JP3704432B2 - Trigger switch circuit for electric tools - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動ドリル等の電動工具に搭載されているトリガースイッチ回路に関するものであり、更に詳しくはトリガースイッチ回路内の特に電源用スイッチと短絡用スイッチの接点摩耗を削減させるようにした回路構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術における電動工具用トリガースイッチ回路は、図6に示すように、直流電源Eの両端に設けた制御回路部10と、直流電源Eの両端に直流モータMとスイッチング素子FETを直列に接続した直列回路と、電源用スイッチSW1とダイオードDと短絡用スイッチSW2を直列に接続した直列回路とから構成されている。
【0003】
制御回路部10は、2個の第1及び第2のコンパレータIC1、IC2と、コンデンサC1〜C5と、抵抗R1〜R5、速度設定用可変抵抗R6と、抵抗R7〜R16と、ダイオードD1、D2と、ツェナーダイオードZDとから構成され、その接続状態は次のようになっている。
【0004】
先ず、直流モータMとスイッチング素子FETとの間からスイッチング素子FETに並列に抵抗R8とコンデンサC1とからなる直列回路が接続されている。
このコンデンサC1には、抵抗R1、R2からなる直列回路が並列に接続されている。抵抗R2はコンデンサC5が並列に接続されている。
【0005】
このコンデンサC1は、スイッチング素子FETがオフの時に直流モータM、抵抗R8を介して充電し、スイッチンング素子FETがオンの時に抵抗R8及びスイッチング素子FETを介して放電する。
【0006】
直流電源Eの両端には、抵抗R11を介してコンデンサC2を並列に接続し、このコンデンサC2と並列に直列回路の抵抗R3、R4、R5が接続されている。この抵抗R4には速度設定用可変抵抗体R6が並列に接続してある。この速度設定用可変抵抗体R6を中心にして速度設定用摺動部11を設けた構造になっている。これらの構造については後述する。
【0007】
第1のコンパレータIC1のプラス側入力端子は、抵抗R1、R2の間に接続し、マイナス側入力端子は抵抗R7を介して可変抵抗R6の摺動子に接続し且つコンデンサC3を介して直流電源Eのマイナス側に接続してある。
【0008】
この第1のコンパレータIC1の出力側端子はダイオードD1を介して第2のコンパレータIC2のプラス側入力端子に接続してある。又、この第2のコンパレータIC2のプラス側入力端子は、直流電源Eの両端に直列接続した抵抗R12、R13、R14のうち、抵抗R13とR14の間に接続されている。
【0009】
この第2のコンパレータIC2のマイナス側入力端子は、直流電源Eの両端に抵抗R11を介して接続されている抵抗R10とコンデンサC4の直列回路の中間位置に接続されている。この抵抗R10とコンデンサC4の中間位置にはダイオードD2及び抵抗R16からなる直列回路が接続されている。このコンデンサC4は、スイッチング素子FETがオンの時に抵抗R10を介して充電し、スイッチング素子FETがオフした時にダイオードD2と抵抗R16を介して放電する。
【0010】
この第2のコンパレータIC2の出力端子は、抵抗R15を介してスイッチング素子FETのゲート側に接続されている。又、抵抗R15とスイッチング素子FETとの間はツェナーダイオードZDを介して直流電源Eのマイナス側に接続されている。
【0011】
速度設定用摺動部11は、図7に示すように、帯状に形成した可変抵抗体R6と平行に、同一長さの無抵抗体である摺動体12と、これら可変抵抗体R6と摺動体12とを跨ぐようにして設けた摺動子13とから構成されている。
【0012】
この摺動子13は、図示しない操作レバーの引き具合に連動して可変抵抗体R6及び摺動体12上を接触しながら摺動自在に動く構成になっている。
【0013】
次に、このような接続状態及び構成からなるトリガースイッチ回路の動作のうち、特に速度設定用摺動部11の動作について、図面を参照して説明する。
【0014】
先ず、図8は速度設定用摺動部11における摺動子13が操作レバーに連動して動いた時の等価回路であり、第1のコンパレータのマイナス側端子に供給される電圧eは、
e=Ia・R5+Ib・VR
である。ここで、抵抗VRは可変抵抗体R6の動いた分抵抗である。
【0015】
従って、電圧eと抵抗VRとの関係は、図9に示すように、操作レバーのストロークに応じて抵抗VRの抵抗値は小さくなり、且つ抵抗VRの抵抗値に比例して直線的に電圧eは減少する。
【0016】
次に、このような特性を有する速度設定用摺動部11による、モータ間電圧とストロークとの関係について、図10を参照して説明する。
【0017】
先ず、操作レバーに連動して動く摺動子13は、直流モータに電源が供給されていない状態において、
(1)操作レバーを引き込むと(摺動子13が可変抵抗体R6上を摺動し、且つこの操作レバーに連動している)電源用スイッチSW1(図6参照)がオンする。
【0018】
(2)更に、操作レバーを押し込み可変抵抗R6に摺動子13が接触すると直流モータM間電圧が上昇し始める。
【0019】
(3)更に操作レバーを引き込むと、速度設定用の摺動子13が可変抵抗R6上を摺動しながら移動し、操作レバーの引き込み量(ストローク)に応じてモータM間の電圧が直線的に上昇する。
【0020】
(4)更に操作レバーを引き込むと、摺動子13が可変抵抗R6の終端部まで行き、制御できる最大電圧がモータMに供給される。
【0021】
(5)この状態で更に操作レバーを引き込めば、操作レバーに連動している短絡用スイッチSW2がオンし、スイッチング素子FETを介しないで直流モータMにデューテイ比100%の最大電圧が供給される。
【0022】
このようにして、操作レバーに連動した、電源用スイッチSW1と摺動子13と短絡用スイッチSW2との動作により直流モータMの回転制御を行うことができる。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記説明した従来技術における電動工具用トリガースイッチ回路は、電源用スイッチSW1及び短絡用スイッチSW2をオン・オフする時に、常にスイッチング素子FETは制御可能な状態になっている。従って、電源用スイッチSW1又は短絡用スイッチSW2がオン・オフする時には、スイッチング素子FETがオン・オフ制御されているため、スイッチの接点間には電位差が生じ、スイッチをオン・オフする時にスパークが発生してしまい、このスパークにより接点摩耗が多くなり、寿命向上が期待できないと云う問題がある。
【0024】
従って、電源用スイッチ及び短絡用スイッチの接点摩耗を軽減させる回路構成に解決しなければならない課題を有している。
【0025】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動工具用トリガースイッチ回路は、直流電源とモータ間に設けた電源用スイッチと、前記モータと直列に接続したスイッチング素子と、該スイッチング素子に並列に接続した短絡用スイッチと、操作レバーの操作引込み量に応じて前記スイッチング素子のオンデューティを制御する制御手段と、を備えたトリガースイッチ回路であって、前記制御手段は、電源側に接続された無抵抗体と可変抵抗体と接地側に接続された無抵抗体とからなる第1及び第2の摺動体と、比較制御手段の入力側に接続されている無抵抗体からなる第3の摺動体とからなり、これら前記可変抵抗体を含む第1及び第2の摺動体と第3の摺動体とに接触して摺動する第1の摺動子を備えた速度設定用摺動部と、前記スイッチング素子のゲート側に接続された無抵抗体の第4の摺動体と、接地側に接続された無抵抗体の第5の摺動体と、前記比較制御手段の出力側に接続され、前記第5の摺動体の長さと合わせた長さが前記第3の摺動体よりも短く形成された無抵抗体の第6の摺動体とからなり、これら第4の摺動体と第5及び第6の摺動体とに接触して摺動する第2の摺動子を備えた電圧制御用摺動部と、からなり、前記電源用スイッチと、前記第1及び第2の摺動子と、前記短絡用スイッチとの四者を前記操作レバーと連動して動作する構成にし、前記第2の摺動子が前記第5の摺動体に接触して前記スイッチング素子のゲートに接地電位を供給しているときに前記電源用スイッチをオン・オフするようにし、
前記第2の摺動子が前記第6の摺動体から外れフロートの状態にして前記スイッチング素子のオンデューテイが100%導通状態の時に前記短絡用スイッチをオン・オフするようにしたことである。
【0026】
このように、操作レバーに電源用スイッチと短絡用スイッチと第1及び第2の摺動子を操作レバーに連動させる構成にして、電源用スイッチ及び短絡用スイッチをオン・オフする時に直流モータと直列接続してあるスイッチング素子を100%遮断又は導通するように制御する。このように制御して、電源用及び短絡用スイッチの接点間に電位差をなくした状態にしてスイッチをオン・オフすることができ、スイッチの接点間で発生するスパーク等の発生を削減することができる。
【0027】
又、可変抵抗体に抵抗を並列に接続したことにより、モータに印加する電圧が直線的でなく下向き方向のカーブ状に上昇下降するため、とくに低速回転時は緩やかな回転上昇時間を多くとることができるようになる。
【0028】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る電動工具用トリガースイッチ回路の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、従来技術と同じものには理解しやすいように同一番号を付与して説明する。
【0029】
電動工具用トリガースイッチ回路は、図1に示すように、直流電源Eの両端に設けた制御回路部20と、直流電源Eの両端に直流モータMとスイッチング素子FETを直列に接続した直列回路と、電源用スイッチSW1とダイオードDと短絡用スイッチSW2を直列に接続した直列回路とから構成されている。
【0030】
制御回路部20は、2個の第1及び第2のコンパレータIC1、IC2と、コンデンサC1〜C5と、抵抗R1〜R5、速度設定用可変抵抗体R6と、抵抗R7〜R17と、ダイオードD1、D2と、ツェナーダイオードZDとから構成され、その接続状態は次のようになっている。ここで、2個の第1及び第2のコンパレータIC1、IC2で比較制御手段を構成する。
【0031】
先ず、直流モータMとスイッチング素子FETとの間からスイッチング素子FETに並列に抵抗R8とコンデンサC1とからなる直列回路が接続されている。
このコンデンサC1には、抵抗R1、R2からなる直列回路が並列に接続されている。抵抗R2は並列にコンデンサC5が接続されている。
【0032】
このコンデンサC1は、スイッチング素子FETがオフの時に直流モータM、抵抗R8を介して充電し、スイッチング素子FETがオンの時に抵抗R8及びスイッチング素子FETを介して放電する。
【0033】
直流電源Eの両端には、抵抗R11を介してコンデンサC2を並列に接続し、このコンデンサC2と並列に直列接続した抵抗R3、R4、R5が接続されている。この抵抗R4には速度設定用可変抵抗体R6が並列に接続してある。又、温度設定用可変抵抗体R6と抵抗R3、R4の中間点(第1の摺動体Y)と、速度設定用可変抵抗体R6と抵抗R7の中間点(第3の摺動体X)との間に、抵抗R17が接続されている。この速度設定用可変抵抗体R6を中心にして速度設定用摺動部21を形成し、可変抵抗体R6上を摺動する第1の摺動子23(図3(A)参照)は後述する電圧制御用摺動部22の第2の摺動子24(図3(B)参照)と連動して動く構造となっている。ここで、速度設定用摺動部21と電圧制御用摺動部22とで制御手段を構成し、この制御手段は操作レバーの操作引き込み量に応じてスイッチング素子FETのゲート側電位を制御する、所謂オンデューテイを制御する構造となっている。これらの構造については後述する。
【0034】
第1のコンパレータIC1のプラス側入力端子は、抵抗R1、R2の間に接続し、マイナス側入力端子は抵抗R7を介して第3の摺動体Xに接続し且つコンデンサC3を介して直流電源Eのマイナス側に接続してある。
【0035】
この第1のコンパレータIC1の出力側端子はダイオードD1を介して第2のコンパレータIC2のプラス側入力端子に接続してある。又、この第2のコンパレータIC2のプラス側入力端子は、直流電源Eの両端に直列接続した抵抗R12、R13、R14のうち、抵抗R13とR14の間に接続されている。
【0036】
第2のコンパレータIC2のマイナス側入力端子は、直流電源Eの両端に接続されている抵抗R10とコンデンサC4の直列回路の中間位置に接続されている。この抵抗R10とコンデンサC4の中間位置にはダイオードD2及び抵抗R16からなる直列回路が接続されている。このコンデンサC4は、スイッチング素子FETがオンの時に抵抗R10を介して充電し、スイッチング素子FETがオフした時にダイオードD2と抵抗R16を介して放電する。
【0037】
この第2のコンパレータIC2の出力端子は、電圧制御用摺動部22及び抵抗R15を介してスイッチング素子FETのゲート側に接続されている。又、抵抗R15とスイッチング素子FETとの間からツェナーダイオードZDを介して直流電源Eのマイナス側に接続されている。
【0038】
速度設定用摺動部21は、図2に示すように、帯状に形成した可変抵抗体R6の始端側と終端側のそれぞれに同一幅であって所定長の無抵抗体である電源側に接続された第1の摺動体Y及び接地側に接続された第2の摺動体Zと、同じ延長線上であって、所定間隔をもって且つ第1及び第2の摺動体Y、Zと可変抵抗体R6との長さと同じ長さに形成され比較制御手段の入力側に接続されている無抵抗体の第3の摺動体Xとから構成されている。
【0039】
そして、図3(A)に示すように、これらの第1の摺動体Yと可変抵抗体R6と第2の摺動体Zと、第3の摺動体Xとを跨ぐようにして導電性部材で形成された第1の摺動子23を摺動自在に接触させる構成となっている。
【0040】
第1の摺動子23は、図4に示すように、両端側に切り欠きを設けて二股形状に形成し、この二股形状にした部位を同じ方向に折り曲げ、その両端の自由端部を更に反対方向に折り曲げて形成した接点25を設けた構造となっている。
【0041】
電圧制御用摺動部22は、図2に示すように、スイッチング素子のゲート側に接続され、帯状に形成した無抵抗体である第4の摺動体Cと、この第4の摺動体Cと同じ延長線上であって、所定間隔をもって所定長さに形成され、接地側に接続された無抵抗体の第5の摺動体Bと、比較制御手段の出力側に接続され、第5の摺動体Bの長さを合わせた長さが第3の摺動体Xよりも短く形成され、第5の摺動体Bと鍵状の隙間を設けて形成された無抵抗体の第6の摺動体Aとから構成されている。
【0042】
第5及び第6の摺動体B、Aからなる長さは、速度設定用摺動部21の第3の摺動体Xの長さよりも短く形成されている。
【0043】
そして、図3(B)に示すように、第4の摺動体Cと第5の摺動体B及び第6の摺動体Aとを跨ぐようにして導電性部材で形成された第2の摺動子24を摺動自在に接触させた構成となっている。
【0044】
この電圧制御用摺動部22に使用される第2の摺動子24は、速度設定用摺動部21に使用されている第1の摺動子23と同様の形状になっている。即ち、図4に示すように、両端部側を二股形状にした接点構造になっている。
【0045】
このような構成からなる電圧制御用摺動部22は、操作レバーを引き込んでフルストロークの状態の時に第2の摺動子24をフロートの状態(図3(B)の24Aの状態)にしてスイッチング素子FETのオンデューテイが100%導通状態にする。
【0046】
次に、このような接続状態及び構成からなるトリガースイッチ回路の動作のうち、特に速度設定用摺動部21及びそれに連動して機能する電圧制御用摺動部22の動作について、図面を参照して説明する。
【0047】
先ず、図5は速度設定用摺動部21における第1の摺動子23が操作レバーに連動して動いた時の等価回路であり、第1のコンパレータIC1のマイナス側入力端子に供給される電圧eは、
e=Ia・R5+Ib・R
である。ここで、抵抗Rは可変抵抗VRと抵抗R17との合成抵抗であり、
R=1/((1/VR)+(1/R17))
となる。
【0048】
従って、
e=Ia・R5+Ib/((1/VR)+(1/R17))
となる。
【0049】
次に、速度設定用摺動部21と電圧制御用摺動部22によるモータ間電圧とストロークとの関係について、図1、図2〜図4、及び図5を参照して説明する。
【0050】
先ず、操作レバーに連動して動く第1及び第2の摺動子23、24は、直流モータMに電源が供給されていない状態の時には、速度設定用摺動部21の第1の摺動子23は無抵抗の導体である第1の摺動体Yの領域にあり、電圧制御用摺動部22の第2の摺動子24は第5の摺動体Bの領域にあり、電源電圧のグランド(接地)側に短絡しているからスイッチング素子のゲートには接地電位が供給されスイッチング素子FETのオンデューテイは100パーセント遮断された状態となっている。この状態では、直流モータM間には電位はかからず、且つ電源用スイッチSW1の間にも電位差は発生していない。このような状態において操作レバーに連動している電源用スイッチSW1(図1参照)がオン・オフできる。
【0051】
(1)電源スイッチSW1がオンされ、各回路に電源が供給され、第1及び第2のコンパレータIC1、IC2にも電源電圧が供給され制御できる体制が整う。この時、電圧制御用摺動部22の第2の摺動子24は、第5の摺動体Bと第6の摺動体Aとの間の鍵状の位置に嵌まリ込み、電源電圧のグランド側に短絡しておりスイッチング素子FETのオンデューテイは100%遮断された状態となっている。
【0052】
(2)さらに操作レバーを引き込むと、速度設定用摺動部21の第1の摺動子23は第1の摺動体Yと可変抵抗R6との始端部にくる。同時に電圧制御用摺動部22の第2の摺動子24は第6の摺動体Aのみに接触し、モータMには制御できる最小電圧が供給される。
【0053】
(3)更に操作レバーを引き込むと、速度設定用摺動部21の第1の摺動子23が可変抵抗R6上を摺動しながら移動する。この時、スイッチング素子FETのGーS間の電圧(オンデューテイ)は下向きのカーブとなって上昇する。従って、操作レバーの引き込み量に比べてモータM間の電圧はゆっくり上昇するから、モータMの回転も急激な回転でなく緩やかな回転上昇となる。これは、低速回転領域が多くとれ、穴開け時の位置決め、及びネジ締め時の締め付け具合の調整がし易くなると云う長所がある。
【0054】
(4)更に操作レバーを引き込むと、速度設定用摺動部21の第1の摺動子23が可変抵抗R6の終端部から外れ、無抵抗体の第2摺動体Zに接触し、モータMには制御できる最大電圧が供給される。
【0055】
(5)この状態で更に操作レバーを引き込めば速度設定用摺動部21の第1の摺動子23は無抵抗体の第2の摺動体Z上を摺動し、電圧制御用摺動部22の第2の摺動子24は第6の摺動体Aから外れ、フローテイングの状態となり、スイッチング素子FETのオンデューテイは100パーセント導通した状態となる。100%導通状態のスイッチング素子FETのドレイン/ソース間は電位差は殆ど発生しない。
【0056】
(6)このような状態において短絡用スイッチSW2がオンできると共に、更に引き込んでもこれ以上に引き込みはできない、所謂フルストロークとなる。短絡用スイッチSW2がオンするとスイッチング素子FETを介しない最大電圧が供給され、直流モータMが全速回転となる。
【0057】
この短絡用スイッチSW2の接点にも電位差が発生していない状態でオンできるため、スパーク等の発生を削減することができる。尚、短絡用スイッチSW2のオフは、オンする時と同様の条件でオフする。
【0058】
このように、電源用スイッチSW1及び短絡用スイッチSW2のオン・オフ時には、接点間の電位差をなくした状態でオン・オフさせるため、接点間で発生するスパーク等を抑制して接点の摩耗を削減することができるようになる。このように接点摩耗を削減できるようになると、安価な接点材質を使用することができ、接点に銀及び銀合金等の接点材質が不要になり、スイッチ自体を小型にすることもできる。
【0059】
又、直流モータの回転制御は下向きのカーブを描いた電圧で上昇下降して制御するようにしたことにより、特に低速回転時において緩やかな回転上昇とすることができ、ネジ締めの調整等しやすくなる。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電動工具のトリガースイッチ回路は、回路構成の一部である電源用スイッチ、及びスイッチング素子に並列接続した短絡用スイッチの両者において、スイッチの接点間の電位差をなくした状態にしてスイッチをオン・オフするようにしたため、両スイッチの接点から発生するスパーク等を極めて少なくすることができ、接点の寿命を伸ばすことができると共に、スイッチの材質を安価なものにすることができるという効果がある。
【0061】
又、可変抵抗体に抵抗を並列に接続したことにより、モータに印加する電圧が直線的でなく下向き方向のカーブ状に上昇下降するため、とくに低速回転時は緩やかな回転上昇時間を多くとることができ、ネジ締めの調整等がしやすくなると云う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電動工具用トリガースイッチ回路図である。
【図2】 同速度設定用摺動部及び電圧制御用摺動部の摺動体のパターンを示した平面図である。
【図3】 同(A)は速度設定用摺動部の略示的な断面図であり、(B)は電圧制御用摺動部の略示的な断面図である。
【図4】 同摺動子の平面図である。
【図5】 同モータ間電圧とストロークとの関係を示したグラフである。
【図6】 従来技術における電動工具用トリガースイッチ回路図である。
【図7】 従来技術における速度設定用摺動部の摺動体のパターンを示した説明図である。
【図8】 従来技術における速度設定用摺動部の等価回路図である。
【図9】 従来技術におけるトリガーストロークと可変抵抗体の電圧との関係を示したグラフである。
【図10】 従来技術におけるモータ間電圧と操作レバーのストロークとの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
20;制御回路部、21;速度設定用摺動部、22;電圧制御用摺動部、23;第1の摺動子、24;第2の摺動子、25;接点、SW1;電源用スイッチ、SW2;短絡用スイッチ、SW3;制御用スイッチ、R1〜R5;抵抗、R6;可変抵抗、R7〜R15;抵抗、C1〜C4;コンデンサ、FET;スイッチング素子、M;直流モータ、D1〜D3;ダイオード、E;直流電源、IC1;第1のコンパレータ、IC2;第2のコンパレータ。 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a trigger switch circuit mounted on an electric tool such as an electric drill, and more specifically, a circuit configuration in which contact wear of a power switch and a short-circuit switch in the trigger switch circuit is reduced. About.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 6, the trigger switch circuit for a power tool in the prior art has a
[0003]
The
[0004]
First, a series circuit including a resistor R8 and a capacitor C1 is connected in parallel with the switching element FET between the DC motor M and the switching element FET.
A series circuit composed of resistors R1 and R2 is connected in parallel to the capacitor C1. The resistor R2 is connected to the capacitor C5 in parallel.
[0005]
The capacitor C1 is charged via the DC motor M and the resistor R8 when the switching element FET is off, and is discharged via the resistor R8 and the switching element FET when the switching element FET is on.
[0006]
A capacitor C2 is connected in parallel to both ends of the DC power supply E via a resistor R11, and series circuit resistors R3, R4, and R5 are connected in parallel with the capacitor C2. A speed setting variable resistor R6 is connected in parallel to the resistor R4. The speed
[0007]
The positive side input terminal of the first comparator IC1 is connected between the resistors R1 and R2, the negative side input terminal is connected to the slider of the variable resistor R6 via the resistor R7, and the DC power source via the capacitor C3. It is connected to the negative side of E.
[0008]
The output side terminal of the first comparator IC1 is connected to the plus side input terminal of the second comparator IC2 via the diode D1. The positive input terminal of the second comparator IC2 is connected between the resistors R13 and R14 among the resistors R12, R13, and R14 connected in series to both ends of the DC power supply E.
[0009]
The negative side input terminal of the second comparator IC2 is connected to an intermediate position of the series circuit of the resistor R10 and the capacitor C4 that are connected to both ends of the DC power source E via the resistor R11. A series circuit including a diode D2 and a resistor R16 is connected to an intermediate position between the resistor R10 and the capacitor C4. The capacitor C4 is charged via the resistor R10 when the switching element FET is on, and is discharged via the diode D2 and the resistor R16 when the switching element FET is off.
[0010]
The output terminal of the second comparator IC2 is connected to the gate side of the switching element FET via a resistor R15. Further, the resistor R15 and the switching element FET are connected to the negative side of the DC power source E through a Zener diode ZD.
[0011]
As shown in FIG. 7, the speed
[0012]
The
[0013]
Next, among the operations of the trigger switch circuit having such a connection state and configuration, the operation of the speed
[0014]
First, FIG. 8 is an equivalent circuit when the
e = Ia * R5 + Ib * VR
It is. Here, the resistance VR is a resistance corresponding to the movement of the variable resistor R6.
[0015]
Therefore, as shown in FIG. 9, the relationship between the voltage e and the resistance VR is such that the resistance value of the resistance VR decreases according to the stroke of the operation lever, and linearly proportional to the resistance value of the resistance VR. Decrease.
[0016]
Next, the relationship between the voltage between motors and the stroke by the speed
[0017]
First, the
(1) When the operating lever is pulled in (the
[0018]
(2) Further, when the operating lever is pushed and the
[0019]
(3) When the operating lever is further pulled, the
[0020]
(4) When the operating lever is further pulled, the
[0021]
(5) If the operating lever is further pulled in this state, the shorting switch SW2 linked to the operating lever is turned on, and the maximum voltage with a duty ratio of 100% is supplied to the DC motor M without passing through the switching element FET. The
[0022]
In this way, the rotation control of the DC motor M can be performed by the operations of the power switch SW1, the
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the trigger switch circuit for a power tool in the prior art described above, the switching element FET is always in a controllable state when the power switch SW1 and the short-circuit switch SW2 are turned on / off. Therefore, when the power switch SW1 or the short circuit switch SW2 is turned on / off, the switching element FET is turned on / off, so that a potential difference occurs between the contact points of the switch, and a spark is generated when the switch is turned on / off. There is a problem that contact wear increases due to this spark, and life cannot be improved.
[0024]
Therefore, there is a problem that must be solved in a circuit configuration that reduces contact wear of the power switch and the shorting switch.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a trigger switch circuit for an electric tool according to the present invention includes a power switch provided between a DC power supply and a motor, a switching element connected in series with the motor, and in parallel with the switching element. a trigger switch circuit comprising a shorting switch connected, and control means for controlling the on-duty of the switching element in accordance with the operation retraction amount of the operating lever, wherein the control means is connected to a power supply side First and second sliding bodies composed of a non-resistance body, a variable resistance body, and a non-resistance body connected to the ground side, and a third sliding body composed of a non-resistance body connected to the input side of the comparison control means. A speed setting sliding portion comprising a first slider that is in contact with and slides on the first and second sliding bodies including the variable resistor and the third sliding body, The switch A non-resistance fourth sliding body connected to the gate side of the switching element, a non-resistance fifth sliding body connected to the ground side, and an output side of the comparison control means; And a non-resistive sixth sliding body formed to be shorter than the third sliding body. The fourth sliding body and the fifth and sixth sliding bodies A voltage control sliding portion including a second slider that slides in contact with the sliding body, the power switch, the first and second sliders, and the short circuit. The four switches and the switch are configured to operate in conjunction with the operation lever, and the second slider contacts the fifth slider and supplies the ground potential to the gate of the switching element. Sometimes the power switch is turned on and off,
The short circuit switch is turned on / off when the second slider is detached from the sixth sliding body and is in a floating state when the on-duty of the switching element is 100% conductive.
[0026]
In this way, the power switch, the shorting switch, and the first and second sliders are linked to the operating lever in the operating lever, and when the power switch and the shorting switch are turned on / off, The switching elements connected in series are controlled so as to be cut off or conducted 100%. By controlling in this way, the switch can be turned on / off with no potential difference between the contacts of the power supply and the short-circuit switch, and the occurrence of sparks or the like generated between the contact points of the switch can be reduced. it can.
[0027]
In addition, by connecting the resistor to the variable resistor in parallel, the voltage applied to the motor rises and falls in a downward curve rather than linearly, so a slow rotation rise time is required especially during low-speed rotation. Will be able to.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a trigger switch circuit for an electric tool according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same number is given and demonstrated to make it easy to understand the same thing as a prior art.
[0029]
As shown in FIG. 1, the trigger switch circuit for an electric tool includes a
[0030]
The
[0031]
First, a series circuit including a resistor R8 and a capacitor C1 is connected in parallel with the switching element FET between the DC motor M and the switching element FET.
A series circuit composed of resistors R1 and R2 is connected in parallel to the capacitor C1. A capacitor C5 is connected in parallel to the resistor R2.
[0032]
The capacitor C1 is charged via the DC motor M and the resistor R8 when the switching element FET is off, and is discharged via the resistor R8 and the switching element FET when the switching element FET is on.
[0033]
A capacitor C2 is connected in parallel via a resistor R11 to both ends of the DC power supply E, and resistors R3, R4, and R5 connected in series with the capacitor C2 are connected. A speed setting variable resistor R6 is connected in parallel to the resistor R4. Further, the intermediate point between the temperature setting variable resistor R6 and the resistors R3 and R4 (first sliding member Y) and the intermediate point between the speed setting variable resistor R6 and the resistor R7 (third sliding member X). A resistor R17 is connected between them. The speed setting sliding portion 21 is formed around the speed setting variable resistor R6, and a first slider 23 (see FIG. 3A) that slides on the variable resistor R6 will be described later. It has a structure that moves in conjunction with the second slider 24 (see FIG. 3B) of the voltage
[0034]
The positive side input terminal of the first comparator IC1 is connected between the resistors R1 and R2, the negative side input terminal is connected to the third sliding body X via the resistor R7, and the DC power source E is connected via the capacitor C3. It is connected to the negative side.
[0035]
The output side terminal of the first comparator IC1 is connected to the plus side input terminal of the second comparator IC2 via the diode D1. The positive input terminal of the second comparator IC2 is connected between the resistors R13 and R14 among the resistors R12, R13, and R14 connected in series to both ends of the DC power supply E.
[0036]
The negative side input terminal of the second comparator IC2 is connected to an intermediate position of the series circuit of the resistor R10 and the capacitor C4 connected to both ends of the DC power supply E. A series circuit including a diode D2 and a resistor R16 is connected to an intermediate position between the resistor R10 and the capacitor C4. The capacitor C4 is charged via the resistor R10 when the switching element FET is on, and is discharged via the diode D2 and the resistor R16 when the switching element FET is off.
[0037]
The output terminal of the second comparator IC2 is connected to the gate side of the switching element FET via the voltage
[0038]
As shown in FIG. 2, the speed setting sliding portion 21 is connected to the power source side which is a non-resistive body having the same width and a predetermined length on each of the start end side and the end end side of the variable resistor R6 formed in a band shape The first sliding body Y and the second sliding body Z connected to the ground side are on the same extension line, with a predetermined interval, and the first and second sliding bodies Y and Z and the variable resistor R6. And a non-resistive third sliding body X which is formed in the same length as that of the first and second terminals and is connected to the input side of the comparison control means .
[0039]
Then, as shown in FIG. 3A, a conductive member is used so as to straddle the first sliding body Y, the variable resistor R6, the second sliding body Z, and the third sliding body X. The formed
[0040]
As shown in FIG. 4, the
[0041]
As shown in FIG. 2, the voltage
[0042]
The length composed of the fifth and sixth sliding bodies B and A is formed shorter than the length of the third sliding body X of the speed setting sliding portion 21 .
[0043]
Then, as shown in FIG. 3B, the second slide formed of the conductive member so as to straddle the fourth slide body C, the fifth slide body B, and the sixth slide body A. The
[0044]
The
[0045]
Voltage controlling sliding
[0046]
Next, among the operations of the trigger switch circuit having such a connection state and configuration, particularly the operations of the speed setting sliding portion 21 and the voltage
[0047]
First, FIG. 5 is an equivalent circuit when the
e = Ia · R5 + Ib · R
It is. Here, the resistance R is a combined resistance of the variable resistance VR and the resistance R17.
R = 1 / ((1 / VR) + (1 / R17))
It becomes.
[0048]
Therefore,
e = Ia · R5 + Ib / ((1 / VR) + (1 / R17))
It becomes.
[0049]
Next, the relationship between the motor voltage and the stroke by the speed setting sliding portion 21 and the voltage
[0050]
First, when the DC motor M is not supplied with power, the first and
[0051]
(1) The power switch SW1 is turned on, power is supplied to each circuit, and a power supply voltage is supplied to the first and second comparators IC1 and IC2 to control them. At this time, the
[0052]
(2) When the operation lever is further pulled, the
[0053]
(3) When the operating lever is further pulled, the
[0054]
(4) When the operating lever is further pulled, the
[0055]
(5) If the operating lever is further retracted in this state, the
[0056]
(6) In such a state, the short-circuiting switch SW2 can be turned on, and even if it is further pulled, it is a so-called full stroke that cannot be pulled any further. When the short-circuit switch SW2 is turned on, the maximum voltage that does not pass through the switching element FET is supplied, and the DC motor M is rotated at full speed.
[0057]
Since it is possible to turn on the contact point of the short-circuit switch SW2 without causing a potential difference, the occurrence of a spark or the like can be reduced. The shorting switch SW2 is turned off under the same conditions as when the shorting switch SW2 is turned on.
[0058]
In this way, when the power switch SW1 and the shorting switch SW2 are turned on / off, they are turned on / off with the potential difference between the contacts eliminated, so that sparks generated between the contacts are suppressed and contact wear is reduced. Will be able to. When contact wear can be reduced in this way, inexpensive contact materials can be used, contact materials such as silver and silver alloys are no longer necessary for the contacts, and the switch itself can be made compact.
[0059]
In addition, the rotation control of the DC motor is controlled by increasing and decreasing with a voltage that draws a downward curve, so that the rotation can be gradually increased especially at low speed rotation, and it is easy to adjust the screw tightening etc. Become.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, the trigger switch circuit of the electric power tool according to the present invention has the potential difference between the switch contacts in both the power switch and the short-circuit switch connected in parallel to the switching element. Since the switch is turned on and off in the lost state, sparks generated from the contacts of both switches can be extremely reduced, the life of the contacts can be extended, and the switch material can be made inexpensive. There is an effect that can be done.
[0061]
In addition, by connecting the resistor to the variable resistor in parallel, the voltage applied to the motor rises and falls in a downward curve rather than linearly, so a slow rotation rise time is required especially during low-speed rotation. Thus, there is an effect that the screw tightening can be easily adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a trigger switch for an electric tool according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing patterns of sliding bodies of the speed setting sliding portion and the voltage control sliding portion.
3A is a schematic cross-sectional view of a speed setting sliding portion, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of a voltage control sliding portion.
FIG. 4 is a plan view of the slider.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the motor voltage and stroke.
FIG. 6 is a trigger switch circuit diagram for a power tool in the prior art.
FIG. 7 is an explanatory view showing a pattern of a sliding body of a speed setting sliding portion in the prior art.
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a speed setting sliding portion in the prior art.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the trigger stroke and the voltage of the variable resistor in the prior art.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the voltage between motors and the stroke of the operating lever in the prior art.
[Explanation of symbols]
20; control circuit portion, 21; speed setting slide portion, 22; voltage control slide portion, 23; first slider, 24; second slider, 25; contact, SW1; Switch, SW2; Short-circuit switch, SW3; Control switch, R1 to R5; Resistor, R6; Variable resistor, R7 to R15; Resistor, C1 to C4; Capacitor, FET; Switching element, M: DC motor, D1 to D3 Diode, E; DC power supply, IC1; first comparator, IC2; second comparator.
Claims (1)
前記モータと直列に接続したスイッチング素子と、
該スイッチング素子に並列に接続した短絡用スイッチと、
操作レバーの操作引込み量に応じて前記スイッチング素子のオンデューティを制御する制御手段と、を備えたトリガースイッチ回路であって、
前記制御手段は、
電源側に接続された無抵抗体と可変抵抗体と接地側に接続された無抵抗体とからなる第1及び第2の摺動体と、比較制御手段の入力側に接続されている無抵抗体からなる第3の摺動体とからなり、これら前記可変抵抗体を含む第1及び第2の摺動体と第3の摺動体とに接触して摺動する第1の摺動子を備えた速度設定用摺動部と、
前記スイッチング素子のゲート側に接続された無抵抗体の第4の摺動体と、接地側に接続された無抵抗体の第5の摺動体と、前記比較制御手段の出力側に接続され、前記第5の摺動体の長さと合わせた長さが前記第3の摺動体よりも短く形成された無抵抗体の第6の摺動体とからなり、これら第4の摺動体と第5及び第6の摺動体とに接触して摺動する第2の摺動子を備えた電圧制御用摺動部と、からなり、
前記電源用スイッチと、前記第1及び第2の摺動子と、前記短絡用スイッチとの四者を前記操作レバーと連動して動作する構成にし、
前記第2の摺動子が前記第5の摺動体に接触して前記スイッチング素子のゲートに接地電位を供給しているときに前記電源用スイッチをオン・オフするようにし、前記第2の摺動子が前記第6の摺動体から外れフロートの状態にして前記スイッチング素子のオンデューテイが100%導通状態の時に前記短絡用スイッチをオン・オフするようにしたこと
を特徴とする電動工具用トリガースイッチ回路。A power switch provided between the DC power source and the motor;
A switching element connected in series with the motor;
A shorting switch connected in parallel to the switching element;
A control means for controlling an on-duty of the switching element according to an operation pull-in amount of an operation lever, and a trigger switch circuit comprising:
The control means includes
First and second sliding bodies comprising a non-resistance body connected to the power supply side, a variable resistance body, and a non-resistance body connected to the ground side, and a non-resistance body connected to the input side of the comparison control means And a first slider that is in contact with and slides on the first and second sliding bodies including the variable resistor and the third sliding body. A sliding part for setting;
A non-resistive fourth sliding body connected to the gate side of the switching element, a non-resisting fifth sliding body connected to the ground side, and an output side of the comparison control means; A length of the fifth sliding body combined with the length of the fifth sliding body is made of a non-resistance sixth sliding body formed shorter than the third sliding body. A voltage control sliding portion provided with a second slider that slides in contact with the sliding body of
The power switch, the first and second sliders, and the shorting switch are configured to operate in conjunction with the operation lever.
So as to turn on and off the power switch when the second slider is supplying a ground potential to the gate of the switching element in contact with the sliding body of the fifth, the second sliding The electric motor characterized in that the short-circuiting switch is turned on / off when the moving element is detached from the sixth sliding body and floats and the on-duty of the switching element is 100% conductive. Trigger switch circuit for tools.
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