开关技术讲座（2）：微动开关的基础

　　上一篇中根据构造和使用目的对各种开关进行了分类。本篇就来介绍一下其中的检测开关的代表——微动开关（图1）。微动开关按目的分类属于检测开关，不过有时也作为操作开关使用。微动开关包括尺寸大小不一的多种产品，为众多设备所采用。

　　

　　图1：微动开关

　　微动开关的定义

　　微动开关由日本电控设备工业会（NECA）定义如下。

　　具有微小的接点间隔和速动（Snap Action）机构，用外壳覆盖住以规定的动作和力进行开关动作的接点机构，其外部有致动器，外形尺寸较小。

　　速动机构是指，与操作速度基本无关，在特定的操作位置瞬间切换接点的机械机构。利用该机构以规定的动作和力进行动作的开关就是微动开关。

　　特点

　　＜尺寸虽小但可开关大电流＞

　　一般情况下，关闭电子电路时，接点间会产生名为弧光的火花。电流越大，越容易产生弧光，切换接点的速度越慢，弧光的持续时间越长，是导致接点劣化的因素。而微动开关的速动机构能瞬间切换接点，因此弧光持续时间短，尺寸虽小，却可用于电流较大的电路。

　　＜高精度＞

　　微动开关即使反复进行打开/关闭操作也基本能在同一位置切换接点，因此位置检测误差小，适用于要求高精度的用途。这也是具备速动机构的微动开关特有的优势。

　　＜耐久性＞

　　由于弧光持续时间短，接点受到的损伤也比较小，所以耐久性得到了提高。

　　＜触感和声音＞

　　速动机构在操作时具有独特的触感和声音，因此可以通过触觉和听觉确认操作。

　　种类

　　微动开关的尺寸分为普通型、小型、超小型和极超小型四种。（图2）。普通型微动开关用于大规模工业机械和设备，小型、超小型和极超小型微动开关用于业务设备及家电等。

　　还可以根据耐环境性分类。比如，包括具备密封功能的类型（密封型）和不具备的类型（普通型）。

　　

　　图2：微动开关的种类

　　构造

　　微动开关的构造如图3所示。主要构成要素为（1）致动器部、（2）速动机构部、（3）接点部、（4）端子部、（5）外壳部五种。下面按顺序来介绍一下。

　　

　　图3：微动开关的构造

　　（1）致动器部

　　用于将操作体等外力和动作传递到内部机构。根据操作体的形状和动作，区分使用多种形状的致动器。具有代表性的致动器形状包括针状柱塞型（Pin Plunger）、铰链杆型（Hinge lever）、滚轮式铰链杆型（Hinge roller lever）等（图4）。针状柱塞型用于以高精度对短行程产品进行位置检测。铰链杆型由于可获得大行程，因此自由度较高，可用于广泛用途。滚轮式铰链杆型适用于检测高速运行的凸轮等。

　　

　　图4：致动器的主要形状

　　（2）速动机构部

　　速动机构部由可动弹簧、可动片、共同端子及轴瓦等部件构成。向按钮开关施加力后，可动片上的可动弹簧的力就会增加，到达特定位置后，可动片瞬间向下方移动，常闭端子侧的可动接点便移动到常开接点侧。

　　要想理解该动作，最好想象一下底垫。将底垫弯曲后，按下拱起的部分，达到一定程度后，拱起的部分便凹进去了。速动机构部的动作就与这种底垫的动作十分相似。

　　（3）接点部

　　接点部是微动开关的心脏部，经由接点执行电路的打开/关闭操作。根据打开/关闭电路的电压和电流区分使用接点材料和形状。材料主要以金、银或者二者的合金，以及镀金或镀银材料为主。形状有横杆接点和铆钉接点等（图5）。

　　

　　图5：接点的主要形状

　　（4）端子部

　　连接开关和外部电路的部分。根据连接方法可以分类为带焊锡的端子、连接器端子、螺钉端子、印刷基板端子等（图6）。

　　

　　图6：端子的主要形状

　　（5）外壳部

　　用来保护速动机构和接点。外壳材料主要分为可循环利用的热可塑性树脂以及不可循环利用的热固性树脂。一般使用热可塑性树脂，如果需要具备机械强度、耐热性和阻燃性，则使用热固性树脂外壳。

　　主要使用示例

　　＜检测开关＞

　　■复印机和打印机盖子的开关检测

　　利用开关检测盖子是否正确设置，从而正确安全地启动复印机和打印机。利用配备了高形状自由度致动器的小尺寸微动开关，通过调整按动力和行程，来准确检测有限空间内的盖子的动作。

　　■洗碗机和洗衣机盖子的开关检测

　　利用开关检测盖子是否正确设置，从而正确安全地启动洗碗机和洗衣机。这类产品的开关容易沾水，因此使用具备防水性能的产品。

　　＜操作开关＞

　　■鼠标的操作输入

　　用于人工操作输入个人电脑的用途。操作开关时的触感（按动力、行程）、声音和耐久性等是选择要素。（未完待续...）