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技術(shù)文章

開關基礎知識(2):微動開關

 微動開關的定義 
  微動開關由日本電控設備工業(yè)會(NECA)定義如下。 
  具有微小的接點間隔和速動(Snap Action)機構(gòu),用外殼覆蓋住以規(guī)定的動作和力進行開關動作的接點機構(gòu),其外部有致動器,外形尺寸較小。 
  速動機構(gòu)是指,與運行速度基本無關,在特定的運行位置瞬間切換接點的機械機構(gòu)。利用該機構(gòu)以規(guī)定的動作和力進行動作的開關就是微動開關。 
特點 
<尺寸雖小但可開關大電流> 
  一般情況下,關閉電子電路時,接點間會產(chǎn)生名為弧光的火花。電流越大,越容易產(chǎn)生弧光,切換接點的速度越慢,弧光的持續(xù)時間越長,是導致接點劣化的因素。而微動開關的速動機構(gòu)能瞬間切換接點,因此弧光持續(xù)時間短,尺寸雖小,卻可用于電流較大的電路。 
<高精度> 
  微動開關即使反復進行打開/關閉運行也基本能在同一位置切換接點,因此位置檢查誤差小,適用于要求高精度的用途。這也是具備速動機構(gòu)的微動開關特有的優(yōu)勢。 
<耐久性> 
  由于弧光持續(xù)時間短,接點受到的損傷也比較小,所以耐久性得到了提高。 
<觸感和聲音> 
  速動機構(gòu)在運行時具有獨特的觸感和聲音,因此可以通過觸覺和聽覺確認運行。 
種類 
  微動開關的尺寸分為普通型、小型、超小型和極超小型四種。(圖2)。普通型微動開關用于大規(guī)模工業(yè)機械和設備,小型、超小型和極超小型微動開關用于業(yè)務設備及家電等。 
  還可以根據(jù)耐環(huán)境性分類。比如,包括具備密封功能的類型(密封型)和不具備的類型(普通型)。 
圖2:微動開關的種類(點擊放大) 
構(gòu)造 
  微動開關的構(gòu)造如圖3所示。主要構(gòu)成要素為(1)致動器部、(2)速動機構(gòu)部、(3)接點部、(4)端子部、(5)外殼部五種。下面按順序來介紹一下。 
圖3:微動開關的構(gòu)造(點擊放大) 
(1)致動器部 
  用于將運行體等外力和動作傳遞到內(nèi)部機構(gòu)。根據(jù)運行體的形狀和動作,區(qū)分使用多種形狀的致動器。具有代表性的致動器形狀包括針狀柱塞型(Pin Plunger)、鉸鏈桿型(Hinge lever)、滾輪式鉸鏈桿型(Hinge roller lever)等(圖4)。針狀柱塞型用于以高精度對短行程產(chǎn)品進行位置檢查。鉸鏈桿型由于可獲得大行程,因此自由度較高,可用于廣泛用途。滾輪式鉸鏈桿型適用于檢查高速運行的凸輪等。 
圖4:致動器的主要形狀 
(2)速動機構(gòu)部 
  速動機構(gòu)部由可動彈簧、可動片、共同端子及軸瓦等部件構(gòu)成。向按鈕開關施加力后,可動片上的可動彈簧的力就會增加,到達特定位置后,可動片瞬間向下方移動,常閉端子側(cè)的可動接點便移動到常開接點側(cè)。 
  要想理解該動作,*好想象一下底墊。將底墊彎曲后,按下拱起的部分,達到一定程度后,拱起的部分便凹進去了。速動機構(gòu)部的動作就與這種底墊的動作十分相似。 
(3)接點部 
  接點部是微動開關的心臟部,經(jīng)由接點執(zhí)行電路的打開/關閉運行。根據(jù)打開/關閉電路的電壓和電流區(qū)分使用接點材料和形狀。材料主要以金、銀或者二者的合金,以及鍍金或鍍銀材料為主。形狀有橫桿接點和鉚釘接點等(圖5)。 
圖5:接點的主要形狀 
(4)端子部 
  連接開關和外部電路的部分。根據(jù)連接方法可以分類為帶焊錫的端子、連接器端子、螺釘端子、印刷基板端子等(圖6)。 
圖6:端子的主要形狀 
(5)外殼部 
  用來保護速動機構(gòu)和接點。外殼材料主要分為可循環(huán)利用的熱可塑性樹脂以及不可循環(huán)利用的熱固性樹脂。一般使用熱可塑性樹脂,如果需要具備機械強度、耐熱性和阻燃性,則使用熱固性樹脂外殼。 
主要使用示例 
<檢查開關> 
■復印機和打印機蓋子的開關檢查 
  利用開關檢查蓋子是否正確設置,從而正確**地啟動復印機和打印機。利用配備了高形狀自由度致動器的小尺寸微動開關,通過調(diào)整按動力和行程,來準確檢查有限空間內(nèi)的蓋子的動作。 
■洗碗機和洗衣機蓋子的開關檢查 
  利用開關檢查蓋子是否正確設置,從而正確**地啟動洗碗機和洗衣機。這類產(chǎn)品的開關容易沾水,因此使用具備防水性能的產(chǎn)品。 
<運行開關> 
■鼠標的運行輸入 
  用于人工運行輸入個人電腦的用途。運行開關時的觸感(按動力、行程)、聲音和耐久性等是選擇要素。

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