JP4063228B2 - マイクロリレー - Google Patents

Description

本発明は、マイクロリレーに関するものである。

従来から、静電駆動型のマイクロリレーに比べて駆動力を大きくできるマイクロリレーとして、電磁石装置の電磁力を利用してアマチュアを駆動し接点を開閉するようにしたマイクロリレーが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここにおいて、上記特許文献１に開示されたマイクロリレーは、厚み方向の一表面側において長手方向の両端部に各一対の固定接点が設けられ且つ２つの電磁石装置が挿入される２つの挿入孔が長手方向に離間して形成された矩形板状のセラミック基板からなるベース基板と、矩形枠状のフレーム部およびフレーム部の内側に配置されて一対の枢支部を介してフレーム部に揺動自在に支持され各電磁石装置に対向する部位それぞれに永久磁石が設けられたアマチュアおよびアマチュアの両端部に固着された可動接点を有するアマチュアブロックと、ベース基板の周部とアマチュアブロックのフレーム部との間に介在する矩形枠状のスペーサとを備えている。なお、上記特許文献１に開示されたマイクロリレーでは、静電駆動型のマイクロリレーに比べて駆動力を大きくできるので、接点圧を大きくできて耐衝撃性および信頼性を高めることができるという利点や、アマチュアの駆動ストロークを大きくできて接点開成時の可動接点と固定接点との間の距離を大きくすることができて高周波特性（アイソレーション特性）の向上を図れるという利点や、低電圧駆動が可能となるという利点などがある。

ところで、上記特許文献１に開示されたマイクロリレーでは、アマチュアにおいて各電磁石装置との対向面に２つの永久磁石を設けてあり、ベース基板の周部とアマチュアブロックのフレーム部との間に厚み寸法の比較的大きなスペーサを介在させる必要があるので、リレー全体としての厚み寸法が大きくなってしまうという問題があった。

そのような問題を解決するためにリレー全体の薄型化が可能な図１０（ａ）（ｂ）に示すような電磁石装置２が提案されている。

この電磁石装置２のヨーク２０は電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工、鋳造加工、プレス加工等により加工してＵ字型としたものであって、中央片の両端側をそれぞれコイル巻回部２０ａとして、その長手方向の両端部にそれぞれコイル２２，２２を直接巻回するとともに、両コイル２２，２２間に矩形板状の磁気保持用の永久磁石２１を配置し、長手方向の両端の脚片２０ｂ、２０ｂの先端はアマチュアに近づく向きに延設され、その先端をコイル２２，２２への励磁電流に応じて互いの異極に励磁される磁極面としてある。また永久磁石２１との対向面とは反対側には中央片の長手方向と直交するように配置したプリント基板２３を固着している。永久磁石２１は、コイル巻回部２０ａとの重ね方向（厚み方向）の両面それぞれの磁極面２１ａ，２１ｂが異極に着磁されており、一方の磁極面２１ｂがヨーク２０の中央片の一面に当接し、他方の磁極面２１ａがヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂ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。
特開平５−１１４３４７号公報（段落番号〔００３３〕−〔００３６〕、図１１−図１３参照）

上記図１０（ａ）（ｂ）に示す電磁石装置２はヨーク２０の脚片２０ｂ，２０ｂ間に永久磁石２１を配置する構成とすることで、上述の問題を解決してリレー全体の薄型化を可能とするものの、全体が微小な構成であるため、組み込み工程等においてヨーク２０の脚片２０ｂを介してコイル２２，２２が脱落しほどけてしまうという課題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みて為されたもので、その目的とするところはリレー全体の薄型化が可能な電磁石装置を用いるマイクロリレーにおいて、電磁石装置のヨークに巻回するコイルが組み込み工程等でヨークから脱落するのを防げるマイクロリレーを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、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設けるとともに厚み方向の一表面側に固定接点を設けたベース基板と、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するアマチュアブロックであって、ベース基板の前記一表面側に固着されるフレーム部およびフレーム部の内側に配置され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マチュアおよびアマチュア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アマチュアブロックとからなり、前記ヨークは、前記コイルが巻回されるコイル巻回部と、コイル巻回部の両端部それぞれから前記アマチュアに近づく向きに延設され前記コイルへの励磁電流に応じて互いの先端の磁極面が異極に励磁される一対の脚片とを備えるとともに、前記ヨークにおける前記アマチュア側とは反対側の面の四隅それぞれから突出形成され、前記コイルの脱落規制および組み込み工程における前記電磁石装置の搬送時やパーツフィーダでの移送時の位置決めに用いられる凸部を備えていることを特徴とする。

請求項１の発明によればヨークのコイル巻回部の巻回されているコイルが組み込み時などにおいて脚片側へ移動するのをコイル脱落規制用の凸部で規制し、コイルがヨークから脱落してほどけるのを防止することができる。

該凸部をコイル脱落の規制の他に、組み込み工程において電磁石装置を搬送する際やパーツフィーダからの移送時の位置決め用として用いることができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記ヨークと前記アマチュアとにより形成される磁路中に設けられる磁気保持用の永久磁石を収納配置する凹部を前記アマチュア側の前記ヨーク表面に形成していることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、永久磁石の配置スペースを限られたスペースの中で大きくとれ、そのため大型で吸引力の大きな永久磁石の使用を可能とし、しかも永久磁石の配置位置の位置決めが行える。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記ヨークに配置された永久磁石及びヨークの露出表面を樹脂コーティングして前記永久磁石の両側の前記ヨークの部位を前記コイル巻回部としたことを特徴とする。

請求項３の発明によれば、ヨーク及び永久磁石の絶縁が図れるとともに、ヨーク及び永久磁石の錆発生を防ぐことができ、さらにヨークや永久磁石の縁部に発生したばりによるコイルの巻線切れを防ぐこともでき、またヨークの脚片と永久磁石の端面とがコイルボビンの鍔部として機能するためコイルボビンを用いなくても巻回が容易に行え、しかもコイルボビンが不要であるため、電磁石装置の小型化が可能となる。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、前記ヨークの脚片の磁極面及び永久磁石の磁極面部位の前記樹脂コーティングを研磨除去して外部に臨ませるとともに、高さ位置を同一高さとしていることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、ヨークの磁極面と永久磁石の磁極面の高さ位置のずれをなくしてアマチュアとのギャップの増加を防ぐことができる。

請求項５の発明では、請求項２乃至４の何れかの発明において、前記永久磁石が矩形板状であって、表面側の四隅の角部を曲面としていることを特徴とする。

請求項５の発明によれば、コイルの巻回時に巻線が角部に引っかかって断線するのを防ぐことができる。

請求項６の発明では、請求項１乃至５の何れかの発明において、前記ヨークの各角部を曲面としたことを特徴とする。

請求項６の発明によれば、コイルの巻回時に、巻線がヨークの角部やそれに生じたばりに引っかかって断線するのを防ぐことができる。

請求項７の発明では、請求項１乃至６の何れかの発明において、前記ヨークの脚片の磁路断面積を、両脚片間の部位の磁路断面積よりも大きくしていることを特徴とする。

請求項７の発明によれば、ヨークの製作時に生じる磁極面部位のだれ等の影響を排除して必要な磁路断面積を確保することができ、その結果磁束が飽和することなく所定の吸引力を得ることができる。

請求項８の発明では、請求項１乃至７の何れかの発明において、前記ヨークの両端外面に、前記両脚片の外側面より外方向に突出した突部を形成していることを特徴とする。

請求項８の発明によれば、突部をコイルを巻回する際のつかみ部として用いることができ、またヨークをプレス加工する場合のつなぎ部として使用することができる。

本発明は、電磁石装置の構造が、リレー全体としての厚み寸法を小さくして薄型化を可能するものであって、しかも電磁石装置のヨークのコイル巻回部の巻回されているコイルが組み込み時などにおいて脚片側へ移動するのをコイル脱落規制用の凸部で規制し、コイルがヨークから脱落してほどけるのを防止し、不良品発生を少なくすることができるという効果がある。また、凸部をコイル脱落の規制の他に、組み込み工程において電磁石装置を搬送する際やパーツフィーダからの移送時の位置決め用として用いることができるという効果がある。

（基本形態）
以下、本基本形態のマイクロリレーについて図１〜図７を参照しながら説明する。

本基本形態のマイクロリレーは、図２に示すようにヨーク２０に巻回されたコイル２２，２２への励磁電流に応じて磁束を発生する電磁石装置２と、矩形板状のガラス基板からなり厚み方向の一面側において長手方向の両端部それぞれに各一対の固定接点１４が設けられたベース基板１と、ベース基板１の上記一表面側に固着される枠状（矩形枠状）のフレーム部３１およびフレーム部３１の内側に配置されて４本の支持ばね部３２を介してフレーム部３１に揺動自在に支持され電磁石装置２により駆動されるアマチュア３０およびアマチュア３０にそれぞれ２本の接圧ばね部３５を介して支持されそれぞれ可動接点３９が設けられた２つの可動接点基台部３４を有するアマチュアブロック３と、アマチュアブロック３におけるベース基板１とは反対側で周部がフレーム部３１に固着された矩形板状のガラス基板からなるカバー４とを備えている。

本基本形態の電磁石装置２に用いるヨーク２０は電磁軟鉄などの鉄板を略Ｕ字型に曲げ加工、鋳造加工、プレス加工等で加工することにより形成されており、先端面が磁極面となる両脚片２０ｂ，２０ｂの断面を矩形状に形成している。そして図１（ｂ）に示すようにアマチュア３０と対向する中央片の中央部表面には矩形板状の永久磁石２１を収納配置して接着等により固定する凹部２０ｃを形成し、この凹部２０ｃの両側をコイル２２がそれぞれ直接巻回されるコイル巻回部２０ａとし、さらに長手方向の両端部の脚片２０ｂ、２０ｂの基部に対応するヨーク２０の両側側面には側方にコイル脱落規制用の凸部２０ｄをそれぞれ形成してある。ここで上記凹部２０ｃに図１（ｂ）に示すように収納配置して接着等により固定する永久磁石２１は、厚み方向の両面の磁極面２１ａ，２１ｂが異極に着磁されており、一方の磁極面２１ｂがヨーク２０の凹部２０ｃの底面に当接し、他方の磁極面２１ａがヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの先端面と同一高さ位置にとなるように厚み寸法を設定してある。なお、図１（ｂ）中の矢印Ａは永久磁石２１の磁化方向を示している。また上記凹部２０ｃとは反対側のヨーク２０の中央片下面には中央片と直交するようにプリント基板２３を固着している。

ここで永久磁石２１のアマチュア３０側に対向する上面、つまり磁極面２１ａの高さ位置を図１０の場合と同じとした場合、凹部２０ｃの凹み部分だけ厚い大型な永久磁石を使用することができ、吸引力の増大化を図ることができるのである。また凸部２０ｄにより巻回しているコイル２２が脚片２０ｂへ移動するのを規制することができ、そのため組み込み工程等においてコイル２２がヨーク２０から脱落してほどけて不良品となるのを防ぐことができる。

ところでヨーク２０のコイル巻回部２０ａは、永久磁石２１をヨーク２０に固着後、ヨーク２０及び永久磁石２１を樹脂コーティング（例えばポリイミド、フッ素樹脂、ポリアミドイミド、ポリパラキシリレン、更にはこれら樹脂の混合樹脂によるコーティング）し、このコーティングによって絶縁を図った後の、各脚片２０ｂと永久磁石２１との間で構成され、このとき脚片２０ｂと永久磁石２１の側面とがコイルボビンの鍔部として機能することになる。また樹脂コーティングによってヨーク２０及び永久磁石２１の錆を防ぐこともできる。またヨーク２０や永久磁石の表面にできるばりを被覆することで、コイル２２の巻回時に巻線が引っかかって断線するのを防止している。勿論予め永久磁石２１の上面側の四隅の角部やヨーク２０の角部をＲ面（曲面）に仕上げることで、コイル２０の巻線の引っかかりによる断線防止効果を向上させることができる。尚ヨーク２０の角部をＲ面とする場合にはケミカルエッチング等を用いる。

また永久磁石２１の磁極面２１ａと脚片２０ｂの先端の磁極面との高さ位置が図１（ｂ）に示すように同じとなるようにそれぞれの部位の樹脂コーティングを研磨剥離しており、蓋体１７とのギャップ、更にはアマチュア３０とのギャップの増加を防いでいる。

更にヨーク２０の中央片と脚片２０ｂの短手方向の幅寸法は同じであるが、図１（ｂ）に示すように中央片の板厚ａよりも、脚片２０ｂの板厚ｂを厚くして中央片の磁路断面積よりも脚片２０ｂの磁路断面積を大きくし、ヨーク２０の加工によって脚片２０ｂにだれが生じても所定の磁路断面積を確保して、磁束が飽和することなく所定の吸引力を確保できるようにしている。

さてプリント基板２３は、絶縁基板２３ａの一表面における長手方向の両端部に導体パターン２３ｂが形成されており、各導体パターン２３ｂ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。ここにおいて、コイル接続部には、コイル２２，２２の端末が接続されるが、コイル２２，２２は、外部接続用電極間に電源を接続してコイル２２，２２へ励磁電流を流したときにヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの先端面が互いに異なる磁極となるように接続されている。なお、各導体パターン２３ｂ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）からなるバンプ２４が適宜固着されるが、バンプ２４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よい。

ベース基板１は、パイレックス（Ｒ）のような耐熱ガラスにより形成されており、外周形状が矩形状であって、中央部には厚み方向に貫通し電磁石装置２を収納する収納孔１６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１０が貫設されている。また、ベース基板１の厚み方向の両面であって各スルーホール１０それぞれの周縁にはランド１２が形成されている。ここに、ベース基板１の厚み方向において重なるランド１２同士はスルーホール１０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，あるいはこれらの合金など）からなる導体層（図示せず）により電気的に接続されている。また、ベース基板１の厚み方向の他表面側の各ランド１２にはバンプ１３が適宜固着されており、バンプ１３をランド１２に固着することによって、ベース基板１の上記他表面側ではスルーホール１０の開口面がバンプ１３により覆われる。スルーホール１０の開口面は円形状であって、ベース基板１の上記一表面には、それぞれスルーホール１０の開口面およびランド１２を覆う４枚のシリコン薄膜からなる蓋体１９が固着されている。

また、上述の各一対の固定接点１４は、ベース基板１の長手方向の両端部においてベース基板１の短手方向に離間して形成された２つのスルーホール１０の間で上記短手方向に並設されており、上記短手方向において隣り合うスルーホール１０の周縁に形成されたランド１２と導電パターン１８を介して電気的に接続されている。ここに、固定接点１４および導電パターン１８およびランド１２の材料としては、例えば、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，ある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１３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。なお、上述のスルーホール１０および収納孔１６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、上述の導体層は、例えば、めっき法、蒸着法、スパッタ法などによって形成すればよい。なお、本基本形態では、蓋体１９がスルーホール１０の開口面を閉塞する閉塞手段を構成し、ベース基板１の上記他表面側におけるランド１２が接続用電極を構成している。

また、収納孔１６の開口面は十字状であって、ベース基板１の上記一表面側には、収納孔１６を閉塞するシリコン薄膜からなる蓋体１７が固着されている。すなわち、電磁石装置２は、ヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｃの各先端面が蓋体１７と対向する形で収納孔１６に挿入される。なお、本基本形態では、収納孔１６の内周面と蓋体１７とで囲まれる空間が電磁石装置２を収納する収納部を構成しており、電磁石装置２０は、永久磁石２１がベース基板１の厚み寸法内でアマチュア３０とヨーク２０とにより形成される磁路中に設けられ、プリント基板２３における絶縁基板２３ａの表面がベース基板１の上記他表面と略面一となっている。なお、蓋体１７，１９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。ここに、蓋体１７の厚み寸法は２０μｍに限定するものではなく、例えば、５μｍ〜５０μｍ程度の範囲内で適宜設定すればよい。また、蓋体１７，１９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。

収納孔１６は、ベース基板１の上記一表面から上記他表面に近づくにつれて徐々に開口面積が大きくなるテーパ形状となっており、ベース基板１の上記他表面側から電磁石装置２を挿入しやすく、且つ、ベース基板１の上記一表面における収納孔１６の開口面積を比較的小さくすることができる。

アマチュアブロック３は、シリコン基板からな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、上述の矩形枠状のフレーム部３１と、上述の４本の支持ばね３２と、フレーム部３１の内側に配置されアマチュア３０の一部を構成する矩形板状の可動基台部３０ａと、上述の４本の接圧ばね３５と、上述の２つの可動接点基台部３４とを形成してあり、可動基台部３０ａと、可動基台部３０ａにおけるベース基板１との対向面に固着された磁性体（例えば、軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなど）からなる矩形板状の磁性体部３０ｂとでアマチュア３０を構成している。したがって、アマチュア３０が４本の支持ばね部３２を介してフレーム部３１に揺動自在に支持されている。なお、可動基台部３０ａはフレーム部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とベース基板１とを固着した状態においてアマチュア３０の磁性体部３０ｂと蓋体１７との間に所定のギャップが形成されるように設定されている。

上述の支持ばね部３２は、可動基台部３０ａの短手方向の両側面側で可動基台部３０ａ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、一端部がフレーム部３１に連続一体に連結され他端部が可動基台部３０ａに連続一体に連結されている。なお、各支持ばね部３２は、平面形状において上記一端部と上記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り、アマチュア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。

また、可動基台部３０ａは、短手方向の両側縁の中央部から矩形状の突片３６が連続一体に延設され、フレーム部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が連続一体に延設されている。すなわち、可動基台部３０ａから延設された突片３６とフレーム部３１から延設された突片３７とは互いの先端面同士が対向している。ここに、可動基台部３０ａから延設された各突片３６の先端面には凸部３６ａが形成されており、フレーム部３１から延設された各突片３７の先端面には、凸部３６ａが入り込む凹部３７ａが形成されている。したがって、凸部３６ａが凹部３７ａの内周面に当接することでフレーム部３１の厚み方向に直交する面内におけるアマチュア３０の移動が規制される。なお、アマチュア３０の同一の側縁側に配設される２つの支持ばね部３２は、突片３６の両側に位置している。

また、アマチュアブロック３は、アマチュア３０の長手方向においてアマチュア３０の両端部とフレーム部３１との間にそれぞれ可動接点基台部３４が配置されており、各可動接点基台部３４におけるベース基板１との対向面に導電性材料からなる可動接点３９が固着されている。ここに、可動接点基台部３４は上述の２本の接圧ばね部３５を介して可動基台部３０ａに支持されている。なお、可動基台部３０ａは上述のように矩形板状に形成されており、磁性体部３０ｂの変位量を制限するストッパ部３３が四隅それぞれから連続一体に延設されており、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。このストッパ部３３は、ベース基板１の上記一表面と接触することにより磁性体部３０ｂの変位量を制限する。

なお、アマチュアブロック３は、上述の説明から分かるように、フレーム部３１、可動基台部３０ａ、支持ばね部３２、可動接点保持部３４、接圧ばね部３５が上述の半導体基板の一部により構成されている。半導体基板としては、例えば厚み寸法が２００μｍ程度のシリコン基板を用いればよいが、当該厚み寸法は特に限定するものではなく、例えば、５０μｍ〜３００μｍ程度の範囲で適宜設定すればよい。

また、可動接点基台部３４の厚み寸法と可動接点３９の厚み寸法との合計寸法についても、接点開成状態において可動接点３９と固定接点１４との間の距離が所定距離となるように設定されている。

カバー４は、パイレックス（Ｒ）のような耐熱ガラスにより構成されており、アマチュアブロック３との対向面にアマチュア３０の揺動空間を確保する凹所４ａが形成されている。

ところで、上述のアマチュアブロック３のフレーム部３１におけるベース基板１との対向面の周部には全周に亙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亙って接合用金属薄膜３８ａが形成されている。また、ベース基板１におけるアマチュアブロック３との対向面の周部にも全周に亙って接合用金属薄膜１５が形成され、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も全周に亙って接合用金属薄膜４２が形成されている。したがって、アマチュアブロック３とベース基板１およびカバー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、ベース基板１とカバー４とフレーム部３１とで囲まれる空間の気密性を向上できる。

その結果、本基本形態のマイクロリレーは、ベース基板１と、カバー４と、ベース基板１とカバー４との間に介在するフレーム部３１とで囲まれる気密空間内に、アマチュア３０、可動接点３３、固定接点１４が収納される。なお、上述の接合用金属薄膜１５，３８ａ，３８ｂ，４２の材料としては、例えば、Ａｕ，Ａｌ−Ｓｉなどを採用すればよい。

以上説明した本基本形態の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、例えばベース基板１の上記他表面側において露出した２個のバンプ２４および４個のバンプ１３それぞれを上記実装基板の一表面側に形成された導体パターンに接続すればよい。

なお、本基本形態では、ベース基板１およびカバー４それぞれがガラス基板を加工することにより形成されているが、ベース基板１とカバー４との一方あるいは両方を、シリコン基板を加工することにより形成してもよい。また、ベース基板１およびカバー４をそれぞれガラス基板に限定し、アマチュアブロック３の元となる半導体基板をシリコン基板に限定すれば、上記接合用金属薄膜１５，３８ａ，３８ｂ，４２を設けなくてもアマチュアブロック３とベース基板１およびカバー４とを陽極接合によって気密的に接合することも可能である。なお、上述のアマチュアブロック３を多数形成したウェハと、上述のベース基板１を多数形成したウェハおよび上述のカバー４を多数形成したウェハとを圧接または陽極接合により固着してから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もよいことは勿論である。

以下、本基本形態のマイクロリレーの動作について説明する。

本基本形態のマイクロリレーでは、コイル２２，２２への通電が行われると、磁化の向きに応じて磁性体部３０ｂの長手方向の一端部がヨーク２０の一方の脚片２０ｂに吸引されてアマチュア３０が揺動しアマチュア３０の一端側の可動接点基台部３４に固着された可動接点３９が対向する一対の固定接点１４，１４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２１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。

また、コイル２２，２２への通電方向を逆向きにすると、アマチュア３０の磁性体部３０ｂがヨーク２０の他方の脚片２０ｂに吸引されてアマチュア３０が揺動しアマチュア３０の他端側の可動接点基台部３４に保持された可動接点３９が対向する一対の固定接点１４，１４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２１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。

なお、本基本形態のマイクロリレーは、永久磁石２１による磁性体部３０ｂの吸引力が支持ばね３２による復帰力よりも強くなるように支持ばね３２のばね定数を設定してあるが、永久磁石２１による磁性体部３０ｂの吸引力が支持ばね３２による復帰力よりも弱くなるように支持ばね３２のばね定数を設定してもよい。

以上説明した本基本形態のマイクロリレーによれば、アマチュアブロック３におけるベース基板１とは反対側で周部がフレーム部３１に固着されたカバー４を備えていることにより、アマチュア３および固定接点１４および可動接点３９が密閉空間内に配置され、電磁石装置２は、ベース基板１の厚み寸法内でアマチュア３０とヨーク２０とにより形成される磁路中に永久磁石２１を設けてあるので、従来のようにアマチュアブロックとベース基板との間にスペーサを介在させる必要がなく、リレー全体の薄型化が可能となる。すなわち、リレー全体の厚み寸法をベース基板１の厚み寸法とアマチュアブロック３のフレーム部３１の厚み寸法とカバー４の厚み寸法との合計寸法によって規定することができ、ベース基板１とカバー４とフレーム部３１とで構成される器体の薄型化が可能となる。

また、本基本形態のマイクロリレーでは、永久磁石２１がコイル巻回部２０ａの長手方向の中央部におけるアマチュア３０側に重ねて配置され重ね方向の両面が異極に着磁されているので、アマチュア３０の長手方向の中心部を中心としてアマチュア３０が揺動可能となり、耐衝撃性が向上する。また、アマチュア３０の可動基台部３０ａから延設した各突片３６におけるベース基板１との対向面から支点突起３６ｂを突設してあるので、このような一対の支点突起３６ｂを設けることでアマチュア３０の揺動動作をより安定させることができる。
（実施形態）
上記基本形態に用いる電磁石装置２のヨーク２０は正面から見て略Ｕ字型に形成したものを用いたが図８及び図９に示すように正面からみて略Ｈ型に形成したヨークを用いても良く、この場合、脚片２０ｂ、２０ｂの反対側のヨーク２０の下面の四隅にコイル脱落規制用の凸部２０ｄ’を突出させている。この凸部２０ｄ’は上記の凸部２０ｄと同様にコイル２２の脱落規制の機能の他に、組み込み工程における電磁石装置２の搬送時やパーツフィーダでの移送時の位置決め用の凸部として機能するものである。

また、本実施形態では、ヨーク２０の長手方向の両端面より外方向に、コイル２２を巻回する際に巻線機のつかみ部として用い、またヨーク２０をプレス加工する場合に、つなぎとして用いる突部２０ｅを突出形成している。

尚本実施形態でも、ヨーク２０のコイル巻回部２０ａは、永久磁石２１をヨーク２０に固着後、ヨーク２０及び永久磁石２１を樹脂コーティングし、このコーティングによって絶縁を図った後の、各脚片２０ｂと永久磁石２１との間で構成され、このとき脚片２０ｂと永久磁石２１の側面とがコイルボビンの鍔部として機能するようになっている。また樹脂コーティングによってヨーク２０及び永久磁石２１の錆を防ぐ点とヨーク２０や永久磁石の表面にできるばりを被覆することで、コイル２２の巻回時に巻線が引っかかって断線するのを防止する点で基本形態と同じである。勿論予め永久磁石２１の上面側の四隅の角部やヨーク２０の角部をＲ面（曲面）に仕上げることで、コイル２０の巻線の引っかかりによる断線防止効果を向上させている。更に基本形態と同様に永久磁石２１の磁極面２１ａと脚片２０ｂの先端の磁極面との高さ位置が同じとなるようにそれぞれの部位の樹脂コーティングを研磨剥離し、アマチュア３０とのギャップの増加を防いでいる。

更に基本形態と同様にヨーク２０の中央片の板厚ａよりも、脚片２０ｂの板厚ｂを厚くして中央片の磁路断面積よりも脚片２０の磁路断面積を大きくし、ヨーク２０の加工によって脚片２０ｂにだれが生じても所定の磁路断面積を確保して、磁束が飽和することなく所定の吸引力を確保できるようにしている。

尚電磁石装置２、特にヨーク２０の構成以外は基本形態と同じであるので、その他の構成の説明と図示は省略する。また上記突部２０ｅは基本形態のヨーク２０に形成しても勿論良い。

（ａ）は基本形態に用いる電磁石装置のヨークの斜視図、（ｂ）は同上に用いる電磁石装置の正面図である。 同上を示す分解斜視図である。 同上を示す斜視図である。 同上の要部分解斜視図である。 同上におけ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。 同上におけるアマチュアブロックの分解斜視図である。 同上に用いるカバーの斜視図である。 実施形態に用いる電磁石装置のヨークの斜視図である。 同上の電磁石装置の斜視図である。 （ａ）は従来例に用いる電磁石装置の斜視図、（ｂ）は同上に用いる電磁石装置の正面図である。

符号の説明

２ 電磁石装置
１７ 蓋体
２０ ヨーク
２０ａ コイル巻回部
２０ｂ 脚片
２０ｃ 凹部
２０ｄ 凸部
２１ 永久磁石
２２ コイル
２３ プリント基板

Claims (8)

1. 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設けるとともに厚み方向の一表面側に固定接点を設けたベース基板と、
   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するアマチュアブロックであって、ベース基板の前記一表面側に固着されるフレーム部およびフレーム部の内側に配置され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マチュアおよびアマチュア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アマチュアブロックとからなり、
   前記ヨークは、前記コイルが巻回されるコイル巻回部と、コイル巻回部の両端部それぞれから前記アマチュアに近づく向きに延設され前記コイルへの励磁電流に応じて互いの先端の磁極面が異極に励磁される一対の脚片とを備えるとともに、
   前記ヨークにおける前記アマチュア側とは反対側の面の四隅それぞれから突出形成され、前記コイルの脱落規制および組み込み工程における前記電磁石装置の搬送時やパーツフィーダでの移送時の位置決めに用いられる凸部を備えていることを特徴とするマイクロリレー。
2. 前記ヨークと前記アマチュアとにより形成される磁路中に設けられる磁気保持用の永久磁石を収納配置する凹部を前記アマチュア側の前記ヨーク表面に形成していることを特徴とする請求項１記載のマイクロリレー。
3. 前記ヨークに配置された永久磁石及びヨークの露出表面を樹脂コーティングして前記永久磁石の両側の前記ヨークの部位を前記コイル巻回部としたことを特徴とする請求項２記載のマイクロリレー。
4. 前記ヨークの脚片の磁極面及び永久磁石の磁極面部位の前記樹脂コーティングを研磨除去して外部に臨ませるとともに、高さ位置を同一高さとしていることを特徴とする請求項３記載のマイクロリレー。
5. 前記永久磁石が矩形板状であって、表面側の四隅の角部を曲面としたことを特徴とする請求項２乃至４の何れか記載のマイクロリレー。
6. 前記ヨークの各角部を曲面としたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか記載のマイクロリレー。
7. 前記ヨークの脚片の磁路断面積を、前記両脚片間の部位の磁路断面積よりも大きくしていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか記載のマイクロリレー。
8. 前記ヨークの両端外面に、前記両脚片の外側面より外方向に突出した突部を形成していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか記載のマイクロリレー。

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