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形似飯團,志在省空間,告別驅動桿!歐姆龍“飯團形”微動開關實現多角度可靠操作

2025-09-10


歐姆龍為實現“省空間化”,推出一款似是“飯團”的微動開關




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


如果在不使用驅動桿的情況下水平操作開關,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+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,來自側面的沖擊會導致按鈕損壞。

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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計,以便按鈕不僅可從側面按下,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,則動作不穩定

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D2EW時

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通過優化前端形狀,實現了穩定動作

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飯團形攔路虎 (1):

以往的密封方法已經不能再用




然而,雖然我們為了節省空間而設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并咬入橡膠帽,從而緊固橡膠帽。

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由于D2EW開關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防護等級的密封結構,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開關那樣的橢圓形(不均勻的形狀),就必然會出現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。除了調整按鈕主體軸部的形狀外,還需要通過調整橡膠帽側的形狀和橡膠的厚度來進行補償負載偏差的形狀設計。結果,為了達到IP67的防水性能,經過數月的反復設計和分析,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這種浴缸形狀,需要使用具有滑動結構的復雜模具,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部。


另外,由于只是層疊部件的簡單結構, “該怎么來進行開關的開閉呢……”、“既然以前的結構不能用了,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!


我們想制造的開關是,讓客戶一看就會覺得
“這就是我們想要的開關”。






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不墨守成規的新穎想法!

這就是結構的最佳解決方案!




這就是全部實現“無驅動桿多角度操作、小型化、組裝的簡約化”這三個要素的結構,是不受傳統檢測開關的開閉方法束縛的全新最佳解決方案。D2EW開關的結構不同于按鈕和滑塊一起動作的傳統開關結構,采用將滑塊安裝在開關的底面,按下按鈕時滑塊會向側面滑動的結構。同時,通過將接點面集約成1面,實現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構。

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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)滑塊被按鈕推向側面,通過與接點接觸來進行開閉。





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客戶對產品價值的認可

是開發人員的工作價值




其實我們早在5年前就啟動了生產“無驅動桿、可多角度進行ON/OFF的小型開關”的構想。


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量也會隨之增加。因此為了保持小型和緊湊的設計,需要進行高密度封裝,在不改變門鎖尺寸的情況下將開關塞入間隙中。這樣當然就會出現從很別扭的角度按壓開關的情況。





“什么樣的開關對客戶來說容易使用?”、“什么樣的開關可以進一步提高客戶產品的價值?”,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,但一直沒能實現。這是因為我們開發人員腦子里的構想設計不僅存在產品設計上的難度,而且在工藝設計和模具設計方面的難度也非常大。


這次由于工藝設計和模具設計成員的執著和鍥而不舍的努力,我們終于攻克了這一大難關。當然我們還遇到了其他很多問題,但通過相關部門成員的協同開發,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,是由于所有參與該產品的成員共同努力的結果。

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說實話,以前我還擔心這款產品是不是真的能被顧客接受。不過讓我感到欣慰的是,正如我們預期的那樣,D2EW開關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品等各種系列。


同時我們正在開發內置電阻器的D2EW-R型開關,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品推向市場時,而是當客戶購買產品時。這不是我們的自我滿足,而是因為這是客戶認可了我們產品價值的證明。今后我們將繼續在設計方面靈活地推陳出新,生產出能讓客戶滿意的高附加值產品。



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