程勇 吳榮華 凱林章

【摘 要】傳統(tǒng)密封按鈕開關(guān)在使用過程中若面板下處在潮濕或灰塵嚴(yán)重的環(huán)境中，易使開關(guān)內(nèi)部積水或積灰導(dǎo)致接觸不良，從而引起開關(guān)失效。為避免這一現(xiàn)象，本文介紹了一種全密封微動(dòng)組合按鈕開關(guān)，該按鈕開關(guān)通過運(yùn)用微動(dòng)開關(guān)單元進(jìn)行組合，同時(shí)改進(jìn)開關(guān)金屬外殼結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)全密封功能，確保開關(guān)在塵埃和潮濕的惡劣環(huán)境下保證正常工作的可靠性。

【關(guān)鍵詞】全密封;微動(dòng)組合;接觸不良;按鈕開關(guān)

1 引言

按鈕開關(guān)是由與按鈕行程同一直線的推動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)內(nèi)部觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換的開關(guān)。它是各類儀器、儀表、機(jī)電設(shè)備的控制臺(tái)及面板控制系統(tǒng)中的重要元件;其特點(diǎn)是安裝在工作進(jìn)行中的機(jī)器、儀表中，大部分時(shí)間處于初始自由狀態(tài)的位置上，只有在外力的作用下轉(zhuǎn)換到第二種狀態(tài)（位置），當(dāng)外力一旦去除，由于彈簧的作用，開關(guān)又回到初始位置。

傳統(tǒng)的密封按鈕開關(guān)在使用過程中若面板下處在潮濕或灰塵嚴(yán)重的環(huán)境中，易使開關(guān)內(nèi)部積水或積灰導(dǎo)致接觸不良，從而引起開關(guān)失效，本文介紹了一種全密封微動(dòng)組合按鈕開關(guān)，通過開關(guān)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)來避免這一問題。

2 開關(guān)的結(jié)構(gòu)組成

如圖1所示的全密封微動(dòng)組合按鈕開關(guān)，包括外殼11、按柄14、壓簧15、基座21、微動(dòng)開關(guān)單元23、扣鉚25;所述外殼11的頂蓋可上下移動(dòng)，外殼11頂蓋下端固定有按柄14，按柄14外側(cè)設(shè)置有壓簧15，壓簧15上端固定于按柄14上端延伸結(jié)構(gòu)、下端固定于外殼11內(nèi)的延伸結(jié)構(gòu)，按柄14低端固定有推頭24;外殼11底端由扣鉚25密封，外殼11內(nèi)底部固定有基座21，基座21內(nèi)固定有微動(dòng)開關(guān)單元23;所述外殼11頂蓋在最低位置時(shí)，推頭24壓動(dòng)微動(dòng)開關(guān)單元23，外殼11頂蓋在最高位置時(shí)，壓簧15處于自由狀態(tài)，且外殼11頂蓋與外殼11頂端齊平。

3 開關(guān)的工作原理

初始狀態(tài)下，開關(guān)的內(nèi)部微動(dòng)開關(guān)單元處于自由狀態(tài)，開關(guān)按鍵在內(nèi)部壓簧的作用下處于初始位置。當(dāng)按壓開關(guān)按鍵時(shí)，按鍵在外力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，按鍵驅(qū)動(dòng)內(nèi)部壓簧壓縮，儲(chǔ)存勢(shì)能，同時(shí)，與按鍵相連的推塊同步向下運(yùn)動(dòng)，通過推塊按壓開關(guān)內(nèi)部的微動(dòng)開關(guān)單元，使微動(dòng)開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)電路的切換。

當(dāng)釋放開關(guān)按鍵時(shí)，按鍵在內(nèi)部壓簧復(fù)位力的作用下，通過按鍵帶動(dòng)內(nèi)部推塊回到初始位置，微動(dòng)開關(guān)單元內(nèi)部觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換，使電路回到初始狀態(tài)。開關(guān)的電路狀態(tài)圖如圖2所示：

4 開關(guān)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新點(diǎn)

如圖1所示，作為減少磨損的進(jìn)一步方案，外殼11的頂蓋和按柄14之間還設(shè)置有鋼球16，鋼球16數(shù)量為兩個(gè)，且鋼球16之間固定有彈簧。

作為確?？煽啃缘倪M(jìn)一步方案，微動(dòng)開關(guān)單元23數(shù)量為1-3個(gè)。

作為增強(qiáng)密封的進(jìn)一步方案，外殼11的邊壁和頂蓋之間設(shè)置有內(nèi)防水圈13。

作為增強(qiáng)密封的更進(jìn)一步方案，外殼11邊壁頂部位置外側(cè)固定有外防水圈12，開關(guān)底部通過點(diǎn)環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行密封處理。

作為確保易維護(hù)、易生產(chǎn)的進(jìn)一步方案，所述微動(dòng)開關(guān)單元23通過底部的定位銷22固定。

我們常見的按鈕開關(guān)為慢性接觸式開關(guān)，接觸速度取決于按動(dòng)速度，這種轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)開關(guān)斷開和接通瞬間觸點(diǎn)間容易拉弧，且開關(guān)同步性差。為增強(qiáng)開關(guān)的換向手感和開關(guān)的換向靈敏性，解決開關(guān)在工作中遇到的上述難題，我們?cè)陂_關(guān)的按鍵中部設(shè)置了一個(gè)按鈕開關(guān)的瞬動(dòng)凸跳機(jī)構(gòu)，通過在按鍵內(nèi)孔設(shè)置壓簧和鋼球，在開關(guān)外殼內(nèi)壁處設(shè)置變直徑的凸跳臺(tái)，通過瞬動(dòng)凸跳機(jī)構(gòu)的運(yùn)用，能使開關(guān)在操作過程中能瞬間換向，提高開關(guān)的換向靈敏性。

瞬動(dòng)凸跳機(jī)構(gòu)采用雙鋼珠瞬間彈跳的快速接觸方式實(shí)現(xiàn)開關(guān)通斷。初始狀態(tài)下，兩鋼珠在壓簧甲的彈力下，貼緊基座甲內(nèi)側(cè)的斜面處，按動(dòng)按鍵，在外殼凸跳臺(tái)的作用下，兩鋼珠向按鈕的中心移動(dòng)，迫使壓簧收縮，同時(shí)兩鋼珠隨按鈕一起向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鋼珠越過凸跳臺(tái)時(shí)，在慣性作用下，按鍵瞬間快速向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的快速導(dǎo)通，當(dāng)外力消失后，在壓簧回彈力的作用下，按鈕帶推塊迅速回彈，促使微動(dòng)開關(guān)單元電路的快速轉(zhuǎn)換。該結(jié)構(gòu)保證了開關(guān)電路的快速轉(zhuǎn)換，降低了觸點(diǎn)對(duì)間拉弧現(xiàn)象，提高了微動(dòng)開關(guān)單元的同步性。

5 結(jié)束語

本文介紹了該開關(guān)的總體結(jié)構(gòu)，描述了開關(guān)實(shí)現(xiàn)全密封功能的關(guān)鍵技術(shù)和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新點(diǎn)，特別是開關(guān)設(shè)計(jì)過程中瞬動(dòng)凸跳機(jī)構(gòu)運(yùn)用，保證了開關(guān)電路的快速轉(zhuǎn)換，降低了觸點(diǎn)對(duì)間拉弧現(xiàn)象，提高了微動(dòng)開關(guān)單元的同步性，保證開關(guān)工作可靠。

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