JP2017094433A

JP2017094433A - 工具

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Publication number: JP2017094433A
Application number: JP2015228226A
Authority: JP
Inventors: 山下　通夫; Michio Yamashita; 通夫山下
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: JP6679896B2

Abstract

【課題】荷重センサを封止するカバーの復元を確実に行えるようにした工具を提供する。【解決手段】電動工具は、モータ等の電気部品を制御するスイッチ２Ａを備え、スイッチ２Ａは、操作されるトリガ２０Ａと、トリガ２０Ａを介して押圧力を受ける荷重センサ２１Ａと、荷重センサ２１Ａが取り付けられるセンサユニット２４Ａを備える。センサユニット２４Ａでは、トリガ２０Ａで封止カバー２１２Ａが押圧されたとき、内部空間２１８Ａの空気を連通部２１９Ａで密閉空間２４７Ａへ流す。トリガ２０Ａによる押圧が解除され、封止カバー２１２Ａの弾性により封止カバー２１２Ａの形状が復元しようとする際、密閉空間２４７Ａから内部空間２１８Ａへ空気が流れることで、内部空間２１８Ａが減圧しすぎることがないので、内部空間２１８Ａが負圧にならず、封止カバー２１２Ａの弾性による形状の復元が確実に行われる。【選択図】図３

Description

本発明は、電気部品を動作させるためのスイッチを備える工具に関する。

モータ等の電気部品を動作させるためのスイッチを備える電動工具では、モータの回転速度を制御するため、摺動式の可変抵抗を備えた技術が知られている。摺動式の可変抵抗で構成されるスイッチでは、トリガと称すスイッチ操作部のストロークが多く必要で、スイッチが大型化する。

そこで、半導体や歪みゲージ等を用いて、荷重を電圧に変換する荷重センサを、電動工具のスイッチに適用した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。荷重センサでは、荷重センサをゴム等の弾性体のカバーで封止し、荷重センサを保護する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−２０２７０２号公報実用新案登録第３０５０９１９号公報

荷重センサをゴム等の弾性体のカバーで封止した構成では、カバーが押圧されると、カバーと荷重センサとの間の内部空間の容積が減少する。カバーと荷重センサとの間は完全に密閉された状態とはならないため、カバーの内部空間の容積が減少して、内部空間の圧力が上昇すると、内部空間から外部に空気が漏れる可能性がある。

内部空間の空気が外部に漏れると、カバーの押圧を解除したときに、カバーの弾性によりカバーの形状が復元しようとする際、内部空間に空気が取り込めないと、内部空間が負圧になる。内部空間が負圧になると、カバーの弾性による形状の復元が困難になる可能性があった。

本発明は、このような課題を解決するためなされたもので、荷重センサを封止するカバーの復元を確実に行えるようにした工具を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、電気部品を動作させるためのスイッチと、スイッチを操作する手で把持されるハンドル部とを備える工具であって、スイッチは、操作されるスイッチ操作部と、スイッチ操作部を介して押圧力を受ける荷重センサと、スイッチ操作部を介した押圧力を受けて変形し、荷重センサを押圧すると共に、押圧が解除されることで形状が復元可能な弾性体で構成され、荷重センサを覆う封止カバーと、封止カバーの変形に伴う封止カバーと荷重センサとの間の内部空間の圧力上昇を緩和する緩和部とを備えた工具である。

本発明では、スイッチ操作部を介した荷重センサの押圧により封止カバーが変形することで、封止カバーと荷重センサとの間の内部空間の容積が減少すると、緩和部に空気が流れることで、内部空間の圧力上昇が緩和される。

本発明では、封止カバーの変形による内部空間の圧力上昇が緩和されるので、内部空間の空気が外部に漏れることが抑制される。これにより、スイッチ操作部による押圧が解除されたときに、封止カバーの弾性により封止カバーの形状が復元しようとする際、内部空間が負圧にならず、封止カバーの弾性による形状の復元を確実に行うことができる。

本実施の形態の電動工具の一例を示す全体構成図である。本実施の形態の電動工具の回路構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態のスイッチの一例を示す構成図である。本実施の形態のスイッチの一例を示す構成図である。本実施の形態のセンサユニットの一例を示す構成図である。本実施の形態のセンサユニットの一例を示す構成図である。本実施の形態の荷重センサの一例を示す構成図である。本実施の形態の荷重センサの一例を示す構成図である。本実施の形態のスイッチの動作の一例を示す構成図である。本実施の形態の荷重センサの動作の一例を示す構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の工具の実施の形態の一例としての電動工具について、各図を参照して説明する。

＜本実施の形態の電動工具の構成例＞
図１は、本実施の形態の電動工具の一例を示す全体構成図、図２は、本実施の形態の電動工具の回路構成の一例を示すブロック図である。

本実施の形態の電動工具１Ａは、電気部品としてのモータＭを動作させるスイッチ２Ａと、スイッチ２Ａの操作に従いモータＭを制御する制御部３と、スイッチ２Ａの操作に従い制御部３を起動する制御回路４と、モータＭ及び制御部３等に電気を供給する電源部５を備える。

本実施の形態の電動工具１Ａは、例えばインパクトドライバ１０Ａであり、図１に示すように、電動工具本体１１と、スイッチ２Ａが設けられるハンドル部としてのグリップ１２を備える。また、電動工具１Ａとしての本実施の形態のインパクトドライバ１０Ａは、モータＭの駆動力が減速機１３を介して伝達されるスピンドル１４と、スピンドル１４の回転が打撃機構１５を介して伝達されるアンビル１６と、モータＭ等を冷却するファン１８を備える。

モータＭは電動機の一例で、本例ではＤＣブラシレスモータで構成される。減速機１３は、本例では遊星ギアを備えた構成で、減速機１３の入力軸と出力軸が同軸上に配置される。これにより、モータＭとスピンドル１４が同軸上に配置される。

打撃機構１５は、アンビル１６に回転方向への打撃力を与えるハンマー１５ａと、ハンマー１５ａをアンビル１６へ近づく方向に付勢する圧縮バネ１５ｂを備え、モータＭの回転軸と同軸上に、ハンマー１５ａが回転可能に配置される。

打撃機構１５は、アンビル１６に所定以上の負荷が掛かると、ハンマー１５ａが圧縮バネ１５ｂを圧縮しながら後退することで、アンビル１６とハンマー１５ａとの回転方向の係止が一時的に解除された後、圧縮バネ１５ｂが復元する力でハンマー１５ａが前進すると共に、ハンマー１５ａがアンビル１６を回転方向に打撃する。

アンビル１６は、モータＭの回転軸と同軸上に回転可能に支持され、モータＭの駆動力をスピンドル１４及び打撃機構１５を介して受けて回転すると共に、打撃機構１５により回転方向に打撃される。

アンビル１６は、図示しないビットあるいはソケット等が着脱可能に装着されることで、回転方向への打撃を加えながら被締結物へのネジの締結が可能である。

インパクトドライバ１０Ａは、電動工具本体１１の内部に上述したモータＭ、減速機１３、スピンドル１４、打撃機構１５及びアンビル１６が実装される。インパクトドライバ１０Ａは、グリップ１２の一方の側に電動工具本体１１が設けられ、他方の側に電源部５が取り付けられる形態である。

インパクトドライバ１０Ａは、電源部５がバッテリパックと称される形態で着脱可能に構成されるため、グリップ１２の他方の端部に、電池パック取付部１７を備える。電源部５は、リチウムイオンバッテリ、リチウムフェライトバッテリ、リチウムポリマバッテリ、ニッケル水素バッテリ、ニッカドバッテリ等、充電可能なバッテリで構成される。

＜本実施の形態のスイッチの構成例＞
図３及び図４は、本実施の形態のスイッチの一例を示す構成図、図５及び図６は、本実施の形態のセンサユニットの一例を示す構成図で、次に、各図を参照して、本実施の形態のスイッチ２Ａの詳細について説明する。

インパクトドライバ１０Ａは、グリップ１２において電動工具本体１１の近傍にスイッチ２Ａが設けられる。スイッチ２Ａは、作業者により操作されるトリガ２０Ａと、トリガ２０Ａを介して押圧力を受ける荷重センサ２１Ａを有したセンサユニット２４Ａを備える。

トリガ２０Ａはスイッチ操作部の一例で、図１に示すグリップ１２に取り付けられた支持部２２Ａに、矢印Ｆ及び矢印Ｒで示す方向に移動可能に取り付けられる。本例では、トリガ２０Ａに設けられたピン２００Ａが、支持部２２Ａに設けられた長穴２２０Ａに入ることで、トリガ２０Ａが支持部２２Ａに移動可能に取り付けられると共に、移動量及び移動方向が規制される。

トリガ２０Ａは、一方の側である表面を、指で引く方向に力を加える操作がし易いように、例えば凹状に湾曲した形態として操作受け部２０１Ａが形成される。また、トリガ２０Ａは、他方の側である裏面に、荷重センサ２１Ａ方向に突出した押圧凸部２０２Ａが形成される。

スイッチ２Ａは、トリガ２０Ａとセンサユニット２４Ａの間にコイルバネ２３Ａが設けられ、トリガ２０Ａは、コイルバネ２３Ａにより、荷重センサ２１Ａから離れる方向である矢印Ｆ方向に付勢される。

スイッチ２Ａは、図１に示すグリップ１２を握った手の所定の指である人差指でトリガ２０Ａを引く方向に力が加えられると、コイルバネ２３Ａを圧縮しながら、トリガ２０Ａが矢印Ｒ方向に移動する。また、トリガ２０Ａを引く力を弱めると、コイルバネ２３Ａが復元する力で、トリガ２０Ａが矢印Ｆ方向に移動する。

図７及び図８は、本実施の形態の荷重センサの一例を示す構成図である。荷重センサ２１Ａは、荷重に応じて電気伝導度が変化する感圧導電性弾性部材２１０Ａと、感圧導電性弾性部材２１０Ａの電気伝導度の変化に応じて抵抗値が変化する可変抵抗を形成する基板２１１Ａを備える。荷重センサ２１Ａは、感圧導電性弾性部材２１０Ａ及び基板２１１Ａを覆う封止カバー２１２Ａが取り付けられる。

感圧導電性弾性部材２１０Ａは、ゴム等、非導電性の弾性体中に、カーボン等導電性を有した粒子が分散された構成である。感圧導電性弾性部材２１０Ａは板状で、荷重を受けて撓む方向に弾性変形が可能であると共に、圧縮される方向に弾性変形が可能である。

基板２１１Ａは、感圧導電性弾性部材２１０Ａと対向する一方の面である表面に、互いが絶縁された一対の導体パターンが形成され、各導体パターンに配線２１３Ａが接続される。また、基板２１１Ａは、空気が通過できる程度の径を有して表裏を貫通した緩和部の一例としての連通部２１９Ａを備える。

封止カバー２１２Ａは、感圧導電性弾性部材２１０Ａを押圧する押圧部２１４Ａと、基板２１１Ａの周縁を封止するシール部２１５Ａと、基板２１１Ａに感圧導電性弾性部材２１０Ａを支持する支持部２１６Ａを備える。封止カバー２１２Ａは、ゴム等の弾性体で押圧部２１４Ａ、シール部２１５Ａ及び支持部２１６Ａが一体に構成される。

封止カバー２１２Ａは、感圧導電性弾性部材２１０Ａと対向して内部空間２１８Ａが形成される。押圧部２１４Ａは、内部空間２１８Ａにおいて感圧導電性弾性部材２１０Ａと対向する部位が、感圧導電性弾性部材２１０Ａ方向に突出した凸部で構成される。封止カバー２１２Ａは、押圧部２１４Ａの周囲が可撓部２１７Ａを介してシール部２１５Ａと一体成形される。可撓部２１７Ａは、押圧部２１４Ａ及びシール部２１５Ａに対して肉薄形状で構成され、押圧部２１４Ａが、感圧導電性弾性部材２１０Ａに対して離接する方向への弾性変形を阻害しない。

シール部２１５Ａは、基板２１１Ａの側面及び側面近傍の表面を封止する形状を有する。支持部２１６Ａは、シール部２１５Ａの内周部から感圧導電性弾性部材２１０Ａと基板２１１Ａとの間に突出し、感圧導電性弾性部材２１０Ａの周縁部を基板２１１Ａに対して支持する。

センサユニット２４Ａは、荷重センサ２１Ａが取り付けられ、周囲からの異物の侵入を抑止する侵入抑止部材２４０Ａを備える。侵入抑止部材２４０Ａは、封止カバー２１２Ａを露出させて荷重センサ２１Ａの一方の側を覆う荷重センサカバー部材２４１Ａと、荷重センサ２１Ａの他方の側である封止カバー２１２Ａと反対側の面を封止する荷重センサ支持部材２４２Ａを備える。

荷重センサカバー部材２４１Ａは第１のカバー部材の一例で、封止カバー２１２Ａの押圧部２１４Ａと対向する部位に、荷重センサカバー部材２４１Ａの表裏を貫通した開口部２４３Ａを備える。また、荷重センサカバー部材２４１Ａは、荷重センサ支持部材２４２Ａと対向する側に、封止カバー２１２Ａのシール部２１５Ａの形状と合致した形状の凹部を設けて挟持部２４４Ａを備える。更に、荷重センサカバー部材２４１Ａは、挟持部２４４Ａの外側で荷重センサ支持部材２４２Ａと対向する部位に封止面２４５Ａを備え、封止面２４５Ａを貫通するネジ穴部２４６Ａを備える。

荷重センサ支持部材２４２Ａは第２のカバー部材の一例で、荷重センサ２１Ａの裏面側に、内部空間２１８Ａに対して所定の容積を有し、内部空間２１８Ａとの間で空気が流れる緩和部の一例としての密閉空間２４７Ａが形成される。また、荷重センサ支持部材２４２Ａは、密閉空間２４７Ａの外側で荷重センサカバー部材２４１Ａと対向する部位に封止面２４８Ａを備え、封止面２４８Ａを貫通する穴部２４９Ａを、ネジ穴部２４６Ａの配置に合わせて備える。

センサユニット２４Ａは、荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａの一部に荷重センサ２１Ａの基板２１１Ａの裏面の一部を当接させた状態とし、荷重センサカバー部材２４１Ａの挟持部２４４Ａに荷重センサ２１Ａの封止カバー２１２Ａを入れた状態として、荷重センサカバー部材２４１Ａの封止面２４５Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａと当接させる。そして、ネジ２５Ａを穴部２４９Ａに通してネジ穴部２４６Ａに締結することで、荷重センサカバー部材２４１Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの間に荷重センサ２１Ａが挟持される。

荷重センサカバー部材２４１Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの間に荷重センサ２１Ａが挟持されると、封止カバー２１２Ａは、シール部２１５Ａの一の面である表面が荷重センサカバー部材２４１Ａに圧接され、シール部２１５Ａの他の面である裏面が荷重センサ支持部材２４２Ａに圧接された状態で、シール部２１５Ａが所定量押し潰された状態となる。また、荷重センサ２１Ａは、シール部２１５Ａの内側で、基板２１１Ａが荷重センサカバー部材２４１Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの間に挟持される。よって、封止カバー２１２Ａは、荷重センサカバー部材２４１Ａの封止面２４５Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａとの間におけるシール材としての機能を持つ。

これにより、荷重センサ２１Ａの内部空間２１８Ａが封止されると共に、密閉空間２４７Ａが封止される。また、センサユニット２４Ａは、荷重センサ支持部材２４２Ａから荷重センサ２１Ａの配線２１３Ａを取り出す部位が、シール材２７Ａで封止される。

また、センサユニット２４Ａは、荷重センサ２１Ａの基板２１１Ａを挟んで内部空間２１８Ａと密閉空間２４７Ａが、連通部２１９Ａで連通して、内部空間２１８Ａと密閉空間２４７Ａとの間で空気が流れる。

センサユニット２４Ａは、トリガ２０Ａの移動方向に合わせて、支持部２２Ａに矢印Ｆ及び矢印Ｒで示す方向に移動可能に取り付けられる。センサユニット２４Ａは、支持部２２Ａとの間にコイルバネ２６Ａが入れられて、トリガ２０Ａに近づく方向である矢印Ｆ方向に付勢される。また、センサユニット２４Ａは、支持部２２Ａに設けられたピン２２１Ａに規制部２５０Ａが入ることで、コイルバネ２６Ａに付勢されることによる矢印Ｆ方向の移動量、及び、トリガ２０Ａを介して押圧されることによる矢印Ｒ方向の移動量が規制される。

スイッチ２Ａは、トリガ２０Ａの押圧凸部２０２Ａが、センサユニット２４Ａを構成する荷重センサカバー部材２４１Ａの開口部２４３Ａに入り、荷重センサ２１Ａの封止カバー２１２Ａと対向する。

スイッチ２Ａは、トリガ２０Ａの押圧凸部２０２Ａと、荷重センサ２１Ａの封止カバー２１２Ａとの間に、第１の誤作動抑止空間Ｌ１が形成される。また、スイッチ２Ａは、封止カバー２１２Ａの押圧部２１４Ａと感圧導電性弾性部材２１０Ａとの間に、第２の誤作動抑止空間Ｌ２が形成される。更に、荷重センサ２１Ａは、感圧導電性弾性部材２１０Ａと基板２１１Ａとの間に、絶縁空間Ｌ３が形成される。

＜本実施の形態のスイッチの動作例＞
図９は、本実施の形態のスイッチの動作の一例を示す構成図、図１０は、本実施の形態の荷重センサの動作の一例を示す構成図で、次に、各図を参照して、本実施の形態のスイッチ２Ａの動作について説明する。

スイッチ２Ａは、トリガ２０Ａが引かれていない状態では、感圧導電性弾性部材２１０Ａと基板２１１Ａとの間に絶縁空間Ｌ３が形成されている。スイッチ２Ａは、感圧導電性弾性部材２１０Ａと基板２１１Ａとの間に絶縁空間Ｌ３が形成されている状態では、荷重センサ２１Ａの抵抗値は無限大であり、荷重センサ２１Ａは非導通の状態である。

スイッチ２Ａは、トリガ２０Ａが引かれると、トリガ２０Ａが矢印Ｒ方向に移動することで、第１の誤作動抑止空間Ｌ１が減少し、押圧凸部２０２Ａが封止カバー２１２Ａに接する。更にトリガ２０Ａが引かれると、トリガ２０Ａの押圧凸部２０２Ａが封止カバー２１２Ａを押圧することで、第２の誤作動抑止空間Ｌ２が減少し、封止カバー２１２Ａの押圧部２１４Ａが感圧導電性弾性部材２１０Ａに接する。

更にトリガ２０Ａが引かれると、トリガ２０Ａ、封止カバー２１２Ａを介して感圧導電性弾性部材２１０Ａが押圧されることで、感圧導電性弾性部材２１０Ａが撓む方向に弾性変形して、絶縁空間Ｌ３が減少し、感圧導電性弾性部材２１０Ａが基板２１１Ａに接する。

更にトリガ２０Ａが引かれると、トリガ２０Ａ、封止カバー２１２Ａを介して感圧導電性弾性部材２１０Ａが押圧されることで、感圧導電性弾性部材２１０Ａが基板２１１Ａに接触した状態で、感圧導電性弾性部材２１０Ａが圧縮される方向に弾性変形する。

荷重センサ２１Ａは、感圧導電性弾性部材２１０Ａが押圧されて変形すると、変形量に応じて抵抗値が変化する特性を有する。荷重の増加により感圧導電性弾性部材２１０Ａの変形量が増加して、抵抗値が所定の値に減少すると、荷重センサ２１Ａが導通した状態となる。また、荷重センサ２１Ａが導通した状態から、荷重の更なる増加による感圧導電性弾性部材２１０Ａの変形量の増加に伴い、抵抗値が更に減少する。

上述したように、トリガ２０Ａを介して感圧導電性弾性部材２１０Ａを押圧するため、トリガ２０Ａの移動量Ｌ４に対し、第１の誤作動抑止空間Ｌ１と第２の誤作動抑止空間Ｌ２及び絶縁空間Ｌ３の合計値が少なく構成される。

なお、トリガ２０Ａが押圧されていない初期状態において絶縁空間Ｌ３が確保できれば、第１の誤作動抑止空間Ｌ１と第２の誤作動抑止空間Ｌ２は設けなくても良い。但し、各部品の寸法公差、各部品を組み立てた時の公差の累積等により、トリガ２０Ａが押圧されていない初期状態において、感圧導電性弾性部材２１０Ａに荷重が掛かる可能性を考慮して、第１の誤作動抑止空間Ｌ１と第２の誤作動抑止空間Ｌ２を設ける。

絶縁空間Ｌ３は、人の指でトリガ２０Ａを引くという操作では、感覚的には「０」と見なすことができる。このため、トリガ２０Ａの移動量Ｌ４は、０ｍｍ以上３ｍｍ以下程度に設定される。

感圧導電性弾性部材２１０Ａを備えた荷重センサ２１Ａを使用したスイッチ２Ａでは、摺動式あるいは回転式等、機械的な可変抵抗を備える必要がない。従来、トリガのストロークは、可変抵抗の可動範囲によって決まっていたが、スイッチ２Ａでは、トリガ２０Ａのストロークを決定する際の自由度が向上する。

また、スイッチ２Ａでは、トリガ２０Ａとセンサユニット２４Ａは可動する構成としたが、感圧導電性弾性部材２１０Ａを備えた荷重センサ２１Ａを使用することで、機械的な可変抵抗を備える構成と比較して、部品の可動量を少なくでき、スイッチの小型化を図ることができる。

スイッチ２Ａでは、荷重センサカバー部材２４１Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの間に荷重センサ２１Ａが挟持されると、封止カバー２１２Ａは、荷重センサカバー部材２４１Ａの挟持部２４４Ａにより荷重センサ支持部材２４２Ａに押圧されて、シール部２１５Ａが厚さ方向に押し潰された状態となる。

これにより、シール部２１５Ａの一方の面である表面が荷重センサカバー部材２４１Ａの挟持部２４４Ａに圧接され、シール部２１５Ａの他方の面である裏面が荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａに圧接される。よって、封止カバー２１２Ａは、荷重センサカバー部材２４１Ａの封止面２４５Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａとの間におけるシール材としての機能を持つ。

従って、センサユニット２４Ａは、荷重センサカバー部材２４１Ａの封止面２４５Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａが圧接され、封止カバー２１２Ａのシール部２１５Ａが押し潰されることで、荷重センサ２１Ａの内部空間２１８Ａが封止されると共に、密閉空間２４７Ａが封止される。また、センサユニット２４Ａは、荷重センサ支持部材２４２Ａの密閉空間２４７Ａから荷重センサ２１Ａの配線２１３Ａを取り出す部位が、シール材２７Ａで封止される。

よって、センサユニット２４Ａでは、荷重センサ２１Ａの内部空間２１８Ａに水分や埃が侵入することが抑制されると共に、基板２１１Ａの裏面側の密閉空間２４７Ａに水分や埃が侵入することが抑制されるので、荷重センサ２１Ａの感圧導電性弾性部材２１０Ａ及び基板２１１Ａに対する防水及び防塵構造を実現することができる。また、スイッチ２Ａでは、トリガ２０Ａ及びセンサユニット２４Ａは可動する構成としたが、トリガ２０Ａとセンサユニット２４Ａは独立した部材で、かつ、センサユニット２４Ａの内部に防水、防塵構造を持たせることで、摺動する部位に防水、防塵性を持たせる必要がないので、簡単な構成で、防水、防塵構造を実現できる。

スイッチ２Ａは、トリガ２０Ａを付勢するコイルバネ２３Ａより、センサユニット２４Ａを付勢するコイルバネ２６Ａの方が、反力が強く構成される。これにより、通常の力でトリガ２０Ａを引く操作では、トリガ２０Ａが矢印Ｒ方向に移動することで、トリガ２０Ｂ及び封止カバー２１２Ａを介して感圧導電性弾性部材２１０Ａが押圧される。

但し、封止カバー２１２Ａ及び感圧導電性弾性部材２１０Ａで許容される変形量を超えた場合、更に、トリガ２０Ａに所定以上の大きさの力が掛かった場合には、コイルバネ２６Ａを圧縮させてセンサユニット２４Ａが矢印Ｒ方向に移動し、荷重センサ２１Ａが退避する。

トリガ２０Ａの移動量が最大（＝Ｌ４）となっても、センサユニット２４Ｂが矢印Ｒ方向に移動可能となるように、センサユニット２４Ａの移動量Ｌ５を設定することで、トリガ２０Ａを引く過程のみならず、トリガ２０Ａを引ききった状態であっても、図９に示すように、規制部２５０Ａと支持部２２Ａに設けられたピン２２１Ａとの間に退避許容空間Ｌ６が形成される。これにより、荷重センサ２１Ａが矢印Ｒ方向に退避可能であり、荷重センサ２１Ａに所定以上の荷重が掛かることを抑制することができる。

また、スイッチ２Ａでは、トリガ２０Ａが封止カバー２１２Ａを押圧すると、図１０に示すように、内部空間２１８Ａの容積が減少する。センサユニット２４Ａでは、荷重センサカバー部材２４１Ａの封止面２４５Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａが圧接されることで、密閉空間２４７Ａが封止され、水分や埃の侵入を抑止できる程度になっている。

このため、トリガ２０Ａが封止カバー２１２Ａを押圧することで、内部空間２１８Ａの容積が減少して、内部空間２１８Ａ内の圧力が上昇すると、内部空間２１８Ａ内の空気が、荷重センサカバー部材２４１Ａの封止面２４５Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａとの間から外部に漏れる可能性がある。内部空間２１８Ａの空気が外部に漏れると、トリガ２０Ａによる押圧が解除されたときに、封止カバー２１２Ａの弾性により封止カバー２１２Ａの形状が復元しようとする際、内部空間２１８Ａが負圧になることで、封止カバー２１２Ａの弾性による形状の復元が困難になる可能性がある。

そこで、荷重センサ２１Ａの基板２１１Ａを挟んで、内部空間２１８Ａと密閉空間２４７Ａを連通部２１９Ａで連通させることで、トリガ２０Ａで封止カバー２１２Ａが押圧されたとき、内部空間２１８Ａの空気を密閉空間２４７Ａへ流す。

密閉空間２４７Ａは、内部空間２１８Ａに比較して十分に大きな容積を有するため、内部空間２１８Ａの容積減少分の空気が流れても、圧力上昇は無視できる程度であり、荷重センサカバー部材２４１Ａの封止面２４５Ａと荷重センサ支持部材２４２Ａの封止面２４８Ａとの間からの空気の漏れが十分に抑制される。

これにより、トリガ２０Ａによる押圧が解除されたときに、封止カバー２１２Ａの弾性により封止カバー２１２Ａの形状が復元しようとする際、内部空間２１８Ａが負圧にならず、封止カバー２１２Ａの弾性による形状の復元が確実に行われる。

ここで、緩和部は、トリガ２０Ａで封止カバー２１２Ａが押圧されると、内部空間２１８Ａの空気が移動できる構成を備えていれば良い。また、緩和部は、トリガ２０Ａで封止カバー２１２Ａが押圧されると、例えば、封止カバー２１２Ａを膨張させる等、内部空間２１８Ａ内の圧力上昇に伴い、内部空間２１８Ａあるいは内部空間２１８Ａと連通した空間等を膨張させる構成としても良い。

＜制御部の起動動作例＞
次に、上述したスイッチ２Ａを適用した制御部３の起動動作について、各図を参照して説明する。

制御部３は、スイッチ２Ａの操作により感圧導電性弾性部材２１０Ａが押圧されることで変化する荷重センサ２１Ａの抵抗値Ｒａを検知し、検知した抵抗値に応じた制御信号Ｄｄを出力する。荷重センサ２１Ａの抵抗値Ｒａは、トリガ２０Ａを押圧する力で変化するので、使用者がトリガ２０Ａを操作する加減によった制御信号Ｄｄで、モータＭを制御可能となる。なお、電気部品としてＬＥＤ等の照明装置を備えても良い。

制御回路４は制御部３の起動回路であり、スイッチ２Ａの操作により感圧導電性弾性部材２１０Ａが押圧されることで、荷重センサ２１Ａの抵抗値Ｒａが初期値から所定量減少すると、電源部５から制御部３に電流を流す回路を構成する。

制御回路４は、例えば、トランジスタＴｒ１等で構成される第１のスイッチ回路４１と、トランジスタＴｒ２等で構成される第２のスイッチ回路４２を備える。

上述したように、トリガ２０Ａが押圧されておらず、感圧導電性弾性部材２１０Ａと基板２１１Ａとの間に絶縁空間Ｌ３が形成されている状態では、荷重センサ２１の抵抗値は無限大であり、荷重センサ２１Ａは非導通の状態である。このため、第１のスイッチ回路４１でトランジスタＴｒ１はＯＦＦの状態であり、トランジスタＴｒ１に電流が流れないことで、電源ドライバ５３に電源部５から給電されず、電源ドライバ５３から制御部３に所定の電圧が印加されない。また、制御部３が起動しないことで、第２のスイッチ回路４２でトランジスタＴｒ２はＯＦＦの状態であり、トランジスタＴｒ２に電流が流れない。よって、電源が切れた状態を実現している。

スイッチ２Ａは、トリガ２０Ａが引かれると、絶縁空間Ｌ３が減少して、感圧導電性弾性部材２１０Ａが基板２１１Ａに接する。トリガ２０Ａが更に引かれ、基板２１１Ａに接した感圧導電性弾性部材２１０Ａが所定量圧縮される方向に変形すると、荷重センサ２１Ａが導通した状態となる。

荷重センサ２１Ａが導通した状態となると、第１のスイッチ回路４１でトランジスタＴｒ１がＯＮの状態となり、トランジスタＴｒ１に電流が流れる。トランジスタＴｒ１に電流が流れることで、電源ドライバ５３に電源部５から給電されて、電源ドライバ５３から制御部３に所定の電圧Ｖｃｃが印加され、制御部３が起動する。

制御部３が起動すると、制御部３から電源供給保持信号Ｄｋが出力され、第２のスイッチ回路４２でトランジスタＴｒ２がＯＮの状態となり、トランジスタＴｒ２に電流が流れる。よって、電源供給保持回路４３で第１のスイッチ回路４１のトランジスタＴｒ１をＯＮの状態で保持し、電源部５から電源ドライバ５３への給電を可能とする。

これにより、インパクトドライバ１０Ａ等、電動工具１Ａの使用者がトリガ２０Ａを指で押圧する動作を行うと、トリガ２０Ａを介して荷重センサ２１Ａに掛けられる荷重が低い初期の段階で、制御部３を起動させることができる。

荷重センサ２１Ａは、トリガ２０Ａを介して感圧導電性弾性部材２１０Ａに掛けられる荷重に応じて抵抗値Ｒａが変化する。制御部３は、荷重センサ２１Ａの抵抗値Ｒａが抵抗値検出回路４４から入力され、荷重センサ２１Ａの抵抗値Ｒａに応じて、例えば、パルス幅変調（pulse width modulation：PWM）の出力値を制御した制御信号Ｄｄを駆動回路６に出力して、モータＭを制御する。これにより、トリガ２０Ａを引く力の強弱に合わせてモータＭの回転数を制御することが可能である。

また、トリガ２０Ａを引く力を緩めて、感圧導電性弾性部材２１０Ａと基板２１１Ａとの間に絶縁空間Ｌ３が形成されている状態に戻ると、荷重センサ２１Ａが非導通の状態となる。制御部３は、荷重センサ２１Ａの抵抗値Ｒａが所定の値、本例では無限大と見なす値になったと判断すると、モータＭの回転を停止する制御信号Ｄｄを出力する。これにより、トリガ２０Ａを引く力を所定以下に弱める、または、トリガ２０Ａから指を離すことにより、モータＭの回転が停止する。

制御部３は、荷重センサ２１Ａの抵抗値Ｒａが無限大と見なす値になった後、所定時間の間、電源供給保持信号Ｄｋの出力を継続する。これにより、荷重センサ２１Ａが非導通の状態になっても、電源部５から電源ドライバ５３へ給電が継続され、電源ドライバ５３から制御部３への電圧Ｖｃｃの供給が継続される。

制御部３は、荷重センサ２１Ａの抵抗値Ｒａが無限大と見なす値になった後、所定時間で電源供給保持信号Ｄｋの出力を停止する。これにより、第２のスイッチ回路４２でトランジスタＴｒ２がＯＦＦの状態となり、トランジスタＴｒ２で電流が流れない。また、第１のスイッチ回路４１でトランジスタＴｒがＯＦＦの状態となる。第１のスイッチ回路４１及び第２のスイッチ回路４２の双方がＯＦＦの状態となることで、電源ドライバ５３に電源部５から給電されず、電源ドライバ５３から制御部３に電圧Ｖｃｃが印加されない。よって、電源が切れた状態となる。

従って、制御部３を起動するため、荷重センサ２１Ａとは別のスイッチを設ける必要がなく、荷重センサ２１Ａを使用した１組のスイッチ２Ａで、制御部３の起動と制御部３によるモータＭの制御を行うことができる。

よって、スイッチ２Ａの小型化が可能であり、スイッチ２Ａを小型にできることで、グリップ１２において、スイッチ２Ａが占有する部位を少なくでき、装置全体の小型化を図ることができる。

なお、荷重センサとしては、感圧導電性弾性部材の両面に導体パターンを形成し、感圧導電性弾性部材が圧縮される方向への弾性変形により、感圧導電性弾性部材の表裏で導通の有無及び抵抗値が切り替えられる構成としても良い。

また、以上の説明では、電動工具としてインパクトドライバ例に説明したが、打撃機構を有していない電動ドライバ、電動のこぎり、電動やすり等に適用可能で、これら電動工具でモータの回転を操作する操作部に、各実施の形態のスイッチ２（２Ａ〜２Ｅ）を適用可能である。また、各実施の形態の荷重センサ２１Ａ〜２１Ｅを、モータの回転を操作する操作部以外のスイッチとして備えても良い。更に、電源部は着脱可能なバッテリのみならず、電源ケーブルによるＡＣ電源の供給で動作する構成でも良い。

また、工具としては、空気、ガス等の気体の圧力、油等の液体の圧力で作動する構成であってもよく、バルブの開閉、開度調整を電磁バルブ等の電気部品で制御する構成で、この電気部品の操作を各実施の形態の荷重センサ２１Ａ〜２１Ｅを適用したスイッチで行えるようにしてもよい。

更に、荷重センサとして、感圧導電性弾性部材を使用した例で説明したが、半導体式、歪みゲージ式等の荷重センサを使用しても良い。

１Ａ・・・電動工具、１０Ａ・・・インパクトドライバ、１１・・・電動工具本体、１２・・・グリップ、１３・・・減速機、１４・・・スピンドル、１５・・・打撃機構、１６・・・アンビル、２Ａ・・・スイッチ、２０Ａ・・・トリガ、２１Ａ・・・荷重センサ、２１０Ａ・・・感圧導電性弾性部材、２１１Ａ・・・基板、２１２Ａ・・・封止カバー、２１４Ａ・・・押圧部、２１５Ａ・・・シール部、２１６Ａ・・・支持部、２１８Ａ・・・内部空間、２１９Ａ・・・連通部、２４Ａ・・・センサユニット、２４０Ａ・・・侵入抑止部材、２４１Ａ・・・荷重センサカバー、２４２Ａ・・・荷重センサ支持部材、２４４Ａ・・・挟持部、２４５Ａ・・・封止面、２４７Ａ・・・密閉空間、２４８Ａ・・・封止面

Claims

電気部品を動作させるためのスイッチと、
前記スイッチを操作する手で把持されるハンドル部とを備える工具であって、
前記スイッチは、
操作されるスイッチ操作部と、
前記スイッチ操作部を介して押圧力を受ける荷重センサと、
前記スイッチ操作部を介した押圧力を受けて変形し、前記荷重センサを押圧すると共に、押圧が解除されることで形状が復元可能な弾性体で構成され、前記荷重センサを覆う封止カバーと、
前記封止カバーの変形に伴う前記封止カバーと前記荷重センサとの間の内部空間の圧力上昇を緩和する緩和部と
を備えたことを特徴とする工具。
前記緩和部は、前記内部空間に対し所定の容積を有し、前記内部空間との間で空気が流れる密閉空間を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
前記緩和部は、前記荷重センサの一方の側に形成される前記内部空間に対し、前記荷重センサの他方の側に前記密閉空間が形成されると共に、前記内部空間と前記密閉空間との間を連通させる連通部を備えた
ことを特徴とする請求項２に記載の工具。