JPH0644443B2 - 信号用リレー - Google Patents

信号用リレー

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JPH0644443B2
JPH0644443B2 JP1190407A JP19040789A JPH0644443B2 JP H0644443 B2 JPH0644443 B2 JP H0644443B2 JP 1190407 A JP1190407 A JP 1190407A JP 19040789 A JP19040789 A JP 19040789A JP H0644443 B2 JPH0644443 B2 JP H0644443B2
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ジョン・シー・ムトン
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/64Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact
    • H01H50/643Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact intermediate part performing a rotating or pivoting movement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/10Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/12Auxiliary devices for switching or interrupting by mechanical chopper
    • H01P1/127Strip line switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/56Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch
    • H01H19/563Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch with an initial separation movement perpendicular to the switching movement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/22Polarised relays
    • H01H51/2263Polarised relays comprising rotatable armature, rotating around central axis perpendicular to the main plane of the armature

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリレーに関し、特にマイクロ波の周波数におけ
る特性インピーダンスを保持する能力を有する信号用リ
レーに関する。
〔従来の技術〕
マイクロ波への応用における現在のある種のリレーは、
基板上の接触導電路と電気的に接触する接触導電路を有
するワイパーを用いている。このようなマイクロ波リレ
ーは、「集積されたパッドスイッチ」と題するグレルマ
ンらによる米国特許出願番号06/728130のなか
で記述されている。特に、このグレルマンの出願におけ
る第3図は、マイクロストリップ線のパターンを有する
基板及び接触導電路のパターンを有するワイパーとを開
示している。ワイパーを回転させると、基板上の接触導
電路のパターンとワイパーの接触導電路のパターンとが
異なった導電接触をする。この種のスイッチは、優れた
高周波特性を有し、アッテネータ回路またはその類いに
用いられてもよい。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような従来のリレー構造が有する問題は、ワイパー
が様々な導電接触をするように基板上を摺動するという
点にある。長い使用寿命をもたせると共に、駆動力を小
さくするため、ワイパー及び基板の表面には、きわめて
滑らかで硬く、摩擦が少ないのでなければならない。ハ
イブリット回路にみられる最も普通の基板は、セラミッ
クであり、硬いが、滑らかさに欠け、それゆえ摩擦係数
が、比較的高い。接続の電気抵抗が低いことと使用寿命
が長いこととの間には、基本的な矛盾が存在する。すな
わち、接触部分の電気抵抗を小さくするためには、接触
部分に大きな垂直力を必要とするが、これは、磨耗を促
進し、使用寿命をみじかくする。一方使用寿命を長くす
るためには、垂直力は小さくしなければならないが、そ
うすると電気的接触が不充分になる。
そこで本発明の目的は、優れた周波数特性を有し、ワイ
パーと基板との摩擦に起因する磨耗を防ぎ、使用寿命を
長くすることのできる信号用リレーを提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、基板上のマイクロストリップパターン
と選択的に接触するためのマイクロストリップパターン
を含むロータを有する広帯域用リレーが提供される。磨
耗を最少限度に抑え、かつ高い周波数特性を維持するた
めにも、ロータは、基板上のマイクロストリップパター
ンとの相対位置を変更するときは、上昇し、回転し、そ
して下降することになる。
好適な実施例においては、基板は、グランド面及び所望
の特性インピーダンスを有するマイクロストリップ伝送
線を構成する一組またはパターンの導電路を具えてい
る。導電路のパターンは、ギャップを有する主導電路、
第1及び第2の接触導電路の対を含んでいる。基板に
は、C字型のステータすなわち2本のポールピース、コ
アピン、及びコイルを含む電磁石が結合している。ステ
ータのギャップ内には、ロータがあって、基板上の導電
路パターンと接触する接触導電路のパターンを具えた誘
電体層を含んでいる。このロータは、さらにアマチュア
と結合した十字状の永久磁石構体を含んでいる。これら
2つの構成要素は、エラストマ層によって誘電体層から
隔離されている。
〔作用〕
第1の安定状態においては、電磁石は駆動状態ではな
く、ロータは、基板のマイクロストリップパターンと第
1位置、すなわち、主導電路から第1の接触導電路へと
つながるべく接触している。リレーを第2の安定状態に
置くためには、電磁石を駆動し、同時にアマチュアをひ
きつけるとともに永久磁石構体の2本の腕を反発させ、
これによってロータを上昇させる。残りの2本の腕のひ
きつけと関連した反発によって、ロータを所望の第2位
置まで回転させ、電磁石の駆動を停止させる。ここでロ
ータを下降させ、基板のマイクロストリップパターンと
接触させると、主導電路は、第2の導電路対と接続する
ことになる。
〔実施例〕
第1図は、本発明による信号用リレー(10)の分解斜
視図である。基板(12)は、通常のハイブリッド基
板、回路基板、またはマイクロストリップ導電路を設け
ることのできるなんらかの搭載面として描かれている。
主導電路(16)は、第1の導電路対(14)または第
2の導電路対(18)と接続するものとする。第1の導
電路対(14)または第2の導電路対(18)は、短絡
回路、アッテネータ回路または主導電路(16)と直列
につながることが望まれるその他の回路と接続してもよ
い。
第1図に示すように、ステータは、ハウジング(3
5)、2本のポールピース(34)、コイル(38)及
びコアピン(36)を含んでいる。コイルは、コアピン
(36)を取り巻き、磁気的なポールピースとともに電
磁石を形成している。ステータが組み立てられ、駆動さ
れると、磁気のN極とS極がコアピン(36)とは接触
していないポールピース(34)の端部に発生する。ポ
ールピース(34)の同じ側の端部は、ロータが挿入さ
れる隙間(ポールギャップ)がある。係止ピン(20)
は、基板(12)に取り付けられ、以下に説明するよう
なロータの一定以上の回転を阻止する。
ハウジング(35)は、基板アセンブリ全体を基板に位
置付け、固定する役割を担っている。このため、ポール
ギャップは、中心軸に対して対称に位置する。ハウジン
グ(35)は、回転に制限を与えるために水平な部分を
含み、係止ピン(20)と同様な機能を果たさせてもよ
い。
第1図には、ロータが示されていて、これには、十字状
の永久磁石構体(32)、スペーサ(30)、磁気的な
アマチュア(28)、エラストマ層(26)そして可撓
性誘電層(24)が含まれている。ロータは、基板の接
触導電路と接触するための(可撓性誘電層(24)を通
して見ることのできる)接触導電路を具えている。アセ
ンブリにおいては、これらの要素の各々は、一緒にさ
れ、ロータのアセンブリ全体は、軸(22)に回転可能
に取り付けられる。この軸(22)は基板(12)に取
り付けられる十字状の永久磁石構体は、4本の「腕」を
具え、これらは永久磁石であり、軸方向に整列してい
る。これらの磁石は、対角線上の相手と対をなしてお
り、各対の間でなす角度は90度以下である。対の各磁
石は、軸方向に整列しているが、対向する磁石はN極と
S極である。もう一方の磁石の対も、軸方向に整列して
いるが、N極とS極の配置が先の磁石の対と逆になって
いる。永久磁石構体(32)は、これをポールピース
(34)に対して適当な高さに維持するためのスペーサ
(30)に取り付けられる。磁気的なアマチュア(2
8)は、スペーサ(30)に取り付けられる。永久磁石
構体(32)及び磁気的なアマチュア(28)は、ステ
ータによって相互作用をきたし、以下に述べるようなロ
ータの上昇、回転、下降を行う。エラストマ層(26)
は、磁気的なアマチュア(28)及び基板(12)上の
接触導電路と接触するための接触導電路のパターンを含
む可撓性誘電層(24)との間に配置される。エラスト
マ層(26)の目的は、なんらかの軽度の不完全さ、す
なわちアセンブリ位置合わせの誤差を補いながら、低い
誘電定数による機械的な接続をはかることにある。
リレーの切替えは、ロータ上にて駆動されるステータに
よって発生する磁気の力によって制御される。第1の安
定状態において、ステータは、駆動されておらず、可撓
性誘電層(24)上の接触導電路のパターンは、基板
(12)上の接触導電路のパターンと電気的な接触をし
ている。このとき、主導電路(16)は、第1の接触導
電路の対(14)を経由している。この第1の位置にお
いて、スペーサ(30)は、十字状の永久磁石構体(3
2)がポールピース(34)の端部のちょうど真上に位
置するように設計されている。十字状の永久磁石構体
(32)は、ポールピース(34)によって強烈にひき
つけられており、これによりロータアセンブリ全体が下
方に押しやられ、エラストマ層(26)を圧縮し、可撓
性誘電層(24)の接触導電路及び基板(12)の接触
導電路を導電接続させる。適切な方向に電流を流すこと
によってステータを駆動すると、永久磁石構体(32)
とポールピース(34)との間に反発力が生じ、同時に
ポールピース(34)と磁気的なアマチュア(28)と
の間に引力が生じる。これら2種類の力の相互作用によ
り、ロータが上昇し、基板(12)上の接触導電路と誘
電体層(24)上の接触導電路との電気的接続を断つ。
ポールピース(34)によっておよぼされる磁力及び永
久磁石構体の磁石の対同士のなす鋭利な角度とによっ
て、ロータが同時に回転する。ロータは、永久磁石構体
(32)が、隣の磁石の対と位置合わせされるようにな
るまで回転する。しかしながら、この回転は、係止ピン
(20)によってその状態に至るまでに止まってしま
う。この回転停止によって、位置が正確に決まる。ステ
ータに通電されているかぎり、永久磁石構体(32)と
ポールピース(34)との間に下方に向かう力が存在す
る。また、ポールピース(34)と磁気的なアマチュア
(28)との間にも上方に向かう力が存在する。リレー
の寸法、特にスペーサ(30)の長さは、コイルに電流
が流れている限りロータが浮き上がった状態となるよう
に、上向きの力は下向きの力を超えるようになってい
る。電流が流れなくなると、ロータは、第2の位置に回
転して、永久磁石構体(32)のポールピース(34)
への引力によって、再び押し下げられる。この第2の安
定状態では、エラストマ層(26)は、再び圧縮され、
誘電体層(24)及び基板(12)の接触導電路は、導
電状態となるが、方向は異なっている。
第2図は、ロータの接触導電路と基板の接触導電路との
接触の形態を、2つの安定状態(コイルに電流は流れて
いない)のときで示したものである。主導電路(1
6)、第1導電路対(14)、第2導電路対(18)及
び係止ピン(20)は、第1図のものが示されている。
しかしながら、接触導電路(24′)を透視するロータ
の外形だけは示している。この接触導電路のパターン
は、3個の個別の導電路からなっており、それぞれは、
他の2つと60度の角度をなしていることに注意された
い。この角度は60度の角度に限定されるものではな
い。特に、主導電路と結合していない回路を短絡してし
まうことが望ましくない場合にそうである。ロータの切
替え機能についてのいっそうの理解は、第2図の導電路
パターンに注意を払うことによって得られる。第1の安
定状態では、ロータの導電路のパターン(24′)は、
回路(40)と接続している第1の接触導電路対(1
4)と導電接触しており、これで主導電路(16)と直
列関係になっている。回路(42)は、主導電路(1
6)とはつながっておらず、第2の接触導電路対(1
8)は、誘電体層の接触導電路(24′)によって短絡
している。ロータの導電路パターン(24′)の回転
は、係止ピン(20)によって制限されていることに注
意されたい。同様に、第2図は、第2の安定状態のリレ
ーも示している。この導電路パターン(24′)は、主
導電路(16)と直列関係にある回路(46)と接続し
ている第2の接触導電路対(18)と電気的接触をして
いる。回路(44)は、主導電路(16)とは接続して
おらず、第1の接触導電路対(14)は、誘電体層の導
電路パターン(24′)によって短絡している。ロータ
の導電路パターン(24′)の回転は、係止ピンによっ
て制限されていることに注意されたい。ただし、方向は
前とは逆である。
第3図は、組み立てられた信号用リレーの斜視図であ
る。ここでは、ロータとステータとの適切な関係が明瞭
に示されている。十字状の永久磁石構体(32)は、ポ
ールピース(34)の上方にある。ハウジング(35)
及び一つのポールピース(34)は、操作を適切に行う
のに必要な場所を露出させるために切除してある。磁気
的なアマチュア(28)及び誘電体層(24)は、ポー
ルピース(34)の下方にあり、スペーサ(30)によ
って隔たれている。
最高の性能を実現するために、基本的な信号用リレーの
構造をやや変更してもよい。エラストマ層の有効な誘電
率を補償するために、誘電体層(24)の接触導電路の
幅及び誘電体層(24)の下にある基板の接触導電路の
幅を狭くしてもよい。接触の切替え動作を少なくするに
は、係止ピン(20)をやや動かすとよい。こうする
と、ロータが、閉じた接触位置のいずれに向かって動い
ても、ロータが回転するようになる。最後に、接触抵抗
を減少させ、接触の信頼性を高めるには、径の小さな接
触ワイアの小片を、ステータの縁に垂直に接合し、ロー
タがクロスバー(CROSS−BAR)接触構造を形成
して接触するようにするとよい。
〔発明の効果〕
本発明により、ワイパーと基板との摩擦に起因する磨耗
を防ぐことができるので、使用寿命を長くすることので
きるとともに、接触の信頼性が高まり、広帯域信号のた
めのリレーとしても使用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による信号用リレー(10)の分解斜
視図、第2図は、ロータの接触導電路と基板の接触導電
路との接触の形態を、2つの安定状態(コイルに電流は
流れていない)のときで示した図、第3図は、組み立て
られた信号用リレーの斜視図である。 これらの図において、(12)が基板、(14)、(1
6)、(18)が第1接触導電路パターン、(24)が
誘電体層、(32)が永久磁石構体、(34)、(3
6)、(38)が電磁石である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主面に第1接触導電路パターンを有する基
    板と、 該基板の上記主面上に固定的に設けられ、間隔をおいて
    設けられた2つの磁極を有し、通電によって選択的に磁
    化することのできる電磁石と、 隣合う磁極が相反する極性となるように配置された2組
    の永久磁石からなり、上記電磁石の2つの磁極の近傍に
    配置され、該2つの磁極と磁気的な作用関係にある永久
    磁石構体と、 上記基板の接触導電路と接触可能な第2接触導電路パタ
    ーンを有し、該永久磁石構体と機械的に結合した誘電体
    層とを具え、 上記電磁石の磁化によって、上記誘電体層を、上記基板
    に対して離間させ、回転させ、再び接触させることによ
    って、上記第1接触導電路パターン及び第2接触導電路
    パターンの接続状態を選択的に切替えることを特徴とす
    る信号用リレー。
JP1190407A 1988-07-28 1989-07-21 信号用リレー Expired - Lifetime JPH0644443B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/226,338 US4839619A (en) 1988-07-28 1988-07-28 Relay for wideband signals
US226338 1988-07-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH031419A JPH031419A (ja) 1991-01-08
JPH0644443B2 true JPH0644443B2 (ja) 1994-06-08

Family

ID=22848548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1190407A Expired - Lifetime JPH0644443B2 (ja) 1988-07-28 1989-07-21 信号用リレー

Country Status (3)

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US (1) US4839619A (ja)
EP (1) EP0352884A3 (ja)
JP (1) JPH0644443B2 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
JPH031419A (ja) 1991-01-08
US4839619A (en) 1989-06-13
EP0352884A3 (en) 1991-08-21
EP0352884A2 (en) 1990-01-31

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