程勇 吴荣华 凯林章

【摘 要】传统密封按钮开关在使用过程中若面板下处在潮湿或灰尘严重的环境中，易使开关内部积水或积灰导致接触不良，从而引起开关失效。为避免这一现象，本文介绍了一种全密封微动组合按钮开关，该按钮开关通过运用微动开关单元进行组合，同时改进开关金属外壳结构来实现全密封功能，确保开关在尘埃和潮湿的恶劣环境下保证正常工作的可靠性。

【关键词】全密封;微动组合;接触不良;按钮开关

1 引言

按钮开关是由与按钮行程同一直线的推动力来驱动内部触点转换的开关。它是各类仪器、仪表、机电设备的控制台及面板控制系统中的重要元件;其特点是安装在工作进行中的机器、仪表中，大部分时间处于初始自由状态的位置上，只有在外力的作用下转换到第二种状态（位置），当外力一旦去除，由于弹簧的作用，开关又回到初始位置。

传统的密封按钮开关在使用过程中若面板下处在潮湿或灰尘严重的环境中，易使开关内部积水或积灰导致接触不良，从而引起开关失效，本文介绍了一种全密封微动组合按钮开关，通过开关的结构改进来避免这一问题。

2 开关的结构组成

如图1所示的全密封微动组合按钮开关，包括外壳11、按柄14、压簧15、基座21、微动开关单元23、扣铆25;所述外壳11的顶盖可上下移动，外壳11顶盖下端固定有按柄14，按柄14外侧设置有压簧15，压簧15上端固定于按柄14上端延伸结构、下端固定于外壳11内的延伸结构，按柄14低端固定有推头24;外壳11底端由扣铆25密封，外壳11内底部固定有基座21，基座21内固定有微动开关单元23;所述外壳11顶盖在最低位置时，推头24压动微动开关单元23，外壳11顶盖在最高位置时，压簧15处于自由状态，且外壳11顶盖与外壳11顶端齐平。

3 开关的工作原理

初始状态下，开关的内部微动开关单元处于自由状态，開关按键在内部压簧的作用下处于初始位置。当按压开关按键时，按键在外力的作用下向下运动，按键驱动内部压簧压缩，储存势能，同时，与按键相连的推块同步向下运动，通过推块按压开关内部的微动开关单元，使微动开关内部触点转换来实现电路的切换。

当释放开关按键时，按键在内部压簧复位力的作用下，通过按键带动内部推块回到初始位置，微动开关单元内部触点转换，使电路回到初始状态。开关的电路状态图如图2所示：

4 开关关键结构和创新点

如图1所示，作为减少磨损的进一步方案，外壳11的顶盖和按柄14之间还设置有钢球16，钢球16数量为两个，且钢球16之间固定有弹簧。

作为确保可靠性的进一步方案，微动开关单元23数量为1-3个。

作为增强密封的进一步方案，外壳11的边壁和顶盖之间设置有内防水圈13。

作为增强密封的更进一步方案，外壳11边壁顶部位置外侧固定有外防水圈12，开关底部通过点环氧树脂胶进行密封处理。

作为确保易维护、易生产的进一步方案，所述微动开关单元23通过底部的定位销22固定。

我们常见的按钮开关为慢性接触式开关，接触速度取决于按动速度，这种转换机构开关断开和接通瞬间触点间容易拉弧，且开关同步性差。为增强开关的换向手感和开关的换向灵敏性，解决开关在工作中遇到的上述难题，我们在开关的按键中部设置了一个按钮开关的瞬动凸跳机构，通过在按键内孔设置压簧和钢球，在开关外壳内壁处设置变直径的凸跳台，通过瞬动凸跳机构的运用，能使开关在操作过程中能瞬间换向，提高开关的换向灵敏性。

瞬动凸跳机构采用双钢珠瞬间弹跳的快速接触方式实现开关通断。初始状态下，两钢珠在压簧甲的弹力下，贴紧基座甲内侧的斜面处，按动按键，在外壳凸跳台的作用下，两钢珠向按钮的中心移动，迫使压簧收缩，同时两钢珠随按钮一起向下运动，当钢珠越过凸跳台时，在惯性作用下，按键瞬间快速向下运动，实现开关的快速导通，当外力消失后，在压簧回弹力的作用下，按钮带推块迅速回弹，促使微动开关单元电路的快速转换。该结构保证了开关电路的快速转换，降低了触点对间拉弧现象，提高了微动开关单元的同步性。

5 结束语

本文介绍了该开关的总体结构，描述了开关实现全密封功能的关键技术和结构创新点，特别是开关设计过程中瞬动凸跳机构运用，保证了开关电路的快速转换，降低了触点对间拉弧现象，提高了微动开关单元的同步性，保证开关工作可靠。

参考文献：

[1]赵松年.现代设计方法.机械工业出版社.1997

[2]杨旭.开关电源技术.机械工业出版社.2005

[3]闻邦椿. 机械设计手册. 机械工业出版社. 2010

[4]樊留锁;朱卫国副主编.机电控制技术.北京理工大学出版社.2014

（作者单位：贵州振华华联电子有限公司）