TWI382435B - 微開關 - Google Patents

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TWI382435B
TWI382435B TW097127869A TW97127869A TWI382435B TW I382435 B TWI382435 B TW I382435B TW 097127869 A TW097127869 A TW 097127869A TW 97127869 A TW97127869 A TW 97127869A TW I382435 B TWI382435 B TW I382435B
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Erich Schubert
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Schaltbau Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H1/00—Contacts
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  • Contacts (AREA)
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Description

微開關
本發明關於一種微開關，具有至少兩個接點，其每一個具有一可動接點及一固定接點，其中該等可動接點安裝在一接點橋，該接點橋由一活塞所移動，並由一第一切換位置(其中該等接觸點為開放)轉移到一第二切換位置(其中該等接觸點為封閉)。
這種微開關已經使用一段時間，且應用在毫安培範圍下的低電流應用，例如控制電流或漏電流。已知這些微開關的接點在使用中會受到污染，致使在最壞情況下，於關閉的位置中的接點之間將不會再有電流。
因此，已知要藉由該微開關的開關活塞上的彈簧來安裝該接點橋，致使在切換期間，即會發生該可動接點與該固定接點之間的相對運動，結果是可移除該等接點上的污染物。
藉由該彈簧，該接點橋以浮動的方式安裝在該活塞中。因此，於切換期間(即在關閉及開啟該等接觸點時)該接點橋的位置及轉移的力量並不會唯一地定義。於開啟及關閉期間該等接觸點之相對配置的接點上的運動順序亦無法定義。
因此，本發明的目的在於提供一種改良的微開關，其可分別在關閉及切換期間允許該等接點的可靠自我清潔。
根據本發明，為此目的提供該等接點橋被安裝來在該等接點的關閉與開啟期間環繞延伸平行於其縱向延伸的一 旋轉軸實施一旋轉運動，致使在每個接觸點之相對配置的接點之間會發生橫向於該接點橋的縱向延伸之一正向導引的摩擦運動。
該接點橋的安裝定義了於開啟與關閉期間該接點橋的旋轉運動。因此，該等可動接點於每次切換作業期間被導引在相同的圓形路徑上，致使該等可動接點與該等固定接點之間的摩擦運動永遠實質上依循相同的路徑，即橫向於該接點橋的縱向延伸，藉此可正向地導引。因此，於每次切換作業期間，於該等接觸點處的運動實質上即相同。由於事實上於該切換期間一摩擦運動係橫向於該接點橋的縱向延伸來進行，該等相對配置的接點彼此更為觸接靠近，致使污染可以可靠地自該等接觸點被擦掉或去除，藉以保證在關閉位置下的電流。
在一較佳具體實施例中，提供一種活塞，其包含一上橋臺，係在該關閉位置下與該接點橋鄰接，及一下橋臺，係在該開啟位置下與該接點橋鄰接，其中該上橋臺係相對於該下橋臺為傾斜地配置。因此，該接點橋於活塞從該接點橋實質上垂直配置於該活塞的位置處，運動到該接點橋傾斜地配置於該活塞的位置的期間被轉移。因此，該旋轉與偏斜運動即分別產生，其為使得該等接點橫向於該接點橋的縱向延伸而彼此相互摩擦所需要。此外，可確保該活塞移動可產生足夠的壓力來用於該等接點的自我清潔。
在另一種修正中，提供該接點橋包含至少一第一控制桿，其配置成橫向於該接點橋的縱向延伸，並安裝在該活塞中的一卡槽中。因此，該接點橋安裝在該活塞的卡槽中使得其在一點處定義，一定義的支點被提供用於該接點橋的旋轉運動，其可在該等接點處產生橫向於該接點橋的縱向延伸之摩擦運動。該支點與該等接點之間的距離可允許調整該等接點之間摩擦運動的強度。該摩擦運動必須不能 太強，因為否則該摩擦即會太強，造成在該等接點上太強的磨耗。
較佳地是，該第一控制桿係配置在該接點橋上兩個可動接點之間的中央處。因此，可確保兩個接觸點皆受到大約相等大小的力量。
在另一較佳具體實施例中，提供該接點橋包含另一控制桿，其配置成相對於該第一控制桿，並在一導桿中的活塞上被導引。因此，於該等接點的關閉與開啟期間使該接點橋置於中央。
在一較佳具體實施例中，可提供該接點橋環繞相對於該活塞的縱向軸橫向延伸及相對於該接點橋的縱向延伸而橫向延伸的一軸來旋轉式地安裝。此可使得該接點橋進行一搖擺運動，致使可以補償兩個接觸點之間的垂直不準確度。如果兩個固定接點並未配置成相同高度，此即可補償。
視方便，該接點橋亦可環繞該活塞的縱向軸來旋轉式地安裝。此可允許該接點橋之旋轉運動，致使可以補償兩個固定接點之相互水平偏移。
在另一種較佳具體實施例中，提供該活塞的上橋臺對於該接點橋具有一圓形接觸面。因此，可進行該搖擺運動及該旋轉運動，藉以補償兩個固定接點之微小偏移。
在一種修正中，該微開關可包含至少一額外接點橋，其與該第一接點橋實質上為相同的建構與安裝。依此方式，可以實現一雙切斷開關及一直流區隔。
可提供每個接點橋藉由一彈簧於該活塞的縱向方向上支撐在該活塞上，其中該彈簧的一端係連接至該接點橋，而該彈簧的另一端配置在該活塞中的一卡槽中。如果在該活塞上該等接點橋之間的距離不等於外殼中固定接點配對之間的距離，這些差異可由彈性安裝所補償。
在另一種方便的具體實施例中，提供在每個接點橋上提供該彈簧的中央突出。此可允許該彈簧簡易地固定於該接點橋。
在一方便性具體實施例中，該等固定接點可具有一實質上V型的橫截面，且該等可動接點可具有一實質上半圓形橫截面。此可在當該等接點關閉時，支持該接點橋的縱向方向上之摩擦運動，即可造成該等接點的一有效自我清潔。
在另一具體實施例中，提供該微開關，其包含一外殼，且該活塞於該外殼中被導引，其中該外殼包括一中央部份來導引該活塞的一中央元件。因此，在該外殼中的活塞即可保持在所想要的運動路徑上。
圖1所示為微開關1之上視圖，其中微開關1的外殼蓋被移除。微開關1包含一外殼2，其中配置有一活塞3。在活塞3中，安裝有兩個接點橋4、5。在每個接點橋4、5上，配置有兩個可動接點6.1、6.2；7.1、7.2。可動接點6.1、6.2；7.1、7.2其每一接點互動於固定接點8.1、8.2；9.1、9.2，其中固定接點8.1、8.2；9.1、9.2配置在外殼2中。藉此，安裝在接點橋4、5上的可動接點6.1、6.2；7.1、7.2與相對配置的固定接點8.1、8.2；9.1、9.2共同定義兩個相對應接觸點10.1、10.2；11.1、11.2。也就是說，微開關1包含兩個雙切斷，其允許分別實現一直流區隔，及不同電子電路或負載及控制電流之間的切換。由於該雙重切斷，施加於該開關的電壓即分配給兩個固定接點。相對於一單一切斷，有可能對於兩個接點之間相同的距離來施加較高的電壓及功率。可實現一較長的電氣壽命及一較高的接點可靠度。
在外殼2中，活塞3在導桿12中導引，並可由接觸點10.1、10.2；11.1、11.2為開啟的第一位置處轉移到接觸點10.1、10.2；11.1、11.2為關閉的第二位置處。圖1所示為活塞3在第一位置處，其中接觸點10.1、10.2；11.1, 11.2為開啟。外殼2另包含一中央部份13，其與提供在活塞3上一中央元件14互動，並將活塞3置於導桿12的中央。為此目的，中央部份13及中央元件14具有斜邊接觸面，其在接觸點10.1、10.2；11.1、11.2之開啟位置處彼此鄰接，並定位活塞3在導桿12的中央。
圖2所示為一微開關，再次地其將蓋子移除。活塞3於該關閉作業期間放置在一中間位置。活塞3之啟動來將接觸點10.1、10.2；11.1、11.2由開啟位置轉移到關閉位置即可利用一補捉元件來完成，例如一雙穩態彈簧(未示出)。但是，亦有可能是其它的啟動機制。
在圖2所示的位置中，配置在接點橋4、5上的可動接點6.1、6.2；7.1、7.2已經分別安裝成非常靠近於相對配置的固定接點8.1、8.2；9.1、9.2，但並非在最後位置或關閉的位置。藉由啟動該補捉元件，活塞3移動遠離外殼2的中央部份13，致使該外殼的中央部份13與活塞3的中央元件14不再接觸到。接點橋4、5實質上仍相對於活塞3垂直地配置。
圖3所示為位在接觸點10.1、10.2；11.1、11.2之關閉位置處的微開關1。該啟動元件(未示出)已經將活塞3移動到中央部份13與中央元件14彼此相隔到有可能最寬程度的位置上。由活塞3上啟動元件所施加的操作力被轉移到接點橋4、5，致使可動接點6.1、6.2；7.1、7.2利用一最大操作力而壓在固定接點8.1、8.2；9.1、9.2上。接觸點10.1、10.2；11.1、11.2因此位在關閉位置上。在關閉位置上，接點橋4、5係傾斜地配置於活塞3。
圖4所示為活塞3的側視圖，具有接點橋4、5安裝於其中。在所示的位置中，接點橋4、5係位在該等接觸點之開放的位置上。在此該等接觸點的開放位置上，每個接點橋4、5鄰接於活塞3的下橋臺15、16。相鄰於每個接點橋4、5，在活塞3中更配置有一上橋臺17、18。每個上橋臺17、18係相對於相對應的下橋臺15、16為傾斜地配置。
在該等接觸點的關閉位置上，每個接點橋4、5鄰接於個別的上橋臺17、18，並關連於該開放的位置來採用一傾斜位置。因此，在開放位置上由接點橋4、5所定義的開放平面以及在關閉位置上由接點橋4、5所定義的關閉平面皆包含一角度。
每個接點橋4、5另包含在它們的縱向側邊上之一有接收在一卡槽21、22中的一控制桿19、20，其配置在活塞3中。
再者，於每個接點橋4、5上，於相對於個別控制桿19、20之縱向側邊上提供另一個控制桿23、24。控制桿23、24其每一個由活塞3的導桿25、26所導引，其中導桿25、26之長度大於控制桿23、24之寬度，致使這些控制桿23、24可在當接點橋4、5由該開放位置轉移到該關閉位置時沿著這些導桿25、26滑動。因此，可達到在活塞3中接點橋4、5之中央。
圖5所示為活塞3的部份截面圖。在圖5中，同樣地，接點橋4、5係例示在開放位置上，其將每個接點橋4、5鄰接於個別的下橋臺15、16。可看出上橋臺17、18相對於下橋臺15、16為傾斜地延伸，致使接點橋4、5在當由該開放位置轉移到關閉位置時可實施一偏斜運動。再者，上橋臺17、18的表面為圓形，藉以允許接點橋4、5環繞該活塞的縱向軸之旋轉運動，以及接點橋4、5環繞橫向相對於該活塞的縱向軸及橫向相對於接點橋4、5之縱向軸之 一軸的搖擺運動。
每個接點橋4、5藉由彈簧27、28安裝在活塞3中。每個彈簧27、28將其一端固定至接點橋4、5之中央突出物29、30。彈簧27、28個別的另一端係接收在活塞3所提供的一凹處31、32中。因此，彈簧27、28於微開關1的關閉作業期間在個別的凹處31、32中被導引。彈簧27、28允許補償接點橋4、5之間距離，以及配置在外殼2中固定接點8.1、8.2；9.1、9.2之配對之間的距離之變異。
圖6所示為接點橋4之上視圖。其它接點橋5之結構相同於接點橋4。因此，本說明可應用到兩種接點橋。
在接點橋4的上方側，在中央配置有彈簧27之中央突出物29。在接點橋4的下方縱向側邊33上，提供有第一控制桿19。此控制桿19較佳地是位在兩個可動接點6.1、6.2之間的中央。當切換時該操作力由活塞3轉移到接點橋4，微開關1由此控制桿19的配置均勻地轉移到兩個接觸點10.1、10.2。如前所述，控制桿19安裝在活塞3中的卡槽21當中。在接點橋4之縱向側邊34上，其相對於控制桿19，安裝有第二控制桿23，其接收在活塞3中的導桿25當中，並用於將接點橋4置於中央。
圖7所示為接點橋4之側視圖。再次地，可看到中央突出29與上控制桿23。可動接點6.1、6.2係配置在接點橋4之下方側上。
現在將藉由圖面解釋微開關的操作原理。
如前所述，微開關1包含一啟動元件(未示出)，較佳地是一雙穩態彈簧，藉此活塞3可由微開關1之開放位置之第一位置轉移到微開關1之關閉位置之第二位置。在微開關1的開放位置上，其例示於圖1，配置在接點橋4、5上的可動接點6.1、6.2；7.1、7.2與配置在外殼2中的固定接點8.1、8.2；9.1、9.2隔開，致使在它們之間提供有 一空氣間隙。也就是說，接觸點10.1、10.2；11.1、11.2為開放。每個接點橋4、5鄰接於活塞3的個別下橋臺15、16。如果啟動該啟動元件，操作力被轉移到活塞3，且活塞3被移動到導桿12之內，致使微開關1被轉移到該關閉的位置上。該關閉的位置例示於圖3。在微開關1的關閉位置上，接觸點10.1、10.2；11.1、11.2為關閉，配置在接點橋4、5上的可動接點6.1、6.2；7.1、7.2堅固地鄰接於相對的固定接點8.1、8.2；9.1、9.2。現在接點橋4、5鄰接於活塞3的上橋臺17、18。因為上橋臺17、18的表面係相對於下橋臺15、16之表面成傾斜，現在接點橋4、5亦位在微開關1中的傾斜位置上。
當將接點橋4、5由該開放的位置轉移到該關閉位置時，接點橋4、5先連同活塞3實施一平移運動，直到可動接點6.1、6.2；7.1、7.2鄰接於個別相對配置的固定接點8.1、8.2；9.1、9.2。如果是此狀況，接點橋4、5不再實施一平移運動。但是，活塞3尚未在其最後位置，並繼續該平移運動。現在旋轉接點橋4、5，其中該個別支點，其為接點橋4、5旋轉所環繞的點，為接點橋4、5之個別第一控制桿19、20之下端。也就是說，該旋轉係實質上環繞平行延伸於接點橋4、5之縱向延伸而延伸的旋轉軸來實施。該旋轉運動的程度可由此控制桿19、20之長度所決定，因此藉由該支點與接觸點10.1、10.2；11.1、11.2之間的距離決定。接點橋4、5可旋轉，直到它們鄰接於活塞3之個別的上橋臺17、18。藉由此接點橋4、5之旋轉運動，於接觸點10.1、10.2；11.1、11.2中可產生一摩擦運動，其係橫向於該等接點橋之縱向延伸來實施。因為每個接點橋4、5藉由個別的第一控制桿19、20安裝在一定義的位置處，在活塞3中個別的卡槽21、22，可定義接點橋4、5之旋轉運動。因此，在接觸點10.1、10.2；11.1、11.2處的 摩擦運動亦被分別地定義或正向地導引。藉由此正向導引的摩擦運動，可能存在於接觸點10.1、10.2；11.1、11.2中的任何污染即可被移除，可能被污染的接點被清潔，且在微開關1之關閉的位置中會發生一可靠的電流。
為了在此旋轉運動期間可允許接點橋4、5位於中央，第二控制桿23、24即提供在接點橋4、5上，其於活塞3中的導桿25、26中導引，並於接點橋4、5之旋轉運動期間在此導桿26中實施一平移運動。
接點橋4、5之第一控制桿19、20較佳地是配置在安裝於該等接點橋上的可動接點6.1、6.2；7.1、7.2之間的中央。因此，可確保大致類似的力量可作用在兩個接觸點上，造成一相等程度的摩擦運動。如前所述，作用在該等接觸點上的摩擦力之強度可藉由這些控制桿19、20之長度來調整，藉此必須記得該摩擦力不應該太強，因為摩擦太強即造成可動接點6.1、6.2；7.1、7.2以及個別相對配置的固定接點8.1、8.2；9.1、9.2之磨耗太強。
於該切換作業期間，一力矩由活塞3轉移到接點橋4、5，其可在接觸點10.1、10.2；11.1、11.2中產生該摩擦力。
於微開關1的製造期間，在該等固定接點與該等可動接點之配置中會發生一小偏移。因此，例如其有可能固定接點8.1、8.2；9.1、9.2之配對係略微垂直地位移。為了補償此偏移，接點橋4、5每一個安裝成可環繞橫向相對於該活塞的縱向方向及橫向相對於接點橋4、5之縱向延伸所延伸的一軸旋轉，致使其允許接點橋4、5之搖擺運動。但是，很有可能固定接點8.1、8.2；9.1、9.2係在一水平平面上位移。此偏移係由將接點橋4、5可旋轉式地環繞該活塞的縱向方向來安裝的方式補償。為了實施接點橋4、5之這些搖擺或旋轉運動，活塞3之上橋臺17、18係具有一圓形的接觸表面。
再者，有可能固定接點8.1、8.2之配對與固定接點9.1、9.2之配對彼此並不會對應於接點橋4、5之距離。此可由彈簧27、28所補償。
由圖面中可看出，可動接點6.1、6.2；7.1、7.2具有一半圓形橫截面。固定接點8.1、8.2；9.1、9.2較佳地是具有一V型橫截面。此可動接點與固定接點之形狀可實施該摩擦運動。
1‧‧‧微開關
2‧‧‧外殼
3‧‧‧活塞
4‧‧‧接點橋
5‧‧‧接點橋
6.1‧‧‧可動接點
6.2‧‧‧可動接點
7.1‧‧‧可動接點
7.2‧‧‧可動接點
8.1‧‧‧固定接點
8.2‧‧‧固定接點
9.1‧‧‧固定接點
9.2‧‧‧固定接點
10.1‧‧‧接觸點
10.2‧‧‧接觸點
11.1‧‧‧接觸點
11.2‧‧‧接觸點
12‧‧‧導桿
13‧‧‧中央部份
14‧‧‧中央元件
15‧‧‧下橋臺
16‧‧‧下橋臺
17‧‧‧上橋臺
18‧‧‧上橋臺
19‧‧‧控制桿
20‧‧‧控制桿
21‧‧‧卡槽
22‧‧‧卡槽
23‧‧‧控制桿
24‧‧‧控制桿
25‧‧‧導桿
26‧‧‧導桿
27‧‧‧彈簧
28‧‧‧彈簧
29‧‧‧中央突出
30‧‧‧中央突出
31‧‧‧凹處
32‧‧‧凹處
33‧‧‧下方縱向側邊
34‧‧‧縱向側邊
以下將藉由圖面更為詳細地解釋本發明的具體實施例，其中圖1為在一開放位置下具有兩個接點橋之一開放的微開關之上視圖，圖2為在關閉作業期間在一中間位置處具有兩個接點橋之一開放的微開關之上視圖，圖3為在一關閉位置處具有兩個接點橋之一開放的微開關之上視圖，圖4為在其中配置有兩個接點橋之微開關的活塞之側視圖，圖5為在其中配置有兩個接點橋之活塞的部份截面圖之上視圖，圖6為一接點橋的上視圖，及圖7為一接點橋的側視圖。
1‧‧‧微開關
2‧‧‧外殼
3‧‧‧活塞
4‧‧‧接點橋
5‧‧‧接點橋
6.1‧‧‧可動接點
6.2‧‧‧可動接點
7.1‧‧‧可動接點
7.2‧‧‧可動接點
8.1‧‧‧固定接點
8.2‧‧‧固定接點
9.1‧‧‧固定接點
9.2‧‧‧固定接點
10.1‧‧‧接觸點
10.2‧‧‧接觸點
11.1‧‧‧接觸點
11.2‧‧‧接觸點
12‧‧‧導桿
13‧‧‧中央部份
14‧‧‧中央元件
17‧‧‧上橋臺

Claims (12)

  1. 一種微開關(1)，其具有至少兩個接觸點(10.1、10.2；11.1、11.2)，其每一個具有一可動接點(6.1、6.2；7.1、7.2)及一固定接點(8.1、8.2；9.1、9.2)，其中可動接點(6.1、6.2；7.1、7.2)係安裝在一接點橋(4、5)上，接點橋(4、5)可由一活塞(3)移動，並由接觸點(10.1、10.2；11.1、11.2)所在為開放之第一切換位置轉移到接觸點(10.1、10.2；11.1、11.2)所在為關閉之第二切換位置，其中接點橋(4、5)包含橫向於接點橋(4、5)之縱向延伸之至少一第一控制桿(19、20)並被安裝成於接點(6.1、8.1；6.2、8.2；7.1、9.1；7.2、9.2)的關閉及開放期間實施環繞平行於其縱向延伸所延伸的一旋轉軸的一旋轉運動，其特徵在於接點橋(4、5)的至少一第一控制桿(19、20)安裝在活塞(3)中一卡槽(21、22)中，使得接點橋(4、5)安裝在活塞(3)中一定義的位置處，接點橋(4、5)的旋轉運動被固定，致使每個接觸點(10.1、10.2；11.1、11.2)之相對配置的接點(6.1、8.1；6.2、8.2；7.1、9.1；7.2、9.2)之間會發生橫向於接點橋(4、5)之縱向延伸的一正向導引的摩擦運動。
  2. 如申請專利範圍第1項之微開關(1)，其中活塞(3)包含至少一上橋臺(17、18)，其與接點橋(4、5)鄰接在該關閉位置上，以及至少一下橋臺(15、16)，其與接點橋(4、5)鄰接在該開放位置上，其中上橋臺(17、18)係相對於下橋臺(15、16)為傾斜地配置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之微開關(1)，其中第一控制桿(19、20)配置在接點橋(4、5)上兩個可動接點(6.1、6.2；7.1、7.2)之間的中央處。
  4. 如申請專利範圍第1項之微開關(1)，其中接點橋(4、5)包含另一控制桿(23、24)，其相對於第一控制桿(19、20)配置，並在一導桿(25、26)中活塞(3)中被導引。
  5. 如申請專利範圍第1項之微開關(1)，其中接點橋(4、5)係環繞一軸而可旋轉式地安裝，該軸朝橫向相對於該活塞的縱向軸與橫向相對於接點橋(4、5)的縱向延伸的方向延伸。
  6. 如申請專利範圍第1項之微開關(1)，其中接點橋(4、5)係環繞該活塞的縱向軸而可旋轉式地安裝。
  7. 如申請專利範圍第1項之微開關(1)，其中活塞(3)之上橋臺(17、18)具有一圓形的接觸面。
  8. 如申請專利範圍第1項之微開關(1)，其中微開關(1)包含至少一額外接點橋(5；4)，其實質上與第一接點橋(4；5)相同地建構及安裝。
  9. 如申請專利範圍第8項之微開關(1)，其中每個接點橋(4、5)藉由一彈簧(27、28)於該活塞的縱向方向上支撐在活塞(3)上，其中彈簧(27、28)的一端係連接至接點橋(4、5)，而彈簧(27、28)的另一端係配置在活塞(3)中的一凹處(31、32)中。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之微開關(1)，其中彈簧(27、28)之中央突出(29、30)係提供在每個接點橋(4、5)上。
  11. 如申請專利範圍第1項之微開關(1)，其中固定接點(8.1、8.2、9.1、9.2)具有一實質上V型橫截面，且可動接點(6.1、6.2、7.1、7.2)具有一實質上半圓形橫截面。
  12. 如申請專利範圍第1項之微開關(1)，其中微開關(1)包含一外殼(2)，且活塞(3)在外殼(2)中被導引，其中外殼(2)包括導引活塞(3)之中央元件(14)的一中央部份(13)。
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