与握持元件的壁隔开。梁元件第一端的至少一部分延伸超出握持元件的内孔以及第一端并包括将手柄连接在动力工具上的紧固元件。在所述动力工具手柄的某些非限制性实施方式中，梁元件的第一以及可选择的还有第二固有振动频率比动力工具的预定振动频率更小。
本发明的另一方面涉及一种动力驱动装置，包括由动力驱动装置的操作者操纵并适于使由装置产生的振动得到衰减的手柄。所述手柄包括细长握持元件，其包括第一端、与第一端相对的第二端、延伸穿过第一端和第二端的纵向轴线、以及限定出内孔并具有内表面的壁。所述内孔沿纵向轴线至少部分地延伸穿过握持元件并在至少第一端上开口。所述手柄还包括布置在握持元件第二端的质量块。细长弹性梁元件被连接在握持元件上并沿纵向轴线的一个区域延伸。至少梁元件的一部分被布置在内孔内并与握持元件的壁的内表面隔开。梁元件还包括延伸超出握持元件第一端的第一端。所述第一端包括适于将手柄连接在动力驱动装置上的紧固元件。在所述动力驱动装置的某些实施方式中，动力驱动装置的预定振动频率比手柄梁元件的第一以及可选择的还有第二固有振动振动频率更高。
本发明的另一方面涉及一种动力工具，其包括用于操纵动力工具的从动工具元件和减振手柄。所述手柄包括具有细长部分的握持元件，所述细长部分包括第一端、与第一端相对的第二端、以及限定出内孔并包括内表面的壁。所述内孔沿握持元件的纵向轴线的至少一区域延伸并在握持元件的至少第一端上开口。所述手柄还包括布置在握持元件第二端的质量块。细长弹性梁元件以连接在握持元件上和与其一体结合中的一种方式被设置，并沿纵向轴线的一个区域延伸。至少梁元件的一部分位于握持元件的内孔内并与其壁隔开。梁元件第一端的至少一部分延伸超出握持元件的内孔以及第一端，并包括将手柄连接在动力工具上的紧固元件。在某些动力工具的非限制性实施方式中，手柄梁元件的第一以及可选择的第二共振的固有振动频率比动力工具的预定振动频率更低。预定的频率可以是例如当从动工具元件处于负载下时动力工具的振动频率。
通过参照附图可以更好地了解在此所描述的成品和产品的特征和优点，其中图1是根据本发明构造的减振手柄第一实施方式的平面图；图2是图1所示实施方式的横截面图，其中手柄通过手柄的纵向轴线被剖开；图3是表示图1所示实施方式的几个组成部件的装配图；图4是根据本发明构造的减振手柄第二实施方式的平面图；图5是图4所示实施方式的横截面图，其中手柄通过手柄的纵向轴线被剖开；图6是表示图4所示实施方式的几个组成部件的装配图；
图7是包括根据本发明构造的减振手柄实施方式的动力驱动小角度研磨机的透视图；图8是根据本发明构造的减振手柄第三实施方式的平面图；图9是图8所示实施方式的横截面图，其中手柄通过手柄的纵向轴线被剖开；图10是表示图8所示实施方式的几个组成部件的装配图；图11是根据本发明构造的减振手柄第四实施方式的平面图；图12是图11所示实施方式的横截面图，其中手柄通过手柄的纵向轴线被剖开；图13是表示图11所示实施方式的几个组成部件的装配图；图14是根据本发明构造的减振手柄第五实施方式的平面图；图15是图14所示实施方式的横截面图，其中手柄通过手柄的纵向轴线被剖开；图16是表示图14所示实施方式的几个组成部件的装配图；图17是根据本发明构造的减振手柄第六实施方式的平面图；图18是图17所示实施方式的横截面图，其中手柄通过手柄的纵向轴线被剖开；图19是表示图18所示实施方式的几个组成部件的装配图；图20是根据本发明构造的减振手柄第七实施方式的平面图；图21是图20所示实施方式的横截面图，其中手柄通过手柄的纵向轴线被剖开；图22是表示图20所示实施方式的几个组成部件的装配图；以及图23是根据本发明构造的减振手柄第八实施方式的横截面图。
具体实施例方式
除了在操作实例中或指出的其他情况外，在本说明书和权利要求中所采用的表示材料的尺寸、数量等参数的所有数值被理解为在任何情况下都可以通过术语“大约”进行修改。因此，除非与所指出的相反，否则在以下说明和附加权利要求中提出的任何数值参数都是可以按照在根据本发明的产品中设法得到的所需特性而变化的近似量。最低限度并且不是试图限制在权利要求范围上应用等同原则，每个数值参数至少应该按照所记载的主要数字并通过应用普通整个技术被解释。
尽管提出本发明宽泛范围的数值范围和参数是近似量，但在此在任何具体实例中提出的数值都会尽可能准确的记载。但是，任何数值自然包含一定误差例如设备和/或操作者误差，这些误差必然是由在它们相应的试验测量中发现的标准偏差导致的。同样，应该理解到在此叙述的任何数值范围意旨包括范围边界以及所有包含在其中的子范围。例如，“1-10”的范围是要包括在所叙述的最小值1和所叙述的最大值10之间(并包括1和10)的所有子范围，也就是具有等于或大约1的最小值以及等于或小于10的最大值。
图1-3示意性表示根据本发明的减振手柄的一种实施方式，包括通过根据本发明用于动力工具或其他动力驱动装置的减振手柄的一种非限制性实施方式的纵向轴线截取的横截面图。减振手柄100被设计成其可以防止在操作过程中振动从动力驱动装置传递到操作者握持手柄的手上。手柄包括具有第一端108、相对的第二端110以及与第一端108和第二端110相交的纵向轴线L-L的细长握持元件106。握持元件106的轮廓或其他形状可以被构造成便于由动力驱动装置的操作者的手握持。握持元件106可以大体上围绕纵向轴线对称或非对称。例如，握持元件106可以具有大体上圆柱形例如围绕纵向轴线L-L对称的轮廓。可选择地，握持元件106可具有关于纵向轴线L-L非对称的轮廓，例如具有容纳操作者手指放置的特殊轮廓特征的轮廓。一般来说，握持元件106可具有适于由动力驱动装置的操作者操纵的任何形状，并且优选地，该形状在由操作者握持时是舒适的并提供对装置必要的控制。在手柄100的某些非限制性实施方式中，握持元件106由硬质塑料例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)，或是采用常规制造技术例如吹模或注模法的其他任何适当的硬质材料构成。同样，握持元件106外周表面的全部或一部分可以套有或覆盖有弹性材料(在图1-3中未示出)以提高握持舒适性。
握持元件106包括在握持元件106内限定内孔114的圆周壁112。在手柄100的某些非限制性实施方式中并如图1所示，内孔114在握持元件106内沿纵向轴线L-L的至少一区域延伸。在某些其他实施方式中，内孔114可以整个延伸穿过握持元件106，因而在握持元件的第一端108和第二端110二者上形成开口。可选择地，如图1-3的实施方式100所示，内孔114沿纵向轴线L-L延伸仅穿过握持元件106的一部分并仅在握持元件106的第一端108开口。
手柄100还包括布置在握持元件106第二端110或其附近的质量块116(重量块)。设置质量块116的目的是增加握持元件106在第二端110或其附近以及相对于握持元件106第一端108的重量。质量块116例如可以是金属或陶瓷元件，或者可以由比构成握持元件106的材料更大密度的任何材料构成。握持元件106被设计成使得质量块116可以布置并可靠地保持在握持元件106第二端或其附近的位置。这一点可以通过多种装置实现，包括在第二端110设置尺寸可以容纳质量块116的凹腔107并采用例如固定在凹腔上的盖11 7或者将质量块固定在凹腔107内的紧固件或适当的粘合剂。在图1-3未示出的替换结构中，形成在握持元件上的内孔延伸到握持元件第二端内，并且质量块被布置在第二端的内孔内并被固定在那个位置。在另一选择的结构中，握持元件由塑料材料制成，并且质量块在握持元件的装配过程中被模制在握持元件的第二端内。用于将质量块布置在握持元件第二端的优选结构会受到与通过多种可选方法制造减振手柄有关的相对成本的影响。
通过在手柄上包括定位在内孔114内的弹性梁元件118来促进手柄100的减振能力。弹性梁元件118起自握持元件106第二端110附近并大体上沿纵向轴线L-L延伸到握持元件106的第一端108。梁元件118的第一端120延伸超出握持元件106的第一端108并包括布置在凹腔125内的紧固元件122。紧固元件122用于将手柄100连接在动力驱动装置上。紧固元件122被固定在环管123上并可以具有任何适当的形式。例如，紧固元件122可以是具有螺纹的元件。为了将手柄100固定在动力驱动装置上，环管123和紧固元件122例如可以被固定在动力驱动装置壳体上的孔内。梁元件118的第一端120可以具有任何适当的形状。例如，如图1所建议的那样，第一端120可以包括具有弯曲侧面区域126的环形径向突起124，当握持手柄100时操作者的手可以顶靠所述弯曲侧面区域126并且其限制手接触与手柄100相连的动力驱动装置壳体的表面。
如图2所示，梁元件118的第二端123与在区域121构成握持元件106的材料一体。但是，如与在此所述的其他可行实施方式相结合所示的那样，一种可行的选择结构是梁元件的第二端被构造成与握持元件的区域配合并由此使两元件可靠地连接在一起的手柄设计。因此，手柄100不同于下文所述的握持元件106和梁元件118是完整部件(即一体件)的其它几个实施方式。因此，尽管在本说明书(和权利要求书)中采用与握持相连的术语“元件”，但梁元件以及紧固元件这种用法不排除两个或多个握持元件、梁元件以及紧固元件是单个完整部件的部分或局部、或者单个“元件”由被装配以形成元件的两个或多个构件或部件组成的可能。例如，关于图3，梁元件118的第二端123与握持元件106成一体。
进一步如图2所示，在内孔114内的梁元件118的一部分与握持元件106壁的内表面127间隔开。梁元件118由具有弹性的材料例如诸如ABS的塑料制成。如曲线A-A所建议那样，梁元件118和握持元件106的尺寸和位置被设计成使得梁元件118可以相对于握持元件106的壁112弹性侧向偏转一定运动范围。可以通过在梁元件118和壁112之间的空间114的全部或一部分上含有弹性材料例如塑料或橡胶材料来调节梁元件118响应所施加的力而移动的倾向。同样，如图2所示，梁元件118第一端120的环形肩部130相对并与握持元件106的壁112间隔开，并且第一端120的其余部分延伸超出握持元件106。从图2中将会理解到，由弯箭头A-A表示的梁元件118相对于握持元件106的偏转范围通过在肩部130和内壁127之间提供的间隙宽度得到限定。
假设梁元件的第一端120通过紧固元件122被连接在动力驱动装置上，则例如通过动力驱动装置的电机产生的振动将传递到手柄100并传递到操作者的手上。本发明的目的是减小操作者以这种方式经受的振动。就这一点来说，手柄100的特征是梁元件118可以被“调谐(tuned)”以具有预定的固有或固定振动频率或“模式”。梁元件118的振动模式会受调节手柄100的参数的影响，包括(1)质量块116的重量和位置；(2)梁元件118的形状(例如圆形横截面、正方形横截面或具有肋的梁)和尺寸(长度、直径、宽度)；以及(3)构成梁元件118的材料。梁元件118的刚度特性受例如构成材料、梁长度以及梁元件壁厚度(如果梁是中空的)或梁元件直径(如果梁是实心的)的影响。
根据本发明的一方面，手柄100的梁元件118的第一以及可选择的还有第二固有振动频率(通过适当的选择以上参数)被选定为小于动力驱动装置的预定频率。第一和第二固有振动频率的模式形状向手柄传递了相当大的能量，并且通常是手柄振动的主要因素。因此，优选是要避免那些频率的手柄振动。动力驱动装置的预定振动频率可以是例如动力驱动装置处于负载下振动的频率或频率范围。根据一种非限制性实例，动力驱动装置是包括从动工具元件(旋转研磨盘)的动力工具(例如研磨机)，处于负载下的预定振动振动频率可以是例如在从动工具元件接触并向工件传递力时动力工具振动所处的标准频率或频率范围。在另一非限制性实施方式中，动力驱动装置是用于船的包括油门手柄的船外发动机，并且处于负载下的预定振动频率或频率范围是在船外发动机处于最大设定值时电机标准振动所处的频率或频率范围。在另一实例中，动力驱动装置是车辆(例如是摩托车或雪上汽车)，并且处于负载下的振动频率是在车辆通常被驱动时车辆标准振动所处的频率或频率范围。
通过“调节”具有比动力驱动装置处于负载下的频率或频率范围更小的第一和第二固有振动频率的梁元件，可以避免手柄可能产生的大多数振动。本领域普通技术人员可以很容易地确定处于负载下(例如在装置使用过程中通常频繁经受的)动力驱动装置所需的预定振动频率或频率范围，并且易于调节以上所述的几个相关参数，使得根据本发明构造的手柄的梁元件将具有比预定频率或频率范围更小的第一和第二固有振动频率。这样，根据本发明的手柄例如图1-3中的手柄100的实施方式使从装置传递到手柄100上的振动得到衰减。可选择地，梁元件的第一和第二固有频率可以被调谐成比当动力驱动装置的电机运行但装置不处于负载下时所期望的标准振动频率或频率范围更小。另一可行的可选择实施方式是调节手柄的设计，使得梁元件的第一和第二固有频率比当动力驱动装置的电机处于负载下运行或不处于负载下运行时所期望的标准振动频率或频率范围更小。
图4-6示意性表示根据本发明的减振手柄的另一非限制性实施方式。与图1-3所示的手柄100相同，手柄200包括具有第一端208、相对的第二端210以及与第一端208和第二端210都相交的纵向轴线L-L的握持元件206。大体上圆柱形的壁212在握持元件206内限定内孔214。内孔214被限定在握持元件206的一部分内，沿纵向轴线L-L延伸，并在握持元件206的第一端208上开口。均重质量块216布置在握持元件206第二端210上的凹腔217内并通过端壁219被保持在其中，所述端壁219如结合实施方式100所示，可以是被固定在第二端210上的盖形式。
弹性梁元件218起自握持元件206第二端210附近的内孔214内并沿纵向轴线L-L延伸。梁元件218的第一端220延伸超出握持元件206的第一端208。梁元件218的第一端220包括可以被结合(例如通过摩擦或一些其他的焊接结合)或与梁元件218的直径减小区域236一体的端部区域235。第一端220的端部元件235包括紧固元件222被固定其中的环管部分223。紧固元件222适于将手柄200固定在动力驱动装置上。与图1-3所示的手柄100相同，弹性梁元件218与壁212间隔开并可以(在曲线A-A的方向上)向壁212侧向偏转。弹性材料可选择地被包含在握持元件206的壁212和梁元件218之间的空间的全部或一部分上，以衰减梁元件218的偏转。梁元件218第一端220的端部元件235包括布置在内孔214内的径向突出的肩部区域238。梁元件218足量的偏转促使肩部区域238与孔214的内壁接触，由此限制这种偏转的程度。
与手柄100相同，质量块216的重量、梁元件218的尺寸(包括长度和直径或壁厚)、以及梁元件218的构成材料可以被选定为使得梁元件218的第一和第二固有振动频率比当处于负载下和/或不处于负载下时动力驱动装置的标准振动频率更小。这样，手柄200将使传递到操作者手上的振动得到衰减。
在手柄200上握持元件206第一端208和梁元件218的第一端220的设计不同于在手柄100上相应元件的设计。握持元件206的第一端220大体上是钟形的并包括具有曲面226的环形径向突起224，该曲面226阻止操作者的手接触动力驱动装置与手柄200相连的部分。在这方面，手柄200的突起224在功能上与手柄100的突起124相似，但突起224还防止操作者的手与梁元件218和壁212之间的间隙230产生接触。
图7表示可采用根据本发明构造的手柄例如手柄100、手柄200、或下文所述的任何实施方式的一种可行的动力驱动装置。动力驱动小角度研磨机300包括电机壳体306、变速器壳体308、电源线、以及由接合扳机314选择性驱动旋转的研磨盘312。根据本发明构造的包括握持元件318的减振手柄316被连接在变速器壳体308上。操作者可以握持手柄316并也可握持电机壳体306的握持区域320。手柄316如在此大体所述那样可以被设计成使得在手柄316内的梁元件的第一和第二固有振动频率比变速器壳体308的预定期望的振动频率或频率范围例如当盘310被驱动旋转并研磨工件时产生的变速器壳体308的期望振动频率或频率范围更低。举例来说，图3所示的这种小角度研磨机处于负载下的标准振动频率范围是110Hz-140Hz。因此，手柄316的梁元件的第一和第二固有振动频率可足以小于110Hz(例如大约90Hz)，因此手柄316将可衰减振动。如上所述，在解决振动的选择装置中，手柄316可以根据本发明被构造成包括具有比当装置的电机在运行时(即扳机314被接合)但研磨盘312不处于负载下(即盘不接触工件)时小角度研磨机300所期望的振动频率或频率范围更小的第一和第二固有振动频率。在这些条件下图3所示装置的标准振动频率是大约160Hz。手柄316的减振能力可以改善操作者对研磨机300的控制，并且还可提高操作者的舒适性，特别是当研磨机300长期被使用时。
图8-10表示根据本发明构造的减振手柄的另一非限制性实施方式。参照图8，示出手柄400。图9表示通过手柄400的纵向轴线L-L截取的手柄400。如图8和9所建议的那样，纵向轴线L-L也是各种显露特征围绕其对称布置的对称轴线，由此提高了生产和装配的容易程度。图10表示装配之前手柄400的各种部件。
手柄400包括带有第一端412、第二端414以及壁416的圆柱形握持元件410。对称纵向轴线L-L与第一和第二端412，414都相交。第一端412和第二端414分别包括防止操作者的手在动力驱动装置的使用过程中从握持元件410上滑脱的环形径向突起420，422。如图9所示，在握持元件410整个长度上延伸的壁416限定了贯穿握持元件410长度的内孔424。在第一端附近的区域425a中的内孔424的直径大些，并随后向第二端414附近具有更小直径的区域425b逐步减小。每个区域425a和425b共用纵向轴线L-L作为对称轴线。内孔424在第一端412上开口，其直径基本上等于内孔424的最大内径。相反，端壁426将第二端414上的内孔424的开口限制到相对较小中心布置的环形开口428。在一种实施方式中，握持元件410由采用常规注模工艺的适当塑料构成，尽管可以采用任何适当的材料和制造工艺的组合。在装配手柄400过程中，圆柱形质量块430通过第一端412被插入内孔424内并滑下以定位在第二端414。质量块430的区域432a的外径精密接近区域425b的直径并紧密地座落在区域425b内，其中通过端壁426防止质量块430从第二端414脱出。质量块430还包括直径比区域432a更小的突起区域432b。质量块430可由任何适当密度的材料例如金属材料、陶瓷或致密塑料构成。
手柄400的梁元件440包括第一端442、第二端444以及直径减小区域446，并在装配的手柄400上围绕纵向轴线L-L对称。如图9和10所示，第二端444具有精密接近区域425a内径的外径。第二端444大体上为钟形并包括限定凹腔450的圆柱形壁448，所述凹腔450的形状被构造成基本上与质量块430的区域432b的外轮廓匹配。圆柱形壁448包括容纳在环形通道454内的环形突出唇部452，所述环形通道454形成在区域425a端部的握持元件410的壁416内表面上。为了将质量块430和梁元件440的第二端保持在内孔424内，质量块430首先被布置在握持元件410的区域425b内，随后第二端444滑入内孔424内直至唇部452搭扣配合在环形通道454内。质量块430由此被固定在区域425b上，并且区域432b被可靠地保持在凹腔450上。将会认识到，假设需要壁448可以略微弹性压缩以实现搭扣配合在通道454内，则在圆柱形壁448上必须提供一个或多个间隙或带有凹槽的区域。
再次参照图9和10，内圆柱形凹腔457被设置在梁元件440上以例如降低与手柄440相关的重量和材料成本，并提高手柄400的制造能力。梁元件440的第一端442包括环形径向突起458和圆柱形环管460。参照图10，紧固元件462被保持在第一端442的孔内并从环管460中延伸。例如可以是图8-10中所示的螺纹元件的环管460和紧固元件462被固定在动力装置壳体上的孔内以将手柄400连接在装置上。当部件被装配时邻近握持元件410第一端412的突起458起到阻止操作者的手接触在装置操作过程中与手柄400相连的装置壳体的作用。梁元件440的区域446相对于第二端444直径减小并沿其整个长度与壁416隔开。如图9所示，第一端442的环形肩部464相对并与壁416隔开，并且当梁元件440被固定在握持元件410的内孔424内时第一端442的其余部分延伸超出握持元件410。梁元件由具有使其可以相对于握持元件410弹性偏转的弹性的材料构成。从图9将会理解到，梁元件440如弯箭头A-A所示相对于握持元件410的偏转范围由设置在肩部464和壁416之间的间隙宽度限定。
梁元件440由适当的弹性材料例如具有所需刚性的塑料构成并采用常规的工艺例如吹模或注模制造。如以上结合图1-6所示的手柄实施方式所述，可以选择质量块430的重量以及梁元件440的尺寸和构成材料，以使梁元件的第一和第二固有振动频率比当动力驱动装置处于负载下时通常产生的动力驱动装置的振动频率更小。这样，操作者握持手柄400的手遭受振动的程度得到减小，提高了操作者的控制能力和舒适性。在手柄400的某些实施方式中，部件可以被设计成使得梁元件440的第一和第二固有振动频率比当动力驱动装置不处于负载下时通常产生的动力驱动装置的振动频率更小，这样当动力驱动装置处于空转状态时手柄的振动得到衰减。包含在手柄400内的部件有限的数量以及装配部件简单的“滑动和搭扣”方法使得制造容易。
在图11-13中示出了根据本发明的减振手柄的另一非限制性实施方式。手柄500包括具有第一端512、圆柱形侧壁514、端壁516、以及握持元件510围绕其对称的纵向轴线L-L。壁514限定了在握持元件510长度上延伸的内孔520。内孔520在第一端512上开口并且还通过由端壁516界定的圆形开口522在第二端515上开口。围绕握持元件510的外表面设置塑料或橡胶覆盖元件521以减小滑动并提高操作者握持手柄500的手的舒适性。覆盖元件延伸到握持元件510第二端515的末端，但与第一端512的末端区域间隔开一定距离，留出未由覆盖元件521覆盖的壁516的外围端部区域。可以采用常规制造工艺施加覆盖元件521。例如，如图13的装配图所建议的那样，覆盖元件521可以弹性套筒的形式被滑入并保持其环绕握持元件510的形状和弹性。
与手柄400相似，手柄500也包括带有第一区域532a和更小直径的第二区域532b的质量块530。质量块530以基本上与手柄500相同的方式被保持在握持元件510的第二端515内。更具体地说，手柄500还包括具有第一端542、相对第二端544以及在第一和第二区域542，544中间的直径减小区域546的梁元件540。如图12所建议的那样，梁元件540在其长度上是中空的并在被装配在手柄500上时大体上围绕纵向轴线L-L对称。第二端544大体上是钟形的并包括限定圆柱形凹腔550的圆柱形壁548，所述圆柱形凹腔550具有容纳质量块530的第二区域532b的尺寸。圆柱形壁548的末端包括可靠地搭扣配合在形成于握持元件510的壁514内表面上的环形槽554内的径向突起唇部552。与手柄400相似，第二端544的壁548具有凹槽或在形式上有其他改变以在将凸缘552搭扣配合在槽554内时可以使第二端544适当的弹性压缩。如图12所示，当与座落入槽554内的凸缘552装配在一起时，梁元件540可靠地被保持在握持元件510的内孔520内，并且还将质量块530可靠地保持在握持元件的第二端515内。
直径减小区域546布置在内孔520内的部分与壁514隔开。假定梁元件540正如所述那样被可靠地连接在握持元件510上，并且进一步假定梁元件540由适当的弹性材料例如具有适当刚性的塑料构成，则将会认识到梁元件540可以在相对于握持元件510沿径向上侧向偏转过运动范围。这一点在图12中通过线A-A建议出。环形肩部560从区域546上突出并相对，但与握持元件510第一端512上的壁514的末端隔开。壁514和肩部560之间的间隙限定了梁元件540有可能侧向偏转的极限并防止梁元件540过度偏转。弹性材料例如塑料或橡胶可以被布置在壁514的内表面和梁元件540的区域546的外表面之间的空间的全部或局部上，以使梁元件540相对于握持元件510的偏转得到衰减。梁元件540直径减小的区域546连续超出握持元件的第一端512并向外扩张以形成第一端542。第一端542包括限定孔的环管562，紧固件564被固定在所述孔内。环管562和紧固件564可以被固定在动力驱动装置壳体或其他构件的孔内，以将手柄500固定在动力驱动装置上。
中空凸缘元件570包括带有环形径向突起573的第一端572以及第二端574。凸缘元件570的内径575围绕梁元件540第一端542的外径576固定，使得第二端574的末端与握持元件510的侧壁514的末端相对但略微与其隔开。将会认识到并在图12中示出，在凸缘元件570和握持元件510之间存在微小间隙578。为防止操作者的手接触间隙578，具有与凸缘元件570外表面的一个区域相一致的内部形状的套筒元件580叠套在间隙578上并延伸，以通过覆盖元件520覆盖壁514的外表面上未由覆盖元件521覆盖的边缘。凸缘元件570和套筒元件580可以采用任何适当的常规制造工艺由任何适当的材料构成。例如，这些元件可以采用注模或吹模工艺由适当的弹性塑料制成。
根据本发明的一方面，质量块530的重量以及梁元件540的尺寸和构成材料，可以被选定为使得梁元件540的第一和第二固有振动频率比当动力驱动装置处于或不处于负载下时通常产生的动力驱动装置的振动频率或频率范围更小。这样，操作者握持手柄500的手遭受振动的程度得到减小，提高了操作者的控制能力和舒适性。
以下在图14-25中示出了用于动力驱动装置的减振手柄的另一可行实施方式。在这些实施方式的每一个中，为了衰减振动，质量块的重量和手柄梁元件的尺寸和材料可以被预先选定，以使得梁元件的第一和第二固定振动频率比与手柄相连的特定动力驱动装置预定的标准期望振动频率或频率范围更小。
图14-16是表示根据本发明的减振手柄600的一种可行实施方式的不同视图。参照图14-16，手柄600包括带有第一端612、第二端614以及纵向轴线L-L的大体上圆柱形的握持元件610，握持元件610围绕所述纵向轴线L-L对称布置。梁元件620包括第一端622(紧固元件623被连接在其上)、第二端624、以及在第一端622和第二端624中间的直径减小区域626。质量块630通过搭扣配合结构被保持在握持元件610的第二端614上，所述搭扣配合结构通过第二端624上的搭扣钩625将梁元件620连接在握持元件610上。这种搭扣配合结构与图8-13所示的实施方式相似。在图14和15中最清楚地示出，例如由弹性塑料或橡胶材料构成的漏斗形肩部元件640被固定在梁元件620的表面上。如图15所示，肩部元件640在区域641上与握持元件610的壁616的末端重叠，由此避免在肩部元件640和握持元件610之间存在间隙。如通过比较图11-13的手柄500和图14-16的手柄600所示，通过将肩部元件640固定在第一端622上得到的手柄600的梁元件620第一端622的设计与通过将凸缘元件570和覆盖元件580连接在第一端542得到的手柄500的梁元件540第一端542的设计相似。
图14-16所示的手柄600的设计相对于图11-13所示的手柄500的设计的优点包括为了提供可以相对于握持元件偏转的构件的组装，与在手柄500上采用四个基本部件(构件540、564、570和580)相比，在手柄600上采用三个基本部件(构件620、623和640)。但是，手柄600的肩部元件640必须例如粘合固定或模制在梁元件620的第一端622上。这与手柄500的凸缘元件570和覆盖元件580的装配形成对比，所述装配可以被设计成绕它们叠加的构件表面搭扣或压配的形成。因此，手柄500在制造容易程度方面相对于手柄600具有优势。同时，手柄600的梁元件620缺少限制梁元件620相对于握持元件610侧向偏转程度的任何独特的结构。相代替的，理论上梁元件620可以侧向偏转直至梁元件620的区域626的外周接触握持元件610的第一端612。相反，手柄500的梁元件540的环形肩部560可以被设计成将梁元件540的侧向偏转限定在可以由梁元件540的机械特性安全容许的程度。
参照图17-19所示的另一实施方式，减振手柄700包括几何形状相对简单的四个部件。如图18的横截面图和图19的装配图所示，大体上圆柱形的握持元件710包括第一端712、第二端714、壁716、以及对称纵向轴线L-L。壁716限定了大体上圆柱形的内孔717。第一端712张开成径向突起719，其有助于防止操作者的手从握持元件710上滑落。梁元件720包括第一端722、相对的第二端724、以及在第一和第二端722，724中间直径减小部分726。如图18所示，梁元件720的第二端724包括搭扣配合在握持元件710内表面上的槽内的搭扣钩725，由此将梁元件720固定在握持元件710上并将质量块730可靠地保持在握持元件的第二端714内。在图18中清楚地示出，为了更可靠地使质量块730座落入握持元件710的第二端714内，质量块730包括被固定在梁元件720第二端724的相似形状凹腔内的圆柱形突起731。
图20-22表示根据本发明的另一非限制性实施方式。图21是在图20的平面图中所示的减振手柄800通过纵向轴线L-L截取的横截面图。图22是表示手柄800的几个组成部件的装配图。如以上在某些实施方式中所述，手柄800包括成为整体部件的大体上圆柱形的握持元件810和梁元件820。在图21中清楚地示出，梁元件820的第二端824与握持元件810成一体。
在图21中清楚地示出，梁元件820沿纵向轴线L-L延伸穿过在握持元件810上设置的内孔816并超出握持元件810的第一端812。质量块830被布置在握持元件810的第二端814上设置的大体上圆柱形的凹腔内。质量块830通过第二端814上的端部区域832被保持在凹腔内。通过将端部构件835的圆柱形柄836以适当的摩擦配合、结合或其他方式固定在由梁元件820限定的孔837内，而使端部元件835固定在梁元件820的第一端822。紧固元件828被固定在端部元件835的环管部分829上。
握持元件的第一端812和端部元件835的环形裙部区域838被构造成使得当端部构件835被固定在梁元件820上时，在端部元件835和第一端812之间存在狭窄间隙840，使端部元件835可以响应与手柄800相连的装置的振动而在方向A-A上相对于握持元件810有一定的偏转。为了防止操作者的手接触间隙840，在端部元件835和握持元件810连接处环绕手柄800外周设置环形槽。弹性带845布置在槽内并通过构成带845的材料的弹性被保持在槽中。
图23表示根据本发明的减振手柄另一实施方式的横截面图。图23的手柄900在许多方面与图11-13所示的手柄500相同。手柄900包括带有第一端912、圆周壁914以及纵向轴线L-L的握持元件910。壁914限定贯穿握持元件910长度的内孔920，其在握持元件910的第一端912和第二端915上开口。弹性材料层或覆盖件921围绕握持元件910的外表面设置以减小滑动并提高操作舒适性。覆盖件延伸到握持元件910第二端915的末端，但与第一端912的末端隔开一定距离，由此留下壁914外部的端部区域未由覆盖件921覆盖。
梁元件940包括第一端942、相对的第二端944、以及在第一和第二区域942，944中间的直径减小区域946。如图23所示，手柄900的梁元件940在其长度上是中空的，并且当被装配在手柄900上时大体上围绕纵向轴线L-L对称。第二端944大体上是钟形并包括限定圆柱形凹腔的圆柱形壁948。圆柱形壁948的末端包括可靠地搭扣配合在形成于握持元件910的壁914内表面上的环形槽954内的径向突起唇部952。壁948可以被构造成当将唇部952搭扣配合在槽954上时可以使第二端944适当的弹性压缩。如图23中所建议的那样，搭扣配合结构可靠地将梁元件940保持在内孔920内。
手柄900包括具有第一区域932a、第二区域932b、以及第三区域932c的质量块930。如图23所示，质量块930被布置在握持元件910的第二端915内，使得质量块930的第二区域932b容纳在由圆柱形壁948形成的凹腔内。盖元件950包括以搭扣配合方式可靠地容纳在环形槽内的凸缘952，该环形槽被形成在握持元件910第二端915的末端附近的壁914的内周上。质量块930从第二端915插入握持元件910内。盖元件950将质量块930固定在盖元件950和梁元件940之间的第二端915内。质量块930被保持在第二端915内，其第三区域932c与盖950的外端952平齐以提供耐磨性。
布置在内孔920内的梁元件940的直径减小区域946的部分与壁914隔开。假定梁元件940如上所述被可靠地连接在握持元件910上，并进一步假定梁元件940由适当的弹性材料构成，则梁元件940可以如线A-A那样在整个径向上相对于握持元件910侧向偏转过运动范围。环形肩部960从区域946上突出并相对，但与握持元件910第一端912处的壁914的末端隔开。壁914和肩部960之间的间隙限定了梁元件940可能的侧向偏转的极限并防止梁元件940过度偏转。例如如上所述的弹性材料可以被布置在壁914内表面和梁元件940的区域946的外表面之间的空间的全部或局部区域上，以使梁元件940的偏转得到衰减。
梁元件940的直径减小区域946连续超出握持元件的第一端912以形成第一端942。第一端942包括其上固定紧固件964的环管962。环管962和紧固件964可以被用于将手柄900固定在动力驱动装置上。凸缘元件970包括围绕梁元件940第一端942的外径976被固定的内径975，使得凸缘元件970的末端相对但与握持元件910的侧壁914的末端略微隔开。在凸缘元件970和握持元件910之间存在些微间隙978。为了防止操作者的手接触间隙978，具有与凸缘元件970外表面的区域相一致的内部形状的套筒元件980叠套在间隙978上并延伸，以覆盖壁914的外表面上未由覆盖元件920覆盖的边界。
尽管以上描述已经必要地提出了本发明有限数量的实施方式，但在相关领域的普通技术人员将会认识到，本领域的技术人员可以对在此为了解释本发明的实质而已经描述和示出的实例中的组成和其他细节作出多种改变，并且所有的这些修改都将落入在此所表达的以及在附加权利要求中的本发明的原理和范围内。还将由本领域的技术人员认识到，可以在不脱离本发明宽泛的发明构思的前提下对以上实施方式作出改变。因此，将会理解到本发明并不局限于所公开的具体实施方式
，而是要覆盖在由权利要求限定的本发明的原理和范围内作出的多种修改。
权利要求
1.一种用于动力驱动装置的减振手柄，该手柄包括细长握持元件，其包括第一端、与第一端相对的第二端、延伸穿过第一端和第二端的纵向轴线、以及限定出内孔并具有内表面的壁，内孔沿纵向轴线至少部分地延伸穿过握持元件并在至少第一端上开口；布置在握持元件第二端的质量块；以及连接在握持元件上和与其一体结合的细长弹性梁元件，梁元件沿纵向轴线的一区域延伸并包括在内孔内且与内表面隔开的部分，梁元件还包括延伸超出握持元件第一端并包括适于将手柄连接在动力驱动装置上的紧固元件的第一端。
2.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述质量块被布置在握持元件第二端的内孔内。
3.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述梁元件包括与第一端相对的第二端，并且其中第二端进一步与握持元件的壁的内表面的区域固定配合。
4.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述梁元件包括与第一端相对的第二端，并且其中第二端进一步与握持元件的壁一体结合。
5.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述纵向轴线是握持元件的对称轴线。
6.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述纵向轴线是梁元件的对称轴线。
7.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述梁元件的第一和第二共振频率低于动力驱动装置的振动频率。
8.如权利要求7所述的减振手柄，其中，所述动力驱动装置是包括从动工具元件的动力工具，并且其中进一步动力驱动装置的振动频率是当从动工具元件处于负载下时产生的振动频率。
9.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述动力驱动装置是包括从动工具元件的动力工具，并且其中质量块的重量和梁元件的材料、形状以及几何尺寸被选定为使得梁元件的第一和第二共振频率比当从动工具元件处于负载下时产生的动力驱动装置的振动频率更小。
10.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述梁元件的第一端包括向握持元件突出的环形壁，环形壁的端部紧密地邻接握持元件的壁的端部并与其隔开，环形壁的端部的外径基本上等于握持元件的壁的端部的外径。
11.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述弹性材料被布置在握持元件的壁的内表面和梁元件之间的空间内并衰减梁元件相对于握持元件的运动。
12.如权利要求11所述的减振手柄，其中，所述弹性材料从橡胶和塑料中选择。
13.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述紧固元件包括可以被固定在动力驱动装置上的螺纹部分。
14.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述梁元件的第一端包括至少部分地布置在内孔中并且可以在梁元件相对于握持元件足量偏转时与握持元件的壁的内表面接触的环形肩部，所述肩部由此限制梁元件相对于握持元件的偏转范围。
15.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述动力驱动装置是包括从动工具元件的动力工具。
16.如权利要求1所述的减振手柄，其中，所述动力驱动装置从动力工具、研磨机、钻机、抛光机、锯、外置电机、动力驱动车辆、摩托车以及雪上汽车中选择。
17.一种用于包括从动工具元件的动力工具的手柄，该手柄能够减小传递的振动，该手柄包括包括细长部分的握持元件，其包括第一端、与第一端相对的第二端、以及限定出包括内表面的内孔的壁，内孔沿握持元件的纵向轴线的至少部分延伸并在握持元件的至少第一端上开口；布置在握持元件第二端的质量块；以及连接在握持元件上或与其一体结合的细长弹性梁元件，梁元件沿纵向轴线的一区域延伸，其中至少梁元件的一部分位于内孔内并与握持元件的壁隔开，梁元件第一端的至少一部分延伸超出握持元件第一端并包括将手柄连接在动力工具上的紧固元件。
18.如权利要求17所述的手柄，其中，所述质量块布置在握持元件第二端的内孔内。
19.如权利要求1 7所述的手柄，其中，所述梁元件包括具有以下之一的第二端与握持元件的壁一体结合；或者在内孔内与握持元件的壁的一区域固定配合。
20.如权利要求17所述的手柄，其中，所述纵向轴线限定握持元件和梁元件中的至少一个的对称的轴线。
21.如权利要求17所述的手柄，其中，所述梁元件的第一和第二共振频率低于当从动工具元件处于负载下时的动力工具的振动频率。
22.如权利要求17所述的手柄，其中，所述梁元件的第一端包括向握持元件突出并包括紧密地邻接握持元件的壁的端部并与其隔开的端部的环形壁，环形壁的端部的外径基本上等于握持元件的壁的邻接端部的外径。
23.如权利要求17所述的手柄，其中，所述弹性材料被布置在握持元件的壁和梁元件之间的内孔的空间内并衰减梁元件相对于握持元件的运动。
24.如权利要求23所述的手柄，其中，所述弹性材料从橡胶和塑料中选择。
25.如权利要求17所述的手柄，其中，所述紧固元件包括可以被连接在动力工具上的螺纹部分。
26.如权利要求17所述的手柄，其中，所述梁元件的第一端包括至少部分地布置在内孔上并且可以在梁元件相对于握持元件足量偏转时与孔的壁接触的环形肩部，所述肩部由此限制梁元件相对于握持元件的偏转范围。
27.如权利要求17所述的手柄，其中，所述动力工具从研磨机、钻机、抛光机和锯中选择。
28.一种包括由动力驱动装置的操作者操纵的手柄的动力驱动装置，该手柄适于衰减由装置产生的振动，该手柄包括细长握持元件，其包括第一端、与第一端相对的第二端、延伸穿过第一端和第二端的纵向轴线、以及限定出内孔并具有内表面的壁，内孔沿纵向轴线至少部分地延伸穿过握持元件并在至少第一端上开口；布置在握持元件第二端的质量块；以及连接在握持元件上的细长弹性梁元件，梁元件沿纵向轴线的一区域延伸并包括在内孔内且与内表面隔开的部分，梁元件还包括延伸超出握持元件第一端并包括适于将手柄连接在动力驱动装置上的紧固元件的第一端。
29.如权利要求28所述的动力驱动装置，其中，所述动力驱动装置是动力工具。
30.如权利要求28所述的动力驱动装置，其中，所述动力驱动装置从包括研磨机、钻机、抛光机和锯的组中选择。
31.如权利要求28所述的动力驱动装置，其中，所述动力驱动装置从包括外置电机、动力驱动车辆、摩托车和雪上汽车的组中选择。
32.一种包括用于操纵动力工具的从动工具元件和减振手柄的动力工具，该手柄包括包括细长部分的握持元件，其包括第一端、与第一端相对的第二端、以及限定出包括内表面的内孔的壁，内孔沿握持元件的纵向轴线的至少一部分延伸并在握持元件的至少第一端上开口；布置在握持元件第二端的质量块；以及连接在握持元件上或与其一体结合的细长弹性梁元件，梁元件沿纵向轴线的一区域延伸，其中至少梁元件的一部分位于内孔内并与握持元件的壁隔开，梁元件第一端的至少一部分延伸超出握持元件第一端并包括将手柄连接在动力工具上的紧固元件。
33.如权利要求32所述的动力工具，其中，所述动力工具从包括研磨机、钻机、抛光机和锯的组中选择。
全文摘要
一种用于动力驱动装置的减振手柄，包括细长握持元件，其包括第一端、与第一端相对的第二端、延伸穿过第一端和第二端的纵向轴线、以及限定出内孔并具有内表面的壁。内孔沿纵向轴线至少部分地延伸穿过握持元件并在握持元件的至少第一端上开口。均重质量块被布置在握持元件第二端。细长弹性梁元件连接在握持元件上和与其一体结合。梁元件沿纵向轴线的一区域延伸并且梁元件的一部分被布置在内孔内且与内表面隔开。梁元件还包括第一端，其延伸超出握持元件第一端并包括适于将手柄连接在动力驱动装置上的紧固元件。
文档编号B25D17/00GK101015914SQ20061006446
公开日2007年8月15日 申请日期2006年10月25日 优先权日2005年10月25日
发明者张强, 小丹尼尔·H·塞兹 申请人:布莱克和戴克公司