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QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer
2021-015115 , die am 2. Februar 2021 eingereicht wurde, wobei deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Triggerschalter bzw. Auslöseschalter, der sich als Antwort auf eine Druckbetätigung bzw. einen Druckvorgang eines Triggers bzw. Auslösers bzw. Abzugs bewegt.
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HINTERGRUND
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Ein Auslöseschalter wird verwendet, um den Betrieb einer elektrischen Vorrichtung mit einem Druckvorgang bzw. einer Druckbetätigung zu steuern. In der Patentliteratur 1 wird zum Beispiel ein Auslöseschalter beschrieben, der einen Auslöser und einen Magnetsensor umfasst, um den Betrag zu erfassen, um den der Auslöser gedrückt wird. Der in der Patentliteratur 1 beschriebene Auslöseschalter umfasst einen Magnetsensor zur kontaktlosen Erkennung des Auslösebetrages und hat eine längere Lebensdauer.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: WO 2020/ 231974
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ZUSAMMENFASSUNG
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Technisches Problem
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Der in der Patentliteratur 1 beschriebene Auslöseschalter mit dem Magnetsensor kann in ein Elektrogerät eingebaut werden. Während des Betriebs des Elektrogerätes kann der Auslöseschalter bei einem sich ändernden Magnetfeld in der äußeren Umgebung fehlerhaft arbeiten. Ein solcher in ein Elektrogerät eingebauter Auslöseschalter kann beispielsweise in der Nähe eines Krans mit einem starken Elektromagneten zum Greifen von Eisenschrott oder in der Nähe einer Quelle magnetischer Feldlinien, z. B. eines Motors des Elektrogeräts, verwendet werden. Der Auslöseschalter kann unter den magnetischen Feldlinien solcher Quellen fälschlicherweise betätigt werden.
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Als Antwort auf das obige Problem sind ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung auf einen Auslöseschalter gerichtet, der einen Auslösebetrag kontaktlos erfasst und von einem Magnetfeld in einer äußeren Umgebung unbeeinflusst bleibt.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Ein Auslöseschalter gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Auslöser, der als Antwort auf einen Druckvorgang beweglich ist, eine bewegliche Elektrode, die als Antwort auf die Bewegung des Auslösers, der den Druckvorgang empfängt, beweglich ist, und eine feststehende Elektrode, die angrenzend an einen beweglichen Bereich der beweglichen Elektrode angeordnet ist. Die feststehende Elektrode bildet zusammen mit der beweglichen Elektrode einen Kondensator. Der durch die bewegliche Elektrode und die feststehende Elektrode gebildete Kondensator hat eine Kapazität, die sich mit der Bewegung der beweglichen Elektrode ändert.
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In dem Auslöseschalter hat die feststehende Elektrode eine Form, die es ermöglicht, dass sich eine Elektrodenfläche, die einen Kondensator bildet, entsprechend einer Position der beweglichen Elektrode in dem beweglichen Bereich der beweglichen Elektrode ändert.
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Bei dem Auslöseschalter hat die feststehende Elektrode eine Form, die es ermöglicht, dass sich die einen Kondensator bildende Elektrodenfläche als Antwort auf den Druckvorgang allmählich in einer Bewegungsrichtung vergrößert.
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Der Auslöseschalter umfasst ferner ein Betätigungselement, das als Antwort auf eine Betätigung bewegbar ist, eine untergeordnete bewegliche Elektrode, die als Antwort auf die Bewegung des Betätigungselements bewegbar ist, und eine untergeordnete feststehende Elektrode, die zusammen mit der untergeordneten beweglichen Elektrode als Antwort auf die Bewegung der untergeordneten beweglichen Elektrode in eine Position angrenzend an die untergeordnete feststehende Elektrode einen Kondensator bildet. Die untergeordnete bewegliche Elektrode bewegt sich als Antwort auf die Bewegung des Betätigungselements in einem beweglichen Bereich zwischen einer Position, in der die untergeordnete bewegliche Elektrode zusammen mit der untergeordneten feststehenden Elektrode einen Kondensator bildet, und einer Position, in der die untergeordnete bewegliche Elektrode zusammen mit der untergeordneten feststehenden Elektrode den Kondensator nicht bildet.
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Der Auslöseschalter umfasst ferner eine Ausgangseinheit, die in ein elektrisches Gerät mit einem Antrieb eingebaut werden kann, der als Antwort auf ein elektrisches Signal ansteuerbar ist. Die Ausgabeeinheit gibt ein elektrisches Signal aus, um den Antrieb mit einer Leistung zu betreiben, die durch eine Kapazität des Kondensators bestimmt wird, der durch die bewegliche Elektrode und die feststehende Elektrode gebildet wird.
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In dem Auslöseschalter gemäß den obigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ändert sich die Kapazität als Antwort auf einen Druckvorgang.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN
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Der Auslöseschalter gemäß den obigen Aspekten der vorliegenden Erfindung umfasst die bewegliche Elektrode, die sich als Antwort auf einen Druckvorgang auf den Auslöser bewegt, und die feststehende Elektrode, die zusammen mit der beweglichen Elektrode einen Kondensator bildet. Der von der beweglichen Elektrode und der feststehenden Elektrode gebildete Kondensator hat eine Kapazität, die sich mit der Bewegung der beweglichen Elektrode ändert. Der Auslöseschalter nach einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung kann somit einen Druckbetrag auf den Auslöser über eine Kapazität erfassen und ist z. B. unbeeinflusst von einem Magnetfeld in der äußeren Umgebung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Triggerschalters bzw. Auslöseschalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die das beispielhafte Aussehen zeigt.
- 2 ist eine schematische perspektivische Explosionsansicht des Triggerschalters bzw. Auslöseschalters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 3 ist eine schematische Seitenansicht des Triggerschalters bzw. Auslöseschalters gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 4A ist eine schematische Draufsicht auf einen Schalthebel in einem Triggerschalter bzw. einem Auslöseschalter gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt dessen beispielhaftes Aussehen.
- 4B ist eine schematische Vorderansicht des Schalthebels im Triggerschalter bzw. Auslöseschalter gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt dessen beispielhaftes Aussehen.
- 5 ist eine schematische Rückansicht eines feststehenden Elements im Auslöseschalter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und zeigt dessen beispielhaftes Aussehen.
- 6 ist eine schematische Vorderansicht eines beweglichen Elements und des feststehenden Elements in dem Auslöseschalter gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt deren beispielhaftes Aussehen.
- 7 ist eine schematische Seitenansicht des Triggerschalters bzw. Auslöseschalters gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 8 ist eine schematische Seitenansicht des Triggerschalters bzw. Auslöseschalters gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 9 ist eine schematische Seitenansicht des Triggerschalters bzw. Auslöseschalters gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 10 ist ein Blockdiagramm, das konzeptionell ein Beispiel für einen ersten Kondensator zeigt, der in dem Auslöseschalter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist.
- 11A ist eine schematische Übersicht über den Schalthebel und das feststehende Element im Auslöseschalter gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt deren beispielhaftes Aussehen.
- 11B ist eine schematische Übersicht über den Schalthebel und das feststehende Element im Auslöseschalter gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt deren beispielhaftes Aussehen.
- 12A ist eine schematische Übersicht über den Schalthebel und das feststehende Element im Auslöseschalter gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt deren beispielhaftes Aussehen.
- 12B ist eine schematische Übersicht über den Schalthebel und das feststehende Element im Auslöseschalter gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt deren beispielhaftes Aussehen.
- 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für einen zweiten Kondensator zeigt, der in dem Auslöseschalter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist.
- 14 ist ein schematisches Blockdiagramm einer elektrischen Vorrichtung mit eingebautem bzw. aufgenommenem Auslöseschalter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung, das dessen beispielhaften Steuerungsaufbau zeigt.
- 15 ist ein Diagramm, das konzeptionell ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Druckbetrag eines Auslösers, einer Kapazität und einem Ausgang im Triggerschalter bzw. Auslöseschalter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 16 ist eine schematische Rückansicht eines Triggerschalters bzw. Auslöseschalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung, die das beispielhafte Aussehen zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Anwendungsbeispiel
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Ein Auslöseschalter, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, kann in verschiedenen elektrischen Vorrichtungen, wie z. B. elektrischen Bohrmaschinen, elektrischen Sägen, elektrischen Schraubendrehern, elektrischen Schraubenschlüsseln, elektrischen Schleifmaschinen und anderen Elektrowerkzeugen, welche einen Motor oder einen anderen Antrieb umfassen, genutzt werden. In den folgenden Ausführungsformen wird ein Auslöseschalter TS unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsbeispiele
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1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Triggerschalters bzw. Auslöseschalters TS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung, die das beispielhafte Aussehen zeigt. 1 zeigt das Erscheinungsbild des Auslöseschalters TS, der in eine elektrische Vorrichtung bzw. ein elektrisches Gerät ET (siehe 14) eingebaut werden kann, wie z. B. ein Elektrowerkzeug. Der Auslöseschalter TS kann von einem Benutzer bzw. Bediener der elektrischen Vorrichtung ET betätigt werden. Der Bediener drückt einen Auslöser bzw. Abzug 1 in dem Auslöseschalter TS, um einen Antrieb M (siehe 14) anzutreiben, wie z. B. einen Elektromotor, der in der elektrischen Vorrichtung ET aufgenommen ist. Der Auslöseschalter TS umfasst ein im Wesentlichen rechteckiges Gehäuse 2 und den Auslöser 1. Das Gehäuse 2 ist in der elektrischen Vorrichtung ET aufgenommen bzw. eingebaut. Der Auslöser 1 kann vom Bediener gedrückt werden. Der AuslöseschalterTS umfasst ferner einen Schalthebel 3 (Betätigungselement), der zum Umschalten der Antriebsrichtung des Antriebs M, z. B. der Drehrichtung eines elektrischen Schraubendrehers, zwischen Vorwärts- und Rückwärtsdrehung betätigt werden kann. Der Einfachheit halber wird die Ausrichtung des Auslöseschalters TS im Folgenden definiert als die Vorderseite für den linken Teil, der in 1 einem Betrachter zugewandt ist, die Rückseite für den rechten Teil, der dem Betrachter abgewandt ist, die Vorderseite für den linken Teil, der dem Betrachter zugewandt ist, in dem der Auslöser 1 angebracht ist, und die Rückseite für den Teil nahe dem Gehäuse 2 oder den rechten Teil, der dem Betrachter abgewandt ist. Dies schränkt jedoch nicht die Ausrichtung des Auslöseschalters TS bei Verwendung ein. Das Gehäuse 2 umfasst eine vordere und eine hintere Hälfte, die miteinander verbunden sind, und nimmt verschiedene Komponenten auf.
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Der innere Aufbau des Auslöseschalters TS wird im Folgenden beschrieben. 2 ist eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung des Auslöseschalters TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 3 ist eine schematische Seitenansicht des Auslöseschalters TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Um die visuelle Erkennung des inneren Aufbaus zu erleichtern, zeigen die 2 und 3 das Gehäuse 2 ohne dessen vordere Hälfte, welche in den Figuren dem Betrachter zugewandt ist. Das Gehäuse 2 nimmt neben einem Teil des Auslösers 1 und einem Teil des Schalthebels 3 verschiedene Komponenten wie ein bewegliches Element 4, ein feststehendes Element 5 und ein Eingriffselement 6 auf. In den 2 und 3 ist das feststehende Element 5 teilweise durchsichtig dargestellt.
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Der im Auslöseschalter TS enthaltene Auslöser 1 umfasst eine Welle 10, die sich in Richtung des Gehäuses 2 erstreckt. Die Welle 10 ist ein länglicher Zylinder, der sich durch ein Durchgangsloch 20 in einer linken Wand des Gehäuses 2 in das Gehäuse 2 erstreckt. Die Welle 10 nimmt ein erstes Druckelement 11 auf, welches um diese herumgewickelt ist. Das erste Druckelement 11 dient als Rückholfeder und kann eine zusammengedrückte Schraubenfeder sein. Das erste Druckelement 11 ist mit seinem linken Ende in Kontakt mit dem Auslöser 1 und mit seinem rechten Ende in Kontakt mit einer Wand des Gehäuses 2, um den Auslöser 1 nach links zu drücken. Das erste Druckelement 11 ist mit einer flexiblen Abdeckung 12 versehen. Als Antwort auf einen Druckvorgang auf den Auslöser 1 bewegen sich der Auslöser 1 und die Welle 10 nach rechts, d. h. in Druckrichtung. Als Antwort auf die Aufhebung des Druckvorgangs bewegen sich der Auslöser 1 und die Welle 10 nach links, da das erste Druckelement 11 den Auslöser 1 und die Welle 10 nach links, dh. in einer der Druckrichtung entgegengesetzten Richtung, drückt.
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Der im Gehäuse 2 aufgenommene Auslöser 1 nimmt an seinem rechten Ende das bewegliche Element 4 auf, zu welchem die Welle 10 gedrückt wird. Das bewegliche Element 4 ist im Wesentlichen rechteckig. Das bewegliche Element 4, dessen linke Seitenfläche an der Welle 10 befestigt ist, bewegt sich in die Druckrichtung, wenn sich der Auslöser 1 in Folge des Empfangs eines Druckvorgangs bewegt. Das bewegliche Element 4 hat eine im Wesentlichen rechteckige erste leitende Platte 40 (bewegliche Elektrode), die an der Vorderseite angebracht ist. Die erste leitende Platte 40 ist ein Leiter mit einer leitenden Metallplatte. Die erste leitende Platte 40 ist vertikal langgestreckt und von vorne gesehen rechteckig. Die erste leitende Platte 40 umfasst Trennstücke 41, die an oberen und unteren Abschnitten der Vorderseite angebracht sind. Die Trennstücke 41 dienen als Abstandshalter, um die erste leitende Platte 40 von dem feststehenden Element 5 zu separieren. Die mit dem feststehenden Element 5 in Kontakt stehenden Trennstücke 41 verhindern, dass die erste leitende Platte 40 mit dem feststehenden Element 5 in Kontakt kommt. Wenn sich das bewegliche Element 4 bewegt, gleiten die mit dem feststehenden Element 5 in Kontakt stehenden Trennstücke 41 auf dem feststehenden Element 5. Die Trennstücke 41, die die Kapazität nicht beeinflussen, können aus Isolatoren, Leitern oder anderen verschiedenen Materialien bestehen.
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4A ist eine schematische Draufsicht auf den Schalthebel 3 im Auslöseschalter TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die dessen beispielhaftes Aussehen zeigt. 4B ist eine schematische Vorderansicht des Schalthebels 3 im Auslöseschalter TS gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt dessen beispielhaftes Aussehen. Der Schalthebel 3 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2, 3, 4A und 4B beschrieben. Der Schalthebel 3 umfasst einen Hebel 30 zur Aufnahme einer vom Benutzer ausgeführten Schwenkbewegung, eine Schwenkwelle 31, die als Schwenkachse dient, und ein als Antwort auf die Schwenkbewegung bewegliches Aktionsteil 32. Der Schalthebel 3 ist über eine in der Oberseite des Gehäuses 2 ausgebildete Lagerbohrung 21 schwenkbar an der Schwenkwelle 31 gelagert. Der Hebel 30 ist an einem oberen Ende der schwenkbaren Welle 31 befestigt und erstreckt sich nach links über dem Gehäuse 2. Das im Gehäuse 2 aufgenommene Aktionsteil 32 ist an einem unteren Ende der Schwenkwelle 31 befestigt und erstreckt sich nach rechts. Das Aktionsteil 32 ist, von oben gesehen, ein im Wesentlichen abgerundetes Fünfeck. Das Aktionsteil 32 umfasst einen halbkreisförmigen Eingriffsvorsprung 320, der an seiner rechten Spitze in das Eingriffselement 6 eingreift. Das Aktionsteil 32 umfasst eine im Wesentlichen rechteckige zweite leitende Platte 321 (untergeordnete bewegliche Elektrode), die an seiner Unterseite angebracht ist. Die zweite leitende Platte 321 ist ein Leiter mit einem leitenden Metallstück.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, befindet sich das Eingriffselement 6, das mit dem Schalthebel 3 in Eingriff gebracht werden kann, auf der rechten Seite des Schalthebels 3 als Druckmittel, um den Schalthebel 3 nach links zu drücken. Das Eingriffselement 6 hat ein dem Schalthebel 3 zugewandtes linkes Ende. Die linke Endfläche bildet in der Draufsicht eine M-Form. Das Eingriffselement 6 hat in seinem rechten Teil ein zweites Druckelement 60, wie z. B. eine Druckfeder, um das Eingriffselement 6 als Druckfeder zu drücken.
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Der Schalthebel 3 schwingt als Antwort auf eine von einem Bediener ausgeführte Schwenkbewegung. Der Schalthebel 3 wird durch das Eingriffselement 6 gedrückt, das durch das zweite Druckelement 60 gedrückt wird. Der Eingriffsvorsprung 320 am Schalthebel 3 wird durch das Eingriffselement 6 gedrückt, um in eine M-förmige Aussparung in der linken Endfläche oder einem Seitenabschnitt des Eingriffselements 6 einzugreifen. Dadurch wird der Schalthebel 3 in einer Position gehalten, in die der Schalthebel 3 geschwenkt ist.
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5 ist eine schematische Rückansicht des feststehenden Elements 5 im Auslöseschalter TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die dessen beispielhaftes Aussehen zeigt. 6 ist eine schematische Vorderansicht des beweglichen Elements 4 und des feststehenden Elements 5 im Auslöseschalter TS gemäß der vorliegenden Ausführungsform und zeigt deren beispielhaftes Aussehen. 6 zeigt das feststehende Element 5 durchsichtig, um die visuelle Erkennung der Positionsbeziehung zum beweglichen Element 4 zu erleichtern. Das feststehende Element 5 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2, 3, 5 und 6 beschrieben. Das feststehende Element 5 ist ein im Wesentlichen rechteckiges Substrat. Das feststehende Element 5 als Substrat umfasst Komponenten, die einen elektronischen Schaltkreis bilden, wie verschiedene Schaltkreise, Elemente und Leitungen, die auf seiner Vorderseite montiert oder mit ihr verbunden sind. Genauer gesagt umfassen die Komponenten ein später beschriebenes Steuergerät 55 (siehe 10), einen ersten Detektor 56 (siehe 10), einen zweiten Detektor 57 (siehe 13) und eine Ausgabeeinheit 58 (siehe 14). Das feststehende Element 5 umfasst auf seiner Rückseite eine erste feststehende Elektrode 50 und eine zweite feststehende Elektrode 51 (feststehende Elektroden), eine dritte feststehende Elektrode 52 und eine vierte feststehende Elektrode 53 (untergeordnete feststehende Elektroden) sowie zwei Führungen 54.
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Die erste feststehende Elektrode 50 und die zweite feststehende Elektrode 51 sind in der Nähe der Mitte des feststehenden Elements 5 oberhalb und unterhalb der Mitte vertikal ausgerichtet. Die obere erste feststehende Elektrode 50 ist eine rechteckige leitende dünne Metallplatte, die sich in seitlicher Richtung oder in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Elements 4 erstreckt, welches sich mit der Bewegung des Auslösers 1 bewegt. Die untere zweite feststehende Elektrode 51 ist eine rechtwinklige leitende dünne Metallplatte, die sich in seitlicher Richtung oder in der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements 4 erstreckt. Die zweite feststehende Elektrode 51 ist dreieckig und ihre vertikale Länge nimmt nach rechts hin allmählich zu, d. h. in die Richtung, in die sich das bewegliche Element 4 bei dem Druckvorgang bewegt. Die erste feststehende Elektrode 50 und die zweite feststehende Elektrode 51 bilden zusammen mit der ersten leitenden Platte 40 im benachbarten beweglichen Element 4 einen ersten Kondensator. Die dreieckige zweite feststehende Elektrode 51 hat eine Elektrodenfläche, die einen Kondensator bildet, der sich allmählich in einer Richtung vergrößert, in der sich die erste leitende Platte 40 als Antwort auf einen Druckvorgang bewegt.
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Die beiden Führungen 54 sind jeweils oberhalb der ersten feststehenden Elektrode 50 und unterhalb der zweiten feststehenden Elektrode 51 ausgebildet. Die beiden sich in seitlicher Richtung bzw. in Bewegungsrichtung des beweglichen Elements 4 erstreckenden Führungen 54 sind z. B. Nuten, in die die Trennstücke 41 lose eingepasst werden können. Die Führungen 54 führen eine seitliche Bewegung des beweglichen Elements 4, wobei die oberen und unteren Trennstücke 41 in Kontakt mit den Führungen 54 stehen.
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Die dritte feststehende Elektrode 52 und die vierte feststehende Elektrode 53 sind seitlich in der Nähe des oberen Endes des feststehenden Elements 5 angeordnet. Die viereckige dritte feststehende Elektrode 52 befindet sich auf der rechten Seite. Die viereckige vierte feststehende Elektrode 53 befindet sich auf der linken Seite. Die dritte feststehende Elektrode 52 und die vierte feststehende Elektrode 53 bilden zusammen mit der zweiten leitenden Platte 321 einen zweiten Kondensator, wenn sie in eine Position angrenzend an die zweite leitende Platte 321 im Schalthebel 3 gebracht werden.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise des Auslöseschalters TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 7 bis 9 sind schematische Seitenansichten des Auslöseschalters TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 7 bis 9 zeigen das feststehende Element 5 teilweise durchsichtig, wobei die vordere Hälfte des Gehäuses 2 nicht gezeigt ist.
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7 zeigt den Auslöseschalter TS mit dem nicht gedrückten Auslöser 1. Der nicht gedrückte Auslöser 1 wird durch das erste Druckelement 11 herausgedrückt und befindet sich in der äußersten linken Position seines Bewegungsbereichs. Das an der Welle 10 des Auslösers 1 befestigte bewegliche Element 4 befindet sich ebenfalls in der äußersten linken Position seines Bewegungsbereichs. Wenn sich das bewegliche Element 4 in der äußersten linken Position des beweglichen Bereichs befindet, wie in 7 dargestellt, sind die erste feststehende Elektrode 50 und die zweite feststehende Elektrode 51 von einer Position beabstandet, die an die an dem beweglichen Element 4 befestigte erste leitende Platte 40 angrenzt. Somit bildet die erste leitende Platte 40 zusammen mit der ersten feststehenden Elektrode 50 und der zweiten feststehenden Elektrode 51 keinen Kondensator mit einer ausreichenden Kapazität.
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8 zeigt den Zustand des Auslösers 1, in welchem dieser einen Druckvorgang empfängt, der sich zuvor im Zustand von 7 befand. Als Antwort auf das Drücken des Auslösers 1 bewegt sich der Auslöser 1 nach rechts bzw. in der Druckrichtung. Wenn sich der Auslöser 1 in Folge des Druckvorgangs bewegt, bewegt sich das bewegliche Element 4 nach rechts. Im Zustand von 8 befinden sich die erste feststehende Elektrode 50 und die zweite feststehende Elektrode 51 in einer Position angrenzend an die erste leitende Platte 40, die an dem beweglichen Element 4 befestigt ist, so dass die erste leitende Platte 40 zusammen mit der ersten feststehenden Elektrode 50 und der zweiten feststehenden Elektrode 51 den ersten Kondensator bilden kann.
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9 zeigt den Zustand des Auslösers 1, in welchem dieser einen weiteren Druckvorgang empfängt, der sich zuvor im Zustand von 8 befand. Der Auslöser 1 im Zustand von 8 empfängt den Druckvorgang, um sich weiter nach rechts zu bewegen. Wenn sich der Auslöser 1 in Folge des Druckvorgangs bewegt, bewegt sich das bewegliche Element 4 ausgehend vom Zustand in 8 weiter nach rechts. Im Zustand von 9 befinden sich die erste feststehende Elektrode 50 und die zweite feststehende Elektrode 51 in einer Position angrenzend an die erste leitende Platte 40, die an dem beweglichen Element 4 befestigt ist, so dass die erste leitende Platte 40 zusammen mit der ersten feststehenden Elektrode 50 und der zweiten feststehenden Elektrode 51 den ersten Kondensator bilden kann. Die zweite feststehende Elektrode 51, die zusammen mit der ersten leitenden Platte 40 den ersten Kondensator bildet, hat im Zustand von 9 eine größere Elektrodenfläche als im Zustand von 8. Dadurch erhöht sich die Kapazität des ersten Kondensators, der aus der ersten leitenden Platte 40 und der zweiten feststehenden Elektrode 51 gebildet ist.
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Als Antwort darauf, dass der Bediener den Druckvorgang auf den Auslöser 1 aufhebt, drückt die Druckkraft des ersten Druckelements 11 den Auslöser 1 nach links oder in eine Richtung, die der Druckrichtung entgegengesetzt ist, und bringt so den Auslöser 1 in den Zustand in 7 zurück.
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10 ist ein Blockdiagramm, das konzeptionell ein Beispiel für den ersten Kondensator zeigt, der in dem Auslöseschalter TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist. Das Substrat als feststehendes Bauteil 5 nimmt das Steuergerät 55 mit einem Mikrocomputer und den ersten Detektor 56 zur Erfassung einer Kapazität auf, welche beide auf der Vorderseite des feststehenden Bauteils 5 angebracht oder mit diesem verbunden sind. Die erste feststehende Elektrode 50 ist mit der Masse verbunden. Die zweite feststehende Elektrode 51 ist mit dem ersten Detektor 56 verbunden, um eine Kapazität zu erfassen. Der erste Detektor 56 ist mit der zweiten feststehenden Elektrode 51 und der Masse verbunden. Der erste Detektor 56 erfasst eine Kapazität des ersten Kondensators und gibt ein elektrisches Signal, das die erfasste Kapazität angibt, an das Steuergerät 55 aus. Die erste feststehende Elektrode 50 angrenzend an die erste leitende Platte 40 bildet zusammen mit der ersten leitenden Platte 40 einen Kondensator. Die zweite feststehende Elektrode 51 angrenzend an die erste leitende Platte 40 bildet zusammen mit der ersten leitenden Platte 40 einen Kondensator. Im Folgenden ist C1 die Kapazität des Kondensators, der durch die erste feststehende Elektrode 50 und die erste leitende Platte 40 gebildet wird, und C2 ist die Kapazität des Kondensators, der durch die zweite feststehende Elektrode 51 und die erste leitende Platte 40 gebildet wird. Der erste Kondensator, der ein synthetischer Kondensator ist, dient als ein Element, das den Kondensator mit der Kapazität C1 und den Kondensator mit der Kapazität C2 umfasst, die miteinander in Reihe geschaltet sind, und C12, eine Kapazität des ersten Kondensators, wird durch die nachstehende Formel 1 beschrieben.
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wobei C12 die Kapazität des ersten Kondensators ist,
C1 die Kapazität des durch die erste feststehende Elektrode 50 und die erste leitende Platte 40 gebildeten Kondensators ist, und
C2 ist die Kapazität des von der zweiten feststehenden Elektrode 51 und der ersten leitenden Platte 40 gebildeten Kondensators.
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Die Elektrodenfläche der zweiten feststehenden Elektrode 51, die zusammen mit der ersten leitenden Platte 40 einen Kondensator bildet, vergrößert sich allmählich in der Richtung, in der sich das bewegliche Element 4 als Antwort auf einen Druckvorgang bewegt. Die Kapazität C2 erhöht sich also allmählich, wenn sich das bewegliche Element 4 bewegt. Mit zunehmender Kapazität C2 nimmt die Kapazität C12 des ersten Kondensators zu, wie in Formel 1 beschrieben.
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11A und 11B, und 12A und 12B sind schematische Übersichten des Schalthebels 3 und des feststehenden Elements 5 im Auslöseschalter TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und zeigen deren beispielhaftes Aussehen. 11 A ist eine schematische perspektivische Ansicht des Schalthebels 3 und des feststehenden Elements 5. 11B ist eine schematische linke Seitenansicht des Schalthebels 3 und des feststehenden Elements 5. In 11A und 11B ist die zweite leitende Platte 321, die an der Unterseite des Aktionsteils 32 am Schalthebel 3 befestigt ist, angrenzend an das feststehende Element 5 angeordnet, wenn der Schalthebel 3 in der Draufsicht nach rechts (im Uhrzeigersinn) geschwenkt wird. Im Zustand der 11A und 11B bildet die zweite leitende Platte 321 zusammen mit der dritten feststehenden Elektrode 52 und der vierten feststehenden Elektrode 53 einen zweiten Kondensator.
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12A ist eine perspektivische Ansicht des Schalthebels 3 und des feststehenden Elements 5. 12B ist eine schematische linke Seitenansicht des Schalthebels 3 und des feststehenden Elements 5. In den 12A und 12B ist die zweite leitende Platte 321 vom feststehenden Element 5 beabstandet, wenn der Schalthebel 3 in der Draufsicht nach links (gegen den Uhrzeigersinn) geschwenkt wird. Im Zustand der 12A und 12B bildet die zweite leitende Platte 321 nicht den zweiten Kondensator zusammen mit der dritten feststehenden Elektrode 52 und der vierten feststehenden Elektrode 53. Wenn sich der Schalthebel 3 als Antwort auf eine Betätigung bewegt, schwingt die zweite leitende Platte 321 in ihrem beweglichen Bereich zwischen der in den 11A und 11B gezeigten Position, in der die zweite leitende Platte 321 zusammen mit der dritten feststehenden Elektrode 52 und der vierten feststehenden Elektrode 53 einen Kondensator bildet, und der in den 12A und 12B gezeigten Position, in der die zweite leitende Platte 321 keinen Kondensator bildet.
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13 ist ein Blockdiagramm, das konzeptionell ein Beispiel für den zweiten Kondensator zeigt, der in dem Auslöseschalter TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildet wird. Das Substrat als feststehendes Element 5 nimmt das Steuergerät 55 und den zweiten Detektor 57 zur Erfassung einer Kapazität auf, die beide auf der Vorderseite des feststehenden Elements 5 angebracht oder mit diesem verbunden sind. Die dritte feststehende Elektrode 52 ist mit der Masse verbunden. Die vierte feststehende Elektrode 53 ist mit dem zweiten Detektor 57 verbunden, um eine Kapazität zu erfassen. Der zweite Detektor 57 ist mit der vierten feststehenden Elektrode 53 und der Masse verbunden. Der zweite Detektor 57 erfasst eine Kapazität des zweiten Kondensators und gibt ein elektrisches Signal, das die erfasste Kapazität angibt, an das Steuergerät 55 aus. Wie in den 11A und 11B gezeigt, ist die zweite leitende Platte 321, die in 13 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, angrenzend an die dritte feststehende Elektrode 52 und die vierte feststehende Elektrode 53 angeordnet. Wenn die zweite leitende Platte 321 angrenzend an die dritte feststehende Elektrode 52 und die vierte feststehende Elektrode 53 angeordnet ist, bilden die zweite leitende Platte 321 und die dritte feststehende Elektrode 52 einen Kondensator, und die zweite leitende Platte 321 und die vierte feststehende Elektrode 53 bilden einen Kondensator. Nachfolgend ist C3 eine Kapazität des Kondensators, der durch die dritte feststehende Elektrode 52 und die zweite leitende Platte 321 gebildet wird, und C4 ist eine Kapazität des Kondensators, der durch die vierte feststehende Elektrode 53 und die zweite leitende Platte 321 gebildet wird. Der zweite Kondensator, der ein synthetischer Kondensator ist, dient als ein Element, das einen Kondensator mit der Kapazität C3 und einen Kondensator mit der Kapazität C4 umfasst, die miteinander in Reihe geschaltet sind, und C34, eine Kapazität des zweiten Kondensators, wird durch die nachstehende Formel 2 beschrieben.
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wobei C34 die Kapazität des zweiten Kondensators ist,
C3 die Kapazität des durch die dritte feststehende Elektrode 52 und die zweite leitende Platte 321 gebildeten Kondensators ist, und
C4 die Kapazität des Kondensators ist, der von der vierten feststehenden Elektrode 53 und der zweiten leitenden Platte 321 gebildet wird.
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Wie in den 12A und 12B gezeigt, ist die zweite leitende Platte 321, die in 13 mit gestrichelten Linien dargestellt ist, von der dritten feststehenden Elektrode 52 und der vierten feststehenden Elektrode 53 beabstandet angeordnet. Wenn die zweite leitende Platte 321 von der dritten feststehenden Elektrode 52 und der vierten feststehenden Elektrode 53 beabstandet ist, wird kein effektiver Kondensator gebildet. Der zweite Detektor 57 erkennt somit eine Kapazität von Null oder nahe Null.
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Im Folgenden wird eine Beispielkonfiguration der elektrischen Vorrichtung ET mit dem Auslöseschalter TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 14 ist ein schematisches Blockdiagramm der elektrischen Vorrichtung ET, das den Auslöseschalter TS gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst und dessen beispielhafte Steuerkonfiguration zeigt. Die elektrische Vorrichtung ET, wie beispielsweise ein Elektrowerkzeug, umfasst den Auslöseschalter TS in einer Haupteinheit MU. Die Haupteinheit MU umfasst den Antrieb M, wie beispielsweise einen Motor. Der Auslöseschalter TS umfasst neben dem Steuergerät 55 den ersten Detektor 56, den oben beschriebenen zweiten Detektor 57 und die Ausgabeeinheit 58 zur Ausgabe eines elektrischen Signals an den Antrieb M unter Steuerung durch das Steuergerät 55.
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Das Steuergerät 55 im Auslöseschalter TS empfängt eine von dem ersten Detektor 56 erfasste Kapazität des ersten Kondensators und eine von dem zweiten Detektor 57 erfasste Kapazität des zweiten Kondensators. Das Steuergerät 55 bestimmt einen Ausgang des Antriebs M, z. B. die Drehzahl des Motors, auf der Grundlage der vom ersten Detektor 56 erfassten Kapazität des ersten Kondensators. Wenn beispielsweise die Kapazität des ersten Kondensators, der als Antwort auf einen Druckvorgang auf den Auslöser 1 gebildet wird, zunimmt, bestimmt das Steuergerät 55 einen Ausgang in Abhängigkeit von der Kapazität des ersten Kondensators, der den Druckvorgang empfängt. Das Steuergerät 55 bestimmt die Art der Ansteuerung des Antriebs M, z. B. die Drehrichtung des Motors, auf der Grundlage der vom zweiten Detektor 57 erfassten Kapazität des zweiten Kondensators. Wenn beispielsweise die Kapazität des zweiten Kondensators, die sich als Antwort auf die Betätigung des Schalthebels 3 nach rechts bildet und vom zweiten Detektor 57 erfasst wird, einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, bestimmt die Steuerung 55 die Vorwärtsdrehung des Motors. Als Antwort auf die Betätigung des Schalthebels 3 nach links wird die vom zweiten Detektor 57 erfasste Kapazität kleiner als der Schwellenwert. In diesem Fall bestimmt das Steuergerät 55 die Rückwärtsdrehung des Motors.
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Das Steuergerät 55 im Auslöseschalter TS gibt von der Ausgabeeinheit 58 an die Haupteinheit MU ein elektrisches Signal aus, um den Antrieb M in einer Art und Weise anzusteuern, die in Übereinstimmung mit dem Erfassungsergebnis des zweiten Detektors 57 mit einer Ausgabe bestimmt wird, die in Übereinstimmung mit dem Erfassungsergebnis des ersten Detektors 56 bestimmt wird.
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Die Haupteinheit MU treibt den Antrieb M als Antwort auf das vom Auslöseschalter TS eingegebene elektrische Signal an.
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15 ist ein Diagramm, das konzeptionell ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Druckbetrag des Auslösers 1, einer Kapazität und einem Ausgang in dem Auslöseschalter TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In 15 zeigt die horizontale Achse einen Hubwert als Druckbetrag des Auslösers 1 an, und die vertikale Achse zeigt die Kapazität des ersten Kondensators und den Ausgangswert von der Ausgangseinheit 58 zum Antrieb M an. Wie in 7 gezeigt, bildet die erste leitende Platte 40 keinen Kondensator zusammen mit der ersten feststehenden Elektrode 50 und der zweiten feststehenden Elektrode 51, wenn der Auslöser 1 nicht gedrückt wird und einen Null-Hub aufweist, was eine Null-Kapazität und einen Null-Ausgangswert von der Ausgangseinheit 58 verursacht. Wie in 8 dargestellt, bildet die erste leitende Platte 40 zusammen mit der ersten feststehenden Elektrode 50 und der zweiten feststehenden Elektrode 51 einen Kondensator, wenn der Auslöser 1 in eine Position S1 gedrückt wird. Wenn der Auslöser 1 weiter gedrückt wird, erhöht sich die Kapazität des Kondensators, der von der zweiten feststehenden Elektrode 51 und der ersten leitenden Platte 40 gebildet wird, entsprechend dem Hubwert. Die Kapazität des ersten Kondensators, der eine synthetische Kapazität ist, nimmt zu. 15 zeigt ein Beispiel, bei dem der Ausgangswert mit einer konstanten Steigung in Bezug auf den Druckbetrag ansteigt. Wie in 9 dargestellt, steuert das Steuergerät 55 den Ausgangswert innerhalb des Bereichs für das Antreiben mit konstanter Geschwindigkeit, wenn der Auslöser 1 bis zu einer Position S2 gedrückt wird und über die Position S2 hinaus weiter gedrückt wird. Die Kapazität des ersten Kondensators steigt nicht mit konstanter Steigung in Bezug auf den Druckbetrag an, sondern nimmt als Antwort auf den Druckbetrag über die Position S2 hinaus leicht zu. Um das Verständnis zu erleichtern, ist in 15 jedoch die Kapazität konzeptionell so dargestellt, dass sie mit dem vom Steuergerät 55 gesteuerten Ausgangswert übereinstimmt.
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Wie oben beschrieben, bewegt sich bei dem Auslöseschalter TS gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die erste leitende Platte 40 als Antwort auf einen Druckvorgang auf den Auslöser 1, um zusammen mit der ersten feststehenden Elektrode 50 und der zweiten feststehenden Elektrode 51, die an dem feststehenden Element 5 angebracht sind, einen Kondensator zu bilden. Die zweite feststehende Elektrode 51 ist beispielsweise im Wesentlichen ein Dreieck, das es ermöglicht, die Elektrodenfläche, die einen Kondensator bildet, in Abhängigkeit von der Position der ersten leitenden Platte 40 in ihrem beweglichen Bereich zu verändern. Somit ändert sich die Kapazität in Abhängigkeit von dem Druckbetrag auf den Auslöser 1. Der Auslöseschalter TS nach der vorliegenden Ausführungsform kann somit einen Druckbetrag auf den Auslöser 1 über eine Kapazität erfassen. Der Auslöseschalter TS gemäß der vorliegenden Offenbarung kann den Druckbetrag auf den Auslöser 1 durch eine Kapazität kontaktlos erfassen, um vorteilhafte Effekte wie geringere Reibungsabnutzung und eine lange Lebensdauer zu erzielen. Im Gegensatz zur kontaktlosen Erfassung mit einem Magnetsensor kann der Auslöseschalter TS gemäß der vorliegenden Offenbarung z. B. von einem Magnetfeld in der äußeren Umgebung unbeeinflusst sein.
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Bei dem Auslöseschalter TS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bildet die zweite leitende Platte 321, die am Schalthebel 3 angebracht ist, zusammen mit der dritten feststehenden Elektrode 52 und der vierten feststehenden Elektrode 53, die am feststehenden Element 5 angebracht sind, einen Kondensator und ermöglicht beispielsweise eine zusätzliche Steuerung einschließlich der Umschaltung der Antriebsart.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt und kann auf verschiedene Weise modifiziert werden. Das obige Ausführungsbeispiel ist nur ein Beispiel und schränkt die vorliegende Erfindung nicht ein. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die obige Beschreibung, sondern durch die Ansprüche definiert. Alle Modifikationen und Änderungen, die im Äquivalenzbereich der Ansprüche enthalten sind, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
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Obwohl zum Beispiel die zweite feststehende Elektrode 51 ein Dreieck ist, das es ermöglicht, dass die Elektrodenfläche, die einen Kondensator bildet, allmählich in der Richtung zunimmt, in der sich das bewegliche Element 4 als Antwort auf einen Druckvorgang in der obigen Ausführungsform bewegt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern kann in verschiedener Weise modifiziert werden, um eine zweite feststehende Elektrode 51 in verschiedenen Formen mit einer veränderlichen Elektrodenfläche einzuschließen. Beispielsweise kann die zweite feststehende Elektrode 51 im Auslöseschalter TS gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine dreieckige Elektrodenfläche aufweisen, die sich als Antwort auf einen Druckvorgang allmählich verkleinert, oder eine trapezförmige Elektrodenfläche haben, die zunächst allmählich zunimmt und dann konstant bleibt. Die zweite feststehende Elektrode 51 im Auslöseschalter TS gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann in verschiedenen Anordnungen und Formen weiter abgewandelt werden. 16 ist eine schematische Rückansicht eines feststehenden Elements 5 in einem Auslöseschalter TS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die dessen beispielhaftes Aussehen zeigt. Das feststehende Element 5 in dem in 16 dargestellten Auslöseschalter TS umfasst eine zweite feststehende Elektrode 51 mit mehreren dünnen Metallplatten, die in der Bewegungsrichtung einer ersten leitenden Platte 40 ausgerichtet sind. Die Elektrodenfläche des Kondensators, die durch die zweite feststehende Elektrode 51 und die erste leitende Platte 40 gebildet wird, ändert sich ebenfalls, wenn sich die erste leitende Platte 40 bewegt. Die zweite feststehende Elektrode 51 kann mehrere solcher dünnen Metallplatten umfassen. Die Elektrodenfläche kann in verschiedenen Anordnungen und Formen abgewandelt werden, so dass sich die Elektrodenfläche vergrößert oder verkleinert, wenn sich die erste leitende Platte 40 bewegt. Mit anderen Worten, der Auslöseschalter TS gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann in verschiedenen Anordnungen und Formen abgewandelt werden, um zu ermöglichen, dass sich eine Elektrodenfläche, die zusammen mit der ersten leitenden Platte 40 einen Kondensator bildet, ändert, wenn sich die erste leitende Platte 40 bewegt.
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Obwohl zum Beispiel die erste leitende Platte 40 den ersten Kondensator zusammen mit der ersten feststehenden Elektrode 50 und der zweiten feststehenden Elektrode 51 in der obigen Ausführungsform bildet, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden, um zum Beispiel lediglich eine dreieckige zweite feststehende Elektrode 51 zu umfassen.
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Zum Beispiel, obwohl die Art des Antriebs, welche durch den Schalthebel 3 geändert wird, in der beschriebenen Ausführungsform die Drehrichtung des Motors, wie der Antrieb M, zwischen der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern kann zum Umschalten zwischen verschiedenen Arten des Antriebs verwendet werden. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung in vielfältiger Weise dahingehend abgewandelt werden, dass der Geschwindigkeitsmodus mit dem Schalthebel 3 in dem Auslöseschalter TS gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zwischen einem variablen Geschwindigkeitsmodus, in dem sich ein Ausgang in Abhängigkeit von der Stärke der Betätigung des Auslösers 1 ändert, und einem konstanten Geschwindigkeitsmodus, in dem der Ausgang unabhängig von der Stärke der Betätigung des Auslösers 1 konstant ist, umgeschaltet wird.
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Obwohl der Auslöseschalter TS beispielsweise den ersten Detektor 56, den zweiten Detektor 57, das Steuergerät 55 und die Ausgabeeinheit 58 in der obigen Ausführungsform umfasst, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden, um beispielsweise das Steuergerät 55 außerhalb des Gehäuses 2 im Auslöseschalter TS, aber in der Haupteinheit MU zu integrieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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