微型開關及其制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及電路的微型開關，更具體地，涉及微型開關的接觸件及其制造方法。【【背景技術】】
[0002]微型開關是電路的一部分，用于閉合和斷開電路。微型開關的觸點及其連接件由導電性能良好的材料制成。微型開關也是系統總成的一部分。在機動車中，微型開關用于關閉車門、引擎蓋、尾門、天窗等。該種類型的開關微控制由微處理器評估的電流。微型開關的主要性能參數是完成開關操作的時間，也稱為彈跳時間。為了保證可靠性，在不同操作狀態以及環境影響(例如溫度波動)下，彈跳時間應當很短，并且恒定。
[0003]影響彈跳時間的因素包括移動件的質量、跳動的速度、接觸表面的幾何結構、接觸表面的導電特性等。
[0004]德國專利文獻DE 10 2006 043 795 B3提供的方案中，接觸件具有空心的圓柱部，該種微型開關的上述接觸件在接觸到對置接觸件產生的振動(彈跳)很小(〈1ms)。與傳統的實心的接觸件相比，空心的設計能減小質量從而降低振動。兩根圓柱形接觸件大體上垂直，從而能夠得到點狀的觸點(在使用過程中變為平坦的橢圓)。即使接觸件的角度發生偏移，依然能維持較優的接觸。觸點的材料硬度高，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形成貴金屬層，以節省貴金屬材料。可用電鍍工藝尤其是電刷鍍工藝施加貴金屬層。為進一步節省貴金屬，僅僅其中一個觸點施加貴金屬層，在開關操作中，另一個觸點從對置觸點得到貴金屬層。該方案的缺點時，空心的接觸件制造成本高，工藝復雜，且在接觸件尺寸較小的情況下對材料特性要求很高。
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【發明內容】
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[0005]本發明的目的是減小開關彈跳時的振動，簡化開關的結構，使用更少的貴金屬，降低制造成本。此外，本發明還提供相應的制造方法。
[0006]本發明提供的微型開關的導電接觸件具有沿長度方向的延伸段，延伸段具有彎折部，彎折部的外表面為圓弧形，接觸區設置在該圓弧形的外表面上。
[0007]在本發明的一個優選方案中，在上述彎折部形成接觸區的第一拱形的基礎上，還在該彎折部形成接觸區的第二拱形。如此，接觸區形成兩個方向的拱形。該兩個拱形所在的平面互相垂直。可通過模壓工藝(embossing process)形成這些拱形。
[0008]在本發明的一個優選方案中，上述接觸件的特別形狀能夠與對置接觸件形成點狀接觸。點狀接觸能形成較大的壓強，以透過異質原子形成的外層。
[0009]在一個優選的方案中，由固體材料制成所述接觸件，優選地，通過沖壓件制成所述接觸件。沖壓件可以包括變窄的區域，從而在兩側形成肩膀，在沖壓之前可通過滾軋對應的“肩膀區”使其變硬。沖壓之后，可以通過模壓工藝形成上述兩個方向的拱形時，還能進一步增加接觸區的硬度。
[0010]在一個優選的方案中，對置接觸件具有平面接觸區，該平面接觸區用于接觸上述接觸件的彎折部，從而實現點狀的接觸，即使在發生了角度偏移的情況下依然保持較好的接觸。
[0011]在一個優選的方案中，在接觸區附加導電材料，該導電材料可以是貴金屬或者碳結構。對置接觸件位于兩個接觸件之間，可以是彈簧片的一部分。
[0012]在一個優選的方案中，對置接觸件是微型開關的移動件，而具有彎折部的接觸件是固定件。因此，微型開關具有最小化的移動質量。對置接觸件的平面接觸區質量很小。該設計盡可能地降低了機械沖擊，也降低了機械沖擊導致的振動。
[0013]在一個優選的方案中，具有平面接觸區的對置接觸件為平板狀。與弧形或其他復雜形狀相比，平面狀的接觸區更硬。因此，能夠獲得更高的跳動速度，降低了開關彈跳時間。與其他現有的結構相比，本設計最小化了移動件的質量，縮短了彈跳時間。接觸件、對置接觸件之間的點狀接觸設計，實現了理想的點狀接觸設計，即使在角度發生偏移的情況下也形成點狀接觸。
[0014]在制造方法方面，包括從導電材料沖壓出至少一個接觸件，通過模壓工藝形成接觸區，向接觸區涂覆液相的導電材料外層，將涂覆有導電材料外層的接觸件插入到開關殼體內。
[0015]在制造接觸件的過程中，從導電材料沖壓出具有彎折部的接觸件。隨后，模壓其接觸區，模壓過程中使彎折部彎折，同時圓弧狀處理接觸區的側面。液相的導電材料涂覆到接觸區之后，形成硬質的外層。隨著，將接觸件插入開關的殼體。接觸件和對置接觸件都安裝到開關殼體，對置接觸件可由柱塞驅動以改變開關狀態。
[0016]優選地，使用浸漬工藝對接觸件的接觸區進行涂覆/鍍層。例如，在電鍍池內使用貴金屬對接觸區進行電鍍。但是，也可以不適用電鍍池，例如，如果導電材料外層是碳的情況下就不需要電鍍池。接觸區具有導電材料層降低了觸點之間的電阻。
[0017]作為一種優選方案，為避免使用貴金屬，可使用碳層。優選地，使用改變了硬度的石墨或納米碳素。石墨是一種改進的具有二維結構碳。納米碳素是一種改進的具有三維堆成結構的碳。
[0018]作為一種優選方案，可基于溶解了碳的液體在接觸區附加碳層，例如在液體槽內附加，替換地，通過噴涂或印刷的方式實現。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]作為一種優選方案，通過噴涂印刷機施加石墨外層，可得到高強度的導電材料層。可用液體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的表面。
[0020]作為一種優選方案，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，以防止在機械沖擊下發生幾何結構的變化，以及避免相對運動導致的磨損。如此，在各種操作狀態、以及在使用過程中能保證恒定的接觸結構。
【【附圖說明】】
[0021]下面將結合說明書附圖及實施例對本發明作進一步說明。說明書附圖中，同一個結構、元件或部件通常使用相同的數字標記。各個組件之間尺寸關系通常是為了更好地顯示，不一定要求各個組件按照該種大小比例關系。
[0022]圖1是本發明提供的微型開關的局部剖視圖；
[0023]圖2和圖3分別是圖1所示微型開關的導電組