푸시 버튼 스위치 기술에 대한 완전한 설명

1. 구조 및 분류

1. 기본 구조

(1) 작동 메커니즘

버튼 캡: 플라스틱(ABS, PC), 금속(스테인리스 스틸, 알루미늄 합금)으로 제작된 인간-컴퓨터 상호작용 인터페이스

리턴 스프링: 일반적으로 스프링 강철 또는 스테인리스 강철로 제작되어 작동 피드백을 제공합니다.

가이드 컬럼: 버튼 이동 궤적의 정확성을 보장, 황동 니켈 도금

(2) 접촉 시스템

이동 접점 : 은도금 인청동, 두께 0.3-0.8mm

정적 접촉 : 베릴륨 구리 금도금, 접촉면 레이저 용접

아크 소호 구조: 세라믹 파티션 또는 금속 그리드 디자인

(3) 하우징 어셈블리

베이스: 고온 내성 나일론 PA66 + 30% 유리 섬유

보호 커버: 실리콘 또는 EPDM 고무 실링 링

설치 구조 : DIN 레일 클립 또는 패널 나사 고정

2. 분류체계

기능별로:

일반적으로 열려 있음(NO): 처음에는 분리되어 있고 켜기 위해 누름

일반적으로 닫힘(NC): 처음에는 켜져 있고 누르면 연결이 끊어짐

복합형(NO+NC): 이중 접촉 연결 구조

작동 모드별:

순간 동작: 놓아서 재설정

자체 잠금 유지: 기계적 잠금 메커니즘

회전 재설정: 잠금 해제를 위해서는 역방향 조작이 필요합니다.

보호 수준에 따라:

IP67 방수형 : 이중 실리콘 씰

방폭형 : Ex d II C T6 인증

방진형 : 내부 충격 흡수 젤 충전

2. 작동 원리에 대한 심층 분석

1. 전도도 메커니즘

접촉 압력: 일반적으로 50-200g, 스프링 강성에 의해 제어됨

접촉 저항의 진화:

초기 접촉: 표면 산화물층 돌파 단계(<5ms)

안정된 전도: 금속 야금 접촉 형성(접촉 저항 <50mΩ)

노화 과정: 아크 침식으로 인해 저항이 상승합니다(수명 종료 시 <200mΩ)

2. 동작 특성 곡선

사전 이동: 0.5-2mm(기계적 여유 공간 제거)

오버트래블: 0.3-1mm(접촉 압력 보장)

작용력 곡선 : 전형적인 이중 피크 특성 (정적 마찰 파괴 → 동적 과정)

3. 핵심소재 시스템

1. 전도성 재료의 비교

재료 전도도 경도 아크 저항 비용

은니켈합금 72%IACS 120HV 우수함

금도금 구리 85%IACS 90HV 양호 매우 높음

은 주석 산화물 45% IACS 180HV 우수 중간

은도금 황동 28%IACS 150HV 중간 낮음

2. 단열재 개발

기존 소재 : 베이클라이트(PF) 내열온도 150℃

엔지니어링 플라스틱: PBT+30% 유리섬유(CTI>600V)

신소재 : LCP 액정폴리머(아크저항성 > 180s)

4. 핵심 성능 매개변수

1. 전기적 특성

정격 전류:

신호 레벨: ≤0.5A(24VDC)

전원 유형: 10A(250VAC)

특수형 : 60A(자동차 시동 스위치)

절연 저항:

초기값: >1000MΩ (500VDC)

습열 후: >100MΩ (85℃/85%RH)

중간 압력 저항성:

250VAC 제품: 2000V/1min

600VAC 제품: 3000V/1min

2. 기계적 수명

표준제품 : 50,000~100,000회 (IEC 61058 기준)

장수명형 : 50만~100만회(자기유지기술)

시험 조건 : 60회/분, 부하 전환

5. 첨단 설계 기술

1. 연락 시스템 최적화

이중 차단점 설계: 직렬로 연결된 이중 접점으로 차단 용량 향상

자기 분출: 영구 자석 가이드 아크 스트레칭

진공 밀봉: 10^-3 Pa 진공 접촉 챔버

2. 스마트 통합

상태 표시: 통합 LED(≤3W)

신호 피드백: 홀 센서 비접촉 감지

네트워크 인터페이스: IO-Link V1.1 통신 프로토콜

6. 응용 분야의 혁신

1. 산업 4.0 시나리오

협동 로봇: 안전 회로의 이중 채널 모니터링

예측 유지 관리: 접촉 저항의 온라인 모니터링

디지털 트윈: 스위치 동작 시간의 클라우드 기록

2. 새로운 에너지 분야

충전 파일: CP 신호 감지 기능이 있는 비상 정지 스위치

태양광 인버터: 2000V DC 전용 절연 스위치

에너지 저장 시스템: 방폭형 배터리 관리 스위치

7. 선택 요인 행렬

매개변수 민간 등급 산업 등급 자동차 등급

온도 -20~70℃ -40~85℃ -40~125℃

진동 5-17Hz/1mm 10-55Hz/1.5mm 10-2000Hz/50g

밀봉 IP40 IP67 IP6K9K

인증 CCC UL/CE IATF16949

8. 고장 모드 분석

1. 일반적인 결함

접합 실패: 높은 전류로 인해 접촉 용접 발생(>10kA)

접촉 불량 : 황화은막으로 인해 저항이 급격히 증가

기계적 걸림: 먼지 침투로 인해 움직임이 막힘

2. 가속수명시험

온도 사이클: -40℃←→125℃, 1000회

염수 분무 시험: 5% NaCl, 480시간

혼합가스: H2S+SO2+NO2, 21일

9. 미래 개발 동향

자가 구동 기술: 압전 에너지 수확으로 수동 무선 통신 가능

유연한 전자 장치: 늘어나는 전도성 폴리머 스위치

생체공학적 디자인: 근육과 같은 구동 구조로 작동감 향상

10. 유지관리 및 점검

1. 현장 테스트 항목

접촉 저항: 4선 측정(전류 ≥ 1A)

절연 저항 : 2500V 메가옴미터 테스트

동작 특성: 변위-힘 곡선 분석기

2. 예방적 유지관리

먼지 제거 주기: 2000회 작업 또는 6개월

윤활 및 유지관리: 특수 접촉 그리스(이황화몰리브덴 함유)

교체 기준 : 접촉 저항 > 초기값의 300%