JP2011159504A - 有接点スイッチ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有接点スイッチ1は、基板11に並列配置された複数の固定接点電極14と、複数の固定接点電極14に対向して複数の接点梁12aを有すると共に、基板11面内を固定接点電極14の配列方向に沿って摺動可能なプッシュロッド12と、接点梁12aに設けられた可動接点電極13とを備える。プッシュロッド12の摺動動作により、固定接点電極14と可動接点電極13との接触状態および非接触状態が切り替えられ、伝送線路15を機械的に継断する。固定接点電極14および可動接点電極13の組(接点対10)が並列化した接点構造が実現され、全ての接点対10における接触が同時に一括して行われつつも、各接点対10における接触は互いに独立なものとなる。各接点同士は十分な接触圧で略均等に接触し易くなる。
【選択図】図1
Description
1.概略構成(可動接点をプッシュロッドの梁に設けた有接点スイッチの例)
2.第1の実施の形態(接点対を2つの固定接点、1つの可動接点とした例)
3.第2の実施の形態(接点対を2つの固定接点、2つの可動接点とした例)
4.第3の実施の形態(固定接点同士の間に段差を設けた例)
5.第4の実施の形態(プッシュロッドの動作軸に対して線対称に梁を設けた例)
6.適用例(有接点スイッチを用いた電子機器の例)
図1(A),(B)は、本発明に係る有接点スイッチ(有接点スイッチ1)の概略構成を表したものであり、図1(A)は全体構成、図1(B)は接点対付近の構成をそれぞれ模式的に表している。有接点スイッチ1は、例えば、半導体等よりなる基板11上に並列配置された複数の接点対10と、これら複数の接点対10に接続されたプッシュロッド12(支持体)と、プッシュロッド12を駆動するアクチュエータ20とを備えている。各接点対10は、伝送線路15を介して、互いに同一の入力ポートVinおよび出力ポートVoutにそれぞれ接続されており、接点対10毎に形成される回路は互いに等価となっている。
(有接点スイッチ1Aの構成)
図2(A)は、第1の実施形態に係る有接点スイッチ(有接点スイッチ1A)の接点対付近の平面構成(オフ状態)を表すものである。有接点スイッチ1Aでは、複数の接点対10aが、基板11上に並列配置され、プッシュロッド12の摺動動作により接点対10aにおける接触状態および非接触状態を切り替えることにより、いわゆるシリーズ型の継断動作を行う。図2(B)は、接触状態(オン状態)にある接点対10aを示すものであり、図中の矢印Bは信号の流れを模式的に表したものである。
本実施の形態では、図示しないアクチュエータ20によりプッシュロッド12が駆動され、このプッシュロッド12が動作軸Aに沿って摺動(変位)すると、この摺動動作によって、接点対10aにおける接触状態および非接触状態が切り替わる。具体的には、非接触状態から接触状態への切り替え、あるいはその逆(接触状態から非接触状態)の切り替えがなされる。接点対10aが非接触状態にある場合には、入力ポートVinから出力ポートVoutまでの伝送線路15は機械的に断絶され、スイッチオフとなる(図2(A))。一方、接点対10aが接触状態にある場合には、入力ポートVinから出力ポートVoutまでの伝送線路15が接点対10aによって機械的に継続され、スイッチオンとなる(図2(B))。具体的には、入力ポートVin側から入力された信号は、固定接点電極14a1、可動接点電極13a、(積層膜12a1)、固定接点電極14a2を順に経て出力ポートVoutへ出力される。
図4(A)は、第2の実施形態に係る有接点スイッチ(有接点スイッチ1B)の接点対(接点対10b)付近の平面構成(オフ状態)を表すものである。図4(B)は、接触状態(オン状態)にある接点対10bを示すものであり、図中の矢印Bは信号の流れを模式的に表したものである。尚、上記概略構成および第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し適宜説明を省略する。
図5(A)は、第3の実施形態に係る有接点スイッチ(有接点スイッチ1C)の接点対(接点対10c)付近の平面構成(オフ状態)を表すものである。図5(B)は、非接触状態から接触状態への遷移過程にある接点対10cを示すものである。図5(C)は、接触状態(オン状態)にある接点対10cを示すものであり、図中の矢印Bは信号の流れを模式的に表したものである。尚、上記概略構成および第1,2の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し適宜説明を省略する。
図8(A)は、第4の実施形態に係る有接点スイッチ(有接点スイッチ1D)の接点対(接点対10d)付近の平面構成(オフ状態)を表すものである。図8(B)は、接触状態(オン状態)にある接点対10dを示すものであり、図中の矢印Bは信号の流れを模式的に表したものである。尚、上記概略構成および第1,2の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し適宜説明を省略する。
図9は、有接点スイッチ1Dにおける具体的な配線のレイアウトについて模式的に表すものである。有接点スイッチ1Dは、信号線路SIG(伝送線路15、固定接点電極14a1,14a2、可動接点電極13b1,13b2および接点梁12aに対応)と、グランド線路GNDとが、基板11上において略交互に配置されたGSGSG構造を有している。グランド線路GNDは、基板11表面の絶縁膜上に、グランド電位に設定された固定電極として設けられるものである。
図10(A),(B)は、アクチュエータ20の概略構成を表すものである。有接点スイッチ1Dでは、アクチュエータ20が基板11をMEMS技術を用いて加工することにより形成されており、即ち伝送線路15,接点対10d、プッシュロッド12およびアクチュエータ20が基板11上の同一水平面内に設けられている。アクチュエータ20は、プッシュロッド12と同一の動作軸(動作軸A)に沿って摺動する可動電極21と、基板11上に固定された固定電極22とを有し、静電力によって可動電極21を動作軸Aに沿って変位させる、いわゆるラテラル駆動による静電MEMSアクチュエータである。尚、図10(A),(B)では、簡便化のため、伝送線路15および固定接点電極14a1,14a2の図示を省略している。
図11は、本発明の有接点スイッチを搭載した通信装置(電子機器)のブロック構成を表すものである。この通信装置は、上記各実施の形態において説明した有接点スイッチを送受信切替器301として搭載したものであり、例えば、携帯電話器、情報携帯端末(PDA)、無線LAN機器などである。尚、上記送受信切替器301は、SoCからなる半導体デバイス内に形成されている。この通信装置は、送信系回路300Aと、受信系回路300Bと、送受信経路を切り替える送受信切換器301と、高周波フィルタ302と、送受信用のアンテナ303とを備えている。
Claims (10)
- 基板に並列配置された複数の第1接点と、
前記複数の第1接点に対向して複数の梁を有すると共に、前記基板面内を前記第1接点の配列方向に沿って摺動可能な可動部材と、
前記梁の前記第1接点との対向面にそれぞれ設けられた複数の第2接点と
を備えた有接点スイッチ。 - 前記可動部材は、前記第1接点の配列方向に沿って延在する支持体を有し、
前記梁は、前記基板面内において前記配列方向と直交する方向に沿って、前記支持体から張り出している
請求項1に記載の有接点スイッチ。 - 前記可動部材において、前記梁の弾性率は前記支持体の弾性率よりも小さい
請求項2に記載の有接点スイッチ。 - 各第1接点は、複数の固定接点電極を有し、
前記可動部材の各梁には、前記複数の固定接点電極に渡って、前記第2接点としての可動接点電極が設けられている
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の有接点スイッチ。 - 各第1接点は、複数の固定接点電極を有し、
前記可動部材の各梁には、前記固定接点電極毎に、前記第2接点としての可動接点電極が設けられている
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の有接点スイッチ。 - 前記基板は、前記複数の固定接点電極同士の間に段差を有し、
前記梁の付け根側における固定接点電極と可動接点電極との間隔が、前記梁の先端側における固定接点電極と可動接点電極との間隔よりも広くなっている
請求項5に記載の有接点スイッチ。 - 各第1接点は複数の固定接点電極を有し、
前記固定接点電極毎に前記第2接点としての可動接点電極が設けられ、
前記支持体の動作軸を対称軸として、前記固定接点電極、前記可動接点電極および前記梁が線対称に配置されている
請求項2または請求項3に記載の有接点スイッチ。 - 前記基板上に、
前記複数の第1接点の各々に電気的に接続されて信号を伝送する信号線と、
各信号線同士の間に配置された接地線と
を有する請求項1に記載の有接点スイッチ。 - 前記可動部材を駆動して、前記第1接点と前記第2接点とを接触および非接触のいずれかの状態に切り替える駆動部を備え、
前記駆動部は、MEMSアクチュエータを含む
請求項1に記載の有接点スイッチ。 - 前記MEMSアクチュエータは、ラテラル駆動による静電MEMSアクチュエータである
請求項9に記載の有接点スイッチ。
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