上一篇中根據(jù)構造和使用目的對各種開關進行了分類。本篇就來介紹一下其中的檢測開關的代表——微動開關(圖1)。微動開關按目的分類屬于檢測開關,不過有時也作為操作開關使用。微動開關包括尺寸大小不一的多種產(chǎn)品,為眾多設備所采用。
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圖1: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,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,其外部有致動器,外形尺寸較小。
速動機構是指,與操作速度基本無關,在特定的操作位置瞬間切換接點的機械機構。利用該機構以規(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/關閉操作也基本能在同一位置切換接點,因此位置檢測誤差小,適用于要求高精度的用途。這也是具備速動機構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>
速動機構在操作時具有獨特的觸感和聲音,因此可以通過觸覺和聽覺確認操作。
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)。
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圖2:微動開關的種類(點擊放大) |
構造
微動開關的構造如圖3所示。主要構成要素為(1)致動器部、(2)速動機構部、(3)接點部、(4)端子部、(5)外殼部五種。下面按順序來介紹一下。
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圖3:微動開關的構造(點擊放大) |
(1)致動器部
用于將操作體等外力和動作傳遞到內(nèi)部機構。根據(jù)操作體的形狀和動作,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)品進行位置檢測。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測高速運行的凸輪等。
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圖4:致動器的主要形狀 |
(2)速動機構部
速動機構部由可動彈簧、可動片、共同端子及軸瓦等部件構成。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,常閉端子側的可動接點便移動到常開接點側。
要想理解該動作,最好想象一下底墊。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/關閉操作。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)。
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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)。
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圖6:端子的主要形狀 |
(5)外殼部
用來保護速動機構和接點。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
<檢測開關>
■復印機和打印機蓋子的開關檢測
利用開關檢測蓋子是否正確設置,從而正確安全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,通過調整按動力和行程,來準確檢測有限空間內(nèi)的蓋子的動作。
■洗碗機和洗衣機蓋子的開關檢測
利用開關檢測蓋子是否正確設置,從而正確安全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。
<操作開關>
■鼠標的操作輸入
用于人工操作輸入個人電腦的用途。操作開關時的觸感(按動力、行程)、聲音和耐久性等是選擇要素。(未完待續(xù))