CN217280468U - 用于电动工具的开关组件 - Google Patents

Abstract

一种用于电动工具的开关组件包括：单一的壳体；机械式的电源开关，用于实现电动工具的电压的通断，所述电源开关固定布置在所述壳体内；调速开关，用于实现电动工具的调速；所述调速开关设有用于控制所述电源开关的通断状态的操控部；其中，所述电源开关具有独立的开关罩，所述开关罩固定在所述壳体内。可避免电流泄漏，提高密封性。

Description

用于电动工具的开关组件

技术领域

本申请涉及一种用于电动工具的开关组件。

背景技术

电动工具通常设有电源开关，用于控制电动工具电源的通断。现有技术的一种电源开关采用霍尔开关。利用霍尔元件进行通断控制，通断用的霍尔元件和外部控制电路相连一直处于待机状态，会一直有泄露电流产生，当用于无绳型电动工具时，电池包会持续放电。当无绳工具被长时间储存时，这种漏电会使电池包过度放电而损害电池包的安全。此外，通断霍尔元件在强磁场的干扰下可能会造成工具误启动。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种用于电动工具的开关组件，其能够解决现有技术中霍尔型电源开关的问题。

为此，本申请提供了一种用于电动工具的开关组件包括：单一的壳体；机械式的电源开关，用于实现电动工具的电压的通断，所述电源开关固定布置在所述壳体内；调速开关，用于实现电动工具的调速；所述调速开关设有用于控制所述电源开关的通断状态的操控部；其中，所述电源开关具有独立的开关罩，所述开关罩固定在所述壳体内。

在一种实施方式中，所述电源开关具有开关钮，所述开关钮通过密封套实现与开关罩之间的密封，并且所述调速开关的操控部配置成所述开关钮配合而控制所述开关钮的钮位。

在一种实施方式中，所述密封套的两端分别固定在开关钮和开关罩上。

在一种实施方式中，所述开关钮配置成在第一钮位和第二钮位之间切换，从而在第一钮位将电源开关置于切断位置，在第二钮位将电源开关置于断开位置。

在一种实施方式中，所述调速开关具有主体部分和从主体部分延伸到壳体之外的推杆，在所述推杆未被按下的位置，所述开关钮位于第一钮位，在所述推杆被按下的位置，所述开关钮位于第二钮位。

在一种实施方式中所述用于电动工具的开关组件还包括设置在所述壳体内的电路板，所述电源开关的接线端焊接于所述电路板。

在一种实施方式中，所述调速开关包括调速磁铁，所述电路板上设有与所述调速磁铁配合的线性霍尔元件。

在一种实施方式中，所述电路板包含出线部，该出线部上设置电路板的接线端子，各接线端子上连接着穿过壳体引出的引线，所述出线部布置在壳体内限定的独立腔体内。

在一种实施方式中，所述独立腔体内被灌胶，所述灌胶既固定了所述引线与接线端子之间的连接点，又固定了所述引线。

在一种实施方式中，所述开关组件被设置成适于布置在电动工具的手柄内，并且所述电路板配置成与布置在所述手柄内的电动工具主电路板连接或是构造为电动工具主电路板的一部分。

在一种实施方式中，所述用于电动工具的开关组件还包括转动型换向开关，用于实现电动工具的换向，所述转动型换向开关为簧片型换向开关或霍尔型换向开关。

本申请的用于电动工具的开关组件中的电源开关为独立的机械开关，同霍尔式电源开关相比，机械开关可以防止霍尔元件带来的泄露电流问题，这对无绳型电动工具而言尤其重要。此外，机械开关还可以防止电动工具在受到外界较强电磁干扰的情况下意外启动。此外，机械开关被集成在开关组件的单一壳体中，可简化结构、提高密封性。

附图说明

通过参照附图阅读下面的详细描述，可进一步理解本申请，在附图中：

图1是根据本申请的一种可行实施方式的开关组件的内部结构的示意图；

图2、图3是展示该开关组件中的电源开关受调速开关操控的两种状态的示意图；

图4、图5是可以用在该开关组件中的一种簧片型换向开关的操作的两种状态的示意图；

图6、图7是可以用在该开关组件中的一种霍尔型换向开关的操作的两种状态的示意图；

图8是该开关组件中的电路板的出线部的示意图；

图9是该开关组件布置在电动工具手柄中的方式的示意图。

具体实施方式

本申请总体上涉及一种开关组件，用于电动工具的操作。本申请的开关组件的一些可行实施方式在附图中示出。需要指出，在附图中为了清楚，一些结构细节被略去，并且附图不是按比例绘制的。

首先参照图1描述本申请的开关组件的一种可行实施方式。该开关组件包括单一的壳体1，壳体1具有前壁1a和后壁1b，开关组件的全部电子零件密封在壳体1中，开关组件的操控部分穿过前壁1a伸出到壳体1之外，以供用户操控。

开关组件包括并排布置的电源开关2、调速开关3、换向开关4，以及面对着电源开关2、调速开关3的主体部分、换向开关4的主体部分设置的电路板5，其中电源开关2和电路板5布置在壳体1内。

调速开关3的主体部分6布置在壳体1内，并且通过与壳体1内的导向部位配合的导向结构7(例如导槽、导向凸块等)而能够在壳体1内朝向前壁1a或后壁1b纵向滑动。

主体部分6上配备有磁铁8，其与设置在电路板5上的线性霍尔元件9配合。

调速开关3还配备有围绕安装在后壁1b上的定位杆10布置的复位弹簧11。复位弹簧11产生的推力趋向于迫使主体部分6朝向前壁1a方向移动。

主体部分6的面对着前壁1a的端面连接着推杆12。推杆12穿过前壁1a露出到壳体1之外，推杆12的末端12a固定在按钮13中。

按钮13可以构造成适合于被用户的手指按压而朝向前壁1a移动。为此，前壁1a上形成有一个或多个导向柱14，导向柱14插入按钮13内的导向结构中，用于引导按钮13相对于壳体1的移动。

为了将推杆12相对于前壁1a密封，在推杆12的靠近末端12a的凸缘部12b与前壁1a之间装有柔性的密封套筒15，例如波纹形密封套筒。

复位弹簧11的后端由定位杆10的底部凸缘支撑，复位弹簧11的前端插入到主体部分6内、或者甚至插入到推杆12内。

在调速开关3的自由释放位置，即按钮13没有被压下时，复位弹簧11通过推杆12将按钮13保持在距离前壁1a最近的位置。在这一点上，可以理解，壳体1内设有用于限制主体部分6朝向前壁1a移动的极限位置的限位结构(未示出)。在调速开关3的自由释放位置，磁铁8远离线性霍尔元件9，磁场没有触发线性霍尔元件9。

用户按压按钮13，以克服复位弹簧10的推力使得主体部分6沿着朝向后壁1b的方向(纵向压下方向)滑动，磁铁8逐渐接近线性霍尔元件9，磁铁8作用于线性霍尔元件9的磁场强度随之增大，线性霍尔元件9的输出电压也随之改变，由此，电路板5上输出用户期望的速度信号。在用户松开按钮13后，在复位弹簧10的推力作用下，主体部分6沿着朝向前壁1a的方向(纵向抬起方向)滑动，磁铁8逐渐离开线性霍尔元件9，作用于线性霍尔元件9磁场逐渐减弱，由此电路板5上的输出电压逐渐改变并最终关闭电动工具。

本申请的电源开关2是由调速开关3操控的。具体而言，主体部分6与电源开关2大致并排设置。主体部分6在其面向后壁1b的端部处形成有横向突伸部16。另一方面，电源开关2为机械式通断开关，其在面对着后壁1b的一侧具有按压式开关钮17，并且电源开关2的接线端18直接焊接于电路板5上。

按压式开关钮17面对着横向突伸部16设置，并且在调速开关3的自由释放位置，横向突伸部16将开关钮17压下，即开关钮17处在第一钮位。在用户通过按钮13按压调速开关3时，横向突伸部16背离电源开关2移动，开关钮17在内置推压弹簧的作用下伸出一小段距离，直至与横向突伸部16分离而达到自由状态的第二钮位。

电源开关2中设有随动于开关钮17的接触元件19，参看图2、图3。在用户没有按下按钮13时，开关钮17被横向突伸部16压下而处在第一钮位，如图2所示，接触元件19保持电源开关2中的两个相应的触点之间断开，电源开关2处在断开状态，以断开电动工具的电源(外部电源或内置电源)。在用户按下按钮13时，调速开关3的主体部分6朝向后壁1b移动，开关钮17被横向突伸部16释放而到达自由的第二钮位的状态下，如图3所示，接触元件19动作而将两个相应的触点接通，电源开关2处在接通状态，产生电源接通信号，使得电动工具的电源线路接通。在电动工具工作过程中，用户手指始终按压按钮13，横向突伸部16保持与开关钮17分离，因而开关钮17保持不受横向突伸部16作用的第二钮位。这样，即使在用户使用电动工具的过程中手指会抖动，电源开关2也不会受到任何干扰，电源开关2中的接触元件19与相应触点之间不会发生相对运动，这不但能避免电源开关2的使用寿命受损，还能可靠地保持电源开关2的接通状态。

在用户松开按钮13时，调速开关3的主体部分6朝向前壁1a移动，开关钮17将被横向突伸部16压下而返回到第一钮位，由此将电源开关2断开，产生电源断开信号，使得电动工具的电源线路断开。

因此，横向突伸部16构成了电源开关2的操控部。

在按钮13未被按下的状态下，电源开关2保持断开，电动工具未被供电，由此可以避免非工作期间电能耗损。

电源开关2具有独立的开关罩，该开关罩被固定在壳体1内，并且开关钮17通过密封套29保持与开关罩之间的密封。密封套29的两端分别固定在开关钮17和开关罩上。这样，电源开关2在壳体1内保持独立密封，实现了防尘防水又确保电源开关2内的气体不与外界的空气交流，电动工具在使用过程中带来的灰尘、油脂及其它化学物质不会对此电源开关2的防尘功能产生损害。这既保证了精密部件的紧凑和小型化，也保证了电源开关2中的机械触点能稳定地提供信号，特别是电动工具被储存很长时间以后。

此外，由于壳体1为电源开关2提供了密封性，因此电源开关2的接线端18与电路板5之间的焊接处不需要再涂胶密封去防止可能的接线端短路。

关于作为电源开关2所采用的机械式通断开关，除了上面图示的例子外，还可以具有本领域中熟知的结构，例如市场有售的微动开关，或是基于成熟产品改造或设计以便适用于在本申请中布置在壳体1内并且与调速开关3协作而切换通断状态的产品，因此这里不对其具体结构进行描述。

关于换向开关4，其包括用于实现换向开关4切换的换向杆20。换向杆20具有枢轴21，以及由枢轴21的两端沿大致相反的方向延伸的外柄部22和内柄部23。外柄部22和内柄部23可以与枢轴21一体形成，或者外柄部22和内柄部23之一或二者被单独支撑并且固定组装于枢轴21上。枢轴21由壳体1中的内部结构支撑而可枢转。外柄部22由枢轴21延伸到前壁1a前侧，外柄部22的末端设有可供用户沿相反的两个扳动方向扳动的把手24。内柄部23在壳体1内朝向后壁1b的方向延伸。枢轴21大致平行于电路板5。通过扳动把手24而使枢轴21转动，内柄部23的末端朝向或背离电路板5移动。

换向开关4还包括设置在壳体1内的换向座25。换向座25由绝缘塑料制成，其具有由壳体1中的内部结构支撑而可转动的转轴26，转轴26大致平行于枢轴21。换向座25大体上面对着内柄部23的下部。在内柄部23的下部设有拨杆27，拨杆27插入换向座26中的大致竖直延伸的导槽28中，从而拨杆27能够拨动换向座25绕转轴26来回转动。这样，用户扳动把手24时，换向座25将绕转轴26转动。

换向座25上固定有簧片30，簧片30面对着电路板5布置。换向座25和簧片30构成换向开关4的主体部分。

如图1、图4、图5所示，簧片30为一体的弹性结构，包括大致平坦的中部，该中部被固定在换向座25的外周部分上形成的大致平坦的固定部上。固定部平行于转轴26。

在簧片30的中部的纵向两侧，分别延伸出可弹性变形的弹簧指。每个弹簧指可分支成两组指杆，每个指杆的末端形成弯曲的触点部32。

两个弹簧指相对于簧片30的中部大致对称，并且都相对于簧片30的中部朝向换向座25倾斜一个角度。换向座25的面对着两个弹簧指的外周部分别形成斜面35。每个弹簧指可被朝向斜面35的方向偏压。

在与簧片30面对的位置处，电路板5上设有纵向间隔的两个离散触片41，以及位于两个离散触片41横向的一个连续触片42。连续触片42与两个离散触片41的位置设计成使得，在用户没有扳动把手24时，簧片30保持与连续触片42和两个离散触片41都不接触，如图4所示，连续触片42与两个离散触片41之间都处于断开状态。当用户沿任一扳动方向扳动把手24而使得换向座25绕转动轴26转动时，簧片30的一侧的触点部32接触到相应一个离散触片41和连续触片42的相应端部并因此而在该离散触片41和连续触片42之间建立电连接。具体而言，当换向座25绕转轴26沿第一转动方向转动时，例如图5所示那样，簧片30的一个弹簧指上的两组指杆分别在它们的触点部32接触到一个离散触片41和连续触片42的相应端部，从而在这一个离散触片41与连续触片42之间建立连通；当换向座25绕转轴26沿与第一转动方向相反的第二转动方向转动时，簧片30的另一个弹簧指上的两组指杆分别在它们的触点部32接触到另一个离散触片41和连续触片42的相应端部，从而在所述另一个离散触片41与连续触片42之间建立连通。通过簧片30的转动在不同的离散触片41与连续触片42之间建立连通，控制单元可确定用户期望的电动工具的输出运动(尤其是旋转)方向，并且控制电动工具的电机使得电动工具以用户期望的方向输出运动。这种采用簧片30的换向开关4可称作簧片型换向开关。

作为簧片型换向开关的改型，可采用霍尔型换向开关。例如，在图6、图7所示的例子中，换向座25上设有单一的长条形的磁铁44，磁铁44具有极性彼此相反的两个端部45。每个端部45都靠近换向座25的外周。在电路板5上设有相应的两个霍尔元件46。在用户没有扳动把手24时，磁铁44的两个端部45远离相应的霍尔元件46，如图6所示，磁铁44的磁场基本上不作用于两个霍尔元件46，或者仅以很弱的磁场作用于霍尔元件46。当用户沿任一扳动方向扳动把手24而使得换向座25绕转动轴26转动时，例如图7所示的那样，磁铁44的一个端部45会接近相应的霍尔元件46,使得磁铁44作用于该霍尔元件46的磁场增强，由此控制器确定用户期望的电动工具的输出运动(尤其是旋转)方向。图6、图7所示的霍尔型换向开关4的其它方面与前面描述的簧片型换向开关相同或相似，这里不再详细描述。

作为图6、图7所示霍尔型换向开关的改型，可以在换向座25上设置纵向相隔的两个磁铁，以取代所述单一的长条形的磁铁44。通过两个磁铁和电路板5上的霍尔元件之间的位置关系以及因此导致的作用于霍尔元件的磁场的变化，控制单元可以确定用户期望的电动工具输出运动方向。

前面描述的簧片型换向开关和霍尔型换向开关可以称作转动型换向开关。本申请的开关组件中也可以采用移动型换向开关。

需要指出，在某些不需要换向功能的电动工具中，开关组件中不必包含前面描述的换向开关。

进一步参看图8，电路板5包含出线部50，该出线部50上设置电路板5的接线端子51，各接线端子51分别通过穿过壳体1引出的引线53与外部控制电路相连。

出线部50(包括其上的各接线端子51)布置在壳体1的环绕着出线部50的壳体部位52围成的独立腔体内。该腔体内灌胶，这样只需一次灌胶既固定了引线53与接线端子51之间的连接点(尤其是焊点)，又固定了引线53。这样既防止了开关组件的组装过程中的拉扯造成的引线损伤，又防止了电动工具振动对引线焊点的损伤。

壳体1内为壳体部位52预留独立大空间给壳体1内的电路板出线部，使得在开关组件的尺寸保持不变的情况下，引线的线径可以根据具体项目的需求随时改变。

参看图9，根据进一步可选的实施方式，电动工具的主电路板60布置在电动工具的手柄61内。本申请的开关组件也被布置在手柄61内，按钮13安置在适于被用户食指操控的位置。开关组件的电路板5(图9中未示出)与主电路板60连接，电路板5与主电路板60之间的连接部穿过壳体1并被密封。或者，可将电路板5构造成主电路板60的一部分，电路板5与主电路板60主体部分之间的连接部穿过壳体1并被密封。

可以理解，本领域技术人员在本申请原理下，也可以做出其它改造。

本申请的电源开关2采用机械式通断开关，同霍尔式电源开关相比，机械开关可以防止霍尔元件带来的泄露电流问题，这对无绳型电动工具而言尤其重要。此外，机械开关还可以防止电动工具在受到外界较强电磁干扰的情况下意外启动。

此外，电源开关2具有随动于调速开关3的开关钮。在调速开关3未被启动的状态下，电源开关2的开关钮处在第一钮位，电源开关2断开。随着调速开关3被启动，电源开关2的开关钮在自身的偏压弹簧的作用下、或是在调速开关3的驱动作用下，到达第二钮位，电源开关2被接通，并且在电动工具工作期间保持接通。在调速开关3被松开后，电源开关2的开关钮被调速开关3带回到第一钮位，电源开关2被断开，并且在电动工具的非工作期间保持断开。这样，用户在使用工具时手指的抖动不会传递到电源开关，因而避免了因用户手指抖动造成的电源开关2寿命减少的问题，并且还能可靠地保持电源开关2的接通状态。而在电动工具的工作结束后，调速开关3被释放，调速开关3又将电源开关2带回断开状态，使得整个电动工具断电，避免电动工具非工作状态下因电流泄漏或电气元件耗电导致的电能损耗。

此外，电源开关2的开关钮在壳体1内通过调速开关3的动作操控，而非暴露在壳体1外面由用户手指操控，用户只需操控调速开关3就能同时实现电源通断和工具调速，简化了电动工具的结构和操作。

此外，本申请的开关组件集成于一个公共的壳体，开关组件的电子零件全部放置在该壳体内。该壳体起到防尘防水的作用，隔断了壳体内部气体与外界空气的交流，这既保证了精密部件的紧凑和小型化，也保证了电源开关的机械式触点能稳定地提供电源通断信号，特别是在电动工具备长时间储存后也能避免机械触点被氧化。独立的机械式电源开关被置于壳体内并被二次封闭，进一步降低了受污染的危险。

同时，相对于传统的开关组件加外置电路板(电子模组)的方案而言，不但节约了成本，更是增加了开关组件和电路板的寿命。传统的开关加外置电路板的方案，开关组件需要引出多条信号线，这些信号线又需要焊接或插接在外置电路板上。工具的很多失效往往是由信号线在开关端和电路板端的焊接或插接由于设计或工艺的不稳定在振动状况下断裂引起的。本申请的集成开关组件的设计取消了开关和外置电路板之间的信号线，使得信号线对工具寿命带来的瓶颈消失。再加之于长寿命的霍尔信号开关的帮助，使得整个电子控制模组的寿命极大的提高，这对于长寿命恶劣工况的专业工具意义重大。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (11)

1.一种用于电动工具的开关组件，其特征在于包括：

单一的壳体(1)；

机械式的电源开关(2)，用于实现电动工具的电压的通断，所述电源开关固定布置在所述壳体内；

调速开关(3)，用于实现电动工具的调速；

所述调速开关设有用于控制所述电源开关的通断状态的操控部；

其中，所述电源开关具有独立的开关罩，所述开关罩固定在所述壳体内。

2.如权利要求1所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，所述电源开关具有开关钮(17)，所述开关钮通过密封套(29)实现与开关罩之间的密封，并且所述调速开关的操控部配置成所述开关钮配合而控制所述开关钮的钮位。

3.如权利要求2所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，所述密封套的两端分别固定在开关钮和开关罩上。

4.如权利要求2所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，所述开关钮配置成在第一钮位和第二钮位之间切换，从而在第一钮位将电源开关置于切断位置，在第二钮位将电源开关置于断开位置。

5.如权利要求4所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，所述调速开关具有主体部分和从主体部分延伸到壳体之外的推杆，在所述推杆未被按下的位置，所述开关钮位于第一钮位，在所述推杆被按下的位置，所述开关钮位于第二钮位。

6.如权利要求1-5中任一项所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，还包括设置在所述壳体内的电路板(5)，所述电源开关的接线端(18)焊接于所述电路板。

7.如权利要求6所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，所述调速开关包括调速磁铁(8)，所述电路板上设有与所述调速磁铁配合的线性霍尔元件(9)。

8.如权利要求7所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，所述电路板包含出线部(50)，该出线部上设置电路板的接线端子(51)，各接线端子上连接着穿过壳体引出的引线(53)，所述出线部布置在壳体内限定的独立腔体内。

9.如权利要求8所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，所述独立腔体内被灌胶，所述灌胶既固定了所述引线与接线端子之间的连接点，又固定了所述引线。

10.如权利要求6所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，所述开关组件被设置成适于布置在电动工具的手柄内，并且所述电路板配置成与布置在所述手柄内的电动工具主电路板连接或是构造为电动工具主电路板的一部分。

11.如权利要求1-5中任一项所述的用于电动工具的开关组件，其特征在于，还包括转动型换向开关(4)，用于实现电动工具的换向，所述转动型换向开关为簧片型换向开关或霍尔型换向开关。

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