CN101770875A - 电动工具用开关 - Google Patents

Abstract

一种电动工具用开关，通过直接感觉的操作而能够对电动工具进行细微的速度控制。电动工具用开关(1)包括：操作部件，其能够向两方向转动，在被施力的状态下能够自动恢复到中间位置；电路基板(21)，其以与操作部件的转动轴正交的方式而配置；滑动件(18)，其被电路基板按压，与操作部件一同转动而与电路基板(21)滑动接触；反转机构(24、25)，其根据操作部件自中间位置的转动方向而切换输出端子间的极性，电路基板(21)通过滑动件(18)的滑动接触而将电路闭合，并且在自操作部件的中间位置对应的位置向转动方向两侧，电气并联连接形成有对应于滑动件(18)的抵接位置来改变电阻值的两组可变电阻电路。

Description

电动工具用开关

技术领域

本发明涉及电动工具用开关。

背景技术

以往，作为电动工具用的具有调速功能的开关，使用有如下结构的触发开关，即，该触发开关具有朝向电动工具的把手被按入的触发件。触发开关设置在电池与电动机之间，通过输出对应于触发件的按入量的通电比的电压，对电动机的转速进行调节。

触发开关通常具有如下结构，即，与触发件一同移动的滑动件具有与在电路基板上形成的印刷电阻滑动接触的可变电阻，根据触发件的按入量改变可变电阻的电阻值，由此，改变开关元件的导通时间比，从而调节向电动机的输出。

另外，能够使电动机正反运转的触发开关具有用于使输出的极性反转的切换开关。在专利文献1中公开有如下的技术内容，即，为了在电动机正转时和反转时对应于触发件使按入量的电动机转速不同，而并列设置使电阻值对应于触发件的按入量进行不同变化的两个电路，利用使输出极性反转的切换开关，仅将其中的一个电路连接。

专利文献1：(日本)专利第3768400号公报

在使用具有触发开关的电动工具时，使用者通过感觉把握触发件的按入量，但是难以识别细小的压入量的不同，具有仅能够大致地进行速度控制的问题。

另外，为了操作切换开关，也具有更替工具、或需要将手一度从工件上离开而中断操作的情况。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而提出的，其课题在于提供一种电动工具用开关，其通过直接感觉的操作就能够细微地控制电动工具的速度。

为了解决上述课题，本发明的电动工具用开关，具有：操作部件，其能够向两方向转动，并且在被施力的状态下自动恢复到中间位置；电路基板，其以与所述操作部件的转动轴正交的方式而配置；滑动件，其被所述电路基板按压，与所述操作部件一同转动而与所述电路基板滑动接触；反转机构，其根据所述操作部件自所述中间位置的转动方向来切换输出端子间的极性，所述电路基板通过与所述滑动件滑动接触而闭合电路，并且在从与所述操作部件的中间位置对应的位置向转动方向的两侧，电气并联连接形成有对应于所述滑动件的抵接位置来改变电阻值的两组可变电阻电路。

根据该结构，使用者使操作部件转动，故而能够容易地通过直观感觉把握其操作量，能够细微地调节对应于操作量的输出。另外，由于工具的旋转方向根据操作部件的转动方向而改变，故而工具反转时无需多余的开关操作，能够连续地进行操作。

另外，在本发明的电动工具用开关中，所述两组可变电阻电路可使电阻值相对于所述操作部件的转动角度的变化相互不同。

根据该结构，在工具正转时和反转时使速度变化特性不同，能够具有相对于各个旋转方向最容易操作工具的速度变化特性。

另外，在本发明的电动工具用开关中，可以构成为：所述反转机构在自所述中间位置偏离的位置切换极性，并且在所述中间位置使所述输出端子间短路。

根据该结构，通过在中间位置使电动机的端子间短路，能够发挥使由惯性引起的电动机的旋转停止的短路制动器的功能。

另外，在本发明的电动工具用开关中，可以构成为：所述操作部件形成为大致圆筒形，并且以可操作的方式配设在固定于电动工具的开关主体的外周。

根据该结构，由于具有大致圆筒形的外形，能够提供如回转转盘那样、使用者可通过直接感觉来把握操作量的操作性。另外，通过在操作部件的内部配置其他构成要素，开关在转动轴方向上不变长。

另外，在本发明的电动工具用开关中，还可以构成为：在所述开关主体的内部具有：作用部，其与所述操作部件一同围绕所述转动轴转动；卡止部，其从所述开关主体的内壁向内突出；施力弹簧，其中央部被保持在所述转动轴的周围，两端以夹持所述作用部以及所述卡止部的方式而延伸，并且以使所述作用部与所述卡止部以及所述转动轴串行排列的方式进行转动施力。

根据该结构，由于施力弹簧不贯通开关主体，故而不降低开关主体的强度，能够确保操作部件的足够的转动角度。

根据本发明，由于能够对应于可转动的操作部件的转动方向以及转动角度使触发件等工具旋转，故而使用者可通过直接感觉把握工具的旋转方向以及旋转角度，能够进行细微的控制。

附图说明

图1是具有本发明第一实施方式的开关的电动工具的侧面图；

图2是图1的电动工具的不同使用方式的侧面图；

图3是图1的开关的后方立体图；

图4是图1的开关的前方立体图；

图5是图1的开关的分解立体图；

图6是图1的开关的滑动件的驱动机构的分解立体图；

图7是图1的开关的反转机构的分解立体图；

图8是图1的开关的中间位置的剖面图；

图9是图1的开关的转动位置的剖面图；

图10是图1的电动工具的电路图；

图11是表示图1的开关的电路基板和滑动件的关系的分解立体图；

图12是表示图11的电路基板的电极以及印刷电阻的配置的背面图；

图13是表示图1的开关的转动角度和电路动作的关系的图；

图14是表示本发明第二实施方式的开关的电路基板的电极以及印刷电阻的配置的背面图；

图15是表示本发明第二实施方式的开关的转动角度和电动机端子电压的关系的图；

图16是表示本发明第三实施方式的开关的电路基板的电极以及印刷电阻的配置的背面图；

图17是表示本发明第三实施方式的开关的转动角度和电动机端子电压的关系的图。

附图标记说明

1：开关

2：电动工具

3：夹具

4：工具主体

7：操作突部

10：电池

11：开关主体

12：操作部件

13、14：输入端子

15、16：输出端子

17：轴部件

18、19：滑动件

21：电路基板

24、25：可动触点

29：FET

36：施力弹簧

37：卡止部

38：作用部

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示具有本发明一实施方式的开关1的电动工具2。电动工具2由工具主体4和把手5构成，工具主体4在前端具有保持触发件、螺丝刀头(ドライバビツト)、研磨钻头(グラインダビツト)这样的前端工具并使其可旋转的夹具3，形成与夹具3的旋转轴大致同轴的大致圆筒形，并且内设有开关1，把手5从工具主体4的后端向斜后下方延伸，用于使用者的握持。

开关1配置在把手5附近。另外，开关1具有从设置在工具主体4两侧的开关开口6分别突出的操作突部7。由此，使用者将握持把手5的手的拇指或食指伸到操作突部7而能够操作开关1。

工具主体4收纳有与夹具3的旋转轴直接连接的未图示的电动机，在开关1的上部配设卡止开关8，在夹具3的下方具有收纳有LED的发光部9。把手5可拆装地安装有电池10。

如图2所示，电动工具2也能够使把手5摆动，与后部主体4配置在同一直线上。

图3及图4详细表示开关1。开关1具有：固定在工具主体4上的开关主体11；操作部件12，其在开关主体11的周围可分别向两个方向转动约30度，形成大致圆筒形，并且在外周面形成有操作突部7。

开关主体11具有与电池10的两电极连接的输入端子13、14、与电动机的两电极连接的输出端子15、16。开关10按照使操作部件12的转动轴与夹具3的旋转轴同轴的方式安装在工具主体4上。

图5表示开关1的分解立体图。在操作部件12上连接有轴部件17，该轴部件17在大致圆筒形的开关主体11的内部与操作部件12的转动轴同轴地延伸，轴部件17与操作部件12一同转动。如图6详细所示，在轴部件17上安装有保持部件20，该保持部件20对将金属板弯折而形成的两个滑动件18、19进行保持。滑动件18、19以与操作部件12的转动轴正交的方式与电路基板21滑动接触，该电路基板21相对于开关主体11而固定。

另外，如图7详细所示，开关1具有可动触点24、25，该可动触点24、25分别被可摆动地支承在具有输出端子15、16的电路部件22、23上。可动触点24、25分别与在具有输入端子13的电路部件26上设置的固定触点27、28、或者在连接有对向电动机的输出进行开关的FET29的漏极端子的电路部件30上分别设置的固定触点31、32抵接。在轴部件17设有用于驱动可动触点24、25而被弹簧施力的驱动部件33、34。

另外，如图5所示，开关1具有保护二极管35，该保护二极管35将电动机的反向电力施加给FET29。另外，开关1具有施力弹簧36，该施力弹簧36经由轴部件17进行施力，以使操作部件12的角度自动恢复到操作部件7水平的中间位置。

如图8所示，施力弹簧36通过将中央部卷绕在轴部件17周围而被保持，两端从两侧夹持从开关主体11的内壁向内突出的卡止部37。另外，施力弹簧36以位于轴部件17与开关主体11之间的方式与轴部件17卡合，也将与轴部件17一同转动的作用部38进行夹持。另外，驱动部件33、34偏置设置在固定触点31、32侧，在中间位置，将可动触点24、25与FET29的漏极连接。即，电动工具2的电动机在操作部件12处于中间位置时，成为两端子短路的状态。

如图9所示，作用部38与轴部件17以及操作部件12一同、以操作部件12的转动轴为中心而转动，故而使用者转动操作部件12时，作用部38相对于卡止部37转动，施力弹簧36的一端从另一端离开而发生弹性变形。施力弹簧36通过该弹性力而使作用部38在轴部件17的径向上与卡止部37串行排列地转动，使操作部件12恢复到中间位置。

另外，从把手5来看，若将操作部件12向右(在图8、9中逆时针旋转)转动，则驱动部件33、34如图9所示地转动，使可动触点24与经由输入端子13与电池10连接的固定触点27抵接。相反，若将操作部件12向左转动，则可动触点25与固定触点28接触。

图10表示电动工具2的电路图。点划线所示的范围是开关1的电路，双点划线所示的范围是在电路基板21上形成的电路。电池10以及电动机与上述输入端子13、14以及输出端子15、16连接，但发光部9的二极管(LED)经由一端焊接在电路基板21的电路上、另一端引出到开关1的外侧的一对引线(在图4等中未图示)而连接。

电路基板21上的电路是如下的调速电路，即，通过周期地增减FET29的栅极电压，对其栅极电压进行控制，由此，可改变相对于电动机输出电压的时间比。如图11所示，在电路基板21上形成有与接触件18、19接触的电极以及印刷电阻。接触件18构成确定用于决定FET29的通电时间比的电阻值的基准电阻电路的一部分，接触件19构成将调速电路和电池10连接或断开的控制电压开关的一部分。接触件18、19分别具有以两根为一对的两对电刷对。接触件18、19以如下的方式被保持部件20保持，即，各电刷对相对于电路基板21的抵接位置夹持操作部件12的转动轴在径向上串行排列，并且操作部件12位于中间位置时水平地排列。

图12表示电路基板21的电极以及印刷电阻的配置。电极IF、IA、IR以及印刷电阻VFR、VRR中的任一个与接触件18的一个电刷对抵接，电极OF、EF、OU、ER、OR中的任一个与接触件18的另一个电刷对抵接。即，接触件18将电极IF、IA、IR以及印刷电阻VRF、VRR中的任一个和电极OF、EF、OU、ER、OR中的任一个连接。

接触件19的一个电刷对与电极KIF或KIR抵接，另一个电刷对与电极KAF或KAR抵接。从转动轴来看，电极KIF和电极KAF以及电极KIR和电极KAR分别以相同的角度自中间位置对称地形成。详细地说，若操作部件12自中间位置向右转动8度以上，则接触件19使电极KIF和电极KAF连接；若操作部件12自中间位置向左转动8度以上，则接触件19使电极KIR和电极KAR连接。即，在操作部件12向左右任一方向转动8度之前，不向调速电路以及发光部9的二极管(LED)供电。

如图10所示，电极IF和电极IR都与电池10的正电极连接，分别经由印刷电阻VRF或印刷电阻VRR与连接电池10的负电极的电极IA连接。另外，可通过接触件18与印刷电阻VRF或印刷电阻VRR上的某处连接的电极EF以及电极ER相互连接。

因此，电极EF及电极EF的电位成为利用印刷电阻VRF或印刷电阻VRR将电池10的电压分压的电位。即，基准电阻电路包含两组相互并联连接的可变电阻电路，其通过接触件18的滑动接触而将电路闭合，并根据滑动件18的位置改变印刷电阻VRF或印刷电阻VRR的分压比、换言之，改变电池10与电极EF及ER之间的电阻值。

两个可变电阻电路还经由电阻值高的第一电阻R1与振荡电路OC连接，该振荡电路OC产生周期地开关FET29的栅极电压。振荡电路OC以根据印刷电阻VRF或印刷电阻VRR的分压比(电极EF、ER的电位)而设定的时间比，接通FET29。

另外，电极OF和电极OR都与电极OU连接，并且经由电阻值低的第二电阻R2与振荡电路OC连接。通过经由第二电阻R2对振荡电路OC施加电位，振荡电路OC输出总是接通FET29的栅极电压。

图13表示操作部件12的转动角度和各开关机构的状态的关系。如上所述，可动触点24将操作部件12向右转动时与电动机的一端连接的输出电极14与电池10的正电极连接，使电动机向右旋转。另外，可动触点25在使操作部件向左转动时，将与电动机的另一端连接的输出电极15与电池10的正电极连接，使电动机左旋转。即，开关1具有根据操作部件12的转动方向对经由FET29向电动机施加的电压的极性进行切换的反转机构。

另外，可动触点24、25在中间位置使电动机的两端短路。因此，在电动机通过惯性力而旋转时，通过施力弹簧36的作用力使操作部件12返回中间位置时，在电动机的线圈上流有由反向电力引起的反向电流，能够对电动机进行制动。

在接触件18与电极EF、ER抵接之前，接触件19使电池10与调速电路连接来供电。但是，在操作部件12位于中间位置附近时，停止向调速电路供电，防止无用的电力消耗。

在中间位置附近，接触件18使电极IA和电极OU连接，并且向振荡电路OC输入0V，输出使FET29总是断开的栅极电压。此时，振荡电路OC经由电阻值低的第二电阻R2、电极OU、接触件18以及电极IA与GND连接，因此，振荡电路OC的电流容易流出，能够充分降低输出的栅极电压。

若使操作部件12从中间位置转动，则首先，接触件18使电极IA与电极EF或电极ER连接。这样，振荡电路OC经由电阻值大的第一电阻R1与GND连接，因此，从振荡电路OC流出的电流减少。因此，振荡电路OC输出FET29稍接通的栅极电压。

若接触件18与印刷电阻VRF或VRR抵接，则与操作部件12的转动角度成比例而使可变电阻电路的输出电位提高，FET29导通的时间比增加。由此，电动机以与可变电阻电路(印刷电阻VRF或VRR)的电阻值(分极电压)成比例的速度旋转。

在此，若使可变电阻电路的分极电压比振荡电路OC的电压高，则电流经由第一电阻R1流入振荡电路OC，起到提高栅极电压的作用。并且，在接触件18到达电极IF或IR之后，使电极IF或IR与电极OF或OR连接，经由电阻值低的第二电阻将输出电池10的端子电压的可变电阻电路和振荡电路OC连接。因此，经由可变电阻电路流入振荡电路OC的电流充分增加，使FET29总是接通，由此，使电动机以最大速度旋转。

如上所述，本实施方式的开关1使前端工具向与操作部件12的转动方向相同的方向旋转，以对应于操作部件12的转动角度的速度使前端工具旋转而使用。由于使前端工具向与操作部件12的转动方向相同的方向旋转，故而使用者不会搞错前端工具的旋转方向，无需为了切换旋转方向而操作其他开关，能连续地进行操作。

另外，由于使用者能够以把手5等为基准、通过直接感觉来把握操作部件12的转动角度，故而能够使用开关1细微地控制前端工具的转速。另外，由于使用者能够通过施力弹簧36的反作用力感觉到操作部件12的转动角度，故而容易把握前端工具的转速。另外，在本发明中，电动机以及夹具3的转速原则上是指无负荷转速，但有时也与实际的负荷旋转时的转速不同。

图14表示本发明第二实施方式的开关1的电路基板21。另外，本实施方式中，除了电极IF、IA、IR以及印刷电阻VRF、VRR的配置之外，与第一实施方式相同，故而省略重复的说明。本实施方式的开关1中，在电路图上为相同结构，但印刷电阻VFR以及电极IR与印刷电阻VFF以及电极IF相比，远离中间位置(较大转动的位置)而形成。

在本实施方式中，如图15所示，与使电动机正转时的情况相比，使电动机反转时，需要更大地转动操作部件12。由此，使用者使前端工具反转时，不仅需要比正转时更大的操作量，而且由于受到来自施力弹簧36的更大的反作用力，故而能够以更加明确的意图进行操作。

图16表示本发明第三实施方式的开关1的电路基板21。本实施方式除了电极IF、IA、IR以及印刷电阻VRF、VRR的配置之外，与第一实施方式位置相同，故而省略重复的说明。在本实施方式中，印刷电阻VFR的宽度增大到接近中间位置的程度。

如图17所示，在本实施方式中，在使操作部件12向左转动时，操作部件12的转动角度越小，相对于操作部件12的转动角度的、电极IA与滑动件17之间的电阻值变化率越小，电动机的转速变化率越小。由此，在本实施方式中，在使前端工具(夹具3)反转时，与正转时相比，能够在低速区域进行更加细致的速度调节。

产业上的可利用性

本发明可利用于调节旋转方向及转速的电动工具。

Claims (5)

1.一种电动工具用开关，其特征在于，具有：

操作部件，其能够向两方向转动，并且在被施力的状态下自动恢复到中间位置；

电路基板，其以与所述操作部件的转动轴正交的方式而配置；

滑动件，其被所述电路基板按压，与所述操作部件一同转动而与所述电路基板滑动接触；

反转机构，其根据所述操作部件自所述中间位置的转动方向来切换输出端子间的极性，

所述电路基板通过所述滑动件的滑动接触而将电路闭合，并且在从与所述操作部件的中间位置对应的位置向转动方向的两侧，电气并联连接形成有两组可变电阻电路，该两组可变电阻电路对应于所述滑动件的抵接位置来改变电阻值。

2.如权利要求1所述的电动工具用开关，其特征在于，所述两组可变电阻电路使电阻值相对于所述操作部件的转动角度的变化相互不同。

3.如权利要求1或2所述的电动工具用开关，其特征在于，所述反转机构在自所述中间位置偏离的位置切换极性，并且在所述中间位置使所述输出端子间短路。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电动工具用开关，其特征在于，所述操作部件形成为大致圆筒形，并且以可操作的方式配设在固定于电动工具的开关主体的外周。

5.如权利要求1～4中任一项所述的电动工具用开关，其特征在于，在所述开关主体的内部具有：

作用部，其与所述操作部件一同围绕所述转动轴转动；

卡止部，其从所述开关主体的内壁向内突出；

施力弹簧，其中央部被保持在所述转动轴的周围，两端以夹持所述作用部及所述卡止部的方式而延伸，并且以使所述作用部与所述卡止部及所述转动轴串行排列的方式进行转动施力。

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