(57)【要約】      （修正有）【課題】可変抵抗素子の摩耗、汚染を防ぐ電気的スイッチモジュールを提供する。【解決手段】電気的デバイスの可変速コントローラと共に使用する電気的スイッチモジュールは、フレーム１２と、可変速コントローラの可変抵抗素子と電気的に接続するように構成可能な可変抵抗素子の接触面１４と、可変抵抗素子の接触面に対してスライド可能に構成され、複数の異なる接点にて可変抵抗素子の接触面と接触するスライド部材１３を備える。可変抵抗素子の接触面と電気的に接続可能な可変抵抗素子の実効抵抗は、複数の異なる接点構成の夫々にて、スライド部材が可変抵抗素子の接触面と接触するように移動することに応答して変化する。可変抵抗素子の接触面は、少なくとも１つの導電性ストリップを含む。フレームは、少なくとも１つの導電性ストリップの少なくとも一部を補完するように輪郭付けられ、内部に導電性ストリップの一部を固定する形状プロファイルを有する。【選択図】図６Ｂ
2019121807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的デバイスの可変速コントローラと共に使用する電気的スイッチモジュールであって、
フレームと、
可変速コントローラの可変抵抗素子と電気的に接続するように構成可能な可変抵抗素子の接触面と、
可変抵抗素子の接触面に対してスライド可能に構成され、複数の異なる接点にて可変抵抗素子の接触面と接触するスライド部材を備え、
可変抵抗素子と電気的に接続可能な可変抵抗素子の実効抵抗は、複数の異なる接点の夫々にて、スライド部材が可変抵抗素子の接触面と接触するように移動することに応答して変化するように構成され、
可変抵抗素子の接触面は少なくとも１つの導電性ストリップを含み、それによってフレームは、少なくとも１つの導電性ストリップの少なくとも一部を補完するように輪郭付けられ、内部に導電性ストリップの一部を固定する形状プロファイルを含む、電気的スイッチモジュール。
【請求項２】
フレームはプラスチック材料又は他の適切な高分子材料を含む、請求項１に記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項３】
少なくとも１つの導電性ストリップの一部はフレーム内部に固定されるべくフレーム内に成形される、請求項１又は２に記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項４】
少なくとも１つの導電性ストリップの一部はフレームにインサート成形される、請求項１に記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項５】
少なくとも１つの導電性ストリップは、銅製のストリップを有する、請求項１乃至４の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項６】
少なくとも１つの導電性ストリップは、少なくとも約０.５ｍｍの厚みを有する、請求項１乃至５の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項７】
少なくとも１つの導電性ストリップは、金属の単一シートから形成される、請求項１乃至６の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項８】
少なくとも１つの導電性ストリップは、複数の対応する電気的スイッチ素子と動作可能に接続するように構成された複数の電気的スイッチ接点を形成するように構成され、
スライド部材は、複数の異なる接点の夫々にて、複数の電気的スイッチ素子の複数の電気的スイッチ接点と接触するように移動されると、所定の閉じ順序に従って複数の電気的スイッチ素子を順次閉じるように構成され、それによって可変抵抗素子の接触面に接続可能な可変抵抗素子の実効抵抗は、スライド部材の移動により所定の閉じ手順に従って複数の電気的スイッチ素子が順次閉じられることに応答して変化するように構成される、請求項１乃至７の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項９】
複数の電気的スイッチ素子は、閉じたときに可変抵抗素子の実効抵抗を第１の抵抗値に変化させるように構成された第１の電気的スイッチ素子と、閉じたときに可変抵抗素子の実効抵抗を第２の抵抗値に変化させるように構成された第２の電気的スイッチ素子とを少なくとも含み、それにより前記可変速コントローラは、第１及び第２の抵抗値を参照することによって電気的デバイスの動作速度を変えるように構成される、請求項８に記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１０】
スライド部材に動作可能に接続されたアクチュエータ部材を含み、アクチュエータ部材の動きに応答して、スライド部材は、複数の異なる接点にて可変抵抗素子の接触面と接触して移動するように構成される、請求項１乃至９の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１１】
スライド部材が、複数の異なる接点の夫々の可変抵抗素子の接触面の少なくとも１つの導電性ストリップと接触するように動かされる際に、所定の閉じ手順は、
(i)  第１の電気的スイッチ素子を最初に閉じ、
(ii) その後に、第２の電気的スイッチ素子を閉じる手順を含む、請求項８乃至１０の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１２】
フレームは、内部に少なくとも１つの導電性ストリップの一部が固定される凹部を含み、それによって少なくとも１つの導電性ストリップがフレームと実質的に連続した表面を形成する、請求項１乃至１１の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１３】
電気的デバイスはプリント回路基板を含み、フレームはプリント回路基板とは物理的に離れている、請求項１乃至１２の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１４】
少なくとも１つの導電性ストリップは、電気的コネクタ要素を介して外部デバイスと電気的に接続するように構成された端部端子を含み、フック型係合、圧入係合、及び摩擦嵌合係合のうちの少なくとも１つによって、端部端子と前記電気コネクタ要素とを接触して保持する、請求項１乃至１３の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１５】
少なくとも１つの導電性ストリップの端部端子は、電気的コネクタ要素の導電性突起を内部に受け入れて、該導電性突起との間に電気的接続をもたらすように構成されたノッチ、開口又は凹部を含む、請求項１４に記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１６】
少なくとも１つの導電性ストリップは、電気的コネクタ要素を介して外部デバイスと電気的に接続するように構成された端部端子を含み、フック型係合、圧入係合、及び摩擦嵌合係合のうちの少なくとも１つによって、端部端子と前記電気コネクタ要素とを接触して保持する、請求項１乃至１５の何れかに記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１７】
少なくとも１つの導電性ストリップの端部端子は、電気的コネクタ要素の導電性突起を内部に受け入れて、該導電性突起との間に電気的接続をもたらすように構成されたノッチ、開口又は凹部を含む、請求項１６に記載の電気的スイッチモジュール。
【請求項１８】
電気的デバイスの可変速コントローラと共に使用する電気的スイッチモジュールを生産する方法であって、該電気的スイッチモジュールは、
フレームと、
可変速コントローラの可変抵抗素子と電気的に接続するように構成可能な可変抵抗素子の接触面と、
複数の異なる接点にて、可変抵抗素子の接触面に対してスライド可能に構成されたスライド部材を備え、可変抵抗素子の接触面と電気的に接続可能な可変抵抗素子の実効抵抗は、複数の異なる接点構成の夫々にて、スライド部材が可変抵抗素子の接触面と接触するように移動することに応答して変化するように構成され、可変抵抗素子の接触面は少なくとも１つの導電性ストリップを含み、
フレーム内に少なくとも１つの導電性ストリップの一部を固定するステップを含み、フレームは内部に固定される少なくとも１つの導電性ストリップの一部を補完するように輪郭付けられた形状プロファイルを含む、方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の何れかに記載の電気的スイッチモジュールを有する可変速コントローラを含む電気的デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具などの電気的デバイスの可変速制御アセンブリと共に使用する電気的スイッチモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動工具における従来の可変速制御は、一般的には、可変抵抗素子、例えばプリント回路基板上に配置されたカーボンフィルムを有するポテンショメータなどを使用して実施される。カーボンフィルムから得られる実効抵抗は、アクチュエータの移動に応答して変化し得て、該アクチュエータはポテンショメータの電流搬送導電性ワイパーをカーボンフィルムの導電性接触面上でスライドさせる。この可変抵抗は、例えばＲＣ回路において使用されて、電動機のステータ巻線に順次給電して所望の速度で回転させるサイリスタの発生角度を制御するための適切な時間遅延を生じさせることができる。カーボンフィルムの薄い導電性接触面は、その表面上で導電性ワイパーの繰り返しのスライド運動を受けるので、導電性接触面と導電性ワイパーの両方が可成りの摩耗を受ける可能性があり、最終的に不正確または不安定な速度制御動作をもたらす可能性がある。また、カーボンフィルムの導電性接触面は、汚染粒子に晒される傾向があり、該汚染粒子は導電性パッド上のトラックの短絡を引き起こす傾向があるだけでなく、カーボンフィルムの接触面に沿った導電性ワイパーの掻き取りによって引き起こされる損傷を悪化させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、上述した問題の少なくとも１つを軽減することを目的としている。
【０００４】
本発明はいくつかの広い形態を含み得る。本発明の実施形態は、本明細書に記載されている異なる広範な形態の１つまたは任意の組み合わせを含み得る。
【０００５】
１つに広範な形態にて、本発明は、電気的デバイスの可変速コントローラと共に使用する電気的スイッチモジュールを提供し、該電気的スイッチモジュールはフレームと、可変速コントローラの可変抵抗素子と電気的に接続するように構成可能な可変抵抗素子の接触面と、可変抵抗素子の接触面に対してスライド可能に構成され、複数の異なる接点にて可変抵抗素子の接触面と接触するスライド部材を備え、可変抵抗素子の接触面と電気的に接続可能な可変抵抗素子の実効抵抗は、複数の異なる接点構成の夫々にて、スライド部材が可変抵抗素子の接触面と接触するように移動することに応答して変化するように構成され、可変抵抗素子の接触面は少なくとも１つの導電性ストリップを含み、それによってフレームは、少なくとも１つの導電性ストリップの少なくとも一部を補完するように輪郭付けられ、内部に導電性ストリップの一部を固定する形状プロファイルを含む。
【０００６】
好ましくは、フレームはプラスチック材料又は他の適切な高分子材料を含む。
【０００７】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップの一部はフレーム内部に固定されるべくフレーム内に成形される。
【０００８】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップの一部はフレームにインサート成形される。
【０００９】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、銅製のストリップを有する。
【００１０】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、少なくとも約０.５ｍｍの厚みを有する。
【００１１】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、金属の単一シートから形成される。
【００１２】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、複数の対応する電気的スイッチ素子と動作可能に接続するように構成された複数の電気的スイッチ接点を形成するように構成され、スライド部材は、複数の異なる接点の夫々にて、複数の電気的スイッチ素子の複数の電気的スイッチ接点と接触するように移動されると、所定の閉じ順序に従って複数の電気的スイッチ素子を順次閉じるように構成され、それによって可変抵抗素子の接触面に接続可能な可変抵抗素子の実効抵抗は、スライド部材の移動により所定の閉じ手順に従って複数の電気的スイッチ素子が順次閉じられることに応答して変化するように構成される。
【００１３】
好ましくは、複数の電気的スイッチ素子は、閉じたときに可変抵抗素子の実効抵抗を第１の抵抗値に変化させるように構成された第１の電気的スイッチ素子と、閉じたときに可変抵抗素子の実効抵抗を第２の抵抗値に変化させるように構成された第２の電気的スイッチ素子とを少なくとも含み、それにより前記可変速コントローラは、第１及び第２の抵抗値を参照することによって電気的デバイスの動作速度を変えるように構成される。
【００１４】
好ましくは、本発明はスライド部材に動作可能に接続されたアクチュエータ部材を含み、アクチュエータ部材の動きに応答して、スライド部材は、複数の異なる接点にて可変抵抗素子の接触面と接触して移動するように構成されてもよい。また、好ましくは、アクチュエータは、電気的デバイスの電源と電気的モータとの間に直列に配置された主電気的スイッチ素子の可動接点に動作可能に接続されて、アクチュエータがスライド部材を移動させて複数の異なる接点にて可変抵抗素子の接触面に接触させる前に、可動接点を主電気的スイッチ素子の固定接点に接触させて主電気的スイッチ素子を閉じるように移動させる。
【００１５】
好ましくは、主電気的スイッチ素子を閉じた後に、所定の閉じ手順は、スライド部材が、複数の異なる接点の夫々の可変抵抗素子の接触面の少なくとも１つの導電性ストリップと接触するように動かされる際に、
(i)  第１の電気的スイッチ素子を最初に閉じ、
(ii) その後に、第２の電気的スイッチ素子を閉じる手順を含む。
【００１６】
好ましくは、フレームは、内部に少なくとも１つの導電性ストリップの一部が固定される凹部を含み、それによって少なくとも１つの導電性ストリップがフレームと実質的に連続した表面を形成する。
【００１７】
好ましくは、電気的デバイスはプリント回路基板を含み、フレームはプリント回路基板とは物理的に離れている。
【００１８】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、電気的コネクタ要素を介して外部デバイスと電気的に接続するように構成された端部端子を含み、例えば、フック型係合、圧入係合、及び摩擦嵌合係合のうちの少なくとも１つによって、端部端子と前記電気コネクタ要素とを半田付け接触することなく保持する。
【００１９】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップの端部端子は、電気的コネクタ要素の導電性突起(prong)を内部に受け入れて、該導電性突起との間に電気的接続をもたらすように構成されたノッチ、開口又は凹部を含み得る。代替の実施形態において、この配置は逆にすることができ、それによってノッチ、開口又は凹部を電気的コネクタ要素の突起上に配置し、その中に少なくとも１つの導電性ストリップの端部端子を確実に受け入れるように構成されることは理解されるだろう。
【００２０】
他の広い形態において、本発明は、電気的デバイスの可変速コントローラと共に使用する電気的スイッチモジュールを生産する方法を提供し、該電気的スイッチモジュールはフレームと、可変速コントローラの可変抵抗素子と電気的に接続するように構成可能な可変抵抗素子の接触面と、複数の異なる接点にて、可変抵抗素子の接触面に対してスライド可能に構成されたスライド部材を備え、可変抵抗素子の接触面と電気的に接続可能な可変抵抗素子の実効抵抗は、複数の異なる接点構成の夫々にて、スライド部材が可変抵抗素子の接触面と接触するように移動することに応答して変化するように構成され、可変抵抗素子の接触面は少なくとも１つの導電性ストリップを含み、方法はフレーム内に少なくとも１つの導電性ストリップの一部を固定するステップを含み、フレームは内部に固定される少なくとも１つの導電性ストリップの一部を補完するように輪郭付けられた形状プロファイルを含む。
【００２１】
好ましくは、本発明はフレームをプラスチック材料又は他の適切な高分子材料から形成するステップを含む。
【００２２】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップの一部はフレーム内部に固定されるべくフレーム内に成形される。
【００２３】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップの一部はフレームにインサート成形される。
【００２４】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、銅製のストリップを有する。
【００２５】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、少なくとも約０.５ｍｍの厚みを有する。
【００２６】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、金属の単一シートから形成される。
【００２７】
好ましくは、本発明は複数の対応する電気的スイッチ素子と動作可能に接続するように構成された複数の電気的スイッチ接点を含むように、少なくとも１つの導電性ストリップを構成するステップを含み、スライド部材は、複数の異なる接点の夫々にて、複数の電気的スイッチ素子の複数の電気的スイッチ接点と接触するように移動されると、所定の閉じ順序に従って複数の電気的スイッチ素子を順次閉じるように構成され、それによって可変抵抗素子の実効抵抗は、スライド部材の移動により所定の閉じ手順に従って複数の電気的スイッチ素子が順次閉じられることに応答して変化するように構成される。
【００２８】
好ましくは、本発明は、閉じたときに可変抵抗素子の実効抵抗を第１の抵抗値に変化させるように構成された第１の電気的スイッチ素子と、閉じたときに可変抵抗素子の実効抵抗を第２の抵抗値に変化させるように構成された第２の電気的スイッチ素子とを少なくとも含むように複数の電気的スイッチ素子を構成するステップを含み、それにより前記可変速コントローラは、第１及び第２の抵抗値を参照することによって電気的デバイスの動作速度を変えるように構成される。
【００２９】
好ましくは、本発明はスライド部材に動作可能に接続されたアクチュエータ部材を含み、アクチュエータ部材の動きに応答して、スライド部材は、複数の異なる接点にて可変抵抗素子の接触面と接触して移動するように構成されてもよい。また、好ましくは、アクチュエータは、電気的デバイスの電源と電気的モータとの間に直列に配置された主電気的スイッチ素子の可動接点に動作可能に接続されて、アクチュエータがスライド部材を移動させて複数の異なる接点にて可変抵抗素子の接触面に接触させる前に、可動接点を主電気的スイッチ素子の固定接点に接触させて主電気的スイッチ素子を閉じるように移動させる。
【００３０】
好ましくは、主電気的スイッチ素子を閉じた後に、所定の閉じ手順は、スライド部材が、複数の異なる接点の夫々の可変抵抗素子の接触面の少なくとも１つの導電性ストリップと接触するように動かされる際に、
(i)  第１の電気的スイッチ素子を最初に閉じ、
(ii) その後に、第２の電気的スイッチ素子を閉じる手順を含む。
【００３１】
好ましくは、フレームは、内部に少なくとも１つの導電性ストリップの一部が固定される凹部を含み、それによって少なくとも１つの導電性ストリップがフレームと実質的に連続した表面を形成する。
【００３２】
好ましくは、電気的デバイスはプリント回路基板を含み、フレームはプリント回路基板とは物理的に離れている。
【００３３】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップは、電気的コネクタ要素を介して外部デバイスと電気的に接続するように構成された端部端子を含み、例えば、フック型係合、圧入係合、及び摩擦嵌合係合のうちの少なくとも１つによって、端部端子と前記電気コネクタ要素とを半田付け接触することなく保持する。
【００３４】
好ましくは、少なくとも１つの導電性ストリップの端部端子は、電気的コネクタ要素の導電性突起(prong)を内部に受け入れて、該導電性突起との間に電気的接続をもたらすように構成されたノッチ、開口又は凹部を含み得る。代替の実施形態において、この配置は逆にすることができ、それによってノッチ、開口又は凹部を電気的コネクタ要素の突起上に配置し、その中に少なくとも１つの導電性ストリップの端部端子を確実に受け入れるように構成されることは理解されるだろう。
【００３５】
他の広い形態において、本発明はここで記載された本発明の広い形態の何れか１つに従った電気的スイッチモジュールを有する可変速コントローラを含む電気的デバイスを提供する。
【００３６】
有利なことに、本発明の広い形態は、例えば従来のプリント回路基板コントローラ上に製造された電位差計の比較的薄い金属導電膜と比較して、可変抵抗素子の接触面として比較的厚い導電ストリップまたはプレートを使用する。従って、本発明の広い形態は、従来のコントローラよりも摩耗に高い抵抗性を付与し、長い寿命を付与する。更に、比較的厚い導電性ストリップにより、従来の特定の可変速コントローラと比較してより高い通電容量が可能となり、それによって薄い金属フィルムの使用はトリガ位置の信号伝達のみに適している。更にまだ、比較的厚い導電性ストリップにより、スライド部材と可変抵抗素子の接触面との間に、より強固な電気的接続が可能となり、これは性能の信頼性及び耐久性を改善し、そして潜在的なスパークを軽減し得る。更に、導電性ストリップは例えば導電性ストリップをプラスチックフレーム内にインサート成形することにより、半田付け無しで可変速コントローラのフレームに固定されるので、薄い金属フィルム及び他の構成要素をプリント回路基板に半田付けする必要がある既存の技術と比較して、そのような可変速コントローラの製造時に製造組立の容易さ及び製造組立速度を改善するのに役立つ。本発明の広い形態は、それにより比較的容易に製造され、コスト効果があり頑丈な制御モジュールを提供し、該制御モジュールは所望ならば電動工具等の従来のＰＣＢから別個に製造される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明は、添付の図面に関連して説明された、好ましいが非限定的な実施形態の以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。
【図１】本発明の実施形態に従った、電気的デバイスの可変速コントローラの電気的スイッチモジュール内に一体的に形成された主電気的スイッチ及び複数の電気的スイッチ要素の例示的な回路図を示す。
【図２Ａ】本発明の実施形態に従って、主電気的スイッチの接点レバーと動作可能に接続され、接点レバーをＯＦＦ位置から動かすように構成されたトリガアクチュエータ部材を示す図であり、接点レバーは主電気的スイッチの固定接点から外されている。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に従って、主電気的スイッチの接点レバーと動作可能に接続され、ＯＮ位置におけるトリガアクチュエータ部材を示す図であり、接点レバーは主電気的スイッチの固定接点に固定されている。
【図３Ａ】本発明の実施形態に従って、可変速コントローラの電気的スイッチモジュールのスライド部材に動作可能に接続されたアクチュエータを示し、スライド部材は可変抵抗素子の接触面を備えた第１の接点に移動可能である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に従って、可変速コントローラの電気的スイッチモジュールのスライド部材に動作可能に接続されたアクチュエータを示し、スライド部材は可変抵抗素子の接触面を備えた第２の接点に移動可能であり、可変抵抗素子の接触面に接続可能な可変抵抗素子の実効抵抗は従って変化する。
【図４】本発明の実施形態に従って、電気的スイッチモジュールのプラスチックフレームにインサート成形された単一の銅シートから一体的に形成された複数の導電性ストリップの一例を示す図であり、複数の導電性ストリップの一部は、内部に複数の導電性ストリップの一部を補完するように構成された形状輪郭を有するプラスチックフレームの凹部内に受け入れられる。
【図５Ａ】ＰＣＢの上面に配置された薄い導電膜を含む従来技術の可変抵抗素子の接触面の一態様の側面切欠図である。
【図５Ｂ】ＰＣＢから物理的に離れたプラスチックフレームの凹部に埋め込まれた複数の導電性ストリップを含む、本発明の一実施形態の可変抵抗素子の接触面の一態様を示す。
【図６Ａ】本発明の実施形態に従って、電気的スイッチモジュールの可変抵抗素子の接触面の複数の導電性ストリップの端部端子と電気的に接続された電気的コネクタ素子の一例を示す図であり、電気的コネクタ要素と複数の導電性ストリップの端部端子とが独立した形で互いに分離されている。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に従って、電気的コネクタ要素及び電気的スイッチモジュールの分解図を示す。
【図７Ａ】スライド部材のスライドキャリッジに取り外し可能に取り付け可能であるプレートに取り付けられ、該プレートから延びる導電性コネクタの別の例を示し、プレートはスライドキャリッジから離れて示される。
【図７Ｂ】図７Ａの実施形態を示し、プレートに取り付けられた導電性コネクタはスライド部材のスライドキャリッジに取り外し可能に取り付けられている。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の好ましい実施形態が図１乃至図７Ｂを参照してここに記載される。実施形態は、例えばアングルグラインダ、電気ドリル、サンダ、のこぎり、回転駆動工具などを含む電動工具の可変速コントローラと共に使用する電気的スイッチモジュールを含む。この実施形態は電動工具と共に使用するために記載されているが、これは単に機能を説明する目的のためであり、本発明の代替の実施形態はガーデニング工具のような他の種類の電気的デバイスと共にもちろん使用できることを理解されたい。更に、本明細書に記載の本発明の実施形態は、電気的モータを備える電気的デバイスに関するが、本発明の代替の実施形態は、電気的デバイスの動作可能な動き（例えば往復運動）をもたらすためにソレノイド型電気機械ユニットを備える電気的デバイスにも適用可能であり得ることが理解されよう。
【００３９】
電動工具は、ロータと、ロータを駆動する磁界を供給するためのステータとを備えるブラシレスＤＣモータを含む。ブラシレスＤＣモータのロータは、出力トルクを提供するために多数のベアリングによって支持された出力シャフトを含み、磁界を発生する永久磁石によって囲まれている。ステータは、それらの間に配置された空隙を介してロータの周りに取り付けられている。ステータの巻線は、ロータの出力軸と比較的平行に配置された空隙内に配置され、典型的にはデルタ構成または三相Ｙ結線構成のいずれかで接続することができる。電流がステータ巻線を流れると、ステータ巻線に生じる電流は、ロータと磁気的に結合し、ロータをステータ巻線の回りに「巻き込む(drag)」磁界を発生させる。ロータアセンブリ内の永久磁石によって発生する磁界は、ロータが回転運動をするように、磁界自体がステータによって発生する磁界と整列する傾向がある。従って、タイミング及びステータ巻線への順次通電を制御することによって、以下により詳細に説明するように、ロータシャフトの回転運動の制御を任意の所望の速度及び動作方向に設定することが可能になる。ＤＣモータと電源との間に直列に配置された主電気的スイッチを介してＤＣモータに電力が制御可能に供給される。
【００４０】
電気的デバイスは、電動工具のハンドルの近くで電動工具の本体に取り付けるための成形プラスチックハウジングを備えるトリガアセンブリを含む。トリガアセンブリは、指で操作可能な部分を有するアクチュエータ部材と、主電気的スイッチ（ＳＷ１）の可動接点レバー（１１）に動作可能に接続されたアクチュエータシャフト（１０）とを含む。トリガが押されると、アクチュエータシャフト（１０）は、（図２Ａに示すように）ＯＦＦ位置から（図２Ｂに示すように）ＯＮ位置に向かって移動軸（Ｘ）に沿って直線的にスライド可能であり、これにより、可動接点レバー（１０）の可動接点（１１Ａ）が主電気的スイッチ（ＳＷ１）の固定接点（１１Ｂ）に接触して主電気的スイッチ（ＳＷ１）が閉じてＤＣモーターへの電源供給が接続される。トリガが解放されると、アクチュエータ（１０）は、戻しばね（１５）の付勢によってそのＯＦＦ位置に戻るように構成され、それによって可動接点レバー（１１）が主電気的スイッチ（ＳＷ１）の固定接点（１１Ｂ）から切り離される。
【００４１】
本実施形態の電気的スイッチモジュールは、可変速コントローラの可変抵抗素子と電気的に接続可能な可変抵抗素子の当接面（１４）と、スライド部材（１３）とを備えている。スライド部材（１３）は、可変抵抗素子の接触面（１４）に対してスライド可能に移動するように構成されて、複数の異なる接点で可変抵抗素子の接触面（１４）と接触する。可変抵抗素子の接触面（１４）の実効抵抗は、複数の異なる接点の夫々において、スライド部材（１３）が可変抵抗素子の接触面（１４）と接触して移動することに応答して変化するように構成される。
【００４２】
可変抵抗素子の接触面（１４）は、単一シートの導電材料（１４）（例えば、銅シート）から一体的に形成することができる複数の導電ストリップ（１４Ａ）（または導電プレートもしくはピース）からなる。図４に例示されるように、各複数の導電性ストリップ（１４Ａ）は、少なくとも厚さ約０.５ｍｍの導電性材料の細長い平行な側面を有するストリップによって構成される。本実施形態において、図１に示すように、複数の導電性ストリップ（１４Ａ）はまた、第１及び第２の電気的スイッチ素子（ＳＷ２及びＳＷ３）の電気的スイッチ接点を形成するように構成され、スライド部材（１３）を複数の対応する電気的スイッチ接点（１４Ａ）に接触させるように動かして、複数の異なる接点の夫々を複数の導電ストリップ（１４Ａ）に接触させることにより、電気的スイッチ要素（ＳＷ２及びＳＷ３）を所定の閉鎖順序に従って電気的に閉じることができる。第１及び第２の電気的スイッチ素子（ＳＷ２及びＳＷ３）は、一連の抵抗器内の異なる抵抗素子と直列に電気的に接続することができ、それによって可変抵抗素子の実効抵抗は、所定の閉鎖手順に従って第２の電気的スイッチ素子（ＳＷ２及びＳＷ３）を閉じることによって制御可能に変えることができる。スライド部材（１３）は、スライドキャリッジ（１３）と、複数の導電性ストリップ（１４Ａ）によって形成され、第１及び第２の電気的スイッチ素子（ＳＷ２及びＳＷ３）のそれぞれの様々な電気接点（１４Ａ）を電気的に橋渡しし得る一対の導電性コネクタ（１３Ａ）とを含む。本実施形態において、一対の導電性コネクタ（１３Ａ）は、スライドキャリッジ（１３）からブラケット（１３Ｃ）を通って延びるように構成されており、それぞればね部材（１３Ｂ）によってばね付勢されている。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、導電性コネクタ（１３Ａ）は本質的に例示的なものにすぎず、代替の形状、形態及び寸法をとることができ、特定の実施形態では必ずしもばねまたは他の類似の機能要素を用いては実装されない。
【００４３】
図７Ａ及び図７Ｂは、代替の実施形態にて使用されるスライド部材の他の例を示す。この例にて、複数の導電性コネクタ（２０Ａ）は、スライドキャリッジ（２０）から延びて電気的スイッチモジュールの導電性ストリップと接触するように構成されて、電気的スイッチモジュールのスイッチング素子を閉じることを可能にする。導電性コネクタ（２０Ａ）は、スライドキャリッジ（２０）に取り外し可能に取り付け可能なプレート（２０Ｂ）から延びる。プレート（２０Ｂ）は、プレート（２０Ｂ）上に配置された開口（２０Ｄ）内でスライドキャリッジ（２０）上に位置する固定ピン（２０Ｃ）の締まりばめ係合によってスライドキャリッジ（２０）に取り外し可能に取り付け可能である。図７Ａではプレート（２０Ｂ）はスライドキャリッジ（２０）から離されて示され、一方、図７Ｂではプレート（２０Ｂ）はスライドキャリッジ（２０）に取り外し可能に取り付けられている。本実施形態にて、導電性コネクタ（２０Ａ）に対してブラケットは使用されていない。更に、ばねは導電性コネクタ（２０Ａ）と組み合わせて使用されないが、この例における導電性コネクタ（２０Ａ）の形状及び材料は、それらの構造によって一体的に提供される固有の弾力性があり得るようなものであり得る。
【００４４】
電気的スイッチモジュールに電気的に接続可能な可変抵抗素子によって付与される可変抵抗は、例えば制御モジュールマイクロプロセッサチップの入力ピンと適合するＲＣ回路において使用されて、電気的モータのステータ巻線に順次給電して所望の速度で回転させるサイリスタの発射角度(firing angle)を制御するための適切な時間遅延を生じさせる。この例示的な実施形態において、２速制御システムは、第１及び第２の電気的スイッチ素子（ＳＷ２及びＳＷ３）を切り替えることによって電動工具に実装することができるが、他の実施形態では、上述した構成原理に基づいて、必要に応じて追加の速度レベルを実施することができる。有利なことに、可変抵抗素子の接触面として約０.５ｍｍの比較的厚い導電性ストリップ、導電性プレートまたは導電片の使用は、スライド部材のスライド接触に起因する磨耗に対するより高い抵抗を提供し得、その結果、従来の可変速制御アセンブリよりも長い寿命を提供するのを助ける。これは、より高い程度の磨耗を受けやすい既存の技術（典型的には約０.１ｍｍ）におけるＰＣＢ上の薄い導電性フィルムの使用とは対照的である。更に、少なくとも約０.５ｍｍ以上の比較的厚い導電性ストリップは、金属薄膜を利用する特定の従来の可変速コントローラと比較してより高い電流容量を可能にすることができ、トリガ位置の信号伝達のみに適している。
【００４５】
可変抵抗素子の接触面（１４）の複数の導電性ストリップ（１４Ａ）は図４の例に示すように、可変速コントローラのプラスチックフレーム（１２）にインサート成形される。得られたプラスチックフレーム（１２）の成形された内部形状の輪郭は、導電性ストリップ（１４Ａ）の一部を補完するように構成され、導電性ストリップ（１４Ａ）の一部がしっかりと固定される。複数の導電性ストリップ（１４Ａ）は、導電性ストリップ（１４Ａ）の少なくともいくつかの部分がプラスチックフレーム（１２）内に陥没し、一方、導電性ストリップ（１４Ａ）の外面がプラスチックフレーム（１２）の周囲表面（１２Ｂ）と同一平面上に位置して、実質的に滑らかで連続的な表面を提供するようにしてもよい。この実施形態にて、導電性ストリップ（１４Ａ）はプラスチックフレーム（１２）と固定するためにインサート成形されているが、これと同じ一般的な機能的効果を達成するために他の適切な成形及び/又は接着技術を利用することができる。
【００４６】
この実施形態において、プラスチックフレーム（１２）は更に、電動工具のプリント回路基板のフレームとは物理的に別体のユニットとして形成される。有利なことに、可変抵抗素子の接触面（１４）はＰＣＢに半田付けする必要なく組み立てられるので、これは、金属薄膜及び他の構成要素がＰＣＢにはんだ付けされることが必要とされる既存の技術と比較して、そのような可変速コントローラアセンブリの製造の容易さ及び製造の速度を改善するのに役立ち得る。また、可変抵抗素子の接触面（１４）が信号伝達するＰＣＢから離れたプラスチックフレーム（１２）に埋め込まれているから、スライド部材（１３）を大型化して、可変抵抗素子の接触面（１４）との電気的接触の強度を向上させることができる。反対に、図５Ａに示す既存の技術では、薄い導電性フィルム（１７Ａ）を含む可変抵抗素子接触面がＰＣＢ（１７）の表面に配置されるので、ＰＣＢ（１７）の周囲の構成要素のトポロジー(位相幾何関係)は、使用され得るスライド部材のサイズを制限し、故にスライド部材と可変抵抗素子の接触面との間の接触量を制限する。
【００４７】
本実施形態において、スライド部材（１３）はトリガセンブリのアクチュエータ（１０）と動作可能に接続され、動作にてアクチュエータ（１０）が主電気的スイッチ（ＳＷ１）の固定接点（１１Ｂ）と接触するように接点を移動させた後に、主電気的スイッチ（ＳＷ１）を閉じ、アクチュエータ（１０）がさらに直線運動すると、スライド部材（１３）は、所定の手順に従って、種々の接点で第１及び第２の電気的スイッチ素子（ＳＷ２及びＳＷ３）の電気的接点と接触するように移動する。本実施形態にて、図２Ｂに示すように、アクチュエータ（１０）は、アクチュエータ（１０）がＯＦＦ位置からＯＮ位置に向かって約１５ｍｍの距離で直線的に移動した後に最初に主電気的スイッチ（ＳＷ１）が閉じるように構成される。その後、図３Ａに示すように、アクチュエータ（１０）が更にアクチュエータＯＦＦ位置から約１８ｍｍの距離まで直線的に移動すると、第１の電気的スイッチ素子（ＳＷ２）は、スライド部材（１３）によって閉じられ、可変抵抗素子（１４）の実効抵抗値を第１抵抗値に変化させる。その後、図３Ｂに示すように、アクチュエータ（１０）がさらにアクチュエータのＯＦＦ位置から約３０ｍｍの距離まで軸Xに沿って直線的に移動すると、第２の電気的スイッチ素子（ＳＷ３）がスライド部材（１３）によってさらに閉じられ、可変抵抗素子の実効抵抗値が第２の抵抗値に変わる。
【００４８】
更に、プラスチックフレーム（１２）に埋め込まれた複数の導電性ストリップ（１４Ａ）は、電気配線を介して電動工具のＰＣＢモジュールなどの外部モジュールに電気的に接続される。この実施形態にて、図６Ａ及び図６Ｂに例示されるように、複数の導電ストリップ（１４Ａ）の端部端子（１４Ｂ）は、電気的コネクタ要素（１６）を介して電気配線との接続を可能にするように構成されたプラスチックフレームの縁部領域からプラスチックフレーム（１２）の外側に延びる。複数の導電ストリップ（１４Ａ）の端部端子（１４Ｂ）は、電気的コネクタ要素（１６）の対応する突起（１６Ａ）をその中に受け入れるような形状及び寸法のノッチを含み、それによって突起（１６Ａ）はフック式係合、圧力及び/又は摩擦嵌合による係合によって、端部端子（１４Ｂ）の対応する突起部内に保持される。電気的コネクタ要素は、電気的配線または可変速コントローラの可変抵抗要素に接続するように構成された突起（１６Ａ）と電気的に通信する出力コネクタ（１６Ｂ）を含む。そのような接続機構は半田付けしないから、更に既存の技術と比較して、そのような可変速コントローラの製造時に製造組立の容易さ及び速度を改善するのを手助けする。
【００４９】
上記した実施形態にて、可変抵抗素子は、電気的スイッチモジュールと一体的に形成されていないが、電気的スイッチモジュールの可変抵抗素子の接触面（１４）に接続可能であり得る。例えば、可変抵抗素子は、電気的コネクタ素子（１６）を介して電気的スイッチモジュールの可変抵抗素子に電気的に接続可能なＰＣＢ上に製造することができる一連の抵抗を備えることができる。しかし、或る実施形態にて、所望ならば可変抵抗素子は電気的スイッチモジュールと一体的に形成され得る。
【００５０】
他の実施形態にて、電気的スイッチモジュールは、必ずしも可変抵抗素子と接続可能な可変抵抗素子の接触面として機能するように構成される必要はなく、代わりに独立型の電気的スイッチモジュールとして機能してもよい。
【００５１】
当業者は、本明細書に記載の発明が、本発明の範囲から逸脱することなく具体的に記載されたもの以外の変形及び修正を受けやすいことを理解するであろう。当業者に明らかとなる全てのそのような変形及び修正は、これまでに概説したように、本発明の精神及び範囲内にあると考えられるべきである。本発明は全てのそのような変形及び修正を含むことを理解すべきである。本発明はまた、本明細書において個々にまたはまとめて参照または示される全てのステップ及び特徴、ならびに任意の２つ以上の上記ステップまたは特徴の任意の及び全ての組合せも含む。
【００５２】
本明細書における任意の先行技術への言及は、その先行技術が一般常識の一部を形成するという承認または何らかの形態の示唆ではなく、またそうと見なされるべきではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【外国語明細書】
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