JP2021136153A - トリガスイッチおよび電動装置 - Google Patents

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拓未 藤原
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泰基 小山
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一志 前田
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Abstract

【課題】防塵および防水性能に優れ、かつ、組み立てが容易なトリガスイッチおよび電動装置を提供する。【解決手段】正逆切替レバー12は、上レバー部材12Aと下レバー部材12Bとの2部材で構成されている。上レバー部材12Aは、上部筐体11Aに対して回転自在に軸支される回転軸121を有し、上部筐体11Aに上方から取り付けられる。下レバー部材12Bは、回転軸121に対し、上部筐体11Aの下方から取り付けられる。Oリング16は、回転軸121の周囲に嵌め込まれ、その全周が上レバー部材12Aと上部筐体11Aとの間に挟まれて配置される。下レバー部材12Bは、回転軸121に対して固定的に取り付けられ、上レバー部材12Aと上部筐体11Aとの間の距離を規定することで、Oリング16の全周に対し軸方向における圧接力を与える。【選択図】図5

Description

本発明は、トリガを押し込むことにより駆動部を駆動させるトリガスイッチ、およびトリガスイッチを用いた電動装置に関する。
電動装置(例えば、電動ドライバなどの電動工具)において、トリガスイッチが一般的に用いられている。電動装置に使用されるトリガスイッチは、ユーザがトリガを押込操作することでモータへの電源がオンとなって電動装置を駆動させ、トリガの押込操作を解除することでモータへの電源がオフとなって電動装置を停止させる。また、トリガスイッチには、駆動部の駆動方向、例えば、電動ドライバの回転方向の正逆を切り替える正逆切替レバーなどの操作レバーを備えているものがある(例えば、特許文献1)。
独国特許出願公開第102018127261号明細書
操作レバーを備えるトリガスイッチでは、操作レバーの回転軸がトリガスイッチの筐体において回転自在に軸支されるが、回転軸の周囲の防塵および防水機能を得るためにOリングなどのシール部材が使用される。この場合のシール部材は、シール部分に対して十分な圧接力が与えられることによって防塵および防水機能を得るものであるが、シール部材に対して十分な圧接力を与えながら、トリガスイッチの組立性を向上することは容易ではない。
例えば、特許文献1の構成では、操作レバーが1つの部品によって構成されている。このため、操作レバーの回転軸を軸支する筐体が2つの部品に分割され、当該筐体は操作レバーの回転軸を2つの部品で挟み込みようにして軸支する構成となる。この場合、一方の筐体部品の所定位置に操作レバーを嵌め込んだ状態で、他方の筐体部品を組み付ける際に、操作レバーが筐体部品から離脱しやすく、組立性が悪いという問題がある。
さらに、2つの部品に分割された筐体では、操作レバーの回転軸の周囲で2つの部品間に隙間が発生し、この隙間によってトリガスイッチの防塵および防水性能が低下するといった問題もある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、防塵および防水性能に優れ、かつ、組み立てが容易なトリガスイッチおよび電動装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様であるトリガスイッチは、電動装置に組み込まれて使用されるトリガスイッチであって、前記電動装置に組み込まれる筐体と、前記筐体に対して回動可能に取り付けられる操作レバーと、前記操作レバーの取付箇所をシールするシールリングと、を備えており、前記筐体における前記操作レバーの取付側を上とする場合、前記操作レバーは、前記筐体に対して回転自在に軸支される回転軸を有し、前記筐体に上方から取り付けられる上レバー部材と、前記回転軸に対し、前記筐体の下方から取り付けられる下レバー部材との2部材で構成されており、前記シールリングは、前記回転軸の周囲に嵌め込まれ、その全周が前記上レバー部材と前記筐体との間に挟まれて配置され、前記下レバー部材は、前記回転軸に対して固定的に取り付けられ、前記上レバー部材と前記筐体との間の距離を規定する構成であることを特徴としている。
上記の構成によれば、下レバー部材を回転軸の所定位置に固定することで、下レバー部材は筐体を上レバー部材側に押しつける作用を有することができる。これによって、シールリングの全周(すなわち回転軸周囲の全周)に対し、軸方向における十分な圧接力を与えることができ、シールリングが十分なシール効果を発揮することでトリガスイッチに優れた防塵および防水機能を持たせることができる。また、シールリングにおける圧接力を与えるための組立手順も簡易なものとすることができる。
また、上記トリガスイッチでは、前記筐体の外観は、上部筐体と下部筐体との2部材で構成され、前記操作レバーおよび前記シールリングは、前記上記筐体に取り付けられる構成とすることができる。
上記の構成によれば、操作レバーの取り付けが上部筐体に対して行われ、操作レバーを上部筐体に取り付けた後は、操作レバーが上部筐体に対して容易に外れることはない。このため、上部筐体と下部筐体との組立段階で操作レバーが離脱することはなく、トリガスイッチの組立性を向上させることができる。
また、上記トリガスイッチでは、前記上レバー部材および前記下レバー部材は、互いに異なる材料で形成されている構成とすることができる。
上記の構成によれば、上レバー部材および下レバー部材を、それぞれの部材に適した材料で形成することができる。
また、上記の課題を解決するために、本発明の第2の態様である電動装置は、上記記載のトリガスイッチを備えていることを特徴としている。
本発明のトリガスイッチおよび電動装置は、操作レバーを上レバー部材と下レバー部材との2部材で構成することで、トリガスイッチに優れた防塵および防水機能を持たせ、かつ、トリガスイッチの組立性を向上させることができるといった効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るトリガスイッチの外観を示す図であり、トリガスイッチを前方斜め上から見た斜視図である。 トリガスイッチの分解斜視図である。 トリガスイッチの縦断面図である。 図2に記載された筐体と正逆切替レバーとの組立体を、さらに分解して示す分解斜視図である。 (a)〜(d)は、正逆切替レバーの上部筐体への取付手順を示す斜視図である。 トリガスイッチを適用する電動工具における、メイン筐体の概略構成を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
<適用例>
本願記載のトリガスイッチは、電動ドライバ、電動レンチ、電動グラインダ等の電動工具を初めとする様々な電動装置に適用される。以下に例示する実施形態では、このようなトリガスイッチを、図面を参照しながら説明する。
<実施形態>
図1は、本実施形態に係るトリガスイッチ1の外観を示す図であり、トリガスイッチ1を前方斜め上から見た斜視図である。図2は、トリガスイッチ1の分解斜視図である。図3は、トリガスイッチ1の縦断面図である。トリガスイッチ1は、電動装置の操作者が操作するスイッチであり、操作者がトリガスイッチ1のトリガ10を押し込む押込操作をすることにより、電動装置に内蔵された電動モータ等の駆動部(図示せず)が駆動する。
図1に示すように、トリガスイッチ1は、電動装置に組み込まれ、トリガ10を押込可能に保持する筐体11と、操作者が押込操作可能なトリガ10とを備えている。また、トリガスイッチ1は、駆動部の駆動方向、例えば、電動ドライバの回転方向の正逆を切り替える正逆切替レバー12を備えている。尚、以降の説明において、トリガスイッチ1の方向については、トリガ10が取り付けられた方を前、筐体11側を後、正逆切替レバー12側を上、正逆切替レバー12の反対側を下として表現するが、これらは説明の便宜上の方向であり、トリガスイッチ1の使用の際の方向を限定するものではない。
図2,3に示すように、トリガ10は、操作者が押込操作を行うときに力が加えられるトリガ本体101と、トリガ本体101から後方側(すなわち押込方向側)に延設されたトリガシャフト102とを含んでいる。筐体11は、前面側において開口したシャフト挿入口111と、シャフト挿入口111の後方に形成されたシャフト収容室112とを有している。シャフト挿入口111は、筐体11に対してトリガシャフト102を挿入させるための開口である。シャフト収容室112は、トリガ10の押込操作時に、トリガシャフト102の移動スペースとなる空間である。また、詳細な説明は省略するが、シャフト収容室112内には、トリガ10が押込操作されたときに、電動装置の駆動部を駆動させるためのスイッチ等が配置されている。
シャフト収容室112は、前方側がシャフト案内部112A、後方側がストッパ案内部112Bとなっている。シャフト案内部112Aは、その内径がトリガシャフト102の外径とほぼ同径(僅かな隙間があってもよい)となっており、トリガ10の軸方向に沿った移動(摺動)を案内する。トリガシャフト102の後端にはストッパ部材15が取り付けられ、ストッパ部材15はストッパ案内部112B内での移動のみが許容されるようになっている。これにより、トリガ10の筐体11からの抜け落ちが防止される。
また、トリガ10と筐体11との間において、トリガシャフト102の外側には圧縮バネ13が嵌め込まれ、圧縮バネ13のさらに外側にはシール部材14が嵌め込まれる。これにより、シール部材14はトリガシャフト102および圧縮バネ13を覆うように配置される。圧縮バネ13は、トリガ本体101の後面と筐体11の前面との間に配置され、トリガ10に対して前方側(すなわち押込方向と反対側)への付勢力を与えている。操作者がトリガ10の押込操作を行う場合には、トリガ10は圧縮バネ13の付勢力に抗して後方に移動する。操作者がトリガ10の押込操作を解除すると、トリガ10は圧縮バネ13の付勢力によって前方に移動し、初期位置に戻るようになっている。
シール部材14は、トリガシャフト102および圧縮バネ13の外周を覆うように配置される略円筒状の部材である。シール部材14の前端面には、トリガシャフト102の外径とほぼ同径の開口141が設けられており、開口141にトリガシャフト102が挿入されるようになっている。また、開口141の周囲はフランジ部142となっており、フランジ部142は、トリガ本体101の後面と圧縮バネ13の前端との間で挟まれるように配置される。言い換えれば、圧縮バネ13は、シール部材14のフランジ部142を介してトリガ10に付勢力を与えるようになっている。シール部材14の後端は、シャフト挿入口111の周囲を完全に覆うようにして、筐体11の前面に取り付けられる。さらに、シール部材14の胴部は、トリガ10の移動に伴って軸方向の伸縮が容易に生じるように蛇腹状に形成されている。
トリガスイッチ1の組み立ては、例えば以下の手順で行うことができる。まず、トリガ10のトリガシャフト102にシール部材14を嵌め込み、さらに、トリガシャフト102とシール部材14との間に圧縮バネ13を挿入する。次に、圧縮バネ13およびシール部材14が嵌め込まれたトリガシャフト102を、シャフト挿入口111から筐体11に差し込み、トリガシャフト102の後端にストッパ部材15を取り付ける。尚、図2では、筐体11を一体的な1つの部材として記載しているが、実際には、筐体11は、複数の部品を組み立てて構成される。そして、トリガシャフト102へのストッパ部材15の取り付けは、組み立て前の筐体11の一部の部品(図4に示す下部筐体11B)に対してトリガシャフト102が差し込まれた状態で行うことができる。最後に、筐体11の組み立てを完了することで、トリガスイッチ1が完成する。
上記構成のトリガスイッチ1は、シール部材14によって防塵および防水性能に優れたものとされている。すなわち、シール部材14は、トリガ10と筐体11との間でトリガシャフト102を覆うことにより、トリガシャフト102の摺動部分(トリガシャフト102とシャフト案内部112Aとの摺動面)に塵芥が入り込むことを防止できる。また、シール部材14は、圧縮バネ13を防水できるだけでなく、トリガシャフト102とシャフト案内部112Aとの隙間からトリガスイッチ1の内部に水分が侵入することも防止できる。このように、トリガスイッチ1に防塵および防水機能を持たせることで、トリガスイッチ1を組み込んだ電動装置側において過度なシール保護が不要となり、電動装置における設計の自由度を高めることができる。
また、トリガスイッチ1では、トリガシャフト102の外側に圧縮バネ13を嵌め込むことで、トリガスイッチ1の小型化を図ることができる。トリガ10に付勢力を与える圧縮バネ13は、筐体11内部(例えばトリガシャフト102の後方)に配置することも可能であるが、このような構成では、トリガシャフト102の軸方向に圧縮バネ13の配置スペースが必要となり、トリガスイッチ1の小型化が阻害される。トリガシャフト102の外側に圧縮バネ13を嵌め込むことで、筐体11内部における圧縮バネ13の配置スペースが省略でき、トリガスイッチ1の小型化に寄与する。
また、シール部材14による防塵および防水性能をより高めるためには、シール部材14の少なくとも一部をトリガ10に対して圧着させ、十分なシール効果を得る必要がある。トリガスイッチ1では、圧縮バネ13の付勢力をシール部材14のフランジ部142に作用させることにより、シール部材14の前端面をトリガ本体101の後面に圧着させることができ、十分なシール効果を得ることができる。また、通常は、シール部材14がトリガシャフト102に対する正規の位置(シール部材14の前端面がトリガ本体101の後面に接触する位置)まで嵌入されているか否かを検査する検査工程が必要である。これに対し、上記構成のトリガスイッチ1では、圧縮バネ13の付勢力がシール部材14を正規の位置に保持するように作用するため、上記検査工程を省略することも可能となる。
続いて、正逆切替レバー12を含む筐体11の構造について、より詳細に説明する。図3に示すように、正逆切替レバー12は、筐体11に対して回転自在に軸支される回転軸121を有しており、回転軸121の周囲にOリング(シールリング)16が嵌め込まれている。すなわち、Oリング16は、正逆切替レバー12の回転軸121と筐体11との間で防塵および防水機能を得るために設けられている。
Oリング16により十分な防塵および防水機能を得るためには、Oリング16の全周(すなわち回転軸121周囲の全周)に対して、少なくとも1方向における十分な圧接力を与える必要がある。本実施形態に係るトリガスイッチ1は、回転軸121の軸方向において、Oリング16の全周に十分な圧接力を与えることができる構成となっている。また、トリガスイッチ1は、筐体11に正逆切替レバー12を取り付ける際の組立性を向上できる構成となっている。
図4は、図2に記載された筐体11と正逆切替レバー12との組立体を、さらに分解して示す分解斜視図である。図4に示すように、筐体11は、上部筐体11A、下部筐体11B、および回路基板部11Cにさらに分解できる。また、正逆切替レバー12は、上レバー部材12Aおよび下レバー部材12Bにさらに分解することができる。
上レバー部材12Aは上述の回転軸121を有しており、上部筐体11Aには回転軸121を回転自在に軸支するための軸穴部113が形成されている。回転軸121は、軸の一部に断面矩形状の係合軸部121aを有しており、係合軸部121aの下方(回転軸121の先端)が係合軸部121aよりも径の太い鍔部121bとなっている。下レバー部材12Bは、回転軸121への取り付けのための取付穴122を有している。取付穴122は、前方側に係合穴部122aが形成され、後方側に係合穴部122aと連続するよう挿入穴部122bが形成されている。係合穴部122aは、前後方向と直交する方向において係合軸部121aと同じ幅を有している。挿入穴部122bは、鍔部121bが挿入可能な大きさの穴とされている。
また、下レバー部材12Bの下面には、回路基板部11Cの接点の役割を果たすブラシ123(図5参照)が取り付けられている。また、上部筐体11Aの下面後方には、板バネ114(図5参照)が取り付けられ、下レバー部材12Bの後端には凹部124(図5参照)が形成されている。板バネ114および凹部124は、正逆切替レバー12の基準位置での保持、および正逆切替レバー12の切り替え時におけるクリック感の付与のために設けられている。
正逆切替レバー12は、回転軸121を軸穴部113に貫通させるようにして上部筐体11Aに取り付けられるが、その取付手順を図5を参照して以下に説明する。
まず、上レバー部材12Aの回転軸121にOリング16が取り付けられ、その後、回転軸121を軸穴部113に貫通させるようにして、上レバー部材12Aが上部筐体11Aに対して上方から取り付けられる(図5(a)から図5(b))。
続いて、上レバー部材12Aの回転軸121に、下レバー部材12Bが上部筐体11Aに対して下方から取り付けられる(図5(b)から図5(c))。このとき、回転軸121は、下レバー部材12Bの取付穴122に対して挿入穴部122bから挿入される。
最後に、下レバー部材12Bを回転軸121に対して後方側にスライド移動させ、回転軸121の係合軸部121aに、取付穴122の係合穴部122aを係合させる(図5(c)から図5(d))。これにより、下レバー部材12Bが上レバー部材12Aに対して回動不能に取り付けられ、下レバー部材12Bが上レバー部材12Aに固定される。上レバー部材12Aの上部筐体11Aへの取り付けが終了すると、上部筐体11A、下部筐体11Bおよび回路基板部11Cを組み合わせて筐体11を組み立てることができる。具体的には、トリガ10が取り付けられた下部筐体11Bに回路基板部11Cを組み付け、さらにその上に正逆切替レバー12が取り付けられた上部筐体11Aを組み付ける。
上述したように、正逆切替レバー12の回転軸121の周囲の防塵および防水機能は、Oリング16によって得られる。このOリング16は、その全周が上レバー部材12Aと上部筐体11Aとの間に挟まれて配置される。そして、上部筐体11Aの下方では、下レバー部材12Bが回転軸121に取り付けられており、下レバー部材12Bは上レバー部材12Aと上部筐体11Aとの間の距離が開くことを防止する(上レバー部材12Aと上部筐体11Aとの間の距離を規定する)作用を有する。言い換えれば、回転軸121における係合軸部121aを適切な位置に設け、下レバー部材12Bを回転軸121の所定位置に固定することで、下レバー部材12Bは上部筐体11Aを上レバー部材12A側に押しつける作用を有することができる。これによって、Oリング16の全周(すなわち回転軸121周囲の全周)に対し、軸方向における十分な圧接力を与えることができるようになっている。その結果、Oリング16が十分なシール効果を発揮でき、トリガスイッチ1に優れた防塵および防水機能を持たせることができる。
また、Oリング16におけるシール効果を高めるための圧接力は、下レバー部材12Bの係合穴部122aを回転軸121の係合軸部121aに係合させることによって得られる。すなわち、Oリング16における圧接力は、図5(c)から図5(d)への組立段階での下レバー部材12Bのスライド移動によって生じるものであり、それ以前の段階ではOリング16に圧接力は生じていない。したがって、Oリング16における圧接力を与えるための組立手順も簡易なものとなる。
さらに、上述した組立手順では、正逆切替レバー12の取り付けが上部筐体11Aに対して行われ、正逆切替レバー12を上部筐体11Aに取り付けた後は、正逆切替レバー12が上部筐体11Aに対して容易に外れることはない。このため、筐体11(上部筐体11A、下部筐体11Bおよび回路基板部11C)の組立段階で正逆切替レバー12が離脱することはなく、トリガスイッチ1の組立性を向上させることができる。
また、上部筐体11Aの正逆切替レバー12の取り付け段階において組立不良が発生した場合、この組立不良によって廃棄対象となるのは上部筐体11Aと正逆切替レバー12とであり、下部筐体11Bや回路基板部11Cは廃棄対象とならない。これにより、組立不良による廃棄範囲を減らすことができ、廃棄ロスの削減に繋がる。
また、上記構成のトリガスイッチ1では、正逆切替レバー12が上レバー部材12Aと下レバー部材12Bとの2つの部材に分割されており、上レバー部材12Aと下レバー部材12Bとで上部筐体11Aを挟み込んでいる。この構成では、正逆切替レバー12の回転軸121が挿入される軸穴部113は、1つの部材、すなわち上部筐体11Aのみに形成することができる。その結果、回転軸の周囲で筐体における隙間が発生することはなく、これによってもトリガスイッチの防塵および防水性能を高めることができる。無論、回転軸の周囲で筐体における隙間が発生しなければ、この隙間を超音波溶着やレーザ溶着等によって塞ぐ工程も不要となる。
また、正逆切替レバー12を上レバー部材12Aと下レバー部材12Bとの2つの部材に分割する場合、これら2つの部材を異なる材料にて形成することも可能となる。例えば、下レバー部材12Bは、筐体11内部で回路基板部11Cとの接続回路(充電部)として機能するため、その材料を難燃材とすることでトリガスイッチ1の安全性を高めることができる。一方、上レバー部材12Aの材料は、例えば、レーザ光を透過するような透過材とすることができる。上レバー部材12Aを透過材とすることで、トリガスイッチ1の組み立て後、上レバー部材12Aを透過するレーザ光によって筐体11に対するレーザ溶着を行うことも可能となる。すなわち、筐体11は、上部筐体11Aと下部筐体11Bとに分割されているため、これらの接合部分は組み立て後にレーザ溶着等によって隙間を塞ぐことが好ましい。
図6は、本実施形態1に係るトリガスイッチ1を適用する電動工具(電動装置)における、メイン筐体2の概略構成を示す斜視図である。電動工具のメイン筐体2は、その使用時に操作者が握る取っ手部21と、電動工具の機能本体部(図示省略、電動ドライバや電動レンチ等の本体)を取り付ける本体保持部22とを備えている。トリガスイッチ1は、取っ手部21に組み込まれ、取っ手部21を握る操作者が操作し易い位置にてトリガ10を露出させている。電動工具の機能本体部は、メイン筐体2の内部でトリガスイッチ1と電気回路的に接続される。
今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
1 トリガスイッチ
10 トリガ
101 トリガ本体
102 トリガシャフト
11 筐体
11A 上部筐体
11B 下部筐体
11C 回路基板部
111 シャフト挿入口
112 シャフト収容室
112A シャフト案内部
112B ストッパ案内部
113 軸穴部
114 板バネ
12 正逆切替レバー
12A 上レバー部材
12B 下レバー部材
121 回転軸
121a 係合軸部
121b 鍔部
122 取付穴
122a 係合穴部
122b 挿入穴部
123 ブラシ
124 凹部
13 圧縮バネ
14 シール部材
141 開口
142 フランジ部
15 ストッパ部材
16 Oリング(シールリング)
2 メイン筐体
21 取っ手部
22 本体保持部

Claims (4)

  1. 電動装置に組み込まれて使用されるトリガスイッチであって、
    前記電動装置に組み込まれる筐体と、
    前記筐体に対して回動可能に取り付けられる操作レバーと、
    前記操作レバーの取付箇所をシールするシールリングと、を備えており、
    前記筐体における前記操作レバーの取付側を上とする場合、
    前記操作レバーは、前記筐体に対して回転自在に軸支される回転軸を有し、前記筐体に上方から取り付けられる上レバー部材と、前記回転軸に対し、前記筐体の下方から取り付けられる下レバー部材との2部材で構成されており、
    前記シールリングは、前記回転軸の周囲に嵌め込まれ、その全周が前記上レバー部材と前記筐体との間に挟まれて配置され、
    前記下レバー部材は、前記回転軸に対して固定的に取り付けられ、前記上レバー部材と前記筐体との間の距離を規定する構成であることを特徴とするトリガスイッチ。
  2. 請求項1に記載のトリガスイッチであって、
    前記筐体の外観は、上部筐体と下部筐体との2部材で構成され、
    前記操作レバーおよび前記シールリングは、前記上記筐体に取り付けられることを特徴とするトリガスイッチ。
  3. 請求項1または2に記載のトリガスイッチであって、
    前記上レバー部材および前記下レバー部材は、互いに異なる材料で形成されていることを特徴とするトリガスイッチ。
  4. 請求項1から3の何れか1項に記載のトリガスイッチを備えていることを特徴とする電動装置。
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