微型开关及其制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]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】】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
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【发明内容】
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[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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】】
[0021]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。
[0022]图1是本发明提供的微型开关的局部剖视图；
[0023]图2和图3分别是图1所示微型开关的导电组