JP5764388B2 - 電動工具用トリガースイッチ - Google Patents

Description

本発明は電動工具用トリガースイッチに関し、詳しくは、各種電動工具向けトリガースイッチに適用され、トリガースイッチ内部に水分が侵入しても誤動作が発生しないように有接点を無接点化としたトリガースイッチに関し、特に電池式ブラシレス電動工具向けに有効な電動工具用トリガースイッチに関する。

従来技術における電動工具用トリガースイッチは、図６に示すように、箱状に形成された内部に摺動接点機構（速度制御部）を組み込み、外部のトリガーレバー１１からの摺動操作を伝達する摺動操作部１５を備え、且つ側面を開口にしたケース１２と、ケース１２の側面の開口面を塞ぐと共に、内側側面に摺動回路基板１３を搭載したカバー１４と、手の指で操作できるトリガーレバー１１と、ケース１２の上部位置にモータの正逆回転を切替える切替操作部２５と、を備えた構成になっている。

ケース１２は、側面を開口にした箱型形状に形成し、手前側にトリガーレバー１１をガイドするための上部位置に設けた上部レバーガイド部１７及びこの上部レバーガイド部１７と同じ形状であって鉛直方向の下部位置に設けた下部レバーガイド部１８を設け、内部においては上部レバーガイド部１７と下部レバーガイド部１８とで挟まれた奥行き方向に摺動操作部１５を形成する速度制御部４４を収納する速度制御部収納室１９、速度制御部収納室１９の上部位置に切替操作部２５を構成する切替レバー２６のうち回動軸２９を回動軸係合孔２３に組み合わせて収納する回動軸収納室２１、この回動軸収納室２１に遮蔽部材を介して連続して設けた切替操作部２５を構成する切替レバー２６のうち接片部３０を収納する接片部収納室２２からなる。

カバー１４は、内側側面壁に長方形状の摺動回路基板１３を装着する基板装着部２４を備えた構成になっている。

切替操作部２５を構成する切替レバー２６は、台形状に形成された本体部２７の上端部に上方向に突出形成した切替ノブ２８を備え、略中心位置に切替レバー２６が回動自在な中心軸となる回動軸２９、後端部の側面に切替の信号を発生させる導電性金属部材で形成された切替接片３１を装着する接片部３０を備え、後端部にオシボバネ３２とオシボ３３を備えた構成になっている。

回動軸収納室２１は、切替レバー２６の回動軸２９を回動軸係合孔２３に係合させる部屋であって、回動軸２９よりも一段高く形成された本体部２７及び本体部２７に連設されている切替レバー２６をケース１２の外に位置させる。
そして、回動軸収納室２１内に形成された回動軸係合孔２３の上部を回動軸２９が係合したときにその回動軸２９の頂面を塞ぐように延設して形成した頂面壁３６を備えた構造となっている。

接片部収納室２２は、切替レバー２６の切替接片３１を備えた接片部３０を収納する部屋であって、この部屋の中で切替接片３１がカバー１４に装着されている摺動回路基板１３に配設されている切替接触子３４ａ、３４ｂと対向させた状態に配置され、切替ノブ２８の操作により切替接片３１が切替接触子３４ａ、３４ｂに電気的に接触する。

摺動操作部１５は、棒状に形成し自由端部に、Ｏリング３８及び外部パッキン３９を取り付け、トリガーレバー１１を取付けることができる摺動軸４１と、この摺動軸４１の基部側であって側面に平行に２つの摺動子４２、４３を配置してモータの回転速度を制御する速度制御部４４を設けた構造となっている。

摺動軸４１は、Ｏリング３８及び外部パッキン３９を取り付け、その先端側をトリガーレバー１１に取付け、Ｅリング５９を差込むことでトリガーレバー１１から外れない構成になっている。

速度制御部４４は、摺動軸４１に連結され、摺動軸４１に連動する速度制御摺動子４２及びスイッチ摺動子４３を備え、且つ速度制御摺動子４２及びスイッチ摺動子４３に弾性接触するための接触子４５、４６、４７、４８を備えた摺動回路基板１３とから構成されている。

摺動回路基板１３は、表面に切替操作部２５の切替接片３１と接触する切替接触子３４ａ、３４ｂと、速度制御部４４に備えてある摺動子４２、４３と摺動する接触子４５、４６、４７、４８を備えた構成になっている。

摺動回路基板１３に配設されている接触子４５、４６、４７、４８は、平行且つ整列状態に配設され、上部位置に帯状で抵抗体を構成する可変接触子４５、この可変接触子４５と平行で且つ同一長さに導電性部材で形成された摺動接触子４６、この摺動接触子４６と平行で且つ寸足らずの導電性部材で形成された制御接触子４７、この制御接触子４７と平行で且つ同一長さに導電性部材で形成された補助接触子４８からなる。

このような構成の切替操作部２５においては、切替レバー２６の回動軸２９をケース１２の回動軸係合孔２３に係合させ、切替接片３１を摺動回路基板１３の切替接触子３４ａ、３４ｂに対向させた状態にしておき、切替ノブ２８の操作で切替接片３１が切替接触子３４ａ、３４ｂを導通状態にすることで、切替信号を発生させる。

また、摺動回路基板１３に配設された接触子４５、４６、４７、４８に対して、摺動接触子４６及び可変接触子４５の両者にブラシが接触するように速度制御摺動子４２を当接させることで制御接触子４７及び補助接触子４８の両者にブラシが接触するようにスイッチ摺動子４３が当接されることで、補助スイッチとして機能する。

このような構造をした速度制御部４４においては、摺動操作部１５が復帰バネ４９に抗してトリガーレバー１１で操作されると速度制御摺動子４２及びスイッチ摺動子４３が摺動回路基板１３の接触子４５、４６、４７、４８に接触して摺動する。

特開２００６−３１５１１９号公報

しかしながら、従来技術で説明した電動工具用スイッチにおける有接点機構の場合、摺動接点部の機械的磨耗による消耗、及びスイッチ内部への水分等の侵入又は腐食性ガス侵入により接点部を腐食させ接触不安定を発生させてしまうという問題がある。
従って、トリガースイッチ内部に水分等が侵入しても誤動作が発生しないように、特に有接点の部分を無接点化することで半永久摺動寿命及び耐環境性を実現することに解決しなければならない課題を有する。

上記課題を解決するために、本願発明の電動工具用トリガースイッチは、次に示す構成にすることである。

電動工具用トリガースイッチは、ケースの内部に組み込まれ、トリガーレバーの操作に連動して動く摺動操作部を備えたトリガースイッチであって、前記摺動操作部は、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する速度制御部の側面に突出形成した遮蔽板を備え、前記速度制御部に対向する位置に設けた回路基板にフォトインタラプタを備え、前記速度制御部を引き込む方向に移動させたときに前記回路基板に備えた前記フォトインタラプタの光路を前記遮蔽板で遮ることで発生する信号に基づいてモータの回転トリガーとする。
前記摺動操作部は、更に、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する速度制御部の側面に永久磁石を備え、前記速度制御部に対向する位置に設けた回路基板に磁界センサを備え、前記速度制御部に備えた前記永久磁石を、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する前記速度制御部を引き込み方向に移動させたときに前記磁界センサに蒙る磁界が変化することによる信号を発生させ、該発生した信号に基づいてモータの速度制御をすることが好ましい。
前記電動工具用トリガースイッチは、更に、切替レバーの操作によりモータの正転・逆転を制御する切替操作部を備え、前記切替操作部は、前記切替レバーに連設したレバー部の側面に突出形成した遮蔽板を備え、前記レバー部に対向する位置に設けた回路基板にフォトインタラプタを備え、前記切替レバーの操作により、前記フォトインタラプタの光路を前記遮蔽板で遮るようにすることで前記モータの正転・逆転を切替えるようにすることが好ましい。
あるいは、電動工具用トリガースイッチは、ケースの上部位置に組み込まれ、切替レバーの操作によりモータの正転・逆転を制御する切替操作部と、ケースの下部位置に組み込まれ、トリガーレバーの操作に連動して動く摺動操作部と、を備えたトリガースイッチであって、前記切替操作部は、前記切替レバーに連設したレバー部の側面に突出形成した遮蔽板を備え、前記レバー部に対向する位置に設けた回路基板にフォトインタラプタを備え、前記切替レバーの操作により、前記フォトインタラプタの光路を前記遮蔽板で遮るようにすることで前記モータの正転・逆転を切替えるようにし、前記摺動操作部は、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する速度制御部の側面に永久磁石を取り付け、前記速度制御部に対向する位置に設けた回路基板に磁界センサを備え、前記速度制御部に備えた前記永久磁石を、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する前記速度制御部を引き込み方向に移動させたときに前記磁界センサに蒙る磁界が変化することによる信号を発生させ、該発生した信号に基づいて前記モータの速度制御をするようにし、前記摺動操作部には更に、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する速度制御部の側面に突出形成した遮蔽板を備え、前記速度制御部に対向する位置に設けた回路基板にフォトインタラプタを備え、前記速度制御部を引き込む方向に移動させたときに前記回路基板に備えた前記フォトインタラプタの光路を前記遮蔽板で遮ることで発生する信号に基づいてモータの回転トリガーとする。

本発明に係る電動工具用トリガースイッチは、トリガースイッチの接点を有接点から無接点にすることで、半永久的な耐久性の実現及び水分、塵埃、腐食ガス等の侵入による接触部の腐食に対する耐環境性を向上させることができる。

本願発明に係る電動工具用トリガースイッチを分解して示した全体斜視図である。 同、回路基板を示す説明図である。 同、回路図を示す説明図である。 同、リニアポジションセンサを構成する磁界センサと永久磁石の関係を示す説明図である。 同、リニアポジションセンサを構成する磁界センサからの出力を示す説明図である。 従来技術における電動工具用スイッチを分解して示した全体斜視図である。

本願発明に係る電動工具用トリガースイッチの実施形態について、図面を参照して説明する。

本発明に係る電動工具用トリガースイッチは、図１に示すように、箱状に形成された内部に無接点機構を組み込み、外部のトリガーレバー１１からの摺動操作を伝達する摺動操作部１５を備え、且つ側面を開口にしたケース１２と、このケース１２の側面の開口面を塞ぐと共に、内側側面に無接点機構を備えた回路基板を搭載したカバー１４と、手の指で操作するトリガーレバー１１と、ケース１２の上部位置にモータの正逆回転を切替える切替操作部２５と、を備えた構成になっている。

ケース１２は、側面を開口にした箱型形状に形成し、手前側にトリガーレバー１１をガイドするための上部位置に設けた上部レバーガイド部１７及びこの上部レバーガイド部１７と同じ形状であって鉛直方向の下部位置に設けた下部レバーガイド部１８を設け、内部においては上部レバーガイド部１７と下部レバーガイド部１８とで挟まれた奥行き方向に摺動操作部１５を形成する速度制御部２０を収納する速度制御部収納室１９、速度制御部収納室１９の上部位置に切替操作部２５を構成する切替レバー２６のうち回動軸２９を回動軸係合孔２３に組み合わせて収納する回動軸収納室２１、この回動軸収納室２１に遮蔽部材を介して連続して設けた切替操作部２５を構成する切替レバー２６のうちレバー部２７Ａを収納するレバー部収納室２２Ａからなる。

カバー１４は、内側側面壁に長方形状の回路基板１３Ａを装着する基板装着部２４を備えた構成になっている。

切替操作部２５を構成する切替レバー２６は、台形状に形成されたレバー部２７Ａの上端部に上方向に突出形成した切替ノブ２８を備え、略中心位置に切替レバー２６が回動自在な中心軸となる回動軸２９、後端部の側面に切替の信号を発生させるための突出形成された遮蔽板１６を備えたレバー部２７Ａ、後端部にオシボバネ３２とオシボ３３を備えた構成になっている。

回動軸収納室２１は、切替レバー２６の回動軸２９を回動軸係合孔２３に係合させる部屋であって、回動軸２９よりも一段高く形成された切替レバー２６のうち切替ノブ２８をケース１２の外に位置させる。

レバー部収納室２２Ａは、切替レバー２６の遮蔽板１６を備えたレバー部２７Ａを収納する部屋であって、この部屋の中で遮蔽板１６がカバー１４に装着されている回路基板１３Ａに配置されているフォトインタラプタ５１と対向させた状態で配置され、切替ノブ２８の操作により遮蔽板１６がフォトインタラプタ５１の光路を遮蔽する。

摺動操作部１５は、棒状に形成し自由端部に、Ｏリング及び外部パッキンを取り付け、トリガーレバー１１を取り付けることができる摺動軸４１と、この摺動軸４１の基部側であって側面にリニアポジションセンサを構成する磁界センサ５２に磁界を蒙らせるための永久磁石（マグネット）５５を取付け、モータの回転速度を制御する速度制御部２０と、
永久磁石５５を取付けた下部側の側面にモータを駆動させるための開始信号を発生させるための突出形成された遮蔽板５６を備えた補助接点部５７とを設けた構造となっている。

速度制御部２０は、摺動軸４１に連結され、摺動軸４１の動きに連動する永久磁石５５を備え、且つリニアポジションセンサを構成する磁界センサ５２を備えた回路基板１３Ａとから構成されている。

回路基板１３Ａは、特に図２に示すように、無接点のセンサを取付けた構造となっており、回路基板１３Ａの上部端にモータの回転方向を制御するためのフォトインタラプタ５１が取付けてあり、略中央位置にリニアポジションセンサを構成する磁界センサ５２が取り付けられ、その下部にモータの回転開始を制御するためのフォトインタラプタ５８を取付けてあり、下部端にコネクタ５３を取付けた構成となっている。

回路基板１３Ａに取付けられているフォトインタラプタ５１は、所謂、切替ノブ２８の操作によりモータの回転を切り替えるものであり、このフォトインタラプタ５１の光路を遮るように遮蔽板１６を配置することで、切替レバー２６を操作すると遮蔽板１６がフォトインタラプタ５１の光路を遮ることによりフォトトランジスタがオフとなる。
このフォトインタラプタ５１は、図２及び図３に示すように、コ字型形状に形成した躯体の片腕に相当する部位に発光ダイオードを設け、この発光ダイオードからの光線を入力してオンするフォトトランジスタを発光ダイオードと対向するもう一方の片腕に相当する部位に備えた構成になっている。そして、この対向する発光ダイオードとフォトトランジスタとの間に光線を遮るための遮蔽板を挿入することでフォトトランジスタをオン／オフ制御してモータの回転方向を切替える。

回路基板１３Ａに取付けられているリニアポジションセンサを構成する磁界センサ５２は、所謂、トリガーレバー１１の引き込み動作に伴い速度制御部２０に取付けられている永久磁石５５が磁界センサ５２に対して平行直線方向に動くことにより磁界センサ５２で蒙る磁界の変化を検出する。
このリニアポジションセンサは、所謂、永久磁石５５及び磁界センサ５２から構成され、永久磁石５５及び磁界センサ５２は、移動経路に沿って互いに対向しながら直線的に移動可能であり、磁界センサ５２は永久磁石５５の磁界内に配置される。
磁界センサ５２は、磁界の方向によって決まる出力信号を生成し、この磁界センサ５２の出力信号を、磁界センサ５２と永久磁石５５との間の直線移動経路に対応する制御信号に変換することでトリガーレバー１１の引き込み動作に伴う速度制御を行うことができるのである。
このように、磁界センサ５２による出力信号は、その磁界センサ５２の中を流れる磁界の方向によって決まる。
従って、図４に示すように、磁界センサに対して磁界を生成する永久磁石５５の移動方向を磁界センサ５２に対して平行に且つ直線的に移動するようにすれば磁界の変化による速度制御を行うことができる。

回路基板１３Ａに取付けられているフォトインタラプタ５８は、所謂、トリガーレバー１１の引き込み動作に連動する補助接点部５７によりモータを回転させるトリガーとなるものであり、このフォトインタラプタ５８の光路を遮るように遮蔽板５６を配置することで、トリガーレバー１１を操作すると遮蔽板５６がフォトインタラプタ５８の光路を遮ることによりフォトトランジスタがオフとなる。

このフォトインタラプタ５８は、フォトインタラプタ５１と同様の構造をしており、図２及び図３に示すように、コ字型形状に形成した躯体の片腕に相当する部位に発光ダイオードを設け、この発光ダイオードからの光線を入力してオンするフォトトランジスタを発光ダイオードと対向するもう一方の片腕に相当する部位に備えた構成になっている。そして、この対向する発光ダイオードとフォトトランジスタとの間に光線を遮るための遮蔽板を挿入することでフォトトランジスタをオン／オフ制御してモータの回転開始を制御する。

図５に示すグラフは、トリガーレバーの引き込み操作（ストローク）に伴う磁界センサ５２からの出力信号及び、この出力信号により生成される制御信号をグラフに示したものである。
このグラフが意味するところは、トリガーレバー１１の引き込む操作量に応じて永久磁石５５が直線方向に動くことにより、永久磁石５５から発生している磁界が磁界センサ５２を横切ることにより出力信号が発生する様子をグラフで示したものである。この出力信１号は、永久磁石５５が磁界センサ５２に最も接近したときが磁界を横切る密度が最大となるため、その分信号も大きくなり、全体としてストロークが中央位置のときに最大となる山形状の信号となる。この信号の特徴を捉えて制御信号を生成すればストロークに応じた信号により速度制御をすることができる。
また、制御信号はプログラムにて容易に変更できるため、直線・曲線等自在なモータ制御が容易に実現できる。

トリガースイッチ内部に水分等が侵入しても誤動作が発生しないように、特に有接点の部分を無接点化することで半永久摺動寿命及び耐環境性を実現したトリガースイッチを提供する。

１１ トリガーレバー
１２ ケース
１３Ａ 回路基板
１４ カバー
１５ 摺動操作部
１６ 遮蔽板
１７ 上部レバーガイド部
１８ 下部レバーガイド部
１９ 速度制御部収納室
２０ 速度制御部
２１ 回動軸収納室
２２Ａ レバー部収納室
２３ 回動軸係合孔
２４ 基板装着部
２５ 切替操作部
２６ 切替レバー
２７Ａ レバー部
２８ 切替ノブ
２９ 回動軸
３２ オシボバネ
３３ オシボ
４１ 摺動軸
５１ フォトインタラプタ
５２ 磁界センサ
５３ コネクタ
５５ 永久磁石
５６ 遮蔽板
５７ 補助接点部
５８ フォトインタラプタ

Claims (4)

1. ケースの内部に組み込まれ、トリガーレバーの操作に連動して動く摺動操作部を備えたトリガースイッチであって、
   前記摺動操作部は、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する速度制御部の側面に突出形成した遮蔽板を備え、前記速度制御部に対向する位置に設けた回路基板にフォトインタラプタを備え、
   前記速度制御部を引き込む方向に移動させたときに前記回路基板に備えた前記フォトインタラプタの光路を前記遮蔽板で遮ることで発生する信号に基づいてモータの回転トリガーとする
   ことを特徴とする電動工具用トリガースイッチ。
2. 前記摺動操作部は、更に、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する速度制御部の側面に永久磁石を備え、前記速度制御部に対向する位置に設けた回路基板に磁界センサを備え、
   前記速度制御部に備えた前記永久磁石を、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する前記速度制御部を引き込み方向に移動させたときに前記磁界センサに蒙る磁界が変化することによる信号を発生させ、該発生した信号に基づいてモータの速度制御をする
   ことを特徴とする請求項１記載の電動工具用トリガースイッチ。
3. 更に、切替レバーの操作によりモータの正転・逆転を制御する切替操作部を備え、
   前記切替操作部は、前記切替レバーに連設したレバー部の側面に突出形成した遮蔽板を備え、前記レバー部に対向する位置に設けた回路基板にフォトインタラプタを備え、
   前記切替レバーの操作により、前記フォトインタラプタの光路を前記遮蔽板で遮るようにすることで前記モータの正転・逆転を切替えるようにした
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の電動工具用トリガースイッチ。
4. ケースの上部位置に組み込まれ、切替レバーの操作によりモータの正転・逆転を制御する切替操作部と、
   ケースの下部位置に組み込まれ、トリガーレバーの操作に連動して動く摺動操作部と、
   を備えたトリガースイッチであって、
   前記切替操作部は、前記切替レバーに連設したレバー部の側面に突出形成した遮蔽板を備え、前記レバー部に対向する位置に設けた回路基板にフォトインタラプタを備え、
   前記切替レバーの操作により、前記フォトインタラプタの光路を前記遮蔽板で遮るようにすることで前記モータの正転・逆転を切替えるようにし、
   前記摺動操作部は、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する速度制御部の側面に永久磁石を取り付け、前記速度制御部に対向する位置に設けた回路基板に磁界センサを備え、
   前記速度制御部に備えた前記永久磁石を、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する前記速度制御部を引き込み方向に移動させたときに前記磁界センサに蒙る磁界が変化することによる信号を発生させ、該発生した信号に基づいて前記モータの速度制御をするようにし、
   前記摺動操作部には更に、前記トリガーレバーの引き込み操作に連動する速度制御部の側面に突出形成した遮蔽板を備え、前記速度制御部に対向する位置に設けた回路基板にフォトインタラプタを備え、
   前記速度制御部を引き込む方向に移動させたときに前記回路基板に備えた前記フォトインタラプタの光路を前記遮蔽板で遮ることで発生する信号に基づいてモータの回転トリガーとする
   ことを特徴とする電動工具用トリガースイッチ。

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