微型开关 |
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| 申请号 | CN201510073971.3 | 申请日 | 2015-02-12 | 公开(公告)号 | CN104851723A | 公开(公告)日 | 2015-08-19 |
| 申请人 | 德昌电机(深圳)有限公司; | 发明人 | M·科普塞尔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种微型 开关 ，包括 外壳 、安装到所述外壳内的开关机构和用于操作所述开关机构的执行元件。所述外壳包括开关 基座 (1)和固定到所述开关基座(1)的开关盖体(2)。所述开关盖体(2)安装带所述开关基座(1)的顶部。所述开关盖体(2)与所述执行元件是一体式的整体组件。优选地，所述开关盖体(2)和所述执行元件注塑为一个整体。本发明不需要对开关外壳与执行元件之间的连接进行密封处理。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种微型开关，包括： |
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| 说明书全文 | 微型开关【技术领域】 [0002] 很多应用领域要求开关在各种复杂环境条件下都具有可靠的性能，尤其是机动车、航海、医疗和工业等领域。气流、外部介质、水压导致的压力，水下或被液体覆盖的环境下进行开关操作，都很可能导致开关内部未受保护的组件受损。 [0004] 原则上，开关内部应当与外部媒介隔开，盖体起到这样的作用。但是，当执行元件穿过盖体时，就会有问题了，因为在这个穿过位置形成了薄弱点。通常会使用波纹管之类的密封件去密封执行元件与盖体的连接处，但是，这些密封件依然会泄露，尤其在长期使用之后。【发明内容】 [0005] 本发明的目的是提供一种密封的防止外部介质侵入的微型开关。 [0006] 为此，本发明将传统开关的执行元件、波纹管以及盖体结合成单件一体式的多功能盖体，所述多功能盖体以材料粘合的方式连接到开关基座，从而密封了两者之间的连接。导电连接件(例如端子)穿过开关基座，且穿过位置也被密封。 [0007] 本发明消除了传统微型开关的存在于执行柱塞、波纹管和盖体之间的外部介质侵入渠道。本发明的具有执行元件的盖体由于其形状且具有弹性，能够满足长期使用时必需开关行程。 [0008] 开关盖体的形状可根据使用的硬材料或软材料而适应变化。一般而言，硬材料本身更适合进行后续的处理，尤其是电路连接件的密封处理，例如在生产设计阶段使用塑料浇注到连接件从而形成盖体。 [0009] 硬材料制成的一体式的整体开关盖体可用于跳动式开关，因为跳动式开关只需要较短的执行行程就能进行开关切换。 [0010] 本发明中，开关盖体和执行元件形成单件一体式组件，消除了开关盖体与执行元件之间存在泄露的可能性，从而不需要使用传统的波纹管去密封。因为执行元件集成到开关盖体并组成一体式组件，开关盖体也参与驱动微型开关内部的接触件，例如，执行元件移动时开关盖体会局部内凹以配合执行元件的移动。 [0011] 作为一种优选方案，执行元件是注塑到开关盖体的柱塞。由此可见，虽然柱塞与开关盖体形成一体式整体，但是柱塞依然能作为执行元件。柱塞主要用于传递力量，尤其是沿着其中心轴向传递力量，例如，传递用于操作开关机构的力。因为柱塞结合到盖体，因此柱塞移动时盖体也会动，优选地，使用弹性材料制造盖体。在一些情况下，柱塞相对小的位移就能导致开关机构的开关切换，尤其是跳动式开关。因此，可以使用硬材料制造该种具有柱塞的盖体。 [0012] 作为一种优选方案，开关盖体包括若干面板，柱塞成型于其中一个面板，该种设计中得到一个具有柱塞的面板。该具有柱塞的面板可以比其他面板更薄，从而具有更大的弹性。此外，还可以对具有柱塞的面板的柱塞区域进行局部加厚，该加厚区作为加强件。通常，开关盖体近似于长方体，如此，具有柱塞的面板可以是开关盖体的顶板，柱塞垂直地穿过顶板，可包括位于顶板外侧的部分以及位于顶板内侧的部分。 [0013] 作为一种优选方案，使用软材料制造开关盖体，例如通过聚乙烯(PE-HD)、三元乙丙橡胶(EPDM)的弹性体制造。该种情况下，开关被驱动时，开关盖体整体上可能发生挠曲。替换地，可以使用硬材料制造开关盖体，例如含有玻璃纤维的尼龙(例如PA GF30，例如PA66GF30)。该种情况下，执行元件的行程较小，尤其适用于跳动式开关。 [0014] 作为一种优选方案，开关盖体和开关基座由相同或相近的材料制成。这样，开关盖体与开关基座的材料特性相同或相近，从而更有利于两者之间的材料粘合。该种方案消除了开关的两个薄弱点，其中一个薄弱点是柱塞进入开关内部插入点，另一个薄弱点是开关盖体与开关基座之间的接口。材料上的结合连接能够防水、防潮，从而将开关完整地密封起来。本方案消除了安装移动件必须的穿透位置。 [0015] 作为一种优选方案，使用胶水实现开关盖体和开关基座之间的结合连接。为此，以开口相对的方式将开关盖体、开关基座的连续接口表面扣装在一起，从而避免了胶粘过程中液体粘合剂渗透到开关内部。优选地，接触件穿过开关基座的位置也被胶粘密封。优选地，开关盖体与开关基座的胶粘处理、接触件与开关基座的胶粘处理同时进行。如此，接触件在开关基座的穿透位置也被密封了，从而消除了外部介质进入微型开关内部的各种可能途径。 [0016] 作为一种替换方案，通过熔接实现开关基座与开关盖体之间的材料粘合。 [0017] 作为一种优选方案，微型开关内部设置有用于限位柱塞的止挡件。如此，在开关操作中，即使不当使用，柱塞至多能移动到该止挡位，从而避免开关受损。 [0018] 作为一种优选方案，开关盖体是注塑成型件，注入口位于柱塞区域。如此，承载分子链会自柱塞区域以星形散布开，因为承载分子链自身会从注入口以星形散布。随后柱塞区域形成了开关执行元件的受力区，因为这种注塑成型的结构，所以本方案的开关盖体能承受更大的执行力。【附图说明】 [0019] 下面将结合说明书附图及实施例对本发明作进一步说明。说明书附图中，同一个结构、元件或部件通常使用相同的数字标记。各个组件之间尺寸关系通常是为了更好地显示，不一定要求各个组件按照该种大小比例关系。 [0020] 图1、图2和图3分别显示了本发明一个实施例提供的微型开关在不同开关阶段下的立体结构示意图，图1a、图2a和图3a分别对应显示图1至图3所示开关的一部分盖体被剖开的侧视图； [0021] 图4和图4a是本发明另一个实施例提供的微型开关的侧视图； [0022] 图5至图5b是图1所示的微型开关在不同开关阶段的立体示意图，其中，盖体已经处于闭合状态。【具体实施方式】 [0023] 参考图1至图3a，本实施例提供的微型开关包括开关基座1和开关盖体2。开关基座1具有开口向上的槽形结构。开关基座1的底部被接触件3穿过，接触件3伸到开关基座1外部的部分形成了开关的端子。开关盖体2大体上为长方体的形状，具有四个侧壁4和一个顶板5。基座1和盖体2形成开关的外壳，用于收容接触件3的一部分和其他开关组件6。 [0024] 如图1至图3a所示，本实施例的微型开关的开关盖体2是一体式整体结构。如图1所示，开关盖体2与柱塞7是一体式整体结构。柱塞7作为微型开关内的开关组件6的驱动元件。柱塞7包括向外伸出的部分以及向内伸出的部分。盖体2的柱塞7区域设有加强件8用于增加该区域的局部厚度，可选地，该加强件8还具有连接件8a用于连接柱塞7的向内伸出的部分以及盖体2的内壁。开关基座1设置有止挡件9，该止挡件9位于柱塞7的下方，使柱塞7能够向下移动到止挡件9的位置，如图3a所示。 [0025] 图2a显示了微型开关的开关点，此时，柱塞7尚未与止挡件9接触。柱塞7需要移动一段距离才抵达该开关点，例如移动0.25毫米。开关组件6被设置为一个跳动开关组件，开关组件6在该开关点跳到另一个接触件3。图3a则显示了柱塞7在更大的作用力驱动下继续前进与止挡件9接触的状态。 [0026] 图2至图3a显示了柱塞7的移动对开关盖体2的影响。柱塞7作为顶板5的一部分，在柱塞7的移动过程中，顶板5从如图1a所示的静止位置开始，经过如图2所示的开关点位置，并达到如图3a所示的终点位置，这个过程中，顶板5出现了越来越明显的内凹。 [0027] 在图4和图4a所示的实施例中，开关基座1和开关盖体2由软材料制成。由于柱塞7与开关盖体2为一体式整体结构，在柱塞7向内移动例如移动0.4毫米的时候(如图4a所示)，顶板5的局部出现了内凹。 [0028] 在图4和图4a所示的实施例中，开关仅仅具有两个接触件3，是常开开关。本实施例省略了常闭接触件以节省材料成本。盖体2内侧具有凸块5a，开关元件6在静止位置时抵顶到该凸块5a。凸块5a主要起到两个作用，其中一个作用是限定开关元件6不受外力作用下的静止位置，另一个作用是因为凸块5a离开关元件6的转动点较远，能够比较容易地限定开关元件6的静止位置，避免开关元件6在静止状态时对柱塞7施加过大的回复力。 [0029] 图5至图5b是图1至图3a所示的微型开关且盖体处于闭合状态的示意图。柱塞7从顶板5向上伸出，加强件8位于顶板的上表面。图5所示的阶段对应于如图1和图1a所示的静止位置，此时，顶板5是一个平面。在图5a中，顶板5已经内凹，该阶段与图2、图 2a所示的开关点位置对应。图5b中显示了顶板5的更多的变形，该阶段与图3、图3a所示的终点位置对应。 [0030] 开关基座1和开关盖体2之间材料粘合以密封开关外壳。可通过粘合剂或者熔接实现粘合。 [0031] 本发明的微型开关允许在水下或者在其他介质的覆盖下连续操作。高水压喷射(例如是高压清洗器产生的高压水)下也不会对微型开关的功能产生不良影响。该种微型开关结构简单，可称为新的赤裸开关(因为开关周围没有包裹保护结构)。该种开关足够坚固，能容忍不当使用导致的强作用力。该种开关结构简单，所以制造成本低。 [0032] 本发明的微型开关中，关键性的组件例如柱塞(执行元件)、波纹管(密封套)和盖体结合成一个单一整体式的组件(多功能盖体)。该多功能盖体结合到基座并密封结合处。优选地，通过粘合剂密封盖体与基座的连接。装配时，将盖体与基座以开口相对的方式扣压在一起，这样，在粘合处理时，液体的粘合剂不会进入开关内。该种粘合处理也适用于密封导电连接件(例如端子)对基座的穿透位置。如此，外部介质侵入开关的各种潜在路径都被消除了。 [0034] 在替换的方案中，可通过熔接实现粘合。激光熔接是优选的方案。 [0035] 一般而言，使用软材料和硬材料实施本设计时，是有区别的。本设计的多功能盖体应该能够适应软材料和硬材料。 [0036] 当盖体是软材料(例如聚乙烯(PE-HD)或者三元乙丙橡胶(EPDM)之类的弹性体)时，盖体具有多种有效的形状，使盖体能够作为执行元件的执行区域。甚至可以实现较大的执行行程。所有的软材料都不容易粘合，有些软材料甚至不能粘合。在生产时，电连接的密封通常受到浇注粘合剂或注塑的影响。因此，适用于本发明的盖体的软材料是很难找的。通常，需要进行额外的处理以激活软材料的表面以进行粘合处理。替换地，如上所述，可通过熔接的方式将盖体连接到基座。 [0037] 如果通过硬材料(例如PA66GF30)制造盖体，可通过减小顶板的厚度来获得弹性。薄壁的盒体结构是最好的。 [0038] 用于吸收开关执行元件的作用力的区域应当加强，以更好地接收作用力而不导致永久的变形。理想的是，如果是注塑件，注入点位于该区域。 [0039] 硬塑料通常易于粘合。硬的盖体材料更容易进行进一步的处理，尤其是生产时电气连接的密封采用浇注粘合剂或注塑处理。 [0040] 当盖体由硬材料制成时，开关系统应当具有较短的执行行程。本发明的开关尤其适用于仅仅需要短执行行程的跳动式开关。 |
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