接点機構およびこれを用いたトリガースイッチ,電動工具

本願発明は接点機構、例えば、電動工具のトリガースイッチに使用される接点機構に関する。

従来、電動工具に使用されるトリガースイッチには、大電流を通電できるとともに、操作中の振動による接点のチャタリングを防止すべく、前記接点に所定の接圧を有することが必要とされている。このため、操作部11の操作によって軸心方向に往復移動する摺動軸21で切替バー(可動接触片)26を直接回動させる、いわゆるシーソー型可動接触片が提案されている(特許文献1参照)。前記シーソー型可動接触片によれば、前記操作部11の操作によって前記切替バー26の接点77に十分な接圧を確保できるので、操作中のチャタリングを防止でき、接触信頼性が高い。

特開2010−192452号公報

しかしながら、前記シーソー型可動接触片では接点の接離のタイミングにズレが生じやすく、開閉特性にバラツキが生じやすい。 特に、可動接点の接触時は接圧が非常に低いので、前記可動接点にチャタリングが生じやすく、アークが発生しやすい。このため、前記アークによって接点表面が磨滅することにより、接触信頼性が低下するという問題点がある。 本願発明は、前記問題点に鑑み、耐振性、特に、操作中のチャタリングを防止でき、接触信頼性が高いとともに、開閉特性にバラツキのない接点機構を提供することを課題とする。

本発明に係る接点機構は、前記課題を解決すべく、操作体の往復移動に伴い、1つの可動接点端子の同一板面に並設された一対の回動受け部に回動可能に並設された一対の可動接触片のうち、一方の前記可動接触片である開閉用可動接触片に開閉用可動接点を設けるとともに、前記開閉用可動接触片をバネ部材で接点閉成方向に付勢する一方、残る他方の前記可動接触片である通電用可動接触片に通電用可動接点を設け、前記操作体を操作することにより、前記開閉用可動接触片がバネ部材のバネ力で回動し、前記開閉用可動接点を固定接点端子に設けた開閉用固定接点に圧接させるとともに、前記操作体が前記通電用可動接触片を回動し、前記通電用可動接点を前記固定接点端子に設けた通電用固定接点に圧接させる構成としてある。

本発明によれば、開閉用可動接触片がバネ部材のバネ力で俊敏に回動し、開閉用可動接点が開閉用固定接点に圧接するので、接点の接触のタイミングにズレが生じず、開閉特性にバラツキのない接点機構が得られる。 また、操作体が通電用可動接触片を回動し、所望の接圧を確保できるので、耐振性、特に、操作中のチャタリングを防止でき、接触信頼性の高い接点機構が得られる。

本発明の実施形態としては、前記操作体の操作に伴って前記開閉用可動接点が前記開閉用固定接点に圧接した後、前記通電用可動接点が前記通電用固定接点に圧接してもよい。 本実施形態によれば、最初に開閉用可動接点が開閉用固定接点にバネ部材のバネ力で俊敏に接触するとともに、一定の接圧を確保できる。このため、チャタリングが生じにくく、アークが発生しにくいので、接点寿命が伸びる。 また、開閉用可動接点が開閉用固定接点に俊敏に接触した後、通電用可動接点が通電用固定接点に接触するので、前記通電用可動接点および通電用固定接点の間にアークが生じない。このため、通電用可動接点および通電用固定接点を安価な接点材料で製造できるだけでなく、突出し加工でも形成できる。

本発明の他の実施形態としては、前記操作体の復帰動作に伴って前記通電用可動接点が前記通電用固定接点から開離した後、前記開閉用可動接点が前記開閉用固定接点から開離してもよい。 本実施形態によれば、通電用可動接点を通電用固定接点から開離する際にはアークが発生せず、接点が磨滅しにくく、接点寿命が長い。

本発明の別の実施形態としては、前記バネ部材であるコイルバネの下端部が、一対の前記可動接触片を収納するハウジングの内面に当接してもよい。 本実施形態によれば、開閉用可動接触片を付勢するバネ部材を固定部品であるハウジングの内面に位置決めする。このため、組立精度にバラツキが生ぜず、開閉用可動接触片の動作特性にバラツキが生じないので、開閉特性にバラツキのない接点機構が得られる。

本発明に係るトリガースイッチは、前述の接点機構を備えた構成であってもよい。 本発明によれば、開閉特性にバラツキがなく、接触信頼性の高いトリガースイッチが得られる。

本発明に係る電動工具としては、前述のトリガースイッチを備えた構成であってもよい。 本発明によれば、開閉用可動接触片がバネ部材のバネ力で俊敏に回動し、開閉用可動接点が開閉用固定接点に圧接するので、接点の接触のタイミングにズレが生じず、開閉特性にバラツキのない電動工具が得られる。 また、操作体が通電用可動接触片を回動し、所望の接圧を確保できるので、耐振性、特に、操作中のチャタリングを防止でき、接触信頼性の高い電動工具が得られるという効果がある。

図A,Bは本願発明に係るトリガースイッチの異なる角度から視た全体斜視図である。

図1Aの分解斜視図である。

図1Bの分解斜視図である。

トリガースイッチの動作前の正面部分断面図である。

トリガースイッチの動作前の正面断面図である。

図A,B,C,Dはトリガースイッチの動作前の異なる位置の平面断面図である。

トリガースイッチの動作中の正面部分断面図である。

トリガースイッチの動作後の正面部分断面図である。

図A,Bは動作前中後の接点のオン・オフ状態を示す図表、および、ストロークと電圧・接圧との関係を示すグラフ図である。

本発明に係る接点機構の実施形態は、図1ないし図9の添付図面に示すように、電動工具のトリガースイッチに適用した場合である。 すなわち、前記トリガースイッチは、図2および図3に示すように、第1カバー11と第2カバー15とを組み合わせて形成されたハウジング10内に、ベース20、プランジャ40、プリント基板50等の内部構成部品を組み込むとともに、トリガー60および切換レバー70を組み付けたものである。

第1カバー11は、図2に示すように、その上面の一方側に後述する切換レバー70を支持するための半円形の嵌合凹部12を設けてある。また、前記第1カバー11は、前記嵌合凹部12の直下に位置する外側面に、前記トリガー60の操作軸61を支持するための半円形リブ13を設けてあるとともに、前記嵌合凹部12に隣接するようにガイド片14を側方に突設してある。

第2カバー15は、図3に示すように、前記第1カバー11に突き合わせ可能な正面形状を有し、その上面の一方側に後述する切換レバー70を支持するための半円形の嵌合凹部16を設けてある。また、前記第2カバー15は、前記嵌合凹部16の直下に位置する外側面に、前記トリガー60の操作軸61を支持するための半円形リブ17を設けてある。 なお、前記第2カバー15の接合面のうち、後述するトリガー60の操作軸61および切換レバー70が取り付けられる部分以外の接合面は、前記第1カバー11に超音波溶着あるいは接着剤で一体化される。

前記ベース20は、図2に示すように、箱形状から一方側の側面を切り欠いた形状を有し、その上辺の一方側に切換レバー70を位置決めするための位置決め用凹部21を設けてある。また、前記ベース20は、前記上辺の他方側にノコギリ歯状のクリック感用凹凸部22を設けてあるとともに、前記位置決め用凹部21と前記クリック感用凹凸部22との間に後述する中継端子を設置するための設置用凹所23を設けてある。さらに、前記ベース20は、その下辺の底面に後述する可動接点バネ38を位置決めするための位置決め凹部24と、通電用可動接触片39を位置規制するための台座部25とを並設してある。

そして、前記ベース20は、図2に示すように、前記設置用凹所23に屈曲した共通中継端子30と第1中継端子31とを面一となるように設置してある。また、前記共通中継端子30は、その支持孔30aに挿通した中継可動接触片33を、中継可動接点バネ34を介し、回動可能に支持してある。さらに、図3に示すように、前記ベース20は、その嵌合孔26に中継固定接点32aを備えた第2中継端子32を組み付けてある。このため、前記中継可動接触片33の一端部に設けた中継可動接点33aが、前記第2中継端子32にカシメ固定した中継固定接点32aに接離可能に対向する(図6B)。

また、前記ベース20は、図2に示すように、その下辺に固定接点端子35および可動接点端子36を側方からそれぞれ圧入,固定してある。前記固定接点端子35は、一対の開閉用,通電用固定接点35a,35bをカシメ固定してある。一方、前記可動接点端子36は、その上端部に支持孔36aおよび切り欠き部36bを並設してある。さらに、前記支持孔36aには、開閉用可動接触片37を挿入し、かつ、可動接点バネ38を介して回動可能に支持してある一方、前記切り欠き部36bには通電用可動接触片39を回動可能に支持してある(図4)。このため、前記開閉用,通電用可動接触片37,39にそれぞれ設けた開閉用,通電用可動接点37a,39aが、前記固定接点端子35に設けた開閉用,通電用固定接点35a,35bにそれぞれ接離可能に対向する。

前記プランジャ40は、図2に示すように、前記ベース20内でスライド移動可能な外形形状を有し、側方に貫通する貫通孔41を備えるとともに、その一方の外側面に一対のガイド溝42a,42bを並設してある。前記貫通孔41には復帰バネ43を挿入できるとともに、一対の前記ガイド溝42a,42bには摺動子44,45をそれぞれ圧入固定できる構造となっている。このため、前記プランジャ40は、前記ベース20内に復帰バネ43を介して軸心方向に往復移動可能に収納できる。 また、前記プランジャ40は、図3に示すように、その底面にテーパ面を備えた操作部46を突設するとともに、前記操作部46と隣り合う位置に挿入孔47を設けてある。前記挿入孔47には、コイルバネ48および操作片49を挿入することにより、前記コイルバネ48で前記操作片49を付勢できる構造となっている。

前記プリント基板50は、図2に示すように、前記ベース20の開口部を被覆可能な正面形状を有し、その内向面に図示しない摺動抵抗体をプリントし、マイクロコンピュータを実装してあるとともに、その下端部にソケット51を取り付けてある。そして、前記プリント基板50を、前記プランジャ40を収納したベース20に嵌め込んで組付け、前記共通中継端子30,第1中継端子31等を電気接続することにより、前記ベース20に一体化できる。そして、前記プランジャ40をスライド移動させることにより、前記プランジャ40に取り付けた一対の前記摺動子44,45が、前記プリント基板50の摺動抵抗体に沿って摺動し、抵抗値を変化させる。

前記トリガー60は、図2に示すように、側方に突出する操作軸61を備え、図5で示すように、前記操作軸61に挿入した蛇腹状筒体62の一端部をコイルリング63で抜け止めしている。また、前記トリガー60は、前記蛇腹状筒体62から突出する前記操作軸61の先端部を前記プランジャ40の係合孔40a(図3)からスライド係合することにより、前記プランジャ40に一体化できる。 なお、前記操作軸61に挿通した蛇腹状筒体62は、その他端部を前記第1,第2カバー11,15の半円形リブ13,17に係合することにより、防水構造となる。

切換レバー70は、図2に示すように、その一端部にコイルバネ71を介して鋼玉72を外方に付勢するように組み付けるとともに、図3に示すように、その一端側の下面にコイルバネ73を介して断面門型の回動接触片74を組み付けてある。また、前記切換レバー70は、その中間に位置する鍔部75の直下に回動軸部76を同一軸心上に突設してある。そして、前記回動軸部76を前記ベース20の前記位置決め用凹部21に位置決めするとともに、前記鍔部75をシールリング77を介して前記第1,第2カバー11,15の半円形の嵌合凹部12,16で回動可能に支持できる。このため、前記切換レバー70を前記回動軸部76を支点として回動させると、前記回動接触片74が回動し、その両端部が共通中継端子30だけに接触し、あるいは、前記共通中継端子30と第1中継端子31とに接触する。この結果、前記プリント基板50の電気回路が切り換わり、図示しないモータの回転方向を逆回転させることができる。 なお、前記コイルバネ71に付勢されている前記鋼玉72は前記ベース20のクリック感用凹凸部22に係合しているので、前記切換レバー70を操作することにより、クリック感が得られる。

組立方法としては、まず、前記ベース20に、前記共通中継端子30、第1中継端子31および中継固定接点32aをカシメ固定した第2中継端子32を組み付ける。ついで、前記共通中継端子30の支持孔30aに、中継可動接点33aを設けた中継可動接触片33を中継可動接点バネ34を介して回動可能に支持する。このため、前記中継可動接点33aが前記中継固定接点32aに接離可能に対向する。 そして、前記ベース20に、開閉用,通電用固定接点35a,35bを備えた固定接点端子35および可動接点端子36を組み付ける。さらに、前記可動接点端子36の支持孔36aに開閉用可動接点37aをカシメ固定した開閉用可動接触片37を挿通する。前記開閉用可動接触片37は、前記ベース20の位置決め凹部24に下端部を位置決めした可動接点バネ38を介し、前記可動接点端子36の支持孔36aに回動可能に支持される。ついで、前記可動接点端子36の切り欠き部36bに通電用可動接点39aを備えた通電用可動接触片39を回動可能に支持する。これにより、前記開閉用,通電用可動接点37a,39aが前記開閉用,通電用固定接点35a,35bにそれぞれ接離可能に対向する。

ついで、プランジャ40の一対のガイド溝42a,42bに摺動子44,45をそれぞれ圧入固定するととともに、その挿入孔47(図3)にコイルバネ48と操作片49とを挿入し、図示しない治具で保持する。一方、トリガー60の操作軸61を蛇腹状筒体62に挿入してコイルリング63で抜け止めするとともに、前記蛇腹状筒体62から突出する前記操作軸61の先端部を前記プランジャ40に設けた係合孔40aに側方からスライド係合して一体化する。さらに、前記貫通孔41に復帰バネ43を挿入した状態のままで前記ベース20にスライド移動可能に収納する。そして、前記ベース20の開口部に、ソケット51を取り付けたプリント基板50を嵌合して組付けた後、前記プリント基板50に、共通中継端子30,第1中継端子31,第2中継端子32および固定接点端子35,可動接点端子36を電気接続する。

一方、切換レバー70は、その鍔部75にシールリング77を装着する一方、図示しない治具を介し、その一端部にコイルバネ71および鋼玉72を組み付けるとともに、その一端側の下面にコイルバネ73,回動接触片74を組み付ける。そして、前記切換レバー70の回動軸部76を前記ベース20の位置決め用凹部21に回動可能に位置決めする。さらに、前記ベース20の両側から第1,第2カバー11,15を組み付け、前記切換レバー70を抜け止めする。ついで、シールリング77の開口縁部を第1,第2カバー11,15の半円形リブ13,17に嵌める。最後に、前記第1,第2カバー11,15を超音波溶着あるいは接着剤で接合一体化することにより、組立作業が完了する。

次に、トリガースイッチの操作方法を説明する。 切換レバー70が図6Aに示すように中立位置にあるとき、切換レバー70の一端部がトリガー60の中央突部60aに当接することにより、トリガー60を引き込めず、誤操作を防止する。

そして、図6Aに示す状態から、前記切換レバー70を前記鍔部75を支点として反時計回りに回転させることにより、回動接触片74の両端が共通中継端子30だけに接触する。また、前記トリガー60を引き込む直前には、摺動子44,45がプリント基板50の摺動抵抗体(図示せず)に最大抵抗値で接触している。さらに、中継可動接触片33は、図6Bに示すように、中継可動接点バネ34のバネ力で付勢されているが、プランジャ40の段部40bに位置規制されているので、中継可動接点33aが中継固定接点32aから開離している。 一方、開閉用可動接触片37は可動接点バネ38(図5)に付勢されているが、復帰バネ43に付勢されたプランジャ40の操作部46に位置規制され、開閉用可動接点37aが開閉用固定接点35aに接離可能に対向している。また、回動可能に支持された通電用可動接触片39は、プランジャ40に設けた操作片49に押圧されて位置規制され、その一端部が前記ベースの台座部25に圧接しているとともに(図4,5)、通電用可動接点39aが通電用固定接点35bに接離可能に対向している。 なお、図5において、説明の便宜上、コイルバネ48は図示していない。

まず、作業者がトリガー60を引き込むと、その操作軸61に係合したプランジャ40がスライド移動する。このため、前記プランジャ40に組み付けた摺動子44,45がプリント基板50上を摺動し、前記摺動子44,45が摺動するにつれて抵抗値が小さくなり、流れる電流が増加し、図示しない動作ランプ等が点灯する。

さらに、トリガー60を引き込むと、前記プランジャ40の段部40bによる中継可動接触片33に対する位置規制がなくなり、中継可動接点バネ34のバネ力によって中継可動接触片33が回動する。このため、中継可動接点33aが中継固定接点32aに接触し、前記プリント基板50に定格電流が流れる。これとほぼ同時に、前記開閉用可動接触片37に対する前記プランジャ40の操作部46による位置規制が解除される。このため、開閉用可動接触片37が可動接点バネ38のバネ力で回動し、開閉用可動接点37aが開閉用固定接点35aに接触する(図7、図9参照)。

さらに、トリガー60を引き込むと、操作軸61がベース20の奧側まで押し込まれ、プランジャ40に組み付けた操作片49が通電用可動接触片39を回動する。このため、通電用可動接点39aが通電用固定接点35bに接触するとともに(図8)、摺動抵抗値がゼロ近傍となる。この結果、前記摺動子44,45に最大電流が流れ、図示しないマイクロコンピュータから前記モータの回転数が最大になるように信号が出力される。なお、図8では、説明の便宜上、復帰バネ43は図示していない。

なお、本実施形態によれば、可動接点バネ38のバネ力で開閉用可動接触片37を付勢し、接圧を確保する、いわゆるバッティング型可動接触片が採用されている。このため、接点接触のタイミングにズレが生じず、開閉特性にバラツキが生じないという利点がある。

ついで、作業者がトリガー60を引き込む力を緩めると、復帰バネ43のバネ力によってプランジャ40が押し戻され、摺動子44,45がプリント基板50上を逆方向に摺動する。そして、プランジャ40の操作片49が通電用可動接触片39を前述と逆方向に回動させるので、通電用可動接点39aが通電用固定接点35bから開離した後、前記通電用可動接触片39の一端部が前記ベース20の台座部25に圧接する。その後、開閉用可動接触片37が前記プランジャ40の操作部46によって可動接点バネ38のバネ力に抗して回動し、開閉用可動接点37aが開閉用固定接点35aから開離する。さらに、中継可動接触片33がプランジャ40の段部によって中継可動接点バネ34のバネ力に抗して回動し、中継可動接点33aが中継固定接点32aから開離した後、摺動子44,45が元の位置に復帰する。

また、前記切換レバー70を、鍔部75を中心として中立位置から時計回り方向に回転させると、鋼玉72がクリック感用凹凸部22を乗り越え、回動接触片74の両端部が共通中継端子30と第1中継端子31とに接触する。このため、前述と同様にトリガー60を引き込むと、前記モータが逆方向に回転する。

本発明に係る接点機構は、前述のトリガースイッチに限らず、他のスイッチにも適用できることは勿論である。

10 ハウジング 11 第1カバー 15 第2カバー 20 ベース 22 クリック感用凹凸部 24 位置決め凹部 25 台座部 30 共通中継端子 30a 支持孔 31 第1中継端子 32 第2中継端子 32a 中継固定接点 33 中継可動接触片 33a 中継可動接点 34 中継可動接点バネ 35 固定接点端子 35a 開閉用固定接点 35b 通電用固定接点 36 可動接点端子 36a 支持孔(回動受け部) 36b 切り欠き部(回動受け部) 37 開閉用可動接触片 37a 開閉用可動接点 38 可動接点バネ 39 通電用可動接触片 39a 通電用可動接点 40 プランジャ(操作体) 40a 係合孔 40b 段部 41 貫通孔 43 復帰バネ 44 摺動子 45 摺動子 46 操作部 48 コイルバネ 49 操作片 50 プリント基板 51 ソケット 60 トリガー 61 操作軸 70 切換レバー 75 鍔部 76 回動軸部 77 シールリング