CN100390914C - 电动工具触发器组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于包括电机的电动工具的触发器组件。所述触发器组件具有用于固定在电动工具内的基座和由基座支撑以向内和向外移动的触发器。基座内的机械开关接通和切断电机。当开关闭合时，位于基座内的包括固体开关的操作电路控制电机。由触发器引导在基座内移动的滑块控制开关和操作电路。开关具有固定接触件、可枢转以便与固定接触件接触和脱离接触的移动接触件及将移动接触件朝向闭合位置偏移的弹簧。移动接触件具有与固定接触件接触的第一端，及与滑块啮合的第二端，以便使移动接触件枢转到打开位置。两个这样的开关用作主开关和旁路开关，它们的由共同的导电支撑件支撑的移动接触件共同形成开关模块以便于安装。
Description
技术领域
本发明涉及电动工具触发器组件，以及特别用于触发器组件但并非专用于触发器组件的开关模块。
背景技术
手电钻的操作通常通过牵引触发器(pull-trigger)来控制，所述牵引触发器用于打开和关闭电机以及调节电机的速度/转矩。由于用于打开电机的开关需要处理大的感应电流，就打开时间和接触压力而言，其结构具有严格的要求，例如，一方面要求简单另一方面又要求紧凑。
在常规的开关的结构中，扁平V形移动接触件围绕其顶点枢转并在其内表面上受到弹簧插塞的作用。所述插塞可沿着接触件的内表面经过其顶点横向地滑动，从而摆动接触件使其与固定接触件相接触或与固定接触件脱离接触。由于弹性动作相对于移动接触件的移位，这样的开关结构被发现不能满足上述要求。并且，这样的开关安装起来很麻烦，特别是在牵引触发器主体中的受限空间中安装时。
本发明提供了一种用于电动工具的触发器组件，试图减轻或至少缓解这样的问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制包括电机的电动工具的操作的触发器组件。所述触发器组件具有用于固定在电动工具内的基座和由基座支撑以相对于电动工具向内和向外移动的触发器。基座中的第一机械开关可操作以接通和关闭电机。当第一机械开关闭合时，基座内的包括固体开关的电子操作电路控制电机的操作。所述第一机械开关具有固定接触件、移动接触件和弹性装置，所述移动接触件可枢转以便在与固定接触件相接触的第一位置和与固定接触件脱离接触的第二位置之间移动，所述弹性装置朝向第一位置偏移移动接触件。移动接触件具有第一端和第二端，第一端用于与固定接触件相接触，第二端与滑块啮合以便使移动接触件克服弹性装置的作用向着第二位置枢转。
优选的是，触发器被向着最外的原始位置弹性偏移，当触发器在原始位置时第一机械开关打开，而当触发器离开原始位置时第一机械开关闭合。
更优选的是，在触发器离开原始位置后第一机械开关立即闭合，之后将保持闭合状态直到触发器大致返回到原始位置。
在一个特定的结构中，移动接触件在固定导电支撑件的支撑下枢转，弹性装置在移动接触件和支撑件之间协同作用。
更特别地是，移动接触件在其第二端由支撑件支撑，弹性装置在移动接触件长度的大约中部处作用于移动接触件。
优选的是，滑块具有大致平行于滑块的移动方向延伸的部分，以便与移动接触件的第二端滑动啮合以闭合第一机械开关。
更优选的是，滑块的所述部分具有与移动接触件的第二端滑动啮合的表面，所述表面是不连续的，以便使沿着该表面击穿或飞弧(flashover)的危险降至最小。
更优选的是，滑块的所述部分的表面包括槽。
更优选的是，触发器组件包括位于基座中的第二机械开关，所述第二机械开关与固体开关并联连接，当触发器位于或接近最内位置时可由滑块操作以便闭合并因而旁路固体开关。
第二机械开关具有固定接触件、移动接触件和弹性装置，所述移动接触件可枢转以便在与固定接触件相接触的第一位置和与固定接触件脱离接触的第二位置之间移动，所述弹性装置朝向第一位置偏移移动接触件。移动接触件具有第一端和第二端，第一端与固定接触件相接触，第二端与滑块啮合以便使移动接触件克服弹性装置的作用向着第二位置枢转。
优选的是，触发器朝向最外的原始位置弹性偏移，当触发器在原始位置时第一机械开关打开，而当触发器离开原始位置时第一机械开关闭合。
优选的是，第一和第二机械开关的移动接触件由共同的固定导电支撑件支撑以枢转，每个弹性装置在相应的移动接触件和支撑件之间协同作用。
优选的是，滑块具有大致平行于滑块的移动方向延伸的第一部分，以便与第一机械开关的移动接触件的第二端滑动啮合以闭合第一机械开关。滑块在第一部分的一侧包括第二部分，以便与第二机械开关的移动接触件的第二端滑动啮合以闭合第二机械开关。第二部分沿触发器向外移动的方向短于第一部分。
更优选的是，滑块的所述第一部分具有可与第一机械开关的移动接触件的第二端滑动啮合的第一表面，滑块的所述第二部分具有可与第二机械开关的移动接触件的第二端滑动啮合的第二表面，所述第一和第二表面是不连续的，以便使沿着该表面击穿或飞弧(flashover)的危险降至最小。
更优选的是，所述第一和第二表面包括槽。
更优选的是，第一和第二机械开关具有大致相同的结构，并且由滑块以大致相同的方式操作，但根据触发器的移动位置被操作不同的次数。
本发明还提供了一种包括电机和上述触发器组件的电动工具。
在一个例子中，所述电动工具是手电钻。
根据本发明的第二个方面，提供了一种开关模块，用于控制电动工具操作的控制器中。所述开关模块包括两个接触杆以及共同的导电支撑件，每个接触杆沿其长度具有第一部分和第二部分，导电支撑件具有上部和下部，所述上部啮合和支撑接触杆的第一部分以便在上部位置和下部位置之间进行受限枢转运动。弹簧在每个接触杆的第二部分和支撑件的下部之间协同作用以便朝向下部位置弹性偏压接触杆。弹簧沿着加强接触杆第一部分和支撑件上部之间的啮合的方向作用，以便两个接触杆和支撑件共同形成单一的模块。接触杆中的一个用作主开关的移动接触件，用于接通或切断电动工具，另一个接触杆用作旁路开关的移动接触件，用于连续接通所述电动工具。
优选的是，支撑件的上部具有两个朝上的凹陷，每个凹陷与相应的接触杆的第一部分相啮合。
更优选的是，每个凹陷具有受限的开口，所述开口比相应的接触杆的第一部分窄以将该部分保持在其中。
更优选的是，每个凹陷具有横向向内的突出部分，用于限制凹陷开口。
优选的是，每个凹陷具有两个相对侧，相应的接触杆的第一部分在其相对侧上具有一对凹口以便与凹陷的各侧互相啮合。
优选的是，每个弹簧为具有相对端的延伸卷簧，所述相对端分别连接到相应的接触杆的第二部分和支撑件的下部。
优选的是，支撑件的下部包括用于电连接的一体延伸部分。
附图说明
以下将参照附图以例子的方式具体地描述本发明。
图1是根据本发明实施例的触发器组件的简化电路图，所述触发器组件连接到包括电机的电动工具上，并包括用于接通和切断电机的机械开关。
图2是图1的触发器组件的右侧正视图，其中右侧壁被除去以便显示包括开关的内部零件；
图3是图2的触发器组件的右侧透视图，示出了分离的开关的两个移动接触件和其导电支撑件；
图4是对应于图2的右侧正视图，示出了操作中的触发器组件；
图5是图2的触发器组件的另一右侧透视图，更清楚地示出了开关；
图6是图2的触发器组件的滑块的底部透视图，用于操作开关；
图7是图3的移动接触件和支撑件的暴露右侧透视图；
图8是图7的移动接触件和支撑件局部横截面右侧视图，所述移动接触件位于下部位置；
图8A是图8的移动接触件和支撑件的一部分的放大视图；
图9是沿图8的IX-IX线的移动接触件和支撑件的局部横截面图。
图9A是图9的移动接触件和支撑件的一部分的放大视图；和
图10是对应于图8的右侧正视图，示出了移动接触件是怎样被图6的滑块移动到上部位置的。
具体实施方式
参考附图，示出了实施本发明的触发器组件100，用于控制包括电机12的电动工具如手电钻10的操作。触发器组件100包括竖直的一般为矩形的基座200，基座200固定在钻体的内部与手柄的上端邻近的位置，牵引触发器300由基座200支撑，以便向内(向后)和向外(向前)水平滑动移动。基座200的壳体210具有：上部212，牵引触发器300从所述上部212的内部向前延伸；及下部214，下部214分别容纳有用于启动电机12的一对机械主开关和旁路开关430和435。开关430和435根据触发器300的移动位置由牵引触发器300操作不同的次数。
触发器组件100包括包含在其基座壳210内的电子操作电路400，电子操作电路400包括IC控制电路410和由电路410控制的固体开关420。固体开关和主开关420和430与电机12串联在手电钻10的可充电DC电池组的正(Vcc)和负(GND)接线端子440之间。旁路开关435与主开关和固体开关430和420并连，用于旁路它们。
续流二极管450和双刀双掷可逆开关460连接在电机12的接线端子之间。仅在可逆开关460接通电机12以向前运转时，续流二极管450由可逆开关460连接到电机12上。
在使用中，当将牵引触发器300从其最前(最外)的原始位置向后拉时(或刚刚向后拉后)，主开关430接通电机12，并且当牵引触发器300返回到其原始位置时，主开关430切断电机12。当主开关430闭合时，固体开关420控制电机12的操作。当主开关430闭合时，控制电路410开始工作，因此，控制电路410触发固体开关420，以便根据牵引触发器300的移动位置，以具有可变占空比的较高频率使固体开关420接通和断开，从而调节电机12的速度/转矩。当固体开关420在转接期间未导通时，续流二极管450使电机电流连续流动。
旁路开关435从电池接线端子440连接到固体开关420紧外边的电路节点N。当牵引触发器300全部(几乎全部)向后移动到最后(最内)位置时，旁路开关435闭合以便旁路固体开关420。从而将全部电能直接提供给电机12，以便进行最大速度/转矩操作。
牵引触发器300具有：暴露的用于手动牵引的主体310；一般为矩形的芯滑块320，其在基座壳体210的上部内被引导以便向前和向后滑动移动；及水平轴330，其将触发器主体310和滑块320互相连接以便同时移动。由压缩卷簧322从后面向前弹性偏置的芯滑块320在其右侧带有具有四个分叉的滑动接触件324。
接触件324可滑动地靠在安装控制电路410的电路板上的一排接触片上，以便当滑块320被触发器主体310向内推或者当触发器主体310释放时被弹簧322向外推时选择性地与接触片接触。接触件324的滑动位置确定由控制电路410产生的触发信号的占空比，用于接通和切断固体开关420。
主开关和旁路开关430和435并排设置在芯滑块320的紧下面以便被其操作。滑块320具有大致为水平外形的底表面，在所述底表面上设置有一对向下突出的作为凸轮的左右部件326和328，分别用来操作主开关和旁路开关430和435。右凸轮328在平行于滑块320的移动方向的方向上延伸。左凸轮326位于右凸轮328的一侧，在滑块320的前进方向上较早地终止因而比右凸轮328短很多。
主开关430具有固定接触件431和枢转接触杆432形式的移动接触件。接触杆432具有：前端432A，用于与固定接触件431相接触；及后端432B，其向上弯曲，以便与芯滑块320的左凸轮326滑动啮合。固定接触件431连接到固体开关420上，从而两个开关430和420串连，并且，所述固定接触件431连接到控制电路410，用于激活所述控制电路410。
旁路开关435具有固定接触件436和枢转接触杆437形式的移动接触件。接触杆437具有：前端437A，用于与固定接触件436相接触；及后端437B，其向上弯曲，以便与芯滑块320的右凸轮328滑动啮合。固定接触件436连接到固体开关420紧外边的电路节点N上，用于旁路所述固体开关420。
每一接触杆432/437在其相对侧具有与其后端432B/437B相邻接的第一对凹口432C/437C和大约位于其中部的第二对凹口432D/437D。接触杆432和437在邻近于后端432B和437B的位置被支撑，以便由共同的固定导电支撑件500支撑在上部位置和下部位置之间进行独特的受限枢转运动，因此，与共同的固定导电支撑件500电连接。
支撑件500具有由上部垂直壁501和下部水平壁503形成的L-形主体。垂直壁501具有一对由开口502形式的顶部凹陷，用作支点以在各个接触杆的第一凹口432C和437C处啮合并定位各个接触杆432和437。水平壁503沿着与接触杆前端部432A和437A相同的方向延伸。支撑件500包括从水平壁503下垂并连接到负(GND)电池接线端子440的一体延伸部分504。
每个切口502具有朝上的通常为矩形的U形形状并具有开口，所述开口在其一侧上受横向向内的突出502A的限制，从而开口比相应的接触杆432/437的第一凹口部分432C/437C要窄。受限制的开口使杆部件432C/437C保持在切口502中。
首先以朝向切口502的支撑突出502A的一侧的倾斜角度将杆432/437横向插入切口502中，接着将杆放在其平底上，凹口432C/437C与切口502的各个相对侧啮合，从而使杆432/437与切口502啮合。具有凹口的杆部件432C/437C平放在切口502的底上，以便与支撑件500具有良好的电接触。凹口432C/437C的宽度仅比切口502侧边的厚度略大一些，从而杆432/437只能在上部位置和下部位置之间以受限的角度枢转。
延伸卷簧433/438跨过每个接触杆432/437的第二凹口部分432D/437D和水平支撑壁503伸展，其相对的端部分别与第二凹口432D/437D和水平支撑壁503连接。弹簧433/438在杆部件432D/437D和支撑壁503之间协同作用，用于将杆432/437向下弹性偏压至略低于水平位置，因此，其前端432A/437A朝向与相应的固定接触件431/436接触的方向被弹性偏移。这样，主开关和旁路开关430和435两者都被偏置为闭合状态。
每一个弹簧433/438以向下方向作用，以加强在相关联的杆432/437的第一凹口部件432C/437C和对应的垂直支撑壁501的朝上的切口502之间的啮合。弹簧433和438将杆432和437两者与支撑件500保持在一起，因此，如图3所示，形成一个单一模块，所述单一模块可事先装配并接着简单和方便地横向插入触发器组件100中。
利用其凸轮326和328，芯滑块320能够克服弹簧433和438的作用作用于相应的杆后端432B和437B，因此，向上枢转接触杆432和437。这将导致当牵引触发器300位于原始位置时发生的主开关和旁路开关430和435的打开。因此，主开关和旁路开关430和435通常都打开(图2)。
当牵引触发器300被从原始位置开始向后拉动时，芯滑块320同时向后滑动，其左凸轮326立即移动离开主开关430的杆后端432B。当凸轮326从杆后端432B上脱开时，接触杆432被释放，以便在弹簧433的作用下向下枢转，因此，闭合主开关430并且电机12开始运转。主开关430将保持闭合直到触发器300基本返回到原始位置。
当继续向后拉动牵引触发器300时，芯滑块320将到达最后面位置的附近，其右凸轮328移开并因此从旁路开关435的杆后端437B上脱开。当释放时，在弹簧438的作用下接触杆437被向下枢转，因而旁路开关435也被闭合，以便将全部电能直接输送给电机12。只要触发器300大致完全向后拉回(图4)，旁路开关435将保持闭合。
当释放牵引触发器300时，芯滑块320将在弹簧322的作用下从最后位置返回到原始位置。起初，滑块右凸轮328啮合杆后端437B并克服弹簧438的作用力向上枢转接触杆437，因此，旁路开关435被打开并且固体开关420开始执行控制。当滑块320几乎到达原始位置时，其左凸轮326啮合杆后端432B并克服弹簧433的作用力向上枢转接触杆432，因此，主开关430被打开以停止电机12。
触发器组件100包括安装在内部的机械开关X，用于控制用于电动工具的特定的附属电子和电气设备，如电池和电平计。该内置开关X也是由牵引触发器300操作，具体而言是由芯滑块320的右凸轮328的自由端Y来操作。在邻近于或通向其自由端Y的较短的区域上，作为一个总体的凸轮326和328的下表面形成一系列的三个槽328A。槽328A横跨过该区域的整个宽度(或以锐角)延伸，因此，截断所述表面以使其不连续或在该区域上延长其表面长度。
在操作期间，当接触杆432和437总是用其后端432B和437B支撑和摩擦凸轮326和328的下表面时，小量的导电材料经过一定时间会被传送到凸轮表面上。当所述材料在凸轮表面上累积特别是在邻近或通向自由端Y的所述区域上累积时，将不可避免地形成导电表面路径。在极端或故障条件下，主/旁路开关430/435和内置开关X的导电部分之间易于形成击穿或飞弧(flashover)，因此，从而损坏辅助设备。槽328A通过截断该表面通路或延长其表面长度使诸如击穿或飞弧的危险最小化。
每一主/旁路开关430/435包括移动接触件432/437，所述移动接触件432/437在弹簧433/438的作用下偏置以与固定接触件431/436形成接触。当被释放时，移动接触件432/437在弹簧433/438的作用下立即与固定接触件431/436咬合接触，接着弹簧以恒定的力保持这种接触。因此，接触压力和转接时间，特别是接通时间，可精确地预定义并在操作中实现。接触压力应当足以获得良好的接触性，相对于触发器主体310的位置的转接时间应精确，以便转接总是在相同的触发位置上发生。
主开关和旁路开关430和435使用同样的移动接触杆432和437和同样的弹簧433和438，并用作两路开关，共享用于杆432和437的共同支撑件500。这样就实现了结构的简单性和尺寸的紧凑性，并易于安装。所以，接触杆432和437与导电支撑件500构成了单一模块，所述模块可用于任何其它类型的电动工具控制器中。
所述触发器组件可用于控制任何其它类型的电动工具，如钻孔器、切割机或锯。可以设想，卷簧433和438可采取任何其它的形式，或者，若将移动接触件432和437制成或设置成柔性的，则可由它们的固有弹性来代替卷簧433和438。
本发明只是通过例子给出，在不偏离所附权利要求所规定的本发明范围的情况下，本领域技术人员可对上述的实施例进行其它各种改变和/或变化。
Claims (24)
1.一种用于控制包括电机的电动工具的操作的触发器组件，所述触发器组件包括：
用于固定在所述电动工具内的基座；
由基座支撑以相对于所述电动工具向内和向外移动的触发器；
基座中的第一机械开关可操作以便接通和关闭所述电机；
当第一机械开关闭合时，基座内的包括固体开关的电子操作电路用于控制所述电机的操作；和
在基座内由触发器引导移动或与触发器一起移动的滑块，用于控制第一机械开关和电子操作电路；
其中，第一机械开关包括固定接触件、移动接触件和弹性装置，所述移动接触件可枢转以便在与固定接触件相接触的第一位置和与固定接触件脱离接触的第二位置之间移动，所述弹性装置朝向第一位置偏移移动接触件，移动接触件具有第一端和第二端，第一端用于与固定接触件相接触，第二端与滑块啮合以便使移动接触件克服弹性装置的作用向着第二位置枢转。
2.根据权利要求1所述的触发器组件，其特征在于，触发器被向着最外的原始位置弹性偏移，当触发器在原始位置时第一机械开关打开，而当触发器离开原始位置时第一机械开关闭合。
3.根据权利要求2所述的触发器组件，其特征在于，在触发器离开原始位置后第一机械开关立即闭合，之后将保持闭合状态直到触发器返回到原始位置。
4.根据权利要求1所述的触发器组件，其特征在于，移动接触件可在固定导电支撑件的支撑下枢转，弹性装置在移动接触件和支撑件之间协同作用。
5.根据权利要求4所述的触发器组件，其特征在于，移动接触件在邻近第二端处由支撑件支撑，弹性装置在移动接触件长度的中部处作用于移动接触件。
6.根据权利要求1所述的触发器组件，其特征在于，滑块具有平行于滑块的移动方向延伸的部分，以便与移动接触件的第二端滑动啮合以闭合第一机械开关。
7.根据权利要求6所述的触发器组件，其特征在于，滑块的所述部分具有与移动接触件的第二端滑动啮合的表面，所述表面是不连续的，以便使沿着该表面击穿或飞弧的危险降至最小。
8.根据权利要求7所述的触发器组件，其特征在于，滑块的所述部分的表面包括槽。
9.根据权利要求1所述的触发器组件，其特征在于，所述触发器组件包括位于基座中的第二机械开关，所述第二机械开关与固体开关并联连接，当触发器位于或接近最内位置时可由滑块操作以便闭合并因而旁路固体开关，其中第二机械开关包括固定接触件、移动接触件和弹性装置，所述移动接触件可枢转以便在与固定接触件相接触的第一位置和与固定接触件脱离接触的第二位置之间移动，所述弹性装置朝向第一位置偏移移动接触件，移动接触件具有第一端和第二端，第一端与固定接触件相接触，第二端与滑块啮合以便使移动接触件克服弹性装置的作用向着第二位置枢转。
10.根据权利要求9所述的触发器组件，其特征在于，触发器被朝向最外的原始位置弹性偏移，当触发器在原始位置时第一机械开关打开，而当触发器离开原始位置时第一机械开关闭合。
11.根据权利要求9所述的触发器组件，其特征在于，第一和第二机械开关的移动接触件由共同的固定导电支撑件支撑以枢转，每个弹性装置在相应的移动接触件和支撑件之间协同作用。
12.根据权利要求9所述的触发器组件，其特征在于，滑块具有平行于滑块的移动方向延伸的第一部分，以便与第一机械开关的移动接触件的第二端滑动啮合以闭合第一机械开关，并且，滑块在第一部分的一侧包括第二部分，以便与第二机械开关的移动接触件的第二端滑动啮合以闭合第二机械开关，第二部分沿触发器向外移动的方向短于第一部分。
13.根据权利要求12所述的触发器组件，其特征在于，滑块的所述第一部分具有可与第一机械开关的移动接触件的第二端滑动啮合的第一表面，滑块的所述第二部分具有可与第二机械开关的移动接触件的第二端滑动啮合的第二表面，所述第一和第二表面是不连续的，以便使沿着该表面击穿或飞弧的危险降至最小。
14.根据权利要求13所述的触发器组件，其特征在于，所述第一和第二表面包括槽。
15.根据权利要求9所述的触发器组件，其特征在于，第一和第二机械开关具有相同的结构，并且由滑块以相同的方式操作，但根据触发器的移动位置被操作不同的次数。
16.一种包括电机和如权利要求1所述触发器组件的电动工具。
17.根据权利要求16所述的电动工具，所述电动工具是手电钻。
18.一种开关模块，用于控制电动工具操作的控制器中，所述开关模块包括：
两个接触杆，每个接触杆沿其长度具有第一部分和第二部分；
共同的导电支撑件，所述导电支撑件具有上部和下部，所述上部啮合和支撑接触杆的第一部分以便在上部位置和下部位置之间进行受限的枢转运动；和
在每个接触杆的第二部分和支撑件的下部之间协同作用的弹簧，以便朝向下部位置弹性偏压接触杆，弹簧沿着加强接触杆第一部分和支撑件上部之间的啮合的方向作用，以便两个接触杆和支撑件共同形成单一的模块；
接触杆中的一个用作主开关的移动接触件，用于接通或切断所述电动工具，另一个接触杆用作旁路开关的移动接触件，用于连续接通所述电动工具。
19.根据权利要求18所述的开关模块，其特征在于，支撑件的上部具有两个朝上的凹陷，每个凹陷与相应的接触杆的第一部分相啮合。
20.根据权利要求19所述的开关模块，其特征在于，每个凹陷具有受限的开口，所述开口比相应的接触杆的第一部分窄，以将该部分保持在其中。
21.根据权利要求20所述的开关模块，其特征在于，每个凹陷具有横向向内的突出部分，用于限制凹陷开口。
22.根据权利要求19所述的开关模块，其特征在于，每个凹陷具有两个相对侧，相应的接触杆的第一部分在其相对侧上具有一对凹口以便与凹陷的各侧互相啮合。
23.根据权利要求18所述的开关模块，其特征在于，每个弹簧为具有相对端的延伸卷簧，所述相对端分别连接到相应的接触杆的第二部分和支撑件的下部。
24.根据权利要求18所述的开关模块，其特征在于，支撑件的下部包括用于电连接的一体延伸部分。
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