JP2018098177A - 電気スイッチ及びその位置センサ - Google Patents

Abstract

【課題】単純化された電気スイッチ及び位置センサを提供する。【解決手段】本発明は、電気機器用の電気スイッチに関する。電気モータの回転方向を変えるために、転換機器が追加的に設けられる。この転換機器は、外部から操作可能であり、触覚素子を特徴とする位置センサを含む。位置センサはその外側部にタペットを含みハウジング内部上に触覚素子を追加的に設けた１つ以上のばねアームを設けられ触覚素子は、対応して築いた縁領域によって位置センサをハウジング内に移動可能に取り付けられる。【選択図】図２

Description

[0002] 本発明は、電気スイッチ及び位置センサに、特に電気モータを有する手動操作型動力工具に使用されるそれに関する。

[0003] 一般に、このタイプの電気スイッチは、電気ドリル、コードレスねじ回し、ハンマードリルなどのような手動操作型の動力工具及び電気器具に用いられ、外部から始動される作動素子によって切換可能な電気回路と、電気モータの回転方向を変えるための転換機器とを含む。回転速度又はトルクのための制御装置及び規則をさらに設けることができる。周知の電気スイッチには、電気モータの回転方向を変える、時計方向から反時計方向に又は逆も同様を意味する、ための転換機器が設けられる。この目的のために、回路基板上に対応する導電路が配置され、転換機器は、回転運動によって外部から操作できる位置センサを含み、位置センサは、スイッチハウジングの内部のシフトレバーに接続される。位置センサが回転を始めると、シフトレバー上に配置された接触舌片が、電気モータの時計方向回転用の回路基板にある導電路、又は反時計方向回転用の回路基板にある導電路の何れかに接続する。この位置センサは触覚素子をさらに含む。

[0004] 従って、単純化された電気スイッチ及び位置センサに対する要望がある。

[0005] 電気スイッチは、詳しくはモータを有する手動操作型動力工具で使用する。この電気スイッチはスイッチハウジングを含む。このハウジングからプランジャが突出し、プランジャは、作動素子に接続されて、電気機器を手動で操作するめに使用される。作動素子の始動により、プランジャが移動し、即ち電気機器のスイッチがオフした初期位置から電気機器のスイッチがオンしたオン位置へ移動し、その理由は、プランジャの移動により、スイッチハウジング内に配置された接触システムの少なくとも１つの接点が切り換わるためである。スイッチハウジング内に回路基板が配置される。この電気スイッチは、回転方向を変えるための機器をさらに含む。この新規な転換機器は、外部から操作可能な位置センサを備える。この位置センサは、２つの接触舌片を有する接触アームに接続され、それにより接触舌片は、位置センサが１つの位置にあるとき、電気モータの時計方向回転用の導電路と相互作用し、又は位置センサが別の位置にあるとき、接触舌片は、モータの反時計方向回転用の導電路と相互作用する。

[0006] 位置センサは、その外側部にタペットを含む。位置センサのうちハウジングに直面する内側部上に、触覚素子を追加的に設けた１つ以上のばねアームが設けられ、触覚素子は、対応して築いた縁領域によって位置センサをハウジング内に移動可能に取り付け、並びに接触アームに接続部を与える。そのような位置センサは、タペット、縁領域及びばねアームが一体のデザインとすることができ、プラスチックで作成される。

[0007] 電気モータの時計方向回転又は反時計方向回転を設定するために、この位置センサは、例えばタペットを用いて外部から直接に、又は外部からアクセス可能なアクチュエータを介して始動される。この設定は、アクチュエータを直線状に押圧移動させ、又は回転運動させて行うことができる。

[0008] 位置センサは少なくとも１つの触覚素子を含み、こうして位置センサを設定する作用に触知フィードバックを与える。本発明に従って、この触覚素子は、位置センサのうちハウジングに直面する内側部に位置するばねアームに配置される。有利な実施形態では、触覚素子は、そのばねアームと一体に設計される。このばねアームには、外向きに作用するばね力があり、結果としてばねアームに設けた触覚素子が、スイッチハウジングに対応して設計された周縁輪郭と、すなわち位置センサを保持するためにスイッチハウジング内に形成された筐体の周縁輪郭と相互作用する。

[0009] 位置センサは、例えば保持接続部によってこの周縁輪郭内に保持される。この目的のために、位置センサの内側部に縁領域が設けられ、縁領域は、そのような接続部を保証し、しかも位置センサの移動を可能にするように設計される。このようにするために、縁領域は、ハウジング側に対応して設計された案内部と相互作用する。

[0010] 位置センサは、様々に設計して、押圧移動によって又は回転運動によって、時計方向回転又は反時計方向回転のために別位置へ移動可能にすることができる。滑り位置センサの場合、スイッチハウジングに、位置センサを保持し及び案内するために凹所が形成される。この場合、位置センサのうちハウジングに直面する内側部に１つ以上のばねアームが設けられ、各々のばねアームは、それらの端部に配置された触覚素子を含み、触覚素子は、ばねアームのばね力により、外側にある位置センサのための前述した筐体の周縁輪郭の凹所に係合する。

[0011]本発明の有利な実施形態では、位置センサは円板の形で作成される。円板は、ハウジング内に回路基板と平行に配置され、スイッチハウジングの筐体内に回転可能に保持される。この場合、位置センサの内側部上に位置するばねアームには半径方向外方に作用するばね力があり、結果として触覚素子は、外側にある丸めた周縁輪郭の凹所に係合できる。触覚素子のための上記ばねアームは、円板の内側部との接続点から円板の周辺に向かう方向に延びる。触覚素子は、ばねアームの自由端に設け、随意的にばねアームと一体に設計される。特に好ましい実施形態では、２つのばねアームが、円板の内側部上に直径方向で対向するように配置される。それぞれの触覚素子は、スイッチハウジング内の筐体、即ち円板のための筐体の周縁輪郭に係合する。２つのばねアームを設けた場合、筐体は２つの輪郭領域を含み、筐体の対向する側部で、各々の輪郭領域はデザインが同じである。

[0012] 筐体のうち位置センサのために設計されたハウジング側の１つの周縁輪郭は、各々の触覚素子につき少なくとも２つの係合凹所を備え、すなわち一方の凹所は、電気モータの時計方向回転を実行する位置センサ位置用であり、他方の凹所は、電気モータの反時計方向回転を実行する位置センサ位置用である。有利には、筐体のうち位置センサ用のハウジング側の周縁輪郭に移動停止部をさらに設け、移動停止部は、位置センサの移動を制限する、すなわち時計方向及び反時計方向の回転ための前述の位置間の移動のみを許可することができる。加えて、別の実施形態では、これらの係合位置間の中立位置のために、追加的な筐体を築くことができる。

[0013] 新規な電気スイッチのための有利で新規な位置センサは、デザインが単純である。触覚素子は、ばねアーム上に配置され、随意的に位置センサと一体に設計することもできる。従来技術の転換機器とは異なり、触覚効果のために、追加部品、特にばねを位置センサ内に取り付ける必要はない。

本発明の１つの実施形態による電気スイッチの斜視図である。 図１の電気スイッチを別の角度から見た斜視図である。 時計方向回転に設置された位置センサの図である。 中立位置に設置された図３の位置センサの図である。 図１のスイッチハウジングの断面図である。 位置センサの斜視図である。 図６の位置センサを別の角度から見た斜視図である。

[0021] 次に、本発明の実施形態の技術的解決策が、本開示の実施形態における添付図面を参照して明確かつ完全に説明される。以下に説明した実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく、ほんの一部であることは明らかである。本開示の実施形態に基づき、当業者によって創造的作業なしに得られる他のあらゆる実施形態は、本発明の保護範囲内に属する。

[0022] ある構成部品が別の構成部品に「固定された」と記載するとき、それは、別の構成部品に直接固定することができ、又は中間の構成部品が存在できることに注意されたい。ある構成部品が別の構成部品に「接続された」と記載するとき、それは、別の構成部品に直接接続することができ、又は中間の構成部品が存在できる。ある構成部品が別の構成部品に「配置された」と記載するとき、それは、別の構成部品に直接配置することができ、又は中間の構成部品が存在できる。

[0023] 全ての技術用語及び科学用語は、別段の定めがない限り、当業者によって理解される通常の意味を有する。この開示で用いる用語は、限定よりもむしろ例示である。この開示で用いる「及び／又は」という用語は、列挙された１つ以上の関連する品目の各々の及び全ての組合せが含まれることを意味する。

[0024] 図１は、本発明の１つの実施形態による電気スイッチ１を示す。電気スイッチ１は、モータを有する手動操作型動力工具及び電気器具で、例えば電気ドリル、コードレスねじ回し、ハンマードリルなどで使用することができる。この目的のために、このスイッチ１は、動力工具のスイッチハウジングに組み込み、電気スイッチ１のプランジャ１３は、例えば、接続部２を介して手動式始動部材に接続する。電気スイッチから電気ケーブル（図示しない）が延び、電気モータに接続される。電気スイッチ１のスイッチハウジング１０の内部にあってタペット４６により外部から調整可能な転換機器４０があり、転換機器４０は、動力工具内のモータの回転方向を設定するために使用され、例えば外部から調整可能な対応するシフトレバーと相互作用する。

[0025] 図１に示す電気スイッチのスイッチハウジング１０は、２つのシェル、即ち上側シェル１１及び下側シェル１２を備える。シェル１１とシェル１２との間に一体型円周シール５０が設けられ、一体型円周シール５０は、開口部１９の領域にリング５１を備える。スイッチハウジング１０内において、プランジャ１３はスライダ１５に接続され、スライダ１５は、回路基板３０の上面３１の上方に移動可能に配置され、直線状の押圧移動を行なうことができる。回路基板３０は、ハウジング１０の内部に位置固定に配置される。このプランジャ１３の押圧移動により、滑り接点１６が、回転速度を規制するために設計され、しかも回路基板３０の上面３１に設けた接触面上で変位する。滑り接点１６の経路の変位により、電気スイッチ１に接続された抵抗が変化し、それ故にモータの回転速度又はトルクが変化する。回路基板３０の上面３１上には、接触システムの滑り接点２０も移動可能に配置され、滑り接点は、回路基板３０の上面３１上の対応する接触面に作用して、接触システムを切り換え、即ちオフ位置からオン位置に変える。プランジャ１３は、この実施例ではばねで荷重を加える。戻しばね６０が作用し、プランジャ１３に圧力が加わらなくなると、プランジャ１３をオフ位置に自動的に戻す。

[0026] 回路基板３０の上面３１の向かい側にある下面３２上に、導電路３５、３６の形態の接触面が同様に設けられる（図２を参照）。これらの導電路３５、３６は、転換機器４０の一部であって接触アーム４１の接触舌片４２と接触し、これは、導電路３５にモータの反時計方向回転のための接触ブリッジが形成され、又は接触アーム４１の別の位置において、導電路３６にモータの時計方向回転のための接触ブリッジが形成されることを意味する。時計方向回転又は反時計方向回転の設定は、内側に接触アーム４１が配置された位置センサ４３を用いて達成される。図７からより良く理解されるように、この接触アーム４１のための取付スリット４７が位置センサ４３の下面に位置する。接触アーム４１は、ぴったりばめ又は締まりばめによってこの取付スリット４７内に保持することができる。

[0027] 位置センサ４３は、スイッチハウジング１０の筐体１８内に保持され、少なくとも１つの実施形態では、筐体１８は、スイッチハウジング１０の下側シェル１２に位置する。少なくとも１つの実施形態では、位置センサ４３は、円板４５と、円板４５の外側部に設けられて円板４５を回転始動するためのタペット４６とを備える。タペット４６は、電気機器のハウジングから直接突出し、又は好ましくは、外部から調整可能なシフトレバーに接続される。電気モータの回転方向を転換するために、タペット４６を移動させると、円板４５は、電気モータの時計方向回転又は反時計方向回転を設定するために、スイッチハウジング１０の筐体１８内で回転する。

[0028] 円板４５の内側面を図６に示す。円板４５のこの内側面上に縁領域４４が配置され、円板４５を、ハウジング１０の筐体１８内に移動可能に取り付ける。これらの縁領域４４は筐体１８内に突出し、これらの縁領域４４のそれらの外側縁４４１の外端はフック形に設計され、こうして外端により、位置センサ４３がスイッチハウジングの筐体１８に保持可能になる。少なくとも１つの実施形態では、円板４５は、回転運動の間に及び個々の回転位置で、クランプ又はラッチ接続部によって筐体１８内に保持される。これらの縁領域４４は、このように、その接続部で要求される弾性に十分なほど薄く設計されるが、それらが円板４５を筐体１８内にしっかり保持するのに十分なほど厚く設計される。筐体１８には、係合領域４４のフック形端部のために、対応する案内部を設ける。

[0029] 図６から理解できるように、円板４５の下面上に、２つのばね４９がさらに配置される。ばね４９の一端は円板４５に接続する。少なくとも１つの実施形態では、ばねアーム４９は、円板４５と一体に設計される。ばねアーム４９は円周方向に延び、ばねアーム４９の自由端に触覚素子４８が設けられる。触覚素子４８は、ばねアーム４９を越えて外方に突出し、ばねアーム４９のばね力によって外方に押される。触覚素子４８の目的は、位置センサ４３の個々の回転位置に触知フィードバックを与えることである。

[0030] 位置センサ４３の円板４５は、スイッチハウジング１０の筐体１８内に回転可能に取り付ける。図３は、筐体１８に挿入された位置センサ４３を下方から見た図である。筐体内の触覚素子４８は、ばねアーム４９によって半径方向外方に押され、触覚素子４８は、対応する凹所内に即ち図３の凹所Ｒ内に押し込まれる。位置センサ４３のこの回転位置では、接触片４１の接触舌片４２は、電気モータを時計方向に回転する回路基板３０上の導電路３６と接触する。位置センサ４３が外部のタペット４６によって即ち矢印方向に回転すれば、図４に示す回転位置に到達し、そこは、触覚素子４８が中立位置のために凹所に係合する場所であり、電気モータは移動しない。さらに回転すると、触覚素子４８は、凹所Ｌ内に係合可能となる。この位置では、接触舌片４２は、電気モータの反時計方向回転のための導電路３５と接触する。少なくとも１つの実施形態では、筐体１８の周縁輪郭１８１は、図５にさらに良く見ることができ、すなわち筐体１８の直径方向で対向する２つの側面上の凹所Ｒ、０及びＬを備え、同様に位置センサ４３上に直径方向で対向するように配置された、２つの触覚素子４８と相互作用している。少なくとも、１つの実施形態では、凹所の数は３つであるが、他の実施形態では、凹所の数は、生産されるスイッチハウジング１０の形式に左右されることを理解されたい。

[0031] さらに、周縁輪郭１８１上に停止部１８２を築く。これらの停止部１８２は、円板４５の回転運動を制限するように構成され、触覚素子４８が凹所Ｌ内に係合するとすぐに、位置センサ４３はその後退のみが可能であることを意味し、その理由は、縁領域４４の外縁４４１がこの停止部１８２に衝突してこれによって阻止され、こうして円板４５がさらに回転することを防止するためである。

[0032] 位置センサ４３の個々の部品、すなわちこの場合、タペット４６を有し、縁領域４４を有し、並びにばねアーム４９を有する円板４５は、プラスチックから造ることが有利である。一般的なプラスチック材料は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、及び／又はポリスチレンを含む。

[0033] 本発明は、上記実施形態に制限されない。上記実施例における位置センサは、スイッチハウジング１０内に回転可能に取り付けた円板４５として築いた。しかしながら、位置センサを、電気モータの時計方向回転又は反時計方向回転のための様々な位置へ、押圧移動によって移動させることは同様に可能である。一方、位置センサの内側部に１つ以上のばねアームを設けることができ、ばねアームはそれぞれの端部上に配置された触覚素子を外方に押して、筐体のうちそのような位置センサ４３のために作成した対応する輪郭に当てる。

[0034] 上記実施形態は、本発明の技術的解決法を例示するに過ぎず、本発明を制限することを意図しない。本発明は、上記好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更をなし得ることは当然である。

１ スイッチ
２ 接続部
１０ スイッチハウジング
１１ 上側シェル
１２ 下側シェル
１３ プランジャ
１５ スライダ
１６ 滑り接点
１９ 開口部
２０ 滑り接点
３０ 回路基板
３１ 上面
３２ 下面
４０ 転換機器
４１ 接触アーム
４２ 接触舌片
４４ 縁領域
４８ 触覚素子
５０ 円周シール
５１ リング
６０ 戻しばね

Claims (15)

1. ハウジング内に保持された位置センサであって、
   少なくとも１つのばねアームであって、その一端が前記位置センサに固定され、その他端が自由端であるばねアームと、
   前記ばねアームの前記自由端に設けた触覚素子であって、前記位置センサの個々の回転位置に触知フィードバックを与えるように構成された触覚素子、とを備え、
   前記触知フィードバックは、前記ばねアームのばね力によって前記ハウジングに押し付けられた前記触覚素子によって発生する、ことを特徴とする位置センサ。
2. 前記触覚素子は、前記ばねアームと一体に設計される、請求項１に記載の位置センサ。
3. 電気モータを有する電気器具に適用される電気スイッチであって、
   前記電気スイッチのスイッチハウジングに位置した回路基板であって、前記電気モータの時計方向回転のための導電路、及び前記電気モータの反時計回転のための導電路が配置された回路基板と、
   前記電気モータの回転方向を変えるために、一方の前記導電路に移動可能に接触して、外部から操作可能に構成された転換機器と、を備え、
   前記転換機器は位置センサを備え、前記位置センサは少なくとも１つのばねアーム及び触覚素子を備え、前記ばねアームの一端は前記位置センサに固定され、前記ばねアームの他端は自由端とされ、前記触覚素子は、前記ばねアームの前記自由端に設け、前記触覚素子は、前記位置センサの個々の回転位置に触知フィードバックを与えるように構成され、
   前記触知フィードバックは、前記ばねアームのばね力によって前記ハウジングに押し付けた触覚素子によって発生し、
   前記転換機器が異なる導電路に接続されると、前記位置センサの前記個々の回転位置は異なる、ことを特徴とする電気スイッチ。
4. 前記位置センサは一体に形成される、請求項３に記載の電気スイッチ。
5. 前記スイッチハウジングは、前記触覚素子を様々な位置に位置決めするために、少なくとも１つの凹所を持つ周縁輪郭を備える、請求項３に記載の電気スイッチ。
6. 前記触覚素子は、前記ばねアームを越えて外方に突出する、請求項３に記載の電気スイッチ。
7. 前記転換機器は、少なくとも１つの接触舌片を有する接触片を備え、前記接触舌片は、前記位置センサが１つの位置にあるとき、前記電気モータの時計方向回転用の導電路と相互作用し、又は前記位置センサが別の位置にあるとき、前記電気モータの前記反時計方向用の導電路と相互作用する、請求項３に記載の電気スイッチ。
8. 前記ばねアームは、前記位置センサの内側部に配置され、前記位置センサの外側部に始動用タペットが設けられ、前記タペットは、前記電気モータの前記回転方向を外部から設定するように構成される、請求項３に記載の電気スイッチ。
9. 前記位置センサは円板であり、前記円板の内側部に設けた触覚素子を持つ２つのばねアームが存在し、前記ばねアームは直径方向で対向するように配置され、前記円板が回転運動すると、各々の前記ばねアームは、前記スイッチハウジングのうち前記周縁輪郭と同じデザインとされた領域と相互作用する、請求項５に記載の電気スイッチ。
10. 前記位置センサの内側部に縁領域が配置され、前記スイッチハウジングに突出して、前記位置センサと前記スイッチハウジングとの間の係合接続部を保証する、請求項９に記載の電気スイッチ。
11. 前記縁領域は弾性に設計され、前記縁領域の自由な外側縁はフック形に設計される、請求項１１に記載の電気スイッチ。
12. 前記円板の回転運動は、前記スイッチハウジングの前記周縁輪郭の領域にある少なくとも１つの停止部によって制限される、請求項１０に記載の電気スイッチ。
13. 前記位置センサは、前記タペット、前記縁領域及び前記ばねアームと一体に設計され、プラスチックで作成される、請求項１０に記載の電気スイッチ。
14. 前記位置センサの前記内側部に、前記接触アームを保持するために取付スリットが配置される、請求項１０に記載の電気スイッチ。
15. 前記スイッチハウジングに、前記電気モータの前記回転速度又は前記トルクを設定するための機器が追加的に設けられ、前記機器は、前記回路基板の一面をスイッチオンするための接触システムと一緒に配置され、前記位置センサは、前記回路基板の前記他面に配置される、請求項３に記載の電気スイッチ。

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