JPH0452910Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 考案の分野 この考案は、例えば電気ドライバ、電気ドリ
ル、電気のこぎり等の各種の電動工具に使用され
るような直流電動工具用スイツチに関する。

(ロ) 考案の背景 従来、上述例の電動工具用スイツチとしては、
例えばDCモータの電源回路をオン・オフするス
イツチと、速度制御回路の抵抗値を可変操作する
可変抵抗器と、モータ停止時に該モータの慣性に
よる逆起電力を利用してモータに制動力を付加す
る制動スイツチなど多機能の操作部品を組込む必
要があるため、スイツチそれ自体が大型化する問
題点を有していた。

(ハ) 考案の目的 この考案は、上述のの多機能を有する各種の操
作部材を合理的に配置することにより、スイツチ
の小型コンパクト化を図ることができ、電動工具
の大型化を防止することができる直流電動工具用
スイツチの提供を目的とする。

(ニ) 考案の要約 この考案は、操作レバーの押圧操作に連動して
スイツチケース内を摺動する可動片ハウジングを
設け、上述のハウジングの底部に同ハウジングの
摺動方向に沿う２つの平行突起を一体形成し、一
方の平行突起にモータ電源回路をON・OFFする
Ｕ字状の第１接点部材を嵌着し、他方の平行突起
に速度制御回路のスイツチング素子を短絡するＵ
字状の第２接点部材を嵌着し、上述の各平行突起
間の開口部には上記制御回路の抵抗に対設摺動す
るブラシを配設し、上述の各平行突起端部の余剰
スペースに形成した圧入孔には、電源OFF時に
モータの逆起電力をモータに印加する制動接点部
材を、上述の平行突起に対して直交状に配設した
直流電動工具用スイツチであることを特徴とす
る。

(ホ) 考案の効果 この考案によれば、上述の可動片ハウジングに
対して、第１接点部材、第２接点部材、ブラシお
よび制動接点部材の多機能を有する各種の操作部
材が合理的に配置されているので、スイツチの全
体が小型コンパクトになり、電動工具に対する収
納スペースも小さくなり、電動工具の小型化を図
ることができる効果がある。

(ヘ) 考案の実施例 この考案の一実施例を以下図面に基づいて詳述
する。

図面は直流電動工具用スイツチを示し、第１図
〜第３図において、この直流電動工具用スイツチ
は、直流モータ７０（第４図参照）の制御回路部
１１と、モータ７０を駆動操作する操作レバー１
２と、これらを一体に支持するスイツチケース１
３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を上下より
覆う上部放熱カバー１５と、下部放熱カバー１６
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、第１〜第３の可動接
点片２０〜２２を備えた絶縁性可動片ハウジング
２３と、この可動片ハウジング２３の復帰バネ２
４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
有し、この一側面に突設しベース、エミツタ、コ
レクタにそれぞれ対応する合計３本の端子２５…
を下向きに屈曲させて、後述する電源端子４７，
４８およびモータ端子４９，５０と接続して、直
流モータ７０の電機子回路を導通制御する。

ところで、この種のパワートランジスタ１４
は、一般に発熱しやすいため、上下より熱吸収性
の良好なアルミニウム等の金属製の上・下部放熱
カバー１５，１６で覆つて、パワートランジスタ
１４の発熱を吸収している。

この場合、パワートランジスタ１４の上下面
は、これらを縦貫するビス２６の締結作用により
上下部放熱カバー１５，１６の水平面で挟持する
ごとく密接して支持すると共に、これらカバー１
５，１６の垂直面側を大きくとつて、カバー１
５，１６自体の放熱面積を多く設けているため、
パワートランジスタ１４に対する効率のよい熱吸
収作用を促進して、該トランジスタ１４の発熱に
よる性能の低下および寿命低下を確実に防止す
る。

上部放熱カバー１５は、下面を開放した箱形状
に設けられ、この下面開放部内に上述のパワート
ランジスタ１４および下部放熱カバー１６を包囲
した状態で、この上部放熱カバー１５の両側面に
開口した角孔２７…が、後述するスイツチケース
１３の外側面に突設する側面突起２８…に係合し
て、スイツチケース１３上に一体に嵌着される。

下部放熱カバー１６は、コ形状に設けられ、こ
のコ形状の両側垂片の側面に開口した角孔２９…
が、同様に後述するスイツチケース１３の外側面
に突出する側面突起３０に係合してスイツチケー
ス１３上に嵌着される。この場合、コ形状の両側
肩部に形成した階段状の段部３１，３１が、装着
時に後述するプリント基板１７と対応して、該プ
リント基板１７を押下支持する。

上述のプリント基板１７は、両側縁が、下部放
熱カバー１６の段部３１，３１で押下されること
により、スイツチケース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３２が縦貫され、これに後述する電源端子４
７，４８およびモータ端子４９，５０が接続され
る。

さらに、プリント基板１７の両側縁にはスライ
ド案内面３３が切欠き形成され、これに後述する
可動片ハウジング２３の上部スライド突起３４が
摺動案内されて、可動片ハウジング２３のスライ
ド時の左右の振止めを規制する一方、このプリン
ト基板１７の下面に可動片ハウジング２３が当接
して可動片ハウジング２３の上動が規制される。

また、このプリント基板１７の下面には、モー
タ７０に対する可変基準電圧発生用の抵抗素子を
印刷した薄板の抵抗基板１８が貼着されている。

前述の可動片ハウジング２３は、後述するスイ
ツチケース１３内に収納可能な箱形状に設けら
れ、この箱形状の上面後部側に開口した一対の圧
入孔３５，３５に、コ形状の第１可動接点片２０
を上方より圧入して取付け、箱形状の底部におい
て同ハウジング２３の摺動方向に沿う前後方向に
平行して垂設された２つの垂片３６，３７の一方
には、幅広Ｕ形状の第２可動接点片２１を下方よ
り圧入して嵌着し、他方の垂片３７には幅狭Ｕ形
状の第３可動接点片２２を同様に下方より圧入し
て嵌着し、さらに上述の２つの互いに平行な垂片
３６，３７間にブラシ開口部３８を形成して、こ
のブラシ開口部３８を介した内部側のブラシ取付
溝３９には、Ｌ形状に形成されたブラシ１９の基
端側を差込んで取付け、このブラシ遊端側の左右
に分割されたブラシ接触片４０，４０が上方に付
勢された状態で、これら接触片４０，４０が上述
の抵抗基板１８の下面に付勢対接され、このブラ
シ１９が可動片ハウジング２３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せるこ
とにより、モータ７０に対するトルク制御用の抵
抗値が変化して、モータ７０のトルクを変化させ
る。

上述のブラシ１９は通常、可動片ハウジング２
３と共に一側に付勢されて位置し、一側で最大の
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。

上述の各垂片３６，３７の図面上右側端部の余
剰スペースに形成した圧入孔３５，３５には、電
源OFF時にモータ７０の逆起電力を該モータ７
０に印加する前述の第１可動接点片２０を、上述
の各垂片３６，３７に対して直交状に配設してい
る。

さらに、この可動片ハウジング２３の上面四隅
には、上述のスライド案内面３３に対応する上部
スライド突起３４…を突設しており、また下面後
端側には、バネ座孔４１を形成しており、このバ
ネ座孔４１内に復帰バネ２４の一端が挿入され、
他端は後述するスイツチケース１３の後端側に形
成されたバネ座孔４２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２４の付勢作
用により、可動片ハウジング２３を前方（図面
上、右方）に付勢移動させた状態にある。

さらに、可動片ハウジング２３の下面前端側に
は、後述する操作レバー１２の操作軸６５を挿入
する操作軸係合孔４３を開口しており、操作軸６
５を介した操作レバー１２の押下ストロークによ
り、可動片ハウジング２３は、前後方向にスライ
ド操作される。

上述のスイツチケース１３は、上面を開放した
箱形状に設けられ、この上面開口部４４内に前述
の可動片ハウジング２３が前後方向にスライド許
容されて収納され、その上方にプリント基板１７
およびパワートランジスタ１４が放熱カバー１
５，１６を介して載設され、これら上・下部放熱
カバー１５，１６の各角孔２７，２９…が、スイ
ツチケース１３の両外側面に突設した各側面突起
２８，３０…に係合して一体に装着される。

さらに、上面開口部４４の後部側端４５には、
数個の端子装着溝４６…が形成され、このうち両
側の端子接着溝４６…には、第１電源端子４７と
第２電源端子４８とが差込まれ、その間の端子装
着溝４６…には、第１モータ端子４９と第２モー
タ端子５０と、パワートランジスタ１４のベース
電極接続用の回路接続端子５１とがそれぞれ差込
まれて装着される。

これにより、上述の第１電源端子４７と第１モ
ータ端子４９とが一対に対向し、また第２電源端
子４８と第２モータ端子５０とが一対に対向し、
これら相対向する先端部の円弧形接点部５２，５
２間で、前述の可動片ハウジング２３の垂片３
６，３７をスライド可能に挟持した状態となり、
通常は第１モータ端子４９と第２モータ端子５０
とが第１可動接点片２０にそれぞれ接触した状態
にあり、可動片ハウジング２３のスライド操作に
伴い、第２・第３可動接点片２１，２２へと接触
移動すべく設けられている。

さらに、これら端子の後端部には、適宜トラン
ジスタ端子挿入孔５３…と、プリント基板１７接
続用の突起５４…と、リード線接続用の接続孔５
５とを形成しており、このうちリード線を介した
第１・第２電源端子４７，４８は、直流電源とし
ての電池７１（第４図参照）の電極に接続され、
第１・第２モータ端子４９，５０は、モータ７０
の正逆転切換えスイツチ７２（第４図参照）に接
続される。

なお、回路接続端子５１は、パワートランジス
タ１４のベース電極とプリント基板１７との相互
の制御回路間を直接接続する。

そして、これら端子４７〜５１の上面側に対し
てスペーサ５６が対設され、このスペーサ５６
は、スイツチケース１３の後部側壁４５の中央上
部に挿入固定され、このスペーサ５６の上面側が
下部放熱カバー１６の装着作用で押下されると共
に、このスペーサ５６の下面で、各端子４７〜５
１を押下して端子４７〜５１の抜止め作用をな
し、さらに下面中央部に垂設した垂片部５７がス
イツチケース１３後部側のバネ座孔４２の一部と
して設けられ、またこのスペーサ５６を配設する
ことによつて、スイツチケース１３の後端側を効
率よくシールして、防塵性を高めている。

また、上面開口部４４の底面両側には、可動片
ハウジング２３のスライド案内用の一対の長溝５
８，５８を刻設しており、さらに底面中央部に
は、前後方向に沿つて開口した操作軸挿通孔５９
を設け、この操作軸挿通孔５９を介して後述する
操作レバー１２の操作軸６５が挿通される。

さらに、スイツチケース１３の下面には支持片
６０が垂設され、この支持片６０は、上部の前後
方向に操作軸挿通孔５９に連通する連通溝６１を
有し、下部の両側面に枢支ピン６２，６２を突設
しており、この枢支ピン６２，６２に後述する操
作レバー１２が枢着される。

上述の操作レバー１２は、半割円筒形状に設け
られ、この円筒面を前面側の押下操作面６３に設
定して、このレバー１２下部の枢支孔６４を、上
述の枢支ピン６２に枢着することにより、操作レ
バー１２は、その下端の枢支孔６４を支点に前後
方向に傾動自在となり、さらにレバー１２中間部
に係合させて植立した操作軸６５の上端を、連通
溝６１および操作軸挿通孔５９を介して可動片ハ
ウジング２３の操作軸係合孔４３に係合させ、操
作レバー１２の傾動操作に伴い可動片ハウジング
２３は前後方向にスライド操作される。

この場合、操作軸挿通孔５９には、中空長方形
状の第１シールゴム６６と、上部が第１シールゴ
ムと同形にて対接し、下部が操作軸６５を包囲す
べく、該操作軸６５の下部に係合された蛇腹状の
第２シールゴム６７とが配設され、これらシール
ゴム６６，６７は操作軸挿通孔５９の周囲に植立
された数個の植立ピン６８にて冷間カシメされて
固定され、スイツチケース１３下方からの塵埃の
進入を防止している。

このように構成された直流電動工具用スイツチ
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２４による付勢作用
を受けて、下端の枢支孔６４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。

そして、この操作レバー１２を押下操作するこ
とにより、このレバー１２に連動する可動片ハウ
ジング２３が後方（第１図乃至第３図における右
方）にスライドし、このスライド過程で、第１・
第２モータ端子４９，５０の円弧形接点部５２，
５２が第１可動接点片２０と離れて非接触（オ
フ）となり、これと同時に第１電源端子４７と第
１モータ端子４９とが第２可動接点片２１に接触
（オン）する。これにより、電源がONされて、
モータ７０は起動する。

この際、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との接触位置が変位されることで、
モータ７０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を全ストローク一杯に
押下操作すると、可動片ハウジング２３は後端位
置にスライドし、第２電源端子４８および第２モ
ータ端子５０が第３可動接点片２２と接触（オ
ン）する。

これにより、変速制御回路後段のパワートラン
ジスタ１４のコレクタ、エミツタ間を短絡して、
モータ７０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２４の復帰作用を受けて、可動片ハ
ウジング２３は前端側にスライドすると共に、操
作レバー１２も元の傾斜状態に復帰し、かつこれ
に連動する第１・第２電源端子４７，４８と、第
２・第３可動接点片２１，２２とが非接触（オ
フ）となり、電源はOFF操作される。

この場合、電源がOFF操作されると同時に、
第１・第２モータ端子４９，５０が、元の第１可
動接点片２０にそれぞれ接触し、この接触作用に
よつて、電源がOFFされた後に慣性にて回転す
るモータ７０側に逆起電力が発生し、この逆起電
力がモータ７０に対するブレーキ作用を与えて、
瞬時にモータ７０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。

第４図は直流電動機制御回路を示し、電池７１
の正極に前述の端子４７、第２可動接点片２１、
正逆転切換えスイツチ７２の接点７３，７４およ
び端子４９を介してモータ７０の一端を接続して
いる。

また、電池７１の負極に前述の端子４８、パワ
ートランジスタ１４のエミツタ、コレクタ、正逆
転切換えスイツチ７２の接点７５，７６および端
子５０を介してモータ７０の他端を接続してい
る。

さらに、正逆転切換えスイツチ７２の各接点７
７，７６間および接点７４，７８間を接続する一
方、パワートランジスタ１４のコレクタと上述の
接点７５との交点７９を第１可動接点片２０の一
次側に接続し、この第１可動接点片２０の二次側
をライン８０に接続している。

さらにまた、前述のパワートランジスタ１４の
コレクタ、エミツタ間を短絡可能に前述の第３可
動接点片２２を配設し、モータ７０の全速回転時
にトランジスタ１４内部抵抗によるロスをなくす
るように構成している。

一方、前述のモータ７０の電機子両端に制御電
源ライン９０，９１を接続し、これら各制御電源
ライン９０，９１にダイオード９２，９３を介し
て三角波発振器８２を接続し、この三角波発振器
８２により第５図に示すパルス幅制御信号ａを得
るように構成している。

つまり、上述の三角波発振器８２は、抵抗とコ
ンデンサと増幅器とによつて回路構成した発振器
で、第５図に示す如きパルス幅制御信号ａの他に
CR時定数を可変することにより各種の非対称三
角波出力を得ることができる。

上述の三角波発振器８２の出力を比較器８３の
一方の入力端子に接続し、この比較器８３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８４を接続してい
る。

この可変基準電圧発生部８４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する回路である。

つまり、第５図に点線で示す如く操作レバー１
２の操作スト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述のストロークに
対応して出力し、同図の回転数設定信号ｂを得
る。

また、前述の比較器８３は三角波発振器８２か
らのパルス幅制御信号ａと、可変基準電圧発生部
８４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C1，C2，C3を発生する。

この比較器８３の出力段にはスイツチング回路
８５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。

上述のスイツチング回路８５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８３の出
力つまり変速制御信号C1，C2，C3に基づいて電
動機主回路８６の電流をパワートランジスタ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
小で変速制御信号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８６を時間t1通電制御し、
操作レバー１２の操作ストロークが中位で変速制
御信号C2出力時には所定レベルの電圧をパワー
トランジスタ１４のベース電極に時間t2だけ印加
して主回路８６を時間t2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トランジスタ
１４のベース電極に時間t3だけ印加して主回路８
６を時間t3通電制御する。

すなわち、操作レバー１２の押下げにより第２
可動接点片２１がオンになつた所定ストローク
st1時点より操作ストロークが小から大へ移行す
るにつれて、主回路８６への通電時間は順次t1，
t2，t3と大になり、第６図に示す如き操作レバー
１２の操作ストロークに比例したモータ７０回転
数を得ることができる。

上述の第６図において点線で示したストローク
時点st2は第３可動接点片２２がオンになつた時
点を示し、この時点以降においてはパワートラン
ジスタ１４の内部抵抗によるロスがなくなるた
め、モータ７０回転数は抵抗ロス分だけ上昇した
全速回転となる。

上述の三角波発振器８２、可変基準電圧発生部
８４、比較器８３、スイツチング回路８５および
パワートランジスタ１４によりモータ７０の変速
制御回路９４を構成し、この回路用の制御電源ラ
イン９０，９１をモータ７０の電機子両端に接続
している。

以上要するに、上記実施例の直流電動工具用ス
イツチは、操作レバー１２の押圧操作に連動して
スイツチケース１３内を摺動する可動片ハウジン
グ２３を設け、上記ハウジング２３の底部に同ハ
ウジング２３の摺動方向に沿う２つの平行突起と
しての垂片３６，３７を一体形成し、一方の垂片
３６にモータ電源回路ON・OFFするＵ字状の第
１接点部材としての第２可動接点片２１を嵌着
し、他方の垂片３７に制御回路９４のパワートラ
ンジスタ１４を短絡するＵ字状の第２接点部材と
しての第３可動接点片２２を嵌着し、上記各垂片
３６，３７間の開口部３８には上記制御回路９４
の抵抗に対設摺動するブラシ１９を配設、上記各
垂片３６，３７端部の余剰スペースに形成した圧
入孔３５には、電源OFF時にモータ７０の逆起
電力をモータ７０に印加する制動接点部材として
の第１可動接点片２０を、上記垂片３６，３７に
対して直交状に配設したスイツチである。

このように上述の可動片ハウジング２３に対し
て、第１乃至第３の可動接点片２０，２１，２２
およびブラシ１９の多機能を有する各種の操作部
材を合理的に配置したので、スイツチそれ自体の
小型コンパクト化を図ることができ、また電動工
具に対する収納スペースも小さくできるため、電
動工具の小型化を図ることができる効果がある。

この考案の構成と、上述の実施例との対応にお
いて、 この考案の平行突起は、実施例の垂片３６，３
７に対応し、以下同様に、 第１接点部材は、第２可動接点片２１に対応
し、第２接点部材は、第３可動接点片２２に対応
し、制動接点部材は、第１可動接点片２０に対応
し、スイツチング素子は、パワートランジスタ１
４に対応し、 速度制御回路は、変速制御回路９４に対応する
も、この考案は、上述の実施例の構成のみに限定
されるものではなく、例えば上述のパワートラン
ジスタ１４の代りにFET等の他の半導体スイツ
チング素子を用いてもよく、また第４図の回路中
に必要に応じて逆流防止用ダイオードを介設して
もよいことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図は直
流電動工具用スイツチの分解斜視図、第２図は直
流電動工具用スイツチの要部横断平面図、第３図
は直流電動工具用スイツチの縦断面図、第４図は
直流電動機制御回路の電気回路図、第５図は制御
回路の各部の波形図、第６図は回転数とストロー
クとの関係を示す特性図である。 １２……操作レバー、１３……スイツチケー
ス、１４……パワートランジスタ、１９……ブラ
シ、２０……第１可動接点片、２１……第２可動
接点片、２２……第３可動接点片２３……可動片
ハウジング、３５……圧入孔、３６……垂片、３
７……垂片、３８……ブラシ開口部、７０……モ
ータ、９４……変速制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 操作レバーの押圧操作に連動してスイツチケー
   ス内を摺動する可動片ハウジングを設け、 上記ハウジングの底部に同ハウジングの摺動方
   向に沿う２つの平行突起を一体形成し、一方の平
   行突起にモータ電源回路をON・OFFするＵ字状
   の第１接点部材を嵌着し、他方の平行突起に速度
   制御回路のスイツチング素子を短絡するＵ字状の
   第２接点部材を嵌着し、 上記各平行突起間の開口部には上記制御回路の
   抵抗に対設摺動するブラシを配設し、上記各平行
   突起端部の余剰スペースに形成した圧入孔には、
   電源OFF時にモータの逆起電力を該モータに印
   加する制動接点部材を、上記平行突起に対して直
   交状に配設した 直流電動工具用スイツチ。