TWI452591B

TWI452591B - Saving switching power of the micro switch

Info

Publication number: TWI452591B
Application number: TW101115917A
Authority: TW
Inventors: Ding Jie Fang; Gang Wei Liao
Original assignee: Zippy Tech Corp
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2014-09-11
Also published as: TW201346963A

Description

節省切換力量之微動開關

本發明係有關一種微動開關，尤指一種利用複數個槓桿以進行省力切換的微動開關。

微動開關是一種小型開關，開關外部裝設有任一種形狀的傳動軸，其接受不同的外力以促使開關動作。微動開關的特色在於具有微小接點間距和瞬動機構，能夠以規定的移動行程和作動力量來達到機械式的開閉，故常用來檢出機器移動時的位置狀態。

習知的微動開關，請參閱中華民國第592380號公告專利案所示，其係由一上蓋與一底座組合而成，該微動開關包括有一按鈕、一共同插腳、一開路插腳以及一固定於該共同插腳的導電彈片，該導電彈片的一端受壓於該按鈕，而該導電彈片的另一端同步下移而導通該共同插腳與該開路插腳，令該微動開關產生一切換訊號。上述專利案雖可達到切換迴路的功能，但是僅靠導電彈片承受下壓力道並提供彈力，在長時間的使用下，彈片因不斷上下擺動而導致疲勞甚而斷裂，使得微動開關無法維持正常運作。

為改善前述專利案之缺失，如圖1所示，中國實用新型第CN202110987號專利案公開一種可提升按壓次數的微動開關，其包含有一外殼1、複數個設置於該外殼1的導電端子2、一彈性件3、一導電彈片4與一按鈕5，該導電彈片4設有一受該按鈕5按壓的受壓部41、一介於複數個導電彈片4之間的接觸部42，以及連接該受壓部41與該接觸部42的至少一連接肋43。該彈性件3則連接該導電彈片4與該導電端子2，令該導電彈片4常態受該彈性件3支撐。該彈性件3提供該導電彈片4支撐力，令該導電彈片4可避免因上下擺動而導致疲勞甚而斷裂。藉由前述架構，導電彈片4的壽命能夠增加而提升微動開關所能承受的按壓次數。

該前案解決了導電彈片易產生疲勞而斷裂的缺失，使微動開關的按壓次數增加。然而，該前案仍有下述尚待改進的缺點：於該微動開關的作動過程中，按鈕5下壓該受壓部41而令該接觸部42隨著向下擺動，因導電彈片4具有一定的長度與厚度，按鈕5必須施以一較大的按壓力道，才可使該接觸部42擺動足夠的幅度而往復的切換不同連通狀態。欲降低切換所需的按壓力道，減小導電彈片4的厚度係其中一種解決方案，但該方案具有導電彈片4加工困難以及減少導電彈片4壽命的缺失。此外，接觸部42與導電彈片4接觸時常通有高電流，該高電流於該接觸部42與該導電彈片4的接觸面產生高熱而造成部分接觸部42熔融而黏著於該導電彈片4，此時，使用者須提供一足以令該接觸部42脫離該導電彈片4的力道才可使微動開關維持正常運作。因此，如何在克服黏著現象的先決條件下降低切換所需的按壓力道，仍係一尚待解決的問題。

然而，除增加微動開關的使用壽命、以及降低切換所需的按壓力道外，為製造各種不同精密度的機械，工業界對微動開關的規格要求亦大異其趣。如前所述，不同規格的微動開關具有特定的移動行程和作動力量。舉例來說，將彈片的厚度變薄即能夠降低作動力量，但該移動行程的大小牽涉到多種內部零件的組合，不可能改變單一零件即符合各種所需的規格。因此，製造商為因應不同移動行程的規格而常需開發出多種生產模具，使得生產成本的提高，因此，如何利用相同的生產模具而輕易改變微動開關的移動行程，也係一尚待解決的問題。

本發明之主要目的，在於降低切換所需的按壓力道，又能夠避免因黏著現象造成微動開關無法維持正常運作的缺失。

本發明之另一目的，在於解決因應不同微動開關規格而需開發出多種生產模具的缺失。

為達上述目的，本發明提供一種節省切換力量之微動開關，包括有一殼體、一配置於該殼體上的按壓件、一設置於該殼體內的作動件、以及一設置於該按壓件與該作動件之間的驅動組。該殼體內部具有一容置空間，並自該容置空間伸出至少一導電端子與一共同端子，該作動件於該共同端子的一側設有一壓觸部，而於該共同端子的另一側設有一導接部，該導接部包含有與該導電端子相接的一第一導電狀態以及未與該導電端子相接的一第二導電狀態；該按壓件包含有一受壓相對於該殼體內部往復於一原始位置與一受壓位置之間移動的位移行程；而該驅動組包含有分別旋轉地樞設於該殼體的一承力件與至少一相對該承力件具有一反向旋轉行程的傳動件，該承力件包含有一設置於該位移行程中的受力部與一連接該受力部的致動部，該傳動件包含有一連動於該致動部的連動部以及一連接該連動部的施力部，該受力部受壓於該按壓件而連動該施力部於該反向旋轉行程壓掣該壓觸部，令該壓觸部連動該導接部於該第一導電狀態與該第二導電狀態之間切換。

於一實施例中，該承力件包含有一分別連接該受力部與該致動部且旋轉地樞設於該殼體的軸轉部，該殼體包含有至少一設置於該殼體內的定位孔，而該軸轉部係一可旋轉地樞設於該定位孔的旋轉軸。

於一實施例中，該承力件包含有一分別連接該受力部與該致動部且旋轉地樞設於該殼體的軸轉部，該殼體包含有至少一設置於殼體內的定位軸，而該軸轉部係一可旋轉地套設於該定位軸的軸套。

於一實施例中，該傳動件包含有一分別連接該連動部與該施力部且旋轉地樞設於該殼體的軸轉部，該殼體包含有至少一設置於該殼體內的定位孔，而該軸轉部係一可旋轉地樞設於該定位孔的旋轉軸。

於一實施例中，該傳動件包含有一分別連接該連動部與該施力部且旋轉地樞設於該殼體的軸轉部，該殼體包含有至少一設置於殼體內的定位軸，而該軸轉部係一可旋轉地套設於該定位軸的軸套。

於一實施例中，該承力件的致動部耦合該傳動件的連動部。

於一實施例中，該殼體於該容置空間中對應該導電端子的下方設置有一第二導電端子，該導接部於該第二導電狀態與該第二導電端子相接。

於一實施例中，該按壓件包含有一按壓部以及一常態支撐該按壓部的彈性元件。

於一實施例中，該殼體包含有一供該按壓部往復移動的通道，且該按壓部的底部設置有至少一外徑大於該通道孔徑的限制段。

於一實施例中，該作動件包含有一以該共同端子為支點而推抵該導接部常態連接該導電端子的支撐部。

透過前述之技術方案，本發明節省切換力量之微動開關相較於習知技術的特點在於：

一、降低切換所需的按壓力量。本發明之按壓件透過該承力件與該傳動件充分運用槓桿原理，以將微弱的按壓力量放大至足以克服黏著而可維持正常切換作動的程度，令本發明微動開關之靈敏度提高，滿足精密機械的使用需求。

二、改變驅動組的規格即可製作出各種具有不同移動行程和作動力量的微動開關。本發明之按壓件的位移行程可藉由調整該驅動組的旋轉行程而改變，而該旋轉行程取決於眾多因子，諸如該承力件與該傳動件之間的距離、該承力件之受力部與致動部的長度、以及該傳動件之連動部與該施力部的長度，因此，欲製作出符合各種移動行程規格的微動開關，製造商不需重新開模，僅需調整前述影響該旋轉行程的因子。

1‧‧‧外殼

2‧‧‧導電端子

3‧‧‧彈性件

4‧‧‧導電彈片

41‧‧‧受壓部

42‧‧‧接觸部

43‧‧‧連接肋

5‧‧‧按鈕

10‧‧‧殼體

11‧‧‧座體

111‧‧‧容置空間

12‧‧‧共同端子

13‧‧‧第一導電端子

14‧‧‧第二導電端子

15‧‧‧作動件

151‧‧‧壓觸部

152‧‧‧導接部

153‧‧‧支撐部

16‧‧‧通道

17‧‧‧定位軸

17a‧‧‧定位孔

18‧‧‧蓋體

20‧‧‧按壓件

21‧‧‧按壓部

211‧‧‧限制段

22‧‧‧彈性元件

30‧‧‧驅動組

31‧‧‧承力件

311、311a‧‧‧軸轉部

312‧‧‧受力部

313‧‧‧致動部

32‧‧‧傳動件

321、321a‧‧‧軸轉部

322‧‧‧連動部

323‧‧‧施力部

圖1，係習知微動開關之結構配置正視圖。

圖2，係本發明一實施例之結構配置示意圖。

圖3，係本發明一實施例之結構分解示意圖。

圖4，係本發明一實施例之結構配置正視圖。

圖5，係本發明一實施例之作動示意圖。

圖6，係本發明另一實施例之結構分解示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：請參閱『圖2』及『3圖』所示，係本發明一實施例之結構配置示意圖及結構分解示意圖，如圖所示：本發明揭露一種節省切換力量之微動開關，主要包括有一殼體10與一配置於該殼體10上的按壓件20，該殼體10包含有一座體11以及一蓋合該座體11的蓋體18，其中，該座體11內部具有一容置空間111，且由該容置空間111伸出一共同端子12與一第一導電端子13，且該座體11於該容置空間111中對應該第一導電端子13的下方更設置有一第二導電端子14，於本實施例中，該微動開關的接觸形式種類為雙投型，亦即，複數個與外部電路電性連接的端子包括有一共同端子、一常時閉路端子與一常時開路端子，但並不用以限定本發明。舉例來說，常閉型以及常開型亦是可行的實施態樣。該殼體10除了包含有上述構件外，更包含有一接設於該共同端子12的作動件15，以及一設置於該按壓件20與該作動件15之間的驅動組30。該按壓件20包含有一按壓部21與一彈性元件22，而該殼體10相對應地包含有一供該按壓件20往復移動的通道16，該彈性元件22常態支撐該按壓部21，並於該按壓部21受壓時呈壓縮狀態而蓄積復推力，令該按壓件20相對於該殼體10內部具有一受壓而在該通道16內於一原始位置與一受壓位置之間往復移動的位移行程。為避免該按壓件20脫離該殼體10，該按壓部21的底部設置有一外徑大於該通道16孔徑的限制段211。於本實施例中，該第一導電端子13係一常時閉路端子，該第二導電端子14係一常時開路端子，但並不用以限定本發明。

請一併參閱『圖4』所示，係本發明一實施例之結構配置正視圖，如圖所示，該殼體10具有二設置於該殼體10內的定位軸17，該驅動組30包含有分別旋轉地樞設於該殼體10的一承力件31，以及至少一相對該承力件31具有一反向旋轉行程的傳動件32，該承力件31包含有一設置於該位移行程中受力部312、一連接該受力部312的致動部313、以及一分別連接該受力部312與該致動部313且旋轉地軸設於該殼體10的軸轉部311，而該傳動件32則包含有一連動於該致動部313的連動部322、一連接該連動部322的施力部323、以及一分別連接該連動部322與該施力部323且旋轉地軸設於該殼體10的軸轉部321。較佳地，該承力件31的致動部313耦合該傳動件32的連動部322，但於其他可行的實施態樣中，該承力件31與該傳動件32並未直接耦合，而係透過設置於承力件31與該傳動件32之間的傳動元件(圖中未示)連動該致動部313與該連動部322，舉例來說，該傳動元件可為一齒輪組。更進一步，於本實施例中，該作動件15於靠近該共同端子12的一側設有一壓觸部151，而該作動件15於遠離該共同端子12的另一側設有一導接部152，該作動件15更包含有一支撐部153，該支撐部153以該共同端子12為支點而推抵該導接部152常態連接該第一導電端子13。需注意的是，於本發明的實施例中，該殼體10內設置有二定位軸17，而該軸轉部311、321係可旋轉地套設於該定位軸17的軸套。但於其他可供替代的實施例中，請參閱『圖6』，係本發明另一實施例之結構分解示意圖，如圖所示，該殼體10包含有一設置於該殼體10內的定位孔17a，而該軸轉部311a、321a係一可旋轉地樞設於該定位孔17a的旋轉軸，其餘元件的配置架構與前述實施例相同，故並不多加贅述。

請復參閱『圖4』，當按壓部21未受壓下移，該彈性元件22提供彈力推抵該受力部312向上而令該致動部313遠離該連動部322，該連動部322未受該致動部313的連動而使該傳動件32的施力部323未接觸或輕觸該作動件15的壓觸部151，此時，該作動件15的支撐部153以該共同端子12為支點而提供彈力推抵該導接部152常態連接該第一導電端子13，令該共同端子12與該第一導電端子13導通而構成一第一導電狀態。於本實施例中，該第二導電端子14為該常時閉路端子，因此，於該第一導電狀態，該微動開關並未產生一切換訊號輸出至後端的負載。

請參閱『圖5』，係本發明一實施例之作動示意圖，當該按壓部21由該原始位置受壓下移至該受壓位置，設置於該位移行程中的受力部312被該按壓部21壓掣下移而壓縮該彈性元件22，該致動部313受到該受力部312的連動而以該軸轉部311為軸點逆時鐘旋轉，進而該致動部313上移而向上推抵該連動部322，此時，該施力部323受到該連動部322的連動而以該軸轉部321為軸點順時鐘旋轉，進而壓掣該壓觸部151下移，因為該壓掣力道大於該支撐部153所提供的向下彈力，該導接部152亦跟著該壓觸部151下移，此時，該導接部152脫離該第一導電端子13而連接第二導電端子14，令該共同端子12與該第二導電端子14導通而構成一第二導電狀態。就整體觀之，該承力件31受壓於該按壓部21而具有一順時鐘旋轉的旋轉行程，而該傳動件32相對於該承力件31具有一逆時鐘旋轉的反向旋轉行程，該受力部312受壓於該按壓部21而連動該施力部323於該反向旋轉行程壓掣該壓觸部151，令該壓觸部151連動該導接部152於該第一導電狀態與該第二導電狀態之間切換。於本實施例中，該第二導電端子14為該常時開路端子，因此，於該第二導電狀態，該微動開關將產生一切換訊號輸出至後端的負載。

前述『圖4』與『圖5』所描述的作動機制可以運用雙槓桿原理加以理解。該承力件31作為一第一槓桿係以該軸轉部311為支點而該受力部312與該致動部313則為分別位於支點兩端的施力臂，該傳動件32作為一第二槓桿係以該軸轉部321為支點而該連動部322與該施力部323則為分別位於支點兩端的施力臂，該致動部313耦合該連動部322而令該第一槓桿與該第二槓桿可互相連動。藉由調整二槓桿的施力臂長度，使用者能夠設計出省力的微動開關。舉例來說，若該受力部312的長度遠大於該施力部323，則因為該第一槓桿與該第二槓桿互相耦合而具有相同力矩的物理原理，施加於該受力部312的力量可於該施力部323產生加乘的效果，因此，僅需以微小地力量壓掣該按壓部21，該施力部323即具有一放大的力量壓掣該壓觸部151而帶動該導接部152上下擺動，藉此，微動開關即能夠在克服黏著現象的先決條件下，順利的降低切換所需的按壓力道。

此外，因為本發明之按壓部21係利用由該承力件31與該傳動件32所組成的驅動組30而驅使該導接部152上下擺動，該按壓部21於該通道16中的位移行程可藉由調整該驅動組30的旋轉行程而改變，而追根究底，該驅動組30的旋轉行程係取決於眾多因子，諸如：該承力件31與該傳動件32之間的距離、該承力件31之受力部312與致動部313的長度、以及該傳動件32之連動部322與該施力部323的長度，因此，欲符合各種微動開關的移動行程，製造商不需重新開模，僅需調整前述影響該旋轉行程的因子，即可製作出各種不同規格的微動開關。

綜上所述，本發明節省切換力量之微動開關在該按壓件與該作動件之間設置有一驅動組，該驅動組包含有分別旋轉地樞設於該殼體的一承力件與至少一相對該承力件具有一反向旋轉行程的傳動件。該承力件包含有一設置於該位移行程中的受力部與一連接該受力部的致動部，該傳動件包含有一連動於該致動部的連動部以及一連接該連動部的施力部。透過前述架構，該按壓件得以利用該驅動組驅使該導接部於一第一導電狀態與一第二導電狀態之間切換。相較於習知技術，本發明運用槓桿原理設計出可省力切換的微動開關，使本發明可利用微弱的切換力量即可達到開關切換的目的。此外，藉由任意變化驅動組的規格，製造商能夠製造出各種具有不同移動行程和作動力量的微動開關，以滿足各種特殊的使用需求。

因此，本發明極具進步性及符合申請發明專利之要件，爰依法提出申請，祈鈞局早日賜准專利，實感德便。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。