JPS62154426A - 気密保護管内に封入した圧電セラミツク撓み型スイツチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、高真空度に脱気するかまたは不活性ガスの保
護算囲気で満たした気密保護管内に装備された新規の改
良された電力クラスの圧電セラミック電力スイッチング
装置に関スる。

さらに特別には、本発明は、数アンペアから数百アンペ
アの電流と、これに対応する数ボルトから５（１０）０
ボルト（５キロボルト）またはそれ以上の範囲の電圧に
亘って作動可能であり、かつ単一の共通気密保護管中に
、相互の影響なしに多数のそのような構造を有すること
が可能な、改良された圧電セラミックＴｆＡ電力ヌイッ
チング装置に関するものである。

背景となる先行技術 過去においては、５０アンペアから４ｉｉ、ｉｑチアン
アまたはそれ以上の電流定格で、数ボルトから５キロボ
ルトまたはそれ以上の電力定格をもつ高電力クラスの回
路には、電磁作動（ＥＭ　”）リレーおよびスイッチが
使用されてきた。これらの８Ｍリレーおよびスイッチは
多くの点で満足ではあるが、かさばり、重く、応答がお
そく、大気中での稼動による開閉中の動作の間に接点間
に極度のアークとスパークを発生させる傾向がある。

多くの実用上の理由から、そのかさばって、璽く気化す
る性質のため、公知のＥＭＩＪレーおよびスイッチは空
気中でしか使用できず、脱気された気密保護管内に封入
することは出来ない。

空気中での作動は、そのような８Ｍリレーおよびスイッ
チの接点の開閉中に誘起される長時間のアーク発生をも
たらす。これは、接点が開閉するときの接点間の空間で
の空気ガス・媒体のイオン化によるものであり、その結
果、そのよりなり　Ｍ装置の稼動寿命は非常に短縮され
、維持の問題や費用が大きく増加する。さらに、ＥＭ装
ｒｉは相当量の熱を発散Ｌ、型圧（容黛）作動されない
ため性能を向上させることが出来ない。

最後に、ＥＭ装置の接点の空気中での作動は、接点表面
の酸化を誘発して接触抵抗を非常に増加させることがあ
り得る。

圧電駆動素子を使うリレーおよびスイッチは、対応する
電磁（Ｅ　Ｍ　）駆動のものに比べて多くの利点をもっ
ている０例えは、圧電駆動リレーまたはスイッチは、同
一の電力定格の電磁駆動装置に比べて、負荷電流を通す
接点の開閉の操作中、実質的により少い電流しか会らず
、非常に少い電力しか消費しない。その上、圧電駆動ス
イッチング装置は、極めてかさが低く、少ししか場所を
とらず、−しよに使用する回路システムに少しの重量し
か加えない。最後に、圧電駆動スイッチング装置は極め
て短いｆｌＦ、励時ｎｔｔをもつことができ、そのため
対応するＥＭ方式のものよシもずっと速い応答をする。

すなわち、同じ電力定格ＯＥＭリレーまたはスイッチよ
ｐも電力消費が少く、発熱が少く、小さくて軽い装置で
、速く作動するスイッチングが可能となる。

種々の溝道をもつ多くの異なった圧電セラミックスイツ
チング装置が、過去において販売されて来た。これらの
公知の装置における、よりホビュラーで一般的な満進上
のアプローチの一つは、並んだ形で装備され、外囲の面
に導電性のｔｍコーティングを有Ｌ、内側に共通の導電
面を共有してパイセルフ撓み部を形成する二個の隣シ合
りた圧電プレート素子を使ったパイセルフ撓み型圧電セ
ヲミツクスイッチング装置と呼ばれる。公知の市販のパ
イセルフ撓み型圧電セラミックスイッチは、ニューシャ
ーシー州、メタッチェン、およびカリフォルニア州７ツ
ートンにあるガルトンインダストリーインコーホに記載
されている。他のそのような先行技術の圧電セフミツク
スイッチング装置は、「圧電装置および回路」Ｋりいて
、１９３９年７月１８日付で発行された米国特許第２．
１６６，７６３号中に記載されている。１９３９年から
現在に至る年月の間、圧電セラミック撓み型スイッチン
グ装置は、その特性を改善するための広範な努力の対絵
となってきた。このことは、塊在に至る年月の間に、発
行された比較的多数の特許たとえば、［電気機械的変換
器材料の高速リレー］についての１９５５年８月２日に
＠行された米国特許第２，７１４，６４２号、「圧電マ
ルチセルフスイッチ」についての１９７８年６月６日Ｋ
Ｊ＃、付された米国特許＠　４，（１５）３．Ｒｌ’１
３号、および「製画側に撓むがイセルフをもつ圧電リレ
ー」についての１９８３年９月６日に発行された米国特
許第４，４（１３），１６６号によって立証される。そ
のような圧電セラミック撓み型スイッチング装置ｆｔＦ
ｉ、また、マグロ−ヒル出版社が刊行Ｌ、１９６５年に
版権を得たダグラヌＣ，グリーンワット編の「電気機械
装置マニュアル」というテキストブック中にも記載され
ている。

今まで、圧電セラミック撓み型リレーは、低電力クラス
の電気回路（すなわち２Ｃ）ｊ（／ｌ／）より低い電圧
と相応するミリアンペアオーダーの電流をもった信号レ
ベルの回路）のスイッチングを包含する櫨々の１４１ｉ
回路に使用されるものとして記載されて来た。事実上、
市販されたリレーはなかった。また、現在まで、圧電セ
ラミック撓み型リレーの電力定格ｊを向上させる真剣な
努力はなされていない。撓み作動リレーに９求される主
便々条件は、開閉時に撓み作動スイッチ接点間に生成す
るわずかな隙間が、装置に接続した外部の回路によって
その上に印加される゛電圧に耐える能力である。定流停
止後の接点間のこの隙間の電圧耐性を向上させるために
は、真空または不活性ガヌまたは高絶縁耐カガヌ体たと
えば窒素およびアルゴンまたは六弗化硫黄（８Ｆ６）な
どのような環境雰囲気を選ぶのが有利である。そのよう
な保護真空または不活性ガス雰囲気中では、接点間の隙
間の空間は、出来るかぎシ＾い絶縁耐力を得ることがで
きる。このことは、スイッチングするべき回路を数ボル
トで作動するか５（１０）０ボＡ／）で作動するかにか
ａ７の電ミむ有すｌＦＴ治− 言い換えれば、その隙間を達成するのく映する時間が短
く、そのため作動速度が速く、高電圧作動が可能となる
ということを慧味するからである。

電気および電子工学技術者協会（ＩＥＥＥ）主催のリレ
ー学会において１９６５年に発表された倫文において、
ロナμド　■、テッッおよびロパート　Ｗ、ハンセンが
行なったｒａ空リレーをもつ高電圧スイッチング」とい
り先行刊行物中の報告によれば、リレー（圧電型ではな
い）を真空中で作動させている。この刊行物中には、ス
イッチの構造の機械的詳細や、接点を真空中で作動する
ようにどのような配置がなされているかについての明白
な開示は全くない。さらに、今日現在、実用的な高電力
真空リレーは全く市販されていない。またさらＩｃ、Ｉ
ＥＥＥが１９７８年にＩＡ催したホルム会涌と呼ばれる
学会において、［エレクトレット駆ａ電気すレ負に発表
されており、真空管中で作動Ｌ、低信号レベ／Ｌ’（２
０ボルト未満）での使用に適したしかＬ、エレクトレッ
トは、その性質上、脱気中にベークアクトし煩く、さら
に、あまシミ荷を保持しないので長期の使用は不可能で
ある。

本発明者らの知るかぎりでは、真空中または保護不活性
ガス雰囲気中の気密保護管内に装備されて作動Ｌ、高電
力レベルでの妹動に適した圧電セラミックスイツチング
装置についてはこれまで公表または使用は全くなかった
。

発明のｖＪ約 それ故、本発明の第一の目的は、圧電セラミックスイツ
チング装置の入った気密保護管内に保持した真空または
保護不活性ガス雰囲気中での作動をするように設計され
た新規な改良された圧電セラミック電力スイッチング装
置を際供することにあり、ここに、圧電セラミックスイ
ツチング装置は、数ボルトとそれに対応する約５０アン
ペアの電流定格から、５ＫＶまたはそれ以上とそれに対
応する数百アンペアの電流定格に至る高い框カクラスの
回路での使用のために設計され、また信号レベルの回路
の低い電圧および電力で作動できるものである。

本発明の別の目的は、単一の共通の９Ｃ密保護管内に装
備された複数個のそのようなスイッチング装置を有する
ことを特徴とするそのような改良された圧電セラミック
電力スイッチング装置を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、気密保護管内に装備され、
かつ、抵抗、コンデンサーなどのような受動回路部品お
よび／または能動半導体装置をその上に装備した非分極
部分をもつ圧電プレート素子を使用した、そのような新
規な圧電セラミック電力スイッチング装置を提供するこ
とにある。そのような回路部品は相互におよびスイッチ
ング装置と回路関係に接続でき、また別個のプリント回
路または集積回路の製作および技Ｒ技術を用いて構成し
てもよい。その結果、性質において容量的であろうと、
誘導的であろうと、あるいは抵抗的であろうと（それは
すべての′ＩＩＬｄｉｃ＠ｌ＃＆に存在する）回路の漂
遊インピーダンスを全く最小に減らすことが出来る。本
発明の成る実施態様では、そのような回路部品および能
動中導体装置は、共通の気密保１１ｐｆｔ内（それが接
続される圧電セラミックスイツチング装置の謝く近くに
装備されている。

本発明のさらｒこもう一つの目的は、改良された撓み１
生をｆ＆ｌｌ付与した気密保護管内の入ったそのような
新規な圧電セラミック電力スイッチング装置を提供して
、それによって撓みの力と変位を増Ｌ、撓み接点がそれ
と共同作動する固定接点に対する撓み接点の予備分極と
間隔のと９方を最適にＬ、それがその中に装備されてい
る真空ま九は保護ガス雰囲気の高い誘電性の丸めに高電
圧でのスイッチ接点の作動を可能にすることＫある。気
密管を脱気しシールするときの釆護雰囲気および本来の
ガス排出のため、空気中で作動するように設計された撓
み材料に必委な、魂み材料を含む圧電セラミックプレー
ト素子のＮ　！！ｌ　ｆ＃　？ｔｉ　：！−ティングま
たはカプセル化は全く必東としない。電流停止時のｄ　
ｉ／ｄ　ｔを減らして安定なアークを生成するため１点
の低い材料をもち、同時に電流停止時に接点が開いて電
流が止まるときの高電圧耐性の改良のため、高い絶＃耐
力をもった接点材料を使用することが出来る。真空また
は保護ガス雰囲気中で改良された材料を作動させるとき
に得られる高い絶縁１酎性のため、そのような装置のた
めに適切に設計された接点を通じて、ｌミル当り２（１
０）（”）ポルトのオーダーの電圧耐性が得られる。

さらに、所望に応じて撓み駆動、接点閉接、撓みもどＬ
、接点開放および通の礒み補助のくりかえし可能な信頼
性のあるタイミングが本発明によって最適化される０間
隙の寸法は最小であるので、バワンドその他の有害な動
力学的因子は、適切な設計によって、より良好に調節さ
れ得る。

本発明を実施するためには、床護雰囲気入りの撓み型圧
電セラミックスイツチング装置が提供され、それは内部
を気密に閉鎖シールするようにベース部に固定された気
密保護管を含む。

少くとも−りの撓み型圧電セラミックスイツチング装置
が気密保護管内に固定され、それは各自付勢電位を印加
されるためのそれぞれの端子手段とともに、その平坦な
両面上に形成された少くとも内側訃よび外側の導電面を
もつ一対のプレート素子をサンドイッチ伏に固定したも
のからなる平坦で予め分極された二枚並置型圧電セラミ
ックプレート素子を構成するものである。

撓み型圧電セラミックスイツチング装置！ｔは、撓み部
の両側に固定されたクランプ手段によって上記ベース上
に物理的に支持されており、このベース部はまた、撓み
部をその一端が自由に動くように、片持ち状に上記気密
管内で物理的に支持している。第１の可動電気スイッチ
接点手段が、屍み部の自由可動端によって運動するよう
に気ｒｌ！管内に装備され、それは同じく気密管内に物
理的に装備された第２の電気スイッチ接点手段と共同作
動する。ｗＪ２の電気スイッチ接点手段は、撓み部を曲
げて、第１および第２のＷＬ！Ｉ！！ｃスイッチ接点手
段を閉絡させてそれを通じて電流が流れるようにするた
めに、圧電プレート素子のいずれか一方に付勢電位を選
択的に印加したときに、第１の電気スイッチ接点手段と
選択的にかみ合うことができるようＫなっている。それ
ぞれの導電性負荷電流リード手段は。

＠１および第２の電気スイッチ接点手段のいずれか一方
に接続され、第１および第２の電気スイッチ接点手段を
経て、管の外側にある負荷へ選択的に負荷電流を印加す
るためにｖｃ＊保護管の外側ヘベーヌ部によって支持さ
れたそれぞれの端子手段に伸びている。

本発明の好ましい夾ｌＡａ様においては、クランプ手段
でクランプした圧電セラミックプレート素子の一部が分
極されておらず、かつ電気的に中性で物理的に歪力を受
けていない。

本発明の他の詩歌は、−個の共通の気密保護管内Ｋ、上
記の状態に複数個の撓み型圧電セラミックスイツチング
装置を物理的に装備Ｌ、その各装置は、その共同作動す
るスイッチ接点を通して流れる負侑電流を制御するため
に各別に作動するものである。このように構成された本
発明の一つの実施態様では、共通の保護管内に装備され
た各たわみ型圧蓋セラミックスイツチング装置Ｍけ、同
一の共通の保護管内に装備されｆｃ他のスイッチング装
置とは独立して作動する。

本発明のさらに他の実施態様においては、共通の保護管
内圧装備された多数の撓み櫻圧電セラミックスイツチン
グ装置が、選択的に同じ共通の保護管内に装備された他
の選ばれたスイッチング装置と相互依存的に共同作動す
ることが出来るようにしである。

本発明の別のｖｐ政は、気ｖ！ｆ保護管が永久的に脱気
され、装置の嫁＃ｈ寿命を通じてそれに装着された圧電
セラミック装Ｗ！または装置群をｉ％ｉ真空中に保つこ
とを特徴とする、上述の状ａＫｍ成された新規なスイッ
チング装置の提供にある。

本発明の他の実施態様では気密管内に装備された圧電セ
ラミックスイツチング装置は、保護不活性ガス雰囲気中
に保持されている。

本発明のさらに別の持改は、各撓み装置の乎坦な圧電セ
ラミックプレート素子が、その予め分極した可動の撓み
部分から離れる方向にクランプ手段から突出して伸びる
非分＆　１４ｆｓ分を持ち。

この部分の電気的中性及び物坤的無歪状態を維持するよ
うＫしたことを特徴とする、改良されたスイッチング装
置の提供にある。

このよ５［Ｃ構成された装置は、さらに圧電セラミック
プレート素子の上記非分極部分により支持され、相互に
かつｍｒ記ススイツチング装置回路関係において電気接
続された抵抗、コンデンサなどの受動回路素子または能
動半導体装置からなる電気回路部品を装備している。こ
れは亭央上、スイッチング装置に接続された回路の濃遊
回路インピーダンスを全く最小に減らすことを可能にす
る。

発明を実施する最良の態様 第１図は、本発明によってｄ４成された気密保護管を使
用したや「規な改良された圧電セラミック電力スイッチ
ング装置の側面図である。第１図において、ガラスの気
密保護管は（ｌυで示され、これはガラス管を支持しか
つ管の内部をｉｓ状に密閉シールするためのガフスペー
ス部ａ２の上に支えられた一つの端部をもつ、さかさに
したガラスの広口びんの形をしている。ガラス管ａυの
内部を高真空度に脱気するために適切な真空ポンプ装置
（図示せず）に接続するためにガラス管０υの一方の側
に、＋１３１で示すニップルを形成する。保護ガラス管
ｎυの製作卦よび好ましくはガラスまたは絶縁性でガス
を涌さないデフスチツク絶縁材料で製作したベース部＋
１２１へのその固定は、マサチューセッツ州、リーディ
ングのアデイソンーワエズレー出版社刊行、フレツドロ
ズパリーｉｒｗ子管および＾空管技術ハンドブック」、
ニューヨークおよびロンドンのマグロ−ヒル社１９３７
年刊行面−版第四刷、オースチン　Ｂ、イーストマン著
「真空管の基礎」というテキストブックおよびニューヨ
ークおよびロンドンのマグロ−ヒル社１９４４年刊行面
二版第二刷、バーパート　Ｊ、ライヒ著「電子管の理論
と応用」というテキストブックのような先行刊行物中に
開示された公知で定評のある電子管製造技術に従って行
なう。

全体的にαルで示される少くとも−りの撓み型圧電セラ
ミックスイツチング装置は気密’ｆＴＱＩＪ内に装備さ
れ、ベース部ｕ３によってその中に物理的に支持されて
いる。第４肉に最も良く示されている撓み部（１５）を
包含するたわみ型圧電セラミックスイツチング装置（１
４１は、サンドイッチ伏に−しよＫ（（１）定され、そ
れらが共有する少くとも一つの内側の導電面（１５Ｃ）
および外側の導電面（１５Ｄ）　オ！び（１５Ｅ）をも
つ各々の圧電セラミックプレート素子と−しよに一体構
造を形成する二個の並置の予め分極した平板状圧電セラ
ミックプレート素子（１５Ａ）および（１５Ｂ　’）か
ら構成されている。　（１（ｉ！、　（１６Ａ）および
（１５Ｂ）で示されるそれぞれの電気端子手段は、それ
ぞれ内側の導電面（１５ｃ）へ、および外側の導電面（
１５Ｄ）および（１５Ｅ）の各々へ電気作動電位差を印
加するために提供されている。醜与や圧市：セラミック
スイツチングＶｔ置Ｉは、１（７）で示すクランプ手段
によって、ベース部ａｚ上に、気密管αυ内で片持ち伏
に物理的に装備されている。クランプ手段ｆｉｌｌは、
−組の共同作動するクランプ部（１７Ａ）および（１７
Ｂ）から成り、それらは撓み部ａ９の反対側に配置され
ておシ、撓み部の下端はクランプ部（１７Ａ）および（
１７Ｂ）の間にサンドイッチ状にクランプされ、たわみ
部の可動＠は片持ち状に上方に伸びている。

クランプ部（１７Ａ）および（１７Ｂ）は−組の比較的
堅く、直立して、離れて立った導電接点支持部ａ８およ
び（１５）に固定され、それによって支持されており、
撓み部ａ９はその間に片持ち状にサンドイッチ式に挾ま
れ、全構造は（２］ＪＫ示す貫通ポルトおよびナツトで
比較的しっかりと−しよに保持されている。クランプ部
（１’ＦＡ）および（１７Ｂ）は導電材料で作られて訃
り、それに固定された端子リード（１６Ａ　）および（
１６Ｂ）を有Ｌ、それらの表面に電位差を印加するため
に圧電セラミックプレート素子（１５Ａ）、（１５Ｂ）
上にある外側の夫々の導電面（１５Ｄ）および（１５Ｅ
）と良好な電気的接触をしてそれと接続をすることが出
来るよう罠なる。圧電セラミックプレート素子（１５Ａ
）および（１５Ｂ）はすぐれた電気絶縁体であるので、
それらは外側の導電面（１５Ｂ）および（１５Ｂ）と、
それぞれクランプ部（１７Ａ）（１７Ｂ）　　および導
電リード（１６Ａ）（１６Ｂ）　　によって提供される
それらの夫４の端子リード結線との間に電気絶縁性を付
与することに注意すべきである。

クランプ部（１７Ａ）および（１７Ｂ）ａ、夫々絶縁面
のおよびＣ５によって導電接点支持棒（１８１およびＣ
９から電気的に分離されている。撓み型圧電セラミック
スイツチング装置α噌の製作および、励起を含めた作動
の好ましい形陽をもつと詳しく説明するために（以下に
第５図および第６図を参照してもつと完全に説明する）
、本出願と同時に出ｍＬｌｒセラミックスイツチングシ
ステムおよび七の励起回路」に関するジョンＤ、ハーン
グン、ジュニアおよびワイリアム　Ｐ、コーンフンデ名
の米国特許出款＠Ｊ（ＧｇＤ−ｚｏｚ＜）を参照するが
、それによる開示は、七のま一木頭の開示中に包含され
ている。

前面に述べたように、撓み部ｔｔＳ＋は、その可動自由
端が直立の導ｗＬ接点支持棒ａ８およびＣ９の自由端の
間に形成される空間の中央に支持されるようにクランプ
手段Ｑ７）によって気密管０υ内に片持ち状に支持され
ている。撓み体σ９の可動自由端は、導電キャップ（２
４１の下で撓み部σ９の＠に固定された絶縁キャップ部
のによって外側の導電面（１５Ｂ）および（１５Ｂ）か
ら電気的に絶縁され導電４性キャップの形でその上に固
定された第一の電気スイッチ接点Ｑ１をもっている。キ
ャップと絶縁キャップＧの間に■で示す可穐性の銅の編
みベルト［有］が固定されており、これは導電キャップ
（１４）と棒賭の間に電流通路を与える丸めに、棒のは
９中央部に、直立の４’ｆｌ支持棒σ印の所へ垂れ下が
ってそれに固定されている。同様の導電性編みベルト四
が４［キャップ２４１の左側から、直立４！支持棒Ｑ！
Ｊの全長の中央部まで、第１図ないし１３図に示すよう
に走っているが、ｆｊＰ、４図には図を単純化するため
に図示していない。

導電性編みぺｙト■の下端は夫々ねじナツト組みの固定
具けによって、それぞれの直立導電支持棒ｔＪ８および
（１’Ｊに固定されている。

撓み型スイッチング装置σ滲を完成するために、■およ
び■で示す第二のｔ気接触手段が、第４図に最も良く示
されるようＫ、それぞれ直立の導電接点支持棒ａ８１お
よびＣ９の自由端に固定される。この配置によって、撓
み部ｒ１９が曲げられて導菟棒部住１上の接点■の上に
第一の可動接点Ｑ・υを接触させたとき、導電負荷電流
の通路が、直立棒部ａ９から閉路された接点■および＋
２４１へ、それからさらに可撓性の編み導電体■を通り
、りぎに直立の導電棒部０８を戻って負荷ｖｅＷｌ（図
示なし）に行く形で形成され、これで圧電セラミックス
イツチング装＠（１４））を通じて選択的ＩＣｗＬ流が
供給されることがわかる。同様に、固定接点＠に可動接
点Ｃ２ルが閉路することによって、閉路“負荷電流通路
が閉路した接点九および為を経て。

りぎに４電棒部ａ９に接続された４￥［（ベルト（至）
（第４図に図示されず）を経て、さらに４＃給電源およ
び負荷を通ってもどるようく形成されるであろう。それ
故、可動接点＠と固定接点（至）から成る第一および第
二の電気スイッチ接触手段のそれぞれには、回路板また
は他の部品の上にある共同作動するソケット（図示せず
）Ｋさし込むために気密保４Ｉυの外側に口金部によっ
て支持された端子ビン（１８１およびＱ９から成るそれ
ぞれの端末手段に伸びるそれぞれのＪ電Ｕ−ド手段愉、
α＆または■、０うが付与されていることがわかるであ
ろう。すなわち、負荷への負荷電流は、それぞれ第一お
よび第二の電気スイッチ接点（２４＋、＋２８１ま九は
１２４１、■を経て管の外側に選択的に供給されること
ができる。第１図ないし第４図に示された本発明の実＃
Ａ態様では、リード端末手段は可撓性の導電ベルト部ｔ
ｎを含んでいるが、リード手段は必ずしもそのような可
撓性の導電ベルトを構成する必要はなく、さきに参照し
た一陵拐メｐ米国特許出頼Ｊ＃（ＧＥＤ−２０２４）に
、もつと完全に記載されているように、導電フン、ジャ
ンパー導車体まｆＣは（１５Ｃ）（１５Ｄ）または（１
５′ＦＪ）のような内側または外側Ｉの導を面およびそ
れらに対応する端子縁Ｕ（ｉＬ（１６Ａ）、（１６Ｂ）
　　などから成ってもよいと理解すべきであることに、
さらに注意すべきである。

第３Ａ図は、第３図に示されたそれの代りに第１図ない
し第４図のスイッチング技研に使い得る電力スイッチ接
融システムの改良形を示す。

第３Ａ図において、固定接点の第１のセット■および（
２８’）は、撓み部０５１の端に固定された接点（２４
＋および（２４’）から成る可動スイッチ接点システム
の一方の何の上に位置する互ＫＭれた支持ポスト（図示
せず、たりし第４図のボスト０ワと同様）の上に装備さ
れ、かつ同様に倦み部［１５１の端に固定された導電ブ
リッジ部（２４Ａ　）によって電気的に接続されている
。固定接点口、　（２９’　）の第二のセットは可動接
点Ｑ４Ｉ、（２４’）と向き合う形で、ボスト■上の撓
み部σ９の反対側に固定されている。固定接点（至）お
よび（２８’　）ならびに口および（２９’　）は、そ
れぞれ絶縁棒部（２８Ａ）および（２９Ａ）によって物
理的に接続され、かつ編み導電体のを介して接続された
（例えば）負荷電流温から、編み導電体（２６’　）へ
ｍ続された負荷（（８）示せず）へ負荷電流を印加する
ために、編み導電体■および（２１’　）へ電気的に接
続されている。この接点構造によって、可動撓み部が可
＃Ｊ接点Ｃ２４１（２４’）およびのおよび（２８’）
を閉路すると、電流は接点■、（２４１、ブリッジ導電
棒（２４Ａ）および接点（２４’）　、（２９’）を経
て負荷に供給されるであろう。撓み部が反、対方向に動
いて、固定接点（至）、（２Ｒ’　）の上に可動接点（
２４１，（２４′）を閉路すると、１！流は導電ブリッ
ジ部（２８Ａ）を経て負荷に供給されるであろう・この
構造では、可動撓み部は、編み導電体■のいずれをも取
りつける必要がないことに注意されたい。

図示のように構成され、第１図ないし第４図に関連して
説明され、かつ気密の脱気管内に装備された撓み型圧電
セラミックスイツチング装置では、前述の方法で装置を
製作したあと、その場で圧電セラミックプレート２子（
１５Ａ　）および（１５Ｂ）を予め分極することが可能
である。さきに参照したｕｓ、ｔｔｕｓｔｉ米国特ＦＦ
出頼声！（ＧＥＤ−２０２４）中Ｋ、より完全に開示さ
れているように、圧電セラミックプレート素子（１５Ａ
）および（１５Ｂ）の可動撓み部の水人的予備分鋸は、
−ｆ：れぞれ導電リード手段（１５Ａ）および（１６Ｂ
）を経てプレートにそれぞれ高電位差を印加することで
達成される。予備針部の高〒１１位差は、プレートがそ
のキューリー点に近いすぐ下の温度に保持されている間
に印加することができる。

これは、本発明による攬み型圧電セラミックスイツチン
グ装置の工業的な実施態様を製作する間に、脱気した気
密管（Ｉｌｌのベークアワトのすぐあとで行なうことが
できる。管（ＩＩＪ（１２＋を連続的に脱気するのには
、工業的な実ｔｊＯｉｆＪＪ様はニップルａ３を含まな
くてもよい。必要なベークアワトおよび脱気の技術は、
［７＋述の真空管技術のテキストブックに、もつと完全
に記数されている。本発明の多くの夾ｔｉａ様において
、上記の真空管技術のテキスト中に説明されているよう
に管をシールしたあとに、公知の定秤のあるゲッタリン
グ技術を用いるのが望ましい。フラツンユゲツタリング
も、有利に使用できる。脱気およびベークアウトの技術
をゲッタリングと組み合わせることによって、真空気密
管の良好な清浄がより安価に遍成できる。

脱気およびベークアウトのあと、圧電セラミックプレー
ト素子（１５Ａ）および（１５Ｂ）の温度をそのキュー
リー温度のすぐ下の温度に保ちながら、高い予備分極電
位差が、それぞれ導電面（１６Ａ）　　および（１６Ｂ
）Ｋ印加され、一方共通の導Ｎ面（１５ｃ）およびその
端子ａｅは、反対の極性の電位または実質上アース電位
に保たれる。この時点においては、圧電セラミックグレ
ート素子が真空に保たれている間に、高い予備分極電位
差がそれらに印加されるため、ま友真空の高い誘ｘｍｒ
ｃよって、高い予備分極電位差の印加中に圧゛屯セラミ
ックプレートを通じて絶縁破壊やアーク発生の可能性は
ずっと少い。さらに高い予備分極電位差も使用でき、こ
れによって、以下に述べるよつに応答時間が速くなり、
接点加圧力が向上するというような撓み休作動特性の最
適化が得られる。室温でその場で分砕することを可能に
する新しい撓み材料でシーリングおよびベークアウト中
にキューリー温度が接近され得るので、室温分極も可能
であり、圧電凛み製造の全く新しい技術を提供すること
になる。

前に参照したノ９１？ｉｓｐ米国特許出願ｐ夛（′Ｇ　
Ｅ　Ｄ　−２０２４）中にもつと完全に述べられている
ように、可動撓みプレー１−　（１５Ａ）および（１５
Ｂ）の予備分極は、プレートの物理的寸法を予備分子１
Ｍ１ｉ１と比べて永久に変えてしまい、電荷を残す。こ
の変化は１分極Ｍ、−（１５Ｄ）および（１５Ｂ）〜（
１５ｃ）　　および（１５Ｂ）〜（１５Ｃ）の間のセラ
ミックプレート素子（１！１）Ａ）および（１５Ｂ）の
物理的寸法の永久的増加ならびに電陰に平行な（すなわ
ち、第４図に示す装置の長さ方向の寸法に沿り九）物理
的寸法の水入的減少の形で現われる。そのあと、続いて
予備分極電位差と同一の極性であるか、それよりかなシ
小さい電圧が分極￥Ｅｌｋ（１５１））〜（１５ｃ）ま
たは（１５Ｅ）〜（１５ｃ）のｆｌｔｌ　Ｋ付勢電位差
として供給されると、プレート素子（１５Ａ）またｔ′
１（１５Ｂ）は、さらに一時的に電極に対して横断的な
分極方向に膨張Ｌ、電極に平行に収縮する。これによっ
て％撓み部ａ９はプレート素子が付勢されるのに応じて
一方または他の方向に曲がる。選択的に印加した付勢電
位差を除くと、この１！極に対して横断的な分極方向の
一時的膨張と’！−に平行な一時的収縮とは解除され、
撓み部ａ９はその正常な、休止−非゛　付勢の中央位置
に復帰する。すなわち、可動−撓み部（１９は選択的に
、それに適切な付勢電位差を加えることによって双極子
増加によって一方または他方へ曲がって、選択的に接点
（２４１−＠またはＣ４〜Ωのいずれかを閉路すること
ができ、その後、付勢゛電位差を除くと自動的に、内部
の圧縮スプリング力によって、はじめの予備分極の休止
中央位ｉｆｆにもどって、接点υ〜のおよび■〜凶を回
路することになるのがわかるであろう。

ここまで説明したところで、本発明の特に望ましい特徴
は、接点（２４１が正確に固定接点■とのに対して中央
に来るように、中央に位置し次回動接点Ｑ４Ｊ　Ｋ　ｆ
ｉみ部ａ９を中央に来るように正確に制御する能力であ
る。これは、ｌ１ｌｏで述べたようにすべてシーμした
気密ｅ４護管の外で行われる予備分極の間Ｋ、それぞれ
のプレート素子（１５人）および（１５Ｂ）を通してそ
の場で印加される予備分極電位差の大きさを適当に調節
することによって達成される。この新規な中心合わせ技
術は、予備分極と中心合わせの製作工程を一つに組み合
わすことによってかなりの装置製作費の節約を可能にす
る。

上に簡単に述べた方法で予備分極した（尭み部を双極子
増加させるために、圧電セラミックプレート素子（１５
Ａ）または（１５Ｂ）のいずれかを選択的に付勢するた
めの適切な印加回路は、同時出頭した米国特許出願番号
（ＧｇＤ−２ｏｚ＋）の瀉ＩＢ図に開示されており、そ
の構造と作動を完全に開示するために第１Ｂ図の説明を
参照する。曲率のため、付勢回路は、この出頭の図面の
中には示されていない。しかＬ、要約すれば、この回路
は圧電セラミックプレート素子（１５Ａ）または（１５
Ｂ）のいずれかに、予備分極電位差よりも小さいが、同
じ極性の付勢電位差を選択的に加えるように作動すると
言うことが出来る。この付勢電位差は、さらに双極子配
列の増加をもたらＬ、それはプレート素子（１５Ａ）ま
たは（１５Ｂ）の一方または他方を一時的にさらに厚く
Ｌ、短くすることに反映される。このプレート素子の一
方が一時的に厚くかつ短くなることは、固定接点（至）
または■のいずれかく可動接点ｃ！６υを選択的に閉路
するに充分々だけ能動撓み部（１５）の自由可動端を物
理的に曲げる結果となり、その結果、前述の方式で固定
接点のいずれかを通して負荷電流の流通を確立すること
Ｋなる。

負荷電流を通す接点ｃ！４〜＠または−〜のは、選択的
に付勢されるそれぞれの圧“屯セラミックプレート素子
Ｄ５Ａ）または（１５Ｂ）に付勢電位差が印加されつり
けるかぎりは閉路したままとなる。

これは無限時開まで続き得る。すなわち、ン耳１図〜第
４図に示したスイッチング装置は平常回路のまたは平常
閉路のどちらかのスイッチング装置として使用できる。

上記の特性は、ここに開示したスイッチング装＋１の二
つの主な特徴の理由により、またーしよに使用する付勢
回路の適当な設計によって達成される。まず、圧電セラ
ミックプレート素子（１５Ａ）および（１５Ｂ）は、本
質的に、荷電時（電圧印加時）に損失が全くまたはほと
んどない高品質のコンデンサーである。第二に、長期間
に亘りて起こるいかなる損失も、付勢回路を経て連続的
に印加される付勢電位によって、直ちにかつ連続的にと
って代られる。第三に、最終的に、それぞれの圧電セラ
ミックプレート素子（１５Ａ）および（１５Ｂ）に選択
的に印加される付勢電位は常に、圧電セラミックプレー
ト素子（１５Ａ）および（１５Ｂ）を最初に予備分極す
るのに使われる予備分極電位と同じ極性で印加されるの
で、双極子配列が連続的に増進されるため長時１１ｕの
作動中に長期分極効果が装置を不安定にするか、または
予知出来なくする可能性は全くない。

圧電セラミックプレート素子（１５Ａ）ｔたは（１５Ｂ
）のいずれかに選択的に印加した付勢電位差を除去する
と、能動可動撓み部分ｔＩ５は、中性状態において中立
非付勢位置にもどり、それによって閉路している負荷電
流の通る接点Ｃ４１−（２１ｊまたは−〜ののいずれか
を開路する。この説明の時点で、予備分極ならびにそれ
につ望く選択的に印加された付勢電位差による作動は、
中央４屯面（１５ｃ）に比べて外側の導電面（１５Ｂ）
　ｆたは（１５Ｃ）に関して測定した正の極性または負
の極性のいずれかの電位差によって達成できることに注
意すべきである。

その稼動寿命の間、電力クラスの電流スイッチング装置
は、正常なシステムの負荷電流を通すためにお互いにそ
の接点をしつかりぶつけあった形で、その寿命の大半を
ずごす。しかＬ、スイッチング装置を通る負荷電流を１
（断するのが望ましいような条件では、接点はけれてい
なければならない。これは装置の離れて行く接点の間に
出来る間泳空閲内でのアーク放電の発火をもたらＬ、こ
れは、ついで、消火されて、接点間の電流の遮断または
停止を達成する。このｍ象ｕ、ニューヨーク州、ニュー
３−クッション、ワイリー　アンド、サンズ社より１９
Ａ０年に発行されたＪ、Ｍ、フファテイ編の「真空アー
クの理論と応用」というテキストブック中に、特にその
第３草のこの木の共著者であり、木出頭のＡ同発明者の
一人でもあるジョージ。

Ａ、ファフールによる「アーク着火方法」に、もつと完
全に説明されている。このテキストブックの８１角には
、その平坦部をお互いに向かい合わせて保持した二個の
円筒状の金Ｓ　Ｅ　ｈ　（接点）は、接点の円筒状の端
の見かけの面積よシもずつと小さい夾ｉ祭の接触面をも
っていると述べられている。これは、￥！ｆ涌の平たい
’＋！ｔＴｈ（接点）の表面が巖視的には非常に凸凹で
あるという事実の自然の結果である。［Ｔｈ（接点）を
合わせると、その向き合った表面上の＠視的に凸出し死
領域が、まず接触する。さらに圧縮力（接点圧縮力と呼
ぶ）を接点に加えると、最初の接触面積′１九は面積群
は弾性的またはｗＩＪ性的にも変形して、全体または接
触面がもう少し密接に互いに接近することを許Ｌ、他の
突起部が最初の接触を補うことができるようにする。そ
の結果、総接触面積は、多数の懐（視的に小さい面積（
寸法と数が統計的に変化する）からつにり上げられ、そ
れは接点に加えた圧縮力、その＠視的な表面仕上げ、お
よび接点部の製作材料の弾性／塑性的性質に大きく左右
される。この性質は、接点部分として形成され、負荷電
流を通す領域内でのアークの生成に広く影響を与える。

上述の理由から、′４！接線接触は、 Ｒｃ＝Ｐ／（２ａ）　　　　　　　　　（１）によって
与えられる電気抵抗をもつ一つの大きい円形の合成面積
を形成するように統合されたいくつかの別個の小面積か
ら出来上っている。

ここに、Ｐは接点材料の抵抗率であり、ａは複合半径で
ある。一方の電極から他方の電極へ通る負荷電流は、接
触面積を通して送られるのでＲｃＯｉｉは、しばしば圧
縮抵抗またはより簡単には接触抵抗と呼ばれる。有効な
会規的接触面積は、接点圧縮力、接点表面仕上げおよび
接点材料の弾性／Ｉ’ｌ性的性質に左右されることはす
でに述べた。それ故、同じパフメーターが直接接触抵抗
Ｒｃ　Ｋ影響を与えることが中１待され渇る。接触抵抗
は、接触面上での酸化物のような皮膜の生成によって影
響され得ることも注！すべきである。しかＬ、真空密閉
または不活性ガス保護雰囲気の個別の場合については、
接触電極Ｆｉｖ通全く清浄であって、そのため接触抵抗
は主として上記の式＜ＩＩＫ記されたバフメーターに左
右される。

典型的なＦ、Ｍ駆動層１１ｒ脂において実現され得る有
効接触面積の大きさの説明をするために、接点が５０−
６０キログラム（ＫＧ）の１１Ｌ荷で圧される１５ＫＶ
　ｆ）真空遮断器を試峻したが、６（１０）アンペアの
正常負？ｔｋ′に流で１４ワツト以下しか消費しなかっ
た。この消費電力の約３分の１は、接触抵抗によると考
えられた。これから室温において１４マイクロ寸−ム（
μΩ）未満の接触抵抗を有すると結論され得る。この接
触抵抗の値を仮定すると、ａの値は６．４　Ｘ　１０　
　メ−）ｙであることがわかり、対応する接触面積はＬ
３　Ｘ　ｌＯ−’平方メートルであることがわかる。

これは問題の接点システムの見かけの接触面積ｌ０−１
部分ノア９Ｂ未満を表わす。しかＬ、圧縮抵抗領域は明
らかに室ＵＫおけるものではないので、実現された実接
触面積は多分若干大きいはずである。しかＬ、実例の示
すところでは、二つの閉路した接点を結ぶ実導電面積は
１問題のスイッチング装置を見て推定するよシもずっと
小さい。

圧縮抵抗Ｒｃ　は接点に加えられた圧縮荷重力によりて
１／２ないし１／３の因数で変化することが実験的に測
定されている。この時点で、気密真空管内で作動する圧
電セラミックスイツチング装置ｆ！ｅＫ具体化されるす
べてのｃｊｉましい特性に加えて、圧電セラミックプレ
ート素子（１５人）および（１５）３　）上への減極（
反分極）効果なしに固定接点＠または（ハ）のうちの選
ばれた一つの上に可動接点Ｃ２４＋を閉路させた後に、
連続して撓み型プレート素子（１５Ａ）および（１５Ｂ
　’）に印７Ｊ＋５される励起電圧を保持する能力ｐＪ
ｊｌＩ虞によって、選択的に閉路したスイッチ接点上に
一、１ｌＸＸｋｌ無限ＫＥＥ＃力を連続的に保持Ｌ、そ
れによって、無限の作動期間中、圧縮抵抗Ｒｃ　を最小
値に保つことが可能であることを注意するのが重要であ
る。さらＫ、真空または不活性ガス保護雰囲気中での作
動によって可能になるｌより大きい予備公傷ならびに付
勢電位のためＫ、撓み部によって付与される圧縮力は、
空気中で作動する装置のそれよりもかなり増加すること
かできる。　。

上記に＃照した［真空アークの理論と応用」のテキスト
ブックの８６頁には式 Ｖｅ　＝ｆｆＬａ　＠　Ｋ”／　ＣＩ　　　　　　　　
（２）が開示されており、ここにＶｅは二個の接点面の
分離の臨界速度であり、Ｋは接点材料の熱伝導度であシ
、ＩＶｉ接点を通って流れる負荷電流であシ、Ｃは接点
ンステムの＃！賽量である。この式から、１（１０）ア
ンペアの負荷電流を通す接点重傷の分離では、銅でつに
った接点システムの分離の臨界速度は毎秒５メートルで
あり、ステンレススティールでは毎秒約ｌｏ　　メート
ルテすることが示される。上述の１５　ＫＶ、１６（１
０）アンペアの真空ａ断器の例では、接点が離れ始めた
ときの接点分離速度は毎秒１メートルのす一ダーである
。テキストブックの８３頁に説明され定義されているよ
うなアークを生成する圧接ブリッジの形成中における接
点分離の初期の部分では１分離速度は低くてもよい。本
出願の主題である圧電セラミックスイツチング装置は、
この接点分離および分離速度要件に理想的に合うように
設計できる。なぜなら、最初に初期分離動作を助けて加
速Ｌ、アーク生成のあとは電流轟断を改谷するために１
選ばれたならひに逆のまたは反対の圧電セラミックプレ
ート素子の両方にプログラミングされた付勢電位を印加
する能力を、袋四〇付勢回路に設計することが可能だか
らである。反対の逍Ｊｌ＃”ｊ”５１１Ｖ）撓みプレー
ト素子への付勢は、そのあと中立の中央位置を行きすぎ
るのをさけるために電流停止に続けて数マイクロ秒以内
に除去され得る。この重仙な能力は、また、上記テキス
トブックの８７〜１０６頁に述べられたように起こると
すれば、接点溶着効果を克服するのにかなシ重讐であり
得る。

その稼動寿命中に出合うすべての特性効果と（２４１〜
ΩまたはＣ４１−（ハ）のような接点システムの設計を
調和させるための努力において、適切なＬ／ＤＭ横比を
もった各接点システムを提供することが重要である。こ
とにＬｌｉつがいの接点面のＩｌ？ｆｊ禎（巾×長さ）
に等しく、Ｄは前面に述べたような向い合ったつがいの
接点面上の突起として生成した顕微鏡的に小さい凸起領
域の間の最小のｍｊ隙に等しい。「電流チョップ」（接
点システムを流れる電流が消失する点）でのｄｉ／ｄ！
効果をへらすために低融点の材料を使うのも望ましい。

接点が開いたときに高い電圧耐性をもつように高い誘電
率を接点材料がもつのも望ましい。本発明によって構成
された高電力スイッチング装置に使用するために好まし
いスイッチ接点システムは銅−バナジウム合金を使用Ｌ
、比較的Ａ点が低く、電流を切ったあとの電圧耐性が高
いという望ましい特性をもっている。鋼−バナジウム合
金の接点システノ・をさらに詳しく開示するために、ジ
ョージＡ、ファフー〜を発明者としく本発明の共同発明
者）、ゼネフ〜；エレクトリック社へｆｖＪ渡された「
高電流回路欝断のための電極接点」という名称の、ＮＮ
−ＩＡＣ米国特許出ぽ（第３９９，６６９号を参照する
。

本発明の特に有利な特徴は、上記の銅−パナジワム合金
接点シヌテムのような接点システムｔ−気密真空管また
は他の適当な保護不活性ガス雰囲気内に保持することに
よって接点開路における電圧耐性を３倍または４倍また
はそれ以上に増加させることが出来ることにある。例え
ば卵値よそれを流れる負荷電流のｔ断のあと、空気中で
約３０ＫＶ／　センチメートルの電圧耐性をもつ接点シ
ステムは真空中では９Ｏ−１（１０）ＫＶ／センチメー
トルの電圧耐性をもつ。すなわち、接点材料を適切に選
び、保護性の真空気密管または保護性の不活性または高
台■率のガス雰囲気で満たした気密管の中に負荷電流を
通す接点および圧％！撓み作動フイツチング装置を封入
することＫよって本発明でかなりの作動上の利益が得ら
れることがわかるであろう。

第５図は本発明の異なった賽ｍ態様を示Ｌ、この場合第
１図〜第４図に示した本発明の実施態様に使用したと同
じ参照番号が同じ部品に使用されている。第５１には、
コツプ形のプラスチックまたはガフヌのベース＋１２）
の中にさしこまれたガフス二ンベロー１が（１１）で示
され、それはベースに対し適当な接着剤で、またはコツ
プ形のペー、ＩＱ３がガヲヌ製の場合には、ガラスフリ
ットシールによって気密的にシー〜される。

圧電セラミックスイッチング装置Ｉは、装着部面によっ
てガラス管（１υ内に片持ち状に支持され、この装着部
は一般に構造が円形で、ガラス管（（１）の側面にガフ
スフリットシー／Ｉ／（図示せず）によってシールされ
ている。ガラス製として説明されているクランプ部σ７
１はプラスチックで作ってもよいが、電気絶縁性で脱気
可能でないといけない。ガラスまたはプラスチックの支
持部０７１および圧電セラミックスイツチング装置α滲
から成るサブアセンブリーは、固定接点（ト）およびす
のための固定棒支持体１Ｎ＋ｌｌおよび四の各々をクラ
ンプ部に予め形成した適切な関口を通して挿入Ｌ、かり
醜み部１１９を、それを収容するように設計されクラン
プ部に予め形成された適切な中央の開口に：Ｎｉ入する
ことによって、まずガラス管Ｃｔ１１の外側圧組み立て
ることが出来る。撓み部卵はクランプ部（１ηの中央の
孔を通して一部挿入Ｌ、その下部が第５図のようにクラ
ンプ部１１ηθ下にＩＩ；１びるようにする。このよう
にクランプ部（（７）の中へ挿入されたのち、撓み部ａ
ｓｔ−ｉ第６図ＫＣ３Ｕで示したガフスフリットシール
によってまたは最小のガス細出特性をもった適当な接青
剤によってクランプ部ａηの中にしっかりと固定される
。

本発明の第５図の実施態様に使用される圧電セラミック
撓み部＋１５１は第４図のそれと、多くの点で異なる。

第一の最も重曹な差異は、クランプ部（（７）の側面の
曲に挾まれた圧電セラミックプレート素子（１５Ａ）お
よび（１５Ｂ）ならびにクランプ部ｒ１７）の下に釣り
下げた部分が予備分極されず、七のため参照番号（１５
ＡＵＰ）　および（１５ＢＵＰ）で示されたこのプレー
ト素子の部分が分極されず電気的に中性であシ、物理的
に歪力を受けていないことである。クランプ部（（７）
の上に位置する（１５Ａ　）および（１５Ｂ）で示され
る圧電セラミックプレート素子の部分は予め分―され、
それ故、第１１ａ〜第４図に関して上記した方法で電気
的に荷電され、物理的に歪力を除かれる。

第５図に示される撓み部ＩｔｃＪの製作における第二の
重要な差異は、それぞれ圧電グレート素子（１５Ａ）お
よび（１５Ｂ）に予備分極および作動付勢電位差の印加
のために、夫々外側の導電面（１５Ｄ）および（１５Ｂ
）と共同作動する丸めに、参照記号（１５ｃｌ）および
（１５ｃ２）で示される二つの中央導電面が付与されて
いる。二つのグレート素子およびその接着性導電面（１
５ｃ１）および（ｘ５ｃｚ）が中央の！ｆｅＭｍωによ
って一体構造にまとめられており、接Ｎ層は設計基準お
よび所期の用途に応じて絶縁性又は導電性のいずれでも
よい。中央接着層が絶縁性の場合は、導町性キャップ勿
の上面の２つの半分の間に間隙をつにって、鳴み部（１
５）の可動端の上に、別々の電気的に分離された可動の
接触面（２４Ａ）および（２４Ｂ　＞を付与する。ジャ
ンパー導電体（１６Ａ　”）および（１６Ｂ）ならびに
、それに接続されたジャンパー導電体と同じ参照記号で
示された薄い表面装着の端子パッドを介して、適切な予
備公簿電位差および作動付勢電位差が夫々の外側の導電
面に印加される。

同様の方法で、作動付勢電位を印加Ｌ、各画定接点＠ま
たは（２）の上に、ＴＩＪｆＪＪＪ接点の半分（２仏）
または（２４Ｂ）のいずれかを閉路したときに適切な負
側電流の導電通路をつにるために内謁の導電面（１５Ｃ
１）および（１！５Ｃ２）から、対応する数字の端子ビ
ンへ　（１６Ｑ））および（１６・（２））で示される
ジャンパー導電体がつけられる。第６図に最も良く示さ
れるように、ガラスまたはプラスチックのクランプ部鶴
を通すジャンパー導電体（１６Ａ）および（１６Ｂ）に
適切な孔がつけられ、この孔を通して、第６図の圓で示
すようにガラスフリットまたは適当な接着剤によって、
このジャンパー導電体は、しっかりと閉鎖シールされる
。

これと同じやり方は各導電線の丸めの端子ピンがベース
部（１２１ｏ　ｔ：部を通るところでも行なわれるが１
図面を簡単にするために、そのよう愈シールした通路は
、詳細Ｋｌｌ示されていない。

本発明の第三の重要な特徴は、クランプ部αηの下に伸
びる圧電プレート素子の分極されない部分（１５ＡＵＰ
）および（１５ＨＵＰ）Ｋよって可能となる。圧電プレ
ート素子の非分極領域内の中央導屯面（１５Ｃ１）およ
び（１５Ｃ２）と共同し２て少くとも一つのコンデンサ
ーを形成するため、圧電セラミックプレートのこれらの
分極されない部分の上に、ｌ３２１および田で示した適
当な導電面が形成される。必曹ならば、ＩＡ側の導’？
ｆｆ、　ｔＭ＋　ｔ３２１またはＧ１またはその両方を
、望みの数のコンデンサーに適当に分割することＫよっ
て一個より多いコンデンサーをつにることが出来る。さ
らに、独立のプリント回路または混成集積回路抵抗また
は小型化した半導体能＠装置を含むＧ３４）およびＧで
示した他の回路部品が、導電面ｃ３３またけ田の上に、
または圧１Ｅセラミックグレート素子の非分極部分の上
に直接装備される。このような回路部品は、［ｊ１１記
の濶−ν硝ｌ米国特許出願番号（ＧＥＤ−２０５４）に
もつと完全に述べた方法で、特別の回路構成が望まれる
場合は、プリント導電体（図示せず）ｉたはジャンパ一
連結線および端子ビン（３２Ａ　）、（３３Ａ）、（３
４Ａ）ｂ−よび（３５Ａ）を介して回路関係において接
続さルる。プレート素子の所定の非分極部分を独立、ハ
イブリッドまたは七ノリシック型集積回路装置の支持面
を与える適切な絶縁バッキング部として形成するためＫ
、この方法で圧電セラミックスイツチング装置を製作す
ることにより、誘導性、容叶性または抵抗性のいずれＫ
せよ１ｇ！遊回路インピーダンスを全く最小にまで減少
させて、それによって圧電セラミックスイツチング装置
の信頼性のある励起と作動を確保することが可能である
。

窒素、アルゴン、ヘリウＪ・のような不活性ガスまたｉ
ｊ　ＳＦ６などのような高誘電性ガスの保護雰囲気中で
の使用を意図されたそのような装置のためには、撓み部
ａ９の予備公簿部分の上に（１５Ｆ）で示す保護材料か
らなるＩＡ−側の構造性コーティングを施こすのが望ま
しい。このような保護コーティングを施こすことによっ
て、予（籍分極中またはそのあとの作動中の絶縁破壊の
可能性はさらに減る。撓み部ｕ！３の動きをはなはだし
く阻むことのないようなこの目的のだめの適当なコーテ
ィング材料は、ポリイミドシロキサン共重合体であυ、
このものはすぐれた、ビンホー〜のない表面を不活性化
する保護コーティングを与え、また、第５肉に示すよう
に、例えは二つの撓みプレート素子を固定するための撓
み体積層中の接着剤としても使用できる。著しいガヌ流
出なしに真空装置く使用するのに必要な高温ベークアウ
トを行ないうる他の接着材料には、ＧＥｈｌＩＤ（イミ
ドエーテ／Ｌ／）、ＰＩＱ（ポリイミド、イソイネロキ
ンゾリアンおよびジオン）、ＰＥＫ（ポリエチールーケ
トン）。

ＵＬＴＩＭ　（ポリエチールウレタン＞−ｔたはＵＬＴ
ＥＭ（ポリエーテルイミド）などがある。

第５図に示す選択的な撓み部の分極を予備分極電位差と
同じ極性をもつ付勢電位でそのスイッチを常に付勢する
ことを組み合わせると、使用中のスイッチの信頼性ある
作動を確実に続けることができる。さらに、特殊な装置
に望まれる場合は、撓み部（１５１のすべての能動可動
領域を完全に包含するために保護表面コーティング（１
５Ｆ）が塗布されるが、これは圧電プレート素子のクラ
ンプされた部分に起こる鋭角の僕み動作を受けることは
ない。その結果、作動における大きい信頼性、安定性お
よび艮期か命ならびに″ｆＩ！、圧耐性が得られる。

上述の方法で圧電セラミックスイツチング装ｖ！！（１
４１を製作Ｌ、クランプ部１Ｄ上に装置をのせたあと、
スイッチング装置とクランプ部すブアセンブリイを気密
保護管引）の中へ挿し込む。この組み立て物をつぎにカ
ップ状のベース（１２１の中へすべりこませ、この上に
、つぎに管ａυの外仰（の面を、ベース（１２１がガラ
ス製のときはガラスフリットシールで、そうでないとき
け前に表示したような適当な接着剤でシールする。この
時点で、電子管製造の当業者に公知の方法で、真空装置
として作動するように設計された場合は、気密管の内部
を脱気Ｌ、別の場合は上述のような不活性保護がヌで充
填する。管ａυの内部の雰囲気の均一化を確保するため
に（１７Ａ）および（１７Ｂ）のところに点線で示した
ようにクランプ部（（７）中に貫流路を設け、これはク
ランプ部αｎｖ）まわシに均等に分布し丸形で配置する
。

第７図は、本発明の一つの実施態様の垂直断面図であり
、この場合、単一の気密保護ｔｕυの中に装備した複数
個の圧電セラミックスイツチング装置（１４−１）、（
１４−２＞および（１４−３）　　がある。本発明のこ
の実施態様では、気密管部ａυは管部ａｕヲベース（１
３にシールして、必曹な気密Ｖ−〜を形成する間に、圧
電セラミックスイツチング装置が、どんな熱くもさらさ
れないような方法でベース部（１２１にスポット溶接、
抵抗溶接、ワンショット溶接または冷溶接された導電性
金属から製作される０個々の撓み部（１５−１）、（１
５−２）および（１５−３）　　は各撓み装ａｔの各４
の圧電セラミックプレート素子に共通な単一の中央導１
！面（１５ｃ）を各４用いた形で第１図〜第４因に示す
撓み装置と全く同様に構成される。個々の撓み部（１５
−１）、（１５−２）および＜１５−３　’）　　の下
端は七れぞれ絶縁性クランプ棒（１７−１）、（１７−
２）および（１７−３）　　の各々のセットによってベ
ース部ｕ２１の上面に個別にクフンデされ、そのクラン
プ棒はベース部（ｌａ　Ｋ：　［ｉ！ｄ定される一体構
造の形で（発みプレート素子の下端をしつかリクフンプ
するようにねぢセット（図示せず）または陵肴剤または
その両方でベース部および撓み部＋１５１の下端に固定
される０本発明のこの実８Ｉす様では、それぞれクフン
デ部（１フー１）、（１７−２’）および（１７−３）
の曲に配置された各たわみ部の圧電セラミックプレート
素子の部分は外側の４電而をもたず、また予備分極され
ていない。その結果、撓み部のそれぞれの圧電セラミッ
クプレート素子のクフンプ部分は電気的に中性であり、
機械的に歪力をうけていない。予備分極および作動付勢
の電位差は、それぞれの上部予備分極たわみ部圧電プレ
ート素子（１３Ａ−１）、（１５Ｂ−１）　：　（１５
Ａ−２）、（１１５Ｂ−２）　　および（１５Ａ−３）
、（１５Ｂ−３）の外側に形成された外側の導電面（１
５Ｄ）および（１５Ｅ）に印加される。これは各機み部
の外側の導電面の下端に連結した一端をもち、金−ペー
ス部ｕ７Ｊ中の孔（このような孔はガフヌフリットまた
は適当な接着剤でシールされる）１に通じ、かつ下にあ
る絶縁軸（１２Ｉ）を通じて伸び、つぎに（１６Ａ−１
）、（１６Ｂ−１）　ｉ　（１６Ａ−２）、（１６Ｂ−
２）おｘ　□　（１６Ａ−３）、（１６Ｂ−３）　”１
’示す小さイ導ｌｃ性パッドのところで終るジャンパー
接＃線によって行なわれる。導電性パッドは、比較的平
坦な表面をもった表面装備の装置端子パッドを構成Ｌ、
回路板その他のシャシ一部の上に形成された仲間の導電
性パッドと適合するように設計され、その上に置かれて
、つぎに７ポツトまたは抵抗１＠接、導電性接着剤ま九
は他の適当な導電結合技術によって水入的に結合される
。表面装着装置およびその製作についてのもつと詳細な
説明の丸めには、１９Ｆ１４年２月９日発行の［エレク
トロニクスＪ　１１３〜１２４頁にのった「表面装着は
ＰＣ−ボードの舞台を変える」という記事を参照する。

同様に、各圧電セラミックスイツチング装置（１４−１
）　、（１４−２）および（１４−３）の固定接点のた
めの接点支持部ｒｌ）Ｏおよびａ９は、導Ｗ、性ペース
１１２＋、およびその下の絶縁部（１２Ｉ　’）にある
孔を通じて同様に伸び、圧電セラミックヌイッチング装
置の固定接点（２日−１）、（２９−１）；　（２Ｂ−
２）、（２９−２）および（２Ｂ−３＞、（２９−３）
の各々に電気的接続を与えるための表面ＢＩｉｌＲ装着
パッドのところで終る。

上述の構造的特性の他に、各々の嘩み都（１５−１）、
（１５−２１および（１５−３）　　は、外側の導電面
をもち、その導電面はポリイミドシロキサン共■（金物
のような構造的保護コーティング（１２Ｆ−１）　、　
（１５Ｆ−２）　　および（１５Ｆ−３）で撓み部の予
備分極された可動プレート素子部分をカバーする外側の
導電面をもち、この共重合物は、夫々の圧電セラミック
礒み型スイッチング装置の各々のためのすぐれたピンホ
ールのない表面受動化保護コーティングを提供するもの
である。しかＬ、真空嫁！＋Ｉ２１装置はｆｆ８造的保
護コーテイングによって与えられる追加の保護を委しな
いので第７図に示すように製作された装置が真空用境中
で稼動することになっている場合は、構造的保護コーテ
ィングは施さない。しかし装置を不ｔ？ｉ性ガスで充填
することになっている場合は、各撓み部に渦超的保護コ
ーティングを施こすのが望ましい。

第７図に示す複数スイッチング装置の実施態様の製作中
には、各圧電セラミック晴み型スイッチング装置（１４
−１＞、（１４−２）および（１４−３）の夫々がベー
ス＋１２に装′Ｊａされ、適切な接続導電路、ジャンパ
ー接続体および表面装置装置端子パッドが、上述のよう
に下方の絶縁面（１２Ｉ）を頭してそれに付与されて完
全なザブアセンブリーを形成Ｌ、それはつぎにさかさま
の鉢型の導電カバ一部１υの中にさしこまれる。この時
点で内部のＩＴＬ　ＩＦが圧電セラミックプレート素子
の物理特性に害のある高い値にまで上がらないようにし
ながら、導電ベース部（′ｔｚの上部の周囲の表面にヌ
ボット浴接、抵抗溶接、冷溶接または接ＴＩ！？によっ
て固定される。出来た気ｖ！７保護管ｆｌｉｔの内部は
つぎに電子管製造技術に公知の方法で、１０−１０トー
ルから１０　　）−ルの範囲の高真空度まで脱気するか
、不活性ガス雰囲気で充填する。七のあと、装置を圧’
！［セブミックデレート素子のキュー！Ｊ　　ＩＭｆｉ
のすぐ下の温埠：に上げ、たわみ部の各Ａの外側の導電
面に高い予備分極電位差を印加Ｌ、一方逆の１性または
アースの電位をｌ；■述の方法で各スイッチング装置＆
　（１４−１）、（１４−２）　　および（１４−３）
の中央４電而に印加する。この予（ｌｉｉｉ分瞳＋ｊＮ
理の間は、各圧電セラミックプレート素子を横切る予備
分砕′＋１！位差を別々に適切Ｋｍ整して、ｔｌ示のよ
うに、それで形成され之礫み部１１９がそれと共向作動
する固定接点（ト）およびＣ１０の各々との間の正確に
中央に位置するようにすることが望ましい。こうして予
備分極中に、最初に夫凌の喪み部（１５１を望みの中央
位ＲｔＣ配列することによって、全アセンブリーの製作
が完了したあとにそれぞれの撓み部を適切に配列するた
めの、それ以上の１１４々の！ｌ−４整は不曽である。

配列の曲、従来の位置ぎめ法を使っては不可能ではない
が非常に難しい、均等な空隙を測定するために光学法ま
たは芥砥法を使用できる。第７図に示すような三個のた
わみ型スイッチを単一の共通の式臂管保護環境中に備え
た複数圧電セラミックスイツチング装置は。

三相回路の各相に関して個別の一つｑつの圧電セラミッ
ク撓み型スイッチング装置が使えるので、三相交流シス
テムのような多相回路設備を流れる電流の調節に使うの
に理想的に適する。

第８図は二つの部分の気密管をもつ本発明のさらに別の
実施態様を図示する。第８図の二つの部分の管は、下部
のスリーブ部（ＩＩＢ）にはまってそれにシールされる
ように設計された開放の下端をもつ上部の逆立ちがラヌ
ジャ一部（１１Ａ）から成り、スリーブ部はスポットま
九は抵抗溶接々どによって金属ベースｕｚの上に采せら
れ、これに溶接または他の方法で固定される。

圧電セラミックスイツチング装＋’ｅａ４は、気密管（
１１Ａ）　、ＣＩＩＢ）　、　（１２１１７）内部に装
置さｎ、ｙｒ＜５ｍおよび第６図に示す本発明の実施態
様に使用される圧電セラミックスイツチング装置ｔｔ１
４ト類似の方法で構成される。したがって、各面の類似
の部品は同一の参照記号をつけてあり、構成と装盾上の
差異を指摘するための也は、それ以上説明はしない。

第８図の実施機種においては、圧電セラミックプレート
素子（１５Ａ）および（１５Ｂ）は、上部の予備分−し
た可動の撓み部分と下部の非分極部分（１５ＡＵＰ）　
　および（１５ＢＵＰ）　　を含み、プレート素子の非
分極部分の上部は、ベース部σ２の中央の孔に配置され
、かつ適切なガフヌフリットシー〜、接着剤または他の
類似のシーラントでそれに固定された絶縁性クランプ部
ａηの間にクランプされている。圧電セラミック素子の
非分極部分のクランプされた部分の下に、夫々非分極の
セラミック（１５ＡＵＰ　）　　および（１５ＢｔＪＰ
）　　の間に挾まれた部分の中に、中央の導電面（１５
Ｃ−１）または（１５Ｃ−２）の向い合った部分と共同
作動する導電面Ｇ′！Ｊおよび口によって適当なコンデ
ンサーが形成される。こうして出来たコンデンサーの上
に、夫々回路部品（ロ）および田が形成され、それは、
独立、ハイブリッド又は七ノリシック型の′＃４槓抵抗
抵抗体ヒユーズなどおよび／または適当なプリント導体
路で回路関係に接続された能動半導体装置のような受動
回路素子から成ることが出来る。こうして成立した回路
は、予備分極された撓みグレート素子（１５Ａ）または
（１５Ｂ）のための付勢回路の一部であってもよく。

また負荷電流スイッチ接点（２４Ａ）　、＠または（２
４Ｂ）、ｔａｔたけその両方に接続されたＵｆ！ｉｗＳ
素子の一部を成してもよい。本発明のこのＳ施態様では
、圧電セラミックブレート水子の非分極部分（１５ＡＵ
Ｐ）　　および（１５ＢＵＰ）　　上に形成されたｈ１
１足回路素子はベース部［２１の下に伸び、管（１１Ａ
）、（ＩＩＢ）およびペース部１１つの内部の保護雰囲
気の中には包まれないことに注意すべきである。

第５図の形におけるように、本発明の第８図の実施態様
は、中央の導電面（１５ｃｍ１）および（１５ｃｍ２）
　　は、二つの撓みプレート素子（１５Ａ　）および（
１５Ｂ）を一体構造にまとめるために絶縁性接膚剤を使
って互いに電気的に分離されるように出来、また多くの
本発明の実施態様においてセリである。撓みプレート素
子をこのように製作することにより、単一の中央導電面
だけを使つた場合にコンデンサー素子のおよび（至）の
間に起こるコンデンサーカップリングを減らすことが出
来る。この方法で、コンデンサー素子（３２１および田
から成る回路を、抵抗Ｃ（４１およびＣＧおよび／また
は掬ｐｌ舅声渦ｐメタ夛他の回路部品と最適に分離して
七のような部品から製作した二つの回路を相互に実質上
独立に作動できるようにすることが可能である。

第８因に示すような気密保護管をもった改良された圧電
セラミックスイツチング装置を製会している間に、まず
圧電セラミックスイッチング装置α尋が、同時出願の前
記米国特許出頃（ＧＥＤ−２０２４）に記載された方法
で製作され、つぎに前記の方法でペース部１１２上に装
着される。

ここでも固定接点支持部（＋８１および（１５）はペー
ス部（１２１の孔を通り、木切和書の初めに述べたよう
なガラスフリットシールまたは適切な接着剤によって適
切にシールされる。製造のこの時点で、またはそれに先
立って、ガラス管（ＩＬＡ）は、Ａυで示した適当なガ
ラスフリットシールで金属スリーブ部ＣＩＩＢ）にシー
ルされている。つぎに、結合した’ｔ（ｌＬＡ）、ＣＩ
ＩＢ）はベース部叩および圧電セラミックスイツチング
装＠Ｉのサブアセンブリーの上に載せられ、下部の金属
部ＣＩＩＢ）は、管内温度を圧電セラミック億み素子に
損傷を与える高い温度にまで上げずかつキューリー温度
をこえないような方法で、スポット溶接、抵抗溶接、冷
Ｉｖ接などによってベース部ＯＣＯまわりに溶接される
。

つぎに管（１１Ａ）、（ＩＩＢ）　、ｎ”；３ノ内部は
１０−１０ないし１０””’）−ルの高真空度に脱気さ
れ、真空管技術の当業者に公知の方法で密閉シールされ
る。脱気のあと、装置の温度を圧電セラミック撓みグレ
ート素子（１５Ａ　）および（１５Ｂ）のキューリー温
度のすぐ下の水準まで上け、導電面（１５Ｕ）、（１５
Ｃ−１）および（１５）３）、（１５ｃｍ２）に予備分
ｔｈ＜位を印加して、前述の方法で撓みグレート素子を
予備分極する。ここでも、予備分極中の本発明の他の実
施態様と同じように、固定接点（至）および（２）の間
に嘩み部（１５１を中央にもってくるのは、前述の方法
で印加した夫々の予備分極電位差の操作によって達成さ
れる。説明及び図面を簡単にするために、撓みグレート
素子および回路部品ω〜（至）に予備分礪および励起電
位差を与えるために必要な接続リードおよび端子は（３
）示しないが、実質的に本発明の第５図の実施態様に示
したような素子に相応する。

第９図は本発明の別の実施嘔様を因示Ｌ、この場合は複
数個の独立の圧電セラミック億み型スイッチング装置（
１４−１）　　、（１４−２）　　および（１４−３）
が二個の半分の鉢の形の部分（ＩＬＡ）、　（１１Ｂ）
および（ｌＬＡ’）、（ＩＩＢ’）　　で出来た気密保
護管内に装備されている。しかＬ、この本発明の複数装
置の実施態様では第７図の饗施態様と比べて、ただ一対
の固定接点ツおよびいと七のトの代りに要るだけである
。この構造上のｔＩＩ？ｅのため、スイッチング装置が
互いに独立して作動することが出来るように、夫々の撓
み部（１５−１）、（１５−２）　　および（１５−３
）　に印加される励起１「圧をプログラムすることが可
能である。例えば、成る作動化−ドでは、撓み部（１５
−１）　　は、固定接点の上にその可動接点（２４−１
）　　を閉路Ｌ、七のあと続いて、撓み部（１５−２）
　　が可動接点（２４−１）上にその可動接点（２４−
２）　　を閉絡Ｌ、つづいて撓み部（１５−３）　　を
駆動して撓み部（１５−２）の可動接点（２４−２）　
　上にその可＠接点（２４−３）を閉路することが出来
る。このようにゾログラＬされると、閉路された１！気
的岐路は固定接点のおよびその支持部ｕ９を通り、可動
接点個および撓み部（１５−１）　　の中央導電面（１
５ｃｍ１）を経て、可動接点（２４−２）　　および導
電面（１５ｃｍ２）を通り、可動接点（２４−３）　　
および、礫み部（１５−３）の中央導電面（１５ｃｍ３
）を経て供給されることがわかる。他の作動化−ドでは
、三個の撓み部（１５−１）、＜　１５−２　）　　お
よび（１５−３）　　全部が、固定接点□□□上に、回
路関係において、夫々の可動接点（２４−１）、（２４
−２）　　および（２４−３）　　を閉路することが出
来る。別の方法として、固定接点のおよび儂とは無関係
にその可動接点′？ｒ：各々互いｙｃ別々に、またはベ
アでまたは三個−しよに閉路するように選択的に励起Ｌ
、二つの異った分岐回路の閉路または三個の分岐回路閉
路を形成することも出来る。す々わち、第９図に示すよ
うに構造された複数スイッチ装置構造によってスイッチ
作動にかなりのＩｎ油性がつけられることがわかる。

本発明の第９図の実ｔｉａ様は、さらに二つの別々の半
分の鉢の形の部分（ＩＩＡ）　、　（１１Ｂ）および（
ｌ　ＩＡ’　）、（ＩＩＢ’）　　によって形成される
気密管の性質において第７図の実施態様と異なる。各半
分は、商品名ＵＬＴＥＭでポリニゲ−マイト材料から製
作されたゼネラルエレクトリック社の適当なデフスチッ
クでつにられた第−Ｆ：！Ｉ（１１Ａ）から成る。この
材料のＭｆｉは、第９図に示す半分の外型の管（ＩＩＡ
）、（ＩＩＢ）および（ＩＩＡ’）　、（ＩＩＢ’）　
　のような望ましい型に成型する前か、したあとに容易
に低コストで導電面（１１Ｂ）をコートできることであ
る。下半分の外型の部分（Ｉ］Ａ’）、ＣＩＩＢ’）　
　は導電面ＣＩＩＢ’）　　上に固定された絶縁性ベー
ス部（１２Ｉ）を含み、この導電面を通して導電リード
側、ａ９、（１５（１’−１）　、　（１５Ｃ−２）お
よび（１５Ｃ−３）のための絶縁性開孔がついており、
このリードは絶縁性ペース部（１２Ｉ　）の下部外面上
につにられ九表面装着装置パッドに接続されている。夫
々の圧＜構造み部（１５−１）、（１５−２）　　およ
び（１５−３）　　の外側１の導電面に予備分極および
励起電位差を供給するのに必要な、追加のリードおよび
端子パッドは、簡単化のためかつ図面をひどく複雑にし
々いため図示されてい身い。このような接続は第′１図
に関して示しかつ述べたのと類似している。

各々の圧電セラミック撓み部（１５−１）　　、　（１
５−２）および（１５−３）は、それらを一体構迫とし
て−しよに保持Ｌ、かつねじセット、接着剤または他の
類似の結合装ｆ！または結合剤によって各撓み部を絶縁
面（１１Ａ、’）　　に再び固定するために夫々の撓み
部（１５−１）、（１５−２）　　および（１５−３）
を通してねじセットまたは接着剤またはその両方によっ
て固定された絶縁性極部から成るクランプ手段（１７−
１）、（１７−２）　　および（１７−３）　　によっ
て二つの半分の外型の部分（ＩＩＡ）　、（ＩＩＢ）お
よび（ｌｌＡ’）、（ＩＩＢ’）　　から成る貿臂肯の
中に装着される。固定接点棒支持体（１８１および（１
！Ｊに沿って下半分の鉢状管に、この方法で撓み部を固
定したのち、撓み型スイッチング９　ｆｉ、’ｔの入っ
た下半分の外型のアセンブリーを上半分の鉢部（１１Ａ
）、ＣＩＩＢ）と合わせ、この二つけ七の範囲のまわり
で適当な接着剤で結合させて気密管をｊ形成する。コノ
管Ｈ４’に面（１ｉＢ）、（ＪＩＢ’）（７）りめ、ス
イッチング中に電流を流すスイッチ接点から出る好まし
くない電磁妨害ｇｌ（Ｂ、Ｍ、Ｌ　）の発射をも防止す
る。

密閉された気密保護管（１１Ａ　’）、（（１）３）お
よび（ＩＩＡ’）、（ｌＩＢ′）とともに管全体は高に
空に脱気するか、保襲小活性ガスで充填される。それ故
、管内の温度は圧゛直セラミックプレート素子のキュー
リーｆ品度の１ｄ下のレベ／ｌ／まで上げられ、ｉ〕？
Ｉ述の方法でプレート素子′ｆｔ１［ｉＩシて予備分極
電位を印加Ｌ、それによって撓みプレート素子を予備分
隊する。この場合も、他の実施態様と同様、予備分極の
間、予備分ＦＩＩＳ電位の値を調ｔｉｉ　ｔ。

で、相互の関係および端の撓みｉ　（２４−１）、（２
４−３）の可動接点と固定接点（至）、■の間の間隙に
関して、撓み部（１５−１）、（１５−２）　　および
（１５−３）が空間の中央に正確にくるようにする。

本発明の第９図の実施態様は、本発明によって可能なＨ
型の接触システムの長所を説明するのに特に（ＩＩｌｌ
ｔａがある。この場合、正常に中央に配置され付勢され
ない撓み部は正確にその電気的中性の位！！ｉまたはオ
フの条件で中央に位置して、一つの作動モードを与え、
ついで選択的に右か左へ動いて−に二つの作動セードを
与える。

Ｈａｌ！ｌ接触システムは本発明のこの実施頓様で提供
されるが、撓み部の反対側の圧ｉとプレート素子に逆電
圧を印加することなしにその予備分極された方向に圧電
結晶素子を励起することが尚かつ可能である。すなわち
、Ｈ型システムを中性の中立オフ位置とＬ、かつ自然（
予備分極方向の相で）付勢すると、撓み部の一方または
他方の圧電セラミックプレート素子を通じて逆の極性の
電界を与える必曹による長期間の＠動に１０″″・トー
ルに亘る高真空気に脱気するか、または窒素、またはア
ルゴンのような不活性保護ガスまたは六弗化硫（１）　
（ＳＦ６）のような高誘′直率のガヌで気密管を充填し
た気密保獲晋中に礫み部を装イイ３するため、予備分極
およびそのあとの付勢操作の両方にかなり高い電圧を用
いることが出来、これでずつと早いスイッチングの応答
と閉路中の接点に圧縮力を与えることが出来る。

木出頭のすべての図面に示されるスイッチングの構造で
与えられるＨ型スイッチングシステムのもう−りの特徴
は、倫理エラー、一時的または接触溶着などによる二つ
の負荷の同時作動の可能性の排除である。これは、本発
明によって可能な装置に付与されるよう１４Ｎオフ位置
を提供するためのりレーアーマチニア上の機械的復元力
をバランスさせるのが非常に難しい電磁リレー技術とは
対照的である。第９図について示され、述べられている
ように、従来の電磁作動スイッチおよびリレーでは達成
できないそのような構造によって、追加のスイッチング
七−ドが可能となる。第９図で、撓み励起および個々の
付与段陽の数に応じて種々の外的負荷が選択的に付勢さ
れ得る。多相回路のＭｌｉは、その付属した長所ととも
に単一の保護管に装備された多ｖ装置スイッチの明白な
応１０であシ、これによって他の位相に要する閉路時間
と無関係に各位相の閉路時間に独立のＦＡ顛を与えるこ
とが出来る。さらに、本発明を用いるシステムはフィン
電圧または電流ゼロ点または補足的転流モードに、スイ
ッチの開閉（またはその両方）を同期することを含める
ことが出来、また高効率サイクル用途の使用のためのｆ
ｆ１Ｊ６て高い性能の装置を可能にする。

第１０図は第９図の本発明の実施態様を改善して、気密
保護￥ｔ（ＩＩＡ）、（１１Ｂ）および（１話′）、（
ＩＩＢ’）　　内に圧電セラミックプレート素子の非分
極部分を（その上に装置した回路部品とともに）封入し
たものを図示している０本発明のこの改変においては、
ハウジングの下半分の鉢部絶縁性のデフスチツクまたは
ガラスの支持部６１１が来り、固定されており、これに
は支持部６１）の両側の雰囲気（ｔたは脱気空間）を等
しく味つために５２の点線で示した多数のｇｔ連通孔あ
けである。支持体６υの上には各々のクフンプ部のセッ
ト（１フー１）、（１７−２）および（１７−３）　　
によって夫々嘩み部（１５−１）、（１５−２’）およ
び（１５−３）が固定されている。クフンプ部の間に配
置されている夫々の撓み部（１５−１）、（１５−２）
および（１５−３）から成る圧電セラミックプレート素
子のそれらの部分および支持部６１１の下に伸ひるそれ
らの部分は分極されておらず、そのためそれらは電気的
に中性であり、かつ機械的に歪力を受けていない。これ
らの圧°ばグレート部の非分極部分の上に、コンデンサ
ー、抵抗ニレよび半導体装置のような他の受動および能
動回路素子などの夫々の回路部品が、第５図の本発明の
実施態様に関して述べたと同じ方法でｃ４２Ｌｃｉ、（
ロ）および（俄に示すように形成される。他の点で、第
１０図の本発明の実施態様は、第９図のものと類似Ｌ、
似た方法で製作され、同じ形に作動する。

第１０図においては、本発明の他の実施ａ様でなされた
ように、すべての・ＪｌＰ要な接続ジャンパー導電体、
プリント導電路、または撓みプレート素子への他の接続
体、回路部品および表面装着の装置端末パッドは、図面
を簡単化するために図示されていない。

前述の説明から、本発明が気密保護管内に封入した新規
な圧電セラミック電力スイッチング装置を可能とＬ、改
良された撓み性が装置に与えられることがわかる。この
改良された性質はたわみ力の増加をもたらＬ、また、撓
み部が駆動するスイッチング接点のための接点圧接力を
増加Ｌ、撓み部の父位を改良Ｌ、固定接点に対する撓み
部接点のｅｃＡの間隙づけを達成するための予備分極の
電圧を最適にＬ、かつ装置を封入した真空または保護ガ
ス雰囲気の高い誘電率のため、高覧圧におけるスイッチ
接点の作動能力を付与する。これらの特性および気層保
應管によって与えられる保護雰囲気のため、多数のスイ
ッチング装置を単一共通の管中に装備でき圧電セラミッ
クプレート素子の予（Ａｑ分一部分の構造的保護コーテ
ィングまたはカプセル化の必要性は除かれる。さらに、
安定彦アークの発生のための低１点をもった例−パナジ
ワム合金のよう表接点材料を使用して、スイッチング中
の電流チョップ（Ｍ、流消去）におけるｄｉ／ｄｔを減
らＬ、高電圧耐性を与えることが可能である。

これは、接点がその中で使用される保護雰囲気が接点開
路および電流消去での高電圧１酎性を与え、真空のよう
な非酸化性雰囲気中に接点を保持して低融点の接点を削
獲Ｌ、その接飲抵抗の変化を防ぐことで可１゛（Ｐにな
る。真空中または保護ガス雰囲気中で作動することで達
成される上述の高い絶縁耐力および他の特性のため、こ
のような装置では少くとも２（１０）０ポ〜ト／ミルの
電圧耐性が得られる。さらに、必曽に応じて撓み体のチ
ャージング、接点の閉路、撓み体のデイヌチャージング
、接点の開路および壜み体の逆神助動作のくりかえしの
タイミングが最適化される。

産業上の利用可能性 本発明は１０　　ないし１０　トールのオーダーの高真
空気に脱気出来るか、または？素、ｆ、アルゴン、ＳＦ
６表どのような不活性保護ガス）Ａ囲気で充填出来る気
密保４管内に装備された新規の改良された一群の圧電セ
ラミック電力スイッチング装置を提供するものである。

こうして製作されたスイッチング装置は、１柴、商業お
よび家（１用の用途に広範囲の璽カレベルに亘って使用
出来る。

気密保護管を使用Ｌ、本発明に従って構成された改良さ
れた圧７Ｅセラミック電カスイツチング装置の数々の実
施態様を説明したが、上記教示に照らして当業者が本発
明の他の改父形装に想到できることは明らかであると伯
じられる。

それ故、本発明の個々の実施態様については、添付の特
ｆｌ−請求のｙｉＡ囲に定められた本発明の範囲内にお
いて種々の変更が可能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による脱気した気密保護管内に圧電セラ
ミック撓み型スイッチング装はを封入してなる改良され
た圧電セラミック電力スイッチング構造の側面図、 第２図は第１（３）の圧電セラミック電力スイツチンク
Ｓ＆１ｕの部分圧ｔｆｉ凶、 第３図は気密保護管から取り出したｉ１図の圧電セラミ
ックスイツチング装置、ｆの拡大平面図、第３Ａ図は別
の爽施例の同様な拡大平面図、第４図は第３図の４−４
面にかける垂直断面図、 第５図は本発明の一つの好ましいｓｊ！施顔様として、
気密保護管内に撓み酸スイッチング装置を装青しクラン
プするのに使用Ｌ、スイッチング装置に′？！！接して
電気回路部品を支持するための１発み型スイッチング装
置から成る圧電セラミックプレート素子の非分極部分を
提供するようにしたものの縦断面図１、 第６図は鳴み型スイッチング装置が第５−に示した気′
！！ｆ保護管内に物理的にどのように片持ち状に装備さ
れクランプされているかを詳細に示す第５図の装置の拡
大部分１１ｒ而図。 第７図は全金属製の気密保護管内に装備され。 組立ての容易さのために表面装備型装置端子を備えた本
発明のさらに別の実施！裏様でさって、単一共通の気密
保護管内に装備された複数個の圧電セラミック障み型ス
イッチング装置を有するものの擺断面図、 第８図は本発明のさらに別の実施態様であって、この場
合は丸缶保＃ＩＷが金属製の装着スリーブ内に固定され
たガラス管から成り立っており、このスリーブは金属ベ
ース上に固定されており、また圧電セラミックプレート
素子がＸ＊保護管の外側に回路部品を装痛し支持するた
めの非公傷プレート部分を含むようにしたも０の縦断面
図、 ＠９図は屯（ａ放射シールダイングを与えるために導電
面でオーバーコートされたプラヌチツク材料で製作され
た単一の周辺丸缶保護管を使りた本発明のさらに別の実
施１諜様の長さ方向の断面図であり、この場合複ａ個の
スイッチング装置を気密管内にｉ備してなるもののＭＷ
１１面肉、そして 第１０図はｔｊＩＪ９自のそれに類似した本発明のさら
に別の実施態様であるが、この場合、管内に片持ち状に
撓み型スイッチング装置をクランプＬ、ｄ　（Ｑすると
ともに、その上にスイッチング装置と共用するスイッチ
ング回路から成る回路部品を装着する面を提供する非分
極部分を有する圧電セラミックプレート素子を複数組用
いたことにより、すべて単一の共通の気密管内に複数個
のスイッチングＳ！置を装備したものを示す縦■１面図
である。 （（１）・・・・・ガラス管 １１２＋・・・・・ベース部材 ■・・・・・圧電セラミックスイツチング表置ｔｔＳ＋
・・・・・扁み部材 （１５Ａ）、（１５Ｂ）・・・・・プレート素子（１５
ｃ）、（１５Ｄ）、（１５Ｅ）・・・・・導電面ｕｅ、
（ｌａＡ）、（１６Ｂ）　−−−・−７４子手ｄ（（７
）・・・・・クランプ平膜 ｕｓｅ、ａｓ・・・・・接点支持部材 ｒ２１Ｉ・・・・・憎結手段 ■、Ｇ・・・・・絶縁面 （２４１・・・・・４ｗ！、性キャップ■・・・・・絶
縁性キャップ ■・・・・・鋼編みベルト 勿・・・・・締結手段 ■、■・・・・・第２接点手段 持許出順大　　　ゼネヲ〜・エレクトリック・カンバニ
イ包代理人　新夾　畔部 イ悌１名→ ｊ７１　　　　　ｊｇ

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベース部材に固定支持され、内部を気密状に封閉
   した気密保護管と、 互いにサンドイッチ状に並置支持され予め分極処理され
   た一対の平担な圧電セラミックプレート素子を含む撓み
   部材からなり、前記プレート素子の各々がその内側及び
   外側において少くとも１層の内側導電面及び外側導電面
   を有するとともに、これらプレート素子に付勢電位を印
   加するための端子手段を有し、この撓み部材の両側に取
   付けられてこれを片持ち支持するためのクランプ手段に
   より全体が前記保護管内の前記ベース上に物理的に支持
   されており、前記クランプ手段によりクランプされた前
   記圧電セラミックプレート素子の部分を電気的中性及び
   機械的無歪みの状態に維持してなる少くとも１つの撓み
   型圧電セラミックスイッチング装置と、前記気密保護管
   内において前記撓み部材の可動端部により移動可能とし
   た第１の電気スイッチ接点手段と、 前記気密保護管内に取り付けられており、前記撓み部材
   を撓ませるべく前記圧電プレート素子の各１つに対し選
   択的に付勢電位を印加したときに、前記第１の電気スイ
   ッチ接点手段と選択的に係合して電流路を閉接するため
   の第２の電気スイッチ接点手段、及び、 前記第１及び第２の電気スイッチ接点手段の各々に接続
   された導電性リード手段であって、前記気密保護管の外
   側において前記ベース部材に支持された各端子手段まで
   のびていることにより、前記第１及び第２の電気スイッ
   チ接点手段を介して前記保護管の外側に位置する負荷に
   電流を選択的に供給するための前記各接点手段に対応す
   る導電性リード手段 を備えたことを特徴とする保護雰囲気中に形成された撓
   み型圧電セラミック電気スイッチング装置。
2. （２）１個の共通した気密保護管内に物理的に装備され
   た複数個の撓み型圧電セラミックスイッチング装置を有
   し、各装置がそれを通る負荷電流を制御するために、別
   々に作動しうることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載のスイッチング装置。
3. （３）共通の保護管内に装備された各撓み型圧電セラミ
   ックスイッチング装置が、それ自体の共同作動をする第
   １および第２の電気スイッチ接点手段を包含し、かつ共
   通の保護管内に装備された他のスイッチング装置とは独
   立して作動することを特徴とする特許請求の範囲第（２
   ）項記載のスイッチング装置。
4. （４）共通の保護管内に装備された撓み型圧電セラミッ
   クスイッチング装置が、選択的に、同じ共通保護管内に
   装備された他の選ばれたスイッチング装置と相互依存的
   に共同作動することが出来るようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（２）項記載のスイッチング装置。
5. （５）気密保護管が永久的に脱気され、装置の寿命期間
   を通じて高真空内に圧電セラミックスイッチング装置を
   保つことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（
   ２）項、第（３）項または第（４）項のいずれか１項記
   載のスイッチング装置。
6. （６）気密保護管が、撓み型圧電セラミックスイッチン
   グ装置の製造材料と化学的に共存できる不活性ガス雰囲
   気で満たされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項、第（２）項、第（３）項または第（４）項の
   いずれか１項記載のスイッチング装置。
7. （７）平坦な圧電セラミックプレート素子が、その予め
   分極した可動撓み部分から離れる方向に、クランプ手段
   を越えて伸びる非分極部分を持ち、それを電気的に中性
   で物理的歪みを受けない前記非分極状態に維持するとと
   もに、この圧電セラミックプレート素子の非分極部分に
   は、上記スイッチング装置と回路接続された受動回路素
   子および／または能動半導体装置からなる電気回路部品
   を支持したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載のスイッチング装置。
8. （８）圧電プレート素子の非分極部分およびそれに支持
   された前記電気回路部品が気密保護管内に配置されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（７）項記載のス
   イッチング装置。
9. （９）１個の共通の気密保護管内に装備された複数個の
   撓み型圧電セラミックスイッチング装置を有し、その各
   装置がそれを通る負荷電流を制御するために別々に作動
   しうることを特徴とする特許請求の範囲第（７）項記載
   のスイッチング装置。
10. （１０）圧電プレート素子の非分極部分およびそれに支
    持された前記電気回路部品が物理的に気密保護管内に位
    置していることを特徴とする特許請求の範囲第（９）項
    記載のスイッチング装置。
11. （１１）気密保護管が永久的に脱気され、装置の稼動寿
    命を通じて高真空内に圧電セラミックスイッチング装置
    を保つことを特徴とする特許請求の範囲第（７）項、第
    （８）項、第（９）項または第（１０）項のいずれかに
    記載のスイッチング装置。
12. （１２）気密保護管が、撓み型圧電セラミックスイッチ
    ング装置の製造材料と化学的に共存できる不活性ガス雰
    囲気で満たされていることを特徴とする特許請求の範囲
    第（７）項、第（８）項、第（９）項または第（１０）
    項のいずれかによるスイッチング装置。
13. （１３）ベース部材に固定支持され、内部を気密状に封
    閉した気密保護管と、 互いにサンドイッチ状に並置支持され予め 分極処理された一対の平坦な圧電セラミックプレート素
    子を含む撓み部材からなり、前記プレート素子の各々が
    その内側及び外側において少くとも１層の内側導電面及
    び外側導電面を有するとともに、これらプレート素子に
    付勢電位を印加するための端子手段を有し、この撓み部
    材の両側に取付けられてこれを片持ち支持するためのク
    ランプ手段により全体が前記保護管内の前記ベース上に
    物理的に支持されてなる少くとも１つの撓み型圧電セラ
    ミックスイッチング装置と、 前記気密保護管内において前記撓み部材の可動端部によ
    り移動可能とした第１の電気スイッチ接点手段と、 前記気密保護管内に取り付けられており、前記撓み部材
    を撓ませるべく前記圧電プレート素子の各１つに対し選
    択的に付勢電位を印加したときに、前記第１の電気スイ
    ッチ接点手段と選択的に係合して電流路を閉接するため
    の第２の電気スイッチ接点手段、及び、 前記第１及び第２の電気スイッチ接点手段の各々に接続
    された導電性リード手段であって、前記気密保護管の外
    側において前記ベース部材に支持された各端子手段まで
    のびていることにより、前記第１及び第２の電気スイッ
    チ接点手段を介して前記保護管の外側に位置する負荷に
    電流を選択的に供給するための前記各接点手段に対応す
    る導電性リード手段 を備えたことを特徴とする保護雰囲気中に形成された撓
    み型圧電セラミック電気スイッチング装置。
14. （１４）一個の共通の気密保護管内に物理的に装備され
    た複数個の撓み型圧電セラミックスイッチング装置を有
    し、その各装置がそれを通る負荷電流を制御するために
    、別々に作動しうることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１３）項記載のスイッチング装置。
15. （１５）共通の保護管内に装備された各撓み型圧電セラ
    ミックスイッチング装置が、それ自体の共同作動する第
    一および第二の電気スイッチ接触手段を包むとともに、
    前記共通の保護管内に装備された他のスイッチング装置
    とは独立して作動することを特徴とする特許請求の範囲
    第（１４）項記載のスイッチング装置。
16. （１６）共通の保護管内に装備された撓み型圧電セラミ
    ックスイッチング装置が、選択的に同じ共通の保護管内
    に装備された他の選ばれたスイッチング装置と、相互依
    存的に共同作動することが出来るようにしたことを特徴
    とする特許請求の範囲第（１４）項記載のスイッチング
    装置。
17. （１７）気密保護管が永久的に脱気され、装置の稼動寿
    命を通じて高真空内に圧電セラミックスイッチング装置
    を保つことを特徴とする特許請求の範囲第（１３）項、
    第（１４）項、第（１５）項または第（１６）項のいず
    れかに記載のスイッチング装置。
18. （１８）気密保護管が、撓み型圧電セラミックスイッチ
    ング装置の製造材料と化学的に共存できる不活性ガス雰
    囲気で満たされていることを特徴とする特許請求の範囲
    第（１３）項、第（１４）項、第（１５）項または第（
    １６）項のいずれかに記載のスイッチング装置。
19. （１９）可動撓み部によって開閉する共同作動する第１
    および第２の電気スイッチ接点のセットが銅−バナジウ
    ム合金で作られていることを特徴とする特許請求の範囲
    第（１）項、第（２）項、第（１３）項、または第（１
    ４）項のいずれかによる圧電セラミックスイッチング装
    置。
20. （２０）撓み型圧電駆動部が非励起状態において撓み部
    材に通常推定される中央位置の両側に作動でき、これに
    よって撓み部材が、それぞれの接点のセットを通じて伸
    びる少くとも二つの異なった別々の導電路を選択的に開
    閉するために、撓み部材の両側に配置された開閉電気接
    点の二つの異なったセットと共同作動することができる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）
    項、第（１３）項または第（１４）項のいずれかに記載
    の圧電セラミックスイッチング装置。
21. （２１）撓み型圧電駆動部が、非励起状態において撓み
    部に通常推定される中央位置の両側に作動でき、これに
    よって撓み部材がそれぞれの接点のセットを通じて伸び
    る少くとも二つの異なった別々の導電路を選択的に開閉
    するために、撓み部の両側に配置された開閉電気接点の
    二つの異なったセットと共同作動することができ可動の
    撓み部によって開閉する第１および第２の共同電気スイ
    ッチ接点のセットが、銅−バナジウム合金で作られてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２
    ）項、第（１３）項または第（１４）項のいずれかに記
    載の圧電セラミックスイッチング装置。
22. （２２）予め分極した、装置の可動撓み部分を含む圧電
    プレート素子部分が気密保護管内に装備した完全構造の
    形にスイッチング装置を組立てたあと、その場所で予め
    分極されたものであり、撓み部材によって駆動される前
    記第１の電気スイッチ接点手段が、撓み部材の各圧電プ
    レート素子に印加する前記予備分極電位差の相対的な大
    きさの調整によって第２の電気スイッチ接点手段に対し
    相対的に正確に位置づけされていることを特徴とする特
    許請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（１３）項ま
    たは第（１４）項記載の圧電セラミックスイッチング装
    置。
23. （２３）撓み型圧電駆動部が非励起状態において、撓み
    部材に通常推定される中央位置の両側に作動でき、これ
    によって撓み部材が、それぞれの接点のセットを通じて
    伸びる少くとも二つの異なった別々の導電路を選択的に
    開閉するために、撓み部材の両側に配置された開閉電気
    接点の二つの異なったセットと共同作動することができ
    、可動撓み部によって開閉する第１および第２の共同電
    気スイッチ接点のセットが、銅−バナジウム合金で作ら
    れており、予め分極した、装置の可動撓み部分を含む圧
    電プレート素子部分が気密保護管内に装備した完全構造
    の形にスイッチング装置を組立てたあと、その場所で予
    め分極されたものであり、撓み部材によって駆動される
    前記第１の電気スイッチ接点手段が、撓み部材の各圧電
    プレート素子へ印加された予備分極電位差の相対的な大
    きさの操作によって第２の電気スイッチ接点手段に対し
    、相対的に正確に位置づけされていることを特徴とする
    特許請求の範囲第（１３）項記載の圧電セラミックスイ
    ッチング装置。
24. （２４）撓み型圧電駆動部が非励起状態において、撓み
    部材に通常推定される中央位置の両側に作動でき、これ
    によって撓み部材が、それぞれの接点セットを通じて伸
    びる少くとも二つの異なった別々の導電路を選択的に開
    閉するために、撓み部材の両側に配置された開閉電気接
    点の二つの異なったセットと共同作動することができ、
    可動の撓み部材によって開閉する第１および第２の共同
    電気スイッチ接点のセットが、銅−バナジウム合金で作
    られており、予め分極した、装置の可動の撓み部材を含
    む圧電プレート素子部分が、気密保護管内に装備した完
    全構造の形にスイッチング装置を組み立てたあと、その
    場所で予め分極されたものであり、撓み部によって駆動
    される前記第１の電気スイッチ接点手段が、撓み部の各
    圧電プレート素子に印加された予備分極電位の相対的な
    大きさの調整によって、第２の電気スイッチ接点手段に
    対し、相対的に正確に位置づけされていることを特徴と
    する特許請求の範囲第（１）項記載の圧電セラミックス
    イッチング装置。
25. （２５）前記クランプ手段の下に配置された圧電セラミ
    ックプレート素子が、クランプ手段の下に配置された部
    分からずれた、外側導電面を有し、上記の内側および外
    側の導電面は、平板状の圧電プレート素子を所望の寸法
    に製作したあとに選択的に形成され、導電面の側縁は圧
    電セラミックプレート素子の側縁よりも引っ込め、これ
    によって圧電セラミック撓み部材の側縁のまわりの電圧
    歪耐性を向上させることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１）項記載のスイッチング装置。
26. （２６）前記クランプ手段の下に配置された圧電セラミ
    ックプレート素子が、クランプ手段の下に配置された部
    分からずれた外側の導電面を有し、上記の内側および外
    側の導電面は、平板状の圧電プレート素子を所望の寸法
    に製作したあとに選択的に形成され、導電面の側縁は圧
    電セラミックプレート素子の側縁よりも引っ込め、これ
    によって圧電セラミック撓み部材の側縁のまわりの電圧
    歪耐性を向上させることを特徴とする特許請求の範囲第
    （２）項記載のスイッチング装置。
27. （２７）気密保護管中の複数個の撓み型圧電セラミック
    スイッチング装置が接触面の長さＬ、巾Ｗとしてそれぞ
    れ適切なＬ／Ｗ比をもつように設計された、共同作動す
    る第１および第２の電気スイッチ接点の、対応するセッ
    トを有し、さらにこのＬ／Ｗ比は、前記共同接点のセッ
    トが、隣接のセットと相互に干渉しあわないように設定
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第（２６）
    項記載のスイッチング装置。
28. （２８）上記の中央および外側の導電面が、平板状の圧
    電プレート素子を所望の寸法に製作したあとに選択的に
    形成され、導電面の側縁は圧電セラミックプレート素子
    の側縁よりも引っ込め、これによって圧電セラミック撓
    み部材の側縁のまわりの電圧歪耐性を向上させることを
    特徴とする特許請求の範囲第（１３）項記載のスイッチ
    ング装置。
29. （２９）前記クランプ手段の下に配置された圧電セラミ
    ックプレート素子が、クランプ手段の下に配置された部
    分からずれた外側の導電面を有し、上記の内側および外
    側の導電面は、平板状の圧電プレート素子を所望の寸法
    に製作したあとに選択的に形成され、導電面の側縁は圧
    電セラミックプレート素子の側縁よりも引っ込め、これ
    によって圧電セラミック撓み部材の側縁のまわりの電圧
    歪耐性を向上させることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１４）項記載のスイッチング装置。
30. （３０）気密保護管中の複数個の撓み型圧電セラミック
    スイッチング装置が、Ｌを接触面の長さ、Ｗを巾として
    それぞれ適切なＬ／Ｗ比をもつように設計された、共同
    作動する第１および第２の電気スイッチ接点の、対応す
    るセットを有し、さらに前記Ｌ／Ｗ比を、共同作動する
    接点のセットが、隣接のセットと相互に干渉しあわない
    ように設定されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第（２９）項記載のスイッチング装置。
31. （３１）１）気密保護管内に装備され、密封シールされ
    た単一構造として圧電セラミックスイッチング装置の主
    要部材のすべての組立て製作を実質的に完了し、 ２）撓み部材の各圧電セラミックプレート素子に比較的
    高い値の予備分極電位を印加し、その間プレート素子を
    そのキューリー温度に近い温度に保って、圧電セラミッ
    ク材料の双極子の配向整列を達成し、同時に ３）撓み部材の各圧電セラミックプレート素子に印加さ
    れる予備分極電位の相対的な大きさを調節して、スイッ
    チング装置の固定された負荷電流スイッチ接点に対して
    、その上に装備された可動のスイッチ接点の位置を正確
    に決めるようにする； ことから成ることを特徴とする気密保護管内に入れられ
    た圧電セラミック撓み型スイッチング装置の可動圧電セ
    ラミック撓み部材を予め分極し、中心に合わせる方法。