全密封微動組合按鈕開關

程勇 吳榮華 凱林章

【摘 要】傳統密封按鈕開關在使用過程中若面板下處在潮濕或灰塵嚴重的環境中，易使開關內部積水或積灰導致接觸不良，從而引起開關失效。為避免這一現象，本文介紹了一種全密封微動組合按鈕開關，該按鈕開關通過運用微動開關單元進行組合，同時改進開關金屬外殼結構來實現全密封功能，確保開關在塵埃和潮濕的惡劣環境下保證正常工作的可靠性。

【關鍵詞】全密封;微動組合;接觸不良;按鈕開關

1 引言

按鈕開關是由與按鈕行程同一直線的推動力來驅動內部觸點轉換的開關。它是各類儀器、儀表、機電設備的控制臺及面板控制系統中的重要元件;其特點是安裝在工作進行中的機器、儀表中，大部分時間處于初始自由狀態的位置上，只有在外力的作用下轉換到第二種狀態（位置），當外力一旦去除，由于彈簧的作用，開關又回到初始位置。

傳統的密封按鈕開關在使用過程中若面板下處在潮濕或灰塵嚴重的環境中，易使開關內部積水或積灰導致接觸不良，從而引起開關失效，本文介紹了一種全密封微動組合按鈕開關，通過開關的結構改進來避免這一問題。

2 開關的結構組成

如圖1所示的全密封微動組合按鈕開關，包括外殼11、按柄14、壓簧15、基座21、微動開關單元23、扣鉚25;所述外殼11的頂蓋可上下移動，外殼11頂蓋下端固定有按柄14，按柄14外側設置有壓簧15，壓簧15上端固定于按柄14上端延伸結構、下端固定于外殼11內的延伸結構，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內底部固定有基座21，基座21內固定有微動開關單元23;所述外殼11頂蓋在最低位置時，推頭24壓動微動開關單元23，外殼11頂蓋在最高位置時，壓簧15處于自由狀態，且外殼11頂蓋與外殼11頂端齊平。

3 開關的工作原理

初始狀態下，開關的內部微動開關單元處于自由狀態，開關按鍵在內部壓簧的作用下處于初始位置。當按壓開關按鍵時，按鍵在外力的作用下向下運動，按鍵驅動內部壓簧壓縮，儲存勢能，同時，與按鍵相連的推塊同步向下運動，通過推塊按壓開關內部的微動開關單元，使微動開關內部觸點轉換來實現電路的切換。

當釋放開關按鍵時，按鍵在內部壓簧復位力的作用下，通過按鍵帶動內部推塊回到初始位置，微動開關單元內部觸點轉換，使電路回到初始狀態。開關的電路狀態圖如圖2所示：

4 開關關鍵結構和創新點

如圖1所示，作為減少磨損的進一步方案，外殼11的頂蓋和按柄14之間還設置有鋼球16，鋼球16數量為兩個，且鋼球16之間固定有彈簧。

作為確保可靠性的進一步方案，微動開關單元23數量為1-3個。

作為增強密封的進一步方案，外殼11的邊壁和頂蓋之間設置有內防水圈13。

作為增強密封的更進一步方案，外殼11邊壁頂部位置外側固定有外防水圈12，開關底部通過點環氧樹脂膠進行密封處理。

作為確保易維護、易生產的進一步方案，所述微動開關單元23通過底部的定位銷22固定。

我們常見的按鈕開關為慢性接觸式開關，接觸速度取決于按動速度，這種轉換機構開關斷開和接通瞬間觸點間容易拉弧，且開關同步性差。為增強開關的換向手感和開關的換向靈敏性，解決開關在工作中遇到的上述難題，我們在開關的按鍵中部設置了一個按鈕開關的瞬動凸跳機構，通過在按鍵內孔設置壓簧和鋼球，在開關外殼內壁處設置變直徑的凸跳臺，通過瞬動凸跳機構的運用，能使開關在操作過程中能瞬間換向，提高開關的換向靈敏性。

瞬動凸跳機構采用雙鋼珠瞬間彈跳的快速接觸方式實現開關通斷。初始狀態下，兩鋼珠在壓簧甲的彈力下，貼緊基座甲內側的斜面處，按動按鍵，在外殼凸跳臺的作用下，兩鋼珠向按鈕的中心移動，迫使壓簧收縮，同時兩鋼珠隨按鈕一起向下運動，當鋼珠越過凸跳臺時，在慣性作用下，按鍵瞬間快速向下運動，實現開關的快速導通，當外力消失后，在壓簧回彈力的作用下，按鈕帶推塊迅速回彈，促使微動開關單元電路的快速轉換。該結構保證了開關電路的快速轉換，降低了觸點對間拉弧現象，提高了微動開關單元的同步性。

5 結束語

本文介紹了該開關的總體結構，描述了開關實現全密封功能的關鍵技術和結構創新點，特別是開關設計過程中瞬動凸跳機構運用，保證了開關電路的快速轉換，降低了觸點對間拉弧現象，提高了微動開關單元的同步性，保證開關工作可靠。

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（作者單位：貴州振華華聯電子有限公司）