據(jù)社團法人電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(JEITA)發(fā)表的2006年度(2006年4月至2007年3月)《全球電子零部件銷售統(tǒng)計》,日本零部件廠商向全世界銷售的電子零部件的總銷售額為4兆7344億日元。電子零部件可分為電容器及線圈等被動零部件、開關(guān)及連接器等連接零部件、揚聲器及電動機等轉(zhuǎn)換零部件、調(diào)諧器等其他零部件等種類。開關(guān)為連接零部件之一,其銷售額為4393億日元,占整個零部件銷售額的9%。
開關(guān)屬于操作系統(tǒng),他支持人和電氣電子設(shè)備之間的交流,與我們的生活關(guān)系很密切。要啟動電氣電子設(shè)備,用戶就要按下電源開關(guān)向機器下達(dá)“開始”的指令。而且,根據(jù)按下開關(guān)時的指尖的觸感,能夠判斷出的確“按下了,已下達(dá)指令了”。
阿爾卑斯電氣自1948年生產(chǎn)用于切換電視頻道的旋轉(zhuǎn)開關(guān)以來,開發(fā)、生產(chǎn)并銷售了各種開關(guān),現(xiàn)在的年產(chǎn)開關(guān)達(dá)到60億個(※1)。通過顯像管電視收看模擬電視的時代,到如今也變成了用手機收看地面數(shù)字廣播(1seg播放)的時代,在這種時代的變遷當(dāng)中,作為相稱于每個時代的電器產(chǎn)品功能的、相符于人們需求的零部件,開關(guān)也正在變遷(※2)。
此次,介紹開關(guān)的作用及種類的同時,還要介紹時代需求和開關(guān)之間的關(guān)系及阿爾卑斯電氣的技術(shù)。
阿爾卑斯電氣**開發(fā)的旋轉(zhuǎn)開關(guān)(左)和*新開發(fā)的旋轉(zhuǎn)開關(guān)(右,箭頭)
※1)紅盒子的阿爾卑斯
阿爾卑斯電氣生產(chǎn)的“S型旋轉(zhuǎn)開關(guān)”作為“第2次世界大戰(zhàn)剛剛結(jié)束后不久,在普通百姓自己組裝收音機的時代,**個為民用產(chǎn)品制造的旋轉(zhuǎn)開關(guān)”,記載于國立科學(xué)博物館的“產(chǎn)業(yè)技術(shù)史資料信息中心”的數(shù)據(jù)庫上。當(dāng)時因其包裝,親切地被人稱為“紅盒子的阿爾卑斯”。順便提一下,作為“日本開始電視廣播時誕生的開關(guān)調(diào)諧器”,阿爾卑斯電氣的“電視用6頻道旋轉(zhuǎn)調(diào)諧器”也記載于該中心的數(shù)據(jù)庫。
※2)不是茶色也叫“braun”
顯像管(在日本叫“braun管”)指的是陰極射線管(CRT、Cathode RayTube),為德國人卡爾?菲迪南德?布勞恩于1897年發(fā)明的顯示器。自布勞恩發(fā)明顯像管以來已過了110多年,在這漫長的歲月當(dāng)中,顯像管電視機一直與電視廣播一起倍受人們的愛戴,但是隨著技術(shù)發(fā)展,目前在日本國內(nèi)生產(chǎn)的CRT顯示器和顯像管電視機也變得極少,而液晶電視機和高精細(xì)度電視機等新的顯像管占有多數(shù)。在全球范圍內(nèi),顯像管電視機的需求也在縮小。后來,布勞恩還獲得了“諾貝爾物理學(xué)獎”。
早晨,為了關(guān)掉鬧鐘**就得按下開關(guān);起床后,要開燈就得按下開關(guān);然后,要收看早晨新聞,還要按下電視的電源開關(guān)。另外,電話、手機、傳真機、電腦、汽車、洗衣機和微波爐的操作面板及游戲機的控制器等在日常生活的所有地方都存在開關(guān)。在現(xiàn)代社會,我們的周圍有各種各樣的電子電氣設(shè)備。連接這些設(shè)備和我們的,就是開關(guān)。開關(guān)擔(dān)負(fù)著接口的作用,它向設(shè)備傳達(dá)電源的開/閉、調(diào)整音量等用戶的各種指令,同時還通過咔噠感及旋鈕的移動向用戶傳達(dá)操作狀況(※3)。
阿爾卑斯電氣所開發(fā)生產(chǎn)的開關(guān)可分為“電路切換用”和“檢測功能用”的兩大種類。“電路切換用”又可分為切換100V、200V等稍微大容量電流的AC(交流)電源切換用(如電視電源開關(guān))、手機的數(shù)字鍵盤部分及切換音樂播放器的音量等的DC(直流)微小電流電路切換用及微型計算機輸入用等種類。后者的“檢測功能用”開關(guān)為,在設(shè)備內(nèi)部檢測物品的位置及有無狀態(tài)的開關(guān)。
阿爾卑斯電氣的開關(guān)根據(jù)用途、形狀及操作方法可分為多種種類。
【阿爾卑斯電氣的開關(guān)種類】
【數(shù)碼相機及用于數(shù)碼相機的代表性開關(guān)】
* 不能斷言,實際銷售的所有數(shù)碼相機都在使用上圖的開關(guān)類。所介紹的開關(guān)之用途并限定于上述一種。
※3)虛擬空間的開關(guān)
不能說所有開關(guān)都可以用手指去接觸。在電腦畫面上,顯示著很多“開關(guān)”。不管其操作系統(tǒng)是Windows還是Mac,就是由很多“按鈕(開關(guān))”向計算機傳達(dá)我們的指令。其中很多開關(guān)被立體地表示為實際開關(guān)的模樣,并且當(dāng)以光標(biāo)按下那些按扭時就變成陷入的樣子,有時還會發(fā)出與真正開關(guān)相同的聲音。可想而知,“開關(guān)”作為與機械之間的界面,其觸感及聲音對我們的印象有多深。
目前阿爾卑斯電氣正在生產(chǎn)并銷售約250種(系列)開關(guān),并且年平均開發(fā)生產(chǎn)約25種新的開關(guān)。開關(guān)根據(jù)其用途及使用環(huán)境正在不斷地逐步發(fā)展。
以代表數(shù)字設(shè)備的手機為例,目前,手機機身的薄小型化是理所當(dāng)然,另外還陸續(xù)推出高像素相機功能、收看地面數(shù)字廣播(1seg播放)及全能瀏覽器(fullbrowser)功能等新功能。對面向手機的開關(guān)來說,*大的難處是安裝空間很小。手機的數(shù)字鍵盤部分具有12個數(shù)字鍵。設(shè)置了12個數(shù)字鍵,就需要12個開關(guān)。即薄又小的手機要求在小空間內(nèi)設(shè)置這些開關(guān)。面對這種需求,阿爾卑斯電氣開發(fā)了“ContactSheet?”, ContactSheet?為在膠粘薄板上排列幾個圓型金屬彈簧而構(gòu)成的裝置,如果粘貼在電路板上使用就起到開關(guān)的作用。一般情況下,在產(chǎn)品的電路板上對一個鍵扭配置一個開關(guān),但是因為使用了該ContactSheet?,所以節(jié)省了一個個排列開關(guān)的作業(yè),而且還為手機的薄形化做出了貢獻(xiàn)。
Contact Sheet?
而且,手機及便攜式音樂播放器的數(shù)據(jù)保存功能也正在逐步發(fā)展,從電話簿及所錄音的音樂等“目錄”當(dāng)中選擇并決定特定號碼或者曲目的情況也在增多。在這種情況下,要求開關(guān)具有上下滾動目錄菜單及選擇、決定的兩種功能。對用戶來說,與操作別的按鍵或者好幾次按下鍵盤來使用這種多種功能相比,用一個手指來實施會更加方便、更加舒適。阿爾卑斯電氣開發(fā)生產(chǎn)很多種類這種組合了多種功能的復(fù)合型裝置。作為復(fù)合型裝置,組合編碼器和開關(guān)而開發(fā)了SRBE系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品通過轉(zhuǎn)動編碼器來上下滾動選擇畫面,而按動開關(guān)承擔(dān)著決定功能。用一個手指實現(xiàn)畫面的滾動和選定,這在手機等整機產(chǎn)品所具有的整個功能當(dāng)中,有可能看起來很微不足道。但是,為了使用戶操作起來簡單、使人們輕松地使用電氣電子設(shè)備,阿爾卑斯電氣并不輕視這種微不足道的部分,將堅持致力于開發(fā)這種零部件。
SRBE系列
對手機等小型數(shù)字設(shè)備的零部件來說,“輕、薄、短、小”是必要因素。而且作為附加價值,還要下功夫去實現(xiàn)整機設(shè)備所具有的功能。例如,阿爾卑斯電氣開發(fā)了可設(shè)在薄型手機的側(cè)面并可實現(xiàn)自動對焦功能的開關(guān)。一般情況下開關(guān)是從上朝下按動的,但是如果在側(cè)面設(shè)置按鈕,就等于向內(nèi)部電路板水平按動(用力)。即,該開關(guān)僅以1.22mm的高度、4.0mm的寬度、5.0mm的進(jìn)深及24.4mm3的體積實現(xiàn)了在沒有寬度的側(cè)面以水平方向往內(nèi)部電路板移動的“橫按”及按照自動對焦功能實施調(diào)焦距的“半按”及按下快門的“全按”動作。
尺寸相當(dāng)于50日元硬幣中間的圓孔直徑(約4毫米) SPEE系列
阿爾卑斯電氣日產(chǎn)2000萬個即年產(chǎn)60億個這種開關(guān)。開發(fā)新的開關(guān)是阿爾卑斯電氣的技術(shù)核心,但是,大量生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品也是阿爾卑斯電氣的重要技術(shù)之一。要大量生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品,模具就是其生命線。大部分開關(guān)是由塑料及金屬構(gòu)成的,要讓這??材料大量地形成所需求的形狀,就需要“澆鑄模具”和“沖壓模具”。澆鑄模具用于樹脂成型,即將樹脂灌入澆鑄模具內(nèi)來制造開關(guān)零部件。對澆鑄成形來說,雖然模具的精度也很重要,但是在模具內(nèi)灌進(jìn)樹脂的壓力等多年培養(yǎng)下來的經(jīng)驗起到很重要的作用。沖壓模具通過沖壓方式將金屬板沖孔或者制造折皺等方式制造開關(guān)零部件。在阿爾卑斯電氣的開關(guān)當(dāng)中,*小的開關(guān)為一片2mm程度的產(chǎn)品。小開關(guān)的零部件比該開關(guān)還小,而且要小的同時還要正確。另外,以日產(chǎn)2000萬個開關(guān)的速度實施正確的沖孔或者折疊。
阿爾卑斯電氣不斷地研究大量生產(chǎn)具有與設(shè)計同樣功能產(chǎn)品的技術(shù)。目前,阿爾卑斯電氣的沖壓技術(shù)達(dá)到了可以實現(xiàn)亞微米級精度的水平。
【沖壓技術(shù):可實現(xiàn)的模具精度】