专利名称：减振工具手柄的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种工具手柄，更具体地说，涉及一种减振的工具手柄。本发明也涉及具有减振的工具手柄的冲击工具。
背景技术：
当用作诸如榔头、斧头、手斧、镐或铲等冲击工具的一部分时，手柄必须被抓牢以施加最大的力并在使用过程中保持对工具的控制。然而，在冲击时，振动从工具手柄的冲击端沿着工具手柄传导到被使用者紧握的把手端。振动频率和/或振动持续时间的减小降低了使用户的手和胳膊疼痛的振动并允许用户在手柄的把手端上保持牢固的握持。从而，用户在冲击期间和冲击过后能够对工具保持良好的控制。
过去几年，已经针对冲击工具在工具手柄中尝试了减震。在美国专利第1,401,896号中，金属线缠绕在缩小的木制手柄上以提供弹力或回复力，并减小对使用者的手的冲击或伤害。美国专利第479,032号也公开了一种榔头手柄，其由具有缠绕该芯部的金属线的金属芯部制成。在美国专利第2,155,804号中公开的手柄上也使用了金属线以加强木制手柄。在美国专利第1,341,378中公开了缠绕在工具手柄上的金属丝的另一示例。
在很多用途中，由合成树脂，尤其是复合材料制成的工具手柄已经取代了木柄，因为它们有更好的强度和寿命。这种工具手柄和它们的成分在现有技术中是公知的，如在美国专利第3,770,033号、第5,375,486号、第5,588,343号和第5,657,674号中所公开的，所有这些在此得以参考引用。然而，传到非木制手柄使用者的振动更强。这对于具有由模塑塑料壳围绕的内部金属芯部的榔头来说尤为严重。非木制手柄的减振特性可以低于相应的木制手柄一百到一千倍。这种非木制手柄的长时间使用会很快地使使用者的手和胳膊肌肉疲劳。除了影响使用者的舒适和生产率之外，长时间使用会导致对使用者的手、胳膊和/或肩部的生理损伤。
美国专利第5,348,360号公开了一种借助于使用者握持的手柄部分周围的柔软材料来减小振动的通用方法。这些抓紧装置减缓了对使用者的手的振动和摩擦。为了能够发挥功效，在工具使用过程中，这些装置必须由使用者抓牢。这些装置一般通过粘接剂固定到工具手柄的外表面上。如在参考文件中所指出那样的，这种装置会磨损到它们需要周期性更换的程度，因此，这种材料的设计和粘接必须适于取下和更换。
美国专利第5,588,343号涉及一种具有芯部元件和合成树脂套管的手柄，其中，芯部元件在其内部具有从把手端跨其整个长度延伸的沟槽。美国专利第5,657,674号公开了一种榔头的主体，该主体包括带有托架的细长部件，该托架连接到细长部件上并大致垂直于该细长部件而延伸。在美国专利第5,704,259号中，手柄上粘接有调谐振动吸收器以衰减振动。美国专利第5,772,541号在带有手柄的用具上增加了空腔和一个设置在空腔内的可自由移动的弹性体元件。在美国专利第5,911,795号中公开的手柄沿其芯部元件的长度具有间隔开的孔，并在手柄中具有减振筒。
现有技术中公开的减振装置要求工具手柄设计的显著变化和/或添加。这些变化和添加增加了制造的成本和复杂性。手柄的附加元件会增大手柄的尺寸和重量，并增大该元件在工具使用过程中被损坏的可能。
根据本发明的工具手柄降低了振动的频率和/或振动的持续时间。对手柄来说，它们不需要附加的结构，如减振筒或沟槽，因此，不需要对工具手柄及其制造方法进行过多的再设计。与现有技术的柔软缓冲装置不同，工具手柄不会轻易地磨损或需要更换。在保持优良减振特性的同时，工具手柄的吸引人的美观外表可以改变。
发明内容
本发明涉及一种具有芯部的工具手柄，该芯部具有工具接合端、中间部分，以及把手端。一个或多个刚性的模塑层至少局部覆盖至少中间部分。刚性的模塑层包括具有波浪形外表面的最外面的刚性层。最外刚性层可以包括至少局部围绕把手端的部分。在一个方面中，最外刚性层的环绕中间部分的部分为波浪形，而最外刚性层的围绕把手端的部分没有波纹。
在另一方面中，最外刚性层的围绕中间部分的部分为波浪形的，而最外刚性层的围绕把手端的部分也为波浪形的。最外模塑层的围绕芯部中间部分的外表面具有4到11个波纹。这些波纹可以沿着最外模塑层的外表面等间距隔开，并可以绕最外模塑层的圆周延伸。
在另一方面中，本发明涉及一种工具，该工具包括具有芯部的工具手柄，该芯部具有工具接合端、中间部分和把手端。一个或多个刚性模塑层至少局部围绕至少中间部分。刚性模塑层包括具有波浪形外表面的最外刚性层。
图1是本发明第一实施例的透视图，其中，最外层的围绕芯部把手端的外表面没有波纹；图2是本发明工具手柄的第一实施例的透视图，该工具手柄固定到羊角锤头部上并且在其把手端上具有覆盖层；图3是本发明工具手柄第一实施例的沿图2所示的10-10线的纵剖面图；图4是工具手柄第一实施例沿图2所示的11-11线的剖面图；图5是具有多于一个围绕芯部的层的工具手柄的第二实施例的剖面图；图6是本发明工具手柄第三实施例的透视图，其中，中间部分的最外层和芯部把手端都具有波浪形的外表面；以及图7是本发明工具手柄第四实施例的透视图，其中，仅最外层的围绕芯部中间部分的部分是波浪形的。
具体实施例方式
本发明可以具有包括附图所示和以下描述的实施例在内的各种实施例。此处描述的实施例是本发明的非限定性示例。以下的对各实施例的详细描述不用于将本发明限制于所描述的实施例中。
图1示出工具手柄1的优选实施例，其中模塑层完全覆盖图3剖面图所示的芯部6的工具头接合端2、中间部分3和把手端4。模塑层5的围绕中间部分3的外表面为波纹状。波纹模塑层5的外表面包括多个波纹，该波纹沿所述最外层的长度纵向等距隔开。图1所示波纹具有弧形结构，并绕工具手柄的外周延伸。
图2显示了用作榔头手柄的具有头部8和把手覆盖层9的工具手柄。图3是沿10-10线的纵向剖面图。芯部6的头部接合端2、中间部分3和把手端4完全被模塑层5覆盖。一串波纹15沿着覆盖中间部分3的刚性层的外表面的长度延伸。图4是沿线11-11的剖视图，示出围绕芯部6的一模塑层5。图5是沿线11-11的剖视图，示出其中两个模塑层围绕芯部6的另一实施例。在这个实施例中，内层20围绕芯部6，而最外层5围绕芯部6和内层20二者。
图中所示的波纹为弯曲或弧形。这种特殊形状使工具手柄具有吸引人的美观外表。然而，波纹也可以具有其它形状，如三角形或矩形，这取决于手柄所需的外表和所需的减振效果。波纹优选地是沿着覆盖中间部分的外表面的长度并绕该外表面的外周均匀分布，如图所示。附图还示出了波纹的优选取向，该取向横穿振动方向并与芯部的轴成一条直线。然而，波纹的分布和取向可以加以改变以获得所需的减振效果和/或所需的工具手柄的外观。例如，波纹可以局部围绕刚性层的外周延伸。波纹可以被限制在手柄的相对表面上，而相邻表面没有波纹。在外表面上可以具有不止一串波纹。波纹可以偏离芯部轴线一角度取向。虽然横穿振动方向的取向是优选的，但是其它实施例包括螺旋围绕最外刚性层外周的波纹。
本发明的工具手柄的减振效果已经在手柄中的波纹小至0.5到1mm高(峰对谷)且频率(峰对峰距离)约为12mm的情况下(如附图所示的实施例)加以观测。在其它实施例中，在尺寸上，波纹可以是不均匀的，并且在特定系列的波纹中可以在尺寸和形状上改变。波纹的高度和频率可以进行改变以获得所需程度的减振效果和/或工具手柄的美观外表。外表面中波纹的数量同样可以改变以获得所需的效果。一般地，多于一个波纹，优选地是一串波纹。如图1和图7所示，中间部分外表面上波纹的优选数量在4到11个波纹的范围内变化。
如前面所述，波纹的分布可以变化。例如，在最外层上在不同位置处可以多于一串波纹。如图1和图2所示的实施例一般具有9到11个波纹的一串波纹。诸如图7所示的实施例可以具有少至四个波纹的一串波纹。波纹的最大数量由相对于波纹的尺寸、频率和分布的最外刚性层的尺寸加以限制。
可以根据工具的特性和工具手柄部分的物理特性，如刚度、厚度、杨氏弹性模量等作出对诸如形状、数量和尺寸等的波纹特性的各种改变。
最外模塑层5的波纹衰减通过覆盖中间部分3的外层传递的振动，中间部分3位头部接合端2和把手端4之间。于是，至少最外层5的覆盖芯部6的中间部分3的部分为波浪形的，如图1、2和3所示。如这些图所示，本发明的优选实施例是其中围绕中间部分的最外层具有波浪形表面的工具手柄。围绕头部接合端2和把手端4的最外层不是波浪形的。根据这个实施例的工具手柄一般具有约9到约11个波纹。
在图6中所示的另一实施例中，围绕芯部的中间部分和把手端的最外层具有波浪形外表面。另一实施例示于图7中，其中，仅最外层的围绕芯部中间部分的部分具有波浪形的外表面。围绕把手端的最外层没有波纹。在这个实施例中，在中间部分内具有约4到6个波纹。这些波纹的位置可以变化，以获得工具手柄的所需减振效果和外观。
本发明的工具手柄由于它们可以用与现有技术的手柄相同的材料制成而特别有利。此外，它们可以由与诸如此处参考引用的美国专利第5,506,381号中所公开的材料相同的材料制成。适宜的芯部材料包括诸如钢的金属，如在美国专利第5,657,674号中所公开的那样，其中，金属或钢骨架由模塑塑料壳围绕。一般地，芯部由纤维增强的树脂混合物制成。适宜的树脂包括环氧树脂、聚酯、乙烯基酯。用于增强树脂混合物的单向纤维包括玻璃纤维、碳纤维、玻璃纤维/碳纤维、诸如凯芙拉(Kelvar)的芳香族聚酰胺纤维。
在本发明的各种实施例中，可以使用芯部和工具手柄的各种内部结构，包括在美国专利第3,770,033号、第5,375,486号、第5,421,931号和第5,588,343号中公开的那些。
本发明的工具手柄可以具有多于一层的覆盖芯部的材料，如图5所示。多层结构的示例示于美国专利第5,421,931号中。层的成分和特性取决于手柄所需的物理特性，如强度、柔韧性和重量。如果多于一个刚性层，则最外刚性层的外表面具有波浪形表面，该波浪形表面用于衰减通过最外刚性层传递并被使用者感觉到的振动。在图5所示的实施例中，内层20不需要为刚性层。然而，如果内层20和层5都是刚性的，那么层5是最外刚性层，其外表面为波浪形的。
覆盖芯部的层可以由在现有技术的工具手柄中通常使用的材料制成。各层材料的选择取决于手柄的所需特性，如手柄的强度、柔韧性和重量。在现有技术中，围绕芯部的层由形成刚性层的树脂模塑，以增强工具手柄。然而，这些层还将振动传递到由使用者握持的把手端。在本发明中，最外刚性层是波浪形的，以衰减从头部接合端通过刚性层向把手端传递的冲击振动。即使覆盖把手端的刚性层的外表面没有波纹，也可以观察到减振效果。
本发明的最外刚性层可以由诸如乙烯基酯、尼龙衍生物、聚碳酸酯或聚酯的合成树脂形成。工程塑料由于它们对手柄的增强效果而特别优选。在优选实施例中，最外刚性层是合成树脂的连续层，优选地模塑在芯部周围。
覆盖芯部的层数可以根据手柄的所需物理特性，如强度、柔韧性和重量而改变。在图5中，示出一个两层结构，其中，内层20围绕芯部6。最外刚性层5围绕内层20和芯部6两者。在本发明另一实施例中，芯部和覆盖芯部的层可由相同材料制成。在这种情况下，最外刚性层构成芯部的外表面。
适用于本发明的芯部可以具有在现有技术中公开的那些芯部结构，并可以由公知方法，如拉挤成型法制造。也可以使用诸如此处参考引用的美国专利第5,421,931号中所公开的芯部制造方法。刚性模塑层可以通过公知的铸造和模塑方法(如注塑)而模塑到芯部上或其它层上。这种方法形成工具手柄的连续最外层。最外模塑层中的波纹通过在模具内表面上加工出所需数量和大小的波纹而方便地形成，该模具用于形成最外刚性层。波纹优选地模塑到最外刚性层的表面上，使得振动传入波纹中并耗散掉。从而吸收振动的能量，而不会将其传递到把手部分上而造成使用者不舒服，甚至使之受伤。
示例及对比测试根据本发明的工具手柄被固定到榔头头部上，并与类似的可商业提供的榔头对比，其中包括被宣传为具有抗振特性的榔头。用于以下测试的榔头手柄具有如下尺寸工具手柄长度-12.75英寸；把手端长度-5.25英寸；工具接合端长度-1.5英寸；中间部分长度-6英寸；芯部直径-1英寸；中间层厚度-1/8英寸；以及最外层厚度-1/8到1/4英寸。
波纹为弧形，并且仅在最外层的中间部分上，而非把手端上均匀隔开。波纹高度在0.5到1mm之间变化，而波纹峰之间的距离约为12mm。
榔头2芯部坚固的玻璃纤维/环氧树脂复合物最外层具有纤维填充物的改性乙烯基酯工具树脂中间部分在外表面中具有11个波纹榔头3芯部坚固的玻璃纤维/碳纤维/环氧树脂复合物最外层具有纤维填充物的改性乙烯基酯工具树脂中间部分在外表面中具有11个波纹榔头4芯部坚固的玻璃纤维/环氧树脂复合物最外层具有纤维填充物的改性乙烯基酯工具树脂中间部分在外表面中具有10个波纹本发明工具手柄的榔头测试步骤为了模拟使用中榔头被握持的位置，利用距榔头顶部约97/8英寸的机械师的老虎钳固定手柄。两个加速计安装到矩形块上，然后借助于安装托架固定到手柄上。安装托架利用两个被拧至25英寸-磅的螺钉固定到手柄上。加速计位于距榔头头部顶端约9.0英寸的地方。一个加速计位于垂直方向，而另一个加速计位于水平方向。
手柄以狭窄侧处于水平面而定位(通过气泡平衡器校验)，使得对手柄端部的冲击以90度角施加，这将在使用榔头时发生。以12英寸-磅和24英寸-磅的作用能敲击榔头，同时，每次冲击的结果由校准过的数据采集系统纪录。榔头承受两次冲击测试。冲击点在榔头驱动端的中心。用于固定榔头手柄的老虎钳被拧至75英寸-磅。
在使用诸如榔头的冲击工具的过程中被人手感受到的振动与振动频率、振幅和振动的持续时间相关。较高频率(较短的持续时间)比较低(长持续时间)振动具有对人手的更大影响。更高幅度的振动也具有更大的影响，并且更快地得到手的感知。振动持续时间的减小(衰减)减弱对使用者的手的影响。因此，在榔头使用过程中，降低振动的频率和持续时间对于使用者的手和胳膊是有益的。
表1
*可商业提供的抗振榔头**具有缠绕把手端的硅橡胶带的榔头2表2
在以下样本的测试过程中，老虎钳位于距榔头头部顶端9英寸处。
表3
*具有模塑橡胶把手和20盎司头部的榔头3**具有与榔头3G相同类型的模塑橡胶把手和相同的20盎司头部的可商业提供的榔头对比测试表明，当与在其外表面上没有波纹的工具手柄相比时，根据本发明的工具手柄在减振和/或减小振动频率上产生了显著的改善。
根据本发明的工具手柄可以用于各种冲击工具，该工具包括所有种类的榔头、斧子、锄头、手斧、铲等冲击工具，但不仅限于此，在这些工具中，振动从冲击点向手柄的把手部分传递。
权利要求
1.一种工具手柄，包括具有工具接合端、中间部分和把手端的芯部，以及完全或局部覆盖中间部分的至少一部分的一个或多个刚性模塑层，其中，一个或多个刚性模塑层包括具有波纹外表面的最外刚性层。
2.如权利要求1所述的工具手柄，其特征在于，最外刚性层覆盖把手端。
3.如权利要求2所述的工具手柄，其特征在于，最外刚性层的覆盖中间部分的部分是波纹形的，并且最外刚性层的覆盖把手端的部分没有波纹。
4.如权利要求3所述的工具手柄，其特征在于，覆盖中间部分的最外刚性层的外表面具有9到11个波纹。
5.如权利要求1所述的工具手柄，其特征在于，覆盖中间部分和把手端的最外刚性层的外表面是波纹形的。
6.如权利要求5所述的工具手柄，其特征在于，覆盖芯部的中间部分的最外模塑层的外表面的一部分是波纹形的。
7.如权利要求6所述的工具手柄，其特征在于，覆盖芯部的中间部分的最外模塑层的外表面具有4到6个波纹。
8.如权利要求1所述的工具手柄，其特征在于，芯部包括从复合物、金属、合成树脂以及它们的混合物的组中选取的材料。
9.如权利要求8所述的工具手柄，其特征在于，芯部是圆柱形的，并包括复合材料。
10.如权利要求8所述的工具手柄，其特征在于，材料为金属。
11.如权利要求9所述的工具手柄，其特征在于，金属为钢。
12.如权利要求8所述的工具手柄，其特征在于，芯部为圆柱形，并包括坚固的合成树脂。
13.如权利要求12所述的工具手柄，其特征在于，合成树脂选自包括环氧树脂、聚酯和乙烯基酯的组。
14.如权利要求9所述的工具手柄，其特征在于，复合物包括纤维增强的合成树脂，其中，增强纤维选自包括玻璃纤维、碳纤维和聚芳香族聚酰胺纤维，及其混合物的组。
15.如权利要求1所述的工具手柄，其特征在于，最外刚性层包括由合成树脂构成的连续层。
16.如权利要求15所述的工具手柄，其特征在于，最外刚性层包括合成树脂，该合成树脂选自包括乙烯基酯树脂、尼龙衍生物、聚碳酸酯树脂以及聚酯树脂的组。
17.如权利要求1所述的工具手柄，其特征在于，在芯部周围模塑最外刚性层，而波纹则被模塑到最外刚性层的外表面上。
18.如权利要求1所述的工具手柄，其特征在于，芯部和覆盖芯部的刚性模塑层包括相同的材料，从而最外刚性层是芯部的外表面。
19.一种工具手柄，包括具有工具接合端、中间部分和把手端的芯部，以及完全或局部覆盖中间部分的至少一部分的一个或多个刚性模塑层，其中，一个或多个刚性模塑层包括具有波纹外表面的最外刚性层，该波纹外表面包括多个波纹，这些波纹沿最外刚性层的长度纵向间隔开，并绕最外刚性层的外周延伸。
20.如权利要求19所述的工具手柄，其特征在于，覆盖把手端的最外刚性层的外表面没有波纹。
21.如权利要求20所述的工具手柄，其特征在于，覆盖芯部的中间部分的最外刚性层的外表面具有9到11个波纹。
22.如权利要求19所述的工具手柄，其特征在于，覆盖芯部的中间部分的一部分的最外刚性层的外表面为波纹形。
23.如权利要求22所述的工具手柄，其特征在于，围绕芯部中间部分的最外模塑层的外表面具有4到6个弧形波纹。
24.如权利要求3所述的工具手柄，其特征在于，覆盖中间部分的最外刚性层的外表面具有4到11个波纹。
25.一种冲击工具，包括头部和连接到头部的工具手柄，该工具手柄包括具有工具接合端、中间部分和把手端的芯部，以及完全或局部覆盖中间部分的至少一部分的一个或多个刚性模塑层，其中，一个或多个刚性模塑层包括具有波纹形外表面的最外刚性层。
26.如权利要求25所述的冲击工具，其选自包括榔头、斧子、手斧、锄头和铲的组。
全文摘要
一种具有芯部(16)的工具手柄，该芯部具有工具接合端(2)、中间部分(3)和把手端(4)。一个或多个刚性模塑层(5)至少局部覆盖至少中间部分。刚性模塑层包括具有波纹形外表面(15)的最外刚性层。最外刚性层可以包括至少局部围绕把手端的部分。在一个方面中，最外刚性层围绕中间部分的部分为波纹形，而最外刚性层围绕把手端的部分没有波纹。工具手柄衰减从工具手柄冲击端向使用者握持的把手端传递的振动。本发明还涉及一种冲击工具，该工具具有在振动从头部向手柄的把手部分传递之前衰减振动的工具手柄。
文档编号C08J5/04GK1450948SQ00811573
公开日2003年10月22日 申请日期2000年8月18日 优先权日1999年8月20日
发明者柳皙淏 申请人:韦弗克斯公司