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微動開關的定義

微動開關具有微小接點間隔和速動機構，用規定的行程和力進行開關動作的接點機構，被外殼覆蓋， 其外部有傳動器，且外形較小。下圖為典型的微動開關構造的一個示例。微動開關由5個大類的構成要素組成。

微動開關 用語說明

■一般用語

（1）一般用語

微動開關： 具有微小接點間隔和快動機構， 用規定的行程和規定的力進行開關動作的接點結構， 用外殼覆蓋， 其外部有驅動桿的一種開關。（以下稱開關）有接點 ：在開關類型中， 和具有開關特性的半導體開關相比， 通過接點的機械開關來實現開關的功能。接觸形式 ：根據各種用途構成接點的電氣輸入輸出電路[(16)中顯示]。

額定值：一般指作為開關特性和性能的保證基準的值， 例如額定電流、額定電壓等，其前提是特定的條件（負載的種類、電流、電壓、頻率等）。

樹脂固定（塑封端子）：在端子部位用導線配線后， 通過填充樹脂來固定該部分， 消除露出的帶電部位來提高防滴性的方法。

絕緣電阻：指非連接端子間、各端子和不帶電金屬部位間、各端子和地間的電阻值。

耐壓：在規定的測定部位加1分鐘高電壓后， 不會引起絕緣損壞的臨界值。

接觸電阻：表示接點的接觸部位的電阻， 但一般表示包含彈簧和端子部位導體電阻的電阻值。

抗振性：誤動作振動 微動開關在使用時， 由于振動閉合的接點在超過規定的時間內不分離的振動范圍。

抗沖擊性：耐久沖擊 指微動開關在運輸中或者安裝時不會受到由該機械沖擊帶來的各部位的損傷， 并滿足動作特性的范圍內的沖擊。

誤動作沖擊 指微動開關使用時由于沖擊閉合的接點在超過規定的時間內不分離的沖擊范圍。

（2）關于結構、構造的用語

●微動開關的結構、構造

（3）有關壽命的用語

機械壽命：指接點不通電， 以規定的操作頻率將過行程（OT）設定為規格值使其運行時的開關壽命。

電氣壽命：在接點上連接額定負載， 以規定的操作頻率將過行程（OT） 設定為規格值進行開關時的開關壽命。

（4）標準試驗狀態

開關的試驗條件如下。

環境溫度：20±2℃、相對濕度：65±5%RH、氣壓：101.3kPa

（5）N水平參考值

表示可靠度為60%(λ60)下的故障水平。

λ60=0.5×10-6/次表示在可靠度為60%下， 故障率為次以下。

（6）接點的形狀和種類

（7）接點間隔

接點間隔規定為0.25mm、0.5mm、1.0mm、1.8mm 4種。接點間隔是設計時的目標。使用時， 需要最小接點間隔的話請另外確認后進行選擇。一般接點間隔的標準為0.5mm。對于相同的開關機構， 接點間隔越小MD就越小， 靈敏度也越高， 機械方面的壽命（壽命） 也越長， 但直流的斷路性能和抗振動、抗沖擊方面就不利了。微動開關由于電流開關會損耗接點， 接點間隔變大， MD加大則靈敏度下降， 因此為了實現高靈敏度使用接點間隔0.25mm的微動開關時， 必須保持較小的開關電流， 以減小電流開關引起的接點損耗。接點間隔大的產品， 抗振動、抗沖擊性和斷路性能良好。

（7）接點間隔

接點間隔規定為0.25mm、0.5mm、1.0mm、1.8mm 4種。接點間隔是設計時的目標。使用時， 需要最小接點間隔的話請另外確認后進行選擇。一般接點間隔的標準為0.5mm。對于相同的開關機構， 接點間隔越小MD就越小， 靈敏度也越高， 機械方面的壽命（壽命） 也越長， 但直流的斷路性能和抗振動、抗沖擊方面就不利了。微動開關由于電流開關會損耗接點， 接點間隔變大， MD加大則靈敏度下降， 因此為了實現高靈敏度使用接點間隔0.25mm的微動開關時， 必須保持較小的開關電流， 以減小電流開關引起的接點損耗。接點間隔大的產品， 抗振動、抗沖擊性和斷路性能良好。

（8）速動機構

速動機構， 可以使可動接點迅速地從一個固定接點移動到其他固定接點， 而盡可能不受操作速度的影響。例如， 即使是閘刀開關， 如果快速操作手柄， 動作就會變快， 但是， 操作手柄的速度與接點運動速度相關的這種機構不叫速動型， 而叫做緩動型。接 點的開關速度越快， 接點間產生電弧的持續時間就會越短。

這樣， 就會導致接點的消耗、損傷減少， 并可以維持穩定的特性。但是，在該開關速度中，除有效減少電弧量的速度界限（經濟速度） 外， 也有機械問題的界限， 特別是， 閉路時如果開關速度過快， 可動接點與固定接點的沖擊能量就會變大， 沖擊形成的 跳躍現象（振動或摩擦閉合） 會產生電弧， 此時會嚴重損耗接點， 有時還會不能打開電路， 導致接點熔化。進行這種快速動作的機構， 一般會使用具備死點（從一個狀態跳躍性地變化到其他狀態時的臨界作用點） 的彈簧機構。

下圖表示將拉力彈簧和壓縮彈簧進行組合后， 形成微動開關速動機構的示例。

以下就有關雙投型(Z)速動機構的動作原理進行說明。

如下圖所示， 為開關的力的關系。在未對傳動器施加外力的自由位置中， 由于受到2個力－F2與F0的影響， 壓縮彈簧的反作用力F1處于平衡狀態。F0為將可動接點c推到固定接點b的壓力。

接著， 通過傳動器對拉力彈簧的一部分施加力， 使拉力彈簧移位，此時， N點的力F1和F2將依次變大，夾角接近180°，不久，僅F1和F2處于平衡狀態， 即F0＝0。從自由位置到F0＝0間存在滑動作用， 會使接點向水平方向移動， 并進一步彎曲壓縮彈簧。從F0＝0的位置，通過進一步施加外力，使拉力彈簧微量移位，就會產生反方向的力－F0， 以彎曲壓縮彈簧的最大強力將可動接點c從下方向壓出， 可動接點c 就會穿過空間向對面的固定接點a 移動。

利用這一動作原理， 微動開關以開關固有的切換速度（離開速度） 切換接點， 而與按住拉力彈簧時產生外力的速度無關。F0＝0時的位置稱為動作位置，與拉力彈簧的一部分通過死點的位置基本一致。

消除外力進行復位操作時， 也是基于相同的原理， 而此時彈簧的彎曲反作用力即為復位原動力。

微動開關基于拉力彈簧和壓縮彈簧的組合進行動作的原理圖

（9）接觸電阻·接點接觸力特性

接觸電阻根據接點接觸力而變化， 下圖表示了其關系。接點接觸力變大的話接觸電阻變得較穩定（變小）， 相反當接觸力變小的話就開始變得不穩定（變大）。

接觸電阻· 接點接觸力特性

（10）動作特性的相關用語

關于偏差的解釋例

(例)Z-15G-B OF（動作力） 2.45～3.43N

解釋：表示將加在驅動桿上的力從0開始增加到3.43N，無論哪個開關都應動作。開關行程的設定請參考750頁的「①關于操作行程設定」。

（11）力、沖程、接點接觸力特性微動開關的動作特性用力、沖程特性來表示。 下圖表示這一特性。即將橫軸沖程（傳動器的行程） 施加到縱軸傳動器上， 取得此時所施加的力。微動開關的特點如下：

① 在動作時和還原時， 力急劇變動，同時發出開關的切換音， 由此可以判斷開關的動作位置(OP) 和復位位置(RP)。

②由于存在響應差的行程（MD）， 因此， 即使操作傳動器的操作體產生移動或上下晃動， 可動接點中的其中一個固定接點也是穩定的， 因此， 可動接點適用于機械檢測用開關。

③由于接點的切換會快速進行， 因此， 在電流開關時電弧連接時間較短的小型開關中， 可以開關較大的電流。

下圖表示沖程和接點接觸力的關系。在自由狀態下， 隨著將傳動器逐漸押入， 接點接觸力將會逐漸減少， 而到達OP后， 接點接觸力將會變為零， 可動接點從常閉（NC） 向常開（NO） 反轉， 隨即產生接觸力。如果再次押入傳動器， NO側的接觸力將會增大。傳動器復位時， NO側變為零， 接著就會在NC側產生接觸力。

（12）接點切換時間操作速度和接點切換時間的關系如右圖所示。隨著傳動器的操作速度逐漸變慢， 接點切換時間會逐漸變長。因此，應用規定的最小操作速度來測定接點切換時間。下圖中的測定電流規定為如下：微小負荷用微動開關的通電電流為1mA， 一般用途微動開關的通電電流為100mA。如下圖所示， 接點切換時間為不穩定時間、反轉時間及振動時間之和， 一般微動開關的接點切換時間為5～15msec。這里， 不穩定時間是由接觸電阻不穩定引起的，而接觸電阻不穩定是由前述接點反轉前的接點接觸力降低及接點摩擦閉合所導致的。

速動機構的機械反轉會產生反轉時間。可動接點沖擊固定接點時的振動會產生振動時間。不穩定時間和振動時間會使接點發熱，引起接點熔化， 而在和電子電路連接后， 還可能會引起電子電路的誤動作。因此， 設計微動開關時， 應盡量縮短不穩定時間和振動時間。

（13）接點的摩擦閉合

根據速動機構的種類不同， 有的微動開關在接點部幾乎不發生摩擦閉合（滑動）。摩擦閉合作用， 指可動接點在某一接觸力下在固定接點面上滑動的動作。下圖表示可動接點動作時和復位時的摩擦閉合說明圖。摩擦閉合會產生兩種效果， 即對接點表面的凈化作用和因沖擊電流等引起接點熔化時的跳閘作用。

（14）端子符號和接觸形

（15）端子的種類

注. 此外， 還有端子連接部為塑封的帶導線產品和單觸連接器對應型產品。

(16) 接觸類型的種類

■關于EN61058-1規格的用語

·防觸電保護等級：表示防觸電的等級，有如下4個等級。
Class 0： 作為防觸電措施只用基本絕緣來保護。

Class Ⅰ：作為防觸電措施除了基本絕緣以外還加上地線來保護。
ClassⅡ：作為防觸電措施用雙重絕緣或加強絕緣來保護，不需要接地。
ClassⅢ：作為防觸電措施，由于使用了安全超低電壓(50VAC以下，或者70VDC以下)電路，因此不需要采取防觸電措施。
·Proof Tracking Index (PTI)：指抗漏電指數。

是在供試品中插入2根電極將規定的溶液（氯化銨0.1%）向電極間滴落50滴而不發生短路的最大耐壓值，有以下5種等級。UL黃皮書的CTI值和PTI的關系如下表所示。

·操作次數：表示規格中規定的耐久試驗的開關次數。各廠家從下表的次數中選擇，在開關上用符號表示。在IEC規格中高頻率操作的開關標準為50000次，低頻率操作的開關標準為10000次。

·使用環境溫度：開關可使用的溫度范圍。表示符號的含義請參考下表。

· 焊接端子型1：根據焊接端子的耐熱性來區分的一種類型，滿足下面的試驗條件。

焊接槽使用端子： 在+235 ℃的焊接槽中按規定的速度、時間、深度放入焊接端子，端子應沒有松動，絕緣距離應無變化。

釬焊烙鐵使用端子： 在按規定的釬焊烙鐵的尖端溫度+350℃下，將直徑0.8mm的焊錫在端子上溶化2～3秒，端子應沒有松動，絕緣距離應無變化。

·焊接端子型2：根據焊接端子的耐熱性來區分的一種類型，滿足下面的試驗條件。

焊接槽使用端子 ： 在+260℃的焊接槽中按規定的速度、時間、深度放入焊接端子，端子應沒有松動，絕緣距離應無變化。

釬焊烙鐵使用端子 ： 在規定的釬焊烙鐵的尖端溫度+350 ℃下，將直徑0.8mm的焊錫在端子上溶化5秒，端子應沒有松動，絕緣距離應無變化。

·空間距離：指2個帶電部位間的空間的最小距離或者緊貼在帶電部位和開關外廓（絕緣物）上的金屬機構間的空間的最小距離。

·漏電距離：指2個帶電部位間的絕緣材料的表面的最小距離或者緊貼在帶電部位和開關外廓（絕緣物）上的金屬機構之間絕緣材料表面的最小距離。

·絕緣層(Distance through Insulation)：緊貼帶電部位和開關外廓（絕緣物）的金屬機構之間的最小直線距離，即空間距離加上外廓絕緣物的板的厚度。沒有空間距離時為外廓絕緣物的板的厚度值。