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形似飯團,志在省空間,告別驅(qū)動桿!歐姆龍“飯團形”微動開關(guān)實現(xiàn)多角度可靠操作

2025-09-10


歐姆龍為實現(xiàn)“省空間化”,推出一款似是“飯團”的微動開關(guān)




在推出滿足客戶“省空間”、“高性價比”需求的D2EW開關(guān)之前,毫無疑問,我們也經(jīng)歷了很多磨練、艱辛和糾結(jié)。


如果在不使用驅(qū)動桿的情況下水平操作開關(guān),按鈕的形狀不可避免地只能是三角形狀(飯團形)。在按鈕形狀只能局限于飯團形的情況下,為了也能可靠地從上方按下,并且以最短的行程進行開閉,我們計算了按鈕部斜面的最佳角度





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按鈕的傾斜度小時

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從側(cè)面將按鈕完全按下時需要距離。由于水平凸輪在移動時需要空間,因此組件(開關(guān)+凸輪)的尺寸會變大。

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按鈕的傾斜度大時

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從側(cè)面完全按下按鈕所需的距離會變短,但如果按鈕的傾斜度過大,來自側(cè)面的沖擊會導(dǎo)致按鈕損壞。

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D2EW時

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傾斜度不大也不小,實現(xiàn)了最短行程距離的三角形狀


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此外,我們還特別注意了凸部的弧形設(shè)計,以便按鈕不僅可從側(cè)面按下,從上方按下時也能可靠動作。




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凸部較尖時

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如果前端較尖,則動作不穩(wěn)定

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D2EW時

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通過優(yōu)化前端形狀,實現(xiàn)了穩(wěn)定動作

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飯團形攔路虎 (1):

以往的密封方法已經(jīng)不能再用




然而,雖然我們?yōu)榱斯?jié)省空間而設(shè)計出了飯團形的按鈕形狀,但由于是和以往完全不同的特色按鈕形狀,因此要保證足夠的密封性能極其困難,這讓我們大傷腦筋。




以往的圓形按鈕部采用被稱為“熱壓接”的工藝,樹脂肋被推向按鈕側(cè)并咬入橡膠帽,從而緊固橡膠帽。

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由于D2EW開關(guān)按鈕部的體積大約是圓形按鈕部的4.2倍,因此橡膠帽本身的尺寸也變大了。這樣就沒有空間來形成樹脂壁。所以,需要對D2EW開關(guān)考慮一種新的密封方法。

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于是我們采用了一種滿足IP67防護等級的密封結(jié)構(gòu),對外殼和橡膠帽的密封使用“卡扣配合”,通過施加足夠的壓力,將橡膠帽夾在外殼和蓋子之間。然而在按鈕和橡膠帽的密封方面,我們再次遇到了“飯團形(橢圓形)”這個攔路虎。





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飯團形攔路虎 (2):

圓形還是橢圓形?密封難度的巨大變化




如果按鈕部分是圓形,可以通過全方位均勻加壓來確保密封性能,但如果按鈕部是像D2EW開關(guān)那樣的橢圓形(不均勻的形狀),就必然會出現(xiàn)緊固強的部分和弱的部分。于是我們想辦法讓按鈕的軸部盡可能接近圓形。除了調(diào)整按鈕主體軸部的形狀外,還需要通過調(diào)整橡膠帽側(cè)的形狀和橡膠的厚度來進行補償負(fù)載偏差的形狀設(shè)計。結(jié)果,為了達到IP67的防水性能,經(jīng)過數(shù)月的反復(fù)設(shè)計和分析,在多次試錯后,終于得出了最佳形狀。



以往的圓形按鈕

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由于是圓形,因此容易用均勻的力擰緊

D2EW橢圓形按鈕

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由于形狀是橢圓形,所以需要下功夫用均勻的力來擰緊

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飯團形攔路虎 (3):

大頭飯團形狀妨礙組裝




新開發(fā)的“飯團”形狀的按鈕部分在組裝時也讓我們大傷腦筋。


新按鈕的體積大約是以往的4.2倍,無法用以往的方法進行組裝。要想使新部件的形狀適合安裝,還必須在框體部分下功夫。




以往的圓形按鈕

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由于滑塊部分較大,所以從下方將按鈕組件插入框體(上部)。

D2EW橢圓形按鈕

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飯團形狀的按鈕太大,不能像以往那樣從下方裝入。

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新創(chuàng)想的框體,俗稱“浴缸”

于是我們把框體做成了“浴缸形狀”,采用把部件從上面層疊裝入的施工方法


為了通過金屬和樹脂一體化的嵌件成型來實現(xiàn)這種浴缸形狀,需要使用具有滑動結(jié)構(gòu)的復(fù)雜模具,而且必須把用作接點部分的引線框(薄金屬板)精確地定位在浴缸形狀內(nèi)部。


另外,由于只是層疊部件的簡單結(jié)構(gòu), “該怎么來進行開關(guān)的開閉呢……”、“既然以前的結(jié)構(gòu)不能用了,那該怎么連接滑塊和端子呢……”,我們每天都苦思冥想,卻一直想不出什么好辦法,于是就一次又一次地重新進行設(shè)計。不過整個團隊的想法都一樣。

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大家的想法

絕不妥協(xié)!


我們想制造的開關(guān)是,讓客戶一看就會覺得
“這就是我們想要的開關(guān)”。






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不墨守成規(guī)的新穎想法!

這就是結(jié)構(gòu)的最佳解決方案!




這就是全部實現(xiàn)“無驅(qū)動桿多角度操作、小型化、組裝的簡約化”這三個要素的結(jié)構(gòu),是不受傳統(tǒng)檢測開關(guān)的開閉方法束縛的全新最佳解決方案。D2EW開關(guān)的結(jié)構(gòu)不同于按鈕和滑塊一起動作的傳統(tǒng)開關(guān)結(jié)構(gòu),采用將滑塊安裝在開關(guān)的底面,按下按鈕時滑塊會向側(cè)面滑動的結(jié)構(gòu)。同時,通過將接點面集約成1面,實現(xiàn)了可以用簡單的施工方法組裝,并且能以最小尺寸的部件組合來進行接點開閉的結(jié)構(gòu)。

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把滑塊安裝在底面,將接觸面從2面集約成1面。動作原理是(1)按下按鈕后,(2)滑塊被按鈕推向側(cè)面,通過與接點接觸來進行開閉。





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客戶對產(chǎn)品價值的認(rèn)可

是開發(fā)人員的工作價值




其實我們早在5年前就啟動了生產(chǎn)“無驅(qū)動桿、可多角度進行ON/OFF的小型開關(guān)”的構(gòu)想。


從最近的趨勢來看,比如汽車門鎖,即使車門半開也會自動關(guān)閉車門等新的功能在不斷增加。功能越多,控制這些功能所需的部件數(shù)量也會隨之增加。因此為了保持小型和緊湊的設(shè)計,需要進行高密度封裝,在不改變門鎖尺寸的情況下將開關(guān)塞入間隙中。這樣當(dāng)然就會出現(xiàn)從很別扭的角度按壓開關(guān)的情況。





“什么樣的開關(guān)對客戶來說容易使用?”、“什么樣的開關(guān)可以進一步提高客戶產(chǎn)品的價值?”,我們提出想法并和客戶探討,并多次重審概念,一遍又一遍地進行了嘗試。雖然我們多年來一直在追求可以解決客戶煩惱和問題的理想開關(guān),但一直沒能實現(xiàn)。這是因為我們開發(fā)人員腦子里的構(gòu)想設(shè)計不僅存在產(chǎn)品設(shè)計上的難度,而且在工藝設(shè)計和模具設(shè)計方面的難度也非常大。


這次由于工藝設(shè)計和模具設(shè)計成員的執(zhí)著和鍥而不舍的努力,我們終于攻克了這一大難關(guān)。當(dāng)然我們還遇到了其他很多問題,但通過相關(guān)部門成員的協(xié)同開發(fā),都得到了解決。我們之所以能制造出我們一直在追求的D2EW開關(guān),是由于所有參與該產(chǎn)品的成員共同努力的結(jié)果。

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說實話,以前我還擔(dān)心這款產(chǎn)品是不是真的能被顧客接受。不過讓我感到欣慰的是,正如我們預(yù)期的那樣,D2EW開關(guān)的概念得到了客戶的廣泛好評。今后,我們計劃增加不同端子形狀、不同接線柱形狀和帶引線的產(chǎn)品等各種系列。


同時我們正在開發(fā)內(nèi)置電阻器的D2EW-R型開關(guān),還可以檢測斷線故障等。





我們真正能獲得成就感的瞬間不是把產(chǎn)品推向市場時,而是當(dāng)客戶購買產(chǎn)品時。這不是我們的自我滿足,而是因為這是客戶認(rèn)可了我們產(chǎn)品價值的證明。今后我們將繼續(xù)在設(shè)計方面靈活地推陳出新,生產(chǎn)出能讓客戶滿意的高附加值產(chǎn)品。



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