微型开关及其制造方法.pdf

本发明涉及电路的微型开关及其制造方法。该微型开关具有至少一个导电接触件。该接触件具有：沿长度方向的延伸段；形成于所述延伸段的弯折部，所述弯折部的至少一部分外侧表面是圆弧形；形成于所述外侧表面的接触区。该制造方法包括：从导电材料冲压出导电接触件，使所述导电接触件具有沿长度方向的延伸段；弯折所述延伸段以形成弯折部，所述弯折部的至少一部分外表面是圆弧形；通过模压工艺在所述圆弧形的外表面形成接触区。实施本发明能维持或改善开关的可靠性，并降低成本。

权利要求书1.  一种电路的微型开关，包括至少一个导电接触件，其特征在于，所述导电接触件包括：沿长度方向的延伸段；形成于所述延伸段的弯折部，所述弯折部的至少一部分的外表面是圆弧形；形成于所述圆弧形外表面的接触区。2.  如权利要求1所述的微型开关，其特征在于，所述弯折部形成沿所述延伸段的长度方向的第一拱形；形成所述接触区的外表面还形成沿所述延伸段的横向方向的第二拱形。3.  如权利要求1所述的微型开关，其特征在于，所述导电接触件由实心材料制成。4.  如权利要求3所述的微型开关，其特征在于，所述导电接触件是冲压件。5.  如权利要求1所述的微型开关，其特征在于，包括至少一个对置接触件，所述对置接触件具有平面的接触区与所述导电接触件的接触区配合。6.  如权利要求1至5中任意一项所述的微型开关，其特征在于，所述接触区附有导电材料层。7.  如权利要求5所述的微型开关，其特征在于，所述导电材料层是贵金属或碳。8.  如权利要求2所述的微型开关，其特征在于，还包括至少一个对置接触件，所述对置接触件具有平面的接触区，所述平面的接触区与所述导电接触件的接触区形成点状接触。9.  一种制造微型开关的方法，其特征在于：从导电材料冲压出导电接触件，使所述导电接触件具有沿长度方向的延伸段；弯折所述延伸段以形成弯折部，所述弯折部的至少一部分外表面是圆弧形；通过模压工艺在所述圆弧形的外表面形成接触区。10.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括使所述接触区的表面变成弧形，从而形成沿所述延伸段的横向方向的拱形。11.  如权利要求9所述的方法，其特征在于：将液相的导电材料施加到所述接触区；在所述导电材料硬化之后，将所述导电接触件插入到开关壳体。12.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，制造至少一个对置接触件，所述对置接触件具有平面的接触区；将液相的导电材料施加到所述平面的接触区。13.  如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，通过浸渍工艺或喷涂工艺将液相的导电材料涂到所述接触区。

说明书微型开关及其制造方法
【技术领域】
本发明涉及电路的微型开关，更具体地，涉及微型开关的接触件及其制造方法。
【背景技术】
微型开关是电路的一部分，用于闭合和断开电路。微型开关的触点及其连接件由导电性能良好的材料制成。微型开关也是系统总成的一部分。在机动车中，微型开关用于关闭车门、引擎盖、尾门、天窗等。该种类型的开关微控制由微处理器评估的电流。微型开关的主要性能参数是完成开关操作的时间，也称为弹跳时间。为了保证可靠性，在不同操作状态以及环境影响(例如温度波动)下，弹跳时间应当很短，并且恒定。
影响弹跳时间的因素包括移动件的质量、跳动的速度、接触表面的几何结构、接触表面的导电特性等。
德国专利文献DE 10 2006 043 795 B3提供的方案中，接触件具有空心的圆柱部，该种微型开关的上述接触件在接触到对置接触件产生的振动(弹跳)很小(<1ms)。与传统的实心的接触件相比，空心的设计能减小质量从而降低振动。两根圆柱形接触件大体上垂直，从而能够得到点状的触点(在使用过程中变为平坦的椭圆)。即使接触件的角度发生偏移，依然能维持较优的接触。触点的材料硬度高，是为了在重新成型为圆柱体后也具有较高的硬度。选择性地在空心圆柱部的接触区形成贵金属层，以节省贵金属材料。可用电镀工艺尤其是电刷镀工艺施加贵金属层。为进一步节省贵金属，仅仅其中一个触点施加贵金属层，在开关操作中，另一个触点从对置触点得到贵金属层。该方案的缺点时，空心的接触件制造成本高，工艺复杂，且在接触件尺寸较小的情况下对材料特性要求很高。
【发明内容】
本发明的目的是减小开关弹跳时的振动，简化开关的结构，使用更少的贵金属，降低制造成本。此外，本发明还提供相应的制造方法。
本发明提供的微型开关的导电接触件具有沿长度方向的延伸段，延伸段具有弯折部，弯折部的外表面为圆弧形，接触区设置在该圆弧形的外表面上。
在本发明的一个优选方案中，在上述弯折部形成接触区的第一拱形的基础上，还在该弯折部形成接触区的第二拱形。如此，接触区形成两个方向的拱形。该两个拱形所在的平面互相垂直。可通过模压工艺(embossing process)形成这些拱形。
在本发明的一个优选方案中，上述接触件的特别形状能够与对置接触件形成点状接触。点状接触能形成较大的压强，以透过异质原子形成的外层。
在一个优选的方案中，由固体材料制成所述接触件，优选地，通过冲压件制成所述接触件。冲压件可以包括变窄的区域，从而在两侧形成肩膀，在冲压之前可通过滚轧对应的“肩膀区”使其变硬。冲压之后，可以通过模压工艺形成上述两个方向的拱形时，还能进一步增加接触区的硬度。
在一个优选的方案中，对置接触件具有平面接触区，该平面接触区用于接触上述接触件的弯折部，从而实现点状的接触，即使在发生了角度偏移的情况下依然保持较好的接触。
在一个优选的方案中，在接触区附加导电材料，该导电材料可以是贵金属或者碳结构。对置接触件位于两个接触件之间，可以是弹簧片的一部分。
在一个优选的方案中，对置接触件是微型开关的移动件，而具有弯折部的接触件是固定件。因此，微型开关具有最小化的移动质量。对置接触件的平面接触区质量很小。该设计尽可能地降低了机械冲击，也降低了机械冲击导致的振动。
在一个优选的方案中，具有平面接触区的对置接触件为平板状。与弧形或其他复杂形状相比，平面状的接触区更硬。因此，能够获得更高的跳动速度，降低了开关弹跳时间。与其他现有的结构相比，本设计最小化了移动件的质量，缩短了弹跳时间。接触件、对置接触件之间的点状接触设计，实现了理想的点 状接触设计，即使在角度发生偏移的情况下也形成点状接触。
在制造方法方面，包括从导电材料冲压出至少一个接触件，通过模压工艺形成接触区，向接触区涂覆液相的导电材料外层，将涂覆有导电材料外层的接触件插入到开关壳体内。
在制造接触件的过程中，从导电材料冲压出具有弯折部的接触件。随后，模压其接触区，模压过程中使弯折部弯折，同时圆弧状处理接触区的侧面。液相的导电材料涂覆到接触区之后，形成硬质的外层。随着，将接触件插入开关的壳体。接触件和对置接触件都安装到开关壳体，对置接触件可由柱塞驱动以改变开关状态。
优选地，使用浸渍工艺对接触件的接触区进行涂覆/镀层。例如，在电镀池内使用贵金属对接触区进行电镀。但是，也可以不适用电镀池，例如，如果导电材料外层是碳的情况下就不需要电镀池。接触区具有导电材料层降低了触点之间的电阻。
作为一种优选方案，为避免使用贵金属，可使用碳层。优选地，使用改变了硬度的石墨或纳米碳素。石墨是一种改进的具有二维结构碳。纳米碳素是一种改进的具有三维堆成结构的碳。
作为一种优选方案，可基于溶解了碳的液体在接触区附加碳层，例如在液体槽内附加，替换地，通过喷涂或印刷的方式实现。液体的碳溶液附加到接触件之后，在溶剂气化之后就得到碳层。
作为一种优选方案，通过喷涂印刷机施加石墨外层，可得到高强度的导电材料层。可用液体过渡金属作为石墨的溶剂，在冷却过程中，石墨将以自组织的方式固定到接触区的表面。
作为一种优选方案，有上述制备方法制备的具有弯折部的接触件、具有平面接触区的接触件都具有较大的硬度，但是不同的接触件的硬度不同，以防止在机械冲击下发生几何结构的变化，以及避免相对运动导致的磨损。如此，在各种操作状态、以及在使用过程中能保证恒定的接触结构。
【附图说明】
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。
图1是本发明提供的微型开关的局部剖视图；
图2和图3分别是图1所示微型开关的导电组件在不同开关状态的示意图；
图4和图5分别是图1所示微型开关触脚的冲压的原型组件在不同制造阶段的示意图；
图6和图7分别是图1所示微型开关对置接触件的冲压的原型组件在不同制造阶段的示意图。
【具体实施方式】
参考图1，本实施例提供的微型开关大体上是长方体，包括槽状的下部或者基座1、安装到基座1的盖子或外壳2。微型开关1内部设置有接触件，例如接触件3和3’以及对置接触件4。本实施例中，接触件3和3’是固定的，对置接触件4是活动的。
参考图2和图3，接触件3和3’都具有沿长度方向延长的延伸段，接触件3和3’分别包括接触区5和5’位于各自的延伸段上，接触区5和5’在各自的长度方向上都具有弯折部，该弯折部形成了沿着长度方向上的第一拱形。该弯折部的外侧表面为圆弧形。进一步地，弯折部的外侧表面(即用于与对置接触件4相接触的接触面)还被弧形处理，从而形成横向(亦即宽度方向，垂直长度方向)的第二拱形。
为方便描述，下文将接触区5和5’分别称为上触点5和下触点5’。
对置接触件4具有平坦的接触区6，接触区6可与上触点5(如图2所示)、下触点5’(如图3所示)导电接触。对置接触件4装配有速动弹簧(snap-action spring)7，并安装到对应的弹簧座8。如上所述，因为接触区5的表面由两个对应的拱形形成，两拱形所在的平面相互垂直，因此，接触区5能够与接触区6形成点接触；接触区5’也能够与接触区6形成点接触。点接触能够保证两者之间的可靠接触。并且，即使对置接触件4的角度发生了偏宜，该种双拱形结构 也保证了两者之间依然形成点接触。
如图4和图5所示，接触件3由冲压组件制成。可从实心的片状导电原材例如铜片冲压出接触件3，可通过模压工艺形成接触区5。可通过模压工艺形成接触区5的两个弯折部(双拱形结构)。通过实心的材料冲压出接触件，能够有效地降低成本，并降低对材料硬度的要求。
接触区5镀有导电材料9，导电材料9可以是贵金属，或者含有碳。可通过浸渍、喷涂、印刷等方式施加导电材料9，优选地，通过喷射印刷机施加导电材料9。
接触区5’的制造方式与接触区5的相同。
参考图6和图7，对置接触件4也是冲压组件。对置接触件4的接触区6也镀有导电材料9。优选地，对置接触件4是片状的弹性导电体，例如黄铜片。
在本说明书和权利要求书中，“包括”、“包含”、“含有”“具有”等词语是开放式的意思表达，表示具有对应的部件或特点，但是没有排除其他的部件或特点。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。