JP6879797B2

JP6879797B2 - トリガースイッチ

Info

Publication number: JP6879797B2
Application number: JP2017067446A
Authority: JP
Inventors: 星樋川
Original assignee: Satori Electric Co Ltd
Current assignee: Satori Electric Co Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: CN108695091B; CN108695091A; JP2018170190A; US20180287521A1; US10797622B2; EP3382734B1; EP3382734A1

Description

本発明は、トリガースイッチに関する。

特許文献１は、スイッチ操作部の変位量に応じて、モータに対する電力供給量を増減させる変速スイッチを開示している。
特許文献２は、荷重伝達材に印加された荷重を受歪部で検出する荷重計を開示している。

特開２０１２−１０１３２６号公報特公昭３９−２３１６７号公報

特許文献１に開示された変速スイッチは、スイッチ操作部の変位量を、弾性体により、荷重センサを押圧する力に変換することにより、少ない変位量で、モータの回転数を最大にすることができる。しかし、モータが停止している状態から、モータが最大回転している状態までのスイッチ操作部の変位量が短いので、モータの回転数を微調整することが難しい。
弾性体のばね定数を小さくすれば、モータが停止している状態から、モータが最大回転している状態までのスイッチ操作部の移動距離が長くなり、モータの回転数を微調整することが可能となる。しかし、今度は、モータを最大回転させたいとき、スイッチ操作部を大きく移動させなければならない。
また、操作部の変位量を押圧力に変換するのではなく、操作部を押圧した力をそのまま荷重センサに伝達する構成とすれば、操作部をほとんど移動させることなく、モータの回転数を増減させることができる。しかし、操作部の変位量ではなく、操作部に加える力の加減で、モータの回転数を制御することになるので、やはり、モータの回転数を微調整することが難しい。
本発明は、このような課題を解決し、モータなどの負荷に最大電力を供給するときの操作部の移動量を小さく抑えつつ、負荷に供給する電力を容易に微調整できるようにすることを目的とする。

本発明にかかるトリガースイッチは、使用者の操作により移動する操作部と、押圧される力を検出する感圧センサと、前記感圧センサを押圧する押圧部材とを備えてもよい。前記操作部の移動量が所定量未満である場合、前記押圧部材は、前記操作部の移動量に対応する力で前記感圧センサを押圧してもよい。前記操作部の移動量が前記所定量以上である場合、前記押圧部材は、前記使用者が前記操作部を押圧する力に対応する力で前記感圧センサを押圧してもよい。
前記トリガースイッチは、前記操作部の移動量を力に変換する変換部材を備えてもよい。前記操作部の移動量が前記所定量未満である場合、前記押圧部材は、前記変換部材を介して前記操作部と結合し、前記変換部材によって変換された力で前記感圧センサを押圧してもよい。前記操作部の移動量が前記所定量以上である場合、前記押圧部材は、前記変換部材を介さず前記操作部と結合し、前記使用者が前記操作部を押圧した力で前記感圧センサを押圧してもよい。
前記操作部の移動量が第二の所定量未満である場合、前記押圧部材は、前記感圧センサを押圧しなくてもよい。
前記トリガースイッチは、前記押圧部材が前記感圧センサを押圧する力を所定値以内に制限する制限部を備えてもよい。
本発明にかかるトリガースイッチは、オフ位置と最大位置との間を移動可能であり、前記オフ位置へ向けて付勢され、使用者の操作により前記最大位置へ向けて移動する操作部と、押圧される力を検出する感圧センサと、前記感圧センサを押圧する押圧部材と、前記操作部と前記押圧部材との間に介在する圧縮ばねとを備えてもよい。前記操作部が限界位置よりも前記オフ位置の側に位置するとき、前記押圧部材は、前記圧縮ばねを介して前記操作部と結合し、これにより、前記操作部の位置に対応する力で前記感圧センサを押圧してもよい。前記操作部が前記限界位置に位置するとき、前記押圧部材は、前記圧縮ばねを介さず前記操作部に当接し、これにより、前記使用者が前記操作部を押圧した力で前記感圧センサを押圧してもよい。
前記操作部が作動位置よりも前記オフ位置の側に位置するとき、前記押圧部材は、前記感圧センサから離れていてもよい。
前記感圧センサは、感圧位置と保護位置との間を移動可能であり、前記感圧位置へ向けて付勢されてもよい。前記押圧部材が前記感圧センサを押圧する力が所定値に達したとき、前記感圧センサが前記保護位置へ向けて移動し、前記操作部が前記最大位置に到達し、これにより、前記感圧センサが前記所定値より大きい力で押圧されるのを防いでもよい。
前記トリガースイッチは、前記感圧センサが検出した力に基づいて、負荷に供給する電力を制御してもよい。
前記トリガースイッチは、前記感圧センサが検出した力に基づいて、モータの回転数を制御してもよい。
本発明にかかる電動工具は、モータと、前記トリガースイッチとを備えてもよい。前記電動工具は、前記感圧センサが検出した力に基づいて、前記モータの回転数を制御してもよい。

本発明によれば、操作部の移動量が所定量未満である場合は、操作部の移動量に対応する力で感圧センサを押圧するので、押圧力を容易に調整することができる。操作部の移動量が所定量以上である場合は、操作部を押圧する力に対応する力で前記感圧センサを押圧するので、操作部を大きく移動させることなく、押圧力を最大にすることができる。
操作部の移動量が所定量以上である場合に、変換部材を介さず、押圧部材が操作部と結合すれば、操作部をほとんど移動させることなく、押圧力を最大にすることができる。
操作部の移動量が第二の所定量未満である場合に、押圧部材を押圧しなければ、意図せずに押圧部材を押圧するのを防ぐことができる。
押圧部材が感圧センサを押圧する力を制限すれば、感圧センサに許容押圧力以上の力が加わるのを防ぐことができる。
感圧センサが検出した力に基づいて、負荷に供給する電力を制御すれば、負荷に最大電力を供給するときの操作部の移動量を小さく抑えつつ、負荷に供給する電力を容易に微調整することができる。
感圧センサが検出した力に基づいて、モータの回転数を制御すれば、モータを最大回転させるときの操作部の移動量を小さく抑えつつ、モータの回転数を容易に微調整することができる。

トリガースイッチの一例を示す側面視一部断面図。トリガースイッチを示す側面視一部断面図。トリガースイッチを示す側面視一部断面図。トリガースイッチを示す側面視一部断面図。トリガースイッチを示す側面視一部断面図。トリガースイッチを示す側面視一部断面図。操作部の移動量と押圧力との関係を示すグラフ。

図１に示すトリガースイッチ１０は、例えばモータなどの負荷を備える電動工具において、負荷に供給する電力を調整するために使用される。
トリガースイッチ１０は、筐体１２を備える。筐体１２は、内部に設けられた二つの収容空間２１，２２と、二つの隔壁２３，２４とを有する。隔壁２３は、収容空間２１のＢ方向に配置され、収容空間２１を外部から隔てている。隔壁２３には、収容空間２１と外部とを連通する貫通穴が設けられている。隔壁２４は、収容空間２１のＡ方向かつ収容空間２２のＢ方向に配置され、二つの収容空間２１，２２を隔てている。隔壁２４には、二つの収容空間２１，２２を連通する貫通穴が設けられている。

トリガースイッチ１０は、操作部１３を備える。操作部１３は、筐体１２に対し、図１に示すオフ位置と図６に示す最大位置との間をＡ−Ｂ方向に移動可能である。操作部１３は、トリガー３１及びプランジャー３２を有する。トリガー３１は、筐体１２の外部に配置され、使用者が指をかけて引くことができる。プランジャー３２は、隔壁２３を貫通する貫通穴を貫通し、一端が収容空間２１のなかに配置され、他端が筐体１２の外でトリガー３１と係合し固定されている。プランジャー３２は、例えば、Ａ−Ｂ方向に延びる円柱軸状であり、中心軸に沿って延びる孔を有する。この孔は、プランジャー３２のＡ方向の端部から凹設され、Ｂ方向へいくにつれて、二回にわたり、段階的に径が小さくなっている。使用者がトリガー３１を引くと、プランジャー３２はトリガー３１と一体となって移動し、操作部１３全体がＡ方向へ移動する。
トリガースイッチ１０は、復帰ばねと呼ばれる圧縮コイルばねやその他の弾性体などの付勢部材１８を備える。付勢部材１８は、筐体１２とトリガー３１との間に配置され、トリガー３１を筐体１２に対してＢ方向へ向けて付勢している。これにより、使用者がトリガー３１を引いていないとき、操作部１３はオフ位置に位置し、使用者がトリガー３１を引くと、操作部１３は、Ａ方向へ向けて移動する。

トリガースイッチ１０は、押圧部材１４を備える。押圧部材１４は、収容空間２１のなかに配置されている。押圧部材１４は、プランジャー３２と係合していて、操作部１３に対し、図１及び２に示す自由位置と図４乃至６に示す直結位置との間をＡ−Ｂ方向に移動可能である。押圧部材１４は、例えば、Ａ−Ｂ方向に延びる円柱状の軸部４１と、軸部４１のＡ方向の端部に設けられた円板状のフランジ部４２とを有する。軸部４１の径は、プランジャー３２の孔の二段目の内径よりも小さく、三段目の内径よりも大きい。使用者がトリガー３１を引くと、押圧部材１４は、Ａ方向へ向けて移動し、後述する感圧センサ１５を押圧する。
トリガースイッチ１０は、押しばねと呼ばれる圧縮コイルばねやその他の弾性体などの変換部材１６を備える。変換部材１６は、プランジャー３２と押圧部材１４との間に配置され、操作部１３の移動量を、押圧部材１４が感圧センサ１５を押圧する力に変換する。変換部材１６は、例えば、内径が、押圧部材１４の軸部の径よりも大きく、押圧部材１４のフランジ部４２の径よりも小さい。外径は、押圧部材１４の孔の一段目の内径よりも小さく、二段目の内径よりも大きい。
押圧部材１４が操作部１３に対して直結位置に位置するとき、押圧部材１４は、操作部１３と当接し、変換部材１６を介さずに操作部１３と直接結合する。例えば、押圧部材１４のＢ方向の端面が、プランジャー３２の孔の二段目と三段目との境界面に当接する。これにより、押圧部材１４は、使用者がトリガー３１を引いた力を、感圧センサ１５に伝達する。
押圧部材１４が直結位置以外に位置するとき、押圧部材１４を変換部材１６を介して操作部１３と結合する。これにより、押圧部材１４は、変換部材１６が変換した力で、感圧センサ１５を押圧する。

トリガースイッチ１０は、感圧センサ１５を備える。感圧センサ１５は、筐体１２に対し、図１乃至４に示す感圧位置と図６に示す保護位置との間をＡ−Ｂ方向に移動可能である。感圧センサ１５は、基部５１及び感圧部５２を有する。基部５１は、収容空間２２のなかに配置されている。感圧部５２は、基部５１のＢ方向に配置され、隔壁２４の貫通穴を通して収容空間２１に面している。感圧部５２は、Ａ−Ｂ方向に圧縮される力を検出し、検出した力の大きさを表す信号を出力する。例えば、感圧部５２は、検出した力に対応して、抵抗値が変化し又は起電力を生じる。感圧部５２は、押圧部材１４と基部５１との間に挟まれて圧縮されることにより、押圧部材１４による押圧力を検出する。
トリガースイッチ１０は、制限部１７を備える。制限部１７は、押圧部材１４が感圧センサ１５を押圧する力を制限する。制限部１７は、例えば、受けばねと呼ばれる圧縮コイルばねやその他の弾性体などの付勢部材７１，７２を有する。付勢部材７１，７２は、収容空間２２のなかに配置され、基部５１を、筐体１２に対してＢ方向へ向けて付勢している。これにより、変換部材１６が感圧センサ１５を押圧する力が、付勢部材７１，７２による付勢力以下であるとき、感圧センサ１５は、感圧位置に位置し、変換部材１６による押圧力をそのまま検出する。変換部材１６による押圧力が付勢部材７１，７２による付勢力を超えると、感圧センサ１５は、Ａ方向へ向けて移動する。操作部１３が最大位置に到達すると、それ以上Ａ方向へ移動することができない。したがって、感圧センサ１５にそれ以上大きな力が加わるのを防ぐことができる。

次に、動作について説明する。
図７において、横軸は、オフ位置を基準とする操作部１３のＡ方向への移動量を示し、ローマ数字は、その移動量に対応する図番号を表す。例えば、移動量Ｉは、図１に示した状態に対応している。縦軸は、力を示す。感圧センサ１５が検出する押圧力９１を実線で示し、使用者がトリガー３１を引く力９２を点線で示す。力９２と押圧力９１との差は、主に、付勢部材１８の付勢力によるものである。

使用者がトリガー３１を引いていない場合、図１に示すように、操作部１３は筐体１２に対してオフ位置に位置し、押圧部材１４は操作部１３に対して自由位置に位置する。このとき、プランジャー３２は、隔壁２３に当接しているので、それ以上Ｂ方向へ向けて移動できない。また、感圧センサ１５の基部５１は、隔壁２４に当接しているので、それ以上Ｂ方向へ向けて移動できない。変換部材１６の圧縮コイルばねは自由長である。変換部材１６の圧縮コイルばねの自由長は、押圧部材１４を感圧センサ１５に接触させるのに必要な長さよりも短い。このため、押圧部材１４は、感圧センサ１５から離れている。押圧部材１４が感圧センサ１５を押圧していないので、感圧センサ１５が検出する押圧力９１は、０である。

使用者がトリガー３１を引く力９２が、付勢部材１８による付勢力Ｆ_１以下である場合、操作部１３は移動せず、オフ位置に留まる。
トリガー３１を引く力９２が付勢力Ｆ_１を超えると、付勢部材１８が圧縮され、操作部１３がＡ方向へ向けて移動する。しかし、押圧部材１４が感圧センサ１５に接触するまでの間は、感圧センサ１５が検出する押圧力９１は、０のままである。
これにより、意図せずにトリガー３１に触れてしまった場合でも、感圧センサ１５が押圧力を検出しないので、意図せずに負荷に電力が供給されるのを防ぐことができる。

トリガー３１を引く力９２を強めると、付勢部材１８が更に圧縮され、操作部１３が図２に示す作動位置に到達して、押圧部材１４が感圧センサ１５に接触する。このときの操作部１３の移動量を「第二の所定量」と呼ぶ。
トリガー３１を引く力９２を更に強めると、付勢部材１８が更に圧縮され、操作部１３がＡ方向へ向けて移動するが、押圧部材１４は、感圧センサ１５に接触しているので、移動しない。これにより、図３に示すように、変換部材１６の圧縮コイルばねが圧縮され、圧縮量に比例する力で押圧部材１４を押圧する。感圧センサ１５は、押圧部材１４を介して、変換部材１６の圧縮コイルばねによる押圧力を検出する。すなわち、感圧センサ１５が検出する押圧力９１は、作動位置を基準とする操作部１３の移動量に比例する。
操作部１３の移動量と押圧力９１との比は、変換部材１６の圧縮コイルばねのばね定数によって定まるので、比較的自由に設定することができる。ばね定数を小さくすれば、操作部１３の移動量に対する押圧力９１の変化が小さくなる。これにより、モータを低速で回転させたい場合など、負荷に対して供給する電力が比較的小さい場合に、負荷に対して供給する電力を微調整することが容易になる。逆に、ばね定数を大きくすれば、操作部１３の移動量に対する押圧力９１の変化が大きくなる。これにより、モータを中速で回転させたい場合など、負荷に対して供給する電力が中程度の場合も、負荷に対して供給する電力を、操作部１３の移動量で制御することができる。

トリガー３１を引く力９２を更に強めると、付勢部材１８及び変換部材１６の圧縮コイルばねが更に圧縮され、操作部１３が図４に示す限界位置に到達する。このときの操作部１３の移動量を「所定量」と呼ぶ。このとき、押圧部材１４は、操作部１３に対して直結位置に到達する。押圧部材１４が、変換部材１６を介さず、操作部１３と直接結合するので、変換部材１６の圧縮コイルばねはそれ以上圧縮されない。感圧センサ１５は、押圧部材１４を介して、使用者がトリガー３１を引く力９２を検出する。感圧センサ１５が検出する押圧力９１は、使用者がトリガー３１を引く力９２から、付勢部材１８及び変換部材１６の圧縮コイルばねによる付勢力を差し引いた残りである。
限界位置は、押圧部材１４の直結位置によって定まるので、比較的自由に設定することができる。例えば、プランジャー３２の孔の二段目と三段目との境界部の位置を変え、又は、押圧部材１４の軸部の長さを変えることにより、直結位置を変えることができる。作動位置から限界位置までの距離を大きくすれば、負荷に対して供給する電力を容易に微調整できる範囲を広げることができる。逆に、作動位置から限界位置までの距離を小さくすれば、操作部１３の移動量を少なくすることができる。

トリガー３１を引く力９２を更に強めると、感圧センサ１５が検出する力９１が大きくなるが、操作部１３は、押圧部材１４と直結しているので、移動しない。これにより、モータを最高速で回転させたい場合など、負荷に対して供給する電力が比較的大きい場合でも、操作部１３を大きく移動させる必要がない。

トリガー３１を引く力９２を更に強めると、押圧部材１４が感圧センサ１５を押圧する力９１が制限部１７の付勢部材７１，７２による付勢力Ｆ_２を超える。これにより、図５に示すように、感圧センサ１５がＡ方向へ向けて移動し、これに伴って、操作部１３もＡ方向へ向けて移動する。これにより、感圧センサ１５を押圧する力が制限される。
トリガー３１を引く力９２を更に強めると、図６に示すように、操作部１３が最大位置に到達する。このとき、プランジャー３２は、隔壁２４に当接し、それ以上Ａ方向へ移動できない。これにより、感圧センサ１５を押圧する押圧力９２が最大押圧力Ｆ_３以下に制限されるので、過負荷による感圧センサ１５の故障や破壊を防ぐことができる。
最大押圧力Ｆ_３は、操作部１３が最大位置に位置するとき制限部１７の付勢部材７１，７２が発揮する付勢力によって定まるので、比較的自由に設定することができる。これにより、感圧センサ１５の許容荷重範囲を最大限生かすことができる。

以上のように、操作部１３が限界位置よりもＢ方向に位置するとき、操作部１３の移動量に対応する力を感圧センサ１５が検出するので、中・低出力時に、出力を容易に微調整できる。操作部１３が限界位置に位置するとき、操作部１３を押圧する力に対応する力を感圧センサ１５が検出するので、最大出力にするための操作部１３の移動量を小さくすることができる。
出力の微調整が容易な範囲、そのための操作部１３の移動量、感圧センサ１５を押圧する押圧力の最大値などを容易に設定できるので、所望の特性を得ることができる。
付勢部材１８と変換部材１６とが分離しているので、付勢部材１８の付勢力を強くしても、感圧センサ１５を押圧する押圧力は強くならない。このため、感圧センサ１５が検出する押圧力を変えることなく、操作部１３をオフ位置へ向けて復帰させる復帰力を強くすることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例である。本発明は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく様々に修正し、変更し、追加し、又は除去したものを含む。これは、以上の説明から当業者に容易に理解することができる。

例えば、トリガースイッチ１０は、感圧センサ１５が検出した押圧力に基づいて負荷に供給する電力を制御するマイコンなどの制御回路を備えてもよい。トリガースイッチ１０は、操作部１３がオフ位置に位置するとき制御回路に対する電力供給を遮断するメイン接点を備えてもよい。メイン接点は、操作部１３が所定の位置よりもＡ方向に位置するとき、オンになる構成であってもよい。メイン接点がオンになる位置は、作動位置よりもＡ方向であってもよい。そうすれば、メイン接点がオンになるまでは、負荷に電力が供給されないので、変換部材１６の圧縮コイルばねの自由長のバラツキなどにより作動位置にバラツキがある場合でも、電力の供給を開始する位置を一定に保つことができる。

１０トリガースイッチ、１２筐体、２１，２２収容空間、２３，２４隔壁、１３操作部、３１トリガー、３２プランジャー、１４押圧部材、４１軸部、４２フランジ部、１５感圧センサ、５１基部、５２感圧部、１６変換部材、１７制限部、１８，７１，７２付勢部材、９１，９２力。

Claims

使用者の操作により移動する操作部と、
押圧される力を検出する感圧センサと、
前記感圧センサを押圧する押圧部材と、
前記操作部の移動量を力に変換する変換部材と、
を備え、
前記操作部の移動量が所定量未満である場合、前記押圧部材は、前記変換部材を介して前記操作部と結合し、前記変換部材によって変換された力で前記感圧センサを押圧し、
前記操作部の移動量が前記所定量以上である場合、前記押圧部材は、前記変換部材を介さず前記操作部と結合し、前記使用者が前記操作部を押圧した力で前記感圧センサを押圧する、
トリガースイッチ。
前記操作部の移動量が第二の所定量未満である場合、前記押圧部材は、前記感圧センサを押圧しない、
請求項１のトリガースイッチ。
前記押圧部材が前記感圧センサを押圧する力を所定値以内に制限する制限部を備える、
請求項１又は２のトリガースイッチ。
オフ位置と最大位置との間を移動可能であり、前記オフ位置へ向けて付勢され、使用者の操作により前記最大位置へ向けて移動する操作部と、
押圧される力を検出する感圧センサと、
前記感圧センサを押圧する押圧部材と、
前記操作部と前記押圧部材との間に介在する圧縮ばねと、
を備え、
前記操作部が限界位置よりも前記オフ位置の側に位置するとき、前記押圧部材は、前記圧縮ばねを介して前記操作部と結合し、これにより、前記操作部の位置に対応する力で前記感圧センサを押圧し、
前記操作部が前記限界位置に位置するとき、前記押圧部材は、前記圧縮ばねを介さず前記操作部に当接し、これにより、前記使用者が前記操作部を押圧した力で前記感圧センサを押圧する、
トリガースイッチ。
前記操作部が作動位置よりも前記オフ位置の側に位置するとき、前記押圧部材は、前記感圧センサから離れている、
請求項４のトリガースイッチ。
前記感圧センサは、感圧位置と保護位置との間を移動可能であり、前記感圧位置へ向けて付勢され、
前記押圧部材が前記感圧センサを押圧する力が所定値に達したとき、前記感圧センサが前記保護位置へ向けて移動し、前記操作部が前記最大位置に到達し、これにより、前記感圧センサが第二の所定値より大きい力で押圧されるのを防ぐ、
請求項４又は５のトリガースイッチ。
前記感圧センサが検出した力に基づいて、負荷に供給する電力を制御する、
請求項１乃至６いずれかのトリガースイッチ。
前記感圧センサが検出した力に基づいて、モータの回転数を制御する、
請求項１乃至６いずれかのトリガースイッチ。
モータと、
請求項１乃至６いずれかのトリガースイッチと、
を備え、
前記感圧センサが検出した力に基づいて、前記モータの回転数を制御する、
電動工具。