JPH11341876A - 可変速度制御装置 - Google Patents
可変速度制御装置Info
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- JPH11341876A JPH11341876A JP11126933A JP12693399A JPH11341876A JP H11341876 A JPH11341876 A JP H11341876A JP 11126933 A JP11126933 A JP 11126933A JP 12693399 A JP12693399 A JP 12693399A JP H11341876 A JPH11341876 A JP H11341876A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/02—Bases, casings, or covers
- H01H9/06—Casing of switch constituted by a handle serving a purpose other than the actuation of the switch, e.g. by the handle of a vacuum cleaner
- H01H9/061—Casing of switch constituted by a handle serving a purpose other than the actuation of the switch, e.g. by the handle of a vacuum cleaner enclosing a continuously variable impedance
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/02—Bases, casings, or covers
- H01H9/06—Casing of switch constituted by a handle serving a purpose other than the actuation of the switch, e.g. by the handle of a vacuum cleaner
- H01H2009/065—Battery operated hand tools in which the battery and the switch are directly connected
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
- H01H2300/002—Application electric motor braking, e.g. pole reversal of rotor, shorting motor coils, also for field discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/52—Cooling of switch parts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/935—Specific application:
- Y10S388/937—Hand tool
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電流モータにより駆動されるハンドタイ
プの電動工具用の可変速度制御回路を提供すること。 【解決手段】 電池駆動の直流電気モータ用可変速度制
御装置10は、固定接触子として、第１接触子40、速度制
御接触子41、バイパス接触子42、及び第１接触子44を一
直線上に配置し、さらに、これらの固定接触子に順次接
続される可動接触子38を有する機能スイッチ39を含む。
また、固定のスイッチ素子22が設けられ、このスイッチ
素子は、速度制御接触子41をモータ54の端子32に接続す
る導電径路を有し、この導電径路が発振器60の信号に応
答して制御される。
プの電動工具用の可変速度制御回路を提供すること。 【解決手段】 電池駆動の直流電気モータ用可変速度制
御装置10は、固定接触子として、第１接触子40、速度制
御接触子41、バイパス接触子42、及び第１接触子44を一
直線上に配置し、さらに、これらの固定接触子に順次接
続される可動接触子38を有する機能スイッチ39を含む。
また、固定のスイッチ素子22が設けられ、このスイッチ
素子は、速度制御接触子41をモータ54の端子32に接続す
る導電径路を有し、この導電径路が発振器60の信号に応
答して制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電気モータ用
の可変速度制御装置に関し、特に、電気モータによって
駆動されるハンドタイプの電池電源式の電動工具のため
の制御装置に関する。
の可変速度制御装置に関し、特に、電気モータによって
駆動されるハンドタイプの電池電源式の電動工具のため
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気ドリルやドライ−ウォール(dry wal
l)電動ドライバー等のハンドタイプの電動工具は、穴明
けやドライバを回すために、先端刃先を回転させるのに
直流電気モータを使用する。これらの電動工具は、通
常、引き手を備えるピストル状のグリップを有し、この
引き手の引き具合により、使用者がモータの速度を手動
で制御できるようになっている。ドリルやドライバービ
ットの速度は、工具の特定の利用時によって変化させる
ことが可能である。例えば、ドリルビットの速度は、穴
明けされる材料の硬さに対応して制御することができ、
材料が硬くなればなるほど、ドリルビットは、回転を遅
くする。
l)電動ドライバー等のハンドタイプの電動工具は、穴明
けやドライバを回すために、先端刃先を回転させるのに
直流電気モータを使用する。これらの電動工具は、通
常、引き手を備えるピストル状のグリップを有し、この
引き手の引き具合により、使用者がモータの速度を手動
で制御できるようになっている。ドリルやドライバービ
ットの速度は、工具の特定の利用時によって変化させる
ことが可能である。例えば、ドリルビットの速度は、穴
明けされる材料の硬さに対応して制御することができ、
材料が硬くなればなるほど、ドリルビットは、回転を遅
くする。
【０００３】引き手は、ばね付勢されて機械的にスイッ
チをオンオフする位置にあり、使用者が引き手をオフ位
置からオン位置に押圧してスイッチを閉じる。引き手
は、また、速度制御回路におけるポテンショメータのワ
イパに機械的に連結され、引き手の移動量に対してポテ
ンショメータの抵抗を変化させる。制御回路の１つのタ
イプでは、このポテンショメータの抵抗における変化に
応じて、パルス幅変調された電流がモータに加えられ
る。この電流は、パルスの形で加えられ、デューティサ
イクルを変えてモータの速度を制御する。デューティサ
イクルが大きくなればなるほど電流パルスが長くなり、
モータをより早く回転させることができる。
チをオンオフする位置にあり、使用者が引き手をオフ位
置からオン位置に押圧してスイッチを閉じる。引き手
は、また、速度制御回路におけるポテンショメータのワ
イパに機械的に連結され、引き手の移動量に対してポテ
ンショメータの抵抗を変化させる。制御回路の１つのタ
イプでは、このポテンショメータの抵抗における変化に
応じて、パルス幅変調された電流がモータに加えられ
る。この電流は、パルスの形で加えられ、デューティサ
イクルを変えてモータの速度を制御する。デューティサ
イクルが大きくなればなるほど電流パルスが長くなり、
モータをより早く回転させることができる。
【０００４】この引き手は、速度制御スイッチのいくつ
かの接触子を操作し、かつコンパクトでコスト面でも有
利になるとともに、工具速度をスムーズに制御できるこ
とが望ましい。
かの接触子を操作し、かつコンパクトでコスト面でも有
利になるとともに、工具速度をスムーズに制御できるこ
とが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明の主たる目的は、直流電流モータにより駆動
されるハンドタイプの電動工具用の可変速度制御回路を
提供することである。
て、本発明の主たる目的は、直流電流モータにより駆動
されるハンドタイプの電動工具用の可変速度制御回路を
提供することである。
【０００６】別の目的は、可変速度制御回路用のコンパ
クトな多機能スイッチを提供することである。
クトな多機能スイッチを提供することである。
【０００７】また、本発明の別の目的は、モータの異な
るモードに対して、複数の固定接触子に順次係合する単
一の可動接触子を有するスイッチを提供することであ
る。
るモードに対して、複数の固定接触子に順次係合する単
一の可動接触子を有するスイッチを提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。具体的
には、本発明の可変速度制御装置は、一連の固定接触子
を有する機能スイッチを含む。第１接触子は、第１電池
端子に連結される。速度制御接触子は、第１接触子に隣
接しかつ固体のスイッチ素子によって第１モータ端子に
接続される。バイパス接触子は、速度制御接触子に隣接
しかつ固体のスイッチ素子をバイパスするために第１モ
ータ端子に接続される。
に、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。具体的
には、本発明の可変速度制御装置は、一連の固定接触子
を有する機能スイッチを含む。第１接触子は、第１電池
端子に連結される。速度制御接触子は、第１接触子に隣
接しかつ固体のスイッチ素子によって第１モータ端子に
接続される。バイパス接触子は、速度制御接触子に隣接
しかつ固体のスイッチ素子をバイパスするために第１モ
ータ端子に接続される。
【０００９】機能スイッチは、また第２接触子を含み、
この第２接触子は、第２電池端子に接続するためにバイ
パス接触子に隣接する。可動接触子が一方向に移動する
とき、順次、第１接触子をバイパス接触子に接続し、さ
らに、バイパス接触子を第２接触子に接続する。
この第２接触子は、第２電池端子に接続するためにバイ
パス接触子に隣接する。可動接触子が一方向に移動する
とき、順次、第１接触子をバイパス接触子に接続し、さ
らに、バイパス接触子を第２接触子に接続する。
【００１０】本発明の好ましい実施形態では、第１接触
子、速度制御接触子、バイパス接触子、及び第２接触子
が一直線上に配置されている。また、この実施形態で
は、第１接触子と速度制御接触子の間、及びバイパス接
触子と第２接触子との間に、電気的に絶縁材料からなる
リブを有する。これらのリブは、それぞれの接触子を分
離し、これにより、可動接触子が、分離した接触子に同
時に接触して短絡回路を形成しないようにする。
子、速度制御接触子、バイパス接触子、及び第２接触子
が一直線上に配置されている。また、この実施形態で
は、第１接触子と速度制御接触子の間、及びバイパス接
触子と第２接触子との間に、電気的に絶縁材料からなる
リブを有する。これらのリブは、それぞれの接触子を分
離し、これにより、可動接触子が、分離した接触子に同
時に接触して短絡回路を形成しないようにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。先ず、図１において、直流モータ駆動の
電動工具用の可変速度制御装置１０は、電気絶縁材料、
例えばプラスチックからなるハウジング１２を有する。
引き手１４は、ハウジング１２から突出し、開口を介し
てハウジング１２から出入り可能なシャフト１６上に設
けられる。引き手の上方には、方向制御レバー１８があ
り、このレバーは、ハウジング１２の別の開口を通って
旋回可能に伸びている。方向制御レバー１８を旋回させ
ることによって、電動工具の使用者は、工具のモータが
正転側または逆転側のいずれの方向に回転するを決定す
ることができる。引き手１４をハウジング側に押し込む
度合いによって、選択された方向にモータが回転すると
きの速度を決定する。 ハウジングは、開口２０を有
し、この開口を通って電動工具内の外側熱シンクに取付
けることができるように金属酸化物電界効果トランジス
タ（ＭＯＳＦＥＴ）２２のケース部分が伸びている。
いて説明する。先ず、図１において、直流モータ駆動の
電動工具用の可変速度制御装置１０は、電気絶縁材料、
例えばプラスチックからなるハウジング１２を有する。
引き手１４は、ハウジング１２から突出し、開口を介し
てハウジング１２から出入り可能なシャフト１６上に設
けられる。引き手の上方には、方向制御レバー１８があ
り、このレバーは、ハウジング１２の別の開口を通って
旋回可能に伸びている。方向制御レバー１８を旋回させ
ることによって、電動工具の使用者は、工具のモータが
正転側または逆転側のいずれの方向に回転するを決定す
ることができる。引き手１４をハウジング側に押し込む
度合いによって、選択された方向にモータが回転すると
きの速度を決定する。 ハウジングは、開口２０を有
し、この開口を通って電動工具内の外側熱シンクに取付
けることができるように金属酸化物電界効果トランジス
タ（ＭＯＳＦＥＴ）２２のケース部分が伸びている。
【００１２】図２は、内部アセンブリを見るために、ハ
ウジング１２の対面する部分を取り除いて可変速度制御
装置１０を示している。速度制御レバー１８は、外側レ
バー部分を内側レバー部分に連結する中間ピン２４を有
する。内側レバー部分２６は、二極二双投型（ＤＰＤ
Ｔ）の方向制御スイッチ２８の可動接触子を作動し、こ
のスイッチ２８は、電動工具のモータ５４を介して電池
５２からの直流電流の流れ方向を制御する。この方向制
御スイッチは、図３及び図４にその詳細が示されてお
り、図４に示すように、一対のモータ端子３１，３２に
接続されている。
ウジング１２の対面する部分を取り除いて可変速度制御
装置１０を示している。速度制御レバー１８は、外側レ
バー部分を内側レバー部分に連結する中間ピン２４を有
する。内側レバー部分２６は、二極二双投型（ＤＰＤ
Ｔ）の方向制御スイッチ２８の可動接触子を作動し、こ
のスイッチ２８は、電動工具のモータ５４を介して電池
５２からの直流電流の流れ方向を制御する。この方向制
御スイッチは、図３及び図４にその詳細が示されてお
り、図４に示すように、一対のモータ端子３１，３２に
接続されている。
【００１３】図２ないし図４を参照すると、圧縮ばね３
０は、トリガシャフト１６をハウジングから外側に付勢
して、電動工具がオフ状態となる通常位置にする。トリ
ガシャフトの内側端部は、接触子キャリア３７を有す
る。
０は、トリガシャフト１６をハウジングから外側に付勢
して、電動工具がオフ状態となる通常位置にする。トリ
ガシャフトの内側端部は、接触子キャリア３７を有す
る。
【００１４】可変速度制御装置１０のポテンショメータ
６４用のワイパ３４は、接触子キャリア３７（図３参
照）の一側に取り付けられ、このワイパ３４は、引き手
を押したり緩めたりするときハウジング１２内で横方向
に移動する。
６４用のワイパ３４は、接触子キャリア３７（図３参
照）の一側に取り付けられ、このワイパ３４は、引き手
を押したり緩めたりするときハウジング１２内で横方向
に移動する。
【００１５】ワイパ３４の一端にある接触子３３は、プ
リント回路基板３６の表面上の金属導体をこすり、この
回路基板３６は、図５のように、ハウジング１２に取付
けられ、他端にある接触子３５は、回路基板３６に付着
した抵抗性被膜を横切る。
リント回路基板３６の表面上の金属導体をこすり、この
回路基板３６は、図５のように、ハウジング１２に取付
けられ、他端にある接触子３５は、回路基板３６に付着
した抵抗性被膜を横切る。
【００１６】図４及び図５において、機能スイッチにお
ける移動可能なブリッジ接触子（可動接触子）３８は、
引き手の接触子キャリア３７の反対側に保持されてい
る。可動接触子３８は、図５で見られるように、引き手
１４とその接触子キャリア３７の位置に従って４つの固
定接触子４０，４１，４２，４４の異なる組の１つに跨
がる。
ける移動可能なブリッジ接触子（可動接触子）３８は、
引き手の接触子キャリア３７の反対側に保持されてい
る。可動接触子３８は、図５で見られるように、引き手
１４とその接触子キャリア３７の位置に従って４つの固
定接触子４０，４１，４２，４４の異なる組の１つに跨
がる。
【００１７】正の固定接触子（第１接触子）４０は、可
変速度制御回路の＋側電池端子４６に接続され、負の固
定接触子（第２接触子）４４は、−側電池端子４８に接
続される。引き手１４がハウジング１２の方に移動する
と、接触子キャリア３７は固定接触子４０〜４４を横切
って図示のように可動接触子３８を押す。
変速度制御回路の＋側電池端子４６に接続され、負の固
定接触子（第２接触子）４４は、−側電池端子４８に接
続される。引き手１４がハウジング１２の方に移動する
と、接触子キャリア３７は固定接触子４０〜４４を横切
って図示のように可動接触子３８を押す。
【００１８】可変速度制御装置１０は、図６に示すよう
に、手持ち電動工具の他の構成部品に電気的に接続され
る。特に、電池５２は、第１，第２の電池端子（第１，
第２端子）４６，４８間に接続され、直流モータ５４
は、第１，第２のモータ端子３１，３２に接続されてい
る。２つのモータ端子３１，３２は、ＤＰＤＴモータ方
向制御スイッチ２８の分離したスイッチ部分に接続され
る。
に、手持ち電動工具の他の構成部品に電気的に接続され
る。特に、電池５２は、第１，第２の電池端子（第１，
第２端子）４６，４８間に接続され、直流モータ５４
は、第１，第２のモータ端子３１，３２に接続されてい
る。２つのモータ端子３１，３２は、ＤＰＤＴモータ方
向制御スイッチ２８の分離したスイッチ部分に接続され
る。
【００１９】各スイッチ極の１つの固定接触子は、＋側
電池端子４６に接続され、他の固定接触子は、中間ノー
ド５１に接続されている。フリーホィールダイオード５
０は、逆方向バイアス状態で、＋側電池端子４６と中間
ノード５１との間に接続される。ＭＯＳＦＥＴ２２のソ
ース・ドレイン導体径路は、中間ノード５１と回路接地
ノード８０の間に接続される。回路接地ノード８０は、
速度制御（ＳＣ）接触子として示される、モータ機能ス
イッチ３９の固定接触子４１に接続される。
電池端子４６に接続され、他の固定接触子は、中間ノー
ド５１に接続されている。フリーホィールダイオード５
０は、逆方向バイアス状態で、＋側電池端子４６と中間
ノード５１との間に接続される。ＭＯＳＦＥＴ２２のソ
ース・ドレイン導体径路は、中間ノード５１と回路接地
ノード８０の間に接続される。回路接地ノード８０は、
速度制御（ＳＣ）接触子として示される、モータ機能ス
イッチ３９の固定接触子４１に接続される。
【００２０】残りの固定接触子４２は、バイパス（Ｂ
Ｐ）接触子として示され、中間ノード５１に直接接続さ
れている。ここで用いる「直接接続」とは、インピーダ
ンスが無視できる電気接続という意味である。
Ｐ）接触子として示され、中間ノード５１に直接接続さ
れている。ここで用いる「直接接続」とは、インピーダ
ンスが無視できる電気接続という意味である。
【００２１】可変速度制御装置１０の残りの構成部品
は、プリント回路基板３６に取付られる。特に、一対の
インバータ６１，６２の回りに組み立てられる発振器６
０は、ポテンショメータ６４を含み、このポテンショメ
ータは、引き手１４の接触子キャリア３７上に取付けら
れたワイパ３４を含んでいる。引き手に対するワイパの
動きにより、ポテンショメータ６４と発振器の固定抵抗
６６，６８によって形成された電圧分割器を変化させ
る。この動作は、発振器のデューテイサイクルを変化さ
せる。即ち、出力ライン７０上に発生するパルス幅が変
化する。
は、プリント回路基板３６に取付られる。特に、一対の
インバータ６１，６２の回りに組み立てられる発振器６
０は、ポテンショメータ６４を含み、このポテンショメ
ータは、引き手１４の接触子キャリア３７上に取付けら
れたワイパ３４を含んでいる。引き手に対するワイパの
動きにより、ポテンショメータ６４と発振器の固定抵抗
６６，６８によって形成された電圧分割器を変化させ
る。この動作は、発振器のデューテイサイクルを変化さ
せる。即ち、出力ライン７０上に発生するパルス幅が変
化する。
【００２２】発振器の出力信号は、並列に接続された４
つのインバータ７２，７３，７４，７５の各入力に加え
られ、さらに、その共通出力が抵抗７８を介してＭＯＳ
ＦＥＴ２２のゲート電極に連結されている。並列接続の
インバータ７２〜７５は、ＭＯＳＦＥＴ２２を駆動する
ためにソースインピーダンスを減少させる役目をするマ
ルチ素子とともに電流増幅器として動作する。ＭＯＳＦ
ＥＴ２２を駆動するために、この特別の回路部品におい
て、インバータが用いられているが、他の種類のバッフ
ァまたは増幅器を用いることもできる。
つのインバータ７２，７３，７４，７５の各入力に加え
られ、さらに、その共通出力が抵抗７８を介してＭＯＳ
ＦＥＴ２２のゲート電極に連結されている。並列接続の
インバータ７２〜７５は、ＭＯＳＦＥＴ２２を駆動する
ためにソースインピーダンスを減少させる役目をするマ
ルチ素子とともに電流増幅器として動作する。ＭＯＳＦ
ＥＴ２２を駆動するために、この特別の回路部品におい
て、インバータが用いられているが、他の種類のバッフ
ァまたは増幅器を用いることもできる。
【００２３】可変速度制御装置１０の異なる２組のイン
バータ６１，６２とインバータ７２〜７５は、端子４６
における正の電池電圧から供給電圧ＶDDが出力する電源
８２に接続される。
バータ６１，６２とインバータ７２〜７５は、端子４６
における正の電池電圧から供給電圧ＶDDが出力する電源
８２に接続される。
【００２４】使用者が可変速度制御装置１０を操作する
前は、ばね３０が引き手１４を十分に外側の位置に押圧
し、図５，図６で示されている可動ブリッジ接触子３８
をスイッチオフの位置に保持されている。使用者が先ず
引き手を押圧すると、引き手の接触子キャリア３７が上
記図において矢印８４で示す方向に可動接触子３８を移
動する。
前は、ばね３０が引き手１４を十分に外側の位置に押圧
し、図５，図６で示されている可動ブリッジ接触子３８
をスイッチオフの位置に保持されている。使用者が先ず
引き手を押圧すると、引き手の接触子キャリア３７が上
記図において矢印８４で示す方向に可動接触子３８を移
動する。
【００２５】可動接触子３８が、＋側固定接触子４０と
バイパス用の固定接触子４２の各端部に移動すると、可
動接触子は、ハウジング１２から突出する一対の絶縁端
部８６，８８の上に乗る。この移動により、可動接触子
３８が固定接触子４０〜４４から離れることから、可動
接触子によって隣接する固定接触子間のギャップを橋渡
しされることがない。
バイパス用の固定接触子４２の各端部に移動すると、可
動接触子は、ハウジング１２から突出する一対の絶縁端
部８６，８８の上に乗る。この移動により、可動接触子
３８が固定接触子４０〜４４から離れることから、可動
接触子によって隣接する固定接触子間のギャップを橋渡
しされることがない。
【００２６】この結果として、可動接触子３８が、その
移動径路の中間位置で、４つの固定接触子全部を一緒に
短絡することはできない。さらに、引き手１４の押圧に
より、可動接触子３８が速度制御接触子４１と負の電池
接触子（第２接触子）４４上を移動する。同時に、負の
端子（第２の電池端子）４８が可変速度制御装置１０の
接地ノード８０に接続され、かつ電力が回路部品に供給
される。
移動径路の中間位置で、４つの固定接触子全部を一緒に
短絡することはできない。さらに、引き手１４の押圧に
より、可動接触子３８が速度制御接触子４１と負の電池
接触子（第２接触子）４４上を移動する。同時に、負の
端子（第２の電池端子）４８が可変速度制御装置１０の
接地ノード８０に接続され、かつ電力が回路部品に供給
される。
【００２７】引き手１４の動きにおけるこの時点で、ポ
テンショメータ６４のワイパ３４は、発振器６０に出力
信号を発生させる初期位置にあり、この出力信号は各発
振サイクル中に比較的長い正パルスを有している。発振
器の出力信号は、並列接続されたインバータ７２〜７５
によって反転されるとき、各信号サイクル中、比較的短
い正のパルスを有する信号がノード７６に発生する。こ
の出力信号は、ＭＯＳＦＥＴ２２のゲートに加えられる
とき、このトランジスタは、比較的長い非導通期間によ
って分離された短い期間の間導通する。その結果、モー
タ５４は、短いパルスの電流を受取り、比較的ゆっくり
した速度で回転する。移動方向は、方向制御スイッチ２
８の位置によって設定され、前進位置が図示されてい
る。
テンショメータ６４のワイパ３４は、発振器６０に出力
信号を発生させる初期位置にあり、この出力信号は各発
振サイクル中に比較的長い正パルスを有している。発振
器の出力信号は、並列接続されたインバータ７２〜７５
によって反転されるとき、各信号サイクル中、比較的短
い正のパルスを有する信号がノード７６に発生する。こ
の出力信号は、ＭＯＳＦＥＴ２２のゲートに加えられる
とき、このトランジスタは、比較的長い非導通期間によ
って分離された短い期間の間導通する。その結果、モー
タ５４は、短いパルスの電流を受取り、比較的ゆっくり
した速度で回転する。移動方向は、方向制御スイッチ２
８の位置によって設定され、前進位置が図示されてい
る。
【００２８】使用者が引き手１４をさらにハウジング内
に押圧すると、ポテンショメータのワイパ３４の移動に
より、発振器６０のデューテイサイクルが変化し、ノー
ド７０での正のパルスの持続時間を短くさせる。インバ
ータ７２〜７５によってこれらのパルスが反転すると、
ノード７６での正のパルスがますます長くなり、ＭＯＤ
ＦＥＴ２２が長い期間の間ターンオン状態となる。こう
して、使用者が引き手を押圧すればするほど、モータの
速度が増加する。この作動モード中、可動接触子３８
は、固定の速度制御接触子４１と負の固定接触子４４の
表面を横切って矢印８４で示した方向に移動し続ける。
に押圧すると、ポテンショメータのワイパ３４の移動に
より、発振器６０のデューテイサイクルが変化し、ノー
ド７０での正のパルスの持続時間を短くさせる。インバ
ータ７２〜７５によってこれらのパルスが反転すると、
ノード７６での正のパルスがますます長くなり、ＭＯＤ
ＦＥＴ２２が長い期間の間ターンオン状態となる。こう
して、使用者が引き手を押圧すればするほど、モータの
速度が増加する。この作動モード中、可動接触子３８
は、固定の速度制御接触子４１と負の固定接触子４４の
表面を横切って矢印８４で示した方向に移動し続ける。
【００２９】結局、モータ５８の速度は、ほぼ最大速度
にまで増加し、その時点で、可動接触子３８の一端部
は、図５に見られるように、速度制御接触子４１とバイ
パス接触子４２の間のギャップを橋渡しする。これらの
接触子間のギャップ４５は、他の接触子の対４０〜４４
の間のリッジ（第１，第２リブ）８６，８８と同様なリ
ッジをしていないことに注目してほしい。これは、電池
端子がモータ５４に直接接続される場合に、可変速度制
御装置から作業のバイパスモードまでスムーズな変移を
望むからである。
にまで増加し、その時点で、可動接触子３８の一端部
は、図５に見られるように、速度制御接触子４１とバイ
パス接触子４２の間のギャップを橋渡しする。これらの
接触子間のギャップ４５は、他の接触子の対４０〜４４
の間のリッジ（第１，第２リブ）８６，８８と同様なリ
ッジをしていないことに注目してほしい。これは、電池
端子がモータ５４に直接接続される場合に、可変速度制
御装置から作業のバイパスモードまでスムーズな変移を
望むからである。
【００３０】引き手１４が十分に押圧されると、可動接
触子は、固定のバイパス接触子４２を負の固定接触子４
４に接続する。これは、モータ５４の一側の中間ノード
５１に電池５２の負の端子４８を直接接続する。モータ
５４の他側は、常に正の電池端子４６に直接接続されて
いる。このバイパスモードにおいて、速度制御接触子４
１は、他の接触子４０，４２，４４から非接続であり、
電力は、発振器６０および並列接続されたインバータ７
２〜７５から取り除かれる。こうして、ＭＯＤＦＥＴ２
２は、接触子４２，４４の接続によってバイパスされる
バイパスモードではターンオフされる。
触子は、固定のバイパス接触子４２を負の固定接触子４
４に接続する。これは、モータ５４の一側の中間ノード
５１に電池５２の負の端子４８を直接接続する。モータ
５４の他側は、常に正の電池端子４６に直接接続されて
いる。このバイパスモードにおいて、速度制御接触子４
１は、他の接触子４０，４２，４４から非接続であり、
電力は、発振器６０および並列接続されたインバータ７
２〜７５から取り除かれる。こうして、ＭＯＤＦＥＴ２
２は、接触子４２，４４の接続によってバイパスされる
バイパスモードではターンオフされる。
【００３１】速度制御過程は、使用者がハウジング１２
から離れる方向に引き手を移動することにより逆転す
る。この状況では、可動接触子３８は、矢印の逆方向に
に移動中であり、そして、固定接触子４２，４４を橋渡
しする位置から速度制御接触子４１を負の固定接触子４
４に接続する位置に移動する。
から離れる方向に引き手を移動することにより逆転す
る。この状況では、可動接触子３８は、矢印の逆方向に
に移動中であり、そして、固定接触子４２，４４を橋渡
しする位置から速度制御接触子４１を負の固定接触子４
４に接続する位置に移動する。
【００３２】この状態では、電力が、発振器と並列接続
されたインバータ７２〜７５に再び供給される。さら
に、引き手を緩めると、モータの速度が減少し、逆の操
作では、前に記載したように、速度を増加させる。
されたインバータ７２〜７５に再び供給される。さら
に、引き手を緩めると、モータの速度が減少し、逆の操
作では、前に記載したように、速度を増加させる。
【００３３】最終的に、引き手は、図６に示すように、
可動接触子３８が正及びバイパスの固定接触子４０，４
２を橋渡しする外側の移動径路の端部に到達する。モー
タのこの機能スイッチ３９の位置では、負の電池端子４
８は、可変速度制御装置１０から離れており、モータ
は、起動しない。さらに、可動接触子３８による固定接
触子４０，４２の橋渡しにより、モータ端子３１，３２
の間の径路の抵抗値が低くなる。これにより、モータ５
４において生じた逆起電力を用いて、モータにブレーキ
をかける。こうして、本発明の回路では、モータがオフ
状態に入る時、モータ５４の動的ブレーキを与える。
可動接触子３８が正及びバイパスの固定接触子４０，４
２を橋渡しする外側の移動径路の端部に到達する。モー
タのこの機能スイッチ３９の位置では、負の電池端子４
８は、可変速度制御装置１０から離れており、モータ
は、起動しない。さらに、可動接触子３８による固定接
触子４０，４２の橋渡しにより、モータ端子３１，３２
の間の径路の抵抗値が低くなる。これにより、モータ５
４において生じた逆起電力を用いて、モータにブレーキ
をかける。こうして、本発明の回路では、モータがオフ
状態に入る時、モータ５４の動的ブレーキを与える。
【００３４】以上述べた実例は、本発明の好ましい実施
形態に本来的に指向しており、本発明の範囲内で、種々
の代替例を与えることができる。当業者であれば、本発
明の実施形態の開示から明らかである付加的な代替例を
実現することは容易に予期できる。従って、本発明の範
囲は、上記開示内容によって制限されるものではなく、
特許請求の範囲によって決定されるものである。
形態に本来的に指向しており、本発明の範囲内で、種々
の代替例を与えることができる。当業者であれば、本発
明の実施形態の開示から明らかである付加的な代替例を
実現することは容易に予期できる。従って、本発明の範
囲は、上記開示内容によって制限されるものではなく、
特許請求の範囲によって決定されるものである。
【図１】本発明の係る電池駆動用工具のための可変速度
制御装置の斜視図である。
制御装置の斜視図である。
【図２】ハウジングを取り除いた部分の可変速度制御装
置の側面から見た図である。
置の側面から見た図である。
【図３】プリント回路基板を取り除いた部分の可変速度
制御装置の側面から見た図である。
制御装置の側面から見た図である。
【図４】ハウジングを取り除いた別の部分の可変速度制
御装置の側面から見た図である。
御装置の側面から見た図である。
【図５】図２の線５−５に沿って見た断面図である。
【図６】電池駆動用電動工具のための電気回路の概略図
である。
である。
【符号の説明】 １０ 可変速度制御装置 １２ ハウジング １４ 引き手 １６ シャフト ２２ ＭＯＳＦＥＴ ２８ スイッチ素子 ３１，３２ モータ端子 ３７ 接触子キャリア ３８ 可動接触子 ４０ ，４１，４２，４４ 固定接触子 ４６，４８ 電池端子 ５１ 中間ノード ５２ 電池 ５４ 電気モータ ８６，８８ リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 マイケル トーマス リトル アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53012 シーダーバーグ ウッドメレ コート ナンバー２ ウエスト55 ノース239
Claims (16)
- 【請求項１】固体のスイッチ素子(22)に接続される、電
池駆動の直流電気モータ用可変速度制御装置(10)であっ
て、 この可変速度制御装置は、モータ機能スイッチ(28)を有
し、このスイッチが、(a) 前記電池(52)の第１端子(46)
に接続するための第１接触子(40)と、(b) 前記スイッチ
素子(22)に電流を供給するために、前記第１接触子(40)
に隣接する速度制御接触子(41)と、(c) この速度制御接
触子に隣接しかつ前記直流電気モータに直接接続される
バイパス接触子(42)と、(d) このバイパス接触子(42)に
隣接しかつ前記電池(52)の第２端子(48)に接続する第２
接触子(44)と、(e) 可動接触子(38)が第１接触子(40)を
バイパス接触子(42)に接続する第１位置から、前記可動
接触子が速度制御接触子(41)を第２接触子(44)に接続す
る第２位置の方向に移動し、さらに、可動接触子(38)が
バイパス接触子(42)を第２接触子(44)に接触させる第３
位置へと移動する可動接触子(38)と、を有することを特
徴とする可変速度制御装置。 - 【請求項２】第１接触子(40)は、電池の＋側端子に接続
され、第２接触子(44)は、電池の−側端子に接続されて
いることを特徴とする請求項１記載の可変速度制御装
置。 - 【請求項３】第１接触子(40)と速度制御接触子(41)との
間に配置された電気絶縁材料からなる第１リブ(86)と、
バイパス接触子(42)と第２接触子(44)の間に配置された
電気絶縁材料からなる第２リブ(88)とをさらに有し、 前記第１リブ(86)は、可動接触子(38)が第１接触子(40)
と速度制御接触子(41)を同時に接触するのを防止し、ま
た、前記第２リブ(88)は、可動接触子(38)がバイパス接
触子(42)と第２接触子(44)を同時に接触するのを防止す
ることを特徴とする請求項１記載の可変速度制御装置。 - 【請求項４】第１接触子(40)、速度制御接触子(41)、バ
イパス接触子(42)、および第２接触子(44)が、一直線上
に配置されていることを特徴とする請求項１記載の可変
速度制御装置。 - 【請求項５】第１接触子(40)、速度制御接触子(41)、バ
イパス接触子(42)、および第２接触子(44)が、横並びで
配置されていることを特徴とする請求項１記載の可変速
度制御装置。 - 【請求項６】可動接触子を所定の位置に付勢するための
機構(30)をさらに含み、可変速度制御装置がオフ状態に
あるとき、前記機構により、可動接触子が第１接触子(4
0)をバイパス接触子(42)に接続することを特徴とする請
求項１記載の可変速度制御装置。 - 【請求項７】固体のスイッチ素子(22)に接続される、電
池駆動の直流電気モータ用可変速度制御装置(10)であっ
て、 この可変速度制御装置は、(a) 接触子キャリア(37)を有
する使用者操作部材(14,16) と、(b) 電池(52)の第１端
子(46)に接続するための第１接触子(40)と、(c) 前記ス
イッチ素子(22)に電流を供給するために、前記第１接触
子(40)に隣接する速度制御接触子(41)と、(d) この速度
制御接触子に隣接しかつ直流電気モータ(54)に直接接続
されるバイパス接触子(42)と、(e) このバイパス接触子
(42)に隣接しかつ前記電池(52)の第２端子(48)に接続す
る第２接触子(44)と、(f) 可動接触子(38)が第１接触子
(40)をバイパス接触子(42)に接続する第１位置から、前
記可動接触子が速度制御接触子(41)を第２接触子(44)に
接続する第２位置の方向に移動し、さらに、可動接触子
(38)がバイパス接触子(42)を第２接触子(44)に接触させ
る第３位置へと移動するために、前記接触子キャリア(3
7)に取り付けられる可動接触子(38)と、を有することを
特徴とする可変速度制御装置。 - 【請求項８】使用者操作部材(14,16) は、シャフト(16)
を有する引き手(14)を構成し、前記シャフトは、引き手
を接触子キャリア(37)に連結していることを特徴とする
請求項７記載の可変速度制御装置。 - 【請求項９】プリント回路基板(36)上に少なくとも部分
的に形成されたポテンショメータ(64)をさらに含み、前
記ポテンショメータは、接触子キャリア(37)に取付けら
れかつ前記プリント回路基板を擦るワイパ(34)を含んで
いることを特徴とする請求項７記載の可変速度制御装
置。 - 【請求項１０】可動接触子(38)は、接触子キャリア(37)
の一側に取付けられ、ワイパ(34)は、接触子キャリア(3
7)の他側に取付けられていることを特徴とする請求項９
記載の可変速度制御装置。 - 【請求項１１】第１接触子(40)、速度制御接触子(41)、
バイパス接触子(42)、および第２接触子(44)が、横並び
で配置されていることを特徴とする請求項７記載の可変
速度制御装置。 - 【請求項１２】第１接触子(40)と速度制御接触子(41)と
の間に配置された電気絶縁材料からなる第１リブ(86)
と、バイパス接触子(42)と第２接触子(44)の間に配置さ
れた電気絶縁材料からなる第２リブ(88)とをさらに有
し、 前記第１リブ(86)は、可動接触子(38)が第１接触子(40)
と速度制御接触子(41)を同時に接触するのを防止し、ま
た、前記第２リブ(88)は、可動接触子(38)がバイパス接
触子(42)と第２接触子(44)を同時に接触するのを防止す
ることを特徴とする請求項７記載の可変速度制御装置。 - 【請求項１３】電池駆動の直流電気モータ用可変速度制
御装置(10)であって、 この可変速度制御装置は、(a) 電池(52)を可変速度制御
装置(10)に接続するための第１，第２の電池端子(46,4
8) と、(b) 前記モータを可変速度制御装置(10)に接続
するための第１，第２のモータ端子(31,32) と、(c) 前
記第１電池端子(46)と第１モータ端子(31)に接続された
第１接触子(40)、この第１接触子に隣接した速度制御接
触子(41)、この速度制御接触子に隣接しかつ第２モータ
端子(32)に接続したバイパス接触子(42)、このバイパス
接触子に隣接しかつ第２電池端子(48)に接続した第２接
触子(44)、及びブリッジ接触子(38)が第１接触子(40)を
バイパス接触子(42)に接続する第１位置から、前記ブリ
ッジ接触子が速度制御接触子(41)を第２接触子(44)に接
続する第２位置の方向に移動し、さらに、ブリッジ接触
子(38)がバイパス接触子(42)を第２接触子(44)に接触さ
せる第３位置へと移動可能なブリッジ接触子(38)を有す
る、モータ機能スイッチ(39)と、(d) 信号を発生する発
振器(60)と、(e) この発振器を連結されかつ前記速度制
御接触子(41)を第２モータ端子(32)に接続する導電径路
を有し、この導電径路が前記信号に応答して導通または
非導通となる固体のスイッチ素子(22)と、を有すること
を特徴とする可変速度制御装置。 - 【請求項１４】第１接触子(40)、速度制御接触子(41)、
バイパス接触子(42)、および第２接触子(44)が、横並び
で配置されていることを特徴とする請求項１３記載の可
変速度制御装置。 - 【請求項１５】第１接触子(40)と速度制御接触子(41)と
の間に配置された電気絶縁材料からなる第１リブ(86)
と、バイパス接触子(42)と第２接触子(44)の間に配置さ
れた電気絶縁材料からなる第２リブ(88)とをさらに有
し、 前記第１リブ(86)は、ブリッジ接触子(38)が第１接触子
(40)と速度制御接触子(41)を同時に接触するのを防止
し、また、前記第２リブ(88)は、ブリッジ接触子(38)が
バイパス接触子(42)と第２接触子(44)を同時に接触する
のを防止することを特徴とする請求項１３記載の可変速
度制御装置。 - 【請求項１６】ブリッジ接触子(38)は、オフ状態にある
第１位置にあり、これにより、直流電気モータ(54)間に
短絡回路を形成してブレーキ動作を生じさせることを特
徴とする請求項１３記載の可変速度制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US076559 | 1998-05-12 | ||
| US09/076,559 US5892885A (en) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | Variable speed control switch for direct current electric power tools |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11341876A true JPH11341876A (ja) | 1999-12-10 |
| JP4206434B2 JP4206434B2 (ja) | 2009-01-14 |
Family
ID=22132788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12693399A Expired - Fee Related JP4206434B2 (ja) | 1998-05-12 | 1999-05-07 | 可変速度制御装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5892885A (ja) |
| EP (1) | EP0957497B1 (ja) |
| JP (1) | JP4206434B2 (ja) |
| CN (1) | CN1087519C (ja) |
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| ES (1) | ES2222638T3 (ja) |
| TW (1) | TW417124B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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