JP2011086588A - Contact device, relay using it, and micro relay - Google Patents

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Koji Yokoyama
浩司 横山
Hiroshi Iwano
博 岩野
Susumu Kajita
進 梶田
Takeshi Hashimoto
健 橋本
Yoshiki Hayazaki
嘉城 早崎
Toru Baba
徹 馬場
Takaaki Yoshihara
孝明 吉原
Takeo Shirai
健雄 白井
Masakazu Adachi
雅和 足立
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contact device, a relay using the same, and a micro relay capable of preventing deterioration of switching performance of contact points due to their sticking, without greatly changing a manufacturing process. <P>SOLUTION: The device is provided with a fixed contact 1, and a movable part 2 equipped with a movable contact 21a free in getting in and out of contact with the fixed contact 1 and capable of rocking between a position where the movable contact 21a comes in contact with the fixed contact 1 and a position where it is separated. The movable part 2 includes a main part 20 supported in free rocking, a contact part 21 fitted separated from the main part 20 and equipped with the movable contact 21a on one face opposed to the fixed contact 1, and a support part 22 with elasticity for coupling together the main part 20 and the contact part 21. The contact part 21 has an end part nearer to the main part 20 as a contact site with the fixed contact 1, and the support part 22 is coupled with an end part of the contact part 21 farther from the main part 20. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、接点装置及びそれを用いたリレー、並びにマイクロリレーに関する。   The present invention relates to a contact device, a relay using the contact device, and a micro relay.

従来から、高周波用小型リレーとして、半導体微細加工技術を利用して形成されたMEMSリレーなどのマイクロリレーが提供されており、例えば特許文献1に開示されているようなものがある。特許文献1に記載のマイクロリレーは、ヨークに巻回されたコイルへの励磁電流に応じて磁束を発生する電磁石装置を収納する収納部が形成され且つ厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板を備える。また、ベース基板の前記一表面側に固着される枠状のフレーム部、及びフレーム部の内側に配置されて支持ばね部を介してフレーム部に揺動自在に支持され電磁石装置により駆動されるアーマチュア、及びアーマチュアが固定される可動部に接圧ばね部を介して支持され可動接点が設けられた可動接点基台部を有するメインブロックを備える。更に、メインブロックにおけるベース基板とは反対側で周部がフレーム部に固着されたカバーを備える。電磁石装置には、ベース基板の厚み寸法内でアーマチュアとヨークとにより形成される磁路中に永久磁石が設けられている。尚、本発明に係る接点装置とは、固定接点と、可動接点と、可動接点を接離自在に変位させる手段とを有するものであって、上記従来例のように前記手段として電磁石装置を用いた電磁リレーなどに利用される。   Conventionally, as a high-frequency small-sized relay, a micro relay such as a MEMS relay formed by using a semiconductor microfabrication technique has been provided, for example, as disclosed in Patent Document 1. The micro relay described in Patent Document 1 has a storage portion that stores an electromagnet device that generates a magnetic flux in response to an excitation current applied to a coil wound around a yoke, and a fixed contact is provided on one surface side in the thickness direction. Provided base substrate. Also, a frame-like frame portion fixed to the one surface side of the base substrate, and an armature disposed inside the frame portion and supported by the frame portion through a support spring portion so as to be swingable and driven by an electromagnet device And a main block having a movable contact base portion supported by a movable portion to which the armature is fixed via a contact pressure spring portion and provided with a movable contact. Further, a cover having a peripheral portion fixed to the frame portion on the side opposite to the base substrate in the main block is provided. In the electromagnet device, a permanent magnet is provided in a magnetic path formed by the armature and the yoke within the thickness dimension of the base substrate. The contact device according to the present invention includes a fixed contact, a movable contact, and a means for displacing the movable contact so that the movable contact can be freely moved. As in the conventional example, an electromagnet device is used as the means. Used for electromagnetic relays.

特開2005−216541号公報JP 2005-216541 A

ところで、上記従来のマイクロリレーなどに利用されている接点装置では、接点間の開閉を重ねると可動接点が固定接点に固着(スティッキング)する虞があった。可動接点が固定接点に固着すると、接点間を開成する際に可動接点を固定接点から引き剥がし難くなり、接点の開閉性能が低下するという問題があった。そこで、接点間の固着による接点の開閉性能の低下を防止するために、例えば可動接点を固定接点から引き剥がす力を増大させるべく電磁石装置の性能を向上させる等の種々の手段が講じられてきた。しかしながら、従来の手段では、当該手段を設けるために構成部品を変更する等して製造工程を大幅に変更しなければならないという問題があった。   By the way, in the contact device used for the above-described conventional micro relay or the like, there is a possibility that the movable contact is fixed (sticking) to the fixed contact when the contacts are opened and closed repeatedly. When the movable contact is fixed to the fixed contact, it is difficult to peel the movable contact from the fixed contact when opening between the contacts, and there is a problem that the opening / closing performance of the contact is deteriorated. Therefore, in order to prevent a decrease in the opening / closing performance of the contact due to the adhesion between the contacts, various measures have been taken, for example, improving the performance of the electromagnet device so as to increase the force for peeling the movable contact from the fixed contact. . However, the conventional means has a problem that the manufacturing process has to be significantly changed by changing the component parts in order to provide the means.

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、製造工程を大幅に変更することなく接点間の固着による接点の開閉性能の低下を防止することのできる接点装置及びそれを用いたリレー、並びに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 points, and a contact device capable of preventing a decrease in the opening / closing performance of the contact due to adhesion between the contacts without significantly changing the manufacturing process, and a relay using the contact device And a microrelay.

請求項1の発明は、上記目的を達成するために、固定接点と、固定接点に接離自在な可動接点と、可動接点を有するとともに可動接点が固定接点と接触する位置と開離する位置との間で揺動自在な可動部とを備えた接点装置であって、可動部は、揺動自在に支持される本体部と、本体部と離間して設けられるとともに固定接点と対向する一面に可動接点が設けられた接点部と、弾性を有し本体部と接点部とを互いに連結する支持部とから成り、接点部は、その本体部に近い側の端部が固定接点との接触部位であって、支持部は、接点部における本体部から遠い側の端部に連結されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention provides a fixed contact, a movable contact that can be brought into contact with and separated from the fixed contact, a position having the movable contact and a position at which the movable contact comes into contact with the fixed contact And a movable part that is swingably supported between the main body and the main body so as to be spaced apart from the main body and facing the fixed contact. It consists of a contact part provided with a movable contact and a support part that has elasticity and connects the main body part and the contact part to each other. The contact part has a contact part with a fixed contact at the end close to the main body part. And a support part is connected with the edge part on the side far from the main-body part in a contact part, It is characterized by the above-mentioned.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、接点部は、固定接点との接触部位を除いた他の部位が当該接触部位より幅狭に形成されたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the contact portion is formed such that other portions except for the contact portion with the fixed contact are formed narrower than the contact portion.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、接点部における幅狭に形成された部位には、当該部位に剛性を付与するためのリブが設けられたことを特徴とする。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 2, ribs for imparting rigidity to the portions are provided in the narrow portions of the contact portions.

請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載の接点装置と、可動接点が固定接点に対して接離するように可動部を駆動する駆動装置とを備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the invention, there is provided the contact device according to any one of the first to third aspects, and a drive device that drives the movable portion so that the movable contact comes into contact with or separates from the fixed contact. Features.

請求項5の発明は、請求項4記載のリレーにおいて、駆動装置が、磁性材料より成り可動部に設けられるアーマチュアを吸引する磁場を発生させることで可動部を揺動させる電磁石装置から成るマイクロリレーであって、基板より成り電磁石装置を収納する収納部が形成され且つ厚み方向の一面側に固定接点が設けられたベースと、ベースの前記一面側に固着される枠状のフレーム、及びフレームに揺動自在に支持される可動部とアーマチュアとを有するメインブロックと、メインブロックにおけるベースの反対側で周部がフレームに固着されるカバーとを備えたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the relay according to the fourth aspect, the driving device is a micro relay comprising an electromagnet device that swings the movable portion by generating a magnetic field that is made of a magnetic material and attracts the armature provided on the movable portion. A base formed of a substrate and containing an electromagnet device and having a fixed contact on one side in the thickness direction; a frame-like frame fixed to the one side of the base; and a frame A main block having a movable part and an armature that are swingably supported, and a cover whose peripheral part is fixed to the frame on the opposite side of the base of the main block.

請求項6の発明は、請求項4記載のリレーにおいて、駆動装置が、磁性材料より成り可動部に設けられるアーマチュアを吸引する磁場を発生させることで可動部を揺動させる電磁石装置から成るマイクロリレーであって、基板より成り厚み方向の一面側に固定接点が設けられたベースと、ベースの前記一面側に固着される枠状のフレーム、及びフレームに揺動自在に支持される可動部とアーマチュアとを有するメインブロックと、メインブロックにおけるベースの反対側で周部がフレームに固着され且つ電磁石装置を収納する収納部が形成されたカバーとを備えたことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the relay according to the fourth aspect, the driving device is a micro relay comprising an electromagnet device that swings the movable portion by generating a magnetic field that is made of a magnetic material and attracts the armature provided on the movable portion. And a base made of a substrate and provided with a fixed contact on one side in the thickness direction, a frame-like frame fixed to the one side of the base, and a movable part and an armature that are swingably supported by the frame. And a cover having a peripheral portion fixed to the frame on the opposite side of the base of the main block and having a storage portion for storing the electromagnet device.

請求項1の発明によれば、接点間を開成する際に、可動接点を固定接点から開離させる向きの力と、接点同士の接触位置から支持部と連結される部位までの距離との積に相当するトルクを発生させることができる。したがって、仮に可動接点が固定接点に固着していたとしても、トルクによって可動接点を固定接点から強制的に引き剥がすことができる。即ち、可動部における接点部と支持部との連結部位を変更するだけでよく、従来のように構成部品を変更する等して製造工程を大幅に変更することなく接点の開閉性能の低下を防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, the product of the force in the direction for separating the movable contact from the fixed contact and the distance from the contact position between the contacts to the portion connected to the support portion when opening the contacts. Torque corresponding to can be generated. Therefore, even if the movable contact is fixed to the fixed contact, the movable contact can be forcibly separated from the fixed contact by torque. In other words, it is only necessary to change the connection part between the contact part and the support part in the movable part, and the deterioration of the contact opening / closing performance is prevented without changing the manufacturing process by changing the component parts as in the past. can do.

請求項2の発明によれば、接点部における固定接点との接触部位を除いた他の部位を幅狭に形成して接点部の質量を軽くすることで、可動接点が固定接点に衝突する際の衝突エネルギーを減少させることができる。したがって、接点に与えるダメージを低減し、接点の接触信頼性を向上させることができる。   According to the invention of claim 2, when the movable contact collides with the fixed contact by forming the other portion of the contact portion excluding the contact portion with the fixed contact to be narrow and reducing the mass of the contact portion. The collision energy can be reduced. Therefore, the damage given to a contact can be reduced and the contact reliability of a contact can be improved.

請求項3の発明によれば、トルクを伝える幅狭に形成された部位にリブを設けて剛性を向上させることで、より大きなトルクを可動接点の引き剥がし時に発生させることができる。したがって、接点間を開成する際に可動接点を固定接点から確実に引き剥がすことができ、接点の開閉性能を向上させることができる。   According to the invention of claim 3, by providing a rib at a narrowly formed portion for transmitting torque to improve rigidity, a larger torque can be generated when the movable contact is peeled off. Therefore, the movable contact can be reliably peeled off from the fixed contact when the contact is opened, and the opening / closing performance of the contact can be improved.

請求項4の発明によれば、請求項1乃至3の何れか1項に記載の効果を奏するリレーを実現することができる。   According to the invention of claim 4, it is possible to realize a relay that exhibits the effect of any one of claims 1 to 3.

請求項5,6の発明によれば、請求項1乃至3の何れか1項に記載の効果を奏するマイクロリレーを実現することができる。   According to invention of Claim 5, 6, the micro relay which has the effect of any one of Claim 1 thru | or 3 is realizable.

本発明に係る接点装置の実施形態1を示す図で、(a)は要部の平面図で、(b)はa−a’線断面矢視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows Embodiment 1 of the contact apparatus which concerns on this invention, (a) is a top view of the principal part, (b) is a sectional view on the a-a 'line | wire. 本発明に係る接点装置の実施形態2を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows Embodiment 2 of the contact apparatus which concerns on this invention. 同上のリブを設けた場合を示す図で、(a)は要部の平面図で、(b)はb−b’線断面矢視図である。It is a figure which shows the case where the same rib is provided, (a) is a top view of the principal part, (b) is a b-b 'sectional view taken on the line. 本発明に係るマイクロリレーの基本形態1を示す図で、(a)は分解斜視図で、(b)は下側から見た斜視図である。It is a figure which shows the basic form 1 of the micro relay which concerns on this invention, (a) is a disassembled perspective view, (b) is the perspective view seen from the lower side. 本発明に係るマイクロリレーの基本形態2を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the basic form 2 of the micro relay which concerns on this invention. 同上の断面図である。It is sectional drawing same as the above.

以下、本発明に係る接点装置の実施形態を説明するにあたって、本発明の接点装置を備えたマイクロリレーの基本形態1,2について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図4(a)における上下を上下方向と定めるものとする。   Hereinafter, in describing embodiments of a contact device according to the present invention, basic forms 1 and 2 of a microrelay including the contact device of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the vertical direction in FIG. 4A is defined as the vertical direction.

(基本形態1)
本基本形態は、図4(a),(b)に示すように、ヨーク60に巻回されたコイル62への励磁電流に応じて磁束を発生する電磁石装置6と、矩形板状のガラス基板から成り厚み方向の一面(上面)側において長手方向の両端部それぞれに各1対の固定接点50が設けられたベース5と、ベース5の上面側に固着される矩形枠状のフレーム31、及びフレーム31の内側に配置されて4本の支持ばね部32を介してフレーム31に揺動自在に支持される可動部30、及び可動部30にそれぞれ2本の接圧ばね部35を介して支持されるとともに各々可動接点(図示せず)が設けられた2つの可動接点基台部34、及び磁性材料より成り可動部30に設けられて電磁石装置6により駆動されるアーマチュア(図示せず)を有するメインブロック3と、メインブロック3におけるベース5の反対側で周部がフレーム3に固着される矩形板状のガラス基板から成るカバー4とを備えている。
(Basic form 1)
As shown in FIGS. 4A and 4B, the basic form includes an electromagnet device 6 that generates magnetic flux in response to an exciting current applied to a coil 62 wound around a yoke 60, and a rectangular plate-like glass substrate. A base 5 provided with a pair of fixed contacts 50 at each end in the longitudinal direction on one surface (upper surface) side in the thickness direction, a rectangular frame 31 fixed to the upper surface side of the base 5, and A movable portion 30 disposed inside the frame 31 and supported by the frame 31 via the four support spring portions 32 so as to be swingable. The movable portion 30 is supported by two contact pressure spring portions 35. In addition, two movable contact bases 34 each provided with a movable contact (not shown) and an armature (not shown) provided on the movable part 30 made of a magnetic material and driven by the electromagnet device 6 are provided. Main block having When, and a cover 4 made of a rectangular plate-shaped glass substrate peripheral portion on the opposite side of the base 5 in the main block 3 is fixed to the frame 3.

電磁石装置6におけるヨーク60は、図4(a)に示すように、2つのコイル62が直接巻回される細長の矩形板状のコイル巻回部60aと、コイル巻回部60aの長手方向の両端部それぞれから可動部30に近づく向きに延設されてコイル62への励磁電流に応じて互いの先端面が異極に励磁される1対の脚片60bと、両脚片60bの間でコイル巻回部60aの長手方向の中央部に重ねて配置された矩形板状の永久磁石61と、細長の矩形板状であってコイル巻回部60aにおける永久磁石61との対向面の反対側でコイル巻回部60aと直交するように固着される樹脂成型体63とを備えている。尚、ヨーク60は電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工あるいは鋳造加工することにより形成されており、両脚片60bの断面が矩形状に形成されている。   As shown in FIG. 4A, the yoke 60 in the electromagnet device 6 has an elongated rectangular plate-shaped coil winding portion 60a around which the two coils 62 are directly wound, and a longitudinal direction of the coil winding portion 60a. A pair of leg pieces 60b that extend from both ends toward the movable part 30 and whose opposite end surfaces are excited with different polarities according to the excitation current to the coil 62, and the coil between the leg pieces 60b. A rectangular plate-shaped permanent magnet 61 arranged to be overlapped with the central portion in the longitudinal direction of the winding portion 60a and an elongated rectangular plate shape on the opposite side of the surface facing the permanent magnet 61 in the coil winding portion 60a. And a resin molded body 63 fixed so as to be orthogonal to the coil winding portion 60a. The yoke 60 is formed by bending or casting an iron plate such as electromagnetic soft iron, and the cross sections of both leg pieces 60b are formed in a rectangular shape.

永久磁石61は、厚み方向の両磁極面が互いに異極に着磁されており、一方の磁極面がコイル巻回部60aに当接し、他方の磁極面が両脚片60bの先端面と同一平面上に位置するように厚み寸法を設定してある。また、各コイル62は、それぞれ永久磁石61と両脚片60bとによってコイル巻回部60aの長手方向への移動が規制される。樹脂成型体63は絶縁性を有する樹脂材料から成り、その一面における長手方向の両端部にコイル端子63aが一部を露出する形で設けられている。この各コイル端子63aにおいて円形状に形成された部位が外部接続用電極を構成し、矩形状に形成された部位がコイル接続部を構成している。尚、各コイル端子63aにおける外部接続用電極には、導電性材料(例えば、Au,Ag,Cu,半田など)から成るバンプ64が適宜固着されるが、バンプ64を固着する代わりにボンディングワイヤをボンディングしても構わない。   In the permanent magnet 61, both magnetic pole surfaces in the thickness direction are magnetized differently from each other, one magnetic pole surface is in contact with the coil winding portion 60a, and the other magnetic pole surface is flush with the tip surfaces of both leg pieces 60b. The thickness dimension is set so as to be located above. Further, each coil 62 is restricted from moving in the longitudinal direction of the coil winding portion 60a by the permanent magnet 61 and both leg pieces 60b. The resin molded body 63 is made of an insulating resin material, and the coil terminals 63a are provided so as to partially expose the longitudinal ends of one surface thereof. In each of the coil terminals 63a, a circular part forms an external connection electrode, and a rectangular part forms a coil connection part. A bump 64 made of a conductive material (for example, Au, Ag, Cu, solder, etc.) is appropriately fixed to the external connection electrode in each coil terminal 63a, but a bonding wire is used instead of fixing the bump 64. Bonding is acceptable.

ベース5は、パイレックス(登録商標)のような耐熱ガラスにより矩形状に形成されており、図4(b)に示すように、その中央部には厚み方向に貫通して電磁石装置6を収納する収納孔56が貫設され、四隅の各近傍には厚み方向に貫通するスルーホール(図示せず)が貫設されている。また、ベース5の厚み方向の両面であって各スルーホールの周縁にはランド52が形成されている。ここで、ベース5の厚み方向において重なるランド52同士は、スルーホールの内周面に被着された導電性材料(例えば、Cu,Cr,Ti,Pt,Co,Ni,Au,或いはこれらの合金など)から成る導体層(図示せず)によって電気的に接続されている。また、ベース5の厚み方向の他面(下面)側の各ランド52にはバンプ53が適宜固着されており、バンプ53をランド52に固着することによって、ベース5の下面側ではスルーホールの開口面がバンプ53により覆われる。各スルーホールの開口面は円形状であって、ベース5の上面には、各スルーホールの開口面及びランド52を覆うシリコン薄膜から成る4枚の蓋体54が固着されている。   The base 5 is formed in a rectangular shape by heat-resistant glass such as Pyrex (registered trademark), and as shown in FIG. 4B, the electromagnet device 6 is accommodated through the center portion in the thickness direction. A storage hole 56 is provided therethrough, and through holes (not shown) penetrating in the thickness direction are provided in the vicinity of the four corners. Also, lands 52 are formed on both sides of the base 5 in the thickness direction and on the periphery of each through hole. Here, the lands 52 overlapping in the thickness direction of the base 5 are conductive materials (for example, Cu, Cr, Ti, Pt, Co, Ni, Au, or alloys thereof) deposited on the inner peripheral surface of the through hole. Etc.) are electrically connected by a conductor layer (not shown). Further, bumps 53 are appropriately fixed to the lands 52 on the other surface (lower surface) side in the thickness direction of the base 5. By fixing the bumps 53 to the lands 52, openings of through holes are formed on the lower surface side of the base 5. The surface is covered with bumps 53. The opening surface of each through hole is circular, and four lids 54 made of a silicon thin film covering the opening surface of each through hole and the land 52 are fixed to the upper surface of the base 5.

各1対の固定接点50は、図4(a)に示すように、ベース5の長手方向の両端部においてベース5の短手方向に離間して形成された2つのスルーホールの間で並設されており、前記短手方向において隣り合うスルーホールの周縁に形成されたランド52と導電パターン51を介して電気的に接続されている。ここで、固定接点50及び導電パターン51及びランド52の材料としては、例えば、Cr,Ti,Pt,Co,Cu,Ni,Au,或いはこれらの合金などの導電性材料を採用すればよく、バンプ53の材料としては、例えば、Au,Ag,Cu,半田などの導電性材料を採用すればよい。尚、スルーホール及び収納孔56は、例えば、サンドブラスト法やエッチング法などによって形成すればよく、導体層は、例えば、電気めっき法や真空蒸着法、スパッタ法などによって形成すればよい。   As shown in FIG. 4A, each pair of fixed contacts 50 are arranged in parallel between two through holes formed at both ends in the longitudinal direction of the base 5 so as to be spaced apart in the short direction of the base 5. It is electrically connected via a conductive pattern 51 and a land 52 formed at the periphery of the through hole adjacent in the short direction. Here, as a material of the fixed contact 50, the conductive pattern 51, and the land 52, for example, a conductive material such as Cr, Ti, Pt, Co, Cu, Ni, Au, or an alloy thereof may be employed. As the material of 53, for example, a conductive material such as Au, Ag, Cu, or solder may be employed. The through hole and the accommodation hole 56 may be formed by, for example, a sand blast method or an etching method, and the conductor layer may be formed by, for example, an electroplating method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like.

収納孔56の開口面は、図4(b)に示すように十字状であって、ベースの上面側には、収納孔56を閉塞するシリコン薄膜からなる蓋体57が固着されている。ここで、電磁石装置6は、ヨーク60の両脚片60bの各先端面が蓋体57と対向する形で収納孔56に挿入される。電磁石装置6は、永久磁石61がベース5の厚み寸法内でアーマチュアとヨーク60とで形成される磁路中に設けられ、樹脂成型体63の表面がベース5の下面と略面一となっている。尚、蓋体54,57は、シリコン基板をエッチングや研磨などで薄膜化することにより形成したシリコン薄膜により構成されており、厚み寸法を20μmに設定してある。ここで、蓋体57の厚み寸法は20μmに限定するものではなく、例えば5〜50μm程度の範囲内で適宜設定すればよい。また、蓋体54,57は、シリコン薄膜に限らず、ガラス基板をエッチングや研磨などで薄膜化することにより形成したガラス薄膜により構成してもよい。   The opening surface of the storage hole 56 has a cross shape as shown in FIG. 4B, and a lid 57 made of a silicon thin film that closes the storage hole 56 is fixed to the upper surface side of the base. Here, the electromagnet device 6 is inserted into the storage hole 56 such that the front end surfaces of both leg pieces 60 b of the yoke 60 face the lid body 57. In the electromagnet device 6, the permanent magnet 61 is provided in a magnetic path formed by the armature and the yoke 60 within the thickness dimension of the base 5, and the surface of the resin molded body 63 is substantially flush with the lower surface of the base 5. Yes. The lids 54 and 57 are made of a silicon thin film formed by thinning a silicon substrate by etching or polishing, and the thickness dimension is set to 20 μm. Here, the thickness dimension of the lid 57 is not limited to 20 μm, and may be appropriately set within a range of, for example, about 5 to 50 μm. Further, the lids 54 and 57 are not limited to the silicon thin film, but may be formed of a glass thin film formed by thinning a glass substrate by etching or polishing.

メインブロック3は、図4(a)に示すように、シリコン基板から成る半導体基板を半導体微細加工プロセスにより加工することによって形成された、上述の矩形枠状のフレーム31と、4本の支持ばね部32と、フレーム31の内側に配置される矩形板状の可動部30と、4本の接圧ばね部35と、2つの可動接点基台部34とから構成される。可動部30におけるベース5との対向面には、例えば、軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなどの磁性材料から成る矩形板状のアーマチュアが固着されている。   As shown in FIG. 4A, the main block 3 includes a rectangular frame 31 and four support springs formed by processing a semiconductor substrate made of a silicon substrate by a semiconductor micromachining process. It comprises a part 32, a rectangular plate-like movable part 30 arranged inside the frame 31, four contact pressure spring parts 35, and two movable contact base parts 34. For example, a rectangular plate-shaped armature made of a magnetic material such as soft iron, electromagnetic stainless steel, or permalloy is fixed to the surface of the movable portion 30 facing the base 5.

支持ばね部32は、可動部30の短手方向の両側面側で可動部30の長手方向に離間して2箇所に形成されている。各支持ばね部32は、一端部がフレーム31に一体に連結され、他端部が可動部30に一体に連結されている。尚、各支持ばね部32は、平面形状において一端部と他端部との間の部位を同一面内で蛇行した形状に形成することにより長さ寸法を長くしてある。このため、可動部30が揺動する際に各支持ばね部32にかかる応力を分散させることができ、各支持ばね部32が破損するのを防止することができる。   The support spring portions 32 are formed at two locations on both side surfaces in the short direction of the movable portion 30 so as to be separated from each other in the longitudinal direction of the movable portion 30. Each support spring portion 32 has one end portion integrally connected to the frame 31 and the other end portion integrally connected to the movable portion 30. In addition, each support spring part 32 is lengthened by forming the site | part between one end part and the other end part in the planar shape in the meandering shape in the same plane. For this reason, when the movable part 30 swings, the stress concerning each support spring part 32 can be disperse | distributed, and it can prevent that each support spring part 32 is damaged.

可動部30は、短手方向の両側縁の中央部から矩形状の突片36が一体に延設され、フレーム31の内周面において突片36に対応する部位からも矩形状の突片37が一体に延設されている。これら突片36,37は互いの先端面同士が対向しており、突片36の先端面に設けられた凸部が突片37の先端面に設けられた凹部の内周面に当接することで、フレーム31の厚み方向に直交する面内における可動部30の移動が規制される。   The movable portion 30 has a rectangular protruding piece 36 integrally extending from the center of both side edges in the short direction, and a rectangular protruding piece 37 from a portion corresponding to the protruding piece 36 on the inner peripheral surface of the frame 31. Is integrally extended. The projecting pieces 36 and 37 are such that the tip surfaces thereof face each other, and the projection provided on the tip surface of the projection piece 36 abuts on the inner peripheral surface of the recess provided on the tip surface of the projection piece 37. Thus, the movement of the movable portion 30 in the plane orthogonal to the thickness direction of the frame 31 is restricted.

可動接点基台部34は、可動部30の長手方向において可動部30の両端部とフレーム31との間にそれぞれ配置され、そのベース5との対向面(下面)に導電性材料から成る可動接点が固着されている。ここで、可動接点基台部34は、2本の接圧ばね部35を介して可動部30に支持されている。尚、可動部30の四隅には、アーマチュアの変位量を制限するストッパ部33がそれぞれ一体に延設されているため、接圧ばね部35の平面形状は、ストッパ部33の外周縁の3辺に沿ったコ字状に形成されている。   The movable contact base portion 34 is disposed between both ends of the movable portion 30 and the frame 31 in the longitudinal direction of the movable portion 30, and a movable contact made of a conductive material on a surface (lower surface) facing the base 5. Is fixed. Here, the movable contact base part 34 is supported by the movable part 30 via two contact pressure spring parts 35. In addition, since the stopper part 33 which restrict | limits the amount of armature displacement is integrally extended in the four corners of the movable part 30, respectively, the planar shape of the contact pressure spring part 35 is three sides of the outer periphery of the stopper part 33. It is formed in U shape along.

カバー4は、パイレックス(登録商標)のような耐熱ガラスにより構成されており、メインブロック3との対向面に可動部30の揺動空間を確保する凹所(図示せず)が形成されている。   The cover 4 is made of heat-resistant glass such as Pyrex (registered trademark), and a recess (not shown) that secures a swinging space of the movable portion 30 is formed on the surface facing the main block 3. .

ここで、フレーム31におけるベース5との対向面(下面)の周部には、全周に亘って接合用金属薄膜(図示せず)が形成され、カバー4との対向面(上面)の周部にも全周に亘って接合用金属薄膜38aが形成されている。また、ベース5におけるメインブロック3との対向面(上面)の周部にも全周に亘って接合用金属薄膜55が形成され、カバー4におけるメインブロック3との対向面(下面)の周部にも全周に亘って接合用金属薄膜(図示せず)が形成されている。したがって、メインブロック3とカバー4とベース5とを圧接又は陽極接合により気密的に接合することができ、ベース5とカバー4とフレーム31とで囲まれる空間の気密性を向上させることができる。   Here, a metal thin film for bonding (not shown) is formed over the entire periphery of the surface (lower surface) facing the base 5 in the frame 31, and the periphery of the surface (upper surface) facing the cover 4. A metal thin film for bonding 38a is also formed on the entire portion over the entire circumference. Further, a metal thin film 55 for bonding is formed over the entire periphery of the surface of the base 5 facing the main block 3 (upper surface), and the periphery of the surface of the cover 4 facing the main block 3 (lower surface). In addition, a bonding metal thin film (not shown) is formed over the entire circumference. Therefore, the main block 3, the cover 4, and the base 5 can be hermetically joined by pressure welding or anodic bonding, and the airtightness of the space surrounded by the base 5, the cover 4, and the frame 31 can be improved.

以下、本基本形態の動作について説明する。コイル62へ通電が行われると、磁化の向きに応じてアーマチュアの長手方向の一端部がヨーク60の一方の脚片60bに吸引されて可動部30が揺動し、可動部30の他端側の可動接点基台部34に保持された可動接点が対向する1対の固定接点50に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石61の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。   Hereinafter, the operation of the basic mode will be described. When the coil 62 is energized, one end of the armature in the longitudinal direction is attracted to one leg piece 60b of the yoke 60 according to the direction of magnetization, and the movable part 30 swings, and the other end side of the movable part 30 The movable contact held by the movable contact base 34 contacts the pair of fixed contacts 50 facing each other with a predetermined contact pressure. Even if energization is stopped in this state, the attractive force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnet 61, and the state is maintained as it is.

また、コイル62への通電方向を逆向きにすると、アーマチュアの長手方向の他端部がヨーク60の他方の脚片60bに吸引されて可動部30が揺動し、可動部30の他端側の可動接点基台部34に保持された可動接点が対向する1対の固定接点50に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石61の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。   Further, when the energization direction to the coil 62 is reversed, the other end portion of the armature in the longitudinal direction is attracted to the other leg piece 60b of the yoke 60, and the movable portion 30 swings. The movable contact held by the movable contact base 34 contacts the pair of fixed contacts 50 facing each other with a predetermined contact pressure. Even if energization is stopped in this state, the attractive force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnet 61, and the state is maintained as it is.

(基本形態2)
本基本形態は、図5,6に示すように、主として、ベース100と、ベース100の厚み方向の一面(上面)側に設けられるメインブロック200と、メインブロック200におけるベース100側とは反対側(上側)に設けられるカバー300と、電磁石装置400とを備えている。
(Basic form 2)
As shown in FIGS. 5 and 6, this basic form is mainly composed of a base 100, a main block 200 provided on one surface (upper surface) side in the thickness direction of the base 100, and the main block 200 opposite to the base 100 side. A cover 300 provided on the upper side and an electromagnet device 400 are provided.

ベース100は、例えば直方体状のガラス基板により形成されており、図5に示すように、ベース100の上面側における長手方向両端側それぞれには、1対の伝送線路110が形成されている。伝送線路110は何れも直線状に形成されており、その長手方向がベース100の短手方向と一致している。また、1対の伝送線路110は、ベース100の短手方向に沿って一直線上に並設されている。ここで、ベース100の厚み方向の他面(下面)側の長手方向両端側それぞれには、1対の外部接続電極(図示せず)が形成されている。当該1対の外部接続電極は、それぞれ1対の伝送線路110各々とベース100を厚み方向に貫通する貫通孔配線(図示せず)を介して電気的に接続されている。   The base 100 is formed of, for example, a rectangular parallelepiped glass substrate. As shown in FIG. 5, a pair of transmission lines 110 are formed on both ends in the longitudinal direction on the upper surface side of the base 100. All of the transmission lines 110 are formed in a straight line, and the longitudinal direction thereof coincides with the short direction of the base 100. In addition, the pair of transmission lines 110 are arranged in a line along the short direction of the base 100. Here, a pair of external connection electrodes (not shown) are formed on both ends in the longitudinal direction on the other surface (lower surface) side in the thickness direction of the base 100. The pair of external connection electrodes are electrically connected to a pair of transmission lines 110 and through-hole wirings (not shown) penetrating the base 100 in the thickness direction.

また、ベース100の上面側には、伝送線路110に電気的に接続される複数の固定接点120が形成されている。各固定接点120は、各伝送線路110においてベース100の内側となる端部に接続されている。よって、ベース100の左右両端側それぞれには、固定接点120が1対ずつ形成されている。尚、各伝送線路110においてベース100の外側となる端部は、上述の貫通孔配線を介して外部接続電極に電気的に接続されている。また、固定接点120は、例えばCuやAuなどの導電性が良好な金属材料から成る金属薄膜であって、スパッタ法や電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成されている。更に、固定接点120は、単層構造に限らず、例えばAu層と、Au層とベース100との間に介在されるTi層とから成る多層構造であってもよい。   A plurality of fixed contacts 120 electrically connected to the transmission line 110 are formed on the upper surface side of the base 100. Each fixed contact 120 is connected to an end portion that is inside the base 100 in each transmission line 110. Therefore, a pair of fixed contacts 120 are formed on each of the left and right ends of the base 100. In each transmission line 110, an end portion that is outside the base 100 is electrically connected to the external connection electrode through the above-described through-hole wiring. The fixed contact 120 is a metal thin film made of a metal material having good conductivity such as Cu or Au, and is formed by using a sputtering method, an electroplating method, a vacuum deposition method, or the like. Further, the fixed contact 120 is not limited to a single layer structure, and may be a multilayer structure including, for example, an Au layer and a Ti layer interposed between the Au layer and the base 100.

メインブロック200は、主として、可動部210と、フレーム220とを有する。フレーム220は、矩形枠状に形成されており、このフレーム220の開口内に可動部210が配置される。ここで、フレーム220の開口は、フレーム220の中央部に設けられた矩形状の第1の開口部230と、フレーム220の長手方向の両端側それぞれに設けられた第2の開口部231とを含む。第2の開口部231は、それぞれ上下方向の中央部において第1の開口部230と連通している。尚、フレーム220の外形寸法はベース100の外形寸法と等しくしてある。   The main block 200 mainly includes a movable part 210 and a frame 220. The frame 220 is formed in a rectangular frame shape, and the movable portion 210 is disposed in the opening of the frame 220. Here, the opening of the frame 220 includes a rectangular first opening 230 provided at the center of the frame 220 and a second opening 231 provided at both ends in the longitudinal direction of the frame 220. Including. The second opening 231 communicates with the first opening 230 at the center in the vertical direction. The outer dimensions of the frame 220 are the same as the outer dimensions of the base 100.

可動部210は、フレーム220の第1の開口部230内に配置される本体部211を有している。本体部211は矩形板状に形成され、その長手方向をフレーム220の長手方向に沿わせた形で第1の開口部230内に配置される。本体部211の短手方向両端部の各中央部には、接点用突片212が突設されており、その先端部は第2の開口部231内に配置されている。接点用突片212におけるベース100との対向面(下面)には、可動接点213が設けられている(図6参照)。可動接点213は、1対の固定接点120と接触した際に当該1対の固定接点120間を短絡するように構成されている。尚、可動接点213は、固定接点120と同様にCuやAuなどの金属材料から成る金属薄膜であり、スパッタ法や電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成されている。また、可動接点213も、単層構造に限らず、上述の固定接点120と同様に多層構造であってもよい。   The movable part 210 has a main body part 211 disposed in the first opening 230 of the frame 220. The main body 211 is formed in a rectangular plate shape, and is disposed in the first opening 230 so that its longitudinal direction is along the longitudinal direction of the frame 220. A contact protrusion 212 is provided at each central portion of both ends in the short direction of the main body 211, and the tip thereof is disposed in the second opening 231. A movable contact 213 is provided on a surface (lower surface) of the contact protrusion 212 facing the base 100 (see FIG. 6). The movable contact 213 is configured to short-circuit between the pair of fixed contacts 120 when contacting the pair of fixed contacts 120. The movable contact 213 is a metal thin film made of a metal material such as Cu or Au, like the fixed contact 120, and is formed using a sputtering method, an electroplating method, a vacuum deposition method, or the like. Further, the movable contact 213 is not limited to a single layer structure, and may have a multilayer structure like the fixed contact 120 described above.

一方、本体部211におけるカバー300との対向面(上面)の中央部には、支点突起214が突設されている。この支点突起214は、可動部210の揺動動作(シーソー動作)の支点として用いられる。   On the other hand, a fulcrum protrusion 214 projects from the center of the surface (upper surface) of the main body 211 facing the cover 300. The fulcrum protrusion 214 is used as a fulcrum for the swinging operation (seesaw operation) of the movable portion 210.

このような可動部210は、複数(図示では4つ)の支持片240によりフレーム220と一体に連結されている。支持片240は、それぞれフレーム220の第1の開口部230の長手方向における内側面と、本体部211の短手方向の外側面とを一体に連結するように構成されている。4つの支持片240は、本体部211の中心を中心として点対称となるように配置されている。また、支持片240は、厚み方向に直交する面内で本体部211の長手方向に沿った方向に進退するように蛇行した形状に形成されている。これによって、可動部210がフレーム220に揺動自在に支持されるようになっている。また、各支持片240を蛇行した形状に形成することで長さ寸法を長くし、可動部210が揺動動作する際に支持片240に加えられる応力を分散している。   Such a movable portion 210 is integrally connected to the frame 220 by a plurality of (four in the drawing) support pieces 240. Each of the support pieces 240 is configured to integrally connect the inner side surface of the first opening 230 of the frame 220 in the longitudinal direction and the outer side surface of the main body 211 in the short direction. The four support pieces 240 are arranged so as to be point-symmetric about the center of the main body 211. Further, the support piece 240 is formed in a meandering shape so as to advance and retreat in a direction along the longitudinal direction of the main body portion 211 within a plane orthogonal to the thickness direction. As a result, the movable portion 210 is swingably supported by the frame 220. Further, each support piece 240 is formed in a meandering shape to increase the length dimension, and the stress applied to the support piece 240 when the movable portion 210 swings is dispersed.

上述したメインブロック200において、可動部210とフレーム220と支持片240とは、例えば50μm〜300μm程度、好ましくは200μm程度の厚みの半導体基板25をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術などの半導体微細加工技術を利用してパターニングすることにより一体に形成されている。尚、半導体基板25は、シリコンから成る半導体層と、酸化シリコン(SiO)より成る絶縁層とを交互に積層したSOI(2層SOI)基板である。 In the main block 200 described above, the movable portion 210, the frame 220, and the support piece 240 are formed on a semiconductor substrate 25 having a thickness of, for example, about 50 μm to 300 μm, preferably about 200 μm, using a semiconductor fine processing technology such as a photolithography technology and an etching technology. It is integrally formed by patterning using it. The semiconductor substrate 25 is an SOI (two-layer SOI) substrate in which semiconductor layers made of silicon and insulating layers made of silicon oxide (SiO 2 ) are alternately stacked.

可動部210の本体部211におけるカバー300との対向面(上面)には、アーマチュア500が設けられている。アーマチュア500は、電磁石装置400が発生する磁場により可動部210を揺動させるために用いられている。アーマチュア500は、例えば電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなどの磁性材料を機械加工して矩形板状に形成され、接着、溶接、熱着、ロウ付けなどの方法によって本体部211に接合されている。また、可動部210におけるベース100との対向面(下面)側には、アーマチュア500を可動部210に保持するとともに可動部210を補強する補強部材600が設けられている。尚、補強部材600によってマイクロリレーの厚み寸法が大きくなるのを避けるために、ベース100には補強部材600を避ける凹部130が凹設されている(図5参照)。   An armature 500 is provided on a surface (upper surface) of the main body 211 of the movable unit 210 facing the cover 300. The armature 500 is used for swinging the movable part 210 by a magnetic field generated by the electromagnet device 400. The armature 500 is formed into a rectangular plate shape by machining a magnetic material such as electromagnetic soft iron, electromagnetic stainless steel, or permalloy, and is joined to the main body 211 by a method such as adhesion, welding, heat fitting, or brazing. In addition, a reinforcing member 600 that holds the armature 500 on the movable portion 210 and reinforces the movable portion 210 is provided on the side of the movable portion 210 facing the base 100 (lower surface). In order to avoid an increase in the thickness of the micro relay due to the reinforcing member 600, the base 100 is provided with a recess 130 that avoids the reinforcing member 600 (see FIG. 5).

上述したメインブロック200は、可動接点213と1対の固定接点120とがそれぞれ対向する形で、フレーム220をベース100に接合することによって、ベース100の上面側に取付けられる。   The main block 200 described above is attached to the upper surface side of the base 100 by joining the frame 220 to the base 100 such that the movable contact 213 and the pair of fixed contacts 120 face each other.

カバー300は、例えば絶縁性材料であるガラス基板により形成されており、その外形寸法はベース100の外形寸法と等しくしてある。このようにカバー300は、フレーム220の開口を閉塞できる大きさに形成されている。カバー300におけるフレーム220側とは反対側の面(上面)の中央部には、厚み方向に貫通する開孔部310が形成されている。開孔部310は、電磁石装置400を収納できる大きさに形成され、そのフレーム220側の面(下面)には、開孔部310全体を閉塞する閉塞板320が密着接合されている。閉塞板320は、例えば厚みが5〜50μm程度(好ましくは20μm程度)に形成されたシリコン板やガラス板などから成る。この開孔部310の内周面と閉塞板320とで囲まれる空間部が電磁石装置400の収納室を構成している。上述のカバー300は、フレーム220におけるベース100側とは反対側の面(上面)に接合される。   The cover 300 is formed of, for example, a glass substrate that is an insulating material, and the outer dimensions thereof are equal to the outer dimensions of the base 100. Thus, the cover 300 is formed in a size that can close the opening of the frame 220. An opening 310 that penetrates in the thickness direction is formed at the center of the surface (upper surface) opposite to the frame 220 side of the cover 300. The opening 310 is formed in a size that can accommodate the electromagnet device 400, and a closing plate 320 that closes the entire opening 310 is tightly bonded to a surface (lower surface) on the frame 220 side. The closing plate 320 is made of, for example, a silicon plate or a glass plate having a thickness of about 5 to 50 μm (preferably about 20 μm). A space surrounded by the inner peripheral surface of the opening 310 and the closing plate 320 constitutes a storage chamber of the electromagnet device 400. The cover 300 described above is joined to the surface (upper surface) of the frame 220 opposite to the base 100 side.

電磁石装置400は、アーマチュア500を吸引する磁場を発生させるもので、可動部210をラッチするための永久磁石410を備えている。電磁石装置400は、主として、ヨーク420と、1対のコイル430とを備えている。ヨーク420は、長尺矩形板状の主片421と、主片421の表面側(下面側)の長手方向両端部それぞれに突設された矩形板状の脚片422とを一体に備えている。このようなヨーク420は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工或いは鍛造加工することにより形成されている。永久磁石410は、直方体状に形成され、厚み方向の一面側と他面側とが互いに異極となるように着磁されている。この永久磁石410は、上記他面をヨーク420の主片421の下面における長手方向中央部に当接させるようにして、ヨーク420に取り付けられる。1対のコイル430は、主片421における各脚片422と永久磁石410との間の部位それぞれに配置される。   The electromagnet device 400 generates a magnetic field that attracts the armature 500 and includes a permanent magnet 410 for latching the movable portion 210. The electromagnet device 400 mainly includes a yoke 420 and a pair of coils 430. The yoke 420 is integrally provided with a long rectangular plate-shaped main piece 421 and rectangular plate-shaped leg pieces 422 projecting from both ends in the longitudinal direction on the surface side (lower surface side) of the main piece 421. . Such a yoke 420 is formed by bending or forging an iron plate such as electromagnetic soft iron. The permanent magnet 410 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and is magnetized so that one surface side and the other surface side in the thickness direction have different polarities. The permanent magnet 410 is attached to the yoke 420 such that the other surface is in contact with the central portion in the longitudinal direction of the lower surface of the main piece 421 of the yoke 420. The pair of coils 430 is disposed at each portion of the main piece 421 between each leg piece 422 and the permanent magnet 410.

また、電磁石装置400には、1対のコイル端子(図示せず)が設けられている。この1対のコイル端子間に電圧を印加することで、両コイル430に電流が流れる。このような電磁石装置400は、カバー300の上記収納室に収納される。ここで、カバー300におけるメインブロック200側とは反対側の面(上面)には、直線状の配線パターン(図示せず)が形成されており、この配線パターンの一端部にコイル端子が半田付けなどによって電気的に接続される。   Further, the electromagnet device 400 is provided with a pair of coil terminals (not shown). By applying a voltage between the pair of coil terminals, a current flows through both coils 430. Such an electromagnet device 400 is stored in the storage chamber of the cover 300. Here, a linear wiring pattern (not shown) is formed on the surface (upper surface) of the cover 300 opposite to the main block 200 side, and a coil terminal is soldered to one end of the wiring pattern. Etc. are electrically connected.

ベース100の下面側には、両コイル430に通電するための駆動電極(図示せず)が設けられており、この駆動電極と配線パターンの他端部とが厚み方向で重なる位置に、ベース100、メインブロック200、カバー300を厚み方向に貫通する貫通孔(図示せず)が貫設されている。この貫通孔内には貫通孔配線(図示せず)が形成されており、この貫通孔配線と配線パターンとを介して駆動電極とコイル端子とが電気的に接続される。   A drive electrode (not shown) for energizing both coils 430 is provided on the lower surface side of the base 100, and the base 100 is located at a position where the drive electrode and the other end of the wiring pattern overlap in the thickness direction. A through hole (not shown) penetrating the main block 200 and the cover 300 in the thickness direction is provided. A through-hole wiring (not shown) is formed in the through-hole, and the drive electrode and the coil terminal are electrically connected through the through-hole wiring and the wiring pattern.

以下、本基本形態の動作について説明する。両コイル430への通電が行われると、磁化の向きに応じてアーマチュア500の長手方向の一端部がヨーク420の一方の脚片422に吸引されて可動部210の本体部211が揺動し、本体部211の長手方向一端側の接点用突片212に設けられた可動接点213が対向する1対の固定接点120に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石410の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。   Hereinafter, the operation of the basic mode will be described. When energization of both the coils 430 is performed, one end of the armature 500 in the longitudinal direction is attracted to one leg piece 422 of the yoke 420 according to the direction of magnetization, and the main body 211 of the movable unit 210 swings. The movable contact 213 provided on the contact protrusion 212 on one end in the longitudinal direction of the main body 211 comes into contact with the pair of fixed contacts 120 facing each other with a predetermined contact pressure. Even if energization is stopped in this state, the attractive force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnet 410, and the state is maintained as it is.

また、両コイル430への通電方向を逆向きにすると、アーマチュア500の長手方向の他端部がヨーク420の他方の脚片422に吸引されて可動部210の本体部211が揺動し、本体部211の長手方向他端側の接点用突片212に設けられた可動接点213が対向する1対の固定接点120に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石410の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。   Further, when the energization direction of both the coils 430 is reversed, the other end portion of the armature 500 in the longitudinal direction is attracted to the other leg piece 422 of the yoke 420, and the main body portion 211 of the movable portion 210 swings. The movable contact 213 provided on the contact protrusion 212 on the other end side in the longitudinal direction of the portion 211 comes into contact with a pair of fixed contacts 120 facing each other with a predetermined contact pressure. Even if energization is stopped in this state, the attractive force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnet 410, and the state is maintained as it is.

上述のように、本基本形態では電磁石装置400をカバー300の開孔部310に収納しているので、電磁石装置400をベース100に収納する場合と比較してベース100の厚みを薄くすることができる。このため、固定接点120を外部接続電極に接続するための貫通孔配線を短くすることができ、高周波特性を向上させることができる。また、電磁石装置400と固定接点120との間の距離を長くすることができるので、電磁石装置400が発生する磁場による影響を低減することができる。   As described above, since the electromagnet device 400 is housed in the opening 310 of the cover 300 in this basic embodiment, the thickness of the base 100 can be reduced compared to the case where the electromagnet device 400 is housed in the base 100. it can. For this reason, the through-hole wiring for connecting the fixed contact 120 to the external connection electrode can be shortened, and the high frequency characteristics can be improved. In addition, since the distance between the electromagnet device 400 and the fixed contact 120 can be increased, the influence of the magnetic field generated by the electromagnet device 400 can be reduced.

(実施形態1)
以下、本発明に係る接点装置の実施形態1について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図1(b)における上下左右を上下左右方向と定めるものとする。本実施形態は、図1(a),(b)に示すように、1対(図示では1つ)の固定接点1と、各固定接点1に接離自在な1対(図示では1つ)の可動接点21aと、可動接点21aを有するとともに可動接点21aが固定接点1と接触する位置と開離する位置との間で揺動自在な可動部2とを備える。尚、本実施形態は、ベースA及びカバーB及びフレームCで囲まれる空間に収納されており、ベースAにおける可動部2の長手方向両端部と対向する部位にそれぞれ固定接点1が設けられている。また、本実施形態の可動部2は、ベースAと対向する一面(下面)に設けられた矩形板状のアーマチュア2aが電磁石装置(図示せず)によって吸引されることで揺動するようになっている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a contact device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the top, bottom, left, and right in FIG. In this embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, a pair (one in the figure) of the fixed contacts 1 and a pair (one in the figure) that can be contacted and separated from each of the fixed contacts 1 are shown. And a movable part 2 having a movable contact 21a and swingable between a position where the movable contact 21a contacts the fixed contact 1 and a position where the movable contact 21a is separated. In addition, this embodiment is accommodated in the space enclosed by the base A, the cover B, and the frame C, and the fixed contact 1 is provided in each part of the base A facing both ends in the longitudinal direction of the movable part 2. . In addition, the movable portion 2 of the present embodiment swings when a rectangular plate-shaped armature 2a provided on one surface (lower surface) facing the base A is attracted by an electromagnet device (not shown). ing.

可動部2は、揺動自在に支持される矩形板状の本体部20と、本体部20と離間して設けられるとともに固定接点1と対向する一面(下面)に可動接点21aが設けられた矩形板状の1対(図示では1つ)の接点部21と、弾性を有し可動部2の長手方向の両端部において本体部20と接点部21とを各々互いに連結する2対(図示では1対)の支持部22とから成る。   The movable portion 2 is a rectangular plate-shaped main body portion 20 that is supported in a swingable manner, and a rectangular shape that is provided apart from the main body portion 20 and that has a movable contact 21 a on one surface (lower surface) facing the fixed contact 1. A pair of plate-shaped contact portions (one in the drawing) 21 and two pairs (1 in the drawing) that connect the main body portion 20 and the contact portion 21 to each other at both ends in the longitudinal direction of the movable portion 2 having elasticity. A pair of support portions 22.

ベースAにおける本体部20の長手方向の中央部と対向する部位には、上方に向かって突出する支点突起20aが一体に形成されており、この支点突起20aが可動部2の揺動する際の支点となる。また、本体部20の長手方向の両端部(図示では一端部のみ)における下面には、下方に突出するストッパ20bがそれぞれ一体に形成されている。可動部2が揺動する際に当該ストッパ20bの下端部がベースAと当接することで、可動部2の上下方向の移動を規制している。   A fulcrum projection 20a that protrudes upward is integrally formed at a portion of the base A that faces the central portion of the main body 20 in the longitudinal direction. The fulcrum projection 20a is integrally formed when the movable portion 2 swings. It becomes a fulcrum. Further, stoppers 20b projecting downward are integrally formed on the lower surfaces of both ends in the longitudinal direction of the main body 20 (only one end in the figure). When the movable portion 2 swings, the lower end portion of the stopper 20b contacts the base A, thereby restricting the vertical movement of the movable portion 2.

接点部21は、本体部20の長手方向両端部とそれぞれ離間して設けられ、各々のベースAと対向する一面(下面)に可動接点21aが固着されている。また、接点部21の本体部20に近い側の端部(図示では左端部)が固定接点1との接触部位となっている。支持部22は何れも略コ字状に形成され、その一端部が本体部20と一体に連結するとともに他端部が接点部21と一体に連結している。尚、可動部2の長手方向の両端部それぞれにおいて、支持部22を可動部2の短手方向の両端側にそれぞれ設けることで、各接点部21を本体部20に対してバランス良く支持している。また、各支持部22の他端部側には、同一面内で蛇行した形状に形成された蛇行部22aが設けられており、当該蛇行部22aにより支持部22の長さ寸法を長くしてある。このため、可動部2が揺動する際に各支持部22にかかる応力を分散させ、各支持部22が破損するのを防止している。   The contact portion 21 is provided to be separated from both longitudinal ends of the main body portion 20, and a movable contact 21 a is fixed to one surface (lower surface) facing each base A. Further, the end portion (left end portion in the drawing) of the contact portion 21 on the side close to the main body portion 20 is a contact portion with the fixed contact 1. Each of the support portions 22 is formed in a substantially U shape, and one end portion thereof is integrally connected to the main body portion 20 and the other end portion is integrally connected to the contact portion 21. In addition, in each of the both ends of the movable part 2 in the longitudinal direction, the support parts 22 are provided on both ends in the short direction of the movable part 2, so that each contact part 21 is supported in a balanced manner with respect to the main body part 20. Yes. In addition, a meandering portion 22a formed in a meandering shape in the same plane is provided on the other end side of each supporting portion 22, and the length of the supporting portion 22 is increased by the meandering portion 22a. is there. For this reason, when the movable part 2 swings, the stress applied to each support part 22 is dispersed to prevent each support part 22 from being damaged.

ところで、基本形態1では、ベース5に設けられた固定接点50と、可動接点基台部34の下面に設けられた可動接点と、可動部30及び可動接点基台部34及び接圧ばね部35とで接点装置を構成している。この基本形態1の接点装置では、接圧ばね部35と可動接点基台部34との連結部位が、可動接点基台部34における固定接点50との接触部位の近傍に位置している。このため、仮に可動接点が固定接点50に固着した場合、可動部30を通常の動作時と同様に駆動させるだけでは可動接点を固定接点50から引き剥がすことができず、接点間の固着を防止するための何らかの手段を講じなければならない。   By the way, in the basic form 1, the fixed contact 50 provided on the base 5, the movable contact provided on the lower surface of the movable contact base part 34, the movable part 30, the movable contact base part 34, and the contact pressure spring part 35. And constitutes a contact device. In the contact device according to the basic form 1, the connection portion between the contact pressure spring portion 35 and the movable contact base portion 34 is located in the vicinity of the contact portion with the fixed contact 50 in the movable contact base portion 34. For this reason, if the movable contact is fixed to the fixed contact 50, the movable contact cannot be peeled off from the fixed contact 50 only by driving the movable part 30 in the same way as during normal operation, and the contact between the contacts is prevented. You must take some measures to do it.

これに対して、本実施形態では、各支持部22の他端部を接点部21における本体部20から遠い側の端部(図示では右端部)に連結している。このため、接点間を開成する際に、可動接点21aを固定接点1から開離させる向きの力と、接点同士の接触位置(図示では接点部21の左端部)から支持部22と連結される部位(図示では接点部21の右端部)までの距離との積に相当するトルクを発生させることができる。したがって、仮に可動接点21aが固定接点1に固着していたとしても、可動部2を通常の動作時と同様に駆動させるだけで、トルクによって可動接点21aを固定接点1から強制的に引き剥がすことができ、接点の開閉性能が低下するのを防止することができる。   On the other hand, in this embodiment, the other end part of each support part 22 is connected with the edge part (right end part in the figure) in the side far from the main-body part 20 in the contact part 21. FIG. For this reason, when opening between contacts, it is connected with the support part 22 from the force of the direction which separates the movable contact 21a from the fixed contact 1, and the contact position (the left end part of the contact part 21 in the figure) of contacts. Torque corresponding to the product of the distance to the site (the right end of the contact portion 21 in the drawing) can be generated. Therefore, even if the movable contact 21 a is fixed to the fixed contact 1, the movable contact 21 a is forcibly separated from the fixed contact 1 by torque only by driving the movable portion 2 in the same way as during normal operation. It is possible to prevent the contact opening / closing performance from being deteriorated.

上述のように、本実施形態では、可動部2における接点部21と支持部22との連結部位を変更するだけで接点間の固着による接点の開閉性能の低下を防止することができるので、従来のように構成部品を変更する等して製造工程を大幅に変更する必要が無い。   As described above, in the present embodiment, since the contact opening / closing performance can be prevented from being deteriorated due to the fixing between the contacts only by changing the connecting portion of the contact portion 21 and the support portion 22 in the movable portion 2. Thus, it is not necessary to change the manufacturing process significantly by changing the components.

尚、本実施形態の接点装置は基本形態1のみならず基本形態2にも採用することができる。基本形態2に本実施形態の接点装置を採用する場合、固定接点120を固定接点1、可動接点213を可動接点21a、可動部210を可動部2に各々置き換え、本体部211と接点用突片212とを別体に形成するとともに、各々を支持部で連結すればよい。勿論、本発明の接点装置を備えたリレーとしては、上記基本形態のマイクロリレーに限定されるものではなく、他の構造を有するリレー及びマイクロリレーに本発明の接点装置を採用しても構わない。また、可動部を揺動させるための駆動装置は上記の電磁駆動式に限定される必要はなく、例えば静電駆動式の駆動装置を採用しても構わない。   The contact device of this embodiment can be used not only in the basic form 1 but also in the basic form 2. When the contact device of this embodiment is adopted as the basic form 2, the fixed contact 120 is replaced with the fixed contact 1, the movable contact 213 is replaced with the movable contact 21a, and the movable part 210 is replaced with the movable part 2, respectively. 212 may be formed separately and connected to each other by a support portion. Of course, the relay provided with the contact device of the present invention is not limited to the micro relay of the above basic form, and the contact device of the present invention may be adopted for a relay and a micro relay having other structures. . In addition, the driving device for swinging the movable portion is not limited to the electromagnetic driving type, and for example, an electrostatic driving type driving device may be adopted.

(実施形態2)
以下、本発明に係るマイクロリレーの実施形態2について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態1と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図2に示すように、可動部2の接点部21において、固定接点1との接触部位を除いた他の部位が、当該接触部位よりも幅狭に形成された幅狭部21bとなっており、全体として略T字状に形成されたことに特徴がある。このように、接点部21に幅狭部21bを設けて接点部21の質量を軽くすることで、可動接点21aが固定接点1に衝突する際の衝突エネルギーを減少させることができる。したがって、可動接点21a及び固定接点1各々に与えるダメージを低減し、接点の接触信頼性を向上させることができる。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a micro relay according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, since the basic configuration of the present embodiment is common to that of the first embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the contact part 21 of the movable part 2, the other part excluding the contact part with the fixed contact 1 is narrower than the contact part. 21b, and is characterized by being formed in a substantially T-shape as a whole. Thus, by providing the contact portion 21 with the narrow portion 21b and reducing the mass of the contact portion 21, the collision energy when the movable contact 21a collides with the fixed contact 1 can be reduced. Therefore, the damage given to each of the movable contact 21a and the fixed contact 1 can be reduced, and the contact reliability of the contact can be improved.

ところで、図3(a),(b)に示すように、接点部21の上記幅狭部21bに剛性を付与するためにリブ21cを一体に突設してもよい。このように、トルクを伝える幅狭部21bにリブ21cを設けて剛性を向上させることで、より大きなトルクを可動接点21aの引き剥がし時に発生させることができる。したがって、接点間を開成する際に可動接点21aを固定接点1から確実に引き剥がすことができ、接点の開閉性能を向上させることができる。   By the way, as shown in FIGS. 3A and 3B, ribs 21 c may be integrally projected so as to give rigidity to the narrow portion 21 b of the contact portion 21. As described above, by providing the rib 21c to the narrow portion 21b for transmitting the torque to improve the rigidity, a larger torque can be generated when the movable contact 21a is peeled off. Therefore, the movable contact 21a can be reliably peeled off from the fixed contact 1 when the contact is opened, and the opening / closing performance of the contact can be improved.

尚、本実施形態の接点装置は、実施形態1と同様に、基本形態1,2のマイクロリレーや他の構造を有するリレー及びマイクロリレーに採用することができるのは言うまでもない。   In addition, it cannot be overemphasized that the contact apparatus of this embodiment can be employ | adopted for the relay and microrelay which have the micro relay of the basic forms 1 and 2 and another structure similarly to Embodiment 1. FIG.

1 固定接点
2 可動部
20 本体部
21 接点部
21a 可動接点
22 支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed contact 2 Movable part 20 Main body part 21 Contact part 21a Movable contact 22 Support part

Claims (6)

固定接点と、固定接点に接離自在な可動接点と、可動接点を有するとともに可動接点が固定接点と接触する位置と開離する位置との間で揺動自在な可動部とを備えた接点装置であって、可動部は、揺動自在に支持される本体部と、本体部と離間して設けられるとともに固定接点と対向する一面に可動接点が設けられた接点部と、弾性を有し本体部と接点部とを互いに連結する支持部とから成り、接点部は、その本体部に近い側の端部が固定接点との接触部位であって、支持部は、接点部における本体部から遠い側の端部に連結されることを特徴とする接点装置。   A contact device having a fixed contact, a movable contact that can be contacted with and separated from the fixed contact, and a movable part that has a movable contact and is swingable between a position where the movable contact contacts the fixed contact and a position where the movable contact opens. The movable portion is elastic and has a main body portion that is swingably supported, a contact portion that is provided apart from the main body portion and that has a movable contact on one surface facing the fixed contact, and has elasticity. The contact portion is a contact portion with the fixed contact at the end close to the main body portion, and the support portion is far from the main body portion in the contact portion. A contact device connected to an end portion on the side. 前記接点部は、固定接点との接触部位を除いた他の部位が当該接触部位より幅狭に形成されたことを特徴とする請求項1記載の接点装置。   2. The contact device according to claim 1, wherein the contact portion is formed with a portion other than the contact portion with the fixed contact being narrower than the contact portion. 前記接点部における幅狭に形成された部位には、当該部位に剛性を付与するためのリブが設けられたことを特徴とする請求項2記載の接点装置。   The contact device according to claim 2, wherein the narrow portion of the contact portion is provided with a rib for imparting rigidity to the portion. 請求項1乃至3の何れか1項に記載の接点装置と、可動接点が固定接点に対して接離するように可動部を駆動する駆動装置とを備えたことを特徴とするリレー。   A relay comprising: the contact device according to any one of claims 1 to 3; and a drive device that drives a movable portion so that the movable contact is in contact with and away from the fixed contact. 請求項4記載のリレーにおいて、駆動装置が、磁性材料より成り可動部に設けられるアーマチュアを吸引する磁場を発生させることで可動部を揺動させる電磁石装置から成るマイクロリレーであって、基板より成り電磁石装置を収納する収納部が形成され且つ厚み方向の一面側に固定接点が設けられたベースと、ベースの前記一面側に固着される枠状のフレーム、及びフレームに揺動自在に支持される可動部とアーマチュアとを有するメインブロックと、メインブロックにおけるベースの反対側で周部がフレームに固着されるカバーとを備えたことを特徴とするマイクロリレー。   5. The relay according to claim 4, wherein the driving device is a micro relay comprising an electromagnet device that swings the movable portion by generating a magnetic field that is made of a magnetic material and attracts an armature provided on the movable portion. A base having a storage portion for storing an electromagnet device and having a fixed contact provided on one surface side in the thickness direction, a frame-like frame fixed to the one surface side of the base, and a frame that is swingably supported A micro relay comprising: a main block having a movable part and an armature; and a cover whose peripheral part is fixed to the frame on the opposite side of the base in the main block. 請求項4記載のリレーにおいて、駆動装置が、磁性材料より成り可動部に設けられるアーマチュアを吸引する磁場を発生させることで可動部を揺動させる電磁石装置から成るマイクロリレーであって、基板より成り厚み方向の一面側に固定接点が設けられたベースと、ベースの前記一面側に固着される枠状のフレーム、及びフレームに揺動自在に支持される可動部とアーマチュアとを有するメインブロックと、メインブロックにおけるベースの反対側で周部がフレームに固着され且つ電磁石装置を収納する収納部が形成されたカバーとを備えたことを特徴とするマイクロリレー。   5. The relay according to claim 4, wherein the driving device is a micro relay comprising an electromagnet device that swings the movable portion by generating a magnetic field that is made of a magnetic material and attracts an armature provided on the movable portion. A main block having a base provided with a fixed contact on one surface side in the thickness direction, a frame-like frame fixed to the one surface side of the base, and a movable portion and an armature that are swingably supported by the frame; A microrelay comprising a cover having a peripheral portion fixed to a frame on the opposite side of the base of the main block and having a storage portion for storing an electromagnet device.
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