JPH01130439A - 電動工具用スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の分野 この発明は、例えば、電気ドライバ、電気ドリル等の各
種電動工具の電ｍ　ＯＮ−ＯＦ　Ｆ　、正・逆回転等を
切替えるスイッチに関し、さらに詳しくはコンパクトを
ディスク横道の接点構造を有り−るスイッチに関する。

（ロ）発明の背景 通常、この種の電動工具用スイッチは２極切呂スイツチ
であって、モータの０Ｎ−ＯＦＦ１モータの任意の回動
数制御のため、あるいは正・逆回転切箔えのため、さら
にはモータ停止時の急停止を実現するために、いくつか
の独立した機能として接点機構部が存在していた。たと
えばモータの正・逆回転は操作摘みを回転操作してモー
タの極性を切替える回転式のものが採用される。

しかし上記のような多数の接点機構部の存在は、スイッ
チの内部構成部材を増やして構造を複雑にするために、
組立ての簡易化および小型化に限界があった。

（ハ）発明の目的 この発明は、モータの正逆転切換えをするスイッチ機構
を、回転数コントロール回路への電源投入およびモータ
に対する電源投入のため、かつモータ停止時のブレーキ
接点としてＲ市内に複合化させた電動工具用スイッチの
提供を目的とする。

（ニ）発明の構成 この発明は、電動工具の操作レバーに連動してモータの
回転数を可変速制御する回転数コントロール回路と、モ
ータの両端子から回転数コントロール回路に電源を投入
Ｊるダイオードと、上記操作レバーによって選択的に接
点を切替え操作される２個のスイッチ部を含み、２個の
スイッチ部のコモン接点がモータの両端に接続され、Ｎ
ｏ端子同士、ＮＣ接点同士が短絡されると共に、それぞ
れのＮｏ接点が電源に接続され、かつＮＣ接点が回転数
コントロール回路に接続された電動工具用スイッチであ
ることを特徴とする。

（ホ）発明の作用 この発明によれば、２個のスイッチ部のいずれかを選択
してコモン接点をＮＣ接点からＮｏ接点に切替えて短絡
させることで、モータの正転、逆転が選べると共に、そ
の選択されたスイッチ部のＮｏ接点ａ３よびコモン接点
側からモータにプラス電源を投入すると共に、モータの
両端からダイオードを介して回転数コントロール回路に
電源を投入して動作させることができ、モータ停止時に
はそのスイッチ部がＮＣ接点側に再び短絡することでブ
レーキ接点とざＶることができる。

（へ）発明の効果 従って、モータの正・逆転、モータへの電源投入、回転
数コントロール回路への電源投入、モータ停止時のブレ
ーキ作用が２ＵＡのスイッチ部の選択作動により具現さ
れるに至り、これらは能の複合化により、シンプルな構
造、低コスト、小型化可能な電動工具が製作できると共
に、組立効率を大幅に向上させることができる。

（ト）発明の実施例 以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明する。

図面は直流電動様制御回路に用いる直流電動工具用スイ
ッチを示し、第１図〜第３図において、この直流電動工
具スイッチは、直流モータ（不図示）の制御回路部１１
と、該モータを駆動操作する操作レバー１２と、これら
を一体に支持するスイッチケース１３とから構成され、
これが例えば電気ドライバ等の電動工具の握り部に組込
まれて使用される。

上述の制御回路部１１は、パワートランジスタ１４と、
このパワートランジスタ１４を上部より覆う放熱カバー
１５と、制御回路を搭載するプリント基板１７と、可変
基準電圧発生部の一部として設けられる抵抗基板１８と
、この抵抗基板１８と摺接対応して抵抗値を可変するブ
ラシ１９と、絶縁性可能ハウジング２０と、この可動ハ
ウジング２０の復帰バネ２１とから構成される。

上述のパワートランジスタ１４は、四角形状を右し、こ
の−側面に突設した３本の端子２２・・・を下向きに屈
曲させて、後述する電源端子４３，４４　Ｊ３よびモー
タ端子４６．４７と接続して、直流モータの電機子回路
をＯＮ・ＯＦ　Ｆ　＄Ｉ　ＩＩＩする。

上部放熱カバー１５は、下面を開放し／ｅ箱形状で、内
部に上記パワートランジスタ１４をビス２３で止着した
状態でプリント基板１８を包囲するようにスイッチケー
ス１３上に一体的に取付けられる。

上述のプリント基板１７は、スイッチケース１３上に固
定支持される。

また、この基板１７の一側端部には端子接続孔２４が縦
貫され、これに後述する電源端子４３゜４４およびモー
タ端子４６．４７が接続される。

また、このプリント基板１７の下面には、七−タに対す
る可変基準電圧発生用の抵抗索子を印刷したＡｑ板の抵
抗基板１８が貼着されている。

前述の可動ハウジング２０は、後述するスイッチケース
１３内に収納可能な箱形状に設りられ、この箱形状の上
面中央部にハウジングスライド方向の凹陥部２０ａが段
設されて、ここに水平回動アーム２４が前端側に支点２
５を有して止着されると共に、後端上面にカムピン２６
が立設される。

また同じくハウジング上面で凹陥部２０ａの一方の片側
に前述のプリント基板１７の下面に貼着された抵抗基板
１８に摺接するブラシ１９が取付けられ、しかしてブラ
シ１９が可動ハウジング２０と一体にスライドして、抵
抗基板１８との対接位置を変位さＵることにより、モー
タに対するトルク制御用の抵抗値が変化して、モータの
トルクを変化させる。

なお、ブラシ１９は通常、可動ハウジング２０と共に、
−側に付勢されて位置し、−側で最大の抵抗値に、また
他側で最小の抵抗値になるように設定されている。

さらに、この可動ハウジング２０の下面後端側には、バ
ネ座孔２７を形成しており、このバネ座孔２７内に復帰
バネ２１の一端が挿入され、他端は後述づ°るスイッチ
ケース１３の摂端側に備えられた接点部カバー２８の前
面に挿入係止されており、通常は圧縮状態に収納された
復帰バネ２１の付勢作用により、可動ハウジング２０を
前方に付勢移動させた状態にある。

さらに、可動ハウジング２０の下面前端側には、後述す
る操作レバー１２の操作＠２９を挿入する操作軸係合孔
３０を開口しており、操作軸２９を介した操作レバー１
２の押下ストロークにより、可動ハウジング２０は、＋
）ｌｌＪ後方向にスライド操作される。

上述のスイッチケース１３は、上面を開放した箱形状に
設けられ、この上面開口部３１内に前）本の可動ハウジ
ング２０が前後方向にスライド許容されて収納され、そ
の上方にブ１）ント基板１７、パワートランジスタ１４
、および放熱カバー１５がＭ、設され、これらが一体内
に装着される。

さらに、上面開口部３１の後部側に正逆切替え用のスイ
ッチ基板部３２が形成される。このスイッチ基板部３２
上にそれぞれがスライダ３７．３８に保持された左右一
対の可動接片３３，３４が横方向にスライド可能に載置
されると共に、スイッチ基板部３２および可動接片３３
．３４が接点部カバー２８で覆われる。

接点部カバー２８の上面には可動接片３３，３４のスラ
イドをガイドするガイド孔３５．３６が開設され、これ
らにスライダ３７．’３８上に一体的に植立したスライ
ダビン３７ａ、３８ａが下方から上方へ扱けている。上
記可動接片３３．３４はそれぞれが復帰バネ３９．４０
で中央側に寄せられており、従ってスライダピン３５．
３６は通常は第１図のようにガイド孔３５．３６のそれ
ぞれ隣接する側の一端に接触している。

そして、スライダ３７と可動接片３３およびスイッチ基
板部３２が一方のスライド形スイッチ部へを構成し、ス
ライダ３８と可動接片３４およびスイッチ基板部３２が
他方のスライド形スイッチ部Ｂを構成りる。

接点部カバー２８上には、ガイド孔３５．３６よりも後
方位置に支点ビン１６が立設され、これに正逆切替えレ
バー４２がビン穴４２を嵌合して取付けられる。この正
逆切替えレバー４１はビン穴４２を挟んで前部側が羽子
板形状に形成されて、上記のスライダピン３７ａ、３８
ａの間を通り可動ハウジング２０側に導出され、羽子板
部４１ａに上面から見て略山形のカム溝４２が開設され
、このカム溝４２に前述の水平回動アーム２４のカムビ
ン２６が下方から上方に扱けて係合されている。略山形
のカム溝４２はビン穴４２側からカムビン２Ｇ側に向か
って接近する２つのカム溝部４２ａ、４２ｂを有してい
る。

また正逆切替えレバー４１のビン穴４２を挟んだ後部側
は上方へ１字状に折曲起立する指掛【ノ部、１１ｂとな
っていて、第２図から明らかなように直流電動工具スイ
ッチを組立てた状態では羽子板部４１ａがプリント基板
１７と接点部カバー２８の間に潜入し、指掛は部４１ｂ
がスイッチ外に突出して位置する。

この正逆切替えレバー４１は後述する記載から明らかな
ように、モータの正転、逆転の回転方向を選択するもの
で、可動ハウジング２０のスライドにより水平回動アー
ム２４のカムビン２６がカム溝部４２ａ、／１２ｂのい
ずれかに入ることにより、正逆切替えレバー４１が支点
ピン１６を中心に回動してスライダピン３７ａ、３８ａ
のいずれかを外側方へ選択的に押圧し、スライド形スイ
ッチ部ＡまたはＢを駆動する。

ざらに、スイッチケース１３の後面部に次の端子群が取
付けられる。即ち、最両側に第１電源端子４３と第２電
源端了４４が位置され、その間に共通端子４５を挟んで
第１モータ端子４６と第２モータ端子４７とが位置され
る。

スイッヂ阜板部３２には、第４図に示す接点４８〜５３
がインサート成形により埋設される。

即ち、一方のスライド形スイッチ部Ａ用として、コモン
接点４つ、Ｎｏ接点４８、ＮＣ接点５０が設（プられ、
他方のスライド形スイッチ部Ｂ用として、コモン端子５
２．ＮＣ端子５１、Ｎｏ端子５３が設番プられる。

ぞして、コモン接点／１９が第１モータ端子４６に、コ
モン接点５２が第２モータ端子４７に接続される。

また、ＮＧ端子５０．５１が相互に短絡された状態で共
通端子４５に接続される。この共通端子４５はパワート
ランジスタ１４のエミッタに結線される。

また、Ｎｏ端子４８．５３が相互に短絡された状態で、
第１電源端子４３に接続される。

この第１電源端子／１３は電源Ｅの政局に結線され、負
極が第２電源端子４４を介しパワートランジスタ１４の
コレクタに結線される。

第４図の制御回路において、モータＭの両端、すなわち
、第１モータ端子４６．４７はそれぞれ順方向のダイオ
ード５６．５７を介して回転数コントロール回路５８中
の三角波発振器５９に接続される。

三角波発振器５９は、抵抗とコンデンりと増幅器によっ
て回路構成されたもので、パルス幅制御信号ａを比較器
６０の一方の入力端子に接続し、この比較器６０の他方
の入力端子には、前述の抵抗基板１８とブラシ１９とを
備えた可変基準電圧発生部６１を接続している。

この可変基準電圧発生部６１は、前述の説明からも明ら
かな如く、操作レバー１２の操作ストロークに比例した
電圧を出力づ−る回路である。

つまり、第５図に点線で示す如く、操作レバー１２の操
作ス！−ローク零の時には高電圧を、操作ストローク大
の時には、小電圧を上”ｒＬのストロークに対応して出
力し、同図の回転数設定信号すを１ワる。

また、前述の比較器６０は三角波発振器５９からのパル
ス幅制御信号ａと、可変基準電圧発生部６１からの回転
数設定信号Ｂとを比較して、第５図に示す変速制御信号
ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３を発生する。

この比較器６０の出力段にはスイッチング回路６２を介
して前述のパワートランジスタ１４のベース電極を接続
している。

上述のスイッチング回路６２は、例えば、トランジスタ
と抵抗等により回路構成し、比較器６０の出力、つまり
変速制御信号Ｃ１，Ｃ２、Ｃ３に基づいて、電動様主回
路６３の電流をパワー１〜ランジスタ１４を介して通電
制御する回路であり、第５図からも明らかな如く、操作
レバー１２の操作ストロークが小で妻側制御信号Ｃ１出
力時には所定レベルの電圧をパワートランジスタ１４の
ベース電極に時間ｔ１だけ印加して主回路６３を時間１
１通電制御し、操作レバー１２の操作ストロ一りが中位
で変速制御信号Ｃ２出力時には、所定レベルの電圧をパ
ワー１−ランジスタ１４のベース電極に時間ｔ２だＣ）
印加して主回路６３を時間１２通電制御し、操作レバー
１２の操作ストロークが大で変速制御信号Ｃ３出力時に
は、所定レベルの電圧をパワー１〜ランジスタ１４のベ
ースｆｆｉ＋’＆に時間ｔ３だけ印加して主回路６３を
時間１３通電制御する。

また、第４図において、パワー１−ランジスタ１４にパ
ラレルに接続したスイッチ６４は可動ハウジング２０を
一杯までスライドさせた時にＯＮされるモータｌ〜ルク
全開用である。

このように構成された直流電動工具用スイッチは、電動
工具の握り部に配設されて、通常、この操作レバー１２
が内部のバネ（不図示）による付勢作用を受けて、下端
の枢支孔５５を支点に握り部前面よりも前方に傾斜突出
した押下操作可能な状態にある。

いま使用に先立ち正逆切替えレバー４１を指掛は部４１
ｂにより支点ピン１Ｇを中心に、第１図の矢印イ方向に
回動変位させた状態から、操作レバー１２を押下操作す
ると、このレバー１２に連動する可動ハウジング２０が
後方（第１図乃至第３図における右方）へスライドし、
このスライドに伴いレバー１２上の水平回動アーム２４
のカムピン２６が上記正逆切替えレバー４１の変位故に
カム溝４２の一方のカム溝部４２ａに進入していくこと
により、正逆切替えレバー４１が強制的に上記矢印イ方
向へますます回動されるため、該レバー４１に係合して
いる一方のスライダピン３７ａが同方向へ押圧され、従
って該スライダピン３７ａにつながるスライダ３７およ
び可動接点３３は復帰バネ３９に抗してスライドして、
第４図の接点４８と４９を短絡する。

これより電流は第１電源端子４３→ＮＯ接点４８→可動
接片３３→コモン接片４９→第１七−タ喘子４６→直流
モータＭ→第２モータ端子４７→コモン接点５２→可動
接片３４→ＮＣ接点５１→共通端子４５→パワートラン
ジスタ１４→第２電源端子４４と流れ電流がＯＮされて
モータＭが正転方向に起動りる。

この際、モータＭの両端に印加された電圧がダイオード
５６．５７を介し取出され、三角波発振器５９にも電源
が投入される。

また、操作レバー１２の押下ストロークに基づいたスト
ローク調整により、パワートランジスタ１４の変速制御
用の回路を介したブラシ１９と抵抗基板１８との接触位
置が変移されることで、前述のようにパワートランジス
タ１４が制御され、［−りＭのトルクが可変制御され、
電動工具の使用状況に適した所望の出力トルクに調整さ
れる。

そして、操作レバー１２を全ストローク−杯に押下操作
すると、可動ハウジング２０は後端位置にスライドし、
スイッチ５４がＯＮ’　Ｌ　、これにＪ：す、変速制御
回路後段のパワートランジスタ１４のコレクタ・エミッ
タ間を短絡して、モータのトルクは全開となり、高出力
を発揮する。

一方、操作レバー１２の押下操作を開放すると、復帰バ
ネ２１の復帰作用を受【）て、可動ハウジング２０は前
端側にスライドすると共に、正逆切替えレバー４１およ
び操作レバー１２も元の傾斜状態に復帰し、かつこれに
連動する可動接片３３も復帰バネ３９によって元位置復
帰する結果、電源はＯＦＦされる。

この場合、電源がＯＦＦ操作されると同時に、可動接片
３３が、元の接点５０に接触し、この接触作用によって
、電源がＯＦＦされた後に慣性にて回転するモータＭ側
に逆起電力が発生し、この逆起電力がモータＭに対する
ブレーキ作用を与えて、瞬時にモータＭを回転停止し、
電動工具の使用操作に適したＯＦＦ制御が得られる。

また、正逆切替えレバー４１を指掛は部４１ｂによって
、第１図の矢印口側へ回動変位された状態から操作レバ
ー１２を押下操作すると、可動ハウジング２０のスライ
ドに伴い水平回動アーム２４のカムピン２６が他方のカ
ム溝部４２ｂに進入するためのスライダピン３８ａが押
圧され、スライダ３８および可動接片３４がスライドし
て接点５２と５３を短絡する。

これにより電流は、第１電源端子４３→Ｎｏ接点５３→
可動接片３４→コモン接点５２−）第２モータ喘子４７
→直流モータＭ→第１′ｆ：一タ端子４６→コモン接点
４９→可動接片３３→Ｎｃ接点５０→共通端子４５→パ
ワートランジスタ１４→第２電源端子４４に流れ、モー
タに対する流れが逆転する結果、モータが逆転駆動され
る後の動作は前記と同様である。

このようにモータＭへの電源投入、回転数コントロール
回５８への電源投入、モータＭの正逆転切苔え、モータ
Ｍ停止時のブレーキ作用という冷合する機能がスライド
形スイッチ部△１８１正逆切替えレバー４１、水平回動
アーム２４からなる単一のスイッチ機構で具現でき、直
流電動工具用スイッチの内部構造が大幅に簡素化される
。

しかも、スイッチケース１３内に上記部材Δ。

Ｂ、４１．２４および可動ハウジング１８がコンパクト
に、かつ平面的に配置されるから組立が容易となる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図は直流電動工具用スイッチの要部分解斜視図、 第２図は直流電動工具用スイッチの縦断側面図、第３図
は直流電動工具用スイッチのｔａｆｆＪｉ正而図、第４
面は制御回路図、 第５図は制御回路各部の波形図である。 １２・・・操作レバー　　　１３・・・スイッチケース
２０・・・可動ハウジング　２４・・・水平回動アーム
２６・・・カムピン　　　　２８・・・接点部カバー３
２・・・正逆切替え用スイッチ基板部３３．３４・・・
可動接片　３７．３８・・・スライダ４１・・・正逆切
替えレバー　４２・・・カム溝／１８．５３・・・Ｎｏ
接点 ４９．５２・・・コモン接点 ５０．５１・・・ＮＧ接点 ５６．５７・・・ダイオード ５８・・・回転数コントロール回路 Ａ、Ｂ・・・スライド形スイッチ部 第２図 直荒艶工具用ズイゾテの１坊祈カコ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電動工具の操作レバーに連動してモータの回転数
   を可変速制御する回転数コントロー ル回路と、 モータの両端子から回転数コントロール回 路に電源を投入するダイオードと、 上記操作レバーによつて選択的に接点を切 替え操作される２個のスイッチ部を含み、 ２個のスイッチ部のコモン接点がモータの 両端に接続され、ＮＯ端子同士、ＮＣ接点 同士が短絡されると共に、それぞれのＮＯ 接点が電源に接続され、かつＮＣ接点が回 転数コントロール回路に接続された 電動工具用スイッチ。