JP3812117B2 - スイッチ機構およびトリガースイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気ドリルや電気ドライバのような電動工具などの回転速度の切り換えなどに用いられるトリガースイッチおよび該トリガースイッチに好適なスイッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、電動工具、例えば電気ドリルに用いられる従来例のトリガースイッチの概略構成を示す縦断面図である。
【０００３】
トリガースイッチは、ドリル刃を回転駆動するために操作される操作レバー（トリガー）５０と、該操作レバー５０の引き込み操作によってドリル刃を駆動するモータの回転を開始させるための第１スイッチ５１と、モータを全速回転させるための第２スイッチ５２とを備えている。
【０００４】
第１スイッチ５１は、ケース５３内の上部に配置された固定接点５４と、この固定接点５４に圧接するようにコイルバネ５５によって付勢された可動接点５６を有する可動片５７とを備えており、操作レバー５０が引き込み操作されていないフリーポジションにおいては、可動片５７の遊端側の当接部５８が、復帰バネ５９によって矢符Ａ方向へ付勢されている操作軸６０のプランジャ部６０ａの上部のカム部６１に乗り上げた状態となって両接点５４，５６が離間しており、第１スイッチ５１はオフしている。
【０００５】
第２スイッチ５２は、ケース５３の下部に配置された固定接点６２と、この固定接点６２に圧接するようにコイルバネ６３によって付勢された可動接点６４を有する可動片６５とを備えており、フリーポジションにおいては、可動片６５の遊端側の当接部６６が、操作軸６０のプランジャ部６０ａの下部のカム部６７に乗り上げた状態となって両接点６２，６４が離間しており、第２スイッチ５２はオフしている。
【０００６】
フリーポジションから操作レバー５０を、復帰バネ５９の付勢力に抗して引き込み操作すると、第１スイッチ５１の可動片５７の遊端側の当接部５８が、操作軸６０のプランジャ部６０ａの上部のカム部６１を乗り越し、図７に示されるように、可動接点５６が回動して固定接点５４に接触して第１スイッチ５１がオンし、モータに電源が供給されて、例えば正転を開始する。また、操作レバー５０の引き込み量に応じて、操作軸６０のプランジャ部６０ａに装備されたブラシ（図示せず）が、図示しない回路基板の抵抗体上を摺動し、摺動位置に対応した電流が、モータに供給されることになり、操作レバー５０の引き込み量に応じた回転速度でモータが回転する。
【０００７】
さらに、操作レバー５０の引き込み量が所定量になると、第２スイッチ５２の可動片６５の遊端側の当接部６６が、操作軸６０のプランジャ部６０ａの下部のカム部６７を乗り越し、可動接点６４が回動して固定接点６２に接触して第２スイッチ５２がオンし、モータと電源とが短絡接続されてモータが全速で回転する。
【０００８】
一方、操作レバー５０の引き込みを解除すると、復帰バネ５９によって操作軸６０が、矢符Ａ方向に移動し、引き込み時とは、逆の動作となり、第２スイッチ５２がオフした後、第１スイッチ５１がオフして電源の供給が断たれて、さらに、図示しないブレーキスイッチがオンしてモータの両端が短絡されてモータに制動がかかるようになっている。
【０００９】
なお、正逆転を切り換える図示しない切り換えレバーによって、逆転が選択されたときには、結線状態が切り替わり、上述と同様にしてモータが逆転することになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来例のトリガースイッチでは、各スイッチ機構を構成する各可動片５７，６５は、支点６８，６９を中心に、一端側が可動接点５６，６４、他端側が操作軸６０のカム部６１，６７に当接する当接部５８，６６となった、いわゆる双腕型となっているので、可動接点５６，６４とカム部６１，６７が作用する当接部５８，６６との間の距離が長くならざるを得ず、このため、各スイッチの接点部が溶着した場合に、操作軸６０のカム部６１，６７で可動片５７，６５の当接部５８，６６を押圧することにより、可動片５７，６５を回動させて溶着した接点部を強制的に開離させるときに、大きな荷重を必要とするという難点がある。
【００１１】
また、第１，第２スイッチ５１，５２が上下に配置される構成であるために、上下のサイズが大きくならざるを得ず、また、上下にそれぞれ組みつける必要があるために、組み立て性に劣るという難点がある。
【００１２】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、接点部が溶着した際の強制開離を低荷重で行えるようにし、さらには、組み立て性を向上させて小型化を図ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１４】
すなわち、本発明のスイッチ機構は、一端側の支点を中心に回動可能であって他端側に可動接点を有する可動片と、該可動片を付勢する付勢部材と、前記可動接点に対向する固定接点とを有するスイッチを備えるとともに、操作レバーに連動する操作軸と、該操作軸をフリーポジションに復帰付勢する復帰バネと、前記操作軸に設けられたカム部とを備え、前記付勢部材は、可動片の可動接点を前記固定接点に圧接する方向に付勢し、前記可動片は、前記可動接点と前記支点との間であって前記固定接点に対向する側に、前記カム部に当接する当接部を有し、前記カム部は、前記操作軸のフリーポジションへの復帰移動に応じて、可動片の前記固定接点に対向する側で前記当接部に当接して可動接点を固定接点から開離させるものである。
【００１５】
また、本発明のスイッチ機構は、前記可動片が、側面視でＺ形に形成され、該Ｚ形の前記操作軸側に突出した部分が前記カム部に当接する当接部とされているものである。さらにまた、本発明のスイッチ機構は、前記スイッチを少なくとも２つ備え、前記両スイッチを、前記操作軸に対してその一方側に並設するものである。
【００１６】
本発明のトリガースイッチは、操作レバーの操作に応じて、各可動片を回動させて接点をそれぞれ開閉する第１，第２スイッチを有するトリガースイッチにおいて、前記各可動片は、一端側に可動接点を有するとともに、該可動接点と他端側の回動支点との間であって対応する固定接点に対向する側に、当接部を有し、前記操作レバーに連動する操作軸は、前記第１，第２スイッチの各可動片の当接部に当接する第１，第２カム部を有し、前記各可動片は、操作レバーの操作に応じて、前記操作軸の各カム部と前記当接部との当接により開離方向に回動するものである。
【００１７】
また、本発明のトリガースイッチは、前記両スイッチは、前記操作軸に対してその一方側に並設されるものである。
【００１８】
さらに、本発明のトリガースイッチでは、前記第１スイッチは、前記操作レバーが、第１の操作位置まで操作されたときに、電源とモータとを回転制御用の素子を介して接続し、前記第２スイッチは、前記操作レバーが、第２の操作位置まで操作されたときに、電源とモータとを前記素子を介することなく接続するものである。
【００１９】
本発明のスイッチ機構によれば、可動片の一端側に可動接点を設けるとともに、他端側に支点を設け、その間に、操作部材のカム部に当接する当接部を配置しているので、いわゆる双腕型の従来例に比べて、可動接点とカム部が作用する当接部との間の距離が短くなり、接点が溶着した場合に、低い荷重で強制解離させることができる。
【００２０】
また、本発明のスイッチ機構によれば、少なくとも２つのスイッチを、操作軸に対してその一方側に並設しているので、操作軸の厚み分のスペースを有効に利用してスイッチを配設できる。
【００２１】
本発明のトリガースイッチによれば、可動片の一端側に可動接点を設けるとともに、他端側に支点を設け、その間に、操作部材のカム部に当接する当接部を配置しているので、いわゆる双腕型の従来例に比べて、可動接点とカム部が作用する当接部との距離が短くなり、接点が溶着した場合に、低い荷重で強制解離させることができる。
【００２２】
また、本発明のトリガースイッチによれば、両スイッチを、操作軸に対してその一方側に並設しているので、操作軸の厚み分のスペースを有効に利用してスイッチを配設できる。
【００２３】
さらに、本発明のトリガースイッチによれば、操作レバーを、第１の操作位置まで操作することにより、モータの回転が開始され、第２の操作位置まで操作することにより、モータが全速回転することになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１および図２は、本発明の一つの実施の形態に係るトリガースイッチの異なる操作状態を示す縦断面図である。
【００２６】
このトリガースイッチ１は、ドリル刃を回転駆動するために操作される操作レバー（トリガー）２と、該操作レバー２の引き込み操作によってドリル刃を駆動するモータの回転を開始させるための第１スイッチ３と、モータを全速回転させるための第２スイッチ４とを備えており、両スイッチ３，４は、ケース５の厚み方向（紙面に垂直方向）に沿って並設されており、図１では、各スイッチ３，４を構成する各接点が重なった状態で示されている。
【００２７】
操作レバー２には、該操作レバー２に連動する操作部材としての操作軸６が設けられており、この操作軸６は、プランジャ部６ａを有しており、復帰バネ７によって図の矢符Ａ方向に復帰付勢されている。
【００２８】
第１，第２スイッチ３，４は、操作軸６のプランジャ部６ａよりも下方位置に、ケース５の厚み方向（紙面に垂直方向）に沿って並設されており、手前側の第１スイッチ３は、上部に配置された固定接点８と、コイルバネ９によって付勢された可動片１０とを備えており、奥側の第２スイッチ４は、上部に配置された固定接点１１と、コイルバネ１２によって付勢された可動片１３とを備えており、各可動片１０，１３は、一端側の支点１６，１７を中心に回動可能に支持されている。
【００２９】
この実施の形態では、接点が溶着した場合の強制開離を、低い荷重で行えるようにするために、各可動片１０，１３は、一端側に可動接点１４，１５を有するとともに、この可動接点１４，１５と他端側の支点１６，１７との間に、湾曲した当接部１８，１９を有しており、前記コイルバネ９，１２によって可動接点１４，１５が固定接点８，１１に圧接する方向に付勢されている。
【００３０】
操作軸６は、復帰バネ７によって上述のように矢符Ａ方向に復帰付勢されており、この操作軸６は、操作レバー２の操作量（引き込み量）に応じて、回路基板（図示せず）の抵抗体上を摺動する図示しないブラシが装備されたプランジャ部６ａを有しており、このプランジャ部６ａの下面側には、該操作軸６の引き込み操作に応じて、第１，第２スイッチ３，４の各可動片１０，１３の前記当接部１８，１９に対する押圧を解除して各可動接点１４，１５を、第１，第２スイッチ３，４の各固定接点８，１１に順次的に圧接するための第１，第２カム部２０，２１を有している。この第１，第２カム部２０，２１は、操作レバー２を第１の操作位置まで操作したときに、第１スイッチ３をオンし、さらに、第２の操作位置まで操作したときに、第２スイッチ４がオンするように、操作軸６の移動方向（図の左右方向）に沿って異なる長さに形成されている。
【００３１】
操作レバー６が引き込み操作されていないフリーポジションにおいては、各可動片１０，１３の当接部１８，１９が、操作軸６のプランジャ部６ａの第１，第２カム部２０，２１によって押し下げられた状態となって両接点１４，８；１５，１１が離間しており、第１，第２スイッチ３，４は共にオフしている。
【００３２】
このトリガースイッチ１は、図３の回路構成図に示されるように、第１スイッチ３は、ドリル刃を回転駆動するために手指で引き込み操作される操作レバー２に連動する操作軸６の移動に応じて、交流電源２２と交流モータ２３とを回転速度制御用の制御回路２４によって制御されるサイリスタ２５を介して接続するものであり、第２スイッチ４は、操作レバー２の引き込み量が所定量を越えたときに、交流電源２２と交流モータ２３とを短絡接続して交流モータ２３を全速で回転させるものである。なお、図３において、２６，２７は、交流電源２２に接続される入力端子であり、２８，２９は、交流モータ２３に接続される出力端子である。
【００３３】
次に、以上の構成を有するトリガースイッチ１の動作について、説明する。
【００３４】
先ず、例えば正転状態のフリーポジションにあっては、操作軸６は、復帰バネ７の付勢力によって図１に示される初期位置にあり、このフリーポジションでは、操作軸６のプランジャ部６ａの第１，第２カム部２０，２１は、コイルバネ９，１２の付勢力に抗して各可動片１０，１３の湾曲した当接部１８，１９をそれぞれ押圧しており、第１，第２スイッチ３，４の各可動接点１４，１５は、対応する各固定接点８，１１からそれぞれ離間しており、第１，第２スイッチ３，４は、オフ状態となっている。すなわち、フリーポジションでは、第１，第２スイッチ３，４は、共にオフしている。
【００３５】
このフリーポジションから操作レバー２を手指で引き込み操作すると、それに応じて操作軸６が、図１の左方（矢符Ａ方向とは逆方向）に移動し、図２に示されるように、操作軸６のプランジャ部６ａの下方の第１カム部２０が、可動片１０の当接部１８から離間し、コイルバネ９の付勢力によって第１スイッチ３の可動接点１４が、対応する固定接点８に圧接し、第１スイッチ３がオンし、交流電源２２から交流モータ２３に電流が流れてドリル刃が回転を開始し、操作レバー２の引き込み量に応じて、操作軸６のプランジャ部６ａに装備されたブラシが、回路基板の抵抗体上を摺動し、摺動位置に対応した電流が、制御回路２４によって制御されるサイリスタ２５を介して交流モータ２３に供給されることになり、操作レバー２の引き込み量に応じた回転速度で交流モータ２３が回転する。
【００３６】
さらに操作レバー２を引き込み操作して所定の引き込み量に達すると、操作軸６のプランジャ部６ａの下方の第２カム部２１が、可動片１３の当接部１９から離間し、コイルバネ１２の付勢力によって第２スイッチ４の可動接点１５が、対応する固定接点１１に圧接し、第２スイッチ４がオンし、交流モータ２３と交流電源２２とが短絡接続されて交流モータ２３が全速で回転することになる。
【００３７】
一方、操作レバー２の引き込み操作を解除すると、復帰バネ７の付勢力によって、操作レバー２と一体の操作軸６が矢符Ａ方向へ復帰移動し、プランジャ部６ａの第２カム部２１によって可動片１３の当接部１９がコイルバネ１２の付勢力に抗して押圧され、第２スイッチ４の可動接点１５が対応する固定接点１１から離間して第２スイッチ４がオフし、さらに復帰移動すると、プランジャ部６ａの第１カム部２０によって可動片１０の当接部１８がコイルバネ９の付勢力に抗して押圧され、第１スイッチ３の可動接点１４が対応する固定接点８から離間して第１スイッチ３がオフして電源の供給が断たれ、さらに、図示しないブレーキスイッチがオンして交流モータの両端が短絡されて交流モータ２３に制動がかかるようになっている。
【００３８】
なお、正逆転を切り換える図示しない切り換えレバーによって、逆転が選択されたときには、結線状態が切り替わり、上述と同様にしてモータが逆転することになる。
【００３９】
この実施の形態では、第１，第２スイッチ３，４の各可動片１０，１３は、上述のように、一端側に可動接点１４，１５を有し、この可動接点１４，１５と他端側の支点１６，１７との間に、第１，第２カム部２０，２１にそれぞれ当接する当接部１８，１９を有するので、支点の両側に可動接点と当接部とを有する従来の双腕型の可動片に比べて、可動接点１４，１５とカム部２０，２１が作用する当接部１８，１９との間の距離を短くすることが可能であり、このため、接点が溶着した場合に、溶着した接点を、プランジャ部６ａの第１，第２カム部２０，２１で当接部１８，１９を押圧して強制的に開離させるときに、従来よりも低い荷重で開離させることが可能となる。
【００４０】
さらに、この実施の形態では、第１，第２スイッチ３，４は、従来のように、ケース５の上下に配置するのではなく、一方側、この実施の形態では、下方側に、ケース５の厚みを利用してその厚み方向に沿って並置するので、小型化を図ることができるとともに、組み立て性が向上する。
【００４１】
さらに、この実施の形態では、回転制御用の素子としてのサイリスタ２５の発熱を放熱する放熱板を、従来のようにネジで発熱素子に締め付けて取り付けるのではなく、次のようにして取り付けている。
【００４２】
すなわち、図４は、図１のトリガースイッチ１の放熱板およびサイリスタの取付状態の詳細を示す斜視図であり、図５は、その背面側から見た斜視図であり、図６は、放熱板およびサイリスタを取り出して示す斜視図である。
【００４３】
この実施の形態の放熱板３０は、トリガースイッチ１のケース５の側面に沿って延びる側面部３４と、ケース５の背面に沿って延びる背面部３５とを有し、さらに、サイリスタ２５を挟持固定するために、前記側面部３４の一部から該側面部３４に対向するように屈曲形成された挟持部３３とを有しており、 この挟持部３３は、サイリスタ２５を押圧するように湾曲形成されており、そのバネ力によってサイリスタ２５を密着して固定するように構成している。
【００４４】
このように放熱板３０によってサイリスタ２５を挟持して固定するので、従来例のように、ネジで締め付け固定する必要がなく、組み立て性が向上する。
【００４５】
さらに、この実施の形態では、放熱板３０は、単なる放熱板ではなく、上述の図３の回路構成図に示される交流モータ２３の一端に接続される出力端子２９、制御回路２４を構成する回路基板に接続される接続部３１、さらに、サイリスタ２５のアノードが半田付けされる接続部３２および第２スイッチ４の固定接点１１とを兼用している。
【００４６】
すなわち、放熱板３０の側面部３４には、回路基板に半田付けされる接続部３１と、サイリスタ２５のアノードが半田付けされる接続部３２とが形成されており、背面部３５には、上方に延びる出力端子２９と、背面からケース５の内方へ屈曲された第２スイッチ４の固定接点１１とが形成されている。
【００４７】
このように放熱板３０を、出力端子２９、固定接点１１および接続部３１，３２として兼用したので、部品点数が減って組み立て性が一層向上してコストの低減を図ることができるとともに、省スペース化を図ることができる。
【００４８】
上述の実施の形態では、交流電源、交流モータのトリガースイッチに適用したけれども、本発明は、直流電源、直流モータのトリガースイッチに適用してもよく、また、トリガースイッチに限ることなく、他のスイッチに適用してもよいのは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、可動片の一端側に可動接点を設けるとともに、他端側に支点を設け、その間に、操作部材のカム部に当接する当接部を配置しているので、いわゆる双腕型の従来例に比べて、可動接点とカム部が作用する当接部との間の距離が短くなり、接点が溶着した場合に、低い荷重で強制解離させることができる。
【００５０】
また、複数のスイッチを、操作軸に対してその一方側に並設しているので、操作軸の厚み分のスペースを有効に利用してスイッチを配設できることになり、省スペース化を図ることができるとともに、操作軸の上下にスイッチを配設する従来例に比べて組み立て性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係るトリガースイッチの断面図である。
【図２】異なる操作状態の図１に対応する断面図である。
【図３】図１の回路構成図である。
【図４】図１の放熱板とサイリスタとの取付状態の詳細を示す斜視図である。
【図５】背面側から見た図４に対応する斜視図である。
【図６】放熱板とサイリスタとの取付状態を示す斜視図である。
【図７】従来例の断面図である。
【符号の説明】
２ 操作レバー
３ 第１スイッチ
４ 第２スイッチ
６ 操作軸
８，１１ 固定接点
１０，１３ 可動片
１４，１５ 可動接点
１６，１７ 支点
１８，１９ 当接部
２０，２１ 第１，第２カム部
２２ 交流電源
２３ 交流モータ
２５ サイリスタ
３０ 放熱板

Claims (6)

1. 一端側の支点を中心に回動可能であって他端側に可動接点を有する可動片と、該可動片を付勢する付勢部材と、前記可動接点に対向する固定接点とを有するスイッチを備えるとともに、
   操作レバーに連動する操作軸と、該操作軸をフリーポジションに復帰付勢する復帰バネと、前記操作軸に設けられたカム部とを備え、
   前記付勢部材は、可動片の可動接点を前記固定接点に圧接する方向に付勢し、
   前記可動片は、前記可動接点と前記支点との間であって前記固定接点に対向する側に、前記カム部に当接する当接部を有し、
   前記カム部は、前記操作軸のフリーポジションへの復帰移動に応じて、可動片の前記固定接点に対向する側で前記当接部に当接して可動接点を固定接点から開離させることを特徴とするスイッチ機構。
2. 前記可動片は、側面視でＺ形に形成され、該Ｚ形の前記操作軸側に突出した部分が前記カム部に当接する当接部とされている請求項１記載のスイッチ機構。
3. 前記スイッチを少なくとも２つ備え、前記両スイッチを、前記操作軸に対してその一方側に並設する請求項１または２に記載のスイッチ機構。
4. 操作レバーの操作に応じて、各可動片を回動させて接点をそれぞれ開閉する第１，第２スイッチを有するトリガースイッチにおいて、
   前記各可動片は、一端側に可動接点を有するとともに、該可動接点と他端側の回動支点との間であって対応する固定接点に対向する側に、当接部を有し、
   前記操作レバーに連動する操作軸は、前記第１，第２スイッチの各可動片の当接部に当接する第１，第２カム部を有し、
   前記各可動片は、操作レバーの操作に応じて、前記操作軸の各カム部と前記当接部との当接により開離方向に回動することを特徴とするトリガースイッチ。
5. 前記両スイッチは、前記操作軸に対してその一方側に並設される請求項４記載のトリガースイッチ。
6. 前記第１スイッチは、前記操作レバーが、第１の操作位置まで操作されたときに、電源とモータとを回転制御用の素子を介して接続し、前記第２スイッチは、前記操作レバーが、第２の操作位置まで操作されたときに、電源とモータとを前記素子を介することなく接続する請求項４または５記載のトリガースイッチ。

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