JP5766843B2

JP5766843B2 - 変速スイッチ

Info

Publication number: JP5766843B2
Application number: JP2014088184A
Authority: JP
Inventors: 将裕渡邊; 卓也草川; 長坂　英紀; 英紀長坂
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2030-09-17
Also published as: JP2014167926A

Description

本発明は、電動工具に取付けられており、スイッチ操作部の変位量に応じてその電動工具のモータに対する電力供給量を増減させるための電気信号を出力可能な変速スイッチに関する。

これに関連する従来の変速スイッチが特許文献１に記載されている。特許文献１の変速スイッチ１００は、図９に示すように、指で引き操作されるトリガ１０２と、そのトリガ１０２の引き操作に連動する摺動式の可変抵抗（図示省略）等を備えるスイッチ本体部１０５とから構成されている。トリガ１０２は後方（図中右方向）に突出する支軸１０３を備えており、その支軸１０３が軸方向に摺動可能な状態でスイッチ本体部１０５の軸受１０５ｊに支持されている。さらに、スイッチ本体部１０５内にはトリガ１０２を原位置（左端位置）に戻す方向に付勢されたバネ１０５ｂが設けられている。このため、バネ１０５ｂの力に抗してトリガ１０２が引き操作されると、変速スイッチ１００がオンし、トリガ１０２の引き操作量の増加に伴って抵抗値が減少する。そして、変速スイッチ１００の抵抗値が減少することで、電動工具のモータに対する電力供給量が増加し、モータの回転速度が増大するようになる。また、トリガ１０２がバネ１０５ｂの力で原位置まで戻されると、変速スイッチ１００がオフし、電動工具のモータに対する電力供給量が零となって、モータが停止する。

特開２００３−２６０６７５号公報

しかし、上記した変速スイッチ１００では、トリガ１０２の引き操作量の増減に応じて可変抵抗の抵抗値を変化させる構成のため、スイッチ本体１０５に対するトリガ１０２の移動量（ストローク）を比較的大きく設定する必要がある。このため、変速スイッチ１００が大型化し、電動工具に対する変速スイッチ１００の取付け自由度が低下する。さらに、スイッチ本体１０５に対するトリガ１０２のストロークが比較的大きいため、変速スイッチ１００を装着した電動工具の防水構造も複雑になる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、スイッチ本体に対するスイッチ操作部の変位量を小さくして変速スイッチの取付け自由度を向上させるとともに、電動工具の防水構造を簡単にすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、ハウジングに収納されたモータを動作させるためのスイッチを備える電動工具であって、前記スイッチは、操作されるスイッチ操作部と、そのスイッチ操作部を介して押圧力を受ける荷重センサを備えるスイッチ本体部と、を有しており、前記スイッチ操作部は、前記ハウジングの開口を塞いだ状態で、そのハウジングに取付けられており、前記スイッチ本体部は、前記ハウジングの開口の内側で、そのスイッチ本体部の一端側と他端側とが前記ハウジングに固定されており、前記荷重センサは、前記スイッチ本体部の表面に位置固定されて、前記スイッチ操作部を介して押圧力を受けることで歪範囲の変位が可能であることを特徴とする。

本発明によると、スイッチ操作部は、そのスイッチ操作部に加わる押圧力を荷重センサに伝達できるように構成されている。このため、スイッチ操作部の最大変位量は、理論的には荷重センサの最大歪み量に等しくなり、従来の可変抵抗方式と比較してスイッチ本体部に対するスイッチ操作部の変位量（ストローク）を大幅に低減できる。これにより、スイッチを小型化でき、取付け位置の自由度が向上する。また、ハウジングの表面とスイッチ操作部とを共にフィルム等で覆うことが可能になり、電動工具の防水構造が簡単になる。

請求項２の発明によると、スイッチ操作部は、弾性変形可能な部材であることを特徴とする。
請求項３の発明によると、スイッチ操作部は、シール部材であることを特徴とする。
請求項４の発明によると、スイッチ操作部の最大変位量は、5mm以下に設定されていることを特徴とする。
請求項５の発明によると、スイッチ操作部には、そのスイッチ操作部に加えられた荷重を前記荷重センサに伝達する荷重伝達部が設けられていることを特徴とする。
請求項６の発明によると、ハウジングが筒状のハウジング本体と、そのハウジング本体の側面から径方向に突出するハンドル部とから構成されており、前記ハンドル部の基端部に前記スイッチ操作部が装着されていることを特徴とする。

請求項７の発明によると、ハウジングが筒状のハウジング本体と、そのハウジング本体の側面から径方向に突出するハンドル部とから構成されており、前記ハウジング本体の後端面に前記スイッチ操作部が装着されていることを特徴とする。このため、ハウジング本体の後端面を押えることで電動工具の変速操作を行なえるようになり、電動工具の使い勝手が向上する。
請求項８の発明によると、ハウジングが筒状のハウジング本体と、そのハウジング本体の側面から径方向に突出するハンドル部とから構成されており、前記ハウジング本体の側面、及び／又は、前記ハンドル部の側面に前記スイッチ操作部が装着されていることを特徴とする。

請求項９の発明によると、スイッチ操作部は、ハウジングの外側に配置される操作部本体と、前記ハウジングの開口に通される軸部と、前記ハウジングの内側で押圧力を前記荷重センサに伝える荷重伝達部とから構成されており、前記軸部が前記ハウジングの開口をシールしていることを特徴とする。
請求項１０の発明によると、軸部が弾性材により形成されていることを特徴とする。

請求項１１の発明によると、スイッチ操作部の軸部と荷重伝達部とが一体成形されていることを特徴とする。
請求項１２の発明によると、スイッチ操作部の軸部と荷重伝達部とが弾性材により成形されていることを特徴とする。
請求項１３の発明によると、スイッチ操作部の操作部本体と軸部と荷重伝達部とが弾性材により一体成形されていることを特徴とする。このように、電動工具の防水構造が簡単になるため、コスト低減を図ることができる。
請求項１４の発明によると、スイッチ操作部が複数ヶ所に設けられていることを特徴とする。
請求項１５の発明によると、複数のスイッチ操作部は、前記ハンドル部に設けられていることを特徴とする。

本発明によると、電動工具に対する変速スイッチの取付け自由度が向上するとともに、防水構造が簡単になる。

本発明の実施形態１に係る変速スイッチを備える電動工具の全体斜視図である。前記電動工具の全体縦断面図である。前記変速スイッチの側面図である。図３のIV-IV矢視断面図である。前記変速スイッチで使用される荷重センサの模式回路図である。前記変速スイッチで使用される荷重センサに加わる荷重と出力と関係を表すグラフである。変更例に係る変速スイッチの模式側面図である。変速スイッチを備える電動工具の変更例を表す側面図である。従来の変速スイッチを表す側面図である。

［実施形態１］
以下、図１から図８に基づいて、本発明の実施形態１に係る変速スイッチ３０の説明を行なう。本実施形態に係る変速スイッチ３０は、インパクトドライバ１０（以下、電動工具１０という）に使用されるスイッチであり、スイッチ操作部（トリガ３１）の変位量に応じてその電動工具１０のＤＣモータ２０に対する電力供給量を増減させるための電気信号を出力できるように構成されている。ここで、図中の前後左右及び上下は、電動工具１０の前後左右及び上下に対応している。

＜電動工具１０の概要について＞
本実施形態に係る変速スイッチ３０について説明する前に、電動工具１０の概要について説明する。電動工具１０のハウジング１１は、半割り状に形成された左右のハウジング片を幅方向中央位置で嵌め合わせることにより、中空閉断面状に形成されている。ハウジング１１は、図１に示すように、筒状のハウジング本体１２と、そのハウジング本体１２の側部（図１では下部）から径方向（下方向）に突出するように形成されたハンドル部１５とから構成されている。

前記ハウジング本体１２には、図２に示すように、後側から順番にＤＣモータ２０、遊星歯車機構２４、スピンドル２５、打撃力発生機構２６、及びアンビル２７が同軸に収納されている。ＤＣモータ２０は、電動工具１０の駆動源であり、そのＤＣモータ２０の回転が遊星歯車機構２４によって減速された後、スピンドル２５に伝達される。そして、スピンドル２５の回転力がハンマー２６ｈや圧縮バネ２６ｂ等を備える打撃力発生機構２６によって回転打撃力に変換され、アンビル２７に伝えられる。アンビル２７は、回転打撃力を受けて軸回りに回転する部分であり、ハウジング本体１２の先端に設けられた軸受１２ｊによって、軸回りに回転自在、かつ軸方向に変位不能に支持されている。アンビル２７の先端部には、ドライバビットやソケットビット等（図示省略）を装着するためのチャック部２７ｔが設けられている。

ハウジング１１のハンドル部１５は、使用者が電動工具１０を使用する際に把持する部分であり、握り部位１５ｈと、その握り部位１５ｈよりも突出端（下端）側に位置するバッテリ連結部１５ｐとから構成されている。握り部位１５ｈは、使用者が握り易いように比較的小径に形成されており、その握り部位１５ｈの基端部（上端部）に本実施形態に係る変速スイッチ３０が装着されている。また、ハンドル部１５のバッテリ連結部１５ｐは、握り部位１５ｈに対して主に下側前方向に拡開するように構成されており、バッテリ１９の連結部（図示省略）が前方から後方にスライドしながら係合するように構成されている。

＜変速スイッチ３０について＞
変速スイッチ３０は、図２、図３等に示すように、使用者が指先で引き操作するトリガ３１と、ハウジング１１のハンドル部１５内に収納されたスイッチ本体部３３と、そのスイッチ本体部３３に設けられてトリガ３１からの押圧力を受ける荷重センサ３５とから構成されている。トリガ３１は、図３に示すように、トリガ本体３１２と軸部３１４とフランジ部３１６と荷重伝達部３１７とを備えている。トリガ本体３１２は、ハンドル部１５の外側に配置されて指が掛けられる部分であり、図１に示すように、略角板状に形成されている。そして、トリガ本体３１２の表面３１０が、図３に示すように、指が掛かり易いように凹円弧面状に形成されており、裏面がハンドル部１５の表面に面接触するように平面状に形成されている。

トリガ本体３１２の裏面中央には軸部３１４がその裏面に対して直角に突出形成されており、その軸部３１４が、図４に示すように、ハンドル部１５の開孔１５ｗに挿通されている。ここで、ハンドル部１５の開孔１５ｗは、そのハンドル部１５の前面上部中央位置で、図３、図４に示すように、左右のハンドル片１５１，１５２の嵌め合わせ位置に形成されている。このため、左右のハンドル片１５１，１５２を嵌め合わせる際に、ハンドル部１５の開孔１５ｗにトリガ３１の軸部３１４を通せるようになる。ここで、前記軸部３１４は弾性体により形成されており、ハンドル部１５の開孔１５ｗに通された状態で、その開孔１５ｗをシールできるように構成されている。

前記軸部３１４の先端には、ハンドル部１５の開孔１５ｗの周縁をそのハンドル部１５の内側から押えるフランジ部３１６がその軸部３１４と同軸に固定されている。そして、フランジ部３１６の表面（軸部３１４と反対側）の中央に半球状の荷重伝達部３１７が前記軸部３１４と同軸に設けされている。このように、トリガ３１の軸部３１４がハンドル部１５の前面中央に形成された開孔１５ｗに通される構成のため、トリガ３１は軸部３１４の軸方向（前後方向）に相対変位可能な状態な状態で、そのハンドル部１５の前面に装着されるようになる。

スイッチ本体部３３は、荷重センサ３５を備える電気回路基板であり、図２、図３に示すように、トリガ３１の背面と対向した状態でハンドル部１５の内側に固定されている。即ち、ハンドル部１５の左右のハンドル片１５１，１５２には、スイッチ本体部３３の左端縁と右端縁とが嵌合する縦長溝１５１ｍ，１５２ｍが所定位置に形成されている。そして、スイッチ本体部３３の左端縁と右端縁とが左右のハンドル片１５１，１５２の縦長溝１５１ｍ，１５２ｍと嵌合することで、スイッチ本体部３３はトリガ３１と対向した状態でハンドル部１５の内側に固定されるようになる。

スイッチ本体部３３の表面には、トリガ３１の荷重伝達部３１７が当接する位置に荷重センサ３５が位置決めされている。荷重センサ３５には荷重受け部３５ｒが設けられており、その荷重受け部３５ｒがトリガ３１の荷重伝達部３１７から押圧力を受けられるように構成されている。そして、荷重センサ３５の荷重受け部３５ｒがトリガ３１の荷重伝達部３１７から押圧力を受けることで、その荷重センサ３５が歪み、その歪み量で荷重センサ３５の抵抗値が変化するように構成されている。即ち、荷重センサ３５は、図５の模式図に示すように、抵抗のブリッジ回路で表され、歪み量に応じて抵抗比が変化するように構成されている。このため、スイッチ本体部３３の電気回路により前記ブリッジ回路の電源端子に所定電圧が加えられると、図６に示すように、出力端子から押圧力（歪み量）に比例する電圧信号が出力されるようになる。即ち、トリガ３１を引き操作することで、そのトリガ３１に加わった押圧力がトリガ３１の荷重伝達部３１７から荷重センサ３５の荷重受け部３５ｒに加わると、荷重センサ３５（変速スイッチ３０）は前記押圧力に比例する電圧信号を出力できるようになる。ここで、トリガ３１を引き操作する際の最大変位量は5mm以下設定されている。即ち、前記トリガ３１が本発明のスイッチ操作部に相当し、トリガ本体３１２が本発明の操作部本体に相当する。

変速スイッチ３０の出力信号は、電動工具１０の制御回路（図示省略）に入力される。前記制御回路は、変速スイッチ３０の出力信号（電圧信号）に基づいてＤＣモータ２０に供給する電力をＰＷＭ制御により調整できるように構成されている。即ち、変速スイッチ３０のトリガ３１を引き操作することで、トリガ３１に加わる押圧力が増加すると変速スイッチ３０の出力電圧が上昇し、ＤＣモータ２０に供給する電力が増加するようになる。これにより、ＤＣモータ２０の回転速度が上昇するようになる。逆に、トリガ３１に加わる押圧力を緩めると変速スイッチ３０の出力電圧が低下するようになり、ＤＣモータ２０に供給する電力が減少して回転速度が低下する。

＜本実施形態に係る変速スイッチ３０の長所について＞
本実施形態に係る変速スイッチ３０によると、トリガ３１は、そのトリガ３１に加わる押圧力を荷重センサ３５に伝達できるように構成されており、荷重センサ３５は前記押圧力を受けて歪む際の歪み量を電気信号に変換できるように構成されている。即ち、変速スイッチ３０は、トリガ３１に加えられる押圧力に応じた電気信号を出力できるように構成されており、前記電気信号により電動工具１０のＤＣモータ２０に対する電力供給量を増減できるように構成されている。このため、トリガ３１の最大変位量は、理論的には荷重センサ３５等の最大歪み量に等しくなり、従来の可変抵抗方式の変速スイッチと比較してスイッチ本体部３３に対するトリガ３１の変位量（ストローク）を大幅に低減できる。これにより、変速スイッチ３０を小型化でき、変速スイッチ３０の取付け位置の自由度が向上する。また、トリガ３１の最大変位量（ストローク）が5mm以下であるため、図３等に示すように、電動工具１０の防水構造が簡単になる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、変速スイッチ３０のトリガ３１を、図３等に示すように、トリガ本体３１２と軸部３１４とフランジ部３１６と荷重伝達部３１７とから構成し、前記軸部３１４をハンドル部１５の開孔１５ｗに通すことで、前記トリガ３１をハンドル部１５に対して相対変位可能な状態でそのハンドル部１５の表面に取付ける例を示した。しかし、図７に示すように、ハンドル部１５の前面にトリガ３１を通す開口１５ｗを形成し、その開口１５ｗをゴム板３７等で塞いだ状態で、そのゴム板３７の裏側に前記トリガ３１を固定する構成でも可能である。このため、防水構造がさらに簡単になる。

また、本実施形態では、電動工具１０のハンドル部１５の前面上部に配置できるように構成されたトリガ形式の変速スイッチ３０を例示した。しかし、図８に示すように、トリガ３１の代わりに押しボタン状のスイッチ操作部３８を設け、変速スイッチ３０をハウジング本体１２に後部に設置してスイッチ操作部３８をハウジング本体１２の後端面に配置することも可能である。これにより、ハウジング本体１２の後端面を押えることで電動工具１０の変速操作を行なえるようになり、電動工具１０の使い勝手が向上する。また、スイッチ操作部３８を、図８に示すように、ハウジング本体１２の側面に配置することも可能であるし、ハンドル部１５の側面に配置することも可能である。

１０・・・・電動工具
１１・・・・ハウジング
１２・・・・ハウジング本体
１５・・・・ハンドル部
２０・・・・ＤＣモータ（モータ）
３０・・・・変速スイッチ
３１・・・・トリガ（スイッチ操作部）
３１２・・・トリガ本体（操作部本体）
３１４・・・軸部
３１７・・・荷重伝達部
３３・・・・スイッチ本体部
３５・・・・荷重センサ
３５ｒ・・・荷重受け部
３８・・・・スイッチ操作部

Claims

ハウジングに収納されたモータを動作させるためのスイッチを備える電動工具であって、
前記スイッチは、
操作されるスイッチ操作部と、
そのスイッチ操作部を介して押圧力を受ける荷重センサを備えるスイッチ本体部と、
を有しており、
前記スイッチ操作部は、前記ハウジングの開口を塞いだ状態で、そのハウジングに取付けられており、
前記スイッチ本体部は、前記ハウジングの開口の内側で、そのスイッチ本体部の一端側と他端側とが前記ハウジングに固定されており、
前記荷重センサは、前記スイッチ本体部の表面に位置固定されて、前記スイッチ操作部を介して押圧力を受けることで歪み範囲の変位が可能であることを特徴とする電動工具。
請求項１に記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部は、弾性変形可能な部材であることを特徴とする電動工具。
請求項２に記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部は、シール部材であることを特徴とする電動工具。
請求項１から請求項３のいずれかに記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部の最大変位量は、5mm以下に設定されていることを特徴とする電動工具。
請求項１から請求項４のいずれかに記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部には、そのスイッチ操作部に加えられた荷重を前記荷重センサに伝達する荷重伝達部が設けられていることを特徴とする電動工具。
請求項１から請求項５のいずれかに記載された電動工具であって、
前記ハウジングが筒状のハウジング本体と、そのハウジング本体の側面から径方向に突出するハンドル部とから構成されており、前記ハンドル部の基端部に前記スイッチ操作部が装着されていることを特徴とする電動工具。
請求項１から請求項５のいずれかに記載された電動工具であって、
前記ハウジングが筒状のハウジング本体と、そのハウジング本体の側面から径方向に突出するハンドル部とから構成されており、前記ハウジング本体の後端面に前記スイッチ操作部が装着されていることを特徴とする電動工具。
請求項１から請求項５のいずれかに記載された電動工具であって、
前記ハウジングが筒状のハウジング本体と、そのハウジング本体の側面から径方向に突出するハンドル部とから構成されており、前記ハウジング本体の側面、及び／又は、前記ハンドル部の側面に前記スイッチ操作部が装着されていることを特徴とする電動工具。
請求項１に記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部は、前記ハウジングの外側に配置される操作部本体と、前記ハウジングの開口に通される軸部と、前記ハウジングの内側で押圧力を前記荷重センサに伝える荷重伝達部とから構成されており、
前記軸部が前記ハウジングの開口をシールしていることを特徴とする電動工具。
請求項９に記載された電動工具であって、
前記軸部が弾性材により形成されていることを特徴とする電動工具。
請求項９に記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部の軸部と荷重伝達部とが一体成形されていることを特徴とする電動工具。
請求項１１に記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部の軸部と荷重伝達部とが弾性材により成形されていることを特徴とする電動工具。
請求項９に記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部の操作部本体と軸部と荷重伝達部とが弾性材により一体成形されていることを特徴とする電動工具。
請求項１から請求項１３のいずれかに記載された電動工具であって、
前記スイッチ操作部が複数ヶ所に設けられていることを特徴とする電動工具。
請求項１４に記載された電動工具であって、
前記複数のスイッチ操作部は、前記ハンドル部に設けられていることを特徴とする電動工具。