JP2022138546A - スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】押込操作過程における操作負荷のピークを軽減するスイッチを提供する。【解決手段】スイッチは、揺動軸６０から延伸する可動片６１，６２が揺動軸６０を中心として揺動可能な可動部材６と、押込操作を受けて移動しながら可動片６１，６２を押圧する押圧部材４とを備え、可動片６１，６２は、押圧部材４からの押圧を受けて揺動する。押圧部材４は、押込操作による移動に伴い、可動片６１，６２に当接した状態で可動片６１，６２の延伸方向に沿って摺動する第１当接部４１ａと、押込操作による移動に伴い、可動片６１，６２に対して第１当接部４１ａと異なる位置に当接する第２当接部４ｃとを備える。押圧部材４は、当接した状態の第１当接部４１ａにて可動片６１，６２を移動方向と略直交する下方へ押圧する。また、押圧部材４は、第２当接部４ｃにて可動片６２を移動方向と略平行な方向へ押圧する。【選択図】図６

Description

本発明は、押込操作を受けて機能するスイッチに関する。

電動工具の動作を制御するスイッチとして、押込操作を受けて回路を開閉するトリガスイッチが普及している。例えば、特許文献１には、シーソー状に回動する可動接片を備えたトリガスイッチが開示されている。

図１０は、従来のトリガスイッチの内部を示す概略図である。図１０は、特許文献１に開示されているタイプの従来のトリガスイッチを示している。図１０に示す従来のトリガスイッチＰＡ１は、シーソー状に回動する可動接片ＰＡ２と、押込操作を受けて移動しながら可動接片ＰＡ２を押圧するオシボＰＡ３とを備えている。図１０のトリガスイッチＰＡ１では、トリガが押込操作を受けると、オシボＰＡ３が、可動接片ＰＡ２の摺動面を押圧しながら、押圧方向と直交する方向へ摺動し、可動接片ＰＡ２をシーソー状に回動させる。

特開２０１５－０９９６４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているタイプの従来のトリガスイッチは、トリガの押込操作による移動方向と直交する方向へ可動接片ＰＡ２を押圧しながら、押込操作に応じて可動接片ＰＡ２上を摺動するため操作負荷が大きくなるという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操作負荷を軽減することが可能なスイッチの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本願記載のスイッチは、揺動軸から延伸する可動片が前記揺動軸を中心として揺動可能な可動部材と、押込操作を受けて移動しながら前記可動片を押圧する押圧部材とを備え、前記可動片は、前記押圧部材からの押圧を受けて揺動するスイッチであって、前記押圧部材は、押込操作による移動に伴い、前記可動片に当接した状態で前記可動片の延伸方向に沿って摺動する第１当接部と、押込操作による移動に伴い、前記可動片に対して前記第１当接部と異なる位置に当接する第２当接部とを備え、前記押圧部材は、当接した状態の前記第１当接部及び前記第２当接部により前記可動片を押圧することを特徴とする。

また、前記スイッチにおいて、前記第１当接部を、前記押圧部材の移動方向に対して略直交する方向へ付勢する付勢部材を備え、前記第１当接部は、前記付勢部材に付勢されて、前記押圧部材の移動方向に対して略直交する方向へ前記可動片を押圧し、前記第２当接部は、前記押圧部材の移動方向に対して略平行な方向へ前記可動片を押圧することを特徴とする。

また、前記スイッチにおいて、押込操作による前記押圧部材の移動過程で、前記第１当接部が前記可動片に当接している区間は、前記第２当接部が前記可動片に当接している区間より長いことを特徴とする。

また、前記スイッチにおいて、固定接点を備え、前記可動部材は、前記可動片の前記揺動軸から延伸する先端近傍に可動接点を有し、前記可動片が揺動することにより、前記可動接点が前記固定接点に対して接離することを特徴とする。

本発明に斯かるスイッチは、押込操作を受けて移動しながら可動片を押圧する押圧部材を備え、可動片が、押圧部材からの押圧を受けて揺動するスイッチに適用される。本発明に係るスイッチは、押圧部材が、押込操作による移動に伴い、可動片に当接した状態で可動片の延伸方向に沿って摺動する第１当接部と、押圧による移動に伴い、可動片に対して第１当接部と異なる位置に当接する第２当接部とにより、可動片を押圧する。これにより、本発明に係るスイッチは、操作負荷を軽減することが可能である等、優れた効果を奏する。

本願記載のトリガスイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のトリガスイッチの要部の一例を示す概略側面図である。 本願記載のトリガスイッチの要部の一例を示す概略分解図である。 本願記載のトリガスイッチが備える押圧部材及び押圧部材の周辺の部材の断面の一例を示す概略側断面図である。 本願記載のトリガスイッチが備える可動部材の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のトリガスイッチの一部を拡大して示す概略側面図である。 本願記載のトリガスイッチの一部を拡大して示す概略側面図である。 本願記載のトリガスイッチの一部を拡大して示す概略側面図である。 トリガスイッチに関する力学的関係を示すグラフである。 トリガスイッチに関する力学的関係を示すグラフである。 従来のトリガスイッチの内部を示す概略図である。

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＞
本願記載のスイッチは、モータ等の駆動部を備える電動ドリル、電動ノコギリ、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はじめとする様々な電動装置に組み込まれるトリガスイッチに適用可能である。以下の実施形態では、図面を参照しながら、電動工具に組み込まれるトリガスイッチＴＳを例示して、本願記載のスイッチを説明する。

＜実施形態＞
＜構成例＞
図１は、本願記載のトリガスイッチＴＳの外観の一例を示す概略斜視図である。図１は、電動工具等の様々な電動装置に組込可能なトリガスイッチＴＳの外観を示している。トリガスイッチＴＳ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ＴＳのトリガ１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が駆動する。トリガスイッチＴＳは、電動装置に組み込まれる略直方体状の筐体２と、操作者が押込可能なトリガ１とを備えている。筐体２は、２つの半体を組み合わせて形成されている。

トリガスイッチＴＳの内部構成について説明する。図２は、本願記載のトリガスイッチＴＳの要部の一例を示す概略側面図である。図３は、本願記載のトリガスイッチＴＳの要部の一例を示す概略分解図である。図２及び図３は、トリガスイッチＴＳの内部構成を視認するためトリガスイッチＴＳのトリガ１と筐体２の図２に向かって手前側の半体とを取り外して示している。なお、以降の説明において、トリガスイッチＴＳの方向については、図２に向かって左側を左、右側を右、上側を上、そして下側を下として表現するが、説明の便宜上の方向であり、トリガスイッチＴＳの使用の際の方向を限定するものではない。

トリガスイッチＴＳは、軸部材３と、押圧部材４と、復帰部材５と、可動部材６と、第１端子部材７と、第２端子部材８とを備えている。筐体２の左側の側面には、略円状の貫通孔２０が開設されており、軸部材３は、貫通孔２０を通って筐体２の内外を貫通している。押圧部材４、復帰部材５、可動部材６、第１端子部材７及び第２端子部材８は、筐体２内に収容されている。

軸部材３は、トリガ１が受けた押込操作を押圧部材４に伝達する部材である。軸部材３は、長手方向が左右方向となるように略水平に配置された略棒状のプランジャである。軸部材３において、筐体２の貫通孔２０を貫通する部分の径方向の断面は、貫通孔２０の内径より若干小さい外径の略円状をなしている。軸部材３の左端側には、図１に例示したトリガ１が取り付けられ、右端側には押圧部材４が取り付けられている。操作者がトリガ１に対して押込操作を行った場合、押込操作を受けて右方向へ移動するトリガ１と共に軸部材３は右方向へ移動する。

図４は、本願記載のトリガスイッチＴＳが備える押圧部材４及び押圧部材４の周辺の部材の断面の一例を示す概略側断面図である。図２乃至図４を用いて押圧部材４について説明する。押圧部材４は、軸部材３と共に移動して可動部材６を押圧する部材である。押圧部材４の外形は、それぞれ直方体状をなす上体４ａ及び下体４ｂを上下に連結させた形状をなしており、上体４ａに対して下体４ｂ側が右側にずれている。押圧部材４は、軸部材３の右端に、上体４ａの左側面が取り付けられており、操作者の押込操作を受けて、トリガ１及び軸部材３と共に右方向へ移動する。押圧部材４は、押込操作を受けて移動しながら、下方に配置された可動部材６を押圧する。押圧部材４の上体４ａの右側面側には、圧縮コイルバネ等の復帰バネを用いた復帰部材５が配置されており、押圧部材４を左方向へ付勢している。操作者が押込操作を解除すると、復帰部材５に押圧されて、トリガ１、軸部材３及び押圧部材４は、左方向へ移動する。

押圧部材４の内部には、下端の面から上方へ延びる略円柱状に穿設された開口部４０が形成されている。開口部４０の下端は、押圧部材４の下端で開放されており、開口部４０の上端は、押圧部材４内部の内天面となっている。開口部４０の内側には、可動部材６を押圧する当接部材４１と、当接部材４１を下方へ付勢する付勢部材４２とが収容されている。当接部材４１は、上部が略円柱状で下部が略円錐状をなすプッシャであり、開口部４０の側壁に案内されて上下に移動可能に収容されている。円錐の頂点に相当する当接部材４１の下端は、第１当接部４１ａとして可動部材６に当接する。付勢部材４２は、圧縮コイルバネ等の付勢力を有する部材にて形成されている。付勢部材４２の上端は、開口部４０の上端となる内天面に接し、付勢部材４２の下端は、当接部材４１の上端に接して、当接部材４１を下方へ付勢している。付勢部材４２は、第１当接部４１ａを備える当接部材４１を、押圧部材４の移動方向である左右方向に対して略直交する方向である下方向へ付勢する。当接部材４１の第１当接部４１ａは、付勢部材４２に付勢されて、押圧部材４の移動方向である左右方向に対して略直交する方向である下方向へ、可動部材６を押圧する。

押圧部材４の下体４ｂの右下の角となる辺は、可動部材６に対して第１当接部４１ａと異なる位置に当接する第２当接部４ｃとなっている。押圧部材４が右側へ移動することにより、第２当接部４ｃは、移動方向と略平行な右側へ可動部材６を押圧する。

復帰部材５は、右方向へ移動した押圧部材４を元の位置に復帰させる部材である。復帰部材５は、圧縮コイルバネ等の復帰バネを用いた部材であり、押圧部材４の右方に配置されている。復帰部材５の右端は、筐体２の内壁に接しており、左端で押圧部材４を左方向へ付勢する。

図５は、本願記載のトリガスイッチＴＳが備える可動部材６の一例を示す概略斜視図である。図２乃至図５を用いて可動部材６について説明する。可動部材６は、押圧部材４からの押圧を受けて揺動し、第１端子部材７及び第２端子部材８の間を電気的に接離する部材である。可動部材６は、揺動軸６０と、揺動軸６０から右方向へ延伸する第１可動片６１と、揺動軸６０から左方向へ延伸する第２可動片６２とを備えている。可動部材６は、導電性の金属板を屈曲して形成されている。

揺動軸６０は、金属板を円弧状に屈曲して形成されており、第１端子部材７に嵌め込まれて揺動可能に支持されている。揺動軸６０から右方向へ延伸する第１可動片６１と、左方向へ延伸する第２可動片６２とは、上側で鈍角を形成している。第１可動片６１及び第２可動片６２の上面には、押圧部材４の第１当接部４１ａが当接した状態で摺動する摺動板６３が貼り付けられている。摺動板６３は、第１当接部４１ａ及び第２当接部４ｃの上面に貼り付けられ、揺動軸６０の部分では、第１当接部４１ａの上面の付け根部分と、第２当接部４ｃの上面の付け根部分とを渡すように取り付けられている。第１可動片６１の先端近傍には、下面に可動接点６１０が取り付けられている。

可動部材６は、トリガ１が押込操作を受けた場合、押圧部材４の第１当接部４１ａ及び第２当接部４ｃに押圧されて、揺動軸６０を揺動中心として、右回り（時計回り）に揺動する。可動部材６が、右回り（時計回り）に揺動した場合、第１可動片６１が下がり、可動接点６１０が、第２端子部材８に取り付けられた固定接点８０に当接し、第１端子部材７及び第２端子部材８の間が導通する。

第１端子部材７は、トリガスイッチＴＳを外部の回路と電気的に接続する端子となる部材である。第１端子部材７は、下部が外部の回路に接続される第１外部端子７０となっており、第１外部端子７０から上方へ第１内部端子片７１が延伸している。第１内部端子片７１は、上方へ延び、途中で略直角に屈曲して右方向へ水平に延びている。第１内部端子片７１の水平部分には、上面で可動部材６の揺動軸６０を受けるべく凹状に屈曲した受け部７２が形成されている。第１端子部材７は、受け部７２により、可動部材６を揺動可能に支持している。

第２端子部材８は、トリガスイッチＴＳを外部の回路と電気的に接続する端子となる部材である。第２端子部材８は、下部が外部の回路に接続される第２外部端子８１となっており、第２外部端子８１から上方へ第２内部端子片８２が延伸している。第２内部端子片８２は、上方へ延び、途中で略直角に屈曲して右方向へ水平に延びている。第２内部端子片８２の水平部分の先端近傍には、上面に固定接点８０が取り付けられている。固定接点８０は、揺動する可動部材６の可動接点６１０と接離する。

＜動作例＞
以上のように構成された本願記載のトリガスイッチＴＳの動作について説明する。図６は、本願記載のトリガスイッチＴＳの一部を拡大して示す概略側面図である。図６は、トリガスイッチＴＳのトリガ１及び筐体２の手前側の半体を外し、押圧部材４及び可動部材６の周辺を拡大して示している。図６は、トリガ１の押込操作を受けていない基準位置の状態を示している。基準位置において、可動部材６は、第２可動片６２の延伸方向が略水平方向となり、第１可動片６１の延伸方向が略右斜め上となっている。押圧部材４の第１当接部４１ａは、可動部材６の第２可動片６２の上面の摺動板６３に当接し、第２可動片６２を下方へ押圧している。押圧部材４の第２当接部４ｃは、可動部材６の第１可動片６１の上面の摺動板６３に当接している。可動部材６の第１可動片６１に取り付けられた可動接点６１０は、第２端子部材８に取り付けられた固定接点８０と離隔しており、第１端子部材７及び第２端子部材８の間の回路は開いている。

図７は、本願記載のトリガスイッチＴＳの一部を拡大して示す概略側面図である。図７は、図６に示す状態から、操作者による押込操作が行われ、トリガ１及び軸部材３と共に、押圧部材４が右方向へ移動した状態を示している。押込操作による押圧部材４の移動に伴い、第１当接部４１ａは、揺動軸６０を越えて第１可動片６１上の摺動板６３に接し、第１可動片６１を下方へ押圧する。可動部材６は、第１当接部４１ａからの下方への押圧により、右回りで揺動する方向に付勢される。押圧部材４の移動に伴い、第２当接部４ｃは、第１可動片６１を右方へ押圧する。可動部材６は、第２当接部４ｃからの右方への押圧により、右回りで揺動する方向に付勢される。第１当接部４１ａによる押圧は、押圧部材４の移動方向と略直交する方向への付勢部材４２による付勢力による押圧である。第２当接部４ｃによる押圧は、押込操作による押圧部材４の移動方向と略平行な方向への押圧であり、押込操作による可動部材６を右回りに揺動させる力が、第１当接部４１ａと比べて第１可動片６１に伝わりやすい。押圧部材４から第１当接部４１ａ及び第２当接部４ｃにて押圧された可動部材６は、右回りの揺動を開始する。

図８は、本願記載のトリガスイッチＴＳの一部を拡大して示す概略側面図である。図８は、図７に示す状態から、更に、押込操作が行われ、トリガ１及び軸部材３と共に、押圧部材４が右方向へ移動した状態を示している。図８は、可動部材６が揺動範囲の限界まで揺動した状態であり、第１可動片６１の延伸方向が略水平方向となり、第２可動片６２の延伸方向が略左斜め上となっている。押込操作による押圧部材４の移動に伴い、第１当接部４１ａは、第１可動片６１に当接した状態で、第１可動片６１の延伸方向に沿って摺動し、第１可動片６１を下方へ押圧する。可動部材６が所定角度以上に揺動すると、第２当接部４ｃは、第１可動片６１から離隔する。可動部材６の第１可動片６１に取り付けられた可動接点６１０は、第２端子部材８に取り付けられた固定接点８０に当接しており、第１端子部材７及び第２端子部材８の間の回路は閉じている。

図８に示す状態から、操作者が押込操作を解除すると、復帰部材５に付勢されて押圧部材４は、左方向へ移動し、図６に示す基準位置に復帰する。

＜力学的効果＞
図９Ａ及び図９Ｂは、トリガスイッチＴＳに関する力学的関係を示すグラフである。図９Ａは、第１当接部４１ａ及び第２当接部４ｃにより可動部材６を押圧する本願記載のトリガスイッチＴＳに関する力学的関係を示している。図９Ｂは、オシボＰＡ３（第１当接部４１ａに相当）のみにより可動接片ＰＡ２（可動部材６に相当）を押圧する図１０に例示した従来のタイプのトリガスイッチＰＡ１に関する力学的関係を比較のために示している。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、横軸は、トリガ１のストローク（押込量）の長さを示しており、縦軸は、操作に要する荷重を示している。実線は、トリガ１を押し込む場合のストローク及び荷重の関係を示しており、点線は、トリガ１を戻す場合のストローク及び荷重の関係を示している。

押込操作の過程において、押込操作の開始からストロークが所定長に達するまでは、第１当接部４１ａに加えて第２当接部４ｃでも可動部材６を押圧するため、第１当接部４１ａのみで押圧する場合と比べて荷重が大きくなる。しかしながら、第２当接部４ｃは、押込操作による力が第１可動片６１に伝わりやすいため、押込操作の途中に発生する荷重のピーク部分では、荷重の最大値を抑制している。言い換えれば、押込操作による押圧部材４の移動過程において、第１当接部４１ａは、第１可動片６１又は第２可動片６２に常時当接しており、第２当接部４ｃは、押込操作の開始からストロークが所定長に達するまで第１可動片６１に当接している。即ち、押込操作による前記押圧部材の移動過程で、第１当接部４１ａが第１可動片６１又は第２可動片６２に当接している区間は、第２当接部４ｃが第１可動片６１に当接している区間より長い。第１当接部４１ａは、常時、可動部材６を下方向へ押圧しているが、可動部材６を揺動させる力として加わりにくい区間では、第１当接部４１ａに加えて、第２当接部４ｃが、可動部材６を右方向へ押圧するので、可動部材６を小さい力で揺動させることができる。

以上のように本願記載のトリガスイッチＴＳは、押込操作による押圧部材４の移動に伴い、可動片（第１可動片６１、第２可動片６２）に当接した状態で可動片（第１可動片６１、第２可動片６２）の延伸方向に沿って摺動する第１当接部４１ａと、可動片（第１可動片６１）に対して第１当接部４１ａと異なる位置に当接する第２当接部４ｃとにより、可動片（第１可動片６１、第２可動片６２）を押圧する。これにより、本願記載のトリガスイッチＴＳは、押込操作過程における操作負荷のピークを軽減することが可能である等、優れた効果を奏する。特に、第２当接部４ｃを、押圧部材４の移動方向に対して略平行な方向へ可動片（第１可動片６１）を押圧するように設計したトリガスイッチＴＳの場合、第２当接部４ｃによる押圧が、押込操作による押圧部材４の移動方向と略平行な方向への押圧となり、押込操作による可動部材６を右回りに揺動させる力が、第１当接部４１ａと比べて可動片（第１可動片６１）に伝わりやすくなる。従って、本願記載のトリガスイッチＴＳは、押込操作過程における操作負荷のピークを、より軽減することが可能である等、優れた効果を奏する。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。

例えば、前記実施形態では、電動工具に組み込まれるトリガスイッチＴＳに適用する形態を示したが、本発明はこれに限らず、シーソー状の可動部材６を有する様々なスイッチに適用することが可能である。

また、例えば、前記実施形態では、第１可動片６１及び第２可動片６２を有する可動部材６を用いた形態を例示したが、本発明はこれに限らず、揺動軸６０から一方へのみ可動片が延伸する可動部材６を用いる等、様々な形態に適用することが可能である。

ＴＳ トリガスイッチ（スイッチ）
１ トリガ
２ 筐体
３ 軸部材
４ 押圧部材
４ｃ 第２当接部
４１ 当接部材
４１ａ 第１当接部
４２ 付勢部材
５ 復帰部材
６ 可動部材
６０ 揺動軸
６１ 第１可動片
６１０ 可動接点
６２ 第２可動片
６３ 摺動板
７ 第１端子部材
８ 第２端子部材
８０ 固定接点

Claims (4)

1. 揺動軸から延伸する可動片が前記揺動軸を中心として揺動可能な可動部材と、押込操作を受けて移動しながら前記可動片を押圧する押圧部材とを備え、前記可動片は、前記押圧部材からの押圧を受けて揺動するスイッチであって、
   前記押圧部材は、
   押込操作による移動に伴い、前記可動片に当接した状態で前記可動片の延伸方向に沿って摺動する第１当接部と、
   押込操作による移動に伴い、前記可動片に対して前記第１当接部と異なる位置に当接する第２当接部と
   を備え、
   前記押圧部材は、当接した状態の前記第１当接部及び前記第２当接部により前記可動片を押圧する
   ことを特徴とするスイッチ。
2. 請求項１に記載のスイッチであって、
   前記第１当接部を、前記押圧部材の移動方向に対して略直交する方向へ付勢する付勢部材を備え、
   前記第１当接部は、前記付勢部材に付勢されて、前記押圧部材の移動方向に対して略直交する方向へ前記可動片を押圧し、
   前記第２当接部は、前記押圧部材の移動方向に対して略平行な方向へ前記可動片を押圧する
   ことを特徴とするスイッチ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のスイッチであって、
   押込操作による前記押圧部材の移動過程で、前記第１当接部が前記可動片に当接している区間は、前記第２当接部が前記可動片に当接している区間より長い
   ことを特徴とするスイッチ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスイッチであって、
   固定接点を備え、
   前記可動部材は、
   前記可動片の前記揺動軸から延伸する先端近傍に可動接点を有し、
   前記可動片が揺動することにより、前記可動接点が前記固定接点に対して接離する
   ことを特徴とするスイッチ。

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