CN102403155A - 电动工具开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动工具开关，包括外壳，内设触头分断机构和调速控制电路板，触头分断机构包括手动控制杆、调速动触头和直通动触头，手动控制杆的后侧面上设有两个向下倾斜的第一、第二楔形凸台，两个动触头分别设置在负极电源输入端子上，下端分别与调速静触头和直通静触片相对，上端分别与第一、第二楔形凸台相对；调速控制电路板上设有调速芯片，负极电源输入端子一方面通过调速动、静触头和功率管与第二输出端连通，另一方面通过直通动静触头与第二输出端连通，正极电源输入端子与第一输出端子连通。本发明结构紧凑、体积小、成本低、装配简便，易于与各种电动工具配套使用，具有功率大、动作可靠、使用寿命长的优点。

Description

电动工具开关

技术领域

本发明涉及开关，具体涉及电动工具开关。

背景技术

以电动机或电磁铁为动力，通过传动机构驱动工作头的一种机械化工具称为电动工具。由于电动工具具有设计轻巧、动力强劲、使用方便等优点，因此，在各种场合得到了广泛的应用，常见的电动工具有电钻、电动砂轮机、电动扳手和电动螺丝刀、电锤和冲击电钻、混凝土振动器、电刨等。

电动工具一般采用手握持操作，通过开关来实现其启动、停止以及转速调整。具体地说，电动工具开关的主要作用是先使电动工具的电机接通电源低速转动，然后通过调速电路提速，最后使电机全速转动。

现有电动工具开关的具体结构主要由外壳和置于外壳内的导电机构、触点机构、控制电路、绝缘机构和急停(刹车)装置组成。外壳内的上述各机构由独立零件拼装而成，触点机构是单动触点，然而这种结构，装配工序多且复杂，会存在断续通电的风险。此外急停装置的接触形式为点接触或线接触，存在工作不稳定，动做不灵敏等不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决电动工具开关装配工序多且复杂，而且工作不稳定，动做不灵敏的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种电动工具开关，包括外壳，外壳上设有正、负极电源输入端子和第一、第二输出端子，外壳内设有触头分断机构和调速控制电路板，所述触头分断机构包括手动控制杆、调速动触头和直通动触头，手动控制杆具有底座和垂直设置在底座上的立柱，立柱穿出外壳的顶壁且端部固定有手柄，底座的后侧面上设有两个向下倾斜的第一、第二楔形凸台且第一楔形凸台的高度低于第二楔形凸台，调速动触头和直通动触头分别设置在负极电源输入端子上，其下端分别与调速静触头和直通静触片上的触点相对，上端分别与第一、第二楔形凸台相对；所述调速控制电路板上设有调速芯片，负极电源输入端子一方面通过调速动、静触头和控制电路负载的功率管与第二输出端连通，另一方面通过直通动静触头和直通静触片与第二输出端连通，正极电源输入端子与第一输出端子连通。

在上述方案中，所述负极端子具有一水平部，该水平部上设有两个并排设置的卡口，所述调速动触头和直通动触头结构相同，均具有垂直部和倾斜部，二者之间的夹角为钝角，垂直部的下端设有动触点，垂直部上部的两侧分别设有卡槽，倾斜部的顶端设有朝向动触点方向弯折的弯折部，调速动触头和直通动触头上的卡槽分别置于负极端子水平部上的两个卡口内，且垂直部与负极端子之间分别设有拉簧，弯折部分别与第一、第二楔形凸台相对。

在上述方案中，还包括正反转换向机构，该正反转换向机构包括转动设置在外壳前侧壁上的换向杆，换向杆的后壁上设有并排设置第一、第二正反转动触头，第一、第二输出端子上下设置，第一输出端具有一水平部，该水平部由一开口划分为左、右两个连接片，第二输出端也具有一水平部，该水平部与左、右两个连接片位于同一水平面内且位于二者之间，水平部的左、右侧边与左、右两个连接片之间的距离大于正反转动触头的宽度，第一正反转动触头的下端与直通静触片连通，第二正反转动触头的上端与正极电源端子连通。

在上述方案中，还包括刹车动触头，该刹车动触头呈直角弯板状，其水平部嵌装在手动控制杆底座的右侧壁上，当手动控制杆复位时，刹车动触头与正极电源输入端子上下接触，刹车动触头的垂直部通过接触片与直通静触片连通。

在上述方案中，手柄的前侧壁上设有开口向下的凹槽，该凹槽的中间设有纵向限位筋，该纵向限位筋将该凹槽分隔成左、右两部分且当手柄复位时，换向杆的顶端与限位筋的底面相抵。

在上述方案中，限位筋的底面为上凹的弧面，换向杆的顶端与限位筋的底面相适配。

本发明，结构紧凑、体积小、成本低、装配简便，易于与各种电动工具配套使用，其中调速动触头和直通动触头为跷板式结构，具有功率大，使用寿命长的优点，另外刹车动触片为弹性铜材平板成型式结构，改变了接触性能，提高动作的可靠性。

附图说明

图1为本发明的分解结构示意图；

图2为本发明的左侧面外形图；

图3为本发明的右侧面外型图；

图4为本发明的内部结构示意图；

图5为手动控制杆的结构示意图；

图6为负极电源输入端子结构示意图；

图7为调速动触头和直通动触头的结构示意图；

图8为刹车动触头的结构示意图；

图9为调速滑片的结构示意图；

图10为调速控制电路板的正面视图；

图11为调速控制电路板的背面视图；

图12为调速控制电路板的电路原理图；

图13为正反转换向机构结构示意图；

图14-图16为正反转换向机构工作状态示意图；

图17为正反转换向机构与手柄连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

本发明提供了一种电动工具开关，如图1、图2和图3所示，该电动工具开关具有由绝缘底座1和绝缘封盖15密封而成的外壳，外壳内设有触头分断机构、正反转换向机构、刹车保护机构以及调速控制电路板16。

绝缘底座1上设有电源正、负极输入端子B+、B-(B+为正极端子2、B-为负极端子3)和第一、第二输出端子M1、M2(M1为第一输出端子26、M2为第二输出端子25)，电源正、负极输入端子B+、B-为焊接式接线端子，用于连接输入电源，第一、第二输出端子M1、M2用于连接负载电机，由于不必另设外接引线，因此，本发明结构紧凑。电源负极输入端子B-一方面通过调速触头K1、K2和控制电路负载的功率管9与第二输出端G2连通，另一方面通过直通触头K3、K4与第二输出端G2连通，电源正极输入端子B+直接连接第一输出端G1，第一、第二输出端G1、G2分别通过换向片23连通第一、第二输出端子M1、M2，具体参见图12。

本发明的内部结构如图4所示，触头分断机构包括手动控制杆19、调速动触头5和直通动触头6。手动控制杆19的结构如图5所示，其具有底座193和垂直设置在底座193上的立柱194，立柱194的顶端穿出外壳后安装有手柄28，底座193的后侧面上设有两个向下倾斜的第一、第二楔形凸台191、192且第一楔形凸台191的高度低于第二楔形凸台192，第一楔形凸台191用于实现调速动触头5与调速静触头8的通断，第二楔形凸台192用于实现直通动触头6与直通静触片10的通断。电源负极输入端子B-的结构如图6所示，其具有一水平部31和垂直部33，该水平部31上设有两个并排设置的卡口32，垂直部33上设有两个用于挂装拉簧4的安装孔34。调速动触头5和直通动触头6结构相同，如图7所示，以调速动触头5为例，其具有垂直部51和倾斜部52，二者之间的夹角为钝角，垂直部51的下端设有动触点53，垂直部51的上部的两侧分别设有卡槽54，卡槽54的下方设有拉簧安装槽56，倾斜部52的顶端设有朝向动触点方向弯折的弯折部55，调速动触头5和直通动触头6上开有卡槽54的垂直部分别置于负极端子3水平部上的两个卡口32内，且垂直部51与负极端子3之间分别设有拉簧4，拉簧4一端挂装在电源负极输入端子B-上的安装孔34上，另一端分别挂装在调速动触头5及直通动触头6上的拉簧安装槽56上，在拉簧4拉力的作用下，调速动触头5和直通动触头6分别与负极端子3紧密接触，弯折部55的侧面分别与第一、第二楔形凸台191、192相对。

直通静触片10水平设置在外壳内的底部并通过功率管9(V3)与电源正极输入端子B+连通，手动控制杆19的下端与直通静触片10之间设有复位弹簧11，直通静触片10的左端设有向上垂直弯折的左上弯部，左上弯部上设有直通静触头触点K3，K3与直通动触头6上的触点K4相对，直通静触片10的右端设有向上垂直弯折的右上弯部。调速静触头8连接到调速控制电路板16上的输入端且调速静触头8上的触点与调速动触头5的触点相对。由于直通动触头6和调速动触头5通过卡槽54和拉簧4形成了跷板式结构，因此，具有功率大，使用寿命长的优点。

手动控制杆19上设有刹车动触头20，其结构如图8所示，刹车动触头为弹性铜材平板成型式结构，呈直角弯板状且水平部201与垂直部202的交界处设有向上突出的弧形连接部203，垂直部202的中部呈外凸弧形，水平部201嵌装固定在手动控制杆19底座193的右侧壁上，当手动控制杆19复位时，刹车动触头20上的弧形连接部203与电源正极输入端子B+相抵，实现电连接，垂直部202始终通过接触片7与直通静触片10连通。

调速控制电路板16固定在绝缘封盖15的内侧壁上，该调速控制电路板16上设有电动工具直流调速芯片12，型号为GS069，绝缘封盖15侧壁上与调速芯片12相对应的位置开有通孔，绝缘封盖15的外侧面上装有散热片14，并通过金属螺丝紧固件13固定在调速控制电路板16上与直流调速芯片12接触，手动控制杆19的前侧面上设有卡槽195，卡槽195内卡装有调速滑片18，调速滑片18的结构如图9所示，调速滑片18呈直角弯板状，其水平部181上设有卡扣183，垂直部182由第一纵向开口槽184将其分为左、右两片，每一片的下端部具有外凸的弧形部185且左、右每一片又分别由第二纵向开口槽186分成左，右两部分，调速滑片18的水平部卡装在手动控制杆19前侧面上的卡槽195内，且垂直部182下端的两个外凸弧形部185分别抵靠在调速控制电路板16上的两条调速轨迹线161、162上(参见图11)，其中调速轨迹线161的中部分断成多个触点，且分别与不同阻值的电阻连接。

调速控制电路板16的工作原理为现有技术，可以采用如图10-图11所示的结构，电路原理图如图12所示，输入电源经R9限流后由稳压二极管V1稳压滤波后为调速芯片GS069提供稳定的工作电压，调速芯片GS069的第2脚连接控制电路负载的功率管9，电源电压经R8、R7、R6、R5、R4、R3、R2、R1对电容C1充电，充满后，调速芯片的第6脚自动与地接通，电容C1上的电压经R10和R8、R7、R6、R5、R4、R3、R2、R1放电，放电结束后重复充放电过程，调节调速滑片18在调速轨迹线上的上、下位置，由于其中一个外凸弧形部185在调速轨迹线161上移动过程中会分别接通不同的电阻，因此可以改变电容C1的充放电时间比例，从而达到改变占空比、控制电机速度变化的目的。

如图13所示，正反转换向机构包括转动设置在绝缘底座1前侧壁上的换向杆21，换向杆21的下端抵靠在定位换向片17上，定位换向片17为金属弹片，该换向杆21可左右拨动并通过定位换向片17弹性地定位于中位、左位和右位，换向杆21的后壁上设有正反转动触头23，正反转动触头23由两个并排设置的第一、第二正反转动触头23a、23b组成，第一正反转动触头23a的下端与直通静触片10连通，第二正反转动触头23b的上端与正极电源端子2连通，第一、第二正反转动触头23a、23b与换向杆21之间分别设有正反转复位弹簧22，第一、第二正反转动触头23a、23b分别用于实现与第一、第二输出端子M1、M2换向电连接。第一、第二输出端子M1、M2上下设置，第一输出端M1具有一水平部，该水平部由一开口划分为左、右两个连接片261、262，第二输出端M2也具有一水平部251，该水平部251与左、右两个连接片261、262位于同一水平面内且位于二者之间，水平部251的左、右侧边与左、右两个连接片261、262之间的距离大于正反转动触头23a、23b的宽度。

正反转换向机构的工作过程如图14-16所示，参见图14，当换向杆21处于中位时，两正反转动触头23a、23b与第一、第二输出端子M1、M2不接通(正反转换向机构在图12中表示为S1、S2)，无输出电压；当换向杆21扳向右边时(参见图15)，两正反转动触头23a、23b分别与第一、第二输出端M1、M2接通；换向杆21扳向左边时(参见图16)，两正反转动触头23a、23b改变方向分别与第二、第一输出端M2、M1接通。

再参见图17，手柄28的前侧壁上设有开口向下的凹槽，该凹槽的中间设有纵向限位筋283，该纵向限位筋283将该凹槽分隔成左、右两部分281、282，图15所示为手柄未按下时的状态，当需要使用电动工具时，将换向杆21扳向左位或右位，此时再向下按手柄28时，换向杆21的上部进入凹槽的左或右部分281、282中，这样，限位筋283可以限制换向杆21的左右扳动，从而保证负载运行时不许改变电流正负极的方向。

本发明的工作过程如下：

当手动控制杆19未压下时，调速动触头5与调速静触头8，直通动触头6和直通静触头10均处于断开状态，此时刹车动触头20将正极端子2与接触片7接通(如图12中的K5)使输出电机或负载端短路，处于刹车保险状态，防止开关输出出现误接通。

扳动换向杆21至左位或右位，向下压手动控制杆19至第一行程，此时刹车动触头20与正极端子2断开，继续向下压手动控制杆19到第二行程，此进调速动触头5的上端脱离第一楔形凸台191，于是在拉簧4的作用下调速动触头5与调速静触头8闭合，于是电源正极经正极电源输入端子B+、换向动触头23连接到第一输出端M1，负极电源输入端子B-经调速动触头5、调速静触头8、调速控制电路板16、功率管9、静触片10、换向动触头23连接到第二输出端M2；继续向下压下手动控制杆19，其上的调速滑片18在调速控制电路板16上滑动，通过增大的输出占空比逐步加大输出电压，使负载电机速度逐步增大；

当手动控制杆19向下按到第三行程时，第二楔形凸台192与直通动触头6脱离，在拉簧4的作用下直通动触头6与直通静触头10闭合，于是电源正极经正极电源输入端B+、换向动触头23连接到第一输出端M1，电源负极经负极电源输入端子B-、直通动触头6、直通静触头10、静触片10、换向动触头23连接到第二输出端M2，相当于调速控制电路板16短路，第一、第二输出端M1、M2直接接通正、负极电源输入端子B+、B-，达到全速运转，手柄28的行程靠手动控制。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电动工具开关，包括外壳，外壳上设有正、负极电源输入端子和第一、第二输出端子，外壳内设有触头分断机构和调速控制电路板，其特征在于，

所述触头分断机构包括手动控制杆、调速动触头和直通动触头，手动控制杆具有底座和垂直设置在底座上的立柱，立柱穿出外壳的顶壁且端部固定有手柄，底座的后侧面上设有两个向下倾斜的第一、第二楔形凸台且第一楔形凸台的高度低于第二楔形凸台，调速动触头和直通动触头分别设置在负极电源输入端子上，其下端分别与调速静触头和直通静触片上的触点相对，上端分别与第一、第二楔形凸台相对；

所述调速控制电路板上设有调速芯片，负极电源输入端子一方面通过调速动、静触头和控制电路负载的功率管与第二输出端连通，另一方面通过直通动静触头和直通静触片与第二输出端连通，正极电源输入端子与第一输出端子连通。

2.如权利要求1所述的电动工具开关，其特征在于所述负极端子具有一水平部，该水平部上设有两个并排设置的卡口，所述调速动触头和直通动触头结构相同，均具有垂直部和倾斜部，二者之间的夹角为钝角，垂直部的下端设有动触点，垂直部上部的两侧分别设有卡槽，倾斜部的顶端设有朝向动触点方向弯折的弯折部，调速动触头和直通动触头上的卡槽分别置于负极端子水平部上的两个卡口内，且垂直部与负极端子之间分别设有拉簧，弯折部分别与第一、第二楔形凸台相对。

3.如权利要求1所述的电动工具开关，其特征在于还包括正反转换向机构，该正反转换向机构包括转动设置在外壳前侧壁上的换向杆，换向杆的后壁上设有并排设置第一、第二正反转动触头，第一、第二输出端子上下设置，第一输出端具有一水平部，该水平部由一开口划分为左、右两个连接片，第二输出端也具有一水平部，该水平部与左、右两个连接片位于同一水平面内且位于二者之间，水平部的左、右侧边与左、右两个连接片之间的距离大于正反转动触头的宽度，第一正反转动触头的下端与直通静触片连通，第二正反转动触头的上端与正极电源端子连通。

4.如权利要求1所述的电动工具开关，其特征在于还包括刹车动触头，该刹车动触头呈直角弯板状，其水平部嵌装在手动控制杆底座的右侧壁上，当手动控制杆复位时，刹车动触头与正极电源输入端子上下接触，刹车动触头的垂直部通过接触片与直通静触片连通。

5.如权利要求3所述的电动工具开关，其特征在于手柄的前侧壁上设有开口向下的凹槽，该凹槽的中间设有纵向限位筋，该纵向限位筋将该凹槽分隔成左、右两部分且当手柄复位时，换向杆的顶端与限位筋的底面相抵。

6.如权利要求5所述的电动工具开关，其特征在于限位筋的底面为上凹的弧面，换向杆的顶端与限位筋的底面相适配。

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