JP2006210083A - Micro relay - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a micro relay capable of regulating a movement of an armature in a plane along the plate surface of the armature. <P>SOLUTION: The micro relay has an armature 30 of a rectangular plate shape arranged inside of a frame 31 of a frame shape, and the armature 30 undergoes a seesaw action by a drive device with the intermediate part in a longitudinal direction of the armature as a fulcrum, and a contact device is opened and closed according to this seesaw action. Regulating projections 41 are respectively provided at each corner part of the armature 30. A Position regulating surface 42 which is respectively opposed to each regulating projection 41 is provided at the inner periphery face of the frame 31, and the movement of the armature 30 in a plane along the plate surface of the armature 30 is regulated by the regulating projection 41 and the position regulating surface 42. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、少なくとも一部の構成要素が半導体微細加工技術を用いて形成されるマイクロリレーに関するものである。   The present invention relates to a microrelay in which at least some components are formed using a semiconductor microfabrication technique.

従来から、この種のマイクロリレーとして、枠状のフレームを備え、フレームの内側に配置された半導体材料からなる矩形板状のアマチュアを駆動装置によってシーソ動作させるものが提案されている。このマイクロリレーにおいては、アマチュアのシーソ動作に従って接点装置を開閉させる(たとえば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of microrelay, there has been proposed one that includes a frame-like frame and performs a see-saw operation on a rectangular plate-shaped amateur made of a semiconductor material arranged inside the frame by a driving device. In this micro relay, the contact device is opened and closed according to an amateur seesaw operation (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載されたマイクロリレーでは、アマチュアは、幅方向の各側縁における中間部からそれぞれ側方に突出した枢支部を介してフレームと連続一体に連結されており、枢支部をねじれ変形させることにより、両枢支部の間を結ぶ直線付近を支点としてシーソ動作する。
特開平5−114347号公報
In the micro relay described in Patent Document 1, the armature is continuously and integrally connected to the frame via pivot portions protruding laterally from the intermediate portion at each side edge in the width direction, and the pivot portion is twisted and deformed. By doing so, the seesaw operation is performed with the vicinity of the straight line connecting the two pivots as a fulcrum.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-114347

しかし、上述したマイクロリレーでは、アマチュアの板面に沿う面内でのアマチュアの移動を規制する手段がないから、たとえば外部からの衝撃などが加わった際に、アマチュアの板面に沿う面内において枢支部の弾性限度を越えてアマチュアが移動することにより、枢支部が破損してしまうことがある。   However, in the above-described micro relay, there is no means for restricting the movement of the amateur in the plane along the amateur plate surface. For example, when an impact from the outside is applied, in the plane along the amateur plate surface. If the amateur moves beyond the elastic limit of the pivot, the pivot may be damaged.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、アマチュアの板面に沿う面内におけるアマチュアの移動を規制することができるマイクロリレーを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above reasons, and an object thereof is to provide a micro relay capable of regulating the movement of an amateur in a plane along the plate surface of the amateur.

請求項1の発明は、枠状のフレームと、フレームの内側に配置される矩形板状のアマチュアと、アマチュアの長手方向の中間部を支点としてアマチュアを厚み方向にシーソ動作させる駆動装置と、アマチュアのシーソ動作に従って開閉する接点装置とを備え、フレームが、内周面においてアマチュアの板面に沿う面内でアマチュアに位置ずれが生じたときにアマチュアの一部に当接することによりアマチュアの位置を規制する位置規制面を有し、アマチュアが、各角部においてアマチュアの幅方向にそれぞれ突出しアマチュアの板面に沿う面内で位置規制面にそれぞれ対向することにより位置規制面と共にアマチュアの移動を規制する規制突起を有することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a frame-shaped frame, a rectangular plate-like amateur disposed inside the frame, a drive device for causing the armature to perform a seesaw operation in the thickness direction with an intermediate portion in the longitudinal direction of the amateur as a fulcrum, and an amateur A contact device that opens and closes in accordance with the seesaw movement of the armature, and the frame contacts the part of the armature when the armature is displaced in a plane along the surface of the armature on the inner peripheral surface, thereby positioning the armature. It has a position-regulating surface that regulates, and the amateur protrudes in the width direction of the armature at each corner and faces the position-regulating surface in a plane along the surface of the amateur, thereby restricting the movement of the amateur together with the position-regulating surface. It is characterized by having a restricting projection.

この構成によれば、外部からの衝撃などによりアマチュアがアマチュアの板面に沿って移動しても、各規制突起がそれぞれ対向する位置規制面に当接することにより、アマチュアの移動を規制することができる。また、規制突起がアマチュアの幅方向に突出しているから、マイクロリレーにおけるアマチュアの長手方向の寸法が大きくなることはない。しかも、規制突起はアマチュアの各角部にそれぞれ設けられており、アマチュアの支点から離れた位置でアマチュアの位置規制が為されるので、アマチュアの支点付近でアマチュアを位置規制する場合に比べて小さい力でアマチュアの移動を止めることができる。結果的に、規制突起と位置規制面との接触時に規制突起および位置規制面に生じる応力を小さく抑えることができる。   According to this configuration, even if the amateur moves along the amateur plate surface due to external impact or the like, the movement of the amateur can be regulated by the contact of the regulating projections with the opposing position regulating surfaces. it can. Further, since the restricting protrusion protrudes in the width direction of the amateur, the dimension in the longitudinal direction of the amateur in the micro relay does not increase. Moreover, the restriction protrusions are provided at each corner of the amateur, and the position of the amateur is restricted at a position away from the fulcrum of the amateur, so that the position of the amateur is small in the vicinity of the fulcrum of the amateur. The movement of the amateur can be stopped by force. As a result, the stress generated on the restriction protrusion and the position restriction surface at the time of contact between the restriction protrusion and the position restriction surface can be reduced.

請求項2の発明は、枠状のフレームと、フレームの内側に配置される矩形板状のアマチュアと、アマチュアの長手方向の中間部を支点としてアマチュアを厚み方向にシーソ動作させる駆動装置と、アマチュアのシーソ動作に従って開閉する接点装置とを備え、フレームが、内周面においてアマチュアの板面に沿う面内でアマチュアに位置ずれが生じたときにアマチュアの一部に当接することによりアマチュアの位置を規制する位置規制面を有し、アマチュアが、各角部においてアマチュアの長手方向にそれぞれ突出しアマチュアの板面に沿う面内で位置規制面にそれぞれ対向することにより位置規制面と共にアマチュアの移動を規制する規制突起を有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a frame-shaped frame, a rectangular plate-like amateur disposed inside the frame, a drive device for causing the armature to perform a seesaw operation in the thickness direction with an intermediate portion in the longitudinal direction of the amateur as a fulcrum, and an amateur A contact device that opens and closes in accordance with the seesaw movement of the armature, and the frame contacts the part of the armature when the armature is displaced in a plane along the surface of the armature on the inner peripheral surface, thereby positioning the armature. It has a position-regulating surface that regulates, and the amateur projects in the longitudinal direction of the amateur at each corner and faces the position-regulating surface in a plane along the surface of the amateur, thereby restricting the movement of the amateur together with the position-regulating surface. It is characterized by having a restricting projection.

この構成によれば、外部からの衝撃などによりアマチュアがアマチュアの板面に沿って移動しても、各規制突起がそれぞれ対向する位置規制面に当接することにより、アマチュアの移動を規制することができる。また、規制突起がアマチュアの長手方向に突出しているから、マイクロリレーにおけるアマチュアの幅方向の寸法が大きくなることはない。しかも、規制突起はアマチュアの各角部にそれぞれ設けられており、アマチュアの支点から離れた位置でアマチュアの位置規制が為されるので、アマチュアの支点付近でアマチュアを位置規制する場合に比べて小さい力でアマチュアの移動を止めることができる。結果的に、規制突起と位置規制面との接触時に規制突起および位置規制面に生じる応力を小さく抑えることができる。   According to this configuration, even if the amateur moves along the amateur plate surface due to external impact or the like, the movement of the amateur can be regulated by the contact of the regulating projections with the opposing position regulating surfaces. it can. Further, since the restricting protrusion protrudes in the longitudinal direction of the amateur, the dimension in the width direction of the amateur in the micro relay does not increase. Moreover, the restriction protrusions are provided at each corner of the amateur, and the position of the amateur is restricted at a position away from the fulcrum of the amateur, so that the position of the amateur is small in the vicinity of the fulcrum of the amateur. The movement of the amateur can be stopped by force. As a result, the stress generated on the restriction protrusion and the position restriction surface at the time of contact between the restriction protrusion and the position restriction surface can be reduced.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記アマチュアの幅方向に並ぶ一対の前記位置規制面が、アマチュアの長手方向においてアマチュアのシーソ動作の支点から離れるほど互いに近づくテーパ状に形成され、前記規制突起が、位置規制面に対向する部位がアマチュアの板面に沿う断面を円弧の一部とする形状に形成されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the pair of position restricting surfaces aligned in the width direction of the armature approach each other as they move away from the fulcrum of the seesaw operation of the armature in the longitudinal direction of the armature. The restriction protrusion is formed in a shape in which a portion facing the position restriction surface has a cross section along the plate surface of the armature as a part of an arc.

この構成によれば、規制突起と位置規制面との接触時には、規制突起において断面が円弧の一部となる角部がテーパ状の位置規制面に点接触することになるので、規制突起および位置規制面において接触時の欠けを防止することができる。   According to this configuration, at the time of contact between the restriction protrusion and the position restriction surface, the corner portion whose cross section is a part of the circular arc at the restriction protrusion is in point contact with the tapered position restriction surface. It is possible to prevent chipping at the time of contact in terms of regulation.

本発明では、外部からの衝撃などによりアマチュアがアマチュアの板面に沿って移動しても、各規制突起がそれぞれ対向する位置規制面に当接することにより、アマチュアの移動を規制することができる。しかも、規制突起はアマチュアの各角部にそれぞれ設けられており、アマチュアの支点から離れた位置でアマチュアの位置規制が為されるので、アマチュアの支点付近でアマチュアを位置規制する場合に比べて小さい力でアマチュアの移動を止めることができる。結果的に、規制突起と位置規制面との接触時に規制突起および位置規制面に生じる応力を小さく抑えることができる。   In the present invention, even if the amateur moves along the amateur plate surface due to an external impact or the like, the movement of the amateur can be regulated by the contact of the regulating projections with the opposing position regulating surfaces. Moreover, the restriction protrusions are provided at each corner of the amateur, and the position of the amateur is restricted at a position away from the fulcrum of the amateur, so that the position of the amateur is small in the vicinity of the fulcrum of the amateur. The movement of the amateur can be stopped by force. As a result, the stress generated on the restriction protrusion and the position restriction surface at the time of contact between the restriction protrusion and the position restriction surface can be reduced.

(実施形態1)
本実施形態のマイクロリレーは、図1および図2に示すように、直方体状のケースAを有し、ケースA内に収納され規定の支点の回りでシーソ動作する矩形板状のアマチュア30を備えたアマチュアブロック3と、ケースAの定位置に設けた固定接点14とアマチュア30の端部に設けた可動接点39とからなりアマチュア30のシーソ動作に従って開閉する接点装置とを備える。また、本実施形態では、アマチュア30をシーソ動作させる駆動装置として電磁石を用いる電磁駆動型のマイクロリレーを示し、上方に開放されたコ字状のヨーク20に2個のコイル22を巻装した電磁石装置2がケースAに固定される。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the microrelay of this embodiment includes a rectangular parallelepiped case A that has a rectangular parallelepiped case A and is housed in the case A and performs a seesaw operation around a specified fulcrum. The armature block 3, and a contact device that includes a fixed contact 14 provided at a fixed position of the case A and a movable contact 39 provided at an end of the armature 30 and opens and closes according to the seesaw operation of the armature 30. Further, in the present embodiment, an electromagnetically driven microrelay using an electromagnet as a driving device for operating the amateur 30 in a seesaw manner is shown, and an electromagnet in which two coils 22 are wound around a U-shaped yoke 20 opened upward. The device 2 is fixed to the case A.

ケースAは、矩形板状のボディ1と、アマチュアブロック3の一部であってアマチュア30の全周を囲む矩形枠状のフレーム31と、フレーム31を介してボディ1に積層されボディ1との間にアマチュア30がシーソ動作する空間を形成するカバー4とにより形成される。また、カバー4はアマチュア30がシーソ動作する空間を確保するために、ボディとの対向面の略全面に、動作用凹所40(図8参照)を形成してある。ボディ1およびカバー4はパイレックス(登録商標)のような耐熱ガラスを用いて形成され、アマチュアブロック3は単結晶シリコンからなる半導体基板を用いて形成される。したがって、ボディ1とフレーム31とカバー4とは互いの対向面にそれぞれ接合用金属薄膜15,38a,38b,43(図1、図6、図8参照)が形成され、接合用金属薄膜15,38a,38b,43を接合させることによって互いに固着される。接合用金属薄膜15,38a,38b,43については後述する。ボディ1とフレーム31とカバー4とは外周形状が略同寸法の矩形状に形成されており、互いに接合することによって直方体状になる。   The case A includes a rectangular plate-shaped body 1, a rectangular frame 31 that is a part of the armature block 3 and surrounds the entire circumference of the amateur 30, and the body 1 that is stacked on the body 1 via the frame 31. It is formed by the cover 4 which forms a space in which the amateur 30 performs a seesaw operation. Further, in order to secure a space for the amateur 30 to perform a seesaw operation, the cover 4 is formed with an operation recess 40 (see FIG. 8) on substantially the entire surface facing the body. The body 1 and the cover 4 are formed using heat-resistant glass such as Pyrex (registered trademark), and the amateur block 3 is formed using a semiconductor substrate made of single crystal silicon. Accordingly, the metal thin film 15, 38 a, 38 b, 43 (see FIGS. 1, 6, and 8) is formed on the opposing surfaces of the body 1, the frame 31, and the cover 4, respectively. 38a, 38b and 43 are bonded together by bonding. The bonding metal thin films 15, 38a, 38b, and 43 will be described later. The body 1, the frame 31, and the cover 4 are formed in a rectangular shape having substantially the same outer peripheral shape, and are formed in a rectangular parallelepiped shape by being joined to each other.

ボディ1は、図3に示すように、平面視が十字状でありボディ1の厚み方向に貫通する収納孔16を中央部に有し、円形に開口しボディ1の厚み方向に貫通するスルーホール10を四隅にそれぞれ有している。また、ボディ1の厚み方向の両面においてスルーホール10の開口周縁にはそれぞれ円形のランド12(図3,図5参照)が形成される。1個のスルーホール10についてボディ1の厚み方向の両面に形成される2個のランド12は、スルーホール10の内周面に被着した導電層を介して電気的に接続される。ボディ1の厚み方向においてカバー4に対向しない面では、各ランド12にそれぞれバンプ13が固着され、スルーホール10の開口部がバンプ13により閉塞される。ボディ1の厚み方向においてカバー4に対向する一面の長手方向の両端部では、ボディ1の幅方向に並ぶ各一対のスルーホール10の間の部位に、ボディ1の長手方向に延長された各一対の固定接点14が形成される。各ランド12は各固定接点14の長手方向の一端部と導電パターン18を介して接続され、各バンプ13が各固定接点14にそれぞれ一対一に接続される。また、ボディ1のこの一面ではスルーホール10の開口面がそれぞれランド12を覆うシリコン薄板の蓋板19により閉塞される。ここに、スルーホール10の内周面に被着した導電層と、ランド12、固定接点14、導電パターン18とを形成する導電性材料は、たとえば、Cu、Cr、Ti、Pt、Co、Ni、Au、もしくはこれらの合金から選択される。バンプ13を形成する導電性材料は、たとえば、Au、Ag、Cu、半田から選択される。   As shown in FIG. 3, the body 1 has a cross shape in plan view and has a storage hole 16 that penetrates in the thickness direction of the body 1 in the center, and is a through hole that opens in a circular shape and penetrates in the thickness direction of the body 1. 10 at each of the four corners. In addition, circular lands 12 (see FIGS. 3 and 5) are formed on the periphery of the opening of the through hole 10 on both surfaces in the thickness direction of the body 1. Two lands 12 formed on both surfaces of the body 1 in the thickness direction of one through hole 10 are electrically connected via a conductive layer deposited on the inner peripheral surface of the through hole 10. On the surface that does not face the cover 4 in the thickness direction of the body 1, the bump 13 is fixed to each land 12, and the opening of the through hole 10 is blocked by the bump 13. At both ends in the longitudinal direction of one surface facing the cover 4 in the thickness direction of the body 1, each pair extended in the longitudinal direction of the body 1 in a portion between each pair of through holes 10 aligned in the width direction of the body 1. The fixed contact 14 is formed. Each land 12 is connected to one end in the longitudinal direction of each fixed contact 14 via a conductive pattern 18, and each bump 13 is connected to each fixed contact 14 on a one-to-one basis. Further, on this one surface of the body 1, the opening surface of the through hole 10 is closed by a silicon thin plate 19 that covers the land 12. Here, the conductive material forming the conductive layer deposited on the inner peripheral surface of the through hole 10 and the land 12, the fixed contact 14, and the conductive pattern 18 are, for example, Cu, Cr, Ti, Pt, Co, Ni , Au, or an alloy thereof. The conductive material forming the bumps 13 is selected from, for example, Au, Ag, Cu, and solder.

なお、スルーホール10と収納孔16とは、たとえば、サンドブラスト法、エッチング法から選択した方法により形成し、上述の導電層は、たとえば、メッキ法、蒸着法、スパッタ法から選択した方法により形成する。   The through hole 10 and the storage hole 16 are formed by a method selected from, for example, a sand blasting method and an etching method, and the conductive layer is formed by a method selected from, for example, a plating method, a vapor deposition method, and a sputtering method. .

ところで、ボディ1の厚み方向においてカバー4に対向する一面にはシリコン薄板からなり収納孔16を閉塞する蓋板17が固着されている。収納孔16の内周面と蓋板17とにより囲まれる空間は電磁石装置2を収納する収納室になり、収納室に電磁石装置2を収納した後に収納室にポッティングなどによって樹脂を充填することにより、電磁石装置2の保護と固定とがなされる。収納孔16に充填する樹脂には、硬化後にも弾性を持つシリコン樹脂などを用いるのが望ましい。収納孔16の内周面は、蓋板17により閉塞される一方の開口面から他方の開口面に向かって開口面積を広げるテーパ状に形成されており、蓋板17で閉塞される一方の開口面の開口面積を比較的小さくしながらも、他方の開口面からの電磁石装置2の挿入作業が容易になるようにしてある。つまり、前記一方の開口面において収納孔16の周囲にはランド12のほか固定接点14や導電パターン18を形成する必要があるから、収納孔16の開口面積が小さいほうが固定接点14や導電パターン18の配置に余裕ができ、結果的に小型化につながる。   Incidentally, a cover plate 17 made of a thin silicon plate and closing the accommodation hole 16 is fixed to one surface facing the cover 4 in the thickness direction of the body 1. A space surrounded by the inner peripheral surface of the storage hole 16 and the cover plate 17 is a storage chamber for storing the electromagnet device 2. After the electromagnet device 2 is stored in the storage chamber, the storage chamber is filled with resin by potting or the like. The electromagnet device 2 is protected and fixed. As the resin filled in the storage hole 16, it is desirable to use a silicon resin that has elasticity even after curing. The inner peripheral surface of the storage hole 16 is formed in a tapered shape that increases the opening area from one opening surface closed by the cover plate 17 toward the other opening surface, and one opening closed by the cover plate 17. Although the opening area of the surface is relatively small, the insertion operation of the electromagnet device 2 from the other opening surface is facilitated. That is, since it is necessary to form the fixed contact 14 and the conductive pattern 18 in addition to the land 12 on the one opening surface around the storage hole 16, the smaller the opening area of the storage hole 16, the fixed contact 14 and the conductive pattern 18. Can be afforded, resulting in miniaturization.

なお、蓋板17,19には、シリコン基板をエッチングまたは研磨により薄厚化することにより形成したシリコン薄板を用い、厚み寸法はたとえば20μmに設定される。なお、蓋板17の厚み寸法は20μmに限らず、5μm〜50μm程度の範囲内で適宜に設定される。また、蓋板17,19として、シリコン薄板に代えてガラス基板をエッチングや研磨などで薄厚化することにより形成したガラス薄板を用いてもよい。   As the cover plates 17 and 19, a silicon thin plate formed by thinning a silicon substrate by etching or polishing is used, and the thickness dimension is set to 20 μm, for example. Note that the thickness dimension of the lid plate 17 is not limited to 20 μm, and is appropriately set within a range of about 5 μm to 50 μm. Further, as the cover plates 17 and 19, a glass thin plate formed by thinning a glass substrate by etching or polishing instead of the silicon thin plate may be used.

電磁石装置2は、図2、図4に示すように、2個のコイル22が巻装される矩形板状のコイル巻片20aの長手方向の両端部にそれぞれ脚片20bを延設したコ字状のヨーク20を備える。コイル巻片20aおよび脚片20bは断面矩形状に形成される。各コイル22は、コイル巻片20aの長手方向の各端部にコイルボビンを用いずに直に巻装される。また、コイル巻片20aの長手方向の中央部であって両コイル22の間には直方体状の永久磁石21が配置される。各コイル22はそれぞれ、永久磁石21とヨーク20の脚片20bとによってコイル巻片20aの長手方向への移動が規制される。   As shown in FIGS. 2 and 4, the electromagnet device 2 has a U-shape in which leg pieces 20 b are extended at both ends in the longitudinal direction of a rectangular plate-shaped coil winding piece 20 a around which two coils 22 are wound. The yoke 20 is provided. The coil winding piece 20a and the leg piece 20b are formed in a rectangular cross section. Each coil 22 is wound directly on each end in the longitudinal direction of the coil winding piece 20a without using a coil bobbin. Further, a rectangular parallelepiped permanent magnet 21 is disposed between the coils 22 in the central portion of the coil winding piece 20a in the longitudinal direction. Each coil 22 is restricted from moving in the longitudinal direction of the coil winding piece 20 a by the permanent magnet 21 and the leg piece 20 b of the yoke 20.

永久磁石21は図4の上下方向に着磁されており、永久磁石21の下側の磁極はコイル巻片20aに磁気結合される。永久磁石21の上端面は脚片20bの上端面と高さ位置が等しく、蓋板17に脚片20bの先端面(図4の上端面)を当接させるように電磁石装置2を収納室(収納孔16)に収納すると、永久磁石21の一端面(図4の上端面)も蓋板17に当接する。   The permanent magnet 21 is magnetized in the vertical direction in FIG. 4, and the lower magnetic pole of the permanent magnet 21 is magnetically coupled to the coil winding piece 20a. The upper end surface of the permanent magnet 21 is equal in height to the upper end surface of the leg piece 20b, and the electromagnet device 2 is accommodated in the storage chamber (the upper chamber of the leg piece 20b in contact with the lid plate 17). When stored in the storage hole 16), one end surface (the upper end surface in FIG. 4) of the permanent magnet 21 also comes into contact with the lid plate 17.

コイル巻片20aを介して永久磁石21の反対側にはプリント基板からなる接続基板23が配置され、接続基板23はコイル巻片20aに固着される。接続基板23は矩形板状であり、接続基板23の長手方向はコイル巻片20aの長手方向に直交する。接続基台23は、図5に示すように、絶縁基板23aの一面における長手方向の両端部にそれぞれ独立した導体パターン23bが形成されたものであり、各導体パターン23bのうちの円形部分に外部回路が接続され、矩形部分にコイル22の末端が接続される。外部回路を接続する部位には、Au、Ag、Cu、半田から選択した材料からなるバンプ24が固着される。   A connection board 23 made of a printed circuit board is disposed on the opposite side of the permanent magnet 21 via the coil winding piece 20a, and the connection board 23 is fixed to the coil winding piece 20a. The connection substrate 23 has a rectangular plate shape, and the longitudinal direction of the connection substrate 23 is orthogonal to the longitudinal direction of the coil winding piece 20a. As shown in FIG. 5, the connection base 23 is formed by forming independent conductor patterns 23b at both ends in the longitudinal direction on one surface of the insulating substrate 23a. The circuit is connected, and the end of the coil 22 is connected to the rectangular portion. A bump 24 made of a material selected from Au, Ag, Cu, and solder is fixed to a portion to which an external circuit is connected.

上述した2個のコイル22は接続基板23に設けた導体パターン23bのうちの矩形部分に接続され直列または並列に接続される。言い換えると、両コイル22の一方に通電すれば他方にも通電されるのであって、両コイル22はヨーク20の両脚片20bの先端面が互いに異極に励磁されるように接続されている。したがって、永久磁石21で生じている磁束に対して、一方のコイル22で生じる磁束は同向きになり、他方のコイル22で生じる磁束は逆向きになるから、一方の脚片20bの先端面の周囲では磁束密度が大きくなり、他方の脚片20bの先端面の周囲では磁束密度が小さくなる。どちらの脚片20bにおいて磁束密度を大きくするかは、コイル22に流す電流の向きにより選択される。   The two coils 22 described above are connected to a rectangular portion of the conductor pattern 23b provided on the connection substrate 23 and connected in series or in parallel. In other words, if one of the two coils 22 is energized, the other is also energized, and the two coils 22 are connected so that the tip surfaces of both leg pieces 20b of the yoke 20 are excited to have different polarities. Therefore, the magnetic flux generated in one coil 22 is the same as the magnetic flux generated in the permanent magnet 21, and the magnetic flux generated in the other coil 22 is reversed. The magnetic flux density increases around, and the magnetic flux density decreases around the tip surface of the other leg piece 20b. In which leg piece 20b the magnetic flux density is increased is selected according to the direction of the current flowing through the coil 22.

上述の例では接続基板23の導体パターン23bにバンプ24を固着しているが、バンプ24に代えてボンディングワイヤを接続するための電極パッドを設けてもよい。なお、ヨーク20は、電磁軟鉄のような軟磁性材料の板材を曲げ加工するか、軟磁性材料を鋳造加工するか、プレス加工することにより形成される。   In the above example, the bumps 24 are fixed to the conductor pattern 23b of the connection substrate 23. However, electrode pads for connecting bonding wires may be provided in place of the bumps 24. The yoke 20 is formed by bending a soft magnetic material plate such as electromagnetic soft iron, casting a soft magnetic material, or pressing.

アマチュアブロック3は、単結晶シリコンのシリコン基板からなる半導体基板を半導体微細加工技術で加工することによって形成されるものであり、図6に示すように、矩形枠状のフレーム31の内側に矩形板状のアマチュア30を配置してある。アマチュア30には、図2、図6に示すように、アマチュア30の厚み方向のうち蓋体17と対向する一面に、電磁石装置2との間で磁力が生じる磁性体材料からなる接極子板30bが積層される。接極子板30bは、電磁石装置2とともにアマチュア30をシーソ動作させる駆動装置を構成する。接極子板30bの材料は、Fe、Co、Ni、その合金、または、これらの材料に微量のSi、Mo、Vなどを添加した材料であって、たとえば軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイ、42アロイ、パーメンジュールなどから選択される。また、接極子板30bは機械加工のほか、エッチング加工やメッキにより形成することができる。フレーム31とアマチュア30とは4本の支持ばね32により一体に連結される。支持ばね32については後述する。   The amateur block 3 is formed by processing a semiconductor substrate made of a single crystal silicon substrate by a semiconductor microfabrication technique. As shown in FIG. 6, a rectangular plate is formed inside a rectangular frame 31. A shaped amateur 30 is arranged. As shown in FIGS. 2 and 6, the amateur 30 has an armature plate 30 b made of a magnetic material that generates a magnetic force with the electromagnet device 2 on one surface facing the lid 17 in the thickness direction of the armature 30. Are stacked. The armature plate 30b constitutes a driving device that causes the armature 30 to perform a seesaw operation together with the electromagnet device 2. The material of the armature plate 30b is Fe, Co, Ni, an alloy thereof, or a material obtained by adding a small amount of Si, Mo, V, or the like to these materials, for example, soft iron, electromagnetic stainless steel, permalloy, 42 alloy, It is selected from permendur. The armature plate 30b can be formed by etching or plating in addition to machining. The frame 31 and the amateur 30 are integrally connected by four support springs 32. The support spring 32 will be described later.

アマチュア30は、長手方向に沿った各側縁の両端部および各側縁の中間部において、それぞれ側方に突出する突片33,36を有する。各突片33において蓋板17との対向面には先細りになった四角錘台状のストッパ突起33aが突設され、各突片36において蓋板17との対向面には先細りになった四角錐台状の支点突起36bが突設される。支点突起36bの先端はつねに蓋板17に当接し、アマチュア30がシーソ動作する際の支点を規定する機能を有する。また、ストッパ突起33aの先端はアマチュア30がシーソ動作したときにボディ1に先端が当接することによってアマチュア30の移動範囲を規制する機能を有する。なお、ストッパ突起33aおよび支点突起36bは四角錐台状にかぎらず四角柱状でもよい。   The amateur 30 has projecting pieces 33 and 36 projecting sideways at both ends of each side edge along the longitudinal direction and at an intermediate part of each side edge. Each protruding piece 33 is provided with a tapered truncated pyramid-shaped stopper projection 33a on the surface facing the cover plate 17, and each protruding piece 36 is tapered on the surface facing the cover plate 17. A truncated pyramid-shaped fulcrum projection 36b is provided. The tip of the fulcrum protrusion 36b always abuts against the lid plate 17 and has a function of defining a fulcrum when the armature 30 performs a seesaw operation. Further, the tip of the stopper projection 33a has a function of restricting the movement range of the amateur 30 when the tip contacts the body 1 when the armature 30 performs a seesaw operation. The stopper projection 33a and the fulcrum projection 36b are not limited to a quadrangular frustum shape, but may be a quadrangular prism shape.

各支持ばね32は、アマチュア30の長手方向に沿った各側縁において突片36の両側にそれぞれ一端が連続し、前記一端に対してアマチュア30の幅方向に離間した部位で他端がフレーム31に連続する。ここで、各支持ばね32は、アマチュア30と略同面内でアマチュア30の幅方向に往復する蛇行状に形成されている。この構成により、支持ばね32はアマチュア30をシーソ動作により移動可能な範囲の中間位置である平衡位置、つまりアマチュア30と蓋板17とが平行する位置に支持する。そして、支持ばね32は、アマチュア30が上述した支点の回りでシーソ動作して平衡位置から傾くと、ねじれ変形することにより平衡位置に復帰する復帰力をアマチュア30に作用させる。また、支持ばね32を蛇行状に形成することにより長さ寸法を確保しているから、アマチュア30がシーソ動作する際に支持ばね32に生じる応力を分散させることができ、支持ばね32の破損を防止することができる。   Each support spring 32 has one end continuous on both sides of the projecting piece 36 at each side edge along the longitudinal direction of the armature 30, and the other end of the support spring 32 at a position spaced apart from the one end in the width direction of the armature 30. Consecutive to. Here, each support spring 32 is formed in a meandering shape that reciprocates in the width direction of the armature 30 in substantially the same plane as the armature 30. With this configuration, the support spring 32 supports the armature 30 at an equilibrium position that is an intermediate position within a range in which the armature 30 can be moved by the seesaw operation, that is, a position where the armature 30 and the lid plate 17 are parallel. The support spring 32 causes the armature 30 to have a return force that returns to the equilibrium position by being torsionally deformed when the armature 30 moves around the fulcrum described above and tilts from the equilibrium position. Further, since the length dimension is secured by forming the support spring 32 in a meandering shape, the stress generated in the support spring 32 when the amateur 30 performs a seesaw operation can be dispersed, and the support spring 32 can be damaged. Can be prevented.

上述したように、ボディ1にフレーム31が結合され、かつ支点突起36bの先端が蓋板17に当接した状態でアマチュア30がシーソ動作するのであるから、アマチュア30はフレーム31よりも薄肉であり、アマチュア30の厚み寸法は、アマチュアブロック3とボディ1とを固着した状態において、アマチュア30に設けた接極子板30bと蓋板17との間にアマチュア30のシーソ動作が可能となる程度のギャップが形成されるように設定されている。   As described above, since the armature 30 performs a seesaw operation in a state where the frame 31 is coupled to the body 1 and the tip of the fulcrum protrusion 36b is in contact with the lid plate 17, the armature 30 is thinner than the frame 31. The thickness of the armature 30 is such that the armature 30 can perform a seesaw operation between the armature plate 30b provided on the armature 30 and the cover plate 17 in a state where the armature block 3 and the body 1 are fixed. Is set to be formed.

ところで、本実施形態では、図1、図6に示すように、アマチュア30の各角部からそれぞれアマチュア30の幅方向に突出する4個の規制突起41を設けている。ここで、アマチュア30の各角部において、蓋板17との対向面にストッパ突起33aが形成された部分は上述したように突片33であって、各規制突起41は、各突片33の先端面からそれぞれ突出する形に形成される。一方、フレーム31の内周面には、各規制突起41に対向する部位にそれぞれ位置規制面42が設けられる。各位置規制面42は、各規制突起41における先端面と、アマチュア30の長手方向において支点突起36bとは反対側の側面との2面に対向する形に形成されている。   By the way, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 6, four restricting protrusions 41 are provided that protrude in the width direction of the armature 30 from each corner of the armature 30. Here, in each corner of the amateur 30, the portion where the stopper protrusion 33 a is formed on the surface facing the cover plate 17 is the protrusion 33 as described above, and each regulation protrusion 41 corresponds to each protrusion 33. It is formed in a shape protruding from the tip surface. On the other hand, on the inner peripheral surface of the frame 31, a position restricting surface 42 is provided at a portion facing each restricting protrusion 41. Each position regulating surface 42 is formed so as to face two surfaces, that is, the tip surface of each regulating projection 41 and the side surface opposite to the fulcrum projection 36 b in the longitudinal direction of the armature 30.

ここにおいて、規制突起41と位置規制面42とは、アマチュア30のシーソ動作を妨げないようにアマチュア30の板面に沿う面内において支持ばね32が破損しない程度のアマチュア30の移動を許容する隙間を介して対向しており、アマチュア30の板面に沿う面内でのアマチュア30の最大移動量を支持ばね32が破損しない程度に規制する。この構成では、マイクロリレーに外部から衝撃などが加わったとしても、アマチュア30の板面に沿う面内におけるアマチュア30の移動は規制突起41が位置規制面42に当接することにより支持ばね32が弾性限度を越えない程度に制限される。   Here, the restricting protrusion 41 and the position restricting surface 42 are clearances that allow the armature 30 to move to such an extent that the support spring 32 is not damaged in a plane along the plate surface of the armature 30 so as not to hinder the seesaw operation of the armature 30. And the maximum amount of movement of the amateur 30 in the plane along the plate surface of the amateur 30 is regulated so that the support spring 32 is not damaged. In this configuration, even if an impact or the like is applied to the micro relay from the outside, the movement of the armature 30 in the plane along the plate surface of the armature 30 is such that the support protrusion 32 abuts on the position control surface 42 and the support spring 32 is elastic. It is limited to the extent that the limit is not exceeded.

さらに、規制突起41および位置規制面42には、以下に説明する図7に示すような構成を採用することが望ましい。図7においては、アマチュア30の幅方向に並ぶ一対の位置規制面42が、アマチュア30の長手方向において支点突起36bから離れるほど互いに近づくテーパ状に形成されている。一方、位置規制面42に対向する規制突起41の角部は、アマチュア30の板面に沿う断面が円弧の一部となる形に形成されている。図7に示す規制突起41および位置規制面42では、アマチュア30の板面に沿う面内においてアマチュア30がいずれの方向に移動したとしても、規制突起41において断面が円弧の一部なる形に形成された角部と、テーパ状の位置規制面42とが点接触することによりアマチュア30の移動が規制される。このように規制突起41と位置規制面42との接触を点接触とすることにより、規制突起41および位置規制面42において接触時の欠けを防止することができる。   Furthermore, it is desirable to employ a configuration as shown in FIG. 7 described below for the restricting protrusion 41 and the position restricting surface 42. In FIG. 7, the pair of position restricting surfaces 42 arranged in the width direction of the amateur 30 are formed in a tapered shape that approaches each other as the distance from the fulcrum protrusion 36 b increases in the longitudinal direction of the amateur 30. On the other hand, the corner of the restricting protrusion 41 facing the position restricting surface 42 is formed such that the cross section along the plate surface of the armature 30 is a part of the arc. In the restricting protrusion 41 and the position restricting surface 42 shown in FIG. 7, even if the amateur 30 moves in any direction within the plane along the plate surface of the armature 30, the restricting protrusion 41 is formed so that the cross section is a part of an arc. The movement of the armature 30 is restricted by the point contact between the formed corner and the tapered position restricting surface 42. Thus, by making the contact between the restricting projection 41 and the position restricting surface 42 a point contact, it is possible to prevent the restriction protrusion 41 and the position restricting surface 42 from being chipped at the time of contact.

また、本実施形態ではフレーム31の内周面であってアマチュア30の各側縁に突設された突片36の先端縁に対向する部位には、フレーム31から連続一体に突片37が突設されている。ここで、両突片36,37の先端面に規制突起41および位置規制面42を設けることも考えられるが、上述のようにアマチュア30の各角部に規制突起41を設けたほうが、アマチュア30の支点から離れた位置でアマチュア30の位置規制が為されることになるので、アマチュア30の板面に沿う面内においてアマチュア30が回転するように移動したとしても、本実施形態では比較的小さい力でアマチュア30の移動を止めることができる。要するに、本実施形態の構成では、両突片36,37の先端面に規制突起41および位置規制面42を設ける構成に比べて、規制突起41および位置規制面42の接触時に規制突起41および位置規制面42に生じる応力を小さく抑えることができる。   Further, in the present embodiment, the projecting pieces 37 project from the frame 31 continuously and integrally on the inner peripheral surface of the frame 31 and opposed to the tip edges of the projecting pieces 36 projecting from the side edges of the armature 30. It is installed. Here, it is conceivable to provide the restricting projection 41 and the position restricting surface 42 on the front end surfaces of the projecting pieces 36 and 37. However, as described above, it is preferable to provide the restricting projection 41 at each corner of the amateur 30. Since the position of the amateur 30 is regulated at a position away from the fulcrum of the arm 30, even if the armature 30 moves so as to rotate within a plane along the plate surface of the armature 30, it is relatively small in this embodiment. The movement of the amateur 30 can be stopped by force. In short, in the configuration of the present embodiment, the restriction projection 41 and the position when the restriction projection 41 and the position restriction surface 42 are in contact with each other, as compared with the configuration in which the restriction projection 41 and the position restriction surface 42 are provided on the tip surfaces of both the protrusions 36 and 37. The stress generated on the regulation surface 42 can be kept small.

アマチュアブロック3には、アマチュア30の長手方向においてアマチュア30とフレーム31との間にそれぞれ接点基台34が設けられる。各接点基台34におけるボディ1との対向面(図2における下面)はアマチュア30の下面よりも下方に突出し、各接点基台34の下面には、それぞれ導電性材料からなる可動接点39が固着される。接点基台34の厚み寸法(上下寸法)と可動接点39の厚み寸法との合計寸法は、接点装置の開極時に可動接点39と固定接点14との間の距離が所望の絶縁距離を保つように設定される。   The amateur block 3 is provided with a contact base 34 between the amateur 30 and the frame 31 in the longitudinal direction of the amateur 30. The surface of each contact base 34 facing the body 1 (the lower surface in FIG. 2) protrudes below the lower surface of the armature 30, and a movable contact 39 made of a conductive material is fixed to the lower surface of each contact base 34. Is done. The total dimension of the thickness dimension (vertical dimension) of the contact base 34 and the thickness dimension of the movable contact 39 is such that the distance between the movable contact 39 and the fixed contact 14 maintains a desired insulation distance when the contact device is opened. Set to

各接点基台34はそれぞれ2本の接圧ばね35を介してアマチュア30に連結されている。すなわち、1つの接点基台34の各側縁にそれぞれ接圧ばね35の一端が一体に連続し、1つの接点基台34の連続する各接圧ばね35の他端はアマチュア30の長手方向の端縁における各端部にそれぞれ一体に連続する。上述したように、アマチュア30の四隅には突片33が突設されているから、接圧ばね35は突片33の端縁から突出する形になる。ここに、アマチュア30の長手方向において、接点基台34はアマチュア30に並設されており、結果的に接極子板30bの端縁よりも支点突起36bから離れている。つまり、電磁石装置2からの磁力を受けてアマチュア30がシーソ動作する際に、アマチュア30の長手方向の端部よりも接点基台34の移動量のほうが大きくなる。また、アマチュア30の長手方向において、ストッパ突起33aは、支点突起36bと接点基台34との間に位置する。したがって、アマチュア30がシーソ動作する際に、ストッパ突起33aの移動量よりも接点基台34の移動量のほうが大きくなる。つまり、接点基台34の先端面に固着される可動接点39が固定接点14に接触した後にストッパ突起33aによりアマチュア30の移動が規制されるのである。   Each contact base 34 is connected to the amateur 30 through two contact pressure springs 35. That is, one end of each contact pressure spring 35 is integrally connected to each side edge of one contact base 34, and the other end of each contact pressure spring 35 continuous to one contact base 34 is in the longitudinal direction of the armature 30. Each of the end portions of the end edge continues integrally. As described above, since the projecting pieces 33 protrude from the four corners of the armature 30, the contact pressure spring 35 protrudes from the end edge of the projecting piece 33. Here, in the longitudinal direction of the armature 30, the contact base 34 is juxtaposed with the armature 30, and as a result, is farther from the fulcrum protrusion 36 b than the edge of the armature plate 30 b. That is, when the armature 30 performs a seesaw operation by receiving the magnetic force from the electromagnet device 2, the moving amount of the contact base 34 becomes larger than the longitudinal end portion of the armature 30. Further, in the longitudinal direction of the armature 30, the stopper projection 33 a is located between the fulcrum projection 36 b and the contact base 34. Therefore, when the amateur 30 performs a seesaw operation, the movement amount of the contact base 34 is larger than the movement amount of the stopper protrusion 33a. That is, the movement of the armature 30 is regulated by the stopper projection 33a after the movable contact 39 fixed to the tip surface of the contact base 34 contacts the fixed contact 14.

上述の説明から明らかなように、アマチュアブロック3を構成する要素のうち、フレーム31、アマチュア30、支持ばね32、接点基台34、接圧ばね35は、半導体基板から半導体微細加工技術によって形成される。半導体基板としては、厚み寸法が50μm〜300μm程度の厚み寸法、望ましくは200μm程度の厚み寸法のシリコン基板を用いる。アマチュアブロック3に設けた接点基台34は、半導体基板にエッチングなどの半導体微細加工技術を適用することによってアマチュア30と連続一体に形成される。   As is clear from the above description, among the elements constituting the amateur block 3, the frame 31, the armature 30, the support spring 32, the contact base 34, and the contact pressure spring 35 are formed from a semiconductor substrate by a semiconductor microfabrication technique. The As the semiconductor substrate, a silicon substrate having a thickness dimension of about 50 μm to 300 μm, preferably about 200 μm is used. The contact base 34 provided on the amateur block 3 is formed integrally with the amateur 30 by applying a semiconductor micromachining technique such as etching to the semiconductor substrate.

アマチュアブロック3のフレーム31は、ボディ1およびカバー4と接続する必要があるから、アマチュアブロック3のフレーム31において、ボディ1との対向面の周部には全周に亘って接合用金属薄膜38bが形成され、カバー4との対向面の周部には全周に亘って接合用金属薄膜38aが形成される。また、ボディ1におけるアマチュアブロック3との対向面の周部には接合用金属薄膜38bに接合される接合用金属薄膜15が全周に亘って形成され、カバー4におけるアマチュアブロック3との対向面の周部には図8に示すように接合用金属薄膜38aに接合される接合用金属薄膜43が全周に亘って形成される。したがって、接合用金属薄膜38bと接合用金属薄膜15とを接合するとともに、接合用金属薄膜38aと接合用金属薄膜43とを接合することによって、ボディ1とアマチュアブロック3とカバー4とを圧接または陽極接合により気密的に接合することができ、しかも収納孔16およびスルーホール10を蓋板17,19で閉塞しているから、ボディ1とカバー4とフレーム31とにより囲まれアマチュア30および接点装置(固定接点14と可動接点39)が収納される空間を気密的に封止することができる。なお、接合用金属薄膜15,38a,38b,43の材料は、Au、Al−Si、Al−Cuから選択される。   Since the frame 31 of the amateur block 3 needs to be connected to the body 1 and the cover 4, in the frame 31 of the amateur block 3, the metal thin film 38 b for bonding is formed on the entire periphery of the peripheral portion of the surface facing the body 1. The bonding metal thin film 38a is formed over the entire periphery of the surface facing the cover 4. Further, a bonding metal thin film 15 to be bonded to the bonding metal thin film 38b is formed over the entire circumference of the peripheral surface of the body 1 facing the armature block 3, and the cover 4 facing the armature block 3 is formed. As shown in FIG. 8, a bonding metal thin film 43 to be bonded to the bonding metal thin film 38a is formed over the entire circumference. Therefore, the bonding metal thin film 38b and the bonding metal thin film 15 are bonded together, and the bonding metal thin film 38a and the bonding metal thin film 43 are bonded, so that the body 1, the armature block 3 and the cover 4 are pressed or bonded. Since the housing hole 16 and the through hole 10 can be closed by the cover plates 17 and 19, the armature 30 and the contact device can be surrounded by the body 1, the cover 4, and the frame 31. The space in which (the fixed contact 14 and the movable contact 39) is accommodated can be hermetically sealed. The material of the bonding metal thin films 15, 38a, 38b, and 43 is selected from Au, Al—Si, and Al—Cu.

次に、上述したマイクロリレーの動作を説明する。本実施形態のマイクロリレーは、2個のコイル22を備えているが、両コイル22は直列または並列に接続されているから1個のコイルを設けている場合と等価である。図1に示すように、アマチュア30に設けた接極子板30bは、長手方向の中央部において永久磁石21の一方の磁極に蓋板17を介して対向し、長手方向の両端部においてヨーク20の各脚片20bの先端面に蓋板17を介して対向している。コイル22に通電すると、コイル22により生じた磁束は、ヨーク20の一方の脚片20bでは永久磁石21により生じている磁束と同じ向きになり、他方の脚片20bでは永久磁石21により生じている磁束と逆向きになるから、前記一方の脚片20bの先端面と接極子板30bとの間に吸引力が作用し、接極子板30bの長手方向の端部が前記一方の脚片20bの先端面に吸引される。つまり、両支点突起36bの先端間を結ぶ直線付近を支点としてアマチュア30が平衡位置から傾く。このとき、アマチュア30の長手方向の各端部に対応する部位に設けた接点基台34のうちヨーク20の脚片20bからの吸引力を受けた一端部側の接点基台34がボディ1に近づくから、この接点基台34に設けた可動接点39が対向する一対の固定接点14に接触し、両固定接点14間を可動接点39で短絡する。   Next, the operation of the above-described micro relay will be described. Although the micro relay of this embodiment is provided with the two coils 22, since both the coils 22 are connected in series or in parallel, it is equivalent to the case where one coil is provided. As shown in FIG. 1, the armature plate 30 b provided on the armature 30 is opposed to one magnetic pole of the permanent magnet 21 through the cover plate 17 in the central portion in the longitudinal direction, and the yoke 20 at both end portions in the longitudinal direction. It faces the front end surface of each leg piece 20b through the cover plate 17. When the coil 22 is energized, the magnetic flux generated by the coil 22 is in the same direction as the magnetic flux generated by the permanent magnet 21 in one leg piece 20b of the yoke 20, and is generated by the permanent magnet 21 in the other leg piece 20b. Since the direction is opposite to the magnetic flux, an attractive force acts between the front end surface of the one leg piece 20b and the armature plate 30b, and the end portion of the armature plate 30b in the longitudinal direction of the one leg piece 20b. Suctioned to the tip surface. That is, the armature 30 tilts from the equilibrium position with the vicinity of a straight line connecting the tips of both fulcrum protrusions 36b as a fulcrum. At this time, the contact base 34 on one end side receiving the suction force from the leg piece 20b of the yoke 20 among the contact bases 34 provided at the portions corresponding to the respective ends in the longitudinal direction of the armature 30 is attached to the body 1. Since the movable contact 39 provided on the contact base 34 comes in contact with the pair of fixed contacts 14 facing each other, the fixed contacts 14 are short-circuited by the movable contact 39.

可動接点39が固定接点14に接触した時点ではストッパ突起33aの先端はボディ1には当接せず、アマチュア30がさらに傾くことによって接圧ばね35が撓み、可動接点39と固定接点14との間にオーバトラベル量(可動接点39が固定接点14に接触した後のアマチュア30の移動量)に応じた接触圧が生じる。その後、ストッパ突起33aの先端がボディ1(蓋板19)に当接してアマチュア30の移動が規制される。この状態でコイル22への通電を停止しても、永久磁石21によって接極子板30bは脚片20bに吸引された状態に保たれ、可動接点39が固定接点14に接触した状態が維持される。   When the movable contact 39 comes into contact with the fixed contact 14, the tip of the stopper projection 33 a does not contact the body 1, and the contact pressure spring 35 is bent by further tilting the armature 30, and the movable contact 39 and the fixed contact 14 are In the meantime, a contact pressure corresponding to the amount of overtravel (the amount of movement of the armature 30 after the movable contact 39 contacts the fixed contact 14) is generated. Thereafter, the tip of the stopper projection 33a abuts on the body 1 (the cover plate 19), and the movement of the armature 30 is restricted. Even if energization of the coil 22 is stopped in this state, the armature plate 30b is kept attracted to the leg piece 20b by the permanent magnet 21, and the state where the movable contact 39 is in contact with the fixed contact 14 is maintained. .

アマチュア30の長手方向の一方の可動接点39を対応する固定接点14から開極させるには、コイル22に対して上述した向きとは逆向きの電流を通電する。コイル22に通電する電流の向きが逆になれば、コイル22により生じた磁束は、ヨーク20の他方の脚片20bで永久磁石21により生じている磁束と同じ向きになるから、他方の脚片20bに接極子板30bが吸引され、アマチュア30の長手方向の他端部に対応する接点基台34に設けた可動接点39が対向する一対の固定接点14に接触する。この場合も、接圧ばね35により接触圧が生じ、ストッパ突起33aによりアマチュア30の移動が規制される。また、本実施形態は双安定に動作するものであって、この位置でも永久磁石21の磁力により接極子板30bが他方の脚片20bに吸引された状態に保たれ、可動接点39が固定接点14に接触した状態が維持される。   In order to open one movable contact 39 in the longitudinal direction of the amateur 30 from the corresponding fixed contact 14, a current in a direction opposite to the above-described direction is applied to the coil 22. If the direction of the current applied to the coil 22 is reversed, the magnetic flux generated by the coil 22 is in the same direction as the magnetic flux generated by the permanent magnet 21 in the other leg piece 20b of the yoke 20. The armature plate 30b is attracted to 20b, and the movable contact 39 provided on the contact base 34 corresponding to the other end of the armature 30 in the longitudinal direction comes into contact with the pair of fixed contacts 14 facing each other. Also in this case, contact pressure is generated by the contact pressure spring 35, and the movement of the armature 30 is restricted by the stopper projection 33a. Also, the present embodiment operates bistable, and even at this position, the armature plate 30b is kept attracted to the other leg piece 20b by the magnetic force of the permanent magnet 21, and the movable contact 39 is a fixed contact. 14 is maintained.

また、接圧ばね35は、上述したように可動接点39と固定接点14との間に接触圧を生じるだけでなく、対となる固定接点14の厚み寸法が不揃いの場合などに、可動接点39が形成された接点基台34をアマチュア30に対して傾けることにより、可動接点39が一方の固定接点14にのみ当接する片あたりを防止する機能も有する。   Further, the contact pressure spring 35 not only generates a contact pressure between the movable contact 39 and the fixed contact 14 as described above, but also when the thickness dimension of the paired fixed contact 14 is not uniform. By tilting the contact base 34 formed with the arm 30 with respect to the armature 30, the movable contact 39 also has a function of preventing contact with only one fixed contact 14.

上述したマイクロリレーをプリント基板のような実装基板に実装する際には、ケースA(ボディ1)の外側面に露出している四隅の4個のバンプ13と中央部の2個のバンプ24とをそれぞれ実装基板に形成した導体パターンに接続すればよい。あるいはまた、実装基板にカバー4の先端面を当接された形でケースAを実装基板に固定し、ケースAから露出しているバンプ13,24を実装基板に対してワイヤボンディングにより接続することも可能である。   When mounting the above-described micro relay on a mounting board such as a printed circuit board, four bumps 13 at the four corners and two bumps 24 at the center exposed on the outer surface of the case A (body 1) May be connected to the conductor pattern formed on the mounting substrate. Alternatively, the case A is fixed to the mounting board with the tip surface of the cover 4 being in contact with the mounting board, and the bumps 13 and 24 exposed from the case A are connected to the mounting board by wire bonding. Is also possible.

なお、本実施形態では、ボディ1およびカバー4をそれぞれガラス基板の加工により形成しているが、ボディ1とカバー4との一方あるいは両方をシリコン基板の加工により形成してもよい。ただし、ボディ1およびカバー4をそれぞれガラス基板で形成し、アマチュアブロック3に用いる半導体基板をシリコン基板とする場合には、アマチュアブロック3とボディ1およびカバー4とを陽極接合によって気密的に結合することが可能である。上述したマイクロリレーは、アマチュアブロック3を多数形成したウエハと、カバー4を多数形成したウエハとの接合後に、ダイシング工程などによって個々のマイクロリレーに分割して製造することが可能である。   In the present embodiment, the body 1 and the cover 4 are each formed by processing a glass substrate, but one or both of the body 1 and the cover 4 may be formed by processing a silicon substrate. However, when the body 1 and the cover 4 are each formed of a glass substrate and the semiconductor substrate used for the amateur block 3 is a silicon substrate, the amateur block 3 and the body 1 and the cover 4 are hermetically coupled by anodic bonding. It is possible. The above-described microrelay can be manufactured by being divided into individual microrelays by a dicing process or the like after joining a wafer on which many amateur blocks 3 are formed and a wafer on which many covers 4 are formed.

(実施形態2)
本実施形態のマイクロリレーは、規制突起41および位置規制面42の構成が実施形態1のものとは異なるものであって、規制突起41および位置規制面42以外の構成は実施形態1において説明したものと同様である。
(Embodiment 2)
In the microrelay of this embodiment, the configuration of the restricting protrusion 41 and the position restricting surface 42 is different from that of the first embodiment, and the configuration other than the restricting protrusion 41 and the position restricting surface 42 has been described in the first embodiment. It is the same as that.

本実施形態の規制突起41は、図9に示すように、アマチュア30の各角部からそれぞれアマチュア30の長手方向に突出している。アマチュア30の各角部にはそれぞれ突片33が形成されているから、各規制突起41は各突片33からそれぞれ突出する形になる。各規制突起41は、先端部がアマチュア30の長手方向において接点基台34よりも支点突起36bから離れるような突出寸法に設定されている。一方、フレーム31の内周面には、各規制突起41に対向する部位にそれぞれ位置規制面42が設けられる。各位置規制面42は、各規制突起41における先端面と、アマチュア30の幅方向において接点基台34とは反対側の側面との2面に対向する形に形成されている。規制突起41と位置規制面42とは、アマチュア30の板面に沿う面内において隙間を介して対向しており、支持ばね32が破損しない程度にアマチュア30の最大移動量を規制するという実施形態1と同様の機能を有する。   As shown in FIG. 9, the restricting protrusion 41 of the present embodiment protrudes from each corner of the amateur 30 in the longitudinal direction of the amateur 30. Since the protrusions 33 are formed at the corners of the amateur 30, the restricting protrusions 41 protrude from the protrusions 33. Each restricting protrusion 41 is set to have a protruding dimension such that the tip portion is farther from the fulcrum protrusion 36 b than the contact base 34 in the longitudinal direction of the amateur 30. On the other hand, on the inner peripheral surface of the frame 31, a position restricting surface 42 is provided at a portion facing each restricting protrusion 41. Each position restricting surface 42 is formed to face two surfaces, that is, the tip surface of each restricting protrusion 41 and the side surface opposite to the contact base 34 in the width direction of the armature 30. The restriction protrusion 41 and the position restriction surface 42 are opposed to each other through a gap in a plane along the plate surface of the amateur 30, and the maximum movement amount of the amateur 30 is restricted to the extent that the support spring 32 is not damaged. 1 has the same function.

また、本実施形態においても、図10に示すように、図7に示した構成と同様に位置規制面42をテーパ状に形成するとともに、規制突起41の角部をアマチュア30の板面に沿う断面が円弧の一部となるように形成することが望ましい。この構成を採用することにより、アマチュア30の板面に沿う面内においてアマチュア30がいずれの方向に移動したとしても、規制突起41において断面が円弧の一部なる形に形成された角部と、テーパ状の位置規制面42とが点接触することによりアマチュア30の移動が規制される。   Also in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the position restricting surface 42 is formed in a tapered shape as in the configuration shown in FIG. 7, and the corners of the restricting protrusions 41 are along the plate surface of the armature 30. It is desirable to form such that the cross section becomes a part of the arc. By adopting this configuration, even if the armature 30 moves in any direction within the plane along the plate surface of the armature 30, a corner portion whose cross section is formed into a part of a circular arc in the regulation protrusion 41, The movement of the amateur 30 is regulated by point contact with the tapered position regulating surface 42.

なお、本実施形態では、接点基台34に連結される接圧ばね35が各規制突起41の先端部からそれぞれ突出しており、各規制突起41は接圧ばね35の支持部として兼用される。これにより、接圧ばね35の基端部(規制突起41との連結部)は、アマチュア30の長手方向において接点基台34よりも支点突起36bから離れて位置するので、対となる固定接点14の厚み寸法が不揃いである場合に、可動接点39が厚み寸法の大きい一方の固定接点14にのみ接触した後の接圧ばね35の基端部の移動量を大きくできる。したがって、対となる固定接点14の厚み寸法の差が大きくても、厚み寸法の小さい他方の固定接点14に接触するまで可動接点39を押し込むことができ、両固定接点14に可動接点39を接触させることができるという効果につながる。   In the present embodiment, the contact pressure spring 35 connected to the contact base 34 protrudes from the tip of each regulation protrusion 41, and each regulation protrusion 41 is also used as a support part for the contact pressure spring 35. As a result, the base end portion of the contact pressure spring 35 (the connecting portion with the restricting protrusion 41) is located farther from the fulcrum protrusion 36b than the contact base 34 in the longitudinal direction of the armature 30, so that the paired fixed contact 14 When the thickness dimensions of the contact pressure springs 35 are uneven, it is possible to increase the amount of movement of the base end portion of the contact pressure spring 35 after the movable contact 39 contacts only one fixed contact 14 having a large thickness dimension. Therefore, even if the difference in thickness dimension between the pair of fixed contacts 14 is large, the movable contact 39 can be pushed in until the other fixed contact 14 having the smaller thickness dimension comes into contact with the movable contact 39. It leads to the effect that it can be made.

本発明の実施形態1の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of Embodiment 1 of this invention. 同上の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a structure same as the above. 同上に用いるボディおよび蓋板を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the body and cover plate which are used for the same as the above. 同上に用いるヨークと永久磁石と蓋板との関係を示す側面図である。It is a side view which shows the relationship between the yoke used for the same as the above, a permanent magnet, and a cover plate. 同上の斜視図である。It is a perspective view same as the above. 同上に用いるアマチュアブロックを示し、(a)は平面図、(b)は下面図である。The amateur block used for the above is shown, (a) is a plan view and (b) is a bottom view. 同上に用いるアマチュアブロックの他の構成を示す要部の平面図である。It is a top view of the principal part which shows the other structure of the amateur block used for the same as the above. 同上に用いるカバーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cover used for the same as the above. 本発明の実施形態2に用いるアマチュアブロックの要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the amateur block used for Embodiment 2 of this invention. 同上に用いるアマチュアブロックの他の構成を示す要部の平面図である。It is a top view of the principal part which shows the other structure of the amateur block used for the same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

2 電磁石装置
14 固定接点
30 アマチュア
30b 接極子板
31 フレーム
39 可動接点
41 規制突起
42 位置規制面
2 Electromagnet device 14 Fixed contact 30 Amateur 30b Armature plate 31 Frame 39 Movable contact 41 Restriction protrusion 42 Position restriction surface

Claims (3)

枠状のフレームと、フレームの内側に配置される矩形板状のアマチュアと、アマチュアの長手方向の中間部を支点としてアマチュアを厚み方向にシーソ動作させる駆動装置と、アマチュアのシーソ動作に従って開閉する接点装置とを備え、フレームは、内周面においてアマチュアの板面に沿う面内でアマチュアに位置ずれが生じたときにアマチュアの一部に当接することによりアマチュアの位置を規制する位置規制面を有し、アマチュアは、各角部においてアマチュアの幅方向にそれぞれ突出しアマチュアの板面に沿う面内で位置規制面にそれぞれ対向することにより位置規制面と共にアマチュアの移動を規制する規制突起を有することを特徴とするマイクロリレー。   A frame-shaped frame, a rectangular plate-like amateur placed inside the frame, a drive device that moves the amateur in the thickness direction using the middle part in the longitudinal direction of the amateur as a fulcrum, and a contact that opens and closes according to the amateur's see-saw operation The frame has a position regulating surface that regulates the position of the amateur by abutting against a part of the armature when the armature is displaced on the inner circumferential surface along the surface of the armature. However, the amateur has a regulation protrusion that regulates the movement of the amateur together with the position regulation surface by projecting in the width direction of the amateur at each corner and facing the position regulation surface in a plane along the plate surface of the amateur. Features micro relay. 枠状のフレームと、フレームの内側に配置される矩形板状のアマチュアと、アマチュアの長手方向の中間部を支点としてアマチュアを厚み方向にシーソ動作させる駆動装置と、アマチュアのシーソ動作に従って開閉する接点装置とを備え、フレームは、内周面においてアマチュアの板面に沿う面内でアマチュアに位置ずれが生じたときにアマチュアの一部に当接することによりアマチュアの位置を規制する位置規制面を有し、アマチュアは、各角部においてアマチュアの長手方向にそれぞれ突出しアマチュアの板面に沿う面内で位置規制面にそれぞれ対向することにより位置規制面と共にアマチュアの移動を規制する規制突起を有することを特徴とするマイクロリレー。   A frame-shaped frame, a rectangular plate-like amateur placed inside the frame, a drive device that moves the amateur in the thickness direction using the middle part in the longitudinal direction of the amateur as a fulcrum, and a contact that opens and closes according to the amateur's see-saw operation The frame has a position regulating surface that regulates the position of the amateur by abutting against a part of the armature when the armature is displaced on the inner circumferential surface along the surface of the armature. However, the amateur has a regulation protrusion that regulates the movement of the amateur together with the position regulation surface by projecting in the longitudinal direction of the amateur at each corner and facing the position regulation surface in a plane along the plate surface of the amateur. Features micro relay. 前記アマチュアの幅方向に並ぶ一対の前記位置規制面は、アマチュアの長手方向においてアマチュアのシーソ動作の支点から離れるほど互いに近づくテーパ状に形成され、前記規制突起は、位置規制面に対向する部位がアマチュアの板面に沿う断面を円弧の一部とする形状に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のマイクロリレー。   The pair of position restricting surfaces arranged in the width direction of the amateur are formed in a tapered shape that approaches each other as the distance from the fulcrum of the amateur seesaw operation increases in the longitudinal direction of the amateur, and the restricting protrusion has a portion facing the position restricting surface. The microrelay according to claim 1 or 2, wherein the microrelay is formed in a shape in which a section along an amateur plate surface is a part of an arc.
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