トリガースイッチ回路および電動器具
【課題】部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制する。
【解決手段】電動器具のトリガーに連動するトリガースイッチ回路１１は、メインスイッチＳＷ１、摺動スイッチＳＷ４、発光制御部３２、および回転制御部３１を備える。トリガーが初期位置の場合、メインスイッチＳＷ１はオフであり、摺動スイッチＳＷ４は何れの固定接点とも接続していない。トリガーが第１の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４は固定接点Ａ１に接続し、発光制御部３２はメインスイッチＳＷ１を介さずに給電されて、ＬＥＤが発光する。トリガーが第２の位置に到達すると、メインスイッチＳＷ１はオンとなり、トリガースイッチ回路１１内に給電される。トリガーが第３の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４は固定接点Ａ１から固定接点Ａ２に接続が切り替わり、回転制御部３１が動作してモータＭが駆動される。
【解決手段】電動器具のトリガーに連動するトリガースイッチ回路１１は、メインスイッチＳＷ１、摺動スイッチＳＷ４、発光制御部３２、および回転制御部３１を備える。トリガーが初期位置の場合、メインスイッチＳＷ１はオフであり、摺動スイッチＳＷ４は何れの固定接点とも接続していない。トリガーが第１の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４は固定接点Ａ１に接続し、発光制御部３２はメインスイッチＳＷ１を介さずに給電されて、ＬＥＤが発光する。トリガーが第２の位置に到達すると、メインスイッチＳＷ１はオンとなり、トリガースイッチ回路１１内に給電される。トリガーが第３の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４は固定接点Ａ１から固定接点Ａ２に接続が切り替わり、回転制御部３１が動作してモータＭが駆動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動ドリル等の電動器具に搭載されているトリガースイッチ回路および電動器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
トリガースイッチ回路は、電動器具に搭載されたトリガースイッチ装置に設けられる回路であり、該トリガースイッチ装置におけるトリガーに連動して、主に、電動器具の動力源であるモータの動作をオン・オフし制御するものである。近時では、ユーザの利便性を向上させるため、上記トリガーに連動して、照明用の発光素子の発光をオン・オフするトリガースイッチ装置も考えられており、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
図４は、上記トリガースイッチ装置を含む従来の電動器具の回路図である。図４に示すように、従来の電動器具１００では、電源Ｅ、モータＭ、および発光ダイオードＬＥＤと、トリガースイッチ回路１１０とが電気的に接続されている。トリガースイッチ回路１１０は、モータ用スイッチＳＷ１０１、短絡用スイッチＳＷ１０２、ブレーキ用スイッチＳＷ１０５、摺動回路基板１１１、およびスイッチング素子ＦＥＴを備える構成である。
【０００４】
摺動回路基板１１１の端子Ｖ＋と端子Ｖ−との間には、電源Ｅが接続されており、モータＭ、モータ用スイッチＳＷ１０１、スイッチング素子ＦＥＴが直列に接続されている。モータＭの両端には還流用ダイオードＤ１およびブレーキ用スイッチＳＷ１０５が並列に接続されている。また、モータＭおよびモータ用スイッチＳＷ１０１の間は、短絡用スイッチＳＷ１０２を介して電源Ｅに接続されている。
【０００５】
摺動回路基板１１１内では、電源Ｅに接続される端子Ｖ＋に補助スイッチＳＷ１０４の一端が接続され、その他端には、制御スイッチＳＷ１０３が接続され、抵抗Ｒ３を介して端子Ｇに接続され、スイッチング素子ＦＥＴのゲートに接続されている。
【０００６】
図５は、制御スイッチＳＷ１０３および補助スイッチＳＷ１０４の構造を示す断面図である。図示のように、制御スイッチＳＷ１０３は、第１および第２接触子１２０ａ・ｂと制御接触子１２１との間に跨ぐようにして動くスイッチ摺動子１２２の動き具合によりオン・オフするスイッチである。制御スイッチＳＷ１０３は、まず、抵抗Ｒ２を介した接点Ａに接続して、スイッチング素子ＦＥＴをオンにする。そして、モータＭが高速回転状態になると、制御スイッチＳＷ１０３は、抵抗を介さない接点Ｂに接続して、電源電圧をスイッチング素子ＦＥＴのゲートに供給する。
【０００７】
一方、補助スイッチＳＷ１０４は、図５に示すように、補助接触子１２３と制御接触子１２１との間に跨ぐようにして動くスイッチ摺動子１２２の動き具合によりオン・オフするスイッチであり、電源Ｅからの電力を摺動回路基板１１１に供給するように制御する。また、ブレーキ用スイッチＳＷ１０５は、モータＭ間を短絡してブレーキがかかった状態にするためのスイッチである。
【０００８】
上記の構成からなるスイッチの動作について説明する。まず、図５の（ａ）に示すように、スイッチ摺動子１２２は、制御接触子１２１を跨いだ状態で位置しているため、図４に示す回路のように、制御スイッチＳＷ１０３および補助スイッチＳＷ１０４はオフの状態を維持する。このとき、トリガー（図示せず）は引かれていないためブレーキ用スイッチＳＷ１０５はオンの状態であり、モータＭはブレーキがかかった状態となっている。
【０００９】
この状態でトリガーが引かれると、ブレーキ用スイッチＳＷ１０５がオフになり、図５の（ｂ）に示すように、連動してスイッチ摺動子１２２が動き、第１接触子１２０ａよりも長く設定されている補助接触子１２３と制御接触子１２１とが電気的に接続されることにより、補助スイッチＳＷ１０４がオンになる。補助スイッチＳＷ１０４がオンになると、図４に示す回路において、電源Ｅからの電力が発光ダイオードＬＥＤに供給され、発光ダイオードＬＥＤが発光する。このときスイッチ摺動子１２２は第１接触子１２０ａと接触していないため、制御スイッチＳＷ１０３はオフのままである。さらにトリガーが引かれると、モータ用スイッチＳＷ１０１がオンになる。
【００１０】
さらにトリガーが引かれると、図５の（ｃ）に示すように、スイッチ摺動子１２２が連動して動き、制御接触子１２１と第１接触子１２０ａとが電気的に接続されることにより、制御スイッチＳＷ１０３が端子Ａ側に接続してオンになる。制御スイッチＳＷ１０３がオンなると、図４に示す回路において、電源Ｅからの電圧が、補助スイッチＳＷ１０４、制御スイッチＳＷ１０３、および抵抗Ｒ２を介して、スイッチング素子ＦＥＴのゲートに印加され、スイッチング素子ＦＥＴがオンになる。そして、さらにトリガーが引かれることにより、連動する回転制御摺動子（図示せず）が摺動してモータＭの回転が制御される。
【００１１】
さらにトリガーが引かれ、モータＭが最大の回転速度に制御されると、図５の（ｄ）に示すように、スイッチ摺動子１２２が連動して動き、制御接触子１２１と第２接触子１２０ｂとが電気的に接続して、制御スイッチＳＷ１０３を短絡（図４で端子Ｂに接続）させる。これにより、スイッチング素子ＦＥＴのゲートには電源電圧が供給され１００％の導通状態になる。この状態で、さらにトリガーが引かれると、短絡用スイッチＳＷ１０２がオンになりモータＭが高速に回転制御される。
【００１２】
従って、従来のトリガースイッチ回路１１０では、モータＭの回転前に、発光ダイオードＬＥＤが発光するので、電動器具１００の利便性を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−２２１９０８号公報（２００６年０８月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
電動器具を利用する場合、モータを動作させる前に、まず周囲を照明し確認することがある。しかしながら、従来のトリガースイッチ回路１１０では、図４に示すように、補助スイッチＳＷ１０４をオンにして発光ダイオードＬＥＤを発光させると、制御部および作動アンプからなる集積回路ＩＣにも電力が供給される。この集積回路ＩＣは、モータＭの回転速度を制御するためのものである。このため、モータＭを動作させずに照明する場合でも、モータＭに関係する回路に電力が供給され、無駄な電力消費が発生することになる。
【００１５】
この問題点を回避するには、集積回路ＩＣへの電力の供給をオン・オフするスイッチを新たに設ければよいが、部品点数が増加することになる。
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制できるトリガースイッチ回路などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
電動器具のトリガーに連動するトリガースイッチ回路であって、上記課題を解決するために、上記トリガーに連動して、電源からの電力の供給をオン・オフする電源スイッチと、上記トリガーに連動して、接点が順次切り替わる切替スイッチと、上記電動器具に設けられた発光素子を発光させるための発光用回路と、上記電動器具に設けられたモータを駆動するためのモータ用回路とを備えており、上記切替スイッチは、上記電源からの電力を上記電源スイッチを介さずに上記発光用回路に供給する第１の接点と、上記モータ用回路を動作させる第２の接点とを備えており、上記トリガーが初期位置に存在する場合、上記電源スイッチはオフであり、上記切替スイッチは何れの接点とも接続しておらず、上記トリガーが初期位置から第１の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点に接続し、上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動すると、上記電源スイッチはオンとなり、上記トリガーが第２の位置を越えて第３の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点から第２の接点に接続が切り替わるようになっていることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によると、まず、トリガーが初期位置に存在する場合、電源スイッチはオフであり、切替スイッチは何れの接点とも接続していない。従って、トリガースイッチ回路は動作していない。
【００１９】
次に、上記トリガーが初期位置から第１の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点に接続する。これにより、電源からの電力が上記電源スイッチを介さずに発光用回路に供給されるので、上記電源スイッチの状態に関係なく、上記発光用回路が動作して発光素子が発光する。一方、上記電源スイッチがオフであるので、上記モータ用回路など、上記発光用回路以外の回路には電力が供給されない。従って、モータを動作させずに照明する場合に、照明に関する回路以外の回路、例えばモータ用回路、には電力が供給されないので、従来のトリガースイッチ回路に比べて無駄な電力消費を抑制することができる。
【００２０】
次に、上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動すると、上記電源スイッチはオンとなる。これにより、上記トリガースイッチ回路内に電力が供給される。次に、上記トリガーが第２の位置を越えて第３の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点から第２の接点に接続が切り替わる。これにより、モータ用回路が動作して、モータが駆動される。このとき、上記発光用回路は、第１の接点による電力の供給が停止するが、上記電源スイッチによる電力の供給が実行されているので、上記発光素子は発光が維持される。
【００２１】
このように、上記発光用回路への電力の供給のオン・オフ、上記モータ用回路への電力の供給のオン・オフ、および、モータ用回路の動作のオン・オフは、上記切替スイッチおよび上記電源スイッチという２つのスイッチにて実現される。従って、本発明のトリガースイッチ回路は、従来のトリガースイッチ回路に比べて、スイッチの数を増やすことがないので、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制することができる。
【００２２】
ところで、上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動すると、上記電源スイッチがオンとなって、上記モータ用回路に電力が供給される。このとき、上記モータ用回路によっては、動作の指示が無いと、上記モータを駆動するものがある。
【００２３】
そこで、本発明に係るトリガースイッチ回路では、上記切替スイッチの第１の接点は、さらに、上記モータ用回路の動作を停止させるものであってもよい。この場合、上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動しても、上記切替スイッチは、第１の接点との接続が維持されているので、上記モータ用回路は動作の停止が維持されて、上記モータの駆動を防止できる。
【００２４】
本発明に係るトリガースイッチ回路では、上記モータ用回路は、さらに、上記モータに供給する平均電力を制御するものであり、上記トリガーが第３の位置を越えて移動するにつれて、上記切替スイッチの第２の接点は、上記モータに供給する平均電力が増加するように、上記モータ用回路を動作させるようになっていることが好ましい。この場合、上記トリガーの移動により、上記モータの回転駆動を制御することができる。なお、上記モータに供給する平均電力を変化させるには、上記モータを間欠的に駆動し、該駆動のデューティ比を変化させたり、上記モータに流す電流を変化させたりすればよい。
【００２５】
本発明に係るトリガースイッチ回路では、上記切替スイッチは、上記モータに供給する平均電力が最大とするように、上記モータ用回路を動作させる第３の接点をさらに備えており、上記トリガーが第３の位置を越えて第４の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第２の接点から第３の接点に接続が切り替わるようになっていてもよい。この場合、モータを高速に回転させることができる。なお、上記モータに供給する平均電力を最大にするには、上記モータを連続的に駆動して、上記デューティ比を１００％としたり、上記モータに流す電流を最大値としたりすればよい。
【００２６】
本発明に係るトリガースイッチ回路では、上記発光用回路は、上記電源からの電力が供給される時に充電し、上記電源からの電力の供給が停止した時に上記発光素子に放電する残照用コンデンサを備えてもよい。この場合、上記トリガーが、第１の位置から初期位置に移動すると、上記電源からの電力が上記発光用回路に供給されなくなるが、上記残照用コンデンサが上記発光素子に放電するので、上記発光素子は暫時発光した後に消灯することになる。従って、上記トリガーを初期位置に戻した後も、上記発光素子が暫時発光する残照効果を奏するので、ユーザの利便性が向上する。
【００２７】
なお、電源から供給される電力により動力を生成するモータを備える電動器具であって、発光素子と、上記モータの駆動および上記発光素子の発光を、トリガーに連動して制御するトリガースイッチ装置とを備えており、該トリガースイッチ装置は、上記トリガーに連動するトリガースイッチ回路であって、上記構成のトリガースイッチ回路を備える電動器具であれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００２８】
また、上記電源は、上記電動器具に設けられた電池等の内部電源でもよいし、商用電源などの外部電源でもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、発光用回路およびモータ用回路への電力の供給と、モータ用回路の動作とにおけるオン・オフは、２つのスイッチにて実現されると共に、モータを動作させずに照明する場合に、照明に関する回路以外の回路に電力が供給されないので、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態であるトリガースイッチ回路を含む電動器具の回路図である。
【図２】上記トリガースイッチ回路における摺動スイッチの構造を示す平面図および断面図である。
【図３】上記電動器具の各種部品がトリガーに連動してどのように動作するかを示すグラフである。
【図４】トリガースイッチ装置を含む従来の電動器具の回路図である。
【図５】上記トリガースイッチ装置における制御スイッチおよび補助スイッチの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態であるトリガースイッチ回路を含む電動器具の回路図である。電動器具としては、電動ドリルなどの電動工具、ドライヤーなどの家庭用電気器具、などが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ、トリガースイッチ装置、および発光素子を備える任意の電動器具に適用することができる。なお、電動器具におけるトリガースイッチ装置の構造については、特許文献１などに詳述されているので、本願ではその説明を省略する。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の電動器具１０では、直流電源Ｅ、モータＭ、および発光ダイオード（発光素子）ＬＥＤと、トリガースイッチ回路１１とが電気的に接続されている。直流電源Ｅは直流の電力の供給源であり、モータＭは動力を生成する動力源であり、発光ダイオードＬＥＤは光源である。発光ダイオードＬＥＤは、照明用として電動器具１０の表面に設けられる。
【００３３】
なお、直流電源Ｅは、電動器具１０に内蔵された電池であってもよいし、外部の商用交流電源を整流したものであってもよい。また、光源としては、発光ダイオードＬＥＤの他、ハロゲンランプ、蛍光灯、白熱灯など任意の光源を利用できる。
【００３４】
トリガースイッチ回路１１は、トリガーに連動して、モータＭの動作をオン・オフし制御すると共に、発光ダイオードＬＥＤの発光をオン・オフし制御するものである。トリガースイッチ回路１１は、メインスイッチ（電源スイッチ）ＳＷ１、回転切替用スイッチＳＷ２ａ・ｂ、ブレーキ用スイッチＳＷ３、スイッチング素子２１、および還流用ダイオードＤ１と、回路基板に設けられた各種の回路からなる基板部２２とを備える構成である。
【００３５】
メインスイッチＳＷ１は、電源Ｅから、モータＭおよびトリガースイッチ回路１１への電力供給をオン・オフするものである。回転切替用スイッチＳＷ２ａ・ｂは、モータＭに接続され、モータＭの正回転および逆回転を切り替えるものである。ブレーキ用スイッチＳＷ３は、回転切替用スイッチＳＷ２ａ・ｂに接続され、モータＭの短絡をオン・オフするものである。モータＭを短絡することにより、モータＭに逆起電力が発生し、これがブレーキとなってモータＭが停止する。
【００３６】
スイッチング素子２１は、モータＭと電源Ｅとの間に設けられ、基板部２２からの指示に基づいて、モータＭに供給する電力を高速にオン・オフするものである。これにより、モータＭの回転速度が基板部２２によって制御される。スイッチング素子２１としては、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）などが利用される。
【００３７】
基板部２２は、スイッチング素子２１に指示してモータＭの回転速度を制御する回転制御部（モータ用回路）３１と、発光ダイオードＬＥＤの発光を制御する発光制御部（発光用回路）３２と、摺動スイッチ（切替スイッチ）ＳＷ４とを備える構成である。
【００３８】
摺動スイッチＳＷ４は、上記トリガーに連動して可動体が摺動することにより、可動体の可動接点が接触する固定接点が順次変化する（切り替わる）ものである。図２は、摺動スイッチＳＷ４の構造を示す平面図および断面図である。図示のように、摺動スイッチＳＷ４は、基板４０上に固定接点Ａ１〜Ａ３・Ｂ１〜Ｂ３が設けられ、該固定接点上を可動体４１が摺動するものである。可動体４１は、初期位置では同図の（ａ）の状態となり、初期位置から摺動するにつれて、同図の（ｂ）の状態となり、同図の（ｃ）の状態となる。
【００３９】
図２に示すように、一方の固定接点Ａ１〜Ａ３と、他方の固定接点Ｂ１〜Ｂ３とは、一直線上に離間して設けられている。また、可動体４１の初期位置に近い方から順番に、固定接点Ａ１・Ａ２・Ａ３が設けられ、固定接点Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３が設けられている。また、図１に示すように、固定接点Ｂ２は、抵抗器として機能し、固定接点Ａ１〜Ａ３・Ｂ１・Ｂ３は、導体である。なお、図１の回路図から理解できるように、固定接点Ａ１〜Ａ３は、直ちに切り替わりかつ互いに接続しないように、互いに僅かに離間して設けることが望ましい。また、固定接点Ｂ１〜Ｂ３は、互いに接続されているので、連続して設けてもよい。
【００４０】
図１の説明に戻ると、摺動スイッチＳＷ４では、固定接点Ｂ１〜Ｂ３が直列に接続され、さらに、固定接点Ｂ１が電源Ｅに接続され、固定接点Ｂ３がメインスイッチＳＷ１に接続されている。また、固定接点（第１の接点）Ａ１は回転制御部３１および発光制御部３２に接続され、固定接点（第２の接点）Ａ２および固定接点（第３の接点）Ａ３は回転制御部３１に接続されている。
【００４１】
回転制御部３１は、スイッチング素子５１、制御回路５２、差動アンプ５３、および各種抵抗を備える構成である。
【００４２】
スイッチング素子５１は、ＮＰＮ型トランジスタである。スイッチング素子５１のコレクタは、抵抗を介して電源電圧端子Ｖccに接続すると共に、抵抗を介してスイッチング素子２１のゲートに接続している。また、スイッチング素子５１のエミッタは接地端子ＧＮＤに接続されている。
【００４３】
従って、スイッチング素子５１は、ベースがＨ（高）レベルになるとオンになり、これにより、スイッチング素子２１は、ゲートがＬ（低）レベルになってオフになり、モータＭへの電流が停止する。一方、スイッチング素子５１は、ベースがＬレベルになるとオフになり、これにより、スイッチング素子２１は、ゲートがＨレベルになってオンになり、モータＭに電流が流れて回転力（トルク）が発生する。
【００４４】
スイッチング素子５１のベースは、抵抗および差動アンプ５３を介して制御回路５２に接続している。従って、制御回路５２が出力し、差動アンプ５３で増幅されたパルス信号に基づいて、スイッチング素子５１が高速でオン・オフし、スイッチング素子２１が高速でオフ・オンして、モータＭの回転力の発生を高速でオフ・オンすることができる。
【００４５】
制御回路５２は、摺動スイッチＳＷ４の固定接点Ａ１に接続しており、固定接点Ａ１の電位が高い場合に、上記パルス信号の出力を停止する。これにより、回転制御部３１の動作が停止し、モータＭの駆動も停止する。
【００４６】
また、制御回路５２は、摺動スイッチＳＷ４の固定接点Ａ２に接続しており、固定接点Ａ２の電位に基づいて、上記パルス信号のデューティ比（１周期に対するパルス幅の比）を変化させている。従って、可動体４１が摺動して、可動接点４１ａが固定接点Ａ２に接続するとき、可動接点４１ｂが固定接点Ｂ２に接続する位置に応じて、固定接点Ａ２の電位が変化して、上記パルス信号のデューティ比が変化する。これにより、モータＭに供給される平均電力を変化させて、モータＭの回転速度を変化させることができる。さらに、制御回路５２は、スイッチング素子２１のドレン電圧をフィードバックしており、これにより、モータＭの回転制御を安定化することができる。
【００４７】
また、スイッチング素子５１のベースは、摺動スイッチＳＷ４の固定接点Ａ３に接続している。従って、可動体４１が摺動して固定接点Ａ３・Ｂ３どうしが接続すると、スイッチング素子５１のベースが常にＬレベルとなる。従って、スイッチング素子５１が常にオ
フとなり、スイッチング素子２１が常にオン（デューティ比１００％）となって、モータＭには常に回転力が発生することになり、モータＭが高速回転することになる。
【００４８】
一方、発光制御部３２は、スイッチング素子６１・６２、残照用コンデンサ６３、および各種抵抗を備える構成である。
【００４９】
スイッチング素子６１は、ＰＮＰ型トランジスタである。スイッチング素子６１のエミッタは、発光ダイオードＬＥＤを介して電源Ｅの正極端子に接続している。また、スイッチング素子６１のコレクタは、メインスイッチＳＷ１を介すること無しに、電源Ｅの負極端子に接続している。従って、スイッチング素子６１は、ベースがＬレベルになるとオンになり、これにより、発光ダイオードＬＥＤは、電流が流れて発光する。一方、スイッチング素子６１は、ベースがＨレベルになるとオフになり、これにより、発光ダイオードＬＥＤは、電流が停止して発光を停止する。
【００５０】
スイッチング素子６２は、ＮＰＮ型トランジスタである。スイッチング素子６２のコレクタは、スイッチング素子６１のベースに接続すると共に、抵抗を介してスイッチング素子６１のエミッタに接続している。また、スイッチング素子６２のエミッタは、スイッチング素子６１のコレクタに接続している。
【００５１】
従って、スイッチング素子６２は、ベースがＨレベルになるとオンになり、これにより、スイッチング素子６１は、ゲートがＬレベルになってオンになり、発光ダイオードＬＥＤが発光する。一方、スイッチング素子６２は、ベースがＬレベルになるとオフになり、これにより、スイッチング素子６１は、ゲートがＨレベルになってオフになり、発光ダイオードＬＥＤは発光を停止する。
【００５２】
残照用コンデンサ６３は、一端がスイッチング素子６２のベースに接続すると共に、他端がスイッチング素子６２のエミッタに接続している。また、スイッチング素子６２のベースと残照用コンデンサ６３の一端とは、摺動スイッチＳＷ４の固定接点Ａ１に接続している。
【００５３】
従って、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１が摺動して、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしが接続すると、スイッチング素子６２は、ベースがＨレベルになってオンになり、これにより、スイッチング素子６１がオンになって、発光ダイオードＬＥＤが発光する。このとき、残照用コンデンサ６３は充電することになる。
【００５４】
一方、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１が摺動して、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしが接続しなくなると、残照用コンデンサ６３が放電することにより、スイッチング素子６２は、しばらくオンを維持し、その後オフになる。これにより、発光ダイオードＬＥＤは、しばらく発光し、その後発光を停止する。その結果、固定接点Ａ１・Ｂ１間がオフになってもしばらく発光する残照効果を得ることができ、ユーザの利便性が向上する。
【００５５】
本実施形態の発光制御部３２は、スイッチング素子６１のベースおよびコレクタ間にメインスイッチＳＷ１が接続されている。従って、メインスイッチＳＷ１がオンになると、スイッチング素子６２の状態、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしの接続状態、および残照用コンデンサ６３の状態に関係無く、スイッチング素子６１はオンになり、発光ダイオードＬＥＤが発光することになる。
【００５６】
次に、上記構成の電動器具１０の動作について説明する。図３は、電動器具１０の各種部品がトリガーに連動してどのように動作するかを示すグラフである。同図のグラフには、摺動スイッチＳＷ４の固定接点どうしの接続関係と、メインスイッチＳＷ１のオン・オ
フと、制御回路５２の動作と、発光ダイオードＬＥＤの発光（点灯）状態と、モータＭの回転力とが示されている。また、同図のグラフでは、横軸方向に進むにつれて、トリガーが引かれた（移動した）状態となっている。
【００５７】
トリガーが引かれていない場合、トリガーは初期位置に存在し、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は、図２の（ａ）に示すように初期位置に存在する。このとき、可動体４１は、何れの固定接点Ａ１〜Ａ３・Ｂ１〜Ｂ３にも接続していない。また、メインスイッチＳＷ１はオフであり、ブレーキ用スイッチＳＷ３がオンである。従って、制御回路５２の動作はオフであり、発光ダイオードＬＥＤは発光せず、モータＭは停止している。
【００５８】
そして、トリガーが引かれると、ブレーキ用スイッチＳＷ３がオフとなり、モータＭは回転可能となる。次に、トリガーがさらに引かれて第１の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は連動して摺動し、図２の（ｂ）に示す位置に到達する。
【００５９】
このとき、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしが接続するので、発光制御部３２に電力が供給されて、発光ダイオードＬＥＤが発光する。一方、メインスイッチＳＷ１がオフであるので、発光制御部３２以外の回路には電力が供給されない。従って、モータＭを動作させずに照明する場合、モータＭに関係する回路に電力が供給される従来のトリガースイッチ回路１１０に比べて、無駄な電力消費を抑制することができる。
【００６０】
次に、トリガーがさらに引かれて第２の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は、図２の（ｃ）に示す位置（中間位置）に到達する。このとき、トリガーに連動してメインスイッチＳＷ１がオンとなる。これにより、制御回路５２および差動アンプ５３に電力が供給される。しかしながら、図示のように、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしが接続しているので、制御回路５２からのパルス信号の出力は停止され、モータＭの停止が維持される。
【００６１】
次に、トリガーがさらに引かれて第３の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１が摺動して、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしの接続から、固定接点Ａ２・Ｂ１どうしの接続に切り替わる。これにより、固定接点Ａ２の電位が電源電圧Ｖccのレベルとなって、制御回路５２がパルス信号の出力を開始し、モータＭが回転を開始する。一方、発光制御部３２は、固定接点Ａ１からの電力の供給が停止するが、メインスイッチＳＷ１による電力の供給が実行されているので、発光ダイオードＬＥＤの発光が維持される。
【００６２】
次に、トリガーがさらに引かれると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は、固定接点Ａ２・Ｂ１どうしの接続から、固定接点Ａ２・Ｂ２どうしの接続に切り替わる。これにより、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１の摺動に応じて、固定接点Ａ２の電位が低下して、モータＭの回転速度が増加する。
【００６３】
次に、トリガーがさらに引かれると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は、固定接点Ａ２・Ｂ２どうしの接続から、固定接点Ａ２・Ｂ３どうしの接続に切り替わる位置に摺動する。これにより、固定接点Ａ２の電位の低下が停止して、モータＭの回転力の増加が停止する。
【００６４】
そして、トリガーがさらに引かれて第４の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４は、固定接点Ａ２・Ｂ３どうしの接続から、固定接点Ａ３・Ｂ３どうしの接続に切り替わる。これにより、制御回路５２の動作に関係なく、スイッチング素子２１が常にオンとなり、モータＭの回転速度が最大となる。
【００６５】
なお、上述の動作は可逆的であるので、トリガーを戻すと、上述の動作を逆戻りするよ
うな動作となる。但し、発光ダイオードＬＥＤの発光は、トリガーを元に戻しても、残照用コンデンサ６３によりしばらく発光し続ける。
【００６６】
以上のように、本実施形態のトリガースイッチ回路１１は、発光制御部３２への電力の供給のオン・オフ、回転制御部３１への電力の供給のオン・オフ、および、回転制御部３１の動作のオン・オフを、メインスイッチＳＷ１および摺動スイッチＳＷ４という２つのスイッチにて実現している。従って、従来のトリガースイッチ回路１１０に比べて、スイッチの数を増やすことがないので、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制することができる。
【００６７】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６８】
例えば、図１に示す回路図は、一例に過ぎず、種々の変更が可能である。例えば、メインスイッチＳＷ１を電源Ｅの正極側に設けることもできる。この場合、発光制御部３２のスイッチング素子６１・６２は、ＰＮＰ型、ＮＰＮ型適宜変更すればよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、制御回路５２からのパルス信号のデューティ比を変化させることにより、モータＭに供給する平均電力を変化させているが、モータＭに流す電流を変化させてもよい。この場合、モータＭに供給する平均電力を最大にするには、モータＭに流す電流を最大にすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係るトリガースイッチ回路は、発光用回路およびモータ用回路への電力の供給と、モータ用回路の動作とにおけるオン・オフを２つのスイッチにて実現すると共に、モータを動作させずに照明する場合に、照明に関する回路以外の回路に電力を供給しないことにより、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制できるので、モータ、発光素子、およびトリガースイッチ装置を有する任意の電動器具に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 電動器具
１１ トリガースイッチ回路
２１ スイッチング素子
２２ 基板部
３１ 回転制御部（モータ用回路）
３２ 発光制御部（発光用回路）
４０ 基板
４１ 可動体
４１ａ・４１ｂ 可動接点
５１ スイッチング素子
５２ 制御回路
５３ 差動アンプ
６１・６２ スイッチング素子
６３ 残照用コンデンサ
Ａ１ 固定接点（第１の接点）
Ａ２ 固定接点（第２の接点）
Ａ３ 固定接点（第３の接点）
ＬＥＤ 発光ダイオード（発光素子）
ＳＷ１ メインスイッチ（電源スイッチ）
ＳＷ４ 摺動スイッチ（切替スイッチ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動ドリル等の電動器具に搭載されているトリガースイッチ回路および電動器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
トリガースイッチ回路は、電動器具に搭載されたトリガースイッチ装置に設けられる回路であり、該トリガースイッチ装置におけるトリガーに連動して、主に、電動器具の動力源であるモータの動作をオン・オフし制御するものである。近時では、ユーザの利便性を向上させるため、上記トリガーに連動して、照明用の発光素子の発光をオン・オフするトリガースイッチ装置も考えられており、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
図４は、上記トリガースイッチ装置を含む従来の電動器具の回路図である。図４に示すように、従来の電動器具１００では、電源Ｅ、モータＭ、および発光ダイオードＬＥＤと、トリガースイッチ回路１１０とが電気的に接続されている。トリガースイッチ回路１１０は、モータ用スイッチＳＷ１０１、短絡用スイッチＳＷ１０２、ブレーキ用スイッチＳＷ１０５、摺動回路基板１１１、およびスイッチング素子ＦＥＴを備える構成である。
【０００４】
摺動回路基板１１１の端子Ｖ＋と端子Ｖ−との間には、電源Ｅが接続されており、モータＭ、モータ用スイッチＳＷ１０１、スイッチング素子ＦＥＴが直列に接続されている。モータＭの両端には還流用ダイオードＤ１およびブレーキ用スイッチＳＷ１０５が並列に接続されている。また、モータＭおよびモータ用スイッチＳＷ１０１の間は、短絡用スイッチＳＷ１０２を介して電源Ｅに接続されている。
【０００５】
摺動回路基板１１１内では、電源Ｅに接続される端子Ｖ＋に補助スイッチＳＷ１０４の一端が接続され、その他端には、制御スイッチＳＷ１０３が接続され、抵抗Ｒ３を介して端子Ｇに接続され、スイッチング素子ＦＥＴのゲートに接続されている。
【０００６】
図５は、制御スイッチＳＷ１０３および補助スイッチＳＷ１０４の構造を示す断面図である。図示のように、制御スイッチＳＷ１０３は、第１および第２接触子１２０ａ・ｂと制御接触子１２１との間に跨ぐようにして動くスイッチ摺動子１２２の動き具合によりオン・オフするスイッチである。制御スイッチＳＷ１０３は、まず、抵抗Ｒ２を介した接点Ａに接続して、スイッチング素子ＦＥＴをオンにする。そして、モータＭが高速回転状態になると、制御スイッチＳＷ１０３は、抵抗を介さない接点Ｂに接続して、電源電圧をスイッチング素子ＦＥＴのゲートに供給する。
【０００７】
一方、補助スイッチＳＷ１０４は、図５に示すように、補助接触子１２３と制御接触子１２１との間に跨ぐようにして動くスイッチ摺動子１２２の動き具合によりオン・オフするスイッチであり、電源Ｅからの電力を摺動回路基板１１１に供給するように制御する。また、ブレーキ用スイッチＳＷ１０５は、モータＭ間を短絡してブレーキがかかった状態にするためのスイッチである。
【０００８】
上記の構成からなるスイッチの動作について説明する。まず、図５の（ａ）に示すように、スイッチ摺動子１２２は、制御接触子１２１を跨いだ状態で位置しているため、図４に示す回路のように、制御スイッチＳＷ１０３および補助スイッチＳＷ１０４はオフの状態を維持する。このとき、トリガー（図示せず）は引かれていないためブレーキ用スイッチＳＷ１０５はオンの状態であり、モータＭはブレーキがかかった状態となっている。
【０００９】
この状態でトリガーが引かれると、ブレーキ用スイッチＳＷ１０５がオフになり、図５の（ｂ）に示すように、連動してスイッチ摺動子１２２が動き、第１接触子１２０ａよりも長く設定されている補助接触子１２３と制御接触子１２１とが電気的に接続されることにより、補助スイッチＳＷ１０４がオンになる。補助スイッチＳＷ１０４がオンになると、図４に示す回路において、電源Ｅからの電力が発光ダイオードＬＥＤに供給され、発光ダイオードＬＥＤが発光する。このときスイッチ摺動子１２２は第１接触子１２０ａと接触していないため、制御スイッチＳＷ１０３はオフのままである。さらにトリガーが引かれると、モータ用スイッチＳＷ１０１がオンになる。
【００１０】
さらにトリガーが引かれると、図５の（ｃ）に示すように、スイッチ摺動子１２２が連動して動き、制御接触子１２１と第１接触子１２０ａとが電気的に接続されることにより、制御スイッチＳＷ１０３が端子Ａ側に接続してオンになる。制御スイッチＳＷ１０３がオンなると、図４に示す回路において、電源Ｅからの電圧が、補助スイッチＳＷ１０４、制御スイッチＳＷ１０３、および抵抗Ｒ２を介して、スイッチング素子ＦＥＴのゲートに印加され、スイッチング素子ＦＥＴがオンになる。そして、さらにトリガーが引かれることにより、連動する回転制御摺動子（図示せず）が摺動してモータＭの回転が制御される。
【００１１】
さらにトリガーが引かれ、モータＭが最大の回転速度に制御されると、図５の（ｄ）に示すように、スイッチ摺動子１２２が連動して動き、制御接触子１２１と第２接触子１２０ｂとが電気的に接続して、制御スイッチＳＷ１０３を短絡（図４で端子Ｂに接続）させる。これにより、スイッチング素子ＦＥＴのゲートには電源電圧が供給され１００％の導通状態になる。この状態で、さらにトリガーが引かれると、短絡用スイッチＳＷ１０２がオンになりモータＭが高速に回転制御される。
【００１２】
従って、従来のトリガースイッチ回路１１０では、モータＭの回転前に、発光ダイオードＬＥＤが発光するので、電動器具１００の利便性を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−２２１９０８号公報（２００６年０８月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
電動器具を利用する場合、モータを動作させる前に、まず周囲を照明し確認することがある。しかしながら、従来のトリガースイッチ回路１１０では、図４に示すように、補助スイッチＳＷ１０４をオンにして発光ダイオードＬＥＤを発光させると、制御部および作動アンプからなる集積回路ＩＣにも電力が供給される。この集積回路ＩＣは、モータＭの回転速度を制御するためのものである。このため、モータＭを動作させずに照明する場合でも、モータＭに関係する回路に電力が供給され、無駄な電力消費が発生することになる。
【００１５】
この問題点を回避するには、集積回路ＩＣへの電力の供給をオン・オフするスイッチを新たに設ければよいが、部品点数が増加することになる。
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制できるトリガースイッチ回路などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
電動器具のトリガーに連動するトリガースイッチ回路であって、上記課題を解決するために、上記トリガーに連動して、電源からの電力の供給をオン・オフする電源スイッチと、上記トリガーに連動して、接点が順次切り替わる切替スイッチと、上記電動器具に設けられた発光素子を発光させるための発光用回路と、上記電動器具に設けられたモータを駆動するためのモータ用回路とを備えており、上記切替スイッチは、上記電源からの電力を上記電源スイッチを介さずに上記発光用回路に供給する第１の接点と、上記モータ用回路を動作させる第２の接点とを備えており、上記トリガーが初期位置に存在する場合、上記電源スイッチはオフであり、上記切替スイッチは何れの接点とも接続しておらず、上記トリガーが初期位置から第１の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点に接続し、上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動すると、上記電源スイッチはオンとなり、上記トリガーが第２の位置を越えて第３の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点から第２の接点に接続が切り替わるようになっていることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によると、まず、トリガーが初期位置に存在する場合、電源スイッチはオフであり、切替スイッチは何れの接点とも接続していない。従って、トリガースイッチ回路は動作していない。
【００１９】
次に、上記トリガーが初期位置から第１の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点に接続する。これにより、電源からの電力が上記電源スイッチを介さずに発光用回路に供給されるので、上記電源スイッチの状態に関係なく、上記発光用回路が動作して発光素子が発光する。一方、上記電源スイッチがオフであるので、上記モータ用回路など、上記発光用回路以外の回路には電力が供給されない。従って、モータを動作させずに照明する場合に、照明に関する回路以外の回路、例えばモータ用回路、には電力が供給されないので、従来のトリガースイッチ回路に比べて無駄な電力消費を抑制することができる。
【００２０】
次に、上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動すると、上記電源スイッチはオンとなる。これにより、上記トリガースイッチ回路内に電力が供給される。次に、上記トリガーが第２の位置を越えて第３の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点から第２の接点に接続が切り替わる。これにより、モータ用回路が動作して、モータが駆動される。このとき、上記発光用回路は、第１の接点による電力の供給が停止するが、上記電源スイッチによる電力の供給が実行されているので、上記発光素子は発光が維持される。
【００２１】
このように、上記発光用回路への電力の供給のオン・オフ、上記モータ用回路への電力の供給のオン・オフ、および、モータ用回路の動作のオン・オフは、上記切替スイッチおよび上記電源スイッチという２つのスイッチにて実現される。従って、本発明のトリガースイッチ回路は、従来のトリガースイッチ回路に比べて、スイッチの数を増やすことがないので、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制することができる。
【００２２】
ところで、上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動すると、上記電源スイッチがオンとなって、上記モータ用回路に電力が供給される。このとき、上記モータ用回路によっては、動作の指示が無いと、上記モータを駆動するものがある。
【００２３】
そこで、本発明に係るトリガースイッチ回路では、上記切替スイッチの第１の接点は、さらに、上記モータ用回路の動作を停止させるものであってもよい。この場合、上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動しても、上記切替スイッチは、第１の接点との接続が維持されているので、上記モータ用回路は動作の停止が維持されて、上記モータの駆動を防止できる。
【００２４】
本発明に係るトリガースイッチ回路では、上記モータ用回路は、さらに、上記モータに供給する平均電力を制御するものであり、上記トリガーが第３の位置を越えて移動するにつれて、上記切替スイッチの第２の接点は、上記モータに供給する平均電力が増加するように、上記モータ用回路を動作させるようになっていることが好ましい。この場合、上記トリガーの移動により、上記モータの回転駆動を制御することができる。なお、上記モータに供給する平均電力を変化させるには、上記モータを間欠的に駆動し、該駆動のデューティ比を変化させたり、上記モータに流す電流を変化させたりすればよい。
【００２５】
本発明に係るトリガースイッチ回路では、上記切替スイッチは、上記モータに供給する平均電力が最大とするように、上記モータ用回路を動作させる第３の接点をさらに備えており、上記トリガーが第３の位置を越えて第４の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第２の接点から第３の接点に接続が切り替わるようになっていてもよい。この場合、モータを高速に回転させることができる。なお、上記モータに供給する平均電力を最大にするには、上記モータを連続的に駆動して、上記デューティ比を１００％としたり、上記モータに流す電流を最大値としたりすればよい。
【００２６】
本発明に係るトリガースイッチ回路では、上記発光用回路は、上記電源からの電力が供給される時に充電し、上記電源からの電力の供給が停止した時に上記発光素子に放電する残照用コンデンサを備えてもよい。この場合、上記トリガーが、第１の位置から初期位置に移動すると、上記電源からの電力が上記発光用回路に供給されなくなるが、上記残照用コンデンサが上記発光素子に放電するので、上記発光素子は暫時発光した後に消灯することになる。従って、上記トリガーを初期位置に戻した後も、上記発光素子が暫時発光する残照効果を奏するので、ユーザの利便性が向上する。
【００２７】
なお、電源から供給される電力により動力を生成するモータを備える電動器具であって、発光素子と、上記モータの駆動および上記発光素子の発光を、トリガーに連動して制御するトリガースイッチ装置とを備えており、該トリガースイッチ装置は、上記トリガーに連動するトリガースイッチ回路であって、上記構成のトリガースイッチ回路を備える電動器具であれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００２８】
また、上記電源は、上記電動器具に設けられた電池等の内部電源でもよいし、商用電源などの外部電源でもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、発光用回路およびモータ用回路への電力の供給と、モータ用回路の動作とにおけるオン・オフは、２つのスイッチにて実現されると共に、モータを動作させずに照明する場合に、照明に関する回路以外の回路に電力が供給されないので、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態であるトリガースイッチ回路を含む電動器具の回路図である。
【図２】上記トリガースイッチ回路における摺動スイッチの構造を示す平面図および断面図である。
【図３】上記電動器具の各種部品がトリガーに連動してどのように動作するかを示すグラフである。
【図４】トリガースイッチ装置を含む従来の電動器具の回路図である。
【図５】上記トリガースイッチ装置における制御スイッチおよび補助スイッチの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態であるトリガースイッチ回路を含む電動器具の回路図である。電動器具としては、電動ドリルなどの電動工具、ドライヤーなどの家庭用電気器具、などが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ、トリガースイッチ装置、および発光素子を備える任意の電動器具に適用することができる。なお、電動器具におけるトリガースイッチ装置の構造については、特許文献１などに詳述されているので、本願ではその説明を省略する。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の電動器具１０では、直流電源Ｅ、モータＭ、および発光ダイオード（発光素子）ＬＥＤと、トリガースイッチ回路１１とが電気的に接続されている。直流電源Ｅは直流の電力の供給源であり、モータＭは動力を生成する動力源であり、発光ダイオードＬＥＤは光源である。発光ダイオードＬＥＤは、照明用として電動器具１０の表面に設けられる。
【００３３】
なお、直流電源Ｅは、電動器具１０に内蔵された電池であってもよいし、外部の商用交流電源を整流したものであってもよい。また、光源としては、発光ダイオードＬＥＤの他、ハロゲンランプ、蛍光灯、白熱灯など任意の光源を利用できる。
【００３４】
トリガースイッチ回路１１は、トリガーに連動して、モータＭの動作をオン・オフし制御すると共に、発光ダイオードＬＥＤの発光をオン・オフし制御するものである。トリガースイッチ回路１１は、メインスイッチ（電源スイッチ）ＳＷ１、回転切替用スイッチＳＷ２ａ・ｂ、ブレーキ用スイッチＳＷ３、スイッチング素子２１、および還流用ダイオードＤ１と、回路基板に設けられた各種の回路からなる基板部２２とを備える構成である。
【００３５】
メインスイッチＳＷ１は、電源Ｅから、モータＭおよびトリガースイッチ回路１１への電力供給をオン・オフするものである。回転切替用スイッチＳＷ２ａ・ｂは、モータＭに接続され、モータＭの正回転および逆回転を切り替えるものである。ブレーキ用スイッチＳＷ３は、回転切替用スイッチＳＷ２ａ・ｂに接続され、モータＭの短絡をオン・オフするものである。モータＭを短絡することにより、モータＭに逆起電力が発生し、これがブレーキとなってモータＭが停止する。
【００３６】
スイッチング素子２１は、モータＭと電源Ｅとの間に設けられ、基板部２２からの指示に基づいて、モータＭに供給する電力を高速にオン・オフするものである。これにより、モータＭの回転速度が基板部２２によって制御される。スイッチング素子２１としては、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）などが利用される。
【００３７】
基板部２２は、スイッチング素子２１に指示してモータＭの回転速度を制御する回転制御部（モータ用回路）３１と、発光ダイオードＬＥＤの発光を制御する発光制御部（発光用回路）３２と、摺動スイッチ（切替スイッチ）ＳＷ４とを備える構成である。
【００３８】
摺動スイッチＳＷ４は、上記トリガーに連動して可動体が摺動することにより、可動体の可動接点が接触する固定接点が順次変化する（切り替わる）ものである。図２は、摺動スイッチＳＷ４の構造を示す平面図および断面図である。図示のように、摺動スイッチＳＷ４は、基板４０上に固定接点Ａ１〜Ａ３・Ｂ１〜Ｂ３が設けられ、該固定接点上を可動体４１が摺動するものである。可動体４１は、初期位置では同図の（ａ）の状態となり、初期位置から摺動するにつれて、同図の（ｂ）の状態となり、同図の（ｃ）の状態となる。
【００３９】
図２に示すように、一方の固定接点Ａ１〜Ａ３と、他方の固定接点Ｂ１〜Ｂ３とは、一直線上に離間して設けられている。また、可動体４１の初期位置に近い方から順番に、固定接点Ａ１・Ａ２・Ａ３が設けられ、固定接点Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３が設けられている。また、図１に示すように、固定接点Ｂ２は、抵抗器として機能し、固定接点Ａ１〜Ａ３・Ｂ１・Ｂ３は、導体である。なお、図１の回路図から理解できるように、固定接点Ａ１〜Ａ３は、直ちに切り替わりかつ互いに接続しないように、互いに僅かに離間して設けることが望ましい。また、固定接点Ｂ１〜Ｂ３は、互いに接続されているので、連続して設けてもよい。
【００４０】
図１の説明に戻ると、摺動スイッチＳＷ４では、固定接点Ｂ１〜Ｂ３が直列に接続され、さらに、固定接点Ｂ１が電源Ｅに接続され、固定接点Ｂ３がメインスイッチＳＷ１に接続されている。また、固定接点（第１の接点）Ａ１は回転制御部３１および発光制御部３２に接続され、固定接点（第２の接点）Ａ２および固定接点（第３の接点）Ａ３は回転制御部３１に接続されている。
【００４１】
回転制御部３１は、スイッチング素子５１、制御回路５２、差動アンプ５３、および各種抵抗を備える構成である。
【００４２】
スイッチング素子５１は、ＮＰＮ型トランジスタである。スイッチング素子５１のコレクタは、抵抗を介して電源電圧端子Ｖccに接続すると共に、抵抗を介してスイッチング素子２１のゲートに接続している。また、スイッチング素子５１のエミッタは接地端子ＧＮＤに接続されている。
【００４３】
従って、スイッチング素子５１は、ベースがＨ（高）レベルになるとオンになり、これにより、スイッチング素子２１は、ゲートがＬ（低）レベルになってオフになり、モータＭへの電流が停止する。一方、スイッチング素子５１は、ベースがＬレベルになるとオフになり、これにより、スイッチング素子２１は、ゲートがＨレベルになってオンになり、モータＭに電流が流れて回転力（トルク）が発生する。
【００４４】
スイッチング素子５１のベースは、抵抗および差動アンプ５３を介して制御回路５２に接続している。従って、制御回路５２が出力し、差動アンプ５３で増幅されたパルス信号に基づいて、スイッチング素子５１が高速でオン・オフし、スイッチング素子２１が高速でオフ・オンして、モータＭの回転力の発生を高速でオフ・オンすることができる。
【００４５】
制御回路５２は、摺動スイッチＳＷ４の固定接点Ａ１に接続しており、固定接点Ａ１の電位が高い場合に、上記パルス信号の出力を停止する。これにより、回転制御部３１の動作が停止し、モータＭの駆動も停止する。
【００４６】
また、制御回路５２は、摺動スイッチＳＷ４の固定接点Ａ２に接続しており、固定接点Ａ２の電位に基づいて、上記パルス信号のデューティ比（１周期に対するパルス幅の比）を変化させている。従って、可動体４１が摺動して、可動接点４１ａが固定接点Ａ２に接続するとき、可動接点４１ｂが固定接点Ｂ２に接続する位置に応じて、固定接点Ａ２の電位が変化して、上記パルス信号のデューティ比が変化する。これにより、モータＭに供給される平均電力を変化させて、モータＭの回転速度を変化させることができる。さらに、制御回路５２は、スイッチング素子２１のドレン電圧をフィードバックしており、これにより、モータＭの回転制御を安定化することができる。
【００４７】
また、スイッチング素子５１のベースは、摺動スイッチＳＷ４の固定接点Ａ３に接続している。従って、可動体４１が摺動して固定接点Ａ３・Ｂ３どうしが接続すると、スイッチング素子５１のベースが常にＬレベルとなる。従って、スイッチング素子５１が常にオ
フとなり、スイッチング素子２１が常にオン（デューティ比１００％）となって、モータＭには常に回転力が発生することになり、モータＭが高速回転することになる。
【００４８】
一方、発光制御部３２は、スイッチング素子６１・６２、残照用コンデンサ６３、および各種抵抗を備える構成である。
【００４９】
スイッチング素子６１は、ＰＮＰ型トランジスタである。スイッチング素子６１のエミッタは、発光ダイオードＬＥＤを介して電源Ｅの正極端子に接続している。また、スイッチング素子６１のコレクタは、メインスイッチＳＷ１を介すること無しに、電源Ｅの負極端子に接続している。従って、スイッチング素子６１は、ベースがＬレベルになるとオンになり、これにより、発光ダイオードＬＥＤは、電流が流れて発光する。一方、スイッチング素子６１は、ベースがＨレベルになるとオフになり、これにより、発光ダイオードＬＥＤは、電流が停止して発光を停止する。
【００５０】
スイッチング素子６２は、ＮＰＮ型トランジスタである。スイッチング素子６２のコレクタは、スイッチング素子６１のベースに接続すると共に、抵抗を介してスイッチング素子６１のエミッタに接続している。また、スイッチング素子６２のエミッタは、スイッチング素子６１のコレクタに接続している。
【００５１】
従って、スイッチング素子６２は、ベースがＨレベルになるとオンになり、これにより、スイッチング素子６１は、ゲートがＬレベルになってオンになり、発光ダイオードＬＥＤが発光する。一方、スイッチング素子６２は、ベースがＬレベルになるとオフになり、これにより、スイッチング素子６１は、ゲートがＨレベルになってオフになり、発光ダイオードＬＥＤは発光を停止する。
【００５２】
残照用コンデンサ６３は、一端がスイッチング素子６２のベースに接続すると共に、他端がスイッチング素子６２のエミッタに接続している。また、スイッチング素子６２のベースと残照用コンデンサ６３の一端とは、摺動スイッチＳＷ４の固定接点Ａ１に接続している。
【００５３】
従って、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１が摺動して、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしが接続すると、スイッチング素子６２は、ベースがＨレベルになってオンになり、これにより、スイッチング素子６１がオンになって、発光ダイオードＬＥＤが発光する。このとき、残照用コンデンサ６３は充電することになる。
【００５４】
一方、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１が摺動して、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしが接続しなくなると、残照用コンデンサ６３が放電することにより、スイッチング素子６２は、しばらくオンを維持し、その後オフになる。これにより、発光ダイオードＬＥＤは、しばらく発光し、その後発光を停止する。その結果、固定接点Ａ１・Ｂ１間がオフになってもしばらく発光する残照効果を得ることができ、ユーザの利便性が向上する。
【００５５】
本実施形態の発光制御部３２は、スイッチング素子６１のベースおよびコレクタ間にメインスイッチＳＷ１が接続されている。従って、メインスイッチＳＷ１がオンになると、スイッチング素子６２の状態、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしの接続状態、および残照用コンデンサ６３の状態に関係無く、スイッチング素子６１はオンになり、発光ダイオードＬＥＤが発光することになる。
【００５６】
次に、上記構成の電動器具１０の動作について説明する。図３は、電動器具１０の各種部品がトリガーに連動してどのように動作するかを示すグラフである。同図のグラフには、摺動スイッチＳＷ４の固定接点どうしの接続関係と、メインスイッチＳＷ１のオン・オ
フと、制御回路５２の動作と、発光ダイオードＬＥＤの発光（点灯）状態と、モータＭの回転力とが示されている。また、同図のグラフでは、横軸方向に進むにつれて、トリガーが引かれた（移動した）状態となっている。
【００５７】
トリガーが引かれていない場合、トリガーは初期位置に存在し、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は、図２の（ａ）に示すように初期位置に存在する。このとき、可動体４１は、何れの固定接点Ａ１〜Ａ３・Ｂ１〜Ｂ３にも接続していない。また、メインスイッチＳＷ１はオフであり、ブレーキ用スイッチＳＷ３がオンである。従って、制御回路５２の動作はオフであり、発光ダイオードＬＥＤは発光せず、モータＭは停止している。
【００５８】
そして、トリガーが引かれると、ブレーキ用スイッチＳＷ３がオフとなり、モータＭは回転可能となる。次に、トリガーがさらに引かれて第１の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は連動して摺動し、図２の（ｂ）に示す位置に到達する。
【００５９】
このとき、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしが接続するので、発光制御部３２に電力が供給されて、発光ダイオードＬＥＤが発光する。一方、メインスイッチＳＷ１がオフであるので、発光制御部３２以外の回路には電力が供給されない。従って、モータＭを動作させずに照明する場合、モータＭに関係する回路に電力が供給される従来のトリガースイッチ回路１１０に比べて、無駄な電力消費を抑制することができる。
【００６０】
次に、トリガーがさらに引かれて第２の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は、図２の（ｃ）に示す位置（中間位置）に到達する。このとき、トリガーに連動してメインスイッチＳＷ１がオンとなる。これにより、制御回路５２および差動アンプ５３に電力が供給される。しかしながら、図示のように、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしが接続しているので、制御回路５２からのパルス信号の出力は停止され、モータＭの停止が維持される。
【００６１】
次に、トリガーがさらに引かれて第３の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１が摺動して、固定接点Ａ１・Ｂ１どうしの接続から、固定接点Ａ２・Ｂ１どうしの接続に切り替わる。これにより、固定接点Ａ２の電位が電源電圧Ｖccのレベルとなって、制御回路５２がパルス信号の出力を開始し、モータＭが回転を開始する。一方、発光制御部３２は、固定接点Ａ１からの電力の供給が停止するが、メインスイッチＳＷ１による電力の供給が実行されているので、発光ダイオードＬＥＤの発光が維持される。
【００６２】
次に、トリガーがさらに引かれると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は、固定接点Ａ２・Ｂ１どうしの接続から、固定接点Ａ２・Ｂ２どうしの接続に切り替わる。これにより、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１の摺動に応じて、固定接点Ａ２の電位が低下して、モータＭの回転速度が増加する。
【００６３】
次に、トリガーがさらに引かれると、摺動スイッチＳＷ４の可動体４１は、固定接点Ａ２・Ｂ２どうしの接続から、固定接点Ａ２・Ｂ３どうしの接続に切り替わる位置に摺動する。これにより、固定接点Ａ２の電位の低下が停止して、モータＭの回転力の増加が停止する。
【００６４】
そして、トリガーがさらに引かれて第４の位置に到達すると、摺動スイッチＳＷ４は、固定接点Ａ２・Ｂ３どうしの接続から、固定接点Ａ３・Ｂ３どうしの接続に切り替わる。これにより、制御回路５２の動作に関係なく、スイッチング素子２１が常にオンとなり、モータＭの回転速度が最大となる。
【００６５】
なお、上述の動作は可逆的であるので、トリガーを戻すと、上述の動作を逆戻りするよ
うな動作となる。但し、発光ダイオードＬＥＤの発光は、トリガーを元に戻しても、残照用コンデンサ６３によりしばらく発光し続ける。
【００６６】
以上のように、本実施形態のトリガースイッチ回路１１は、発光制御部３２への電力の供給のオン・オフ、回転制御部３１への電力の供給のオン・オフ、および、回転制御部３１の動作のオン・オフを、メインスイッチＳＷ１および摺動スイッチＳＷ４という２つのスイッチにて実現している。従って、従来のトリガースイッチ回路１１０に比べて、スイッチの数を増やすことがないので、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制することができる。
【００６７】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６８】
例えば、図１に示す回路図は、一例に過ぎず、種々の変更が可能である。例えば、メインスイッチＳＷ１を電源Ｅの正極側に設けることもできる。この場合、発光制御部３２のスイッチング素子６１・６２は、ＰＮＰ型、ＮＰＮ型適宜変更すればよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、制御回路５２からのパルス信号のデューティ比を変化させることにより、モータＭに供給する平均電力を変化させているが、モータＭに流す電流を変化させてもよい。この場合、モータＭに供給する平均電力を最大にするには、モータＭに流す電流を最大にすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係るトリガースイッチ回路は、発光用回路およびモータ用回路への電力の供給と、モータ用回路の動作とにおけるオン・オフを２つのスイッチにて実現すると共に、モータを動作させずに照明する場合に、照明に関する回路以外の回路に電力を供給しないことにより、部品点数を増やすこと無く、無駄な電力消費を抑制できるので、モータ、発光素子、およびトリガースイッチ装置を有する任意の電動器具に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 電動器具
１１ トリガースイッチ回路
２１ スイッチング素子
２２ 基板部
３１ 回転制御部（モータ用回路）
３２ 発光制御部（発光用回路）
４０ 基板
４１ 可動体
４１ａ・４１ｂ 可動接点
５１ スイッチング素子
５２ 制御回路
５３ 差動アンプ
６１・６２ スイッチング素子
６３ 残照用コンデンサ
Ａ１ 固定接点（第１の接点）
Ａ２ 固定接点（第２の接点）
Ａ３ 固定接点（第３の接点）
ＬＥＤ 発光ダイオード（発光素子）
ＳＷ１ メインスイッチ（電源スイッチ）
ＳＷ４ 摺動スイッチ（切替スイッチ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動器具のトリガーに連動するトリガースイッチ回路であって、
上記トリガーに連動して、電源からの電力の供給をオン・オフする電源スイッチと、
上記トリガーに連動して、接点が順次切り替わる切替スイッチと、
上記電動器具に設けられた発光素子を発光させるための発光用回路と、
上記電動器具に設けられたモータを駆動するためのモータ用回路とを備えており、
上記切替スイッチは、上記電源からの電力を上記電源スイッチを介さずに上記発光用回路に供給する第１の接点と、上記モータ用回路を動作させる第２の接点とを備えており、
上記トリガーが初期位置に存在する場合、上記電源スイッチはオフであり、上記切替スイッチは何れの接点とも接続しておらず、
上記トリガーが初期位置から第１の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点に接続し、
上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動すると、上記電源スイッチはオンとなり、
上記トリガーが第２の位置を越えて第３の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点から第２の接点に接続が切り替わるようになっていることを特徴とするトリガースイッチ回路。
【請求項２】
上記切替スイッチの第１の接点は、さらに、上記モータ用回路の動作を停止させるものであることを特徴とする請求項１に記載のトリガースイッチ回路。
【請求項３】
上記モータ用回路は、さらに、上記モータに供給する平均電力を制御するものであり、
上記トリガーが第３の位置を越えて移動するにつれて、上記切替スイッチの第２の接点は、上記モータに供給する平均電力が増加するように、上記モータ用回路を動作させるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のトリガースイッチ回路。
【請求項４】
上記切替スイッチは、上記モータに供給する平均電力が最大とするように、上記モータ用回路を動作させる第３の接点をさらに備えており、
上記トリガーが第３の位置を越えて第４の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第２の接点から第３の接点に接続が切り替わるようになっていることを特徴とする請求項３に記載のトリガースイッチ回路。
【請求項５】
上記発光用回路は、上記電源からの電力が供給される時に充電し、上記電源からの電力の供給が停止した時に上記発光素子に放電する残照用コンデンサを備えることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載のトリガースイッチ回路。
【請求項６】
電源から供給される電力により動力を生成するモータを備える電動器具であって、
発光素子と、
上記モータの駆動および上記発光素子の発光を、トリガーに連動して制御するトリガースイッチ装置とを備えており、
該トリガースイッチ装置は、上記トリガーに連動するトリガースイッチ回路であって、請求項１から５までの何れか１項に記載のトリガースイッチ回路を備えることを特徴とする電動器具。
【請求項１】
電動器具のトリガーに連動するトリガースイッチ回路であって、
上記トリガーに連動して、電源からの電力の供給をオン・オフする電源スイッチと、
上記トリガーに連動して、接点が順次切り替わる切替スイッチと、
上記電動器具に設けられた発光素子を発光させるための発光用回路と、
上記電動器具に設けられたモータを駆動するためのモータ用回路とを備えており、
上記切替スイッチは、上記電源からの電力を上記電源スイッチを介さずに上記発光用回路に供給する第１の接点と、上記モータ用回路を動作させる第２の接点とを備えており、
上記トリガーが初期位置に存在する場合、上記電源スイッチはオフであり、上記切替スイッチは何れの接点とも接続しておらず、
上記トリガーが初期位置から第１の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点に接続し、
上記トリガーが第１の位置を越えて第２の位置に移動すると、上記電源スイッチはオンとなり、
上記トリガーが第２の位置を越えて第３の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第１の接点から第２の接点に接続が切り替わるようになっていることを特徴とするトリガースイッチ回路。
【請求項２】
上記切替スイッチの第１の接点は、さらに、上記モータ用回路の動作を停止させるものであることを特徴とする請求項１に記載のトリガースイッチ回路。
【請求項３】
上記モータ用回路は、さらに、上記モータに供給する平均電力を制御するものであり、
上記トリガーが第３の位置を越えて移動するにつれて、上記切替スイッチの第２の接点は、上記モータに供給する平均電力が増加するように、上記モータ用回路を動作させるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のトリガースイッチ回路。
【請求項４】
上記切替スイッチは、上記モータに供給する平均電力が最大とするように、上記モータ用回路を動作させる第３の接点をさらに備えており、
上記トリガーが第３の位置を越えて第４の位置に移動すると、上記切替スイッチは、第２の接点から第３の接点に接続が切り替わるようになっていることを特徴とする請求項３に記載のトリガースイッチ回路。
【請求項５】
上記発光用回路は、上記電源からの電力が供給される時に充電し、上記電源からの電力の供給が停止した時に上記発光素子に放電する残照用コンデンサを備えることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載のトリガースイッチ回路。
【請求項６】
電源から供給される電力により動力を生成するモータを備える電動器具であって、
発光素子と、
上記モータの駆動および上記発光素子の発光を、トリガーに連動して制御するトリガースイッチ装置とを備えており、
該トリガースイッチ装置は、上記トリガーに連動するトリガースイッチ回路であって、請求項１から５までの何れか１項に記載のトリガースイッチ回路を備えることを特徴とする電動器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５０２９４（Ｐ２０１２−２５０２９４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２６５２（Ｐ２０１１−１２２６５２）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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