微型開關(guān)及其制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路的微型開關(guān)，更具體地，涉及微型開關(guān)的接觸件及其制造方法?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]微型開關(guān)是電路的一部分，用于閉合和斷開電路。微型開關(guān)的觸點(diǎn)及其連接件由導(dǎo)電性能良好的材料制成。微型開關(guān)也是系統(tǒng)總成的一部分。在機(jī)動(dòng)車中，微型開關(guān)用于關(guān)閉車門、引擎蓋、尾門、天窗等。該種類型的開關(guān)微控制由微處理器評(píng)估的電流。微型開關(guān)的主要性能參數(shù)是完成開關(guān)操作的時(shí)間，也稱為彈跳時(shí)間。為了保證可靠性，在不同操作狀態(tài)以及環(huán)境影響(例如溫度波動(dòng))下，彈跳時(shí)間應(yīng)當(dāng)很短，并且恒定。
[0003]影響彈跳時(shí)間的因素包括移動(dòng)件的質(zhì)量、跳動(dòng)的速度、接觸表面的幾何結(jié)構(gòu)、接觸表面的導(dǎo)電特性等。
[0004]德國(guó)專利文獻(xiàn)DE 10 2006 043 795 B3提供的方案中，接觸件具有空心的圓柱部，該種微型開關(guān)的上述接觸件在接觸到對(duì)置接觸件產(chǎn)生的振動(dòng)(彈跳)很小(〈1ms)。與傳統(tǒng)的實(shí)心的接觸件相比，空心的設(shè)計(jì)能減小質(zhì)量從而降低振動(dòng)。兩根圓柱形接觸件大體上垂直，從而能夠得到點(diǎn)狀的觸點(diǎn)(在使用過程中變?yōu)槠教沟臋E圓)。即使接觸件的角度發(fā)生偏移，依然能維持較優(yōu)的接觸。觸點(diǎn)的材料硬度高，是為了在重新成型為圓柱體后也具有較高的硬度。選擇性地在空心圓柱部的接觸區(qū)形成貴金屬層，以節(jié)省貴金屬材料?？捎秒婂児に囉绕涫请娝㈠児に囀┘淤F金屬層。為進(jìn)一步節(jié)省貴金屬，僅僅其中一個(gè)觸點(diǎn)施加貴金屬層，在開關(guān)操作中，另一個(gè)觸點(diǎn)從對(duì)置觸點(diǎn)得到貴金屬層。該方案的缺點(diǎn)時(shí)，空心的接觸件制造成本高，工藝復(fù)雜，且在接觸件尺寸較小的情況下對(duì)材料特性要求很高。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是減小開關(guān)彈跳時(shí)的振動(dòng)，簡(jiǎn)化開關(guān)的結(jié)構(gòu)，使用更少的貴金屬，降低制造成本。此外，本發(fā)明還提供相應(yīng)的制造方法。
[0006]本發(fā)明提供的微型開關(guān)的導(dǎo)電接觸件具有沿長(zhǎng)度方向的延伸段，延伸段具有彎折部，彎折部的外表面為圓弧形，接觸區(qū)設(shè)置在該圓弧形的外表面上。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案中，在上述彎折部形成接觸區(qū)的第一拱形的基礎(chǔ)上，還在該彎折部形成接觸區(qū)的第二拱形。如此，接觸區(qū)形成兩個(gè)方向的拱形。該兩個(gè)拱形所在的平面互相垂直?？赏ㄟ^模壓工藝(embossing process)形成這些拱形。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案中，上述接觸件的特別形狀能夠與對(duì)置接觸件形成點(diǎn)狀接觸。點(diǎn)狀接觸能形成較大的壓強(qiáng)，以透過異質(zhì)原子形成的外層。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選的方案中，由固體材料制成所述接觸件，優(yōu)選地，通過沖壓件制成所述接觸件。沖壓件可以包括變窄的區(qū)域，從而在兩側(cè)形成肩膀，在沖壓之前可通過滾軋對(duì)應(yīng)的“肩膀區(qū)”使其變硬。沖壓之后，可以通過模壓工藝形成上述兩個(gè)方向的拱形時(shí)，還能進(jìn)一步增加接觸區(qū)的硬度。
[0010]在一個(gè)優(yōu)選的方案中，對(duì)置接觸件具有平面接觸區(qū)，該平面接觸區(qū)用于接觸上述接觸件的彎折部，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)狀的接觸，即使在發(fā)生了角度偏移的情況下依然保持較好的接觸。
[0011]在一個(gè)優(yōu)選的方案中，在接觸區(qū)附加導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料可以是貴金屬或者碳結(jié)構(gòu)。對(duì)置接觸件位于兩個(gè)接觸件之間，可以是彈簧片的一部分。
[0012]在一個(gè)優(yōu)選的方案中，對(duì)置接觸件是微型開關(guān)的移動(dòng)件，而具有彎折部的接觸件是固定件。因此，微型開關(guān)具有最小化的移動(dòng)質(zhì)量。對(duì)置接觸件的平面接觸區(qū)質(zhì)量很小。該設(shè)計(jì)盡可能地降低了機(jī)械沖擊，也降低了機(jī)械沖擊導(dǎo)致的振動(dòng)。
[0013]在一個(gè)優(yōu)選的方案中，具有平面接觸區(qū)的對(duì)置接觸件為平板狀。與弧形或其他復(fù)雜形狀相比，平面狀的接觸區(qū)更硬。因此，能夠獲得更高的跳動(dòng)速度，降低了開關(guān)彈跳時(shí)間。與其他現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)相比，本設(shè)計(jì)最小化了移動(dòng)件的質(zhì)量，縮短了彈跳時(shí)間。接觸件、對(duì)置接觸件之間的點(diǎn)狀接觸設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了理想的點(diǎn)狀接觸設(shè)計(jì)，即使在角度發(fā)生偏移的情況下也形成點(diǎn)狀接觸。
[0014]在制造方法方面，包括從導(dǎo)電材料沖壓出至少一個(gè)接觸件，通過模壓工藝形成接觸區(qū)，向接觸區(qū)涂覆液相的導(dǎo)電材料外層，將涂覆有導(dǎo)電材料外層的接觸件插入到開關(guān)殼體內(nèi)。
[0015]在制造接觸件的過程中，從導(dǎo)電材料沖壓出具有彎折部的接觸件。隨后，模壓其接觸區(qū)，模壓過程中使彎折部彎折，同時(shí)圓弧狀處理接觸區(qū)的側(cè)面。液相的導(dǎo)電材料涂覆到接觸區(qū)之后，形成硬質(zhì)的外層。隨著，將接觸件插入開關(guān)的殼體。接觸件和對(duì)置接觸件都安裝到開關(guān)殼體，對(duì)置接觸件可由柱塞驅(qū)動(dòng)以改變開關(guān)狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選地，使用浸漬工藝對(duì)接觸件的接觸區(qū)進(jìn)行涂覆/鍍層。例如，在電鍍池內(nèi)使用貴金屬對(duì)接觸區(qū)進(jìn)行電鍍。但是，也可以不適用電鍍池，例如，如果導(dǎo)電材料外層是碳的情況下就不需要電鍍池。接觸區(qū)具有導(dǎo)電材料層降低了觸點(diǎn)之間的電阻。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，為避免使用貴金屬，可使用碳層。優(yōu)選地，使用改變了硬度的石墨或納米碳素。石墨是一種改進(jìn)的具有二維結(jié)構(gòu)碳。納米碳素是一種改進(jìn)的具有三維堆成結(jié)構(gòu)的碳。
[0018]作為一種優(yōu)選方案，可基于溶解了碳的液體在接觸區(qū)附加碳層，例如在液體槽內(nèi)附加，替換地，通過噴涂或印刷的方式實(shí)現(xiàn)。液體的碳溶液附加到接觸件之后，在溶劑氣化之后就得到碳層。
[0019]作為一種優(yōu)選方案，通過噴涂印刷機(jī)施加石墨外層，可得到高強(qiáng)度的導(dǎo)電材料層?？捎靡后w過渡金屬作為石墨的溶劑，在冷卻過程中，石墨將以自組織的方式固定到接觸區(qū)的表面。
[0020]作為一種優(yōu)選方案，有上述制備方法制備的具有彎折部的接觸件、具有平面接觸區(qū)的接觸件都具有較大的硬度，但是不同的接觸件的硬度不同，以防止在機(jī)械沖擊下發(fā)生幾何結(jié)構(gòu)的變化，以及避免相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的磨損。如此，在各種操作狀態(tài)、以及在使用過程中能保證恒定的接觸結(jié)構(gòu)。
【【附圖說明】】
[0021]下面將結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。說明書附圖中，同一個(gè)結(jié)構(gòu)、元件或部件通常使用相同的數(shù)字標(biāo)記。各個(gè)組件之間尺寸關(guān)系通常是為了更好地顯示，不一定要求各個(gè)組件按照該種大小比例關(guān)系。
[0022]圖1是本發(fā)明提供的微型開關(guān)的局部剖視圖；
[0023]圖2和圖3分別是圖1所示微型開關(guān)的導(dǎo)電組