JP7137299B2

JP7137299B2 - 電気スイッチ

Info

Publication number: JP7137299B2
Application number: JP2017180839A
Authority: JP
Inventors: ファングマンゲルハルト
Original assignee: ジョンソンエレクトリックインターナショナルアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2022-09-14
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: CN108257799B; US20180082805A1; JP2018075705A; CN108257799A; DE102016117783A1; DE102016117783B4

Description

[0001] 本開示は、電気スイッチに関し、特にモータを有する手動操作型電動工具のためのスイッチに関する。

[0002] 一般に、このタイプの電気スイッチは、電気ドリル、コードレスねじ回し、ハンマードリルなどのような、手動操作型電動工具及び電気器具に用いられ、電気回路に加えて、モータの回転方向を変えるための転換機器を含み、転換機器は、外部から始動可能な作動素子によって切り変えることができる。この転換機器に加えて、回転速度又はトルクの制御及び規制を設ける。有利な１つの電気スイッチが、ドイツの文献ＤＥ１０２０１４１１２９８２Ａ１から知られている（トリガースイッチ）。この周知の電気スイッチには、モータの回転の方向を変える、それは時計方向回転から反時計方向回転に変えること又はその逆を意味する、ための転換機器が備わる。最初に、この目的のために回路基板上に対応する導電路が設けられる。次に、転換機器は、調整可能な位置エンコーダの回転運動によって外部から操作可能な位置エンコーダを含み、位置エンコーダは、スイッチハウジングの内側にあるシフトレバーに接続される。位置エンコーダの回転始動により、シフトレバー上に配置された接触舌片が、モータを時計方向に回転させるための回路基板上の導電路、又はモータを反時計方向に回転させるための回路基板上の導電路の何れかに接続される。

ドイツ特許出願ＤＥ１０２０１４１１２９８２Ａ１

[0003] 新規な電気スイッチは、詳しくはモータを有する手動操作型電動工具で使用する。この電気スイッチはスイッチハウジングを含む。このハウジングからプランジャが突出し、プランジャは、作動素子に接続されて、電気機器を手動で操作するめに使用される。作動素子の始動により、プランジャが移動し、すなわち電気機器のスイッチがオフした初期位置から、電気機器のスイッチがオンしたオン位置へ移動し、その理由は、プランジャの移動により、スイッチハウジング内に配置された接触システムの少なくとも１つの接点が切り換わるためである。スイッチハウジング内に回路基板が配置される。

[0004] この電気スイッチは、回転方向を変えるための転換機器をさらに含む。この転換機器は、外部から操作可能な位置エンコーダを備えることができる。本発明によれば、位置エンコーダは、２つの接触舌片が配置された接触アームに接続され、それにより接触舌片は、位置エンコーダが１つの位置にあるとき、モータの時計方向回転用の導電路と相互作用し、又は位置エンコーダが別の位置にあるとき、それらは、モータの反時計方向回転のための導電路と相互作用する。その結果、本発明のこの実施形態では、位置エンコーダは接触舌片に直接接続され、接触舌片は回路基板上の導電路に作用する。その結果、転換機器は、シフトレバーを追加的に使用する既知の設計とは異なり、大幅に単純化される。これらの接触舌片は、接触アームの一部であるので、移動可能な位置エンコーダに直接接続され、モータの回転方向を、時計方向から反時計方向に変える。回路基板上の接点導電路は、接触舌片と様々に接触する。

[0005] モータの時計方向回転又は反時計方向回転を設定するために、位置エンコーダは、外部から直接に、又は外部からアクセス可能なアクチュエータを介して始動される。この設定は、アクチュエータを直線状に押圧移動させ、又は回転運動させることによって行うことができる。

[0006] 好ましい実施形態では、接触システムは、回路基板の一面に、例えば回路基板の上面に設け、スイッチを始動させ、しかも電気機器をオンオフするために構成される。位置エンコーダの接触舌片と相互作用する転換機器の導電路は、回路基板の下面上に配置される。こうして、非常に小型のデザインが達成される。

[0007] 本発明の実施形態では、位置エンコーダは、ハウジングの筐体内に保持され、円板の形とされる。位置エンコーダの円板が回転を始めると、スイッチハウジングの内側部に設けしかも位置エンコーダ上に保持した接触アームにトルクが伝達される。位置エンコーダの円板は、スイッチハウジングの筐体内に回転可能に保持され、回路基板と平行な向きとされた平面内で回転する。円板の回転位置に応じて、接触アームの端部上に形成された接触舌片は、モータの時計方向回転用の回路基板上の導電路に接続され、又は接触舌片は、モータの反時計方向用の導電路のために接触ブリッジを形成する。

[0008] 実施形態では、位置エンコーダの外側部には、移動のために特に回転始動のために、タペットが設けられる。このタペットは、例えば、手動操作式電動工具の回転式方向スイッチと相互作用する。接触アームは、位置エンコーダの内側部に設ける。位置エンコーダが円板を備える場合、接触アームは円板の内側部に接続され、結果として位置エンコーダの円板の回転始動はまた接触アームを移動させる。接触アームを取り付けるために、円板は、その内側部にかつ中心を外れて取付け筐体スリットを含む。接触アームは、このスリットに挿入され、ぴったり締まり又は締まりばめによって保持される。円板上に接触アームを、中心を外れて配置したことにより、円板の回転運動が接触アームの位置を変え、従って回路基板上の導電路と接触する接触舌片の位置を変える。

[0009] 好ましい実施形態では、位置エンコーダはまた触覚素子を備え、触覚素子は、スイッチハウジング内の筐体、すなわち位置エンコーダを回転可能に保持する筐体の周縁輪郭と相互作用する。モータの時計方向回転又は反時計方向回転のための接触アームの様々な位置は、スイッチハウジング内の筐体の周縁輪郭中の対応する係合位置として与えられる。

[0010] 上述した電気スイッチは、かなり小型に組み立てられる。転換機器は、既知のデザインとは異なり大幅に単純化され、その理由は、位置エンコーダの回転運動を接触舌片に伝達するための追加レバーが不要なためである。これに対応して、スイッチの設計高さは、こうして下げることができる。

１つの実施形態による電気スイッチの斜視図である。図１の電気スイッチを下方から見た斜視図である。図１の位置エンコーダの斜視図である。図３の線Ａ－Ａに沿った断面図である。図１の回路基板の底面を示す部分斜視図である。図３の位置エンコーダの内側を示す図である。

[0017] 以下に続く実施は、上記の各図と併せて本開示の説明に使用される。
[0018] 本発明の実施形態の技術的解決策が、本開示の実施形態における添付図面と併せて明確かつ完全に説明される。説明した実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく、ほんの一部であることは明らかである。本開示の実施形態に基づき、当業者によって創造的作業なしに得られる他のあらゆる実施形態は、本発明の保護範囲内に属する。図面は、参考及び実例を提供することのみを意図し、本開示を制限しないものと理解されるべきである。本明細書において、図面中の接続部は、単に説明の明確性を意図し、接続部のタイプを制限するものではない。

[0019] ある構成部品が別の構成部品に「固定された」と記載するとき、それは、別の構成部品に直接固定することができ、又は同時に中間の構成部品が存在できることに注意されたい。本開示の全ての技術用語及び科学用語は、別段の定めがない限り、当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書では、本開示の用語は、実施形態を説明することを意図し、本開示を限定するものではない。

[0020] 図１は、本発明による電気スイッチ１の可能な実施形態を示し、それは、モータを有する手動操作型電動工具及び電気器具に、例えば電気ドリル、コードレスねじ回し、ハンマードリルなどに使用することができる。この目的のために、このスイッチ１は、工具のハウジングに組み込み、プランジャ１３は、例えば、接続部２を介して手動式始動部材に接続される。電気スイッチから電気ケーブル（図示せず）が延び、モータに接続される。電気スイッチ１のスイッチハウジング１０の内部に転換機器４０が配置され、タペット４６によって外部から調整可能である。転換機器４０は、電動工具内のモータの回転方向を設定するために使用され、例えば外部から調整可能な対応するシフトレバーと相互作用する。

[0021] 図１に示す電気スイッチのスイッチハウジング１０は、２つのシェル、即ち上側シェル１１及び下側シェル１２を備える。シェル１１とシェル１２との間に、一体型円周シール５０を設ける。一体型円周シール５０は、開口部１９の領域にリング５１を備える。スイッチハウジング１０内において、プランジャ１３はスライダ１５に接続され、スライダ１５は、回路基板３０の上面３１の上方に移動可能に配置される。回路基板３０は、ハウジング１０の内部に固定して配置される。

[0022] スライダ１５は直線状の押圧移動を行なうことができる。プランジャ１３の押圧移動により、一つには、滑り接点１６が、回転速度を規制するためのポテンシオメーター軌道として設計された接触面上で変位する。滑り接点１６の経路の変位により、電気スイッチ１に接続された抵抗が変化し、それ故に、モータの回転速度又はトルクが変化する。回路基板の上面３１上に、接触システムの滑り接点２０がさらに配置される。滑り接点は、回路基板３０の上面３１上の対応する接触面に影響を及ぼして、接触システムを切り換え、すなわちオフ位置からオン位置に変える。この実施形態のプランジャ１３はばねで荷重を加える。戻しばね６０が作用し、圧力がプランジャ１３に加わらなくなると、プランジャ１３をオフ位置に自動的に戻す。

[0023] 回路基板３０の下面３２の向かい側面に、導電路３５、３６の形態の接触面が同様に設けられる（図２を参照）。これらの導電路３５、３６は、転換機器の一部であって接触アーム４１の接触舌片４２と接触し、これは導電路３５にモータの反時計方向回転のための接触ブリッジが形成され、又は接触アーム４１の別の位置において、導電路３５にモータの時計方向回転のための接触ブリッジが形成されることを意味する。図５から最も理解されるように、導電路３５、３６間に絶縁面３７が位置し、それは、転換機器４０にとっていわゆる中立位置である。中立位置では、接触舌片は、何れの接点にもブリッジを形成せず、モータは回転しない。上面に接触舌片４２が位置する接触アーム４１は、位置エンコーダ４３に直接固定される。

[0024] 位置エンコーダ４３は、図３に示され、この実施例では円板４５と、スイッチハウジング１０の外部、ひいては円板４５の外部に位置する前述のタペット４６とを備える。タペット４６は、電気機器のスイッチングハウジング１０から直接突出し、又は好ましくは、外部から調整可能なシフトレバーに接続される。円板４５は、このタペット４６を移動させることによって回転し、モータの回転方向は変わるので、モータの時計方向又は反時計方向の回転を設定する。この円板４５は、スイッチハウジング１０内に、すなわちスイッチハウジング１０の筐体１８内に保持される。この目的のために、位置エンコーダ４３の円板４５の下面に、下方に突出する縁領域４４を設ける。縁領域の外端は、それらの外側縁４４１上がフック形デザインとされ、外側縁４４１は、位置エンコーダ４３を締め接続部によってスイッチハウジング１０の筐体１８内に保持している。これらの縁領域４４は、このように、締め接続部で要求される弾性にとって十分なほど薄く設計されるが、円板４５は、それらが位置エンコーダ４３を筐体１８にしっかり保持するのに十分なほど厚く設計される。

[0025] 円板４５は、位置エンコーダ４３の個々の部品、即ちタペット４６を有し、縁領域４４を有し、この場合は、触覚素子４８を取り付けるために内側部にさらに停止部を有し、プラスチックで作成される。図３から分かるように、位置エンコーダ４３の円板４５の下面上に、接触アーム４１用の取付けスリット４７を有するハブを設ける。図４の断面図にさらに良く示すように、この接触アーム４１は、ぴったり嵌め及び／又は締まりばめによって取付けスリット４７に挿入される。取付けスリットの向き、又はむしろ取付けスリットに挿入された接触アーム４１の向きは、回路基板の向きと垂直である。接触舌片４２は接触アームから鈍角αで湾曲しており、導電路３５、３６を斜めに押圧する。さらに、接触舌片４２の端部はＵ字型であり、ばねで荷重を加えた接触舌片４２が十分な接触圧力を保証する。

[0026] この場合、取付けスリット４７は円板４５上に配置され、円板４５の回転により接触アーム４１は、その現位置からさらに遠い位置へ移動することができる。図６から分かるように、取付けスリット４７は中心から外れて設ける。円板４５の回転により、接触アーム４１は新しい回転位置へ移動する。示した実施形態では、２つの回転位置で、即ちモータの時計方向回転又はモータの反時計方向回転における回転位置で、接触舌片４２は、導電路３５への又は導電路３６への接触ブリッジを形成する。上記回転位置は、触覚素子によってユーザーに触覚型フィードバックを与える。図２に示すように、触覚素子４８は、円板４５の下面にある成形凹所４９に挿入される。成形凹所は、図６に触覚素子４８なしで示す。触覚素子４８は、少なくとも凹所４９の一側面から突出し、筐体１８の周縁輪郭と相互作用する。それによって、筐体１８の周縁輪郭は、特に、位置エンコーダ４３が、触覚素子４８によって筐体１８の周縁輪郭上の唯２つの、又は随意的に３つの回転位置だけに係合するように設計される。これらの回転位置は、このように、時計方向回転用の設定値、反時計方向回転用の設定値、及び随意的に中立位置を表わす。

[0027] 上述したのは、本開示の例示的な実施形態であり、実施形態は、本開示を制限することを意図しない。本開示の概念及び原理の範囲における全ての修正、置換及び改善は、その保護の範囲内にある。

１スイッチ
２接続部
１０スイッチハウジング
１１上側シェル
１２下側シェル
１３プランジャ
１５スライダ
１６滑り接点
１９開口部
２０接触システム
３０回路基板
３１上面
３２下面
４０転換機器
４１接触アーム
４２接触舌片
４５円板
５０円周シール
５１リング
６０戻しばね

Claims

モータを有する電気機器で使用される電気スイッチであって、
スイッチハウジングと、
前記スイッチハウジングから延び、前記スイッチハウジング内に配置された接触システムの少なくとも１つの接点を、移動によってオフ位置からオン位置に切り換えるプランジャと、
回路基板と、
前記モータの回転方向を変えるための転換機器と、を備え、
前記転換機器は、外部から操作される位置エンコーダを備え、前記位置エンコーダは、単一の構成要素であって接触素子の１つの接触舌片に直接接続され、前記接触素子の一端は接触アームを形成し、前記位置エンコーダに挿入され、他端は前記回路基板の導電路と接触する前記接触舌片を形成し、前記接触舌片は前記接触アームから鈍角で湾曲しており、前記接触舌片は、一方の導電路と相互作用して、前記位置エンコーダの１つの位置に前記モータの時計方向回転のための接点を作成し、前記接触舌片は、他方の導電路と相互作用して前記位置エンコーダの別の位置に前記モータの反時計方向回転のための接点を作成する、
ことを特徴とする電気スイッチ。
前記接触システムの接触面は、前記回路基板の上面に配置され、前記転換機器の前記導電路は、前記回路基板の下面に配置される、請求項１に記載の電気スイッチ。
前記位置エンコーダは円板を備え、前記円板は、前記回路基板と平行に配置され、前記スイッチハウジングの筐体に回転可能に保持され、前記円板の外側部に回転始動用のタペットが設けられ、前記円板の内側部は、前記接触アームに接続される、請求項１に記載の電気スイッチ。
前記円板は、前記接触アームを保持するために、前記内側部上にかつ中心から外れて配置された取付けスリットを備え、前記取付けスリットの向きは、前記回路基板と垂直である、請求項３に記載の電気スイッチ。
前記円板は、前記内側部から半径方向に延びる縁領域を備え、前記縁領域は、前記スイッチハウジングの前記筐体内に延び、しかも前記円板を締め接続部によって前記スイッチハウジングの前記筐体内に保持する、請求項３に記載の電気スイッチ。
前記スイッチハウジングの前記筐体内に前記位置エンコーダを保持するために係合接続部が設けられ、前記縁領域は弾性であり、前記縁領域の外側縁は、フック形に設計される、請求項５に記載の電気スイッチ。
前記位置エンコーダは触覚素子を備え、前記触覚素子は、前記円板の内側部上に配置され、しかも前記スイッチハウジングの前記筐体の対応する周縁輪郭と相互作用する、請求項６に記載の電気スイッチ。
前記接触舌片は、前記接触アームから鈍角（α）で湾曲し、前記接触舌片の接触端は、Ｕ字型に設計される、請求項１に記載の電気スイッチ。
前記スイッチハウジング内には、前記モータの回転速度又はトルクを設定するために機器が追加的に設けられる、請求項１に記載の電気スイッチ。
前記回路基板の上面の接触面は、ポテンシオメーター軌道の形とされ、前記スイッチハウジング内の前記プランジャはスライダを備え、前記回路基板上の滑り接点はスライダに直面し、結果として前記モータの前記回転速度又は前記トルクは、前記滑り接点と前記回路基板の前記ポテンシオメーター軌道との間の相互作用によって設定可能である、請求項９に記載の電気スイッチ。