JP2023509311A - スイッチ機構 - Google Patents

Abstract

スイッチ機構スイッチ機構を提供するための装置（４０１）は、ハウジング（４０２）とハウジングに取り付けられている感圧装置（４０３）を含む。アクチュエータ（４０５）はハウジングに移動可能に接続されているので、アクチュエータは軸（４０６）に沿って感圧装置に向かって、および感圧装置から離れるように移動することが可能になる。弾性部材（４０６）は、アクチュエータに接続されている第１の端部（４０７）と感圧装置に接続されている第２の端部（４０８）を有する。【選択図】図４

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１９年１２月１３日に出願された中国実用新案番号ＺＬ２０１９ ２２ １９４ １１７．９に基づく優先権を主張するものであり、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、スイッチ機構を提供する装置、電動工具及び電動工具を操作する方法に関する。
電動ドリル又は電動ドライバーなどの電動工具は、多くの場合、手持ち型で提供され、オン／オフメカニズムを提供する操作スイッチ又は電動工具の作業ヘッドの回転速度の調整を可能にする可変スイッチによって利用される。
このタイプの電動工具は、通常、作業員がつかんで保持できるハウジングを備えており、多くの場合、ハウジングの下端にバッテリなどの電源が備えられている。 押しボタンなどの入力装置は、一般に、作業員が押すことができるようにハウジングの外面に設けられている。 入力装置には、作業ヘッドの速度を操作するために速度制御スイッチが接続されている。

このタイプの従来の動力工具スイッチは、接触部と抵抗板を有するリードスイッチを利用している。抵抗は、抵抗プレート上の接触部の位置を調整することによって制御される。
使用中の繰り返し摩耗による接触部と抵抗板の摩耗がスイッチの故障につながるという問題がある。したがって、本発明は、この問題を改善することを目的とする。

［発明の簡単な説明］
本発明の第１の観点によれば、ハウジングと；前記ハウジングに取り付けられている感圧装置と；第１のアクチュエータが軸に沿って前記感圧装置に向かって及び前記感圧装置から離れて移動することができるように、前記ハウジングに移動可能に接続されている第１のアクチュエータと；そして、前記第１のアクチュエータに接続されている第１の端部と前記感圧装置に接続されている第２の端部を有する第１の弾性部材とを含む、スイッチ機構を提供する装置が提供される。

本発明の第２の観点によれば、装置のハウジングに移動可能に接続されている第１のアクチュエータに力を加え；前記第１のアクチュエータを移動させて第１の弾性部材を圧縮し、前記第１の弾性部材を感圧装置に接続させ；前記力を前記感圧装置に伝達し；前記感圧装置からの電気信号の変化を決定し；前記電気信号の変化に応答して前記電動工具の出力を変える電動工具の動作方法が提供される。

図１は、電動工具を動作中の操作員を示す図である。 図２は、電動工具の模式図である。 図３は、感圧装置の分解組立図である。 図４は、スイッチ機構を提供する装置の断面線図である。 図５は、図４の装置の断面模式図である。 図６は、力を加えた後の圧縮された構成における図５の装置示す図である。 図７は、先に説明した装置が組み込まれた電動工具の操作方法を示す図である。 図８は、スイッチ機構を提供する装置の更なる実施形態を示す図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照して例としてのみ説明する。詳細な実施形態は、発明者が知っている最良のモードを示し、特許請求された本発明をサポートする。ただし、これらは単なる例示であり、特許請求の範囲を解釈又は制限するために使用するべきではない。これらの目的は、当該技術分野の当業者に教示を提供することである。「第１」や「第２」のなどの序数句で区別される要素及びプロセスは、必ずしも何らかの順序やランク付けを定義するわけではない。

［発明の詳細な説明］
（図１）
図１は、電動工具１０１を、この場合、電動ドリル示す。 電動工具１０１は、操作者１０２によって手で保持され、押しボタンを含む入力装置１０３によって操作されるように構成されている。
使用中、操作者１０２は、ドリルビット１０４の回転を可能にする入力装置１０３に力を加えることによって電動工具１０１を操作する。
従来の用途では、入力装置１０３は、ドリルビット１０４の回転のオン／オフ操作を行うスイッチとして作動していた。しかしながら、本発明は、操作者が入力装置１０３によってドリル１０４の回転を制御することができる改善された入力装置１０３を提供する。

（図２）
図２は、本発明による電動工具１０１の模式図を示す。
実施形態では、電動工具１０１は、感圧装置２０２に接続されている電気回路２０１を備え、該感圧装置２０２は入力装置１０３に接続されている。
電気回路２０１は更に電動工具１０１のドリルビット１０４に接続されているので、信号がドリルビット１０４に送信され、回転を示すことができる。
実施形態では、操作者１０２が入力装置１０３に力を加えると、圧力が感圧装置２０２に加えられ、該感圧装置２０２は電気回路２０１と通信するので、電気回路２０１から信号が送信されて、例えばドリルビット１０４の回転のような出力が付与される。

本明細書に記載の発明は、電動工具に関するが、特に電気ドリル及びドリルビットの回転に限定されないことが理解される。したがって、本明細書に記載の装置、特にスイッチ機構は、代替の実施形態及び代替の動力工具において利用でき、更に、装置の回転以外の代替の動作に利用できることが理解される。
例えば、代替の実施形態では、スイッチ機構は、発明に従ってドライバーの回転を出力する電動ドライバーに組み込まれる。更に別の実施形態では、電動工具は、ハンマーの動きによって出力を与えることができる。

（図３）
図３は、例示的な感圧装置の分解組立図２０２を示す。
実施形態では、感圧装置２０２は一点圧力センサであり、この実施形態では抵抗圧力センサである。
実施形態では、感圧装置２０２は、第１の導電層３０１、第２の導電層３０２及び感圧抵抗層３０３を含む。
実施形態では、感圧抵抗層３０３は、本出願人であるペラテックホールドコリミテッドの下で利用可能な量子トンネル材料を含む。

導電層３０１及び３０２はそれぞれ導電性材料を含み、一実施形態では、炭素インク及び／又は銀ベースのインクを含む。
矢印３０４の方向に力が付加されると、該力は、導電層３０１から感圧抵抗層３０３を介して導電層３０２に伝達される。
感圧抵抗層３０３は、付加力に応答してｏｍ抵抗の変化を示すように構成されている。このように、感圧装置を適切な電気回路に接続して、出力抵抗を測定することにより、力の大きさ及び／又は位置を出力抵抗から計算することができる。

（図４）
図４は、スイッチ機構を提供する装置の断面線図である。
装置４０１は、ハウジング４０２と、ハウジング４０２に取り付けられている感圧装置４０３を備える。実施形態では、感圧装置４０３は、図３に関して上述した感圧装置２０２と実質的に同様であり得る抵抗圧力センサを含む。
実施形態では、ハウジング４０２には、感圧装置４０３を受けるように構成された溝４０４が設けられており、このことにより、正確に配置された感圧装置４０３を製造する手段が提供される。

装置４０１は更に、ハウジング４０２に移動可能に接続されているアクチュエータ４０５を備える。実施形態では、アクチュエータ４０５は、感圧装置４０３に向かって、そして、感圧装置４０３から離れるように軸４０６に沿って移動するように構成されている。
装置４０１は更に、弾性部材４０６として、この実施形態では、ばねを含む。弾性部材４０６は、アクチュエータ４０５に接続されている第１の端部４０７と、感圧装置４０３に接続されている第２の端部４０８とを備える。
アクチュエータ４０５は更に、従来の電動工具の押しボタンと実質的に同様の押しボタンを備える入力装置４０９に接続されている。

一実施形態では、装置４０１は更に、ハウジング４０２に取り付けられており、アクチュエータ４０５に固定されているガイドロッド５１０を備える。ガイドロッド４１０は、感圧装置４０３の圧力面３０５に対して垂直に配置されている。第２の弾性部材４１１は、ガイドロッド４１０上にスリーブされている。実施形態では、弾性部材４１１は再び、ばねを含み、入力装置４０９に力を加えると弾性を高めるために利用される。
一実施形態では、弾性部材４１１は、アクチュエータ４０５とハウジング４０２の間に設けられている。

（図５）
図５は、装置４０１の断面模式図である。
実施形態では、操作者が入力装置４０９に力５０１を加えると、この力はアクチュエータ４０５に伝達され、該アクチュエータ４０５は軸に沿って矢印５０２の方向に移動する。
装置４０１は更に、配置構造５０３を備え、該配置構造５０３は、感圧装置４０３の一部を形成し、それに取り付けられている。配置構造５０３は、端部４０８で弾性部材４０６を受けるように構成されている。更に、アクチュエータ４０５は、端部４０７に配置穴５０４を備え、該端部には弾性部材４０６も配置されている。これにより、弾性部材４０６がアクチュエータ４０５にしっかりと配置されることが保証されるので、アクチュエータ４０５が矢印５０２の方向に移動すると、弾性部材４０６がアクチュエータ４０５と感圧装置４０３に実質的に保持される。

配置構造５０３は、感圧装置４０３の圧力面３０５上に設けられている。
図５の実施形態では更に、圧力面３０５及び感圧装置４０３に垂直に配置されているガイドロッド４１０を示す。図示したように、ガイドロッド４０３は、端部５０５でアクチュエータ４０５に固定されている。ガイドロッド４１０の端５０６で、感圧装置４０３は、ガイドロッド４１０が挿入される開口５０７を備える。このようにして、ガイドロッド４１０は、感圧装置４０３からの抵抗出力に影響を与えない。

図５に示す実施形態では、装置４０１は、弾性部材４０６とアクチュエータ４０５が、弾性部材４０６によって感圧装置４０３から弾性的に離れるように付勢されている静止位置に示されている。アクチュエータ４０５と装置４０１のハウジングの間に提供される弾性部材４１１はまた、アクチュエータ４０５が感圧装置４０３から離れるように付勢するように作用する。
したがって、この静止位置では、力５０１は感圧装置４０３に伝達されず、感圧装置４０３からの出力は、その電気回路によって電動工具を作動させない。力５０１が加えられると、図６に関して更に説明するように、感圧装置から出力が作られる。

（図６）
図６は、装置４０１と実質的に同様の図を示し、この図では、力５０１が入力装置４０９によってアクチュエータ４０５に与えられている。アクチュエータ４０５に与えられた力は、図示のように圧縮された弾性部材４０６及び４１１に導かれ、力５０１は感圧装置４０３に伝達される。
このようにして、感圧装置４０３からの電気信号の変化は電気回路２０１で記録することができる。該電気回路２０１は、例えば、ドリルビット１０４の回転速度を表示することによって、電動工具を作動するために利用することができる。

（図７）
図７は、先に説明した装置４０１が組み込まれた電動工具の操作方法を示す。
ステップ７０１で、力５０１などの力がアクチュエータ４０５に付与される。実際には、操作者１０２がアクチュエータ４０５に伝える入力装置４０９に力を与える。
ステップ７０２で、アクチュエータ４０５は、軸４０６に沿って矢印５０２の方向に感圧装置４０３に向かって移動する。これにより、弾性部材４０３が圧縮されるので、ステップ７０３で力が感圧装置４０３に伝えられる。

ステップ７０４において、感圧装置４０３からの電気信号の変化は、感圧装置４０３から記録された抵抗の変化を利用して、電気回路２０１によって決定される。
ステップ７０５では、電気信号の変化に応答して電動工具の出力が変わる。
このようにして、感圧装置は、付与された圧力の変化が、電動工具の出力に関して、速度、回転又は他のパラメータに影響を与えることを可能にする。

（図８）
図８は、発明による更なる実施形態を示す。
装置８０１は、電動工具に適したスイッチ機構を提供する。実施形態では、装置８０１は、ハウジング８０２と、ハウジング８０２に取り付けられている感圧装置８０３を含む。実施形態では、感圧装置８０３は、抵抗圧力センサを含み、この実施形態では、デュアルポイントセンサである。これは、感圧装置が感知装置の２点に加えられた圧力を記録することを意味する。

装置８０１は、ハウジング８０２に移動可能に接続されている第１のアクチュエータ８０４を備えているので、装置４０１の実施形態と実質的に同様の方法で、アクチュエータ８０４が軸に沿って感圧装置８０３に向かって、及び、感圧装置８０３から離れて移動することができる。
装置８０１は更に、前述の弾性部材４０６と実質的に同様な第１の弾性部材８０５を備えている。したがって、弾性部材８０５は、第１の端部でアクチュエータ８０４に接続され、第２の端部で感圧装置８０３に接続されている。

実質的に同様の方法で、ハウジング８０２は、感圧装置８０３を受けるように構成されている溝８０６を備える。溝８０６は、ハウジング８０２の内壁に設けられている。
実施形態では、装置８０１は、ハウジング８０２に取り付けられ、感圧装置８０３の圧力面に対して垂直に配置されたガイドロッド８０７を備えている。ガイドロッド８０７は、一端でアクチュエータ８０４に固定され、他端でハウジング８０２に固定されている。弾性部材８０８は、ガイドロッド８０７上にスリーブされている。アクチュエータ８０４は、弾性部材８０５と弾性部材８０８によって、感圧装置８０３から弾性的に離れるように付勢されている。

実施形態では、装置８０１は更に、アクチュエータ８０４と感圧装置８０３の間に配置された更なる弾性部材８０９を備えている。
第２のアクチュエータ８１０も設けられ、一方の端は入力装置８１１に接続され、アクチュエータ８１０の反対側の端部は感圧装置８０３に当接している。
したがって、このようにして、装置８０１は、操作者１０２によって操作することができる第１及び第２の入力装置８１１及び８１２を含む。
本実施形態では、力が入力装置８１２に付加されると、弾性部材８０５、８０８及び８０９が圧縮されて、感圧装置８０３上の別個の点が同時に活性化される。これにより、操作者１０２による入力装置８１２からの制御が向上する。

操作者１０２が入力装置８１１に力を付加すると、領域８１３の感圧装置８０３に圧力が加えられ、それによって代替の応答が提供される。したがって、装置８０１に、より広い範囲を提供する２つの別個のモードが与えられる。入力装置８１１に力を付加するとき、含まれる弾性部材の欠如は、操作者１０２が必要とする労力を低減させる。しかしながら、感度を高めるために、入力装置８１２を利用して、制御を高めることができる。

本発明の第１の観点によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載されたスイッチ機構を提供する装置が提供される。

本発明の２の観点によれば、特許請求の範囲の請求項２１に記載された電動工具の動作方法が提供される。

導電層３０１及び３０２はそれぞれ導電性材料を含み、一実施形態では、炭素インク及び／又は銀ベースのインクを含む。
矢印３０４の方向に力が付加されると、該力は、導電層３０１から感圧抵抗層３０３を介して導電層３０２に伝達される。
感圧抵抗層３０３は、付加力に応答して抵抗の変化を示すように構成されている。このように、感圧装置を適切な電気回路に接続して、出力抵抗を測定することにより、力の大きさ及び／又は位置を出力抵抗から計算することができる。

装置４０１は更に、ハウジング４０２に移動可能に接続されているアクチュエータ４０５を備える。実施形態では、アクチュエータ４０５は、感圧装置４０３に向かって、そして、感圧装置４０３から離れるように軸４１２に沿って移動するように構成されている。
装置４０１は更に、弾性部材４０６として、この実施形態では、ばねを含む。弾性部材４０６は、アクチュエータ４０５に接続されている第１の端部４０７と、感圧装置４０３に接続されている第２の端部４０８とを備える。
アクチュエータ４０５は更に、従来の電動工具の押しボタンと実質的に同様の押しボタンを備える入力装置４０９に接続されている。

（図７）
図７は、先に説明した装置４０１が組み込まれた電動工具の操作方法を示す。
ステップ７０１で、力５０１などの力がアクチュエータ４０５に付与される。実際には、操作者１０２がアクチュエータ４０５に伝える入力装置４０９に力を与える。
ステップ７０２で、アクチュエータ４０５は、軸４１２に沿って矢印５０２の方向に感圧装置４０３に向かって移動する。これにより、弾性部材４０３が圧縮されるので、ステップ７０３で力が感圧装置４０３に伝えられる。

Claims (22)

1. ハウジングと；
   前記ハウジングに取り付けられている感圧装置と；
   第１のアクチュエータが軸に沿って前記感圧装置に向かって及び前記感圧装置から離れて移動することができるように、前記ハウジングに移動可能に接続されている第１のアクチュエータと；そして
   前記第１のアクチュエータに接続されている第１の端部と前記感圧装置に接続されている第２の端部を有する第１の弾性部材と
   を含む、スイッチ機構を提供する装置。
2. 前記感圧装置が抵抗圧力センサを含む請求項１記載の装置。
3. 前記ハウジングが前記感圧装置を受けるように構成されている溝を含む請求項１又は請求項２記載の装置。
4. 前記溝が前記ハウジングの内壁に設けられている請求項３記載の装置。
5. 前記第１の弾性部材がばねを含む請求項１ないし４のいずれか１項記載の装置。
6. 前記感圧装置は、前記第１の弾性部材を受けるように構成されている配置構造を含む請求項１ないし５のいずれか１項記載の装置。
7. 前記第１のアクチュエータが配置穴を含み、前記第１の弾性部材が前記第１の端部において前記配置穴内に配置されており、そして前記第２の端部において前記配置構造内に配置されている請求項６記載の装置。
8. 前記配置構造が前記感圧装置の圧力面上に設けられている請求項6又は請求項７記載の装置。
9. 前記ハウジングに取り付けられているガイドロッドを更に含み、該ガイドロッドが前記感圧装置の圧力面に対して垂直に配置されている請求項１ないし８のいずれか１項記載の装置。
10. 前記ガイドロッドが前記第１のアクチュエータに固定されている請求項９記載の装置。
11. 第２の弾性部材が前記ガイドロッド上にスリーブされている請求項９又は請求項１０記載の装置。
12. 前記第１のアクチュエータが前記第１の弾性部材によって前記感圧装置から弾性的に離れるように付勢されている請求項１ないし１１のいずれか１項記載の装置。
13. 前記第１のアクチュエータと前記ハウジング間に第２の弾性部材が設けられている請求項１ないし１２のいずれか１項記載の装置。
14. 前記第１のアクチュエータが前記第２の弾性部材によって前記感圧装置から弾性的に離れるように付勢されている請求項１３記載の装置。
15. 前記第２の弾性部材がばねを含む請求項１３又は請求項１４記載の装置。
16. 前記第１のアクチュエータに接続されている第１の入力装置を更に含む請求項１ないし１５のいずれか１項記載の装置。
17. 第２のアクチュエータを更に含み、該第２のアクチュエータの第１の端部が前記感圧装置に当接している請求項１ないし１６のいずれか１項記載の装置。
18. 前記第２のアクチュエータに接続されている第２の入力装置を更に含む請求項１７記載の装置。
19. 前記第１のアクチュエータと前記感圧装置の間に配置されている第３の弾性部材を更に含む請求項１ないし１８のいずれか１項記載の装置。
20. 前記感圧装置が電動工具の電気回路に接続されている請求項１ないし１９のいずれか１項記載の装置。
21. 請求項１ないし２０のいずれか１項記載の装置を含む動力工具。
22. 電動工具の動作方法であって：
    装置のハウジングに移動可能に接続されている第１のアクチュエータに力を付加し；
    前記第１のアクチュエータを移動させて第１の弾性部材を圧縮し、前記第１の弾性部材を感圧装置に接続させ；
    前記力を前記感圧装置に伝達し；
    前記感圧装置からの電気信号の変化を決定し；
    前記電気信号の変化に応答して前記電動工具の出力を変える
    方法。

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