CN101329971A - 开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关。该开关具备：壳体、固定接点和可动接点。固定接点被设入于壳体的内侧壁、并在表面具有第一金属层。可动接点被可动地收纳在壳体内、与固定接点弹性接触、在表面具有第二金属层。第一金属层、第二金属层具有光泽。

Description

开关

技术领域

本发明涉及主要用于机动车的制动踏板操作时的制动灯的点亮熄灭控制的车辆用开关。

背景技术

近年来，按压操作型的开关作为与制动踏板的操作相伴的制动灯的控制用的开关在多数车辆中使用。在该控制中，在脚踩下制动踏板时使制动灯点亮，在脚离开制动踏板时使制动灯熄灭。关于这样的现有按压开关(push switch)，使用图7进行说明。

图7是现有的按压开关的剖视图。开关10具有：壳体1、一对固定接点2、动作体3和可动接点4。绝缘树脂制的壳体1是箱形，其上面开口。固定接点2使用铜合金等形成为C字状或L字状。固定接点2相对地设入于壳体1的左右内侧壁。固定接点2的端子部2A从壳体1的底面突出。

绝缘树脂制的动作体3能够上下移动地收纳于壳体1内。可动接点4使用铜合金等形成为C字状。可动接点4在中间部由动作体3的下端保持。另外，可动接点4具有向左右延伸的臂部4A，在臂部4A稍稍挠曲的状态下，形成在前端的接点部4B与固定接点2弹性接触。通过该接触，一对固定接点2通过可动接点4电连接。

螺旋(线圈)状的弹簧5以稍稍挠曲的状态安装在动作体3的面和壳体1的底面之间，对动作体3向上方加载。罩体6，以动作体3的前端从设在罩体6的中央的中空筒部6A向上方突出的方式覆盖壳体1的开口部。开关10以与制动踏板联动的方式安装，用于制动灯的开(点亮)、关(熄灭)控制。

当使弹簧5压缩地向下方按压操作动作体3时，可动接点4向下方移动，因此接点部4B从固定接点2离开。通过该动作，一对固定接点2变为电切断的状态。

另一方面，当解除了对动作体3的按压力时，如图7所示，动作体3通过弹簧5的弹性复原力向上方移动，并且可动接点4的接点部4B与固定接点2弹性接触。因此，一对固定接点2变为通过可动接点4电连接的状态。

在具有这样的构造的开关10中，通常将可动接点4的接点部4B的对固定接点2的弹性接触力、所谓接触点压力设定在0.1～1N左右。另外，在制动灯中使用发光二极管等的情况下，在固定接点2与可动接点4之间，通电有DC 12～14V的电压、30～100mA左右的电流。

因此，在接点部4B与固定接点2接触/分离时，几乎不会产生电弧。因此，接点部4B与固定接点2几乎不会发生由该电弧所导致的磨损。但是，因为接点部4B以接触点压力0.1～1N左右的比较大的力与固定接点2弹性接触，所以如果反复按压擦操作，则接点部4B与固定接点2发生机械磨损。而且，如果反复按压操作、从接点部4B、固定接点2产生磨损粉末，则在接触/分离时产生微小的电弧，由于通电导致弹性接触的接点部4B与固定接点2的温度上升。其结果，促进了磨损。即，在例如反复十万次以上的操作的情况下，会有可动接点4、固定接点2的表面磨损、使电连接变得不稳定的情况。

作为对策，有将润滑脂、油等的润滑剂涂敷于可动接点4、固定接点2的方法。但是，如果反复按压操作、磨损粉末混入这些润滑剂中，则在接触/分离时产生电弧而加速了磨损。因此，在该方法中，在提高耐磨损性、长期维持稳定的电连接方面还是不够的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够以简易的构成实现可靠的电接触/分离的开关。本发明的开关，具有：壳体、固定接点和可动接点。固定接点设入(植设)于壳体的内侧壁，在表面具有第一金属层。可动接点可动地收纳在壳体内，与固定接点弹性接触，在表面具有第二金属层。第一金属层、第二金属层具有光泽。这样通过分别形成在固定接点和可动接点的表面的第一金属层、第二金属层，固定接点与可动接点顺畅地弹性接触滑动。因此，即便在长期反复进行开关的操作的情况下，第一金属层、第二金属层的磨损也会较少。因此，固定接点与可动接点能够在长期内可靠且稳定地进行电接触/分离。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的开关的剖视图。

图2是图1所示开关的分解立体图。

图3是图1所示的开关中的可动接点与固定接点的放大剖视图。

图4是图1所示的开关的操作时的剖视图。

图5A～图5C是图1所示的开关的操作时的局部侧视图。

图6是应用了图1所示的开关的制动踏板的侧视图。

图7是现有的开关的剖视图。

具体实施方式

图1是本发明的实施方式所涉及的开关的剖视图，图2是它的分解立体图，图3是该开关中的可动接点与固定接点的放大剖视图。开关20具有：壳体11、固定接点12和可动接点14。

壳体11是上面开口的大致箱型，为聚对苯二甲酸丁二醇酯、ABS等的绝缘树脂制。固定接点12具有大致C字状或大致L字状的形状，由磷青铜、黄铜等铜合金形成。多个固定接点12相对地设入(植设)于壳体11的左右内侧壁，并且固定接点12的端子部12A从壳体11的底面突出。固定接点12在表面具有第一金属层(以下称为金属层)31。

大致C字状的可动接点14由磷青铜、铍青铜等铜合金等形成。绝缘树脂制的动作体13能够上下动作地被收纳于壳体11内。即，动作体13能够直线移动。可动接点14的中间部由动作体13的下端保持，并且以向左右延伸的臂部14A稍稍挠曲的状态，形成在其前端的接点部14B与固定接点12弹性接触。即，左右的固定接点12通过可动接点14电连接。这样，可动接点14可动地收纳在壳体11内，与固定接点12弹性接触。可动接点14在表面具有第二金属层(以下称为金属层)41。

进而，开关20，具有弹性体即弹簧15、和罩体16。弹簧15由卷绕成螺旋状的钢、铜合金线形成。金属或绝缘树脂制的罩体16覆盖壳体11上面的开口部。弹簧15以稍稍挠曲的状态安装在动作体13的下面与壳体11的底面之间，对动作体13向上方加载。即，弹簧15在动作体13和壳体11之间沿动作体13的移动方向设置。动作体13的前端从设在罩体16的中央的中空筒部16A向上方突出。

金属层31、41具有光泽。具体而言，金属层31、41包括0.5μm以下的、优选0.2μm以下的均一粒径的金属粒子。作为这样的金属粒子，优选银粒子。但是，只要是具有耐磨损性的金属即可，没有必要限定为银。这样一来，形成例如硬度在100HV以上且在160HV以下的金属层31、41。因此，金属层31、41的平均表面粗糙度超过0μm且在0.5μm以下，更加优选在0.2μm以下。通过形成为这样的平均表面粗糙度，从而使金属层31、41具有光泽。

上述硬度，在JIS Z2244中被定义为维氏硬度。维氏硬度HV，根据用维氏压头在试验面压出压痕时的试验载荷F和压痕的对角线长度的平均值D，通过(1)式算出。

HV＝0.1891F/D²                                 (1)

另外，平均表面粗糙度在JIS B0601、JIS B0031中被定义。

另外，金属层31、41的厚度，优选0.05μm～100μm，更加优选1μm～50μm，进一步优选2μm～20μm。另外，进一步优选3μm～10μm。金属层31、41，能够通过例如镀敷形成。形成方法没有特别限定。例如，还可以使用金属熔敷等的方法形成。在刚刚形成后没有光泽的情况下，可以例如通过使用研磨剂进行表面研磨来进行表面加工，使得具有光泽。

另外，优选，在金属层31、41之下分别设有第一基底层32、第二基底层42(以下称为基底层32、42)。优选，基底层32、42也包括0.5μm以下的均一粒径的金属粒子。另外，进一步优选，由0.2μm以下的粒径的金属粒子形成。作为这样的金属粒子，能够使用硬度300～600HV的镍、硬度220HV左右的钯、硬度800HV左右的钌、铑、硬度280HV左右的白金、硬度100～300HV的金、或者钴、铁、铜、铱中的至少一种粒子。这样一来，例如基底层32、42的硬度在100HV以上且在1000HV以下，平均表面粗糙度在0.5μm以下、优选在0.2μm以下。这样一来，基底层32、42的硬度大于等于金属层31、41的硬度即可。

另外，基底层32、42的厚度的优选范围与金属层31、41的厚度的优选范围相同。

这样构成的开关20，如图6的侧视图所示，一般在动作体13的前端由臂21A按压的状态下被安装在机动车的制动踏板21的靠近身体一侧。另外，从壳体11的底面突出的端子部12A，通过连接器22、引线等与车辆的制动灯等、电子电路(没有图示)连接。

在没有踩下制动踏板的状态下，如图4的剖视图所示，动作体13使弹簧15压缩地被向下方按压操作。因此，可动接点14的接点部14B从固定接点12的侧面离开，左右的固定接点12变为电切断的状态。因此，制动灯熄灭。

接着，当踩下制动踏板21时，臂21A从动作体13的前端离开、按压力被解除，所以如图1所示，通过弹簧15的弹性复原力使动作体13向上方移动。因此，接点部14B与固定接点12侧面弹性接触，左右的固定接点12成为通过可动接点14电连接的状态。因此，制动灯点亮。

接着，使用图5A～图5C，说明在弹簧15的弹性复原力的作用下动作体13向上方移动时的状态变化。图5A～图5C，是图1所示的开关的操作时的局部侧视图。

如图5A所示，从可动接点14的接点部14B离开固定接点12的侧面的状态开始，动作体13利用弹簧15的弹性复原力向上方移动。于是，如图5B所示，可动接点14的臂部14A的下端与固定接点12的下端弹性接触。

之后，随着动作体13向上方移动，如图5C所示，并非臂部14A而是接点部14B与固定接点12的侧面接触。而且，接点部14B在固定接点12的侧面上弹性接触地滑动，复原成图1的状态。

另外，在动作体13被向下按压操作，可动接点14从固定接点12离开时，也同样地，首先接点部14B从固定接点12下端离开。之后，与固定接点12的下端弹性接触的臂部14A的下端也离开，从而左右的固定接点12变为电切断的状态。

即，在动作体13被向下方按压的状态下，可动接点14从固定接点12离开，在两者之间形成空隙。在可动接点14与固定接点12刚刚接触之后，臂部14A的下端与固定接点12的下端弹性接触。在动作体13向上方复原的状态下，接点部14B与固定接点12的侧面弹性接触。这样一来，构成为，与动作体13的移动相伴，可动接点14与固定接点12以不同的部位接触。

即，在可动接点14与固定接点12的电接触被开放(断开)时，在它们之间形成空隙。通过该空隙能够确保可动接点14与固定接点12之间的绝缘。另外，在可动接点14与固定接点12接触时，它们的接触部位变化，即便在周围的尘埃、湿气等或多或少地侵入开关内的情况下，可动接点14与固定接点12仍能可靠稳定地电接触。

另外，在制动灯中使用发光二极管等的情况下，当上述那样操作开关20时，在固定接点12与可动接点14之间通电的电压为DC 12～14V，电流在30～100mA左右。因此在接点部14B与固定接点12的接触/分离时几乎不会产生电弧。因此，几乎不会产生由这样的电弧所导致的可动接点14与固定接点12的磨损。但是，通常将接点部14B对固定接点12的弹性接触力、所谓接触点压力设为0.1～1N左右这样较大的值。

因此，当长期反复进行上述那样的按压操作时，通常在固定接点12与可动接点14的弹性接触部位容易产生机械磨损。例如，用硬度3HV左右的铜形成基底层32、42，在基底层32、42上由粒径几μm左右的银粒子形成硬度50～100HV左右、平均表面粗糙度在1μm以上的无光泽的金属层31、41。而且，使接点部14B以0.1～1N左右的接触点压力与固定接点12弹性接触。如果以该构成反复进行按压操作，则接点部14B与固定接点12发生机械磨损。而且，当反复进行按压操作、从接点部14B、固定接点12产生磨损粉末时，在接触/分离时产生微小的电弧，由于通电导致弹性接触的接点部14B与固定接点12的温度上升。其结果，促进了磨损。即，在例如反复进行十万次以上的操作的情况下，会有可动接点14、固定接点12的表面磨损、电连接变得不稳定的情况。

另一方面，在本实施方式中，在固定接点12与可动接点14的表面形成硬度大、表面粗糙度小、有光泽的金属层31、41。因此，即便在反复操作三十万次的情况下，金属层31、41的磨损降低，不会露出基底层32、42或固定接点12、可动接点14的基体。这样在本实施方式中，能够提高金属层31、41的耐磨损性，长期维持稳定的电接触/分离。

另外，通过金属层31、41，可动接点14与固定接点12顺畅地弹性接触滑动。因此，即便在长期反复按压操作的情况下，也难以产生磨损粉末。因此，几乎不会产生由该磨损粉末所导致的电弧。

而且，优选，在金属层31、41之下，设置基底层32、42。基底层32、42，由镍、钯、钌、铑、白金、金、钴、铁、铜、铱中的至少一种的粒径小且均一的粒子形成。另外，基底层32、42的硬度在100HV以上且在1000HV以下，平均表面粗糙度在0.5μm以下。因此，能够进一步提高反复操作时的耐磨损性，更加长期地进行稳定的电接触/分离。

另外，金属层31、41，如上所述，由粒径0.5μm以下、优选粒径0.2μm以下的均一的银粒子形成。此外，还可以添加锑、磷、硼、碳、氮、镍、硅、硒等的光泽剂、硬质剂。或者，通过在电镀时增大电流密度、或间歇性截断电流，从而能够比较容易地形成上述那样的金属层31、41。

根据这样的本实施方式，通过金属层31、41，进行固定接点12与可动接点14的顺畅的弹性接触滑动。因此，即便在长时间反复进行开关的操作的情况下也能够减少金属层31、41的磨损，从而能够制造出实现可靠且稳定的电接触/分离的开关。

另外，通过在金属层31、41之下形成基底层32、42，从而能够进一步提高耐磨损性，更加长期地进行稳定的电接触。

另外，在本实施方式中，以按压开关为例进行了说明，但本发明没有限定开关的类型。金属层31、42可适用于可动接点与固定接点弹性接触的开关、例如滑动片接触开关(slide switch)。

如上所述，本发明所涉及的开关能够以简易的构成实现可靠的电接触/分离。该开关主要能够应用于机动车的制动灯的点亮熄灭控制。

Claims (10)

1.一种开关，具有：

壳体；

设入于所述壳体的内侧壁、在表面上具有第一金属层的固定接点；和

可动地收纳在所述壳体内、与所述固定接点弹性接触、在表面上具有第二金属层的可动接点；

所述第一金属层、所述第二金属层具有光泽。

2.根据权利要求1所记载的开关，其中，

所述第一金属层、所述第二金属层的平均表面粗糙度大于0μm且小于等于0.5μm。

3.根据权利要求1所记载的开关，其中，

还具有能够直线移动地收纳在所述壳体内、保持所述可动接点的动作体。

4.根据权利要求3所记载的开关，其中，

还具有沿所述动作体的移动方向设置在所述动作体和所述壳体之间的弹性体。

5.根据权利要求1所记载的开关，其中，

所述第一金属层、所述第二金属层的硬度在100HV以上且在160HV以下。

6.根据权利要求1所记载的开关，其中，

所述第一金属层、所述第二金属层由银形成。

7.根据权利要求1所记载的开关，其中，

所述第一金属层、所述第二金属层是银镀敷层。

8.根据权利要求1所记载的开关，其中，

所述固定接点在所述第一金属层之下具有第一基底层，该第一基底层具有所述第一金属层的硬度以上的硬度；

所述可动接点在所述第二金属层之下具有第二基底层，该第二基底层具有所述第二金属层的硬度以上的硬度。

9.根据权利要求8所记载的开关，其中，

所述第一金属层、所述第二金属层的硬度在100HV以上且在160HV以下；

所述第一基底层、所述第二基底层的硬度在100HV以上且在1000HV以下。

10.根据权利要求8所记载的开关，其中，

所述第一基底层、所述第二基底层，由镍、钯、钌、铑、白金、金、钴、铁、铜、铱中的至少一种的粒子形成。

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