JPH10228853A

JPH10228853A - リードスイッチ及びその集合体

Info

Publication number: JPH10228853A
Application number: JP3045497A
Authority: JP
Inventors: Mieko Kawamoto; 美詠子川元
Original assignee: Nagano Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Nagano Fujitsu Component Ltd
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【目的】リードスイッチの小型化と省電力化をする。更
に、超小型のリードスイッチアレイ及びマイクロマシン
の各種デバイスと一体化したスイッチの実現。【構成】第１は、リード片とコイルとを容器に封止する
構成。第２は、リード片の先端を容器に封止し、容器か
ら突出したリード片にコイルを巻く構成。第３は、半導
体の製造プロセス等を応用し、薄板状のリード片とその
リード片に膜コイルを形成し、リード片のアレイを構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリードスイッチ及び
その集合体に関するもので、特に小型化、省電力化等を
実現するための技術である。

【０００２】

【従来の技術】リードスイッチは、他のメカニカルスイ
ッチに比較して、小型、高信頼、高速応答の特徴を持
ち、通信機器、電子機器等の多岐の用途に用いられてい
る。最近は、特に携帯機器の小型化のために、リードス
イッチに対しても小型化、高性能化の要請が高まってい
る。

【０００３】リードスイッチ１の従来例の基本形態は、
図８Ａに示すように、磁性材料を加工した一組のリード
片２を、その先端部分が所定の間隔を保ちながらオーバ
ーラップするように配置し、ガラス管３に封入する。ガ
ラス管３の中には、図示しない不活性ガスが封入されて
いる（以下、同様）。リードスイッチ１の動作原理を図
８Ｂ、Ｃの断面図で示す。リードスイッチ１の周囲に巻
かれたコイル４の電流で発生する磁界により、１組のリ
ード片２を感動させ、その先端部分を開閉させる図８Ｂ
の方法がある。図８Ｃは、リードスイッチ１の近傍に配
置された磁石５の磁界で、リード片２の先端部分を開閉
させる方法である。

【０００４】上記の基本原理に基づいたコイル４に関連
した従来例を図９Ａ〜Ｄに示した。図９Ａは、コイル用
端子６をリード片２と共にガラス管３へ固定し、ガラス
管３の外周に巻かれたコイル４の先端をコイル用端子６
と接続し、コイル電流の供給を簡易化したものである
（特開平４−２４５１１７）。図９Ｂは、２）に示した
スリット７を設けたコイルボビン８を用い、１）のよう
に、リードスイッチのガラス管３を挿入したコイルボビ
ン８へコイル４を巻くと、コイルボビン８が変形し、ガ
ラス管３がコイル４の中心へ位置するようにしたもので
ある（特開平４−２７２６２９）。図９Ｃは、リードス
イッチのガラス管３へコイルボビンに相当する凹部を設
けて、その凹部へコイル４を巻き、部品点数を削減して
いる（特開平４−２５５６２０）。図９Ｄは、ガラス管
３を挿入したコイルボビン８へコイル４ｘとコイル４ｙ
を設け、それぞれ独立に電流を流し、それぞれのコイル
から発生する磁界の方向によって１組のリード片２の開
閉を制御するものである。コイル４ｘと４ｙが同一方向
の磁界を発生すれば、１組のリード片２は閉じ、コイル
４ｘと４ｙが相互に反対方向の磁界を発生すれば、１組
のリード片２は開くものである（特開昭５５−６０６４
１）。

【０００５】図１０Ａ〜Ｄは、コイル４、磁石５、ヨー
ク９、電磁石１０等を組み合わせ、リードスイッチを合
理的に機能させる従来例を示す。図１０Ａの１）は、磁
石５に接続したヨーク９を経由してリード片２へ磁界が
印加され１組のリード片２は閉状態になる。電磁石１０
へ電流を流し、磁石５の極性と反対の極性を電磁石１０
のヨーク９へ発生させれば、リード片２は開状態になる
（特開昭６２−２４２１）。図１０Ｂは軟鉄板１１を、
図のように切断し、絶縁層を介してリード片２用の電極
１２とコイル用の電極１３を設けてある。コイル４は軟
鉄板１１の一部に巻かれ、電極１３へ接続されている。
リードスイッチ１のリード片２は電極１２へ接続されて
いる。コイル４の発生する磁界は、ヨークの作用をする
軟鉄板１１を通り、リード片２へ印加され、リードスイ
ッチ１の開閉を制御する。（特開昭５８−５７２３
７）。図１０Ｃは、リードスイッチ１の外周にコイル４
を設け、更にその周囲に、リート片２に接続した硬質磁
性材料のヨーク９を設けてある。コイル４の外周の磁界
はヨーク９を通り、リード片２へは効率よく磁界が作用
する。更に、ヨーク９が磁化されると、その残留磁気に
よりリード片２の閉状態が保持され、自己保持型のリー
ドスイッチとなる（特開昭５２−７１６６１）。図１０
Ｄは、２つのリードスイッチ１をコイルボビン８へ挿入
し、コイルボビン８に巻いたコイル４ｘと４ｙで発生す
る磁界によりリード片２を制御するもので、その原理は
図１Ｄと同様である。本従来例は、リード片２が硬質磁
性材料からなり、自己保持型のリードスイッチである。
又、コイル４ｘと４ｙにはそれぞれに独立したヨーク９
を設け、リード片２への磁界印加の効率を高めている
（特開昭５０−１４７５６４）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、リードスイッチ
１のリード片２を制御する磁界には、リード片２を封止
したガラス管３の外周に配置されたコイル４又は磁石５
の発生する磁界を利用していた。この構成は、コイル４
や磁石５の位置を移動させ、リード片２の開閉を制御す
る用途には都合がよい。しかし、電気信号によってコイ
ル４の電流を制御し、リード片の開閉を制御する用途で
は、コイル４がガラス管３の外周に配置されていること
で、小型化での阻害要因となっている。

【０００７】又、コイル４とその磁界に感動するリード
片２との間隙が大きいと、リードスイッチ１を制御する
に要するコイル電流も大きくなる。リードスイッチ１を
内蔵する携帯機器の省電力化に対しても、更に多数のリ
ードスイッチ１をマトリックス駆動する各種装置の電源
負担の軽減化の観点からも、コイル電流を減少させ、省
電力化することは、小型化と一体的に解決しなければな
らぬ課題である。

【０００８】更に、従来の機械加工された磁性体をリー
ド片の母材に用いたリードスイッチでは、小型化、省電
力化、消音化等にも限界があり、又将来的な課題として
マイクロマシニング技術との適合性に優れたメカニカル
スイッチを提供することが必要である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、磁性体
部分を具備した複数のリード片の少なくとも先端部分と
コイルとを容器に封入し、コイルが発生する磁界により
リード片を感動させるリードスイッチである。リード片
の先端部分はオーバーラップするように配置されてい
る。コイルは、前記容器の内壁への膜技術等による形成
やリード片の一部に絶縁被覆導体を巻く等の方法によ
り、作製される。コイルとリード片の間隙は狭くなるの
で、コイルの磁界によるリード片の感動の効率が高ま
る。この結果、リード片を制御するコイル電流は低減さ
れ、リードスイッチの省電力、小型化が可能となる。

【００１０】本発明の第二は、磁性体部分を具備した複
数のリード片の少なくとも先端部分を容器へ封入し、容
器外に突出したリード片部分に絶縁被覆導体を巻く等の
方法でコイルを作製したリードスイッチである。リード
片の先端部分はオーバーラップするように配置されてい
る。前記コイルが磁界を発生すると、リード片の先端部
分に磁極が生じ、リード片は感動し、組をなすリード片
の先端部分の開閉が制御される。コイル電流の低減、封
止容器の小型化が可能で、更に容器外のリード片の形状
は自在に設定できる。

【００１１】上記第一、二の発明の磁性体部分の少なく
とも一部分を硬質磁性体部分で構成すれば、硬質磁性体
の保持力の作用で自己保持型のリードスイッチが実現す
る。本発明の第三は、板状片へ、その長軸方向に沿っ
て、膜で構成されたコイルを設けたリード片を有するリ
ードスイッチである。このリード片のコイルに電流を流
すと、コイルの開口端に磁極が発生する。このような磁
極を発生するリード片の対を、その開口端近傍をオーバ
ーラップさせるように配置すれば、双方の磁極の極性に
従って、引力又は斥力が作用し、リード片は感動し、リ
ード片の先端部分が開閉する。電流を切断すれば、板状
片の弾性で元へ戻る。又、開口端近傍に磁性体を配置し
ても同様の作用が生じる。

【００１２】本発明の第四は、板状片へ、その上下面と
平行に、膜で構成されたコイルを設けたリード片を有す
るリードスイッチである。このコイルに電流を流すと、
コイルの中心近傍に磁極が発生する。前記と同様に、磁
極に働く力によってリード片を感動させる。

【００１３】上記第三、四の発明のリード片へコイルの
発生する磁界に感応する磁性体部分を設ければ、リード
片を感動させる効率が高くなる。上記第三、四に関連す
る発明は、半導体デバイスの作製技術等を応用すること
で、小型のアレイ状の多数リード片を一括作製すること
もできる。又マイクロマシニング技術との融合性にも優
れ、各種マイクロマシンデバイスと一体化したメカニカ
ルスイッチの実現にも適用できる。

【００１４】本発明の第五は、複数のリード片で組をな
すリードスイッチの少なくとも１つのリード片にはコイ
ルが巻かれ、前記リードスイッチの複数個でリードスイ
ッチ群を構成し、前記リードスイッチ群を１つ以上含む
リードスイッチ集合体であって、前記リードスイッチ集
合体のリード片をマトリックス選択で制御するように前
記コイルを配線したリードスイッチ集合体である。１つ
のリードスイッチ群に含まれるリードスイッチの前記の
各コイルの一端は電気的に共通にＸｎ配線に接続する。
各群から１個づつ選ばれたリードスイッチの各コイルの
他端同士を電気的に共通にＹｍ配線に接続する。ｍは、
群を構成するリードスイッチに付した番号に相当し、ｎ
は群に付した番号に相当する。Ｘｎ配線とＹｍ配線とに
所定の電圧を印加し、ｎ群のｍ番のリードスイッチのリ
ード片を開閉させる。即ち、前記のように配線したｍ×
ｎ個のリードスイッチ集合体の制御を、ｍ本の配線とｎ
本の配線とから選択された所定の配線への電圧印加で、
リードスイッチ集合体の制御を容易にする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１Ａ〜Ｅは、組をなすリード片
とコイルとを容器に封入した実施例のリードスイッチの
断面図を示す。

【００１６】図１Ａは、膜等で形成されるコイル２３が
ガラス管２１の内壁に設けられ、ガラス管２１へ気密性
を保つように固定された（以下、気密固定と言う）端子
２２へ、コイル２３の両端が電気的に接続されている。
コイル２３は、ガラス管２１の内壁に導体膜等を形成
し、同膜を機械的に又はレーザ光等でヘリカルカッティ
ングすればよい。ガラス板２４には軟質磁性材料からな
る、所定の長さと弾性のリード片２５を気密固定する。
不活性ガス雰囲気において、ガラス管２１の両端へ前記
のガラス板２４を熱溶着や接着材等の方法で気密固定す
る。この固定で、組をなすリード片の先端部分は、所定
の間隙を保ちながら相互にオーバラップさせる。この工
程の位置合わせを簡易化のために、ガラス板２４にリー
ド片２５を固定する位置と方向を予め組立精度を考慮し
て設定するが合理的である。

【００１７】図１Ｂは、図１Ａのリードスイッチの周囲
及びガラス板２４から突出したリード片２５の近傍を軟
質磁性材料で覆い、磁気回路２６を構成した例である。
この磁気回路２６により、リード片２５は効率的にコイ
ル２３の発生する磁界に感動するので、コイル電流の更
なる低減が可能となる。

【００１８】図１Ｃは、軟質磁性材料からなるリード片
２５へ絶縁被覆導体からなる（以下、同様）コイル２８
を直接巻いた例である。ガラス板２４には端子２２及び
リード片２５が気密固定されている。ガラス板２４の近
傍のリード片２５の部分にはコイル２８が巻かれてお
り、コイルの両端は端子２２へ電気的に接続されてい
る。このガラス板２４をガラス管２１の両端へ、図１Ａ
と同様に、気密固定する。本実施例では、ガラス管２１
にはガラスパイプ２７を設けてあり、大気中でガラス板
２４を気密固定し、後にガラスパイプ２７から容器内を
不活性ガスに置換し、ガラスパイプ２７を溶融封止する
例を示した。コイル２８が作る磁界に感応して、リード
片２５の先端部分に磁極が発生し、組をなすリード片２
５のコイル２８に流す電流の制御でリード片２５の先端
部分を開閉させる。又、片方のコイル２８のみに、増量
した電流を流しても、リード片２５の先端は閉じる。電
流を切断すると、リード片２５の弾性によりその先端部
分は開く。

【００１９】図１Ｄは、硬質磁性材料からなるリード片
３０と、軟質磁性材料及び部分２９を硬質磁性材料で構
成したリード片２５とを組にしたリードスイッチの例を
示した。硬質磁性材料の容易磁化方向は各リード片の軸
に平行である（以下同様）。一方のリード片２５の部分
２９の周囲にコイル２８が巻かれている。リード片３０
の着磁はリードスイッチとしての完成前後の何れでも構
わない。コイル２８の両端を接続した端子２２から電流
を供給し、リード片２５の部分２９の磁化方向を制御
し、リード片２５の先端に磁極を発生させる。コイル２
８の電流方向を逆転し、部分２９にその保持力以上の磁
界を印加すれば、先端の磁極の極性が反転する。リード
片２５と３０の先端の磁極の極性の同異よって、組をな
すリード片２５と３０の先端の開閉が決まる。硬質磁性
材料の磁化の保持によって、コイル２８の電流を切断し
ても、リード片の開閉状態は保持される。

【００２０】図１Ｅに、組をなすリード片２５が共に、
その部分２９を硬質磁性材料で構成したリードスイッチ
の例を示した。ガラス管２１の両端に気密固定されたガ
ラス板２４の端子２２から各コイルに電流を流し、組を
なすリード片２５の先端を開閉する。本実施例も、リー
ド片２５の一部分２９の硬質磁性材料の保持力により、
リード片２５の先端の開閉状態は自己保持される。

【００２１】以上の図１Ａ〜Ｅの実施例では、ガラス管
２１とガラス板２４を気密固定し、リード片とコイルを
容器に気密封止する例を示したが、ガラス管２１の両端
を溶融し、その両端を絞り、リード片をガラス管２１の
両端に気密固定してもよい。従来例と異なり、コイルを
も容器に封入した結果、小型化、省電力化される。

【００２２】図２Ａ〜Ｄは、組をなすリード片の先端部
分を容器に封入し、容器から突出したリード片の部分に
コイルを巻いた実施例のリードスイッチの断面図を示
す。図２Ａは、軟質磁性材料で構成された対をなすリー
ド片２５の容器外の部分にコイル２８を巻いた例であ
る。リードスイッチとしての動作原理は、図１Ｃと同様
である。容器は小型で、製造方法も簡単になる。

【００２３】図２Ｂは、右側のリード片２５が軟質磁性
材料だけで構成され、左側のリード片２５は軟質磁性材
料及び部分２９の硬質磁性材料で構成されたリードスイ
ッチの例である。左側のリード片２５の部分２９に巻か
れたコイル２８へ電流を流し、部分２９の硬質磁性材料
を磁化する。右側のリード片２５に巻いたコイル２８へ
電流を流し、右側のリード片２５の先端部分に磁極を形
成する。左右の組をなすリード片２５の先端部分の磁極
が同極なら、先端部分は開状態になり、異極なら閉状態
となる。コイル２８の電流を遮断すると、硬質磁性材料
の保持力の作用で左側のリード片２５の磁極は保持さ
れ，右側のリード片２５が吸引されて、閉状態になる。

【００２４】図２Ｃは、左側に硬質磁性材料で構成され
たリード片３１、３２を設け、両者の間に先端部分をオ
ーバラップさせたリード片２５が配置された例である。
リード片２５は、その一部分２９を硬質磁性材料で構成
した。リード片３１、３２は、その長さ方向に磁化さ
れ、その極性は相互に反対向きである。リード片３１、
３２は弾力を強くし、その先端部分の磁極が作用する力
では感動しない。リード片２５の先端部分の磁極は、リ
ード片２５の部分２９に巻いたコイル２８の電流により
制御される。リード片２５の先端部分は、その磁極の極
性に従って感動し、リード片３１又は３２の何れかの先
端部分と閉状態になる。コイル２８の電流を遮断して
も、その状態は保持される。リード片３１又は３２に接
続された何れかの電気回路と、リード片２５に接続され
た電気回路とを絶えず電気的に連結できる。

【００２５】図２Ｄは、図２Ｃのリードスイッチに軟質
磁性材料で構成された磁気回路２６を設けた例である。
リード片３０と３１のそれぞれに対応させて、磁気回路
２６の一端はリード片３０，３１の容器外に突出した部
分に近接させ、磁気回路２６の他端はリード片３０，３
１の先端近傍に設けられている。この各磁気回路２６に
よって、リード片３０，３１のそれぞれが発生する磁界
の磁路を制御し、リード片２５の先端の動きを安定化
し、制御効率をも高めている。

【００２６】図２Ａ〜Ｄの実施例では、容器が小型で、
コイルはリード片に直巻なので駆動電流が低減化され、
製造工程も容易である。又、容器の形状も、図１と同様
に、この例に限られるものではない。

【００２７】図３Ａ〜Ｃは、薄板状のリード片５８、５
９へコイル４２、導体（電極パッド、リード接点等を含
む）４４を一体的に構成したリードスイッチの断面図を
示す。図３Ａは図３Ｂのａ線断面図、図３Ｂは図Ａのｂ
線断面のｂ矢視図、図Ｃは図Ｂのｃ線断面図である。

【００２８】リード片５８は、コの字型のSi４０に連結
して成長させた多結晶Si（低導電性）４１の板状片に、
コイル４２が形成されている。コイル４２の両端は導体
４４に接続され、導体４４はSi上の多結晶Si部分へ引き
出されている。コイル４２と導体４４が重なる領域で
は、絶縁膜４３が前両者間に形成されている。多結晶Si
４１の先端部分にはリード接点用の導体４４が形成さ
れ、導体４４は前記と同様に多結晶Si４１の他端に引き
出されている。リード片５９自体の構成はリード片５８
と同じであり、両リード片の先端部分をオーバーラップ
させるようにリード片５９を対面配置させてある。

【００２９】図３Ａのコの字型の右側の突起部分の多結
晶Si４１の上に導電性の低い層４５を形成し、その厚さ
によりリード片５８、５９の先端部分の間隙を確保し
た。層４５の上面には、導体４６が形成されいる。導体
４６には後述するバンプ４７が形成されており、フリッ
プチップボンディングでリード片５９の導体４４と導体
４６とを電気的に接続すると同時に、機械的な固定をす
る。

【００３０】前記のように組立られた本体を基板４８へ
ダイボンディングする。基板４８には、気密固定された
リード端子４９とそれに接続した電極５０が形成されて
いる。リード片５８の各導体４４及びリード片５９と電
気接続された各導体４６をワイヤー５１により電極５０
へ接続する。上蓋５２と基板４８を気密固定し、本実施
例のリードスイッチが完成する。

【００３１】リード片５８、５９の各コイル４２に接続
された端子４９へ電流を供給し、各コイル４２の開口で
生じる磁極により、リード片５８、５９を感動させ、先
端部分の各導体４４間の開閉を制御する。このリードス
イッチは、後述する半導体の製造プロセスを用いている
ので、非常に小型化され、アレイ化されたリードスイッ
チ群の製造に適応できる。

【００３２】図４Ａ〜Ｈは、図３のコの字型Si４０上に
リード片５８を形成するプロセス工程例を断面図で示し
た。図の右側には各工程でのａ線断面を示した。図４Ａ
はSi４０の一部にSiO₂５３を形成した状態を示す。SiO₂
５３はSi４０を酸化するか、Si４０の一部をエッチング
してSiO₂５３を形成してもよい。

【００３３】図４Ｂでは、SiO₂５３上にコイル４２の一
部をなす導電性膜を形成する。その形状は、図３Ｂのリ
ード片５９のコイル４２に示すもので、通常のパターニ
ング技術等を用いて行う。図３Ｃは、更に全面に多結晶
Si４１を形成した状態を示す。

【００３４】図４Ｄでは、多結晶Si４１をエッチング
し、リード片５９の芯に相当する多結晶Si４１を形成す
る。このエッチングでは、多結晶Si４１がサイドエッチ
ングされるように、パターン形成用レジストやエッチン
グの条件を設定する。エッチングされた多結晶Si４１の
上から、図４Ｂで形成したコイル４２の部分と連続する
よにコイル４２の上側の部分を、通常のパターニング技
術等により、形成する。これにより、コイル４２は完成
する。

【００３５】図４Ｅは、コイル４２上に絶縁膜４３を形
成した状態を示した。図４Ｆで、リード片の先端部分の
電気接点及びそれに繋がる導体４４、コイル４２の両端
に繋がる導体４４を形成する。これらの導体はリード片
の図左側の端へ引き出され、ワイヤーボンディング用の
パッドも兼ねている（電気接点用の導体のみ図示）。こ
れら導体４４も、前述同様の、通常に用いられる膜形
成、パータニング等の技術により形成される。

【００３６】図４Ｇでは、コの字型の図右側の突起部分
上の形成プロセスを示す。先ず、図４Ｃで形成された多
結晶Si４１上に多結晶Siの積層や絶縁体片の固定で層４
５を形成する。層４５上には、もう一方のリード片のコ
イル等に繋がる導体に対応させた導体４６を形成する。
この導体４６はワイヤーボンディング用のパッドをも兼
用する。導体４６の上にはバンプ４７を形成する。この
バンプ４７は、組をなす他のリード片（図示せず）のコ
イル等の導体との接続及びそのリード片の固定に利用す
る。

【００３７】図４Ｈでは、図４Ａで形成したSiO₂５３を
エッチングにより除去した状態を示す。これにより、リ
ード片は完成する。もう一方のリード片も略同等のプロ
セスにより作製する。

【００３８】上記説明は、一つの実施例を示したもの
で、例えばリード片は多結晶Siに限定されるものではな
く、アモルファスSiや窒化Si等を用いてもよく、全体の
プロセスやリード片の機械的特性等を考慮して選択され
る。

【００３９】図５Ａ、Ｂは、リード片部分の他の構成の
実施例を示した。図５Ａは、リード片の芯をなす多結晶
Si４１の中に軟質磁性体の磁性膜５４を設けた例の断面
図で、２）は１）の図のａ線断面図である。図４Ｄで述
べた多結晶Si４１エッチング後に、磁性膜５４を形成
し、更にその上に多結晶Si４１を形成したもので、以降
のプロセスは図４Ｅ〜Ｈと同様である。磁性膜５４はコ
イル４２の発生する磁界に感応し、リード片の制御効率
を高める。

【００４０】図５Ｂは、多結晶Si４１の平面上にコイル
５５を設けた例を示し、２）は１）の平面図のａ線断面
図である。リード片の先端部分には導体４４のリード接
点を設け、コイル５５の両端に接続した導体４４と共
に、図の左側へ導体４４を引き出してあり、ワイヤーボ
ンディングのパッドをも兼用する。コイル５５の一端か
らの導体４４がコイル５５上を横切る部分では、絶縁膜
４３で両者間を絶縁している。本実施例では、多結晶Si
４１のコイル５５が形成された面の反対面に軟質磁性材
料よりなる磁性膜５４を設けてある。磁性膜５４の一端
はコイル５５の中心近傍に位置し、他端はリード片の先
端部分に位置している。磁性膜５４はコイル５５の発生
する磁界に感応し、リード片先端部分の磁性膜５４に磁
極がつくられ、リード片の感動の効率を高める。

【００４１】図６Ａ、Ｂは、多結晶Si４１の平面上にコ
イル５５を設けたリード片を用いたリードスイッチの断
面図である。リード片１００は図５Ｂと同構造であり、
上蓋５２と基板４８とからなる気密封止パッケージ、端
子４９、電極５０、ワイヤー５１等は図３と同じ構成で
ある。

【００４２】図６Ａでは、コの字型の図右側の突起部分
の多結晶Si４１上に電極５７を形成し、軟質磁性材料か
らなる接点部５６を接続した例を示した。コイル５５の
電流がつくる磁界により、磁性膜５４が感応し、リード
片１００の先端部分に磁極が発生する。この磁極の作用
で、リード片１００の先端部分の導体４４と接点部５６
とが接続される。電流を切断すれば、リード片１００が
持つ弾性により、その先端部分の導体４４は接点部５６
から離れる。

【００４３】図６Ｂでは、右側のリード片１０１を多結
晶Si４１上に形成した例を示した。導体４４及び磁性膜
５４はリード片１０１の多結晶Si４１の下側に形成され
ているが、この作製は図４で述べたプロセスの組み合わ
せで可能になる。リード片１００、１０１のコイル５５
へ流す電流により、磁性膜５４の先端部分に磁極を形成
し、両リード片の先端部分の導体４４間を開閉する原理
は既述同様である。

【００４４】図６では、磁性膜５４を備えた例を示した
が、磁性膜５４を具備しないリード片においても、組を
なすリード片の先端部分のオーバーラップ状態やコイル
の配置等を適合させることで、リードスイッチの動作は
可能である。

【００４５】図３〜６に述べたリードスイッチは、半導
体の製造プロセス等を応用し、小型の組をなすリード片
をアレイ状に同時作製、パッケージへ搭載をすること
で、小型化、省電力化の効果を発揮できる。又、マイク
ロマシン技術を応用した各種デバイスと一体的に組み込
まれたメカニカルスイッチとしても有効である。

【００４６】図７Ａ、Ｂは、リードスイッチの集合体を
マトリックス駆動する方法の例を、表示装置について示
した図で、Ａは駆動方法を、Ｂは表示ランプの配列を示
す。図７Ａは、リードスイッチアレイ６０、７０、８
０、９０の各リード片６１〜６４、７１〜７４、８１〜
８４、９１〜９４に図１Ｄのリード片を用いた場合につ
いて示した。一方のリード片はランプｒ１〜ｒ４、ｓ１
〜ｓ４、ｔ１〜ｔ４、ｕ１〜ｕ４を経由して共通に接続
されている。他方のリード片も共通に接続され、電源か
らランプ用の電力が供給される。リード片６１〜６４の
各コイルの一端はｘ１へ接続され、同様にリード片７１
〜７４、８１〜８４、９１〜９４の各コイルの一端はｘ
２、ｘ３、ｘ４へ接続されている。リード片６１、７
１、８１、９１の各コイルの他端はｙ１へ接続され、同
様にリード片６２〜９２、６３〜９３、６４〜９４の各
コイルの他端はｙ２、ｙ３、ｙ４へ接続されている。図
７Ｂには、図７Ａの各ランプで４×４の表示を可能にす
る、ランプ配置を示した。各リード片は、その詳細は図
１Ｄに示すもので、その先端を開状態にしておく。

【００４７】ｘ１に＋Ｖの電圧を印加し、ｘ２、ｘ３、
ｘ４を接地する。ｙ１とｙ４へ−Ｖの電圧を印加し、ｙ
２とｙ３を接地する。この結果、リード片６１、６４の
コイルには２Ｖの電圧が印加される。リード片６２、６
３のコイルにはＶの電圧が印加され、リード片７１〜７
４、８１〜８４、９１〜９４のコイルにはＶ又は０の電
圧か印加される。図１Ｄに示した硬質磁性体の部分２９
の保持力を、例えばコイル２８へ１．５Ｖの電圧を印加
して流れる電流がつくる磁界の強さに設定しておく。リ
ード片６１、６４の硬質磁性体の部分２９の磁化方向は
反転し、リード片の先端部分が閉状態になり、ランプｒ
１、ｒ４が点灯する。これらのリード片のコイル２８の
電流を切断しても、ランプの点灯は保持される。他のリ
ード片では、コイル２８への印加電圧が１．５Ｖ以下で
あり、硬質磁性体の部分２９の磁化方向は反転せず、リ
ード片の先端は開状態を保ち、ランプは点灯しない。

【００４８】次に、ｘ２に＋Ｖの電圧を印加し、ｘ１、
ｘ３、ｘ４を接地する。ｙ２とｙ３へ−Ｖの電圧を印加
し、ｙ１とｙ４を接地する。この結果、リード片７２、
７３のコイルには２Ｖの電圧が印加される。他のリード
片のコイルには、前記と同様に、Ｖ又は０の電圧が印加
される。リード片７２、７３の硬質磁性体の部分２９の
磁化方向は反転し、リード片の先端が閉状態になり、ラ
ンプｓ２、ｓ３が点灯する。他のリード片の状態には変
化が生ぜず、ランプの点灯状態も変化しない。即ち、ラ
ンプｒ１、ｒ４は点灯を保持し、ランプｓ２、ｓ３以外
のランプは非点灯のままである。

【００４９】更に、ｘ３、ｘ４に順次＋Ｖの電圧を印加
し、点灯したいランプに対応するｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ
４へ−Ｖの電圧を印加する。図７Ｂの所望のランプの点
灯が完了し、コイルの電流を切断しても、その点灯状態
は保持される。点灯状態を変更する場合は、例えば、ｘ
１〜ｘ４へ−Ｖの電圧を、ｙ１〜ｙ４へ＋Ｖの電圧を印
加し、全リード片の先端を開状態にし、前記と同様の駆
動をすればよい。

【００５０】以上の説明では、リード片に図１Ｄのもの
を用いたが、図２Ｃの構成のリード片を使用し、リード
片３１と３２へ色の異なるランプを接続すれば、２色表
示が可能となる。又、このリードスイッチ集合体のマト
リックス駆動は、表示装置だけでなく、各種の計測や制
御の装置へ適用できる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１乃至３は、リードスイッチの小
型化、省電力化の効果がある。請求項４乃至６は、超小
型のリードスイッチアレイを可能にし、リード片開閉で
の発生音の低下等の効果がある。又、マイクロマシンの
各種デバイスとの一体構成に適合したメカニカルスイッ
チを提供できる。

【００５２】請求項７乃至８は、多数箇所の信号や電力
の供給切り換えを、簡易化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リード片とコイルが容器に封入されたリードス
イッチの実施例の断面図。

【図２】リード片の先端は容器に封入され、容器外へ突
出したリード片部分にコイルを巻いたリードスイッチの
実施例の断面図。

【図３】薄板状のリード片に膜コイル等を形成したリー
ドスイッチの実施例の構成図。

【図４】薄板状のリード片に膜コイル等を形成する実施
例の工程を示す図。

【図５】薄板状のリード片に膜コイル等を形成したリー
ド片の他の実施例の図。

【図６】薄板状のリード片に膜コイル等を形成したリー
ドスイッチの他の実施例の構成図。

【図７】リードスイッチ集合体をマトリックス駆動する
実施例の図。

【図８】従来例のリードスイッチの動作原理を示す図。

【図９】従来例のリードスイッチのコイルの構成図。

【図１０】従来例のリードスイッチのコイルとヨークの
構成図。

【符号の説明】

１リードスイッチ、２リード片、３ガ
ラス管、４コイル、５磁石、
６コイル用端子、７スリット、８コ
イルボビン、９ヨーク、１０電磁石、
１１軟鉄板、１２電極、１３電極、２１
ガラス管、２２端子、２３コイ
ル、２４ガラス板、２５リード片、２
６磁気回路、２７ガラスパイプ、２８コイ
ル、２９リード片の部分、３０〜３２リード
片、４０ Si、４１多結晶Si、４
２コイル、４３絶縁膜、４４導体、
４５層、４６導体、４７バン
プ、４８基板、４９リード端子、５０
電極、５１ワイヤー、５２上蓋、
５３ SiO₂、５４磁性膜、５５コイ
ル、５６接点部、５７電極、５８
〜５９リード片６０リードスイッチアレイ、６１〜６４リード
片、７０リードスイッチアレイ、７１〜７４リー
ド片、８０リードスイッチアレイ、８１〜８４リ
ード片、９０リードスイッチアレイ、９１〜９４
リード片、１００〜１０１リード片、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部分をオーバーラップさせた複数のリ
ード片と、少なくとも一つの前記リード片の少なくとも一部分を内
包するように配置されたコイルと、少なくとも前記先端部分と、前記コイルとを封入した容
器とを有し、前記リード片は前記コイルが発生する磁界に感応する磁
性体部分を具備したことを特徴とするリードスイッチ。
【請求項２】先端部分をオーバーラップさせた複数のリ
ード片と、少なくとも前記先端部分を封入した容器と、少なくとも一つの前記リード片の前記容器に未封入の部
分の、少なくとも一部分を内包するように配置されたコ
イルとを有し、前記リード片は前記コイルが発生する磁界に感応する磁
性体部分を具備したことを特徴とするリードスイッチ。
【請求項３】前記リード片は、前記磁性体部分の少なく
とも一部分が硬質磁性体部分になっていることを特徴と
する請求項１又は２記載のリードスイッチ。
【請求項４】板状片の長軸方向に沿って前記板状片を感
動させるコイルが設けられたリード片を有するリードス
イッチであって、前記コイルが膜で構成されていること
を特徴とするリードスイッチ。
【請求項５】板状片の上下面と平行に前記板状片を感動
させるコイルが設けられたリード片を有するリードスイ
ッチであって、前記コイルが膜で構成されていることを
特徴とするリードスイッチ。
【請求項６】前記リード片は、前記コイルの発生する磁
界に感応する磁性体部分を具備したことを特徴とする請
求項４又は５記載のリードスイッチ。
【請求項７】少なくとも一つのリード片にコイルが巻か
れた複数のリード片を有するリードスイッチを複数有す
るリードスイッチ群を少なくとも一つ有するリードスイ
ッチ集合体であって、前記リードスイッチ群の前記コイルの一端は電気的に共
通に配線され、前記コイルの他端は、前記各リードスイ
ッチ群から選択された各１つのコイルの他端同士が電気
的に共通になるように配線されたことを特徴とするリー
ドスイッチ集合体。
【請求項８】前記リードスイッチ群は、請求項１、２、
３、４、５又は６記載のリードスイッチの少なくとも一
つを有することを特徴とする請求項７記載のリードスイ
ッチ集合体。